(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024110496
(43)【公開日】2024-08-16
(54)【発明の名称】鋼製セグメント製造設備
(51)【国際特許分類】
E21D 11/14 20060101AFI20240808BHJP
B23K 37/04 20060101ALI20240808BHJP
【FI】
E21D11/14
B23K37/04 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023015079
(22)【出願日】2023-02-03
(71)【出願人】
【識別番号】596118530
【氏名又は名称】テクノス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141243
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 靖夫
(72)【発明者】
【氏名】田中 浩和
(72)【発明者】
【氏名】垣内 翔太
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 勇斗
【テーマコード(参考)】
2D155
【Fターム(参考)】
2D155EB10
2D155KB04
(57)【要約】
【課題】鋼製セグメント製造作業の作業性を良好にできる鋼製セグメント製造設備を提供する。
【解決手段】鋼製セグメントを製造するための本発明の鋼製セグメント製造設備1は、鋼製セグメントを把持するための把持手段2と、把持手段2を第1の回転中心線C1を回転中心として回転させる第1の回転体3と、第1の回転体3を回転可能に支持する第1の回転支持手段4と、把持手段2を第1の回転中心線C1と直交する第2の回転中心線C2を回転中心として回転させる第2の回転体5と、第2の回転体を回転可能に支持する第2の回転支持手段6と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼製セグメントを製造するための鋼製セグメント製造設備であって、
鋼製セグメントを把持するための把持手段と、
把持手段を第1の回転中心線を回転中心として回転させる第1の回転体と、
第1の回転体を回転可能に支持する第1の回転支持手段と、
把持手段を第1の回転中心線と直交する第2の回転中心線を回転中心として回転させる第2の回転体と、
第2の回転体を回転可能に支持する第2の回転支持手段と、
を備えたことを特徴とする鋼製セグメント製造設備。
【請求項2】
第1の回転支持手段は、第1の回転体の回転抵抗調整手段を備え、
第2の回転支持手段は、第2の回転体の回転抵抗調整手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の鋼製セグメント製造設備。
【請求項3】
把持手段は、鋼製セグメントの主桁に形成されたリング間継手のための連結孔に連結されて鋼製セグメントを把持するための連結部を備えたことを特徴とする請求項1に記載の鋼製セグメント製造設備。
【請求項4】
移動手段と、移動手段選択手段とを備え、
移動手段は、
作業床上を一方向に移動可能なように設けられた一方向移動手段と、
作業床上を一方向と直交する他方向に移動可能なように設けられた他方向移動手段とを備え、
移動手段選択手段は、一方向移動手段及び他方向移動手段のうちの一方の移動手段を作業床から離して他方の移動手段のみによる移動を可能とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の鋼製セグメント製造設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネルを掘削するシールド工法で用いられる鋼製セグメントを製造するための鋼製セグメント製造設備に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、鋼材を製缶加工して構成される鋼製セグメントの製造設備が知られている。
鋼製セグメントの製造設備として、一対の回転ジグを備えた製造設備が知られている。即ち、仮組立後の鋼製セグメントの各継手板に一対の回転ジグをそれぞれ着脱可能に連結し、一対の回転ジグにより、鋼製セグメントを回転させながら、溶接や塗装などのセグメント製造作業を行う製造設備が知られている(特許文献1参照)。
鋼製セグメントのサイズや形状は、壁面が構築されるトンネルのサイズや形状に応じて様々である。
例えば、
図10に示すように、シールドトンネルの1リングSRを構成する鋼製セグメントとして、A型セグメントSA、B型セグメントSB1、B型セグメントSB2、K型セグメントSKがある。
図11乃至
図14に示すように、鋼製セグメントは、円弧形の板状に形成されて互いに対向する一対の主桁M,Mと、互いに対向する一対の継手板P,Pと、円弧状に湾曲する板面を有するように形成されたスキンプレートSとを備え、一対の主桁M,Mと一対の継手板P,Pとで形成された枠体の一方の開口がスキンプレートSで塞がれて、枠体の他方の開口がそのまま開口部Aに構成された筐体、言い換えれば、少なくとも、一対の主桁M,Mと一対の継手板P,PとスキンプレートSとで囲まれた湾曲凹部を有するように構成された筐体と、筐体の一対の主桁M,M間に設置される複数の縦リブV,V…とを備えた構成である。
