JPS6213699A - セグメント自動組立装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はシールド掘進機の推進につれてセグメントを組
み立て覆工を完成させるときにセグメントの姿勢を任意
に制御し、セグメントの組立作業を容易、迅速に行うた
めに用いるセグメント自動組立装置に関するものである
。

［従来の技術］ シールド掘進機によっ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み立てられる。

ところで、セグメントは狭隘なトンネル内で容易に組み
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み立てて行くこと
になる。シールド掘進機には、重量が１トン以上ある上
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８図に概略を示すごとく、シール
ドフレームａ内にその内周壁に沿って回転自在に設けら
れた旋回輪すと、この旋回輪すの後端部に設けである一
対の支持アームｅに径方向に移動自在に設けられたアー
チ状の吊りビームＣと、この吊りビームＣに設けられた
セグメントの把持用フォークｄとから主に構成されてい
る。この把持用フォーク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っている。

即ち、シールド掘進機は、把持用フォークｄで把持した
セグメントを旋回輪すと吊りビームＣとの連動操作によ
ってトンネルの内周壁土の所望個所に搬送できるように
なっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来のセグメント組立装置にあっては、
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み
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
った。このため、既に組み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った場合等には、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、手間がかかった。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
のであった。これらによってトンネル建設コストの著し
い増大も招いていた。

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、セグメントの組付けを自動的
に行えるようにして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よ
うにしようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、シールドフレームの内周壁に沿って回動する
旋回輪に、シールドフレームの径方向に移動自在に吊り
ビームを支持させ、上記吊りビームの外側に球継手及び
ガイドロッドを介してバランサを設けると共に、該バラ
ンサを球継手を支点にし且つガイドロッドに沿いシール
ドフレームの径方向に移動させながらシールドフレーム
の軸方向及び周方向に揺動させて姿勢を制御させるため
の微調整シリンダを吊りビームとバランサとの間に設け
、上記バランサの外側にセグメントを着脱自在に把持す
る把持部材を設けた構成としてなり、更にバランサに、
セグメントを既に組立てられたセグメントにボルト連結
するためのボルト締結装置を設けた構成とする。

［作　　用］ バランサに設けたセグメント把持部材でセグメントを把
持させると、吊りビームをシールドフレームの円周方向
あるいは半径方向に適宜変位させることによりセグメン
トを任意の位置ヘセットすることができる。次に、微調
整シリンダでバランサをシールドフレームの軸方向、周
方向、径方向に揺動させると、セグメントの姿勢が制御
される。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図に示す如く、シールド掘進機のシール
ドフレーム１内に、その内周壁に沿って円環状の旋回輪
２を支持ローラ３を介して回転自在に設ける。旋回輪２
の前端部にはこれと同心円の歯車４を取付け、この歯車
４にはこれを駆動するためのビニオン５を噛合させる。

Ｍｌ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にブラケット６を介して固ガされている。

旋回輪２の後端部にはシールドフレーム１σ周方向に沿
ってアーチ状の吊りビーム７を一文のガイドロッド８及
び支持アーム９を介して本方向へ移動自在に設ける。上
記ガイドロッド８は吊りビーム７の両端部にそれぞれ設
けてあてて、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。を支持ア
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〕ダ１１が掛渡されている
。

上記吊りビーム７の中央部には、シールド；レーム１の
径方向へ移動自在にガイドロッド１を貫通して備え、ま
た、吊りビーム７の外側には、これよりも若干率さいア
ーチ状のバラン（；１３を位置させ、該バランサ１３の
中央部内面と」記ガイドロッド１２の外端部とを球継手
１４を介して連結し、吊りビーム７の外側にバランサ１
３を・　　揺動自在に取付ける。球継手１４は、第４図
に示：　　す如く、ガイドロッド１２の外端部にブラケ
ット１５を介して水平に取付けられた球頭部１６を有す
〉　　る軸１７と、その球頭部１６に摺動自在に嵌装さ
れ［た球面軸受１８とから構成され、この球面軸受１８
ミ　　をセグメントＳの内面に沿って円弧状に形成され
た上記バランサ１３の内面中央部に固定するこ；　　と
によって吊りビームγの外側にバランサ１３がｒ　　揺
動自在に支持される。

