JPH09125893A - セグメント自動組立装置及びセグメント位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハニカムセグメント位置決めのためのセンサ
及びセンサ移動用のアクチュエータを不要にする。 【解決手段】 回転フレーム１に、回転フレーム１の径
方向へ移動可能な吊りビーム９を取付け、吊りビーム９
に流体圧シリンダ１４により回転フレーム１に対し近接
離反する方向へ移動可能な摺動ガイドブロック１３を取
付け、摺動ガイドブロック１３に回動可能に取付けた揺
動フレーム１７にハニカムセグメント２６に螺合した把
持金物２７と係合可能な把持ブロック２８を取付けると
共に前記揺動フレーム１７に流体圧シリンダ２２，２４
によりシールド内周壁側へ近接、離反可能で且つ回転フ
レーム１側の流体圧シリンダ２４の上端のピン２５を支
点として傾動可能な押えビーム３３を設け、押えビーム
３３に傾動時に既設のハニカムセグメント２６の内周面
に接触可能な位置決めバー３４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セグメント自動組
立装置及びセグメント位置決め方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等のような長い地下孔を造る場
合には、従来からシールド工法が用いられている。該シ
ールド工法においては、シールド掘進機により掘削した
孔に、円周方向の形状が円弧状で平面形状が矩形状のセ
グメントを複数取付けることにより、セグメントを環状
に組立て、これをシールド掘進機の進行と共にシールド
掘進機の進行方向へ向って順次行い、地下孔を完成させ
ている。

【０００３】而して、掘削した孔にセグメントを取付け
る場合には、セグメント自動組立装置が使用されてい
る。

【０００４】斯かるセグメント自動組立装置の従来の一
例は、図１８に示され、図中、１０１はシールド掘進機
の後方円筒フレーム内に回転自在に支持された環状の回
転フレーム（図示せず）にブラケットを介し昇降自在に
支持されたガイドロッド、１０２はガイドロッド１０１
の下端に接続した吊りビーム、１０３は吊りビーム１０
２を昇降させる流体圧シリンダである。

【０００５】吊りビーム１０２内には、図１９に示すよ
うに球面軸受ブラケット１０４が固設され、該球面軸受
ブラケット１０４には、球面軸受１０５が転動自在に嵌
入されている。又球面軸受１０５の前後端には、通常時
には軸心線がシールド掘進機の軸心線と略平行になるよ
う矩軸１０６が一体的に固設されている。

【０００６】矩軸１０６には、矩軸１０６の径方向へ延
在する板状の２枚のフレーム１０７が固設され、フレー
ム１０７の左右両端には、軸心線がシールド掘進機の軸
心線と平行に向いたガイド筒１０８が固設されている。

【０００７】ガイド筒１０８内には、吊りビーム１０２
を貫通して前後方向へ延在するガイドロッド１０９が摺
動自在に嵌合され、ガイドロッド１０９の先後端部に
は、摺動フレーム１１０が固定されている。

【０００８】フレーム１０７の左右には、ガイドロッド
１０９と平行に流体圧シリンダ１１２が取付けられ、流
体圧シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａ先端は、
前方の摺動フレーム１１０に連結されており、流体圧シ
リンダ１１２を作動させることにより、ガイドロッド１
０９を介し摺動フレーム１１０をシールド掘進機の軸心
線方向へ移動させ得るようになっている。

【０００９】ガイド筒１０８の前方端部には、バランサ
として機能するための２枚の板状のフレーム１１３が前
記フレーム１０７と平行になるよう固設され、吊りビー
ム１０２の内部の左右の何れかにピン１１４を介して後
端を接続された流体圧シリンダ１１５のピストンロッド
１１５ａの先端は、ピン１１６を介してフレーム１１３
に連結されている。而して、流体圧シリンダ１１５によ
り、摺動フレーム１１０がセグメント１２２の周方向へ
回動（ヨーイング）し得るよう、ピン１１４，１１６は
ガイドロッド１０１と平行に配設されている。

【００１０】吊りビーム１０２内には、ピン１１８を介
して上端を吊りビーム１０２に接続された微調整用の左
右２本の流体圧シリンダ１１７が配設され、流体圧シリ
ンダ１１７のピストンロッド１１７ａの下端は、前記フ
レーム１１３の左右両端にピン１１９を介して接続され
ている。而して、ピン１１８，１１９は、フレーム１１
３の傾きを微調整し得るよう、ガイドロッド１０１に対
し平行に配設されている（図１８参照）。

【００１１】摺動フレーム１１０の下端には、ガイドロ
ッド１０９と平行な左右２本のピン１２０を介して、旋
回微調整用のフレーム１２１の壁面部１２１ａがガイド
ロッド１０９の前後に位置するよう取付けられている。
而して、壁面部１２１ａの左右には、セグメント１２２
の円周方向へ延在する長孔（図示せず）が設けられ、該
長孔に前記ピン１２０が嵌入している。

【００１２】壁面部１２１ａには、セグメント１２２の
円周方向へ延びる流体圧シリンダ１２３が配設され、流
体圧シリンダ１２３のピストンロッド１２３ａの先端
は、フレーム１２１の壁面部１２１ａに接続されてい
る。而して、フレーム１２１は流体圧シリンダ１２３に
より押し引きされることにより、セグメント１２２の円
周方向へピン１２０にガイドされつつ移動し得るように
なっている。