図11に示すように、A型セグメントSAは、主桁Mの板面と継手板Pの板面との成す角度が直角である一対の継手板P,Pを備えたセグメントである。
図12に示すように、B型セグメントSB1は、主桁Mの板面と継手板Pの板面との成す角度が直角である一方の継手板Pと、主桁Mの板面と継手板P1(P)の板面との成す角度が直角ではない他方の継手板P1(P)とを備えたセグメントである。
図13に示すように、B型セグメントSB2は、主桁Mの板面と継手板Pの板面との成す角度が直角である一方の継手板Pと、主桁Mの板面と継手板P2(P)の板面との成す角度が直角ではない他方の継手板P2(P)とを備えたセグメントである。
図14に示すように、K型セグメントSKは、主桁Mの板面と継手板P11(P)の板面との成す角度が直角ではない一方の継手板P11(P)と、主桁Mの板面と継手板P22(P)の板面との成す角度が直角ではない他方の継手板P22(P)とを備えたセグメントである。
尚、各鋼製セグメントの継手板Pには、セグメント間継手のための連結孔SHが形成されており、各鋼製セグメントの主桁Mには、リング間継手のための連結孔RHが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1の鋼製セグメント製造設備における一対の回転ジグでは、各回転ジグに取付けられた鋼製セグメントが、各回転ジグの軸線を回転中心として回転するように構成されているだけである。
即ち、特許文献1の鋼製セグメント製造設備においては、鋼製セグメントは、各回転ジグの軸線を回転中心とした回転(一軸回転)のみ許容されている構成であるので、作業時に設定可能な鋼製セグメントの姿勢のバリエーションが少ない。
従って、鋼製セグメントの溶接などの鋼製セグメント製造作業において、作業性が悪く、品質不良等が生じ易いという課題があった。
本発明は、鋼製セグメント製造作業の作業性を良好にできる鋼製セグメント製造設備を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る鋼製セグメント製造設備は、鋼製セグメントを製造するための鋼製セグメント製造設備であって、鋼製セグメントを把持するための把持手段と、把持手段を第1の回転中心線を回転中心として回転させる第1の回転体と、第1の回転体を回転可能に支持する第1の回転支持手段と、把持手段を第1の回転中心線と直交する第2の回転中心線を回転中心として回転させる第2の回転体と、第2の回転体を回転可能に支持する第2の回転支持手段と、を備えたことを特徴とするので、鋼製セグメント製造作業の作業性を良好にできる鋼製セグメント製造設備を提供できるようになった。
また、第1の回転支持手段は、第1の回転体の回転抵抗調整手段を備え、第2の回転支持手段は、第2の回転体の回転抵抗調整手段を備えたことを特徴とするので、鋼製セグメントの姿勢を所望の姿勢に維持させることができるようになる。
また、把持手段は、鋼製セグメントの主桁に形成されたリング間継手のための連結孔に連結されて鋼製セグメントを把持するための連結部を備えたことを特徴とするので、鋼製セグメントを容易に把持することができる。
また、移動手段と、移動手段選択手段とを備え、移動手段は、作業床上を一方向に移動可能なように設けられた一方向移動手段と、作業床上を一方向と直交する他方向に移動可能なように設けられた他方向移動手段とを備え、移動手段選択手段は、一方向移動手段及び他方向移動手段のうちの一方の移動手段を作業床から離して他方の移動手段のみによる移動を可能とすることを特徴とするので、人力での方向転換が容易な鋼製セグメント製造設備を得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図2】
図1のA矢視図(鋼製セグメント製造設備の平面図に相当)。
【
図3】
図1のB矢視図(鋼製セグメント製造設備の側面図に相当)。
【
図5】(a)は第2の回転装置を示す図、(b)は回転ロック板の正面図、(c)は(a)図におけるC部の詳細を示す拡大断面図。
【
図6】第1の回転装置を示す図であり、(a)は断面図、(b)は(a)図の左側面図、(c)は(a)図の右側面図。
【
図8】鋼製セグメント製造設備を使用した鋼製セグメントの製造方法の説明図。
【
図10】A型セグメント、B型セグメント、K型セグメントで構成されたシールドトンネルの1リングを示す図。
【
図11】(a)はA型セグメントの正面図、(b)はA型セグメントの底面図。
【
図12】(a)はB型セグメントSB1の正面図、(b)はB型セグメントSB1の底面図。
【
図13】(a)はB型セグメントSB2の正面図、(b)はB型セグメントSB2の底面図。
【
図14】(a)はK型セグメントSKの正面図、(b)はK型セグメントSKの底面図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
図1に示すように、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1は、鋼製セグメントを把持するための把持手段2と、把持手段2を第1の回転中心線C1を回転中心として回転させる第1の回転体3と、第1の回転体3を回転可能に支持する第1の回転支持手段4と、把持手段2を第1の回転中心線C1と直交する第2の回転中心線C2を回転中心として回転させる第2の回転体5と、第2の回転体5を回転可能に支持する第2の回転支持手段6と、把持手段2、第1の回転体3、第1の回転支持手段4、第2の回転体5、第2の回転支持手段6を支持する支持手段7と、支持手段7に設けられた移動手段8及び移動手段選択手段80とを備えて構成される。
