JP3799691B2 - セグメント受渡装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機に付属するセグメント組立機へセグメントを供給するセグメント受渡装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
水路用トンネル、あるいは、鉄道用トンネルを建設する一手段として、シールド掘進機により地中に掘削坑を逐次掘り進め、掘削坑が所定距離だけ掘り進められるごとに、シールド掘進機の後部に設けたセグメント組立機によって、図12に示すような形状のセグメントSを掘削坑の内周面に沿うように環状に配置し、セグメント組立機に付属するセグメント締結装置で、掘削坑の周方向、並びにトンネル掘削方向に隣接するセグメントSを相互にボルト締結してトンネル周壁を構築するシールド工法が実施されている。
【0003】
従来のシールド工法では、トンネル周壁の延長に応じて、トンネル内にトンネル基端からセグメント組立機の近傍へ延びる軌道を敷設し、該軌道を走行する搬送台車により、トンネル基端からセグメント組立機の近傍へセグメントSを搬送し、セグメント組立機の後方側に設けたホイストクレーン等の揚重手段を用いて、搬送台車からセグメント組立機へセグメントを供給している。
【0004】
上記の軌道は、トンネル周壁の内底部近傍においてトンネル横方向に略水平に延び且つトンネル掘削方向へ所定の間隔で配置された複数の支持梁と、該支持梁の上面に固定されたトンネル掘削方向へ延びるレールとで構成されるもので、トンネル周壁の延長に伴って軌道を敷設する際には、前記の搬送台車により、支持梁、レールをトンネル基端からセグメント組立機の近傍まで搬送したうえ、前記の揚重手段を用いて、支持梁、レールを所定位置に設置している。
【0005】
ところが、従来のシールド工法においては、セグメントS、支持梁、レールの搬送を同一の搬送台車により行い、また、セグメント組立機へのセグメントSの供給作業、及び軌道の敷設作業に同一の揚重手段を用いるので、セグメントSをセグメント組立機へ供給する際には、支持梁の設置やレールの敷設を行うことができず、また、支持梁の設置やレールの敷設を行う際には、セグメントSをセグメント組立機へ供給することができない。
【0006】
そこで近年、セグメント組立機に供給されるべきセグメントSの搬送経路を、トンネル内の所要箇所からセグメント組立機の近傍までの間において、トンネル周壁の内方上部に位置させることが提案されている。
【0007】
図5から図11は特開昭61−237800号公報に開示されたセグメント自動供給装置を適用したセグメント搬送供給手段を示すものであり、このセグメント搬送供給手段は、トンネル内の所定箇所からシールド掘進機1のシールドフレーム2の内方後部に配置されたセグメント組立機3の近傍へセグメントSを搬送するセグメント搬送装置4と、該セグメント搬送装置4からセグメント組立機3へセグメントSを供給するセグメント受渡装置5と、セグメント搬送装置4及びセグメント受渡装置5をシールド掘進機1の前進に伴ってトンネル掘削方向に移動させるための移動台車6とを備えている。
【0008】
セグメント組立機3は、シールド掘進機1のシールドフレーム2の内方においてトンネル掘削方向に延びる筒状のセンターシャフト7の外周面に沿って回動し得る旋回フレーム8と、該旋回フレーム8にガイドロッド9を介してシールドフレーム2の径方向に移動し得るように支持された吊りビーム10と、該吊りビーム10に取り付けられ且つセグメントSが凹湾曲面がトンネル中心を向いた状態で載置され得るセグメント載置台11と、前記の旋回フレーム8に取り付けられ且つ所定位置に配設された隣接するセグメントSを相互にボルト締結するためのボルト締結機12とを有しており、セグメント載置台11に対するセグメントSの供給は、該セグメント載置台11がトンネル最上部に位置した状態で行われるようになっている。
【0009】
また、セグメント載置台11には、セグメントSの凹湾曲面の中央部に設けられた係合穴13(図12参照)に係合可能な把持部材を有する保持機構14が設けられている。
【0010】
移動台車6は、前後方向に貫通する空間15を有する枠体16の下部に車輪17を枢支したものである。
【0011】
