JPH0748995A - シールド掘進機のセグメント組立エレクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントの精密な６自由度動作を行うこと
ができ、構造が簡単で寸法が小さく軽量であり、かつ出
力及びストロークが大きい高精度液圧ジャッキを必要と
しない、シールド掘進機のセグメント組立用エレクター
を提供する。 【構成】 吊ビーム２４にＺ軸にほぼ直交する平面を構
成する三角形ＡＢＣの各頂点に枢着部Ａ、Ｂ、Ｃが設け
られ、把持装置２２に三角形ＡＢＣに対しＺ軸を中心に
捩じれた三角形ａｂｃの各頂点に枢着部ａ、ｂ、ｃが設
けられ、枢着部Ａと枢着部ｂ及びｃの間と、枢着部Ｂと
枢着部ｃ及びａの間と、枢着部Ｃと枢着部ａ及びｂの間
とにそれぞれ両端が枢着部に枢着された６本の微調整ジ
ャッキ３１、３２、３３、３４、３５、３６が設けられ
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、シールド工法で掘削し
たトンネル内部にセグメントを組み立てるために使用す
るシールド掘進機のセグメント組立エレクターに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は従来のシールド掘進機のセグメン
ト組立エレクターの縦断面図であり、Ｘ軸はシールド掘
進機の前後方向を示し、Ｙ軸はＸ軸に水平な左右方向、
Ｚ軸はＸ軸とＹ軸に直交するトンネルの半径方向を示し
ている。エレクターの吊ビーム１は、トンネルの中心軸
を中心に旋回され、かつ図示しない伸縮ジャッキにより
半径方向（Ｚ軸）に移動できるようになっている。なお
図では、Ｚ軸を上下方向に示している。吊ビーム１の直
下（半径方向外方）には旋回微調フレーム２がローラ３
に支えられていて、図示しない微調ジャッキにより吊ビ
ーム１に対して左右方向（Ｙ軸）に移動できるようにな
っている。旋回微調フレーム２の内部には前後方向（Ｘ
軸）のガイドロッド４が取り付けられ、このガイドロッ
ド４に摺動フレーム５が案内されており、摺動フレーム
５は図示しない摺動ジャッキによりガイドロッド４に沿
って前後方向（Ｘ軸）に摺動することができる。摺動フ
レーム５の中央には球面軸受６が取り付けてあり、この
球面軸受６にバランサ７が取り付けられ、バランサ７の
後面と摺動フレーム５の後面との間には、半径方向の２
個の微調ジャッキ８が図３の紙面に鉛直な方向に並べ
て、取付腕９、１０を介して取り付けられている。バラ
ンサ７の外方には把持装置１１（把持装置及びボルト締
結機）によって、これから組み立てようとするセグメン
ト１２を把持できるようになっている。

【０００３】図３に示す従来の装置において、セグメン
ト１２の位置を左右方向（Ｙ軸）に調整するには、旋回
微調フレーム２を吊ビーム１に対して左右方向（Ｙ軸）
に移動させ、半径方向（Ｚ軸）に調整するには、吊ビー
ム１を伸縮させ、前後方向（Ｘ軸）に調整するには、摺
動フレーム５をガイドロッド４に沿って移動させる。ま
たセグメント１２の左右方向（Ｙ軸）を回転中心とする
角度を調整するには、２本の微調ジャッキ８を同時に伸
縮させ、半径方向（Ｚ軸）を中心とする角度を調整する
には、バランサ７を球面軸受６を中心として図示しない
ヨーイングジャッキにより図３の左右方向（Ｙ軸）に水
平に回動させ、前後方向（Ｘ軸）を回転中心とする角度
を調整するには、２本の微調ジャッキ８のうちの一方を
伸ばして他方を縮めることによる。

【０００４】一方、従来の装置は図４に示すように、吊
ビーム１は両端が半径方向（Ｚ軸）に移動するガイドロ
ッド１６の下端に固着されており、ガイドロッド１６の
内側の吊ビーム１上に、電動機、ポンプ、バルブ、タン
ク、クーラ等を収容した機器室１７が配置されており、
エレクターを縮めた時の有効利用径Ｖは、機器室１７の
内側に形成されるようになっていた。

【０００５】上述したように、シールド掘進機のセグメ
ント組立エレクターは、セグメント１２をＸ軸、Ｙ軸、
及びＺ軸に沿って移動させ（以下、それぞれスウェー
Ｘ、サージＹ、ヒーブＺという）、かつそれらの軸を中
心に回転させる（以下、ロールｘ、ピッチｙ、ヨウｚと
いう）動作、すなわち６自由度動作が必要となる。しか
し、上述したように従来のセグメント組立エレクター
は、構造が複雑であり、寸法が大きく、自重が大きい問
題点があった。