当該鋼製セグメント製造設備1は、例えば、主として鋼材を用いて構成されている。
【0008】
尚、本明細書においては、上、下、左、右、前、後の各方向は、各図に示した方向と定義して説明する。
当該前、後、左、右の各方向は、鋼製セグメント製造設備1に把持された仮組立後の鋼製セグメント(SA,SB1,SB2,SK)に対して複数の作業を行って製品として出荷可能な鋼製セグメントを製造するために、鋼製セグメント製造設備1が後述する複数の各作業エリアに向けて移動する際の進行方向(例えば
図8に示す、取付エリアA1から本溶接エリアA2、研削仕上げエリアA3、取外しエリアA4に向けて移動する際の進行方向)を基準にした場合の前、後、左、右である。
また、各図においては、把持手段2に、鋼製セグメントとしてA型セグメントSAが把持された状態を想定して図示してある。
【0009】
支持手段7は、支柱9と、装置ベース10とを備えて構成される。
支柱9は、例えば、前支柱9Aと後支柱9Bとで構成される。
前支柱9A及び後支柱9Bは、前後で正対するように配置される。
装置ベース10は、例えば、前支柱9Aの下端側と後支柱9Bの下端側とを連結するフレーム構造体により構成される。
【0010】
装置ベース10は、例えば、前支柱9Aの下端から左右方向に延長する前側ベース10Aと、後支柱9Bの下端から左右方向に延長する後側ベース10Bと、前後方向に延長して前側ベース10Aと後側ベース10Bとを連結する左右の連結ベース10L,10Rと、前側において左右方向に延長して左右の連結ベース10L,10Rに連結された前側連結ベース10Cと、後側において左右方向に延長して左右の連結ベース10L,10Rに連結された後側連結ベース10Dと、前側連結ベース10Cの上方において左右方向に延長するように設けられた前上側ベース10Eと、後側連結ベース10Dの上方において左右方向に延長するように設けられた後上側ベース10Fとを備えて構成される。
【0011】
図2に示すように、前側ベース10Aと後側ベース10Bと左右の連結ベース10L,10Rと前側連結ベース10Cと後側連結ベース10Dとで構成された第1の台車フレーム10Xに、後述する一方向移動手段としての前後方向移動手段8Aが取付けられる。
また、前上側ベース10Eにより構成された第2の台車フレーム10Y及び後上側ベース10Fにより構成された第2の台車フレーム10Yに、それぞれ、後述する他方向移動手段としての左右方向移動手段8Bが取付けられる。
【0012】
前側ベース10A、後側ベース10B、前側連結ベース10C、後側連結ベース10D、前上側ベース10E、後上側ベース10Fは、作業床Fと平行で、かつ、第2の回転中心線C2と直交する方向である左右方向に一直線状に延長するように構成される。
左右の連結ベース10L,10Rは、作業床Fと平行で、かつ、第2の回転中心線C2と平行な方向である前後方向に一直線状に延長するように構成される。
【0013】
移動手段8は、作業床F上を一方向に移動可能なように設けられた一方向移動手段としての前後方向移動手段8Aと、作業床F上を一方向と直交する他方向に移動可能なように設けられた他方向移動手段としての左右方向移動手段8Bと、ガイドローラ8Cとを備える。
【0014】
前後方向移動手段8Aは、例えば、前側ベース10Aの左端側の下面と、前側ベース10Aの右端側の下面と、後側ベース10Bの左端側の下面と、後側ベース10Bの右端側の下面とに設けられる。
当該前後方向移動手段8Aは、作業床F上を第2の回転中心線C2に沿った前後方向に移動可能なように、移動方向が前後方向に固定された車輪を備えた例えば固定キャスタにより構成される。
【0015】
左右方向移動手段8Bは、例えば、前上側ベース10Eの左端側の下面と、前上側ベース10Eの右端側の下面と、後上側ベース10Fの左端側の下面と、後上側ベース10Fの右端側の下面とに設けられる。
当該左右方向移動手段8Bは、作業床F上を第2の回転中心線C2に沿った前後方向と直交する左右方向に移動可能なように、移動方向が左右方向に固定された車輪を備えた例えば固定キャスタにより構成される。
【0016】
図2に示すように、ガイドローラ8Cは、前側ベース10Aの下面の左右間の中央側、及び、後側ベース10Bの下面の左右間の中央側に設けられる。
図3に示すように、当該ガイドローラ8Cは、ガイドレール固定手段8Eにより作業床F上に固定されたガイドレール8Dの左右の縦ガイド面8a,8aを転動可能なように、作業床Fと直交する垂直な車軸を回転中心として回転する車輪を備えた例えば固定キャスタにより構成される。
【0017】
第2の回転支持手段6は、前側回転支持部6Aと後側回転支持部6Bとを備える。
第2の回転体5の前端側が前側回転支持部6Aに回転可能に支持されたとともに、第2の回転体5の後端側が後側回転支持部6Bに回転可能に支持されたことにより、第2の回転装置が構成される。
当該第2の回転装置において第2の回転体5の回転中心となる回転中心線C2は、作業床Fと平行で、かつ、前後方向に一直線状に延長するように構成される。
【0018】
