(57)【要約】【課題】シールド掘削機のテールプレート内にコンパクトに設置でき、新設セグメントの組立て位置ずれを確実に防止するとともに、新設セグメントの固定及び固定解除を迅速に行うことのできるセグメント固定装置を提供する。【解決手段】板状の弾性変形体７の後端部を支持部材１３を介してテールプレート３に支持し、前端部を流体シリンダ９のロッド９ａ先端に取付けた支持部材１２を介して支持する。流体シリンダ９が作動してロッド９ａを伸長させることにより、弾性変形体７は実線状態から２点斜線状態に弾性変形し、弾性変形した弾性変形体７により新設セグメントＳ１を圧接し、新設セグメントＳ１を所定の位置に位置固定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘削機本体のテールプレート内に前記シールド掘削機本体の前後方向に沿って配されるとともに、後端が前記テールプレートに支持される細長板状の弾性変形体と、
前記シールド掘削機本体における前記弾性変形体の前方に配されて、前記弾性変形体の前端をシールド掘削機本体の前後方向に移動せしめる流体シリンダと、
を備えてなることを特徴とするセグメント固定装置。
【請求項２】
前記弾性変形体の前端または後端の少なくとも一方は、前記流体シリンダもしくは前記テールプレートに対して回動自在に支持されてなることを特徴とする請求項１記載のセグメント固定装置。
【請求項３】
前記弾性変形体は、外力を加えることにより弾性変形するとともに、外力を解放した状態で板状に復元する性質を有してなることを特徴とする請求項１又は２記載のセグメント固定装置。
【請求項４】
前記弾性変形体が、少なくとも片面にゴム等が被覆された板バネであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント固定装置。
【請求項５】
前記弾性変形体が、ゴム体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テールプレート内で組み立てたセグメントに反力を得て、トンネル掘削を行うシールド掘削機におけるセグメント固定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘削機によってトンネルを掘削する場合、所定量掘進作業を行ったシールド掘削機の掘進を一旦停止し、シールド掘削機のテールプレート内に配したエレクタにより、複数個の新設セグメントを既設セグメントに対してトンネル軸方向にボルト等を用いて連結し、更に新設セグメント同士をトンネル周方向に連結してリング状等に組立てている。
【０００３】
最近のシールド掘削においては、施工の簡易化等の要求により新設セグメントと既設セグメントのトンネル軸方向への連結は、嵌め合わせてズレないようにボルト連結やピン式での連結により強固に連結固定しているが、新設セグメント同士のトンネル周方向への連結は、新設セグメントの周方向端面に形成した凹凸部等を利用したホゾ結合等により行う工法が採用されてきている。
【０００４】
特に、トンネル軸方向への連結を強固に行い、トンネル周方向への連結をホゾ結合等により行うと、ホゾ結合等により新設セグメント同士によるトンネル周方向への連結が完了するまでは、新設セグメント同士によるトンネル周方向への拘束力が弱くなっている。しかも、既設セグメントに連結固定された新設セグメントが一端固定された片持ち支持状態となっているため、自由端部となる新設セグメントの前端部が重力の影響で撓んでしまい、図８に示すように新設セグメントＳ１が、トンネルの軸線方向に一致した実線状態であるべきところ点線状態のようにトンネルの軸線方向から撓み、テールプレート３と当接する方向に撓んだ状態となる。このため、この状態においてリング状等に組立てられていっても、新設セグメントＳ１は、全体的に見ると前端部、即ち、新設セグメントＳ１における屈進方向側の端部、が花びら状に開いた状態となってしまう。
【０００５】
この花びら状に前端部が開いた状態のままでシールド掘削機によってトンネル掘削を再開すると、新設セグメントＳ１はトンネル軸方向において既設セグメントＳ２に連結固定されているため、シールド掘削機の掘進力を得るために新設セグメントＳ１の前端部に推進ジャッキからの押圧力がスプレッダ６を介して作用すると、新設セグメントＳ１の前端部は花びら状に開いた状態から前端部を閉じて隣接する新設セグメント同士の接合面が合致する状態に戻ろうとする。
