(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの周方向に回転する旋回リングと、
該旋回リングにトンネルの径方向に移動自在に設けられたセグメント把持部と、
該セグメント把持部の反対側に位置して上記旋回リングに設けられ、トンネルの径方向に自在に移動するカウンタウェイトと、
上記セグメント把持部に設けられセグメントの把持の有無を検出する把持センサと、
該把持センサがセグメントの把持を検出したときのみ上記カウンタウェイトを径方向外方に移動させる制御部とを備えたことを特徴とするセグメント組立装置。
【請求項２】
上記カウンタウェイトの重量は、
上記把持センサが上記セグメント把持部にセグメントが把持されていないことを検出して上記セグメント把持部が径方向内方に位置しているとき、そのセグメント把持部の重量と略バランスし、
上記把持センサが上記セグメント把持部にセグメントが把持されていることを検出して上記セグメント把持部が径方向外方に移動されたとき、それらセグメント及びセグメント把持部の重量と略バランスするように設定された
請求項１に記載のセグメント組立装置。
【請求項３】
上記セグメント把持部に把持されたセグメントの重量を検出する重量センサを更に備え、
上記制御部は、上記重量センサから得られたセグメントの重量に応じて上記カウンタウェイトの径方向外方への移動量を調節するものである
請求項１又は２に記載のセグメント組立装置。
【請求項４】
上記セグメント把持部の径方向の移動量を検出する長さセンサを更に備え、
上記制御部は、上記長さセンサから得られたセグメント把持部の移動量に応じて上記カウンタウェイトの径方向外方への移動量を調節するものである
請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント組立装置。
【請求項５】
上記セグメント把持部が径方向外方に所定距離移動したときに作動するリミットスイッチ等の作動センサを更に備え、
上記制御部は、上記作動センサが作動したとき上記カウンタウェイトを径方向外方へ移動させるものである
請求項１〜３のいずれかに記載のセグメント組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機内に設けられるセグメント組立装置に係り、特に、負荷時と無負荷時との旋回トルクの差を小さくしたセグメント組立装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機によって形成された掘穴の内周面には、筒体状のシールドフレーム内に設けられたセグメント組立装置によってセグメントが組み立てられ、トンネルが構築される。
【０００３】
かかるセグメント組立装置は、トンネルの周方向に回転する旋回リングと、その旋回リングにトンネルの径方向に移動自在に設けられたセグメント把持部とを備えており、トンネル入口側から供給されてきたセグメントを順次セグメント把持部に把持し、把持部の内方移動によってセグメントをトンネル径方向内方に引き込み、旋回リングの回動によってセグメントをトンネル周方向に所望の組付箇所まで移動させ、把持部の外方移動によってセグメントを所望の組付箇所に組み付けるものである。
【０００４】
ところで、かかるセグメント組立装置においては、セグメントを把持した負荷時の旋回と、セグメントを把持しない無負荷時の旋回とでは、旋回リングの重量バランスが大きく異なる。そこで、従来、旋回リングに、セグメント把持部の反対側に位置させてカウンタウェイトを固設し、負荷時および無負荷時の双方の重量バランスを整え、旋回トルクを共に小さくするようにしていた。旋回トルクが小さくなれば、旋回リングを回動する旋回モータの負担が小さくなってモータの小型化が図れ、旋回リングを回動させる際の制御性（精度）も高まる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のセグメント組立装置は、カウンタウェイトを旋回リングに固設していたので、例えば負荷時の旋回バランスに合わせてウェイト量を設定すると、無負荷時の旋回トルクが大きくなり、逆に、無負荷時の旋回バランスに合わせてウェイト量を設定すると、負荷時の旋回トルクが大きくなる。よって、いずれか旋回トルクが大きくなる方に応じてモータを大型化せざるを得ない上、旋回トルクが大きくなる方において旋回リングの制御性の低下を招く。
