JPH0642183A - 柱筋の建込み・接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビル建設の自動化の要請により、新設の柱筋
を建設中の既設鉄筋の位置まで移動し、これらを荷重方
向に位置決めし、接合を自動的に行なうようにした柱筋
の建込み・接合方法を提供せんとする。 【構成】 新設の柱筋を把持装置で把持し、リフトによ
って天井レールに待機している天井クレーンまで上昇し
て天井走行クレーンと接合する。ついで、前記天井走行
クレーンにより、新設の柱筋を既設の柱筋まで移動し、
これらの荷重方向を一致させて建込む。さらに、新設と
既設の主筋間に位置した接合カップラーによって、前記
新設柱筋と既設柱筋とを接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＲＣ造のビル建設におけ
る既設柱筋へ新設柱筋を建込み・接合する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の建設業界の人手不足は深刻であ
り、これがためにビル建設の自動化が感心を呼んでい
る。また、建設分野においては生産性の向上と共に安全
性が常に問題視されている。そのために、ビル建設にロ
ボットを導入し、各種ビル建設の自動化が提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ビル建設の
自動化、特に将来の無人化建設を想定し、これに対応す
るためにロボットを導入した施工システム全体を提案す
るものである。本発明は、新設の柱筋を建設中の階層に
持ち上げ、これを構造物としてのスラブに固定した既設
柱筋の位置まで移動し、これらを荷重方向に位置決め
し、接合を自動的に行なうことにより、生産性と安全性
の向上を図り、あわせて人手不足の解決をも図らんとす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、その要旨は建設用の垂直
運搬機と、大屋根の所要箇所に設置した天井走行用レー
ルとを用い、新設柱筋を既設階層のスラブに固定した既
設柱筋へ建込み、接合する方法において、把持装置で新
設柱筋を把持し、前記垂直運搬機により、前記天井走行
クレーンに待機している横行運搬機まで上昇し、これら
を接合する第１の工程と、前記横行運搬機を走行して前
記既設柱筋の上方に前記新設柱筋を位置決めする第２の
工程と、前記把持装置を微調節移動して、前記既設柱筋
における主筋の上方を把持し、新設柱筋と荷重方向を一
致させて建込む第３の工程と、前記既設と新設柱筋の主
筋間に位置した接合カップラーにより、前記新設柱筋と
既設柱筋とを接合する工程と、からなる柱筋の自動建込
み・接合方法にある。

【０００５】上記方法に用いる建設用の垂直運搬機と天
井走行用レールは、建設物自体に組み込まれる本設のも
のであっても、仮設のものであってもよい。また、新設
柱筋は既設柱筋と同一寸法の鉄筋かごか、少なくとも設
計上の主筋の平面上での座標位置を同じくするものであ
る。さらに、上記位置決め方法としては、横行運搬機を
遠隔操作するか、レーザ光線等の公知技術を応用する荒
位置決めと、その後に新設柱筋の主筋を既設柱筋の主筋
の荷重方向に一致させて建込む本位置決めとにより行な
われる。

【０００６】なお、上記本発明は、新設柱筋を既設柱筋
に建込み・接合するまでの工程であるが、その後把持装
置は元の位置に戻り、更に新たな柱筋を把持してこれを
横行運搬機と共に別の既設柱筋に接合することもでき
る。

【０００７】

【作用】本発明は、新設する柱筋を把持装置で把持し、
これを垂直運搬機によって運搬し、横行運搬機に荷を引
き渡し、レールに沿って移動させ、既設柱筋に略位置決
めし、さらに把持装置を前後左右及び上下に微調節移動
して新設と既設柱筋の各主筋を荷重方向に一致させて建
込んで本位置決めをし、各主筋間に接合カップラーを接
合することにより、新設柱筋と既設柱筋とを一体に接合
するものである。

