JP4424999B2

JP4424999B2 - 接続装置

Info

Publication number: JP4424999B2
Application number: JP2004000653A
Authority: JP
Inventors: 隆治小林
Original assignee: 大豊建設株式会社
Priority date: 2004-01-05
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2024-01-05
Also published as: JP2005194739A

Description

この発明は、ニューマチックケーソンにおいて、移動体であるケーソン掘削機と供給源側部材との間で、信号や電気等の伝達対象の経路を接続するための接続装置に関するものである。

従来から、有毒ガスの発生区域、爆発の危険が存在する区域、気圧の非常に高い区域など、人が立ち入り難い場所においては、各種の機械や装置が使用されている。このような機械や装置には、例えば電力や信号、或いは水、油等の液体、圧縮空気等の気体など、各種の伝達対象が一時的に或いは連続的に系外から伝達経路を経由して供給される。

このような場所で使用される機械や装置の点検や修理等を行う場合、作業者がその場所に進入して作業することは非常に危険が伴い、また、作業性が低下しやすい。

そのため、このような機械や装置では、人が立ち入ることが容易な場所に回収して、修理や点検整備等を行えるようにするのが好ましい。

しかし、この機械や装置に伝達対象を供給するための設備が、人が立ち入り難い場所の内部に設置されているような場合、その場所から系外に機械や装置を回収するには、内部の伝達経路を切断する必要があり、また、その場所に再び搬入するには、再度、供給源側部材と移動体との伝達経路を接続する必要がある。この供給源側部材と移動体との間の伝達経路を離接する操作も、無人で行えるようにするのがより好ましい。

この伝達経路の離接の操作を無人で機械的に行えるようにするには、供給源側部材と移動体のそれぞれの接続部を精度良く所定の相対位置となるように位置合わせする必要がある。特に、接続部が嵌合により接続される場合には、供給源側部材の接続部と移動体の接続部との位置合わせを三次元的に高度に行わなければ、自由に離接することが困難になったり、更に、不充分な嵌合状態となって接続部が外れ易くなるなどの問題点が生じる。

伝達経路の離接の操作を無人で行える装置として、精密に動作を制御可能な機械や装置では、遠隔操作により接続、切離しできるコネクタが提案されている。例えば、下記特許文献１では、略位置合わせされた状態のコネクタを接続する際、四角筒形の外殻を用いて更に向きを合わせ易くしている。

また、下記特許文献２では、平行移動機構により平行面上を移動させて略位置合わせされた状態でコネクタを接続できるコネクタ遠隔着脱装置が提案されている。
特開平１０−２８９７５１号公報。特開２００２−２３１３８０号公報。

しかしながら、大きな荷重が付加されるケーソン掘削機などのように、通常の稼働時には接続部の離接時の位置ずれに比べて大きな位置ずれが許容される機械や装置では、供給源側部材の接続部と移動体の接続部とを精度よく位置合わせして接続することは容易でなく、また、振動等により接続状態を維持し難いなどの問題点があった。

しかも、供給源側部材の接続部や移動体の接続部に位置合わせや接続操作を行うための手段を設けるとすると、装置構成が複雑化して重くなり、支持や移動の際に不安定になり易いなどの問題点もあった。

そこで、この発明は以上のような従来の問題点を解消するため、接続操作が容易で自動化し易い接続装置を提供することを課題とし、また、移動体の接続部と供給源側部材の接続部との接続状態を維持し易く、しかも、軽量化して安定した支持や移動が可能な接続装置を提供することを他の課題とする。さらに、移動体及び供給源側部材の接続部の位置合わせを行い易く、しかも、接続部を軽量化して安定した支持や移動が可能な接続装置を提供することをさらに他の課題とする。

かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、ニューマチックケーソンの作業室スラブの下側に敷設された走行用レールをケーソン掘削機が移動し、伝達対象を供給又は遮断する第１の接続部が供給源側部材に設けられるとともに、前記第１の接続部に接続可能な第２の接続部が前記ケーソン掘削機に設けられ、前記ケーソン掘削機が前記第１及び第２の接続部の離接方向に移動して該第１及び第２の接続部が相対移動することにより、前記第１の接続部と前記第２の接続部とが所定の接続領域で接続又は開放され、前記供給源側部材が前記ケーソン掘削機に伝達対象を伝達する供給ケーブルを有し、前記走行用レールに並設されたケーブル用レールに移動可能に支持された接続装置であって、前記第１の接続部に係合部が設けられるとともに、前記第２の接続部に前記係合部と係合および係合解除可能な被係合部が設けられ、前記係合部を駆動する係合駆動部が前記第１及び第２の接続部と切り離し自在となる形で、前記接続領域の前記第２の接続部とは反対側となる前記第１の接続部の背面側に設けられ、前記第１の接続部は、移動自在に支持されたアームと、このアームにそれぞれ傾斜リンクを介して配置され、当該アームの移動によって開閉するように支持された一対のフレームと、これらのフレームの先端に形成された前記係合部とを備え、前記第１及び第２の接続部が前記接続領域に配置された状態で、前記係合駆動部により前記アームを移動させることにより、前記一対のフレームを閉じて前記係合部と前記被係合部との係合動作を行なうとともに、前記一対のフレームを開いて前記係合部と前記被係合部との係合解除動作を行なうように構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記第１の接続部と前記第２の接続部との相対位置の位置ずれを検出する検出手段と、前記第１の接続部の位置を変位させる位置調整手段とが前記接続領域に配設され、前記検出手段により検出された位置ずれに基づいて、前記位置調整手段により前記第１の接続部と前記第２の接続部の位置合わせを行うことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記第１の接続部には、嵌合穴が設けられているとともに、前記第２の接続部には、前記嵌合穴に挿入可能な突出部が設けられ、前記突出部には、前記被係合部が設けられ、前記突出部が前記嵌合穴に挿入された状態で前記係合部と前記被係合部とが係合するように構成され、前記第１の接続部には、前記一対のフレームを開いて前記係合部と前記被係合部との係合解除動作を行なうのに連動して前記突出部を抜け方向に押圧する解除レバーが設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、係合駆動部により係合部と被係合部との係合解除動作を行えば、接続又は開放操作を容易に行うことができて自動化し易く、さらに、係合部又は被係合部とを係合させれば、第１及び第２の接続部が設けられた移動体及び供給源側部材に通常の移動時に加わる各種の応力や振動等が第１及び第２の接続部の接続強度の許容範囲に比べて大きな接続装置であっても、第１の接続部と第２の接続部との接続状態を確実に維持することができる。しかも、この係合駆動部が第１及び第２の接続部とは切り離し自在に設けられているので、第１及び第２の接続部を軽量化し易く、第１及び第２の接続部を安定して支持したり、安定して移動させることが可能である。

請求項２に記載の発明によれば、第１の接続部と第２の接続部とを精度良く位置合わせを行うことが可能であり、第１及び第２の接続部が設けられた移動体及び供給源側部材の通常の移動時の位置精度が、第１及び第２の接続部の接続時の許容誤差に比べて大きな接続装置であっても、第１の接続部と第２の接続部とを確実に接続することができる。しかも、位置調整手段を接続装置に設ける必要がないので、第１及び第２の接続部をより軽量化することができ、第１及び第２の接続部を安定して支持したり、安定して移動させることが可能である。

請求項３に記載の発明によれば、係合部と被係合部との係合状態を解除する際に、解除レバーで突出部を抜け方向に押圧することができるため、この係合状態の解除動作を円滑に行うことが可能となる。

［実施の形態１］
以下、この発明の実施の形態１を図面を用いて説明する。図１乃至図９はこの実施の形態１を示しており、ニューマチックケーソン工法のケーソン掘削機にこの発明を適用している。

このニューマチックケーソンは、図１及び図２に示すように、ケーソン躯体１０の下部に、作業室スラブ１１によって仕切られた作業室１２が設けられ、この作業室１２内が図示しない空気圧縮機から送気される高圧の圧縮空気により、地下水圧に見合う高い気圧となっている。

この作業室１２には、作業室スラブ１１に走行用レール１３が敷設され、遠隔操作可能な電動式のケーソン掘削機１５が移動可能に吊設されている。ケーソン掘削機１５には、供給ケーブルとしての電源及び制御用ケーブル１６が接続されて、電力及び制御信号が供給されるように構成されている。

電源及び制御用ケーブル１６は、走行用レール１３と平行に敷設されたケーブル用レール２１に所定間隔で、多数のケーブル支持具であるケーブル滑車２２を介して支持されており、ケーブル用レール２１に沿って移動自在となっている。そのため、ケーソン掘削機１５が走行用レール１３に沿って移動すると、電源及び制御用ケーブル１６がケーソン掘削機１５に従って移動可能である。

作業室１２の上部には、ケーソン掘削機１５を収容可能な回収ロック１９が設けられ、この回収ロック１９と作業室１２との間の作業室スラブ１１には、開口部１１ａを通して作業室１２と回収ロック１９との間でケーソン掘削機１５を出入れ可能な接続領域を含む回収部１８が設けられている。

このケーソン掘削機１５では、回収ロック１９に収容される際に、回収部１８において電源及び制御用ケーブル１６を離接可能にするため、ケーソン掘削機１５と電源及び制御用ケーブル１６との間に接続装置２０が装着されている。

