JP6154229B2

JP6154229B2 - シールド掘進機のセグメント把持装置

Info

Publication number: JP6154229B2
Application number: JP2013148224A
Authority: JP
Inventors: 周平額
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2013-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2017-06-28
Anticipated expiration: 2033-07-17
Also published as: JP2015021242A

Description

本発明は、シールド掘進機のセグメント把持装置に関する。

従来から、シールド掘進機のエレクタに装備される、セグメントに取り付けられた吊金物を介してセグメントを把持するセグメント把持装置が知られている。例えば、特許文献１には、図７に示すようなシールド掘進機のセグメント把持装置１００が開示されている。このセグメント把持装置１００は、従来作業者が手作業で行っていた吊金物１５１の吊穴１５２へのピン１２２の挿入を油圧ジャッキ１３０により行うものである。なお、図７に示す例では、吊金物１５１がセグメント１５０に一体的に設けられている。

具体的に、セグメント把持装置１００は、吊金物１５１を挟み込むための一対の支持板１１０と、一方の支持板１１０に沿って配置されたアーム１２１と、一対の支持板１１０を貫通して延び、アーム１２１が取り付けられたスライド軸１２０と、を備えている。各支持板１１０は、紙面と直交する方向に互いに離間する二本のガイド軸１４０から下向きに尖る略三角形状をなしており、その下部には貫通穴１１１が設けられている。アーム１２１は上下方向に延びる棒状であり、その下部には貫通穴１１１および吊穴１５２に挿通されるピン１２２が固定されている。そして、一対の支持板１１０を挟んでアーム１２１と反対側に、スライド軸１２０と同軸上で連結された油圧ジャッキ１３０が配置されている。

特開平４−３６０９９７号公報

特許文献１に開示されたセグメント把持装置１００では、エレクタを操作して支持板１１０の貫通穴１１１と吊金物１５１の吊穴１５２とを一致させなければ、ピン１２２を動かすことができない。しかしながら、そのような穴を一致させる作業は、油圧ジャッキ１３０側の貫通穴１１１を通じて吊穴１５２の位置を確認する必要があるため、非常に困難である。

そこで、本発明は、吊金物の吊穴へのピンの挿入を容易に行うことができるセグメント把持装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のシールド掘進機のセグメント把持装置は、セグメントに取り付けられた吊金物を介して前記セグメントを把持するシールド掘進機のセグメント把持装置であって、一方の主面に前記吊金物の吊穴に挿入されるピンが立設された固定板と、前記ピンに挿通された前記吊金物を前記固定板と共に挟持するための挟持部、および前記挟持部における前記セグメントと反対側の端部から前記固定板と反対側に折れ曲がる屈曲部、を含む可動板と、前記可動板における前記固定板と反対側の表面に当接する当接部材と、前記当接部材を前記セグメントの厚さ方向に沿って移動させる移動機構であって、前記当接部材を前記挟持部から前記屈曲部へ向かって移動させることにより前記挟持部が前記固定板から離れるように前記可動板を開き、前記当接部材を前記屈曲部から前記挟持部へ向かって移動させることにより前記挟持部が前記固定板に近づくように前記可動板を閉じる移動機構と、を備え、前記固定板の前記主面には、前記セグメントの厚さ方向に並ぶ歯からなる第１歯列が形成されており、前記可動板の前記固定板側の表面には、前記挟持部と前記屈曲部とに跨るように、前記第１歯列と噛み合う第２歯列が形成されている、ことを特徴とする。

上記の構成によれば、可動板が固定板に対して開閉可能に構成されているので、可動板を開けば、固定板に設けられたピンを視認しながら、ピンを吊金物の吊穴に容易に挿入することができる。さらに、可動板には挟持部と屈曲部とに跨るように第２歯列が形成されており、この第２歯列が固定板に形成された第１歯列と噛み合うので、可動板が開閉しても可動板が落下することがない。すなわち、可動板を固定板と当接部材で挟み込むという簡易な構成で可動板を揺動可能に支持することができる。

前記移動機構はアクチュエータを含み、このアクチュエータは、前記ピンの軸方向の前記セグメントの揺れを規制する一対の第１保持ジャッキおよび前記ピン回りの前記セグメントの揺れを規制する一対の第２保持ジャッキのうちの１つであってもよい。この構成によれば、可動板を駆動するために新たなアクチュエータを設ける必要がなく、従来からセグメント把持装置に装備されている保持ジャッキを合理的に利用して可動板を開閉することができる。また、保持ジャッキによるセグメントの揺れ止めと同時に固定板と可動板とによる吊金物の挟持が行われるため、セグメントの把持工程を簡素化することができる。

