JP2010242382A - 伸縮式ベルトコンベア、及びこれを用いた掘削ズリ搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設備の固定化、他の関連作業への干渉を防止する。
【解決手段】この伸縮式ベルトコンベア１は、一対のレール２、２と、一対のレール２、２上に車輪を介して移動可能なベルトコンベア子機３と、子機３を重ねて設置可能に重置手段５を有するベルトコンベア親機４と、一対のレール２、２と親機４との間に設置されて、子機３を親機４に乗降可能に移動案内する乗降手段６とを備え、親機４上に子機３を重ねて設置し、子機３を任意の牽引手段により、親機４と一対のレール２、２との間で移動して、親機４及び子機３からなるベルトコンベアの全長を伸縮させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネルの掘削工事において排出される掘削ズリの搬送に使用する伸縮式ベルトコンベア、及びこれを用いた掘削ズリ搬送方法に関する。

従来、トンネルの掘削工事では、掘削されたトンネルの掘削ズリの搬送に、ダンプトラック等を使用するのが一般的であった。しかしながら、ダンプトラック等を使用すると、その排ガスによりトンネル内の空気が汚染されて作業環境が悪化し、また、ダンプトラック等の通行によりトンネル内の作業の安全性が低下するため、ダンプトラック等に代えて、連続ベルトコンベアを使用することが近年多くなっている。

この種の連続ベルトコンベアを用いた掘削ズリの搬送方法が特許文献１により提案されている。この文献１の方法では、掘削機により地盤を掘削して出たズリはシャベル車などを使ってクラッシャーに取り込まれ、適当な大きさに破砕されて、シュート装置のホッパーからベルトコンベアに落下される。このズリはベルトコンベアにより上方に搬送されて、ヘッドシュートで下方のテールピース部のベルトコンベアに投下される。このようにしてトンネル内に沿ってズリは坑外まで搬送され、坑外で坑外ベルトコンベアに移送されて、所定の箇所で落下され、ストックされる。一方、掘削機により地盤の掘削が進むと、まずベルトコンベアが停止されて、シャベル車とクラッシャーが前進され、続いて、無限軌道車が駆動されて、テールピース部及び台車上フレーム部がシュート装置とともにクラッシャーの近傍まで走行し、これと同時にストレージ部で、前進させた距離分のベルトコンベアが繰り出されて、ベルトコンベア全体が延長される。このとき、延長された箇所のベルトコンベアの下方に複数のコンベアローラフレームが順に設置されて連結される。このようにベルトコンベア全体が延設されると、ベルトコンベアが作動されて、掘削作業が再開される。かかる工程が繰り返し行われて、トンネルが施工されていくことになる。

特開２００３−１７６６９２公報（段落００１０、図８−図１０）

しかしながら、上記従来の連続ベルトコンベアによる掘削ズリの搬送方法では、次のような問題がある。
（１）ベルトコンベア全体が延伸可能な設備になっているものの、ベルトコンベアが延伸された後はそれが現位置に固定されるため、他の坑内設備や関連作業との取り合いに調整を要する。すなわち、掘削されたトンネルの天井面や壁面には、シート張り台車により防水シートが張設され、その後、セントルにより防水シートを覆って覆工コンクリートが打設される。このようなトンネル内面の覆工作業に際し、このトンネル内に連続ベルトコンベアが設置固定されていると、これらが障害になってシート張り台車およびセントルによる覆工作業に支障を来す。このため、シート張り台車およびセントルによりトンネル壁面等に覆工作業を施す際には、連続ベルトコンベアを後続作業が可能な位置、状態へ盛り替える必要があるが、これが混在作業であること、そして、この盛り替え作業の間、連続ベルトコンベアによる掘削ズリの搬送作業は中断しなければならないことから、当然のことながら、トンネル施工の作業効率は低下する。
（２）ベルトコンベア全体が長尺の１本物となるため、ベルトコンベアを稼動するためのモータは特殊な大きさ（数百ｋｗ出力）の大規模なものが必要で、コストは増大せざるを得ない。また、この種のモータの場合、故障の修理に際して、部品の希少性から多くの日数を必要とし、メンテナンスが容易でない。
（３）ベルトコンベアの他に、延伸用のベルトを蓄えるためのベルトストレージカセットの設置ヤードが必要で、坑口で設置ヤードを確保しなければならない。また、このベルトストレージカセットを設置するためのコンクリート基礎を必要とし、さらに、このベルトストレージカセットの設置により、運搬物の吐き出し部となるテール部を固定しなければならない。
（４）連続ベルトコンベアの現場搬入時の積載重量の限界から、ベルトは１本当たり３００〜４００ｍとなるため、長尺での使用では、ベルト接合部が多くなり、ベルトの負担が大きい。
（５）投入側においては、テールピース台車を確保する必要がある。
（６）この連続ベルトコンベアの設備の特殊性から、採算性の面で、２０００ｍ程度以上のトンネルでないと、この設備の適用は難しい。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、特に、ベルトコンベアの延伸後の、この設備の移動を簡易にして、設備の固定化、他の関連作業への干渉を防止し、また、ベルトストレージカセットやテールピース台車などを不要として、ヤード上の制約及び設備の固定化を排除し、さらに、汎用部品の組み合わせにより、トンネルの延長に対して汎用性の高い設備とし、メンテナンスを容易にすることのできる伸縮式ベルトコンベア、及びこれを用いた掘削ズリ搬送方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の伸縮式ベルトコンベアは、運搬物の搬送元から搬送先に向けて敷設される一対のレールと、前記一対のレール上を移動可能に車輪を有するベルトコンベア子機と、前記子機を重ねて設置可能にベルトコンベア重置手段を有するベルトコンベア親機と、前記一対のレールと前記親機との間に設置されて、前記一対のレールと前記ベルトコンベア重置手段とを連絡し、前記子機を前記親機に乗降可能に移動案内するベルトコンベア乗降手段とを備え、前記親機上に前記子機を重ねて設置し、当該子機を任意の駆動手段又は牽引手段により、前記親機と前記一対のレールとの間で移動して、前記親機及び前記子機からなるベルトコンベアの全長を伸縮させる、ことを要旨とする。