この移動台車6は、トンネル周壁の内底部近傍においてトンネル横方向に略水平に延び且つトンネル掘削方向へ所定の間隔で配置された複数の支持梁18、並びに該支持梁18の上面に固定されたトンネル掘削方向へ延びるレール19で構成される軌道20を走行するようになっている。
【0012】
セグメント搬送装置4は、移動台車6の上面に枠体16の後端部から先端近傍部分にわたって略平坦に設けた台枠21と、該台枠21の両側部上面にトンネル掘削方向に向って所定間隔で枢支された複数のローラ22とを有し、該ローラ22によって複数のセグメントSのそれぞれを、凹湾曲面が下方を向いた状態で支持するようになっている。
【0013】
台枠21の上部中央には、トンネル掘削方向に延びる左右一対のガイド板23が設けられ、台枠21の前端中央部には、セグメント組立機3に向って突出し且つセグメント受渡装置5を構成する平面U字形状の受渡フレーム35が係脱し得る延出部24が形成されている。
【0014】
前記のローラ22を介して台枠21に支持されるセグメントSを搬送する手段として、延出部24の先端部、台枠21の後端部には、ガイド板23の間に位置するように従動スプロケット25、駆動スプロケット26が設けられ、これら従動スプロケット25、駆動スプロケット26には、無端状チェーン27が巻き掛けられている。
【0015】
無端状チェーン27において、上側に位置する部分には、セグメントSの後端部に当接してセグメントSをセグメント組立機3へ向って押し動かすための送り部材28が、所定間隔で枢支されている。
【0016】
この送り部材28は、無端状チェーン27のピン29に揺動自在に取り付けられ、送り部材28の基端部には、送り部材28を起立状態に付勢するためのウエイト30が取り付けられている。
【0017】
そして、モータM1で駆動スプロケット26を回動させて無端状チェーン27を往復動させると、送り部材28がセグメントSの後端部をセグメント組立機3へ向って押圧する際には、無端状チェーン27の下面にウエイト30が当接して送り部材28の後方への傾きが抑止され、後続のセグメントSにより送り部材28が後方側から押された際には、送り部材28が前方へ傾いてセグメントSの通過を許容するようになっている。
【0018】
また、往復動に伴う無端状チェーン27の揺れを防止するために、無端状チェーン27に所定間隔でローラ31を枢支し、該ローラ31を無端状チェーン27に沿って延びるガイド部材32で導くようにしている。
【0019】
セグメント受渡装置5は、前記の移動台車6の枠体16の前端部上面に敷設されたレール33を走行する車輪34を具備した受渡フレーム35と、該受渡フレーム35を台枠21に対して近接離反させるためのジャッキ36とを有しており、受渡フレーム35は、前記の台枠21と略等しい幅及び高さに形成されている。
【0020】
受渡フレーム35の上面両側部には、セグメントSを支持するために、先に述べたセグメント搬送装置4のローラ22と同様なローラ37が所定間隔で枢支され、受渡フレーム35の上部中央には、セグメント搬送装置4のガイド板23に連なり得るガイド板38が設けられている
【0021】
また、受渡フレーム35には、セグメントSを受渡フレーム35からセグメント組立機3のセグメント載置台11へ押出すためのプッシャ39と、シリンダ40によって昇降し得られ且つセグメントSの受渡フレーム35からの落下を防止するストッパ41が設けられている。
【0022】
プッシャ39は、トンネル掘進方向に延び且つ左右のローラ37の間に位置するように受渡フレーム35に支持されたガイド部材42と、該ガイド部材42に案内されるローラ43を枢支した走行部44と、ガイド部材42に対し平行を保つように平行四辺形リンク機構45を介して走行部44に枢支された押し棒46と、該押し棒46がセグメントSの通過位置に突出し得るように平行四辺形リンク機構45を付勢するスプリング47と、ガイド部材42の下方に該ガイド部材42に対し平行に且つ回転し得るように配置されたスクリューロッド48と、該スクリューロッド48に螺合され且つ前記の走行部44に固着されたナット49とを有している。
【0023】
そして、受渡フレーム35がセグメント搬送装置4の台枠21に近接した状態において、モータM1を作動させることにより無端状チェーン27とともに移動する送り部材28で台枠21から受渡フレーム35へ送り出されるセグメントSは、平行四辺形リンク機構45及び押し棒46をスプリング47の付勢力に抗して下方へ押し込みながら受渡フレーム35の前方側へ移動し、また、セグメントSが通過すると、平行四辺形リンク機構45及び押し棒46がスプリング47の付勢力によってセグメントSの通過位置へ復帰するようになっている。
