(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にカッタヘッドを備えた前胴と、前胴部ジャッキを介して前胴に連結されると共に後部に後胴部ジャッキを備えた後胴と、後胴からトンネル後方に向い延びた反力伝達管と、反力伝達管に備えた反力部から径方向に張り出すことにより既設の覆工材の内周面に形成されている溝に係合するグリッパと、を備えたトンネル掘削機において、
前記グリッパの前記溝に係合する位置に、内部の中空部に流体を封入した均圧装置を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
前記グリッパは複数装備されており、各グリッパの前記溝に係合する位置に、前記均圧装置をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１のトンネル掘削機。
【請求項３】
前記グリッパは複数装備されており、各グリッパの前記溝に係合する位置に、前記均圧装置をそれぞれ備え、各均圧装置の中空部どうしを接続管により連結したことを特徴とする請求項１のトンネル掘削機。
【請求項４】
前記中空部に封入した流体の圧力が予め定めた許容圧力以上になると前記流体を中空部の外へ排出するリリーフ弁を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のトンネル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設覆工材の内壁面に対して推進反力をとるタイプのトンネル掘削機（シールド掘削機やトンネルボーリングマシンや立坑掘削機など）に関し、推進反力を均等な圧力で既設覆工材の内壁面に作用させることができるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
地山の掘削とセグメントの組立作業を並行作業（同時施工）にして施工能力を向上させたシールド掘削機が、本願出願人により、開発され先に出願された（特願平６−２５３３９０号）。詳細構成は本発明の実施例と共に後述するが、このタイプのシールド掘削機の概略を説明する。このタイプのシールド掘削機では、後胴部からトンネル後方に向い延びた反力伝達管に反力部が備えられており、この反力部にグリッパが備えられている。反力を支持するときにはグリッパが径方向に張り出し、既設のセグメントの内周面に形成されたセグメント凹部（溝）に、前記グリパが係合する。このグリッパとセグメント凹部の係合により反力支持をしている。このようにして反力支持をしているときに掘進とセグメント覆工を並行して行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記従来技術では、グリッパとセグメント凹部とを、円周方向全面において均等に接触させることは困難であり、安定した掘進が防げられるおそれがあった。また不均等に片当りすると、過大な接触力によりセグメントの破損等が生じることがあった。このような事態は、掘進中に切羽部での掘進反力（推力，回転力など）が変動して掘削機が多少振れたときなどに生じやすい。
【０００４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、セグメント凹部のように精度のあまりよくない既設覆工材内周面の溝に、グリッパを均等に接触させることのできるトンネル掘削機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、先端にカッタヘッドを備えた前胴と、前胴部ジャッキを介して前胴に連結されると共に後部に後胴部ジャッキを備えた後胴と、後胴からトンネル後方に向い延びた反力伝達管と、反力伝達管に備えた反力部から径方向に張り出すことにより既設の覆工材の内周面に形成されている溝に係合するグリッパと、を備えたトンネル掘削機において、
前記グリッパの前記溝に係合する位置に、内部の中空部に流体を封入した均圧装置を備えたことを特徴とする。
【０００６】
また本発明の構成は、前記グリッパは複数装備されており、各グリッパの前記溝に係合する位置に、前記均圧装置をそれぞれ備えたことを特徴とする。
【０００７】
また本発明の構成は、前記グリッパは複数装備されており、各グリッパの前記溝に係合する位置に、前記均圧装置をそれぞれ備え、各均圧装置の中空部どうしを接続管により連結したことを特徴とする。
【０００８】
また本発明の構成は、前記中空部に封入した流体の圧力が予め定めた許容圧力以上になると前記流体を中空部の外へ排出するリリーフ弁を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明ではグリッパが既設覆工材内周面の溝に係合していく際に、弾性体が変形していくので、グリッパと溝との接触圧が全円周において均等になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の第１実施例に係るシールド掘削機を示す構成図、第２は第１実施例を一部破断して示す斜視図である。このシールド掘削機は、セグメント内壁面に対して推進反力を採る形式のシールド掘削機である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、カッタを配設したカッタヘッド１を持つ前胴２と、後胴３とは、前胴部ジャッキ４により接続されている。後胴３には後胴部ジャッキ５が取り付けられている。更に後胴３からはトンネル後方に向い反力伝達管兼エレクタ旋回軸８が延びており、反力伝達管兼エレクタ旋回軸８の後端の反力部９にはグリッパ１０が装備されている。グリッパ１０は複数（本例では４個）備えられており、反力部９から径方向に放射状に張り出すことができる。
【００１３】
反力伝達管兼エレクタ旋回軸８には、エレクタ１２が搭載されており、セグメント供給装置７により供給されたセグメント６は、エレクタ１２により搬送・覆工されトンネルとして組み立てられる。セグメント６の内周壁には反力受け用のセグメント凹部（溝）１５ａとセグメント凸部１５が設けられている。なお１１は真円保持装置である。
