JP4368440B2 - Linear guide type erector - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦横比の大きい矩形シールドフレームの内部で、セグメントの組立作業を行うために設けられるリニアガイド式エレクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のトンネル掘削機では、原則として高さや幅方向に無駄の多い円形断面のトンネルしか掘削することができないため、都市の道路下等の制約の多い地下空間に新たにトンネルを建設する場合には掘削自体又はその地下空間を有効利用することが困難な場合が多かった。また、巨大断面のトンネルを掘削するには、トンネル掘削機を巨大なものとしなければならず、トンネル掘削機の製造や搬入が非常に困難であり、大きさにも制限があった。
【0003】
そのため、最近ではいわゆる大断面シールド工法として、MMST(マルチマイクロシールドトンネル)工法と称される新しい掘削工法が提案されている。この工法は、最初に掘削されるトンネルの外周部を断面矩形のシールド掘削機で掘削してセグメントを組み立てて坑道を形成し、その外周トンネル内にコンクリートを充填した後、外周トンネルで囲まれた内側部分をショベル等の一般の重機で掘削するようになっている。
【0004】
外周部を掘削する断面矩形のシールド掘削機の内、両側部を掘削する縦型シールドを図5に示す。図示するように、縦長の縦型シールドフレーム51内には、セグメント52を組み立てるためのエレクタ53が設けられている。
【0005】
縦型シールドフレーム51内の略中央部には、掘削された土砂を後方に搬送する排土装置57が設けられており、この排土装置57の上下には、掘削方向に延びる水平ガイドレール54が二列平行に設けられている。これら水平ガイドレール54は、その前端が、縦型シールドフレーム51の両側壁から延びた支持梁55に支持されると共に、その後端が、縦型シールドフレーム51の後方でセグメント搬送台車56等を支持するための走行レール58に支持されている。
【0006】
この水平ガイドレール54には、上記エレクタ53が、水平ガイドレール54に沿って移動自在に連結されている。エレクタ53は、上側の水平ガイドレール54の上方と、下側の水平ガイドレール54の下方とにそれぞれ設けられている。各エレクタ53は、上下の水平ガイドレール54の上方或いは下方の空間で、上下方向に移動自在であると共に、掘進方向を軸として回転自在に且つその直交方向を軸として回転自在なセグメント把持部59を有している。
【0007】
上記エレクタ53でセグメント52を組み立てるに際しては、エレクタ53を水平ガイドレール54の後端に移動させ、セグメント把持部59で搬送台車56上のセグメント52を把持した後、エレクタ53を前方に移動させて、把持部59を適宜回転させて、セグメント52を所定の位置にセットして組み立てるようになっている。
【0008】
上記縦型シールドのエレクタ53で組み立てられるセグメント52は、図6に示すように、上下で水平に配置されるセグメント52と、左右両側で上下に分割されて配置されるセグメント52との計6つのセグメント52で1リングが形成されている。上部3つのセグメント52は、上側のエレクタ53で組み立てられ、下部3つのセグメント52は、下側のエレクタ53で組み立てられるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記縦型シールドの縦横比の縦方向が大きくなった場合には、左右両側で上下2つに分割されていた縦のセグメント52を、さらに細かく分割することがある。
【0010】
しかしながら、上述のエレクタ53では、排土装置57の上側のエレクタ53で上部のセグメント52を組み立て、排土装置57の下側のエレクタ53で下部のセグメント52を組み立てるようになっているため、排土装置57やその上下の水平ガイドレール54が障害となり、シールドフレーム51の高さ方向の中央部分にはエレクタ53が届かず、分割された縦のセグメント52のうち、中間部に位置するセグメント52を組み立てられないという問題があった。
【0011】
また、縦横比の縦方向が大きくなった横型シールドの場合にも、同様に分割された横のセグメントのうち、中間部に位置するセグメントを組み立てられないという問題があった。
【0012】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、縦横比の大きい矩形シールドで、セグメントが上下方向或いは左右方向に多数分割された場合であっても、全てのセグメントを組み立てることができるリニアガイド式エレクタを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、縦横比の大きい矩形シールドフレーム内の中心部に、排土装置を囲繞して掘進方向に沿って延びる水平ガイド部材を設け、その水平ガイド部材に掘進方向に沿って移動自在に且つ矩形シールドフレームの長辺方向に沿って延びる直交ガイド部材を設け、その直交ガイド部材は、上記水平ガイド部材を囲繞するように矩形枠状に形成された垂直フレームと、その垂直フレームの各長辺に長手方向に沿って設けられた垂直ガイドレールとを備え、各垂直ガイドレールにそれぞれ長手方向に沿って移動自在に、セグメントを把持するエレクタ本体を設けたものである。
【0014】
