JP2019210624A - 連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル掘進作業の効率を高める。【解決手段】連続ベルトコンベア２０は、テールピース台車１４とカテナリー台車１６との間で、トンネル壁面１０Ｂに支持され互いに切り離された複数のローラユニット２４により直線状に延在している。ローラユニット２４は、フレーム２６と、フレーム２６に回転可能に支持された単一のリターンローラ２８と、リターンローラ２８の上方でフレーム２６に回転可能に支持された単一のキャリアローラ３０とを含んで構成されている。一対の脚部３６のうちトンネル側結合部４２側の脚部３６は開閉可能であり、一対の脚部３６のうちトンネル側結合部４２側の脚部３６により、キャリアローラ３０の下方でリターンローラ２８の上方にリターン部２２Ｂの挿脱を可能とした装脱部３７が構成されている。【選択図】図３

Description

本発明はトンネル内において切羽の掘削により生じた掘削ずりを坑口へ搬出する連続ベルトコンベアのゴムベルトを支持するゴムベルト支持用ローラユニットに関する。

トンネル工事において、切羽の掘削によって発生した掘削ずりを連続ベルトコンベアにより抗口へ搬送する場合、トンネルの幅方向の一方の側部に、切羽から坑口に向かってクラッシャ、テールピース台車をそれらの順に配置し、テールピース台車から抗口に向かって連続ベルトコンベアを延在させる。
切羽で発生した掘削ずりはホイールローダによってクラッシャに投入され、クラッシャで破砕された掘削ずりはクラッシャから連続ベルトコンベアに積載される。
連続ベルトコンベアに積載されたズリは連続ベルトコンベアによってテールピース台車から抗口に向けて搬送される。

特開２０１７−１９０６６４号公報

ところで、トンネル工事においては掘削作業による切羽の前進に対応してテールピース台車を前進させる必要があり、そのため、テールピース台車の前進に応じて連続ベルトコンベアを前方に延伸させる必要がある。
連続ベルトコンベアは、ゴムベルトと、ゴムベルトを支持するゴムベルト支持用ローラと、ゴムベルト支持用ローラを回転可能に支持するフレームとを含んで構成されており、フレームは例えば３ｍ程度の長さを呈している。
連続ベルトコンベアの延伸作業に際しては、例えば３ｍ単位のフレームを継ぎ足すことから、大掛かりな作業が必要となり、１日程度の作業時間を要しており、トンネル掘進作業の効率を高める上で改善の余地がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであり、その目的は、トンネル掘進作業の効率を高める上で有利な連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニットを提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トンネル内において切羽の掘削により生じた掘削ずりをテールピース台車から坑口へ搬出する連続ベルトコンベアのゴムベルトを支持するゴムベルト支持用ローラユニットであって、前記ゴムベルト支持用ローラユニットは、フレームと、掘削ずりを前記テールピース台車から坑口へ搬出する前記ゴムベルトのキャリア部を支持する単一のキャリアローラと、坑口から前記テールピース台車に戻る前記ゴムベルトのリターン部を支持する単一のリターンローラとを含んで構成され、前記フレームは細長形状を呈し、その長手方向の一端に、トンネル壁面に設けられたトンネル側結合部に係脱可能に結合されるフレーム側外結合部が設けられると共に、その長手方向の他端に、天井から吊り下げられたロッドの下端が係脱可能に結合されるフレーム側内結合部が設けられ、前記キャリアローラは前記リターンローラの上方箇所に配置され、前記キャリアローラと前記リターンローラはそれぞれ前記フレームで回転可能に支持され、前記フレーム側外結合部寄りに位置する前記フレームの箇所に、前記キャリアローラの下方で前記リターンローラの上方への前記リターン部の挿脱を可能とした装脱部が設けられていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記フレームは、前記リターンローラを回転可能に支持する下部フレームと、前記リターンローラの上方で前記キャリアローラを回転可能に支持する上部フレームと、それら下部フレームと上部フレームとを連結する一対の脚部とを含んで構成され、前記下部フレームは細長形状を呈し、その長手方向の一端に前記フレーム側外結合部が設けられると共に、その長手方向の他端に前記フレーム側内結合部が設けられ、前記一対の脚部は、前記リターンローラの長手方向の両側で上下方向に延在し前記下部フレームと前記上部フレームとを連結しており、前記一対の脚部のうち前記フレーム側外結合部寄りに位置する脚部は、その長手方向の一端が前記上部フレームまたは前記下部フレームの一方に回転可能に支持されると共に、その長手方向の他端が前記上部フレームまたは前記下部フレームの他方に係脱可能に結合され、前記装脱部を構成していることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記リターンローラは、前記下部フレームの長手方向の中央で支持され、前記上部フレームは、前記下部フレームよりも短い長さを有し、前記下部フレームの長手方向の中央の上方に配置されていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記キャリアローラは、前記上部フレームの長手方向の中央に水平に配置された中央ローラと、前記中央ローラの両側に配置され前記中央ローラから離れるにつれて上昇する傾斜の側部ローラとで構成されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記トンネル側結合部は、アンカーボルトを介してトンネル壁面に取着され、前記フレーム側外結合部は、前記トンネル側結合部に対してボルトを介して係脱可能に結合されることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、互いに切り離された複数のローラユニットを設けたので、テールピース台車による連続ベルトコンベアの延伸時、ローラユニットを連続ベルトコンベアの延伸長さに応じた個数で設置し、撤去していけばよく、連続ベルトコンベアの延伸作業を円滑に行なう上で有利となり、トンネル掘進作業の効率を高める上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、ローラユニットの設置、撤去作業を簡単に行なえ、トンネル掘進作業の効率を高める上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、ローラユニットの構造の簡単化、軽量化を図る上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、連続ベルトコンベアによって掘削ずりを円滑に搬送する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、ローラユニットの設置、撤去作業を簡単に行なえ、トンネル掘進作業の効率を高める上で有利となる。

