(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基盤に、セグメントの幅方向に所定間隔を隔てて前後方向に沿って形成された摺動ガイドをそれぞれ設け、該摺動ガイドに、摺動ブロックをそれぞれ移動自在に係合させ、該摺動ブロックに、セグメントの下面を支持する円柱状のローラをその回転軸をセグメントの前後方向に一致させてそれぞれ取り付けたことを特徴とするセグメントのセンタリング装置。
【請求項２】
上記基盤に、上記ローラ上に載置されたセグメントの幅方向の両端部を押圧してロール方向のセンタリングを行うローリング修正レバーを設けると共に、セグメントの前後方向の左右端部を押圧してヨー方向のセンタリングを行うヨーイング修正レバーを設けた請求項１記載のセグメントのセンタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメントをエレクタに自動把持させる際に、その把持を確実ならしめるべく、セグメントのセンタリングを行うセンタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、シールド掘進機を用いたトンネル掘削工事においては省人化が推進され、その一環としてセグメントをエレクタに自動的に把持させる試みがなされている。ここで、把持されるセグメントは、コンベヤ等によってエレクタ側に搬送されるが、その搬送中にエレクタに対するセグメントの把持位置（センター）がズレることがある。この場合、作業員がそのズレを修正しなければ、セグメントをエレクタに把持させることができず、自動化の妨げとなっていた。
【０００３】
そこで、本出願人は、エレクタの近傍まで搬送されてきたセグメントの下面をＭＣナイロンや鋼板等の摺動材の上に載せ、摩擦抵抗以上の力でセグメントの端部を修正ジャッキで押してセンタリング作業を行うものを開発した。また、これとは別に、セグメントをロール方向に移動自在に支持するローリングローラと、セグメントをヨー方向に移動自在に支持するヨーイングローラとを順次切り替えて、ローリングの修正とヨーイングの修正とを別々に行うようにしたものも開発した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の装置にあっては、摺動材とセグメントとの摩擦抵抗が小さければセグメントが滑りやすく安定性が悪くなり、逆に摩擦抵抗が大きければセンタリングのために大きな力が必要となってフレームに負担がかかってしまう。このため、材質の組み合わせやセンタリングのための力のバランスが難しい。また、後者の装置にあっては、ローリングローラとヨーイングローラとを切り替えるための機構・制御が必要となり、複雑である。
【０００５】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、セグメントをセンタリングする際に安定したセグメントの支持が行え、且つ構成が簡単なセグメントのセンタリング装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、基盤に、セグメントの幅方向に所定間隔を隔てて前後方向に沿って形成された摺動ガイドをそれぞれ設け、該摺動ガイドに、摺動ブロックをそれぞれ移動自在に係合させ、該摺動ブロックに、セグメントの下面を支持する円柱状のローラをその回転軸をセグメントの前後方向に一致させてそれぞれ取り付けたものである。
【０００７】
本発明によれば、ローラ上に載置されたセグメントは、ローラ上をロール方向に移動し、摺動ブロックが別々に前後に移動することによりヨー方向に回動する。ここで、セグメント（弧状）は、ロール方向に対してはその形状・重心位置に応じて自然にロール方向に落ち着くように移動するため安定した状態で支持され、ヨー方向に対してはセグメントの荷重が摺動ブロックを介して摺動ガイドに加わるためこれらの間に適当な摩擦力が発生し、安定した状態で支持される。
【０００８】
