JP3229130B2 - セグメント供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘削機により
掘削されたトンネルの内壁面にセグメントを構築するセ
グメントエレクタ装置にセグメントを供給するセグメン
ト供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘削機は円筒形状のスキンプレ
ートの先端部に駆動モータによって回転自在なカッタヘ
ッドが装着される一方、後端部に円周方向に沿って複数
のシールドジャッキが並設されて構成されている。従っ
て、駆動モータによってカッタヘッドを駆動回転させる
ことで前方の地盤を掘削する。一方、シールドジャッキ
をトンネル掘削機の掘進方向後方に伸長してトンネル内
周面の既設のセグメント２４に押し付けることで、その
反力によりスキンプレートを前進させる。

【０００３】また、シールド掘削機は後部に掘削された
トンネルの内壁面にセグメントを構築するセグメントエ
レクタ装置を有している。従って、セグメント搬入装置
よってトンネル内に搬入されたセグメントはこのセグメ
ントエレクタ装置によって把持され、伸長したシールド
ジャッキを縮めることによって形成された空間に取付け
られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のセグメ
ント組立作業において、セグメントは掘削されたトンネ
ルの内壁面に環状に組付けられていくものであるが、１
リングあたりで長さの異なるセグメントが２〜３種類あ
り、セグメントエレクタ装置が把持する前に所定の位置
に位置決めする必要がある。しかし、複数種類のセグメ
ントを自動的に位置決めすることは困難であり、従来は
作業者の手作業によってセグメントの位置決めを行って
いた。

【０００５】ところが、このようにセグメントの位置決
め作業を作業者が手作業によって行うには長時間を要
し、作業効率が悪いという問題があった。また、大きく
て重いセグメントを作業者が手作業によって移動させる
ことは危険をも伴ってしまうという問題もあった。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、セグメントの位置決めを短時間で容易に行い、
セグメント組立作業の作業性の向上を図ったセグメント
供給装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のセグメント供給装置は、トンネル内に搬入
されたセグメントを掘削されたトンネルの内壁面に構築
するセグメントエレクタ装置に供給するセグメント供給
装置において、走行体と、該走行体を前記トンネルの長
手方向に沿って架設された案内レールに走行自在に支持
する走行機構と、前記走行体のトンネル掘削方向前方に
取付けられたセグメント支持体と、中間部が該セグメン
ト支持体に枢着されて各端部に挾持部材が取付けられた
リンク機構を油圧ジャッキにより収縮することで該セグ
メント支持体上のセグメントに対してその中心が所定の
位置決め支点上に位置するように前記トンネルの長手方
向の位置決めを行う長手方向位置決め機構と、前記セグ
メント支持体におけるトンネルの周方向各端部に設けら
れたストロークを規制可能な複数組の油圧ジャッキを伸
長することで該セグメント支持体上のセグメントに対し
てその中心が所定の位置決め支点上に位置するように前
記トンネルの周方向の位置決めを行う周方向位置決め機
構とを具えたことを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】セグメント支持体上に搬入されたセグメントは
油圧ジャッキによりリンク機構を収縮することによって
その中心が所定の位置決め支点上に位置するようにトン
ネルの長手方向の位置決めがなされると共に、複数組の
油圧ジャッキを所定ストローク伸長することによってそ
の中心が所定の位置決め支点上に位置するようにトンネ
ルの周方向の位置決めがなされ、走行体が走行機構によ
りトンネルの長手方向に沿って架設された案内レールに
沿ってトンネル掘削方向前方に移動し、セグメントエレ
クタ装置に位置決めされたセグメントを供給する。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１０】図１に本発明の一実施例に係るセグメント
供給装置を表す正面視、図２にそのセグメント供給装置
を表す平面視、図３に図１のIII−III断面、図４に本実
施例のセグメント供給装置における位置決め機構の平面
視、図５に図４のＶ−Ｖ断面、図６に本実施例のセグメ
ント供給装置を有するトンネル掘削機の概略断面を示
す。