上記構成によれば、排土装置を囲繞して掘進方向に沿って延びる水平ガイド部材を設けたので、排土装置の周囲の空間を確保でき、その空間を利用して直交ガイド部材を設け、そこにエレクタ本体を移動自在に設けたので、セグメントが上下方向或いは左右方向に多数分割された場合であっても、全てのセグメントを組み立てることができる。
【0015】
そして、上記水平ガイド部材が、掘削した土砂を後方に搬送する排土装置に固定されるものが好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【0017】
図1は本発明に係るリニアガイド式エレクタの実施の形態を示した垂直方向断面図、図2は図1のA−A線断面図、図3は本発明に係るリニアガイド式エレクタの実施の形態を示した水平方向断面図、図4は本発明に係るリニアガイド式エレクタの実施の形態を示した要部拡大断面図である。
【0018】
ここでは、縦長の縦型シールドを例に挙げて説明する。
【0019】
まず、上記リニアガイド式エレクタの構成について説明する。
【0020】
図示するように、縦長の縦型シールドフレーム1内には、シールドフレーム1先端に設けられたカッタ(図示せず)によって掘削された土砂を後方に搬出するための排土装置2が設けられている。排土装置2は、前方のバルクヘッド(図示せず)の下部から斜め上方に傾斜して設けられたスクリュコンベア3と、このスクリュコンベア3の後端に水平に連結された送排泥管4とから成っている。
【0021】
送排泥管4の後部には、排土装置受け台車5が設けられている。排土装置受け台車5は、シールドフレーム1後方の坑道6内にその軸方向に沿って設けられた走行レール7上を走行するようになっている。排土装置2は、スクリュコンベア3の先端部がバルクヘッドに支持されると共に、送排泥管4の後端部が排土装置受け台車5に支持されて固定されている。
【0022】
ところで、本発明は、縦型シールドフレーム1内の中心部に、排土装置2を囲繞して掘進方向に沿って延びる水平ガイド部材10を設け、その水平ガイド部材10に掘進方向に沿って移動自在に且つシールドフレーム1の長辺方向(上下方向)に沿って延びる垂直ガイド部材(直交ガイド部材)20を設け、その垂直ガイド部材20にセグメントを把持すると共に垂直ガイド部材20に沿って移動してセグメント16を組み立てるエレクタ本体20を設けたことを特徴とする。
【0023】
詳しくは、送排泥管4には、その軸方向(掘進方向)に沿ってその周囲を囲繞して水平フレーム8が設けられている。水平フレーム8は、その内側に延びたブラケット(図示せず)によって送排泥管4に固定されている。水平フレーム8の上端には、その長手方向に沿って水平ガイドレール9が設けられている。この水平ガイドレール9の下部には、垂直ガイド部材20及びエレクタ本体11を移動させるために回転される水平ネジ棒12が垂直フレーム14に設けられたナット部材(図示せず)に螺合され且つ掘進方向に沿って設けられている。上記水平フレーム8と水平ガイドレール9とから水平ガイド部材10が構成されている。
【0024】
水平ガイドレール9には、上記水平ネジ棒12が回転することによって、水平ガイドレール9に沿って、掘進方向前後に移動する垂直フレーム14が設けられている。この垂直フレーム14の左右両面には垂直ガイドレール15が設けられている。垂直フレーム14は、水平フレーム8の左右両側に形成されており、垂直フレーム14及び垂直ガイドレール15は、シールドフレーム1内の上部から下部まで延出して形成されている。これら垂直フレーム14と垂直ガイドレール15とから垂直ガイド部材20が構成されている。なお、垂直フレーム14及び垂直ガイドレール15の上部及び下部とシールドフレーム1の内面とには、セグメント16を組み立てる空間分のクリアランスが設けられている。
【0025】
垂直フレーム14には、水平フレーム8と交差する位置でナット部材(図示せず)が上記水平ネジ棒12に螺合して設けられており、水平ネジ棒12が回転することによって、垂直フレーム14を掘進方向に前後移動させるようになっている。
【0026】
垂直フレーム14の左右両面には、エレクタ本体11がそれぞれ設けられている。エレクタ本体11には、垂直ガイドレール15に沿って昇降する昇降部17が設けられている。図4に示すように、昇降部17は、垂直フレーム14の左右一方の面と後面とを覆うように、断面L字状に形成されており、その後面には、左右方向に水平移動する左右水平作動部19が設けられている。
【0027】
昇降部17の垂直ガイドレール15に面する部分には、垂直ガイドレール15に沿って摺動する垂直ガイド材21が設けられている。一方、左右水平作動部19の前面には、水平方向に延びる左右水平ガイドレール22が設けられており、昇降部17の後面には左右水平ガイドレール22を案内する左右水平ガイド材23が固定されている。
【0028】
また、垂直フレーム14内には、昇降用スクリュジャッキ18が垂直フレーム14と昇降部17との間に介設されており、この昇降用スクリュジャッキ18により、昇降部17が、垂直フレーム14に設けた垂直ガイドレール15に沿って昇降するようになっている。
【0029】
左右水平作動部19には、昇降部17内に延びるブラケット24が設けられている。昇降部17には、水平作動用シリンダ25が左右方向に設けられており、その一端が上記ブラケット24に接続されて、その伸縮によって左右水平作動部19を水平作動させるようになっている。
【0030】
左右水平作動部19の後面には、セグメント16を把持して組み立てる把持部26が設けられている。把持部26は、掘進方向を軸として回転自在に且つその直交方向を軸として回転自在になっている。