【００１３】フレーム１２１の下面には、図２０に示す
ように、セグメント１２２に対し近接離反可能な縦向き
の流体圧シリンダ１２４が取付けられ、流体圧シリンダ
１２４のピストンロッド１２４ａの下端には、セグメン
ト把持装置１２５のケーシング１２６が連結されてい
る。

【００１４】フレーム１２１には、流体圧シリンダ１２
４と平行にガイドロッド１２７が取付けられ、セグメン
ト把持装置１２５のケーシング１２６は流体圧シリンダ
１２４の作動によりガイドロッド１２７に沿って移動し
得るようになっている。

【００１５】ケーシング１２６内には、図示してない駆
動装置により回転し得るようにしたロッド状の把持金物
１２８が収納され、把持金物１２８の先端はケーシング
１２６からセグメント１２２側へ突出している。而し
て、把持金物１２８の先端をセグメント１２２の孔１２
２ａ内に挿入した後把持金物１２８を９０度回転させ且
つ流体圧シリンダ１２４によりケーシング１２６を若干
持上げることにより、把持金物１２８の先端は、孔１２
２ａ内で金物１２２ｂを介しセグメント１２２と係合し
得るようになっている。又セグメント把持装置１２５
は、シールド掘進機の軸心線方向へ所定の間隔で２組設
けられている。

【００１６】更に、フレーム１２１の下面には、セグメ
ント把持装置１２５の他にボルト締結機１３７や多数の
センサが取付けられている。

【００１７】従来のセグメント自動組立装置でセグメン
ト１２２を取付ける場合の手順は、例えば以下に述べる
ような手順がある。すなわち図示してない回転フレーム
を回転させて吊りビーム１０２、フレーム１２１等をシ
ールド底部に位置させ、流体圧シリンダ１２４によりセ
グメント把持装置１２５をガイドロッド１２７に沿い下
降させ、把持金物１２８を、セグメント供給装置に搭載
してあるセグメント１２２の孔１２２ａ内に挿入し、把
持金物１２８を駆動装置により９０度回転させ、流体圧
シリンダ１２４のピストンロッド１２４ａを上昇させ
る。そうすると、把持金物１２８の下端は、セグメント
１２２の孔１２２ａ内にセットしてある金物１２２ｂと
係合し、セグメント１２２はセグメント把持装置１２５
の把持金物１２８により把持される。

【００１８】セグメント１２２がセグメント把持装置１
２５により把持されたら、次いで流体圧シリンダ１０３
のピストンロッド１０３ａを若干引込む等してセグメン
ト１２２のシールド径方向位置を調整し、次いで回転フ
レームを回転させることにより、吊りビーム１０２、フ
レーム１２１等を一体的にシールド円周方向へ回転させ
てセグメント把持装置１２５に把持されているセグメン
ト１２２を今回取付ける所定の位置へ位置させる。

【００１９】今回取付けるセグメント１２２が所定の位
置に来たら次いで、流体圧シリンダ１０３を作動させて
吊りビーム１０２、フレーム１２１等を介しセグメント
１２２をシールド内周壁側へ移動させると共に流体圧シ
リンダ１１５によりフレーム１１３、ガイドロッド１０
９、摺動フレーム１１０を介してフレーム１２１を図１
８の矢印イ方向へ球面軸受１０５を中心として回動（ヨ
ーイング）させ、これによりセグメント１２２の円周方
向へ延びる辺を既設のセグメントの円周方向へ延びる辺
と平行にする。又流体圧シリンダ１１７により両シリン
ダ１１７のストロークを異なるよう作動させてフレーム
１１３、ガイドロッド１０９、摺動フレーム１１０を介
してフレーム１２１を図１８の矢印ロ方向へ球面軸受１
０５を中心として回動（ローリング）させ、これにより
セグメント１２２の円周方向両端の辺を既設のセグメン
トの円周方向両端の辺と平行にし、流体圧シリンダ１２
３によりフレーム１２１をシールド円周方向へ移動させ
ることにより、セグメント１２２の円周方向位置を微調
整し、又流体圧シリンダ１１７により、両シリンダ１１
７のストロークが同じになるよう作動させて、フレーム
１１３，１２１等を介してセグメント１２２を図１８の
矢印ハ方向へ球面軸受１０５を中心に回動（ピッチン
グ）させ、セグメント１２２の位置決めを行う。又適宜
の段階で流体圧シリンダ１２３を作動させ、セグメント
１２２の円周方向位置も調整しておく。

【００２０】セグメント１２２の位置決めが終了した
ら、次いで流体圧シリンダ１１２のピストンロッド１１
２ａを突出させ、セグメント１２２を既設のセグメント
に押付け、ボルト締結機１３７を作動させてセグメント
１２２と既設のセグメントをボルト締結する。

【００２１】而して、セグメント１２２の位置決めを行
う際には、従来は多数のセンサを用いており、該センサ
のフレーム１２１に対する平面的な配置例は図２１に示
されている。

【００２２】図中、１２９はセグメント１２２の径方向
位置を検出するためのポテンショセンサ、１３０はセグ
メント１２２の軸心線方向端面位置を検出するための超
音波センサ、１３１は既設のセグメントとの間の円周方
向のクリアランスを検出するための超音波センサ、１３
２は既設のセグメントのボルト孔を検出するための渦電
流センサである。

【００２３】又、上述の各センサはガイドロッド１２の
位置決めに際して移動させる必要がある。

【００２４】例えばポテンショセンサ１２９は、図２２
に示すように、フレーム１２１（図１８参照）に取付け
た流体圧シリンダ１３３のピストンロッド１３３ａ下端
に取付けられ、ピストンロッド１３３ａに取付けたプレ
ート１３８には、タッチセンサ１３４が取付けられてい
る。

