JPH086159Y2 - セグメント継手ボルト締結装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、シールド掘進機で掘削
した掘坑を覆工する為のセグメント同士を連結するセグ
メント継手ボルトを自動的に締結するセグメント継手ボ
ルト締結装置に関し、特に１対の揺動アームの姿勢切り
換え方式と揺動アームのナットソケットの駆動機構を改
善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機で掘削した掘坑は、掘削
の進行に応じて軸方向約１ｍの長さのリング状内面毎
に、周方向複数分割した鉄筋コンクリート製又は鋼板製
又は鋳鉄製の湾曲矩形板状のセグメントで覆われ、それ
ら複数のセグメントの４辺は夫々複数個所においてセグ
メント継手ボルトにより隣接するセグメントに連結さ
れ、セグメントの背部にはセメントミルク注入され、そ
の後セグメントの内面は、コンクリート壁で覆われてト
ンネルが構築される。前記セグメントに関して、その４
辺のうち、湾曲状の端面は十分な長さがあるためその端
面には通常４個所の連結部が設けられ、その各連結部は
１本のセグメント継手ボルトにより連結され、また直線
状の端面は比較的短いためその端面には２個所の連結部
が設けられ、その各連結部は２本（極大径のトンネルで
は３本）のセグメント継手ボルトにより連結される。前
記シールド掘進機の後部には、セグメントの搬入・位置
決めの為のセグメントハンドリング装置や、セグメント
継手ボルトの自動締結の為のセグメント継手ボルト締結
装置が設けられている。

【０００３】前記セグメント継手ボルト締結装置として
は、セグメントの湾曲状端面の４個所の連結部を夫々締
結する複数のセグメント継手ボルト締結装置と、セグメ
ントの各直線状端面の２個所の連結部を順次締結する１
台のセグメント継手ボルト締結装置とが設けられ、これ
らのボルト締結装置は、掘坑の軸心回りに回動位置切り
換えされる支持フレームに付設されている。前記後者の
セグメント継手ボルト締結装置は、特開昭６４−５２６
２７号公報にも記載のように、２本のセグメント継手ボ
ルトを保持する２つのボルト保持部を有するボルト保持
腕と、２本のセグメント継手ボルトに対向するナットを
保持する２つのナット保持部を有するナット保持腕とを
相対接近・離隔可能に構成してなる１組の揺動アームを
備え、この揺動アームはシールド掘進機の後部の支持フ
レームに掘坑の半径方向へ位置可変に且つ掘坑の軸方向
へ位置可変に取付けられた装置本体に付設してあり、こ
の装置本体には回転駆動装置が付設され、この回転駆動
装置からナット保持部のナットソケットへ回転駆動力を
伝達する回転駆動力伝達機構が設けられている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来の前記セグメント
の直線状端面の連結部のボルトを締結する為のセグメン
ト継手ボルト締結装置では、１本の揺動アームしか設け
ていないため、１つ目の連結部のボルト締結完了後、２
つ目の連結部のボルトとナットをボルト保持部とナット
保持部に夫々セットする必要があり、ボルト締結の作業
能率が低くなること、ボルト締結の自動化を図りにくい
こと、などの問題がある。そこで、２つの連結部に対応
する２組のボルト締結装置を設けることが考えられる
が、設備経済的に不利になること、ボルトとナットの締
結に不具合が生じた場合には人手により締結することに
なるが、２組のボルト締結装置を接近配置してあるた
め、人手により締結する際にボルト締結装置が邪魔にな
り、その結果ボルト締結装置の掘坑の半径方向又は軸方
向への退避移動量を大きく設定しなければならないこ
と、などの問題がある。本考案の目的は、セグメント継
手ボルトの締結作業の作業能率を向上でき、締結の不具
合発生時人手による締結の作業性に優れ、設備経済的に
有利なセグメント継手ボルト締結装置を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るセグメン
ト継手ボルト締結装置は、シールド掘進機で掘削した掘
坑を覆工する為のセグメント同士を連結するセグメント
継手ボルトを自動的に締結するセグメント継手ボルト締
結装置において、装置本体を掘坑の軸心回りに回動可能
な支持フレームに掘坑の半径方向へ移動可能に設け、且
つ装置本体を半径方向へ移動駆動する移動駆動手段を設
け、装置本体に、１対の揺動アームを、所定間隔空けて
並設するとともに、各揺動アームをその基端部において
セグメント継手ボルトと平行な軸心回りに揺動可能に枢
着し、１対の揺動アームの一方を半径方向に向く使用姿
勢にしまた他方を一方から遠ざかる方向へ所定角度揺動
させた第１位置と、他方を使用姿勢にしまた一方を他方
から遠ざかる方向へ所定角度揺動させた第２位置とに亙
って、１対の揺動アームを同期して揺動駆動する揺動駆
動手段を設け、各揺動アームは、半径方向に所定間隔空
けて並べた複数のセグメント継手ボルトを夫々保持する
為の複数のボルト保持部を有するボルト保持腕と、複数
のボルト保持部に夫々対向する複数のナット保持部を有
するナット保持腕であってボルト保持腕に対してセグメ
ント継手ボルトの方向へ相対接近・離隔可能なナット保
持腕を備えたことを特徴とするものである。

