(57)【要約】【課題】トンネル内の限られた空間で大きなストロークを容易に確保することが可能なセグメント組立装置およびシールド掘進機を提供する。【解決手段】このセグメント組立装置２は、セグメントＳＧの把持部７と、掘進方向に略直交する面内で個別に回動可能な第１回動部材４および第２回動部材５と、一端６１ａで把持部７を回動可能に支持するとともに、他端６１ｂで第１回動部材４により回動可能に支持される第１アーム部材６１と、一端６２ａで把持部７を回動可能に支持するとともに、他端６２ｂで第２回動部材５により回動可能に支持される第２アーム部材６２とを備え、第１回動部材４および第２回動部材５は、個別に回動することにより、それぞれ、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を移動させて、把持部７を掘進方向に略直交する方向に移動させるように構成されている。【選択図】図２
2020148049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントの把持部と、
掘進方向に略直交する面内で個別に回動可能な第１回動部材および第２回動部材と、
一端で前記把持部を回動可能に支持するとともに、他端で前記第１回動部材により回動可能に支持される第１アーム部材と、
一端で前記把持部を回動可能に支持するとともに、他端で前記第２回動部材により回動可能に支持される第２アーム部材とを備え、
前記第１回動部材および前記第２回動部材は、個別に回動することにより、それぞれ、前記第１アーム部材および前記第２アーム部材を移動させて、前記把持部を掘進方向に略直交する方向に移動させるように構成されている、セグメント組立装置。
【請求項２】
前記第１回動部材は、前記第１アーム部材を支持する第１アーム支持部と、前記第１アーム支持部が設けられる第１本体部とを含み、
前記第２回動部材は、前記第２アーム部材を支持する第２アーム支持部と、前記第２アーム支持部が設けられる第２本体部とを含み、
前記第１アーム部材および前記第２アーム部材と、前記第１本体部および前記第２本体部とは、掘進方向において、互いにずれた位置に配置されている、請求項１に記載のセグメント組立装置。
【請求項３】
前記第１回動部材の回動中心軸線と、前記第２回動部材の回動中心軸線とは、略一致している、請求項１または２に記載のセグメント組立装置。
【請求項４】
前記第１アーム部材および前記第２アーム部材の少なくとも一方に対して回転駆動力を付与する回転駆動源部をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセグメント組立装置。
【請求項５】
前記第１回動部材をシールド掘進機の本体部に回動可能に設置する設置部材をさらに備え、
前記第１回動部材は、前記第２回動部材を回動可能に支持している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセグメント組立装置。
【請求項６】
前記第１回動部材の回動中心軸線から前記第１アーム部材の他端までの距離と、前記第２回動部材の回動中心軸線から前記第２アーム部材の他端までの距離とは、略等しく、
前記第１アーム部材の一端から前記第１アーム部材の他端までの距離と、前記第２アーム部材の一端から前記第２アーム部材の他端までの距離とは、略等しい、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセグメント組立装置。
【請求項７】
土砂を掘削するカッタヘッドと、掘削に伴う土砂を輸送する排土装置と含む本体部と、
前記本体部に取り付けられるセグメント組立装置とを備え、
前記セグメント組立装置は、
セグメントの把持部と、
掘進方向に略直交する面内で個別に回動可能な第１回動部材および第２回動部材と、
一端で前記把持部を回動可能に支持するとともに、他端で前記第１回動部材により回動可能に支持される第１アーム部材と、
一端で前記把持部を回動可能に支持するとともに、他端で前記第２回動部材により回動可能に支持される第２アーム部材とを含み、
前記第１回動部材および前記第２回動部材は、個別に回動することにより、それぞれ、前記第１アーム部材および前記第２アーム部材を移動させて、前記把持部を掘進方向に略直交する方向に移動させるように構成されている、シールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント組立装置およびシールド掘進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記特許文献１にセグメント組立装置を備えたシールド掘進機が開示されている。セグメント組立装置は、旋回リングと、昇降用シリンダと、セグメント把持部とを備えている。旋回リングは、シールド掘進機本体に対して、掘進方向に直交する面内で回動可能なように設置されている。昇降用シリンダは、旋回リングに取り付けられており、セグメント把持部を掘進方向と略直交する方向に移動するように構成されている。また、セグメント把持部は伸縮と直交する方向に移動可能に構成され、さらに掘進方向と略直交する方向に屈曲可能に構成されている。なお、掘進方向に直交する面内に、上記の旋回リング、昇降用シリンダ、および、移動および屈曲の機構を含むセグメント把持部のセットが、２組設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９７９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のシールド掘進機では、掘進方向に直交する面内に、旋回リング、昇降用シリンダ、および、移動および屈曲の機構を含むセグメント把持部のセットが、２組設けられているため、装置構成が複雑化しているという不都合がある。そこで、上記特許文献１には明記されていないが、１組の旋回リング（回動部材）、昇降用シリンダ、および、セグメント把持部により、セグメントを組み立てようとすると、セグメントを移動させる大きなストロークを得るために大型のジャッキが必要になるが、トンネル内の限られた空間で、大型のジャッキを配置するスペースを確保するのは困難である。したがって、トンネル内の限られた空間で、大きなストロークを得ることは困難であるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、トンネル内の限られた空間で大きなストロークを容易に確保可能なセグメント組立装置およびシールド掘進機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明のセグメント組立装置は、セグメントの把持部と、掘進方向に略直交する面内で個別に回動可能な第１回動部材および第２回動部材と、一端で把持部を回動可能に支持するとともに、他端で第１回動部材により回動可能に支持される第１アーム部材と、一端で把持部を回動可能に支持するとともに、他端で第２回動部材により回動可能に支持される第２アーム部材とを備え、第１回動部材および第２回動部材は、個別に回動することにより、それぞれ、第１アーム部材および第２アーム部材を移動させて、把持部を掘進方向に略直交する方向に移動させるように構成されている。
