JPH0452313Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、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ためビニ
ール等の不透水膜を被覆させる際に、不透水膜同
士を順次接合するための不透水膜接合装置に関す
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〔実開昭
62−7496号公報〕、実願昭60−159771号〔実公平
２−23680号公報〕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４図及び第５図に於いて説明す
る。

第４図及び第５図に於いて、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。

ここで、重合部の溶着状態は、超音波接合機１
６の移動速度に左右され、超音波接合機１６の移
動速度が遅すぎると不透水膜６，６′が融けすぎ、
又、速すぎると融け方が少なすぎ、いずれにして
も溶着不良を起こすため、超音波接合機１６が最
適に移動速度となるようモータ１９を駆動してや
る必要があつた。

しかしながら、シールドフレーム２は必ずしも
真円であるとは限らず、それに加えてセツテイン
グ時の誤差によりシールドフレーム２とリングフ
レーム１４とが必ずしも同心状となつているとは
限らないため、超音波接合機１６の先端に於ける
移動速度は、単にモータ１９を定速運転したので
は一定とはならず、その結果、均一で良好な溶着
状態を得ることは容易ではなかつた。

このため、従来に於いては、予め全周に亘りモ
ータ１９の定速運転による試運転を行い、基準位
置からの一定角度範囲毎の溶着状態をオペレータ
が目視確認しておき、実際の運転時には試運転の
結果に基づき、オペレータが手動敷の速度制御器
（図示せず）でモータ１９の回転速度を調整しな
がら、不透水膜６，６′の溶着を行つていた。

［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、オペレータがモー
タ１９の回転速度を手動制御するのでは、オペレ
ータの操作ミスによつて溶着不良箇所が発生する
可能性も高く、オペレータには熟練性が要求され
ていた。

本考案は、斯る実情に鑑み、モータの回転速度
を自動制御し、超音波接合機の不透水膜に対する
移動速度を一定として不透水膜の溶着状態を常に
良好に保ち得る不透水膜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、不透水膜の接合線に沿つて移動可能
に支承せしめたフレームと、該フレームに取付け
た超音波接合機と、前記フレームを駆動するモー
タと、前記超音波接合機の移動方向後側に隣接す
るよう前記フレームに取付けた不透水膜の重合部
の溶着状態を検出する溶着状態検出器と、該溶着
状態検出器の検出値と基準値とを比較しその差に
基づいて前記モータに対し回転速度修正信号を出
力する制御器と、を備えてなる構成を有する。

［作用］ モータを駆動し、フレームを移動させ、超音波
接合機を不透水膜の重合部に沿つて移動させ該重
合部の接合を行うと、超音波接合機が通過した後
には直ちに溶着状態検出器が続き、該溶着状態検
出器によつて検出された値と基準値とが比較さ
れ、その差に基づいて制御器からモータに対し回
転速度修正信号が出力され、モータが所望の回転
速度で回転する。これにより、超音波接合機の移
動速度は、不透水膜の溶着状態が常に良好となる
速度に調整される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

尚、第１図中、第４図及び第５図と同一の符号
を付したものについては同一物を示している。

第１図に示す如く、リングフレーム１４に、超
音波接合機１６の移動方向（矢印方向）後側に隣
接するよう、不透水膜６，６′の溶着状態を検出
するための色差検出センサ２２を取付け、これに
伴い、不透水膜６，６′の重合部間には、不透水
膜６，６′より融点の低い色付シート２３を設け
るようにする（第２図参照）。前記色差検出セン
サ２２を制御器２４に接続し、色差検出センサ２
２からの検出値を制御器２４内の比較部２５に入
力すると共に、該比較部２５には、基準値設定テ
ーブル２６に予め設定してある基準値即ち前記色
付シート２３が溶け不透水膜６，６′の溶着状態
が最適となつた場合の色の濃さを示す値が送られ
るようになつており、該比較部２５に於いて、前
記色差検出センサ２２からの検出値と基準値とを
比較しその差を演算部２７へ送るようにする。同
時に該演算部２７には、回転速度修正テーブル２
８に予め設定してある色の差毎のモータ１９の回
転速度修正値が送られるようになつており、該演
算部２７に於いて、前記差に対応した回転速度修
正値を選択するようにする。

