JP3075554B2 - エレクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機内
に搬入されたトンネル覆工用セグメントをリング状に組
み立てるためのエレクタ装置に係り、特に、２つ以上の
擬似円形部を並列に接合した断面形状を持つ多連シール
ドトンネル用のセグメントの組立に適したエレクタ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の多連シールドトンネルのセグメン
ト組立作業は、図１８および図１９に示すような通常の
リング式エレクタ（以下、従来形エレクタという）を用
いて行われていた。

【０００３】図２０は、２連シールドトンネルに使用さ
れる１リング分のセグメントを示したもので、左右の擬
似円形部を形成する円弧状の標準セグメント１ａ、左右
の擬似円形部を接合するためのＶ形断面の上下のキーセ
グメント１ｂ、１ｃ、中央部に挿入される支柱セグメン
ト１ｄから成り、１リングごとに両翼部の短いキーセグ
メント１ｂと両翼部の長いキーセグメント１ｃとを交互
に入れ替えることにより、セグメントの継目位置が千鳥
形にずれるように組み立てられる。

【０００４】図１８および図１９において、シールド本
体２の後部に設置された左右２基のエレクタ３Ａ、３Ｂ
は、それぞれシールド本体２の内周に沿って配置された
ガイドローラ５により案内され、シールド本体２に装備
された旋回用モータ６によりピニオン７とリングギヤ８
を介して旋回駆動されるエレクタリング４と、該エレク
タリング４からシールド本体２の後方に向けて突出した
左右１対のエレクタアーム９と、該エレクタアーム９を
貫通する左右２本のガイドロッド１１を有し、エレクタ
アーム９に装備された押付ジャッキ１２によりエレクタ
リング４の径方向に摺動させられる門形状の吊りビーム
１０と、該吊りビーム１０の中央部にスライダガイド１
３を介して支持され、吊りビーム１０に装備された前後
摺動ジャッキ１４によりエレクタリング４の軸線方向に
摺動させられるセグメント把持部１６を有するスライダ
１５から構成されており、これら２基のエレクタ３Ａ、
３Ｂを用いて図２０に示すセグメント１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄを１ピースずつ吊りあげ、所定の組立位置に搬
送し、既設セグメントおよび円周方向の隣接セグメント
に順次ボルトを締結して図１９に示すセグメントリング
１を組立てる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１８および
図１９に示す従来形エレクタは、円弧状の標準セグメン
ト１ａの組立てには向いているものの、Ｖ形断面のキー
セグメント１ｂ、１ｃ、支柱セグメント１ｄなどのよう
な異形セグメントの組立てには適していない。

【０００６】その理由の１つは、図１８に示すように、
これから組み立てようとするキーセグメント１ｂ、１ｃ
や支柱セグメント１ｄをエレクタのスライダ１５に把持
させるためエレクタの下に置いたとき、これらのセグメ
ント１ｂ、１ｃ、１ｄの高さｈ１ないしｈ３が標準セグ
メント１ａより高くなってしまい、その分スライダ１５
の位置をエレクタリング４の中心寄りに引き上げなけれ
ば、セグメントの把持ができないことである。

【０００７】スライダ１５の位置を引き上げると、図１
８でエレクタリング４、エレクタアーム９および吊りビ
ーム１０により囲まれたエレクタの内空部１７が狭くな
り、シールド掘進機の排土装置（スクリューコンベア１
８または送排泥管）やセグメント組立用の作業デッキ１
９などを通すためのスペースが確保できなくなる。

【０００８】また、このエレクタで標準セグメント１ａ
も組み立てることを考えると、押付ジャッキ１２のスト
ロークを通常の円形シールド用エレクタより大きくしな
ければならず、押付ジャッキ１２のストロークを大きく
した分、ガイドロッド１１の全長が長くなるため、押付
ジャッキ１２を縮めてエレクタを旋回させる際に隣接す
るエレクタ３Ａ、３Ｂの干渉の問題が生じてくる。

【０００９】さらに、上下のキーセグメント１ｂ、１ｃ
は、標準セグメント１ａと比較して著しく形状が相違す
るため、スライダ１５に把持させる際に、エレクタの他
の部分（吊りビームなど）と干渉して把持しにくく、ま
た把持させることができたとしても、セグメント姿勢制
御機能を持たない従来形エレクタでは、吊り上げたキー
セグメント１ｂ、１ｃを所定位置に組付けるための姿勢
修正に多くの人手を必要とする。

