JPH11241597A - エレクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エレクタ装置において、セグメントの組付作
業時に油圧供給ホースや電気ケーブルなど連結ケーブル
と周辺部材との接触による損傷を防止すると共にセグメ
ント組付作業の安全性並びに作業性の向上を図る。 【解決手段】 セグメントＳを保持する昇降台３２が装
着される旋回リング２４の外周上部に、左右の昇降ジャ
ッキ３１の間に位置してケーブルガイド５１を取付ける
と共に、固定板２１にスクリューコンベヤ１５と一方の
昇降ジャッキ３１の間に位置してガイドローラ５２を取
付け、セグメントＳの組付作業に伴う旋回リング２４の
旋回時に、連結ケーブル４１の垂れ下がりをケーブルガ
イド５１及びガイドローラ５２によって受け止め、周辺
部材との接触を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル掘削機本
体の後部に装着されて既設のトンネル内壁面にセグメン
トを組付けるエレクタ装置に関し、特に掘削機本体から
エレクタ装置の駆動部へ連結された駆動力伝達用連結ケ
ーブルの支持機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７にシールド掘削機に装着された従来
のエレクタ装置の正面視、図８にこのエレクタ装置の側
面視を表す図７のVIII−VIII断面、図９にシールド掘削
機に装着された従来の別のエレクタ装置の正面視、図１
０にこのエレクタ装置の側面視を表す図９のＸ−Ｘ断面
を示す。

【０００３】従来のシールド掘削機は、図７及び図８に
示すように、円筒形状をなす掘削機本体101の前部に図
示しないカッタヘッドが回転自在に装着され、駆動モー
タによって駆動回転可能となっている。一方、掘削機本
体101の後部周辺には円周方向に複数のシールドジャッ
キ102が並設されており、このシールドジャッキ102は掘
進方向後方に伸長してスプレッダ103を掘削したトンネ
ル内周面に構築された既設のセグメントＳに押し付ける
ことで、その反力により掘削機本体101を前進すること
ができる。また、掘削機本体101の後部中央部にはエレ
クタ装置104が装着されており、このエレクタ装置104は
シールドジャッキ102によって前進した掘削機本体101と
既設のセグメントＳとの間の空所に新しいセグメントＳ
を装着してトンネルを構築することができる。なお、10
5は掘削土砂を排出するスクリューコンベヤである。

【０００４】このエレクタ装置104において、掘削機本
体101の後部に固定されたブラケット111には回転自在な
複数の支持ローラ112が周方向に沿って取付けられてお
り、この各支持ローラ112によって旋回リング113が回転
自在に支持されており、図示しない駆動モータによって
回転駆動可能となっている。この旋回リング113には左
右一対の固定台114が固定されており、Ｕ字形状をなす
移動枠体115の左右端部がこの各固定台114にそれぞれ移
動自在に支持されており、昇降ジャッキ116によって昇
降可能となっている。そして、この移動枠体115の中央
部には昇降台117が固定されており、この昇降台117には
既設トンネルの長手方向に移動自在なセグメント保持部
118が取付けられている。

【０００５】また、掘削機本体101にはケーブルリール1
21が回転自在に取付けられており、このケーブルリール
121には油圧供給ホースや電気ケーブルなどをまとめた
連結ケーブル122が巻かれている。この連結ケーブル122
の基端部は掘削機本体内に設けられた図示しない油圧供
給源やバッテリなどに連結される一方、先端部は旋回リ
ング113の外周部にガイドされて昇降ジャッキ116などの
油圧機器、制御機器等に連結されている。

【０００６】従って、トンネルを掘削形成するには、ま
ず、カッタヘッドを回転させながら、複数のシールドジ
ャッキ102を伸長し、既設のセグメントＳへの押し付け
反力によって掘削機本体101を前進させことで、カッタ
ヘッドが前方の地盤を掘削し、掘削土砂はスクリューコ
ンベヤ105により外部に排出される。次に、シールドジ
ャッキ102の何れか一つを縮み方向に作動して既設のセ
グメントＳとの間に空所を形成し、エレクタ装置104に
よってこの空所に新しいセグメントＳを装着する。即
ち、駆動モータによって旋回リング113を回転すると共
に昇降ジャッキ116によって昇降台117を移動し、既設ト
ンネル内に搬入されたセグメントＳに対してこの昇降台
117を対向させ、セグメント保持部118がセグメントＳを
保持する。そして、再び、セグメントＳを保持した状態
でセグメント保持部118をトンネル内壁面に沿って移動
すると共に径方向に移動し、所定の位置にセグメントＳ
を組み付ける。この作業の繰り返しによって所定長さの
トンネルを掘削形成していく。

