JP2850302B2 - セグメントエレクタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はシールド掘進機が掘削
したトンネルの内壁に沿ってセグメントを組立てるセグ
メントエレクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種のセグメントエレクタ装置と
しては例えば特開昭６０−１７３２９８号公報や、特開
昭６０−１７３２９９号公報、特開平５−１８１９５号
公報、特開平４−１３８４９７号公報に記載されたもの
が公知である。

【０００３】特開昭６０−１７３２９８号公報のもの
は、図１に示すように、トンネル掘削機に回転可能に設
けられたリングａと、該リングａに間隔をおいて配置さ
れかつ前記リングａの軸線方向後方へ伸長する一対のビ
ームｂと、該一対のビームｂに、前記リングａの直径方
向および前記軸線方向へ移動可能に支持された、セグメ
ントｃの吊持部材ｄと、前記リングａを回転させる手段
と、前記吊持部材ｄを前記直径方向へ移動させるための
第１移動手段および前記軸線方向へ移動させるための第
２移動手段とより構成されている。

【０００４】また特開昭６０−１７３２９９号公報のも
のは、図２に示すように、トンネル掘削機に回転可能に
設けられた駆動側の回転リングａと、前記トンネル掘削
機の後方で巻立てられた複数のセグメントｃから成る覆
工内にあって前記回転リングａの軸線の周りに回転可能
に支持された被駆動側の回転リングｅと、両回転リング
ａ、ｅを連結すべく該両回転リングａ、ｅに固定された
少なくとも一対のロッドｆを有する連結手段と、該連結
手段に、前記両リングａ、ｅの直径方向および前記軸線
の方向へ移動可能に支持された、セグメントｃの吊持部
材ｄと、前記駆動側の回転リングａの回転手段と、前記
吊持部材ｄを前記直径方向および前記軸線方向へ移動さ
せるための移動手段とより構成されている。

【０００５】さらに特開平５−１８１９５号公報のもの
は、図３に示すように、シールド掘削機本体ｈ内に旋回
可能に取付けた旋回リングｊと、同旋回リングに装着し
た複数のセグメント用昇降・スライド装置ｇとを有し、
これらセグメント用昇降・スライド装置は、既設セグメ
ントリングｃ内まで伸びて、そこで新設セグメントピー
スｃ′の把持、吊り上げを行うように構成されている。

【０００６】さらに特開平４−１３８４９７号公報のも
のは、図４に示すように、トンネル掘進機ｈのシールド
テール内に配設された半径方向の支持フレームｉの中心
部に、エレクター装置ｍが旋回ドラムｏを介して回転可
能に配備されている。旋回ドラムｏには、頂部にセグメ
ントピースｃの把持機構ｐを備えた門型フレームｑが半
径方向に移動自在に且つ前後方向に揺動自在に支承され
ている。旋回ドラムｏと、門型フレームｑのブラケット
ｒとの間には、ジャッキｓが介設され、ジャッキｓの伸
縮動により、把持機構ｐが門型フレームｑとともに前後
方向に揺動するように構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし特開昭６０−１
７３２９８号公報や特開昭６０−１７３２９９号公報で
は、組立てるべきセグメントをセグメントエレクタの直
下に搬入する必要があるため、セグメントの搬入が煩雑
であると共に、狭いスペースでの搬入作業は作業者に苦
渋と危険が伴うなどの不具合がある。

【０００８】またセグメント搬入時吊持部材ｄがセグメ
ントと干渉しないよう退避させているため、退避動作に
時間を要して組立てに時間がかかり、作業能率が悪いな
どの不具合がある。

【０００９】さらに土圧シールド掘進機のようにスクリ
ュウコンベヤが搭載されたものでは、曲線施工の際スク
リュウコンベヤとリングやロッドが干渉するため、施工
範囲に制限を受けると共に、掘進時後方のリングに設け
られたローラを、既設セグメントの内周を軸方向へ滑動
させるため、セグメントが破損したり、セグメントの継
目で引掛かるなどの不具合もあった。

【００１０】上記特開平５−１８１９５号公報のもの
は、セグメント昇降用スライド装置ｇがセグメント組立
て位置と既設セグメントに跨がるため、セグメント組立
て時邪魔になったり、旋回する際作業者に危険が及ぶな
どの不具合があると共に、セグメントをねじ送りするた
め、セグメント組立て時軸線方向の微調整を容易にすべ
くねじ送りピッチを小さくすると、セグメントを高速で
移動する場合ハンドルを高速で回転させなければなら
ず、作業性が悪い不具合がある。