また、センタリング操作としては、ロール方向に対してはセグメントとローラ間の摩擦抵抗以上の外力をセグメントに与えることで行い、ヨー方向に対しては摺動ガイドと摺動ブロック間の摩擦抵抗以上の外力をセグメントに与えることで行う。このため、上記基盤に、上記ローラ上に載置されたセグメントの幅方向の両端部を押圧してロール方向のセンタリングを行うローリング修正レバーを設けると共に、セグメントの前後方向の左右端部を押圧してヨー方向のセンタリングを行うヨーイング修正レバーを設ける。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１および図２に示すシールド掘進機のシールドフレーム１は、前胴１ａと後胴１ｂとからなる所謂中折れシールドとなっており、その後胴１ｂには、支持フレーム２および支持部材３を介して、セグメント供給装置４が設けられている。
【００１１】
セグメント供給装置４は、後方のホイスト（図示せず）から搬送されてきたセグメント５を一旦貯蔵し、前方のエレクタ６に供給するものであり、横向きに載置された複数のセグメント５を順次前方へ送る搬送コンベヤ７と、搬送コンベヤ７から送り出されたセグメント５を受け取り、それを前方のエレクタ６に差し出す差出装置８とを備えている。
【００１２】
上記搬送コンベヤ７は、支持部材３に吊材９を介して吊下され、セグメント５を横向きに抱え込むように載置し、それらセグメントを順次前方の差出装置８に送り出す。送り出しには、ベルトコンベヤ機構やシリンダ機構等が用いられる。
【００１３】
上記差出装置８は、上記支持部材３に吊材１０およびブラケット１１を介して吊下されており、ブラケット１１に取り付けられたローラ１２に係合してトンネルの前後方向にスライドするスライドビーム１３と、左右のスライドビーム１３の前端を掛け渡して設けられた載置台１４と、一端がスライドビーム１３に他端が吊材１０に取り付けられたジャッキ１５とを有している。この構成によれば、ジャッキ１５を伸縮させることにより、スライドビーム１３が前後にスライドし、載置台１４に載せられたセグメント５が前方のエレクタ６側に差し出される。
【００１４】
エレクタ６は、上記支持部材３に取り付けられており、上記差出装置８によって差し出されたセグメント５を把持し、これを適宜掘削内面に組み付けるべくトンネル周方向および径方向に移動するものである。なお、載置台１４が前方に移動したときには、上記支持フレーム２に設けられた荷重支持部材６０が後方にスライドして載置台１４を支持し、片持支持となるスライドビーム１３を支える。その後、載置台１４上のセグメント５がエレクタ６に把持されたなら、荷重支持部材６０はセグメント５の組み付けの邪魔にならないように、前方にスライドして元に戻る。
【００１５】
上記差出装置８の載置台１４（特許請求の範囲の基盤に相当する）には、図２に示すようにセグメント５をロール方向およびヨー方向に移動自在に支持するセンタリング装置１６が設けられている。センタリング装置１６は、セグメント５の幅方向に所定間隔を隔てて前後方向に沿って形成された摺動ガイド１７を有している。摺動ガイド１７は、図３，図５に示すように、コ字断面部材の底面および側面に滑りのよい合成樹脂板１８を取り付けて構成されており、載置台１４にセグメント５下面の左右に位置してそれぞれ配置されている。
【００１６】
摺動ガイド１７には、摺動ブロック１９が移動自在に係合されている。摺動ブロック１９は、上記摺動ガイド１７に案内されつつ、合成樹脂板１８上を滑って前後方向に自在に移動する。摺動ブロック１９には、ブラケット２０を介して円柱状のローラ２１が、その回転軸２２をセグメント５の前後方向に一致させて、回転自在に設けられている。ローラ２１の材質は、セグメント５との間がスリップしずらいように、樹脂製等が望ましい。この構成によれば、ローラ２１上に載置されたセグメント５は、ローラ２１上をロール方向に移動し、幅方向左右の摺動ブロック１９が別々に前後に移動することによりヨー方向に回動する。
【００１７】
上記載置台１４には、図４に示すように、ローラ２１上に載置されたセグメント５の幅方向の両端部を押圧してロール方向のセンタリングを行うローリング修正レバー２３が設けられている。ローリング修正レバー２３は、その中央部が載置台の幅方向端部にピン２４で支持され、上端部にセグメント５の幅方向の両端部に当接するローラ２５が設けられ、下端部にジャッキ２６の一端がピン２７で接続されている。ジャッキ２６の他端は、載置台１４の下面にピン２８で接続されている。この構成によれば、ジャッキ２６を伸長させると、ローリング修正レバー２３が回動し、そのローラ２５がセグメント５の幅方向の両端部を押圧し、セグメント５のロール方向のセンタリングがなされる。
