JP2977348B2 - シールド掘進機 - Google Patents

シールド掘進機

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JP2977348B2
JP2977348B2 JP3309648A JP30964891A JP2977348B2 JP 2977348 B2 JP2977348 B2 JP 2977348B2 JP 3309648 A JP3309648 A JP 3309648A JP 30964891 A JP30964891 A JP 30964891A JP 2977348 B2 JP2977348 B2 JP 2977348B2
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邦夫 武田
茂 西岳
吉宏 内山
是彦 奥
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシールド掘進機に関す
る。
【0002】
【従来の技術】シールド掘進機は、シールド機本体にセ
グメントの保持組立てを行なうセグメントエレクタ装置
が備えられている。シールド機本体を推進させながら掘
削を行ない、掘削後シールド機本体を移動させてセグメ
ントエレクタ装置によりセグメントを1個乃至2個把持
してセグメントの組立てを行なう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】シールド掘進機は、シ
ールド機本体にセグメントエレクタ装置が装備され、シ
ールド機本体に対してセグメントエレクタ装置はセグメ
ントの幅程度しか移動できない。このため、シールド機
本体が掘削推進している間はセグメントエレクタ装置に
よってセグメントを把持することができず、掘削推進と
セグメント組立ては全く別の作業サイクルとなり、作業
効率を向上させることができなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、シールド機本体の後方に掘進方向に
沿った方向に延び前端がユニバーサル状のジョイントに
より支持され後端が車輪により支持された梁部材を延設
し、複数のセグメントを把持可能でセグメントの保持組
立てを行なうセグメントエレクタ装置を前記梁部材に走
行自在に設け、前記セグメントの供給位置とセグメント
組立て位置との間で前記セグメントエレクタ装置を走行
駆動させるエレクタ駆動装置を備えたことを特徴とす
る。
【0005】また、上記課題を解決するための本発明の
構成は、シールド機本体の後方に掘進方向に沿った方向
に延び前端がユニバーサル状のジョイントにより支持さ
れ後端が車輪により支持された梁部材を延設し、複数の
セグメントを把持可能でセグメントの保持組立てを行な
うセグメントエレクタ装置を前記梁部材に走行自在に設
け、前記セグメントの供給位置とセグメント組立て位置
との間で前記セグメントエレクタ装置を走行駆動させる
エレクタ駆動装置を備えると共に、前記セグメントエレ
クタ装置のグリップ部と走行台の間に面角調整リングを
介在させて相対面角度を調整可能としたことを特徴とす
る。
【0006】また、上記課題を解決するための本発明の
構成は、セグメントの保持組立てを行なうセグメントエ
レクタ装置をシールド機本体に掘進方向に沿った方向に
移動自在に設け、前記シールド機本体の掘進動作を行な
う本体駆動装置を備えると共に、前記シールド機本体に
対する前記セグメントエレクタ装置の移動動作を行なう
エレクタ駆動装置を備え、前記シールド機本体が掘進し
た際に該シールド機本体の掘進距離に相当する距離だけ
掘進方向と反対方向に前記セグメントエレクタ装置を移
動させる補正手段を設けたことを特徴とする。
【0007】
【作用】本体駆動装置によってシールド機本体を掘削推
進移動させると共に、エレクタ駆動装置によってシール
ド機本体に対してセグメントエレクタ装置を独立して移
動させ、シールド機本体による掘削推進移動中にセグメ
ントエレクタ装置をセグメントの供給位置とセグメント
組立位置との間で移動させる。また、補正手段により、
シールド機本体が掘削推進した距離に相当する距離だけ
セグメントエレクタ装置を逆向きに移動させ、セグメン
トの供給位置とセグメントエレクタ装置との位置関係を
常に一定に保つ。
【0008】
【実施例】図1には本発明の一実施例に係るシールド掘
進機の全体構成を示してある。
【0009】図に示すように、シールド機本体5のスキ
