JP2904783B1 - シールド掘進機用エレクタ装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】新規セグメントのローリング方向の姿勢調節を
簡単化し、新規セグメントのピッチング方向の姿勢調節
を簡単化し、セグメント組付けの作業能率を高め、構造
を極力簡単化したシールド掘進機用エレクタ装置を提供
する。 【解決手段】セグメント把持部２３をスライダー本体２
２に対してＹ方向に向き且つスライダー本体２２中心に
対してオフセットした軸心回りに回動自在に枢支するピ
ッチング枢支機構４２と、セグメント把持部２３をスラ
イダー本体２２に対して軸心と平行でＹ方向に離隔し且
つスライダー本体２２中心に対してオフセットした１対
のローリング軸心回りに回動自在に枢支する１対のロー
リング枢支機構４７と、枢支用連結を夫々解除可能な１
対の解除機構５０とを備えたことで、一方の解除機構５
０を作動させて他方のローリング枢支機構４７を介して
新規セグメントＳｂのローリング姿勢を簡単に調節でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、シ−ルド掘進機
用エレクタ装置に関し、セグメントをトンネル内面の組
付け位置に移送し、セグメントの姿勢（ローリング姿
勢、ピッチング姿勢、ヨーイング姿勢）を微調節して組
付けることのできるエレクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 各種のシールド坑（上下水道用トンネ
ル、地下鉄用トンネル、通信ケーブル用トンネル、共同
溝用トンネルなど）をシールド工法により構築する為の
掘削装置としてシールド掘進機が広く実用に供されてい
る。シールド掘進機は、通常カッターディスクを正回転
させつつ掘削する状態と逆回転させつつ掘削する状態と
を切換えながら、円形断面トンネルを掘削するように構
成され、シ−ルド掘進機には、掘削したトンネルの内面
にセグメントを組付けるエレクタ装置が設けられ、トン
ネルを１リング分掘削する毎にトンネルの掘削を停止し
た状態において、エレクタ装置によりトンネルの内面に
複数のセグメントをリング状に組付ける。

【０００３】従来、トンネルの内面に覆工したセグメン
ト同士を連結するのにボルトが適用されてきたが、最近
ではセグメント組付けの能率向上の為に、ボルトレスに
てセグメント同士を連結する特殊連結機構が適用されつ
つある。掘削したトンネルの軸心とエレクタ装置のリン
グ状のエレクタ基枠の軸心とを一致させることが望まし
いが、両者間には誤差があるので、最近のエレクタ装置
では、セグメント組付けの能率を高める為に、セグメン
ト把持部に把持したセグメントの姿勢を少なくともロー
ル方向、ピッチング方向、ヨーイング方向に微調整する
機構が設けられている。

【０００４】例えば、特開平７−６２９９６号公報に記
載のセグメント組立装置においては、エレクタ基枠に回
転自在に支持された支持フレームにエレクタ本体を装備
し、このエレクタ本体の把持機構を介してセグメントを
把持し、その把持したセグメントの姿勢を、少なくと
も、ローリング方向、ピッチング方向、ヨーイング方向
に微調節可能に構成してある。

【０００５】即ち、エレクタ本体は、支持フレームに固
定の水平移動ボックス部、この水平移動ボックス部に連
結支持されて周方向に位置調節される旋回ボックス部、
この旋回ボックス部に連結支持されてヨー軸心回りに姿
勢調節されるヨーイングボックス部、このヨーイングボ
ックス部に連結支持されて１つのロール軸心回りに姿勢
調節されるローリングボックス部、このローリングボッ
クス部に連結支持されて１つのピッチ軸心回りに姿勢調
節されるピッチングボックス部などで構成され、このピ
ッチングボックス部をセグメントの内径面に当接させる
状態にセグメントを把持する。

【０００６】尚、前記ヨー軸心はエレクタ本体のほぼ中
心を通る位置にあり、前記ロール軸心はエレクタ本体の
中心に対応する位置にあり、前記ピッチ軸心はエレクタ
本体の中心に対応する位置にある。さらに、前記ピッチ
ングボックス部の周方向両端部から隣接する既設セグメ
ントに接触可能に張り出すガイドを設け、このガイド
に、エレクタ本体が保持する新規セグメントの内径面に
一致する円筒面に押圧される１対の押圧部を設け、何れ
かの押圧部を既設セグメントの内径面部へ押圧させて、
新規セグメントと既設セグメントとの内径面部を一致さ
せ段差の発生を防止するように構成してある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 前記公報に記載のエ
レクタ装置では、エレクタ本体の中心に対応する位置に
設けた１つのロール軸心の回りにセグメントをローリン
グさせてローリング姿勢を調節するように構成してある
ため、把持した新規のセグメントの片方の端部を既設セ
グメントに一致させるようにローリング姿勢を調節する
と、セグメントの他方の端部が逆方向にずれてしまう傾
向があり、セグメントのローリング姿勢を調節するのが
非常に難しい。このことは、ピッチング姿勢についても
ほぼ同様であり、セグメントのピッチング姿勢を調節す
るのも容易ではない。

【０００８】前記公報に記載のエレクタ装置では、１対
のガイドに夫々押圧部を設け、それら押圧部を既設セグ
メントに押圧させて既設セグメントと新規セグメントの
トンネル径方向位置を設定する構成であるので、エレク
タ本体が大型化し、構造が複雑化する。前記ガイドや押
圧部の他に、押圧部が押圧する際の押し付け力を検知す
る為の高価な力センサ等が必要になるので、製作コスト
的に不利である。本発明の目的は、新規セグメントのロ
ーリング方向の姿勢調節を簡単化すること、新規セグメ
ントのピッチング方向の姿勢調節を簡単化すること、セ
グメント組付けの作業能率を高めること、構造を極力簡
単化すること、等である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１のシ−ルド掘
進機用エレクタ装置は、シールド掘進機でトンネルを掘
進する掘進方向と平行な軸心回りに回動可能なエレクタ
基枠と、エレクタ基枠に前記軸心と直交する第１方向へ
移動可能に装備されたスライダー装置とを備え、スライ
ダー装置は前記軸心と平行な第２方向へ移動可能に支持
されたスライダー本体と、セグメントを把持するセグメ
ント把持部を備えたシールド掘進機用エレクタ装置にお
いて、前記セグメント把持部をスライダー本体に対して
第１，第２方向の双方に直交する第３方向に向き且つス
ライダー本体の中心に対してオフセットした軸心回りに
回動自在に枢支するピッチング枢支機構と、前記セグメ
ント把持部をスライダー本体に対して前記軸心と平行で
第３方向に離隔し且つスライダー本体の中心に対してオ
フセットした１対のローリング軸心回りに回動自在に枢
支する１対のローリング枢支機構と、前記１対のローリ
ング枢支機構の枢支用連結を夫々解除可能な１対の解除
機構と、を備えたことを特徴とするものである。

【００１０】セグメントを把持する際には、スライダー
装置を第１方向に移動させて下降させ、スライダー本体
を第２方向に移動させてセグメント把持部にセグメント
を把持する。次に、セグメントを組付けるべき位置に移
動させる際には、スライダー装置を第１方向に径縮小方
向へ移動させてから、エレクタ基枠を周方向へ回動させ
る。次に、スライダー装置を第１方向に径拡大方向へ移
動させて新規のセグメントをトンネル内面へ接近させ、
そのセグメントの姿勢をローリング方向、ピッチング方
向、ヨーイング方向へ夫々微調節してトンネル内面に組
付ける。

【００１１】セグメント把持部は、前記軸心と平行で第
３方向に離隔し且つスライダー本体の中心に対してオフ
セットした１対のローリング軸心回りに回動自在に枢支
する１対のローリング枢支機構を介してエレクタ本体に
枢支され、１対のローリング枢支機構の枢支用連結を夫
々解除可能な１対の解除機構を設けてあるため、セグメ
ントのローリング姿勢を調節する際に、いずれか一方の
解除機構を作動させて他方のローリング枢支機構を介し
てセグメントのローリング姿勢を調節することができ
る。このとき、新規セグメントの一端側の位置を既設セ
グメントに対して合わせる際、他端側の位置が逆向きに
ずれなくなり、簡単に且つ能率的にローリング姿勢を調
節できる。