【０００６】
即ち、図８において点線状態から実線状態に戻ろうとする動きが発生する。この隣接する新設セグメント同士の接合面が合致する状態に戻ろうとする動きによって、新設セグメントＳ１の前端部とスプレッダ６との間で滑りが生じることになり、このときの新設セグメントＳ１の前端部とスプレッダ６との間での滑りによって、新設セグメントＳ１の前端部に欠損を生じてしまったり、新設セグメントＳ１のトンネル周方向への組立位置からの位置ずれが生じてしまう問題が発生する。
【０００７】
また、複数個のセグメントをリング状に組立てる際に、シールド掘削機の掘進を停止することなく複数個の新設セグメントをリング状に組み立てる工法が行われている。このシールド掘削機の掘進を停止することなく行う工法では、新設セグメント１個分に当接しているスプレッダを連結した推進ジャッキだけを収縮させ、他の推進ジャッキは伸長動作を行わせながら、この収縮した推進ジャッキと既設セグメントとの間で形成された空間内に新設セグメントを配設する。
【０００８】
同新設セグメントを既設セグメントに対してトンネル軸線方向への連結をなし、次に既設セグメントに連結した新設セグメントの前端面に再び収縮させておいた上記推進ジャッキを伸長してスプレッダを押し当てる。既設セグメントに連結した新設セグメントに対して周方向に隣接する次の新設セグメントについて、順次当接しているスプレッダを連結した推進ジャッキを収縮して非当接状態となし、新たに設置した新設セグメントと既設セグメントとの連結、推進ジャッキの伸長を順次繰り返して行う。これによって、シールド掘削機の掘進を停止させることなく、複数個の新設セグメントをリング状に組立てることが行われている。
【０００９】
上述の両トンネル掘削工法においても、テールプレートの内周面に沿って順次配設される新設セグメント同士は、複数個のセグメントによりリングが完成するまではボルトによりリング状に連結されていないため、あるいはホゾ結合等による強固な連結が完成していないため、隣接する新設セグメント同士の拘束力が弱い状態となっている。この状態で新設セグメントの前端面で推進ジャッキの反力を支持すると、特に、シールド掘削機の方向制御時や曲線トンネル施工時において、推進ジャッキの伸長方向とセグメントのトンネル軸線方向とが一致していない場合には、新設セグメントは既設セグメントの前端面に当接している後端面を支点として推進ジャッキの伸長方向に対し外方に拡がる方向に傾動し、次に組み立てる新設セグメントとのボルトやホゾ結合による締結作業等が行えなくなる事態が発生する。
【００１０】
また、推進ジャッキの伸長方向がトンネル軸線方向に一致しているときでも、新設セグメントの前端部が新設セグメントの自重による撓みによって、上述したように花びら状に開いてしまうと、新設セグメントの前端部とスプレッダとの間での滑りによる欠損や位置ずれを生じてしまう。
【００１１】
これらの問題を解決するため、新設セグメントを常に正確な組立姿勢に保持し、新設セグメントの組立作業が正確且つ能率よく行えるようにしたシールド掘削機（特許文献１参照。）や、シールド工法におけるセグメントの組立てに際し、テールプレート側からテールクリアランスに可動式スペーサを突出し、同可動式スペーサによりセグメントを支持してセグメント取付位置を調整するセグメント位置調整装置（特許文献２参照。）が提案されている。
【００１２】
図９に示すように特許文献１に記載されたシールド掘削機は、シールド掘削機の掘進を停止することなく複数個の新設セグメントをリング状に組み立てる工法に用いられるものであって、テールプレート３０内でリング状に組立てられる新設セグメントＳ１の外周面に圧着させて、同新設セグメントＳ１の組立位置を所定位置に拘束するための流体バッグ３１を備えている。同流体バッグ３１からなる複数個のパッド体は、テールプレート３０の周方向に所定間隔毎に、且つ各セグメントＳ１の外周面に沿って２〜３個、対向させて装着している。
【００１３】
パッド体を形成している上記流体バッグ３１はゴム製バッグであって、その内部にエアや水等の流体を供給することによって図１０のように膨脹し、新設セグメントＳ１の外周面にその膨脹圧でもって圧着するように構成している。テールプレート３０の内周面に開口する収納凹所３２の開口端には板バネよりなる押圧蓋板３３が配設され、押圧蓋板３３により流体バッグ３１を収納凹所３２内に保持した構造となっている。
【００１４】