【0024】
更に、先に述べたジャッキ36のロッドを前進させ、受渡フレーム35をセグメント組立機3のセグメント載置台11に近接させた状態において、シリンダ40によってストッパ41を下降させたうえ、モータM2を作動させることによりにスクリューロッド48を回動させると、該スクリューロッド48に螺合されているナット49とともに走行部44がセグメント組立機3へ向って移動し、押し棒46によってセグメントSがセグメント載置台11へ押し出されることになる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図5から図11に示すセグメント搬送供給手段では、押し棒46の移動手段を構成する作動させるスクリューロッド48、ナット49、モータM2が受渡フレーム35の内部に配置されているため、該受渡フレーム35の厚さ寸法が大きくなる傾向を呈し、また、大口径トンネル用シールド掘進機で全自動式セグメント組立機(ロボット)を備えるような場合、セグメント組立機3の後部には、種々の機器が取り付けられているので、受渡フレーム35をセグメント組立機3へ向って移動させることは不可能である。
【0026】
更に、先に述べたように、セグメント搬送装置4の台枠21からセグメント受渡装置5の受渡フレーム35へセグメントSが送出される際には、該セグメントSが平行四辺形リンク機構45及び押し棒46を下方に押し下げるため、これらの部材によってセグメントSの端面及び凹湾曲面に損傷が生じることがある。
【0027】
本発明の上述した実情に鑑みてなしたもので、セグメント組立機との干渉及びセグメントの損傷を防止することが可能なセグメント受渡装置を提供することを目的としている。
【0028】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載したセグメント受渡装置では、セグメント組立機3の後方側に所定の間隔を隔てて設置された台盤50と、該台盤50の両側部に上向きに枢支され且つセグメントSをセグメント組立機3へ向って移動させ得る複数のローラ51と、該ローラ51で支持されるセグメントSを台盤50の後端部から前端部へ移動させるセグメント移動機構52と、前記の台盤50の前端部にセグメント搬送方向に前後動し得るように設けられ且つセグメントSを支持し得るサポート部材54と、該サポート部材54の後方側に配置され且つ台盤50に対してサポート部材54を前後動させるサポートジャッキ55と、セグメント搬送方向に延び且つ前記のサポート部材54からセグメント組立機3へセグメントSを送出するフィーダジャッキ56とを備え、該フィーダジャッキ56を前記のローラ51の上方の作動位置とローラ51の下方の格納位置との間を昇降し得るように台盤50に支持し、台盤50にフィーダジャッキ56を昇降させるランチャージャッキ57を設けている。
【0029】
本発明の請求項2に記載したセグメント受渡装置では、本発明の請求項1に記載のセグメント受渡装置の構成に加えて、セグメントSを台盤50に対して拘束し得るセグメント拘束機構53を備えている。
【0030】
本発明の請求項1あるいは請求項2に記載のセグメント受渡装置のいずれにおいても、台盤50の後端側からサポート部材54へセグメントSを移動させる際に、ランチャージャッキ57によってフィーダジャッキ56をローラ51の下方の格納位置へ下降させ、フィーダジャッキ56とセグメントSとの接触に起因するセグメントSの損傷を防止する。
【0031】
また、セグメントSを搭載したサポート部材54を台盤50からセグメント組立機3へ向って突出させるためのサポートジャッキ55をサポート部材54の後方側に配置することによって、セグメント組立機3へ突出する部材の厚さ寸法を縮小し、該部材とセグメント組立機3の後端部に配置された機器との干渉を防止する。
【0032】
本発明の請求項2に記載したセグメント受渡装置においては、セグメント拘束機構53で台盤50にセグメントSを拘束して、台盤50の振動によるセグメントSの落下とセグメントSの位置のずれを防止する。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0034】
