シールド掘進機
【課題】 シールド掘進機の本体部とセグメント筒状体との間隙を規制するクリアランス規制部材にセグメント筒状体が接触した際、セグメント筒状体が損傷したり、推進抵抗が増大したりしないようにする。
【解決手段】 シールド掘進機のスキンプレート３の内面に設置されたクリアランス規制部１２０が、スキンプレート３にセグメント筒状体７が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗を低減する接触緩和手段を有する。接触緩和手段は、接触部を形成するベルト５２と、ベルト５２が移動自在に巻回されたローラ５１と、ローラ５１を回転自在に保持するローラ支持枠５３とを具備する移動支持機構、およびローラ支持枠５３を弾性的に支持するクッション材１２１を具備するクッション機構である。さらに、ベルト５２またはローラ５１に潤滑剤を圧送する潤滑機構を設けたり、ベルト５２の外面側に弾性体を設置する被覆機構を設けたりする。
【解決手段】 シールド掘進機のスキンプレート３の内面に設置されたクリアランス規制部１２０が、スキンプレート３にセグメント筒状体７が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗を低減する接触緩和手段を有する。接触緩和手段は、接触部を形成するベルト５２と、ベルト５２が移動自在に巻回されたローラ５１と、ローラ５１を回転自在に保持するローラ支持枠５３とを具備する移動支持機構、およびローラ支持枠５３を弾性的に支持するクッション材１２１を具備するクッション機構である。さらに、ベルト５２またはローラ５１に潤滑剤を圧送する潤滑機構を設けたり、ベルト５２の外面側に弾性体を設置する被覆機構を設けたりする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中にトンネルや下水道等（以下「掘削坑」と総称する）を構築する際に使用されるシールド掘進機に係り、特に、シールド掘進機の本体部と掘削坑に設置されるセグメント筒状体とのクリアランスを規制するクリアランス規制部材を有するシールド掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、地山（地盤に同じ）を掘削して掘削坑を創成する掘削手段と、該掘削手段が一端（以下「前端」と称す）に設置された筒状の本体部と、本体部の後端に設置された筒状のテール部と、本体部に設置され、円弧状のセグメント部材を筒状のセグメント筒状体に組み立てるセグメント組立手段（セグメントエレクタまたはエレクター装置に同じ）と、組み立てられたセグメント筒状体を後方に向かって押し、その反力によって本体部を前進させるジャッキ手段（シールドジャッキに同じ）と、セグメント筒状体とテール部との隙間をシールするテールシール手段と、掘削した土砂を機外に排出する排土手段とを有している。
【０００３】
すなわち、シールド掘進機は、本体部が前進することによって、セグメント筒状体が掘削坑に置き去られるものであって、セグメント筒状体は本体部から見掛け上押し出されている。そして、本体部の外周を形成するスキンプレートの内径は、本体部の内部で組み立てられるセグメント筒状体の外径よりも大きくなっているから、スキンプレートの内面とセグメント筒状体の外面との間には、所定の間隙（以下「クリアランス」と称す）がある。
そして、該クリアランスを経由して、地下水、土砂、あるいは裏込材（掘削坑とセグメント筒状体の隙間に充填される）が本体部に浸入しないようにテールシール手段が設けられ、該テールシール手段のシール効果を維持するため、前記クリアランスを最適値に規制する「シールド掘進機のテール部隙間規制方法」が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８１８９号公報（３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、スキンプレートまたはセグメント筒状体の寸法を実測して、実測値に基づいて隙間規制部材の高さを決定することにより、スキンプレートとセグメント筒状体との偏心量を小さく抑えるものであるため、以下の理由により、止水性が低下するという問題、保全上の信頼性が低下するという問題、あるいは、止水性低下による施工性の低下によって工期が延長するという問題、さらに、装置の重量化による製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
（イ）隙間規制部材にセグメント筒状体が接触した際、当該接触部に押し付け圧力が集中するため、セグメントが損傷（たとえば、貫通する割れが発生等）することがある。
（ロ）また、隙間規制部材に対してセグメント筒状体は相対的に移動するため、前記接触部においてセグメント筒状体の外面は引っ掻かれ（擦過され）、セグメントが変形することがある。
（ハ）特に、セグメント筒状体の外面が、止水性を高めるために樹脂類の防水被膜によって被覆されている場合、防水被膜が破損することがある。
（ニ）さらに、過度に押し付けられた状態のセグメント筒状体を相対的に移動させるため推進抵抗が増大し、ジャッキ手段等の装置の小型化や軽量化が困難になる。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、隙間規制部材（本発明おいて「クリアランス規制部材」と称す）にセグメント筒状体が接触した場合でも、セグメント筒状体等の損傷や推進抵抗の増大を防止することができるクリアランス規制部材を有するシールド掘進機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係るシールド掘進機は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部の前端に設置され、地盤を掘削する掘削手段と、前記本体部に設置され、セグメントを筒状のセグメント筒状体に組み立てるエレクタ手段と、前記セグメント筒状体を後端側に押圧して前記本体部を前端側に移動させるジャッキ手段と、前記本体部の後端に設置され、前記スキンプレートの内面に突出するクリアランス規制部材とを有するものであって、
前記クリアランス規制部材が、該クリアランス規制部材に前記セグメント筒状体が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗を低減するための接触緩和手段を具備することを特徴とする。
【０００９】
（２）また、前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部に潤滑材を供給する潤滑機構であることを特徴とする。
【００１０】
（３）また、前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を回転自在または移動自在に支持する回転接触機構または移動接触機構であることを特徴とする。
【００１１】
（４）前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を前記スキンプレートの厚さ方向に進退自在に支持するクッション機構、または前記セグメント筒状体との接触部を弾性体で被覆する被覆機構であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
よって、本発明においては、クリアランス規制部材にセグメント筒状体が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗が低減するから、セグメント自体、並びにセグメント筒状体の外面に被覆された防水被膜の損傷が防止され、また、推進抵抗の増大が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、まず、本発明の実施形態に係る「シールド掘進機」の全体構成を概説し、その後、「クリアランス規制部材」について、それぞれ図を参照して説明する。
【００１４】
（シールド掘進機）
図１は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機の全体構成を概説するための断面図である。図１において、シールド掘進機２００は、筒状の本体部１と、本体部１の前端（図中、左側）にあって地山を掘削して掘削坑を創成するカッターヘッド２と、本体部１を掘進（前進に同じ）させるためのシールドジャッキ４と、カッターヘッド２によって掘削された土砂を排出するためのスクリューコンベア５と、セグメントを環状のセグメント筒状体７に組み立てるためのエレクター装置６と、本体部１への地下水等の浸入を防止するテールシール８と、本体部１の後端に延設された筒状のテールプレート９と、図示しない裏込材注入手段とを有している。
【００１５】
