特開 2024-80887 パネル支持装置、パネル支持システムおよびトンネル補強工法

(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】P2024080887

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】パネル支持装置、パネル支持システムおよびトンネル補強工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/40 20060101AFI20240610BHJP

   E04G 21/16 20060101ALI20240610BHJP

   E21D 11/18 20060101ALI20240610BHJP

   E21D 11/08 20060101ALI20240610BHJP

   B66C 1/02 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

E21D11/40 Z

E04G21/16

E21D11/18

E21D11/08

B66C1/02 A

B66C1/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022194221

(22)【出願日】2022-12-05

(71)【出願人】

【識別番号】000001317

【氏名又は名称】株式会社熊谷組

(71)【出願人】

【識別番号】591075630

【氏名又は名称】株式会社アクティオ

(71)【出願人】

【識別番号】000148380

【氏名又は名称】株式会社前田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100177644

【弁理士】

【氏名又は名称】児玉 和樹

(72)【発明者】

【氏名】宮川 克己

(72)【発明者】

【氏名】森 康雄

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】岸本 光章

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 道也

(72)【発明者】

【氏名】春日 邦夫

【テーマコード（参考）】

2D155

2E174

3F004

【Ｆターム（参考）】

2D155BB02

2D155CA03

2D155EB05

2D155GB07

2D155GB08

2D155KA02

2D155LA16

2E174BA01

2E174CA02

2E174CA06

2E174DA51

3F004EA27

3F004FA02

3F004FA08

(57)【要約】

【課題】パネルを運搬して支保工に固定する作業負担を軽減することができるパネル支持装置を提供する。
【解決手段】
パネル支持装置３は、トンネル９０の内部に配置されたクレーン２を用いてトンネル９０の内面９０Ｂに沿って取り付けられるパネル９１を支持する。パネル支持装置３は、クレーン２のブーム１２の先端部に連結され、ブーム１２に対してロール軸を中心に回転する回転部を含む角度調整ユニット５と、角度調整ユニット５に連結され、パネル９１を吸着しながら角度調整ユニット５に対してロール軸と、チルト軸と、スイベル軸との３軸を中心に回転する吸着ユニット６と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建造物の内部に配置されたクレーンを用いて前記建造物の内面に沿って取り付けられるパネルを支持するパネル支持装置であって、
前記クレーンのブームの先端部に連結され、前記ブームに対して前記ブームの延在方向と平行なロール軸を中心に回転する回転部を含む角度調整ユニットと、
前記角度調整ユニットに連結され、前記パネルを吸着しながら前記角度調整ユニットに対して前記ロール軸と、水平方向と平行なチルト軸と、前記ロール軸と前記チルト軸とに直交するスイベル軸との３軸を中心に回転する吸着ユニットと、を備えていることを特徴とするパネル支持装置。

【請求項2】

前記角度調整ユニットは、
前記ブームの先端部に固定された固定部に前記回転部が前記ロール軸まわりに回転可能に支持される第１ユニットと、
前記回転部に固定され、前記吸着ユニットを前記３軸まわりに回転させる駆動部を含む第２ユニットと、を有していることを特徴とする請求項１に記載のパネル支持装置。

【請求項3】

前記第２ユニットは、前記回転部から前記延在方向に直交する径方向の外側に延設された連結部材の先端部に固定され、前記ブームの先端部から前記径方向の外側に離れた回転軌道を周回可能に支持されていることを特徴とする請求項２に記載のパネル支持装置。

【請求項4】

起伏可能かつ伸縮可能なブームを有するクレーンと、
前記ブームの先端部に連結される請求項２または３に記載のパネル支持装置と、
前記パネル支持装置を遠隔操作するために作業者が操作する送信機と、を備え、
前記パネル支持装置は、
前記送信機と無線通信する受信機と、
前記受信機が受信した情報信号に基づいて前記駆動部を駆動制御する制御部と、を有しているパネル支持システム。

【請求項5】

請求項４に記載のパネル支持システムを用いたトンネル補強工法であって、
前記トンネルの軸線方向に間隔をあけると共に前記トンネルの内面に沿って複数の支保工を構築する支保工構築工程と、
前記回転部を前記ロール軸まわりに回転させて前記吸着ユニットに吸着した前記パネルのロール角を設定する角度設定工程と、
前記吸着ユニットを前記３軸まわりに回転させて前記吸着ユニットに吸着させた前記パネルの角度と姿勢を調整しながら前記クレーンの前記ブームを操作して前記軸線方向に隣り合う前記支保工の間に前記パネルを配置し、前記パネルを前記支保工に固定する搬送固定工程と、
前記トンネルの内面と前記パネルとの間に補強材を充填する充填工程と、を備えているトンネル補強工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建造物の内部に配置されたクレーンを用いて建造物の内面に沿って取り付けられるパネルを支持するパネル支持装置、パネル支持システムおよびトンネル補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

