(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進機胴部内に設けられ且つ掘進機周方向へ回動可能な回転体と、該回転体の後方側に配置した揺動体と、一端が回転体の第１の箇所に枢支され且つ他端が揺動体の第１の箇所に枢支された第１の直動アクチュエータと、一端が回転体の第２の箇所に枢支され且つ他端が揺動体の第２の箇所に枢支された第２の直動アクチュエータと、一端が回転体の第１の箇所の近傍に枢支され且つ他端が揺動体の第２の箇所の近傍に枢支された第３の直動アクチュエータと、定置場所へ搬送すべきセグメントが連結され得る把持機構と、該把持機構に連結されたセグメントのローリング方向の位置を微調整し得るローリング微調整機構と、前記の把持機構に連結されたセグメントのヨーイング方向の位置を微調整し得るヨーイング微調整機構と、把持機構及び両微調整機構を揺動体に対して掘進機接線方向へ移動させ得る接線方向移動機構とを備えてなることを特徴とするセグメント位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機に装備されるセグメント位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４乃至図７は従来のセグメント位置決め装置の一例であり、このセグメント位置決め装置を装備したシールド掘進機は、前端に地盤掘削用のカッタフェース１を有する円筒状の掘進機本体４と、該掘進機本体４の後端に連なる後胴５と、シリンダが掘進機前方側に位置し且つラムが掘進機後方側に位置するように掘進機本体４内の後端寄り部分に周方向に等間隔に配置した複数のシールドジャッキ１３と、カッタフェース１によって掘削される土砂を掘進機後方側へ送出するスクリューコンベヤ２５とを備えている。
【０００３】
カッタフェース１は、掘進機本体４の前端部分とカッタフェース１の背面部分との間に介在するスラスト軸受６、掘進機本体４の前部内周面とカッタフェース１の後部外周面との間に介在する外軸受７、掘進機本体４内の前部に設置された隔壁３の外周フランジとカッタフェース１の後部内周面との間に介在する内軸受８、並びに隔壁３に装着され且つカッタフェース１から後方側へ同軸に突出した回転中心軸２を枢支する軸受９により、回動可能に支持されている。
【０００４】
また、カッタフェース１の後部内縁には、リングギヤ１０が一体的に形成されている。
【０００５】
リングギヤ１０には、隔壁３に取り付けた液圧モータ１２によって駆動されるピニオン１１が噛合しており、液圧モータ１２を作動させると、カッタフェース１が掘進機周方向へ回転する。
【０００６】
シールドジャッキ１３のハウジングは、掘進機本体４に枢支されており、ラムが後胴５内面に沿って組み立てたセグメントＳに当接した状態でシリンダへ油圧を付与すると、掘進機本体４及び後胴５に対して推力が作用する。
【０００７】
スクリューコンベヤ２５は、前端がカッタフェース１内に位置し且つ後端が後胴５の後方側に位置するように隔壁３を貫通している。
【０００８】
スクリューコンベヤ２５の後端には、フィーダ駆動用のモータ２６が装着されており、該モータ２６を作動させると、カッタフェース１内の土砂が後胴５から掘進機後方側へ延びる排土管１８へ排出される。
【０００９】
更に、後胴５内には、複数のセグメントＳを環状に組み立てるセグメント位置決め装置が配置されている。
【００１０】
セグメント位置決め装置は、後胴５に内接固着した環状の支持板３１と、該支持板３１の掘進機後方側の端面に枢支した複数のローラ１６と、該ローラ１６によって支持される回転体１７と、該回転体１７の掘進機後方側に配置した門型部材１９と、該門型部材１９とともに一体的に変位する保持板３０と、セグメントＳを把持可能な把持機構２２を有する揺動板３８と、該揺動板３８と保持板３０との間に介在するパラレルマニピュレータ３２とを備えている。
【００１１】
回転体１７は、支持板３１の掘進機後方側に同軸に位置する環状部１７ａと、該環状部１７ａの外縁から掘進機前方側に突出し且つローラ１６に転動可能に当接するフランジ部１７ｂと、該フランジ部１７ｂの内面に一体的に形成したリングギヤ１７ｃとを有しており、回転体１７中心部分の貫通口１７ｄには、先に述べたスクリューコンベヤ２５が挿通されている。
【００１２】
リングギヤ１７ｃには、支持板３１に取り付けた液圧モータ１４によって駆動されるピニオン１５が噛合しており、当該液圧モータ１４を作動させると、回転体１７が掘進機周方向へ回転する。
【００１３】
門型部材１９は、掘進機径方向に互いに平行に延びる一対の移動ジャッキ２７と、掘進機前後方向に互いに平行に延びる一対の移動ジャッキ２８とにより、回転体１７に対して掘進機径方向及び掘進機前後方向の双方に変位できるようになっている。
