(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の後部に付設されて、長手方向の断面が円弧状の板状構造体から成る壁面補強板の内表面中央部に立設された把持ピンを、該把持ピンの穿孔を中心軸として回動自在に把持する把持手段と、該把持手段が把持した前記壁面補強板を坑道壁面の所望位置まで移送する移送手段と、前記把持手段が把持した前記壁面補強板を坑道壁面側に押し付ける押付け手段と、前記把持手段が把持した前記壁面補強板を坑道壁面に沿って掘進方向に摺動させる摺動手段と、前記把持手段が把持した前記壁面補強板の前記把持ピンを挟んだ両側の内表面をそれぞれ押圧して前記把持手段と協動して前記壁面補強板を強固に保持する一対の揺止め装置とを具えて、前記各手段の一連の動作により前記壁面補強板を坑道壁面に沿って順次組み付けるようにした補強板組付装置において、前記揺止め装置の少なくとも一方に、その押圧力を緩和することにより、他方の前記揺止め装置の押圧力が一方の前記揺止め装置の押圧力に抗して前記壁面補強板を前記把持ピンの穿孔を中心軸として徐々に回動させる押圧力緩和手段を有したことを特徴とする補強板組付装置。
【請求項２】
揺止め装置は油圧駆動回路を介して供給される作動油により伸縮動作する揺止めジャッキを有し、押圧力緩和手段は該揺止めジャッキの流出側管路に介装され、該管路内の油圧が所定の設定圧を越えた時、開路する放圧弁と、該放圧弁の上流側管路内に介装され、指令に応じて開閉動作する開閉弁とから成ることを特徴とする請求項１記載の補強板組付装置。
【請求項３】
放圧弁は制御指令に応じて設定圧が変化する圧力制御弁であることを特徴とする請求項２記載の補強板組付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機の後部に付設されて、長手方向の断面が円弧状の板状構造体から成る壁面補強板を坑道壁面に沿って順次組み付けるようにした補強板組付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機で開削した坑道の壁面を補強するために、セグメントと称せられる、コンクリート等で形成された長手方向の断面が円弧状の壁面補強板が坑道の壁面に沿って組み付けられる。坑道壁面を一周して組み付けられた壁面補強板によって坑道壁面が補強され、その形状が安定して保持されると共に、シールド掘進機が推進する際のシールドジャッキの反力を取るための足掛かりとして使用される。この壁面補強板の坑道壁面への組付けはシールド掘進機本体の後部に付設された補強板組付装置によって行われる。
【０００３】
一般に、壁面補強板にはその中央部の重心位置近傍に引掛孔を有する金属製の把持ピンが固設されていて、壁面補強板を坑道壁面に組み付ける際には、補強板組付装置の補強板把持部に穿設された貫通孔と、壁面補強板の把持ピンに穿設された引掛孔とに着脱ピンを差し込んで係止させる。そして、補強板把持部を径方向に移動させる押付ジャッキを収縮させて壁面補強板を持ち上げ、補強板把持部を支持する回動輪を旋回させて壁面補強板を所望の組付け位置へ周回移動させて位置決めする。
【０００４】
次に、摺動ジャッキを伸長させて補強板把持部に把持された壁面補強板を１組付周期前に組み付けられた壁面補強板に当接させると共に、周回位置を微調整して前回組み付けられた壁面補強板に隣接させる。そして、新設の壁面補強板と周方向に隣接する壁面補強板との接触部にそれぞれ設けられた継手部に穿設された連結孔にボルトを差し込んで螺子止めし、さらに、新設の壁面補強板と掘進方向に隣接する壁面補強板との接触部にそれぞれ設けられた継手部に穿設された連結孔にボルトを差し込んで螺子止めする。全ての継手部の螺子止めが終了して、新設の壁面補強板の坑道壁面への組付けが完了したならば、壁面補強板の把持ピンに差し込まれていた着脱ピンを取り外して、当該壁面補強板を補強板組付装置の補強板把持部から開放する。
