JP6836394B2 - Shape retention device and shield boring machine - Google Patents
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Description
本発明は、セグメントの形状を保持する形状保持装置とそれを備えたシールド掘進機に関する。 The present invention relates to a shape-retaining device for holding the shape of a segment and a shield boring machine including the same.
一般に、シールド掘進機で掘削されたトンネルの壁面には、エレクタ装置によりセグメントが組み付けられる。地山とセグメントとの間には、セメント状の裏込め材が注入される。裏込め材が硬化するまでの間、形状保持装置(真円保持装置とも呼ぶ)がセグメントの形状を保持する。シールド工法では、シールド掘進機をセグメント1区画分だけ掘進させ、その後で後方空間にエレクタ装置によりセグメントを組み付け、その後で形状保持装置により組み付けたセグメントの形状を保持しながら次の1区画分を掘進する。この作業を繰り返してトンネルを掘削していく。 Generally, a segment is assembled by an elector device on the wall surface of a tunnel excavated by a shield boring machine. A cement-like backfill material is injected between the ground and the segment. A shape-retaining device (also called a perfect circle-retaining device) retains the shape of the segment until the backfill material hardens. In the shield method, the shield tunnel boring machine is dug for one segment, then the segment is assembled in the rear space by the elector device, and then the next segment is dug while maintaining the shape of the segment assembled by the shape holding device. To do. This work is repeated to excavate the tunnel.
形状保持装置の従来技術が特許文献1に開示されている。この形状保持装置では、上下方向伸縮手段によってセグメント内面に当接させる上部保持部材及び下部保持部材と、左右方向伸縮手段によってセグメント内面に当接させる左部保持部材及び右部保持部材とが設けられている。 A prior art of a shape-retaining device is disclosed in Patent Document 1. In this shape holding device, an upper holding member and a lower holding member which are brought into contact with the inner surface of the segment by vertical stretching means, and a left holding member and a right holding member which are brought into contact with the inner surface of the segment by the left and right stretching means are provided. ing.
確かに、特許文献1の形状保持装置によれば、上下方向、左右方向からの土圧に反して安定してセグメントの形状を保持することができる。しかし、上記特許文献1の場合、左右方向伸縮手段のアクチュエータを内蔵したロッドが設けられており、その力を支持するための水平連結材がシールド掘進機の本体の後部(特に後部作業デッキよりも上方)を横断する。このため、この後部作業デッキに搭載する機器の配置スペースが制約を受ける。特に、シールド掘進機が泥土圧式の場合、後部作業デッキの上部に向けて配置される掘削土砂排出用のスクリュウコンベヤや油圧機器などの配置スペースが大きく制約を受ける。 Certainly, according to the shape holding device of Patent Document 1, the shape of the segment can be stably held against the earth pressure from the vertical direction and the horizontal direction. However, in the case of Patent Document 1, a rod having an actuator for expansion and contraction in the left-right direction is provided, and a horizontal connecting material for supporting the force is provided at the rear part of the main body of the shield excavator (particularly, than at the rear work deck). Cross (above). Therefore, the arrangement space of the equipment mounted on the rear work deck is restricted. In particular, when the shield excavator is a mud pressure type, the arrangement space for excavated earth and sand discharge screw conveyors and hydraulic equipment arranged toward the upper part of the rear work deck is greatly restricted.
そこで、本発明は、上下方向、左右方向からの土圧に反してセグメントの形状を安定して保持することができ、且つ少なくとも後部作業デッキよりも上方に十分なスペースを確保することができるセグメントの形状保持装置とそれを備えたシールド掘進機を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, the segment can stably hold the shape of the segment against the earth pressure from the vertical direction and the horizontal direction, and at least a sufficient space can be secured above the rear work deck. It is an object of the present invention to provide a shape-retaining device and a shield excavator equipped with the device.
上記目的を達成するために、本発明に係るセグメントの形状保持装置は、シールド掘進機の本体の後部でエレクタ装置によって組み立てられたセグメントの円形形状を保持する形状保持装置であって、組み立てられた前記セグメントを内側から押圧するように周方向に配置された複数の押圧用枠体を備え、複数の前記押圧用枠体は、少なくとも、上部の前記セグメントに接触又は離間させられる上部押圧用枠体と、前記上部押圧用枠体に隣接して側部の前記セグメントに接触又は離間させられる側部押圧用枠体と、を有し、前記側部押圧用枠体は、下部が形状保持装置の構成に揺動可能に支持され、前記上部押圧用枠体を前記本体の後部構造体に反力を支持して上部の前記セグメントに向けて進退させる上部押圧用拡縮機構と、前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との間に配置され、前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との間隙を拡縮させて複数の前記押圧用枠体による外周寸法を拡縮させる周方向拡縮機構と、を備えている。 In order to achieve the above object, the segment shape holding device according to the present invention is a shape holding device that holds the circular shape of the segment assembled by the elector device at the rear part of the main body of the shield excavator, and is assembled. A plurality of pressing frames arranged in the circumferential direction so as to press the segment from the inside are provided, and the plurality of pressing frames are at least in contact with or separated from the upper segment. And a side pressing frame that is adjacent to the upper pressing frame and is brought into contact with or separated from the segment on the side, and the lower portion of the side pressing frame is a shape-retaining device. An upper pressing expansion / contraction mechanism that is swingably supported by the configuration and supports the upper pressing frame body against the rear structure of the main body to advance and retreat toward the upper segment, and the upper pressing frame. It is arranged between the body and the side pressing frame, and the gap between the upper pressing frame and the side pressing frame is expanded or contracted to expand or contract the outer peripheral dimension of the plurality of pressing frames. It is equipped with a circumferential expansion / contraction mechanism.
