JP2020016016A - 延伸ベルトコンベヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル内において、地盤からの立ち上げ固定、天井部又は側壁部からの吊り下げ固定の両方に対応できる延伸ベルトコンベヤを提供する。【解決手段】ヘッドプーリ及びテールプーリに掛け渡された無端状のコンベヤベルト４と、コンベヤベルト４を保持するローラ１１，１２，２１と、コンベヤベルト４の長手方向へ伸びる複数の長手方向部材４４とそれらを幅方向へ結ぶ幅方向部材４１とを有しローラ１１，１２，２１を支持する上部フレームとを備え、幅方向部材４１は、互いに幅方向へスライド自在の内方部材４７と外方部材４８とで構成され、外方部材４８は、地盤から立ち上がる下部フレーム３０への接続部である下部フレーム接続部Ｘと、上方からの吊り部材への接続部である吊り部材接続部Ｙと、コンベヤベルト４の幅方向側方に位置する壁部への接続部である側壁固定部Ｚとを備える延伸ベルトコンベヤとした。【選択図】図１

Description

この発明は、ベルトコンベヤに関し、特に、トンネル工事等において土砂を運搬するために、随時、その設置延長を変更できる延伸式のベルトコンベヤに関するものである。

トンネルの掘削工事において、掘削で生じた土砂等を搬出するために、大型のダンプトラックの使用が一般的である。また、そのダンプトラックのトンネル内での走行をなるべく抑えるため、トンネル内の一部区間又は全区間にベルトコンベヤを用いる場合もある。特に、長大トンネルの掘削工事では、掘削の進捗に応じて長さを延伸できる、いわゆる延伸ベルトコンベヤを使用する機会が増えている。

延伸ベルトコンベヤの技術として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の延伸ベルトコンベヤは、駆動側であるヘッドプーリを備えたヘッド部と、従動側であるテールプーリを備えたテール部との間に、多段ローラを備えたストレージ部を配置し、それらの間に無端状のコンベヤベルトを掛け渡している。テール部は、掘削の最先端である切羽側に配置され、移動自在のテール移動台車に載せられている。ヘッド部は、土砂等の搬出先である坑口に近い側、あるいは、坑口の外部に配置される。

掘削の進捗に伴い、テール部を切羽側へ移動させるとともに、コンベヤベルトをストレージ部から繰り出して、ストレージ部とテール部の間の距離を延伸する。このとき、ストレージ部では、多段ローラを構成する複数のローラ間の距離が縮小して、コンベヤベルトの繰り出しに対応している。

ストレージ部とテール部との間では、仮設足場用の金属管材を結合して組み立てられるフレームを、切羽側へ順次延長して延伸部を構築する。延伸部のフレームには、搬送面側のコンベヤベルトを保持するキャリヤローラを備えたキャリヤベッド、及び、リターン側のコンベヤベルトを保持するリターンローラを備えたリターンベッドを、それぞれ取り付けている。

なお、特許文献１の延伸部では、フレームを構成する仮設足場用の金属管材として、上下方向に立つ２本の柱部の上部を、コンベヤの幅方向（以下、単に幅方向と称する）へ伸びる梁部で連結した建枠を使用し、複数の建枠をコンベヤベルトの長手方向へ並列して配置して、隣り合う建枠同士を斜め方向の筋交で連結し、さらに、隣り合う建枠同士を長手方向の単管で連結している。キャリヤベッド及びリターンベッドは、この長手方向に伸びる単管に固定されている。

特開２０１７−０７５４９６号公報

上記の延伸ベルトコンベヤの技術では、延伸部を構築する際に、フレームの組み立て作業が繁雑である。

例えば、特許文献１のフレームは、上下方向に立つ２本の柱部を結ぶ幅方向の梁部は、それぞれ汎用のクランプ部材で結合されて建枠を構成している。柱部に対するクランプ部材の位置、梁部に対するクランプ部材の位置は、それぞれ部材同士をスライドさせて所定の位置まで調整する必要がある。また、隣り合う建枠同士を長手方向に連結する単管についても同様に、建枠に対するクランプ部材の位置、単管に対するクランプ部材の位置を、それぞれ部材同士をスライドさせて所定の位置まで調整する必要がある。単管に用いられる汎用のクランプ部材は、部材を手で支えながら締め付け作業を行う必要があるので、多数の箇所の締め付け作業を行うのは手間と時間を要するものである。

特に、延伸ベルトコンベヤでは、建枠の幅、すなわち２本の柱部同士の間隔や、あるいは、コンベヤベルトの長手方向に隣り合う建枠同士の間隔は、延伸ベルトコンベヤの仕様や作業現場の状態によってその都度異なるので、このような煩雑な調整作業が必要となっている。

さらに、延伸ベルトコンベヤがトンネル内で用いられる場合には、キャリヤベッド及びリターンベッドを支えるフレームが、トンネルの側壁部や天井部に吊して固定される場合もある。このような吊り下げ型の延伸ベルトコンベヤでは、フレームの幅方向一方の端部をトンネルの側壁部に固定するとともに、フレームの幅方向他方の端部あるいは幅方向中程を、トンネルの側壁部や天井部から、ワイヤ等の吊り部材で吊り下げるのが一般的である。

ところで、トンネル内では、地盤から立ち上がるフレームで延伸ベルトコンベヤを構築して、トンネルの掘削の進行とともに徐々にその設置長さを延伸しながら仮設的にコンベヤを稼働させつつ、その設置長さがある程度まとまった長さになった段階で、それらの区間の延伸ベルトコンベヤを、本設的な吊り下げ固定に移行させることが有効である。このようにできれば、コンベヤの稼働を停止する回数を減らすことができ、また、トンネル内壁へのアンカーの打ち込み等の施工を広い範囲に亘って一度にできるので、作業の効率面やコスト面で有利である。

