(57)【要約】【課題】従来トンネル工事用の作業装置の支保工の積込みは、キャリアの揚重機又はレッカークレーン等により行われ作業効率が悪い。【解決手段】トンネル工事用の作業装置の車両の前端部に、上下の搖動動作と左右の旋回動作をする伸縮式のエレクターブームを取付け、前記エレクターブームの先端に、それぞれ上下左右の屈折動作する２つのリンクから構成されるエレクターアームを取付け、前記エレクターアームの先端に、ロータリーアクチュエータを取付け、前記ロータリーアクチュエータに、ブラケットを介して、一対の把持爪を備えた支保工キャッチャーを、その把持面が前記ロータリーアクチュエータの回転軸に平行になるようにかつそれを結ぶ線が前記アクチュエータの回転軸と交差するように取付けることにより、トンネル工事用の作業装置自身で支保工を積込むことができる。【選択図】図１
2020076283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前端部に、上下の搖動動作と左右の旋回動作をする伸縮式のエレクターブームを取付け、前記エレクターブームの先端に、それぞれ上下左右の屈折動作する２つのリンクから構成されるエレクターアームを取付け、前記エレクターアームの先端に、ロータリーアクチュエータを取付け、前記ロータリーアクチュエータに、ブラケットを介して、一対の把持爪を備えた支保工キャッチャーを、その把持面が前記ロータリーアクチュエータの回転軸に平行になるようにかつそれを結ぶ線が前記アクチュエータの回転軸と交差するように取付けたことを特徴とするトンネル工事用の作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、トンネル工事用の作業装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般に、支保工は長尺でかつトンネル壁面に沿ったアーチ形状を有するものであるため、支保工をトンネル内に搬入するには、その長手方向をトンネル奥行き方向に沿わせた縦向きの姿勢で搬入することが好都合であるものの、この支保工はトンネル幅方向に沿った横向きの姿勢で壁面に沿って建込まれる。【０００３】  このため一般に特許文献１や特許文献２のように支保工の建込み作業をするエレクター機構を備えたトンネル工事用の作業装置が考案されている。【０００４】  エレクター機構は、台車本体の前端部に取付けられたエレクターブームと、この先端に取付けられたエレクターアームと、この先端に取付けられた、伸縮片１本と突起２本からなる把持爪を一対備えた支保工キャッチャーから構成されている。【０００５】  このエレクターブームの揺動機能や伸縮機能とエレクターアームの屈折による形状変化と支保工キャッチャーの搖動機能により、支保工キャッチャーに備えられた把持爪が目的の方向に向くことで、支保工を把持したまま姿勢を変えられるようになり、トンネル工事用の作業装置のみで搬入から建込み作業までできるようになった。【０００６】  ところで、支保工の搬入作業の前段階にトンネル工事用の作業装置への支保工の積込み作業があるが、従来のエレクター機構で備わる把持爪は、仮置き場やキャリアの荷台に置かれている寝かせた状態の支保工を掴める方向までは向かないのでトンネル工事用の作業装置自身では積込みができない。そのため支保工をキャリアの揚重機又はレッカークレーン等により吊上げ、把持爪を上向きにした走行姿勢で待機しているトンネル工事用作業装置に積込んでいる。【０００７】  この支保工の積込み作業については、重量のある鋼製の支保工の吊上げ作業による危険性を孕み、他の車両や重機との横並びによる、狭いトンネル坑内での他の車両の走行や作業の妨げになるなど問題があり、特許文献３ではトンネル工事用の作業装置の台車に吊上装置を設け、トンネル工事用の作業装置自身で支保工を積込む考案が出されている。【０００８】  また支保工キャッチャーに、従来の把持爪とは別にもう１ヶ所、下方向に向く第２の把持爪を設け、まず始めに仮置き場やキャリアの荷台に置かれている支保工を第２の把持爪で把持し、そのまま切羽まで搬入し、建込み作業の位置で一旦この把持を離し、次に支保工のアールの中心方向を下にして立てかけ、その隙間を利用し、その後従来の把持爪で把持遣り直し建込み作業する方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２６０００公報
【特許文献２】特開２００９−２９９４２１公報
