JPH0796877B2 - セグメントおよびエレクタのセグメント保持機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はトンネル覆工用のセグメントと、該セグメント
をトンネルの壁面に沿って組み立てるためにシールド掘
進機のようなトンネル掘削機に装置されるエレクタのセ
グメント保持機構に関する。

（従来技術） 従来、セグメントは、セグメント本体と、該本体に設け
られたグラフト注入用孔の一部をなす雌ねじ部材に前記
本体の内周面側からねじ込まれたアイボルト状の一対の
被吊持用部材とを有し、また、前記エレクタは、前記被
吊持用部材の孔に整合可能の孔を有する一対のブラケッ
トと、互いに整合する前記被吊持用部材および前記ブラ
ケットに通されるピンとを有する保持機構を備える。

（発明が解決しようとする課題） 前記セグメントの前記エレクタの取り付けは、該エレク
タの保持機構をその下方に配置されたセグメントに向け
て下降させ、該セグメントの一対の被吊持用部材の孔と
前記保持機構のブラケットの孔とを整合させた後、これ
らに前記ピンを通すことにより行なわれる。

ところで、前記セグメントの被吊持用部材の孔と前記保
持機構のブラケットの孔とを整合状態におくことまでは
前記エレクタの保持機構を機械的に操作することによっ
て行なうことができる。しかし、その後の前記ピンの挿
入作業に人手の介在を必要とし、これが、セグメントの
組立の作業能率を向上させるうえでの阻害要因となって
いた。

本発明の目的は、エレクタを用いたセグメントの組み立
て作業の能率を向上させることにある。

（課題を解決するための手段） 請求項１に記載の本発明はセグメントに関し、セグメン
ト本体と、該本体に互いに間隔をおいて配置されかつ固
定された複数の被吊持用部材とを含み、各被吊持用部材
が前記本体の内周面から突出する軸部と、前記本体から
間隔をおいて前記軸部に連なるフランジ部とから成るこ
とを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記被吊持用部材の軸部を、
内ねじが設けられた一方の端部と前記セグメント本体の
外周面で開放する他方と端部とを有する管部材で構成し
たことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は請求項１に記載のセグメントの
組立に用いられるエレクタのセグメント保持機構に関
し、支持部材と、該支持部材に支持され、一直線上を移
動可能の一対の係止部材であって前記セグメント本体と
前記被吊持用部材のフランジ部との間に挿入可能であり
かつ前記被吊持用部材の軸部および前記フランジ部に係
止可能の一対の係止部材と、該係止部材の駆動手段とを
備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記支持部材に支持され、各
係止部材を貫通して前記一直線と平行に伸びるガイドロ
ッドを有することを特徴とする。

（作用および効果） 請求項１に記載の発明によれば、セグメントは、前記フ
ランジ部と前記セグメント本体との間への差し込みおよ
び前記フランジ部に係止可能の係止手段を介して保持す
ることができる。このことから、前記従来におけるエレ
クタの保持機構へのセグメントの取り付けに必要であっ
たピンの挿入操作および該操作を行なう操作員を不要と
することができ、これにより、セグメント組立の作業能
率の向上を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記被吊持用部材の軸
部をセグメント本体をその厚さ方向に貫通するグラウド
注入用孔として利用することができる。

請求項３に記載の発明によれば、エレクタの保持機構を
その下方に配置されたセグメントの被吊持用部材間に下
降させ、一対の係止部材を直線運動させてこれらをセグ
メントの被吊持用部材の軸部にそれぞれ係合させた後、
前記保持機構を上昇させるとき、前記係止部材が前記被
吊持用部材のフランジ部に係止し、前記セグメントが吊
持または保持される。この一連の機械的操作により、前
記エレクタの保持機構への前記セグメントの取り付け操
作を短時間で行なうことができ、その結果、セグメント
の組立作業の能率は高められる。また、前記セグメント
の取り付け作業の機械的操作により、人手が介在する場
合の人身事故の発生を回避することができる。