また、このベルトコンベアは各部に次のような構成が採用されることが好ましい。
（１）親機は一対のレール上を移動可能に車輪を有し、前記一対のレール上に設置される。
（２）（１）に代えて、親機は固定式とし、運搬物の搬送先に据え付けられてもよい。
（３）親機に複数の子機を重ねて設置可能に、前記複数の子機にベルトコンベア重置手段を備える。
（４）ベルトコンベア重置手段は一対のレールと同じ形式の一対のレールからなる。
（５）ベルトコンベア乗降手段はベルトコンベア重置手段から搬送路の一対のレールに向けて斜めに延びるレール構造を有する。
（６）ベルトコンベア乗降手段は親機の先端に固定して又は着脱可能に連接される。
（７）親機及び子機からなるベルトコンベアにさらに他のベルトコンベアが連続されて、運搬物の搬送距離を延伸する。
（８）親機及び子機からなるベルトコンベアを複数組備え、各組の親機及び子機からなるベルトコンベア相互の連係により、運搬物の搬送距離を延伸する。

上記目的を達成するために、本発明の伸縮式ベルトコンベアを用いた掘削ズリ搬送方法は、トンネルの掘削工事において、掘削ズリの搬送路に沿って上記伸縮式ベルトコンベアを設置し、トンネルの掘削の進捗に合せて、親機から子機を移動して、前記親機及び前記子機からなるベルトコンベアの全長を伸ばし、掘削ズリの搬送距離を延伸する、ことを要旨とする。

本発明の伸縮式ベルトコンベア、及びこれを用いた掘削ズリの搬送方法では、上記の構成により、次のような効果を有する。
（１）ベルトコンベア親機上にベルトコンベア子機を重ねて設置し、この子機を任意の駆動手段又は牽引手段により、親機と一対のレールとの間で移動して、親機及び子機からなるベルトコンベアの全長を伸縮させるので、掘削ズリの搬送距離を容易に延伸することができる。
（２）ベルトコンベア親機に一対のレール上を移動可能に車輪を備え、ベルトコンベア子機とともに一対のレール上に設置することで、ベルトコンベア全体の伸長後の、この設備の短縮、移動を簡易にして、設備の固定化を防止し、他の関連作業への干渉を防止することができる。
（３）設備全体をベルトコンベアの親機と子機により構成し、従来の連続ベルトコンベアのようにベルトストレージカセットやテールピース台車などを不要としたので、ヤード上の制約、及び設備の固定化を排除することができる。
（４）ベルトコンベア重置手段を搬送路上の一対のレールと同じ形式の一対のレールにより構成し、また、ベルトコンベア乗降手段をベルトコンベア重置手段から搬送路の一対のレールに向けて斜めに延びるレール構造により構成することで、設備全体を汎用部品の組み合わせにより、汎用性の高い設備として組み立てることができ、メンテナンスを容易に行うことができる。
（５）１組又は複数組の親機及び子機を備え、これに他の任意のベルトコンベアを組み合わせることにより、運搬物の搬送距離を延ばし、また、複数組の親機及び子機を組み合わせて、各組の親機及び子機相互の連係により、運搬物の搬送距離を延ばすので、掘削ズリの搬送距離を柔軟にかつ簡易に延伸することができる。

本発明の一実施の形態における伸縮式ベルトコンベアの全体構成を示す側面図 同伸縮式ベルトコンベアの特に親機（ベルトコンベア重置手段を含む）及び子機のヘッド側の構成を示す側面断面図 同伸縮式ベルトコンベアの特に親機（ベルトコンベア重置手段を含む）及び子機のテール側の構成を示す側面断面図 （ａ）同伸縮式ベルトコンベアの特に親機（ベルトコンベア重置手段を含む）のテール側の構成を示す正面断面図（ｂ）同伸縮式ベルトコンベアの特に親機のヘッド側の構成を示す正面断面図 （ａ）同伸縮式ベルトコンベアの特に子機のテール側の構成を示す正面断面図（ｂ）同伸縮式ベルトコンベアの特に子機のヘッド側の構成を示す正面断面図 （ａ）同伸縮式ベルトコンベアの各ベルトコンベア間の連結に使用されるヒンジの構成を示す平面図（ｂ）同側面図 同伸縮式ベルトコンベアの特にベルトコンベア乗降手段の構成を示す側面図 同伸縮式ベルトコンベアを用いた掘削ズリの搬送方法を示す図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。図１乃至図７に伸縮式ベルトコンベアを示している。図１に示すように、伸縮式ベルトコンベア１は、一対のレール２、２と、ベルトコンベア子機３（以下、単に子機３という。）と、ベルトコンベア重置手段５を有するベルトコンベア親機４（以下、単に親機４という。）と、ベルトコンベア乗降手段６とを備えて構成される。

図１及び図４に示すように、一対のレール２、２はＩ形鋼や溝形鋼などを対にして構成され、全体として、運搬物の搬送元から搬送先までの長さに形成される。なお、この一対のレール２、２は運搬物の搬送元と運搬物の搬送先との間に溝形鋼（Ｃチャンネル材）などの支持部材２１を介して敷設されることが好ましい。