【０００８】

【実施例】以下に本発明による施工法を実施例によって
説明する。

【０００９】図１は、本施工法の全工程を示すフローチ
ャートである。同図において、本発明方法は、把持装置
に柱筋を把持する第１の工程５０と、該把持装置をした
把持位置を垂直運搬機５１によって上階へ移動し、天井
走行用レールに待機している横行運搬機へ引き渡す第２
の工程と、この工程における横行運搬機を天井走行用レ
ールに沿って１機以上走行して、各横行運搬機をスラブ
に固定した既設柱筋の上方に荒位置決めする第３の工程
５２，５２′，５３′′′・・・と、荒位置決めした新
設と既設柱筋の各主筋とを把持して本位置決めする第４
の工程５３，５３′，５３″・・・と、第４の工程にお
ける各主筋間を接合カップラーにより接合することによ
り新設柱筋を既設柱筋上に接合する第５の工程５４，５
４′，５４″・・・からなる。接合後は、把持装置によ
り主筋から解放し、横行運搬機を元の垂直運搬機上の天
井走行用レールに戻し、さらに把持装置のみを垂直運搬
機で下降して新たな柱筋を把持するために待機すること
になる。

【００１０】本発明に用いる鉄筋かごの把持装置Ａは、
把持本体１と、鉄筋かご２をトラックのクレーン５より
移動着装するために本体上部の一方を開放したコの字状
のガイド部３と、本体背部の垂直運搬機のレール４に装
着する溝状のレール保持部６と、主筋１１と帯筋１４な
どからなる鉄筋かごの把持機構を備えたＡ〜Ｄ４段の先
方が先鋭なアームとからなる（図２）。ガイド部３の対
向する内壁には、それぞれ後述する横行運搬機Ｂを接合
するためのロック用係止穴Ｂが設けられている。アーム
には、上段から順に外周アーム７、第１のアーム８、第
２のアーム９、第３のアーム１０があり、それぞれ把持
本体１から突出して設けられており、外周アーム７は鉄
筋かご２の外周の鉄筋を把持するために上記ガイド部３
の内径よりやや小さく２本配置している。また、外周ア
ームと第１乃至第３のアームには、鉄筋かご２の主筋１
１の配筋位置に合致した相対向する爪１２、１２′が設
けてあり、これらの爪は相対向する固定爪１２とアーム
内に組込まれた進退手段によりアームの軸方向にスライ
ドする可動爪１２′とによって鉄筋１１を把持するよう
にしてある（図５）。

【００１１】このようにして、上記外周アーム７は、一
番外側の主筋を、また第１と第２のアーム８，９は鉄筋
かごの配筋装置に合致した位置で、しかも各アームの爪
は多数配筋されたそれぞれの同一鉄筋を軸方向２箇所で
把持するようにしてある。

【００１２】進退手段としては、油圧方式、ギヤー方式
又はネジ方式が考えられる。このうち油圧式は、図６と
図７に示すように、アーム７，８，９，１０内に設けた
前油圧室１５と後油圧室１６間の油をポンプ（図示せ
ず）により交互に出入することで、ピストン１７，１８
を同時に進退させ、ピストンロット１９に取付けた可動
爪１２′を移動して固定爪１２との間に主筋１１を把持
するようにしたものである。ギアー式は、図８と図９に
示すものであり、モータ（図示せず）でロッド２１の後
部ネジ２２に歯合したギアー２０を正逆回転してロッド
２１を前進及び行進させ爪１２′を移動するようにして
いる。ネジ式のものは、図１０と図１１に示すように、
モータ（図示せず）によりネジ２３をアーム７の後部に
設けたネジ穴２４に正逆回転させ、ピストンロット２５
を進退させるものである。

【００１３】つぎに、上記構成からなる鉄筋かごの把持
装置Ａは、鉄筋かごを以下のようにして把持及び解放す
る。

【００１４】まず、本発明である鉄筋かごの把持装置Ａ
のレール保持部６を、構造体２６に設けた垂直運搬機の
レール４に取付けてワイヤー（図示せず）により昇降自
在にしておく。この把持装置Ａへは、クレーン５により
トラックの荷台２７から鉄筋かご２を吊り上げ（図３）
（図４）、横方向からコの字状のガイド部３に差し入れ
る（図１２）、（図１３）。この時、鉄筋かごとして配
筋された主筋１１が各アームに設けた固定爪１２と可動
爪１２′間に位置するようにし、しかも上段と下段のア
ームの爪とは座標軸を同じくすることで鉄筋かごに配筋
された同一鉄筋を第１のアームと第２のアームの２箇所
又は必要により外周アーム７と３箇所にて把持するよう
に位置させる。

【００１５】ついで、図１３に示す状態で、把持装置Ａ
を矢印方向にスライドして、主筋１１を固定爪１２と可
動爪１２′間に位置させ（図１４）、把持機構としての
進退手段とこれに連動する可動爪１２′及び固定爪１２
とにより主筋１１を把持する（図１５）。

