JPH03119298A - シールドマシンにおけるテールクリアランスの測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はシールドマシーンを構成するスキンプレートと
セグメント間の間隔（以下「テールクリアランス」とい
う）を測定する測定装置に関する。

〈従来の技術〉 シールド工法において、テールクリアランスを測定し適
正に保つことは、セグメントの組立管理をするうえで重
要である。

現在テールクリアランスの測定は、セグメントを１リン
グ組み立てる毎に少なくとも上下左右の４箇所を作業員
が測定した後、計測値を集計して求めている場合が多い
。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 前記した従来のテールクリアランスの測定技術には、次
のような問題点がある。

〈イ〉　測定作業や集計作業を作業員に頼っているため
、測定作業が非能率的である。

〈口〉　人為的なミスは避けられないから、計測値に誤
差を生じ易い。

〈ハ〉　大断面トンネルの測定作業にあたっては、転落
事故の危険もある。

〈二〉　シールドマシンの方向制御やセグメントの組立
等を自動化したシールドマシンが実用化されつつある現
在、テールクリアランスの計測作業を無人で正確に計測
できる技術の提案が切望されている。

〈口〉　作業者を危険な作業から解放できる、シールド
マシンにおけるテールクリアランスの測定装置。

〈ハ〉　リアルタイムでしかも連続した測定が可能な、
シールドマシンにおけるテールクリアランスの測定装置
。

〈二〉　維持管理が容易な、シールドマシンにおけるテ
ールクリアランスの測定装置。

〈ホ〉　誤操作やセグメントの組み立て作業中に損傷を
受けない、シールドマシンにおけるテールクリアランス
の測定装置。

〈本発明の目的〉 本発明は以上の問題点を解決するために成されたもので
、次のシールドマシンにおけるテールクリアランスの測
定装置を提供することを目的とする。

〈イ〉　測定作業及び集計作業の無人化を図り、正確で
高精度に測定できる、シールドマシンにおけるテールク
リアランスの測定装置。

〈問題点を解決するための手段〉 即ち本発明は、シールドジヤツキのスプレッダ−の裏面
に計測器を取り付け、前記計測器はシールドマシンの軸
線方向に揺動して、セグメント内周面の位置を検知する
セグメント接触子と、シールドマシンの半径方向に摺動
自在で、シールドマシンを構成するスキンプレートの当
接位置を検知するスキンプレート接触子と、前記両接触
子の変位量を電気的に変換して出力する変換器とを具備
し、変換器の出力側を、変換器が出力する電気信号を基
にテールクリアランを算出する計測回路に接続して構成
する、シールドマシンにおけるテールクリアランスの測
定装置である。

〈本発明の説明〉 以下、図面を参照しながら本発明について説明する。

〈イ〉測定装置の全体構成 第１図に本発明に係るテールクリアランス測定用の測定
装置を示す。

本装置はテールクリアランスＣの計測値を電気的に出力
する計測器１ｏと、計測器１０から出力した信号を処理
する計測回路２０と、テールクリアランスＣを表示する
表示回路３０と、計測器１０を作動させる駆動部４０と
、これらを制御する制御回路５０とよりなる。

〈口〉計測器 計測器１０は第２図に示すようにシールドマシンに装備
した多数のシールドジャキロ０のうち、上下左右の四本
のシールドジヤツキ６０先端に設けた反力部材であるス
プレッダ−６１の裏面又は側面に設置されている。

計測器１０は第３図に拡大して示すように、本体１１と
、シールドマシンの軸線方向に揺動し、セグメント７０
の内周面を検出するセグメント接触子１２及びシールド
マシンの半径方向に摺動し、シールドマシンを構成する
スキンプレート７１の内周面を検出するスキンプレート
接触子１３と、両接触子１２．１３の変位量を電気的な
パルス信号に変換して出力する変換器１４とを基本構成
とする。