ンプレート1にはリングカッタウエブ2及びリングカッ
タフランジ3が取付けられ、リングカッタウエブ2及び
リングカッタフランジ3を貫通して本体駆動装置として
のシールドジャッキシリンダ4が装備されている。シー
ルドジャッキシリンダ4により推力が伝達されてシール
ド機本体5が推進する。シールドジャッキロッド6の先
端にはスプレッダ7が装備され、セグメント8を推進反
力としている。リングカッタフランジ3には水平ピン1
0及び鉛直ピン11からなるユニバーサルジョイントを
介してエレクタ走行用の梁部材(梁)9が支持されてい
る。梁9はシールド機本体5の掘進方向に沿って延びて
いる。
【0010】エレクタ装置は、旋回リング12、面角調
整リング13及び保持リング14の3つのリングを有し
ている。旋回リング12には取付台17を介してエレク
タグリップ昇降外筒15が設けられ、エレクタグリップ
昇降内筒16は内蔵されたジャッキにより円周方向に伸
縮可能となっている。
【0011】図7にはエレクタグリップ部の側面、図8
には図7中の矢印A部の詳細状況、図9にはエレクタグ
リップ部の正面、図10には図9中の矢印B部の水平断
面状況を示してある。
【0012】エレクタグリップ昇降外筒15の内部を摺
動するエレクタグリップ昇降内筒16の先端には、部材
46を介してグリップピース47が取付けられている。
グリップピース47は、セグメント吊上ピン48の頭部
51を引掛けて吊り上げるため、図10に示すように開
断面となっている。セグメント吊上ピン48をグリップ
ピース47に挿入引っ掛け、エレクタグリップ昇降内筒
16を縮めると同時にセグメント保持ジャッキ49を伸
ばし、支持部材50でセグメント8を固定する。この動
作によりセグメント8を強固に把持可能となる。
【0013】図2乃至図6に基づいてセグメントエレク
タ装置を説明する。図2にはセグメントエレクタ装置の
構成、図3には図2中の矢印III 部の拡大状態、図4に
は図2中の矢印IV部の拡大状態、図5には図2中のV−
V線矢視、図6には図2中のVI−VI線矢視を示してあ
る。
【0014】旋回リング12はローラ18で支持され、
ローラ18はローラ受台19に支えられている。図3に
示すように、旋回リング12の内周は歯車状に形成さ
れ、旋回リング12の内周にはモータ20によって駆動
されるピニオン21が噛み合っている。モータ20の駆
動により旋回リング12が旋回する。
【0015】ローラ受台19は面角調整リング13に取
付けられ、面角調整リング13と保持リング14は球面
軸受付ピン22で連結されている。また同様に、図4に
示すように、球面軸受付ピン23,24を両端に備えた
面角調整ジャッキ25によって面角調整リング13と保
持リング14は連結されている。面角調整ジャッキ25
のストロークを変化させることにより、球面軸受付ピン
22を支点として面角調整リング13と保持リング14
の相対面角の変更が可能となっている。保持リング14
は走行台26に取付けられている。
【0016】走行台26には車輪27が取付けられ、図
6に示すように、走行台26は梁9上に取付けられてい
る走行車輪用レール28上を走行するようになってい
る。図2に示すように、梁9にはラック31が取付けら
れ、ラック31にはエレクタ駆動装置としての走行モー
タ29で駆動される走行ピニオン30が噛み合ってい
る。走行モータ29の駆動により、走行ピニオン30を
介してセグメントエレクタ装置全体が梁9に沿って走行
する。尚、ラック31及び走行ピニオン30に代えてチ
ェーン及びスプロケットを使用することも可能である。
図5に示すように、セグメントエレクタ装置は3つのセ
グメント8を同時に把持し、既設リング32内を走行可
能である。
【0017】図1に示すように、梁9の後端には車輪支
持台34を介して車輪33が取付けられ、車輪33は左
右各1個設けられている。セグメント8はセグメント搬
送装置35によって搬送される。セグメント搬送装置3
5は車輪37で支持され、モータ46の駆動によって自
走可能となっている。セグメント8は常にセグメント把
持位置(セグメント8の供給位置)まで送り出されるよ
うになっており、同位置でセグメント8の把持が行なえ
る。セグメントエレクタ装置は、セグメント把持位置と
セグメント組立て位置との間を走行駆動される。
【0018】図1に示すように、シールドジャッキシリ
ンダ4の駆動信号はシールドストローク計39を経て信
号処理装置40に入力される。信号処理装置40からは