この構成によれば、上部押圧用拡縮機構で上部押圧用枠体をシールド掘進機の本体の後部構造体から上部のセグメントに押圧し、周方向拡縮機構で側部押圧用枠体を側部のセグメントに押圧し、これらによって組み立てられたセグメントを内側から押圧する拡張力を発生させて、上下方向、左右方向の土圧に対してセグメントの円形形状を保持することができる。さらに、拡張力により円形形状を保持するように構成したため、シールド掘進機の本体の上方を横断する補強部材を設ける必要がなく、後部作業デッキの上方に十分なスペースを確保することができる。 According to this configuration, the upper pressing frame is pressed from the rear structure of the main body of the shield excavator to the upper segment by the upper pressing expansion / contraction mechanism, and the side pressing frame is pressed to the side by the circumferential expansion / contraction mechanism. It is possible to maintain the circular shape of the segment against the earth pressure in the vertical direction and the horizontal direction by generating an expansion force that presses against the segment and presses the segment assembled by these from the inside. Further, since the circular shape is maintained by the expanding force, it is not necessary to provide a reinforcing member that crosses the upper part of the main body of the shield excavator, and a sufficient space can be secured above the rear work deck.
また、前記周方向拡縮機構は、少なくとも、前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との間隙を拡縮させるアクチュエータと、前記アクチュエータの伸縮時に前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限するガイドと、を備えていてもよい。 Further, the circumferential expansion / contraction mechanism includes at least an actuator that expands / contracts the gap between the upper pressing frame and the side pressing frame, and the upper pressing frame and the side pressing when the actuator expands / contracts. It may be provided with a guide that allows movement in the circumferential direction relative to the frame body and limits movement in the radial direction.
このように構成すれば、上部押圧用枠体と側部押圧用枠体との間に備えられたアクチュエータによって間隙を拡縮させるときに、ガイドによって上部押圧用枠体と側部押圧用枠体との相対的な周方向の移動は許容されるが径方向内向きの移動は制限されるので、アクチュエータの伸縮時に上部押圧用枠体と側部押圧用枠体との間の円形形状を保って拡縮させることが安定してできる。 With this configuration, when the gap is expanded or contracted by the actuator provided between the upper pressing frame and the side pressing frame, the upper pressing frame and the side pressing frame are provided by the guide. Although relative movement in the circumferential direction is allowed, movement inward in the radial direction is restricted, so that the circular shape between the upper pressing frame and the side pressing frame is maintained when the actuator expands and contracts. It can be scaled stably.
また、複数の前記押圧用枠体は、下部の前記セグメントに接触又は離間させられる下部押圧用枠体をさらに備え、前記側部押圧用枠体と前記下部押圧用枠体との間に、これらの前記押圧用枠体の間隙を拡縮させて複数の前記押圧用枠体による外周寸法を拡縮させる下部周方向拡縮機構を備えていてもよい。 Further, the plurality of pressing frames further include a lower pressing frame that is brought into contact with or separated from the lower segment, and these are placed between the side pressing frame and the lower pressing frame. The lower peripheral direction expansion / contraction mechanism may be provided by expanding / contracting the gap of the pressing frame body to expand / contract the outer peripheral dimension of the plurality of pressing frame bodies.
このように構成すれば、側部押圧用枠体と下部押圧用枠体との間に備えられた下部周方向拡縮機構で間隙を拡縮させることで、下部押圧用枠体を備える構成においても、下部押圧用枠体と側部押圧用枠体との間に備えられた周方向拡縮機構による間隙の拡縮とによって、複数の押圧用枠体をよりセグメントの円形形状に沿わせて保持することが適切にできる。 With this configuration, even in a configuration including a lower pressing frame, the gap is expanded or contracted by a lower circumferential expansion / contraction mechanism provided between the side pressing frame and the lower pressing frame. By expanding / contracting the gap by the circumferential expansion / contraction mechanism provided between the lower pressing frame and the side pressing frame, it is possible to hold a plurality of pressing frames along the circular shape of the segment. Can be done properly.
