JPH0988497A - シールド掘進機のセグメントエレクタ装置およびセグメント取り付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント供給位置から組立位置への移動時
にはセグメントエレクタ装置に把持した把持セグメント
の揺動を抑止し、セグメント取り付け時には既設セグメ
ントに倣うための姿勢調整が容易で、かつ、構造が簡単
なシールド掘進機のセグメントエレクタ装置およびセグ
メント取り付け方法を提供する。 【解決手段】 把持セグメントを吊り下げる把持片２４
ｄの両側に変形自在な袋体２８を取着し、この袋体２８
に対する流体たとえばエアの供給・排出手段を設ける。
把持片２４ｄに把持セグメント１９を連結後、エア供給
源３１から袋体２８にエアを供給し、膨張した袋体２８
により把持セグメント１９を保持しつつセグメント取り
付け位置に移動する。この把持セグメント１９を既設セ
グメント７に取り付ける際は、把持セグメント１９に力
を加えることによって袋体２８を変形させ、把持セグメ
ント１９の向きを調整して位置合わせする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機に
よって掘削したトンネルの内壁に沿ってセグメントを取
り付けるための、シールド掘進機のセグメントエレクタ
装置およびセグメント取り付け方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機によって掘削したトンネ
ルの内壁には、シールド本体後部に旋回自在に装着した
旋回リングに設置されたセグメントエレクタ装置によ
り、トンネルの内壁に沿ってセグメントが組み立てられ
る。セグメント供給位置に置かれたセグメントは、セグ
メントエレクタ装置の先端を構成しているセグメント把
持手段によって把持され、組立位置に搬送される。図１
１（Ａ）は従来技術によるセグメント把持手段の一例を
示す背面図である。セグメント把持手段２４の下面には
１対の把持片２４ｄが固着されている。セグメント１９
を把持する場合、その重心位置すなわちセグメント１９
の左右方向のほぼ中央部に螺合した把持ボルト２６のピ
ン穴と、把持片２４ｄのピン穴とにピン２７を挿通して
セグメント１９を吊り下げる。

【０００３】セグメント把持手段２４には、上下方向に
伸縮するサポートジャッキ３４が把持片２４ｄの左右両
側にそれぞれ配設されている。セグメント１９を把持片
２４ｄに連結した後、これらのサポートジャッキ３４を
伸長側に操作し、セグメント１９の内周面にサポートジ
ャッキ３４先端のパッド３５を押し当てることにより、
セグメント１９の揺動を防止している。

【０００４】また、特開平６−２３５３００号公報によ
って開示されているエレクタ装置のセグメント保持構造
は、図１２に示すように保持部材（吊り部）４１の左右
両側にブラケット４２を設け、これらのブラケット４２
に振れ止め用の押付アーム４３が揺動自在に取着されて
いる。押付アーム４３の先端には下面が円弧状の押付部
材４４が取り付けられ、この押付部材４４に下端を連結
したアーム駆動シリンダ４５を伸長側に操作することに
よって、前記押付部材４４をセグメント１９の内周面に
当接させ、セグメント１９の揺動を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
（Ａ）および図１２に示した従来のセグメント把持手段
には次の問題点がある。 （１）セグメントの揺動を防止するためにサポートジャ
ッキ３４またはアーム駆動用シリンダ４５、およびパッ
ド３５または押し付け部材４４が必要であり、セグメン
ト把持手段の構造が複雑で、高価格となる。 （２）セグメント供給位置から組立位置に移動したセグ
メントを既設セグメントに取り付ける際、セグメント１
９の姿勢を既設セグメントに倣わせるため微調整を必要
とする。すなわち、図１１（Ｂ）に示すようにセグメン
トのピッチング角度、ヨーイング角度、ローリング角度
のいずれか１つ以上を微調整することにより、セグメン
トを容易に、かつ、確実に既設セグメントに取り付ける
ことができる。このため、サポートジャッキ３４または
アーム駆動用シリンダ４５を引き込み側に微操作してセ
グメント１９とパッド３５または押し付け部材４４との
間に微小隙間を形成し、これによって生じるセグメント
１９のがたつきを利用して前記微調整を行っている。し
かし、サポートジャッキ３４またはアーム駆動用シリン
ダ４５の微操作は熟練を要するため、最適隙間の形成に
時間がかかり、作業性が悪い。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に着目してなさ
れたもので、セグメント供給位置から組立位置への移動
時にはエレクタヘッドに把持したセグメントの揺動を抑
止し、セグメント取り付け時には既設セグメントに倣う
ための姿勢調整が容易で、かつ、構造が簡単なシールド
掘進機のセグメントエレクタ装置およびセグメント取り
付け方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するため、本発明に係るシールド掘進機のセグメ
ントエレクタ装置は、シールド掘進機のシールド本体後
部に旋回自在に装着した旋回リングに設置されると共
に、シールド掘進機によって掘削したトンネルの内壁に
沿ってセグメントを組み立てるためのセグメントエレク
タ装置において、このセグメントエレクタ装置の先端を
構成するセグメント把持手段の近傍に装着された可撓性
の袋体と、この袋体内部への流体の供給・排出装置とか
らなるセグメントサポート手段を備える。