【０００６】請求項２に係るセグメント継手ボルト締結
装置は、請求項１の装置において、前記装置本体に、前
記複数のセグメント継手ボルトの合計数の半数の回転駆
動手段を設け、各回転駆動手段から両揺動アームの各１
対のナット保持部のナットソケットに回転駆動力を同時
に伝達する回転駆動力伝達機構を設けたことを特徴とす
るものである。

【０００７】

【作用】請求項１に係るセグメント継手ボルト締結装置
においては、セグメント継手ボルトを締結する際、先ず
両揺動アームの全部のナット保持部とボルト保持部にナ
ットとボルトを夫々保持させ、両揺動アームを第１位置
に保持した状態において、掘坑の半径方向へ向いた一方
の揺動腕により１番目の連結部の複数のボルト・ナット
の締結を行う。１番目の連結部の複数のボルト・ナット
の締結完了後には、両揺動腕を第２位置に切り換え、前
記一方の揺動アームを所定角度揺動させた位置に切り換
えるとともに、前記他方の揺動アームを掘坑の半径方向
へ向け、他方の揺動アームにより２番目の連結部の複数
のボルト・ナットの締結を行う。但し、その間、１番目
の連結部の締結不具合などが発生した場合には、一方の
揺動アームに邪魔されることなく、人手によりボルト締
結を行うことが出来る。同様に、２番目の連結部の締結
不具合などが発生した場合にも、両揺動アームを再び第
１位置に切り換えることで、他方の揺動アームに邪魔さ
れることなく、人手によりボルト締結を行うことが出来
る。このように、両揺動アームに予め複数のボルト・ナ
ットを夫々セットしておくことが出来るため、ボルト締
結の作業能率を向上でき、ボルト締結の自動化を図りや
すくなる。しかも、揺動駆動出手段により両揺動アーム
を第１位置と第２位置とに亙って位置切り換えすること
で、ボルト締結の不具合発生時にも、両揺動アームに邪
魔されることなく、能率的に締結を実行でき、またボル
ト締結装置の退避移動量を大きく設定する必要がない。

【０００８】請求項２に係るセグメント継手ボルト締結
装置においては、基本的に請求項１と同様の作用がえら
れるが、前記装置本体に、前記複数のセグメント継手ボ
ルトの合計数の半数の回転駆動手段を設け、各回転駆動
手段から両揺動アームの各１対のナット保持部のナット
ソケットに回転駆動力を同時に伝達する回転駆動力伝達
機構を設けたので、一方の揺動アームでボルト締結する
時には、全部の回転駆動手段を作動させ、各回転駆動手
段から各回転駆動力伝達機構を介して両揺動アームの各
１対のナット保持部のナットソケットに回転駆動力を同
時に伝達して、全部のナットソケットを回転駆動させ
る。その間他方の揺動アームのナットソケットは空転状
態を保持する。このことは、他方の揺動アームでボルト
締結する時にも同様で、一方の揺動アームのナットソケ
ットは空転状態を保持する。このように、例えば、２つ
の回転駆動手段によって、２組の回転駆動力伝達機構を
介して、２×２個のナットを回転駆動できるから、回転
駆動手段の必要数を節減できる。

【０００９】

【考案の効果】前記作用の項で説明したように、本考案
によれば次のような効果が得られる。請求項１に係るセ
グメント継手ボルト締結装置によれば、１対の揺動アー
ムと、これらを揺動駆動する揺動駆動手段と、揺動アー
ムが取付けられた装置本体を移動駆動する移動駆動手段
などを設けたことにより、両揺動アームに予め複数のボ
ルト・ナットを夫々セットしておくことが出来るため、
ボルト締結の作業能率を向上でき、ボルト締結の自動化
を図りやすくなる。しかも、揺動駆動出手段により両揺
動アームを第１位置と第２位置とに亙って位置切り換え
することで、ボルト締結の不具合発生時にも、両揺動ア
ームに邪魔されることなく、能率的に締結を実行でき、
またボルト締結装置の退避移動量を大きく設定する必要
がない。