【０００６】
また、上述のように負荷時・無負荷時のいずれか両極端の旋回バランスに合わせてウェイト量を設定するのではなく、負荷時・無負荷時の中間の旋回バランスに合わせてウェイト量を設定することにより、負荷時・無負荷時の双方の旋回トルクを平均的に程々小さくし、旋回モータが余り大きくならないようにすることも行われている。
【０００７】
しかし、これはいわば妥協的な技術であり、改善の余地が残されている。また、かかる妥協的な技術では、トンネル径が大きく重いセグメントを組み立てる場合、負荷時・無負荷時の旋回トルク差が大きいため、その中間点に合わせたウェイト量では負荷時・無負荷時の双方とも旋回トルクを十分小さくできない。
【０００８】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、負荷時・無負荷時における旋回トルクを共に小さくできるセグメント組立装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るセグメント組立装置は、トンネルの周方向に回転する旋回リングと、該旋回リングにトンネルの径方向に移動自在に設けられたセグメント把持部と、該セグメント把持部の反対側に位置して上記旋回リングに設けられ、トンネルの径方向に自在に移動するカウンタウェイトと、上記セグメント把持部に設けられセグメントの把持の有無を検出する把持センサと、該把持センサがセグメントの把持を検出したときのみ上記カウンタウェイトを径方向外方に移動させる制御部とを備えたものである。
【００１０】
本発明によれば、セグメント把持部にセグメントを把持したとき（負荷時）にカウンタウェイトを径方向外方に移動させ、セグメント把持部にセグメントを把持しないとき（無負荷時）にカウンタウェイトを径方向内方に移動させることにより、負荷時・無負荷時における旋回リングの旋回トルクを共に小さくできる。よって、旋回モータの小型化が図れ、旋回リングの制御性（精度）も高まる。
【００１１】
また、上記セグメント把持部に設けられセグメントの把持の有無を検出する把持センサと、該把持センサがセグメントの把持を検出したとき上記カウンタウェイトを径方向外方に移動させる制御部とを備えていて、セグメントの把持の有無に応じて自動的にカウンタウェイトが径方向に移動するので、自動運転が可能となる。
【００１２】
また、上記セグメント把持部に把持されたセグメントの重量を検出する重量センサを更に備え、上記制御部は、上記重量センサから得られたセグメントの重量に応じて上記カウンタウェイトの径方向外方への移動量を調節するものであってもよい。こうすれば、セグメントの重量に応じてカウンタウェイトの移動量が制御されるので、重量の異なるセグメント順次把持する場合、夫々旋回トルクを小さくできる。
【００１３】
また、上記セグメント把持部の径方向の移動量を検出する長さセンサを更に備え、上記制御部は、上記長さセンサから得られたセグメント把持部の移動量に応じて上記カウンタウェイトの径方向外方への移動量を調節するものであってもよい。こうすれば、把持したセグメントを径方向に移動させるに応じてカウンタウェイトも径方向に移動されるので、セグメントの組付時にも旋回トルクを小さくできる。
【００１４】
また、上記セグメント把持部が径方向外方に所定距離移動したときに作動するリミットスイッチ等の作動センサを更に備え、上記制御部は、上記作動センサが作動したとき上記カウンタウェイトを径方向外方へ移動させるものであってもよい。こうすれば、作動センサのオン・オフに応じてカウンタウェイトの位置を外・内に切り換えるという選択的な二値制御なので、制御が簡単であり、低コストで実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１７】
図１(a) は本実施形態に係るセグメント組立装置を備えたシールド掘進機の側断面図、図１(b) はそのシールド掘進機の後面図である。
【００１８】
図示するように、シールド掘進機１のシールドフレーム２内には、セグメント組立装置３が設けられている。セグメント組立装置３は、筒体状のシールドフレーム２内にてセグメント４を組み立て、実質的なトンネル壁を構築するものである。かかるセグメント組立装置３は、トンネルの周方向に回転する旋回リング５と、旋回リング５にトンネル径方向に移動自在に設けられたセグメント把持部６と、旋回リング５にセグメント把持部６の反対側に位置してトンネル径方向に移動自在に設けられたカウンタウェイト７とを備えている。
