JP2606964B2 - セグメント自動組立装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、シールドセグメントの自動組立装置に関す
る。

《従来の技術》 周知のように、トンネルの構築方法としてシールド工
法があり、この種の工法の一種としてシールド掘進機で
地山を掘削しながらこれを前進させ、前進にともなって
シールド掘進機の後部側に順次掘進反力を取るためのセ
グメントを環状に組立る工法がある。

このようなシールド工法に用いられるシールド掘進機
には、その後部側にセグメントを組付けるエレクタ装置
が従来からシールド掘進機に内蔵されていた。

ところが、このようなシールド掘進機にエレクタ装置
を内蔵させた構造では、シールド掘進機が非常に大きな
外力を受けた場合、その外径が変形してセグメントを把
持して旋回させるエレクタ装置の旋回機構の作動が困難
になるという技術的問題があった。

このため、例えば、特開平１−263391号公報には、シ
ールド掘進機に設けられたリングガータよりも小さい中
間リングを介してエレクタ装置の旋回機構を支持させた
構造が提案されている。

この公開公報に開示されているセグメント組立装置に
よれば、リングガータが外力により変形しても、その影
響が中間リングまで及ばないので旋回機構の旋回障害が
回避されることになるが、同公報に示されている組立装
置には以下に説明する技術的課題があった。

《発明が解決しようとする課題》 すなわち、上記公報に開示されているセグメント組立
装置を含めて、例えば、特開平２−27099号公報などに
もみられるように、これまでに提案ないしは提供されて
いるこの種の組立装置は、シールド掘進機と一体になっ
ているため、シールド掘進機の前進に伴なって組立装置
も移動する。

このため、一般的には、セグメントを組立てる際に
は、シールド掘進機の掘進を停止した状態で作業を行っ
ており、掘削能率の低下を来たしていた。

この場合、シールド掘進機の移動速度などを検出して
セグメント組立装置を制御することにより、シールド掘
進機の掘進を停止することなくセグメントを組立てるこ
とも可能であるが、このような解決手段では、セグメン
ト組立装置の構造や制御が複雑になる。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、構成や制御の
複雑化を伴なうことなく、シールド掘進機の掘削効率を
向上できるシールド掘進機のセグメント自動組立装置を
提供することにある。

《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明のセグメント自動
組立装置は、シールド掘進機の後部側に隣接設置され、
構築されるトンネル軸方向に沿って移動可能なシールド
掘進機から分離独立した架台と、この架台の先端部に支
持された、その旋回面が既設セグメントの端面と平行に
なるよう調整する姿勢制御機構を備えたエレクタ装置
と、前記架台の下部に設けられたセグメント供給装置と
を備え、かつ前記エレクタ装置には、前記セグメント供
給装置を介して供給されたセグメントを把持する把持装
置と、この把持装置で把持されたセグメントを前記エレ
クタ装置で旋回設置した状態で既設セグメントに締結固
定するための、前記把持されたセグメントの各ボルトボ
ックスの配設位置に対応して各々配置された締結装置
と、各締結装置に隣接配置されてこの締結装置にボルト
ナットを各々供給するボルトナット供給装置とが付設さ
れていることを特徴とする。

《発明の作用効果》 上記構成の自動組立装置によれば、セグメント供給装
置で送られたセグメントを把持装置にて把持し、エレク
タ装置により旋回設置し、この状態でボルトナット供給
装置を介して締結装置に受承されたボルトナットにより
セグメントを自動的に組立てられるとともに、セグメン
トの組立に用いられる装置類は、シールド掘進機とは別
の架台に取付けられているので、セグメント組立中にお
いても組立てられたセグメントに順次反力を取って、シ
ールド掘進機の掘進を続行することができる。

また、既設のセグメントにエレクタ装置で把持された
セグメントを締結する際に、この締結固定作業に使用す
る複数のボルトボックスに対してボルトを締結する作業
を同時に行うことができ、これによって、かかる締結作
業を短時間で行うことを可能にするとともに、個々にボ
ルトを締め付けてゆく場合に生じるボルトの緩みを容易
に防止することができる。

