JP7173690B1 - オープンシールド機の支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 オープンシールド機の不意の沈下を防止又は減少させることができると共に掘進深さを簡単に調節できるオープンシールド機を提供する。【解決手段】オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する際にオープンシールド機本体を地表面に対して支持する支持装置であって、地表面又は地表面に支持された支持物の表面のいずれかである当接面に当接して移動し、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を地表面に伝える当接具と、オープンシールド機本体に対して当接具を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させる変位手段と、を備えてなる、支持装置である。【選択図】 図３

Description

本発明は、上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物を埋設するために用いられるオープンシールド機の支持装置に関する。

上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物を埋設するために、従来から、オープンシールド機を用いたオープンシールド工法が多用されてきた。オープンシールド工法は、牽引式又は自走式のオープンシールド機を土中に埋入し、該オープンシールド機の内部空間において地中構造物を連結することと土砂を前方向に向けて掘削し該オープンシールド機を前進させることとを順次行いつつ、該オープンシールド機の後方に位置する地中構造物を埋め戻すこと（土砂やモルタル等が用いられることが多い。）を行うことで、地中構造物を連続的に埋設することができるものである。かかるオープンシールド工法やオープンシールド機等については、本出願人は既に多くの出願（例えば、特許文献１～特許文献１３参照）をしているので、詳細な説明は省略する。

このうち特許文献８（特開２００２－６１４９２号公報）は、『オープンシールド機の推進時に、・・・・テール部は、テールフレーム底面支持力とテールフレーム周面の摩擦力とで支持されるが、推進時には周面摩擦力が減少し、特に軟弱地盤では支持力不足により機体の沈下を生じる。』（特許文献８の段落番号０００３）ため『オープンシールド機のテールフレーム底面への反力の負担を軽減する』（特許文献８の段落番号００１０）べくなされたもので、具体的には『オープンシールド機のテールフレームの両側の地表面にテールフレームに沿って滑走台を設け、滑走台の上面を滑るソリをテールフレームに取付けて、テールフレームを滑走台に支持させる。そのため、オープンシールド機には、テールフレームの前後上部に、両端部がテールフレーム外に突出する支持材を横架し、各支持材の両端部の底面にはソリを設ける。テールフレームが滑走台に支持されるので、テールフレーム底面への反力負担が軽減される。』（特許文献８の段落番号００１１）というオープンシールド機が開示されている。

特開２０１８－４４３７３号公報 特開２０１６－１７６１８６号公報 特開２０１５－７８５１２号公報 特開２００７－１２０１３０号公報 特開２００４－１１６１７９号公報 特開２００３－１２０１８２号公報 特開２００３－６４９８７号公報 特開２００２－６１４９２号公報 特開２００１－４９９９１号公報 特開平１１－１３１９７９号公報 特開平１０－２９９３８６号公報 特開平１０－１３１６７３号公報 特開平７－４２４８８号公報

特許文献８に記載のオープンシールド機によれば、オープンシールド機に設けられたソリが、地表面に設けられた滑走台の上面を滑るので、テールフレームが滑走台に支持されテールフレーム底面への反力負担が軽減されることでオープンシールド機の不意の沈下を防止又は減少させることができる。
しかし、特許文献８に記載のオープンシールド機においては、オープンシールド機が掘進する掘削の深さを変えるには、高さの異なる滑走台に変える必要があり、地中構造物の寸法や種類そして周囲の環境に応じて調節すべき掘進深さを簡単に調節できない問題があった。
そこで、本発明では、オープンシールド機の不意の沈下を防止又は減少させることができると共に掘進深さを簡単に調節できるオープンシールド機を提供することを目的とする。

本願出願人は、不意の沈下を防止又は減少させることができると共に掘進深さを簡単に調節できるオープンシールド機を実現するために検討を重ね、それを実現することができる支持装置を発明した。
即ち、本発明の支持装置（以下「本装置」という。）は、オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する際にオープンシールド機本体を地表面に対して支持する支持装置であって、地表面又は地表面に支持された支持物の表面のいずれかである当接面に当接して移動し、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を地表面に伝える当接具と、オープンシールド機本体に対して当接具を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させる変位手段と、を備えてなる、支持装置である。

