JP4469970B2 - セグメントの組立装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、トンネル掘削機によって掘削されたトンネル内面にセグメントを組み立てるセグメントの組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機によって掘削されたトンネル内面には、セグメント組立装置（エレクタ）によってセグメントがリング状に組み立てられる。エレクタに把持されるセグメントの内周面には、ネジ穴が形成されており、ネジ穴には、把持ピンが螺合されている。エレクタは、その把持ピンを把持してセグメントを保持し、トンネル内面の所望位置に移動させる。この種の装置として特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２５３１８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記把持ピンは、セグメントをエレクタに把持させるためには必要であるが、把持したセグメントをトンネル内面に組み付けた後には不要となる。そして、トンネル内面に組み付けられたセグメントから把持ピンが突出していると、それが邪魔になりトンネルの有効面積が小さくなってしまう。よって、最終的には、把持ピンをトンネル内面に組み付けられたセグメントからネジを緩めて取り外さなくてはならない。
【０００５】
従来、把持ピンの取り外しは、作業員の手作業によって行われていた。しかし、トンネルの天井部分に組み付けられたセグメントから把持ピンを取り外す際には、作業者に架台上にて上方を向いた作業を強いるため、作業性が悪く作業負担が大きい。また、大径トンネルにおいては、セグメントが大型化して把持ピンの重量が重くなるため（数十キログラム）、作業員の負担が極めて大きくなる。
【０００６】
他方、セグメントに所定形状のカギ穴が形成された特殊金具を埋設し、エレクタに設けたカギ棒をカギ穴に挿入して所定角度捩って係合させ、セグメントをエレクタに把持させるタイプも知られている。しかし、各セグメントにそれぞれ特殊金具を埋設することは、特殊金具がセグメントの把持のためのみ用いられることを鑑みると、コスト的に得策とはいえない。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、セグメントから把持ピンを取り外すタイプにおいて、低コスト化と作業負担の軽減とを図ったセグメントの組立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請求項１に係る発明は、セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部とを備え、上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、該係合部を上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、該保持部は、上記移動台に、上記把持ピンを挟んで配設された一対の保持シリンダを有し、これら保持シリンダは、電動式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する保持爪を有し、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して上記ネジ穴の軸と直交する面内で移動自在とするＸＹステージを介設し、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して所定の位置にセンタリングするセンタリングバネを介設したものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部とを備え、上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、該係合部を上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、該保持部は、上記移動台に、上記把持ピンを挟んで配設された一対の保持シリンダを有し、これら保持シリンダは、電動式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する保持爪を有し、上記把持ブロックに、上記把持ピンの括れ部を挟持する一対のシリンダを、上記保持シリンダによる上記把持ピンの括れ部の挟持方向と直交する方向に配設し、該シリンダは、油圧式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する把持爪に接続されているものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して上記ネジ穴の軸と直交する面内で移動自在とするＸＹステージを介設したものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して所定の位置にセンタリングするセンタリングバネを介設したものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部と、該頭部に周方向に沿ってリング状に形成された溝部とを備え、上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられた回転ブロックと、該回転ブロックに設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、上記回転ブロックを上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、該保持部は、上記回転ブロックに、上記把持ピンを中心として複数放射状に配設されたインデックスプランジャを有し、これらインデックスプランジャは、内蔵されたスプリングにより内方に突出するように付勢され上記把持ピンの溝部に係合するピンを有すると共に、該ピンを上記スプリングの付勢力に抗して移動させて上記溝部から離脱させるためのノブを有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１４】
図１４及び図１５に示すように、シールド掘進機の外郭を構成する筒状のシールドフレーム１内には、セグメント組立装置（エレクタ）２が設けられている。エレクタ２は、トンネル内面に組み立てられた既設セグメント３の隣りに、新たなセグメント４を組み付けるものである。
【００１５】
