JP3418236B2 - Segment assembly equipment - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、セグメント組立装置に
係り、特にシールド掘削機によるトンネル掘削時に１次
覆工として構築されるセグメントの組み立てを行う際に
用いられるセグメント組立装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a segment assembling apparatus, and more particularly to a segment assembling apparatus used for assembling a segment constructed as a primary lining during tunnel excavation by a shield excavator .

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、トンネル掘削用シールド機械のセ
グメント組立には、エレクタと呼ばれている機械を用
い、このエレクタ装置によって作業者が粗い位置決めを
行い、その後エレクタに取り付けられているセグメント
把持部のガタを利用し、人力による精密な位置決めを行
ってきた。この作業は重労働かつ危険な作業であるた
め、最近この作業を自動化する開発が行われてきた。例
えば特開昭６０−１２６５００号公報等に従来のエレク
タにセグメントの姿勢を修正する機構を設け、既設のセ
グメントの距離を距離センサより計測し位置決めを行っ
ている。また、特開平４−１６９７００号公報には、エ
レクタ本体から張り出されて既設セグメントに接触させ
るガイドを用いて組込みセグメントの自動位置決めをす
る手段が開示してある。2. Description of the Related Art Conventionally, a machine called an erector is used for segment assembly of a shield machine for tunnel excavation, and a worker performs rough positioning by this erector device, and then a segment gripping part attached to the erector. Using the backlash, we have performed precise positioning by human power. Since this work is hard work and dangerous work, development has recently been made to automate this work. For example, in JP-A-60-126500, a conventional erector is provided with a mechanism for correcting the posture of a segment, and the distance of an existing segment is measured by a distance sensor for positioning. JP-A-4-169700, et
Disclosed is a means for automatically positioning an embedded segment using a guide that overhangs the lector body and contacts an existing segment.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】セグメントの組立てを
自動化する際の課題は、従来の産業用ロボットが、ロボ
ット本体の座標を基準として物を動かしたりするもので
あるが、セグメントの組立ての場合は、組み上げられた
既設セグメントによるトンネルの中心軸が、シールド機
の中心軸に対してずれているため、シールド機の座標を
用いることができない。そこで、先に述べた特開昭６０
−１２６５００号公報のセグメント組立装置において
は、既設のセグメントの位置を距離センサ等により計測
し、それを演算して組込むセグメントを移動させて位置
合わせを行ってきたが、この方法だと位置計測用センサ
を多数必要となるため、構造が複雑かつ操作が面倒であ
った。A problem in automating the assembling of the segment is that the conventional industrial robot moves an object based on the coordinates of the robot body. However, in the case of assembling the segment, , The central axis of the tunnel due to the assembled existing segment is deviated from the central axis of the shield machine, so the coordinates of the shield machine cannot be used. Therefore, the above-mentioned JP-A-60
In the segment assembly apparatus of Japanese Patent No. 126500, the position of an existing segment is measured by a distance sensor or the like, the segment is calculated by calculating the position, and the segment to be incorporated is moved for alignment. Since many sensors are required, the structure is complicated and the operation is troublesome.

【０００４】また、組込みセグメントと既設セグメント
の内周面に段差がある場合や、既設セグメントのピース
間に目開きがあって内径面が所定の円筒面となっていな
い場合、どうしても組込みセグメントの内径面と既設セ
グメントの内径面とを合わせることできず、組込みセグ
メントと既設セグメントとのボルト穴を一致させること
が非常に困難で、セグメントの接続ができなくなるおそ
れがあった。Further, when there is a step between the inner peripheral surface of the built-in segment and the existing segment, or when there is a gap between the pieces of the existing segment and the inner diameter surface is not a predetermined cylindrical surface, the inner diameter of the built-in segment is inevitable. Since the surface and the inner diameter surface of the existing segment cannot be matched with each other, it is very difficult to match the bolt holes of the built-in segment and the existing segment, and there is a possibility that the segment cannot be connected.

【０００５】一方、上記の特開平４−１６９７００号公
報に記載のセグメント組立装置は、エレクタ本体を降下
させたときにガイドが既設セグメントに強く接触して既
設セグメントを損傷させる不都合があり、また、真っ直
ぐに掘削した直線トンネルで使用される幅が一様な、い
わゆるストレートセグメントの組み込みにしか適用する
ことができない。すなわち、トンネルの屈曲部において
は、シールド機械が既設のセグメントリングに対して傾
いた状態となるため、各ガイドが組込みセグメントを組
み込むのに適切な位置をとることができず、トンネル屈
曲部に組み込む幅が一様でない、いわゆるテーパセグメ
ントの位置決めは作業者の人力によらなければならなか
った。On the other hand, in the segment assembly apparatus described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 4-169700, the erector body is lowered.
When the guides are
It has the disadvantage of damaging the installation segment and can only be applied to the installation of so-called straight segments of uniform width used in straight excavated straight tunnels. In other words, at the bend of the tunnel, the shield machine is tilted with respect to the existing segment ring, so each guide cannot be placed at the proper position for incorporating the built-in segment, and is installed in the bend of the tunnel. Positioning of so-called taper segments having non-uniform widths had to be done manually by the operator.

【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題点
に着目し、セグメントを既設セグメントに対して組付け
る場合に、セグメントが組付け位置に自動的に倣って位
置調整されるとともに、トンネルの屈曲部においても組
込みセグメントの自動位置決めが可能であり、破損等の
問題もなく信頼性が高く迅速な組立作業を行うことがで
き、またセグメントとの内径面に段差があるような場合
に、組込みセグメントを接続ボルトの挿入ができるよう
な最適位置に位置決めできるセグメント組立装置を提供
することにある。An object of the present invention is to pay attention to such a conventional problem, and when a segment is assembled to an existing segment, the segment is automatically adjusted in position according to the assembling position, and the tunnel is also adjusted. Since the built-in segment can be automatically positioned even at the bent part of the, reliable and quick assembly work can be performed without problems such as damage, and when there is a step on the inner diameter surface with the segment, It is an object of the present invention to provide a segment assembling apparatus capable of positioning the built-in segment at an optimum position where the connecting bolt can be inserted.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るセグメント組立装置は、第1に、セグ
メントを把持するエレクタ本体から既設セグメントの内
径面に押し付け可能に張り出された複数のガイドを有
し、これら複数のガイドの既設セグメントの内径面への
押し付け力に基いてセグメント把持姿勢を制御しながら
セグメントの組立を行うセグメント組立装置において、
前記複数のガイドは、既設セグメントの内径面への押し
付け力を検出する力センサをそれぞれを備えると共に、
各力センサが検出した値を受けて所定値とほぼ一致した
ときに複数のガイドで押し付けられた既設セグメントの
内径面と、エレクタ本体が把持するセグメントの内径面
とが同一面であると判定する判定手段を備え、前記複数
のガイドは、既設セグメントの内径面を押し付け可能な
第１ガイドと、第１ガイドとセグメントリングの周方向
（旋回方向）に離間すると共に既設セグメントの内径面
を押し付け可能な第２ガイドと、第２ガイドとトンネル
軸方向（摺動方向）に離間すると共に既設セグメントの
内径面を押し付け可能な第３ガイドとを含み、第１〜第
３ガイドの押し付け力の、検出値の和と各目標値の和と
を比較することによりエレクタ本体が把持するセグメン
トの昇降方向の位置を制御し、第１、第２ガイドの押し
付け力の、検出値の差と各目標値の差とを比較すること
によりエレクタ本体が把持するセグメントのローリング
方向の姿勢を制御し、第２、第３ガイドの押し付け力
の、検出値の差と各目標値の差とを比較することにより
エレクタ本体が把持するセグメントのピッチング方向の
姿勢を制御する制御手段を備えるたことを特徴としてい
る。 In order to achieve the above object, the segment assembling apparatus according to the present invention is firstly extended from the erector body that holds the segment so that it can be pressed against the inner diameter surface of the existing segment. In a segment assembly device that has a plurality of guides and that assembles the segments while controlling the segment gripping posture based on the pressing force of the plurality of guides on the inner diameter surface of the existing segment,
The plurality of guides each include a force sensor that detects a pressing force against the inner diameter surface of the existing segment,
It is determined that the inner diameter surface of the existing segment pressed by a plurality of guides and the inner diameter surface of the segment gripped by the erector body are the same surface when the value detected by each force sensor is received and the values almost match the predetermined value. A plurality of determining means,
Guide can press the inner diameter surface of the existing segment
Circumferential direction of 1st guide and 1st guide and segment ring
Spaced in the (turning direction) and the inner surface of the existing segment
Second guide that can be pressed against, second guide and tunnel
It is separated in the axial direction (sliding direction) and
Including a third guide capable of pressing the inner diameter surface,
3 Pressing force sum of detected values and sum of target values
The segment that the erector body holds by comparing
Control the vertical position of the gutter and push the first and second guides.
Comparing the difference between the detected values and the difference between the target values of the attachment force
Rolling of the segment gripped by the erector body
Direction posture is controlled, and pressing force of the 2nd and 3rd guides
, By comparing the difference between the detected value and the difference between each target value
In the pitching direction of the segment gripped by the erector body
It is characterized by having a control means for controlling the posture
It

【０００８】[0008]

【０００９】[0009]

【００１０】第２に、ヨーイングシリンダの伸縮に応じ
てヨーイング自在とされたエレクタ本体を備え、前記ヨ
ーイングシリンダは、ヨーイングシリンダの圧力をセグ
メントおよび機械側の自重分を保持できる設定値に保持
し、所定の伸縮力を超える大きさの外力を受けたとき、
その超えた外力の大きさに対して逆らうことなく伸縮す
るように制御されていることを特徴としている。 Second , the yawing cylinder is provided with an erector body which can be freely yawed according to expansion and contraction of the yawing cylinder.
The set value that can hold the self-weight of the
And, when subjected to an external force having a magnitude exceeding a predetermined stretching force,
It is characterized in that it is controlled so that it expands and contracts without countering the magnitude of the external force that exceeds it.

【００１１】第３に、セグメントを把持するエレクタ本
体から既設セグメントの内径面に押し付け可能に張り出
された複数のガイドを有し、これら複数のガイドの既設
セグメントの内径面への押し付け力に基いてセグメント
把持姿勢を制御しながらセグメントの組立を行うセグメ
ント組立装置において、前記複数のガイドは、それぞれ
所定の力を受けたときに接触するセグメント内径面に対
しほぼ垂直な方向へ所定量変位可能となるように、弾性
体を介して支持されていることを特徴としている。[0011] Thirdly, a plurality of guides from Elekta body for gripping the segment was flared to be pressed against the inner surface of the existing segments, based on the pressing force to the inner surface of the existing segments of the plurality of guides In the segment assembling apparatus for assembling segments while controlling the segment gripping posture, the plurality of guides can be displaced by a predetermined amount in a direction substantially perpendicular to the inner diameter surface of the segment that comes into contact when a predetermined force is applied. It is characterized by being supported via an elastic body.

【００１２】第４に、上記第３のセグメント組立装置に
おいて、前記エレクタ本体は、既設セグメントリングの
周方向の複数個所における既設セグメント内径面までの
距離を検出する距離検出部を有し、前記複数のガイドを
支持する弾性体に対する押し付け力と変位量との関係を
記憶するメモリを有すると共に、前記距離検出部の検出
信号と、前記メモリの情報とに基いて、各ガイドの押し
付け力の補正量を求める補正量演算手段を備え、前記補
正量に基づいてセグメント把持姿勢を制御しつつ組立を
行うのがよい。[0012] Fourth, in the third segment assembly apparatus, the Elekta body has a distance detector for detecting the distance to the existing segment inner surface in the circumferential direction of the plurality of locations of the existing segment ring, said plurality A memory for storing the relationship between the pressing force against the elastic body supporting the guide and the displacement amount, and the correction amount of the pressing force of each guide based on the detection signal of the distance detection unit and the information in the memory. It is preferable to provide a correction amount calculating means for obtaining the value and perform the assembly while controlling the segment gripping posture based on the correction amount.

