JP2000053368A - 覆工材の吊上げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業上の問題点となる覆工材の揚重の効率化
を図るために、覆工材の揚降操作を自動化して作業性が
向上できる覆工材の吊上げ装置を提供する。 【解決手段】 クレーンの走行ビームに支持された巻上
機５，５で操作される吊上げ索５ｂ，５ｂにより吊り下
げられる吊下げ支持枠１１の下側に、セグメントＡを受
け入れる角形に枠組みされたセグメント保持枠１２，１
２を、上端部で前記吊下げ支持枠１１に枢支されて所要
間隔で一対吊設され、これらセグメント保持枠１２，１
２は基端を前記吊下げ支持枠１１に支持されたリニアア
クチュエータ１５の可動ロッド１５ａ端を連結されて揺
動できるようにされ、前記吊下げ支持枠１１の中間位置
に、被搬送物の吊り込み限度検知機構２０並びにセグメ
ント芯出し機構３０が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、隧道の構築作業に
おいて使用される覆工材のセグメントを、扛重するのに
使用される覆工材の吊上げ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、掘削構築される隧道の内周面を覆
工する覆工材は、鋼板製，ダクタイル鋳物製もしくはコ
ンクリート製で所要寸法のリング状に組み立てられる複
数個のセグメントからなり、地上部から隧道内のトンネ
ル掘進機後部位置まで、隧道の掘削開始位置に構築され
た竪坑に設置される昇降装置、またはクレーンによって
地上部から竪坑内底部まで運び込まれ、その竪坑内底部
から隧道内に敷設された軌道に沿って運行される坑内運
搬車輌に積み込まれてトンネル掘進機の後部位置まで輸
送されている。その覆工材の搬入に際しては、通常掘削
されるトンネルの内周壁を覆工するに要する覆工材の一
リング分のセグメントを複数個（例えば２〜３個）づつ
に分けて坑内運搬車輌に積み込んで搬送できるように供
給されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように覆工材（セ
グメント）を地上部から掘削坑内に搬入するには、クレ
ーンや垂直昇降機など複数の扛重機械を必要とするの
で、それら機械を操作するためと、搬送される覆工材を
各扛重機械や横移動させる運搬装置の移し替えなどのた
めに、多くの作業者を必要とする。また、搬送する覆工
材を移し替えるのにクレーン等で吊上げる操作に際し
て、積み重ねたセグメントを玉掛けすることになるの
で、作業に慎重さが求められて手数を要し、かつ危険性
が高く、非能率的であった。

【０００４】しかも、覆工材（覆工用リングのセグメン
ト）は地上部から補給する必要があり、地上に覆工材の
貯蔵設備を設置するのでは、貯蔵のための敷地を広く確
保しなければならないので、都市部のように広い敷地の
確保が困難である工事現場では、地上部における貯蔵の
ためのスペースを如何に少なくするかという問題点があ
る。

【０００５】また、同一のシールドトンネル工事におい
て、複数のセグメント幅を持つセグメントが使用される
場合、従来竪坑等でのセグメント揚重用の吊り装置（セ
グメントグラブ）は一種類のものが用いられている。そ
のために、作業者は目測で概略の吊心を出して揚重作業
を行っており、次ぎのような問題がある。概略の吊心出
し操作に時間がかかる。概略の吊心を確保するために、
吊荷に手を添える等の危険作業が伴なう。概略の吊心の
まま搬送されるため、後工程の自動ハンドリング等の際
に、再度の位置合せを必要とするなど問題が発生した。
上記の問題を回避する目的でセグメント幅に合わせて、
複数のセグメントグラブを用意するなど、不経済な段取
となる。

【０００６】さらに、最近ではトンネル掘進機の能力向
上により掘進速度が速くなり、それに伴ない掘削後の覆
工作業も当然早まりつつある。そのために、覆工に使用
されるセグメントを如何に地上部での貯蔵量を少なくし
て効率よくトンネル掘進機の後部まで供給できるように
するかが、都市部における地下隧道工事の合理化に係る
問題点となっている。このような状況と作業の合理化を
図るために、覆工材の搬入作業の自動化が種々研究され
ている。

