JPH08312296A - セグメント等の搬送台車の追従装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘進機本体の掘進に伴って前進するホイスト
と搬送台車上のセグメントとの相対的な位置を固定し、
セグメントの自動把持を可能としたセグメント等の搬送
台車の追従装置を提供する。 【構成】 掘進機本体１の後方にホイストビーム５を連
結し、該ホイストビーム５のホイスト６にトンネル後方
から搬送されてきた搬送台車８上のセグメント４等を吊
り下げるようにしたシールド掘進機において、上記掘進
機本体１の後方にホイストビーム５と一体的に前進する
位置決め台車１８を連結し、該位置決め台車１８と上記
搬送台車８とを掘進機本体１の掘進に伴って一体的に前
進させる追従手段２３，２５，２６，１３を設けたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切羽の掘削とセグメン
トの組立とを同時に行うシールド掘進機に係り、特にセ
グメントを搬送するためのセグメント等の搬送台車の追
従装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機は、図７に示すように、
円筒状のシールドフレームａの前部にモータによって回
転駆動されるカッタｂを備えており、このカッタｂによ
り切羽を掘削してその掘削土砂を隔壁で坑内と仕切られ
たカッタ室に取り込み、カッタ室内の掘削土砂をスクリ
ューコンベヤ等を介して坑内に排土するものである。こ
のようにして掘削された堀孔の内面には、シールドフレ
ームａ内に設けられたエレクタによってセグメントｃが
組み立てられ、トンネルが形成されていく。そして、掘
進機本体ｄは、その既設セグメントｃにシールドジャッ
キを押し当てて、その反力を利用して掘進するのであ
る。

【０００３】かかる掘進機本体ｄには、後方に延出され
たホイストビームｅが連結されている。ホイストビーム
ｅには、トンネル後方から搬送されてきた搬送台車ｆ上
のセグメントｃを吊り下げてエレクタに供給するホイス
トｇが移動自在に設けられている。セグメントｃを載せ
た搬送台車ｆは、ホイストｇのフックｈの下方で停車す
る。そして、その状態でホイストｇのフックｈを下降さ
せ、セグメントｃを把持して吊り下げるようにしてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、工期
の短縮化を図るべく、カッタｂによる切羽の掘削すなわ
ち掘進とエレクタによるセグメントｃの組立とを同時に
行う掘進機本体ｄ（所謂同時掘進シールド）が用いられ
るようになっている。

【０００５】このような同時掘進シールドｄでは、セグ
メントｃの組立中に掘進機本体ｄが掘進するため、従来
のようにセグメントｃを載せた搬送台車ｆをホイストｇ
のフックｈの下方で停車させておくと、掘進機本体ｄの
掘進に伴ってホイストビームｅおよびホイストｇが前進
してしまうため、ホイストｇのフックｈを下降させたと
き搬送台車ｆ上のセグメントｃに対する把持位置がずれ
てしまう。このずれを補正するためには、作業員が搬送
台車ｆの停止位置をホイストｇの前進分に合わせて微調
節しなければならず、自動荷受システムの導入が妨げら
れていた。

【０００６】また、図示はしないが、上記掘進機本体ｄ
の後方に、搬送台車ｆ上のセグメントｃを仮受する仮受
フォークを有する仮受台車を連結したものも知られてい
る。この場合、仮受台車が掘進機本体ｄの掘進に伴って
前進するため、搬送台車ｆを停車させておいたのでは前
記同様に掘進によって仮受台車の仮受フォークと搬送台
車ｆ上のセグメントｃとの位置がずれてしまい、仮受を
確実に行うことができない。

