JP7324562B2 - エレクタ装置およびこれを用いたシールド掘削機 - Google Patents

Description

本発明は、エレクタ装置およびこれを用いたシールド掘削機に関し、例えば、シールド掘削機のエレクタ装置に動力を伝達する油圧ホースや電力線等のような動力伝達線の構造に適用して有効な技術に関するものである。

シールド掘削機は、スキンプレートの進行方向先端に回転可能に設置されたカッタヘッドを掘削面（切羽面）に押し付けて回転させながら進むことにより、地盤にトンネル等を掘削するとともに、スキンプレートの後方に掘削されたトンネルの内壁面にセグメントと呼ばれる覆工部材を組み立てることでトンネルを構築する機器である。

セグメントは、例えば、コンクリートまたは鉄鋼で構成され重量があるので、シールド掘削機内（スキンプレート内の後方のテール部）に設けられたエレクタ装置によって持ち上げられ、トンネルの内壁面の所定位置に取り付けられるようになっている。

このようなエレクタ装置については、例えば、特許文献１に記載があり、シールド掘削機におけるエレクタ装置に動力を伝達する動力伝達線を格納する格納装置をエレクタリング部に取り付けると共に、その格納装置内に、油圧または電力接続ブロックの左右に動力伝達線を振り分けて格納する構成が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、シールド掘進機におけるエレクタ装置の旋回リングに固定された可動端およびシールド掘進機本体に固定された固定端を有する旋回ケーブルベア（ケーブルベア：登録商標）と、旋回ケーブルベア内に旋回リングの径方向に少なくとも２段で配置された複数本のケーブルと、複数本のケーブルのうちの各段のケーブルを他段のケーブルに対して相対的にスライド可能な状態で支持する支持機構と、を備える旋回ケーブルベア構造が開示されている。

さらに、例えば、特許文献３には、旋回枠と、静止枠との間の環状空間に布設され内部に複数列のケーブル・ホース類を保持し両端が旋回枠と静止枠とに結合され、旋回時に自在に追従するケーブルベアを、ケーブル・ホース類の単列毎に分離した構成が開示されている。

特開２００３－１０６０９８号公報 特開２０１８－１５５０３８号公報 特開平５－６９３８１号公報

ところで、発明者が検討したシールド掘削機においては、エレクタ装置に動力を伝達する複数本の動力伝達線がシールド掘削機内部において剥き出しの状態で配置され、エレクタ装置のエレクタリング部と共に旋回する構成となっている。このため、エレクタリング部の旋回時に複数本の動力伝達線が他の機器等に引っ掛かり、破損する場合がある。また、動力伝達線が破損しないように注意しながらエレクタリング部を旋回させる必要があり、作業に時間がかかる上、操作性が著しく低下する場合がある。また、セグメントの組立作業時やシールド掘削機内での資材の搬入時に動力伝達線が作業員の出入りの邪魔になる場合もある。これらの問題は、小口径のシールド掘削機や泥水式あるいは泥土圧式のシールド掘削機のようにマシン内におけるスペースの確保が難しい場合に顕著になる。また、エレクタ装置の機能の向上等に起因して動力伝達線の数が多くなったり、動力伝達線の径が太くなったりした場合も顕著になる。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘削機のエレクタ装置に動力を伝達する動力伝達線の破損を低減または防止することのできる技術を提供することを目的とする。