前記アクチュエータである保持ジャッキは、前記当接部材が前記挟持部と前記屈曲部の境界から所定距離だけ前記挟持部上を移動したときに前記セグメントに当接してもよい。この構成によれば、保持ジャッキによりセグメントの姿勢を微調整しても、可動板を閉じたままの状態に維持することができる。

前記当接部材は、前記挟持部および前記屈曲部上を転動可能なローラであってもよい。この構成によれば、当接部材および可動板の摩耗を防止することができる。

前記挟持部における前記固定板と反対側の表面の前記屈曲部に隣接する部分には、前記屈曲部に向かって前記固定板に近づくように傾斜する傾斜面が設けられていてもよい。この構成によれば、当接部材の移動により、可動板が閉じられた後に可動板を固定板に押し付けることができる。

前記固定板には、前記挟持部および前記屈曲部を挟んで対向し、前記可動板をガイドする一対のガイド壁が設けられていてもよい。この構成によれば、簡単な構造で可動板を揺動方向と直交する方向に拘束することができる。

本発明によれば、吊金物の吊穴へのピンの挿入を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係るセグメント把持装置を備えたシールド掘進機の部分的な断面図である。図１に示すシールド掘進機を後方から見た図である。図２のIII−III線に沿ったセグメント把持装置の断面図である。固定板、可動板および当接部材の分解斜視図である。（ａ）および（ｂ）は固定板および可動板の断面図であり、（ａ）は可動板が開いた状態を示し、（ｂ）は可動板が閉じた状態を示す。変形例の固定板および可動板の分解斜視図である。従来のセグメント把持装置の断面図である。

図１および図２に、本発明の一実施形態に係るセグメント把持装置１を備えたシールド掘進機を示す。シールド掘進機は、シールドシェル１１内に配置されたエレクタ１２を備え、このエレクタ１２にセグメント把持装置１が装備されている。

本実施形態では、シールドシェル１１の断面形状は円形状であり、セグメント９は幅に対して周方向に長い円弧状のパネルである。すなわち、セグメント９の厚さ方向はシールドシェル１１の中心線を中心とする径方向と一致している。ただし、セグメント９の幅は、周方向の長さよりも長くてもよい。また、シールドシェル１１の断面形状は円形状に限られず、楕円状であってもよいし、角が丸められた矩形状や略三角形状であってもよく、セグメント９の形状もトンネル形状に応じて適宜変更される。なお、以下では、シールドシェル１１の中心線を中心とする径方向および周方向をそれぞれ単に径方向および周方向という。

エレクタ１２は、セグメント把持装置１を径方向に移動させたり、周方向に旋回させたりすることにより、セグメント９を図１に二点鎖線で示す受け渡し位置から所望の組み付け位置に搬送する。

セグメント把持装置１は、エレクタ１２の吊ビーム１４から後方に延びる２本の摺動ロッド１３に取り付けられている。セグメント把持装置１は、摺動ロッド１３に挿通された２つの摺動部２２と、これらの摺動部２２に跨る本体部２１を含む。また、セグメント把持装置１は、各摺動部２２に取り付けられた摺動ジャッキ２３を含む。摺動ジャッキ２３は、図略の操作箱によって作業者が操作可能であり、摺動ジャッキ２３を伸縮させることによってセグメント把持装置１を前後方向（シールドシェル１１の軸方向）に摺動させることができる。なお、後述する保持ジャッキ３１〜３４も上記の操作箱により作業者が操作可能である。

図４に示すように、セグメント９の内側面には、吊金物９１が取り付けられている。例えば、吊金物９１は、セグメント９に設けられたネジ穴に螺合するネジ軸を有する。ただし、図７に示すセグメント１５０と同様に、吊金物９１はセグメント９に一体的に設けられていてもよい。セグメント把持装置１は、吊金物９１を介してセグメント９を把持する。

吊金物９１は板状の部材であり、吊金物９１には、当該吊金物９１を厚さ方向に貫通する吊穴９２が設けられている。本実施形態では、吊金物９１の厚さ方向がセグメント９の幅方向を向いているが、吊金物９１の厚さ方向はセグメント９の長手方向を向いていてもよい。

