JP5861996B2 - 姿勢変更装置及び姿勢変更方法 - Google Patents

Description

本発明は、姿勢変更装置及び姿勢変更方法に関し、特に、対象物の姿勢を鉛直面内で変更するのに有効な姿勢変更装置及び姿勢変更方法に関する。

シールド工法に用いられるセグメントは、工期の短縮、工事費の削減を図るために、１リング当たりのセグメント幅をできるだけ長くすることが望まれるが、セグメントを台車によって切羽に搬入する際には通常、横置きで組み始めることを想定して、台車上にセグメントを横置きに重ねた状態で積載している。このため、坑内の他の設備等との干渉を避けるため、セグメント幅が制限され、工期の短縮、工事費の削減を図ることが難しかった。

上記のような問題に対処するため、台車上にセグメントを縦置きに積載することが考えられるが、セグメントをシールド機のエレクタに取り付けるために、切羽に搬入したセグメントを縦置きから横置きに変更する作業が必要になる。

セグメントを縦置きから横置きに変更する姿勢変更装置の一例が特許文献１に記載されている。この姿勢変更装置（吊金具）は、Ｌ形状のプレートと、プレートの外面に一体に設けられるとともに、複数の吊孔とロッド孔とが設けられたＬ形状のカギ型枠と、プレートの内面に一体に設けられる緩衝材と、プレートを内面側から外面側に貫通して、先端が各ロッド孔に固定される複数のロッドとを備えている。

そして、上記のような構成の吊金具を用いてセグメントの姿勢を縦置きから横置きに変更するには、まず、吊金具の吊孔とクレーンのフックとの間にワイヤを掛け、クレーンの操作によって吊金具を吊り上げてセグメントの上面から側面にかかるように配置し、各ロッドの頭部をセグメントに埋設された把持金具内に挿入してロックすることにより、吊金具をセグメントに固定する。

そして、ワイヤを吊金具から外して他の吊孔に掛けなおし、クレーンの操作によってセグメントを所定の高さまで吊り上げるとともに、クレーンの操作によってセグメントを吊り下げることにより、セグメントの下端の角部を地上に予め設置しておいた受け金具の上部に接地させる。

そして、クレーンの操作によってセグメントを地上に向けて少しずつ下げ、セグメントを少しずつ傾斜させることにより縦置きから横置きに変更し、セグメントを地上に横置き状態に載置する。そして、ワイヤを吊金具から外して他の吊孔に掛けなおすことにより、セグメントを横置き状態で吊り上げることができる。

特開平７−１４４８７３号公報

ところで、上記のような構成の吊金具にあっては、セグメントを縦置きから横置きに変更する場合に、ワイヤを複数回掛けなおす作業に必要になるため、セグメントの姿勢の変更に時間と手間がかかる。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、対象物の姿勢を容易に、短時間で変更することができ、セグメントの姿勢の変更に適用した場合には、シールド工事の工期短縮、及び工事費の削減を図ることができる、姿勢変更装置及び姿勢変更方法を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、シールド工法に用いる湾曲形状のセグメントを吊り上げた状態で鉛直面内で回転させることにより姿勢を変更するための姿勢変更装置であって、
前記セグメントの内面に、該内面から膨出するように取り付けられる案内手段と、該案内手段に沿って移動可能であるとともに、該案内手段を介して前記セグメントを吊り上げ可能な姿勢変更手段とを備え、
前記案内手段は、前記セグメントの内面から外方に膨らむ湾曲形状又は屈曲形状をなすレールと、該レールの両端部を前記セグメントに支持する支持手段とからなり、
前記レールは、前記セグメントが、その湾曲方向両端部が水平方向両端部となるように設置された状態で、前記レールの両端が前記セグメントの内面の上部と下部に前記支持手段により支持され、
前記姿勢変更手段は、前記レールに沿って移動可能なシーブを有する滑車からなることを特徴とする。