【０００７】そして、このエレクタ装置104によるセグ
メントＳの組付作業時に、旋回リング113の回転に伴っ
てケーブルリール121から連結ケーブル122が巻き出され
たり、巻き取られたりしており、この連結ケーブル122
が周辺の部材に接触して損傷しないようになっており、
油圧供給源から昇降ジャッキ116などの油圧機器に確実
に圧油が給排される。

【０００８】このような一般的なシールド掘削機では、
昇降ジャッキ116などの油圧機器や制御機器等に油圧や
電力などを供給する連結ケーブル122はケーブルリール1
21に巻きとられるようになっているが、小型のシールド
掘削機には、取付スペースなどの問題からこのケーブル
リール121を装着することができない。

【０００９】即ち、図９及び図１０に示すように、油圧
供給ホースや電気ケーブルなどをまとめた連結ケーブル
122はスクリューコンベヤ105内に配索され、基端部が掘
削機本体内に設けられた図示しない油圧供給源やバッテ
リなどに連結されている。一方、連結ケーブル122の先
端部はスクリューコンベヤ105の取出部105aから外部に
取り出され、下方に垂らしてから昇降ジャッキ116など
の油圧機器、制御機器等に連結されている。なお、前述
したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付
して重複する説明は省略する。

【００１０】従って、エレクタ装置104によるセグメン
トＳの組付作業時に、旋回リング113の回転に伴って連
結ケーブル122が引かれて昇降ジャッキ116などに追従す
るようになっており、油圧供給源から昇降ジャッキ116
などの油圧機器に圧油が給排される。このとき、作業者
はこの連結ケーブル122が周辺の部材に接触して損傷し
ないように、手作業で連結ケーブル122を移動して周辺
部材との干渉を防止している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、セグメント
Ｓの組付作業時に、昇降ジャッキ116に移動によって通
従する連結ケーブル122を、作業者が手作業で移動する
ことで、連結ケーブル122と周辺部材との接触を阻止す
ることが重労働であり，作業者に多大な負担がかかると
共に、作業効率も良くないという問題がある。

【００１２】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、セグメントの組付作業時に油圧供給ホースや電
気ケーブルなど連結ケーブルと周辺部材との接触による
損傷を防止すると共にセグメント組付作業の安全性並び
に作業性の向上を図ったエレクタ装置を提供することを
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のエレクタ装置は、筒状をなす掘削機本体の
後部に複数の支持ローラによって旋回リングが回転自在
に支持されると共に、駆動モータによって回転可能とさ
れ、前記旋回リングに昇降機構を介して昇降台が既設ト
ンネルの径方向に沿って移動自在に支持され、該昇降台
にセグメントを保持して所定の既設トンネル内壁面に組
付ける保持機構が装着されると共に、前記掘削機本体か
ら前記旋回リングを挿通して延設された駆動力を伝達す
るための連結ケーブルが前記昇降機構に連結されたエレ
クタ装置において、前記旋回リングの外周部に前記連結
ケーブルの外部への垂れ下がりを防止するケーブルガイ
ドを設けると共に、前記掘削機本体に前記昇降機構に隣
接して前記連結ケーブルを掛止するガイドローラを設け
たことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１５】図１に本発明の一実施形態に係るシールド
掘削機に装着されたエレクタ装置の正面視、図２に本実
施形態のエレクタ装置の側面視を表す図１のII−II断
面、図３に連結ケーブルを保持するケーブルガイド及び
ガイドローラの概略、図４に連結ケーブルの概略、図５
及び図６にエレクタ装置の旋回時における連結ケーブル
の保持状態を表す概略を示す。

