JP6359415B2

JP6359415B2 - Tunnel excavator

Info

Publication number: JP6359415B2
Application number: JP2014212511A
Authority: JP
Inventors: 潔大堀; 賢村上; 杉山　雅彦; 雅彦杉山
Original assignee: Ｊｉｍテクノロジー株式会社
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2018-07-18
Anticipated expiration: 2034-10-17
Also published as: JP2016079691A

Description

本発明は、トンネルの内壁面にセグメントを組み付けてトンネルを形成するトンネル掘削機に関する。 The present invention relates to a tunnel excavator that forms a tunnel by assembling segments to an inner wall surface of a tunnel.

トンネル掘削機は、円筒形状を成す掘削機本体（スキンプレート）の前方部に円盤形状を成すカッタヘッドがカッタ駆動装置により回転駆動可能に支持されると共に、掘削機本体の後方部に既設トンネルの内壁面（地山の周壁）にセグメントを組み付けるエレクタ装置と当該掘削機本体を前進させる複数の推進ジャッキとが装着されて成る。なお、推進ジャッキの先端部にスプレッダを設け、推進ジャッキを伸長させて当該スプレッダを既設のセグメントに押し当てることにより、セグメントからの反力を得て掘削機本体を前進させている。 In the tunnel excavator, a disc-shaped cutter head is rotatably supported by a cutter driving device at a front portion of a cylindrical excavator main body (skin plate), and an existing tunnel is mounted at a rear portion of the excavator main body. An erector apparatus for assembling a segment to an inner wall surface (a peripheral wall of a natural ground) and a plurality of propulsion jacks for advancing the excavator body are mounted. A spreader is provided at the tip of the propulsion jack, the propulsion jack is extended, and the spreader is pressed against an existing segment, thereby obtaining a reaction force from the segment to advance the excavator body.

トンネルの内壁面にセグメントを組み付ける際には、スキンプレートとセグメントとの間に所定の隙間（テールクリアランス）を設けている。スキンプレートとセグメントとが接触（干渉）していると、トンネル掘削機が掘進する際に大きな抵抗を受けてしまうため、このようなテールクリアランスを設けている。また、このテールクリアランスは、トンネルのカーブ（曲線部）を形成する際、および、トンネル掘削機が掘進時に蛇行した際においても、スキンプレートとセグメントとが干渉しないように設定されている。 When assembling the segment to the inner wall surface of the tunnel, a predetermined gap (tail clearance) is provided between the skin plate and the segment. When the skin plate and the segment are in contact with each other (interference), the tunnel excavator receives a large resistance when digging, and thus such a tail clearance is provided. Further, the tail clearance is set so that the skin plate and the segment do not interfere with each other even when a tunnel curve (curved portion) is formed and when the tunnel excavator meanders during excavation.

テールクリアランスは、曲線部の形成や掘進時の蛇行によって変化するものであり、当該変化およびトンネルの真円度等によって周方向において異なるものである。よって、周方向の複数箇所においてテールクリアランスを確認（測定）することによって、スキンプレートとセグメントとの干渉を確実に回避することができるようにしている。 The tail clearance changes depending on the formation of the curved portion and the meandering at the time of excavation, and differs in the circumferential direction depending on the change and the roundness of the tunnel. Therefore, by confirming (measuring) tail clearance at a plurality of locations in the circumferential direction, interference between the skin plate and the segment can be reliably avoided.

特開平８−２１００９２号公報JP-A-8-210092

トンネル掘削機において、テールクリアランスを測定する技術としては、例えば、特許文献１に記載のものがある。特許文献１においては、シールドジャッキのロッドの側面に設けられた固定センサによってテールフレーム内面までの距離を検出し、シールドジャッキのロッドの内周側に設けられ既設セグメントの内方へ出没可能な移動センサによってセグメント内面までの距離を検出し、二つの検出結果からテールクリアランスを算出している。 As a technique for measuring tail clearance in a tunnel excavator, for example, there is one described in Patent Document 1. In Patent Document 1, the distance to the inner surface of the tail frame is detected by a fixed sensor provided on the side surface of the rod of the shield jack, and the movement is provided on the inner peripheral side of the rod of the shield jack and can be moved in and out of the existing segment. The distance to the inner surface of the segment is detected by a sensor, and the tail clearance is calculated from the two detection results.

しかし、移動センサおよび当該移動センサを支持する移動装置およびロッドが、シールドジャッキのロッドおよびジャッキシューの内周側に設置されているため、作業者が足を引っ掛けるなどシールド掘進機の内部での作業の邪魔になる虞がある。 However, since the movement sensor and the movement device and rod that support the movement sensor are installed on the inner circumference side of the rod and jack shoe of the shield jack, the worker can work inside the shield machine such as catching his / her foot. May get in the way.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、推進ジャッキの内周側における他作業の邪魔にならず、簡易な構造でテールクリアランスを計測することができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to measure the tail clearance with a simple structure without interfering with other work on the inner peripheral side of the propulsion jack.

上記課題を解決する第一の発明に係るトンネル掘削機は、円筒形状のスキンプレートと、前記スキンプレートを前進させる推進手段と、トンネルの内周面にセグメントを組み付けるエレクタ装置とを備えたトンネル掘削機において、前記推進手段に設けられ、トンネル後方へ向けて延出可能な駆動ロッドと、前記駆動ロッドにおけるトンネル後方側の端部に設けられ、既設のセグメントにおけるトンネル前方側の端面に当接し得るスプレッダと、前記スプレッダに回転可能に支持されると共に、一部が前記スプレッダにおける前記セグメントとの当て付け面から前記セグメント側へ突出して設けられ、前記駆動ロッドをトンネル後方へ向けて延出させて前記当て付け面を前記セグメントにおけるトンネル前方側の端面に当接させる際に、前記セグメントにおけるトンネル前方側の角部と接触して回転し得る回転部材と、前記回転部材の回転角度を検出する回転角検出手段とを備えたことを特徴とする。 A tunnel excavator according to a first invention for solving the above-mentioned problems is a tunnel excavation provided with a cylindrical skin plate, propulsion means for advancing the skin plate, and an erector device for assembling a segment to the inner peripheral surface of the tunnel. In the machine, the driving rod provided in the propulsion means and extendable toward the rear of the tunnel, and provided at the end of the driving rod on the rear side of the tunnel, can abut on the end surface of the existing segment on the front side of the tunnel. A spreader and a spreader that is rotatably supported by the spreader , and a part of the spreader is provided to protrude from the abutting surface of the spreader to the segment, and the drive rod extends toward the rear of the tunnel. when to abut the abutting surface to the end face of the tunnel front side of the segment, the A rotating member capable of rotating in contact with the corner portion of the tunnel front side of the segment, characterized by comprising a rotation angle detecting means for detecting a rotational angle of said rotary member.

上記課題を解決する第二の発明に係るトンネル掘削機は、第一の発明に係るトンネル掘削機において、前記回転部材が、前記スプレッダに対してトンネル径方向に移動可能に支持されるものであり、前記回転部材を前記スキンプレートから所定の距離に保持する保持手段を備えたことを特徴とする。 A tunnel excavator according to a second invention that solves the above problem is the tunnel excavator according to the first invention, wherein the rotating member is supported so as to be movable in the tunnel radial direction with respect to the spreader . A holding means for holding the rotating member at a predetermined distance from the skin plate is provided.

上記課題を解決する第三の発明に係るトンネル掘削機は、第二の発明に係るトンネル掘削機において、前記保持手段が、前記スプレッダに固定される固定部と、前記回転部材と前記スキンプレートとの間に介在する遠隔部と、前記固定部に設けられて前記回転部材および前記遠隔部を前記スキンプレート側に付勢する付勢部とを備えたものであることを特徴とする。 A tunnel excavator according to a third invention for solving the above-mentioned problems is the tunnel excavator according to the second invention, wherein the holding means is a fixed portion fixed to the spreader , the rotating member, and the skin plate. And a biasing portion provided on the fixed portion and biasing the rotating member and the remote portion toward the skin plate.

上記課題を解決する第四の発明に係るトンネル掘削機は、第三の発明に係るトンネル掘削機において、前記遠隔部が、ローラ部材を介して前記スキンプレートの内周面に当接するものであり、前記ローラ部材が、前記スキンプレートの内周面に当接する鋭角部を有するものであることを特徴とする。 A tunnel excavator according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is the tunnel excavator according to the third invention, wherein the remote portion abuts against the inner peripheral surface of the skin plate via a roller member. The roller member has an acute angle portion in contact with the inner peripheral surface of the skin plate.