本発明の姿勢変更装置によれば、対象物を姿勢変更手段を介して吊り上げた状態で、姿勢変更手段を案内手段に沿って移動させることにより、対象物を鉛直面内で回転させることができ、対象物の姿勢を変更することができる。
従って、姿勢変更手段による対象物の吊り位置を変えることなく、最初の吊り位置のままの状態で、対象物の姿勢を変更することができるので、対象物の姿勢変更を容易に、短時間で行うことができる。

また、例えば、クレーンのフックと滑車との間にワイヤを掛け、クレーンの操作によって滑車及びレールを介して対象物を吊り上げ、この状態で滑車をレールに沿って移動させることにより、対象物を鉛直面内で回転させることができ、対象物の姿勢を変更することができる。

さらに、本発明において、前記レールの長手方向の中央部には、前記滑車を前記レールの長手方向の任意の位置に係止させるための係止部が設けられていることとしてもよい。

本発明の姿勢変更装置によれば、滑車をレールに沿って移動させて、レールの長手方向の中央部の係止部に係止させることにより、その位置に滑車を固定することができ、その位置にセグメントを固定することができる。

さらに、本発明は、上記の姿勢変更装置を用いた姿勢変更方法であって、前記姿勢変更手段により前記案内手段を介して前記セグメントを吊り上げ、この状態で、前記姿勢変更手段を前記案内手段に沿って移動させて、前記セグメントを鉛直面内で回転させることにより、前記セグメントの姿勢を変更することを特徴とする。

以上、説明したように、本発明の姿勢変更装置及び姿勢変更方法によれば、対象物の姿勢を変更する場合、対象物を姿勢変更手段及び案内手段を介して吊り上げ、この状態で、姿勢変更手段を案内手段に沿って移動させることにより、対象物を鉛直面内で回転させ、対象物の姿勢を変更することができる。従って、対象物の吊り位置を変えることなく、対象物の姿勢を変更することができるので、対象物の姿勢の変更を容易に、短時間で行うことができる。

本発明による姿勢変更装置の一実施の形態を示した平面図である。 図１の正面図である。 図１の右側面図である。 本発明による姿勢変更方法の一実施の形態を示した説明図であって、姿勢変更装置により縦置きの対象物を吊り上げた状態を示した説明図である。 姿勢変更装置により、縦置きの対象物を横置き方向に傾斜させた状態を示した説明図である。 姿勢変更装置により、縦置きの対象物を横置きに変更した状態を示した説明図である。 横置きの対象物を回転させる途中の段階を示した説明図である。 姿勢変更装置の変形例を示した概略図である。 姿勢変更装置の変形例を示した概略図である。 姿勢変更装置の変形例を示した概略図である。 姿勢変更装置の変形例を示した概略図である。 姿勢変更装置の変形例を示した概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３には、本発明による姿勢変更装置の一実施の形態が示されている。本実施の形態の姿勢変更装置１は、対象物の姿勢を変更するのに有効なものであって、本実施の形態においては、シールド工法に用いる湾曲板状の鋼製セグメント２５を対象物としている。

鋼製セグメント２５は、例えば、湾曲板状のスキンプレート２６と、スキンプレート２６の長手方向の両端に一体に設けられる継手板２７と、スキンプレート２６の幅方向の両端に一体に設けられる側板２９と、両側板２９、２９間の複数箇所に一体に設けられるリブ（図示せず）とを備えている。

継手板２７及び側板２９には、ボルトを挿通させるためのボルト挿通孔２８、３０がそれぞれ複数箇所に設けられ、スキンプレート２６の中央部には、裏込め注入用の注入孔３２が設けられている。

上記のような構成の鋼製セグメント（以下、セグメント２５という。）は、シールド工事現場の切羽へ搬入する場合、台車の上部に複数のセグメント２５を縦置きに積載し、台車によって切羽へ搬入した後に、本実施の形態の姿勢変更装置１を用いて縦置きから横置きに姿勢を変更し、横置きの状態でシールド機のエレクタに取り付ける。

本実施の形態の姿勢変更装置１は、図１〜図３に示すように、縦置き（両側板２９、２９が上下に位置し、両継手板２７、２７が水平方向の両側に位置する向き）のセグメント２５の内面側に鉛直に設けられる案内手段２と、案内手段２に沿って移動可能な姿勢変更手段１５とを備えている。

