(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体の周面を軸方向および周方向に分割した形態のセグメントを平置き姿勢から縦置き姿勢に変換するための装置であって、
水平な軸線を中心に回転自在に支持された回転台を有し、
該回転台は、前記セグメントを平置き姿勢で支持する第１支持台と、該第１支持台の前部において該第１支持台に対して直交状態に設けられていて前記セグメントを縦置き姿勢で支持可能な第２支持台とを備え、
前記第１支持台を水平とし前記第２支持台を起立せしめた状態で、前記セグメントを前記第１支持台上に平置きして前記回転台を前方に９０度回転させることにより、該セグメントを起立せしめて前記第２支持台上に縦姿勢で支持せしめる構成としたことを特徴とするセグメントの姿勢変換装置。
【請求項２】
前記第１支持台は複数のセグメントを平積みした状態で積載可能とされ、前記第２支持台は前記複数のセグメントをそのまま起立させた状態で並べて支持可能としたことを特徴とする請求項１記載のセグメントの姿勢変換装置。
【請求項３】
前記第２支持台に前記セグメントを縦姿勢としたままで送り出し可能な搬送機構を組込んだことを特徴とする請求項１または２記載のセグメントの姿勢変換装置。
【請求項４】
前記第１支持台および前記第２支持台をそれぞれ水平にした状態で前記回転台を係止してその回転を拘束するストッパが備えられていることを特徴とする請求項１，２または３記載のセグメントの姿勢変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法において用いられるトンネル覆工体としてのセグメントの姿勢変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、トンネル覆工体としてのセグメントは、円筒体の周面を軸方向に輪切りにし、さらに周方向に複数に分割（たとえば５分割）した形態の湾曲板状のものであり、トンネル内において周方向および軸方向に連結されて円筒体に組み立てられることにより、トンネル内面全体を覆う覆工体となるものである。
【０００３】
そのようなセグメントを搬送する際等には、その姿勢安定性の確保とハンドリングの関係上、内面側を上方に向けた平置き姿勢（舟型姿勢と通称されている）で取り扱うことが通常である。たとえば、セグメントを地上のストックヤードから切羽に向けて搬送する際には、地上において複数のセグメントを平置き姿勢の状態で平積みし、それら平積みしたセグメントを一括して立坑内を吊り降ろし、そのまま立坑の底部において搬送台車に搭載し、搬送台車を切羽に向けて走行せしめる、という手法がとられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トンネルが小口径であってセグメントが小型であるような場合には、セグメントを平積みするよりも縦置き姿勢として坑内搬送する方が好ましい場合がある。そのような場合、従来一般には、平積みした状態で立坑内を吊り降ろしたセグメントを立坑底部において起立させて縦置き姿勢とし、その状態で搬送台車に積載して坑内搬送するようにしている。
【０００５】
しかし、上記のようにセグメントを起立させて縦置き姿勢とする作業は人力に頼らざるを得ないものであり、したがってそのような作業は重労働で非効率的であるばかりか安全性を確保するうえで慎重を要する作業とならざるを得ず、そのため有効な改善策が必要とされていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、セグメントを平置き姿勢から縦置き姿勢に容易にかつ安全に変換し得る有効な装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円筒体の周面を軸方向および周方向に分割した形態のセグメントを平置き姿勢から縦置き姿勢に変換するための装置であって、水平な軸線を中心に回転自在に支持された回転台を有し、該回転台は、前記セグメントを平置き姿勢で支持する第１支持台と、該第１支持台の前部において該第１支持台に対して直交状態に設けられていて前記セグメントを縦置き姿勢で支持可能な第２支持台とを有し、前記第１支持台を水平とし前記第２支持台を起立せしめた状態で、前記セグメントを前記第１支持台上に平置きして前記回転台を前方に９０度回転させることにより、該セグメントを起立せしめて前記第２支持台上に縦姿勢で支持せしめる構成としたことを特徴とする。
【０００８】