【００１１】上記実開平４−１３８４９７号公報のもの
では、セグメント供給位置に対する揺動角が一定のた
め、斜坑−水平坑−斜坑のように連続変化するトンネル
を施工する場合、水平掘進時にもセグメントを斜めに置
いて把持するため、把持の際の作業性が悪いなどの不具
合がある。

【００１２】この発明はかかる従来のセグメントエレク
タが有する不具合を解消するためになされたもので、セ
グメントの搬入及び組立てが容易かつ能率よく行えるセ
グメントエレクタ装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、地中を掘進するシールド本体の後部に、
掘削されたトンネルの内壁に沿ってセグメントを組立て
るセグメントエレクタ装置を設けたシールド掘進機にお
いて、上記シールド本体の後部に旋回自在に設けられた
旋回支持部材に、リンク機構を介してセグメント供給位
置及びセグメント組立て位置の間を移動自在なエレクタ
ヘッドを設け、このエレクタヘッドにセグメント把持手
段を設けたものである。

【００１４】またリンク機構を４節平行リンクにより構
成すると共に、エレクタヘッドをリンク機構に接続され
た水平移動手段により水平方向に、また昇降手段により
昇降自在としたものである。

【００１５】

【作用】上記構成によりセグメント組立て位置に待機さ
せた状態でセグメント供給位置へ搬入したセグメント
を、リンク機構を介してセグメント供給位置へ移動させ
たエレクタヘッドのセグメント把持手段により把持して
セグメント組立て位置へ移動させ、既接セグメントに接
続して組立てると共に、上記動作を繰返すことにより１
リング分のセグメントを組立てたら、再び掘進を開始す
るものである。

【００１６】また斜坑、水平坑、斜坑のような掘削施工
の際には、エレクタヘッドが水平となるように角度を変
更して上記動作を繰返すことにより、セグメントの把持
及び組立てが容易かつ安全に行えるようになる。

【００１７】

【実施例】この発明の一実施例を図５ないし図７を参照
して詳述する。図５はシールド掘進機の断面図、図６は
図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図、図７はセグメントエレク
タ装置の拡大側面図である。

【００１８】これら図において１はシールド本体で、シ
ールドジャッキ２により地中へ推進されると共に、シー
ルド本体１の前部には、カッタヘッドモータ３により回
転駆動されるカッタヘッド４が設けられている。上記カ
ッタヘッド４により掘削された土砂は、シールド本体１
の前部に設けられたチャンバ１ａ内に取込まれた後、送
泥管５によりチャンバ１ａ内に注入された泥水により流
動化され、排泥管６により後方へ排出されるようになっ
ている。

【００１９】また上記シールド本体１の後部にはセグメ
ントエレクタ装置８が設置されている。上記シールド本
体１内のほぼ中間部には、隔壁１ｂが設けられていて、
この隔壁１ｂの中心部に上記送泥管５及び排泥管６を挿
通する円孔１ｃが開口されている。上記円孔１ｃの周辺
部には、軸受け９を介して旋回支持部材１０がシールド
本体１の軸心を旋回中心として旋回自在に支承されてい
る。上記軸受け９の外輪９ａ外周にはリングギヤ９ｂが
形成されていて、このリングギヤ９ｂに上記隔壁１ｂに
取付けられた旋回モータ１２のピニオン１３が噛合さ
れ、旋回モータ１２により上記旋回支持部材１０が旋回
できるようになっていると共に、この旋回支持部材１０
に４節平行リンクよりなるリンク機構１４を介してエレ
クタヘッド１５が取付けられている。

【００２０】上記リンク機構１４は互いに平行する一対
の長リンク１４ａと、互いに平行し、かつほぼへ字形に
屈曲する一対の短リンク１４ｂより構成されていて、上
記円孔１ｃの両側に設けられており、上記長リンク１４
ａの一端側が旋回支持部材１０の突出部１０ａにピン１
４ｃにより枢着されている。上記長リンク１４ａの他端
側には、中間部材１４ｄを介して短リンク１４ｂの一端
が接続されている。上記短リンク１４ｂの他端側には、
下面にセグメント１６を把持する把持部１７を有するエ
レクタヘッド１５がピン１４ｅを介して枢着されている
と共に、長リンク１４ａの一方と、旋回支持部材１０の
間には、揺動ジャッキ１８が横架されていて、この揺動
ジャッキ１８により、リンク機構１４及びエレクタヘッ
ド１５が図７の実線に示すセグメント組立て位置Ａと仮
想線で示すセグメント供給位置Ｂの間に往復移動できる
ようになっている。

