JPH0650097A - セグメント組立て装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急曲線部においてもセグメント組付けが効率
よくなし得るシールド掘進機とは分離独立したセグメン
ト組立て装置を提供する。 【構成】 シールド掘進機６とは分離独立して構成され
ているセグメント組立て装置において、移動機構部を前
部脚構造体１、後部脚構造体２を連結部材３に、両脚構
造体１，２が連結部材３に対して傾動可能に取付けると
ともに、連結部材３にそれに沿って移動可能な中間部脚
構造体４を配設したものである。また、前部脚構造体１
にはセグメント組み付け手段５が、傾動可能に取付けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシールド掘進機のセグメ
ント組立て装置に関する。さらに詳しくは、急曲線施工
対応シールド掘進機に用いられるセグメント組立て装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、シールド工法において、セグ
メント組立て装置は、カッタを有する掘進機本体に搭載
された一体構造が一般的であるが、掘進機本体の後方に
分離独立しているセグメント組立て装置からなるシール
ド掘進機の例も認められる。

【０００３】このシールド掘進機本体と分離独立したセ
グメント組立て装置は、何等かの手段によってセグメン
ト組立て完了後に前進移動させる必要がある。

【０００４】ところで、最近の都市においては高層化さ
れたビルが多数建設されている。それにより、そのビル
の基礎が多数地中深くまで埋設されるようになってきて
いる。さらに、シールド工法の普及により地下鉄も多数
建設されるようになってきている。これらは、シールド
工法により新たなトンネルを建設する際の障害になる。
そのため、新たにトンネルを建設する際には、それらの
障害を避けてルートを設定する必要があるので、ルート
は急曲線部が多いものとならざるを得ない。

【０００５】かかる事情に対応すべく、本件出願人はす
でに急曲線部を有するトンネル建設に適用できる、中折
れ部を有するシールド掘進機本体の開発を行うととも
に、その製品化も行っている。

【０００６】しかしながら、そのシールド掘進機におい
て分離独立型セグメント組立て装置を採用しようとすれ
ば、トンネル内が急曲率で曲がっているために、セグメ
ント組立て装置の前進移動のためのレールなどのガイド
敷設が困難であることや、前進移動後の装置の位置、姿
勢の修正に手間取ることになり、作業能率の低下を来す
という問題を生じる。

【０００７】なお、これらに関する先行技術として、例
えば、特開平３ー９０７９９号がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、急曲線部にお
いてもセグメント組付けが効率よくなし得る、シールド
掘進機とは分離独立したセグメント組立て装置を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のセグメント組立
て装置は、シールド掘進機とは分離独立して構成されて
いるセグメント組立て装置であって、前部脚構造体と、
後部脚構造体と、前記両脚構造体と連結されている連結
部材と、前記連結部材の外側に配設されている中間部脚
構造体と、前記前部脚構造体に連結されているセグメン
ト組付け手段とからなり、前記前部脚構造体、前記後部
脚構造体および前記中間部脚構造体の脚部は伸縮自在と
されており、前記前部脚構造体と前記連結部材の連結部
は傾動可能とされ、同じく前記後部脚構造体と前記連結
部材の連結部は傾動可能とされており、前記中間部脚構
造体と前記連結部材とは相互に移動可能とされており、
前記連結部材は前記中間部脚構造体に対して揺動可能と
されており、前記前部脚構造体と前記セグメント組付け
手段との連結部は傾動可能とされていることを特徴とし
ている。