【０００７】
この発明のセグメント組立装置では、上記のように、第１回動部材および第２回動部材を、個別に回動することにより、それぞれ、第１アーム部材および第２アーム部材を移動させて、把持部を掘進方向に略直交する方向に移動させる。これにより、掘進方向と直交する面内において、第１アーム部材および第２アーム部材を個別にいずれの方向にも移動させることができる。このため、たとえば、把持部を第１回動部材および第２回動部材の近傍の位置に配置したい場合には、第１アーム部材および第２アーム部材を、それぞれ、第１回動部材および第２回動部材の外形に沿って寝かせるように傾斜させることにより、第１回動部材および第２回動部材の近傍に把持部を配置することができる。また、把持部を第１回動部材および第２回動部材から離間した位置に配置したい場合には、第１アーム部材の第１回動部材側の他端と第２アーム部材の第２回動部材側の他端とが近づくように、第１回動部材および第２回動部材を個別に回動させるだけで、第１アーム部材と第２アーム部材とを平行に近づけるようにして、把持部を移動（第１回動部材および第２回動部材から離間）させることができる。以上により、把持部を、第１回動部材および第２回動部材の近傍の位置から第１回動部材および第２回動部材に対して離間した位置まで移動させることができるので、トンネル内の限られた空間で大きなストロークを容易に確保することができる。
【０００８】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、第１回動部材は、第１アーム部材を支持する第１アーム支持部と、第１アーム支持部が設けられる第１本体部とを含み、第２回動部材は、第２アーム部材を支持する第２アーム支持部と、第２アーム支持部が設けられる第２本体部とを含み、第１アーム部材および第２アーム部材と、第１本体部および第２本体部とは、掘進方向において、互いにずれた位置に配置されている。このように構成すれば、第１回動部材および第２回動部材が回動する際に、第１回動部材および第２回動部材と、第１アーム部材および第２アーム部材とが、互いに接触することを防止することができる。
【０００９】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、第１回動部材の回動中心軸線と、第２回動部材の回動中心軸線とは、略一致している。このように構成すれば、第１回動部材および第２回動部材が掘進方向にオーバーラップして配置されるので、第１回動部材および第２回動部材の配置スペースを縮小化することができる。
【００１０】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、第１アーム部材および第２アーム部材の少なくとも一方に対して回転駆動力を付与する回転駆動源部をさらに備える。このように構成すれば、回転駆動源部により、第１アーム部材および第２アーム部材の少なくとも一方を傾斜させることができるので、第１アーム部材および第２アーム部材により支持される把持部をセグメントの配置位置に応じて容易に傾斜させることができる。
【００１１】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、第１回動部材をシールド掘進機の本体部に回動可能に設置する設置部材をさらに備え、第１回動部材は、第２回動部材を回動可能に支持している。このように構成すれば、設置部材により、第１回動部材が所定の設置位置に設置された状態を、安定して保持することができる。
【００１２】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、第１回動部材の回動中心軸線から第１アーム部材の他端までの距離と、第２回動部材の回動中心軸線から第２アーム部材の他端までの距離とは、略等しく、第１アーム部材の一端から第１アーム部材の他端までの距離と、第２アーム部材の一端から第２アーム部材の他端までの距離とは、略等しい。このように構成すれば、第１回動部材および第２回動部材と、第１アーム部材および第２アーム部材とを、バランスよく配置することができるので、把持部を安定して移動させることができる。
【００１３】
この発明のシールド掘進機は、土砂を掘削するカッタヘッドと、掘削に伴う土砂を輸送する排土装置と含む本体部と、本体部に取り付けられるセグメント組立装置とを備え、セグメント組立装置は、セグメントの把持部と、掘進方向に略直交する面内で個別に回動可能な第１回動部材および第２回動部材と、一端で把持部を回動可能に支持するとともに、他端で第１回動部材により回動可能に支持される第１アーム部材と、一端で把持部を回動可能に支持するとともに、他端で第２回動部材により回動可能に支持される第２アーム部材とを含み、第１回動部材および第２回動部材は、個別に回動することにより、それぞれ、第１アーム部材および第２アーム部材を移動させて、把持部を掘進方向に略直交する方向に移動させるように構成されている。
【００１４】
この発明のシールド掘進機では、上記のように構成することによって、上記セグメント組立装置と同様に、トンネル内の限られた空間で大きなストロークを容易に確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上記のように、トンネル内の限られた空間で大きなストロークを容易に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態によるシールド掘進機の模式的な縦断面図である。
【図２】一実施形態によるセグメント組立装置の分解斜視図である。
【図３】一実施形態によるセグメント組立装置を掘進方向後方側から見た図であり、把持部が第１回動部材および第２回動部材に近接した状態を示した図である。
【図４】一実施形態によるセグメント組立装置を掘進方向後方側から見た図であり、把持部が第１回動部材および第２回動部材から離間した状態を示した図である。
【図５】一実施形態によるセグメント組立装置を掘進方向後方側から見た図であり、把持部を傾斜させた状態を示した図である。
【図６】第１変形例によるセグメント組立装置を掘進方向後方側から見た図である。
【図７】第２変形例によるセグメント組立装置を掘進方向後方側から見た図である。
【図８】第３変形例によるセグメント組立装置の第１回動部材および第２回動部材を示した斜視図である。
【図９】第４変形例によるセグメント組立装置の把持部を拡大して示した図である。
