(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋自動組立装置であって、
トンネルの周方向に配置される円弧状の複数の主筋と、
前記トンネルの軸方向に配置される複数の配力筋とを格子状に組付けて、前記主筋と配力筋との交点を結束してメッシュ状のブロック鉄筋を自動的に組立てる鉄筋ブロック化装置と、
複数の前記配力筋を前記鉄筋ブロック化装置に、長手方向がトンネル軸方向になるように平行状態で送出する配力筋供給装置と、
前記トンネルの軸方向に沿って配置され、前記鉄筋ブロック化装置と前記配力筋供給装置とを載置して、駆動車輪の駆動により前記トンネル軸方向に沿って移動する台車と、
前記台車に設けられたガイドレールに沿って前記鉄筋ブロック化装置の上方を移動する門型移動台車と、
前記門型移動台車に取付られ、前記主筋を長手方向がトンネル断面方向になるように離脱可能に把持し、前記鉄筋ブロック化装置に支持されている複数の前記配力筋の上部側に前記主筋を供給する主筋把持機構とを備えることを特徴とする鉄筋の自動組立装置。
【請求項２】
前記配力筋供給装置は、上下移動自在に配置され、複数本の前記配力筋をトンネル軸方向に沿って送り出す送出部と、前記送出部の上方にあって、トンネル断面方向に沿って移動自在に設けられ、複数の配力筋をバラして、１本づつ前記送出部に供給する分離供給部とを備え、前記送出部は、上下移動自在に支持されたフレームと、このフレームに回転自在に支持され、前記トンネル軸方向に沿って、所定の間隔を隔てて相互に平行に配置された複数のローラと、このローラを回転駆動するモータとを有し、前記ローラに前記分離供給部から供給される前記配力筋を受承する複数のＶ字状溝を設け、このＶ字状溝に前記配力筋が受承されると、前記分離供給部をトンネル断面方向に間欠移動させることを特徴とする請求項１記載の鉄筋の自動組立装置。
【請求項３】
前記分離供給部は、前記トンネル断面方向に沿って配置され、複数の前記配力筋が山状に載置される複数のコンベアと、前記コンベアの一端側にそれぞれ配置された供給シュートと、前記配力筋の分離部とを備え、前記供給シュートは、前記コンベア側に設けられた整列部と、この整列部に連なり、下端が前記Ｖ字溝上に開口する迷路状通路とを有し、前記コンベアを前記配力筋がバラけるように駆動して、整列状態で前記整列部に収容し、前記分離部により前記整列部内の配力筋を個別に前記迷路状通路に投入することことを特徴とする請求項２記載の鉄筋の自動組立装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄筋自動組立装置に関し、特に、トンネル工事用の鉄筋を坑内で自動組立する際に使用される鉄筋の供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、シールド工法でトンネルを構築する際には、シールド掘進機で掘削したトンネル内面にセグメントを環状に組立て、組立てられたセグメントの内側に鉄筋を環状に配筋して、コンクリートを打設する二次覆工が行われる。この場合の鉄筋の組立，配筋作業は、人手により行われていた。しかしながら、人手による鉄筋の組立，配筋作業は、煩雑で重労働となるだけでなく、足場の悪い狭い場所での高所作業を伴うため、その改善が強く要望されていた。
【０００３】
そこで、例えば、特開平７−３４７９４号公報には、このような作業条件を改善する鉄筋の組立，配筋装置が提案されている。この公報に開示されている装置は、トンネル軸方向に延び、脚部によりトンネル軸心部に支持されるガイドビームと、ガイドビームの外周に移動可能に嵌装された移動架台と、移動台車の両端外周に装着した円形ガイドリングと、両ガイドリングの外周に沿って旋回可能に装着された旋回フレームと、トンネル内壁面に進退可能に設けられ、配力筋を支持する円弧状の複数の配力筋ゲージと、配力筋ゲージ間に配置され、配力筋ゲージの鉄筋支持部に進退可能に設けられ、主筋を所要位置に支持する主筋ゲージとを備えている。
【０００４】
このように構成された鉄筋の組立，配筋装置によれば、移動架台のゲージ上で鉄筋の組立が可能になるとともに、組立られたメッシュ状の鉄筋ブロックをトンネル内壁面に移動させることができるので、メッシュ状鉄筋の組立や配筋を人力で全て行う必要がなくなり、作業の容易化，軽労力化および省力化が図れる。しかしながら、このような従来の鉄筋の組立，配筋装置には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記公報に開示されている鉄筋の組立，配筋装置では、格子状に主筋と配力筋とを組付ける作業は、人手により行っており、省力化および作業能率の改善効果が十分に発揮されない。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、格子状に組付ける主筋と配力筋とを人手によらず供給することができる鉄筋自動組立装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鉄筋自動組立装置であって、トンネルの周方向に配置される円弧状の複数の主筋と、前記トンネルの軸方向に配置される複数の配力筋とを格子状に組付けて、前記主筋と配力筋との交点を結束してメッシュ状のブロック鉄筋を自動的に組立てる鉄筋ブロック化装置と、複数の前記配力筋を前記鉄筋ブロック化装置に、長手方向がトンネル軸方向になるように平行状態で送出する配力筋供給装置と、前記トンネルの軸方向に沿って配置され、前記鉄筋ブロック化装置と前記配力筋供給装置とを載置して、駆動車輪の駆動により前記トンネル軸方向に沿って移動する台車と、前記台車に設けられたガイドレールに沿って前記鉄筋ブロック化装置の上方を移動する門型移動台車と、前記門型移動台車に取付られ、前記主筋を長手方向がトンネル断面方向になるように離脱可能に把持し、前記鉄筋ブロック化装置に支持されている複数の前記配力筋の上部側に前記主筋を供給する主筋把持機構とを備えたことを特徴とする。
上記構成の鉄筋の自動組立装置によれば、複数の配力筋を鉄筋ブロック化装置に、長手方向がトンネル軸方向になるように平行状態で送出する配力筋供給装置と、主筋を長手方向がトンネル断面方向になるように離脱可能に把持し、ブロック化装置に持されている複数の配力筋の上部側に主筋を供給する主筋把持機構とを有しているので、人手によらず主筋と配力筋とをブロック化装置に供給することができる。
前記配力筋供給装置は、上下移動自在に配置され、複数本の前記配力筋をトンネル軸方向に沿って送り出す送出部と、前記送出部の上方にあって、トンネル断面方向に沿って移動自在に設けられ、複数の配力筋をバラして、１本づつ前記送出部に供給する分離供給部とを備え、前記送出部は、上下移動自在に支持されたフレームと、このフレームに回転自在に支持され、前記トンネル軸方向に沿って、所定の間隔を隔てて相互に平行に配置された複数のローラと、このローラを回転駆動するモータとを有し、前記ローラに前記分離供給部から供給される前記配力筋を受承する複数のＶ字状溝を設け、このＶ字状溝に前記配力筋が受承されると、前記分離供給部をトンネル断面方向に間欠移動させることができる。
この構成を採用すると、複数の配力筋を同時にブロック化装置に供給することができる。
