JP7102236B2 - 姿勢切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、吊上げた対象物の姿勢を切り替えるための姿勢切替装置に関する。

従来、型枠から脱型したコンクリートセグメントを吊上げて運搬する際、吊上げたコンクリートセグメントの姿勢を切り替えることができる吊上げ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
円弧形状のコンクリートセグメントを、円弧内面を下向きにしたまま保管すると、自重により円弧が広がるように変形してしまうおそれがあるので、一方の側面を下にした縦置きで保管するために、吊上げ装置で吊上げたコンクリートセグメントを運搬する際にその姿勢を切り替えるようにしている。
この吊上げ装置は、吊ワイヤーで水平に吊るされる横長なメインビームと、メインビームの両端に回動自在に連結されている反転ビームとを備えており、その反転ビームに保持された状態でコンクリートセグメントの姿勢が切り替えられるようになっている。

実開平５－８９３８５号公報

しかしながら、上記特許文献１の吊上げ装置は、コンクリートセグメントよりも一回り大きな反転ビームと、反転ビームよりも一回り大きなメインビームとを備えた比較的長尺な装置であるので、狭隘な空間での使用には不向きなものであった。
例えば、この吊上げ装置で吊上げたコンクリートセグメントの長手方向の向きを９０°切り替える場合、横長なメインビームを水平に旋回させることになるので、その旋回が可能な十分な空間がなければ、コンクリートセグメントの運搬に支障をきたしてしまうことがある。

本発明の目的は、吊上げられた対象物の姿勢を運搬するのに適した姿勢に切り替えることができる姿勢切替装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明は、
吊上げる対象物に組み付けられ、吊上げられた前記対象物の姿勢を切り替える姿勢切替装置であって、
前記対象物の長手方向に沿って配設されるレールと、
前記レールに沿って移動可能に設置され、前記対象物を吊上げる吊上げ機によって係止される吊部が設けられている台車と、
前記台車を前記レールに沿って移動させる駆動手段と、
を備えており、
前記駆動手段は、前記レールの一端側に設置されたウインチと、前記台車に取り付けられた滑車と、を備え、
前記ウインチから繰り出されたワイヤー部材が前記滑車で折り返すように掛けられており、その滑車で折り返した前記ワイヤー部材の端部が前記ウインチ側の所定位置に固定されており、
当該姿勢切替装置は、前記ウインチから繰り出されたワイヤー部材の長さに応じた姿勢で、前記対象物とともに前記吊上げ機によって吊られるように構成されているようにした。

かかる構成の姿勢切替装置を吊上げる対象物に組み付け、その姿勢切替装置の吊部を係止した吊上げ機によって対象物とともに姿勢切替装置を吊上げた状態で、吊部が設けられている台車をレールに沿って移動させると、組み付けられて一体になっている対象物と姿勢切替装置の重心の位置が移動する。
このように、対象物とともに吊上げられている姿勢切替装置の台車をレールに沿って移動させることで、一体に組み付けられている対象物と姿勢切替装置の重心の位置を移動させるようにして、吊上げられている対象物の姿勢を切り替えることができる。
つまり、この姿勢切替装置を利用すれば、姿勢切替装置と一体に吊上げられている対象物の姿勢を切り替えることができるので、吊上げられた対象物の姿勢を運搬するのに適した姿勢に切り替えることができる。

ここで、ワイヤー部材の端部が固定される「所定位置」とは、例えば、レールの一端部に設けられた係止部、ウインチの本体部に設けられた係止部、ウインチの支持台に設けられた係止部であるとする。
また、ここで、「ウインチから繰り出されたワイヤー部材の長さに応じた姿勢」とは、一体に組み付けられている対象物と姿勢切替装置の重心の位置と、吊部と、吊上げ機とが鉛直に並ぶバランスに応じた姿勢であるとする。
つまり、ウインチから繰り出されたワイヤー部材の長さに応じて、対象物とともに吊上げられている姿勢切替装置の台車をレールに沿って移動させることで、一体に組み付けられている対象物と姿勢切替装置の重心の位置を移動させるようにして、吊上げられている対象物の姿勢を切り替えることができる。

