(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄筋自動組立装置に用いられるビーム台車であって、
前記鉄筋自動組立装置が搭載され、トンネルの軸方向に沿って配置され、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の後端側に敷設されるレール上を走行する撤去台車と、
前記台車上に敷設されたガイドレール上を走行し、前記撤去台車の直線ビームを離接可能に係止するビーム受け台車とを有することを特徴とする鉄筋自動組立装置用ビーム台車。
【請求項２】
前記鉄筋自動組立装置は、前記台車上に配置された円弧状の主筋と直線状の配力筋とを格子状に組付けて、交点を結束してブロック鉄筋を製作するブロック化装置と、前記ブロック化装置に前記配力筋を供給する配力筋供給装置と、前記ブロック鉄筋を離脱可能に把持して、トンネル内壁面に配筋する旋回装置と有することを特徴とする請求項１記載の鉄筋自動組立装置用ビーム台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄筋自動組立装置用ビーム台車に関し、特に、トンネル工事用の鉄筋の自動組立装置に好適なビーム台車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仮題があった。
【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、格子状に組付けた主筋と配力筋との結束作業は、依然として人力により行うとともに、結束したブロック鉄筋をその場所でトンネル壁面に取付けるので、鉄筋の組立作業と配筋作業とが錯綜し、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。
【０００６】
そこで、本発明者らは、このような問題を解決するために、環状の鉄筋をトンネル内壁面に自動的に配筋できる鉄筋自動組立装置を開発した。この装置を用いると、円弧状の主筋と直線状の配力筋とを格子状に組付けて、交点を結束してブロック鉄筋を製作し、複数のブロック鉄筋を組み合わせることにより、環状の鉄筋が自動的に配筋され、鉄筋の組立作業を大幅に向上させることが可能になる。
【０００７】
ところが、このような自動組立装置を実際に使用する場合には、以下に説明する問題があった。鉄筋の自動組立および配筋を自動化しようとすると、主筋や配力筋を装置に搬入するための台車が必要になる。この場合の台車は、比較的長尺な配力筋を運搬し、しかも、台車上に設置されている配力筋供給装置まで、配力筋を保持して移動させることになるので、長い直線ビームを備えたものが望ましい。ところが、長い直線ビームを片持ち状態で支持すると非常に不安定になる。
【０００８】
片持ち状態の直線ビームを安定して支持するためには、直線ビームの自由端側にビーム受け台車を設けることが考えられるが、単に、固定形式のビーム受け台車を設けた構成では、台車上に設置されている配力筋供給装置まで配力筋を移動させることができなくなる。
本発明は、このような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、配力筋の搬入移動を安定した状態で行える鉄筋自動組立装置用ビーム台車を提供することにある。
【０００９】
【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、鉄筋自動組立装置に用いられるビーム台車であって、前記鉄筋自動組立装置が搭載され、トンネルの軸方向に沿って配置され、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の後端側に敷設されるレール上を走行する撤去台車と、前記台車上に敷設されたガイドレール上を走行し、前記撤去台車の直線ビームを離接可能に係止するビーム受け台車とで構成した。
この構成によれば、台車上に敷設されたガイドレール上を走行し、撤去台車の直線ビームを離接可能に係止するビーム受け台車が設けられているので、撤去台車の直線ビームを必要に応じてビーム受け台車に係止することができる。
前記鉄筋自動組立装置は、前記台車上に配置された円弧状の主筋と直線状の配力筋とを格子状に組付けて、交点を結束してブロック鉄筋を製作するブロック化装置と、前記ブロック化装置に前記配力筋を供給する配力筋供給装置と、前記ブロック鉄筋を離脱可能に把持して、トンネル内壁面に配筋する旋回装置とで構成することができる。
この構成によれば、ブロック鉄筋の組立からトンネル壁面への取付けまでを自動的に行うことができる。
【００１０】
【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３１は、本発明にかかるビーム台車を用いた鉄筋の自動組立装置を示している。同図に示す鉄筋の自動組立装置は、鉄筋の搬入から配筋までを一連の工程で行うシステムであって、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。
【００１１】
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。本実施例の組立装置は、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。鉄筋の自動組立装置は、このようなブロック化鉄筋Ｅを自動的に組立るものであり、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、ビーム台車２０とから概略構成されている。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
