JP3424342B2 - セグメントのセンタリング方法及びセンタリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セグメントをエレクタ
に自動把持させる際に、その把持を確実ならしめるべ
く、セグメントのセンタリングを行うセグメントのセン
タリング方法及びセンタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、シールド掘進機を用いたトンネル
掘削工事においては省人化が推進され、その一環として
セグメントをエレクタに自動的に把持させる試みがなさ
れている。ここで、把持されるセグメントは、コンベヤ
等を用いてエレクタ側へ搬送されるが、その搬送中にエ
レクタに対するセグメントの把持位置（センタ−）がズ
レることがある。

【０００３】この場合、作業員がそのズレを修正しなけ
れば、エレクタに把持させることができず、自動化の妨
げとなっていた。そこで、本出願人は、エレクタの近傍
まで搬送されたセグメントの下面中央部を支持して持上
げ、そのセグメントの左右端部を修正ジャッキで押圧し
てセグメントのヨー方向のセンタリングを行うようにし
たセグメントのヨーイング修正装置を提案した（実願平
4-68184 号等）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ヨーイン
グ修正装置にあっては、セグメントの下面中央部を支持
して持上げ、その支持部上にてセグメントを回転させて
いるため、セグメントと支持部との間のフリクションに
よる抵抗が避け得ず、そのためヨーイング修正の精度を
高めることが困難であった。

【０００５】また、セグメントはヨー方向のみならず実
際にはロール方向にもズレるため、ロール方向のセンタ
リングも行う必要がある。ヨー及びロール方向のセンタ
リングを行う装置として特願平1-49500 号のセグメント
の位置決め装置等が知られているが、かかる装置も載置
台上に載せたセグメントの端部を押圧してヨー及びロー
ル方向のセンタリングを行うものであるため、セグメン
トと載置台との間のフリクションによる抵抗が避けられ
ない。

【０００６】特に、超大口径 (14ｍ程度) のトンネルで
はセグメントの１ピースの重量が10トン程度にもなり、
フリクションも極めて大きくなるため、そのヨーイング
修正およびローリング修正は困難であった。

【０００７】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、セグメントのヨー方向及びロール方向のセンタ
リングを容易に且つ精度よく行うことができるセグメン
トのセンタリング方法及びセンタリング装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、セグメントをヨーイング方向に移動自
在に支持するヨーイングローラを設けると共にローリン
グ方向に移動自在に支持するローリングローラを設け、
いずれか一方のローラでセグメントを支持してその方向
のセンタリングをした後、他方のローラでセグメントを
支持して残りの方向のセンタリングをするようにしたセ
グメントのセンタリング方法である。

【０００９】第２の発明は、セグメントをヨーイング方
向に移動自在に支持するヨーイングローラと、そのヨー
イングローラでセグメントを支持した後にセグメント端
部を押圧してヨーイング方向のセンタリングを行うヨー
イング修正レバーと、セグメントをローリング方向に移
動自在に支持するローリングローラと、そのローリング
ローラでセグメントを支持した後にセグメント端部を押
圧してローリング方向のセンタリングを行うローリング
修正レバーとを備えたセグメントのセンタリング装置で
ある。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、セグメントをヨーイング
ローラで支持してヨー方向のセンタリングをした後、ロ
ーリングローラで支持してロール方向のセンタリングを
行う。この際、セグメントは、各ローラに支持されてい
るため、微小な力で動かすことができる。よって、精密
なセンタリングができる。また、センタリングをヨー方
向とロール方向とに分けて、それぞれ独立に行うように
したので、各方向ごとに容易に行うことができる。

【００１１】第２の発明によれば、セグメントをヨーイ
ングローラで支持した後セグメントの端部をヨーイング
修正レバーで押圧してヨー方向のセンタリングを行い、
同様にローリングローラで支持した後ローリング修正レ
バーでロール方向のセンタリングを行う。なお、ロール
方向のセンタリングを先に行いその後、ヨー方向のセン
タリングを行うようにしてもよいことは勿論である。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