【００１６】本実施形態のシールド掘削機は、図１及び
図２に示すように、円筒形状をなす掘削機本体１１の前
部に図示しないカッタヘッドが回転自在に装着され、駆
動モータによって駆動回転可能となっている。一方、掘
削機本体１１の後部周辺には円周方向に複数のシールド
ジャッキ１２が並設されており、このシールドジャッキ
１２は掘進方向後方に伸長してスプレッダ１３を掘削し
たトンネル内周面に構築された既設のセグメントＳに押
し付けることで、その反力により掘削機本体１１を前進
することができる。また、掘削機本体１１の後部中央部
にはエレクタ装置１４が装着されており、このエレクタ
装置１４はシールドジャッキ１２によって前進した掘削
機本体１１と既設のセグメントＳとの間の空所に新しい
セグメントＳを装着してトンネルを構築することができ
る。なお、１５は掘削土砂を排出するスクリューコンベ
ヤである。

【００１７】このエレクタ装置１４は門型をなし、掘削
機本体１１の後部に固定された固定板２１にはブラケッ
ト２２によって回転自在な複数の支持ローラ２３が周方
向に沿って取付けられており、この各支持ローラ２３に
よって旋回リング２４が回転自在に支持され、この旋回
リング２４には内歯が形成されている。また、固定板２
１にはブラケット２５によって旋回モータ２６が固定さ
れており、この旋回モータ２６の駆動ギヤ２７が旋回リ
ング２４の内歯に噛み合っている。従って、旋回モータ
２６を駆動して駆動ギヤ２７を回転駆動すると、この駆
動ギヤ２７が噛み合う旋回リング２４を旋回することが
できる。

【００１８】また、旋回リング２４には左右一対の固定
台２８が固定されており、Ｕ字形状をなす移動枠体２９
の左右端部がこの各固定台２８にそれぞれガイドロッド
３０によって移動自在に支持されており、それぞれ昇降
ジャッキ３１によって昇降自在となっている。そして、
この移動枠体２９の中央部には昇降台３２が固定されて
おり、この昇降台３２のスライドロッド３３にはスライ
ド体３４が移動自在に支持され、スライドジャッキ３５
によって移動自在となっている。更に、このスライド体
３４に固定された取付ブラケット３６には連結ピン３７
によって吊り金具３８が着脱自在となっている。なお、
この吊り金具３８は下部がねじ部となっており、図示し
ない装置によって搬入されたセグメントＳの内面に予め
螺合されるものである。また、取付ブラケット３６には
吊り金具３８の両側に位置してセグメントＳの内面を押
えるサポートジャッキ３９が取付けられている。

【００１９】従って、セグメントＳに予め螺合された吊
り金具３８に対して、スライドジャッキ３５を伸縮して
スライド体３４を移動して取付ブラケット３６との位置
合せを行い、この吊り金具３８を連結ピン３７によって
取付ブラケット３６に連結し、サポートジャッキ３９を
伸長してセグメントＳを押圧することで、セグメントＳ
を揺れることなく保持することができる。そして、昇降
ジャッキ３１を駆動して駆動ロッドを伸縮すると、移動
枠体２９を介して昇降台３２が上下に移動し、この昇降
台３２を昇降することで、保持したセグメントＳを昇降
することができる。更に、旋回モータ２６を駆動して旋
回リング２４を旋回することで、保持したセグメントＳ
をトンネル内壁面に沿って移動することができる。

【００２０】また、図１乃至図３に示すように、掘削機
本体１１からエレクタ装置１４の油圧機器や制御機器
等、例えば、昇降ジャッキ３１に油圧供給ホースや電気
制御ケーブルなどをまとめた連結ケーブル４１が配索さ
れている。この連結ケーブル４１は一端部が掘削機本体
内に設けられた図示しない油圧供給源やバッテリなどに
連結される一方、他端部はスクリューコンベヤ１５の取
出部１５ａから外部に取り出されて所定長さだけ迂回
し、昇降ジャッキ３１に連結されている。