また、押圧蓋板３３の後端部と収納凹所３２の後端部内底面間は引張りスプリング３４によって連結してあり、常態においては引張りスプリング３４の引張力により押圧蓋板３３を収納凹所３２の開口端側に引き寄せてその後端縁部を収納凹所３２の上記段部３２ａに当接させて、流体バッグ３１を収納凹所３２内に収縮状態で保持させている。
【００１５】
シールド掘削機の掘進作業を行いながら、テールプレート３０内でセグメントＳ１をリング状に組み立てていくときには、エレクタによって組み込まれる１個分の新設セグメントＳ１の組立個所に対応した、図示せぬ推進ジャッキを収縮させて組立空間部を形成したのち、この組立空間部内にエレクタを使用してテールプレート３０の内周面に沿って新設セグメントＳ１を配設する。
【００１６】
同新設セグメントＳ１を先に組み込んだ図示せぬ既設セグメントにその対向側端面同士を接合させ、対向側端面に設けているボルト連結孔を合致させてこの既設セグメントと共にボルトで連結する。この状態から同新設セグメントＳ１の外周面に対向してテールプレート３０の内周面に装着した流体バッグ３１を図９から図１０のように膨脹させ、その膨脹圧により新設セグメントＳ１をその配設位置に拘束する。その後、収縮させておいた推進ジャッキを伸長させ、次に組み立てる新設セグメントに対して同様の操作を順次行って新設セグメントをリンク状に組み立てていく。
【００１７】
特許文献１に記載されたシールド掘削機では、流体バッグ３１を用いる代わりに図１１に示すように、楔部材を用いた構成も提案されている。
楔部材は、テールプレート３０の内周面に周方向に所定間隔毎に固定した外側固定楔部材３５と、外側固定楔部材３５の傾斜面に摺動自在に摺接した内側可動楔部材３６とから構成されている。セグメントＳ１の外周面に当接させる内側可動楔部材３６の内面はセグメントＳ１の外周面に沿って湾曲させることなくセグメントＳ１の外周面にその一部が線接触状態に当接するように平坦面に形成されている。
【００１８】
内側可動楔部材３６の前端面にはロッド体３７が一体的に連結され、ロッド体３７を図示せぬテールプレート内に配設したジャッキにより長さ方向に前後移動させる。これによって、内側可動楔部材３６をセグメントＳ１の外周面に圧接及び非圧接させることができる。
【００１９】
次に、図１２に示すように特許文献２に記載されたセグメント位置調整装置では、スキンプレート４０に形成された段付き孔４１には、可動式スペーサであるジャッキ４２が設けられている。同ジャッキ４２のシリンダ４３は、段付き孔４１に埋設され、フランジ部４４で係止されるようになっている。ピストンロッド４５は、シリンダ４３の内部に収められ、シリンダ４３はテールプレート４０の中に収められている。シリンダ４３は、図示しない油圧ポンプに接続されている油圧ホースと接続している。
【００２０】
図１２には、ジャッキ４２の突出したピストンロッド４５により、新設セグメントＳ１を支持した状態が示されており、ジャッキ４２Ａのフランジ付きピストンロッド４５Ａにより、端面４６同士が当接している組立済セグメントＳ２及び新設セグメントＳ１を支持している。
【００２１】
これにより、図１２に示す特許文献２に記載されたセグメント位置調整装置においては、シールド工法における新設セグメントＳ１の組立てに際して、テールプレート４０側からテールクリアランスにピストンロッド４５、フランジ付きピストンロッド４５Ａを突出させ、新設セグメントＳ１を支持して新設セグメントＳ１の組立て位置を調整することができる。
【００２２】
しかし、図９、図１０に示す特許文献１における流体バッグ３１を用いたものにおいては、新設セグメントＳ１の移動量を大きくとるためには流体バック３１の膨張容積を大きくせざるを得なかった。このため、流体バック３１を作動させるために、給排する流体の量も多くなる。したがって、新設セグメントＳ１を支持するために流体バック３１を膨らませた状態（図１０）と、流体バック３１を収縮させて収納した状態（図９）との切り替えに時間がかかるという問題がある。
【００２３】
また、流体バッグ３１と押圧蓋板３３及び引張りスプリング３４をまとめてテールプレート３０内に収納することが必要となり、そのために流体バッグ３１と押圧蓋板３３及び引張りスプリング３４をコンパクトに形成すると、逆に流体バッグ３１を突出させる突出量を得ることが難しくなるといった問題が生じていた。
【００２４】
