(57)【要約】【課題】セグメントの分割角度や桁厚が大きいものでも組立が可能で、セグメントの受取空間をコンパクトにすることができ、機内の有効スペースを広く確保することができるセグメント組立装置を提供する。【解決手段】セグメント１２に設けられた係合受部１３に係合部１４を係合させてセグメント１２を把持するセグメント把持機構８を有し、該セグメント把持機構８によりセグメント１２を把持してトンネル内面の所望位置に搬送するセグメント組立装置３において、前記セグメント把持機構８は、トンネル内の下部に供給されるセグメント１２の係合受部１３に対して前記係合部１４をトンネルの軸方向に移動させて係合させるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントに設けられた係合受部に係合部を係合させてセグメントを把持するセグメント把持機構を有し、該セグメント把持機構によりセグメントを把持してトンネル内面の所望位置に搬送するセグメント組立装置において、前記セグメント把持機構は、トンネル内の下部に供給されるセグメントの係合受部に対して前記係合部をトンネルの軸方向に移動させて係合させるように構成されていることを特徴とするセグメント組立装置。
【請求項２】
前記係合受部はセグメントのネジ穴に螺合されて起立した頭部付ピンからなり、前記係合部は前記頭部付ピンの頭部の首部分に係合する平面Ｕ字状のフォーク部からなることを特徴とする請求項１記載のセグメント組立装置。
【請求項３】
前記係合部には、該係合部からの前記ピンの頭部の離脱を阻止する離脱阻止部材が着脱自在に設けられることを特徴とする請求項２記載のセグメント組立装置。
【請求項４】
前記フォーク部の両側にはセグメントの内面を押圧するサポートジャッキが設けられていることを特徴とする請求項２記載のセグメント組立装置。
【請求項５】
前記係合受部はセグメントに直接又は間接的に設けられてトンネルの軸方向に開口する穴部からなり、前記係合部は前記穴部に係合する突軸部からなることを特徴とする請求項１記載のセグメント組立装置。
【請求項６】
前記突軸部には、前記穴部からの離脱を阻止する離脱阻止部材が着脱自在に設けられることを特徴とする請求項５記載のセグメント組立装置。
【請求項７】
前記突軸部の両側方にはセグメントの内面に対向するサポートフレームが設けられていることを特徴とする請求項５記載のセグメント組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削機により掘削されたトンネルの内面にセグメントを組み立てるセグメント組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機により掘削したトンネルの内面にはセグメントを構築し、周囲の地山が崩落したりするのを防止している。セグメントをリング状に組み立てるのに、例えば特許文献１に記載されているようなセグメント組立装置（エレクタ）が用いられている。
【０００３】
セグメント組立装置は、シールド掘進機の円筒状のシールドフレーム内にその周方向に旋回可能に設けられた旋回リングと、この旋回リングの後部にこれより径方向に移動可能に設けられた吊りビームと、この吊りビームに設けられたセグメント把持機構とから主に構成されている。
【０００４】
前記セグメント把持機構は、セグメントの内面に設けたセグメント吊り金具（係合受部）を吊り金具連結ピンを介してブラケット（係合部）に連結（係合）することによりセグメントを把持するようになっている。この場合、セグメント吊り金具に設けられたピン穴と、ブラケットに設けられたピン穴とが一致するように位置合わせを行い、これらのピン穴に吊り金具連結ピンを嵌合させなければならない。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２７０３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記セグメント組立装置においては、セグメント吊り金具に対して旋回動作によりセグメント把持機構の位置合わせを実施しなければならないため、セグメントの分割角度や桁厚が大きくなると、セグメント把持機構とセグメントの間に十分な隙間を確保することが難しくなり、セグメント把持機構が旋回時にセグメントの角部に当たり、セグメントの把持すなわちセグメントの組立が困難となっていた。例えば、コンクリート製のセグメントの場合、二次覆工を省略して工期の短縮を図るために、予めセグメントの内面に内装用のコンクリートを積層した桁厚の大きいセグメントを用いる場合がある。