本装置は、オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する際にオープンシールド機本体を地表面に対して支持する支持装置である。なお、支持装置がオープンシールド機本体を地表面に対して支持することは、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部が地表面に伝わればよく、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を支持装置が地表面に直接伝える場合のみならず、地表面に支持された支持物にオープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を支持装置が伝えることでオープンシールド機本体の重力の少なくとも一部が地表面に間接的に伝わる場合も含む。
本装置は、当接具と、変位手段と、を備えてなる。
当接具は当接面に当接して移動する。当接面は、地表面又は地表面に支持された支持物の表面のいずれかである。オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する際、オープンシールド機本体に取り付けられた当接具が該移動に伴い当接面に当接して移動することで、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を地表面に伝える（当接面が地表面であれば該少なくとも一部が地表面に直接伝わり、当接面が支持物表面であれば該少なくとも一部が支持物を経て地表面に伝わる。）。これによってオープンシールド機本体の底面へのオープンシールド機本体の重力負担が軽減されることでオープンシールド機本体の沈下を防止又は減少させることができる。なお、当接具の当接面への当接は、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を当接具が当接面に伝えつつ当接具が当接面に当接して移動することができればよく、例えば、当接具の外面が当接面へ摺接すること、当接具が有する車輪が当接面を転動すること等を含む。
変位手段は、鉛直方向の成分を有する方向にオープンシールド機本体に対して当接具を相対的に変位させる。このように変位手段がオープンシールド機本体に対する当接具の高さ（鉛直方向の位置）を変えることで、当接面に当接して移動する当接具のオープンシールド機本体に対する高さ（鉛直方向の位置）が変わり、当接面に対するオープンシールド機本体の高さ（鉛直方向の位置）を変えて掘進深さを簡単に調節できる。
このように本装置をオープンシールド機本体に取り付けることで、オープンシールド機本体の不意の沈下を防止又は減少させることができると共に掘進深さを簡単に調節することができる。

本装置においては、当接具は、当接面に摺接する摺接具を含んでなるものであってもよい。
当接具の当接面への当接は、前述の如く、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を当接具が当接面に伝えつつ当接具が当接面に当接して移動することができればよいが、当接具が含む摺接具の表面が当接面へ摺接（摺動）するようにすれば、当接面に摺接する表面を有する摺接具により当接具を簡単に構成できる。摺接具としてはオープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を摺接具が当接面に伝えつつ摺接具が当接面に摺動できればよいが、例えば、下面が当接面に摺接（摺動）するソリ等としてもよい。

本装置においては、変位手段は、複数のリンク部材と、リンク部材互いを回動自在に連結するジョイントと、を含むリンク機構を有するもの（以下「リンク本装置」という。）であってもよい。
変位手段は、上述のようにオープンシールド機本体に対して当接具を相対的に変位させるが、リンク機構を有してなるものであれば、簡単な構成により堅牢なものとすることができる。リンク機構は、複数のリンク部材と、リンク部材同士が互いに回動自在に連結されるジョイント（対偶）と、を含み、通常は重量物であるオープンシールド機本体を昇降させる機構として安価かつ高い信頼性で構成できる。

リンク本装置においては、変位手段は、所定の一対のジョイントの間の距離を変化させる駆動手段を有するもの（以下「駆動手段本装置」という。）であってもよい。
複数のリンク部材とそれら互いを回動自在に連結するジョイントとを含むリンク機構においては、駆動手段により所定の一対のジョイントの間の距離を変化させるようにすれば、リンク機構に直接的又は間接的に取り付けられた当接具を変位させることができる。

駆動手段本装置においては、駆動手段は、前記一対のジョイントに一端及び他端が取り付けられるリンク部材をなし、該一端と該他端との間が伸縮可能な伸縮具を含んでなるものであってもよい。
駆動手段が、一端と他端との間が伸縮可能な伸縮具を含んでなる。該伸縮具の一端が前記一対のジョイント（駆動手段が距離を変化させる一対のジョイント）の一方に取り付けられ、該伸縮具の他端が前記一対のジョイントの他方に取り付けられる。こうすることで該伸縮具がリンク機構のリンク部材を構成し、該伸縮具の伸縮によって前記一対のジョイントの間の距離を変化させることができ、リンク機構を簡単に構成することができる。

駆動手段本装置においては、リンク機構は、第１ジョイント、第２ジョイント及び第３ジョイントを含む３節リンクを有し、オープンシールド機本体に対して第１ジョイント及び第２ジョイントが直接的又は間接的に取り付けられると共に、当接具に対して第３ジョイントが直接的又は間接的に取り付けられ、駆動手段は、いずれかのジョイントの間の距離を変化させるもの（以下「３節リンク本装置」という。）であってもよい。
こうすることで、直接的又は間接的にオープンシールド機本体に取り付けられる第１ジョイント及び第２ジョイントと、当接具に対して直接的又は間接的に取り付けられる第３ジョイントと、を含む３節リンクをリンク機構が有し、いずれかのジョイントの間の距離（第１ジョイントと第２ジョイントとの間の距離、第１ジョイントと第３ジョイントとの間の距離、第２ジョイントと第３ジョイントとの間の距離のいずれかの距離）を駆動手段が変化させることで、簡単な構造の３節リンクにおけるいずれかのジョイントの間の距離を駆動手段が変化させ、リンク機構を３節リンクにより簡単に構成できる。

３節リンク本装置においては、第１ジョイントと第２ジョイントとの間のリンク部材は、オープンシールド機本体に対して直接的又は間接的に取り付けられる基礎部材を含んでなるもの（以下「基礎部材本装置」という。）であってもよい。
こうすることで、オープンシールド機本体に対して直接的又は間接的に取り付けられる基礎部材により、第１ジョイントと第２ジョイントとの間のリンク部材が構成されるので、第１ジョイントと第２ジョイントとの間のリンク部材を別個に配設する必要がなく、リンク機構を簡単に構成することができる。

