JPH0452316Y2 - - 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２図及び第３図に於いて説明す
る。

第２図及び第３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の円筒状のシ
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、該支柱の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。

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
適の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、オペレータが手動式の速度制御器
（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
すものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、円筒内面に沿つて回転自在に支承せ
しめたリングフレームと、該リングフレームに取
付けた超音波接合機と、前記リングフレームを駆
動するモータと、前記超音波接合機の先端が前記
円筒内面に於ける基準位置から回転角にして何度
の地点に位置しているかを検知する回転角度検出
器と、該回転角度検出器からの検出信号を基に前
記超音波接合機先端位置の角度に対応した最適モ
ータ回転速度を選択し前記モータに対して駆動信
号を出力する制御装置と、を備えてなる構成を有
する。

［作用］ モータを駆動し、リングフレームを回転させ、
超音波接合機を不透水膜を配した円筒内面に沿つ
て移動させると、回転角度検出器によつて超音波
接合機先端位置が円筒内面における基準位置から
の角度として検出され、検出された信号が制御装
置に入力され、該制御装置によつて現在の超音波
接合機先端位置に対応した最適モータ回転速度が
選択されると共にモータに対し駆動信号が出力さ
れ、モータが最適な回転速度で回転する。これに
より、超音波接合機が円筒内面に沿つて移動する
速度は、常に一定となり、不透水膜の溶着状態が
常に良好となる速度に保持される。

［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２図及び第３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、内歯歯車１５に計測ギア２
２を噛合せしめ、該計測ギア２２にロータリエン
コーダ等の回転角度検出器２３を連結し、リング
フレーム１４に取付けられた超音波接合機１６の
先端が基準位置から回転角にして何度の地点に位
置しているかを検知できるようにする。

前記回転角度検出器２３を制御装置２４に接続
し、回転角度検出器２３からの検出信号を制御装
置２４内の演算部２５に入力すると共に、該演算
部２５には、回転速度設定テーブル２６に予め設
定してある基準位置からの一定角度範囲毎の最適
モータ１９回転速度値が送られるようになつてお
り、該演算部２５に於いて、現在の基準位置から
の角度に対応した回転速度値を選択するようにす
る。尚、回転速度設定テーブル２６には、試運転
の結果に基づいて、基準位置からの一定角度範囲
毎の最適モータ１９回転速度即ち不透水膜６，
６′と接する超音波接合機先端の移動速度が一定
となる速度を、キーボード等の入力装置２７から
入力できるようにしてある。

前記演算部２５にて選択された回転速度値を、
Ｄ／Ａ変換器（デジタル・アナログ変換器）２８
を介してモータ可変速器２９に送り、該モータ可
変速器２９にてモータ１９に対する実際の駆動信
号が、制御装置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。

先ず、試運転に於ける不透水膜６，６′の溶着
状態に基づき、オペレータが予め制御装置２４か
らの回転速度設定テーブル２６に、入力装置２７
により基準位置からの一定角度範囲毎の最適モー
タ１９回転速度を入力しておく。

実際の運転時、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を円筒状のシ
ールドフレーム２内面に沿つて移動させると、内
歯歯車１５と噛合する計測ギア２２が回転し、回
転角度検出器２３から制御装置２４の演算部２５
に対し、超音波接合機１６先端が基準位置から何
度の位置にあるかを示す検出信号が入力されると
共に、回転速度設定テーブル２６から演算部２５
に対し、基準位置からの一定角度範囲毎の最適モ
ータ１９回転速度値が送られる。

前記演算部２５に於いて、超音波接合機１６先
端の位置を示す角度に対応した最適モータ１９回
転速度値が選択され、該選択された回転速度値
が、Ｄ／Ａ変換器２８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２９へ送ら
れ、該モータ可変速器２９からモータ１９に対し
駆動信号が出力され、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一定の速度で自
動的にシールドフレーム２内面に沿つて移動し、
全周に亘る不透水膜６，６′の接合を完了する。

尚、本考案は前記実施例にのみ限定されるもの
ではなく、シールドフレーム２に内歯歯車１５の
代わりにチエーンを内装し、ピニオンギア２１に
代えてスプロケツトを用いてもよいこと、モータ
１９の回転速度制御にはインバータを使用するこ
とも可能であること、シールドフレーム２内に同
心状の円筒型アンビル（台座）を設け、該アンビ
ルの外面に不透水膜６，６′を重合せしめ、超音
波接合機１６をアンビルの外周側から不透水膜
６，６′の重合部に沿つて移動させて不透水膜６，
６′の接合を行うようにしてもよいこと、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、超音波接合
機先端に於ける移動速度が一定となるよう自動制
御し得るため、オペレータの操作ミスもなくな
り、不透水膜の溶着を常に均一且つ良好に行うこ
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図は従来例を示す側断面図、第３図は第２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、２３は回転角
度検出器、２４は制御装置を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒内面に沿つて回転自在に支承せしめたリン
   グフレームと、該リングフレームに取付けた超音
   波接合機と、前記リングフレームを駆動するモー
   タと、前記超音波接合機の先端が前記円筒内面に
   於ける基準位置から回転角にして何度の地点に位
   置しているかを検知する回転角度検出器と、該回
   転角度検出器からの検出信号を基に前記超音波接
   合機先端位置の角度に対応した最適モータ回転速
   度を選択し前記モータに対して駆動信号を出力す
   る制御装置と、を備えてなることを特徴とする不
   透水膜接合装置。