【０００７】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、掘進機本体の掘進に伴って前進するホイスト又
は仮受フォークと搬送台車上のセグメントとの相対的な
位置を固定したセグメント等の搬送台車の追従装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく第
１の発明は、掘進機本体の後方にホイストビームを連結
し、該ホイストビームのホイストにトンネル後方から搬
送されてきた搬送台車上のセグメント等を吊り下げるよ
うにしたシールド掘進機において、上記掘進機本体の後
方にホイストビームと一体的に前進する位置決め台車を
連結し、該位置決め台車と上記搬送台車とを掘進機本体
の掘進に伴って一体的に前進させる追従手段を設けて構
成されている。

【０００９】また、第２の発明は、掘進機本体の後方に
セグメント等を仮受する仮受フォークを有する仮受台車
を連結し、該仮受台車の仮受フォークにトンネル後方か
ら搬送されてきた搬送台車上のセグメント等を仮受させ
るようにしたシールド掘進機において、上記仮受台車と
上記搬送台車とを掘進機本体の掘進に伴って一体的に前
進させる追従手段を設けて構成されている。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、掘進機本体が掘進する
と、これに連結された位置決め台車およびホイストビー
ムが一体的に前進する。そして、この位置決め台車の前
進に追従して、搬送台車が追従手段によって前進する。
この結果、掘進機本体の掘進に伴って、位置決め台、搬
送台車およびホイストビームが一体的に前進し、搬送台
車上のセグメント等とホイストビームのホイストとの相
対的な位置が、掘進機本体の掘進に拘らず固定される。
よって、所謂同時掘進シールドであっても、搬送台車上
のセグメントをホイストビームのホイストに確実に把持
させることができる。

【００１１】第２の発明によれば、掘進機本体が掘進す
ると、これに連結された仮受台車が一体的に前進する。
そして、この仮受台車の前進に追従して、搬送台車が追
従手段によって前進する。この結果、掘進機本体の掘進
に伴って、仮受台車および搬送台車が一体的に前進す
る。これにより、搬送台車上のセグメント等と仮受台車
の仮受フォークとの相対的な位置が、掘進機本体が掘進
に拘らず固定される。よって、所謂同時掘進シールドで
あっても、搬送台車上のセグメントを仮受台車の仮受フ
ォークで確実に仮受ることができる。

【００１２】

【実施例】第１の発明の一実施例を図１〜図４に基づい
て説明する。

【００１３】図示するように、掘進機本体１は、円筒状
のシールドフレーム２の前面に、切羽を掘削するカッタ
３を備えて構成されている。カッタ３で掘削された掘削
土砂は、シールドフレーム２内に隔壁で坑内と仕切られ
たカッタ室に取り込まれ、カッタ室からスクリューコン
ベヤ等を介して坑内に排土されるようになっている。

【００１４】このようにして掘削された堀孔の内面に
は、シールドフレーム２内に設けられたエレクタによっ
てセグメント４が組み立てられ、トンネルが形成されて
いく。そして、掘進機本体１は、その既設セグメント４
にシールドジャッキを押し当てて、その反力を利用して
掘進する。

【００１５】上記掘進機本体１には、カッタ３による切
羽の掘削とエレクタによるセグメント４の組立とを同時
に行う所謂同時掘進シールドが用いられている。すなわ
ち、掘進機本体１内に設けられたシールドジャッキは、
少なくともセグメント４の２ブロック分のジャッキスト
ロークを有するか、または通常のストロークのものを２
個直列に配置して構成されており、セグメント４の組立
と掘進とが同時に行えるようになっている。

【００１６】かかる掘進機本体１の後方には、ホイスト
ビーム５が連結されて牽引されるようになっている。ホ
イストビーム５には、セグメント４等を吊下するための
ホイスト６が走行自在に設けられている。ホイスト６
は、ワイヤを介して巻き上げ下げされるフック７（把持
装置）を有しており、トンネル後方から搬送されてきた
搬送台車８上のセグメント４等を吊り下げ、これをエレ
クタに受け渡す。