【００１０】請求項２に係るセグメント継手ボルト締結
装置によれば、基本的に請求項１と同様の効果が得られ
る。更に、前記複数のセグメント継手ボルトの合計数の
半数の回転駆動手段と、各回転駆動手段から両揺動アー
ムの各１対のナット保持部のナットソケットに回転駆動
力を同時に伝達する回転駆動力伝達機構を設けたことに
より、例えば、２つの回転駆動手段によって、２組の回
転駆動力伝達機構を介して、２×２個のナットを回転駆
動できるから、回転駆動手段の必要数を半減でき、設備
経済的に有利である。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、シールド掘進機により掘削され
たトンネル状の掘坑内面を覆工する為のセグメント同士
を締結するセグメント継手ボルト（以下、継手ボルトと
いう）を自動的に締結するセグメント継手ボルト締結装
置に本考案を適用したものである。尚、図１、図２に示
すように前後方向を定義して説明する。先ず、前記掘坑
について簡単に説明すると、掘坑はシールド掘進機によ
り断面直径約７．３ｍの大きさに掘削され、その掘坑は
掘削の進行に応じて掘坑の軸方向約１００ｃｍの長さの
リング毎に、鉄筋コンクリート製の６つのセグメントＳ
と１つのサブセグメントで覆工される。

【００１２】図１に示すように、１つのセグメントＳ
は、掘坑の軸方向長さ約１００ｃｍ、掘坑の周方向約５
７度に亙る円弧長、厚さ約３０ｃｍの湾曲矩形板状に形
成され、その４辺のうち、湾曲状の前後両端面には夫々
４箇所の連結部Ｓａが設けられ、前後の連結部Ｓａは前
後に隣接して配設されるセグメントＳの対応する連結部
Ｓａと夫々１本の継手ボルトＢにより連結され、また直
線状の両端面には夫々２箇所の連結部Ｓｂが設けられ、
これら連結部Ｓｂは隣接して配設されるセグメントＳの
対応する連結部Ｓｂと夫々２本の継手ボルトＢにより連
結される。各連結部Ｓａ・Ｓｂには、セグメント継手ボ
ルト締結装置ＴＳの為の挿入穴１が形成されるととも
に、挿入穴１の外端部に位置する鋼製の連結板２が設け
られ、連結板２にはボルト穴３が形成されている。シー
ルド掘進機の後部には、セグメントの搬入・位置決めの
為のセグメントハンドリング装置や、前後に隣接するセ
グメントＳの連結部Ｓａ同士を連結するセグメント継手
ボルト締結装置や、本考案に係る周方向に隣接するセグ
メントＳの連結部Ｓｂ同士を連結するセグメント継手ボ
ルト締結装置ＴＳなどが設けられている。

【００１３】次に、セグメント継手ボルト締結装置ＴＳ
について説明する。図２〜図４に示すように、セグメン
ト継手ボルト締結装置ＴＳは、掘坑の軸心回りに回動可
能で且つ前後方向に移動可能な支持フレーム５に装着さ
れた装置本体１０と、装置本体１０を掘坑の半径方向に
移動駆動する移動駆動機構１５と、装置本体１０に前後
に所定間隔空けて並設された前後１対の揺動アーム２０
と、前後の揺動アーム２０を同期して揺動駆動する揺動
駆動機構５０と、両揺動アーム２０の４つのナットソケ
ット４０を回転駆動する回転駆動力を発生する前後１対
のアクチュエータ６０と、各アクチュエータ６０から前
後の揺動アーム２０の１対のナットソケット４０に回転
駆動力を同時に伝達する回転駆動力伝達装置７０などを
備えている。尚、前記装置本体１０は、支持フレーム５
に装着された装置本体基部１２とこの装置本体基部１２
に継手ボルトＢと同方向へ移動自在に装着された装置本
体可動部１３とで構成されている。