《実施例》 以下、この発明の好適な実施例について添付図面を参
照にして詳細に説明する。

第１図から第16図は、この発明にかかるセグメント自
動組立装置の一実施例を示している。

同図に示すセグメント自動組立装置は、第１図におい
て、図の左側に位置するシールド掘進機の後部側に隣接
設置され、構築されたトンネル軸方向に沿って移動可能
な架台100と、この架台100の先端部に支持されたエレク
タ300装置と、前記架台100の下部に設けられたセグメン
ト供給装置200とを備え、前記エレクタ装置300には、前
記セグメント供給装置200を介して供給されたセグメン
ト10を把持する把持装置400と、この把持装置400で把持
されたセグメント10を前記エレクタ装置300で旋回設置
した状態で既設セグメント20に締結固定する締結装置50
0と、この締結装置500にボルトナットA,Bを供給するボ
ルトナット供給装置600とが付設されている。

上記セグメント10は、第２図にその詳細を示すよう
に、長手方向の縁部にリング間用の４つのボルトボック
ス12が設けられているとともに、短手方向の縁部にセグ
メント間用の２つのボルトボックス14が設けられてお
り、各ボルトボックス12,14には、第12図（Ａ），
（Ｂ）に示すようにボルトＡが挿入される貫通孔16が設
けられている。

また、セグメント10の中心部には、後述する把持装置
と係合する孔部18（第13図（Ａ）、（Ｂ）参照）が設け
られている。

上記架台100は、トンネル軸方向に所定の間隔をおい
て設置される一対の支持ビーム101と、この支持ビーム1
01の中間位置に配置された反力支持脚102と、反力支持
脚102の前後に間隔をおいて配置された一対の前後固定
支持脚103,104とを有しており、これらの支持脚102,10
3,104はそれぞれ井桁状に形成されている。

反力支持脚102は、第３図に示すように、支持ビーム1
01の上下に配置されたローラ当接部材101aを挟持する一
対ローラ102aと、このローラ102aを支持するブラケット
102bと、このブラケット102bが側面側に突設され、支持
ビーム101を挟んでその両側に設置された両端が伸縮す
る一対の支柱102cと、この支柱102cの上端側間に枢着さ
れたアーチ形サポート102dと、前記支柱102cの下端側に
それぞれに枢着され、既設のセグメント20上に当接され
る一対の固定シュー102eと、この固定シュー102e間を連
結する連結フレーム102fとから構成されている。

このように構成された反力支持脚102と支持ビーム101
との間には、移動ジャッキ105が支持ビーム101の側面側
に一対設けられている。

一方、前固定支持脚103は、第４図に示すように、支
持ビーム101にピン106で結合された一対の両端が伸縮可
能な支柱103aと、この支柱103aの上端側間に枢着された
アーチ形サポート103bと、各支柱103aの下端側に枢着さ
れた固定シュー103cと、固定シュー103c間を連結する連
結フレーム103dと、各支柱103aの側面に突設された伸縮
可能なサイドサポート103eとを備えている。

また、各固定シュー103cの前後には、第５図に示す一
対のローラ103fがそれぞれ設置されている。

このローラ103fは、固定シュー103cが嵌着される筒部
103gと、これを挟むようにしてその前後に設けられた一
対のガイド筒103hとを備えたローラ保持部材103iに支持
されており、各ガイド筒103h内には、ローラ103fの上端
側に固設された支持筒103jが挿入され、ローラ103fとガ
イド筒103hとの間にはローラ押付けジャッキ103kが枢着
されている。

また、後固定支持脚104は、第６図に示すように、前
固定支持脚103と同様に支柱104a,アーチ形サポート104
b,固定シュー104c,連結フレーム104d,サイドサポート10
4eとを備えている。

また、後固定支持脚104のアーチサポート104bの下方
には、支柱104a間に略台形のビーム104fが渡設され、こ
のビーム104fと支持ビーム101の後部側に渡設された横
ビーム101bとがスライド機構107および自在継手108で結
合されている。

このスライド機構107は、上記ビーム104fの中心部の
周面に固着された摩擦低減板107aと、この板107aの外周
に設けられたボックス107bと、ボックス107bとビーム10
4fとの間に設けられた左右移動ジャッキ107cとから構成
され、このボックス107bの一側面と横ビーム101bとが球
面軸受からなる自在継手108で結合されている。

一方、上記支持ビーム101には、第１図および第７図
に示すように、その側面に複数の支持フレーム101cが垂
設され、その下部側に足場101dが取付けられるととも
に、支持フレーム101cの下端には、セグメント供給装置
200の本体フレーム201に設けられたステー201dが連結さ
れており、支持ビーム101とセグメント供給装置200とが
一体的に移動するように構成されている。