上記課題を解決する第五の発明に係るトンネル掘削機は、第一の発明に係るトンネル掘削機において、前記回転部材と前記スキンプレートとの距離を検出する距離検出手段を備えたことを特徴とする。 Tunneling machine according to the fifth invention for solving the above problems is the tunneling machine according to the first invention, further comprising a distance detection means for detecting the distance between the front Symbol rotating member and the skin plate And

上記課題を解決する第六の発明に係るトンネル掘削機は、第五の発明に係るトンネル掘削機において、前記距離検出手段が、前記スプレッダに固定される固定部と、前記固定部と前記スキンプレートとの間に介在する測定部と、前記固定部に設けられて前記測定部を前記スキンプレート側に付勢する付勢部とを備えたものであることを特徴とする。 A tunnel excavator according to a sixth invention for solving the above-mentioned problems is the tunnel excavator according to the fifth invention, wherein the distance detecting means is fixed to the spreader , the fixed portion, and the skin plate. And a biasing portion that is provided on the fixed portion and biases the measurement portion toward the skin plate.

上記課題を解決する第七の発明に係るトンネル掘削機は、第六の発明に係るトンネル掘削機において、前記測定部が、ローラ部材を介して前記スキンプレートの内周面に当接するものであり、前記ローラ部材が、前記スキンプレートの内周面に当接する鋭角部を有するものであることを特徴とする。 A tunnel excavator according to a seventh invention that solves the above-described problem is the tunnel excavator according to the sixth invention, wherein the measurement unit abuts against an inner peripheral surface of the skin plate via a roller member. The roller member has an acute angle portion in contact with the inner peripheral surface of the skin plate.

上記課題を解決する第八の発明に係るトンネル掘削機は、第一から第七のいずれか一つの発明に係るトンネル掘削機において、前記回転角検出手段が、回転角センサであることを特徴とする。 A tunnel excavator according to an eighth invention for solving the above-mentioned problems is the tunnel excavator according to any one of the first to seventh inventions, wherein the rotation angle detecting means is a rotation angle sensor. To do.

上記課題を解決する第九の発明に係るトンネル掘削機は、第一から第七のいずれか一つの発明に係るトンネル掘削機において、前記回転角検出手段が、前記回転部材に連結されて一方向に移動可能なロッド部材と、前記ロッド部材の一方向における移動量を検出するストロークセンサとから成るものであることを特徴とする。 A tunnel excavator according to a ninth invention for solving the above-mentioned problems is the tunnel excavator according to any one of the first to seventh inventions, wherein the rotation angle detecting means is connected to the rotating member in one direction. And a stroke sensor for detecting a movement amount in one direction of the rod member.

第一の発明に係るトンネル掘削機によれば、回転部材をセグメントの角部に当てて回転させることにより、その回転角度からセグメントの角部の位置、すなわち、スキンプレートとセグメントとの間の隙間（テールクリアランス）を計測することができる。また、回転部材が推進手段におけるスプレッダの当て付け面からセグメント側へ突出するものであるので、作業者が足を引っ掛けるなど推進手段の内周側における他作業の邪魔になることはない。 According to the tunnel excavator according to the first invention, by rotating the rotating member against the corner of the segment, the position of the corner of the segment from the rotation angle, that is, the gap between the skin plate and the segment. (Tail clearance) can be measured. In addition, since the rotating member protrudes from the abutment surface of the spreader in the propulsion unit to the segment side, it does not interfere with other work on the inner peripheral side of the propulsion unit, such as an operator hooking a foot.

第二の発明に係るトンネル掘削機によれば、回転部材がスキンプレートから所定の距離に保持されているので、回転部材の位置を検出する検出手段が不要になり、部品点数を削減することができる。また、回転部材とスキンプレートとの相対位置を考慮する必要がないので、テールクリアランスを求める演算を簡易なものとすることができる。 According to the tunnel excavator according to the second invention, since the rotating member is held at a predetermined distance from the skin plate, the detection means for detecting the position of the rotating member becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced. it can. Further, since it is not necessary to consider the relative position between the rotating member and the skin plate, the calculation for obtaining the tail clearance can be simplified.

第三の発明に係るトンネル掘削機によれば、回転部材をスキンプレートから所定の距離に保持する保持手段を簡易な構成とすることができる。 According to the tunnel excavator according to the third aspect of the invention, the holding means for holding the rotating member at a predetermined distance from the skin plate can have a simple configuration.

第四の発明に係るトンネル掘削機によれば、ローラ部材によって推進手段におけるスプレッダの移動に伴う回転部材の移動を滑らかにすることができる。また、ローラ部材の鋭角部が、スキンプレートの内周面における付着物等を押し退けて確実に当該内周面に当接するので、回転部材のスキンプレートからの距離を維持することができると共に、回転部材の移動を滑らかにすることができる。 According to the tunnel excavator according to the fourth aspect of the invention, the movement of the rotating member accompanying the movement of the spreader in the propulsion means can be smoothed by the roller member. In addition, since the acute angle portion of the roller member pushes away deposits and the like on the inner peripheral surface of the skin plate and reliably contacts the inner peripheral surface, the distance from the skin plate of the rotating member can be maintained and rotated. The movement of the member can be made smooth.

第五の発明に係るトンネル掘削機によれば、距離検出手段によって固定部材とスキンプレートとの距離を検出することにより、テールクリアランスを求めることができる。 According to the tunnel boring machine according to the fifth invention, by detecting the distance between the fixed member and the skin plate by distance detecting means, it is possible to obtain a tail clearance.

第六の発明に係るトンネル掘削機によれば、距離検出手段を簡易な構成とすることができる。 According to the tunnel excavator according to the sixth aspect of the present invention, the distance detecting means can have a simple configuration.

第七の発明に係るトンネル掘削機によれば、ローラ部材によって推進手段におけるスプレッダの移動に伴う距離検出手段の移動を滑らかにすることができる。また、ローラ部材の鋭角部が、スキンプレートの内周面における付着物等を押し退けて確実に当該内周面に当接するので、回転部材とスキンプレートとの距離を確実に検出することができると共に、距離検出手段の移動を滑らかにすることができる。 According to the tunnel excavator according to the seventh aspect of the invention, the movement of the distance detection means accompanying the movement of the spreader in the propulsion means can be made smooth by the roller member. Further, since the acute angle portion of the roller member pushes away the deposits and the like on the inner peripheral surface of the skin plate and reliably contacts the inner peripheral surface, the distance between the rotating member and the skin plate can be reliably detected. The movement of the distance detecting means can be made smooth.

第八の発明に係るトンネル掘削機によれば、回転角センサを用いることにより、簡易な構成とすることができると共に、テールクリアランスの演算を簡易なものとすることができる。 According to the tunnel excavator according to the eighth invention, by using the rotation angle sensor, a simple configuration can be obtained, and the calculation of the tail clearance can be simplified.

第九の発明に係るトンネル掘削機によれば、回転動作を直線動作に変換することにより、安価なセンサを利用することができる。 According to the tunnel excavator according to the ninth aspect of the present invention, an inexpensive sensor can be used by converting the rotation operation into the linear operation.

本発明に係るトンネル掘削機の構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the tunnel excavator which concerns on this invention. 本発明の実施例１に係るトンネル掘削機におけるスプレッダを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the spreader in the tunnel excavator which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係るトンネル掘削機におけるスプレッダの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the spreader in the tunnel excavator which concerns on Example 1 of this invention. 本発明に係るトンネル掘削機におけるスプレッダの動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the spreader in the tunnel excavator which concerns on this invention. 本発明に係るトンネル掘削機におけるスプレッダの動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the spreader in the tunnel excavator which concerns on this invention. 本発明の実施例２に係るトンネル掘削機におけるスプレッダを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the spreader in the tunnel excavator which concerns on Example 2 of this invention. 本発明に係るトンネル掘削機におけるスプレッダの動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the spreader in the tunnel excavator which concerns on this invention. 本発明の実施例３に係るトンネル掘削機におけるスプレッダの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the spreader in the tunnel excavator which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例４に係るトンネル掘削機におけるスプレッダの構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the spreader in the tunnel excavator which concerns on Example 4 of this invention.

以下に、本発明に係るトンネル掘削機の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の実施例１に係るトンネル掘削機の構造について、図１から図４を参照して説明する。 A structure of a tunnel excavator according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示すように、トンネル掘削機１は、掘削機本体としての円筒形状を成すスキンプレート１０と、スキンプレート１０の前方部（図１における左方側）に回転自在に装着される円盤形状のカッタヘッド１１と、スキンプレート１０の後方部（図１における右方側）に設けられるエレクタ装置１２および推進ジャッキ（推進手段）１３とから概略構成されている。 As shown in FIG. 1, a tunnel excavator 1 includes a skin plate 10 having a cylindrical shape as an excavator body, and a disk shape that is rotatably mounted on a front portion (left side in FIG. 1) of the skin plate 10. The cutter head 11 and an erector device 12 and a propulsion jack (propulsion means) 13 provided on the rear portion (right side in FIG. 1) of the skin plate 10 are roughly configured.

