(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の後方のトンネル内に、その長手方向に沿ってセグメントを搬送するコンベヤを１本設け、
上記シールド掘進機の内部に、トンネル周方向に旋回する旋回リングを１個設け、上記掘進機によって掘削された地山の掘孔内面にセグメントを組み付けるため、上記旋回リングに、その周方向に間隔を隔ててセグメントを把持する把持部を２個設け、
該把持部と上記コンベヤとの間に、上記コンベヤから搬送されたセグメントを上記２個の把持部のトンネル周方向の間隔に対応させて２個貯蔵すると共にそれらを同時に上記２個の把持部に受け渡す貯蔵供給手段を設けたことを特徴とするセグメント供給システム。
【請求項２】
上記コンベヤを、上記トンネル内の上部空間に配置し、上記貯蔵供給手段は、上記トンネル内の左右側部から上部にかけてトンネル周方向に移動自在なセグメントホルダを２台有し、各セグメントホルダは、トンネル内の上部に移動し上記コンベヤからセグメント受け取り、受け取ったセグメントを上記各把持部に同時に受け渡すために夫々トンネル内の左右側部に移動するものである請求項１に記載のセグメント供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクタにセグメントを受け渡すためのセグメント供給システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機は、シールドフレームの前部に設けたカッタによって地山を掘削し、その掘孔の内面にシールドフレーム内に設けたエレクタによってセグメントを組み付け、トンネルを構築するものである。セグメントは、例えば特公平4-26036 号公報等に記載されているように、トンネル内の上部にその長手方向に沿って配置されたコンベヤによって搬送され、上記エレクタに供給されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、高速施工を行うために、上記エレクタを複数設けてこれらエレクタによって複数のセグメントを同時に組み付ける工法が考えられている。しかし、上述したセグメントの供給方式では、セグメントを搬送するコンベヤが１本であるため、各エレクタにセグメントを同時に渡すことができず、セグメントの受け渡しに時間がかかる。
【０００４】
例えば、エレクタが二台の場合、先ずコンベヤから一方のエレクタにセグメントを受け渡し、次いでコンベヤから他方のエレクタにセグメントを受け渡した後でないと、双方のエレクタによってセグメントを同時に組み付けることはできない。このため、先にセグメントを把持した一方のエレクタに組み付けの待ち時間が生じてしまい、高速施工が妨げられていた。
【０００５】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、高速施工が可能なセグメント供給システムを提供することにある。
【０００６】
【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は、シールド掘進機の後方のトンネル内に、その長手方向に沿ってセグメントを搬送するコンベヤを１本設け、上記シールド掘進機の内部に、トンネル周方向に旋回する旋回リングを１個設け、上記掘進機によって掘削された地山の掘孔内面にセグメントを組み付けるため、上記旋回リングに、その周方向に間隔を隔ててセグメントを把持する把持部を２個設け、該把持部と上記コンベヤとの間に、上記コンベヤから搬送されたセグメントを上記２個の把持部のトンネル周方向の間隔に対応させて２個貯蔵すると共にそれらを同時に上記２個の把持部に受け渡す貯蔵供給手段を設けたものである。
【０００７】
本発明によれば、コンベヤにより搬送されてきたセグメントは、貯蔵供給手段によってエレクタと同数貯蔵され、それらが同時に各エレクタに受け渡される。その後、各エレクタがセグメントを組み付けるが、この組付時間中に次に組み付けるべきセグメントが同様にして貯蔵供給手段にエレクタと同数貯蔵される。よって、同時組み付けが終了して空荷となった各エレクタには、直ちに貯蔵供給手段に貯蔵された次のセグメントを同時供給できる。この結果、エレクタに待ち時間がなくなり、高速施工が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るセグメント供給システムを備えたシールド掘進機の側断面図である。図示するように、筒体状のシールドフレーム１内の前部には、切羽側と坑内側とを仕切る隔壁２が設けられており、この隔壁２には、切羽を掘削するカッタ３が回転自在に設けられている。カッタ３により掘削された掘削土砂は、隔壁２の前方に形成されたカッタ室４に取り込まれ、送泥管５からの泥水と混練されて環流泥水となって排泥管６から排出される。
【００１０】