【図１０】第５変形例によるセグメント組立装置のセグメントの組立方法について（Ａ）〜（Ｄ）の順で説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
[実施形態]
図１〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるシールド掘進機１００について説明する。
【００１９】
（シールド掘進機の全体構成）
図１に示すように、シールド掘進機１００は、掘削面を構成するカッタヘッド１１を有する本体部１と、掘進に伴う土砂または泥水を輸送する排土装置Ｈと、トンネル内面にセグメントＳＧを組み立てるセグメント組立装置２とを備える。
【００２０】
本体部１は、カッタヘッド１１と、カッタヘッド１１によって掘削された土砂が貯留されるチャンバ１２と、セグメントＳＧを押圧して本体部１を推進させるシールドジャッキ１３と、胴体１４と、隔壁１５とを含んでいる。
【００２１】
排土装置Ｈは、チャンバ１２内の土砂を排出するスクリュコンベアＨ１と、スクリュコンベアＨ１に下流側から接続されるポンプＨ２と、ポンプＨ２に下流側から接続される配管Ｈ３とを含んでいる。
【００２２】
本実施形態では、シールド掘進機１００が、泥土圧式のシールド掘進機である例を示している。泥土圧式のシールド掘進機１００では、カッタヘッド１１により掘削された土砂と注入された作泥材とがチャンバ１２内で混合され、掘削土砂が不透水性と塑性流動性とを持つ泥土に変換される。掘削土砂（泥土）は、チャンバ１２内およびスクリュコンベアＨ１内に充満する。シールド掘進機１００は、シールドジャッキ１３によって推進することによって、掘削した土砂をチャンバ１２内に充満させ加圧し、地山側の圧力(土圧および地下水圧)に対抗させる。シールド掘進機１００は、掘進量と排土量とのバランスによって圧力の平衡を図りながら掘進方向（Ｘ１方向）に前進する。スクリュコンベアＨ１から排出される土砂は、排土装置Ｈを介して後方（Ｘ２方向）に輸送される。
【００２３】
なお、各図において、前後方向をＸ方向で示し、掘進方向（前方）をＸ１方向で示し、後方をＸ２方向で示す。また、上下方向をＺ方向で示し、上方をＺ１方向で示し、下方をＺ２方向で示す。また、前後方向および上下方向に直交する左右（横）方向をＹ方向で示す。また、Ｙ方向のうち、坑内を掘進方向に沿って見た場合（後方側から前方側を見た場合）の右方向をＹ１方向で示し、左方向をＹ２方向で示す。また、以下では、特に断らない限り、「断面」とは前後方向（Ｘ方向）と略直交する断面Ｃを意味するものとする。
【００２４】
胴体１４は、前胴部１４ａおよび後胴部１４ｂから構成されている。前胴部１４ａは、推進力が付与されてカッタヘッド１１により地山の掘進を行う部分であり、後胴部１４ｂは、前胴部１４ａに伴って、トンネルのリング状の周壁部分を構成するセグメントＳＧを配列しながら進行する部分である。
【００２５】
ここで、図３に示すように、シールド掘進機１００は、異形断面を有するシールド掘進機である。すなわち、本体部１は、Ｘ方向と直交する断面Ｃが非円形形状を有する。図３では、概して、上下方向に縦長の楕円形断面を有するトンネルを掘進する本体部１の例を示している。図３の例では、セグメント組立装置２は、長方形断面のトンネル内面に合わせて、セグメントＳＧを長方形のリング状に組み立てる。なお、非円形形状は、楕円形状に限られず、オーバル形状（角丸長方形）または長方形状（矩形状）や、六角形状などの多角形状であってもよい。図３では、セグメントリングを１０個のセグメントＳＧにより構成している例を示しているが、１つのセグメントリングをいくつのセグメントＳＧで構成してもよい。
【００２６】
図１に戻り、カッタヘッド１１は、図示しない駆動源によって、掘進方向の回転軸回りに回転駆動される。カッタヘッド１１によって削られた掘削土は、図示しない貫通孔を通ってカッタヘッド１１の内部のチャンバ１２に進入する。チャンバ１２は、カッタヘッド１１、前胴部１４ａおよび隔壁１５によって囲まれた空間（作泥土室）である。
【００２７】
シールドジャッキ１３は、複数（図１では１つのみ図示）設けられており、胴体１４の周方向に沿って配列されている。各シールドジャッキ１３は、掘進方向に向けて、組み立てられたセグメントＳＧと対向するように設置されている。本体部１は、シールドジャッキ１３を伸長させて既設のセグメントＳＧを掘進方向後方（Ｘ２方向）に押圧することにより、掘進方向への推進力（反作用力）を発生させる。
【００２８】
スクリュコンベアＨ１は、チャンバ１２に接続され、チャンバ１２内の土砂を排出するように構成されている。スクリュコンベアＨ１は、一端で開口する取込口Ｈ１ａが隔壁１５を貫通してチャンバ１２内に露出し、他端側の排出口Ｈ１ｂが隔壁１５よりも後方側に設けられている。スクリュコンベアＨ１は、チャンバ１２内の土砂を排出してチャンバ１２内の圧力を調整する機能を有する。スクリュコンベアＨ１の排出口Ｈ１ｂは、配管Ｈ３が接続されたポンプＨ２の流入口に接続されている。すなわち、スクリュコンベアＨ１から排出される土砂は、そのままポンプＨ２の流入口に供給される。
【００２９】
ここで、本体部１に外部から電力や制御信号などの配線類や作泥材・油圧装置用の作動油などの配管類Ｃａ（以下、配線類・配管類Ｃａと記す）、および、排土装置Ｈは、セグメント組立装置２との接触を回避するために、セグメント組立装置２の内側を通されるように構成されている。詳細については後述する。ここで、接触とは、配線類・配管類Ｃａまたは排土装置Ｈが、セグメント組立装置２に物理的に触れることを意味する。なお、配管Ｈ３によりセグメント組立装置２の後方（Ｘ２方向）に運ばれた土砂は、ベルトコンベアＢにより抗外に搬送される。また、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈは、本体部１に対して固定されている。
【００３０】
（セグメント組立装置の構成）
図１に示すように、セグメント組立装置２は、スクリュコンベアＨ１の後方（前胴部１４ａの後端近傍）（Ｘ２方向）に配置されている。セグメント組立装置２は、掘進方向（Ｘ１方向）と直交する断面Ｃが非円形形状（異形形状）のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てるように構成されている。セグメント組立装置２は、本体部１内の断面Ｃ（図３参照）でセグメントＳＧの把持部７を移動させて、セグメントＳＧを組み立てるように構成されている。
【００３１】
セグメント組立装置２は、設置部材３と、円環形状（円筒形状）の第１回動部材４と、円環状の第２回動部材５と、第１アーム部材６１と、第２アーム部材６２と、単一の把持部７と、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２（図２参照）と、駆動制御部９とを備えている。なお、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２は、ともに、特許請求の範囲の「回転駆動源部」の一例である。