カッタヘッド１１は、その後方に配置されるカッタ旋回モータ１４と図示しないリングギヤ等のギヤ機構を介して連結されている。カッタ旋回モータ１４を駆動することにより、図示しないギヤ機構を介してカッタヘッド１１を回転駆動し、前方の地山を掘削することができるようになっている。 The cutter head 11 is connected to a cutter turning motor 14 disposed behind the cutter head 11 via a gear mechanism such as a ring gear (not shown). By driving the cutter turning motor 14, the cutter head 11 is rotationally driven through a gear mechanism (not shown) so that a front ground can be excavated.

また、スキンプレート１０には、カッタヘッド１１の後方に位置してバルクヘッド１５が取り付けられており、カッタヘッド１１とバルクヘッド１５との間にチャンバ１５ａが形成されている。なお、カッタヘッド１１、カッタ旋回モータ１４および図示しないギヤ機構は、バルクヘッド１５を介してスキンプレート１０に支持されている。 Further, a bulkhead 15 is attached to the skin plate 10 at the rear of the cutter head 11, and a chamber 15 a is formed between the cutter head 11 and the bulkhead 15. The cutter head 11, the cutter turning motor 14, and a gear mechanism (not shown) are supported by the skin plate 10 via the bulk head 15.

スキンプレート１０の内側には、スクリューコンベア１６が配設され、カッタヘッド１１で掘削された土砂をトンネル１００の後方へ排出可能になっている。すなわち、スクリューコンベア１６の前端部（取り出し口）１６ａがバルクヘッド１５を貫通してチャンバ１５ａに開口すると共に、後方部に設けた図示しない排出口がトンネル１００内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に位置する。このスクリューコンベア１６は、後上がりに傾斜して配置された円筒管の内部に、図示しない駆動モータによって回転可能にスクリュー翼１７が装着されて成る。 A screw conveyor 16 is disposed inside the skin plate 10 so that earth and sand excavated by the cutter head 11 can be discharged to the rear of the tunnel 100. That is, the front end portion (removal port) 16a of the screw conveyor 16 passes through the bulkhead 15 and opens into the chamber 15a, and a discharge port (not shown) provided in the rear portion is disposed in the longitudinal direction in the tunnel 100. Not on the belt conveyor. The screw conveyor 16 is configured such that screw wings 17 are rotatably mounted by a driving motor (not shown) inside a cylindrical tube that is inclined so as to rise rearward.

エレクタ装置１２は、スキンプレート１０の内側に設置され、グリッパ１８によって保持したセグメントＳを、旋回モータ１９およびリングギヤ２０によって周方向に移動すると共に図示しない昇降ジャッキ等によって径方向に移動し、カッタヘッド１１によって掘削されたトンネル１００の内周面に構築する（組み立てる）ことができるようになっている。 The erector device 12 is installed inside the skin plate 10 and moves the segment S held by the gripper 18 in the circumferential direction by the turning motor 19 and the ring gear 20 and in the radial direction by a lifting jack or the like (not shown). 11 can be constructed (assembled) on the inner peripheral surface of the tunnel 100 excavated by.

推進ジャッキ（推進手段）１３は、スキンプレート１０の内側に設置され、覆工部材としてトンネル１００の内周面に構築された（組み立てられた）既設のセグメントＳに対して伸長することにより、スキンプレート１０すなわちトンネル掘削機１を掘進させるための反力を得ることができるようになっている。このように、セグメントＳからの反力を得てトンネル掘削機１を掘進させることにより、前方の地山を掘削してトンネル１００を形成していく。 The propulsion jack (propulsion means) 13 is installed on the inner side of the skin plate 10 and extends to an existing segment S constructed (assembled) on the inner peripheral surface of the tunnel 100 as a lining member. A reaction force for advancing the plate 10, that is, the tunnel excavator 1, can be obtained. In this way, the tunnel excavator 1 is excavated by obtaining the reaction force from the segment S, and the tunnel 100 is formed by excavating the natural ground ahead.

推進ジャッキ１３には、後方へ延出する駆動ロッド２１が設けられており、この駆動ロッド２１の先端部（図１における右方側端部）には、スプレッダ２２が設けられている。よって、推進ジャッキ１３を伸長させた際には、スプレッダ２２がセグメントＳに押し当てられることになるので、推進ジャッキ１３の押圧力が略均一にセグメントＳに作用し、セグメントＳの損傷等を防ぐことができる。 The propulsion jack 13 is provided with a drive rod 21 extending rearward, and a spreader 22 is provided at a tip end portion (right end portion in FIG. 1) of the drive rod 21. Therefore, when the propulsion jack 13 is extended, the spreader 22 is pressed against the segment S, so that the pressing force of the propulsion jack 13 acts on the segment S substantially uniformly to prevent the segment S from being damaged. be able to.

図２および図３に示すように、スプレッダ２２には、スキンプレート１０とセグメントＳとの間の隙間（テールクリアランスｘ）を計測するための矩形形状の回転部材３１が設けられており、この回転部材３１は、一端がスプレッダ２２の内部で回転中心Ｃ回りに回転可能に支持され、他端がスプレッダ２２の前面２２ａに設けられた開口部２３を挿通してスプレッダ２２の前方（図３における右方側）へ突出している。 As shown in FIGS. 2 and 3, the spreader 22 is provided with a rectangular-shaped rotating member 31 for measuring a gap (tail clearance x) between the skin plate 10 and the segment S. One end of the member 31 is supported so as to be rotatable around the rotation center C inside the spreader 22, and the other end is inserted through an opening 23 provided in the front surface 22 a of the spreader 22 to the front of the spreader 22 (right side in FIG. 3). Projecting toward the side).

よって、スキンプレート１０の内周側（図３における上方側）に構築されたセグメントＳに対して推進ジャッキ１３を伸長させた際には、スプレッダ２２の前方へ突出した回転部材３１の前面（計測面）３１ａがセグメントＳにおける内周側（図３における上方側）の角部Ｓａに接触するようになっている。そして、図３および図４に示すように、推進ジャッキ１３を更に伸長させると、回転部材３１がセグメントＳに押されて回転中心Ｃ回りに回転（図３においては、左回転）するようになっている。 Therefore, when the propulsion jack 13 is extended with respect to the segment S constructed on the inner peripheral side (upper side in FIG. 3) of the skin plate 10, the front surface (measurement) of the rotating member 31 protruding forward of the spreader 22. Surface) 31a comes into contact with the corner portion Sa on the inner peripheral side (upper side in FIG. 3) of the segment S. As shown in FIGS. 3 and 4, when the propulsion jack 13 is further extended, the rotating member 31 is pushed by the segment S and rotates around the rotation center C (left rotation in FIG. 3). ing.

また、回転部材３１の他端近傍には、ロッド部材４１が軸方向（図３における左右方向）に沿って延在するよう連結されており、このロッド部材４１には、固定部材４２を介して推進ジャッキ１３に固定された第一のストロークセンサ（例えば、磁歪式ストロークセンサ）４３が軸方向に沿って延在するよう取り付けられている。 In addition, a rod member 41 is connected to the vicinity of the other end of the rotating member 31 so as to extend along the axial direction (the left-right direction in FIG. 3). A first stroke sensor (for example, a magnetostrictive stroke sensor) 43 fixed to the propulsion jack 13 is attached so as to extend along the axial direction.

よって、ロッド部材４１は、回転部材３１の回転、すなわち、回転部材３１の他端部における回転動作に伴って軸方向に移動し、その移動量（ストローク量）は、第一のストロークセンサ４３によって計測されるようになっている。つまり、回転部材３１の回転動作がロッド部材４１の軸方向移動動作に変換され、ロッド部材４１の軸方向移動動作の移動量が第一のストロークセンサ４３によって検出されるようになっている。 Therefore, the rod member 41 moves in the axial direction along with the rotation of the rotating member 31, that is, the rotating operation at the other end of the rotating member 31, and the movement amount (stroke amount) is determined by the first stroke sensor 43. It has come to be measured. That is, the rotation operation of the rotation member 31 is converted into the axial movement operation of the rod member 41, and the movement amount of the axial movement operation of the rod member 41 is detected by the first stroke sensor 43.