エレクタ２は、シールドフレーム１と同芯的に配置された旋回リング５を有する。旋回リング５は、トンネル周方向（以下周方向という）に所定間隔を隔てて配置された支持ローラ６によって回転自在に支持されている。支持ローラ６は、ブラケット７を介してシールドフレーム１に軸支されている。旋回リング５には、外歯ギヤ８が同芯的に取り付けられている。外歯ギヤ８には、駆動モータ９のピニオン１０が噛合されている。駆動モータ９は、ブラケット１１を介してシールドフレーム１に支持されている。この構成によれば、駆動モータ９を正逆回転させることで、旋回リング５が正逆回転する。
【００１６】
旋回リング５には、トンネル軸方向（以下軸方向という）の坑口側へ延出されたブラケット１２が、左右一対設けられている。ブラケット１２には、略Ｕ字状に形成された吊りビーム１３が、ガイドロッド１４を介してトンネル径方向（以下径方向という）に移動自在に取り付けられている。吊りビーム１３とブラケット１２との間には、吊りビーム１３を径方向に移動させるためのシリンダ１５が介設されている。吊りビーム１３には、公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構（図示せず）を介して、セグメント４を把持する把持機構を備えた把持ブロック１６が設けられている。
【００１７】
図１１〜図１３を用いて把持機構を説明すると、把持ブロック１６に把持されるセグメント４の中央部には、セグメント４の略重心に位置させて、ネジ穴１７が内外を連通させて略垂直に形成されている。ネジ穴１７には、把持ピン１８が螺合されている。把持ピン１８は、ネジ穴１７に螺合されるネジ軸部１９と、その上部に形成されネジ込んだ際のストッパとなるフランジ部２０と、その上部に形成された小径の括れ部２１と、その上部に形成された大径の頭部２２とを備える。頭部２２の頂面には、図４に示すような六角形状の係合穴２３が凹設されている。なお、係合穴２３は、図５に示すように、六角穴を３０度位相をずらして重ねた穴としてもよい。
【００１８】
図１１〜図１３に示すように、把持ブロック１６は、略中空に形成された本体２４を有する。本体２４の径方向内側面（図中上面）には、図１４及び図１５に示す吊りビーム１３が、公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構を介し、取り付けられる。本体２４の内部には、略中空に形成された中間フレーム２５が図示しないガイドに沿って径方向（図中上下方向）に移動自在に収容されている。中間フレーム２５と本体２４との間には、中間フレーム２５を本体２４に対して径方向に移動するためのシリンダ２６が介設されている。
【００１９】
中間フレーム２５の内部には、一対の把持フレーム２７が図示しないガイドに沿って径方向と直交する方向（図中左右方向）に移動自在に装着されている。各把持フレーム２７と中間フレーム２５との間には、把持フレーム２７を中間フレーム２５に対して上記方向に移動するためのシリンダ２８が介設されている。各把持フレーム２７には、セグメント４のネジ穴１７に螺合された把持ピン１８の括れ部２１に、トンネル幅方向の左右から係合する把持爪２９が設けられている。
【００２０】
中間フレーム２５には、図１２に示すように、把持フレーム２７を内方に近接移動させて把持爪２９で把持ピン１８を挟持したとき、把持フレーム２７の後退を抑えるストッパとして機能するシリンダ３０が設けられている。これにより、左右の把持爪２９、２９で把持ピン１８を把持した後、シリンダ３０を伸長させて把持フレーム２７と中間フレーム２５との間にスペーサ３１を介在させることで、把持フレーム２７のシリンダ２８の駆動力を緩めても、把持が継続される。
【００２１】
本体２４の径方向外側面（図中下面）には、周方向に所定間隔を隔てて一対のサポート３２が設けられている。サポート３２は、軸方向に所定に長さを有するか、または軸方向に所定間隔隔てて複数設けられ、図１２の状態からシリンダ２６を収縮させてセグメント４を引き上げたとき、図１３に示すようにセグメント４の内周面（図中上面）と当接し、セグメント４と把持ブロック１６と一体化する。すなわち、把持ブロック１６は、セグメント４を把持固定する機能を有する。
【００２２】
図１〜図３に示すように、把持ブロック１６には、把持ピン１８に係合し、把持ピン１８を回転させてネジ穴１７から取り外す取外機構３３が設けられている。取外機構３３は、把持ブロック１６にセグメント４のネジ穴１７の軸方向に移動自在に設けられた移動台３４と、移動台３４にネジ穴１７の軸廻りに回転自在に設けられ把持ピン１８の頭部２２の係合穴２３に係脱する係合部３５と、係合部３５をネジ穴１７の軸廻りに回転させる駆動部３６と、ネジ穴１７からせり上がって離脱する把持ピン１８を保持する保持部３７とを備える。
【００２３】
詳しくは、把持ブロック１６の本体２４には、径方向外方（図１における下方向）に沿って延出されたガイドロッド３８が、トンネル軸方向に所定間隔を隔てて一対設けられている。つまり、図１は図１１を直交する方向から見た断面図である。移動台３４には、ガイドロッド３８に挿通されるガイド筒３９が設けられている。移動台３４と把持ブロック１６の本体２４との間には、移動台３４をガイドロッド３８に沿って径方向に移動させるシリンダ４０が介設されている。
【００２４】
移動台３４の下面には、固定筒体４１が設けられている。固定筒体４１の内部には、軸受４２を介して回転筒体４３が、ネジ穴１７の軸廻り（トンネル径方向の軸廻り）に回転自在に取り付けられている。回転筒体４３の内部には、ＸＹステージ４４を介し、係合部３５が設けられている。ＸＹステージ４４は、係合部３５を移動台３４に対してネジ穴１７の軸と直交する面内で移動自在とするものである。
【００２５】
ＸＹステージ４４は、回転筒体４３に固定された基礎ステージ４５と、基礎ステージ４５に蟻溝を介してトンネル軸方向（図１の左右方向）に移動自在に装着されたＸステージ４６と、Ｘステージ４６に上記蟻溝と直交する蟻溝を介してトンネル幅方向（図１図面裏表方向）に移動自在に装着されたＹステージ４７とを有する。Ｘステージ４６及びＹステージ４７の側面と回転筒体４３の内周面との間には、所定の移動隙間が設定されている。Ｙステージ４７の側面と回転筒体４３の内周面との間には、Ｙステージ４７を回転筒体４３に対して調芯するセンタリングバネ４８が介設されている。
【００２６】
Ｙステージ４７の下面に設けられる係合部３５は、把持ピン１８の頭部２２の頂面の係合穴２３と係合する形状、すなわち六角柱状に形成されている。なお、係合部３５は、係合穴２３を四角にすれば四角柱状となり、係合穴２３を三角にすれば三角柱状となる。また、凹凸の関係を逆にし、係合部３５を六角ソケット状とし、把持ピン１８の頭部２２を六角柱状としてもよい。また、図６及び図７に示すように、係合部３５を周方向に所定間隔を隔てて周設された複数のピン３５ａから構成し、係合穴２３を把持ピン１８の頭部２２の頂面に周方向に所定間隔を隔てて周設された複数の穴２３ａから構成してもよい。
【００２７】