走行モータ29に駆動指令が出され、走行モータ29の
回転は回転数検出器41で検出されて信号処理装置40
にフィードバックされる。シールドジャッキシリンダ4
の駆動によりシールド機本体5が前進した際、走行モー
タ29に駆動指令が出され、シールド機本体5の前進距
離に相当する距離だけセグメントエレクタ装置を後退さ
せる。これにより、セグメントエレクタ装置とセグメン
ト把持位置の関係は常に一定に保たれる。
【0019】図1及び図11乃至図15に基づいて上記
構成のシールド掘削機の作用を、セグメント1リング6
分割の場合を例に挙げて説明する。
【0020】図1の状態は、シールド機本体5がセグメ
ント8の幅プラスαだけ移動した状態である。この時、
セグメントエレクタ装置はセグメント8を3個保持して
待機している。次に図11に示すように、セグメント8
の1個分に相当する距離シールドジャッキロッド6を縮
め、セグメント8を組み込む。順次同様の操作によって
3個のセグメント8を組み立て、シールド機本体5を推
進させる。シールド機本体5の推進は図12に示すよう
にシールドジャッキシリンダ4を使用し、下半分と上半
分とではシールドジャッキシリンダ4のストロークはセ
グメント幅分異なっている。
【0021】この状態で推進中の時間を利用し、セグメ
ントエレクタ装置は後退してセグメント上半分3個を把
持し、再びシールド機本体5の後部に戻る。図13は上
半分のセグメント8を把持するため、セグメントエレク
タ装置が後退してセグメント8を把持し終えた状態を示
してある。
【0022】図14はセグメントエレクタ装置が上半分
のセグメント8を把持してシールド機本体5の後部に戻
り、更に、上半分のセグメント8の1個分に相当する距
離シールドジャッキロッド6を縮め、セグメント8を組
み立てている状態を示してある。順次上半分用のセグメ
ント8を組み立て、図15の推進状態とする。この時、
セグメントエレクタ装置は後退し、次の下半分用のセグ
メント8の把持作業を行なっている。次に図1の状態に
戻りこの作業を繰り返す。セグメント搬送装置35は自
走可能であり、順次前方へ移動させる。
【0023】セグメントエレクタ装置の位置保持につい
て説明する。シールド機本体5はシールドジャッキロッ
ド6の伸長分前方へ移動する。梁9は水平ピン10及び
鉛直ピンにより連接されているため、シールドジャッキ
ロッド6の伸長分だけ前方へ移動する。走行台26は梁
9の上に載っているため、シールドジャッキロッド6の
伸長分だけ前方に移動してしまう。このため、シールド
ジャッキロッド6の伸長分だけセグメントエレクタ装置
を後退させ、セグメント把持位置とセグメントエレクタ
装置の位置を一定に保つ。
【0024】即ち、シールドジャッキロッド6の伸長は
シールドストローク計39で計測されて信号処理装置4
0に入力される。信号処理装置40では、走行モータ2
9を何回転すればシールド機本体5の推進量と同じスト
ローク分走行台26を後退できるか計算し、駆動指令信
号を走行モータ29に送る。走行モータ29の回転数は
回転数検出器41で検出され、シールド機本体5の推進
量と同じストローク分走行台26が後退するまで走行モ
ータ29が駆動される。これにより、セグメントエレク
タ装置とセグメント把持位置の相対位置が一定に保たれ
る。
【0025】上述したように、シールド機本体5の掘削
推進とセグメント8の把持とを同時に行ない、更に複数
のセグメント8を同時に把持することにより、φ4m〜
φ5m程度で、1リング6分割、セグメント幅0.9m
の場合、従来では、1リングの組み立てで、掘削推進3
0分、セグメント組立25分及びその他10分で計65
分要していたが、上記構成のシールド掘進機では、1リ
ングの組み立てで、掘削推進30分、セグメント組立8
分及びその他10分で計48分となる。このため、約2
6%の時間短縮が可能で工期がその分短縮される。ま
た、セグメント8の把持が既設セグメント空間内で可能
なため、作業空間が広く操作性及び安全性が改善され
る。また、グリップピース47を変更すれば口径の異な
るシールドへの転用が容易に行なえる。また、シールド
の軸方向に2個のセグメント8を結合することで2個ず
つの組み立ても可能で更にサイクルタイムを短縮するこ
とができる。
【0026】
【発明の効果】本発明のシールド掘進機は、シールド機
本体の駆動装置とセグメントエレクタ装置の駆動装置を
個別に設けたので、シールド機本体の掘削推進中にセグ
