JPH0612600U - セグメントのボルト穴合せ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントのセグメントの結合作業を容易
に、迅速に行うことができる。 【構成】 既設セグメントＳ₁ のボルト穴３と把持セグ
メントＳ₀ のボルト穴３１とを合わせるときに、爪駆動
機構５〜１３を作動して、複数個の爪１５をこれらセグ
メントＳ₁ 、Ｓ₀ の食い違うボルト穴３、３１に内接す
る透過円（外径Ｄ ₂ の透過円）に挿入可能な外径Ｄ₁ ま
で縮径し、次いでボルト穴合せ装置１を前進させて、同
各爪１５を上記外径Ｄ₂ の透過円へ挿入し、次いで爪駆
動機構５〜１３を作動して、各爪１５を外方へ拡開さ
せ、既設セグメントＳ₁ と把持セグメントＳ₀ とを相対
移動させて、これらセグメントＳ₁ 、Ｓ₀ のボルト穴
３、３１を一致させ、各ボルト穴３、３１の透過円をＤ
₃ にして、ボルトの挿入を可能にする。その後は、ボル
ト穴合せ装置１をボルト合わせ位置から後退させ、ボル
ト締結機２を上記位置にセットして、既設セグメントＳ
₁ と把持セグメントＳ₀ とをボルト・ナットにより締結
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、セグメントのボルト穴合せ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

シールド掘削機やトンネルボリーングマシンのようなトンネル掘削機により、 掘削された円形断面のトンネルに、鋼製、コンクリート製等のセグメントを順次 組み立てて、トンネル覆工を行う。シールド掘削機及びセグメント組立機を図６ 、図７に示す。図６は、シールド掘削機及びセグメント組立機の縦断側面図、図 ７は、セグメント組立機の正面図である。

【０００３】 Ｓがトンネル内面を覆工した既設セグメント、Ｓ₀ が把持セグメント、５１が シールド掘削機本体、５０が同シールド掘削機本体５１の前部に旋回可能に取付 けたカッタフェース、５１がシールド掘削機本体、５２がシールド掘削機の後胴 で、同後胴５２は、掘削内周面の土砂崩壊を防止する。 ５３がカッタフェース５０とシールド掘削機本体５１との間の軸方向に設けた スラスト軸受、５４がカッタフェース５０とシールド掘削機本体５１との間の円 周方向に設けた外軸受、５５がカッタフェース５０とシールド掘削機本体５１と の間の円周方向に設けた内軸受、５６が中心軸受である。

【０００４】 ５７がカッタフェース５０の後部に設けたリングギャ、５８が同リングギャ５ ７に噛合したピニオン、５９がモータで、モータ５９の回転をピニオン５８を経 てリングギャ５７に伝えて、カッタフェース５０を旋回させる。 ６０がシールド掘削機本体５１の内周面に取付けた複数個のシールドジャッキ で、同各シールドジャッキ６０の後端部が既設セグメントＳの前端部に接触して おり、同各シールドジャッキ６０を伸長方向に作動して、シールド掘削機本体５ １を前進させる。

【０００５】 セグメント組立機の６３がシールド掘削機本体５１の内周面に取付けた複数個 のローラで、同各ローラ６３により、リングギャ６４を旋回可能に支持している 。６１がモータ、６２がリングギャ６４に噛合したピニオンで、モータ６１の回 転をピニオン６２を経てリングギャ６４に伝えて、同リングギャ６４を旋回させ る。

【０００６】 同リングギャ６４には、結合部材６７を介して門型部材６６が装着され、同門 型部材６６の中央部には、保持部材６８及び把持装置６９が設けられ、これらの 保持部材６８及び把持装置６９により、把持セグメントＳ₀ が旋回可能に支持さ れる。 ６３がスクリューコンベアで、同スクリューコンベア６３には、駆動用モータ ６４が設けられ、ベルトコンベア６５がスクリューコンベア６３の搬送方向下流 側端部に接続している。