【００２１】一方上記エレクタヘッド１５内には昇降ジ
ャッキ２０がトラニオン２１を介して回動自在に支承さ
れている。上記昇降ジャッキ２０のピストン杆２０ａ先
端は短リンク１４ｂの一方より突設された突出部１４ｆ
に枢着されていて、この昇降ジャッキ２０により上記エ
レクタヘッド１５が水平状態を保持したまま上下動され
るようになっている。また上記エレクタヘッド１５内に
は互いに平行するガイド杆２２が設けられていて、これ
らガイド杆２２に上記把持部１７が前後摺動自在に支承
されている。

【００２２】次に上記構成されたセグメントエレクタ装
置の作用を説明する。シールド本体１の掘進によりシー
ルド本体１の後方に形成されたトンネルを覆工するのに
当って、まず図示しないセグメント搬送手段で新たに組
立てるべきセグメント１６がセグメント供給位置へ搬入
される。次にセグメント組立て位置Ａにあるエレクタヘ
ッド１５が、揺動ジャッキ１８の伸長に伴い水平状態を
維持したまま図７の仮想線に示すようにセグメント供給
位置Ｂへ平行移動され、搬入されたセグメント１６の上
方に達する。その後エレクタヘッド１５内の昇降ジャッ
キ２０によりエレクタヘッド１５が下降されて、エレク
タヘッド１５の下面に設けられた把持部１７がセグメン
ト１６を把持すると、昇降ジャッキ２０によりエレクタ
ヘッド１５が供給高さＨまで上昇され、さらにシフトジ
ャッキ１８の収縮によりセグメント組立て位置Ａへ平行
移動される。そして組立て位置Ａに移動されたセグメン
ト１６は、既設セグメント１６´の位置まで下降され、
またガイド杆２２に沿って水平方向へ移動されて、既設
セグメント１６´に図示しないボルトナットなどの固着
具により連結固定される。

【００２３】以上上記動作によりセグメント供給位置Ｂ
に搬入されたセグメント１６を順次組立て位置Ａへ移動
し、旋回モータ１２により旋回支持部材１０を旋回させ
ながら、組立て位置Ａに移動されたセグメント１６をト
ンネル内壁に沿って順次組立てるもので、１リング分の
セグメント１６の組立てが完了したら、組立ての完了し
たセグメント１６の端面にシールドジャッキ２を当接し
て再びシールド本体１を推進させて掘進を開始する。以
下シールド本体１が１ピッチ分の掘進を終了する毎に、
上記セグメント１６の１リング分の組立てを繰返すこと
により、シールド掘進機が掘削したトンネルをセグメン
ト１６により覆工するものである。

【００２４】なお上記実施例はシールド本体１により掘
削した水平坑をセグメント１６で覆工する場合である
が、水平坑に連続して勾配α傾斜する斜坑を掘削する場
合、シールド本体１の傾斜に伴いエレクタヘッド１５も
傾斜するため、セグメント供給位置Ｂに水平状態で搬入
されたセグメント１６をエレクタヘッドの把持部１７が
把持できない。そこで別の実施例では図８に示すように
リンク機構１４に角度補正手段２４を設けて、セグメン
ト供給位置Ｂでエレクタヘッド１５がセグメント１６に
ならうよう角度を補正している。

【００２５】次にこの実施例を図８を参照して説明す
る。リンク機構１４を構成する一対の長リンク１４ａの
うち一方を伸縮自在な流体圧シリンダ１４ａ’より形成
して、エレクタヘッド１５がセグメント組立位置Ａより
供給位置Ｂへ移動される間に流体圧シリンダ１４ａ’を
収縮し、セグメント供給位置Ｂでエレクタヘッド１５が
セグメント１６にならって水平となるよう角度補正する
ようにしたものである。これによってセグメント搬入手
段２５でセグメント供給位置Ｂに水平状態で搬入された
セグメント１６をエレクタヘッド１５に設けられた把持
部１７が確実に把持できるようになり、セグメント把持
の際の作業性を大幅に改善することができる。

【００２６】またセグメント１６を把持してエレクタヘ
ッド１５がセグメント組立位置Ａへ移動される際に、再
び流体圧シリンダ１４ａ’が元の長さ（他方の長リンク
１４ａと同じ長さ）に伸長されるため、セグメント組立
位置Ａに達したエレクタヘッド１５はシールド本体１の
中心線に対して平行となり、水平坑覆工のときと同様な
動作でセグメント１６の組立が行えると共に、以下上記
動作を繰り返すことにより、水平坑に連続して掘削され
た斜坑の覆工作業が行えるようになる。

【００２７】なみ上記別の実施例では、リンク機構１４
を構成する長リンク１４ａの一方を流体圧シリンダ１４
ａ’とすることによりエレクタヘッド１５の角度補正機
構２４を構成したが、図９に示すように長リンク１４ａ
の一方を二分割して互いに伸縮できるように嵌合し、か
つこの長リンク１４ａを駆動モータ２４ａにより回転さ
れるボールねじ２４ｂを介して伸縮することにより、エ
レクタヘッド１５の角度を補正するようにしてもよい。