本装置においては、第１支持台は複数のセグメントを平積みした状態で積載可能とし、第２支持台はそれら複数のセグメントをそのまま起立させた状態で並べて支持可能とすることが好適である。また、前記第２支持台にセグメントを縦姿勢としたままで送り出し可能な搬送機構を組込むことが好適である。さらに、第１支持台および第２支持台をそれぞれ水平にした状態で回転台を係止してその回転を拘束するストッパを備えることが好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の姿勢変換装置の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態の装置が対象としているセグメントは小口径トンネルに用いられる小型の鋼製のもので、その寸法はたとえば長さ１，２５０ｍｍ程度、幅７５０ｍｍ程度、厚さ７５ｍｍ程度、重量６０ｋｇ程度のものであり、これを周方向に５枚連結することで１リングを構成するものとされている。そのセグメントは１リング分の５枚が一括して取り扱われ、平積みされた状態（つまり舟形姿勢で上下に積み重ねられた状態）で立坑内の底部まで一括して搬送されてくるが、立坑の底部から切羽までの水平搬送は小口径トンネル内の搬送となるために縦置き姿勢とする必要があり、そのため、立坑の底部においてその姿勢を平置き姿勢から縦置き姿勢に変換する必要がある。本実施形態の装置は、そのようなセグメントの姿勢変換を行うべく立坑の底部に設置され、平積みされた１リング分５枚のセグメントを一括して縦姿勢としてそのまま送り出すように構成されたものである。
【００１０】
本装置の概略構成を図１〜図４に、その動作を図５〜図８に示す。これらの図において符号１は水平な軸線Ｃを中心として回転可能な回転台であり、２はそれを回転自在に支持する支柱である。回転台１は、その両側に位置する対のリングフレーム３の間に第１支持台４および第２支持台５が設けられたものである。それぞれのリングフレーム３にはその中心位置を通るように補強材６が固定されているとともに、それらの補強材６にはリングフレーム３のほぼ中心に位置する軸体７がそれぞれリングフレーム３の外方に向けて突出するように固定され、それら軸体７が、上記支柱２の上端部に設けられている軸受８により回転可能に軸支されており、これにより回転体１は軸体７を中心に自由に回転できるものとなっている。なお、回転台１の回転中心軸線Ｃの位置（つまり軸体７の設置位置）は、後述するように第１支持台４にセグメントＳを積載した状態における回転台１全体の重心の位置にできるだけ近いことが望ましく、そうすることにより回転台１を回転させるに必要な力が小さくて済む。符号９は回転台１を回転させる際に作業員が手をかけるためのハンドルである。
【００１１】
上記回転台１の内側に設けられている第１支持台４および第２支持台５は互いに直交しており、図１に示すように第１支持台４が水平となっているときには第２支持台５はその前部において直立に起立するものとなっており、その状態から回転台１が９０度前方に回転して第２支持台５が水平となったときには、第１支持台４はその後部において直立に起立するようになっている。第１支持台４は、リングフレーム３どうしを連結している平行な２本の横材１０と、それら横材１０どうしの間に架け渡された４本の縦材１１により構成された平面フレーム状のもので、そこに５枚のセグメントＳを平積み状態で積載し得るものとされている。また、第２支持台５は、リングフレーム３どうしを連結している他の２本の横材１２と、それに支持された２台のローラコンベア１３（搬送機構）により構成されており、それらローラコンベア１３は縦置き姿勢に変換されたセグメントＳを縦置き姿勢のままで支持して搬送し得るものものとされている。
【００１２】
また、２本の支柱２のうちの一方には、その上部の両側に回転台１をロックするためのストッパ１４ａ，１４ｂが設けられている。これらストッパ１４ａ，１４ｂはリングフレーム３側に進退自在とされており、回転台１を回転させるとき以外は双方のストッパ１４ａ，１４ｂをリングフレーム３内に差し込んでおくことによりその先端部を補強材６に係合せしめて回転台１が不用意に回転してしまうことを防止するためのものである。
【００１３】
すなわち、図１に示すように第１支持台４が水平となっている状態で双方のストッパ１４ａ，１４ｂにより回転台１をロックしている状態から、回転台１を回転させて第２支持台５を水平にするに際しては、一方のストッパ１４ａを外して回転台１の回転を許容せしめ、その状態で回転台１を回転させると、第２支持台５が水平位置となる位置で他方のストッパ１４ｂが補強材６に係合してそこで回転が自ずと停止し、その状態でストッパ１４ａを差し込むことにより双方のストッパ１４ａ，１４ｂが補強材６の両側に係合して回転台１をその状態でロックできるようになっている。また、その状態から元の状態に復帰する際には、ストッパ１４ａを外して回転台１を逆方向に回転させると、第１支持台４が水平となる位置で補強材６がストッパ１４ｂに係合して自ずと回転が停止するから、その状態でストッパ１４ａを差し込んでロックすれば良い。
