JP7555596B2 - セントルフォーム側板におけるカラーの固定方法及びセントルフォーム側板の反転装置 - Google Patents

Description

本発明は、トンネルの内周面における覆工コンクリートの成形に用いられるセントルにおいて、その覆工コンクリートの成形面を有するセントルフォーム（以下、主として単にフォームという）に関するものである。特に、本発明は、隣接使用されるセントルフォーム側板におけるカラーの固定方法及びセントルフォーム側板の反転装置に関するものである。

特許文献１には、図１及び図２に示す技術が開示されている。すなわち、トンネル１１の内周面に打設される覆工コンクリート１２は、コンクリート形枠装置としてのセントル１３によって成形される。セントル１３は、複数のフォーム１４を連結して構成される。各フォーム１４は覆工コンクリート１２の内周面を成形するための面板１６と、その面板１６の両側端に位置するセントルフォーム側板（以下、側板という）１７とを有する。そして、図２及び図３に示すように、トンネル延長方向である横方向に隣接するフォーム１４は、側板１７において図示しないボルトによって連結される。

特開２０１７－１２５３２５号公報

ここで、隣接するフォーム１４の面板１６間に高低差が生じると、覆工コンクリート１２の内周面に段差が生じて、覆工コンクリート１２の外観品質が劣化する。このため、図３及び図４（ａ）に示すように、隣接する両側板１７の位置決め孔１９には、位置決めのためのカラー１８を固定して、そのカラー１８の中心孔１８ｃを通る連結ピン２０によって、両側板１７が位置決めされる。カラー１８は、大径部１８ａと小径部１８ｂとを有しており、小径部１８ｂが前記位置決め孔１９に嵌合されるとともに、大径部１８ａが側板１７の側面に溶接される。前記小径部１８ｂの高さは、２枚重ねられた側板１７の対１７１（以下、側板対という）の位置決め孔１９の深さより低く形成されている。側板１７には、位置決め孔１９以外に複数の孔２１が形成されており、これらの孔２１は、前記ボルトなど、他の用途のためのものである。

なお、側板１７には、補強などのための機能部品２４が溶接されている。
隣接される２枚の側板１７のカラー１８は、両側板１７の位置合わせ状態で相互に位置決めされる。すなわち、２枚の側板１７は重ねられて、それらの外周端面が位置合わせされた状態で固定されて、側板対１７１となる。両側板１７の位置合わせ固定は、位置決め孔１９以外の孔２１を通るボルト（図示しない）及びナット（図示しない）などの仮止め部材２３によって行われる。そして、両側板１７の位置合わせ状態が維持された状態で、図４（ｂ）に示すように、側板対１７１が水平面内に保持される。この状態で、一方の側板１７の位置決め孔１９にカラー１８が嵌合されるとともに、溶接される。

次いで、側板対１７１が上下反転されて、図４（ｃ）に示すように、他方の側板１７の他のカラー１８が嵌合されるとともに、両カラー１８の中心孔１８ｃに連結ピン２０と同様な芯合わせピン２２が挿入されて、両カラー１８の芯合わせが実行される。この状態で、他のカラー１８がすでに溶接されたカラー１８と同様に側板１７に溶接される。ただし、この溶接は、図４（ｃ）に示す姿勢で行われても、図４（ａ）に示す立てた姿勢で行われてもよい。

従って、両側板１７及び両側板１７のカラー１８がそれぞれ相互に位置決めされる。その後、これらの側板１７を重ね合わせ状態から分離して、面板１６と一体化してフォーム１４が製造される。そして、図３及び図４（ａ）に示すように、そのフォーム１４をセントル１３として組み付ける場合、位置合わせされた対の２枚の側板１７を隣接させて、カラー１８を対向させる。そして、連結ピン２０によって両カラー１８を位置決め状態で連結させれば、隣接する側板１７が外形一致状態で接合される。従って、隣接するフォーム１４の面板１６が同一平面を形成するように連続される。

