(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向へ回転し得るようにした回転フレームに、回転フレームの径方向へ移動可能な吊りビームを、回転フレームの略円周方向へ向け延在するよう取付け、該吊りビームの延在方向両側部に、一対の流体圧シリンダによりガイドロッドに沿って回転フレームの軸心線方向と平行な方向へ摺動可能な一対の摺動ガイドブロックを配設し、該一対の摺動ガイドブロック間に、セグメント把持手段を備えた揺動フレームを配設し、該揺動フレームの一側を、前記一対の摺動ガイドブロックのうち一方の摺動ガイドブロックの外周に、前記吊りビームの移動方向と平行な方向へ向いたピンを介して枢着し、他方の摺動ガイドブロックの外周に、前記ピンの軸心線方向から見て矩形状のガイド体を、前記ピンと平行なピンを介して枢着し、前記揺動フレームの他側に設けた孔に、前記ガイドロッドの軸心線前後方向両側の直線状の辺に沿い前記吊りビームの延在方向へ前記揺動フレームが摺動し得るよう、前記ガイド体を嵌合させ、前記一対の流体圧シリンダにより、セグメントの軸心線方向への位置の調整を行い得るようにすると共に、セグメントの厚さ方向へ延びる線を回転中心としてセグメントの位置を調整するヨーイングを行い得るよう構成したことを特徴とするセグメント自動組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント自動組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル等のような長い地下孔を造る場合には、従来からシールド工法が用いられている。該シールド工法においては、シールド掘進機により掘削した孔に、円周方向の形状が円弧状で平面形状が矩形状のセグメントを複数取付けることにより、セグメントを環状に組立て、これをシールド掘進機の進行と共にシールド掘進機の進行方向へ向って順次行い、地下孔を完成させている。
【０００３】
而して、掘削した孔にセグメントを取付ける場合には、セグメント自動組立装置が使用されている。
【０００４】
斯かるセグメント自動組立装置の従来の一例は、図１８に示され、図中、１０１はシールド掘進機の後方円筒フレーム内に回転自在に支持された環状の回転フレーム（図示せず）にブラケットを介し昇降自在に支持されたガイドロッド、１０２はガイドロッド１０１の下端に接続した吊りビーム、１０３は吊りビーム１０２を昇降させる流体圧シリンダである。
【０００５】
吊りビーム１０２内には、図１９に示すように球面軸受ブラケット１０４が固設され、該球面軸受ブラケット１０４には、球面軸受１０５が転動自在に嵌入されている。又球面軸受１０５の前後端には、通常時には軸心線がシールド掘進機の軸心線と略平行になるよう矩軸１０６が一体的に固設されている。
【０００６】
矩軸１０６には、矩軸１０６の径方向へ延在する板状の２枚のフレーム１０７が固設され、フレーム１０７の左右両端には、軸心線がシールド掘進機の軸心線と平行に向いたガイド筒１０８が固設されている。
【０００７】
ガイド筒１０８内には、吊りビーム１０２を貫通して前後方向へ延在するガイドロッド１０９が摺動自在に嵌合され、ガイドロッド１０９の先後端部には、摺動フレーム１１０が固定されている。
【０００８】
フレーム１０７の左右には、ガイドロッド１０９と平行に流体圧シリンダ１１２が取付けられ、流体圧シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａ先端は、前方の摺動フレーム１１０に連結されており、流体圧シリンダ１１２を作動させることにより、ガイドロッド１０９を介し摺動フレーム１１０をシールド掘進機の軸心線方向へ移動させ得るようになっている。
【０００９】
ガイド筒１０８の前方端部には、バランサとして機能するための２枚の板状のフレーム１１３が前記フレーム１０７と平行になるよう固設され、吊りビーム１０２の内部の左右の何れかにピン１１４を介して後端を接続された流体圧シリンダ１１５のピストンロッド１１５ａの先端は、ピン１１６を介してフレーム１１３に連結されている。而して、流体圧シリンダ１１５により、摺動フレーム１１０がセグメント１２２の周方向へ回動（ヨーイング）し得るよう、ピン１１４，１１６はガイドロッド１０１と平行に配設されている。
【００１０】
吊りビーム１０２内には、ピン１１８を介して上端を吊りビーム１０２に接続された微調整用の左右２本の流体圧シリンダ１１７が配設され、流体圧シリンダ１１７のピストンロッド１１７ａの下端は、前記フレーム１１３の左右両端にピン１１９を介して接続されている。而して、ピン１１８，１１９は、フレーム１１３の傾きを微調整し得るよう、ガイドロッド１０１に対し平行に配設されている（図１８参照）。
【００１１】
摺動フレーム１１０の下端には、ガイドロッド１０９と平行な左右２本のピン１２０を介して、旋回微調整用のフレーム１２１の壁面部１２１ａがガイドロッド１０９の前後に位置するよう取付けられている。而して、壁面部１２１ａの左右には、セグメント１２２の円周方向へ延在する長孔（図示せず）が設けられ、該長孔に前記ピン１２０が嵌入している。