また、本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、シールド掘削機の作業性を向上させることのできる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のエレクタ装置は、シールド掘削機の外殻部の内部に切羽面内に沿って旋回自在の状態で設けられた旋回部と、前記旋回部を旋回させる駆動部と、前記旋回部に接続された状態で設けられ、セグメントを把持するセグメント把持部と、前記外殻部の内部に設けられ、前記セグメント把持部に動力を伝達する複数本の動力伝達線と、前記シールド掘削機の外殻部に固定された固定リング部と、前記固定リング部の内側に、前記旋回部に接続されて前記切羽面に沿って旋回自在の状態で設けられた旋回リング部と、前記固定リング部と前記旋回リング部との間に、前記固定リング部および前記旋回リング部の周方向に沿って移動自在の状態で設けられ、前記固定リング部から前記旋回リング部に前記複数本の動力伝達線を案内し収納する動力伝達線収納部と、を備え、前記複数本の動力伝達線は、複数本の第１の動力伝達線と、複数本の第２の動力伝達線とを有し、前記動力伝達線収納部は、前記複数本の第１の動力伝達線を案内し収納する第１の動力伝達線収納部と、前記複数本の第２の動力伝達線を案内し収納する第２の動力伝達線収納部とを有しており、前記第１の動力伝達線収納部は、前記固定リング部の内周一部に固定された第１の固定端部と、前記旋回リング部の外周一部に固定された第１の移動端部と、前記第１の固定端部と前記第１の移動端部との間の第１の本体部と、前記第１の本体部の一部であって、前記固定リング部の内周から前記旋回リング部の外周に向かって屈曲する第１の屈曲部と、を有し、前記第２の動力伝達線収納部は、前記固定リング部の内周一部に固定された第２の固定端部と、前記旋回リング部の外周一部に固定された第２の移動端部と、前記第２の固定端部と前記第２の移動端部との間の第２の本体部と、前記第２の本体部の一部であって、前記固定リング部の内周から前記旋回リング部の外周に向かって屈曲する第２の屈曲部と、を有しており、前記セグメント把持部が前記固定リング部の頂点側に位置するエレクタ原点位置において、前記第１の動力伝達線収納部と前記第２の動力伝達線収納部とは、互いの全長が等しく、前記固定リング部の頂点から地面に垂線を下ろして形成される仮想線である縦軸を境にして互いに線対称になるように配置されており、前記第１の固定端部と前記第２の固定端部とは互いに離れた位置に配置され、前記第１の移動端部と前記第２の移動端部とは互いに離れた位置に配置され、前記第１の屈曲部と前記第２の屈曲部とは互いに離れた位置に配置され、前記固定リング部の頂点から前記第１の固定端部および前記第２の固定端部までの回転角度は９０度以下で７０度以上であり、前記固定リング部の頂点から前記第１の移動端部および前記第２の移動端部までの回転角度は前記固定リング部の頂点から前記第１の固定端部および前記第２の固定端部までの回転角度よりも小さい値に設定されている、ことを特徴とする。

請求項２に記載の本発明のエレクタ装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記エレクタ原点位置において、前記第１の固定端部から前記第１の屈曲部までの前記第１の本体部が前記固定リング部の内周に沿って配置され、前記第２の固定端部から前記第２の屈曲部までの前記第２の本体部が前記固定リング部の内周に沿って配置されることを特徴とする。

請求項３に記載の本発明のエレクタ装置は、上記請求項１または２記載の発明において、前記第１の動力伝達線収納部および前記第２の動力伝達線収納部の内部に、前記動力伝達線が互いに干渉することのないように仕切部を設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明のシールド掘削機は、地盤を掘削する掘削手段と、前記掘削手段によって掘削された掘削孔の内周にセグメントを設置する請求項１～３の何れか一項に記載のエレクタ装置と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、シールド掘削機のエレクタ装置に動力を伝達する動力伝達線の破損を低減または防止することが可能になる。

また、本発明によれば、シールド掘削機の操作性を向上させることが可能になる。

本発明の一実施の形態であるシールド掘削機の内部を側面から透かして見た構成図である。 図１のシールド掘削機の要部を拡大して示した構成図である。 図２のシールド掘削機を矢印Ａ方向から見た図である。 図３のシールド掘削機のケーブルリール部を拡大して示した図である。 図４のセグメント把持部を左方向に最大限旋回したときの図である。 図４のセグメント把持部を右方向に最大限旋回したときの図である。 ケーブルベア部の側面図である。 （ａ），（ｂ）はケーブルベア部の一例を示す斜視図である。 発明者が検討したケーブルベア部の課題を説明するためのケーブルベア部の斜視図である。 図１のシールド掘削機のケーブルベア部の横断面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は本実施の形態のシールド掘削機の内部を側面から透かして見た構成図である。

本実施の形態のシールド掘削機１は、カッタ盤（掘削手段）２を切羽に押し当て回転させることにより地盤を掘削する際に、カッタ盤２の後方のスキンプレート（外殻部）３内に設けられた泥水室４に送泥管５を通じて泥水を圧送し、泥水室４内の泥水圧力を切羽の土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽の安定を図るとともに、泥水室４内に溜められた泥水を排泥管６によってトンネルの外部に排出しながら地山にトンネルを形成する泥水式シールド掘削機である。

シールド掘削機１を構成するカッタ盤２は、切羽を掘削する正面円形状の掘削部材であり、スキンプレート３の前面にスキンプレート３の周方向に沿って正逆方向に回転自在の状態で設置されている。このカッタ盤２は、例えば、スポークタイプが採用されており、その前面（切羽に対向する面）には、玉石等の破砕や地山の掘削を行う複数のビット２ａおよびスクレーパツース２ｂが装着されている他、カッタ盤２の回転により掘削された土砂等を泥水室４内に取り込む貫通穴（図示せず）が形成されている。なお、カッタ盤２の外周面には、急曲線施工時の余掘りやシールド掘削機１の姿勢制御等を行うコピービット２ｃが装着されている。

