JP2014020126A - ホースドラム台車、架橋レール及び中間台車 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な曲率を有する掘削路であってもドラムの前後移動をスムーズに行うことができるホースドラム台車等を提供すること。
【解決手段】本発明のホースドラム台車は、ドラムを前後方向に移動するための支持レールを備えた複数の分割台車と、対向する分割台車間に設ける架橋レールと、を少なくとも備える。前記架橋レールは、対向する分割台車の支持レールの上面間を架け渡す、鍔部と、前記鍔部の一側縁から下方に延伸する、連動部と、を少なくとも有する。前記連動部は、一方の分割台車の支持レール側面に、弾性体を介して付勢状態で連結し、他方の分割台車の支持レールとの接触によって開動自在に構成し、前記支持レールの端部及び前記鍔部の両端部は、平面視して先細形状を呈しておく。
【選択図】図２

Description

本発明は、シールド工法において用いるホースドラム台車、架橋レール及び中間台車に関する。

泥水式シールド工法は、送泥管を介してシールドマシンのチャンバ内に泥水を供給しつつ、前記泥水と前記チャンバ内の掘削土砂とが混合された排泥水を、排泥管を介して排出しながらトンネルを掘削する工法である。

シールドマシンの前進に伴い、前記送泥管と排泥管は、適宜延長していく必要がある。この延長のために、シールドマシンの後続台車の後方にホースドラム台車を設ける方法がある。

このホースドラム台車は、後続台車用のレールの上を走行可能なフレームと、前記フレームに対して前後方向に相対移動可能に搭載したドラムと、前記ドラムで折り返すように設けた可撓性ホースを主要な構成部材とする。
シールドマシンの前進時には、前記ドラムの移動にあわせて、前記可撓性ホースの収納或いは繰り出しを行うことにより、送泥管及び排泥管を延長することができる。

このホースドラム台車は、掘削路の曲率が大きくなると、曲がりきれずに隣接する資材搬送通路へとはみ出してしまう場合がある。
上記の問題を解決すべく、以下の特許文献１に記載のホースドラム台車が知られている。

特許文献１に記載のホースドラム台車は、前後方向に分割した分割台車のレール間に、断面コ字状の架橋レールを、遊びを設けた態様で嵌め込み、この遊び分だけ架橋レールのスライドを許容することで、前後の分割台車の曲折に対応しつつ、台車に搭載したドラムの前後移動を確保している。

特開平１１−１３１９８１号公報

前記の曲線対応型のホースドラム台車の場合、より急な曲率に対応させるには、架橋レールの幅の遊びをより大きく確保する必要がある。
しかし、この遊びを大きくしすぎると、支持レールの幅と架橋レールの幅との差分が大きくなるため、寧ろ直進時や緩やかな曲率を呈する箇所で架橋レールのがたつきを起こしてしまい、ドラムの前後移動に支障が生じるおそれがあった。

したがって、本発明は、様々な曲率を有する掘削路であってもドラムの前後移動をスムーズに行うことができるホースドラム台車等を提供することを目的の一つとするものである。

本願の第１発明は、シールド工法に用いるホースドラム台車であって、ドラムを前後方向に移動するための支持レールを備えた複数の分割台車と、対向する分割台車間に設ける架橋レールと、を少なくとも備え、前記架橋レールは、対向する分割台車の支持レールの上面間を架け渡す、鍔部と、前記鍔部の一側縁から下方に延伸する、連動部と、を少なくとも有し、前記連動部は、一方の分割台車の支持レール側面に、弾性体を介して付勢状態で連結し、他方の分割台車の支持レールとの接触によって開動自在に構成し、前記支持レールの端部及び前記鍔部の両端部は、平面視して先細形状を呈することを特徴とする、ホースドラム台車を提供するものである。

また、本願の第２発明は、シールド工法に用いるホースドラム台車を構成する複数の分割台車の支持レール間に架設する架橋レールであって、両端が先細形状を呈する鍔部と、前記鍔部の一側縁から下方に延伸し、弾性体を介して前記分割台車の支持レールに開動自在に連結する、連動部と、を少なくとも有することを特徴とする、架橋レールを提供するものである。