【0031】
具体的には、左右水平作動部19の後面には、掘進方向に沿って外筒27が設けられており、外筒27の内部には、軸受28を介して内筒29が回転自在に設けられている。内筒29には外歯ギヤ31が設けられており、外筒27には外歯ギヤ31に歯合するピニオン32を介してモータ33が設けられている。このモータ33を駆動することによって、内筒29が回転し、把持部26が掘進方向に沿って配置された内筒29を軸としてその軸廻りに回転することとなる。
【0032】
また、外筒27には、内筒29の回転角を検出するエンコーダ30が設けられている。
【0033】
内筒29の先端部には、掘進方向の前後に移動する円筒状の前後移動部材34が、スライド自在に被嵌されている。内筒29と前後移動部材34とはジャッキ35で接続されており、ジャッキ35を伸縮させることによって、前後移動部材34が前後移動する。
【0034】
前後移動部材34の側面には、支持部材37が設けられている。支持部材37は前端側が前後移動部材34とピン結合され、後端側がピッチング作動用シリンダ36を介して接続されている。ピッチング作動用シリンダ36の伸縮によって、支持部材37が前後に傾斜するようになっている。
【0035】
支持部材37には、掘進方向と直交方向の軸廻りに回転する回転部材38が設けられている。回転部材38には外歯ギヤ39が設けられ、支持部材37にはその外歯ギヤ39と歯合するピニオン(図示せず)を介してモータ41が設けられている。このモータ41を駆動することによって、回転部材38が掘進方向と直交方向を軸として回転することとなる。
【0036】
また、支持部材37には、回転部材38の回転角を検出するエンコーダ43が設けられている。
【0037】
回転部材38には、セグメント16を把持するための一対の爪44が設けられており、セグメント16に凹設された窪み部(図示せず)を把持するようになっている。また、爪44にはオンオフ自在な電磁石(図示せず)が設けられており、鋼製のセグメントや走行レール7を支持する鋼製のレール支持梁45を保持できるようになっている。
【0038】
シールドフレーム1の後方には、エレクタ本体11で組み立てられたセグメント16によって、坑道6が形成されている。この坑道6内には、セグメント16をエレクタ本体11に供給すべく、その後方から搬送する搬送台車46が設けられている。この搬送台車46は垂直ガイドレール15の後端まで延びた走行レール7上を走行するようになっている。
【0039】
搬送台車46が走行する走行レール7は、坑道6内で上下三段に設けられており、搬送台車46上には、各エレクタ本体11に供給されるセグメント16が載置されている。坑道6内には、走行レール7を支持するために、前後方向に所定間隔をあけて、レール支持梁45が両側面のセグメント16を掛け渡すように設けられている。なお、このレール支持梁45は、推進ジャッキ47によってシールドフレーム1が前方に移動したときに、エレクタ本体11によって順次、セットされるようになっている。
【0040】
次に、上記構成のリニアガイド式エレクタの作用をセグメント16を組み立てる工程に沿って説明する。
【0041】
セグメント16を組み立てるに際しては、まず、セグメント16を搬送台車46上に左右両側で立てた状態で載置する。このとき、左側に組み立てられるセグメント16は左側に、右側に組み立てられるセグメント16は右側にそれぞれ載置しておく。そして、搬送台車46を走行させ坑道6の後方から、垂直ガイドレール15の後端まで搬送する。その後、昇降部17を所望の高さに昇降させ、エレクタ本体11を水平ガイドレールの後端まで移動させると共に、前後移動部材34を前後に移動させ微調整を行い、把持部26を搬送台車46上のセグメント16間に位置させる。このとき、右側に設けられたエレクタ本体11の把持部26は右側に爪44が向くように配置され、左側に設けられたエレクタ本体11の把持部26は左側に爪44が向くように配置されている。
【0042】
そして、水平作動用シリンダ25を伸縮させ、把持部26をセグメント16側へ移動させ、爪44を窪み部に挿入させて、セグメント16を把持する。左側に組み立てられるセグメント16は左側のエレクタ本体11で、右側に組み立てられるセグメント16は右側のエレクタ本体11で把持される。なお、上下の横向きのセグメント16は左右どちらのエレクタ本体11で把持してもよい。
【0043】
その後、水平ネジ棒12を回転させてエレクタ本体11を前方に移動させる。上下の横向きのセグメント16を組み立てる場合には、図2の二点鎖線に示すように把持部26の外筒27に設けられたモータ33を駆動させ、内筒29を回転させて、セグメント16を下向き或いは上向きに展開する。そして、図3の二点鎖線に示すように支持部材37に設けられたモータ41を駆動させ、回転部材38を回転させて、セグメント16を左右方向に展開する。その後、昇降部17を下端或いは上端に昇降させると共に、前後移動部材34を前後に移動させ微調整を行い、セグメント16を所定位置にセットして組み立てる。
【0044】
一方、両サイドの縦向きのセグメント16を組み立てる場合には、図1に示すように把持部26の支持部材37に設けられたモータ41を駆動させ、回転部材38を回転させて、セグメント16を縦方向に展開する。そして、昇降部17を所望の位置に昇降させた後、左右水平作動部19を外側に移動させると共に、前後移動部材34を前後に移動させ微調整を行い、セグメント16を所定位置にセットして組み立てる。
【0045】