ブロック化装置１２の詳細を図３〜図１４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、把持機構１２ｅとから構成されている。
【００２２】
図４〜図７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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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４，図６，図７に基づいて説明する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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
【００３８】
次いで、ローラ１２０２ａ，１２０３ａを元の位置に戻し、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。
【００３９】
図８，図９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。
【００４０】
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。
【００４１】
自動結束機１２ｃの詳細を図１０〜図１３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。
【００４２】
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。
【００４３】
本体１２０ｃは、図１２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。
【００４４】
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１１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。
【００４５】
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１３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。
【００４６】
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１２１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。
【００４７】
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１２１ｃのＵ字形の部分は、図１３（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。
【００４８】
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１３（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１３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。
【００４９】
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８参照）。この把持機構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。
【００５０】
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、または、必要な主筋Ｃ複数本づつに分割し、この分割された本数に対応させた数にする。
【００５１】
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４，１４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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
旋回装置１４の詳細を図１５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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
なお、図１５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。
【００６１】
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。
【００６２】
図１６〜図１９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。
【００６３】
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１８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。
【００６４】
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。
【００６５】
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１８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。
【００６６】
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１９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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
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１８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。
【００６９】
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。
【００７０】
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１９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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
図２０〜図２３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。
【００７４】
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。
【００７５】
なお、図２３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。
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。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。
【００７６】
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。
【００７７】
図２４〜図３１に、ビーム台車２０の詳細を示している。同図示すビーム台車２０は、セグメントＡ上に枕木２２を介して付設されたレール２４上を走行する撤去台車２０ａおよび主筋カセット１８を運搬する際に使用される搬入台車２０ｃと、ビーム受け台車２０ｂとを備えている。撤去台車２０ａは、トンネル軸方向に沿って間隔をおいて対向配置された一対の門型ビーム２００ａと、門型ビーム２００ａの下端間を連結する一対の桁材２０１ａと、門型ビーム２００ａ間の上端に架設され直線ビーム２０２ａとを有している。
【００７８】
門型ビーム２００ａの下端には、レール２４に嵌合する車輪２０３ａが回転可能に設けられていて、主筋カセット１８側の一対が駆動側車輪２０３ａとなっていて、この駆動側の車輪２０３ａには、桁材２０１ａ上にそれぞれ載置支持された駆動モータ２０４ａが連結されている。直線ビーム２０２ａは、Ｈ型鋼から構成されていて、主筋Ｃ，配力筋Ｄを保持するホイスト２０５ａが移動可能に嵌着されている。
【００７９】
直線ビーム２０２ａは、門型ビーム２００ａから主筋カセット１８側に長く延びていて、この延長部分は、少なくとも、ホイスト２０５ａにて配力筋Ｄを吊り下げ支持した状態で、配力筋Ｄを配力筋供給部１６のコンベア１６０ｂ上に載置できる長さを有している。ビーム受け台車２０ｂは、門型移動台車１２ｂと同じガイドレール１０ｆ上を走行するものであって、主筋カセット１８上に載置された主筋Ｃの上方を覆う大きさを有する門型ビーム２００ｂを有している。
【００８０】
門型ビーム２００ｂの下端には、支持フレーム２０１ｂがトンネル軸方向に延設され、この支持フレーム２０１ｂの両端部側下面には、ガイドレール１０ｆに嵌合する車輪２０２ｂが回転可能に設けられている。門型ビーム２００ｂの上端側には、直線ビーム２０２の先端を離脱可能に係止する係止手段２０３ｂが配置されている。この係止手段２０３ｂは、直線ビーム２０２ａの下方フランジを挟み込む出没可能な凹状プレート２０３０ｂと、凹状プート２０３ｂを上下移動させるモータ２０３１ｂとから構成されている。
【００８１】
このように構成されたビーム受け台車２０ｂは、撤去台車２０ａの直線ビーム２０２ａの先端を係止手段２０３ｂで係止することにより、撤去台車２０ａを用いて、鉄筋を搭載することができる。搬入台車２０ｃは、主筋カセット１８を搬入する際に用いられるものであって、図３０に使用状態を示すように、撤去台車レール２４上を走行する台車部２００ｃと、台車部２００ｃ上に搭載されたカセット載置部２０１ｃとを有している。カセット載置部２０１ｃの上面には、主筋カセット１８のローラ１８６ａと嵌合する凹状リング溝２０２ｃが設けられている（図３１参照）。
【００８２】
次に、上記構成のビーム台車２０を含むシステム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。なお、枕木２２上に敷設されたレール２４は、予め全線に渡って設けられているので、この固定設置にあたっては、台車１０の長さに相当する部分のレール２４が撤去される。
【００８３】
この場合、台車１０と撤去台車２０ａとが同軸上に位置するように調整することになるが、台車１０上には、旋回装置１４やブロック化装置１２，配力筋供給装置１６などが搭載されていて、長さがかなり長く、しかも重量も大きい。このように構造に対して、セグメントＡは、多数のブロックをトンネル周および軸方向に連結したものであって、その軸芯が必ずしも一致しているわけではない。
【００８４】
従って、このようなセグメントＡ上に台車１０を直接載せて、撤去台車２０ａを台車１０に一体的に連結すると、セグメントＡの捩じれや回転などにより、長い直線ビーム２０２ａを有する撤去台車２０ａと台車１０の軸合わせが非常に困難になり、撤去台車２０ａの一部が浮き上がるなどの不都合が生じ、調整に手間取って、工事の進行に支障を来す。
