JPH0365479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールド掘進機のセグメント組立装置
に係り、特にセグメントの姿勢を任意に制御でき
るようにし、セグメントの組立作業の容易迅速化
を図つたシールド掘進機のセグメント組立装置に
関する。

シールド掘進機によつて掘削されたトンネルの
内周壁には止水及び補強用としてセグメントが組
立てられる。ところで、セグメントは狭隘なトン
ネル内で容易に組立てられるよう予め複数に分割
されており、この分割された円弧状のセグメント
を一つずつ組立てて行くことになる。そして、シ
ールド掘進機には、重量が１トン以上もある上記
セグメントの分割片（以下単にセグメントとい
う）を組立てるための装置が一般に設けられてい
る。このセグメント組立装置は、第１図に示すご
とく、シールドフレームａ内にその内周壁に沿つ
て回転自在に設けられたエレクタｂと、このエレ
クタｂにこれより径方向に移動自在に設けられた
吊りビームｃと、この吊りビームｃに設けられた
セグメントの把持機構ｄとから主に構成されてい
る。この把持機構ｄは一般にシールドフレームａ
の軸方向に摺動できるようになつている。

即ち、シールド掘進機は、把持機構ｄで把持し
たセグメントをエレクタｂと吊りビームｃとの連
動操作によつてトンネルの内周壁上の所望箇所に
搬送できるようになつている。

しかしながら、従来のシールド掘進機にあつて
は、セグメントをシールドフレームａの周方向、
径方向及び軸方向の三方向へ移動できても、セグ
メントの姿勢を修正したり、あるいはこの搬送し
たセグメントを既に組立てられたセグメントに組
付けたりすることはできなかつた。このため、既
に組立てられたセグメントに対して搬送したセグ
メントが斜めになつた場合等には、セグメントを
何度も２〜３人がかりで人為的に微調整しなけれ
ばならず、手間がかかつた。また、ボルト締結に
よるセグメントの組付けを手作業で行なうため、
手間がかかるばかりでなく、この作業は狭隘なト
ンネル内で重量物を対象として行なうことから、
重労働で危険を伴なうものであつた。そして、こ
れらによつてトンネルの建設コストの著しい増大
を招いていた。

本発明は上述したごとき種々の問題点を解消す
べく創案されたものであり、その目的はセグメン
トの姿勢を任意に制御することができ、セグメン
トの組立作業の容易迅速化及びトンネルの建設コ
ストの低減を図ることができるシールド掘進機の
セグメント組立装置を提供することにある。

また、本発明の目的はセグメントの姿勢を任意
に制御することができると共にセグメントの組付
けを自動機械的に行なうことができ、セグメント
の組立作業を更に容易迅速化することができるシ
ールド掘進機のセグメント組立装置を提供するこ
とにある。

以下に本発明の好適−実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第２図、第３図に示すごとく、シールド掘進機
はその外殻を形成する円筒状のシールドフレーム
１を有し、このシールドフレーム１内にはその内
周壁に沿つて円環状の旋回輪２が支持ローラ３を
介して回転自在に設けられている。旋回輪２の前
端部にはこれと同心円の歯車４が取付けられ、こ
の歯車４にはこれを駆動するためのピニオン５が
噛合されている。M₁はピニオン５を装着したモ
ータであり、シールドフレーム１にブラケツト６
を介して固定されている。

旋回輪２の後端部にはシールドフレーム１の周
方向に沿つてアーチ状の吊りビーム７が一対のガ
イドロツド８及び支持アーム９を介して径方向へ
移動自在に設けられている。上記ガイドロツド８
は吊りビーム７の両端部にそれぞれ設けられ、旋
回輪２に取付けた支持アーム９のガイド孔１０に
それぞれ摺動自在に嵌挿されている。そして、各
支持アーム９と吊りビーム７との間には吊りビー
ム７を径方向に変位させるための伸縮シリンダ１
１が掛渡されている。

上記吊りビーム７にはこれよりも若干小さいア
ーチ状の第１の補助ビーム１２が一対のガイドバ
ー１３を介してシールドフレーム１の軸方向に摺
動自在に設けられている。上記ガイドバー１３は
断面溝状の第１の補助ビーム１２に取付けられ、
吊りビーム７に形成したスライド孔１４にそれぞ
れ摺動自在に嵌挿されている。そして、吊りビー
ム７上には第１の補助ビーム１２を軸方向に摺動
させるための摺動シリンダ１５が設けられてい
る。

上記第１の補助ビーム１２の外側には自在継手
たる球継手１６を介して第２の補助ビーム１７が
設けられている。球継手１６は第４図に示すごと
く第１の補助ビーム１２の外面部にブラケツト１
８を介して水平に取付けられた球頭部１９を有す
る軸２０と、その球頭部１９に摺動自在に嵌装さ
れた球面軸受２１とから構成され、この球面軸受
２１はセグメントｓの内面に沿つて円弧状に形成
された上記第２の補助ビーム１７の内面中央部に
固定されている。