【００１２】
壁面部１２１ａには、セグメント１２２の円周方向へ延びる流体圧シリンダ１２３が配設され、流体圧シリンダ１２３のピストンロッド１２３ａの先端は、フレーム１２１の壁面部１２１ａに接続されている。而して、フレーム１２１は流体圧シリンダ１２３により押し引きされることにより、セグメント１２２の円周方向へピン１２０にガイドされつつ移動し得るようになっている。
【００１３】
フレーム１２１の下面には、図２０に示すように、セグメント１２２に対し近接離反可能な縦向きの流体圧シリンダ１２４が取付けられ、流体圧シリンダ１２４のピストンロッド１２４ａの下端には、セグメント把持装置１２５のケーシング１２６が連結されている。
【００１４】
フレーム１２１には、流体圧シリンダ１２４と平行にガイドロッド１２７が取付けられ、セグメント把持装置１２５のケーシング１２６は流体圧シリンダ１２４の作動によりガイドロッド１２７に沿って移動し得るようになっている。
【００１５】
ケーシング１２６内には、図示してない駆動装置により回転し得るようにしたロッド状の把持金物１２８が収納され、把持金物１２８の先端はケーシング１２６からセグメント１２２側へ突出している。而して、把持金物１２８の先端をセグメント１２２の孔１２２ａ内に挿入した後把持金物１２８を９０度回転させ且つ流体圧シリンダ１２４によりケーシング１２６を若干持上げることにより、把持金物１２８の先端は、孔１２２ａ内で金物１２２ｂを介しセグメント１２２と係合し得るようになっている。又セグメント把持装置１２５は、シールド掘進機の軸心線方向へ所定の間隔で２組設けられている。
【００１６】
更に、フレーム１２１の下面には、セグメント把持装置１２５の他にボルト締結機１２９や多数のセンサが取付けられている。
【００１７】
従来のセグメント自動組立装置でセグメント１２２を取付ける場合の手順は例えば以下に述べるような手順がある。すなわち、図示してない回転フレームを回転させて吊りビーム１０２、フレーム１２１等をシールド底部に位置させ、流体圧シリンダ１２４によりセグメント把持装置１２５をガイドロッド１２７に沿い下降させ、把持金物１２８を、セグメント供給装置に搭載してあるセグメント１２２の孔１２２ａ内に挿入し、把持金物１２８を駆動装置により９０度回転させ、流体圧シリンダ１２４のピストンロッド１２４ａを上昇させる。そうすると、把持金物１２８の下端は、セグメント１２２の孔１２２ａ内にセットしてある金物１２２ｂと係合し、セグメント１２２はセグメント把持装置１２５の把持金物１２８により把持される。
【００１８】
セグメント１２２がセグメント把持装置１２５により把持されたら、次いで流体圧シリンダ１０３のピストンロッド１０３ａを若干引込む等してセグメント１２２のシールド径方向位置を調整し、次いで回転フレームを回転させることにより、吊りビーム１０２、フレーム１２１等を一体的にシールド円周方向へ回転させてセグメント把持装置１２５に把持されているセグメント１２２を今回取付ける所定の位置へ位置させる。
【００１９】
今回取付けるセグメント１２２が所定の位置に来たら次いで、流体圧シリンダ１０３を作動させて吊りビーム１０２、フレーム１２１等を介しセグメント１２２をシールド内周壁側へ移動させると共に流体圧シリンダ１１５によりフレーム１１３、ガイドロッド１０９、摺動フレーム１１０を介してフレーム１２１を図１８の矢印イ方向へ球面軸受１０５を中心として回動（ヨーイング）させ、これによりセグメント１２２の円周方向へ延びる辺を既設のセグメントの円周方向へ延びる辺と平行にする。
【００２０】
又流体圧シリンダ１１７により両シリンダ１１７のストロークを異なるよう作動させてフレーム１１３、ガイドロッド１０９、摺動フレーム１１０を介してフレーム１２１を図１８の矢印ロ方向へ球面軸受１０５を中心として回動（ローリング）させ、これによりセグメント１２２の円周方向両端の辺を既設のセグメントの円周方向両端の辺と平行にし、流体圧シリンダ１２３によりフレーム１２１をシールド円周方向へ移動させることにより、セグメント１２２の円周方向位置を微調整し、又流体圧シリンダ１１７により、両シリンダ１１７のストロークが同じになるよう作動させて、フレーム１１３，１２１等を介してセグメント１２２を図１８の矢印ハ方向へ球面軸受１０５を中心に回動（ピッチング）させ、セグメント１２２の位置決めを行う。又適宜の段階で流体圧シリンダ１２３を作動させ、セグメント１２２の円周方向位置も調整しておく。
【００２１】
セグメント１２２の位置決めが終了したら、次いで流体圧シリンダ１１２のピストンロッド１１２ａを突出させ、セグメント１２２を既設のセグメントに押付け、ボルト締結機１２９を作動させてセグメント１２２と既設のセグメントをボルト締結する。
【００２２】
ところで、上述の従来のセグメント自動組立装置は、上述のようにセグメント１２２の組立中は、シールド掘進機の反力を受けることができないため、セグメントの取付けと掘削を平行して行うことができず能率が悪い。
【００２３】
そこで近年、作業能率の向上のため、種々の手段が検討されているが、セグメントの平面形状を六角形状のハニカムセグメントにすると能率良く作業のできることが判明した。