シールドフレーム１の内部には、エレクタ１０，１０の旋回リング７を支持するローラ８が、旋回リング７の周方向に所定間隔を隔てて複数設けられている。旋回リング７には、径方向に伸縮するガイドロッド９を介して二台のエレクタ１０，１０が、 180度間隔で設けられている。各エレクタ１０，１０は、シリンダ１１，１１の伸縮により、それぞれ独立にガイドロッド９に案内されつつ径方向に移動する。なお、図１には下側のエレクタ１０用のシリンダ１１しか記載されていないが、上側エレクタ１０用のシリンダ１１（図示せず）も同様に設けられている。また、旋回リング７には、図示しないモータのピニオンが噛合されたリングギヤ１２が、同芯的に設けられている。
【００１１】
この構成によれば、上記モータでリングギヤ１２を介して旋回リング７を旋回させることにより、二台のエレクタ１０，１０が 180度間隔を保ったままトンネルの周方向に旋回し、各シリンダ１１，１１を伸縮させることにより、二台のエレクタ１０，１０が別々に径方向に移動する。また、各エレクタ１０，１０は、セグメントＳを把持する把持部１３，１３を有すると共に、その把持部１３，１３を軸方向および径方向に微調整する調整機構（図示せず）を備えている。
【００１２】
また、シールドフレーム１の内部には、後部フレーム１４を支持するための部材１５が設けられている。部材１５には、後部フレーム１４の上桁１６および下桁１７が連結されている。上桁１６および下桁１７には、鉛直桁１８，１９が取り付けられ、鉛直桁１８，１９の頂部には、横桁２０が取り付けられている。かかる後部フレーム１４には、セグメント真円保持装置２１が取り付けられている。セグメント真円保持装置２１は、シリンダ２２によって上下に近接離間移動する上部グリッパ２３と下部グリッパ２４とを有し、鉛直桁１９に取り付けたシリンダ２５に接続されている。
【００１３】
後部フレーム１４の上方には、セグメントＳを搬送するローラコンベヤ２６が配置されている。ローラコンベヤ２６は、図４に示すようにセグメントＳを逆さにした状態で搬送するものであり、図示しない後方台車に支持されている。ローラコンベヤ２６の前端部には、セグメント支持台２７が設けられている。セグメント支持台２７には、後述するセグメントホルダ２８の内周側板４５の係合溝３０と一致するように、支持ローラ３１が所定間隔を隔てて設けられている。また、セグメント支持台２７は、図示しないジャッキにより、所定量昇降するようになっている。
【００１４】
後部フレーム１４の上桁１６には、ローラコンベヤ２６から搬送されてきたセグメントＳを上記エレクタ１０，１０と同数（二個）貯蔵すると共にそれらを同時に各エレクタ１０，１０に受け渡す貯蔵供給手段３２が設けられている。貯蔵供給手段３２は、上記上桁１６に沿ってトンネルの軸方向に移動する一台のスライド台車３３と、スライド台車３３に取り付けられトンネルと同芯的なリング状に形成されたフランジフレーム３４と、フランジフレーム３４の周方向に自在に移動する二個のセグメントホルダ２８，２８とから主に構成されている。かかる貯蔵供給手段３２を以下に説明する。
【００１５】
後部フレーム１４の上桁１６には、スライド台車３３が係合するガイド３５が設けられている。スライド台車３３と上桁１６との間には、スライド台車３３を移動させるためのシリンダ３６が介設されている。スライド台車３３には、図４に示すように、トンネルと同芯的なリング状に形成されたフランジフレーム３４が、連結部材３７を介して取り付けられている。フランジフレーム３４には、図２に示すようにその内周側に位置させて当該フレーム３４の周方向に沿って屈曲形成されたラック３８が設けられ、外周側に位置させて断面が算盤の駒状に形成されたレール３９が同様に屈曲形成されて設けられている。なお、このレール３９は、図４に示すフランジフレーム３４には記載されていないが、これは作図スペースが小さいためであり、実際にはフランジフレーム３４にはラック３８と同芯的にレール３９が設けられている。
【００１６】
上記ラック３８には、各セグメントホルダ２８の支持プレート４０に取り付けられたモータ４１のピニオン４２が噛合されている。モータ４１およびピニオン４２は、図３および図４に示すように、セグメントホルダ２８の支持プレート４０に、周方向に間隔を隔てて二個設けられている。また、支持プレート４０には、上記レール３９に係合する係合部材４３が取り付けられている。係合部材４３は、図３に示すように、上係合部４３ａと下係合部４３ｂとからなり、上記レール３９に合わせて屈曲形成されている。
【００１７】
この構成によれば、モータ４１を正逆回転させることにより、レール３９に係合保持されたセグメントホルダ２８は、フランジフレーム３４に沿って周方向に自在に移動する。かかるセグメントホルダ２８は、図４に示すように二個配置されており、それぞれ独立に周方向に移動することができる。また、これらセグメントホルダ２８，２８は、フランジフレーム３４および連結部材３７を介して共通のスライド台車３３に支持されているので、スライド台車３３の移動に伴ってトンネル軸方向に一体的に移動する。