基礎部材本装置においては、駆動手段は、前記一対のジョイントに一端及び他端が取り付けられるリンク部材をなし、該一端と該他端との間が伸縮可能な伸縮具を含んでなり、伸縮具の該一端が基礎部材に第１ジョイントとして回動自在に取り付けられ、リンク部材の一端が、基礎部材に第２ジョイントとして回動自在に取り付けられ、伸縮具の前記他端と該リンク部材の他端とが第３ジョイントとして回動自在に当接具に取り付けられているものであってもよい。
駆動手段が、一端と他端との間が伸縮可能な伸縮具を含んでなる。該伸縮具の一端が基礎部材に第１ジョイントとして回動自在に取り付けられ、リンク部材の一端が、基礎部材に第２ジョイントとして回動自在に取り付けられる。そして、伸縮具の前記他端と該リンク部材の他端とが第３ジョイントとして回動自在に当接具に取り付けられる。こうすることで基礎部材（第１ジョイントと第２ジョイントとの間のリンク部材を構成する）と、該伸縮具（第１ジョイントと第３ジョイントとの間のリンク部材を構成する）と、該リンク部材（第２ジョイントと第３ジョイントとの間のリンク部材を構成する）と、により３節リンクが構成される。基礎部材及び伸縮具がリンク部材を構成し、該伸縮具の伸縮によって第１ジョイントと第３ジョイントとの間の距離を変化させることができ、リンク機構及び駆動手段を簡単に構成することができる。

本発明は、本装置を備えるオープンシールド機（以下「本オープンシールド機」という。）を提供する。即ち、本オープンシールド機は、本装置と、オープンシールド機本体と、を備えてなる、オープンシールド機である。
本装置をオープンシールド機本体に取り付けた本オープンシールド機によれば、前述の如く、オープンシールド機本体の不意の沈下を防止又は減少させることができると共に掘進深さを簡単に調節することができる。

本オープンシールド機においては、一対の前記支持装置の一方が、当接具がオープンシールド機本体から右側に存するようにオープンシールド機本体に直接的又は間接的に取り付けられ、一対の前記支持装置の他方が、当接具がオープンシールド機本体から左側に存するようにオープンシールド機本体に直接的又は間接的に取り付けられるものであってもよい。
こうすることでオープンシールド機本体の左右両側に当接具が存し、それぞれの当接具を鉛直方向の成分を有する方向にオープンシールド機本体に対して相対的に変位させる。このようにオープンシールド機本体の左右に存する当接具のオープンシールド機本体に対する高さ（鉛直方向の位置）を調節することで、当接面に当接して移動する当接具のオープンシールド機本体に対する高さ（鉛直方向の位置）を左右で変えて、当接面に対するオープンシールド機本体に対する高さ（鉛直方向の位置）を左右で調節し掘進深さを簡単に調節できる。

本発明は、本オープンシールド機を用いるオープンシールド工法（以下「本工法」という。）を提供する。即ち、本工法は、本オープンシールド機を用いるオープンシールド工法であって、オープンシールド機本体に対して当接具を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させ、オープンシールド機本体が配設される土砂中の深さを調節する深さ調節ステップを、オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する前に含むものである、工法である。
こうすることで、土砂中に配設されたオープンシールド機本体が地表面に沿って移動（掘進）する前に、オープンシールド機本体の土砂中の深さを調節する深さ調節ステップを本工法は含むので、オープンシールド機本体が掘進する深さを確実に調節することができる。深さ調節ステップは、本装置によってオープンシールド機本体に対して当接具を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させることで行う。

本発明の一実施形態に係るオープンシールド機（本オープンシールド機）を示す平面図である。 本オープンシールド機の正面図（図１中、矢印Ａ方向から見たところを示している）である。 本オープンシールド機の側面図（図１中、矢印Ｂ方向から見たところを示している）である。 図３中の楕円Ｃ部分の拡大図（一部省略）である。 図５（ａ）は図４中の矢印Ｄ方向から見たところを示し、図５（ｂ）は図４中の矢印Ｅ方向から見たところを示している。 ジャッキ本体を伸ばしたところを示す図（図４と同じ方向から見たところを示している）である。 ジャッキ本体を伸ばしたところを示す図（図５（ａ）と同じ方向から見たところを示している）である。 ジャッキ本体を伸ばしたところを示す図（図５（ｂ）と同じ方向から見たところを示している）である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係るオープンシールド機（本オープンシールド機）１０を示す平面図であり、図２は、本オープンシールド機１０の正面図（図１中、矢印Ａ方向から見たところを示している）であり、図３は、本オープンシールド機１０の側面図（図１中、矢印Ｂ方向から見たところを示している）であり、図４は、図３中の楕円Ｃ部分の拡大図（但し、後述のテール部１３（右テール側板部１３ｂ）及び右滑走台９３ｂは図示していない）であり、図５（ａ）は図４中の矢印Ｄ方向から見たところを示し、そして図５（ｂ）は図４中の矢印Ｅ方向から見たところを示している。図１乃至図５を参照して、本オープンシールド機１０について説明する。