しかし、延伸ベルトコンベヤの通る位置や高さ、すなわち、延伸ベルトコンベヤのトンネルの側壁部からの横方向距離や天井部からの上下方向距離は、トンネルの線形や前後の障害物等によって、場所に応じて異なる状態となる。このため、フレームは、いずれの場所においても幅方向一方の端部がトンネルの側壁部に固定できるように、場所に応じて幅方向への長さが調整できるものが求められる。

ここで、上記特許文献１のような地盤からの立ち上げ固定を前提としたフレーム、すなわち、建枠と単管とからなる仮設的なフレームでは、吊り下げ固定に容易に対応できないという問題がある。上下方向の柱部とそれらを結ぶ幅方向の梁部とからなる建枠、及び、隣り合う建枠同士を長手方向に連結する単管からなるフレームは、コンベヤの幅方向への長さを調整することが事実上困難又は非常に煩雑であり、そのフレームをトンネル内壁に容易に固定できないからである。

そこで、この発明の課題は、トンネル内で用いられる延伸ベルトコンベヤを、地盤からの立ち上げ固定、天井部又は側壁部からの吊り下げ固定の両方に対応できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、この発明は、ヘッドプーリ及びテールプーリと、前記ヘッドプーリ及び前記テールプーリとの間に掛け渡された無端状のコンベヤベルトと、前記ヘッドプーリ及び前記テールプーリとの間で前記コンベヤベルトを保持するローラと、前記コンベヤベルトの長手方向へ伸びる複数の長手方向部材と前記長手方向部材同士を前記コンベヤベルトの幅方向へ結ぶ幅方向部材とを有し前記ローラを支持する上部フレームとを備え、前記幅方向部材は、互いに前記幅方向へスライド自在の第一部材と第二部材とで構成され、前記第二部材は、地盤から立ち上がる下部フレームへの接続部である下部フレーム接続部と、上方からの吊り部材への接続部である吊り部材接続部とを備え、前記第一部材は、前記コンベヤベルトの幅方向側方に位置する側壁部への接続部である側壁固定部を備える延伸ベルトコンベヤを採用した。

ここで、前記第一部材は内方部材であり、前記第二部材は前記内方部材の外側に配置される外方部材である構成を採用することができる。

また、前記下部フレーム接続部は、前記第二部材から前記コンベヤベルトの長手方向へ向かって突出して設けられる構成を採用することができる。

これらの各態様において、前記下部フレーム接続部には接続手段を介して前記下部フレームが接続され、前記下部フレーム接続部又は前記接続手段に、前記下部フレームと前記幅方向部材との前記コンベヤベルトの幅方向に対する相対位置を可変とする第一の位置調整手段を備える構成を採用することができる。

また、前記幅方向部材と前記長手方向部材との前記幅方向に対する相対位置を可変とする第二の位置調整手段を備える構成を採用することができる。

これらの各態様において、前記下部フレームは、前記地盤上に上下方向に立つ複数の柱部と、前記柱部同士を前記幅方向へ結ぶ梁部と、を備えた仮設足場用部材であり、前記下部フレーム接続部は、前記柱部の上端に接続される構成を採用することができる。

ここで、前記第一の位置調整手段は、前記幅方向部材が有する長手状又は複数の孔と、前記接続手段に設けられ前記孔に挿通される軸部材と、前記軸部材に取り付けられ前記軸部材を前記幅方向部材に固定する締付部材とで構成することができる。

また、第二の位置調整手段は、前記幅方向部材が有する長手状又は複数の第一挿通孔と、前記長手方向部材に取り付けられる連結部材と、前記連結部材が有する第二挿通孔と、前記第一挿通孔及び前記第二挿通孔に挿通される挿通軸部材と、前記挿通軸部材に取り付けられ前記挿通軸部材を前記幅方向部材に固定する締付部材とで構成することができる。

第二の位置調整手段は、前記長手方向部材に取り付けられる連結部材と、前記連結部材に設けられる前記幅方向部材への係止部と、前記係止部を前記長手方向部材側へ引き寄せる締付部材とで構成することができる。

前記長手方向部材の水平方向に対する角度を可変とする角度調整手段を備える構成を採用することができる。

この発明は、トンネル内で用いられる延伸ベルトコンベヤを、地盤からの立ち上げ固定、天井部又は側壁部からの吊り下げ固定の両方に対応できるようになる。

この発明の実施形態を示す正面図 同実施形態の地盤からの立ち上げ固定の状態を示し、延伸ベルトコンベヤが搬送方向に沿って水平な場合を示す側面図 同実施形態の斜視図 図３の要部拡大図 上部フレームの幅方向部材と下部フレームとの接続手段の分解斜視図 他の実施形態を示し、延伸ベルトコンベヤが搬送方向に沿って傾斜している場合を示す側面図 （ａ）は延伸ベルトコンベヤが搬送方向に沿って水平な状態、（ｂ）は延伸ベルトコンベヤが搬送方向に沿って傾斜している状態を示す要部拡大図 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の地盤からの立ち上げ固定状態を示す断面図 （ａ）（ｂ）は、同実施形態の吊り下げ固定状態を示す断面図

以下、この発明の実施形態の延伸ベルトコンベヤ１を、図面に基づいて説明する。

この実施形態の延伸ベルトコンベヤ１は、トンネルの掘削工事における掘削の最先端部において、切羽によって地山を削ることによって生じた土砂等を、坑口外へ搬出するために用いられることを想定している。また、この延伸ベルトコンベヤ１は、地盤Ｇからの立ち上げ固定、天井部Ｃ又は側壁部Ｗからの吊り下げ固定の両方に対応できるようになっている。