【０００７】
特に、小口径のシールド掘進機の場合、機内におけるセグメントの受取空間の占める割合が大きくなり、機内の有効スペースを広く確保することが困難であった。
【０００８】
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、セグメントの分割角度や桁厚が大きいものでも組立が可能で、セグメントの受取空間をコンパクトにすることができ、機内の有効スペースを広く確保することができるセグメント組立装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、セグメントに設けられた係合受部に係合部を係合させてセグメントを把持するセグメント把持機構を有し、該セグメント把持機構によりセグメントを把持してトンネル内面の所望位置に搬送するセグメント組立装置において、前記セグメント把持機構は、トンネル内の下部に供給されるセグメントの係合受部に対して前記係合部をトンネルの軸方向に移動させて係合させるように構成されていることを特徴とする。
前記係合受部はセグメントのネジ穴に螺合されて起立した頭部付ピンからなり、前記係合部は前記頭部付ピンの頭部の首部分に係合する平面Ｕ字状のフォーク部からなることが好ましい。
【００１０】
前記係合部には、該係合部からの前記ピンの頭部の離脱を阻止する離脱阻止部材が着脱自在に設けられることが好ましい。
【００１１】
前記フォーク部の両側にはセグメントの内面を押圧するサポートジャッキが設けられていることが好ましい。
【００１２】
前記係合受部はセグメントに直接又は間接的に設けられてトンネルの軸方向に開口する穴部からなり、前記係合部は前記穴部に係合する突軸部からなることが好ましい。
【００１３】
前記突軸部には、前記穴部からの離脱を阻止する離脱阻止部材が着脱自在に設けられることが好ましい。
【００１４】
前記突軸部の両側方にはセグメントの内面に対向するサポートフレームが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、セグメントの分割角度や桁厚が大きいものでも組立が可能で、セグメントの受取空間をコンパクトにすることができ、機内の有効スペースを広く確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の第１実施形態に係るシールド掘進機を概略的に示す背面図、図２は図１のＡ−Ａ線概略断面図、図３は図１のＢ部拡大図である。
【００１７】
図１ないし図２に示すように、シールド掘進機１は、円筒状のシールドフレーム２を有し、このシールドフレーム２には該シールドフレーム２内を前後に仕切るバルクヘッド（図示省略）が設けられ、このバルクヘッドの前方には切羽地山を掘削する回転式のカッター（図示省略）が設けられ、バルクヘッドの後方には掘削したトンネルの内面にセグメントを構築するための、セグメント組立装置（エレクタ）３が設けられている。
【００１８】
このエレクタ３は、シールドフレーム２内にその周方向に複数の支持ローラ４を介して旋回可能に設けられた旋回リング５と、この旋回リング５の後部に一対のアーム部６を介してこれより径方向に移動可能に設けられた吊りビーム７と、この吊りビーム７に設けられたセグメント把持機構８とから主に構成されている。
【００１９】
前記アーム部６には、吊りビーム７を径方向に移動可能に支持するガイドロッド９が摺動可能に支持されていると共に、吊りビーム７を径方向に移動する駆動部である油圧シリンダ１０が設けられている。
【００２０】
前記バルクヘッドにはカッターにより掘削されてバルクヘッド側に取り込まれた土砂を後方に搬出するスクリューコンベヤ１１が設けられ、このスクリューコンベヤ１１は旋回リング５の内側を通って後方へ延出されている。
【００２１】