本オープンシールド機１０は、オープンシールド機本体１１と、４個の支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄと、を含んでなる。４個の支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄはいずれも同様の構造を有しており、いずれの支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄも、そり５１と、オープンシールド機本体１１に対してそり５１を上下させる駆動装置６１と、駆動装置６１をオープンシールド機本体１１に取り付ける取付部８１と、有してなる。このように４個の支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれも同様の構造を有しているので、そのうちの支持部９１ｃの詳細を図４及び図５に示す。

オープンシールド機本体１１は、特許文献８（特開２００２－６１４９２号公報）に開示されたオープンシールド機１と同様の構成を有している。具体的には、オープンシールド機本体１１は、フロント部１２とテール部１３とが前後方向（図中、前方向を矢印Ｑ１にて、後方向を矢印Ｑ２にて、それぞれ示す。）に互いにスライド（変位）自在に取り付けられると共に、フロント部１２とテール部１３との間に油圧で伸縮する推進ジャッキ１４（左右一対の推進ジャッキ１４が上下に配設されているので合計４本の推進ジャッキ１４が配設されている。）が取り付けられている。これら４本の推進ジャッキ１４を伸ばす（推進ジャッキ１４を伸縮させるための油圧装置及びその制御装置は制御部２１に収容されている。）とフロント部１２とテール部１３との間が前後に伸びるので、オープンシールド機本体１１の後方に土砂（例えば、埋め戻されたもの）が存すれば、該土砂の前端を後方に向けて押し固めると共にその押し固めによって生じる前方への反力によってフロント部１２が前進（矢印Ｑ１方向）し、次いで、前方の掘削と共に推進ジャッキ１４を縮めるとテール部１３が前方へ移動（矢印Ｑ１方向）し、その後、オープンシールド機本体１１の後方に土砂を埋め戻し、再び、推進ジャッキ１４を伸ばすと、土砂の前端を後方に向けて押し固めると共にその押し固めによって生じる前方への反力によってフロント部１２が再び前進する。このように推進ジャッキ１４をのばす（後方の土砂の押し固めと、フロント部１２の前進）、前方の掘削、推進ジャッキ１４を縮める（テール部１３の前進）、後方に土砂を埋め戻す、という工程を繰り返すことによって、オープンシールド機本体１１の後方の土砂を押し固めつつオープンシールド機本体１１を前進させることができる。このようにオープンシールド機本体１１の前進と共にオープンシールド機本体１１の内部１１ｃに上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物９９を前方方向に向けて順次埋設することで、前後方向に沿って地中構造物９９を連続して埋設できる。

フロント部１２は、左右（制御部２１に乗った操作者（不図示）が前方向（矢印Ｑ１方向）に向いた状態において該操作者が認識する左右をいう。）に一対配設された右フロント側板部１２ｂ及び左フロント側板部１２ａ（右フロント側板部１２ｂには前後に沿うように右フロント側面板１２ｂａが固定されると共に左フロント側板部１２ａには前後に沿うように左フロント側面板１２ａａが固定されている。）と、右フロント側板部１２ｂの内面に一端が取り付けられると共に左フロント側板部１２ａの内面に他端が取り付けられることで右フロント側板部１２ｂ及び左フロント側板部１２ａを支持するフロント支持梁１２ｐ１、１２ｐ２と、を有してなる。

テール部１３は、左右に一対配設された右テール側板部１３ｂ及び左テール側板部１３ａと、右テール側板部１３ｂの内面に一端が取り付けられると共に左テール側板部１３ａの内面に他端が取り付けられることで右テール側板部１３ｂ及び左テール側板部１３ａを支持するテール支持梁１３ｐ１、１３ｐ２と、を有してなる。
左テール側板部１３ａは、左テール側面板１３ａａと左テール側板本体１３ａｂとを含んでなる。左テール側面板１３ａａは左テール側板本体１３ａｂに対して前後にスライド可能に取り付けられると共に、左フロント側面板１２ａａに連結されることで、左フロント側面板１２ａａと一体となって前後方向に動く。
右テール側板部１３ｂは、右テール側面板１３ｂａと右テール側板本体１３ｂｂとを含んでなる。右テール側面板１３ｂａは右テール側板本体１３ｂｂに対して前後にスライド可能に取り付けられると共に、右フロント側面板１２ｂａに連結されることで、右フロント側面板１２ｂａと一体となって前後方向に動く。

そして、右フロント側板部１２ｂと右テール側板部１３ｂとに沿って真っ直ぐな右滑走台９３ｂ（ここではＨ型鋼により形成されている）と、左フロント側板部１２ａと左テール側板部１３ａとに沿って真っ直ぐな左滑走台９３ａ（ここではＨ型鋼により形成されている）と、が、互いに平行（前後方向に平行）になるように地表面９５に配設されている。なお、右滑走台９３ｂ及び左滑走台９３ａいずれの上面９３ｂａ、９３ａａも平面に沿っており、右滑走台９３ｂ上面９３ｂａと左滑走台９３ａ上面９３ａａとは同一平面（仮想上の平面）にほぼ属している。