上記内筒29や回転部材38の回転角度は、それぞれ設けられたエンコーダ30,43によって検出され、自動制御されているため、セグメント16の組立の自動化が達成される。
【0046】
このとき、シールドフレーム1の角度によっては、把持部26の垂直角度とセグメント16をセットする位置の垂直角度とが、若干ずれることがあるが、ピッチング作動用シリンダ36を適宜伸縮させることによって、回転部材38を前後方向に傾斜させることができるので、把持されたセグメント16を、セットする位置の垂直角度に合わせることができる。
【0047】
図2に示すように、縦横比の縦方向が大きく縦方向のセグメント16が3つに分割された場合、従来はエレクタが上下にそれぞれ位置されていたため、真中のセグメント16の位置まで把持部が届かなかった。しかし、本発明によれば、排土装置2を囲繞して掘進方向に沿って延びる水平ガイド部材10を設けたので、排土装置2の周囲の空間を確保できる。そして、その空間を有効に利用して垂直ガイド部材20を設けたので、垂直ガイドレール15をシールドフレーム1内の上部から下部まで延出させることができる。従って、左右の各エレクタ本体11を上部から下部まであらゆる高さに移動自在にして、設置された側のセグメント16をそれぞれ組み立てるができ、真中のセグメント16も容易に組み立てることができる。
【0048】
また、本発明によれば、一つの垂直フレーム14の左右両側に二列の垂直ガイドレール15を設けたことによって、垂直ガイドレール15を前後移動させるための機構は共通となり、従来のように複数設ける必要がなく、装置の構造を簡易化することができ、安価に作製できる。
【0049】
さらに、エレクタ本体11を左右に分けて設けたことによって左右対称に作業することができ、その制御が容易となる。
【0050】
また、水平フレーム8を送排泥管2に固定したことによって、図5に示す従来のような支持梁55が必要ないので、垂直フレーム14及び垂直ガイドレール15が他の部材に干渉せず、エレクタ本体11の移動範囲を大きくすることができ、省スペース化が達成できる。
【0051】
なお、本実施の形態においては、エレクタ本体11は左右に1基ずつ設けられているが、エレクタ本体11を増設するようにしてもよい。これによれば、セグメント16の組立効率を向上させることができる。
【0052】
本実施の形態においては、縦型シールドを例に挙げて説明したが、本発明は、横長の横型シールドにも適応できることは勿論である。
【0053】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、排土装置を囲繞して水平ガイド部材を設けたので、排土装置の周囲の空間を確保でき、その空間を利用して直交ガイド部材を設け、そこにエレクタ本体を移動自在に設けたので、エレクタ本体があらゆる位置に移動でき、縦横比の大きい矩形シールドで、セグメントが上下方向或いは左右方向に多数分割された場合であっても、全てのセグメントを適宜組み立てることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るリニアガイド式エレクタの実施の形態を示した垂直方向断面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】本発明に係るリニアガイド式エレクタの実施の形態を示した水平方向断面図である。
【図4】本発明に係るリニアガイド式エレクタの実施の形態を示した(a)は水平方向要部拡大断面図、(b)垂直方向要部拡大断面図である。
【図5】従来のエレクタを示した垂直方向断面図である。
【図6】図5のB−B線断面図である。
【符号の説明】
1 シールドフレーム
2 排土装置
10 水平ガイド部材
11 エレクタ本体
16 セグメント
20 垂直ガイド部材(直交ガイド部材)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear guide-type erector provided for assembling a segment inside a rectangular shield frame having a large aspect ratio.
[0002]
[Prior art]
With conventional tunnel excavators, in principle, only tunnels with a circular cross section that are wasteful in the height and width direction can be excavated, so when constructing a new tunnel in an underground space with many restrictions such as under a city road. In many cases, it was difficult to effectively use the excavation itself or its underground space. Further, in order to excavate a tunnel with a huge cross section, the tunnel excavator must be made huge, and it is very difficult to manufacture and carry in the tunnel excavator, and the size is limited.
