転用するための回収作業を容易にしたシールドマシン
【課題】シールドマシンにおけるできるだけ多くの部分を分解せずにシールドトンネルから引き出し、転用作業を容易にする。
【解決手段】
本発明のシールドマシンは、外殻部（スキンプレート１１，２１）と、着脱可能な態様で外殻部に収容された内殻部（カッター内周部１２ｄ、カッター駆動部１５、エレクター装置２４）と、既設シールドトンネルの半径方向に移動可能なグリッパー４３を備え、グリッパー４３を既設シールドトンネルの内面に当接させることで反力を得るグリッパーユニット４０と、内殻部とグリッパーユニット４０の間に介在し、伸縮によって内殻部及びグリッパーユニット４０を近接方向又は離隔方向に移動させる牽引ジャッキ５１と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】
本発明のシールドマシンは、外殻部（スキンプレート１１，２１）と、着脱可能な態様で外殻部に収容された内殻部（カッター内周部１２ｄ、カッター駆動部１５、エレクター装置２４）と、既設シールドトンネルの半径方向に移動可能なグリッパー４３を備え、グリッパー４３を既設シールドトンネルの内面に当接させることで反力を得るグリッパーユニット４０と、内殻部とグリッパーユニット４０の間に介在し、伸縮によって内殻部及びグリッパーユニット４０を近接方向又は離隔方向に移動させる牽引ジャッキ５１と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転用するための回収作業を容易にしたシールドマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドマシンはシールドトンネルを構築するための掘削機である。このシールドマシンの製作には日数を要し、シールドマシンは高価であることから、使用済みのシールドマシンを回収し、転用することが行われている。シールドマシンの回収に際しては、できるだけ大きな単位で分割した方が、転用先でのシールドマシン制作にかかる工数を削減でき、コスト削減効果が大きい。しかしながら、シールドマシンは回収に適した構造になっておらず、有価部品である駆動部、エレクター、スクリューコンベア等を部品毎に切断して解体することが一般的であった。
【０００３】
特許文献１には、解体に適するように改良されたシールドマシンが開示されている。すなわち、この特許文献１には、外筒体と内筒体とからなる二重筒状のシールドマシンであって、内筒体を外筒体から引き抜いて回収するようにしたものが開示されている。このシールドマシンでは、シールドトンネル内に敷設された軌条に内筒体を載せ、後方側から適宜な引っ張り手段で引っ張ることで内筒体を回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献に記載されたシールドマシンにおいて、引っ張り手段として広く普及しているワイヤーを用いた場合、牽引時にワイヤーが切断されてしまうおそれがあった。また、引き抜いた内筒体を軌条の上を走行させているため、急カーブの区間では内筒体がシールドトンネルの内壁面に接触して引き出せなくなるおそれもあった。さらに、スクリューコンベアは、内筒体から分離された状態で運搬されるため、坑内での分離作業と転用先での組み立て作業が必要となり、制作にかかる工数が増えてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、シールドマシンにおけるできるだけ多くの部分を、分解せずにシールドトンネルから引き出して転用作業の容易化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のシールドマシンは、外殻部と、着脱可能な態様で前記外殻部に収容された内殻部と、既設シールドトンネルの半径方向に移動可能なグリッパーを備え、前記グリッパーを前記既設シールドトンネルの内面に当接させることで反力を得るグリッパーユニットと、前記内殻部と前記グリッパーユニットの間に介在し、伸縮によって前記内殻部及び前記グリッパーユニットを近接方向又は離隔方向に移動させる牽引ジャッキと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のシールドマシンでは、まず内殻部を外殻部から分離し、牽引ジャッキを伸長させた状態でグリッパーを既設シールドトンネルの内面に当接させる。これにより、グリッパーユニットが固定される。次に、グリッパーユニットの固定状態を維持したままで牽引ジャッキを動作させ、内殻部をグリッパーユニット側に引き寄せる。その後、グリッパーの当接状態を解除して牽引ジャッキを動作させ、グリッパーを発進立坑側に移動させる。これらの工程を繰り返し行うことで、内殻部の分解を最小限に留めた状態で内殻部を発進立坑まで引き出すことができる。その結果、引き出した内殻部分を他のシールドマシンに転用する際に、その作業の容易化が図れる。
【０００９】
前述のシールドマシンにおいて、前記内殻部が前記掘進方向側の端部に取り付けられるとともに前記グリッパーユニットをスライド可能な状態で支持するスライド支持部が前記掘進方向とは反対側の端部に設けられ、かつ、前記既設シールドトンネル内を走行可能に構成された後方台車を備えていることが好ましい。この場合、既設シールドトンネル内を走行可能な後方台車を介して内殻部とグリッパーユニットが取り付けられるので、走行抵抗が低減されて内殻部の引き出しが容易に行える。
【００１０】
前述のシールドマシンにおいて、前記牽引ジャッキの一端を前記スライド支持部に、前記牽引ジャッキの他端を前記グリッパーユニットにそれぞれ接続した場合には、簡単な構成で牽引ジャッキの伸縮をグリッパーユニットや後方台車に作用させることができる。
【００１１】
前述のシールドマシンにおいて、前記後方台車に、前記内殻部が首振り可能な状態で取り付けられている場合には、シールドトンネルのカーブ部分に倣って内殻部と後方台車との角度が変わるので、このカーブ部分を円滑に進行することができる。
【００１２】
前述のシールドマシンにおいて、前記グリッパーが前記掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパーを備え、前記複数のサブグリッパーのそれぞれについて前記既設シールドトンネルの半径方向に対する移動量が個別に設定可能な場合には、シールドトンネルのカーブ部分に倣ってサブグリッパーの移動量が定まるため、カーブ部分であっても必要な反力を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シールドマシンにおけるできるだけ多くの部分を、分解せずにシールドトンネルから引き出すことができ、転用作業の容易化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シールドマシンの断面図である。
【図２】内殻部が外殻部から取り外された状態を説明する図である。
【図３】左側半部が図１のＡ矢視図、右側半部が図１のＢ矢視図である。
【図４】図１のＣ矢視図である。
【図５】シールドマシンの屈曲状態を説明する図であり、（ａ）は立坑に向かって左方向に曲がった状態を、（ｂ）は同じく右方向に曲がった状態をそれぞれ示す。
【図６】グリッパーユニットを説明する図である。