【００１２】また、セグメント把持部をスライダー本体
に対して第１，第２方向の双方に直交する第３方向に向
き且つスライダー本体の中心に対してオフセットした軸
心回りに回動自在に枢支するピッチング枢支機構を介し
て枢支してあるため、新規セグメントの掘進前端側の位
置を既設セグメントに対して合わせる際、掘進後端側の
位置が逆向きにずれなくなり、簡単に能率的にピッチン
グ姿勢を調節できる。

【００１３】請求項２のシ−ルド掘進機用エレクタ装置
は、請求項１の発明において、前記セグメント把持部を
スライダー本体に対して第１方向と平行な軸心回りに回
動自在に枢支するヨーイング枢支機構を備えたことを特
徴とするものである。セグメント把持部を、ヨーイング
枢支機構を介してスライダー本体に対して第１方向と平
行な軸心回りに回動させヨーイング姿勢を調節すること
ができる。

【００１４】請求項３のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項２の発明において、前記スライダー本体は、
第２方向へ移動可能に支持された第１フレームと、第１
フレームに前記ヨーイング枢支機構を介して連結された
第２フレームと、第２フレームに前記ピッチング枢支機
構を介して連結された第３フレームと、第３フレームに
１対のローリング枢支機構を介して連結された第４フレ
ームとを有することを特徴とするものである。従って、
前記第１，第２，第３，第４フレームを介して、ヨーイ
ング枢支機構とピッチング枢支機構とローリング枢支機
構を確実に機能させることができる。

【００１５】請求項４のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記各
ローリング枢支機構は、第３フレーム側の１対の枢支穴
と、この１対の枢支穴に嵌脱自在に嵌合され且つ第４フ
レーム側に設けられた１対の嵌合ピンとを有し、前記各
解除機構は１対の嵌合ピンを嵌脱駆動可能な油圧シリン
ダを有することを特徴とするものである。

【００１６】つまり、各ローリング枢支機構を機能させ
る場合には、前記油圧シリンダにより１対の枢支穴に１
対の嵌合ピンを嵌合させた状態に保持し、また、各ロー
リング枢支機構を機能させない場合には、前記油圧シリ
ンダにより１対の嵌合ピンを１対の枢支穴から離脱させ
て分離状態に保持する。それ故、何れか一方の所望のロ
ーリング枢支機構を選択的に機能させ、他方のローリン
グ枢支機構を分離状態に保持することができる。

【００１７】請求項５のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項４の発明において、前記第４フレームの第３
方向の両端部に、新設されるセグメントと既設セグメン
ト間のトンネル径方向の段差を検出する為の１対の段差
検出手段を設け、第４フレームの第３方向の中央部に新
設されるセグメントの周方向位置を検知する為の周方向
位置検出手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１８】１対の段差検出手段により、新設するセグ
メントの両端付近において新設されるセグメントと既設
セグメント間のトンネル径方向の段差を検出し、その検
出結果に基づいて、ローリング姿勢を調節することがで
きる。周方向位置検出手段により新設されるセグメント
の周方向位置を検知し、その検出結果に基づいて、エレ
クタ基枠を回動させて、新設するセグメントのトンネル
の周方向位置を調節することができる。

【００１９】請求項６のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項５の発明において、前記段差検出手段は、レ
ーザ光投光器とＣＣＤカメラを有することを特徴とする
ものである。既設セグメントの端面にレーザ光を照射し
て、その画像をＣＣＤカメラで撮像し、その画像を解析
することで、既設セグメントに対する新設セグメントの
トンネル径方向の段差を精度よく検出し、その段差が解
消するまで、セグメントの姿勢を調節する。

【００２０】請求項７のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項６の発明において、前記段差検出手段は、レ
ーザ光投光器及びＣＣＤカメラを段差検出位置と格納位
置とに位置切換え可能な位置切換手段を有することを特
徴とするものである。レーザ光投光器及びＣＣＤカメラ
を位置切換手段により段差検出位置に切換えて、既設セ
グメントに対する新設セグメントのトンネル径方向の段
差を精度よく検出してセグメントの姿勢を調節すること
ができ、レーザ光投光器及びＣＣＤカメラを、シールド
ジャッキ等に干渉しないように格納位置に切換えること
ができる。

【００２１】請求項８のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項７の発明において、前記段差検出手段は、段
差検出位置のときのレーザ光投光器およびＣＣＤカメラ
が、セグメントの内面に対して所定位置関係となるよう
に付勢する付勢機構を備えたことを特徴とするものであ
る。位置切換手段によりレーザ光投光器およびＣＣＤカ
メラを段差検出位置に切換え、付勢機構の付勢力により
レーザ光投光器およびＣＣＤカメラは、常に新規セグメ
ントの内面に対して所定位置関係となる。それ故レーザ
光投光器およびＣＣＤカメラの位置合わせを簡単に行う
ことができる。

【００２２】請求項９のシールド掘進機用エレクタ装置
は、請求項５の発明において、前記周方向位置検出手段
は、レーザ光投光器とＣＣＤカメラを有することを特徴
とするものである。例えば、既設セグメントの表面に複
数の基準線を印しておき、レーザ光投光器から既設セグ
メントの表面にレーザ光を照射し、そのレーザ光と基準
線とをＣＣＤカメラで撮像し、レーザ光がセンターの所
定の基準線に合致するまで、セグメントを周方向に位置
調節する。

【００２３】請求項１０のシールド掘進機用エレクタ装
置は、請求項４の発明において、前記セグメント把持部
をローリング方向へ正逆駆動可能なローリング用油圧シ
リンダと、前記セグメント把持部をヨーイング方向へ正
逆駆動可能なヨーイング用油圧シリンダとを有すること
を特徴とするものである。ヨーイング姿勢の修正時に
は、ヨーイング用油圧シリンダを駆動させてセグメント
把持部をヨーイング方向に正逆回動させ調節する。ロー
リング姿勢の修正時には、いずれか一方の移動させる必
要のある方のローリング枢支機構を分離状態に保持し、
他方のローリング枢支機構を機能可能な状態に保持し、
ローリング用油圧シリンダにより、セグメント把持部と
セグメントとを他方のローリング軸心回りに回動させて
調節するので、人力に依らずに油圧力で姿勢調節できる
から、省力化を図ることができ、作業能率も向上する。

【００２４】請求項１１のシールド掘進機用エレクタ装
置は、請求項４の発明において、前記ピッチング方向に
原点設定する第１原点設定手段と、前記１対のローリン
グ方向に夫々原点設定する１対の第２原点設定手段とを
設けたことを特徴とするものである。それ故、セグメン
トの組付毎に、セグメント把持部をピッチング方向、ロ
ーリング方向に原点設定することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。最初に、シールド掘進機に
ついて概略説明し、その後このシールド掘進機に適用す
るエレクタ装置について説明する。図１、図２に示すよ
うに、シールド掘進機１は、前胴１ａとその後側に連結
された後胴１ｂとを有し、前胴１ａと後胴１ｂとは中折
れ部２及び複数の中折れジャッキ３を介して連結されて
いる。

【００２６】前胴１ａの前端側には、カッターディスク
４が配設され、このカッターディスク４はディスク本体
５とディスク本体５に複数の連結部材５ｃにて連結され
た環状のカッタードラム６とを有する。ディスク本体５
は、前胴１ａとほぼ同径に形成されたリング部材５ａ
と、複数のカッタースポーク５ｂと、カッタースポーク
５ｂの前面部に設けられた多数のカッタービット７と、
一部のカッタースポーク５ｂ内に設けられ、径方向の外
方へ突出可能な余掘りの為のコピーカッター装置８とを
有している。