例えば、前支柱9A及び後支柱9Bが作業床Fに対して垂直になるように、前支柱9Aが前側ベース10Aの左右間の中央位置から立設され、かつ、後支柱9Bが後側ベース10Bの左右間の中央位置から立設されて、当該前支柱9A及び後支柱9Bが所定の間隔を隔てて前後の位置で正対するように設けられている。
そして、
図5(a)に示すように、第2の回転体5の前端側が前支柱9Aの上端側に設けられた前側回転支持部6Aに回転可能に支持されて、かつ、第2の回転体5の後端側が後支柱9Bの後側回転支持部6Bに回転可能に支持されたことにより、作業床Fと平行な水平面上に設定されて前後に延長する第2の回転中心線C2を回転中心として回転する第2の回転体5を備えた第2の回転装置が構成される。尚、
図5(a)は、
図1の二点鎖線で囲まれた符号Aで示した部分から、第2の回転体5及び第2の回転支持手段6で構成された第2の回転装置を抽出して示した図である。
【0019】
図5(c)に示すように、後側回転支持部6Bは、ボス60と、ボス60の内周面に設置されたブッシング61と、ブッシング61を固定するブッシング押え62とを備えて構成される。尚、
図5(c)は、
図5(a)の二点鎖線で囲まれた符号Cで示した部分の後側回転支持部6Bを拡大して示した図である。
ボス60は、第2の回転体5の端部側の円筒状軸部50の外径よりも大径の筒孔を備えた円筒体であり、筒孔の中心線60Cが前後方向に延長するように、後支柱9Bの上端に設けられている。
当該ボス60の筒孔60Aは、後端側から前側に延長するように形成されてブッシング61が設置されるブッシング設置孔60aと、当該ブッシング設置孔60aよりも小径に形成された前端側孔60bと、ブッシング設置孔60aと前端側孔60bとの境界である環状壁面60cとを備えて構成される。
ブッシング61は、外径がボス60のブッシング設置孔60aの径に対応する寸法に形成されたとともに、内径が第2の回転体5の端部側の円筒状軸50の外径に対応する寸法に形成された円筒部材である。当該ブッシング61は、ボス60のブッシング設置孔60aの後端開口から挿入されて当該ブッシング設置孔60aに設置される。
ブッシング61は、例えば、機械的強度や耐摩耗性、耐熱性に優れたMCナイロン等の合成樹脂製のものが使用される。
ブッシング押え62は、ボス60の後端面60dにねじ63等で取付けられる円環状部62aと、円環状部62aの内周縁より前方に延長してブッシング設置孔60aに設置されたブッシング61の後端面61bと接触する円環状押え部62bとを備えた円環状部材である(
図6(b)参照)。
【0020】
前側回転支持部6Aも後側回転支持部6Bと同様に構成される。即ち、前側回転支持部6Aと後側回転支持部6Bとが前後対称に構成される。
以上のように、第2の回転体5の両端が前側回転支持部6Aと後側回転支持部6Bとに回転可能に支持されたことで、第2の回転中心線C2を回転中心として回転する第2の回転体5を備えた第2の回転装置が構成される。
【0021】
前側回転支持部6A及び後側回転支持部6Bのうちの一方、例えば
図5(c)に示すように、後側回転支持部6Bには、第2の回転体5の回転抵抗を調整するための回転抵抗調整手段6Cを設けた構成とした。
回転抵抗調整手段6Cは、第2の回転体5の後端面から後方に突出するように設けられた軸部65と、当該軸部65が貫通する中央孔を備えたブレーキ板66と、軸部65の先端(後端)側のねじ部に螺着された調整ナット67とを備えた構成である。
ブレーキ板66は、軸部65と一緒に回転してかつ軸部65の軸線に沿った方向に移動可能なように、係合部66aを介して軸部65に取付けられている。
調整ナット67としては、例えば、ダブルナットを用いる。
即ち、回転抵抗調整手段6Cは、調整ナット67を締めてブレーキ板66を前方に移動させて、ブッシング61の後端面61bとボス60の環状壁面60cとの摩擦力を調整することにより、第2の回転体5の回転抵抗を調整可能なように構成された機構である。
【0022】
また、第2の回転体5の一端側、例えば
図5(a)に示すように、第2の回転体5の後側回転支持部6B側には、第2の回転体5が回転しないようにするための回転ロック機構70を備える。
回転ロック機構70は、第2の回転体5に固定された回転ロック板70Aと、後側回転支持部6Bのボス60に固定された回転ロック手段70Bとを備える。
回転ロック板70Aは、例えば
図5(b)に示すように、第2の回転体5の回転中心線C2を回転中心として第2の回転体5とともに回転するように設けられた円板状部材71と、当該円板状部材71の円板の外周側に周方向に沿って所定の間隔を隔てて貫通するように設けられた複数のロック孔72,72…と備えたロック孔付き円板状部材により構成される。
回転ロック板70Aは、例えば円板の円の中央側に第2の回転体5の一端部が貫通する中央貫通孔73(
図5(c)参照)を備え、当該中央貫通孔73に第2の回転体5の一端部を貫通させた状態で、第2の回転体5の外周面に溶接やボルトナット等の固定手段を用いて固定されている。
回転ロック手段70Bは、例えば
図5(a)に示すように、ロック部材74と、ロック部材74を後側回転支持部6Bのボス60に固定するための固定部材75とを備える。
ロック部材74は、複数のロック孔72,72…の中心を繋いで形成される円周(第2の回転中心線C2を中心とする円周)と対向するように設けられて、前後方向に進退可能に設けられた軸材76と、軸材76を進退自在に保持するホルダ77と、軸材76を進退させるための操作部材78とを備え、ホルダ77が固定部材75を介してボス60に固定されている。