この第２の補助ビーム１７を球継手１６を支点
としてシールドフレーム１の軸方向（この方向の
揺動をピツチングという）及び周方向（この方向
の揺動をローリングという）に揺動させて第２の
補助ビーム１７の姿勢を調節させるために、第１
の補助ビーム１２と第２の補助ビーム１７との間
には一組の姿勢調節シリンダ２２がそれぞれ球継
手１６よりシールドフレーム１の周方向両側方へ
所定距離ｍ離れ且つ球継手１６よりシールドフレ
ーム１の軸方向後方へ所定距離ｎ離れた位置に配
置して掛渡されている。したがつて、両姿勢調節
シリンダ２２を同時に伸縮させると第２の補助ビ
ーム１７をピツチングさせることができ、交互に
伸縮させると第２の補助ビーム１７をローリング
させることができる。

そして、第２の補助ビーム１７の外面中央部に
はセグメントｓを着脱自在に把持するための把持
部材２３が設けられている。この把持部材２３は
第２の補助ビーム１７から径方向外方に突出した
回転軸２４の先端部にＴ字状のフツク部２５を形
成した回転式係合フツクからなり、第５図、第６
図に示すごとくセグメントｓの内面中央部に形成
された係合孔２６に対して90°回転されることに
より係合したり90°戻すことにより離脱するよう
になつている。この係脱を自動化するため、回転
軸２４にはこれを回転させる図示しないモータが
連結されている。

また、第２の補助ビーム１７には上記把持部材
２３に把持されたセグメントｓを確実に支持する
ために、第２の補助ビーム１７の外面部から出没
してセグメントｓの内面部を押圧するサポートジ
ヤツキ２７が適数個設けられている。

更に、第２の補助ビーム１７にはセグメントｓ
を既に組立てられたセグメント（既設セグメン
ト）０にボルト連結するためのボルト締結部材２
８が適数個設けられている。

ところで、セグメントｓは第５図に示すごとく
周縁部にボルト連結用のフランジ２９及びこのフ
ランジ２９を形成すべくセグメントｓの内面部に
開口したフランジ孔３０を適宜間隔に形成してお
り、各フランジ２９にはボルトを挿通させるため
のボルト孔３１が形成されている。また、各ボル
ト孔３１へのボルト及びナツトの供給を簡略化す
るために、第７図に示すごとく連結すべき一方の
フランジ２９ａにはフランジ付ナツト３２がその
フランジ部３２ａを台座３３に係合させて回転自
在に予め取付けられると共に、他方のフランジ２
９ｂにはボルト３４がその先端部をボルト孔３１
に臨ませた状態で板ばねからなる保持具３５を介
して予め取付けられている。なお、この場合、既
に組立てられたセグメント０側のフランジ２９ａ
にナツト３３を取付けておく方がボルト締結部材
２８との関係で都合がよい。

上記ボルト締結部材２８は各フランジ孔３０に
挿入され上記ボルト３４の頭部３４ａに係合して
これを保持具３５のばね力に抗してナツト３２側
に押動かすボルト係合腕３６と、ナツト３２に係
合してこれを回転させるナツト係合腕３７とを有
し、このナツト係合腕３７の基端部に立設したガ
イドバー３８上にボルト係合腕３６の基端部が摺
動自在に取付けられている。また、ナツト係合腕
３７の基端部にはこれに対してボルト係合腕３６
を接近離間移動させるためのジヤツキ３９が設け
られ、先端部にはナツト３２に係合してこれを回
転させる回転具４０が回転自在に設けられてい
る。この回転具４０に回転力を与える手段とし
て、ナツト係合腕３７の基端部にはモータM₂が
取付けられ、この回転軸に固定されたスプロケツ
ト４１と回転具４０に固定されたスプロケツト４
２とにはチエーン４３が巻掛けられている。この
ように構成されたボルト締結部材２８はボルト締
結すべき部分に合せて第２の補助ビーム１７に配
設されている。なお、ボルト締結部材２８は、そ
のガイドバー３８の先端部をジヤツキ４４を介し
て第２の補助ビーム１７に固定することにより取
付けられ、このジヤツキ４４の伸縮によつてナツ
ト回転具４０をナツト３２に対して係脱させるこ
とになる。