なお、セグメント筒状体７は本体部１の内部で組み立てられるため、当然、その外径（半径）は本体部１の外周を形成するスキンプレート３の内径（半径）よりも小さく、両者の間に所定の間隙（以下「クリアランス」と称す）がある。すなわち、テールシール８はテールプレート９に環状に設置される、たとえば、可撓性を具備した水密ブラシ等であって、該クリアランスを全周に渡って水密的にシールするものである。
さらに、スキンプレート３の内面には、本体部１の軸心に向かって（セグメント筒状体７の外面に向かって）突出するテールクリアランス規制部材１０（これについては別途詳細に説明する）が設置されている。
【００１６】
したがって、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接近した場合、セグメント筒状体７の外面はテールクリアランス規制部材１０に接触するから、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接触することがなく、テールシール８（たとえば、水密ブラシ等）がセグメント筒状体７とテールプレート９との間で挟圧されることがない。
このとき、テールクリアランス規制部材１０は後述する接触緩和手段を具備するため、セグメント筒状体７の外面とテールクリアランス規制部材１０との接触部における押し付け圧力および摺動抵抗が低減するから、セグメント筒状体７自体（これを形成するセグメントに同じ）並びにセグメント筒状体７の外面に被覆された防水皮膜（ラッピング、図示しない）の損傷が防止され、また、推進抵抗の増大が抑えられる。
【００１７】
なお、かかる接近は、セグメント筒状体７の押出方向と、本体部１の前進方向（掘進方向に同じ）が相違する場合、すなわち、掘削坑の曲がる場合等に発生するものである。したがって、テールクリアランス規制部材１０は、円周方向で均等に配置しても、かかる接近が予測される位相に配置してもよい。
【００１８】
なお、図示するシールド掘進機２００は一例であって本発明はこれに限定するものではない。たとえば、カッターヘッド２は図示する中間支持タイプの他に、センター支持タイプや外周支持タイプ、あるいは図示する単軸の他に多軸であってもよい。また、カッターヘッド２には植え込み式のカッタの他に、地山の特性（複合地盤等）に対応して、ディスクカッタ（回転する）やフィッシュテール（回転中心に突設される）等が設置されてもよく、一方、コピーカッタ２ｃ（側面に向かって進退する）が撤去されてもよい。
なお、カッターヘッド２が撤去された手掘式のシールド掘進機にも、本発明の「シールド掘進機のテールシール構造」は設置されるものである。
【００１９】
また、本体部１は、前面が密閉された密閉式あるいは開放された開放式であっても、複数の筒状体が屈折自在に直列配置されたもの（中折機構を有するもの）、あるいは複数の略筒状体が並列配置されたもの（たとえば、断面略８字状）であってもよい。
また、土砂の排出機構５は図示するスクリューコンベアタイプの他に、泥水式シールドタイプであってもよい。
また、テールシール８の数量や型式は限定するものではない。
さらに、形成されたセグメント筒状体７を所定の形状（たとえば、真円）に保持する保持手段を設けたものであってもよい。
【００２０】
図２〜図７は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のテールクリアランス規制部材を模式的に示すものであって、それぞれ（ａ）は部分断面図、（ｂ）は一部断面の平面図である。
図８〜図１２は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のテールクリアランス規制部材を模式的に示す部分断面図である。
そして、図２〜図１２に記載したテールクリアランス規制部材は、それぞれが単独で、あるいは何れかが選択的に混在してシールド掘進機に設置されるものである。なお、各図において同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００２１】
（テールクリアランス規制部材その１：潤滑機構）
図２において、テールクリアランス規制部材１０（以下「規制部材１０」と称す）は前記シールド掘進機２００に設置されるものであって、接触緩和手段として潤滑機構を具備するものである。
すなわち、規制部材１０は、筒状の本体部１を形成する板材であるスキンプレート３の後端近くに固定された固定そり（橇）１１ａ、１１ｂと、固定そり１１ａ、１１ｂの中間に開口する潤滑剤出口１２と、潤滑剤出口１２に連通する潤滑剤圧送穴１３と、潤滑剤圧送穴１３に接続される図示しない潤滑剤圧送手段（潤滑剤圧送ポンプ、潤滑剤貯蔵タンク等）とを有している。すなわち、固定そり（橇）１１ａ、１１ｂ（潤滑剤出口１２も同様）は、スキンプレート３の円周方向に所定の数量が配置され、さらに、潤滑剤出口１２に向けて潤滑剤圧送穴１３を経由して潤滑剤（たとえば、グリース等）が圧送されるから、固定そり１１ａ、１１ｂの表面は潤滑剤が塗布された状態になっている。
【００２２】
したがって、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接近した場合、セグメント筒状体７の外面は固定そり１１ａ、１１ｂに接触するから、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接触することがなく、テールシール８がセグメント筒状体７とテールプレート９との間で挟圧されることがない。
また、かかる接触状態でセグメント筒状体７が移動しても、潤滑剤によって摩擦抵抗が低減しているから、セグメント筒状体７の外面の損傷が抑えられ、推進抵抗の増大が防止される。特に、セグメント筒状体７の外面に止水性を高めるために樹脂類の防水被膜が被覆されている場合には、該防水被膜の損傷が防止される。
【００２３】
なお、固定そり１１ａ、１１ｂを形成する材質は限定するものではない。たとえば、硬質ナイロン等の樹脂、天然または人工の硬質ゴムによって形成しておけば、かかる接触の際、固定そり１１ａ、１１ｂが変形して接触面積が拡大し、局部的な押し付け圧力および摺動抵抗が緩和されるから、セグメント筒状体７自体の損傷防止、および防水被膜の損傷防止が促進されることになる。
【００２４】
また、固定そり１１ａ、１１ｂの配置形態（数量、間隔、直列配置または千鳥配置等）や大きさ、形状は限定するものではなく、固定そり１１ａまたは固定そり１１ｂの一方のみを設置したり、あるいは、第三の固定そりを設置したりしてもよい。また、潤滑剤圧送穴１３は、途中で分岐されても、あるいは、途中に分配手段が設置されてもよい。
【００２５】
（テールクリアランス規制部材その２：潤滑機構）
図３において、テールクリアランス規制部材２０（以下「規制部材２０」と称す）は、接触緩和手段として潤滑機構を具備するものである。
すなわち、規制部材２０は、スキンプレート３の後端近くに固定された固定そり（橇）２１と、固定そり２１を貫通する潤滑剤出口２２と、潤滑剤出口２２に連通する潤滑剤圧送穴２３と、潤滑剤圧送穴２３に接続される図示しない潤滑剤圧送手段（潤滑剤圧送ポンプ、潤滑剤貯蔵タンク等）とを有している（図３の（ａ）、（ｂ）参照）。したがって、固定そり２１の表面は潤滑剤によって確実に覆われるから、規制部材２０は前述の規制部材１０と同様の作用、効果を奏する。
【００２６】
なお、固定そり２１を形成する材質、大きさ、形状等は限定するものではなく、また、潤滑剤出口２２の大きさ、形状等も限定するものではない。たとえば、固定そり２１をポーラスな材料（粉末焼結材料等）によって形成し、該材料に潤滑剤を含浸してもよい。このとき、潤滑剤圧送穴２３は固定そり２１の裏面にまで到達し、固定そり２１内のポーラス部分（空孔）が潤滑剤出口２２とみなされることになる。
さらに、本発明は、固定そり２１の表面が平滑であるものに限定するものではない。たとえば、図３の（ｃ）に示す固定そり２１は、その表面に溝２４が設けられ、表面全域に潤滑剤が行き渡り易いよう図られている。なお、溝２４は一条に限定するもではなく、放射状あるいは井桁状の複数条であってもよい。
【００２７】
（テールクリアランス規制部材その３：回転接触機構）
図４において、テールクリアランス規制部材３０（以下「規制部材３０」と称す）は接触緩和手段として回転接触機構を具備するものである。
すなわち、規制部材３０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、球体３１と、球体３１を回転自在に保持する一対の球体保持部材３２ａ、３２ｂと、球体保持部材３２ａ、３２ｂを一体化する接合手段３３（たとえば、ボルト）とを有してる。
【００２８】