【００８５】
そこで、本実施例では、撤去台車２０ａの直線ビーム２０２ａと台車１０とを分離し、台車１０側に設けたビーム受け台車２０ｂと必要に応じて係止手段２０３ｂにより結合するようにしている。このため、台車１０と撤去台車２０ａとの間の位置合わせが容易に行え、工事の能率が向上するとともに、必要に応じて直線ビーム２０２ａの先端側をビーム受け台車２０ｂに係止することにより、これを安定した状態で支持することができる。
【００８６】
本実施例の組立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の運搬、▲２▼主筋カセット１８の運搬、▲３▼配力筋Ｄの組付け部１２ａへの供給、▲４▼配力筋Ｄの分配、▲５▼主筋Ｃの組付け部１２ａへの供給、▲６▼自動結束機１２ｃによる結束、▲７▼組立られたブロック鉄筋Ｅの旋回装置１４への移動、▲８▼ブロック鉄筋Ｅの配筋（トンネル壁面への据え付け）の各手順が順に行われる。
【００８７】
▲１▼配力筋Ｄの運搬
配力筋Ｄを供給装置１６に運搬する際には、図２９に示すようにして行われる。配力筋Ｄの運搬では、まず、撤去台車２０ａの直線ビーム２０２ａの先端側を、係止手段２０３ｂの作動により、ビーム受け台車２０ｂに係止させる。そして、この状態で、、多数本がワイヤなどにより束ねられた配力筋Ｄを、撤去台車２０ａのホイスト２０５ａに吊り下げ支持し、ホイスト２０５ａを駆動することにより、直線ビーム２０２ａの先端側近傍まで移動させる。
【００８８】
そして、ホイスト２０５ａの駆動により、配力筋Ｄをコンベア１６０ａ上に載置する。コンベア１６０ａ上に載置された配力筋Ｄは、その後▲３▼の手順により組付け部１２ａに自動的に供給されることになる。撤去台車２０ａは、配力筋Ｄの載置が終了すると、元の位置に戻される。
【００８９】
▲２▼主筋カセット１８の運搬
主筋Ｃは、予め主筋カセット１８のカセット部１８ａにセットされて搬入される。図３０にその搬入状態を示している。主筋Ｃは、分割数によっても異なるが、一般的には、組み立てる際の能率を考慮して、２ないしは３分割される。ところが、このような分割状態では、主筋Ｃがかなり長くなり、多数本を段状に積重してトンネル断面方向に移動させることが困難になる。そこで、本実施例の場合には、搬入台車２０ｃを撤去台車２０ａと台車１０との間に設置して、この搬入台車２０ｃ上で回転させるようにしている。
【００９０】
すなわち、主筋カセット１８を搬入する際には、主筋Ｃの長手方向がトンネル軸方向と一致するようにし、かつ、カセット部１８ａをカセット載置部２０１ｃに載置させた状態で行う。
台車部２００ｃ上に載せられたカセット部１８ａは、カセット載置部２０１ｃ上のリング溝２０２ｃに沿って、ローラ１８６ａを回転することにより、主筋Ｃの角度を約９０°回転させて、主筋Ｃの長手方向がトンネル断面方向になるようにする（図３１参照）。このようにして方向を転換したカセット部１８ａは、カセット部１８ａだけをホイスト２０５ａで吊り下げ支持して、台車１０上の所定の位置（支持部１８ｂ上）に載置する。
【００９１】
台車１０上に載置する際には、位置決めピン１８３ａを凹部１８５ａ内に貫入するようにして位置決めが行われ、これにより主筋カセット１８のカセット部１８ａが支持部１８ｂ上に配置される。このような操作を複数回繰り返すことにより、所定個数の主筋カセット１８の搬入が終了する。カセット部１８ａの搬入が終了すると、搬入台車２０ｃは、撤去される。
【００９２】
▲３▼配力筋Ｄの組付け部１２ａへの供給
▲１▼の手順でコンベア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。
【００９３】
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。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。
【００９４】
▲４▼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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
▲５▼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２１参照）、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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
▲６▼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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
なお、結束が終了すると門型台車１２ｂは、次の▲５▼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。
▲７▼組立られたブロック鉄筋Ｅの旋回装置１４への移動（図１４参照）
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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▲４▼配力筋Ｄの分配のために所定の位置にセットされる。
【０１１１】
▲８▼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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
