JP2002030888A - シールド掘進機のテールクリアランス計測装置 - Google Patents
シールド掘進機のテールクリアランス計測装置Info
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Abstract
自動化し得るようにする。 【解決手段】 シールドフレーム1の内径面1aと既設
のセグメント7の外径面7aとの両者にテールクリアラ
ンス測定子13を直接接触させてテールクリアランス1
2を測定する計測装置14を、シールド掘進機に備えた
移動装置16により既設のセグメント7の前端に対して
近接離反可能に備えているシールド掘進機のテールクリ
アランス計測装置であって、計測装置14は、測定子1
3を一端に有した筒状本体18が、位置決め機構19に
より移動装置16に対して位置決め可能に支持されてお
り、筒状本体18の内部に、測定子13を前後に押し引
きする押し引き装置と、測定子13を回転駆動する回転
駆動装置と、測定子13の回転を検出する検出器とを備
えている。
Description
テールクリアランス計測装置に関するものであり、より
詳しくは、テールクリアランスを小型の装置により自動
計測できるようにした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ものである。
り、シールド掘進機が使われている。
略円筒形をしたシールドフレーム1の先端面に円板状の
カッタ2をモータ等の駆動装置3、ギヤ4,5等を介し
て回転自在に取付けて、カッタ2を回転させることによ
り、土を掘削するようにし、シールドフレーム1の内部
に設けた図示しないセグメント組立装置により、カッタ
2で掘削した掘削坑6内に円弧状をしたコンクリート製
等のセグメント7を円形に組立てて、コンクリート製の
トンネル8を構築させるようにし、更に、シールドフレ
ーム1の内部に設けたシールドジャッキ9により、トン
ネル8の既設部分の先端に反力を支持させて、シールド
フレーム1を推進させるようにしたものである。
ッド部、11はシールドジャッキ9のシュー部である。
は既設のセグメント7の外径が、シールドフレーム1の
内径よりも僅かに小さくなるように設定して、シールド
フレーム1の内径面1aと既設のセグメント7の外径面
7aとの間にクリアランス(テールクリアランス12)
を形成させ、以て、土圧等によってシールドフレーム1
が変形したような場合や、組み立てたセグメント7が真
円でなかったような場合や、カーブ等でシールドフレー
ム1が片側へ寄って行くような場合等に、シールドフレ
ーム1がトンネル8或いは既設のセグメント7と干渉し
て掘進できなくなるようなことがないようにしている。
2が許容値よりも小さくなったりした場合には、シール
ドフレーム1の向きを変えたり、通常のセグメント7と
は異なる形状をしたセグメントを入れたりすることによ
って、テールクリアランス12を調整し、許容値へと戻
すようにしている。
ント7との間のテールクリアランス12の計測は、作業
員が、物差しを使って手作業で上下左右の四点等を測る
等していた。
を使った手作業によるテールクリアランスの計測手段に
は、以下のような問題があった。
テールクリアランス12を計測するのは大変な作業であ
り、特に、近年のようにシールド掘進機が大径化する
と、計測点へたどり着くだけでもかなりの時間を要して
しまう。
ランス12を計測する場合、テールクリアランス12を
常時監視し続けるようにすることは不可能であり、推進
中のテールクリアランス12の変化を連続的に監視する
ようなことはできなかった。
計測し得るようにした計測装置を、シールド掘進機のシ
ールドフレーム1等に備えることも考えられているが、
テールクリアランス12を計測する部分は多数のシール
ドジャッキ9が配置された非常に狭隘な箇所であり、し
かもテールクリアランス12を計測するためには、計測
装置をシールドフレーム1に押付ける押付操作、テール
クリアランス測定子をテールクリアランス12に対して
抜き差しする押し引き操作、テールクリアランス測定子
を移動させてテールクリアランス12を計測する計測操
作等の作動を必要として、計測装置が複雑、大型化し、
このためにテールクリアランス12を自動的に計測でき
る装置の開発は困難となっていた。
アランスの計測を小型の装置にて自動化し得るようにし
た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ものである。
ームの内径面と既設のセグメントの外径面との両者にテ