【００１１】図６に示すように、本実施例のトンネル掘
削機において、スキンプレート１１は円筒形状をなし、
その前部にはバルクヘッド１２が形成されている。カッ
タヘッド１３は前面に多数の超硬歯カッタビット１４が
固定されており、後部には外歯１５を有するドラム１６
が一体に固定されている。そして、このドラム１６はス
キンプレート１１に回転自在に支持されると共に、この
ドラム１６の外歯１５にはバルクヘッド１２に取付けら
れた駆動モータ１７の駆動ギア１８が噛み合っている。
従って、駆動モータ１７を駆動すると、駆動ギア１８と
噛み合う外歯１５を介してドラム１６が回転すること
で、カッタヘッド１３を旋回させて多数のカッタビット
１４によって地盤を掘削することができる。

【００１２】スキンプレート１１の内部はバルクヘッド
１２によって泥水室１９と機内２０とが仕切られてお
り、泥水室１９にはカッタヘッド１３によって掘削され
た土砂が取り込まれるようになっている。そして、この
泥水室１９には一端がスキンプレート１１の外部に延設
された送泥管２１及び排泥管２２の他端が開口してお
り、排泥管２２の開口部分の近傍には掘削土砂と泥水と
を攪拌、混合するアジテータ２３が設置されている。ま
た、スキンプレート１１の後部には円周方向に沿って複
数のシールドジャッキ２４が並設されており、後方に伸
びる駆動ロッドの先端部にはスプレッダ２５が取付けら
れている。従って、このシールドジャッキ２４がトンネ
ル掘削機の掘進方向後方に伸長し、スプレッダ２５を掘
削したトンネル内周面に構築された既設のセグメント２
６に押し付けることで、その反力によりスキンプレート
１１を前進させることができる。

【００１３】掘削形成したトンネル内にはスキンプレー
ト１１の後方に位置して作業台２７が設けられており、
バルクヘッド１２とこの作業台２７との間には旋回用リ
ング２８が旋回自在に支持され、この旋回用リング２８
にはセグメント２６を構築するセグメント組立装置２９
を有するセグメントエレクタ装置３０が装着されてい
る。また、作業台２７にはセグメント搬入装置としての
ホイスト３１が移動自在に設けられると共に、ホイスト
３１によって搬入されたセグメント２６を位置決めして
供給するセグメント供給装置３２が移動自在に設けられ
ている。

【００１４】この本実施例のセグメント供給装置３２に
おいて、図１乃至図３に示すように、走行体４１は走行
機構４２によりトンネルの長手方向に沿って作業台２７
に架設された左右一対の案内レール４３に走行自在に支
持されている。即ち、走行体４１はその上面部におい
て、その四方に位置して固定された各取付ブラケット４
４にはそれぞれ一対のリンク４５を介して前後一対の支
持ローラ４６が取付けられている。そして、各支持ロー
ラ４６は左右一対の案内レール４３の平面部上を転動自
在となっている。また、各支持ローラ４６に隣接して走
行体４１の上面部に固定された取付ブラケット４７には
ガイドローラ４８が取付けられている。そして、各ガイ
ドローラ４８は各案内レール４３の端面に接触しながら
転動自在となっている。

【００１５】また、各案内レール４３の下面にはその長
手方向に沿ってチェーン４９が取付けられている。一
方、走行体４１には駆動伝達ギア５０を有する駆動軸５
１が回転自在に装着されており、この駆動軸５１の各端
部にはチェーン４９に噛み合うスプロケット５２が一体
回転自在に固結されている。そして、走行体４１には油
圧モータ５３が搭載されており、この油圧モータ５３の
駆動ギアは駆動軸５１の駆動伝達ギア５０に噛み合って
いる。なお、油圧モータ５３の駆動源として、走行体４
１には油圧タンク５４、電動モータ５５、油圧ポンプ５
６が搭載されている。

