JP4879076B2 - シールド掘進機のエレクタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シールド掘進機により掘削されたトンネルの内面にセグメント（覆工体）を組み立てるエレクタ装置に関し、特に長円形や楕円形、メガネ形などの扁平率が高い断面のトンネルや矩形断面、長方形断面のトンネルに適したエレクタ装置に関する。

たとえば特許文献１には、シールド掘進機の後部にシールド軸心周りに旋回自在な旋回リングを設け、この旋回リングの対称位置に設けたガイド装置により、半径方向に出退される出退フレームを設け、この出退フレームの先端部にセグメントの把持装置を設けたものが開示されている。
特開平５−２８７９９４号公報

上記従来構成では、把持装置により保持したセグメントを、旋回リングによる旋回移動と、出退フレームによる半径方向の出退移動とにより、外周部でトンネル内面の組立位置に搬送する。しかし、長円形や楕円形、メガネ形などの扁平率が高い断面や、矩形断面や長方形断面などのようにコーナー部を有する断面になると、組立位置までの搬送ストロークが長くなるとともに、シールド掘進機後部の他の機器設備への干渉を防止するために、セグメントの姿勢を複雑に制御する必要があり、従来の上記エレクタ装置では対応できないという問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、長円形や楕円形、メガネ形などの扁平率が高い断面のトンネルや、矩形や断面長方形断面のトンネルであっても、セグメントをスムーズに組立位置に搬送でき、安全かつ効率よくセグメントを組み立てることができるシールド掘進機のエレクタ装置を提供することを目的とする。

請求項１記載のシールド掘進機のエレクタ装置は、シールド掘進機の後部に、シールド軸心と平行な軸心周りに旋回自在に設けられた旋回リングと、当該旋回リングに基端部がシールド軸心と平行な支軸を中心に揺動自在に支持されたスイングアームと、当該スイングアームを旋回リングに沿う格納位置と外周側に展開される使用位置との間で開閉揺動するスイング駆動装置と、スイングアームの遊端部にシールド軸心と平行な軸心周りに揺動自在なローリング揺動機構を介して設けられてセグメントを保持可能な把持装置とを具備し、前記ローリング揺動機構は、スイングアームの遊端部にシールド軸心と平行な遊端軸心周りに揺動自在に支持されて把持装置を有するローリングフレームと、当該ローリングフレームを遊端軸心周りに揺動させるローリング駆動装置とからなり、前記ローリング駆動装置を、ローリングフレームの外周部に遊端軸心を中心として取り付けられた円弧状ギヤと、スイングアームの遊端部に設けられて前記円弧状ギヤに噛み合うピニオンおよび当該ピニオンを回転駆動する回転駆動装置とで構成したものである。

請求項２記載のシールド掘進機のエレクタ装置は、請求項１記載の構成において、スイング駆動装置を、格納位置のスイングアームの遊端部に対応する旋回リングの所定部位と、スイングアームの中間部位との間に連結された直線駆動装置により構成したものである。

請求項３記載のシールド掘進機のエレクタ装置は、請求項１または２記載の構成において、スイングアームを、基端部の支軸と、中間部で当該支軸に平行なガイド軸とにわたって設けられた少なくとも一対のアーム本体と、当該アーム本体間で支軸および前記ガイド軸にそれぞれスライド自在に案内され遊端側に把持装置を有するシフトアームとで構成し、前記シフトアームと、スイングアームに設けられて当該シフトアームを支軸およびガイド軸に沿ってスライドさせるシフト駆動装置からなり、把持装置をシールド軸心方向に移動可能なシフト移動機構を設けたものである。

請求項１記載の発明によれば、旋回リングの旋回移動によるスイングアームの周方向の移動と、スイングアームの開閉揺動による把持装置の出退移動とにより、セグメントを十分に長いストロークで搬送が可能となるとともに、さらにローリング揺動機構によりセグメントの姿勢を広範囲に制御することができるので、長円形断面や楕円形断面、メガネ形などの変形断面のような扁平率が高い断面のトンネルや、矩形断面や長方形断面のようなコーナ部を有するトンネルであっても、エレクタ装置によりセグメントをトンネル内の全ての組立位置にスムーズに搬送して精度良く位置決めすることができ、またセグメントが他の機器設備に干渉することがなく、安全かつ効率よくセグメントを組み立てることができる。