球体３１は硬質ナイロン等の樹脂、天然または人工の硬質ゴムによって形成されている。よって、規制部材３０は、前述の規制部材１０、２０（潤滑機構を具備する固定そり）における固定そり１１ａ、１１ｂまたは２１を回転自在な球体３１に置き換えたものと同視できるから、前述の規制部材１０、２０と同様、接触部に作用する押し付け圧力および摺動抵抗を低減させる作用、効果を有する。特に、かかる接触状態で球体３１は回転するから、摺動抵抗が格段に低減する。
【００２９】
なお、球体３１の材質や大きさ、あるいは設置形態は限定するものでなく、また、前述の循環機構に準じて、スキンプレート３の球体保持部材３２ａ、３２ｂの近傍に潤滑剤出口を設けたり、球体保持部材３２ａを貫通して球体３１に対峙する潤滑剤出口を設けたりすれば、かかる回転接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に得られる。
また、スキンプレート３には、規制部材３０を設置するための円形の止まり穴が形成されているが、本発明はこれに限定するものではなく、スキンプレート３に貫通孔を形成し、該貫通孔の外周側を支持プレートによって塞いでもよい。
【００３０】
（テールクリアランス規制部材その４：回転接触機構）
図５において、テールクリアランス規制部材４０（以下「規制部材４０」と称す）は接触緩和手段として回転接触機構を具備するものである。
すなわち、規制部材４０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、ローラ（円筒体に同じ）４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、ローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ（以下まとめて「ローラ４１」と称する場合がある）をこれと同軸に貫通する回転軸４２ａ、４２ｂ、４２ｃ（以下まとめて「回転軸４２」と称する場合がある）と、回転軸４２を支持する回転軸支持枠４３とを有している。このとき、ローラ４１が回転軸４２に対して回転自在、または回転軸４２が回転軸支持枠４３に対して回転自在である。
【００３１】
したがって、セグメント筒状体７がローラ４１に接触した際、ローラ４１は撓んで、セグメント筒状体７の外面に馴染むから、接触面積が増大して局部的な押し付け圧力が緩和され、さらに、かかる接触状態でローラ４１は回転するから、摺動抵抗が格段に低減する。よって、セグメント筒状体７自体（これを形成するセグメントに同じ）の損傷が防止され、特に、セグメント筒状体７の外面に防水被膜が被覆されている場合には、該防水被膜の損傷が防止され、さらに、推進抵抗の増大が抑えられる。
【００３２】
なお、ローラ４１の材質（たとえば、硬質ナイロン等の樹脂、天然または人工の硬質ゴム等）、大きさ、形状（たとえば、鼓状等）あるいは設置される本数は限定するものでなく、また、前述の循環機構に準じて、ローラ４１または回転部に直接または間接に潤滑剤を塗布すれば、かかる回転接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に奏されことになる。また、ローラ４１と回転軸４２との間、または回転軸４２と回転軸支持枠４３との間に軸受けを設置してもよい。
【００３３】
（テールクリアランス規制部材その５：移動接触機構）
図６において、テールクリアランス規制部材５０（以下「規制部材５０」と称す）は接触緩和手段として移動接触機構を具備するものである。
すなわち、規制部材５０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、ローラ（円筒体に同じ）５１ａ、５１ｂ、５１ｃ（以下まとめて「ローラ５１」と称する場合がある）と、ローラ５１ｂを包囲して、ローラ５１ａ、５１ｃに巻回されたベルト５２と、ローラ５１を回転自在に支持するローラ支持枠５３とを有している。
【００３４】
したがって、セグメント筒状体７の外面がベルト５２に接触した際、ベルト５２は僅かに変形して接触面積が拡大するから接触部に作用する押し付け圧力が低減する。また、セグメント筒状体７の見掛け上の押し出しによって、ベルト５２が移動する（ローラ５１ａ、５１ｃ間を周回するに相当する）から、摺動抵抗が緩和される。よって、前述の規制部材４０と同様の作用、効果を奏することになる。
【００３５】
なお、ベルト５２の材質、大きさ（厚さ、幅）、また、ローラ５１の材質、大きさや設置される本数は限定するものでない。また、前述の循環機構に準じて、ベルト５２の表面または裏面に直接または間接に潤滑剤を塗布すれば、かかる移動接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に奏されことになる。さらに、ローラ５１を円筒部と軸部とをそれぞれ別個に形成し、該軸部をローラ支持枠５３に固定し、該円筒部と該軸部との間を回転自在にしてもよい。
【００３６】
（テールクリアランス規制部材その６：回転移動接触機構）
図７において、テールクリアランス規制部材６０（以下「規制部材６０」と称す）は接触緩和手段として回転移動接触機構（「チルタンク」に同じ）を具備するものである。
すなわち、規制部材６０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、複数のローラ（円筒体に同じ）６１と、ローラ６１を回転（自転に同じ）自在で、且つ、無端（エンドレス）に循環（公転に同じ）自在に支持するローラ循環枠６２とを有している。
【００３７】
したがって、セグメント筒状体７の外面がローラ６１に当接した際、ローラ６１は回転しながら移動するから、前述の規制部材４０、５０と同様の作用、効果を奏する。
なお、ローラ６１の材質、大きさ、形状、あるいは設置される本数は限定するものでなく、また、前述の循環機構に準じて、ローラ６１または循環部に直接または間接に潤滑剤を塗布すれば、かかる回転移動接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に奏されことになる。
【００３８】
（テールクリアランス規制部材その７〜その１２：クッション機構）
図８〜図１２において、テールクリアランス規制部材７０、８０、〜１２０（以下「規制部材７０、８０、〜１２０」と称す）は接触緩和手段として、それぞれ前述した接触緩和手段に追加してクッション機構を具備するものである。
【００３９】
図８の（ａ）において、規制部材７０は、前述の規制部材１０（図２参照）の固定そり（橇）１１ａ、１１ｂがクッション材７１ａ、７１ｂを介してスキンプレート３に設置されたものである。
したがって、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接触した際、衝撃的な加重が緩和されるから、セグメント筒状体７の外面の損傷がさらに防止される。
【００４０】
また、クッション材７１ａ、７１ｂが弾性的な圧縮変形をするから、セグメント筒状体７の外面は、これに最も接近した規制部材７０に接触すると同時に、その近傍に配置された規制部材７０にも接触する、すなわち、セグメント筒状体７の外面は複数の規制部材７０に接触するから、押し付け圧力が分散され、摺動抵抗がさらに低減する。よって、前述の規制部材１０の作用、効果が促進されることになる。
なお、クッション材７１ａ、７１ｂの材質や大きさは限定するものではなく、ウレタン等の樹脂、ゴムあるいは圧縮バネ等であってもよい。
【００４１】
図８の（ｂ）において、規制部材８０は、前述の規制部材２０（図３参照）の固定そり（橇）２１がクッション材８１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、規制部材７０と同様に、規制部材２０の作用、効果が促進されるものである。このとき、クッション材８１には潤滑剤が通過する貫通孔が設けられている。
【００４２】
図９において、規制部材９０は、前述の規制部材３０（図４参照）の球体保持部材３２ａがクッション材９１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材３０の作用、効果が促進されるものである。
このとき、スキンプレート３には規制部材９０を設置するための貫通溝が形成され、該貫通溝の外周側が支持プレート３ａによって塞がれ、該貫通溝の内周側には規制部材９０の脱落防止手段（図示しない）が設置されている。かかる設置の要領は限定すものではなく、内周側から所定の深さの凹部を形成してもよい。
【００４３】
図１０の（ａ）において、規制部材１００は、前述の規制部材４０（図５参照）のローラ４１が、スキンプレート３に設置されたクッション材１０１に当接して、回転軸支持枠４３によって移動自在に保持されたものである。