【００１９】
旋回リング５は、その周方向に所定間隔を隔てて配置された複数のガイドローラ８に、回転自在に支持されている。各ガイドローラ８は、シールドフレーム２に取り付けられたブラケット９に軸支されている。旋回リング５には、外歯ギヤ１０が取り付けられている。外歯ギヤ１０には、旋回モータ１１のピニオン１２が噛合されている。旋回モータ１１は、シールドフレーム２に取り付けられたブラケット１３に取り付けられている。この構成によれば、旋回モータ１１を正逆回転させることにより、旋回リング５が正逆回転する。
【００２０】
旋回リング５には、トンネル軸方向後方に延出された左右一対の把持部用基台１４、１４が、設けられている。把持部用基台１４には、ガイドロッド１５を介してセグメント把持部６が、トンネル径方向に移動自在に取り付けられている。すなわち、各把持部用基台１４には、セグメント把持部６のガイドロッド１５が挿通されるガイド穴１６が、夫々形成されている。セグメント把持部６は、略Ｕ字状に形成されその頂部に上記ガイドロッド１５が取り付けられたフレーム部６ａと、フレーム部６ａの下部中央に設けられた把持機構６ｂとからなる。
【００２１】
フレーム部６ａと把持部用基台１４との間には、把持部用ジャッキ１７が夫々介設されている。各把持部用ジャッキ１７は、同期して伸縮するようになっており、セグメント把持部６を旋回リング５に対して径方向に移動させる。また、把持機構６ｂは、図２(a),(b) に示すように、セグメント４の略中央部に装着された把持金具１８に係合する係合部１９と、係合部１９の両側に配置されたサポートジャッキ２０とを有する。サポートジャッキ２０は、係合部１９に係合支持されたセグメント４の上面を押圧し、セグメント４の把持剛性を高める。
【００２２】
また、旋回リング５には、トンネル軸方向後方に延出された左右一対のウェイト用基台２１、２１が、設けられている。ウェイト用基台２１には、ガイドロッド２２を介してカウンタウェイト７が、トンネル径方向に移動自在に取り付けられている。すなわち、各ウェイト用基台２１には、カウンタウェイト７に取り付けられたガイドロッド２２が挿通されるガイド穴２３が、夫々形成されている。かかるカウンタウェイト７は、上記セグメント把持部６の反対側に配置されており、旋回アンバランスを打ち消す。
【００２３】
カウンタウェイト７とウェイト用基台２１との間には、ウェイト用ジャッキ２４が夫々介設されている。各ウェイト用ジャッキ２４は、同期して伸縮するようになっており、カウンタウェイト７を旋回リング５に対して径方向に移動させる。図１(a) に示すように、旋回リング５の内部には、カウンタウェイト７側のみに位置させて、旋回アンバランスを打ち消すための固定ウェイト２５が取り付けられている。上記カウンタウェイト７は、この固定ウェイト２５だけでは補正しきれない旋回アンバランスを打ち消すためのものである。
【００２４】
ウェイト用基台２１は把持部用基台１４の幅方向内側に配置されており、各ガイドロッド１５、２２は夫々平行に配置されている。よって、各基台１４、２１に挿通されたガイドロッド１５、２２は、互いに干渉することはない。従って、本実施形態にあっては、図１(a) に示すように、カウンタウェイト７のガイドロッド２２とセグメント把持部６のガイドロッド１５とをトンネル軸方向の前後に位相をズラして配置したが、軸方向の同一位置に配置するようにしてもよい。
【００２５】
さて、図２(a),(b) に示すように、セグメント把持部６には、セグメント４の把持の有無を検出する把持センサ２６が設けられている。把持センサ２６は、セグメント４が所定距離まで近接したときに反応する近接センサや、把持機構６ｂに把持されたセグメント４の上面に当接してスイッチオンとなるリミットスイッチ等からなる。把持センサ２６の出力は、制御部２７に伝達されるようになっている。制御部２７は、把持センサ２６がセグメント４の把持を検出したときのみカウンタウェイト７を径方向外方に移動させる。
【００２６】