前記分離供給部は、前記トンネル断面方向に沿って配置され、複数の前記配力筋が山状に載置される複数のコンベアと、前記コンベアの一端側にそれぞれ配置された供給シュートと、前記配力筋の分離部とを備え、前記供給シュートは、前記コンベア側に設けられた整列部と、この整列部に連なり、下端が前記Ｖ字溝上に開口する迷路状通路とを有し、前記コンベアを前記配力筋がバラけるように駆動して、整列状態で前記整列部に収容し、前記分離部により前記整列部内の配力筋を個別に前記迷路状通路に投入することができる。
この構成を採用すると、山状に載置した複数の配力筋をバラして１本づつ、迷路状通路に投入して、ローラのＶ字溝に受承させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図２４は、本発明にかかる鉄筋自動組立装置の一実施例を示している。同図に示す鉄筋自動組立装置は、鉄筋の組立から配筋までを一連の工程で行うシステムに組込んだ場合を示しており、かつ、シールド工法によりトンネルを構築する場合に、本発明を適用した場合を例示している。この種の工法でトンネルを構築する際には、掘削されたトンネル内壁面にセグメント１０が環状に組立られる。
【０００８】
そして、セグメントＡが組立られた部分内側には、環状の鉄筋Ｂを配筋し、コンクリートを打設して、二次覆工が施工される。本発明の鉄筋供給は、この環状の鉄筋Ｂを配筋する際に使用される。鉄筋Ｂは、トンネルの周方向に沿って配置される主筋Ｃと、トンネルの軸方向に沿って配置される直線状の配力筋Ｄとから構成されている。
【０００９】
この実施例の場合には、主筋Ｃは、円周上で複数に分割され、円弧状に形成されている。また、この実施例では、複数の円弧状主筋Ｃは、複数本を所定の間隔隔ててトンネル軸方向に沿って平行に配置し、この状態で各主筋Ｃと直交するように複数の本の配力筋Ｄを、所定の間隔を隔ててトンネル周方向に沿って平行に配置し、主筋Ｃと配力筋Ｄの交点を結束することにより、メッシュ状のブロック化鉄筋Ｅとして製作される。
【００１０】
鉄筋Ｂを配筋する際には、複数のブロック化鉄筋Ｅを、セグメントＡの内周側に配置し、各主筋Ｃの端部同志を重合させて連結することにより環状に形成される。本発明の鉄筋供給装置は、このようなブロック化鉄筋Ｅを自動的に組立る際に使用するものであり、この鉄筋供給装置が組込まれたシステムは、台車１０と、ブロック化装置１２と、旋回装置１４と、配力筋供給装置１６と、主筋カセット１８とから概略構成されている。
【００１１】
ブロック化装置１２と配力筋供給装置１６と主筋カセット１８とは、台車１０上にこの順に搭載されている。旋回装置１４は、ブロック化装置１２を挟んで配力筋供給装置１６と反対側に位置していて、台車１０に支持されている。ビーム台車２０は、主筋カセット１８側に隣接設置されている。
台車１０は、トンネルの軸方向に沿って平行に延設される一対の主桁１０ａを備えていて、主桁１０ａの下面側のほぼ中央部分には、セグメントＡ上を走行させるための駆動車輪１０ｂが複数設けられている。また、主桁１０ａの軸方向の両端側には、一対の從動車輪１０ｃが複数配置されている。駆動および從動車輪１０ｂ，１０ｃの近傍には、台車１０を、位置決め状態でセグメントＡの内壁面に固定するためのジャッキベース１０ｄと水平ブロックキング１０ｅとがそれぞれ配置されている。
【００１２】
さらに、主桁１０ａ上には、トンネル軸方向に沿って延びるガイドレール１０ｆが、台車１０の両端側（横断方向）に位置するようにして敷設されている。図３にジャッキベース１０ｄと水平ブロックキング１０ｅとの詳細構成を示している。
同図に示すジャッキベース１０ｄは、主桁１０ａの両側面に固設された一対のジャッキホルダ１０ｇ内に垂設された一対の伸縮ジャッキ１００ｄと、伸縮ジャッキ１００ｄのプランジャに取付られたガイドプレート１０１ｄと、ガイドプレート１０１ｄにスライド移動自在に嵌合された取付ブロック１０２ｄと、ガイドプレート１０１ｄと取付ベース１０２ｄとの間に配置された水平ジャッキ１０３ｄと、取付ブロック１０２ｄの下端に揺動自在に支持されたベース１０４ｄと、取付ブロック１０２ｄとベース１０４ｄとの間にされた揺動ジャッキ１０５ｄとを備えている。
【００１３】
ガイドプレート１０１ｄは、取付ブロック１０２ｄをトンネルの横断面方向にスライド移動自在に案内する。ベース１０４ｄの下面は、セグメントＡの曲率と同じ湾曲面になっている。台車１０をセグメントＡ上で固定する際には、伸縮ジャッキ１０ｄを下方移動させるとともに、水平ジャッキ１０３ｄおよび揺動ジャッキ１０５ｄを駆動して、ベース１０４ｄの下面がセグメントＡの内面に当接するようにする。
【００１４】
台車１０をトンネル軸方向に沿って移動させる場合には、各ジャッキ１００ｄ，１０３ｄ，１０５ｄを駆動して、ベース１０４ｄがセグメントＡから離間させるようにする。水平ブロックキング１０ｅは、この実施例では、同一構成のものが一対設けられていて、ジャッキホルダ１０ｇの外側側面に一端が固設され、トンネルの側面に水平に延びる外筒１００ｅと、この外筒１００ｅ内にスライド移動自在に嵌挿された内筒１０１ｅと、内筒１０１ｅの先端に揺動移動自在に枢着された当接ベース１０２ｅと、外筒１００ｅと内筒１０１ｅとの間に配置されたジャッキ１０３ｅとを有している。
【００１５】
台車１０をセグメントＡ上で固定する際には、ジャッキ１０３ｅを水平方向に伸長させて当接ベース１０２ｅをセグメントＡの側面に当接させるとともに、台車１０を移動する際には、当接ベース１０２ｅをセグメントＡの側面から離間させる。
ブロック化装置１２の詳細を図４〜図１５に示している。同図に示すブロック化装置１２は、主筋Ｃと配力筋Ｄとを格子状に配置した状態でこれを支持する組付け部１２ａと、組付け部１２ａの上方を移動する上下移動自在な門型移動台車１２ｂと、自動結束機１２ｃと、ブロック鉄筋送出機構１２ｄと、主筋把持機構１２ｅとから構成されている。
【００１６】
図５〜図８に、組付け部１２ａの詳細を示している。同図に示す組付け部１２ａは、配力筋供給装置１６側から供給される配力筋Ｄを受承する受承機構１２０ａと、主筋Ｃの両端側を支持する主筋ゲージ１２１ａと、配力筋Ｄの両端を支持する配力筋ゲージ１２２ａと、配力筋Ｄの垂れ止め機構１２３ａと、配力筋Ｄの分配機構１２４ａ備えている。
【００１７】
受承機構１２０ａは、台車１０の長手方向の中心軸上に中心が位置し、トンネル軸方向に沿って延びる枠体１２００ａと、枠体１２００ａの両側に対向立設されたプレート１２０１ａに回転自在に支持された複数の從動ローラ１２０２ａおよび駆動ローラ１２０３ａと、枠体１２００ａの下面に配置された駆動モータ１２０４ａと、枠体１２００ａを上下移動させる複数のジャッキ１２０５ａとから構成されている。
【００１８】
從動ローラ１２０２ａと駆動ローラ１２０３ａとは、トンネル軸方向に沿って、交互に配置されているとともに、各ローラ１２０２ａ，１２０３ａには、配力筋Ｄが嵌合する凹溝がトンネル断面方向に沿って複数設けられている。