樹脂コンクリートパネルを用いたトンネルの覆工コンクリート内面内巻補強工法が知られている（特許文献１）。この工法では、トンネル覆工コンクリート内面にＨ型鋼製支保工等が設置された後、トンネルの軸方向に沿って補強鋼板が設置され、次いで、支保工の表面全体に取り付け部を介して樹脂コンクリートパネルが仮固定されていた。その後、パネル裏面と既設覆工コンクリートとの間隙に高強度微粒子グラウトモルタルが充填され、支保工等とパネルとが一体化されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－１２９９８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記したような工法では、樹脂コンクリートパネルを運搬して支保工に固定する作業は人力で行われることが多かった。一般的に、樹脂コンクリートパネルは、１人で持ち運べる重量ではないため、２人の作業員によって固定位置まで運搬され、支保工に固定されていた。樹脂コンクリートパネルの運搬作業や取付作業は非常に重労働であるため、その作業負担の軽減が望まれていた。

【0005】

また、樹脂コンクリートパネルが非常に大きな場合等、作業員への負担を減らすため、例えば、１つの樹脂コンクリートパネルを２つに切断（分割）することもあった。しかしながら、樹脂コンクリートパネルを２分割する作業が加わると共に、支保工に固定する樹脂コンクリートパネルの枚数が（切断しない場合に比べて）２倍になるため、作業者への
負担を軽減する効果は薄かった。

【0006】

本発明は、上記事情を考慮し、パネルを運搬して支保工に固定する作業負担を軽減することができるパネル支持装置、パネル支持システムおよびトンネル補強工法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、建造物の内部に配置されたクレーンを用いて前記建造物の内面に沿って取り付けられるパネルを支持するパネル支持装置であって、前記クレーンのブームの先端部に連結され、前記ブームに対して前記ブームの延在方向と平行なロール軸を中心に回転する回転部を含む角度調整ユニットと、前記角度調整ユニットに連結され、前記パネルを吸着しながら前記角度調整ユニットに対して前記ロール軸と、水平方向と平行なチルト軸と、前記ロール軸と前記チルト軸とに直交するスイベル軸との３軸を中心に回転する吸着ユニットと、を備えている。

【0008】

この場合、前記角度調整ユニットは、前記ブームの先端部に固定された固定部に前記回転部が前記ロール軸まわりに回転可能に支持される第１ユニットと、前記回転部に固定され、前記吸着ユニットを前記３軸まわりに回転させる駆動部を含む第２ユニットと、を有してもよい。

【0009】

この場合、前記第２ユニットは、前記回転部から前記延在方向に直交する径方向の外側に延設された連結部材の先端部に固定され、前記ブームの先端部から前記径方向の外側に離れた回転軌道を周回可能に支持されてもよい。

【0010】

本発明のパネル支持システムは、起伏可能かつ伸縮可能なブームを有するクレーンと、前記ブームの先端部に連結される上記のパネル支持装置と、前記パネル支持装置を遠隔操作するために作業者が操作する送信機と、を備え、前記パネル支持装置は、前記送信機と無線通信する受信機と、前記受信機が受信した情報信号に基づいて前記駆動部を駆動制御する制御部と、を有している。

【0011】

本発明は、上記のパネル支持システムを用いたトンネル補強工法であって、前記トンネルの軸線方向に間隔をあけると共に前記トンネルの内面に沿って複数の支保工を構築する支保工構築工程と、前記回転部を前記ロール軸まわりに回転させて前記吸着ユニットに吸着した前記パネルのロール角を設定する角度設定工程と、前記吸着ユニットを前記３軸まわりに回転させて前記吸着ユニットに吸着させた前記パネルの角度と姿勢を調整しながら前記クレーンの前記ブームを操作して前記軸線方向に隣り合う前記支保工の間に前記パネルを配置し、前記パネルを前記支保工に固定する搬送固定工程と、前記トンネルの内面と前記パネルとの間に補強材を充填する充填工程と、を備えている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、パネルを運搬して支保工に固定する作業負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係るパネル支持システムをトンネル内に配置した様子を示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るパネル支持システムを示す側面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係るパネル支持システムを示す平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係るパネル支持システムを示す正面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るパネル支持システムのクレーンの機関部等を示すブロック図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るパネル支持装置の第１ユニットを示す正面図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るパネル支持装置を示すブロック図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るトンネル補強工法を示すフローチャートである。

【図9】本発明の一実施形態に係るトンネル補強工法の支保工構築工程を説明する概略図（断面図）である。

【図10】本発明の一実施形態に係るトンネル補強工法の搬送固定工程を説明する概略図（断面図）である。

【図11】本発明の一実施形態に係るトンネル補強工法の充填工程を説明する断面図である。

【図12】本発明の一実施形態に係るパネル支持装置と比較例とにおいて、取り付けることができるパネルの範囲（枚数）を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図面に示すＦｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、前、後、左、右、上、下を示している。本明細書では方向や位置を示す用語を用いるが、それらの用語は説明の便宜のために用いるものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0015】