図１１に示す特許文献１における楔部材を用いたものにおいては、内外側固定楔部材３５、３６の傾斜面に土砂等が付着して、内側固定楔部材３６の摺動が円滑に行えない事態が発生し、常に傾斜面を摺動可能な状態に保つ必要があり、メンテナンスを頻繁に行わなければならないといった問題が発生していた。
【００２５】
図１２に示す特許文献２に記載されたセグメント位置調整装置では、ジャッキストロークが極めて短いため、やはりセグメントＳ１の移動量を大きくとることができない。更に、ジャッキ４３に接続する油圧ホースが、セグメントＳ１やスプレッダと干渉して損傷しないようにする必要があるため、テールプレート４０の構造が複雑になってしまう。
【特許文献１】特開２００１−３１１３９２号公報
【特許文献２】特許第２５７４９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明の目的は、シールド掘削機のセグメント固定装置において、極めて簡単な構造で、テールプレートにコンパクトに収納することができ、しかも新設セグメントの移動量を大きくとることができる上に迅速な作動が可能なセグメント固定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本願発明の課題は本件請求項１〜５に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では、シールド掘削機本体のテールプレート内に前記シールド掘削機本体の前後方向に沿って配されるとともに、後端が前記テールプレートに支持される細長板状の弾性変形体と、前記シールド掘削機本体における前記弾性変形体の前方に配されて、前記弾性変形体の前端をシールド掘削機本体の前後方向に移動せしめる流体シリンダと  を備えてなることを特徴とするセグメント固定装置を備えていることを最も主要な特徴となしている。
【００２８】
また、本願発明では請求項２に記載したように、前記弾性変形体の前端または後端の少なくとも一方は、前記流体シリンダもしくは前記テールプレートに対して回動自在に支持されてなることを主要な特徴としている。
【００２９】
更に、本願発明では請求項３に記載したように、前記弾性変形体は、外力を加えることにより弾性変形するとともに、外力を解放した状態で板状に復元する性質を有してなることを主要な特徴としている。
【００３０】
更にまた、本願発明では請求項４、５に記載したように、前記弾性変形体が、少なくとも片面にゴム等が被覆された板バネあるいはゴム体である構成であることを主要な特徴となしている。
【発明の効果】
【００３１】
本願発明では、テールプレート内に板状の弾性変形体を配し、同弾性変形体の一端をテールプレートで支持し、他端を流体シリンダに連結支持した構成を備えているので、流体シリンダの伸長動作によって弾性変形体を弾性変形させ、弾性変形した弾性変形体でもってセグメント外周面を圧接することができる。また、弾性変形体として、外力を加えることにより弾性変形するとともに、外力を解放した状態で板状に復元する性質を有するものを用いることにより、流体シリンダに供給した圧力流体を解除するだけで、弾性変形体をセグメント外周への圧接から解除して初期状態に復帰させることができる。このため、流体シリンダとして空気圧シリンダを用いれば、シリンダの縮み側回路を省略することができる。
【００３２】
弾性変形体の初期状態としては、弾性変形体が組立位置に正確に位置合わせされたセグメントの外周面から離間し、弾性変形体の圧接部と組立位置に正確に位置合わせされたセグメントの外周面との間に所望の隙間が形成されている状態を初期状態として設定しておくことができる。また、弾性変形体の初期状態においては、両端支持された弾性変形体の中間部がセグメント外周面方向に多少撓んだ状態に設定しておくことにより、流体シリンダの伸長動作によって弾性変形体を弾性変形させたときに、弾性変形する変形方向をセグメント外周面方向に規制することができる。
【００３３】
あるいは、弾性変形体の横断面形状を略Ｕ字状に形成し、同弾性変形体の長手方向の両端部をテールプレートと流体シリンダとにより支持した弾性変形体を用いることにより、初期状態としては、弾性変形体が同長手方向に直線状に延びた状態に設定しておくこともできる。更には、弾性変形体の両端部をテールプレートと流体シリンダとによってそれぞれ回動自在に支持し、流体シリンダの伸長時に弾性変形体の中間部がセグメントを圧接する方向に弾性変形するように、弾性変形体の両端部に回転モーメントを与える構成を形成しておくこともできる。
