(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機のスキンプレートと、該スキンプレートの後部で組み立てられたセグメントによるトンネル覆工体の外周面との間に保持される、テールクリアランスのクリアランス量を計測するテールクリアランス計測装置であって、
前記スキンプレートの肉厚よりも小さな高さを有する扁平な支持枠部と、該支持枠部に回転可能に支持された状態で収容された回転軸部と、該回転軸部の回転角を検出する回転角センサと、前記回転軸部に一体として接合されて前記スキンプレートの後方側に延設する接触手部と、該接触手部が前記スキンプレートの内方に向けて回転するように付勢するバネ部とからなり、
前記接触手部は、前記バネ部の付勢力に抗して前記テールクリアランスの内周面から突出しなくなる位置まで回動可能に前記回転軸部に取り付けられていると共に、前記バネ部の付勢力によって、スキンプレートの後方側から前記セグメントの外周面に接触して、前記回転軸部の回転角を検出させるようになっているテールクリアランス計測装置。
【請求項２】
前記接触手部が、面板形状を有している請求項１に記載のテールクリアランス計測装置。
【請求項３】
前記接触手部が、腕本体部の先端に回転ローラ接触部を備えるアーム形状を有している請求項１に記載のテールクリアランス計測装置。
【請求項４】
前記腕本体部が、上方にくの字状に折れ曲がった状態で形成されている請求項３に記載のテールクリアランス計測装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のテールクリアランス計測装置が取り付けられたスキンプレートであって、
組み立てられたセグメントによるトンネル覆工体が配置される後部には、前記支持枠部を収容可能な大きさの貫通穴が形成されていると共に、該貫通穴を外側から閉塞してカバープレートが取り付けられていることにより、前記スキンプレートの内周面に装着凹部が形成されており、該装着凹部に、前記テールクリアランス計測装置が、前記接触手部を前記スキンプレートの軸方向後方側に延設させると共に、前記支持枠部を前記スキンプレートの内周面から突出させない状態で、固定されているスキンプレート。
【請求項６】
前記装着凹部が、後部の周方向に間隔をおいて少なくとも３箇所に設けられており、各々の前記装着凹部に、前記テールクリアランス計測装置が固定されている請求項５に記載のスキンプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のスキンプレートと、該スキンプレートの後部で組み立てられたセグメントの外周面との間に保持される、テールクリアランスを計測するテールクリアランス計測装置及びスキンプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法は、シールド掘削機の先端の切端面を、泥土、泥水、圧気等によって押さえ付けつつカッターによって地山を掘削すると共に、シールド掘削機の後方にセグメントによるトンネル覆工体を組み立てながら、発進立坑から到達立坑に向けて、地中にトンネルを形成してゆく工法であり、都市部や平野部における主要なトンネル工事のための工法として広く採用されている。
【０００３】
シールド工法に用いるシールド掘削機は、スキンプレートと呼ばれる金属製の外殻体の先端に切端面を切削する回転カッターや、隔壁、カッター駆動装置、排土機構等を備えると共に、スキンプレートの後部に、シールドジャッキ、エレクター装置等を備えており、エレクター装置を用いてセグメントによるトンネル覆工体を組み立て、組み立てたトンネル覆工体から反力をとりつつ、シールドジャッキによってスキンプレートと共に回転カッターを押し出すことで、切端面を切削しながらトンネルを掘進して行くようになっている。
【０００４】
また、組み立てられたトンネル覆工体の外周面と、これを覆う後部のスキンプレートの内周面との間には、テールクリアランスと呼ばれる隙間が保持されるようになっており、これによって、シールド掘削機を前進させる際に、トンネル覆工体を残置したまま、トンネル覆工体の外周面に沿って、スキンプレートをスムーズに前方に移動させることができ、曲線部分を施工する際には、保持された隙間を利用して、トンネル覆工体に対してスキンプレートを、徐々に折れ曲がった方向に前進させることができるようになっている。さらに、テールクリアランスを介して、周囲の地盤から土砂や地下水がシールド掘削機の内部に流入しないように、テールクリアランスには、例えば可撓性を有するリング状の部材からなるテールシールが、トンネル覆工体及びスキンプレートの軸方向に間隔をおいて、複数体取り付けられている。
