JPH09123030A - セグメントボルト締結機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールド掘進機に設けられたセグメントボル
ト締結機に係り、特にハニカム形状を有するハニカムセ
グメントを締結するセグメントボルト締結機を提供す
る。 【解決手段】 新設のセグメント４を既設のセグメント
４に接合させると共に新設のセグメント４から既設のセ
グメント４にセグメントボルト５を挿入してこれを締結
するためのセグメントボルト締結機１において、セグメ
ントボルト５の頭３１に係合するボルト締結用ソケット
１０を有するボルト締結用モータ６と、そのボルト締結
用モータ６をセグメントボルト５の軸方向に移動させる
アクチュエータ８と、ボルト締結用モータ６とアクチュ
エータ８を、前方のシールドジャッキ２７に対して退避
すべく回動自在にエレクタ３に支持される支持アーム機
構７とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド掘進機に
設けられたセグメントボルト締結機に係り、特にハニカ
ム形状を有するハニカムセグメントを締結するセグメン
トボルト締結機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機は、前部に設けられたカ
ッタで土砂を掘削しながら後部でトンネルの内面に沿っ
てセグメントを組み立て、この組み立てたセグメントを
後方に押すことにより前進する。

【０００３】各セグメントは、円弧状に湾曲した矩形板
であり、前後左右をセグメントボルトを介して締結され
ている。セグメントボルトは、セグメントの接続端の近
傍同士を接続するものであり、シールドジャッキをセグ
メントの端面に押し付けたまま締結されるものである。
近年、このセグメントに替って円弧状に湾曲したハニカ
ム形状を有するハニカムセグメントが試みられている。
ハニカムセグメントは、内部に複数のセグメントボルト
を貫通させて後方乃至左右方向で隣接する既設のセグメ
ントに締結するものであり、セグメントの前端にセグメ
ントボルトの頭を位置させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハニカ
ム形状であるために前端の幅が狭く、この幅の狭い前端
に複数のセグメントボルトの頭を位置させるため、シー
ルドジャッキを押し付ける位置と重なってセグメントボ
ルトを締め付けるのが容易でないという課題があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、ハニカムセグメ
ントのセグメントボルトを容易に締め付けることができ
るセグメントボルト締結機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の発明は、新設のセグメントを既設のセ
グメントに接合させると共に新設のセグメントから既設
のセグメントにセグメントボルトを挿入してこれを締結
するためのセグメントボルト締結機において、セグメン
トボルトの頭に係合するボルト締結用ソケットを有する
ボルト締結用モータと、そのボルト締結用モータをセグ
メントボルトの軸方向に移動させるアクチュエータと、
ボルト締結用モータとアクチュエータを、前方のシール
ドジャッキに対して退避すべく回動自在にエレクタに支
持される支持アーム機構とを備えたものである。

【０００７】請求項２記載の発明は、上記ボルト締結用
ソケットがボルト締結用モータに対してボルト軸方向に
伸縮自在であると共に伸長方向に弾性的に付勢されたも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の好適実施の形態を添付図
面に基づいて詳述する。

【０００９】図１乃至図５に示すようにセグメントボル
ト締結機１は、シールド掘進機２のエレクタ３の下部に
設けられて新設のセグメント４から既設のセグメント４
に向けて挿入されたセグメントボルト５を締結するため
のものである。

【００１０】図４に示すように、このセグメント４は、
各々がハニカム形状をしており、図２及び図３に示すよ
うにセグメント４は、内部にセグメントボルト５を貫通
させて後方に隣接する既設のセグメント４に締結するた
めのボルト挿通穴２８を有する。ボルト挿通穴２８の前
端部には拡径してなる埋込穴３３が形成されており、セ
グメントボルト５の頭３１をセグメント４の内部に埋め
込ませることができるようになっている。埋込穴３３の
後端部には、セグメントボルト５の頭３１を着座させる
ための肩部３４が形成されている。また、セグメント４
は、図４に示すように内面の中央に把持部３５を有す
る。把持部３５は、エレクタ３に把持させるためのもの
であり、セグメント４は把持部３５を介してエレクタ３
に把持されるものである。

【００１１】セグメントボルト５は、一端にネジ部３０
を有し、他端に六角形の頭３１を有するものである。こ
の頭３１の端面には他のセグメントボルト５のネジ部３
０を螺合して取り付けるためのネジ穴３２が形成されて
おり、セグメントボルト５を一直線状に連結できるよう
になっている。