【００２７】前記ディスク本体５の背部には、チャンバ
ー９が形成され、チャンバー９の後端は、前胴１ａの内
側に横断状に溶接接合された隔壁１１により液密に仕切
られている。隔壁１１は、その中央部に前方に突設され
た中央壁部１１ａを有し、隔壁１１の外周側前面と前胴
１ａとに夫々接合された前壁部１１ｂを備えている。こ
の隔壁１１には、複数のカッター駆動モータ１２が取り
付けられ、カッタードラム６は、前壁部１１ｂと中央壁
部１１ａとの間でこれらカッター駆動モータ１２の駆動
により正逆回転する。

【００２８】前胴１ａ及び後胴１ｂ内には、複数のシー
ルドジャッキ１３が、トンネル掘進時の掘進推力を発生
させる為に設けられ、各シールドジャッキ１３は、前胴
１ａの内面付近に前後方向に向けて且つロッドを後方向
きにして配設され、それらのジャッキ本体は前胴１ａの
内周に沿って設けられた環状の支持フレーム１０に固定
されている。各シールドジャッキ１３のロッドの後端部
には偏心金具１４が連結され、スプレッダー１５がその
偏心金具１４に連結されている。トンネル掘進時には、
トンネルの内面に覆工された既設セグメントＳａの前端
に複数のスプレッダー１５で反力をとり掘進推力を発生
させる。

【００２９】前記隔壁１１には、スイベルジョイント１
６が設けられ、ディスク本体５から後方へ延びるセンタ
ー部材１７が設けられている。スイベルジョイント１６
とセンター部材１７には、複数の油路、グリース導入流
路（いずれも図示略）が設けられ、コピーカッター装置
８まで導設されている。

【００３０】排土設備に関して、前壁部１１ｂから後方
へ向けてスクリューコンベヤ１８が設けられ、スクリュ
ーコンベヤ１８は、チャンバー９に連通し、チャンバー
９内の土砂を後胴１ｂ内のベルトコンベヤ（図示略）等
へ移送し、そのベルトコンベヤに送られた土砂はベルト
コンベヤ又は搬送台車によりトンネル内の後方へ搬送さ
れ、地上に搬送される。

【００３１】次に、トンネルの内面にセグメントを組付
けるエレクタ装置について図３〜図７に基づいて説明す
る。図３、図４に示すように、エレクタ装置１９は、エ
レクタ基枠２０と、スライダー装置２１とを主体に構成
され、スライダー装置２１はスライダー本体２２とセグ
メント把持部２３を備え、スライダー本体２２は第１，
第２，第３，第４フレーム３５，３８，４３，４８を有
する。

【００３２】後胴１ｂの内周にはリングフレーム２４が
固着され、このリングフレーム２４には複数のブラケッ
ト２４ａを介して遊転ローラからなる案内ローラ２５が
取付けられ、エレクタ基枠２０の外周部の支持部２６を
複数の案内ローラ２５で支持することにより、エレクタ
基枠２０は掘進方向と平行な軸心回りに回転可能に支持
されている。エレクタ基枠２０の後面には、連結部材２
７を介して１対のガイド筒２８が図４における左右対称
位置に配設され、エレクタ基枠２０の外周面にはチェー
ン２０ａが設けられている。環状フレーム２４には、エ
レクタ基枠２０を回転駆動する為の駆動モータ２９が設
けられ、駆動モータ２９のモータ軸にはスプロケット２
９ａが固着されている。スプロケット２９ａはチェーン
２０ａに噛合し、駆動モータ２９の回転駆動力をチェー
ン２０ａを介してエレクタ基枠２０に伝達する。

【００３３】前記ガイド筒２８の側面には、第１油圧シ
リンダ３０が、トンネル掘進方向と平行な軸心（以下、
前記軸心という）と直交する第１方向（矢印Ｚ方向で示
し、以下Ｚ方向と呼ぶ）に伸縮可能に夫々設けられ、こ
のシリンダ本体３０ａの長さ方向途中部は、前記軸心と
平行な第２方向（矢印Ｘ方向で示し、以下、Ｘ方向と呼
ぶ）の軸心回りに回動可能にガイド筒２８の支持部２８
ａにトラニオン支持されている。

【００３４】図３に示すように、前記スライダー装置２
１は、１対のガイド筒２８の下端側に位置するビーム構
造３１を有し、ビーム構造３１には、１対のガイド筒２
８で夫々案内される１対のガイドロッド２８Ａが固着さ
れている。即ち、ビーム構造３１は、その長手方向を、
軸心方向とＺ方向の双方に直交する第３方向（矢印Ｙ方
向で示し、以下、Ｙ方向と呼ぶ）に向けて配設され、ビ
ーム構造３１の両端部は１対の第１油圧シリンダ３０の
ロッド部３０ｂに夫々連結されている。スライダー装置
２１とそのビーム構造３１は、第１油圧シリンダ３０の
駆動によりガイドロッド２８Ａと一体的にガイド筒２８
に案内されつつＺ方向に移動する。ビーム構造３１の後
側には、１対のホルダー３２を介して１対のスライドロ
ッド３３が図４における左右対称位置にＸ方向に向けて
夫々平行に突設されている。

【００３５】図３、図６に示すように、スライダー装置
２１のスライダー本体２２は、１対のスライドロッド３
３に外装されてＸ方向に夫々案内される１対のガイド筒
部３４を備え、１対のガイド筒部３４は第１フレーム３
５により一体的に連結されている。ガイド筒部３４の上
側近傍には、第２油圧シリンダ３６が、Ｘ方向に伸縮可
能に夫々設けられ、このシリンダ本体３６ａの長さ方向
途中部は、ガイド筒部３４の支持部３４ａに回動可能に
トラニオン支持され、そのロッド部３６ｂはビーム構造
３１に夫々連結されている。ガイド筒部３４及び第１フ
レーム３５を含むスライダー本体２２は、第２油圧シリ
ンダ３６の駆動によりガイド筒部３４がスライドロッド
３３に案内されつつＸ方向に移動する。

【００３６】図５、図７、図８に示すように、前記第１
フレーム３５の下面に、ヨーイング枢支機構３７を介し
て第２フレーム３８がＺ方向と平行な軸心回りに回動自
在に連結され、ヨーイング枢支機構３７は、第１フレー
ム３５に固着されたヨーイング軸３７ａと、このヨーイ
ング軸３７ａに外装されたヨーイング軸受３７ｂとを有
し、ヨーイング用油圧シリンダ３９が、ヨーイング軸受
３７ｂより外側の第２フレーム３８側に設けられ、この
ヨーイング用油圧シリンダ３９は複動両ロッド型のシリ
ンダであり、このヨーイング用油圧シリンダ３９の両ロ
ッド３９ａに夫々当接・離隔自在な１対の板体４０が第
１フレーム３５側に設けられている。第２フレーム３８
は、ヨーイング用油圧シリンダ３９の駆動により片方の
ロッド３９ａが１対の板体４０のいずれか一方に当接
し、この板体４０との反力により、ヨーイング方向（Ｚ
方向と平行な軸心回り）に正逆回動する。

【００３７】図５、図６に示すように、前記ヨーイング
方向にセンタリングする為のヨーイングセンタリング装
置４１が、ヨーイング用油圧シリンダ３９付近のＹ方向
の両側に夫々設けられている。ヨーイングセンタリング
装置４１は、上述した１対の板体４０と１対の圧縮ばね
４１ａを介してヨーイング用油圧シリンダ３９の非駆動
時に第２フレーム３８をヨーイング方向の原点にセンタ
リングするようになっている。

【００３８】図５〜図８に示すように、前記第２フレー
ム３８の下面に、ピッチング枢支機構４２を介して第３
フレーム４３がＹ方向の軸心回りに回動自在に連結さ
れ、ピッチング枢支機構４２はピッチング枢支部４５を
備えている。ピッチング枢支部４５は、スライダー本体
２２の中心から後方へオフセットしてＸ方向の既設セグ
メントＳａ側（後側）に配設された１本のピッチング軸
４５ａと、このピッチング軸４５ａに外装された第２フ
レーム３８側のピッチング軸受け４５ｂと、第３フレー
ム４３側の１対のピッチング軸受４５ｃとを有する。第
２フレーム３８、第３フレーム４３間には、１対のピッ
チング用油圧シリンダ４４が、Ｘ方向の切羽側（前側）
で且つ平面視で左右対称位置（図６参照）に夫々トラニ
オン支持されている。第３フレーム４３は、１対のピッ
チング用油圧シリンダ４４の駆動により、ピッチング軸
４５ａを回動中心として切羽側が回動する。