図１に示すように、係合部３５の下端部は、面取りされて滑らかなアール形状となっており、係合穴２３の開口縁も、面取りされて滑らかなアール形状となっている。この構成によれば、係合部３５は、図２に示すように、シリンダ４０の伸長によって下降されたとき、係合穴２３に対して多少軸がずれていても係合穴２３に係合でき、このときＸＹステージ４４が作動して軸ずれが吸収される。
【００２８】
移動台３４の上面には、回転筒体４３を回転する駆動部３６としてモータ（油圧モータ、電気モータ等）４９が設けられている。モータ４９は、その本体部５０が移動台３４の上面に固設され、回転軸５１が移動台３４を貫通して回転筒体４３の上面に接続されている。この構成によれば、係合部３５を係合穴２３に挿入した状態で、モータ４９をネジの緩み方向に回転させることで、図３に示すように、把持ピン１８がネジ穴１７からせり上がって離脱する。このとき、シリンダ４０は、把持ピン１８のせり上がりに応じて収縮される。
【００２９】
固定筒体４１の下面には、ネジ穴１７からせり上がって離脱する把持ピン１８を保持するための保持部３７が設けられている。保持部３７は、把持ピン１８をトンネル軸方向から挟むように配置された一対の保持シリンダ（電動シリンダ）５２を有する。各保持シリンダ５２は、内方に出没する保持爪５３を有する。保持爪５３は、図２に示すように係合部３５が係合穴２３に挿入されたとき、突出されて把持ピン１８の括れ部２１を挟持する。保持爪５３の挟持方向（トンネル軸方向）は、図１１に示す把持爪２９の挟持脱方向（トンネル幅方向）と直交する。なお、保持部３７は、筒体４１ではなく、本体２４に取り付けてもよい。
【００３０】
以上の構成からなる本実施形態に係るエレクタ２の作用（セグメント４の組立、把持ピン１８の取り外し）を述べる。
【００３１】
先ず、図１１に示すように、新たなに組み付けるセグメント４の上方に把持ブロック１６を移動し、セグメント４の把持ピン１８の略真上に把持ブロック１６の係合部３５（図１参照）を位置させる。この移動は、図１４及び図１５に示す旋回リング５の回動と、吊りビーム１３の径方向移動と、吊りビーム１３と把持ブロック１６との間に介設された公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構（図示せず）とによってなされる。
【００３２】
そして、図１２に示すように、把持フレーム２７、２７をシリンダ２８、２８で近接させ、把持爪２９、２９で把持ピン１８の括れ部２１をトンネル幅方向から挟持し、ストッパとしてのシリンダ３０、３０を伸長させる。そして、図１３に示すように、中間フレーム２５をシリンダ２６、２６で引き上げてセグメント４を引き上げ、セグメント４の上面をサポート３２、３２に押し付け、セグメント４と把持ブロック１６とを一体化する。
【００３３】
その後、図１４及び図１５に示す旋回リング５を回動させ、吊りビーム１３を径方向に移動させ、吊りビーム１３と把持ブロック１６との間に介設された公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構（図示せず）を作動させることで、把持したセグメント４を既設セグメント３の隣りの所定の組付位置に移動する。
【００３４】
そして、把持したセグメント４を既設セグメント３にボルトナット等によって装着する。この装着は、把持ブロック１６に設けた図示しないボルトナット締結ロボットによって行ってもよいし、作業員が手作業で行ってもよい。これにより、把持ブロック１６に把持しているセグメント４が、既設セグメント３に固定される。
【００３５】
その後、図１に示す移動台３４をシリンダ４０によって径方向外方（図１では下方）に移動させ、図２に示すように係合部３５を把持ピン１８の係合穴２３に挿入する。このとき、係合部３５の軸芯と係合穴２３の軸芯とが多少ずれていても、ＸＹステージ４４によって軸ずれが吸収される。
【００３６】
そして、保持シリンダ５２、５２の保持爪５３、５３を突出させ、保持爪５３、５３で把持ピン１８の括れ部２１をトンネル軸方向の前後から弱く挟持する。この保持爪５３、５３の挟持方向は、図１３に示す把持爪２９、２９の挟持方向（トンネル幅方向）と直交するため、保持爪５３と把持爪２９とが干渉することはない。
【００３７】
そして、図１３に示すシリンダ２８の押圧力を弱めて把持爪２９、２９の把持力を弱め、把持爪２９及び保持爪５３で挟持されている把持ピン１８を回転可能とする。その後、図２に示すモータ４９をネジの緩み方向に回転させる。すると、図３に示すように、把持ピン１８が回転しつつネジ穴１７からせり上がって離脱する。
【００３８】
このとき、シリンダ４０は、把持ピン１８のせり上がりに応じて収縮され、移動台３４が径方向内方（図３では上方向）に移動する。シリンダ４０は、把持ピン１８のせり上がりに応じて積極的に収縮されてもよいし、移動台３４に取り付けられた各種部品の総重量を重力に対して打ち消す駆動力（油圧）が付与されてネジの推進力によって受動的に収縮されてもよい。
【００３９】
なお、図２の状態から、図１３に示すシリンダ２８、２８の押圧力を弱めて把持爪２９、２９の把持力を弱め、把持爪２９、２９で挟持されている把持ピン１８を回転可能とし、図３に示すモータ４９を回転させて把持ピン１８をネジ穴１７からせり出させて離脱させるようにしてもよい。この場合、保持部３７（保持シリンダ５２、保持爪５３）は不要となり、把持爪２９が保持部３７を兼ねることになる。また、保持部３７を設け、上記離脱後に、保持シリンダ５２、５２を伸長させて保持爪５３、５３を把持ピン１８の括れ部２１に係合させてもよい。
【００４０】
また、係合部３５を係合穴２３に挿入した後に把持爪２９、２９を開き、モータ４９を回転させて把持ピン１８をネジ穴１７から離脱させた後、保持爪５３、５３を係合させてもよい。この場合、取り外し中途の把持ピン１８は、係合部３５と係合穴２３との係合およびネジ１７、１９の噛み合わせで保持されているため、脱落の問題は生じない。
【００４１】
こうして、把持ピン１８を所定位置に組み付けられたセグメント４のネジ穴１７から取り外して把持ブロック１６に把持させた状態としたならば、図１４及び図１５に示す旋回リング５を回動させ、吊りビーム１３を径方向に移動させて、把持ブロック１６をトンネルの底部に移動させる。そして、トンネル幅方向左右の把持爪２９、２９（図１３参照）を開き、トンネル軸方向前後の保持爪５３、５３（図３参照）を開き、把持ピン１８を把持ブロック１６から取り外す。
【００４２】
ここで、把持爪２９、２９の駆動源は図１３に示す油圧シリンダ２８、２８であり、保持爪５３、５３の駆動源は図３に示す電動シリンダ５２、５２であるため、把持爪２９、２９を開いた後に油圧源（油圧ポンプ）を停止させれば以降把持爪２９、２９が誤作動することはなく、作業者は安心して電動シリンダ５２、５２を操作して保持爪５３、５３を開くことができる。
【００４３】