請求項４に記載の発明によれば、係止部材をガイドロッ
ドに沿って円滑に移動させることができる。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図および第２図に示すように、シールド掘進機10を
使用して掘削されたトンネルに覆工12を施すため、シー
ルド掘進機10の後端部、より詳細にはシールド掘進機10
の推進のためにシールド本体13内に周方向へ間隔をおい
て配置された複数のジャッキ14に近接して、本発明に係
るセグメント16の組立装置であるエレクタ18が配置され
ている。

エレクタ18は、シールド本体13内に周方向に間隔をおい
て配置されかつシールド本体13に回転可能に支持された
複数のローラ20を介してシールド本体13の軸線の周りに
回転可能に支持されたエレクタリング22を備える。エレ
クタリング22にはシールド本体13を後方に伸びる一対の
アーム24が取り付けられ、該アームには門形部材26が図
上を上下方向へ移動可能に取り付けられている。門形部
材26の中央部には、スライド装置28を介して、本発明の
対象であるセグメント保持機構30が取り付けられてい
る。

リング22には歯が設けられており、シールド本体13に支
持されたモータ（図示せず）を駆動源とする、前記歯と
咬み合う歯車32により回転駆動される。この回転駆動に
より、保持機構30はシールド本体13の軸線の周りに所定
の回転角度まで移動される。また、保持機構30は、アー
ム24および門形部材26の双方に連結された一対のジャッ
キ34の伸縮動作による門形部材26の移動によりシールド
本体13の径方向に移動される。さらに、スライド装置28
の操作により、保持機構30はシールド本体13すなわち円
筒の軸線とほぼ平行に移動される。

第３図および第４図に示すように、本発明に係るセグメ
ント16は、コンクリート製のセグメント本体36と、該本
体に部分的に埋め込まれた複数（図示の例では一対）の
被吊持用部材38とを含む。

被吊持用部材38はセグメント本体36の周方向における中
央位置に、その軸線方向に間隔をおいて配置されてい
る。各被吊持用部材38はセグメント本体内を半径方向に
伸びる軸部40と、該軸部に連なるフランジ部42とから成
る。

図示の軸部40はセグメント本体36の厚さ寸法よりわずか
に大きい長さ寸法を有し、その一端部40aはセグメント
本体36の内周面36aから突出しまたその他端部40bはセグ
メント本体の外周面36bに露出し、該外周面の一部を規
定している。他端部40bがセグメント本体の外周面36bに
至らない長さ寸法を有する被吊持用部材の使用も可能で
ある。

フランジ部42は軸部の一端部40aを取り巻きかつこれと
直交する環状の板から成り、セグメント本体の内周面36
aから間隔をおかれている。セグメント本体の内周面36a
からの軸部40の突出量を少なくしかつフランジ部42とセ
グメント本体の内周面36aとの間に適当な間隔を確保す
るため、図示の例では、軸部40が伸びる、内周面36aに
開放しかつ平坦な底面を有する凹所48が形成されてい
る。言うまでもなく、このような凹所を設けるか否かは
任意である。

第５図に示すように、軸部40を管で構成することができ
る。軸部40を管で構成するとき、該管をグラフトのよう
な裏込材の注入用孔として利用することができる。好ま
しくは、前記管の一端部の内周面にねじ溝すなわち内ね
じ44を設ける。軸部40は、適当なアンカー筋例えば軸部
40を部分的に取り巻く一対のく字形状のアンカー筋46と
ともにセグメント本体36に埋設することが望ましい。

第６図に示すように、被吊持用部材の軸部40を、前記セ
グメント本体の外周面から内周面に向けて直径が漸減す
る減径管50aとその大径の端部に連なるフランジ50bとで
構成することができる。