以後は、▲３▼配力筋Ｄの組付け部１２ａへの供給、▲４▼配力筋Ｄの分配、▲５▼主筋Ｃの組付け部１２ａへの供給、▲６▼自動結束機１２ｃによる結束、▲７▼組立られたブロック鉄筋Ｂの旋回装置１４への移動、▲８▼ブロック鉄筋の配筋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。
【０１１５】
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を移動させて同様な手順が繰り返される。この場合、台車１０を移動させる際には、レール２４及び枕木２２の撤去作業が行われるが、この作業に撤去台車２０ａを使用する。
さて、以上のように構成された自動組立装置用ビーム台車２０によれば、台車１０上に敷設されたガイドレール１０ｆ上を走行し、撤去台車２０ａの直線ビーム２０２ａを離接可能に係止するビーム受け台車２０ｂが設けられているので、撤去台車２０ａの直線ビーム２０２ａを必要に応じてビーム受け台車２０ｂに係止することができる。
【０１１６】
従って、セグメントＡ上に台車１０を直接載せて、撤去台車２０ａを台車１０に一体的に連結すると、セグメントＡの捩じれや回転などにより、長い直線ビーム２０２ａを有する撤去台車２０ａと台車１０の軸合わせが非常に困難になり、撤去台車２０ａの一部が浮き上がるなどの不都合が生じ、調整に手間取って、工事の進行に支障を来すという問題がなくなる。
【０１１７】
また、撤去台車２０ａは、台車１０と分離して設けられているので、台車１０と分離独立した状態でレール盤（レール２４および枕木２２）の撤去が可能になる他、直線ビームａをビーム受け台車２０ｂに係止すると、その両端が支持されるので、主筋カセット１８や配力筋Ｄの運搬，移動を安定して行うことができる。
【０１１８】
また、本実施例の鉄筋の自動組立装置によれば、ブロック化装置１２が格子状に組付けられた主筋Ｃおよび配力筋Ｄを支持する組付け部１２ａと、この組付け部１２ａの上方を移動し、上下移動可能な門型移動台車１２ｂと、門型移動台車１２ｂに取り付けられ、主筋Ｃと配力筋Ｄとの交点を指向して上下移動する複数の自動結束機１２ｃとを有しているので、組付け部１２ａに格子状に組付けられた鉄筋（主筋Ｃおよび配力筋Ｄ）の交点を自動結束機１２ｃにより結束して、自動的にブロック鉄筋Ｅを組立ることができ、トンネル工事の施工能率を大幅に向上させることができる。
【０１１９】
また、本実施例の自動組立装置には、ブロック鉄筋送出機構１２ｄがブロック鉄筋Ｅを送り出す側に旋回装置１４が配置され、この旋回装置１４は、ブロック鉄筋送出機構１２ｄからブロック鉄筋Ｅを受承して把持するチャック１４ｄ有するフレーム１４ａと、フレーム１４ａを支持して、これをトンネルの周方向に沿って旋回移動させる旋回機構１４ｂと、フレーム１４ａに支持され、旋回機構１４ｂの停止状態で、ブロック鉄筋Ｅをトンネル壁面側に向けて、押し付ける伸縮自在なリフト機構１４ｃとを有している。
【０１２０】
この構成によれば、自動的に組立られたブロック鉄筋Ｅは、ブロック化装置１２のブロック鉄筋送出機構１２ｄにより旋回装置１４側に送り出され、旋回装置１４のチャツク１４ｄにより把持されて、所要の位置に旋回機構１４ｂで旋回移動させ、リフト機構１４ｃによりトンネル内面側に自動的に設置され、鉄筋の組立，配筋を自動的に行えるので、より一層施工能率が向上する。
【０１２１】
また、本実施例の自動組立装置では、組立られたブロック鉄筋Ｅを外部に送り出すブロック鉄筋送出機構１２ｄを有しているので、ブロック鉄筋Ｅの配筋と組立とを別の場所で行うことができ、ブロック鉄筋Ｅの組立能率も良くなる。
さらに、本実施例の組付け部１２ａは、トンネルの軸方向に沿って所定の間隔をおいて対向配置され、主筋Ｃの円弧とほぼ同じ円弧状に湾曲し、配力筋Ｄを上下移動自在に支持する一対の配力筋ゲージ１２２ａと、配力筋ゲージ１２２ａの下方にあって、配力筋ゲージ１２２ａと直交するようにしてトンネルの軸方向に沿って延び、配力筋Ｄの上方で主筋Ｃの両端側を支持する対向配置された上下移動自在な一対の主筋ゲージ１２１ａと、配力筋ゲージ１２２ａの両外端の前面側に、当該配力筋ゲージ１２２ａに沿って回動自在に配置され、複数の配力筋Ｄを保持して、配力筋ゲージ１２２ａに分配する一対の配力筋分配機構１２４ａとを有ている。
【０１２２】
この構成によれば、所要本数の配力筋Ｄを配力筋ゲージ１２２ａに支持させる際に、配力筋配分機構１２４ａを回動させて複数回に分けて供給することができ、トンネルの狭い空間を有効に利用して、鉄筋を組み立てることができる。
またさらに、本実施例の自動組立装置においては、門型移動台車１２ｂは、台車１０の幅方向両端に設けられたガイドレール１０ｆ上を自走する複数の脚部１２１ｂと、この脚部１２１ｂ間に対向するように架設された逆Ｕ字形の一対のビーム１２２ｂと、ビーム１２２ｂの一方に列設支持（具体的には、ビーム１２２ｂをその上部で接続する桁１２４ｂの左右に列設されている）された主筋Ｃの把持機構１２ｅとを備え、ビーム１２２ｂの他方に自動結束機１２ｃをトンネル周方向に沿って複数設けている。
【０１２３】
この構成によれば、把持機構１２ｅにより複数の主筋Ｃを把持させて、組付け部１２ａの主筋ゲージ１２１ａに保持させることができるとともに、自動結束機１２ｃにより複数の交点を結束することができる。この場合、脚部１２１ｂをガイドレール１０ｆに沿って移動させると、トンネル軸方向に沿った交点の結束も自動的に行え、主筋Ｃの供給も自動化できる。
【０１２４】
また、本実施例の鉄筋の自動組立装置は、ブロック化装置１２を挟んで、旋回装置１４と反対側に配力筋Ｄの供給装置１６および主筋Ｃを複数個本並列にかつ多段状に積重した複数個の主筋カセット１８を台車１０上に設けているので、配力筋Ｄと主筋Ｃの供給をブロック化装置１２の組付け部１２ａに円滑に供給することができる。