【００２８】すなわち二分割された長リンク１４ａの一
方にボールねじ２４ｂを支承する軸受１４ｅを設けると
共に、長リンク１４ａの他方にボールねじ２４ｂに螺合
するボールナット２４ｃを設けたもので、エレクタヘッ
ド１５がセグメント組立位置Ａよりセグメント供給位置
Ｂへ移動される間に駆動モータ２４ａによりボールねじ
２４ｂを回転させて、二分割された長リンク１４ａ間を
収縮することにより、セグメント供給位置Ｂでエレクタ
ヘッド１５がセグメント１６にならうように角度補正す
るようになっている。

【００２９】またセグメント供給位置Ｂでセグメント１
６を把持したエレクタヘッド１５がセグメント組立位置
Ａへ移動される間に駆動モータ２４ａによりボールねじ
２４ｂが逆転されて長リンク１４ａは元の長さとなり、
これによってセグメント組立位置Ａではエレクタヘッド
１５がシールド本体１の中心と平行になるため、水平坑
を覆工するときと同様な動作で斜坑の覆工が行えるよう
になる。

【００３０】

【発明の効果】この発明は以上詳述したように、セグメ
ント搬入時リンク機構を介してエレクタヘッドを組立て
位置へ待機させるようにしたことから、セグメント供給
位置に広いスペースが確保でき、これによってセグメン
トの搬入作業が容易かつ安全に行える。

【００３１】またリンク機構によりエレクタヘッドを前
後方向へ移動させるようにしたことから、従来のものに
比べて前後移動手段が簡単かつコンパクトに構成でき、
これによってセグメント組立て位置にも広いスペースが
確保できるため、既設セグメントと新設セグメントの締
結作業なども安全かつ能率よく行えると共に、土圧式シ
ールド掘進機のように排土用スクリュウコンベヤがシー
ルド本体の後部まで突出していても、スクリュウコンベ
ヤとセグメントエレクタが干渉することがないので、急
曲線施工にも対応することができるなど、適用範囲の拡
大が図れるようになる。

【００３２】さらに斜坑、水平坑、斜坑が連続する施工
に際しては、エレクタヘッドの角度を変更することによ
り対応することができるため、セグメントを把持する際
の作業性が改善でき、これによって組立て作業が迅速に
行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のセグメントエレクタ装置を示す説明図で
ある。

【図２】従来のセグメントエレクタ装置を示す説明図で
ある。

【図３】従来のセグメントエレクタ装置を示す説明図で
ある。

【図４】従来のセグメントエレクタ装置を示す説明図で
ある。

【図５】この発明の一実施例になるセグメントエレクタ
装置の設けられたシールド掘進機の断面図である。

【図６】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図７】この発明の一実施例になるセグメントエレクタ
装置の拡大側面図である。

【図８】この発明の別の実施例になるセグメントエレク
タ装置により斜坑を覆工する場合の作用説明図である。

【図９】この発明の他の実施例になるセグメントエレク
タ装置の説明図である。

【符号の説明】

１ シールド本体 ８ セグメントエレクタ装置 １４ リンク機構 １５ エレクタヘッド １６ セグメント １８ 水平移動手段 ２０ 昇降手段 Ａ セグメント組立て位置 Ｂ セグメント供給位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中を掘進するシールド本体（１）の後
   部に、掘削されたトンネルの内壁に沿ってセグメント
   （１６）を組立てるセグメントエレクタ装置（８）を設
   けたシールド掘進機において、上記シールド本体（１）
   の後部に旋回自在に設けられた旋回支持部材（１０）
   に、リンク機構（１４）を介してセグメント供給位置
   （Ｂ）及びセグメント組立て位置（Ａ）の間を移動自在
   なエレクタヘッド（１５）を設け、このエレクタヘッド
   （１５）にセグメント把持手段（１７）を設けたことを
   特徴とするセグメントエレクタ装置。
2. 【請求項２】 リンク機構（１４）を４節平行リンクに
   より構成すると共に、水平移動手段（１８）により水平
   方向に、また昇降手段（２０）により昇降自在としてな
   る請求項１記載のセグメントエレクタ装置。
3. 【請求項３】 エレクタヘッド（１５）をセグメント組
   立て位置（Ａ）よりセグメント供給位置（Ｂ）へ移動す
   る手段に、セグメント供給位置（Ｂ）でエレクタヘッド
   （１５）がセグメント（１６）にならうよう角度修正す
   る角度補正手段（２４）を設けてなる請求項１記載のセ
   グメントエレクタ装置。