すなわち、制御部２７は、図２(a) に示すように把持センサ２６がセグメント４の把持を検出しないときウェイト用ジャッキ２４を収縮させ、図２(b) に示すように把持センサ２６がセグメント４の把持を検出したときウェイト用ジャッキ２４を伸長させる。そして、カウンタウェイト７の重量は、図２(a) に示すようにウェイト用ジャッキ７の収縮時においてセグメント４のないセグメント把持部６の重量と略バランスし、且つ図２(b) に示すようにウェイト用ジャッキ２４の伸長時において把持されたセグメント４およびセグメント把持部６の重量と略バランスするように設定される。
【００２７】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２８】
図２(a) に示すように、セグメント把持部６にセグメント４を把持しない無負荷時には、把持センサ２６がセグメント４の把持を検出しないため、制御部２７がウェイト用ジャッキ２４を最小ストロークまで収縮させ、カウンタウェイト７が径方向内方に移動する。これにより、無負荷時の旋回リング５の重量バランスが良好となり、旋回トルクが小さくなる。
【００２９】
また、図２(b) に示すように、セグメント把持部６にセグメント４を把持する負荷時には、把持センサ２６がセグメント４の把持を検出するため、制御部２７がウェイト用ジャッキ２４を最大ストロークまで伸長させ、カウンタウェイト７が径方向外方に移動する。これにより、負荷時の旋回リング５の重量バランスが良好となり、旋回トルクが小さくなる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、把持部６におけるセグメント４の有・無すなわち負荷・無負荷に応じて、適宜カウンタウェイト７が径方向に移動してセグメント４の重量アンバランスを打ち消すので、負荷時・無負荷時の双方の旋回リング５の旋回トルクを共に小さくできる。よって、負荷時・無負荷時に拘らず、旋回モータ１１の負担が常に小さくなり、旋回モータ１１を小型化でき、低コスト化を推進できる。
【００３１】
また、負荷時の旋回リング５の旋回トルクが小さくなるため、図２(b) のように把持したセグメント４を回動させる際の制御性（精度）が向上し、セグメント４を組み付けるときの位置決め精度が向上する。すなわち、セグメント４を把持した負荷時の旋回リング５を、旋回モータ１１及びそのブレーキをオンオフする等して微小回動させる際、セグメント４とカウンタウェイト７との重量バランスが取れて旋回トルクが小さくなっているため、微小な位置決めを精度よく行える。
【００３２】
また、本実施形態では、把持センサ２６および制御部２７によって、把持部６におけるセグメント４の有・無に応じて自動的にカウンタウェイト７を径方向に移動するため、自動運転が可能となる。
【００３３】
また、トンネル径が大きくセグメント４の重量が重い場合には、把持部６におけるセグメント４の有・無すなわち負荷時・無負荷時の重量アンバランスが大きくなる。よって、この場合、負荷時・無負荷時の双方の重量アンバランスを共に打ち消すためには、ウェイト用ジャッキ２４のストロークを長くしたり、カウンタウェイト７の重量を重くする等の設計変更によって対処する。
【００３４】
図３に本発明の別の実施形態を示す。
【００３５】
図示するように、この実施形態に係るセグメント組立装置３ａの基本構造は、図１及び図２に既述した前実施形態に係るセグメント組立装置３の基本構造と同様である。よって、両者共有の部品には同一の符号を付して説明を省略し、以下、相違点のみを説明する。
【００３６】
把持部用ジャッキ１７には、セグメント把持部６に把持されたセグメント４の重量を検出するための重量センサ２８が設けられている。重量センサ２８は、セグメント４を把持する前の把持部用ジャッキ１７内の油圧と、セグメント４を把持した後の把持部用ジャッキ１７内の油圧とを減算することにより、把持されたセグメント４の重量を算出する。かかる重量センサ２８の出力は、制御部２７ａに伝達されるようになっている。
【００３７】
制御部２７ａは、重量センサ２８から得られたセグメント４の重量に応じてウェイト用ジャッキ２４の伸長量を制御し、カウンタウェイト７を径方向外方に所定量移動させる。カウンタウェイト７の移動量は、把持したセグメント４の重量を打ち消す移動量に設定される。但し、重量アンバランスを完全に打ち消さなくとも、重量アンバランスが小さくなる移動量であってもよい。
【００３８】
ここで、カウンタウェイト７の移動量を決定するウェイト用ジャッキ２４の伸長量は、ストロークセンサ２９によって検出され、制御部２７ａにフィードバックされる。なお、このストロークセンサ２９の代りにウェイト用基台２１のガイド穴２３とガイドロッド２２との相対移動量を検出する移動センサ（図示せず）を設け、その移動センサの出力を制御部にフィードバックしてもよい。
