JPH081779Y2 - ナット供給装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、シールド堀進工法において使用するセグメ
ント自動組立装置のボルト締結機へナットを提供するナ
ット供給装置に関するものである。

［従来の技術］ シールド堀進工法で堀進したトンネル内部には、セグ
メント自動組立装置でセグメントを組立て、セグメント
をボルト、ナットで締結している。

セグメントのうち、長ボルトによりセグメントを締結
するセグメントにおいては、セグメント組立前に長ボル
トをセグメントに装着してあるので、ボルト締結機には
ナットのみを供給している。

［考案が解決しようとする課題］ 従来ボルト締結機にナットを提供する場合には、人手
によってナットを１個ずつ、ボルト締結機のナットラン
ナー側に装着していた。

このため手間がかかり、セグメント組立作業の能率が
悪く、安全性も低下する欠点があった。

本考案はこのような従来の欠点を除去し、ナットを自
動的にボルト締結機のナットランナー側に提供するよう
にして、作業の能率と安全性を向上することができるよ
うにしたナット供給装置を提供することを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、複数のナットを収容し、ナットランナーの
ソケットに前記ナットを１個ずつ供給するようにしたナ
ット供給装置であって、複数のナットを外周に嵌め並べ
て保持する中空軸のナット装填ロッドと、該ナット装填
ロッドの基端側に摺動可能に嵌合され前記ナットを前記
ナット装填ロッドの先端側に押し出すナット押し出しブ
ロックと、外径が前記ナット装填ロッドの外径内に保持
されるようにナット装填ロッドの先端に突設された拡開
が可能な最先端部と、前記ナット装填ロッドに挿入され
スプリングによる先端側への移動により前記最先端部を
拡径するテーパ部を先端に有し且つ前記ソケットの押圧
により前記スプリング力に抗してナット装填ロッド内に
押込められて前記最先端部の収縮を行わせ得るようにし
た制御ロッド、該制御ロッドを前記スプリング力に抗し
てナット装填ロッド内に引き込めるように駆動するため
の装置とを備えたことを特徴とするナット供給装置、及
び、ナット装填ロッドに備えられている最先端がスリッ
トを有した肉薄部により形成されていることを特徴とす
るナット供給装置である。

［作用］ 請求項１の考案は、ナット装填ロッドの先端にナット
脱落防止のための拡開が可能な最先端部を備えているの
で、ナット装填ロッドの外周に一直線にナットを収容さ
せておくことができ、よってナット供給時にナットを先
端に向けて直線的に押し出すのみでナットの供給を行う
ことができ、また複数のナットをナット装填ロッドの外
周に収容させる作業も直線的に行うことができる。

請求項２の考案では、ナット装填ロッドに備えられて
いる最先端部がスリットを有した肉薄部により形成され
ているので、簡単な構成にて確実に拡縮を行わせること
ができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第８図はセグメント1,1′を長ボルト２とナット３と
によって締結する時に使用するボルト締結機４の一実施
例の側面図であって、長ボルト２の頭部には図示しない
自己回転防止機構を備え、長ボルト２はセグメント１′
に対し回転しないようになっていて、セグメント1,1′
の組立前に長ボルト２は予めセグメント１′に装着され
ているため、ボルト締結機４は長ボルト２を保持するこ
となく、ナット３のみを保持するようになっている。

ボルト締結機４は、図示しないセグメント自動組立装
置に取付けられていて、垂直に長いＬ字型のフレーム５
を備えている。フレーム５の片面には直線状のガイドレ
ール６が垂直方向に固定れ、リニアガイド７がガイドレ
ール６に沿って摺動できるようになっている。リニアガ
イド７には昇降ブロック８が固定されていて、フレーム
５の上端に下向きに取付けてあるシリンダー９のロッド
10の下端が昇降ブロック８に結合されている。これによ
って、シリンダー９のロッド10を収縮または伸張する
と、昇降ブロック８はリニアガイド７と共に、ガイドレ
ール６に沿って上昇または下降することになる。