【００２５】セグメント自動組立装置のセグメント把持
装置１２５に把持されているセグメント１２２の径方向
の位置が正しいか否かチェックする場合には、流体圧シ
リンダ１３３によりポテンショセンサ１２９の先端を既
設のセグメント１２２の内周面に当接させると共にポテ
ンショセンサ１２９が既設のセグメント１２２に当接し
たままの状態でタッチセンサ１３４が、セグメント把持
装置１２５に把持されているセグメント１２２の内周面
に当接するまでピストンロッド１３３ａを突出させ、例
えばタッチセンサ１３４がセグメント１２２の内周面に
接触した際のポテンショセンサ１２９の電圧出力が零と
なったら、セグメント把持装置１２５に把持されている
セグメント１２２の径方向位置は正しいものと判断する
ようにしている。

【００２６】ところで、上述の従来のセグメント自動組
立装置は、上述のように多数のセンサ及びセンサを移動
させる駆動装置が必要となるうえ、セグメント１２２の
組立中は、シールド掘進機の反力を受けることができな
いため、掘削を行うことができず能率が悪い。

【００２７】そこで近年、作業能率の向上のため、種々
の手段が検討されているが、セグメントの平面形状を六
角形状のハニカムセグメントにすると能率良く作業ので
きることが判明した。

【００２８】すなわち、図２３に示すようにハニカムセ
グメント１３５を組立てる場合には、シールド掘進機直
後のハニカムセグメント１３５の先端部分には、円周方
向へ１個おきに凹所１３６よりもシールド掘進機側へ突
出した部分が形成される。そこで、この突出したハニカ
ムセグメント１３５の前端面にシールド掘進機用のシー
ルドジャッキを支持させれば、シールド掘進機による掘
削を行いながら、セグメント自動組立装置によってハニ
カムセグメント１３５の組立を行うことができ、この結
果、掘削とセグメントの取付けを並行して行うことがで
きるため、作業能率が著しく向上する。なお、ハニカム
セグメント１３５の場合、円周方向両端部にはテーパが
付いた形になるため、１個おきにつけるようにしても容
易に次のハニカムセグメント１３５の凹所１３６に対す
る位置決め、挿入を行うことができて都合がよい。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セグメ
ントをハニカムセグメントにする場合、従来のセグメン
ト自動組立装置をそのまま使用するとなると、相変らず
多数のセンサが必要となると共にセンサを移動させる移
動装置も必要となり、設備費、運転維持費が高価とな
る。

【００３０】本発明は上述の実情に鑑み、セグメントを
ハニカムセグメントとした場合に、多数のセンサ及びセ
ンサの駆動装置を不要とし、設備費、運転維持費を安価
にすることを目的としてなしたものである。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本装置発明は、円周方向
へ回転し得るようにした回転フレームに、回転フレーム
の径方向へ移動可能な吊りビームを取付け、該吊りビー
ムに回転フレームの軸心線方向へ移動可能なブロックを
取付け、該ブロックに取付けたフレームに、セグメント
把持手段を設けると共に、シールド内周壁側へ近接、離
反可能で且つ前記フレームの回転フレーム側の端部に形
成した支点を中心として前記吊りビームの移動方向と平
行な方向へ回動可能な押えビームを取付け、押えビーム
に既設のセグメントの内周面に接触可能な位置決めバー
を取付けたものである。

【００３２】又、装置発明においては、回転フレームの
円周方向位置を微調整するための駆動装置を設けるよう
にすることができる。

【００３３】更に本方法発明は、既設のセグメント端部
の直前所定位置で、フレームを支点を中心に回動させて
位置決めバーの先端を既設のセグメントの内周面に当接
させ、次いで位置決めバーが既設のセグメントの内周面
に当接させたまま、フレームの支点側をシールド内周壁
側へ移動させてセグメント把持手段に把持されているセ
グメントの径方向位置を既設のセグメントの径方向位置
に合せるものである。

【００３４】本発明においては、何れの場合も、センサ
やセンサの駆動装置を少くすることができるため、装置
の構造が簡略化されて設備費、運転維持費が安価とな
り、又回転フレームの円周方向位置を微調整するための
駆動装置を設けた場合には、セグメントの円周方向位置
を容易に調整することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。

【００３６】図１〜図６は本発明の実施の形態の一例
で、図中１は回転フレームである。該回転フレーム１
は、シールド掘進機の後方円筒フレーム２内に後方円筒
フレーム２と平行に配置した複数の支持ローラ３により
支持されている。又回転フレーム１は、駆動装置４によ
り、ピニオン５及び回転フレーム１の後面に同心状に取
付けたギア６を介し、後方円筒フレーム２の円周方向へ
回転し得るようになっている（図３参照）。

【００３７】７は回転フレーム１に取付けられて回転フ
レーム１の後方（反シールド掘進機側）へ水平に突出す
る左右のブラケットであり、該ブラケット７の先端に
は、昇降（進退動）可能にガイドロッド８が取付けら
れ、ガイドロッド８の下端には、回転フレーム１の円周
方向へ延在する略円弧状の吊りビーム９が接続されてい
る。又ブラケット７には、回転フレーム１の径方向へ延
びるピン５１を介してトラニオン式の流体圧シリンダ１
０が縦向きに取付けられ、ピストンロッド１０ａの先端
はピン５１と平行なピン５２を介して吊りビーム９に接
続されている。而して、流体圧シリンダ１０により、吊
りビーム９はガイドロッド８に案内されつつ昇降し得る
ようになっている。

