(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機のエレクタに、把持するセグメントに対して近接離間移動自在に設けられたロッド体と、該ロッド体の下端部に形成され上記セグメントに形成されたメネジ部に螺合されるオネジ部と、上記ロッド体を上記セグメントに対して近接離間移動させる昇降シリンダと、上記ロッド体をその軸回りに回転させるモータとを備え、上記ロッド体の内部に、角穴を軸方向に沿って形成すると共に、上記モータの回転軸に、上記角穴に挿入される角軸を取り付け、上記昇降シリンダに、上記ロッド体を球面軸受を介して傾斜自在に取り付けると共に、上記角軸に、上記ロッド体の傾斜を許容すべく逃げ部を形成したことを特徴とするセグメント把持装置。
【請求項２】
上記角軸は、その断面が上記角穴の断面と略同形に形成されると共に角穴の内周面に対して軸方向に摺動自在に形成され、かつ、上記モータの回転軸より径方向の寸法を大きく形成された請求項１記載のセグメント把持装置。
【請求項３】
上記逃げ部は、上記角軸の上下の角部を円弧状に隅切りして形成された請求項１又は２記載のセグメント把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントをトンネルの内周壁に搬送すべく着脱自在に把持するセグメント把持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シールド掘進機の円筒状のシールドフレーム内には、セグメントを組み立てるためのエレクタが設けられている。このエレクタは、シールドフレームの内周に沿って旋回する旋回輪と、この旋回輪に両端が支持されて径方向に移動する吊りビームと、この吊りビームに設けられたセグメント把持装置とから主に構成されている。
【０００３】
上記セグメント把持装置によるセグメントの把持の様子を、図６を用いて説明する。
【０００４】
図示するように、セグメント５１の中央のネジ穴５２には、ピン穴を有する吊り金具５３が螺合されて取り付けられている。また、セグメント把持装置５４には、ピン穴を有する把持金具５５がシリンダ（図示せず）等を介して径方向に移動自在に設けられている。
【０００５】
このセグメント把持装置５４でセグメント５１を把持するに際しては、把持金具５５を吊り金具５３の位置まで移動させ、各ピン穴の高さが合うようにする。そして、ピン穴にピン５７を挿入すると共に、セグメント５１の両側をエレクタ（図示せず）に設けられたサポートジャッキ５６にて押さえて把持する。
【０００６】
その後、把持されたセグメント５１は、旋回輪を回転させることによってトンネル内周壁の所定位置まで運搬された後、組み付けられ、ピン５７を取り外すことによりエレクタから切り離され、組付けが終了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この場合組付けが終わったセグメント５１には、吊り金具５３が取り付けられたままになっているので、セグメント５１毎にその吊り金具５３を作業員が取り外しに行かなければならない。また、この吊り金具５３はセグメント５１のサイズによっては７〜１０ｋｇ程度の重量があり、作業員が持ち運ぶのに大きな負担がかかる。
【０００８】
さらに、吊り金具５３をセグメント５１毎に多数、用意して取り付けなければらず、作業手間がかかると共に、その製作コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上述の問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、セグメント側の吊り金具が不要となるセグメント把持装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決すべく、本発明は、シールド掘進機のエレクタに、把持するセグメントに対して近接離間移動自在に設けられたロッド体と、該ロッド体の下端部に形成され上記セグメントに形成されたメネジ部に螺合されるオネジ部と、上記ロッド体を上記セグメントに対して近接離間移動させる昇降シリンダと、上記ロッド体をその軸回りに回転させるモータとを備え、上記ロッド体の内部に、角穴を軸方向に沿って形成すると共に、上記モータの回転軸に、上記角穴に挿入される角軸を取り付け、上記昇降シリンダに、上記ロッド体を球面軸受を介して傾斜自在に取り付けると共に、上記角軸に、上記ロッド体の傾斜を許容すべく逃げ部を形成したものである。