【００３９】ところで、ピッチング用油圧シリンダ４４
の付近には、シリンダのストローク途中でピッチング動
作をロックする為のピッチングロック装置４６が設けら
れ、このピッチングロック装置４６は、第２フレーム３
８にＹ方向に向けて配設され且つトラニオン支持された
ピッチングロック用油圧シリンダ４６ａと、この油圧シ
リンダ４６ａのロッド部に固着された係合部４６ｂと、
第２フレーム３８に固着された係合部用ガイド筒部４６
ｃと、第３フレーム４３側に設けられ、係合部４６ｂが
係合可能な係合凹部を有する係合凹部形成部材４６ｄと
を有する。第３フレーム４３のピッチング姿勢をピッチ
ング方向原点位置に設定した状態において、油圧シリン
ダ４６ａを駆動し、係合部４６ｂを係合凹部４６ｄに係
合させることで、ピッチングロックすることができるよ
うに構成してある。

【００４０】つまり、ピッチングロック装置４６は、第
３フレーム４３をピッチング方向に原点設定する機能を
有し、第１原点位置設定手段に相当する。第３フレーム
４３のピッチング姿勢がピッチング正方向か否か検出す
る近接スイッチと、第３フレーム４３のピッチング姿勢
がピッチング負方向か否か検出する近接スイッチが設け
られ、必要に応じてこれらの近接スイッチの検出信号に
基づいて、ピッチング用油圧シリンダ４４を駆動してピ
ッチング姿勢を調節する。第３フレーム４３のピッチン
グ姿勢をピッチング方向原点位置に設定する際にも、前
記近接スイッチの検出信号に基づいて油圧シリンダ４４
を駆動する。

【００４１】図５〜図８に示すように、前記第３フレー
ム４３の下側には第４フレーム４８が配設され、この第
４フレーム４８は１対のローリング枢支機構４７を介し
て第３フレーム４３に連結され、図６、図８に示すよう
に、スライダー本体２２のＹ方向の中心に対応する位置
において、１対のローリング用油圧シリンダ４９が、第
３フレーム４３、第４フレーム４８間にトラニオン支持
されている。各ローリング枢支機構４７は、第３フレー
ム４３側に設けられた１対の枢支穴形成部材４７ａ及び
枢支穴形成部材４７ａに同心に固着されたガイドリング
４７ｂと、第４フレーム４８側に設けられた１対の嵌合
ピン４７ｃ及び嵌合ピン４７ｃを案内するピンガイドリ
ング４７ｄとを有する。枢支穴形成部材４７ａには枢支
穴４７ｅが形成されている。

【００４２】１対のローリング枢支機構４７は、平面視
でＹ方向に離隔し且つスライダー本体２２の中心からＹ
方向へ所定距離オフセットした位置に水平状に夫々設け
られている。各ローリング枢支機構４７は把持したセグ
メントの周方向端部の付近に対応する位置にある。各ロ
ーリング枢支機構４７において、１対の嵌合ピン４７ｃ
を１対の枢支穴４７ｅに嵌合させると、ローリング枢支
機構４７として機能し、１対の嵌合ピン４７ｃを１対の
枢支穴４７ｅから離脱させると連結が解除されてローリ
ング枢支機構４７として機能しなくなる。

【００４３】前記第４フレーム４８には、１対のローリ
ング枢支機構４７の枢支用連結を夫々解除可能な１対の
解除機構５０が設けられ、各解除機構５０は１対の嵌合
ピン４７ｃを嵌脱させる為のＸ方向向きの嵌脱用油圧シ
リンダ５０ａを有し、このロッドとシリンダ本体とに１
対の嵌合ピン４７ｃが連結固定され、この油圧シリンダ
５０ａを伸長させると１対の嵌合ピン４７ｃが１対の枢
支穴４７ｅに夫々嵌合し、また、油圧シリンダ５０ａを
縮小させると１対の嵌合ピン４７ｃが１対の枢支穴４７
ｅから離脱する。

【００４４】例えば、図５において、把持したセグメン
トＳｂの右端部を下方へ位置調節する際には、左側の油
圧シリンダ５０ａを伸長させて左側のローリング枢支機
構４７を機能させ、右側の油圧シリンダ５０ａを縮小し
て右側のローリング枢支機構４７を機能停止させた状態
にして、ローリング油圧シリンダ４９により左側のロー
リング枢支機構４７を回動中心として第４フレーム４８
をローリングさせて位置調節する。また、把持したセグ
メントＳｂの左端部を下方へ位置調節する際には、前記
と反対に行うものとする。

【００４５】ここで、第４フレーム４８のローリング姿
勢をローリング方向の原点位置にした状態において、両
方の油圧シリンダ５０ａを伸長させることで、両方のロ
ーリング枢支機構４７を機能させ、第４フレーム４８を
ローリング不能にロックすることができる。各ローリン
グ枢支機構４７のみを機能状態にしたとき、第４フレー
ム４３のローリング姿勢がローリング正方向か否か検出
する近接スイッチと、第４フレーム４８のローリング姿
勢がローリング負方向か否か検出する近接スイッチが設
けられ、必要に応じてこれらの近接スイッチの検出信号
に基づいて、ローリング用油圧シリンダ４９を駆動して
ローリング姿勢を調節する。第４フレーム４８のローリ
ング姿勢をピッチング方向原点位置に設定する際にも、
前記近接スイッチの検出信号に基づいて油圧シリンダ４
９を駆動する。

【００４６】前記第３フレーム４３、第４フレーム４８
間には、第４フレーム４８を１対のローリング方向に夫
々原点設定する為の１対の第２原点設定装置（これは、
１対のローリング枢支機構４７と１対の解除機構５０を
主体とするものである）が設けられている。つまり、第
２原点設定装置は、ローリング原点で感知する近接セン
サ（図示略）等を第３フレーム４３もしくは第４フレー
ム４８に備え、近接センサが感知することで、嵌合ピン
４７ｃが枢支穴４７ｅに嵌合し、ローリング動作をロッ
クし、第４フレーム４８がローリング原点で保持され
る。

【００４７】前記セグメント把持部２３は、第４フレー
ム４８の略中心位置にＺ方向に向けこの第４フレーム４
８を貫通するように溶接接合された把持ブラケット２３
ａを備え、把持ブラケット２３ａには、引き込み用油圧
シリンダ５１がトラニオン支持され、引き込み用油圧シ
リンダ５１のロッド部５１ａにチャッキングジャッキ５
２が枢支連結されている。チャッキングジャッキ５２の
ロッド部５２ａは、第４フレーム４８の下方に突設さ
れ、ロッド部５２ａ及びチャッキングジャッキ５２は、
引き込み用油圧シリンダ５１の駆動により第４フレーム
４８側に引き込み可能に構成されている。

【００４８】前記チャッキングジャッキ５２のロッド部
５２ａには、この外周に沿って複数の係合部５２ｂが、
ロッド部５２ａ内の油路（図示略）への油圧の供給によ
り径方向の外方へ突出可能に設けられている。

【００４９】一方、既設セグメントＳａ及び新規セグメ
ントＳｂには、ロッド部５２ａが嵌合する嵌合穴５３が
形成され、この嵌合穴５３の穴底側の側面には、突出し
た各係合部５２ｂに係合可能な複数の被係合部（図示
略）が形成されている。セグメント把持部２３は、この
ロッド部５２ａを新規セグメントＳｂの嵌合穴５３に嵌
合させた状態において、複数の係合部５２ｂを突出さ
せ、係合部５２ｂと被係合部とを係合させて新規セグメ
ントＳｂを把持する。