カッタ盤２の後方に位置するスキンプレート３は、例えば円筒状の鋼製板により形成された前胴プレート３ａおよび後胴プレート３ｂで構成されている。前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとは、後胴プレート３ｂの先端側の球面軸受部が前胴プレート３ａの後端側の内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。

前胴プレート３ａの前面側において、その前面からスキンプレート３の内方に後退した位置には、スキンプレート３内を切羽側と機内側とに分ける隔壁７が設置されている。このスキンプレート３の切羽側、すなわち、上記カッタ盤２と隔壁７との間に、上記泥水室４が設けられている。泥水室４は、カッタ盤２の回転により掘削された土砂等を取り込み、送泥管５を通じて供給された泥水と混合する空間（チャンバ）である。

一方、スキンプレート３の機内には、送泥管５と、排泥管６と、カッタ駆動体１０と、複数本の中折れジャッキ１１ａと、複数本のシールドジャッキ１１ｂと、エレクタ（エレクタ装置）１２とが設置されている。

送泥管５は、泥水室４内に泥水を供給する配管であり、例えば、鋼材により形成されている。送泥管５の先端部（放泥口）は、隔壁７の正面内上部を貫通して泥水室４に達している。これにより、送泥管５を通じて圧送された泥水は、シールド掘削機１の正面内上部から泥水室４内に供給される。一方、送泥管５の後端部は、トンネル（掘削孔）の抗口に向かって延び、途中で所定の間隔毎に配置された複数の送泥ポンプ（図示せず）を介してトンネルの外部の泥水槽（図示せず）に接続されている。なお、泥水槽は、トンネルの外部の泥水処理装置（図示せず）に接続されている。

排泥管６は、泥水室４内の排泥水（掘削土砂と泥水との混合泥水）をトンネルの外部に排出する配管であり、例えば、鋼材により形成されている。排泥管６の先端部（吸泥口）は、隔壁７の正面内下部を貫通して泥水室４に達している。これにより、泥水室４内の排泥水は、シールド掘削機１の正面内下部から排出される。一方、排泥管６の後端部は、トンネルの抗口に向かって延び、途中で所定の間隔毎に配置された複数の排泥ポンプ(図１には図示せず）を介してトンネルの外部の上記泥水処理装置に接続されている。すなわち、泥水室４内の排泥水は、排泥管６を通じてトンネルの外部の泥水処理装置に送られ、そこで土砂と泥水とに分離され比重や粘性等が調整された後、泥水槽に送られて再び送泥管５を通じて泥水室４へ送られる。

カッタ駆動体１０は、カッタ盤２を正逆方向に回転させる駆動源である。中折れジャッキ１１ａは、前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとを連結するとともに、シールド掘削機１の推進方向を修正する機器である。シールドジャッキ１１ｂは、スキンプレート３の後方のトンネルの内周に敷設されたセグメントＳＧに反力をとり、セグメントＳＧを後方に向けて押し出してスキンプレート３を含めたシールド掘削機１を前進させるための推進力を発生させる機器である。

エレクタ１２は、スキンプレート３内部の後端付近において複数のセグメントＳＧのピース（セグメントセル）を把持して環状に組み立てることで、掘削されたトンネル（掘削孔）の内周にセグメントＳＧを構築する装置である。セグメントＳＧは、例えば、平板状のコンクリート製セグメントまたは合成セグメント（コンクリートと鋼材との合成構造）からなり、トンネルの周方向および軸方向に沿って複数個並べられた状態で設置される。

エレクタ１２は、エレクタリング部（旋回部）１２ｒと、エレクタ駆動体（駆動体）１２ｍと、セグメント把持部１２ｈと、支持体１２ｓと、ケーブルリール部１２ｃとを有している。このうちケーブルリール部１２ｃは、固定リング部Ｒｓと、その内側に設置された旋回リング部Ｒｍと、それらのリング部の間に配置された２個のケーブルベア部Ｃｂ（第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２）とを有している。なお、エレクタ１２の各部については後述する。また、図１では、セグメント把持部１２ｈが固定リング部の頂点側に位置するエレクタ原点位置において、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２が上下に示されているが、後述するように実際は第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２が切羽面を正面に見て左右に配置される。

スキンプレート３を構成する後胴プレート３ｂの進行方向後部の内周面には、テールブラシ３ｃが設けられている。テールブラシ３ｃは、例えば鋼製のワイヤや発泡ウレタンなどで構成されており、当該進行方向に対して間隔を開けて環状に、例えば、２本設けられている。テールブラシ３ｃは、セグメントＳＧの外周面と接触するような長さで内方に延びており、このようなテールブラシ３ｃにより、スキンプレート３の内周面とセグメントＳＧの外周面との間にシール室が形成されている。