【００１１】
上記構成によれば、セグメント把持装置のロッド体に直接オネジ部を形成してこのロッド体を直接セグメントのメネジ部に挿入して把持するようにしたので、セグメント側の吊り金具が不要になる。よって、セグメント毎に吊り金具を取り付ける必要がなくなり、作業の大幅な効率化と費用削減を達成できる。また、上記ロッド体の内部に、角穴を軸方向に沿って形成すると共に、上記モータの回転軸に、上記角穴に挿入される角軸を取り付けたので、ロッド体の軸方向の移動と、周方向の回転とを簡単な構成で行うことができる。またさらに、上記昇降シリンダに、上記ロッド体を球面軸受を介して傾斜自在に取り付けると共に、上記角軸に、上記ロッド体の傾斜を許容すべく逃げ部を形成したため、セグメントを把持したロッド体を昇降シリンダに対して傾斜させることにより、セグメントをトンネル内周壁へ組み付ける際、セグメントのローリング及びピッチングを修正できる。
【００１２】
また、上記角軸は、その断面が上記角穴の断面と略同形に形成されると共に角穴の内周面に対して軸方向に摺動自在に形成され、かつ、上記モータの回転軸より径方向の寸法を大きく形成されるとよい。
【００１３】
また、上記逃げ部は、上記角軸の上下の角部を円弧状に隅切りして形成されるとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
【００１７】
図１は本実施の形態にかかるセグメント把持装置の把持状態を示した断面図、図２は上記セグメント把持装置の把持前の状態を示した断面図である。
【００１８】
上記セグメント把持装置が取り付けられるシールド掘進機は、従来と同様に、円筒状のシールドフレーム内にセグメントを組み立てるためのエレクタが設けられている。このエレクタにはシールドフレームの内周に沿って旋回する旋回輪と、この旋回輪に両端が支持されて径方向に移動する吊りビームとが設けられており、この吊りビームにセグメント把持装置が設けられている。
【００１９】
図１に示すように、セグメント把持装置１は、上記シールド掘進機のエレクタ（図示せず）に、把持するセグメント２に対して近接離間移動自在に設けられたロッド体３と、このロッド体３の下端部に形成され、セグメント２に形成されたメネジ部６に挿入されるオネジ部７と、上記ロッド体３を上記セグメント２に対して近接離間移動させる昇降シリンダ４と、上記ロッド体３をその軸回りに回転させるモータ５とで主に構成されている。
【００２０】
昇降シリンダ４は、エレクタのフレーム１１に固定された上記モータ５の下方に位置しており、シリンダヘッド部８とロッド部９とから構成されている。シリンダヘッド部８は、フレーム１１に取り付けられ固定されている。また、シリンダヘッド部８の側面には、シリンダポート１６が上下二箇所に形成されており、油圧によってロッド部９を昇降させるようになっている。ロッド部９の内部には、その軸方向に沿って貫通穴１４が形成されている。そして、この貫通穴１４には、上記モータ５にカップリング２０を介して取り付けられた回転軸１５が貫通されている。
【００２１】
上記ロッド体３は、ロッド部９の下部に球面軸受１７を介して設けられており、ロッド部９の昇降と同期して昇降するように形成されている。球面軸受１７は、ロッド部９側にベアリング１８を介して取り付けられる球面メス部１９と、ロッド体３側に固定される球面オス部２１とで成っており、それらの中心部には昇降シリンダ４のロッド部９の貫通穴１４と同径の穴１０がそれぞれ形成され、回転軸１５が貫通されている。すなわち、ベアリング１８によって、球面軸受１７及びロッド体３が、その軸回りに回転することができるようになっている。
【００２２】
また、ロッド体３の側方には、両側からロッド体３を挟持する支持ブロック２２が、エレクタのフレーム１１に固定されて設けられている。支持ブロック２２とロッド体３との間には、球面軸受２３が介設されている。この球面軸受２３は、支持ブロック２２側に固定される球面メス部２４と、ロッド体３側の球面オス部２５とから成っており、球面オス部２５の内側のロッド体挟持部２６には、ロッド体３の昇降及び軸回りの回転を許容する摺動部が形成されている。
【００２３】
ロッド体３の内部には、断面多角形状（例えば四角形）の角穴２７が軸方向に沿って形成されており、この角穴２７に上記モータ５の回転軸１５の下端部に固定された角軸２８が挿入されている（図３参照）。
【００２４】