【００３４】
弾性変形体の初期状態をこのように設定しておくことにより、流体シリンダの伸長動作によって弾性変形体を弾性変形させたときに、弾性変形する変形方向をセグメント外周面方向となるように規制することができる。
【００３５】
本願発明においては、板状の弾性変形体を用いているので、薄いテールプレート部に支障なく構築することができる。また、板状の弾性変形体の材質を変更することにより、容易に弾性変形体の支持力を変更することもできる。
【００３６】
弾性変形体としては、板バネ、中空又は中実のゴム体、板バネとゴム体との複合体、複数の板バネを重ね合わせたもの、複数の材質のゴム体から構成したもの等を用いることができる。特に、板バネを用いる場合には、板バネ単独で用いることもできるが、板バネにおけるセグメント圧接部にゴム等の被覆を施しておくことにより、セグメント外周面との密着状態を増大させることができ、しかもセグメント外周面に対する損傷を防止することができるので望ましい。また、複数の板バネを重ね合わせたもの、あるいは板バネとゴム体との複合体を弾性変形体として用いた場合には、テールクリアランスの間隔に対応した所望の弾性力となるように、重ね合わせる板バネの弾性力や、板バネとゴム体の弾性力を調整することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
本発明では、シールド掘削機におけるセグメント固定装置において、テールプレート内に収納することができて新設セグメントの位置ずれを確実に防止することができ、新設セグメントの固定及び固定解除を行うときの応答性を向上させるという課題を、シールド掘削機本体のテールプレート内に配した板状の弾性変形体と、前記弾性変形体を弾性変形させることによる前記テールプレート内のセグメント外周面への圧接及び同圧接を解除する流体シリンダとを備え、同弾性変形体の一端を前記テールプレートに支持し、同他端を流体シリンダに連結して支持した構成を有するセグメント固定装置によって実現した。
【００３８】
また、本願発明のセグメント固定装置としては、弾性変形体の一端を前記テールプレートに対して回動自在に支持し、同他端を前記流体シリンダに対して回動自在に連結支持する構成に構成することもできる。更に、前記弾性変形体を、少なくとも片面にゴム等が被覆された板バネあるいはゴム体で形成する構成とすることができる。以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面に基づいて具体的に説明する。
【実施例１】
【００３９】
図１は、本願発明に係わるシールド掘削機の簡略縦断面側面図である。図２は、図１における２点斜線円で囲んだ部分の拡大縦断面側面図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面においてスプレッダがセグメントの前端部に当接しているときの状態を仮想状態で示した断面図を示している。
【００４０】
図１において、１はシールド掘削機で、円筒形状のスキンプレート２の前端にカッタヘッド４を回転自在に設けている従来から公知のシールド掘削機の簡略図を示している。スキンプレート２の内周面には、周方向に所定間隔毎に複数本の推進ジャッキ５、５・・・が取付けられており、後方に向かって伸縮自在に伸長する。これらの推進ジャッキ５のロッド５ａ先端部にはセグメントＳ１の前端面に当接させるスプレッダ６を、同スプレッダ６のセグメント前端面への当接角度を可変自在となるように取付けている。
【００４１】
シールド掘削機１は、主な機構としてスキンプレート２の前方部内には従来から公知のシールド掘削機のように、前記カッタヘッド３を回転駆動する図示せぬ駆動機構を配設している。また、カッタヘッド３によって掘削された土砂を後方に搬出する図示せぬ土砂搬出手段が配設されている。更に、スキンプレート２の後方部内には、セグメントの組立機構である図示せぬエレクタが配設している。この他、各種制御機器等が配設されている。
【００４２】
本願発明におけるセグメント固定装置１０は、板状の弾性変形体７と同弾性変形体７にトンネルの径方向への弾性変形を行わせる流体シリンダ９とを有する構成となっている。セグメント固定装置１０は、テールプレート３の周方向に所定間隔毎に複数配されているが、各セグメント固定装置１０は同様の構成を備えており、図１の円弧部分を拡大した図２を用いてセグメント固定装置１０の構成について説明することで、各セグメント固定装置１０の構成についての説明は省略することとする。