次に、図３〜図５（ｂ）を参照してセグメント把持装置１の構成を詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜のために、受け渡し位置にあるセグメント９をセグメント把持装置１が把持するとき（セグメント９が持ち上げられるとき）を基準に考えて、そのときのセグメント把持装置１の中心を通る径方向を上下方向（径方向内側が上向き、径方向外側が下向き）といい、上下方向および前後方向と直交する方向を左右方向という。

セグメント把持装置１の本体部２１は、例えば箱状をなしている。本体部２１には、前後一対の第１保持ジャッキ３１，３２と左右一対の第２保持ジャッキ３３，３４（図２参照）が取り付けられている。さらに、セグメント把持装置１は、本体部２１に固定された固定板６と、固定板６の後方で固定板６と対向する可動板５を含む。

前後一対の第１保持ジャッキ３１，３２は、後述するピン７の軸方向のセグメント９の揺れを規制するためのものである。一対の第２保持ジャッキ３３，３４は、ピン７回りのセグメント９の揺れを規制するためのものである。各ジャッキは、本体部２１に固定されたジャッキ本体３５と、ジャッキ本体３５から上下方向に伸縮可能なジャッキロッド３６と、ジャッキロッド３６の先端に設けられた緩衝材３７を含む。

固定板６は、前後方向に扁平であり、後方を向く第１主面６ａと前方を向く第２主面６ｂを有している。第１主面６ａには、吊金物９１の吊穴９２に挿入されるピン７が垂直に立設されている。すなわち、ピン７は、前後方向に延びている。

可動板５は、上部が後方に反らされた形状を有し、その上部を支点として前後方向に揺動し得るように構成されている。具体的に、可動板５は、ピン７に挿通された吊金物９１を固定板６と共に挟持するためのフラットな挟持部５１と、挟持部５１の上端部（セグメント９と反対側の端部）から固定板６と反対側に折れ曲がる屈曲部５２を含む。すなわち、可動板５は、上部が湾曲する、固定板６側の第１表面５ａおよび固定板６と反対側の第２表面５ｂを有している。

本実施形態では、挟持部５１には、ピン７に挿通される貫通穴５３が設けられている。ただし、挟持部５１には必ずしも貫通穴５３が設けられている必要はなく、挟持部５１の下部は、下向きに開口する二又状であってもよい。また、本実施形態では、屈曲部５２は、おおよそ９０度折れ曲がっている。ただし、屈曲部５２の折れ曲がる角度は適宜選定可能である。さらに、本実施形態では、屈曲部５２が一定の曲率で滑らかに折れ曲がっているが、屈曲部５２は、挟持部５１から鋭角に折れ曲がる直線状のものであってもよい。

固定板６の第１主面６ａと可動板５の第１表面５ａとの間の隙間は、比較的に小さく設定されている。このため、固定板６の第１主面６ａの下部と可動板５の第１表面５ａの下部には、吊金物９１との干渉を回避するための段差部６ｃ，５ｃがそれぞれ設けられている。ただし、段差部６ｃ、５ｃは必ずしも設けられている必要はない。

固定板６の第１主面６ａには、段差部６ｃよりも上方に、上下方向に並ぶ歯６６からなる第１歯列６５が形成されている。各歯６６は、第１主面６ａのほぼ全幅に亘って、一定の断面形状で左右方向に延びている。各歯６６の断面形状は、後方に向かって尖る形状であれば特に限定されず、例えば、頂点が丸められた三角形状であってもよいし、台形状や半円状であってもよい。

可動板５の第１表面５ａには、段差部５ｃよりも上方に、挟持部５１と屈曲部５２とに跨るように、第１歯列６５と噛み合う第２歯列５５が形成されている。第２歯列５５は、上下方向に並ぶ歯５６からなり、各歯５６は、本実施形態では第１歯列６５の歯６６と同じ形状を有しているが、歯６６と異なる形状を有していてもよい。

可動板５の後方には、当該可動板５の第２表面５ｂに当接するように当接部材８が配置されている。可動板５は、当接部材８を上下方向に沿って移動させる移動機構４により開閉される。すなわち、図５（ａ）に示すように、当接部材８が挟持部５１から屈曲部５２へ向かって移動させられると、挟持部５１が固定板６から離れるように可動板５が開く。一方、図５（ｂ）に示すように、当接部材８が屈曲部５２から挟持部５１へ向かって移動させられると、挟持部５１が固定板６に近づくように可動板５が閉じる。