【００２１】そして、この連結ケーブル４１が周辺の部
材、例えば、支持ローラ２３やシールドジャッキ１２の
スプレッダ１３やエレクタ装置１４などに接触して損傷
しないように、旋回リング２４の上部外周に左右の昇降
ジャッキ３１の間に位置してケーブルガイド５１が取付
けられると共に、固定板２１にスクリューコンベヤ１５
と一方の昇降ジャッキ３１の間に位置してガイドローラ
５２が取付けられている。このケーブルガイド５１は旋
回リング２４から掘削方向後方に複数の支持ロッド５１
ａが延び、その先端部が旋回リング２４の中心部側に折
曲して連結ロッド５１ｂに連結されて構成されている。
また、ガイドローラ５２は固定板２１から掘削方向後方
に延びた支持ロッド５２ａの先端部にローラ５２ｂが枢
着されて構成されている。そして、この連結ロッド５１
ｂとローラ５２ｂの掘削方向における位置はほぼ同じと
なっている。

【００２２】ところで、連結ケーブル４１は、油圧供給
源やバッテリなどと昇降ジャッキ３１やスライドジャッ
キ３５、サポートジャッキ３９などの油圧機器や制御機
器などとを接続するものであり、図４に示すように、複
数の油圧供給ホース６１と電気制御ケーブル６２を横一
線に並設し、外周部に補強テープ６３を巻き付けて一体
とし、更に、所定長さごとに型くずれ防止用ワイヤ６４
を取付けている。従って、この連結ケーブル４１は平坦
形状となって所定の強度を有し、その屈曲方向が掘削機
本体１１の径方向のみに限定されている。

【００２３】ここで、上述した本実施形態のシールド掘
削機によるトンネル掘削作業について説明する。

【００２４】図１及び図２に示すように、まず、カッタ
ヘッドを回転させながら、複数のシールドジャッキ１２
を伸長し、既設のセグメントＳへの押し付け反力によっ
て掘削機本体１１を前進させことで、カッタヘッドが前
方の地盤を掘削し、掘削土砂はスクリューコンベヤ１５
により外部に排出される。次に、シールドジャッキ１２
の何れか一つを縮み方向に作動して既設のセグメントＳ
との間に空所を形成し、エレクタ装置１４によってこの
空所に新しいセグメントＳを装着する。

【００２５】即ち、図示しない台車によってトンネル内
に搬入され、下部に載置されたセグメントＳに対して、
作業者はこのセグメントＳに吊り金具３８を固定する。
そして、エレクタ装置１４のスライドジャッキを伸縮し
て昇降台３２を移動し、取付ブラケット３６をセグメン
トＳに固定された吊り金具３８の上方に位置させる。こ
の状態で、まず、この吊り金具３８を連結ピン３７によ
って取付ブラケット３６に連結し、次に、サポートジャ
ッキ３９を伸長してセグメントＳを押圧し、セグメント
Ｓを確実に保持する。このように昇降台３２がセグメン
トＳを保持した状態で、昇降ジャッキ３１を駆動して移
動枠体２９を介してし昇降台３２を昇降し、旋回モータ
２６を駆動して旋回リング２４を旋回することで昇降台
３２を旋回し、保持したセグメントＳをトンネル内で移
送し、トンネル内壁面の所定の位置に組付ける。そし
て、セグメントＳをトンネル内壁面に固定すると、セグ
メントＳの保持を解除して元位置に戻る。この繰り返し
によって順次グメントＳ組付けていき、トンネルを構築
していく。

【００２６】このようなエレクタ装置１４によるセグメ
ントＳの組付作業時に、旋回リング２４の回転に伴って
連結ケーブル４１が振り回されるが、この連結ケーブル
４１はその屈曲方向が掘削機本体１１の径方向に限定さ
れると共に、ケーブルガイド５１及びガイドローラ５２
によってサポートされることとなり、周辺の部材に接触
して損傷しないようになっており、油圧供給源から昇降
ジャッキ３１などの油圧機器に確実に圧油が給排され
る。