そして、例えば、吊上げる対象物とともに姿勢切替装置を吊上げた状態でウインチからワイヤー部材を繰り出すと、台車がウインチから離れる方向に移動し、その重心の位置の移動に伴い、吊上げられている対象物の姿勢を切り替えることができる。
また、吊上げる対象物とともに姿勢切替装置を吊上げた状態でウインチにワイヤー部材を巻き取ると、台車がウインチに近付く方向に移動し、その重心の位置の移動に伴い、吊上げられている対象物の姿勢を切り替えることができる。

また、望ましくは、
前記レールの一端側には、前記台車が前記ウインチに近付き過ぎないようにその移動を規制する第１ストッパーが設けられ、
前記レールの他端側には、前記台車が前記ウインチから離れ過ぎないようにその移動を規制する第２ストッパーが設けられているようにする。

こうすることで、対象物とともに吊上げられている姿勢切替装置の台車をレールに沿って好適に移動させることができ、吊上げられている対象物の姿勢を好適に切り替えることができる。

本発明によれば、姿勢切替装置とともに吊上げられた対象物の姿勢を運搬するのに適した姿勢に切り替えることができる。

本実施形態の姿勢切替装置を示す上面図（ａ）と、側面図（ｂ）である。 本実施形態の姿勢切替装置の台車部分の拡大図であり、上面図（ａ）と、側面図（ｂ）と、正面図（ｃ）である。 姿勢切替装置による対象物の姿勢の切り替えに関する説明図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）である。 姿勢切替装置を使用する態様の一例を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る姿勢切替装置の実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

姿勢切替装置は、吊上げる対象物に組み付けて、その対象物を吊上げるのに使用する装置であり、特に、吊上げた対象物の姿勢を切り替えるために使用する。
吊上げた対象物の姿勢を切り替えるためにその対象物に組み付けられた姿勢切替装置は、対象物とともに吊上げられた状態で使用する装置である。
本実施形態では、シールドトンネルを切断するなどして解体した解体材を対象物とし、その解体材（対象物）を吊上げてその姿勢を切り替えるのに用いる姿勢切替装置について説明する。

本実施形態の姿勢切替装置１００は、例えば、図１（ａ）（ｂ）、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、解体材Ｔの長手方向に沿って配設される一対のレール１０と、レール１０に沿って移動可能に設置されている台車２０と、台車２０をレール１０に沿って移動させる駆動手段としてのウインチ３０及び滑車３１等を備えている。
台車２０には、解体材Ｔを吊上げる吊上げ機によって係止される吊部２１が設けられている。

レール１０は、例えば、Ｉ形鋼あるいはＨ形鋼からなる部材であり、解体材Ｔの円弧外面の曲率に応じて湾曲した形状に形成されている。
一対のレール１０の下面には、レール１０と交差する向きに配された複数（本実施形態では７枚）の鋼板１１が所定間隔をあけて溶接などで固設されている。
この鋼板１１がボルトＢによって解体材Ｔに固定されて、解体材Ｔの円弧外面に一対のレール１０が配設されている。

また、レール１０の一端側（後述するウインチ３０側（支持台３０ａ側））には第１ストッパー１２が設けられており、レール１０の他端側には第２ストッパー１３が設けられている。
この第１ストッパー１２と第２ストッパー１３は、レール１０に沿って移動する台車２０の移動を規制するための部材であり、台車２０は第１ストッパー１２と第２ストッパー１３の間を移動範囲としている。
なお、レール１０の一端側の第１ストッパー１２は、台車２０が後述するウインチ３０に近付き過ぎないようにその移動を規制する機能を有し、レール１０の他端側の第２ストッパー１３は、台車２０が後述するウインチ３０から離れ過ぎないようにその移動を規制する機能を有している。

台車２０は、台車本体２０ａと、台車本体２０ａの上面に設けられている吊部２１と、台車本体２０ａに設けられている４つの車輪部２２と、台車本体２０ａの前後に設けられているゴムバッファー２３等を備えている。