【００１０】本発明のセグメント組立て装置において
は、前記セグメント組付け手段にセグメント取付け位置
の微調整機構が設けられているのが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明のセグメント組立て装置においては、前
部脚構造体、後部脚構造体および中間部脚構造体の脚部
は伸縮自在とされており、前部脚構造体と連結部材の連
結部は傾動可能とされ、同じく後部脚構造体と連結部材
の連結部は傾動可能とされており、中間部脚構造体と連
結部材とは相互に移動可能とされており、中間部脚構造
体は連結部材に対して揺動可能とされており、前部脚構
造体とセグメント組付け手段との連結部は傾動可能とさ
れているので、その傾動角を適宜調整することにより各
脚構造体はセグメント内面に対して所望の姿勢をとるこ
とができる。また、前部脚構造体および後部脚構造体の
脚部を既設セグメント内面に接地して、セグメント組立
て装置を初期位置に設置した後、中間部脚構造体を連結
部材の前端部所定位置に移動させ、その脚部を既設セグ
メント内面に接地させ、しかるのち、前部脚構造体およ
び後部脚構造体の脚部を縮め、連結部材を前進させる。
連結部材が所定位置に到達すると、前部脚構造体および
後部脚構造体の脚部を伸ばし既設セグメント内面に接地
させるとともに、中間部脚構造体の脚部を縮める。これ
により、セグメント組立て装置の単位移動が完了する。
以下、この単位移動を繰り返すことにより、セグメント
組立て装置は、トンネルの急曲線部においても、その曲
線に追従して移動することができる。前記移動によりセ
グメント組立て装置が、所定位置に到達すると、セグメ
ント組付け手段も、前部脚構造体との連結部が傾動さ
れ、セグメント組付け位置に対して所望の姿勢とされ
る。これによりセグメント組付け手段は、トンネルの急
曲線部においてもセグメントを効率よく組付けることが
できる。

【００１２】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。

【００１３】図１は本発明の一実施例の概略図、図２は
図１のＡーＡ線断面図、図３は移動機構部の断面図、図
４はセグメント組付け手段の断面図、図５は連結部の詳
細図、図６は回転用アクチュエータの取付け図、図７は
前進用アクチュエータの取付け図である。図において、
１は前部脚構造体、２は後部脚構造体、３は連結部材、
４は中間部脚構造体、５はセグメント組付け手段、６は
シールド掘進機本体、Ｓはセグメントを示す。

【００１４】図１〜７に示される本発明の一実施例にお
いては、セグメント組立て装置は、前部脚構造体１と、
後部脚構造体２と、この両脚構造体１，２を連結してい
る連結部材３と、この連結部材３の外側に配設されてい
る中間部脚構造体４と、前部脚構造体１と連結されてい
るセグメント組付け手段５とからなっている。ここで、
前部脚構造体１、後部脚構造体２、連結部材３および中
間部脚構造体４が、移動機構部を構成する。

【００１５】前部脚構造体１は、図３にその詳細が示さ
れているように、前部脚構造体本体１１と、この前部脚
構造体本体１１の外周部に垂設されている脚部１２，１
２，１２とからなっている。前部脚構造体本体１１は、
例えば、円筒体とされ、その前端部には一対の突出部１
１ａ，１１ａが、その中心点に関して点対称に形成され
ている。また、その後端部のこの突出部１１ａ，１１ａ
が形成されている部位の反対側には、同様に突出部１１
ｂ，１１ｂが形成されている（図１参照）。この突出部
１１ａ，１１ａには、後述するセグメント組付け手段５
が連結される。また、突出部１１ｂ，１１ｂには、同じ
く後述する連結部材３の前端部３ａが連結される。脚部
１２は、外側部材１２１と、この外側部材１２１に摺動
自在に嵌入されている内側部材１２２と、この内側部材
１２２の先端部に取付けられた足部材１２３とからなっ
ている。この内側部材１２２の内部には油圧シリンダ機
構１３が設けられている。この油圧シリンダ機構１３の
油圧シリンダ１３１下部に設けられているベースプレー
ト１３２は、外側部材１２１内部のほぼ中間部に固着さ
れている。一方、ピストンロッド１３３の先端部は、内
側部材１２２のベースプレート１２２ａに設けられた連
結部材１２２ｂとピン接合により連結されている。この
様な構成とされることにより、内側部材１２２はピント
ンロッド１３３の伸縮により伸縮することができ、ま
た、足部材１２３の内側部材１２２の先端部への取付け
は、例えば、足板１２３ａの中央に垂設された板材１２
３ｂを内側部材１２２のベースプレート１２２ａに垂設
された保持部材１２２ｃ，１２２ｃにより挾み込み、そ
れらをピン接合することによりなされる。これにより、
足部材１２３はセグメントＳ内面の曲率に応じた角度で
接地することができる。ただし、足部材１２３の傾動角
が大きくなりすぎるとセグメントＳ内面への接地に支障
を来すので、このピン接合部には傾動角制限用のストッ
パ（図示せず）が設けられている。ここで、足板１２３
ａは、既設セグメントＳ内面に安定して接地できるに足
る大きさのものとされている。

