JPH0650036B2 - シ−ルド掘進機のテ−ルクリアランス計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はシールド掘進機のテール部においてスキンプレ
ートとセグメントとの間のクリアランスを自動的に計測
し得るシールド掘進機のテールクリアランス計測装置に
関する。

「従来の技術およびその問題点」 シールド掘進機を用いた掘削において、テールクリアラ
ンス（テール部のスキンプレートとセグメントとの間の
クリアランス）は、シールド掘進機自体の姿勢制御の
際のシールドジヤッキの位置選択の判断データとして、
曲線施工時のテーパセグメントの採否判断データとし
て、また、浮力影響の判断データとしてそれぞれ必要
とされ、従来、このクリアランスの測定は、掘進終了時
や休止時またはセグメント組立終了時に、天・地・左・
右についてそれぞれ人手により行っているのが実情であ
る。

ところが、このような人手による測定方法であると、次
のような欠点を伴う。

すなわち、 (1)中型あるいは大型口径のシールド掘進機の場合、計
測の都度、足場を確保し計測後それを解体しなければな
らず面倒である、 (2)上部、および左右の計測では、作業者が不自然な姿
勢を強いられて危険となる、 (3)計測箇所が隅部であるため、正視が難しく測定誤差
が大に成りがちとなる、 という欠点である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、テールクリ
アランス計測の自動化が計れ、計測のための足場を確保
する必要がなく、作業者の危険性をなくすることがて
き、さらに、比較的正確な測定が行えるシールド掘進機
のテールクリアランス計測装置を提供することを目的と
する。

「問題点を解決するための手段」 本発明では係る目的を達成するために、スキンプレート
に取り付けられ自由状態でそれ自体の弾性作用によって
一端がセグメントに当接するように配された付勢部材
と、付勢部材のセグメントに当接する先端に、一端が該
付勢部材先端の付勢方向と同じ方向を向くように取り付
けられたワイヤと、該ワイヤの他端側に取り付けられて
ワイヤの長さ方向の移動量を計測しそれを電気信号に変
換して出力する測長機と、前記ワイヤを付勢部材に抗し
て測長機側に引っ張って計測休止状態とさせる休止手段
とを備えた構成とした。

「作用」 掘進時およびセグメント組立時には休止手段が働き、付
勢部材の先端は後退させられてセグメントに接触せず測
定は行なわれない。この場合、シールドジヤッキアップ
およびセグメントの組立は支障なく行なわれる。

計測を行う時は休止手段を解除する。付勢部材は自身の
弾性作用によって変形しその先端がセグメントに接触す
る。これと同時に付勢部材の先端に連結されているワイ
ヤがその長さ方向に移動し、その移動量は測長機によっ
て計測されて電気信号として出力される。この出力信号
を適宜補償し表示信号あるいは自動制御信号として利用
する。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図〜第５図を参照して説
明する。

第１図は本発明が適用されたシールド掘進機の該略構成
を示す縦断側面図、第２図は第１図のII−II線矢視図、
第３図は要部拡大図である。

これらの図において符号１は円筒状のスキンプレートを
示し、その内部にはシールドジヤッキ２が周方向に複数
設けられている。シールドジヤッキ２は順次掘進方向に
足されるセグメント３の前端（図中左端）をスプレツダ
４で押圧し、その反力でスキンプレート１に推力を与え
るものである。

シールド掘進機は、前端において回転駆動される回転ド
ラムに取り付けられた掘削ビット（共に図示せず）によ
り地山土砂を掘削しながら掘進するものであり、掘削さ
れた土砂はエレクタ５の後方に連設されたコンベア装置
に移され、該コンベア装置によって後方へ排出される。

６はスキンプレート１の後端とセグメント３との間をシ
ールするテールシール、また、７はテールシール保護用
のリングである。

８はセグメント浮かしであり、これはスキンプレート１
の下部内周に互いに適宜間隔を明けて配されるもので、
セグメント３をスキンプレート１から若干浮かした状態
に支持し、セグメント３とスキンプレート１とを同心状
に保持するものである。