以上要するに、本実施形態によれば、把持ブロック１６に設けた取外機構３３を用いることで、既設セグメント３の隣りに組み付けられた新たなセグメント４から把持ピン１８を機械的に自動的に取り外すことができ、セグメント４から把持ピン１８を取り外す際の低コスト化と作業負担の軽減とを図ることができる。
【００４４】
また、把持ピン１８を取り外した後のネジ穴１７は、セグメント４の外周面と掘孔との間に注入される裏込材（モルタル等のグラウト材）の注入通路として利用され、最終的には図示しない蓋部材によって覆われる。なお、全てのネジ穴１７がセグメント４を貫通している必要はない。
【００４５】
変形例を図８〜図１０に示す。
【００４６】
図示するように、この変形例は、移動台３４に装着したモータ４９の回転軸５１に回転ブロック５４を設け、回転ブロック５４にアーム５５を介してインデックスプランジャ５６を設け、把持ピン１８の頭部２２に周方向にリング状にインデックスプランジャ５６のピン５７が係合する溝部５８を設け、頭部２２の頂面の縁にコーン状のテーパ部５９を設けた点のみが前実施形態と異なり、その他は同様の構成となっている。
【００４７】
インデックスプランジャ５６は、内蔵されたスプリングによって、ピン５７が突出する方向に付勢されたものであり、周方向に所定間隔を隔てて、ピン５７が径方向内方を向くように、複数放射状に配置されている。ピン５７は、プランジャ本体６０を貫通して形成されており、ピン５７の外側端部には、ノブ６１が設けられている。そして、ノブ６１を内蔵スプリングに抗して引くと、ピン５７の先端部がプランジャ本体６０に引き込まれるようになっている。
【００４８】
この実施形態においては、図８の状態から移動台３４をシリンダ４０で径方向外方（図中下方）に移動させて係合部３５を把持ピン１８の係合穴２３に挿入すると、図９に示すように、インデックスプランジャ５６のピン５７がテーパ部５９に押し付けられ没入し、係合部３５が係合穴２３に所定深さまで嵌ったとき、ピン５７が内蔵スプリングによって突出されて溝部５８に挿入される。
【００４９】
その後、図１０に示すように、モータ４９を回転させて把持ピン１８をネジ穴１７からせり上がらせ、セグメント４から離脱させる、このとき、把持ピン１８はインデックスプランジャ５６によって保持される。すなわち、この実施形態では、インデックスプランジャ５６と溝部５８とが、特許請求の範囲の請求項２における保持部に相当する。インデックスプランジャ５６によって保持された把持ピン１８は、作業者がノブ６１を引くことで、容易に取り外すことができる。
【００５０】
この実施形態においても、前実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、上記インデックスプランジャ５６の代わりに、電磁ソレノイドによってピン５７を出没させるソレノイドプランジャ（図示せず）を用いてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、セグメントから把持ピンを取り外すタイプにおいて、低コスト化と作業負担の軽減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すセグメントの組立装置（エレクタ）の取外機構を示す側断面図である。
【図２】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図３】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図４】把持ピンの頭部の係合穴を示す平面図である。
【図５】上記係合穴の変形例を示す平面図である。
【図６】上記係合穴と係合部との変形例を示す側断面図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】上記取外機構の変形例を示す側断面図である。
【図９】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図１０】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図１１】上記エレクタの把持機構を示す正面断面図である。
【図１２】上記把持機構の作動を示す正面断面図である。
【図１３】上記把持機構の作動を示す正面断面図である。
【図１４】上記エレクタの全体を示す側面図である。
【図１５】図１４のXV−XV線断面図である。
【符号の説明】
２ エレクタ（セグメント組立装置）
３ 既設セグメント
４ セグメント
１６ 把持ブロック
１７ ネジ穴
１８ 把持ピン
２２ 頭部
２８ 駆動源としての油圧シリンダ
２９ 把持爪
３３ 取外機構
３４ 移動台
３５ 係合部
３６ 駆動部
３７ 保持部
４４ ＸＹステージ
５２ 駆動源としての電動シリンダ
５３ 保持爪
本発明は、トンネル掘削機によって掘削されたトンネル内面にセグメントを組み立てるセグメントの組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘削機によって掘削されたトンネル内面には、セグメント組立装置（エレクタ）によってセグメントがリング状に組み立てられる。エレクタに把持されるセグメントの内周面には、ネジ穴が形成されており、ネジ穴には、把持ピンが螺合されている。エレクタは、その把持ピンを把持してセグメントを保持し、トンネル内面の所望位置に移動させる。この種の装置として特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２５３１８３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記把持ピンは、セグメントをエレクタに把持させるためには必要であるが、把持したセグメントをトンネル内面に組み付けた後には不要となる。そして、トンネル内面に組み付けられたセグメントから把持ピンが突出していると、それが邪魔になりトンネルの有効面積が小さくなってしまう。よって、最終的には、把持ピンをトンネル内面に組み付けられたセグメントからネジを緩めて取り外さなくてはならない。
【０００５】
従来、把持ピンの取り外しは、作業員の手作業によって行われていた。しかし、トンネルの天井部分に組み付けられたセグメントから把持ピンを取り外す際には、作業者に架台上にて上方を向いた作業を強いるため、作業性が悪く作業負担が大きい。また、大径トンネルにおいては、セグメントが大型化して把持ピンの重量が重くなるため（数十キログラム）、作業員の負担が極めて大きくなる。
【０００６】
他方、セグメントに所定形状のカギ穴が形成された特殊金具を埋設し、エレクタに設けたカギ棒をカギ穴に挿入して所定角度捩って係合させ、セグメントをエレクタに把持させるタイプも知られている。しかし、各セグメントにそれぞれ特殊金具を埋設することは、特殊金具がセグメントの把持のためのみ用いられることを鑑みると、コスト的に得策とはいえない。