また、本願の第３発明は、シールド工法に用いるホースドラム台車を、前後方向に分割して連結可能に構成した一対の分割台車の間に介設する中間台車であって、ドラムを前後方向に移動するための支持レールと、前記支持レールの両端に設けた架橋レールと、を少なくとも備え、前記架橋レールは、両端が先細形状を呈する鍔部と、前記鍔部の一側縁から下方に延伸し、弾性体を介して前記分割台車の支持レールに開動自在に連結する、連動部と、を少なくとも有することを特徴とする、中間台車を提供するものである。

本発明によれば、以下に示す効果のうち何れか１つを得ることができる。
（１）架橋レールに設けた弾性体により、架橋レールが、掘削路に合わせて常に適切な位置にとどまるため、直進時及び曲進時のいずれであっても、前後の分割台車の支持レール間を確実に架け渡し、ドラムの前後移動をスムーズに行うことができる。
（２）特許文献１に記載のように、架橋レールの幅長を支持レールの幅長より大きくして遊びを設ける必要がない。
（３）支持レールの端部と鍔部の両端部とを先細形状とすることで、掘削路の曲折時にホースドラム台車が中折れする際に、支持レールや架橋レールがドラムの進行路からはみ出しづらくなり、ドラムの前後移動に干渉する恐れを低減できる。
（４）中間台車の設置数を増減することによってホースドラム台車全体の長さの調整や所望の曲率への対応が容易に実現できる。

本発明のホースドラム台車の第１実施例を示す概略側面図。 架橋レールの構成及び取付例を示す概略斜視図。 掘削路の曲折時の架橋レールの状態を示す概略平面図。 本発明のホースドラム台車の第２実施例を示す概略側面図。 本発明のホースドラム台車の第３実施例を示す概略側面図。

以下、各図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

＜１＞全体構成
図１は、本発明のホースドラム台車の第１実施例を示す概略側面図である。
本発明に係るホースドラム台車は、複数の分割台車１と、対向する分割台車間に設ける架橋レール２とを少なくとも含んで構成する。
本実施例では、ホースドラム台車は３台の分割台車から構成しており、説明の便宜上、前方から順に、先行台車１ａ、中間台車１ｂ、後行台車１ｃと定義する。
その他、ホースドラム台車には、送排泥管を適宜延長するためのホース３と、該ホース３を取り回すドラム４と、を備えている。
ホース３及びドラム４は、公知の部材であり、詳細な説明を省略する。

＜２＞分割台車
分割台車１は、ホース３の繰り出し及び収納を行う為のドラム４を保持しながら、掘削路内を走行する装置である。
分割台車１は、既存のホースドラム台車を前後方向に分割して適宜連結機構を加えたものであってもよいし、別途新たに製作した分割台車でもよいし、それらを組み合わせた構成であってもよい。
分割台車１には、それぞれ、ドラム４を支持するための支持レール１１を備えている。
この支持レール１１上を、ドラム４が前後方向に走行することで、ドラム４で折り返しているホース３の収納或いは繰り出しを行うことができる。

＜３＞架橋レール
架橋レール２は、対向する分割台車１間の支持レール１１間に架設して、ドラム４を前後移動する際に、ドラム４の走行路を補間するための部材である。
架橋レール２は、鍔部２１と連動部２２と、を少なくとも有する。
図２を参照しながら、架橋レール２の一例について説明する。

＜３−１＞鍔部
鍔部２１は、対向する分割台車１間の支持レール１１の上面に架け渡す長手状の平板部材である。鍔部２１の長さは、想定される掘削路の最大曲折時において、対向する分割台車１の支持レール１１の隙間を補間することができる長さを有していればよい。
鍔部２１の幅長は支持レール１１の幅長と略同等であり、そのうち、鍔部２１の両端は平面視して先細形状とする。

＜３−２＞連動部
連動部２２は、対向する分割台車１の支持レール１１間において、鍔部２１の位置を適切な位置に留めておくための部材である。
連動部２２は、前記鍔部２１の一側縁から下方に延伸した平板状の部材で構成することができる。
本実施例では、連動部２２を鍔部２１の外側縁から下方に延伸して設けている。
連動部２２の大きさは、想定される掘削路の最大曲折時において、連動部２２を連結していない側の分割台車１の支持レール１１（１１ｂ）と接触できる程度の大きさを有していればよい。