フランジ部42は、円形の外形形状のほか楕円や矩形のよ
うな多角形の外形形状を有するものとすることができ
る。軸部40およびフランジ部42は双方を鋼、鉄、強化プ
ラスチック等で形成することができる。また、前記セグ
メント本体は、これをコンクリート製とする図示の例の
ほか、スチール製のものとすることができる。スチール
製セグメント本体の場合、前記被吊持用部材の軸部をセ
グメント本体の補強リブに溶接することにより、前記被
吊持用部材をセグメント本体に固定することができる。

被吊持用部材として、前記管のような中空の軸部を有す
るもののほか、中実の軸部を有するもの、例えばボルト
とすることができる。複数の被吊持用部材は、周方向に
間隔をおいて、望ましくは前記軸線方向における中央部
に配置することができる。また、前記被吊持用部材は、
軸部とフランジ部とが互いに溶接して成るもの、一体成
形して成るもの等を用いることができる。

前記セグメント16は保持機構30に保持され、該保持機構
の移動操作により所定位置に配置される。

第７図ないし第10図に保持機構30の一例を示す。この保
持機構30は、支持部材の一例であるチャンネル形の横断
面形状を有するフレーム52を有する。

フレーム52は、互いに滑動可能の二重管を成す管部材5
4,56と、両管部材54,56内に配置され、これらの両管部
材を相互に連結する液圧ジャッキ58とを介して、スライ
ド装置28に取り付けられている。より詳細には、矩形の
横断面形状を有する内方の管部材54がフレーム52の開放
端部52aに相対する頂部52bの長手方向中央部に固定され
ており、また、矩形の横断面形状を有する外方の管部材
56が前記スライド装置28に固定される。液圧ジャッキ58
は、その両端部に取り付けられた継手64,66が、ピン68
を介して、各管部材54,56の端部に固定されたブラケッ
ト70,72に枢着されている。液圧ジャッキ58を操作する
ことにより、フレーム52は内方の管部材54とともにその
軸線方向へ移動する。

フレーム52にはその内部に一対の係止部材74が配置され
ている。

第８図を参照すると、各係止部材74は全体に逆凸形の横
断面形状を有する。各係止部材74には、その頂面74aお
よび横断面に直角な一対の側面74bの一方で開放する直
方体形状の空間76と、該空間に連なりかつ底面74cおよ
び一方の側面74bで開放する半円筒形の孔78と、空間76
に連なりかつ他方の側面74bの中央に開口する孔80とが
設けられている。孔78は、前記セグメント16の被吊持用
部材の軸部40とほぼ同じ直径を有する。

一対の係止部材74は、フレーム52内に、空間76の一部お
よび孔78の一部が開放する一方の側面74bをフレーム52
の長手方向両端部にそれぞれ向けて配置されている。フ
レーム52内において、各係止部材74の一対の段部74dは
フレーム52の開放端部52aを規定する一対のフランジ部
分に接し、これにより、各係止部材74はフレーム52に支
持されている。また、各係止部材74の頂面74aと、側面7
4bに隣接する一対の他の側面74eとが、それぞれ、フレ
ームの頂部52bと相対する側部52cとに当接し、これによ
り、各係止部材はフレーム52の長手方向へ一直線上を移
動可能である。

フレームの開放端部52a間を経て各係止部材74の突出部8
2が伸長している。また、各係止部材74の底面すなわち
突出部82の底面74cと、前記空間76を規定する、底面74c
に平行な面76aとの間の厚さ寸法は、前記セグメント16
の内周面と、被吊持用部材38のフランジ部42との間の距
離より幾分小さい。このことから、両面74c,76a間の部
分すなわち係止部を前記セグメント16の内周面と、被吊
持用部材38のフランジ部42との間に差し込むことができ
る。

各係止部材74は液圧ジャッキ84を駆動手段としてその操
作により移動させることができる。各液圧ジャッキ84は
シリンダとピストンロッドとを有し、シリンダ84aはそ
の一部が係止部材74の孔80内に受け入れられ、また、シ
リンダ84aは空間76において係止部材74に連結されてい
る。液圧ジャッキのピストンロッド84bはフレーム52の
前記長手方向端部に軸86を介して枢着されている。