昇降ブロック８には水平方向のガイドロッド11が固定
してあって、ナットランナー12の上端がガイドロッド11
に沿って摺動できるように支持されている。ナットラン
ナー12の上端にはシリンダー13（移動装置）が水平方向
に取付けてあって、シリンダー13のロッド14の先端は、
昇降ブロック８に結合されている。これによって、シリ
ンダー13のロッド14を収縮又は伸張すると、ナットラン
ナー12はガイドロッド11に沿って第８図の左右方向に移
動することになる。

ナットランナー12の下部には、マグネット等によって
１個のナット３を吸着保持するソケット15が設けられて
いる。そしてナットランナー12の上部に取付けてある駆
動モータ16からナットランナー12内に設けてある図示し
ない伝達歯車列を介してソケット15は回転されるように
なっている。ソケット15にナット３を保持し、第８図に
示すようにナットランナー12がセグメント１のボルト箱
穴17に挿入され、ナット３の中心と長ボルト２の中心と
が一直線状に並んだ状態で、ソケット15と共にナット３
を回転しながらシリンダー13のロッド14を収縮すると、
ナットランナー12はガイドロッド11に沿って第８図の右
方に移動し、ナット３は長ボルト２の先端に螺合してセ
グメント1,1′を締結することになる。

ボルト締結機４のフレーム５の下端には、次に説明す
る筒状のナット供給装置18が、取付フランジ19によって
水平に取付けられている。ナット供給装置18の内部には
複数のナット３が並べて保持され、そのナット３を１個
ずつソケット15に供給するものであるが、ナット供給装
置18からソケット15にナット３を供給する際には、第９
図に示すようにシリンダー９のロッド10を収縮してソケ
ット15の中心がナット供給装置18の中心と一直線に並ぶ
高さまで昇降ブロック８と共にナットランナー12を上昇
させた後、シリンダー13のロッド14を収縮してナットラ
ンナー12をナット供給装置18の方に移動させ、ソケット
15をナット供給装置18の端面に当接してナット供給装置
18からソケット15に１個のナット３を供給することにな
る。

次にナット供給装置18を、第１図ないし第３図によっ
て説明する。

第１図は第３図のＩ−Ｉ線に沿う横断面図、第２図は
第３図のII線における半截横断面図、第３図は第１図の
III-III線における縦断正面図であって、取付フランジ1
9には円筒のケーシング20が固着されていて、取付フラ
ンジ19と一体になっている中空軸のナット装填ロッド21
がケーシング20の中心軸線上に配設されている。中空軸
のナット装填ロッド21の中心には制御ロッド22が摺動自
在に貫通しており、ナット装填ロッド21の取付フランジ
19に近い基端の外側には、スリーブ23（第１図参照）を
介してナット押し出しブロック24が摺動可能に嵌合され
ている。ナット装填ロッド21の外径は、セグメント1,
1′の締結に使用するナット３の雌ねじ孔に摺動自在に
嵌合する寸法になっていて、ナット装填ロッド21の第１
図におけるナット押し出しブロック24よりも左側の先端
側には、複数のナット３が摺動により嵌められ、並べて
保持するようになっている。

取付フランジ19には、ナット装填ロッド21と平行のね
じ杵25が回転自在に支持されていて、前述のナット押し
出しブロック24は、ねじブッシュ26を介してねじ杵25に
ねじ結合されている。ねじ杵25は、取付フランジ19に取
付けてあるモーター27により、歯車28,29を介して回転
されるようになっている。

第１図に示すように、取付フランジ19にはシリンダー
30がブラケット31を介して制御ロッド22の延長線上に取
付けられていて、シリンダー30のピストンロッド32の先
端は、制御ロッド22の基端にねじで結合されている。制
御ロッド22にはフランジ33が形成されていて取付フラン
ジ19の穴34に嵌められおり、ブラケット31とフランジ33
との間にスプリング35が介装されていてフランジ33を穴
34の底部に押し付けている。シリンダー30にはポート3
6,37が設けてあって、ポート36から圧力流体を供給する
と、スプリング35の力に抗して制御ロッド22を第１図の
右方に移動するようになっている。