尚、
図5(a)では、ロック部材74の断面を示すために、ロック部材74を上方に位置させた構成のものを図示した。
例えば、ホルダ77は、筒孔の内周面に雌ねじ部が形成された円筒部材により構成され、軸材76は、ホルダ77の筒孔の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を備えたねじ部材により構成され、操作部材78は、軸材76の一端側に設けられた操作レバーにより構成される。
そして、操作部材78を操作して、軸材76を前方に移動させて複数のロック孔72,72…のうちの1つのロック孔72に挿入させることで、第2の回転体5が回転しないように回転ロックされる。
回転ロックを解除する場合には、操作部材78を操作して、軸材76をロック孔72よりも後方に移動させてロック孔72から抜く。
【0023】
第2の回転体5の前後の中間部には、第1の回転支持手段4と連結された連結体54を備える。
例えば
図5(a)に示すように、第2の回転体5が前後に分けて設けられて、前後の第2の回転体5,5と第1の回転支持手段4とが連結体54を介して連結されている。
即ち、前側の第2の回転体50の一端部側の円筒状軸部50が前側回転支持部6Aに回転可能に支持されて、かつ、後側の第2の回転体5の一端部側の円筒状軸部50が後側回転支持部6Aに回転可能に支持され、前後の第2の回転体5,5の他端部が連結体54を介して第1の回転支持手段4に連結された構成となっている。
そして、例えば
図6に示すように、第1の回転支持手段4には、第2の回転中心線C2と直交する第1の回転中心線C1を回転中心として回転する第1の回転体3の一端(右端)側が回転可能に支持される。
さらに、第1の回転支持手段4より突出する第1の回転体3の他端(左端)側に、ブラケット32を介して把持手段2が取付けられる。
【0024】
第2の回転体5の前後の中間部に設けられた連結体54を介して第2の回転体5と連結された第1の回転支持手段4は、
図4,
図6に示すように、上述した後側回転支持部6Bや前側回転支持部6Aと同様な構成であり、かつ、上述した回転抵抗調整手段6Cと同様な構成の回転抵抗調整手段6Dを備えた構成となっている。
尚、第1の回転支持手段4の構成は、後側回転支持部6Bや前側回転支持部6Aと同様であり、また、回転抵抗調整手段6Dの構成は、回転抵抗調整手段6Cの構成と同様であるため、説明を省略する。
【0025】
つまり、鋼製セグメント製造設備1は、
図6に示すように、第1の回転体3が第1の回転支持手段4により回転可能に支持された第1の回転装置を備え、当該第1の回転装置の第1の回転支持手段4が回転抵抗調整手段6Dを備えた構成となっている。
尚、
図6(a)は、
図4の二点鎖線で囲まれた符号Bで示した部分から第1の回転装置を抽出して拡大した図である。
【0026】
図3,4に示すように、把持手段2は、鋼製セグメントにおける互いに対向する一対の主桁M,Mのうちの一方の主桁Mに連結される連結部21Aを有した一方側連結アーム21と、他方の主桁Mに連結される連結部22Aを有した他方側連結アーム22と、一方側連結アーム21と他方側連結アーム22と第1の回転体3とに連結された連結フレーム23とを備える。
連結フレーム23は、例えば一直線状に延長する棒状部材により形成され、棒状部材の延長方向一端と延長方向他端との間の中央部分が例えばブラケット32を介して第1の回転体3の左端(他端)側に連結されている。
また、連結フレーム23の延長方向一端には、例えばブラケット24を介して一方側連結アーム21が固定状態に連結されている。
さらに、連結フレーム23の延長方向他端には、ヒンジ機構25を介して他方側連結アーム22が回動可能に連結されている。
また、連結フレーム23の延長方向一端側と延長方向他端側とには、それぞれ、鋼製セグメントのスキンプレートSの外面を支持するための支持体23A,23Aが設けられている。この支持体23Aは、例えば、ねじ機構により進退自在に構成されている。
【0027】
即ち、把持手段2は、鋼製セグメントの主桁Mに形成されたリング間継手のための連結孔RHに連結されて鋼製セグメントを把持するための連結部21A,22Aを有した連結アーム21,22を備えているので、当該連結部21A,22Aに、ボルト及びナット等の連結手段20(
図1参照)を使用して鋼製セグメントを容易に取付けることができる。
また、一方側連結アーム21及び他方側連結アーム22のうち一方である他方側連結アーム22がヒンジ機構25を介して回動可能に構成されているので、鋼製セグメントの取付作業を容易に行える。
【0028】
鋼製セグメントを把持手段2に把持させる際には、例えば、把持手段2を
図9(a)に示す状態(連結フレーム23が水平方向に延長する状態)にした後に、鋼製セグメントのスキンプレートSの外面が支持体23A,23Aで支持された状態とし、かつ、一方側連結アーム21の先端側に設けられた連結部21Aを鋼製セグメントの一方の主桁Mの外面に接触させるとともに、他方側連結アーム22の先端側に設けられた連結部22Aを鋼製セグメントの他方の主桁Mの外面に接触させる。