【００１３】第５に、上記第３のセグメント組立装置に
おいて、前記複数のガイドを支持する弾性体に対する押
し付け力と変位量との関係を記憶するメモリと、既設セ
グメントの位置と、エレクタ本体が把持したセグメント
の組み立て予定位置と、前記メモリの情報とに基いて、
各ガイドの押し付け力の補正量を求める補正量演算手段
を備え、前記補正量に基づいてセグメント把持姿勢を制
御しつつ組立を行ってもよい。 Fifth , in the third segment assembling apparatus, the memory for storing the relationship between the pressing force and the displacement amount with respect to the elastic body that supports the plurality of guides, the position of the existing segment, and the erector body are grasped. Based on the planned assembly position of the segment and the information in the memory,
It is also possible to provide a correction amount calculation means for obtaining a correction amount of the pressing force of each guide, and perform the assembly while controlling the segment gripping posture based on the correction amount.

【００１４】[0014]

【作用効果】上記第１、第２構成は、その記載表現から
自ずとそれぞれの作用効果を理解できる。従って、ここ
で説明せず、後述する実施例で記載の通りである。勿
論、本願発明が目的とする、セグメントを既設セグメン
トに対して組付ける場合に、セグメントが組付け位置に
自動的に倣って位置調整されるとともに、トンネルの屈
曲部においても組込みセグメントの自動位置決めが可能
であり、破損等の問題もなく信頼性が高く迅速な組立作
業を行うことができ、またセグメントとの内径面に段差
があるような場合に、組込みセグメントを接続ボルトの
挿入ができるような最適位置に位置決めできるセグメン
ト組立装置となっている。[Effects] The first and second configurations can understand the respective effects from the described expressions. Therefore, it is as described in the examples described later, not described here. Of course, when the segment is assembled to the existing segment, which is the object of the present invention, the segment is automatically positioned according to the assembly position, and the built-in segment can be automatically positioned even at the bent portion of the tunnel. It is possible to perform reliable and quick assembly work without problems such as breakage, and when there is a step on the inner diameter surface of the segment, the built-in segment can be inserted with the connecting bolt. It is a segment assembly device that can be positioned at the optimum position.

【００１５】上記第３構成によれば、ガイドが弾性体を
介して支持されているから緩衝効果が得られ、ガイドを
既設セグメントに接触させる際の衝撃力を軽減し、既設
セグメントの破損等を防ぐことができる。しかも、ガイ
ドによる押し付け力を変化させたときに弾性材の変位量
が変化するから、エレクタ本体が把持しているセグメン
トの把持位置を調節することが可能となる。これを具現
化したのが上記第４、第５構成である。例えば既設セグ
メントのピース間の目開きなどのため、ガイドによる押
し付け力が設定された押し付け力であるのに、把持セグ
メントの内径面と既設セグメントの内径面とが同一円筒
面を形成しないような場合、既設セグメントの内径面ま
での距離を検出する。この距離検出は、上記第４構成で
は距離検出部がで行う。一方、上記第５構成では、補正
量演算手段が、演算で求められる既設セグメントの位置
と、同じく演算で求められるエレクタ本体とをさらに演
算して行う。そして、補正量演算手段は、検出距離と設
定距離との差を求める。ここに、上記第４、第５構成
は、ガイドを支持する弾性体に対する押し付け力と、こ
の押し付け力に対応する変位量との関係をメモリで記憶
している。つまり、前記設定距離は、メモリが記憶する
関係において、通常時の押し付け力として把握できたも
のであり、従って、前記「検出距離と設定距離との差」
は、弾性材の変位量の差として把握できる。換言すれ
ば、弾性材の変位量の差は、メモリが記憶する関係にお
いて、通常時の押し付け力に対する押し付け力の補正量
として把握できる。この補正量を単なる把握でなく、メ
モリが記憶する関係から演算しているのが上記第４、第
５構成での補正量演算手段である。そして、上記第４、
第５構成は、補正量演算手段が求めた補正量に基づいて
セグメント把持姿勢を制御しつつ組立を行う装置となっ
ている。即ち、ガイドの押し付け力が補正されて既設セ
グメントを押し付けるため、把持セグメント内径面と既
設セグメント内径面との距離差を小さくでき、ボルト穴
の不一致が避けられ、セグメントの接続ができないなど
の不都合をなくすことができる。また、ガイドが弾性体
を介して取り付けてあり、押し付け力に応じてエレクタ
本体の上下位置を変えることができるため、演算手段
が、トンネル屈曲部においてトンネル軸線方向の一対の
ガイドのトンネル後方側のガイドの押し付け力を、トン
ネルの屈曲の状態に応じて補正することにより、弾性体
の変形量を異ならせ、トンネル屈曲部に組み込むテーパ
セグメントを既設セグメントに対して傾斜させた最適な
組込み位置に自動的に位置決めできる。つまり、上記第
４、第５構成では、既設セグメントと組込みセグメント
とで段差がある場合、また、トンネル屈曲部における組
込みセグメントの位置を補正する場合の補正量を押し付
け力と弾性体の変位量との関係に基づいて求めていると
いうことである。According to the third structure, since the guide is supported through the elastic body, a cushioning effect is obtained, the impact force when the guide is brought into contact with the existing segment is reduced, and the existing segment is prevented from being damaged. Can be prevented. Moreover, since the displacement amount of the elastic material changes when the pressing force by the guide is changed, it becomes possible to adjust the grip position of the segment gripped by the erector body. This is embodied in the fourth and fifth configurations. For example, when the pressing force by the guide is the set pressing force due to the opening between the pieces of the existing segment, but the inner diameter surface of the gripping segment and the inner diameter surface of the existing segment do not form the same cylindrical surface. , Detects the distance to the inner diameter surface of the existing segment. This distance detection is performed by the distance detection unit in the fourth configuration. On the other hand, in the fifth configuration, the correction amount calculation means further calculates the position of the existing segment calculated by the calculation and the erector body similarly calculated by the calculation. Then, the correction amount calculation means obtains the difference between the detected distance and the set distance. In the fourth and fifth configurations, the relationship between the pressing force against the elastic body that supports the guide and the displacement amount corresponding to the pressing force is stored in the memory. In other words, the set distance can be grasped as the pressing force at the normal time in the relation stored in the memory, and therefore, the “difference between the detected distance and the set distance” is
Can be grasped as a difference in the displacement amount of the elastic material. In other words, the difference in the displacement amount of the elastic material can be grasped as a correction amount of the pressing force with respect to the pressing force in the normal state in the relationship stored in the memory. The correction amount not merely grasp the fourth that memory you are computed from the relationship stored, the
It is a correction amount calculation means in five configurations. And the fourth ,
The fifth configuration is an apparatus for assembling while controlling the segment gripping posture based on the correction amount calculated by the correction amount calculation means. That is, since the pressing force of the guide is corrected and the existing segment is pressed, the distance difference between the grip segment inner diameter surface and the existing segment inner diameter surface can be reduced, the mismatch of the bolt holes can be avoided, and the segments cannot be connected. It can be lost. Further, since the guide is attached via the elastic body and the vertical position of the erector main body can be changed according to the pressing force, the calculating means is provided at the tunnel bending portion on the rear side of the tunnel of the pair of guides in the tunnel axis direction. By correcting the pressing force of the guide according to the bending state of the tunnel, the amount of deformation of the elastic body is changed, and the taper segment incorporated in the tunnel bend is automatically set to the optimum installation position that is inclined with respect to the existing segment. Can be positioned manually. That is, the above
4. In the fifth configuration, when there is a step between the existing segment and the built-in segment, and when correcting the position of the built-in segment in the bent portion of the tunnel, the correction amount is based on the relationship between the pressing force and the displacement amount of the elastic body. It means that they are seeking.

【００１６】[0016]

【実施例】以下に本発明に係るセグメント組立装置の具
体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the segment assembling apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【００１７】まず、第１実施例に係るセグメント組立用
エレクタは、図２に示すようにシールド掘削機のテール
シール部分の内周部に取り付けられており、スキンプレ
ートの内周部にて回転可能に取り付けられた旋回リング
１０に装備されている。そして、図示しない駆動モータ
およびガイドローラにより旋回リング１０が旋回駆動さ
れるようになっている。旋回リング１０には、Ｕ字形の
支持フレーム１２が取り付けられ、その支持フレーム１
２は一対の昇降シリンダ１４によって旋回リング１０に
対して半径方向（図２の上下方向）に昇降駆動できるよ
うになっている。支持フレーム１２の中央部にはエレク
タ本体１６が取り付けられ、当該エレクタ本体１６の下
面に組込みセグメント１８を把持するものとしている。First, the segment assembling erector according to the first embodiment is attached to the inner peripheral portion of the tail seal portion of the shield excavator as shown in FIG. 2, and is rotatable at the inner peripheral portion of the skin plate. It is equipped with a swivel ring 10 attached to the. The turning ring 10 is driven to rotate by a drive motor and a guide roller (not shown). A U-shaped support frame 12 is attached to the swivel ring 10, and the support frame 1
2 can be vertically moved by a pair of lifting cylinders 14 in the radial direction (vertical direction in FIG. 2) with respect to the turning ring 10. The erector body 16 is attached to the center of the support frame 12, and the built-in segment 18 is held on the lower surface of the erector body 16.

【００１８】前記エレクタ本体１６の詳細図を図１に示
す。この実施例では、特に図示のように、エレクタ本体
１６の端部に、既に施工されている既設セグメントの内
径面と把持している組込みセグメント１８の内径面が同
一円筒面内となる位置に案内するガイド２０を設けたも
のである。ガイド２０は、この実施例ではローラガイド
として構成されており、先端に既設セグメントに対する
押圧部材としてのローラ２２を備えたもので、組込みセ
グメント１８を既設セグメントに取り付けるとき、既設
セグメントの内径面部分に当接されることにより、組込
みセグメント１８の内径面を既設セグメントのそれに合
わせるためのガイドとして用いる。ローラ２２は、現在
組立途中のリングにおける先行セグメントに当接可能と
され、シールド機側に位置する左右一対のローラ２２
Ａ、２２Ｂと先行しているセグメントリングに当接され
坑道側に位置する一対のローラ２２Ｃ、２２Ｄとから構
成されている。A detailed view of the erector body 16 is shown in FIG. In this embodiment, in particular, as shown in the drawing, at the end of the erector body 16 is guided to a position where the inner diameter surface of the already installed existing segment and the inner diameter surface of the built-in segment 18 being gripped are within the same cylindrical surface. The guide 20 is provided. The guide 20 is configured as a roller guide in this embodiment, and is provided with a roller 22 as a pressing member for the existing segment at the tip thereof. When the built-in segment 18 is attached to the existing segment, the guide 20 is provided on the inner surface of the existing segment. By being abutted, the inner diameter surface of the built-in segment 18 is used as a guide for matching it with that of the existing segment. The roller 22 is capable of abutting on the preceding segment of the ring currently being assembled, and the pair of left and right rollers 22 located on the shield machine side.
A and 22B and a pair of rollers 22C and 22D that are in contact with the preceding segment ring and are located on the gallery side.

【００１９】また、エレクタ本体１６は、把持している
組込みセグメント１８の位置を調整可能とされ、このた
めに微動調整機構を有している。これはまず、支持フレ
ーム１２に対してトンネル軸心方向に沿って移動可能と
された水平移動ボックス部２４と、この水平移動ボック
ス部２４の下面でセグメントリング方向に周回動作可能
な旋回ボックス部２６を備えている。そして、旋回ボッ
クス部２６の下面にはセグメントリングの半径方向に沿
う軸心周りに回転可能に取り付けられたヨーイングボッ
クス部２８が、更にその下面部にはセグメントリングの
軸心方向と平行な軸周りに回転可能に取り付けられたロ
ーリングボックス部３０が、また、最外縁部にはセグメ
ントリングの接線方向と平行な軸周りに回転可能に取り
付けられて組込みセグメント１８の把持主体となってい
るピッチングボックス部３２が取り付けられている。こ
れらの各ボックス部の操作により、把持された組込みセ
グメント１８を任意方向に移動回転させて組込み位置の
微調整移動が可能とされる。これらの駆動操作は図示し
ない油圧シリンダにより作動可能となっている。Further, the erector body 16 is capable of adjusting the position of the built-in segment 18 being gripped, and has a fine movement adjusting mechanism for this purpose. First, a horizontal moving box portion 24 that is movable with respect to the support frame 12 along the tunnel axis direction, and a swiveling box portion 26 that is capable of orbiting in the segment ring direction on the lower surface of the horizontal moving box portion 24. Is equipped with. Then, on the lower surface of the swivel box portion 26, there is provided a yawing box portion 28 rotatably mounted around the axis along the radial direction of the segment ring, and on the lower surface portion thereof, there is around an axis parallel to the axial direction of the segment ring. The rotatably mounted rolling box portion 30 is also rotatably attached to the outermost edge portion about an axis parallel to the tangential direction of the segment ring, and serves as a gripping main body of the built-in segment 18. 32 is attached. By operating each of these box parts, the grasped built-in segment 18 can be moved and rotated in an arbitrary direction to finely move the built-in position. These driving operations can be operated by a hydraulic cylinder (not shown).