次に上記実施例の作用を述べる。

先ず、係合孔２６を上向きにして置かれたセグ
メントｓに対して、第２の補助ビーム１７を接近
させ、その把持部材２３である係合フツクをセグ
メントｓの係合孔２６に挿入し、係合フツクを
90°回転させることにより係合状態にする。次に
セグメントｓを吊り上げ、サポートジヤツキ２７
の伸び作動でセグメントｓの内面部を押圧するこ
とによりこれを固定した後、このセグメントｓを
既に組立てられたセグメント０上の所定連結位置
に搬送する。これらの操作は旋回輪２の回転、吊
りビーム７の径方向動及び第１の補助ビーム１２
の軸方向動の連動操作によつて行なわれ、セグメ
ントｓは所定連結位置に搬送される。この所定連
結位置においてセグメントｓの姿勢乃至位置がず
れている場合がある。この場合、第５図に示すご
とくＸ軸方向のずれは摺動ジヤツキ１５による第
１の補助ビーム１２の軸方向動によつて解消さ
れ、Ｙ軸方向のずれは旋回輪２の回転によつて解
消され、Ｚ軸方向のずれは伸縮シリンダ１１によ
る吊りビーム７の径方向動によつて解消される。
また、Ｘ軸を中心とした回転ずれは姿勢調節シリ
ンダ２２の一方を伸び作動させ且つ他方を縮み作
動させることにより解消され、Ｙ軸を中心とした
回転ずれは両姿勢調節シリンダ２２の同時作動に
よつて解消される。なお、Ｚ軸を中心とする回転
ずれはセグメントｓを既設セグメント０の端部に
突当てたときに、セグメントｓが把持部材２３を
中心として回転することによつて解消されること
になる。このようにセグメントｓの姿勢を自由に
調節することができ、このためセグメントの組付
け作業が容易迅速化される。

こうして、セグメントｓの位置決めがなされた
なら、そのボルト連結作業を行なう。この場合、
ボルト締結部材２８のボルト係合腕３６及びナツ
ト係合腕３７はセグメントｓの位置決め時にフラ
ンジ孔３０に挿入されているので、両ジヤツキ３
９，４４の縮み作動によりナツト回転具４０をナ
ツト３２に、ボルト係合腕３６をボルト３４の頭
部３４ａにそれぞれ係合させ、この状態でボルト
３４をナツト３２側に押動かしつつナツト３２を
回転させればよい。ボルト３４の押動かしはジヤ
ツキ４４の縮作動によりボルト係合腕３７を介し
て行なわれ、ナツト３２の回転はモータM₂によ
りナツト回転具４０を回転させることによつて行
なわれる。なお、ボルト３４の押動かしは、ボル
ト３４がナツト３２に螺合したら停止するように
してもよい。このように、ボルト連結作業を人手
によらず安全迅速に行なうことができ、セグメン
トの組立作業を更に迅速容易化することができ
る。

以上要するに本発明によれば次のごとき優れた
効果を発揮する。

(1) 吊りビームに第１の補助ビームを軸方向に移
動自在に設けると共に、この第１の補助ビーム
にセグメントの保持基盤たる第２の補助ビーム
を球継手を介して設け、この第２の補助ビーム
を姿勢調節シリンダにより球継手を支点として
周方向及び軸方向に揺動調節させるようにした
ので、第２の補助ビームを介してセグメントの
姿勢を任意に制御することができ、このためセ
グメントの組立作業の容易迅速化及びトンネル
の建設コストの低減を図ることができる。

(2) また、上記構成に加えて、第２の補助ビーム
にボルト締結部材を設けたので、セグメントの
姿勢を任意に制御しつつセグメントの組付けを
自動機械的に行なうことができ、セグメントの
組立作業を更に容易迅速化することができると
共に、労力の軽減及び安全性の増大を図ること
ができる。

(3) 斯る構成であるため、既設セグメントの位置
検出器を設ければセグメント組付制御の自動化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すシールド掘進機の背面
図、第２図は本発明の一実施例を示すシールド掘
進機の背面図、第３図は第２図−線断面図、
第４図は球継手の拡大断面図、第５図は本シール
ド掘進機に用いられるセグメントの斜視図、第６
図は同セグメントに形成された係合孔と把持部材
との関係を示す図、第７図はボルト締結部材の拡
大図である。 図中、１はシールドフレーム、２は旋回輪、７
は吊りビーム、１２は第１の補助ビーム、１６は
球継手、１７は第２の補助ビーム、２２は姿勢調
節シリンダ、２３は把持部材、２８はボルト締結
部材である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シールドフレームの内周に沿つて回動する旋
   回輪に径方向に移動する吊りビームを備えたシー
   ルド掘進機のセグメント組立装置において、上記
   吊りビームにシールドフレームの軸方向に移動す
   る第１の補助ビームを設け、該第１の補助ビーム
   に自在継手を介して第２の補助ビームを揺動自在
   に設けると共に該第２の補助ビームを自在継手を
   支点にシールドフレームの軸方向及び周方向に揺
   動させる姿勢調節シリンダを設け、第２の補助ビ
   ームにセグメントを把持する把持部材を設けたこ
   とを特徴とするシールド掘進機のセグメント組立
   装置。