(57)【要約】【課題】曲進区間においてセグメントを均等な押圧力で形状保持可能な真円保持装置を提供すること、スペースの面で有利で且つ製作費の面で有利な真円保持装置を提供することである。【解決手段】この真円保持装置(10)は、シールド掘進機(1)で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメント(S)の内面を押圧して形状保持する真円保持装置(10)において、シールド掘進機軸心と平行方向に延びる支持部材(3)上を移動可能な左右１対の移動台(20)と、１対の移動台(20)に夫々立設された上下に伸縮可能な左右1対の伸縮コラム(30)と、１対の伸縮コラム(30)の上端部に亙って架設された上部アーチ(40)と、１対の伸縮コラム(30)の上端部を、上部アーチ(40)にシールド掘進機軸心と平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右１対のピン結合機構(50)と、左右１対の伸縮コラム(30)が鉛直姿勢になるように付勢する左右１対の付勢機構(60)とを備えている。【選択図】 図２
2014101631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメントの内面を押圧して形状保持する真円保持装置において、
シールド掘進機軸心と平行方向に延びる支持部材上を移動可能な左右１対の移動台と、
前記１対の移動台に夫々立設された上下に伸縮可能な左右1対の伸縮コラムと、
前記1対の伸縮コラムの上端部に亙って架設された上部アーチと、
前記1対の伸縮コラムの上端部を、上部アーチにシールド掘進機軸心と平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右１対のピン結合機構と、
前記１対の伸縮コラムが鉛直姿勢になるように付勢する左右１対の付勢手段と、
を備えたことを特徴とする真円保持装置。
【請求項２】
前記各付勢手段は、上端部が上部アーチに固定されて下方へ延びるアーム部材と、このアーム部材の下端部の左右両側に水平に対向状に配設された１対のスプリング手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の真円保持装置。
【請求項３】
前記各伸縮コラムは、前記移動台に固定された内筒部材と、この内筒部材に上方から伸縮自在に外嵌され且つ前記ピン結合機構に連結された外筒部材と、内筒部材と外筒部材の内部に配置されて外筒部材を昇降駆動可能な油圧シリンダとを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の真円保持装置。
【請求項４】
前記各移動台は前記支持部材に固定されたレール上を転動可能な前後１対の遊転輪を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の真円保持装置。
【請求項５】
前記各ピン結合機構は、球面軸受けを備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の真円保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメントの内面を押圧して形状保持する真円保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメントの内面を押圧して真円形状に保持する真円保持装置は、少なくとも、左右１対の伸縮コラムと、これらコラムの上端部間に架着された上部アーチとを備えている。
トンネルを直進状に掘進する際には、上部アーチの縦中心線（又は外径中心）とトンネルの縦中心線（又は軸心）とが一致した状態になる。しかし、トンネルを湾曲状に掘進する曲進区間においては、上部アーチの縦中心線に対してトンネルの縦中心線がズレていく。例えば、左方へ曲進する場合には、上部アーチの縦中心線に対してトンネルの縦中心線が左方へズレていき、右方へ曲進する場合にはその反対になる。この上部アーチの縦中心線に対するトンネル縦中心線のズレに対処可能な種々の真円保持装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載のセグメントの真円保持装置においては、支持部材（架設フレーム２)上の左右１対のレール２ａ上に左右１対の支持台車４Ｒ，４Ｌが前後方向に移動自在に配設され、左右の支持台車４Ｒ，４Ｌに伸縮ジャッキ９Ｒ，９Ｌにより上下に伸縮される伸縮コラム７Ｒ，７Ｌが立設されている。円弧状のフレームを中央で左右に分割した分割保持フレーム２４Ｒ，２４Ｌが伸縮コラム７Ｒ，７Ｌの上側に配設されている。