また、前記下部周方向拡縮機構は、前記側部押圧用枠体と前記下部押圧用枠体との間隙を拡縮させるアクチュエータと、前記アクチュエータの伸縮時に前記側部押圧用枠体と前記下部押圧用枠体との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限するガイドと、を備えていてもよい。 Further, the lower peripheral direction expansion / contraction mechanism includes an actuator that expands / contracts the gap between the side pressing frame and the lower pressing frame, and the side pressing frame and the lower pressing when the actuator expands / contracts. It may be provided with a guide that allows movement in the circumferential direction relative to the frame and restricts movement in the radial direction.
このように構成すれば、側部押圧用枠体と下部押圧用枠体との間に備えられたアクチュエータによって間隙を拡縮させるときに、ガイドによって側部押圧用枠体と下部押圧用枠体との相対的な周方向の移動は許容されるが径方向内向きの移動は制限されるので、アクチュエータの伸縮時に側部押圧用枠体と下部押圧用枠体との間の円形形状を保って拡縮させることが安定してできる。 With this configuration, when the gap is expanded or contracted by the actuator provided between the side pressing frame and the lower pressing frame, the side pressing frame and the lower pressing frame are separated by the guide. Although relative movement in the circumferential direction is allowed, movement inward in the radial direction is restricted, so that the circular shape between the side pressing frame and the lower pressing frame is maintained when the actuator expands and contracts. It can be scaled stably.
また、少なくとも、前記上部押圧用枠体は前記セグメントとの接触面に摩擦係数の大きいライニング材を具備し、前記側部押圧用枠体は前記セグメントとの接触面に摩擦係数の小さいライニング材を具備していてもよい。 Further, at least, the upper pressing frame body is provided with a lining material having a large friction coefficient on the contact surface with the segment, and the side pressing frame body has a lining material having a small friction coefficient on the contact surface with the segment. It may be provided.
このように構成すれば、上部のセグメントに押圧される上部押圧用枠体は大きな摩擦係数のライニング材で位置保持ができ、この上部押圧用枠体に隣接してセグメントに押圧される側部押圧用枠体はセグメントと接触するときの摩擦力を低減することができる。これにより、側部押圧用枠体がセグメントを摺動する動作を安定させることができる。 With this configuration, the upper pressing frame pressed against the upper segment can be held in position with a lining material having a large friction coefficient, and the side pressing adjacent to the upper pressing frame is pressed against the segment. The frame body can reduce the frictional force when it comes into contact with the segment. As a result, the operation of the side pressing frame body sliding on the segment can be stabilized.
一方、本発明に係るシールド掘進機は、前記いずれかのセグメントの形状保持装置を備えている。この構成によれば、少なくとも後部作業デッキの上方に十分なスペースを確保し、スクリュウコンベヤ、油圧機器等の必要設備を配置する設計自由度を高くすることができる。 On the other hand, the shield excavator according to the present invention includes a shape-retaining device for any of the above segments. According to this configuration, a sufficient space can be secured at least above the rear work deck, and the degree of freedom in design for arranging necessary equipment such as a screw conveyor and hydraulic equipment can be increased.