また、ローリングフレームが遊端軸心周りに揺動自在に支持され、ローリング駆動装置によりピニオンを回転駆動して円弧状ギヤを介してローリングフレームを揺動させるので、把持装置に保持されたセグメントを広い角度範囲で、かつ高トルクで揺動させて姿勢変更することができ、セグメントを任意な姿勢に制御することができる。これにより、シールド掘進機後部の狭い空間内でセグメントを他の機器設備に干渉することなく搬送することができる。

請求項２記載の構成によれば、格納位置と使用位置との間でスイングアームを開閉揺動させる時に、スイング駆動装置を構成する直線駆動装置の駆動力をスイングアームの中間部に作用させるので、セグメントの高荷重と、旋回リングの旋回角とスイングアームの傾きに対応して発生する負荷変動に容易に対応することができる。

請求項３記載の発明によれば、シフト移動機構をスイングアームと一体に設けたので、エレクタ装置の小型化、省スペース化を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
シールド掘進機のエレクタ装置の実施の形態１を図１〜図１５を参照して説明する。

このシールド掘進機は、図１，図２に示すように、上下左右の弧辺部と四隅の角アール部からなる扁平率が高い小判形断面のトンネルを掘削するもので、シールド本体１の前部でカッタヘッド（図示せず）によりトンネルを掘削しつつ切羽崩壊土圧を保持し、シールド本体１の後部に設けられたエレクタ装置３，３により、セグメントＳをトンネル内面に沿って組み立て覆工するものである。そして、シールド本体１の後部に配置された複数の油圧式の推進ジャッキ（またはシリンダ）２により、組み立てられたセグメントＳを反力受けとして掘進する。このシールド本体１の後部にエレクタ装置３，３が左右一対設けられており、これら左右のエレクタ装置３，３は対称構造であるため、一方のみを説明して他方の説明は省略する。

このエレクタ装置３は、シールド本体１の後部に、シールド本体１の軸心であるシールド軸心Ｏと平行な旋回軸心Ｏ’周りに旋回自在に配置された旋回リング１１と、旋回リング１１の所定位置から後方に張出されたアーム支持フレーム１５に基端部がシールド軸心Ｏに平行な支軸１６を中心に揺動自在に支持されたスイングアーム２１と、このスイングアーム２１に設けられてシールド軸心Ｏ方向に移動自在なシフト移動機構２２と、スイングアーム２１の遊端部にローリング揺動機構３１を介して設けられてセグメントＳを保持可能な把持装置４１とを具備している。

シールド本体１の後部で周方向の所定位置に取り付けられた複数の支持部材１２に、旋回ローラ１３がシールド軸心Ｏと平行な軸心周りに回転自在にそれぞれ支持されており、前記旋回リング１１の外周部に設けられたガイドレール１１ａが、これら旋回ローラ１３に転動自在に案内されて旋回軸心Ｏ’周りに旋回自在に支持される。この旋回リング１１を旋回させる旋回駆動装置１４は、旋回リング１１の前部外周に設けられた旋回リングギヤ１４ａと、旋回リングギヤ１４ａに噛み合う旋回ピニオン１４ｂと、支持部材１２に設けられて前記旋回ピニオン１４ｂを回転駆動する油圧式または電動式の旋回モータ１４ｃとで構成されている。また両旋回リング１１内には、掘削土砂を搬出する排土コンベヤ４がそれぞれ設けられている。

前記アーム支持フレーム１５に、シールド軸心Ｏに平行な支軸１６を介してスイングアーム２１の基端部が揺動自在に支持され、このスイングアーム２１は旋回リング１１に沿う略円弧状に形成されている。そして、このスイングアーム２１は、支軸１６から中間部まで伸び所定間隔をあけて配置された前後一対のアーム本体２３Ａ，２３Ｂと、アーム本体２３Ａ，２３Ｂ間に配置され遊端側にローリング揺動機構３１を介して把持装置４１を有するシフトアーム２４とを有し、このシフトアーム２４を介して把持装置４１をシールド軸心Ｏ方向に沿って移動可能なシフト移動機構２２がスイングアーム２１と一体に設けられている。