図２は図１のシールド掘削機の要部を拡大して示した構成図、図３は図２のシールド掘削機を矢印Ａ方向から見た図である。なお、図２でも、図１と同様、エレクタ原点位置において、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２が上下に示されているが、後述するように実際は第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２が切羽面を正面に見て左右に配置される。

エレクタ１２を構成するエレクタリング部１２ｒは、切羽面内に沿って正逆方向（左右）に旋回自在の状態でスキンプレート３内に設置されている。エレクタ駆動体１２ｍは、エレクタリング部１２ｒを旋回させるための駆動部であり、例えば、油圧モータで構成されている。

エレクタ１２を構成するセグメント把持部１２ｈは、セグメントＳＧのピースを把持するための機構部であり、支持体１２ｓ上に支持されている。支持体１２ｓは、エレクタリング部１２ｒと機械的に接続されており、切羽面内に沿って正逆方向（左右）に旋回自在の状態で設置されている。そして、これにより、セグメント把持部１２ｈも切羽面内に沿って正逆方向（左右）に旋回自在の状態で設置されている。

また、セグメント把持部１２ｈは、旋回動作の他に、前後方向（シールド掘削機１の軸方向）および径方向（シールド掘削機１の中心軸から外方に離間する方向およびシールド掘削機１の外方から中心軸に接近する方向）に移動することが可能になっている。このセグメント把持部１２ｈを前後方向および径方向に移動させる機器は、複数本の動力伝達線Ｌを通じて動力源１５と接続されている。

複数本の動力伝達線Ｌは、例えば、油圧ホース、空圧ホース、電力線またはこれらを適宜混在させて含むことで構成されている。動力源１５は、エレクタ１２を駆動するための油圧、空圧または電力を供給する装置であり、例えば、油圧源、空圧源、電源またはこれらを適宜混在させて含むとともに、これらの各々の動力供給動作を制御する制御部を含んでいる。

ここで、小口径のシールド掘削機や泥水式あるいは泥土圧式のシールド掘削機のようにマシン内におけるスペースの確保が難しい場合、あるいは、エレクタ１２の機能の向上等に起因して動力伝達線Ｌの本数が増えたり、動力伝達線Ｌの径が太くなったりした場合、複数本の動力伝達線Ｌを１箇所に纏めて配置すると、動力伝達線Ｌを配置することが困難になる場合がある。そこで、本実施の形態では、複数本の動力伝達線Ｌが、複数本の第１の動力伝達線Ｌ１および複数本の第２の動力伝達線Ｌ２に分けられ、シールド掘削機１の内部において２箇所に分散されて配置されている。これにより、シールド掘削機１の径が小さくても、動力伝達線Ｌの総数が増えたり、個々の動力伝達線Ｌの径が太くなったりしても、複数本の動力伝達線Ｌを配置し易くすることができる。なお、特に限定されるものではないが、複数本の第１の動力伝達線Ｌ１と複数本の第２の動力伝達線Ｌ２とは、それぞれに含まれる動力伝達線Ｌの本数や総重量等がほぼ同じになるように分けられている。

ケーブルリール部１２ｃを構成する固定リング部Ｒｓは、リングガータＲＧ（図３参照）を介してスキンプレート３に固定されている。また、ケーブルリール部１２ｃを構成する旋回リング部Ｒｍは、エレクタリング部１２ｒと機械的に接続されており、切羽面内に沿って正逆方向（左右）に旋回自在の状態で固定リング部Ｒｓの内側に設置されている。

これら固定リング部Ｒｓと旋回リング部Ｒｍとの間に配置されたケーブルベア部Ｃｂは、複数本の動力伝達線Ｌを案内し収容する動力伝達線収納部である。上記したように本実施の形態では、複数本の動力伝達線Ｌが複数本の第１の動力伝達線Ｌ１および複数本の第２の動力伝達線Ｌ２に分かれているので、複数本の第１の動力伝達線Ｌ１および複数本の第２の動力伝達線Ｌ２を案内し収容するためケーブルベア部Ｃｂも第１のケーブルベア部Ｃｂ１と第２のケーブルベア部Ｃｂ２とに分かれて配置されている。すなわち、ケーブルリール部１２ｃにおいて、複数本の第１の動力伝達線Ｌ１は第１のケーブルベア部Ｃｂ１内に、複数本の第２の動力伝達線Ｌ２は第２のケーブルベア部Ｃｂ２内に、それぞれ収められ纏められてエレクタ１２に供給されるようになっている。