【０００７】 前記図６、７に示すシールド掘削機では、各シールドジャッキ６０の後端部を 既設セグメントＳの前端面に押し付けて、同各シールドジャッキ６０を伸長方向 に作動し、シールド掘削機本体５１を前進させる一方、モータ５９の回転をピニ オン５８を経てリングギャ５７に伝えて、カッタフェース５０を旋回させて、土 砂を掘削する。

【０００８】 次いで各シールドジャッキ６０の１つを縮み方向に作動して、シールドジャッ キ６０の後端部と既設セグメントＳとの間に空所を形成して、その場所に把持セ グメントＳ₀ を位置させ、既設セグメントＳと把持セグメントＳ₀ とのボルト穴 にボルトを挿通し、ナットを締結して、既設セグメントＳと把持セグメントＳ₀ とを結合する。図６の７１は各既設セグメントを結合するピース間ボルト、７２ は既設セグメントと把持セグメントとを結合するリング間ボルトである。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

前記図６、７に示す従来のシールド掘削機には、次の問題があった。即ち、把 持セグメントＳ₀ のボルト穴を既設セグメントＳのボルト穴に合わせて、ボルト を挿通、締結することにより、セグメントを順次組み立てる。この作業は、トン ネル内での力作業（高温・多湿な上に狭隘な場所での作業）であり、所謂３Ｋ（ 危険、きつい、汚い）作業の代表になっている。そのため、セグメントの組立作 業を自動化するための研究開発が行われおり、一部では実用化の段階に入ってい る。

【００１０】 セグメント組立作業を大別すると、セグメントの搬入、セグメントの把持 、位置決め、セグメントの結合であるが、通常、ととは同時作業となり、 自動化の最も困難な作業である。また小口径（２〜３ｍφ）のシールド掘削機で は、許容される空間が小さくて、前記作業が不可能に近い。またこの種のもので は、掘削時間との関連から許容される施工時間の短縮化が望まれている。

【００１１】 本考案は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的とする処は、セグ メントのセグメントの結合作業を容易に、迅速に行うことができるセグメントの ボルト穴合せ装置を提供しようとする点にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、本考案は、セグメント把持装置により把持した 把持セグメントを、トンネル内面を覆工した既設セグメントに接近させたときに 、同把持セグメントのボルト穴を上記既設セグメントのボルト穴に合わせて、締 結ボルトの挿入を可能にするセグメントのボルト穴合せ装置において、前記セグ メント把持装置に拡縮可能に支持され且つ前記各セグメントの接近時にこれらセ グメントの食い違うボルト穴に内接する透過円に挿入可能な外径まで縮径する複 数個の爪と、同各爪を拡縮させる爪駆動機構とを具えている。

【００１３】

【作用】

本考案のセグメントのボルト穴合せ装置は前記のように構成されており、既設 セグメントと把持セグメントとのボルト穴を合わせるときに、爪駆動機構を作動 して、複数個の爪をこれらセグメントの食い違うボルト穴に内接する透過円（外 径Ｄ₂ の透過円）に挿入可能な外径Ｄ₁ まで縮径し、次いでボルト穴合せ装置を 前進させて、同各爪を上記外径Ｄ₂ の透過円へ挿入し、次いで爪駆動機構を作動 して、各爪を外方へ拡開させ、既設セグメントと把持セグメントとを相対移動さ せて、これらセグメントのボルト穴を一致させ、各ボルト穴の透過円をＤ₃ にし て、ボルトの挿入を可能にする。その後は、ボルト穴合せ装置をボルト合わせ位 置から後退させ、ボルト締結機を上記位置にセットして、既設セグメントと把持 セグメントとをボルト・ナットにより締結する。

【００１４】

【実施例】

次に本考案のセグメントのボルト穴合せ装置を図１〜図３に示す一実施例によ り説明すると、図１の１が穴合わせ装置、３が既設セグメントＳ₁ に設けたボル ト穴、３１が把持セグメントＳ₀ に設けたボルト穴、４がセグメント保持装置（ 図７の６８参照）の一部に結合した保持腕、５が穴合わせ装置１のギャボックス で、同ギャボックス５が保持腕４に固定されている。