本発明によれば、セグメントを円形形状に保持する複数の押圧用枠体を拡縮させるための構成の一部を押圧用枠体の間に配置したので、少なくともシールド掘進機の本体の後部作業デッキよりも上方に十分なスペースを確保することが可能となる。 According to the present invention, since a part of the configuration for expanding / contracting the plurality of pressing frames for holding the segments in a circular shape is arranged between the pressing frames, at least the rear working deck of the main body of the shield excavator is used. It is possible to secure a sufficient space above the above.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この明細書及び特許請求の範囲の書類中における上下左右方向の概念は、図2に示すシールド掘進機1の断面における上下左右方向の概念と一致するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The concept of the vertical and horizontal directions in this specification and the documents of the claims shall be consistent with the concept of the vertical and horizontal directions in the cross section of the shield excavator 1 shown in FIG.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る形状保持装置を備えたシールド掘進機1の側面視における縦断面図であり、図2は、図1に示すII−II矢視の断面図である。また、図3は、図2に示すIII矢視の図面である。なお、図1では、説明上、シールド掘進機1の本体2は後部を中央部分の断面で示し、形状保持装置10は上部押圧用拡縮機構20を側面視した断面で示している。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a vertical sectional view of the shield excavator 1 provided with the shape-retaining device according to the first embodiment in a side view, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II shown in FIG. Further, FIG. 3 is a drawing of arrow III as shown in FIG. In FIG. 1, for the sake of explanation, the
図1に示すように、シールド掘進機1は、筒状の本体2、本体2の前端に設けられ、軸心Lに沿って回転しながら地山Mを掘削するための円形のカッタヘッド3、本体2を推進させるための複数のシールドジャッキ5、本体2の後方に設けられ、セグメントSをトンネルTの内面に沿う円形形状に組み立てるためのエレクタ装置6、本体2の後方に設けられた後部作業デッキ(後部構造体)7、後部作業デッキ7に取り付けられ、セグメントSの形状を保持するための形状保持装置10等を備えている。カッタヘッド3で掘削された土砂は、本体2の前部に備えられたチャンバ4から本体2の後方へ排出される。シールド掘進機1の動作の詳細については従来技術と同様であるため説明を省略する。
As shown in FIG. 1, the shield excavator 1 is provided at the tubular
続いて、本実施形態の形状保持装置10について詳細に説明する。図2に示すように、形状保持装置10は、円形形状に組み立てられたセグメントSを内側から押圧するように、周方向に配置された4つの押圧用枠体11〜14と、押圧用枠体11〜14を後部作業デッキ7に支持させるための鉛直方向の2本の伸縮ロッド20(本発明の上部押圧用拡縮機構)とを備えている。本実施形態では、4つの押圧用枠体11〜14が、上部のセグメントSに接触又は離間させられる上部押圧用枠体11と、上部押圧用枠体11の左右に隣接して側部のセグメントSに接触又は離間させられる側部押圧用枠体12,13と、側部押圧用枠体12,13に隣接して下部のセグメントSに接触又は離間させられる下部押圧用枠体14とからなる。上部押圧用枠体11、側部押圧用枠体12,13及び下部押圧用枠体14の外面は、組み立てられたセグメントSの内面の曲率に沿う円弧状に形成されている。
Subsequently, the
本実施形態の伸縮ロッド20は、後部作業デッキ7の上部に載置されている。各伸縮ロッド20は、筒状のフレーム22と、フレーム22に収容された径方向アクチュエータ21とを含む。本実施形態の径方向アクチュエータ21は両ロッド型の油圧ジャッキであり、その上端のロッドが上部押圧用枠体11にピン結合されると共にその下端のロッドがフレーム22の下端側に取り付けられている。フレーム22の下端は、軸方向移動機構40を介して後部作業デッキ7に接続されている。径方向アクチュエータ21を伸長させることで、上部押圧用枠体11により上部のセグメントSを押圧し、上部のセグメントSを所定形状に保持することができる。なお、このときに発生する反力は、軸方向移動機構40を介して後部作業デッキ7で支持される。
The
本実施形態の軸方向移動機構40は、後部作業デッキ7の軸方向に配置されたレール41と、フレーム22の下端に取り付けられ、レール41と係合するローラを含むローラ部42とからなる。このような構成により、本体2により掘削を行う間も形状保持装置10をトンネルTに対して定置に維持し、セグメントSを継続して保持することができる。
The
形状保持装置10は、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との間、及び側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との間に、これらの間隙G1、G2を拡縮させる周方向拡縮機構30(30A、30B)を夫々備えている。本実施形態では、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との間に上部周方向拡縮機構30Aが夫々設けられ、側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との間に下部周方向拡縮機構30Bが夫々設けられている。間隙G1、G2は、同一寸法でも、異なる寸法でもよい。
The