案内手段２は、例えば、縦置きのセグメント２５の長手方向の中央部の内面側に鉛直に設けられるレール３と、レール３の両端を縦置きのセグメント２５の上下の側板２９、２９に固定した状態に支持する支持手段６とを備えている。

レール３は、例えば、丸鋼を湾曲させて弓形状に形成したものであって、縦置きのセグメント２５の内面に、内面から外方に膨出するように鉛直に設けられている。なお、レール３は、弓形状に限らず、セグメント２５の内面から外方に膨出する形状であればよい。

レール３は、縦置きのセグメント２５の内面のほぼ全高に行き渡るように、全長が設定されている。また、レール３は、レール３に沿って後述する滑車１６のシーブ１８を移動させる際に、シーブ１８がセグメント２５の内面と干渉しないように、曲率が設定されている。

レール３の長手方向の中央部には、レール３の一部を外側にＣ形状に湾曲させて形成した係止部４が一体に設けられ、この係止部４の内側の凹部５に滑車１６のシーブ１８を係止させることにより、滑車１６がレール３の長手方向の中央部に固定される。係止部４は、滑車１６のシーブ１８の外径寸法に応じて曲率が設定され、例えば、シーブ１８の外周の約１／３が嵌合されるように曲率が設定される。
なお、係止部４は、レール３の長手方向の中央部以外の任意の位置に設けてもよいものであり、その場合には、レール３の任意の位置に滑車１６を固定することができる。

支持手段６は、縦置きのセグメント２５の上下の側板２９、２９間に鉛直に設けられるとともに、両端が上下の側板２９、２９のボルト挿通孔３０、３０を挿通する一対の縦軸７、７と、両縦軸７、７の両端部間を水平方向に連結する一対の横軸９、９と、各縦軸７の両端を各側板２９に連結するねじ締結体１０とを備え、両横軸９、９の中央部にレール３の両端が溶接等により一体に連結されている。

ねじ締結体１０は、各縦軸７の両端部に螺設されるねじ部８と、各縦軸７のねじ部８に螺着される一対のナット（内ナット１１及び外ナット１２）とから構成されるものであって、各縦軸７の両端部のねじ部８に予め内ナット１１を螺合させておき、この状態で、各縦軸７の両端を各側板２９のボルト挿通孔３０内を挿通させ、各側板２９から突出させた各縦軸７の両端に外ナット１２を螺合させ、両ナット１１、１２を締め付けることにより、各縦軸７の両端を各側板２９に連結することができる。

なお、支持手段６の両側板２９、２９への固定強度が確保できる場合には、両縦軸７、７の上端のみをねじ締結体１０によって上側の側板２９に固定し、両縦軸７、７の下端は下側の側板２９のボルト挿通孔３０内を挿通させるだけの構成にしてもよい。

また、支持手段６は、上記の縦軸７と横軸９とを組み合わせた構成のものに限らず、図示はしないが、一対の板状の固定プレート間にレール３の両端を連結し、各固定プレートをねじ締結体（ボルト・ナット）によって各側板２９に固定するように構成してもよい。このような構成の支持手段６は、例えば、コンクリート製セグメントの姿勢の変更に適応することができる。

姿勢変更手段１５は、例えば、ボディ１７と、ボディ１７の下部に回転自在に設けられるとともに、外周面に溝１９が設けられるシーブ１８と、ボディ１７の上部に設けられるリング状の吊具２０と、シーブ１８をボディ１７に回転自在に支持する支持軸、軸受等の支持部材２１とからなる滑車１６であって、ボディ１７内にレール３を挿通させて、シーブ１８の溝１９内にレール３を挿入させることにより、レール３の長手方向に相対移動可能に取り付けられる。

そして、上記のような構成の姿勢変更装置１を用いて、台車の上部に縦置きに積載したセグメント２５を横置きに変更するには、図４に示すように、縦置きのセグメント２５の上下の側板２９、２９間に、支持手段６の一対の縦軸７、７を鉛直に配置する。

