JPH085613B2

JPH085613B2 - セグメント把持装置

Info

Publication number: JPH085613B2
Application number: JP1051535A
Authority: JP
Inventors: 友三郎藤永; 由幸小原; 英樹萩原; 康正鈴木; 義清青木; 雄一菊池
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1996-01-24
Anticipated expiration: 2011-01-24
Also published as: JPH02231393A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、シールド工法において、コンクリートセグ
メントをロボットを用いて自動的に組み立てる際に用い
られるセグメント把持装置に関する。

「従来の技術」従来、手組みでコンクリートセグメントを組み立てる
場合には、吊金具をその都度セグメントのグラウトホー
ルにねじ込むとともに、吊金具をエレクタのフックにピ
ン結合してセグメントを把持するようにしていたが、こ
のような作業能率の低い人力作業に代わるものとして、
セグメント組立用ロボットが案出され、該ロボットのア
ームにはセグメント把持装置が取り付けられている。

第６図および第７図は上記した組立ロボットのアーム
に取り付けられるセグメント把持装置の一例を示すもの
で、この把持装置は、コンクリートセグメント１の内壁
面1a（図では、組み立てられる前の状態であるので上面
である）の中央位置に内壁面から突出した状態に埋め込
まれてグラウトホール２を形成するパイプ３と、パイプ
３の内壁面1aから突出する部分の外周に突設された係止
突起４と、この係止突起４に組立ロボットからのひねり
動作によって係合してコンクリートセグメント１を吊持
する吊下具５とから構成されている。

「発明が解決しようとする課題」しかしながら、上記構成の把持装置を用いてセグメン
ト１を把持するにあたっては、パイプ３に上方から吊金
具５の係止突起４をひねり動作により係合させる関係
上、両者の形状寸法や遊び等に制限が加えられているた
め、組立ロボット側に供給されたセグメント１に十分な
把持位置精度が確保されていない場合（通常はそうであ
る）には十分に対応し切れない欠点があった。

さらに、グラウトキャップを外してセグメントを把持
する関係でセグメント組立が完了の都度人力でグラウト
キャップを施す必要があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、組立ロ
ボット側に供給されたセグメントの把持位置精度が十分
確保されていない場合であっても、セグメントを回転お
よび揺動を抑さえた状態で容易に把持できるセグメント
把持装置を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」本発明では係る目的を達成するために、コンクリート
セグメントのグラウトホールに固定されたキャップの頭
部係止部に係合することで、前記コンクリートセグメン
トを把持するセグメント把持装置であって、前記キャッ
プの頭部係止部と係合する複数の係合爪と、該複数の係
合爪のうちいくつかを前記キャップの軸線と略直交する
方向に移動させることで、該係合爪をキャップの頭部係
止部に係合および該係合を解除させる第１の移動手段
と、前記係合爪をキャップの軸線方向に移動させる第２
の移動手段と、前記係合爪を収納するケーシングの下端
に設けられて、前記コンクリートセグメントの上面の前
記キャップの回りに形成された方形状の凹溝に嵌まり込
む嵌合部と、該嵌合部の下端に設けられ、前記係合爪を
前記キャップの頭部係止部に係合させたまま第２の移動
手段を作動させてキャップごとコンクリートセグメント
を持ち上げるときに、コンクリートセグメントの前記凹
溝の底面に当接するセグメント押えとを具備してなるこ
とを特徴としている。

「作用」本発明のセグメント把持装置によれば、複数の係止爪
を開いた状態でキャップの頭部係止部の外方に位置さ
せ、それら係止爪を第１の移動手段によりキャップの軸
線と略直交する方向に移動させて、キャップの頭部係止
部へ係合させる。次いで、第２の移動手段により、該係
止爪を前記キャップの頭部係止部に係合させた状態のま
ま、キャップの軸線方向に移動させてセグメントを吊り
上げる。

このように、セグメントを吊り上げることで、該セグ
メントを、あらかじめその上方に位置させてあるセグメ
ント押えに当接させ、これにより吊り上げたコンクリー
トセグメントが揺動するのを防止し得る。