【００１６】従って、電動モータ５５によって油圧ポン
プ５６が駆動することで油圧タンク５４内の油圧が油圧
モータ５３に供給されて駆動し、その駆動力が駆動伝達
ギア５０を介して駆動軸５１に伝達され、各スプロケッ
ト５２が回転することでチェーン４９に対して走行体４
１を移動させることができる。このとき、走行体４１の
各支持ローラ４６は案内レール４３上を転動し、各ガイ
ドローラ４８は案内レール４３の端面に接触しながら転
動し、走行体４１の上下左右方向の移動を規制してい
る。

【００１７】走行体４１のトンネル掘削方向前方には連
結梁５７を介してセグメント支持体５８が一体に固定さ
れている。そして、このセグメント支持体５８には保持
したセグメント２６に対してトンネルの長手方向（図２
においてＹ方向）の位置決めを行う長手方向位置決め機
構５９が装着されると共に、保持したセグメント２６に
対してトンネルの周方向（図２においてＸ方向）の位置
決めを行う周方向位置決め機構６０が装着されている。
長手方向位置決め機構５９は油圧ジャッキ６１，６２及
びリンク機構６３，６４、一対の挾持部材６５ａ，６５
ｂ，６６ａ，６６ｂによって構成され、周方向位置決め
機構６０は３組の油圧ジャッキ６７ａ，６７ｂ，６８
ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂ及び一対の押圧部材７０
ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂによって
構成されている。

【００１８】即ち、図４及び図５に示すように、長手方
向位置決め機構５９において、セグメント支持体５８に
は油圧ジャッキ６１が取付けられており、この油圧ジャ
ッキ６１は駆動ロッド７３を有している。リンク機構６
３は、中間部が枢着ピン７４によってセグメント支持体
５８に回動自在に支持された一対の回動リンク７５と、
この回動リンク７５の各端部にそれぞれ連結ピン７６，
７７によって連結された一対の連結リンク７８，７９に
て構成されている。そして、リンク機構６３（連結リン
ク７８，７９）の端部は一対の摺動体８０ａ，８０ｂに
連結ピン８１ａ，８１ｂによって連結されている。この
一対の摺動体８０ａ，８０ｂにはそれぞれ挾持部材６５
ａ，６５ｂが取付けられると共に、一方の摺動体８０ａ
には油圧ジャッキ６１の駆動ロッド７３が連結されてい
る。なお、セグメント支持体５８の中央部にはセグメン
ト２６を載置する摺動板８２が摺動自在に装着されてい
る。

【００１９】なお、長手方向位置決め機構５９におい
て、油圧ジャッキ６２及びリンク機構６４、一対の挾持
部材６６ａ，６６ｂも同様の構成となっている。

【００２０】従って、油圧ジャッキ６１を駆動して駆動
ロッド７３を伸長すると、一方の摺動体８０ａを押して
移動させることでリンク機構６３が動作し、他方の摺動
体８０ｂも移動する。この場合、一対の回動リンク７５
は中間部が枢着ピン７４によってセグメント支持体５８
に枢着されているので、この支点Ｏ₁ を中心として各摺
動体８０ａ，８０ｂ、即ち、挾持部材６５ａ，６５ｂが
互いに接近移動することとなる。

【００２１】また、周方向位置決め機構６０において、
セグメント支持体５８には油圧ジャッキ６１の駆動方向
と直交する方向にそれぞれ駆動する駆動ロッド８３，８
４，８５を有する３組の油圧ジャッキ６７ａ，６８ａ，
６９ａが取付けられている。そして、各油圧ジャッキ６
７ａ，６８ａ，６９ａの駆動ロッド８３，８４，８５の
先端部にはそれぞれ押圧部材７０ａ，７１ａ，７２ａが
連結されている。また、各油圧ジャッキ６７ａ，６８
ａ，６９ａには駆動ロッド８３，８４，８５（押圧部材
７０ａ，７１ａ，７２ａ）のストロークを規制するガイ
ドロッド８６及び止金８７が設けられており、それぞれ
異なるストロークとなっている。