【００３９】
制御部２７ａは、重量センサ２８から得られた把持したセグメント４の重量に応じて、その重量アンバランスを打ち消す（又は小さくする）のに必要なウェイト用ジャッキ２４の目標伸長量を決定し、ストロークセンサ２９または移動センサからの情報に基いてウェイト用ジャッキ２４を目標伸長量に制御する。これにより、カウンタウェイト７が把持したセグメント４の重量に応じてそれを打ち消す位置に移動される。
【００４０】
例えば、セグメント４が比較的軽いものである場合、ウェイト用ジャッキ２４の目標伸長量が小さく設定され、カウンタウェイト７の径方向外方への移動量が小さくなる。他方、セグメント４が比較的重いものである場合、ウェイト用ジャッキ２４の目標伸長量が大きく設定され、カウンタウェイト７の径方向外方への移動量も大きくなる。
【００４１】
こうすれば、把持したセグメント４の重量に応じてカウンタウェイト７の移動量が適宜制御されるので、重量の異なるセグメント４を順次把持する場合、夫々旋回トルクを小さくできる。例えば、図１(b) に示すキーセグメント４ａは、他のセグメント４と比べて重量が大幅に軽いため、かかるキーセグメント４ａを把持した場合、他のセグメント４の場合よりもカウンタウェイト７の径方向外方への移動量が小さくなる。
【００４２】
なお、図３に示す実施形態と図２に示す実施形態とを合体させてもよい。すなわち、図２に示す把持センサ２６によってセグメント４の把持を検出したならば、先ずウェイト用ジャッキ２４を或る伸長量（例えばフルストローク手前）まで伸長させ、次に、図３に示す重量センサ２８から得られるセグメント４の重量に応じて、そのアンバランスを打ち消す（又は小さくする）ようにウェイト用ジャッキ２４の伸縮量をさらに微調節する。
【００４３】
図４に別の実施形態を示す。
【００４４】
この実施形態のセグメント組立装置３ｂは、上記重量センサ２８を前実施形態のように把持部用ジャッキ１７に設けるのではなく、把持機構６ｂ（係合部１９等）に重量センサ２８ｂとして設けた点のみが前実施形態と異なり、その他は全く同様の構成となっており、制御部２７ｂにより前実施形態と同様の作用・効果を奏する。本実施形態における重量センサ２８ｂは、圧力センサ等が用いられ、把持したセグメント４の重量を直接検出する。なお、図４に示す実施形態と図２に示す実施形態とを合体させてもよいのは勿論である。
【００４５】
図５に別の実施形態を示す。
【００４６】
図示するように、この実施形態に係るセグメント組立装置３ｃの基本構造は、図１及び図２に既述した先の実施形態に係るセグメント組立装置３の基本構造と同様である。よって、両者共有の部品には同一の符号を付して説明を省略し、以下、相違点のみを説明する。
【００４７】
把持部用基台１４には、そのガイド穴１６とガイドロッド１５との相対移動量を検出することによりセグメント把持部６の径方向の移動量を検出する長さセンサ３０が設けられている。なお、長さセンサ３０は、把持部用ジャッキ１７の伸長量を検出するものであってもよい。かかる長さセンサ３０の出力は、制御部２７ｃに伝達されるようになっている。
【００４８】
制御部２７ｃは、長さセンサ３０から得られたセグメント把持部６の径方向の移動量に応じてウェイト用ジャッキ２４の伸長量を制御し、カウンタウェイト７を径方向外方に所定量移動させる。カウンタウェイト７の移動量は、セグメント４が把持された把持部６の径方向の移動量に応じて変化する重量アンバランスに対応し、その重量アンバランス打ち消す移動量に設定されている。
【００４９】
但し、重量アンバランスを完全に打ち消さなくとも、重量アンバランスが小さくなる移動量であってもよい。すなわち、セグメント把持部６の移動量とカウンタウェイト７の移動量は、完全に１対１でなくともよい。要は、把持部６に把持したセグメント４の径方向の移動に応じてカウンタウェイト７を径方向に適宜移動させ、重量アンバランスを完全に又はある程度補正できればよい。
【００５０】
例えば、把持部用ジャッキ１７が収縮されて把持部６に把持したセグメント４がトンネルの径方向内方に引き込まれた場合、ウェイト用ジャッキ２４が所定量収縮されてカウンタウェイト７が所定の径方向内方の位置に移動される。他方、把持部用ジャッキ１７が伸長されて把持部６に把持したセグメント４がトンネルの径方向外方に押し出された場合、ウェイト用ジャッキ２４が所定量伸長されてカウンタウェイト７が所定の径方向外方の位置に移動される。