【００４３】
尚、本願発明におけるセグメント固定装置１０は、上述の構成を備えたシールド掘削機に限定されて適用されるものではなく、各種シールド掘削機に対して適用できるものである。
【００４４】
図２に示すように、板状の弾性変形体７の一端部が支持部材１３を介してテールプレート３に回動自在に支持されており、他端部が流体シリンダ９のロッド９ａ先端に取付けた前後動部材９ｂに設けた支持部材１２を介して回動自在に支持されている。前後動部材９ｂはロッド９ａの前後動により、案内部材１４にガイドされてシールド掘削機１本体の前後方向に前後動するように配されている。流体シリンダ９は、テールプレート３に設置している実施例を用いて説明を続けるが、流体シリンダ９はテールプレート３に設置する代わりに、シールド掘削機１内の他の固定部材等に取付けて設置させることができるものである。
【００４５】
図２における弾性変形体７の実線で示す状態が初期状態、即ち弾性変形体７が新設セグメントＳ１に対して非圧接状態を示しており、２点鎖線で示す状態が、流体シリンダ９が作動してロッド９ａを伸長させたことにより弾性変形体７を弾性変形させた状態を示している。即ち、弾性変形体７が弾性変形して新設セグメントＳ１の外周面部に圧接している状態を示している。流体シリンダ９は同流体シリンダの前後室にそれぞれ液圧管路１１ａ、１１ｂが接続されている。液圧管路１１ａ、１１ｂの管路途中には公知の切換制御弁等が配されており、図示せぬ液圧ポンプやドレイン管路等とに切換接続ができるように構成されている。
【００４６】
図２で示す弾性変形体７の初期状態、即ち実線で示す状態のとき、両端支持された弾性変形体７の中間部は、新設セグメントＳ１側に多少撓んだ状態に保持されている。これは、流体シリンダ９の作動によりロッド９ａが伸長し、前後動部材９ｂが図２の右方向に移動したとき、弾性変形体７を新設セグメントＳ１に圧接する方向に弾性変形させるために、予め撓ませておいたものである。
【００４７】
前後動部材９ｂが図２の右方向に移動したとき、弾性変形体７を新設セグメントＳ１に圧接する方向により大きく弾性変形させるために、弾性変形体７の少なくとも一端部は支持部材１２、１３により回動自在に支持しておくことが望ましい。前後動部材９ｂを設けずに支持部材１２、１３を直接ロッド９ａに設けることもできるが、流体シリンダ９と弾性変形体７間の距離を所望長さとするためには、前後動部材９ｂを設けることが望ましい。
【００４８】
弾性変形体７としては板バネを用いることができ、図４に示すように平板状の板バネ１６の一面側をゴム等が被覆された被覆層１７を施しておくことができる。被覆層１７を施した面で新設セグメントＳ１の外周面に圧接することで、密着状態を増大させることができると共に、新設セグメントＳ１の外周面を板バネにより傷つけることを防止することができる。被覆層１７としては、ゴム、可撓性を有する合成樹脂材、発泡体、繊維材料等を用いることができるが、被覆層１７を設けずに板バネ１６を弾性変形体としてそのまま使用することもできる。
【００４９】
図５に示すように横断面がＵ字状形状を有する板状の板バネ１６’を用いた場合には、図５の左右方向から板バネ１６’に対して押圧力を作用させると、板バネ１６’はその断面形状が、Ｕ字状で示す曲率半径から曲率半径を増大させる方向への変形を行い、結果として板バネ１６’は被覆層１７側に膨出する特性を示すことになる。この特性を利用することで、板バネ１６’の初期状態において、板バネ１６’を新設セグメントＳ１側に撓ませずに直線状に配設しておくこともできる。この場合において、Ｕ字状形状を有する板状の板バネ１６’の両端部は、テールプレート３と流体シリンダ９の前後動部材９ｂにそれぞれ固定支持しておくことも、支持部材１２、１３を用いて回動支持しておくこともできる。回動支持する場合には、板バネ１６’の少なくとも一端部を回動支持すればよい。
【００５０】
弾性変形体７による新設セグメントＳ１の圧接部位は、新設セグメントＳ１の先端部寄りの部位とすることが、新設セグメントＳ１の姿勢を安定的にしかも正確に組立位置に支持する上で望ましい。なお、流体シリンダ９を収縮させることにより弾性変形体７を初期状態〔図２の２点鎖線〕に戻すことができるが、板バネ１６（１６’）自体に復元力があるため、流体シリンダ９として空気圧シリンダを用いた場合には、流体シリンダ９の縮み側流体回路を省略し、板バネ１６（１６’）の復元力のみによって初期状態に戻すことができる。