第２図、第３図に示すように、取付フランジ19にはガ
イドロッド38がナット装填ロッド21と平行になるように
固着されていて、近接スイッチ39,40がホルダー41,41を
介してガイドロッド38に支持されている。近接スイッチ
39はナット押し出しブロック24がナット装填ロッド21の
基端側に戻ったことを検出するものであり、近接スイッ
チ40はナット装填ロッド21の先端からナット３が第１
図、第２図の左方へ送り出されたことを検出するもので
あり、ホルダー41はガイドロッド38に沿って取付位置を
調整して固定することができるようになっている。

第４図、第５図は第１図のIV部分の拡大図、第６図は
第５図をVI方向から見た正面図であって、制御ロッド22
の先端近くはテーパー部42になって径が漸減し、最先端
は小径部43となってナット装填ロッド21の先端から突出
している。

ナット装填ロッド21の先端付近は第６図に示すように
スリット44によって複数に分割され、また第４図、第５
図に示すように肉薄部45にして穴46を穿設し、撓みやす
くなっている。そしてナット装填ロッド21の分割されて
いる最先端47の中心側には、制御ロッド22のテーパー部
42に当接する内方向きのテーパー面48が形成されてい
る。

上述した第１図ないし第６図、第８図、第９図に示す
装置の作用を次に説明する。

ナットランナー12が第８図に示すようにナット供給装
置18から離れている時、例えばセグメント組立装置が作
業待期の堀削作業が行われている時、第１図に示すナッ
ト押し出しブロック24をナット装填ロッド21の最も基端
側に移動させ、シリンダー30のポート36に圧力流体を供
給し、スプリング35の力に抗して制御ロッド22を第１図
の右方に移動すると、第５図に示すようにナット装填ロ
ッド21の分割されている最先端47は穴46が穿設されてい
る肉薄部45の弾力によって中心側に変位し、テーパー面
48は制御ロッドのテーパー部42に密接して、最先端47の
外径は、ナット装填ロッド21の基端側の外径と同じ外径
になる。この状態でナット装填ロッド21の先端から複数
のナット３を嵌め、ナット装填ロッド21に複数のナット
３を並べて保持させる。ナット３を並べて保持できる個
数は、ナット装填ロッド21の長さによって決まる。

次に第１図のシリンダー30のポート36から圧力流体を
排出すると、スプリング35がフランジ33を押す力によっ
て制御ロッド22は左方に移動する。これによって第４図
に示すようにナット装填ロッド21の最先端47は制御ロッ
ド22のテーパー部42に押され、外側に撓んで拡開し、ナ
ット３がナット装填ロッド21から抜け落ちるのを防止す
る。

このようにしてナット供給装置18内のナット装填ロッ
ド21に嵌めて並べて保持しているナット３を、ナットラ
ンナー12のソケット15（第８図、第９図参照）に１個ず
つ供給する場合には、第９図に示すようにソケット15を
ナット供給装置18の端面に当接させ、第１図、第４図に
示すようにナット装填ロッド21の最先端47から突出して
いる制御ロッド22の小径部43の先端面49をソケット15の
底部で押すと、制御ロッド22はスプリング35（第１図参
照）の力に抗して右方へ移動し、これに従ってテーパー
部42も第４図の状態から右方へ移動して、第５図に示す
ようにナット装填ロッド21の最先端47は、穴46が穿設さ
れている肉薄部45の弾力によって中心側に変位して収縮
し、最先端47の外径は、ナット装填ロッド21の基端側の
外径と同じになる。

この状態で第１図のモーター27により、歯車28,29を
介してねじ杵25を回転し、ナット押し出しブロック24を
第１図の左方へ移動させるとナット装填ロッド21に嵌め
られている複数のナット３は一斉にナット装填ロッド21
の先端の方に送られる。そして最先頭の１個のナット３
がナット装填ロッド21の先端からナットランナー12のソ
ケット15に移り、次のナット３がナット装填ロッド21の
先端近くまで送られて来ると、第２図の近接スイッチ40
がこれを検出し、モーター27の回転を止めてナット３の
送り出しを停止する。