【０００５】
ところで、壁面補強板はかなりの重量物であり、これを把持ピンに穿設された引掛孔に差し込まれた着脱ピンのみで支持するため、これを搬送する際に着脱ピンを回動支点として壁面補強板が揺動する虞がある。この揺動が大きいと着脱ピンが引掛孔から外れて壁面補強板が補強板把持部から落下してしまう。そこで、補強板把持部の貫通孔の左右対称位置に一対の揺止めジャッキを具えた揺止め装置が設けられている。そして、補強板組付装置が着脱ピンを介して壁面補強板を把持した時点で、把持ピンに反力を取りながら左右の揺止めジャッキを伸長させて壁面補強板を強固に３点支持する。
【０００６】
左右の揺止めジャッキのシリンダの底部側油室と作動桿側油室はそれぞれ絞り弁、逆止弁および方向切替弁を介して油圧ポンプに接続されている。なお、揺止めジャッキへの外力の作用により底部側油室に連なる管路油圧が異常上昇するのを防ぐために、揺止めシリンダーの底部側油室に連なる管路には異常油圧を放圧するための安全弁が接続されている。左右の揺止めジャッキはそれぞれの方向切替弁を操作することにより独立して駆動することができる。
【０００７】
上述のように、揺止めジャッキを伸長させて壁面補強板を支持して所望の組付け位置まで搬送し、正確な位置決めを行った後、その組付け作業を行うが、壁面補強板を正確に位置決めするのは容易でない。そこで、例えば、壁面補強板の着脱ピンを支点とする姿勢が正しい取付け姿勢になっていない時は、実際には、まず、新設の壁面補強板と前回組み付けられた周回方向に隣接する壁面補強板との接触部にそれぞれ設けられた継手部同士を緩く連結した後、揺止めジャッキを緩め、押付けジャッキを伸長させて新設の壁面補強板を坑道壁面に押し付けて、その継手部を回動支点として回動させ、正規の組付け姿勢を取らせるような位置合わせ作業が行われる。
【０００８】
なお、特開平８−１４４６９８号公報には、壁面補強板の組付け姿勢を修正する方法として、左右の押付けジャッキに伸長行程差を持たせることにより実際上、壁面補強板の着脱ピン回りの組付け姿勢を変えるようにした類似技術が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような壁面補強板の組付け姿勢の修正方法を用いると、壁面補強板の位置決め作業を簡略化できるから、壁面補強板の組み付け作業を短時間にかつ効率的に行うことができるが、新設の壁面補強板と隣接する壁面補強板との継手部やボルト等が壁面補強板の回動組み付け時に損傷を受けたりすると共に、新設の壁面補強板と隣接する壁面補強板との連結も弱くなり、壁面補強板で組み立てた補強板構造物の強度が本来期待された値に達しない場合がある。
【００１０】
そこで、かかる不具合の発生を防止するために、壁面補強板の掘進方向の片側端面に複数の突起部を設けると共に、他側端面に、隣接する壁面補強板の突起部が嵌合するための複数の嵌合孔を設けた新しい型式の壁面補強板が開発され、実用に供せられるようになった。この新しい型式の壁面補強板を坑道壁面に組み付ける場合には、既設の壁面補強板の例えば嵌合孔と、新設の壁面補強板の突起部とが正確に対向するように、新設の壁面補強板の位置決めを行わなければならないので、上述の簡便な壁面補強板の組付け姿勢の修正方法を用いることができない。つまり、新しい型式の壁面補強板を用いる場合は、始めに既設の推進方向に隣接する壁面補強板に位置合わせの姿勢修正を行った後、周回方向に隣接する壁面補強板の端面との位置合わせを行い、それぞれボルトによる締結作業を行わなければならない。
【００１１】