延伸ベルトコンベヤ１の構成は、図１及び図２に示すように、坑口側に位置するヘッドプーリ２と、切羽側に位置するテールプーリ３と、キャリヤベッド１０とを備えている。ヘッドプーリ２及びテールプーリ３との間には、無端状のコンベヤベルト４が掛け渡される。コンベヤベルト４には、所定幅を有する帯状のゴム素材が用いられ、その内部には繊維や金属等からなる補強部材が埋め込まれて、ローラ外周の円筒面に馴染む所定の可撓性と、搬送物の荷重に耐え得る所定の強度が確保されている。

ヘッドプーリ２には、駆動用モータ等の駆動源Ｍから駆動力が入力され、その駆動力によってヘッドプーリ２が回転すると、上面側に位置する搬送側４ａのコンベヤベルト４が下面側に位置するリターン側４ｂへと送り出されて、無端状のコンベヤベルト４が走行する。このとき、テールプーリ３は、コンベヤベルト４の走行に伴って従動して回転し、コンベヤベルト４をリターン側４ｂから搬送側４ａへとスムーズに送り出す。

また、ヘッドプーリ２及びテールプーリ３との間には、コンベヤベルト４を保持する各種のローラ１１，１２，２１が配置されている。搬送側４ａには、コンベヤベルト４を保持するキャリヤローラ１１，１２を備えたキャリヤベッド１０が、コンベヤベルト４の長手方向に沿って複数配置される。リターン側４ｂには、コンベヤベルト４を保持するリターンローラ２１を備えたリターンベッド２０が、コンベヤベルト４の長手方向に沿って複数配置される。図中の符号５は、ヘッドプーリ２及びテールプーリ３の近傍のリターン側４ｂにおいて、コンベヤベルト４を安定させて保持する案内ローラである。

図１〜図８は、地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態の延伸ベルトコンベヤ１を示している。図９は、トンネルの天井部Ｃや側壁部Ｗからの吊り下げ固定の状態の延伸ベルトコンベヤ１を示している。

地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態では、図２に示すように、ヘッドプーリ２は、地盤Ｇに不動に設置された基礎Ｂ上に固定された端部フレームＦに、回転軸回りに回転自在となるように設置される。テールプーリ３は、地盤Ｇ上に走行可能に配置されたテール移動台車Ｃ上の端部フレームＦに、回転軸回りに回転自在となるように設置される。テール移動台車Ｃの切羽側には、掘削により生じた土石等を破砕するクラッシャ、及び、その破砕物をコンベヤベルト４上に載せる移送装置（小型コンベヤ）を備えた牽引車Ｄが配置される。テール移動台車Ｃは移動する牽引車Ｄに牽引されて、掘削の進捗に合わせて切羽側へ移動する。

キャリヤベッド１０やリターンベッド２０は、延伸ベルトコンベヤ１の長手方向、すなわち、コンベヤベルト４の長手方向へ伸びる梯子状の上部フレーム４０に取り付けられる。上部フレーム４０は、コンベヤベルト４の長手方向に沿って複数配置された下部フレーム３０によって、地盤Ｇに支持される。また、下部フレーム３０と上部フレーム４０とは、接続手段５０によって接続される。

上部フレーム４０は、図３に示すように、コンベヤベルト４の長手方向へ伸びる複数の長手方向部材４４と、長手方向部材４４同士をコンベヤベルト４の幅方向へ結ぶ幅方向部材４１を、長手方向に沿って複数有している。この実施形態では、長手方向部材４４は２本１組で用いられている。

また、長手方向部材４４は所定の長さを有しており、延伸ベルトコンベヤ１の設置長さに応じて、コンベヤベルト４の長手方向に沿って必要本数だけ連結されて用いられる。このため、長手方向部材４４の長手方向両端には、隣り合う長手方向部材４４の長手方向端部との連結の際に、ボルトを挿通する孔が設けられ、突き合わされた長手方向部材４４の端部同士がボルト及びナットで締め付けられて連結されるようになっている。長手方向部材４４に設定される所定の長さは、例えば、５ｍのものを１種類だけ用意しておいてもよいし、あるいは、５ｍのものの他に２．５ｍのものを用意するなど、複数種類の長さのものを用意しておいてもよい。

キャリヤベッド１０やリターンベッド２０は、図２及び図３に示すように、上部フレーム４０の長手方向部材４４に固定される。

キャリヤベッド１０のキャリヤローラ１１，１２は、延伸ベルトコンベヤ１の幅方向、すなわち、コンベヤベルト４の幅方向中央を保持する第一のキャリヤローラ１１と、コンベヤベルト４の幅方向両端を保持する第二のキャリヤローラ１２とからなる。第一のキャリヤローラ１１は水平に配置され、第二のキャリヤローラ１２は幅方向外側に向かって上方へ向かうように傾斜して配置される。これにより、搬送側４ａのコンベヤベルト４は、幅方向両端部が幅方向中央よりも上方へ持ち上がった形状、すなわち、正面視Ｖ字状に保持される。

２本の長手方向部材４４の互いに対向する位置に、取付部材４５が設けられている。キャリヤベッド１０は、幅方向へ対向する取付部材４５間を掛け渡すように固定された支持梁１５、及び、その支持梁１５の端部固定具１６に取り付けられている。

第一のキャリヤローラ１１の回転軸１１ａの両端は、それぞれ支持梁１５に設けられた対の支持片１３によって軸回り回転可能に支持されている。第二のキャリヤローラ１２の回転軸１２ａの両端のうち一方は、支持梁１５に設けられた支持片１７によって軸回り回転可能に支持され、他方は、端部固定具１６から上方へ立ち上がるように設けた支持片１４によって、軸回り回転可能に支持されている。図中の符号１３ａ，１４ａ，１７ａは、それぞれ回転軸１１ａ，１２ａを支える溝状の支持部を示している。