そして、各縦軸７の両端を各側板２９のボルト挿通孔３０内を挿通させ、各側板２９から突出させた各縦軸７の両端のねじ部８にそれぞれ外ナット１２を螺合させ、両横軸９、９間に架設されているレール３がセグメント２５の内面側に鉛直に配置されるように、各縦軸７の各側板２９からの突出長さを調整し、予め各縦軸７のねじ部８に螺合させておいた内ナット１１と外ナット１２とを締め付けることにより各縦軸７の両端を各側板２９に固定し、セグメント２５の内面側にレール３を鉛直に配置する。

そして、滑車１６の吊具１９とクレーンのフック（図示せず）との間にワイヤを掛け、クレーンの操作によってワイヤ、滑車１６、及びレール３を介してセグメント２５を縦置きのままの状態で所定の高さまで吊り上げる。

そして、セグメント２５をクレーンのフックに吊り下げた状態で、図５に示すように、セグメント２５の上端を下方（図５中Ａ方向）に少しずつ押し下げることにより、滑車１６のシーブ１８をレール３の一端から他端方向（図５中Ｂ方向）に相対的に移動させ、セグメント２５を縦置きから横置き方向に少しずつ傾斜させていく。

そして、図６に示すように、滑車１６をレール３に沿って相対的に移動させて、滑車１６のシーブ１８をレール３の長手方向の中央部の係止部４の凹部５内に嵌合させることにより、セグメント２５をクレーンのフックに吊り下げたままの状態で横置きに変更することができる。

そして、図７に示すように、セグメント２５を横置き状態に吊り下げた状態で、人力によって図中Ｃ方向に回転させることによりセグメント２５の向きを調整し、その後に、クレーンの操作によってセグメント２５を吊り下ろし、ストックヤードに収納する。

上記のように構成した本実施の形態の姿勢変更装置１にあっては、台車の上部に縦置きに積載したセグメント２５を、縦置きのままの状態で滑車１６、及びレール３を介して吊り上げ、人力によってセグメント２５の上端を下方に押し下げて、滑車１６をレール３に沿って相対的に移動させて、セグメント２５を縦置きから横置き方向に少しずつ傾斜させて、滑車１６をレール３の中央部の係止部４に係止させることにより、縦置きのセグメント２５の姿勢を横置きに変更することができる。

従って、セグメント２５を縦置きから横置きに変更する場合に、ワイヤを複数回掛けなおしてセグメント２５の吊る位置を変える必要はなく、セグメント２５を縦置きから横置きへの変更を容易に、かつ短時間で行うことができる。

また、縦置きのセグメント２５をクレーンのフックにワイヤを介して吊り下げたままの状態で、セグメント２５の姿勢を横置きに変更することができるので、ワイヤを複数回掛けなおして姿勢を変更する場合のように、作業に危険を伴うことがなく、また、セグメント２５を損傷させるようなこともない。

この結果、セグメント２５の単位長さを最大限に大型化しても、台車の上部に縦置きに積載して切羽に搬入し、ストックヤードに横置きに搬入することができるので、シールド工事の工期を大幅に短縮できるとともに、工費を大幅に削減することも可能となる。

なお、上記の説明においては、案内手段２を、丸鋼を湾曲させて弓形状に形成した１本のレール３によって構成し、姿勢変更手段１５をレール３に沿って相対移動可能なシーブ１８を有する滑車１６によって構成したが、丸鋼を湾曲させて弓形状に形成した複数本のレール３を用い、この複数本のレール３を縦置きのセグメント２５の長手方向の中央部の内面側に鉛直に、かつ、隣接するもの同士が互いに平行をなすように設け、各レール３にそれぞれ移動可能に滑車１６を取り付けてもよい。この場合、図８に示すように、例えば２本のレール３を用いる場合には、２つの滑車１６を二又に連結し、両滑車１６、１６のボディ１７の頂部に吊具２０を設け、この吊具２０にワイヤを掛ければよい。
さらに、レール３は、図９に示すように、２つの直線部を繋ぎ合せて三角形状に形成してもよいし、図１０に示すように、傾斜角度の異なる複数の直線部を繋ぎ合わせて多角形状に形成してもよいし、図１１に示すように、曲率の異なる複数の曲線部を組み合わせて湾曲形状に形成してもよいし、図１２に示すように、曲率の異なる複数の曲線部を組み合わせて略山形状に形成してもよい。