【００１７】搬送台車８は、坑内に敷設されたレール９
上を自走し、トンネル入口側で載せられたセグメント４
や延長レール等をトンネル奥側へ搬送する。搬送台車８
の詳細を図２および図３に示す。この図例では搬送台車
８は２両編成のものを示した。各搬送台車８が走行する
レール９は、坑内に横方向に掛け渡された枕木１０上に
敷設される。

【００１８】搬送台車８は、駆動輪１１と従動輪１２と
を有する。駆動輪１１は、バッテリで駆動されるモータ
１３により、ギヤ１４およびチェーン１５を介して駆動
される。前後の搬送台車８ａ，８ｂの連結部には、ロー
プ等ではなく剛体からなる連結棹１６が用いられる。後
側車両８ｂからの押圧力による座屈を考慮したものであ
る。

【００１９】搬送台車８の上面には、セグメント４等を
載置するための載片１７が設けられている。載片１７の
上面はセグメント４のアールに合わせて斜めに形成され
ている。各搬送台車８の載片１７上には、堀孔の１リン
グ分のセグメント４が載せられる。図例は、１リングが
６ピースのものであり、各搬送台車８にそれぞれ３個ず
つの計６個のセグメント４が載せられる。

【００２０】掘進機本体１の後方には、図１に示すよう
にホイストビーム５と一体的に掘進する位置決め台車１
８が、牽引用のビーム１９を介して連結されている。位
置決め台車１８は、搬送台車８とは別に敷設されたレー
ル２０上を、掘進機本体１に牽引されて走行する。位置
決め台車１８には、掘進機本体１のカッタ３等にパワー
を供給する電源や油圧源が設けられていると共に、掘進
機本体１を操縦する運転室が設けられている。

【００２１】位置決め台車１８は、枠状のフレーム２１
からなっている。その枠状フレーム２１の前側フレーム
２２の下部には、上記搬送台車８のバンパー２３が当接
する位置決め金具２４が設けられている。バンパー２３
は、図２および図３に示すように搬送台車８の前端部に
設けられている。バンパー２３の背面部には、バンパー
２３が位置決め金具２４に当接するとオンされ、離間す
るとリターンバネによってオフされるリミットスイッチ
２５が設けられている。

【００２２】リミットスイッチ２５は、コントローラ２
６を介して駆動用モータ１３に接続されており、そのオ
ン・オフに応じてモータ１３を停止・運転する。すなわ
ち、リミットスイッチ２５がオンのときコントローラ２
６がモータ１３を停止し、リミットスイッチ２５がオフ
のときコントローラ２６がモータ１３を運転する。かか
る制御のため、モータ１３にはＡＣサーボモータまたは
ＤＣサーボモータが用いられている。これらのリミット
スイッチ２５、コントローラ２６およびモータ１３が特
許請求の範囲中の追従手段を構成することになる。

【００２３】なお、追従手段は、この構成に限らず、例
えば上記リミットスイッチ２５の代わりに超音波等を用
いた近接センサを用いてもよい。また、搬送台車８の駆
動用モータ１３に定トルクモータ（スリップモータ）を
用いて常に搬送台車８のバンパー２３を位置決め台車１
８の位置決め金具２４に押し付けるようにしてもよい。
また、バンパー２３と位置決め金具２４とに電磁石を設
けて磁気的に接続・離間させるようにしてもよい。ま
た、バンパー２３と位置決め金具２４とにそれぞれ雄雌
の係合部を設けてこれらを連結・離間させるようにして
もよい。

【００２４】図２および図３中、２７は前照灯、２８は
光電センサ、２９はレーザセンサ、３０はソニックセン
サであり、それぞれ作業者との人身事故を未然に防止す
るために設けられている。