【００２４】
すなわち、図２１に示すようにハニカムセグメント１３０を組立てる場合には、シールド掘進機直後のハニカムセグメント１３０の先端部分には、円周方向へ１個おきに凹所１３１よりもシールド掘進機側へ突出した部分が形成される。そこで、この突出したハニカムセグメント１３０の前端面にシールド掘進機用のシールドジャッキを支持させれば、シールド掘進機による掘削を行いながら、セグメント自動組立装置によって凹所１３１へハニカムセグメント１３０の組立を行うことができ、この結果、掘削とセグメントの取付けを並行して行うことができるため、作業能率が著しく向上する。なお、ハニカムセグメント１３０の場合、円周方向両端部にはテーパが付いた形になるため、１個おきにつけるようにしても容易に次のハニカムセグメント１３０の凹所１３１に対する位置決め、挿入を行うことができて都合が良い。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセグメント自動組立装置では、ハニカムセグメント１３０をフレーム１１３、ガイド筒１０８、フレーム１０７、球面軸受ブラケット１０４を介し、球面軸受１０５に対し回動させ、ヨーイングさせるための流体圧シリンダ１１５と、ハニカムセグメント１３０をガイドロッド１０９、摺動フレーム１１０、フレーム１２１、セグメント把持装置１２５を介してシールド掘進機軸心線方向へ移動させるための流体圧シリンダ１１２とを夫々別個に設ける必要があるため、装置全体の構造が複雑になって小型化が難しく、このため従来装置をそのまま小口径のシールド掘進機に適用するのは困難であるという問題があった。
【００２６】
本発明は上述の実情に鑑み、ハニカムセグメントのヨーイングと前方への移動を１種類の流体圧シリンダにより行い得るようにし、もって、装置構造の簡略化、小型化を図ることを目的としてなしたものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円周方向へ回転し得るようにした回転フレームに、回転フレームの径方向へ移動可能な吊りビームを、回転フレームの略円周方向へ向け延在するよう取付け、該吊りビームの延在方向両側部に、一対の流体圧シリンダによりガイドロッドに沿って回転フレームの軸心線方向と平行な方向へ摺動可能な一対の摺動ガイドブロックを配設し、該一対の摺動ガイドブロック間に、セグメント把持手段を備えた揺動フレームを配設し、該揺動フレームの一側を、前記一対の摺動ガイドブロックのうち一方の摺動ガイドブロックの外周に、前記吊りビームの移動方向と平行な方向へ向いたピンを介して枢着し、他方の摺動ガイドブロックの外周に、前記ピンの軸心線方向から見て矩形状のガイド体を、前記ピンと平行なピンを介して枢着し、前記揺動フレームの他側に設けた孔に、前記ガイドロッドの軸心線前後方向両側の直線状の辺に沿い前記吊りビームの延在方向へ前記揺動フレームが摺動し得るよう、前記ガイド体を嵌合させ、前記一対の流体圧シリンダにより、セグメントの軸心線方向への位置の調整を行い得るようにすると共に、セグメントの厚さ方向へ延びる線を回転中心としてセグメントの位置を調整するヨーイングを行い得るよう構成したものである。
【００３１】
本発明では、一対の流体圧シリンダのピストンロッドの移動量を調整することにより、摺動フレームが回動してハニカムセグメントのヨーイングが行われ、両流体圧シリンダのピストンロッドの移動量を同じにすることにより揺動フレームは回動することなく移動してハニカムセグメントをシールド掘進機の軸心線方向へ直進させることができる。
【００３２】
１種類の流体圧シリンダによりハニカムセグメントのヨーイング、直進が可能となるため、装置の構造が簡単になり、小型化が可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００３４】
図１〜図６は本発明の実施の形態の一例で、図中１は回転フレームである。該回転フレーム１は、シールド掘進機の後方円筒フレーム２内に後方円筒フレーム２と平行に配置した複数の支持ローラ３により支持されている。又回転フレーム１は、駆動装置４により、ピニオン５及び回転フレーム１の後面に同心状に取付けたギア６を介し、後方円筒フレーム２の円周方向へ回転し得るようになっている（図３参照）。
【００３５】
７は回転フレーム１に取付けられて回転フレーム１の後方（反シールド掘進機側）へ水平に突出する左右のブラケットであり、該ブラケット７の先端には、昇降（進退動）可能にガイドロッド８が取付けられ、ガイドロッド８の下端には、回転フレーム１の円周方向へ延在する略円弧状の吊りビーム９が接続されている。又ブラケット７には、回転フレーム１の径方向へ延びるピン５１を介してトラニオン式の流体圧シリンダ１０が縦向きに取付けられ、ピストンロッド１０ａの先端はピン５１と平行なピン５２を介して吊りビーム９に接続されている。而して、流体圧シリンダ１０により、吊りビーム９はガイドロッド８に案内されつつ昇降し得るようになっている。
【００３６】