図1から図4は本発明のセグメント受渡装置の実施の形態の一例を示すもので、図中、図5から図11と同一の符号を付した部分は同一物を表している。
【0035】
このセグメント受渡装置は、台盤50、ローラ51、セグメント移動機構52、セグメント拘束機構53、サポート部材54、サポートジャッキ55、フィーダジャッキ56、ランチャージャッキ57を備えている。
【0036】
台盤50は、シールド掘進機1のセンターシャフト7の後端部に支持された作業台58に上面に略水平に搭載固着されている。
【0037】
ローラ51は、台盤50の両側部近傍上面にブラケット59を介してトンネル掘削方向に向って所定間隔で枢支されており、このローラ51によってセグメントSが、凹湾曲面が下方を向いた状態でトンネル掘進方向へ移動可能に支持されるようになっている。
【0038】
また、台盤50の両側部上面には、ローラ51によって支持されるセグメントSの転落を防止するための滑落防止部材60が設けられている。
【0039】
セグメント移動機構52は、前後方向に見て左右のローラ51の間に位置するように台盤50の先端近傍部、台盤50の後端部に枢支された従動スプロケット61、駆動スプロケット62と、従動スプロケット61、駆動スプロケット62に巻き掛けられた無端状チェーン63と、該無端状チェーン63の上側に位置する部分に取り付けられた送り部材64とを有している。
【0040】
そして、モータM3で駆動スプロケット62を回動させて無端状チェーン63の上側に位置する部分を前方側へ移動させると、送り部材64がローラ51に支持されたセグメントSの後端面を押圧し、該セグメントSがセグメント組立機3へ向って移動するようになっている。
【0041】
また、左右の駆動スプロケット62は、ギヤ、シャフト等により構成される連動装置(図示せず)で同調回転するようになっている。
【0042】
上記のセグメント移動機構52に対するセグメントSの供給は、セグメント搬送コンベヤ74によって行われる。
【0043】
セグメント搬送コンベヤ74は、一例として、前端部が作業台58に固定され且つ後端部がトンネル周壁の内底部近傍に敷設された軌道75を走行する支持台車76に固定されたコンベヤフレーム77と、該コンベヤフレーム77の両側部上面にトンネル掘削方向に向って所定間隔で枢支された複数のローラ78とを有し、該ローラ78によって複数のセグメントSのそれぞれを、凹湾曲面が下方を向いた状態で支持するようになっている。
【0044】
前記のローラ78を介してコンベヤフレーム77に支持されるセグメントSを搬送する手段として、台盤50の後端近傍部、コンベヤフレーム77の後端部には、従動スプロケット79、駆動スプロケット80が設けられ、これら従動スプロケット79、駆動スプロケット80には、無端状チェーン(図示せず)が巻き掛けられている。
【0045】
上記の無端状チェーンにおいて、上側に位置する部分には、セグメントSの後端部に当接してセグメントSを台盤50へ向って押し動かすための送り部材81が、所定間隔で枢支されている。
【0046】
なお、セグメント搬送コンベヤ74には、例えばローラレス方式のものを適用することもできる。
【0047】
また、前記の支持台車76は、前後方向から見ると門型形状に形成され、トンネル周壁の内底部近傍に、前記の軌道75を構成する左右のレール19の内方に位置する軌道82が別途に敷設されるようになっている。
【0048】
この軌道82には、搬送台車83が走行するようになっており、該搬送台車83で軌道75,82を延長するための支持梁18、レール19を支持台車76の前方まで搬送し、更に、コンベヤフレーム77の下面に設けたホイストクレーン84によって支持梁、レール19の荷下ろし作業を行うようにしている。
【0049】
セグメント拘束機構53は、上端部がセグメントSの凹湾曲面に形成された凹陥部65に嵌入し得る形状に形成され且つ台盤50の前端部に昇降可能に支持されたテーパピン66と、該テーパピン66を垂直に案内するガイド67、及びテーパピン66を台盤50に対して昇降させるロックジャッキ68とを有している。
【0050】
そして、前述したローラ51によって支持されたセグメントSが、セグメント移動機構52で台盤50の前端部近傍まで搬送された状態において、ロックジャッキ68でテーパピン66を上昇させると、該テーパピン66の上端部がセグメントSの凹陥部65に嵌入して、セグメントSが台盤50に拘束され、シールド掘進機1の振動によるセグメントSの変位が抑止されるようになっている。