前後一対のアーム本体２３Ａ，２３Ｂは、基端部が支軸１６を介して連結されるとともに、遊端部がシールド軸心Ｏと平行なガイド軸２６を介して連結されている。そして前記シフトアーム２４は、基端部のスライド穴２４ａが支軸１６にスライド自在に嵌合されるとともに、中間部のスライド穴２４ｂがガイド軸２６にスライド自在に嵌合され、前後アーム本体２３Ａ，２３Ｂ間でシールド軸心Ｏ方向に移動自在に支持されている。シフトアーム２４を移動させるシフト駆動装置２５は、図２，図３に示すように、複数本の油圧式または電動式のジャッキ（またはシリンダ）からなり、ジャッキ本体２５ａが後部のアーム本体２３Ｂに支持され、出力ロッド２５ｂがシフトアーム２４に連結され、前記シフトアーム２４と前記シフト駆動装置２５とによりシフト移動機構２２が構成されている。

スイングアーム２１を、旋回リング１１の外周部に沿う格納位置と、展開されて遊端部が旋回リング１１の外周側に突出した使用位置との間で開閉揺動させるスイング駆動装置２７は、直線駆動装置である油圧式または電動式のジャッキ（またはシリンダ）により構成されており、そのジャッキ本体２７ａが、旋回フレーム１１で格納位置のスイングアーム２１の遊端部近傍に、取付部材２７ｃを介して揺動自在に支持され、出力ロッド２７ｂがスイングアーム２１の中間位置で前アーム本体２３Ａに取り付けられた連結部材２７ｄに連結ピン２７ｅを介して連結されている。

したがって、スイング駆動装置２７の駆動力をスイングアーム２１の中間部に作用させるので、たとえば歯車装置により支軸１６を介してスイングアーム２１を揺動させる他の構造や、直線駆動装置によりレバーおよび支軸１６を介してスイングアーム２１を揺動させる他の構造に比較して、セグメントＳの高荷重に効果的に対応することができ、また旋回リング１１の旋回角とスイングアーム２１のスイング角度（傾き）に対応する負荷の変動に容易に対応することができる。

図４，図５に示すように、シフトアーム２４の遊端部には、シールド軸心Ｏと平行な遊端軸３２が回転自在に支持され、この遊端軸３２の後方突出部にローリングフレーム３３が取り付けられている。このローリングフレーム３３は、背面視が円弧辺部３３ｒと中心角部とを有する扇形状に形成され、中心角部に遊端軸３２が固定されている。そしてローリング揺動機構３１は、前記ローリングフレーム３３と、このローリングフレーム３３を遊端軸３２を中心に揺動させるローリング駆動装置３４とから構成される。

前記ローリング駆動装置３４は、ローリングフレーム３３の円弧辺部３３ｒの内面に沿って取り付けられかつ遊端軸３２を中心とする円弧凹状に形成された円弧状ギヤ３５と、シフトアーム２４の遊端側に設けられた油圧式または電動式のモータからなる回転駆動装置３６と、この回転駆動装置３６と遊端軸３２との間に回転自在に支持されたシールド軸心Ｏと平行な中間軸３７とを具備し、回転駆動装置３６の出力軸に取り付けられた駆動ギヤ３６ａと、中間軸３７の前部に取り付けられた中間ギヤ３７ａとが互いに噛み合い、また中間軸３７の後部に取り付けられたピニオン３７ｂと円弧状ギヤ３５とが互いに噛み合うように構成されている。したがって、回転駆動装置３６により駆動ギヤ３６ａ、中間ギヤ３７ａ、中間軸３７、ピニオン３７ｂおよび円弧状ギヤ３５を介してローリングフレーム３３が遊端軸３２を中心に揺動することができる。

また前記ローリング駆動装置３４では、駆動ギヤ３６ａ、中間ギヤ３７ａ、ピニオン３７ｂおよび円弧状ギヤ３５のギヤ機構のギヤ比により、回転駆動装置３７の回転速度を減速してローリングフレーム３３の駆動トルクを増大させる減速機構が構成されており、この減速機構により回転駆動装置３７の駆動力を大きいトルクでローリングフレーム３３を揺動させることができ、かつ前記ギヤ機構によりローリングフレーム３３を高精度で揺動させることができる。また図３に示すように、中間軸３７を介してローリングフレーム３３を遊端軸３２を中心に、格納姿勢における旋回リング１１の法線に対して±θ°の広い範囲でそれぞれ揺動させることができ、セグメントＳの姿勢制御の範囲を広く確保している。