シールド掘進機軸心線の前後方向端部に位置するよう、吊りビーム９の下面に取付けたブラケット１１には、シールド掘進機軸心線方向へ延びる左右一対のガイドロッド１２が取付けられ、該ガイドロッド１２には、摺動ガイドブロック１３が摺動自在に外嵌されている。
【００３７】
吊りビーム９のブラケット１１に後端を接続した流体圧シリンダ１４の先端は、ガイドロッド８等と平行に設けたピン２１を介して摺動ガイドブロック１３に連結され（図３参照）、摺動ガイドブロック１３をガイドロッド１２に沿い前後進させ得るようになっている。
【００３８】
左右の摺動ガイドブロック１３のうち一方の摺動ガイドブロック１３の長手方向中間部外周には、上下方向へ向けてピン１５ａ，１６ａが突出されると共に、左右他方の摺動ガイドブロック１３の長手方向中間部外周には、上下方向へ向けてピン１５ｂ，１６ｂが突出されている。又左右の摺動ガイドブロック１３，１３間には揺動フレーム１７が配設され、揺動フレーム１７の左右一側に回転フレーム１の径方向外方へ向けて突出させたブラケット１８ａ，１９ａは、前記ピン１５ａ，１６ａに枢着されている。
【００３９】
又、揺動フレーム１７の左右他側に設けたブラケット１８ｂ，１９ｂには、平面的に見て、ブラケット１８ｂ，１９ｂの幅方向外方が開口した矩形孔２０，２０’が設けられ、該矩形孔２０，２０’に対し摺動自在に嵌合した矩形状のガイドプレート１８ｃ，１９ｃは前記ピン１５ｂ，１６ｂに枢着されている。
【００４０】
揺動フレーム１７には、左右２本の流体圧シリンダ２２がシールド掘進機から最も離れた後方に位置するよう、ガイドロッド１２と平行に設けたピン２３（図１参照）を介し枢着され、流体圧シリンダ２２よりもシールド掘進機側となる位置で且つシールド中心位置には、流体圧シリンダ２２と平行に配設した流体圧シリンダ２４が、回転フレーム１の径方向へ水平に向いたピン２５を介し枢着されている。
【００４１】
揺動フレーム１７の幅方向中心位置下端には、図５、６に詳細に示すごとく、ハニカムセグメント２６に予め取付けたボルト状の把持金物２７を吊るための把持ブロック２８が取付けられている。
【００４２】
該把持ブロック２８は、平面的に見て回転フレーム１とは反対側の面が開口２８ａしていると共に中心部には、開口２８ａとつながる環状孔２８ｃを有する凹状の球面座２８ｂが設けられており、一方、把持金物２７の頭２７ａ下面は前記球面座２８ｂに合致するよう、下方へ向けて凸状の球面状部２７ｂとなっている。而して、所定高さ位置にある揺動フレーム１７から摺動ガイドブロック１３と共に回転フレーム１の軸心線方向へ移動し、把持ブロック２８が把持金物２７の方向へ移動した場合には、相対的に見て把持金物２７が把持ブロック２８に開口２８ａから環状孔２８ｃ内へ挿入され、把持ブロック２８の球面座２８ｂが把持金物２７の頭２７ａの下方に位置するようになっており、揺動フレーム１７を上昇させることにより、把持ブロック２８の球面座２８ｂが把持金物２７の頭２７ａの球面状部２７ｂに合致してハニカムセグメント２６を吊上げ得るようになっている。
【００４３】
揺動フレーム１７に取付けた流体圧シリンダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４ａの下端には、ピン２３と平行なピン２９，３０及びピン２９，３０に連結されたブラケット３１，３２（図２参照）を介して、吊りビーム９の下方に位置するよう、押えビーム３３が接続されている。該押えビーム３３は円弧形で回転フレーム１の円周方向へ延びている。
【００４４】
押えビーム３３の回転フレーム１から最後方位置には、後方へ水平に突出する位置決めバー３４が、押えビーム３３の左右に位置するよう固定されており、押えビーム３３の下面には、ハニカムセグメント２６の内周表面に接触し得るゴムパッド３５が取付けられている。
【００４５】
図４に示すごとく、回転フレーム１の下方位置左右に配置したブラケット３６には、軸心線が回転フレーム１と平行な支持ローラ３７が回転自在に取付けられ、該支持ローラ３７上には、回転フレーム１の径方向外方へ位置するよう、円弧状の微調整用フレーム３８が支持され、微調整用フレーム３８は回転フレーム１に固定されている。又微調整用フレーム３８には、後端がシールド掘進機の後方円筒フレーム内に接続された流体圧シリンダ３９のピストンロッド３９ａ先端が連結され、流体圧シリンダ３９により微調整用フレーム３８を介し回転フレーム１の円周方向位置を微調整し得るようになっている。更に、後方円筒フレーム２内には、微調整用フレーム３８を上方から押えるための押えローラ４１が、支持ローラ３７と平行になるようブラケット４０に取付けられている。
【００４６】
押えビーム３３の回転フレーム１側端部には、水平に配設した流体圧シリンダ４２のピストンロッド４２ａ側が固定され、流体圧シリンダ４２のボディ４２ｂに取付けたブラケット４３の下端には、水平方向へ向けたボルト締結機４４が取付けられている。
【００４７】
ボルト締結機４４の軸心線位置高さは、把持金物２７で把持されたハニカムセグメント２６をすでに取付けたハニカムセグメント２６に対し、所定の位置となるよう位置調整した場合に、ハニカムセグメント２６のボルト取付け位置に合致するよう決定されており、図３に示すごとく平面的に見た場合には、ボルト締結機４４は軸心線がシールド掘進機の軸心線と平行になるよう左右に配置されたものと、回転フレーム１から離れるに従い軸心線が回転フレーム１の径方向外方へ延びるよう左右に斜めに配置されたものがある。