なお、上記支持脚102,103,104の各支柱102c,103a,104
aの伸縮機構としては、例えば、ジャッキを支柱内に内
蔵されるか、あるいは、ジャッキを側面に付設して支柱
の両端を伸縮させて構造が採用される。

上記セグメント供給装置200は、本体部201と、セグメ
ント送り機構203と、跳ねだし機構202とから概略構成さ
れている。

上記本体部201は、第８図にその平面形状を示すよう
に略凹形に形成された本体フレーム201aと、本体フレー
ム201aの上面側に設けられ、本体フレーム201a上に載置
されるセグメント10a〜ｅの下面に当接する複数のロー
ラ201bと、本体フレーム201aの後端に設けられたセグメ
ントセットジャッキ201cとを備えている。

上記ローラ201bは、本体フレーム201aの長手方向に沿
って、平行な複数の直線上に位置するように配置され、
両側のものが大径になっている。

なお、本体フレーム201aは、その側面に突設された複
数のステー201dおよび支持フレーム101cにより、架台10
0の支持ビーム101に支持されている。

上記跳ねだし機構202は、上記本体フレーム201aの凹
部に後部側が嵌着支持され、本体フレーム201aの長手方
向に沿って案内移動される略Ｔ字形平面の跳ねだしフレ
ーム202aと、本体フレーム201aに設けられたローラ201b
とほぼ同じ直線上に設けられたローラ202bと、跳ねだし
フレーム202aの先端に立設され、鉛直軸を中心に回転可
能なストッパー板202cと、跳ねだしフレーム202aと本体
フレーム201aとの間に渡設された跳ねだしジャッキ202d
と、跳ねだしフレーム202aの両側面に取付けられた一対
のヨーイングジャッキ202eとを備えている。

このヨーイングジャッキ202eは、第９図にその詳細を
示すように、二重筒構造のガイド部202f内に設置されて
おり、ジャッキ202eの駆動により前後方向に移動する内
管の先端にはロッド202gが固着されている。

そして、このロッド202gの先端には、上端側にセグメ
ント押し付けローラ202hが固着されるとともに、下端側
にカウンタウエイト202iが固着されたアーム202jの中心
が揺動可能に枢着されている。

ロッド202gとアーム202jの枢着部には、アーム202jの
第９図（Ａ）において点線矢印方向への回動を規制する
ストッパ202kが設けられている。

この構成により、アーム202jは、セグメント10a〜ｅ
を前方に送り出すときには、セグメント10a〜ｅの前面
に当接したローラ202hが回動して、その通過を許容し
て、通過後にカウンタウエイト202iの作用により元の状
態に復帰する一方、ジャッキ202eを駆動してセグメント
10a〜ｅの載置位置を調整するときには、ストッパ202k
によりアーム202jの回動が規制される。

上記セグメント送り機構203は、第10図および第11図
に示すように、本体フレーム201aおよび跳ねだしフレー
ム202aの中心軸上に設けられており、セグメント送りジ
ャッキ203aと、ジャッキ203aの伸縮ロッドの先端に固設
された、４枚の取付板203bと、各取付板203bに所定の間
隔、例えば、セグメント10a〜ｅの幅よりも若干大きな
間隔をおいて揺動可能に枢着された複数の送り爪203c
と、各送り爪203cの後部側にそれぞれ設けられたストッ
パ203dと、各取付板203bを案内するガイドレール203eと
を備えている。

なお、上記ジャッキ203aおよびガイドレール203eは、
架台100の足場101dに支持されている。

このように構成されたセグメント送り機構203では、
ジャッキ203aを伸縮駆動すると、上記本体部201のセッ
トジャッキ201cにより送り込まれたセグメント10a〜ｅ
は、ジャッキ203aが伸びる場合には、ストッパ203dによ
り回動が規制された送り爪203cによりローラ201b上を前
方に移動するとともに、ジャッキ203aの収縮時には、送
り爪203cが回動してセグメント10a〜ｅに当接しながら
通過するので、セグメント10a〜ｅは前方に移動された
位置に止どまる。

したがって、このようなジャッキ203aの伸縮駆動を繰
り返すことにより、セグメント10a〜ｅは、順次前方に
送出され、本体フレーム201aから跳ねだしフレーム202a
へと移動させることができる。