【００２０】次に、上記ローラ２２を押し付けガイドと
して押し付け力を検知しつつ組込みセグメント１８を既
設セグメントに対して位置合わせをする例について説明
する。図３に第１実施例装置のシステム構成の概略ブロ
ック図を示す。スキンプレートの内周部には旋回リング
１０を回すための油圧式旋回モータａ、および旋回リン
グ１０の旋回角を検出するための回転角検出センサｂが
設けられている。また、旋回リング１０にはフレーム１
２を昇降させるための油圧シリンダ１４およびその昇降
量を検出するためのストロークセンサｄを有し、またフ
レーム１２には水平移動ボックス部２４をトンネル軸心
方向に摺動させるための油圧シリンダｅおよびその摺動
量を検出するためのストロークセンサｆおよびその摺動
力を検出するための油圧力センサｇを設ける。また水平
移動ボックス部２４には旋回ボックス部２６を旋回方向
に微修正するための油圧シリンダｈおよびその微旋回ス
トロークを検出するためのストロークセンサｉおよびそ
の微旋回力を検出するための油圧力センサｊを設けてい
る。また、旋回ボックス部２６にはその下面側のヨーイ
ングボックス部２８を昇降軸に平行な軸まわりに、すな
わちヨーイング方向に動かすための姿勢修正用油圧シリ
ンダｋを、そしてそのヨーイング量を検出するためのス
トロークセンサｌおよびその回転モーメント力を検出す
るための油圧力センサｍを設ける。またヨーイングボッ
クス部２８にはその下面側のローリングボックス部３０
を図１に示すように支点３０Ａのまわりに回転、すなわ
ちローリング方向に動かすための姿勢修正用油圧シリン
ダｎおよびそのローリング量を検出するためのストロー
クセンサｏを設ける。また、ローリングボックス部３０
にはその下面側のピッチングボックス部３２を支点３２
Ａの周りに回転、すなわちピッチング方向に動かすため
の姿勢修正用シリンダｐおよびそのピッチング量を検出
するためのストロークセンサｑおよびその回転モーメン
ト力を検出するための油圧センサｒを設ける。最外面側
のピッチングボックス部３２には、これから組み込もう
とするセグメント１８を把持するための把持装置、およ
び既設セグメントの内径面と組込みセグメントの内径面
を合わせるためのガイドとして既設セグメントに押し当
てるローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが設けられ
ているが、これらには既設セグメントに押し付けた際の
押し付け力を検知するための力センサｗ、ｘ、ｙ、ｚが
設けられている。それぞれローラ２２Ａに対してｗ、ロ
ーラ２２Ｂに対してｘ、ローラ２２Ｃに対してｙ、ロー
ラ２２Ｄに対してｚとなるように設ける。また、ローラ
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄの高さ方向の位置は、
ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄがある設定され
た力で既設セグメントに押し付けられた時、組込みセグ
メント１８の内径面と既設のセグメントの内径面が同一
な中心軸をもつ円筒状の面となるように調節しておく。Next, an example of aligning the built-in segment 18 with the existing segment while detecting the pressing force by using the roller 22 as a pressing guide will be described. FIG. 3 shows a schematic block diagram of the system configuration of the first embodiment device. A hydraulic swing motor a for rotating the swivel ring 10 and a rotation angle detection sensor b for detecting the swivel angle of the swivel ring 10 are provided on the inner peripheral portion of the skin plate . In addition, the swivel ring 10 has a frame 1
2 has a hydraulic cylinder 14 for moving up and down, a stroke sensor d for detecting the amount of vertical movement, and a hydraulic cylinder e for sliding the horizontal moving box portion 24 on the frame 12 in the axial direction of the tunnel. A stroke sensor f for detecting the sliding amount and an oil pressure sensor g for detecting the sliding force are provided. Further, in the horizontal movement box part 24, a hydraulic cylinder h for finely correcting the swivel box part 26 in the swivel direction, a stroke sensor i for detecting the fine swivel stroke, and an oil pressure sensor for detecting the fine swivel force thereof. j is provided. In addition, the revolving box portion 26 is provided with a posture correcting hydraulic cylinder k for moving the yawing box portion 28 on the lower surface side thereof about an axis parallel to the lifting axis, that is, in the yawing direction, and for detecting the yawing amount thereof. A stroke sensor 1 and an oil pressure sensor m for detecting its rotational moment force are provided. Further, the yawing box portion 28 has a rolling box portion 30 on the lower surface side.
As shown in FIG. 1, a posture correcting hydraulic cylinder n for rotating around the fulcrum 30A, that is, moving in the rolling direction, and a stroke sensor o for detecting the rolling amount thereof are provided. Also, the rolling box unit 30
The pitching box portion 32 on the lower surface side of the fulcrum 32
A posture correcting cylinder p for rotating around A, that is, moving in the pitching direction, a stroke sensor q for detecting the pitching amount thereof, and a hydraulic pressure sensor r for detecting the rotational moment force thereof are provided. The pitching box portion 32 on the outermost surface side is pressed against the existing segment as a gripping device for gripping the segment 18 to be assembled and a guide for aligning the inner diameter surface of the existing segment with the inner diameter surface of the incorporated segment. The rollers 22A, 22B, 22C, and 22D are provided, but these are provided with force sensors w, x, y, and z for detecting the pressing force when the rollers are pressed against the existing segment. The roller 22A is provided with w, the roller 22B is provided with x, the roller 22C is provided with y, and the roller 22D is provided with z. The positions of the rollers 22A, 22B, 22C, 22D in the height direction are
When the rollers 22A, 22B, 22C, 22D are pressed against the existing segment with a certain set force, the inner diameter surface of the built-in segment 18 and the inner diameter surface of the existing segment become cylindrical surfaces having the same central axis. Adjust to.

【００２１】上述のようなシステム構成によって組込み
セグメント１８を既設セグメントに対して位置決めしつ
つ制御する操作を図４を参照して説明する。本実施例で
は、１リングの最初に取り付けるセグメント（一般にＡ
１セグメントと呼ばれる）と最後に取り付けるセグメン
ト（一般にＫセグメントと呼ばれる）以外のセグメント
（一般にＡ２〜Ｂ２セグメントと呼ばれる）について説
明する。The operation of positioning and controlling the built-in segment 18 with respect to the existing segment by the system configuration as described above will be described with reference to FIG. In this embodiment, the first attached segment of one ring (typically A
Segments (generally referred to as A2-B2 segments) other than the segment (generally referred to as 1 segment) and the segment to be finally attached (generally referred to as K segment) will be described.

【００２２】まず、図４（１）は組込みセグメント１８
の粗位置決めの操作であり、旋回リング１０の旋回角を
検出する回転角検出センサｂ、昇降シリンダ１４のスト
ロークセンサｄ、エレクタ本体１６における摺動ストロ
ーク検出用センサｆ、微旋回ストローク検出用センサ
ｉ、ヨーイング検出用センサｌ、ローリング検出用セン
サｏ、並びにピッチング検出用センサｑと、図３に示す
演算装置３４、および図３に示す旋回モータ操作弁３
６、昇降シリンダ操作弁３８、摺動シリンダ操作弁４
０、微旋回シリンダ操作弁４２、ヨーイングシリンダ操
作弁４４、ローリングシリンダ操作弁４６、ピッチング
シリンダ操作弁４８、および前記旋回モータａ、および
各昇降シリンダ１４、摺動シリンダｅ、旋回シリンダ
ｈ、ヨーイングシリンダｋ、ローリングシリンダｎ、ピ
ッチングシリンダｐにより組まれた「位置サーボシステ
ム（旋回角・ストロークサーボシステム）」により行
う。図４（１）の位置、すなわち粗位置決めの各軸の目
標値は、セグメント組立て設計値またはＡ１セグメント
が既設のセグメント５０と干渉せず、かつ図４の状態
（組込みセグメント１８が既設セグメントピースに対し
て切り羽側からみて左側に取り付ける場合）このときロ
ーラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄが既設セグメント５０の上
に位置するように組込みセグメント１８を持っていく。First, FIG. 4A shows the built-in segment 18
Is a rough positioning operation of the rotating angle detection sensor b for detecting the turning angle of the turning ring 10, the stroke sensor d of the lifting cylinder 14, and the sliding stroke of the erector body 16.
Sensor f 3 , fine turning stroke detection sensor i, yawing detection sensor 1, rolling detection sensor o, pitching detection sensor q, arithmetic unit 34 shown in FIG. 3, and turning motor shown in FIG. Control valve 3
6, lift cylinder operation valve 38, sliding cylinder operation valve 4
0, a fine swing cylinder operation valve 42, a yawing cylinder operation valve 44, a rolling cylinder operation valve 46, a pitching cylinder operation valve 48, the swing motor a, each lifting cylinder 14, a sliding cylinder e, a swing cylinder h, a yawing cylinder. It is performed by a "position servo system ( turning angle / stroke servo system )" constructed by k, rolling cylinder n, and pitching cylinder p. The position of FIG. 4 (1), that is, the target value of each axis of the rough positioning is the segment assembly design value or the A1 segment does not interfere with the existing segment 50, and the state of FIG. 4 (the built-in segment 18 corresponds to the existing segment piece). On the other hand, in the case where the roller 22B, 22C, 22D is mounted on the left side as viewed from the cutting face side, the built-in segment 18 is brought so that the rollers 22B, 22C, 22D are located above the existing segment 50.

【００２３】次に、図４（２）に示す昇降微位置決めを
行う。昇降微位置決めと同時にローリング微位置決め、
ピッチング微位置決めを前記各ガイドローラ２２Ｂ、２
２Ｃ、２２Ｄに付帯した力センサｘ、ｙ、ｚと演算装置
３４、および昇降シリンダ操作弁３８、ローリングシリ
ンダ操作弁４６、ピッチングシリンダ操作弁４８および
前記昇降油圧シリンダ１４、ローリングシリンダｎ、ピ
ッチングシリンダｐにより「力サーボシステム」を組ん
で行う。すなわち、既設セグメントの内径面と組込みセ
グメントの内径面が合った状態でのローラ２２Ｂ、２２
Ｃ、２２Ｄでの押し付け力がそれぞれＦobj-t 、Ｆobj-
u 、Ｆobj-v のとき、前記力センサｘ、ｙ、ｚで検出し
た力Ｆx 、Ｆy 、Ｆz が上記押し付け力Ｆobj-t 、Ｆob
j-u 、Ｆobj-v となるように昇降シリンダ１４、ローリ
ングシリンダｎ、ピッチングシリンダｐをコントロール
するのである。Next, fine elevation positioning is performed as shown in FIG. 4 (2). Lifting fine positioning and rolling fine positioning at the same time,
Pitching fine positioning is performed by each of the guide rollers 22B, 2
2C and 22D, the force sensors x, y, z, the arithmetic unit 34, the lifting cylinder operating valve 38, the rolling cylinder operating valve 46, the pitching cylinder operating valve 48, the lifting hydraulic cylinder 14, the rolling cylinder n, the pitching cylinder p. The " force servo system " is assembled by. That is, the rollers 22B, 22 with the inner diameter surface of the existing segment and the inner diameter surface of the built-in segment aligned with each other.
The pressing force at C and 22D is Fobj-t and Fobj-, respectively.
When u and Fobj-v, the forces Fx, Fy and Fz detected by the force sensors x, y and z are the pressing forces Fobj-t and Fob.
The lifting cylinder 14, the rolling cylinder n, and the pitching cylinder p are controlled so that ju and Fobj-v are obtained.