[0003]
Therefore, recently, a new excavation method called MMST (multi-micro shield tunnel) method has been proposed as a so-called large section shield method. In this method, the outer periphery of the tunnel to be excavated first is excavated with a shield excavator having a rectangular cross section, the segments are assembled to form a tunnel, and the outer tunnel is filled with concrete and then surrounded by the outer tunnel. The inner part is excavated with a general heavy machine such as an excavator.
[0004]
FIG. 5 shows a vertical shield for excavating both sides of a shield excavator having a rectangular section for excavating the outer periphery. As shown in the figure, an erecter 53 for assembling the segment 52 is provided in the vertically long vertical shield frame 51.
[0005]
A soil removal device 57 for conveying the excavated earth and sand to the rear is provided at a substantially central portion in the vertical shield frame 51. Horizontal guide rails 54 extending above and below the soil removal device 57 extend in the excavation direction. Are provided in two rows in parallel. The front ends of these horizontal guide rails 54 are supported by support beams 55 extending from both side walls of the vertical shield frame 51, and the rear ends thereof support the segment transport carriage 56 and the like behind the vertical shield frame 51. Is supported by a traveling rail 58 for
[0006]
The erector 53 is connected to the horizontal guide rail 54 so as to be movable along the horizontal guide rail 54. The erector 53 is provided above the upper horizontal guide rail 54 and below the lower horizontal guide rail 54, respectively. Each of the erectors 53 is movable in the vertical direction above or below the upper and lower horizontal guide rails 54, and can be rotated about the digging direction and rotatable about the orthogonal direction. have.
[0007]
When assembling the segment 52 with the erector 53, the erector 53 is moved to the rear end of the horizontal guide rail 54, the segment 52 on the transport carriage 56 is gripped by the segment gripping part 59, and then the erector 53 is moved forward. The segment 52 is set at a predetermined position by assembling the grip portion 59 as appropriate.
[0008]
As shown in FIG. 6, the segment 52 assembled by the vertical shield erector 53 includes a total of six segments: a segment 52 arranged horizontally in the vertical direction and a segment 52 arranged divided vertically in the left and right sides. One ring is formed by the segment 52. The upper three segments 52 are assembled by the upper erector 53, and the lower three segments 52 are assembled by the lower erector 53.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the vertical direction of the aspect ratio of the vertical shield is increased, the vertical segment 52 that has been divided into the upper and lower parts on both the left and right sides may be further finely divided.
[0010]
However, in the above-mentioned erector 53, the upper segment 52 is assembled by the upper erector 53 of the soil removal device 57, and the lower segment 52 is assembled by the lower erector 53 of the soil removal device 57. The earth device 57 and the horizontal guide rails 54 above and below it become obstacles, and the erector 53 does not reach the central portion of the shield frame 51 in the height direction. Among the divided vertical segments 52, the segment 52 located in the middle portion There was a problem that could not be assembled.
[0011]
Further, even in the case of a horizontal shield having a large aspect ratio, there is a problem that it is impossible to assemble a segment located in an intermediate portion among the horizontally divided segments.
[0012]
Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and the purpose thereof is a rectangular shield having a large aspect ratio, even when the segment is divided into a large number in the vertical direction or the horizontal direction, The object is to provide a linear guide type erector capable of assembling all segments.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a horizontal guide member that surrounds the earth removal device and extends along the excavation direction at the center of the rectangular shield frame having a large aspect ratio, and the horizontal guide member has an excavation direction. An orthogonal guide member that is movable along the long side direction of the rectangular shield frame, and the orthogonal guide member includes a vertical frame formed in a rectangular frame shape so as to surround the horizontal guide member; that its respective long sides of the vertical frame and a vertical guide rail provided along the longitudinal direction, movably along their longitudinal direction to the vertical guide rails, provided Rue collector body to grip the segment It is.
[0014]
According to the above configuration, since the horizontal guide member surrounding the earth removal device and extending along the excavation direction is provided, a space around the earth removal device can be secured, and an orthogonal guide member is provided using the space, Since the erector main body is movably provided there, all segments can be assembled even when the segments are divided into a large number in the vertical direction or the horizontal direction.
[0015]
And it is preferable that the said horizontal guide member is fixed to the earth removal apparatus which conveys the excavated earth and sand back.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A preferred embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0017]
1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a linear guide type erector according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is an embodiment of the linear guide type erector according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view in the horizontal direction showing the form, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the embodiment of the linear guide type erector according to the present invention.
[0018]
Here, a vertically long vertical shield will be described as an example.
[0019]
First, the configuration of the linear guide type erector will be described.
[0020]
As shown in the figure, a vertically long vertical shield frame 1 is provided with a soil removal device 2 for carrying back the earth and sand excavated by a cutter (not shown) provided at the tip of the shield frame 1. Yes. The earth discharging device 2 includes a screw conveyor 3 provided to be inclined obliquely upward from a lower portion of a front bulkhead (not shown), and a feed / discharge mud pipe 4 horizontally connected to the rear end of the screw conveyor 3. It consists of.