【００５０】更に、セグメント把持部２３は、新規セグ
メントＳｂの第４フレーム４８に対する相対位置を決め
る為の１対のセグメント位置決め装置５４を有し、１対
のセグメント位置決め装置５４は、第４フレーム４８の
Ｙ方向に離隔した双方に設けられ、夫々、第４フレーム
４８にトラニオン支持された位置決め用油圧シリンダ５
４ａと、その一端が第４フレーム４８に枢着され且つそ
の一端付近部が位置決め用油圧シリンダ５４ａのロッド
部に連結された位置決め用ガイド５４ｂとを有し、この
位置決め用油圧シリンダ５４ａの駆動により、位置決め
用ガイド５４ｂが枢支ピンを中心として回動させ、１対
の位置決め用ガイド５４ｂを新規セグメントＳｂの前端
面のうちのＹ方向に離隔した２点に当接させて新規セグ
メントＳｂを位置決めする。

【００５１】尚、第４フレーム４８の下面には、ウレタ
ンゴム等で形成された矩形状のパッド５５が複数個所に
固着され、新規セグメントＳｂ把持状態において、この
パッド５５が新規セグメントＳｂの上面に当接するよう
に配設され、新規セグメントＳｂの組付時の衝撃等を緩
和する。

【００５２】前記第４フレーム４８には、そのＹ方向に
離隔した双方に、ガイドブラケット５６ａを介してＬＭ
ガイド５６がＸ方向に沿って配設され、ＬＭガイド５６
を介して１対のコッター打込み装置５７がそのハンドル
部５７ａの手動操作によりＸ方向に夫々摺動自在に設け
られている。コッター打込み装置５７は、既設セグメン
トＳａと新規セグメントＳｂの周方向の合わせ面を略Ｈ
形のコッター継手（図示略）で接合する為の装置であ
り、この装置内に多数のコッター継手が収納されてい
る。コッター打込み装置５７は、夫々油圧バルブユニッ
ト５７ｂを備え、この油圧バルブの開閉により適宜コッ
ター継手をセグメントＳａ，Ｓｂ間に打ち込むことがで
きる。勿論、各セグメントＳａ，Ｓｂには、コッター継
手を打ち込む為の溝が形成されている。尚、各種セグメ
ントの幅寸法の違いに応じて上述したハンドル部５７ａ
を操作し、コッター打込み装置５７をＸ方向に摺動調整
する。

【００５３】前記第４フレーム４８には、その前端側の
うちのＹ方向に離隔した両端付近部に位置する１対の段
差検出装置５８が設けられ、また、第４フレーム４８に
は、その後端側のうちのＹ方向中央部に位置する周方向
位置検出装置５９が設けられている。図５、図９、図１
０に示すように、各段差検出装置５８は、第４フレーム
４８にトラニオン支持された位置決め用油圧シリンダ５
４ａ（位置切換え手段に相当する）と、位置決め用ガイ
ド５４ｂと、この位置決め用ガイド５４ｂに連結部材６
２を介して一体的に連結された第１ブラケット６３と、
第１ブラケット６３に対して圧縮バネ６４（付勢機構に
相当する）により付勢された第２ブラケット６５と、第
２ブラケット６５に夫々取付けられたレーザ光投光器５
８ａおよびＣＣＤカメラ５８ｂとを有する。更に、第２
ブラケット６５には、複数本の位置調節可能な規制ボル
ト６５ａが新規セグメントＳｂ側に向けて突設され、各
規制ボルト６４の先端部を新規セグメントＳｂの内面に
当接させることで、新規セグメントＳｂの内面に対する
レーザ光投光器５８ａおよびＣＣＤカメラ５８ｂの位置
を所期の位置に設定するように構成してある。

【００５４】前記段差検出装置５８は、位置決め用油圧
シリンダ５４ａの駆動により位置決め用ガイド５４ｂ及
び連結部材６２を介して、レーザ光投光器５８ａとＣＣ
Ｄカメラ５８ｂが、段差検出位置と格納位置とに位置切
換えされる。段差検出位置のときのレーザ光投光器５８
ａおよびＣＣＤカメラ５８ｂが、軸部材に外装された圧
縮バネ６４の付勢力により各規制ボルト６４の先端部が
新規セグメントＳｂの内面に当接し、新規セグメントＳ
ｂの内面に対して所定位置関係（レーザ光投光器５８ａ
のレーザ光が新規セグメントＳｂの内面に沿って照射さ
れ既設セグメントＳａまで届く位置関係）となるように
設けられている。

【００５５】具体的には、既設セグメントＳａの端面に
レーザ光を照射して、その画像をＣＣＤカメラ５８ｂで
撮像し、その画像を解析することで、既設セグメントＳ
ａに対する新規セグメントＳｂのトンネル径方向の段差
δ1 を精度よく検出し、その段差が解消するまで、新規
セグメントＳｂの姿勢を調節する。

【００５６】図１１、図１２に示すように、前記周方向
位置検出装置５９は、レーザ光投光器５９ａと、ＣＣＤ
カメラ５９ｂとを備え、これらにより既設セグメントＳ
ａに対する新規セグメントＳｂの周方向位置を検知す
る。具体的には、例えば、既設セグメントＳａの表面に
複数の基準線を印しておき、レーザ光投光器５９ａから
既設セグメントＳａの表面にレーザ光を照射し、そのレ
ーザ光と基準線とをＣＣＤカメラ５９ｂで撮像し、レー
ザ光がセンターの所定の基準線に合致するまで（基準線
同士の位置ずれδ2 が解消するまで) 、新規セグメント
Ｓｂを周方向に位置調節する。

【００５７】ところで、新規セグメントＳｂの後端面に
は複数の連結ピン（図示略）が突設され、既設セグメン
トＳａの前端面には複数の連結ピンに嵌合する複数のピ
ン穴（図示略）が形成され、新規セグメントＳｂをセグ
メント把持部２３で把持した状態で、段差検出装置５８
及び周方向位置検出装置５９を使用して新規セグメント
Ｓｂのヨーイング、ピッチング、ローリング姿勢の調節
を行い、連結ピンとピン穴との位置合わせを行い仮嵌合
する。この後新規セグメントＳｂの前端面をシールドジ
ャッキ１３で押圧し嵌合する。

【００５８】次に、エレクタ装置１９へ油圧を給排する
為の油圧系について説明する。前記各油圧シリンダ及び
チャッキングジャッキ５２は、油圧制御回路（図示略）
に接続され、制御装置により油圧制御回路を介して各ロ
ッド部の出退方向、出退量等及び油路への給排が制御さ
れる。この油圧制御回路は、共通の油圧供給源（油タン
ク、油圧ポンプ、ポンプ駆動モータ、フィルター等から
なる）と、油圧供給源から各油圧シリンダに延びる油路
と、油路に介装された制御弁などを有する。制御装置
は、マイクロコンピュータ及びこのマイクロコンピュー
タに予め入力格納された制御プログラムとを含むもので
ある。尚、電線類や信号線類はケーブルベア６０（図３
参照）に結束され、可動部分に干渉しないように配設さ
れている。

【００５９】次に、以上説明したエレクタ装置１９の作
用について説明する。シールド掘進機１の掘進停止時に
おいて、エレクタ装置１９を用いて既設セグメントＳａ
に対して新規セグメントＳｂを順次組付けていく。ま
ず、新規セグメントＳｂを把持する際には、新規セグメ
ントＳｂをセグメントフィーダ６１（図１参照）でエレ
クタ装置１９の近傍に搬入しておき、スライダー装置２
１を第１油圧シリンダ３０の駆動によりＺ方向に移動さ
せて下降させ、スライダー本体２２を第２油圧シリンダ
３６の駆動によりＸ方向に移動させてセグメント把持部
２３のチャッキングジャッキ５２のロッド部５２ａを新
規セグメントＳｂの嵌合穴５３に嵌合させ、この後ロッ
ド部５２ａ内の油路に油圧を供給して複数の係合部５２
ｂを突出させ、係合部５２ｂと被係合部とを係合させて
新規セグメントＳｂを把持する。更に位置決め用油圧シ
リンダ５４ａを駆動させて位置決め位置に切換え、１対
の位置決め用パッド５４ｂを新規セグメントＳｂのＹ方
向に離隔した２点に当接させて新規セグメントＳｂを位
置決めする。