なお、この実施形態では、取付部材４５を、長手方向部材４４から上方へ立ち上がる２つの支え部４５ａと、その支え部４５ａの上端同士を結ぶ連結片４５ｂとで構成しているが、コンベヤベルト４の保持形状、保持位置に合わせて、他の形態からなる取付部材４５としてもよい。

また、２本の長手方向部材４４の互いに対向する位置には、取付部材２３が設けられている。リターンベッド２０のリターンローラ２１の回転軸２１ａの両端は、幅方向へ対向する取付部材２３によって、軸回り回転可能に支持されている。図中の符号２３ａは、回転軸２１ａを支える溝状の支持部を示している。

下部フレーム３０は、図３及び図４に示すように、地盤Ｇ上に上下方向に立つ複数の柱部３１と、柱部３１同士を、コンベヤベルト４の幅方向へ結ぶ梁部３４とを備えた仮設足場用部材である。この実施形態では、図３に示すように、２本の柱部３１とその柱部３１の上端同士を結ぶ梁部３４とで門型の建枠を構成している。建枠は、コンベヤベルト４の長手方向に沿って所定の間隔で複数配置される。

また、この実施形態では、建枠をさらに補強するために、柱部３１の中途部分と梁部３４の中途部分とを結ぶ縦補強部３５、その縦補強部３５と柱部３１とを結ぶ横補強部３６を設けている。さらに、梁部３４の下方において、縦補強部３５同士を結ぶ第二の横補強部３７を設けている。

柱部３１、梁部３４、縦補強部３５、横補強部３６、第二の横補強部３７等を構成する各部材は、断面円形の中空の金属部材で構成されているが、これらの部材の断面形状は、円形以外の形状であってもよい。例えば、断面四角形であってもよい。また、所定の強度を有するものであれば、金属以外の素材であってもよい。さらに、中空でない中実の軸状の部材を用いてもよい。

柱部３１の下部には、地盤Ｇに載置される支持板３２が設けられ、その支持板３２の柱部３１下端からの突出高さを調整できる高さ調整手段３３が設けられている。この実施形態の高さ調整手段３３はネジ機構で構成されているが、それ以外にも、所定の突出高さで柱部３１の下部に支持板３２を固定できる周知の機構を採用できる。なお、コンベヤベルト４の長手方向に隣り合う建枠同士を、斜め方向に結ぶ筋交を設けて、建枠の固定構造をさらに強固にしてもよい。

接続手段５０は、図１及び図４に示すように、下部フレーム３０に接続される第一接続部５１と、上部フレーム４０の幅方向部材４１に接続される第二接続部５２とを備えている。

第一接続部５１は、柱部３１の上端に接続されるようになっている。第一接続部５１は、下方に位置する下部筒部５１ａと、上方に位置する上部筒部５１ｂとが、下部筒部５１ａ及び上部筒部５１ｂよりもやや大径の中央筒部５１ｃで連結された構成となっている。下部筒部５１ａと上部筒部５１ｂとは、同一の軸心上に位置している。下部筒部５１ａは、柱部３１の上端の開口部３１ａ内に挿入され、中央筒部５１ｃが柱部３１の上縁に当たることでそれ以上の挿入が規制され、両者の位置決めが成される。

第二接続部５２は、第一接続部５１の上端に接続されるようになっている。第二接続部５２は、下方に位置する下部接続筒部５２ａと、上方に位置する上部接続部５２ｂとが、連結された構成となっている。下部接続筒部５２ａは、第一接続部５１の上部筒部５１ｂの外周に嵌められて、中央筒部５１ｃが下部接続筒部５２ａの下縁に当たることで、両者の位置決めが成される。

図４に示す符号５３は、抜け止め軸である。抜け止め軸５３の一端が、第一接続部５１の孔５１ｅ及び第二接続部５２の孔５２ｅに挿通されることで、両者の抜け止めが成される。また、抜け止め軸５３の他端が、第一接続部５１の孔５１ｄに挿通されることで、抜け止め軸５３の回り止めが成されている。

さらに、上部接続部５２ｂには、横方向のボルト５２ｈ及びそれにねじ込まれるナット５２ｉによって、軸部材５２ｄが接続されている。軸部材５２ｄは、上部接続部５２ｂを構成する２枚の支持板に挟まれて、ボルト５２ｈの軸心を揺動中心として、コンベヤベルト４の長手方向に沿って揺動自在である。なお、軸部材５２ｄは、ナット５２ｉの締め付けによって、任意の揺動角度で固定可能である。

軸部材５２ｄには、雄ネジ部が設けられている。軸部材５２ｄの雄ネジ部に、第一ナット５２ｆ、第二ナット５２ｇの二つのナットがねじ込まれている。第一ナット５２ｆ及び第二ナット５２ｇは、締付部材５２ｆ、５２ｇとして機能する。

第一接続部５１の各部や第二接続部５２の下部接続筒部５２ａは、下部フレーム３０と同様に断面円形の中空の金属部材で構成されているが、これらの部材の断面形状は、円形以外の形状であってもよい。例えば、断面四角形であってもよい。また、所定の強度を有するものであれば、金属以外の素材であってもよい。さらに、中空でない中実の軸状の部材を用いてもよい。

ここで、幅方向部材４１は、互いにコンベヤベルト４の幅方向へスライドしながら相対移動する第一部材と第二部材とを備えている。第一部材と第二部材はそれぞれコンベヤベルト４の幅方向へ向く長手形状の部材で構成されており、それらが互いに噛み合いながらスライドして、コンベヤベルト４の幅方向へ相対移動する。この相対移動により、第一部材と第二部材との重なり部分の長さが変化するので、幅方向部材４１の全長が可変である。また、第二部材に設けられた雌ネジ部４８ｂに、雄ネジ部材４８ａをねじ込むことにより、雄ネジ部材４８ａで第一部材を締め付けて、第一部材と第二部材とを任意の位置に固定することができる。この実施形態では、雌ネジ部４８ｂは、第二部材に溶接等により固定されたナットであり、雄ネジ部材４８ａにはボルトを採用している。