セグメント16を吊持するために、保持機構30は係止部材
74の突出部82が一対の被吊持用部材38間に位置するよう
に、セグメント16上に下降される。液圧ジャッキ84は、
予め、伸長状態（第７図に想像線で示す）におかれる。
次に、液圧ジャッキ84が収縮動作される。これにより、
各係止部材74の孔78の周縁部（係止部）が被吊持用部材
38の軸部40に係止する。次に、液圧ジャッキ84の収縮状
態を維持する間に、エレクタ18の他の部分を作動させて
保持機構30に保持されたセグメント16を所定の位置へ移
動する。この間、各係止部材74の前記係止部は被吊持用
部材38のフランジ部42に係止する。これにより、セグメ
ント16と保持機構30との間に相対変位がほとんど生じな
いように、セグメント16を保持することができる。

ここまでの動作は、作業員の介在なしに、全て機械的に
行なうことができる。これにより、セグメント16を保持
機構30に取り付ける作業を効率的にまた安全に進めるこ
とができる。

ところで、一対の液圧ジャッキ84のシリンダの引き戻し
速度は一様であるとは限らない。したがって、フレーム
52の長手方向における中心と両被吊持用部材38間の中心
とが一致せず、後のエレクタの操作によるセグメント16
の配置位置に誤差を生じるおそれがある。しかし、誤差
の補正のためには、各ジャッキ84のシリンダの引き戻し
量を圧液の吐出量等を測定しておくことで足りる。

この例では、各係止部材74の底面74cがセグメント16の
内周面に当接する。このため、これらの間に摩擦力が生
じる。この摩擦力の発生を回避すべく、第11図〜第14図
に示す例におけるように、セグメント16の取り付け時に
各係止部材74をセグメント16に近接させてその直上に位
置させるとともに、予め前記係止部の厚さ寸法を小さく
設定するかまたは被吊特用部材38のフランジ部42とセグ
メント本体との間の距離を大きく設定しておくことがで
きる。

第11図〜第14図に示す例では、さらに、各係止部材74の
移動を円滑にすべく、各係止部材74が一対のガイドロッ
ド86を介してフレーム52に支持されている。

前記ガイドロッド86の配置のため、フレーム52にその長
手方向における中央部近傍に互いに間隔をおいて一対の
ブラケット88が設けられている。各対のガイドロッド86
は、一対のブラケット88と、フレーム52の各長手方向端
部90とに支承され、フレーム52の長手方向に伸びる。ま
た、第12図に示すように、各係止部材74には、一対のガ
イドロッド86を通すための貫通孔92が穿たれている。第
13図に示すように、貫通孔92に軸受94を配置することが
好ましい。これにより、各係止部材74と各対のガイドロ
ッド86との間の相対運動をより円滑にすることができ
る。

なお、この例では、第８図に示す空間76と異なり、該空
間76に対応する空間96は係止部材74の頂面74aには開放
していない。

第15図〜第17図に示すように、各係止部材74の駆動源と
してモータ98を用いることができる。モータ98はこれに
接続されたカップリング100のカバーに支持されてい
る。フレーム52の長手方向両端部90と、該フレームの長
手方向中央部に設けられたブラケット102とにおいて、
これらの中央部を貫通してフレーム52の長手方向に伸び
るねじ棒104が回転可能に支承されている。ねじ棒104の
一端部はカップリング100に接続されており、カップリ
ング100を介して、モータ98の回転力がねじ棒104に伝達
され、回転される。