【０００６】また、セグメント組立エレクターにおける
各移動はセグメント１２を正確に組み立てるために高精
度の微調整が不可欠である。しかし、上述した従来のセ
グメント組立エレクターでは、吊ビーム１と把持装置１
１の間にヒーブＺ（Ｚ軸方向の移動）を行う駆動装置を
設けることが困難であり、吊ビーム１を半径（Ｚ軸）方
向に移動させる液圧シリンダ（図示せず）でヒーブＺを
行う必要があった。このため、出力及びストロークが大
きい高精度液圧ジャッキ（シリンダ）を必要とした。か
かる大出力、大ストロークの高精度液圧ジャッキは、製
作が困難であり、高価である問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点を解決するために創案されたものである。すなわち、
本発明の目的は、セグメントの精密な６自由度動作を行
うことができ、構造が簡単で寸法が小さく軽量であり、
かつ出力及びストロークが大きい高精度液圧ジャッキを
必要としない、シールド掘進機のセグメント組立エレク
ターを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、セグメ
ントを把持する把持装置と、把持装置を支持する吊ビー
ムと、吊ビームを半径方向（Ｚ軸）に移動させる液圧シ
リンダとを備えたシールド掘進機のセグメント組立エレ
クターにおいて、吊ビームにＺ軸にほぼ直交する平面を
構成する三角形ＡＢＣの各頂点に枢着部Ａ、Ｂ、Ｃが設
けられ、把持装置に三角形ＡＢＣに対しＺ軸を中心に捩
じれた三角形ａｂｃの各頂点に枢着部ａ、ｂ、ｃが設け
られ、枢着部Ａと枢着部ｂ及びｃの間と、枢着部Ｂと枢
着部ｃ及びａの間と、枢着部Ｃと枢着部ａ及びｂの間と
にそれぞれ両端が枢着部に枢着された６本の微調整ジャ
ッキが設けられている、ことを特徴とするシールド掘進
機のセグメント組立エレクターが提供される。

【０００９】本発明の好ましい実施例によれば、前記三
角形ＡＢＣ及び三角形ａｂｃは正三角形であり、三角形
ＡＢＣと三角形ａｂｃはＺ軸を中心に互いに約１８０度
捩じれている。

【００１０】

【作用】上記本発明の構成によれば、吊ビームに設けら
れた３つの枢着部Ａ、Ｂ、Ｃと、把持装置に設けられた
３つの枢着部ａ、ｂ、ｃとの間が６本の微調整ジャッキ
で連結されおり、６本の微調整ジャッキを作動（伸縮）
させることにより吊ビームに対する把持装置の６自由度
動作（スウェーＸ、サージＹ、ヒーブＺ、及び、ロール
ｘ、ピッチｙ、ヨウｚ）を行わせることができる。

【００１１】また、６本の微調整ジャッキによりいわゆ
るトラスが構成されているので、各微調整ジャッキには
軸力のみが作用し、曲げ力は作用しない。従って、吊ビ
ームと把持装置とを６本の微調整ジャッキのみで連結す
ることができ、構造が簡単で寸法が小さく軽量となる。
更に、吊ビームと把持装置の間の６本の微調整ジャッキ
により把持装置のヒーブＺを精密に微調整することがで
きるため、吊ビームを半径（Ｚ軸）方向に移動させる大
出力かつ大ストロークの高精度液圧ジャッキが不要とな
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明によるシー
ルド掘進機のセグメント組立エレクターの全体構成図で
あり、図２は図１の部分拡大図である。これらの図にお
いて、Ｘ軸はトンネルの軸心方向でありシールド掘進機
の前後方向を示し、Ｙ軸はＸ軸に水平な左右方向、Ｚ軸
はＸ軸とＹ軸に直交するトンネルの半径方向を示してい
る。

【００１３】図１において、本発明のシールド掘進機の
セグメント組立エレクター２０は、セグメント１２を把
持する把持装置２２（把持装置及びボルト締結機）と、
把持装置２２を支持する吊ビーム２４と、吊ビーム２４
をＺ軸方向に移動させる昇降シリンダ２６とを備えてい
る。把持装置２２のセグメント１２を把持する構造は従
来と同様である。昇降シリンダ２６はトンネルの中心軸
（図示せず）を中心に旋回する旋回装置（図示せず）に
固定され、これにより吊ビーム２４をトンネルの中心軸
を中心に旋回するようになっている。この昇降シリンダ
２６は通常の液圧シリンダであり、リミットスイッチ等
により、半径方向の定位置で正確に停止できるようにな
っている。

【００１４】図１及び図２において、吊ビーム２４にＺ
軸にほぼ直交する平面を構成する三角形ＡＢＣの各頂点
に枢着部Ａ、Ｂ、Ｃが設けられ、把持装置２２に三角形
ＡＢＣに対しＺ軸を中心に捩じれた三角形ａｂｃの各頂
点に枢着部ａ、ｂ、ｃが設けられている。この三角形Ａ
ＢＣ及び三角形ａｂｃは正三角形であり、三角形ＡＢＣ
と三角形ａｂｃはＺ軸を中心に互いに約１８０度捩じれ
ているのが良い。