【００１８】
セグメントホルダ２８は、図３に示すように、セグメントＳの曲率に合わせてカーブされた外周側板４４および内周側板４５を備えている。セグメントＳは、後に詳述するが外周側板４４と内周側板４５との長手方向の端部の入口４６から内部に導かれ、その90度側方の出口４７から排出される。入口４６を形成する外周側板４４と内周側板４５との端部には、一旦収納したセグメントＳの逆流を防止するカギ状の爪部材４８が設けられている（図５参照）。すなわち、外周側板４４と内周側板４５との間隔は、セグメントＳの厚さに略一致されており、爪部材４８，４８同士の間隔は、セグメントＳの厚さより狭く設定されている。
【００１９】
出口４７と反対側の外周側板４４と内周側板４５との間には、その部分からのセグメントＳの脱落を防止する押え板４９が、外周側板４４と内周側板４５とに交互に噛み合うように設けられている。これにより、入口４６からセグメントＳが挿入される際、セグメントＳが爪部材４８のテーパ部に乗り上げることにより広げられる外周側板４４と内周側板４５との間隔が、それらの接続板５０を支点にある程度許容される。すなわち、外周側板４４と内周側板４５とは、それら自体の撓みと相俟って接続板５０を支点にある程度間隔が広がり、入口４６からのセグメントＳの侵入を許容する。
【００２０】
内周側板４５には、図１に示すセグメント支持台２７に設けられた支持ローラ３１，３１の間隔に一致させて、係合溝３０，３０が長手方向（周方向）に沿って形成されている。これにより、セグメントホルダ２８を図４から図５に示すように周方向移動させてセグメント支持台上２７のセグメントＳをセグメントホルダ２８内に収容する際、セグメント支持台２７の支持ローラ３１が内周側板４５の係合溝３０に係合することとなり、支持ローラ３１が内周側板４５の侵入の邪魔になることはない。
【００２１】
また、内周側板４５には、図３に示すように、セグメントホルダ２８内のセグメントＳをエレクタ１０の把持部１３で把持するための切欠部５１が形成されている。切欠部５１は、内周側板４５の略中央から出口４７側へ向けて形成されている。かかる切欠部５１を形成したので、セグメントホルダ２８内のセグメントＳを内周側板４５側からエレクタ１０の把持部１３によって把持でき、その状態のままセグメントホルダ２８をトンネルの軸方向後方に引き抜くことができる。
【００２２】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
まず、図１に示すように、ローラコンベヤ２６によってセグメントＳを前方に搬送し、その先頭のセグメントＳをコンベヤ前端のセグメント支持台２７に送り出す。次に、シリンダ３６によりスライド台車３３をトンネル軸方向後方に移動させ、セグメントホルダ２８，２８の位置をセグメント支持台２７に一致させる。このとき、各セグメントホルダ２８，２８は、図４に示すようにトンネルの左右に位置している。
【００２４】
次に、図５に示すように一方のセグメントホルダ２８を周方向に移動させ、セグメント支持台２７上のセグメントＳをホルダ２８の入口４６からその内部に収容する（図１，図３参照）。この際、セグメントホルダ２８の内周側板４５に形成された係合溝３０，３０がセグメント支持台２７の支持ローラ３１，３１の位置に一致しているので、図３に示す内周側板４５の端板４５ａ，４５ｂと中板４５ｃとが上記支持ローラ３１，３１間に挿入される。
【００２５】
次に、セグメント支持台２７を図示しないジャッキで所定量下降させる。すると、セグメントホルダ内の２８のセグメントＳの重量は、ホルダ２８の内周側板４５の端板４５ａ，４５ｂと中板４５ｃとに支持される。次に、図６に示すように、上記セグメントホルダ２８を元の位置に移動させる。このとき、セグメントＳの重量は、周方向への移動に伴ってホルダ２８の接合板５０に支持される。また、セグメントＳは、図３に示す爪部材４８に引っ掛かるため、入口４６から逆流することはない。このセグメントホルダ２８の元の位置への移動作業中に、上記ローラコンベヤ２６上の次のセグメントＳがセグメント支持台に２７送られる。
【００２６】
次に、図７に示すように、他方のセグメントホルダ２８を周方向に移動させ、同様にしてセグメント支持台２７上のセグメントＳを収容する。そして、図８に示すようにそのセグメントホルダ２８を元の位置に移動させる。これにより、セグメントＳが収容された二個のセグメントホルダ２８，２８がトンネルの左右に 180度間隔で配置され、エレクタ１０，１０へのセグメントＳ，Ｓの供給の準備が終了する。このとき、セグメントＳの重量は、主に図３に示す接続板５０に支持されている。
【００２７】