また、レール３と滑車１６との組み合わせに限らず、ラックとピニオン、チェーンとスプロケット等の組み合わせによって案内手段２及び姿勢変更手段１５を構成してもよい。ラックとピニオン、チェーンとスプロケット等の組み合わせの場合には、油圧等の動力によって、ピニオン又はスプロケットをラック又はチェーンに沿って移動させるように構成してもよい。

さらに、上記の説明においては、本発明による姿勢変更装置１を、鋼製セグメント２５の姿勢を縦置きから横置きに変更する場合（９０°回転させる場合）に適用したが、これに限らず、鋼製セグメント２５の姿勢を横置きから縦置きに変更する場合に適用してもよい。さらに、９０°に限らず、任意の角度に回転させてもよい。金属セグメント２５を任意の角度に回転させる場合には、任意の角度に対応するレール３の部分に係止部４を設けておき、この係止部４に滑車１６のシーブ１８を係止させることにより、任意の角度に金属セグメント２５を固定すればよい。

さらに、上記の説明においては、本発明による姿勢変更装置１を鋼製セグメント２５に適用したが、コンクリート製セグメントに本発明を適用してもよいものであり、その場合にも同様の作用効果を奏する。

さらに、上記の説明においては、本発明による姿勢変更装置１を湾曲板状の鋼製セグメント２５に適用したが、その他の各種の湾曲板状の対象物に本発明を適用してもよい。湾曲板状の対象物に本発明を適用する場合には、対象物を吊り上げて回転させる場合に、対象物の重心を回転方向の前方側に順次移動させることができるので、対象物が重量物であっても容易に姿勢を変更することができる。

さらに、セグメントに限らず、長い棒状のもの、細長い板状のもの、多角形状のもの等、各種の形状の対象物の姿勢の変更に本発明を適用してもよいものであり、その場合にも、同様の作用効果を奏する。

１ 姿勢変更装置
２ 案内手段
３ レール
４ 係止部
５ 凹部
６ 支持手段
７ 縦軸
８ ねじ部
９ 横軸
１０ ねじ締結体
１１ 内ナット
１２ 外ナット
１５ 姿勢変更手段
１６ 滑車
１７ ボディ
１８ シーブ
１９ 溝
２０ 吊具
２１ 支持部材
２５ 鋼製セグメント（セグメント）
２６ スキンプレート
２７ 継手板
２８ ボルト挿通孔
２９ 側板
３０ ボルト挿通孔
３２ 注入孔

Claims (3)

1. シールド工法に用いる湾曲形状のセグメントを吊り上げた状態で鉛直面内で回転させることにより姿勢を変更するための姿勢変更装置であって、
   前記セグメントの内面に、該内面から膨出するように取り付けられる案内手段と、該案内手段に沿って移動可能であるとともに、該案内手段を介して前記セグメントを吊り上げ可能な姿勢変更手段とを備え、
   前記案内手段は、前記セグメントの内面から外方に膨らむ湾曲形状又は屈曲形状をなすレールと、該レールの両端部を前記セグメントに支持する支持手段とからなり、
   前記レールは、前記セグメントが、その湾曲方向両端部が水平方向両端部となるように設置された状態で、前記レールの両端が前記セグメントの内面の上部と下部に前記支持手段により支持され、
   前記姿勢変更手段は、前記レールに沿って移動可能なシーブを有する滑車からなることを特徴とする姿勢変更装置。
2. 前記レールの長手方向の中央部には、前記滑車を前記レールの長手方向の任意の位置に係止させるための係止部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の姿勢変更装置。
3. 請求項１又は２に記載の姿勢変更装置を用いた姿勢変更方法であって、
   前記姿勢変更手段により前記案内手段を介して前記セグメントを吊り上げ、この状態で、前記姿勢変更手段を前記案内手段に沿って移動させて、前記セグメントを鉛直面内で回転させることにより、前記セグメントの姿勢を変更することを特徴とする姿勢変更方法。

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