図２及び図３に示すように、子機３は複数のベルトコンベア３０、３０、…が連結されて構成される。複数のベルトコンベア３０、３０、…はそれぞれ共通で、各ベルトコンベア３０、３０、…は、図５に示すように、子機フレーム３１と、子機フレーム３１に支持されるベルトコンベア本体３２と、子機フレーム３１の両側の下部に軸支される車輪３３とを備える。この子機３の場合、子機フレーム３１は、所定の幅及び長さを有する両側フレーム３１１、３１１と、これら両側フレーム３１１、３１１間に連結される複数の繋ぎフレーム３１２とにより組み立てられる。ベルトコンベア本体３２は、子機フレーム３１よりも小さい所定の幅及び長さを有するローラ台３２１と、ローラ台３２１の両端に設置されるモータ駆動の駆動側のヘッドプーリ３２２（図２参照）及び従動側のテールプーリ（図示省略）と、ローラ台３２１の両側及びその中間に上方に向けて立ち上げ設置されるローラブラケット３２３、３２３と、これらのローラブラケット３２３、３２３間に軸支され、ベルト搬送面をトラフ断面に形成する３列構成のキャリアローラ３２４、３２４、３２４と、ローラ台３２１の両側に下方に向けて延び設置される複数のローラブラケット３２５Ｂ、３２５Ｂと、これらのローラブラケット３２５Ｂ、３２５Ｂ間に軸支されるリターンローラ３２５と、ヘッドプーリ３２２とテールプーリとの間に巻き掛けられ、各キャリアローラ３２４、３２４、３２４及び各リターンローラ３２５に支持される搬送ベルト３２６とにより構成される。車輪３３は片側一方の側面にレール２（、さらに後述の重置レール５１、乗降レール６１）の片側一方の縁部に係合可能な鍔を有する車輪で、図２、図３及び図５に示すように、複数の車輪３３、３３、…が子機フレーム３１の両側フレーム３１１、３１１の側面下部に車輪ブラケット３３１、３３１、…を介して軸支される。この場合、ヘッド側（ヘッドプーリ３２２を有する端部側）がテール側（テールプーリを有する端部側）よりも高くなるように、図２に示すように、ヘッド側のベルトコンベア３０の両側フレーム３１１、３１１の側面に下方に延びる所定の長さを有する支持ブラケット３３２が固着されて、ヘッド側のベルトコンベア３０の車輪３３はそれぞれ、車輪ブラケット３３１が支持ブラケット３３２の下部に取り付けられ、図３に示すように、（ヘッド側とテール側の）中間のベルトコンベア３０の車輪３３、及びテール側のベルトコンベア３０の車輪３３はそれぞれ、車輪ブラケット３３１が両側フレーム３１１、３１１の側面下部に直接取り付けられる。なお、ヘッド側のベルトコンベア３０の車輪ブラケット３３１は支持ブラケット３３２にヒンジ３３３を介して、両側フレーム３１１、３１１の延びる方向に揺動可能に取り付けられる。また、ヘッド側及びテール側の各ベルトコンベア３０、３０には車輪３３に近接して、レールクランプ３４が併設される。このレールクランプ３４は、一対のレール２、２及び後述の一対の重置レール５１、５１を締め付けて、子機３を一対のレール２、２及び後述の一対の重置レール５１、５１の上で固定するストッパーで、この場合、ハンドル操作により、右ねじ及び左ねじの送り機構を駆動して、クランプ部材を開閉する形式が採用される。さらに、ヘッド側及びテール側の各ベルトコンベア３０、３０には、図２に示すように、子機３を任意の駆動手段又は牽引手段で牽引可能に、牽引金具３５が取り付けられる。これらのベルトコンベア３０、３０、…はヒンジ３６を介して相互に連結される。この場合、ヒンジ３６は、図６に示すように、一対のヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂにより構成され、これらのヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂはそれぞれ、平板状の固定部３６１と、この固定部３６１の幅方向中央に直角方向に突出される連結部３６２とからなり、一方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部３６２にヒンジピン３６Ｐが突設され、他方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部３６２に長穴３６３が穿設される。各ベルトコンベア３０、３０の連結端面に各ヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂの固定部３６１、３６１が固着されて、各ヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂの連結部３６２、３６２が当該連結端面間に突出され、一方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部３６２のヒンジピン３６Ｐが他方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部の長穴３６３に通されて、各ベルトコンベア３０、３０、…がヒンジ結合される。このようにして子機３は、図２及び図３に示すように、複数のベルトコンベア３０、３０、…からなり、各ベルトコンベア３０、３０、…がヒンジ３６、３６、…を介して連結され、各ベルトコンベア３０、３０、…に取り付けられた車輪３３、３３、…により、一対のレール２、２上を（さらに後述の一対の重置レール５１、５１及び一対の乗降レール６１、６１上を）移動可能になっている。