【００１４】移動駆動機構１５は、支持フレーム５のう
ちの掘坑の半径方向向きに設けられた前後１対のガイド
レール１６及びボールネジシャフト１７と、装置本体１
０の装置本体基部１２に設けられ前後のガイドレール１
６にスライド自在に係合する前後１対の係合部材１８及
びボールネジシャフト１８に螺合するボールネジボック
ス１９などで構成され、図示外の電動モータでボールネ
ジシャフト１７を回転駆動することにより装置本体１０
は掘坑の半径方向に移動駆動される。次に、前後１対の
揺動アーム２０について説明する。装置本体１０の装置
本体可動部１３の前部と後部には、継手ボルトＢと平行
な１対の軸部材１１（図１０・図１１参照）が回転自在
に夫々装着され、前後の揺動アーム２０はその基端部を
なす基部材２１において前後の軸部材１１に揺動可能に
夫々枢着され、各揺動アーム２０は、基部材２１の下方
に延びるボルト保持腕２３であって、半径方向に所定間
隔あけて並べた１対の継手ボルトＢを保持する為の１対
のボルト保持部２２を有するボルト保持腕２３と、１対
のボルト保持部２２に夫々対向する１対のナット保持部
２４を有するナット保持腕２５を備えている。

【００１５】先ず、ボルト保持腕２３について説明す
る。図５〜図７に示すように、各ボルト保持部２２を構
成するボルトソケット２７は、円周１／３の範囲にわた
る固定分割ソケット部材２７ａと、夫々円周１／３の範
囲にわたる１対の可動分割ソケット部材２７ｂとで構成
され、固定分割ソケット部材２７ａはボルト２８でボル
ト保持腕本体２９に固定され、各可動分割ソケット部材
２７ｂは固定分割ソケット部材２７ａ側の一端部を枢支
するピン３０を中心としてボルト保持部２２を拡大・縮
小する方向へ開閉自在に連結され、各ボルト保持部２２
の奥端には、継手ボルトＢの頭部Ｂａを吸着するための
永久磁石３１がホルダ３２を介して設けられている。ボ
ルトソケット２７の内側にはボルトＢの頭部を収容する
為の１２角２４面係合穴１４が形成されている。ボルト
保持腕本体２９には、４つの可動分割ソケット部材２７
ｂを同期して開閉駆動する２対の油圧シリンダ３３が設
けられ、各上下１組の油圧シリンダ３３は共通のシリン
ダブロック３６に形成され、これらの油圧シリンダ３３
のピストンロッドの先端には押板部材３４が固着され、
各可動分割ソケット部材２７ｂの他端部には、ピン３５
を介して受け部材３７が設けられ、各押板部材３４は対
応する上下１組の受け部材３７に係合し、１対の相対向
する押板部材３４間には可動分割ソケット部材２７ｂを
開位置側に付勢するバネ部材３８が設けられ、上下１対
のボルトソケット２７と１対のシリンダブロック３６と
は１対の保持板３９間に配設され、これら保持板３９に
は固定分割ソケット部材２７ａと可動分割ソケット部材
２７ｂのボス部５６が内嵌する円形穴が形成され、その
円形穴の内周面が可動分割ソケット部材２７ｂの開位置
を規制する規制部３９ａに構成され、油圧シリンダ３３
へ油圧を供給する為の油路パイプ５４と油路５５が設け
られている。

【００１６】このように構成された各ボルト保持腕２３
において、２つの継手ボルトＢはボルト保持部２２に永
久磁石３１により頭部Ｂａを吸着されて夫々保持される
とともに、２対の油圧シリンダ３３に油圧を供給してピ
ストンを駆動し押板部材３４を介して可動分割ソケット
部材２７ｂを閉位置に切換えることにより、各継手ボル
トＢの頭部Ｂａは所定の姿勢に強力に保持される。一
方、油圧シリンダ３３への油圧の供給を停止してバネ部
材３８のバネ力により可動分割ソケット部材２７ａを対
応する規制部３９ａで規制した開位置に切換えた状態で
は、各継手ボルトＢはその頭部Ｂａとボルトソケット２
７の係合穴１４の内面との間に微小隙間を介して保持さ
れるようになっている。尚、前記４つの可動分割ソケッ
ト部材２７ｂを１つ又は２つの油圧シリンダにより開閉
駆動するように構成してもよいし、また油圧シリンダに
代えてエアシリンダにより開閉駆動するように構成して
もよいし、また各ボルト保持部２２において２つの分割
ソケット部材を固定し、１つの分割ソケット部材を開閉
駆動するように構成してもよい。

【００１７】次に、ナット保持腕２５について説明す
る。図８に示すように、各ナット保持部２４を構成する
ナットソケット４０には、ナットＮを収容するナット係
合穴４０ａと、ナットＮを吸着する永久磁石４１をホル
ダ４２を介して収容する為の収容穴４０ｂが形成され、
ホルダ４２はバネ部材４３によりナットＮ側に付勢され
るとともに、ホルダ４２に固着の調整用ロッド４５と調
整用ロッド４５に螺着された調整ネジ４６を介して位置
調整され、ナットＮをナット係合穴４０ａの所定位置に
保持するようになっている。尚、前記ナットソケット４
０には、スプロケット部７６を有するスプロケットスリ
ーブ７７・７８が遊嵌状に外嵌され、スプロケットスリ
ーブ７７・７８からナットソケット４０へ回転駆動力を
伝達する回転伝達機構が設けられているが、これらにつ
いては後述する。