【００１６】この場合の外周アームと第１乃至第３のア
ームの把持状態を図１６と、図１７乃至図２０により説
明する。

【００１７】外周アーム７の爪は、上述したように鉄筋
かご２の外周に位置する主筋１１を把持するものであ
り、スライド手段により、可動爪１２′を動かして主筋
１１を把持する（図１７）。第１のアームの爪は、上記
外周アーム７の主筋１１を把持するものと、これとは別
に鉄筋かご２に内設した主筋を把持できるようにしたも
のとからなり、図１８では外周アーム７に把持されたも
のと同一の主筋１１を上下２箇所にて安定に把持してい
る。第２のアームの爪は、上記した同一主筋のさらに下
方を把持し、かつ把持状態の爪の上部に、接合用カップ
ラー２８、即ち観音開きにより、拡開して主筋１１に差
し込んで閉めたもの、又は主筋１１の径より大きい切欠
溝を設けてこの切欠溝より差し込んだものを外れないよ
うにして載置している（図１９）。第３のアーム１０の
爪は、鉄筋かご２の移動時には開放しているが（図２
０）、後述するように、スラブに固定した既設鉄筋かご
の主筋の上部を把持することにより本位置決めを行なう
役目をするものである。

【００１８】外周アーム、第１乃至第３のアームにおけ
る爪の拡開動作は、上記した把持動作と逆の動作を進退
手段で行うことにより達成できる。

【００１９】ついで、上記構成からなる鉄筋かごの把持
装置Ａを用いて、新設の柱鉄筋かごを既設の柱鉄筋かご
に連結する本発明方法の実施例を以下に説明する。

【００２０】垂直運搬機のレール４にセットされた把持
装置Ａは、クレーン５により吊り下げられた柱鉄筋かご
２を上述した方法で把持する（図１３）（図１２）。こ
うして柱鉄筋かご２を把持した把持装置Ａを垂直運搬機
により構造体２６の上方に上昇させて、仮設天井２９の
一端の天井レール３０に待機している横行運搬機Ｂに接
合する（図２１）。接合方法は、横行運搬機Ｂの下部の
内端に設けた電動にて出入するネジ式係止部材３１を突
出させて上部把持装置のロック用係止穴１３に挿入して
行なう。ここにおいて、横行運搬機Ｂは、上部の天井レ
ール３０に沿って移動するモータや車輪（図示せず）な
どの自走部と天井レール３０に摺動自在に垂下した保持
部とを備えた走行部３２と、鉄筋かごの把持装置Ａを係
止するネジ式係止部材３１を最下位置に、またその上に
左右と前後にそれぞれアリ溝３３，３４を備えて把持装
置を平面上に微調移動する連結部３５と、上記駆動部３
２と連結部との間に介在し、連結部３５を電動により回
転及び伸縮可能にすると共に、直角方向にＸ軸用レーザ
ー受光機と３６Ｙ軸用レーザー受光機３７をそれぞれ備
えた二重管構造の位置合せ導入部３８とから構成される
（図２３）。

【００２１】このようにして、鉄筋かごの把持装置と接
合した横行運搬機Ｂは、内蔵したモータにより車輪を回
転させ、天井レール３０に沿って駆動する（図２２）。
天井レール３０は、縦横に配設して必ずスラブ３９に固
定した既設柱鉄筋かご４０の上に位置するようにしてい
る。一方、既設柱鉄筋かご４０の中心位置を確認するた
めに、例えば図２５に示すように、９箇所の既設柱鉄筋
かご４０が存在する場合にそれぞれの中心位置で交差す
るＸ軸からのレーザー発進装置４１とＹ軸からのレーザ
ー発進装置４２とが設置されており、これらのＸ軸とＹ
軸から発信されるレーザーを、図２４に示す横行運搬機
ＢのＸ軸用とＹ軸用のそれぞれの受光機３６，３７によ
り受信し、既設柱鉄筋かご４０上に新設柱鉄筋かご２が
荒位置決めされる（図３０）。天井レール３０には、鉄
筋かごの把持装置Ａを把持した横行運搬機Ｂが複数組移
動しており、多数箇所の既設柱鉄筋かご４０において新
設柱鉄筋かご２を連結する方法としては、各横行運搬機
ＢがＸ軸とＹ軸のレーザー発信装置４１，４２からのレ
ーザー光を妨げない位置において施されることが好まし
い。例えば、横行運搬機Ｂを初め図２６に示す斜めの位
置にて施工し、ついで図２７の左側中央位置、中央下方
位置、右側上方位置にて施工し、さらに図２８の左側下
方位置、中側上方位置、左側上方位置にて３回の同時施
工が可能である。なお、施工位置と順序はこれらに限定
されるものではないが、上記例のようにＸ軸とＹ軸との
発光を妨害しない箇所で横行運搬機を位置するならば上
記以外の方法であっても同時施工が可能である。