【０００５】
一方、このようなシールド掘削機では、テールクリアランスのクリアランス量を計測してその変化を把握することが、例えばテール部でのトンネル覆工体とスキンプレートとの競りによるセグメントの変形や破損を防止して、トンネル覆工体の品質を向上させる上で重要である。このため、テールクリアランスを計測する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等参照）。
【０００６】
ここで、特許文献１のワイヤ式テールクリアランス計測装置は、伸長バネによって接触面をセグメントの外周面へ摺動可能に押圧した時のワイヤの巻き取り長さから、テールクリアランスを計測するものであり、特許文献２のテールクリアランス測定装置は、カメラ部によって撮像された画像データに基づいて、テールクリアランスを導出するものであり、特許文献３のシールド機は、テールプレートのひずみを測定するひずみ計と、テールエンドクリアランスを測定するストローク計とによって、クリアランスを測定するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３３８３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８９９１４号公報
【特許文献３】特開２０１２−９７５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のテールクリアランスを計測する方法や装置では、画像データによるものは、精度良く二値化することが難しく、またテールクリアランスのクリアランス量の変化を連続して計測することが困難である。ワイヤの巻き取り長さを計測するものや、ひずみ計やストローク計を用いたものは、耐久性に問題を生じ易い。シールドトンネル工事は、数か月から数年程度の長期間に亘って行われるものであり、計測装置は、その期間中ずっと、トンネル覆工体とスキンプレートとの間の隙間に配置されるため、特に計測装置が、クリアランス量の変化を機械的に連続して計測するものである場合には、トンネル覆工体の外周面やスキンプレートの内周面に接触状態のまま摺動させる必要があることから、相当の耐久性を要求されると共に、容易に交換できるようにする必要がある。
【０００９】
本発明は、テールクリアランスのクリアランス量を連続して計測して、その変化を容易に把握できるようにすると共に、トンネル覆工体とスキンプレートとの間に長期間に亘って配置することが可能な相当の耐久性を備え、且つ交換作業も容易に行うことのできるテールクリアランス計測装置及びスキンプレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シールド掘進機のスキンプレートと、該スキンプレートの後部で組み立てられたセグメントによるトンネル覆工体の外周面との間に保持される、テールクリアランスのクリアランス量を計測するテールクリアランス計測装置であって、前記スキンプレートの肉厚よりも小さな高さを有する扁平な支持枠部と、該支持枠部に回転可能に支持された状態で収容された回転軸部と、該回転軸部の回転角を検出する回転角センサと、前記回転軸部に一体として接合されて前記スキンプレートの後方側に延設する接触手部と、該接触手部が前記スキンプレートの内方に向けて回転するように付勢するバネ部とからなり、前記接触手部は、前記バネ部の付勢力に抗して前記テールクリアランスの内周面から突出しなくなる位置まで回動可能に前記回転軸部に取り付けられていると共に、前記バネ部の付勢力によって、スキンプレートの後方側から前記セグメントの外周面に接触して、前記回転軸部の回転角を検出させるようになっているテールクリアランス計測装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１１】
そして、本発明のテールクリアランス計測装置は、前記接触手部が、面板形状を有していることが好ましい。
【００１２】
また、本発明のテールクリアランス計測装置は、前記接触手部が、腕本体部の先端に回転ローラ接触部を備えるアーム形状を有していることが好ましい。
【００１３】