【００２５】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００２６】掘進機本体１が掘進すると、これに連結さ
れた位置決め台車１８およびホイストビーム５が一体的
に前進する。そして、この位置決め台車１８の前進に追
従して、搬送台車８が追従手段によって前進する。この
結果、掘進機本体１の掘進に伴って、位置決め台車１
８、搬送台車８およびホイストビーム５が一体的に前進
する。従って、ホイストビーム５のホイスト６を一旦搬
送台車８の上方に位置合わせしておけば、搬送台車８上
のセグメント４等とホイストビーム５のホイスト６との
相対的な位置が、掘進機本体１の掘進に拘らず固定され
る。

【００２７】これにより、掘進とセグメントの組立とを
同時に行う所謂同時掘進シールドであっても、搬送台車
８は掘進機本体１の掘進に取り残されることがない。よ
って、ホイストビーム５のホイスト６の停止位置を位置
決め台車１８に対して相対的に決定しておけば、ホイス
ト６の停止位置は掘進機本体１の前進に拘らず搬送台車
８に対しても固定されることになり、同時掘進シールド
であってもホイスト６による搬送台車８上のセグメント
４の自動把持を行うことができる。

【００２８】第２の発明の一実施例を図４〜図６に基づ
いて説明する。

【００２９】図５に示すように、掘進とセグメントの組
立とを同時に行う掘進機本体１（同時掘進シールド）の
後方には、セグメント４等を仮受する仮受フォーク３１
を有する仮受台車３２が牽引用のビーム３３を介して連
結されている。仮受台車３２は、坑内に敷設されたレー
ル３４上を、掘進機本体１に牽引されて走行する。

【００３０】仮受台車３２は、枠状のフレーム３５から
なっている。その枠状フレーム３５の前側フレーム３６
の下部には、上記搬送台車８のバンパー２３が当接する
位置決め金具３７が設けられている。バンパー２３は、
図２および図３に示すように搬送台車８の前端部に設け
られている。バンパー２３の背面部には、バンパー２３
が位置決め金具３７に当接するとオンされ、離間すると
リターンバネによってオフされるリミットスイッチ２５
が設けられている。

【００３１】このリミットスイッチ２５はコントローラ
２６を介して駆動モータ１３に接続されているが、これ
らは前実施例と全く同様の構成であるためその詳細な説
明は割愛する。結局のところ、この追従手段により搬送
台車８が掘進機本体１に牽引される仮受台車３２と一体
的に前進するようになっている。

【００３２】仮受台車３２には、仮受フォーク３１を支
持する支柱３８が設けられている。これら支柱３８に
は、図４（仮受フォーク３１の平面図）に示すように仮
受フォーク３１の昇降フレーム３９に設けられたローラ
４０が挟み込まれる。そして、昇降フレーム３９がチェ
ーン等の駆動力によって支柱３８に沿って昇降するよう
になっている。

【００３３】仮受フォーク３１は、チェーンや油圧シリ
ンダにより多段に伸縮するテレスコピック構造になって
おり、図２に示すように搬送台車８上のセグメント４を
下から抱えるように支持する。仮受フォーク３１の上面
はセグメント４のアールに合わせて斜めに形成されてい
る。なお、図４中、９は搬送台車のレールであり、仮受
フォーク３１を縮めたときにはフォーク３１は昇降フレ
ーム３９内に収容され、伸ばしたときにはレール９上方
に延出されるようになっている。

【００３４】また、掘進機本体１には、前実施例と同様
にホイストビーム５が連結されており、ホイストビーム
５にはホイスト６が走行自在に設けられている。ホイス
ト６の停止位置は、仮受台車３２の仮受フォーク３１に
合わせられており、図６に示すようにそのフック７を下
降させ、仮受フォーク３１上のセグメント４を把持でき
るようになっている。

【００３５】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００３６】掘進機本体１が掘進すると、これに連結さ
れた仮受台車３２が一体的に前進する。そして、この仮
受台車３２の前進に追従して、図５に示すように搬送台
車８が追従手段によって前進する。この結果、掘進機本
体１の掘進に伴って、仮受台車３２および搬送台車８が
一体的に前進する。これにより、搬送台車８上のセグメ
ント４等と仮受台車３２の仮受フォーク３１との相対的
な位置が、掘進機本体１の掘進に拘らず固定される。