【００１４】
また図３に示すように、各グリッパ１０の周面には周方向に伸びるリング状のグリッパ凹部１０ａが形成されており、このグリッパ凹部１０ａは、前記セグメント凸部１５が嵌入する凹部形状となっている。このグリッパ凹部１０ａのうちセグメント凹部１５ａと係合する部位には、均圧装置としての弾性体１３が取り付けられている。この弾性体１３の中には中空部１６があり、この中空部１６の中には油等の流体が満たされている。
【００１５】
更に図４に示すように４つの弾性体１３の中空部１６どうしは、接続管１４により連結され同一系統になっている。同一系統になった中空部１６及び接続管１４の系統には、圧力計１７及びリリーフ弁１８が備えられている。
【００１６】
ここで、上述した構成となっている第１実施例の動作について説明する。このタイプのシールド掘削機では、先に出願した特願平６−２５３３９０号にも記載したように、後胴部ジャッキ５を組立済のセグメント６の端面に押し当てておき、前胴部ジャッキ４を伸ばしつつカッタヘッド１により掘進している間に、後胴部ジャッキ５のうち数本づつを順に縮め、縮めてあいた空間に、エレクタ１２によりセグメント６を順次組み立てていく。このため地山の掘削とセグメント６の組立作業を並行作業（同時施工）でき、施工能率が著しく向上する。後胴部ジャッキ５のうち数本を縮めているときには、反力部９のグリッパ１０を張り出し、グリッパ１０が組立済のセグメンゴ６のセグメント凹部１５ａに係合することにより反力支持をしている。
【００１７】
グリッパ１０をセグメント凹部１５ａに係合させる場合、グリッパ１０とセグメント６との間に形成される隙間の寸法は、図５に示すように、場所によって異なり、例えばある場所の隙間寸法はδ1となり、他の場所の隙間寸法はδ2となる。
【００１８】
グリッパ１０をセグメント凹部１５ａに押し付けていくと、弾性体１３は、各場所の隙間に応じてそれぞれ変形していく。弾性体１３は内部に中空部１６があるので変形しやすい。また各中空部１６は接続管１４により連結されているため、各弾性体１３の変形量が異なっていても、各中空部１６内の流体の圧力は等しくなる。このようにして円周方向に沿い配置した弾性体１３が、各部の隙間に応じて変形・追従していくため、グリッパ１０とセグメント凹部１５ａは片当りすることなく略均等に接触して推力を伝達することができる。したがって安定した掘削ができると共に、セグメント６の破損等を生じることはない。
【００１９】
また、セグメント６が耐えうる限界接触圧力を定め、リリーフ弁１８の設定圧を前記限界接触圧力にしておけば、推力が異常に大きくなる場合でも、中空部１６に閉じ込められた流体をリリーフすることで、破損の発生を防止することができる。
【００２０】
次に本発明の第２実施例を、図６を参照して説明する。第２実施例ではグリッパ１０に備えられた４つの弾性体１３の中空部１６を連結することなく独立させている。各中空部１６には、推力とバランスする閉じ込め圧力で流体が封入されており、各中空部１６にそれぞれ圧力計１７及びリリーフ弁１８が備えられている。他の部分の構成は第１実施例と同じである。
【００２１】
第２実施例では中空部１６に封入する流体の閉じ込め圧力とリリーフ弁１８のリリーフ圧を設定することにより、推力とバランスした接触圧が得られる。また第１実施例と同様に、均等に接触して推力を伝達することができる。
【００２２】
次に本発明の第３実施例に用いる、均圧装置である弾性体１３を、図７に示す。この弾性体１３は取付金具１９を介してグリッパ１０に結合されている。そして取付金具１９に形成した加圧口２０を通して、弾性体１３の中空部１６に対して加圧流体を出入させている。
弾性体１３の周囲は、グリッパ１０の表面やセグメント凹部１５ａの溝側面で
覆われるため、中空部１６の内部の流体圧をきわめて大きくすることができる。
【００２３】
なお、グリッパ１０の出し入れの容易さを考慮し、セグメント凹部１５ａの溝のテーパ角度は２０°±５°としている。
【００２４】
【発明の効果】
以上実施例と共に具体的に説明したように本発明によれば、グリッパの既設覆工材内壁面の溝（セグメント凹部）に係合する部分に均圧装置を備えたので、グリッパと覆工材とが均等に接触し、推力のスムーズな伝達が可能になり、安定した掘進ができる。
【００２５】
また均圧装置を備えたので、既設覆工材に片当りすることがなく、片当りによる覆工材の破損を防止できる。
【００２６】
更にリリーフ弁を用いたことにより、推力が異常に大きくなった場合でも、覆工材の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係るシールド掘削機を示す構成図。
【図２】  第１実施例のシールド掘削機を一部破断して示す斜視図。
【図３】  第１実施例に備えた均圧装置（弾性体）を示す断面図。
【図４】  第１実施例の要部を示す構成図。
【図５】  グリッパとセグメントとの隙間状態を示す説明図。
【図６】  本発明の第２実施例に係るシールド掘削機の要部を示す構成図。
【図７】  本発明の第３実施例の均圧装置（弾性体）を示す断面図。
【符号の説明】
１  カッタヘッド
２  前胴
３  後胴
４  前胴部ジャッキ
５  後胴部ジャッキ
６  セグメント
７  セグメント供給装置
８  反力伝達管兼エレクタ旋回軸
９  反力部
１０  グリッパ
１０ａ  グリッパ凹部
１１  真円保持装置
１２  エレクタ
１３  弾性体（均圧装置）
１４  接続管
１５  セグメント凸部
１５ａ  セグメント凹部（溝）
１６  中空部
１７  圧力計
１８  リリーフ弁
１９  取付金具
２０  加圧口
【図１】
0003716023.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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