【特許文献３】特開２００２−１０６２９５広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、特許文献３の考案においては、他の車両や重機の並列による弊害は起きないものの、支保工の吊込み作業は必要なため危険性は残る。【００１１】  また積込み作業用に下向きの第２の把持爪を設ける方法についても、支保工の建込み作業の際には従来の把持爪に把持を遣り替える必要があるので作業効率が悪い。【００１２】  本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであり、様々な姿勢や位置にある支保工を把持し、積込みから建込みまでの一連の作業の効率化が図れるトンネル工事用の作業装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  本発明に係るトンネル工事用の作業装置は、車両の前端部に、上下の搖動動作と左右の旋回動作をする伸縮式のエレクターブームを取付け、前記エレクターブームの先端に、それぞれ上下左右の屈折動作する２つのリンクから構成されるエレクターアームを取付け、前記エレクターアームの先端に、ロータリーアクチュエータを取付け、前記ロータリーアクチュエータに、ブラケットを介して、一対の把持爪を備えた支保工キャッチャーを、その把持面が前記ロータリーアクチュエータの回転軸に平行になるようにかつそれを結ぶ線が前記アクチュエータの回転軸と交差するように取付ける。
【発明の効果】
【００１４】  本発明においては、エレクターブームの揺動機能と伸縮機能、エレクターアームの屈折機能に、ロータリーアクチュエータによる、支保工キャッチャーの進行方向前面側からみて少なくとも上向きから下向きになる範囲を含み３００度旋回する機能が備わることにより、支保工キャッチャーに備えられた把持爪がより広範囲に向くので、様々な姿勢の支保工を把持することができ、かつ把持した支保工を様々な向きに変えることができる。【００１５】  本発明により、支保工の積込みから運搬、建込みまでの一連の作業をトンネル工事用の作業装置自身でまた把持の遣り直し直し無く出来るようになり作業効率が上がる。【００１６】  またインバート支保工の設置作業においても、同様にインバート支保工の運搬から設置する段階でのインバート支保工の姿勢を変えるための把持の遣り直しも無くなり作業効率が上がる。【００１７】  また上記の吊込みや把持の遣り直しが無くなることで、安全性も高まる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）本発明の実施の形態を示すトンネル工事用の作業装置の平面図、（Ｂ）同正面図、（Ｃ）同要部の平面図、（Ｄ）同要部の正面図、（Ｅ）同進行方向前面側から見た要部の正面図、（Ｆ）同進行方向前面側から見た要部の旋回範囲を示す説明図
【図２】（Ａ）本発明の実施の形態を示すトンネル工事用の作業装置の支保工の積込み作業の説明図、（Ｂ）同支保工の搬入作業の説明図、（Ｃ）同インバート支保工の設置作業の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】  本発明に係るトンネル工事用の作業装置は、支保工の建込み作業、金網設置その他の付帯作業、コンクリート吹付作業をする装置を備えている。以下、図１に基づき実施の形態を説明する。
【００２０】  １は台車本体であって、移動車両装置である。台車本体１にはアウトリガー２Ａ、２Ｃと車体の反対側に図示しないアウトリガー２ヶ所の計４ヶ所設置されており、本発明の実施の形態に係る支保工の積込み作業時に、これらを用いて車体の安定性を保つことができる。
【００２１】  ９Ａはエレクターブームであって、台車本体１の進行方向前面側から見て右側の前端部に設けたブラケット６Ａに取付けられており、ブラケット６Ａを支点として油圧シリンダ８Ａの伸縮による上下縦の揺動動作と、油圧シリンダ７Ａの伸縮による左右横の旋回動作をするようになっている。
【００２２】  またエレクターブーム９Ａは複数段のテレスコープ構造となっており、各段それぞれに介装された図示しない油圧シリンダにより伸縮動作をするようになっている。
【００２３】  ９Ｂはエレクターブームであって、台車本体１の進行方向前面側から見て左側の前端部に設けたブラケット６Ｂに取り付けられているが、エレクターブーム９Ａと同様の装置を備えているので、以下、エレクターブーム９Ａについてのみ説明する。
【００２４】  １２Ａはリンクであって、エレクターブーム９Ａの先端に取付けられており、エレクターアーム１１Ａを構成し、油圧シリンダ１４Ａの伸縮により、上下縦の搖動動作をする。
【００２５】  １６Ａもリンクであって、リンク１２Ａの先端に取付けられており、エレクターアーム１１Ａを構成し、油圧シリンダ１３Ａの伸縮により、左右横の旋回動作をする。
【００２６】  １７Ａはロータリーアクチュエータであって、ヘリカル式油圧ロータリーアクチュエータが使われ、リンク１６Ａに取付けられ、本体が旋回する仕組みになっており、ロータリーアクチュエータ１７Ａの先端をトンネル工事用の作業装置を進行方向に向け、進行方向前面側から見て１０時の方向から８時の方向に右回りに３００度旋回する。