【００２７】即ち、図１に示すエレクタ装置１４の通常
位置では、スクリューコンベヤ１５の取出部１５ａから
図１にて左方に取り出された連結ケーブル４１は、若干
下方に垂れてから上方に迂回してスクリューコンベヤ１
５の右方にいってガイドローラ５２にサポートされて一
方の昇降ジャッキ３１に連結されている。この状態から
図５に示すエレクタ装置１４の右旋回時において、図５
(ａ)に示す旋回初期位置では、連結ケーブル４１が所定
の強度を有して屈曲方向が限定されているため、昇降ジ
ャッキ３１の回転に伴って連結ケーブル４１が追従す
る。そして、図５(ｂ)に示す旋回中期位置では、旋回リ
ング２４が９０度以上回転して昇降ジャッキ３１が上方
に位置するために、連結ケーブル４１が垂れ下がるが、
垂れ下がった連結ケーブル４１はケーブルガイド５１に
受け止められる。更に、図５(ｃ)に示すように、旋回リ
ング２４が１８０度近く回転して昇降ジャッキ３１が反
対側に位置すると、連結ケーブル４１の垂れ下がり量は
増加するが、この連結ケーブル４１はケーブルガイド５
１に沿って保持されるため、旋回リング２４を越えて外
方に垂れ下がることはなく、支持ローラ２３やシールド
ジャッキ１２などに接触したり、絡まったりして損傷や
破損を生じることはない。そして、図５(ｄ)に示すよう
に、旋回リング２４が更に回転しても連結ケーブル４１
はケーブルガイド５１に確実に保持されることで、周辺
部材に接触しない。

【００２８】また、図１に示す通常状態から図６に示す
エレクタ装置１４の左旋回時において、図６(ａ)に示す
旋回初期位置では、連結ケーブル４１が所定の強度を有
して屈曲方向が限定されており、ガイドローラ５２にサ
ポートされながら昇降ジャッキ３１の回転に伴って連結
ケーブル４１が追従する。そして、図６(ｂ)に示す旋回
中期位置では、旋回リング２４が９０度以上回転して昇
降ジャッキ３１が上方に位置するが、連結ケーブル４１
はガイドローラ５２にサポートされているために垂れ下
がることはない。更に、図６(ｃ)に示すように、旋回リ
ング２４が１８０度近く回転して昇降ジャッキ３１が反
対側に位置すると、連結ケーブル４１は引かれて垂れ下
がるが、垂れ下がった連結ケーブル４１はケーブルガイ
ド５１に受け止められ、旋回リング２４を越えて外方に
垂れ下がることはなく、支持ローラ２３やシールドジャ
ッキ１２などに接触したり、絡まったりして損傷や破損
を生じることはない。そして、図６(ｄ)に示すように、
旋回リング２４が更に回転しても連結ケーブル４１はガ
イドローラ５２及びケーブルガイド５１に確実に保持さ
れることで、周辺部材に接触しない。

【００２９】このように本実施形態のエレクタ装置１４
にあっては、セグメントＳを保持する昇降台３２が装着
される旋回リング２４の外周上部に、左右の昇降ジャッ
キ３１の間に位置してケーブルガイド５１を取付けると
共に、固定板２１にスクリューコンベヤ１５と一方の昇
降ジャッキ３１の間に位置してガイドローラ５２を取付
けたことで、セグメントＳの組付時に旋回リング２４の
旋回移動に伴って連結ケーブル４１が追従して垂れ下が
るが、このケーブルガイド５１及びガイドローラ５２に
よって旋回リング２４の外方への垂れ下がりを防止する
ことができ、支持ローラ２３やシールドジャッキ１２な
どの周辺部材に接触したり、絡まったりして損傷や破損
を防止することができる。