１　　　上記バランサ１３を球継手１４を支点としてシ
ー＝　　ルドフレーム１の軸方向（この方向の揺動をビ
Ｉ　　フランジという）及び周方向（この方向の揺動を
ローリングという）に揺動させてバランサ１３−　　の
姿勢を制御させるために、吊りビーム７とバ２　　ラン
サ１３との間に第３図に配置関係を示す如く：　　複数
の微調整シリンダ１９を配置し、各微調整シー　　リン
ダ１９を同時に伸縮させることによりガイドニ　　ロッ
ド１２がスライドしてバランサ１３をシールド、　　フ
レーム１の径方向へ変位させることができ、中央のシリ
ンダ１９のみ伸縮させることによりバランサ１３をピッ
チングさせることができ、また、両サイドのシリンダ１
９を交互に伸縮させることによりバランサ１３をローリ
ングさせることができるようにしである。

更に、バランサ１３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２０が設けて必る。

この把持部材２０はバランサ１３から径方向外方に突出
した回転軸２１の先端部にＴ字状のフック部２２を形成
した回転式係合フックからなり、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２
３に対して９０’回転されることにより係合したり、９
０’戻すことにより離脱するようにしである。この係脱
を自動化するため、回転軸２１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、バランサ１３には上記把持部材２０に把持された
セグメントＳを確実に支持するために、バランサ１３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２４が適数個設けておる。

更に、バランサ１３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）Ｏにボルト連結するた
めのボルト締結装置２５が適数個設けておる。

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２６及びこのフランジ２６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
２７を適宜間隔に形成しており、各フランジ２６にはボ
ルトを挿通させるためのボルト孔２８が形成されている
。また、各ボルト孔２８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２６ａにはフランジ付ナツト２９をそのフラ
ンジ部２９ａを台座３０に係合させることによって回転
自在に予め取付けておくと共に、他方のフランジ２６ｂ
にはボルト３１をその先端部がボルト孔２８に臨むよう
な状態で板ばねからなる保持具３２を介して予め取付け
ておく。なお、この場合、既に組立てられたセグメント
Ｏ側のフランジ２６ａにナツト２９を取付けておく方が
ボルト締結装置２５との関係で都合がよい。

上記ボルト締結装置２５は、各フランジ孔２７に挿入さ
れ、上記ボルト３１の頭部３１ａに係合してこれを保持
具３２のばね力に抗してナツト２９側に押動かすボルト
係合腕３３と、ナツト２９に係合してこれを回転させる
ナツト係合腕３４とを有し、このナツト係合腕３４の基
端部に取付けたガイドバー３５ａ上にボルト係合腕３３
の基端部を摺動自在に取付け、また、ボルト係合腕３３
の基端部に固定したガイドバー３５ｂをナツト係合腕３
４の基端部に取付けたジヤツキ３６に連結し、該ジヤツ
キ３６によりボルト係合腕３３をナツト係合腕３４に対
して近設離反させるようにしである。このナツト係合腕
３４の先端部にはナツト２９に係合して該ナツト２９を
回転させるための回転具３７が回転自在に設けてあり、
この回転具３７に回転力を与える手段として、ナツト係
合腕３４の基端部にモータＭ２を取付け、該モータＭ２
の回転軸に固定したスプロケット３８と回転具３７に固
定したスプロケット３９との間にチェーン４０を無端に
掛は渡し、モータＭ２の駆動で回転具３７を回転させる
ようにしである。このように構成されたボルト締結装置
２５は、ボルト締結すべき部分に合せてバランサ１３に
配設しである。

なお、ボルト締結装置２５は、そのガイドバー３５ａの
先端部をジヤツキ４１を介してバランサ１３に固定する
ことにより取付けられ、このジヤツキ４１の伸縮によっ
てナツト回転具３７をナツト２９に対して係脱させるこ
とができるようにしである。

今、セグメントＳを組立てる場合には、係合孔２３を上
向きにして置かれたセグメントＳに対して、バランサ１
３を接近させ、その把持部材２０で必る係合フックをセ
グメントＳの係合孔２３に挿入し、係合フックを９０”
回転させることにより係台状懇にする。次にセグメント
Ｓを吊り上げ、サポートジヤツキ２４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Ｏ
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の径方向移動及びバランサ１３の
揺動の連動操作によって行われ、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Ｙ軸方向のずれは旋回輪
２の回転によって解消され、Ｚ軸方向のずれは伸縮シリ
ンダ１１による吊りビーム７の径方向移動ならびに微調
整シリンダ１９によるバランサ１３の径方向移動によっ
て解消される。また、Ｘ軸を中心とした回転ずれはバラ
ンサ１３の両端部の微調整シリンダ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バランサ１３の中央部の微
調整シリンダ１９の伸縮作動によって解消される。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Ｏの端部に突当てたときに、セグメントＳが把持
部材２０を中心として回転することによって解消される
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は作業が
容易迅速化される。