【０００７】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、セグメントから把持ピンを取り外すタイプにおいて、低コスト化と作業負担の軽減とを図ったセグメントの組立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請求項１に係る発明は、セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部とを備え、上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、該係合部を上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、該保持部は、上記移動台に、上記把持ピンを挟んで配設された一対の保持シリンダを有し、これら保持シリンダは、電動式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する保持爪を有し、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して上記ネジ穴の軸と直交する面内で移動自在とするＸＹステージを介設し、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して所定の位置にセンタリングするセンタリングバネを介設したものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部とを備え、上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、該係合部を上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、該保持部は、上記移動台に、上記把持ピンを挟んで配設された一対の保持シリンダを有し、これら保持シリンダは、電動式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する保持爪を有し、上記把持ブロックに、上記把持ピンの括れ部を挟持する一対のシリンダを、上記保持シリンダによる上記把持ピンの括れ部の挟持方向と直交する方向に配設し、該シリンダは、油圧式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する把持爪に接続されているものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して上記ネジ穴の軸と直交する面内で移動自在とするＸＹステージを介設したものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して所定の位置にセンタリングするセンタリングバネを介設したものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部と、該頭部に周方向に沿ってリング状に形成された溝部とを備え、上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられた回転ブロックと、該回転ブロックに設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、上記回転ブロックを上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、該保持部は、上記回転ブロックに、上記把持ピンを中心として複数放射状に配設されたインデックスプランジャを有し、これらインデックスプランジャは、内蔵されたスプリングにより内方に突出するように付勢され上記把持ピンの溝部に係合するピンを有すると共に、該ピンを上記スプリングの付勢力に抗して移動させて上記溝部から離脱させるためのノブを有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１４】
図１４及び図１５に示すように、シールド掘進機の外郭を構成する筒状のシールドフレーム１内には、セグメント組立装置（エレクタ）２が設けられている。エレクタ２は、トンネル内面に組み立てられた既設セグメント３の隣りに、新たなセグメント４を組み付けるものである。
【００１５】
エレクタ２は、シールドフレーム１と同芯的に配置された旋回リング５を有する。旋回リング５は、トンネル周方向（以下周方向という）に所定間隔を隔てて配置された支持ローラ６によって回転自在に支持されている。支持ローラ６は、ブラケット７を介してシールドフレーム１に軸支されている。旋回リング５には、外歯ギヤ８が同芯的に取り付けられている。外歯ギヤ８には、駆動モータ９のピニオン１０が噛合されている。駆動モータ９は、ブラケット１１を介してシールドフレーム１に支持されている。この構成によれば、駆動モータ９を正逆回転させることで、旋回リング５が正逆回転する。
【００１６】
旋回リング５には、トンネル軸方向（以下軸方向という）の坑口側へ延出されたブラケット１２が、左右一対設けられている。ブラケット１２には、略Ｕ字状に形成された吊りビーム１３が、ガイドロッド１４を介してトンネル径方向（以下径方向という）に移動自在に取り付けられている。吊りビーム１３とブラケット１２との間には、吊りビーム１３を径方向に移動させるためのシリンダ１５が介設されている。吊りビーム１３には、公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構（図示せず）を介して、セグメント４を把持する把持機構を備えた把持ブロック１６が設けられている。
【００１７】
図１１〜図１３を用いて把持機構を説明すると、把持ブロック１６に把持されるセグメント４の中央部には、セグメント４の略重心に位置させて、ネジ穴１７が内外を連通させて略垂直に形成されている。ネジ穴１７には、把持ピン１８が螺合されている。把持ピン１８は、ネジ穴１７に螺合されるネジ軸部１９と、その上部に形成されネジ込んだ際のストッパとなるフランジ部２０と、その上部に形成された小径の括れ部２１と、その上部に形成された大径の頭部２２とを備える。頭部２２の頂面には、図４に示すような六角形状の係合穴２３が凹設されている。なお、係合穴２３は、図５に示すように、六角穴を３０度位相をずらして重ねた穴としてもよい。
【００１８】
図１１〜図１３に示すように、把持ブロック１６は、略中空に形成された本体２４を有する。本体２４の径方向内側面（図中上面）には、図１４及び図１５に示す吊りビーム１３が、公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構を介し、取り付けられる。本体２４の内部には、略中空に形成された中間フレーム２５が図示しないガイドに沿って径方向（図中上下方向）に移動自在に収容されている。中間フレーム２５と本体２４との間には、中間フレーム２５を本体２４に対して径方向に移動するためのシリンダ２６が介設されている。