ここで、発明者が検討したシールド掘削機においては、エレクタに動力を伝達する複数本の動力伝達線がシールド掘削機内部において剥き出しの状態で配置され、エレクタのエレクタリング部と共に旋回する構成となっている。このため、エレクタリング部の旋回時に複数本の動力伝達線が他の機器等に引っ掛かり、破損する場合がある。また、動力伝達線が破損しないように注意しながらエレクタリング部を旋回させる必要があり、作業に時間がかかる上、操作性が著しく低下する場合がある。また、セグメントの組立作業時やシールド掘削機内での資材の搬入時に動力伝達線が作業員の出入りの邪魔になる場合もある。これらの問題は、小口径のシールド掘削機や泥水式あるいは泥土圧式のシールド掘削機のようにマシン内におけるスペースの確保が難しい場合に顕著になる。また、エレクタ装置の機能の向上等に起因して動力伝達線の数が多くなったり、動力伝達線の径が太くなったりした場合も顕著になる。

これに対して本実施の形態では、ケーブルリール部１２ｃにおいて複数本の第１の動力伝達線Ｌ１および複数本の第２の動力伝達線Ｌ２をそれぞれ第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２内に収納することにより、エレクタリング部１２ｒの旋回時に動力伝達線Ｌが他の機器等に引っ掛かることがないので、動力伝達線Ｌの破損を低減または防止することができる。

このため、シールド掘削機１の推進停止をしなくてすむ。また、動力伝達線Ｌを見ながらエレクタ１２を操作する必要が無くなるので、シールド掘削機１の操作性を向上させることができる。そして、シールド掘削機１の推進停止を無くせる上、シールド掘削機１の操作性を向上させることができるので、シールド掘削作業１の施工サイクルを短縮することができる。さらに、ケーブルリール部１２ｃにおいて複数本の動力伝達線Ｌがケーブルベア部Ｃｂ内に収容されているので、セグメントＳＧの組立作業時やシールド掘削機１内での資材の搬入時に動力伝達線Ｌが作業員の出入りの邪魔になることもない。このため、作業員の作業性を向上させることができる。

なお、図３に示す第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の固定端部Ｔｓ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の固定端部Ｔｓ２は、動力源１５からの複数本の第１の動力伝達線Ｌ１および複数本の第２の動力伝達線Ｌ２がそれぞれ第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２に入り込む部分である。これら第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２については後述する。

次に、ケーブルベア部Ｃｂについて図４～図１０等を参照して説明する。

まず、図４は図３のシールド掘削機のケーブルリール部を拡大して示した図、図５は図４のセグメント把持部を左方向に最大限旋回したときの図、図６は図４のセグメント把持部を右方向に最大限旋回したときの図である。

図４に示すように、第１のケーブルベア部Ｃｂ１は、第１の固定端部Ｔｓ１と、第１の移動端部Ｔｍ１と、これらの間の第１の本体部Ｂ１とを有している。

第１の固定端部Ｔｓ１は、複数本の第１の動力伝達線Ｌ１が第１のケーブルベア部Ｃｂ１内に入力される部分であり、固定リング部Ｒｓの内周一部に固定されている。第１の移動端部Ｔｍ１は、第１のケーブルベア部Ｃｂ１内の複数本の第１の動力伝達線Ｌ１が出力される部分であり、旋回リング部Ｒｍの外周一部に固定されている。第１の本体部Ｂ１は、第１の固定端部Ｔｓ１から固定リング部Ｒｓの内周に沿って延び、途中、固定リング部Ｒｓの内周から旋回リング部Ｒｍの外周に向かって屈曲する第１の屈曲部Ｂｒ１を経て旋回リング部Ｒｍの外周に沿って第１の移動端部Ｔｍ１まで延びている。なお、第１のケーブルベア部Ｃｂ１は、一定の半径で、一方向のみに曲がるように設定されている。

第２のケーブルベア部Ｃｂ２は、第２の固定端部Ｔｓ２と、第２の移動端部Ｔｍ２と、これらの間の第２の本体部Ｂ２とを有している。第２の固定端部Ｔｓ２は、複数本の第２の動力伝達線が第２のケーブルベア部Ｃｂ２内に入力される部分であり、固定リング部Ｒｓの内周一部に固定されている。第２の移動端部Ｔｍ２は、第２のケーブルベア部Ｃｂ２内の複数本の第２の動力伝達線Ｌ２が出力される部分であり、旋回リング部Ｒｓの外周一部に固定されている。第２の本体部Ｂ２は、第２の固定端部Ｔｓ１から固定リング部Ｒｓの内周に沿って延び、途中、固定リング部Ｒｓの内周から旋回リング部Ｒｍの外周に向かって屈曲する第２の屈曲部Ｂｒ２を経て旋回リング部Ｒｍの外周に沿って第２の移動端部Ｔｍ２まで延びている。なお、第２のケーブルベア部Ｃｂ２は、第１の屈曲部Ｂｒ１と同じ一定の半径で、一方向のみに曲がるように設定されている。

