JP2736216B2 - セグメント締結用ボルト・ナットの増締装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド掘進機のセグ
メント組立装置により組み立てられたセグメントの締結
用ボルト・ナットを増締するセグメント締結用ボルト・
ナットの増締装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、セグメント組立装置によりボルト
・ナットを介して組み立てられたセグメントは、振動等
によりボルト・ナットが緩むため、本発明者等はたとえ
ば特開平３−３０８１３８号および特開平３−３０８１
３９号により、多関節アームを利用した増締装置を提案
した。ここで示されるナットランナーとボルトチャッカ
ーの内、ボルトチャッカーは図９に示すように、ピン６
１を介して回動自在な一対の把持レバー６２Ａ，６２Ｂ
を設け、この把持レバー６２Ａ，６２Ｂを回動手段によ
り閉動して六角ボルトＢの頭部Ｂを両側から把持する構
造である。

【０００３】この増締装置において、ボルトチャッカー
とナットランナーの位置決め操作は、画像処理によるボ
ルトボックスのセンシングや超音波変移計によるボルト
ボックスの内壁面計測などが考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ボルトボック
スとボルト頭部との相対位置は、ボルト軸部とボルト孔
の隙間により２〜３mmのずれが発生する。したがって、
上記ボルトチャッカーを使用した場合、正確な位置決め
が要求され、ボルト頭部の直接センシングが必要とな
る。ボルト頭部を直接センシングする場合には、たとえ
ば画像処理による方法が考えられるが、ボルト頭部の判
別のためにマーキングが必要であり、画像処理に時間を
要することや精度の信頼性にも問題が生じる。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決して、ボルト
ボックスのセンシングでボルト頭部を正確に把持できる
セグメント締結用ボルト・ナットの増締装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のセグメント締結用ボルト・ナットの増締装
置は、移動体に設けられた多関節アーム装置の先端部
に、互いに対向して接近離間自在なナットランナーとボ
ルトチャッカーとを設け、ボルトチャッカーのチャッカ
ー本体先端部に、ボルト頭部より広い間隔をあけて配置
された一対の対向側壁からそれぞれ先端側に窄まる傾斜
壁を有する固定把持凹部によりボルト頭部の一側面に係
合可能な固定チャックを設け、チャッカー本体の固定チ
ャック基端部側に対向して接近離間自在に配置されてボ
ルト頭部の他側面に係合可能な可動把持凹部が形成され
た可動チャックを設け、可動チャックを固定チャック側
に接近離間させる把持開放装置を設けるとともに、ボル
ト頭部の把持時における前記多関節アーム装置のブレー
キトルクを小さく設定したものである。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、ボルトボックス内でボルト
頭部がずれていても、固定チャックの固定把持凹部と可
動チャックの可動把持凹部内であれば、把持開放装置に
より可動チャックを固定チャックに接近させることによ
り、多関節アーム装置がブレーキトルクを小さく設定さ
れているので、ボルトチャッカーおよびナットランナー
を相対変移させて適性位置に位置決めすることができ
る。したがって、ボルトボックスのセンシングでボルト
頭部およびナットを正確に把持することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係るボルトチャッカーを有す
るセグメント増締装置の一実施例を図１〜図８に基づい
て説明する。

【０００９】図６に示すように、シールド掘進機の後部
に配置されたセグメント組立装置により、複数のセグメ
ントピース１をピース間ボルト・ナット２によりリング
状に組み立てられるとともに、このセグメントリングを
リング間ボルト・ナット３によりシールド軸心方向に沿
って連結してセグメント４が形成されている。

【００１０】このセグメント増締装置は、たとえばセグ
メント４内に枕木５を介して敷設された一対の走行レー
ル６に案内されて移動自在な走行台車７を配置し、この
走行台車７に、先端部がセグメント４の内周面に沿って
移動自在な多関節アーム装置８を設け、この多関節アー
ム装置８のアーム先端部にピース間ボルト・ナット２お
よびリング間ボルト・ナット３を締め付け可能で本発明
に係るボルトチャッカー９とナットランナー１０を備え
たボルト・ナット増締部１１を設けたものである。