さらに、本発明のテールクリアランス計測装置は、前記腕本体部が、上方にくの字状に折れ曲がった状態で形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、上記テールクリアランス計測装置が取り付けられたスキンプレートであって、  組み立てられたセグメントによるトンネル覆工体が配置される後部には、前記支持枠部を収容可能な大きさの貫通穴が形成されていると共に、該貫通穴を外側から閉塞してカバープレートが取り付けられていることにより、前記スキンプレートの内周面に装着凹部が形成されており、該装着凹部に、前記テールクリアランス計測装置が、前記接触手部を前記スキンプレートの軸方向後方側に延設させると共に、前記支持枠部を前記スキンプレートの内周面から突出させない状態で、固定されているスキンプレートを提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１５】
そして、本発明のスキンプレートは、前記装着凹部が、後部の周方向に間隔をおいて少なくとも３箇所に設けられており、各々の前記装着凹部に、前記テールクリアランス計測装置が固定されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のテールクリアランス計測装置又はスキンプレートによれば、テールクリアランスのクリアランス量を連続して計測して、その変化を容易に把握できるようにすると共に、トンネル覆工体とスキンプレートとの間に長期間に亘って配置することが可能な相当の耐久性を備え、且つ交換作業も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係るテールクリアランス計測装置が取り付けられたシールド掘進機の構成を説明する略示断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係るテールクリアランス計測装置が取り付けられたスキンプレートの略示断面図である。
【図３】（ａ）は、テールクリアランス計測装置の構成を説明する図１のＡ部拡大図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【図４】（ａ）はテールクリアランス計測装置の斜視図、（ｂ）はシャッター式カバー機構を説明する図３（ａ）のＣ部拡大図である。
【図５】他の形態に係るテールクリアランス計測装置の構成を説明する、（ａ）は（ｂ）のＤ−Ｄに沿った断面す、（ｂ）は上面図である。
【図６】テールクリアランス計測装置が取り付けられたスキンプレートの他の形態を例示する略示断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい一実施形態に係るテールクリアランス計測装置１０は、図１に示すように、シールトド掘進機１１の外郭体を構成するスキンプレート１２の後端部に、周方向に間隔をおいて少なくとも３箇所（本実施形態では４箇所）に取り付けて用いられ、スキンプレート１２の後部内側でセグメント１３を用いて組み立てられたトンネル覆工体１４の外周面と、スキンプレート１２の内周面との間に保持される、テールクリアランス１５（図２参照）のクリアランス量の変化を、連続的に計測できるようにするものである。本実施形態のテールクリアランス計測装置１０は、軽量で簡易な構成を備えると共に、耐久性に優れており、スキンプレート１２の内部からの作業によって容易に交換可能でメンテナンス性にも優れている。これによって、数か月から数年程度の長期に亘るシールドトンネル工事において、トンネル覆工体１４とスキンプレート１２との間の隙間に長期間配置され続けた場合でも、安定した状態でテールクリアランス１５のクリアランス量を連続して計測できるようになっている。
【００１９】
そして、本実施形態のテールクリアランス計測装置１０は、シールド掘進機１１のスキンプレート１２と、スキンプレート１２の後部で組み立てられたセグメント１３によるトンネル覆工体１４の外周面との間に保持される、テールクリアランス１５のクリアランス量を計測する計測装置であって、図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、スキンプレート１２の肉厚よりも小さな高さを有する扁平な支持枠部１６と、支持枠部１６に回転可能に支持された状態で収容された回転軸部１７と、回転軸部１７の回転角を検出する回転角センサ１８と、回転軸部１７に一体として接合されてスキンプレート１２の後方側に延設する接触手部１９と、接触手部１９がスキンプレート１２の内方に向けて回転するように付勢するバネ部２０とからなる。接触手部１９は、バネ部２０の付勢力に抗してテールクリアランス１５の内周面から突出しなくなる位置まで回動可能に回転軸部１７に取り付けられていると共に、バネ部２０の付勢力によって、スキンプレート１２の後方側からセグメント１３の外周面に接触して、回転軸部１７の回転角を検出させるようになっている。
【００２０】