[0021]
A soil removal device receiving carriage 5 is provided at the rear portion of the feed / drainage pipe 4. The earth removal device receiving cart 5 travels on a traveling rail 7 provided along the axial direction in the mine shaft 6 behind the shield frame 1. The earth discharging device 2 has a tip end portion of a screw conveyor 3 supported by a bulkhead, and a rear end portion of a feeding / discharging mud pipe 4 supported and fixed by an earth removing device receiving carriage 5.
[0022]
By the way, in the present invention, a horizontal guide member 10 surrounding the earth removal device 2 and extending along the digging direction is provided at the center of the vertical shield frame 1, and the horizontal guide member 10 moves along the digging direction. A vertical guide member (orthogonal guide member) 20 extending freely along the long side direction (vertical direction) of the shield frame 1 is provided, and the vertical guide member 20 grips the segment and moves along the vertical guide member 20. Thus, an erector body 20 for assembling the segments 16 is provided.
[0023]
Specifically, the feed / drain mud pipe 4 is provided with a horizontal frame 8 surrounding its periphery along the axial direction (digging direction). The horizontal frame 8 is fixed to the feed / drainage pipe 4 by a bracket (not shown) extending inward. A horizontal guide rail 9 is provided at the upper end of the horizontal frame 8 along the longitudinal direction thereof. A horizontal screw rod 12 rotated to move the vertical guide member 20 and the erector main body 11 is screwed to a nut member (not shown) provided on the vertical frame 14 at the lower part of the horizontal guide rail 9 and It is provided along the direction of excavation. A horizontal guide member 10 is composed of the horizontal frame 8 and the horizontal guide rail 9.
[0024]
The horizontal guide rail 9 is provided with a vertical frame 14 that moves forward and backward along the horizontal guide rail 9 as the horizontal screw rod 12 rotates . Vertical guide rails 15 are provided on both the left and right sides of the vertical frame 14. The vertical frame 14 is formed on both the left and right sides of the horizontal frame 8, and the vertical frame 14 and the vertical guide rail 15 are formed to extend from the upper part to the lower part in the shield frame 1. The vertical frame 14 and the vertical guide rail 15 constitute a vertical guide member 20. A clearance for assembling the segment 16 is provided on the upper and lower portions of the vertical frame 14 and the vertical guide rail 15 and the inner surface of the shield frame 1.
[0025]
The vertical frame 14, the nut member (not shown) at a position intersecting the horizontal frame 8 is provided screwed on the horizontal screw rod 12, by the horizontal threaded rod 12 rotates, the vertical frame 14 is moved back and forth in the direction of excavation.
[0026]
Elector main bodies 11 are provided on both the left and right sides of the vertical frame 14, respectively. The erector main body 11 is provided with an elevating part 17 that elevates and lowers along the vertical guide rail 15. As shown in FIG. 4, the elevating unit 17 is formed in an L-shaped cross section so as to cover one of the left and right surfaces and the rear surface of the vertical frame 14, and the rear surface horizontally moves in the left-right direction. A horizontal actuating part 19 is provided.
[0027]
A vertical guide member 21 that slides along the vertical guide rail 15 is provided at a portion of the elevating unit 17 that faces the vertical guide rail 15. On the other hand, left and right horizontal guide rails 22 extending in the horizontal direction are provided on the front surface of the left and right horizontal operation unit 19, and left and right horizontal guide members 23 for guiding the left and right horizontal guide rails 22 are fixed to the rear surface of the elevating unit 17. It is.
[0028]
Further, the vertical frame 14, lifting the screw jack 18 with the vertical frame 14 are interposed between the supporting portion 17, and more elevating screw jack 1 8 of this, the lifting unit 17, the vertical It moves up and down along a vertical guide rail 15 provided on the frame 14 .
[0029]
The left and right horizontal operation part 19 is provided with a bracket 24 extending into the elevating part 17. The elevating part 17 is provided with a horizontal actuating cylinder 25 in the left-right direction, one end of which is connected to the bracket 24, and the left-right horizontal actuating part 19 is horizontally actuated by its expansion and contraction.
[0030]
On the rear surface of the left and right horizontal operation unit 19, a grip unit 26 that grips and assembles the segment 16 is provided. The grip portion 26 is rotatable about the digging direction as an axis and rotatable about the orthogonal direction as an axis.
[0031]
Specifically, an outer cylinder 27 is provided on the rear surface of the left and right horizontal operation portion 19 along the digging direction, and an inner cylinder 29 is rotatably provided inside the outer cylinder 27 via a bearing 28. It has been. The inner cylinder 29 is provided with an external gear 31, and the outer cylinder 27 is provided with a motor 33 via a pinion 32 that meshes with the external gear 31. By driving the motor 33, the inner cylinder 29 is rotated, and the gripping portion 26 is rotated around the axis with the inner cylinder 29 disposed along the digging direction as an axis .