【００１５】 ６が同ギャボックス５の左側部に固定した回転駆動装置、７が同回転駆動装置 ６の出力軸、８が同出力軸７をギャボックス５に回転可能に支持する軸受、図１ 、２の９が出力軸８の先端部に固定したピニオン、１０が複数個（図では３個） の従動ギャで、同各従動ギャ１０がピニオン９に噛合している。図１、３の１３ が同各従動ギャ１０に一体の従動軸、１１が同各従動軸１３をギャボックス５に 回転可能に支持する軸受である。

【００１６】 １４が複数個（図では３個）のカムで、同各カム１４がキー１２を介して上記 各従動軸１３に固定されている。１５が同各カム１４の先端部に設けた爪で、同 各爪１５は、接近したとき、外径Ｄ₁ の円筒状になる。 Ｄ₂ は既設セグメントＳ₁ 及び把持セグメントＳ₀ の接近時、これらセグメン トＳ₁ 、Ｓ₀ の食い違うボルト穴３、３１に内接する透過円の外径で、この外径 Ｄ₂ のときには、各爪１５が内方へ縮小し（図３の実線参照）、外径Ｄ₁ の円筒 状になって、各爪１５がボルト穴３、３１に挿入可能である。

【００１７】 Ｄ₃ は各爪１５が外方へ拡開し（図３の矢印参照）、既設セグメントＳ₁ 及び 把持セグメントＳ₀ が相対的に移動して、ボルト穴３、３１が一致したときに、 これらセグメントＳ₁ 、Ｓ₀ のボルト穴３、３１に内接する透過円の外径で、こ の外径Ｄ₃ は、後述するボルト７１、７２の外径よりも大きい。 図４は、既設セグメントＳ₁ 〜Ｓ₄ と把持セグメントＳ₀ の配置を示しており 、既設セグメントＳ₁ 〜Ｓ₄ は、ピース間ボルト７１により結合される。また既 設セグメントＳ₁ 〜Ｓ₃ とは、リング間ボルト７２により接合される。

【００１８】 また把持セグメントＳ₀ は、図６、図７に示すように保持部材６８、把持部材 ６９により、把持されて、既設セグメントＳ₁ 〜Ｓ₃ に接近する。 図５は、ボルト締結機２を示しており、軸２３が支持部材２０に取付けられ、 ボルト腕２１及びナット腕２２が軸受２４を介して軸方向移動を可能に支持され ている。２５がボルト腕２１を軸方向に移動させるシリンダ、２６がナット腕２ ２を軸方向に移動させるシリンダ、２７がナット腕２２に取付けたモータ、３０ が同モータ２７の出力軸に取付けたピニオンで、同ピニオン３０の回転が駆動ギ ャ２８→ナットギャ２９→ナット７３に伝えられて、ナット７３が回転する。

【００１９】 ボルト７１（７２）は、ボルト腕２１に静止状態で支持されており、ナット７ ３を回転させながら、シリンダ２５、２６を伸長方向に作動して、ボルト腕２１ 、ナット腕２２を相対的に接近させると、ナット７３がボルト７１（７２）に螺 合する。 次に前記図１〜図３に示すセグメントのボルト穴合せ装置の作用を具体的に説 明する。シールド掘削機の進行方向方向にセグメントをリング状に組み立ててゆ く。この既設セグメントＳ₁ 〜Ｓ₄ に対して新しいセグメントを組み付けるとき には、新しいセグメントを把持して、この把持セグメントＳ₀ を上記既設セグメ ントＳ₁ 〜Ｓ₃ に接近させる。このとき、既設セグメントＳ₁ （及びＳ₂ 、Ｓ₃ ）と把持セグメントＳ₀ とのボルト穴３、３１は、食い違っており、これら食い 違うボルト穴３、３１に内接する透過円の外径はＤ₂ である。一方、ボルト穴合 わせ装置１の各爪１５は内方へ縮小し（図３の実線参照）、外径Ｄ₁ の円筒状に なって、同各爪１５がボルト穴３、３１に挿入可能である。