他方、上記支持ビーム101の先端側には、第12図に示
すように、エレクタ装置300が配置されている。

エレクタ装置300は、上記支持ビーム101の先端部に水
平軸上で枢着されたピッチングフレーム301と、ピッチ
ングフレーム301に垂直軸上で枢着されたヨーイングフ
レーム302と、ヨーイングフレーム302の前面に配置され
た旋回リング303とを備えている。

上記ピッチングフレーム301は、第12図（D,E）にその
移動原理を示すように、構築されるトンネル軸上の水平
面を中心にして、ピッチングジャッキ304により揺動さ
れるものであり、ヨーイングフレーム302は、構築され
るトンネル軸上の垂直面を中心にして、ヨーイングジャ
ッキ305により揺動されるものである。

上記ヨーイングフレーム302の周縁には、上記旋回リ
ング303の駆動モータ306が配置されている。

また、上記旋回リング303の前面には、跳ねだしビー
ム307が突設され、この跳ねだしビーム307の前面には、
上下移動用ジャッキ308が設けられている。

そして、このジャッキ308の伸縮プランジャ間には、
Ｕ字アーム309が支持されており、アーム309の前面側に
は、正面が円弧状の取付板310が固設されている。

また、アーム309の中心位置には、角形のローリング
ボックス311が揺動可能に配置され、ボックス311の両側
面には、一対のローリングジャッキ312が取付けられて
いる。

上記ローリングボックス311の内部には、セグメント
把持装置400が支持されるフレーム313が、一対のガイド
ロッド314により前後方向にスライド可能に設置され、
ボックス311のフレーム313との間に調整用ジャッキ315
が配置されている。

セグメント把持装置400の詳細を第13図に示してい
る。

同図に示す把持装置400は、フレーム313の下部の固設
されたガイド筒401と、ガイド筒401の内部に設けられた
筒体402と、筒体402の内部を上下に仕切る上，下隔壁40
3,404と、上隔壁403とフレーム313との間に設けられた
上下移動ジャッキ405とを備えている。

そして、下隔壁404上には、チャックジャッキ406が設
けられており、このジャッキ406の先端には、下隔壁404
を貫通するようにして回動可能に固設されたフック407
が結合されている。

上記フック407は、円筒状の軸部と、この軸部の外周
の対向位置に固設された一対の係合突起部とを備えてい
る。

各係合突起部の平面形状は略扇形に形成され、その上
面側に軸部の中心軸上を指向し、下方に向けて拡開する
傾斜面がそれぞれ設けられている。

一方、セグメント10の孔部18は、セグメント10に穿設
された孔に筒状の金具を装着して形成されており、金具
の上端には、対向する位置に1/4リング状の凸部が固設
され、この凸部の下面には、孔部の中心軸上を指向し、
上方に向けて縮径する上記傾斜面と実質的に同じ角度の
テーパ面が設けられている。

上記締結装置500とボルトナット供給装置600とは、そ
れぞれ対をなして、既設のセグメントと締結する際に使
用されるセグメント10のボルトボックス12,14の数に対
応して上記取付板310に複数配置されており、第12図
（Ｂ）で、中央部分のものは、キーセグメントの締結用
のものである。

ボルトナット締結装置500は、第14図に示すように、
取付板310の前面に垂設されたジャッキ501と、このジャ
ッキ501に上下動自在に支持されたステージ502と、ステ
ージ502に水平方向に移動可能に垂設され、供給される
ボルトA,ナットＢを吸着保持するボルトアーム503およ
びナット締結アーム504と、締結アーム504のナット回し
部504aを回転駆動する油圧モータ505とから構成されて
いる。

上記ジャッキ501は、取付板310の側面に固設された筒
体506にその一部を挿入した状態で支持されており、筒
体506の前面にはスリット状の開口が設けられていて、
この開口の両側には、Ｌ字断面の一対の垂直ガイドレー
ル507が固設されている。

上記ステージ502は、長方形に組立てられた枠状のも
のであって、長手方向の両側に配置された一対の側板
と、内側の側板の外面には、上記ジャッキ501の伸縮プ
ランジャと連結された連結材508が固設されている。