図２及び図３に示すように、親機４は複数のベルトコンベア４０、４０、…が連結され、これらのベルトコンベア４０、４０、…の上に子機３の各ベルトコンベア３０、３０、…を重ねて設置可能にベルトコンベア重置手段５が併設されて構成される。この親機４は、ベルトコンベア重置手段５を除くと、概ね子機３と同様に構成される。すなわち、複数のベルトコンベア４０、４０、…はそれぞれ共通で、各ベルトコンベア４０、４０、…は、図４に示すように、親機フレーム４１と、親機フレーム４１に支持されるベルトコンベア本体４２と、親機フレーム４１の両側の下部に軸支される車輪４３とを備える。この場合、親機フレーム４１は、所定の幅及び長さを有する両側フレーム４１１、４１１と、これら両側フレーム４１１、４１１間に連結される繋ぎフレーム４１２とにより組み立てられる。ベルトコンベア本体４２は、親機フレーム４１よりも小さい所定の幅及び長さを有するローラ台４２１と、ローラ台４２１の両端に設置されるモータ駆動の駆動側のヘッドプーリ４２２（図２参照）及び従動側のテールプーリ（図示省略）と、ローラ台４２１の両側及びその中間に上方に向けて立ち上げ設置されるローラブラケット４２３、４２３と、これらのブラケット４２３、４２３間に軸支され、ベルト搬送面をトラフ断面に形成する３列構成のキャリアローラ４２４、４２４、４２４と、ローラ台４２１の両側に下方に向けて延び設置される複数のローラブラケット４２５Ｂ、４２５Ｂと、これらのローラブラケット４２５Ｂ、４２５Ｂ間に軸支されるリターンローラ４２５と、ヘッドプーリ４２２とテールプーリとの間に巻き掛けられ、各キャリアローラ４２４及び各リターンローラ４２５に支持される搬送ベルト４２６とにより構成される。車輪４３は片側一方の側面にレール２の片側一方の縁部に係合可能な鍔を有する車輪で、図２、図３及び図４に示すように、複数の車輪４３、４３、…が親機フレーム４１の両側フレーム４１１、４１１の側面の下部に車輪ブラケット４３１を介して軸支される。この場合、ヘッド側（ヘッドプーリ４２３を有する端部側）がテール側（テールプーリを有する端部側）よりも高くなるように、図２に示すように、ヘッド側のベルトコンベア４０の両側フレーム４１１、４１１の側面に下方に延びる所定の長さを有する支持ブラケット４３２が固着されて、ヘッド側のベルトコンベア４０の車輪４３はそれぞれ、車輪ブラケット４３１が支持ブラケット４３２の下部に取り付けられ、図３に示すように、（ヘッド側とテール側の）中間のベルトコンベア４０の車輪４３及びテール側のベルトコンベア４０の車輪４３はそれぞれ、車輪ブラケット４３１が両側フレーム４１１、４１１の側面下部に直接取り付けられる。なお、ヘッド側のベルトコンベア４０の車輪ブラケット４３１は支持ブラケット４３２にヒンジ４３３を介して、両側フレーム４１１、４１１の延びる方向に揺動可能に取り付けられる。また、ヘッド側及びテール側のベルトコンベア４０、４０には車輪４３に近接して、レールクランプ４４が併設される。このレールクランプ４４は、一対のレール２、２を締め付けて、親機４を一対のレール２、２の上に固定するストッパーで、この場合、ハンドル操作により、右ねじ及び左ねじの送り機構を駆動して、クランプ部材を開閉する形式が採用される。さらに、ヘッド側及びテール側のベルトコンベア４０、４０には、親機４を任意の駆動手段又は牽引手段で牽引可能に、牽引金具（図示省略）が取り付けられる。これらのベルトコンベア４０、４０、…はヒンジ４６を介して連結される。この場合、ヒンジ４６は、図６に示すように、一対のヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂにより構成され、これらのヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂはそれぞれ、平板状の固定部３６１と、この固定部３６１の幅方向中央に直角方向に突出される連結部３６２とからなり、一方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部３６２にヒンジピン３６Ｐが突設され、他方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部３６２に長穴３６３が穿設される。各ベルトコンベア４０、４０の連結端面に各ヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂの固定部３６１、３６１が固着されて、各ヒンジブラケット３６Ｂ、３６Ｂの連結部３６２、３６２が当該連結端面間に突出され、一方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部３６２のヒンジピン３６Ｐが他方のヒンジブラケット３６Ｂの連結部の長穴３６３に通されて、各ベルトコンベア４０、４０、…がヒンジ結合される。このようにして親機４は、図２及び図３に示すように、複数のベルトコンベア４０、４０、…からなり、各ベルトコンベア４０、４０、…がヒンジ４６、４６、…を介して連結され、各ベルトコンベア４０、４０、…に取り付けられた車輪４３、４３、…により、一対のレール２、２上を移動可能に設置される。

この親機４のベルトコンベア重置手段５は、図２及び図３に示すように、一対のレール２、２と同じ形式の一対の重置レール５１、５１からなる。すなわち、一対の重置レール５１、５１はＩ形鋼や溝形鋼などを対にして構成され、親機フレーム４の両側フレーム４１１、４１１の上部に沿って支持ブラケットを介して一対のレール２、２と上下並列に固定される。

ベルトコンベア乗降手段６は、図１及び図３に示すように、一対のレール２、２と親機４のベルトコンベア重置手段５とを連絡する手段で、この乗降手段６の場合、ベルトコンベア重置手段５から搬送路の一対のレール２、２に向けて斜めに延びるレール構造にして構成される。すなわち、この乗降手段６は、図７に示すように、一対の乗降レール６１、６１と、これら乗降レール６１、６１の基端部に固着される一対の支持部材６２、６２と、これら乗降レール６１、６１の下部に軸支される一対のコロ６３、６３とにより構成される。この場合、一対の乗降レール６１、６１は一対のレール２、２と同じ形式のＩ形鋼や溝形鋼からなり、これら乗降レール６１、６１が親機４のベルトコンベア重置手段５をなす一対の重置レール５１、５１と一対のレール２、２との間に所定の傾斜角で斜めに配置可能に、一端が一対の重置レール５１、５１の端部に連続的に対接可能に斜めに形成され、他端側の下面の所定の範囲が一対のレール２、２の上面と平行となるように斜めに形成される。なお、この一対の乗降レール６１、６１間に繋ぎ部材が取り付けられて、これら乗降レール６１、６１が連結される。支持部材６２、６２は一対の乗降レール６１、６１を所定の傾斜角で斜めに支持するための所定の高さを有する部材で、これら乗降レール６１、６１の基端下部に固着される。コロ６３、６３は一対のレール２、２上を転動可能に形成され、一対の乗降レール６１、６１の下部で長さ方向中間部にコロブラケット６３１を介して軸支される。このベルトコンベア乗降手段６は親機４のテール側のベルトコンベア４０の先端面に固定される。この場合、一対の乗降レール６１、６１は各支持部材６２、６２がテール側のベルトコンベア４０の先端面に固着されて、テール側のベルトコンベア４０から突出され、各コロ６３、６３が一対のレール２、２上に乗せられて、一対のレール２、２上を親機４と一体的に移動可能に設置される。このようにしてベルトコンベア乗降手段６は一対の乗降レール６１、６１が親機４のベルトコンベア重置手段５をなす一対の重置レール５１、５１に連続し、一対のレール２、２に向けて斜めに延び、各レール２、２の上面に連続されて、親機４のベルトコンベア重置手段５と一対のレール２、２との間の段差をなくして連絡し、子機３を親機４に乗降可能に移動案内する。

