JP2514347Y2 - セグメント積替装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、搬送台車等でシールドフレームの近傍に搬
送されたセグメントを、シールドフレームの後部に連結
されたセグメントキャリアに積み替えるためのセグメン
ト積替装置に係り、特にセグメント積替装置にセグメン
トを自動的に保持させる機構を組み込んだセグメント積
替装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、地下鉄や下水溝等のトンネルを掘削する工法
としてシールド工法が採用されている。シールド工法
は、シールドと呼ばれる構造物をシールドフレームの後
部に設置したジャッキで押圧し、その反力をシールドフ
レームの前進力として利用してシールドフレームの前部
に取付けられて回転するカッタで地中を掘り進み、掘り
進む側からセグメントを壁にはめ込みトンネルを作る工
法である。

セグメントは通常円弧状のピースとして形成され、既
設トンネル内に往復走行自在に設けられたセグメント台
車からシールドフレームの後方に設けられたセグメント
搬送装置にチェーンブロックで積み替えられてシールド
フレーム内に搬送されたのちセグメント回転装置によっ
て円周方向の所定位置に搬送され、最終的にリング状に
組立てられてトンネルを被覆する。

セグメント搬送装置としては、本考案者が先に開発し
たセグメントキャリア（特願平１−160051,160052号）
がある。セグメントキャリアは、シールドフレームの後
部に連結されてこれに牽引されるガイド体上に、セグメ
ントを自動的に捕えてトンネル掘進方向に走行するセグ
メント搬送体を設けたものであり、これによればセグメ
ントキャリアにセグメントをその曲率方向がセグメント
搬送体の走行方向に対して直角になるようにして載せる
だけで、これをシールド内に自動的に搬送することがで
きる。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、チェーンブロックまたは吊りワイヤに
よるセグメントの積み替え作業にあって、移動の最中に
セグメントが揺動してしまうという問題があった。セグ
メントは重量物であり、これが作業筒道内で揺れると非
常に危険である。

また、セグメントをセグメント台車からセグメントキ
ャリアに積み替える際にワイヤをセグメントに掛け外し
する作業やそのワイヤ等に対してセグメントのバランス
をとるという作業は煩雑で作業能率が悪いという問題も
ある。

本考案は上記課題を解消し、セグメントのセグメント
キャリアへの積み替えが能率良く、且つ安全に行えるセ
グメント積替装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、トンネル内に走行自在に設けられたビーム
台車と、ビーム台車に垂下状に設けられた伸縮自在のブ
ームと、コーン状フック部を有してセグメントの裏込め
材注入孔に螺合される被把持具と、ブームの先端側に設
けられ被把持具を適宜把持するためのセグメント把持部
とを備え、このセグメント把持部は、ブームの先端に回
動自在に且つ開閉自在に設けられブームの伸長によりコ
ーン状フック部のコーン軌道面に沿って開脚するトンガ
ーキーと、トンガーキーを閉脚方向に付勢してコーン状
フック部に係止させると共にこのフック部からの離脱時
に開脚させる付勢手段と、セグメントに当接してトンガ
ーキーを中心とするセグメントの揺動を阻止するための
規制部材と、トンガーキーの回動位置を調節する駆動装
置とを備えて成るものである。

［作用］ セグメントの設置された位置にビーム台車を走行移動
させ、このビーム台車のブーム先端に設けられたトンガ
ーキーを、被把持具に対して位置合わせを行った後、ブ
ームを伸長させると、トンガーキーは被把持具のコーン
状フック部のコーン軌道面に沿って次第に開脚する。そ
してトンガーキーの先端がコーン軌道面を通過すると、
付勢手段によって速やかに閉脚する。すなわちブームの
伸長のみによってブームとセグメントとが自動的に結合
される。この時ブームの先端側に設けられた規制部材
は、セグメントの被把持具取付面に対して当接すると共
に、その当接による反力で被把持具とトンガーキーとを
強固に圧着係合させる。これでブームを締めてセグメン
トを持ち上げた際に揺動するのを防止でき、安全な積替
えが可能になる。駆動装置は、トンガーキーの回動位置
を調節することによりセグメントの向きを適正な方向に
修正する。セグメントの積替えが終了したなら、付勢手
段の付勢を解除してトンガーキーを開脚させ、被把持具
から離脱させる。