【００２２】上記既設柱鉄筋かご４０と新設柱鉄筋かご
２を自動化により連結するにはより確実な本位置決めが
必要となる。まず、新設柱鉄筋かご２を既設柱鉄筋かご
４０の真上に移動するには、電動による溝３３，３４に
沿った前後左右の移動と、位置合せ導入部３８の回転に
よって位置の微調整を行ない（図２９）、さらに位置合
せ導入部の二重管の内管を伸長する（図２９，図３
１）。

【００２３】このようにして、横行運搬機Ｂを下降する
と、主筋４３の上部は、図２０に示す開放した状態の固
定爪１２と可動爪１２′間に位置し、その後進退手段に
より可動爪１２′を可動して固定爪１２との間に主筋４
３を把持し、上方の主筋１１と下方の主筋４３とを荷重
方向に対して同一線上に本位置決めする（図３２）。こ
の場合における各主筋と各アームの爪との関係は、外周
アーム７の爪が図３３、第１のアームの爪が図３４、第
２のアームの爪が図１９、第３のアームの爪が図３７の
状態となる。

【００２４】さらに、図１９の状態の第２のアームは、
爪を拡開、即ち可動爪１２′を可動して固定爪１２との
間を十分に開くことにより、爪の上方に鉄筋１１に遊着
状態で載置している接合用カップラー２８を鉄筋４３の
上部に設けた鍔部４５上に落下させ、接合カップラー２
８を鉄筋４３の下部と連設状態にセットする（図３５）
（図３２）。ついで、上記把持機構を作動して、可動爪
１２′をもとの鉄筋１１の把持状態のように閉じること
により、接合カップラー２８は圧漬する（図３６）。こ
れらの動作を配筋された主筋１１と主筋４３間に行なう
ことにより本接合が完了する（図３５）。

【００２５】その後において、外周アーム、第１乃至第
３のアームにおける全ての把持機構を拡開し、新設柱鉄
筋かご２を把持装置Ａから外した状態にして、横行運搬
機Ｂの位置合せ導入部３８の内管を縮め、横行運搬機を
把持装置Ａと共に天井レール３０の垂直運搬機レール４
上部に戻し、さらに把持装置Ａを横行運搬機Ｂから切り
離して垂直運搬機レール４の当初の位置に下降してつぎ
の新設柱鉄筋かごを待機することになる（図３）。

【００２６】本発明における鉄筋かごの把持装置の把持
及び拡開は、図面に示すように１本の主筋１１と１本の
主筋４３間で構成されるものではなく、配筋された主筋
の全て、もしくは少なくとも設計により決められた主筋
間において接合が行なわれるよう構成される。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法は、把
持装置と横行運搬機とを用いて、柱筋を建設垂直運搬機
と天井走行用レールに沿って移動し、新設柱筋を既設柱
筋上に位置すると共に微調節移動して建込み、両柱筋の
主筋間を接合カップラーにより接合するために、自動か
ら安全に柱筋の建込みと接合を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を示すフローチャート図である。