分割保持フレーム２４Ｒの右端部が伸縮コラム７Ｒの上端の受け台２１Ｒの右端部にピン結合され、受け台２１Ｒの左端部と分割保持フレーム２４Ｒとを傾動ジャッキ２５Ｒで連結し、分割保持フレーム２４Ｒをピン結合を中心として傾動可能に構成している。同様に、分割保持フレーム２４Ｌの左端部が伸縮コラム７Ｌの上端の受け台２１Ｌの左端部にピン結合され、受け台２１Ｌの右端部と分割保持フレーム２４Ｌとを傾動ジャッキ２５Ｌで連結し、分割保持フレーム２４Ｌをピン結合を中心として傾動可能に構成している。  
【０００４】
特許文献２に記載の形状保持装置においては、張出し台上の左右１対のレールに沿って移動自在の左右１対の伸縮部材（外筒と内筒と油圧ジャッキ）の上端に円弧状のスプレッダを架着し、スプレッダの左右の両端部を対応する伸縮部材に対して左右方向へ移動自在に連結支持すると共に、スプレッダの左右の端部を左右方向へスライド移動させる左右１対のスライドジャッキを設けている。トンネルの曲進区間を掘進する際には、左右のスライドジャッキによってスプレッダの左右方向位置を調節して、トンネル掘進機の縦中心線とスプレッダの縦中心線とを一致させるように構成している。尚、前記スライドジャッキの代わりに、圧縮バネを採用した例も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２０００−１９２７９３号公報
【特許文献２】特開平２００１−１１５７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のセグメントの真円保持装置においては、各伸縮コラムの上端側に、受け台と傾動ジャッキを装備するため、それらの配置のために大きなスペースが必要になり、狭隘なトンネル掘進機内の機器配置の面で不利であり、製作費も高価になる。
また、左右の分割保持フレームの外径の中心が一致するとは限らず、真円状に形状保持できるとは限らないという問題もある。しかも、左右の分割保持フレームは連結されていないため、伸縮コラムと分割保持フレームの自立性を確保するためには、支持台車の構成が複雑化し大型化し、製作費も高価になるという問題もある。
【０００７】
特許文献２の形状保持装置においては、伸縮部材の上端に左右幅の大きな取付ブラケットやスライドジャッキを装備するため、それらの配置のために大きなスペースが必要であり、狭隘なトンネル掘進機内に機器配置の面で不利である。そして、スプレッダの端部を左右方向へ移動自在に案内支持する為のスライドジャッキやガイド機構等の製作費も高価になる。
【０００８】
また、セグメントの縦中心線とスプレッダの縦中心線とが一致するように左右のスライドジャッキのストロークを精密に制御しない場合には、片方の内筒に偏荷重が作用して形状保持装置が変形してしまう虞がある。しかも、直進、曲進に関わらず、セグメントの縦中心線とスプレッタの縦中心線がずれる度に、左右のスライドジャッキを介してスプレッダの左右方向位置を調整しなければならないため、作業能率が低下する。
本発明の目的は、曲進区間においてセグメントを均等な押圧力で形状保持可能な真円保持装置を提供すること、スペースの面で有利で且つ製作費の面で有利な真円保持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の真円保持装置は、シールド掘進機で掘削されたトンネル内面にリング状に覆工されたセグメントの内面を押圧して形状保持する真円保持装置において、シールド掘進機軸心と平行方向に延びる支持部材上を移動可能な左右１対の移動台と、前記１対の移動台に夫々立設された上下に伸縮可能な左右1対の伸縮コラムと、前記１対の伸縮コラムの上端部に亙って架設された上部アーチと、前記１対の伸縮コラムの上端部を、上部アーチにシールド掘進機軸心と平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右１対のピン結合機構と、左右１対の伸縮コラムが鉛直姿勢になるように付勢する左右１対の付勢手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２の真円保持装置は、請求項１の発明において、前記各付勢手段は、上端部が上部アーチに固定されて下方へ延びるアーム部材と、このアーム部材の下端部の左右両側に水平に対向状に配設された１対のスプリング手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の真円保持装置は、請求項１又は２の発明において、前記各伸縮コラムは、前記移動台に固定された内筒部材と、この内筒部材に上方から伸縮自在に外嵌され且つ前記ピン結合機構に連結された外筒部材と、内筒部材と外筒部材の内部に配置されて外筒部材を昇降駆動可能な油圧シリンダとを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の真円保持装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記各移動台は前記支持部材に固定されたレール上を転動可能な前後１対の遊転輪を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項５の真円保持装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の発明において、前記各ピン結合機構は、球面軸受けを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、左右１対の伸縮コラムと、これら伸縮コラムの上端部に亙って架設された上部アーチと、左右1対の伸縮コラムの上端部を、上部アーチにシールド掘進機軸心と平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右１対のピン結合機構とを有するため、上部アーチがセグメントから離隔し且つ真円保持装置の縦中心線と上部アーチの縦中心線とが一致する中立位置にした状態から、曲進区間において上部アーチの縦中心線がセグメントの縦中心線から左方又は右方へずれている場合でも、左右の伸縮コラムを伸長させていくと、最初に上部アーチの左端部又は右端部がセグメントの内面に当接し、その後上部アーチが僅かに傾動しつつ、上部アーチの右端部又は左端部がセグメントの内面に当接する。
こうして、上部アーチの外面をセグメントの内面に、均等な押圧力で（偏荷重を作用させることなく）密着させて、真円形状に保持することができる。
【００１５】
しかも、左右１対の伸縮コラムが鉛直姿勢になるように付勢する左右１対の付勢手段を設けたので、真円保持装置による真円保持を解除したとき、１対の付勢手段の付勢力により、１対の伸縮コラムが鉛直姿勢になるように付勢され、真円保持装置の縦中心線と上部アーチの縦中心線とが一致する中立位置に自動的に復帰する。そのため、常に上記の中立位置にした状態から上部アーチをセグメント内面に押圧することができるから、セグメントを傷つけたり、偏荷重により真円保持装置を変形させたりすることもなく、信頼性と耐久性に優れる。しかも、前記ピン結合機構と付勢手段は、部品数も少なく、小型な構造に構成できるため、大きなスペースを取らず、製作費の面でも有利である。
【００１６】
請求項２の発明によれば、各付勢手段は、アーム部材と、１対のスプリング手段とからなる簡単な構造の小型の安価に製作可能なものに構成することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、前記各伸縮コラムは、内筒部材と、この内筒部材に外嵌された外筒部材と、内筒部材と外筒部材の内部に配置されて外筒部材を昇降駆動可能な油圧シリンダとを備えた構造であるため、伸縮性に優れた簡単な構造のものになる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、各移動台は支持部材に固定されたレール部材上を転動可能な前後１対の遊転輪を有するため、セグメントの内面に対して真円保持する状態では、真円保持装置をトンネルに対して相対的に静止状態に保持しながら、シールド掘進機を掘進移動させることができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、前記各ピン結合機構は、球面軸受けを備えているため、トンネルが上下方向に曲進する際にも、上部アーチの外面をセグメントの内面に密着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例に係るシールド掘進機の後部と真円保持装置の側面図である。
【図２】セグメントと真円保持装置の背面図である。