【００１１】前記多関節アーム装置８は、図７に示すよ
うに、ねじ式昇降移動機構１２により昇降自在な昇降基
台１３が設けられ、この昇降基台１３にねじ式前後移動
機構１４を介してアーム基台１５が設けられている。そ
して、このアーム基台１５に、第１アームモーター１６
により第１支軸１７を中心に矢印Ｃ，Ｄ方向に回動自在
な第１アーム１８と、第１アーム１８の先端部に第２ア
ームモーター１９により第１支軸２０を中心に矢印Ｅ，
Ｆ方向に回動自在な第２アーム２１とが設けられてい
る。また第２アーム２１の先端部に第１架台駆動モータ
ー２２により水平方向の第１軸心２３回りに回動自在な
第１回動架台２４と、第１架台２４に設けられて第２架
台駆動モーター２５により第２軸心２６回りに回動自在
な第２回動架台２７とが設けられており、この多関節ア
ーム装置８には、適宜第１アームモーター１６，第２ア
ームモーター１９，第１架台駆動モーター２２および第
２架台駆動モーター２５のブレーキトルクを任意に設定
できるように構成されている。

【００１２】前記ボルト・ナット増締部１１は、図８に
示すように、また第２回動架台２７には、着脱用モータ
ー２８Ａ，２８Ｂに回転駆動されるボールねじ軸２９
Ａ，２９Ｂを介して互いに接近離間移動可能な移動架台
３０Ａ，３０Ｂ上が配置され、移動架台３０Ａ，３０Ｂ
上にそれぞれボルトチャッカー９とナットランナー１０
が配置されている。

【００１３】前記ナットランナー１０は、移動架台３０
Ａに配設されたランナー本体３１の先端部に、ピース間
ボルト・ナット２およびリング間ボルト・ナット３のナ
ットに外嵌可能なナットソケット３２が設けられ、ラン
ナー本体３１の基端部にこのナットソケット３２を複数
のギヤを介して回転駆動する増締モーター３３が設けら
れている。

【００１４】ボルトチャッカー９は、図１〜図５に示す
ように、移動架台３０Ｂ上に設けられたチャッカー本体
４１の先端部に、ピース間ボルト・ナット２およびリン
グ間ボルト・ナット３のボルト頭部Ｂを把持可能な固定
チャック４２と可動チャック４４が配置されるととも
に、チャッカー本体４１の基端部に可動チャック４４を
固定チャック４２に接近離間させる把持開放装置４７が
設けられている。

【００１５】すなわちチャッカー本体４１の先端に固定
された固定チャック４２は、図２に示すように、ボルト
頭部Ｂの左右両側でボルト頭部Ｂの直径ｄより広い間隔
Ｄをあけて配置された一対の対向側壁４２ｂと、これら
対向側壁部４２ｂから先端側に先窄まり状に湾曲する傾
斜壁４２ｃと、これら傾斜壁４２ｃを連結する円弧状の
円弧壁４２ｄとで固定把持凹部４２ａが基端側に臨んで
形成されている。また，チャッカー本体４１の長さ方向
に形成されたガイド溝４３に凸部４４ｂが案内されて固
定チャック４２に接近離間自在な可動チャック４４が設
けられ、この可動チャック４４には固定把持凹部４２ａ
の対向面にボルト頭部の他側部に係合可能な円形状の可
動把持凹部４４ａが形成されている。チャッカー本体４
１の内面には長さ方向に沿ってスライド凹部４５が形成
され、先端が可動チャック４４に連結された作動板４６
がスライド自在に配置されている。４６ａは作動板４６
の側縁に設けられた被ガイド突部で、スライド凹部４５
側面のガイド突起４５ａにスライド自在に係合されてい
る。

【００１６】チャッカー本体４１の基端側に設けられた
把持開放装置４７は、作動板４６を介して可動チャック
４４を固定チャック４２側に接近離間移動してボルト頭
部Ｂを把持および開放するもので、この把持開放装置４
７は、チャッカー本体４１のスライド凹部４５内に形成
された軸孔４８に作動軸４９が回転自在に配置され、こ
の作動軸４９に、作動板４６の基端カムホロワ部４６ｂ
に当接するカム板５０が固定されている。さらに作動板
４６とチャッカー本体４１の基端にそれぞれに突設され
たピン５１Ａ，５１Ｂ間に拘束ばね５２が連結されて、
カムホロワ部４６ｂがカム板５０のカム面に当接するよ
うに付勢して作動板４６をカム板５０に追動するように
構成されている。また作動軸４９の他端には受動ギヤ５
３が取り付けられ、把持用モーター５４の出力軸に取り
付けられた駆動ギヤ５５が受動ギヤ５３に噛合されて、
前記カム板５０が回転される。

