(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削機の掘進に伴なってセグメントを順次環状に組立てるセグメント組立方法において、中空軸の前端を掘削機の後端に掘削穴の軸方向及び上下左右に移動可能に連結し、中空軸の後端を既設セグメント内で固定支持し、前記中空軸に外装したエレクタ装置等からなるセグメント組立装置を用い、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸との相対角度を求め、この相対角度を基に前記中空軸前端の上下及び左右の必要移動量を演算し、演算結果に基づいて前記中空軸前端を上下及び左右に移動させ、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸とを平行にして前記組立装置によりセグメントを組み立てることを特徴とするセグメント組立方法。
【請求項２】
請求項１において、端面が傾斜したテーパセグメントを組み立てる際に、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸との相対角度に、前記テーパセグメントの端面の傾斜角を加味して前記掘削機の後端における前記中空軸前端の上下及び左右の必要移動量を演算することを特徴とするセグメント組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は掘削機のセグメント組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
掘削機としてのシールド掘削機には、セグメントの組立てを行なうエレクタ装置を備えたセグメント組立装置が設けられ、セグメント組立装置はシールド掘削機の後部に一体に取付けられている。
【０００３】
図６に基づいて従来の組立方法を実施するセグメント組立装置を説明する。図６には従来の組立方法を実施するセグメント組立装置を備えたシールド掘削機を示してある。シールド掘削機１の後部には旋回リング２を介してセグメント３を把持するエレクタ装置４が旋回可能に設けられ、エレクタ装置４は昇降装置５によってシールドの径方向に移動自在となっている。
【０００４】
上述したセグメント組立装置によるセグメント組立方法を説明する。セグメント３は台車６によってシールド掘削機１の後方に運ばれ、更に、ホイスト８によってセグメント供給装置９に運ばれる。セグメント供給装置９により供給されたセグメント３をエレクタ装置４で把持し、旋回リング２の旋回及び昇降装置５による径方向の移動により、数ピースのセグメント３を順次リング状に組立てていく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図６で示したセグメント組立装置は、エレクタ装置４がシールド掘削機１の内部に固定された状態で旋回するようになっているので、従来の組立方法では、シールド掘削機１の中心軸と既設セグメントのリングの中心軸との間でピッチング方向及びヨーイング方向の傾きが生じた場合、各ピースのセグメント３毎に傾きを合わせるように姿勢制御を行う必要があった。このため、セグメント３の位置合わせに時間がかかり効率が悪く、セグメント３の組立作業は自動化を図ることが非常に困難となっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のセグメント組立方法は、掘削機の掘進に伴なってセグメントを順次環状に組立てるセグメント組立方法において、中空軸の前端を掘削機の後端に掘削穴の軸方向及び上下左右に移動可能に連結し、中空軸の後端を既設セグメント内で固定支持し、前記中空軸に外装したエレクタ装置等からなるセグメント組立装置を用い、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸との相対角度を求め、この相対角度を基に前記中空軸前端の上下及び左右の必要移動量を演算し、演算結果に基づいて前記中空軸前端を上下及び左右に移動させ、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸とを平行にして前記組立装置によりセグメントを組み立てることを特徴とする。
【０００７】
そして、端面が傾斜したテーパセグメントを組み立てる際に、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸との相対角度に、前記テーパセグメントの端面の傾斜角を加味して前記掘削機の後端における前記中空軸前端の上下及び左右の必要移動量を演算することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係るセグメント組立方法を実施するセグメント組立装置の断面、図２には図１中のＩＩ−ＩＩ  線矢視、図３には図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ  線矢視（左半分）及びＩＶ−ＩＶ  線矢視（右半分）を示してある。