かかる構成により、伸縮式ベルトコンベア１は、図１に示すように、親機４の上に子機３が重ねて設置されるようになっている。この場合、親機４、子機３は共に一対のレール２、２上に乗せられた状態から、子機３がヘッド側からの駆動又は牽引により、親機４のテール側から一対の乗降レール６１、６１を介して親機４上の一対の重置レール５１、５１上に乗り上げられ、子機３のテール側のベルトコンベア３０が一対の乗降レール６１、６１に隣接して一対のレール２、２上に置かれる形式を採る。そして、この状態から、子機３を任意の駆動手段又は牽引手段により、テール側から駆動又は牽引することにより、反対に、ヘッド側から駆動又は牽引することにより、子機３が親機４の一対の重置レール５１、５１と一対のレール２、２との間を一対の乗降レール６１、６１を経由して移動し、親機４及び子機３からなるベルトコンベア１の全長を伸長又は短縮する。

また、この伸縮式ベルトコンベア１では、任意の駆動手段又は牽引手段に、例えばバックホーなどの重機や、電動式又は手動式のウィンチなど、建設現場に使用される建設機械を利用することができる。ここでは、親機４、子機３を一対のレール２、２上で（牽引）移動するのにバックホーが使用され、バックホーが運搬物の搬送元と搬送先となる、一対のレール２、２の両端部に近接する適宜の位置に待機される。親機４を一対のレール２、２上で単独で移動する場合は、親機４のテール側又はヘッド側のベルトコンベア４０に設けられた牽引金具にワイヤーロープを連結し、このワイヤーロープを搬送元側又は搬送先側に待機するバックホーに連結して、親機４に設けられたレールクランプ４４をすべて解除した後、バックホーを駆動する。子機３を一対のレール２、２上で単独で移動する場合は、親機４と同様に、子機のテール側又はヘッド側のベルトコンベア３０に設けられた牽引金具３５にワイヤーロープを連結し、このワイヤーロープを搬送元側又は搬送先側に待機するバックホーに連結して、子機３に設けられたレールクランプ３４をすべて解除した後、バックホーを駆動する。そして、親機４の上に子機３を重ねて一対のレール２、２上を移動する場合は、子機３のテール側のベルトコンベア３０に設けられた牽引金具３５又は親機４のヘッド側のベルトコンベア４０に設けられた牽引金具にワイヤーロープを連結し、このワイヤーロープを搬送元側又は搬送先側に待機するバックホーに連結して、子機３に設けられたテール側のレールクランプ３４と親機４に設けられたすべてのレールクランプ４４を解除した後、（後述する親機４側の子機引き上げ用ウィンチ７のワイヤーロープ７１は子機３に連結したままで）バックホーを駆動する。また、親機４に対する子機３の乗降に電動式の子機引き上げ用ウィンチ７とバックホーが使用される。そこで、親機４のヘッド側のベルトコンベア４０上には電動式の子機引き上げ用ウィンチ７が設置固定されて、このウィンチ７のワイヤーロープ７１が子機３のヘッド側のベルトコンベア３０に設けられた牽引金具に連結される。そして、バックホーが運搬物の搬送元側となる、一対のレール２、２の一端部に近接する適宜の位置に待機され、子機３のテール側のベルトコンベア３０に設けられた牽引金具にワイヤーロープを連結し、このワイヤーロープを搬送元側に待機するバックホーに連結する。子機３を親機４から降ろす方向に移動する場合は、子機３に設けられたレールクランプ３４をすべて解除した後、（子機引き上げ用ウィンチ７からワイヤーロープ７１を繰り出しながら、）バックホーを駆動する。反対に、子機３を親機に乗り上げる方向に移動する場合は、子機３に設けられたレールクランプ３４をすべて解除した後、親機４の子機引き上げ用ウィンチ７を駆動する。なお、親機４、子機３の移動、及び親機４に対する子機３の乗降に専用の駆動装置又は牽引装置を備えて、自走式の構造を採用しても勿論かまわない。

このようにして伸縮式ベルトコンベア１が構成され、特に、トンネルの掘削工事において排出される掘削ズリの搬送に使用される。この場合、伸縮式ベルトコンベア１はトンネル内の、掘削ズリの搬送路に沿って設置され、トンネルの掘削の進捗に合せて、親機４から子機３を掘削ズリの搬送元（トンネル内の切羽側の所定の位置）へ移動しながら、この親機４及び子機３からなるベルトコンベア１の全長を徐々に伸ばしていく。また、この場合、伸縮式ベルトコンベア１に、さらに他のベルトコンベア（既述の子機でも、また親機でもよく、さらに、これら子機、親機とは別の一般に使用されるベルトコンベアでもかまわない。）が連続されて、運搬物の搬送距離を延伸するようにしてもよい。さらに、複数組の伸縮式ベルトコンベアを備え、各組のベルトコンベアの相互の連係により、運搬物の搬送距離を延伸することもできる。

図８に、この伸縮式ベルトコンベア１を用いた掘削ズリの搬送方法の一例を示している。このトンネル工事の現場では、本坑８の隣に避難坑９があり、この避難坑９に施工時に使用された連続ベルトコンベア９１が設置されている。この場合、掘削ズリの運搬先は避難坑９の連続ベルトコンベア９１の先と一致するため、掘削ズリの搬送にこの連続ベルトコンベア９を利用することが効率的である。そして、この連続ベルトコンベア９１を使用する場合に、本坑８の掘削進行に合わせて本坑８と避難坑９との間に連絡坑９０を形成し、そこに横引きベルトコンベア９０１を設置する方が運搬距離、運搬時間、コスト、安全面などで有利となる。なお、この現場の場合、坑口部のヤードが狭い状態での引き渡しとなり、ベルトストレージカセットの設置は困難な状況にある。