前記セグメント把持機構８は、トンネル内の下部（セグメント把持機構８の真下）に供給されるセグメント１２に設けられた係合受部である頭部付ピン１３に係合部であるフォーク部１４を係合させてセグメント１２を把持するようになっている。この場合、トンネルの内面に構築された既設セグメント１５の内周下部にはセグメント１２をセグメント把持機構８の近くまで搬送するためのコンベヤ１６が設置される。前記セグメント把持機構８は、トンネル内の下部に前記コンベヤ１６により供給されるセグメント１２の頭部付ピン１３に対して前記フォーク部１４をトンネルの軸方向に移動させて係合させるように構成されている。
【００２２】
前記頭部付ピン１３は、図３ないし図４に示すようにセグメント１２のネジ穴１７に螺合されて起立している。セグメント１２は所定の分割角度で形成されており、その内面の中央部にネジ穴１７が設けられている。セグメント１２としては、図３に示すように裏込め材注入用の注入穴１８を設け、この注入穴１８にネジ穴１７を有する雌ネジ管１９を設けたものであってもよい。
【００２３】
前記フォーク部１４は、前記頭部付ピン１３の頭部１３ａの首部分１３ｂに係合する平面Ｕ字状に形成されている。このフォーク部１４は、図５ないし図７に示すように左右一対の側板２０ａ，２０ｂと、両側板２０ａ，２０ｂの前端側に掛け渡されて設けられた端板２０ｃとからなる枠部材２０の内側に固定されている。フォーク部１４には頭部付ピン１３の首部分１３ｂがシールド掘進機１の後方からトンネルの軸方向（すなわちシールドフレーム２の軸方向）に沿って進入可能な所定長さの通路（スリット）２１が形成されており、この通路２１の奥部には頭部付ピン１３の頭部１３ａを着座させるための着座部（受部）２２が形成されている。頭部１３ａと首部分１３ｂの間にはテーパー部１３ｃが形成され、前記着座部２２はそのテーパー部１３ｃに対応する形状とされている。また、前記通路２１の上縁部には、頭部付ピン１３の円滑な移動を確保するために、前記着座部２２の深さよりも浅いテーパー部２３が形成されていることが好ましい。
【００２４】
前記フォーク部１４には、該フォーク部１４からの前記ピン１３の頭部１３ａの離脱を阻止するロックピン（離脱阻止部材）２４が着脱自在に設けられる。前記両側板２０ａ，２０ｂの後端側にはロックピン２４を水平に挿通する孔部２５が設けられている。前記ロックピン２４は、一方の側板２０ａの外面に当接するストッパー２４ａを基端に有し、先端には重力により下方に屈曲可能な抜け止め部２４ｂが支軸２４ｃを介して回動可能に設けられている。
【００２５】
前記フォーク部１４は、トンネルの軸方向後方に進退移動可能に設けられている。すなわち、前記吊りビーム７には、フォーク部１４を前後に移動する駆動部である油圧シリンダ２６がシールドフレーム２の軸方向に沿って設けられている。この場合、固定側が作業側に出っ張って作業の邪魔になるのを防止するために、ピストンロッド２６ａを前方に向けて固定とし、シリンダ部２６ｂを後方に向けて移動可能とした逆シリンダ構造とされていることが好ましい。なお、油圧シリンダ２６は逆シリンダ構造でなくてもよい。
【００２６】
前記吊りビーム７の下部にはシールドフレーム２の軸方向に沿って後方に延出された支持フレーム２７が設けられ、この支持フレーム２７の下部の前端部には油圧シリンダ２６のピストンロッド２６ａの先端部が固定部材２８を介して固定され、支持フレーム２７の下部の後端部には油圧シリンダ２６のシリンダ部２６ｂが支持部材２９を介して摺動可能に支持されている。このシリンダ部２６ｂの長手方向略中間位置の下部に取付部材３０を介して前記フォーク部１４の枠部材２０が固定されている。
【００２７】
また、前記フォーク部１４の両側位置にはフォーク部１４に頭部付ピン１３を介してセグメント１２を吊り下げた時にセグメント１２が揺動したりするのを防止するために、前記フォーク部１４の両側にはセグメント１２の内面に押圧片３１ａを押圧するサポートジャッキ３１が設けられている。
【００２８】
次に、以上の構成からなるセグメント組立装置の作用を述べる。
【００２９】
コンベヤ１６によってセグメント１２をセグメント把持機構８の真下まで搬送したら、セグメント把持機構８のフォーク部１４を径方向の油圧シリンダ２６によって頭部付ピン１３の首部分１３ｂの高さ位置に位置決めした後、フォーク部１４を軸方向の油圧シリンダ２６によって後方に押し動かし、フォーク部１４を頭部付ピン１３の首部分１３ｂに係合させる。この係合状態で、フォーク部１４の開放側の両側板２０ａ，２０ｂの孔部２５にロックピン２４を挿入し、抜け止め部２４ｂを下方に屈曲させてロック状態とする。
