JPH11324593A - コッター打込装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント組立装置のセグメント締結手段と
してコッター打込装置を採用した際に、締結溝に対する
コッター打込装置の相対的な位置や打込角度が多少ずれ
ていても、各レバーの掛止爪に反力が均等に分担される
ようにして、レバーやその保持部分の応力集中による破
損を未然に防止する。 【解決手段】 コッター３６を打ち込むためのピストン
ロッド４９を伸縮可能に備えた打込ジャッキ５０のシリ
ンダ５１先端部に対し長手方向中央部を揺動自在に取り
付けたリンク５３の両端部に、締結溝３５のオーバーハ
ング部４７ａ（入側縁部）に掛止可能な掛止爪５７を先
端部外側に形成したレバー５６の基端部を夫々枢着し、
該各レバー５６を相互の先端部が近接離間するよう揺動
操作する開閉ジャッキ６０（揺動手段）をリンク５３に
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コッター打込装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル等のような長い地下孔を造る場
合には、従来からシールド工法が用いられており、該シ
ールド工法においては、シールド掘進機により掘削した
孔に、円周方向の形状が円弧状で平面形状が矩形状のセ
グメントを複数取り付けることによりセグメントを環状
に組立て、これをシールド掘進機の進行と共にシールド
掘進機の進行方向へ向って順次行い、地下孔を完成させ
るようにしている。

【０００３】図３〜図６に示す如く、セグメント１を組
立てるためのセグメント組立装置は、円周方向へ回転し
得るようにした回転フレーム２に、該回転フレーム２の
径方向へ移動可能に吊ビーム３を取り付け、該吊ビーム
３に、回転フレーム２の軸心線方向へ移動可能にスライ
ドフレーム４を取り付け、該スライドフレーム４の所定
位置に設けた支点を成す球面軸受５に対し、該球面軸受
５を中心として任意方向へ揺動可能に揺動フレーム６を
取り付け、該揺動フレーム６に、セグメント１を把持す
るセグメント把持手段７を配設してなる構成を有してい
る。

【０００４】前記回転フレーム２は、シールド掘進機８
の円筒フレーム９後端部内に該円筒フレーム９と平行に
配置した複数の支持ローラ１０により支持されており、
図示していない駆動装置の駆動により円筒フレーム９の
円周方向へ回転し得るようになっている。

【０００５】前記吊ビーム３は、回転フレーム２の後方
へ突出する左右のブラケット１１の先端に昇降（進退
動）可能に取り付けられたガイドロッド１２の下端に掛
け渡すように取り付けられており、また、前記ブラケッ
ト１１には、トラニオン式の流体圧シリンダ１３が縦向
きに取り付けられ、該流体圧シリンダ１３のピストンロ
ッド１３ａの先端は吊ビーム３に接続されており、前記
流体圧シリンダ１３の伸縮作動により、吊ビーム３はガ
イドロッド１２に案内されつつ昇降（回転フレーム２の
径方向へ移動）し得るようになっている。

【０００６】前記スライドフレーム４は、吊ビーム３の
下面側に回転フレーム２の軸心線方向へ延びるよう配設
された左右一対のガイドロッド１４に対し摺動ガイドブ
ロック１５を介して移動自在に配設されており、前記ガ
イドロッド１４と平行に配置された図示しない流体圧シ
リンダの伸縮作動により、回転フレーム２の軸心線方向
へ移動し得るようになっている。

【０００７】前記揺動フレーム６は、スライドフレーム
４の左右の摺動ガイドブロック１５相互の中間部同士を
連結している連結ブロック１６の中央位置に、球面軸受
５及びピン１７を介して取り付けられており、前記各摺
動ガイドブロック１５の下面前後位置と揺動フレーム６
の下面四隅との間をピン１８及び球面軸受１９を介して
四本の連結ジャッキ２０により連結され、該各連結ジャ
ッキ２０の伸縮作動により前記球面軸受５を中心として
任意方向へ揺動することにより自在に姿勢修正されるよ
うにしてある。