上述した第２歯列５５における挟持部５１上に位置する歯５６は、可動板５が閉じられたときに第１歯列６５の歯６６と係合し、これにより可動板５の落下が防止される。一方、第２歯列５５における屈曲部５２上に位置する歯５６は、可動板５が開かれたときに第１歯列６５の歯６６と係合し、これにより可動板５の落下が防止される。すなわち、可動板５を固定板６と当接部材８で挟み込むという簡易な構成で可動板５を揺動可能に支持することができ、回転軸および軸受を設ける必要がない。

当接部材８は、本実施形態では、挟持部５１および屈曲部５２上を転動可能なローラである。ただし、当接部材８は、回転不能な単なる丸棒であってもよい。

さらに、本実施形態で、固定板６に、挟持部５１および屈曲部５２を挟んで対向し、可動板５をガイドする一対のガイド壁６１が設けられている。

上述した当接部材８を移動させる移動機構４は、アクチュエータとして後方の第１保持ジャッキ３２を含む。また、移動機構４は、第１保持ジャッキ３２と可動板５の間に配置された中間ロッド４２と、中間ロッド４２に固定された、当接部材８を支持する支持部材４４を含む。中間ロッド４２は、上下方向に延びており、第１保持ジャッキ３２のジャッキ本体３５に固定されたガイド筒４１により摺動可能に保持されている。そして、中間ロッド４２は、アーム４３により第１保持ジャッキ３２のジャッキロッド３６と連結されており、ジャッキロッド３６に連動して上下動する。すなわち、当接部材８の上下方向の移動距離は、第１保持ジャッキ３２のストロークと等しい。従って、第１保持ジャッキ３２のジャッキロッド３６が最も後退した待機位置にあるときに当接部材８が最も高い位置に位置し、可動板５が最も大きく開く。ジャッキロッド３６が待機位置から進出すると、可動板５が徐々に閉じ、当接部材８が挟持部５１と屈曲部５２の境界Ｂに到達したときに、可動板５の閉じ動作が完了する。可動板５の開き動作は、これと逆である。

第１保持ジャッキ３１，３２および第２保持ジャッキ３３，３４は、いったんセグメント９に当接するまで操作された後に、セグメント９の姿勢を微調整するために少しだけ再操作されることがある。この再操作によって可動板５が開かないように、後方の第１保持ジャッキ３２は、当接部材８が挟持部５１と屈曲部５２の境界Ｂから所定距離Ｄだけ挟持部５１上を移動したときにセグメント９に当接する。この構成によれば、第１保持ジャッキ３２によりセグメント９の姿勢を微調整しても、可動板５を閉じたままの状態に維持することができる。

さらに、本実施形態では、可動板５の挟持部５１における固定板６と反対側の表面の屈曲部５２に隣接する部分（すなわち、第２表面５ｂにおける境界Ｂから下方の一定範囲）に、屈曲部５２に向かって固定板６に近づくように傾斜する傾斜面５ｄが設けられている。この構成によれば、当接部材８の移動により、可動板５が閉じられた後に可動板５を固定板６に押し付けることができる。

傾斜面５ｄの断面形状は、直線であっても曲線であってもよい。また、傾斜面５ｄの上下方向の高さは、上述した所定距離Ｄよりも十分に短いことが望ましい。セグメント９の姿勢を微調整する際に、可動板５が前後方向に移動することを防止するためである。

以上説明したように、本実施形態のセグメント把持装置１では、可動板５が固定板６に対して開閉可能に構成されているので、可動板５を開けば、固定板６に設けられたピン７を視認しながら、ピン７を吊金物９１の吊穴９２に容易に挿入することができる。

また、本実施形態では、当接部材８がローラであるので、当接部材８および可動板５の摩耗を防止することができる。さらに、本実施形態では、固定板６にガイド壁６１が設けられているので、簡単な構造で可動板５を揺動方向と直交する方向に拘束することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上述した実施形態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で種々の変形が可能である。

