JPH0759830B2 - 建設装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、低層から高層に至る各種建造物の建設を人手
を要せずに（すなわち無人にて）行う際に好ましく適用
できる建設装置に関するものである。

《従来の技術》 一般に、中高層ビル等各種建造物の建設は、最上階まで
柱を構築した後、地上で組立てたスラブ等をウインチで
順次引上げ取付けて行く方法、あるいはクレーン等で躯
体部材を持上げ、下層階から上層階まで１階分毎に構築
し、積上げて行く方法等により行われている。

第４図は、後者の方法を説明するためのもので、この図
は、既に１階と２階部分が構築され、３階部分を構築し
ている様子を示している。

すなわち、作業員Ｈが３階部分の床に乗り、クレーンＣ
で引き上げられた躯体部材Ｓを受け、３階部分の所定の
位置に溶接，ボルト，その他の手段で取付けるのであ
る。

また、最近、地上１階に設置したプラントで１階分の建
物をロボット等の機械を用いて集中的に生産し、１階分
の躯体工事の完了後に、階高分だけ上方にプッシュアッ
プすることを繰返して建造物全体を建設する方法が提案
されている（特開昭62−244941号公報参照）。

《発明が解決しようとする課題》 しかし、前述した最上階までの柱構築後スラブをウイン
チで引上げ取付ける方法、下層階から上層階まで１階分
毎に構築して行く方法は、いずれも多数の人手を要し、
天候に左右されたり作業時間等の制約が大きく、しばし
ば工事期間の延長を招くのみならず、作業員の保安に関
しても多大の配慮が必要であった。

また、前述の先提案の方法では、このような問題は相当
解消されるものの、構築途上の建造物を支持する部材、
即ちプッシュアップする部材の強度等からして建造物の
高さに限界があるという問題がある。

本発明は、以上の問題を解消し、低層から高層までの各
種建造物を無人にて建設する際に好ましく適用でき、し
かも兼価な建設装置を提案することを目的とするもので
ある。

《課題を解決するための手段》 本発明は、構築すべき建造物の上方位置に組まれる仮設
の梁組と、該仮設の梁組に、その下方の上記建造物に対
して択一的に伸縮自在に複数設けられて、それら全てが
下方へ伸長されて該仮設の梁組下の該建造物上に施工作
業空間を形成する一方で、択一的に上方へ収縮されて該
建造物との間に本設柱の装着スペースを形成する伸縮柱
群と、上記施工作業空間で、収縮されたいずれかの上記
伸縮柱と上記建造物との間に本設柱を設置する柱装着手
段とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記仮設の梁組が、上記施工作業空間を
覆う仮設覆を有することを特徴とする。

《作用》 本発明の作用について述べると、先ず仮設の梁組に備え
られた伸縮柱群を下方に向けて一斉に伸長させることに
より、仮設の梁組が建造物に対して上昇して当該建造物
との間に施工作業空間が形成されると共に、伸縮柱は当
該施工作業空間の仮設の柱として機能する。その後これ
ら伸縮柱の一本を択一的に収縮させ、仮設の梁組と建造
物との間に本設柱の装着スペースを形成させる。そして
この開いたスペースに、柱装着手段で本設柱を装着す
る。この作業を全ての伸縮柱について順次反復して施す
ことにより、仮設の梁組の下方には本設柱が設置された
施工作業空間が形成されることになる。この状態でその
後更に伸縮柱群を一斉に伸長させて更に上方へ建設作業
を進めてゆくことになる。特に、伸縮柱群の伸縮作業で
施工作業空間を確保しつつ順次上方へ作業を進行して行
くことができるので、制御の自動化を導入することが容
易であり、建設作業の自動化に好適である。また仮設の
梁組に設けた仮設の覆により施工作業空間を外部から遮
蔽することができ、天候に左右されることなくまた周辺
環境を阻害することなく建設作業を実施することができ
る。