このようにして、セグメントＳの位置決めがなされると
、ボルト連結作業を行う。この場合、ボルト締結装置２
５のボルト係合腕３３及びナツト係合腕３４はセグメン
トＳの位置決め時にフランジ孔２７に挿入されているの
で、両ジヤツキ３６゜４１の縮み作動によりナツト回転
具３７をナツト２９に、ボルト係合腕３３をボルト３１
の頭部３１ａにそれぞれ係合させ、この状態でボルト３
１をナツト２９側に押動かしつつナツト２９を回転させ
ればよい。ボルト３１の押動かしはジヤツキ４１の縮み
作動によりボルト係合腕３４を介して行われ、ナツト２
９の回転はモータＭ２によりナツト回転具３７を回転さ
せることによって行われる。なお、ボルト３１の押動か
しは、ボルト３１がナツト２９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。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明のセグメント組立重置によれば
、次の如き優れた効果を奏し得る。

（ｉ）　　吊りビームに摺動自在に貫通させたガイドロ
ッドに、セグメントの保持基盤たるバラ〕すを球継手を
介して設け、このバランサと阿りビームとの間に複数の
微調整シリンダにＪリバランサを球継手を支点として周
方向に、あるいはガイドロッドを介して径方向に変程さ
せて姿勢制御を図るようにしたので、バランサを介して
セグメントの姿勢を任意に制徒することができ、このた
めセグメントの組尤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と共に、バラン勺を
独自に径方向へ変位できることから吊りビームを支持す
る伸縮シリンダを通常のシリ〉ダに置き換えることがで
き、コストダウンが図れる。

（の　また、上記構成に加えて、バランサにボルト締結
装置を設けたので、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ｉ　　　動機械的に行うこと
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。

＋ａＸｔ）斯かる構成で必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図は本発明のセグメント組立装置の実施１　　例を
示す背面図、第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ断面−図、第
３図は第１図の■−■方向よりの平面図、第４図は本発
明の装置における球継手の拡大断°　　面図、第５図は
本発明の装置で組み立てるセグメントの斜視図、第６図
は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図はセグメント同士を連結するボルト連結
装置の側面図、第８図は従来のセグメント組立装置・　
　の図である。 １はシールドフレーム、２は旋回輪、７は吊りビーム、
１１は伸縮シリンダ、１３はバランサ、１４は球継手、
１９は微調整シリンダ、２０は把持部材、２３は係合孔
、２５はボルト締結装置、２９はフランジ付ナツト、３
１はボルト、３３はボルト係合腕、３４はナツト係合腕
、３５ａ、　３５ｂはガイドバーＳはセグメントを示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）シールドフレームの内周壁に沿つて回動する旋回輪
   に、シールドフレームの径方向に移動自在に吊りビーム
   を支持させ、上記吊りビームの外側に球継手及びガイド
   ロッドを介してバランサを設けると共に、該バランサを
   球継手を支点にし且つガイドロッドに沿いシールドフレ
   ームの径方向に移動させながらシールドフレームの軸方
   向及び周方向に揺動させて姿勢を制御させるための微調
   整シリンダを吊りビームとバランサとの間に設け、上記
   バランサの外側にセグメントを着脱自在に把持する把持
   部材を設けたことを特徴とするセグメント自動組立装置
   。 ２）シールドフレームの内周壁に沿つて回動する旋回輪
   に、シールドフレームの径方向に移動自在に吊りビーム
   を支持させ、上記吊りビームの外側に球継手及びガイド
   ロッドを介してバランサを設けると共に、該バランサを
   球継手を支点にし且つガイドロッドに沿いシールドフレ
   ームの径方向に移動させながらシールドフレームの軸方
   向及び周方向に揺動させて姿勢を制御させるための微調
   整シリンダを吊りビームとバランサとの間に設け、上記
   バランサの外側にセグメントを着脱自在に把持する把持
   部材を設けると共にセグメントを既に組立てられたセグ
   メントにボルト連結するためのボルト締結部材を設けた
   ことを特徴とするセグメント自動組立装置。