JPH0410022Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、高分子シートの溶着を確実に行い高
分子シートの溶着部破断を防止する超音波接合装
置に関するものである。

［従来の技術］ 近年シールド工法により構築されるトンネルの
覆工用セグメントの外周に、防水の為ビニール等
の高分子材料から成る不透水膜を被覆させること
が提案されている（実願昭60−97780号、実願昭
60−159771号等）。

不透水膜を被覆させるについて、不透水膜の接
合作業を伴うが、この不透水膜の接合を行う接合
装置について、第５図及び第６図に於いて説明す
る。

第５図及び第６図において、１はシールド掘進
機であり、２は該シールド掘進機１のシールドフ
レーム、３はシールドジヤツキ、４はテールシー
ル、５はセグメント、６は該セグメント５の外周
位置に敷設されたセグメント５を被覆した不透水
膜、７は該不透水膜６と地山８との間に形成され
たテールボイドに裏込材９を注入する裏込材注入
装置、１０は不透水膜６とセグメント５外周との
間に裏込材を注入する注入口である。

シールドフレーム２内面に鍔状に設けた補強用
フランジ１１の後面に全周所要等分（本図では４
等分）した位置に支柱１２をシールドフレーム２
の軸心と平行に立設し、その先端部に半径と同方
向にガイドローラユニツト１３を設ける。該ガイ
ドローラユニツト１３によりシールドフレーム２
と同心のリングフレーム１４を回転自在に支承せ
しめる。該リングフレーム１４の後端面には内歯
歯車１５を固着し、又リングフレーム１４の前端
面には超音波接合機１６を取付ける。

前記フランジ１１の後面にシールドフレーム２
の軸心と平行に支柱１７を立設し、該支柱１７の
先端部外周面側に軸受ブロツク１８を固着する。
フランジ１１の前面側にモータ１９を取付け、該
モータ１９より延長せしめた駆動軸２０を前記軸
受ブロツク１８に支承せしめる。該駆動軸２０に
はピニオンギア２１を固着し、ピニオンギア２１
を前記内歯歯車１５に噛合せしめる。

シールド掘進機が掘進み、超音波接合機１６が
既に覆設した不透水膜６の端部に位置すると、そ
の状態で継足すべき被不透水膜６′をその端部を
既不透水膜６の端部に重合させて配設し、モータ
１９によりピニオンギア２１を回転させてリング
フレーム１４を回転させ、超音波接合機１６を内
面に沿つて一周させ、前記重合部を超音波により
溶融接合するものである。

一般的な超音波接合機の構造としては第４図に
示す如きものがあり、接合すべき２枚の高分子シ
ート（シールド掘進機の例では不透水膜６，６′
に相当）がアンビル２２上で重合され、該アンビ
ル２２上方にアンビルと平行に移動フレーム（シ
ールド掘進機の例ではリングフレーム１４に相
当）が移動可能に配置され、該移動フレーム１４
に超音波接合機１６が設けられている。

該超音波接合機１６は、前記移動フレーム１４
に取付けられたホルダ２３内に超音波発振器２４
が収納され、超音波発振器２４の下端に工具ホー
ン２５が取付けられた構成となつており、工具ホ
ーン２５を高分子シート６，６′に所要の押圧さ
せた状態で、前記超音波発振器２４により工具ホ
ーン２５を超音波で振動させ押圧部を溶着させつ
つ超音波接合機１６を移動させて接合を行う。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、前述の如く、単に超音波接合機
１６を不透水膜６，６′の重合部内面に沿つて一
周させ、該重合部を超音波により溶融接合させる
のでは、重合部が溶融状態にあるとき、前記不透
水膜６′の皺等の反力によつて接合部が再び離れ
たり切断したりする場合があり、更に天井部に於
いては、不透水膜６′が自重によつて垂れ下がろ
うとするため、接合部が剥離してしまう割合が高
かつた。

本考案は、斯かる実情に鑑み、不透水膜の溶着
部に於ける剥離や破断を防止し得る超音波接合装
置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、移動フレームを高分子シートの接合
線に沿つて移動可能とし、該移動フレームに超音
波接合機を保持せしめると共に、該超音波接合機
の移動方向直後位置に、高分子シートの溶着部を
冷却させ得る接合線方向長さを有する溶着部押え
を設けた構成を有する。

［作用］ 超音波接合機を駆動しながら移動フレームを高
分子シートの接合線に沿つて移動せしめると、高
分子シートの融合箇所の移動が行われると共に、
超音波接合機が通過した後には直ちに溶着部押え
が続き融合箇所を押付け、溶融部の冷却を行い融
合箇所の固化、接続の完成を促進する。

［実施例］ 以下図面に基づき本考案の１実施例を説明す
る。

第１図乃至第３図に示す如く、シールドジヤツ
キ３と干渉しない様に配設した移動フレーム２７
の前後にブラケツト２８，２８を設け、該ブラケ
ツト２８に軸２９を挿通せしめ、該軸２９に１対
の走行ローラ３０，３０を回転自在に取付け、移
動フレーム２７がシールドフレーム２の内面に沿
つて走行し得る様にする。移動フレーム２７の前
進側（第１図中右側）のブラケツト２８近傍にピ
ン３１を介してホルダ３２を移動フレーム２７に
略沿つた姿勢となる様枢着する。ホルダ３２には
超音波発振器２４が保持され、超音波発振器２４
より延びる軸３４には水平型工具ホーン３５が固
着してある。