図８（１）に示すように、このトンネル工事では、本坑８が坑口発進ラインから所定距離掘進された時点で、本坑８と避難坑９とを連絡する連絡坑９０が形成され、この連絡坑９０に横引きベルトコンベア９０１が設置される。掘削ズリは、シャベル車（タイヤシャベル）１１などを使って移動式クラッシャー１２に取り込まれ、適当な大きさに破砕されて、シュート装置のホッパーから横引きコンベアベルト９０１に投下される。この掘削ズリは横引きベルトコンベア９０１により搬送され、この横引きベルトコンベア９０１から、避難坑９の連続ベルトコンベア９１を経由して坑外の最終搬送先まで搬送される。

図８（２）に示すように、本坑８が所定距離まで掘進されると、移動式クラッシャー１２は切羽側の所定の位置まで移動され、伸縮式ベルトコンベア１が本坑８の地面上に避難坑９側の一方の側壁に沿って設定された掘削ズリの搬送路８１に設置される。この場合、図１に示すように、一対のレール２、２がこの搬送路８１上で掘削ズリの搬送元であるクラッシャー１２に近接する所定の位置と掘削ズリの搬送先である連絡坑９０の横引きベルトコンベア９０１のテール部に近接する所定の位置との間に敷設される。この一対のレール２、２上に親機４、子機３が乗せられて、この一対のレール２、２上で子機３は親機４に既述のとおりに重ねて設置される。そして、親機４、子機３の各ベルトコンベア本体４２、３２が駆動される。このようにして掘削ズリはシャベル車１１などを使って移動式クラッシャー１２に取り込まれ、適当な大きさに破砕されて、シュート装置のホッパーから子機３のテール側のベルトコンベア３０に落下される。このズリは子機３により上方に搬送されて、下方の親機４のベルトコンベア４０に投下される。さらに、このズリは親機４により上方に搬送されて、ヘッドシュートで下方の横引きコンベアベルト９０１に投下される。このようにして掘削ズリは搬送先の横引きベルトコンベア９０１に移送され、この横引きベルトコンベア９０１、避難坑９０の連続ベルトコンベア９１により坑外の最終搬送先まで搬送される。一方、本坑８の掘削は引き続き進められ、この掘削進行に合わせて移動式クラッシャー１２が移動される。これに応じて、子機３が親機４から引き出されて、親機４及び子機３からなるベルトコンベア１の全長を徐々に伸ばしていく。なお、この場合の子機３の移動は、既述の、子機３を親機４から降ろす方向に移動する場合の動作方式により行われる。このとき、子機３が親機４上の一対の重置レール５１、５１から一対の乗降レール６１、６１を経て一対のレール２、２へ移動されるが、子機３の各ベルトコンベア３０、３０、…は相互にヒンジ３６、３６、…を介して連結されていることにより、これらのレール間、特に一対の重置レール５１、５１から傾斜状の一対の乗降レール６１、６１への移動、及びこの傾斜状の一対の乗降レール６１、６１から一対のレール２、２への移動が円滑に行われる。このようにして掘削ズリの搬送距離を延伸し、掘削ズリを同様にして搬送先の横引きベルトコンベア９０１へ搬送する。

このように子機３が親機４から引き出されていき、このベルトコンベア１が最大限まで延ばされると、移動式クラッシャー１２は切羽側の所定の位置へ移動され、伸縮式ベルトコンベア１は子機３が親機４上に戻されてベルトコンベアの全長が短縮され、この状態で親機４が子機３とともに一対のレール２、２上を掘削ズリの搬送元まで、すなわちクラッシャー１２に近接する所定の位置まで移動される。なお、この場合の子機３の移動は、既述の、子機３を親機４に乗り上げる方向に移動する場合の動作方式により行われ、親機４及び子機３の移動は、既述の、親機４とともに子機３を移動する場合の動作方式により行われる。そして、図８（３）に示すように、この伸縮式ベルトコンベア１の移動により、このベルトコンベア１が横引きベルトコンベア９０１に対して離間され、この間には他のベルトコンベア１５が設置される。この他のベルトコンベア１５は、既述のとおり、予備の子機３でも親機４でもよく、さらに、これら子機３、親機４とは別の建設機械として一般に使用されるベルトコンベアでもよい。このようにして掘削ズリは伸縮式ベルトコンベア１から他のベルトコンベア１５を経由して搬送先の横引きベルトコンベア９０１へ搬送される。そして、この場合、本坑８の掘削進行に合わせて、同様に、子機３が親機４から引き出され、親機４及び子機３からなるベルトコンベア１の全長が徐々に伸ばされていく。

このようにして本坑８の掘削とともに、子機３が親機４から引き出されていき、再び、このベルトコンベア１が最大限まで延ばされると、本坑８の切羽に近接する地点に、本坑８と避難坑９とを連絡する新たな連絡坑９０が形成され、図８（４）に示すように、この連絡坑９０に横引きベルトコンベア９０１が移設される。そして、本坑８がさらに所定距離まで掘進されると、移動式クラッシャー１２が切羽側の所定の位置まで移動され、伸縮式ベルトコンベア１が掘削ズリの搬送路８１に同様にして設置され、掘削ズリがこのコンベアベルト１から同様にして横引きコンベアベルト９０１へ搬送される。以降、このベルトコンベア１による掘削ズリの搬送方法が繰り返される。なお、前の搬送工程で用いられた一対のレール２、２は掘削ズリの搬送路８１にそのまま仮置きにしてもよいが、トンネルの掘削進行毎に取り外していくことで、他の設備の干渉になることがなく、他の関連作業が容易になる。