実施の形態の連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニットを用いてトンネル内における掘削ずりの排出を行なう場合のトンネル坑内を示す斜視図である。 トンネルをその長手方向と直交する平面で破断した断面図である。 連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニットの斜視図である。 連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニットのフレーム側外結合部とトンネル側結合部との結合状態を示す説明図である。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、トンネル１０の幅方向の一側に、切羽から坑口に向かってクラッシャ１２、テールピース台車１４、カテナリー台車１６がそれらの順に配置されている。
切羽で掘削された掘削ずりは、ホイールローダ１８などの作業車両によりクラッシャ１２に運搬され、掘削ずりはクラッシャ１２の破砕部で破砕され、クラッシャコンベア１２０２によりテールピース台車１４に向けて搬送される。

トンネル１０の幅方向の一側に、切羽で掘削された掘削ずりを搬送する連続ベルトコンベア２０がテールピース台車１４からカテナリー台車１６を経て抗口にわたって延在している。
連続ベルトコンベア２０は、ゴムベルト２２、キャリアローラ、リターンローラを含んで構成されている。
ゴムベルト２２は坑口に向かって走行するキャリア部２２Ａと、キャリア部２２Ａの下方でテールピース台車に向かって走行するリターン部２２Ｂとを有している。
キャリアローラはキャリア部２２Ａを案内するもので、水平に配置された中央ローラと、中央ローラの両側に配置され中央ローラから離れるにつれて上昇する傾斜の側部ローラとで構成され、キャリア部２２Ａは幅方向の中央部が窪み、掘削ずりが円滑に搬送されるように図られている。

図１に示すように、テールピース台車１４は自走式で、テールピース台車１４にはゴムベルト２２のリターン部２２Ｂをキャリア部２２Ａに折り返すテールピース部が設けられている。
テールピース台車１４に設けられる連続ベルトコンベア２０のキャリア部２２Ａは、テールピース部から抗口に向かうにつれて上昇する傾斜の傾斜部２２０２と、傾斜部２２０２に続く水平部２２０４とを有している。
テールピース台車１４に設けられる連続ベルトコンベア２０のキャリア部２２Ａの下部にはホッパ１４０２が設けられ、クラッシャコンベア１２０２により搬送された掘削ずりはホッパ１４０２に投入され、キャリア部２２Ａにより抗口側に搬送される。

カテナリー台車１６はテールピース台車１４よりも坑口側に離れた箇所に配置され、車輪１６０２により走行可能である。
カテナリー台車１６に設けられる連続ベルトコンベア２０の箇所は、テールピース台車１４と同様に、ゴムベルト２２に加え、キャリアローラ、リターンローラを含んで構成されている。
カテナリー台車１６に設けられる連続ベルトコンベア２０の箇所は、テールピース台車１４寄りのカテナリー台車１６箇所が、テールピース台車１４に設けられた傾斜部２２０２の上端と同じ高さで水平に延在する水平部２２１０で構成されている。
また、水平部２２１０の坑口側の端部に続く連続ベルトコンベア２０の箇所は、抗口に向かうにつれて下降する傾斜の傾斜部２２１２で構成されている。
また、カテナリー台車１６に設けられる連続ベルトコンベア２０の箇所は、坑口側のカテナリー台車１６の端部において、傾斜部２２１２の下端に続きトンネル床面１０Ａの近傍で水平に延在する水平部２２１４で構成されている。
なお、カテナリー台車１６と坑口との間では、連続ベルトコンベア２０はトンネル床面１０Ａの近傍でトンネル床面１０Ａ上で支持されて水平方向に延在している。