【００１８】図２に示すように、各揺動アーム２０の基
部材２１の下端にはボルトＢと同方向へ延びるガイドレ
ール４７が設けられ、各ガイドレール４７には可動部材
４４が移動自在に装着され、可動部材４４にはボルト保
持腕２３が垂設固定され、この可動部材４４に固定され
た油圧シリンダ４８（図４参照）のロッドの先端は前記
基部材２１に固定されたナット保持腕２５に連結され、
油圧シリンダ４８を介してボルト保持腕２３はナット保
持腕２５に対して継手ボルトＢの方向へ相対接近・離隔
可能になっている。更に、図２に示すように、ロータリ
アクチュエータ５１の下側には、装置本体基部１２に対
して装置本体可動部１３をボルトＢと同方向へ所定スト
ローク移動駆動する油圧アクチュエータ４９が装置本体
１０に設けられている。

【００１９】次に、揺動駆動機構５０について説明す
る。揺動駆動機構５０は、後側の揺動アーム２０が半径
方向に向いた使用姿勢で且つ前側の揺動アーム２０が後
側の揺動アーム２０から遠ざかるように前方へ所定角度
揺動した第１位置（図２参照）と、前側の揺動アーム２
０が半径方向に向いた使用姿勢で且つ後側の揺動アーム
２０が前側の揺動アーム２０から遠ざかるように後方へ
所定角度揺動した第２位置とに前後の揺動アーム２０を
同期して揺動駆動するものである。図２に示すように、
装置本体１０の装置本体可動部１３の前後方向の中央部
には油圧揺動モータからなるロータリアクチュエータ５
１が設けられ、図９に示すように、ロータリアクチュエ
ータ５１の出力軸５１ａには駆動ギア５２が装着され、
各揺動アーム２０には駆動ギア５２に噛合するセクタギ
ア５３が設けられ、ロータリアクチュエータ５１を回転
駆動することにより両揺動アーム２０はセクタギア５３
を介して夫々軸部材１１の軸心回りに同期して揺動駆動
され第１位置と第２位置とに亙って切換えられる。 ４
つのナットソケット４０を回転駆動するための回転駆動
力を発生する１対の電動アクチュエータ６０（これは、
トルク制御可能なものである）が設けられ、その１対の
出力軸は、図３、図１０・図１１に示すように、前後の
軸部材１１の端部に夫々カップリング６１を介して連結
され、前後のアクチュエータ６０の本体は対応する揺動
アーム２０の基部材２１にブラケット６２を介して固定
されている。尚、前記揺動駆動機構５０は一例を示すも
のに過ぎず、油圧シリンダにより１対の揺動アーム２０
を同期駆動する構造でもよいし、モータとチェーンを介
して１対の揺動アーム２０を同期駆動する構造でもよ
い。

【００２０】次に、回転駆動力伝達装置７０について説
明する。図１０・図１１に示すように、前後の軸部材１
１Ａ・１１Ｂには、夫々１対のスプロケット部７３を有
する第１・第２スプロケット７１・７２が設けられ、軸
部材１１Ａの第２スプロケット７２と軸部材１１Ｂの第
１スプロケット７１は夫々キー７４を介して軸部材１１
に対して回転不能に装着され、軸部材１１Ａの第１スプ
ロケット７１と軸部材１１Ｂの第２スプロケット７２は
夫々軸受７５を介して軸部材１１に対して回転可能に装
着されている。図８に示すように、各揺動アーム２０の
１対のナットソケット４０には、スプロケット部７６を
有するスプロケットスリーブ７７・７８が遊嵌状に夫々
外嵌され、半径方向内側のスプロケットスリーブ７７に
おいては、そのスプロケット部７６がナット係合穴４０
ａに対応する一端側部分に形成され、また半径方向外側
のスプロケットスリーブ７８においては、そのスプロケ
ット部７６がナット係合穴４０ａと反対側の他端側部分
に形成され、図８、図１０、図１２に図示のように、前
後の第１スプロケット７１の反アクチュエータ６０側の
スプロケット部７３とそれらに対応するナット保持腕２
５の半径方向内側のスプロケットスリーブ７７のスプロ
ケット部７６にはサイレントチェーン８０が夫々掛装さ
れ、前後の第２スプロケット７２のアクチュエータ６０
側のスプロケット部７３とそれらに対応するナット保持
腕２５の半径方向外側のスプロケットスリーブ７８には
サイレントチェーン８１が掛装され、図３、図１２に示
すように、前後の第１スプロケット７１のアクチュエー
タ６０側のスプロケット部７３同士と前後の第２スプロ
ケット７２の反アクチュエータ６０側のスプロケット部
７３同士には夫々サイレントチェーン８２・８３が掛装
されている。