〈ハ〉セグメント接触子の駆動機構 セグメント接触子１２は一端を本体１１内で回動自在に
軸支され、その自由端に回転自在なローラ１２ａを有し
ている。

セグメント接触子１２は遠隔操作により揺動自在に構成
されている。

すなわち１本体１１に装備したシリンダ１５が、シール
ドマシンの半径方向に流体圧力で以てピストンロッド１
６を摺動自在に収容していて、公知のギア機構を利用し
てピストンロッド１６の直線運動をセグメント接触子１
２に揺動運動として伝えられるように構成されている。

図中１５ａはシリンダ１５下部に接続した給気管、１５
ｂはシンシダ１５上部に接続した排気管１５ｂである。

給気管１５ａより給気するとセグメント接触子１２がセ
グメント７０の内周面に押し付ける方向に揺動し、又、
排気管１５ｂからシリンダ１５内へ給気するとセグメン
ト接触子１２が本体１１内へ格納する方向に揺動するよ
うに構成されている。

〈二〉スキンプレート接触子の駆動機構棒状のスキンプ
レート接触子１３は、本体１１に設けた軸受１３ａを介
してシールドマシンの半径方向の摺動を許容するように
保持され、ばね１３ｂのばね力を受けて常時スキンプレ
ート接触子１３の露出端に設けたローラ１３ｃがスキン
プレート７１の内面へ押し付けられている。

従って、スキンプレート接触子１３はスキンプレート７
１の変動に追随して図面の上下方向に摺動する。

〈ホ〉変換器 変換器１４は、セグメント接触子１２及びスキンプレー
ト接触子１３の各運動（揺動運動、摺動運動）の変化量
を電気的な信号、具体的にはパルス信号に変換して出力
するもので、例えばポテンションメータ等で構成されて
いる。

すなわち、変換器１４は、セグメント接触子１２及びス
キンプレート接触子１３がシールドマシンの半径方向の
外側へ移動するときを例えば正、逆にシールドマシンの
半径方向の内側へ移動するときを負として入力される。

例えばセグメント接触子１２がよりセグメント７０の内
周面側に移動するときは歯車機構によって変換器１４に
正の回転が伝えられ、逆にセグメント接触子１２がセグ
メント７０から離れる方向に移動するときは負の回転と
して伝えられる。

変換器１４は伝えられた正負の変動を、回転数或は角度
として検出し、次記する計測回路２０に入力する。

つまり、変換器１４は、テールクリアランスＣが増加す
るときに出力値が大きくなり、逆にテールクリアランス
Ｃが減少するときに出力値が小さくなるように構成され
ている。

〈へ〉計測回路 計測回路２０は、変換器２０から出力されたセグメント
接触子１２及びスキンプレート接触子１３の各計測デー
タを演算処理してテールクリアランスＣを表示回路３０
で表示する。

〈ト〉表示回路 表示回路３０は計測回路２０の出力側に接続し、計測し
たテールクリアランスＣを数値や図解で表示できるよう
に構成されている。

〈チ〉駆動部 駆動部４０は、開閉制御可能な電磁バルブとコンプレッ
サ等の流体供給源４１とよりなり、計測器１０からのび
る給排気管１５ａ、１５ｂが接続している。

従って、駆動部４０から流体の給気ルート及び排気ルー
トを切り替えることで、計測器１０のセグメント接触子
５０が特定方向に揺動するように構成されている。

〈す〉制御回路 制御回路５０は、前記計測回路２０、表示回路３０、駆
動部４０に夫々接続している。

制御回路５０は、各回路２０．３０を制御する・他に、
流体の給排ルートを切り替えて計測開始指令やセグメン
ト接触子１２の格納操作等を遠隔制御できるように構成
されている。

〈作用〉 次に計測方法について説明する。

〈イ〉計測器のセット 第２図のようにシールドマシンの所定位置のシールドジ
ヤツキ６０に計測器１０をセットする。

尚、計測器１０をセットしたシールドジヤツキ６０は、
常時低圧でセグメント７０の端面を押している。

〈口〉測定 テールクリアランスＣを測定するにはまず、第１図の駆
動部４０に計測開始指令を出す。

駆動部４０が計測器１０に流体を所定のルートで供給を
開始すると、第３図に示すセグメント接触子１２が一点
鎖線で示す位置から既設のセグメント７０の内周面に当
接するまで揺動する。