その後、連結部21Aが一方の主桁Mに形成されたリング間継手のための連結孔RHにボルト及びナット等の連結手段20により連結されるとともに、連結部22Aが他方の主桁Mに形成されたリング間継手のための連結孔RHにボルト及びナット等の連結手段20により連結されることによって、鋼製セグメントが把持手段2に把持された状態となる。
従って、このように把持手段2に把持された鋼製セグメントが、第1の回転中心線C1を回転中心として回転可能となり、かつ、第2の回転中心線C2を回転中心として回転可能となる(
図9(b)~
図9(f)参照)。
【0029】
図6に示すように、第1の回転支持手段4の外側には連結体55を備え、
図4に示すように、当該連結体55の連結フランジ56と連結体54とが連結され、当該連結体55の連結フランジ57とカウンターウエイト取付アーム28とが連結されている。
カウンターウエイト取付アーム28は、第1の回転中心線C1に沿って把持手段2から離れる方向に延長するように設けられている。
当該カウンターウエイト取付アーム28の延長端側には、カウンターウエイト取付部27が設けられ、このカウンターウエイト取付部27にカウンターウエイト26が増減可能に取付けられる構成となっている。
【0030】
尚、カウンターウエイト26は、把持手段2に鋼製セグメントが把持された状態において、第2の回転中心線C2を回転中心として回転しないようにバランスをとるための構成である。
即ち、把持手段2に鋼製セグメントが把持された状態においては、カウンターウエイト26でバランスさせた後に、回転抵抗調整手段6Cにより調整された摩擦力によって、鋼製セグメントが把持された把持手段2を自己保持させることができるように構成されている。
一方、把持手段2から鋼製セグメントを外した状態では、カウンターウエイト26が残ってバランスが崩れるため、把持手段2に対する鋼製セグメントの着脱作業は、回転ロック機構70により第2の回転中心線C2を回転中心とした回転をロックした状態としてから行う。
即ち、第2の回転装置は、回転ロック機構70及び回転抵抗調整手段6Cを備えた構成とした。
尚、鋼製セグメントが把持された把持手段2の重心位置に第1の回転中心線C1が位置されるため、第1の回転中心線C1を回転中心とした回転に対する回転ロック機構は設けていない。
即ち、第1の回転装置は、回転ロック機構を備えず、回転抵抗調整手段6Dを備えた構成とした。
【0031】
移動手段選択手段80は、一方向移動手段としての前後方向移動手段8Aを使用するか、他方向移動手段としての左右方向移動手段8Bを使用するかを、択一的に選択できるように構成された機構である。
図7に示すように、移動手段選択手段80は、第1調整手段と第2調整手段とで構成される。
第1調整手段は、例えば、第2の台車フレーム10Y(前上側ベース10E又は後上側ベース10F)に形成された貫通孔を貫通して下端が第1の台車フレーム10X(前側連結ベース10C又は後側連結ベース10D)に連結された第1ボルト81と、第2の台車フレーム10Yの上面よりも上方に突出するボルトの上端側に螺着された第1ナット82とで構成される。
第2調整手段は、例えば、第2の台車フレーム10Y(前上側ベース10E又は後上側ベース10F)に形成された貫通孔の上端に固定された第2ナット83と、当該ナットに螺着されてかつ貫通孔に挿入されて下端が第1の台車フレーム10X(前側連結ベース10C又は後側連結ベース10D)上面に接触可能に構成された第2ボルト84とで構成される。
例えば、
図2に示すように、移動手段選択手段80は、前上側ベース10Eの左右両端
側、及び、後上側ベース10Eの左右両端側の合計4か所に配置されている。
また、移動手段選択手段80は、例えば、第1ボルト81が前上側ベース10E又は後上側ベース10Fの両端部側の位置に配置され、かつ、第2ボルト84が前上側ベース10E又は後上側ベース10Fの中央側寄りの位置に配置されている。
【0032】
移動手段選択手段80の動作について、
図4,
図7に基づいて説明する。
尚、
図7においては、第2の台車フレーム10Yとしての後上側ベース10Fに設けられた移動手段選択手段80を図示している。
移動手段選択手段80は、
図4に示す状態において、前後方向移動手段8Aの車輪、及び、左右方向移動手段8Bの車輪が、作業床Fに接触した状態である。この状態を初期状態とする。
次に、初期状態から、前後方向移動手段8Aを使用する状態とする場合、
図7(a)に示すように、第1ボルト81の上端側に締結された第1ナット82を緩めるか取り外した状態で、第2ボルト84を回して下方にねじ込む。尚、他の3箇所の移動手段選択手段80も同様に操作する。これにより、第2の台車フレーム10Y(前上側ベース10E及び後上側ベース10F)が上方に移動して、すべての左右方向移動手段8B,8B…の車輪が、作業床F上から浮き上がった状態となる。
以上により、前後方向移動手段8A,8A…の車輪だけが作業床F上に接触した状態となるので、前後方向移動手段8A,8A…のみによる前後方向移動が可能となる。
即ち、前後方向移動可能状態に設定される。
次に、
図7(a)に示す前後方向移動可能状態から左右方向移動可能状態とする場合、まず、第2ボルト84を緩めたり取り外すことによって、第2の台車フレーム10Y(前上側ベース10E及び後上側ベース10F)が下方に移動して、すべての左右方向移動手段8B,8B…の車輪が作業床F上に接触し、前後方向移動手段8A,8A…の車輪、及び、左右方向移動手段8B,8B…の車輪が、ともに作業床F上に接触した初期状態となる。