第一のストロークセンサ４３のセンサマグネット４４と固定部材４２との間には、スプリング４５が設けられており、センサマグネット４４とロッド部材４１と回転部材３１とには、スプリング４５による前方への付勢力が作用するようになっている。よって、回転部材３１は、スプリング４５によって他端がスプレッダ２２の前方へ突出するように付勢され、推進ジャッキ１３を伸長させた際には最初にセグメントＳと接触し、推進ジャッキ１３の更なる伸長によってスプリング４５の付勢力に抗して一端側の回転中心Ｃ回りに回転（図３においては、左回転）するようになっている。 A spring 45 is provided between the sensor magnet 44 and the fixed member 42 of the first stroke sensor 43, and the sensor magnet 44, the rod member 41, and the rotating member 31 are attached to the front by the spring 45. Power is to act. Therefore, the rotating member 31 is urged by the spring 45 so that the other end protrudes forward of the spreader 22, and when the propulsion jack 13 is extended, it first comes into contact with the segment S, and further the propulsion jack 13. The extension rotates around the rotation center C on one end side (left rotation in FIG. 3) against the urging force of the spring 45.

また、スプレッダ２２には、固定部材５１を介して第二のストロークセンサ（例えば、磁歪式ストロークセンサ）５２が径方向（図３における上下方向）に沿って延在するよう設けられており、この第二のストロークセンサ５２には、ローラ装置５３が取り付けられている。ローラ装置５３は、第二のストロークセンサ５２のセンサマグネット５４に連結されて径方向に沿って延在するアーム部５５と、アーム部５５の先端側（図３における下方側）に回転自在に設けられるローラ部５６とから成る。よって、推進ジャッキ１３を伸縮動作させた際には、ローラ部５６がスキンプレート１０の内周面１０ａに接触した状態で転がり、第二のストロークセンサ５２およびローラ装置５３がスプレッダ２２と共に軸方向に沿って滑らかに移動することができるようになっている。 Further, the spreader 22 is provided with a second stroke sensor (for example, a magnetostrictive stroke sensor) 52 through the fixing member 51 so as to extend along the radial direction (vertical direction in FIG. 3). A roller device 53 is attached to the second stroke sensor 52. The roller device 53 is connected to the sensor magnet 54 of the second stroke sensor 52 and extends along the radial direction, and is provided rotatably on the distal end side (the lower side in FIG. 3) of the arm portion 55. The roller portion 56 is formed. Therefore, when the propulsion jack 13 is expanded and contracted, the roller portion 56 rolls in a state of being in contact with the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10, and the second stroke sensor 52 and the roller device 53 are moved together with the spreader 22 in the axial direction. It can move smoothly along.

第二のストロークセンサ５２のセンサマグネット５４と固定部材５１との間には、スプリング５７が設けられており、センサマグネット５４とローラ装置５３とには、スプリング５７による外周側（図３における下方側）への付勢力が作用するようになっている。よって、ローラ装置５３のローラ部５６は、スキンプレート１０の内周面１０ａに押し付けられた状態で接触しており、スプレッダ２２がスキンプレート１０に対して径方向に移動した場合においても、スプリング５７の付勢力によってローラ装置５３がスキンプレート１０の内周面１０ａに追従するので、スプレッダ２２とスキンプレート１０との間の隙間ａを計測することができる。 A spring 57 is provided between the sensor magnet 54 and the fixing member 51 of the second stroke sensor 52, and the sensor magnet 54 and the roller device 53 have an outer peripheral side (a lower side in FIG. 3). ) Is applied. Therefore, the roller portion 56 of the roller device 53 is in contact with the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10 in a pressed state, and the spring 57 is moved even when the spreader 22 moves in the radial direction with respect to the skin plate 10. Since the roller device 53 follows the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10 by the urging force, the gap a between the spreader 22 and the skin plate 10 can be measured.

本実施例においては、回転部材３１、ロッド部材４１、第一のストロークセンサ４３等によって回転角検出手段が構成され、固定部材（固定部）５１、第二のストロークセンサ（測定部）５２、ローラ装置５３、スプリング（付勢部）５７等によって距離検出手段が構成されている。そして、トンネル掘削機１においては、推進ジャッキ１３は、スキンプレート１０の円周方向に所定間隔離間して多数配置されており、そのうち天地左右の四方向に配設された推進ジャッキ１３に上記構成の回転角検出手段および距離検出手段が設けられている。なお、ローラ部５６は、断面略ひし形の円盤形状を成しており、当該ひし形の鋭角部（円盤形状の周縁部）５６ａにおいてスキンプレート１０の内周面１０ａと当接しながら回転するようになっている。 In this embodiment, the rotation member 31, the rod member 41, the first stroke sensor 43, and the like constitute a rotation angle detection means, and include a fixed member (fixed portion) 51, a second stroke sensor (measurement portion) 52, and a roller. The device 53, the spring (biasing portion) 57, and the like constitute a distance detection means. In the tunnel excavator 1, a number of the propulsion jacks 13 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction of the skin plate 10, and the propulsion jacks 13 disposed in the four directions on the left and right sides of the skin excavator 1 are configured as described above. The rotation angle detecting means and the distance detecting means are provided. The roller portion 56 has a disk shape with a substantially diamond-shaped cross section, and rotates while contacting the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10 at an acute angle portion (a disk-shaped peripheral edge portion) 56a of the rhombus. ing.

本発明の実施例１に係るトンネル掘削機１の動作について、図１から図４を参照して説明する。 The operation of the tunnel excavator 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

トンネル掘削機１は、カッタ旋回モータ１４を駆動することにより、図示しないギヤ機構を介してカッタヘッド１１を回転駆動して前方の地山を掘削する（図１参照）。スクリューコンベア１６によって、掘削された土砂をトンネル１００の後方へ排出しつつ、エレクタ装置１２によって掘削されたトンネル１００の内周面にセグメントＳを構築していく。そして、推進ジャッキ１３を伸長させ、既設のセグメントＳに対してスプレッダ２２を押し付けることにより、掘進するための反力を得る。 The tunnel excavator 1 drives the cutter turning motor 14 to rotationally drive the cutter head 11 via a gear mechanism (not shown) to excavate the ground in front (see FIG. 1). The segment S is constructed on the inner peripheral surface of the tunnel 100 excavated by the erector apparatus 12 while discharging the excavated earth and sand to the rear of the tunnel 100 by the screw conveyor 16. And the reaction force for digging is obtained by extending the propulsion jack 13 and pressing the spreader 22 against the existing segment S.

そして、スキンプレート１０の内周側において周方向に多数設けられた推進ジャッキ１３のうち、前述したテールクリアランス計測手段を備えた推進ジャッキ１３（本実施例においては、トンネル掘削機１の天地左右に配置されたもの）を伸長し、当該推進ジャッキ１３のスプレッダ２２を既設のセグメントＳに当接させた際に、スキンプレート１０とセグメントＳとの間の隙間（テールクリアランス）の計測が行われる。 Of the many jacks 13 provided in the circumferential direction on the inner circumferential side of the skin plate 10, the jacks 13 provided with the above-described tail clearance measuring means (in this embodiment, on the left and right sides of the tunnel excavator 1) When the spreader 22 of the propulsion jack 13 is brought into contact with the existing segment S, the clearance (tail clearance) between the skin plate 10 and the segment S is measured.

図４において実線で示すように、推進ジャッキ１３を伸長する前においては、回転部材３１は、セグメントＳと接触しておらず、その上端側がスプレッダ２２の開口部２３から前方へ突出しており、回転部材３１の前面３１ａとスプレッダ２２の前面２２ａとの交点Ｅは点Ｅ_０に位置し、回転部材３１とロッド部材４１とが連結される支持点Ｂは点Ｂ０に位置している。 As shown by a solid line in FIG. 4, before extending the propulsion jack 13, the rotating member 31 is not in contact with the segment S, and its upper end protrudes forward from the opening 23 of the spreader 22, and rotates. intersection E of the front 22a of the front 31a and spreader 22 of the member 31 is located at point _{E 0,} the supporting point B of the rotary member 31 and the rod member 41 is connected is located at point B0.