【００３８】シールド掘進機軸心線の前後方向端部に位
置するよう、吊りビーム９の下面に取付けたブラケット
１１には、シールド掘進機軸心線方向へ延びる左右一対
のガイドロッド１２が取付けられ、該ガイドロッド１２
には、摺動ガイドブロック１３が摺動自在に外嵌されて
いる。

【００３９】吊りビーム９のブラケット１１に後端を接
続した流体圧シリンダ１４の先端は、ガイドロッド８等
と平行に設けたピン２１を介して摺動ガイドブロック１
３に連結され（図３参照）、摺動ガイドブロック１３を
ガイドロッド１２に沿い前後進させ得るようになってい
る。

【００４０】左右の摺動ガイドブロック１３のうち一方
の摺動ガイドブロック１３の長手方向中間部外周には、
上下方向へ向けてピン１５ａ，１６ａが突出されると共
に、左右他方の摺動ガイドブロック１３の長手方向中間
部外周には、上下方向へ向けてピン１５ｂ，１５ｂが突
出されている。又左右の摺動ガイドブロック１３，１３
間には揺動フレーム１７が配設され、揺動フレーム１７
の左右一側に回転フレーム１の径方向外方へ向けて突出
させたブラケット１８ａ，１９ａは、前記ピン１５ａ，
１６ａに枢着されている。

【００４１】更に揺動フレーム１７の左右他側に設けた
ブラケット１８ｂ，１９ｂには、平面的に見て、ブラケ
ット１８ｂ，１９ｂの幅方向外方が開口した矩形孔２
０，２０’が設けられ、該矩形孔２０，２０’に対し摺
動自在に嵌合した矩形状のガイドプレート１８ｃ，１９
ｃは前記ピン１５ｂ，１６ｂに枢着されている。

【００４２】揺動フレーム１７には、左右２本の流体圧
シリンダ２２がシールド掘進機から最も離れた後方に位
置するよう、ガイドロッド１２と平行に設けたピン２３
（図１参照）を介し枢着され、流体圧シリンダ２２より
もシールド掘進機側となる位置で且つシールド中心位置
には、流体圧シリンダ２２と平行に配設した流体圧シリ
ンダ２４が、回転フレーム１の径方向へ水平に向いたピ
ン２５を介し枢着されている。

【００４３】揺動フレーム１７の幅方向中心位置下端に
は、図５、６に詳細に示すごとく、ハニカムセグメント
２６に予め取付けたボルト状の把持金物２７を吊るため
の把持ブロック２８が取付けられている。

【００４４】該把持ブロック２８は、平面的に見て回転
フレーム１とは反対側の面が開口２８ａしていると共に
中心部には、開口２８ａとつながる環状孔２８ｃを有す
る凹状の球面座２８ｂが設けられており、一方、把持金
物２７の頭２７ａ下面は前記球面座２８ｂに合致するよ
う、下方へ向けて凸状の球面状部２７ｂとなっている。
而して、所定高さ位置にある揺動フレーム１７から摺動
ガイドブロック１３と共に回転フレーム１の軸心線方向
へ移動し、把持ブロック２８が把持金物２７の方向へ移
動した場合には、相対的に見て把持金物２７が把持ブロ
ック２８に開口２８ａから環状孔２８ｃ内へ挿入され、
把持ブロック２８の球面座２８ｂが把持金物２７の頭２
７ａの下方に位置するようになっており、揺動フレーム
１７を上昇させることにより、把持ブロック２８の球面
座２８ｂが把持金物２７の頭２７ａの球面状部２７ｂに
合致してハニカムセグメント２６を吊上げ得るようにな
っている。

【００４５】揺動フレーム１７に取付けた流体圧シリン
ダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４ａの下端に
は、ピン２３と平行なピン２９，３０及びピン２９，３
０に連結されたブラケット３１，３２（図２参照）を介
して、吊りビーム９の下方に位置するよう、押えビーム
３３が接続されている。該押えビーム３３は円弧形で回
転フレーム１の円周方向へ延びている。

【００４６】押えビーム３３の回転フレーム１から最後
方位置には、後方へ水平に突出する位置決めバー３４
が、押えビーム３３の左右に位置するよう固定されてお
り、押えビーム３３の下面には、ハニカムセグメント２
６の内周表面に接触し得るゴムパッド３５が取付けられ
ている。

【００４７】図４に示すごとく、回転フレーム１の下方
位置左右に配置したブラケット３６には、軸心線が回転
フレーム１と平行な支持ローラ３７が回転自在に取付け
られ、該支持ローラ３７上には、回転フレーム１の径方
向外方へ位置するよう、円弧状の微調整用フレーム３８
が支持され、微調整用フレーム３８は回転フレーム１に
固定されている。又微調整用フレーム３８には、後端が
シールド掘進機の後方円筒フレーム内に接続された流体
圧シリンダ３９のピストンロッド３９ａ先端が連結さ
れ、流体圧シリンダ３９により微調整用フレーム３８を
介し回転フレーム１の円周方向位置を微調整し得るよう
になっている。更に、後方円筒フレーム２内には、微調
整用フレーム３８を上方から押えるための押えローラ４
１が、支持ローラ３７と平行になるようブラケット４０
に取付けられている。