【００２７】  ２０Ａは支保工キャッチャーであって、ブラケット１９Ａを介してロータリーアクチュエータ１７Ａに取付けられている。
【００２８】  １５Ａは油圧シリンダであって、軸２９Ａを中心として支保工キャッチャー２０Ａを左右横に搖動動作させる。
【００２９】  ２１Ａは把持爪であって、支保工キャッチャー２０Ａの支保工を把持する面の進行方向前面側からみて右端に取付けられ、伸縮片２２Ａと突起２５Ａと突起２６Ａを構成している。
【００３０】  ２４Ａは把持爪であって、支保工キャッチャー２０Ａの支保工を把持する面の進行方向前面側からみて左端に取付けられ、伸縮片２３Ａと突起２７Ａと突起２８Ａを構成している。
【００３１】  なお把持爪２１Ａ及び把持爪２４Ａ両方の作用で一本の支保工を把持するが、それぞれ内部に図示しない油圧シリンダが設けられ、これに外部から作動油が送り込まれることによってこの油圧シリンダが駆動し、把持爪２１Ａは伸縮片２２Ａの動きで突起２５Ａと突起２６Ａの間隔が変化し、把持爪２４Ａは伸縮片２３Ａの動きで突起２７Ａと突起２８Ａの間隔が変化し、それぞれ間隔を狭めることで支保工を挟み把持することができる。
【００３２】  また支保工キャッチャー２０Ａは、取付けられているロータリーアクチュエータ１７Ａの旋回に併せて向きが変わり掴む方向も変わる。
【００３３】  なおエレクターブーム９Ｂに備わっている各装置は、エレクターブーム９Ａに備わっている各装置と左右対称の動きとなるため、備わるロータリーアクチュエータ１７Ｂの先端をトンネル工事用の作業装置の進行方向に向け、トンネル工事用の作業装置の進行方向前面側から見て２時の方向から４時の方向に左回りに３００度旋回し、支保工キャッチャー２０Ｂも、取付けられているロータリーアクチュエータ１７Ｂの旋回に併せて向きが変わり掴む方向も変わる。
【００３４】  ９Ｃはロボットブームであって、台車本体１の進行方向前面側から見て中央の前端部に設けたブラケット６Ｃに取付けられており、ブラケット６Ｃを支点として、それぞれ介装された図示しない油圧シリンダの伸縮により、上下縦の搖動動作と左右横の旋回動作をするようになっている。
【００３５】  またロボットブーム９Ｃは複数段のテレスコープ構造となっており、各段それぞれに介装された図示しない油圧シリンダにより伸縮動作をするようになっている。
【００３６】  ３１はバスケットであって、ロボットブーム９Ｃの先端にブラケット３２で取付けられており、手摺が備わっている。ロックボルト設置及び金網設置その他の付帯作業するときの作業員の足場となるものである。
【００３７】  ３３は吹付ノズルであって、バスケット３１の床の裏側に取付けられており、コンクリート材料の吐出口となるものであり、コンクリート吹付作業を行う装置である。
【００３８】  以上の構成からなるトンネル工事用の作業装置により、支保工キャッチャー２０Ａに備わる把持爪２１Ａ及び把持爪２４Ａの正対する向き、すなわち支保工を把持する面の向きを従来よりも広範囲に向けるようになるので、より多様な姿勢の支保工４１Ａを把持することができ、また把持後の支保工４１Ａについても、把持したままより多様な姿勢にすることができる。
【００３９】  次に、本発明に係るトンネル工事用の作業装置による作業について、図２を用いて説明する。なお進行方向前面側から見て台車本体１の右側に設けられているエレクターブーム９Ａ、エレクターアーム１１Ａ、アクチュエータ１７Ａ、支保工キャッチャー２０Ａ、把持爪２１Ａ、把持爪２４Ａの各装置と、進行方向前面側から見て台車本体１の左側に設けられているエレクターブーム９Ｂ、エレクターアーム１１Ｂ、ロータリーアクチュエータ１７Ｂ、支保工キャッチャー２０Ｂ、把持爪２１Ｂ、把持爪２４Ｂの各装置は、左右対称の動きになるので、以下進行方向前面側から見て右側の各装置についてのみ説明する。
【００４０】  まず地面やキャリアの荷台に置いてある支保工４１Ａの積込み作業について説明する。まず台車本体１を所定の積込み位置へ移動する。
【００４１】  次に、図２（Ａ）に示す通り、エレクターブーム９Ａの搖動機能や旋回機能や伸縮機能及びエレクターアーム１１Ａの屈折機能を使い、支保工キャッチャー２０Ａで支保工４１Ａを把持できる位置にまで持って行き、ロータリーアクチュエータ１７Ａの旋回機能を使い、支保工キャッチャー２０Ａの把持する面、すなわち把持爪２１Ａ及び把持爪２４Ａが正対する面を下向きにし、上から支保工４１Ａを把持する。
【００４２】  次に、支保工キャッチャー２０Ａの支保工４１Ａの把持を維持したままエレクターブーム９Ａの搖動機能や旋回機能や伸縮機能及びエレクターアーム１１Ａの屈折機能及びロータリーアクチュエータ１７Ａの旋回機能を使い、把持する面を上向きにして支保工４１Ａの姿勢を変え、図２（Ｂ）に示す通り、トンネル工事用の作業装置を搬入する体勢（走行姿勢）にする。