ところで、壁面補強板の坑道壁面に沿った組付け姿勢を修正する場合は、坑道の内側に一端を戻す側の壁面補強板の内面を支持している揺止めジャッキを若干収縮させた後、反対側の揺止めジャッキを若干伸長させる操作を行う。この際、一方の揺止めジャッキを収縮させた時点で、左右の揺止めジャッキとこれらに反力を与える壁面補強板の着脱ピンとの三点支持で強固に保持されていた壁面補強板が一方の揺止めジャッキによる支えを失うことにより、着脱ピンを支点として自在に揺動してしまう。着脱ピンと把持ピンに穿設された引掛孔との嵌合には遊びが設けられているので、一方の揺止めジャッキを収縮させて壁面補強板の強固な保持状態を解除すると、その後、他方の揺止めジャッキを伸長させて壁面補強板を再保持しても以前と同様の保持状態を再現することができず、意図した壁面補強板の保持姿勢を取ることができない。
【００１２】
さらに、一方の揺止めジャッキを収縮させた時に作動桿の先端が接触していた壁面補強板の一端側が追随して回動するとは限らず、両者の間に空隙が生じる場合がある。このような場合には他方の揺止めジャッキを伸長させて壁面補強板を再保持した時の壁面補強板の保持姿勢を予測できないから、壁面補強板の保持姿勢の修正作業は左右の揺止めジャッキの伸縮動作を繰り返す試行錯誤の連続になり、正しい位置決めを実現するのは容易でない。
本発明は従来技術におけるかかる困難を克服すべく為されたものであり、壁面補強板の保持姿勢の正しい位置決めを容易に行うことができる補強板組付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】
本発明は上記課題を解決するために、壁面補強板の把持ピンを挟んだ両側の内表面をそれぞれ押圧する揺止め装置の少なくとも一方に、その押圧力を緩和することにより、他方の揺止め装置の押圧力が一方の揺止め装置の押圧力に抗して壁面補強板を把持ピンの穿孔を中心軸として徐々に回動させる押圧力緩和手段を有したものであり、好ましくは、揺止め装置は油圧駆動回路を介して供給される作動油により伸縮動作する揺止めジャッキを有し、押圧力緩和手段は該揺止めジャッキの流出側管路に介装され、該管路内の油圧が所定の設定圧を越えた時、開路する放圧弁と、該放圧弁の上流側管路内に介装され、指令に応じて開閉動作する開閉弁とから成り、さらに、放圧弁は制御指令に応じて設定圧が変化する圧力制御弁としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施例の補強板組付装置の油圧回路図、図２は同、補強板組付装置の正面図、図３は図２の切断線Ｘ−Ｘに沿った縦断面図、図４は補強板組付装置の補強板把持部を示す部分拡大正面図、図５は図３の要部拡大断面図、図６は一方の揺止め装置の正面図である。
【００１５】
これらの図において、１は地山を掘進するシールド掘進機本体、２は坑道壁面に組み付けられる壁面補強板、３は坑道壁面に壁面補強板２を順次組み付ける補強板組付装置、３１は補強板組付装置３全体を支持してシールド掘進機本体１の中心軸の回りに周回可能な回転輪、３２は回転輪３１に対して次に述べる左右の押付けジャッキを介して懸架された吊り腕、３３１，３３２は回転輪３１の左右位置に取り付けられ、吊り腕３２を回転輪３１の径方向に移動させる押付けジャッキ、３４１，３４２は吊り腕３２の前後方向に取り付けられ、次に述べる補強板把持部を摺動自在に支持して案内する案内軸、３５は壁面補強板２を把持する補強板把持部、３６は補強板把持部３５に穿設された貫通孔、３７は補強板把持部３５を吊り腕３２に対して前後方向に移動させる摺動ジャッキである。
【００１６】
また、４は壁面補強板２の重心位置近傍の内表面中央部に螺子止めにより立設された壁面補強板２を保持するための把持ピン、４１は把持ピン４の中央部に穿設された引掛孔、５はこの把持ピン４の引掛孔４１と補強板把持部３５に穿設された貫通孔３６とに差し込まれて壁面補強板２を補強板把持部３５に連結させる着脱ピン、７０１，７０２は補強板組付装置３が把持した壁面補強板２の揺動を防止する左右の揺止め装置、７１１，７１２はそれぞれの揺止め装置７０１，７０２の駆動部を成す揺止めジャッキ、７２２（７２１）は次に述べる摺動筒を案内する案内筒、７３２（７３１）は次に述べる押し腕と一体的に回転輪３１の径方向に摺動自在な摺動筒、７４１，７４２は揺止めジャッキ７１１，７１２により回転輪３１の径方向に移動して壁面補強板２の左右の内表面を押し付ける押し腕、７５２（７５１）は押し腕７４２（７４１）の押し付け面を覆ってそれを保護する緩衝板である。