したがって、セグメント筒状体７の外面がローラ４１に接触した際、ローラ４１は後退および変形して衝撃を緩和し、且つ、回転して摺動抵抗を低減する。よって、規制部材４０の作用、効果が促進されることになる。
【００４４】
このとき、クッション材１０１はスキンプレート３からの押し付け圧力の一部または全部を受けるものである。また、ローラ４１の剛性（断面二次モーメント等）やクッション材１０１の可撓性（弾性係数等）を調整すれば、ローラ４１は所定の撓み変形をしてセグメント筒状体７の外面になじむから、接触面積が増大する。
なお、回転軸支持枠４３がローラ４１を保持する要領は限定するものではなく、ローラ４１の回転軸４２の外径よりも大きな内径を具備する円形の穴で保持したり、回転軸４２の外径よりも大きな長径部を具備する長穴等で保持したりしてもよい。また、クッション材１０１が所定の量だけ変形した後に、回転軸支持枠４３が押し付け圧力の一部を受けるようにしてもよい。
【００４５】
図１０の（ｂ）において、規制部材１１０は、前述の規制部材４０（図５参照）の回転軸支持枠４３が基板４４に設置され、基板４４がクッション材１１１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材４０の作用、効果が促進されるものである。
なお、ローラ４１ａ・・・４１ｅ毎にそれぞれ独立した回転軸支持枠および基板を設け、それぞれの基板がクッション材１０１に当接するようにして、ローラ４１ａ・・・４１ｅのそれぞれが別個に進退するようにしてもよい。
【００４６】
図１１の（ａ）において、規制部材１２０は、前述の規制部材５０（図６参照）のベルト５２が、スキンプレート３に設置されたクッション材１２１に支持されたものである。したがって、セグメント筒状体７の外面がベルト５２に接触した際、ベルト５２は後退および変形して衝撃を緩和し、且つ、移動して摺動抵抗を低減する。よって、規制部材５０の作用、効果が促進されることになる。このとき、ローラ５１は回転軸支持枠５３によって移動自在に保持されているが、ローラ５１（回転自在である）を回転軸支持枠５３に対して移動不能にして、回転軸支持枠５３をスキンプレート３に対して進退自在に設置してもよい。
【００４７】
図１１の（ｂ）において、規制部材１３０は、前述の規制部材５０（図６参照）のローラ支持枠５３がクッション材１３１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材５０の作用、効果が促進されるものである。このとき、ローラ支持枠５３に固定された基板５４の全面がクッション材１３１に当接している。なお、ローラ５１ａ・・・５１ｅ毎にそれぞれ独立したローラ支持枠および基板を設け、ローラ５１ａ・・・５１ｅのそれぞれが別個に進退、すなわち、ベルト５２が波打つようにしてもよい。
【００４８】
図１２において、規制部材１４０は、前述の規制部材６０（図７参照）のローラ循環枠６２がクッション材１４１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材６０の作用、効果が促進されるものである。また、ローラ循環枠６２をスキンプレート３に抜け出し防止に設置する要領は限定するものではない。
【００４９】
（テールクリアランス規制部材その他：被覆機構）
前述のように、規制部材１０、２０、〜１４０における固定そり１１ａ、１１ｂ、１２、球体３１、ローラ４１、あるいはベルト５２を形成する材質は限定するものでも、それぞれが一体的に形成されたものに限定するものでもなく、複数の材質によって形成された複合体であってもよい。
たとえば、セグメント筒状体７の外面に接触する接触部（固定そり１１ａ、１１ｂ、１２、球体３１、ローラ４１、あるいはベルト５２の外面に同じ）を、所定厚さの弾性体で包囲したり、接触部に摩擦係数を低下させる表面処理を施したりしてもよい。このとき、押し付け圧の低減効果、特に、衝撃的な荷重の低減効果および摺動抵抗の低減効果がさらに高められることになる。よって、セグメント自体、並びにセグメント筒状体の外面に被覆された防水被膜の損傷防止効果や推進抵抗の増大抑制効果がさらに促進される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように本発明によれば、本体部とセグメント筒状体との接触を防止するクリアランス規制部材を具備する各種シールド掘進機として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の全体構成を概説する断面図。
【図２】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１を示す模式図。
【図３】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その２を示す模式図。
【図４】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その３を示す模式図。
【図５】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その４を示す模式図。
【図６】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その５を示す模式図。
【図７】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その６を示す模式図。
【図８】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その７、８を示す模式図。
【図９】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その９を示す模式図。
【図１０】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１０、１１を示す模式図。
【図１１】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１２、１３を示す模式図。
【図１２】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１４を示す模式図。
【符号の説明】
【００５２】
１ 本体部
２ カッターヘッド
３ スキンプレート
３ａ 支持プレート
４ シールドジャッキ
５ スクリューコンベア
６ エレクター装置
７ セグメント筒状体
８ テールシール
９ テールプレート
１０ テールクリアランス規制部材その１
１１ａ 固定そり
１１ｂ 固定そり
１２ 潤滑剤出口
１３ 潤滑剤圧送穴
２０ テールクリアランス規制部材その２
２１ 固定そり
２２ 潤滑剤出口
２３ 潤滑剤圧送穴
３０ テールクリアランス規制部材その３
３１ 球体
３２ａ 球体保持部材
３２ｂ 球体保持部材
３３ 接合手段
４０ テールクリアランス規制部材その４
４１ａ〜４１ｅ ローラ
４２ａ〜４２ｅ 回転軸
４３ 回転軸支持枠
４４ 基板
５０ テールクリアランス規制部材その５
５１ａ〜５１ｅ ローラ
５２ ベルト
５３ ローラ支持枠
５４ 基板
６０ テールクリアランス規制部材その６
６１ ローラ
６２ ローラ循環枠
７０ テールクリアランス規制部材その７
７１ａ クッション材
７１ｂ クッション材
８０ テールクリアランス規制部材その８
８１ クッション材
９０ テールクリアランス規制部材その９
９１ クッション材
１００ テールクリアランス規制部材その１０
１０１ クッション材
１１０ テールクリアランス規制部材その１１
１１１ クッション材
１２０ テールクリアランス規制部材その１２
１２１ クッション材
１３０ テールクリアランス規制部材その１３
１３１ クッション材
１４０ テールクリアランス規制部材その１４
１４１ クッション材
２００ シールド掘進機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中にトンネルや下水道等（以下「掘削坑」と総称する）を構築する際に使用されるシールド掘進機に係り、特に、シールド掘進機の本体部と掘削坑に設置されるセグメント筒状体とのクリアランスを規制するクリアランス規制部材を有するシールド掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機は、地山（地盤に同じ）を掘削して掘削坑を創成する掘削手段と、該掘削手段が一端（以下「前端」と称す）に設置された筒状の本体部と、本体部の後端に設置された筒状のテール部と、本体部に設置され、円弧状のセグメント部材を筒状のセグメント筒状体に組み立てるセグメント組立手段（セグメントエレクタまたはエレクター装置に同じ）と、組み立てられたセグメント筒状体を後方に向かって押し、その反力によって本体部を前進させるジャッキ手段（シールドジャッキに同じ）と、セグメント筒状体とテール部との隙間をシールするテールシール手段と、掘削した土砂を機外に排出する排土手段とを有している。