【００１６】後部脚構造体２も前部脚部構造体１と同様
に構成されている。すなわち、後部脚構造体本体２１
と、この後部脚構造体本体２１の外周部に垂設されてい
る脚部２２，２２，２２と、この脚部２２を伸縮させる
油圧シリンダ機構２３とからなっている。ただし、後部
脚構造体本体２１には前部脚構造体本体１１の突出部１
１ａ，１１ａに対応する突出部は形成されていない。

【００１７】連結部材３は、例えば、脚部構造体本体１
１，２１の内径より小さな外径を有する円筒体とされて
いる（図３参照）。そして、その前端部３ａは前部脚構
造体１の本体１１に形成された突出部１１ｂと連結され
ており、その後端部３ｂは後部脚構造体２の本体２１に
形成された突出部２１ａと連結されている。図５に後端
部３ｂと後部脚構造体２の突出部２１ｂとの連結部の構
造の一例が示されている。図５に示す例においては、後
部脚構造体本体２１の突出部２１ａに取付座２４を設
け、この取付座２４に、連結部材３の後端部３ｂに設け
られたボス３１が配設されている。一方、取付座２４の
上端部２４ａには、傾動用アクチュエータ２５が取付け
られている。この傾動用アクチュエータ２５の回転軸２
５ａは、ボス３１にその軸心が一致するように嵌合され
ている。また、この回転軸２５ａにはキー２５ｂが設け
られている。これにより、回転軸２５ａの回転力がボス
３１に伝達される。ここで、ボス３１は軸受３２を介し
て取付座２４に装着されているので、回転力が伝達され
るとボス３１が回転する。なお、この傾動用アクチュエ
ータ２５としては、電動モータや油圧モータが用いられ
る。

【００１８】脚部構造体１，２と連結部材３との連結が
かかる構成とされており、しかも前述のごとく各突出部
１１ｂ，１１ｂ，２１ａ，２１ａは点対称に配置されて
いるので、各連結部に設けられている傾動用アクチュエ
ータを作動させることにより、脚部構造体１と連結部材
３との傾き運動あるいは脚部構造体２と連結部材３との
傾き運動をさせることができる。このため、脚部構造体
１，２は相互に自由にセグメントＳ内面に対して所望の
姿勢をとることができる。ここでは、この傾き運動を傾
動するという。

【００１９】中間部脚構造体４は、中間部脚構造体本体
４１と、この中間部脚構造体本体４１外周部に垂設され
ている脚部４２，４２，４２と、脚部４２，４２，４２
の間に配設されている前進用アクチュエータ４３，４
３，４３とを主要構成要素としている（図３参照）。こ
こで、脚部４２は脚部１２と同様な構成とされている。

【００２０】中間部脚構造体本体４１は、連結部材３の
外径より若干大きな内径を有する円筒体とされている。
この中間部脚構造体本体４１内面所定位置には、円弧状
の凹部が形成されたリング４４が配設されている。この
円弧状の凹部は、リング部材４４の配設位置に対応し
て、連結部材３のスライドリング３３外周面に設けられ
た球面ブッシュ３４と摺動自在に嵌合されている。そし
て、この中間部脚構造体本体４１とスライドリング３３
とは、回転用アクチュエータ３５により相対的に回転可
能とされている。この回転用アクチュエータ３５として
は、例えば、シリンダ３５１とピストンロッド３５２と
を主要構成要素とするものが挙げられる（図６参照）。
ここで、シリンダ３５１をスライドリング３３外周面の
前部３３ａに設けられた保持部材３６，３６により適宜
手段により保持させ、ピストンロッド３５２の先端部を
中間部脚構造体本体４１の先端部４１ａに設けられたラ
グ４５とピン接合させれば、ピストンロッド３５２の伸
縮により前述の相対的回転運動が確保される。なお、こ
の相対的回転運動により、後述する組付け手段５のロー
リングの修正をなすことができる。

