(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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４０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３５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５２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３６ｃ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６０（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６５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３５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５６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５７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−ＶＩＩＩ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）
【図１】
0003840800.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003840800.tif 000008
【図８】
0003840800.tif 000009