【図７】内殻部の回収動作に伴うグリッパーユニットの動作を説明する図であり、（ａ）はグリッパーが装置の中心側に移動した状態を、（ｂ）はグリッパーがトンネル内面を押圧している状態をそれぞれ示す。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は内殻部の回収動作を時系列で説明する図である。
【図９】シールドトンネル内のカーブ部分を、内殻部や後方台車、グリッパーユニットが移動している様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、シールドマシンの構成について説明する。図１に示すシールドマシンは、前胴部１０と、後胴部２０と、後方台車３０と、グリッパーユニット４０とを有している。なお、以下の説明では、シールドマシンの掘進方向を前方と、掘進方向とは反対の発進立坑側を後方ともいう。
【００１６】
前胴部１０はシールドマシンの前側に位置する部分であり、後胴部２０はシールドマシンの後側に位置する部分である。後胴部２０の前端部分は前胴部１０の後端部分の内側に嵌めあわされており、前胴部１０と後胴部２０とが屈曲可能な状態で取り付けられる。
【００１７】
前胴部１０の外周部分には外殻部としての円筒状スキンプレート１１が設けられ、前胴部１０の前端部分には、カッター部１２が設けられている。このカッター部１２は、多数のカッタービットが設けられた円盤状部材１２ａと、この円盤状部材１２ａを支持するアーム部材１２ｂとを有している。円盤状部材１２ａは、外周側に位置するリング状のカッター外周部１２ｃと、カッター外周部１２ｃの内側空間に嵌る円盤状のカッター内周部１２ｄとを有している。これらのカッター外周部１２ｃとカッター内周部１２ｄは、溶接やボルト止め等の接合手段によって一体化されており、一体化された状態で地盤の掘削が行われる。
【００１８】
図２に示すように、掘削の完了後、カッター外周部１２ｃとカッター内周部１２ｄは、溶接部分を切断したり、ボルトを取り外したりすることで、互いに分離される。そして、カッター内周部１２ｄは、後方台車３０やグリッパーユニット４０等とともに一体で発進立坑側に引き戻され、回収される。一方、カッター外周部１２ｃは、分解された状態で搬出される。なお、掘削完了後の回収作業については後述する。
【００１９】
図１に示すように、前胴部１０が有するスキンプレート１１の内面に沿って前胴中殻部１３が取り付けられている。図３に示すように、前胴中殻部１３は、鋼製のリング状部材であり、スキンプレート１１の全周に亘って設けられている。本実施形態の前胴中殻部１３は、半径方向に積層された２層構造になっている。すなわち、外周側に位置する外周側前胴中殻部１３ａと内周側に位置する内周側前胴中殻部１３ｂとを有している。そして、図１にも示すように、内周側前胴中殻部１３ｂには複数の中折れジャッキ１４が後方側に向けて取り付けられている。
【００２０】
前胴中殻部１３の内周側空間には、カッター部１２を回転駆動させるカッター駆動部１５が設けられている。図１及び図３に示すように、カッター駆動部１５は、複数のカッター駆動モータ１５ａを有しており、アーム部材１２ｂを介して回転力を伝達し、円盤状部材１２ａを回転駆動させる。このアーム部材１２ｂは、カッター内周部１２ｄの裏面から後方に向けて突設された板状部材であり、円盤状部材１２ａをカッター駆動部１５に取り付けるために設けられている。
【００２１】
図３に示すように、カッター駆動部１５の下側半部における外周面には、外側に向けて複数の搬送用ローラ１６が設けられている。本実施形態では、時計の３時と９時の方向に１個ずつ、５時と７時の方向に４個ずつの合計１０個の搬送用ローラ１６が設けられている。これらの搬送用ローラ１６は、半径方向に移動可能に取り付けられている。すなわち、ローラジャッキ１６ａの伸縮によって進退可能な状態で取り付けられている。そして、地盤の掘削時においてはローラジャッキ１６ａが収縮されて、車輪１６ｂが収納された状態となる。なお、図３は車輪部分の収納状態を示している。後述する回収時においては、ローラジャッキ１６ａが伸長されて、車輪１６ｂが既設シールドトンネルＴの内面に接した状態になる。このローラジャッキ１６ａの伸縮量は、車輪１６ｂがシールドトンネルＴの内面に接するように適宜調整される。そして、シールドトンネルＴの内面に対する損傷を抑制するため、車輪１６ｂをウレタンゴム等の弾性素材によって作製している。
【００２２】
図１に示すように、後胴部２０の外周部分にも外殻部としての円筒状スキンプレート２１が設けられ、後胴部２０の前端部分には後胴中殻部２２が設けられている。図４に示すように、この後胴中殻部２２は、鋼製のリング状部材であり、スキンプレート２１の全周に亘って設けられている。そして、後胴中殻部２２は複数の小室に区画され、各小室にはシールドジャッキ２３が収容されている。これらのシールドジャッキ２３は、既設のシールドトンネルＴから反力を得て、収縮状態から伸長することでシールドマシンを推進させる。
【００２３】
図１に示すように、後胴中殻部２２の内周側空間には、エレクター装置２４が設けられている。このエレクター装置２４は、シールドトンネルＴを組み立てるためのセグメントを把持し、所定の角度位置まで移送するための機構である。エレクター装置２４には様々な種類があるが、例示したエレクター装置２４は、図４に示すように、リング状の支持フレーム２４ａと、回転フレーム２４ｂと、駆動モータ２４ｃと、把持機構２４ｄとを有している。そして、支持フレーム２４ａは回転フレーム２４ｂを回転可能な状態で支持するリンク状フレームとして構成されている。回転フレーム２４ｂは略Ｕ字状部材によって作製され、支持フレーム２４ａの内周部分に回転可能な状態で支持されている。駆動モータ２４ｃは、支持フレーム２４ａに複数設けられており、回転フレーム２４ｂを回転させるための動力を発生する。把持機構２４ｄは、セグメントを把持するための機構である。
【００２４】
図１に示すように、中折れジャッキ１４の後端部は支持フレーム２４ａに取り付けられている。すなわち、カッター駆動部１５とエレクター装置２４とは、複数の中折れジャッキ１４によって取り付けられている。そして、各中折れジャッキ１４の伸縮量を調整することにより、カッター駆動部１５とエレクター装置２４との間の屈曲状態を調整することができる。例えば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、引き戻し方向（図中上方向）に向かって左右に屈曲させることができる。また、上下方向に屈曲させることもできる。
【００２５】
図１及び図５に示すように、支持フレーム２４ａの下側半部には複数の搬送用ローラ２５が設けられている。この搬送用ローラ２５は、カッター駆動部１５に設けられた搬送用ローラ１６と同様に、時計の３時、９時、５時、７時の方向に複数設けられている。また、この搬送用ローラ２５も、ローラジャッキ２５ａとウレタン製の車輪２５ｂとを有しており、ローラジャッキ２５ａの伸縮によって車輪２５ｂを進退可能に支持している。
【００２６】
図１に示すように、エレクター装置２４から後方側に向けて連結フレーム２６が設けられている。この連結フレーム２６は、後方台車３０と連結するための部分である。本実施形態では、連結フレーム２６の後端部と後方台車３０のそれぞれにピン結合部ＰＪを設け、互いに回転可能な状態で取り付けている。これにより、図５に示すように、エレクター装置２４と後方台車３０とが左右に首振り可能な状態で連結される。