【０００３】
すなわち、シールド掘進機は、本体部が前進することによって、セグメント筒状体が掘削坑に置き去られるものであって、セグメント筒状体は本体部から見掛け上押し出されている。そして、本体部の外周を形成するスキンプレートの内径は、本体部の内部で組み立てられるセグメント筒状体の外径よりも大きくなっているから、スキンプレートの内面とセグメント筒状体の外面との間には、所定の間隙（以下「クリアランス」と称す）がある。
そして、該クリアランスを経由して、地下水、土砂、あるいは裏込材（掘削坑とセグメント筒状体の隙間に充填される）が本体部に浸入しないようにテールシール手段が設けられ、該テールシール手段のシール効果を維持するため、前記クリアランスを最適値に規制する「シールド掘進機のテール部隙間規制方法」が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１８１８９号公報（３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、スキンプレートまたはセグメント筒状体の寸法を実測して、実測値に基づいて隙間規制部材の高さを決定することにより、スキンプレートとセグメント筒状体との偏心量を小さく抑えるものであるため、以下の理由により、止水性が低下するという問題、保全上の信頼性が低下するという問題、あるいは、止水性低下による施工性の低下によって工期が延長するという問題、さらに、装置の重量化による製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
（イ）隙間規制部材にセグメント筒状体が接触した際、当該接触部に押し付け圧力が集中するため、セグメントが損傷（たとえば、貫通する割れが発生等）することがある。
（ロ）また、隙間規制部材に対してセグメント筒状体は相対的に移動するため、前記接触部においてセグメント筒状体の外面は引っ掻かれ（擦過され）、セグメントが変形することがある。
（ハ）特に、セグメント筒状体の外面が、止水性を高めるために樹脂類の防水被膜によって被覆されている場合、防水被膜が破損することがある。
（ニ）さらに、過度に押し付けられた状態のセグメント筒状体を相対的に移動させるため推進抵抗が増大し、ジャッキ手段等の装置の小型化や軽量化が困難になる。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、隙間規制部材（本発明おいて「クリアランス規制部材」と称す）にセグメント筒状体が接触した場合でも、セグメント筒状体等の損傷や推進抵抗の増大を防止することができるクリアランス規制部材を有するシールド掘進機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係るシールド掘進機は、スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、該本体部の前端に設置され、地盤を掘削する掘削手段と、前記本体部に設置され、セグメントを筒状のセグメント筒状体に組み立てるエレクタ手段と、前記セグメント筒状体を後端側に押圧して前記本体部を前端側に移動させるジャッキ手段と、前記本体部の後端に設置され、前記スキンプレートの内面に突出するクリアランス規制部材とを有するものであって、
前記クリアランス規制部材が、該クリアランス規制部材に前記セグメント筒状体が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗を低減するための接触緩和手段を具備することを特徴とする。
【０００９】
（２）また、前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部に潤滑材を供給する潤滑機構であることを特徴とする。
【００１０】
（３）また、前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を回転自在または移動自在に支持する回転接触機構または移動接触機構であることを特徴とする。
【００１１】
（４）前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を前記スキンプレートの厚さ方向に進退自在に支持するクッション機構、または前記セグメント筒状体との接触部を弾性体で被覆する被覆機構であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
よって、本発明においては、クリアランス規制部材にセグメント筒状体が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗が低減するから、セグメント自体、並びにセグメント筒状体の外面に被覆された防水被膜の損傷が防止され、また、推進抵抗の増大が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、まず、本発明の実施形態に係る「シールド掘進機」の全体構成を概説し、その後、「クリアランス規制部材」について、それぞれ図を参照して説明する。
【００１４】
（シールド掘進機）
図１は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機の全体構成を概説するための断面図である。図１において、シールド掘進機２００は、筒状の本体部１と、本体部１の前端（図中、左側）にあって地山を掘削して掘削坑を創成するカッターヘッド２と、本体部１を掘進（前進に同じ）させるためのシールドジャッキ４と、カッターヘッド２によって掘削された土砂を排出するためのスクリューコンベア５と、セグメントを環状のセグメント筒状体７に組み立てるためのエレクター装置６と、本体部１への地下水等の浸入を防止するテールシール８と、本体部１の後端に延設された筒状のテールプレート９と、図示しない裏込材注入手段とを有している。
【００１５】
なお、セグメント筒状体７は本体部１の内部で組み立てられるため、当然、その外径（半径）は本体部１の外周を形成するスキンプレート３の内径（半径）よりも小さく、両者の間に所定の間隙（以下「クリアランス」と称す）がある。すなわち、テールシール８はテールプレート９に環状に設置される、たとえば、可撓性を具備した水密ブラシ等であって、該クリアランスを全周に渡って水密的にシールするものである。
さらに、スキンプレート３の内面には、本体部１の軸心に向かって（セグメント筒状体７の外面に向かって）突出するテールクリアランス規制部材１０（これについては別途詳細に説明する）が設置されている。
【００１６】
したがって、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接近した場合、セグメント筒状体７の外面はテールクリアランス規制部材１０に接触するから、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接触することがなく、テールシール８（たとえば、水密ブラシ等）がセグメント筒状体７とテールプレート９との間で挟圧されることがない。
このとき、テールクリアランス規制部材１０は後述する接触緩和手段を具備するため、セグメント筒状体７の外面とテールクリアランス規制部材１０との接触部における押し付け圧力および摺動抵抗が低減するから、セグメント筒状体７自体（これを形成するセグメントに同じ）並びにセグメント筒状体７の外面に被覆された防水皮膜（ラッピング、図示しない）の損傷が防止され、また、推進抵抗の増大が抑えられる。
【００１７】
なお、かかる接近は、セグメント筒状体７の押出方向と、本体部１の前進方向（掘進方向に同じ）が相違する場合、すなわち、掘削坑の曲がる場合等に発生するものである。したがって、テールクリアランス規制部材１０は、円周方向で均等に配置しても、かかる接近が予測される位相に配置してもよい。
【００１８】
なお、図示するシールド掘進機２００は一例であって本発明はこれに限定するものではない。たとえば、カッターヘッド２は図示する中間支持タイプの他に、センター支持タイプや外周支持タイプ、あるいは図示する単軸の他に多軸であってもよい。また、カッターヘッド２には植え込み式のカッタの他に、地山の特性（複合地盤等）に対応して、ディスクカッタ（回転する）やフィッシュテール（回転中心に突設される）等が設置されてもよく、一方、コピーカッタ２ｃ（側面に向かって進退する）が撤去されてもよい。
なお、カッターヘッド２が撤去された手掘式のシールド掘進機にも、本発明の「シールド掘進機のテールシール構造」は設置されるものである。
【００１９】