【０００８】前記セグメント把持手段７は、揺動フレー
ム６の上端部に基端を枢着した前後一対の昇降ジャッキ
２１と、該昇降ジャッキ２１の先端に枢着されてガイド
ロッド２２に案内されつつ回転フレーム２の径方向へ昇
降（進退動）し得るようにした昇降ブロック２３とを備
えて構成されており、該昇降ブロック２３には、セグメ
ント１の内周面中央部に形成した把持孔２４（図５参
照）に挿入して係合し得るようにした把持軸２５が回動
可能に装備されている。

【０００９】即ち、前記セグメント１の把持孔２４は、
その入口部分が回転フレーム２の軸心線方向に細長い長
孔状に開口しているが、その内部は回転フレーム２の円
周方向に広く拡張されており、把持孔２４の入口部分の
開口形状と略等しい平面形状となっている把持軸２５の
下端部を把持孔２４に挿入した後に約９０゜回動するこ
とにより、把持軸２５の下端部を把持孔２４に係合して
セグメント１を吊り下げ得るようにしてある。

【００１０】ここで、前記把持軸２５の回動操作は、図
６に示すように、把持軸２５に外嵌装着されたピニオン
２６を、該ピニオン２６に噛合するラック２７の往復作
動により回動して行うようにしてあり、該ラック２７
は、昇降ブロック２３に付設されたシリンダカバー２８
内に収容されて両端部のピストン部２９を介し流体圧で
往復作動し得るようにしてある。

【００１１】また、前記揺動フレーム６の下面側には、
セグメント把持手段７の把持軸２５の左右両側に二本の
固定ジャッキ３０が貫通固定されており、セグメント１
をセグメント把持手段７の把持軸２５に吊り下げた状態
で、前記各固定ジャッキ３０の先端部を突っ張ってセグ
メント１の内周面凹部に押し付けることにより、該セグ
メント１をぐらつかせたりすることなく保持し得るよう
になっている。

【００１２】更に、前記揺動フレーム６の左右両側部に
は、新設のセグメント１と既設のセグメント１との円周
方向端面同士を締結するためのセグメント締結手段３１
が取り付けられており、また、説明の便宜上から図示を
省略したが、新設のセグメント１と既設のセグメント１
との軸心線方向端面同士を締結するためのセグメント締
結手段も前記揺動フレーム６の適宜位置に取り付けられ
ている。

【００１３】尚、図中３２はシールド掘進機８のシール
ドジャッキであり、該シールドジャッキ３２を伸長さ
せ、そのロッド先端に取り付けられたブロック３３をセ
グメント１の切羽側端面に押し付けることにより、トン
ネル掘削時におけるシールド掘進機８の反力を受けるよ
うになっている。

【００１４】前述した如きセグメント組立装置を用い
て、シールド掘進機８により掘削した孔内でセグメント
１を組立てる際には、図示しないセグメント供給装置に
搭載されたセグメント１を揺動フレーム６のセグメント
把持手段７により吊り下げた後、固定ジャッキ３０を突
っ張ってセグメント１の内周面に押し付けると、該セグ
メント１はぐらついたりすることなく保持された状態と
なる。

【００１５】続いて、回転フレーム２を必要に応じてセ
グメント１を取り付けるべき円周方向位置まで回転させ
ると共に、スライドフレーム４をガイドロッド１４に沿
って所要量だけ前方へ移動させた後、吊ビーム３を回転
フレーム２の径方向外周側へ移動させ、スライドフレー
ム４をガイドロッド１４に沿って所要量だけ後方へ戻す
ように移動させて既設のセグメント１に隣接するように
新設のセグメント１を配置する。

【００１６】ここで、前述のようにセグメント把持手段
７に把持されたセグメント１を、一旦前方へ移動させた
後、回転フレーム２の径方向外周側へ移動させ、再び後
方へ戻すように移動させているのは、セグメント１を単
に径方向外周側へ移動させて配置しようとした場合に、
セグメント１の周方向両端部が既設のセグメント１の端
部と干渉してしまうためである。

【００１７】また、このとき、セグメント把持手段７に
把持されたセグメント１に関し、既設のセグメント１に
対するヨーイング、ローリング、ピッチングの姿勢修正
を行う必要がある。