そして、推進ジャッキ１３を伸長すると、回転部材３１の前面３１ａがセグメントＳの角部Ｓａに接触し、推進ジャッキ１３を更に伸長すると、回転部材３１が回転角度θだけ回転（図４においては、左回転）し、スプレッダ２２がセグメントＳと当接する。このとき、図４において二点鎖線で示すように、回転部材３１は、その上端側の一部がスプレッダ２２の開口部２３から内部に入り込み、回転部材３１の前面３１ａとスプレッダ２２の前面２２ａとの交点Ｅは点Ｅ_１に位置し、回転部材３１とロッド部材４１とが連結される支持点Ｂは点Ｂ１に位置している。 When the propulsion jack 13 is extended, the front surface 31a of the rotating member 31 comes into contact with the corner portion Sa of the segment S, and when the propulsion jack 13 is further extended, the rotating member 31 is rotated by the rotation angle θ (in FIG. The spreader 22 comes into contact with the segment S. At this time, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, a part of the upper end side of the rotating member 31 enters the inside through the opening 23 of the spreader 22, and the front surface 31 a of the rotating member 31 and the front surface 22 a of the spreader 22 the intersection E is at point E _1, the supporting point B of the rotary member 31 and the rod member 41 are connected is located on the point B1.

ここで、セグメントＳの径方向（図４における上下方向）の長さ（セグメント厚）をｔ、スプレッダ２２の径方向の長さ（スプレッダ高さ）をｂ、スキンプレート１０とスプレッダ２２との間の隙間（スプレッダ隙間距離）をａ、回転部材３１の回転中心Ｃとスプレッダ２２の上面２２ｂとの距離（回転支持距離）をｇ、回転部材３１の回転中心Ｃと交点Ｅ_１との径方向における距離（交点距離）をｅ_１とすると、テールクリアランスｘは、
ｘ＝ｅ_１＋ａ＋ｂ−（ｇ＋ｔ）・・・（１）
と表される。 Here, the length (segment thickness) of the segment S in the radial direction (vertical direction in FIG. 4) is t, the length of the spreader 22 in the radial direction (spreader height) is b, and between the skin plate 10 and the spreader 22. gaps (spreader gap distance) a, the distance between the upper surface 22b of the rotation center C and the spreader 22 of the rotary member 31 (the rotation support distance) g, in the radial direction of the rotation center C and the intersection E ₁ of the rotary member 31 of the distance (intersection distance) When _{e 1,} tail clearance x is,
x = e ₁ + a + b− (g + t) (1)
It is expressed.

この式（１）において、スプレッダ高さｂ、セグメント厚ｔ、回転支持距離ｇは、予め設定されている既知の数値（設定値）であり、スプレッダ隙間距離ａおよび交点距離ｅ_１は、トンネル掘削機１の掘進中において変動し得るものである。そして、スプレッダ隙間距離ａは、第二のストロークセンサ５２によって計測される数値（計測値）であり、交点距離ｅ_１は、第一のストロークセンサ４３によって計測される数値（計測値）から算出されるものである。交点距離ｅ_１の算出については、以下に説明する。 In this formula (1), the spreader height b, the segment thickness t, and the rotation support distance g are preset known values (set values), and the spreader gap distance a and the intersection distance e ₁ are tunnel excavation. It can change during the excavation of the machine 1. The spreader gap distance a is a numerical value (measured value) measured by the second stroke sensor 52, and the intersection distance e ₁ is calculated from the numerical value (measured value) measured by the first stroke sensor 43. Is. The calculation of the intersection distance e ₁ will be described below.

交点距離ｅ_１は、回転部材３１とセグメントＳとの相対位置によって決められるものである。本実施例においては、回転部材３１は、回転部材３１とセグメントＳとの相対位置、すなわち、回転部材３１に対するセグメントＳにおける内周側の角部Ｓａの位置に応じて、回転動作するようになっており、交点距離ｅ_１は、スプレッダ２２がセグメントＳと当接した際に回転部材３１が回転する回転角度θから求められる。 The intersection distance e ₁ is determined by the relative position between the rotating member 31 and the segment S. In the present embodiment, the rotating member 31 rotates in accordance with the relative position between the rotating member 31 and the segment S, that is, the position of the corner portion Sa on the inner peripheral side of the segment S with respect to the rotating member 31. The intersection distance e ₁ is obtained from the rotation angle θ at which the rotating member 31 rotates when the spreader 22 contacts the segment S.

図４に示すように、回転部材３１の回転中心Ｃとスプレッダ２２の前面２２ａとの距離をｆとし、回転部材３１の回転中心Ｃと交点Ｅ_０との径方向における距離（交点距離）をｅ_０とすると、交点距離ｅ_１と回転角度θとの関係は、

と表され、この式（２）をｅ_１について解くと、

となる。 As shown in FIG. 4, the distance between the front 22a of the rotation center C and the spreader 22 of the rotary member 31 is f, the distance in the radial direction of the rotation center C and the intersection E ₀ of the rotating member 31 (the intersection distance) e _{If 0} , the relationship between the intersection distance e ₁ and the rotation angle θ is

When this equation (2) is solved for e ₁ ,

It becomes.

また、本実施例においては、回転部材３１の回転動作がロッド部材４１の軸方向移動動作に変換されようになっており、回転角度θは、第一のストロークセンサ４３によって計測される数値（計測値）から算出される。 In this embodiment, the rotation operation of the rotation member 31 is converted into the axial movement operation of the rod member 41, and the rotation angle θ is a numerical value (measurement) measured by the first stroke sensor 43. Value).

ロッド部材４１および第一のストロークセンサ４３の軸方向長さを十分に長く設定することにより、
ｒ＋ｓ_０−ｃ×sinθ≒ｒ＋ｓ_１・・・（４）
と表される近似の関係が成り立つ。ここで、ｒはロッド部材４１の長さであり、ｓ_０は未接触時における第一のストロークセンサ４３の長さであり、ｓ_１は当接時における第一のストロークセンサ４３の長さである。
この式（４）をθについて解くと、

となる。 By setting the axial length of the rod member 41 and the first stroke sensor 43 sufficiently long,
r + s ₀ −c × sin θ≈r + s ₁ (4)
The approximate relationship expressed as follows. Here, r is the length of the rod member 41, s ₀ is the length of the first stroke sensor 43 at the time of non-contact, s ₁ is the length of the first stroke sensor 43 at the time of abutment is there.
Solving this equation (4) for θ,

It becomes.

この式（５）で求まる回転角度θを式（３）に代入すると、

と表され、交点距離ｅ_１は、第一のストロークセンサ４３によって計測される数値（計測値）ｓ_１から算出することができる。 Substituting the rotation angle θ obtained by this equation (5) into equation (3),

The intersection distance e ₁ can be calculated from a numerical value (measurement value) s ₁ measured by the first stroke sensor 43.

よって、この式（６）で求まる交点距離ｅ_１を式（１）に代入することにより、テールクリアランスｘは、

と表される。 Therefore, by substituting the intersection distance e ₁ obtained by the equation (6) into the equation (1), the tail clearance x is

It is expressed.

つまり、式（７）において、ｆ、ｓ_０、ｃ、ｅ_０、ｂ、ｇ、ｔには、既知の数値を代入し、ａには、第二のストロークセンサ５２によって計測される数値を代入し、ｓ_１には、第一のストロークセンサ４３によって計測される数値を代入することにより、テールクリアランスｘを求めることができる。 That is, in Equation (7), a known numerical value is substituted for f, s ₀ , c, e ₀ , b, g, and t, and a numerical value measured by the second stroke sensor 52 is substituted for a. Then, the tail clearance x can be obtained by substituting the numerical value measured by the first stroke sensor 43 for s ₁ .

以上のようにして、本実施例に係るトンネル掘削機１によれば、テールクリアランスｘを計測するためのテールクリアランス計測手段、すなわち、回転部材３１と第一のストロークセンサ４３と第二のストロークセンサ５２等が推進ジャッキ１３の内周側に突出していないので、作業者が足を引っ掛けることはなく、推進ジャッキ１３の内周側における他作業の邪魔になることはない。 As described above, according to the tunnel excavator 1 according to the present embodiment, tail clearance measuring means for measuring the tail clearance x, that is, the rotating member 31, the first stroke sensor 43, and the second stroke sensor. Since 52 and the like do not protrude toward the inner peripheral side of the propulsion jack 13, the operator does not catch his / her foot and does not obstruct other operations on the inner peripheral side of the propulsion jack 13.