【０００９】
図において２１は中空軸であり、中空軸２１の軸心は掘削穴の軸線上に略沿って延びている。中空軸２１の一端（図１中左端）はシールド掘削機２２の後端に配され、中空軸２１の一端は複数（図示例では４個）のジャッキ２３を介して軸方向に移動自在に支持されている。複数のジャッキ２３はシールド掘削機２２に取付けられ、ジャッキ２３を個別に駆動することにより、中空軸２１はシールド掘削機２２に対して上下・左右に移動する。
【００１０】
中空軸２１の他端（図１中右端）はピン２４を介して固定支持装置２５に支持されて、中空軸２１と固定支持装置２５との間には支持板２７が取り付けられている。中空軸２１の一端側（図１中左端側）にはエレクタ装置４１が２台設けられ、固定支持装置２５とエレクタ装置４１との間には反力支持装置２８が設けられ、反力支持装置２８と支持板２７は移動ジャッキ２９で連結されている。つまり、固定支持装置２５を既設セグメント３０に対して非固定状態とすると共に、反力支持装置２８を既設セグメント３０に固定し、移動ジャッキ２９を作動させることで、中空軸２１は支持板２７を介して軸方向に移動する。
【００１１】
中空軸２１の前側にはエレクタ装置４１が２台設けられている。エレクタ装置４１は、中空軸２１の軸方向にのみ移動自在な内筒３１と、内筒３１に対して回動自在な外筒３２とを備えている。内筒３１には駆動ピニオン３３が設けられ、駆動ピニオン３３は中空軸２１に設けられたラック３４に噛み合っている。また内筒３１の外周には歯車３５が設けられ、外筒３２には歯車３５に噛み合うピニオン３６を有する駆動装置３７が備えられている。つまり、駆動ピニオン３３の駆動によりラック３４を介してエレクタ装置４１が中空軸２１の軸方向に移動し、駆動装置３７の駆動によるピニオン３６の回転により歯車３５を介して外筒３２が中空軸２１の周方向に回転する。
【００１２】
エレクタ装置４１の外筒３２にはセグメント把持部３８及びボルト締付装置３９が備えられ、把持部３８及びボルト締付装置３９はスライドジャッキ４０によって中空軸２１の軸方向に移動自在となっている。尚、図１中の符号で、４２はセグメント供給装置、４３はセグメント供給ジャッキ、４４はホイストクレーン、４５は組立て前のセグメントである。
【００１３】
上述したエレクタ装置４１、セグメント供給装置４２等からなるセグメント組立装置によるセグメント組立方法を説明する。
【００１４】
セグメント４５を組み立てる前に、中空軸２１と既設セグメント３０との相対角度を計測する。中空軸２１は、後端が上下・左右に移動できるように固定支持装置２５に支持され、前端が４個のジャッキ２３により上下・左右に移動できるようにシールド掘削機２２に支持されている。このため、４個のジャッキ２３のストロークを中空軸２１と既設セグメント３０との相対角度に応じて制御することにより、既設セグメント３０の中心軸と中空軸２１の中心軸とを平行にすることができる。この時、反力支持装置２８は縮めておく。
【００１５】
既設セグメント３０の中心軸と中空軸２１の中心軸とを平行にすることで、既設セグメント３０の端面ｂとエレクタ装置４１の旋回平面が平行になる。従って、各セグメント４５の組立てにおいては、ピッチング及びヨーイングが常に一定のため、姿勢制御が容易となり組立てがスムーズに行え、自動化も容易となる。
【００１６】
既設セグメント３０の中心軸と中空軸２１の中心軸とを平行にした後、セグメント供給装置４２で運ばれたセグメント４５をそれぞれのエレクタ装置４１の把持部３８で把持し、駆動装置３７の駆動によりピニオン３６を駆動し、外筒３２と共にセグメント４５を把持した把持部３８を所定位置に回動させる（図４（ａ）  参照）。駆動ピニオン３３の駆動によりそれぞれのエレクタ装置４１を中空軸２１の軸方向に移動させると共に、スライドジャッキ４０の作動により把持部３８及びボルト締付装置３９を取付位置に移動させる（図４（ｂ）  参照）。
【００１７】
この状態でセグメント４５を２ピースずつ組立てる。シールド掘削機２２の掘進により中空軸２１の一端がジャッキ２３に対向すると、反力支持装置２８を既設セグメント３０に固定すると共に、固定支持装置２５を既設セグメント３０に対して非固定状態にする。この状態で移動ジャッキ２９を作動させて中空軸２１を移動させ、シールド掘削機２２の掘進に追従させて中空軸２１を移動させる。
【００１８】
中空軸２１に対し、エレクタ装置４１を回動及び軸方向に移動させると共に、中空軸２１を軸方向に移動させ、セグメント４５を順次組立てていく。
【００１９】
次に、端面が傾斜したテーパセグメントを組み立てる場合を図５に基づいて説明する。
【００２０】