ところで、前述のように、両側板１７にカラー１８を取り付ける場合、側板１７を反転動作させることが必要である。
この場合、２枚の側板１７よりなる側板対１７１は、大重量であるために、従来は、クレーン（図示しない）が用いられる。つまり、側板対１７１にクレーンのチャックを取り付けて、その側板対１７１が吊り上げられて、作業位置に搬送される。そして、その作業位置において、クレーンのチャックが外されて、一方の側板１７にカラー１８が取り付けられる。次いで、側板対１７１に再度チャックが取り付けられて、吊り上げられた後に、表裏反転をともないながら、側板対１７１が吊り下げられて、再度作業位置に設置されるとともに、チャックが外される。そして、カラー１８の取り付け作業終了後、側板対１７１にチャックが取り付けられて、側板対１７１が吊り上げられて、搬出される。

以上のように、従来は、側板対１７１の作業位置における反転において、クレーンのチャックの取り付け・取り外しや、クレーンによる吊り上げ・吊り下げを実行する必要があった。従って、手間がかかって、作業効率が悪いものであった。

また、工場内においては、クレーンの装備台数に制限がある。従って、前記のように、クレーンを頻繁に使用することは、他の作業の進行を遅らせるため、工場内の生産効率を低下させることに直結する。

本発明のセントルフォーム側板における位置決め部の固定方法においては、セントルフォームの２枚の側板を重ねて位置合わせし、この状態で、それらの側面が上向きになるように反転動作させ、各反転位置において、側板対に対して、側板どうしを位置決めするためのカラーを固定する方法であって、前記側板対を垂直面内において回転される支持体に支持して、支持体の回転によって前記反転動作を実行することを特徴とする。

以上の方法においては、側板対を支持体に支持すれば、クレーンを用いる必要がない。このため、クレーンによる吊り上げ・吊り下げやチャックの脱着が不要になる。従って、側板に対するカラーの取り付けを容易に行うことができる。

また、本発明のセントルフォーム側板の反転装置においては、重ね合わされた状態のセントルフォームの側板対を支持可能にした支持体と、その支持体を１８０度離れた２位置間で旋回させる駆動手段とを備えたことを特徴とする。

従って、駆動手段によって支持体を回転させれば、側板対を容易に反転させることができる。

本発明は、クレーンなどを用いることなく、側板を容易に反転させることができるため、カラーの取り付けを容易に行うことができる効果がある。

セントルの使用状態におけるトンネルの断面図。 フォームの組立状態を示す斜視図。 図２とは異なる方向から見たフォームの組立状態を示す斜視図。 （ａ）は、隣接するフォームのカラー部分の断面図、（ｂ）は、一方の側板にカラーを取り付けた状態を示す断面図、（ｃ）は、両側板にカラーを取り付けた状態を示す断面図。 反転装置の本体を示す斜視図。 （ａ）は反転装置の本体を示す側断面図、（ｂ）は一部拡大断面図。 反転装置に側板対を支持した状態を示す正面図。 １枚目の側板にカラーを取り付ける状態を示す斜視図。 側板対を起立させた状態を示す斜視図。 ２枚目の側板にカラーを取り付ける状態を示す斜視図。

本発明を具体化したセントルフォーム側板におけるカラーの固定方法及びセントルフォーム側板の反転装置の実施形態を図面に従って説明する。
（反転装置）
はじめに、反転装置の構成を説明する。

図５及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、反転装置３０の本体３１の基台３２には一対のスタンド３３が立設されており、両スタンド３３の上端の軸受３３ａ間には、作動軸３４が回転可能に支持されている。基台３２上には駆動手段としてのブレーキ付きギヤドモータ（以下、単にモータという）３５が支持されており、そのモータ軸３６が減速歯車３７，３８を介して作動軸３４に連結されている。

両スタンド３３間において、作動軸３４にはアームユニット４１が固定されている。このアームユニット４１には後述の側板対１７１を支持可能にした支持体としての一対のアーム４２が相互間隔をおいて設けられている。図６（ｂ）に示すように、両アーム４２の先端には突起としての小径部４３が形成されるとともに、小径部４３の先端にはねじ部としてのねじ孔４４が形成されている。両アーム４２の先端面は支持面としての受け面４５になっている。小径部４３の高さは、２枚の側板１７よりなる側板対１７１の厚さより低くなっている。