【００１８】ここで言うセグメント１のヨーイング、ロ
ーリング、ピッチングとは、球面軸受５を基準としたセ
グメント１の三方向の揺動のことを指し、ヨーイングと
は、回転フレーム２の径方向に延びる軸を中心とした図
５中に矢印イで示す揺動のことであり、ローリングと
は、回転フレーム２の軸心線方向に延びる軸を中心とし
た図５中に矢印ロで示す揺動のことであり、ピッチング
とは、前述したヨーイングの揺動軸とローリングの揺動
軸の両方に対し直交する軸（回転フレーム２の接線方向
に延びる軸）を中心とした図５中に矢印ハで示す揺動の
ことである。

【００１９】これらセグメント１のヨーイング、ローリ
ング、ピッチングは、スライドフレーム４側に対する球
面軸受５を支点とした揺動フレーム６側の自在な揺動で
許容されるようになっており、このうちのセグメント１
のローリング及びピッチングに関しては、スライドフレ
ーム４と揺動フレーム６との間を連結する連結ジャッキ
２０の伸縮量を個別に調整して修正し、また、セグメン
ト１のヨーイングに関しては、セグメント１のローリン
グ及びピッチングを適宜に修正した上でスライドフレー
ム４の移動により既設のセグメント１の端面に沿わせる
ように押し付けて修正するようにしている。

【００２０】このように、セグメント把持手段７により
把持された新設のセグメント１を既設のセグメント１に
対しヨーイング、ローリング、ピッチングの姿勢修正を
行って所定の取り付け位置に配置したら、セグメント締
結手段３１によりセグメント１を既設のセグメント１に
対して締結すれば良く、セグメント組立装置で同様の作
業を繰り返すことによりセグメント１が環状に組立てら
れていくことになる。

【００２１】ところで、従来における新設のセグメント
１と既設のセグメント１との締結は、ボルト締結で行う
ことが一般的であったため、前述したセグメント組立装
置のセグメント締結手段３１にはボルト締結機が採用さ
れていたが、近年においては、締結方式の簡略化などを
図る目的で、既設のセグメント１と新設のセグメント１
との境界部に形成した締結溝にコッターを継手状に打ち
込んで楔作用によりセグメント１相互を締結する方式が
既に開発されており、ボルト締結機に替えてコッター打
込装置をセグメント組立装置のセグメント締結手段３１
として採用することが考えられている。

【００２２】ただし、このようなコッターを用いたセグ
メント１相互の締結は、手動で行われているケースが殆
どであり、例えば図７に示す如きコッター打込装置３４
を作業員が保持し、セグメント１相互の境界部における
締結溝３５に予め仮打ちしたコッター３６を前記コッタ
ー打込装置３４により完全に打ち込んでセグメント１相
互の締結を行うようにしていた。

【００２３】図示する従来のコッター打込装置３４で
は、コッター３６を打ち込むためのピストンロッド３７
を伸縮可能に備えた打込ジャッキ３８のシリンダ３９先
端部に、スリーブ状のホルダ４０を装着し、該ホルダ４
０の両側部に突設したブラケット４１の先端部に、締結
溝３５の入側縁部に形成したオーバーハング部４７ａに
対し掛止可能な掛止爪４３を先端部外側に有するレバー
４２の基端部をピン４４を介して夫々枢着し、各レバー
４２を圧縮ばね４５により相互の先端部が離間する方向
へ付勢すると共に、各レバー４２の揺動位置を前記ホル
ダ４０に出没自在に嵌挿した出没ロッド４６により圧縮
ばね４５の弾撥力に抗して規定し、前記出没ロッド４６
の出没動作をピストンロッド３７の外側面に形成したカ
ム形状により行わしめるように構成されている。

【００２４】そして、各レバー４２の先端部を締結溝３
５に挿入してピストンロッド３７を進出させると、該ピ
ストンロッド３７の外側面のカム形状により各出没ロッ
ド４６がホルダ４０の内側へ没入して各レバー４２の先
端部が圧縮ばね４５の弾撥力により互いに離間する方向
へ開き、各レバー４２の掛止爪４３が締結溝３５の入側
縁部に掛止されるので、この各レバー４２の掛止爪４３
の締結溝３５に対する掛止により反力を取って、ピスト
ンロッド３７でコッター３６を打ち込んでいくことがで
きる。