【００２２】なお、周方向位置決め機構６０において、
他方の油圧ジャッキ６７ｂ，６８ｂ，６９ｂ及び一対の
押圧部材７０ｂ，７１ｂ，７２ｂも同様の構成となって
いる。

【００２３】従って、各油圧ジャッキ６７ａ，６８ａ，
６９ａを駆動すると、駆動ロッド８３，８４，８５を介
して各押圧部材７０ａ，７１ａ，７２ａを前進させるこ
とができる。そして、各押圧部材７０ａ，７１ａ，７２
ａはガイドロッド８６及び止金８７によってそのストロ
ークが異なって設定されており、各セグメント２６のサ
イズに合わせて使い分けるようにする。

【００２４】而して、トンネルを掘削形成するには、図
６に示すように、まず、複数のシールドジャッキ２４を
作動し、既設のセグメント２６への押し付け反力によっ
てスキンプレート１１を前進させる一方、駆動モータ１
７によりドラム１６を介してカッタヘッド１３を旋回さ
せ、カッタビット１４によって地山を掘削していく。そ
して、カッタビット１４によって掘削された土砂は泥水
室１９に取り込まれ、送泥管２１から泥水が送給されて
アジテータ２３により掘削土砂と泥水とが攪拌、混合さ
れ、排泥管２２により外部に排出される。

【００２５】次に、シールドジャッキ２４の何れか一つ
を縮み方向に作動して既設のセグメント２６との間に空
所を形成する。そして、セグメントエレクタ装置３０の
セグメント組立装置２９によってこの空所に新しいセグ
メント２６を装着して固定する。この作業の繰り返しに
よって所定長さのトンネルを掘削形成していく。

【００２６】このようなトンネル構築作業中に、空所に
装着する新しいセグメント２６は、随時、ホイスト３１
によって搬入され、セグメント供給装置３２によって位
置決めされた後にセグメントエレクタ装置３０に供給さ
れ、セグメント組立装置２９がセグメントの組立作業を
行っている。この場合、使用するセグメント２６はサイ
ズが複数種類あるため、個々に位置決めを行う必要があ
る。

【００２７】従って、図２に示すように、セグメント支
持体５８上に載置されたセグメント２６に対して、各油
圧ジャッキ６１，６２を駆動して駆動ロッド７３を伸長
し、各リンク機構６３，６４を折り畳む。すると、リン
ク機構６３，６４は各回動リンク７５の支点Ｏ₁ ，Ｏ₂
（枢着ピン７４）を中心として動作し、この支点Ｏ₁，
Ｏ₂ を中心として各摺動体８０ａ，８０ｂ、即ち、挾持
部材６５ａ，６５ｂが互いに接近移動する。従って、セ
グメント支持体５８上のセグメント２６はトンネルの長
手方向（Ｙ方向）において、中心が支点Ｏ₁ ，Ｏ₂ 上に
位置するように位置決めがなされる。

【００２８】また、各油圧ジャッキ６１，６２の駆動と
共に、セグメント支持体５８上に載置されたセグメント
２６に対して、各油圧ジャッキ６７ａ，６７ａ，６８
ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂのうち、ストロークサイズ
が適合したもの、例えば、一対の油圧ジャッキ６７ａ，
６７ａを駆動する。すると、駆動ロッド８３が伸長し、
一対の押圧部材７０ａ，７０ｂを前進させる。この場
合、各押圧部材７０ａ，７０ｂはガイドロッド８６及び
止金８７によってそのストロークが予めセグメント２６
の種類に合わせて設定されている。従って、セグメント
支持体５８上のセグメント２６はトンネルの周方向（Ｘ
方向）において、中心が支点Ｏ上に位置するように位置
決めがなされる。

【００２９】このようにしてセグメント支持体５８上の
セグメント２６はトンネルの周方向（Ｘ方向）及びトン
ネルの長手方向（Ｙ方向）において、中心が支点Ｏ上に
位置するように的確に位置決めがなされる。従って、セ
グメントエレクタ装置３０は正しく位置決めされたセグ
メント支持体５８上のセグメント２６を短時間で簡単に
把持することができる。