【００４８】押えビーム３３の回転フレーム１側端部に
は、水平に配設した流体圧シリンダ４２のピストンロッ
ド４２ａ側が固定され、流体圧シリンダ４２のボディ４
２ｂに取付けたブラケット４３の下端には、水平方向へ
向けたボルト締結機４４が取付けられている。

【００４９】ボルト締結機４４の軸心線位置高さは、把
持金物２７で把持されたハニカムセグメント２６をすで
に取付けたハニカムセグメント２６に対し、所定の位置
となるよう位置調整した場合に、ハニカムセグメント２
６のボルト取付け位置に合致するよう決定されており、
図３に示すごとく平面的に見た場合には、ボルト締結機
４４は軸心線がシールド掘進機の軸心線と平行になるよ
う左右に配置されたものと、回転フレーム１から離れる
に従い軸心線が回転フレーム１の径方向外方へ延びるよ
う左右に斜めに配置されたものがある。

【００５０】上記のセグメント自動組立装置に使用する
セグメントは、ハニカムセグメント２６である。該ハニ
カムセグメント２６は、図７、８に詳しく示すように、
環状体を円周方向へ複数に分割した円弧状に形成され、
平面的には、シールド掘進機の軸心線方向先後端側端部
は、円周方向へ向けて直線状に形成され、円周方向両端
部はシールド掘進機の軸心線方向中間部が頂点となるよ
う斜めに形成され、全体として六角形状になっている。
又ハニカムセグメント２６には、シールド掘進機の軸心
線方向へ軸心線が延びる左右２本のボルト挿通孔２６ａ
が貫通すると共にハニカムセグメント２６の斜めの部分
と平行に延びる左右のボルト挿通孔２６ｂが貫通してい
る。図７中、ボルト挿通孔２６ｂは４本記載されている
が、短く書かれた２本のボルト挿通孔２６ｂは当該ハニ
カムセグメント２６が取付けられる、或いは当該ハニカ
ムセグメント２６に取付けられる、他のハニカムセグメ
ント２６に設けるものである。又ハニカムセグメント２
６の内周面側中心には、前述のボルト状の把持金物２７
を螺合するための雌ねじ２６ｃが設けてある。

【００５１】ハニカムセグメント２６同士を接続するボ
ルトの一例は、図９〜１１に示されている。すなわち、
図９に示すごとく、ハニカムセグメント２６のボルト挿
通孔２６ｂを挿通する長さの挿通ボルト４５であり、図
１１に示すごとく挿通ボルト４５の先端側雄ねじ部４５
ａは、すでに取付けられているハニカムセグメント２６
のボルト挿通孔２６ｂに予め埋め込んであるナット４６
に螺合し得るようになっている。ボルト挿通孔２６ａに
挿通させる挿通ボルトも挿通ボルト４５と同じ構造であ
る。なお、図９中、４７は、ボルト挿通孔２６ｂを補強
するためボルト挿通孔２６ｂに内嵌されたシース、４８
はシース４７が固定される、ハニカムセグメント２６内
の鉄筋である。

【００５２】次に、上述のセグメント自動組立装置によ
りハニカムセグメント２６を取付ける場合の手順の一例
を図１２〜１７をも参照しつつ説明する。

【００５３】シールド掘進機により掘削したシールドに
ハニカムセグメント２６を取付ける際には、セグメント
自動組立装置の後方に配置した図示してないセグメント
供給装置にこれから取付けるべきハニカムセグメントを
搭載し、セグメント供給装置によりハニカムセグメント
２６をセグメント自動組立装置の直後まで搬送してお
く。この場合、ハニカムセグメント２６は内周面側を上
方へ向けて、シールドの底部側に位置している。

【００５４】而して、ハニカムセグメント２６を取付け
て中途部まで形成されたトンネルの外側の形状は図１２
に示すようになっており、以下、図１２のハニカムセグ
メント２６，２６間に形成された凹部５４にハニカムセ
グメント２６を取付ける場合について説明する。

【００５５】前回のハニカムセグメント２６の取付けが
終了したら、駆動装置４を駆動し、ピニオン５、ギア６
を介して回転フレーム１をシールド掘進機の後方円筒フ
レーム２に対し円周方向へ回転させる。このとき、流体
圧シリンダ１０のピストンロッド１０ａは突出させて吊
りビーム９を下方所定位置へ位置させ、流体圧シリンダ
１４のピストンロッド１４ａは後退させて摺動ガイドブ
ロック１３を回転フレーム１側に位置させておく。又流
体圧シリンダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４
ａは下方へ略同ストロークだけ突出させておき、流体圧
シリンダ４２のピストンロッド４２ａは最も突出させた
状態にしてボルト締結機４４を既設のハニカムセグメン
ト２６側から最も離れた位置に後退させておく。

【００５６】而して、回転フレーム１が回転して吊りビ
ーム９及び揺動フレーム１７並びに押えビーム３３、揺
動フレーム１７に取付けられている把持ブロック２８が
シールド底部まで移動し、図１において把持ブロック２
８の中心線が、セグメント供給装置に搭載したハニカム
セグメント２６に予め螺合されている把持金物２７の中
心線と一致したら、流体圧シリンダ１４を作動させてピ
ストンロッド１４ａを若干突出させる。そうすると、摺
動ガイドブロック１３、揺動フレーム１７を介して把持
ブロック２８が回転フレーム１から離れる方向へ移動
し、把持ブロック２８の球面座２８ｂが開口２８ａ側か
らセグメント供給装置上のハニカムセグメント２６に螺
合されている把持金物２７の頭２７ａの下に入る。