【００１８】
また、上記載置台１４には、図３に示すように、ローラ２１上に載置されたセグメント５の前後方向の左右端部を押圧してヨー方向のセンタリングを行うヨーイング修正レバー２９が設けられている。ヨーイング修正レバー２９は、その中央部が載置台１４の前後方向端部にピン３０で支持され、上端部にセグメント５の前後方向の端部に当接するローラ３１が設けられ、下端部にジャッキ３２の一端がピン３３で接続されている。ジャッキ３２の他端は、載置台１４の下面にピン３４で接続されている。この構成によれば、ジャッキ３２を伸長させると、ヨーイング修正レバー２９が回動して、そのローラ３１がセグメント５の前後方向の両端部を押圧し、セグメント５が各摺動ブロック１９，１９ごと移動してセグメント５のヨー方向のセンタリングがなされる。
【００１９】
また、図３に示すように、上記摺動ブロック１９と載置台１４との間には、自然状態で摺動ブロック１９を摺動ガイド１７の中央に位置させるためのシリンダ３５が設けられている。シリンダ３５は、図２にも示すようにセグメント５の前後方向に沿って配置されており、ヘッド部３５ａが載置台１４の前後壁３６に取り付けられ、ロッド部３５ｂが摺動ブロック１９にピン３７で結合されている。シリンダ３５のヘッド部３５ａには、バネまたは油が収容されており、自然状態ではロッド部３５ｂがストロークの半分程度突出するようになっている。
【００２０】
この構成によれば、摺動ブロック１９は、自然状態では上記シリンダ３５によって摺動ガイド１７の軸方向の中央に位置される。また、上記ヨーイング修正レバー２９によってセグメント５を介して摺動ブロック１９にシリンダ３５の復元抵抗＋合成樹脂板１８の摩擦抵抗以上の外力を加えれば、シリンダ３５が縮んで摺動ブロック１９が軸方向前後に移動する。その後、ヨーイング修正レバー２９による外力を止めれば、摺動ブロック１９は上記シリンダ３５の復元力によって元の中央位置に戻る。
【００２１】
また、図３に示すシリンダ３５の代わりに図４に示すシリンダ３５ｘを設けてもよい。シリンダ３５ｘは、そのヘッド部３５ａが載置台１４の前後壁３６に取り付けられ、ロッド部３５ｂが摺動ブロック１９側に延出されている。ヘッド部３５ａは図示しない油圧源や空気源に接続されており、適宜ロッド部３５ｂを伸縮できるようになっている。ロッド部３５ｂの先端には、ゴムや樹脂等が取り付けられた接触部３７ａが設けられている。シリンダ３５ｘは、その伸長時に接触部３７ａが摺動ブロック１９の端面に当接するように配置されている。
【００２２】
この構成によれば、上記ヨーイング修正レバー２９によってセグメント５のヨーイングの修正を行うときには、上記シリンダ３５ｘを収縮させて接触部３７ａを摺動ブロック１９の端面から離間させる。そして、ヨーイング修正レバー２９によってセグメント５を介して摺動ブロック１９に合成樹脂板１８の摩擦抵抗以上の外力を与えて修正を行う。そして、セグメント５をエレクタ６に受け渡した後には、シリンダ３５ｘを伸長させて接触部３７ａを摺動ブロック１９の端面に当接させ、摺動ブロック１９をもとの中央位置に戻す。
【００２３】
このようにすれば、図３のものよりもヨーイングの修正力が小さくて済む。また、ヨーイング修正後にレバー２９を誤って解放してしまった場合でも、図４のものでは図３のものと異なり復元力が働くことはないので、セグメント５はヨーイング修正を行った位置から動くことがないという効果が得られる。
【００２４】
以上の構成からなる本実施形態の作用について説明する。
【００２５】
図１および図２に示す搬送コンベヤ７上のセグメント５は、順次、差出装置８の載置台１４のローラ２１上に移される。ローラ２１上に載置されたセグメント５は、ローラ２１上をロール方向に自在に移動すると共に、各摺動ブロック１９，１９が別々に前後に移動することによりヨー方向に自在に回動する。
【００２６】
ここで、セグメント５（弧状）は、ロール方向に対してはその形状・重心位置に応じて自然にロール方向に落ち着くように移動するため安定した状態で支持され、ヨー方向に対してはセグメント５の荷重が摺動ブロック１９を介して摺動ガイド１７に加わるため、これらの間に適当な摩擦力が発生し、安定した状態で支持されることになる。