上部周方向拡縮機構30Aは、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との間隙G1を拡縮させる周方向アクチュエータ31(本実施形態では油圧ジャッキ)と、この周方向アクチュエータ31の伸縮時に上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限するガイドである第1ガイド片32と、この第1ガイド片32と共働する第2ガイド片33と、を有している。
The upper circumferential expansion /
また、下部周方向拡縮機構30Bは、側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との間隙G2を拡縮させる周方向アクチュエータ36と、この周方向アクチュエータ36の伸縮時に側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限するガイドである第1ガイド片37と、この第1ガイド片37と共働する第2ガイド片38と、を有している。
Further, the lower circumferential expansion /
以下、周方向拡縮機構30の詳細構造について、上部周方向拡縮機構30Aを例に説明する。図3に示すように、本実施形態の上部周方向拡縮機構30Aでは、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12(13)との端面の間に周方向アクチュエータ31が配置されている。本実施形態の周方向アクチュエータ31は、両ロッド型の油圧シリンダであり、その一端のロッドが上部押圧用枠体11にピン結合されると共にその他端のロッドが側部押圧用枠体12(13)にピン結合されている。本実施形態の周方向アクチュエータ31は、押圧用枠体11〜13と同じ径方向位置に配置されているが、押圧用枠体11〜13よりも内側に配置してよい。
Hereinafter, the detailed structure of the circumferential expansion /
第1ガイド片32は、上部押圧用枠体11の内面から側部押圧用枠体12(13)の内面に向けて延伸するように設けられている。また、第2ガイド片33は、側部押圧用枠体12(13)から第1ガイド片32の内面に向けて設けられている。第1ガイド片32は板状部材であり、本実施形態では上部押圧用枠体11に固定(例えば、溶接(黒塗り部))されている。本実施形態では、第1ガイド片32の基端側は上部押圧用枠体11の外面と同心状を呈して湾曲し、先端側に近づくにつれて徐々に形状保持装置の中心に近づくよう湾曲している。
The
第2ガイド片33は、側部押圧用枠体12(13)から上部押圧用枠体11に向けて延伸する板状部材であり、この実施形態ではその外面にはほぼ全長に亘って収容溝34が形成されている。第2ガイド片33は第1ガイド片32よりも内側に配置されており、第2ガイド片33の収容溝34に第1ガイド片32が収容されるようになっている。収容溝34は、底面が側部押圧用枠体12(13)の外面と同心円状に湾曲している。第2ガイド片33は、側部押圧用枠体12(13)に固定(例えば、溶接(黒塗り部))されている。
なお、第1ガイド片32が側部押圧用枠体12(13)に固定され、第2ガイド片33が上部押圧用枠体11に固定され、上部押圧用枠体11の内面が第1ガイド片32の外面に接するように構成されていてもよい。
The
The
図2に示すように形状保持装置10が縮径しているときには、第1ガイド片32の内面は第2ガイド片33の外面(収容溝34の底面)よりも径方向外側に位置している。つまり、第1ガイド片32と第2ガイド片33は離間している。側部押圧用枠体12(13)の内面が第1ガイド片32の外面に当接しているため、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12(13)との相対的な周方向の移動は許容されるが、径方向の内向き移動は制限されている。
As shown in FIG. 2, when the
図3では、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12(13)との間に備えられた上部周方向拡縮機構30Aについて説明したが、側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との間に備えられた下部周方向拡縮機構30Bも同様に構成されており、側部押圧用枠体12(13)と下部押圧用枠体14との相対的な周方向の移動は許容されるが、径方向の内向き移動は制限されている。なお、周方向アクチュエータ31,36は、単ロッド型の油圧シリンダであってもよい。また、シリンダとピストンを有するジャッキなどの他、スクリュージャッキなどを用いることができる。また、周方向拡縮機構30の配置構成は一例であり、これらの配置構成以外でもよい。例えば、1箇所に2本の周方向アクチュエータ31,36を並設し、同時に伸縮させることもできる。
In FIG. 3, the upper circumferential expansion /
次に、形状保持装置10がセグメントSの形状を保持する際の動作について説明する。はじめに、伸縮ロッド20の径方向アクチュエータ21を伸長させて、上部押圧用枠体11を上部のセグメントSに押圧させる。側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14の動作はガイド片32,33、37,38により制限されているため、上部押圧用枠体11の移動に伴い周方向アクチュエータ31,36を伸長させることで、側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14がセグメントSに向けて拡張していく。この間の各押圧用枠体11〜14の動作は、ガイド片32,33,37,38により規制される。すなわち、各押圧用枠体11〜14は、周方向アクチュエータ31,36の伸長に伴い、側部押圧用枠体12(13)の内面が第1ガイド片32の外面に当接した状態で拡張していくため、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12(13)との相対的な周方向の移動は許容されるが、径方向の内向き移動は制限される。同様に、側部押圧用枠体12(13)の内面が第1ガイド片37の外面に当接した状態で拡張していくため、下部押圧用枠体14と側部押圧用枠体12(13)との相対的な周方向の移動は許容されるが、径方向の内向き移動は制限される。本実施形態では、第1ガイド片32が上部押圧用枠体11に固定され、第1ガイド片37が下部押圧用枠体14に固定されているため、第1ガイド片32,37によって側部押圧用枠体12,13の径方向の内向き移動が制限される。