【０００７】本発明は、前述のような状況に鑑みて、特
に作業上の問題点となる覆工材の揚重の効率化を図るた
めになされたものであり、覆工材の揚降操作を自動化し
て作業性の向上を図ることができる覆工材の吊上げ装置
を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用・効果】このよ
うな目的を達成するためになされた本発明の覆工材の吊
上げ装置は、クレーンの走行ビームに支持された巻上機
で操作される吊上げ索により吊り下げられる吊下げ支持
枠の下側に、セグメントを受け入れる角形に枠組みされ
たセグメント保持枠を、上端部で前記吊下げ支持枠に枢
支されて所要間隔で一対吊設され、これらセグメント保
持枠は基端を前記吊下げ支持枠に支持されたリニアアク
チュエータの可動端を連結されて揺動できるようにさ
れ、前記吊下げ支持枠の中間位置に、被搬送物の吊り込
み限度検知機構並びに芯出し機構が設けられていること
を特徴とするものである。

【０００９】このように構成することにより、予め供給
する区分で仕分けされて１搬送量ずつ複数個積み重ねて
番木上に載せられているセグメントに対して、巻上機を
操作して吊上げ装置を下降させると同時に、リニアアク
チュエータによってセグメント保持枠を拡開させて目的
のセグメント上に位置させた後、両セグメント保持枠を
内側に引き寄せることにより、前記セグメントを外側か
ら掬い込むようにしてセグメント保持枠内に受け入れる
ことができる。この際、芯出し機構によって吊上げ前に
セグメント保持枠の受け入れ位置が設定され、かつ吊り
込み限度検知機構によって受け入れセグメントの限度を
規制することができ、確実に、かつ能率よく受け入れ作
業を行うことができるという効果を奏するのである。

【００１０】また、前記吊下げ支持枠の中間位置下部に
設けられる芯出し機構は、前記セグメント保持枠の作動
方向に直交する方向で前記吊下げ支持枠に支持される二
本の平行するガイド部を備えたフレームと、このフレー
ムに回転自在に支持されて中央部から両端部に所要の区
間で右ねじ部と左ねじ部が対称に刻設されたねじ軸と、
そのねじ軸の左右各ねじ部に前記フレームのガイド部に
案内されて螺合する各ガイド片から垂設されるセグメン
トガイドとを備え、そのセグメントガイドは前記フレー
ム搭載のモータによって被搬送セグメントの幅を設定で
きるようにされるのがよい。なお、前記芯出し機構は、
セグメントガイドを一対設けるようにしてもよいが、所
要の間隔で複数組配設しておくのが好ましい。

【００１１】こうすることにより、搬送するセグメント
の幅を予め知って、その幅に対応するようにモータを駆
動してねじ軸を回動させることで、左右ねじ部に螺合す
るガイド片がフレームのガイド部に案内されて同時に幅
方向に拡縮移動でき、それらガイド片から垂下するセグ
メントガイドの対の間隔が変更できて幅寸法を迅速に設
定することができる。したがって、吊下げ支持枠を下降
させて被搬送セグメントを吊り上げるに先立ち、芯出し
機構のセグメントガイドによってその間に被搬送セグメ
ントを誘導して後セグメント保持枠を作動させて掬い込
むように保持させれば、無理なく被搬送セグメントを吊
り上げる操作ができるという効果を奏するのである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明による覆工材の吊上
げ装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつ
つ説明する。

【００１３】図１に本発明に係る覆工材の吊上げ装置の
正面図が、図２に図１のＡ−Ａ視側面図が、図３に図１
のＢ−Ｂ視平面図が、図４にセグメント芯出し機構の要
部を表す斜視図が、それぞれ示されている。