【０００８】上記構成のセグメントエレクタ装置は次の
ように作用する。流体供給・排出装置を作動させると、
流体は袋体内に流入し、あるいは袋体内から流出する。
流体を袋体に流入させて袋体を膨張させれば、セグメン
トエレクタ装置に把持された把持セグメントは、前記膨
張した袋体によりセグメントエレクタ装置から離れる方
向に押し付けられて、把持セグメントの揺動を抑止す
る。また、流体によって膨張した袋体は可撓性に富んで
いるため、把持セグメントに外力を加えて袋体を変形さ
せれば、把持セグメントをセグメントエレクタ装置に把
持した状態のままで微小範囲内に動かすことができる。

【０００９】上記構成のセグメントエレクタ装置によれ
ば次のような効果が得られる。 （１）セグメントエレクタ装置に対して把持セグメント
を支持するために、従来、必要であったサポートジャッ
キおよびパッド等の押付部材が不要となり、代わりに袋
体だけでよいので把持装置の構造が簡素化され、装置の
低価格化が図れる。 （２）サポートジャッキおよびジャッキ先端のパッド等
の押付部材に代えて袋体を使用するので、流体の排出さ
れた袋体は殆ど体積を占めないため、図１１（Ａ）に示
す従来技術のピン位置Ｌ1 を、図５に示すようなピン位
置Ｌ2 まで短縮できる。これにより把持セグメントをセ
グメントエレクタ装置に近接した位置で把持できるた
め、シールド本体内の有効中空径が拡大してシールド掘
進機内における作業性が向上する。 （３）サポートジャッキおよびジャッキ先端のパッド等
の押付部材に代えて袋体を使用すれば、把持装置の重量
が軽くなるため、その分少ないエネルギーで把持セグメ
ントの移動および取り付けができる。 （４）把持セグメントの当り面に袋体が倣うので押付面
積が広い範囲となり、把持セグメントを支持するのに無
理な力がかからない。

【００１０】また、本発明に係るシールド掘進機のセグ
メント取り付け方法は、前記シールド掘進機のセグメン
トエレクタ装置を用いるセグメント取り付け方法であっ
て、前記袋体から流体を排出した状態でセグメント把持
手段に把持セグメントを連結後、袋体に流体を供給する
ことにより膨張した袋体により把持セグメントを保持し
つつ、セグメントエレクタ装置により把持セグメントを
取り付け位置まで移動した後、把持セグメントを既設セ
グメントに取り付ける際は把持セグメントに外力を加え
ることによって袋体を変形させ、把持セグメントのピッ
チンク角度、ヨーイング角度およびローリング角度をそ
れぞそれ必要に応じて調整して位置合わせした後、既設
セグメントに固定する。