【００３０】
次に、径方向の油圧シリンダ１０によってセグメント把持機構８を上昇させ、フック部１４に頭部付ピン１３の頭部１３ａを引っ掛かて（頭部１３ａが着座部２２に着座した状態）、セグメント１２を吊上げ、サポートジャッキ３１の押圧片３１ａを伸張させてセグメント１２を押さえ、旋回リング５を旋回させることによってセグメント１２をトンネル内面の所望の位置に搬送する。径方向の油圧シリンダ１０と軸方向の油圧シリンダ２６により既設セグメント１５に対するセグメント１２の位置決めを行い、このセグメント１２を既設セグメント１５に対して図示しない連結ボルトにより連結すればよい。
【００３１】
このようにセグメント組立装置３のセグメント把持機構８によれば、トンネル内の下部に供給されるセグメント１２の係合受部である頭部付ピン１３に対して係合部であるフォーク部１４をトンネルの軸方向に移動させて係合させるように構成されているため、旋回動作による位置決め作業が不要で軸方向の動作だけでセグメント１２を迅速且つ容易に把持することができ、セグメント１２の分割角度や桁厚が大きいものでも組立が可能であり、セグメント１２の受取空間をコンパクトにすることができ、機内の有効スペースを広く確保することができ、特に小口径のシールド掘進機に有効である。
【００３２】
また、前記フォーク部１４には、フォーク部１４からの頭部付ピン１３の離脱を阻止するロックピン２４が着脱自在に設けられるため、セグメント１２の落下を防止することができる。また、前記フォーク部１４の両側方にはセグメント１２の内面を押圧するサポートジャッキ３１が設けられているため、セグメント１２の揺れを抑制することができる。
【００３３】
図８は本発明の第２実施形態に係るシールド掘進機を概略的に示す背面図、図９は図８のＤ−Ｄ線概略断面図である。第２実施形態において、前記第１実施形態と同一部分は同一参照符号を付して説明を省略する。第２実施形態においては、セグメント把持機構における係合受部はセグメント１２に直接又は間接的に設けられてトンネルの軸方向に開口する穴部３３からなり、前記係合部は前記穴部３３に係合する突軸部３４からなっている。セグメント１２の内面中央部には把持ピン３２が突設され、この把持ピン３２の先端部にはトンネルの軸方向に開口する穴部３３が形成されている。
【００３４】
前記突軸部３４は、トンネルの軸方向後方に進退移動可能に設けられている。すなわち、前記吊りビーム７には、突軸部３４を前後に移動する駆動部である油圧シリンダ２６がシールドフレーム２の軸方向に沿って設けられている。前記吊りビーム７の下部にはシールドフレーム２の軸方向に沿って後方に延出された支持フレーム２７が設けられ、この支持フレーム２７の下部の前端部には油圧シリンダ２６のピストンロッド２６ａの先端部が固定部材２８を介して固定され、支持フレーム２７の下部の後端部には油圧シリンダ２６のシリンダ部２６ｂが支持部材２９を介して摺動可能に支持されている。このシリンダ部２６ｂの長手方向略中間位置の下部に前記フォーク部１４が固定されており、本実施形態では、後端部に前記突軸部３４を有するアタッチメント３５が前記フォーク部１４の下部にボルト止めにより着脱自在に取付けられている。なお、前記突軸部３４を有するアタッチメント３５は、必ずしもフォーク部１４を取付けられている必要は無く、前記シリンダ部２６ｂに取付けられていてもよい。
【００３５】
アタッチメント３５は、図１０〜図１２に示すように、水平板３５ａと、この水平板３５ａの一端（前端）に設けられた垂直板３５ｂと、水平板３５ａの他端（後端）に設けられた端板３５ｃと、前記水平板３５ａの下面に設けられた補強材３５ｄとにより構成され、前記端板３５ｃに突軸部３４が設けられている。
【００３６】