【００１９】
中間フレーム２５の内部には、一対の把持フレーム２７が図示しないガイドに沿って径方向と直交する方向（図中左右方向）に移動自在に装着されている。各把持フレーム２７と中間フレーム２５との間には、把持フレーム２７を中間フレーム２５に対して上記方向に移動するためのシリンダ２８が介設されている。各把持フレーム２７には、セグメント４のネジ穴１７に螺合された把持ピン１８の括れ部２１に、トンネル幅方向の左右から係合する把持爪２９が設けられている。
【００２０】
中間フレーム２５には、図１２に示すように、把持フレーム２７を内方に近接移動させて把持爪２９で把持ピン１８を挟持したとき、把持フレーム２７の後退を抑えるストッパとして機能するシリンダ３０が設けられている。これにより、左右の把持爪２９、２９で把持ピン１８を把持した後、シリンダ３０を伸長させて把持フレーム２７と中間フレーム２５との間にスペーサ３１を介在させることで、把持フレーム２７のシリンダ２８の駆動力を緩めても、把持が継続される。
【００２１】
本体２４の径方向外側面（図中下面）には、周方向に所定間隔を隔てて一対のサポート３２が設けられている。サポート３２は、軸方向に所定に長さを有するか、または軸方向に所定間隔隔てて複数設けられ、図１２の状態からシリンダ２６を収縮させてセグメント４を引き上げたとき、図１３に示すようにセグメント４の内周面（図中上面）と当接し、セグメント４と把持ブロック１６と一体化する。すなわち、把持ブロック１６は、セグメント４を把持固定する機能を有する。
【００２２】
図１〜図３に示すように、把持ブロック１６には、把持ピン１８に係合し、把持ピン１８を回転させてネジ穴１７から取り外す取外機構３３が設けられている。取外機構３３は、把持ブロック１６にセグメント４のネジ穴１７の軸方向に移動自在に設けられた移動台３４と、移動台３４にネジ穴１７の軸廻りに回転自在に設けられ把持ピン１８の頭部２２の係合穴２３に係脱する係合部３５と、係合部３５をネジ穴１７の軸廻りに回転させる駆動部３６と、ネジ穴１７からせり上がって離脱する把持ピン１８を保持する保持部３７とを備える。
【００２３】
詳しくは、把持ブロック１６の本体２４には、径方向外方（図１における下方向）に沿って延出されたガイドロッド３８が、トンネル軸方向に所定間隔を隔てて一対設けられている。つまり、図１は図１１を直交する方向から見た断面図である。移動台３４には、ガイドロッド３８に挿通されるガイド筒３９が設けられている。移動台３４と把持ブロック１６の本体２４との間には、移動台３４をガイドロッド３８に沿って径方向に移動させるシリンダ４０が介設されている。
【００２４】
移動台３４の下面には、固定筒体４１が設けられている。固定筒体４１の内部には、軸受４２を介して回転筒体４３が、ネジ穴１７の軸廻り（トンネル径方向の軸廻り）に回転自在に取り付けられている。回転筒体４３の内部には、ＸＹステージ４４を介し、係合部３５が設けられている。ＸＹステージ４４は、係合部３５を移動台３４に対してネジ穴１７の軸と直交する面内で移動自在とするものである。
【００２５】
ＸＹステージ４４は、回転筒体４３に固定された基礎ステージ４５と、基礎ステージ４５に蟻溝を介してトンネル軸方向（図１の左右方向）に移動自在に装着されたＸステージ４６と、Ｘステージ４６に上記蟻溝と直交する蟻溝を介してトンネル幅方向（図１図面裏表方向）に移動自在に装着されたＹステージ４７とを有する。Ｘステージ４６及びＹステージ４７の側面と回転筒体４３の内周面との間には、所定の移動隙間が設定されている。Ｙステージ４７の側面と回転筒体４３の内周面との間には、Ｙステージ４７を回転筒体４３に対して調芯するセンタリングバネ４８が介設されている。
【００２６】
Ｙステージ４７の下面に設けられる係合部３５は、把持ピン１８の頭部２２の頂面の係合穴２３と係合する形状、すなわち六角柱状に形成されている。なお、係合部３５は、係合穴２３を四角にすれば四角柱状となり、係合穴２３を三角にすれば三角柱状となる。また、凹凸の関係を逆にし、係合部３５を六角ソケット状とし、把持ピン１８の頭部２２を六角柱状としてもよい。また、図６及び図７に示すように、係合部３５を周方向に所定間隔を隔てて周設された複数のピン３５ａから構成し、係合穴２３を把持ピン１８の頭部２２の頂面に周方向に所定間隔を隔てて周設された複数の穴２３ａから構成してもよい。
【００２７】
図１に示すように、係合部３５の下端部は、面取りされて滑らかなアール形状となっており、係合穴２３の開口縁も、面取りされて滑らかなアール形状となっている。この構成によれば、係合部３５は、図２に示すように、シリンダ４０の伸長によって下降されたとき、係合穴２３に対して多少軸がずれていても係合穴２３に係合でき、このときＸＹステージ４４が作動して軸ずれが吸収される。
【００２８】
移動台３４の上面には、回転筒体４３を回転する駆動部３６としてモータ（油圧モータ、電気モータ等）４９が設けられている。モータ４９は、その本体部５０が移動台３４の上面に固設され、回転軸５１が移動台３４を貫通して回転筒体４３の上面に接続されている。この構成によれば、係合部３５を係合穴２３に挿入した状態で、モータ４９をネジの緩み方向に回転させることで、図３に示すように、把持ピン１８がネジ穴１７からせり上がって離脱する。このとき、シリンダ４０は、把持ピン１８のせり上がりに応じて収縮される。
【００２９】
固定筒体４１の下面には、ネジ穴１７からせり上がって離脱する把持ピン１８を保持するための保持部３７が設けられている。保持部３７は、把持ピン１８をトンネル軸方向から挟むように配置された一対の保持シリンダ（電動シリンダ）５２を有する。各保持シリンダ５２は、内方に出没する保持爪５３を有する。保持爪５３は、図２に示すように係合部３５が係合穴２３に挿入されたとき、突出されて把持ピン１８の括れ部２１を挟持する。保持爪５３の挟持方向（トンネル軸方向）は、図１１に示す把持爪２９の挟持脱方向（トンネル幅方向）と直交する。なお、保持部３７は、筒体４１ではなく、本体２４に取り付けてもよい。
【００３０】
以上の構成からなる本実施形態に係るエレクタ２の作用（セグメント４の組立、把持ピン１８の取り外し）を述べる。
【００３１】
先ず、図１１に示すように、新たなに組み付けるセグメント４の上方に把持ブロック１６を移動し、セグメント４の把持ピン１８の略真上に把持ブロック１６の係合部３５（図１参照）を位置させる。この移動は、図１４及び図１５に示す旋回リング５の回動と、吊りビーム１３の径方向移動と、吊りビーム１３と把持ブロック１６との間に介設された公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構（図示せず）とによってなされる。