図１ないし図７を参照して、パネル支持システム１について説明する。図１はパネル支持システム１をトンネル９０内に配置した様子を示す概略図である。図２はパネル支持システム１を示す側面図である。図３はパネル支持システム１を示す平面図である。図４はパネル支持システム１を示す正面図である。図５はクレーン２の機関部１４等を示すブロック図である。図６はパネル支持装置３の第１ユニット３０を示す正面図である。図７はパネル支持装置３を示すブロック図である。

【0016】

例えば、竣工から年数を経たトンネル９０では、内巻覆工９０Ａの背面の空洞、巻厚不足、ひび割れ等の劣化現象が多く見られる。このため、既設のトンネル９０の劣化対策として、様々な補強工法が提案されている。本実施形態に係るパネル支持システム１は、建造物の一例としての既設のトンネル９０の内巻覆工９０Ａをパネル９１で補強するトンネル補強工法に用いられる（図１参照）。なお、パネル９１は、例えば、超高強度繊維補強コンクリート（ダクタル）を用いた高耐久薄肉パネル（ダクタル板）である。

【0017】

［パネル支持システム］
図２ないし図４に示すように、パネル支持システム１は、クレーン２と、パネル支持装置３と、送信機４と、を備えている。

【0018】

［クレーン］
クレーン２は、例えば、自走式の油圧クレーンである。図２ないし図４に示すように、クレーン２は、走行装置１０と、上部旋回体１１と、ブーム１２と、を有している。

【0019】

＜走行装置、上部旋回体＞
走行装置１０は、一対の走行用油圧モータ２０（図５参照）によって個別に駆動される一対のクローラ１３を有している。上部旋回体１１は、走行装置１０の上部に設けられ、旋回用油圧モータ２１（図５参照）によって垂直軸まわりに旋回可能に構成されている。上部旋回体１１の内部には、機関部１４が設けられている。機関部１４は、ディーゼルエンジンや電動モータ等の動力源１５と、動力源１５に駆動される油圧ポンプ１６と、油圧ポンプ１６で発生した圧油を各種の油圧アクチュエータに供給する圧油供給装置１７と、を有している（図５参照）。上部旋回体１１の上部左側には、操作者が搭乗する運転室１８が設けられている。運転室１８には、操縦者によって操作される各種操作レバー等（図示せず）が設けられている。

【0020】

＜ブーム＞
ブーム１２は、上部旋回体１１の上部の左右方向の略中央（運転室１８の右側）に設けられている。ブーム１２は、上部旋回体１１から前方に向かって延設され、上部旋回体１１との連結部分（基端部）を中心に上下方向に起伏（揺動）可能に設けられている。上部旋回体１１には、ブーム１２を起伏動作させる起伏用油圧シリンダ２２（図５参照）が設けられている。また、ブーム１２は、入れ子式構造であって、伸縮用油圧シリンダ２３（図５参照）によって伸縮可能に構成されている。なお、ブーム１２の先端部は斜め下方に屈曲している（図２参照）。

【0021】

［クレーンの動作等］
図５に示すように、クレーン２には、圧油供給装置１７等を適宜制御する車両制御部２４が設けられている。車両制御部２４は、運転室１８に搭乗した操縦者による操作に応じた制御信号を圧油供給装置１７に送信する。圧油供給装置１７は、車両制御部２４からの制御信号に応じて油圧ポンプ１６からの圧油を、一対の走行用油圧モータ２０、旋回用油圧モータ２１、起伏用油圧シリンダ２２および伸縮用油圧シリンダ２３に供給する。一対の走行用油圧モータ２０は供給された圧油の流量に応じた速度で一対のクローラ１３を回転させ、旋回用油圧モータ２１は供給された圧油の流量に応じた速度で上部旋回体１１を旋回させる。また、起伏用油圧シリンダ２２および伸縮用油圧シリンダ２３は、供給された圧油によってブーム１２を起伏させたり伸縮させたりする。

【0022】

［パネル支持装置］
パネル支持装置３は、トンネル９０（建造物）の内部に配置されたクレーン２を用いてトンネル９０の内面９０Ｂに沿って取り付けられるパネル９１を支持する（図１参照）。図２ないし図４に示すように、パネル支持装置３は、角度調整ユニット５と、吸着ユニット６と、受信機７と、制御部８と、を備えている。角度調整ユニット５はクレーン２のブーム１２の先端部に連結され、吸着ユニット６は角度調整ユニット５（の先端部）に連結されている。受信機７および制御部８は、角度調整ユニット５に設けられている（図２参照）。なお、本明細書では、図２ないし図４に示すように、ブーム１２を下した状態（伏せた状態）を基準とし、ブーム１２の延在方向と平行に延びる軸を「ロール軸Ａ１」と呼び、水平方向と平行に延びる軸を「チルト軸Ａ２」と呼び、ロール軸Ａ１とチルト軸Ａ２とに直交する軸を「スイベル軸Ａ３」と呼ぶこととする。