また、この実施形態では、図５に示すように、第一部材として、コンベヤベルト４の幅方向へ向く長手形状の内方部材４７を採用し、第二部材として、内方部材４７の外側に配置される外方部材４８を採用している。内方部材４７及び外方部材４８は筒状部材で構成され、内方部材４７は、外方部材４８の内部にあって、その外方部材４８に対して筒軸方向へスライド可能である。

この実施形態では、内方部材４７及び外方部材４８をそれぞれ断面矩形の筒状部材としているが、内方部材４７及び外方部材４８の断面形状は、両者が互いにコンベヤベルト４の幅方向へスライド自在であれば自由に設定できる。例えば、内方部材４７及び外方部材４８の断面形状を、断面円形等の矩形以外の断面からなる筒状部材としてもよいし、断面コの字状、断面Ｃ字状等からなる長手形状の部材としてもよい。また、両者を内外の位置関係となる配置とはせず、例えば、基部から突出する対の突出部を有する断面コ字状の長手状部材を用い、それらの対の突出部同士を対面させるように対向配置し、その突出部同士を互いにスライド自在に噛み合わせた態様からなる第一部材と第二部材とで幅方向部材４１を構成してもよい。

外方部材（第二部材）４８は、地盤Ｇから立ち上がる下部フレーム３０への接続部である下部フレーム接続部Ｘを備えている。この実施形態では、下部フレーム接続部Ｘは、外方部材４８からコンベヤベルト４の長手方向へ向かって突出して設けられる張出部材４９によって構成されている。この張出部材４９からなる下部フレーム接続部Ｘに対して、接続手段５０を介して下部フレーム３０が接続される。

この実施形態では、張出部材４９は、外方部材４８の側面に溶接等によって固定された断面コ字型部材で構成される。張出部材４９の外方部材４８の側面に沿って固定される基板部４９ａと、その基板部４９ａの上端からコンベヤベルト４の長手方向へ向かって突出する上フランジ４９ｂと、基板部４９ａの下端からコンベヤベルト４の長手方向へ向かって突出する下フランジ４９ｃとを有する。なお、張出部材４９は、断面コ字型部材以外にも、外方部材４８の側面から張り出す部分を有する部材であれば、種々の形状の部材で構成できる。例えば、張出部材４９を、断面Ｌ字型部材で構成することができる。

この延伸ベルトコンベヤ１は、下部フレーム３０と、上部フレーム４０の幅方向部材４１との間における、コンベヤベルト４の幅方向に対する相対位置を可変とする第一の位置調整手段Ａ１を備えている。第一の位置調整手段Ａ１は、下部フレーム接続部Ｘ及び接続手段５０、または、そのいずれかに設けられる。

また、延伸ベルトコンベヤ１は、上部フレーム４０の幅方向部材４１と、上部フレーム４０の長手方向部材４４との間における、コンベヤベルト４の幅方向に対する相対位置を可変とする第二の位置調整手段Ａ２を備えている。

第一の位置調整手段Ａ１は、図４に示すように、上部フレーム４０の幅方向部材４１が有する長手状の孔４１ａと、接続手段５０に設けられその孔４１ａに挿通される軸部材５２ｄと、軸部材５２ｄに取り付けられ軸部材５２ｄを幅方向部材４１に固定する締付部材５２ｆ、５２ｇとで構成されている。この実施形態の締付部材５２ｆ、５２ｇは、前述の第一ナット５２ｆ及び第二ナット５２ｇである。接続手段５０の軸部材５２ｄが挿通される長手状の孔４１ａは、下部フレーム接続部Ｘを構成する張出部材４９の下フランジ４９ｃに設けられる。

孔４１ａに軸部材５２ｄを挿通する際に、第一ナット５２ｆの上面が下フランジ４９ｃの下面（孔４１ａの縁近傍の下面）に当接するようにし、第二ナット５２ｇは、上フランジ４９ｂと下フランジ４９ｃとの間の空間に入り込むようにする。予め第二ナット５２ｇを軸部材５２ｄに対して所定のねじ込み量に設定しておき、第二ナット５２ｇを張出部材４９に対してスライドさせて、希望の幅方向位置（孔４１ａの長手方向に沿って希望する位置）で停止させる。その後、第一ナット５２ｆを第二ナット５２ｇ側へ締め付ければ、接続部材５０と幅方向部材４１とは一体に固定される。このとき、第二ナット５２ｇを締め付ける際に、第一ナット５２ｆを回り止めすることを防止する手段を下部フレーム接続部Ｘ側に設けておけば、さらに作業が容易である。

このように、第一の位置調整手段Ａ１によって、部材同士のスライドによって両者を位置合わせすることができ、その位置での部材の固定もナットの締め付けで可能であるので、接続部材５０と上部フレーム４０との間における、コンベヤベルト４の幅方向に対する位置決め作業が容易であり、またその固定作業も容易である。

下部フレーム接続部Ｘとしては、張出部材４９に設けられる長手状の孔４１ａに代えて、張出部材４９に設けられコンベヤベルト４の幅方向に沿って並列する複数の孔４１ａを採用してもよい。孔４１ａが長手状の長孔であれば、幅方向への無段階で連続的な位置調整が可能であるが、複数の孔４１ａであれば、軸部材５２ｄを挿通する孔４１ａを選択することで、予め決められた幅方向位置への段階的な位置調整が可能である。

第二の位置調整手段Ａ２は、図４に示すように、幅方向部材４１が有する長手状の第一挿通孔４１ｆと、長手方向部材４４に取り付けられる連結部材４２と、連結部材４２が有する第二挿通孔４２ａと、第一挿通孔４１ｆ及び第二挿通孔４２ａに挿通される挿通軸部材４３ａと、挿通軸部材４３ａに取り付けられ挿通軸部材４３ａを幅方向部材４１に固定する締付部材４３ｂとで構成されている。この実施形態では、幅方向部材４１が有する複数の第一挿通孔４１ｆは、張出部材４９の上フランジ４９ｂに設けられている。