ナットランナー12と共にソケット３がナット３を装着
してナット供給装置18の先端から離れると、ソケット15
による制御ロッド22の先端面49の押圧も解除され、制御
ロッド22はスプリング35の力で左方に移動し、ナット装
填ロッド21の最先端47を拡開し、次のナット３がナット
装填ロッド21から抜け落ちるのを防止する。なお、ナッ
トランナー12のソケット15の底部で制御ロッド22を押す
代りに、シリンダー30のポート36への圧力流体の給排に
より制御ロッド22を移動させることもできる。また通
常、ナット３およびソケット15の受け穴は六角形になっ
ているので、ナット装填ロッド21からソケット15にナッ
ト３を円滑に供給するため、ソケット15をゆっくり回転
しながらナット３を送り出すのが望ましい。

このようなナット供給装置18からナットランナー12の
ソケット15へのナット３の供給を繰り返し、ボルト締結
機４（第８図参照）による１リング分のセグメント1,
1′の締結が完了すると、モーター27を逆回転してナッ
ト押し出しブロック24を後退させると、近接スイッチ39
（第２図参照）がナット押し出しブロック24がナット装
填ロッド21の基端側に戻ったことを検出してモーター27
を停止させ、シリンダー30のポート36に圧力流体を供給
して制御ロッド22を後退させ、ナット装填ロッド21の最
先端47を収縮して、次のナット３をナット装填ロッド21
に先端から嵌めることができるようにする。

第７図はナット供給装置18の他の実施例の第１図と同
様な横断面図であって、第１図と同一部品には同一符号
を使用している。

第７図の実施例においては、制御ロッド22の基端に同
一直線上となるようにねじ杵50を固着して、ねじ杵50を
ブラケット31から突出させ、ハンドル車51のボス部52を
ねじ杵50に螺合して、ボス部52がブラケット31に当接す
るようにしたものである。そして複数のナット３をナッ
ト装填ロッド21に嵌め、並べて保持させようとする時に
は、ハンドル車51を回転して制御ロッド22をスプリング
35の力に抗して右方へ移動し、ナットランナー12のソケ
ット15にナット３を供給する時には、ソケット15の底部
で小径部43の先端面49を押すと、制御ロッド22はスプリ
ング35の力を抗して、ねじ杵50、ハンドル車51、ボス部
52と共に右方に移動し、ボス部52はブラケット31から離
れるようになる。第７図の実施例においても、第２図と
同様のガイドロッド38、近接スイッチ39,40、ホルダー4
1が取付けられる。

第10図はセグメント1,1′を締結するボルト締結機４
の他の実施例の側面図、第11図は第10図のXI-XIより見
た正面図であって、第８図と同一部品には同一符号を使
用している。

第10図に示す実施例で使用する長ボルト２は自己回転
防止機能を有しない通常のボルトを使用する場合であっ
て、ボルト締結機４はボルトホルダー53を備え、ボルト
ホルダー53のナットランナー12に対面する側にはボルト
ソケット54が設けられている。このボルト締結機４の垂
直に長いＴ字型のフレーム５のガイドレール６が固定さ
れている面とは反対の面には、直線状のガイドレール55
が垂直方向に固定されていて、リニアガイド56がガイド
レール55に沿って摺動できるようになっている。リニア
ガイド56には昇降ブロック57が固定されていて、フレー
ム５の上端に下向きに取付けてあるシリンダー58のロッ
ド59の下端が昇降ブロック57に結合されている。これに
よって、シリンダー58のロッド59を収縮または伸長する
と、昇降ブロック57はリニアガイド56と共に、ガイドレ
ール55に沿って上昇または下降することになる。

昇降ブロック57には水平方向のガイドロッド60が固定
してあって、前述したボルトホルダー53の上端がガイド
ロッド60に沿って摺動できるように支持されている。ボ
ルトホルダー53の上端にはシリンダー61が水平方向に取
付けてあって、シリンダー61のロッド62の先端は、昇降
ブロック57に結合されている。これによって、シリンダ
ー61のロッド62を収縮または伸長すると、ボルトホルダ
ー53はガイドロッド60に沿って第10図の左右方向に移動
することになる。

ボルトホルダー53のボルトソケット54の真上には、第
１図ないし第７図で説明したナット供給装置18がフラン
ジ19によって水平に取付けられている。ロッド59,62を
共に収縮したとき、ナット供給装置18がフレーム５に干
渉しないようにするため、第11図に示すようにフレーム
５には切欠部63が設けてある。