Next, the operation when the
さらに周方向アクチュエータ31,36が伸長することで、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12(13)との間隙G1、及び図示は省略するが側部押圧用枠体12(13)と下部押圧用枠体14との間隙G2を広げると、第1ガイド片32,37が側部押圧枠体12(13)から離れる。その後、図4(A),(B)に示すように、第1ガイド片32,37の先端が収容溝34,39に入り込み、第2ガイド片33,38の外面と夫々線接触するようになると、押圧用枠体11〜14の相対的な移動が第2ガイド片33,38により制限される。第2ガイド片33,38が夫々側部押圧用枠体12(13)と同心の円弧状を呈しているため、第2ガイド片33,38の移動制限によって最終的には押圧用枠体11〜14がセグメントSに対面した状態で同心円状に拡張していくことになる。上部押圧用枠体11がセグメントSに密接した状態では、各押圧用枠体11〜14は、それらで区画される外周形状がセグメントSとほぼ同心の円形形状となるように配置されることになる。このように、ガイド片32,33,37,38により、押圧用枠体11〜14の拡張動作を安定させることができる。
Further, as the
その後、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との間に設けられた上部周方向拡縮機構30Aの周方向アクチュエータ31をさらに伸長させることで、これらの間隙G1が広がろうとする。これと同時に、側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との間に設けられた下部周方向拡縮機構30Bの周方向アクチュエータ36もさらに伸長させることで、これらの間隙G2が広がろうとする。これにより、押圧用枠体11〜14による外周寸法が拡張されてセグメントSに密接される。そして、周方向アクチュエータ31,36により生じる押圧用枠体11〜14(より詳しくはこれらの外面がなす円弧)を同心状に拡径させようとする拡張力SPにより上下方向、左右方向のセグメントSを内側から押圧し、その円形形状を安定して保持することができる。
After that, by further extending the
なお、拡張力SPが作用した状態では、必ずしも径方向アクチュエータ21で上部押圧用枠体11を押圧する必要はない。
In the state where the expanding force SP is applied, it is not always necessary to press the upper
本実施形態の形状保持装置10は、先行技術文献(特許文献1)のような構成(左右方向に伸縮するアクチュエータを介して形状を保持する構成)を備えていないため、2本の伸縮ロッド20に左右方向の反力が作用しない。したがって、2本の伸縮ロッド20を連結する補強部材が不要となる。そのため、後部作業デッキ7の上方部分に十分なスペースを確保することができる。
Since the
ところで、本実施形態の上部押圧用枠体11には、セグメントSとの接触面である外面に摩擦係数の大きいライニング材16が設けられている。また、上記側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14とには、セグメントSと接する外面に摩擦係数の小さいライニング材17が設けられている。大きな摩擦係数のライニング材16としては、ウレタン材などを用いることができる。小さな摩擦係数のライニング材17としては、ポリテトラフルオロエチレン材などを用いることができる。
By the way, the upper
このようにすれば、上部のセグメントSに押圧される上部押圧用枠体11は大きな摩擦係数のライニング材16で位置保持ができる。そして、この上部押圧用枠体11に隣接してセグメントSに押圧される側部押圧用枠体12,13と、この側部押圧用枠体12,13に隣接してセグメントSに押圧される下部押圧用枠体14は、小さな摩擦係数のライニング材17でセグメントSと接触するときの摩擦力を低減することができる。よって、側部押圧用枠体12,13及び下部押圧用枠体14がセグメントSに接して摺動する動作を安定させることができる。
In this way, the upper
さらに、図5に示すように、上記周方向拡縮機構30A(30B)は、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との間(側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14との間も同様)に、弦長方向に伸縮する伸縮ガイド90を設けるようにしてもよい。この場合、周方向アクチュエータ31(36)を、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との間の内側(側部押圧用枠体12,13と下部押圧用枠体14の間の内側)に配置すればよい。この例の場合、周方向アクチュエータ31(36)の伸縮時に、伸縮ガイド90によって、上部押圧用枠体11と側部押圧用枠体12,13との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限され、同様に、下部押圧用枠体14と側部押圧用枠体12,13との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限される。しかも、伸縮ガイド90のみで、押圧用枠体11〜14の拡径時及び縮径時のガイドができる。なお、ガイドと周方向アクチュエータの配置は、これらの配置に限定されるものではない。
Further, as shown in FIG. 5, the circumferential expansion /
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の形状保持装置50を説明する。なお、シールド掘進機1に関する構成は上記した第1実施形態のシールド掘進機1と同一であるため、同一の構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, the
図6は本実施形態の形状保持装置50の断面図(図2と同じ断面)を示す。本実施形態の形状保持装置50における複数の押圧用枠体51〜53は、上部のセグメントSに接触又は離間させられる上部押圧用枠体51と、上部押圧用枠体51に隣接して側部のセグメントSに接触又は離間させられる側部押圧用枠体52,53とからなる。上部押圧用枠体51、側部押圧用枠体52,53の外面は、組み立てられたセグメントSの内面の曲率に沿う円弧状に形成されている。