【図３】サポートビーム後部と移動台と伸縮コラムと移動駆動機構等の平面図である。
【図４】移動台と伸縮コラムとピン結合機構と付勢機構の側面図である。
【図５】移動台と伸縮コラムとピン結合機構の一部縦断背面図である。
【図６】上部アーチと伸縮コラムとピン結合機構と付勢機構の要部背面図である。
【図７】上部アーチと伸縮コラムとピン結合機構と付勢機構の要部背面図である。
【図８】形状保持開始前のセグメントと真円保持装置の背面図である。
【図９】形状保持状態におけるセグメントと真円保持装置の背面図である。
【図１０】形状保持開始前のセグメントと真円保持装置の背面図である。
【図１１】形状保持開始後のセグメントと真円保持装置の背面図である。
【図１２】形状保持状態におけるセグメントと真円保持装置の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態について、実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００２２】
図１、図２に示すように、本実施例に係るシールド掘進機１においては、その後胴部材２の内部に、トンネル内面にセグメントを覆工するエレクタ（図示略）と、真円保持装置１０とが設けられている。尚、以下、トンネル掘進の前進方向を前方（図１における左方）、この前方に向いたときの左右方向を左右方向として説明する。
【００２３】
真円保持装置１０は、シールド掘進機１の軸心Ａと平行な左右１対のサポートビーム３上に装備される。これら１対のサポートビーム３の前端部は、後胴部材２に固定された本体構造部材４（支柱）に固定されている。トンネルを掘進する際、複数のシールドジャッキ５により覆工済みセグメントＳのうちの前端のセグメントＳに反力をとってシールド掘進機１を前進させ、１リング分掘進する毎に掘進を停止した状態で、１リング分のセグメントＳをトンネル内面に覆工してから、次の１リング分の掘進行なう。尚、１リング分の掘進とその１リング分のセグメント覆工とがトンネル掘進の１サイクルである。この真円保持装置１０は、リング状に覆工済みの最新の１リング分のセグメントの上端側部分を下方から押圧して、トンネル掘進の約１サイクルの間（セグメントＳの外面側に注入されたモルタルの硬化期間を含む）真円形状に保持する装置である。
【００２４】
真円保持装置１０は、左右１対のサポートビーム３（これが支持部材に相当する）上を夫々前後方向へ移動自在の左右１対の移動台２０と、これら１対の移動台２０に夫々立設された左右１対の伸縮コラム３０と、１対の伸縮コラム３０の上端部に亙って架設された上部アーチ４０と、１対の伸縮コラム３０の上端部を上部アーチ４０にピン結合する１対のピン結合機構５０と、１対の伸縮コラム３０が鉛直姿勢になるように付勢する左右１対の付勢機構６０（付勢手段）と、左右１対の移動台２０を夫々前後方向へ移動駆動するための左右１対の移動駆動機構７０などを備えている。
【００２５】
最初に、移動台２０について説明する。
図１〜図３に示すように、左右のサポートビーム３及び左右の移動台２０は左右対称の構成であるので、右側のサポートビーム３と右側の移動台２０について説明する。
サポートビーム３の後部側部分であるサポートビーム後部３ａの上には、レール６が前後方向に所定長さ（約２リング分の長さ）延びるように配設され、移動台２０の前後１対の遊転輪２１がレール６上を転動して移動台２０がレール６に沿って前後方向へ移動可能である。
【００２６】
次に、伸縮コラム３０について説明する。
図１〜図５に示すように、左右１対の伸縮コラム３０は、左右１対の移動台２０に夫々立設され、上下方向に伸縮可能に構成されている。左右の伸縮コラム３０は左右対称のものであるため、右側の伸縮コラム３０について説明する。 
【００２７】
伸縮コラム３０は、移動台２０に下端部が固定された鉛直姿勢の円筒状の内筒部材３１と、この内筒部材３１に上方から伸縮自在且つ摺動自在に外嵌された円筒状の外筒部材３２と、内筒部材３１と外筒部材３２の内部に鉛直向きに配置されて外筒部材３２を昇降駆動可能な油圧シリンダ３３とを備えている。
【００２８】
移動台２０の上端にベース板２２が固定されており、油圧シリンダ３３のシリンダ本体３３ａの下端に固定された連結金具３３ｂは、ベース板２２に固定された連結金具３４に左右方向向きのピン３５を介してピン結合されている。
