JP3716471B2 - 作業用足場装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は作業用足場装置に係り、特にシールド掘進機内でのセグメント組立等、トンネル内の内壁に対して所定の作業を行う際に用いられる足場装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
シールド掘進機を用いたトンネル施工の際に、シールド掘進機内でセグメントの組立てを行うことは周知であり、その際、セグメントをエレクタで位置決めした後、そのセグメントを手作業にてボルト締結している。これにあっては以下に示すような足場装置を用い、作業員が移動足場に乗って作業を行うことで、作業の効率化、簡略化を図っている。
【0003】
図10に示すように、従来の足場装置は、セグメントaの内周に沿って設けられたレールbに対し、移動足場としてのバケットcが移動できるようになっている。そして作業者は、このバケットcを移動させてこれから組み付けようとするセグメントdに接近し、エレクタeにセグメントaを保持させた状態でセグメントaのボルト締結を行う。
【0004】
この従来装置にあっては、バケットcが移動用のモータを備えて自走式であるほか、別のサーボモータも備えて特にバケットcを水平に姿勢制御するようになっている。即ち、これを行わないと、レールbに沿ったバケットcの移動によりバケットcが傾斜してしまうため、そのバケットcの傾斜を打ち消す方向にバケットcを反転して、足場を水平姿勢に保つようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成は、バケットをその移動量に応じてフィードバック傾動制御するものであるため、バケットの位置や角度を検知するセンサや、モータの回転角を算出する計算機等が必要となり複雑・高価となってしまう。また、外部ノイズや断線等の電気的トラブルが生じると、制御不能となり足場の水平を保てなくなってしまう。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トンネル内の内壁に対して所定の作業を行う際に用いられる足場装置であって、上記内壁の周方向に沿って設けられたレール部材と、該レール部材に沿って走行移動する移動フレームと、該移動フレームにトンネル軸と平行な軸回りに回動自在に設けられた足場部材と、上記移動フレームに設けられ、上記レール部材に沿って上記移動フレームを走行移動する駆動手段と、該駆動手段と独立して上記移動フレームに設けられ上記レール部材との相対移動により駆動され、上記移動フレームの移動角だけ上記足場部材を反転回動させて姿勢を制御する反転手段とを備えたものである。
【0007】
この構成においては、反転手段がフレームとレールとの相対移動により駆動されるため、フレームの走行移動に伴って足場部材が自動的に反転回動するようになる。従って、従来のような姿勢制御用モータが不要となり、これに伴う問題点も解消できる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0009】
図1は本発明に係る作業用足場装置の拡大正面図、図2は同縦断側面図、図3は同平面図である。ここで図1の紙面厚さ方向手前側(図2の右側、図3の下側)はトンネルの坑口側とし、図1の紙面厚さ方向奥側(図2の左側、図3の上側)はシールド掘進機の切羽側とする。ここでは便宜上、前者を手前側又は後方、後者を奥側又は前方という。
【0010】
図示するように、足場装置1においては、シールド掘進機側に固定された一対(片側のみ図示)の固定ビーム2に環状フレーム3が支持されている。固定ビーム2は、セグメントS(図3)で区画される円形トンネルTの中心軸CT (トンネル軸)に平行に延出される。環状フレーム3は、下部が部分的に削除された略環状に形成されると共に、固定ビーム2の固定レール4上に載置された一対(片側のみ図示)の脚部3aを有し、その脚部3aが油圧シリンダ5で駆動されることにより、固定レール4に沿って前後に移動できるようになっている。環状フレーム3には、同じく下部が部分的に削除された環状のレール部材6(レール)が全長に亘り固設されている。レール部材6には、その全長に亘りチェーン7が固設され、このチェーン7に沿って移動フレーム8(フレーム)とバケット9(足場部材)とが移動するようになっている。これら移動フレーム8には、詳しくは後述するが、それ自身を駆動するモータと、それ自身の移動に応じてバケット9を回動させる反転減速機とが取り付けられる。モータはケーブルまたは油圧ホースを介して外部からパワーが供給され、図中にはそのケーブル等を収容する可撓性のケーブルベア10が示されている。またレール部材6には、これを手前側から覆い隠すカバー11が固設される。
【0011】