FIG. 6 shows a cross-sectional view (same cross section as in FIG. 2) of the shape-retaining
本実施形態では、下部押圧用枠体14に代わり、左右2つの保持部材67により下方のセグメントSを保持するように構成されている。本実施形態の2本の伸縮ロッド60(本発明の上部押圧用拡縮機構)は、後部作業デッキ7の左右外方に設けられ、軸方向移動機構80を介して後部作業デッキ7の上部に支持されている。軸方向移動機構80は、後部作業デッキの上部に設けられたレール81と、下部フレーム61から後部作業デッキ7側に延設され、レール81と係合するローラを含むローラ部82とを有する。
In the present embodiment, instead of the lower pressing
伸縮ロッド60は、その上端が上部押圧用枠体51に接続されると共にその下端が保持部材67に接続されている。伸縮ロッド60は、筒状の下部フレーム61、筒状の上部フレーム63、及び下部フレーム61に収容されて下部フレームと上部フレームを接続する径方向アクチュエータ62を含む。本実施形態の径方向アクチュエータ62は油圧シリンダであり、下端側が下部フレーム61に支持され、上端側のロッドが上部フレーム63に支持されている。上部フレーム63は、上部押圧用枠体51にピン結合されている。上記側部押圧用枠体52,53は、夫々の下部が伸縮ロッド60にヒンジ65を介して連結されている。第1実施形態では、側部押圧用枠体12,13の下部が、下部押圧用枠体14との間に配置された周方向アクチュエータ36(形状保持装置10の構成)に揺動可能に接続されているのに対し、本実施形態では、側部押圧用枠体52,53の下部が伸縮ロッド60にヒンジ65を介して揺動可能に接続されている。
The upper end of the
そして、上部押圧用枠体51と側部押圧用枠体52,53との間には、周方向拡縮機構70が備えられている。本実施形態の周方向拡縮機構70は、上部押圧用枠体51と側部押圧用枠体52,53との間隙G1を拡縮させる周方向アクチュエータ71を備えている。
A circumferential expansion /
さらに、形状保持装置50は、側部押圧用枠体52,53の拡縮をアシストするための拡縮アクチュエータ66を備えている。拡縮アクチュエータ66は、主に側部押圧用枠体52,53を内向きに縮径させるときのアシストに用いられる。本実施形態の拡縮アクチュエータは両ロッド型の油圧シリンダであり、一端のロッドが側部押圧用枠体52(53)のヒンジ65の部分から上方に離れた位置にピン結合され、他端のロッドが下部フレーム61にピン結合されている。左右の伸縮ロッド60(下部フレーム61)は、拡縮アクチュエータ66に対応する高さ位置において左右方向に延びる補強部材64により連結されている。補強部材64で連結することで、拡縮アクチュエータ66を介して伸縮ロッド60に作用するモーメントが抑制される。
Further, the
次に、本実施形態の形状保持装置50の動作について説明する。伸縮ロッド60の径方向アクチュエータ62を伸長させ、上部押圧用枠体51を上部のセグメントSに、保持部材67を下部のセグメントSに密接させる。本実施形態では、保持部材67の外面に大きな摩擦係数のライニング材16が設けられており、下部フレーム61は定位置に保持される。上部押圧用枠体11の移動に伴い周方向アクチュエータ71,71を伸長させることで、側部押圧用枠体52,53がセグメントSに向けて拡張していく。上部押圧用枠体51がセグメントSに密接した状態では、各押圧用枠体51〜53は、それらで構成される外周形状がセグメントSとほぼ同心の円形形状となるように配置されることになる。
Next, the operation of the
そして、上部押圧用枠体51と側部押圧用枠体52,53との間に設けられた周方向拡縮機構70の周方向アクチュエータ71をさらに伸長させることで、ヒンジ65を中心に側部押圧用枠体52、53が回動し、間隙G1が広がろうとする。この動作と同時に拡縮アクチュエータ66を伸長させて、側部押圧用枠体52,53を外向きに付勢してもよい。これにより、押圧用枠体51〜53がセグメントSに密接され、押圧用枠体51〜53(より詳しくはその外面がなす円弧)を拡径させようとする拡張力SPが作用するため、セグメントSを内側から押圧し、その円形形状を保持することができる。
Then, by further extending the
また、拡縮アクチュエータ66が後部作業デッキ7よりも下方にのみ設けられているため、伸縮ロッド60同士を接続する補強部材64を後部作業デッキ7の上部を横切るように設ける必要が無い。よって、後部作業デッキ7よりも上方に十分なスペースを確保することができ、後部作業デッキ7の上部に、スクリュウコンベヤ、油圧機器等の必要設備を配置することが容易にできる。
Further, since the expansion /
(変形例)
実施形態で示した押圧用枠体11〜14、51〜53の分割数は一例であり、シールド掘進機1の外径の大きさ、土圧MPの大きさなどに応じて分割数を決定すればよく、上記実施形態における押圧用枠体11〜14、51〜53の分割数は一例で上記実施形態に限定されるものではない。
(Modification example)
The number of divisions of the
また、実施形態で示したガイド片32,33及びガイド片37,38は、各周方向拡縮機構30A,30Bに2本を並設しているが、1本としてもよい。
Further, although the
また、実施形態で示した第2ガイド片33,38を第1ガイド片32,37と同様の板状部材により形成し、その外面に第1ガイド片32,37の先端を接触させるように構成してもよい。
Further, the
また、実施形態は一例を示しており、上記した実施形態における構成を組み合わせることも可能であり、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の構成を変更してもよく、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。 Further, the embodiment shows an example, and the configurations in the above-described embodiments can be combined, and various configurations may be changed as long as the gist of the present invention is not impaired. It is not limited to the embodiment.