【００１１】上記シールド掘進機のセグメント取り付け
方法は次のように作用する。セグメントエレクタ装置を
セグメント供給位置に移動し、流体を袋体から排出した
状態でセグメント把持手段に把持セグメントを連結した
後、流体供給・排出装置を作動させると、袋体は流入し
た流体によって膨張するため、把持セグメントはセグメ
ント把持手段から離れる方向に押し付けられる。これに
より、把持セグメントはセグメント把持手段に保持され
てセグメント供給位置から組立位置への移動中にセグメ
ント把持手段に対して揺動することはない。そして、把
持セグメントを既設セグメントに取り付ける際に必要な
位置合わせ、すなわち把持セグメントの向きを既設セグ
メントに倣って微調整する際のピッチング角度、ヨーイ
ング角度およびローリング角度の調整は、把持セグメン
トに僅かな外力を加えて袋体を変形させれば容易に達成
可能である。

【００１２】上記シールド掘進機のセグメント取り付け
方法によれば次のような効果が得られる。 （１）既設セグメントに対する把持セグメントの位置合
わせに際し、把持セグメントに人力を加えるだけの簡単
な操作により、袋体の変形を利用して既設セグメントに
対する位置合わせが可能となるため、従来、行っていた
サポートジャッキ、旋回モータ、昇降ジャッキ、摺動ジ
ャッキ、あるいはリンク式のセグメントエレクタ装置に
あってはアーム駆動ジャッキ等の微操作が不要となり、
位置合わせ作業が極めて容易となると共に、セグメント
組立の所要時間が大幅に低減される。 （２）袋体に供給する流体は、エア、油、水等を使用す
ることができるので、既存設備や作業現場の状況から任
意に選択できるため汎用性が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るシールド掘
進機のセグメントエレクタ装置およびセグメント取り付
け方法の実施例について、図面を参照して説明する。図
１は、本発明の第１実施例に係るセグメントエレクタ装
置を装着したシールド掘進機の縦断面図、図２は図１の
Ｚ視図、図３は図１のＰ部詳細図、図４は流体供給・排
出装置の回路図を併記した、把持装置の背面図である。

【００１４】図１を参照してシールド掘進機の概要につ
いて説明する。シールド掘進機１のシールド本体２は、
前胴２ａと後胴２ｂとに分割されており、前胴２ａの前
端にはカツタヘッド３が回転自在に取り付けられ、後胴
２ｂにはセグメントエレクタ装置４が設置されている。
また、前胴２ａと後胴２ｂとに跨がってシールドジャッ
キ５、アーティキュレートジャッキ６が設けられてい
る。シールド掘進機１は、シールド本体２の内周に沿っ
て複数個配設されたシールドジャッキ５が、既設セグメ
ント７から反力をとって前胴２ａを推進させる際にカツ
タヘッド３を回転させ前方の地山８を掘削する。

【００１５】アーティキュレートジャッキ６はシールド
本体２の内周に沿って複数個配設され、アーティキュレ
ートジャッキ６の操作により、シールド掘進機１の掘進
方向を変更して曲線掘削することができる。そして、前
胴２ａに設けた隔壁９の背面には、カッタヘッド３を回
転させるカッタ駆動モータ１０が取着されている。ま
た、隔壁９の前面とカッタヘッド３との間にはチャンバ
１２が設けられ、このチャンバ１２に取り込まれた掘削
土砂を排出可能な適度の泥土とするため、チャンバ１２
に適量の泥水を供給する送泥管１３と、チャンバ１２内
の泥土を後方に搬送する排泥管１４とが前記隔壁９に取
り付けられている。

【００１６】後胴２ｂには、内周に沿って複数個のガイ
ドローラ１５が配設され、これらのガイドローラ１５上
に旋回リング１６が転動自在に設置されている。前記旋
回リング１６は内歯車１６ａを有し、旋回モータ１７に
装着されたピニオン１８の回転によって、このピニオン
１８と噛み合う内歯車１６ａの設置された旋回リング１
６が旋回する。セグメントエレクタ装置４は前記旋回リ
ング１６に取り付けられ、把持セグメント１９を円筒状
に組み立てる際に旋回リング１６を旋回させることによ
り、把持した把持セグメント１９をシールド本体２の内
周に沿って移動させることができる。

【００１７】次に、図１〜図３を参照してセグメントエ
レクタ装置の構成について説明する。旋回リング１６の
背面には、対向する位置に１対のエレクタブラケット２
０，２０の前端が取り付けられている。これらのエレク
タブラケット２０，２０の後端にはそれぞれガイドバー
２１と昇降ジャッキ２２とが装着され、ほぼＵ字形の昇
降フレーム２３は昇降ジャッキ２２の伸縮により、ガイ
ドバー２１に沿って図１および図２における上下方向に
移動自在である。昇降フレーム２３の底部には、図２に
示すように把持装置２４が取着されている。