油圧シリンダ３３の出力ロッド３３ｃの先端の連結金具３６は、外筒部材３２の上端の蓋板３２ａの裏面に固定された連結金具３７に左右方向向きのピン３８を介してピン結合されている。油圧シリンダ３３の出力ロッド３３ｃを退入させると外筒部材３２が下降して図４、図５に示す収縮状態になる。この状態から、油圧シリンダ３３の出力ロッド３３ｃを伸長させると外筒部材３２が上方へ伸長して油圧シリンダ３３のストローク分だけ伸長する。
【００２９】
油圧シリンダ３３の往動油室に油圧を供給・排出する油圧ホース３９ａと、油圧シリンダ３３の復動油室に油圧を供給・排出する油圧ホース３９ｂとが接続され、油圧ホース３９ａ，３９ｂを通過させる為のスリット３２ｃ，３２ｂが外筒部材３２に形成されている。
【００３０】
次に、上部アーチ４０について説明する。
図１〜図５に示すように、上部アーチ４０は、覆工されたセグメントＳの内径と等しい外径を有する円弧状のもので、円周の約１／５〜１／４程度の周方向長さを有するもので、左右１対の伸縮コラム３０の上端部に亙って架設されている。
上部アーチ４０は、２つのウェブ板４１と内径側フランジ４２と外径側フランジ４３とで断面矩形の閉断面部材に構成されている。セグメントＳを押圧する際にセグメントＳを傷つけないようにするため、上部アーチ４０の外径側フランジ４３の外面には、合成樹脂（例えば、ポリウレタン）製の弾力性のある緩衝板４４が取り付けられている。
【００３１】
次に、ピン結合機構５０について説明する。
図２、図４〜図７に示すように、１対の伸縮コラム３０の上端部を、上部アーチ４０にシールド掘進機軸心Ａと平行な軸心回りに回動可能に夫々ピン結合する左右１対のピン結合機構５０が設けられている。左右のピン結合機構５０は左右対称の構成であるため、右側のピン結合機構５０について説明する。
【００３２】
このピン結合機構５０は、伸縮コラム３０の外筒部材３２の蓋板３２ａに固定された前後１対の枢支金具５１と、上部アーチ４０の２つのウェブ板４１の右端部に固着された筒状の軸受部材５３と、１対の枢支金具５１と軸受部材５３とに挿通されてそれらをピン結合する前後方向向きの枢支ピン５４とを備えている。 
上部アーチ４０の左右の両端部が、１対の伸縮コラム３０の上端にピン結合機構５０で夫々連結されているため、１対の伸縮コラム３０の伸長量を夫々適宜調整することにより、上部アーチ４０を左下り又は右下りの傾斜姿勢にすることが可能になっている。
【００３３】
次に、付勢機構６０（付勢手段）について説明する。
図２、図４〜図７に示すように、１対の伸縮コラム３０が鉛直姿勢になるように付勢する左右１対の付勢機構６０が設けられている。左右の付勢機構６０は左右対称の構成であるため、右側の付勢機構６０について説明する。この付勢機構６０は、アーム部材６１と、１対のスプリング手段６６とを備えている。
【００３４】
アーム部材６１の上端部は上部アーチ４０の右端近傍部に固定され、アーム部材６１は下方へ伸縮コラム３０の上部の後側まで延びている。アーム部材６１は、上部アーチ４０の右端近傍部に固定された後方へ突出する筒部材６４に上端部が固定され且つ下方ほど狭幅となるテーパ状のアーム板６２（上部アーチ４０のウェブ板４１と平行なアーム板）の後面にそれと直交状の補強リブ６３を固定した構成のものである。
【００３５】
１対のスプリング手段６６は、アーム部材６１の下端部の左右両側に水平に対向状に配設され、伸縮コラム３０の外筒部材３２に固定されたベース部材６５に取り付けられている。各スプリング手段６６は、ベース部材６５に固定されたガイド部材６７と、このガイド部材６７に左右方向へ摺動自在に挿通されたプッシュロッド６８と、このプッシュロッド６８に外装されてプッシュロッド６８をアーム部材６１の方へ弾性付勢する圧縮スプリング６９とを有する。尚、プッシュロッド６８の端部には圧縮スプリング６９の端部を受け止める為の２つのナット６８ａが固定されている。
【００３６】
図６に示すように、上部アーチ４０が中立姿勢（水平姿勢）にある場合には、アーム部材６１に両側のスプリング手段６６から対称に小さな押圧力が作用し、伸縮コラム３０が鉛直姿勢を保持する。図７に示すように、上部アーチ４０が左上がりの傾斜姿勢になった場合には、外側のスプリング手段６６から付勢力が作用しなくなり、内側のスプリング手段６６の圧縮スプリング６９の付勢力が増大するため、上部アーチ４０が水平姿勢に復帰する方向へ付勢され、伸縮コラム３０が鉛直姿勢に復帰する方向へ付勢される。
前記のように、圧縮スプリング６９を採用しているため、アーム部材６１の下端部の変位が小さいときにも大きな付勢力を発生させることができる。