【００２７】
また、カッター駆動部１５の下端から後方側の斜め上方に向けてスクリューコンベアＳＣが配置されている。このスクリューコンベアＳＣは、掘削された土砂を後方に向けて搬出するための装置である。例示したシールドマシンでは、このスクリューコンベアＳＣと、カッター部１２のカッター内周部１２ｄと、カッター駆動部１５と、エレクター装置２４とが内殻部を構成し、着脱可能な態様で前胴部１０の外殻部や後胴部２０の外殻部（すなわちスキンプレート１１，２１）に収容されている。そして、この内殻部は、掘削完了後において一体的に回収されることになる（後述する）。
【００２８】
次に、後方台車３０及びグリッパーユニット４０について説明する。図１や図５に示す後方台車３０は、前胴部１０や後胴部２０に牽引される台車であり、操作盤などの必要な設備が搭載される。この後方台車３０の底部には、シールドトンネルＴの内面に接する搬送用ローラ３１が設けられている。この搬送用ローラ３１は、カッター駆動部１５に設けられた搬送用ローラ１６と同様に構成されている。すなわち、ローラジャッキ３１ａが伸縮することにより、ウレタン製の車輪３１ｂがシールドトンネルＴの内面に倣って走行するようになっている。
【００２９】
前述したように、後方台車３０の前端部にはピン結合部ＰＪが設けられており、連結フレーム２６とピン結合されている。一方、後方台車３０の後端部にはスライド支持部３２が後方へ向けて突設されている。図１に示すように、スライド支持部３２は、グリッパーユニット４０を前後方向に移動可能な状態で支持する部材であり、例えば矩形枠状に組み立てた鋼製フレームによって構成される。
【００３０】
図６に示すように、グリッパーユニット４０は、摺動フレーム４１と、グリッパー固定フレーム４２と、グリッパー４３とを有している。摺動フレーム４１は、スライド支持部３２に対して摺動する部分であり、本実施形態ではスライド支持部３２を外周側から囲む角筒部材によって作製されている。グリッパー固定フレーム４２は、グリッパー４３と摺動フレーム４１との間に設けられる筒状部材である。本実施形態のグリッパー固定フレーム４２は、断面が８角形状の筒体によって作製されている。
【００３１】
そして、摺動フレーム４１の上面と下面のそれぞれに設けられた連結部材４４を介して、グリッパー固定フレーム４２に摺動フレーム４１が取り付けられている。連結部材４４におけるグリッパー固定フレーム４２の固定部は回転軸によって構成されている。そして、上側の連結部材４４が有する固定部と下側の連結部材４４が有する固定部は同軸上に配置されている。このため、図５に示すように、グリッパー固定フレーム４２は、連結部材４４の固定部を中心に回動可能な状態に取り付けられる。
【００３２】
図６に示すように、グリッパー４３は、グリッパー固定フレーム４２の上面、下面、及び、左右両側面のそれぞれに外側へ向けて突設されている。すなわち、各グリッパー４３は９０度間隔で設けられている。このグリッパー４３は、グリッパージャッキ４３ａとグリッパーシュー４３ｂとを備えている。
【００３３】
グリッパージャッキ４３ａは、伸縮によってグリッパーシュー４３ｂを進退方向に移動させる部分である。すなわち、収縮状態のグリッパージャッキ４３ａを伸長させることで、グリッパーシュー４３ｂはシールドトンネルＴの内面側に移動される。反対に、伸長状態のグリッパージャッキ４３ａを収縮させることで、グリッパーシュー４３ｂはグリッパー固定フレーム４２側に移動される。
【００３４】
グリッパーシュー４３ｂは、シールドトンネルＴに当接し、シールドトンネルＴの掘削後に内殻部を回収する際において、グリッパー４３がずれないように滑り止めとして機能する部材である。すなわち、グリッパーシュー４３ｂをシールドトンネルＴの内面に当接させた状態で、グリッパージャッキ４３ａによってグリッパーシュー４３ｂをシールドトンネル側にさらに押圧することで、グリッパーユニット４０がシールドトンネルＴに固定される。
【００３５】
また、グリッパーシュー４３ｂをシールドトンネルＴの内面に当接させた状態からグリッパージャッキ４３ａを収縮させると、グリッパーシュー４３ｂがこの内面から離隔され、両者の間に空間を形成できる。これにより、グリッパーユニット４０を、シールドトンネルＴの内部で移動させることができる。なお、シールドトンネルＴの構築時においては、セグメントの通る空間を確保する必要がある。このため、グリッパー固定フレーム４２の下面に取り付けられているグリッパー４３（下部グリッパー４３Ｕ）を着脱可能に構成し、シールドトンネルＴの構築時に取り外すことでセグメントの通る空間を確保するようにしてもよい。
【００３６】
図１に示すように、各グリッパー４３は、掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパー４３ｃを備えている。これらのサブグリッパー４３ｃのそれぞれは、グリッパージャッキ４３ａとグリッパーシュー４３ｂの組で構成されており、グリッパーシュー４３ｂの移動量（すなわちシールドトンネルＴの半径方向の移動量）を個別に設定できる。これにより、シールドトンネルＴのカーブ部分に倣ってサブグリッパー４３ｃの移動量が定まり、カーブ部分であっても必要な反力を容易に得られるようになる。
【００３７】
スライド支持部３２の内側には、牽引ジャッキ５１が設けられている。この牽引ジャッキ５１は、内殻部とグリッパーユニット４０の間に介在し、伸縮によって内殻部とグリッパーユニット４０とを近接方向又は離隔方向に移動させる部材である。本実施形態では、図６に示すように、左右一対の牽引ジャッキ５１が設けられている。そして、図１に示すように、この牽引ジャッキ５１の前端がグリッパーユニット４０の摺動フレーム４１に接続され、後端がスライド支持部３２に接続されている。このため、牽引ジャッキ５１の伸縮状態に応じてグリッパーユニット４０はスライド支持部３２上を移動する。例えば、牽引ジャッキ５１が収縮状態にあるとき、グリッパーユニット４０は、スライド支持部３２における後端部分に位置する。反対に牽引ジャッキ５１が伸長状態にあるとき、グリッパーユニット４０は、スライド支持部３２における前端部分（すなわち後方台車３０側の端部）に位置する。
【００３８】
次に、以上の構成を有するシールドマシンによる作業について説明する。このシールドマシンは、シールドトンネルＴの構築を完了した後の回収作業に特徴を有している。このため、シールドマシンの回収作業について説明する。
【００３９】
まず、図１を参照する。シールドトンネルＴが構築されたならば、後胴中殻部２２を分解して搬出する。その後、外周側前胴中殻部１３ａと内周側前胴中殻部１３ｂとを分離する。外周側前胴中殻部１３ａと内周側前胴中殻部１３ｂとの分離は、例えば固定ボルトを取り外すことで行われる。さらに、円盤状部材１２ａのカッター外周部１２ｃとカッター内周部１２ｄを分離する。この分離作業は、バーナーによる切断や固定ボルトを取り外すことで行われる。その結果、シールドマシンの内殻部（カッター内周部１２ｄ，カッター駆動部１５，エレクター装置２４，スクリューコンベアＳＣ）が外殻部（各スキンプレート１１，２１）から分離され、後方台車３０及びグリッパーユニット４０と共に移動可能な状態になる。
【００４０】
