JP2015161063A - 緊急脱出用台車および緊急脱出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル内から迅速かつ容易に脱出することを可能にし、部品点数を減らして構成を簡素化し得る緊急脱出用台車を提供する。【解決手段】トンネル内で使用される緊急脱出用台車４０であって、緊急脱出用台車４０は、台車本体４１と、台車本体４１に着脱自在な車輪装置４２とを有し、シールド掘進機１の人が乗り込む乗込部２０内に、車輪装置４２を台車本体４１から取り外した状態で保管可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、シールド掘進機を用いて掘削されるトンネル内で使用される緊急脱出用台車および緊急脱出用台車を用いた緊急脱出方法に関する。

従来、非開削工法において、図１７に示すように、小型のシールド掘進機１０１を用いてトンネル１０２を掘削するとともに、トンネル１０２内に搬送された複数のセグメント１０３をシールド掘進機１０１の背後で円筒状に組み立てて鞘管１０４を形成している。尚、鞘管１０４はトンネル１０２の周壁をなすものである。

また、シールド掘進機１０１の後部内には、作業者が乗り込むためのスペースとして、乗込部（図示省略）が形成されている。鞘管１０４内には、セグメント１０３を運搬する運搬台車１０６が走行するためのレール１０７が敷設されている。

これによると、シールド掘進機１０１でトンネル１０２を掘削している際、作業者は、シールド掘進機１０１の乗込部内に乗り込んで、様々な作業を行っている。尚、シールド掘進機を用いた非開削工法については、例えば下記特許文献１に記載されている。

また、荷物を運搬するのに使用される一般的な台車としては、例えば、図１８に示すように、台車本体１２１と、台車本体１２１の四隅に着脱自在に設けられる複数の車輪装置１２２とを有するものがある。車輪装置１２２は、基板１２３と、基板１２３に転動自在に設けられた車輪１２４とを有している。また、台車本体１２１の四隅には、基板１２３が挿入される挿入部１２５と、挿入部１２５に挿入された基板１２３を台車本体１２１の下面に押し付ける弾性部材１２６と、台車本体１２１の下面に押し付けられた基板１２３に係合することによって基板１２３が挿入部１２５から抜け出すのを阻止する抜止部材１２７とが設けられている。

これによると、台車１２０を使用する場合、各車輪装置１２２の基板１２３を挿入部１２５に挿入することにより、基板１２３は、弾性部材１２６で台車本体１２１の下面に押し付けられるとともに、抜止部材１２７に係合することにより、挿入部１２５からの抜け出しが阻止される。これにより、各車輪装置１２２が台車本体１２１に取付けられる。

また、台車１２０を保管する場合、弾性部材１２６の付勢力に抗して車輪装置１２２の基板１２３を台車本体１２１の下面から離反させ、抜止部材１２７を乗り越えるようにして基板１２３を挿入部１２５から引き抜くことにより、図１８に示すように、車輪装置１２２を台車本体１２１から取り外す。

尚、上記のように車輪装置１２２が着脱自在な台車１２０については、例えば下記特許文献２に記載されている。

特公平８−９９６０ 特開平７−３２９９７０

しかしながら上記の従来形式では、作業者がシールド掘進機１０１の乗込部に乗り込み、シールド掘進機１０１を用いてトンネル１０２を掘削しているときに緊急事態が発生した場合、作業者は乗込部からトンネル１０２（鞘管１０４）内を迅速に移動して脱出することは困難であった。特に、トンネル１０２の口径が小さい場合、立った姿勢で走って移動することが困難であるため、脱出するのに時間を要するといった問題がある。

また、台車１２０を利用して脱出することが考えられるが、台車本体１２１に取付けた車輪装置１２２が台車本体１２１から不用意に離脱するのを防止するために、台車本体１２１に弾性部材１２６や抜止部材１２７を設ける必要があり、部品点数が増えて構成が複雑になるといった問題がある。

本発明は、トンネル内から迅速かつ容易に脱出することを可能にし、部品点数を減らして構成を簡素化し得る緊急脱出用台車および緊急脱出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、本第１発明は、トンネル内で使用される緊急脱出用台車であって、
トンネルを掘削するシールド掘進機の人が乗り込む乗込部内に保管可能であるものである。