そり５１の下面５３は、特に図４に示す通り、平面に沿う主下面５３ａと、主下面５３ａの前端に連なり前に行くにつれて上昇するように形成された前上がり下面５３ｂと、を含んでなる。そり５１は、主下面５３ａが右滑走台９３ｂ上面９３ｂａ又は左滑走台９３ａ上面９３ａａに当接した状態で前方向Ｑ１に摺動することで前方向Ｑ１に移動するもので、前上がり下面５３ｂは、右滑走台９３ｂ上面９３ｂａ又は左滑走台９３ａ上面９３ａａに多少の凹凸や異物が存していてもそれらを乗り越えてそり５１の前方向Ｑ１への移動を容易にするために設けられている。

取付部８１は、後述の駆動装置６１をオープンシールド機本体１１に取り付けるものであり、特に図５に示す通り、具体的には、右フロント側板部１２ｂ上面、左フロント側板部１２ａ上面、右テール側板部１３ｂ上面及び左テール側板部１３ａ上面に下面８３ｂが沿うように取り付けられる板状（主表面は略長方形をなす）の第１部８３と、第１部８３に対して略垂直に取り付けられた板状（主表面は略長方形をなす。第１部８３の縁部と第２部８５の縁部とが取り付けられている。）の第２部８５と、第１部８３と第２部８５とを連結し補強する主表面が三角形状の板状の補強部材８７（３枚配設されている）と、を含んでなり、第１部８３と第２部８５とはアルファベットの「Ｌ」形状（前後方向に対し垂直な平面による断面に表れる形状）のアングルを形成している。
支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄに含まれる４個の取付部８１いずれも、右フロント側板部１２ｂ上面、左フロント側板部１２ａ上面、右テール側板部１３ｂ上面及び左テール側板部１３ａ上面に第１部８３下面８３ｂが当接する状態で、これら上面にボルト８８により取り付けられている。

駆動装置６１は、オープンシールド機本体１１に対してそり５１を上下させるものであり、取付部８１の第２部８５にその両主表面のうち一面が沿うようにボルト８９により取り付けられる板状の基礎板部６３と、基礎板部６３の両主表面のうち他面６３ａ（他面６３ａの前方向Ｑ１側）に取り付けられた第１軸取付部６５と、他面６３ａ（他面６３ａの後方向Ｑ２側）に取り付けられた第２軸取付部６７と、第１軸取付部６５に一端が回動自在（回動軸Ｓ１を中心）に取り付けられると共にそり５１に他端が回動自在（回動軸Ｓ３を中心）に取り付けられるジャッキ７１（ターンバックル方式のジャッキ）と、第２軸取付部６７に一端が回動自在（回動軸Ｓ２を中心）に取り付けられると共にそり５１に他端が回動自在（回動軸Ｓ３を中心）に取り付けられる支持部材７３と、を有してなる。第１軸取付部６５に対してジャッキ７１の該一端が回動する回動軸Ｓ１と、第２軸取付部６７に対して支持部材７３の該一端が回動する回動軸Ｓ２と、そり５１に対してジャッキ７１の該他端が回動する回動軸Ｓ３と、そり５１に対して支持部材７３の該他端が回動する回動軸Ｓ３（そり５１に対してジャッキ７１の該他端が回動する回動軸と、そり５１に対して支持部材７３の該他端が回動する回動軸と、は同一直線上に存する。）と、は互いに平行かつ略水平になっている。
ジャッキ７１は、ジャッキ本体７１ａと、ジャッキ本体７１ａに取り付けられた回転ハンドル７１ｂと、を有してなり、回転ハンドル７１ｂを手で把持しジャッキ本体７１ａを回転させることでジャッキ本体７１ａを伸縮させる（回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３との間の距離を変化させる）ことができる。
このように、回動軸Ｓ１、回動軸Ｓ２及び回動軸Ｓ３により三角形が形成され（該三角形の一辺は支持部材７３により形成され、他の一辺はジャッキ本体７１ａにより形成される。）、ジャッキ本体７１ａを伸縮させることで、この三角形の一辺の長さ（回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３との間の距離）を変化させることができる。