その後、牽引ジャッキ５１を収縮させたままグリッパージャッキ４３ａを伸長させる。これにより、図７（ａ），（ｂ）に示すように、シールドトンネルＴの内面から離れた位置にあったグリッパーシュー４３ｂが、シールドトンネルＴの内面に当接され、グリッパージャッキ４３ａからの押圧によってグリッパーユニット４０がシールドトンネルＴに固定される。グリッパーユニット４０が固定されたならば、牽引ジャッキ５１を伸長させる。これにより、図２に示すように、内殻部が後方台車３０と共に、後方側（発進立坑側）へ移動される。
【００４１】
以降は、牽引ジャッキ５１による内殻部等の移動とグリッパージャッキ４３ａの移動とを交互に繰り返す。例えば、図８（ａ）に示すように、グリッパージャッキ４３ａを収縮させた状態で牽引ジャッキ５１を収縮させることにより、内殻部等の位置はそのままで、グリッパーユニット４０をスライド支持部３２の後端まで移動させることができる。そして、図８（ｂ）に示すように、この状態からグリッパージャッキ４３ａを伸長させることで、グリッパーユニット４０をシールドトンネルＴに固定することができる。さらに、図８（ｃ）に示すように、グリッパーユニット４０を固定した状態で牽引ジャッキ５１を伸長させることで、内殻部等が後方側へ移動される。内殻部等が移動されたならば、図８（ｄ）に示すようにグリッパージャッキ４３ａを収縮させ、図８（ｅ）に示すように、牽引ジャッキ５１を収縮させる。
【００４２】
なお、シールドトンネルＴのカーブ部分においては、図９に示すように、後方台車３０と内殻部とがピン結合部ＰＪによって首振り可能な状態で連結されているので、シールドトンネルＴの曲率にあわせて屈曲する。ここで、カーブ部分の曲率はシールドマシンで掘削可能な曲率である。内殻部等の回収時においては進行方向が逆転するだけであるため、内殻部等はこのカーブ部分を確実に通過することができる。
【００４３】
さらに、グリッパーユニット４０において、各グリッパー４３が掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパー４３ｃを備えているので、シールドトンネルＴの内面に倣って各サブグリッパー４３ｃのグリッパージャッキ４３ａの伸長量が調整される。その結果、カーブ部分であっても、グリッパーユニット４０をシールドトンネルＴ内に、確実に固定することができる。加えて、摺動フレーム４１とグリッパー固定フレーム４２とが回転可能に取り付けられているので、この点でも固定を確実に行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のシールドマシンによれば、内殻部よりも後方側に後方台車３０とグリッパーユニット４０と牽引ジャッキ５１とを設け、これらの機構によって内殻部を発進立坑まで移動させることができる。すなわち、カッター外周部１２ｃを除いたカッター部１２の大半、カッター駆動部１５、エレクター装置２４、及び、スクリューコンベアＳＣを解体することなくそのままの状態で発進立坑まで移動させることができる。これにより、内殻部や後方台車３０等を他のシールドマシンに転用する際に、その作業の容易化が図れる。
【００４５】
また、既設シールドトンネルＴ内を走行可能な後方台車３０を介して内殻部とグリッパーユニット４０が取り付けられているので、走行抵抗が低減されて内殻部の引き出しが容易に行える。
【００４６】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。
【００４７】
前述のシールドマシンでは、スライド支持部３２に牽引ジャッキ５１を配置し、内殻部とグリッパーユニット４０とを移動させていたが、牽引ジャッキ５１の配置箇所はスライド支持部３２に限定されない。内殻部とグリッパーユニット４０とを移動させることができれば、他の位置に配置してもよい。要するに、牽引ジャッキ５１は、内殻部とグリッパーユニット４０との間に介在していればよい。
【００４８】
前述のシールドマシンでは、スライド支持部３２を設けた後方台車３０を介して、グリッパーユニット４０と内殻部とを連結していた。ここで、操作盤等が内殻部と一体に設けられているような小型のシールドマシンの場合には、内殻部の後端にスライド支持部３２を設け、グリッパーユニット４０や牽引ジャッキ５１を取り付けてもよい。
【００４９】
前述のシールドマシンでは、内殻部の連結フレーム２６と後方台車３０とをピン結合部ＰＪによって首振り可能な状態で連結したが、首振り可能な状態で連結できれば他の連結機構を用いてもよい。
【００５０】
前述のシールドマシンは、カーブ部分があるシールドトンネルＴを構築するものを例示したが、直線状のシールドトンネルＴであれば、ピン結合部ＰＪ等の首振り結合部は不要である。また、グリッパー４３に関し、複数のサブグリッパー４３ｃに分割されている構成を例示したが、直線状のシールドトンネルＴであれば、サブグリッパー４３ｃに分割しなくてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…前胴部，１１…円筒状スキンプレート，１２…カッター部，１２ａ…円盤状部材，１２ｂ…アーム部材，１２ｃ…カッター外周部，１２ｄ…カッター内周部，１３…前胴中殻部，１３ａ…外周側前胴中殻部，１３ｂ…内周側前胴中殻部，１４…中折れジャッキ，１５…カッター駆動部，１５ａ…カッター駆動モータ，１６…搬送用ローラ，１６ａ…ローラジャッキ，１６ｂ…車輪，２０…後胴部，２１…円筒状スキンプレート，２２…後胴中殻部，２３…シールドジャッキ，２４…エレクター装置，２４ａ…支持フレーム，２４ｂ…回転フレーム，２４ｃ…駆動モータ，２４ｄ…把持機構，２５…搬送用ローラ，２５ａ…ローラジャッキ，２５ｂ…ウレタン製の車輪，３０…後方台車，３１…搬送用ローラ，３１ａ…ローラジャッキ，３１ｂ…車輪，４０…グリッパーユニット，４１…摺動フレーム，４２…グリッパー固定フレーム，４３…グリッパー，４３Ｕ…下部グリッパー，４３ａ…グリッパージャッキ，４３ｂ…グリッパーシュー，４３ｃ…サブグリッパー，４４…連結部材，５１…牽引ジャッキ，ＰＪ…ピン結合部，ＳＣ…スクリューコンベア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転用するための回収作業を容易にしたシールドマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドマシンはシールドトンネルを構築するための掘削機である。このシールドマシンの製作には日数を要し、シールドマシンは高価であることから、使用済みのシールドマシンを回収し、転用することが行われている。シールドマシンの回収に際しては、できるだけ大きな単位で分割した方が、転用先でのシールドマシン制作にかかる工数を削減でき、コスト削減効果が大きい。しかしながら、シールドマシンは回収に適した構造になっておらず、有価部品である駆動部、エレクター、スクリューコンベア等を部品毎に切断して解体することが一般的であった。
【０００３】