【００１７】
また、６は作動油を蓄溜する油タンク、８は揺止め装置７０１，７０２の駆動油圧回路に作動油を供給する油ポンプ、９１，９２は左右の揺止めジャッキ７１１，７１２への作動油の方向と流量をそれぞれ切り替える方向切替弁、１０１〜１０８，１５１〜１５４は作動油の不都合な逆流を防止する逆止弁、１１１〜１１４は通過する作動油の流量を所定値以下に制限する絞り弁、１２は外力等により揺止め装置７０１，７０２の駆動油圧回路に発生する過負荷油圧を放圧する安全弁、１３１，１３２は左右の揺止めジャッキ７１１，７１２の底部側油室の流出側管路中にそれぞれ介装され、電気信号により開閉動作する電磁切替弁、１４は安全弁１２が動作する過負荷圧よりもかなり低い回路圧で絞り開路する放圧弁である。
【００１８】
図７は壁面補強板２の形状を示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ），（ｃ）はそれぞれその左右の側面図、（ｄ）はその前側面図であり、図８は壁面補強板２の一方の側面に突設された嵌合突起の断面図である。これらの図において、２１は壁面補強板２の一方の側面に複数個突設された嵌合突起、２２は壁面補強板２の他方の側面に、隣接する他の壁面補強板２の一方の側面に突設された嵌合突起２１と対向する位置に複数個設けられた嵌合部である。図８に示すように、嵌合突起２１の先端にはボルト止め用の凹孔が穿設され、該凹孔内部には螺子加工が施されている。
【００１９】
次に、本実施例の動作を説明する。シールド掘進機本体１が地山を掘進すると共にシールド掘進機本体１を後部から推進させる図示しないシールドジャッキが所定量伸長すると、シールド掘進機本体１の掘進動作を一旦停止させた後、全てのシールドジャッキを最収縮させて、坑道壁面に既設の壁面補強板２の先端面とシールドジャッキの押出し桿との間に、新設の壁面補強板２を組み付ける空間を形成する。
【００２０】
この時、補強板組付装置３の補強板把持部３５は回転輪３１に沿った周回位置の最下部に位置している。そこで、左右の押付けジャッキ３３１，３３２を伸長させて補強板把持部３５を下降させ、坑道床面上に載置された新設の壁面補強板２の把持ピン４の中央部に穿設された引掛孔４１と補強板把持部３５に穿設された貫通孔３６とが対向するように位置合わせする。そして、着脱ピン５を引掛孔４１と貫通孔３６との間に挿通させ、新設の壁面補強板２を補強板把持部３５に回動自在に連結する。次に、方向切替弁９１，９２を共に切り替えて油圧ポンプ８から吐出した作動油を左右の揺止めジャッキ７１１，７１２の底部側油室に流入させることにより、揺止めジャッキ７１１，７１２が伸長してそれぞれの押し腕７４１，７４２が下方へ移動する。そして、それぞれの緩衝板７５１，７５２が壁面補強板２の左右の内表面に当接して押圧することにより、着脱ピン５を介して把持ピン４からの反作用を受けるから、この押圧力と反作用とが釣り合うことにより、補強板把持部３５は新設の壁面補強板２を安定して強固に保持する。
【００２１】
次に、左右の押付けジャッキ３３１，３３２を収縮させて壁面補強板２を補強板把持部３５と共に所定の高さまで引き上げる。そして、回転輪３１を周回させて、新設の壁面補強板２を所望の組付け位置まで移動させる。次に、左右の押付けジャッキ３３１，３３２を若干伸長させると共に摺動ジャッキ３７を若干伸長させて、新設の壁面補強板２を既設の壁面補強板２に対して位置合わせする。この際に、前述のように壁面補強板２の一方の側面に嵌合突起２１が突設されているので、両者の位置合わせを正確に行わないと、新設の壁面補強板２と１組付周期前に組み付けられた既設の壁面補強板２のそれぞれの嵌合突起２１と嵌合部２２とを嵌合させて組み付けることができない。