トンネル弧辺部のセグメントＳ（後述するＳｋ３，Ｓａ４，Ｓａ５，Ｓｋ８）では、内面で中心（重心）位置近傍に、またトンネル角アール部のセグメントＳ（後述するＳｂ１，Ｓｂ２，Ｓｂ６，Ｓｂ７）では湾曲半径の大きい内面の重心側の位置に、それぞれブラケットＳｂが突設されている。前記ローリングフレーム３３に設けられた把持装置４１は、前記ブラケットＳｂにシールド軸心Ｏ方向の吊下ピン４２を介してセグメントＳを吊下支持するセグメント支持部４３と、吊り下げられたセグメントＳの姿勢を微調整および固定可能な姿勢調整装置４４とで構成されている。

セグメント支持部４３は、図４，図６に示すように、遊端軸３２の連結部の後方対応位置でローリングフレーム３３の前後のフレーム板３３ａの間に、複数の補強板４３ａによって下面が開口された装着室４３ｂが形成され、装着室４３ｂの前後のフレーム板３３ａおよび補強部材に、吊下ピン４２がシールド軸心Ｏ方向に挿脱自在なピン穴４３ｃ，４３ｃがそれぞれ形成されている。したがって、ブラケットＳｂを装着室４３ｂに挿入して、ピン穴４３ｃ，４３ｃとブラケットＳｂのピン穴とを一致させ、吊下ピン４２を嵌入することにより、セグメント支持部４３にセグメントＳを吊り下げて保持することができる。

姿勢調整装置４４は、ローリングフレーム３３の前後のフレーム板３３ａの間でセグメント支持部４３の左右両側に、シールド軸心Ｏと平行な揺動ピン４５がそれぞれ設けられ、左右の加圧レバー４６が揺動ピン４５にそれぞれ揺動自在に支持されている。そして加圧レバー４６の下側の作用部に、保持されたセグメントＳの内面に略直角方向から当接される加圧部材４６ａが取り付けられている。またローリングフレーム３３の前後のフレーム板３３ａ間で揺動ピン４６の上方には、油圧式または電動式のジャッキ（またはシリンダ）からなる調整駆動装置４７がそれぞれ設けられており、調整駆動装置４７のジャッキ本体がそれぞれ揺動自在に支持されるとともに、その出力ロッドが加圧レバー４６の上部にピンを介して連結されている。

したがって、左右の調整駆動装置４７をそれぞれ進展して加圧レバー４６を下方に揺動させ、加圧部材４６ａをそれぞれセグメントＳの内面に当接させてセグメントＳを固定することができる。また左右の調整駆動装置４７の伸縮量を調整することにより、セグメントＳをブラケットＳｂのピン穴を中心に揺動させてセグメントＳの姿勢を微調整することができる。

次にセグメントＳの組立方法について図７〜図１５を参照して説明する。
弧辺部と角アール部からなる略小判型断面のトンネルの内面を覆工するセグメントＳは、図１５に示すように、左右下角アール部のセグメントＳｂ１，Ｓｂ２と、上下弧辺部のセグメントＳｋ８，Ｓｋ３と、左右弧辺部のセグメントＳａ５，Ｓａ４と、左右上角アール部のセグメントＳｂ７，Ｓｂ６とにより構成される。

１）図７（ａ）および図８に示すように、セグメント搬入装置５１により、左下角アール部のセグメントＳｂ１が、内面を上向き姿勢で、かつ弧状端面（後述するＳｓ）が周方向に沿う姿勢（イ）で搬入される。そして掘進方向に向かって左側のエレクタ装置３にセグメントＳｂ１を保持させる。この時のスイングアーム２１の揺動角はγ１、ローリング揺動機構３１の揺動角は＋θ１である。そして旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより、セグメントＳｂ１の姿勢を（ロ）〜（ホ）に示すように、順次変更して組立位置に搬送し、図７（ｂ）に示すように、左下角アール部の組立位置（ヘ）に位置決めする。この時のスイングアーム２１の揺動角は０°、ローリング揺動機構３１の揺動角は−θ２である。そして、セグメントＳｂ１を既設のセグメントＳｂ１に組み付ける。