【００２４】昇降シリンダ１４のコントロールは、検出
押圧力の合計値Ｆx ＋Ｆy ＋Ｆz が、Ｆobj-t ＋Ｆobj-
u ＋Ｆobj-v よりも大きいときに昇降シリンダ１４を上
げ、小さいとき降ろすように制御すればよい。ローリン
グシリンダｎは、左右のローラ２２Ｄ、２２Ｃにより検
出された押し付け力の差（Ｆz −Ｆy ）が、目標値の差
（Ｆobj-v −Ｆobj-u ）より大きいときは、図４（２）
の矢印Ａの方向に、小さいときはその逆方向にボックス
３０が動くようにコントロールする。同様に、ピッチン
グシリンダｐは、前後のローラ２２Ｂ、２２Ｄにより検
出された押し付け力の差（Ｆz −Ｆx ）が目標値の差
（Ｆobj-v −Ｆobj-t ）よりも大きいときは図４（２）
の矢印Ｂの方向に、小さいときはその逆方向にボックス
３２が動くようにコントロールする。また、昇降、ロー
リング、ピッチングの微調整の間、摺動、微旋回、ヨー
イングの各軸は、図４（１）の所で決めたシリンダスト
ロークを保持するようにコントロールしておく。The control of the lifting cylinder 14 is such that the total value of detected pressing force Fx + Fy + Fz is Fobj-t + Fobj-
The lifting cylinder 14 may be raised when it is larger than u + Fobj-v and lowered when it is smaller than u + Fobj-v. In the rolling cylinder n, when the difference (Fz-Fy) in pressing force detected by the right and left rollers 22D and 22C is larger than the difference (Fobj-v-Fobj-u) in target value, FIG.
The box 30 is controlled so as to move in the direction of the arrow A in the direction of arrow A when it is small. Similarly, in the pitching cylinder p, when the difference in pressing force (Fz-Fx) detected by the front and rear rollers 22B and 22D is larger than the difference in target value (Fobj-v-Fobj-t), the pitching cylinder p shown in FIG. )
The box 32 is controlled to move in the direction of arrow B in the direction of arrow B when it is small. Further, during fine adjustments of elevation, rolling, and pitching, the axes of sliding, fine turning, and yawing are controlled so as to hold the cylinder strokes determined in FIG. 4 (1).

【００２５】次に図４（３）に示す微旋回位置決めおよ
びヨーイング位置決めを前記油圧センサｊ、ｍおよび演
算装置３４および微旋回シリンダ操作弁４２、ヨーイン
グシリンダ操作弁４４および微旋回シリンダｈ、ヨーイ
ングシリンダｋを用いて油圧力による「油圧サーボシス
テム」を構成することにより行う。すなわちヨーイング
シリンダｋは、セグメントおよび機械側の自重分を保持
できる圧力Ｐy-mok となる圧力になるようにコントロー
ルしておき、それ以外の外力がかかったとき自由に動け
る状態にしておく。微旋回シリンダｈはセグメントおよ
び機械側の自重分を保持できる圧力と図４（３）に示す
新規に組み込むセグメント１８の右側の既設セグメント
ピース５０を軽く押し付ける圧力を足した値を、目標値
ＰR-mokとなる圧力となるようにコントロールする。本
制御により前記既設セグメントの端面と組み込むセグメ
ントの端面が合わさることになる。尚、図４（３）の
間、昇降シリンダ１４、ピッチングシリンダｐ、ローリ
ングシリンダｎは前記図４（２）の状態の力制御を行う
ことによって既設セグメントの内径面と組込みセグメン
トの内径面があった状態にしておく、但し摺動シリンダ
ｅは前記保持の状態にしておく。[0025] Next 4 the fine turning positioning and yaw position shown in (3) oil pressure sensor j, m and computing device 34 and the fine turning cylinder operation valve 4 2, yawing cylinder operation valve 44 and the fine swivel h, yawing This is performed by configuring a "hydraulic servo system " based on hydraulic pressure using the cylinder k. That is, the yawing cylinder k is controlled so as to have a pressure Py-mok that can hold the weight of the segment and the machine side, and is allowed to move freely when an external force other than that is applied. The fine rotation cylinder h adds a pressure that can hold the weight of the segment and the machine side and a pressure that lightly presses the existing segment piece 50 on the right side of the newly incorporated segment 18 shown in FIG. 4 (3) to a target value PR- Control so that the pressure becomes mok. By this control, the end surface of the existing segment and the end surface of the segment to be incorporated are brought together. 4 (3), the lifting cylinder 14, the pitching cylinder p, and the rolling cylinder n have the inner diameter surface of the existing segment and the inner diameter surface of the built-in segment by performing the force control in the state of FIG. 4 (2). However, the sliding cylinder e is kept in the holding state.

【００２６】最後に図４（４）に示す摺動位置決めを行
う。前記微旋回位置決めと同様に、油圧力センサｇと演
算装置３４、摺動シリンダ操作弁４０、および摺動シリ
ンダｅにより「油圧サーボシステム」を組み、前記微旋
回と同様、既設セグメントに組込みセグメント１８の端
面を押し付けるように制御を行う。尚、図４（４）の間
も同様に昇降シリンダ１４、ローリングシリンダｎ、ピ
ッチングシリンダｐも前記力制御を行い、微旋回シリン
ダｈ、ヨーイングシリンダｋは図４（３）の状態のスト
ロークを位置制御により保持した状態にしておく。図４
（４）の状態により組込みセグメントの位置決めを終了
し、これにより締結を行ってセグメントを組み立ててい
く。Finally, the sliding positioning shown in FIG. 4 (4) is performed. Wherein similarly to the fine turning positioning, oil pressure sensor g and the arithmetic unit 34, the sliding cylinder operation valve 40, and the slide cylinder e set to "hydraulic servo system", as in the fine turning, embedded segment to the existing segment Control is performed so that the end faces of 18 are pressed. 4 (4), the lifting cylinder 14, the rolling cylinder n, and the pitching cylinder p also perform the above-mentioned force control, and the fine swing cylinder h and the yawing cylinder k position the stroke in the state of FIG. 4 (3). It is maintained by control. Figure 4
Positioning of the built-in segment is completed according to the state of (4), and fastening is performed thereby to assemble the segment.

【００２７】上記の制御動作を図５のフローチャートに
よって示す。制御の基本動作は組込みセグメント１８の
粗位置決め、昇降位置の微調整、ローリングおよびピッ
チングの調整を行う内径面合わせ、ヨーイングおよび旋
回位置調整を行うトンネル円周方向位置合わせ、摺動調
整を行うトンネル軸方向位置合わせの作業手順となる。
セグメントの設計情報等から粗位置決め目標値を設定し
（ステップ１００）、旋回リング１０の旋回動作や昇降
シリンダ１４による支持フレーム１２の下降動作を行わ
せる（ステップ１０２）。これは各軸のストロークが目
標値に達したか否かの判定処理を行いながら実施する
（ステップ１０４）。この粗位置決めの終了後、微調整
動作に入り、最初に昇降シリンダ１４、ローリングシリ
ンダｎ、ピッチングシリンダｐを微動操作してセグメン
ト１８を組込み深さに設定する（ステップ１０６）。こ
れは既設セグメントに当接されるローラ２２の接触力を
検知し、接触ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄの総押し付
け力Ｆ（＝Ｆx ＋Ｆy ＋Ｆz）と予め設定されている目
標値Ｆobj （＝Ｆobj-t ＋Ｆobj-u ＋Ｆobj-v ）との比
較判定により行い、ローリング調整は、左右のローラ２
２Ｃ、２２Ｄの押し付け力の差の比較判定をなして設定
値との差がなくなるまでローリング位置の調整をなす。
また同様にピッチング調整は前後に位置するローラ２２
Ｂ、２２Ｄによる押し付け力の差が設定値と一致するま
で行って制御することにより組込みセグメントと既設セ
グメントの内径面を合わせる（ステップ１０６、１０
８）。次いで、ヨーイング調整および旋回調整をシリン
ダ圧力の判定処理により行いトンネル円周方向の位置合
わせを行う。また、この際、上記内径面位置合わせを行
いながらこの作業を行う（ステップ１１０、１１２）。
最後は、摺動位置を摺動シリンダの圧力判定により行い
（ステップ１１４、１１６）、セグメント１８を適性位
置に自動配置することができるのである。また、この際
にも、上記内径面位置合わせを行いながらこの作業を行
う。The above control operation is shown by the flowchart of FIG. The basic operations of the control are rough positioning of the built-in segment 18, fine adjustment of the ascending / descending position, inner diameter surface alignment for adjusting rolling and pitching, tunnel circumferential position adjustment for yawing and turning position adjustment, and tunnel shaft for sliding adjustment. This is the work procedure for directional alignment.
The rough positioning target value is set from the segment design information and the like (step 100), and the turning operation of the turning ring 10 and the lowering operation of the support frame 12 by the elevating cylinder 14 are performed (step 102). This is performed while performing a process of determining whether or not the stroke of each axis has reached the target value (step 104). After this rough positioning is completed, a fine adjustment operation is started, and first, the lift cylinder 14, the rolling cylinder n, and the pitching cylinder p are finely operated to set the segment 18 to the built-in depth (step 106). This detects the contact force of the roller 22 contacting the existing segment, and the total pressing force F (= Fx + Fy + Fz) of the contact rollers 22B, 22C, 22D and the preset target value Fobj (= Fobj-t + Fobj-u + Fobj-v) is used for comparison and the rolling adjustment is performed on the left and right rollers 2
The rolling position is adjusted until the difference between the pressing force of 2C and the pressing force of 22D is compared and determined, and there is no difference from the set value.
Similarly, the pitching adjustment is performed by the rollers 22 located at the front and rear.
The inner diameter surfaces of the built-in segment and the existing segment are matched by controlling by performing the control until the difference between the pressing forces by B and 22D matches the set value (steps 106, 10).
8). Next, the yawing adjustment and the turning adjustment are performed by the cylinder pressure determination process, and the alignment in the tunnel circumferential direction is performed. In addition, at this time, this work is performed while the inner diameter surface is aligned (steps 110 and 112).
Finally, the sliding position is determined by the pressure of the sliding cylinder (steps 114 and 116), and the segment 18 can be automatically arranged at the proper position. Also at this time, this work is performed while the inner diameter surface is aligned.

【００２８】尚、本実施例では、Ａ２〜Ｂ２セグメント
の組立てに関して説明したが、Ａ１セグメントおよびＫ
セグメントに関しても本方法の応用により組立て可能で
ある。また、ピッチングの修正には、図１の前後に配置
されたローラ２２Ｃ、２２Ｄの押し付け力を用いたが、
リング端面に組込みセグメントを押し付け、その押し付
け力の判定によって制御することも可能である。In this embodiment, the assembly of the A2 to B2 segments has been described, but the A1 segment and K
The segments can also be assembled by applying this method. Further, the pressing force of the rollers 22C and 22D arranged before and after in FIG. 1 was used to correct the pitching.
It is also possible to press the built-in segment against the end surface of the ring and control it by determining the pressing force.

【００２９】また、本実施例では、内径面を合わせるた
めのガイド２０としてローラ２２を用い、その押し付け
力を力センサにより検出する方法を示したが、他にロー
ラを用いて押し付けを油圧センサにより検出して位置合
わせをしてもよいし、ローラではなく、図６（１）、
（２）に示すようなガイド２０Ａ、２０Ｂを用いて本実
施例と同様に力センサを用いる方法、もしくは油圧力セ
ンサにより押し付け力を検出する方法を実施するように
してもよい。また、例えば、ピッチング修正用シリンダ
の油圧力を油圧力センサにより検出して上記ヨーイング
と同様の方法により自重分保持の圧力となるようにコン
トロールしておき端面に押し当ててピッチングを合わせ
ても良い。In the present embodiment, the roller 22 is used as the guide 20 for matching the inner diameter surfaces, and the pressing force is detected by the force sensor. The position may be detected and aligned, or instead of the roller, as shown in FIG.
A method of using a force sensor as in the present embodiment using the guides 20A and 20B as shown in (2) or a method of detecting a pressing force with an oil pressure sensor may be implemented. Further, for example, the oil pressure of the pitching correction cylinder may be detected by an oil pressure sensor and controlled to be a pressure for holding the weight of the cylinder by a method similar to the yawing, and may be pressed against the end face to adjust the pitching. .