セグメント接触子１２がセグメント７０に当接するまで
に移動した揺動量は、回転量に変換されて変換器１４に
伝えられパルス信号として検出される。

一方、スキンプレート接触子１３は、ばね１３ｂのばね
力を受けてスキンプレート７１に押し付けられる。

スキンプレート接触子１３がスキンプレート７１に押し
当たるまでの摺動量は、変換器１４に伝えられパルス信
号として検出される。

そして、変換器１４から出力されるパルス信号は計測回
路２０でカウントされ、これからセグメント７０の厚さ
を差し引いた後のテールクリアランスＣが、第１図の表
示回路３０を経て測定値として表示される。

すなわち、両接触子１２．１３間の基準長さが分かって
いれば、セグメント接触子１２とスキンプレート接触子
１３までの距離が変化しても、この距離からセグメント
７０の厚さを差し引けば、自動的にテールクリアランス
Ｃが求められる。

〈ハ〉格納 測定完了時には、制御部４０から計測器１０へ計測時の
逆ルートで流体が供給する。

その結果、第３図に示すセグメント接触子１２が図面の
反時計廻り方向に揺動して本体１１内に格納される。

このときセグメント接触子１２の自由端がスプレッダ−
６１の位置より切羽側へ後退していればよい。

セグメント接触子１２が本体１１内に格納されると、流
体の供給が停止する。

尚、誤操作によりセグメント接触子１２を格納するのを
忘れた場合に対処するために、シールドジヤツキ６０が
セグメント７０から離れたことを検知するためのセンサ
ーを別途配偏し、このセンサーで誤操作を検知したとき
にセグメント接触子１２が上記のように本体１１内に格
納されるように構成しておくとよい。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるから次の効果が得られ
る。

〈イ〉　従来まで作業員の手作業に頼っていたテールク
リアランスの測定作業及び測定値の集計作業を、遠隔か
ら自動的に計測して集計できるから、計測精度の向上と
省力化が図れる。

〈口〉　作業者を危険な計測作業から開放できる。

〈ハ〉　リアルタイムにしかも連続してテールクリアラ
ンスの測定値を求められる。

〈二〉　自動化したシールドマシンにおけるテールクリ
アランスの測定に好適である。

〈ホ〉　不使用時或はセグメントの組立時に、セグメン
ト接触子を自動的に格納できるので、計測器が棄損する
心配がない。

〈へ〉　セグメントの厚さが変わった場合や、その他施
工状況が変わった場合は、長さの異なるスキンプレート
接触子に交換するだけで対応できる。

〈ト〉　計測器をシールドジヤツキに取り付けたため、
セグメントの組立の都度計測器の取り外すが不要である
。

〈チ〉　計測器をスプレッダ−の裏面に取り付けできる
。

そのため、隣り合うスプレッダ−間の間隔が狭い場合や
、間にリブがある場合でも、計測器の設置が可能である
。

〈す〉　各接触子の運動機構が簡単であるから故障が起
き難く、しかもその維持管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係るテールクリアランスの測定装置の
概念図 第２図： 計測器の取り付は状態を示すシールドマシンのテール部
の部分断面図 第３図： 計測器の断面図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールドジャッキのスプレッダーの裏面に計測器
   を取り付け、 前記計測器はシールドマシンの軸線方向に揺動して、セ
   グメント内周面の位置を検知するセグメント接触子と、 シールドマシンの半径方向に摺動自在で、 シールドマシンを構成するスキンプレートの当接位置を
   検知するスキンプレート接触子と、前記両接触子の変位
   量を電気的に変換して出力する変換器とを具備し、 変換器の出力側を、変換器が出力する電気信号を基にテ
   ールクリアランを算出する計測回路に接続して構成する
   、 シールドマシンにおけるテールクリアランスの測定装置
   。