そして、図６（ａ）に実線及び２点鎖線で示すように、モータ３５の駆動によって、アーム４２が垂直面内を旋回できるようになっている。本実施形態においては、作業者の操作に従う制御装置の作動によって、アーム４２が第１～第３位置Ｐ１～Ｐ３において停止できるようになっている。第１位置Ｐ１においては、受け面４５が上向きの水平面内に位置し、第２位置Ｐ２においては、受け面４５が垂直面内に位置し、第３位置Ｐ３においては、受け面４５が第１位置Ｐ１と同じ高さで下向きの水平面内に位置する。図７～図９に示す３９は、モータ３５を覆うためのカバーを示す。

反転装置３０の本体３１の両側において、床面には反転装置３０を構成する支保部材５１が設置される。この支保部材５１は下端にキャスタ５２を有しているため、床面などの支保部材５１の設置面上を全方位において自在に移動できる。支保部材５１の上端には複数の支えピン５３が上向きに設けられている。この支えピン５３の上端は、前記第１位置Ｐ１及び第３位置Ｐ３の受け面４５の高さと同じ高さになっている。

（側板の位置合わせ方法）
次に、前記反転装置３０を使用する側板１７の位置合わせ方法について説明する。ここでは、セントル１３の例えばサイドフォームの側板１７が位置合わせ方法の対象となる。

図４（ｃ）及び図７～図１０に示すように、２枚の側板１７は、前工程において、適当な複数位置の孔２１にボルトなどの仮止め部材２３が挿入されることにより、仮決めされる。この段階で、２枚の側板１７は、それらの外周端が一致するように相互に位置合わせされた側板対１７１となる。

この状態で、図９に示すように、アーム４２を第２位置Ｐ２に配置する。そして、図６（ａ）に示すように、側板対１７１がその中央部の一対の孔２１において両アーム４２の先端の小径部４３に支持される。ただし、図６（ａ）は、側板対１７１を水平状態で描いている。そして、小径部４３のねじ孔４４にボルト４６が螺合される。このようにすれば、側板１７は、ボルト４６の頭部によってワッシャ４７を介して締め付けられて、アーム４２の先端の受け面４５とワッシャ４７との間に挟持される。

次いで、アーム４２を図６（ａ），図６（ｂ），図７及び図８に示す第１位置Ｐ１に配置する。このようにすれば、側板対１７１が側面上向きに位置される。このとき、図７に示すように、側板対１７１の両端側が自重によって垂れ下がらないように、側板対１７１の両端部の下側に支保部材５１を配置して、側板対１７１を支えピン５３によって下側から受けるようにする。

この状態において、図４（ｂ）に示すように、上側の側板１７の位置決め孔１９にカラー１８がその小径部１８ｂにおいて嵌合されるとともに、そのカラー１８がその大径部１８ａにおいて側板１７に溶接される。

次いで、アーム４２を図１０に示す第３位置Ｐ３に配置する。このようにすれば、側板対１７１を上下反転して、側板対１７１は、反対側の側面が上向きにされる。この場合も、支保部材５１の支えピン５３によって側板対１７１は両端部が垂れ下がることなく保持される。

この状態で、図４（ｃ）に示すように、上側の側板１７の位置決め孔１９にカラー１８を嵌合するとともに、このカラー１８とすでに溶接固定されたカラー１８の中心孔１８ｃとに芯合わせピン２２を挿入する。この場合、カラー１８とすでに溶接されたカラー１８との間に芯ずれが生じていても、溶接されていないカラー１８は、その小径部１８ｂと位置決め孔１９の内周面との間のクリアランスによって移動される。このため、両カラー１８が芯合わせされる。このようにすれば、２枚の側板１７が位置決めされた状態で、カラー１８どうしも位置決めされる。そして、この位置決め状態で、後から嵌合されたカラー１８も側板１７に溶接される。