【0051】
すなわち、セグメント拘束機構53で台盤50にセグメントSを拘束することにより、シールド掘進機1の振動によるセグメントSの落下とセグメントSの位置のずれが防止されることになる。
【0052】
サポート部材54は、台盤50の前端部にセグメント搬送方向に前後動し得るように支持され且つ台盤前部に対し後退した状態においてセグメント移動機構52により送出されるグメントSが部材上面に載置され得るようになっている。
【0053】
サポート部材54の上層部は、摩擦係数を考慮した部材によって形成されている。
【0054】
また、サポート部材54の所要箇所には、該サポート部材54が台盤前端に対し後退した状態において、前記のテーパピン66の昇降を許容するための切り欠き69が設けられている。
【0055】
サポートジャッキ55は、ローラ51に支持されているセグメントSの移動を阻害しないように、サポートジャッキ55の後方側において位置を低くして台盤50に支持されている。
【0056】
このサポートジャッキ55のピストンロッドは、サポート部材54の後端部に連結され、また、シリンダ本体は、台盤50に締結されている。
【0057】
そして、セグメント移動機構52により搬送されるセグメントSがセグメント拘束機構53により拘束された状態で、サポートジャッキ55のピストンロッドを前進させると、サポート部材54がセグメント組立機3へ向って送出されるようになっている。
【0058】
フィーダジャッキ56は、セグメント搬送方向に延び且つピストンロッドがセグメント組立機側を向くように、台盤50の中央部に並列に配置されている。
【0059】
このフィーダジャッキ56は、各フィーダジャッキ56の長手方向中間を取り囲むハウジング70と、各ハウジング70に台盤50の中心線上に回動して突出するように軸支されたブラケット71と、台盤50の上面中心線上に立設されたブラケット72と、セグメント搬送方向に延び且つ両ブラケット71,72を枢支するピン73とによって、台盤50に回動昇降可能に支持されている。
【0060】
更に、各フィーダジャッキ56のピストンロッドは、セグメントSの後端面に当接し得る同一のプッシャー部材85に形成された長穴に嵌合しており、該プッシャー部材85は、フィーダジャッキ56とともに昇降し且つフィーダジャッキ56の台盤幅方向への近接離反を許容し、また、2本のフィーダジャッキ56の伸縮速度を同調させるようになっている。
【0061】
但し、このプッシャー部材85は必ずしも取付ける必要はなく、2本のフィーダジャッキ56の速度同調は油圧制御にゆだねてもよい。
【0062】
ランチャージャッキ57は、上下方向に延びるように台盤50の中央部に並列に配置されている。
【0063】
このランチャージャッキ57は、ピストンロッドが前記のブラケット71に枢支され、また、シリンダ本体がブラケット72に枢支されている。
【0064】
そして、ランチャージャッキ57のピストンロッドを前進させると、フィーダジャッキ56がローラ51の上方の作動位置へとピン73を中心にして回動上昇し、また、ランチャージャッキ57のピストンロッドを後退させると、フィーダジャッキ56がローラ51の下方の格納位置へと下降するようになっている。
【0065】
従って、先に述べたように、サポート部材54がセグメント組立機3へ向って送出された状態において、ランチャージャッキ57によりフィーダジャッキ56を作動位置へ上昇させた後、フィーダジャッキ56のピストンロッドを前進させると、該ピストンロッドが台盤50の前部に載置されているセグメントSを押圧し、該セグメントSがセグメント組立機3のセグメント載置台11へ送り出されることになる。
【0066】
このように、図1から図4に示すセグメント受渡装置では、台盤50の後端側から前部へセグメントSを移動させる際に、ランチャージャッキ57によってフィーダジャッキ56を、ローラ51の下方の格納位置へ下降させるので、セグメントSの端面及び凹湾曲面にフィーダジャッキ56が接触することがなく、よって、セグメントSの損傷を防止することが可能になる。
【0067】
また、サポート部材54を台盤50からセグメント組立機3へ向って突出させるためのサポートジャッキ55をサポート部材54の後方側に配置しているので、セグメント組立機3へ突出する部材の厚さ寸法を縮小して、該部材とセグメント組立機3の後端部に配置された機器との干渉を防止することが可能になる。