図６、図７及び図８は、図４及び図５に示した状態（以下「短ジャッキ状態」という）から駆動装置６１のジャッキ本体７１ａを伸ばしたところを示す図である。なお、図６は図４と同じ方向から見たところを示し、図７は図５（ａ）と同じ方向から見たところを示し、そして図８は図５（ｂ）と同じ方向から見たところを示している。なお、図７においては回動軸Ｓ２及び回動軸Ｓ３が重なっている（鉛直方向から見ると回動軸Ｓ２と回動軸Ｓ３とは同じ位置に存する）。
上述のように、回転ハンドル７１ｂを把持しジャッキ本体７１ａを回転させてジャッキ本体７１ａを伸ばすと、回動軸Ｓ１、回動軸Ｓ２及び回動軸Ｓ３により形成される三角形において、回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３との間の距離が増加する。このようにジャッキ本体７１ａを伸ばした図６、図７及び図８（このジャッキ本体７１ａを伸ばした状態を以下「長ジャッキ状態」という。）においては、第１部８３の下面８３ｂ（オープンシールド機本体１１に取り付けられる面）と、そり５１の主下面５３ａと、の間の高さ差Ｈ２（特に図６及び図８参照）は、短ジャッキ状態における第１部８３の下面８３ｂとそり５１の主下面５３ａとの間の高さ差Ｈ１（特に図４及び図５（ｂ）参照）よりも大きい。このように４個の支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄのジャッキ本体７１ａを伸縮させることにより、地表面９５に対するオープンシールド機本体１１の高さを変化させることができる。即ち、長ジャッキ状態（該高さＨ２）にすると短ジャッキ状態（該高さＨ１）に比し、地表面９５に対するオープンシールド機本体１１の高さは高くなる（即ち、オープンシールド機本体１１の地表面９５からの深さは浅い）。このように支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄのジャッキ本体７１ａを伸縮させることにより、長ジャッキ状態（該高さＨ２）と短ジャッキ状態（該高さＨ１）との間で、地表面９５に対するオープンシールド機本体１１の高さを連続的に調節することができる。

このように本オープンシールド機１０によれば、支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄの駆動装置６１を調節すること（具体的には、短ジャッキ状態と長ジャッキ状態との間でジャッキ本体７１ａを伸縮させること）でオープンシールド機本体１１に対するそり５１の高さを調整して、地表面９５に対するオープンシールド機本体１１の高さを連続的に調節することができる。この地表面９５に対するオープンシールド機本体１１の高さを調節すること（深さ調節ステップ）を、オープンシールド機本体１１が地表面９５に沿って移動（地表面９５下の土砂を掘削）する前に行うことで、オープンシールド機本体１１が地表面９５下の土砂を掘削する深さを自由に調節することができる。また、支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄそれぞれで独立してそり５１の高さを調整することができるので、オープンシールド機本体１１の左右前後への傾きを調節することもできる。
そして、支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄそれぞれのそり５１の下面５３（主として主下面５３ａ）は、右滑走台９３ｂ上面９３ｂａ又は左滑走台９３ａ上面９３ａａに当接した状態で前方向Ｑ１に摺動することでオープンシールド機本体１１は前方向Ｑ１に移動するので、オープンシールド機本体１１の重量（重力）の少なくとも一部を右滑走台９３ｂ又は左滑走台９３ａを経て地表面９５に伝える。このためオープンシールド機本体１１の自重反力を比較的地盤の安定した地表面９５にとることで、オープンシールド機本体１１底面への反力の負担を軽減することによりオープンシールド機本体１１の沈下（沈下は、掘進量の低下（工期延長やコスト増加をもたらす）や、オープンシールド機本体１１の内部１１ｃで敷設する上下水道管やボックスカルバート等の地中構造物９９の敷設精度低下を生じ得る。）を防止又は減少させることができる。

特許文献８に記載のオープンシールド機において掘進深さを変えるには、高さの異なる滑走台に変える必要があったため、掘進深さを徐々に変化させるには、高さの異なる数多くの滑走台を次々交換する必要があり、大幅なコスト増加及び工期延長を伴う。しかし、本オープンシールド機１０では、支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄのジャッキ本体７１ａの伸縮により連続して掘進深さを容易に変えることができる。
また、本オープンシールド機１０においては、複数のリンク部材（基礎板部６３、ジャッキ本体７１ａ、支持部材７３）と、リンク部材（基礎板部６３、ジャッキ本体７１ａ、支持部材７３）互いを回動自在に連結するジョイント（回動軸Ｓ１、回動軸Ｓ２及び回動軸Ｓ３それぞれの回動自在の連結）と、を含むリンク機構を用いることで、そり５１の下面５３（主として主下面５３ａ）と、右滑走台９３ｂ上面９３ｂａ又は左滑走台９３ａ上面９３ａａと、の間に生じる摩擦力（前方向Ｑ１への摺動）により生じる応力を、リンク機構を構成する複数のリンク部材により分散して分担するため、強大な部材を用いる必要がない。