把持装置とセグメントとの係合を解く場合には、上記
動作とは逆に、まず、第２の移動手段によって係合状態
のまま係止爪をセグメント側に移動させて、セグメント
押えとの当接を解いた後、第１の移動手段により係止爪
を移動させて開かせ、キャップの頭部係止部との係合を
解除する。

「実施例」以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図を参照
して説明する。

第１図中符号11はキャップであり、コンクリートセグ
メント１のグラウトホール２にねじ止めにより固定され
るものである。キャップ11の頭部には、第３図（イ）に
示すように、下方に向かうに従い漸次細くなるようにテ
ーパが付けられた六角柱状の係止部12が、キャップ11と
同軸状に形成されている。また、キャップ11の係止部12
の長さｌは、グラウトホール２に組み付けられた際に、
セグメント１の内壁面1aから所定量以上突出しないよう
に設定されている。これは、セグメント１を積み重ねて
仮置するとき、セグメント１の裏面と干渉させないため
である。また、セグメント１の内壁面1aのグラウトホー
ル２の開口近傍には底面が他の内壁面より一段低くなる
ように、方形状の凹溝13が形成されている。

また、符号15は本発明に係るセグメント把持装置を示
し、この把持装置15は、エレクターも兼ねる組立用ロボ
ットのアーム先端に取り付けられるものである。

把持装置15のケーシング16内には、前記キャップ11の
頭部係止部12と係合する一対の係合爪17,18が、一方の
係合爪17と一体に設けられたボデイ19内に、他方の係合
爪18と一体に設けられたロッド20がスライド自在に挿入
されることで、接近離間可能に設けられている。係合爪
17,18の先端には、互いに対向する方向に突出する突部2
1,22が形成され、それら突部21,22の先端形状は、第３
図（イ）に示すように、前記係止部12に対応させて、テ
ーパー状の六角柱凹部21a,22aとされている。また、前
記ケーシング16の下端には、前記セグメント１の内壁面
1aに形成した方形状の凹溝13に嵌まり込む嵌合部16bが
設けられ、この嵌合部16bの下端16aはセグメント押えと
されている。そして、前記係止爪17,18の下端は嵌合部1
6bの下端16aのセグメント押えよりも若干上方へ上がっ
た位置に配置される。

23は把持用シリンダ（第１の移動手段）を示し、この
把持用シリンダ23は前記係止爪18をキャップ11の軸線と
略直交する方向に移動させることで、該係合爪17,18を
キャップ11の頭部係止部12に係合あるいは該係合を解除
させるものである。具体的には、シリンダ本体24が前記
ボディ19に固定され、また、内部のピストンロッド25が
前記ロッド20に固定されており、把持用シリンダ23を作
動させることにより、ピストンロッド25およびロッド20
を介して係止爪18を図中左右方向に移動させ得るように
なっている。

また、27は、前記係止爪21,22を前記把持用シリンダ2
3ごと、キャップ11の軸線方向に移動させる伸縮シリン
ダである。つまり、前記ボディ19には支持筒28が固定さ
れ、この支持筒28がケーシング16の円筒部分29に摺動自
在に嵌挿され、支持筒28の底部28aにシリンダ本体30
が、また円筒部分29の蓋板31にピストンロッド32がそれ
ぞれ固定されている。

そして、前記ケーシング16には連結部33が設けられ、
該連結部33を介して組立ロボットとの連結がなされるよ
うになっている。また、連結部33と係止爪17,18によっ
て把持されるキャップ11の軸線とは同一軸線上になるよ
うに、連結部33と係止爪17,18の相互位置が設定されて
いる。これは、係止爪17,18によってキャップ11を把持
しセグメント１を吊り上げたとき、セグメント１の荷重
によって、連結部33に不要なモーメントを生じさせない
ためである。