また、ステージ502の連結材508の固設された個所の両
側には、上記垂直ガイドレール507と結合する一対のガ
イド片509が設けられている。

以上の構成により、ジャッキ501を駆動すると、ステ
ージ502は、垂直ガイドレール507に沿って上下移動す
る。

上記ナット締結アーム504は、アーム本体504bと、ア
ームカバー504cと、直列に配置された４つのギア504d
と、ナット回し部504aとから概略構成されている。

そして、最上段側のギア504dが、油圧モータ505の回
転軸に固着されているとともに、ナット回し部504aに
は、ナットＢが嵌合する孔部504eが設けられており、こ
の孔部504eの奥面には、永久磁石504fが固着されてい
る。

一方、上記ボルトアーム503は、その先端側にボルト
Ａの頭部が嵌合する孔部503aが設けられており、この孔
部503aの奥面にも永久磁石503bが固着されている。

このように構成されたボルトアーム503およびナット
締結アーム504は、上記ステージ502の下面の長手方向に
設けられた一対の水平ガイドレール510にガイド片511を
介して取付られており、外側の側板に取付けられた一対
の駆動ジャッキ512により、水平ガイドレール510に沿っ
て相互に近接ないしは離間する方向に移動可能に構成さ
れている。

ボルトナット供給装置600は、第14図（Ａ）および第1
5図に示すように、取付板310の前面に設けられた支持板
601に取付けられ、複数対のボルトＡとナットＢとを一
列状に保持するストッカー602と、このストッカー602に
保持されているボルトA,ナットＢを受承して上記締結装
置500に供給する受渡機構603とを備えている。

ストッカー602は、所定の間隔で支持板601上に対面設
置された一対の板材から構成され、その一方の対向面に
は、ボルトＡの頭部が挿入される孔部が設けられるとと
もに、他方の対向面には、ナットＢが挿入される孔部が
設けられており、これらの各孔部は同一軸上に設けられ
ていて、各孔部の奥面には、永久磁石604が接着固定さ
れている。

上記受渡機構603は、上記ストッカー602に保持されて
いるボルトＡおよびナットＢと同軸上に位置するボルト
およびナット保持用の一対のアーム605,606と、これら
の各アーム605,606をストッカー602に対して近接，離間
移動させる第１の移動機構607と、この第１の移動機構6
07を保持して上記締結装置500側に移動させる第２の移
動機構608とから概略構成されている。

上記ボルト保持用アーム605は、ボルトＡの軸部が挿
入される孔部605aを有しており、かつ、この孔部605aの
外周には、コイルが捲回された電磁石部605bが設けられ
ていて、このコイルに通電することにより、ボルトＡの
軸部を電磁石部605bで吸着するようになっている。

上記ナット保持用アーム606は、ナットＢの貫通孔に
挿入される突起606aを有しており、この突起606aにはコ
イルが捲回された電磁石部606bが設けられていて、この
コイルに通電することにより、ナットＢを電磁石部606b
で吸着するようになっている。

上記第１の移動機構607は、上記ボルトおよびナット
保持用アーム605,606に設けられたねじ孔が螺着される
ボールネジ607a,および、各保持用アーム605,606に設け
られた貫通孔に挿入されるガイドロッド607cを有し、こ
れらのボールネジ607a,bとガイドロッド607cとは、上下
方向に平行に配置され、両端に設けられた一対の軸受板
607dによりその間隔を保持されている。

上記ボールネジ607a,bは、長さが異なるものを同軸上
に設けたものであり、これらの連結位置に第１の移動機
構607の全体を支持する支持アーム609の一端が設けられ
ているとともに、各ボールネジ607a,bの外端側には、そ
れぞれ駆動モータ607eが連結されていて、ボルトおよび
ナット保持用アーム605,606は、それぞれ個別に移動で
きるようになっている。

上記第２の移動機構608は、上下２段に配置された同
じ構成のものであって、断面がコ字形のフレーム608a
と、フレーム608aに回転可能に支持されたボールネジ60
8bと、ボールネジ608bと平行に配置されたガイドロッド
608cと、ボールネジ608bと螺合するねじ孔とガイドロッ
ド608cが挿入される貫通孔とを有するガイド板608dと、
ボールネジ608bを回転駆動するモータ608eとを備えてい
る。

そして、下段側のガイド板608dに上記支持アーム609
の上端側が固着されているとともに、上段側のガイド板
608dの下端は、下段側のフレーム608aの上面に固着され
ている。