【００３０】また、上記実施例では、押し付け力を検出
して位置合わせを行った例を示したが、図１、図６
（１）、（２）に示すガイド２０、２０Ａ、２０Ｂに充
分な剛性があり、また、押し付け力がかなり大きくても
（組込みセグメントと機械側の自重分が影響しないよう
に本実施例の制御を行ったが）、その影響による既設セ
グメントの破損や位置ズレがおきない状態でかつ既設セ
グメントが真円の場合であれば姿勢修正用の油圧シリン
ダを設けなくても本発明は適用できる。Further, in the above-mentioned embodiment, an example in which the pressing force is detected and the position is aligned is shown.
The guides 20, 20A, and 20B shown in (1) and (2) have sufficient rigidity, and even if the pressing force is considerably large (the control of the present embodiment so that the built-in segment and the machine side's own weight do not affect). However, if the existing segment is not damaged or misaligned due to the influence and the existing segment is a perfect circle, the present invention can be applied without providing a hydraulic cylinder for posture correction.

【００３１】図７は、第２実施例を示すもので、エレク
タ本体をリンク機構を介して旋回リングに支持させた、
いわゆるリンク式エレクタの斜視図である。図７におい
て、旋回リング１０の取り付け部１２０には、ブラケッ
ト１２２がトンネル側に向けて突設してあり、このブラ
ケット１２２にリンク機構１２４を介して詳細を後述す
るエレクタ本体１２６が取り付けてある。リンク機構１
２４は、ブラケット１２２に回転可能に設けたブーム１
２８とこのブーム１２８に枢着したアーム１３０とから
構成してある。ブーム１２８は、本図に図示しないブー
ムシリンダによって矢印１３２のように駆動され、エレ
クタ本体１２６を旋回リング１０の略周方向、すなわち
旋回方向に移動させる。また、アーム１３０は、アーム
シリンダ１３４によって矢印１３６のように駆動され、
ブーム１２８と協働してエレクタ本体１２６を昇降させ
る。FIG. 7 shows a second embodiment, in which the erector body is supported on the turning ring through a link mechanism,
It is a perspective view of what is called a link-type erector. In FIG. 7, a bracket 122 is provided on a mounting portion 120 of the swivel ring 10 so as to project toward the tunnel side, and an erector body 126, which will be described in detail later, is mounted on the bracket 122 via a link mechanism 124. Link mechanism 1
24 is a boom 1 rotatably provided on the bracket 122.
28 and an arm 130 pivotally attached to the boom 128. The boom 128 is driven by a boom cylinder not shown in the figure as indicated by an arrow 132, and moves the erector body 126 in a substantially circumferential direction of the turning ring 10, that is, in a turning direction. Further, the arm 130 is driven by the arm cylinder 134 as indicated by an arrow 136,
The erector body 126 is moved up and down in cooperation with the boom 128.

【００３２】エレクタ本体１２６は、アーム１３０の先
端部に設けたロール軸１３８に枢着したローリング調整
部材１４０を有している。このローリング調整部材１４
０は、アーム１３０との間に設けたローリングシリンダ
ｎによって矢印１４２のように、すなわちトンネルの軸
心と平行な軸心の周りに揺動させられる。そして、ロー
リング調整部材１４０の下部には、セグメントリングの
半径方向に沿う軸心の周りに矢印１４６のように回転可
能なヨーイング調整部材１４４が設けてある。このヨー
イング調整部材１４４には、摺動ブロック１５０を貫通
している摺動軸１５２がトンネルの軸心方向と平行に配
設してあり、摺動ブロック１５０が矢印１５４のよう
に、トンネルの軸心方向に沿って移動できるようにして
ある。また、摺動ブロック１５０の下部には、ピッチン
グ調整部材１５８が取り付けてある。このピッチング調
整部材１５８は、摺動ブロック１５０にブラケットを介
してセグメントリングの接線方向に取り付けたピッチン
グ軸１５６に枢着してあり、ピッチングシリンダｐを作
動することにより、矢印１６０の如くピッチング軸１５
６を中心に揺動するようになっている。そして、ピッチ
ング調整部材１５８の端部に前記第１実施例と同様のガ
イド２０が設けてある。なお、図７の符号１６２は、組
込みセグメント１８と既設セグメント５０とを締結する
ボルト締結装置である。なお、このボルト締結装置１６
２は、図示しないコントローラによって締結操作を自動
制御されており、既述する組込みセグメント１８の所定
位置の位置決め後、組込みセグメント１８と既設セグメ
ント５０とを自動締結する。The erector body 126 has a rolling adjustment member 140 pivotally mounted on a roll shaft 138 provided at the tip of the arm 130. This rolling adjustment member 14
0 is swung by a rolling cylinder n provided between the arm 130 and the arm 130 as shown by an arrow 142, that is, about an axis parallel to the axis of the tunnel. A yawing adjustment member 144 is provided below the rolling adjustment member 140 so as to be rotatable about an axis along the radial direction of the segment ring as indicated by an arrow 146. On the yawing adjustment member 144, a sliding shaft 152 penetrating the sliding block 150 is arranged in parallel with the axial direction of the tunnel, and the sliding block 150, as shown by an arrow 154, has a shaft of the tunnel. It is designed so that it can be moved along the direction of the heart. A pitching adjusting member 158 is attached to the lower part of the sliding block 150. The pitching adjusting member 158 is pivotally attached to the pitching shaft 156 which is attached to the sliding block 150 via the bracket in the tangential direction of the segment ring, and by operating the pitching cylinder p, the pitching shaft 15 is indicated by an arrow 160.
It swings about 6. The same guide 20 as that of the first embodiment is provided at the end of the pitching adjusting member 158. Reference numeral 162 in FIG. 7 is a bolt fastening device that fastens the built-in segment 18 and the existing segment 50. In addition, this bolt fastening device 16
2, the fastening operation is automatically controlled by a controller (not shown), and the built-in segment 18 and the existing segment 50 are automatically fastened after the built-in segment 18 is positioned at a predetermined position as described above.

【００３３】図８は、第１実施例の図３に対応した第２
実施例のシステム構成図である。第１実施例と異なると
ころは、昇降シリンダと微旋回シリンダ、およびこれら
に対応した昇降シリンダ操作弁、微旋回シリンダ操作
弁、昇降ストロークセンサ、微旋回ストロークセンサ、
微旋回シリンダ油圧力センサがない代わりに、ブームシ
リンダ１６６とアームシリンダ１３４、およびこれらの
シリンダに対応したブームシリンダ操作弁１６８、アー
ムシリンダ操作弁１７０、ブームストロークセンサｓ、
アームストロークセンサｔ、ブームシリンダ油圧力セン
サ１７２、アームシリンダ油圧力センサ１７４が設けて
ある。FIG. 8 shows a second embodiment corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.
It is a system block diagram of an Example. The difference from the first embodiment is that the lift cylinder and the fine swing cylinder, and the lift cylinder operation valve, the fine swing cylinder operation valve, the lift stroke sensor, and the fine swing stroke sensor corresponding to these cylinders,
Instead of using the fine swing cylinder hydraulic pressure sensor, the boom cylinder 166 and the arm cylinder 134, and the boom cylinder operating valve 168, the arm cylinder operating valve 170, the boom stroke sensor s corresponding to these cylinders,
An arm stroke sensor t, a boom cylinder oil pressure sensor 172, and an arm cylinder oil pressure sensor 174 are provided.

【００３４】この第２実施例によるセグメントの組立て
の制御動作は、図９のフローチャートに示したように、
前記第１実施例とほぼ同様の手順で行われる。すなわ
ち、図９のステップ２００のように粗位置合わせのため
の粗位置決めの目標値が設定されると、演算装置３４
は、旋回リング１０を旋回操作するとともに、ブームシ
リンダ１６６、アームシリンダ１３４を作動してエレク
タ本体１２６を下降させる（ステップ２０１）。この下
降操作は、必要に応じてローリングシリンダｎも作動
し、各シリンダのストローク量が目標値に達したか否か
の判定処理を行いながら実施する（ステップ２０２）。The control operation for assembling the segments according to the second embodiment is as shown in the flow chart of FIG.
The procedure is similar to that of the first embodiment. That is, when the target value of the rough positioning for rough positioning is set as in step 200 of FIG. 9, the arithmetic unit 34
Rotates the swing ring 10 and operates the boom cylinder 166 and the arm cylinder 134 to lower the erector body 126 (step 201). This lowering operation is performed while the rolling cylinder n is also activated as necessary, and the determination processing as to whether or not the stroke amount of each cylinder has reached the target value is performed (step 202).

【００３５】粗位置決めの操作が終了すると、前記と同
様に微調整動作に入り、内径面合わせが行われる。第２
実施例における内径面合わせは、ブームシリンダ１６
６、アームシリンダ１３４、ローリングシリンダｎ、ピ
ッチングシリンダｐを微動操作して行い（ステップ２０
３）、前記と同様に接触ローラ２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ
の総押し付け力Ｆ（＝Ｆx ＋Ｆy ＋Ｆz ）と予め設定さ
れている目標値Ｆobj （＝Ｆobj-t ＋Ｆobj-u ＋Ｆobj-
v ）とを比較判定するとともに、ローリング調整とピッ
チング調整とを行い（ステップ２０４）、組み込みセグ
メント１８を組込み深さに設定し、組込みセグメント１
８の内径面と既設セグメント５０の内径面とを合わせ
る。When the rough positioning operation is completed, the fine adjustment operation is started in the same manner as described above, and the inner diameter surface alignment is performed. Second
The inner diameter surface alignment in the embodiment is performed by the boom cylinder 16
6, the arm cylinder 134, the rolling cylinder n, and the pitching cylinder p are finely operated (step 20).
3), contact rollers 22B, 22C, 22D as described above
Total pressing force F (= Fx + Fy + Fz) of F and preset target value Fobj (= Fobj-t + Fobj-u + Fobj-
v) and the rolling adjustment and pitching adjustment are performed (step 204), and the built-in segment 18 is set to the built-in depth.
The inner diameter surface of 8 and the inner diameter surface of the existing segment 50 are aligned.

【００３６】次に、ブームシリンダ１６６、ローリング
シリンダｎ、ピッチングシリンダｐ、アームシリンダ１
３４、ヨーイングシリンダｋを微動操作し（ステップ２
０５）、ヨーイング調整と旋回調整とを行ってトンネル
円周方向の端面合わせをする。このトンネル円周方向端
面合わせは、内径面のずれが生じないように、前記の内
径面合わせの制御を行いながら、ヨーイングシリンダｋ
の圧力Ｐy をセグメントおよび機械側の自重分を保持で
きる設定値に保持し、セグメントリングの周方向の端面
の接触圧力ＦR （図４（３）参照）が目標のＦR-obj と
なるように、各シリンダの圧力を制御する（ステップ２
０６）。トンネル円周方向の端面合わせが終了したなら
ば、ブームシリンダ１６６、アームシリンダ１３４、ロ
ーリングシリンダｎ、ピッチングシリンダｐ、摺動シリ
ンダｅの微動操作により、最後のトンネル軸方向端面合
わせを行う（ステップ２０７、２０８）。この操作も、
前記と同様に内径面位置合わせをしながら行われる。Next, boom cylinder 166, rolling cylinder n, pitching cylinder p, arm cylinder 1
34, finely operate the yawing cylinder k (step 2
05), perform yawing adjustment and turning adjustment to align the end faces in the circumferential direction of the tunnel. In this tunnel circumferential end face alignment, the yawing cylinder k is controlled while controlling the inner diameter face alignment so that the inner diameter face is not displaced.
Is maintained at a set value that can hold the weight of the segment and the machine side, and the contact pressure FR (see Fig. 4 (3)) on the end face in the circumferential direction of the segment ring becomes the target FR-obj. Control the pressure of each cylinder (step 2)
06) . When the end face alignment in the tunnel circumferential direction is completed, the final end face face alignment in the tunnel axial direction is performed by finely operating the boom cylinder 166, the arm cylinder 134, the rolling cylinder n, the pitching cylinder p, and the sliding cylinder e (step 207). , 208). This operation also
Similar to the above, it is performed while aligning the inner diameter surface.