【００１０】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するためになされたもので、特に、多連シールド
トンネルに使用される各種形状のセグメントに対応し
て、セグメントの組立を容易迅速に行うことができ、か
つエレクタ内空部に排土装置や作業デッキを通すスペー
スを十分確保でき、旋回時に隣接するエレクタ相互の干
渉が生じないようにしたエレクタ装置を提供することを
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、シールド掘進機内に搬入された
トンネル覆工用セグメントを組み立てるために、セグメ
ント把持機構を備えるエレクタ装置において、シールド
本体内に回転可能に支持されたエレクタリングと、この
エレクタリングに支持されたエレクタアームと、このエ
レクタアームに前記エレクタリングのほぼ接線方向に移
動可能に支持された押付ビームと、この押付ビームに前
記エレクタリングの軸線方向に直角な平面内で揺動する
ようにその中央部を支持した揺動アームと、この揺動ア
ームに設けられ、トンネル覆工用セグメントを着脱可能
に保持するセグメント保持装置と、一端を前記揺動アー
ムの外側端に取り付け、他端を前記押付ビーム側に取り
付けた姿勢制御ジャッキとを設けた。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、２連シールド掘進機に適用
した本発明の一実施の形態を図１ないし図４により説明
する。組み立てようとするセグメントは、図１に示すよ
うに、標準セグメント１ａ、上下キーセグメント１ｂ、
１ｃ、および支柱セグメント１ｄの４種類である。図１
ないし図４において、シールド本体２の後方に設置され
た左右２基のエレクタ２０Ａ、２０Ｂは、同一構造であ
り、対応する部分には同一の符号を付けて示す。

【００１３】エレクタリング２１はシールド本体２の内
周に沿って配置されたガイドローラ２２により案内さ
れ、エレクタリング２１にはリングギヤ２５が取り付け
られている。シールド本体２に装備された旋回用モータ
２３には、リングギヤ２５に噛み合うピニオン２４が取
り付けられている。したがって、旋回用モータ２３の作
動によりエレクタリング２１が旋回させられる。

【００１４】エレクタアーム２６は、エレクタリング２
１上の旋回中心に対する片側位置にシールド本体２の後
方に向けて突出して設けられている。また、カウンタウ
エイト２７は、エレクタリング２１の回転バランスをと
るようにエレクタリング２１に取り付けられている。

【００１５】エレクタアーム２６には、押付ビーム２８
に取り付けられた前後２本のガイドロッド２９が摺動可
能に貫通しており、押付ビーム２８は、この２本のガイ
ドロッド２９により案内され、かつ回り止めされてい
る。押付ビーム２８は、箱形構造体で、エレクタリング
２１の円周の一部に沿うようにガイドロッド２９に対し
斜めに配置されている。

【００１６】押付ジャッキ３０のシリンダ側はエレクタ
アーム２６に取り付けられ、ロッド側は押付ビーム２８
に取り付けられており、この押付ジャッキ３０により押
付ビーム２８はエレクタリング２１の円周に対しほぼ接
線方向に摺動させられる。

【００１７】揺動アーム３１は、押付ビーム２８の先端
に揺動ピン３２を介して揺動可能に取り付けられてい
る。押付ビーム２８には前後２本の姿勢制御ジャッキ３
３が装備されている。各姿勢制御ジャッキ３３のシリン
ダ側は押付ビーム２８のブラケット２８ａに、ロッド側
は揺動アーム３１のブラケット３１ａにそれぞれ取り付
けられている。

【００１８】したがって、揺動アーム３１は、前記姿勢
制御ジャッキ３３により揺動ピン３２を中心にして揺動
させられ、エレクタリング２１の軸線方向に直角な平面
内で押付ビーム２８に対する揺動アーム３１の傾きを広
い範囲で変えられるようになっている。

【００１９】スライダ３４は、図１、図２および図４に
示すように、揺動アーム３１に設けられたスライダガイ
ド３５により案内され、揺動アーム３１に装備された前
後摺動ジャッキ３６によりエレクタリング２１の軸線方
向に摺動させられる。