第10図、第11図に示す装置のナット供給装置18からナ
ットランナー12のソケット15にナット３を供給する場合
には、シリンダー58のロッド59を伸長して第10図に示す
ように昇降ブロック57を下降させ、さらにシリンダー61
のロッド62を収縮してボルトホルダー53を第12図に示す
ように左方に移動させる。ナット供給装置18はボルトホ
ルダー53に取付けられているので、ボルトホルダー53と
共に下降および左方への移動を行うことになる。

次に第12図、第13図に示すようにシリンダー９のロッ
ド10を収縮してソケット15の中心がナット供給装置18の
中心と同じ高さになるように昇降ブロック８を上昇さ
せ、続いてシリンダー13のロッド14を収縮してナットラ
ンナー12をナット供給装置18の方に移動させ、第12図に
示すようにソケット15をナット供給装置18の端面に当接
してナット供給装置18からソケット15に１個のナット３
を供給することになる。なお、本説明に於いてはソケッ
ト15とナット供給装置18がそれぞれ１ケの場合について
のみ説明したが複数個設置する事ももちろん可能であ
る。

［考案の効果］ 請求項１の考案は、ナット装填ロッドの先端にナット
脱落防止のための拡開が可能な最先端部を備えているの
で、ナット装填ロッドの外周に一直線にナットを収容さ
せておくことができ、よってナット供給時にナットを先
端に向けて直線的に押し出すのみでナットの供給を行う
ことができ、また複数のナットをナット装填ロッドの外
周に収容させる作業も直線的に行うことができ、よっ
て、セグメントを締結する際、ナットランナーに１つず
つナットを人手によって供給する必要がなくなるため、
セグメントの自動組立の工程が中断されることなく連続
組立が可能となって作業能率が向上し、またボルト締結
機作動中に人が接近しなくてすむので安全性が向上す
る。

請求項２の考案は、ナット装填ロッドに備えられてい
る最先端部がスリットを有した肉薄部により形成されて
いるので、簡単な構成にて確実に拡縮を行わせることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のナット供給装置の一実施例の第３図Ｉ
−Ｉ線に沿う横断面図、第２図は第３図のII線における
半截横断面図、第３図は第１図のIII-III線における縦
断正面図、第４図、第５図は第１図のIV部分の拡大図、
第６図は第５図をVI方向から見た正面図、第７図はナッ
ト供給装置の他の実施例の第１図と同様な横断面図、第
８図は本考案のボルト供給装置を備えたボルト締結機の
一実施例の側面図、第９図は第８図の要部の異なる状態
を示す側面図、第10図はボルト締結機の他の実施例の側
面図、第11図は第10図をXI-XIから見た正面図、第12図
は第10図の要部の異なる側面図、第13図は第12図をXIII
-XIIIから見た正面図である。 図中、３はナット、９はシリンダー、12はナットランナ
ー、13はシリンダー（移動装置）、15はソケット、18は
ナット供給装置、21はナット装填ロッド、22は制御ロッ
ド、24はナット押し出しブロック、40は近接スイッチ、
44はスリットを示す。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のナットを収容し、ナットランナーの
   ソケットに前記ナットを１個ずつ供給するようにしたナ
   ット供給装置であって、複数のナットを外周に嵌め並べ
   て保持する中空軸のナット装填ロッドと、該ナット装填
   ロッドの基端側に摺動可能に嵌合され前記ナットを前記
   ナット装填ロッドの先端側に押し出すナット押し出しブ
   ロックと、外径が前記ナット装填ロッドの外径内に保持
   されるようにナット装填ロッドの先端に突設された拡開
   が可能な最先端部と、前記ナット装填ロッドに挿入され
   スプリングによる先端側への移動により前記最先端部を
   拡径するテーパ部を先端に有し且つ前記ソケットの押圧
   により前記スプリング力に抗してナット装填ロッド内に
   押込められて前記最先端部の収縮を行わせ得るようにし
   た制御ロッドと、該制御ロッドを前記スプリング力に抗
   してナット装填ロッド内に引き込めるように駆動するた
   めの装置とを備えたことを特徴とするナット供給装置。
2. 【請求項２】ナット装填ロッドに備えられている最先端
   部がスリットを有した肉薄部により形成されていること
   を特徴とする請求項１記載のナット供給装置。