【００４３】  次に、積込み時の支保工４１Ａの把持を維持したまま、従来の搬入から建込み作業工程へ進む。
【００４４】  次に、インバート支保工設置作業において、実施の形態を、図２（Ｃ）を用いて説明する。
【００４５】  また本実施の形態についても、進行方前面側から見て右側に設けられているエレクターブーム９Ａ、エレクターアーム１１Ａ、ロータリーアクチュエータ１７Ａ、支保工キャッチャー２０Ａ、把持爪２１Ａ、把持爪２４Ａの各装置と、進行方向前面側から見て左側に設けられているエレクターブーム９Ｂ、エレクターアーム１１Ｂ、ロータリーアクチュエータ１７Ｂ、支保工キャッチャー２０Ｂ、把持爪２１Ｂ、把持爪２４Ｂの各装置については、並行作業にて同じ実施の形態をとるので、以下進行方向前面側から見て右側の各装置についてのみ説明する。
【００４６】  まず、インバート支保工４２Ａを積込み、支保工キャッチャー２０Ａの把持する面が上向きで走行姿勢となっている台車本体１を、インバート支保工４２Ａを設置する位置まで移動させる。
【００４７】  次に、エレクターブーム９Ａの搖動機能や旋回機能や伸縮機能及びエレクターアーム１１Ａの屈折機能を使い、支保工キャッチャー２０Ａをインバート支保工４２Ａが設置できる位置にまで持って行き、ロータリーアクチュエータ１７Ａの旋回機能を使い、支保工キャッチャー２０Ａの向きを変え、把持爪２１Ａ及び把持爪２４Ａに把持されているインバート支保工４２Ａの姿勢を変えて設置作業をする。
【００４８】  以上、本発明のトンネル工事用の作業装置による支保工の建込み作業及びインバート支保工の設置作業工程内の把持の遣り直しが無くなり作業効率が上がる。また人手による吊込み作業や把持の遣り直しが減ることにより安全性が高まる。
【符号の説明】
【００４９】１                                  台車本体
２Ａ、２Ｃ                          アウトリガー
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ                    ブラケット
７Ａ                                油圧シリンダ
８Ａ                                油圧シリンダ
９Ａ、９Ｂ                          エレクターブーム
９Ｃ                                ロボットブーム
１１Ａ、１１Ｂ                      エレクターアーム
１２Ａ                              リンク
１３Ａ                              油圧シリンダ
１４Ａ                              油圧シリンダ
１５Ａ                              油圧シリンダ
１６Ａ                              リンク
１７Ａ、１７Ｂ                      ロータリーアクチュエータ
１９Ａ                              ブラケット
２０Ａ、２０Ｂ                      支保工キャッチャー
２１Ａ、２１Ｂ                      把持爪
２２Ａ                              伸縮片
２３Ａ                              伸縮片
２４Ａ、２４Ｂ                      把持爪
２５Ａ                              突起
２６Ａ                              突起
２７Ａ                              突起
２８Ａ                              突起
２９Ａ                              軸
３１                                バスケット
３２                                ブラケット
３３                                吹付ノズル
４１Ａ                              支保工
４２Ａ                              インバート支保工
【図１】
2020076283.tif 000003
【図２】
2020076283.tif 000004