【００３０】なお、上述の実施形態では、連結ケーブル
４１をスクリューコンベヤ１５の取出部１５ａから外部
に取り出されて一方の昇降ジャッキ３１に連結したが、
実際には、他方の昇降ジャッキ３１やスライドジャッキ
３５、サポートジャッキ３９にも連結されており、油圧
供給ホースをこの連結ケーブル４１内に組み込んでも、
別の連結ケーブルとしてもよい。また、本実施形態で
は、エレクタ装置１４を門型として左右一対の昇降ジャ
ッキ３１の間にケーブルガイド５１を設けたが、リンク
式のエレクタ装置１４にあっては、このエレクタ装置１
４を除く旋回リングの全周にケーブルガイドを設けると
よい。そして、ガイドローラ５２は一方の昇降ジャッキ
３１に隣接して設けたが、他方の昇降ジャッキ３１にも
隣接して設けてもよい。また、連結ケーブル４１の取出
位置もスクリューコンベヤ１５に限らず、別途ガイド部
材を設けてもよく、スクリューコンベヤ１５の代わりに
送水管及び排泥管等としてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上、実施形態において詳細に説明した
ように本発明のエレクタ装置によれば、掘削機本体の後
部に複数の支持ローラによって旋回リングを支持して回
転可能とし、この旋回リングに昇降機構によって昇降台
を既設トンネルの径方向に沿って移動可能とすると共
に、この昇降台にセグメントを保持して所定の既設トン
ネル内壁面に組付ける保持機構を装着し、掘削機本体か
ら旋回リングを挿通して延設された駆動力を伝達するた
めの連結ケーブルを昇降機構に連結し、旋回リングの外
周部にこの連結ケーブルの外部への垂れ下がりを防止す
るケーブルガイドを設けると共に、掘削機本体に昇降機
構に隣接して連結ケーブルを掛止するガイドローラを設
けたので、セグメントの組付時に、旋回リングの旋回移
動に伴って連結ケーブルが追従して垂れ下がっても、こ
の垂れ下がった連結ケーブルはケーブルガイド及びガイ
ドローラによってサポートされることで、旋回リングの
外方への垂れ下がりを防止することとなり、連結ケーブ
ルが周辺部材に接触したり、絡まったりして損傷や破損
するのを防止することができる。その結果、連結ケーブ
ルの損傷や破損を防止することで作業者にかかる負担を
低減し、セグメント組付作業の安全性並びに作業性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るシールド掘削機に装
着されたエレクタ装置の正面図である。

【図２】本実施形態のエレクタ装置の側面視を表す図１
のII−II断面図である。

【図３】連結ケーブルを保持するケーブルガイド及びガ
イドローラの概略図である。

【図４】連結ケーブルの概略図である。

【図５】エレクタ装置の旋回時における連結ケーブルの
保持状態を表す概略図である。

【図６】エレクタ装置の旋回時における連結ケーブルの
保持状態を表す概略図である。

【図７】シールド掘削機に装着された従来のエレクタ装
置の正面図である。

【図８】従来のエレクタ装置の側面視を表す図７のVIII
−VIII断面図である。

【図９】シールド掘削機に装着された従来の別のエレク
タ装置の正面図である。

【図１０】従来のエレクタ装置の側面視を表す図９のＸ
−Ｘ断面図である。

【符号の説明】

１１ 掘削機本体 １２ シールドジャッキ １４ エレクタ装置 １５ スクリューコンベヤ ２３ 支持ローラ ２４ 旋回リング ２６ 旋回モータ（駆動モータ） ３１ 昇降ジャッキ（昇降機構） ３２ 昇降台 ３５ スライドジャッキ ３６ 取付ブラケット ３７ 連結ピン ３８ 吊り金具３８（保持機構） ３９ サポートジャッキ ４１ 連結ケーブル ５１ ケーブルガイド ５２ ガイドローラ ６１ 油圧供給ホース ６２ 電気制御ケーブル ６３ 補強テープ ６４ 型くずれ防止用ワイヤ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状をなす掘削機本体の後部に複数の支
   持ローラによって旋回リングが回転自在に支持されると
   共に、駆動モータによって回転可能とされ、前記旋回リ
   ングに昇降機構を介して昇降台が既設トンネルの径方向
   に沿って移動自在に支持され、該昇降台にセグメントを
   保持して所定の既設トンネル内壁面に組付ける保持機構
   が装着されると共に、前記掘削機本体から前記旋回リン
   グを挿通して延設された駆動力を伝達するための連結ケ
   ーブルが前記昇降機構に連結されたエレクタ装置におい
   て、前記旋回リングの外周部に前記連結ケーブルの外部
   への垂れ下がりを防止するケーブルガイドを設けると共
   に、前記掘削機本体に前記昇降機構に隣接して前記連結
   ケーブルを掛止するガイドローラを設けたことを特徴と
   するエレクタ装置。