【００２７】
よって、ローリング修正レバー２３によって、セグメント５とローラ２１間の摩擦抵抗以上の外力をセグメント５に与えることにより、安定支持されたセグメント５のロール方向のセンタリングが達成され、ヨーイング修正レバー２９によって、図３のものでは摺動ガイド１７と摺動ブロック１９間の摩擦抵抗＋シリンダ３５の復元抵抗以上の外力（図４のものでは摺動ガイド１７と摺動ブロック１９間の摩擦抵抗の復元抵抗以上の外力）をセグメント５に与えることにより、安定支持されたセグメント５のヨー方向のセンタリングが達成される。このようにして、載置台１４上に安定支持されたセグメント５をエレクタ６に対して確実かつスムーズにセンタリングできる。
【００２８】
その後、ジャッキ１５を伸長させて載置台１４を前方のエレクタ６側に移動させ、載置台１４上のセンタリング済みのセグメント５をエレクタ６に把持させる。載置台１４上のセグメント５がエレクタ６に把持されて取り除かれると、図３のものでは摺動ブロック１９がシリンダ３５の復元力によって自然に摺動ガイド１７の中央に戻され、基準状態となる。図４のものではシリンダ３５ｘを伸長させることによって、摺動ガイド１７の中央に戻され、基準状態となる。このため、ヨーイングの修正によって生じる摺動ガイド１９のズレが蓄積されることはない。
【００２９】
本発明の別の実施形態を図６〜図８に示す。
【００３０】
図示するようにこのものは、前実施形態のシリンダ３５の代わりにリターンバネ４０を設けた点のみが異なっており、その他は同様の構成となっている。上記リターンバネ４０は、一端が摺動ガイド１７の前後壁３６に取り付けられた保持ボルト４１に支持され、他端が摺動ブロック１９に形成された保持穴４２に挿入された圧縮バネであり、摺動ブロック１９を摺動ガイド１７の軸方向の中央に押し付けるものである。その他、基本的な作用・効果は前実施形態と同様なため、割愛する。
【００３１】
更に別の実施形態を図９〜図１１に示す。
【００３２】
図示するようにこのものは、最初の前実施形態のシリンダ３５の代わりにリターンバネ５０を設けた点のみが異なっており、その他は同様の構成となっている。上記リターンバネ５０は、一端が摺動ガイド１７の前後壁３６に取り付けられた保持ボルト５１に支持され、他端が摺動ブロック１９底面の中央の取り付けられた保持ピン５２に支持された引張りバネであり、摺動ブロック１９を摺動ガイド１７の軸方向に引っ張って中央に保持するものである。その他、基本的な作用・効果は前実施形態と同様なため、割愛する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るセグメントのセンタリング装置によれば、セグメントをロール方向およびヨー方向にセンタリングする際に、極めて簡単な構成でセグメントを安定して支持することができるので、センタリング操作を確実かつスムーズに行うことができる。
【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のセンタリング装置を備えたシールド掘進機の部分側断面図である。
【図２】上記センタリング装置の平面図である
【図３】上記センタリング装置の側断面図である。
【図４】上記センタリング装置の変形例を示す側断面図である。
【図５】上記センタリング装置の正面図である。
【図６】別の実施形態を示すセンタリング装置の側断面図である。
【図７】上記センタリング装置の部分平断面図である。
【図８】上記センタリング装置の部分正面図である。
【図９】別の実施形態を示すセンタリング装置の側断面図である。
【図１０】上記センタリング装置の部分平断面図である。
【図１１】上記センタリング装置の部分正面図である。
【符号の説明】
５  セグメント
１４  基盤としての載置台
１６  センタリング装置
１７  摺動ガイド
１９  摺動ブロック
２１  ローラ
２２  回転軸
２３  ローリング修正レバー
２９  ヨーイング修正レバー
【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】
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