図4に示すように、バケット9は、パイプ材やアングル材等による枠組9aに板材9bを張設して上方が開放された略箱状に形成される。特にその底板9cが作業員が乗るための足場である。そしてその前面部には、前述の反転減速機の出力側が接続される接続板12が固設される。図1に示すように、バケット9の側部には扉13が設けられ、この扉13を開けて作業員は固定ビーム2上からバケット9に乗降することができる。なおバケット9は、ここでは2台が設けられて複数作業が可能となっている(なお図1は移動した1台を示し、もう1台は図示省略する)。
【0012】
図5は移動フレーム8を示す正面図であり、ここで移動フレーム8は所定厚さの板材からなっている。移動フレーム8の前面部には、レール部材6の軌道T 6 に沿って適宜間隔で離間された上下一対且つ複数(3つ)の係合部材14が固設される。そしてその前面部には、幅方向に離間されて、前記モータ及び反転減速機の取付部15,16がそれぞれ形成される。2台のバケット9が近接移動するとき移動フレーム8同士が衝突する可能性があるため、一方の移動フレーム8の近接側端部には、その衝突時のショックを軽減するためにバンパ部17が設けられている。バンパ部17は、移動フレーム8に一体的に固設されたバンパ片18の端部に、ウレタンゴム等によるクッション板19を貼設し、それらを貫通するように近接センサ20を取り付けて主に構成されている。近接センサ20は他方の移動フレーム8aの接近を検知し、その検知信号を外部のコントローラ(図示せず)に送り、これによりコントローラは両移動フレーム8,8aの移動速度を減速し、クッション板19に他方の移動フレーム8aが当接した時点で両移動フレーム8,8aを停止させる。
【0013】
図6には、特に図5で最も左側に位置された係合部材14とレール部材6との係合状態が断面で示されている。図示するように、上下の係合部材14は、それら対向側端面に五角形状の溝21を有している。またこれに対応して、レール部材6にも上下に突出する山形状の突起部22が形成され、突起部22が溝21に入り込むことで、係合部材14とレール部材6とは互いに係合する。特に係合部材14はレール部材6を上下から挟持し、これによってバケット9等の荷重がレール部材6で完全に支持されるようになる。係合部材14の内部には軸受32が収容され、この軸受32がレール部材6の傾斜摺動面6aに当接して、係合部材14ないしは移動フレーム8がレール部材6に沿ってスムーズに摺動移動できるようになる。
【0014】
レール部材6の前方側端面にはその全長に亘り適宜間隔で磁石23が貼設され、それに対向するように移動フレーム8には近接スイッチ24が設けられる。移動フレーム8の移動に伴い、近接スイッチ24は磁石23の通過毎にコントローラに信号を送り、これによりコントローラは移動フレーム8及びバケット9の位置を知ることができる。
【0015】
レール部材6は環状フレーム3の前面部に固定され、レール部材6の後部には、レール部材6のなす円軌跡の径方向外側部分にチェーン25が固設される。このチェーン25は前述したようにレール部材6の全長に亘り設けられる。
【0016】
図7は、移動フレーム8のモータ取付部15周辺の構造を示す断面図である。図示するように、移動フレーム8の前面部には取付板26が固設され、この取付板26の前面部には駆動手段としてのモータ26が固設される。モータ26の回転軸27は取付板26を貫通して移動フレーム8の穴8a内に位置され、且つその穴8a位置にて回転軸27には小歯車28が取り付けられる。一方、取付板26の前面部には軸受ボス29が固設され、この軸受ボス29は軸受30を介して駆動軸31を回転自在に支持する。駆動軸31の前端には大歯車33が取り付けられ、大歯車33は先の小歯車28と噛合される。駆動軸31の後端には駆動用スプロケット34が取り付けられ、駆動用スプロケット34は先のチェーン25と噛合される。このように、モータ26は、小歯車28及び大歯車33からなる減速機構を介して駆動用スプロケット34を駆動し、レール部材6に対し移動フレーム8及びバケット9を相対移動させ、且つそれらを自走させる。
【0017】
ここで、駆動軸31の最後端にはプーリ35が取り付けられ、プーリ35はベルト36を介して図5に示す別のプーリ37を駆動する。図5に示すように、このプーリ37はエンコーダ38の回転軸に取り付けられたものであり、エンコーダ38は駆動軸31の回転位相に応じた信号をコントローラに出力する。そしてコントローラは、その位相信号に基づいて移動フレーム8及びバケット9の現在位置を知り、移動量(移動距離)を算出する。
【0018】
図8は、移動フレーム8の反転減速機取付部16周辺の構造を示す断面図である。図示するように、移動フレーム8には、これに開口された穴8bを挿通して反転減速機39(反転手段)が取り付けられている。この反転減速機39は、入力軸40に固定されたスプロケット41が、移動フレーム8のレール部材6に対する相対移動により駆動され、これによって得られた入力たる回転を反対方向に減速し、その減速された回転をバケット9に伝達してバケット9を回動させるようになっている。
【0019】