【００２１】更に、スプロケットスリーブ７７・７８か
らナットソケット４０に回転駆動力を伝達する回転伝達
機構８５が次のように設けられている。図８に示すよう
に、各スプロケットスリーブ７７・７８の内面には、軸
方向に並べて１対の１２角２４面係合穴８６（図６の係
合穴１４と同様のものである）が形成され、各ナットソ
ケット４０のうち１対の１２角２４面係合穴８６に対応
する外面部分には、ナットソケット４０の軸方向に並べ
て形成され且つ３０度位相を異ならせた１対の６角形係
合部８７であって、１対の１２角２４面係合穴８６に微
小隙間をもって係合する１対の６角係合部８７が形成さ
れている。このように、ナットソケット４０の軸心に対
して軸対称状の回転伝達機構８５を設けたことにより、
スプロケットスリーブ７７・７８に対するナットソケッ
ト４０の偏心揺動が許容されるようになっている。尚、
符号８８は、ナットソケット４０を中立位置に付勢する
為の弾性部材である。

【００２２】このように回転駆動力伝達装置７０を構成
したことにより、図１２に示すように、後側のアクチュ
エータ６０の回転駆動力は、軸部材１１Ｂ、後側の第１
スプロケット７１、サイレントチェーン８０及び回転伝
達機構８５を介して後側の揺動アーム２０の半径方向内
側のナットソケット４０に伝達され、またサイレントチ
ェーン８２、前側の第１スプロケット７１、サイレント
チェーン８０及び回転伝達機構８５を介して前側の揺動
アーム２０の半径方向内側のナットソケット４０に伝達
される。一方、前側のアクチュエータ６０の回転駆動力
は、軸部材１１Ａ、前側の第２スプロケット７２、サイ
レントチェーン８１及び回転伝達機構８５を介して前側
の揺動アーム２０の半径方向外側のナットソケット４０
に伝達され、またサイレントチェーン８３、後側の第２
スプロケット７２、サイレントチェーン８１及び回転伝
達機構８５を介して後側の揺動アーム２０の半径方向外
側のナットソケット４０に伝達され、こうして前後の揺
動アーム２０に保持された４つのナットＮを全て同時に
回転駆動するようになっている。回転伝達機構８５は１
対の１２角２４面係合穴８６とこれらに微小隙間をもっ
て夫々係合する１対の６各形係合部８７とで構成したの
で、１対の１２角２４面係合穴８６と１対の６角形係合
部８７との面接触箇所が多くなり、面圧が低く抑制され
て摩耗しにくく、耐久性に優れ、位相の異なる１対の６
角形係合部８７を設けたため回転伝達を円滑化でき、ま
た比較的安価に製作することが出来る。尚、前記回転駆
動力伝達装置７０は、一例を示すものに過ぎず、複数の
歯車を含む歯車機構により回転駆動力を伝達構造のもの
でもよい。

【００２３】以上のように構成されたセグメント継手ボ
ルト締結装置ＴＳの作用について説明する。セグメント
Ｓ同士を連結する場合には、前後の揺動アーム２０の各
ボルト保持部２２の可動分割ソケット部材２７ｂを開位
置に切換えた状態で各ボルト保持部２２に継手ボルトＢ
を永久磁石３１で吸着して保持させ、前後の揺動アーム
２０の各ナット保持部２４にナットＮを保持させる。そ
の後、油圧シリンダ３３に油圧を供給して各可動分割ソ
ケット部材２７ｂを閉位置に切換えると、継手ボルトＢ
はボルト保持部２２に所定姿勢に強力に保持される。次
に、揺動駆動機構５０を駆動して前後の揺動アーム２０
を第１位置に位置させ、その後、移動駆動機構１５を駆
動して装置本体１０をセグメントＳ側に半径方向へ所定
距離移動させ、図２・図４に示すように、後側の揺動ア
ーム２０のナット保持腕２５を隣接して配設された一方
のセグメントＳの挿入穴１に挿入させるとともに後側の
揺動アーム２０のボルト保持腕２３を他方のセグメント
Ｓの挿入穴１に挿入させる。このように揺動アーム２０
を揺動させたり移動させたりするときにも、継手ボルト
Ｂは、ボルト保持部２２に強力に保持されているので、
ボルト保持部２２から脱落するのを防止することが出来
る。次に、後側の油圧シリンダ４８を駆動してボルト保
持腕２３をナット保持腕２５側に所定ストローク移動さ
せて、継手ボルトＢをボルト穴３に挿通させ、継手ボル
トＢの先端部をナットＮに当接させる。このとき、継手
ボルトＢはボルト保持部２２に所定姿勢に強力に保持さ
れているので継手ボルトＢとナットＮとを同心状に当接
させることが出来る。