【００３２】
設置部材３（ベース部材）は、本体部１に内周側から固定されている。セグメント組立装置２全体を支持するように構成されている。すなわち、設置部材３は、移動することがない。
【００３３】
設置部材３は、第１回動部材４を直接支持している。第１回動部材４は、第２回動部材５を直接支持している。第１回動部材４および第２回動部材５は、それぞれ、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を直接支持している。第１アーム部材６１および第２アーム部材６２は、それぞれ、把持部７を直接支持している。
【００３４】
すなわち、セグメント組立装置２の各構成を、本体部１側から順に記載すると、設置部材３、第１回動部材４、第２回動部材５、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２、把持部７となる。
【００３５】
第１回動部材４および第２回動部材５は、掘進方向（Ｘ１方向）に略直交する面内で個別に回動可能に構成されている。以下、セグメント組立装置２の各部の詳細な構成について説明する。
【００３６】
〈設置部材の構成〉
図１に示すように、設置部材３は、第１回動部材４をシールド掘進機１００の本体部１に回動可能に設置するように構成されている。
【００３７】
設置部材３は、固定部材３１と、複数のローラ支持部材３２とを含んでいる。
【００３８】
固定部材３１は、本体部１に内周側から直接取り付けられる部分であり、上下方向（Ｚ方向）に延びる複数の梁部材、および、左右方向（Ｙ方向）に延びる複数の梁部材の組み合わせにより構成されている。固定部材３１を構成する複数の梁部材は、上下左右にバランスよく配置されている。固定部材３１を構成する複数の梁部材は、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに接触することがないように、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈから離間した位置に配置されている。
【００３９】
ローラ支持部材３２は、固定部材３１から後方（Ｘ２方向）に突出するように、固定部材３１に取り付けられている。ローラ支持部材３２は、円筒形状の第１回動部材４を内周面側から支持している。複数のローラ支持部材３２は、第１回動部材４を内周面に沿って略等角度間隔で配置されている。なお、複数のローラ支持部材３２の数は、第１回動部材４を回動可能に支持できるならばいくつでもよい。たとえば、ローラ支持部材３２は、１２０度間隔で３つ設けられている。また、設置部材３は、回動可能に支持できるなら上記構成に限られず、いかなる構成であってもよい。
【００４０】
〈第１回動部材の構成〉
図２に示すように、第１回動部材４は、前後方向（Ｘ方向）から見て、トンネルの略中央部に配置されている。第１回動部材４の回動中心軸線αは、トンネルの略中央部に配置されている。第１回動部材４は、円筒形状に形成されている。第１回動部材４は、内側に配線類・配管類Ｃａ（図１参照）および排土装置Ｈ（図１参照）が通されている。すなわち、第１回動部材４には、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈを通すための貫通穴４ａが形成されている。貫通穴４ａは、前後方向に延びている。
【００４１】
第１回動部材４は、第１本体部４１と、第１アーム支持部４２とを備えている。
【００４２】
第１本体部４１は、第１リング部４３および第２リング部４４を含んでいる。第１アーム支持部４２は、第１本体部４１に設けられており、第１アーム部材６１を支持している。なお、第１リング部４３と、第２リング部４４と、第１アーム支持部４２とは、一体的な構成である。
【００４３】
第１リング部４３は、円筒形状を有している。第１リング部４３は、外周部に配置された外歯４３ａと、内周部に配置され、ローラ支持部材３２（図１参照）が内側から当接する滑らかな内面４３ｂとを有している。
【００４４】
第２リング部４４は、第１リング部４３のＸ２方向側から、第１リング部４３に一体的に接続されている。第２リング部４４は、円筒形状を有している。第２リング部４４は、外周部に配置され、第１アーム支持部４２が一体的に設けられた外面４４ａと、内周部に配置された内歯４４ｂとを有している。
【００４５】
第１回動部材４の半径方向において、第２リング部４４の外径（外面４４ａ）は、第１リング部４３の最小外径（外歯４３ａ）よりも一回り小さく形成されている。また、第１回動部材４の半径方向において、第２リング部４４の最大内径（内歯４４ｂ）は、第１リング部４３の内径（内面４３ｂ）よりも一回り大きく形成されている。すなわち、第２リング部４４は、第１リング部４３よりも半径方向の厚みが小さい。
【００４６】
第１アーム支持部４２は、第２リング部４４の外面４４ａに設けられている。第１アーム支持部４２は、第２リング部４４よりも後方（Ｘ２方向）に突出するとともに、第１アーム部材６１の他端６１ｂを支持する回動軸部４２ａを含んでいる。なお、回動軸部４２ａは、Ｘ方向に延びている。
【００４７】
したがって、第１回動部材４は、第２リング部４４よりも後方側（Ｘ２方向側）で、第１アーム部材６１の他端６１ｂを支持している。すなわち、第１本体部４１と第１アーム部材６１とは、掘進方向において、互いにずれた位置に配置されている。さらに、第１本体部４１と第２アーム部材６２とは、掘進方向において、互いにずれた位置に配置されている。したがって、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２は、回動時に、第１本体部４１に接触することがない位置（回動が妨げられることがない位置）に配置されている。
【００４８】
第１回動部材４は、第２回動部材５を回動可能に支持している。詳細には、第１回動部材４は、内歯４４ｂに噛み合う第２回動部材５の複数（３つ）のピニオンギア５２を介して、第２回動部材５を回動可能に支持している。第２回動部材５は、第１回動部材４に対して後方側（Ｘ２方向側）から取り付けられている。
【００４９】
第１回動部材４には、外歯４３ａに噛み合うことにより第１回動部材４を回転させるモータ駆動機構Ｍ４が設けられている。モータ駆動機構Ｍ４は、設置部材３に固定されたモータＭ４ａと、モータＭ４ａにより回転されるピニオンギアＭ４ｂとを有している。モータ駆動機構Ｍ４は、モータＭ４ａの正転および逆転させることにより、第１回動部材４の回動方向を変更可能に構成されている。
【００５０】
