JP2018059371A - ハンドリング装置および瓦礫撤去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることのできるハンドリング装置および瓦礫撤去方法を提供する。
【解決手段】物体をハンドリングするための装置１０であって、揚重機に懸垂支持され、自身のＺ軸回りの旋回方向を調整する旋回手段３６を有する駆動・制御ユニット部１２と、駆動・制御ユニット部１２の下部にＺ軸回りに旋回可能に固定されるブーム部１４と、ブーム部１４にピン接合され、ブーム部１４に対する姿勢を変更可能なアーム部１６と、アーム部１６の先端に取付けられ、物体をハンドリングするために動作する作業用具２０とを備え、ブーム部１４、アーム部１６、作業用具２０は、駆動・制御ユニット部１２を介して動作するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハンドリング装置およびこのハンドリング装置を用いた瓦礫撤去方法に関し、特に、建築物の解体に伴って発生する配管や鉄骨などの瓦礫を切断・把持して撤去するのに好適なハンドリング装置および瓦礫撤去方法に関するものである。

従来、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造などの建築物の解体の際には、配管や鉄骨などの瓦礫が発生する。こうした瓦礫を撤去するためのハンドリング装置として、切断用具や把持用具などのハンドリング用具をクレーンに吊り下げて操作するクレーン懸垂型の装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。切断用具としては大型解体重機を改造したもの、把持用具としてはグラブバケットなど、用途毎に様々なものが存在する。また、こうした用具はもともと建築物解体作業用や掘削・積込作業用であるので大型なものが多く、狭隘な場所の細かな部材（例えば、断面が２００ｍｍ以下の鋼材や電線管など）を切断・把持するのに適したものは少ないのが現状である。

特開２０１３−２３９４０号公報

このため、狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることのできるクレーン懸垂型のハンドリング装置の開発が望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることのできるハンドリング装置および瓦礫撤去方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハンドリング装置は、物体をハンドリングするための装置であって、揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニット部と、駆動・制御ユニット部の下部に鉛直軸回りに旋回可能に固定されるブーム部と、ブーム部にピン接合され、ブーム部に対する姿勢を変更可能なアーム部と、アーム部の先端に取付けられ、物体をハンドリングするために動作する作業用具とを備え、ブーム部、アーム部、作業用具は、駆動・制御ユニット部を介して動作するものであることを特徴とする。

また、本発明に係る他のハンドリング装置は、上述した発明において、アーム部の先端にはアタッチメント部が設けられており、このアタッチメント部には、作業用具としての切断用具および把持用具が選択的に取付け可能であることを特徴とする。

また、本発明に係る他のハンドリング装置は、上述した発明において、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つに設けられる撮影手段を備え、この撮影手段による撮影画像に基づいて、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つの動作状況を確認可能であることを特徴とする。

また、本発明に係る瓦礫撤去方法は、上述したハンドリング装置を用いて瓦礫を撤去する方法であって、前記揚重機を操作して前記ハンドリング装置を撤去対象位置の近傍に配置した後、駆動・制御ユニット部によりブーム部の旋回方向、アーム部の姿勢の少なくとも一方を調整して作業用具を瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、作業用具を操作して瓦礫を切断、把持して撤去する撤去ステップとを備えることを特徴とする。

本発明に係るハンドリング装置によれば、物体をハンドリングするための装置であって、揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニット部と、駆動・制御ユニット部の下部に鉛直軸回りに旋回可能に固定されるブーム部と、ブーム部にピン接合され、ブーム部に対する姿勢を変更可能なアーム部と、アーム部の先端に取付けられ、物体をハンドリングするために動作する作業用具とを備え、ブーム部、アーム部、作業用具は、駆動・制御ユニット部を介して動作するものであるので、揚重機に懸垂支持される構成であるにも関わらず、ブーム部、アーム部、作業用具を適切に操作することで狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のハンドリング装置によれば、アーム部の先端にはアタッチメント部が設けられており、このアタッチメント部には、作業用具としての切断用具および把持用具が選択的に取付け可能であるので、用途に応じて作業用具を交換することでハンドリング装置を多目的に使用することができるという効果を奏する。

また、本発明に係る他のハンドリング装置によれば、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つに設けられる撮影手段を備え、この撮影手段による撮影画像に基づいて、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つの動作状況を確認可能であるので、操作者はハンドリング装置の各部の動作状況や、物体との位置関係などを撮影画像で確認しながら作業を進めることができ、遠隔操作の操作性および作業効率を向上させることができるという効果を奏する。