ここで、図9を用いて、かかる反転減速機39の原理説明を行う。なおこの反転減速機39は市販品で、小形にして大きな減速比を得られるという利点を備えている。一般的にはサイクロ減速機(登録商標)の名称で市販されている。
【0020】
図中、中心部にあるのは入力側の偏心軸101で、偏心軸101の外側にはローラベアリング102を介して曲線板103が回転自在に嵌合されている。曲線板103の外側には固定系に支持された複数の外ピン104が周方向に並べて配置される。曲線板103には周方向に沿って複数の穴105が設けられ、各穴105内には出力側の軸に固定されたローラ付内ピン106が挿通される。
【0021】
ここで特に、外ピン104が10本あるのに対し曲線板103の山103a及び谷103bは9個しかない。この数の差が減速比を発生するための構成上のポイントである。
【0022】
偏心軸101の回転に伴い、曲線板103は径方向外側に向かう力を与えられる。そして曲線板103の谷103bに外ピン104が完全収容されている場合(図中aの状態)は別として、もしそうでなければ(例えば図中bの状態)そうなるように、曲線板103を外ピン104に摺動させつつ、偏心軸101の回転方向とは反対方向に回転させる。このような動作が偏心軸101の回転につれ各谷103bに対してなされるため、結果的に偏心軸101の1回転(360°) が、曲線板103における谷103b間の角度(360°/9= 40°) の反転をもたらす。そして曲線板103は内ピン106をその反転方向に駆動し、結局入力側の回転は方向が逆転され且つ減速されて出力側に伝達されることになる。
【0023】
さて、図8に戻って、かかる反転減速機39においては、先の偏心軸101に相当するのが入力軸40及び偏心ボス42であり、特に偏心ボス42の偏心部42aの径方向外側には、ローラベアリング43を介して、前後方向或いはトンネル軸方向に沿って直列に3枚の曲線板44が嵌合配置されている。ここで曲線板44が3枚なのは、荷重を分散させて各曲線板44への負荷を低減するためである。これら曲線板44には前記同様のローラ付内ピン45が挿通される。曲線板44の径方向外側の外ピン46は、移動フレーム8に固定された反転減速機39のケーシング47に固定されている。
【0024】
先の入力軸40及び偏心ボス42は、ケーシング47に軸受48,49を介して回転自在に支持される。特に偏心ボス42はその後端部のみがケーシング47に支持される。一方、ケーシング47の前端部には、軸受50を介してフランジ部材51が回動可能に接続され、このフランジ部材51の後面部において、先の内ピン45が後方に向けて突出されている。フランジ部材51は、その後端部が軸受52を介して偏心ボス42の前端部を支持し、その前端部はバケット9の接続板12に接続固定される。
【0025】
この構成によれば、移動フレーム8に取り付けられたケーシング47に対し、入力軸40とバケット9とがそれぞれ独立に、トンネル軸に平行な軸回りに回転或いは回動できるようになる。
【0026】
入力軸40の後端に取り付けられたスプロケット41は、キーレス継手53によって取付位置の調節が可能となっている。モータ26によって移動フレーム8が移動されると、チェーン25によってスプロケット41は回転駆動される。
【0027】
この駆動力を入力として入力軸40が回転されると、反転減速機39内部で先の反転減速作用が働き、これによってバケット9は、入力軸40の回転方向とは逆向きに移動フレーム8に対して回動されるようになる。
【0028】
特にここで図1も参照して、反転減速機39の減速比と、スプロケット41及びチェーン25の減速比とから定まる総減速比は、移動フレーム8がレール部材6に沿って移動角θだけ移動したときに、バケット9が−θだけ移動フレーム8に対し回動するように決定される。詳しくは、移動フレーム8が、レール部材6の円軌道中心C6 (図2)回りに一方側に角度θだけ移動したとき、バケット9は、反転減速機39の軸心(入力軸40の中心)回りに、移動フレーム8とは反対回りに角度θだけ回動するようになっている。
【0029】
これはつまり、作業位置に向かうためのバケット9の移動が、その移動に連動したバケット9の自動的な反転回動をもたらすから、これによってバケット9を常に水平な姿勢に保て、作業の安定を確保することができる。
【0030】
そして特に、かかる構成は、バケット9の姿勢保持を従来のようなモータでの制御によらず、反転減速機39で機械的且つ自動的に行うものであるから、制御に関わるセンサや計算機等を必要とせず、簡単な構成で安価に製作できる。また、電気的トラブルが生じた場合でも、バケット9がレール部材6に沿って移動するのみで、バケット9は常に水平姿勢に保たれるから、これによって安全性をも高められる。
【0031】
そしてかかる装置1においては、環状フレーム3がトンネル軸方向に沿って往復移動できるため、エレクタによるセグメントSの移送、位置決めの際にこれとの干渉を防止でき、作業効率、安全性も高められる。
【0032】