このように、カラー１８を介して相互に位置決めされた側板１７は、アーム４２を第２位置Ｐ２に配置して、ボルト４６を外すことにより、アーム４２から外されて、後工程に送られる。

なお、図８～図９においては、アーム４２の第２位置Ｐ２において、側板１７の両端側が中央部より上方に位置するように、側板１７をアーム４２に支持した。これとは逆に、側板１７の両端側が中央部より下方に位置するように、側板１７をアーム４２に支持してもよい。

側板１７に固定される機能部品２４は、側板１７が第１位置Ｐ１～第３位置Ｐ３のいずれかの位置において、側板１７に溶接されればよい。
その後、後工程において、芯合わせピン２２や仮止め部材２３などが外されて、両側板１７が分離される。そして、側板１７と面板１６とが溶接されて、フォーム１４が製造される。

そして、そのフォーム１４をセントル１３として組み付ける際に、隣接する側板１７を位置合わせ時と同じ対の関係にして、両カラー１８の中心孔１８ｃに連結ピン２０を挿入すれば、両カラー１８が規定の位置関係になる。従って、両カラー１８を介して隣接するフォーム１４も適正な位置関係となって、隣接する面板１６も同一面上において連続する。このため、トンネルの覆工コンクリート１２の内周面の外観品質を向上できる。

（実施形態の効果）
本実施形態は、以下の効果がある。
（１）側板対１７１がアーム４２に支持された状態で、側板対１７１の１８０度離れた表裏の反転動作がアーム４２の回転によって実行される。そして、側板対１７１が各反転位置においてアーム４２に支持された状態で、側板対１７１に対するカラー１８の取り付けが行われる。従って、クレーンによる側板対１７１の吊り上げ・吊り下げや、チャックの取り付け・取り外しを行う必要がない。このため、カラー１８の取り付けを短時間で容易に行うことができる。

（２）側板対１７１の反転において、クレーンを用いる必要がないため、工場内における実施形態とは別のクレーン作業の支障になることを回避できる。
（３）側板対１７１をアーム４２の先端面とボルト４６の頭部との間に挟持できるため、側板対１７１の余分な動きを阻止できる。従って、カラー１８の取り付け作業などを能率よく行うことができる。

（４）側板対１７１が水平面内における第１位置Ｐ１及び第３位置Ｐ３に配置された状態において、側板対１７１の両端部を支保部材５１によって下方から受けることができる。従って、その両端部の垂れ下がりや不要な動きを防止できて、カラー１８の取り付け作業を正確かつ効率よく行うことができる。

（変更例）
本発明は前記両実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化してもよい。そして、前記両実施形態と以下の変更例とは矛盾しない範囲内で相互に組み合わせることができる。

・前記実施形態では、本発明をサイドフォームの側板におけるカラーの取り付けにおいて具体化したが、天フォーム、インバートフォームなどの他の種類のフォームにおいて具体化すること。

・前記実施形態では、側板対１７１をボルト４６によってアーム４２に支持した。これに変えて、側板対１７１を磁気吸着によってアーム４２に吸着して保持すること。
・前記実施形態では、前記アーム４２の小径部４３の先端にねじ孔４４を形成した。この構成に対し、小径部４３の先端に雄ねじを設け、その雄ねじに螺合されるナットによってアーム４２の先端の側板対１７１を締め付けるようにすること。

１７…側板
１９…位置決め孔
１８…カラー
２０…連結ピン
３０…反転装置
３１…本体
４１…アームユニット
４２…アーム
５１…支保部材
１７１…側板対
Ｐ１…第１位置
Ｐ２…第２位置
Ｐ３…第３位置

Claims (6)