【００２５】ここで、前記締結溝３５は、締結しようと
するセグメント１相互の端面部分に夫々埋設された締結
用金物４７により形成されており、この締結用金物４７
は、主としてセグメント１の端面側に開口する略Ｃ型の
平断面形状（図８（Ａ）参照）を有し、セグメント１相
互の端面を突き合わせた際に両者の締結用金物４７によ
り略Ｈ型の平面形状の締結溝３５が形成されるようにな
っており、前記各締結用金物４７における互いに突き合
わされる部分４７ｂの幅寸法が、コッター３６の反打込
方向へ向けて漸減するようにしてある。

【００２６】また、前記締結溝３５に対し打ち込まれる
コッター３６は、その両側部に厚肉部分３６ａを形成し
た略Ｈ型の平面形状（図８（Ｂ）参照）を有し、各厚肉
部分３６ａに挟まれた薄肉部分３６ｂの幅寸法が、コッ
ター３６の打込方向へ向けて漸増するようにしてあり、
前記締結溝３５にコッター３６を打ち込んだ際に楔作用
により前記各締結用金物４７が互いに引き寄せられて密
着し、セグメント１相互の締結が成されるようになって
いる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のコッター打込装置３４は、その使用形態が手動で
行うものであったため、締結を行うべきセグメント１側
に対するコッター打込装置３４の相対的な姿勢を自由に
調整して何ら支障なく締結作業を行うことができたが、
これを前述したセグメント組立装置のセグメント締結手
段３１としてそのまま採用してしまうと、セグメント組
立装置に対するコッター打込装置３４の組付け誤差や、
セグメント１側における締結用金物４７や把持孔２４の
制作誤差などを要因として、締結溝３５に対するコッタ
ー打込装置３４の相対的な位置や打込角度が一致しなか
った場合に、各レバー４２の掛止爪４３に反力が均等に
分担されず、一方の掛止爪４３にのみ大きな反力がかか
って片側のレバー４２やその保持部分に応力集中による
破損が生じる虞れがある。

【００２８】本発明は上述の実情に鑑みて成したもの
で、セグメント組立装置のセグメント締結手段としてコ
ッター打込装置を採用した際に、締結溝に対するコッタ
ー打込装置の相対的な位置や打込角度が多少ずれていて
も、各レバーの掛止爪に反力が均等に分担されるように
して、レバーやその保持部分の応力集中による破損を未
然に防止し得るようにすることを目的としている。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、既設のセグメ
ントと新設のセグメントとの境界部に形成した締結溝に
コッターを継手状に打ち込んで楔作用によりセグメント
相互を締結するコッター打込装置であって、コッターを
打ち込むためのピストンロッドを伸縮可能に備えた打込
ジャッキのシリンダ先端部に対し長手方向中央部を揺動
自在に取り付けたリンクの両端部に、前記締結溝の入側
縁部に掛止可能な掛止爪を先端部外側に形成したレバー
の基端部を夫々枢着し、該各レバーを相互の先端部が近
接離間するよう揺動操作する揺動手段を前記リンクに設
けたことを特徴とするものである。

【００３０】従って本発明では、揺動手段により各レバ
ーを先端部が互いに近接するように閉じた状態として前
記各レバーの先端部を締結溝に挿入し、揺動手段により
各レバーを先端部が互いに離間するように開くと、該各
レバーの掛止爪が締結溝の入側縁部に掛止されるので、
この各レバーの掛止爪の締結溝に対する掛止により反力
を取って、ピストンロッドでコッターを打ち込んでいく
ことが可能となる。

【００３１】この際に、締結溝に対するコッター打込装
置の相対的な位置や打込角度が多少ずれていても、一方
の掛止爪に反力が偏って作用することによりリンクが揺
動し、該リンクの揺動により他方の掛止爪にも反力が振
り分けられて両方の掛止爪に作用する反力が釣り合うの
で、各レバーの掛止爪に反力を均等に分担させることが
可能となる。