【００３７】図１０、図１１は、第３実施例を示したも
のである。これらの図において、エレクタ本体１６、１
２６のトンネル側の側部には、距離検出部を構成してい
る複数（実施例の場合３つ）の距離センサ２１０ａ、２
１０ｂ、２１０ｃが設けてある。これらの距離検出器２
１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃは、超音波センサや光セン
サ、差動トランスなどから構成してあり、セグメントリ
ングの円周方向に沿って配置してあるとともに、取り付
けアーム２１２の先端に取り付けられ、既設セグメント
５０の内径面までの距離が検出できるようになってい
る。また、ガイド２０は、図１１に示したように、ロー
ラ２２がガイド本体２１４に対して回動可能なブラケッ
ト２１６の先端部に、弾性体であるばね２１８を介して
取り付けてある。そして、ガイド本体２１４の上部に
は、固定ブラケット２２０が設けてあって、この固定ブ
ラケット２２０にブラケット２１６の上面に接触可能な
力センサ２２２が設けてあり、ローラ２２による押し付
け力を検出できるようになっている。さらに、ガイド本
体２１４の下部には、ストッパ２２４を設け、ローラ２
２を所定の位置に保持できるようにしてある。10 and 11 show the third embodiment. In these figures, the erector body 16, 1
A plurality of (three in the case of the embodiments) distance sensors 210a, 2 which constitute a distance detecting unit are provided on the side of the tunnel side of 26.
10b and 210c are provided. These distance detectors 2
10a, 210b, 210c are composed of ultrasonic sensors, optical sensors, differential transformers, etc., are arranged along the circumferential direction of the segment ring, and are attached to the tip of the attachment arm 212, and The distance to the inner diameter surface of 50 can be detected. Further, as shown in FIG. 11, the guide 20 is attached to the tip end portion of a bracket 216 where the roller 22 is rotatable with respect to the guide body 214, via a spring 218 which is an elastic body. A fixed bracket 220 is provided on the upper part of the guide body 214, and a force sensor 222 that can contact the upper surface of the bracket 216 is provided on the fixed bracket 220 so that the pressing force of the roller 22 can be detected. Has become. Further, a stopper 224 is provided at the bottom of the guide main body 214 so that the roller 2
2 can be held in place.

【００３８】このように構成した実施例においては、エ
レクタ本体１６、１２６を下降させてローラ２２を既設
セグメント５０に接触させる際の衝撃力をばね２１８に
よって吸収することができ、既設セグメント５０の破損
等を避けることができる。しかも、ローラ２２は、ばね
２１８を介して支持されて上下方向に変位できるため、
各ローラ２２Ａ、２２Ｃ、２２Ｄによる押し付け力が設
定された目標値Ｆobj-s 、Ｆobj-u 、Ｆobj-v であって
も、既設セグメント５０と組込みセグメント１８との内
径面が同一円筒面を形成しないような場合、組込みセグ
メント１８を既設セグメント５０に締結できる位置に修
正することができる。In the embodiment thus constructed, the spring 218 can absorb the impact force when the erector bodies 16 and 126 are lowered to bring the roller 22 into contact with the existing segment 50, and the existing segment 50 is damaged. Etc. can be avoided. Moreover, since the roller 22 is supported via the spring 218 and can be displaced in the vertical direction,
Even if the target values Fobj-s, Fobj- u , and Fobj-v for which the pressing forces by the rollers 22A, 22C, and 22D are set are set, the inner diameter surfaces of the existing segment 50 and the built-in segment 18 do not form the same cylindrical surface. In such a case, the built-in segment 18 can be modified to a position where it can be fastened to the existing segment 50.

【００３９】すなわち、演算装置３４は、上記実施例と
同様に、各ローラ２２Ａ、２２Ｃ、２２Ｄに対応して設
けた力センサ２２２の検出値を読み込み、各ローラの押
し付け力が設定値となるように各ブームシリンダ１６
６、アームシリンダ１３４、ヨーイングシリンダｅ、ロ
ーリングシリンダｎ、ピッチングシリンダｐを制御す
る。また、演算装置３４は、各ローラ２２Ａ、２２Ｃ、
２２Ｄによる押し付け力が設定値となったときの各距離
センサ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃが検出した既設セ
グメント５０までを距離Ｌ7 、Ｌ8 、Ｌ9 を読み込み、
これらの値が予め定めた設定値ＬT と等しくなった、組
込みセグメント１８の内径面と既設セグメント５０の内
径面とが一致したかを判断する。そして、演算装置３４
は、図１２のように両者が一致しない場合、各距離セン
サ２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃの検出点Ｐ7 、Ｐ8 、
Ｐ9 における各検出値と設定値との偏差ΔＬ7 ＝Ｌ7 −
ＬT 、ΔＬ8 ＝Ｌ8 −ＬT 、ΔＬ9 −ＬT を求める。That is, the arithmetic unit 34 reads the detection value of the force sensor 222 provided corresponding to each roller 22A, 22C, 22D so that the pressing force of each roller becomes the set value, as in the above embodiment. Each boom cylinder 16
6. Control the arm cylinder 134, the yawing cylinder e, the rolling cylinder n, and the pitching cylinder p. Further, the arithmetic unit 34 includes the rollers 22A, 22C,
The distance L7, L8, L9 is read to the existing segment 50 detected by each distance sensor 210a, 210b, 210c when the pressing force by 22D reaches the set value,
It is determined whether or not the inner diameter surface of the built-in segment 18 and the inner diameter surface of the existing segment 50, in which these values become equal to the preset set value LT, match. Then, the arithmetic unit 34
When the two do not match as shown in FIG. 12, the detection points P7, P8 of the distance sensors 210a, 210b, 210c,
Deviation between each detected value and the set value at P9 ΔL7 = L7 −
LT, .DELTA.L8 = L8-LT, .DELTA.L9-LT are obtained.

【００４０】次に、演算装置３４は、これらの設定値か
らのずれ量を最適に補正するためのに、すなわち最小二
乗和法により、ΔＬ7 、ΔＬ8 、ΔＬ9 の二乗和が最小
となるようにローラ２２Ｄ、２２Ｃが接触しているＰ1
2、Ｐ13における補正量ΔＬ12、ΔＬ13（ローラ２２
Ｄ、２２Ｃのばね２１８の撓み量）を演算する。この補
正量は、Ｐ7 、Ｐ8 、Ｐ9 を通る円弧上において、Ｐ7
、Ｐ8 、Ｐ9 が等間隔であるとすると、Next, the arithmetic unit 34 uses the least square sum method to optimally correct the deviations from these set values, that is, by using the least sum of squares method, so that the sum of squares of ΔL7, ΔL8, and ΔL9 is minimized. P1 where 22D and 22C are in contact
2, correction amount ΔL12, ΔL13 at P13 (roller 22
The flexure amount of the springs 218 of D and 22C) is calculated. This correction amount is P7 on the arc passing through P7, P8, and P9.
, P8, P9 are equally spaced,

【数１】 ΔＬ12＝（ΔＬ7 −ΔＬ9 ）×（ｂ／２ａ） ＋（ΔＬ7 ＋ΔＬ8 ＋ΔＬ9 ）／３[Equation 1]     ΔL12 = (ΔL7−ΔL9) × (b / 2a)             + (ΔL7 + ΔL8 + ΔL9) / 3

【数２】 ΔＬ13＝（ΔＬ9 −ΔＬ7 ）×（ｂ／２ａ） ＋（ΔＬ7 ＋ΔＬ8 ＋ΔＬ9 ）／３ として求められる。[Equation 2]     ΔL13 = (ΔL9−ΔL7) × (b / 2a)             + (ΔL7 + ΔL8 + ΔL9) / 3 Is required as.

【００４１】演算装置３４のメモリには、図１３に示し
たような各ばね２１８についての補正量ΔＬと押し付け
力Ｆとの関係が格納してある。そこで、演算装置３４
は、上記の式〔数１〕、〔数２〕によって補正量をΔＬ
12、ΔＬ13を求める。そして、演算装置３４は、例えば
補正量ΔＬ12を求めると、図１３の関係に従ってこの補
正量ΔＬ12を得るのに必要な補正力ΔＦ12を演算し、ロ
ーラ２２Ｄの力センサ２２の検出値が、設定押し付け力
Ｆobj-v に補正力ΔＦ12を加えた値となるように既設セ
グメント５０へのローラ２２Ｄによる押し付け力を制御
する。これにより、エレクタ本体１６、１２６が把持し
ている組込みセグメント１８は、ローラ２２Ｄの部分に
おいてばね２１８の圧縮量ΔＬ12に対応した分だけ下降
する。そして、ローラＣについても同様の補正が行われ
ることにより、組込みセグメント１８は、最適な組み込
み位置に補正され、既設セグメント５０との締結が可能
な位置に位置決めされる。The memory of the arithmetic unit 34 stores the relationship between the correction amount ΔL and the pressing force F for each spring 218 as shown in FIG. Therefore, the arithmetic unit 34
Is the correction amount ΔL according to the above equations [Equation 1] and [Equation 2].
12. Calculate ΔL13. Then, for example, when the calculation device 34 obtains the correction amount ΔL12, it calculates the correction force ΔF12 necessary to obtain this correction amount ΔL12 according to the relationship of FIG. 13, and the detected value of the force sensor 22 of the roller 22D is set and pressed. The pressing force of the roller 22D against the existing segment 50 is controlled so that the value becomes a value obtained by adding the correction force ΔF12 to the force Fobj-v. As a result, the built-in segment 18 held by the erector bodies 16 and 126 is lowered by the amount corresponding to the compression amount ΔL12 of the spring 218 at the roller 22D. By performing the same correction on the roller C , the built-in segment 18 is corrected to the optimum built-in position and positioned at a position where it can be fastened to the existing segment 50.

【００４２】なお、前記実施例においては、距離検出部
を３つの距離センサによって構成した場合について説明
したが、１つの距離センサをセグメントリングの周方向
に移動可能に設けて、このセンサによりセグメントリン
グの周方向の複数点における距離を検出してもよい。ま
た、距離センサを４つ以上設けてもよいことは勿論であ
る。そして、前記実施例と同様に、力センサ２２２の代
わりに、各シリンダの油圧力から押し付け力を求めるよ
うにしてもよい。In the above embodiment, the case where the distance detecting portion is composed of three distance sensors has been described. However, one distance sensor is provided so as to be movable in the circumferential direction of the segment ring and the segment ring is used by this sensor. The distances at a plurality of points in the circumferential direction may be detected. Further, it goes without saying that four or more distance sensors may be provided. Then, as in the above-described embodiment, the pressing force may be obtained from the hydraulic pressure of each cylinder instead of the force sensor 222.

【００４３】また、前記実施例においては、ローラ２２
がばね２１８を介してブラケット２１６に取り付けてあ
る場合について説明したが、ローラ２２をブラケット２
１６に対して上下方向に移動可能な軸にローラ２２を取
り付け、軸に形成したばね受けとブラケット２１６との
間にばね２１８を介在させてもよい。また、前記実施例
においては、弾性体がばね２１８である場合について説
明したが、ゴム、合成ゴム等を使用してもよい。そし
て、ばね２１８は、コイルばねや板ばね等を用いること
ができる。Further, in the above embodiment, the roller 22
The case where the roller 22 is attached to the bracket 216 via the spring 218 has been described.
The roller 22 may be attached to a shaft that is movable in the vertical direction with respect to 16, and the spring 218 may be interposed between the spring receiver formed on the shaft and the bracket 216. Further, in the above embodiment, the case where the elastic body is the spring 218 has been described, but rubber, synthetic rubber or the like may be used. The spring 218 can be a coil spring, a leaf spring, or the like.