これによると、緊急時、乗込部内の人は、保管されている緊急脱出用台車に乗って、シールド掘進機からトンネル内を迅速かつ容易に移動して脱出することができる。
本第２発明における緊急脱出用台車は、台車本体と、台車本体に着脱自在な車輪装置とを有し、
車輪装置を台車本体から取り外した状態で、シールド掘進機の乗込部内に保管可能であるものである。

これによると、車輪装置を台車本体から取り外した状態で、緊急脱出用台車を保管することにより、緊急脱出用台車を保管するのに必要なスペースが縮小され、狭い乗込部内であっても、緊急脱出用台車を保管することができる。

本第３発明における緊急脱出用台車は、車輪装置はトンネル内に敷設された軌条上を転動する車輪を有し、
車輪装置は、一方向から台車本体に装着可能であり、且つ、一方向とは反対の他方向において台車本体から取り外し可能であり、
車輪は他方向から軌条に係合する係合部を有するものである。

これによると、緊急時に緊急脱出用台車を用いてトンネル内から脱出する場合、車輪装置を一方向から台車本体に装着し、車輪をレール上に配置し、台車本体上に乗って台車を走行させる。これにより、台車の車輪がレール上を回転し、人は台車と共にトンネル内を容易かつ迅速に移動することができる。

この際、車輪の係合部が他方向からレールに係合するため、車輪装置が他方向へ移動することは阻止される。これにより、車輪装置が台車本体から不用意に離脱するのを防止することができ、台車の部品点数を減らして構成を簡素化し得る。

本第４発明における緊急脱出用台車は、台車本体と、台車本体に折り畳み自在に設けられた車輪装置とを有し、
車輪装置を折り畳んだ状態で、シールド掘進機の乗込部内に保管可能であるものである。

これによると、車輪装置を折り畳んだ状態で、緊急脱出用台車を保管することにより、緊急脱出用台車を保管するのに必要なスペースが縮小され、狭い乗込部内であっても、緊急脱出用台車を保管することができる。

本第５発明における緊急脱出用台車は、車輪装置は、トンネル内に敷設された軌条上を転動する車輪を有し、車輪が軌条に支持される使用姿勢と、車輪が折り畳まれる折畳姿勢とに切換自在であり、
車輪は使用姿勢から折畳姿勢に切り換えられる折り畳み方向から軌条に係合する係合部を有するものである。

これによると、緊急時に緊急脱出用台車を用いてトンネル内から脱出する場合、車輪装置を折畳姿勢から使用姿勢に切換え、車輪をレール上に配置し、台車本体上に乗って台車を走行させる。これにより、台車の車輪がレール上を回転し、人は台車と共にトンネル内を容易かつ迅速に移動することができる。

この際、車輪の係合部が折り畳み方向からレールに係合するため、車輪装置が使用姿勢から折畳姿勢に切り換わることは阻止される。これにより、車輪装置が使用姿勢から折畳姿勢に不用意に折り畳まれるのを防止することができ、台車の部品点数を減らして構成を簡素化し得る。

本第６発明は、上記第１発明から第５発明のいずれか１項に記載の緊急脱出用台車を用いたトンネル内からの緊急脱出方法であって、
シールド掘進機の乗込部内に緊急脱出用台車を保管し、
緊急時、緊急脱出用台車に乗って乗込部内からトンネル内を移動し、トンネル内から脱出するものである。