なお、回収部１８には、ケーソン掘削機１５を作業室１２と回収ロック１９との間で昇降させる図示しない昇降装置や開口部１１ａを気密に開閉可能な開閉扉、さらに、電源及び制御用ケーブル１６を切り離した状態のケーソン掘削機１５を走行用レール１３及びケーブル用レール２１と開口部１１ａとの間で横行可能な横行レール１４等が設けられている。

次に、ケーソン掘削機１５と電源及び制御用ケーブル１６との間に装着された接続装置２０について説明する。

この接続装置２０は、図３及び図４に示すように、ケーブル用レール２１に移動可能に吊設されて、電源及び制御用ケーブル１６の電源及び制御用コネクタ３２が装着された供給源側部材の第１の接続部としてのボディ部３１と、ケーソン掘削機１５に装着されて、電源及び制御用コネクタ３２と接続可能な負荷コネクタ３３が設けられたケーソン掘削機１５の第２の接続部としてのプラグ部３４と、ボディ部３１のプラグ部３４とは反対側の背面部側に配置された反力受け部３５とを備えている。

まず、プラグ部３４は、図３及び図４に示すように、ケーソン掘削機１５の側面に配置されたプラグケース４１の略中心に、ボディ部３１の電源及び制御用コネクタ３２と同じ高さとなるように負荷コネクタ３３が配設されている。この負荷コネクタ３３には電線４２が接続されており、この電線４２がケーソン掘削機１５の図示しない駆動部に接続され、ケーソン掘削機１５を稼働させるのに必要な電力と制御信号とが伝達可能に構成されている。

プラグケース４１の両側のできるだけ離間した位置には、ボディ部３１の電源及び制御用コネクタ３２の接続方向に延びる突出部としての雄ガイド部材４３が突設されている。この雄ガイド部材４３はプラグ部３４側が一定の直径を有する円柱部４５で、ボディ部３１側の先端が円錐部４６となっている。そして、この雄ガイド部材４３の側周面には、被係合部としての係合用溝４７が環状に設けられている。

ここでは、円錐部４６の頂部のテーパ角度を４０°〜６０°程度とするのが望ましいが、円錐部４６のない円柱形状の雄ガイド部材４３とすることも可能である。また、円柱部４５の直径は、特に限定されないが、例えば、直径１０〜４０ｍｍ程度としてもよいが、大型のケーソン掘削機１５では、１００ｍｍ以上とすることも可能である。

一方、ボディ部３１は、図３及び図４に示すように、作業室スラブ１１にレール固定金物２１ａを用いて敷設されたケーブル用レール２１にケーブル滑車２２が走行自在に配置され、このケーブル滑車２２に固定されたバネケース２３内にバネ部材２３ａが上下方向に弾性変形可能に収容され、バネ部材２３ａにボディ部３１が吊設されている。そのため、ボディ部３１は、上下左右及び傾斜方向に変位可能となっている。

このボディ部３１のボディケース３６には、プラグ部３４側となる側面の略中心に負荷コネクタ３３と接続可能な位置に電源及び制御用コネクタ３２が配置され、図示しない電源及び操作部から作業室スラブ１１内に延長された電源及び制御用ケーブル１６が接続されている。

また、プラグ部３４の雄ガイド部材４３に対応する位置には、雄ガイド部材４３が挿入されて案内される嵌合穴としてのガイド受け４４が設けられている。このガイド受け４４は円筒形状を有し、その内径は雄ガイド部材４３を案内可能な大きさで、例えば、雄ガイド部材４３の外径より約０．２〜１ｍｍ程度大きい径としてもよい。

そして、ボディケース３６の内部には、ガイド受け４４と同数の係合機構５０が、それぞれ対応した端部側に設けられている。

係合機構５０には、上下一対のフレーム５１がボディケース３６のプラグ部３４とは反対側となる背面板３６ａに支持部５１ｂにより回動可能に支持され、このフレーム５１の先端５１ａに雄ガイド部材４３の係合用溝４７と係合可能な位置に係合部としての係合凸部５２が形成されている。また、この一対のフレーム５１間には引張りバネ５３が配設されており、一対のフレーム５１の係合凸部５２を互いに接近させて、係合用溝４７と係合する方向に付勢している。

そして、フレーム５１がボディケース３６を貫通して両側面側に突出するアーム５５と連結されて、アーム５５により駆動されるように構成されている。ここでは、アーム５５が上下のフレーム５１間に配置され、負荷コネクタ３３と電源及び制御用コネクタ３２との接続方向にスライド可能に配設され、ボディケース３６の背面板３６ａに設けられた圧縮バネ５７により、プラグ部３４側に付勢されている。このアーム５５とフレーム５１との交差部分には、傾斜リンク５８が配置され、その両端部がアーム５５とフレーム５１とに回動自在に連結されている。そのため、アーム５５が背面板３６ａ側に後退すると、傾斜リンク５８のアーム５５側の端部がその後退に伴なって移動し、これにより傾斜リンク５８が起立し、揺動可能なフレーム５１の先端が拡開して係合凸部５２間が離間するようになっている。