【００５１】
こうすれば、把持部６に把持したセグメント４を径方向に移動させるときに、セグメント４の移動によって生じた重量アンバランスを打ち消すようにカウンタウェイト７の位置が制御されるので、セグメント４を組み付けるときなど把持部６に把持したセグメント４を径方向に移動させるとき、旋回リング５の旋回トルクが小さくなり、セグメント４を精度よく組付位置に移動できる。
【００５２】
なお、図５に示す実施形態と図２に示す実施形態とを合体させてもよい。すなわち、図２に示す把持センサ２６によってセグメント４の把持を検出したならば、先ずウェイト用ジャッキ２４を或る伸長量（例えばフルストローク手前）まで伸長させ、次に、セグメント組付時など把持部用ジャッキ１７を作動させるとき、図５に示す長さセンサ３０から得られるセグメント４の移動量に応じて、そのアンバランスを打ち消す（又は小さくする）ようにウェイト用ジャッキ２４の伸縮量をさらに微調節する。
【００５３】
また、かかる合体した実施形態にさらに図３（または図４）の実施形態を合体させてもよい。すなわち、図２に示す把持センサ２６によってセグメント４の把持を検出したならば、先ずウェイト用ジャッキ２４を或る伸長量（例えばフルストローク手前）まで伸長させ、次に、図３（または図４）に示す重量センサ２８（２８ｂ）から得られるセグメント４の重量に応じて、そのアンバランスを打ち消す（又は小さくする）ようにウェイト用ジャッキ２４の伸縮量を微調節し、最後に、セグメント組付時など把持部用ジャッキ１７を作動させるとき、図５に示す長さセンサ３０から得られるセグメント４の移動量に応じて、そのアンバランスを打ち消す（又は小さくする）ようにウェイト用ジャッキ２４の伸縮量をさらに微調節する。
【００５４】
図６に別の実施形態を示す。
【００５５】
図示するように、この実施形態に係るセグメント組立装置３ｄの基本構造は、図１及び図２に既述した先の実施形態に係るセグメント組立装置３の基本構造と同様である。よって、両者共有の部品には同一の符号を付して説明を省略し、以下、相違点のみを説明する。
【００５６】
把持部用基台１４には、そのガイド穴１６とガイドロッド１５との相対移動量を検出し、それらが所定距離移動したときに作動するリミットスイッチ等の作動センサ３１が設けられている。なお、作動センサ３１を把持部用ジャッキ１７に設けてもよい。作動センサ３１の出力は、制御部２７ｄに伝達されるようになっている。制御部２７ｄは、作動センサ３１が作動したときにウェイト用ジャッキ７を所定量の伸長させ、作動センサ３１が作動しないときウェイト用ジャッキ２４を収縮させる。
【００５７】
この構成によれば、把持部６にセグメント４を把持した状態で、把持部用ジャッキ１７を伸長させてセグメント４をトンネル径方向外方に移動させると、所定量移動させた時点で作動センサ３１が作動し、ウェイト用ジャッキ２４が伸長されてカウンタウェイト７がトンネル径方向外方に移動され、重量アンバランスが補正される。
【００５８】
この場合、ウェイト用ジャッキ２４の伸長量は予め定められた一意の所定量であるため、重量アンバランスを完全に補正することはできないが、ある程度は補正できるため、把持部６に把持したセグメント４の径方向移動に拘らずカウンタウェイト７の移動無しのものと比べれば、旋回リング５の旋回トルクを小さくできる。
【００５９】
また、本実施形態は、作動センサ３１のオン・オフに応じてカウンタウェイト７の位置を外・内に切り換えるという選択的な二値制御なので、制御が簡単であり、低コストで実現できる。
【００６０】
なお、図６に示す実施形態と図２に示す実施形態とを合体させてもよい。すなわち、図２に示す把持センサ２６によってセグメント４の把持を検出したならば、先ずウェイト用ジャッキ２４を或る伸長量（例えば中間ストローク）まで伸長させ、次に、図６に示す作動センサ３１がオンになったなら、ウェイト用ジャッキ２４をさらに所定量伸長させる。
【００６１】
また、かかる合体した実施形態にさらに図３（または図４）の実施形態を合体させてもよい。すなわち、図２に示す把持センサ２６によってセグメント４の把持を検出したならば、先ずウェイト用ジャッキ２４を或る伸長量（例えば中間ストローク）まで伸長させ、次に、図３（または図４）に示す重量センサ２８（２８ｂ）から得られるセグメント４の重量に応じて、そのアンバランスを打ち消す（又は小さくする）ようにウェイト用ジャッキ２４の伸長量を微調節し、最後に、図６に示す作動センサ３１がオンになったなら、ウェイト用ジャッキ２４をさらに所定量伸長させる。