これら第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２は、互いの全長が等しく、セグメント把持部１２ｈが固定リング部Ｒｓの頂点側に位置するエレクタ原点位置において、縦軸（固定リング部Ｒｓの頂点から地面に垂線を下ろして形成される仮想線）Ｙを境にして左右対称になるように配置されている。

また、これら第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２は、エレクタリング部１２ｒの旋回時の力を利用して展開するようになっている。すなわち、図５に示すように、エレクタリング部の左旋回によりセグメント把持部１２ｈを左方向に旋回させると旋回リング部Ｒｍも左方向に旋回するので、旋回リング部Ｒｍに固定された第１の移動端部Ｔｍ１および第２の移動端部Ｔｍ２も左方向に旋回移動するようになっている。一方、図６に示すように、エレクタリング部１２ｒの右旋回によりセグメント把持部１２ｈを右方向に旋回させると旋回リング部Ｒｍも右方向に旋回するので、旋回リング部Ｒｍに固定された第１の移動端部Ｔｍ１および第２の移動端部Ｔｍ２も右方向に旋回移動するようになっている。なお、セグメント把持部１２ｈの最大旋回角度（固定リング部Ｒｓの頂点から左右各々の方向に最大限旋回させることが可能な位置までの角度）θｍは、左右同じく、例えば、２１０度であり、これによりトンネルの全周にセグメントＳＧを設置することが可能になっている。

ここで、本実施の形態では、図４に示すように、エレクタ原点位置において、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の固定端部Ｔｓ１と第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の固定端部Ｔｓ２とは互いに離れた位置に配置され、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の移動端部Ｔｍ１と第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の移動端部Ｔｍ２とは互いに離れた位置に配置され、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の屈曲部Ｂｒ１と第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の屈曲部Ｂｒ２とは互いに離れた位置に配置されている。したがって、図５および図６に示すように、セグメント把持部１２ｈを左右に旋回させたときに第１のケーブルベア部Ｃｂ１と第２のケーブルベア部Ｃｂ２とが干渉してしまうことはない。

また、図４に示すように、エレクタ原点位置において、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の固定端部Ｔｓ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の固定端部Ｔｓ２の高さは、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の移動端部Ｔｍ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の移動端部Ｔｍ２より低い位置に配置されている。すなわち、図４～図６に示すように、エレクタ原点位置において、固定リング部Ｒｓの頂点（縦軸Ｙ）から第１の移動端部Ｔｍ１および第２の移動端部Ｔｍ２の各々までの回転角度θ１は、固定リング部Ｒｓの頂点（縦軸Ｙ）から第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２の各々までの回転角度θ２より小さくなっている。

ここでは、例えば、固定リング部Ｒｓの頂点（縦軸Ｙ）から第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２の各々までの回転角度θ２は９０度以内とされている。第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２の位置としては、回転角度θ２が９０度の位置が、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２に複数本の動力伝達線Ｌを入力させる上で最も好ましい。しかし、図３に示したように、本実施の形態のシールド掘削機１では、固定リング部Ｒｓの頂点（縦軸Ｙ）から左右への回転角度が９０度の位置にシールドジャッキ１１ｂがあるので、それを避けて第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２が配置されている。

このとき、回転角度θ２を９０度より大きくすると上記した最大旋回角度θｍが小さくなり目標値（例えば、２１０度）を達成することができない。一方、回転角度θ２が９０度以内でもあまり小さいと（すなわち、第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２が高い位置にあると）、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の固定端部Ｔｓ１側および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の固定端部Ｔｓ２側が下方に垂れる虞があり、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２が固定リング部Ｒｓの内周に沿って良好に移動することができなくなる虞がある。そこで、本実施の形態では、固定リング部Ｒｓの頂点（縦軸Ｙ）から第１の固定端部Ｔｓ１および第２の固定端部Ｔｓ２の各々までの回転角度θ２が、例えば、７０度に設定されている。

また、エレクタ原点位置において、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の移動端部Ｔｍ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の移動端部Ｔｍ２の位置は、固定リング部Ｒｓの頂点に近い方が、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２からセグメント把持部１２ｈに複数本の動力伝達線Ｌを出力する上で好ましい。そこで、本実施の形態では、固定リング部Ｒｓの頂点（縦軸Ｙ）から第１の移動端部Ｔｍ１および第２の移動端部Ｔｍ２の各々までの回転角度θ１が、回転角度θ２より小さい値に設定されている。ここでは、回転角度θ１は、例えば、２２度に設定されている。