以上の構成は従来のものと基本的に同一構成であり、本
発明にかかるシールド掘進機の特徴は以下の構成にあ
る。

すなわち、図に示すシールド掘進機のテール部には天地
左右の４箇所にテールクリアランス計測装置が取り付け
られている（図では地部分の装置のみが示されてい
る）。このテールクリアランス計測装置について第２図
〜第４図を参照して詳細に説明すると、スキンプレート
１の内周にはバネ板１０が、セグメント浮かし８の間に
位置して取り付けられている。バネ板１０は全体がコ字
状に形成されたもので、互いに平行に配置された両脚部
１１、１１と、それらの一端を互いに連結する連結部１
２とから構成され、バネ板１０は脚部１１の先端の折曲
部分１０ａが螺子止めされることでスキンプレート１に
固定されている。そして、バネ板１０は自由状態におい
て連結部１２の先端の連結部先端１２ａがセグメント３
に接触するよう、それ自体の弾性作用によって第３図中
脚部１１の折曲点Ｘを中心として反時計方向へ回動する
ように成っている。

バネ板１０の連結部先端１２ａにはワイヤ１３の一端
が、バネ板１２の連結部先端１２ａの付勢方向と同じ方
向（上下方向）を向くように連結されている。ワイヤ１
３の他端側はバネ板１０の連結部先端１２ａの真下に対
応するスキンプレート位置に取り付けられた第１のロー
ラ１４を介して水平方向前方（第３図左方）へ延びるよ
うに方向を変えられ、さらに、スキンプレート１の所定
箇所に取り付けられた第２のローラ１５を介して上方へ
延びるよう方向を変えられている。

そして、このワイヤ１３の他側は測長機１６につながれ
ている。測長機１６はスキンプレート１から延びる図示
せぬステーによって固定された取り付け板１７に固定さ
れている（第４図参照）。測長機１６にはエンコーダが
内蔵されており、引き出されるワイヤの長さに応じた計
測値を電気信号をもって外部に出力し得るように成って
いる。またこの測長機１６は、スプレッダ４の動きやセ
グメント３の組立に支障にならない場所、例えばシール
ドジヤッキ２の間に配置されている。

ワイヤ１３の途中には該ワイヤ１３をバネ板１０の付勢
力に抗して測長機１６側へ引っ張り、ワイヤ１３の一側
をセグメント３から離間させてセグメント３とスキンプ
レート１との間のクリアランス計測を休止させる休止手
段１８が設けられている。休止手段１８は、ワイヤ１３
に取り付けられた鉄片１９と、測長機１６の近傍に配さ
れかつその中空部に前記ワイヤ１３が挿通される磁気コ
イル２０と、必要に応じて磁気コイル２０に通電し該磁
気コイル２０を励磁させるコイル制御器（図示せず）か
ら成っている。

次に、上記構成のシールド掘進機のテールクリアランス
測定装置の作用について説明する。

掘進時あるいはセグメント組立時においては、休止手段
１８によりクリアランス計測を休止させる。すなわち、
磁気コイル２０を励磁させて鉄片１９を吸着し、ワイヤ
１３をその長さ方向測長機１６側へ引っ張る。バネ板１
０の一端はワイヤ１３に引かれてセグメント３に接触し
ないよう保持され、かつワイヤ１３の一端も同時にセグ
メント３に接触しないよう保持される。この状態におい
て、スプレッダ４の移動およびセグメント３の組立は支
障なく行なわれる。

一方、クリアランス計測時には磁気コイル２０への通電
を断つ。すると、ワイヤ１３はバネ板１０の弾性作用に
よって引かれ、その一端がセグメント３に接触するまで
引き出される。この時のワイヤ１３の移動量（第３図中
₁−₂）は、測長機１６で計測されて電気信号の形で
出力される。そして、この電気信号は演算器により適宜
補償された後、表示信号あるいは自動制御信号と利用さ
れる。上記ワイヤ１３の移動量₁−₂はスキンプレー
ト１とセグメント３との実際のクリアランスとは異なる
が、演算器に入力された際予め組み込まれたプログラム
によってテールクリアランスに補償される。