【００１８】図３に示すように、把持装置２４のフレー
ム２４ａには、摺動ジャッキ２５と、ガイドバー２４ｂ
によって前後方向すなわちシールド本体の軸線方向に案
内される把持部２４ｃとが取り付けられ、把持部２４ｃ
は摺動ジャッキ２５の伸縮によりガイドバー２４ｂに沿
って前後方向に移動自在である。また、把持部２４ｃの
下端には１対の把持片２４ｄが固定されている。把持セ
グメント１９を把持する場合には、把持片２４ｄのピン
穴と把持セグメント１９のほぼ中央部に螺合した把持ボ
ルト２６のピン穴とにピン２７を挿通して把持セグメン
ト１９を吊り下げる。

【００１９】更に、図４に示すように把持装置２４の先
端には、把持片２４ｄの左右両側にそれぞれ可撓性に富
む袋体２８，２８が装着され、これらの袋体２８にはそ
れぞれ空圧管路２９が接続されている。空圧管路２９の
他端は、いずれも電磁式方向切換弁３０を介してエア供
給源３１に接続されている。また、空圧管路２９にはリ
リーフ弁３２が設置され、袋体２８に充填する空気圧を
所定値に保持している。

【００２０】次に、上記セグメントエレクタ装置による
セグメント取り付け方法について説明する。把持セグメ
ント１９を把持するに当たり、図２に示した昇降ジャッ
キ２２、図３に示した摺動ジャッキ２５を駆動して把持
装置２４の位置を調整する。このとき、図４に示すよう
に袋体２８内のエアを排出しておく。次に、図５および
図６に示すように、把持すべき把持セグメント１９に螺
合した把持ボルト２６と把持片２４ｄとにピン２７を挿
通して両者を連結した後、電磁式方向切換弁３０を作動
させて袋体２８内にエアを供給する。これにより袋体２
８は膨らみ、把持した把持セグメント１９は袋体２８に
よって押し下げられるので、把持セグメント１９のピン
２７回りの揺動が抑止される。この状態で昇降フレーム
２３を上昇させ、摺動ジャッキ２５を収縮させて把持セ
グメント１９を組立位置に移動する。

【００２１】把持セグメント１９を組立位置に移動した
後、旋回モータ１７、昇降ジャッキ２２および摺動ジャ
ッキ２５を駆動して把持セグメント１９を取り付け位置
に近接させて、既設セグメント７に締結する。この把持
セグメント１９を既設セグメント７に締結するに際して
は、把持セグメント１９と既設セグメント７との各締結
ボルト穴の位置合わせが必要である。図７（Ａ）および
図８は前記各締結ボルト穴の位置合わせの状態を示し、
図７（Ｂ）は把持セグメント１９のピッチング角度、ヨ
ーイング角度、ローリング角度の関係を説明する図であ
る。すなわち、把持した把持セグメント１９が既設セグ
メント７に倣うように、把持した把持セグメント１９の
ピッチンク角度、ヨーイング角度およびローリング角度
を適宜調整しなければならない。

【００２２】そこで、図７（Ａ）および図８に示すよう
に把持した把持セグメント１９の一端に人力Ｆを加える
と、袋体２８の一方または両方が圧縮され、把持セグメ
ント１９の他端を所望の位置に調整することができる。
図７（Ａ）は、把持セグメント１９の右端を既設セグメ
ント７に締結する際に、把持セグメント１９の左端を押
し上げてローリング角度を調整した状態を示し、図８
は、既設セグメント７の方向に倣うように把持セグメン
ト１９の前側（同図においては左側）を押し下げ、ピッ
チング角度を調整した状態を示す。