また、本体部１は、前面が密閉された密閉式あるいは開放された開放式であっても、複数の筒状体が屈折自在に直列配置されたもの（中折機構を有するもの）、あるいは複数の略筒状体が並列配置されたもの（たとえば、断面略８字状）であってもよい。
また、土砂の排出機構５は図示するスクリューコンベアタイプの他に、泥水式シールドタイプであってもよい。
また、テールシール８の数量や型式は限定するものではない。
さらに、形成されたセグメント筒状体７を所定の形状（たとえば、真円）に保持する保持手段を設けたものであってもよい。
【００２０】
図２〜図７は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のテールクリアランス規制部材を模式的に示すものであって、それぞれ（ａ）は部分断面図、（ｂ）は一部断面の平面図である。
図８〜図１２は、本発明の実施形態に係るシールド掘進機のテールクリアランス規制部材を模式的に示す部分断面図である。
そして、図２〜図１２に記載したテールクリアランス規制部材は、それぞれが単独で、あるいは何れかが選択的に混在してシールド掘進機に設置されるものである。なお、各図において同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
【００２１】
（テールクリアランス規制部材その１：潤滑機構）
図２において、テールクリアランス規制部材１０（以下「規制部材１０」と称す）は前記シールド掘進機２００に設置されるものであって、接触緩和手段として潤滑機構を具備するものである。
すなわち、規制部材１０は、筒状の本体部１を形成する板材であるスキンプレート３の後端近くに固定された固定そり（橇）１１ａ、１１ｂと、固定そり１１ａ、１１ｂの中間に開口する潤滑剤出口１２と、潤滑剤出口１２に連通する潤滑剤圧送穴１３と、潤滑剤圧送穴１３に接続される図示しない潤滑剤圧送手段（潤滑剤圧送ポンプ、潤滑剤貯蔵タンク等）とを有している。すなわち、固定そり（橇）１１ａ、１１ｂ（潤滑剤出口１２も同様）は、スキンプレート３の円周方向に所定の数量が配置され、さらに、潤滑剤出口１２に向けて潤滑剤圧送穴１３を経由して潤滑剤（たとえば、グリース等）が圧送されるから、固定そり１１ａ、１１ｂの表面は潤滑剤が塗布された状態になっている。
【００２２】
したがって、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接近した場合、セグメント筒状体７の外面は固定そり１１ａ、１１ｂに接触するから、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接触することがなく、テールシール８がセグメント筒状体７とテールプレート９との間で挟圧されることがない。
また、かかる接触状態でセグメント筒状体７が移動しても、潤滑剤によって摩擦抵抗が低減しているから、セグメント筒状体７の外面の損傷が抑えられ、推進抵抗の増大が防止される。特に、セグメント筒状体７の外面に止水性を高めるために樹脂類の防水被膜が被覆されている場合には、該防水被膜の損傷が防止される。
【００２３】
なお、固定そり１１ａ、１１ｂを形成する材質は限定するものではない。たとえば、硬質ナイロン等の樹脂、天然または人工の硬質ゴムによって形成しておけば、かかる接触の際、固定そり１１ａ、１１ｂが変形して接触面積が拡大し、局部的な押し付け圧力および摺動抵抗が緩和されるから、セグメント筒状体７自体の損傷防止、および防水被膜の損傷防止が促進されることになる。
【００２４】
また、固定そり１１ａ、１１ｂの配置形態（数量、間隔、直列配置または千鳥配置等）や大きさ、形状は限定するものではなく、固定そり１１ａまたは固定そり１１ｂの一方のみを設置したり、あるいは、第三の固定そりを設置したりしてもよい。また、潤滑剤圧送穴１３は、途中で分岐されても、あるいは、途中に分配手段が設置されてもよい。
【００２５】
（テールクリアランス規制部材その２：潤滑機構）
図３において、テールクリアランス規制部材２０（以下「規制部材２０」と称す）は、接触緩和手段として潤滑機構を具備するものである。
すなわち、規制部材２０は、スキンプレート３の後端近くに固定された固定そり（橇）２１と、固定そり２１を貫通する潤滑剤出口２２と、潤滑剤出口２２に連通する潤滑剤圧送穴２３と、潤滑剤圧送穴２３に接続される図示しない潤滑剤圧送手段（潤滑剤圧送ポンプ、潤滑剤貯蔵タンク等）とを有している（図３の（ａ）、（ｂ）参照）。したがって、固定そり２１の表面は潤滑剤によって確実に覆われるから、規制部材２０は前述の規制部材１０と同様の作用、効果を奏する。
【００２６】
なお、固定そり２１を形成する材質、大きさ、形状等は限定するものではなく、また、潤滑剤出口２２の大きさ、形状等も限定するものではない。たとえば、固定そり２１をポーラスな材料（粉末焼結材料等）によって形成し、該材料に潤滑剤を含浸してもよい。このとき、潤滑剤圧送穴２３は固定そり２１の裏面にまで到達し、固定そり２１内のポーラス部分（空孔）が潤滑剤出口２２とみなされることになる。
さらに、本発明は、固定そり２１の表面が平滑であるものに限定するものではない。たとえば、図３の（ｃ）に示す固定そり２１は、その表面に溝２４が設けられ、表面全域に潤滑剤が行き渡り易いよう図られている。なお、溝２４は一条に限定するもではなく、放射状あるいは井桁状の複数条であってもよい。
【００２７】
（テールクリアランス規制部材その３：回転接触機構）
図４において、テールクリアランス規制部材３０（以下「規制部材３０」と称す）は接触緩和手段として回転接触機構を具備するものである。
すなわち、規制部材３０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、球体３１と、球体３１を回転自在に保持する一対の球体保持部材３２ａ、３２ｂと、球体保持部材３２ａ、３２ｂを一体化する接合手段３３（たとえば、ボルト）とを有してる。
【００２８】
球体３１は硬質ナイロン等の樹脂、天然または人工の硬質ゴムによって形成されている。よって、規制部材３０は、前述の規制部材１０、２０（潤滑機構を具備する固定そり）における固定そり１１ａ、１１ｂまたは２１を回転自在な球体３１に置き換えたものと同視できるから、前述の規制部材１０、２０と同様、接触部に作用する押し付け圧力および摺動抵抗を低減させる作用、効果を有する。特に、かかる接触状態で球体３１は回転するから、摺動抵抗が格段に低減する。
【００２９】
なお、球体３１の材質や大きさ、あるいは設置形態は限定するものでなく、また、前述の循環機構に準じて、スキンプレート３の球体保持部材３２ａ、３２ｂの近傍に潤滑剤出口を設けたり、球体保持部材３２ａを貫通して球体３１に対峙する潤滑剤出口を設けたりすれば、かかる回転接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に得られる。
また、スキンプレート３には、規制部材３０を設置するための円形の止まり穴が形成されているが、本発明はこれに限定するものではなく、スキンプレート３に貫通孔を形成し、該貫通孔の外周側を支持プレートによって塞いでもよい。
【００３０】
（テールクリアランス規制部材その４：回転接触機構）
図５において、テールクリアランス規制部材４０（以下「規制部材４０」と称す）は接触緩和手段として回転接触機構を具備するものである。
すなわち、規制部材４０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、ローラ（円筒体に同じ）４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、ローラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ（以下まとめて「ローラ４１」と称する場合がある）をこれと同軸に貫通する回転軸４２ａ、４２ｂ、４２ｃ（以下まとめて「回転軸４２」と称する場合がある）と、回転軸４２を支持する回転軸支持枠４３とを有している。このとき、ローラ４１が回転軸４２に対して回転自在、または回転軸４２が回転軸支持枠４３に対して回転自在である。
【００３１】
したがって、セグメント筒状体７がローラ４１に接触した際、ローラ４１は撓んで、セグメント筒状体７の外面に馴染むから、接触面積が増大して局部的な押し付け圧力が緩和され、さらに、かかる接触状態でローラ４１は回転するから、摺動抵抗が格段に低減する。よって、セグメント筒状体７自体（これを形成するセグメントに同じ）の損傷が防止され、特に、セグメント筒状体７の外面に防水被膜が被覆されている場合には、該防水被膜の損傷が防止され、さらに、推進抵抗の増大が抑えられる。
【００３２】