本実施例においては、交点Ｅ_１は、側面視（図３における紙面方向に見た場合）における回転部材３１の前面３１ａとスプレッダ２２の前面２２ａとの交点であり、セグメントＳにおけるピン角に形成された内周側の角部Ｓａの位置（回転部材３１におけるセグメントＳの角部Ｓａとの当接位置）と一致するようになっている。よって、セグメントＳにおける内周側の角部Ｓａに面取り加工等を施した場合には、回転部材３１の前面３１ａとスプレッダ２２の前面２２ａとの交点Ｅ_１からセグメントＳにおける内周側の端面Ｓｃまでの距離を考慮して算出する。 In the present embodiment, the intersection point E ₁ is the intersection of the front surface 22a of the front 31a and spreader 22 of the rotary member 31 in a side view (when viewed in the plane direction in FIG. 3), formed in the pin angle in the segment S The position of the corner portion Sa on the inner peripheral side (the contact position of the rotating member 31 with the corner portion Sa of the segment S) coincides. Therefore, when the chamfered like the corner portion Sa of the inner peripheral side of the segment S, the end surface Sc from the intersection point E ₁ and the front 22a of the front 31a and spreader 22 of the inner peripheral side of the segment S of the rotary member 31 Calculated in consideration of the distance to.

また、図５に示すように、回転中心Ｃが計測面上にない、すなわち、回転部材１３１において回転中心Ｃと前面（計測面）１３１ａとが離れて設定している場合には、当該回転中心Ｃと前面１３１ａとの距離ｄ（既知の設定値）等を考慮することにより、本実施例と同様に、テールクリアランスｘを算出することができる。 Further, as shown in FIG. 5, when the rotation center C is not on the measurement surface, that is, when the rotation center C and the front surface (measurement surface) 131a are set apart from each other in the rotation member 131, the rotation center is concerned. By considering the distance d (known set value) between C and the front surface 131a, the tail clearance x can be calculated as in the present embodiment.

もちろん、本発明に係るトンネル掘削機における回転部材は、本実施例のようにセグメントＳにおける内周側の角部Ｓａと接触して回転し得るものに限定されず、セグメントにおける外周側の角部と接触して回転し得るものであっても良い。このように、セグメントにおける外周側の角部と接触して回転し得る回転部材を備えたトンネル掘削機においては、本実施例のようにセグメント厚ｔを考慮することなく、テールクリアランスｘを求めることができる。 Of course, the rotating member in the tunnel excavator according to the present invention is not limited to the one that can rotate in contact with the inner peripheral corner Sa of the segment S as in the present embodiment, but the outer peripheral corner of the segment. It may be one that can rotate in contact with. Thus, in the tunnel excavator provided with the rotating member that can rotate in contact with the outer peripheral corner of the segment, the tail clearance x can be obtained without considering the segment thickness t as in this embodiment. Can do.

本発明の実施例２に係るトンネル掘削機について、図６および図７を参照して説明する。 A tunnel excavator according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施例に係るトンネル掘削機は、掘削機本体としての円筒形状を成すスキンプレート１０と、スキンプレート１０の前方部（図１における左方側）に回転自在に装着される円盤形状のカッタヘッド１１と、スキンプレート１０の後方部（図１における右方側）に設けられるエレクタ装置１２および推進ジャッキ（推進手段）１３とから概略構成されており、実施例１におけるロッド部材４１および第一のストロークセンサ４３の代わりに、回転部材３１の回転角度を検出する回転角検出手段としての回転角センサ１４０を設けたことを除いて、本発明の実施例１に係るトンネル掘削機と同様な構造を有するものである。よって、本実施例に係るトンネル掘削機における実施例１と同様な構造に対する重複説明は適宜省略する。 The tunnel excavator according to this embodiment includes a skin plate 10 having a cylindrical shape as an excavator body, and a disc-shaped cutter head that is rotatably mounted on a front portion (left side in FIG. 1) of the skin plate 10. 11 and an erector device 12 and a propulsion jack (propulsion means) 13 provided on the rear portion (right side in FIG. 1) of the skin plate 10, and the rod member 41 in the first embodiment and the first member A structure similar to that of the tunnel excavator according to the first embodiment of the present invention is provided except that a rotation angle sensor 140 serving as a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the rotation member 31 is provided instead of the stroke sensor 43. It is what you have. Therefore, the repeated description with respect to the same structure as Example 1 in the tunnel excavator according to the present example is appropriately omitted.

図６に示すように、スプレッダ２２には、スキンプレート１０とセグメントＳとの間の隙間（テールクリアランス）を計測するための矩形形状の回転部材３１が設けられており、この回転部材３１は、一端がスプレッダ２２の内部で回転可能に支持され、他端がスプレッダ２２の前面２２ａに設けられた開口部２３を挿通してスプレッダ２２の前方（図６における右方側）へ突出している。 As shown in FIG. 6, the spreader 22 is provided with a rectangular rotating member 31 for measuring a gap (tail clearance) between the skin plate 10 and the segment S. One end is rotatably supported inside the spreader 22, and the other end is inserted through an opening 23 provided on the front surface 22 a of the spreader 22 and protrudes forward (to the right in FIG. 6).

よって、スキンプレート１０の内周側（図６における上方側）に構築されたセグメントＳに対して推進ジャッキ１３を伸長させた際には、スプレッダ２２の前方へ突出した回転部材３１の前面（計測面）３１ａがセグメントＳにおける内周側の角部Ｓａに接触するようになっている。そして、推進ジャッキ１３を更に伸長させると、回転部材３１がセグメントＳに押されて回転中心Ｃ回りに回転（図６においては、左回転）するようになっている。 Therefore, when the propulsion jack 13 is extended with respect to the segment S constructed on the inner peripheral side (upper side in FIG. 6) of the skin plate 10, the front surface (measurement) of the rotating member 31 protruding forward of the spreader 22. Surface) 31a comes into contact with the inner peripheral corner Sa of the segment S. When the propulsion jack 13 is further extended, the rotating member 31 is pushed by the segment S and rotates around the rotation center C (left rotation in FIG. 6).

また、回転部材３１においては、回転可能に支持された一端側に回転角センサ（例えば、ロータリエンコーダ）１４０が設けられており、この回転角センサ１４０は、セグメントＳと接触する前の初期位置（角度）からの回転角度θを検出するようになっている。 In addition, the rotation member 31 is provided with a rotation angle sensor (for example, a rotary encoder) 140 on one end side that is rotatably supported. The rotation angle sensor 140 has an initial position before contacting the segment S ( The rotation angle θ from the angle) is detected.

図７において実線で示すように、推進ジャッキ１３を伸長する前においては、回転部材３１は、セグメントＳと接触しておらず、その上端側がスプレッダ２２の開口部２３から前方（図７における右方側）へ突出しており、回転部材３１の前面３１ａとスプレッダ２２の前面２２ａとの交点Ｅは点Ｅ_０に位置している。 As shown by a solid line in FIG. 7, before extending the propulsion jack 13, the rotating member 31 is not in contact with the segment S, and the upper end side is forward from the opening 23 of the spreader 22 (rightward in FIG. 7). projects to the side), the intersection E of the front 22a of the front 31a and spreader 22 of the rotary member 31 is located at point _{E 0.}

そして、図７において二点鎖線で示すように、推進ジャッキ１３を伸長すると、回転部材３１は、セグメントＳとの接触によって回転し、回転部材３１は、その上端側の一部がスプレッダ２２の開口部２３から内部に入り込み、回転部材３１の前面３１ａとスプレッダ２２の前面２２ａとの交点Ｅは点Ｅ_１に位置する。このときの回転角、すなわち、回転部材３１が回転中心Ｃ回りに回転する回転角度θは、回転角センサ１４０によって検出される。 Then, as shown by a two-dot chain line in FIG. 7, when the propulsion jack 13 is extended, the rotating member 31 is rotated by contact with the segment S, and the rotating member 31 is partially open at the upper end side. enters the part 23 inside the intersection E of the front 22a of the front 31a and spreader 22 of the rotary member 31 is located at the point _{E 1.} The rotation angle at this time, that is, the rotation angle θ at which the rotation member 31 rotates around the rotation center C is detected by the rotation angle sensor 140.

よって、前述の式（３）で求まる交点距離ｅ_１を式（１）に代入することにより、テールクリアランスｘは、

と表される。 Therefore, by substituting the intersection distance e ₁ obtained by the above equation (3) into the equation (1), the tail clearance x is

It is expressed.

本実施例に係るトンネル掘削機１によれば、実施例１における作用効果に加え、ロッド部材４１等を備えずにテールクリアランス計測手段の構成およびテールクリアランスの演算を簡易なものとすることができる。 According to the tunnel excavator 1 according to the present embodiment, in addition to the operational effects of the first embodiment, the configuration of the tail clearance measuring means and the calculation of the tail clearance can be simplified without the rod member 41 and the like. .