【００５１】
このようにして、ロッド９ａの伸長により弾性変形体７を弾性変形させて撓ませることで、弾性変形体７でもって新設セグメントＳ１の外周面を圧接して、新設セグメントＳ１を組立位置に支持固定することができる。新設セグメントＳ１が所定数配設され、リング状等の所定の形状に組み立てられると、新設セグメントＳ１同士は、周方向に対してホゾ結合による締結、ボルト締結等の公知の締結手段で新設セグメントＳ１同士を強固に締結することができ、締結された組立て形状を維持することができる。この状態に新設セグメントＳ１が組立てられると、弾性変形体７を初期状態に戻す。
【００５２】
掘削機の掘進作業を停止せずに、組付けを行う新設セグメントＳ１に当接するスプレッダ６の推進ジャッキ５を収縮させ、他の推進ジャッキ５を伸長させながら掘進作業を行う工法では、新設セグメントＳ１を周状に組立てて新設セグメント同士の締結が終わるまでは、弾性変形体７により各新設セグメントを組立位置に支持固定しておく。新設セグメント同士の締結が終了した段階で、弾性変形体７を初期状態に復帰させる。
【００５３】
本願発明におけるセグメント固定装置１０は、図３に示すように周方向に所定間隔毎に配されたスプレッダ６の移動領域とは干渉しない部位に複数周方向に配されている。セグメント固定装置１０の配置数は、図３に示す８個に限定されるものではなく、各セグメント固定装置１０を、組み立てられる各新設セグメントに対してそれぞれの組立て位置を規制することができる部位に必要数配することが望ましい。また、セグメント固定装置１０は、各スプレッダ６間に配することもできるが、複数のスプレッダ６毎に配することもできる。セグメント固定装置１０は、少なくとも新設セグメント毎に配することが望ましいが、隣接する新設セグメントＳ１、Ｓ１を一つのセグメント固定装置１０で支持固定するように構成することもできる。
【００５４】
図１、図２及び図３に示すように、セグメント固定装置１０はカバー１５によってテールプレート３の周面部の一部を多少膨出した状態で配することができる。カバー１５を膨出させるための地山の掘削は、カッタヘッド４に配してある図示せぬコピーカッタ、オーバカッタ等の突出制御を行うことで形成することができる。テールプレート３の周面部の一部を多少膨出した状態にすることで、セグメント固定装置１０のテールプレート３内での収納を容易なものとすることができる。尚、カバーによるテールプレート外周面からの突出量は、可能な限り小さくすることが、セグメント外周面と地山との空隙部を小さくすることから望ましい。
【００５５】
本実施例においては、液圧シリンダ９は、図２のように、推進ジャッキ５が縮小した状態でのスプレッダ６近傍に配されているが、より前方の推進ジャッキ５の本体側やさらには推進ジャッキ５より離間してシールド掘削機の前方側に配しても良い。
【実施例２】
【００５６】
図６、７は、弾性変形体７をゴム体１８により構成したセグメント固定装置１０’の他の実施例を示したものである。図６、７に示すセグメント固定装置１０’の弾性変形体としてのゴム体１８及び同ゴム体１８の両端部を回動自在に支持する支持部材２２、２３以外の構成に関しては、実施例１におけるセグメント固定装置１０と同一の構成を有している。以下においては、実施例１におけるセグメント固定装置１０と同一の構成については、同一の図面符号を用いることで、その説明を省略することとする。
【００５７】
ゴム体１８は、単一の材質あるいは複数の材質からなるゴム体１８により構成され、平板状に形成されている。また、ゴム体１８は中実の構造でも中空の構造でも構成することができるが、セグメント外周面を圧接するうえから中実の構造としておくことが望ましい。
【００５８】
支持部材２２、２３は、円柱状体を有する雄部２２ａ、２３ａと同円柱状体を回動自在に支承する雌部２２ｂ、２３ｂとから構成され、雄部２２ａ、２３ａ又は雌部２２ｂ、２３ｂの対向面の少なくとも一方は傾斜面に形成されている。図６に示すように、ゴム体１８が初期状態にあるときには、水平状態に維持することができる。また、流体シリンダ９が作動してロッド９ａが伸長して、前後動部材９ｂを弾性変形体７が弾性変形して撓む方向、即ち図６の右方向に移動すると、図７に示すように雄部２２ａ、２３ａが雌部２２ｂ、２３ｂと面接触する方向に回動し、ゴム体１８を撓ませることができる。
【００５９】