1 シールド掘進機
2 本体
5 シールドジャッキ
6 エレクタ装置
7 後部作業デッキ
10 形状保持装置
11 上部押圧用枠体
12 側部押圧用枠体
13 側部押圧用枠体
14 下部押圧用枠体
16 ライニング材
17 ライニング材
20 伸縮ロッド(上部押圧用拡縮機構)
21 径方向アクチュエータ
29 上部押圧用拡縮機構
30 周方向拡縮機構
30A 上部周方向拡縮機構
30B 下部周方向拡縮機構
31 周方向アクチュエータ
32,33 ガイド片(ガイド)
36 周方向アクチュエータ
37,38 ガイド片(ガイド)
40 軸方向移動機構
50 形状保持装置
51 上部押圧用枠体
52 側部押圧用枠体
53 側部押圧用枠体
60 伸縮ロッド(上部押圧用拡縮機構)
61 下部フレーム
62 径方向アクチュエータ
64 補強部材
65 ヒンジ
66 拡縮アクチュエータ
67 保持部材
69 上部押圧用拡縮機構
70 周方向拡縮機構
71 周方向アクチュエータ
80 軸方向移動機構
G1、G2 間隙
1 Shield boring machine
2 Main body
5 Shield jack
6 Electa device
7
21 Radial actuator 29 Upper compression /
36
40
61
Claims (5)
組み立てられた前記セグメントを内側から押圧するように周方向に配置された複数の押圧用枠体を備え、
複数の前記押圧用枠体は、少なくとも、上部の前記セグメントに接触又は離間させられる上部押圧用枠体と、前記上部押圧用枠体に隣接して側部の前記セグメントに接触又は離間させられる側部押圧用枠体と、を有し、
前記側部押圧用枠体は、下部が形状保持装置の構成に揺動可能に支持され、
前記上部押圧用枠体を前記本体の後部構造体に反力を支持して上部の前記セグメントに向けて進退させる上部押圧用拡縮機構と、
前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との間に配置され、前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との間隙を拡縮させて複数の前記押圧用枠体による外周寸法を拡縮させる周方向拡縮機構と、を備え、
前記周方向拡縮機構は、少なくとも、前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との間隙を拡縮させるアクチュエータと、前記アクチュエータの伸縮時に前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との相対的な周方向の移動は許容し径方向内向きの移動は制限するガイドと、を有し、
前記アクチュエータは、前記上部押圧用枠体と前記側部押圧用枠体との端面の間に配置され、
前記ガイドは、前記上部押圧用枠体の内面と前記側部押圧用枠体の内面とに延伸するように設けられている、
ことを特徴とするセグメントの形状保持装置。 A shape-retaining device that holds the circular shape of the segments assembled by the Electa device at the rear of the main body of the shield boring machine.
A plurality of pressing frames arranged in the circumferential direction so as to press the assembled segment from the inside are provided.
The plurality of pressing frames are at least a side that is brought into contact with or separated from the upper segment and a side that is adjacent to the upper pressing frame and is brought into contact with or separated from the segment on the side. Has a frame for pressing the part,
The lower part of the side pressing frame is swingably supported by the configuration of the shape holding device.
An expansion / contraction mechanism for upper pressing that supports the reaction force against the rear structure of the main body and advances and retreats the upper pressing frame toward the upper segment.
A plurality of the pressing frames are arranged between the upper pressing frame and the side pressing frame, and the gap between the upper pressing frame and the side pressing frame is expanded or contracted. e Bei the circumferential direction decreasing mechanism for scaling the outer peripheral dimension, and
The circumferential expansion / contraction mechanism includes at least an actuator that expands / contracts the gap between the upper pressing frame and the side pressing frame, and the upper pressing frame and the side pressing frame when the actuator expands / contracts. It has a guide, which allows movement in the circumferential direction relative to the body and limits movement inward in the radial direction.
The actuator is arranged between the end faces of the upper pressing frame and the side pressing frame.
The guide is provided so as to extend to the inner surface of the upper pressing frame and the inner surface of the side pressing frame.
A segment shape-retaining device.
前記側部押圧用枠体と前記下部押圧用枠体との間に、これらの前記押圧用枠体の間隙を拡縮させて複数の前記押圧用枠体による外周寸法を拡縮させる下部周方向拡縮機構を備えている、
請求項1に記載のセグメントの形状保持装置。 The plurality of pressing frames further include a lower pressing frame that is brought into contact with or separated from the lower segment.
Lower circumferential expansion / contraction mechanism that expands / contracts the gap between the side pressing frame and the lower pressing frame to expand / contract the outer peripheral dimensions of the plurality of pressing frames. Is equipped with
The segment shape holding device according to claim 1.
請求項2に記載のセグメントの形状保持装置。 The lower peripheral direction expansion / contraction mechanism includes an actuator that expands and contracts the gap between the side pressing frame and the lower pressing frame, and the side pressing frame and the lower pressing frame when the actuator expands and contracts. It is equipped with a guide, which allows relative movement in the circumferential direction and limits movement in the radial direction.
The segment shape holding device according to claim 2.
前記側部押圧用枠体の前記ライニング材の摩擦係数が、前記上部押圧用枠体の前記ライニング材の摩擦係数よりも小さくなっている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のセグメントの形状保持装置。 At least a lining material for comprising the contact surface between the said segments of the upper pressing frame, the lining material to be provided in the contact surface between the segments of the side pressing frame body,
The friction coefficient of the lining material of the side pressing frame is smaller than the friction coefficient of the lining material of the upper pressing frame.
The segment shape holding device according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とするシールド掘進機。 The segment shape-retaining device according to any one of claims 1 to 4 is provided.
A shield boring machine that features that.
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