これによると、緊急時、シールド掘進機の乗込部内に乗り込んで作業をしていた人はトンネル内から迅速かつ容易に脱出することができる。

以上のように本発明によると、トンネル内から迅速かつ容易に脱出することが可能であり、緊急脱出用台車の部品点数を減らして構成を簡素化し得る。

本発明の第１の実施の形態におけるシールド掘進機の断面図である。 同、シールド掘進機の乗込部の拡大断面図である。 図２におけるＪ−Ｊ矢視図である。 図２におけるＫ−Ｋ矢視図である。 同、緊急脱出用台車をシールド掘進機内からレール上にセットした図である。 同、緊急脱出用台車の側面図である。 同、緊急脱出用台車の底面図である。 同、緊急脱出用台車の台車本体と車輪装置との着脱部分の拡大断面図である。 同、緊急脱出用台車の平面図であり、車輪装置を台車本体から取り外した状態を示す。 同、緊急脱出用台車の車輪装置の側面図である。 同、緊急脱出用台車の車輪装置を台車本体に着脱するときの手順を示す断面図である。 同、シールド掘進機内に保管されている緊急脱出用台車の台車本体の図である。 本発明の第２の実施の形態における緊急脱出用台車の正面図であり、車輪装置を使用姿勢に切り換えた状態を示す。 同、緊急脱出用台車の平面図であり、車輪装置を使用姿勢に切り換えた状態を示す。 同、緊急脱出用台車の正面図であり、車輪装置を折畳姿勢に切り換えた状態を示す。 同、緊急脱出用台車の平面図であり、車輪装置を折畳姿勢に切り換えた状態を示す。 従来のシールド掘進機を用いた非開削工法の図である。 従来の台車の台車本体と車輪装置との着脱部分の拡大斜視図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、非開削工法では、小型のシールド掘進機１を用いてトンネル２を掘削するとともに、トンネル２内に搬送された複数のセグメント３をシールド掘進機１の背後で円筒状に組み立てて鞘管４（管状体）を形成している。尚、トンネル２の口径は人の背丈よりも小さく、鞘管４はトンネル２の周壁に相当するものである。

鞘管４の一端部は発進立抗（図示省略）に連通している。また、セグメント３は鞘管４内の搬送用台車６で搬送される。搬送用台車６は、自走車両（図示省略）に連結され、自走車両と共に、鞘管４内に敷設された左右一対のレール７（軌条の一例）に支持案内されて鞘管４内を走行する。

シールド掘進機１は、円筒状のシールド本体１１と、シールド本体１１の前端部に設けられたカッターヘッド１２と、シールド本体１１内に備えられたロータリージョイント１３、カッタ駆動用電動機１４、スクリューコンベヤ１５、複数のジャッキ１６等を有している。

また、シールド本体１１内の後部には、作業者１９が乗り込めるスペースとして乗込部２０が形成されている。乗込部２０内には、シールド本体１１内の各種機器を制御するための制御盤２１と、円環板状のリングガーター２６とが設けられている。

図２〜図４に示すように、制御盤２１は、四角箱状のケース２２と、ケース２２内に収納された制御装置（図示省略）とを有している。ケース２２は、前面に開閉自在な扉２３を有しており、シールド本体１１の内面に設けられた台板２４上に取り付けられている。

リングガーター２６は、シールド本体１１の内周面に設けられ、制御盤２１の後方に所定間隔をあけて位置している。
図５〜図８に示すように、４０はトンネル２内で使用される緊急脱出用台車である。緊急脱出用台車４０の長さ方向を前後方向Ｘとし、幅方向を左右方向Ｙとすると、緊急脱出用台車４０は、四角板状の台車本体４１と、台車本体４１に着脱自在な左右一対の車輪装置４２とを有している。台車本体４１の左右両端部には、前後一対の着脱孔４４，４５が形成されている。また、台車本体４１の前後いずれか一端部には、手摺４６が設けられている。

図９〜図１１に示すように、車輪装置４２は、車輪取付フレーム４７と、車輪取付フレーム４７の両端部に回転自在に取付けられた前後一対の車輪４８とを有している。車輪取付フレーム４７は、前後一対の門形状の端部フレーム５０と、前後両端部フレーム５０間に設けられた中間部フレーム５１と、各端部フレーム５０の上端に設けられたアングル形状の着脱片５２とを有している。また、端部フレーム５０と着脱片５２とはそれぞれ上下方向において相対向する上板部５０ａ，５２ａを有しており、端部フレーム５０の上板部５０ａと着脱片５２の上板部５２ａとの間には嵌込部５３が形成されている。

図８に示すように、車輪４８は、レール７上を転動する車輪本体５５と、車輪本体５５よりも大径の鍔部５６（係合部の一例）とを有している。尚、鍔部５６は、車輪本体５５に対して、左右方向Ｙにおける外側に位置している。

