(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の円筒フレーム内に円周方向へ回転し得るよう配設された回転フレームに、該回転フレームの径方向へ移動可能な吊ビームを取り付け、該吊ビームに回転フレームの軸心線方向へ移動可能となるようスライドフレームを取り付け、該スライドフレームに、セグメントを把持するセグメント把持手段を設けると共に、セグメントの切羽側端面から挿通されるセグメント連結用のボルトを締め付けるためのボルト締結機を配設したセグメント組立装置において、
ボルト締結機を、回転フレームの径方向中心側の待避位置と、回転フレームの径方向外周側の締結位置との間で移動させ得る待避機構を具備せしめたことを特徴とする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、セグメント組立装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル等のような長い地下孔を造る場合には、従来からシールド工法が用いられている。該シールド工法においては、シールド掘進機により掘削した孔に、円周方向の形状が円弧状で平面形状が矩形状のセグメントを複数取り付けることにより、セグメントを環状に組立て、これをシールド掘進機の進行と共にシールド掘進機の進行方向へ向って順次行い、地下孔を完成させている。
【０００３】
ところで、前述の如く、円周方向の形状が円弧状で平面形状が矩形状のセグメントを環状に組立てて行くのでは、セグメントの組立中は、シールド掘進機の反力をバランスして受けることが難しく、セグメントの取り付けと掘削を並行して行うことが困難で能率が悪い。
【０００４】
そこで近年、作業能率の向上のため、種々の手段が検討されているが、セグメントの平面形状を六角形状のセグメントにすると能率よく作業ができることが判明した。
【０００５】
図６及び図７は六角形状セグメントの一例を表わすものであって、１は六角形状セグメントであり、環状体を円周方向へ複数に分割した円弧状に形成され、平面的には、シールド掘進機の軸心線方向先後端側端部は、円周方向へ向けて直線状に形成され、円周方向両端部はシールド掘進機の軸心線方向中間部が頂点となるよう斜めに形成され、全体として六角形状になっている。
【０００６】
前記六角形状セグメント１には、シールド掘進機の軸心線方向へ延びる左右二本のボルト挿通孔１ａが貫通すると共に六角形状セグメント１の斜めの部分と平行に延びる左右のボルト挿通孔１ｂ，１ｃが貫通している。
【０００７】
前記ボルト挿通孔１ａに挿通されるボルト（図示せず）の頭部には、ナットが一体に形成されており、当該六角形状セグメント１に対しシールド掘進機の軸心線方向へ隣接する形で組立てられる他の六角形状セグメント１のボルト挿通孔１ａに挿通されるボルトの先端部が、前記ナットに対してねじ込まれるようになっている。又、前記ボルト挿通孔１ｃには、内部に雌ネジ部が形成されたインサートアンカー（図示せず）が予め埋め込まれており、当該六角形状セグメント１の斜めの部分に接続される他の六角形状セグメント１のボルト挿通孔１ｂに挿通されるボルト（図示せず）の先端部が、前記インサートアンカーに対してねじ込まれるようになっている。尚、前記六角形状セグメント１の内周面中心部には、後述するセグメント組立装置のセグメント把持手段に対して連結される把持金物１ｄが突設されている。
【０００８】
前述の如き六角形状セグメント１を組立てるためのセグメント組立装置としては、従来、例えば、図８及び図９に示されるようなものがあり、これは、円周方向へ回転し得るようにした回転フレーム２に、該回転フレーム２の径方向へ移動可能な吊ビーム３を取り付け、該吊ビーム３に回転フレーム２の軸心線方向へ移動可能となるようスライドフレーム４を取り付け、該スライドフレーム４に、六角形状セグメント１を把持するセグメント把持手段５を設けると共に、六角形状セグメント１の切羽側端面から挿通されるセグメント連結用のボルト６を締め付けるためのボルト締結機７を配設してなる構成を有している。
【０００９】
前記回転フレーム２は、シールド掘進機８の円筒フレーム９後端部内に該円筒フレーム９と平行に配置した複数の支持ローラ１０により支持されており、図示していない駆動装置の駆動により円筒フレーム９の円周方向へ回転し得るようになっている。
【００１０】