その後、さらに、第1の台車フレーム10Xを構成する左右の連結ベース10L,10Rと前側連結ベース10Cと後側連結ベース10Dの上端面が、第2の台車フレーム10Yの下端面に接触するまで、第1ボルト81の上端側に螺着されている第1ナット82を回して下方に移動させていく。これにより、第1ボルト81及び第1の台車フレーム10Xが上方に移動し、第1の台車フレーム10Xに取付けられている前後方向移動手段8A,8A…が作業床F上から浮き上がった状態となる。
以上により、左右方向移動手段8B,8B…だけが作業床F上に接触した状態となるので、左右方向移動手段8B,8B…のみによる左右方向移動が可能となる。
即ち、左右方向移動可能状態に設定される。
【0033】
つまり、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1によれば、移動手段8と、移動手段選択手段80と、を備え、移動手段8は、作業床F上を一方向に移動可能なように設けられた一方向移動手段としての前後方向移動手段8A,8A…と、作業床F上を一方向と直交する他方向に移動可能なように設けられた他方向移動手段としての左右方向移動手段8B,8B…とを備え、移動手段選択手段80は、前後方向移動手段8A,8A…及び左右方向移動手段8B,8B…のうちの一方の移動手段を作業床Fから離して他方の移動手段のみによる移動を可能とする機能を備えた構成とした。
【0034】
本出願人は、移動手段として自在キャスタを用いた鋼製セグメント製造設備を試作したが、当該自在キャスタを用いた鋼製セグメント製造設備では、鋼製セグメント製造設備の重量が重いため、当該鋼製セグメント製造設備を人力で方向転換させることが困難であることが判明した。
そこで、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1のように、移動手段8として固定キャスタを用い、かつ、移動手段選択手段80を設けて、前後方向移動可能状態、左右方向移動可能状態、初期状態を選択できるように構成したので、人力での方向転換が容易で、かつ、作業時に停止させることも可能な鋼製セグメント製造設備1を得ることができるようになった。
【0035】
次に、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1を使用した鋼製セグメント製造方法について、
図8,
図9に基づいて説明する。
尚、
図8では、取付エリアA1、本溶接エリアA2、研削仕上げエリアA3、取外しエリアA4を備えた作業エリアWAにおいて、鋼製セグメントが製造される場合の製造手順を例示している。
まず、鋼製セグメント製造設備1を取付エリアA1に移動させて、仮組立後の鋼製セグメントを把持手段2に取付ける。
尚、仮組立後の鋼製セグメントとは、例えば、継手板、主桁、縦リブ、スキンプレート、図外の吊手板等の鋼製セグメント構成部品を予め製作しておいて、
図8の仮組立エリアA0において、これら構成部品を所定の状態に組立てた後にスポット溶接などの仮溶接で仮付けを行うことにより製作された鋼製セグメントのことである。
取付エリアA1において把持手段2に鋼製セグメントが取付けられた鋼製セグメント製造設備1を、本溶接エリアA2まで移動させて、本溶接作業を行う。
本溶接作業が終了後、本溶接作業を経た鋼製セグメントが取付けられた鋼製セグメント製造設備1を研削仕上げエリアA3まで移動させて、鋼製セグメントの溶接部に対する研削仕上げ作業を行う。
研削仕上げ作業後、研削仕上げ作業を経た鋼製セグメントが取付けられた鋼製セグメント製造設備1を取外しエリアA4まで移動させた後、鋼製セグメント製造設備1の把持手段2から鋼製セグメントを取外して、鋼製セグメントの製品検査が行なわれた後に、搬出される。
【0036】
上述した鋼製セグメント製造方法において、取付エリアA1では、例えば
図9(a)に示すように、把持手段2の連結フレーム23を水平状態に設定するとともに、図外の揚重機などで吊上げた仮組立後の例えば鋼製セグメントSAを把持手段2に取付ける。
そして、本溶接エリアA2、研削仕上げエリアA3においては、例えば
図9(b)~(f)に示すように、第1の回転中心線C1や第2の回転中心線C2を回転中心として把持手段2に取付けられた鋼製セグメントを回転させることができるので、作業時に設定可能な鋼製セグメントの姿勢のバリエーションが増えるため、鋼製セグメントSAに対する溶接作業や研削作業を容易かつ効率的に行えるようになる。
例えば、
図9に示すように、作業員Wが鋼製セグメント製造設備1の右側に位置して作業を行う場合、把持手段2に取付けられた鋼製セグメントの姿勢を様々に変更できるようになるとともに、作業員が同じ作業位置で作業を行うことが可能となり、鋼製セグメントSAに対する溶接作業や研削作業を容易かつ効率的に行えるようになる。
例えば、水平状態の把持手段2に取付けられた鋼製セグメントSAを
図9(b)に示すように第2の回転中心線C2を回転中心としてR2方向に回転させて、
図9(b)に示す鋼製セグメントSAの姿勢にて作業を行うことが可能となる。
また、
図9(b)に示す状態から、
図9(c)に示すように、第1の回転中心線C1を回転中心としてR1方向に回転させることで、鋼製セグメントSAの姿勢を変化させて作業を行うことが可能となる。
また、
図9(b)に示す状態から、