【0023】

＜角度調整ユニット＞
図２ないし図４に示すように、角度調整ユニット５は、第１ユニット３０と、第２ユニット４０と、を有している。角度調整ユニット５（後述する連結部材４３を含む。）は、主に、鉄、ステンレス、アルミ合金等の金属材で形成されている。

【0024】

＜第１ユニット＞
図２ないし図４に示すように、第１ユニット３０は、ブーム１２の先端部に固定される固定部３１と、固定部３１の先端部に支持される回転部３２と、を有している。固定部３１および回転部３２は、それぞれ、ロール軸Ａ１に沿って軸心を延ばした略円筒状（または略分厚い円板状）に形成されている。

【0025】

（固定部）
固定部３１は、ボルト・ナット等の締結部材（図示せず）を介してブーム１２の先端部に固定されている。固定部３１の下部には、インライン減速機３３が設けられている。図６に示すように、インライン減速機３３は、略円筒状に形成され、固定部３１から右方（径方向の外側）に延設されたケース３４と、ケース３４の内部でチルト軸Ａ２まわりに回転可能に支持される入力軸３５と、入力軸３５の回転を回転部３２に伝達する複数の歯車（図示せず）と、を有している。入力軸３５の先端部はケース３４の外側に突き出しており、入力軸３５の先端部には略円環状に形成されたハンドル３６が取り付けられている。ハンドル３６には、作業者が把持する把手３７が取り付けられている。把手３７を把持した作業者がハンドル３６を回転させることで、入力軸３５も同一方向に回転する。

【0026】

（回転部）
図２ないし図４および図６に示すように、回転部３２は、固定部３１と同一軸心上に配置され、固定部３１にロール軸Ａ１まわりに回転可能に支持されている。換言すれば、回転部３２は、ブーム１２に対してロール軸Ａ１を中心に回転する。作業者がハンドル３６を回転させると、その回転力は入力軸３５および複数の歯車を介して回転部３２に伝達され、回転部３２はハンドル３６の回転量に応じてロール軸Ａ１まわりに回転する。なお、本実施形態では、回転部３２は、固定部３１に対して２７０度回動（揺動）可能とされているが、これに限らず、３６０度回転可能とされてもよい。

【0027】

＜第２ユニット＞
図２および図３に示すように、第２ユニット４０は、支持フレーム４１と、筐体４２と、を有している。支持フレーム４１は、ロール軸Ａ１（前後方向）に沿って延設されている。支持フレーム４１の後部（第２ユニット４０）は、連結部材４３を介して回転部３２に固定されている。筐体４２は、ロール軸Ａ１（前後方向）に沿って延びる略直方体状に形成され、支持フレーム４１の後部を覆うように設けられている。

【0028】

（連結部材）
連結部材４３は、基端側ブラケット４３Ａと、先端側ブラケット４３Ｂと、連結アーム４３Ｃと、を有している。基端側ブラケット４３Ａは、略垂直姿勢とされ、ボルト等の締結部材（図示せず）を介して回転部３２の先端部に固定されている。先端側ブラケット４３Ｂは、略水平姿勢とされ、ボルト等の締結部材（図示せず）を介して支持フレーム４１の後部に固定されている。基端側ブラケット４３Ａと先端側ブラケット４３Ｂとは、互いに径方向（ブーム１２の延在方向に直交する方向）に離間して配置され、連結アーム４３Ｃは、基端側ブラケット４３Ａと先端側ブラケット４３Ｂとの間に架設されている。

【0029】

第２ユニット４０は回転部３２から径方向の外側に延設された連結部材４３の先端部に固定され、筐体４２は連結部材４３との固定部分よりも後方に延設されている（図２参照）。連結アーム４３Ｃの長さは、屈曲したブーム１２の先端部の高さよりも長く形成されている。このため、第２ユニット４０は、ブーム１２の先端部から径方向の外側に離れた回転軌道を周回可能に支持されている。つまり、第２ユニット４０は、回転部３２と一体となってロール軸Ａ１まわりに回転したとしても、ブーム１２の先端部に干渉しないようになっている。ブーム１２の上側に配置された第２ユニット４０（筐体４２）は、空隙を挟んで第１ユニット３０やブーム１２の先端部に対向する（図１参照）。

【0030】

＜吸着ユニット＞
図２ないし図４に示すように、吸着ユニット６は、吸着フレーム５０と、複数（例えば８つ）の吸着パッド５１と、バキュームポンプ５２と、を有している。

【0031】

（吸着フレーム）
吸着フレーム５０は、揺動支持部５３と、回転支持部５４と、４つのアーム部５５と、を有している。揺動支持部５３は、第２ユニット４０の支持フレーム４１に対してチルト軸Ａ２まわりに回転（揺動）可能に支持されている。回転支持部５４は、正面から見て略正方形の枠状に形成されている。回転支持部５４は、揺動支持部５３の前端部に対し、ロール軸Ａ１まわりに回転可能に支持されていると共に、スイベル軸Ａ３まわりに回転（揺動）可能に支持されている。４つのアーム部５５は、回転支持部５４の四角部分から放射状に延設されている。各アーム部５５は、回転支持部５４と一体に形成されている。