次に、上記構成のセグメント把持装置15を用いてセグ
メント１を吊り上げたり、坑内での組立時に内側から支
持したりする場合の手順、ならびにそのときの作用を説
明する。

（１）セグメント１を坑内に搬入する時に、グラウトホ
ール２に、上記キャップ11をねじ込む。このとき、キャ
ップ11の頭部係止部12がセグメント１に対して一定の方
向に向くように揃えてねじ込む。

（２）次いで、セグメント供給台（図示せず）の所定位
置にある精度をもって供給された前記セグメント１に対
し、組立ロボット側に設けられたセグメント把持装置15
を近付けて、連結部33とキャップ11とが略同一軸線上に
位置するように位置決めし、その後、コンクリートセグ
メント１側へ移動させて、ケーシング16の突出下端16a
をコンクリートセグメント１の上面の凹溝13に嵌合させ
る。これにより、コンクリートセグメント１に対するセ
グメント把持装置15の位置決めと回り止めが行える。次
いで、伸縮シリンダ27を伸ばし、係合爪17,18を下降さ
せてキャップ11の頭部係止部12に係合できる高さ位置に
調整する。

（３）把持用シリンダ23を作動させて係止爪18を図中右
方に移動させ、固定側の係止爪17との間で、キャップ11
の頭部係止部12を係合する。

このとき、キャップ11の頭部係止部12およびそれに対
応する係止爪17,18の突部21,22に、相対応する上下方向
に延在するテーパー部を設けているから、キャップ11と
係止爪17,18との間に上下方向の誤差が生じていても、
自然にそれが吸収される。また、キャップ11を六角柱状
とし、それに対応する係止爪17,18の突部先端を六角柱
凹部としているから、キャップ11と係止爪17,18との間
に左右方向のずれが生じていても、両者の相対応する側
面によってそれが自然に吸収される。つまり、キャップ
11と係止爪17,18との間に求芯作用があるため、セグメ
ント１の位置精度が多少悪くても、係止爪17,18によっ
て支障なくキャップ11を把持できる。

（４）伸縮シリンダ27を縮めてセグメント１を吊り上げ
る。すると、ケーシング16の突出下端16aがコンクリー
トセグメント１の凹溝13の底面に当接し、これにより、
把持装置によってセグメント１を強固に把持固定するこ
とができ、セグメント１が前後、左右、および上下の何
れの方向へ移動するのもまた回転するのも防止すること
ができる。しかも、セグメント１の内壁面1aが、あらか
じめ配置してある定尺スペーサＳまたは支圧ジャッキ
（図示せず）に当接し、該スペーサＳ等によって、吊り
上げたセグメント１が揺動するのも防止することがで
き、この点からもセグメント１を安定して把持固定する
ことができる。

このようにセグメント１を安定した状態で支持し、坑
断面の所定箇所に移動させて、隣合うセグメントどうし
をボルト締結するのである。

（５）なお、把持装置15によるセグメント１との係合を
解くには、伸縮シリンダ27を延ばしてセグメント１内壁
面1aの定尺スペーサＳへの当接を解いた後、把持用シリ
ンダ23を作動させ、係止爪18を第１図左方に移動させ
る。これにより、係止爪17,18によるキャップ11の頭部
係止部12との係止を解くことができる。

上記把持装置15によれば、係止爪18がキャップ11の軸
線方向と直交する方向に移動して、キャップ11の頭部係
止部12に係止するため、組立ロボット側に供給されるセ
グメント１の把持位置精度が十分確保されていない場合
であっても、セグメント１を容易に把持することができ
る。

また、把持対象物としてグラウトホール２に固定する
キャップ11を利用しており、把持用に特別な部材を用い
ないことから経済的である。

上記キャップ11は、グラウトキャップとしてそのまま
利用することができ、かつ、２次覆工の鉄筋位置決め用
としても利用できる利点がある。

なお、上記実施例では、キャップ11の頭部に設ける係
止部12の形状を、テーパーのついた六角柱状としている
が、これに限られることなく、第４図に示すように断面
円状のロッド41の上端に四角状の平板42を設ける形状に
しても、あるいは第５図に示すように、四角状の平板51
の底部４隅に爪係合用の凹部52…を備えたものでもよ
い。