＜３−３＞取付例
引き続き、図２を参照しながら架橋レールの取付例について説明する。
架橋レール２は、対向する分割台車１ａ，１ｂのうち、一方の分割台車の支持レール１１ａの側面に弾性体２３を介した付勢状態で連結する。
より詳細には、一方の分割台車の支持レール１１ａと、連動部２２にはボルト２４を挿通するための貫通孔２２１を設けておく。そして、連動部２２の側面とボルト２４の頭部で挟むように弾性体２３を介装した状態で、ボルト２４とナット２５とを用いて、連動部２２を支持レール１１ａに連結する。
弾性体２３は、バネやゴムなど公知の弾性部材を使用することが出来る。
このように取り付けると、連動部２２は、支持レール１１ａ，１１ｂの側面に沿う状態に付勢された状態、且つ、支持レール１１ａとの連結位置を支点として、支持レール１１ｂの側面から外側方向に自在に開動可能な状態となる。

＜４＞動作イメージ
次に、図３を参照しながら、ホースドラム台車の曲折時における架橋レールの動作について説明する。

（ａ）直進時（図示せず）
架橋レール２に設けた弾性体２３は、連動部２２を前記支持レール１１ｂの側面方向へと付勢しているため、直進時には、架橋レール２と支持レール１１ａ，１１ｂは、同一直線上に位置した状態を保っている。

（ｂ）曲折時
図３は、ホースドラム台車が進行方向に向かって左側に曲折する際の状態を示す概略平面図である。
まず、先行台車１ａと中間台車１ｂとの間に設けた架橋レール２の復帰時の動作について説明する。

［左側の架橋レール］（図３（ａ））
先行台車１ａが左折しはじめると、進行方向に向かって左側の架橋レール２の連動部２２は、中間台車１ｂの支持レール１１ｂの側面と接触して次第に外側へと押しだされる。
このとき、弾性体２３は、連動部２２を前記支持レール１１ｂの側面方向へと付勢しつつ、連動部２２とボルト２４との間で圧縮し始める。
そして、連動部２２は、常に支持レール１１ｂに沿った状態を維持しながら、先行台車１ａの支持レール１１ａの側面から連結部分を支点として離れるように徐々に開動していく。
このとき、鍔部２１の両端は先細形状を呈しているため、鍔部２１が支持レール１１ａ、１１ｂの軌跡から、はみ出しにくくなっている。同様に、先行台車の支持レール１１ａの端部と、中間台車１ｂの支持レール１１ｂの端部も先細形状を呈しているため、これらの端部がドラム４の走行路から、はみ出しにくくなっている。

［右側の架橋レール］（図３（ｂ））
進行方向に向かって右側の架橋レール２の連動部２２は、先行台車１ａの支持レール１１ａに取り付けていることから、中間台車１ｂの支持レール１１ｂの側面と離隔する方向に遷移するため、開動動作を行わずに、先行台車１ａの支持レール１１ａの側面に沿った状態を維持する。
このとき、鍔部２１の後端と中間台車１ｂの支持レール１１ｂの端部は、先細形状を呈しているため、これらの端部が、ドラム４の走行路から、はみ出しにくくなっている。

（ｃ）曲折から直進への復帰時
［左側の架橋レール］
進行方向に向かって左側の架橋レール２は、弾性体２３による復元力でもって、開動した状態から直進時の状態へと自然に復帰する。この復帰動作によって、常に架橋レール２が、対向する支持レール１１間において、適切な位置を維持することができる。
［右側の架橋レール］
進行方向に向かって右側の架橋レール２は、元々直進時と同じ位置にあるため、特段説明しない。

なお、中間台車１ｂと後行台車１ｃとの間に設けた架橋レールについて簡単に説明すると、進行方向に向かって左側の架橋レール２の連動部２２は、中間台車１ｂの左折に伴い、中間台車１ｂの支持レール１１ｂの側面と接触して、後行台車１ｃの支持レール１１ｃの側面から連結部分を支点として離れるように徐々に開動し、直進時へ戻る際には、弾性体２３の復元力でもって初期位置に復帰する。
また、進行方向に向かって右側の架橋レール２の連動部２２は、後行台車１ｃの支持レール１１ｃに取り付けていることから、中間台車１ｂの支持レール１１ｂの側面と離隔する方向に遷移するため、開動動作を行わずに、後行台車１ｃの支持レール１１ｃの側面に沿った状態を維持しており、直進時と同位置に留まっている。