テールピース台車１４とカテナリー台車１６との距離は、本実施の形態では５０ｍから３００ｍであり、連続ベルトコンベア２０は、テールピース台車１４とカテナリー台車１６との間で、トンネル壁面１０Ｂに支持され互いに切り離された複数のローラユニット２４により直線状に延在している。
図２、図３に示すように、ローラユニット２４は、フレーム２６と、フレーム２６に回転可能に支持された単一のリターンローラ２８と、リターンローラ２８の上方でフレーム２６に回転可能に支持された単一のキャリアローラ３０とを含んで構成されている。
フレーム２６は、下部フレーム３２と、上部フレーム３４と、それら下部フレーム３２と上部フレーム３４とを連結する一対の脚部３６とを含んで構成されている。

下部フレーム３２は細長形状を呈し、その長手方向の中央部で支持片３２０２を介して単一のリターンローラ２８を回転可能に支持している。
リターンローラ２８の軸心は下部フレーム３２の長手方向に延在し、リターンローラ２８は、下部フレーム３２の幅方向の中央部に配置されている。
下部フレーム３２の長手方向の一端にフレーム側外結合部３８が設けられ、その長手方向の他端にフレーム側内結合部４０が設けられている。
図４に示すように、フレーム側外結合部３８は、トンネル壁面１０Ｂに設けられたトンネル側結合部４２に係脱可能に結合される箇所である。
トンネル側結合部４２は、アンカーボルトを介してトンネル壁面１０Ｂに取着された取り付けプレート４２０２と、取り付けプレート４２０２に取着されそれぞれボルト挿通孔４２０４Ａを有する一対のアングル材４２０４を有している。
フレーム側外結合部３８は、一対のアングル材４２０４のボルト挿通孔４２０４Ａに対応する雌ねじ３８０２Ａを有する結合板部３８０２を有し、一対のアングル材４２０４を挿通したボルトＮ１が雌ねじ３８０２Ａに螺合されることでフレーム側外結合部３８とトンネル側結合部４２が係脱可能に結合される。
図２、図３に示すように、フレーム側内結合部４０は、天井から吊り下げられたロッド４４の下端が係脱可能に結合される箇所である。
本実施の形態では、フレーム側内結合部４０は、下部フレーム３２から突設されたロッド４６０２の先端に形成された右ねじと、天井から吊り下げられたロッド４４の下端に形成された左ねじと、それら右ねじ、左ねじに対応する雌ねじが内周部両端に形成された円筒部４６０４とからなるターンバックル機構で構成されている。
このようなトンネル側結合部４２、ロッド４４を介してローラユニット２４は、トンネル床面１０Ａから下部フレーム３２の下面までの高さＨが５．５ｍ以上の寸法となるようにトンネル１０内の幅方向の一側に寄せてトンネル１０内の上部に水平に配置されている。
なお、図１、図２において、符号１９は作業車両としてのドリルジャンボを示す。

上部フレーム３４は、下部フレーム３２よりも短い長さを有し、下部フレーム３２の長手方向の中央の上方に配置されている。
上部フレーム３４には、単一のキャリアローラ３０が回転可能に支持されている。
単一のキャリアローラ３０は、テールピース台車１４と同様に、支持片により水平に配置された中央ローラ３００２と、中央ローラ３００２の両側で支持片３４０２、３４０４で支持され中央ローラ３００２から離れるにつれて上昇する傾斜の側部ローラ３００４とで構成され、キャリア部２２Ａは幅方向の中央部が窪み、掘削ずりが円滑に搬送されるように図られている。