主筋ゲージ１２１ａは、トンネル軸方向に沿って延設された一対のゲージプレート１２１０ａと、このゲージプレート１２１０ａを上下移動させる複数のジャッキ１２１１ａとを有している。一対のゲージプレート１２１０ａは、受承機構１２ａの枠体１２００ａの外側に配置されており、その上端面には、主筋Ｃの嵌合用の凹部１２１２ａが所定の間隔をおいて切欠形成されている。
【００１９】
配力筋ゲージ１２２ａは、受承機構１２０ａの枠体１２００ａの長手方向の両端側に対向配置された一対のゲージプレート１２２０ａと、各ゲージプレート１２２０ａの下面に固設されたガイド１２２１ａと、ガイド１２２１ａに嵌合するローラを先端に有し、ガイド１２２１ａの両端側に設けられ、ゲージプレート１２２０ａを上下移動させる複数のジャッキ１２２２ａと、ガイド１２２１ａとジャッキ１２２２ａとの間に配置され、ガイド１２２１ａをトンネル断面方向に移動させる回動ジャッキ１２２３ａとを有している。
【００２０】
ゲージプレート１２２０ａとガイド１２２１ａは、トンネル断面とほぼ同じ曲率の湾曲形状に形成され、配力筋Ｄの両端側をゲージプレート１２２０ａの上端に設けられた凹部に嵌合して上下移動自在に支持する。
垂れ止め機構１２３ａは、配力筋ゲージ１２２ａ間に両端側が支持された配力筋Ｄを下方から支えるものであって、配力筋ゲージ１２２ａ間に等間隔で設置された一対のものから構成されている。
【００２１】
各垂れ止め機構１２３ａは、配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２０ａとほぼ同じ曲率に湾曲したガイド１２３０ａと、ガイド１２３０ａ内に面方向に移動自在に収容され、ガイド１２３０ａと同じ曲率に湾曲した３枚の第１〜第３プレート１２３１ａ〜１２３３ａと、第１プレート１２３１ａを右方向に移動するモータ１２３４ａと、第３プレート１２３３ａを左方向に移動させるモータ１２３５ａと、ガイド１２３０ａの両端側に配置され、これを上下方向に移動させる複数のジャッキ１２３６ａとを有している。
【００２２】
なお、この垂れ止め機構１２３ａにおいては、第１プレート１２３２ａは、ガイド１２３０ａの中央部に固定されている。分配機構１２４ａは、配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２０ａの両外前面側に設けられていて、同一構成の一対のものから構成されている。
各分配機構１２４ａは、台車１０に両端が支持されたガイド部材１２４０ａと、ガイド部材１２４０ａの下面に取り付けられたチェーン１２４１ａと、このチェーン１２４１ａと噛合するピニオンを有する駆動モータ１２４２ａと、駆動モータ１２４２ａを支持するフレーム１２４３ａとを有している。
【００２３】
フレーム１２４３ａの内面には、ガイド部材１２４０ａに沿って転動するローラ１２４４ａが設けられるとともに、その一側面側に上下方向に伸縮するジャッキ１２４５ａが固設されている。ジャッキ１２４５ａの伸縮端には、仮受ゲージ１２４６ａが取り付けている。
この仮受ゲージ１２４６ａは、配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２ａの前面側に位置し、ゲージプレート１２２０ａの略１／３の長さを有していて、ゲージプレート１２２０ａに支持される配力筋Ｄの全数に対して、その１／３の本数の配力筋Ｄを保持する凹部がその上端面に設けられている。
【００２４】
このように構成された分配機構１２４ａによれば、駆動モータ１２４２ａを駆動すると、モータ１２４２ａとともに仮受ゲージ１２４６ａがトンネル断面方向に沿ってに移動するとともに、ジャッキ１２４５ａを伸縮することにより、仮受ゲージ１２４６ａが上下方向に移動する。分配機構１２４ａで配力筋Ｄを分配する際の作動について、図８に基づいて説明する。
【００２５】
配力筋Ｄを分配する際には、まず、同図中央部に示すように、モータ１２４２ａを駆動して仮受けゲージ１２４６ａをトンネル軸上に位置させて、受承機構１２０ａのローラ１２０２ａ，１２０３ａの中心軸および垂れ止め機構１２３ａの中心軸と一致させるとともにジャッキ１２０５ａを駆動して、ローラ１２０２ａ，１２０３ａが最も高い位置にあって、後述する配力筋供給装置１６の送出部１６ａのローラ１６１ａと一致するように調整される。
【００２６】
仮受けゲージ１２４６ａは、ローラ１２０２ａ，１２０３ａの位置よりも低く、配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２０ａよりも高い位置になるように、ジャツキ１２４５ａにより調整される。このような状態で複数の配力筋Ｄが配力筋供給装置１６側から送り出されると、配力筋Ｄは、まず、ローラ１２０２ａ，１２０３ａにより受承され、駆動モータ１２０４ａを駆動することにより、旋回装置１４側に移動させられ、所定の位置に到達するとストッパに当たって移動が停止される。
【００２７】
次いで、ジャッキ１２４５ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを上方に移動させて、ローラ１２０２ａ，１２０３ａから配力筋Ｄを仮受けゲージ１２４６ａに移し変える。この移し変えが行われると、ローラ１２０２ａ，１２０３ａは、ジャッキ１２０５ａを収縮することにより、仮受けゲージ１２４６ａの移動に支障のない高さまで降下される。
【００２８】
ローラ１２０２ａ，１２０３ａの降下が終了すると、駆動モータ１２４２ａの駆動により、仮受けゲージ１２４６ａを右方向に旋回させる。このときの旋回移動は、前後に配置されているモータ１２４２ａを同期回転させるとともに、この旋回移動に併せて、垂れ止め機構１２３ａのモータ１２３４ａを同期回転して、第１プレート１２３１ａを右方向に移動させる。
【００２９】
そして、仮受けゲージ１２４６ａが所定位置まで旋回移動されると、モータ１２４２ａ，１２３４ａの駆動を停止し、仮受けゲージ１２４６ａのジャッキ１２４５ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを下方に移動させて、配力筋Ｄを仮受けゲーシ１２４６ａからゲージプレート１２２０ａに移し変える。この移し変えが終了すると、ジャッキ１２４５ａを駆動し仮受けゲージ１２４６ａを旋回移動に支障のない位置まで下降させる。そして、モータ１２４２ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを左方向に旋回移動させ、元の中心軸上の高さ位置に戻す。この場合、垂れ止め機構１２３ａのモータ１２３４ａは、回転させない。
【００３０】
次いで、ローラ１２０２ａ，１２０３ａを元の位値に戻し、再び仮受けゲージ１２４６ａで配力筋Ｄを受けて、その後に左方向に旋回させて、配力筋Ｄをゲージプレート１２２０ａの左端側に受承させた後、同様な操作を繰り返して、配力筋Ｄをゲージプレート１２２０ａの中央部分に受承させる。
【００３１】
図９，図１０に門型移動台車１２ｂの詳細を示している。同図に示す門型移動台車１２ｂは、台車１０の幅方向両端に敷設されたガイドレール１０ｆ上を走行するものであって、ガイドレール１０ｆに沿って転動するローラ１２０ｂが設けられた４本の脚部１２１ｂと、トンネル周方向に位置する脚部１２１ｂ間に架設された略逆Ｕ字型の一対のビーム１２２ｂと、トンネル軸方向に位置する脚部１２１ｂ間に両端が固設された一対の下部桁材１２３ｂと、ビーム１２２ｂの上部間に両端が固設された一対の上部桁材１２４ｂとを有している。