【００４８】
上記のセグメント自動組立装置に使用するセグメントは、ハニカムセグメント２６である。該ハニカムセグメント２６は、図７、８に詳しく示すように、環状体を円周方向へ複数に分割した円弧状に形成され、平面的には、シールド掘進機の軸心線方向先後端側端部は、円周方向へ向けて直線状に形成され、円周方向両端部はシールド掘進機の軸心線方向中間部が頂点となるよう斜めに形成され、全体として六角形状になっている。
【００４９】
又ハニカムセグメント２６には、シールド掘進機の軸心線方向へ軸心線が延びる左右２本のボルト挿通孔２６ａが貫通すると共にハニカムセグメント２６の斜めの部分と平行に延びる左右のボルト挿通孔２６ｂが貫通している。図７中、ボルト挿通孔２６ｂは４本記載されているが、短く書かれた２本のボルト挿通孔２６ｂは当該ハニカムセグメント２６が取付けられる、或いは当該ハニカムセグメント２６に取付けられる、他のハニカムセグメント２６に設けるものである。又ハニカムセグメント２６の内周面側中心には、前述のボルト状の把持金物２７を螺合するための雌ねじ２６ｃが設けてある。
【００５０】
ハニカムセグメント２６同士を接続するボルトの一例は、図９〜１１に示されている。すなわち、図９に示すごとく、ハニカムセグメント２６のボルト挿通孔２６ｂを挿通する長さの挿通ボルト４５であり、図１１に示すごとく挿通ボルト４５の先端側雄ねじ部４５ａは、すでに取付けられているハニカムセグメント２６のボルト挿通孔２６ｂに予め埋め込んであるナット４６に螺合し得るようになっている。ボルト挿通孔２６ａに挿通させる挿通ボルトも挿通ボルト４５と同じ構造である。なお、図９中、４７は、ボルト挿通孔２６ｂを補強するためボルト挿通孔２６ｂに内嵌されたシース、４８はシース４７が固定される、ハニカムセグメント２６内の鉄筋である。
【００５１】
次に、上述のセグメント自動組立装置によりハニカムセグメント２６を取付ける場合の手順の一例を図１２〜１７をも参照しつつ説明する。
【００５２】
シールド掘進機により掘削したシールドにハニカムセグメント２６を取付ける際には、セグメント自動組立装置の後方に配置した図示してないセグメント供給装置にこれから取付けるべきハニカムセグメントを搭載し、セグメント供給装置によりハニカムセグメント２６をセグメント自動組立装置の直後まで搬送しておく。この場合、ハニカムセグメント２６は内周面側を上方へ向けて、シールドの底部側に位置している。
【００５３】
而して、ハニカムセグメント２６を取付けて中途部まで形成されたトンネルの外側の形状は図１２に示すようになっており、以下、図１２のハニカムセグメント２６，２６間に形成された凹部５４にハニカムセグメント２６を取付ける場合について説明する。
【００５４】
前回のハニカムセグメント２６の取付けが終了したら、駆動装置４を駆動し、ピニオン５、ギア６を介して回転フレーム１をシールド掘進機の後方円筒フレーム２に対し円周方向へ回転させる。このとき、流体圧シリンダ１０のピストンロッド１０ａは突出させて吊りビーム９を下方所定位置へ位置させ、流体圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａは後退させて摺動ガイドブロック１３を回転フレーム１側に位置させておく。又流体圧シリンダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４ａは下方へ略同ストロークだけ突出させておき、流体圧シリンダ４２のピストンロッド４２ａは最も突出させた状態にしてボルト締結機４４を既設のハニカムセグメント２６側から最も離れた位置に後退させておく。
【００５５】
而して、回転フレーム１が回転して吊りビーム９及び揺動フレーム１７並に押えビーム３３、揺動フレーム１７に取付けられている把持ブロック２８がシールド底部まで移動し、図１において把持ブロック２８の中心線が、セグメント供給装置に搭載したハニカムセグメント２６に予め螺合されている把持金物２７の中心線と一致したら、流体圧シリンダ１４を作動させてピストンロッド１４ａを若干突出させる。そうすると、摺動ガイドブロック１３、揺動フレーム１７を介して把持ブロック２８が回転フレーム１から離れる方向へ移動し、把持ブロック２８の球面座２８ｂが開口２８ａ側からセグメント供給装置上のハニカムセグメント２６に螺合されている把持金物２７の頭２７ａの下に入る。
【００５６】
そこで、流体圧シリンダ１０によりピストンロッド１０ａを上昇させると、吊りビーム９及び揺動フレーム１７が一体的に上昇し、把持ブロック２８の球面座２８ｂが把持金物２７の頭２７ａ下面の球面状部２７ｂに接触し、把持ブロック２８が把持金物２７を介して、ハニカムセグメント２６をセグメント供給装置から持上げられる（図５参照）。この場合、把持ブロック２８と把持金物２７の接触部は球面となっているため、若干把持ブロック２８と把持金物２７の心がずれている場合でも、ハニカムセグメント２６は無理なく円滑に持上げられる。