前記吊ビーム３は、回転フレーム２の後方（反シールド掘進機８側）へ水平に突出する左右のブラケット１１の先端に昇降（進退動）可能に取り付けられたガイドロッド１２の下端に掛け渡すように取り付けられており、又、前記ブラケット１１には、トラニオン式の流体圧シリンダ１３が縦向きに取り付けられ、該流体圧シリンダ１３のピストンロッド１３ａの先端は吊ビーム３に接続されており、前記流体圧シリンダ１３の伸縮作動により、吊ビーム３はガイドロッド１２に案内されつつ昇降（回転フレーム２の径方向へ移動）し得るようになっている。
【００１１】
前記スライドフレーム４は、吊ビーム３の下面側に回転フレーム２の軸心線方向へ延びるよう配設された左右一対のガイドロッド１４に対し摺動ガイドブロック１５を介してスライド自在に配設されており、前記ガイドロッド１４と平行に配置された流体圧シリンダ１６の伸縮作動により、回転フレーム２の軸心線方向へ移動し得るようになっている。
【００１２】
前記セグメント把持手段５は、スライドフレーム４の下面側に、六角形状セグメント１の把持金物１ｄを前後から挟むように配設された把持ブラケット５ａを備え、該把持ブラケット５ａの孔と前記把持金物１ｄの孔とを一致させた状態でピン５ｂを孔に差し込むことにより、六角形状セグメント１をスライドフレーム４に吊り下げ得るようになっている。尚、前記スライドフレーム４の下面側には、六角形状セグメント１の把持金物１ｄの周囲を取り囲むように四個のジャッキ１７が配設されており、前記六角形状セグメント１をスライドフレーム４に吊り下げた状態で、該ジャッキ１７を突っ張って六角形状セグメント１の内周面に押し付けることにより、該六角形状セグメント１をぐらつかせたりすることなく保持し得るようになっている。
【００１３】
前記ボルト締結機７は、六角形状セグメント１の二個のボルト挿通孔１ａと二個のボルト挿通孔１ｂとに対応する四箇所に配設されるよう、スライドフレーム４に取り付けられている。該ボルト締結機７は、図１０〜図１２に詳細に示されているように、左右一対のガイドロッド１８が突設された基台１９を、各ガイドロッド１８が回転フレーム２の軸心線方向へ延びるようスライドフレーム４（図８及び図９参照）に取り付け、前記各ガイドロッド１８に、その長手方向へ摺動自在となるようスライドブロック２０を取り付け、該スライドブロック２０に、油圧モータ２１により駆動ギア２２と中間ギア２３と従動ギア２４とを介して回転駆動されるソケットレンチ２５を有する締結機本体２６を一体に設け、前記基台１９上に設置した流体圧シリンダ２７のピストンロッド２７ａの先端を一方のスライドブロック２０に連結してなる構成を有しており、六角形状セグメント１のボルト挿通孔１ａ或いはボルト挿通孔１ｂに挿通されたボルト６の頭部に対し、前記流体圧シリンダ２７を所要量だけ収縮させてソケットレンチ２５を嵌合させた後、該ソケットレンチ２５を油圧モータ２１により回転駆動してボルト６を回転させると共に、これに連動する所要の送り速度で前記流体圧シリンダ２７を収縮させることにより、ボルト６の締付を行い得るようになっている。
【００１４】
尚、図８及び図９中、２８はシールド掘進機８のシールドジャッキであり、該シールドジャッキ２８を伸長させ、そのロッド先端に取り付けられたブロック２８ａを六角形状セグメント１の切羽側端面に押し付けることにより、トンネル掘削時におけるシールド掘進機８の反力を受けるようになっている。
【００１５】
前述の如きセグメント組立装置を用いて、シールド掘進機８により掘削したシールドに六角形状セグメント１を取り付ける際には、先ず、図示していないセグメント供給装置により搬入された六角形状セグメント１を、セグメント組立装置のセグメント把持手段５によって、図８及び図９に示される如く、吊り下げた後、ジャッキ１７を突っ張って六角形状セグメント１の内周面に押し付けると、該六角形状セグメント１はぐらついたりすることなく保持された状態となる。
【００１６】
続いて、回転フレーム２を必要に応じて六角形状セグメント１を取り付けるべき円周方向位置まで回転させると共に、図９中、実線で示される状態から、流体圧シリンダ１６の作動によりスライドフレーム４をガイドロッド１４に沿って所要量Ａだけ前方へ移動させた後、流体圧シリンダ１３の作動により吊ビーム３を回転フレーム２の径方向外周側へ移動させ、前記流体圧シリンダ１６の反対方向への作動によりスライドフレーム４をガイドロッド１４に沿って所要量Ａだけ後方へ戻すように移動させ、既設の六角形状セグメント１間に形成された凹所に、前記セグメント把持手段５に把持された六角形状セグメント１を嵌合せしめる。
【００１７】