《実施例》 第１図は本発明装置の一例の原理をその模型により説明
する図である。

本実施例は基本的には、構築すべき建造物10の上方位置
に組まれる仮設の梁組３と、仮設の梁組３に、その下方
の建造物10に対して択一的に伸縮自在に複数設けられ
て、それら全てが下方へ伸長されて仮設の梁組３下の建
造物10上に施工作業空間14を形成する一方で、択一的に
上方へ収縮されて建造物10との間に本設柱６の装着スペ
ース15を形成する伸縮柱群１…と、施工作業空間14で、
収縮されたいずれかの伸縮柱１と建造物10との間に本設
柱６を設置する柱装置手段としての本設柱把持用ロボッ
ト９などを備えて構成される。

同図において、複数本（ここでは４本）の伸縮柱、本実
施例では油圧シリンダ１は、建造物10の１階分の高さよ
り若干長いストロークのロッド２を有している。

この油圧シリンダ１に替えて、第２図（Ａ）に示すよう
にロッド２の側面に全長に亘ってコーム20を取付け、こ
のコーム20に噛合うラックギア21を、後述する梁組３に
固定したシース13の適宜個所に取付け、ラックギア21を
回転させることによりシース13をガイドとしてロッド２
の伸長（抜出）、短縮（収納）を行う昇降ロッド式に構
成してもよい。また、第２図（Ｂ）に示すように、ロッ
ド２の側面全周にスパイラル状のネジ溝22を設け、この
ネジ溝22に対応するネジ溝23をシース13の内側面に設
け、これらのネジ溝22,23に沿ってロッド２を回転させ
ることにより、ロッド２の伸長（抜出）、短縮（伸長）
が行えるネジジャッキ式に構成してもよい。

このような構成の４本の油圧シリンダ１は、建設しよう
とする建造物10の上面形状（ここでは矩形）と概略同形
に組まれた仮設の梁組３に、これを支持するように取付
ける。

そして、ここでは梁組３の相対する梁3aと3b間に移動ク
レーン５が配置され、この移動クレーン５に作業用ロボ
ット４が着脱自在に配備されている。

以上のように構成された本発明装置は、先ず、第１図
（Ａ）において、４本のロッド２を全て４本のシリンダ
１から、その全長分だけ一斉に伸長させる。これによ
り、梁組３と建造物10との間に、施工作業空間14が形成
されると共に、ロッド２は仮設の柱として機能する。次
いで、１本のロッド２をシリンダ１内へその全長分だけ
収納する。すると、梁組３は残り３本のロッド２で支持
されることとなる。実機レベルでは、４本よりはるかに
多数のシリンダ１が使用され、多数のロッド２による支
持があるため、少数本のロッド２の支持がなくなっても
支障はない。

このロッド２を収納したシリンダ１の直下の本設柱の装
着スペース15に、第１図（Ｂ）において、本設柱６を据
付ける。このときの据付作業は、第１図（Ａ）に示す作
業用ロボット（ここでは、後述の熔接用ロボット）４を
本設柱把持用ロボット９に取替え、この本設柱把持用ロ
ボット９により行う。

この本設柱６は、第１図（Ｃ）に示すように、シリンダ
１のロッド２により油圧で押えられ、溶接等で建造物10
の上にしっかり固定される。

この後、他の１本のロッド２をシリンダ１内へ全長収納
し、代りに本設柱６を上記と同様の操作で据付，固定す
る。

この操作を、本設柱把持用ロボット９を移動クレーン５
上で移動させて、４本のシリンダ１の全てについて行
い、４本のシリンダ１の全ての直下に本設柱６を据付，
固定したなら、第１図（Ｄ）に示すように、上記の本設
柱把持用ロボット９を本設梁取付用ロボット12に取替
え、この本設梁取付用ロボット12にて本設梁７の取付作
業を行う。