［実施例］ 次に、本考案の一実施例について添付図面を参照して
説明する。

第２図において、トンネル１内にはトンネル掘削方向
後方から図示しないシールドフレームの近傍まで走行レ
ール４が敷設され、そのレール４上に牽引ロープ５で牽
引されて往復走行されるセグメント台車６が設けられて
いる。従来技術と同様に、セグメント２はセグメント台
車６でシールドフレーム近傍まで搬送されたのち、シー
ルドの後部に連結されたセグメントキャリアに積み替え
られてシールドフレーム内へ搬送される。

さて、本考案の目的はセグメント２をセグメント台車
６からセグメントキャリアへ能率良く、且つ安全に積み
替えることができるセグメント積替装置を提供すること
にある。

そこで、本実施例においてはセグメント積替装置を以
下の如く構成する。

セグメント積替装置は、トンネル１内に走行自在に設
けられ図示しないシールド掘進機のスクリューコンベア
に連結されて牽引されるビーム台車７と、この台車７に
設けられたセグメント２を保持してこれをセグメント台
車６から図示しないセグメントキャリアに積み替えるた
めのセグメント積替機構８とで構成されている。

ビーム台車７本体は、下部に走行車輪９を有する走行
フレーム10上に円弧状のサイドフレーム11を設け、この
サイドフレーム11に天井フレーム12を連結して構成され
ている。走行フレーム10上にはこれに横架するようにし
てプーリ台13が設けられ、このプーリ台13上両端にトン
ネル掘進方向後方から案内された上記牽引ロープ５を迂
回させてトンネル掘進方向後方へ案内するためのプーリ
14が取付けられている。天井12にはセグメント搬送機構
８をビーム台車７本体に対して移動自在に支持するため
の一対のガイドレール14が設けられている。ガイドレー
ル14はビーム台車７本体よりもトンネル前後へ長く形成
されており、その一端14aが図示しないセグメントキャ
リア側に突出すると共に他端14bが上記走行レール４側
に突出するようにして配置されている。

セグメント積替機構８はビーム台車７のガイドレール
14にトンネル軸方向に走行自在に走行ブロック15を取付
け、走行ブロック15の下部に重力方向に俯仰自在にブー
ム16を取付け、ブーム16の先端にセグメント把持部17を
設けて構成される。

走行ブロック15の下部には、第３図に示すように四隅
に走行車輪96が設けられ、中央部にブーム旋回機構24が
設けられている。走行車輪96のうち、互いに対向する一
対の走行車輪96は駆動軸37で連結され、この軸37にギヤ
18を介して駆動モータ19が接続されており、モータ19の
駆動力で走行ブロック15がガイドレール14に沿って自在
に往復走行できるようになっている。

ブーム旋回機構24は、走行ブロック15に対して回転自
在に設けられた旋回板20と、走行ブロック15に固定され
旋回板20の一端をその回動方向に押し引きする油圧シリ
ンダ25とで構成されている。旋回板20の長手方向両端近
傍には上記ブーム16を取付けるための固定ブラケット21
と後述するブーム角度調節用油圧シリンダ22を取付ける
ための固定ブラケット23とが設けられている。

ブーム16は、第１図乃至第２図に示すように上記固定
ブラケット21に旋回板20の長手方向に回動自在に支持さ
れる断面中空矩形状の基端部材26に断面矩形状のスライ
ド部材27が摺動自在に挿入され、そのスライド部材27の
先端に、上記セグメント把持部17が形成される断面矩形
状の先端部材28が固定されて構成されている。基端部材
26内には図示しないシリンダ機構が設けられており、こ
のシリンダ機構でスライド部材27を基端部材26に対して
進退させることによりブーム16の長さが自在に伸縮でき
るようになっている。

また、基端部材26には上記旋回板23の固定ブラケット
23に取付けたブーム角度調節用油圧シリンダ22のシリン
ダロッド29の先端が接続されており、このシリンダ22を
伸縮させればブース16が重力方向に自在に回動するよう
になっている。