【００１５】更に、枢着部Ａと枢着部ｂ及びｃの間と、
枢着部Ｂと枢着部ｃ及びａの間と、枢着部Ｃと枢着部ａ
及びｂの間とにそれぞれ両端が枢着部に枢着された６本
の微調整ジャッキ３１、３２、３３、３４、３５、３６
が設けられている。各微調整ジャッキと各枢着部との連
結は、例えば球面継手によるのがよい。また、６本の微
調整ジャッキは、高精度の位置調整ができる液圧ジャッ
キ（シリンダ）であり、例えばパルス信号により正確に
位置調整できるパルスシリンダであるのがよい。この６
本の微調整ジャッキはそれぞれ、図示しない制御装置に
よりその位置を制御され、全体として把持装置２２の６
自由度動作を６本の微調整ジャッキ３１、３２、３３、
３４、３５、３６の作動（伸縮）により行うことができ
る。すなわち、微調整ジャッキ３４及び３５により、枢
着部ａの位置を自由に位置決めでき、同様に微調整ジャ
ッキ３６及び３１により枢着部ｂの位置、微調整ジャッ
キ３２及び３３により枢着部ｃの位置を自由に位置決め
できる。これにより、挟持装置２２に設けられた３つの
枢着部ａ、ｂ、ｃを自由に位置決めでき、挟持装置２２
の６自由度動作を正確に行うことができる。

【００１６】上述したように本発明のシールド掘進機の
セグメント組立用エレクターによれば、吊ビームに設け
られた３つの枢着部Ａ、Ｂ、Ｃと、把持装置に設けられ
た３つの枢着部ａ、ｂ、ｃとの間が６本の微調整ジャッ
キで連結されおり、６本の微調整ジャッキを作動（伸
縮）させることにより吊ビームに対する把持装置の６自
由度動作（スウェーＸ、サージＹ、ヒーブＺ、及び、ロ
ールｘ、ピッチｙ、ヨウｚ）を行わせることができる。

【００１７】また、６本の微調整ジャッキによりいわゆ
るトラスが構成されているので、各微調整ジャッキには
軸力のみが作用し、曲げ力は作用しない。従って、吊ビ
ームと把持装置とを６本の微調整ジャッキのみで連結す
ることができ、構造が簡単で寸法が小さく軽量となる。
更に、吊ビームと把持装置の間の６本の微調整ジャッキ
により把持装置のヒーブＺを精密に微調整することがで
きるため、吊ビームを半径（Ｚ軸）方向に移動させる大
出力かつ大ストロークの高精度液圧ジャッキが不要とな
る。

【００１８】

【発明の効果】従って、本発明のシールド掘進機のセグ
メント組立エレクターは、セグメントの精密な６自由度
動作を行うことができ、構造が簡単で寸法が小さく軽量
であり、かつ出力及びストロークが大きい高精度液圧ジ
ャッキを必要としない、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシールド掘進機のセグメント組立
エレクターの全体構成図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】従来のシールド掘進機のセグメント組立エレク
ターの縦断面図である。

【図４】従来のシールド掘進機のセグメント組立エレク
ターの正面図である。

【符号の説明】

１ 吊ビーム ２ 旋回微調フレーム ３ ローラ ４ ガイドロッド ５ 揺動フレーム ６ 球面軸受 ７ バランサ ８ 微調ジャッキ ９、１０ 取付腕 １１ 把持装置及びボルト締結機 １２ セグメント １６ ガイドロッド １７ 機器室 ２０ セグメイト組立エレクター ２２ 把持装置 ２４ 吊ビーム ２６ 昇降シリンダ ３１、３２、３３、３４、３５、３６ 微調整ジャッキ Ａ、Ｂ、Ｃ 三角形ＡＢＣの各頂点の枢着部 ａ、ｂ、ｃ 三角形ａｂｃの各頂点に枢着部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントを把持する把持装置と、把持
   装置を支持する吊ビームと、吊ビームを半径方向（Ｚ
   軸）に移動させる液圧シリンダとを備えたシールド掘進
   機のセグメント組立エレクターにおいて、 吊ビームにＺ軸にほぼ直交する平面を構成する三角形Ａ
   ＢＣの各頂点に枢着部Ａ、Ｂ、Ｃが設けられ、把持装置
   に三角形ＡＢＣに対しＺ軸を中心に捩じれた三角形ａｂ
   ｃの各頂点に枢着部ａ、ｂ、ｃが設けられ、 枢着部Ａと枢着部ｂ及びｃの間と、枢着部Ｂと枢着部ｃ
   及びａの間と、枢着部Ｃと枢着部ａ及びｂの間とにそれ
   ぞれ両端が枢着部に枢着された６本の微調整ジャッキが
   設けられている、ことを特徴とするシールド掘進機のセ
   グメント組立エレクター。
2. 【請求項２】 前記三角形ＡＢＣ及び三角形ａｂｃは正
   三角形であり、三角形ＡＢＣと三角形ａｂｃはＺ軸を中
   心に互いに約１８０度捩じれている、ことを特徴とする
   請求項１に記載のシールド掘進機のセグメント組立エレ
   クター。