特許文献１には、解体に適するように改良されたシールドマシンが開示されている。すなわち、この特許文献１には、外筒体と内筒体とからなる二重筒状のシールドマシンであって、内筒体を外筒体から引き抜いて回収するようにしたものが開示されている。このシールドマシンでは、シールドトンネル内に敷設された軌条に内筒体を載せ、後方側から適宜な引っ張り手段で引っ張ることで内筒体を回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１３３４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献に記載されたシールドマシンにおいて、引っ張り手段として広く普及しているワイヤーを用いた場合、牽引時にワイヤーが切断されてしまうおそれがあった。また、引き抜いた内筒体を軌条の上を走行させているため、急カーブの区間では内筒体がシールドトンネルの内壁面に接触して引き出せなくなるおそれもあった。さらに、スクリューコンベアは、内筒体から分離された状態で運搬されるため、坑内での分離作業と転用先での組み立て作業が必要となり、制作にかかる工数が増えてしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、シールドマシンにおけるできるだけ多くの部分を、分解せずにシールドトンネルから引き出して転用作業の容易化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明のシールドマシンは、外殻部と、着脱可能な態様で前記外殻部に収容された内殻部と、既設シールドトンネルの半径方向に移動可能なグリッパーを備え、前記グリッパーを前記既設シールドトンネルの内面に当接させることで反力を得るグリッパーユニットと、前記内殻部と前記グリッパーユニットの間に介在し、伸縮によって前記内殻部及び前記グリッパーユニットを近接方向又は離隔方向に移動させる牽引ジャッキと、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のシールドマシンでは、まず内殻部を外殻部から分離し、牽引ジャッキを伸長させた状態でグリッパーを既設シールドトンネルの内面に当接させる。これにより、グリッパーユニットが固定される。次に、グリッパーユニットの固定状態を維持したままで牽引ジャッキを動作させ、内殻部をグリッパーユニット側に引き寄せる。その後、グリッパーの当接状態を解除して牽引ジャッキを動作させ、グリッパーを発進立坑側に移動させる。これらの工程を繰り返し行うことで、内殻部の分解を最小限に留めた状態で内殻部を発進立坑まで引き出すことができる。その結果、引き出した内殻部分を他のシールドマシンに転用する際に、その作業の容易化が図れる。
【０００９】
前述のシールドマシンにおいて、前記内殻部が前記掘進方向側の端部に取り付けられるとともに前記グリッパーユニットをスライド可能な状態で支持するスライド支持部が前記掘進方向とは反対側の端部に設けられ、かつ、前記既設シールドトンネル内を走行可能に構成された後方台車を備えていることが好ましい。この場合、既設シールドトンネル内を走行可能な後方台車を介して内殻部とグリッパーユニットが取り付けられるので、走行抵抗が低減されて内殻部の引き出しが容易に行える。
【００１０】
前述のシールドマシンにおいて、前記牽引ジャッキの一端を前記スライド支持部に、前記牽引ジャッキの他端を前記グリッパーユニットにそれぞれ接続した場合には、簡単な構成で牽引ジャッキの伸縮をグリッパーユニットや後方台車に作用させることができる。
【００１１】
前述のシールドマシンにおいて、前記後方台車に、前記内殻部が首振り可能な状態で取り付けられている場合には、シールドトンネルのカーブ部分に倣って内殻部と後方台車との角度が変わるので、このカーブ部分を円滑に進行することができる。
【００１２】
前述のシールドマシンにおいて、前記グリッパーが前記掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパーを備え、前記複数のサブグリッパーのそれぞれについて前記既設シールドトンネルの半径方向に対する移動量が個別に設定可能な場合には、シールドトンネルのカーブ部分に倣ってサブグリッパーの移動量が定まるため、カーブ部分であっても必要な反力を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、シールドマシンにおけるできるだけ多くの部分を、分解せずにシールドトンネルから引き出すことができ、転用作業の容易化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シールドマシンの断面図である。
【図２】内殻部が外殻部から取り外された状態を説明する図である。
【図３】左側半部が図１のＡ矢視図、右側半部が図１のＢ矢視図である。
【図４】図１のＣ矢視図である。
【図５】シールドマシンの屈曲状態を説明する図であり、（ａ）は立坑に向かって左方向に曲がった状態を、（ｂ）は同じく右方向に曲がった状態をそれぞれ示す。
【図６】グリッパーユニットを説明する図である。
【図７】内殻部の回収動作に伴うグリッパーユニットの動作を説明する図であり、（ａ）はグリッパーが装置の中心側に移動した状態を、（ｂ）はグリッパーがトンネル内面を押圧している状態をそれぞれ示す。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は内殻部の回収動作を時系列で説明する図である。
【図９】シールドトンネル内のカーブ部分を、内殻部や後方台車、グリッパーユニットが移動している様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、シールドマシンの構成について説明する。図１に示すシールドマシンは、前胴部１０と、後胴部２０と、後方台車３０と、グリッパーユニット４０とを有している。なお、以下の説明では、シールドマシンの掘進方向を前方と、掘進方向とは反対の発進立坑側を後方ともいう。
【００１６】
前胴部１０はシールドマシンの前側に位置する部分であり、後胴部２０はシールドマシンの後側に位置する部分である。後胴部２０の前端部分は前胴部１０の後端部分の内側に嵌めあわされており、前胴部１０と後胴部２０とが屈曲可能な状態で取り付けられる。
【００１７】
前胴部１０の外周部分には外殻部としての円筒状スキンプレート１１が設けられ、前胴部１０の前端部分には、カッター部１２が設けられている。このカッター部１２は、多数のカッタービットが設けられた円盤状部材１２ａと、この円盤状部材１２ａを支持するアーム部材１２ｂとを有している。円盤状部材１２ａは、外周側に位置するリング状のカッター外周部１２ｃと、カッター外周部１２ｃの内側空間に嵌る円盤状のカッター内周部１２ｄとを有している。これらのカッター外周部１２ｃとカッター内周部１２ｄは、溶接やボルト止め等の接合手段によって一体化されており、一体化された状態で地盤の掘削が行われる。
【００１８】
図２に示すように、掘削の完了後、カッター外周部１２ｃとカッター内周部１２ｄは、溶接部分を切断したり、ボルトを取り外したりすることで、互いに分離される。そして、カッター内周部１２ｄは、後方台車３０やグリッパーユニット４０等とともに一体で発進立坑側に引き戻され、回収される。一方、カッター外周部１２ｃは、分解された状態で搬出される。なお、掘削完了後の回収作業については後述する。
【００１９】
図１に示すように、前胴部１０が有するスキンプレート１１の内面に沿って前胴中殻部１３が取り付けられている。図３に示すように、前胴中殻部１３は、鋼製のリング状部材であり、スキンプレート１１の全周に亘って設けられている。本実施形態の前胴中殻部１３は、半径方向に積層された２層構造になっている。すなわち、外周側に位置する外周側前胴中殻部１３ａと内周側に位置する内周側前胴中殻部１３ｂとを有している。そして、図１にも示すように、内周側前胴中殻部１３ｂには複数の中折れジャッキ１４が後方側に向けて取り付けられている。