1. セントルフォームの２枚の側板どうしを位置決めするための連結ピンが挿入される孔を有する２つのカラーを、前記セントルフォームを構成する面板と一体化される前の２枚の前記側板のそれぞれに固定するセントルフォーム側板におけるカラーの固定方法であって、
   軸回転可能に支持されるとともに第１方向に延伸する作動軸と、
   前記作動軸の軸回転によって前記第１方向と平行な回転軸線の回りを回転可能に設けられた支持体と、を備えた反転装置を用い、
   前記支持体は、２枚の前記側板を重ねて位置合わせした状態の側板対を前記作動軸の軸回転により反転させうる姿勢で支持可能な支持部を有し、
   前記支持体の前記支持部に前記側板対を支持させる工程と、
   前記支持体が第１の位置にある状態で所定の姿勢をとる前記側板対のうち一方の前記側板に前記カラーを固定する工程と、
   前記作動軸の軸回転によって前記支持体を前記第１の位置から第２の位置へ回転させることで前記支持体に支持された前記側板対を反転させる工程と、
   前記支持体が前記第２の位置にある状態で反転した姿勢をとる前記側板対のうち他方の前記側板に対して前記一方の前記側板に固定された前記カラーと同軸の位置にカラーを固定する工程と、を含むセントルフォーム側板におけるカラーの固定方法。
2. 前記第１の位置および前記第２の位置は、前記支持体が前記回転軸線の回りを互いに１８０度回転した位置関係にあり、
   前記支持体が前記第１の位置および前記第２の位置にあるとき、前記支持部に支持された前記側板対は、一方の側面を上向き且つ水平状態とする姿勢と、前記一方の前記側面と反対側の他方の側面を上向き且つ水平状態とする姿勢とに配置される請求項１に記載のセントルフォーム側板におけるカラーの固定方法。
3. 前記側板は長尺状の板材であり、
   前記支持部は、前記側板対の長手方向の中央部を支持し、
   前記側板対が前記水平状態にあるとき、前記側板対の前記長手方向の両側の部分を下方から支保部材により支える請求項２に記載のセントルフォーム側板におけるカラーの固定方法。
4. セントルフォームの２枚の側板どうしを位置決めするための連結ピンが挿入される孔を有する２つのカラーを、前記セントルフォームを構成する面板と一体化される前の２枚の前記側板のそれぞれに固定する作業が行われる２つの姿勢の間で側板対を反転させる反転装置であって、
   軸回転可能に支持されるとともに第１方向に延伸する作動軸と、
   前記作動軸の軸回転によって前記第１方向と平行な回転軸線の回りを回転可能に設けられた支持体と、
   前記作動軸を軸回転させることにより前記支持体を第１の位置と第２の位置との間で旋回させる駆動手段とを備え、
   前記支持体は、２枚の前記側板を重ねて位置合わせした状態の側板対を前記作動軸の軸回転により反転させうる姿勢で支持可能な支持部を有するとともに、前記回転軸線の回りを回転することで前記第１の位置と前記第２の位置とに配置可能に構成され、
   前記駆動手段は、
   前記側板対を支持する前記支持体を前記第１の位置に配置することで、前記側板対
   のうち一方の前記側板に前記カラーを固定する作業が行われる所定の姿勢に前記側板対を配置し、
   前記一方の前記側板に前記カラーが固定された後、前記支持体を前記第１の位置から前記第２の位置へ旋回させることで、前記側板対のうち他方の前記側板に対して前記一方の前記側板に固定された前記カラーと同軸の位置にカラーを固定する作業が行われる姿勢に前記側板対を反転させるセントルフォーム側板の反転装置。
5. 前記支持体は、前記第１の位置および前記第２の位置において、前記支持部に支持された前記側板対を、一方の側面が上向き且つ水平状態となる姿勢と、前記一方の前記側面と反対側の他方の側面が上向き且つ水平状態となる姿勢とに支持可能に構成される請求項４に記載のセントルフォーム側板の反転装置。
6. 前記支持体は、前記支持部が先端に設けられたアームを備え、
   前記支持部は、
   前記側板対を支持可能な支持面と、
   前記支持面に形成された突起とを有し、
   前記突起の先端にはねじ部が設けられ、
   前記側板は前記孔とは異なる第２の孔を有し、
   前記側板対は、前記第２の孔に前記突起を挿入する状態で締結部材が前記ねじ部に螺合されることで、前記支持面に支持された状態で前記支持部に固定される請求項４または５に記載のセントルフォーム側板の反転装置。

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