前記ホルダ３２の両側より水平型工具ホーン３
５を囲む様に１対のアームプレート３６，３６を
後進側に延出させて設ける。該１対のアームプレ
ート３６，３６間に前記水平型工具ホーン３５の
先端部を跨ぐ不透水膜押圧ローラユニツト３７を
設ける。

該不透水膜押圧ローラユニツト３７については
以下の構成である。

水平型工具ホーン３５の先端部を跨ぐ様スライ
ドブロツク３８を門型形状に成形し、該スライド
ブロツク３８をアームプレート３６，３６間に嵌
込んだフランジ付箱型ケーシング３９に摺動自在
に嵌合する。該箱型ケーシング３９はそのフラン
ジ部に於いてボルトにより前記アームプレート３
６，３６に固着する。

前記スライドブロツク３８の両脚部にそれぞれ
進行方向と平行な溝４０を刻設し、各溝４０に２
個宛の押圧ローラ４１を回転自在に設ける。該ス
ライドブロツク３８に押圧ローラ４１側よりシヤ
フト４２を貫通せしめ、シヤフト４２上端を箱型
ケーシング３９に固着する。該シヤフト４２の下
端には鍔部４３を設け、該鍔部４３によりスライ
ドブロツク３８の脱落を防止する。又、スライド
ブロツク３８と箱型ケーシング３９との間に押圧
スプリング４４を設け、該スプリング４４によつ
て押圧ローラ４１をシールドフレーム２側に付勢
する。

前記アームプレート３６の後側にシールドフレ
ーム２面に近接して延びるテール部４５を設け、
該テール部４５と移動フレーム２７間にエアシリ
ンダ４６を設け、該エアシリンダ４６によりテー
ル部４５に前記ピン３１を中心とし図中反時計方
向の回転力を作用させる。又、エール部４５には
不透水膜接合線上に位置せしめた溶着部押え４７
を設ける。該溶着部押え４７は弾性金属製の板材
であり、不透水膜表面に充分なじみ得るだけの弾
力性を有すると共に溶着部を冷却させ得る接合線
方向の長さを有している。

尚、２２はシールドフレーム２の内面に固定し
たアンビルを示す。

以下作動について説明する。

前記エアシリンダ４６には水平型工具ホーン３
５の接触部５１に所要の押圧力を生じさせる様な
圧縮空気を供給しておく。エアシリンダ４６に圧
縮空気を供給した状態では前記溶着部押え４７と
工具ホーン３５の接触部５１が不透水膜６に押圧
されると共に押圧スプリング４４が所要量撓み、
不透水膜６の接触部５１周囲４点を押圧ローラ４
１によつて押圧し、超音波接合を行うのに適正な
状況を実現する。

超音波発振器２４を駆動すると超音波振動は軸
３４を経て工具ホーン３５へ伝達され、接触部５
１を介して不透水膜６に超音波振動を伝播させて
不透水膜６を溶融接合する。更に、超音波発振器
２４の駆動と同時に移動フレーム２７を第１図中
矢印方向に移動させる。移動フレーム２７の移動
により融合箇所の移動が行われ、接合線は所要の
幅を有した連続した線となる。

又、接触部５１が通過した後には直ちに溶着部
押え４７が続き融合箇所を押付ける。溶融状態が
続き、接合が完成されていない部分を、溶着部押
え４７が押圧することにより、重合した不透水膜
が相互に離反し、溶着部が損傷することを防止す
ると共に溶融部の冷却を行い融合箇所の固化、接
合の完成を促進する。

尚、接触部５１及び溶着部押え４７は、不透水
膜の重合部を乗越える際、或はシールドフレーム
２の非円性に基づく凹凸があつた場合に凹凸に倣
つて動くが、エアシリンダ４６は押圧力の大きな
変化を生じさせることなく、溶着部押え４７、接
触部５１の押圧を保証する。

尚、上記実施例では本考案をシールド掘進機に
適用した場合を示したが、シールド掘進機以外の
ものにも適用可能であることは勿論である。

又、第１図に於いてエアシリンダに代えて油圧
シリンダ、スプリングとしてもよいこと、溶着部
押えには、板ばね状のものに限らず、溶着部を冷
却させ得るブロツク状の金属片を用いてもよいこ
と、等は言うまでもない。

［考案の効果］ 以上述べた如く本考案によれば、接合が完成さ
れていない溶融部の冷却を溶着部押えによつて行
い、融合箇所の固化、接合の完成を促進できるの
で、重合した高分子シートが相互に離反し、溶着
部が損傷することを防止できるという優れた効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例を示す側面図、第２
図は第１図のＡ矢視図、第３図は第１図のＢ矢視
図、第４図は従来例の側面図、第５図は接合機を
備えたシールド掘進機の側断面図、第６図は第５
図のＣ−Ｃ矢視図である。 ６は不透水膜、１６は超音波接合機、２４は超
音波発振器、２７は移動フレーム、３２はホル
ダ、３５は工具ホーン、４６はエアシリンダ、４
７は溶着部押えを示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 移動フレームを高分子シートの接合線に沿つて
   移動可能とし、該移動フレームに超音波接合機を
   保持せしめると共に、該超音波接合機の移動方向
   直後位置に、高分子シートの溶着部を冷却させ得
   る接合線方向長さを有する溶着部押えを設けたこ
   とを特徴とする超音波接合装置。