以上説明の通り、支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれも、オープンシールド機本体１１が地表面９５に沿って移動する際にオープンシールド機本体１１を地表面９５に対して支持する支持装置であって、地表面９５又は地表面９５に支持された支持物（ここでは右滑走台９３ｂ、左滑走台９３ａ）の表面（上面９３ｂａ、９３ａａ）のいずれかである当接面（ここでは支持物（右滑走台９３ｂ、左滑走台９３ａ）の表面（上面９３ｂａ、９３ａａ））に当接して移動し、オープンシールド機本体１１の重力の少なくとも一部を地表面９５に（ここでは支持物（右滑走台９３ｂ、左滑走台９３ａ）を経由して）伝える当接具（ここではそり５１）と、オープンシールド機本体１１に対して当接具（そり５１）を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させる変位手段（ここでは駆動装置６１と取付部８１とを有してなる。）と、を備えてなる、支持装置である。
なお、ここにいう鉛直方向の成分を有する方向が鉛直方向に対してなす角度（両方向がなす角度のうち小さいものをいい、０度以上９０度未満）は、あまり大きいと鉛直方向に作用するオープンシールド機本体１１の重量による反力により作用する部材応力が大きくなるので、好ましくは８０度以下、より好ましくは７５度以下、最も好ましくは７０度以下である（０度以上）。

支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、当接具は、当接面（上面９３ｂａ、９３ａａ）に摺接する摺接具（そり５１）を含んでなる。
支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、変位手段（駆動装置６１、取付部８１）は、複数のリンク部材（ここでは基礎板部６３、ジャッキ本体７１ａ、支持部材７３）と、リンク部材（基礎板部６３、ジャッキ本体７１ａ、支持部材７３）互いを回動自在に連結するジョイント（回動軸Ｓ１、回動軸Ｓ２及び回動軸Ｓ３それぞれの回動自在の連結）と、を含むリンク機構を有する。
支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、変位手段（駆動装置６１、取付部８１）は、所定の一対のジョイント（ここでは回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３）の間の距離を変化させる駆動手段（ここではジャッキ本体７１ａ）を有するものである。
支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、駆動手段（ジャッキ本体７１ａ）は、前記一対のジョイント（回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３）に一端及び他端が取り付けられるリンク部材をなし、該一端と該他端との間が伸縮可能な伸縮具（ジャッキ本体７１ａ）を含んでなる。

支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、リンク機構は、第１ジョイント（回動軸Ｓ１）、第２ジョイント（回動軸Ｓ２）及び第３ジョイント（回動軸Ｓ３）を含む３節リンクを有し、オープンシールド機本体１１に対して第１ジョイント（回動軸Ｓ１）及び第２ジョイント（回動軸Ｓ２）が直接的又は間接的に取り付けられる（ここでは取付部８１を介して間接的に取り付けられる）と共に、当接具（そり５１）に対して第３ジョイント（回動軸Ｓ３）が直接的又は間接的に取り付けられ、駆動手段（ジャッキ本体７１ａ）は、いずれかのジョイント（回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３）の間の距離を変化させるものである。
支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、第１ジョイント（回動軸Ｓ１）と第２ジョイント（回動軸Ｓ２）との間のリンク部材は、オープンシールド機本体１１に対して直接的又は間接的に取り付けられる（ここでは取付部８１を介して間接的に取り付けられる）基礎部材（ここでは基礎板部６３）を含んでなる。

支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄいずれにおいても、駆動手段（ジャッキ本体７１ａ）は、前記一対のジョイント（回動軸Ｓ１と回動軸Ｓ３）に一端及び他端が取り付けられるリンク部材をなし、該一端と該他端との間が伸縮可能な伸縮具（ジャッキ本体７１ａ）を含んでなり、伸縮具（ジャッキ本体７１ａ）の該一端が基礎部材（基礎板部６３）に第１ジョイント（回動軸Ｓ１）として回動自在に取り付けられ、リンク部材（支持部材７３）の一端が、基礎部材（基礎板部６３）に第２ジョイント（回動軸Ｓ２）として回動自在に取り付けられ、伸縮具（ジャッキ本体７１ａ）の前記他端と該リンク部材（支持部材７３）の他端とが第３ジョイント（回動軸Ｓ３）として回動自在に当接具（そり５１）に取り付けられているものである。

本オープンシールド機１０は、本装置（支持部９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ）と、オープンシールド機本体１１と、を備えてなる、オープンシールド機である。
本オープンシールド機１０においては、一対の前記支持装置（例えば、支持部９１ａ、９１ｂ）の一方（支持部９１ａ）が、当接具（そり５１）がオープンシールド機本体１１から右側に存するようにオープンシールド機本体１１に直接的又は間接的に（ここでは直接的に）取り付けられ、一対の前記支持装置（支持部９１ａ、９１ｂ）の他方（支持部９１ｂ）が、当接具（そり５１）がオープンシールド機本体１１から左側に存するようにオープンシールド機本体１１に直接的又は間接的に（ここでは直接的に）取り付けられるものである。
また、同様に、本オープンシールド機１０においては、一対の前記支持装置（例えば、支持部９１ｃ、９１ｄ）の一方（支持部９１ｃ）が、当接具（そり５１）がオープンシールド機本体１１から右側に存するようにオープンシールド機本体１１に直接的又は間接的に（ここでは直接的に）取り付けられ、一対の前記支持装置（支持部９１ｃ、９１ｄ）の他方（支持部９１ｄ）が、当接具（そり５１）がオープンシールド機本体１１から左側に存するようにオープンシールド機本体１１に直接的又は間接的に（ここでは直接的に）取り付けられるものである。
なお、ここでは一対の前記支持装置（例えば、支持部９１ａ、９１ｂ）はフロント部１２に左右一対取り付けられ、他の一対の前記支持装置（例えば、支持部９１ｃ、９１ｄ）はテール部１３に左右一対取り付けられている。