また、フレーム５１を拡開させる際、係合凸部５２と雄ガイド部材４３の係合用溝４７との係合状態を解除し易くするため、フレーム５１に連結して解除レバー６１が設けられている。

解除レバー６１は、左右に回動可能に略中央部分でボディケース３６に軸支されている。そして、一方の端部６１ａがガイド受け４４の延長線上に配置されて、ガイド受け４４に挿入された雄ガイド部材４３の先端が当接可能となっている。また、この解除レバー６１の他方の端部６１ｂは水平リンク６２によりアーム５５と連結されている。

そのため、アーム５５をボディケース３６内で背面板３６ａ側に後退させると、水平リンク６２を介して解除レバー６１の他方の端部６１ｂが後退し、これにより解除レバー６１が回動して端部６１ａがプラグ部３４側に前進し、この端部６１ａによりガイド受け４４内に配置された雄ガイド部材４３の先端部をプラグ部３４側に押圧できるように構成されている。

なお、通常の状態では、アーム５５がボディケース３６のプラグ部３４側に付勢されているため、フレーム５１は互いに接近した状態に維持され、解除レバー６１の端部６１ａは背面板３６ａ側に配置されている。

ボディ部３１のボディケース３６の上部には、ボディ部３１とプラグ部３４とを接続する際の位置ずれを検出するための画像カメラ６５ａが配設されており、プラグ部３４側に配置されたターゲット６５ｂとの間で位置ずれの検出が行えるようになっている。そして、この画像カメラ６５ａで得られた検出値が図示しない制御装置に伝達されて、後述する位置調整手段により位置ずれを修正できるように構成されている。

また、ボディケース３６及びプラグケース４１には、所定の近接位置に到達したことを検出するための一対のリミットスイッチ６４ａ、６４ｂが配置されている。このようなリミットスイッチ６４ａ、６４ｂは複数位置に設置するのが好ましい。

次に、反力受け部３５は、反力受け手段としてボデイ部３１とプラグ部３４とが接続される際に生じる反力を受けるように構成されており、ボデイ部３１とプラグ部３４とが接続される際、相対位置を調整する位置調整装置４０が設けられている。この反力受け部３５は、図３乃至図５に示すように、作業室スラブ１１の回収部１８の横行レール１４と走行用レール１３及びケーブル用レール２１との分岐位置に、ボディ部３１の背後、即ち、プラグ部３４とは反対側となるように配置されている。

反力受け部３５の構成は、まず、作業室スラブ１１に固定枠６６が固定され、この固定枠６６の内部にスライド可能なスライド枠６７が配置され、このスライド枠６７が横行ジャッキ６９により走行用レール１３に沿う方向にスライド可能となっている。固定枠６６の内部にはスライド枠６７のストッパ６６ａが所定位置に設けられている。

そして、スライド枠６７の内部に、スライド枠６７より下方に延びる反力ボックス７０が配置され、接続ジャッキ６８によりスライド枠６７内をボディ部３１とプラグ部３４との接続方向に摺動可能となっている。反力ボックス７０の下方のプラグ部３４及びボディ部３１の位置には、ボディ部３１に対向するように反力板部７２が設けられている。この反力板部７２は、反力ボックス７０にバネ部材７３を介して装着されており、バネ部材７３により直接支持される反力枠７４と、この反力枠７４に上下方向に摺動可能に支持され、ボディケース３６の背面板３６ａ側を係支可能な略「コ」字状の支持部７５と、反力枠７４に配置されて支持部７５を摺動させる支持ジャッキ７６とを備えている。

ここでは、横行ジャッキ６９によりスライド枠６７をスライドさせ、接続ジャッキ６８により反力ボックス７０を摺動させることにより、調整係止部としての支持部７５でボディケース３６の背面板３６ａを係止することができ、また、その状態で、面方向調整部としての横行ジャッキ６９及び支持ジャッキ７６により支持部７５を移動させれば、ボディ部３１をプラグ部３４との接続方向に直行する面方向に位置を調整することができるようになっている。

この調整時には、バネ部材２３ａにボディ部３１が吊設されているので、支持ジャッキ７６でボディケース３６の背面板３６ａを上昇させると、ボディ部３１のプラグ部３４側の面が下降し、逆に、背面板３６ａを下降させるとプラグ部３４側が上昇する。

