JPH0631558B2 - セグメント搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、トンネルの内周面に配置されるセグメント
を、これを組み立てて前記トンネルを覆工するセグメン
トエレクタの下方の受渡位置に搬送するための装置に関
する。

本発明において、受渡位置とは、セグメントエレクタが
搬送装置により搬送されたセグメントを把持することが
できる場所のことをいう。

（従来技術） トンネルの内周面に一次覆工として組み立てられるセグ
メントは、先ず、これを組み立てるためのセグメントエ
レクタの下方の受渡位置に配置され、次いでセグメント
エレクタのグリッパにより所定の箇所を把持され、その
後セグメントエレクタにより持ち上げられて既設のセグ
メントすなわち覆工に組み付けられる。

セグメントエレクタは、一般に、そのグリッパでセグメ
ントを把持する位置および姿勢の範囲が規制されている
ため、セグメントが所定の位置に所定の姿勢に配置され
ていないと、これを把持することができない。

このことから従来では、セグメントをクレーンにより吊
り下げてセグメントエレクタの下方に運搬した後、セグ
メントエレクタに対するセグメントの位置および姿勢を
人手により修正していた。このため、従来のセグメント
の組立方法では、セグメントの組み立てに多くの人手と
時間を要していた。

上記の課題を解決するために、セグメントを受ける受け
台をシールド本体の下部内側にシールド本体の軸線方向
へ往復移動可能に配置し、セグメントを受け台に載せた
状態で、受け台をセグメントエレクタの下方の受渡位置
に移動させることにより、セグメントを受渡位置に運搬
する搬送装置がある（特公昭４６−４４３３号公報）。

しかし、この搬送装置では、セグメントを受渡位置に運
搬することはできるが、セグメントが受け台の所定の位
置に所定の姿勢に載置されていないかぎり、セグメント
をセグメントエレクタのグリッパで把持することができ
ない。このため、前記搬送装置では、受け台に対するセ
グメントの位置および姿勢を人手により修正しなければ
ならない。

セグメントをその受渡位置に搬送する自動供給装置の１
つとして、トンネルの覆工内に該覆工の軸線方向に移動
可能に配置されたセグメント搬送装置と、該セグメント
搬送装置上を覆工の軸線方向へ往復移動されるセグメン
ト受渡装置とを備え、セグメントをセグメント受渡装置
に載せ、セグメント受渡装置を受渡位置に移動させるこ
とにより、セグメントをその受渡位置に搬送する装置が
提案されている（特開昭６１−２３７８００号公報）。

しかし、前記自動供給装置では、セグメントエレクタが
シールド本体に支承されているのに対し、セグメント受
渡装置を支持するセグメント搬送装置がトンネルの覆工
に支承されているため、シールド本体の進行方向の変更
および修正等に起因するシールド本体とセグメント搬送
装置との相対的な変位により、セグメントエレクタとセ
グメント受渡装置との相対的な位置および姿勢の関係が
変化し、その結果セグメントの受渡位置においてその都
度セグメントの位置および姿勢に対してエレクタのグリ
ッパの位置および姿勢を修正しなければならない。その
ため、セグメントを自動的に把持させるとき、位置およ
び姿勢の検出と、その結果に基づくグリッパの位置およ
び姿勢の修正とに多くの時間を要する。

また、前記自動供給装置では、セグメントをその受渡位
置においてセグメント受渡装置からセグメントエレクタ
に押し出すから、セグメント受取部をセグメントエレク
タに設けなければならず、受渡位置に搬送されたセグメ
ントを直接把持するセグメントエレクタ用の搬送装置に
適用することができない。

（発明の目的） 本発明は、セグメントをセグメントエレクタのグリッパ
で直接把持することができる状態に、セグメントを受渡
位置に搬送することができる、セグメント搬送装置を提
供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明のセグメント搬送装置は、シールド本体に固定さ
れたフレームと、一部が受渡位置に達する第１の位置
と、全体が前記受渡位置から前記シールド本体の前進方
向後方へ離される第２の位置とに移動可能に前記フレー
ムに支承された第１の移動体と、該第１の移動体に前記
軸線方向へ往復移動可能に配置された第２の移動体と、
前記第１の移動体を前記フレームに対し移動させる第１
の駆動機構と、前記第２の移動体を前記第１の移動体に
対し移動させる第２の駆動機構とを含む。

前記第２の移動体は、前記第１の移動体に前記軸線方向
へ往復移動可能に支承された台車であって前記第２の駆
動機構により移動されてセグメントを搬送する台車と、
該台車に載置されるセグメントの位置を規正すべく前記
台車に配置されたセグメントガイドとを備える。