また、この図８の状態になるのに先立って、 180度間隔で配置された二台のエレクタ１０，１０を、図９に示すように各セグメントホルダ２８，２８に符合させてトンネル内の左右に移動すると共にシリンダ１１により径方向内方に移動しておく。次に、図１に示すシリンダ３６を縮めてスライド台車３３を介して双方のセグメントホルダ２８，２８を同時にトンネル軸方向の前方に移動させ、図１０に示すように各セグメントホルダ２８，２８を各エレクタ１０，１０の位置に至らしめる。このとき、ホルダ２８内のセグメントＳに生じるトンネル軸方向後方への慣性力は、図３に示す押え板４９によって支持される。
【００２８】
また、各セグメントホルダ２８の支持プレート４０は、図３に示すように当該ホルダ２８の端部に取り付けられているので、エレクタ１０の邪魔にならない。次に、各エレクタ１０，１０をシリンダ１１によって径方向外方へ移動させ、図１０に示すように各エレクタ１０の把持部１３にセグメントホルダ２８内のセグメントＳを把持させる。このとき、エレクタ１０の把持部１３は、図３に示すようにセグメントホルダ２８の内周側板４５に形成された切欠部５１を通してセグメントＳを把持する。
【００２９】
次に、図１に示すシリンダ３６を伸ばしてスライド台車３３を介して双方のセグメントホルダ２８，２８を同時にトンネル軸方向の後方に戻し、エレクタ１０の把持部１３に把持したセグメントＳをセグメントホルダ２８の出口４７から引き抜き、図１１に示すような状態にする。このとき、各エレクタ１０の把持部１３が図３に示すようにセグメントホルダ２８の内周側板４５に形成された切欠部５１を通るため、セグメントホルダ２８はエレクタ１０の把持部１３に引っ掛かることなくトンネル軸方向後方に移動できる。
【００３０】
また、セグメントＳが引き抜かれるセグメントホルダ２８の出口４７には、入口に設けられたようなカギ状の爪部材４８は存在しないので、セグメントホルダ２８内のセグメントＳはスムーズに出口４７から引き抜かれる。その後、エレクタ１０の旋回リング７を回動させて把持部１３，１３に把持したセグメンＳ，Ｓトを、 180度間隔を保ったまま所望の組み付け位置まで移動させ、同時に組み付ける。このように各セグメントＳ，Ｓを同時に各エレクタ１０，１０に受け渡すことができるので、受渡時間の短縮が図れる。
【００３１】
また、かかる組付時間中に、次に組み付けるべき二個のセグメントＳ，Ｓを前述と同様の段取りで各セグメントホルダ２８，２８にそれぞれ収容しておき、二台のエレクタ１０，１０への供給準備を完了しておく。よって、二台のエレクタ１０，１０によるセグメントＳ，Ｓの同時組み付けが終了し空荷となった各エレクタ１０，１０には、各セグメントホルダ２８，２８に収容された次のセグメントＳ，Ｓを直ちに同時供給できる。この結果、エレクタ１０，１０にセグメントＳの受け渡しのための待ち時間がなくなり、高速施工が可能となる。
【００３２】
また、各セグメントホルダ２８，２８から各エレクタ１０，１０へのセグメントＳ，Ｓの受け渡しを、トンネル内の左右位置で行っているので、トンネルの下部に広い作業スペースを確保できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、組み付けが終了した各エレクタに貯蔵供給手段に貯蔵された次のセグメントを直ちに同時供給できるので、エレクタの組付待ち時間がなくなり、高速施工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すセグメント供給システムを備えたシールド掘進機の側断面図である。
【図２】上記セグメント供給システムの要部を示す図１の部分拡大図である。
【図３】上記セグメント供給システムの要部を示す斜視図である。
【図４】図１のシールド掘進機を上記セグメント供給システムの位置で輪切りにした横断面図である。
【図５】上記セグメント供給システムの作用を示す横断面図である。
【図６】上記セグメント供給システムの作用を示す横断面図である。
【図７】上記セグメント供給システムの作用を示す横断面図である。
【図８】上記セグメント供給システムの作用を示す横断面図である。
【図９】図８の IX-IX線断面図であり、上記セグメント供給システムの作用を示す平断面図である。
【図１０】上記セグメント供給システムの作用を示す平断面図である。
【図１１】上記セグメント供給システムの作用を示す平断面図である。
【符号の説明】
１  シールド掘進機のシールドフレーム
１０，１０  エレクタ
２６  コンベヤとしてのローラコンベヤ
３２  貯蔵供給手段
Ｓ  セグメント
【図１】
0003840300.tif 000002
【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】
0003840300.tif 000008
【図８】
0003840300.tif 000009
【図９】
0003840300.tif 000010
【図１０】
0003840300.tif 000011
【図１１】
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