【００５７】そこで、流体圧シリンダ１０によりピスト
ンロッド１０ａを上昇させると、吊りビーム９及び揺動
フレーム１７が一体的に上昇し、把持ブロック２８の球
面座２８ｂが把持金物２７の頭２７ａ下面の球面状部２
７ｂに接触し、把持ブロック２８が把持金物２７を介し
て、ハニカムセグメント２６をセグメント供給装置から
持上げられる（図５参照）。この場合、把持ブロック２
８と把持金物２７の接触部は球面となっているため、若
干把持ブロック２８と把持金物２７の心がずれている場
合でも、ハニカムセグメント２６は無理なく円滑に持上
げられる。

【００５８】又、続いて流体圧シリンダ２２，２４のピ
ストンロッド２２ａ，２４ａを同じストロークだけ若干
下方へ突出させることにより押えビーム３３が下降し、
押えビーム３３はゴムパッド３５を介してハニカムセグ
メント２６を押える。このため、ハニカムセグメント２
６は押えビーム３３と把持ブロック２８によりロックさ
れた状態となる。この場合、ハニカムセグメント２６は
シールド掘進機の軸心線方向に対しては、フラットな状
態になり（図１３参照）、シールド掘進機の水平径方向
に対しては、把持金物２７がシールド掘進機の略中心に
位置し、且つ垂直中心線に対し略左右対称の状態になる
よう位置の調整を行う（図１参照）。

【００５９】ハニカムセグメント２６が把持ブロック２
８と押えビーム３３によりロックされたら、駆動装置４
を駆動して回転フレーム１を回転させる。そうすると、
吊りビーム９、摺動ガイドブロック１３、揺動フレーム
１７、押えビーム３３も回転フレーム１と一体的に回動
し、ハニカムセグメント２６は今回取付ける位置（例え
ば図１２の凹部５４）まですでに取付けられている既設
のハニカムセグメント２６の円周方向へ回動する。ハニ
カムセグメント２６は、押えビーム３３及び把持ブロッ
ク２８によりロックされているため、回転フレーム１の
回動中に外れて落下する虞れはない。

【００６０】ハニカムセグメント２６が取付け位置まで
回動したら、ハニカムセグメント２６のヨーイング、ロ
ーリング、ピッチング等の調整を行う。すなわち、ハニ
カムセグメント２６が把持ブロック２８により持上げら
れ、押えビーム３３により押えられた状態で、ハニカム
セグメント２６の水平方向位置を調整する場合、すなわ
ちヨーイングによる調整を行う場合には、左右の流体圧
シリンダ１４をピストンロッド１４ａのストロークが異
なるよう作動させて揺動フレーム１７をピン１５ａ，１
６ａを中心に回動させることにより行う。この場合、揺
動フレーム１７のピン１５ｂ，１６ｂ側にはガイドプレ
ート１８ｃ，１９ｃが設けてあり、矩形孔２０，２０’
とガイドプレート１８ｃ，１９ｃとの間では滑りが生じ
るため水平方向位置の調整は容易且つ確実に行われる。

【００６１】又、把持ブロック２８に把持され、押えビ
ーム３３により押えられているハニカムセグメント２６
の円周方向或いはシールド掘進機軸心線方向の傾きの調
整、すなわちハニカムセグメント２６のローリング、ピ
ッチングによる調整をする場合には、流体圧シリンダ２
２，２４を作動させて押えビーム３３により行う。この
場合、把持ブロック２８に形成した球面座２８ｂと把持
金物２７の頭２７ａの下面に形成した球面状部２７ｂが
当接しているため、把持金物２７の球面状部２７ｂが把
持ブロック２８の球面座２８ｂに対し円滑に回動し、従
って、ハニカムセグメント２６のローリング、ピッチン
グをも容易且つ確実に行うことができる。

【００６２】更に、流体圧シリンダ３９により回転フレ
ーム１を微移動させ、ハニカムセグメント２６の円周方
向位置も適宜の段階で調整しておく。

【００６３】なお、ヨーイング、ローリング、ピッチン
グは、ハニカムセグメント２６が図１、２のような水平
位置にある場合を仮想して説明しているが、実際は、取
付け位置まで回転フレーム１により搬送されるため、取
付け位置によっては、正しい位置にあるハニカムセグメ
ント２６の外周の接線方向等を基準として各調整が行わ
れることになる。

【００６４】ハニカムセグメント２６の位置、傾き等の
調整が終了したら、次いで流体圧シリンダ２２のピスト
ンロッド２２ａを突出させる。そうすると、押えビーム
３３はピン２５を支点として回動し、回転フレーム１か
ら最も離れた側が既設のハニカムセグメント２６内周側
へ傾き（図１４参照）、ついには位置決めバー３４の先
端は、既設のハニカムセグメント２６の内周へ接触する
（図１５参照）。