【００１４】
保持板３０は、門型部材１９から掘進機後方側へ突出している。
【００１５】
揺動板３８は、把持機構２２の反対面が、保持板３０に対峙するように配置されている。
【００１６】
パラレルマニピュレータ３２は、それぞれが略掘進機径方向に延びる６基の油圧サーボシリンダ３３ａ〜３３ｆによって構成されている。
【００１７】
シリンダ３３ａ，３３ｂのハウジングは、揺動板３８の第１の箇所に設けた継手３６ａに枢支され、シリンダ３３ｃ，３３ｄのハウジングは、揺動板３８の第２の箇所に設けた継手３６ｂに枢支され、シリンダ３３ｅ，３３ｆのハウジングは、揺動板３８の第３の箇所に設けた継手３６ｃに枢支されている。
【００１８】
上記の継手３６ａに対する継手３６ｂ，３６ｃの間隔、並びに継手３６ｂに対する継手３６ｃの間隔は、等しく設定されている。
【００１９】
また、シリンダ３３ｂ，３３ｃのロッドは、保持板３０の第１の箇所に設けた継手３７ａに枢支され、シリンダ３３ｄ，３３ｅのロッドは保持板３０の第２の箇所に設けた継手３７ｂに枢支され、シリンダ３３ｆ，３３ａのロッドは、保持板３０の第３の箇所に設けた継手３７ｃに枢支されている。
【００２０】
上記の継手３７ａに対する継手３７ｂ，３７ｃの間隔、並びに継手３７ｂに対する継手３７ｃの間隔は、等しく設定されている。
【００２１】
これにより、それぞれのシリンダ３３ａ〜３３ｆのピストンロッドの突出量を等しくした状態では、保持板３０に対して揺動板３８が正対する。
【００２２】
また、シリンダ３３ａ〜３３ｆのピストンの突出量を適宜調整すると、前後Ｘ、左右Ｙ、上下Ｚ、ローリングα、ピッチングβ、及びヨーイングγの各方向へ揺動板３８が変位する。
【００２３】
なお、図中、２３はピース間ボルト、２４はリング間ボルトであり、セグメント位置決め装置によって定置されたセグメントＳのうち、トンネル内周方向に隣接するものは、ピース間ボルト２３によって相互に締結され、また、トンネル延長方向に隣接するものは、リング間ボルト２４によって相互に締結される。
【００２４】
上述したセグメント位置決め装置では、支持板３１に対する回転体１７の掘進機周方向への回動と、移動ジャッキ２８による門型部材１９の掘進機前後方向への移動とで、把持機構２２に把持されているセグメントＳをその定置場所に対峙させ、移動ジャッキ２７による門型部材１９の掘進機径方向への移動で、把持機構２２に把持されているセグメントＳを定置場所に近接させ、更に、パラレルマニピュレータ３２により、当該セグメントＳの前後Ｘ、左右Ｙ、上下Ｚ、ローリングα、ピッチングβ、及びヨーイングγの各方向についての姿勢を、組み付けが完了しているセグメントＳに応じて調整する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４乃至図７に示すセグメント位置決め装置では、当該セグメント位置決め装置が装備されるシールド掘進機の掘削口径が中小である場合、パラレルマニピュレータ３２のシリンダ３３ａ〜３３ｆのストロークを大きくして、保持板３０に対する揺動板３８の可動範囲を拡げると、回転体１７に挿通したスクリューコンベヤ２５にセグメント位置決め装置の構成部材が干渉することになる。
【００２６】
このため、従来のセグメント位置決め装置では、パラレルマニピュレータ３２とは別に移動ジャッキ２７，２８を装備して、門型部材１９とともに保持板３０を掘進機径方向及び掘進機前後方向へ大きなストロークで変位させ、セグメントＳの微小移動だけをパラレルマニピュレータ３２で行なっており、セグメントＳの位置決め操作が容易ではない。
【００２７】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、セグメントの位置決めを容易にでき、構造の簡略化を図れるセグメント位置決め装置を提供することを目的としている。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のセグメント位置決め装置では、掘進機胴部内に設けられ且つ掘進機周方向へ回動可能な回転体と、該回転体の後方側に配置した揺動体と、一端が回転体の第１の箇所に枢支され且つ他端が揺動体の第１の箇所に枢支された第１の直動アクチュエータと、一端が回転体の第２の箇所に枢支され且つ他端が揺動体の第２の箇所に枢支された第２の直動アクチュエータと、一端が回転体の第１の箇所の近傍に枢支され且つ他端が揺動体の第２の箇所の近傍に枢支された第３の直動アクチュエータと、定置場所へ搬送すべきセグメントが連結され得る把持機構と、該把持機構に連結されたセグメントのローリング方向の位置を微調整し得るローリング微調整機構と、前記の把持機構に連結されたセグメントのヨーイング方向の位置を微調整し得るヨーイング微調整機構と、把持機構及び両微調整機構を揺動体に対して掘進機接線方向へ移動させ得る接線方向移動機構とを備えている。
