JPH02128100A - セグメントのボルト締結機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シールド掘進工法におけるトンネルセグメン
トのボルト締結機に係るものである。

［従来の技術］ トンネルの構築にはシールド掘進工法が一般的に実施さ
れており、この工法は、シールド前端の羽口でトンネル
切羽の掘削を行い、切羽を保持しつつ後方のジヤツキ推
力によってシールドを前進させ、該シールドの推進に伴
ってシールド内後部で鉄筋コンクリート製のセグメント
をボルト締結して組立てることにより覆工を完成するよ
うにしている。

従来から一般に用いられているセグメントは、第５．６
図に示すように、トンネルの一部を形成する如く円弧板
形状を有するセグメントｌの周方向端部及び軸方向端部
に、隣接されるセグメントとの間を締結するための凹形
状のボルト箱穴２を形成する鋼製連結ピース３を埋込ん
だ構成を有していた。

しかし、上記連結ピース３を備えたセグメント１は、多
数必要となる連結ピース３か高価なため、この連結ピー
ス３がセグメント１の価格を上昇させ、トンネル施工の
工費上昇の原因となっていた。

このため、近年では第７図に示すように、連結するセグ
メント１．１の連結面４から所要の距離！だけ内側の位
置に、連結ピースを設けることなく単にコンクリート部
にボルト箱穴２を形成し、且つ該ボルト箱穴２と連結面
４との間に開口させたボルト孔５に長ボルト６を挿通し
、両端をナツト７．７で締付けることにより、前記間隔
！のコンクリート端面肉厚部８で強度を保持させるよう
にし、これによってセグメント１の低価格化を図ること
が行われている。

この場合、図示するようにボルト箱穴２のボルト孔５の
反対面にボルト収容孔９を形成し、該ボルト収容孔９に
予め長ボルト６を収容させておくことができるようにし
ている。

［発明か解決しようとする課題］ しかし、上記第７図に示すセグメントにおいては新たな
問題が生じている。即ち、前記第５．６図に示したよう
に、ボルト箱穴２がセグメント端面に位置している場合
には短かいボルトでの連結が可能であるため、従来より
ボルト及びナツトを収容してボルト箱穴内に侵入し、ボ
ルト及びナツトを近付けて回転駆動することによりセグ
メント同志のボルト締結を自動的に行う自動締結装置が
実施されていたが、第７図に示すような長ボルト６がボ
ルト収容孔９に収容されているような方式においては長
ボルト６をボルト収容孔９から引き出して連結を行うこ
とかできないために自動化させることができなかった。

そのため、従来は、エレクタ−と称する機械でセグメン
ト１．１同志の位置決めを行った後、第８図に示すよう
に、作業員かボルト収納孔９に収められている長ボルト
６をボルト孔５内に手で引き出して該長ボルト６の両端
が隣接するセグメントの対応するボルト箱穴２内に突出
するように位置させた後、第９図に示すように長ボルト
６の両端部にナツト７．７を螺着させ、続い７第１０図
に示すよう−にスパナ１０を用いて手で締め上げるよう
にしている。

しかし、上記従来方式においては、締結作業を人力にて
行うようにしているため、この作業か掘進機内後部のセ
グメントを所定位置に移動位置決めするための円形リン
グ装置内の非常に足場の悪い場所での作業となり、安全
性、作業能率、締付トルクの管理上等に多くの問題を有
していた。又、近年は大深度、或いは大口径のトンネル
等の要求に応じて厚さ強度の大きなセグメントが考えら
れており、かかるセグメントにおいては厚さ方向に２段
のボルト締結が要求されており、この場合には締結に増
々時間か掛って作業能率が低下する問題が生じる。

本発明は上記従来の問題点に管口してなしたもので、長
ボルトを用いたセグメントの締結においても自動化によ
り締結作業を安全、高能率に行うことのできるセグメン
トのボルト締結機を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、セグメント組立装置に対してセグメント側に
近接、離反可能に支持されたボルト締結機主フレームと
、隣接配置された両セグメントの夫々のボルト箱穴に対
峙し、且つ互に近接、離反可能に前記ボルト締結機主フ
レームに支持されたナツトランナー及びナツトホルダー
と、該ナツトランナー及びナツトホルダーの一方に対し
前記セグメント側に近接、離反可能に支持され、且つ前
記セグメントの一方のボルト箱穴のボルト孔に支持され
た長ボルトをクランプするクランプアームを有し前記ナ
ツトランナー及びナンドホルダーの一方を一体に移動し
て前記長ボルトの軸方向への移動を可能にした引き出し
装置とを備えたことを特徴とするセグメントのボルト締
結機、に係るものである。