吊部２１は、クレーンなどの吊上げ機によって係止される部材であり、例えば、この吊部２１にクレーンのフックＦが掛けられるようになっている。
また、この吊部２１にはリング２１ａ（図３参照）が連結されていてもよく、そのリング２１ａにクレーンのフックＦを掛けるようにしてもよい。その場合、リング２１ａを介してクレーンのフックＦが吊部２１に掛けられるようになる。

車輪部２２は、レール１０の上フランジの上面に当接して転動する１つの上車輪２２ａと、レール１０の上フランジの下面に当接して転動する４つの下車輪２２ｂとを備えており、上車輪２２ａと下車輪２２ｂがレール１０の上フランジを挟んだ状態で回転し、台車２０がレール１０に沿って移動するようになっている。

ゴムバッファー２３は、レール１０に設けられている第１ストッパー１２や第２ストッパー１３によって台車２０の移動が規制される際、台車２０が第１ストッパー１２や第２ストッパー１３に突き当たる衝撃を緩衝するための部材である。

駆動手段を構成するウインチ３０は、レール１０の一端側の配置に設けられた支持台３０ａ上に設置されている。なお、支持台３０ａは、レール１０の一端部に溶接などで固設されている。その支持台３０ａは、ボルトＢによって解体材Ｔに固定されている。
駆動手段を構成する滑車３１は、台車２２（台車本体２０ａ）に取り付けられており、その中心軸を軸心に回転自在である。
この滑車３１は、滑車３１の中心軸と直交し、レール１０の長手方向と直交する向きの支持軸３１ａを介して台車２２（台車本体２０ａ）に揺動可能に取り付けられている。

そして、ウインチ３０から繰り出されたワイヤー部材３０ｂが滑車３１で折り返すように掛けられており、その滑車３１で折り返したワイヤー部材３０ｂの端部３０ｃがウインチ３０側であるレール１０の一端側の位置（例えば、支持台３０ａの係止部）に固定されている。
また、所定の鋼板１１（本実施形態では、図１（ｂ）の図中、左から３番目と５番目の鋼板１１）には、ウインチ３０から繰り出されたり、ウインチ３０に巻き取られたりするワイヤー部材３０ｂを案内するガイドプーリー３２が配設されている。

このような構造を有して、解体材Ｔに組み付けられた姿勢切替装置１００は、ウインチ３０が台車２０よりも高い位置にならない姿勢で解体材Ｔとともに吊上げ機によって吊られるように構成されている。
ここで、姿勢切替装置１００が、ウインチ３０が台車２０よりも高い位置にならない姿勢で解体材Ｔとともに吊上げ機によって吊られるようにするため、レール１０や台車２０やウインチ３０等の配置が設定されており、ウインチ３０に台車２０が最も近付いた状態（図３（ｇ）参照）で、ウインチ３０が台車２０よりも高い位置にならない重量バランスで、姿勢切替装置１００が解体材Ｔに組み付けられている。
つまり、ウインチ３０が台車２０よりも高い位置にならない姿勢を保つバランスで解体材Ｔとともに吊上げ機によって吊られるように、姿勢切替装置１００は解体材Ｔに組み付けられている。

そして、解体材Ｔとともに吊上げられた状態の姿勢切替装置１００において、ウインチ３０からワイヤー部材３０ｂを繰り出すことで、ウインチ３０から離れる方向に台車２０が移動するようになっている。
また、解体材Ｔとともに吊上げられた状態の姿勢切替装置１００において、ウインチ３０にワイヤー部材３０ｂを巻き取ることで、ウインチ３０に近付く方向に台車２０が移動するようになっている。

具体的には、図３（ａ）に示すように、クレーン（吊上げ機）のフックＦをリング２１ａを介して吊部２１に掛けて、解体材Ｔとともに姿勢切替装置１００を吊上げた状態で、台車２０が第２ストッパー１３に突き当たるまでウインチ３０からワイヤー部材３０ｂを繰り出すと、解体材Ｔを縦向きの姿勢（９０°の姿勢）に吊るすことができる。
この状態からウインチ３０にワイヤー部材３０ｂを巻き取ると、台車２０がウインチ３０に近付く方向に移動し、図３（ｂ）に示す７５°の姿勢、図３（ｃ）に示す６０°の姿勢、図３（ｄ）に示す４５°の姿勢、図３（ｅ）に示す３０°の姿勢、図３（ｆ）に示す１５°の姿勢、図３（ｇ）に示す０°の姿勢（横向きの姿勢）に切り替えて、解体材Ｔを吊るすことができる。なお、解体材Ｔを横向きの姿勢（０°の姿勢）に吊るした状態では、台車２０が第１ストッパー１２に突き当たっている。