以上説明したように、この伸縮式ベルトコンベア１は、掘削ズリの搬送先から搬送元に向けて敷設される一対のレール２、２と、複数のベルトコンベア３０、３０、…からなり、一対のレール２、２上を移動可能に車輪３３を有する子機３と、複数のベルトコンベア４０、４０、…からなり、子機３を重ねて設置可能にベルトコンベア重置手段５を有する親機４と、一対のレール２、２と親機４との間に設置されて、一対のレール２、２とベルトコンベア重置手段５とを連絡し、子機３を親機４に乗降可能に移動案内するベルトコンベア乗降手段６とを備え、親機４上に子機３を重ねて設置し、当該子機３を任意の駆動手段又は牽引手段により、親機４上のベルトコンベア重置手段５と一対のレール２、２との間で移動して、親機４及び子機３からなるベルトコンベア１の全長を伸縮させるようにしたもので、次のような効果を奏する。
（１）親機４をなす複数のベルトコンベア４０、４０、…の上から子機３をなす複数のベルトコンベア３０、３０、…を一対のレール２、２に向けて又はその反対に移動させるだけの簡単な仕組みにより、掘削ズリの搬送距離を簡易に延伸することができる。この場合、１組の親機４及び子機３からなるベルトコンベア１にさらに他の任意のベルトコンベア（１５）を連続することで、掘削ズリの搬送距離を柔軟にかつ簡易にさらに延伸することができ、この搬送距離を現場の状況に合わせて自由に変更することができる。また、かかる簡単な仕組みなので、専門の技術者を必要とせず、現場管理を容易とすることができる。
（２）親機４をなす複数のベルトコンベア４０、４０、…の上から子機３をなす複数のベルトコンベア３０、３０、…を一対のレール２、２に向けて又はその反対に向けて送る構造により、従来の連続ベルトコンベアのようなベルトストレージカセットやテールピース台車などを不要として、坑口のヤードに対する制約、及び設備の固定化を排除することができる。併せて、親機４は一対のレール２、２上を移動可能に車輪４３を備え、子機３とともに一対のレール２、２上に設置したので、ベルトコンベア１全体の伸縮、及びこの設備全体の移動を簡易にして、設備の固定化を防止し、他の坑内設備や関連作業への干渉を防止することができる。
（３）子機３、親機４をいずれも汎用性の高い複数のベルトコンベア３０、４０により組み立てるので、子機３、親機４の１機当たりの長さは容易に調整可能で、例えば１機当たりの搬送距離を最大で２００ｍ程度とすれば、これに使用するモータ、搬送ベルト、フレームなどに汎用性の高いものを使用することができ、また、メンテナンスが容易となって、設備のコストを従来に比べて大幅に削減することができる。特に、モータについては、従来の方法が最終的な長さを想定してモータを選定する必要があり、余分な電力消費が発生していたのに対し、この設備の場合、常に現状に適合する設備動力でよく、過剰な電力消費を削減でき、環境に対する負荷の削減に資することもできる。また、搬送ベルトについては、ベルト負荷が小さくなるため、搬送ベルトの接続部が１、２箇所と従来に比べて大幅に少なくなり、ベルト強度が向上する。併せて、ベルトコンベア重置手段５を搬送路上の一対のレール２、２と同じ形式の一対の重置レール５１、５１により構成し、さらに、ベルトコンベア乗降手段６を同様に一対のレール２、２と同じ形式の一対の乗降レール６１、６１により構成したので、設備全体を汎用部品により組み立てることができ、従来に比べて製造コストを大幅に削減することができ、メンテナンスもまた容易かつ低廉に行うことができる。他面で、この設備の構造は負荷が小さく、傷みが少ないため、メンテナンスはさらに容易となる。
（４）子機３、親機４を共に複数のベルトコンベア３０、４０を連結して構成するが、このベルトコンベア３０、４０の数は掘削ズリの搬送距離に応じて適宜決定することになる。すなわち、トンネルの掘削工事が長く、掘削ズリの搬送距離が長い場合は、この距離に応じて、子機３、親機４を共に多くのベルトコンベア３０、４０により構成し、反対に、トンネルの掘削工事が短く、搬送ズリの搬送距離が短い場合には、これに合わせて子機３、親機４を共に又は子機３のみを少ないベルトコンベア３０、４０により構成すればよい。この設備では、例えば２０００ｍ又はそれ以上の長いトンネルでも、また２０００ｍよりも短いトンネルでも適用可能であり、上記設備コストの点に注目すると、２０００ｍ又はそれ以上の長いトンネルの場合でも、また２０００ｍよりも短いトンネルの場合でも、従来に比べて、大幅なコストダウンを図ることができる。

また、この実施の形態では、１機の親機４の上に１機の子機３を重ねて設置する伸縮式ベルトコンベア１を例示したが、子機３に親機４と同様にベルトコンベア重置手段５を備える（言い換えれば、子機３と親機４とを同じ構成にする）ことで、親機４の上に子機３を乗せ、この子機３の上にさらに子機３を乗せるというように、親機４の上に複数の子機３、３を重ねて設置してもよく、このようにすることにより、掘削ズリの搬送距離を柔軟にかつ簡易にさらに延伸することができ、この搬送距離を現場の状況に合わせて自由に変更することができる。

また、この実施の形態では、１組（１機の親機４及び子機３）の伸縮式ベルトコンベア１を例示したが、複数組の伸縮式ベルトコンベア１、…を備えて、各組のベルトコンベア１、…を相互に移動して連係させることにより、掘削ズリの搬送距離を柔軟にかつ簡易にさらに延伸することができ、この搬送距離を現場の状況に合わせて自由に変更することができる。

さらに、この実施の形態では、親機４に一対のレール２、２上を移動可能に車輪４３を備え、子機３とともに一対のレール２、２上を移動可能にしたが、この親機４を固定式として、運搬物の搬送先に据え付けて、親機４から子機３を一対のレール２、２に対して進退可能な形式にしてもよい。この場合、トンネルの長さが比較的短い場合に適合し、上記と同様の作用効果を奏することができる。親機４を移動式にするか又は固定式にするかはトンネルの掘削長さに応じて選定すればよい。