例えば、移動機構４のアクチュエータは、必ずしも後方の第１保持ジャッキ３２である必要はなく、前方の第１保持ジャッキ３１であってもよいし、第２保持ジャッキ３３，３４のどちらかであってもよい。固定板６の向きおよび可動板５の配置位置は、アクチュエータの位置に合わせて適宜変更可能である。

また、移動機構４は、保持ジャッキ３１〜３４とは別に当接部材８を移動させる専用のアクチュエータを含んでいてもよい。ただし、前記実施形態のように、移動機構４のアクチュエータが保持ジャッキ３１〜３４のうちの１つであれば、可動板５を駆動するために新たなアクチュエータを設ける必要がなく、従来からセグメント把持装置に装備されている保持ジャッキを合理的に利用して可動板５を開閉することができる。また、保持ジャッキ３１〜３４によるセグメント９の揺れ止めと同時に固定板６と可動板５とによる吊金物９１の挟持が行われるため、セグメント９の把持工程を簡素化することができる。

固定板６には必ずしもガイド壁６１が設けられている必要はない。例えば、図６に示すように、固定板６の第１主面６ａに上下方向に延びる溝６７を設け、可動板５の第１表面５ａに溝６７と嵌合する凸部５７を設けてもよい。また、図６に示すように、第１歯列６５および第２歯列５５（図６では作図を省略）は、幅の短いものが二列に設けられていてもよい。

あるいは、図示は省略するが、可動板５の第２表面５ｂに上下方向に延びる溝を設け、当接部材８であるローラにリング状の突起を設けてもよい。

本発明のセグメント把持装置は、種々の形状のセグメントに対して有用である。

１セグメント把持装置
１１シールドシェル
３１〜３４保持ジャッキ
４移動機構
５可動板
５ａ，５ｂ表面
５ｄ傾斜面
５１挟持部
５２屈曲部
５５第２歯列
５６歯
６固定板
６ａ，６ｂ主面
６１ガイド壁
６５第１歯列
６６歯
７ピン
８当接部材
９セグメント
９１吊金物
９２吊穴

Claims

セグメントに取り付けられた吊金物を介して前記セグメントを把持するシールド掘進機のセグメント把持装置であって、
一方の主面に前記吊金物の吊穴に挿入されるピンが立設された固定板と、
前記ピンに挿通された前記吊金物を前記固定板と共に挟持するための挟持部、および前記挟持部における前記セグメントと反対側の端部から前記固定板と反対側に折れ曲がる屈曲部、を含む可動板と、
前記可動板における前記固定板と反対側の表面に当接する当接部材と、
前記当接部材を前記セグメントの厚さ方向に沿って移動させる移動機構であって、前記当接部材を前記挟持部から前記屈曲部へ向かって移動させることにより前記挟持部が前記固定板から離れるように前記可動板を開き、前記当接部材を前記屈曲部から前記挟持部へ向かって移動させることにより前記挟持部が前記固定板に近づくように前記可動板を閉じる移動機構と、を備え、
前記固定板の前記主面には、前記セグメントの厚さ方向に並ぶ歯からなる第１歯列が形成されており、
前記可動板の前記固定板側の表面には、前記挟持部と前記屈曲部とに跨るように、前記第１歯列と噛み合う第２歯列が形成されている、
シールド掘進機のセグメント把持装置。
前記移動機構はアクチュエータを含み、このアクチュエータは、前記ピンの軸方向の前記セグメントの揺れを規制する一対の第１保持ジャッキおよび前記ピン回りの前記セグメントの揺れを規制する一対の第２保持ジャッキのうちの１つである、請求項１に記載のシールド掘進機のセグメント把持装置。
前記アクチュエータである保持ジャッキは、前記当接部材が前記挟持部と前記屈曲部の境界から所定距離だけ前記挟持部上を移動したときに前記セグメントに当接する、請求項２に記載のシールド掘進機のセグメント把持装置。
前記当接部材は、前記挟持部および前記屈曲部上を転動可能なローラである、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシールド掘進機のセグメント把持装置。
前記挟持部における前記固定板と反対側の表面の前記屈曲部に隣接する部分には、前記屈曲部に向かって前記固定板に近づくように傾斜する傾斜面が設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシールド掘進機のセグメント把持装置。
前記固定板には、前記挟持部および前記屈曲部を挟んで対向し、前記可動板をガイドする一対のガイド壁が設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシールド掘進機のセグメント把持装置。