このようにすることで、図５および図６に示すように、セグメント把持部１２ｈを左右に良好に旋回させることができる。

次に、図７はケーブルベア部の側面図、図８（ａ），（ｂ）はケーブルベア部の一例を示す斜視図である。

図７に示すように、エレクタ原点位置における第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の寸法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下の通りである。

第１のケーブルベア部Ｃｂ１およびケーブルベア部Ｃｂ２の全長は、例えば、３１８０．２ｍｍ程度である。第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の移動端部Ｔｍ１（第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の移動端部Ｔｍ２）から第１の屈曲部Ｂｒ１（第２の屈曲部Ｂｒ２）までの長さＣＬ１は、例えば、１２２４.６ｍｍ、長さＣＬ２は、例えば、１０１．８ｍｍ、第１の屈曲部Ｂｒ１（第２の屈曲部Ｂｒ２）の長さＣＬ３は、例えば、４５３．７ｍｍ、第１のケーブルベア部Ｃｂ１の第１の固定端部Ｔｓ１（第２のケーブルベア部Ｃｂ２の第２の固定端部Ｔｓ２）から第１の屈曲部Ｂｒ１（第２の屈曲部Ｂｒ２）までの長さＣＬ４は、例えば、１４００．１ｍｍである。また、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２の幅（図７の紙面に垂直な方向の長さ、シールド掘削機１の軸方向）は、例えば、２７５ｍｍ程度である。

第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２は、例えば、例えば、樹脂または金属からなり、図８（ａ）に示すように、標準型のケーブルベア部で構成されている。標準型のケーブルベア部は、その長手方向に沿って所定の間隔毎に同一寸法の複数の開口部Ｋを備えている。ただし、図８（ｂ）に示すように、第１のケーブルベア部Ｃｂ１および第２のケーブルベア部Ｃｂ２を、開口部Ｋ（図８（ａ）参照）の無い密閉型のケーブルベア部で構成しても良い。密閉型を使用することで外部から粉塵等が入るのを低減できる。

次に、図９は発明者が検討したケーブルベア部の課題を説明するためのケーブルベア部の斜視図、図１０は図１のシールド掘削機のケーブルベア部の横断面図である。

図９に示すように、ケーブルベア部５０内において、複数の動力伝達線５１が重なった状態でケーブルベア部５０が曲がると、その曲がった箇所（破線で囲む箇所）で、複数本の動力伝達線５１同士が互いに押し合うようになるので動力伝達線５１が押し潰されてしまう場合がある。そこで、本実施の形態では、図１０に示すように、ケーブルベア部Ｃｂ（Ｃｂ１，Ｃｂ２）の内部の複数本の動力伝達線Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）同士が互いに干渉することのないように、ケーブルベア部Ｃｂ（Ｃｂ１，Ｃｂ２）の内部に仕切部Ｐが設けられている。

図１０（ａ）では、ケーブルベア部Ｃｂ（Ｃｂ１，Ｃｂ２）の内部をその幅方向（短方向、シールド掘削機１の軸方向に沿う方向）に沿って複数の部屋に分けるように仕切部Ｐが設けられ、各部屋内に動力伝達線Ｌが収められている。また、図１０（ｂ）では、ケーブルベア部Ｃｂ（Ｃｂ１，Ｃｂ２）の内部をその幅方向に沿って複数の部屋に分けるとともに、ケーブルベア部Ｃｂ（Ｃｂ１，Ｃｂ２）の厚さ方向（シールド掘削機１の径方向に沿う方向）を上下に分ける仕切部が設けられ、各部屋に動力伝達線Ｌが収められている。いずれの場合もケーブルベア部Ｃｂ（Ｃｂ１，Ｃｂ２）の内部での動力伝達線Ｌ同士の干渉に起因する動力伝達線Ｌの破損を防止することができる。また、図１０（ｂ）の場合は図１０（ａ）の場合よりも動力伝達線Ｌの本数を増やすことができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

以上の説明では、本発明を泥水圧式のシールド掘削機に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、泥土圧式のシールド掘削機等、他のシールド掘削機にも適用することができる。また、カッタ盤は面板型に限定されるものではなく、スポーク型にも適用することができる。