【0032】

（吸着パッド、バキュームポンプ）
吸着パッド５１は、各々のアーム部５５に２つずつ着脱可能に取り付けられている。吸着パッド５１は、略円形の皿状に形成されており、パネル９１に接触してパネル９１との間に吸着空間（図示せず）を形成する。バキュームポンプ５２は、揺動支持部５３に固定され、チューブ（図示せず）を介して８つの吸着パッド５１に接続されている。バキュームポンプ５２は、吸着空間から空気を排出し、吸着空間を略真空にする。これにより、パネル９１が吸着パッド５１に吸着された状態になる。なお、本実施形態では、８つの吸着パッド５１が設けられていたが、これに限らず、吸着パッド５１は１つ以上設けられていればよい。吸着パッド５１の数や配置は、パネル９１の大きさや重さに応じて自由に変更することができる。この場合、アーム部５５の長さ等も変更するとよい。

【0033】

（駆動部）
図２ないし図４および図７に示すように、上記した第２ユニット４０には、吸着ユニット６を３軸Ａ１，Ａ２，Ａ３（ロール軸Ａ１、チルト軸Ａ２およびスイベル軸Ａ３）まわりに回転させる駆動部４４が設けられている。駆動部４４は、ロール角調整モータ４５と、チルト角調整シリンダ４６と、一対のスイベル角調整シリンダ４７と、バッテリ４８と、を有している。

【0034】

ロール角調整モータ４５は、例えば、ギヤードモータであって、吸着フレーム５０の回転支持部５４に設けられ、回転支持部５４をロール軸Ａ１まわりに回転させる。チルト角調整シリンダ４６は、例えば、電動シリンダであって、支持フレーム４１の下方かつ筐体４２の内部に設けられている（図２参照）。チルト角調整シリンダ４６は、ピストンロッド４６Ａの先端部を吸着フレーム５０の揺動支持部５３に連結させ、揺動支持部５３（吸着ユニット６全体）をチルト軸Ａ２まわりに回転（揺動）させる。一対のスイベル角調整シリンダ４７は、例えば、電動シリンダであって、吸着フレーム５０の揺動支持部５３の左右両側に設けられている。各スイベル角調整シリンダ４７は、ピストンロッド４７Ａの先端部を吸着フレーム５０の回転支持部５４に連結させ、回転支持部５４をスイベル軸Ａ３まわりに回転（揺動）させる。

【0035】

なお、吸着ユニット６の回転可能な範囲の一例として、ロール角調整モータ４５は回転支持部５４を２７０度回動（揺動）させることができ、チルト角調整シリンダ４６は吸着ユニット６を０度（水平姿勢（図２に示す二点鎖線を参照））～１２０度の範囲で回動（揺動）させることができ、スイベル角調整シリンダ４７は回転支持部５４を±３５度の範囲で回動（揺動）させることができる。

【0036】

なお、ロール角調整モータ４５がギヤードモータであり、チルト角調整シリンダ４６およびスイベル角調整シリンダ４７が電動シリンダであったが、これらは一例であり、本発明はこれに限定されない。ロール角調整モータ４５は、例えば、ＤＣモータであってもよいし、往復運動するピストンを有するシリンダ（油圧、エアー、電動を問わず）とピストンの往復運動を回転運動に変換する機構とを組み合わせたものであってもよい（いずれも図示せず）。また、チルト角調整シリンダ４６およびスイベル角調整シリンダ４７は、例えば、油圧シリンダまたはエアーシリンダであってもよいし、出力軸を回転運動させるモータであってもよい（いずれも図示せず）。

【0037】

バッテリ４８は、充電して繰り返し使用することができる二次電池であって、筐体４２に着脱可能に設けられている（図２参照）。バッテリ４８は、筐体４２から取り外されて充電され、筐体４２に取り付けられてバキュームポンプ５２、ロール角調整モータ４５、チルト角調整シリンダ４６およびスイベル角調整シリンダ４７等に電力を供給する。

【0038】

＜送信機、受信機＞
図２および図７に示すように、送信機４は、パネル支持装置３から分離しており、作業者に所持される。送信機４は、パネル支持装置３を遠隔操作するために作業者によって操作される。送信機４は、作業者の操作に応じた情報信号を重ねた高周波電波を送信アンテナ（図示せず）から発出する。受信機７は、例えば、第２ユニット４０の筐体４２の内部に設けられている（図２参照）。受信機７は、送信機４と無線通信を行う装置であって、受信アンテナ（図示せず）を介して送信機４から送信された情報信号を受信して復調する。送信機４と受信機７との通信方式は所謂ラジオコントロールである。