【００１３】図１〜図３に示すように、トンネル内の底
部には、エレクタ１にセグメント２を供給するためのセ
グメント供給装置３が設けられている。エレクタ１は、
シールド掘進機により掘削された掘孔の内周面に、セグ
メント２を張設して実質的にトンネル内壁を構築するも
のである。

【００１４】セグメント供給装置３は、掘進機本体側に
設けられた後方架台４に固定された固定フレーム５と、
固定フレーム５に昇降ジャッキ６を介して昇降自在に設
けられた昇降フレーム７と、昇降フレーム７と一体的に
設けられその上昇によってセグメント２の左右端部をす
くって持上げるセグメント支持フレーム８と、セグメン
ト支持フレーム８と一体的に設けられスライドジャッキ
９によって水平方向に移動するスライドフレーム１０と
から構成されている。

【００１５】固定フレーム５は、上面からみて四角状の
枠体からなり、後方架台４に取付ステー１１を介して取
り付けられている。枠体の角部には、それぞれ垂直方向
に延出された脚体１２が設けられている。各脚体１２に
は、昇降ジャッキ６の一端が取り付けられている。これ
ら昇降ジャッキ６の他端は、その下方に配置された昇降
フレーム７に取り付けられている。この構成によれば、
昇降フレーム７は、昇降ジャッキ６の伸縮によって昇降
することになる。

【００１６】昇降フレーム７には、スライドフレーム１
０がローラ１３を介して水平方向に移動自在に設けられ
ている。スライドフレーム１０は、２本のＨ型ビーム１
０ａからなっており、各ビーム１０ａが昇降フレーム７
に設けられたローラ１３に係合されている。スライドフ
レーム１０は、スライドジャッキ９によって、昇降フレ
ーム７に対して水平方向に移動する。スライドジャッキ
９は、その伸縮ロッドの先端９ａがスライドフレーム１
０の後端部に取り付けられており、シリンダ部９ｂが昇
降フレーム７に取り付けられている。

【００１７】スライドフレーム１０の各ビーム１０ａの
下面には、セグメント２の左右端部をすくって持上げる
セグメント支持フレーム８が固定されている。セグメン
ト２は、その中央部を支持するコンベヤＣによって、横
向きの状態で搬送されるようになっている。セグメント
支持フレーム８は、このセングメント２の下方に位置し
ており、昇降フレーム７の上昇によってコンベヤＣ上の
セグメント２の左右端部をすくい上げるのである。

【００１８】その後、スライドフレーム１０がスライド
ジャッキ９によって水平方向前方（図中左方）に移動さ
れ、これによりセグメント支持フレーム８上に支持され
たセグメント２がエレクタ１に受け渡される。この受け
渡しに先立って、セグメント支持フレーム８上のセグメ
ント２は、以下に述べるセンタリング装置１４によって
センタリングされる。セグメント２がセンタリングされ
てないと、エレクタ１がセグメント２を自動把持できな
いからである。

【００１９】センタリング装置１４の詳細を図４〜図６
に示す。図示するようにセンタリング装置１４は、セグ
メント支持フレーム８上に設けられたヨーイングローラ
１５及びローリングローラ１６を有している。ヨーイン
グローラ１５は、前後左右に位置して４個設けられてい
る。ローリングローラ１６は、ヨーイングローラ１５に
挟まれて左右に２個ずつ計４個設けられている。なお、
各ローラ１５，１６の数は上記記載に限られずより多く
設けてもよい。

【００２０】ローリングローラ１６は、トンネルの長手
方向に沿った回転軸１６ａを有しており、セグメント２
をロール方向の移動のみ許容して支持する。ヨーイング
ローラ１５は、これと直角方向の回転軸１５ａを有して
おり、セグメント２をヨー方向の移動のみ許容して支持
する。ヨーイングローラ１５は、ローリングローラ１６
よりも僅かに高い位置に設けられている。よって、通常
これらローラ１５，１６の上に載置されるセグメント２
は、ヨーイングローラ１５にのみ接して支持され、ロー
リングローラ１６からは離間している。