１ シールド掘削機
２ カッタ盤
２ａ ビット
２ｂ スクレーパツース
２ｃ コピービット
３ スキンプレート
３ａ 前胴プレート
３ｂ 後胴プレート
３ｃ テールブラシ
４ 泥水室
５ 送泥管
６ 排泥管
７ 隔壁
１０ カッタ駆動体
１１ａ 中折れジャッキ
１１ｂ シールドジャッキ
１２ エレクタ
１２ｒ エレクタリング部
１２ｍ エレクタ駆動体
１２ｈ セグメント把持部
１２ｓ 支持体
１２ｃ ケーブルリール部
１５ 動力源
ＳＧ セグメント
Ｃｂ ケーブルベア部
Ｃｂ１ 第１のケーブルベア部
Ｃｂ２ 第２のケーブルベア部
Ｔｓ１ 第１の固定端部
Ｔｍ１ 第１の移動端部
Ｂ１ 第１の本体部
Ｂｒ１ 第１の屈曲部
Ｔｓ２ 第２の固定端部
Ｔｍ２ 第２の移動端部
Ｂ２ 第２の本体部
Ｂｒ２ 第２の屈曲部
Ｌ 動力伝達線
Ｌ１ 第１の動力伝達線
Ｌ２ 第２の動力伝達線
θｍ 最大旋回角度
θ１ 回転角度
θ２ 回転角度

Claims (4)

1. シールド掘削機の外殻部の内部に切羽面内に沿って旋回自在の状態で設けられた旋回部と、
   前記旋回部を旋回させる駆動部と、
   前記旋回部に接続された状態で設けられ、セグメントを把持するセグメント把持部と、
   前記外殻部の内部に設けられ、前記セグメント把持部に動力を伝達する複数本の動力伝達線と、
   前記シールド掘削機の外殻部に固定された固定リング部と、
   前記固定リング部の内側に、前記旋回部に接続されて前記切羽面に沿って旋回自在の状態で設けられた旋回リング部と、
   前記固定リング部と前記旋回リング部との間に、前記固定リング部および前記旋回リング部の周方向に沿って移動自在の状態で設けられ、前記固定リング部から前記旋回リング部に前記複数本の動力伝達線を案内し収納する動力伝達線収納部と、
   を備え、
   前記複数本の動力伝達線は、複数本の第１の動力伝達線と、複数本の第２の動力伝達線とを有し、
   前記動力伝達線収納部は、前記複数本の第１の動力伝達線を案内し収納する第１の動力伝達線収納部と、前記複数本の第２の動力伝達線を案内し収納する第２の動力伝達線収納部とを有しており、
   前記第１の動力伝達線収納部は、
   前記固定リング部の内周一部に固定された第１の固定端部と、
   前記旋回リング部の外周一部に固定された第１の移動端部と、
   前記第１の固定端部と前記第１の移動端部との間の第１の本体部と、
   前記第１の本体部の一部であって、前記固定リング部の内周から前記旋回リング部の外周に向かって屈曲する第１の屈曲部と、
   を有し、
   前記第２の動力伝達線収納部は、
   前記固定リング部の内周一部に固定された第２の固定端部と、
   前記旋回リング部の外周一部に固定された第２の移動端部と、
   前記第２の固定端部と前記第２の移動端部との間の第２の本体部と、
   前記第２の本体部の一部であって、前記固定リング部の内周から前記旋回リング部の外周に向かって屈曲する第２の屈曲部と、
   を有しており、
   前記セグメント把持部が前記固定リング部の頂点側に位置するエレクタ原点位置において、
   前記第１の動力伝達線収納部と前記第２の動力伝達線収納部とは、互いの全長が等しく、前記固定リング部の頂点から地面に垂線を下ろして形成される仮想線である縦軸を境にして互いに線対称になるように配置されており、
   前記第１の固定端部と前記第２の固定端部とは互いに離れた位置に配置され、前記第１の移動端部と前記第２の移動端部とは互いに離れた位置に配置され、前記第１の屈曲部と前記第２の屈曲部とは互いに離れた位置に配置され、前記固定リング部の頂点から前記第１の固定端部および前記第２の固定端部までの回転角度は９０度以下で７０度以上であり、前記固定リング部の頂点から前記第１の移動端部および前記第２の移動端部までの回転角度は前記固定リング部の頂点から前記第１の固定端部および前記第２の固定端部までの回転角度よりも小さい値に設定されている、
   ことを特徴とするエレクタ装置。
2. 前記エレクタ原点位置において、前記第１の固定端部から前記第１の屈曲部までの前記第１の本体部が前記固定リング部の内周に沿って配置され、前記第２の固定端部から前記第２の屈曲部までの前記第２の本体部が前記固定リング部の内周に沿って配置されることを特徴とする請求項１記載のエレクタ装置。
3. 前記第１の動力伝達線収納部および前記第２の動力伝達線収納部に、内部の前記動力伝達線が互いに干渉することのないように仕切部を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のエレクタ装置。
4. 地盤を掘削する掘削手段と、
   前記掘削手段によって掘削された掘削孔の内周にセグメントを設置する請求項１～３の何れか一項に記載のエレクタ装置と、
   を備えることを特徴とするシールド掘削機。

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