本実施形態では、シールド掘進機１１は、例えば泥土圧式のシールド掘進機となっており、肉厚が例えば２８〜４５ｍｍ程度（本実施形態では４０ｍｍ）の円筒形状の金属製の外殻体であるスキンプレート１２の先端部に、回転カッター３０を備えると共に、スキンプレート１２の内側には、隔壁３１によって仕切られた泥土圧室３２、カッター駆動装置３３、スクリューコンベアによる排土機構３４、シールドジャッキ３５、セグメント組立用のエレクター装置３６等を備えている。そして、シールド掘進機１１は、エレクター装置３６を用いてセグメント１３によるトンネル覆工体１４を組み立て、組み立てたトンネル覆工体１４から反力をとりつつ、シールドジャッキ３５によってスキンプレート１２と共に回転カッター３０を押し出すことで、切端面を切削すると共に、切削した土砂を泥土として排土機構３４を介して排出しながら、トンネルを掘進して行くようになっている。
【００２１】
また、本実施形態では、シールド掘削機１１を前進させる際に、組み立てたトンネル覆工体１４を残置したまま、トンネル覆工体１４の外周面に沿って、スキンプレート１２をスムーズに前方に移動できるようにすると共に、曲線部分を施工する際にも対応できるように、組み立てられたトンネル覆工体１４の外周面と、これを覆う後部のスキンプレート１２の内周面との間には、テールクリアランス１５が保持されている。本実施形態では、テールクリアランス計測装置１０によって、シールド掘削機１１を前進させる際のテールクリアランス１５のクリアランス量を連続的に計測してその変化を把握することで、例えばテール部でのトンネル覆工体１４とスキンプレート１２との競りによるセグメント１３の変形や破損を防止して、トンネル覆工体１４の品質を向上させるようになっている。
【００２２】
そして、本実施形態のテールクリアランス計測装置１０は、上述の図３（ａ）〜（ｃ）、及び図４（ａ）、（ｂ）に示すように、扁平な支持枠部１６と、回転軸部１７と、回転角センサ１８と、接触手部１９と、接触手部１９を付勢するバネ部２０とからなる。支持枠部１６は、例えば縦横１００〜２００ｍｍ程度の大きさの矩形平面形状を有する底面プレート１６ａの周縁部に接合して、例えば２０〜４０ｍｍ程度の高さで帯状プレートを側壁プレート部１６ｂとして立設させることで、上面が開口する扁平な六面体形状を有するように形成された本体ボックス部１６ｃと、本体ボックス部１６ｃの対向する一方の一対の側壁プレート部１６ｂの上端部分から各々外側に張り出して設けられた、帯板形状を有する取り付けフランジ部１６ｄとを含んで構成される。また、本体ボックス部１６ｃの内側には、Ｌ字上面形状を有するＬ字仕切プレート１６ｅが接合されて、底面プレート１６ａから立設すると共に、両端部を、角部を挟んだ隣接する一対の側壁部１６ｂの内側面に各々接合することによって、本体ボックス部１６ｃは、これの矩形平面形状を縦横に略４等分割した一箇所の角部領域に配設された、矩形平面形状を有する角部ボックス部１６ｆと、これ以外の領域のＬ字平面形状を有する接触手収容ボックス部１６ｇとに区画される。
【００２３】
角部ボックス部１６ｆは、さらに、取り付けフランジ部１６ｄが張り出す一対の側壁部１６ｂと平行に延設する中央支持プレート１６ｈによって仕切られて、二等分割されており、二等分割された角部側の一方の分割収容部１６ｉには、回転角センサ１８が配設収容されることになる。
【００２４】
回転軸部１７は、金属製の丸棒部材であって、角部ボックス部１６ｆの中央支持プレート１６ｈと、Ｌ字仕切プレート１６ｅと、角部ボックス部１６ｆとは反対側の、取り付けフランジ部１６ｄが張り出す一方の側壁部１６ｂとに跨って、これらに形成された切欠き支持溝や支持孔に回転可能に挿通係止されることにより、両端部及び中間部分を回転可能に支持させた状態で、取り付けフランジ部１６ｄが張り出す一対の側壁部１６ｂと垂直な方向に延設して取り付けられている。回転軸部１７の、中央支持プレート１６ｈ側の端部は、角部側の分割収容部１６ｉに突出しており、この分割収容部１９ｈに突出した部分に、回転角センサ１８が一体として取り付けられている。
【００２５】
回転角センサ１８は、回転する物体と回転しない物体との間の回転の差分を検出するセンサとして公知の、例えばロータリエンコーダ等を使用することができる。本実施形態では、回転角センサ１８が収容される角部側の分割収容部１６ｉに臨んで、防水コネクター２１が、本体ボックス部１６ｃの角部分から外側に張り出して設けられている。この防水コネクター２１を介して、スキンプレート１２の内側面に沿わせて延設させたセンサーケーブル２２を、角部側の分割収容部１６ｉに導入して、回転角センサ１８に接続することができる。これによって、回転角センサ１８で検出された角度情報等の信号が、センサーケーブル２２を介して、シールド掘削機１１の内部に設けた例えば機内シーケンサ盤に取り込まれるようになっている。