車輪装置４２の各着脱片５２は台車本体４１の各着脱孔４４，４５に挿脱自在であり、図１１の仮想線で示すように、各着脱片５２を下方から各着脱孔４４，４５に挿入し、車輪装置４２を左右外方向Ａ（一方向の一例）へスライドさせることにより、台車本体４１が車輪装置４２の嵌込部５３に嵌め込まれ、図８に示すように、車輪装置４２が台車本体４１に装着される。

また、図８に示すように、台車本体４１に装着されている車輪装置４２を左右内方向Ｂ（他方向の一例）へスライドさせることにより、図１１の仮想線で示すように、台車本体４１が車輪装置４２の嵌込部５３から脱抜される。そして、図１１の実線で示すように、各着脱片５２を各着脱孔４４，４５から下方に脱抜することにより、車輪装置４２が台車本体４１から取り外される。

尚、図８に示すように、車輪装置４２が台車本体４１に装着された状態では、車輪４８の鍔部５６は左右内方向Ｂからレール７の側面に係合する。
緊急脱出用台車４０は、図９に示すように両車輪装置４２を台車本体４１から取り外した状態で、図１に示すようにシールド掘進機１の乗込部２０内に保管可能である。すなわち、図２〜図４および図１２に示すように、制御盤２１のケース２２の上端部には、前後一対の保管部材２８が着脱自在に取付けられている。各保管部材２８は、上方からケース２２の上端部に外嵌される門形状の取付フレーム部２９と、取付フレーム部２９の一端に設けられたＬ形状のフック等の掛止片３０とを有している。

取付フレーム部２９は一対の縦板２９ａ，２９ｂと横板２９ｃとを有し、保管部材２８がケース２２の上端部に装着された場合、ケース２２の上端部が保管部材２８の両縦板２９ａ，２９ｂ間に挟まれ、掛止片３０が扉２３の前面に突出する。両掛止片３０の間隔は台車本体４１の両着脱孔４４，４５の前後間隔と同じであり、両掛止片３０を前後両着脱孔４４（又は前後両着脱孔４５）に挿入することにより、緊急脱出用台車４０の台車本体４１が両掛止片３０に掛止されて扉２３の前面に沿って保管される。

また、ケース２２とリングガーター２６との間には保管用スペース３２が形成され、緊急脱出用台車４０の両車輪装置４２は保管用スペース３２内に保管される。
以下、上記構成における作用を説明する。

図９に示すように、両車輪装置４２を台車本体４１から取り外し、両保管部材２８の掛止片３０を台車本体４１の前後両着脱孔４４（又は両着脱孔４５）に挿入することにより、図２〜図４の仮想線および図１２の実線で示すように、台車本体４１を両掛止片３０に掛止して制御盤２１の扉２３の前面に保管することができる。また、図２，図３に示すように、取り外した両車輪装置４２を保管用スペース３２内に保管することができる。これにより、緊急脱出用台車４０を保管するのに必要なスペースが縮小され、狭い乗込部２０内であっても、緊急脱出用台車４０を保管することができる。

図１に示すように、シールド掘進機１でトンネル２を掘削している際、作業者１９は、シールド掘進機１の乗込部２０内に乗り込んで、主に以下のような作業（１）〜（３）を行う。
（１）搬送用台車６で搬送されてきたセグメント３を円筒状に組み立てる。
（２）組み立てたセグメント３の外周とシールド本体１１の後部内周との間に、裏込材（図示省略）を注入する。
（３）シールド掘進機１のカッターヘッド１２で掘削されてシールド本体１１内を後方へ搬送される土砂を監視する。