先端部材28の上部には固定ブラケット43を介してセグ
メント把持部角度を調節するための油圧シリンダ44が取
付けられている。

セグメント把持部17は、第１図に示すようにセグメン
ト２の裏込め材注入孔29に螺合して取付けられる被把持
具30を適宜把持するように構成されている。被把持具30
は、裏込め材注入孔29に螺合するためのねじ部31とコー
ン状フック部32とを有している。コーン状フック部32
は、第５図に示すようにそのフック面33に断面のこぎり
歯形状のすべり止め用溝35が放射状に形成されている。
また、コーン状フック部32の先端から上記フック面33の
周縁にかけて拡径するようにして（すなわちコーン状
に）コーン軌道面36が形成されている。

本実施例にあっては、フック部32の先端に、後述する
センサで被把持具30の位置を正確に検出するためにラジ
オアイソトープ38が埋設されている。ラジオアイソトー
プ38は微量であり、その放射線が人体に影響を与えない
程度に微弱なものである。

一方セグメント把持部17は、上記ブーム８の先端に取付
けられた矩形状の把持部本体39の下部に下方が開口され
た円筒状の回転部材40を取付け、回転部材40内に、下方
に向けて開閉脚自在に一対のトンガーキー41を設けると
共にトンガーキー41を開閉脚させるための付勢手段42を
設けて主に構成されている。

把持部本体39は、その上部に形成された固定ブラケッ
ト45,46を介して基端部材28並びに油圧シリンダ44のシ
リンダロッド47に取付けられており、油圧シリンダ44を
伸縮させればブーム８に対する本体39の角度が自在に変
えられるようになっている。

把持部本体39上にはモータ48がボルト51で固定されて
いる。モータ48の駆動軸49は把持部本体39の中央に開口
された孔50を貫通するようにして設けられ、駆動軸49の
下端が上記回転部材40の上端中央に接続されている。把
持部本体39と駆動軸49間には軸受78が設けられており、
回転部材40がモータ48によってスムースに回転できるよ
うになっている。また、回転部材40の内面上部の中央位
置（回転部材40の回転中心位置）には上記ラジオアイソ
トープ38からの放射線に感応して被把持具30の先端位置
を検知するセンサ79が設けられている。

トンガーキー41は、回転部材40の内面上部に上記セン
サ79を介して対称に設けられた固定ブラケット52にその
上端が取付けられていおり、回転部材40の回転軸方向に
回動自在に、且つ夫々の係止部53が対向するようにして
設けられている。係止部53は、第６図に示すようにトン
ガーキー41の下部を略直角に屈曲させて形成されてい
る。係止部53の上面となる係合面54には、上記コーン状
フック部32のすべり止め用溝33に係合するピッチの断面
のこぎり歯形状のすべり止め用突起55が係止部先端53a
から係止部基端53bにかけて放射状に形成されている。

係止部53の下部にはテーパ面56が形成されている。ト
ンガーキー41は、上記ブーム８が伸長して両トンガーキ
ー41のテーパ面56をコンーン状フック部32に上方から押
し付けたときにトンガーキー41が上記コーン軌道面36に
沿って開脚し、係止部53の先端がコーン状フック部32を
通過すると閉脚するようになっている。

付勢手段42は、第４図に示すように回転部材40の下部
内壁にシリンダ57を固定し、シリンダ57の先端より突出
してシリンダ57に対して進退移動するピストンロッド59
の先端を上記トンガーキー41の下部側面にピン60で軸着
して主に構成されている。ピストンロッド59の基端はシ
リンダ57内に摺動自在に設けられたピストンヘッド58に
固定されている。

シリンダ57内には、ピストンヘッド58を隔て先端側に
油室61が形成されると共に、シリンダ基端側に圧縮バネ
62が設けられている。

圧縮ばね62は、ピストンヘッド58を常時シリンダ57の
先端側に付勢するように構成されており、ピストンロッ
ド59を伸長方向に移動させてトンガーキー41を閉脚方向
に付勢するようになっている。

シリンダ57の上記油室61部側壁には圧油供給口63並び
に圧油排出口64が設けられている。圧油供給口63は、第
１電磁弁65と油圧モータ66とを介して油槽67に接続され
ている。圧油排出口64は、第２電磁弁68を介して上記油
槽67に接続されている。69はシリンダ57先端のピストン
ロッド59摺動部に設けたシール部材、70はピストンヘッ
ド58のシリンダ57内壁との摺動面に設けたＯリングであ
る。