【００２１】前進用アクチュエータ４３は、シリンダ４
３１とピストンロッド４３２とを主要構成要素とする。
シリンダ４３１は、中間部脚構造体本体４１外周面所定
位置に配設されている支持部材４６，４６により適宜手
段により保持されている。一方、ピストンロッド４３２
の先端部４３２ａには、図７に示すように、支持部材３
７，３７により保持されているピン部材３８に装着され
ている球面ブッシュ３９と摺動自在に嵌合されている受
け部材４３３が配設されている。ピストンロッド４３２
の先端部４３２ａが、かかる構成により支持部材３７，
３７により保持されているので、前記回転用アクチュエ
ータ４３の回転運動に追従して、前進用アクチュエータ
４３が、図中の矢印方向に首振りを行う。しかして、中
間部脚構造体４の脚部４２，４２，４２を縮めた状態に
おいて、この前進用アクチュエータ４３のピストンロッ
ド４３２を伸ばすことにより、中間部脚構造体４は連結
部材３に沿って、その前方所定位置まで移動する。この
移動の際に中間部脚構造体４の無用の回転を防止するた
め、連結部材３の長手方向にガイド溝Ｇが形成されてお
り、このガイド溝Ｇにスライドリング３３内面に設けら
れたスライドキー３３１が嵌め込まれている。

【００２２】組付け手段５は、図４に示すように、支持
体５１と、第１駆動機構部５２と、第２駆動機構部５３
と、組付け機構部５４とを主要構成要素としている。

【００２３】支持体５１は、例えば、円筒体とされてい
る。この支持体５１の後端部５１ａは、前部脚構造体本
体１１の突出部１１ａ，１１ａと、突出部１１ｂ，１１
ｂが連結部材３の前端部３ａとの連結部に用いられてい
るのと同様の構成により連結されている。この様な構成
とされることにより支持体５１も傾動することができ
る。

【００２４】第１駆動機構部５２は、支持体５１に摺動
自在に嵌合されているスライド部材５２１と駆動用アク
チュエータ５５とからなっている。駆動用アクチュエー
タ５５は、ピストンロッド５５１とシリンダ５５２とピ
ストンロッド５５１を駆動するモータ５５３とからなっ
ている。ピストンロッド５５１の先端部は、適宜手段に
よりスライド部材５２１の端部５２１ａに接続されてい
る。このピストンロッド５５１は、トンネル内の塵埃か
らの保護のためにベローにより覆われてもよい。モータ
５５３は支持体５１の後部５１ａの下部に適宜手段によ
り固定されている。これにより、スライド部材５２１
は、ピストンロッド５５１の進出・後退にともなって、
前進・後退することができる。

【００２５】第２駆動機構部５３は、スライド部材５２
１の外周部に所定の間隔を保持して配設されている胴部
材５３１と駆動用アクチュエータ５６とからなってい
る。胴部材５３１内面所定位置に、内面に円弧状の凹部
が形成されたリング部材５３２が配設されている。スラ
イド部材５２１の外周面のリング部材５３２に対応する
位置に球面ブッシュ５２２が配設されている。このリン
グ部材５３２と球面ブッシュ５２２とは摺動自在に嵌合
されている。駆動用アクチュエータ５６は、ピストンロ
ッド５６１とシリンダ５６２とピストンロッド５６１を
駆動するモータ５６３とからなっている。ピストンロッ
ド５６１の先端部は、胴部材５３１外周面に配設されて
いるラグ５３３とピン接合されている。このピストンロ
ッド５６１は、トンネル内の塵埃からの保護のためにベ
ローにより覆われてもよい。モータ５６３はスライド部
材５２１の端部５２１ａの上部に適宜手段により固定さ
れている。この様な構成とされることにより、ピストン
ロッド５６１の進出・後退にともなって、胴部材５３１
は傾動することができる。

【００２６】組付け機構５４は、回転ドラム５４１とこ
の回転ドラム５４１を回転させるモータ５７とからなっ
ている。モータ５７は、胴部材５３１の後端部５３１ａ
に適宜手段により保持されている。回転ドラム５４１の
後端部５４１ａには外周部に歯車５８ｃが形成されてい
る軸受５８が配設されている。この軸受５８の外側リン
グ５８ａと内側リング５８ｂとは相互に回転可能とされ
ている。そして、この外側リング５８ａは回転ドラム５
４１の後端部５４１ａに固着されており、一方、内側リ
ング５８ｂは胴部材５３１の後端部５３１ａに固着され
ている。歯車５８ｃには、モータ５７の回転軸５７１の
先端部に設けられた歯車５７２が歯合している。かかる
構成とされることにより、モータ５７の回転に伴い、回
転ドラム５４１も回転することができる。回転ドラム５
４１外周面の適宜位置に、従来と同種構造のセグメント
組付け部材５４３が取付けられている。