連結部材４２は、互いに平行な面方向を有する対のフラット面を、傾斜面で連結した形状の部材である。上方に位置するフラット面は、長手方向部材４４の上面に溶接等により固定される。なお、これをボルト固定等の他の固定方法としてもよい。下方に位置するフラット面には、前述の第二挿通孔４２ａが設けられている。長孔からなる第一挿通孔４１ｆ内において希望する固定位置を決定し、その決定した第一挿通孔４１ｆ内の位置に第二挿通孔４２ａを位置合わせし、さらに、ワッシャ４３ｃを介して挿通軸部材４３ａを挿通し、ナットからなる締付部材４３ｂを締め付けることにより、連結部材４２と幅方向部材４１とが固定される。

このように、第二の位置調整手段Ａ２によって、幅方向部材４１と長手方向部材４４とを位置合わせすることができ、その位置での部材の固定もナットの締め付けで可能である。このため、幅方向部材４１と長手方向部材４４との間における、コンベヤベルト４の幅方向に対する位置決め作業が容易であり、その固定作業も容易である。

また、幅方向部材４１に設けられる長手状の第一挿通孔４１ｆに代えて、コンベヤベルト４の幅方向に沿って並列する複数の孔からなる第一挿通孔４１ｆを採用してもよい。第一挿通孔４１ｆが長手状の長孔であれば、幅方向への無段階で連続的な位置調整が可能である。これに対して、第一挿通孔４１ｆが複数の孔であれば、挿通軸部材４３ａを挿通する孔を選択することで、予め決められた幅方向位置への段階的な位置調整が可能である。

さらに、延伸ベルトコンベヤ１は、上部フレーム４０の長手方向部材４４の水平方向に対する角度を可変とする角度調整手段Ａ３を備えている。角度調整手段Ａ３は、接続手段５０に備えられている。長手方向部材４４の水平方向に対する角度とは、すなわち、延伸ベルトコンベヤ１が上り勾配であるとした場合の仰角、下り勾配とした場合の俯角であり、直線状に伸びる長手方向部材４４の軸方向が水平方向に対して成す角度である。

延伸ベルトコンベヤ１を設置する場所は、必ずしも水平区間とは限らないので、設置箇所の勾配状況に応じて、例えば、図６に示すように、鉛直方向に建てた下部フレーム３０に対して、下部フレーム３０の柱部３１と上部フレーム４０の長手方向部材４４とが、互いに直角とはならない状況（図中の水平方向に対する角度α参照）において、角度調整手段Ａ３の機能で対応する。下部フレーム３０の柱部３１は、できる限り鉛直方向に建てることが望ましいからである。

この実施形態では、角度調整手段Ａ３は、接続手段５０の第二接続部５２に設けられた前述の上部接続部５２ｂ、軸部材５２ｄ、ボルト５２ｈ及びナット５２ｉ等で構成されている。軸部材５２ｄがボルト５２ｈの軸心を揺動中心として、コンベヤベルト４の長手方向に沿って揺動自在であり、軸部材５２ｄは、ナット５２ｉの締め付けによって任意の揺動角度で固定可能であるから、下部フレーム３０の柱部３１と上部フレーム４０の長手方向部材４４との固定角度を調整可能である。

例えば、図７（ａ）は、下部フレーム３０の柱部３１と上部フレーム４０の長手方向部材４４との固定角度を直角とした場合の側面図である。これに対して、図７（ｂ）は、長手方向部材４４の軸方向の水平方向に対する仰角をα（０度＜α＜９０度）とし、これに対応して、下部フレーム３０の柱部３１の軸方向と、接続手段５０の軸部材５２ｄの軸方向との間に、同じ大きさの角度αの交差角を設定したものである。

延伸ベルトコンベヤ１を使用してトンネルを施工する際には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、延伸ベルトコンベヤ１を地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態に設置する。トンネルの掘削の先端側において、切羽による掘削で生じた土石等を、牽引車Ｄのクラッシャに投入し、その破砕物を延伸ベルトコンベヤ１のコンベヤベルト４に移載する。搬送物は、コンベヤベルト４の走行に伴い坑口側へ搬送される。

掘削の進行に伴い、切羽は前進する。それに合わせてテール移動台車７を牽引車Ｄで牽引して、テールプーリ３を切羽側へ移動させつつ、コンベヤベルト４をストレージ部から繰り出して、ストレージ部とテールプーリ３の間の延伸した区間において、延伸用のフレームを構築する。この延伸用のフレームは、既に設置されている上部フレーム４０、下部フレーム３０や接続手段５０と同様の部材で構成される。

具体的には、延伸用に繰り出されたコンベヤベルト４に合わせ、必要な本数の下部フレーム３０を地盤Ｇ上に立ち上げ、接続手段５０を介して上部フレーム４０を取り付ける。新しく設置する上部フレーム４０は、既設の上部フレーム４０の端部に接続していく。そして、上部フレーム４０にキャリヤベッド１０及びリターンベッド２０を取り付けて、そのローラ１１，１２，２１によりコンベヤベルト４を保持させ、再び稼働を開始する。

下部フレーム３０に用いられている仮設足場用の金属製管材は、各種建設現場で広く使用されているため、新規に製作する必要がなく、既存の種々の部材を組み合わせることで容易に構築できる。また、広く流通している部材であるため、運送費も抑制できる。