【００２０】スライダ３４に装備された振れ止めジャッ
キ３７は、ロッド側をスライダ３４ブラケット３４ａに
取り付けられ、スライダ３４の円筒形ガイド部３４ｂに
より案内されるシリンダ側の端部にピン穴３８ａを有す
るセグメント把持部３８が設けられている。また、スラ
イダ３４には、セグメント把持部３８を囲む４箇所にセ
グメント振れ止め具３４ｃがセグメント側に突出して設
けられている。

【００２１】スライダ３４にセグメントを把持させる際
には、セグメントの種類およびその置かれた高さに応じ
て押付ジャッキ３０および姿勢制御ジャッキ３３を動作
させ、揺動アーム３１の高さと傾きを調節するととも
に、前後摺動ジャッキ３６によりエレクタリング２１の
軸線方向の位置合わせをする。

【００２２】図１は、一例として下部キーセグメント１
ｃを把持し吊り上げた状態を示している。セグメントに
取り付けた吊り金具のピン穴とセグメント把持部３８の
ピン穴３８ａに吊りピン３９を挿入した後、振れ止めジ
ャッキ３７を縮めてセグメント把持部３８を引き込むこ
とにより、把持したセグメントをスライダ３４の４ヵ所
の振れ止め具３４ｃに密着させてスライダ３４に固定す
る。それから、把持したセグメントを旋回用モータ２
３、押付ジャッキ３０、姿勢制御ジャッキ３３および前
後摺動ジャッキ３６により所定の組立位置に搬送し組付
けを行う。

【００２３】図５ないし図１５は、セグメントリングの
１リング分の組立工程を示す工程図である。図５に示す
ように、シールド本体２の右側の底面に下部キーセグメ
ント１ｃが供給されると、右側のエレクタ２０Ａが動作
して、エレクタリング２１を所定の角度回転させた後、
押付ジャッキ３０により、左側のエレクタ２０Ｂの状態
から押付ビーム２８をエレクタリング２１の接線方向に
移動させるとともに、姿勢制御ジャッキ３３により、揺
動アーム３１を揺動させ、スライダ２１を所要の方向に
向かせ、スライダ３４を下部キーセグメント１ｃに近接
させる。

【００２４】この状態で、セグメント把持部と吊り金具
をピンで結合し、振れ止めジャッキを縮めて、下部キー
セグメント１ｃをスライダ３４に密着させ把持する。

【００２５】図６に示すように、押付ジャッキ３０を縮
めて押付ビーム２８を引上げ、下部キーセグメント１ｃ
を吊り上げる。

【００２６】図７に示すように、エレクタリング２１を
回転させ、下部キーセグメント１ｃをその組付け位置へ
搬送するとともに、押付ジャッキ３０を伸ばし、姿勢制
御ジャッキ３３を縮め、必要に応じて前後摺動ジャッキ
３６により下部キーセグメント１ｃを組付け位置へ位置
決めし、既設のセグメントリングにボルトなどの締結手
段によって固定して組付ける。

【００２７】この状態で、振れ止めジャッキを伸ばし
て、下部キーセグメント１ｃをスライダ３４に密着を解
除し、セグメント把持部と吊り金具を結合しているピン
を抜取り下部キーセグメント１ｃを開放する。

【００２８】図８に示すように、下部キーセグメント１
ｃがその組付け位置に位置決めされると、シールド本体
２の左右の底面に標準セグメント１ａが供給される。す
ると、左右のエレクタ２０Ａ、２０Ｂが同時に動作し
て、エレクタリング２１を回転させた後、押付ジャッキ
３０により、押付ビーム２８をエレクタリング２１の接
線方向に移動させ、スライダ３４を標準セグメント１ａ
に近接させる。

【００２９】この状態で、セグメント把持部と吊り金具
をピンで結合し、振れ止めジャッキを縮めて、標準セグ
メント１ａをスライダ３４に密着させ把持する。

【００３０】図９に示すように、押付ジャッキ３０を縮
めて、標準セグメント１ａをテールクリアランス分だけ
吊り上げる。そして、必要に応じて姿勢制御ジャッキ３
３、前後摺動ジャッキ３６により、標準セグメント１ａ
の姿勢と位置を修正して、標準セグメント１ａの下部キ
ーセグメント１ｃおよび既設のセグメントリングとの接
触面をボルトなどの締結手段によって固定して、標準セ
グメント１ａを組付ける。

【００３１】この状態で、振れ止めジャッキを伸ばし
て、下部キーセグメント１ｃをスライダ３４に密着を解
除し、セグメント把持部と吊り金具を結合しているピン
を抜取り標準セグメント１ａを開放する。