【0068】
なお、本発明のセグメント受渡装置は、上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0069】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のセグメント受渡装置によれば下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【0070】
(1)本発明の請求項1あるいは請求項2に記載のセグメント受渡装置のいずれにおいても、台盤50の後端側から前部へセグメントSを移動させる際に、ランチャージャッキ57によってフィーダジャッキ56をローラ51の下方の格納位置へ下降させることができるので、フィーダジャッキ56とセグメントSとが接触することがなく、よって、セグメントSの損傷を防止することが可能になる。
【0071】
(2)本発明の請求項1あるいは請求項2に記載のセグメント受渡部材のいずれにおいても、サポート部材54を台盤50からセグメント組立機3へ向って突出させるためのサポートジャッキ55をサポート部材54の後方側に配置しているので、セグメント組立機3へ突出する部材の厚さ寸法を縮小することができ、該部材とセグメント組立機3の後端部に配置された機器との干渉を防止することが可能になる。
【0072】
(3)本発明の請求項2に記載のセグメント受渡部材では、セグメント拘束機構53で台盤50にセグメントSを拘束するので、台盤50の振動によるセグメントSの落下とセグメントSの位置のずれを防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセグメント受渡装置の実施の形態の一例の横断面概略図である。
【図2】本発明のセグメント受渡装置の実施の形態の一例の平面概略図である。
【図3】本発明のセグメント受渡装置の実施の形態の一例の縦断面概略図である。
【図4】本発明のセグメント受渡装置の実施の形態の一例を適用したセグメント搬送供給手段の概念図である。
【図5】従来のセグメント自動供給装置を適用したセグメント搬送供給手段を示す概念図である。
【図6】図5に示すセグメント搬送供給手段の正面図である。
【図7】図5に示すセグメント搬送供給手段の部分平面図である。
【図8】図5におけるセグメント受渡装置の拡大正面図である。
【図9】図5におけるセグメント搬送装置の拡大横断面図である。
【図10】図5におけるセグメント搬送装置の部分側面図である。
【図11】図5におけるプッシャーの部分側面図である。
【図12】セグメントの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
3 セグメント組立機
50 台盤
51 ローラ
52 セグメント移動機構
53 セグメント拘束機構
54 サポート部材
55 サポートジャッキ
56 フィーダジャッキ
57 ランチャージャッキ
S セグメント

Claims (2)

  1. セグメント組立機(3)の後方側に所定の間隔を隔てて設置された台盤(50)と、該台盤(50)の両側部に上向きに枢支され且つセグメント(S)をセグメント組立機(3)へ向って移動させ得る複数のローラ(51)と、該ローラ(51)で支持されるセグメント(S)を台盤(50)の後端部から前端部へ移動させるセグメント移動機構(52)と、前記の台盤(50)の前端部にセグメント搬送方向に前後動し得るように設けられ且つセグメント(S)を支持し得るサポート部材(54)と、該サポート部材(54)の後方側に配置され且つ台盤(50)に対してサポート部材(54)を前後動させるサポートジャッキ(55)と、セグメント搬送方向に延び且つ前記のサポート部材(54)からセグメント組立機(3)へセグメント(S)を送出するフィーダジャッキ(56)とを備え、該フィーダジャッキ(56)を前記のローラ(51)の上方の作動位置とローラ(51)の下方の格納位置との間を昇降し得るように台盤(50)に支持し、台盤(50)にフィーダジャッキ(56)を昇降させるランチャージャッキ(57)を設けたことを特徴とするセグメント受渡装置。
  2. セグメント(S)を台盤(50)に対して拘束し得るセグメント拘束機構(53)を備えた請求項1に記載のセグメント受渡装置。
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