【００１２】図４に示すように、セグメントボルト５
は、１つのセグメント４を止めるために通常４本用いら
れる。２本のセグメントボルト５は、ネジ部３０を進行
方向後方に向けて設けられ、既設のセグメントボルト５
の頭３１に螺合して取り付けられる。他の２本は、それ
ぞれ左右斜め後方にネジ部３０を向けて設けられ、既設
のセグメント４に設けられたネジ穴３６に螺合して取り
付けられている。

【００１３】セグメントボルト締結機１は、図２に示す
ように主にボルト締結用モータたる油圧モータ６と、支
持アーム機構たるアーム体７とからなる。

【００１４】油圧モータ６は、アーム体７にモータ支持
フレーム９を介して設けられ、その後端には油圧モータ
６の作動により回転するボルト締結用ソケット１０が設
けられている。モータ支持フレーム９は、油圧モータ６
をアーム体７に摺動自在に取り付けるためのフレームで
あり、その一端は油圧モータ６の外周に固定して設けら
れ、他端はアーム体７に摺動自在かつ回転しないように
設けられている。

【００１５】ボルト締結用ソケット１０は、図５に示す
ように油圧モータ６の回転軸１１にジョイント１２を介
して取り付けられている。ボルト締結用ソケット１０の
後端にはセグメントボルト５の頭３１に嵌合されるレン
チ１３が形成されている。また、ボルト締結用ソケット
１０の前端部にはジョイント１２に前後方向に摺動自在
に支持される摺動シャフト１５が形成されている。

【００１６】摺動シャフト１５の前端にはジョイント１
２からボルト締結用ソケット１０が後方に抜け落ちない
ようにするためのつば部１６が形成されている。摺動シ
ャフト１５の外周面にはスプラインが形成され、ジョイ
ント１２が回転するとボルト締結用ソケット１０も一体
となって回転するように形成されている。そして、ボル
ト締結用ソケット１０とジョイント１２の間には軸方向
に複数のコイルバネ１８が設けられており、ボルト締結
用ソケット１０を後方に付勢している。

【００１７】ジョイント１２は、回転軸１１の後端部外
周を囲繞して取り付けられた筒状の連結部材であり、後
端部にボルト締結用ソケット１０を嵌め合わせるための
ボス孔２９が形成されている。また、回転軸１１に連結
されたジョイント１２の外周は、ボールベアリング１９
により回転自在に軸支されている。

【００１８】図２に示すように、アーム体７は、油圧モ
ータ６を所定の位置に支持するためのものであり、エレ
クタ３に取り付けられている。アーム体７は、主に回動
フレーム２０と、モータ移動シリンダ２２と、アクチュ
エータたる回動シリンダ８とからなる。

【００１９】回動フレーム２０は、モータ支持フレーム
９を介して油圧モータ６を摺動自在に支持すると共に油
圧モータ６をセグメントボルト５を締め付け退避位置か
らエレクタ３の方向に向かって回動自在に支持するため
のものである。回動フレーム２０は、主に枠体２３と、
ガイドロッド２４とからなる。

【００２０】枠体２３はエレクタ３に回動自在に支持さ
れるほぼ方形の支持枠であり、その後端は回動シリンダ
８のシリンダロッド２５に回動自在に連結されている。
この枠体２３の内部にはガイドロッド２４の後端が固定
して設けられており、ガイドロッド２４は枠体２３に強
固に支持されている。ガイドロッド２４は、モータ支持
フレーム９を摺動自在に支持するためのものである。

【００２１】モータ移動シリンダ２２は、モータ支持フ
レーム９に固定して設けられた油圧シリンダであり、モ
ータ移動シリンダ２２が伸縮することでモータ支持フレ
ーム９がガイドロッド２４に沿って摺動するように設け
られている。

【００２２】回動シリンダ８は、枠体２３とエレクタ３
との間に設けられた油圧シリンダであり、回動シリンダ
８が伸縮することで枠体２３が回動し、セグメントボル
ト５を締め付け退避位置からエレクタ３の方向に向かっ
て油圧モータ６を回動させるように設けられている。

【００２３】次に作用を述べる。

【００２４】既設のセグメント４に新たなセグメント４
を取り付けるには、新設するセグメント４の取り付け位
置に張り出しているシールド掘進機２のシールドジャッ
キ２７を縮退させて既設のセグメント４の端面から取り
外す。この取り付け位置に新設するセグメント４をエレ
クタ３で移動させ、そのままの状態を保持させる。この
とき、新設するセグメント４の内部には４本のセグメン
トボルト５が予め挿通されており、これらセグメントボ
ルト５の頭３１の近傍にはセグメントボルト締結機１の
ボルト締結用ソケット１０がそれぞれ位置されている。