また、上段側のフレーム608aの側面には、上記支持板
601が固着されている。

さらに、取付板310には、セグメント10の各ボルトボ
ックス12,14の位置を測定するための距離測定装置700が
設けられている。

この測定装置700は、第２図に示す配置状態で８個配
置されていて、中央の２つが矢印方向に移動可能となっ
ている。

第16図は、その移動機構の詳細を示している。同図に
示す移動機構は、ステップモータ701と、リニヤガイド7
02と、ボールネジ部703と、センサ取付板704とを備えて
おり、取付板704に配置される距離センサー705として
は、例えば、光波距離計や超音波センサーなどが用いら
れる。

以上のように構成された装置では、セグメント10a〜
ｅを組立てる際に、まず、架台100が固定される。

架台100の固定では、前固定支持脚103の押付けジャッ
キ103kが収縮されてローラ103fが既設のセグメント20上
から離間されるとともに、これとほぼ同時に反力支持脚
102,前後固定支持脚103,104の各支柱102c,103a,104aが
伸長されて、アーチ形サポート102d,103b,104bと固定シ
ュー102e,103c,104cとがそれぞれ既設セグメント20に当
接され、かつ、サイドサポート103e,104eもそれぞれセ
グメント20に当接される。

そして、架台100の固定が終了すると、セグメント供
給装置200の本体フレーム201aの後部側に１つのセグメ
ント10aが載置され、このセグメント10aは、セットジャ
ッキ201cの駆動により、セグメント送り機構203の下方
まで移動される。

次いで、セグメント送り機構203のジャッキ203aが駆
動され、この駆動により送り爪203cに押されてセグメン
ト10aは、ジャッキストロークに対応した距離だけ本体
フレーム201a上の前方に移動され、その後ジャッキ203a
を収縮する。

そして、このジャッキ203aの収縮が行われている間
に、次のセグメント10bをセットジャッキ201cで送り込
み、この送り込みとジャッキ203aの伸長収縮操作を繰り
返すことにより、セグメント10aは、順次ジャッキ203a
のストロークに対応した距離だけ前方に移動させられ、
先端部のセグメント10aが跳ねだしフレーム202aに受承
されると、跳ねだしジャッキ202dが駆動され、この駆動
によりセグメント10aは、第１図および第８図に仮想線
で示す位置まで移動させられ、この位置で把持装置400
に把持され、エレクタ装置300により旋回させられて所
定の位置に組付けられる。

このとき、跳ねだしフレーム202aに受承されたセグメ
ント10aは、ヨーイングジャッキ202eを、例えば、同じ
長さだけ伸長させると、セグメント10aがストッパ板202
cに当接し、このストッパ板202cが回動可能に設けられ
ているので、セグメント10aが跳ねだしフレーム202aの
中心軸に対してズレている場合にその修正が行われる。

また、セグメント10aが曲線個所に設置されるテーパ
セグメントである場合にも、一対のヨーイングジャッキ
202eの伸長長さを変えることにより、同様に調整でき
る。

一方、セグメント供給装置200でセグメント10a〜ｅの
供給操作が行われている間に、エレクタ装置300では、
以下の操作により、旋回リング303の面合わせが行われ
る。

この面合わせは、セグメント10aを把持しない状態
で、エレクタ装置300の旋回リング303が一回転され、こ
の時に距離測定装置700の距離センサー705をステップモ
ータ701で移動させることにより、第12図に示す既設セ
グメント20の前端側の角部の位置が検出される。

次いで、この距離測定装置700の測定値に基いて、ピ
ッチングおよびヨーイングジャッキ304,305を駆動し
て、旋回リング303の面が既設セグメント20の面と平行
ないしは一致するように調整され、この後に、把持装置
400によりセグメント10aが把持される。

把持装置400によるセグメント10aの把持では、まず、
把持装置400がエレクタ装置300の上下移動用ジャッキ30
8の駆動により、セグメント10aの直上まで降下され、こ
の状態で距離測定装置700によりセグメント10aの各ボル
トボックス12,14の位置が測定され、ズレがあるとロー
リングジャッキ312および調整ジャッキ315によりその位
置合わせが行われる。