【0039】

＜制御部＞
制御部８は、例えば、第２ユニット４０の筐体４２の内部に設けられている（図２参照）。制御部８は、演算処理装置や記憶媒体等を基板上に実装して構成されている。図７に示すように、制御部８は、バッテリ４８から供給された電力を制御対象に供給する電力供給部５６を有している。電力供給部５６には、バキュームポンプ５２、ロール角調整モータ４５、チルト角調整シリンダ４６、スイベル角調整シリンダ４７および受信機７等が電気的に接続されている。制御部８（電力供給部５６）は、受信機７が受信した情報信号に基づいて駆動部４４やバキュームポンプ５２等を駆動制御する。

【0040】

［トンネル補強工法］
次に、図８ないし図１１を参照して、パネル支持システム１を用いたトンネル補強工法について説明する。図８はトンネル補強工法を示すフローチャートである。図９はトンネル補強工法の支保工構築工程Ｓ１を説明する概略図（断面図）である。図１０はトンネル補強工法の搬送固定工程Ｓ３を説明する概略図（断面図）である。図１１はトンネル補強工法の充填工程Ｓ４を説明する断面図である。

【0041】

なお、トンネル９０は、自動車道路用であるものとする（図１参照）。図９および図１０で左右方向が、トンネル９０の軸線方向である。トンネル補強工法は、トンネル９０内の道路を全面通行止めとして行われてもよいが、一方の車線で自動車の通行を確保しながら他方の車線を規制して片側ずつ行われるとよい（図１参照）。トンネル補強工法は、トンネル９０を軸線方向に複数の作業区間に分けて作業区間ごとに行われるとよい。また、トンネル補強工法は、少なくとも、クレーン２を操縦する操縦者と、送信機４を操作する作業者の２名で行われる。パネル９１は、パレット上に平置きされ（または複数積み重ねられ）、フォークリフトによってパレットと共に昇降される（図示せず）。フォークリフトは、作業者が操縦してもよいし第２の操縦者が操縦してもよい。

【0042】

図８に示すように、トンネル補強工法は、支保工構築工程Ｓ１と、角度設定工程Ｓ２と、搬送固定工程Ｓ３と、充填工程Ｓ４と、を備えている。

【0043】

図９に示すように、支保工構築工程Ｓ１では、トンネル９０の軸線方向に間隔をあけると共にトンネル９０の内面９０Ｂに沿って複数の支保工９２を構築する。支保工９２は、所謂Ｈ鋼材であり、トンネル９０の内面９０Ｂに沿って湾曲している（図１参照）。支保工９２は、Ｈ鋼材の一対のフランジ９２Ａをトンネル９０の内面９０Ｂと平行にし、ウェブ９２Ｂをトンネル９０の内面９０Ｂに直交させた姿勢で路面上に立設される（図１１も参照）。なお、支保工９２は、一方のフランジ９２Ａをトンネル９０の内面９０Ｂに接触させ、１つの作業区間に少なくとも２つ立設される。

【0044】

次に、角度設定工程Ｓ２の前段階として、操縦者は、クレーン２を移動させ、ブーム１２の先端部に取り付けられたパネル支持装置３の吸着ユニット６（各吸着パッド５１）をパネル９１上に配置する。作業者は、送信機４を操作し、チルト角調整シリンダ４６を駆動させ、吸着ユニット６を平置きされたパネル９１と略平行となる姿勢にする（図２に示す二点鎖線参照）。作業者は、送信機４を操作し、バキュームポンプ５２を駆動させ、パネル９１を複数の吸着パッド５１に吸着させる。なお、パネル９１は、トンネル９０内での固定位置に応じて、平板状に形成されてたり、曲面状に形成されたりしている（図１参照）。複数種類のパネル９１を用いて、トンネル９０の側壁や天井等、トンネル９０の内面９０Ｂ全体が覆工される。また、パネル９１には、背面（裏面）から突出するようにインサート金具９１Ａが固定されている（図１１参照）。また、パネル９１を吸着支持するにあたり、８つ全ての吸着パッド５１を使用する必要はなく、１つ以上の吸着パッド５１にパネル９１が吸着支持されていればよい。

【0045】

続いて、角度設定工程Ｓ２では、回転部３２をロール軸Ａ１まわりに回転させて吸着ユニット６に吸着したパネル９１のロール角を設定する。作業者は、把手３７を握ってハンドル３６（入力軸３５）を回転させ、固定部３１（ブーム１２）に対して回転部３２を回転させる。回転部３２の回転に伴って、第２ユニット４０および吸着ユニット６もロール軸Ａ１まわりに回転する。作業者は、吸着ユニット６に吸着されたパネル９１が所望の角度（ロール角）になるまで回転させる。