【００１４】
さらに、図５〜図８に示すように、本装置の前方にはセグメントＳを水平搬送するためのローラコンベア１５が敷設されており、第２支持台５が水平となってセグメントＳを縦置き姿勢とした状態では、その第２支持台５のローラコンベア１３と上記のローラコンベア１５とが自ずと連続し、したがって縦置き姿勢としたセグメントＳをそのまま第２支持台５上から押し出すことでローラコンベア１５に移送でき、かつ、そのローラコンベア１５によってセグメントＳをそのまま搬送台車まであるいは切羽まで水平搬送できるようになっている。
【００１５】
上記構成の装置の動作およびその使用方法を図５〜図８により説明する。上述したように第１支持台４が水平となっているときには第２支持台５はその前部において直立状態に起立しているから、その状態で図５に示すように第１支持台４の上方からセグメントＳを吊り降ろし、図６に示すように第１支持台４上に１リング分５枚のセグメントＳを平積みする。その際、それらセグメントＳの前部を第２支持台５のローラコンベア１３に対して当接せしめる。そして、その状態から回転台１を９０度前方に回転させると、図７に示すように第２支持台５は水平となるとともに第１支持台４はその後部で垂直に起立し、したがって第１支持台４に平積みされていたセグメントＳは自ずと起立し、縦置き姿勢で並べられた状態で第２支持台５のローラコンベア１３により支持されることになる。そこで、図８に示すように縦置き姿勢となったセグメントＳを前方に押し出してローラコンベア１５に移載し、前方にさらに搬送すれば良い。
【００１６】
上記装置によれば、第１支持台４にセグメントＳを平積みして回転台１を９０度回転させることのみで、セグメントＳの姿勢を平置き姿勢から縦置き姿勢に容易にかつ安全に変換することができ、作業員がセグメントを１枚ずつ持ち上げては起立させていた従来の作業に比較して作業効率を格段に向上させることができ、作業の安全性を確保し得るものである。
【００１７】
また、複数のセグメントＳ（本例では１リング分５枚）の姿勢変換を一括して行うことができるので作業効率に優れるとともに、縦置き姿勢とされた複数のセグメントＳは密に並べられた状態で自ずと自立するのでそれらが転倒してしまうこともない。なお、５枚のセグメントＳを適宜束ねておけばより確実に転倒を防止できる。
【００１８】
また、第２支持台５にローラコンベア１３を組込んでいるので、縦置き姿勢としたセグメントＳを吊り上げることなくそのまま送り出すことができるし、その後段に連続するようにローラコンベア１５を設けているのでそのまま前方への水平搬送を行い得る。
【００１９】
また、ストッパ１４ａ，１４ｂを設けていることにより、回転台１が不用意に回転してしまうことを防止できるとともに、それを回転させた際に自ずと定位置で停止させることができ、この点においても作業性および安全性を充分に確保し得る。
【００２０】
なお、上記の装置はきわめて単純な構成のものであり、特に支柱２、リングフレーム３、補強材６として小断面のＨ型鋼を加工して用い、横材１０，１２や縦材１１としてアングル鋼材を用い、軸受８やローラコンベア１３も汎用製品を用いることにより、この装置は充分に安価にかつ簡単に製作できるものである。
【００２１】
以上で本発明の好適な一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態のものに限定されることはなく、セグメントを平置き姿勢で支持する第１支持台と縦姿勢と支持する第２支持台を備えた回転台を有する構成とする限りにおいて細部の構成は任意であり、様々な設計的変更が可能である。
【００２２】
たとえば、上記実施形態の装置では回転台１を人力により回転させるようにしたが、必要であれば回転台１を回転させるためのモータあるいはジャッキ等の動力源と適宜の動力伝達機構を備えることが考えられる。
【００２３】
また、上記実施形態の装置では第２支持台５に搬送機構としてのローラコンベア１３を組込んだが、必ずしもそのように構成することはなく、第２支持台５も第１支持台４と同様の単なる平面フレーム状のものとしておくことを妨げるものではない。その場合は縦置き姿勢に変換したセグメントＳをクレーンを用いて第２支持台５から吊り上げて後段に移送すれば良い。
【００２４】