【００３７】
次に、移動台２０を前後方向へ移動駆動する移動駆動機構７０について説明する。
左右の移動駆動機構７０は同様のものであるため、右側の移動駆動機構７０について説明する。図１、図３に示すように、この移動駆動機構７０は、サポートビーム後部３ａの後端部の上面に固定された連結台７１と、この連結台７１と移動台２０とを連結するスライダリンク７２と、このスライダリンク７２を起伏させる油圧シリンダ７５とを有する。
【００３８】
前記スライダリンク７２は、前後に並べた２つのリンク部材７３，７４をピン結合したものであり、リンク部材７３の前端部が移動台２０の後端部に左右方向向きの水平なピンでピン結合され、リンク部材７３の後端部とリンク部材７４の前端部とが左右方向向きの水平なピンでピン結合され、リンク部材７４の後端部が連結台７１の下部に左右方向向きの水平なピンでピン結合されている。油圧シリンダ７５は、リンク部材７４の後側近傍に沿う状態に配設され、油圧シリンダ７５のシリンダ本体の下端部が連結台７１の上部に左右方向向きの水平なピンでピン結合され、油圧シリンダ７５の出力ロッド７５ａの先端部がリンク部材７４の上端近傍部に左右方向向きの水平なピンでピン結合されている。尚、上記のスライダリンク７２は、左右方向へ傾くことなく、鉛直面内で動作するように構成されている。
【００３９】
油圧シリンダ７５の出力ロッド７５ａを最大限退入させた状態では、リング部材７４が起き上がって、スライダリンク７２が屈曲状態に起き上がり、移動台２０が後退限界位置（図１に鎖線で図示）になる。出力ロッド７５ａを伸長させるのに応じてスライダリンク７２が倒伏側へ倒れて移動台２０が前方へ移動し、出力ロッド７５ａを最大限伸長させた状態では移動台２０が前進限界位置（図１に実線で図示）になる。この移動駆動機構７０は、上部アーチ４０による形状保持を解除した状態で、真円保持装置１０を前後に移動させるものであるため、小型の油圧シリンダ７５の駆動力で真円保持装置１０を移動させることができる。尚、左右の油圧シリンダ７５は同期作動するように制御される。
【００４０】
次に、上記の真円保持装置１０の作用、効果について説明する。
図８、図９はストレートに掘進する場合の真円保持対象のセグメントＳと、真円保持装置１０の関係を示す。この場合、シールド掘進機１の縦中心線（真円保持装置１０の縦中心線）と、セグメントＳの縦中心線とが一致し、シールド掘進機１の中心（軸心）と、上部アーチ４０の外径の中心と、１リング分のセグメントＳの内径の中心とが一致している。それ故、真円保持に際して左右の伸縮コラム３０を均等に伸長させていくと、上部アーチ４０がその全長に亙ってセグメントＳの内面に均一の押圧力で当接するため、左右の伸縮コラム３０を鉛直姿勢に保持したままセグメントＳを真円形状に保持する形状保持を行うことができる。
【００４１】
図１０〜図１２は、例えば左方へ湾曲状に掘進する曲進区間における真円保持対象のセグメントＳと、真円保持装置１０の関係を示す。但し、真円保持装置１０の縦中心線Ｂと、セグメントＳの縦中心線Ｃのズレ量、上部アーチ４０の外径の中心ＡとセグメントＳの内径の中心Ｄのズレ量などは誇張して図示してある。ここに図示した例では、左方へ湾曲状に掘進するため、真円保持装置１０の縦中心線Ｂに対してセグメントＳの縦中心線Ｄは左方へずれる傾向になる。
【００４２】
図１０の状態から左右の伸縮コラム３０を均等に伸長させていくと、図１１に示すように、上部アーチ４０の右端部がセグメントＳの内面に当接した状態になる。この状態で、右側の伸縮コラム３０はそれ以上伸長しなくなり、左側の伸縮コラム３０のみを伸長させていくと、図１２に示すように、右側のピン結合機構５０を中心にして、上部アーチ４０が左上がりの姿勢に傾いて上部アーチ４０がその全長に亙ってセグメントＳの内面に均一の押圧力で当接する。その状態でセグメントＳを真円形状に形状保持することができる。
このとき、上部アーチ４０がセグメントＳに片当りして偏荷重が作用したりすることがないから、セグメントＳを傷つけることもなく、真円保持装置１０に無理な荷重が作用したりすることもなく、作動信頼性と耐久性を高めることができる。
【００４３】
このとき、左右の移動台２０の遊転輪２１はレール６に対して夫々傾き得るため、左右の伸縮コラム３０又は左側の伸縮コラム３０が右方へ僅かに傾きながら、上部アーチ４０が左上がりの傾斜姿勢になる。この状態において、左側の付勢機構６０の外側のスプリング手段６６と、右側の付勢機構６０の内側のスプリング手段６６の圧縮が一層進行し、付勢力が強化されている（図７参照）。