第１回動部材４は、モータ駆動機構Ｍ４から回転駆動力が付与されている場合で、かつ、第２回動部材５に対して第２回動部材５に設けられた後述するモータＭ５から回転駆動力が付与されていない場合に、支持している第２回動部材５とともに同期して回動するように構成されている。なお、第１回動部材４と第２回動部材５とが同期して回動する場合、把持部７（第１アーム部材６１および第２アーム部材６２）は、第１回動部材４および第２回動部材５に対して、相対的に移動しない。
【００５１】
また、第１回動部材４および第２回動部材５は、個別に回動することにより、それぞれ、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を移動させて、把持部７を掘進方向に略直交する面内のいずれの方向にも移動させることが可能なように構成されている。第１回動部材４および第２回動部材５は、個別に回動することにより、把持部７を、第１回動部材４および第２回動部材５に近づける方向、および、第１回動部材４および第２回動部材５から離間させる方向に移動させるように構成されている。
【００５２】
〈第２回動部材の構成〉
第２回動部材５は、前後方向（Ｘ方向）から見て、トンネルの略中央部に配置されている。第２回動部材５の回動中心軸線は、第１回動部材４の回動中心軸線αと一致している。第２回動部材５は、内側に配線類・配管類Ｃａ（図１参照）および排土装置Ｈ（図１参照）が通されている。すなわち、第２回動部材５には、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈを通すための貫通穴５ａが形成されている。
【００５３】
第２回動部材５は、第２本体部５１と、複数（３つ）のピニオンギア５２と、第２アーム支持部５３とを備えている。
【００５４】
第２本体部５１は、前後方向（Ｘ方向）を厚み方向とする円板状に形成されている。第２本体部５１は、第１回動部材４の後端に対向する位置に配置されている。
【００５５】
複数のピニオンギア５２は、第２本体部５１の前面（Ｘ１方向側の面）に設けられている。複数のピニオンギア５２は、第１回動部材４の内歯４４ｂに内周側から噛み合っている。複数のピニオンギア５２は、内歯４４ｂに沿って略等角度間隔で配置されている。なお、ピニオンギア５２の内歯４４ｂに対する噛み合い位置が変わらない場合（後述するモータＭ５が動作していない場合）、上記の通り、第１回動部材４と第２回動部材５とは、同期して回動する。
【００５６】
第２アーム支持部５３は、第２リング部４４の後面（Ｘ２方向側の面）に設けられている。第２アーム支持部５３は、第２本体部５１よりも後方に突出するとともに、第２アーム部材６２の他端６２ｂを支持する回動軸部５３ａを含んでいる。なお、回動軸部５３ａは、Ｘ方向（前後方向）に延びている。
【００５７】
したがって、第２回動部材５は、第２本体部５１よりも後方側（Ｘ２方向側）で、第２アーム部材６２の他端６２ｂを支持している。すなわち、第２本体部５１と第２アーム部材６２とは、掘進方向（前後方向）において、互いにずれた位置に配置されている。さらに、第２本体部５１と第１アーム部材６１とは、掘進方向において、互いにずれた位置に配置されている。したがって、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２は、回動時に、第２本体部５１に接触することがない位置（回動が妨げられることがない位置）に配置されている。
【００５８】
第２回動部材５には、ピニオンギア５２を回転させるモータＭ５が設けられている。モータＭ５は、第２本体部５１に対して固定されている。モータＭ５は、複数のピニオンギア５２の各々に対して１つずつ設けられている。モータＭ５は、ピニオンギア５２を回転させることにより、第２回動部材５を第１回動部材４に対して相対的に回動させるように構成されている。モータＭ５は、正転および逆転することにより、第２回動部材５の回動方向を変更可能に構成されている。
【００５９】
第１回動部材４の回動中心軸線αから第１アーム部材６１の他端６１ｂ(の回動中心)までの距離Ｄ１（図３参照）と、第２回動部材５の回動中心軸線（回動中心軸線α）から第２アーム部材６２の他端６２ｂ(の回動中心)までの距離Ｄ２（図３参照）とは、略等しい。
【００６０】
〈第１アーム部材の構成〉
第１アーム部材６１は、一端６１ａで把持部７を回動可能に支持するとともに、他端６１ｂで第１回動部材４により回動可能に支持されている。第１アーム部材６１は、直線状に延びる棒状の部材である。第１アーム部材６１の他端６１ｂには、第１回動部材４の回動軸部４２ａが挿通される貫通穴１６１ｂが形成されている。第１アーム部材６１の一端６１ａには、把持部７の後述する回動軸部７１が挿通される貫通穴１６１ａが形成されている。
【００６１】
〈第２アーム部材の構成〉
第２アーム部材６２は、一端６２ａで把持部７を回動可能に支持するとともに、他端６２ｂで第２回動部材５により回動可能に支持されている。第２アーム部材６２は、直線状に延びる棒状の部材である。第２アーム部材６２の他端６２ｂには、第２回動部材５の回動軸部５３ａが挿通される貫通穴１６２ｂが形成されている。第２アーム部材６２の一端６２ａには、把持部７の後述する回動軸部７２が挿通される貫通穴１６２ａが形成されている。なお、第２アーム部材６２は、第１アーム部材６１と同一形状である。
【００６２】
第１アーム部材６１の一端６１ａから第１アーム部材６１の他端６１ｂ（の回動中心）までの距離ｄ１（図３参照）と、第２アーム部材６２の一端６２ａから第２アーム部材６２の他端６２ｂ（の回動中心）までの距離ｄ２（図３参照）とは、略等しい。
【００６３】
〈把持部の構成〉
把持部７は、セグメントＳＧを保持するように構成されている。把持部７は、第１アーム部材６１の一端６１ａに支持される回動軸部７１と、第２アーム部材６２の一端６２ａに支持される回動軸部７２とを有している。回動軸部７１と回動軸部７２とは、掘進方向（Ｘ１方向）に略直交する方向に横並びで配置されている。把持部７は、回動軸部７１と回動軸部７２との並び方向を長手方向とする直方体形状を有している。図示しないが、把持部７には、把持しているセグメントＳＧの姿勢（傾き、掘進方向の位置）を微調整する機構が設けられている。
【００６４】
〈第１回転駆動源部および第２回転駆動源部の構成〉
第１回転駆動源部８１は、第１アーム部材６１に対して回転駆動力を付与するように構成されている。第１回転駆動源部８１は、モータを含んでおり、回動軸部７１に設けられている。第１回転駆動源部８１は、第１アーム部材６１に対する把持部７の傾斜角度を保持可能に構成されている。
【００６５】
第２回転駆動源部８２は、第２アーム部材６２に対して回転駆動力を付与するように構成されている。第２回転駆動源部８２は、モータを含んでおり、回動軸部７２に設けられている。第２回転駆動源部８２は、第２アーム部材６２に対する把持部７の傾斜角度を保持可能に構成されている。
【００６６】