【００２５】各セグメントボルト締結機１の油圧モータ
６を作動させ、ボルト締結用ソケット１０を回転させ
る。この状態で移動シリンダ２２を各々縮長させ、油圧
モータ６と共にボルト締結用ソケット１０をセグメント
ボルト５に近接させる。ボルト締結用ソケット１０がセ
グメントボルト５の頭３１に当ると、ボルト締結用ソケ
ット１０は、回転しながら縮退する。ボルト締結用ソケ
ット１０のレンチ１３の回転位置とセグメントボルト５
の頭３１の回転位置とが合致したとき、ボルト締結用ソ
ケット１０は、セグメントボルト５側に一気に伸長して
レンチ１３の中にセグメントボルト５の頭３１を嵌合さ
せる。

【００２６】各セグメントボルト５は、ボルト締結用ソ
ケット１０と一体となって回転しながら後方に移動され
る。各セグメントボルト５のネジ部３０の先端が既設の
各セグメントボルト５のネジ穴３２又はセグメント４の
ネジ穴３６に至ると、ネジ部３０は、ネジ穴３２，３６
に螺合される。このとき、各セグメントボルト５の頭３
１は、セグメント４の肩部３４に着座し、セグメント４
を既設のセグメント４の方向に押さえ付けて締結する。

【００２７】このようにして各セグメントボルト５の締
結が終わったら、移動シリンダ２２を各々伸長させ、油
圧モータ６と共にボルト締結用ソケット１０をセグメン
トボルト５より退避させ、次に回動シリンダ８を伸長さ
せて油圧モータ６、回動フレーム２０及びモータ移動シ
リンダ２２をシールド掘進機２の内方に退避させる。そ
して、最初に縮退させたシールドジャッキ２７を伸長さ
せて新設したセグメント４の前端面に押し当てる。

【００２８】このように、油圧モータ６及びモータ移動
シリンダ２２を回動フレーム２０に設け、回動フレーム
２０をエレクタ３に回動自在に設けると共に回動フレー
ム２０とエレクタ３との間に回動シリンダ８を設けたの
で、油圧モータ６、回動フレーム２０及びモータ移動シ
リンダ２２をセグメント４の端面から退避させることが
でき、このセグメント４の端面に再びシールド掘進機２
のシールドジャッキ２７を押し当てることができる。

【００２９】また、ボルト締結用ソケット１０を回転軸
１１にジョイント１２を介して前後に摺動自在に設ける
と共に回転軸１１が回転するとボルト締結用ソケット１
０も一体となって回転するように形成し、かつ、ボルト
締結用ソケット１０とジョイント１２との間にコイルバ
ネ１８を設け、ボルト締結用ソケット１０をセグメント
ボルト５側に付勢しているので、ボルト締結用ソケット
１０の後端とセグメントボルト５の頭３１とが当たった
時にボルト締結用ソケット１０を回転させながら縮退さ
せることができると共にレンチ１３の回転位置とセグメ
ントボルト５の頭３１の回転位置とが合致したときに、
ボルト締結用ソケット１０をセグメントボルト５側に一
気に伸長させてレンチ１３の中にセグメントボルト５の
頭３１を嵌合させることができ、ボルト把持の成功率を
高めることができる。

【００３０】油圧モータ６及びモータ移動シリンダ２２
を回動フレーム２０を介してエレクタ３に回動自在に設
け、回動シリンダ８でシールド掘進機２の内方に退避さ
せるようにしたため、迅速かつ容易に退避させることが
できる。

【００３１】なお、ボールベアリング１９は、円筒ころ
軸受等の他のころがり軸受であってもよい。

【００３２】図６は、ボルト締結用ソケットに係る他の
実施の形態を示したものである。

【００３３】油圧モータ４０は、モータ支持フレーム９
に支持され、その後端には油圧モータ４０の作動により
回転するボルト締結用ソケット４１が設けられている。

【００３４】ボルト締結用ソケット４１は、油圧モータ
４０の回転軸４２にジョイント４３及び摺動シャフト４
６を介して取り付けられており、後端にボルトの頭に嵌
合されるレンチ４５が形成されている。また、ボルト締
結用ソケット４１の前端部にはジョイント４３に前後方
向に摺動自在に支持される摺動シャフト４６が自在軸継
手５１を介して連結され、摺動シャフト４６に対してボ
ルト締結用ソケット４１が上下左右方向に自由に回動す
るように形成されている。