【図２】本発明の実施例である鉄筋かごの把持装置の斜
視図である。

【図３】構造体の垂直運搬機に本発明装置を取付け、ク
レーンにより鉄筋かごを把持しようとする状態の説明図
である。

【図４】図３における本発明装置と鉄筋かごとの一部平
面図である。

【図５】本発明装置における把持機構の部分斜視図であ
る。

【図６】把持機構を油圧式とした爪の拡開状態の縦断概
略図である。

【図７】把持機構を油圧式とした爪の把持状態の縦断概
略図である。

【図８】把持機構をギアー式とした爪の拡開状態の縦断
概略図である。

【図９】把持機構をギアー式とした爪の把持状態の縦断
概略図である。

【図１０】把持機構をネジ式とした爪の拡開状態の縦断
概略図である。

【図１１】把持機構をネジ式とした爪の把持状態の縦断
概略図である。

【図１２】鉄筋かごを本発明装置に把持した状態の説明
図である。

【図１３】鉄筋かごを本発明装置に差し込んだ状態の一
部平面図である。

【図１４】図１３から鉄筋かごの鉄筋を把持爪間に差し
入れた状態の一部平面図である。

【図１５】把持機構の進退手段で鉄筋を把持した状態を
示す一部平面図である。

【図１６】本発明の把持装置に鉄筋かごを把持した状態
の一部側面図である。

【図１７】図１６におけるＡ−Ａ断面図である。

【図１８】図１６におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図１９】図１６におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図２０】図１６におけるＤ−Ｄ断面図である。

【図２１】本発明の鉄筋かご把持装置を垂直運搬機で天
井レールまで上昇して横行運搬機と連結した状態を示す
説明図である。

【図２２】図２１の横行運搬機が天井レールを走行して
いる状態を示す説明図である。

【図２３】本発明装置を連結して天井レールを駆動する
横行運搬機の全体斜視図である。

【図２４】横行運搬機における位置合せ導入部３８の横
断面図である。

【図２５】構造体のスラブにおける既設柱鉄筋かごの位
置とＸ軸とＹ軸のレーザー発信装置の配置状態を示す平
面図である。

【図２６】横行運搬機により新設柱鉄筋かごを既設柱鉄
筋かごに接合する１番目の施工順序を表示する平面図で
ある。

【図２７】横行運搬機により新設鉄筋かごを既設鉄筋か
ごに接合する２番目の施工順序を表わす平面図である。

【図２８】横行運搬機により新設鉄筋かごを既設鉄筋か
ごに接合する３番目の施工順序を表わす説明図である。

【図２９】新設鉄筋かごを硬化して既設鉄筋かごに本位
置決めした状態の説明図である。

【図３０】新設鉄筋かごを既設鉄筋かご上に荒位置決め
した状態の一部側面図である。

【図３１】新設鉄筋かごを横行運搬機により降下して既
設鉄筋上に本位置決めした状態の一部側面図である。

【図３２】図３１の状態から新設鉄筋かごと既設鉄筋か
ごの主筋間に接合カップラーを位置させた状態の一部側
面図である。

【図３３】図３２のＡ−Ａ断面図である。

【図３４】図３２のＢ−Ｂ断面図である。

【図３５】図３２における接合カップラーを新設鉄筋か
ごと既設鉄筋かごの各主筋間に位置させた状態のＣ−Ｃ
断面図である。

【図３６】図３５から把持機構により接合カップラーを
圧漬して新設鉄筋かごと既設鉄筋かごとを接合した場合
の断面図である。

【図３７】図３２のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

Ａ 把持装置 １ 把持本体 ７ 外周アーム ８ 第１のアーム ９ 第２のアーム １０ 第３のアーム １１ 新設鉄筋かごの主筋（鉄筋） １２ 固定爪（爪） １２′ 可動爪（爪） Ｂ 横行運搬機 ４０ 既設鉄筋かご ４３ 既設鉄筋かごの主筋 ５０ 把持装置による柱筋の把持工程 ５１ 把持装置を横行運搬機に接合する工程 ５２ 新設柱筋を既設柱筋に荒位置決めする工程 ５３ 新設柱筋と既設柱筋の各主筋の建込み工程 ５４ 新設柱筋と既設柱筋との接合工程

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建設用の垂直運搬機と、建物の天井部に
   設置した天井走行レールにそって移動する横行運搬機と
   を用い、新設柱筋を既設階層のスラブに固定した既設柱
   筋へ建込み、接合を行う方法において、把持装置で新設
   柱筋を把持し、前記垂直運搬機により、前記天井走行レ
   ールに待機している横行運搬機まで持ち揚げ、これらを
   接合する第１の工程と、前記横行運搬機を走行して前記
   既設柱筋の上方に前記新設柱筋を位置決めする第２の工
   程と、前記把持装置を微調節して、前記既設柱筋におけ
   る主筋の上方を把持し、新設柱筋の主筋と荷重方向を一
   致させて建込む第３の工程と、前記既設と新設柱筋の主
   筋間に位置した接合カップラーにより、前記新設柱筋と
   既設柱筋とを接合する工程と、からなる柱筋の自動建込
   み・接合方法。