第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２は、駆動制御部９の制御により、同期して駆動可能に構成されており、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２に対する把持部７の傾斜角度を調整可能に構成されている。
【００６７】
すなわち、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２は、前後方向（Ｘ方向）から見て、第１アーム部材６１の他端６１ｂを支持する回動軸部４２ａと、第２アーム部材６２の他端６２ｂを支持する回動軸部５３ａとを結ぶ直線に対して、把持部７の長手方向を傾斜させることが可能に構成されている。
【００６８】
要するに、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２は、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２の傾斜角度の対称性をくずして（第１アーム部材６１および第２アーム部材６２の傾斜角度をアンバランスにして）、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２に対する把持部７の傾斜角度を調整可能に構成されている。このような把持部７の移動を、以下では、「把持部７の傾斜移動」と記して説明する。
【００６９】
なお、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２は、駆動制御部９の制御により、同期して駆動されることによって、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２の対称性を保持しながら、第１回動部材４および第２回動部材５に近づける方向、および、第１回動部材４および第２回動部材５から離間させる方向に移動させるように構成されている。このような把持部７の移動を、以下では、「把持部７の近接離間移動」と記して説明する。
【００７０】
〈駆動制御部の構成〉
駆動制御部９は、セグメント組立装置２の各部の駆動を制御するように構成されている。詳細には、駆動制御部９は、第１回動部材４に設けられたモータ駆動機構Ｍ４、および、第２回動部材５に設けられた複数（３つ）のモータＭ５の駆動を制御して、第１回動部材４および第２回動部材５を同期して回動させ、または、個別に回動させるように構成されている。また、駆動制御部９は、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２の駆動を制御して、把持部７の傾斜移動と、把持部７の近接離間移動とを切り替え可能に構成されている。
【００７１】
（セグメントの組立動作）
次に、図３〜５を参照して、セグメントＳＧの組立動作について説明する。なお、セグメントＳＧは、原則、下方側から上方側に順に積み上げる形で組み立てられる。そして、最後に、キーセグメントＫＳＧを組み付けることで１つのセグメントリングが完成する。
【００７２】
まず、把持部７の近接離間移動によるセグメントＳＧの設置について説明する。図３に示すように、はじめに、把持部７を第１回動部材４および第２回動部材５の下方側（初期位置）に配置して、セグメントＳＧを把持する。この際、把持部７の下方側にセグメントＳＧを配置可能なように、把持部７を、第１回動部材４および第２回動部材５に比較的近い位置に配置する。
【００７３】
そして、第１アーム部材６１の他端６１ｂと第２アーム部材６２の他端６２ｂとが下方側において、互いに近づくように（第１アーム部材６１と第２アーム部材６２とが平行に近づくように）、第１回動部材４および第２回動部材５を個別に回動させる。具体的には、図４において第１回動部材４を反時計回り方向に回動させるとともに、第２回動部材５を時計回り方向に回動させる。この際の第１回動部材４および第２回動部材５の各回動角度は、互いに略等しい。
【００７４】
その結果、図４に示すように、把持部７が第１回動部材４および第２回動部材５から離間するように移動して、セグメントＳＧが下端の設置位置に移動される。
【００７５】
次に、把持部７の傾斜移動によるセグメントＳＧの設置について説明する。図３に示すように、はじめに、初期位置で把持部７によりセグメントＳＧを把持する。
【００７６】
そして、Ｘ方向から見て、第２回動部材５を略同じ位置に保持しながら、第１回動部材４を時計回り方向に回動させる。すなわち、第１アーム部材６１の他端６１ｂが第２アーム部材６２の他端６２ｂから離間する方向に第１回動部材４を回動させる。この際、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２は、それぞれ、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２に対して所定の回転駆動力を付与する。
【００７７】
その結果、図５に示すように、第１アーム部材６１と第２アーム部材６２との傾斜角度の対称性がくずれて、把持部７の傾斜角度が変更される。そして、セグメントＳＧが設置される。
【００７８】
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７９】
本実施形態では、上記のように、第１回動部材４および第２回動部材５を、個別に回動することにより、それぞれ、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を移動させて、把持部７を掘進方向に略直交する方向に移動させる。これにより、掘進方向と直交する面内において、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を個別にいずれの方向にも移動させることができる。このため、たとえば、把持部７を第１回動部材４および第２回動部材５の近傍の位置に配置したい場合には、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を、それぞれ、第１回動部材４および第２回動部材５の外形に沿って寝かせるように傾斜させることにより、第１回動部材４および第２回動部材５の近傍に把持部７を配置することができる。また、把持部７を第１回動部材４および第２回動部材５から離間した位置に配置したい場合には、第１アーム部材６１の第１回動部材４側の他端６１ｂと第２アーム部材６２の第２回動部材５側の他端６２ｂとが近づくように、第１回動部材４および第２回動部材５を個別に回動させるだけで、第１アーム部材６１と第２アーム部材６２とを平行に近づけるようにして、把持部７を移動（第１回動部材および第２回動部材５から離間）させることができる。以上により、把持部７を、第１回動部材４および第２回動部材５の近傍の位置から第１回動部材４および第２回動部材５に対して離間した位置まで移動させることができるので、トンネル内の限られた空間で大きなストロークを容易に確保することができる。