【００６０】次に、新規セグメントＳｂを組付けるべき
位置に移動させる際には、スライダー装置２１を第１油
圧シリンダ３０の駆動によりＺ方向に径縮小方向へ移動
させてから、エレクタ基枠２０を駆動モータ２９の駆動
により周方向へ回動させる。続いてエレクタ基枠２０を
第１油圧シリンダ３０の駆動によりＺ方向に径拡大方向
へ移動させて新規セグメントＳｂをトンネル内面へ接近
させ、その新規セグメントＳｂの姿勢をヨーイング方
向、ローリング方向、ピッチング方向へ夫々微調節して
トンネル内面に組付ける。

【００６１】新規セグメントＳｂの姿勢をヨーイング方
向へ微調節する際には、ヨーイング用油圧シリンダ３９
を駆動させてセグメント把持部２３をヨーイング方向に
正逆回動させ調節する。新規セグメントＳｂの姿勢をロ
ーリング方向へ微調節する際には、オフセットした位置
のいずれか一方の移動させる必要のある方のローリング
枢支機構４７を嵌脱用油圧シリンダ５０ａの駆動により
分離状態に保持し、他方のローリング枢支機構４７を機
能可能な状態に保持し、ローリング用油圧シリンダ４９
の駆動により、セグメント把持部２３と新規セグメント
Ｓｂとを他方のローリング軸心回りに回動させて調節す
る。それ故、人力に依らずに油圧力で姿勢調節できるか
ら、省力化を図ることができ、作業能率も向上する。

【００６２】新規セグメントＳｂの姿勢をピッチング方
向へ微調節する際には、１対のピッチング用油圧シリン
ダ４４の駆動によりセグメント把持部２３と新規セグメ
ントＳｂとを、スライダー本体２２の中心からオフセッ
トした位置にあるピッチング軸４５ａを回動中心として
回動させて調節する。それ故、新規セグメントＳｂの掘
進前端側の位置を既設セグメントＳａに対して合わせる
際、掘進後端側の位置が逆向きにずれなくなり、簡単に
且つ能率的にピッチング姿勢を調節できる。

【００６３】上述したヨーイング、ピッチング、ローリ
ング方向の調節時において、段差検出装置５８の位置決
め用油圧シリンダ５４ａを駆動して位置決め用ガイド５
４ｂを段差検出位置に切換え、圧縮バネ６４の付勢力に
より各規制ボルト６４の先端部が新規セグメントＳｂの
内面に当接して、レーザ光投光器５８ａおよびＣＣＤカ
メラ５８ｂは、新規セグメントＳｂの内面に対して上述
した所定位置関係となる。これらレーザ光投光器５８
ａ、ＣＣＤカメラ５８ｂにより既設セグメントＳａと新
規セグメントＳｂのトンネル径方向の段差δ1 を精度よ
く検出し、その段差δ1 が解消するまで新規セグメント
Ｓｂの姿勢を調節するとともに、周方向位置検出装置５
９により、レーザ光投光器５９ａから既設セグメントＳ
ａの表面にレーザ光を照射し、そのレーザ光と基準線と
をＣＣＤカメラ５９ｂで撮像し、レーザ光がセンターの
所定の基準線に合致するまで（基準線同士の位置ずれδ
2 が解消するまで) 、新規セグメントＳｂを周方向に位
置調節する。

【００６４】各調節を行い、新規セグメントＳｂの複数
の連結ピンを既設セグメントＳａの複数のピン穴に仮嵌
合させる。この後新規セグメントＳｂの前端面をシール
ドジャッキ１３で押圧して嵌合する。続いて既設セグメ
ントＳａと新規セグメントＳｂの周方向の合わせ面を接
合する為に、コッター打込み装置５７の油圧バルブユニ
ット５７ｂを開閉させ、コッター継手をセグメントＳ
ａ，Ｓｂ間の溝に打ち込み両者を接合する。

【００６５】以上、説明したシールド掘進機用エレクタ
装置１９によれば、セグメント把持部２３は、前記軸心
と平行でＹ方向に離隔し且つスライダー本体２２の略中
心に対してオフセットした１対のローリング軸心回りに
回動自在に枢支する１対のローリング枢支機構４７を介
してスライダー本体２２に枢支され、１対のローリング
枢支機構４７の枢支用連結を夫々解除可能な１対の解除
機構５０を設けてあるため、新規セグメントＳｂのロー
リング姿勢を調節する際に、いずれか一方の解除機構５
０を作動させて他方のローリング枢支機構４７を介して
新規セグメントＳｂのローリング姿勢を調節することが
できる。この時、新規セグメントＳｂの一端側の位置を
既設セグメントＳａに対して合わせる際、他端側の位置
が逆向きにずれなくなり、簡単に且つ能率的にローリン
グ姿勢を調節することができる。

【００６６】セグメント把持部２３をスライダー本体２
２に対してＺ，Ｘ方向の双方に直交するＹ方向に向き且
つスライダー本体２２の中心に対してオフセットした軸
心回りに回動自在に枢支するピッチング枢支機構４２を
介して枢支してあるため、新規セグメントＳｂの掘進前
端側の位置を既設セグメントＳａに対して合わせる際、
掘進後端側の位置が逆向きにずれなくなり、簡単に且つ
能率的に、ピッチング姿勢を調節することができる。

【００６７】セグメント把持部２３をスライダー本体２
２に対してＺ方向と平行な軸心回りに回動自在に枢支す
るヨーイング枢支機構３７を備えたので、セグメント把
持部２３を、ヨーイング枢支機構３７を介してスライダ
ー本体２２に対してＺ方向と平行な軸心回りに回動させ
ヨーイング姿勢を調節することができる。

【００６８】前記スライダー本体２２は第１，第２，第
３，第４フレーム３５，３８，４３，４８を有し、第１
フレーム３５にヨーイング枢支機構３７を介して第２フ
レーム３８を連結し、第２フレーム３８にピッチング枢
支機構４２を介して第３フレーム４３を連結し、第３フ
レーム４３に１対のローリング枢支機構４７を介して第
４フレーム４８を連結しているので、ヨーイング枢支機
構３７、ピッチング枢支機構４２、１対のローリング枢
支機構４７を第１，第２，第３，第４フレーム３５，３
８，４３，４８を介して確実に機能させることができ
る。

【００６９】前記各ローリング枢支機構４７は、第３フ
レーム４３側の１対の枢支穴４７ｅと、この１対の枢支
穴４７ｅに嵌脱自在に嵌合され且つ第４フレーム４８側
に設けられた１対の嵌合ピン４７ｃとを有し、各解除機
構５０は１対の嵌合ピン４７ｃを離脱側へ駆動する嵌脱
用油圧シリンダ５０ａを有することから、各ローリング
枢支機構４７を機能させる場合には、嵌脱用油圧シリン
ダ５０ａにより１対の枢支穴４７ｅに１対の嵌合ピン４
７ｃを嵌合させた状態に保持し、各ローリング枢支機構
４７を機能させない場合には、嵌脱用油圧シリンダ５０
ａにより１対の嵌合ピン４７ｃを１対の枢支穴４７ｅか
ら離脱させて分離状態に保持する。こうして、スライダ
ー本体２２の略中心からオフセットした位置にある何れ
か一方の所望のローリング枢支機構４７を選択的に機能
させ、他方のローリング枢支機構４７を分離状態に保持
することができる。

【００７０】前記第４フレーム４８に、１対の段差検出
装置５８と周方向位置検出装置５９を設けたことから、
１対の段差検出装置５８により、新規セグメントＳｂの
両端付近において、新規セグメントＳｂと既設セグメン
トＳａ間のトンネル径方向の段差を検出し、その検出結
果に基づいて、ローリング姿勢を調節することができ
る。周方向位置検出装置５９により新規セグメントＳｂ
の周方向位置を検知し、その検出結果に基づいて、エレ
クタ基枠２０を回動させて、新規セグメントＳｂのトン
ネル周方向位置を調節することができる。