セグメント10aは、第１図に示す10bの位置で固定さ
れ、その時点でおおよその位置は決められている。ただ
し旋回方向については不定であるため、第１図に示すよ
うに供給装置200の先端に取り付けられている移動セン
サー220でボルトボックスの位置を検出し、その情報は
制御装置に送られる。

跳ね出されたセグメント10aは、組立装置と相対位置
が常に一定であるため（旋回については別だが前記セン
サー220で計測済である）再度計測して把持する必要は
ない。

次いで、把持装置400の上下移動ジャッキ405が伸長駆
動され、この動作によりフック407も下降し、このとき
必要に応じてチャックジャッキ406が駆動され、フック4
07を回転させることにより、その突起部を孔部18の凸部
間の間隙部に一致させて、フック407が孔部18の底面に
着底するまで上下移動される。

そして、次にチャックジャッキ406が駆動され、フッ
ク407が第13図（Ｃ）に示す位置から90゜回転させられ
る。

その後、上下移動ジャッキ405が収縮駆動され、これ
によりセグメント10aは、フック407と孔部18との係合に
より持ち上げられ、このとき、フック407が上方に移動
し、その傾斜面と孔部18のテーパ面とが摺接するが、こ
れらの傾斜角度が同一になっているので、フック407の
中心軸と孔部18の中心軸との間にズレがあると、セグメ
ント10aはこれらの中心軸が一致する方向に移動し、所
定の位置に位置決される。

以上のようにして位置決め把持されたセグメント10a
は、旋回リング303を回転させて、既設セグメント20の
所定位置にセツトされる。

そして、この状態で対応するボルトボックス12,14に
供給装置600からボルトA,ナットＢが供給される。

このとき、供給装置600では、まず、ボルトおよびナ
ット保持用アーム605,606が第14図に示す位置に初期設
定される。

次いで、第１の移動機構607の駆動モータ607eが駆動
され、ボルトおよびナット保持用アーム605,606は、相
互に離間する方向に移動させられる。

そして、各アーム605,606がストッカー602の側面に当
接し、孔部605a内にボルトＡの軸部が挿通され、かつ、
突起606aがナットＢの貫通孔に挿入されると、コイルに
通電され、各電磁石部605b,506bにより、ストッカー602
に保持されていたボルトナットA,Bがアーム605,606側に
吸着受承される。

次いで、第２の移動機構608の下段のモータ608eおよ
び上段のモータ608eの順に駆動して、ボルトおよびナッ
ト保持用アーム605,606を締結装置500の締結およびボル
トアーム504,503と対向する位置まで移動させる。

そして、この状態で第１の移動機構607の駆動モータ6
07eの駆動により、保持用アーム605,606を相互に離間す
る方向に移動させ、各保持用アーム605,606を締結およ
びボルトアーム503,504当接させ、ナットＢおよびボル
トＡの頭部を各アーム503,504の孔部503a,504aに嵌合さ
せて、その後に各電磁石部604b,605bへの通電を停止し
する。

この通電の停止後にボルトおよびナット保持用アーム
605,606を相互に近接させる方向に移動させると、ボル
トナットA,Bが締結装置500のアーム503,504に永久磁石5
03b,504fに吸着されて保持させられる。

締結装置500側に受承されたボルトナットA,Bは、その
後ジャッキ501を駆動して、締結アームおよびボルトア
ーム503,504をセグメント10のボルトボックス12,14内に
位置させ、駆動用ジャッキ512の駆動により、ボルトボ
ックス12,14に設けられている貫通孔16にボルトナット
A,Bを対向させ。

このとき、より望ましい締結方法としては、駆動用ジ
ャッキ512の駆動により、各ボルトＡをまず、緩く押圧
する。

そして、この操作により、全てのボルトＡが貫通孔18
に挿入されれば、油圧モータ505の駆動によりナット回
し部504aを回転駆動することにより、ボルトＡとナット
Ｂとが螺着される。

一方、ボルトＡを緩く押圧した時に、その挿入が困難
なものがあると、把持装置400で把持されているセグメ
ント10aを、上下移動ジャッキ308,ローリングジャッキ3
12,調整用ジャッキ315のいずれか１つ、またはこれらを
適宜組合わせて微小移動させる。

このようにセグメント10aを微小移動させると、最初
に既設セグメント20の位置を確認して粗位置決されてい
るので、セグメント間にズレがあっても、相互に貫通孔
16を一致させることができ、貫通孔16が一致すると、各
ボルトＡが緩く押圧されているので、貫通孔16に容易に
ボルトＡを挿通させることができる。