同様に、図３（ｇ）に示すように、クレーン（吊上げ機）のフックＦをリング２１ａを介して吊部２１に掛けて、解体材Ｔとともに姿勢切替装置１００を吊上げた状態で、台車２０が第１ストッパー１２に突き当たるまでウインチ３０にワイヤー部材３０ｂを巻き取ると、解体材Ｔを横向きの姿勢（０°の姿勢）に吊るすことができる。
この状態からウインチ３０のワイヤー部材３０ｂを繰り出すと、台車２０がウインチ３０から離れる方向に移動し、図３（ｆ）に示す１５°の姿勢、図３（ｅ）に示す３０°の姿勢、図３（ｄ）に示す４５°の姿勢、図３（ｃ）に示す６０°の姿勢、図３（ｂ）に示す７５°の姿勢、図３（ａ）に示す９０°の姿勢（縦向きの姿勢）に切り替えて、解体材Ｔを吊るすことができる。なお、解体材Ｔを縦向きの姿勢（９０°の姿勢）に吊るした状態では、台車２０が第２ストッパー１３に突き当たっている。

このように、図３（ａ）～（ｇ）に示すように、解体材Ｔに姿勢切替装置１００を組み付け、解体材Ｔとともに姿勢切替装置１００を吊上げた状態でウインチ３０を作動させて、レール１０に沿って台車２０を移動させると、一体に組み付けられている解体材Ｔと姿勢切替装置１００の重心Ｇの位置が移動する。この重心Ｇの位置が移動することに伴い、吊上げられている解体材Ｔの姿勢を切り替えることができる。
つまり、解体材Ｔとともに吊上げられている姿勢切替装置１００の台車２０をレール１０に沿って移動させることで、一体に組み付けられている解体材Ｔと姿勢切替装置１００の重心Ｇの位置を移動させるようにして、吊上げられている解体材Ｔの姿勢を切り替えることができる。

なお、図３（ａ）～（ｇ）に示すように、姿勢切替装置１００と解体材Ｔの合成された重心Ｇは、解体材Ｔの弧の中点付近の内側にある。
そして、一体に組み付けられている解体材Ｔと姿勢切替装置１００を、台車２０の吊部２１を介してクレーンのフックＦに掛けて吊り上げると、上からフックＦ→吊部２１→重心Ｇの順に鉛直に並ぶようになる。
ここでウインチ３０から繰り出されたワイヤー部材３０ｂの長さに応じて台車２０（吊部２１）を移動させると、フックＦと吊部２１と重心Ｇが鉛直に並ぶ関係を保つように、一体に組み付けられている解体材Ｔと姿勢切替装置１００の姿勢を切り替えることができる。
このように、姿勢切替装置１００はレール１０と台車２０とウインチ３０（駆動手段）を用いて、一体に組み付けられた解体材Ｔと姿勢切替装置１００の重心Ｇを連続的に変化させることにより、吊上げられている解体材Ｔの姿勢を切替えることができる。

例えば、図３（ａ）に示したように、解体材Ｔを縦向きの姿勢（９０°の姿勢）に吊るした状態であれば、横方向（前後方向や左右方向）に狭い空間であっても、その解体材Ｔを吊るした状態で搬送することができる。
また、図３（ａ）に示したように、解体材Ｔを縦向きの姿勢（９０°の姿勢）に吊るした状態であれば、鉛直な軸を中心に回転させる際の回転半径が小さくて済むので、横方向（前後方向や左右方向）に狭い空間であっても、鉛直な軸を中心に回転させて解体材Ｔの向きを切り替えることができる。