【００３２】図１０に示すように、２枚目以降の標準セ
グメント１ａは、既に組付けられたセグメント上に供給
される。新たに供給された標準セグメント１ａは、上記
の標準セグメント１ａと同様の動作によって、図１１お
よび図１２に示すように順次組付ける。

【００３３】図１２に示すように、標準セグメント１ａ
の組付けが終了すると、右側のエレクタ２０Ａは、最後
に組付けられた標準セグメント１ａを支持した状態で待
機する。一方、左側のエレクタ２０Ｂには、既に組付け
られた標準セグメント１ａ上に上部キーセグメント１ｂ
が供給される。すると、前記下部キーセグメント１ｃの
場合と同様にして、スライダ３４に上部キーセグメント
１ｂを把持させる。この状態で、押付ジャッキ３０を動
作させ上部キーセグメント１ｂを吊り上げる。

【００３４】図１３に示すように、エレクタリング２１
を回転させ、上部キーセグメント１ｂを組付け位置へ搬
送する。そして、必要に応じて押付ジャッキ３０、姿勢
制御ジャッキ３３、前後摺動ジャッキ３６により、上部
キーセグメント１ｂの姿勢と位置を修正して、最後に組
付けられた左右の標準セグメント１ａの間に上部キーセ
グメント１ｂを装着する。

【００３５】この状態で、上部キーセグメント１ｂを既
設のセグメントリングと左右の標準セグメント１ａに固
定して組付ける。上部キーセグメント１ｂの組付けが終
了すると、右側のエレクタ２０Ａは、最後に組付けられ
た標準セグメント１ａの支持を開放する。一方、左側の
エレクタ２０Ｂは、上部キーセグメント１ｂを支持した
状態で待機する。

【００３６】図１４に示すように、右側のエレクタ２０
Ａには、既に組付けられた標準セグメント１ａ上に支柱
セグメント１ｄが供給される。すると、前記下部キーセ
グメント１ｃの場合と同様にして、スライダ３４に支柱
セグメント１ｄを把持させる。この時、支柱セグメント
１ｄは、押付ジャッキ３０の伸縮方向と直角な向きにな
るように把持される。この状態で、押付ジャッキ３０を
動作させ、支柱セグメント１ｄを吊り上げる。

【００３７】図１５に示すように、エレクタリング２１
を回転させ、支柱セグメント１ｄを組付け位置へ搬送
し、必要に応じて押付ジャッキ３０、姿勢制御ジャッキ
３３、前後摺動ジャッキ３６により、上部キーセグメン
ト１ｂの姿勢と位置を修正した後、押付ジャッキ３０を
伸ばして支柱セグメント１ｄを下部キーセグメント１ｃ
と上部キーセグメント１ｂの間に装着する。

【００３８】この状態で、支柱セグメント１ｄを既設の
セグメントリングと下部キーセグメント１ｃおよび上部
キーセグメント１ｂに固定して組付ける。以上により図
２に示すセグメントリング１の組立を完了する。

【００３９】上述のように本実施の形態に示すエレクタ
装置においては、姿勢制御ジャッキ３３を動作させるこ
とにより、揺動アーム３１および該揺動アーム３１上の
スライダ３４に把持したセグメントの姿勢（傾き）を広
い範囲で変えられるのため、多連シールドトンネルに使
用される各種形状のセグメントに対応して、セグメント
がエレクタの把持部以外の部分と干渉することがなく、
また、組付時のセグメントの姿勢修正に多く人手を要す
ることなく、容易迅速にセグメントの組立を行うことが
できる。

【００４０】図１６は、セグメントをスライダに固定す
る振れ止めジャッキの別の形態を示したものである。ス
ライダ３４に装備した左右２本の振れ止めジャッキ４０
のロッド側をスライダ３４の円筒形ガイド部３４ｄに沿
って摺動する左右の振れ止め具３４ｅに取付け、振れ止
めジャッキ４０を伸ばして左右の振れ止め具３４ｅをセ
グメントに押し付けることにより、左右の振れ止め具３
４ｅとセグメント把持部３８の３点でセグメントを固定
するようにしている。