一対の脚部３６は、リターンローラ２８の長手方向の両側で上下方向に延在し下部フレーム３２と上部フレーム３４とを連結している。
一対の脚部３６のうちトンネル側結合部４２側の脚部３６は、その上部が上部フレーム３４に回転可能に支持され、下端が下部フレーム３２に係脱可能に結合されている。すなわち、トンネル側結合部４２側の脚部３６の下端にはボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔に挿通されたボルトが下部フレーム３２の雌ねじに螺合することで、脚部３６の下端が下部フレーム３２に係脱可能に結合されている。
したがって、一対の脚部３６のうちトンネル側結合部４２側の脚部３６は開閉可能であり、一対の脚部３６のうちトンネル側結合部４２側の脚部３６により、キャリアローラ３０の下方でリターンローラ２８の上方にゴムベルト２２のリターン部２２Ｂの挿脱を可能とした装脱部３７が構成されている。
なお、装脱部３７の構造には、従来公知の様々な開閉構造が適用可能であるが、上記のように構成すると、構造の簡単化、軽量化を図る上で有利となる。

したがって、テールピース台車１４により連続ベルトコンベア２０を延伸する場合には、テールピース台車１４の坑口側の連続ベルトコンベア２０の箇所において、トンネル側結合部４２の脚部３６の下端を上方に揺動させ、ゴムベルト２２のリターン部２２Ｂが装脱部３７から下部フレーム３２と上部フレーム３４との間に挿入され、ゴムベルト２２のキャリア部２２Ａがキャリアローラ３０の上に位置するように、ローラユニット２４をトンネル壁面１０Ｂに向けて水平に移動させ、移動後、トンネル側結合部４２側の脚部３６の下端を下部フレーム３２に結合し、トンネル側結合部４２とフレーム側外結合部３８とを結合すると共にフレーム側内結合部４０をロッド４４に結合してロッド４４により吊り下げ、ローラユニット２４を取り付ける作業が行われる。
また、カテナリー台車１６の切羽側の連続ベルトコンベア２０の箇所において、すでにトンネル側結合部４２に取り付けられたローラユニット２４のフレーム側外結合部３８を取り外すと共にフレーム側内結合部４０からロッド４４を取り外し、トンネル側結合部４２側の脚部３６の下端を上方に揺動させておき、ローラユニット２４をトンネル壁面１０Ｂから離れる方向に水平に移動させる。これによりゴムベルト２２のリターン部２２Ｂは装脱部３７から取り出され、ローラユニット２４の取り外し作業が終了する。

本実施の形態によれば、互いに切り離された複数のローラユニット２４を設けたので、テールピース台車１４による連続ベルトコンベア２０の延伸時、テールピース台車１４の坑口側の連続ベルトコンベア２０の箇所において、ローラユニット２４を連続ベルトコンベア２０の延伸長さに応じた個数で設置し、また、カテナリー台車１６の切羽側の連続ベルトコンベア２０の箇所において、ローラユニット２４を撤去していけばよく、連続ベルトコンベア２０の延伸作業を円滑に行なう上で有利となり、トンネル掘進作業の効率を高める上で有利となる。
すなわち、従来は、テールピース台車１４の前進に応じて連続ベルトコンベア２０のフレーム、例えば、３ｍ単位のフレームを継ぎ足していく作業が必要であった。そのため、連続ベルトコンベア２０のゴムベルト２２の延伸を行なうために連続ベルトコンベア２０のフレームを継ぎ足すための油圧装置を含んだ延伸用装置、連続ベルトコンベア２０のフレームの継ぎ足しに伴ってゴムベルト２２を緊張させる油圧装置を含んだ緊張装置を利用してフレームを継ぎ足す大掛かりな作業が行なわれ、１日程度かかってしまう。
そのため、従来は、１週間（あるいは２週間）に１回テールピース台車１４を前進させ、連続ベルトコンベア２０を延伸させており、その都度、連続ベルトコンベア２０を停止させフレームの継ぎ足しの大掛かりな作業を行なっている。
一方、切羽は掘削作業に伴い毎日前進していく。
テールピース台車１４の前進は１、２週間毎に一度程度に制約されているため、クラッシャ１２は、テールピース台車１４の前方に隣接した位置に留まらなくてはならず、切羽からの掘削ずりをクラッシャ１２に運搬するホイールローダ１８の走行距離が日々長くなる不利がある。
これに対して、本発明は互いに切り離された複数のローラユニット２４を用いるため、連続ベルトコンベア２０の延伸作業が、従来のようにフレーム長さ単位に制約されず、例えば、３０分程度の作業時間で１ｍ単位で延伸できるため、連続ベルトコンベア２０を１日１回延伸でき、その都度、テールピース台車１４とクラッシャ１２とを前進できる。
そのため、クラッシャ１２と切羽との距離を従来よりも短縮でき、ホイールローダ１８の走行距離が長くなることを抑制し走行距離を一定に保て、ホイールローダ１８による切羽からの掘削ずりの運搬効率を高める上で有利となる。
また、従来は、連続ベルトコンベア２０の傾斜をフレームの長さ単位、例えば３ｍ単位でしか設定できないことから連続ベルトコンベア２０の傾斜に関する設計の自由度が制約される不利がある。
これに対して、本実施の形態では、ローラユニット２４が互いに切り離されているため、連続ベルトコンベア２０の傾斜をローラユニット２４単位で自由に設定できるため、連続ベルトコンベア２０の傾斜に関する設計の自由度を確保する上で有利となる。