【００２６】
接触手部１９は、本実施形態では、本体ボックス部１６ｃのＬ字平面形状を有する接触手収容ボックス部１６ｇに収まる大きさ、形状として、回転軸部１７よりも後方側の領域の接触手収容ボックス部１６ｇの平面形状と略同様の、Ｌ字平面形状の面板形状を有する上面プレート部１９ａと、上面プレート部１９ａの周縁部に接合されて下方に延設する、例えば２０〜４０ｍｍ程度の高さの帯状プレートによる周壁プレート部１９ｂと、周壁プレート部１９ｂの外周面に沿って上下に回転摺動するシャッター式カバー機構１９ｃ（図４（ｂ）参照）とからなる。
【００２７】
接触手収容ボックス部１６ｇにおける、角部ボックス部１６ｆと隣接する部分に収まる上面プレート部１９ａの両側縁部から下方に延設する周壁プレート部１９ｂには、回転軸部１７側に張り出して、接合フランジ部１９ｄ各々が設けられている。接合フランジ部１９ｄが回転軸部１７に接合固定されることで、接触手部１９は、回転軸部１７を中心に上下方向に回動できるようになっている。接触手部１９は、周壁プレート部１９ｂが、本体ボックス部１６ｃの側壁部１６ｂと同様の高さを備えていることにより、バネ部２０の付勢力に抗して、本体ボックス部１６ｃから突出しなくなる位置まで、回動可能に回転軸部１７に取り付けられることになる。
【００２８】
シャッター式カバー機構１９ｃは、例えば接触手部１９の周壁プレート部１９ｂと相似形状の２枚の周壁プレート部１９ｂからなり、互いに隙間のないように重ね合わせた状態で、本体ボックス部１６ｃの接触手収容ボックス部１６ｇの内部に収納されている。図４（ｂ）に示すように、接触手部１９がバネ部２０の付勢力によって大きく上方に回動して、特に弧状に湾曲する後端の周壁プレート部１９ｂ’の下端縁部が、本体ボックス部１６ｃの側壁プレート部１６ｂよりも上方まで移動することで、これらの間に間隔が生じた場合でも、シャッター式カバー機構１９ｃは、周壁プレート部１９ｂ，１９ｂ’の下端縁部に追随して、本体ボックス部１６ｃの内側に収められていた状態から上方にスライドすることによって、周壁プレート部１９ｂ，１９ｂ’の下端縁部と、本体ボックス部１６ｃの側壁プレート部１６ｂの上端縁部との間に生じた隙間を閉塞することで、接触手部１９の内側に土砂や異物が侵入するのを効果的に回避できるようになっている。
【００２９】
接触手部１９を付勢するバネ部２０は、本実施形態では、ねじりバネとなっている。ねじりバネ２０は、中央のコイル部２０ａから、一対の張出しバネ部２０ｂを、例えば３０〜６０度の内角を保持した状態で張り出させたものである。ねじりバネ２０は、一方の張出しバネ部２０ｂの先端部を、本体ボックス部１６ｃの底面プレート１６ａの上面に接合固定すると共に、他方の張出しバネ部２０ｂの先端部を、接触手部１９の上面プレート部１９ａの下面に接合固定した状態で取り付けられる。これによって、ねじりバネ２０は、接触手部１９を、本体ボックス部１６ｃの内側に収容された状態から、上方に回動するように付勢して、テールクリアランス計測装置１０がスキンプレート１２に取り付けられた際に、特に上面プレート部１９ａの、後端の周壁プレート部１９ｂ’との角部分が、トンネル覆工体１４の外周面に常時接触した状態となるように保持する。
【００３０】
上述の構成を備えるテールクリアランス計測装置１０は、本実施形態では、スキンプレート１２における、組み立てられたセグメント１３によるトンネル覆工体１４が配置される後部において、例えば周方向に９０度の等角度間隔で上下左右の４箇所に設けられた装着凹部２３に、各々固定した状態で取り付けて用いられる（図１参照）。
【００３１】
すなわち、本実施形態では、図２及び図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、スキンプレート１２の後部には、テールクリアランス計測装置１０の支持枠部１６を、防水コネクター２１と共に収容可能な大きさの、矩形形状の貫通穴２４が上下左右の４箇所に形成されている。また、これらの貫通穴２４を外側から閉塞して、例えば９ｍｍ程度の厚さを有する鋼製プレートからなるカバープレート２５が、スキンプレート１２の外周面に溶接等を施して取り付けられることにより、スキンプレート１２の内周面には、装着凹部２３が形成されている。これらの装着凹部２３に、テールクリアランス計測装置１０が、接触手部１９をスキンプレート１２の軸方向後方側に延設させた状態で、且つスキンプレート１２の肉厚よりも小さな高さの扁平な支持枠部１６をスキンプレート１２の内周面から突出させない状態で、固定されることになる。