ここで、前述のようにセグメント把持手段５に把持された六角形状セグメント１を、一旦前方へ移動させた後、回転フレーム２の径方向外周側へ移動させ、再び後方へ戻すように移動させているのは、既設の六角形状セグメント１間に形成された凹所に対して別の六角形状セグメント１を嵌合させようとした場合、図１３に示される如く、六角形状セグメント１を単に前記凹所の上方から径方向外周側へ移動させるのでは、六角形状セグメント１の周方向両端部が既設の六角形状セグメント１と干渉してしまうためである。
【００１８】
前記既設の六角形状セグメント１間に形成された凹所に、前記セグメント把持手段５に把持された六角形状セグメント１を嵌合させたら、六角形状セグメント１のボルト挿通孔１ａとボルト挿通孔１ｂに挿通されたボルト６の頭部に対し、各ボルト締結機７の流体圧シリンダ２７を所要量だけ収縮させてソケットレンチ２５を嵌合させた後、該ソケットレンチ２５を油圧モータ２１により回転駆動してボルト６を回転させると共に、これに連動する所要の送り速度で前記流体圧シリンダ２７を収縮させてボルト６を締め付け、六角形状セグメント１を既設の六角形状セグメント１に対して固定する。
【００１９】
このように六角形状セグメント１を組立てて行くと、シールド掘進機８直後の六角形状セグメント１の先端部分には、円周方向へ一個おきに凹所よりもシールド掘進機８側へ突出した部分が形成される。そこで、この突出した六角形状セグメント１の切羽側端面にシールド掘進機８用のシールドジャッキ２８のブロック２８ａを支持させれば、シールド掘進機８による掘削を行いながら、セグメント組立装置によって六角形状セグメント１の組立を行うことができ、この結果、掘削と六角形状セグメント１の取り付けを並行して行うことができるため、作業能率が著しく向上する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の如きセグメント組立装置においては、ボルト締結機７がスライドフレーム４に対して、回転フレーム２の径方向には移動できない構造となっているため、図９に示される如く、セグメント把持手段５に把持された六角形状セグメント１を、一旦前方へ移動させた後、回転フレーム２の径方向外周側へ移動させる際には、六角形状セグメント１の切羽側端面とシールドジャッキ２８のブロック２８ａとの間にボルト締結機７が入り込めるだけの間隔をあけておく必要がある。
【００２１】
このようにボルト締結機７が入り込めるだけの間隔をあけておくためには、図９中、Ｂで示される寸法を長くする必要があり、このためにはシールドジャッキ２８を前方へずらして配置しなければならず、その分、シールド掘進機８の円筒フレーム９が前方へ延長される形となって、シールド掘進機８の全長が長くなり、装置全体の大型化並びにコストアップにつながるという欠点を有していた。
【００２２】
本発明は、斯かる実情に鑑み、六角形状セグメントの切羽側端面とシールドジャッキのブロックとの間にボルト締結機が入り込めるだけの間隔をあけておくことを不要とし得、シールド掘進機の全長を長くせずに装置全体の小型化並びにコストダウンを図り得るセグメント組立装置を提供しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シールド掘進機の円筒フレーム内に円周方向へ回転し得るよう配設された回転フレームに、該回転フレームの径方向へ移動可能な吊ビームを取り付け、該吊ビームに回転フレームの軸心線方向へ移動可能となるようスライドフレームを取り付け、該スライドフレームに、セグメントを把持するセグメント把持手段を設けると共に、セグメントの切羽側端面から挿通されるセグメント連結用のボルトを締め付けるためのボルト締結機を配設したセグメント組立装置において、
ボルト締結機を、回転フレームの径方向中心側の待避位置と、回転フレームの径方向外周側の締結位置との間で移動させ得る待避機構を具備せしめたことを特徴とするセグメント組立装置にかかるものである。
【００２４】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００２５】
シールド掘進機により掘削したシールドにセグメントを取り付ける際には、先ず、セグメントをセグメント組立装置のセグメント把持手段によって把持し、続いて、待避機構の作動により、ボルト締結機を待避位置に待避させた状態で、回転フレームを必要に応じてセグメントを取り付けるべき円周方向位置まで回転させると共に、スライドフレームを所要量だけ前方へ移動させた後、吊ビームを回転フレームの径方向外周側へ移動させ、前記スライドフレームを所要量だけ後方へ戻すように移動させ、既設のセグメント間に形成された凹所に、前記セグメント把持手段に把持されたセグメントを嵌合せしめ、この後、待避機構の作動によりボルト締結機を締結位置に移動させる。