【００３２】
下部桁材１２３ｂの一端側の上部には、駆動モータ１２５ｂが載置されていて、この駆動モータ１２５ｂを回転させることにより門型移動台車１２ｂがガイドレール１０ｆに沿って自走するように構成されている。また、各脚部１２１ｂとビーム１２２ｂとの間には、ビーム１２２ｂを上下方向に移動させるジャッキ１２６ｂが内装されている。
【００３３】
自動結束機１２ｃの詳細を図１１〜図１４に示している。同図に示す自動結束機１２ｃは、門型移動台車１２ｂの旋回装置１４側に位置する一方のビーム１２２ｂに近接して設けられた円弧状の取付プレート１２７ｂに列状に配置されている。取付プレート１２７ｂは、トンネル断面方向に延設され、このプレート１２７ｂに、複数の自動結束機１２ｃが、所定の間隔を隔てて取付られている。
【００３４】
各自動結束機１２ｃの中心軸は、組付け部１２ａ上に格子状に配置された主筋Ｃと配力筋Ｄとの交点を指向するように設けられている。自動結束機１２ｃは、本体１２０ｃと、結束線１２１ｃを捲回するボビン１２２ｃと、本体１２０ｃの上下移動機構１２３ｃとから概略構成されている。
【００３５】
本体１２０ｃは、図１３にその詳細を示すように、ケース内に内蔵され、結束線１２１ｃを挟持して回転駆動することにより、結束線１２１ｃを前方に送りだす送出ローラ１２００ｃと、結束線１２１ｃの切断カッタ１２０１ｃと、送出ローラ１２００ａから送り出された結束線１２１ｃの先端を係止して回転する回転部材１２０２ｃと、円弧状の開閉可能な囲繞ガイド１２０３ｃと、フック１２０４ｃと、フック１２０４ｃの回転駆動モータ１２０５ｃとから概略構成されている。
【００３６】
ボビン１２２ｃは、本体１２０ｃの後方に設けられている。上下移動機構１２３ｃは、図１２にその詳細を示すように、本体１２０ｃおよびボビン１２２ｃを保持する支持プレート１２３０ｃと、この支持プレート１２３０ｃの側面に一端が固設されたガイドロッド１２３１ｃと、このガイドロッド１２３１ｃの他端に伸縮するプランジャの先端を連結したシリンダ１２３２ｃとを備えている。
【００３７】
シリンダ１２３２ｃを駆動すると、本体１２０ｃは、ガイドロッド１２３１ｃに沿って移動する。図１４には、このように構成された自動結束機１２ｃの結束原理が示されている。同図に基づいて自動結束機１２ｃによる鉄筋の結束について説明する。結束機１２ｃを駆動して、送出ローラ１２００ｃにより結束線１２１ｃを送り出すと、結束線１２１ｃの先端が回転部材１２０２ｃに当接して係止される。
【００３８】
この状態でさらに結束線１２１ｃを送り出すと、回転部材１２０２ｃが結束線１２１ｃの送り出しに伴って回転し、このような結束線１２１ｃの送り出しをさらに継続することにより、同図（ｄ）に示すように、結束線１２１ｃの先端側に略Ｕ字形の部分が形成される。そして、結束線１２１ｃをさらに送り出すと、このＵ字形の部分は、囲繞ガイド１２０３ｃに到達し、囲繞ガイド１２０３ｃの内面に沿いながら一端側から他端側に延長される。
【００３９】
このとき、囲繞ガイド１２０３ｃの内部に結束すべき鉄筋を挿入しておくと、結束線１２３ｃのＵ字形の部分は、図１４（ｇ），（ｈ）に示すように、鉄筋の外周を回り込むようにして、フック１２０４ｃの先端に到達する。このような状態になると、切断カッタ１２０１ｃを駆動して結束線１２１ｃを切断する。この場合、結束線１２１ｃのＵ字形の部分がフック１２０４ｃに到達したか否かは、例えば、結束線１２１ｃの送り出量を検出することなどにより判断することができる。
【００４０】
結束線１２１ｃが切断されると、フック１２０４ｃをモータ１２０５ｃで回転することにより、図１４（ｊ）に示すように鉄筋の結束が行われる。なお、本実施例で採用した自動結束機１２ｃは、特開平７−０６９３２１号公報に開示されているものである。また、図１４に示した結束原理では、２本の鉄筋を平行に配置した状態で結束する場合を示しているが、交差する鉄筋を結束する際には、囲繞ガイド１２０３ｃで交点を挟むようにすれば、同様な結束原理により交差する鉄筋を結束することができる。
【００４１】
門型移動台車１２ｂの上部桁材１２４ｂには、主筋Ｃの把持機構１２ｅが設けられている（図９参照）。この主筋把持機構１２ｅは、一対の上部桁材１２４ｂに対向配置された同一構成の一対から構成されており、トンネル軸方向に沿って所定の間隔をおいて列設されて複数のチャック１２０ｅと、チャック１２０ｅの支持プレート１２１ｅと、支持プレート１２１ｅを上下移動自在に支持するシリンダー１２２ｅと、シリンダー１２２ｅを挟んでその両側に設けられたガイド１２３ｅとを備えている。
【００４２】
各チャック１２０ｅは、図示省略のシリンダーにより開閉動作が行われ、後述する主筋カセット１８上に載置されている主筋Ｃを離脱可能に保持するものであり、各チャック１２０ｅの配置間隔は、主筋カセット１８上の主筋Ｃの載置間隔と一致しているとともに、その個数は、１つのブロック鉄筋Ｅに使用する主筋Ｃの本数と一致させるか、あるいは、必要な主筋Ｃを複数本毎に分割し、分割した個数に対応する数にする。
【００４３】
ブロック鉄筋送出機構１２ｄは、格子状に組付けられた主筋Ｃと配力筋Ｄとの交点を結束することにより製造されたブロック鉄筋Ｅを旋回装置１４側に送出するものであって、図５，１５にその要部を示している。同図に示す送出機構１２ｄは、ブロック鉄筋Ｅの主筋Ｃの両端側を支持するゲージプレート１２０ｄと、ゲージプレート１２０ｄの下面側に設けられた複数のガイドローラ１２１ｄと、ガイドローラ１２１ｄが嵌合するガイドレール１２２ｄと、ガイドレール１２２ｄを上下移動自在に支持する複数のジッャキ１２３ｄと、ガイドローラ１２１ｄを駆動するモータ１２４ｄとを備えている。
【００４４】
送出機構１２ｄには、ブロック化装置１２と旋回装置１４との間で分断されていて、ジャッキ１２３ｄを駆動してゲージプレート１２０ｄとともに上昇移動させた時にガイドレール１２２ｄと位置対応して、ガイドローラ１２１ｄの嵌合が可能になる延長レール１２５ｄが設けられている。この延長レール１２５ｄは、旋回装置１４側に対向するようにして一対設けられている。なお、図１４に符号１２６ｄで示したものは、延長レール１２５ｄ側でガイドローラ１２１ｄを駆動するモータである。
【００４５】
ゲージプレート１２０ｄは、主筋ゲージ１２１ａのゲージプレート１２１０ａと平行になるように、その外側に一対が対向するように配置されている。このゲージプレート１２０ｄは、主筋Ｃ，配力筋Ｄを組付け結束してブロック化するまでは、ゲージプレート１２１０ａの下方に位置している。そして、ブロック鉄筋Ｅを送出する際に、ジャッキ１２３ｄを駆動して、ゲージプレート１２０ｄを上方移動させることにより、主筋ゲージ１２１ａのゲージプレート１２１０ａからブロック鉄筋Ｅを受承する。
【００４６】
ブロック鉄筋Ｅを受承すると、モータ１２４ｄを駆動することにより、ゲージプレート１２０ｄが旋回装置１４側に移動させられる。このとき、ガイドレール１２２ｄと延長レール１２５ｄとが位置対応しているので、ガイドレール１２２ｄから外れたガイドローラ１２１ｄは、移動に伴って延長レール１２５ｄに順次嵌合する。そして、ゲージプレート１２０ｄが延長レール１２５ｄ側に支持されると、今度は、モータ１２６ｄを駆動すとにより、延長レール１２５ｄに沿って移動し、旋回装置１４の側面の所定位置に到達すると移動が停止され、ブロック鉄筋Ｅの送出が完了する。