【００２１】ヨーイングローラ１５上に支持されたセグ
メント２は、ヨーイング修正レバー１７によって、その
セグメント端部が押圧される。ヨーイング修正レバー１
７は、セグメント支持フレーム８のトンネル長手方向の
両端部にそれぞれ設けられている。詳しくは、ヨーイン
グ修正レバー１７は、その中央部がセグメント支持フレ
ーム８にピン１８によって回動自在に支持されており、
一端部がセグメント支持フレーム８の下面部に設けられ
たヨーイングセンタリングジャッキ１９に接続されてい
る。この構成によれば、ヨーイング修正レバー１７は、
ヨーイングセンタリングジャッキ１９により回動され、
その他端部に設けられたローラ２０を介してセグメント
２の前後端部を押圧する。

【００２２】後側のヨーイング修正レバー１７ａは、後
側のヨーイングセンタリングジャッキ１９ａにより、常
に一定位置で停止するようになっている。これに対し、
前側のヨーイング修正レバー１７ｂは、位置決めされて
おらず、後側のヨーイング修正レバー１７ａの固定力よ
りも小さい力で、セグメント２の端部を押圧するように
なっている。この構成によれば、ヨーイングローラ１５
上に支持されたセグメント２は、前側のヨーイング修正
レバー１７ｂに押圧されて後側のヨーイング修正レバー
１７ａに当接するまで移動され、これによりヨー方向に
回動してヨー方向のセンタリングが達成されることにな
る。

【００２３】なお、後側のヨーイング修正レバー１７ａ
の位置をサーボ制御し、センタリングすべきセグメント
２の前後方向の長さに応じて（例えばテーパセグメント
か否か等）、修正レバー１７ａの固定位置を適宜変化さ
せるようにしてもよい。

【００２４】他方、ローリングローラ１６は、Ｌ型材か
らなる回動フレーム２１に回転自在に支持されている。
回動フレーム２１は、図６に示すように、その中央部に
設けられたブラケット２２にローリングローラ１６を軸
支し、一端部がセグメント支持フレーム８にピン２３で
支持され、他端部が押上ジャッキ２４の伸縮ロッド２５
に接続されている。この構成によれば、押上ジャッキ２
４を伸長させることにより、回動フレーム２２がピン２
３を中心として回動し、ローリングローラ１６が上昇す
ることになる。これにより、ローリングローラ１６がヨ
ーイングローラ１５より高くなるようになっている。こ
の結果、セグメント２は、ローリングローラ１６上に支
持されることになる。

【００２５】ローリングローラ１６に支持されたセグメ
ント２は、図５に示すローリング修正レバー２６によっ
て、そのセグメント端部が押圧される。ローリング修正
レバー２６は、セグメント支持フレーム８のトンネル幅
方向の外側端部に設けられている。詳しくは、ローリン
グ修正レバー２６は、その中央部がセグメント支持フレ
ーム８にピン２７によって回転自在に支持されており、
一端部がセグメント支持フレーム８の下面部に設けられ
たローリングセンタリングジャッキ２８に接続されてお
り、他端部に設けられたローラ２９がセグメント２の左
右端部を押圧するようになっている。

【００２６】図５中右側のローリング修正レバー２６ａ
は、右側のローリングセンタリングジャッキ２８ａによ
り、常に一定位置で停止するようになっている。これに
対し、左側のローリング修正レバー２６ｂは、位置決め
されておらず、右側のローリング修正レバー２６ａの固
定力よりも小さい力で、セグメント２の端部を押圧する
ようになっている。この構成によれば、ローリングロー
ラ１６上に支持されたセグメント２は、左側のローリン
グ修正レバー２６ｂに押圧されて右側のローリング修正
レバー２６ａに当接するまで移動され、これによりロー
ル方向のセンタリングが達成されることになる。

【００２７】なお、右側のローリング修正レバー２６ａ
の位置をサーボ制御し、センタリングすべきセグメント
２の左右方向の長さに応じて（所謂ＡセグメントかＢセ
グメントかに応じて）、修正レバー２６ａの固定位置を
適宜変化させるようにしてもよい。