【００３５】摺動シャフト４６の前端にはジョイント４
３から摺動シャフト４６が後方に抜け落ちないようにす
るためのつば部４７が形成されている。摺動シャフト４
６の外周面にはスプラインが形成され、ジョイント４３
が回転するとボルト締結用ソケット４１も一体となって
回転するように形成されている。そして、ボルト締結用
ソケット４１とジョイント４３の間には複数のコイルバ
ネ４８が設けられており、ボルト締結用ソケット４１を
後方に付勢している。

【００３６】ジョイント４３は、回転軸４２の後端部外
周を囲繞して取り付けられた筒状の連結部材であり、後
端部には摺動シャフト４６を嵌め合わせるためのボス孔
４９が形成されている。また、回転軸４２に連結された
ジョイント４３の外周はボールベアリング５０により回
転自在に軸支されている。

【００３７】この実施の形態の作用を述べる。

【００３８】各油圧モータ４０を作動させ、ボルト締結
用ソケット４１を回転させる。この状態で油圧モータ４
０と共にボルト締結用ソケット４１をセグメントボルト
５の頭３１に近接させる。

【００３９】ボルト締結用ソケット４１がセグメントボ
ルト５の頭３１に当ると、ボルト締結用ソケット４１
は、回転しながら縮退する。このとき、ボルト締結用ソ
ケット４１は、摺動シャフト４６に対して上下左右方向
に動きながら回転する。そして、セグメントボルト５の
軸心とボルト締結用ソケット４１の軸心とが合い、ボル
ト締結用ソケット４１のレンチ４５の回転位置とセグメ
ントボルト５の頭３１の回転位置とが合致したら、ボル
ト締結用ソケット４１は、セグメントボルト５側に一気
に伸長してレンチ４５の中にセグメントボルト５の頭３
１を嵌合させる。

【００４０】このように、ボルト締結用ソケット４１と
摺動シャフト４６とを自在軸継手５１を介して連結した
ので、セグメントボルト５の軸心とボルト締結用ソケッ
ト４１の軸心とが厳密に合っていなくても円滑にセグメ
ントボルト５の頭３１をレンチ４５の中に嵌合させるこ
とができ、ボルト把持の成功率を更に高めることができ
る。

【００４１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を奏する。

【００４２】（１）請求項１に記載の構成によれば、セ
グメントの端面からセグメントボルト締結機を退避させ
ることができ、セグメントボルト締結機を退避させたセ
グメントの端面にシールド掘進機のシールドジャッキを
押し当てることができる。

【００４３】（２）請求項２に記載の構成によれば、ボ
ルト把持の成功率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセグメントボルト締結機の好適実
施の形態を示す側面図である。

【図２】図１の拡大図である。

【図３】図２の拡大図である。

【図４】図２の平面図である。

【図５】図２の拡大図である。

【図６】他の実施の形態を示すセグメントボルト締結機
の拡大図である。

【符号の説明】

１ セグメントボルト締結機 ３ エレクタ ４ セグメント ５ セグメントボルト ６ ボルト締結用モータ ７ 支持アーム機構 ８ アクチュエータ １０ ボルト締結用ソケット ２７ シールドジャッキ ３１ 頭

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外山 良成 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 北山 仁志 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 松田 豊 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 畑山 栄一 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 荒川 賢治 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２ 号 株式会社奥村組内 (72)発明者 坂本 博三 大阪府大阪市西淀川区姫島３丁目５番26号 奥村機械製作株式会社内 (72)発明者 辰浜 哲郎 大阪府大阪市西淀川区姫島３丁目５番26号 奥村機械製作株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 新設のセグメントを既設のセグメントに
   接合させると共に新設のセグメントから既設のセグメン
   トにセグメントボルトを挿入してこれを締結するための
   セグメントボルト締結機において、セグメントボルトの
   頭に係合するボルト締結用ソケットを有するボルト締結
   用モータと、そのボルト締結用モータをセグメントボル
   トの軸方向に移動させるアクチュエータと、ボルト締結
   用モータとアクチュエータを、前方のシールドジャッキ
   に対して退避すべく回動自在にエレクタに支持される支
   持アーム機構とを備えたことを特徴とするセグメントボ
   ルト締結機。
2. 【請求項２】 上記ボルト締結用ソケットがボルト締結
   用モータに対してボルト軸方向に伸縮自在であると共に
   伸長方向に弾性的に付勢された請求項１記載のセグメン
   トボルト締結機。