【００１４】これらの図によって示されるように、本実
施例の覆工材の吊上げ装置１０は、例えば橋形クレーン
１（ただし、図１はその一部のみを表している）の上部
ビーム２に沿って走行自在なキャリアー３に付設される
2基の巻上機５（この具体例ではホイスト）の各ドラム
５ａから２本１組とする吊上げ索５ｂ，５ｂをそれぞれ
垂下させて、これら２組の吊上げ索５ｂ，５ｂの下端に
取付く吊下げブロック５ｃ，５ｃによって吊下げられる
吊下げ支持枠１１と、この吊下げ支持枠１１に付設され
る一対のセグメント保持枠１２，１２と、これらセグメ
ント保持枠１２を操作するリニアアクチュエータ１７及
び制御手段によって構成されている。

【００１５】吊下げ支持枠１１は、適宜間隔で平行する
二本の部材を横材で枠組されて上面両端に吊り掛けブラ
ケット１１ａ，１１ａを設けられ、それら吊り掛けブラ
ケット１１ａ，１１ａに付設される軸を前記吊上げ索５
ｂ，５ｂの下端に取付く吊下げブロック５ｃ，５ｃのフ
ックにそれぞれ係合させて吊り下げられる。

【００１６】この吊下げ支持枠１１の下側には、セグメ
ントＡを受け入れる幅の角形に枠組みされたセグメント
保持枠１２が、上端部で前記吊下げ支持枠１１にそれぞ
れ支持軸１３によって枢支されて所要間隔で一対吊設さ
れている。なお、これらセグメント保持枠１２の下部横
部材１２ａの上面には、被搬送セグメントの受け座１２
ｃが設けてある。

【００１７】これらセグメント保持枠１２，１２は、基
端を前記吊下げ支持枠１１に支持されるリニアアクチュ
エータ１５，１５の各可動ロッド１５ａ端を、セグメン
ト保持枠１２の上部横部材１２ｂに連結部でピン連結さ
れて揺動できるようにされている。なお、前記セグメン
ト保持枠１２の回動範囲は、リニアアクチュエータ１５
に付設されている図示されないリミットスイッチによっ
て、可動ロッド１５ａのストロークを規制することによ
り操作される。

【００１８】前記吊下げ支持枠１１の下側中間位置に、
セグメントＡの吊り込みを制御する制御機構として、吊
り込み限度検知機構２０およびセグメント芯出し機構３
０が設けられている。吊り込み限度検知機構２０は、吊
下げ支持枠１１の下面から四本の垂下支持部材によっ
て、前記セグメント保持枠１２の動作方向に直交する方
向に支持されるフレーム１６の中央部で、斜め下向きに
突き出す検知片２１と、この検知片２１によって操作さ
れるリミットスイッチ２２とで構成されている。前記検
知片２１は、図1に二点鎖線ｄで示されるようにセグメ
ントＡが定常状態に吊り込まれた場合に作動せず、接触
状態になるほど吊り込まれたらセグメントＡによって押
し上げられることにより、吊上げ操作ができないように
巻上機５の駆動を停止させる制御を行わせる。

【００１９】セグメント芯出し機構３０は、前記フレー
ム１６に前記吊下げ支持枠１１の長手軸線方向と直交し
て、中心から左右振り分けに所要の間隔で平行する二本
のねじ軸３１，３１が回動自在に架設され、これら両ね
じ軸３１，３１は、さらにその軸中央から両端部に所要
の区間で左右両ねじ３１ａ，３１ｂが刻設されている。
このようなねじ軸３１，３１は、その中央部においてフ
レーム１６上に搭載されるモータ３２によって同調駆動
されるように巻き掛け伝導（例えばチエン駆動）されて
いる。このような両ねじ軸３１，３１の各ねじ部３１
ａ，３１ｂには、それぞれフレーム１６に設けられるガ
イド部３３に案内されるガイド片３５が螺合して、これ
らガイド片３５，３５からそれぞれ下向きに適宜長さの
セグメントガイド３６，３６が対称に垂設されている。
なお、図中符号３８はセグメント吊上げ装置１０を上部
に吊上げて走行させる際の振れ止め筒である。この振れ
止め筒３８は、覆工材吊上げ装置１０を吊上げた状態
で、クレーン側のキャリアー３に付設される振れ止めバ
ー８に嵌まって走行時の振れを防止するようにされてい
る。