１０ トンネル
１０Ｂ トンネル壁面
１４ テールピース台車
２０ 連続ベルトコンベア
２２ ゴムベルト
２２Ａ キャリア部
２２Ｂ リターン部
２４ ローラユニット
２６ フレーム
２８ リターンローラ
３０ キャリアローラ
３００２ 中央ローラ
３００４ 側部ローラ
３２ 下部フレーム
３４ 上部フレーム
３６ 脚部
３７ 装脱部
３８ フレーム側外結合部
４０ フレーム側内結合部
４２ トンネル側結合部
４４ ロッド
Ｎ１ ボルト

Claims (5)

1. トンネル内において切羽の掘削により生じた掘削ずりをテールピース台車から坑口へ搬出する連続ベルトコンベアのゴムベルトを支持するゴムベルト支持用ローラユニットであって、
   前記ゴムベルト支持用ローラユニットは、フレームと、掘削ずりを前記テールピース台車から坑口へ搬出する前記ゴムベルトのキャリア部を支持する単一のキャリアローラと、坑口から前記テールピース台車に戻る前記ゴムベルトのリターン部を支持する単一のリターンローラとを含んで構成され、
   前記フレームは細長形状を呈し、その長手方向の一端に、トンネル壁面に設けられたトンネル側結合部に係脱可能に結合されるフレーム側外結合部が設けられると共に、その長手方向の他端に、天井から吊り下げられたロッドの下端が係脱可能に結合されるフレーム側内結合部が設けられ、
   前記キャリアローラは前記リターンローラの上方箇所に配置され、前記キャリアローラと前記リターンローラはそれぞれ前記フレームで回転可能に支持され、
   前記フレーム側外結合部寄りに位置する前記フレームの箇所に、前記キャリアローラの下方で前記リターンローラの上方への前記リターン部の挿脱を可能とした装脱部が設けられている、
   ことを特徴とする連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニット。
2. 前記フレームは、前記リターンローラを回転可能に支持する下部フレームと、前記リターンローラの上方で前記キャリアローラを回転可能に支持する上部フレームと、それら下部フレームと上部フレームとを連結する一対の脚部とを含んで構成され、
   前記下部フレームは細長形状を呈し、その長手方向の一端に前記フレーム側外結合部が設けられると共に、その長手方向の他端に前記フレーム側内結合部が設けられ、
   前記一対の脚部は、前記リターンローラの長手方向の両側で上下方向に延在し前記下部フレームと前記上部フレームとを連結しており、
   前記一対の脚部のうち前記フレーム側外結合部寄りに位置する脚部は、その長手方向の一端が前記上部フレームまたは前記下部フレームの一方に回転可能に支持されると共に、その長手方向の他端が前記上部フレームまたは前記下部フレームの他方に係脱可能に結合され、前記装脱部を構成している、
   ことを特徴とする請求項１記載の連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニット。
3. 前記リターンローラは、前記下部フレームの長手方向の中央で支持され、
   前記上部フレームは、前記下部フレームよりも短い長さを有し、前記下部フレームの長手方向の中央の上方に配置されている、
   ことを特徴とする請求項２記載の連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニット。
4. 前記キャリアローラは、前記上部フレームの長手方向の中央に水平に配置された中央ローラと、前記中央ローラの両側に配置され前記中央ローラから離れるにつれて上昇する傾斜の側部ローラとで構成されている、
   ことを特徴とする請求項２または３記載の連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニット。
5. 前記トンネル側結合部は、アンカーボルトを介してトンネル壁面に取着され、
   前記フレーム側外結合部は、前記トンネル側結合部に対してボルトを介して係脱可能に結合される、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の連続ベルトコンベアのゴムベルト支持用ローラユニット。

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