メントエレクタ装置によるセグメントの把持作業が行な
える。このため、作業時間短縮が図れ作業効率向上が図
れる。また、シールド機本体が掘削推進した際、前進距
離に相当する距離だけセグメントエレクタ装置を後退さ
せる補正手段を設けたので、セグメント供給位置とセグ
メントエレクタ装置との位置関係を常に一定に保つこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るシールド掘進機の全体
構成図。
【図2】セグメントエレクタ装置の構成図。
【図3】図2中の矢印III 部の拡大図。
【図4】図2中のIV−IV部矢視図。
【図5】図2中のV−V線矢視図。
【図6】図2中のVI−VI線矢視図。
【図7】エレクタグリップ部の側面図。
【図8】図7中の矢印A部の詳細図。
【図9】エレクタグリップ部の正面図。
【図10】図9中の矢印B部の水平断面の詳細図。
【図11】使用状況説明図。
【図12】使用状況説明図。
【図13】使用状況説明図。
【図14】使用状況説明図。
【図15】使用状況説明図。
【符号の説明】
4 シールドジャッキシリンダ 5 シールド機本体 6 シールドジャッキロッド 8 セグメント 9 梁部材(梁) 12 旋回リング 13 面角調整リング 20 モータ 26 走行台 29 走行モータ 35 セグメント搬送装置 39 シールドストローク計 40 信号処理装置 41 回転数検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 吉宏 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番 1号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (72)発明者 奥 是彦 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番 1号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (56)参考文献 特開 平4−161592(JP,A) 特開 平1−39500(JP,A) 特開 平4−258499(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 11/40

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド機本体の後方に掘進方向に沿っ
    た方向に延び前端がユニバーサル状のジョイントにより
    支持され後端が車輪により支持された梁部材を延設し、
    複数のセグメントを把持可能でセグメントの保持組立て
    を行なうセグメントエレクタ装置を前記梁部材に走行自
    在に設け、前記セグメントの供給位置とセグメント組立
    て位置との間で前記セグメントエレクタ装置を走行駆動
    させるエレクタ駆動装置を備えたことを特徴とするシー
    ルド掘進機。
  2. 【請求項2】 シールド機本体の後方に掘進方向に沿っ
    た方向に延び前端がユニバーサル状のジョイントにより
    支持され後端が車輪により支持された梁部材を延設し、
    複数のセグメントを把持可能でセグメントの保持組立て
    を行なうセグメントエレクタ装置を前記梁部材に走行自
    在に設け、前記セグメントの供給位置とセグメント組立
    て位置との間で前記セグメントエレクタ装置を走行駆動
    させるエレクタ駆動装置を備えると共に、前記セグメン
    トエレクタ装置のグリップ部と走行台の間に面角調整リ
    ングを介在させて相対面角度を調整可能としたことを特
    徴とするシールド掘進機。
  3. 【請求項3】 セグメントの保持組立てを行なうセグメ
    ントエレクタ装置をシールド機本体に掘進方向に沿った
    方向に移動自在に設け、前記シールド機本体の掘進動作
    を行なう本体駆動装置を備えると共に、前記シールド機
    本体に対する前記セグメントエレクタ装置の移動動作を
    行なうエレクタ駆動装置を備え、前記シールド機本体が
    掘進した際に該シールド機本体の掘進距離に相当する距
    離だけ掘進方向と反対方向に前記セグメントエレクタ装
    置を移動させる補正手段を設けたことを特徴とするシー
    ルド掘進機。
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