２）図９に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された右下角アール部のセグメントＳｂ２を、掘進方向に向かって右側のエレクタ装置３に姿勢（イ）で保持させ、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより、セグメントＳｂ２の姿勢を（ロ）〜（ハ）に示すように順次姿勢制御して搬送し、姿勢（ニ）に示すように右下角アール部の組立位置に位置決めして既設のセグメントＳｂ２に組み付ける。

３）図１０に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された下弧辺部のセグメントＳｋ３を、左のエレクタ装置３に姿勢（イ）で受け取り、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより（ロ）に示すように姿勢制御して搬送し、姿勢（ハ）に示すように下弧辺部の組立位置に位置決めし組み立てる。

４）図１１に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された右弧辺部のセグメントＳａ４を、右のエレクタ装置３に姿勢（イ）で受け取り、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより（ロ）〜（ト）に示すように姿勢制御して搬送し、姿勢（チ）に示すように右弧辺部の組立位置に位置決めし組み立てる。

５）図１２に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された左弧辺部のセグメントＳａ５を、左のエレクタ装置３に姿勢（イ）で受け取り、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより（ロ）〜（ヘ）に示すように姿勢制御して搬送し、姿勢（ト）に示すように左弧辺部の組立位置に位置決めし組み立てる。

６）図１３に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された右上角アール部のセグメントＳｂ６を、右のエレクタ装置３に姿勢（イ）で受け取り、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより（ロ）〜（ヘ）に示すように姿勢制御して搬送し、姿勢（ト）に示すように右上角アール部の組立位置に位置決めし組み立てる。

７）図１４に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された左上角アール部のセグメトＳｂ７を、左のエレクタ装置３に姿勢（イ）で受け取り、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより（ロ）〜（ヘ）に示すように姿勢制御して搬送し、姿勢（ト）に示すように左上角アール部の組立位置に位置決めし組み立てる。

８）図１５に示すように、セグメント搬入装置５１により搬入された上弧辺部のセグメントＳｋ８を、右のエレクタ装置３に姿勢（イ）で受け取り、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより（ロ）〜（ト）に姿勢制御して搬送し、姿勢（チ）に示すように上弧辺部の組立位置に位置決めし組み立てる。

このように、旋回リング１１の旋回移動と、スイングアーム２１の開閉揺動と、ローリング揺動機構３１の揺動とにより、シールド本体１の後部内でスキンプレート１ａや排土コンベヤ４、隣接のエレクタ装置３に干渉することなく、セグメントＳをスムーズに搬送し位置決めして組み立てることができる。

上記実施の形態１によれば、長円形や楕円形、小判形、メガネ形などの扁平率が高い断面のトンネルや、矩形や長方形断面などのようにコーナー部の組立位置までの搬送距離が長いトンネルであっても、旋回リング１１の旋回移動とスイングアーム２１の開閉揺動とにより、把持装置４１に保持されたセグメントＳの搬送ストロークを十分に確保することができて、トンネル内面の組立位置に精度良く位置決めすることができる。またスイングアーム２１の遊端部にローリング揺動機構３１を介して把持装置４１を設けたので、把持装置４１に保持されたセグメントＳを広い角度範囲で任意に姿勢制御することができ、シールド掘進機の後部の狭い空間で他の機器設備に干渉することなく、セグメントＳをトンネル内面の全ての組立位置にスムーズに搬送することができ、安全かつ効率よくセグメントＳを組み立てることができる。

また、スイングアーム２１の遊端部に設けられたローリングフレーム３３を、駆動ギヤ３６ａ、中間ギヤ３７ａ、ピニオン３７ｂおよび円弧状ギヤ３５からなる減速機構を有するローリング揺動機構３１により揺動するように構成したので、把持装置４１に保持されたセグメントＳを、広い角度範囲で、かつ高トルクで揺動させてセグメントＳを高精度で姿勢制御することができる。

さらに、スイング駆動装置２７の駆動力をスイングアーム２１の中間部に作用させるように構成したので、セグメントＳの高荷重を効果的に支持することができ、また旋回リング１１の旋回角とスイングアーム２１の傾きに対応して発生する負荷変動に容易に対応することができ、把持装置４１に保持されたセグメントＳを高精度で位置決めすることができる。