この角軸２８は、その断面が角穴２７の断面と略同形に形成されている。よって、ロッド体３は角穴２７内に挿入された角軸２８が回転することによって、その軸回りに回転することとなる。
【００２５】
角軸２８の中心位置Ｘは、支持ブロック２２に設けられた球面軸受２３の中心の高さになるように配置されている。そして、角軸２８の上下の角部２９は、円弧状に隅切りされており、ロッド体３の傾斜を許容するための逃げ部３１が形成されている。
【００２６】
さらに、ロッド体３が完全にセグメント２にねじ込まれた状態での球面軸受１７及び下側の球面軸受２３の球面は、角軸２８の中心位置Ｘを中心とする球面上に形成されている。この構成によれば、ロッド体３は、セグメント２を把持した状態の時に、角軸２８の中心位置Ｘを中心として、所定角度傾斜可能となる。
【００２７】
また、角軸２８は、角穴２７の内周面に対して軸方向に摺動自在に形成されている。よって、ロッド体３は支持ブロック２２に取り付けられたロッド体挟持部２６に対して、回転しながら昇降することとなる。
【００２８】
ロッド体３の胴部３２の外径は、その中間部がロッド体３の昇降ストロークの長さで上記球面軸受２３のロッド体挟持部２６に挟持される径に形成されている。胴部３２の上端及び下端には、拡径した鍔状の係止部３３が形成されている。この下側の係止部３３の下側には、セグメント２のメネジ部６に螺合するオネジ部７が形成されている。
【００２９】
なお、上側の球面軸受１７の球面オス部２１の下部には、ベアリング３４を介して、支持ブロック２２との間に、螺旋状のバネ３５が設けられている。バネ３５は、その反発力によってロッド体３の上昇移動を補助するものである。
【００３０】
なお、ロッド体３の昇降を昇降シリンダ４の油圧力のみにて行う場合には、このバネ３５は設けなくてもよい。
【００３１】
セグメント把持装置１の両外側には、把持されたセグメント２の上面の両端部を上方から押さえるサポートジャッキ３６が、それぞれ平行に二箇所ずつ計四箇所に設けられている。これら各サポートジャッキ３６を伸縮させることによって、把持されたセグメント２の揺動を防止すると共に、セグメント２のトンネル内周壁面への取付け角度の調整を行うことができる。
【００３２】
次に、上記セグメント把持装置１の作用を説明する。
【００３３】
まず、図２に示すように、セグメント２をそのメネジ部６を上向きにして、エレクタの下方に、メネジ部６がオネジ部７の真下に位置するように置く。このとき、ロッド体３は昇降シリンダ４とバネ３５の反発力とによって上方に移動され、下側の係止部３３が球面軸受２３の下端部に当接されている。
【００３４】
そして、サポートジャッキ３６を下降させてセグメント２を押さえた後、昇降シリンダ４によって、ロッド体３を、そのオネジ部７の下端がセグメント２のメネジ部６の上端に接するまで下降させる。このとき、ロッド体３は下降するが、球面軸受２３と回転軸１５及び角軸２８は移動しないので、ロッド体３の胴部３２の外側と球面軸受２３、角穴２７と角軸２８とはそれぞれ摺動することとなる。
【００３５】
オネジ部７の下端とメネジ部６の上端とが接した時、若しくは接する前から、モータ５を駆動させてロッド体３を回転させてオネジ部７をセグメント２のメネジ部６にねじ込む。このとき角軸２８は、回転してロッド体３をその軸回りに回転させつつ、角穴２７の内周壁をその軸方向に沿って摺動する。これにより、オネジ部７が回転しながら下降することができる。
【００３６】
オネジ部７をメネジ部６に完全にねじ込んだ後、エレクタを駆動させ、セグメント２を組み込む位置に移動させ、ここで四つのサポートジャッキ３６をそれぞれ伸縮させ、セグメント２が組み込まれる角度に合うように、角度の微調整を行う。このとき、ロッド体３は、球面軸受１７、２３にそれぞれ支持されているので、セグメント２にねじ込まれたロッド体３は角軸２８の中心位置Ｘを中心として、上側の球面軸受１７の穴１０の内周面が回転軸１５に当接する位置までの範囲内で傾斜することができる。この傾斜角度は具体的には略±１．５°である。
【００３７】
このようにロッド体３が傾斜することにより、セグメント２のヨーイング及びピッチング両方の調整を同時に行うことができる。
【００３８】
そして、セグメント２をトンネル内周壁面に組み付けたなら、モータ５を逆方向に駆動させ、ロッド体３をセグメント２から引き抜く。そして、昇降シリンダ４によってロッド体３をセグメント２から離間させ、サポートジャッキ３６を縮退させて、このセグメント２の組付けが終了する。このように、セグメント把持装置１にオネジ部７を形成して、セグメント２を組付けると共にロッド体３を引き抜くことができるので、従来のように、セグメント２に吊り金具を取り付ける必要がなく、作業の簡略化及び効率化を図ることができる。