【００４７】
旋回装置１４の詳細を図１６に示している。同図に示す旋回装置１４は、ブロック鉄筋Ｅを保持するフレーム１４ａと、このフレーム１４ａの旋回機構１４ｂと、フレーム１４ａを上下移動させるリフト機構１４ｃとを備えている。フレーム１４ａは、トンネル軸方向の両端に対向配置された一対の湾曲フレーム１４０ａと、この湾曲フレーム１４０ａ間を連結する２本の桁フレーム１４１ａとを有している。
【００４８】
旋回機構１４ｂは、原動旋回リング１４０ｂと、この原動旋回リング１４０ｂの両側に配置された一対の從動旋回リング１４１ｂと、複数の回転ローラ１４２ｂを介して、各旋回リング１４０ｂ，１４１ｂを回動自在に支持する枠体１４３ｂと、原動リング１４０ｂに設けられたチェーンと噛合するギア１４４ｂに連結された駆動モータ（図示省略）とを備えている。
【００４９】
原動および從動旋回リング１４０ｂ，１４１ｂは、トンネル軸方向に沿って、所定の間隔を設けて同軸上に配置されている。枠体１４３ｂは、その内部を挿通するように配置された主桁１０ａに固設されて、これに支持されている。桁フレーム１４１ａの外側面には、所定の間隔をおいてブロック鉄筋Ｅの主筋Ｃを離脱可能に把持するチャック１４ｄが複数設けられている。なお、各チャック１４ｄは、図示省略のシリンダにより同時に開閉操作が行われる。
【００５０】
リフト機構１４ｃは、４本のジャッキ１４０ｃを有していて、各ジャッキ１４０ｃは、湾曲フレーム１４０ａの両端側配置されている。湾曲フレーム１４０ａの一端側に配置された一対のジャッキ１４０ｃは、伸縮プランジャ１４１ｃがピン１４２ｃを介して結合さいる。湾曲フレーム１４０ａの他端側に配置された一対のジャッキ１４０ｃには、その伸縮プランジャ１４１ｃにガイドローラ１４３ｃが取付られていて、このガイドローラ１４３ｃが湾曲フレーム１４０ａの一端側を挟持している。
【００５１】
ガイドローラ１４３ｃと湾曲フレーム１４０ａとの間には、湾曲フレーム１４０ａをトンネルの横断面方向に移動させる揺動ジャッキ１４ｅがそれぞれ設けられている。また、トンネル軸方向に配置された一対のジャッキ１４０ｃ間には、二重管構造の桁材１４４ｃが渡設され、この桁材１４４ｃと各旋回リング１４０ｂ，１４１ｂとを繋ぎ材１４５ｃで連結することにより、フレーム１４ａとリフト機構１４ｃとが旋回リング１４０ｂ，１４１ｂに回動自在に支持されている。
【００５２】
なお、図１６に符号１４ｆで示した部材は、フレーム１４ａとリフト機構１４ｃとをトンネル軸方向に移動させる調整ジャッキである。このように構成された旋回装置１４によれば、フレーム１４ａ上にブロック鉄筋Ｅを載置し、この状態で主筋Ｃの両端をチャック１４ｄで把持することにより、ブロック鉄筋Ｅを保持することができるとともに、モータを駆動してギア１４４ｂを回転することにより、保持したブロック鉄筋Ｅをトンネル周方向に沿って旋回移動させることができる。
【００５３】
そして、ブロック鉄筋Ｅが所定の位置に移動されると、旋回を停止して、ジャッキ１４０ｃを伸長することにより、ブロック鉄筋Ｅをトンネル内壁面に配筋することができる。この場合、ブロック鉄筋Ｅの正確な位置決めは、揺動ジャッキ１４ｅと調整ジャッキ１４ｆとを駆動することにより行われ、位置が決まると、ブロック鉄筋Ｅは、セグメントＡの内面側に設けられている図示省略の係止手段に係止する。
【００５４】
図１７〜図２０に配力筋供給装置１６の詳細を示している。同図に示す配力筋供給装置１６は、配力筋Ｄの送出部１６ａと、配力筋Ｄの分離供給部１６ｂと、分離供給部１６ｂの移動機構１６ｃとから構成されている。送出部１６ａは、枠形のフレーム１６０ａと、複数のローラ１６１ａと、ローラ１６１ａを回転駆動するモータ１６２ａと、フレーム１６０ａを上下移動自在に支持する複数のジャッキ１６３ａとから構成れている。
【００５５】
フレーム１６０ａの上部側には、トンネル断面方向に延長されたローラ１６１ａが回転自在に支持されている。ローラ１６１ａには、配力筋Ｄを収容するためのＶ字溝１６４ａが複数設けられている。ジャッキ１６３ａは、移動機構１６ｃのガイド壁１６０ｃ上に支持されていて、フレーム１６０ａを上下方向に移動させる。図１９の中央部付近にフレーム１６０ａを上下移動させたときの前後の状態が図示されている。送出部１６ａでは、モータ１６２ａを駆動するとローラ１６１ａが回転して、配力筋Ｄをブロック化装置１２側に送り出すことができる。
【００５６】
分離供給部１６ｂは、送出部１６ａの上方に配置されており、配力筋Ｄが載置される複数のコンベア１６０ｂと、コンベア１６０ｂの一端に設けられた複数の供給シュート１６１ｂと、供給シュート１６１ｂに配力筋Ｄを１本ずつ投入する分離部１６２ｂと、これらの部材を支持する台車１６３ｂと、台車１６３ｂをトンネル断面方向にスライド移動自在に支持するガイド桁１６４ｂと、ガイド桁１６４ｂの両端を上下移動自在に支持する複数のジャッキ１６５ｂとから構成されている。
【００５７】
複数のコンベア１６０ｂは、トンネル断面方向に平行に配置されていて、モータ１６６ｂにより回転される。ジャッキ１６５ｂを駆動することによりガイド桁１６４ｂから上の部分が上下移動するとともに、モータ１６７ｂを駆動することにより、台車１６３ｂがトンネル断面方向に沿ってスライド移動する。図１９に分離供給部１６ｂを上方に移動させ、かつ、台車１６３ｂを断面方向に移動させた状態が図示されている。
【００５８】
コンベア１６０ｂと分離部１６２ｂおよび供給シュート１６１ｂの相互の位置関係を図２０に示している。同図に示す供給シユート１６１ｂは、各コンベア１６０ｂにそれぞれ付設されていて、一端側がコンベア１６０ｂに近接配置され、凹状に屈曲して、配力筋Ｄを１本づつ隣接した状態で整列させる整列部１６１０ｂとこの整列部１６１０ｂに連なり、配力筋Ｄの落下速度を調節しながら落下させる迷路状通路１６１１ｂとから構成されている。
【００５９】
供給シュート１６１ｂの迷路状通路１６１１ｂの下端開口部の下方には、送出部１６のローラ１６１ａが位置していて、落下供給される配力筋ＤをそのＶ字溝１６４ａ内に収納するようになっている。分離部１６２ｂは、供給シュート１６１ｂの下方に配置されていて、供給シュート１６１ｂの整列部１６１０ｂに回動端が位置する爪片１６２０ｂと、爪片１６２０ｂを回転させるシリンダ１６２１ｂとから構成されている。
【００６０】
このようにされた分離部１６２ｂでは、シリンダ１６２１ｂで爪片１６２０ｂを回転させると、爪片１６２０ｂの回動端側が、整列部１６１０ｂ内に収容されている配力筋Ｄの先頭の１本を上方に押し上げつつ迷路状通路１６１１ｂ側に移動させる。
【００６１】
以上のように構成された分離供給部１６ｂでは、配力筋Ｄがコンベア１６０ｂ上に山状で載置される。配力筋Ｄが載置されると、まず、コンベア１６０ｂは、図２０に▲１▼で示す方向に配力筋Ｄを移動させるように駆動される。この方向に配力筋Ｄが移動すると、コンベア１６０ｂの端部側には、ストッパ板１６００ｂが設けられているので、配力筋Ｄがこのストッパ板１６００ｂに衝突して、山が崩れて１本づつに分離される。