【0046】

図１０に示すように、搬送固定工程Ｓ３では、吸着ユニット６を３軸Ａ１，Ａ２，Ａ３まわりに回転（回動）させて吸着ユニット６に吸着したパネル９１の角度と姿勢を調整しながらクレーン２のブーム１２を操作して軸線方向に隣り合う支保工９２の間にパネル９１を配置する。なお、最下段のパネル９１は、クレーン２のブーム１２の起伏可能範囲外であるため、搬送固定工程Ｓ３に先立って、２人以上の作業者によって人力で配置される。

【0047】

搬送固定工程Ｓ３において、操縦者は、クレーン２を操縦し、上部旋回体１１を旋回させたり、ブーム１２を起伏・伸縮させたりして、吸着ユニット６に吸着させたパネル９１を支保工９２間に搬送する。作業者は、パネル９１を目視しながら送信機４を操作し、ロール角調整モータ４５、チルト角調整シリンダ４６およびスイベル角調整シリンダ４７を遠隔操作し、パネル９１の角度や姿勢を変更する。また、作業者は、操縦者に対してパネル９１の移動方向を指示する。操縦者は、作業者からの指示に従い、上部旋回体１１を旋回させたり、ブーム１２を起伏・伸縮させたりして、パネル９１の位置を微調整する。なお、パネル９１は、軸線方向の両端部を支保工９２の一対のフランジ９２Ａの間に入れ込まれ、手前側のフランジ９２Ａの裏面に接触させた状態で、隣り合う支保工９２の間に架設される（図１１参照）。

【0048】

また、搬送固定工程Ｓ３では、支保工９２の間に配置されたパネル９１を支保工９２に固定する。作業者は、パネル９１と支保工９２のフランジ９２Ａとに固定板（図示せず）を架け渡してボルト等の締結部材（図示せず）で固定（仮固定）する。以降、角度設定工程Ｓ２と搬送固定工程Ｓ３とが繰り返され、隣り合う支保工９２の間において、パネル９１が下方から上方（天井）に向かって順に積み重ねられる（図８のステップＳＪでＮＯ）。なお、上方のパネル９１を配置、固定する場合、作業者は、組み立てられた足場（図示せず）に乗って作業を行うとよい。

【0049】

例えば、１つの作業区間において、車線片側の天井部分のパネル９１が固定される（積み上げられる）と（図８のステップＳＪでＹＥＳ）、充填工程Ｓ４が行われる。なお、充填工程Ｓ４は、１つの作業区間において車線両側のパネル９１が固定された後に行われてもよい。図１１に示すように、充填工程Ｓ４では、既設のトンネル９０の内面９０Ｂとパネル９１との間に補強材９３を充填する。補強材９３（例えば、無収縮モルタル等）が充填されることで、パネル９１の背面側に突設されたインサート金具９１Ａが補強材９３に埋め込まれる。これにより、パネル９１は、補強材９３を介して支保工９２や既設の内巻覆工９０Ａ（内面９０Ｂ）と一体化され、耐震構造を構成する。

【0050】

以上によって、１つの作業区間におけるトンネル補強工法が終了する。なお、全ての作業区間（トンネル９０の内面９０Ｂ全体）がパネル９１によって覆工されることで、トンネル補強工法が完全に終了（竣工）する。

【0051】

以上説明した本実施形態に係るパネル支持装置３によれば、吸着ユニット６に吸着（支持）させたパネル９１を、クレーン２によって固定位置まで運搬することができる。また、回転部３２がロール軸Ａ１まわりに回転されると共に、吸着ユニット６がパネル９１を吸着しながら、駆動部４４の作用により３軸Ａ１，Ａ２，Ａ３を中心に回転（回動）することで、パネル９１の角度と姿勢とを自由に調整することができる。これにより、パネル９１を運搬して支保工９２に固定する作業負担を軽減することができる。その結果、作業の省力化を図ることができ、作業時間を短縮することができる。

【0052】

また、本実施形態に係るパネル支持装置３によれば、連結部材４３が回転部３２から径方向の外側に延びているため、回転部３２と共に回転する第２ユニット４０がブーム１２の先端部に干渉することが予防される（図２参照）。これにより、吸着ユニット６に吸着させたパネル９１をロール軸Ａ１まわりに円滑に回転させることができる。

【0053】

また、本実施形態に係るパネル支持システム１によれば、作業者は送信機４を介して吸着ユニット６の回転を遠隔操作することができる。これにより、吸着ユニット６に吸着されたパネル９１を離れた位置から目視で確認しつつ、パネル９１の角度と姿勢とを正確に調整することができる。

【0054】

ここで、図１２を参照して、本実施形態に係るパネル支持装置３と、比較例に係るパネル支持装置（図示せず）とが、取り付けることができるパネル９１の範囲（枚数）について説明する。図１２はパネル支持装置３と比較例とにおいて、取り付けることができるパネル９１の範囲（枚数）を示す概略図である。