【００２９】
本発明のセグメント位置決め装置においては、回転体の回動と、３基の直動アクチュエータによる揺動体の変位とで、セグメントを定置場所へ搬送し、更に、接線方向移動機構、ローリング微調整機構及びヨーイング微調整機構により、セグメントの姿勢を調整する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示例とともに説明する。
【００３１】
図１乃至図３は本発明のセグメント位置決め装置の実施の形態の一例であり、図中、図４乃至図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３２】
このセグメント位置決め装置は、後胴５に内接固着した環状の支持板３１と、該支持板３１に枢支した複数のローラ１６により後胴５に同軸に支持される回転体１７と、掘進機径方向に延び且つ回転体１７の後端面に対峙するように後胴５内に配置した揺動体４１と、該揺動体４１と回転体１７との間に介在するパラレルマニピュレータ４２と、セグメント把持部４３と、該セグメント把持部４３を揺動体４１に対して掘進機接線方向へ移動させ得る接線方向移動機構４４とを備えており、回転体１７の貫通口１７ｄには、図４に示すスクリューコンベヤ２５が挿通される。
【００３３】
また、回転体１７のリングギヤ１７ｃには、液圧モータ１４によって駆動されるピニオン１５が噛合している。
【００３４】
パラレルマニピュレータ４２は、３基の油圧サーボシリンダ４５ａ〜４５ｃと、該油圧サーボシリンダ４５ａ，４５ｂに沿うように配置したガイド機構４６ａ，４６ｂとによって構成されている。
【００３５】
ガイド機構４６ａ，４６ｂは、回転体１７寄りに位置する前側部材と、揺動体４１側に位置し且つ前側部材に対してシリンダ４５ａ，４５ｂ軸線方向に摺動し得るように嵌合した後側部材とを有している。
【００３６】
シリンダ４５ａのハウジング及びガイド機構４６ａの前側部材は、回転体１７の第１の箇所に設けた継手４７ａに枢支され、シリンダ４５ａのロッド及びガイド機構４６ａの後側部材は、揺動体４１の第１の箇所に設けた継手４８ａに枢支されている。
【００３７】
シリンダ４５ｂのハウジング及びガイド機構４６ｂの前側部材は、回転体１７の第２の箇所に設けた継手４７ｂに枢支され、シリンダ４５ｂのロッド及びガイド機構４６ｂの後側部材は、揺動体４１の第２の箇所に設けた継手４８ｂに枢支されている。
【００３８】
シリンダ４５ｃのハウジングは、回転体１７の第１の箇所の近傍に設けた継手４７ｃに枢支され、シリンダ４５ｃのロッドは、揺動体４１の第２の箇所の近傍に設けた継手４８ｃに枢支されている。
【００３９】
上記の継手４７ａ〜４７ｃ、４８ａ〜４８ｃは、いずれもピン方式のものであり、それぞれの枢支ピンが互いに平行になっている。
【００４０】
また、継手４７ａ，４７ｂの間隔と、継手４８ａ，４８ｂの間隔は、等しく設定されている。
【００４１】
セグメント把持部４３は、ケーシング４９、把持機構５０、ローリング微調整機構５１、及びヨーイング微調整機構５２により構成されている。
【００４２】
把持機構５０は、ケーシング４９から下方へ突出し且つセグメントＳの凹湾曲面中心部分の穴に係合し得る連結具を有している。
【００４３】
ローリング微調整機構５１は、把持機構５０の左右に配置されており、それぞれがセグメントＳを掘進機径方向外方へ向かって押圧し得るジャッキを有している。
【００４４】
ヨーイング微調整機構５２は、ケーシング４９の左右に設けられており、それぞれがパッドを介してセグメントＳの掘進機後端寄り端面を押圧し得るシリンダを有している。
【００４５】
接線方向移動機構４４は、揺動体４１下端部に設けられ且つセグメント把持部４３のケーシング４９を掘進機接線方向へ案内するガイドレールと、ハウジングが揺動体に連結され且つロッドがケーシング４９に連結されたシリンダとを有している。
【００４６】
図１乃至図３に示すセグメント位置決め装置では、掘進機軸線方向から見て、揺動体４１が垂直になっている状態で、パラレルマニピュレータ４２のシリンダ４５ａ〜４５ｃのロッドの突出量を適宜調整すると、回転体１７に対して揺動体４１が前後Ｘ、上下Ｚ、及びピッチングβの各方向へ変位し、接線方向移動機構４４を作動させると、揺動体４１に対して把持機構５０及び両微調整機構５１，５２が左右Ｙ方向へ変位する。
【００４７】