さらにまた、スイングアーム２１を、前後一対のアーム本体２３Ａ，２３Ｂと、これらアーム本体２３Ａ，２３Ｂ間で支軸１６とガイド軸２６を介してスライド自在に案内されるシフトアーム２４とで構成し、このシフトアーム２４と、このシフトアーム２４をスライドさせるシフト駆動装置２５からなるシフト移動機構２２を、スイングアーム２１と一体に設けたので、エレクタ装置３の小型化、省スペース化を図ることができる。

なお、図１６に示すように、上記構成のエレクタ装置３を使用して、矩形断面のトンネルのセグメントのうち、コーナー部セグメントＳＣを組み立てる場合にも、同様にセグメントＳＣの姿勢を変更しつつ組立位置にスムーズに搬送して位置決めし、容易に組み立てることができる。
［実施の形態２］
次に、本発明に係るシールド掘進機のエレクタ装置の実施の形態２を図１７および図１８を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

シールド本体１の後部に、対称構造の左右一対のエレクタ装置６１がそれぞれ設けられており、一方のみを図示して説明する。
このエレクタ装置６１は、シールド本体１の後部に、シールド軸心Ｏと平行な旋回軸心Ｏ’周りに旋回自在に設けられた旋回リング１１と、この旋回リング１１から後方に突出するアーム支持筒６７と、このアーム支持筒６７にシールド軸心Ｏ方向にスライド自在に外嵌されたスライド筒６２と、基端部がスライド筒６２にシールド軸心Ｏに平行な支軸７２を中心に揺動自在に支持されたスイングアーム６３と、スイングアーム６３の遊端部にローリング揺動機構６４を介して設けられたローリングアーム６５と、このローリングアーム６５の遊端部にヨーイング回動機構６６を介して設けられ把持装置４１とを具備している。

前記旋回リング１１には、把持装置４１をシールド軸心Ｏ方向にスライドさせるシフト移動機構７１が設けられており、このシフト移動機構７１は、スライド筒６２と、このスライド筒６２をスライドさせる油圧式または電動式のジャッキ（またはシリンダ）からなり、そのジャッキ本体７１ａがスライド筒６２の外周部所定位置に取り付けられ、出力ロッド７１ｂが旋回リング１１に連結されている。

前記スイングアーム６３は、スライド筒６２の外周部に沿う略１／４円弧形に形成され、スライド筒６２に取り付けられたブラケット７３に基端部がシールド軸心Ｏと平行な支軸７２を介して揺動自在に支持されている。このスイングアーム６３を開閉揺動させるスイング駆動装置７４は、直線駆動装置である油圧式または電動式のジャッキ（またはシリンダ）と、スイングアーム６３の基端側に突設されたスイングレバー６３ａとからなり、ジャッキ本体７４ａがスライド筒６２のブラケット７３から反スイングアーム６３側に取付部材７４ｃを介して支持され、その出力ロッド７４ｂがスイングレバー６３ａの先端部にピンを介して連結されている。

スイングアーム６３の遊端部には、短尺のローリングアーム６５がシールド軸心Ｏと平行な遊端支軸７５を介して揺動自在に支持され、ローリング駆動装置７６によりローリングアーム６５が揺動される。このローリング駆動装置７６は、遊端支軸７５に取り付けられた受動ギヤ７６ａと、スイングアーム６３の遊端部に設けられた油圧式または電動式のローリングモータ７６ｃと、ローリングモータ７６ｃにより回転駆動されて受動ギヤ７６ａに噛み合う駆動ピニオン７６ｂにより構成されている。

ヨーイング回動機構６６は、ローリングアーム６５の遊端側にヨーイングフレーム７７が軸受を介してシールド軸心Ｏに直交する平面内でローリングアーム６３に直交するヨーイング軸心Ｏｙ周りに旋回自在に支持され、ヨーイングフレーム７７を旋回駆動するヨーイング駆動装置７８が設けられている。このヨーイング駆動装置７８は、ヨーイングフレーム７７の外周部に設けられた受動ギヤ７８ａと、ローリングアーム６３に設けられた油圧式または電動式のヨーイングモータ７８ｃと、このヨーイングモータ７８ｃに回転駆動されて受動ギヤ７８ａに噛み合う駆動ピニオン７８ｂとで構成されている。