（発明の作用、効果） 台車にセグメントの位置を規正するセグメントガイドを
配置したから、セグメントを台車に載せるとき、そのセ
グメントが、セグメントガイドにより、台車に対する位
置および姿勢を規制され、台車に対し正しい位置および
正しい姿勢に維持される。また、第１の移動体を支承す
るフレームがセグメントエレクタを据え付けているシー
ルド本体に固定されているから、換言すれば搬送装置と
セグメントエレクタとがシールド本体に取り付けられて
いるから、搬送装置とセグメントエレクタとの相対的な
位置および姿勢が一定になり、その結果台車がセグメン
トエレクタに対し正しい位置および正しい姿勢に維持さ
れる。

このため、本発明によれば、セグメントが台車に対し正
しい位置および正しい姿勢に維持されることと、台車が
セグメントエレクタに対し正しい位置および正しい姿勢
に維持されることとがあいまって、搬送装置により受渡
位置に搬送されたセグメントはセグメントエレクタに対
し正しい位置および正しい姿勢に維持され、その結果セ
グメントをセグメントエレクタのグリッパで直接把持す
ることができる状態に、セグメントを受渡位置に搬送す
ることができる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明のセグメント搬送装置の実施例
について説明する。

第１図に示すセグメント搬送装置１０は、セグメント１
２をトンネル内の覆工１４からシールドトンネル掘削機
のシールド本体１６の後部に設けられたセグメントエレ
クタ１８の下方の受渡位置に搬送すべく、セグメントエ
レクタ１８の後方に配置される。シールド本体１６は、
覆工１４に反力を得る複数の推進ジャッキ２０により前
進される。

セグメントエレクタ１８は、たとえば、特開昭６２−５
０５９９号公報に記載されているように、シールド本体
１６に設けられた複数のガイドローラによりシールド本
体１６にこれの軸線２２の周りに回転可能に配置されか
つ回転機構により回転されるリング２４と、該リングに
これの周方向に間隔をおいて配置されかつ該リングから
その後方へ伸びる複数のアーム２６と、軸線２２と直交
しかつリング２４の直径方向へ伸びる１つの軸線の方向
へ往復移動可能にアーム２６に配置された滑動軸を備え
るスライダ２８と、各スライダ２８の一端部に連結さ
れ、覆工すべきセグメント１２を把持するグリッパ３０
と、スライダ２８を介してグリッパ３０を前記滑動軸の
伸長方向へ移動させる駆動機構３２とを備える。

シールド本体１６内には、鋼材からなる一対の支持壁３
４が配置されている。両支持壁３４は、セグメントエレ
クタ１８より前方にあってシールド本体１６の軸線２２
と直交する水平方向へ隔てられた部位を軸線２２の方向
および上下方向へ伸び、またシールド本体１６に固定さ
れている。

両支持壁３４の後端部には、鉄骨組立体３６が固定され
ている。鉄骨組立体３６は、支持壁３４の後端部の上下
方向に間隔をおいた部位からシールド本体１６の軸線２
２に沿って後方へ伸びる複数の鉄骨と、上下方向へ伸び
る複数の鉄骨と、シールド本体１６の直径方向と平行に
水平方向へ伸びる複数の鉄骨とを相互に固定的に連結す
ることにより構成されている。鉄骨組立体３６は、セグ
メントエレクタ１８の回転を妨げないように、支持壁３
４の後端部からセグメントエレクタ１８の回転範囲の中
央部を経てシールド本体１６の軸線２２と平行にセグメ
ントエレクタ１８より後方へ伸びる。

搬送装置１０は、鉄骨組立体３６の下方に配置されたフ
レーム３８を含む。フレーム３８は、第１図、第３図お
よび第４図に示すように、鉄骨組立体３６から下方へ伸
びる複数の支柱４０と、シールド本体１６の軸線２２の
方向に隣り合う支柱４０を相互に連結する複数の鉄骨４
２と、シールド本体１６の直径方向に隣り合う支柱４０
を相互に連結する複数の鉄骨４４と、軸線２２の方向に
隣り合う複数の支柱４０の下端部に軸線２２の方向へ伸
びるように取り付けられた一対のガイド４６とを備え
る。ガイド４６は、これの長手方向へ伸びるガイド溝４
８を備え、また、ガイド溝４８が互いに対向するように
配置されている。ガイド４６は、図示の例ではＨ型鋼で
構成されている。