【００６５】位置決めバー３４の先端が既設のハニカム
セグメント２６の内周面に接触したら、流体圧シリンダ
２４のピストンロッド２４ａを突出させ、シールド掘進
機の軸心線に対して傾いている押えビーム３３の回転フ
レーム１側端部をシールド内周壁側へ移動させる。これ
により、押えビーム３３のシールド掘進機軸心線方向の
面は、シールド掘進機軸心線方向と平行になり、押えビ
ーム３３及び把持ブロック２８により押えられているハ
ニカムセグメント２６は既設のハニカムセグメント２６
と平行になると共に位置決めバー３４も既設のハニカム
セグメント２６の内周面に対し平行な状態で接触し、シ
ールド径方向の位置が決定される（図１６参照）。押え
ビーム３３及び把持ブロック２８により押えられている
ハニカムセグメント２６並に位置決めバー３４が既設の
ハニカムセグメント２６に対し平行になったか否かを見
るのは、例えば流体圧シリンダ２２，２４の流体給排ラ
インに夫々圧力計を設けておき、圧力計の圧力が所定の
圧力になったか否かでチェックする。これから取付ける
ハニカムセグメント２６が平行になると、両圧力計の圧
力は等しくなる。

【００６６】セグメント自動組立装置に取付けられてい
るハニカムセグメント２６が既設のハニカムセグメント
２６に対し平行になったら、流体圧シリンダ１４を作動
させてピストンロッド１４ａを突出させる。そうする
と、摺動ガイドブロック１３がガイドロッド１２に対し
既設のハニカムセグメント２６側へ移動する。このた
め、揺動フレーム１７及び押えビーム３３も摺動ガイド
ブロック１３と一体的に既設のハニカムセグメント２６
側へ移動し、セグメント自動組立装置側のハニカムセグ
メント２６の後端３面は既設のハニカムセグメント２６
の先端３面と接触する。これにより、セグメント自動組
立装置側のハニカムセグメント２６は、凹部５４の所定
位置に位置決めされたため、流体圧シリンダ４２により
ボルト締結機４４をハニカムセグメント２６側へ移動さ
せ、ハニカムセグメント２６のボルト挿通孔２６ａ，２
６ｂに予め挿通させてある挿通ボルト４５を既設のハニ
カムセグメント２６のナット４６に螺合する（図１７参
照）。これで今回取付けるハニカムセグメント２６の既
設のハニカムセグメント２６に対する取付けが終了す
る。

【００６７】又、押えビーム３３及び把持ブロック２８
により押えられているハニカムセグメント２６のシール
ド円周方向への位置決めが若干不正確な状態で流体圧シ
リンダ１４のピストンロッド１４ａを突出された場合、
押えビーム３３及び把持ブロック２８により押えられて
いるハニカムセグメント２６の円周方向両側の斜辺のう
ち何れかの斜辺が既設のハニカムセグメント２６の斜辺
に当接する。而して、この場合には、斜辺が当接した側
の流体圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａはそれ以
上突出できないが、斜辺が当接していない側のピストン
ロッド１４ａは更に突出する。このため、揺動フレーム
１７は、ピン１５ａ，１６ａを旋回中心としてピン１５
ａ，１６ａのまわりを回動し、図３で見た場合、紙面と
平行な方向へ移動することになる。この場合ピン１５
ｂ，１６ｂには、回動可能にガイドプレート１８ｃ，１
９ｃが取付けてあり、該ガイドプレート１８ｃ，１９ｃ
も揺動フレーム１７によりピン１５ｂ，１６ｂに対し回
動し、ブラケット１８ｂ，１９ｂとガイドプレート１８
ｃ，１９ｃの当接部には滑りが生じ、揺動フレーム１７
はガイドプレート１８ｃ，１９ｃに対し移動することに
なる。従って、揺動フレーム１７はピン１５ａ，１６ａ
に対し回動しても、揺動フレーム１７には無理な力が作
用したりすることはない。

【００６８】更に、今回取付けるハニカムセグメント２
６の斜辺が、既設のハニカムセグメント２６に対し上述
のごとく片当りした場合には、図４に示す流体圧シリン
ダ３９を作動させてピストンロッド３９ａを前進若しく
は後退させ、微調整用フレーム３８を回転フレーム１の
円周方向へ移動させる。このため、回転フレーム１も円
周方向へ移動する結果、今回取付けるハニカムセグメン
ト２６の片当りは修正され、該ハニカムセグメント２６
の円滑な位置決めを行うことができる。

【００６９】ハニカムセグメント２６の片当りが修正さ
れたか否かは、左右の流体圧シリンダ１４の流体給排ラ
インに夫々圧力計を設けておき、両圧力計の圧力が等し
くなったか否かでチェックする。片当りが修正されれ
ば、両圧力計の圧力は等しくなる。

【００７０】今回のハニカムセグメント２６の既設のハ
ニカムセグメント２６に対する取付けが終了したら、流
体圧シリンダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４
ａを後退させて、把持ブロック２８と把持金物２７の係
合を解除させ、流体圧シリンダ１４のピストンロッド１
４ａを後退させて摺動ガイドブロック１３、揺動フレー
ム１７、押えビーム３３を既設のハニカムセグメント２
６側から後退させ、流体圧シリンダ４２によりボルト締
結機４４を後退させ、次に取付けるハニカムセグメント
２６をセットするため駆動装置４により回転フレーム１
を回転させて吊りビーム９、摺動ガイドブロック１３、
揺動フレーム１７、押えビーム３３等を再びシールド底
面側へ移動させる。

【００７１】本発明の実施の形態においては、ハニカム
セグメント２６の取付け時に、位置決め用の多数のセン
サが不要となると共にセンサを移動させるための駆動装
置が不要となるため、装置全体をコンパクトにすること
ができると共に安価な装置とすることができる。又、ハ
ニカムセグメント２６の取付け時に、既設のハニカムセ
グメント２６の突出部にシールドジャッキを支持させる
ようにすることにより、ハニカムセグメント２６の取付
けと並行してシールド掘進機による掘削をすることがで
きるため、作業能率も向上する。