本発明の実施例３に係るトンネル掘削機について、図８を参照して説明する。 A tunnel excavator according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例に係るトンネル掘削機は、掘削機本体としての円筒形状を成すスキンプレート１０と、スキンプレート１０の前方部（図１における左方側）に回転自在に装着される円盤形状のカッタヘッド１１と、スキンプレート１０の後方部（図１における右方側）に設けられるエレクタ装置１２および推進ジャッキ（推進手段）１３とから概略構成されており、実施例１における第二のストロークセンサ５２を備えておらず、テールクリアランスを計測するための回転部材３１および第一のストロークセンサ２４３等がスキンプレート１０の内周面１０ａから一定の距離を保持して推進ジャッキ１３に支持されるようにしたことを除いて、本発明の実施例１に係るトンネル掘削機と同様な構造を有するものである。よって、本実施例に係るトンネル掘削機における実施例１と同様な構造に対する重複説明は適宜省略する。 The tunnel excavator according to this embodiment includes a skin plate 10 having a cylindrical shape as an excavator body, and a disc-shaped cutter head that is rotatably mounted on a front portion (left side in FIG. 1) of the skin plate 10. 11 and an erector device 12 and a propulsion jack (propulsion means) 13 provided on the rear portion (right side in FIG. 1) of the skin plate 10, and the second stroke sensor 52 in the first embodiment is The rotating member 31 for measuring the tail clearance, the first stroke sensor 243, and the like are not provided and supported by the propulsion jack 13 while maintaining a certain distance from the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10. Except this, it has the same structure as the tunnel excavator according to the first embodiment of the present invention. Therefore, the repeated description with respect to the same structure as Example 1 in the tunnel excavator according to the present example is appropriately omitted.

図８に示すように、スプレッダ２２には、固定部材２５１が固定されており、この固定部材２５１には、径方向（図８における上下方向）に延在するロッド部材２５２がスプリング２５３を介して径方向に移動可能に設けられており、このロッド部材２５２の先端（図８における下方側）には、ローラ２５４が設けられている。 As shown in FIG. 8, a fixing member 251 is fixed to the spreader 22, and a rod member 252 extending in the radial direction (vertical direction in FIG. 8) is attached to the fixing member 251 via a spring 253. A roller 254 is provided at the tip of the rod member 252 (the lower side in FIG. 8).

つまり、ロッド部材２５２およびローラ２５４には、スプリング２５３による外周側（図８における下方側）への付勢力が作用するようになっており、ローラ２５４は、スキンプレート１０の内周面１０ａに押し付けられた状態で接触している。よって、スプレッダ２２がスキンプレート１０に対して径方向に移動するなどしてスプレッダ２２とスキンプレート１０との間に隙間が生じたとしても、ローラ２５４は、スプリング２５３の付勢力によってスキンプレート１０の内周面１０ａに追従することができる。なお、ローラ２５４は、断面略ひし形の円盤形状を成しており、当該ひし形の鋭角部（円盤形状の周縁部）２５４ａにおいてスキンプレート１０の内周面１０ａと当接しながら回転するようになっている。 That is, the rod member 252 and the roller 254 are biased to the outer peripheral side (the lower side in FIG. 8) by the spring 253, and the roller 254 is pressed against the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10. Touched in contact. Therefore, even if a gap is generated between the spreader 22 and the skin plate 10 due to the spreader 22 moving in the radial direction with respect to the skin plate 10, the roller 254 causes the spring plate 253 to bias the skin plate 10. It is possible to follow the inner peripheral surface 10a. The roller 254 has a disk shape with a substantially diamond-shaped cross section, and rotates while contacting the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10 at an acute angle portion (disk-shaped peripheral edge portion) 254a of the rhombus. Yes.

また、スプレッダ２２には、スキンプレート１０とセグメントＳとの間の隙間（テールクリアランス）を計測するための矩形形状の回転部材３１が設けられている。回転部材３１の一端は、ロッド部材２５２に回転可能に支持されており、回転部材３１の他端は、開口部２３を挿通してスプレッダ２２の前方へ突出するようになっている。 The spreader 22 is provided with a rectangular rotating member 31 for measuring a gap (tail clearance) between the skin plate 10 and the segment S. One end of the rotating member 31 is rotatably supported by the rod member 252, and the other end of the rotating member 31 is inserted through the opening 23 and protrudes forward of the spreader 22.

また、回転部材３１の他端近傍には、ロッド部材２４１が軸方向（図８における左右方向）に沿って延在するよう連結されており、このロッド部材２４１には、固定部材２４２および図示しないフレーム部材を介してロッド部材２５２に固定された第一のストロークセンサ（例えば、磁歪式ストロークセンサ）２４３が軸方向に沿って延在するよう取り付けられている。 In addition, a rod member 241 is connected to the vicinity of the other end of the rotating member 31 so as to extend along the axial direction (the left-right direction in FIG. 8). A first stroke sensor (for example, a magnetostrictive stroke sensor) 243 fixed to the rod member 252 via a frame member is attached so as to extend along the axial direction.

つまり、回転部材３１および第一のストロークセンサ２４３等は、ロッド部材２５２と共にスプレッダ２２に対して径方向に移動するようになっており、スキンプレート１０の内周面１０ａに対して一定の距離に位置するようになっている。本実施例においては、固定部材（固定部）２５１、ロッド部材（遠隔部）２５２、スプリング（付勢部）２５３、ローラ（ローラ部材）２５４等によって、回転部材３１をスキンプレート１０から所定の距離に保持する保持手段が構成されている。 That is, the rotating member 31 and the first stroke sensor 243 and the like move in the radial direction with respect to the spreader 22 together with the rod member 252, and are at a constant distance from the inner peripheral surface 10 a of the skin plate 10. It is supposed to be located. In this embodiment, the rotating member 31 is separated from the skin plate 10 by a predetermined distance by a fixing member (fixing portion) 251, a rod member (remote portion) 252, a spring (biasing portion) 253, a roller (roller member) 254, and the like. The holding means for holding is configured.

よって、スプレッダ２２がスキンプレート１０に対して径方向に移動するなどしてスプレッダ２２とスキンプレート１０との間に隙間が生じたとしても、回転部材３１の回転中心Ｃとスキンプレート１０の内周面１０ａとの距離ｊは一定であるので、第一のストロークセンサ２４３の検出結果のみでテールクリアランスを計測することができる。 Therefore, even if a gap is generated between the spreader 22 and the skin plate 10 due to the spreader 22 moving in the radial direction with respect to the skin plate 10, the rotation center C of the rotating member 31 and the inner periphery of the skin plate 10. Since the distance j to the surface 10a is constant, the tail clearance can be measured only by the detection result of the first stroke sensor 243.

つまり、セグメントＳの径方向の長さ（セグメント厚）をｔ、回転部材３１の回転中心Ｃとスキンプレート１０の内周面１０ａとの距離（回転中心距離）をｊ、回転部材３１の回転中心Ｃと交点Ｅ_１との交点距離をｅ_１とすると（図４参照）、テールクリアランスｘは、
ｘ＝ｅ_１＋ｊ−ｔ・・・（９）
と表される。 That is, the length of the segment S in the radial direction (segment thickness) is t, the distance between the rotation center C of the rotation member 31 and the inner peripheral surface 10a of the skin plate 10 (rotation center distance) is j, and the rotation center of the rotation member 31. If the intersection distance between C and intersection E ₁ is e ₁ (see FIG. 4), tail clearance x is
x = e ₁ + j−t (9)
It is expressed.

この式（７）において、セグメント厚ｔ、回転中心距離ｊは、予め設定されている既知の数値（設定値）であり、交点距離ｅ_１は、実施例１と同様に前述の式（６）により求まるものである。 In this equation (7), the segment thickness t and the rotation center distance j are known numerical values (set values) set in advance, and the intersection distance e ₁ is the same as the equation (6) described above in the same manner as in the first embodiment. Is obtained.

よって、前述の式（６）で求まる交点距離ｅ_１を式（９）に代入することにより、テールクリアランスｘは、

と表される。 Therefore, by substituting the intersection distance e ₁ obtained by the above equation (6) into the equation (9), the tail clearance x is

It is expressed.

以上のようにして、本実施例に係るトンネル掘削機１によれば、実施例１に係るトンネル掘削機における作用効果に加え、センサの数量すなわち部品点数を減らすことができるので、製造コストの増加を抑えることができる。 As described above, according to the tunnel excavator 1 according to the present embodiment, in addition to the operational effects of the tunnel excavator according to the first embodiment, the number of sensors, that is, the number of parts can be reduced. Can be suppressed.