【００５７】
又、続いて流体圧シリンダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４ａを同じストロークだけ若干下方へ突出させることにより押えビーム３３が下降し、押えビーム３３はゴムパッド３５を介してハニカムセグメント２６を押える。このため、ハニカムセグメント２６は押えビーム３３と把持ブロック２８によりロックされた状態となる。この場合、ハニカムセグメント２６はシールド掘進機の軸心線方向に対しては、フラットな状態になり（図１３参照）、シールド掘進機の水平径方向に対しては、把持金物２７がシールド掘進機の略中心に位置し、且つ垂直中心線に対し略左右対称の状態になるよう位置の調整を行う（図１参照）。
【００５８】
ハニカムセグメント２６が把持ブロック２８と押えビーム３３によりロックされたら、駆動装置４を駆動して回転フレーム１を回転させる。そうすると、吊りビーム９、摺動ガイドブロック１３、揺動フレーム１７、押えビーム３３も回転フレーム１と一体的に回動し、ハニカムセグメント２６は今回取付ける位置（例えば図１２の凹部５４）まですでに取付けられている既設のハニカムセグメント２６の円周方向へ回動する。ハニカムセグメント２６は、押えビーム３３及び把持ブロック２８によりロックされているため、回転フレーム１の回動中に外れて落下する虞れはない。
【００５９】
ハニカムセグメント２６が取付け位置まで回動したら、ハニカムセグメント２６のヨーイング、ローリング、ピッチング等の調整を行う。すなわち、ハニカムセグメント２６が把持ブロック２８により持上げられ、押えビーム３３により押えられた状態で、ハニカムセグメント２６の図１、２等で見た場合の水平方向位置を調整する場合、すなわちヨーイングによる調整を行う場合には、左右の流体圧シリンダ１４をピストンロッド１４ａのストロークが異なるよう作動させて揺動フレーム１７をピン１５ａ，１６ａを中心に回動させることにより行う。この場合、揺動フレーム１７のピン１５ｂ，１６ｂ側にはガイドプレート１８ｃ，１９ｃが設けてあり、矩形孔２０，２０’とガイドプレート１８ｃ，１９ｃとの間では滑りが生じるため水平方向位置の調整は容易且つ確実に行われる。
【００６０】
又、把持ブロック２８に把持され、押えビーム３３により押えられているハニカムセグメント２６の円周方向或いはシールド掘進機軸心線方向の傾きの調整、すなわちハニカムセグメント２６のローリング、ピッチングによる調整をする場合には、流体圧シリンダ２２，２４を作動させて押えビーム３３により行う。この場合、把持ブロック２８に形成した球面座２８ｂと把持金物２７の頭２７ａの下面に形成した球面状部２７ｂが当接しているため、把持金物２７の球面状部２７ｂが把持ブロック２８の球面座２８ｂに対し円滑に回動し、従って、ハニカムセグメント２６のローリング、ピッチングをも容易且つ確実に行うことができる。
【００６１】
更に、流体圧シリンダ３９により回転フレーム１を微移動させ、ハニカムセグメント２６の円周方向位置も適宜の段階で調整しておく。
【００６２】
なお、ヨーイング、ローリング、ピッチングは、ハニカムセグメント２６が図１、２のような水平位置にある場合を仮想して説明しているが、実際は取付け位置まで回転フレーム１により搬送されるため、取付け位置によっては、正しい位置にあるハニカムセグメント２６の外周の接線方向等を基準として各調整が行われることになる。
【００６３】
ハニカムセグメント２６の位置、傾き等の調整が終了したら、次いで流体圧シリンダ２２のピストンロッド２２ａを突出させる。そうすると、押えビーム３３はピン２５を支点として回動し、回転フレーム１から最も離れた側が既設のハニカムセグメント２６内周側へ傾き（図１４参照）、ついには位置決めバー３４の先端は、既設のハニカムセグメント２６の内周へ接触する（図１５参照）。
【００６４】
位置決めバー３４の先端が既設のハニカムセグメント２６の内周面に接触したら、流体圧シリンダ２４のピストンロッド２４ａを突出させ、シールド掘進機の軸心線に対して傾いている押えビーム３３の回転フレーム１側端部をシールド内周壁側へ移動させる。
【００６５】
これにより、押えビーム３３のシールド掘進機軸心線方向の面は、シールド掘進機軸心線方向と平行になり、押えビーム３３及び把持ブロック２８により押えられているハニカムセグメント２６は既設のハニカムセグメント２６と平行になると共に位置決めバー３４も既設のハニカムセグメント２６の内周面に対し平行な状態で接触し、シールド径方向の位置が決定される（図１６参照）。押えビーム３３及び把持ブロック２８により押えられているハニカムセグメント２６並に位置決めバー３４が既設のハニカムセグメント２６に対し平行になったか否かを見るのは、例えば流体圧シリンダ２２，２４の流体給排ラインに夫々圧力計を設けておき、圧力計の圧力が所定の圧力になったか否かでチェックする。これから取付けるハニカムセグメント２６が平行になると、両圧力計の圧力は等しくなる。
【００６６】