【００４４】ところで、トンネルのカーブしているとこ
ろ、すなわち図１４に示したようなトンネルの屈曲部で
は、組立てつつある新規セグメントリング７４と既設の
セグメントリング７６との軸心が一致しないため、新規
セグメントリング７４を構成しているテーパ状既設セグ
メント７８の内径面が、既設セグメントリング７６のセ
グメントリング５０の内径面と一致しない。このため、
セグメントリング軸心方向に位置する一対のローラ（例
えばローラ２２Ｂ、２２Ｄ）が設定された目標押し付け
力で既設セグメント５０、７８を押圧した場合、ローラ
２２Ｄの既設セグメント５０との接点が、テーパ状既設
セグメント７８のなす面、すなわちローラ２２Ｂが押圧
する面よりΔＬだけ下がってしまうことになり、それに
応じた分だけエレクタ本体１６の保持している組込みセ
グメント１８のトンネル側が下がりすぎることになり、
ΔＬX を補正しなければならない。また、反対にセグメ
ントリングの上部（天井側）においては、ΔＬX に対応
した分だけ浮いた状態になるため、その分押し込む必要
がある。そこで、まずこの補正量ΔＬX を求める方法を
図１５を参照して説明する。By the way, at the curved portion of the tunnel, that is, at the bent portion of the tunnel as shown in FIG. 14, since the axial centers of the new segment ring 74 being assembled and the existing segment ring 76 do not coincide, The inner diameter surface of the tapered existing segment 78 that constitutes the segment ring 74 does not match the inner diameter surface of the segment ring 50 of the existing segment ring 76. For this reason,
A pair of rollers (e.g. rollers 22B, 22D) which is located in the segment ring axial direction when pressing the existing segments 50, 78 at a pressing force target is set, the contact between the existing segment 50 of roller 22 D is tapered It will be lower than the surface formed by the existing segment 78, that is, the surface pressed by the roller 22 B by ΔL, and the tunnel side of the built-in segment 18 held by the erector body 16 will be lowered too much by a corresponding amount.
.DELTA.LX must be corrected. On the other hand, the upper portion (ceiling side) of the segment ring is in a state of being floated by the amount corresponding to ΔLX, so it is necessary to push it in by that amount. Therefore, first, a method for obtaining the correction amount ΔLX will be described with reference to FIG.

【００４５】まず、組み立てようとする新規セグメント
リング７４の中心軸８０を、既設セグメントリング７６
を基準にしたＸＹＺ座標によって求める。この新規セグ
メントリング７４の中心軸８０は、トンネル計画線など
から求めることができる。なお、実施例の場合、このＸ
ＹＺ座標は、既設セグメントリング７６の先端面の中心
を原点Ｏとし、セグメントリング７６の上下方向にＸ
軸、セグメントリング７６の中心軸８１をＺ軸、Ｘ軸と
Ｚ軸とに直交した方向、すなわちセグメントリング７６
の横方向にＹ軸を取っている。First, the center axis 80 of the new segment ring 74 to be assembled is set to the existing segment ring 76.
It is obtained by XYZ coordinates with reference to. The central axis 80 of the new segment ring 74 can be obtained from the tunnel planning line or the like. In the case of the embodiment, this X
The YZ coordinates are such that the center of the tip surface of the existing segment ring 76 is the origin O, and X is the vertical direction of the segment ring 76.
Axis, the central axis 81 of the segment ring 76 is the Z axis, the direction orthogonal to the X axis and the Z axis, that is, the segment ring 76.
The Y axis is taken in the horizontal direction.

【００４６】次に、新規セグメントを取り付ける位置に
おいて、ローラ２２Ｂ、２２Ｄを結ぶ直線を中心線８０
と平行にし、ローラ２２Ｂをテーパ状既設セグメント７
８に接触させたときに、これらローラ２２Ｂ、２２Ｄが
テーパ状既設セグメント７８の面上にあるとした場合の
各ローラの接触点を結ぶ線８３と既設セグメントリング
７６の内径端との交点Ｓ（ＸS，ＹS，ＺS）を幾何学的
に算出する。ローラ２２Ｄのエレクタ本体１６に対する
取り付け位置は既知であるから、テーパ状既設セグメン
ト７８の内径面の延長線上におけるローラ２２Ｄの仮想
接触点Ｐ（ＸP，ＹP，ＺP）を求め、Ｚ＝ＺP の平面内
におけて既設セグメントリング７６の内周円（Ｘ² ＋Ｙ
² ＝Ｒ² ）８２を求める。ただし、ここにＲは、セグメ
ントリング７６の内径面がなす円の半径である。Next, at the position where the new segment is attached, the straight line connecting the rollers 22B and 22D is set to the center line 80.
The roller 22 B in parallel with the taper existing segment 7
8 when these rollers 22B and 22D are on the surface of the tapered existing segment 78, the intersection point S (of the line 83 connecting the contact points of the rollers and the inner diameter end of the existing segment ring 76). XS, YS, ZS) is calculated geometrically. Since the mounting position of the roller 22 D with respect to the erector body 16 is known, the virtual contact point P (XP, YP, ZP) of the roller 22 D on the extension line of the inner diameter surface of the tapered existing segment 78 is obtained, and Z = ZP The inner circle of the existing segment ring 76 (X ² + Y
² = R ² ) 82 is calculated. Here, R is the radius of the circle formed by the inner diameter surface of the segment ring 76.

【００４７】次に、交点ＳのＺ方向の内周円８２上の投
影点Ｑ（ＸQ，ＹQ，ＺQ）を求める。ここに、ＺQ ＝ＺP
であるから、補正量ΔＬは、Next, the projection point Q (XQ, YQ, ZQ) on the Z-direction inner circumference circle of the intersection S is obtained. Where ZQ = ZP
Therefore, the correction amount ΔL is

【数３】 ΔＬ＝｛（ＸP −ＸQ ）² ＋（ＹP −ＹQ ）² ｝^1/2 ＝｛（ＸP −ＸS ）² ＋（ＹP −ＹS ）² ｝^1/2 として求めることができる。なお、図１４の場合のセグ
メントリング７６の天井側の補正量も同様に求められ、
これらの演算は、図３に示した演算装置３４によって容
易に実行することができる。Equation 3] ^{ΔL = {(XP -XQ) 2} + (YP -YQ) 2} 1/2 = {(XP -XS) 2 + (YP -YS) 2} can be obtained as ^1/2. The correction amount on the ceiling side of the segment ring 76 in the case of FIG.
These operations can be easily performed by arithmetic unit 34 shown in FIG.

【００４８】このようにして求めた補正量ΔＬX は、各
ローラ２２を支持している図１１に示したばね２１８の
撓み量を調節することにより、補正される。すなわち、
演算装置３４のメモリには、各ローラ２２Ａ、２２Ｂ、
２２Ｃ、２２Ｄに対応した各ばね２１８についての、図
１３に示したような補正量ΔＬと押し付け力Ｆとの関係
が格納してある（ただし、ｋはばね定数）。そこで、演
算装置３４は、〔数１〕により補正量ΔＬX を求める
と、このΔＬX 分だけローラ２２Ｄのばね２１８の撓み
量を少なくするための補正力ΔＦを図１３から求める。
そして、演算装置３４は、ローラ２２Ｄに対応した力セ
ンサ２２２ｚの検出値がＦobj-v −ΔＦ（反対に傾斜し
ている場合には、すなわち図１４の天井側の場合にはＦ
obj-v ＋ΔＦ）となるように昇降シリンダ１４等の各シ
リンダを制御する（図１６参照）。これにより、エレク
タ本体１６は、セグメントリング７６側が補正量ΔＬに
応じて上方（新規セグメントリング７４の中心方向）に
移動し、エレクタ本体１６が保持している組込みセグメ
ント１８のトンネル側（既設セグメントリング７６側）
がエレクタ本体１６と一体に上方に移動し、適切な組み
込み位置に補正される。従って、トンネルの屈曲部にお
いても、組込みセグメント１８の自動位置決めを正確、
迅速に行うことができ、トンネル工事の作業効率の向上
と、作業者の負担、危険度の減少を図ることができる。The correction amount ΔLX thus obtained is corrected by adjusting the bending amount of the spring 218 shown in FIG. 11 which supports each roller 22. That is,
In the memory of the arithmetic unit 34, the rollers 22A, 22B,
The relationship between the correction amount ΔL and the pressing force F as shown in FIG. 13 is stored for each spring 218 corresponding to 22C and 22D (where k is a spring constant). Therefore, the arithmetic unit 34, when determining the correction amount ΔLX by equation (1), obtained from 13 a correction force ΔF for reducing the deflection of the spring 218 of the ΔLX amount corresponding roller 22 D.
Then, the arithmetic unit 34, when the detection value of the force sensor 22 2z corresponding to the roller 22 D is Fobj- v -ΔF (are inclined in opposite, that is, when the ceiling side of FIG. 14 F
Each cylinder such as the lifting cylinder 14 is controlled so that (obj- v + ΔF) (see FIG. 16). As a result, in the erector body 16, the segment ring 76 side moves upward (toward the center of the new segment ring 74) in accordance with the correction amount ΔL, and the erector body 16 holds the built-in segment 18 on the tunnel side (existing segment ring). 76 side)
Moves upward together with the erector body 16 and is corrected to an appropriate built-in position. Therefore, even in the bent portion of the tunnel, the automatic positioning of the built-in segment 18 can be accurately performed.
It can be carried out quickly, the work efficiency of the tunnel construction can be improved, and the burden on the worker and the risk can be reduced.

【００４９】なお、前記実施例においては、トンネル屈
曲部において、トンネルの軸線方向に位置する一対のロ
ーラを結ぶ線と、既設セグメントリング７６の内径面先
端との交点Ｓを、既設セグメントリング７６側のローラ
２２Ｄの位置における既設セグメントセグメントリング
７６の内接円８２への投影点Ｑを求めて補正量ΔＬを求
めるようにした場合について説明したが、図１０に示し
た距離センサにより既設セグメント５０の内径面までの
距離を検出し、この検出値に基づいて補正量ΔＬを求め
るようにすれば、補正量の算出が容易となる。In the above embodiment, at the bent portion of the tunnel, the intersection point S between the line connecting the pair of rollers located in the axial direction of the tunnel and the tip of the inner diameter surface of the existing segment ring 76 is set to the existing segment ring 76 side. The case where the correction amount ΔL is obtained by obtaining the projection point Q on the inscribed circle 82 of the existing segment segment ring 76 at the position of the roller 22 D of the existing segment has been described. The distance sensor shown in FIG. If the distance to the inner diameter surface is detected and the correction amount ΔL is obtained based on the detected value, the correction amount can be easily calculated.

【００５０】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１にセグメントを把握するエレクタ本体から既設セグ
メントに接触可能に張り出されたガイドを設け、このガ
イドにはエレクタ本体が保持している新規に組み込むセ
グメントの内径面に一致する円筒面に沿って配置され、
既設セグメントの内径面部へ押し当て可能な押圧部を形
成し、既設セグメントへの押圧部接触により新規セグメ
ントを同一円筒面内に設定するように構成したので、旋
回方向、摺動方向にセグメントを動かした際、昇降およ
びピッチング、ローリングが自然に倣ってくれるため、
位置決めが速く行えるとともに、距離センサ等を使用し
ていないため破損等に関する信頼性が高く構造的にも単
純化できる。As described above, according to the present invention,
First, a guide is provided so as to be able to contact the existing segment from the erector body that grasps the segment, and this guide is provided along the cylindrical surface that matches the inner diameter surface of the newly installed segment held by the erector body. Placed,
Since the pressing part that can be pressed against the inner diameter surface of the existing segment is formed and the new segment is set within the same cylindrical surface by contacting the pressing part with the existing segment, the segment can be moved in the turning direction and sliding direction. When you do, the lifting, pitching, and rolling will follow you naturally,
Positioning can be performed quickly, and since a distance sensor or the like is not used, it is highly reliable in terms of damage and can be structurally simplified.