【００２２】
従って、例えば、この時の新設の壁面補強板２の周回方向の姿勢と既設の壁面補強板２の周回方向の姿勢とにずれがあった場合は、左右の揺止めジャッキ７１１，７１２のそれぞれの伸長量を調整して、新設の壁面補強板２の周回方向の姿勢を既設の壁面補強板２の周回方向の姿勢に合わせなければならない。そこで、例えば、新設の壁面補強板２を図１で反時計回り方向に若干回動させて周回方向の姿勢を合わせたい時は、作業者は補強板組付装置３の図示しない操作盤を操作して、方向切替弁９２をｂ位置に切り替えると共に電磁切替弁１３１を左位置に切り替える。これにより、油圧ポンプ８から吐出した作動油が揺止めジャッキ７１１の底部側油室に流入してその押し腕７４１に押圧力を及ぼすと共に、揺止めジャッキ７１２の底部側油室の作動油が電磁切替弁１３１を通って放圧弁１４で所定の放圧力に達したなら、そこを通過して油タンク６に流出する。
【００２３】
このように、揺止めジャッキ７１１の押し腕７４１により押圧力を受けた壁面補強板２が着脱ピン５の回りに反時計回り方向の回転モーメントを受け、その把持ピン４と反対側の内表面に当接する揺止めジャッキ７１２の押し腕７４２を底部側油室側に押し込むように圧力を作用する。これにより、揺止めジャッキ７１２の底部側油室から流出した作動油は上述のように、電磁切替弁１３１と放圧弁１４を通って油タンク６に流出するが、この時、放圧弁１４では所定の放圧力を越えた分の作動油が放圧弁１４を通って流出するようになっている。逆に言うと、底部側油室から流出する作動油は所定の放圧力を受けながら油タンク６に流出するから、揺止めジャッキ７１２の押し腕７４２には放圧弁１４の所定の放圧力に相当する反作用が作用する。
【００２４】
従って、揺止めジャッキ７１１の押し腕７４１による押圧力が揺止めジャッキ７１２の押し腕７４２に作用する反作用に打ち勝って、壁面補強板２は反時計回り方向に徐々に回動する。このように、本実施例では一方の揺止めジャッキ７１１（７１２）の押圧力が他方の揺止めジャッキ７１２（７１１）からの反作用に打ち勝って、壁面補強板２が徐々に回動するようになっているから、一方の電磁切替弁１３１（１３２）を開位置に切り替えても他方の揺止めジャッキ７１２（７１１）の押し腕７４２（７４１）が壁面補強板２の内表面から離間して壁面補強板２がぐら付くことがなく、作業者はゆっくり連続的に変化する壁面補強板２の姿勢を観測して、容易に適切な姿勢の位置合わせを行うことができる。
【００２５】
こうして、新設の壁面補強板２の周回方向の姿勢の正確な位置合わせが終了し、さらに、周回方向の正確な位置合わせが終了したら、摺動ジャッキ３７を徐々に伸長させて、新設の壁面補強板２と既設の壁面補強板２の嵌合突起２１と嵌合部２２とをそれぞれ嵌合させた後、ボルト締めする。図９はこうして新設の壁面補強板２が既設の壁面補強板２′に組み付けられた状態を示す説明図である。なお、本実施例では揺止めジャッキ７１１，７１２の各シリンダ取付け位置は補強板把持部３５側としたか、逆に、各シリンダを緩衝板側に取り付けて、それらの押し腕を補強板把持部３５側に取り付けるようにしても良い。
【００２６】
図１０は本発明の第２の実施例の補強板組付装置の油圧回路図である。同図において、１６は補強板組付装置３を操作するための操作釦、１７は操作釦１６からの動作指令に基づいて補強板組付装置３の動作を制御する制御装置、１４１，１４２は制御装置１７からの制御電流に応じてそれぞれ揺止めジャッキ７１２，７１１の底部側油室から油タンク６に流出する作動油の圧力を連続的に変化させる電磁比例圧力制御弁、１５４，１５５は作動油の不都合な逆流を防止する逆止弁である。本実施例では揺止めジャッキ７１１（７１２）が伸長して揺止めジャッキ７１２（７１１）の底部側油室に圧縮力が作用した時、その底部側油室内の作動油は電磁比例圧力制御弁１４１（１４２）を介して油タンク６に流出する。