【0055】

図１２では図示を省略しているが、クレーン２は、路面上の所定位置（図１２の左右方向の略中央）に配置され、上部旋回体１１の旋回を可能とするが、路面上を移動（走行）しないと仮定する。図示は省略するが、比較例に係るパネル支持装置は、第１ユニット３０が省略され、連結部材４３がブーム１２の先端部に固定され、第２ユニット４０が連結部材４３の先端部に固定されているものとする。また、比較例に係るパネル支持装置では、角度調整ユニット５がブーム１２の下側に配置されているものとする。図１２では、本実施形態に係るパネル支持装置３および比較例に係るパネル支持装置の両者によって取付可能なパネル９１にはハッチ（斜線）が入れられ、本実施形態に係るパネル支持装置３のみによって取付可能なパネル９１にはドットが入れられ、ブーム１２の起伏可能範囲外で取付不能なパネル９１は一点鎖線で示し、ブーム１２を最も縮めた状態でトンネル９０の内面９０Ｂに干渉して取付不能なパネル９１は二点鎖線で示している。

【0056】

図１２に示すように、比較例に係るパネル支持装置では、取付可能なパネル９１（ハッチ）が、非常に少なく、二点鎖線で示すパネル９１の範囲の上側にのみ分布している。したがって、比較例に係るパネル支持装置では、クレーン２を頻繁に移動させたり、ブーム１２から一旦取り外した連結部材４３のロール角を変えて再び取り付けたりしなければならず、パネル９１を効率良く取り付けることができないものと考えられる。

【0057】

これに対し、本実施形態に係るパネル支持装置３では、取付可能なパネル９１（ハッチおよびドット）が、比較例に係るパネル支持装置に比べて、大幅に増加している。本実施形態に係るパネル支持装置３では、ハンドル３６を回して回転部３２を回転させることで、パネル９１のロール角を簡単に再設定することができる。そして、ロール角を設定した後、駆動部４４を操作してパネル９１の角度と姿勢とを調整することができるため、パネル９１を効率良く取り付けることが可能になる。なお、ブーム１２を最も縮めた状態でも取付不能なパネル９１（二点鎖線）は、クレーン２を移動させれば取付可能となる。

【0058】

なお、本実施形態に係るパネル支持装置３では、無線操縦（無線通信）の規格が、所謂ラジオコントロールであったが、本発明はこれに限定されない。無線操縦（無線通信）の他の規格として、例えば、赤外線通信やブルートゥース（登録商標）等の近距離無線通信、無線ＬＡＮまたは携帯電話通信網等、他の無線通信規格が採用されてもよい。なお、上記した他の規格を採用する場合には、各規格に必要な機器（例えば、インターネット回線や携帯電話回線に接続するための機器等）がパネル支持装置３に搭載されることは言うまでもない。

【0059】

また、本実施形態に係るトンネル補強工法では、作業者が回転部３２は手動で回転させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ハンドル３６を入力軸３５から取り外し、入力軸３５に噛み合う工具（図示せず）を取り付けた電動ドライバ（図示せず）を回転させることで、入力軸３５を回転させてもよい。また、他にも、電動モータ等の駆動源が、回転部３２（インライン減速機３３）を回転させる構成としてもよい（図示せず）。

【0060】

また、本実施形態に係るパネル支持装置３（パネル支持システム１）は、建造物の一例としての既設のトンネル９０の内巻覆工９０Ａをパネル９１で補強する工事に用いられていたが、建造物はトンネル９０に限定されない。例えば、建造物は、倉庫やビル等の建物であってもよく、パネル支持装置３（パネル支持システム１）は、建物の内壁をパネル９１で補強する工事に用いられてもよい（図示せず）。つまり、本明細書において、「建造物」とは、天井や側壁を有して閉じられた内部空間（一部は開放されていてもよい）を持つ構造物を指しており、例えば、落石を防止するための防護壁等、開かれた空間に構築される構造物は除外する意味である。また、パネル９１は、ダクタル板に限らず、金属板、合成樹脂板、板ガラス等、建造物や補強目的等に応じて適宜変更することができる。

【0061】

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係るパネル支持装置、パネル支持システムおよびトンネル補強工法における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明は技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよく、特許請求の範囲は技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様を含んでいる。

【符号の説明】

【0062】

１ パネル支持システム
２ クレーン
３ パネル支持装置
４ 送信機
５ 角度調整ユニット
６ 吸着ユニット
７ 受信機
８ 制御部
１２ ブーム
３０ 第１ユニット
３１ 固定部
３２ 回転部
４０ 第２ユニット
４３ 連結部材
４４ 駆動部
９０ トンネル（建造物）
９０Ｂ 内面
９１ パネル
９２ 支保工
Ａ１ ロール軸
Ａ２ チルト軸
Ａ３ スイベル軸
Ｓ１ 支保工構築工程
Ｓ２ 角度設定工程
Ｓ３ 搬送固定工程
Ｓ４ 充填工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】