テールクリアランス計測装置１０は、例えば貫通穴２４の内側面から内側に張り出して設けた固定台２４ａに、支持枠部１６の取り付けフランジ部１６ｄをボルト接合することによって、容易に着脱交換可能な状態で固定することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、スキンプレート１２の内側面には、４箇所の装着凹部２３からスキンプレート１２の軸方向前方に各々延設して、センサーケーブル２２を配設するための凹溝２６が切欠き形成されている。この凹溝２６に、センサーケーブル２２が敷設されることで、装着凹部２３に設置されたテールクリアランス計測装置１０の回転角センサ１８と、シールド掘削機１１の内部に設けた例えば機内シーケンサ盤とが、接続されるようになっている。
【００３３】
上述のようにして装着凹部２３に固定されたテールクリアランス計測装置１０は、スキンプレート１２の後部内側でセグメント１３によるトンネル覆工体１４が組み立てられた後は、接触手部１９の上面プレート部１９ａの、後端の周壁プレート部１９ｂ’との角部分が、バネ部２０の付勢力によって、スキンプレート１２の後方側から、トンネル覆工体１４の外周面に常時接触した状態を保持することになるので、テールクリアランスのクリアランス量の変化による、接触手部１９が接合された回転軸部１７の回転角の変化を、容易に検出することが可能になる。
【００３４】
そして、上述の構成を備える本実施形態のテールクリアランス計測装置１０及びスキンプレート１２によれば、テールクリアランス１５のクリアランス量を連続して計測して、その変化を容易に把握できるようにすると共に、トンネル覆工体１４とスキンプレート１２との間に長期間に亘って配置することが可能な相当の耐久性を備え、且つ交換作業も容易に行うことが可能である。
【００３５】
すなわち、本実施形態によれば、テールクリアランス計測装置１０は、扁平な支持枠部１６と、回転軸部１７と、回転角センサ１８と、接触手部１９と、接触手部１９を付勢するバネ部２０とからなる簡易な構成を備えており、しかもスキンプレート１２の内側のテールクリアランス１５に突出する部分は、バネ部２０によって内側に付勢された接触手部１９の一部のみとなるので、例えばシールド掘進機の内部や周囲の地盤からテールクリアランス１５の内部に侵入した土砂やその他の異物が、テールクリアランス計測装置１０と接触するのを極力回避させて、トンネル覆工体１４とスキンプレート１２との間に長期間に亘って配置される際の耐久性を、効果的に向上させることが可能になる。
【００３６】
また、接触手部１９の上面プレート部１９ａを、バネ部２０の付勢力によって、トンネル覆工体１４の外周面に常時接触させた状態で容易に保持することができるので、テールクリアランス１５のクリアランス量を連続して計測して、その変化を容易に把握することが可能になると共に、接触手部１９は、上面プレート部１９ａによる面板形状を有しているので、横断方向では緩やかな円弧形状に湾曲しているトンネル覆工体１４の外周面に対して、接触手部１９を安定した状態で常時接触させて、クリアランス量の変化を精度良く計測することが可能になる。
【００３７】
さらに、テールクリアランス計測装置１０は、軽量且つコンパクトであり、スキンプレート１２に形成された装着凹部２３に、着脱交換可能な状態で容易に固定することができるので、交換作業や補修やメンテナンスを容易に行うことが可能になる。
【００３８】
さらにまた、本実施形態では、テールクリアランス計測装置１０を設置するための装着凹部２３は、支持枠部１６を収容可能な大きさの貫通穴２４をスキンプレート１２に形成すると共に、貫通穴２４を外側から閉塞してカバープレート２５を取り付けるだけで、容易に形成することができる。カバープレート２５は、９ｍｍ程度の薄さでしか、スキンプレート１２の外周面から突出しないので、スキンプレート１２を前進させる際の障害となることはない。
【００３９】
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係るテールクリアランス計測装置５０を示すものである。図５（ａ）、（ｂ）に示すテールクリアランス計測装置５０は、上記実施形態のテールクリアランス計測装置１０と同様に、スキンプレート１２の肉厚よりも小さな高さを有する扁平な支持枠部５１と、支持枠部５１に回転可能に支持された状態で収容された回転軸部５２と、回転軸部５２の回転角を検出する回転角センサ５３と、回転軸部５２に一体として接合されてスキンプレート１２の後方側に延設する接触手部５４と、接触手部５４がスキンプレート１２の内方に向けて回転するように付勢するバネ部５５とからなり、接触手部５４は、腕本体部５４ｂの先端に回転ローラ接触部５４ａを備えるアーム形状を有している。