また、本発明に係る瓦礫撤去方法によれば、上述したハンドリング装置を用いて瓦礫を撤去する方法であって、前記揚重機を操作して前記ハンドリング装置を撤去対象位置の近傍に配置した後、駆動・制御ユニット部によりブーム部の旋回方向、アーム部の姿勢の少なくとも一方を調整して作業用具を瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、作業用具を操作して瓦礫を切断、把持して撤去する撤去ステップとを備えるので、ハンドリング装置が揚重機に懸垂支持される構成であるにも関わらず、ブーム部、アーム部、作業用具を適切に操作することで狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることができるという効果を奏する。

図１は、本発明に係るハンドリング装置の実施の形態を示す斜視図である。 図２は、図１のハンドリング装置の水平断面図である。 図３は、図１のハンドリング装置の側面図である。 図４は、図１のハンドリング装置の正面図である。 図５は、本発明に係るハンドリング装置の他の実施の形態を示す部分斜視図である。 図６は、本発明に係るハンドリング装置の使用状況の説明図であり、（１）は切断用具による鋼管切断状況、（２）は把持用具による鉄骨撤去状況である。

以下に、本発明に係るハンドリング装置および瓦礫撤去方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（ハンドリング装置）
まず、本発明に係るハンドリング装置の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本発明に係るハンドリング装置１０は、クレーン（揚重機）のフック１にワイヤー２で吊り下げられた駆動・制御ユニット部１２と、ブーム部１４と、アーム部１６と、アタッチメント部１８、作業用具２０とからなる。

このハンドリング装置１０は、例えば解体中の建築物躯体から落下寸前の鉄骨や、躯体から突出したパイプなどの瓦礫（物体）を切断、把持して撤去するために用いられる。なお、本実施の形態では、例えば断面が２００ｍｍ以下の鋼材や電線管などの瓦礫を想定している。また、重量１８ｔ程度、長さ６ｍ、幅３ｍ、高さ７ｍ程度のハンドリング装置１０を想定している。

駆動・制御ユニット部１２は、ブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８、作業用具２０を駆動・制御するためのものであり、直方体状の枠体２２と、旋回装置２４と、エンジン発電機２６と、制御盤２８と、散水装置３０とからなる。枠体２２は、仕切板３２によって上下２室に仕切られており、下室の下面には底板３４が設けられている。旋回装置２４は上室の仕切板３２上に据付けられ、エンジン発電機２６、制御盤２８、散水装置３０は下室の底板３４上に据付けられている。

旋回装置２４は、駆動・制御ユニット部１２のＺ軸（鉛直軸）回りの旋回方向を調整制御する旋回ファン３６（旋回手段）を有する。旋回ファン３６はＺ軸を挟んで旋回装置２４の左右２カ所に配置され、水平方向の推力を発生する。各旋回ファン３６の回転速度、回転方向等を駆動・制御することで駆動・制御ユニット部１２の旋回方向Ｒ１を所望の方向（Ｚ軸回りに３６０°）に調整可能となっている。

エンジン発電機２６は、本装置１０を駆動する電源であり、図示しない電源ケーブルを介して旋回装置２４、散水装置３０、ブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８、作業用具２０、後述のカメラや通信機器などに駆動電力を供給可能である。制御盤２８は、本装置１０を制御する装置であり、図示しない通信機器および通信ケーブルによるデータの送受信によってブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８、作業用具２０、後述のカメラの動作を制御する。このため、制御盤２８は遠隔操作に関する信号を送受信することで、駆動・制御ユニット部１２、ブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８の姿勢動作、作業用具２０の開閉動作などを制御したり、カメラからの映像信号を受信することができる。散水装置３０は、作業箇所の粉塵等の発生を抑えるためのものであり、図示しない水タンクの水をノズルより吐出して下方周囲（例えば作業用具２０などの周囲）に散水可能である。

ブーム部１４は、上下に長い略箱型の鋼製部材であり、駆動・制御ユニット部１２の下部に設けた筒状の旋回輪３８にＺ軸回りに旋回可能に固定されている（旋回方向Ｒ２）。本実施の形態のブーム部１４は、アーム部１６およびアタッチメント部１８の方向を制御するために、図２に示すように、正面を向いた初期位置Ｐ０からＺ軸回りに左右に−４５°〜４５°の範囲で旋回可能であるが（方向Ｒ２）、これ以外の角度の範囲で旋回可能に構成しても構わない。