ールクリアランス測定子を直接接触させて両者間のテー
ルクリアランスを測定する計測装置を、シールド掘進機
に備えた移動装置により既設のセグメントの前端に対し
て近接離反可能に備えているシールド掘進機のテールク
リアランス計測装置であって、計測装置は、テールクリ
アランス測定子を一端に有した筒状本体が、位置決め機
構により移動装置に対して位置決め可能に支持されてお
り、且つ前記筒状本体の内部に、テールクリアランス測
定子を前後に押し引きする押し引き装置と、テールクリ
アランス測定子を回転駆動する回転駆動装置と、テール
クリアランス測定子の回転を検出する検出器とを備えて
いることを特徴とするシールド掘進機のテールクリアラ
ンス計測装置、に係るものである。
定子が略L字状を有していてもよい。
体によりシールドフレームの径方向外側に付勢された支
持架台と、該支持架台に対して前後に傾動可能に支持さ
れた揺動フレームと、該揺動フレームに対して筒状本体
を落下しないように支持する保持アーム及び筒状本体を
回転可能に支持する受けローラと、筒状本体をシールド
フレームの内径面に支持する支持脚とからなっていても
よい。
又、支持脚を、筒状本体の一端側外周面の2箇所と他端
側外周面の1箇所に設けて3点支持としてもよい。
外部に配置したテールクリアランス測定子が固定されて
筒状本体の軸線方向に移動可能な摺動軸と、該摺動軸を
押し引きするスライドピストンと、駆動軸がスプライン
を介して前記摺動軸に連結された回転モータと、該回転
モータの駆動軸に接続して回転を検出する検出器とを備
えていてもよい。
外部に配置したテールクリアランス測定子が固定されて
筒状本体の軸線方向に移動可能な摺動軸と、該摺動軸を
押し引きするスライドピストンと、駆動軸が前記摺動軸
に連結されて摺動軸と一緒に筒状本体の軸線方向に移動
可能な回転モータと、該回転モータの駆動軸に接続して
回転を検出する検出器とを備えていてもよい。
ュー部であってもよい。
られる。
面に対して位置決めできるようにした筒状本体を位置決
め機構を介して支持させ、筒状本体に略L字状のテール
クリアランス測定子を備えて、該テールクリアランス測
定子の抜き差しと回転とを行うことによって、テールク
リアランスを計測するようにしたので、テールクリアラ
ンスの計測を自動化して確実な計測を行うことができ
る。
し引きする押し引き装置と、テールクリアランス測定子
を回転駆動する回転駆動装置と、テールクリアランス測
定子の回転を検出する検出器とを、筒状本体の内部に備
えるようにしているので、計測装置を小型化することが
でき、よってシールド掘進機における狭隘なスペースへ
の計測装置の設置が容易に可能となる。
ドジャッキのシュー部に取付けるようにすると、取付が
簡単になり取付のための構造も簡略小型化することがで
きる。
示例と共に説明する。
である。
は、図7と同様であるため、必要に応じて図7を参照す
るものとし、又、同一の部分については同一の符号を付
すことにより説明を省略する。
内径面1aと既設のセグメント7の外径面7aとの両者
に直接接触して両者間のテールクリアランス12を直接
測定可能なテールクリアランス測定子13を一端側に有
した計測装置14を備えており、該計測装置14が前後
方向15方向に移動して既設のセグメント7の前端に対
して近接離反動できるように移動装置16に支持されて
いる。
を新たにシールドフレーム1の内部に設けるようにして
もよいが、図1に示すように、既設のシールドジャッキ
9をそのまま利用することができる。
ッキ9を利用する場合には、シールドジャッキ9のシュ
ー部11に固定ブラケット17を取付け、該固定ブラケ
ット17に位置決め機構19を介して計測装置14を支
持させることができる(又、シールドジャッキ9のロッ
ド部10にクランプ具を取付け、該クランプ具に固定し
たアーム部に計測装置14を支持させるようにしてもよ
い)。
す。計測装置14は、略L字状のテールクリアランス測
定子13を一端に有した略円筒状の筒状本体18を備え
ており、該筒状本体18は位置決め機構19を備えて移
動装置16の固定ブラケット17に支持され、シールド
フレーム1に対する位置決めが行えるようになってい
る。
の固定ブラケット17に対して弾性体20によりシール
ドフレーム1の径方向外側に付勢された支持架台21
と、該支持架台21に対して揺動ピン22により前後に
傾動可能に支持された揺動フレーム23とを備えてい
る。図の例では弾性体20には圧着バネを用いた場合を
示している。前記支持架台21は、固定ブラケット17
に対してガイドロッド20aにより、鉛直方向のみに移