【００２８】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００２９】図１〜図３に示すように、セグメント２
は、トンネル底部に設けられたコンベヤＣによって、そ
の中央部が支持されて横向きの状態で搬送されてくる。
そのセグメント２は、セグメント供給装置３のセグメン
ト支持フレーム８によって、その左右端部がすくい上げ
られ、スライドジャッキ９によって水平方向前方に移動
され、エレクタ１に受け渡される。この受け渡しに先立
って、セグメント２は、セグメント支持フレーム８に設
けられたセンタリング装置１４によって、ヨー方向およ
びロール方向のセンタリングが行われる。かかるセンタ
リングについて説明する。

【００３０】セグメント支持フレーム８によってすくい
上げられたセグメント２は、図４に示すようにヨーイン
グローラ１５で支持される。ヨーイングローラ１５の方
がローリングローラ１６よりも僅かに高いからである。
ヨーイングローラ１５上に支持されたセグメント２は、
その前後方向の端部がヨーイング修正レバー１７ａ，１
７ｂで押圧され、ヨー方向にセンタリングされる。この
際、セグメント２は、ヨーイングローラ１５に支持され
ているため、微小な力で動かすことができ、精密なセン
タリングができる。よって、超大型のセグメント２（10
トン程度）であっても、無理なく正確に位置決めができ
る。上記ローラ１５は、当りを軟らかくするため、樹脂
精製等が好ましい。

【００３１】その後、図６に示すようにローリングロー
ラ１６を上昇させ、セグメント２をローリングローラ１
６で支持する。そして、同様にローリング修正レバー２
６ａ，２６ｂでロール方向のセンタリングを行う。この
ように、セグメント２のセンタリングをヨー方向とロー
ル方向とに分けて、それぞれ専用の支持ローラ１５，１
６上で独立に行うようにしたので、各方向ごとに容易に
かつ精度よく行うことができる。よって、超大型のセグ
メント２であっても精度よく位置決めできる。従って、
エレクタ１に自動把持させることができ、省人化を推進
できる。本実施例とは逆にロール方向のセンタリングを
先に行いその後、ヨー方向のセンタリングを行ってもよ
いことは勿論である。

【００３２】なお、図５に示すロール方向のセンタリン
グの際には、左側のローリング修正レバー２６ｂによっ
てセグメント２を右方へ押圧移動させ、右側のローリン
グ修正レバー２６ａ（以下位置決めレバーという）に押
し当てた後ローリングローラ１６を下げるが、このと
き、セグメント２は押し当てられたセンタリング位置よ
りもセグメント端部の傾斜に沿ってその落差だけ位置決
めレバー２６ａ側にズレる。なぜなら、セグメント２は
ローリングローラ１６の下降中も左側のローリング修正
レバー２６ｂによって右方へ押圧されているからであ
る。従って、このズレを予め考慮にいれて位置決めレバ
ー２６ａの位置を設定する必要がある。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、超
大型のセグメントであっても、そのヨー方向及びロール
方向のセンタリングを容易に且つ精度よく行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すセンタリング装置を備
えたセグメント供給装置の側面図である。

【図２】図１の II-II線矢視図である。

【図３】図１のIII-III 線矢視図である。

【図４】上記セグメント供給装置の側面図である。

【図５】上記セグメント供給装置の正面図である。

【図６】上記セグメント供給装置のローリングローラの
昇降機構を表す図である。

【符号の説明】

２ セグメント １５ ヨーイングローラ １６ ローリングローラ １７ ヨーイング修正レバー ２６ ローリング修正レバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントをヨーイング方向に移動自在
   に支持するヨーイングローラを設けると共にローリング
   方向に移動自在に支持するローリングローラを設け、い
   ずれか一方のローラでセグメントを支持してその方向の
   センタリングをした後、他方のローラでセグメントを支
   持して残りの方向のセンタリングをするようにしたこと
   を特徴とするセグメントのセンタリング方法。
2. 【請求項２】 セグメントをヨーイング方向に移動自在
   に支持するヨーイングローラと、該ヨーイングローラで
   セグメントを支持した後にセグメント端部を押圧してヨ
   ーイング方向のセンタリングを行うヨーイング修正レバ
   ーと、セグメントをローリング方向に移動自在に支持す
   るローリングローラと、該ローリングローラでセグメン
   トを支持した後にセグメント端部を押圧してローリング
   方向のセンタリングを行うローリング修正レバーとを備
   えたことを特徴とするセグメントのセンタリング装置。