図9(d)に示すように、第2の回転中心線C2を回転中心としてR2方向に回転させることで、鋼製セグメントSAの姿勢を変化させて作業を行うことが可能となる。
また、
図9(e),(f)に示すように、第1の回転中心線C1を回転中心としてR1方向に回転させたり、第2の回転中心線C2を回転中心としてR2方向に回転させることによって、鋼製セグメントSAの姿勢を変化させて作業を行うことが可能となる。
【0037】
尚、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1においては、第1の回転支持手段4が第1の回転体3の回転抵抗調整手段6Dを備えるとともに、第2の回転支持手段6が第2の回転体5の回転抵抗調整手段6Cを備えた構成としたので、鋼製セグメントの姿勢を所望の姿勢に維持させることができるようになる。
例えば、調整ナット67を緩めてブッシング61の後端面61bとボス60の環状壁面60cとの摩擦力を小さくすることで、把持手段2に取付けられた鋼製セグメントを、R1方向に回転させたり、R2方向に回転させることで、鋼製セグメントSAの姿勢を変化させることが可能となる。
また、調整ナット67を締めてブッシング61の後端面61bとボス60の環状壁面60cとの摩擦力を大きくすることで、把持手段2に取付けられた鋼製セグメントの姿勢を、例えば上述した
図9(b)、
図9(c)、
図9(d)、
図9(e)、
図9(f)に示したような姿勢に維持することが可能となる。
【0038】
即ち、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1を用いて鋼製セグメントの製造作業を行えば、各作業エリアにおいて、第1の回転中心線C1を回転中心として、あるいは、第2の回転中心線C2を回転中心として、鋼製セグメントを回転させることができるようになって、かつ、鋼製セグメントの姿勢を所望の姿勢に維持させた状態で作業を行うことができるようになったので、製造作業を容易かつ効率的に行うことができるようになる。
即ち、作業時に設定可能な鋼製セグメントの姿勢のバリエーションが多くなるため、鋼製セグメント製造作業の作業性が良好になり、品質不良等も生じ難くなる。
【0039】
尚、
図8に示すように、作業エリアWAの作業床Fには、取付エリアA1から取外しエリアA4まで直線状に連続する往路のガイドレール8Dが設けられているとともに、取外しエリアA4の横位置A4Sから取付エリアA1の横位置A1Sまで直線状に連続する復路のガイドレール8Dが設けられている。
従って、鋼製セグメント製造設備1を取付エリアA1から往路のガイドレール8Dに沿って取外しエリアA4まで往路移動させる際、あるいは、鋼製セグメント製造設備1を取外しエリアA4の横位置A4Sから復路のガイドレール8Dに沿って取付エリアA1の横位置A1Sまで移動させる際には、移動手段選択手段80を操作して、前後方向移動可能状態に設定した後に、移動させる。
また、各エリアにおいて、作業を行う際には、移動手段選択手段80を操作して、初期状態にすることで、鋼製セグメント製造設備1が移動しないように設定する。
また、鋼製セグメント製造設備1を取外しエリアA4から取外しエリアA4の横位置A4Sまで移動させる際、あるいは、鋼製セグメント製造設備1を取付エリアA1の横位置A1Sから取付エリアA1まで移動させる際には、移動手段選択手段80を操作して、左右方向移動可能状態に設定した後に、移動させる。
【0040】
また、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1を用いた鋼製セグメントの製造方法においては、
図8に示すように、鋼製セグメント製造設備1を往路と復路とで循環させるようにすることで、作業効率が向上する。
また、
図8に示すように、鋼製セグメント製造設備1を往路と復路とで循環させるようにした循環製造ルートを複数ルート設けるようにすることで、さらに、作業効率が向上する。
図8では、鋼製セグメント製造設備1を2つ使用して、2つの循環製造ルートで製造作業を並行して行う例を例示している。
【0041】
以上説明したように、実施形態に係る鋼製セグメント製造設備1によれば、第1の回転中心線C1を回転中心として、又は、第2の回転中心線C2を回転中心として、鋼製セグメントを回転できるように構成したので、鋼製セグメントの姿勢について設定可能なバリエーションを多くできるようになるため、鋼製セグメント製造作業の作業性を良好にできるようになり、品質不良等の発生を抑制できるようになる。
【0042】
また、把持手段2は、鋼製セグメントの主桁Mに形成されたリング間継手のための連結孔RHに連結されて鋼製セグメントを把持するための連結部21A,22Aを備えたので、A型セグメントSA、B型セグメントSB1、B型セグメントSB2、K型セグメントSKのいずれのタイプの鋼製セグメントであっても、容易に把持することができる。
【符号の説明】
【0043】
1 鋼製セグメント製造設備、2 把持手段、3 第1の回転体、
4 第1の回転支持手段、5 第2の回転体、6 第2の回転支持手段、
6C 第2の回転体の回転抵抗調整手段、6D 第1の回転体の回転抵抗調整手段、
8 移動手段、8A 前後方向移動手段(一方向移動手段)、
8B 左右方向移動手段(他方向移動手段)、21A,22A 把持手段の連結部、
80 移動手段選択手段、F 作業床、M 主桁、RH 連結孔、
SA A型セグメント(構成セグメント)。