なおこの装置1は、バケット9や環状フレーム3の移動を基本的には手動スイッチで操作するが、エレクタやセグメントS、或いはバケット9間の干渉が起こりそうな場合のみ自動操作に切り替えられる。これによって操作干渉は確実に防止され、衝突等の事故も未然に防げる。
【0033】
また本発明は上記の形態に限定されず、他の様々な形態を採ることができる。そして用途に関しても、上記ではシールド掘進機内でのセグメント組付けの例であったが、この他にもトンネル内のあらゆる用途、例えば内壁(セグメント)へのボルト増締めやライニング作業等に適用できる。
【0034】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【0035】
(1) 足場の姿勢保持を機械的且つ自動的に行えるので、簡単な構成で安価に製作できる。
【0036】
(2) 電気的トラブルが生じた場合でも、足場を常に水平に保て安全性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る作業用足場装置を示す部分正面図である。
【図2】本発明に係る作業用足場装置を示す部分縦断側面図である。
【図3】本発明に係る作業用足場装置を示す部分平面図である。
【図4】バケットを示す正面図である。
【図5】移動フレームを示す正面図である。
【図6】係合部材とレール部材との係合状態を示す縦断側面図である。
【図7】移動フレームのモータ取付部周辺の構造を示す縦断側面図である。
【図8】移動フレームの反転減速機取付部周辺の構造を示す縦断側面図である。
【図9】反転減速機の原理説明を行うための図である。
【図10】従来例を示す正面図である。
【符号の説明】
1 足場装置
6 レール部材
8 移動フレーム
9 バケット(足場部材)
39 反転減速機(反転手段)
CT トンネル軸
S セグメント(内壁)
T トンネル
θ 移動角
Claims (1)
- トンネル内の内壁に対して所定の作業を行う際に用いられる足場装置であって、上記内壁の周方向に沿って設けられたレール部材と、該レール部材に沿って走行移動する移動フレームと、該移動フレームにトンネル軸と平行な軸回りに回動自在に設けられた足場部材と、上記移動フレームに設けられ、上記レール部材に沿って上記移動フレームを走行移動する駆動手段と、該駆動手段と独立して上記移動フレームに設けられ上記レール部材との相対移動により駆動され、上記移動フレームの移動角だけ上記足場部材を反転回動させて姿勢を制御する反転手段とを備えたことを特徴とする作業用足場装置。
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JP33059195A JP3716471B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 作業用足場装置 |
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JP33059195A JP3716471B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 作業用足場装置 |
Publications (2)
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JPH09165905A JPH09165905A (ja) | 1997-06-24 |
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ID=18234373
Family Applications (1)
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JP33059195A Expired - Fee Related JP3716471B2 (ja) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | 作業用足場装置 |
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Families Citing this family (1)
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ES2288048B1 (es) * | 2004-01-09 | 2008-10-16 | Jose Gonzalez Ramirez | Andamio motorizado para trabajos en construcciones abovedadas. |
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1995
- 1995-12-19 JP JP33059195A patent/JP3716471B2/ja not_active Expired - Fee Related
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