【００６２】
図７に本発明の実施形態ではない参考形態を示す。
【００６３】
図示するように、この参考形態に係るセグメント組立装置３ｅの基本構造は、図１及び図２に既述した前実施形態に係るセグメント組立装置３の基本構造と同様である。よって、両者共有の部品には同一の符号を付して説明を省略し、以下、相違点のみを説明する。
【００６４】
当該セグメント組立装置３ｅの近傍には、セグメント４の種類又は重量が入力される入力部３２が配置されている。入力部３２には、把持すべきセグメント４の種類や重量が、作業員によって入力される。入力部３２に入力されたセグメント４の種類や重量は、制御部２７ｅに送られる。
【００６５】
制御部２７ｅは、入力部３２から送られてきたセグメント４の種類や重量に応じてカウンタウェイト７の径方向の移動量を調節する。カウンタウェイト７の移動量は、把持したセグメント４の重量を打ち消す移動量に設定される。但し、重量アンバランスを完全に打ち消さなくとも、重量アンバランスが小さくなる移動量であってもよい。
【００６６】
ここで、カウンタウェイト７の移動量を決定するウェイト用ジャッキ２４の伸長量は、ストロークセンサ２９によって検出され、制御部２７ｅにフィードバックされる。なお、このストロークセンサ２９の代りにウェイト用基台２１のガイド穴２３とガイドロッド２２との相対移動量を検出する移動センサ（図示せず）を設け、その移動センサの出力をフィードバックしてもよい。
【００６７】
制御部２７ｅは、入力部３２に入力された把持するセグメント４の種類や重量に応じて、その重量アンバランスを打ち消す（又は小さくする）のに必要なウェイト用ジャッキ２４の目標伸長量を決定し、ストロークセンサ２９または移動センサからの情報に基いてウェイト用ジャッキ２４を目標伸長量に制御する。これにより、カウンタウェイト７がセグメント４の重量に応じてそれを打ち消す位置に移動される。
【００６８】
こうすれば、作業員が把持する個々のセグメント４の種類や重量を入力部３２に入力することにより、自動的にカウンタウェイト７が径方向に移動されて重量アンバランスが打ち消されるので、把持するセグメント４の重量が順次異なっていく場合でも、その重量アンバランスを打ち消す半自動運転が可能となる。
【００６９】
図８に本発明の実施形態ではない別の参考形態を示す。
【００７０】
図示するように、この参考形態に係るセグメント組立装置３ｆの基本構造は、図１及び図２に既述した前実施形態に係るセグメント組立装置３の基本構造と同様である。よって、両者共有の部品には同一の符号を付して説明を省略し、以下、相違点のみを説明する。
【００７１】
当該セグメント組立装置３ｆによって把持されるセグメント４には、セグメントの種類又は重量が表示された表示部３３（バーコード等）が取り付けられている。また、セグメント把持部６には、表示部３３の種類や重量データを読み取る読取部３４（バーコードセンサ等）が取り付けられている。表示部３３と読取部３４とは、セグメント４が把持部６に把持されたとき、対面する位置に夫々取り付けられている。
【００７２】
本参考形態では、これら表示部３３と読取部３４が、セグメント４の種類や重量の入力部３５を構成することになる。すなわち、本参考形態では、セグメント４の種類や重量は、作業員が手作業で入力するのではなく、セグメント４の把持部６への把持時に上記表示部３３と読取部３４によって自動的に入力されるのである。読取部３４で読み取られたセグメント４の種類や重量は、制御部２７ｆに送られる。
【００７３】
制御部２７ｆは、入力部３５（読取部３４）から送られてきたセグメント４の種類や重量に応じてカウンタウェイト７の径方向の移動量を調節する。カウンタウェイト７の移動量は、把持したセグメント４の重量を打ち消す移動量に設定される。但し、重量アンバランスを完全に打ち消さなくとも、重量アンバランスが小さくなる移動量であってもよい。
【００７４】
ここで、カウンタウェイト７の移動量を決定するウェイト用ジャッキ２４の伸長量は、ストロークセンサ２９によって検出され、制御部２７ｆにフィードバックされる。なお、このストロークセンサ２９の代りにウェイト用基台２１のガイド穴２３とガイドロッド２２との相対移動量を検出する移動センサ（図示せず）を設け、その移動センサの出力をフィードバックしてもよい。