【００２４】次に、後側の油圧シリンダ４８を駆動した
状態において、前後のアクチュエータ６０を駆動して前
後の各ナットソケット４０を回転駆動させつつ継手ボル
トＢとナットＮとの初期締結を行い、この初期締結後可
動分割ソケット部材２７ｂを開位置に切換え、その後の
本締め時には油圧シリンダ４８の駆動を継続しつつ、ア
クチュエータ４９を駆動して装置本体可動部１３を装置
本体基部１２に対して支持フレーム５から遠ざかる方向
へ移動駆動しつつ締結を行っていくと、継手ボルトＢと
ナットＮとが締結されて隣接するセグメントＳの後側の
連結部Ｓｂ同士が連結される。この間前側の各ナットソ
ケット４０は空転状態に保持される。継手ボルトＢとナ
ットＮの螺合締結時には、各可動分割ソケット部材２７
ｂは規制部２９ａにより規制された開位置に位置してい
るが、継手ボルトＢは永久磁石３１によりボルト保持部
２２に保持され、継手ボルトＢの頭部Ｂａは係合穴１４
の内面との間に微小隙間を空けてボルトソケット２７に
保持されているので、微小隙間により継手ボルトＢの姿
勢の自由度が増し、ナットＮが継手ボルトＢに円滑に締
結される。また、回転伝達機構８５によりスプロケット
スリーブ７７・７８に対してナットソケット４０の偏心
揺動が許容されるため、継手ボルトＢやナットＮが仮り
に軸心に対して傾いていても、ナットソケット４０の偏
心揺動により吸収されるので、継手ボルトＢに対するナ
ットＮの締結を一層円滑に行うことが出来、作業能率が
著しく向上する。次に、その後油圧シリンダ４８とアク
チュエータ４９とを駆動してボルト保持腕２３とナット
保持腕２５を初期位置に戻し、次に、移動駆動機構１５
を駆動して揺動アーム２０をセグメントＳから離隔させ
る。

【００２５】次に、揺動駆動機構５０を駆動して前後の
揺動アーム２０を第２位置に切換え、その後、支持フレ
ーム５を前方に所定ストローク移動させ、次に、移動駆
動機構１５を駆動して前側の揺動アーム２０のボルト保
持腕２３とナット保持腕２５とを夫々前側の挿入穴１に
位置させる。以降、前記同様して前側の連結部Ｓｂ同士
を連結する。この間、後側の連結部Ｓｂにおいて締結不
具合などが発生した場合には、後側の揺動アーム２０は
所定角度揺動した位置に退避しているので、後側の揺動
アーム２０に邪魔されることなく、人手によりボルト締
結を行うことが出来、またこの作業のために前側のボル
ト締結作業を中止してボルト締結装置ＴＳを大きく退避
させる必要もないので、能率良くボルト締結作業を行う
ことが出来る。同様に、前側の連結部Ｓｂに締結不具合
が発生した場合にも、揺動アーム２０をセグメントＳか
ら離隔させるように少し移動させ、その後前後の揺動ア
ーム２０を第１位置に切換えることで、前側の揺動アー
ム２０に邪魔されることなく、人手によりボルト締結を
行うことが出来る。更に、前後の揺動アーム２０に予め
ボルトＢとナットＮを夫々セットして、前後の連結部Ｓ
ｂに対して連続してボルト締結を行えるのでボルト締結
の作業能率を著しく高めることが出来る。加えて、２つ
のアクチュエータ６０で回転駆動力伝達装置７０を介し
て２×２個のナットＮを回転駆動出来るので、アクチュ
エータ６０の必要数を半減出来、設備経済的に有利であ
る。