ヨーイングフレーム７７には、詳細に図示しないが、実施の形態１と同様に、吊下ピン４２を介してセグメントＳを吊下支持するセグメント支持部４３と、姿勢調整装置４４とを有する把持装置４１が設けられている。

ここで、実施の形態１および２におけるセグメントＳのトンネル内の搬入姿勢を説明する。
これらセグメントＳは、図１８に仮想線で示すように、セグメント台車ＳＣ上に載置されてトンネル後方から搬入され、セグメント搬入装置５１を介してエレクタ装置３に受け渡される。セグメントＳはそれぞれ組立姿勢で周方向に長く、シールド軸心Ｏ方向に短い矩形状のため、これらセグメントＳは、内面が上向きで、かつ周方向に長い辺の弧状端面Ｓｓがシールド軸心Ｏに沿う姿勢でセグメント台車ＳＣ上に載置され搬入される。先の実施の形態１では、セグメント搬入装置５１に設けられた旋回機構（図示せず）により、セグメントＳを垂直軸心周りに９０°旋回して弧状端面Ｓｓが周方向に沿う姿勢とし、エレクタ装置３の把持装置４１に受け渡している。

しかし、実施の形態２では、セグメント台車ＳＣ上のセグメントＳを、弧状端面Ｓｓがシールド軸心Ｏに沿う姿勢のままでエレクタ装置６１の把持装置４１に受け渡し、把持装置４１に保持されたセグメントＳをヨーイング回動機構６６により９０°旋回させて、セグメントＳが弧状端面Ｓｓを周方向に沿う組立姿勢として組立位置に搬送することができる。

上記構成において、セグメント台車ＳＣ上にセグメントＳが、内面が上向きで、かつ円弧状端面Ｓｓがシールド軸心Ｏに沿う姿勢でトンネルの後方から搬入され、そのままの姿勢でセグメント搬入装置５１を介してエレクタ装置６１に受け渡される。エレクタ装置６１では、把持装置４１によりセグメントＳを保持し、さらにヨーイング回動機構６６によりセグメントＳをヨーイング軸心Ｏｙ周りに９０°旋回させて組立姿勢とした後、旋回駆動装置１４により旋回リング１１を旋回駆動するとともに、スイング駆動装置７４によりスイングアーム６３を開閉揺動して、セグメントＳを組立位置に搬送する。そしてローリング駆動装置７６によりセグメントの姿勢を調整するとともに、シフト移動機構７１によりスライド筒６２を移動させ、さらに姿勢調整装置４４によりセグメントＳの傾斜角を微調整して組立位置に位置決めする。

上記構成によれば、扁平率が高い小判形などの断面のトンネルであっても、旋回リング１１の旋回とスイングアーム６３の開閉揺動とにより、把持装置４１に保持したセグメントＳを、トンネル内面の組立位置に精度良く位置決めすることができる。また、ローリングアーム６５の遊端部にヨーイング回動機構６６を介して把持装置４１を設けたので、セグメント台車とＳＣにより搬入したセグメントＳをそのままの姿勢でセグメント搬入装置５１からエレクタ装置６１の把持装置４１に供給して、組立姿勢に９０°旋回することができ、セグメント搬入装置５１にセグメントＳを９０°旋回させる旋回機構が不要となる。

本発明に係るシールド掘進機のエレクタ装置の実施の形態１を示す背面図で、（ａ）は全体を示し、（ｂ）は左側半分を示す。 エレクタ装置の縦断面図である。 エレクタ装置の拡大背面図である。 エレクタ装置のローリング揺動機構およびセグメント把持装置を示す縦断面図である。 図４に示すＩ−Ｉ断面図である。 図４に示すII−II断面図である。 左下角アール部のセグメントの組立動作を示すエレクタ装置の背面図で、（ａ）はセグメント搬入装置からの受渡し位置の姿勢、（ｂ）は組立位置の姿勢を示す。 エレクタ装置による左下角アール部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す概略背面図である。 エレクタ装置による右下角アール部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す概略背面図である。 エレクタ装置による下弧辺部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す背面図である。 エレクタ装置による右弧辺部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す概略背面図である。 エレクタ装置による左弧辺部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す概略背面図である。 エレクタ装置による右上角アール部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す背面図である。 エレクタ装置による左上角アール部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す概略背面図である。 エレクタ装置による上弧辺部のセグメントの受渡し位置から組立位置までの搬送姿勢を示す背面図である。 エレクタ装置の矩形断面トンネルのセグメントの組立動作を示す背面図で、（ａ）はセグメント搬入装置による受渡し位置の姿勢、（ｂ）は組立位置の姿勢を示す。 本発明に係るシールド掘進機のエレクタ装置の実施の形態２を示し、（ａ）はシールド本体の拡大半背面図、（ｂ）は（ａ）に示すIII部拡大図である。 エレクタ装置の背面図である。