【００２０】
前胴中殻部１３の内周側空間には、カッター部１２を回転駆動させるカッター駆動部１５が設けられている。図１及び図３に示すように、カッター駆動部１５は、複数のカッター駆動モータ１５ａを有しており、アーム部材１２ｂを介して回転力を伝達し、円盤状部材１２ａを回転駆動させる。このアーム部材１２ｂは、カッター内周部１２ｄの裏面から後方に向けて突設された板状部材であり、円盤状部材１２ａをカッター駆動部１５に取り付けるために設けられている。
【００２１】
図３に示すように、カッター駆動部１５の下側半部における外周面には、外側に向けて複数の搬送用ローラ１６が設けられている。本実施形態では、時計の３時と９時の方向に１個ずつ、５時と７時の方向に４個ずつの合計１０個の搬送用ローラ１６が設けられている。これらの搬送用ローラ１６は、半径方向に移動可能に取り付けられている。すなわち、ローラジャッキ１６ａの伸縮によって進退可能な状態で取り付けられている。そして、地盤の掘削時においてはローラジャッキ１６ａが収縮されて、車輪１６ｂが収納された状態となる。なお、図３は車輪部分の収納状態を示している。後述する回収時においては、ローラジャッキ１６ａが伸長されて、車輪１６ｂが既設シールドトンネルＴの内面に接した状態になる。このローラジャッキ１６ａの伸縮量は、車輪１６ｂがシールドトンネルＴの内面に接するように適宜調整される。そして、シールドトンネルＴの内面に対する損傷を抑制するため、車輪１６ｂをウレタンゴム等の弾性素材によって作製している。
【００２２】
図１に示すように、後胴部２０の外周部分にも外殻部としての円筒状スキンプレート２１が設けられ、後胴部２０の前端部分には後胴中殻部２２が設けられている。図４に示すように、この後胴中殻部２２は、鋼製のリング状部材であり、スキンプレート２１の全周に亘って設けられている。そして、後胴中殻部２２は複数の小室に区画され、各小室にはシールドジャッキ２３が収容されている。これらのシールドジャッキ２３は、既設のシールドトンネルＴから反力を得て、収縮状態から伸長することでシールドマシンを推進させる。
【００２３】
図１に示すように、後胴中殻部２２の内周側空間には、エレクター装置２４が設けられている。このエレクター装置２４は、シールドトンネルＴを組み立てるためのセグメントを把持し、所定の角度位置まで移送するための機構である。エレクター装置２４には様々な種類があるが、例示したエレクター装置２４は、図４に示すように、リング状の支持フレーム２４ａと、回転フレーム２４ｂと、駆動モータ２４ｃと、把持機構２４ｄとを有している。そして、支持フレーム２４ａは回転フレーム２４ｂを回転可能な状態で支持するリンク状フレームとして構成されている。回転フレーム２４ｂは略Ｕ字状部材によって作製され、支持フレーム２４ａの内周部分に回転可能な状態で支持されている。駆動モータ２４ｃは、支持フレーム２４ａに複数設けられており、回転フレーム２４ｂを回転させるための動力を発生する。把持機構２４ｄは、セグメントを把持するための機構である。
【００２４】
図１に示すように、中折れジャッキ１４の後端部は支持フレーム２４ａに取り付けられている。すなわち、カッター駆動部１５とエレクター装置２４とは、複数の中折れジャッキ１４によって取り付けられている。そして、各中折れジャッキ１４の伸縮量を調整することにより、カッター駆動部１５とエレクター装置２４との間の屈曲状態を調整することができる。例えば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、引き戻し方向（図中上方向）に向かって左右に屈曲させることができる。また、上下方向に屈曲させることもできる。
【００２５】
図１及び図５に示すように、支持フレーム２４ａの下側半部には複数の搬送用ローラ２５が設けられている。この搬送用ローラ２５は、カッター駆動部１５に設けられた搬送用ローラ１６と同様に、時計の３時、９時、５時、７時の方向に複数設けられている。また、この搬送用ローラ２５も、ローラジャッキ２５ａとウレタン製の車輪２５ｂとを有しており、ローラジャッキ２５ａの伸縮によって車輪２５ｂを進退可能に支持している。
【００２６】
図１に示すように、エレクター装置２４から後方側に向けて連結フレーム２６が設けられている。この連結フレーム２６は、後方台車３０と連結するための部分である。本実施形態では、連結フレーム２６の後端部と後方台車３０のそれぞれにピン結合部ＰＪを設け、互いに回転可能な状態で取り付けている。これにより、図５に示すように、エレクター装置２４と後方台車３０とが左右に首振り可能な状態で連結される。
【００２７】
また、カッター駆動部１５の下端から後方側の斜め上方に向けてスクリューコンベアＳＣが配置されている。このスクリューコンベアＳＣは、掘削された土砂を後方に向けて搬出するための装置である。例示したシールドマシンでは、このスクリューコンベアＳＣと、カッター部１２のカッター内周部１２ｄと、カッター駆動部１５と、エレクター装置２４とが内殻部を構成し、着脱可能な態様で前胴部１０の外殻部や後胴部２０の外殻部（すなわちスキンプレート１１，２１）に収容されている。そして、この内殻部は、掘削完了後において一体的に回収されることになる（後述する）。
【００２８】
次に、後方台車３０及びグリッパーユニット４０について説明する。図１や図５に示す後方台車３０は、前胴部１０や後胴部２０に牽引される台車であり、操作盤などの必要な設備が搭載される。この後方台車３０の底部には、シールドトンネルＴの内面に接する搬送用ローラ３１が設けられている。この搬送用ローラ３１は、カッター駆動部１５に設けられた搬送用ローラ１６と同様に構成されている。すなわち、ローラジャッキ３１ａが伸縮することにより、ウレタン製の車輪３１ｂがシールドトンネルＴの内面に倣って走行するようになっている。
【００２９】
前述したように、後方台車３０の前端部にはピン結合部ＰＪが設けられており、連結フレーム２６とピン結合されている。一方、後方台車３０の後端部にはスライド支持部３２が後方へ向けて突設されている。図１に示すように、スライド支持部３２は、グリッパーユニット４０を前後方向に移動可能な状態で支持する部材であり、例えば矩形枠状に組み立てた鋼製フレームによって構成される。
【００３０】
図６に示すように、グリッパーユニット４０は、摺動フレーム４１と、グリッパー固定フレーム４２と、グリッパー４３とを有している。摺動フレーム４１は、スライド支持部３２に対して摺動する部分であり、本実施形態ではスライド支持部３２を外周側から囲む角筒部材によって作製されている。グリッパー固定フレーム４２は、グリッパー４３と摺動フレーム４１との間に設けられる筒状部材である。本実施形態のグリッパー固定フレーム４２は、断面が８角形状の筒体によって作製されている。
【００３１】
そして、摺動フレーム４１の上面と下面のそれぞれに設けられた連結部材４４を介して、グリッパー固定フレーム４２に摺動フレーム４１が取り付けられている。連結部材４４におけるグリッパー固定フレーム４２の固定部は回転軸によって構成されている。そして、上側の連結部材４４が有する固定部と下側の連結部材４４が有する固定部は同軸上に配置されている。このため、図５に示すように、グリッパー固定フレーム４２は、連結部材４４の固定部を中心に回動可能な状態に取り付けられる。
【００３２】