なお、ローラ４１の材質（たとえば、硬質ナイロン等の樹脂、天然または人工の硬質ゴム等）、大きさ、形状（たとえば、鼓状等）あるいは設置される本数は限定するものでなく、また、前述の循環機構に準じて、ローラ４１または回転部に直接または間接に潤滑剤を塗布すれば、かかる回転接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に奏されことになる。また、ローラ４１と回転軸４２との間、または回転軸４２と回転軸支持枠４３との間に軸受けを設置してもよい。
【００３３】
（テールクリアランス規制部材その５：移動接触機構）
図６において、テールクリアランス規制部材５０（以下「規制部材５０」と称す）は接触緩和手段として移動接触機構を具備するものである。
すなわち、規制部材５０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、ローラ（円筒体に同じ）５１ａ、５１ｂ、５１ｃ（以下まとめて「ローラ５１」と称する場合がある）と、ローラ５１ｂを包囲して、ローラ５１ａ、５１ｃに巻回されたベルト５２と、ローラ５１を回転自在に支持するローラ支持枠５３とを有している。
【００３４】
したがって、セグメント筒状体７の外面がベルト５２に接触した際、ベルト５２は僅かに変形して接触面積が拡大するから接触部に作用する押し付け圧力が低減する。また、セグメント筒状体７の見掛け上の押し出しによって、ベルト５２が移動する（ローラ５１ａ、５１ｃ間を周回するに相当する）から、摺動抵抗が緩和される。よって、前述の規制部材４０と同様の作用、効果を奏することになる。
【００３５】
なお、ベルト５２の材質、大きさ（厚さ、幅）、また、ローラ５１の材質、大きさや設置される本数は限定するものでない。また、前述の循環機構に準じて、ベルト５２の表面または裏面に直接または間接に潤滑剤を塗布すれば、かかる移動接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に奏されことになる。さらに、ローラ５１を円筒部と軸部とをそれぞれ別個に形成し、該軸部をローラ支持枠５３に固定し、該円筒部と該軸部との間を回転自在にしてもよい。
【００３６】
（テールクリアランス規制部材その６：回転移動接触機構）
図７において、テールクリアランス規制部材６０（以下「規制部材６０」と称す）は接触緩和手段として回転移動接触機構（「チルタンク」に同じ）を具備するものである。
すなわち、規制部材６０は、スキンプレート３の後端近くに設置され、複数のローラ（円筒体に同じ）６１と、ローラ６１を回転（自転に同じ）自在で、且つ、無端（エンドレス）に循環（公転に同じ）自在に支持するローラ循環枠６２とを有している。
【００３７】
したがって、セグメント筒状体７の外面がローラ６１に当接した際、ローラ６１は回転しながら移動するから、前述の規制部材４０、５０と同様の作用、効果を奏する。
なお、ローラ６１の材質、大きさ、形状、あるいは設置される本数は限定するものでなく、また、前述の循環機構に準じて、ローラ６１または循環部に直接または間接に潤滑剤を塗布すれば、かかる回転移動接触機構と潤滑機構の効果が相乗的に奏されことになる。
【００３８】
（テールクリアランス規制部材その７〜その１２：クッション機構）
図８〜図１２において、テールクリアランス規制部材７０、８０、〜１２０（以下「規制部材７０、８０、〜１２０」と称す）は接触緩和手段として、それぞれ前述した接触緩和手段に追加してクッション機構を具備するものである。
【００３９】
図８の（ａ）において、規制部材７０は、前述の規制部材１０（図２参照）の固定そり（橇）１１ａ、１１ｂがクッション材７１ａ、７１ｂを介してスキンプレート３に設置されたものである。
したがって、セグメント筒状体７の外面がスキンプレート３の内面に接触した際、衝撃的な加重が緩和されるから、セグメント筒状体７の外面の損傷がさらに防止される。
【００４０】
また、クッション材７１ａ、７１ｂが弾性的な圧縮変形をするから、セグメント筒状体７の外面は、これに最も接近した規制部材７０に接触すると同時に、その近傍に配置された規制部材７０にも接触する、すなわち、セグメント筒状体７の外面は複数の規制部材７０に接触するから、押し付け圧力が分散され、摺動抵抗がさらに低減する。よって、前述の規制部材１０の作用、効果が促進されることになる。
なお、クッション材７１ａ、７１ｂの材質や大きさは限定するものではなく、ウレタン等の樹脂、ゴムあるいは圧縮バネ等であってもよい。
【００４１】
図８の（ｂ）において、規制部材８０は、前述の規制部材２０（図３参照）の固定そり（橇）２１がクッション材８１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、規制部材７０と同様に、規制部材２０の作用、効果が促進されるものである。このとき、クッション材８１には潤滑剤が通過する貫通孔が設けられている。
【００４２】
図９において、規制部材９０は、前述の規制部材３０（図４参照）の球体保持部材３２ａがクッション材９１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材３０の作用、効果が促進されるものである。
このとき、スキンプレート３には規制部材９０を設置するための貫通溝が形成され、該貫通溝の外周側が支持プレート３ａによって塞がれ、該貫通溝の内周側には規制部材９０の脱落防止手段（図示しない）が設置されている。かかる設置の要領は限定すものではなく、内周側から所定の深さの凹部を形成してもよい。
【００４３】
図１０の（ａ）において、規制部材１００は、前述の規制部材４０（図５参照）のローラ４１が、スキンプレート３に設置されたクッション材１０１に当接して、回転軸支持枠４３によって移動自在に保持されたものである。
したがって、セグメント筒状体７の外面がローラ４１に接触した際、ローラ４１は後退および変形して衝撃を緩和し、且つ、回転して摺動抵抗を低減する。よって、規制部材４０の作用、効果が促進されることになる。
【００４４】
このとき、クッション材１０１はスキンプレート３からの押し付け圧力の一部または全部を受けるものである。また、ローラ４１の剛性（断面二次モーメント等）やクッション材１０１の可撓性（弾性係数等）を調整すれば、ローラ４１は所定の撓み変形をしてセグメント筒状体７の外面になじむから、接触面積が増大する。
なお、回転軸支持枠４３がローラ４１を保持する要領は限定するものではなく、ローラ４１の回転軸４２の外径よりも大きな内径を具備する円形の穴で保持したり、回転軸４２の外径よりも大きな長径部を具備する長穴等で保持したりしてもよい。また、クッション材１０１が所定の量だけ変形した後に、回転軸支持枠４３が押し付け圧力の一部を受けるようにしてもよい。
【００４５】
図１０の（ｂ）において、規制部材１１０は、前述の規制部材４０（図５参照）の回転軸支持枠４３が基板４４に設置され、基板４４がクッション材１１１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材４０の作用、効果が促進されるものである。
なお、ローラ４１ａ・・・４１ｅ毎にそれぞれ独立した回転軸支持枠および基板を設け、それぞれの基板がクッション材１０１に当接するようにして、ローラ４１ａ・・・４１ｅのそれぞれが別個に進退するようにしてもよい。
【００４６】
図１１の（ａ）において、規制部材１２０は、前述の規制部材５０（図６参照）のベルト５２が、スキンプレート３に設置されたクッション材１２１に支持されたものである。したがって、セグメント筒状体７の外面がベルト５２に接触した際、ベルト５２は後退および変形して衝撃を緩和し、且つ、移動して摺動抵抗を低減する。よって、規制部材５０の作用、効果が促進されることになる。このとき、ローラ５１は回転軸支持枠５３によって移動自在に保持されているが、ローラ５１（回転自在である）を回転軸支持枠５３に対して移動不能にして、回転軸支持枠５３をスキンプレート３に対して進退自在に設置してもよい。
【００４７】
図１１の（ｂ）において、規制部材１３０は、前述の規制部材５０（図６参照）のローラ支持枠５３がクッション材１３１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材５０の作用、効果が促進されるものである。このとき、ローラ支持枠５３に固定された基板５４の全面がクッション材１３１に当接している。なお、ローラ５１ａ・・・５１ｅ毎にそれぞれ独立したローラ支持枠および基板を設け、ローラ５１ａ・・・５１ｅのそれぞれが別個に進退、すなわち、ベルト５２が波打つようにしてもよい。
【００４８】
図１２において、規制部材１４０は、前述の規制部材６０（図７参照）のローラ循環枠６２がクッション材１４１を介してスキンプレート３に設置されたものである。したがって、前述と同様に、規制部材６０の作用、効果が促進されるものである。また、ローラ循環枠６２をスキンプレート３に抜け出し防止に設置する要領は限定するものではない。