［作　　　用］ 一方のボルト箱穴のボルト孔に支持された長ボルトを引
き出し装置のクランプアームによりクランプし、続いて
上記引き出し装置を支持しているナツトランナー及びナ
ツトホルダーの一方を移動させることにより長ボルトを
軸方向に移動させて他方のボルト箱入側に引き出し、隣
接するセグメントのボルト箱入の夫々に長ボルトの両端
が突出するように位置させる。

次に、ナツトランナー及びナツトホルダーを前記夫々の
ボルト箱穴に挿入し、ナツトランナーを駆動しながら両
者を互に接近させることにより、ナツトランナー及びナ
ツトホルダーに収容されたナツトが長ボルトの両端に螺
合し、締付けられる。

［実　施　例〕 以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第４図は本発明のボルト締結機による締結に用いられる
セグメント１．ｌ゛の一例を示すもので、各セグメント
１．１’のボルト箱穴２，２′に形成されるボルト孔５
，５°に、連結面４側端部に口径が徐々に増大するよう
にフレアー加工したフレアー部１１．１１’を有する案
内パイプ１２．１２’を設け、該案内パイプ１２．１２
°のボルト箱孔２，２°側端部には、長ボルト６が重力
によって移動して脱落することがないように所要の拘束
力をもって支持する保持リング１３．Ｈｏが設けである
。

第１図は本発明のボルト締結機の一例を示すもので、セ
グメント組立装置（エレクタ−）１５に対してガイドロ
ッド１６を介してセグメントｌ。

１°に近接、離反する方向（矢印＾、八゛）に移動可能
なボルト締結機主フレーム１７を設け、該主フレーム１
７に、セグメント１．１′の内面と平行な方向に設けた
ガイドロッド１８に沿って互に近接、離反する方向（矢
印Ｂ、Ｂ”）に移動可能なナツトランナー１９及びナツ
トホルダー２０を設けている。

１４はナツトホルダー２０の支持ブロックである。

上記ナツトランナーＩ９は、長ボルト６に対応する一方
のナツト７をマグネット等にて吸着して収容する回転ソ
ケット２１を有し、該回転ソケット２１を図示しない内
蔵されたギアを介して締結モータ２２により回転駆動す
るようにしである。

又、ナツトホルダー２０は、他方のナツト７をマグネッ
ト等にて吸着して収容する固定ソケット２３を有してい
る。

前記ナツトホルダー２０のナツトランナー１９側には、
シリンダ等の移動駆動装置２４によりガイドロッド２５
を介してセグメント１，１°に近接、離反する方向（矢
印ｃ、ｃ’＞に移動可能な引き出し装置２６を設けてい
る。

引き出し装置２６は第２．３図に示すように、装置フレ
ーム２７に、所要の間隔を有して配した支持軸２８．２
９を中心に回転するクランプアーム３０．３１を有し、
該クランプアーム３０．３１のセグメント１．１’側一
端部の夫々には長ボルト６をクランプするためのＶ形状
のクランプ部３２．３３を形成し、又クランプアーム３
０．３１の他端部相互間には、前記クランプ部３２．３
３の矢印肌り°方向の掴み、放し作動を行わせるシリン
ダ等のクランプ駆動装置３４を設けている。

以下作用を説明する。

第４図に示すように、ボルト箱穴２．２°の一方２のボ
ルト孔５に長ボルトが挿入されて保持リング１３により
支持されたセグメント１に、セグメント１°が隣接して
位置決めされた状態において、引き出し装置２６がボル
ト箱穴２内の反ボルト孔５側に対応するようにナツトホ
ルダー２０を位置調整した後、移動駆動装置２４を作動
して引き出し装置２６をボルト箱穴２内に挿入する。こ
のとき、駆動装置３４は縮小されており、これによりク
ランプアーム３０．３１のクランプ部３２．３３は第３
図矢印りに示すように互に離れた位置にあり、従って長
ボルト６を余裕をもって挟むように挿入される。

続いてクランプ駆動装置３４を伸張することにより、ク
ランプ部３２．３３が矢印りのように互いに近付くよう
にクランプアーム３０，３１を回動させ、長ボルト６の
一端のねじを有しない部分をクランプする。

続いて、ナラ１ヘホルダー２０を矢印Ｂ方向に移動させ
ることにより、一体に移動する引き出し装置２６により
、前記長ボルト６を引き出して他方のセグメントＩ°の
ボルト孔５゛側に挿入し、長ボルト６の両端かボルト箱
穴２，２°に同程度突出した状態としてナツトホルダー
２０の移動を停止する。