【００８０】
本実施形態では、上記のように、第１回動部材４は、第１アーム部材６１を支持する第１アーム支持部４２と、第１アーム支持部４２が設けられる第１本体部４１とを含み、第２回動部材５は、第２アーム部材６２を支持する第２アーム支持部５３と、第２アーム支持部５３が設けられる第２本体部５１とを含み、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２と、第１本体部４１および第２本体部５１とは、掘進方向において、互いにずれた位置に配置されている。これにより、第１回動部材４および第２回動部材５が回動する際に、第１回動部材４および第２回動部材５と、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２とが、互いに接触することを防止することができる。
【００８１】
本実施形態では、上記のように、第１回動部材４の回動中心軸線αと、第２回動部材５の回動中心軸線とは、略一致している。このように構成すれば、第１回動部材４および第２回動部材５が掘進方向にオーバーラップして配置されるので、第１回動部材４および第２回動部材５の配置スペースを縮小化することができる。
【００８２】
本実施形態では、上記のように、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２のそれぞれに対して回転駆動力を付与する第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２をさらに備える。これにより、第１回転駆動源部８１および第２回転駆動源部８２によって、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２を傾斜させることができるので、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２により支持される把持部７をセグメントＳＧの配置位置に応じて容易に傾斜させることができる。
【００８３】
本実施形態では、上記のように、第１回動部材４をシールド掘進機１００の本体部１に回動可能に設置する設置部材３をさらに備え、第１回動部材４は、第２回動部材５を回動可能に支持している。これにより、設置部材３によって、第１回動部材４が所定の設置位置に設置された状態を、安定して保持することができる。
【００８４】
本実施形態では、上記のように、第１回動部材４の回動中心軸線αから第１アーム部材６１の他端６１ｂまでの距離と、第２回動部材５の回動中心軸線から第２アーム部材６２の他端６２ｂまでの距離とは、略等しく、第１アーム部材６１の一端６１ａから第１アーム部材６１の他端６１ｂまでの距離と、第２アーム部材６２の一端６２ａから第２アーム部材６２の他端６２ｂまでの距離とは、略等しい。これにより、第１回動部材４および第２回動部材５と、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２とを、バランスよく配置することができるので、把持部７を安定して移動させることができる。
【００８５】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００８６】
たとえば、上記実施形態では、泥土圧式シールド掘進機に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、泥水式シールド掘進機に適用してもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、掘進方向と直交する断面が楕円形状のトンネルにおいてセグメント組立装置を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図６に示す第１変形例ように、掘進方向と直交する断面Ｃ１が円形状のトンネルにおいてセグメント組立装置２を用いてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、セグメント組立装置の把持部に、複数の回動軸部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図７に示す第２変形例ように、セグメント組立装置２０２の把持部２０７に、単一の回動軸部２７１を設けてもよい。
【００８９】
また、上記実施形態では、第１回動部材に設けた内歯および外歯を用いて、第１回動部材および第２回動部材を個別に回動させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図８に示す第３変形例のように、第１回動部材３０４に外歯を設けるとともに、第２回動部材３０５にも外歯を設けて、各外歯を用いて、第１回動部材３０４および第２回動部材３０５を個別に回動させてもよい。この他、第１回動部材および第２回動部材が個別に回動可能であるならば、第１回動部材および第２回動部材はいかなる形状に形成されていてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態では、把持部を単一のフレーム（図２参照）により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図９に示す第４変形例のように、把持部２０７を複数（２つ）のフレームにより構成してもよい。以下、詳細な一例について説明する。
【００９１】
把持部２０７は、回動軸部７１と回動軸部７２とを有する第１フレーム２７３ａと、セグメントＳＧを直接把持する第２フレーム２７３ｂとを備えている。また、把持部２０７は、第１フレーム２７３ａと第２フレーム２７３ｂとの間に配置された複数のジャッキ２０７ａを備えている。複数のジャッキ２０７ａは、回動軸部７１のＸ１方向の端部近傍およびＸ２方向の端部近傍にそれぞれ１つずつと、回動軸部７２のＸ１方向の端部近傍およびＸ２方向の端部近傍にそれぞれ１つずつ（合計４つ）設けられている。なお、図９では、Ｘ２方向側の２つのジャッキ２０７ａのみを図示している。そして、把持部２０７は、複数のジャッキ２０７ａの長さを個々に調整することにより、第１フレーム２７３ａに対する第２フレーム２７３ｂ（セグメントＳＧ）の姿勢（傾き、位置）を微調整可能に構成されている。
【００９２】
また、上記実施形態では、第１アーム部材および第２アーム部材の角度調整を行う回転駆動源部を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図１０に示す第５変形例のセグメント組立装置３０２のように、回転駆動源部に代えてブレーキ３８１および３８２を備えていてもよい。以下、詳細な一例について説明する。
【００９３】