動できるようになっている。
状本体18が径方向外方へ落下しないように抱えて支持
する保持アーム24と、前後において、径方向内方の2
点で筒状本体18を回転可能に支持する受けローラ25
とを備えている。この時、筒状本体18の外周面には、
受けローラ25と保持アーム24が嵌合する案内溝26
を形成している。更に、筒状本体18の一端側外周面の
2箇所と、筒状本体18の他端側外周面の1箇所には支
持脚27a,27b,27cを設けており、この支持脚
27a,27b,27cによって、筒状本体18が3点
支持にてシールドフレーム1の内径面1aに位置決めさ
れるようになっている。
に、テールクリアランス測定子13を前後に押し引きす
る押し引き装置28と、テールクリアランス測定子13
を回転駆動する回転駆動装置29と、テールクリアラン
ス測定子13の回転を検出する検出器30とを備えてい
る。
には、筒状本体18の軸線方向に移動が可能な摺動軸3
1が設けられており、該摺動軸31の外側端部には、半
径方向外方に延びるアーム13aと、該アーム13aの
先端にて前記摺動軸31と平行な方向に延びる検出針1
3bとからなる略L字形のテールクリアランス測定子1
3が固定されている。上記テールクリアランス測定子1
3の検出針13bは、前記支持脚27a,27b,27
cの下面より更に外方(下側)に張出すようになってい
る。
2,33へのエアの注入、排出によって、テールクリア
ランス測定子13の前後方向の抜き差しを行うように摺
動軸31に固定された押し引き装置28としてのスライ
ドピストン34が設けられている。35,36はエア給
排口、37はスライドピストン34の位置検出用のリミ
ットスイッチである。
の後部には、回転駆動装置29としての回転モータ38
が固定されており、スプライン39を形成した回転モー
タ38の駆動軸40が、前記摺動軸31に対して同心的
に嵌合している。これにより駆動軸40と摺動軸31と
は、互いに摺動でき且つ一体に回転するようになってい
る。更に、回転モータ38の駆動軸40と反対に突出し
ている同軸の軸41には、回転を検出する検出器30が
接続配置されている。回転を検出する検出器30として
は、ポテンショメータ又はロータリエンコーダ42等を
用いることができる。
モータ38の駆動軸40を前記摺動軸31に直結し、前
記スライドピストン34の作用によって回転モータ38
が摺動軸31と一緒に前後方向に移動されるに構成して
もよい。
築して行く過程については図7の場合と同様なので説明
を省略する。
内径面1aと既設のセグメント7の外径面7aとの間の
テールクリアランス12を測定するに際し、図示しない
専用のシリンダ等を移動装置16としている場合には、
上記シリンダを伸長動させて、シリンダ等の移動装置1
6に取付けられた計測装置14を既設のセグメント7の
前端部に近接させ、続いて計測装置14のテールクリア
ランス測定子13をテールクリアランス12に差し込む
ようにする。
ジャッキ9をそのまま利用している場合には、シールド
ジャッキ9は、通常、伸長状態にして既設のセグメント
7の前端部に反力を支持させるようにしているため、そ
のシュー部11に取付けられた計測装置14のテールク
リアランス測定子13は、図1に示すように自然に既設
のセグメント7に接近した位置となるので、前記したよ
うな操作は必要ない。この時、テールクリアランス測定
子13の検出針13bの位置は、通常時、図5中Aで示
すようにテールクリアランス12のちょうど中間位置に
なるように待機させておき、検出針13bがシールドフ
レーム1及びセグメント7に接触しないようにしてお
く。
バネによる弾性体20によってシールドフレーム1の内
径面1aに常時押付けられており、シールドジャッキ9
の伸長によるシールドフレーム1の移動、及びシールド
ジャッキ9自体の縮小によって、筒状本体18はシール
ドフレーム1の内径面1aに沿って移動する。この時、
筒状本体18は、揺動ピン22にて支持された揺動フレ
ーム23により前後に自由に傾動することができ、且つ
保持アーム24と受けローラ25とにより自由に回転す
ることができ、しかも3つの支持脚27a,27b,2
7cによって支持されるようになっているので、圧着バ
ネからなる弾性体20で押付けられる筒状本体18は、
支持脚27a,27b,27cによる3点支持によって
シールドフレーム1の内径面1aに対して確実に位置決
めされる。
テールクリアランス測定子13を、図2に示す実線位置
から2点鎖線位置に張出させる。図4の例では、エア注
入室32にエアを注入してスライドピストン34を右側