【００６２】
このような状態になると、今度は、コンベア１６０ｂを同図の▲２▼に示す方向に配力筋Ｄが移動するように回転させる。そして、この方向の回転を継続すると、バラけた配力筋Ｄが供給シュート１６１ｂの整列部１６１０ｂ内に順次整列した状態で収容され。整列部１６１０ｂに収容された配力筋Ｄは、１本が分離部１６２ｂの爪片１６２０ｂにより迷路状通路１６１１ｂに送り出され、迷路状通路１６１１ｂ内を落下して送出部１６ａのローラ１６１ａに受承される。
【００６３】
ローラ１６０ａへの受承が完了すると、分離供給部１６ｂは、モータ１６７ｂの回転駆動により、図２０の矢印▲３▼方向に所定のピッチ（ローラ１６０ａに設けられているＶ字溝１６４ａのピッチと同じピッチ）だけ移動され、同様な操作が順次繰り返され、Ｖ字溝１６４ａの全てに配力筋Ｄか受承されると、モータ１６２ａを駆動して、組付け部１２側に送り出される。このとき、ジャッキ１６３ａを駆動して、送出部１６ａと分離供給部１６ｂとの間の上下方向の位置合わせが行われる。
【００６４】
一方、移動機構１６ｃは、主桁１０ａ間に固設された凹形断面のガイド壁１６０ｃと、ガイド壁１６０ｃの外側面にそれぞれ固設された一対のガイドレール１６１ｃと、ガイドレール１６１ｃに沿って転動する複数の回転ローラ１６２ｃと、回転ローラ１６２ｃを回転させるモータ１６３ｃと、回転ローラ１６２ｃを回転自在に支持するとともに、モータ１６３ｃを内蔵するカバー１６４ｃとを備えている。
【００６５】
ガイド壁１６０ｃは、その内部に送出部１６ａのジャッキ１６３ａが設置されるとともに、このガイド壁１６０ｃは、配力筋供給装置１６と後述する主筋カセット１８の設置領域にまで延長されている。カバー１６４ｃの外側面には、分離供給部１６ｂのジャッキ１６５ｂが固設されている。このように構成された移動機構１６ｃによれば、モータ１６３ｃを回転駆動することにより、ガイド壁１６０ｃ内に送出部１６ａを残した状態で、分離供給部１６ｂをガイドレール１６１ｃに沿って主筋カセット１８の側部まで移動させることができる。
【００６６】
図２１〜図２４に主筋カセット１８の詳細を示している。同図に示す主筋カセット１８は、カセット部１８ａと、このカセット部１８ａの支持部１８ｂとを有していて、カセット部１８ａと支持部１８ｂとが分離可能に構成されている。この実施例では、４組の主筋カセット１８が台車１０上に載置可能になっている。カセット部１８ａは、支持プレート１８０ａと、この支持プレート１８０ａの四隅に立設された４本の支柱１８１ａと、トンネル軸方向に位置する一対の支柱１８１ａ間に着脱可能に嵌着された複数のカセットプレート１８２ａと、支持プレート１８０ａの四隅下面に突設された位置決めピン１８３ａとを備えている。
【００６７】
各カセットプレート１８２ａは、一対の支柱１８１ａ間に段状に装着することにより一対づつが対向配置され、カセットプレート１８２ａの上端面には、主筋Ｃの嵌合用Ｕ溝１８４ａが凹設されている。このＵ字溝１６４ａの設置間隔と数は、門型移動台車１２ｂに配置された把持機構１２ｅのチャック１２０ｅの配列間隔と数が一致している。位置決めピン１８３ａは、配力筋供給装置１６のガイド壁１６０ｃの上端に配置された嵌合凹部１８５ａに貫入して、カセット部１８ａの位置が決められる。
【００６８】
なお、図２４に符号１８６ａで示した部材は、支持プレート１８０ａの下面に回転可能に固設された車輪であって、この車輪１８６ａは、主筋Ｃをカセットプレート１８２ａに載せて運搬する際に、カセット部１８ａを９０度回転させるために用いられるものである。
【００６９】
支持部１８ｂは、台車１０上に設置される枠状の下フレーム１８０ｂと、下フレームの四隅に立設された昇降ジャッキ１８１ｂと、ジャッキ１８１ｂ間に立設された伸縮ガイド１８２ｂと、ジャツキ１８１ｂおよび伸縮ガイド１８２ｂの伸縮端に固設された上フレーム１８３ｂとから構成されている。
【００７０】
このように構成された主筋カセット１８では、門型移動台車１２ｂを移動させて主筋カセット１８の側方に位置決めした状態で停止させ、ジャッキ１２６ｂとシリンダ１２２ｅを駆動して、チャック１２０ｅを所定位置まで降下させた状態で、チャック１２０ｅを開放した後に閉止すると、チャック１２０ｅに一段分の主筋Ｃが把持され、シリンダ１２２ｅを収縮して門型台車１２ｅを移動させることにより、ブロック化装置１２の組付け部１２ａの上方まで移動させることができる。
【００７１】
このとき、主筋カセット１８側では、主筋Ｃが除去されたカセットプレート１８２ａを取り外し、昇降ジャツキ１８１ｂを伸長させることにより、２段目のカセットプレート１８２ａが一段目と同じ高さにセットされ、このような操作が順次繰り返されることになる。このように構成された主筋カセット１８では、カセット部１８ａの各カセットプレート１８２ａ間にそれぞれ主筋Ｃを別の場所で載置した状態で搬入される。
【００７２】
次に、上記構成の鉄筋の鉄筋供給装置を含むシステム全体の作動について説明する。このシステムを作動する際には、トンネル軸方向の一端側に配置された旋回装置１４が、台車１０の駆動車輪１０ｂを駆動することにより、これから配筋を行う部分に位置決めされ、ジャッキベース１０ｄと水平ブロッキング１０ｅとにより、セグメントＡ上に固定される。
【００７３】
本実施例の供給装置を含むシステムでは、以下にそれぞれ説明する▲１▼配力筋Ｄの組付け部１２ａへの供給、▲２▼配力筋Ｄの分配、▲３▼主筋Ｃの組付け部１２ａへの供給、▲４▼自動結束機１２ｃによる結束、▲５▼組立られたブロック鉄筋Ｅの旋回装置１４への移動、▲６▼ブロック鉄筋Ｅの配筋の各手順が順に行われる。
【００７４】
▲１▼配力筋Ｄの組付け部１２ａへの供給
コンベア１６０ｂ上に山状に載置された配力筋Ｄは、コンベア１６０ｂの駆動により、崩されて１本づつに分離される。そして、コンベア１６０ｂを逆方向に駆動して、バラけた配力筋Ｄを供給シュート１６１ｂの整列部１６１０ｂ内に順次整列状態で収容す。整列部１６１０ｂに収容された配力筋Ｄは、１本が分離部１６２ｂの爪片１６２０ｂにより迷路状通路１６１１ｂに送り出され、送出部１６ａのローラ１６１ａに受承され。
【００７５】
ローラ１６１ａへの受承が完了すると、分離供給部１６ｂは、モータ１６７ｂの回転駆動により、所定のピッチだけ移動され、同様な操作が順次繰り返され、Ｖ字溝１６４ａの全てに配力筋Ｄが受承されると、モータ１６２ａを駆動して、組付け部１２側に送り出される。なお、配力筋供給装置１６のこのような操作、すなわち、供給シュート１６１ｂにより配力筋Ｄを送出部１６ａのローラ１６１ａに１本づつ受承させる操作は、所定本数が組付け部１２側に送り出されると順次継続され、次の送り出しに対する準備が行われる。
【００７６】
▲２▼配力筋Ｄの分配
配力筋Ｄを分配する際には、予め、仮受けゲージ１２４６ａとローラ１２０２ａ，１２０３ａの中心軸および垂れ止め機構１２３ａの中心軸とが一致させられるとともに、ジャッキ１２０５ａを駆動して、ローラ１２０２ａ，１２０３ａが最も高い位置にあって、後述する配力筋供給装置１６の送出部１６ａのローラ１６１ａと一致するように調整される。
【００７７】