セグメント自動組立装置に取付けられているハニカムセグメント２６が既設のハニカムセグメント２６に対し平行になったら、流体圧シリンダ１４を作動させてピストンロッド１４ａを突出させる。そうすると、摺動ガイドブロック１３がガイドロッド１２に対し既設のハニカムセグメント２６側へ移動する。
【００６７】
このため、揺動フレーム１７及び押えビーム３３も摺動ガイドブロック１３と一体的に既設のハニカムセグメント２６側へ移動し、セグメント自動組立装置側のハニカムセグメント２６の後端３面は既設のハニカムセグメント２６の先端３面と接触する。これにより、セグメント自動組立装置側のハニカムセグメント２６は、凹部５４の所定位置に位置決めされたため、流体圧シリンダ４２によりボルト締結機４４をハニカムセグメント２６側へ移動させ、ハニカムセグメント２６のボルト挿通孔２６ａ，２６ｂに予め挿通させてある挿通ボルト４５を既設のハニカムセグメント２６のナット４６に螺合する（図１７参照）。これで今回取付けるハニカムセグメント２６の既設のハニカムセグメント２６に対する取付けが終了する。
【００６８】
又、押えビーム３３及び把持ブロック２８により押えられているハニカムセグメント２６のシールド円周方向への位置決めが若干不正確な状態で流体圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａを突出された場合、押えビーム３３及び把持ブロック２８により押えられているハニカムセグメント２６の円周方向両側の斜辺のうち何れかの斜辺が既設のハニカムセグメント２６の斜辺に当接する。而して、この場合には、斜辺が当接した側の流体圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａはそれ以上突出できないが、斜辺が当接していない側のピストンロッド１４ａは更に突出する。
【００６９】
このため、揺動フレーム１７は、ピン１５ａ，１６ａを旋回中心としてピン１５ａ，１６ａのまわりを回動し、図３で見た場合、紙面と平行な方向へ移動することになる。この場合ピン１５ｂ，１６ｂには、回動可能にガイドプレート１８ｃ，１９ｃが取付けてあり、該ガイドプレート１８ｃ，１９ｃも揺動フレーム１７によりピン１５ｂ，１６ｂに対し回動し、ブラケット１８ｂ，１９ｂとガイドプレート１８ｃ，１９ｃの当接部には滑りが生じ、揺動フレーム１７はガイドプレート１８ｃ，１９ｃに対し移動することになる。従って、揺動フレーム１７はピン１５ａ，１６ａに対し回動しても、揺動フレーム１７には無理な力が作用したりすることはない。
【００７０】
更に、今回取付けるハニカムセグメント２６の斜辺が、既設のハニカムセグメント２６に対し上述のごとく片当りした場合には、図４に示す流体圧シリンダ３９を作動させてピストンロッド３９ａを前進若しくは後退させ、微調整用フレーム３８を回転フレーム１の円周方向へ移動させる。このため、回転フレーム１も円周方向へ移動する結果、今回取付けるハニカムセグメント２６の片当りは修正され、該ハニカムセグメント２６の円滑な位置決めを行うことができる。
【００７１】
ハニカムセグメント２６の片当りが修正されたか否かは、左右の流体圧シリンダ１４の流体給排ラインに夫々圧力計を設けておき、両圧力計の圧力が等しくなったか否かでチェックする。片当りが修正されれば、両圧力計の圧力は等しくなる。
【００７２】
今回のハニカムセグメント２６の既設のハニカムセグメント２６に対する取付けが終了したら、流体圧シリンダ２２，２４のピストンロッド２２ａ，２４ａを後退させて、把持ブロック２８と把持金物２７の係合を解除させ、流体圧シリンダ１４のピストンロッド１４ａを後退させて摺動ガイドブロック１３、揺動フレーム１７、押えビーム３３を既設のハニカムセグメント２６側から後退させ、流体圧シリンダ４２によりボルト締結機４４を後退させ、流体圧シリンダ４２によりボルト締結機４４を後退させ、次に取付けるハニカムセグメント２６をセットするため駆動装置４により回転フレーム１を回転させて吊りビーム９、摺動ガイドブロック１３、揺動フレーム１７、押えビーム３３等を再びシールド底面側へ移動させる。
【００７３】
本発明の実施の形態においては、ハニカムセグメント２６のヨーイングとシールド掘進機軸心線方向への移動を１種類の流体圧シリンダ１４により行うことができるため、装置構造が簡略化されて全体的に小型化を図ることができる。従って、小口径のシールド掘進機に対しても容易に適用することが可能となる。
【００７４】
又、ハニカムセグメント２６の取付け時に、既設のハニカムセグメント２６の突出部にシールドジャッキを支持させるようにすることにより、ハニカムセグメント２６の取付けと並行してシールド掘進機による掘削をすることができるため、作業能率も向上する。
【００７５】
なお、本発明の実施の形態における装置の作動順序は上述の手順に限定されるものではなく、条件により種々の作業手順をとることができること、ハニカムセグメントに限らず、通常のセグメントに適用することも可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、等は勿論である。
【００７６】
【発明の効果】