続いて、上記クランプアーム３０，３１により長ボルト
６をクランプしたまま、移動駆動装置２４をフリーにし
た後、主フレーム１７を矢印入方向に移動させることに
より、ナツトランナー１９及びナツトホルダー２０をボ
ルト箱穴２．２°内に挿入して各ソケット２１．２３を
長ボルト６に対峙させる。このとき、ナツトランナー１
９及びナツトホルダー２０は長ボルト６に衝突しないよ
うに互に離反した位置（ボルト箱穴内の連結面４から互
に遠い位置）にある。

次に、クランプアーム３０，３１による長ボルト６のク
ランプを前記と逆の操作により解除した後、移動駆動装
置２４により引き出し装置２６を主フレーム■７側（Ｃ
’力方向に戻す。

続いてナツトランナーＩ９の回転ソケット２１を締結モ
ータ２２により回転しつつナツトランナー１９及びナツ
トホルダー２０を、長ボルト６とナツト７の螺合するピ
ッチ速度で互に接近させ、締結モータ２２による規定ト
ルクまで締付けを行う。

その後、締結モータ２２の駆動力をフリーとし、ナツト
ランナー１９及びナツトホルダー２０を夫々矢印Ｂ°の
如く離反させ、続いて矢印Ａ°の如く主フレーム１７を
移動させてナツトランナー１９及びナツトホルダー２０
をボルト箱穴２，２°から抜き出すことにより、締結作
業を終了する。

又、前記セグメントｌには、ボルト孔５に保持リング１
３を備えているので、セグメント組立前の運搬移動時等
においても、長ボルト６がボルト箱穴２から脱落するの
を防止することができる。

前記実施例におけるクランプアーム３０．３１は、ばね
等により支持したり、クランプ面をゴム等の弾性材にて
構成することによりクランプ力に所要の弾性を持たせ、
寸法誤差等を吸収して一定りランブ力を保持させるよう
にすることができる。これはセグメントの厚さ方向に複
数の長ボルトを配して締結する場合等の複数の長ボルト
を同時にクランプする際に有効である。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
、主フレーム、ナツトホルダー等の移動はシリンダ、ね
じ、ラック・ピニオン式等種々の方式を採用し得ること
、引き出し装置をナツトランナー側に設けるようにして
も良いこと、保持リングは長ボルトを支持しているボル
ト箱穴側にのみ設けるようにしても良く、またそのとき
、他方の箱入の寸法を第４図中２点鎖線で示すように狭
くしても良いこと、セグメントの厚さ方向に複数段の長
ボルトを締結する場合にも実施できること、その池水発
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、等は勿論である。

［発明の効果］ 上記したように、本発明のセグメントのボルト締結装置
によれば、長ボルトによるセグメントの締結を自動化さ
せることができ、よって安価なセグメントを用いてセグ
メントの締結作業を安全、高能率に実施することが可能
となり、大幅な工費の低減、工期の短縮を達成できる優
れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の引き出し装置の拡大平面図、第３図は第２図の■−
■矢視図、第４図は本発明の装置により締結を行うセグ
メントの一例を示す断面図、第５図は従来の一般的なセ
グメントの一例を示す正面図、第６図は第５図のＶｌ−
Ｖｌ矢視図、第７図は従来考えられている長ボルトを用
いたセグメントの断面図、第８図、第９図、第１θ図は
第７図のセグメントの締結手順を示す図である。 １．１“はセグメント、２．２°はボルト箱穴、５，５
はボルト孔、Ｂは長ボルト、７はナツト、１３゜１３°
は保持リング、１５はセグメント組立装置、１７はボル
ト締結機主フレーム、１９はナツトランナー、２０はナ
ツトホルダー、２１は回転ソケット、２２は締結モータ
、２３は固定ソケット、２４は移動駆動装置、２６は引
き出し装置、３（１，３１はクランプアーム、 ３４はクランプ駆動装置を示す。 特 許 出 願 人 石川島播磨重工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）セグメント組立装置に対してセグメント側に近接、
   離反可能に支持されたボルト締結機主フレームと、隣接
   配置された両セグメントの夫々のボルト箱穴に対峙し、
   且つ互に近接、離反可能に前記ボルト締結機主フレーム
   に支持されたナットランナー及びナットホルダーと、該
   ナットランナー及びナットホルダーの一方に対し前記セ
   グメント側に近接、離反可能に支持され、且つ前記セグ
   メントの一方のボルト箱穴のボルト孔に支持された長ボ
   ルトをクランプするクランプアームを有し前記ナットラ
   ンナー及びナットホルダーの一方と一体に移動して前記
   長ボルトの軸方向への移動を可能にした引き出し装置と
   を備えたことを特徴とするセグメントのボルト締結機。