さらに、この反力受け部３５には、ボディ部３１に設けられたアーム５５を移動させるための係合駆動部８１が設けられている。

この係合駆動部８１は、先端８３ａがアーム５５を係止可能なアーム用ロッド８３と、このアーム用ロッド８３を伸縮させるアーム用ジャッキ８４とが一体に形成されて、反力ボックス７０の左右両側面に揺動可能に装着されており、アーム用ロッド８３及びアーム用ジャッキ８４を揺動させるための揺動ジャッキ８６とが連結されている。このアーム用ロッド８３及びアーム用ジャッキ８４には略水平以上の揺動を防止するためにストッパ８６ａが設けられている。なお、左右のアーム用ロッド８３及びアーム用ジャッキ８４は連結棒８４ａで連結されている。また、アーム用ロッド８３のボディ部３１とプラグ部３４との接続方向の移動可能幅はアーム５５の移動可能幅より大きくなっている。

ここでは、反力受け部３５の支持部７５をボディケース３６の背面板３６ａに当接させた状態で、揺動ジャッキ８６によりアーム用ロッド８３及びアーム用ジャッキ８４を揺動させることにより、アーム用ロッド８３でボディケース３６の両側面側に突出して配置されているアーム５５を係止し、その状態でアーム用ジャッキ８４を作動させればアーム５５を反力受け部３５側に移動させることができる。

なお、各種のジャッキは、電動式、油圧式等、どのような方式であってもよい。また、このような操作は監視カメラ８７により監視しつつ、地上等から遠隔操作を行うことができる。

以上のような構成の接続装置２０を備えたケーソン掘削機１５においては、まず、通常のケーソン掘削機１５の稼働時には、作業室１２内で、ケーソン掘削機１５が走行用レール１３に吊設されて、接続装置２０により電源及び制御用ケーブル１６が接続された状態で、電源及び制御用ケーブル１６からの電力及び制御信号によりケーソン掘削機１５が高圧の作業室１２内で移動して掘削が行われている。

このとき、接続装置２０では、図６に示すように、プラグ部３４の雄ガイド部材４３の係合用溝４７に、ボディ部３１のフレーム５１の係合凸部５２が係合した状態となっており、ケーソン掘削機１５に激しい振動等が生じても電源及び制御用コネクタ３２と負荷コネクタ３３との接合状態が確実に維持されている。

そして、このケーソン掘削機１５の点検、整備等を行うには、まず、地上の図示しない操作盤などから、ケーソン掘削機１５を電源及び制御用ケーブル１６とともに走行させて、回収部１８の反力受け部３５が設けられた横行レール１４の所定の接続領域まで移動させる。そして、監視カメラ８７で監視しながら、接続装置２０の解放作業を行う。

接続装置２０と反力ボックス７０の略中心位置が大きくずれている場合は、横行ジャッキ６９を伸縮することで反力ボックス７０を移動させ、接続装置２０と反力ボックス７０の略中心位置に合わせる。

まず、接続ジャッキ６８を伸ばし、反力ボックス７０をストッパ６８ａの位置まで移動させ、支持部７５にボディ部３１の背面板３６ａを密着させる。次いで、揺動ジャッキ８６及びアーム用ジャッキ８４を伸ばし、アーム用ロッド８３をボディ部３１のアーム５５に係合させる。その状態で、アーム用ジャッキ８４を縮めて、アーム５５を圧縮バネ５７に抗して背面板３６ａ側に移動させる。

これにより、アーム５５に連結している傾斜リンク５８が起立方向に回動して一対のフレーム５１の先端５１ａ側を互いに離間させる方向に揺動させることができ、係合凸部５２と係合用溝４７の係合状態を解除することができる。また、アーム５５を背面板３６ａ側に移動させることにより、水平リンク６２を介して解除レバー６１が回動し、ガイド受け４４に挿入されていた雄ガイド部材４３の先端を解除レバー６１で抜け方向に押圧するため、滑らかに係合状態を解除できる。そして、ケーソン掘削機１５を、図示しない駆動装置によりボディ部３１から離間させる方向に移動させると、電源及び制御用コネクタ３２と負荷コネクタ３３とが解放される。この状態を図７に示す。

その後、ケーソン掘削機１５をさらに横行レール１４で移動させ、図示しない昇降装置により回収ロック１９内に収容する。一方、解除されたボディ部３１では、アーム用ジャッキ８４をさらに収縮させることにより、アーム５５がボディケース３６の開口部３６ｂの端部に当接し、それ以上移動することができなくなり、その結果、アーム５５を介してボディケース３６の背面板３６ａを支持部７５に完全に密着させてボディ部３１を反力板部７２に固定する。