テーパセグメント６０を組み立てる前に、中空軸２１と既設セグメント３０との相対角度を前述の通り計測する。更に、テーパセグメント６０の端面のテーパ角度を加味してジャッキ２３のストロークを演算する。これにより、テーパ角度を加味した状態で中空軸２１と既設セグメント３０との相対角度に応じて４個のジャッキ２３のストロークが制御されることになる。この時、中空軸２１の中心軸はテーパセグメント６０の中心平面Ｓと直交するようにテーパ角度を加味して制御する。従って、テーパセグメント６０の中心平面Ｓとエレクタ装置４１の旋回平面が平行になり、テーパセグメント６０の組立てにおいても姿勢制御が容易になり、自動化が困難なテーパセグメント６０であっても自動化が可能となる。
【００２１】
従って、上述したセグメント組立方法では、エレクタ装置４１をシールド掘削機２２と分離して設け、複数のジャッキ２３によって中空軸２１を上下・左右に調整して既設セグメント３０の中心軸と中空軸２１の中心軸とを平行にするようにしたので、既設セグメント３０の端面ｂとエレクタ装置４１の旋回平面が平行になり、姿勢制御が容易となり組立てがスムーズに行え、自動化も容易となる。
【００２２】
また、テーパセグメント６０を用いる場合、テーパ角度θを加味した状態で複数のジャッキ２３によって中空軸２１を上下・左右に調整して中空軸２１の中心軸をテーパセグメント６０の中心平面Ｓと直交させるようにしたので、テーパセグメント６０の中心平面Ｓとエレクタ装置４１の旋回平面が平行になり、テーパセグメント６０の組立てにおいても姿勢制御が容易になり、組立てが困難なテーパセグメント６０であっても自動化が可能となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のセグメント組立方法は、掘削機の掘進に伴なってセグメントを順次環状に組立てるセグメント組立方法において、中空軸の前端を掘削機の後端に掘削穴の軸方向及び上下左右に移動可能に連結し、中空軸の後端を既設セグメント内で固定支持し、前記中空軸に外装したエレクタ装置等からなるセグメント組立装置を用い、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸との相対角度を求め、この相対角度を基に前記中空軸前端の上下及び左右の必要移動量を演算し、演算結果に基づいて前記中空軸前端を上下及び左右に移動させ、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸とを平行にして前記組立装置によりセグメントを組み立てるようにしたので、既設セグメントの中心軸と中空軸の中心軸とを平行にすることができ、既設セグメントの端面とエレクタ装置の旋回平面を平行にできる。この結果、ピッチング及びヨーイングが常に一定のため、セグメントの姿勢制御が容易となり組立てがスムーズに行え、自動化も容易となる。
【００２４】
また、本発明のセグメント組立方法は、端面が傾斜したテーパセグメントを組み立てる際に、既設セグメントの中心軸と前記中空軸の中心軸との相対角度に、前記テーパセグメントの端面の傾斜角を加味して前記掘削機の後端における前記中空軸前端の上下及び左右の必要移動量を演算するようにしたので、中空軸の中心軸をテーパセグメントの中心平面と直交させることができ、テーパセグメントの中心平面とエレクタ装置の旋回平面を平行にすることができる。テーパセグメントの組立てにおいても姿勢制御が容易になり、組立てが困難なテーパセグメントであっても自動化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るセグメント組立方法を実施するセグメント組立装置の断面図。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ  線矢視図。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ  線及びＩＶ−ＩＶ  線矢視図。
【図４】セグメントの取付状態説明図。
【図５】テーパセグメントの組立状況説明図。
【図６】従来のセグメント組立方法を実施するセグメント組立装置の断面図。
【符号の説明】
２１  中空軸
２２  シールド掘削機
２３  ジャッキ
２５  固定支持装置
２８  反力支持装置
２９  移動ジャッキ
３０  既設セグメント
３３  駆動ピニオン
３４  ラック
３５  歯車
３６  ピニオン
３７  駆動装置
３８  セグメント把持部（把持部）
３９  ボルト締付装置
４０  スライドジャッキ
４１  エレクタ装置
６０，６１  テーパセグメント
【図１】
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【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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