【００７２】なお、本発明の実施の形態における装置の
作動順序は上述の手順に限定されるものではなく、条件
により種々の作業手順をとることができること、ハニカ
ムセグメントに限らず、通常のセグメントに適用するこ
とも可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。

【００７３】

【発明の効果】本発明のセグメント自動組立装置及びセ
グメント位置決め方法によれば、請求項１〜３何れの場
合においても、ハニカムセグメントの取付けに際しハニ
カムセグメントの径方向位置を検出するために従来必要
であった多数の位置決め用センサやセンサの駆動装置が
不要となり、その結果、装置全体の構造を簡略化するこ
とができると共にコンパクトにすることができ、従って
設備費、運転維持費が安価となり、請求項２の場合は、
ハニカムセグメントの円周方向位置をも容易に調整する
ことが可能となる、等種々の優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に用いるセグメント自動組
立装置の正面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】図１に示すセグメント自動組立装置の回転フレ
ームを微調整するための機構の正面図である。

【図５】図１に示すセグメント自動組立装置の把持ブロ
ックとハニカムセグメントに螺着した把持金物との状態
を示す側面図である。

【図６】図５に示す把持ブロックの平面図である。

【図７】本発明の実施の形態のセグメント自動組立装置
により組立てるハニカムセグメントの平面図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。

【図９】図７に示すハニカムセグメントを締結するため
の締結手段を示す正面図である。

【図１０】図９のＸ部拡大図である。

【図１１】図９のＸＩ部拡大図である。

【図１２】図１に示すセグメント自動組立装置及びセグ
メント自動組立装置にセットした今回取付けるハニカム
セグメント並に既設のハニカムセグメントとの関係を示
す側面図である。

【図１３】図１に示すセグメント自動組立装置を用いて
ハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面
図で、ハニカムセグメントをセグメント自動組立装置に
搭載した状態を示す側面図である。

【図１４】図１に示すセグメント自動組立装置を用いて
ハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面
図で、位置決めバーを既設のハニカムセグメント内周に
近接させる状態を示す側面図である。

【図１５】図１に示すセグメント自動組立装置を用いて
ハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面
図で、位置決めバーが既設のハニカムセグメント内周に
接触した状態を示す側面図である。

【図１６】図１に示すセグメント自動組立装置を用いて
ハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面
図で、位置決めバーが既設のハニカムセグメント内周に
接触した後、今回取付けるハニカムセグメントを既設の
ハニカムセグメントと平行にした状態を示す側面図であ
る。

【図１７】図１に示すセグメント自動組立装置を用いて
ハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面
図で、今回のハニカムセグメントを既設のハニカムセグ
メントに締結した状態を示す側面図である。

【図１８】従来のセグメント自動組立装置の斜視図であ
る。

【図１９】図１８のセグメント自動組立装置の吊りビー
ム及び摺動フレーム近傍の一部破断の平面図である。

【図２０】図１８のフレーム下部に取付けるセグメント
把持装置の縦断面図である。

【図２１】図１８のフレームに取付ける各種センサの配
置状態を示す平面図である。

【図２２】図２１に示すセンサのうち、セグメントの径
方向位置を検出するポテンショセンサの近傍の正面図で
ある

【図２３】セグメントをハニカムセグメントとした場合
の利点を説明するための側面図である。

【符号の説明】

１ 回転フレーム ９ 吊りビーム １３ 摺動ガイドブロック（ブロック） １５ 揺動フレーム（フレーム） ２５ ピン（支点） ２６ ハニカムセグメント ２８ 把持ブロック（セグメント把持手段） ３３ 押えビーム ３４ 位置決めバー ３９ 流体圧シリンダ（駆動装置）

フロントページの続き (72)発明者 富松 宏明 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 北山 仁志 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 畑山 栄一 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 荒川 賢治 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 坂本 博三 大阪府大阪市西淀川区姫島３丁目５番26号 奥村機械製作株式会社内 (72)発明者 辰浜 哲郎 大阪府大阪市西淀川区姫島３丁目５番26号 奥村機械製作株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周方向へ回転し得るようにした回転フ
   レームに、回転フレームの径方向へ移動可能な吊りビー
   ムを取付け、該吊りビームに回転フレームの軸心線方向
   へ移動可能なブロックを取付け、該ブロックに取付けた
   フレームに、セグメント把持手段を設けると共に、シー
   ルド内周壁側へ近接、離反可能で且つ前記フレームの回
   転フレーム側の端部に形成した支点を中心として前記吊
   りビームの移動方向と平行な方向へ回動可能な押えビー
   ムを取付け、押えビームに既設のセグメントの内周面に
   接触可能な位置決めバーを取付けたことを特徴とするセ
   グメント自動組立装置。
2. 【請求項２】 回転フレームの円周方向位置を微調整す
   るための駆動装置を設けた請求項１に記載のセグメント
   自動組立装置。
3. 【請求項３】 請求項１のセグメント自動組立装置にお
   いて、既設のセグメント端部の直前所定位置で、フレー
   ムを支点を中心に回動させて位置決めバーの先端を既設
   のセグメントの内周面に当接させ、次いで位置決めバー
   が既設のセグメントの内周面に当接させたまま、フレー
   ムの支点側をシールド内周壁側へ移動させてセグメント
   把持手段に把持されているセグメントの径方向位置を既
   設のセグメントの径方向位置に合せることを特徴とする
   セグメント位置決め方法。