仮受けゲージ１２４６ａは、ローラ１２０２ａ，１２０３ａの位置よりも低く、配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２０ａよりも高い位置になるように、ジャツキ１２４５ａにより調整される。なお、この操作は、供給装置１６から配力筋Ｄが送出される前に行われる。このような状態で複数の配力筋Ｄが配力筋供給装置１６側から送りだされると、配力筋Ｄは、まず、ローラ１２０２ａ，１２０３ａにより受承され、駆動モータ１２０４ａを駆動することにより、旋回装置１４側に移動させられ、所定の位置に到達するとストッパに当たって移動が停止される。
【００７８】
次いで、ジャッキ１２４５ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを上方移動させて、ローラ１２０２ａ，１２０３ａから配力筋Ｄを仮の受けゲージ１２４６ａに移し変える。この移し変えが行われると、ローラ１２０２ａ，１２０３ａは、ジャッキ１２０５ａを収縮することにより、仮受けゲージ１２４６ａの移動に支障のない高さまで降下される。
【００７９】
ローラ１２０２ａ，１２０３ａの降下が終了すると、駆動モータ１２４２ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを右方向に旋回させる。このときの旋回移動は、前後に配置されているモータ１２４２ａを同期回転させるとともに、この旋回移動に併せて、垂れ止め機構１２３ａのモータ１２３４ａを同期回転して、第１プレート１２３１ａを右方向に移動させる。
【００８０】
そして、仮受けゲージ１２４６ａが所定位置まで旋回移動されると、モータ１２４２ａ，１２３４ａの移動を停止し、ジャッキ１２４５ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを下方に移動させて、配力筋Ｄを仮受けゲーシ１２４６ａからゲージプレート１２２０ａに移し変える。移し変えが終了すると、ジャッキ１２４５ａを駆動して仮受けゲージ１２４６ａを旋回移動に支障のない位置まで下降させる。
【００８１】
そして、モータ１２４２ａを駆動することにより、仮受けゲージ１２４６ａを左方向に旋回移動させ、元の中心軸上の高さ位置に戻す。この場合、垂れ止め機構１２３ａのモータ１２３４ａは回転させない。
次いで、ローラ１２０２ａ，１２０３ａおよびゲージプレート１２２０ａを元の状態に戻し、配力筋供給装置１６側から送出された配力筋Ｄを、再び仮受けゲージ１２４６ａで受け、左方向に旋回させて、配力筋Ｄをゲージプレート１２２０ａの左端側に受承させた後、同様な操作を繰り返して、配力筋Ｄをゲージプレート１２２０ａの中央部分に受承させる。このような操作により、所定本数の配力筋Ｄが配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２０ａ上に両端が支持された状態でセットされる。
【００８２】
この配置が終了すると、配力筋ゲージ１２２ａの回動ジャッキ１２２３ａを駆動して、ゲージプレート１２２０ａに保持されいてる配力筋Ｄをトンネル断面方向に移動させて、主筋Ｃのいずれか一方の端部側に、重ね代が設けられるようにする。
【００８３】
▲３▼主筋Ｃの組付け部１２ａへの供給
主筋Ｃを組付け部１２ａに供給する際には、まず、門型移動台車１２ｂが主筋カセット１８側に移動され（図２２参照）、ジャッキ１２６ｂおよびシリンダ１２２ｅを駆動することにより、把持機構１２ｅのチャック１２０ｅが主筋カセット１８に載置されている主筋Ｃ上に降下され、チャック１２０ｅを開閉動作させることで、各チャック１２０ｅに主筋Ｃを保持させる。
【００８４】
そして、ジャッキ１２６ｂおよびシリンダ１２２ｅの駆動によりチャック１２０ｅを上昇移動させた後に、門型台車１２ｂを組付け部１２ａの直上に移動させた後に、再びジャッキ１２６ｂおよびシリンダ１２２ｅを駆動することにより、把持機構１２ｅのチャック１２０ｅを降下させて、開放することにより、主筋Ｃの両端側を主筋ゲージ１２１ａのゲージプレート１２１０ａに移し変える。
【００８５】
このとき、配力筋ゲージ１２２ａのゲージプレート１２２０ａに保持されている配力筋Ｄは、主筋Ｃの下側に位置しており、この操作により、組付け部１２ａには、主筋Ｃと配力筋Ｄとが交差した格子状に配置される。主筋Ｃをゲージプレート１２１０ａに移し変えると、門型台車１２ｂのチャック１２０ｅは、再び上昇移動させられる。
【００８６】
▲４▼自動結束機１２ｃによる結束
組付け部１２ａに主筋Ｃと配力筋Ｄとが格子状に配置されると、門型台車１２ｂを移動して、今度は、自動結束機１２ｃがその直上に位置するようにセットされる。このとき、自動結束機１２ｃは、門型台車１２ｂが所定の位置に停止されると、複数の自動結束機１２ｃが格子状に配置された主筋Ｃ，配力筋Ｄのトンネル軸方向の一端側に位置する交点をそれぞれ指向するようになる。
【００８７】
自動結束機１２ｃのセットが終了すると、門型台車１２ｂのジャッキ１２６ｂと自動結束機１２ｃ側のシリンダ１２３２ｃとを駆動して、各自動結束機１２ｃを降下させ、各自動結束機１２ｃの囲繞ガイド１２０３ｃを開閉して、囲繞ガイド１２０３ｃが主筋Ｃ，配力筋Ｄの交点を挟むようにする。そして、この状態でモータ１２０５ｃを駆動して、交点を結束線１２１ｃで結束する。
【００８８】
結束が終了すると、シリンダ１２３２ｃを駆動して自動結束機１２ｃを上方移動させて、門型台車１２ｂを格子状に配置された主筋Ｃ，配力筋Ｄのトンネル軸方向の他端側に所定距離（主筋Ｃの配置ピッチに同じ）だけ移動させ、同様な操作を繰り返すことにより別の交点が結束される。以後は、同様な操作を繰り返して、各交点を結束する。
【００８９】
この場合、自動結束機１２ｃの数をトンネル断面方向に位置する主筋Ｃ，配力筋Ｄの交点数と一致させておけば、門型台車１２ｂの移動は、トンネル軸方向だけで済む。また、門型台車１２ｂの移動は、一方向だけでなく、２方向とし、一方に移動させる際に１つ置きの交点を結束し、他方に移動させる際に、その中間の交点を結束することもできるし、さらに、結束する交点を千鳥状にすることもできる。このようにして、自動結束機１２ｃにより所定の交点が結束されると、主筋Ｃ，配力筋Ｄは、メッシュ状のブロック鉄筋Ｅとなる。
【００９０】
なお、結束が終了すると門型台車１２ｂは、次の主筋Ｃの組付け部１２ａへの供給のために所定の位置に移動される。
【００９１】
▲５▼組立られたブロック鉄筋Ｅの旋回装置１４への移動（図１５参照）
ブロック鉄筋Ｂを旋回装置１４側に送出する際には、ジャッキ１２３ｄを駆動して、送出機構１２ｄのゲージプレート１２０ｄを上方移動させることにより、主筋ゲージ１２１ａのゲージプレート１２１０ａからゲージプレート１２０ｄ上に移し変えて、ゲージプレート１２０ｄにブロック鉄筋Ｅを受承させる。
【００９２】
ブロック鉄筋Ｅを受承すると、モータ１２４ｄを駆動することにより、ゲージプレート１２０ｄが旋回装置１４側に移動させられる。このとき、ガイドレール１２２ｄと延長レール１２６ｄとが位置対応しているので、ガイドレール１２２ｄから外れたガイドローラ１２１ｄは、移動に伴って延長レール１２５ｄに順次嵌合する。そして、ゲージプレート１２０ｄが延長レール１２５ｄ側に支持されると、今度は、モータ１２６ｄを駆動すとにより、延長レール１２５ｄに沿って移動し、旋回装置１４の側面の所定位置に到達すると移動が停止され、ブロック鉄筋Ｅの送出が完了する。