【００２６】次に、前記実施例の変形例について説明す
る。尚前記実施例と同様な部材には同一の符号を付して
説明を省略する図１３に示す変形例は、アクチュエータ
（図示略）で回転駆動される駆動ギア９１、前後のスプ
ロケット９２、前後のスプロケットスリーブ９３及びこ
れらに掛装されたサイレントチェーン９４・９５・９６
を設け、１回のボルト締結作業で３組の継手ボルトＢと
ナットＮとを同時締結し得るように回転駆動力伝達装置
７０Ａを構成したものである。このように回転駆動力伝
達装置７０Ａを構成することにより３つのアクチュエー
タ６０で２×３個のナットＮを回転駆動出来る。図１４
に示す変形例は、揺動アーム２０の半径方向内側のナッ
トソケット４０Ａに回転駆動力を伝達する回転伝達機構
８５Ａをスプロケットスリーブ７７Ａの内面に形成され
た球心溝１００とナットソケット４０Ａの外面に複数箇
所形成された凹部１０１と凹部１０１に装着されたボー
ル１０２からなるボールジョイントで構成し、半径方向
外側のナットソケット４０Ｂに回転駆動力を伝達する回
転伝達機構８５Ｂをスプロケットスリーブ７８Ｂの内面
に形成された歯車孔１０５と、ナットソケット４０Ｂの
外面に形成され歯車孔１０５に係合する球面外歯車１０
６とで構成したものである。このようなナットソケット
４０の軸心に対して軸対称の構造の回転伝達機構８５Ａ
・８５Ｂは、耐久性と作動確実性に優れ、比較的安価に
製作出来る。尚、符号１１０は、ナットソケット４０Ａ
を中立位置に支持するための板バネ製の弾性部材であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】セグメントの部分斜視図である。

【図２】セグメント継手ボルト締結装置の側面図であ
る。

【図３】セグメント継手ボルト締結装置の平面図であ
る。

【図４】セグメント継手ボルト締結装置の背面図であ
る。

【図５】ボルト保持腕の縦断面図である。

【図６】図５の６矢視図であってボルトを省略した図で
ある。

【図７】図５の７−７線断面図である。

【図８】ナット保持腕の縦断面図である。

【図９】揺動駆動機構の機構図である。

【図１０】図３の１０−１０線断面図である。

【図１１】図３の１１−１１線断面図である。

【図１２】回転駆動力伝達装置の機構図である。

【図１３】変形例に係る回転駆動力伝達装置の機構図で
ある。

【図１４】変形例に係る回転伝達機構の図８相当図であ
る。

【符号の説明】

Ｂ セグメント継手ボルト Ｓ セグメント ＴＳ セグメント継手ボルト締結装置 ５ 支持フレーム １０ 装置本体 １５ 移動駆動機構 ２０ 揺動アーム ５０ 揺動駆動機構 ２２ ボルト保持部 ２３ ボルト保持腕 ２４ ナット保持部 ２５ ナット保持腕 ６０ アクチュエータ ７０・７０Ａ 回転駆動力伝達装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機で掘削した掘坑を覆工す
   る為のセグメント同士を連結するセグメント継手ボルト
   を自動的に締結するセグメント継手ボルト締結装置にお
   いて、 装置本体を、掘坑の軸心回りに回動可能な支持フレーム
   に掘坑の半径方向へ移動可能に設け、且つ装置本体を半
   径方向へ移動駆動する移動駆動手段を設け、 装置本体に、１対の揺動アームを、所定間隔空けて並設
   するとともに、各揺動アームをその基端部においてセグ
   メント継手ボルトと平行な軸心回りに揺動可能に枢着
   し、 １対の揺動アームの一方を半径方向に向く使用姿勢にし
   また他方を一方から遠ざかる方向へ所定角度揺動させた
   第１位置と、他方を使用姿勢にしまた一方を他方から遠
   ざかる方向へ所定角度揺動させた第２位置とに亙って、
   １対の揺動アームを同期して揺動駆動する揺動駆動手段
   を設け、 各揺動アームは、半径方向に所定間隔空けて並べた複数
   のセグメント継手ボルトを夫々保持する為の複数のボル
   ト保持部を有するボルト保持腕と、複数のボルト保持部
   に夫々対向する複数のナット保持部を有するナット保持
   腕であってボルト保持腕に対してセグメント継手ボルト
   の方向へ相対接近・離隔可能なナット保持腕を備えたこ
   とを特徴とするセグメント継手ボルト締結装置。
2. 【請求項２】 前記装置本体に、前記複数のセグメント
   継手ボルトの合計数の半数の回転駆動手段を設け、各回
   転駆動手段から両揺動アームの各１対のナット保持部の
   ナットソケットに回転駆動力を同時に伝達する回転駆動
   力伝達機構を設けたことを特徴とするセグメント継手ボ
   ルト締結装置。