【００３２】また、本発明においては、各レバーの先端
部内側にコッターの適宜位置を掛止可能な把持爪を形成
しておくことが好ましく、このようにすれば、揺動手段
により各レバーを先端部が互いに近接するように閉じる
ことでコッターの適宜位置を把持爪で掛止して把持する
ことが可能となり、締結溝にコッターを挿入する作業ま
でもをコッター打込装置で行うことが可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。

【００３４】図１及び図２は本発明を実施する形態の一
例を示すもので、図７及び図８（Ａ）（Ｂ）と同一の符
号を付した部分は同一物を表わしており、図１は本発明
に係るコッター打込装置４８の正面図、図２はその側面
図を夫々示している。

【００３５】図示するコッター打込装置４８において
は、コッター３６を打ち込むためのピストンロッド４９
を伸縮可能に備えた打込ジャッキ５０のシリンダ５１先
端部に、前記ピストンロッド４９を摺動自在に挿通せし
め且つ下方向きに凸形を成す正面形状を有するホルダ５
２が装着されており、該ホルダ５２の下部における前後
位置（図２中における左右位置）には、セグメント１相
互の継手方向（図１中における左右方向）に延びる前後
一対のリンク５３の長手方向中央部がピン５４を介して
揺動自在に夫々取り付けられ、両リンク５３の両端部同
士が連結軸５５により連結されて該各連結軸５５の中間
部に左右一対のレバー５６の基端部が回動自在に枢着さ
れている。

【００３６】ここで、前記各レバー５６の先端部外側に
は、既設のセグメント１と新設のセグメント１との境界
部に締結用金物４７により形成された締結溝３５の入側
縁部におけるオーバーハング部４７ａに掛止可能な掛止
爪５７が形成されており、各レバー５６の先端部内側に
は、コッター３６の上端部に形成されているネック部３
６ｃを掛止可能な把持爪５８が形成されている。

【００３７】また、前記両リンク５３の両端部同士は、
前記各連結軸５５より外側に配置されて各レバー５６と
干渉しないよう上方へ迂回した逆Ｕ字型（図２参照）の
ブラケット５９によっても連結されており、該各ブラケ
ット５９の上側中間部には、前記各レバー５６を相互の
先端部が近接離間するよう揺動操作する開閉ジャッキ６
０（揺動手段）がピン６１を介して夫々枢着され、これ
ら各開閉ジャッキ６０のピストンロッド６２先端部と前
記各レバー５６の基端部外側に突設したブラケット６３
とがピン６４を介して連結されている。

【００３８】尚、図中のＲは両リンク５３のガタつきを
防止し得るよう該両リンク５３の揺動クリアランス部分
に介装された弾性部材である。

【００３９】そして、このように構成されたコッター打
込装置４８は、その背面側に配置したベースプレート６
５に対し前記ホルダ５２を介して固着されており、前記
ベースプレート６５は、先に図３〜図６により説明した
セグメント組立装置の揺動フレーム６側に配設したガイ
ドレール６６に対し摺動自在に取り付けられ、前記ベー
スプレート６５の背面下端部に突設したブラケット６７
を、前記ガイドレール６６と平行に配置した図示しない
流体圧シリンダの伸縮作動により、回転フレーム２（図
３参照）の径方向へ移動し得るようにしてある。

【００４０】而して、開閉ジャッキ６０により各レバー
５６を先端部が互いに近接するように閉じることにより
コッター３６のネック部３６ｃを把持爪５８で掛止して
把持せしめ、次いで、コッター打込装置４８をベースプ
レート６５と共にセグメント１側に移動させて締結溝３
５にコッター３６及び前記各レバー５６の先端部を締結
溝３５に挿入し、開閉ジャッキ６０により各レバー５６
を先端部が互いに離間するように開くと、該各レバー５
６の掛止爪５７が締結溝３５の入口縁部におけるオーバ
ーハング部４７ａに掛止され、且つ前記コッター３６の
把持爪５８による把持が解除されるので、前記各レバー
５６の掛止爪５７の締結溝３５に対する掛止により反力
を取って、ピストンロッド４９でコッター３６を打ち込
んでいくことが可能となる。