【００２６】
前記ボルト締結機が締結位置に移動したら、該ボルト締結機によりボルトを締め付け、セグメントを既設のセグメントに対して固定する。
【００２７】
本発明のセグメント組立装置においては、ボルト締結機がスライドフレームに対して、回転フレームの径方向に移動でき待避可能な構造となっているため、セグメント把持手段に把持されたセグメントを、一旦前方へ移動させた後、回転フレームの径方向外周側へ移動させる際に、セグメントの切羽側端面とシールドジャッキのブロックとの間には、ボルト締結機が入り込めるだけの間隔をあけておく必要はなくなる。
【００２８】
この結果、シールドジャッキを前方へずらして配置しなくてもよく、後方へずらして配置することが可能となり、その分、シールド掘進機の円筒フレームが前方へ延長されなくなって、シールド掘進機の全長が短くなり、装置全体の小型化並びにコストダウンにつながることとなる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００３０】
図１〜図５は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図６〜図１３と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図６〜図１３に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図５に示す如く、ボルト締結機７を、回転フレーム２の径方向中心側の待避位置と、回転フレーム２の径方向外周側の締結位置との間で移動させ得る待避機構２９を具備せしめた点にある。
【００３１】
前記待避機構２９は、図１〜図５に示すように、一対の待避用ガイドロッド３０が突設された待避用基台３１を、各待避用ガイドロッド３０が回転フレーム２の径方向へ延びるようスライドフレーム４に取り付け、前記各待避用ガイドロッド３０に、その長手方向へ摺動自在となるよう待避用スライドブロック３２を取り付け、該待避用スライドブロック３２に、ボルト締結機７の基台１９を一体に設け、前記待避用基台３１に取り付けた待避用流体圧シリンダ３３のピストンロッド３３ａの先端を待避用スライドブロック３２をつなぐ待避用プレート３４に連結してなる構成を有しており、待避用流体圧シリンダ３３を伸縮させることにより、ボルト締結機７を回転フレーム２の径方向へ移動させ、回転フレーム２の径方向中心側の待避位置と、回転フレーム２の径方向外周側の締結位置とに切り換えて配置させ得るようになっている。
【００３２】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００３３】
シールド掘進機８により掘削したシールドに六角形状セグメント１を取り付ける際には、先ず、図示していないセグメント供給装置により搬入された六角形状セグメント１を、セグメント組立装置のセグメント把持手段５によって、図１及び図２に示す如く、吊り下げた後、ジャッキ１７を突っ張って六角形状セグメント１の内周面に押し付けると、該六角形状セグメント１はぐらついたりすることなく保持された状態となる。
【００３４】
続いて、図１及び図２に示す如く、待避機構２９の待避用流体圧シリンダ３３を伸長させ、ボルト締結機７を待避位置に待避させた状態で、回転フレーム２を必要に応じて六角形状セグメント１を取り付けるべき円周方向位置まで回転させると共に、図２に示す状態から、流体圧シリンダ１６（図１参照）の作動によりスライドフレーム４をガイドロッド１４に沿って所要量Ａだけ前方へ移動させた後、図３に示す状態から図４に示す如く、流体圧シリンダ１３の作動により吊ビーム３を回転フレーム２の径方向外周側へ移動させる。
【００３５】
図４に示す状態から図５に示す如く、前記流体圧シリンダ１６の反対方向への作動によりスライドフレーム４をガイドロッド１４に沿って所要量だけ後方へ戻すように移動させ、既設の六角形状セグメント１間に形成された凹所に、前記セグメント把持手段５に把持された六角形状セグメント１を嵌合せしめ、この後、待避機構２９の待避用流体圧シリンダ３３を収縮させ、待避用スライドブロック３２を待避用ガイドロッド３０に沿って回転フレーム２の径方向外周側へ移動させると、ボルト締結機７が締結位置に移動する。
【００３６】