この例では、各係止部材74の孔80に、軸部および頭部と
これらを貫通するねじ溝とを有するねじ部材106がその
軸部において嵌合され、また、その頭部においてボルト
（図示せず）で係止部材74に固定されている。各ねじ部
材106のねじ溝と、各ねじ部材を貫通するねじ棒104のね
じ山とは互いに係合しており、ねじ棒104を一方向に回
転させるとき、各ねじ部材106とともに各係止部材74は
互いに他の一方に向けて移動し、またねじ棒104を他方
向に回転させるとき、各ねじ部材106とともに各係止部
材74は互いに相互間隔を増大する方向へ移動する。この
移動により、各係止部材74と被吊持用部材38とが係止さ
れ、また、これが解除される。モータ98、カップリング
100、ねじ棒104、ねじ部材106は各係止部材の駆動手段
を構成する。

なお、他の構成事項については、第12図〜14図に示す例
におけると同様であり、説明の重複を避けるため、図面
に同じ符号を付するにとどめる。

前記した各例においては、一対の係止部材74を一対の被
吊持用部材38の間に位置させ、これらを被吊持用部材38
に向けて移動したが、これに代えて、一対の係止部材を
これらで一対の被吊持用部材を挟むように位置させ、次
いで該被吊持用部材に向けて移動するようにしてもよ
い。但し、この場合は、長さ寸法の大きいフレームを準
備するか、または、前記被吊持用部材間を小さい間隔に
設定する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はエレクタの概略的な部分縦断面図
および正面図、第３図は本発明に係るセグメントの内周
面側の平面図、第４図は第３図の線４−４に沿って得た
縦断面図、第５図はセグメントの部分拡大断面図、第６
図は他の例の被吊持用部材の縦断面図、第７図は本発明
に係る保持機構の縦断面図、第８図は係止部材の斜視
図、第９図および第10図はそれぞれ第７図の線９−９お
よび線10−10に沿って得た縦断面図、第11図、第12図、
第13図および第14図は他の例の保持機構の縦断面図、係
止部材の斜視図、第11図の線13−13および線14−14に沿
って得た縦断面図、第15図、第16図および第17図はさら
に他の例の保持機構の縦断面図、第15図の線16−16およ
び線17−17に沿って得た縦断面図である。 16:セグメント、 18:エレクタ、 30:セグメント保持機構、 36:セグメント本体 38:被吊持用部材、 40,42:被吊持用部材の軸部およびフランジ部、 52:フレーム（支持部材）、 74:係止部材、 84:液圧ジャッキ（駆動手段）、 86:ガイドロッド、 98,100,104,106:モータ、カップリング、ねじ棒および
ねじ部材（駆動手段）。

フロントページの続き (72)発明者 波多腰 明 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 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 (56)参考文献 実開 昭56−150300（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−149499（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−31699（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−19699（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セグメント本体と、該本体に互いに間隔を
   おいて配置されかつ固定された複数の被吊持用部材とを
   含み、各被吊持用部材が、前記セグメント本体の内周面
   から突出する軸部と、前記軸部に連なりかつ前記セグメ
   ント本体との間に間隔を有するフランジ部とから成る、
   セグメント。
2. 【請求項２】前記軸部は管から成り、その一方の端部に
   内ねじが設けられまた他方の端部が前記セグメント本体
   の外周面で開放している、請求項（１）に記載のセグメ
   ント。
3. 【請求項３】請求項１に記載のセグメントの組立に用い
   られるエレクタのセグメント保持機能であって、支持部
   材と、該支持部材に支持され、一直線に沿って移動可能
   の一対の係止部材であって前記セグメント本体と前記被
   吊持用部材のフランジ部との間に挿入可能でありかつ前
   記被吊持用部材の軸部およびそのフランジ部に係止可能
   の一対の係止部材と、該係止部材の駆動手段とを含む、
   エレクタのセグメント保持機構。
4. 【請求項４】前記支持部材に支持され、各係止部材を貫
   通して前記一直線と平行に伸びるガイドロッドを有す
   る、請求項（３）に記載のエレクタのセグメント保持機
   構。