図６に示すように、グリッパー４３は、グリッパー固定フレーム４２の上面、下面、及び、左右両側面のそれぞれに外側へ向けて突設されている。すなわち、各グリッパー４３は９０度間隔で設けられている。このグリッパー４３は、グリッパージャッキ４３ａとグリッパーシュー４３ｂとを備えている。
【００３３】
グリッパージャッキ４３ａは、伸縮によってグリッパーシュー４３ｂを進退方向に移動させる部分である。すなわち、収縮状態のグリッパージャッキ４３ａを伸長させることで、グリッパーシュー４３ｂはシールドトンネルＴの内面側に移動される。反対に、伸長状態のグリッパージャッキ４３ａを収縮させることで、グリッパーシュー４３ｂはグリッパー固定フレーム４２側に移動される。
【００３４】
グリッパーシュー４３ｂは、シールドトンネルＴに当接し、シールドトンネルＴの掘削後に内殻部を回収する際において、グリッパー４３がずれないように滑り止めとして機能する部材である。すなわち、グリッパーシュー４３ｂをシールドトンネルＴの内面に当接させた状態で、グリッパージャッキ４３ａによってグリッパーシュー４３ｂをシールドトンネル側にさらに押圧することで、グリッパーユニット４０がシールドトンネルＴに固定される。
【００３５】
また、グリッパーシュー４３ｂをシールドトンネルＴの内面に当接させた状態からグリッパージャッキ４３ａを収縮させると、グリッパーシュー４３ｂがこの内面から離隔され、両者の間に空間を形成できる。これにより、グリッパーユニット４０を、シールドトンネルＴの内部で移動させることができる。なお、シールドトンネルＴの構築時においては、セグメントの通る空間を確保する必要がある。このため、グリッパー固定フレーム４２の下面に取り付けられているグリッパー４３（下部グリッパー４３Ｕ）を着脱可能に構成し、シールドトンネルＴの構築時に取り外すことでセグメントの通る空間を確保するようにしてもよい。
【００３６】
図１に示すように、各グリッパー４３は、掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパー４３ｃを備えている。これらのサブグリッパー４３ｃのそれぞれは、グリッパージャッキ４３ａとグリッパーシュー４３ｂの組で構成されており、グリッパーシュー４３ｂの移動量（すなわちシールドトンネルＴの半径方向の移動量）を個別に設定できる。これにより、シールドトンネルＴのカーブ部分に倣ってサブグリッパー４３ｃの移動量が定まり、カーブ部分であっても必要な反力を容易に得られるようになる。
【００３７】
スライド支持部３２の内側には、牽引ジャッキ５１が設けられている。この牽引ジャッキ５１は、内殻部とグリッパーユニット４０の間に介在し、伸縮によって内殻部とグリッパーユニット４０とを近接方向又は離隔方向に移動させる部材である。本実施形態では、図６に示すように、左右一対の牽引ジャッキ５１が設けられている。そして、図１に示すように、この牽引ジャッキ５１の前端がグリッパーユニット４０の摺動フレーム４１に接続され、後端がスライド支持部３２に接続されている。このため、牽引ジャッキ５１の伸縮状態に応じてグリッパーユニット４０はスライド支持部３２上を移動する。例えば、牽引ジャッキ５１が収縮状態にあるとき、グリッパーユニット４０は、スライド支持部３２における後端部分に位置する。反対に牽引ジャッキ５１が伸長状態にあるとき、グリッパーユニット４０は、スライド支持部３２における前端部分（すなわち後方台車３０側の端部）に位置する。
【００３８】
次に、以上の構成を有するシールドマシンによる作業について説明する。このシールドマシンは、シールドトンネルＴの構築を完了した後の回収作業に特徴を有している。このため、シールドマシンの回収作業について説明する。
【００３９】
まず、図１を参照する。シールドトンネルＴが構築されたならば、後胴中殻部２２を分解して搬出する。その後、外周側前胴中殻部１３ａと内周側前胴中殻部１３ｂとを分離する。外周側前胴中殻部１３ａと内周側前胴中殻部１３ｂとの分離は、例えば固定ボルトを取り外すことで行われる。さらに、円盤状部材１２ａのカッター外周部１２ｃとカッター内周部１２ｄを分離する。この分離作業は、バーナーによる切断や固定ボルトを取り外すことで行われる。その結果、シールドマシンの内殻部（カッター内周部１２ｄ，カッター駆動部１５，エレクター装置２４，スクリューコンベアＳＣ）が外殻部（各スキンプレート１１，２１）から分離され、後方台車３０及びグリッパーユニット４０と共に移動可能な状態になる。
【００４０】
その後、牽引ジャッキ５１を収縮させたままグリッパージャッキ４３ａを伸長させる。これにより、図７（ａ），（ｂ）に示すように、シールドトンネルＴの内面から離れた位置にあったグリッパーシュー４３ｂが、シールドトンネルＴの内面に当接され、グリッパージャッキ４３ａからの押圧によってグリッパーユニット４０がシールドトンネルＴに固定される。グリッパーユニット４０が固定されたならば、牽引ジャッキ５１を伸長させる。これにより、図２に示すように、内殻部が後方台車３０と共に、後方側（発進立坑側）へ移動される。
【００４１】
以降は、牽引ジャッキ５１による内殻部等の移動とグリッパージャッキ４３ａの移動とを交互に繰り返す。例えば、図８（ａ）に示すように、グリッパージャッキ４３ａを収縮させた状態で牽引ジャッキ５１を収縮させることにより、内殻部等の位置はそのままで、グリッパーユニット４０をスライド支持部３２の後端まで移動させることができる。そして、図８（ｂ）に示すように、この状態からグリッパージャッキ４３ａを伸長させることで、グリッパーユニット４０をシールドトンネルＴに固定することができる。さらに、図８（ｃ）に示すように、グリッパーユニット４０を固定した状態で牽引ジャッキ５１を伸長させることで、内殻部等が後方側へ移動される。内殻部等が移動されたならば、図８（ｄ）に示すようにグリッパージャッキ４３ａを収縮させ、図８（ｅ）に示すように、牽引ジャッキ５１を収縮させる。
【００４２】
なお、シールドトンネルＴのカーブ部分においては、図９に示すように、後方台車３０と内殻部とがピン結合部ＰＪによって首振り可能な状態で連結されているので、シールドトンネルＴの曲率にあわせて屈曲する。ここで、カーブ部分の曲率はシールドマシンで掘削可能な曲率である。内殻部等の回収時においては進行方向が逆転するだけであるため、内殻部等はこのカーブ部分を確実に通過することができる。
【００４３】
さらに、グリッパーユニット４０において、各グリッパー４３が掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパー４３ｃを備えているので、シールドトンネルＴの内面に倣って各サブグリッパー４３ｃのグリッパージャッキ４３ａの伸長量が調整される。その結果、カーブ部分であっても、グリッパーユニット４０をシールドトンネルＴ内に、確実に固定することができる。加えて、摺動フレーム４１とグリッパー固定フレーム４２とが回転可能に取り付けられているので、この点でも固定を確実に行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のシールドマシンによれば、内殻部よりも後方側に後方台車３０とグリッパーユニット４０と牽引ジャッキ５１とを設け、これらの機構によって内殻部を発進立坑まで移動させることができる。すなわち、カッター外周部１２ｃを除いたカッター部１２の大半、カッター駆動部１５、エレクター装置２４、及び、スクリューコンベアＳＣを解体することなくそのままの状態で発進立坑まで移動させることができる。これにより、内殻部や後方台車３０等を他のシールドマシンに転用する際に、その作業の容易化が図れる。