突軸部３４の先端部には穴部３３に係合しやすいようにテーパー部３４ａが形成されている。また、突軸部３４の先端部には、セグメント１２の前記穴部３３からの離脱を阻止する離脱阻止部材であるストッパー５０が着脱自在に設けられる。このストッパー５０は、前記突軸部３４の軸心部に形成されたネジ穴３６に螺合されるネジ軸３７と、このネジ軸３７の後方軸線上に設けられ、ネジ軸３７を回転操作するための円板状のハンドル３８と、前記ネジ軸３７の基部側に固定され、前記突軸部３４に軸方向から嵌合装着されて突軸部３４からの把持ピン３２の離脱を阻止する筒状の阻止体３９とから構成されている。この場合、突軸部３４上に嵌合された把持ピン３２がアタッチメント３５の端板３５ｃと前記阻止体３９により挟まれて軸方向の移動が阻止されることが好ましい。
【００３７】
前記突軸部３４の両側方にはセグメント１２の内面に対向するサポートフレーム４０が設けられている。突軸部３４の軸方向の移動とサポートフレーム４０の移動を同期させるために、前記シリンダ部２６ｂの後端部に取付部材４１を介して左右一対のサポートフレーム４０が取付けられている。
【００３８】
以上の構成からなるセグメント組立装置３によっても、トンネル内の下部に供給されるセグメント１２の係合受部である把持ピン３２の穴部３３に対して係合部である突軸部３４をトンネルの軸方向に移動させて係合させるように構成されているため、旋回動作による位置決め作業が不要で軸方向の動作だけでセグメント１２を迅速且つ容易に把持することができ、セグメント１２の分割角度や桁厚が大きいものでも組立が可能であり、セグメント１２の受取空間をコンパクトにすることができ、機内の有効スペースを広く確保することができ、特に小口径のシールド掘進機に有効である。
【００３９】
また、前記突軸部３４には、前記穴部３３からの離脱を阻止するストッパー５０が着脱自在に設けられるため、セグメント１２の落下を防止することができる。また、前記突軸部３４の両側方にはセグメント１２の内面に対向するサポートフレーム４０が設けられているため、セグメント１２の揺れを抑制することができる。
【００４０】
なお、前記第２実施形態におけるセグメント組立装置のセグメント把持機構８は、図１４に示すようなスチール製のセグメント１２にも適用可能である。このセグメント１２は曲面状の外板４２の内面に周方向の複数の横リブ４３と軸方向の複数の縦リブ４４を取付けてなる。前記セグメント１２の内面中央部には前記突軸部３４が挿入される穴部３３を有する把持板４５が設けられている。なお、横リブ４３等には突軸部３４やストッパー５０等との干渉を避けるための切欠部４６が適宜設けられている。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るシールド掘進機を概略的に示す背面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図である。
【図３】図１のＢ部拡大図である。
【図４】サポートジャッキによりセグメントを把持した状態を示す図である。
【図５】（ａ）は係合受け部の平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】抜け止めピンを挿した状態の係合受け部の平面図である。
【図７】同係合受け部の正面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るシールド掘進機を概略的に示す背面図である。
【図９】図８のＤ−Ｄ線概略断面図である。
【図１０】アタッチメントの側面図である。
【図１１】同アタッチメントの平面図である。
【図１２】同アタッチメントの正面図である。
【図１３】アタッチメントに取付けられる抜け止め部材を断面図である。
【図１４】スチールセグメントの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
３  セグメント組立装置
８  セグメント把持機構
１２  セグメント
１３  頭部付ピン（係合受部）
１４  フォーク部（係合部）
２４  ロックピン（離脱阻止部材）
３３  穴部（係合受部）
３４  突軸部（係合部）
５０  ストッパー（離脱阻止部材）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2009235870.tif 000013
【図１２】
2009235870.tif 000014
【図１３】
2009235870.tif 000015
【図１４】
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