【００４４】
左右の付勢機構６０により、上部アーチ４０が水平姿勢に復帰するように、また、左右の伸縮コラム３０が鉛直姿勢に復帰するように付勢されているため、真円保持を解除する際に、左右の伸縮コラム３０を収縮させていき、上部アーチ４０がセグメントＳから離れた後、左右の伸縮コラム３０の高さが等しくなったときに上部アーチ４０が水平姿勢に自動的に復帰し、左右の伸縮コラム３０が鉛直姿勢に自動的に復帰し、真円保持装置１０の縦中心線Ｂと上部アーチ４０の縦中心線Ｂとが一致した中立位置に自動的に復帰する。
【００４５】
そのため、次回の真円保持に際しては、上記の中立位置にした状態から上部アーチ４０をセグメントＳの内面に押圧することができるから、セグメントＳを傷つけたり、真円保持装置１０を損傷させたりすることもない。しかも、左右の移動駆動機構７０により、真円保持装置１０を１リング分前方へ移動させる操作と左右の伸縮コラム３０を伸長させる操作を行うだけで、上部アーチ４０の左右方向位置を調整する等の操作は必要ないから、真円保持を能率的に行うことができる。
【００４６】
一体部材の上部アーチ４０と左右の伸縮コラム３０とで門形形状となり、左右の付勢手段６０により、上部アーチ４０が水平姿勢となるように、また、左右の伸縮コラム３０が鉛直姿勢となるように付勢されているため、また、左右の移動台２０は夫々前後１対の遊転輪２１を有するため、真円保持装置１０は、前後方向ヘも左右方向へも転倒する虞がなく、自立性に優れる。そのため、左右の移動台２０やレール５の構造を簡単化し、小型化することもできる。
【００４７】
しかも、ピン結合機構５０と付勢機構６０は、部品数も少なく、小型の構造に構成できるため、大きなスペースを取らず、製作費の面でも有利である。
付勢機構６０は、アーム部材６１と、１対のスプリング手段６６とからなる簡単な構造の小型で安価に製作可能なものに構成することができる。
【００４８】
伸縮コラム３０は、内筒部材３１と、この内筒部材３１に摺動自在に外嵌された外筒部材３２と、内筒部材３１と外筒部材３２の内部に配置されて外筒部材を昇降駆動可能な油圧シリンダ３３とを備えた構造であるため、伸縮性と、伸縮時のガイド性に優れた簡単な構造のものになる。
【００４９】
移動台２０はサポートビーム後部３ａに固定されたレール６上を転動可能な前後１対の遊転輪２１を有するため、セグメントＳの内面に対して形状保持する状態では、真円保持装置１０をトンネルに対して相対的に静止状態に保持しながら、シールド掘進機１を前方へ掘進移動させることができる。
【００５０】
次に、前記真円保持装置１０を部分的に変更する変更例について説明する。
（１）前記ピン結合機構５０に球面軸受けを採用し、上部アーチ４０を前後方向へ傾動可能に構成してもよい。その場合、トンネルを上方向や下方に湾曲状に掘進する際にも、上部アーチ４０の外面をセグメントＳの内面に密着させることができる。
【００５１】
（２）前記付勢機構６０におけるスプリング手段６６に圧縮スプリング６９を採用したが、上部アーチ４０が中立位置のとき自然長となる予圧を付与してないスプリングを採用してもよい。
（３）前記付勢機構６０におけるスプリング手段６６に、圧縮スプリング６９に代えて、ガススプリング、又はアキュムレータに接続された油圧シリンダ等を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る真円保持装置は、トンネル掘削時にセグメントの形状を保持するため装置であり、種々のシールド掘進機  に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１      シールド掘進機
３      サポートビーム（支持部材）
１０    真円保持装置
２０    移動台
２１    遊転輪
３０    伸縮コラム
３１    内筒部材
３２    外筒部材
３３    油圧シリンダ
４０    上部アーチ
５０    ピン結合機構
６０    付勢機構
６１    アーム部材
６６    スプリング手段
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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