【００１７】上記構成において、セグメント４が組み立
てられた後方位置で、走行台車７を所定位置に停止さ
せ、多関節アーム装置８を駆動することにより、図示し
ないセンシング装置によりピース間ボルト・ナット２ま
たはリング間ボルト・ナット３のボルトボックスを判断
してボルト・ナット増締装置１１を位置決めし、着脱用
モーター２８Ｂを駆動してボルトチャッカー９の固定把
持部４２と可動把持部４４の間にボルト頭部Ｂを挿入さ
せる。そして、多関節アーム装置８の第１アームモータ
ー１６，第２アームモーター１９，第１架台駆動モータ
ー２２および第２架台駆動モーター２５のブレーキトル
クを低く設定する。そして、把持用モーター５４を駆動
して駆動ギヤ５５および受動ギヤ５３を介してカム板５
０を回転させ、カム板５０の作用により、作動板４６を
介して可動チャック４４を固定チャック４２側に接近移
動させボルト頭部Ｂを把持させる。

【００１８】この時、図２に示すように、ボルト頭部Ｂ
が把持位置Ｂ′からずれている場合には、可動チャック
４２により、可動把持凹部４２を介してボルト頭部を押
し付けると、その反力がブレーキトルクを越えて多関節
アーム装置８の各駆動部の回動させ、ボルトチャッカー
９を変移させる。これにより、ボルト頭部Ｂが把持位置
Ｂ′位置に位置決めされる。と同時にナットランナー１
０のナットソケット３２も適性位置に位置決めされ、着
脱用モーター２８Ａによりナットソケット３２を正確に
ナットに嵌合される。そして、増締モーター３３により
ナットソケット３２を回転させて所定のトルクでピース
間ボルト・ナット２またはリング間ボルト・ナット３で
増し締めする。

【００１９】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明によれば、ボ
ルトボックス内でボルト頭部がずれていても、固定チャ
ックの固定把持凹部と可動チャックの可動把持凹部内で
あれば、把持開放装置により可動チャックを固定チャッ
クに接近させることにより、多関節アーム装置がブレー
キトルクを小さく設定されているので、ボルトチャッカ
ーおよびナットランナーを相対変移させて適性位置に位
置決めすることができる。したがって、ボルトボックス
のセンシングでボルト頭部およびナットを正確に把持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るボルト・ナット増締装置のボルト
チャッカーの一実施例を示す正面図である。

【図２】同ボルトチャッカーの拡大正面図である。

【図３】同ボルトチャッカーの中央縦断面図である。

【図４】図１に示すＩ−Ｉ断面図である。

【図５】図１に示すII−II断面図である。

【図６】同ボルトチャッカーを備えたセグメント増締装
置の正面図である。

【図７】同セグメント増締装置の多関節アーム装置を示
す正面図である。

【図８】同セグメント増締装置のボルト・ナット増締部
を示す正面図である。

【図９】従来のボルトチャッカーを示す正面図である。

【符号の説明】

１ セグメントピース ２ ピース間ボルト・ナット ３ リング間ボルト・ナット ４ セグメント ７ 走行台車 ８ 多関節アーム装置 ９ ボルトチャッカー 10 ナットランナー 11 ボルト・ナット増締装置 16 第１アームモーター１６ 19 第２アームモーター 22 第１架台駆動モーター 25 第２架台駆動モーター 28A,28B 着脱用モーター 29A,29B ボールねじ軸 30A,29B 移動架台 31 ランナー本体 32 ナットソケット 33 増締モーター 41 チャッカー本体 42 固定チャック 42ａ 固定把持凹部 42ｂ 対向側壁 42ｃ 傾斜壁 42ｄ 円弧壁 44 可動チャック 44a 可動把持凹部 46 作動板 46ｂ カムホロワ部 47 把持開放装置 50 カム板 52 拘束ぱね 54 把持用モーター

フロントページの続き (72)発明者 出原 忠孝 大阪府大阪市中央区北浜東４−33 株式 会社大林組 本店内 (72)発明者 森井 俊明 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−117198（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−16900（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−153069（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に設けられた多関節アーム装置の
   先端部に、互いに対向して接近離間自在なナットランナ
   ーとボルトチャッカーとを設け、ボルトチャッカーのチ
   ャッカー本体先端部に、ボルト頭部より広い間隔をあけ
   て配置された一対の対向側壁からそれぞれ先端側に窄ま
   る傾斜壁を有する固定把持凹部によりボルト頭部の一側
   面に係合可能な固定チャックを設け、チャッカー本体の
   固定チャック基端部側に対向して接近離間自在に配置さ
   れてボルト頭部の他側面に係合可能な可動把持凹部が形
   成された可動チャックを設け、可動チャックを固定チャ
   ック側に接近離間させる把持開放装置を設けるととも
   に、ボルト頭部の把持時における前記多関節アーム装置
   のブレーキトルクを小さく設定したことを特徴とするセ
   グメント締結用ボルト・ナットの増締装置。