に移動させる。これにより、図2に示すように、テール
クリアランス測定子13の検出針13bは、シールドフ
レーム1の内径面1aとセグメント7の外径面7aとの
間のテールクリアランス12内に差し込まれるようにな
る。
モータ38を駆動してテールクリアランス測定子13を
回転させて、図5のBに示すように検出針13bをシー
ルドフレーム1の内径面1aに密着させる。この時の回
転モータ38の回転角を検出器30であるポテンショメ
ータ又はロータリエンコーダ42によって検出する。こ
の時、回転モータ38の駆動軸40と摺動軸31とがス
プライン39を介して嵌合しているので、テールクリア
ランス測定子13の押し引きを行っても、回転モータ3
8の回転力は常に摺動軸31に伝えることができる。
とは反対方向にテールクリアランス測定子13を回転さ
せ、図5のCに示すように検出針13bをセグメント7
の外径面7aに密着させる。この時の回転モータ38の
回転角を検出器30であるポテンショメータ又はロータ
リエンコーダ42によって検出する。計測中の回転モー
タ38は、常に同一のトルクが発生するように制御する
ことにより、テールクリアランス12の変化に追従す
る。
6を参照して説明する。
持脚27a,27b,27cによる3点支持によってシ
ールドフレーム1の内径面1aに対して押付けられてい
るので、テールクリアランス測定子13の回転中心Xと
シールドフレーム1の内径面1aとの間の距離Hは常に
一定であり、この距離Hは設計寸法から分かっている。
従って、図6の実線のようにテールクリアランス測定子
13の検出針13bをシールドフレーム1の内径面1a
に当接させたときの水平線(θ=0゜)に対する角度θ
1は常に一定となる。この時、シールドフレーム1の内
径面1aの曲率は、マシン径により変化するが、テール
クリアランス12の測定上では誤差範囲である。一方、
上記した角度θ1が変化した場合には曲率が変化したこ
とを示しているので、この角度θ1の変化から前記曲率
の違いによる距離Hの補正を行うこともできる。
回転させて検出針13bをセグメント7の外径面に7a
に当接させ、この時の水平線との角度θ2を検出器30
により検出する。
回転中心Xと検出針13bとの間の寸法Lは分かってい
るので、Lsinθ2から検出針13bの針径の1/2
の長さを差し引くことにより、テールクリアランス測定
子13の回転中心Xとセグメント7の外径面7aとの間
の距離が求められる。
径の1/2} となる。
移動装置16に対し、シールドフレーム1の内径面1a
に対して位置決めできるようにした筒状本体18を位置
決め機構19を介して支持させ、筒状本体18に略L字
状のテールクリアランス測定子13を備えて、該テール
クリアランス測定子13の抜き差しと回転とを行うこと
によって、テールクリアランス12を計測するようにし
たので、テールクリアランスを自動化して確実に計測す
ることができる。
測定子13を前後に押し引きする押し引き装置28と、
テールクリアランス測定子13を回転駆動する回転駆動
装置29と、テールクリアランス測定子13の回転を検
出する検出器30とを、筒状本体18の内部に、しかも
同軸上に備えるようにしているので、計測装置14を小
型化することができ、よってシールド掘進機における狭
隘なスペースへの計測装置14の設置が容易に可能とな
る。
シールドジャッキ9のシュー部11に取付けるようにす
ると、取付が簡単になり取付のための構造も簡略小型化
することができる。
ルドフレーム1の内径面1aと既設のセグメント7の外
径面7aとに直接接触させるようにして、テールクリア
ランス12を計測しているので、計測手段としての確実
性が高く、高精度の検出が可能となる。
メント7を組み入れるためにシールドジャッキ9や図示
しないシリンダ等の移動装置16を一次的に退避させる
場合を除き、テールクリアランス12を連続的に計測さ
せ続けることが可能となる。
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変更を加え得ることは勿論である。
掘進機のテールクリアランス計測装置によれば、移動装
置に対し、シールドフレームの内径面に対して位置決め
できるようにした筒状本体を位置決め機構を介して支持
させ、筒状本体に略L字状のテールクリアランス測定子
を備えて、該テールクリアランス測定子の抜き差しと回
転とを行うことによって、テールクリアランスを計測す
るようにしたので、テールクリアランスを自動化して確
実に計測できる効果がある。
し引きする押し引き装置と、テールクリアランス測定子