前記ボルト締結機７が締結位置に移動したら、従来と同様、六角形状セグメント１のボルト挿通孔１ａとボルト挿通孔１ｂに挿通されたボルト６の頭部に対し、各ボルト締結機７の流体圧シリンダ２７を所要量だけ収縮させてソケットレンチ２５を嵌合させた後、該ソケットレンチ２５を油圧モータ２１により回転駆動してボルト６を回転させると共に、これに連動する所要の送り速度で前記流体圧シリンダ２７を収縮させてボルト６を締め付け、六角形状セグメント１を既設の六角形状セグメント１に対して固定する。
【００３７】
本図示例のセグメント組立装置においては、ボルト締結機７がスライドフレーム４に対して、回転フレーム２の径方向に移動でき待避可能な構造となっているため、図３に示す如く、セグメント把持手段５に把持された六角形状セグメント１を、一旦前方へ移動させた後、図４に示す如く、回転フレーム２の径方向外周側へ移動させる際に、六角形状セグメント１の切羽側端面とシールドジャッキ２８のブロック２８ａとの間には、ボルト締結機７が入り込めるだけの間隔をあけておく必要はなくなる。
【００３８】
この結果、図２及び図３中、Ｂ’で示される寸法は短くて済み、シールドジャッキ２８を前方へずらして配置しなくてもよく、後方へずらして配置することが可能となり、その分、シールド掘進機８の円筒フレーム９が前方へ延長されなくなって、シールド掘進機８の全長が短くなり、装置全体の小型化並びにコストダウンにつながることとなる。
【００３９】
こうして、六角形状セグメント１の切羽側端面とシールドジャッキ２８のブロック２８ａとの間にボルト締結機７が入り込めるだけの間隔をあけておくことを不要とし、シールド掘進機８の全長を短くして装置全体の小型化並びにコストダウンを図り得る。
【００４０】
尚、本発明のセグメント組立装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、六角形状セグメントに限らず、通常のセグメントに対して適用することも可能なこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のセグメント組立装置によれば、六角形状セグメントの切羽側端面とシールドジャッキのブロックとの間にボルト締結機が入り込めるだけの間隔をあけておくことを不要とし得、シールド掘進機の全長を短くして装置全体の小型化並びにコストダウンを図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の正面図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例の側面図であって、ボルト締結機を待避位置に移動させた状態で六角形状セグメントをセグメント組立装置に搭載した初期の状態を示す側面図である。
【図３】本発明を実施する形態の一例の側面図であって、ボルト締結機を待避位置に移動させた状態で六角形状セグメントを前方へ移動させた状態を示す側面図である。
【図４】本発明を実施する形態の一例の側面図であって、ボルト締結機を待避位置に移動させた状態で六角形状セグメントを径方向外周側へ移動させた状態を示す側面図である。
【図５】本発明を実施する形態の一例の側面図であって、六角形状セグメントを既設の六角形状セグメント間に嵌合させた後、ボルト締結機を締結位置に移動させた状態を表わす側面図である。
【図６】六角形状セグメントの組立状態を表わす斜視図である。
【図７】六角形状セグメントの組立状態を表わす平面図である。
【図８】従来のセグメント組立装置の一例の正面図である。
【図９】従来のセグメント組立装置の一例の側面図である。
【図１０】図８のＸ部詳細図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ矢視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ矢視図である。
【図１３】六角形状セグメントの組立状態を表わす正面図である。
【符号の説明】
１          六角形状セグメント（セグメント）
２          回転フレーム
３          吊ビーム
４          スライドフレーム
５          セグメント把持手段
６          ボルト
７          ボルト締結機
８          シールド掘進機
９          円筒フレーム
２８          シールドジャッキ
２８ａ        ブロック
２９          待避機構
【図１】
0003822740.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003822740.tif 000012
【図１２】
0003822740.tif 000013
【図１３】
0003822740.tif 000014