本オープンシールド機１０を用いるオープンシールド工法は、オープンシールド機本体１１に対して当接具（そり５１）を、鉛直方向の成分を有する方向（高さ方向）に相対的に変位させ、オープンシールド機本体１１が配設される土砂中の深さを調節する深さ調節ステップを、オープンシールド機本体１１が地表面９５に沿って移動する前に含むものである。

１０ 本オープンシールド機
１１ オープンシールド機本体
１１ｃ 内部
１２ フロント部
１２ａ 左フロント側板部
１２ａａ 左フロント側面板
１２ｂ 右フロント側板部
１２ｂａ 右フロント側面板
１２ｐ１、１２ｐ２ フロント支持梁
１３ テール部
１３ａ 左テール側板部
１３ａｂ 左テール側板本体
１３ａａ 左テール側面板
１３ｂ 右テール側板部
１３ｂａ 右テール側面板
１３ｂｂ 右テール側板本体
１３ｐ１、１３ｐ２ テール支持梁
１４ 推進ジャッキ
２１ 制御部
５１ そり
５３ 下面
５３ａ 主下面
５３ｂ 前上がり下面
６１ 駆動装置
６３ 基礎板部
６３ａ 他面
６５ 第１軸取付部
６７ 第２軸取付部
７１ ジャッキ
７１ａ ジャッキ本体
７１ｂ 回転ハンドル
７３ 支持部材
８１ 取付部
８３ 第１部
８３ｂ 下面
８５ 第２部
８７ 補強部材
８８ ボルト
８９ ボルト
９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ 支持部
９３ａ 左滑走台
９３ａａ 上面
９３ｂ 右滑走台
９３ｂａ 上面
９５ 地表面
９９ 地中構造物

Claims (10)

1. オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する際にオープンシールド機本体を地表面に対して支持する支持装置であって、
   地表面又は地表面に支持された支持物の表面のいずれかである当接面に当接して移動し、オープンシールド機本体の重力の少なくとも一部を地表面に伝える当接具と、
   オープンシールド機本体に対して当接具を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させる変位手段と、
   を備えてなり、
   変位手段は、複数のリンク部材と、リンク部材互いを回動自在に連結するジョイントと、を含むリンク機構を有するものである、支持装置。
2. 当接具は、当接面に摺接する摺接具を含んでなる、請求項１に記載の支持装置。
3. 変位手段は、所定の一対のジョイントの間の距離を変化させる駆動手段を有するものである、請求項１又は２に記載の支持装置。
4. 駆動手段は、前記一対のジョイントに一端及び他端が取り付けられるリンク部材をなし、該一端と該他端との間が伸縮可能な伸縮具を含んでなる、請求項３に記載の支持装置。
5. リンク機構は、第１ジョイント、第２ジョイント及び第３ジョイントを含む３節リンクを有し、
   オープンシールド機本体に対して第１ジョイント及び第２ジョイントが直接的又は間接的に取り付けられると共に、当接具に対して第３ジョイントが直接的又は間接的に取り付けられ、
   駆動手段は、いずれかのジョイントの間の距離を変化させるものである、請求項３又は４に記載の支持装置。
6. 第１ジョイントと第２ジョイントとの間のリンク部材は、オープンシールド機本体に対して直接的又は間接的に取り付けられる基礎部材を含んでなる、請求項５に記載の支持装置。
7. 駆動手段は、前記一対のジョイントに一端及び他端が取り付けられるリンク部材をなし、該一端と該他端との間が伸縮可能な伸縮具を含んでなり、
   伸縮具の該一端が基礎部材に第１ジョイントとして回動自在に取り付けられ、
   リンク部材の一端が、基礎部材に第２ジョイントとして回動自在に取り付けられ、
   伸縮具の前記他端と該リンク部材の他端とが第３ジョイントとして回動自在に当接具に取り付けられているものである、請求項６に記載の支持装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１に記載の支持装置と、オープンシールド機本体と、を備えてなる、オープンシールド機。
9. 一対の前記支持装置の一方が、当接具がオープンシールド機本体から右側に存するようにオープンシールド機本体に直接的又は間接的に取り付けられ、
   一対の前記支持装置の他方が、当接具がオープンシールド機本体から左側に存するようにオープンシールド機本体に直接的又は間接的に取り付けられるものである、請求項８に記載のオープンシールド機。
10. 請求項８又は９に記載のオープンシールド機を用いるオープンシールド工法であって、
    オープンシールド機本体に対して当接具を、鉛直方向の成分を有する方向に相対的に変位させ、オープンシールド機本体が配設される土砂中の深さを調節する深さ調節ステップを、オープンシールド機本体が地表面に沿って移動する前に含むものである、工法。

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