フレーム３８には、第１の移動体５０がシールド本体１
６の軸線２２の方向へ往復移動可能に支承されている。
第１の移動体５０は、第３図〜第５図に示すように、ガ
イド溝４８に係合されたローラ５２を上端部に有する複
数のアーム５４を備える。シールド本体１６の軸線２２
の方向に隣り合うアーム５４の上端部は、第５図に示す
ように、連結部材５６により相互に連結されている。ア
ーム５４の下端部には、軸線２２の方向へ伸びる支持台
５８が固定されている。支持台５８の上面には、これの
長手方向へ平行に伸びる一対のレール６０および一対の
第１の係合体６２が取り付けられている。

第８図に示すように、各レール６０は、これの幅方向の
端縁から立ち上がる立ち上がり部６０ａを備え、また、
立ち上がり部６０ａが幅方向外側となるように設けられ
ている。第１の係合体６２はレール６０の間に配置され
ている。各第１の係合体６２には、これの上端縁から外
方へ突出する係合部６２ａが長手方向全体にわたって設
けられている。支持台５８の前端部と後端部とには、第
５図に示すように、支持台５８の上面から立ち上がるス
トッパ６４，６６が設けられている。

搬送装置１０は、また、第１の移動体５０をフレーム３
８に対し移動させる第１の駆動機構６８を含む。第１の
駆動機構６８は、第３図および第４図に示すように、ガ
イド４６の下側をガイド４６に沿って伸びる一対のジャ
ッキからなる。両ジャッキのシリンダはガイド４６の後
部に枢着され、ピストンロッドは最先端に配置されたア
ーム５４に枢着されている。第１の移動体５０は、各ジ
ャッキが伸長されると、先端部がセグメントエレクタ１
８の下方となるように突出され、収縮されると全体がセ
グメントエレクタ１８の下方から退却するように後退さ
れる。

支持台５８上には、第２の移動体７０がシールド本体１
６の軸線２２の方向へ往復移動可能に配置されている。
第６図〜第８図に示すように、第２の移動体７０は、第
１の移動体５０のレール６０に適合される車輪７２を前
端および後端に有する平面方形の台車７４を備える。台
車７４には、該台車から立ち上がる板状の一対のセグメ
ントガイド７６，７８が設けられている。

セグメントガイド７６，７８は、台車７４に対する、運
搬すべきセグメント１２の前後方向の位置を規制すべ
く、セグメント１２の幅寸法と同じ距離だけ前後方向に
間隔をおいて配置されている。セグメントガイド７６，
７８の上端部は、両者の間にセグメント１２を正しくか
つ容易に受け入れることができるように、屈曲されてい
る。なお、一方のセグメントガイドを省略してもよい。

セグメントガイド７８には、セグメント１２の一方の側
部に設けられた棒状のピン１２ａを上方から受け入れる
切り込み８０が設けられている。これにより、台車７４
に対するセグメント１２の長手方向の位置が規制され
る。切り込み８０の上部は、ピン１２ａを容易に受け入
れることができるように、逆Ｖ字状に形成されている。
ピン１２ａは、セグメント１２が覆工１４に組み付けら
れるとき、既設のセグメントに設けられている穴に嵌合
される。

台車７４には、第１の移動体５０の第１の係合体６２と
移動可能に係合するように台車７４の下側を平行に前後
方向へ伸びる一対の第２の係合体８２が設けられてい
る。両第２の係合体８２は、第８図に示すように、第１
の係合体６２の係合部６２ａと係合する係合部８２ａが
長手方向全体にわたって設けられている。

台車７４の上面には、セグメント１２を安定に支持する
くさびのような複数の受け座８４，８６が固定されてい
る。受け座８４は、長さ寸法の大きいセグメントを受け
るように台車７４の巾方向側部に配置されている。これ
に対し、受け座８６は、小さい長さ寸法のセグメントを
受けるように受け座８４より中央の側に設けられてい
る。受け座８４は、受け座８６より大きい厚さ寸法を有
する。

搬送装置１０は、さらに、第２の移動体を７０を第１の
移動体５０に対し往復移動させるための第２の駆動機構
８８を含む。第２の駆動機構８８は、第３図および第５
図に示すように、支持台５８の後端部に据え付けられた
回転源９０と、支持台５８の前端側部に配置された一対
のスプロケット９２と、両端が第２の移動体７０に連結
され、回転源８８により移動される一対のチェーン９４
と、チェーン９４を案内するように支持台５８に設けら
れた複数のローラ９６とを備える。チェーン９４は、台
車７４からスプロケット９２、ローラ９６および回転源
９０を経て再び台車７４へ戻るように、支持台５８の側
部を伸びる。台車７４は、チェーン９４が連結される複
数のブラケット９８を備える。