【００７５】
制御部２７ｆは、入力部３５に入力された把持するセグメント４の種類や重量に応じて、その重量アンバランスを打ち消す（又は小さくする）のに必要なウェイト用ジャッキ２４の目標伸長量を決定し、ストロークセンサ２９または移動センサからの情報に基いてウェイト用ジャッキ２４を目標伸長量に制御する。これにより、カウンタウェイト７がセグメント４の重量に応じてそれを打ち消す位置に移動される。
【００７６】
こうすれば、把持部６にセグメント４を把持することにより、表示部３３と読取部３４とによってそのセグメント４の種類や重量が自動的に読み込まれて制御部２７ｆに入力され、その種類や重量に応じて自動的にカウンタウェイト７が径方向に移動されて重量アンバランスが打ち消されるので、把持するセグメント４の種類や重量が異なっていく場合でも、作業員の手を煩わすことなくその重量アンバランスを打ち消す自動運転が可能となる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るセグメント組立装置によれば、次のような効果を発揮できる。
【００７８】
(1)請求項１記載の発明によれは、負荷時・無負荷時における旋回トルクを共に小さくできる。よって、旋回モータの小型化が図れると共に、旋回リングの制御性（精度）を高めることができる。
【００７９】
(2)また、請求項１記載の発明によれば、セグメントの把持の有無に応じて自動的にカウンタウェイトが径方向に移動するので、自動運転が可能となる。
【００８０】
(3)請求項３記載の発明によれば、把持したセグメントの重量に応じてカウンタウェイトの移動量が制御されるので、重量の異なるセグメント順次把持する場合、夫々旋回トルクを小さくできる。
【００８１】
(4)請求項４記載の発明によれば、把持したセグメントを径方向に移動させるに応じてカウンタウェイトも径方向に移動されるので、セグメントの組付時における旋回トルクを小さくできる。
【００８２】
(5)請求項５記載の発明によれば、作動センサのオン・オフに応じてカウンタウェイトの位置を外・内に切り換えるという選択的な二値制御なので、制御が簡単であり、低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１(a) は本発明の一実施形態に係るセグメント組立装置を備えたシールド掘進機の側断面図、図１(b) はそのシールド掘進機の後面図である。
【図２】  上記セグメント組立装置の後面図であり、図２(a) は非作動時、図２(b) は作動時を示す。
【図３】  本発明の別の実施形態を示すセグメント組立装置の後面図である。
【図４】  本発明の更に別の実施形態を示すセグメント組立装置の後面図である。
【図５】  本発明の更に別の実施形態を示すセグメント組立装置の後面図である。
【図６】  本発明の更に別の実施形態を示すセグメント組立装置の後面図である。
【図７】  本発明の実施形態ではない参考形態を示すセグメント組立装置の後面図である。
【図８】  本発明の別の参考形態を示すセグメント組立装置の後面図である。
【符号の説明】
３  セグメント組立装置
３ａ  セグメント組立装置
３ｂ  セグメント組立装置
３ｃ  セグメント組立装置
３ｄ  セグメント組立装置
３ｅ  セグメント組立装置
３ｆ  セグメント組立装置
４  セグメント
５  旋回リング
６  セグメント把持部
７  カウンタウェイト
２６  把持センサ
２７  制御部
２７ａ  制御部
２７ｂ  制御部
２７ｃ  制御部
２７ｄ  制御部
２７ｅ  制御部
２７ｆ  制御部
２８  重量センサ
２８ｂ  重量センサ
３０  長さセンサ
３２  入力部
３３  表示部
３４  読取部
３５  入力部
【図１】
0004465500.tif 000002
【図２】
0004465500.tif 000003
【図３】
0004465500.tif 000004
【図４】
0004465500.tif 000005
【図５】
0004465500.tif 000006
【図６】
0004465500.tif 000007
【図７】
0004465500.tif 000008
【図８】
0004465500.tif 000009