符号の説明

Ｏ シールド軸心
Ｏ’ 旋回軸心
Ｏｙ ヨーイング軸心
Ｓ セグメント
Ｓｂ ブラケット
１ シールド本体
３ エレクタ装置
１１ 旋回リング
１３ 旋回ローラ
１４ 旋回駆動装置
１５ アーム支持フレーム
１６ 支軸
２１ スイングアーム
２２ シフト移動機構
２３Ａ，２３Ｂ アーム本体
２４ シフトアーム
２４ａ，２４ｂ スライド穴
２５ シフト駆動装置
２６ ガイド軸
２７ スイング駆動装置（直線駆動装置）
３１ ローリング揺動機構
３２ 遊端軸
３３ ローリングフレーム
３３ｒ 弧辺部
３４ ローリング駆動装置
３５ 円弧状ギヤ
３６ 回転駆動装置
３６ａ 駆動ギヤ
３７ 中間軸
３７ａ 中間ギヤ
３７ｂ ピニオン
３８ 減速機
４１ 把持装置
４２ 吊下ピン
４３ セグメント支持部
４４ 姿勢調整装置
４５ 揺動ピン
４６ 加圧レバー
４６ａ 加圧部材
４７ 調整駆動装置
６１ エレクタ装置
６２ スライド筒
６３ スイングアーム
６３ａ スイングレバー
６４ ローリング揺動機構
６５ ローリングアーム
６６ ヨーイング回動機構
６７ アーム支持筒
７１ シフト移動機構
７２ 支軸
７４ スイング駆動装置（直線駆動装置）
７５ 遊端支軸
７６ ローリング駆動装置
７８ ヨーイング駆動装置

Claims (3)

1. シールド掘進機の後部に、シールド軸心と平行な軸心周りに旋回自在に設けられた旋回リングと、当該旋回リングに基端部がシールド軸心と平行な支軸を中心に揺動自在に支持されたスイングアームと、当該スイングアームを旋回リングに沿う格納位置と外周側に展開される使用位置との間で開閉揺動するスイング駆動装置と、スイングアームの遊端部にシールド軸心と平行な軸心周りに揺動自在なローリング揺動機構を介して設けられてセグメントを保持可能な把持装置とを具備し、
   前記ローリング揺動機構は、スイングアームの遊端部にシールド軸心と平行な遊端軸心周りに揺動自在に支持されて把持装置を有するローリングフレームと、当該ローリングフレームを遊端軸心周りに揺動させるローリング駆動装置とからなり、
   前記ローリング駆動装置を、ローリングフレームの外周部に遊端軸心を中心として取り付けられた円弧状ギヤと、スイングアームの遊端部に設けられて前記円弧状ギヤに噛み合うピニオンおよび当該ピニオンを回転駆動する回転駆動装置とで構成した
   ことを特徴とするシールド掘進機のエレクタ装置。
2. スイング駆動装置を、格納位置のスイングアームの遊端部に対応する旋回リングの所定部位と、スイングアームの中間部位との間に連結された直線駆動装置により構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機のエレクタ装置。
3. スイングアームを、基端部の支軸と、中間部で当該支軸に平行なガイド軸とにわたって設けられた少なくとも一対のアーム本体と、当該アーム本体間で支軸および前記ガイド軸にそれぞれスライド自在に案内され遊端側に把持装置を有するシフトアームとで構成し、
   前記シフトアームと、スイングアームに設けられて当該シフトアームを支軸およびガイド軸に沿ってスライドさせるシフト駆動装置からなり、前記把持装置をシールド軸心方向に移動可能なシフト移動機構を設けた
   ことを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機のエレクタ装置。

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