回転源９０は、第５図に示すように、支持台５８に据え
付けられたモータ１００と、該モータの回転軸に取り付
けられたスプロケット１０２と、支持台５８に該支持台
の巾方向へ伸びるように配置された回転軸１０４と、該
回転軸のスプロケット１０２と対向する部位に取り付け
られたスプロケット１０６と、スプロケット１０２，１
０６に掛けられたチェーン１０８と、回転軸１０４の端
部に取り付けられた一対のスプロケット１１０とを備え
る。スプロケット１１０には、チェーン９４が掛けられ
ている。

第６図〜第８図に示すように、台車７４に設けられたセ
グメントガイド７８には、セグメントエレクタ１８と運
搬されたセグメント１２との相対的な位置関係を検出す
るために、セグメントエレクタ１８に設けられたセンサ
により感知される板１１２が取り付けられている。

第６図および第７図に示すように、第２の移動体７０
は、また、台車７４上に載置されたセグメント１２を後
方のセグメントガイド７８に向けて押圧するように、セ
グメントガイド７６より前方の部位に配置された一対の
押圧機構１１４を備える。両押圧機構１１４は、図示の
例では、前後方向へ移動可能に台車７４に支承された軸
１１６と、該軸を前後方向へ移動させるジャッキ１１８
とを備える。ジャッキ１１８は、台車７４にセグメント
１２が積載された後に軸１１６を後方へ移動させ、セグ
メント１２を台車に積載するときおよび台車７４から下
すときに軸１１６を前方へ移動させる。軸１１６の先端
部には、軸１１６が後方へ移動されたときに、台車７４
に積載されたセグメント１２に当接するローラが支承さ
れている。

搬送装置１０の使用時、第１および第２の移動体５０，
７０は、第１および第２の駆動機構６８，８８により後
退される。第２の移動体７０の後退位置は、ストッパ６
６により規制される。また、押圧機構１１４の軸１１６
は、前方へ移動されている。

この状態で、セグメント１２は、該セグメントが台車７
４の巾方向へ伸びかつピン１２ａが切り込み８０に受け
入れられるように、台車７４上に載せられ、押圧機構１
１４によりセグメントガイド７８に向けて押される。こ
れにより、セグメント１２がセグメントガイド７６，７
８の間に受け入れられかつピン１２ａが切り込み８０に
受け入れられるように、セグメント１２を台車７４に配
置するだけで、セグメント１２を台車７４ひいては搬送
装置１０に対し正しい位置および姿勢に配置することが
できる。しかし、押圧機構１１４を設けなくても、両セ
グメントガイド７６，７８により台車７４に対するセグ
メント１２の位置および姿勢を規制することができる。

次に、台車７４がセグメントエレクタ１８の下方にあっ
て支持台５８の先端部に配置されるように、第１および
第２の移動体５０および７０がそれぞれ第１および第２
の駆動機構６８および８８により移動される。これによ
り、セグメント１２は、セグメントエレクタ１８の下方
へ搬送される。第２の移動体７０の前進位置は、ストッ
パ６４により規制される。

次いで、セグメントエレクタ１８のグリッパ３０が下方
へ移動され、該グリッパによりセグメント１２が把持さ
れる。セグメント１２は、これの突出部１２ｂに設けら
れた穴にグリッパ３０のピンを通すことにより把持され
る。

セグメント１２を把持すると、セグメントエレクタ１８
は、グリッパ３０ひいてはセグメント１２を所定の高さ
位置に引き上げ、次いでセグメント１２を覆工１４の所
定の部位に組み付ける。

セグメント１２をセグメントエレクタ１８の下方へ配置
するとき、第１の移動体５０は、支持台５８がセグメン
トエレクタ１８の下方から完全に後退するように、第１
の駆動機構６８により移動される。このため、搬送装置
１０がセグメント１２をセグメントエレクタ１８の下方
の部位に配置するときの妨げにならない。第１の移動体
５０の前進位置および後退位置は、第１の駆動機構６８
のストロークにより規制される。