またさらに、この実施の形態では、ベルトコンベア重置手段５を一対のレール２、２と同じ形式の一対の重置レール５１、５１により構成したが、この重置手段５は子機３の車輪３３を移動案内できる構造であればよく、例えば溝形の部材に代えることもでき、このようにしても同様の作用効果を奏することができる。

またさらに、この実施の形態では、ベルトコンベア乗降手段６をベルトコンベア重置手段５から搬送路の一対のレール２、２に向けて斜めに延びるレール構造に構成したが、この乗降手段６は子機３の車輪３３を移動案内できる構造であればよく、例えば溝形の部材に代えることもでき、このようにしても同様の作用効果を奏することができる。また、ベルトコンベア乗降手段６を親機４の先端に固定したが、このベルトコンベア乗降手段６を親機４の先端に着脱可能に連結してもよく、このようにすることにより、親機４、子機３の一対のレール２、２への乗り上げに使用することもできる。

またさらに、この実施の形態では、子機３を、テール側のベルトコンベア３０を一対のレール２、２上に置いた状態で、親機４の上に重ねて設置しているが、子機３を親機４の上に（一対のレール２、２に置かないで）完全に重ねて設置しても勿論かまわない。

これらの補足事項を、任意に組み合せ可能なことは、言うまでもない。

１ 伸縮式ベルトコンベア
１１ シャベル車
１２ 移動式クラッシャー
１３ シュート装置
１４ ヘッドシュート
１５ 他のベルトコンベア
２ レール
２１ 支持部材
３ ベルトコンベア子機
３０ ベルトコンベア
３１ 子機フレーム
３１１、３１１ 両側フレーム
３１２ 繋ぎフレーム
３２ ベルトコンベア本体
３２１ ローラ台
３２２ ヘッドプーリ
３２３ ローラブラケット
３２４ キャリアローラ
３２５ リターンローラ
３２５Ｂ ローラブラケット
３２６ 搬送ベルト
３３ 車輪
３３１ 車輪ブラケット
３３２ 支持ブラケット
３３３ ヒンジ
３４ レールクランプ
３５ 牽引金具
３６ ヒンジ
３６１ 固定部
３６２ 連結部
３６３ 長穴
３６Ｂ ヒンジブラケット
３６Ｐ ヒンジピン
４ ベルトコンベア親機
４０ ベルトコンベア
４１ 親機フレーム
４１１、４１１ 両側フレーム
４１２ 繋ぎフレーム
４２ ベルトコンベア本体
４２１ ロータ台
４２２ ヘッドプーリ
４２３ ローラブラケット
４２４ キャリアローラ
４２５ リターンローラ
４２５Ｂ ローラブラケット
４２６ 搬送ベルト
４３ 車輪
４３１ 車輪ブラケット
４３２ 支持ブラケット
４３３ ヒンジ
４４ レールクランプ
４６ ヒンジ
４６１ 固定部
４６２ 連結部
４６３ 長穴
４６Ｂ ヒンジブラケット
４６Ｐ ヒンジピン
５ ベルトコンベア重置手段
５１ 重置レール
６ ベルトコンベア乗降手段
６１ 乗降レール
６２ 支持部材
６３ コロ
６３１ コロブラケット
７ 子機引き上げ用ウィンチ
７１ ワイヤロープ
８ 本坑
８１ 掘削ズリの搬送路
９ 避難坑
９０ 連絡坑
９０１ 横引きベルトコンベア
９１ 連続ベルトコンベア

Claims (10)

1. 運搬物の搬送元から搬送先に向けて敷設される一対のレールと、
   前記一対のレール上を移動可能に車輪を有するベルトコンベア子機と、
   前記子機を重ねて設置可能にベルトコンベア重置手段を有するベルトコンベア親機と、
   前記一対のレールと前記親機との間に設置されて、前記一対のレールと前記ベルトコンベア重置手段とを連絡し、前記子機を前記親機に乗降可能に移動案内するベルトコンベア乗降手段と、
   を備え、
   前記親機上に前記子機を重ねて設置し、当該子機を任意の駆動手段又は牽引手段により、前記親機と前記一対のレールとの間で移動して、前記親機及び前記子機からなるベルトコンベアの全長を伸縮させる、
   ことを特徴とする伸縮式ベルトコンベア。
2. 親機は一対のレール上を移動可能に車輪を有し、前記一対のレール上に設置される請求項１に記載の伸縮式ベルコンベア。
3. 親機は固定式で運搬物の搬送先に据え付けられる請求項１に記載の伸縮式ベルトコンベア。
4. 親機に複数の子機を重ねて設置可能に、前記複数の子機にベルトコンベア重置手段を備える請求項１乃至３のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベア。
5. ベルトコンベア重置手段は一対のレールと同じ形式の一対のレールからなる請求項１乃至４のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベア。
6. ベルトコンベア乗降手段はベルトコンベア重置手段から搬送路の一対のレールに向けて斜めに延びるレール構造を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベア。
7. ベルトコンベア乗降手段は親機の先端に固定して又は着脱可能に連接される請求項１乃至６のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベア。
8. 親機及び子機からなるベルトコンベアにさらに他のベルトコンベアが連続されて、運搬物の搬送距離を延伸する請求項１乃至７のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベア。
9. 親機及び子機からなるベルトコンベアを複数組備え、各組の親機及び子機からなるベルトコンベア相互の連係により、運搬物の搬送距離を延伸する請求項１乃至８のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベア。
10. トンネルの掘削工事において、掘削ズリの搬送路に沿って請求項１乃至９のいずれかに記載の伸縮式ベルトコンベアを設置し、トンネルの掘削の進捗に合せて、親機から子機を移動して、前記親機及び前記子機からなるベルトコンベアの全長を伸ばし、掘削ズリの搬送距離を延伸する、
    ことを特徴とする伸縮式ベルトコンベアを用いた掘削ズリ搬送方法。