万一、緊急事態が発生した場合、自走車両と共に搬送用台車６を走行させて鞘管４内から発進立抗へ退避させる。また、乗込部２０内の作業者１９は、シールド掘進機１を停止させ、以下のような手順で緊急脱出用台車４０を組み立てて鞘管４内から脱出する。
先ず、両保管部材２８の掛止片３０を台車本体４１の両着脱孔４４（又は両着脱孔４５）から脱抜して、図２〜図４の実線で示すように、台車本体４１を制御盤２１から取り外す。また、両車輪装置４２を保管用スペース３２から取り出す。
次に、図１１に示すように、車輪装置４２の各着脱片５２を台車本体４１の各着脱孔４４，４５に挿入し、車輪装置４２を左右外方向Ａへスライドさせ、図８に示すように、両車輪装置４２を台車本体４１に装着する。これにより、緊急脱出用台車４０が組み立てられる。
その後、図５，図８に示すように、各車輪４８をレール７上に配置して緊急脱出用台車４０をセットする。作業者１９は、緊急脱出用台車４０の台車本体４１上に片膝をついて乗り、もう片方の足で鞘管４内の底面を蹴ることによって、緊急脱出用台車４０を走行させる。

これにより、各車輪４８がレール７上を回転し、作業者１９は、緊急脱出用台車４０に乗って、鞘管４内から発進立抗へ容易かつ迅速に移動し、鞘管４内から脱出することができる。

この際、図５，図８に示すように、各車輪４８の鍔部５６が左右内方向Ｂからレール７の側面に係合するため、各車輪装置４２が左右内方向Ｂへ移動することは阻止され、これにより、車輪装置４２が台車本体４１から不用意に離脱するのを防止することができ、緊急脱出用台車４０の部品点数を減らして構成を簡素化し得る。

上記実施の形態では、図１１に示すように、車輪装置４２を左右外方向Ａへスライドさせることによって台車本体４１に取り付け、車輪装置４２を左右内方向Ｂへスライドさせることによって台車本体４１から取り外しているが、車輪装置４２の取り付けおよび取り外しの方向を逆にしてもよい。この場合、鍔部５６は、図８とは逆側、すなわち、車輪本体５５に対して、左右方向Ｙにおける内側に位置させればよい。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図１３〜図１６に示すように、緊急脱出用台車７０は、四角板状の台車本体７１と、台車本体７１に折り畳み自在に設けられた左右一対の車輪装置７２とを有している。台車本体７１の前後いずれか一端部には、手摺４６が設けられている。

車輪装置７２は、門形状の車輪取付フレーム７４と、車輪取付フレーム７４の両端部に回転自在に取付けられた前後一対の車輪７５とを有している。車輪取付フレーム７４は、前後一対のヒンジ部材７６を介して、台車本体７１の左右方向Ｙにおける側縁部に回動自在に連結されている。これにより、車輪装置７２は、図１３に示すように車輪７５が台車本体７１に対して下向きになってレール７に支持される使用姿勢Ｃと、図１５に示すように車輪７５が台車本体７１に対して上向きになるように折り畳まれる折畳姿勢Ｄとに切換自在となる。

尚、図１３，図１５に示すように、車輪装置７２がヒンジ部材７６を中心に使用姿勢Ｃから折畳姿勢Ｄに回動する方向を折り畳み方向Ｅとし、反対に、折畳姿勢Ｄから使用姿勢Ｃに回動する方向を使用方向Ｆとする。また、車輪取付フレーム７４には、図１３に示すように、使用姿勢Ｃまで回動した際に下方から台車本体７１の下面に当接して使用方向Ｆへの過剰な回動を阻止するアングル形状のストッパ７７が設けられている。

車輪７５は、レール７上を転動する車輪本体７９と、車輪本体７９よりも大径の鍔部８０（係合部の一例）とを有している。尚、図１３に示すように、鍔部８０は、車輪本体７９に対して、左右方向Ｙにおける内側に位置しており、折り畳み方向Ｅからレール７の側面に係合する。

緊急脱出用台車７０は、図１５に示すように両車輪装置７２を折畳姿勢Ｄに折り畳んだ状態で、シールド掘進機１の乗込部２０の保管用スペース３２（図２，図３参照）内に保管される。

以下、上記構成における作用を説明する。
図１５，図１６に示すように、両車輪装置７２を折畳姿勢Ｄに折り畳んだ状態で、緊急脱出用台車７０を保管用スペース３２内に保管することにより、保管に必要なスペースが縮小され、狭い乗込部２０内であっても、緊急脱出用台車７０を保管することができる。