【００３２】
そして、図１２に示すように、把持フレーム２７、２７をシリンダ２８、２８で近接させ、把持爪２９、２９で把持ピン１８の括れ部２１をトンネル幅方向から挟持し、ストッパとしてのシリンダ３０、３０を伸長させる。そして、図１３に示すように、中間フレーム２５をシリンダ２６、２６で引き上げてセグメント４を引き上げ、セグメント４の上面をサポート３２、３２に押し付け、セグメント４と把持ブロック１６とを一体化する。
【００３３】
その後、図１４及び図１５に示す旋回リング５を回動させ、吊りビーム１３を径方向に移動させ、吊りビーム１３と把持ブロック１６との間に介設された公知の軸方向微調節機構、径方向微調節機構及び周方向微調節機構（図示せず）を作動させることで、把持したセグメント４を既設セグメント３の隣りの所定の組付位置に移動する。
【００３４】
そして、把持したセグメント４を既設セグメント３にボルトナット等によって装着する。この装着は、把持ブロック１６に設けた図示しないボルトナット締結ロボットによって行ってもよいし、作業員が手作業で行ってもよい。これにより、把持ブロック１６に把持しているセグメント４が、既設セグメント３に固定される。
【００３５】
その後、図１に示す移動台３４をシリンダ４０によって径方向外方（図１では下方）に移動させ、図２に示すように係合部３５を把持ピン１８の係合穴２３に挿入する。このとき、係合部３５の軸芯と係合穴２３の軸芯とが多少ずれていても、ＸＹステージ４４によって軸ずれが吸収される。
【００３６】
そして、保持シリンダ５２、５２の保持爪５３、５３を突出させ、保持爪５３、５３で把持ピン１８の括れ部２１をトンネル軸方向の前後から弱く挟持する。この保持爪５３、５３の挟持方向は、図１３に示す把持爪２９、２９の挟持方向（トンネル幅方向）と直交するため、保持爪５３と把持爪２９とが干渉することはない。
【００３７】
そして、図１３に示すシリンダ２８の押圧力を弱めて把持爪２９、２９の把持力を弱め、把持爪２９及び保持爪５３で挟持されている把持ピン１８を回転可能とする。その後、図２に示すモータ４９をネジの緩み方向に回転させる。すると、図３に示すように、把持ピン１８が回転しつつネジ穴１７からせり上がって離脱する。
【００３８】
このとき、シリンダ４０は、把持ピン１８のせり上がりに応じて収縮され、移動台３４が径方向内方（図３では上方向）に移動する。シリンダ４０は、把持ピン１８のせり上がりに応じて積極的に収縮されてもよいし、移動台３４に取り付けられた各種部品の総重量を重力に対して打ち消す駆動力（油圧）が付与されてネジの推進力によって受動的に収縮されてもよい。
【００３９】
なお、図２の状態から、図１３に示すシリンダ２８、２８の押圧力を弱めて把持爪２９、２９の把持力を弱め、把持爪２９、２９で挟持されている把持ピン１８を回転可能とし、図３に示すモータ４９を回転させて把持ピン１８をネジ穴１７からせり出させて離脱させるようにしてもよい。この場合、保持部３７（保持シリンダ５２、保持爪５３）は不要となり、把持爪２９が保持部３７を兼ねることになる。また、保持部３７を設け、上記離脱後に、保持シリンダ５２、５２を伸長させて保持爪５３、５３を把持ピン１８の括れ部２１に係合させてもよい。
【００４０】
また、係合部３５を係合穴２３に挿入した後に把持爪２９、２９を開き、モータ４９を回転させて把持ピン１８をネジ穴１７から離脱させた後、保持爪５３、５３を係合させてもよい。この場合、取り外し中途の把持ピン１８は、係合部３５と係合穴２３との係合およびネジ１７、１９の噛み合わせで保持されているため、脱落の問題は生じない。
【００４１】
こうして、把持ピン１８を所定位置に組み付けられたセグメント４のネジ穴１７から取り外して把持ブロック１６に把持させた状態としたならば、図１４及び図１５に示す旋回リング５を回動させ、吊りビーム１３を径方向に移動させて、把持ブロック１６をトンネルの底部に移動させる。そして、トンネル幅方向左右の把持爪２９、２９（図１３参照）を開き、トンネル軸方向前後の保持爪５３、５３（図３参照）を開き、把持ピン１８を把持ブロック１６から取り外す。
【００４２】
ここで、把持爪２９、２９の駆動源は図１３に示す油圧シリンダ２８、２８であり、保持爪５３、５３の駆動源は図３に示す電動シリンダ５２、５２であるため、把持爪２９、２９を開いた後に油圧源（油圧ポンプ）を停止させれば以降把持爪２９、２９が誤作動することはなく、作業者は安心して電動シリンダ５２、５２を操作して保持爪５３、５３を開くことができる。
【００４３】
以上要するに、本実施形態によれば、把持ブロック１６に設けた取外機構３３を用いることで、既設セグメント３の隣りに組み付けられた新たなセグメント４から把持ピン１８を機械的に自動的に取り外すことができ、セグメント４から把持ピン１８を取り外す際の低コスト化と作業負担の軽減とを図ることができる。
【００４４】
また、把持ピン１８を取り外した後のネジ穴１７は、セグメント４の外周面と掘孔との間に注入される裏込材（モルタル等のグラウト材）の注入通路として利用され、最終的には図示しない蓋部材によって覆われる。なお、全てのネジ穴１７がセグメント４を貫通している必要はない。
【００４５】
変形例を図８〜図１０に示す。
【００４６】
図示するように、この変形例は、移動台３４に装着したモータ４９の回転軸５１に回転ブロック５４を設け、回転ブロック５４にアーム５５を介してインデックスプランジャ５６を設け、把持ピン１８の頭部２２に周方向にリング状にインデックスプランジャ５６のピン５７が係合する溝部５８を設け、頭部２２の頂面の縁にコーン状のテーパ部５９を設けた点のみが前実施形態と異なり、その他は同様の構成となっている。
【００４７】
インデックスプランジャ５６は、内蔵されたスプリングによって、ピン５７が突出する方向に付勢されたものであり、周方向に所定間隔を隔てて、ピン５７が径方向内方を向くように、複数放射状に配置されている。ピン５７は、プランジャ本体６０を貫通して形成されており、ピン５７の外側端部には、ノブ６１が設けられている。そして、ノブ６１を内蔵スプリングに抗して引くと、ピン５７の先端部がプランジャ本体６０に引き込まれるようになっている。
【００４８】
この実施形態においては、図８の状態から移動台３４をシリンダ４０で径方向外方（図中下方）に移動させて係合部３５を把持ピン１８の係合穴２３に挿入すると、図９に示すように、インデックスプランジャ５６のピン５７がテーパ部５９に押し付けられ没入し、係合部３５が係合穴２３に所定深さまで嵌ったとき、ピン５７が内蔵スプリングによって突出されて溝部５８に挿入される。
【００４９】