磁気コイル２０への通電は、シールドジヤッキ２の操作
回路およびエレクタ操作回路からインターロックをと
り、掘進中またはセグメント組立中に行なわれるように
する。すなわち、掘進中またはセグメント組立中では常
にワイヤ１３を引き戻した状態とし、バネ板１０の連結
部先端１２ａおよびワイヤ１３の一端がセグメント浮か
し８の上面より上側へ突出しないようにする。

また、上記テールクリアランス計測装置から得られる情
報に基づきシールド掘進機によって掘進する具体的な方
法について第５図(a)〜(d)を参照しながら説明する。

第５図(a)に示すように直進状態で掘進する場合には、
左右のテールクリアランスＬ₁、Ｌ₂が同じ値となるよう
掘り進む。

第５図(b)に示すように右にカーブするときは、左側の
テールクリアランスＬ₁が右側のテールクリアランスＬ₂
より小であることが条件となる。

これは、逆の場合、すなわち第５図(c)に示すように左
側のテールクリアランスＬ₁が右側のテールクリアラン
スＬ₂より大の場合、テーパセグメント２３をセット
し、ジヤッキ推力を掛けると、反力により左側のセグメ
ント３ａが外側へ移動し正確な施工が行えなくなるのに
対し、第５図(b)のような場合では、左側のセグメント
が外側にずれようとする場合、セグメント自体が地山に
支持されその移動が押さえられるからである。

第５図(c)のような場合には、第５図(d)に示すように一
旦逆テーパセグメント２４をセットし、左側のテーパク
リアランスＬ₁を右側のテーパクリアランスＬ₂より小に
させた後、通常のテーパセグメントをセットして施工す
ればよい。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、以下の優れた効果
を奏する。

テールクリアランスの計測を足場を組むことなく任意
の箇所例えば天地左右の４箇所において、同時かつ安全
に、高精度でしかも短時間の間で行うことができる。

計測データが電気信号として外部に取り出すことがで
きるため、自動姿勢制御への入力データとして利用で
き、シールド掘進機の効果的な姿勢制御ができる。

測長機と測定点とをワイヤによりつないでいるため、
測長機や計測停止手段をシールド掘進機内の任意の箇所
に配置できる。

付勢部材によりワイヤを引っ張ることでテールクリア
ランスを計測する構成であり、部品点数が少なくて済
み、かつ純機械的な構成であるためメンテナンスが容易
に行える。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はシールド掘進
機内部の概略構成を示す縦断面図、第２図は第１図のII
−II線に沿う矢視図、第３図は要部断面図、第４図は要
部の斜視図、第５図(a)〜(d)はシールド掘進機の掘進状
態を示す説明図である。 １……スキンプレート、２……シールドジヤッキ、３…
…セグメント、６……テールシール、１０……バネ板、
１３……ワイヤ、１６……測長機、１８……休止手段、
１９……鉄片、２０……磁気コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機のテール部においてスキン
   プレートとセグメントとの間のクリアランスを計測する
   装置であって、 スキンプレートに取り付けられ自由状態でそれ自体の弾
   性作用によって一端がセグメントに当接するように配さ
   れた付勢部材と、付勢部材のセグメントに当接する先端
   に、一端が該付勢部材先端の付勢方向と同じ方向を向く
   ように取り付けられたワイヤと、該ワイヤの他端側に取
   り付けられてワイヤの長さ方向の移動量を計測しそれを
   電気信号に変換して出力する測長機と、前記ワイヤを付
   勢部材に抗して測長機側に引っ張って計測休止状態とさ
   せる休止手段とを備えて成るシールド掘進機のテールク
   リアランス計測装置。