そして、ボルトナットA,Bの螺着が完了すると、１つ
のセグメント10aの締結固定が終了する。

そして、以上の組付け固定作業を繰り返して１リング
分のセグメントが組立固定されると、シールド掘進機が
前進させられ、地山の掘削によりその後端に１リング分
の空間が形成される。

なお、シールド掘進機の掘削作業は、上記セグメント
の組立固定作業とは関係がないので、例えば、組立に影
響のないものに反力を取って、この作業中にも続行され
る。

また、セグメント供給装置200でも上記作業中に順次
セグメント10が前方に送られている。

そして、１リング分の空間が確保されると、架台100
の反力支持脚102の支柱102cを縮め、固定シュー102eお
よびアーチサポート102dをセグメント20から離間させた
状態で、移動ジャッキ105を駆動して、反力支持脚102を
切羽側に引き寄せ、その後支柱102cを伸ばして、反力支
持脚102を固定する。

しかる後、前後固定支持脚103,104の各支柱103a,104a
を収縮させてアーチ形サポート103b,104bおよび固定シ
ュー103c,104cをセグメント20から離間させるととも
に、押付けジャッキ103kを伸長させて、ローラ103fを既
設セグメント20上に当接させ、この状態で反力支持脚10
2を反力体として移動ジャッキ105を伸ばすことにより、
架台100とともに、セグメント供給装置200,エレクタ装
置300を前方に移動させ、再びセグメントの供給組立作
業が自動的に行われることになる。

なお、上記実施例では、装置全体の重心位置を考慮し
て、前固定支持脚103を支持ビーム101の前方側に設け、
この支持脚103にだけローラ103fを設けたものを示した
が、ローラ103fは後固定支持脚104側にも設けても良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるセグメント自動組立装置の全体
側面図、第２図はセグメントの説明図、第３図は第１図
のIII−III断面矢視図、第４図は第１図のIV−IV断面矢
視図、第５図は同装置の架台の前固定支持脚の要部説明
図、第６図は第１図のVI−VI断面矢視図、第７図は第１
図の右側面図、第８図は同装置のセグメント供給装置の
平面図、第９図は同セグメント供給装置のヨーイングジ
ャッキの説明図、第10図は第８図の側面図、第11図は同
セグメント供給装置の要部説明図、第12（Ａ）は同自動
組立装置のエレクタ装置の側面図、第12図（Ｂ）同エレ
クタ装置の正面図、第12図（Ｃ）は第１図のXXII−XXII
断面矢視図、第12図（Ｄ）（Ｅ）は同エレクタ装置のピ
ッチングおよびヨーイングフレームの原理説明図、第12
図（Ｆ）は同エレクタ装置の要部断面説明図、第13図
（Ａ〜Ｃ）は同自動組立装置のセグメント把持装置の説
明図、第14図（Ａ〜Ｃ）は同自動組立装置のボルトナッ
ト締結装置の説明図、第15図（Ａ〜Ｃ）は同自動組立装
置のボルトナット供給装置の説明図、第16図は同自動組
立装置の距離測定装置の説明図である。 10……セグメント 100……架台 200……セグメント供給装置 300……エレクタ装置 400……把持装置 500……ボルトナット締結装置 600……ボルトナット供給装置 Ａ……ボルト Ｂ……ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−153500（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−263391（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−263398（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機の後部側に隣接設置され、
   構築されるトンネル軸方向に沿って移動可能なシールド
   掘進機から分離独立した架台と、この架台の先端部に支
   持された、その旋回面が既設セグメントの端面と平行に
   なるよう調整する姿勢制御機構を備えたエレクタ装置
   と、前記架台の下部に設けられたセグメント供給装置と
   を備え、かつ前記エレクタ装置には、前記セグメント供
   給装置を介して供給されたセグメントを把持する把持装
   置と、この把持装置で把持されたセグメントを前記エレ
   クタ装置で旋回設置した状態で既設セグメントに締結固
   定するための、前記把持されたセグメントの各ボルトボ
   ックスの配設位置に対応して各々配置された締結装置
   と、各締結装置に隣接配置されてこの締結装置にボルト
   ナットを各々供給するボルトナット供給装置とが付設さ
   れていることを特徴とするセグメント自動組立装置。