【００４０】
図５（ａ）、（ｂ）に示すテールクリアランス計測装置５０では、接触手部５４の腕本体部５４ｂは、例えば厚さが６ｍｍ程度、幅が１５ｍｍ程度の帯板形状の鋼製プレートからなり、例えば基端部が回転軸部５２に一体として接合される、１００ｍｍ程度の長さの上腕部５４ｃの先端から、３０ｍｍ程度の長さの下腕部５４ｄを、５０度程度の角度で折り曲げて延設させた、上方にくの字状に折れ曲がった状態で形成されている。下腕部５４ｄの先端部分に、回転ローラ接触部５４ａが取り付けられている。
【００４１】
回転ローラ接触部５４ａは、例えば内側リング部材の外側に、多数の球体を介在させて外側リング部材を取り付けた小径ベアリングによって形成されている。回転ローラ接触部５４ａは、ボルト及びナット５４ｅを用いて、内側リング部材を下腕部５４ｄの先端部分に固定することによって、外側リング部材の外周面を、セグメント１３によるトンネル覆工体１４の外周面に対する接触部として、ボルト及びナット５４ｅの頭部や、下腕部５４ｄの先端よりも外側に配置した状態で、当該外側リング部材を、内側リング部材に対して回転可能に設置することによって構成される。
【００４２】
図５（ａ）、（ｂ）に示すテールクリアランス計測装置５０によっても、接触手部５４を、バネ部５５の付勢力に抗してテールクリアランス１５に突出しない位置まで回動可能に取り付けることができると共に、バネ部５５の付勢力によって、スキンプレート１２の後方側から接触手部５４の先端の回転ローラ接触部５４ａをセグメント１３の外周面に接触させて、回転軸部５２の回転角を常時検出することで、上記実施形態のテールクリアランス計測装置１０と同様の作用効果を奏する他、回転可能な回転ローラ接触部５４ａをセグメント１３の外周面に接触させることで、よりスムーズに接触手部５４をセグメント１３の外周面に沿って軸方向に移動させることが可能になる。また、腕本体部５４ｂが、上方にくの字状に折れ曲がった状態で形成されているので、スキンプレート１２の後方側から、接触手部５４の先端の回転ローラ接触部５４ａを、セグメント１３の外周面にさらに安定した状態で接触させることが可能になる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、テールクリアランス計測装置は、泥土圧式のシールド掘進機以外の、泥水式のシールド掘進機等、その他の種々のシールド掘進機のスキンプレートに取り付けて用いることができる。また、装着凹部２３’からスキンプレート１２’の軸方向前方に延設して、センサーケーブル２２’を配設するための凹溝２６’は、図６に示すうに、スキンプレート１２’内側面ではなく、外側面に設けることもできる。この場合、装着凹部２３’を形成するための貫通穴２４’を外側から閉塞するカバープレート２５’によって、凹溝２６’の外側も防護できるように、カバープレート２５’を軸方向に相当の長さで延設させて設けることもできる。この場合、カバープレート２５’のスキンプレート１２の外周面からの突出高さは、１５ｍｍ程度となるが、スキンプレート１２’を前進させる際の障害となることはない。
【符号の説明】
【００４４】
１０，５０  テールクリアランス計測装置
１１  シールトド掘進機
１２  スキンプレート
１３  セグメント
１４  トンネル覆工体
１５  テールクリアランス
１６，５１  支持枠部
１６ａ  底面プレート
１６ｂ  側壁プレート部
１６ｃ  本体ボックス部
１６ｄ  取り付けフランジ部
１６ｅ  Ｌ字仕切プレート
１６ｆ  角部ボックス部
１６ｇ  接触手収容ボックス部
１６ｈ  中央支持プレート
１６ｉ  角部側の分割収容部
１７，５２  回転軸部
１８，５３  回転角センサ
１９，５４  接触手部
１９ａ  上面プレート部
１９ｂ，１９ｂ’  周壁プレート部
１９ｃ  シャッター式カバー機構
１９ｄ  接合フランジ部
２０，５５  バネ部（トーションバネ）
２０ａ  コイル部
２０ｂ  張出しバネ部
２１  防水コネクター
２２  センサーケーブル
２３  装着凹部
２４  貫通穴
２４ａ  固定台
２５  カバープレート
２６  凹溝
５４ａ  回転ローラ接触部
５４ｂ  腕本体部
５４ｃ  上腕部
５４ｄ  下腕部
５４ｅ  ボルト及びナット
【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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