【００４１】この際に、締結溝３５に対するコッター打
込装置４８の相対的な位置や打込角度が多少ずれていて
も、一方の掛止爪５７に反力が偏って作用することによ
りリンク５３が揺動し、該リンク５３の揺動により他方
の掛止爪５７にも反力が振り分けられて両方の掛止爪５
７に作用する反力が釣り合うので、各レバー５６の掛止
爪５７に反力を均等に分担させることが可能となる。

【００４２】従って上記形態例によれば、締結溝３５に
対するコッター打込装置４８の相対的な位置や打込角度
が多少ずれていても、各レバー５６の掛止爪５７に反力
を均等に分担させることができるので、レバー５６やそ
の保持部分の応力集中による破損を未然に防止すること
ができ、セグメント組立装置のセグメント１締結手段と
して採用するのに適したコッター打込装置４８を実現す
ることができる。

【００４３】また、特に本形態例においては、各レバー
５６の先端部内側にコッター３６の上端部を掛止可能な
把持爪５８を形成してあるので、開閉ジャッキ６０によ
り各レバー５６を先端部が互いに近接するように閉じる
ことでコッター３６のネック部３６ｃを把持爪５８で掛
止して把持することが可能となり、締結溝３５にコッタ
ー３６を挿入する作業までもをコッター打込装置４８で
行うことができる。

【００４４】尚、本発明のコッター打込装置は、上述の
形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿
論である。

【００４５】

【発明の効果】上記した本発明のコッター打込装置によ
れば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。

【００４６】（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によ
れば、締結溝に対するコッター打込装置の相対的な位置
や打込角度が多少ずれていても、各レバーの掛止爪に反
力を均等に分担させることができるので、レバーやその
保持部分の応力集中による破損を未然に防止することが
でき、セグメント組立装置のセグメント締結手段として
採用するのに適したコッター打込装置を実現することが
できる。

【００４７】（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明に
よれば、各レバーの先端部内側にコッターの適宜位置を
掛止可能な把持爪を形成してあるので、揺動手段により
各レバーを先端部が互いに近接するように閉じることで
コッターの適宜位置を把持爪で掛止して把持することが
可能となり、締結溝にコッターを挿入する作業までもを
コッター打込装置で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する形態の一例を示す正面図であ
る。

【図２】図１の側面図である。

【図３】セグメント組立装置の一例を示す正面図であ
る。

【図４】図３の側面図である。

【図５】図３の要部拡大図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向の矢視図である。

【図７】従来のコッター打込装置の一例を示す正面図で
ある。

【図８】（Ａ）は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向から見
た締結用金物の矢視図、（Ｂ）は図７のＶＩＩＩ−ＶＩ
ＩＩ方向から見たコッターの矢視図である。

【符号の説明】

１ セグメント ３５ 締結溝 ３６ コッター ４７ａ オーバーハング部（入側縁部） ４８ コッター打込装置 ４９ ピストンロッド ５０ 打込ジャッキ ５１ シリンダ ５３ リンク ５６ レバー ５７ 掛止爪 ５８ 把持爪 ６０ 開閉ジャッキ（揺動手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設のセグメントと新設のセグメントと
   の境界部に形成した締結溝にコッターを継手状に打ち込
   んで楔作用によりセグメント相互を締結するコッター打
   込装置であって、 コッターを打ち込むためのピストンロッドを伸縮可能に
   備えた打込ジャッキのシリンダ先端部に対し長手方向中
   央部を揺動自在に取り付けたリンクの両端部に、前記締
   結溝の入側縁部に掛止可能な掛止爪を先端部外側に形成
   したレバーの基端部を夫々枢着し、該各レバーを相互の
   先端部が近接離間するよう揺動操作する揺動手段を前記
   リンクに設けたことを特徴とするコッター打込装置。
2. 【請求項２】 各レバーの先端部内側にコッターの適宜
   位置を掛止可能な把持爪を形成したことを特徴とする請
   求項１に記載のコッター打込装置。