このブーム部１４は、図１に示すように、その下端１４Ａにピン接合するアーム部１６の姿勢を制御するための油圧シリンダ４０とリンク４２Ａ、４２Ｂを正面側に備えている。油圧シリンダ４０の上端はブーム部１４の正面の上側部分４４にピン接合し、下端は２つのリンク４２Ａ、４２Ｂの端部４６にピン接合している。リンク４２Ａの他端はブーム部１４の下側部分４８にピン接合し、リンク４２Ｂの下端５０はブーム部１４の下端１４Ａよりも下側の位置でアーム部１６にピン接合している。

アーム部１６は、長尺状の略箱型の鋼製部材であり、長手方向中央からやや後方の上面側でブーム部１４の下端１４Ａおよびリンク４２Ｂの下端５０に、長手方向に若干の間隔をあけてそれぞれピン接合されている。アーム部１６の先端にはアタッチメント部１８が設けられ、後端にはバランスを取るためのカウンターウェイト５２が設けられている。このアーム部１６は、瓦礫に対して上からあるいは横からアプローチするために、ブーム部１４の油圧シリンダ４０を伸縮操作することでブーム部１４に対する相対的な起伏姿勢（方向Ｒ３）を変更できるようになっている。なお、本実施の形態のアーム部１６は、図３に示すように、Ｘ軸（水平軸）に対する相対的な起伏角度の範囲を０〜９０°（水平から下向きに９０°）に設定しているが、これ以外の角度の範囲で動作するようにしても構わない。

また、このアーム部１６は、図１に示すように、その先端にピン接合するアタッチメント部１８の起伏姿勢を制御するための油圧シリンダ５４とリンク４２Ｃを上面側に備えている。油圧シリンダ５４の後端はアーム部１６の上面の略中央部分５６にピン接合し、前端はアタッチメント部１８の基部上側部分５８にピン接合している。リンク４２Ｃの一端はアタッチメント部１８の基部上側部分５８にピン接合し、リンク４２Ｃの他端はアーム部１６の先端からやや後側部分６０にピン接合している。一方、アーム部１６の先端はアタッチメント部１８の基部下側部分６２にピン接合している。

アタッチメント部１８は、比較的小さい瓦礫をハンドリングするために動作する小型の作業用具２０が取付けられる小さい箱型の部材であり、アーム部１６の先端にチルト可能に設けられる。作業用具２０としては、例えば狭隘な場所の比較的小さい配管や鉄骨などの瓦礫の切断・把持に適する形状寸法のカッター（切断用具）やペンチ（把持用具）、鉄筋やケーブルなどを１本ずつ切断できる先端が小さなカッターなどがある。アタッチメント部１８は、こうしたカッターやペンチなどの作業用具２０を選択的に取付け可能に構成されている。アタッチメント部１８に取付ける作業用具２０を目的・用途に応じて交換することで、ハンドリング装置１０を多目的・多用途に使用することができる。図１〜図４の例ではアタッチメント部１８に切断用のカッターを取付けた場合を示している。カッターの切断刃２０Ａ近傍には被切断物を把持する防舷材２０Ｂを装備しており、切断したものを落とさないようになっている。また、図５の例ではアタッチメント部１８に把持用のペンチ６４を取付けた場合を示している。なお、本実施の形態では、アタッチメント部１８に対する切断用のカッターおよび把持用のペンチなどの作業用具２０の着脱交換を簡易に行うため、ピンの抜き差しによる着脱機構ではなく、ワンタッチで着脱可能なワンタッチ着脱機構を採用している。

このアタッチメント部１８は、図１を用いて上述したように、基部下側部分６２でアーム部１６の先端とピン接合し、基部上側部分５８でリンク４２Ｃおよび油圧シリンダ５４の端部とピン接合している。アーム部１６の油圧シリンダ５４を伸縮操作することでアーム部１６に対するアタッチメント部１８のチルト姿勢（方向Ｒ４）を変更できるようになっている。なお、本実施の形態のアタッチメント部１８は、図３に示すように、水平姿勢のアーム部１６に対するチルト角度の範囲を−６０°〜＋４５°（水平から下向きの角度が６０°、上向きの角度が４５°）に設定しているが（方向Ｒ４）、これ以外の角度の範囲で動作するようにしても構わない。また、このアタッチメント部１８は、図１および図４に示すように、自身に備わる回転機構により作業用具２０の回転位置を任意の方向Ｒ５に変更できるようになっている。また、作業用具２０は作業目的に応じて所定の動作をするように設定されている。カッターやペンチなどの場合は開閉方向Ｒ６に動作可能である。