なお、この実施形態では、ヘッドプーリ２を備えたヘッド部と、テールプーリ３を備えたテール部との間には、多段ローラを備えたストレージ部（図示せず）が配置されている。ストレージ部は、コンベヤベルト４の長手方向に対向する対のローラが多段に配置されており、この多段のローラにコンベヤベルト４が掛け回されている。対向するローラ同士を接近させると、搬送部分を構成するコンベヤベルト４に余長が生じるので、テール移動台車Ｃをテールプーリ３とともに切羽側へ移動させて、延伸ベルトコンベヤ１の設置距離を延長することができる。このストレージ部として周知の構成を採用してよいが、例えば、特許文献１のものを採用してもよい。なお、ストレージ部等のコンベヤベルト４の繰り出し装置を用いない場合は、延伸後の延伸ベルトコンベヤ１の設置長さに応じた別のコンベヤベルト４を用意すればよい。

つぎに、トンネルの天井部Ｃや側壁部Ｗからの吊り下げ固定の設置構造を、図９（ａ）（ｂ）に示す。

延伸ベルトコンベヤ１は、一旦、地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態で設置された後、工事の進捗とともに、その設置延長がある程度の長さになった段階で、図８（ａ）に示す状態から図９（ａ）へ示す状態へ、また、図８（ｂ）に示す状態から図９（ｂ）へ示す状態へと、すなわち、地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態から、天井部Ｃ及び側壁部Ｗからの吊り下げ固定の状態へと、その設置構造が変更されていく。

このように、延伸ベルトコンベヤ１の設置構造を途中で変更するのは、特にトンネルの掘削工事において、地盤Ｇから立ち上がるフレームで延伸ベルトコンベヤ１を構築し、トンネル掘削の切羽の進行とともに、徐々にその設置長さを切羽の進行に応じて延伸しながら仮設的にコンベヤを稼働させつつ、その設置長さがある程度まとまった長さになった際に、それらの区間の延伸ベルトコンベヤ１を、本設的な吊り下げ固定の状態に移行させるのが有効だからである。これにより、設置構造の変更に伴うコンベヤの稼働停止回数を減らすことができ、また、トンネル内壁へのアンカーの打ち込み等の施工を広い範囲に亘って一度にできるので、作業効率が向上しコストも低減できる。

このような吊り下げ固定の設置構造に対応して、上部フレーム４０の一部を構成する幅方向部材４１は、天井部Ｃ等に支持された上方からの吊り部材７３への接続部である吊り部材接続部Ｙと、コンベヤベルト４の幅方向側方に位置する側壁部Ｗへの接続部である側壁固定部Ｚとを備えている。幅方向部材４１は、コンベヤベルト４の幅方向一方の端部が、トンネルの内壁のうち距離が近い側の側壁部Ｗの方へ向いており、コンベヤベルト４の幅方向他方の端部が、トンネルの幅員の中央の方を向いて配置されている。

吊り部材接続部Ｙは、幅方向部材４１の幅方向他方の端部あるいは幅方向中程を、トンネルの内壁を構成する側壁部Ｗや天井部Ｃから、ワイヤ等の吊り部材７３で吊り下げるためのものである。

この実施形態では、円弧状を成すトンネルの内壁のうち比較的上方寄りの部分である天井部Ｃに、板状部材等で構成されるプレート部７２が、アンカーボルト等で構成されるアンカー部７１によって固定されて、トンネルの内壁と一体の天井固定部７０を構成している。吊り部材７３は、この天井固定部７０と吊り部材接続部Ｙとの間に繋がれて、幅方向部材４１を支えている。

吊り部材７３と天井固定部７０との接続構造、吊り部材７３と吊り部材接続部Ｙとの接続構造としては、例えば、それぞれフック等の係止手段を採用できる。この実施形態では、吊り部材７３の両端にカギ状のフックを備え、天井固定部７０や吊り部材接続部Ｙに、そのカギ状のフックが係止できる孔付きの突出部材を備えた構成とされている。なお、天井固定部７０や吊り部材接続部Ｙとして、そのような孔付きの突出部材に代えて、吊り部材７３に係止できるカギ状のフック等で構成してもよい。

側壁固定部Ｚは、幅方向部材４１の幅方向一方の端部に設けられる。側壁固定部Ｚは、幅方向部材４１の幅方向一方の端部を、円弧状を成すトンネルの内壁のうち比較的側方寄りの部分である側壁部Ｗに固定するためのものである。

この実施形態では、側壁固定部Ｚは、図１及び図５、図９に示すように、円弧状を成すトンネルの内壁のうち比較的側方寄りの部分である側壁部Ｃに宛がわれる板状部材等で構成され、アンカー挿通孔６２ａを有するプレート部６２、そのプレート部６２を側壁部Ｃに固定するアンカーボルト等で構成されるアンカー部６１、プレート部６２を回動自在に支持するヒンジ部６０で構成されている。ヒンジ部６０を介して、プレート部６２は上下方向に首振り自在であるので、そのプレート部６２の板面を側壁部Ｃに面接触させやすい。

側壁固定部Ｚは、幅方向部材４１を構成する部材のうち、内方部材（第一部材）４７に設けられる。外方部材（第二部材）４８が下部フレーム３０によって地盤Ｇ上に固定された状態において、その外方部材４８に対する内方部材４７の突出量を増大させることで、すなわち、側壁部Ｗ側への突出長さを増大させることで、端部に設けた側壁固定部Ｚを側壁部Ｗに当接できるようにしている。

なお、吊り部材接続部Ｙは、吊り部材７３に対向できるように、幅方向部材４１に対して上向きに設けられることが望ましい。また、吊り部材接続部Ｙを内方部材４７に設けることも可能ではあるが、吊り部材接続部Ｙは、側壁部Ｗから遠い側に位置する外方部材４８に設けられることが望ましい。