【００４１】図１７は、組付時に支柱セグメント１ｄの
中央部を押したい場合に用いるセグメント吊り具の形態
を示したものである。セグメント吊り具４１の一端をボ
ルト４２で支柱セグメント１ｄの中央部に取付け、他端
に設けたピン穴４１ａに図１に示す吊りピン３９を通し
て支柱セグメント１ｄを把持するようにすればよい。

【００４２】なお、上述の説明においては、多連シール
ドトンネルのセグメントの組立について説明したが、セ
グメントの姿勢制御が容易にでき、しかも、エレクタが
片腕タイプであり、セグメント組立時の作業スペースが
広くとれるため、円形シールド用のセグメント組立装置
としても有効である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば、
シールド掘進機内に搬入されたトンネル覆工用セグメン
トを組み立てるために、セグメント把持機構を備えるエ
レクタ装置において、シールド本体内に回転可能に支持
されたエレクタリングと、このエレクタリングに支持さ
れたエレクタアームと、このエレクタアームに前記エレ
クタリングのほぼ接線方向に移動可能に支持された押付
ビームと、この押付ビームに前記エレクタリングの軸線
方向に直角な平面内で揺動するようにその中央部を支持
した揺動アームと、この揺動アームに設けられ、トンネ
ル覆工用セグメントを着脱可能に保持するセグメント保
持装置と、一端を前記揺動アームの外側端に取り付け、
他端を前記押付ビーム側に取り付けた姿勢制御ジャッキ
とを設けたので、セグメントの姿勢（傾き）を広い範囲
で変えられるため、標準セグメントだけでなく、Ｖ形キ
ーセグメントなど異形セグメントの組立も容易に行うこ
とができる。

【００４４】また、エレクタ内部の空間を広くとること
ができ、排土装置、作業デッキなどの設置スペースを十
分確保することができ、作業能率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるエレクタ装置のシールド本体テー
ル側から見た正面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】図２のＢ矢視図。

【図４】図２のＣ−Ｃ断面図。

【図５】セグメント組立工程を示す工程図。

【図６】セグメント組立工程を示す工程図。

【図７】セグメント組立工程を示す工程図。

【図８】セグメント組立工程を示す工程図。

【図９】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１０】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１１】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１２】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１３】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１４】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１５】セグメント組立工程を示す工程図。

【図１６】図４における振れ止めジャッキの別の形態を
示す要部断面図。

【図１７】図４におけるセグメント吊り具の別の形態を
示す正面図。

【図１８】従来のエレクタ装置のシールド掘進機のテー
ル側から見た正面図。

【図１９】図１８のＤ−Ｄ断面図。

【図２０】２連シールド用セグメントの組立て状態を示
す正面図。

【符号の説明】

１ａ〜１ｄ セグメント ２ シールド本体 ２１ エレクタリング ２６ エレクタアーム ２８ 押付ビーム ３１ 揺動アーム ３４ スライダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 泰雄 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場 内 (72)発明者 高橋 均 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機 株式会社 土浦工場 内 (56)参考文献 実開 平２−116599（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機内に搬入されたトンネル覆
   工用セグメントを組み立てるために、セグメント把持機
   構を備えるエレクタ装置において、シールド本体内に回
   転可能に支持されたエレクタリングと、このエレクタリ
   ングに支持されたエレクタアームと、このエレクタアー
   ムに前記エレクタリングのほぼ接線方向に移動可能に支
   持された押付ビームと、この押付ビームに前記エレクタ
   リングの軸線方向に直角な平面内で揺動するようにその
   中央部を支持した揺動アームと、この揺動アームに設け
   られ、トンネル覆工用セグメントを着脱可能に保持する
   セグメント保持装置と、一端を前記揺動アームの外側端
   に取り付け、他端を前記押付ビーム側に取り付けた姿勢
   制御ジャッキとを設けたことを特徴とするエレクタ装
   置。
2. 【請求項２】 前記セグメント保持装置は、前記揺動アー
   ムに、前記セグメント方向およびこれと反対方向に移動
   可能に設けたセグメント把持部と、このセグメント把持
   部の両側に位置するように前記揺動アームに設けたセグ
   メント振れ止め具とから構成したことを特徴とする請求
   項１に記載のエレクタ装置。
3. 【請求項３】 前記セグメント保持装置は、前記エレクタ
   リングの軸線方向に摺動可能となるように前記揺動アー
   ムに取り付けたことを特徴とする請求項１、または２の
   いずれかに記載のエレクタ装置。