【００５４】また、押圧部材を弾性材を介して支持する
とともに、エレクタに体１６に既設セグメントの内径面
までの距離を検出する距離検出部を設けたことにより、
既設セグメントのピース間の目開きなどのため、押圧部
材による押し付け力が設定された押し付け力であるの
に、組込みセグメントの内径面と既設セグメントの内径
面とが同一円筒面を形成しないような場合、エレクタ本
体に設けた距離検出部によって既設セグメントの内径面
までの距離を検出し、コントローラが検出距トのボルト
穴の相対位置を必ずボルトが挿入できるように位置決め
することが可能となる。そして、トンネルの屈曲部にお
いて、トンネル軸線方向の一対の押圧部材間の押し付け
力を異ならせることにより、これら押圧部材の上下方向
位置を実質的にテーパセグメントの内径面上に位置させ
ることができ、トンネル屈曲部における組込みセグメン
トを最適な組込みに自動的に制御することが可能とな
る。Further, since the pressing member is supported through the elastic material, and the body 16 is provided with the distance detecting portion for detecting the distance to the inner diameter surface of the existing segment,
When the pressing force by the pressing member is the set pressing force due to the openings between the pieces of the existing segment, but the inner diameter surface of the built-in segment and the inner diameter surface of the existing segment do not form the same cylindrical surface. By detecting the distance to the inner diameter surface of the existing segment by the distance detection unit provided in the erector body, the controller can position the relative position of the bolt hole of the detection distance so that the bolt can be inserted without fail. Then, in the bent portion of the tunnel, by making the pressing force between the pair of pressing members in the tunnel axis direction different, the vertical position of these pressing members can be substantially located on the inner diameter surface of the taper segment, It becomes possible to automatically control the built-in segment in the tunnel bending portion to the optimum built-in.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１実施例に係るセグメント組立装置の要部斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view of a main part of a segment assembling apparatus according to a first embodiment.

【図２】第１実施例に係るセグメント組立装置の全体構
成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an overall configuration of a segment assembling apparatus according to the first embodiment.

【図３】第１実施例のセグメント位置制御のシステム構
成図である。FIG. 3 is a system configuration diagram of segment position control according to the first embodiment.

【図４】セグメント位置決め工程の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a segment positioning step.

【図５】第１実施例によるセグメント位置決め操作のフ
ローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a segment positioning operation according to the first embodiment.

【図６】セグメントガイドの他の例の説明斜視図であ
る。FIG. 6 is an explanatory perspective view of another example of the segment guide.

【図７】第２実施例に係るセグメント位置決め機構の要
部斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a main part of a segment positioning mechanism according to a second embodiment.

【図８】第１実施例のセグメント位置制御のシステム構
成図である。FIG. 8 is a system configuration diagram of segment position control according to the first embodiment.

【図９】第２実施例によるセグメント位置決め操作のフ
ローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of a segment positioning operation according to the second embodiment.

【図１０】第３実施例の距離センサの取り付け状態を示
す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing an attached state of a distance sensor according to a third embodiment.

【図１１】第３実施例のガイドの詳細説明図である。FIG. 11 is a detailed explanatory diagram of a guide according to the third embodiment.

【図１２】第３実施例による補正量の求め方の説明図で
ある。FIG. 12 is an explanatory diagram of how to obtain a correction amount according to the third embodiment.

【図１３】第３実施例における補正量と押し付け力との
関係を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a relationship between a correction amount and a pressing force in the third embodiment.

【図１４】トンネル屈曲部におけるテーパセグメント組
込み時のローラの状態を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a state of a roller when a taper segment is incorporated in a bent portion of a tunnel.

【図１５】トンネル屈曲部におけるテーパセグメント組
込み時の補正量の求め方の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of how to obtain a correction amount when a taper segment is incorporated in a bent portion of a tunnel.

【図１６】トンネル屈曲部におけるテーパセグメント組
込み時の補正量と押し付け力との関係を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a relationship between a correction amount and a pressing force when a taper segment is incorporated in a bent portion of a tunnel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…旋回リング、１６、１２６…エレクタ本体、１８
…組込みセグメント、２０…ガイド、２２…ローラ、２
４…水平移動ボックス部、２６…旋回ボックス部、２８
…ヨーイングボックス部、３０…ローリングボックス
部、３２…ピッチングボックス部、３４…演算装置、５
０…既設セグメント、５２…視覚センサ、５４…ボルト
ボックス、５６…テレビカメラ、５８…光源、６４、６
６…ボルト穴、１２４…リンク機構、１２８…ブーム、
１３０…アーム、１４０…ローリング調整部材、１４４
…ヨーイング調整部材、１５８…ピッチング調整部材、
２１０…距離検出部（距離センサ）、２１８…弾性体
（ばね）、２２２…力センサ。10 ... Swirl ring, 16, 126 ... Electa body, 18
… Embedded segment, 20… Guide, 22… Roller, 2
4 ... Horizontal movement box part, 26 ... Revolving box part, 28
... yawing box section, 30 ... rolling box section, 32 ... pitching box section, 34 ... arithmetic unit, 5
0 ... Existing segment, 52 ... Visual sensor, 54 ... Bolt box, 56 ... Television camera, 58 ... Light source, 64, 6
6 ... Bolt hole, 124 ... Link mechanism, 128 ... Boom,
130 ... Arm, 140 ... Rolling adjustment member, 144
... yawing adjustment member, 158 ... pitching adjustment member,
Reference numeral 210 ... Distance detector (distance sensor), 218 ... Elastic body (spring), 222 ... Force sensor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−169700（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−116599（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-4-169700 (JP, A) Fukuihei 2-116599 (JP, U) (58) Fields investigated (Int.Cl. ⁷ , DB name) E21D 11/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 セグメントを把持するエレクタ本体から
既設セグメントの内径面に押し付け可能に張り出された
複数のガイドを有し、これら複数のガイドの既設セグメ
ントの内径面への押し付け力に基いてセグメント把持姿
勢を制御しながらセグメントの組立を行うセグメント組
立装置において、前記複数のガイドは、既設セグメント
の内径面への押し付け力を検出する力センサをそれぞれ
を備えると共に、各力センサが検出した値を受けて所定
値とほぼ一致したときに複数のガイドで押し付けられた
既設セグメントの内径面と、エレクタ本体が把持するセ
グメントの内径面とが同一面であると判定する判定手段
を備え、前記複数のガイドは、既設セグメントの内径面
を押し付け可能な第１ガイドと、第１ガイドとセグメン
トリングの周方向（旋回方向）に離間すると共に既設セ
グメントの内径面を押し付け可能な第２ガイドと、第２
ガイドとトンネル軸方向（摺動方向）に離間すると共に
既設セグメントの内径面を押し付け可能な第３ガイドと
を含み、第１〜第３ガイドの押し付け力の、検出値の和
と各目標値の和とを比較することによりエレクタ本体が
把持するセグメントの昇降方向の位置を制御し、第１、
第２ガイドの押し付け力の、検出値の差と各目標値の差
とを比較することによりエレクタ本体が把持するセグメ
ントのローリング方向の姿勢を制御し、第２、第３ガイ
ドの押し付け力の、検出値の差と各目標値の差とを比較
することによりエレクタ本体が把持するセグメントのピ
ッチング方向の姿勢を制御する制御手段を備えることを
特徴とするセグメント組立装置。1. A segment having a plurality of guides projecting from an erector body that holds a segment onto an inner diameter surface of an existing segment, the segment being based on a pressing force of the plurality of guides against the inner diameter surface of the existing segment. In the segment assembly device that assembles segments while controlling the gripping posture, the plurality of guides each include a force sensor that detects the pressing force of the existing segment against the inner diameter surface, and the value detected by each force sensor is When the inner diameter surface of the existing segment pressed by the plurality of guides when substantially coincident with the predetermined value is received, and the inner diameter surface of the segment held by the erector body is determined to be the same surface, the determination means , The guide is the inner diameter surface of the existing segment
First guide that can be pressed against, first guide and segment
Separated in the circumferential direction (turning direction) of the tring and
Second guide that can press the inner diameter surface of the
Separated from the guide in the axial direction of the tunnel (sliding direction)
With a third guide that can press the inner diameter surface of the existing segment
Including, the sum of the detected values of the pressing force of the first to third guides
And the sum of each target value
By controlling the position of the segment to be gripped in the vertical direction,
The difference between the detected value and the target value of the pressing force of the second guide
By comparing the
The second and third guys are controlled by controlling the posture of the
Compare the difference between the detected value and the target value of the pressing force
Of the segment gripped by the erector body
A segment assembling apparatus comprising a control means for controlling a posture in a hatching direction . 【請求項２】 ヨーイングシリンダの伸縮に応じてヨー
イング自在とされたエレクタ本体を備え、前記ヨーイン
グシリンダは、ヨーイングシリンダの圧力をセグメント
および機械側の自重分を保持できる設定値に保持し、所
定の伸縮力を超える大きさの外力を受けたとき、その超
えた外力の大きさに対して逆らうことなく伸縮するよう
に制御されていることを特徴とするセグメント組立装
置。2. An erector body which is capable of yawing freely according to expansion and contraction of the yawing cylinder, wherein the yawing cylinder segments the pressure of the yawing cylinder into segments.
And then maintained at the set value that can hold the weight fraction of the machine side, when subjected to an external force having a magnitude exceeding a predetermined stretching force is controlled so as to stretch without against relative magnitude of the exceeding external forces segment assembly device, characterized in that there. 【請求項３】 セグメントを把持するエレクタ本体から
既設セグメントの内径面に押し付け可能に張り出された
複数のガイドを有し、これら複数のガイドの既設セグメ
ントの内径面への押し付け力に基いてセグメント把持姿
勢を制御しながらセグメントの組立を行うセグメント組
立装置において、前記複数のガイドは、それぞれ所定の
力を受けたときに接触するセグメント内径面に対しほぼ
垂直な方向へ所定量変位可能となるように、弾性体を介
して支持されていることを特徴とするセグメント組立装
置。3. A plurality of guides are provided so as to be pressed against the inner diameter surface of the existing segment from the erector body that holds the segment, and the segment is based on the pressing force of the plurality of guides against the inner diameter surface of the existing segment. In a segment assembling apparatus for assembling a segment while controlling a gripping posture, each of the plurality of guides can be displaced by a predetermined amount in a direction substantially perpendicular to an inner diameter surface of the segment which is in contact with each other when a predetermined force is applied. The segment assembly device is characterized in that the segment assembly device is supported by an elastic body. 【請求項４】 請求項３記載のセグメント組立装置にお
いて、前記エレクタ本体は、既設セグメントリングの周
方向の複数個所における既設セグメント内径面までの距
離を検出する距離検出部を有し、前記複数のガイドを支
持する弾性体に対する押し付け力と変位量との関係を記
憶するメモリを有すると共に、前記距離検出部の検出信
号と、前記メモリの情報とに基いて、各ガイドの押し付
け力の補正量を求める補正量演算手段を備え、前記補正
量に基づいてセグメント把持姿勢を制御しつつ組立を行
うことを特徴とするセグメント組立装置。4. The segment assembly apparatus according to claim 3 , wherein the erector body has a distance detection unit that detects distances to the inner diameter surface of the existing segment at a plurality of positions in the circumferential direction of the existing segment ring. The memory has a memory for storing the relationship between the pressing force and the displacement amount with respect to the elastic body supporting the guide, and the correction amount of the pressing force of each guide is calculated based on the detection signal of the distance detection unit and the information of the memory. A segment assembling apparatus, comprising: a correction amount calculating means for obtaining, and performing assembly while controlling a segment gripping posture based on the correction amount. 【請求項５】 請求項３記載のセグメント組立装置にお
いて、前記複数のガイドを支持する弾性体に対する押し
付け力と変位量との関係を記憶するメモリと、既設セグ
メントの位置と、エレクタ本体が把持したセグメントの
組み立て予定位置と、前記メモリの情報とに基いて、各
ガイドの押し付け力の補正量を求める補正量演算手段を
備え、前記補正量に基づいてセグメント把持姿勢を制御
しつつ組立を行うことを特徴とするセグメント組立装
置。5. The segment assembling apparatus according to claim 3 , wherein the memory for storing the relationship between the pressing force and the displacement amount with respect to the elastic body supporting the plurality of guides, the position of the existing segment, and the erector body grips the memory. Compensation amount calculation means for obtaining a compensation amount of the pressing force of each guide based on the planned assembly position of the segment and the information of the memory, and performing assembly while controlling the segment gripping posture based on the compensation amount. Segment assembly device characterized by.