すなわち、本設柱６には予め継手部８が設けられてお
り、２本の本設柱６の相対する継手部８間に本設梁７を
装入し、ボルト・ナット，溶接，その他の適宜手段で継
手部８と本設梁７を接合する。

この本設梁７の取付作業も、上記の移動クレーン５上で
本設梁取付用ロボット12を移動させつつ、４本の本設梁
７全てについて行う。

第１図（Ｅ）は、この本設梁７の取付作業が終了した時
点の状況を示している。なお、本例では、本設梁７と継
手部８とは、ボルト・ナットと溶接とを併用して接合し
ており、先ず上記の本設梁取付用ロボット12で本設梁７
の装入とボルト・ナットによる機械的結合を４本の本設
梁７全てについて行い、次いで溶接用ロボット４に取替
え、溶接による冶金的結合を４本の本設梁７全てについ
て行っている。

また、上記の本設梁７と床スラブとの溶接をも、この溶
接用ロボット４にて行う。

この後、当該階の外壁11（第１図（Ｆ）参照）の取付、
図示は省略するが間仕切り作業、各種ブース（湯沸室，
浴室，洗面所等）の組立て据付け作業、天井部や床部の
施工作業、その他当該階に必要な作業を全て行う。

なお、本設梁と床スラブとの固定作業は、本設柱の全て
の据付け作業が終了した後に行ってもよいし、適宜本数
の据付作業終了毎に行ってもよい。

次に、第１図（Ｆ）に示すように、４本のシリンダ１の
全てから一斉にロッド２を伸長させ、次の階の施工に移
る。この施工は、上記した第１図（Ａ）〜（Ｅ）の操作
を繰返すことにより行われる。

このようにして、下層階から上層階へ１階分毎に順次構
築・施工して行く。

以上の操作を所要階分だけ行い、最後に本発明装置を解
体して撤去し、最上階に必要な各種の作業を行い、建造
物の建設が完了する。

なお、本発明装置のシリンダ1,ロッド2,仮設の梁組３と
して本設置柱6,本設梁７と同材を用いれば、本発明装置
自身が最上階の梁組となり、本発明装置の解体・撤去等
の作業が簡略化できる。

第３図は実機レベルでの本発明装置の例を示す概略説明
図であり、第１図〜第２図と同一符号は第１図〜第２図
と同一機能部を示す。

第３図は、横断面形状がドーナツ状の建造物10を無人に
て建設する場合を示しており、内側の空間部をエレベー
タシャフト30として使用し、本設柱6,本設梁7,その他各
種建材の搬送のために、エレベータ31を昇降させる。

本発明装置は、この建造物10の横断面形状と概略同形に
組立てられ、仮設梁組３上にコントロールルーム32が設
置される。

特に、円筒形や半球形の建造物の建設においては、作業
用ロボットなどの制御は、制御の容易な円柱座標系や極
座標系によるものとなるため、高精度での制御が容易に
行うことができ、建設コストが低減できる。

このコントロールルーム32内で作業員がコンピュータ33
を操作することにより、本発明装置は、本発明装置に組
込まれた回路にて、全て自動的に第１図（Ａ）〜（Ｆ）
のような作業を行うのである。

すなわち、上記のエレベータ31で台車34ごと地上から搬
送された本設柱６は、移動クレーン５上を移動する本設
柱把持用ロボット９［第１図（Ｂ）参照］により、ロッ
ド２がシリンダ１に収納された個所に据付けられ、溶接
用ロボット４により床スラブ35面付近において、下の階
の本設柱の上端に溶接固定される。

また、本設梁７も、エレベータ31で台車26ごと地上から
搬送され、移動クレーン５上を移動する本設梁取付用ロ
ボット12で本設柱６の継手部８に装入され、固定され
る。

なお、エレベータ31は床部が360°回転可能に構成され
ており、上記の台車34,36は、エレベータ31内で所望角
度回転されることにより、本設柱6,本設梁７の所望取付
位置方向に自在に走行することができる。