また、ホースドラム台車の右折時の架橋レール２の動作は、前述した左折時の動作を、左右で入れ替えた動作であるため、詳細な説明を省略する。

以上説明した通り、直進時から曲折時、曲折時から直進時への遷移にあたって、架橋レール２は、常に対向する支持レール１１間において適切な位置を維持した状態を保っているため、各台車がどのような姿勢であっても、ドラム４の前後移動が妨げられることはない。

図４は、本発明のホースドラム台車の第２実施例を示す概略側面図である。
本発明に用いる架橋レール２は、連動部２２に前記ボルト２４を挿通するための貫通孔２２１を前後方向に２つ設けておいてもよい。
このとき対向する分割台車の支持レール１１側面にも、対応する貫通孔１１１を設けておく。

本実施例によれば、架橋レール２を、対向する分割台車１１のうち、いずれの分割台車１の支持レール１１に連結するかを任意に選択することができる。
また、架橋レール２を、平行に設けてある他方の支持レール１１に用いる場合に兼用することができるため、経済的である。

図５は、本発明のホースドラム台車の第３実施例を示す概略側面図である。
本発明に用いる分割台車１の支持レール１１は、側面視して、対向する支持レール１１と対応する凹凸形状に構成してもよい。
図５では、一方の分割台車の先端には凹部１１２を設け、他方の分割台車に、前記凹部１１２と対応する凸部１１３を設けており、両支持レール１１の端部の最先端間の隙間ｈを極力狭くしている。
本実施例によれば、直進時において、対向する支持レール１１間で完全に連通する隙間ｈを極力小さくすることでドラム４の前後移動をよりスムーズに行いつつ、曲折時において、曲率半径における内径側の支持レール１１が互いに接近することに起因する衝突を回避することができる。

本発明に係るホースドラム台車を構成するにあたり、既存のホースドラム台車を分割して製作した分割台車の間に、別途新たに製作した中間台車を単数又は複数設けることができる。
例えば、図１における先行台車１ａ，後行台車１ｃを、既存のホースドラム台車を分割して適宜連結機構を設けて構成し、中間台車１ｂを、別途新たに製作した装置とすることができる。
このとき、中間台車１ｂの支持レール１１ｂの一端或いは両端に、架橋レール２を設けておけば、既存のホースドラム台車を分割して製作した分割台車１ａ，１ｃ側に、貫通孔１１１ａ、１１１ｃを設ける加工が不要となる。
また、この中間台車１１ｂの設置数を増減することによってホースドラム台車全体の長さを調整し、所望の曲率に対応することもできる。

１ 分割台車
１１ 支持レール
１１１ 貫通孔
１１２ 凹部
１１３ 突部
２ 架橋レール
２１ 鍔部
２２ 連動部
２２１ 貫通孔
２３ 弾性体
２４ ボルト
２５ ナット
３ ホース
４ ドラム

Claims (3)

1. シールド工法に用いるホースドラム台車であって、
   ドラムを前後方向に移動するための支持レールを備えた複数の分割台車と、
   対向する分割台車間に設ける架橋レールと、を少なくとも備え、
   前記架橋レールは、
   対向する分割台車の支持レールの上面間を架け渡す、鍔部と、
   前記鍔部の一側縁から下方に延伸する、連動部と、を少なくとも有し、
   前記連動部は、一方の分割台車の支持レール側面に、弾性体を介して付勢状態で連結し、他方の分割台車の支持レールとの接触によって開動自在に構成し、
   前記支持レールの端部及び前記鍔部の両端部は、平面視して先細形状を呈することを特徴とする、ホースドラム台車。
2. シールド工法に用いるホースドラム台車を構成する複数の分割台車の支持レール間に架設する架橋レールであって、
   両端が先細形状を呈する鍔部と、
   前記鍔部の一側縁から下方に延伸し、弾性体を介して前記分割台車の支持レールに開動自在に連結する、連動部と、を少なくとも有することを特徴とする、
   架橋レール。
3. シールド工法に用いるホースドラム台車を、前後方向に分割して連結可能に構成した一対の分割台車の間に介設する中間台車であって、
   ドラムを前後方向に移動するための支持レールと、
   前記支持レールの両端に設けた架橋レールと、を少なくとも備え、
   前記架橋レールは、
   両端が先細形状を呈する鍔部と、
   前記鍔部の一側縁から下方に延伸し、弾性体を介して前記分割台車の支持レールに開動自在に連結する、連動部と、を少なくとも有することを特徴とする、
   中間台車。

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