付勢手段42はトンガーキー41を開脚させる際には、第
１電磁弁65が開かれ、第２電磁弁68が閉じられるように
設定されている。すなわちこの状態で油圧モータ66を駆
動させて油槽67から油室61へ圧油を供給することによ
り、圧縮ばね62の付勢力に抗してピストンヘッド58をシ
リンダ57の基端側に移動させてトンガーキー41を開脚側
に移動させるようになっている。また、再度トンガーキ
ー41を閉脚させる際には、第２電磁弁68を開くことによ
り油室61内の圧油が排出されて圧縮ばね62の付勢力によ
るトンガーキー41の閉脚状態が復帰するようになってい
る。

回転部材40の下端には回転部材40の回転中心に関して
対称位置に、一対の規制部材71が設けられている。規制
部材71は、第７図に示すように回転部材40の下端に回転
部材40の回動軸方向に平行にロッド72を固定し、ロッド
72に下部が開口された円筒状の当接部材73を嵌装し、回
転部材40の下端と当接部材73との間に、ロッド72に外装
したコイル状の圧縮ばね74を設けて主に構成されてい
る。ロッド72の先端にはワッシャ75がボルト76で固定さ
れており、上記圧縮ばね74で上記当接部材73をロッド72
の先端側に常時付勢しつつも当接部材73がロッド72先端
から外れないようになっている。

圧縮ばね74は、上記一対のトンガーキー41が上記被把
持具30を把持した状態において、当接部材73がセグメン
ト２により押されて若干縮められた状態になるように設
定されており、当接部材73をセグメント２に押し付ける
と共に、その反力で上記トンガーキー41のすべり止め用
突起55を被把持具30のすべり止め用溝35に強固に圧着係
合させてトンガーキー41を中心とするセグメント２の揺
動を防止するように構成されている。

また、当接部材73の下端にはリング状のゴムパット77
が取付けられており、当接部材73とセグメント２との接
触摩擦力を大きくしている。

次に本実施例の作用について説明する。

セグメント積替装置は、シールド掘進機の掘進ととも
にこれにビーム台車７が牽引されてトンネル掘進方向へ
移動する。プーリ14がビーム台車７に設けられているの
で、セグメント台車６牽引用のワイヤ５が常にシールド
フレームの近傍まで案内される。従って、走行用レール
４をシールドフレーム３の掘進に従って逐次継ぎ足せば
セグメント台車６をビーム台車７のトンネル掘進方向後
方近傍に案内することができる。

通常、セグメント２はセグメント台車６上に縦向きに
（セグメントの曲率方向がトンネル軸方向に対して略平
行に）載置された状態でビーム台車７近傍まで搬送され
る。セグメント台車６上のセグメント２をセグメントキ
ャリアに積み替える際には、セグメント２の裏込め材注
入孔29に被把持具30を螺合して取付けたのち、図示しな
いリモートコントローラによってブーム16を作動させ、
上記トンガーキー41を被把持具30の上方に移動させる。
このときの作業者によるトンガーキー14の位置決めは、
作業者の目視による正確な位置決め操作が可能である
が、この実施例ではラジオアイソトープ38とセンサ79と
が設けられているのでトンガーキー14を被把持具30の略
上方に位置させる程度でよく、正確な位置決め並びにト
ンガーキー41のセグメント２に対する姿勢の調節は回転
部材40に設けたセンサ79が被把持具30先端のラジオアイ
ソトープ38の位置を検知することによって自動的に行わ
れる。

即ち、トンガーキー41が被把持具30の略上方に位置す
ると、センサ79がアイソトープ38の位置を検知して、ト
ンガーキー41が被把持具30の真上に位置するようにブー
ム16を移動させると共に回転部材40の回転軸が被把持具
30の軸方向と一致するように油圧シリンダ44を作動させ
る。

上記位置決めが終了したのち、ブーム16を伸長させて
回転部材40をセグメント２に押し付ける。このとき、ト
ンガーキー41のテーパ面56がブーム16の伸長に伴ってコ
ーン状フック部32に押し付けられ、トンガーキー41がコ
ーン軌道面36に沿って開脚する。トンガーキー41は、付
勢手段42の圧縮ばね62で常時閉脚方向に付勢されている
ため、トンガーキー41の先端がコーン状フック部32の下
端を通過すると直ちに閉脚して被把持具30を把持する。