搬送装置１０によれば、フレーム３８がシールド本体１
６に固定されているから、搬送装置１０とセグメントエ
レクタ１８との相対的位置および姿勢が一定であり、セ
グメントをセグメントエレクタに対し、正しい位置およ
び姿勢に配置することができる。また、セグメント１２
をセグメントエレクタ１８により引き上げるとき、支持
台５８の第１の係合体６２と台車７４の第２の係合体８
２とが係合しているため、台車７４が支持台５８から浮
き上がることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセグメント搬送装置を組み込んだシー
ルドトンネル掘削機の一実施例を示す縦断面図、第２図
は第１図の２−２線に沿って得た断面図、第３図は本発
明のセグメント搬送装置の一実施例を示す正面図、第４
図は第３図に示す搬送装置の左側面図、第５図は第１の
移動体の一実施例を示す平面図、第６図は第２の移動体
の一実施例を示す平面図、第７図は第６図に示す第２の
移動体の正面図、第８図は第６図に示す第２の移動体の
右側面図である。 １０：搬送装置、１２：セグメント、 １４：覆工、１６：シールド本体、 １８：セグメントエレクタ、 ２２：シールド本体の軸線、３４：支持壁、 ３６：鉄骨組立体、３８：フレーム、 ４６：ガイド、５０：第１の移動体、 ５４：アーム、５８：支持台、 ６０：レール、６２：第１の係合体、 ６８，８８：駆動機構、７０：第２の移動体、 ７４：台車、７６，７８：セグメントガイド、 ８２：第２の係合体、９０：回転源、 ９２：スプロケット、９４：チェーン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 熊尾 義光 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 森 輝幸 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル覆工用のセグメント(12)をシール
   ド本体(16)に据え付けられたセグメントエレクタ(18)の
   下方の受渡位置に搬送するための装置であって、前記シ
   ールド本体に固定されたフレーム(38)と、一部が前記受
   渡位置に達する第１の位置と、全体が前記受渡位置から
   前記シールド本体の前進方向後方へ離される第２の位置
   とに移動可能に前記フレームに支承された第１の移動体
   (50)と、該第１の移動体に前記軸線方向へ往復移動可能
   に配置された第２の移動体(70)と、前記第１の移動体を
   前記フレームに対し移動させる第１の駆動機構(68)と、
   前記第２の移動体を前記第１の移動体に対し移動させる
   第２の駆動機構(88)とを含み、 前記第２の移動体(70)は、前記第１の移動体(50)に前記
   軸線方向へ往復移動可能に支承された台車で(74)あって
   前記第２の駆動機構(88)により移動されて前記セグメン
   ト(12)を搬送する台車(74)と、該台車に載置されるセグ
   メント(12)の位置を規正すべく前記台車に配置されたセ
   グメントガイド(76,78)とを備える、セグメント搬送装
   置。
2. 【請求項２】前記フレーム(38)は前記セグメントエレク
   タ(18)に関して前記軸線方向後方にあって前記軸線方向
   に平行に伸びる一対のガイド(46)を備え、前記第１の移
   動体(50)は、前記軸線方向へ往復移動可能に前記ガイド
   に係合された複数のアーム(54)と、該アームに固定され
   かつ前記軸線方向へ伸びる支持台(58)とを備え、前記台
   車(74)は前記支持台に支承されている、特許請求の範囲
   第（１）項に記載のセグメント搬送装置。
3. 【請求項３】前記第１の移動体(50)は、前記軸線方向へ
   の前記台車(74)の移動を案内するための、前記軸線に沿
   って平行に伸びる一対のレール(60)を備える、特許請求
   の範囲第（１）項または第（２）項に記載のセグメント
   搬送装置。
4. 【請求項４】前記第１の移動体(50)は第１の係合体(62)
   を備え、前記第２の移動体(70)は前記軸線方向へ往復移
   動可能に前記第１の係合体と係合しかつ前記第１の係合
   体と共同して前記台車(74)が前記第１の移動体から浮き
   上がることを防止する第２の係合体(82)を備える、特許
   請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（３）項に
   記載のセグメント搬送装置。
5. 【請求項５】前記第２の移動体(70)は、前記軸線方向に
   間隔をおいて前記台車(74)に配置された一対の前記セグ
   メントガイド(76,78)を備える、特許請求の範囲第
   （１）項に記載のセグメント搬送装置。
6. 【請求項６】前記第１の駆動機構(68)は、前記フレーム
   (38)と前記第１の移動体(70)とに連結されたジャッキで
   ある、特許請求の範囲第（１）項〜第（５）項のいずれ
   か１項に記載のセグメント搬送装置。
7. 【請求項７】前記第２の駆動機構(88)は、前記第１の移
   動体(50)の一端部に据え付けられた回転源(90)と、前記
   第１の移動体の他端部に配置された回転体(92)と、両端
   が前記台車に連結され、前記回転源により移動される長
   尺の部材(94)とを備え、該長尺の部材は前記台車から前
   記回転体および前記回転源を経て再び前記台車に伸びる
   ように配置されている、特許請求の範囲第（１）項〜第
   （６）項のいずれか１項に記載のセグメント搬送装置。