【００４９】
（テールクリアランス規制部材その他：被覆機構）
前述のように、規制部材１０、２０、〜１４０における固定そり１１ａ、１１ｂ、１２、球体３１、ローラ４１、あるいはベルト５２を形成する材質は限定するものでも、それぞれが一体的に形成されたものに限定するものでもなく、複数の材質によって形成された複合体であってもよい。
たとえば、セグメント筒状体７の外面に接触する接触部（固定そり１１ａ、１１ｂ、１２、球体３１、ローラ４１、あるいはベルト５２の外面に同じ）を、所定厚さの弾性体で包囲したり、接触部に摩擦係数を低下させる表面処理を施したりしてもよい。このとき、押し付け圧の低減効果、特に、衝撃的な荷重の低減効果および摺動抵抗の低減効果がさらに高められることになる。よって、セグメント自体、並びにセグメント筒状体の外面に被覆された防水被膜の損傷防止効果や推進抵抗の増大抑制効果がさらに促進される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように本発明によれば、本体部とセグメント筒状体との接触を防止するクリアランス規制部材を具備する各種シールド掘進機として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の全体構成を概説する断面図。
【図２】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１を示す模式図。
【図３】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その２を示す模式図。
【図４】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その３を示す模式図。
【図５】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その４を示す模式図。
【図６】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その５を示す模式図。
【図７】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その６を示す模式図。
【図８】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その７、８を示す模式図。
【図９】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その９を示す模式図。
【図１０】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１０、１１を示す模式図。
【図１１】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１２、１３を示す模式図。
【図１２】シールド掘進機のテールクリアランス規制部材その１４を示す模式図。
【符号の説明】
【００５２】
１ 本体部
２ カッターヘッド
３ スキンプレート
３ａ 支持プレート
４ シールドジャッキ
５ スクリューコンベア
６ エレクター装置
７ セグメント筒状体
８ テールシール
９ テールプレート
１０ テールクリアランス規制部材その１
１１ａ 固定そり
１１ｂ 固定そり
１２ 潤滑剤出口
１３ 潤滑剤圧送穴
２０ テールクリアランス規制部材その２
２１ 固定そり
２２ 潤滑剤出口
２３ 潤滑剤圧送穴
３０ テールクリアランス規制部材その３
３１ 球体
３２ａ 球体保持部材
３２ｂ 球体保持部材
３３ 接合手段
４０ テールクリアランス規制部材その４
４１ａ〜４１ｅ ローラ
４２ａ〜４２ｅ 回転軸
４３ 回転軸支持枠
４４ 基板
５０ テールクリアランス規制部材その５
５１ａ〜５１ｅ ローラ
５２ ベルト
５３ ローラ支持枠
５４ 基板
６０ テールクリアランス規制部材その６
６１ ローラ
６２ ローラ循環枠
７０ テールクリアランス規制部材その７
７１ａ クッション材
７１ｂ クッション材
８０ テールクリアランス規制部材その８
８１ クッション材
９０ テールクリアランス規制部材その９
９１ クッション材
１００ テールクリアランス規制部材その１０
１０１ クッション材
１１０ テールクリアランス規制部材その１１
１１１ クッション材
１２０ テールクリアランス規制部材その１２
１２１ クッション材
１３０ テールクリアランス規制部材その１３
１３１ クッション材
１４０ テールクリアランス規制部材その１４
１４１ クッション材
２００ シールド掘進機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、
該本体部の前端に設置され、地盤を掘削する掘削手段と、
前記本体部に設置され、セグメントを筒状のセグメント筒状体に組み立てるエレクタ手段と、
前記セグメント筒状体を後端側に押圧して前記本体部を前端側に移動させるジャッキ手段と、
前記本体部の後端に設置され、前記スキンプレートの内面に突出するクリアランス規制部材とを有するシールド掘進機であって、
前記クリアランス規制部材が、該クリアランス規制部材に前記セグメント筒状体が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗を低減するための接触緩和手段を具備することを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部に潤滑材を供給する潤滑機構であることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を回転自在または移動自在に支持する回転接触機構または移動接触機構であることを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を前記スキンプレートの厚さ方向に進退自在で支持するクッション機構、または前記セグメント筒状体との接触部を弾性体で被覆する被覆機構であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のシールド掘進機。
【請求項１】
スキンプレートによって筒状に形成された本体部と、
該本体部の前端に設置され、地盤を掘削する掘削手段と、
前記本体部に設置され、セグメントを筒状のセグメント筒状体に組み立てるエレクタ手段と、
前記セグメント筒状体を後端側に押圧して前記本体部を前端側に移動させるジャッキ手段と、
前記本体部の後端に設置され、前記スキンプレートの内面に突出するクリアランス規制部材とを有するシールド掘進機であって、
前記クリアランス規制部材が、該クリアランス規制部材に前記セグメント筒状体が接触した際の押し付け圧力または摺動抵抗を低減するための接触緩和手段を具備することを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部に潤滑材を供給する潤滑機構であることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機。
【請求項３】
前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を回転自在または移動自在に支持する回転接触機構または移動接触機構であることを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機。
【請求項４】
前記接触緩和手段が、前記セグメント筒状体との接触部を前記スキンプレートの厚さ方向に進退自在で支持するクッション機構、または前記セグメント筒状体との接触部を弾性体で被覆する被覆機構であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のシールド掘進機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１１８２３８（Ｐ２００６−１１８２３８Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０７８６６（Ｐ２００４−３０７８６６）
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【出願人】（０００１６６６２７）五洋建設株式会社 (364)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【出願人】（０００００４１２３）ＪＦＥエンジニアリング株式会社 (1,044)
【Ｆターム（参考）】
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