その後、図１０に示すように、モータ４９を回転させて把持ピン１８をネジ穴１７からせり上がらせ、セグメント４から離脱させる、このとき、把持ピン１８はインデックスプランジャ５６によって保持される。すなわち、この実施形態では、インデックスプランジャ５６と溝部５８とが、特許請求の範囲の請求項２における保持部に相当する。インデックスプランジャ５６によって保持された把持ピン１８は、作業者がノブ６１を引くことで、容易に取り外すことができる。
【００５０】
この実施形態においても、前実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、上記インデックスプランジャ５６の代わりに、電磁ソレノイドによってピン５７を出没させるソレノイドプランジャ（図示せず）を用いてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、セグメントから把持ピンを取り外すタイプにおいて、低コスト化と作業負担の軽減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すセグメントの組立装置（エレクタ）の取外機構を示す側断面図である。
【図２】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図３】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図４】把持ピンの頭部の係合穴を示す平面図である。
【図５】上記係合穴の変形例を示す平面図である。
【図６】上記係合穴と係合部との変形例を示す側断面図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】上記取外機構の変形例を示す側断面図である。
【図９】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図１０】上記取外機構の作動を示す側断面図である。
【図１１】上記エレクタの把持機構を示す正面断面図である。
【図１２】上記把持機構の作動を示す正面断面図である。
【図１３】上記把持機構の作動を示す正面断面図である。
【図１４】上記エレクタの全体を示す側面図である。
【図１５】図１４のXV−XV線断面図である。
【符号の説明】
２ エレクタ（セグメント組立装置）
３ 既設セグメント
４ セグメント
１６ 把持ブロック
１７ ネジ穴
１８ 把持ピン
２２ 頭部
２８ 駆動源としての油圧シリンダ
２９ 把持爪
３３ 取外機構
３４ 移動台
３５ 係合部
３６ 駆動部
３７ 保持部
４４ ＸＹステージ
５２ 駆動源としての電動シリンダ
５３ 保持爪
Claims (5)
- セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、
上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部とを備え、
上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、該係合部を上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、
該保持部は、上記移動台に、上記把持ピンを挟んで配設された一対の保持シリンダを有し、これら保持シリンダは、電動式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する保持爪を有し、
上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して上記ネジ穴の軸と直交する面内で移動自在とするＸＹステージを介設し、
上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して所定の位置にセンタリングするセンタリングバネを介設した
ことを特徴とするセグメントの組立装置。 - セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、
上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部とを備え、
上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、該係合部を上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、
該保持部は、上記移動台に、上記把持ピンを挟んで配設された一対の保持シリンダを有し、これら保持シリンダは、電動式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する保持爪を有し、
上記把持ブロックに、上記把持ピンの括れ部を挟持する一対のシリンダを、上記保持シリンダによる上記把持ピンの括れ部の挟持方向と直交する方向に配設し、
該シリンダは、油圧式であり、上記把持ピンの括れ部を挟持すべく内方に出没する把持爪に接続されている
ことを特徴とするセグメントの組立装置。 - 上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して上記ネジ穴の軸と直交する面内で移動自在とするＸＹステージを介設した請求項２に記載のセグメントの組立装置。
- 上記係合部と上記移動台との間に、係合部を移動台に対して所定の位置にセンタリングするセンタリングバネを介設した請求項３に記載のセグメントの組立装置。
- セグメントのネジ穴に螺合された把持ピンを把持し、セグメントをトンネル内面の所望位置に移動させる把持ブロックに、上記把持ピンに係合してその把持ピンを回転させて上記ネジ穴から取り外す取外機構を設けたセグメントの組立装置であって、
上記把持ピンは、上記セグメントのネジ穴にネジ込まれるネジ軸部と、その上部に形成されたフランジ部と、その上部に形成された小径の括れ部と、その上部に形成され上記括れ部よりも大径の頭部と、該頭部に周方向に沿ってリング状に形成された溝部とを備え、 上記取外機構は、上記把持ブロックに上記セグメントのネジ穴の軸方向に移動自在に設けられた移動台と、該移動台に上記ネジ穴の軸廻りに回転自在に設けられた回転ブロックと、該回転ブロックに設けられ上記把持ピンの頭部に係脱する係合部と、上記回転ブロックを上記ネジ穴の軸廻りに回転させる駆動部と、上記ネジ穴からせり上がって離脱する上記把持ピンを保持する保持部とを備え、
該保持部は、上記回転ブロックに、上記把持ピンを中心として複数放射状に配設されたインデックスプランジャを有し、これらインデックスプランジャは、内蔵されたスプリングにより内方に突出するように付勢され上記把持ピンの溝部に係合するピンを有すると共に、該ピンを上記スプリングの付勢力に抗して移動させて上記溝部から離脱させるためのノブを有する
ことを特徴とするセグメントの組立装置。
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