例えば、図３（ｇ）に示したように、解体材Ｔを横向きの姿勢（０°の姿勢）に吊るした状態であれば、縦方向（上下方向）に狭い空間であっても、その解体材Ｔを吊るした状態で搬送することができる。
また、図３（ｇ）に示したように、解体材Ｔを横向きの姿勢（０°の姿勢）に吊るした状態であれば、縦方向（上下方向）に狭い空間であっても、鉛直な軸を中心に回転させて解体材Ｔの向きを切り替えることができる。

そして、例えば、図４に示すように、狭隘な空間でシールドトンネルを切断するなどして解体した解体材Ｔを吊上げ機である天井クレーンＣによって吊上げて、解体材仮置場Ｒまで運搬する際、吊上げられている解体材Ｔの姿勢を適宜切り替えるようにすれば、好適に解体材Ｔを運搬することができる。

以上のように、本実施形態の姿勢切替装置１００であれば、姿勢切替装置１００を解体材Ｔに組み付け、その姿勢切替装置１００とともに吊上げられた解体材Ｔの姿勢を縦向きや横向きに切り替えることができ、吊上げた解体材Ｔの姿勢を運搬するのに適した姿勢に切り替えることができる。

なお、以上の実施の形態においては、レール１０に沿って台車２０を移動させる駆動手段としてウインチ３０及び滑車３１を用いた場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、台車２０（台車本体２０ａ）に設置したモータによって正転方向および逆転方向に回転されるピニオンと、レール１０に沿わせて設置したそのピニオンと歯合するラックとを備えた、ラック・アンド・ピニオンの機構を駆動手段として用いて、台車２０をレール１０に沿って移動させるようにしてもよい。
ラック・アンド・ピニオンの機構を駆動手段とした姿勢切替装置１００であっても、姿勢切替装置１００とともに吊上げられた解体材Ｔの姿勢を運搬するのに適した姿勢に切り替えることができる。

また、以上の実施の形態においては、吊上げる対象物として、シールドトンネルを解体した円弧状の解体材Ｔを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吊上げる対象物は任意であり、例えば、長方形状のブロック材などであってもよい。

また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

１０ レール
１１ 鋼板
１２ 第１ストッパー
１３ 第２ストッパー
２０ 台車
２０ａ 台車本体
２１ 吊部
２１ａ リング
２２ 車輪部
２２ａ 上車輪
２２ｂ 下車輪
２３ ゴムバッファー
３０ ウインチ（駆動手段）
３０ａ 支持台
３０ｂ ワイヤー部材
３１ 滑車（駆動手段）
３１ａ 支持軸
３２ ガイドプーリー
１００ 姿勢切替装置
Ｔ 解体材（対象物）
Ｆ フック（吊上げ機のフック）
Ｃ 天井クレーン（吊上げ機）
Ｇ 重心

Claims (2)

1. 吊上げる対象物に組み付けられ、吊上げられた前記対象物の姿勢を切り替える姿勢切替装置であって、
   前記対象物の長手方向に沿って配設されるレールと、
   前記レールに沿って移動可能に設置され、前記対象物を吊上げる吊上げ機によって係止される吊部が設けられている台車と、
   前記台車を前記レールに沿って移動させる駆動手段と、
   を備えており、
   前記駆動手段は、前記レールの一端側に設置されたウインチと、前記台車に取り付けられた滑車と、を備え、
   前記ウインチから繰り出されたワイヤー部材が前記滑車で折り返すように掛けられており、その滑車で折り返した前記ワイヤー部材の端部が前記ウインチ側の所定位置に固定されており、
   当該姿勢切替装置は、前記ウインチから繰り出されたワイヤー部材の長さに応じた姿勢で、前記対象物とともに前記吊上げ機によって吊られるように構成されていることを特徴とする姿勢切替装置。
2. 前記レールの一端側には、前記台車が前記ウインチに近付き過ぎないようにその移動を規制する第１ストッパーが設けられ、
   前記レールの他端側には、前記台車が前記ウインチから離れ過ぎないようにその移動を規制する第２ストッパーが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の姿勢切替装置。

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