上記のようにして本設柱６と本設梁７の固定作業が終了
したなら、当該階の外壁パネル11のワンタッチファスナ
37による取付作業その他当該階における必要な作業を、
移動クレーン５上を移動する作業用ロボットにて行う。

そして、再び全てのシリンダ１から一斉にロッド２を伸
長させ、上述と同じ操作を繰返して次階の建設，施工を
行う。

このようにして所要階分の建設，施工が完了した後、本
発明装置、コントロールルーム32を撤去して屋根部の施
工を行う。

以上の実機レベルでの本発明装置は、建設階における各
種の騒音が周囲に漏れないよう、またコントロールルー
ム32のコンピュータ33から作業用ロボット、その他の機
器への電気的命令が周囲の電波や電磁波により影響を受
けないよう、更にコントロールルーム32や建設階へ風雨
が入り込まないよう、防音，電波及び電磁波遮蔽，風雨
遮断用の仮設覆16、ここでは仮設屋根38と仮設囲い39が
仮設梁組３に取付けられる。

このように、防音機能や、電波及び電磁波遮蔽機能を持
たせれば、建設環境を良好に維持できると共に、コンピ
ュータやロボットの暴走を防止するとができる。

なお、本発明装置において、前述したようにシリンダ1,
ロッド2,仮設の梁組３を本設柱6,本設梁７と同材で構成
すれば、これらをそのまま建造物10の一部として使用で
きる。また、上記の仮設屋根38も建造物10の屋根材で構
成すれば、これもそのまま建造物10の屋根部として使用
できる。

更に、本発明装置において、シリンダ１とロッド２を建
造物10の２階分あるいはそれ以上の高さに相当する長さ
とし、２階分あるいはそれ以上の長さの本設柱６を施工
できるようにすることもできる。

《発明の効果》 以上詳述した本発明装置によれば、次のような効果を奏
することができる。

（１）伸縮柱の伸縮作業で施工作業空間を確保しつつ順
次上方へ作業を進行して行くので、制御の自動化を導入
することが容易であり、建設作業の自動化に好適であ
る。

（２）仮設の覆いで覆うことができ、これにより、雨，
風等の天候に左右されず建設が行える。

（３）上記制御の自動化、建設作業の自動化に基づく省
人化と覆いによる天候の影響がなくなる結果、24時間操
業が可能となり、工期が飛躍的に短縮する。

（４）本発明装置の伸縮柱が支持するものは仮設の梁
組、取り付けられている場合には仮設覆であるため、先
提案の地上１階に設置したプラントで建築途上の建造物
の大重量を支持するものに比し、建造物の高さ制限がな
く、また装置コストが低廉である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明装置の一例の原理を模型
により説明するための図、第２図（Ａ），（Ｂ）は本発
明装置のシリンダとロッドの構成例を示す図、第３図は
実機レベルでの本発明装置の一例を示す概略説明図、第
４図は従来の建設方法を示す図である。 １……伸縮柱（油圧シリンダ） ３……仮設の梁組 10……建造物 14……施工作業空間 15……本設柱の装着スペース 16……仮設覆

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構築すべき建造物の上方位置に組まれる仮
   設の梁組と、該仮設の梁組に、その下方の上記建造物に
   対して択一的に伸縮自在に複数設けられて、それら全て
   が下方へ伸長されて該仮設の梁組下の該建造物上に施工
   作業空間を形成する一方で、択一的に上方へ収縮されて
   該建造物との間に本設柱の装着スペースを形成する伸縮
   柱群と、上記施工作業空間で、収縮されたいずれかの上
   記伸縮柱と上記建造物との間に本設柱を設置する柱装着
   手段とを備えたことを特徴とする建設装置。
2. 【請求項２】上記仮設の梁組が、上記施工作業空間を覆
   う仮設覆を有することを特徴とする請求項１記載の建設
   装置。