を回転駆動する回転駆動装置と、テールクリアランス測
定子の回転を検出する検出器とを、筒状本体の内部に備
えるようにしているので、計測装置を小型化することが
でき、よってシールド掘進機における狭隘なスペースへ
の計測装置の設置が容易に可能となる効果がある。
ドジャッキのシュー部に取付けるようにすると、取付が
簡単になり取付のための構造も簡略小型化できる効果が
ある。
図である。
る。
ランスを計測する状態を示す正面図である。
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 シールドフレームの内径面と既設のセグ
メントの外径面との両者にテールクリアランス測定子を
直接接触させて両者間のテールクリアランスを測定する
計測装置を、シールド掘進機に備えた移動装置により既
設のセグメントの前端に対して近接離反可能に備えてい
るシールド掘進機のテールクリアランス計測装置であっ
て、計測装置は、テールクリアランス測定子を一端に有
した筒状本体が、位置決め機構により移動装置に対して
位置決め可能に支持されており、且つ前記筒状本体の内
部に、テールクリアランス測定子を前後に押し引きする
押し引き装置と、テールクリアランス測定子を回転駆動
する回転駆動装置と、テールクリアランス測定子の回転
を検出する検出器とを備えていることを特徴とするシー
ルド掘進機のテールクリアランス計測装置。 - 【請求項2】 テールクリアランス測定子が略L字状を
有していることを特徴とする請求項1記載のシールド掘
進機のテールクリアランス計測装置。 - 【請求項3】 位置決め機構が、移動装置に対し弾性体
によりシールドフレームの径方向外側に付勢された支持
架台と、該支持架台に対して前後に傾動可能に支持され
た揺動フレームと、該揺動フレームに対して筒状本体を
落下しないように支持する保持アーム及び筒状本体を回
転可能に支持する受けローラと、筒状本体をシールドフ
レームの内径面に支持する支持脚とからなることを特徴
とする請求項1又は2記載のシールド掘進機のテールク
リアランス計測装置。 - 【請求項4】 弾性体が圧着バネであることを特徴とす
る請求項3記載のシールド掘進機のテールクリアランス
計測装置。 - 【請求項5】 支持脚を、筒状本体の一端側外周面の2
箇所と他端側外周面の1箇所に設けて3点支持としたこ
とを特徴とする請求項3又は4記載のシールド掘進機の
テールクリアランス計測装置。 - 【請求項6】 筒状本体の内部に、筒状本体の一端外部
に配置したテールクリアランス測定子が固定されて筒状
本体の軸線方向に移動可能な摺動軸と、該摺動軸を押し
引きするスライドピストンと、駆動軸がスプラインを介
して前記摺動軸に連結された回転モータと、該回転モー
タの駆動軸に接続して回転を検出する検出器とを備えて
いることを特徴とする請求項1又は2記載のシールド掘
進機のテールクリアランス計測装置。 - 【請求項7】 筒状本体の内部に、筒状本体の一端外部
に配置したテールクリアランス測定子が固定されて筒状
本体の軸線方向に移動可能な摺動軸と、該摺動軸を押し
引きするスライドピストンと、駆動軸が前記摺動軸に連
結されて摺動軸と一緒に筒状本体の軸線方向に移動可能
な回転モータと、該回転モータの駆動軸に接続して回転
を検出する検出器とを備えていることを特徴とする請求
項1又は2記載のシールド掘進機のテールクリアランス
計測装置。 - 【請求項8】 移動装置が、シールドジャッキのシュー
部であることを特徴とする請求項1又は2又は3記載の
シールド掘進機のテールクリアランス計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000213076A JP3498687B2 (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | シールド掘進機のテールクリアランス計測装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008202320A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Kajima Corp | シールド機、シールド機とセグメントの間のクリアランス測定方法 |
CN115244270A (zh) * | 2020-04-28 | 2022-10-25 | 海瑞克股份公司 | 隧道掘进机 |
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