前記演算部２７にて選択された回転速度修正値
を、Ｄ／Ａ変換器（デジタル・アナログ変換器）
２９を介してモータ可変速器３０に送り、該モー
タ可変速器３０にてモータ１９を実際に駆動する
ための修正信号が、制御器２４の出力としてモー
タ１９に出力されるようにする。

次に、該実施例の作動を説明する。

モータ１９を駆動し、ピニオンギア２１の回転
によりリングフレーム１４を矢印方向に回転さ
せ、超音波接合機１６を、色付シート２３を間に
介在させた不透水膜６，６′の重合部に沿つて移
動させると、超音波接合機１６の移動速度が適正
であれば、融点の低い色付シート２３が先に融け
第３図に示す如く不透水膜６，６′の溶着が行わ
れるが、超音波接合機１６の移動速度が遅すぎる
と、色付シート２３及び不透水膜６，６′が融け
すぎて重合部の色が薄くなり、速すぎると、色付
シート２３及び不透水膜６，６′の溶着状態が不
完全となつて重合部の色が濃くなる。

前記超音波接合機１６が通過した後には直ちに
色差検出センサ２２が続き、色の濃さを示す検出
値が制御器２４の比較部２５に入力され、基準値
設定テーブル２６から比較部２５に送られる基準
値と比較され、その差が演算部２７に送られる。
該演算部２７に於いて、前記差に対応したモータ
１９の回転速度修正値が回転速度修正テーブル２
８から選択され、該選択された回転速度修正値が
Ｄ／Ａ変換器２９によつてデジタル量からアナロ
グ量に変換されてモータ可変速器３０へ送られ、
該モータ可変速器３０からモータ１９に対し修正
信号が出力され、モータ１９の電圧が変化し、モ
ータ１９が所望の回転速度で回転する。

こうして、超音波接合機１６は、不透水膜６，
６′の溶着状態が常に良好となるよう調整された
速度で自動的に移動し、全周に亘つて不透水膜
６，６′の接合を行う。

尚、超音波接合機１６の移動速度が極端に速す
ぎて不透水膜６，６′の溶着が不完全となつた箇
所については、その位置を基準点からの角度とし
て検出しておき、再度溶着を行うようにする。

尚、本考案は、前記実施例にのみ原点されるも
のではなく、色付シート２３を使用せず、色差検
出センサ２２の代わりに、不透水膜６，６′の溶
着状態検出器として、溶着後の厚さを検出する膜
厚センサを用い、該膜厚センサによる検出値と基
準値とを制御器２４にて比較しその差に基づいて
モータに対し回転速度修正信号を出力するように
してもよいこと、不透水膜の周方向の接合線に沿
つて移動するリングフレームに限らず、不透水膜
の軸方向の接合線に沿い直線的に移動するフレー
ムに超音波接合機を取付けたものにも応用し得る
こと、等本考案の要旨を逸脱しない範囲内に於い
て種々の変更を加え得ることは勿論である。

［考案の効果］ 以上述べた如く、本考案によれば、リングフレ
ームを駆動するモータの回転速度を自動制御し超
音波接合機の移動速度を自動的に調整できるた
め、オペレータの操作ミスもなくなり、不透水膜
の溶着を良好に行うことが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図は本考案の一実施例を示す概略説明図、
第２図は重合部間に色付シートを介在させた不透
水膜を示す側面図、第３図は第２図の不透水膜を
溶着接合した状態を示す側面図、第４図は従来例
を示す側断面図、第５図は第４図の−矢視図
である。 ２はシールドフレーム、６，６′は不透水膜、
１４はリングフレーム、１６は超音波接合機、１
９はモータ、２１はピニオンギア、２２は色差検
出センサ、２３は色付シート、２４は制御器を示
す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 不透水膜の接合線に沿つて移動可能に支承せし
   めたフレームと、該フレームに取付けた超音波接
   合機と、前記フレームを駆動するモータと、前記
   超音波接合機の移動方向後側に隣接するよう前記
   フレームに取付けた不透水膜の重合部の溶着状態
   を検出する溶着状態検出器と、該溶着状態検出器
   の検出値と基準値とを比較しその差に基づいて前
   記モータに対し回転速度修正信号を出力する制御
   器と、を備えてなることを特徴とする不透水膜接
   合装置。