【００２３】本実施例では袋体２８に供給する流体とし
てエアを用いたが、これに限るものではなく、油または
水等の非圧縮性の液体を用いてもよい。

【００２４】図９は本発明の第２実施例に係るセグメン
トエレクタ装置における把持装置の背面図、図１０は図
９のＺ視図である。袋体３３は可撓性に富む環状の袋体
で、把持片２４ｄを取り巻くように把持装置２４の下面
に装着されている。この袋体３３には第１実施例と同様
に空圧管路２９が接続され、空圧管路２９の他端は、電
磁式方向切換弁３０を介してエア供給源３１に接続され
ている。ただし、袋体３３は１個であるから空圧管路２
９および電磁式方向切換弁３０も１個でよい。その他の
構成は、第１実施例と同じである。

【００２５】上記第２実施例のセグメントエレクタ装置
によるセグメント取り付け方法は、先に述べた第１実施
例の場合と同じであるので、説明を省略する。既設セグ
メントに対する把持セグメント１９の位置合わせ時に
は、セグメントエレクタ装置に把持した把持セグメント
１９に力を加えることにより第１実施例と同様に袋体３
３の一部が変形するので、セグメント１９を所望の姿勢
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るセグメントエレクタ
装置を装着したシールド掘進機の縦断面図である。

【図２】図１のＺ視図である。

【図３】図１のＰ部詳細図である。

【図４】把持装置の背面図である。

【図５】把持装置に連結した把持セグメントを袋体でサ
ポートした状態を示す説明図である。

【図６】図５に示した把持装置の側面図である。

【図７】把持セグメント取り付け時の既設セグメントへ
の倣い操作を示す図で、（Ａ）は把持セグメントの一端
を押し上げてローリング角度を調整した状態を示す説明
図、（Ｂ）は把持セグメントのピッチンク角度、ヨーイ
ング角度およびローリング角度の説明図である。

【図８】把持セグメント取り付け時の既設セグメントへ
の倣い操作を示す図で、把持セグメントの一端を押し下
げてピッチング角度を調整した状態を示す説明図であ
る。

【図９】本発明の第２実施例に係るセグメントエレクタ
装置における把持装置の背面図である。

【図１０】図９のＺ視図である。

【図１１】従来の技術による把持装置の一例を示し、
（Ａ）は把持装置の背面図、（Ｂ）はセグメントのピッ
チンク角度、ヨーイング角度およびローリング角度の説
明図である。

【図１２】従来の技術による把持装置の他の例を示す背
面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 ２ シールド本体 ２ａ 前胴 ２ｂ 後胴 ４ セグメントエレクタ装置 ７ 既設セグメント １５ ガイドローラ １６ 旋回リング １７ 旋回モータ １９ 把持セグメント ２０ エレクタブラケット ２１，２４ｂ ガイドバー ２２ 昇降ジャッキ ２３ 昇降フレーム ２４ 把持装置 ２４ｃ 把持部 ２４ｄ 把持片 ２５ 摺動ジャッキ ２６ 把持ボルト ２７ ピン ２８，３３ 袋体 ２９ 空圧管路 ３０ 電磁式方向切換弁 ３１ エア供給源 ３２ リリーフ弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機のシールド本体後部に旋
   回自在に装着した旋回リングに設置されると共に、シー
   ルド掘進機によって掘削したトンネルの内壁に沿ってセ
   グメントを組み立てるためのセグメントエレクタ装置に
   おいて、このセグメントエレクタ装置の先端を構成する
   セグメント把持手段の近傍に装着された可撓性の袋体
   と、この袋体内部への流体の供給・排出装置とからなる
   セグメントサポート手段を備えることを特徴とするシー
   ルド掘進機のセグメントエレクタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシールド掘進機のセグメ
   ントエレクタ装置を用いるセグメント取り付け方法であ
   って、前記袋体から流体を排出した状態でセグメント把
   持手段に把持セグメントを連結後、袋体に流体を供給す
   ることにより膨張した袋体により把持セグメントを保持
   しつつ、セグメントエレクタ装置により把持セグメント
   を取り付け位置まで移動した後、把持セグメントを既設
   セグメントに取り付ける際は把持セグメントに外力を加
   えることによって袋体を変形させ、把持セグメントのピ
   ッチンク角度、ヨーイング角度およびローリング角度を
   それぞそれ必要に応じて調整して位置合わせした後、既
   設セグメントに固定することを特徴とするシールド掘進
   機のセグメント取り付け方法。