【００３７】よって、仮受フォーク３１を伸長させれ
ば、図２に示すように搬送台車８上のセグメント４を下
から抱えるように支持できる。その後、仮受フォーク３
１は、支柱３８に沿って上昇され、図６に示すようにセ
グメント４を持ち上げる。このようにセグメント４を仮
受させることにより、空になった搬送台車８を直ちにト
ンネル入口側に返送させることができ、搬送台車８の運
行ダイヤが楽になる。

【００３８】仮受フォーク３１上のセグメント４は、ホ
イスト６によって把持され、エレクタに送られる。仮受
フォーク３１とホイスト６との位置関係は、仮受台車３
２とホイストビーム５とが掘進機本体１を介して間接的
に一体であるため、ホイスト６の停止位置を決定してお
けば一意に固定される。

【００３９】これにより、掘進とセグメントの組立とを
同時に行う所謂同時掘進シールドであっても、搬送台車
８は掘進機本体１の掘進に取り残されることがない。従
って、同時掘進シールドであってもホイスト６による搬
送台車８上のセグメント４の自動把持を行うことができ
る。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば次のような優れた効果を
発揮できる。

【００４１】(1) 第１の発明によれば、掘進機本体の掘
進に拘らずホイストと搬送台車上のセグメントとの相対
的な位置を固定することができる。よって、搬送台車か
らホイストへのセグメントの自動把持システムを達成す
ることができる。

【００４２】(2) 第２の発明によれば、掘進機本体の掘
進に拘らず仮受フォークと搬送台車上のセグメントとの
相対的な位置を固定することができる。よって、搬送台
車から仮受フォークへのセグメントの自動仮受システム
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例を示すシールド掘進機の
側面図である。

【図２】上記シールド掘進機の搬送台車を示す側面図で
ある。

【図３】上記搬送台車の正面図である。

【図４】仮受フォークの平面図である。

【図５】第２の発明の一実施例を示すシールド掘進機の
側面図である。

【図６】上記シールド掘進機の作用を示す図である。

【図７】従来例を示すシールド掘進機の側面図である。

【符号の説明】

１ 掘進機本体 ４ セグメント ５ ホイストビーム ６ ホイスト ８ 搬送台車 １８ 位置決め台車 ２５，２６，１３ 追従手段 ３２ 仮受台車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 義光 茨城県土浦市下高津二丁目１番３号 建設 省霞ケ浦導水工事事務所内 (72)発明者 増尾 健 茨城県土浦市下高津二丁目１番３号 建設 省霞ケ浦導水工事事務所内 (72)発明者 加藤 勝彦 東京都文京区音羽二丁目10番２号 財団法 人 先端建設技術センター内 (72)発明者 藤井 茂男 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘進機本体の後方にホイストビームを連
   結し、該ホイストビームのホイストにトンネル後方から
   搬送されてきた搬送台車上のセグメント等を吊り下げる
   ようにしたシールド掘進機のセグメント等の搬送台車に
   おいて、上記掘進機本体の後方にホイストビームと一体
   的に前進する位置決め台車を連結し、該位置決め台車と
   上記搬送台車とを掘進機本体の掘進に伴って一体的に前
   進させる追従手段を設けたことを特徴とするセグメント
   等の搬送台車の追従装置。
2. 【請求項２】 掘進機本体の後方にセグメント等を仮受
   する仮受フォークを有する仮受台車を連結し、該仮受台
   車の仮受フォークにトンネル後方から搬送されてきた搬
   送台車上のセグメント等を仮受させるようにしたシール
   ド掘進機において、上記仮受台車と上記搬送台車とを掘
   進機本体の掘進に伴って一体的に前進させる追従手段を
   設けたことを特徴とするセグメント等の搬送台車の追従
   装置。