【００２０】このように構成される本実施例のセグメン
ト吊上げ装置１０は、例えば覆工材受け入れヤード２に
設置の荷受け設備として設置される橋形クレーン１に組
込まれ、この橋形クレーン１によってセグメント等資材
を運搬してきたトレーラー(図示省略）から荷降ろしす
るのに用いられる。この橋形クレーン１では、上部ビー
ム２に走行自在に配設されるキャリアー３を走行させ
て、吊上げようとするセグメントＡ（予め区別されて複
数個づつセグメントを積み重ねた状態の１ブロック）の
真上にセグメント吊上げ装置１０を位置させる。次い
で、キャリアー３に付設の巻上機５，５を作動させて吊
上げ索５ｂ，５ｂを繰出し、吊下げ支持枠１１を下降さ
せて前記セグメントＡを受入れる態勢にする。

【００２１】次に、この覆工材吊上げ装置１０によるセ
グメントＡの吊上げ操作は、まず吊下げ支持枠１１に取
付くリニアアクチュエータ１５，１５を作動させてそれ
らの可動ロッド１５ａを突き出すと、セグメント保持枠
１２，１２が軸１３，１３を基点にして、図１で二点鎖
線ａにて示されるように、その先端部が複数個積み重ね
られたセグメントＡの両外側端よりも広く拡開される。

【００２２】前記要領で両セグメント保持枠１２，１２
を拡開させた状態で吊上げようとする積み重ねられたセ
グメントＡ上に覆い被せるようにセグメント吊上げ装置
１０を下降させ、吊下げ支持枠１１の下側中央部に配設
されるセグメント芯出し機構３０の両側のセグメントガ
イド３６，３６内に、吊上げようとするセグメントＡが
収まるようになれば、下降させたセグメント吊上げ装置
１０が正しい受け入れ態勢となる。そのセグメント芯出
し機構３０のセグメントガイド３６，３６間内に吊上げ
ようとするセグメントＡが収まらない場合は、セグメン
ト吊上げ装置１０の下降姿勢を調整して正しい位置とな
るように加減する。

【００２３】前述のようにしてセグメントＡがセグメン
ト保持枠１２，１２内に受入れられるようにセグメント
吊上げ装置１０を下降すれば、リニアアクチュエータ１
５，１５を逆作動させて可動ロッド１５ａを後退させる
ことによってセグメント保持枠１２，１２が内側に回動
して図１における二点鎖線ａで表される位置から実線で
表される位置に移動され、セグメントＡをそれら両セグ
メント保持枠１２，１２によって掬い込むようになる。
したがって、この状態で巻上機５，５を逆転駆動して吊
上げ索５ｂ，５ｂを巻き上げることにより、セグメント
Ａが両セグメント保持枠１２，１２により保持されて吊
上げられるのである。

【００２４】こうしてセグメント吊上げ装置１０を最上
位まで上昇させると、吊下げ支持枠１１に付設される振
れ止め筒３８がキャリアー３に取付く振れ止めバー８に
被嵌して、吊上げられたセグメントＡが振れることなく
安定姿勢で走行可能な状態に保持される。したがって、
上部ビーム２に沿ってキャリアー３を走行させることに
より、セグメントを次の搬送工程に移送させる搬送台車
７への荷降ろし位置まで移動させて、荷降ろしできる。

【００２５】次に、セグメントAを吊り降ろすときに
は、巻上機５を下降方向に作動させて、セグメント吊上
げ装置１０を下降させ、予め準備された番木上に吊って
いるセグメントAを預けた後、少しセグメント吊上げ装
置１０を下げてセグメント保持枠１２の受け座１２ｃが
セグメントAから離れるようにして接触を絶つ。その後
に、前記吊上げ時と逆の操作によってセグメント保持枠
１２，１２を拡開させてそのままセグメント吊下げ装置
１０を上昇させることで、受け入れ搬送したセグメント
Aを別の位置に荷降ろしできるのである。