これにより、ロッド９ａの伸長によりゴム体１８で新設セグメントＳ１の外周面を圧接して、新設セグメントＳ１を組立位置に支持固定することができる。新設セグメントＳ１が所定数配設され、リング状等の所定の形状に組み立てられると、新設セグメントＳ１同士は、周方向に対してホゾ結合による締結方法、ボルト締結方法等の公知の締結方法で新設セグメントＳ１を締結することができる。
【００６０】
流体シリンダ９の伸長操作を解除すると、ゴム体１８はその弾性復元力により瞬時に、初期状態に復帰することができる。支持部材２２、２３の代わりに図２に示すような回動支持することができる支持部材１２、１３を用いることもできる。逆に、実施例１において説明した支持部材１２、１３の代わりに第２実施例で説明した支持部材２２、２３を使用することもできる。
【００６１】
弾性変形体７と支持部材１２，１３、２２，２３との配置関係については、少なくとも弾性変形体７の一端部に回動を許容する支持部材１２または１３、２２または２３を用いることで、流体シリンダ９の伸長操作で弾性変形体７を新設セグメントＳ１に圧接させる弾性変形を行わせることができる。支持部材１２と支持部材１３、支持部材２２と支持部材２３の回動角度、傾斜角度は、それぞれ同じ回動角度、傾斜角度とすることも、異なる回動角度、傾斜角度とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本願発明は、シールド掘削工法においてテールプレート内で組立てられる新設セグメントに対するセグメント固定装置として、各種掘削径に対応するシールド掘削機に適用することができるものであるが、空間内で複数の部材をリング状あるいは矩形状等といった形状で周囲を閉塞した形状に組立てる組立作業機械等において、組立てを行う部材の組立位置を確実に支持固定する装置として使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本願発明に係わるシールド掘削機の簡略縦断面側面図である。（実施例１）
【図２】図１の円形部の部分拡大図である。（実施例１）
【図３】図１のＡ−Ａ断面図に仮想のスプレッダを付け加えた図である。（実施例１）
【図４】板バネを弾性変形体として用いた例を示す斜視図である。（実施例１）
【図５】板バネを弾性変形体として用いた他の例を示す斜視図である。（実施例１）
【図６】他の弾性変形体を用いた部分拡大図である。（実施例２）
【図７】図６の弾性変形体の動作状態を示す部分拡大図である。（実施例２）
【図８】新設セグメントの撓み状態を説明する縦断面側面図である。（説明図）
【図９】液体バッグの部分の縦断面図である。（従来例１）
【図１０】液体バッグを膨張させた状態の縦断面側面図である。（従来例１）
【図１１】楔部材でパッド体を構成した縦断面側面図である。（従来例１）
【図１２】セグメントの支持態様を示す縦断面側面図である。（従来例２）
【符号の説明】
【００６４】
１        シールド掘削機
２        スキンプレート
３        テールプレート
４        カッタヘッド
５        推進ジャッキ
６        スプレッダ
７        弾性変形体
９        流体シリンダ
10、10’  セグメント固定装置
12、13    支持部材
１５      カバー
16、16’  板バネ
１７      被覆層
１８      ゴム体
22、23    支持部材
３０      テールプレート
３１      流体バッグ
３３      押圧蓋板
３４      スプリング
３５      外側固定楔部材
３６      内側可動楔部材
３７      ロッド体
４０      テールプレート
４２      ジャッキ
４２Ａ    ジャッキ
４３      シリンダ
４５      ピストンロッド
４５Ａ    ピストンロッド
Ｓ１      新設セグメント
Ｓ２      既設セグメント
【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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【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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