以上のように構成したハンドリング装置１０は、６自由度（方向Ｒ１〜Ｒ６）を持つ駆動・制御ユニット部１２、ブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８、作業用具２０を適切に操作することで、クレーンに懸垂支持されて遠隔操作される構成であるにも関わらず、比較的小さい瓦礫を容易に切断、把持することができる。また、狭い場所へアタッチメント部１８を差し込んでその内部の瓦礫を切断、把持して撤去することができる。また、アタッチメント部１８に取付ける作業用具２０を目的・用途に応じて付け替え交換することにより、同一のハンドリング装置１０を多目的・多用途に使用することができる。

特に、放射能汚染したコンクリート建築物の解体に伴って生じる人が近づき難い放射性瓦礫に対して、クレーンでハンドリング装置１０を吊り下げ移動して遠隔操作することにより、比較的小さい放射性瓦礫の切断、把持作業をより安全に行うことができる。

上記の実施の形態において、駆動・制御ユニット部１２、ブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８、作業用具２０の少なくとも一つに各部の遠隔操作を支援するためのカメラ（撮影手段）を設けてもよい。そして、このカメラによる映像（撮影画像）を駆動・制御ユニット部１２の制御盤２８で受信して、制御盤２８のモニタやハンドリング装置１０から離れた遠隔操作室に配信してモニタなどに表示させ、操作者が映像を確認できるように構成してもよい。このようにすれば、操作者は遠隔操作で比較的小さい瓦礫を切断、把持する際に、各部の動作状況や、瓦礫との位置関係などを映像で確認しながら作業を進めることができ、遠隔操作の操作性および作業効率を向上させることができる。また、カメラと共に音声マイクを設けて遠隔操作室などに音声を配信し、臨場感を与えるようにしてもよい。このようにすれば、操作者は各部の動作状況などを映像のみならず音で確認できる。例えば、図５の場合には、アタッチメント部１８の周囲に固定部材６６を介して３つのカメラ６８を設置した例を示しているが、これ以外の場所に任意数のカメラやマイクを設置してもよい。

また、上記の実施の形態においては、ハンドリングする対象の物体が建築物の解体に伴って発生する配管や鉄骨などの瓦礫である場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、鉄筋などの他の瓦礫や、自然災害に伴って発生する瓦礫、瓦礫以外の物体を切断、把持等のハンドリング対象としても構わない。また、放射能汚染したコンクリート構造物の解体などに伴って発生する配管や鉄骨などの放射性瓦礫をハンドリング対象としてもよい。

（瓦礫撤去方法）
次に、本発明に係る瓦礫撤去方法の実施の形態について説明する。
本発明に係る瓦礫撤去方法は、上述したハンドリング装置１０を用いて瓦礫を撤去する方法であって、配置ステップと、撤去ステップとからなる。

配置ステップは、クレーンを揚重操作してハンドリング装置１０を撤去対象の瓦礫の周辺に配置した後、駆動・制御ユニット部１２の制御盤２８や、図示しない遠隔操作室の制御盤を操作者が操作して、駆動・制御ユニット部１２の方向Ｒ１、ブーム部１４の方向Ｒ２、アーム部１６の方向Ｒ３、Ｒ４、アタッチメント部１８の方向Ｒ５を制御することにより各姿勢を調整し、作業用具２０を瓦礫の近傍に配置するものである。撤去ステップは、この後、作業用具２０の方向Ｒ６を操作して作業用具２０で瓦礫を切断、把持し、各部の姿勢を調整することにより把持した瓦礫を撤去するものである。ここで、作業用具２０は、作業目的に応じて適宜、切断用のカッターや把持用のペンチに付け替える。この付け替え作業は、例えば作業位置の周辺に確保した作業スペースなどにハンドリング装置をクレーンで一旦移動して行えばよい。なお、図６（１）は、切断用のカッター７０による鋼管Ｇ１の切断状況を示している。図６（２）は、把持用のペンチ６４による鉄骨Ｇ２の撤去状況を示している。

この瓦礫撤去方法によれば、上述したように、ハンドリング装置１０がクレーンに懸垂支持される構成であるにも関わらず、駆動・制御ユニット部１２、ブーム部１４、アーム部１６、アタッチメント部１８、作業用具２０を適切に操作することで狭隘な場所の比較的小さい部材を容易に切断、把持することができる。