【００２７】
従って、作業者は操作釦１６の操作により制御装置１７からの制御電流値を変化させて電磁比例圧力制御弁１４１（１４２）の制限圧を制御することにより、揺止めジャッキ７１２（７１１）の底部側油室に掛かる最大負荷圧、従って、揺止めジャッキ７１１（７１２）の押圧力に対向する押し腕７４２（７４１）の壁面補強板２の内表面を押す押圧力を制御することができるから、壁面補強板２の姿勢の位置合わせを行う際の壁面補強板２の回動速度を調整して、壁面補強板２の姿勢をその最適位置で容易に合わせることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、揺止め装置の少なくとも一方に、その押圧力を緩和することにより、他方の揺止め装置の押圧力が一方の揺止め装置の押圧力に抗して壁面補強板を把持ピンの穿孔を中心軸として徐々に回動させるようにしたので、壁面補強板は把持手段とその両側の揺止め装置に保持された侭徐々に回動するから、壁面補強板の保持姿勢の正しい位置決めを容易に行うことができる。
【００２９】
請求項２記載の発明によれば、揺止めジャッキにより揺止め装置を駆動し、揺止めジャッキの流出側管路内の油圧が所定の設定圧を越えた時、開路する放圧弁と、該放圧弁の上流側管路内に介装され、指令に応じて開閉動作する開閉弁とで押圧力緩和手段を構成したので、揺止め装置の押圧力を緩和する押圧力緩和手段を簡単な構成とすることができる。
請求項３記載の発明によれば、放圧弁は制御指令に応じて設定圧が変化する圧力制御弁としたので、壁面補強板の姿勢の位置合わせを行う際の壁面補強板の回動速度を容易に調整できるから、壁面補強板の保持姿勢の正しい位置決めを一層容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の補強板組付装置の油圧回路図
【図２】同じく、補強板組付装置の正面図
【図３】図２の切断線Ｘ−Ｘに沿った縦断面図
【図４】補強板組付装置の補強板把持部を示す部分拡大正面図
【図５】図３の要部拡大断面図
【図６】一方の揺止め装置の正面図
【図７】壁面補強板の形状を示す平面図（ａ）、左右の側面図（ｂ），（ｃ）、および前側面図（ｄ）
【図８】壁面補強板の一方の側面に突設された嵌合突起の断面図
【図９】新設の壁面補強板が既設の壁面補強板に組み付けられた状態を示す説明図
【図１０】本発明の第２の実施例の補強板組付装置の油圧回路図
【符号の説明】
１  シールド掘進機本体
２，２′  壁面補強板
３  補強板組付装置
４  把持ピン
５  着脱ピン
７  揺止め装置
１２  安全弁
１４  放圧弁
１６  操作釦
１７  制御装置
２１  嵌合突起
２２  嵌合部
３１  回転輪
３２  吊り腕
３５  補強板把持部
３６  貫通孔
３７  摺動ジャッキ
４１  引掛孔
９１，９２  方向切替弁
１３１，１３２  電磁切替弁
１４１，１４２  電磁比例圧力制御弁
３３１，３３２  押付けジャッキ
７０１，７０２  揺止め装置
７１１，７１２  揺止めジャッキ
７４１，７４２  押し腕
【図１】
0003587737.tif 000002
【図２】
0003587737.tif 000003
【図３】
0003587737.tif 000004
【図４】
0003587737.tif 000005
【図５】
0003587737.tif 000006
【図６】
0003587737.tif 000007
【図７】
0003587737.tif 000008
【図８】
0003587737.tif 000009
【図９】
0003587737.tif 000010
【図１０】
0003587737.tif 000011