なお、この解放操作時に、ボディ部３１と反力板部７２との垂直水平の向きにずれを生じる場合には、バネ部材２３ａ、７３の変形量により傾きやねじれを吸収することができる。

次に、ケーソン掘削機１５の処理が終了した後、回収ロック１９から作業室１２に配置して、接続装置２０を接続する場合について説明する。

まず、ケーソン掘削機１５を、監視カメラ８７で監視しつつ、図示しない駆動装置により横行レール１４の所定の接続領域に移動させる。

そして、画像カメラ６５ａ及びターゲット６５ｂにより、ケーソン掘削機１５のプラグ部３４と、ケーブル用レール２１に吊設されて反力板部７２に固定された状態のボディ部３１との位置ずれ量を検出する。この検出量の例を図８に示す。

このずれ量が、例えば、計測点Ｐ（＋Ｘ１，−Ｚ１）の場合、または測定点Ｑ（−Ｘ２，＋Ｚ２）の場合、まず、画像カメラ６５ａとターゲット６５ｂとで、ずれ量を確認しつつ、横行ジャッキ６９を伸縮させ、Ｘ１または−Ｘ２が０になるまで、反力ボックス７０と共にボディ部３１を移動させる。次に、同様にしてずれ量を確認しつつ、支持ジャッキ７６を伸縮させ、−Ｚ１または＋Ｚ２が０になるまで、支持部７５とともにボディ部３１を移動させる。これにより（０，０）となり、雄ガイド部材４３とガイド受け４４とが同一直線上に配置される。そして、このような位置合わせを随時行いつつ、ケーソン掘削機１５を移動させて、雄ガイド部材４３をガイド受け４４に挿入する。

これらが完全に挿入されると、電源及び制御用コネクタ３２が負荷コネクタ３３に電気的に接続される。それとともに、アーム用ジャッキ８４を伸ばすことで圧縮バネ５７によりアーム５５をプラグ部３４側に移動させる。これにより、傾斜リンク５８を傾斜させ、引張バネ５３の収縮により、各一対のフレーム５１が互いに近接する方向に移動し、その先端に設けられた係合凸部５２を雄ガイド部材４３の係合用溝４７に係合させる。

この移動時には、ボディ部３１とプラグ部３４との相対位置が所定の位置に達すると、リミットスイッチ６４ａ、６４ｂが作動するため、電源及び制御用コネクタ３２と負荷コネクタ３３との接続を確実に確認することができる。

また、この接続の確認方法としては、例えば負荷コネクタ３３の一対の端子を短絡し、この短絡した端子と接続する電源及び制御用コネクタ３２の一対の端子を電線で接続し、この電線を地上の制御室に確認用接点とすることで接続確認が可能である。なお、この確認用接点は無電圧の接点が望ましい。

そして、このようにして電源及び制御用コネクタ３２と負荷コネクタ３３とを接続し、係合凸部５２を係合用溝４７に係合させた後、揺動ジャッキ８６を縮めてアーム用ロッド８３を下方に回動させて、アーム５５を完全に解放する。また、接続ジャッキ６８を縮めて、反力ボックス７０をケーソン掘削機１５から離し、干渉を防止する。その後、地上の操作盤から電源及び制御用ケーブル１６を介して送電し、ケーソン掘削機１５を駆動する。

以上のような接続装置２０によれば、プラグ部３４とボディ部３１とに、互いに係合解除可能な係合凸部５２及び係合用溝４７が設けられるとともに、この係合凸部５２及び係合用溝４７との係合解除動作を行う係合駆動部８１がプラグ部３４及びボディ部３１とは別に接続領域に設けられているので、係合駆動部８１で係合や解除を行うことができるため、接続操作が容易で自動化しやすいとともに、係合凸部５２及び係合用溝４７とを係合させることにより、プラグ部３４とボディ部３１との接続状態を確実に維持することができる。そのため、プラグ部３４及びボディ部３１が設けられたケーソン掘削機１５に通常の移動時に加わる各種の応力や振動等が、プラグ部３４及びボディ部３１を接続するだけでは、その接続状態が維持できない程度に大きく、プラグ部３４及びボディ部３１の接続強度の許容範囲を超えていても、プラグ部３４及びボディ部３１の接続状態を確実に維持することができる。

しかも、この係合駆動部８１がプラグ部３４及びボディ部３１とは別に設けられているので、ケーソン掘削機１５と共に移動するプラグ部３４及びボディ部３１を軽量化や小型化を図ることができる。そのため、プラグ部３４を安定してケーソン掘削機１５の側面に配置でき、また、ケーソン掘削機１５の移動に従動して動くボディ部３１を軽量化できるため、安定して支持したり、移動させることが可能である。