あるいは、第１支持台４にも、第２支持台５と同様のローラコンベア１３あるいは他の形式の搬送機構を組込むことが考えられる。その場合、本装置の前段に、第１支持台に組込んだ搬送機構に連続するようにローラコンベア等の水平搬送装置を設けておき、その水平搬送装置によって平置き姿勢のセグメントＳを第１支持台の搬送機構に導くようにすることが考えられる。
【００２５】
そして、全体の構成が複雑にはなるものの、第１支持台および第２支持台の双方に上記のような搬送機構を組込むとともにそれら搬送機構を駆動源により駆動するようにし、かつ、本装置の前後にそれぞれ水平搬送装置を設けてそれらを駆動源により駆動するようにし、さらに回転台を駆動源により回転させるように構成して、それらを連動制御するように構成すれば、平置き姿勢のセグメントを自動的に第１支持台に取込み、かつ回転台を自動的に回転させて姿勢変換し、縦置き姿勢としたセグメントを第２支持台から自動的に送り出し、さらに前方に搬送するように構成することも可能であり、姿勢変換に係わる一連の作業の完全自動化を実現することも不可能ではない。
【００２６】
勿論、本発明の装置はセグメントを平置き姿勢から縦置き姿勢に変換する場合のみならず、上記と逆動作によりセグメントを縦置き姿勢から平置き姿勢に変更する場合（たとえば縦置き姿勢として水平搬送したセグメントをハンドリングするに際して平置き姿勢に戻す必要があるような場合）にも使用できる。また、１リング分のセグメントを一括して取り扱うことに限られず、より多数のセグメントを一括して取り扱う場合や、あるいは１枚のセグメントであってもそれが自立できる場合（あるいはその転倒を防止できる場合）には単独で姿勢変換できることは当然であるし、対象とするセグメントの寸法、重量、形式も何等限定されないことは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、セグメントを平置き姿勢で支持する第１支持台と、セグメントを縦置き姿勢で支持する第２支持台とを直交状態で備えた回転自在な回転台を有するものであるから、セグメントを第１支持台に平置きして回転台を９０度回転させることのみでセグメントを起立せしめて縦置き姿勢に変換し得るものであり、したがってセグメントの姿勢変換作業を簡単な装置で容易にかつ安全に行うことができるものであり、完全な手作業によらざるを得ない従来の作業に比較して作業効率を格段に向上させることができるとともに作業の安全性を確保し得るものである。
【００２８】
特に、複数のセグメントの姿勢変換を一括して行い得るものとすればより作業効率に優れるとともに、縦置き姿勢とされた複数のセグメントは自ずと密に並べられた状態で自立するからそれらが転倒してしまうこともない。また、第２支持台にローラコンベア等の搬送機構を組込めば、縦姿勢としたセグメントを吊り上げることなくそのまま送り出すことができる。さらに、回転台をロックするためのストッパを設ければ、回転台が不用意に回転してしまうことを防止できるとともに回転台を自ずと定位置で停止させることができるから作業性および安全性を確保し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である姿勢変換装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】同、正面図である。
【図３】同、平面図である。
【図４】同、側面図である。
【図５】同装置の動作を示す図であって、第１支持台にセグメントを積載しつつある状態を示す側面図である。
【図６】同、第１支持台にセグメントを積載した状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】同、回転台を回転させてセグメントを縦置き姿勢とした状態を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図８】同、セグメントを前方へ水平搬送した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｓ  セグメント
Ｃ  軸線
１  回転台
２  支柱
４  第１支持台
５  第２支持台
１３  ローラコンベア（搬送機構）
１４ａ，１４ｂ  ストッパ
【図１】
0003567413.tif 000002
【図２】
0003567413.tif 000003
【図３】
0003567413.tif 000004
【図４】
0003567413.tif 000005
【図５】
0003567413.tif 000006
【図６】
0003567413.tif 000007
【図７】
0003567413.tif 000008
【図８】
0003567413.tif 000009