その場合、把持装置15に設ける係止爪17,18もそれに
対応させて、充分に係合し得る形状に変更する必要があ
る。

また、係止爪17,18の数は、第３図ないし第５図に示
すように２個に限られることなく、３個あるいは４個以
上にしてもよい。

また、上記実施例では、把持対象物となるキャップ11
をセグメント１に１個しか取り付けていないが、例えば
セグメント重量が所定以上に重い等の場合には、必要に
応じてキャップ数を増やしてもよい。その場合、把持装
置15も同数個用意する。

「発明の効果」以上説明したように本発明によれば、係合爪をキャッ
プの軸線と略直交する方向に移動させることで、該係合
爪をキャップの頭部係止部に係合あるいは該係合を解除
させる構成としているため、把持装置とキャップとの位
置が多少ずれていても、言い換えると、組立ロボット側
に供給されたセグメントの把持位置精度が十分に確保さ
れていなくても、セグメントを容易かつ単純操作で把持
することができる。

係合爪を収納するケーシングの下端に嵌合部を設けて
いるので、この嵌合部をコンクリートセグメントの上面
の方形状の凹溝に嵌め込むことにより、コンクリートセ
グメントを把持して吊り上げる際にコンクリートセグメ
ントが回転するのを防止できる。また、係合爪をキャッ
プの頭部係止部に係合させたまま第２の移動手段を作動
させてキャップごとコンクリートセグメントを持ち上げ
るときに、ケーシングの嵌合部の下端のセグメント押え
がコンクリートセグメントの凹溝の底面に当接し、これ
により、把持装置によってコンクリートセグメントを強
固に把持固定することができ、セグメントが前後、左
右、および上下の何れの方向へ移動するのもまた回転す
るのも防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明にかかるセグメント把持装
置の一実施例を示し、第１図は把持装置の断面図、第２
図は把持装置によって把持されるセグメントの斜視図、
第３図（イ），（ロ）はセグメントに固定されるキャッ
プおよび係止爪の詳細図、第４図（イ），（ロ）および
第５図（イ），（ロ）はキャップおよび係止爪の他の実
施例を示す図、第６図は従来の把持装置を説明する斜視
図、第７図はセグメントの斜視図である。１……コンクリートセグメント、２……グラウトホー
ル、11……キャップ、12……頭部係止部、13……凹溝、
15……セグメント把持装置、16……ケーシング、16a…
…セグメント押え、16b……嵌合部、17,18……係止爪、
23……把持用シリンダ（第１の移動手段）、27……伸縮
シリンダ（第２の移動手段）、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木康正東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者青木義清東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者菊池雄一東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (56)参考文献特開昭52−155759（ＪＰ，Ａ) 実開昭57−199269（ＪＰ，Ｕ) 実開昭51−16280（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリートセグメントのグラウトホール
に固定されたキャップの頭部係止部に係合することで、
前記コンクリートセグメントを把持するセグメント把持
装置であって、前記キャップの頭部係止部と係合する複数の係合爪と、
該複数の係合爪のうちいくつかを前記キャップの軸線と
略直交する方向に移動させることで、該係合爪をキャッ
プの頭部係止部に係合および該係合を解除させる第１の
移動手段と、前記係合爪をキャップの軸線方向に移動さ
せる第２の移動手段と、前記係合爪を収納するケーシン
グの下端に設けられて、前記コンクリートセグメントの
上面の前記キャップの回りに形成された方形状の凹溝に
嵌まり込む嵌合部と、該嵌合部の下端に設けられ、前記
係合爪を前記キャップの頭部係止部に係合させたまま第
２の移動手段を作動させてキャップごとコンクリートセ
グメントを持ち上げるときに、コンクリートセグメント
の前記凹溝の底面に当接するセグメント押えとを具備し
てなるセグメント把持装置。