【００９３】
なお、送出機構１２ｄのゲージプレート１２０ｄにブロック鉄筋Ｂを受承させると、主筋ゲージ１２１ａ，配力筋ゲージ１２２ａは、次の配力筋Ｄの分配のために所定の位置にセットされる。
【００９４】
▲６▼ブロック鉄筋Ｅの配筋
送出機構１２ｄによりブロック鉄筋Ｅがフレーム１４ａの直上に配置されると、リフト機構１４ｃのジャッキ１４０ｃを駆動してフレーム１４ａを上方移動させ、チャック１４ｄの開閉操作により、ブロック鉄筋Ｅの主筋Ｃを把持させる。この把持が終了すると、ジャッキ１４０ｃをさらに延ばして、ブロック鉄筋Ｅを送出機構１２ｄのゲージプレート１２０ｄから離脱させる。
【００９５】
この操作が行われると、送出機構１２ｄのゲージプレート１２０ｄは、モータ１２６ｄの駆動によりブロック化装置１２側に戻され、次のブロック鉄筋Ｅの送出に備える。ブロック鉄筋Ｅを受承した旋回装置１４は、旋回機構１４ｂの原動旋回リング１４０ｂを旋回させて、保持しているブロック鉄筋Ｅをトンネル周方向に沿って旋回移動させる。
【００９６】
そして、ブロック鉄筋Ｅが所定の位置に旋回移動されると、旋回を停止して、ジャッキ１４０ｃを伸長することにより、ブロック鉄筋Ｅをトンネル内壁面に据え付ける。配筋が終了すると、旋回装置１４は、元の状態に復帰され、次のブロック鉄筋Ｅの配筋に備える。
【００９７】
以後は、▲１▼〜▲６▼までの手順が順次繰り返される。このような手順は、１つの手順が終了すると他の手順を実行するシーケンス制御を基本としているので、例えば、移動範囲や停止位置などを近接スイッチで検出し、モータの回転をエンコーダの検出信号で制御することで、上述した手順を自動制御することができる。
【００９８】
上記手順を複数回繰り返すことにより、複数のブロック鉄筋Ｅを組み合わせた環状の鉄筋Ｂが配筋されると、台車１０を移動させて、所定の位置に固定され、同様な手順が繰り返される。
さて、以上のように構成された鉄筋の自動組立装置によれば、複数の配力筋Ｄを鉄筋ブロック化装置１２に、長手方向がトンネル軸方向になるように平行状態で送出する配力筋供給装置１６と、主筋Ｃを長手方向がトンネル断面方向になるように離脱可能に把持し、ブロック化装置１２に支持されている複数の配力筋Ｄの上部側に主筋Ｃを供給する主筋把持機構１２ｅとを有しているので、人手によらず主筋Ｃと配力筋Ｄとをブロック化装置１２に供給することができる。
【００９９】
また、本実施例の配力筋供給装置１６は、上下移動自在に配置され、複数本の配力筋Ｄをトンネル軸方向に沿って送り出す送出部１６ａと、送出部１６ａの上方にあって、トンネル断面方向に沿って移動自在に設けられ、複数の配力筋Ｄをバラして、１本づつ送出部１６ａに供給する分離供給部１６ｂとを備え、送出部１６ａは、上下移動自在に支持されたフレーム１６０ａと、このフレーム１６０ａに回転自在の支持され、トンネル軸方向に沿って、所定の間隔を隔てて相互に平行に配置された複数のローラ１６１ａと、このローラ１６１ａを回転駆動するモータ１６２ａとを備え、ローラ１６１ａに分離供給部１６ｂから供給される配力筋Ｄを受承する複数のＶ字状溝１６４ａを設け、このＶ字状溝１６４ａに配力筋Ｄが受承されると、分離供給部１６ｂをトンネル断面方向に間欠移動させる。
【０１００】
この構成によれば、複数の配力筋Ｄを同時にブロック化装置１２に供給することができ、配力筋Ｄの供給能率が向上する。
また、本実施例の場合には、分離供給部１６ｂは、トンネル断面方向に沿って配置され、複数の配力筋Ｄが山状に載置される複数のコンベア１６０ｂと、コンベア１６０ｂの一端側にそれぞれ配置された供給シュート１６１ｂと、配力筋Ｄの分離部１６２ｂとを備え、供給シュート１６１ｂは、コンベア１６０ｂ側に設けられた整列部１６１０ｂと、この整列部１６１０ｂに連なり、下端がローラ１６１ａのＶ字溝１６４ａ上に開口する迷路状通路１６１１ｂとを備え、コンベア１６０ｂを配力筋Ｄがバラけるように駆動して、整列状態で整列部１６１０ｂに収容し、分離部１６２ｂにより整列部１６１０ｂ内の配力筋Ｄを個別に迷路状通路１６１１ｂに投入する。
【０１０１】
この構成によれば、配力筋Ｄを山状にコンベア１６０ｂ上に載せると、その後は、人手によらず自動的に送出部１６ａのローラ１６１ａに配力筋Ｄを受承させることができる。
なお、上記実施例では、鉄筋の供給から配筋までを一連の工程で行うシステムの一部に本発明の鉄筋供給装置を組入れた場合を例示したが、本発明の実施は、これに限られることはなく、旋回装置１４などと分離してもよい。また、上記実施例では、本発明をシールドトンネルの覆工工事に適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、山岳トンネルの覆工工事にも適用することができる。
【０１０２】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる鉄筋自動組立装置によれば、円弧状の主筋と直線状の配力筋とを人手によらずブロック化装置に供給することができるので、トンネルの施工能率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる鉄筋自動組立装置を採用したシステムのトンネル内での配置状態を示す全体斜視図である。
【図２】同システムにより配筋される鉄筋の状態とブロック鉄筋の説明図である。
【図３】同システムにおける鉄筋の自動組立装置の台車の断面図である。
【図４】同システムにおける鉄筋の自動組立装置のブロック化装置の斜視図である。
【図５】図４のブロック化装置において、門型移動台車を除去した状態の斜視図である。
【図６】図５の中心軸上の縦断面図である。
【図７】図４のブロック化装置の分配機構の断面図である。
【図８】図７の分配機構で配力筋を分配する際の動作説明図である。
【図９】図４に示したブロック化装置の門型移動台車の斜視図である。
【図１０】図９の門型移動台車の断面説明図である。
【図１１】鉄筋の自動組立装置で用いる自動結束機の配置説明図である。
【図１２】同自動結束機の取付状態の断面説明図である。
【図１３】同自動結束機の本体部分の断面説明図である。
【図１４】同自動結束機の結束原理の説明図である。
【図１５】図４に示したブロック化装置の送出機構の斜視図である。
【図１６】図１に示したシステムの旋回装置の斜視図である。
【図１７】図１に示したシステムの配力筋供給装置の斜視図である。
【図１８】同配力筋供給装置の軸方向の縦断面図図である。
【図１９】同配力筋供給装置の横断面図である。
【図２０】同配力筋供給装置の分離供給部の断面説明図である。
【図２１】図１に示したシステムの主筋カセットの斜視図図である。
【図２２】同主筋カセットの側面図である。
【図２３】図２２の要部拡大図である。
【図２４】同主筋カセットの正面説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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