また、係合駆動部８１が反力受け部３５に配設されているので、係合駆動部８１をプラグ部３４及びボディ部３１とは別に設けていても、反力受け部３５ｂと一体で、接続領域に配置される部品点数を少なく抑えることができる。

さらに、プラグ部３４及びボディ部３１に、雄ガイド部材４３とガイド受け４４とを設けて、これらにより位置合わせできるようにし、さらに、雄ガイド部材４３に係合用溝４７を設けてガイド受け４４の位置に係合凸部５２を設けたので、雄ガイド部材４３及びガイド受け４４と係合凸部５２及び係合用溝４７とを一体的に配置できる。

また、プラグ部３４及びボディ部３１の位置を変位させるための多数のジャッキが接続領域に配設され、ボディ部３１を係止する支持部７５と、この支持部７５を接続方向と直行する面方向に移動可能な横行ジャッキ６９及び支持ジャッキ７６とを備えているので、プラグ部３４及びボディ部３１の位置合わせが可能であり、プラグ部３４及びボディ部３１が設けられたケーソン掘削機１５の通常の移動時の位置精度が、プラグ部３４及びボディ部３１の接続時の許容誤差に比べて大きな接続装置であっても、プラグ部３４及びボディ部３１を確実に接続することができる。

しかも、プラグ部３４やボディ部３１に多数のジャッキ等を設ける必要がないので、プラグ部３４及びボディ部３１を軽量化することができ、プラグ部３４を安定して支持することができ、また、ボディ部３１を安定して支持したり、安定して移動させることができる。

さらに、位置調整装置４０が、反力受け部３５に配設されているので、位置調整を行うための装置をプラグ部３４及びボディ部３１と別に設けていても部品点数を少なく抑えることが可能である。

なお、上記の実施の形態１では、伝達対象として、ケーソン掘削機１５に供給される電力と制御信号について説明したが、例えばケーソン掘削機１５により検出された各種の検出値等の信号など、ケーソン掘削機１５側から供給される伝達対象であっても、この発明を適用可能である。また、伝達対象も何ら限定されるものではなく、各種の気体や液体等の物質など、ケーソン掘削機１５に供給し、或いは、ケーソン掘削機１５側から供給される伝達対象であってもよい。

さらに、接続時のボディ部３１とプラグ部３４との位置ずれを画像カメラ６５ａとターゲット６５ｂとにより得られた検出値から、自動で位置ずれを修正するようにしたが、相対位置の位置ずれを検出する検出手段として、監視カメラ８７を用い、その映像に基づいて作業者が遠隔操作で位置調整装置４０を操作して位置ずれを修正するようにすることも可能である。

また、上記の実施の形態１では、揺動可能に配設された一対のフレーム５１を互いに離間する方向に拡開させるために、傾斜リンク５８を用いた例について説明したが、例えば、図９に示すように、一対のフレーム５１の対向面に斜面部９０を設け、この斜面部９０内にテーパ部材９１を配置し、このテーパ部材９１をフレーム５１の支持部５１ｂ側に移動させることにより、図１０に示すように、フレーム５１を拡開させるようにするなど、適宜変更することが可能である。

さらに、上記では、嵌合穴としてのガイド受け４４がボディ部３１に設けられるとともに、突出部としての雄ガイド部材４３がケーソン掘削機１５に設けられているが、嵌合穴と突出部とはどちらに設けてもよい。また、上記では、雄ガイド部材４３及びガイド受け４４は何れも断面円形のものを用いたが、多角柱や多角錘或いは多角形の穴を組合わせて用いてもよい。
［実施の形態２］

次に、この発明の実施の形態２について説明する。図１１及び図１２は、この実施の形態２の接続装置を示す。

この実施の形態２では、ケーソン掘削機１５に設けられたプラグ部３４に、雄ガイド部材が設けられておらず、プラグケース４１の側周面に係合用溝４７が設けられている。一方、ボディ部３１にはガイド受け４４が設けられておらず、フレーム５１の先端５１ａに設けられた係合凸部５２が、ボディケース３６よりプラグ部３４側に突出して配設されている。その他は、上記実施の形態１と同様である。

このような接続装置２０によれば、ボディ部３１の電源及び制御用コネクタ３２と負荷コネクタ３３とが接続された状態で、係合凸部５２とプラグ部３４の係合用溝４７とが係合することが可能であり、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、この実施の形態２では、映像カメラ６５ａ及びターゲット６５ｂにより精度良く位置合わせを行うようにし、実施の形態１の雄ガイド部材４３及びガイド受け４４のような位置合わせ用の案内手段を設けないため、より構成を簡単にできるとともにボディ部３１を軽量化することが可能である。