【０１２５】
また、本実施例の鉄筋の自動組立装置には、台車１０上の主筋カセット１８と配力筋分配装置１６と間に配置され、配力筋供給装置１６に配力筋Ｄを運搬するとともに、主筋カセット１８を台車１０上に搬入するビーム台車２０が設けられているので、主筋Ｃおよび配力筋Ｄの搬入，供給，および，これらを結束したブロック鉄筋Ｅの組立，設置を一連の工程として行うことができる。
【０１２６】
なお、上記実施例では、主筋Ｃおよび配力筋Ｄの搬入，供給，および，これらを結束したブロック鉄筋Ｅの組立，配筋を一連の工程として行い、かつ、供給から配筋までを自動的に行える装置を例示したが、鉄筋の組立部分だけを自動化することもできるし、組立および配筋部分を自動化するなど、各種の組合せの選択が可能である。
【０１２７】
なお、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。
【０１２８】
【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用ビーム台車によれば、主筋カセットおよび配力筋の搬入移動を安定した状態で行えるので、鉄筋自動組立装置を円滑に稼動させることが可能になり、トンネル工事の施工能率が飛躍的に向上する。
【０１２９】
また、本発明のビーム台車では、撤去台車が台車と分離されているので、台車から離れて、自由にレール盤の撤去が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるビーム台車を採用した鉄筋自動組立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】同自動組立システムに用いる台車の断面図である。
【図３】同自動組立システムの鉄筋ブロック化装置の斜視図である。
【図４】図３の鉄筋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５】図４の中心軸上の縦断面図である。
【図６】図３の鉄筋ブロック化装置の分配機構の断面図である。
【図７】図６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８】図３に示した鉄筋ブロック化装置の門型移動台車の斜視図である。
【図９】図８の門型移動台車の断面説明図である。
【図１０】同鉄筋自動組立システムで用いる自動結束機の配置説明図である。
【図１１】同自動結束機の取付状態の断面説明図である。
【図１２】同自動結束機の本体部分の断面説明図である。
【図１３】同自動結束機の結束原理の説明図である。
【図１４】図３に示した鉄筋ブロック化装置の送出機構の斜視図である。
【図１５】図１に示したシステムの旋回装置の斜視図である。
【図１６】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１７】同配力筋供給装置の軸方向の縦断面図図である。
【図１８】同配力筋供給装置の横断面図である。
【図１９】同配力筋供給装置の分離供給部の断面説明図である。
【図２０】図１に示したシステムの主筋カセットの斜視図である。
【図２１】同主筋カセットの側面図である。
【図２２】図２１の要部拡大図である。
【図２３】同主筋カセットの正面説明図である。
【図２４】図１のシステムのビーム台車の斜視図である。
【図２５】同ビーム台車の側面説明図である。
【図２６】同ビーム台車に用いる撤去台車の断面説明図である。
【図２７】同ビーム台車に用いるビーム受け台車の断面説明図である。
【図２８】同ビーム受け台車の側面説明図である。
【図２９】同ビーム台車を使用して配力筋を搬入する際の説明図である。
【図３０】同ビーム台車を使用して主筋を搬入する際の説明図である。
【図３１】図２０に示した主筋カセットを回転させる際の説明図である。
【符号の説明】
１０                      台車
１０ａ                    主桁
１０ｆ                    ガイドレール
１２                      ブロック化装置
１２ａ                    組付け部
１２ｂ                    門型移動台車
１２ｃ                    自動結束機
１２ｄ                    送出機構
１２ｅ                    把持機構
１４                      旋回装置
１６                      配力筋供給装置
１８                      主筋カセット
１８ａ                    カセット部
２０                      ビーム台車
２０ａ                    撤去台車
２０ｂ                    ビーム受け台車
２０ｃ                    搬入台車
２０３ｂ                  係止手段
Ａ                        セグメント
Ｂ                        鉄筋
Ｃ                        主筋
Ｄ                        配力筋
Ｅ                        ブロック鉄筋
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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