【００２０】 この状態から、保持腕４によりボルト穴合せ装置１を穴合わせ位置にセットし て、各爪１５をボルト穴３、３１へ挿入し、次いで回転駆動装置６を起動し、そ の回転をピニオン９→各従動ギャ１０→各従動軸１４→各カム１４に伝えて、各 爪１５を各従動軸１４を中心に外方へ移動させ、（図３の矢印参照）、既設セグ メントＳ₁ 及び把持セグメントＳ₀ を相対的に移動させて、互いのボルト穴３、 ３１を一致させる。このとき、セグメントＳ₁ 、Ｓ₀ のボルト穴３、３１に内接 する透過円の外径はＤ₃ で、この外径Ｄ₃ はボルト７１（及び７２）の外径より も大きくて、ボルトの挿入が可能になる。

【００２１】 その後は、保持腕４によりボルト穴合わせ装置１穴合わせ位置から退去させ、 ボルト締結機２を図４、図５の位置にセットし、モータ２７を起動し、その回転 をピニオン３０→駆動ギャ２８→ナットギャ２９→ナット７３に伝えて、ナット ７３を回転させる一方、シリンダ２５、２６を伸長方向に作動し、ボルト腕２１ 、ナット腕２２を相対的に接近させて、ナット７３をボルト腕２１により静止状 態に保持されているボルト７１（または７２）に螺合して、既設セグメントＳ₁ と把持セグメントＳ₀ とを締結する。

【００２２】 なお穴合わせ装置１は、リング間、ピース間のそれぞれに設置した方が能率的 である。

【００２３】

【考案の効果】

本考案のセグメントのボルト穴合せ装置は前記のように既設セグメントと把持 セグメントとのボルト穴を合わせるときに、爪駆動機構を作動して、複数個の爪 をこれらセグメントの食い違うボルト穴に内接する透過円（外径Ｄ₂ の透過円） に挿入可能な外径Ｄ₁ まで縮径し、次いでボルト穴合せ装置を前進させて、同各 爪を上記外径Ｄ₂ の透過円へ挿入し、次いで爪駆動機構を作動して、各爪を外方 へ拡開させ、既設セグメントと把持セグメントとを相対移動させて、これらセグ メントのボルト穴を一致させ、各ボルト穴の透過円をＤ₃ にして、ボルトの挿入 を可能にするので、セグメントのセグメントの結合作業を容易に、迅速に行うこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のセグメントのボルト穴合せ装置の一実
施例を示す縦断側面図である。

【図２】図１の矢視ＡーＡ線に沿う縦断正面図である。

【図３】同ボルト穴合せ装置の作用説明図である。

【図４】各既設セグメントと把持セグメントとボルト締
結機との関係を示す説明図である。

【図５】ボルト締結機の縦断側面図である。

【図６】シールド掘削機及びセグメント組立機の縦断側
面図である。

【図７】セグメント組立機の正面図である。

【符号の説明】

Ｓ₀ 把持セグメント Ｓ₁ 〜Ｓ₄ 既設セグメント ３ 既設セグメントＳ₁ のボルト穴 ５〜１３ 爪駆動機構 １４ カム １５ カム１４に設けた爪 ３１ 把持セグメントＳ₀ のボルト穴 ６９ セグメント把持装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメント把持装置により把持した把持
   セグメントを、トンネル内面を覆工した既設セグメント
   に接近させたときに、同把持セグメントのボルト穴を上
   記既設セグメントのボルト穴に合わせて、締結ボルトの
   挿入を可能にするセグメントのボルト穴合せ装置におい
   て、前記セグメント把持装置に拡縮可能に支持され且つ
   前記各セグメントの接近時にこれらセグメントの食い違
   うボルト穴に内接する透過円に挿入可能な外径まで縮径
   する複数個の爪と、同各爪を拡縮させる爪駆動機構とを
   具えていることを特徴としたセグメントのボルト穴合せ
   装置。