【００７１】段差検出装置５８は、レーザ光投光器５８
ａとＣＣＤカメラ５８ｂを有することから、レーザ光投
光器５８ａから既設セグメントＳａの端面にレーザ光を
照射して、その画像をＣＣＤカメラ５８ｂで撮像し、そ
の画面を解析することで、既設セグメントＳａに対する
新設セグメントＳｂのトンネル径方向の段差を精度よく
検出し、その段差が解消するまで、新規セグメントＳｂ
の姿勢を調節し、新規セグメントＳｂを段差の無い状態
に組付けることができる。

【００７２】段差検出装置５８は、レーザ光投光器５８
ａ及びＣＣＤカメラ５８ｂを段差検出位置と格納位置と
に位置切換え可能な位置決め用油圧シリンダ５４ａを有
することから、レーザ光投光器５８ａ及びＣＣＤカメラ
５８ｂを位置決め用油圧シリンダ５４ａにより段差検出
位置に切換えて、既設セグメントＳａに対する新設セグ
メントＳｂのトンネル径方向の段差を精度よく検出して
新規セグメントＳｂの姿勢を調節することができ、レー
ザ光投光器５８ａ及びＣＣＤカメラ５８ｂを、シールド
ジャッキ１３等に干渉しないように格納位置に切換える
ことができる。

【００７３】段差検出装置５８は、段差検出位置のとき
のレーザ光投光器５８ａおよびＣＣＤカメラ５８ｂが、
新規セグメントＳｂの内面に対して所定位置関係となる
ように付勢する圧縮バネ６４を備えたので、位置決め用
油圧シリンダ５４ａによりレーザ光投光器５８ａ及びＣ
ＣＤカメラ５８ｂを段差検出位置に切換え、圧縮バネ６
４の付勢力によりレーザ光投光器５８ａ及びＣＣＤカメ
ラ５８ｂは、常に新規セグメントＳｂの内面に対して所
定位置関係となる。それ故、レーザ光投光器５８ａおよ
びＣＣＤカメラ５８ｂの位置合わせを簡単に行うことが
できる。

【００７４】周方向位置検出装置５９は、レーザ光投光
器５９ａとＣＣＤカメラ５９ｂを有することから、例え
ば、既設セグメントＳａの表面に複数の基準線を印して
おき、レーザ光投光器５９ａから既設セグメントＳａの
表面にレーザ光を照射し、そのレーザ光と基準線とをＣ
ＣＤカメラ５９ｂで撮像し、レーザ光がセンターの所定
の基準線に合致するまで、新規セグメントＳｂを周方向
に位置調節することができる。

【００７５】セグメント把持部２３をローリング方向へ
正逆駆動可能なローリング用油圧シリンダ４９と、セグ
メント把持部２３をヨーイング方向へ正逆駆動可能なヨ
ーイング用油圧シリンダ３９とを有することから、ヨー
イング姿勢の修正時には、ヨーイング用油圧シリンダ３
９を駆動させてセグメント把持部２３をヨーイング方向
に正逆回動させ調節する。ローリング姿勢の修正時に
は、いずれか一方の移動させる必要のある方のローリン
グ枢支機構４７を分離状態に保持し、他方のローリング
枢支機構４７を機能可能な状態に保持し、ローリング用
油圧シリンダ４９により、セグメント把持部２３と新規
セグメントＳｂとを他方のローリング軸心回りに回動さ
せて調節するので、人力に依らずに油圧力で姿勢調節で
きるから、省力化を図ることができ、作業能率も向上す
る。

【００７６】前記ピッチング方向に原点設定する第１原
点設定装置と、１対のローリング方向に夫々原点設定す
る１対の第２原点設定装置とを設けたことから、新規セ
グメントＳｂの組付毎に、セグメント把持部２３をピッ
チング方向、ローリング方向に夫々原点設定することが
できる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、セグメント把
持部は、掘進方向と平行な軸心と平行で第３方向に離隔
し且つスライダー本体の中心に対してオフセットした１
対のローリング軸心回りに回動自在に枢支する１対のロ
ーリング枢支機構を介してスライダー本体に枢支され、
１対のローリング枢支機構の枢支用連結を夫々解除可能
な１対の解除機構を設けてあるため、セグメントのロー
リング姿勢を調節する際に、いずれか一方の解除機構を
作動させて他方のローリング枢支機構を介してセグメン
トのローリング姿勢を調節することができる。このと
き、新規セグメントの一端側の位置を既設セグメントに
対して合わせる際、他端側の位置が逆向きにずれなくな
り、簡単に且つ能率的にローリング姿勢を調節できる。

【００７８】また、セグメント把持部をスライダー本体
に対して第１，第２方向の双方に直交する第３方向に向
き且つスライダー本体の中心に対してオフセットした軸
心回りに回動自在に枢支するピッチング枢支機構を介し
て枢支してあるため、新規セグメントの掘進後端側の位
置を既設セグメントに対して合わせる際、掘進前端側の
位置が逆向きにずれなくなり、簡単に且つ能率的に、ピ
ッチング姿勢を調節できる。

【００７９】請求項２の発明によれば、セグメント把持
部をスライダー本体に対して第１方向と平行な軸心回り
に回動自在に枢支するヨーイング枢支機構を備えたの
で、セグメント把持部を、ヨーイング枢支機構を介して
スライダー本体に対して第１方向と平行な軸心回りに回
動させヨーイング姿勢を調節することができる。その他
請求項１と同様の効果を奏する。

【００８０】請求項３の発明によれば、第１，第２，第
３，第４フレームを介して、ヨーイング枢支機構、ピッ
チング枢支機構、ローリング枢支機構を確実に機能させ
ることができる。その他請求項１と同様の効果を奏す
る。

【００８１】請求項４の発明によれば、各ローリング枢
支機構を機能させる場合には、前記油圧シリンダにより
１対の枢支穴に１対の嵌合ピンを嵌合させた状態に保持
し、また、各ローリング枢支機構を機能させない場合に
は、前記油圧シリンダにより１対の嵌合ピンを１対の枢
支穴から離脱させて分離状態に保持する。こうして、何
れか一方の所望のローリング枢支機構を選択的に機能さ
せ、他方のローリング枢支機構を分離状態に保持するこ
とができる。その他、請求項１〜３の何れか１項と同様
の効果を奏する。

【００８２】請求項５の発明によれば、第４フレームの
第３方向の両端部に、新設されるセグメントと既設セグ
メント間のトンネル径方向の段差を検出する為の１対の
段差検出手段を設け、第４フレームの第３方向の中央部
に新設されるセグメントの周方向位置を検知する為の周
方向位置検出手段を設けたので、１対の段差検出手段に
より、新設するセグメントの両端付近において新設され
るセグメントと既設セグメント間のトンネル径方向の段
差を検出し、その検出結果に基づいて、ローリング姿勢
を調節することができる。周方向位置検出手段により新
設されるセグメントの周方向位置を検知し、その検出結
果に基づいて、エレクタ基枠を回動させて、新設するセ
グメントのトンネル周方向位置を調節することができ
る。その他請求項４と同様の効果を奏する。

【００８３】請求項６の発明によれば、前記段差検出手
段は、レーザ光投光器とＣＣＤカメラとを有することか
ら、既設セグメントの端面にレーザ光を照射して、その
画像をＣＣＤカメラで撮像し、その画面を解析すること
で、既設セグメントに対する新設セグメントのトンネル
径方向の段差を精度よく検出し、その段差が解消するま
で、セグメントの姿勢を調節し、新設のセグメントを段
差の無い状態に組付けることができる。その他請求項５
と同様の効果を奏する。

【００８４】請求項７の発明によれば、レーザ光投光器
及びＣＣＤカメラを位置切換手段により段差検出位置に
切換えて、既設セグメントに対する新設セグメントのト
ンネル径方向の段差を精度よく検出してセグメントの姿
勢を調節することができ、レーザ光投光器及びＣＣＤカ
メラを、シールドジャッキ等に干渉しないように格納位
置に切換えることができる。その他請求項６と同様の効
果を奏する。