この発明の実施の形態１の接続装置を装着したケーソン掘削機を有するニューマチックケーソンを示す縦断面図である。同実施の形態１の図１と直交する方向の縦断面図である。同実施の形態１の接続装置の脱離状態を示す図であって、一部を断面で示す平面図である。同実施の形態１の接続装置の脱離状態を示す図であって、一部を断面で示す側面図である。同実施の形態１の接続装置の反力受け部を示し、左半分が図４のＢ−Ｂ断面図、右半分が図４のＣ−Ｃ断面図である。同実施の形態１の接続装置の通常の稼働時を示す図であって、一部を側面で示す側面図である。同実施の形態１の接続装置の解放した状態を示す図であって、一部を側面で示す側面図である。同実施の形態１の接続装置の画像カメラで検出された位置ずれ量の例を示す図である。同実施の形態１の接続装置の変形例を示し、係合用溝と係合凸部とが係合した状態を示す部分平面図である。同実施の形態１の接続装置の変形例を示し、係合用溝と係合凸部との係合状態が解除された状態を示す部分平面図である。この発明の実施の形態２の接続装置の脱離状態を示す図であって、一部を断面で示す側面図である。同実施の形態２の接続装置の脱離状態を示す図であって、一部を断面で示す平面図である。

符号の説明

１１作業室スラブ
１２作業室
１３走行用レール
１５ケーソン掘削機
１６電源及び制御用ケーブル（供給ケーブル）
２０接続装置
２１ケーブル用レール
３１ボディ部（第１の接続部）
３２電源及び制御用コネクタ
３３負荷コネクタ
３４プラグ部（第２の接続部）
３５反力受け部
３６ボディケース
３６ａ背面板
４０位置調整装置（位置調整手段）
４１プラグケース
４３雄ガイド部材（突出部）
４４ガイド受け（嵌合穴）
４７係合用溝（被係合部）
５０係合機構
５１フレーム
５２係合凸部（係合部）
５５アーム
５８傾斜リンク
６１解除レバー
６５ａ画像カメラ（検出手段）
６５ｂターゲット
６８接続ジャッキ
６９横行ジャッキ
７０反力ボックス
７２反力板部
７６支持ジャッキ
８１係合駆動部
８７監視カメラ（検出手段）

Claims

ニューマチックケーソンの作業室スラブの下側に敷設された走行用レールをケーソン掘削機が移動し、
伝達対象を供給又は遮断する第１の接続部が供給源側部材に設けられるとともに、前記第１の接続部に接続可能な第２の接続部が前記ケーソン掘削機に設けられ、
前記ケーソン掘削機が前記第１及び第２の接続部の離接方向に移動して該第１及び第２の接続部が相対移動することにより、前記第１の接続部と前記第２の接続部とが所定の接続領域で接続又は開放され、
前記供給源側部材が前記ケーソン掘削機に伝達対象を伝達する供給ケーブルを有し、前記走行用レールに並設されたケーブル用レールに移動可能に支持された接続装置であって、
前記第１の接続部に係合部が設けられるとともに、前記第２の接続部に前記係合部と係合および係合解除可能な被係合部が設けられ、前記係合部を駆動する係合駆動部が前記第１及び第２の接続部と切り離し自在となる形で、前記接続領域の前記第２の接続部とは反対側となる前記第１の接続部の背面側に設けられ、
前記第１の接続部は、移動自在に支持されたアームと、このアームにそれぞれ傾斜リンクを介して配置され、当該アームの移動によって開閉するように支持された一対のフレームと、これらのフレームの先端に形成された前記係合部とを備え、
前記第１及び第２の接続部が前記接続領域に配置された状態で、前記係合駆動部により前記アームを移動させることにより、前記一対のフレームを閉じて前記係合部と前記被係合部との係合動作を行なうとともに、前記一対のフレームを開いて前記係合部と前記被係合部との係合解除動作を行なうように構成されていることを特徴とする接続装置。
前記第１の接続部と前記第２の接続部との相対位置の位置ずれを検出する検出手段と、前記第１の接続部の位置を変位させる位置調整手段とが前記接続領域に配設され、
前記検出手段により検出された位置ずれに基づいて、前記位置調整手段により前記第１の接続部と前記第２の接続部の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
前記第１の接続部には、嵌合穴が設けられているとともに、前記第２の接続部には、前記嵌合穴に挿入可能な突出部が設けられ、
前記突出部には、前記被係合部が設けられ、
前記突出部が前記嵌合穴に挿入された状態で前記係合部と前記被係合部とが係合するように構成され、
前記第１の接続部には、前記一対のフレームを開いて前記係合部と前記被係合部との係合解除動作を行なうのに連動して前記突出部を抜け方向に押圧する解除レバーが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の接続装置。