[0032]
The outer cylinder 27 is provided with an encoder 30 that detects the rotation angle of the inner cylinder 29.
[0033]
A cylindrical back and forth moving member 34 that moves back and forth in the digging direction is fitted to the tip of the inner cylinder 29 so as to be slidable. The inner cylinder 29 and the front / rear moving member 34 are connected by a jack 35, and the front / rear moving member 34 moves back and forth by expanding and contracting the jack 35.
[0034]
A support member 37 is provided on the side surface of the front-rear moving member 34. The front end side of the support member 37 is pin-coupled to the front / rear moving member 34, and the rear end side is connected via a pitching operation cylinder 36. The support member 37 is inclined forward and backward by the expansion and contraction of the pitching operation cylinder 36.
[0035]
The support member 37 is provided with a rotating member 38 that rotates about an axis orthogonal to the digging direction. The rotating member 38 is provided with an external gear 39, and the support member 37 is provided with a motor 41 via a pinion (not shown) that meshes with the external gear 39. By driving the motor 41, the rotating member 38 rotates about the direction orthogonal to the digging direction.
[0036]
The support member 37 is provided with an encoder 43 that detects the rotation angle of the rotation member 38.
[0037]
The rotating member 38 is provided with a pair of claws 44 for gripping the segment 16, and grips a recess (not shown) provided in the segment 16. The claw 44 is provided with an electromagnet (not shown) that can be turned on and off, and can hold a steel segment and a steel rail support beam 45 that supports the traveling rail 7.
[0038]
A mine shaft 6 is formed behind the shield frame 1 by a segment 16 assembled by the erector main body 11. In this mine shaft 6, in order to supply the segment 16 to the erector main body 11, a transport carriage 46 for transporting from behind is provided. The transport carriage 46 travels on the travel rail 7 extending to the rear end of the vertical guide rail 15.
[0039]
The traveling rail 7 on which the transport carriage 46 travels is provided in three upper and lower stages in the mine shaft 6, and the segments 16 to be supplied to the respective erector bodies 11 are placed on the transport carriage 46. In order to support the traveling rail 7, rail support beams 45 are provided in the tunnel 6 so as to span the segments 16 on both side surfaces with a predetermined interval in the front-rear direction. The rail support beams 45 are sequentially set by the erector body 11 when the shield frame 1 is moved forward by the propulsion jack 47.
[0040]
Next, the operation of the linear guide type erector configured as described above will be described along the process of assembling the segment 16.
[0041]
In assembling the segment 16, first, the segment 16 is placed on the transport carriage 46 in a state where it is erected on both the left and right sides. At this time, the segment 16 assembled on the left side is placed on the left side, and the segment 16 assembled on the right side is placed on the right side. Then, the transport carriage 46 is caused to travel from the rear of the mine shaft 6 to the rear end of the vertical guide rail 15. Thereafter, the elevating part 17 is raised and lowered to a desired height, the erector body 11 is moved to the rear end of the horizontal guide rail 9 , the front and rear moving member 34 is moved back and forth, fine adjustment is performed, and the gripping part 26 is moved to the transport carriage. 46 located between segments 16 on 46. At this time, the grip part 26 of the erector body 11 provided on the right side is arranged so that the claw 44 faces the right side, and the grip part 26 of the erector body 11 provided on the left side is arranged so that the claw 44 faces the left side. ing.
[0042]
Then, the horizontal actuating cylinder 25 is expanded and contracted, the gripping portion 26 is moved to the segment 16 side, and the claw 44 is inserted into the recessed portion to grip the segment 16. The segment 16 assembled on the left side is gripped by the left erector main body 11, and the segment 16 assembled on the right side is gripped by the right erector main body 11. The upper and lower horizontal segments 16 may be gripped by the left or right erector body 11.
[0043]
Thereafter, the horizontal screw rod 12 is rotated to move the erector body 11 forward. When assembling the upper and lower horizontal segments 16, the motor 33 provided on the outer cylinder 27 of the grip portion 26 is driven as shown by the two-dot chain line in FIG. Expands downward or upward. Then, as shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the motor 41 provided on the support member 37 is driven to rotate the rotating member 38 to expand the segment 16 in the left-right direction. Thereafter, the elevating part 17 is moved up and down to the lower end or the upper end, the front and rear moving member 34 is moved back and forth to make fine adjustments, and the segment 16 is set at a predetermined position and assembled.
[0044]
On the other hand, when assembling the vertically oriented segments 16 on both sides, as shown in FIG. 1, the motor 41 provided on the support member 37 of the grip portion 26 is driven, the rotating member 38 is rotated, and the segment 16 is rotated. Expand vertically. And after raising / lowering the raising / lowering part 17 to a desired position, while moving the left-right horizontal action | operation part 19 outside, the front-back moving member 34 is moved back and forth, and fine adjustment is performed, the segment 16 is set to a predetermined position. assemble.