【００８５】請求項８の発明によれば、位置切換手段に
よりレーザ光投光器およびＣＣＤカメラを段差検出位置
に切換え、付勢機構の付勢力によりレーザ光投光器およ
びＣＣＤカメラは、常に新規セグメントの内面に対して
所定位置関係となる。それ故、レーザ光投光器およびＣ
ＣＤカメラの位置合わせを簡単に行うことができる。そ
の他請求項７と同様の効果を奏する。

【００８６】請求項９の発明によれば、レーザ光投光器
とＣＣＤカメラを有するので、例えば、既設セグメント
の表面に複数の基準線を印しておき、レーザ光投光器か
ら既設セグメントの表面にレーザ光を照射し、そのレー
ザ光と基準線とをＣＣＤカメラで撮像し、レーザ光がセ
ンターの所定の基準線に合致するまで、セグメントを周
方向に位置調節する。その他請求項５と同様の効果を奏
する。

【００８７】請求項１０の発明によれば、ヨーイング姿
勢の修正時には、ヨーイング用油圧シリンダを駆動させ
てセグメント把持部をヨーイング方向に正逆回動させ調
節する。ローリング姿勢の修正時には、いずれか一方の
移動させる必要のある方のローリング枢支機構を分離状
態に保持し、他方のローリング枢支機構を機能可能な状
態に保持し、ローリング用油圧シリンダにより、セグメ
ント把持部とセグメントとを他方のローリング軸心回り
に回動させて調節するので、人力に依らずに油圧力で姿
勢調節できるから、省力化を図ることができ、作業能率
も向上する。その他請求項４と同様の効果を奏する。

【００８８】請求項１１の発明によれば、ピッチング方
向に原点設定する第１原点設定手段と、１対のローリン
グ方向に夫々原点設定する１対の第２原点設定手段とを
設けたので、セグメントの組付毎にセグメント把持部を
ピッチング方向、ローリング方向に夫々原点設定するこ
とができる。その他請求項４と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
側面図である。

【図２】前記シールド掘進機の正面図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線端面図である。

【図５】図４の要部拡大図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図及びＤ−Ｄ線端面図であ
る。

【図８】図５のＥ−Ｅ線断面図である。

【図９】図５の要部拡大図である。

【図１０】図９のＦ−Ｆ線断面図である。

【図１１】図８の要部拡大図である。

【図１２】図１１のＧ−Ｇ線端面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 １９ エレクタ装置 ２０ エレクタ基枠 ２１ スライダー装置 ２２ スライダー本体 Ｓａ 既設セグメント Ｓｂ 新規セグメント ２３ セグメント把持部 ３５ 第１フレーム ３７ ヨーイング枢支機構 ３８ 第２フレーム ３９ ヨーイング用油圧シリンダ ４１ ピッチング枢支機構 ４２ 第３フレーム ４７ ローリング枢支機構 ４７ｃ 嵌合ピン ４７ｅ 枢支穴 ４８ 第４フレーム ４９ ローリング用油圧シリンダ ５０ 解除機構 ５０ａ 嵌脱用油圧シリンダ ５４ａ 位置決め用油圧シリンダ ５４ｂ 位置決め用ガイド ５８ 段差検出装置 ５８ａ レーザ光投光器 ５８ｂ ＣＣＤカメラ ５９ 周方向位置検出装置 ５９ａ レーザ光投光器 ５９ｂ ＣＣＤカメラ ６４ 圧縮バネ δ1 段差 δ2 基準線同士の位置ずれ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 颯田 敏和 大阪府大阪市西区阿波座一丁目３番15号 鹿島建設株式会社関西支店内 (72)発明者 池添 勝次 福岡県福岡市博多区博多駅前三丁目12番 10号鹿島建設株式会社九州支店内 (72)発明者 佐藤 安美 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 磯部 直 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (72)発明者 酒井 義雄 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川崎重工業株式会社 神戸本社内 (56)参考文献 特開 平９−189200（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−128300（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−144698（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機でトンネルを掘進する掘
   進方向と平行な軸心回りに回動可能なエレクタ基枠と、
   エレクタ基枠に前記軸心と直交する第１方向へ移動可能
   に装備されたスライダー装置とを備え、スライダー装置
   は前記軸心と平行な第２方向へ移動可能に支持されたス
   ライダー本体と、セグメントを把持するセグメント把持
   部を備えたシールド掘進機用エレクタ装置において、 前記セグメント把持部をスライダー本体に対して第１，
   第２方向の双方に直交する第３方向に向き且つスライダ
   ー本体の中心に対してオフセットした軸心回りに回動自
   在に枢支するピッチング枢支機構と、 前記セグメント把持部をスライダー本体に対して前記軸
   心と平行で第３方向に離隔し且つスライダー本体の中心
   に対してオフセットした１対のローリング軸心回りに回
   動自在に枢支する１対のローリング枢支機構と、 前記１対のローリング枢支機構の枢支用連結を夫々解除
   可能な１対の解除機構と、 を備えたことを特徴とするシールド掘進機用エレクタ装
   置。
2. 【請求項２】 前記セグメント把持部をスライダー本体
   に対して第１方向と平行な軸心回りに回動自在に枢支す
   るヨーイング枢支機構を備えたことを特徴とする請求項
   １に記載のシールド掘進機用エレクタ装置。
3. 【請求項３】 前記スライダー本体は、第２方向へ移動
   可能に支持された第１フレームと、第１フレームに前記
   ヨーイング枢支機構を介して連結された第２フレーム
   と、第２フレームに前記ピッチング枢支機構を介して連
   結された第３フレームと、第３フレームに１対のローリ
   ング枢支機構を介して連結された第４フレームとを有す
   ることを特徴とする請求項２に記載のシールド掘進機用
   エレクタ装置。
4. 【請求項４】 前記各ローリング枢支機構は、第３フレ
   ーム側の１対の枢支穴と、この１対の枢支穴に嵌脱自在
   に嵌合され且つ第４フレーム側に設けられた１対の嵌合
   ピンとを有し、前記各解除機構は１対の嵌合ピンを嵌脱
   駆動可能な油圧シリンダを有することを特徴とする請求
   項１〜３の何れか１項に記載のシールド掘進機用エレク
   タ装置。
5. 【請求項５】 前記第４フレームの第３方向の両端部
   に、新設されるセグメントと既設セグメント間のトンネ
   ル径方向の段差を検出する為の１対の段差検出手段を設
   け、第４フレームの第３方向の中央部に新設されるセグ
   メントの周方向位置を検知する為の周方向位置検出手段
   を設けたことを特徴とする請求項４に記載のシールド掘
   進機用エレクタ装置。
6. 【請求項６】 前記段差検出手段は、レーザ光投光器と
   ＣＣＤカメラを有することを特徴とする請求項５に記載
   のシールド掘進機用エレクタ装置。
7. 【請求項７】 前記段差検出手段は、レーザ光投光器及
   びＣＣＤカメラを段差検出位置と格納位置とに位置切換
   え可能な位置切換手段を有することを特徴とする請求項
   ６に記載のシールド掘進機用エレクタ装置。
8. 【請求項８】 前記段差検出手段は、段差検出位置のと
   きのレーザ光投光器およびＣＣＤカメラが、セグメント
   の内面に対して所定位置関係となるように付勢する付勢
   機構を備えたことを特徴とする請求項７に記載のシール
   ド掘進機用エレクタ装置。
9. 【請求項９】 前記周方向位置検出手段は、レーザ光投
   光器とＣＣＤカメラを有することを特徴とする請求項５
   に記載のシールド掘進機用エレクタ装置。
10. 【請求項１０】 前記セグメント把持部をローリング方
    向へ正逆駆動可能なローリング用油圧シリンダと、前記
    セグメント把持部をヨーイング方向へ正逆駆動可能なヨ
    ーイング用油圧シリンダとを有することを特徴とする請
    求項４に記載のシールド掘進機用エレクタ装置。
11. 【請求項１１】 前記ピッチング方向に原点設定する第
    １原点設定手段と、前記１対のローリング方向に夫々原
    点設定する１対の第２原点設定手段とを設けたことを特
    徴とする請求項４に記載のシールド掘進機用エレクタ装
    置。