【００２７】傾動運動および前述の回転用アクチュエー
タ３５による組付け手段５のローリングの修正、第１駆
動機構部５２および第２駆動機構部５３により、組付け
手段５は、移動機構部によりほぼ所定位置にまでセット
されたセグメントＳの位置の微調整を行い、セグメント
Ｓをセグメント取付け部に対して所望の姿勢とすること
ができる。

【００２８】なお、その余のセグメント組付け手段５の
既設セグメントＳ部へのセグメントＳの組付け動作は従
来のものと同様であるので、その詳細な説明は省略す
る。

【００２９】次に、この様に構成されたセグメント組立
て装置のシールドトンネル内での移動動作について説明
する。

【００３０】ステップ１：前部脚構造体１および後部脚
構造体２の脚部１２，２２が延伸され、その足部材１２
３，２２３が既設セグメントＳ内面に接地する。これに
よりセグメント組立て装置の初期位置が設定される。こ
のとき、中間部脚構造体４の脚部４２は前進位置にあ
る。

【００３１】ステップ２：中間部脚構造体４が、前進用
アクチュエータ４３の伸長動作により、連結部材３の前
端部３ａ方向に移動させられる。

【００３２】ステップ３：中間部脚構造体４が所定位置
に到達すると、回転用アクチュエータ３５を作動させ、
中間部脚構造体４のローリングを修正し所望の姿勢とす
る。

【００３３】ステップ４：中間部脚構造体４の脚部４２
が伸長されて、その足部材４２３が既設セグメントＳ内
面に接地する。

【００３４】ステップ５：前部脚構造体１および後部脚
構造体２の脚部１２，２２が縮少する。

【００３５】ステップ６：前進用アクチュエータ４３の
縮少動作により、連結部材３が前進する。それにより、
連結部材３と連結されている前部脚構造体１および後部
脚構造体２も前進する。

【００３６】ステップ７：前部脚構造体１および後部脚
構造体２と連結部材３との連結部に配設されている傾動
用アクチュエータ２５を作動させ、前部脚構造体１およ
び後部脚構造体２をそれぞれ所望の姿勢とする。

【００３７】ステップ８：連結部材３と中間部脚構造体
４とに連結されている回転用アクチュエータ３５を作動
させローリングを修正をする。

【００３８】ステップ９：前部脚構造体１及び後部脚構
造体２の脚部１２，２２を伸長し、その足部材１２３，
２２３をセグメントＳ内面に接地する。

【００３９】これにより、セグメント組立て装置の単位
移動が完了する。以下、この単位移動を繰り返すことに
より、シールド掘進機本体６の移動に追従して、セグメ
ント組立て装置も移動することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、セグメント組立て装置がセグメント内面に対して所
望の姿勢をとりながら前進することができ、またセグメ
ント組付け手段もセグメント取付け位置に対して最適姿
勢をとることができるので、急曲線部の施工においても
セグメントの組付けが効率よく行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略図である。

【図２】図１のＡーＡ線断面図である。

【図３】移動機構部の断面図である。

【図４】セグメント組付け手段の断面図である。

【図５】連結部の詳細図である。

【図６】回転用アクチュエータの取付図である。

【図７】前進用アクチュエータの取付図である。

【符号の説明】

１ 前部脚構造体 ２ 後部脚構造体 ３ 連結部材 ４ 中間部脚構造体 ５ セグメント組付け手段 ６ シールド掘進機本体 Ｓ セグメント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機とは分離独立して構成さ
   れているセグメント組立て装置であって、前部脚構造体
   と、後部脚構造体と、前記両脚構造体と連結されている
   連結部材と、前記連結部材の外側に配設されている中間
   部脚構造体と、前記前部脚構造体に連結されているセグ
   メント組付け手段とからなり、前記前部脚構造体、前記
   後部脚構造体および前記中間部脚構造体の脚部は伸縮自
   在とされており、前記前部脚構造体と前記連結部材の連
   結部は傾動可能とされ、同じく前記後部脚構造体と前記
   連結部材の連結部は傾動可能とされており、前記中間部
   脚構造体と前記連結部材とは相互に移動可能とされてお
   り、前記連結部材は前記中間部脚構造体に対して揺動可
   能とされており、前記前部脚構造体と前記セグメント組
   付け手段との連結部は傾動可能とされていることを特徴
   とするセグメント組立て装置。
2. 【請求項２】 前記セグメント組付け手段にセグメント
   取付け位置の微調整機構が設けられてなることを特徴と
   する請求項１記載のセグメント組立て装置。