以上説明したように、本発明に係るハンドリング装置によれば、物体をハンドリングするための装置であって、揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニット部と、駆動・制御ユニット部の下部に鉛直軸回りに旋回可能に固定されるブーム部と、ブーム部にピン接合され、ブーム部に対する姿勢を変更可能なアーム部と、アーム部の先端に取付けられ、物体をハンドリングするために動作する作業用具とを備え、ブーム部、アーム部、作業用具は、駆動・制御ユニット部を介して動作するものであるので、揚重機に懸垂支持される構成であるにも関わらず、ブーム部、アーム部、作業用具を適切に操作することで狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることができる。

また、本発明に係る他のハンドリング装置によれば、アーム部の先端にはアタッチメント部が設けられており、このアタッチメント部には、作業用具としての切断用具および把持用具が選択的に取付け可能であるので、用途に応じて作業用具を交換することでハンドリング装置を多目的に使用することができる。

また、本発明に係る他のハンドリング装置によれば、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つに設けられる撮影手段を備え、この撮影手段による撮影画像に基づいて、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つの動作状況を確認可能であるので、操作者はハンドリング装置の各部の動作状況や、物体との位置関係などを撮影画像で確認しながら作業を進めることができ、遠隔操作の操作性および作業効率を向上させることができる。

また、本発明に係る瓦礫撤去方法によれば、上述したハンドリング装置を用いて瓦礫を撤去する方法であって、前記揚重機を操作して前記ハンドリング装置を撤去対象位置の近傍に配置した後、駆動・制御ユニット部によりブーム部の旋回方向、アーム部の姿勢の少なくとも一方を調整して作業用具を瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、配置ステップの後、作業用具を操作して瓦礫を切断、把持して撤去する撤去ステップとを備えるので、ハンドリング装置が揚重機に懸垂支持される構成であるにも関わらず、ブーム部、アーム部、作業用具を適切に操作することで狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングすることができる。

以上のように、本発明に係るハンドリング装置および瓦礫撤去方法は、建築物の解体に伴って発生する配管や鉄骨などの瓦礫を切断・把持して撤去するのに有用であり、特に、狭隘な場所の比較的小さい部材を容易にハンドリングするのに適している。

１ フック
２ ワイヤー
１０ ハンドリング装置
１２ 駆動・制御ユニット部
１４ ブーム部
１４Ａ 下端
１６ アーム部
１８ アタッチメント部
２０ 作業用具
２２ 枠体
２４ 旋回装置
２６ エンジン発電機
２８ 制御盤
３０ 散水装置
３２ 仕切板
３４ 底板
３６ 旋回ファン（旋回手段）
３８ 旋回輪
４０，５４ 油圧シリンダ
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ リンク
４４ 上側部分
４６ 端部
４８ 下側部分
５０ 下端
５２ カウンターウェイト
５６ 略中央部分
５８ 基部上側部分
６０ 後側部分
６２ 基部下側部分
６４ ペンチ（作業用具）
６６ 固定部材
６８ カメラ（撮影手段）
７０ カッター（作業用具）
Ｇ１ 鋼管（瓦礫）
Ｇ２ 鉄骨（瓦礫）
Ｒ１〜Ｒ６ 方向

Claims (4)

1. 物体をハンドリングするための装置であって、
   揚重機に懸垂支持され、自身の鉛直軸回りの旋回方向を調整する旋回手段を有する駆動・制御ユニット部と、
   駆動・制御ユニット部の下部に鉛直軸回りに旋回可能に固定されるブーム部と、
   ブーム部にピン接合され、ブーム部に対する姿勢を変更可能なアーム部と、
   アーム部の先端に取付けられ、物体をハンドリングするために動作する作業用具とを備え、
   ブーム部、アーム部、作業用具は、駆動・制御ユニット部を介して動作するものであることを特徴とするハンドリング装置。
2. アーム部の先端にはアタッチメント部が設けられており、このアタッチメント部には、作業用具としての切断用具および把持用具が選択的に取付け可能であることを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置。
3. 駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つに設けられる撮影手段を備え、この撮影手段による撮影画像に基づいて、駆動・制御ユニット部、ブーム部、アーム部、作業用具のうち少なくとも一つの動作状況を確認可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のハンドリング装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載のハンドリング装置を用いて瓦礫を撤去する方法であって、
   前記揚重機を操作して前記ハンドリング装置を撤去対象位置の近傍に配置した後、駆動・制御ユニット部によりブーム部の旋回方向、アーム部の姿勢の少なくとも一方を調整して作業用具を瓦礫の近傍に配置する配置ステップと、
   配置ステップの後、作業用具を操作して瓦礫を切断、把持して撤去する撤去ステップとを備えることを特徴とする瓦礫撤去方法。

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