回転部材40がセグメント２に押し付けられることによ
り、規制部材71の圧縮ばね74の弾性力で当接部材73がセ
グメント２に圧着すると共に、その反力でトンガーキー
41のすべり止め用突起55が被把持具30のすべり止め用溝
35に強固に圧着係合してセグメント２がブーム16先端に
把持される。

上記動作によるセグメント２の把持が終了したのち、
ブーム16が適宜長さ縮められてセグメント２がセグメン
ト台車６より持ち上げられる。この状態で上記走行ブロ
ック15をガイドレール14のセグメントキャリア側先端14
aに移動させることによりセグメント２がブーム16と共
にセグメントキャリアの上方に搬送される。ここで上記
モータ48の駆動によりセグメント２をその曲率方向がト
ンネル軸に対して直角になるように回動させたのち、ブ
ーム16を伸長させてセグメントキャリアに着座させる。
続いて、付勢手段42をトンガーキー41開方向に作動させ
てセグメント２の把持を解除し、セグメント２の搬送行
程が終了する。

上述した如く、セグメント２に被把持具30を取り付け
てこれによりトンガーキー41を係脱させるだけでセグメ
ント積替装置に対するセグメント２の着脱が容易にでき
るため、セグメント２の積替作業を能率良く行うことが
できる。

また、セグメント積替装置を剛性を有しセグメント２
を強固に把持できる構造としたことにより、積み替え移
動中にセグメント２が揺動することがなく安全に作業を
行うことができる。

尚、本実施例においては、一対のトンガーキー41で被
把持具30を把持する構成としたが、回転部材40に３個の
トンガーキーを設けて被把持具30を３方から把持するよ
うにしても良い。

また、第８図に示すように規制部材71を摺動ロッド80
の先端に当接部材81を有するシリンダ機構82で構成する
ことも可能である。

更に、第９図に示すように回転部材40に、その側面か
ら外方に大きく張り出すようにして支持フレーム83を固
定して設け、フレーム83の先端に規制部材71を設ければ
より効果的にセグメント２の揺動が防止できる。

［考案の効果］ 以上要するに、本考案によれば、次の如き優れた効果
が発揮できる。

（１）セグメントに被把持具を取り付けてこれにトンガ
ーキーを係脱させるだけで、セグメント積替装置に対す
るセグメントの着脱が容易にできるので、セグメント積
替作業を能率良く行なうことができる。

（２）セグメントの揺動が防止できるため安全に作業を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の要部を示す部分拡大図、第２図はこ
の考案に係るセグメント積替装置の全体を示す斜視図、
第３図は走行ブロックを示す平面図、第４図はトンガー
キーとこれを開閉作動する付勢手段を示す要部詳細図、
第５図は被把持具を示す斜視図、第６図はトンガーキー
の要部を示す斜視図、第７図は規制部材の断面図、第８
図は規制部材の伸長・収縮状態を示す側面図、第９図は
他の規制部材を取付けた実施例を示す図である。 図中、１はトンネル、２はセグメント、７はビーム台
車、16はブーム、17はセグメント把持部、29は裏込め材
注入孔、30は被把持具、32はコーン状フック部、41はト
ンガーキー、42は付勢手段、48は駆動装置たるモータ、
71は規制部材である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル内に走行自在に設けられたビーム
   台車と、該ビーム台車に垂下状に設けられた伸縮自在の
   ブームと、コーン状フック部を有してセグメントの裏込
   め材注入孔に螺合される被把持具と、上記ブームの先端
   側に設けられ上記被把持具を適宜把持するためのセグメ
   ント把持部と備え、該セグメント把持部は、上記ブーム
   の先端に回動自在に且つ開閉自在に設けられ上記ブーム
   の伸長により上記コーン状フック部のコーン軌道面に沿
   って開脚するトンガーキーと、該トンガーキーを閉脚方
   向に付勢して上記コーン状フック部に係止させると共に
   該フック部からの離脱時に開脚させる付勢手段と、上記
   セグメントに当接して上記トンガーキーを中心とするセ
   グメントの揺動を阻止するための規制部材と、上記トン
   ガーキーの回動位置を調節する駆動装置とを備えて成る
   ことを特徴とするセグメント積替装置。