また、把持機構５０の連結具がセグメントＳの穴に係合した状態で、左右のローリング微調整機構５１のジャッキの突出量を増減すると、セグメントＳのローリングα方向の位置が微調整され、左右のヨーイング微調整機構５２のシリンダのロッドの突出量を増減すると、セグメントＳのヨーイングγ方向の位置が微調整される。
【００４８】
更に、液圧モータ１４を作動させると、回転体１７、パラレルマニピュレータ４２、揺動体４１、接線方向移動機構４４、把持機構５０、両微調整機構５１，５２、及び把持機構５０に連結されたセグメントＳが、ローリングα方向へ変位する。
【００４９】
すなわち、支持板３１に対する揺動体４１の掘進機周方向への回動によって、把持機構５０に把持されているセグメントＳをその定置場所に応じた向きへ移動させ、次いで、パラレルマニピュレータ４２によって、当該セグメントＳを定置場所に対峙接近させるとともに、接線方向移動機構４４及び両微調整機構５１，５２により、左右Ｙ、ローリングα、及びヨーイングγの各方向についての姿勢を、組み付けが完了しているセグメントＳに応じて調整する。
【００５０】
このように、図１乃至図３に示すセグメント位置決め装置においては、掘進機前後方向に延び且つ同一面内に位置する３基のシリンダ４５ａ〜４５ｃを有するパラレルマニピュレータ４２により揺動体４１を変位させるので、シリンダ４５ａ〜４５ｃのストロークを大きくして、回転体１７に対する揺動体４１の可動範囲を拡げても、回転体１７に挿通されるスクリューコンベヤ２５（図４参照）にセグメント位置決め装置の構成部材が干渉せず、装置構成の簡略化が図ることができる。
【００５１】
また、回転体１７の回動と、パラレルマニピュレータ４２による揺動体４１の変位とで、セグメントＳを定置場所へ搬送し且つその姿勢を調整するので、セグメントＳの位置決め操作を容易に行なうことができる。
【００５２】
なお、本発明のセグメント位置決め装置は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、油圧サーボシリンダに替えて他の方式の直動アクチュエータを用いること、油圧モータに替えて電動モータを回転体の駆動手段に用いること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のセグメント位置決め装置によれば、下記のように種々の優れた効果を奏し得る。
【００５４】
（１）掘進機前後方向に延びる３基の直動アクチュエータにより揺動体を変位させるので、直動アクチュエータのストロークを大きくして、回転体に対する揺動体の可動範囲を拡げても、直動アクチュエータとシールド掘進機の他の機器との干渉を回避することができ、また、装置構成の簡略化を図ることができる。
【００５５】
（２）回転体の回動と、３基の直動アクチュエータによる揺動体の変位とで、セグメントを定置場所へ搬送し、更に、接線方向移動機構、ローリング微調整機構及びヨーイング微調整機構により、セグメントの姿勢を調整するので、セグメントの位置決め操作を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセグメント位置決め装置の実施の形態の一例を装備したシールド掘進機を示す概念図である。
【図２】本発明のセグメント位置決め装置の実施の形態の一例を示す縦断面図である。
【図３】図１及び図２に示すセグメント位置決め装置におけるセグメント把持部を示す概念図である。
【図４】従来のセグメント位置決め装置の一例を装備したシールド掘進機を示す縦断面図である。
【図５】従来のセグメント位置決め装置の一例を示す縦断面図である。
【図６】従来のセグメント位置決め装置の一例を示す正面図である。
【図７】図５及び図６におけるパラレルマニピュレータの概念図である。
【符号の説明】
５              後胴（掘進機胴部）
１７            回転体
４１            揺動体
４４            接線方向移動機構
４５ａ〜４５ｃ  油圧サーボシリンダ（直動アクチュエータ）
５０            把持機構
５１            ローリング微調整機構
５２            ヨーイング微調整機構
Ｓ              セグメント
【図１】
0004161500.tif 000002
【図２】
0004161500.tif 000003
【図３】
0004161500.tif 000004
【図４】
0004161500.tif 000005
【図５】
0004161500.tif 000006
【図６】
0004161500.tif 000007
【図７】
0004161500.tif 000008