【００２６】前記セグメント芯出し機構３０は、取扱う
セグメントＡの幅寸法が異なるものになる場合、そのセ
グメントＡの幅に対応するようにモータ３２を起動し
て、平行して配設されるねじ軸３１，３１を正転または
逆転させて、これらねじ軸３１，３１の左右ねじ３１
ａ，３１ｂに螺合しているガイド片３５，３５をガイド
部３３に沿わせて中央寄りに移動させるか、その逆で外
側寄りに移動させて、下部に垂下するセグメントガイド
３６，３６の間隔を同時に調整して所要の内幅寸法が目
的のセグメントの幅に対応するように設定すればよい。
こうすれば、セグメントの幅が異なる場合でも、その吊
心が中央に位置するようにして吊上げ移動させることが
できる。また、その設定も自動化することができる。

【００２７】以上のように、本実施例のセグメント吊上
げ装置は、角形をした一対のセグメント保持枠を開閉動
作させることで、その内側に積み重ねられたセグメント
の１ブロックを受入れ・払い出しできるようにされ、そ
の作動を遠隔操作可能に制御できる構成とされているの
で、作動各部に電気的制御手段を組み合わせるようにす
ることで、セグメントの搬送を遠隔操作によって自動的
に実施することができ、人手による危険な作業が回避で
きて、作業の合理化を促進できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る覆工材のセグメント吊上
げ装置の正面図である。

【図２】図２は、図１のＡ−Ａ視側面図である。

【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ視平面図である。

【図４】図４は、セグメント芯出し機構の要部を表す斜
視図である。

【符号の説明】

１ 橋形クレーン ２ 上部ビーム ３ キャリアー ５ 巻上機 ５ｂ 吊上げ索 ８ 振れ止めバー １０ セグメント吊上げ装置 １１ 吊下げ支持枠 １２ セグメント保持枠 １３ 軸 １５ リニアアクチュエータ １５a リニアアクチュエータの可動ロ
ッド １６ フレーム ２０ 吊り込み限度検知機構 ３０ セグメント芯出し機構 ３１ ねじ軸 ３３ ガイド部 ３５ ガイド片 ３６ セグメントガイド ３８ 振れ止め筒 Ａ セグメント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相馬 正男 東京都港区赤坂五丁目４番１号 株式会社 コシハラ東京支店内 (72)発明者 木村 美文 大阪市西成区花園南一丁目７番20号 株式 会社コシハラ内 Ｆターム(参考） 3F004 AA02 AB14 AB19 AG04 EA14 EA40

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クレーンの走行ビームに支持された巻上
   機で操作される吊上げ索により吊り下げられる吊下げ支
   持枠の下側に、セグメントを受け入れる角形に枠組みさ
   れたセグメント保持枠を、上端部で前記吊下げ支持枠に
   枢支されて所要間隔で一対吊設され、これらセグメント
   保持枠は基端を前記吊下げ支持枠に支持されたリニアア
   クチュエータの可動端を連結されて揺動できるようにさ
   れ、前記吊下げ支持枠の中間位置に、被搬送物の吊り込
   み限度検知機構が設けられていることを特徴とする覆工
   材の吊上げ装置。
2. 【請求項２】 前記吊下げ支持枠の中間位置下部に設け
   られる芯出し機構は、前記セグメント保持枠の作動方向
   に直交する方向で前記吊下げ支持枠に支持される二本の
   平行するガイド部を備えたフレームと、このフレームに
   回転自在に支持されて中央部から両端部に所要の区間で
   右ねじ部と左ねじ部が対称に刻設されたねじ軸と、その
   ねじ軸の左右各ねじ部に前記フレームのガイド部に案内
   されて螺合する各ガイド片から垂設されるセグメントガ
   イドとを備え、そのセグメントガイドは前記フレーム搭
   載のモータによって被搬送セグメントの幅を設定できる
   ようにされている請求項１に記載の覆工材の吊上げ装
   置。