【００３９】
すなわち、ロッド体３のオネジ部７によってセグメント２を把持しているため、組み付けられるセグメント２毎に金具を設ける必要がない。
【００４０】
次に、図５によって、本発明にかかるセグメント把持装置の他の実施の形態について説明する。
【００４１】
この他の実施の形態は、図１に示す実施の形態においてはロッド体３の上方に設けられていた昇降シリンダ４を、左右に分割して配置させ、ロッド体３の直上にモータ５を配置したことに特徴を有するものである。
【００４２】
図５に示すように、上側の球面軸受１７の上部にはモータ５を支持すると共に、両側（図中左右両側）に延出され昇降シリンダ３７に支持される昇降フレーム３８がベアリング１８を介して設けられている。
【００４３】
昇降フレーム３８は、上端にモータ５が載置され固定されており、その内部は中空状になってカップリング２０が設けられており、下端部にはモータ５の回転軸１５を貫通させるべく穴３９が形成されている。両側に延びたアーム部４１の先端部で昇降シリンダ３７のロッド部４３に支持されている。また、アーム部４１の中間部には、縦方向に設けられたガイド部材４４が貫通するガイド穴４５が形成されている。
【００４４】
なお、セグメント２のメネジ部６をロッド体３のオネジ部１７の位置に合わせるべく、セグメント２にテーパ穴４６が形成されており、昇降シリンダ３７の両外側には、このテーパ穴４６に挿入されるガイドシリンダ４７が二箇所設けられている。このガイドシリンダ４７は、図１の実施の形態においても、適応可能である。
【００４５】
また、図５には示していないが、ガイドシリンダ４７の両外側には、図１の実施の形態と同様にサポートジャッキが設けられている。
【００４６】
なお、他の構成部材で図１の実施の形態と同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４７】
上記構成によれば、図１の実施の形態と同様の作用を得られる他に、昇降シリンダ３７を左右に分割して設け、ロッド体３の直上にモータ５を配置したことによって、セグメント把持装置の高さを低くすることができる。これによって、狭いトンネル内において作業空間を広くして有効に利用することができる。
【００４８】
上記各実施の形態において角軸２８は、その角部２９が円弧状に隅切りされた形状となっているが、これに限られるものではなく上下端にロッド体３の傾斜を許容すべく角穴２７の内壁面の逃げ部３１が形成されていればよい。例えば、図４に示すように、角軸２８の上下をピラミッド状に形成したり、角軸２８全体を薄い平面状に形成したりしてもよい。また、角軸２８を逃げを持たせたスプライン軸とし角穴２７をスプライン穴としても同様の効果を得るものである。
【００４９】
【発明の効果】
以上要するに本発明にかかるセグメント把持装置によれば、従来のようにセグメント側に吊り金具を取り付ける必要がなくなり、作業の簡略化及び低コスト化を推進できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるセグメント把持装置の実施の形態の把持状態を示した断面図である。
【図２】本発明にかかるセグメント把持装置の実施の形態の把持前の状態を示した断面図である。
【図３】角軸、ロッド体及び球面軸受の水平方向断面図である。
【図４】角軸の他の形状を示した断面図である。
【図５】本発明にかかるセグメント把持装置の他の実施の形態を示した断面図である。
【図６】従来のセグメント把持装置を示した断面図である。
【符号の説明】
１  セグメント把持装置
２  セグメント
３  ロッド体
４  昇降シリンダ
５  モータ
６  メネジ部
７  オネジ部
１５  回転軸
１７、２３  球面軸受
２７  角穴
２８  角軸
【図１】
0003890117.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003890117.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003890117.tif 000006
【図６】
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