万一、緊急事態が発生した場合、乗込部２０内の作業者１９は、シールド掘進機１を停止させ、以下のような手順で鞘管４内から脱出する。
先ず、折り畳まれた状態の緊急脱出用台車７０を保管用スペース３２から取り出し、次に、図１３，図１４に示すように、左右両車輪装置７２をそれぞれ使用方向Ｆへ回動して折畳姿勢Ｄから使用姿勢Ｃに切り換える。

その後、各車輪７５をレール７上に配置して緊急脱出用台車７０をセットする。そして、先述した第１の実施の形態と同様に、緊急脱出用台車７０を走行させて、鞘管４内から脱出する。

尚、各車輪７５がレール７上を回転している際、図１３に示すように、各車輪７５の鍔部８０が折り畳み方向Ｅからレール７の側面に係合するため、各車輪装置７２が使用姿勢Ｃから折畳姿勢Ｄに切り換わることは阻止される。これにより、車輪装置７２が使用姿勢Ｃ（図１３参照）から折畳姿勢Ｄ（図１５参照）に不用意に折り畳まれるのを防止することができ、緊急脱出用台車７０の部品点数を減らして構成を簡素化し得る。

上記実施の形態では、車輪装置７２を折り畳んだ状態で緊急脱出用台車７０を保管用スペース３２内に保管しているが、台車本体７１に複数の掛止孔を形成し、第１の実施の形態と同様に、両保管部材２８の掛止片３０を台車本体７１の掛止孔に挿入することにより、緊急脱出用台車７０を折り畳んだ状態で両掛止片３０に掛止して制御盤２１の扉２３の前面に保管してもよい。

上記実施の形態では、車輪装置７２の折り畳み方向Ｅおよび使用方向Ｆを逆にしてもよい。この場合、鍔部８０は、図１３とは逆側、すなわち、車輪本体７９に対して、左右方向Ｙにおける外側に位置させればよい。また、トンネル２の口径は人の背丈以上であってもよい。

１ シールド掘進機
２ トンネル
７ レール（軌条）
１９ 作業者（人）
２０ 乗込部
４０，７０ 緊急脱出用台車
４１，７１ 台車本体
４２，７２ 車輪装置
４８，７５ 車輪
５６，８０ 鍔部（係合部）
Ａ 左右外方向（一方向）
Ｂ 左右内方向（他方向）
Ｃ 使用姿勢
Ｄ 折畳姿勢
Ｅ 折り畳み方向

Claims (6)

1. トンネル内で使用される緊急脱出用台車であって、
   トンネルを掘削するシールド掘進機の人が乗り込む乗込部内に保管可能であることを特徴とする緊急脱出用台車。
2. 台車本体と、台車本体に着脱自在な車輪装置とを有し、
   車輪装置を台車本体から取り外した状態で、シールド掘進機の乗込部内に保管可能であることを特徴とする請求項１記載の緊急脱出用台車。
3. 車輪装置はトンネル内に敷設された軌条上を転動する車輪を有し、
   車輪装置は、一方向から台車本体に装着可能であり、且つ、一方向とは反対の他方向において台車本体から取り外し可能であり、
   車輪は他方向から軌条に係合する係合部を有することを特徴とする請求項２記載の緊急脱出用台車。
4. 台車本体と、台車本体に折り畳み自在に設けられた車輪装置とを有し、
   車輪装置を折り畳んだ状態で、シールド掘進機の乗込部内に保管可能であることを特徴とする請求項１記載の緊急脱出用台車。
5. 車輪装置は、トンネル内に敷設された軌条上を転動する車輪を有し、車輪が軌条に支持される使用姿勢と、車輪が折り畳まれる折畳姿勢とに切換自在であり、
   車輪は使用姿勢から折畳姿勢に切り換えられる折り畳み方向から軌条に係合する係合部を有することを特徴とする請求項４記載の緊急脱出用台車。
6. 上記請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の緊急脱出用台車を用いたトンネル内からの緊急脱出方法であって、
   シールド掘進機の乗込部内に緊急脱出用台車を保管し、
   緊急時、緊急脱出用台車に乗って乗込部内からトンネル内を移動し、トンネル内から脱出することを特徴とする緊急脱出方法。

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