地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態の延伸ベルトコンベヤ１を、上方からの吊り下げ固定の状態に変更する際には、下部フレーム３０による地盤Ｇ上の支持状態のまま、幅方向部材４１の内方部材４７を側壁部Ｗ側へ突出させ、側壁固定部Ｚを側壁部Ｗに固定する。また、吊り部材接続部Ｙに吊り部材７３を固定する。吊り部材接続部Ｙへの吊り部材７３の固定は、側壁固定部Ｚの側壁部Ｗへの固定前に行ってもよい。その後、接続手段５０による上部フレーム４０と下部フレーム３０とを切り離す作業を行う。最後に下部フレーム３０を撤去する。

仮に、上方からの吊り下げ固定の状態の延伸ベルトコンベヤ１を、地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態へと変更する必要が生じた場合には、上記と逆の手順で作業を行うこととなる。

この実施形態の延伸ベルトコンベヤ１は、トンネルの掘削工事において、掘削の最先端で生じた土砂等を搬出するために用いられることを想定しているが、トンネルの掘削工事以外の他の用途、例えば、明かり区間での土砂等の搬送においても、地盤Ｇからの立ち上げ固定の状態と、上方からの吊り下げ固定の状態の両方の設置構造を必要とする現場において、特に、土砂等の搬送物の発生場所が、時間の経過とともに移動する現場において有効である。また、延伸ベルトコンベヤ１の設置長さの調節が容易であるので、搬送距離が異なる種々の現場において、共通の部材を用いて延伸ベルトコンベヤ１の設置が可能である。この場合、ストレージ部は必ずしも必要なく、設置長さに応じたコンベヤベルト４を用意すればよい。

１ 延伸ベルトコンベヤ
２ ヘッドプーリ
３ テールプーリ
４ コンベヤベルト
５ 案内ローラ
１０ キャリヤベッド
１１，１２ キャリヤローラ
２０ リターンベッド
２１ リターンローラ
３０ 下部フレーム
３１ 柱部
３４ 梁部
４０ 上部フレーム
４１ 幅方向部材
４１ａ 孔
４１ｆ 第一挿通孔
４２ 連結部材
４２ａ 第二挿通孔
４３ａ 挿通軸部材
４３ｂ 締付部材
４４ 長手方向部材
４７ 内方部材（第一部材）
４８ 外方部材（第二部材）
４９ 張出部材
４９ａ 基板部
４９ｂ 上フランジ
４９ｃ 下フランジ
５０ 接続手段
５１ 第一接続部
５２ 第二接続部
５２ｄ 軸部材
５２ｆ，５２ｇ 締付部材
６０ ヒンジ部
６１ アンカー部
６２ プレート部
７０ 天井固定部
７１ アンカー部
７２ プレート部
７３ 吊り部材
Ａ１ 第一の位置調整手段
Ａ２ 第二の位置調整手段
Ａ３ 角度調整手段
Ｇ 地盤
Ｘ 下部フレーム接続部
Ｙ 吊り部材接続部
Ｚ 側壁固定部

Claims (7)

1. ヘッドプーリ（２）及びテールプーリ（３）と、
   前記ヘッドプーリ（２）及び前記テールプーリ（３）との間に掛け渡された無端状のコンベヤベルト（４）と、
   前記ヘッドプーリ（２）及び前記テールプーリ（３）との間で前記コンベヤベルト（４）を保持するローラ（１１，１２，２１）と、
   前記コンベヤベルト（４）の長手方向へ伸びる複数の長手方向部材（４４）と前記長手方向部材（４４）同士を前記コンベヤベルト（４）の幅方向へ結ぶ幅方向部材（４１）とを有し前記ローラ（１１，１２，２１）を支持する上部フレーム（４０）と、
   を備え、
   前記幅方向部材（４１）は、互いに前記幅方向へスライド自在の第一部材と第二部材とで構成され、
   前記第二部材は、地盤から立ち上がる下部フレーム（３０）への接続部である下部フレーム接続部（Ｘ）と、上方からの吊り部材（７３）への接続部である吊り部材接続部（Ｙ）とを備え、
   前記第一部材は、前記コンベヤベルト（４）の幅方向側方に位置する側壁部への接続部である側壁固定部（Ｚ）を備える延伸ベルトコンベヤ。
2. 前記第一部材は内方部材（４７）であり、前記第二部材は前記内方部材（４７）の外側に配置される外方部材（４８）である
   請求項１に記載の延伸ベルトコンベヤ。
3. 前記下部フレーム接続部（Ｘ）は、前記第二部材から前記コンベヤベルト（４）の長手方向へ向かって突出して設けられる請求項１又は２に記載の延伸ベルトコンベヤ。
4. 前記下部フレーム接続部（Ｘ）には接続手段（５０）を介して前記下部フレーム（３０）が接続され、
   前記下部フレーム接続部（Ｘ）又は前記接続手段（５０）に、前記下部フレーム（３０）と前記幅方向部材（４１）との前記コンベヤベルト（４）の幅方向に対する相対位置を可変とする第一の位置調整手段（Ａ１）を備える請求項１から３のいずれか一つに記載の延伸ベルトコンベヤ。
5. 前記幅方向部材（４１）と前記長手方向部材（４４）との前記幅方向に対する相対位置を可変とする第二の位置調整手段（Ａ２）
   を備える請求項１から４のいずれか一つに記載の延伸ベルトコンベヤ。
6. 前記下部フレーム（３０）は、
   前記地盤（Ｇ）上に上下方向に立つ複数の柱部（３１）と、
   前記柱部（３１）同士を前記幅方向へ結ぶ梁部（３４）と、
   を備えた仮設足場用部材であり、
   前記下部フレーム接続部（Ｘ）は、前記柱部（３１）の上端に接続される
   請求項１から５のいずれか一つに記載の延伸ベルトコンベヤ。
7. 前記長手方向部材（４４）の水平方向に対する角度を可変とする角度調整手段（Ａ３）を備える請求項１から６のいずれか一つに記載の延伸ベルトコンベヤ。

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