図１０（Ａ）に示すように、ブレーキ３８１は、第１アーム部材６１の他端６１ｂに設けられており、第１回動部材４に対して第１アーム部材６１を固定（第１回動部材４に対する第１アーム部材６１の回動を規制）するように構成されている。すなわち、ブレーキ３８１は、第１回動部材４に対する第１アーム部材６１の傾斜角度を保持可能に構成されている。また、ブレーキ３８２は、第２アーム部材６２の他端６２ｂに設けられており、第２回動部材５に対して第２アーム部材６２を固定（第２回動部材５に対する第２アーム部材６２の回動を規制）するように構成されている。すなわち、ブレーキ３８２は、第２回動部材５に対する第２アーム部材６２の傾斜角度を保持可能に構成されている。次に、セグメントＳＧの組立動作について説明する。
【００９４】
まず、図１０（Ａ）に示すように、ブレーキ３８１により、第１回動部材４に対して第１アーム部材６１を固定する。そして、図１０（Ｂ）に示すように、他端６２ｂが他端６１ｂから離間するように第２回動部材５を所定角度回動させる。そして、図１０（Ｃ）に示すように、ブレーキ３８２により、第２回動部材５に対して第２アーム部材６２を固定する。これにより、第１アーム部材６１および第２アーム部材６２に対する把持部７の傾斜角度が固定される。さらに、図１０（Ｄ）に示すように、第１回動部材４および第２回動部材５を同期させて回動させることにより、セグメントＳＧを所定の設置位置に移動させる。
【００９５】
なお、ブレーキ３８１（ブレーキ３８２）は、第１回動部材４（第２回動部材５）に対して第１アーム部材６１（第２アーム部材６２）を固定可能であればいかなる構成であってもよい。たとえば、ブレーキ３８１は、第１回動部材４および第１アーム部材６１の両方に圧接するように構成され、摩擦力により、第１回動部材４に対して第１アーム部材６１を固定するように構成されていてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、セグメント組立装置が、把持部を支持する２つのアーム部材（第１アーム部材および第２アーム部材）を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、セグメント組立装置が、把持部を支持する３つ以上のアーム部材を備えていてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、セグメント組立装置の第１回動部材および第２回動部材が、カウンターウェイトを備えていない例を示したが、本発明はこれに限られない。セグメント組立装置の第１回動部材および第２回動部材が、カウンターウェイトを備えていてもよい。この場合、たとえば、掘進方向から見て、第１アーム部材および第２アーム部材と対称な位置に新たに２つのカウンターウェイト用アーム部材を設けて、この２つのカウンターウェイト用アーム部材によりカウンターウェイトを支持する。
【００９８】
また、上記実施形態では、本発明を密閉型（チャンバを形成する隔壁を備えるタイプ）のシールド掘進機に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を開放型（チャンバを形成する隔壁を備えないタイプやカッタヘッドを装備していないタイプ）のシールド掘進機に適用してもよい。
【００９９】
また、上記実施形態では、第２回動部材の回動中心軸線が、第１回動部材の回動中心軸線と一致する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第２回動部材の回動中心軸線が、第１回動部材の回動中心軸線と一致していなくてもよい。
【０１００】
また、上記実施形態では、本発明の回転駆動源部がモータを含むように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転駆動源部がモータを含むのではなく、ジャッキを含んで構成してもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、本発明の回転駆動源部を把持部に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、アーム部材（第１アーム部材、第２アーム部材）に設けてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、第１アーム部材および第２アーム部材と、第１本体部および第２本体部とを、掘進方向において、互いにずれた位置に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１アーム部材および第２アーム部材と、第１本体部および第２本体部とを、掘進方向において、互いに重なるように配置してもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、第１回動部材（第２回動部材）の外側の形状を円形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１回動部材（第２回動部材）の外側の形状を三角形状などの円形状以外の形状に形成してもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、第１アーム部材（第２アーム部材）を、直線状に延びる棒状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１アーム部材（第２アーム部材）を、湾曲した棒状に形成してもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、第１アーム部材の長さと、第２アーム部材の長さとが同じである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１アーム部材の長さと、第２アーム部材の長さとが異なっていてもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１  本体部
２、２０２、３０２  セグメント組立装置
３  設置部材
４、３０４  第１回動部材
５、３０５  第２回動部材
７、２０７  把持部
１１  カッタヘッド
４１  第１本体部
４２  第１アーム支持部
５１  第２本体部
５３  第２アーム支持部
６１  第１アーム部材
６１ａ  （第１アーム部材の）一端
６１ｂ  （第１アーム部材の）他端
６２  第２アーム部材
６２ａ  （第２アーム部材の）一端
６２ｂ  （第２アーム部材の）他端
８１  第１回転駆動源部（回転駆動源部）
８２  第２回転駆動源部（回転駆動源部）
１００  シールド掘進機
Ｈ  排土装置
ＳＧ  セグメント
α  （第１回動部材の）回動中心軸線
【図１】
2020148049.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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