本発明の請求項１〜４のセグメント自動組立装置によれば、セグメントのヨーイングとシールド掘進機軸心線方向への移動を１種類の流体圧シリンダにより行うことができるため、装置構造が簡略化されて全体的に小型化を図ることができ、従って、小口径のシールド掘進機に対しても容易に適用することが可能となる、等種々の優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に用いるセグメント自動組立装置の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向矢視図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】図１に示すセグメント自動組立装置の回転フレームを微調整するための機構の正面図である。
【図５】図１に示すセグメント自動組立装置の把持ブロックとハニカムセグメントに螺着した把持金物との状態を示す側面図である。
【図６】図５に示す把持ブロックの平面図である。
【図７】本発明の実施の形態のセグメント自動組立装置により組立てるハニカムセグメントの平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。
【図９】図７に示すハニカムセグメントを締結するための締結手段を示す正面図である。
【図１０】図９のＸ部拡大図である。
【図１１】図９のＸＩ部拡大図である。
【図１２】図１に示すセグメント自動組立装置及びセグメント自動組立装置にセットした今回取付けるハニカムセグメント並に既設のハニカムセグメントとの関係を示す側面図である。
【図１３】図１に示すセグメント自動組立装置を用いてハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面図で、ハニカムセグメントをセグメント自動組立装置に搭載した状態を示す側面図である。
【図１４】図１に示すセグメント自動組立装置を用いてハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面図で、位置決めバーを既設のハニカムセグメント内周に近接させる状態を示す側面図である。
【図１５】図１に示すセグメント自動組立装置を用いてハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面図で、位置決めバーが既設のハニカムセグメント内周に接触した状態を示す側面図である。
【図１６】図１に示すセグメント自動組立装置を用いてハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面図で、位置決めバーが既設のハニカムセグメント内周に接触した後、今回取付けるハニカムセグメントを既設のハニカムセグメントと平行にした状態を示す側面図である。
【図１７】図１に示すセグメント自動組立装置を用いてハニカムセグメントを取付ける際の作業手順を示す側面図で、今回のハニカムセグメントを既設のハニカムセグメントに締結した状態を示す側面図である。
【図１８】従来のセグメント自動組立装置の斜視図である。
【図１９】図１８のセグメント自動組立装置の吊りビーム及び摺動フレーム近傍の一部破断の平面図である。
【図２０】図１８のフレーム下部に取付けるセグメント把持装置の縦断面図である。
【図２１】セグメントをハニカムセグメントとした場合の利点を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１  回転フレーム
９  吊りビーム
１２  ガイドロッド
１３  摺動ガイドブロック
１４  流体圧シリンダ
１５ａ，１５ｂ  ピン
１６ａ，１６ｂ  ピン
１７  揺動フレーム
１８ｃ，１９ｃ  ガイドプレート（ガイド体）
２０，２０’  矩形孔（孔）
２８  把持ブロック（セグメント把持手段）
【図１】
0003659713.tif 000002
【図２】
0003659713.tif 000003
【図３】
0003659713.tif 000004
【図４】
0003659713.tif 000005
【図５】
0003659713.tif 000006
【図６】
0003659713.tif 000007
【図７】
0003659713.tif 000008
【図８】
0003659713.tif 000009
【図９】
0003659713.tif 000010
【図１０】
0003659713.tif 000011
【図１１】
0003659713.tif 000012
【図１２】
0003659713.tif 000013
【図１３】
0003659713.tif 000014
【図１４】
0003659713.tif 000015
【図１５】
0003659713.tif 000016
【図１６】
0003659713.tif 000017
【図１７】
0003659713.tif 000018
【図１８】
0003659713.tif 000019
【図１９】
0003659713.tif 000020
【図２０】
0003659713.tif 000021
【図２１】
0003659713.tif 000022