【００３０】なお、上述の実施例において、長手方向位
置決め機構５９を油圧ジャッキ６１，６２、リンク機構
６３，６４、一対の挾持部材６５ａ，６５ｂ，６６ａ，
６６ｂ等によって構成し、周方向位置決め機構６０を３
組の油圧ジャッキ６７ａ，６７ｂ，６８ａ，６８ｂ，６
９ａ，６９ｂ、一対の押圧部材７０ａ，７０ｂ，７１
ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ等によって構成したが、各
構成は上述したものに限定されるものではなく、セグメ
ント２６をセンタリングできればよく、例えば、電動モ
ータやボールねじ等を利用してもよいものである。

【００３１】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のセグメント供給装置によれば、走行体を走
行機構によってトンネルの長手方向に沿って架設された
案内レールに走行自在に支持してこの走行体のトンネル
掘削方向前方にセグメント支持体を取付け、リンク機構
を油圧ジャッキにより収縮することでこのセグメント支
持体に保持したセグメントに対して中心が所定の位置決
め支点上に位置するようにトンネルの長手方向の位置決
めを行う長手方向位置決め機構と、複数組の油圧ジャッ
キを所定ストローク伸長することで中心が所定の位置決
め支点上に位置するようにトンネルの周方向の位置決め
を行う周方向位置決め機構とを設けたので、セグメント
支持体上のセグメントに対して各位置決め機構によって
トンネルの長手方向及びトンネルの周方向の位置決めを
なした状態でセグメントエレクタ装置に供給することと
なり、セグメントの位置決めを簡単、且つ、短時間で行
うことでセグメント組立作業の作業性の向上を図ると共
に、作業者にかかる負担や危険度を低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るセグメント供給装置を
表す正面図である。

【図２】セグメント供給装置を表す平面図である。

【図３】図１のIII−III断面図である。

【図４】本実施例のセグメント供給装置における位置決
め機構の平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。

【図６】本実施例のセグメント供給装置を有するトンネ
ル掘削機の概略断面図である。

【符号の説明】

２６ セグメント ２７ 作業台 ２８ 旋回リング ２９ セグメント組立装置 ３０ セグメントエレクタ装置 ３１ ホイスト ３２ セグメント供給装置 ４１ 走行体 ４２ 走行機構 ４３ 案内レール ４６ 支持ローラ ４８ ガイドローラ ４９ チェーン ５２ スプロケット ５８ セグメント支持体 ５９ 長手方向位置決め機構 ６０ 周方向位置決め機構 ６１，６２ 油圧ジャッキ ６３，６４ リンク機構 ６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂ 挾持部材 ６７ａ，６７ｂ，６８ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂ 油
圧ジャッキ ７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ 押
圧部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 義朗 兵庫県神戸市兵庫区和田宮通７丁目１番 14号 西菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−229398（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−84500（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル内に搬入されたセグメントを掘
   削されたトンネルの内壁面に構築するセグメントエレク
   タ装置に供給するセグメント供給装置において、走行体
   と、該走行体を前記トンネルの長手方向に沿って架設さ
   れた案内レールに走行自在に支持する走行機構と、前記
   走行体のトンネル掘削方向前方に取付けられたセグメン
   ト支持体と、中間部が該セグメント支持体に枢着されて
   各端部に挾持部材が取付けられたリンク機構を油圧ジャ
   ッキにより収縮することで該セグメント支持体上のセグ
   メントに対してその中心が所定の位置決め支点上に位置
   するように前記トンネルの長手方向の位置決めを行う長
   手方向位置決め機構と、前記セグメント支持体における
   トンネルの周方向各端部に設けられたストロークを規制
   可能な複数組の油圧ジャッキを伸長することで該セグメ
   ント支持体上のセグメントに対してその中心が所定の位
   置決め支点上に位置するように前記トンネルの周方向の
   位置決めを行う周方向位置決め機構とを具えたことを特
   徴とするセグメント供給装置。