[0045]
Since the rotation angles of the inner cylinder 29 and the rotating member 38 are detected and automatically controlled by the encoders 30 and 43 provided respectively, the assembly of the segments 16 can be automated.
[0046]
At this time, depending on the angle of the shield frame 1, the vertical angle of the gripping portion 26 and the vertical angle of the position where the segment 16 is set may slightly deviate. Since the member 38 can be inclined in the front-rear direction, the gripped segment 16 can be adjusted to the vertical angle of the setting position.
[0047]
As shown in FIG. 2, when the vertical direction of the aspect ratio is large and the vertical segment 16 is divided into three, the erectors are conventionally positioned up and down, so that the gripping portion is positioned up to the position of the middle segment 16. I did not receive it. However, according to the present invention, since the horizontal guide member 10 surrounding the earth removal device 2 and extending along the excavation direction is provided, a space around the earth removal device 2 can be secured. Since the vertical guide member 20 is provided by effectively using the space, the vertical guide rail 15 can be extended from the upper part to the lower part in the shield frame 1. Accordingly, the left and right erector bodies 11 can be freely moved from the upper part to the lower part so that the installed segments 16 can be assembled, and the middle segment 16 can be easily assembled.
[0048]
Further, according to the present invention, by providing two rows of vertical guide rails 15 on the left and right sides of one vertical frame 14, a mechanism for moving the vertical guide rails 15 back and forth becomes common, and a plurality of mechanisms as in the prior art are used. There is no need to provide the device, and the structure of the device can be simplified and can be manufactured at low cost.
[0049]
Furthermore, by providing the erector main body 11 separately on the left and right, the work can be performed symmetrically, and the control becomes easy.
[0050]
Further, since the horizontal frame 8 is fixed to the feed / discharge mud pipe 2, the conventional support beam 55 shown in FIG. 5 is not required, so the vertical frame 14 and the vertical guide rail 15 do not interfere with other members, The moving range of the erector main body 11 can be increased, and space saving can be achieved.
[0051]
In the present embodiment, one erector main body 11 is provided on each of the left and right sides, but the erector main body 11 may be additionally provided. According to this, the assembly efficiency of the segment 16 can be improved.
[0052]
In the present embodiment, the vertical shield has been described as an example, but the present invention is naturally applicable to a horizontally long horizontal shield.
[0053]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the horizontal guide member is provided so as to surround the earth removing device, so that a space around the earth removing device can be secured, and an orthogonal guide member is provided using the space, and the erector body is provided there. The erector body can be moved to any position, and a rectangular shield with a large aspect ratio can be used to assemble all the segments as appropriate even when the segments are divided into a large number of vertical and horizontal directions. Demonstrate the excellent effect of being able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing an embodiment of a linear guide type erector according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing an embodiment of a linear guide type erector according to the present invention.
4A is an enlarged cross-sectional view of a main part in the horizontal direction, and FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of a main part in the vertical direction.
FIG. 5 is a vertical sectional view showing a conventional erector.
6 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield frame 2 Earth removal apparatus 10 Horizontal guide member 11 Electa main body 16 Segment 20 Vertical guide member (orthogonal guide member)

Claims (2)

  1. 縦横比の大きい矩形シールドフレーム内の中心部に、排土装置を囲繞して掘進方向に沿って延びる水平ガイド部材を設け、
    その水平ガイド部材に掘進方向に沿って移動自在に且つ矩形シールドフレームの長辺方向に沿って延びる直交ガイド部材を設け、
    その直交ガイド部材は、上記水平ガイド部材を囲繞するように矩形枠状に形成された垂直フレームと、その垂直フレームの各長辺に長手方向に沿って設けられた垂直ガイドレールとを備え、
    各垂直ガイドレールにそれぞれ長手方向に沿って移動自在に、セグメントを把持するエレクタ本体を設けたことを特徴とするリニアガイド式エレクタ。
    At the center of the rectangular shield frame with a large aspect ratio, a horizontal guide member that surrounds the earth removal device and extends along the excavation direction is provided.
    An orthogonal guide member extending along the long side direction of the rectangular shield frame is provided on the horizontal guide member so as to be movable along the digging direction,
    The orthogonal guide member includes a vertical frame formed in a rectangular frame shape so as to surround the horizontal guide member, and a vertical guide rail provided along the longitudinal direction on each long side of the vertical frame,
    Movably along their longitudinal direction to the vertical guide rails, the linear-guided Elekta characterized in that a Rue collector body to grip the segment.
  2. 上記水平ガイド部材が、掘削した土砂を後方に搬送する排土装置に固定される請求項1記載のリニアガイド式エレクタ。  The linear guide type erector according to claim 1, wherein the horizontal guide member is fixed to a soil removal device that conveys excavated earth and sand backward.
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