(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設セグメントからシールドジャッキを退避させて既設セグメントの前方を空けると共に、この既設セグメントの前端に新設セグメントをエレクタで移動させて接合し、新設セグメントの前端から既設セグメントまで貫通するセグメントボルトの頭を新設セグメントの前端位置で回転させて新設セグメントを締結するシールド掘進機であって、上記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、こ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、エレクタの前端にシールド本体の径方向内側に向けて回動自在に設けられ、掘進すべくシールドジャッキがセグメントの前端を押すときボルト締結用モータとアクチュエータをシールド本体の径方向内側に退避させる支持アーム機構とを備えたことを特徴とするシールド掘進機。
【請求項２】
既設セグメントからシールド掘進機のシールドジャッキを退避させて既設セグメントの前方を空けると共に、この既設セグメントの前端に新設セグメントをシールド掘進機のエレクタで移動させて接合し、新設セグメントの前端から既設セグメントまで貫通するセグメントボルトの頭を新設セグメントの前端位置で回転させて新設セグメントを締結するセグメントボルト締結機であって、上記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、こ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、エレクタの前端にシールド本体の径方向内側に向けて回動自在に設けられ、シールド掘進機を掘進させるべくシールドジャッキがセグメントの前端を押すときボルト締結用モータとアクチュエータをシールド本体の径方向内側に退避させ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。
【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、既設セグメントからシールドジャッキを退避させて既設セグメントの前方を空けると共に、この既設セグメントの前端に新設セグメントをエレクタで移動させて接合し、新設セグメントの前端から既設セグメントまで貫通するセグメントボルトの頭を新設セグメントの前端位置で回転させて新設セグメントを締結するシールド掘進機であって、上記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、こ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、エレクタの前端にシールド本体の径方向内側に向けて回動自在に設けられ、掘進すべくシールドジャッキがセグメントの前端を押すときボルト締結用モータとアクチュエータをシールド本体の径方向内側に退避させ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、既設セグメントからシールド掘進機のシールドジャッキを退避させて既設セグメントの前方を空けると共に、この既設セグメントの前端に新設セグメントをシールド掘進機のエレクタで移動させて接合し、新設セグメントの前端から既設セグメントまで貫通するセグメントボルトの頭を新設セグメントの前端位置で回転させて新設セグメントを締結するセグメントボルト締結機であって、上記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、こ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、エレクタの前端にシールド本体の径方向内側に向けて回動自在に設けられ、シールド掘進機を掘進させるべくシールドジャッキがセグメントの前端を押すときボルト締結用モータとアクチュエータをシールド本体の径方向内側に退避させる支持アーム機構とを備えたものである。
【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３０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１２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３１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１０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４６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４３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４６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４０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３１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）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。
【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
【図１】
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【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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