本発明の実施例４に係るトンネル掘削機について、図９を参照して説明する。 A tunnel excavator according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例に係るトンネル掘削機は、掘削機本体としての円筒形状を成すスキンプレート１０と、スキンプレート１０の前方部（図１における左方側）に回転自在に装着される円盤形状のカッタヘッド１１と、スキンプレート１０の後方部（図１における右方側）に設けられるエレクタ装置１２および推進ジャッキ（推進手段）１３とから概略構成されており、実施例３におけるロッド部材２４１および第一のストロークセンサ２４３の代わりに、回転部材３１の回転角度を検出する回転角検出手段としての回転角センサ３４０を設けたことを除いて、本発明の実施例３に係るトンネル掘削機と同様な構造を有するものである。よって、本実施例に係るトンネル掘削機における実施例３と同様な構造に対する重複説明は適宜省略する。 The tunnel excavator according to this embodiment includes a skin plate 10 having a cylindrical shape as an excavator body, and a disc-shaped cutter head that is rotatably mounted on a front portion (left side in FIG. 1) of the skin plate 10. 11 and an erector apparatus 12 and a propulsion jack (propulsion means) 13 provided on the rear portion (right side in FIG. 1) of the skin plate 10, and the rod member 241 and the first member in the third embodiment. A structure similar to that of the tunnel excavator according to the third embodiment of the present invention is provided, except that a rotation angle sensor 340 is provided as a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the rotation member 31 instead of the stroke sensor 243. It is what you have. Therefore, the overlapping description with respect to the same structure as Example 3 in the tunnel excavator according to the present example is appropriately omitted.

図９に示すように、スプレッダ２２には、スキンプレート１０とセグメントＳとの間の隙間（テールクリアランス）を計測するための矩形形状の回転部材３１が設けられており、この回転部材３１は、一端がスプレッダ２２の内部で回転可能に支持され、他端がスプレッダ２２の前面２２ａに設けられた開口部２３を挿通してスプレッダ２２の前方へ突出している。 As shown in FIG. 9, the spreader 22 is provided with a rectangular rotating member 31 for measuring the gap (tail clearance) between the skin plate 10 and the segment S. One end is rotatably supported inside the spreader 22, and the other end is inserted through the opening 23 provided on the front surface 22 a of the spreader 22 and protrudes forward of the spreader 22.

よって、スキンプレート１０の内周側（図９における上方側）に構築されたセグメントＳに対して推進ジャッキ１３を伸長させた際には、スプレッダ２２の前方へ突出した回転部材３１の前面（計測面）３１ａがセグメントＳにおける内周側の角部Ｓａに接触するようになっている。そして、推進ジャッキ１３を更に伸長させると、回転部材３１がセグメントＳに押されて回転中心Ｃ回りに回転（図においては、左回転）するようになっている。 Therefore, when the propulsion jack 13 is extended with respect to the segment S constructed on the inner peripheral side (upper side in FIG. 9) of the skin plate 10, the front surface (measurement) of the rotating member 31 protruding forward of the spreader 22. Surface) 31a comes into contact with the inner peripheral corner Sa of the segment S. When the propulsion jack 13 is further extended, the rotating member 31 is pushed by the segment S and rotates around the rotation center C (left rotation in the figure).

また、回転部材３１においては、回転可能に支持された一端側に回転角センサ（例えば、ロータリエンコーダ）３４０が設けられており、この回転角センサ３４０は、セグメントＳと接触する前の初期位置（角度）からの回転角度θを検出するようになっている。 In addition, the rotation member 31 is provided with a rotation angle sensor (for example, a rotary encoder) 340 on one end side that is rotatably supported. The rotation angle sensor 340 has an initial position before contact with the segment S ( The rotation angle θ from the angle) is detected.

よって、前述の式（３）で求まる交点距離ｅ_１を式（９）に代入することにより、テールクリアランスｘは、

と表される。 Therefore, by substituting the intersection distance e ₁ obtained by the above equation (3) into the equation (9), the tail clearance x is

It is expressed.

よって、本実施例に係るトンネル掘削機１によれば、実施例３における作用効果に加え、ロッド部材等を備えずにテールクリアランス計測手段の構成およびテールクリアランスの演算を簡易なものとすることができる。 Therefore, according to the tunnel excavator 1 according to the present embodiment, in addition to the operational effects of the third embodiment, the configuration of the tail clearance measuring means and the calculation of the tail clearance can be simplified without providing a rod member or the like. it can.

１トンネル掘削機
１０スキンプレート
１１カッタヘッド
１２エレクタ装置
１３推進ジャッキ（推進手段）
１４カッタ旋回モータ
１５バルクヘッド
１５ａチャンバ
１６スクリューコンベア
１６ａスクリューコンベアの前端部
１７スクリュー翼
１８グリッパ
１９旋回モータ
２０リングギヤ
２１駆動ロッド
２２スプレッダ
２２ａスプレッダの前面（当て付け面）
２２ｂスプレッダの上面
２３スプレッダの開口部
３１回転部材
３１ａ回転部材の前面（計測面）
４１ロッド部材
４２固定部材
４３第一のストロークセンサ（回転角検出手段）
４４センサマグネット
４５スプリング
５１固定部材（固定部）
５２第二のストロークセンサ（測定部）
５３ローラ装置（ローラ部材）
５４センサマグネット
５５アーム部
５６ローラ部
５６ａローラ部の鋭角部（周縁部）
５７スプリング（付勢部）
１００トンネル
Ｓセグメント
Ｓａセグメントの角部
Ｓｂセグメントの前面
Ｓｃセグメントの内周面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel excavator 10 Skin plate 11 Cutter head 12 Elector apparatus 13 Propulsion jack (propulsion means)
14 Cutter Rotating Motor 15 Bulkhead 15a Chamber 16 Screw Conveyor 16a Front End 17 of Screw Conveyor Screw Blade 18 Gripper 19 Rotating Motor 20 Ring Gear 21 Drive Rod 22 Spreader 22a Front Face of Spreader (Applied Surface)
22b Upper surface 23 of spreader Opening 31 of spreader Rotating member 31a Front surface of rotating member (measurement surface)
41 Rod member 42 Fixing member 43 First stroke sensor (rotation angle detecting means)
44 sensor magnet 45 spring 51 fixing member (fixing part)
52 Second stroke sensor (measurement unit)
53 Roller device (roller member)
54 sensor magnet 55 arm part 56 roller part 56a acute angle part (peripheral part) of roller part
57 Spring (Biasing part)
100 tunnel S segment Sa segment corner Sb segment front surface Sc segment inner peripheral surface

Claims

In a tunnel excavator comprising a cylindrical skin plate, propulsion means for advancing the skin plate, and an erector device for assembling a segment to the inner peripheral surface of the tunnel,
A drive rod provided in the propulsion means and capable of extending toward the rear of the tunnel;
A spreader that is provided at an end of the drive rod on the rear side of the tunnel, and that can come into contact with an end surface of the existing segment on the front side of the tunnel;
While being rotatably supported by the spreader, partially protrudes from the abutting surface of the segments in the spreader to the segment side, the abutting and by extending toward the driving rod into the tunnel behind A rotating member capable of rotating in contact with a corner portion on the front side of the tunnel in the segment when the surface is brought into contact with an end surface on the front side of the tunnel in the segment ;
A tunnel excavator comprising: a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the rotation member.

The rotating member is supported so as to be movable in the tunnel radial direction with respect to the spreader ,
The tunnel excavator according to claim 1, further comprising holding means for holding the rotating member at a predetermined distance from the skin plate.

The holding means is a fixed portion fixed to the spreader , a remote portion interposed between the rotating member and the skin plate, and the rotating member and the remote portion provided on the fixed portion. The tunnel excavator according to claim 2, further comprising an urging portion that urges toward the side.

The remote part is in contact with the inner peripheral surface of the skin plate via a roller member;
The tunnel excavator according to claim 3, wherein the roller member has an acute angle portion that abuts against an inner peripheral surface of the skin plate.

Tunnel boring machine according to claim 1, characterized in that with a distance detecting means for detecting the distance between the skin plate and pre-Symbol rotating member.

The distance detecting means includes a fixed portion fixed to the spreader , a measurement portion interposed between the fixed portion and the skin plate, and the measurement portion attached to the skin plate side. The tunnel excavator according to claim 5, further comprising an urging portion that urges.

The measuring unit is in contact with the inner peripheral surface of the skin plate via a roller member;
The tunnel excavator according to claim 6, wherein the roller member has an acute angle portion that abuts against an inner peripheral surface of the skin plate.

The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 7, wherein the rotation angle detection means is a rotation angle sensor.

The rotation angle detection means includes a rod member connected to the rotation member and movable in one direction, and a stroke sensor for detecting a movement amount in one direction of the rod member. The tunnel excavator according to any one of claims 1 to 7.