【００４５】
また、既設シールドトンネルＴ内を走行可能な後方台車３０を介して内殻部とグリッパーユニット４０が取り付けられているので、走行抵抗が低減されて内殻部の引き出しが容易に行える。
【００４６】
以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれる。例えば、次のように構成してもよい。
【００４７】
前述のシールドマシンでは、スライド支持部３２に牽引ジャッキ５１を配置し、内殻部とグリッパーユニット４０とを移動させていたが、牽引ジャッキ５１の配置箇所はスライド支持部３２に限定されない。内殻部とグリッパーユニット４０とを移動させることができれば、他の位置に配置してもよい。要するに、牽引ジャッキ５１は、内殻部とグリッパーユニット４０との間に介在していればよい。
【００４８】
前述のシールドマシンでは、スライド支持部３２を設けた後方台車３０を介して、グリッパーユニット４０と内殻部とを連結していた。ここで、操作盤等が内殻部と一体に設けられているような小型のシールドマシンの場合には、内殻部の後端にスライド支持部３２を設け、グリッパーユニット４０や牽引ジャッキ５１を取り付けてもよい。
【００４９】
前述のシールドマシンでは、内殻部の連結フレーム２６と後方台車３０とをピン結合部ＰＪによって首振り可能な状態で連結したが、首振り可能な状態で連結できれば他の連結機構を用いてもよい。
【００５０】
前述のシールドマシンは、カーブ部分があるシールドトンネルＴを構築するものを例示したが、直線状のシールドトンネルＴであれば、ピン結合部ＰＪ等の首振り結合部は不要である。また、グリッパー４３に関し、複数のサブグリッパー４３ｃに分割されている構成を例示したが、直線状のシールドトンネルＴであれば、サブグリッパー４３ｃに分割しなくてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１０…前胴部，１１…円筒状スキンプレート，１２…カッター部，１２ａ…円盤状部材，１２ｂ…アーム部材，１２ｃ…カッター外周部，１２ｄ…カッター内周部，１３…前胴中殻部，１３ａ…外周側前胴中殻部，１３ｂ…内周側前胴中殻部，１４…中折れジャッキ，１５…カッター駆動部，１５ａ…カッター駆動モータ，１６…搬送用ローラ，１６ａ…ローラジャッキ，１６ｂ…車輪，２０…後胴部，２１…円筒状スキンプレート，２２…後胴中殻部，２３…シールドジャッキ，２４…エレクター装置，２４ａ…支持フレーム，２４ｂ…回転フレーム，２４ｃ…駆動モータ，２４ｄ…把持機構，２５…搬送用ローラ，２５ａ…ローラジャッキ，２５ｂ…ウレタン製の車輪，３０…後方台車，３１…搬送用ローラ，３１ａ…ローラジャッキ，３１ｂ…車輪，４０…グリッパーユニット，４１…摺動フレーム，４２…グリッパー固定フレーム，４３…グリッパー，４３Ｕ…下部グリッパー，４３ａ…グリッパージャッキ，４３ｂ…グリッパーシュー，４３ｃ…サブグリッパー，４４…連結部材，５１…牽引ジャッキ，ＰＪ…ピン結合部，ＳＣ…スクリューコンベア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻部と、
着脱可能な態様で前記外殻部に収容された内殻部と、
既設シールドトンネルの半径方向に移動可能なグリッパーを備え、前記グリッパーを前記既設シールドトンネルの内面に当接させることで反力を得るグリッパーユニットと、
前記内殻部と前記グリッパーユニットの間に介在し、伸縮によって前記内殻部及び前記グリッパーユニットを近接方向又は離隔方向に移動させる牽引ジャッキと、
を備えたことを特徴とするシールドマシン。
【請求項２】
前記内殻部が前記掘進方向側の端部に取り付けられるとともに前記グリッパーユニットをスライド可能な状態で支持するスライド支持部が前記掘進方向とは反対側の端部に設けられ、かつ、前記既設シールドトンネル内を走行可能に構成された後方台車を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシールドマシン。
【請求項３】
前記牽引ジャッキの一端を前記スライド支持部に、前記牽引ジャッキの他端を前記グリッパーユニットにそれぞれ接続したことを特徴とする請求項２に記載のシールドマシン。
【請求項４】
前記後方台車には、前記内殻部が首振り可能な状態で取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のシールドマシン。
【請求項５】
前記グリッパーは、前記掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパーを備え、
前記複数のサブグリッパーのそれぞれは、前記既設シールドトンネルの半径方向に対する移動量が個別に設定可能であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のシールドマシン。
【請求項１】
外殻部と、
着脱可能な態様で前記外殻部に収容された内殻部と、
既設シールドトンネルの半径方向に移動可能なグリッパーを備え、前記グリッパーを前記既設シールドトンネルの内面に当接させることで反力を得るグリッパーユニットと、
前記内殻部と前記グリッパーユニットの間に介在し、伸縮によって前記内殻部及び前記グリッパーユニットを近接方向又は離隔方向に移動させる牽引ジャッキと、
を備えたことを特徴とするシールドマシン。
【請求項２】
前記内殻部が前記掘進方向側の端部に取り付けられるとともに前記グリッパーユニットをスライド可能な状態で支持するスライド支持部が前記掘進方向とは反対側の端部に設けられ、かつ、前記既設シールドトンネル内を走行可能に構成された後方台車を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシールドマシン。
【請求項３】
前記牽引ジャッキの一端を前記スライド支持部に、前記牽引ジャッキの他端を前記グリッパーユニットにそれぞれ接続したことを特徴とする請求項２に記載のシールドマシン。
【請求項４】
前記後方台車には、前記内殻部が首振り可能な状態で取り付けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のシールドマシン。
【請求項５】
前記グリッパーは、前記掘進方向に並ぶ複数のサブグリッパーを備え、
前記複数のサブグリッパーのそれぞれは、前記既設シールドトンネルの半径方向に対する移動量が個別に設定可能であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のシールドマシン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２２５１２７（Ｐ２０１２−２２５１２７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６３５０（Ｐ２０１１−９６３５０）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【Ｆターム（参考）】
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