JP2023018330A - 昇降装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち特許文献１をはじめとする従来技術に比してより軽量な装置でベルトコンベヤを昇降させることができる昇降装置を提供することである。【解決手段】本願発明の昇降装置は、ベルトコンベヤを昇降させる装置であって固定柱と移動柱、ベルトコンベヤを載置可能な載置体、巻上装置、滑車を備えたものである。移動柱は、固定柱内をスライド可能に固定柱内に挿入される。固定柱が略鉛直姿勢となり載置体がベルトコンベヤの下方に位置するように配置したうえで、巻上装置で吊ロープを巻取ると移動柱とともに上昇した載置体がベルトコンベヤを下方から押し上げ、巻上装置で吊ロープを巻出すと載置体に載置されたベルトコンベヤが移動柱とともに降下する。【選択図】図１

Description

本願発明は、トンネル掘削によって生じたズリを坑口方面に送り出すなど物を搬送するベルトコンベヤに関するものであり、より具体的には、ベルトコンベヤを昇降させることができる昇降装置に関するものである。

我が国の国土は、およそ２／３が山地であるといわれており、そのため道路や線路など（以下、「道路等」という。）は必ずといっていいほど山地部を通過する区間がある。この山地部で道路等を構築するには、斜面の一部を掘削する切土工法か、地山の内部をくり抜くトンネル工法のいずれかを採用するのが一般的である。トンネル工法は、切土工法に比べて施工単価（道路等延長当たりの工事費）が高くなる傾向にある一方で、切土工法よりも掘削土量（つまり排土量）が少なくなる傾向にあるうえ、道路等の線形計画の自由度が高い（例えば、ショートカットできる）といった特長があり、これまでに建設された国内のトンネルは１０，０００を超えるといわれている。

山岳トンネルの施工方法としては、昭和５０年代までは鋼アーチ支保工に木矢板を組み合わせて地山を支保する「矢板工法」が主流であったが、現在では地山強度を積極的に活かすＮＡＴＭ（Ｎｅｗ Ａｕｓｔｒｉａｎ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）が主流となっている。ＮＡＴＭは、地山が有する強度（アーチ効果）に期待する設計思想が主な特徴であり、そのため従来の矢板工法に比べトンネル支保工の規模を小さくすることができ、しかも施工速度を上げることができることから施工コストを減縮することができる。

また我が国におけるＮＡＴＭは、本格的に実施されて以来、飛躍的に掘削技術が進歩しており、種々の補助工法が開発されることによって様々な地山に対応することができるようになり、さらに掘削機械（特に、自由断面掘削機）の進歩によって発破掘削のほか機械掘削も選択できるようになった。この機械掘削は、掘削断面積や線形にもよるものの一般的には比較的低い強度（例えば、一軸圧縮強度が４９Ｎ／ｍｍ^２以下）の地山に対して採用されることが多く、一方、対象地山に岩盤が存在する場合はやはり発破掘削が採用されることが多い。

さらに、発破掘削によって生じた岩砕（発破により岩盤が小割されたもの）や土砂（以下、これらを総称して「ズリ」という。）を坑外に搬出する方法にもいくつかの種類があり、ダンプトラック等に積載してズリを搬送する「タイヤ式」や、坑内に敷設したレールを利用してズリを搬送する「レール式」、同じく坑内に設置した連続ベルトコンベヤシステムによってズリを搬送する「ベルトコンベヤ式」などが挙げられる。

このうちベルトコンベヤ式によるズリ搬送は、概ねトンネル全長（掘削長さ）分の設備を設置する必要があるものの、ダンプトラックのように化石燃料を使用することがないため環境（特に坑内環境）に悪影響を及ぼすことがなく、また掘削延長が長い場合は他の方式よりも経済的に有利であるといった特長がある。そのため、新幹線（例えば、リニア中央新幹線）や高速道路など比較的延長が長いトンネルでは、ズリ搬送方式としてベルトコンベヤ式を採用する傾向にある。

通常、連続ベルトコンベヤシステムは、ベルトコンベヤと、移動式破砕機（移動式クラッシャー）、テールピース台車、ベルトストレージ装置、メインドライブ装置等によって構成される。このベルトコンベヤは、坑口側のヘッドプーリーとテールピース台車のテールプーリー間を巡回する無端ベルトであり、つまりヘッドプーリーとテールプーリーが無端ベルトの反転部として機能する。より詳しくは、坑口側のヘッドプーリーで無端ベルトが上面から下面に移るとともに坑口方面の移動から切羽方面への移動に反転し、切羽側のテールプーリーで無端ベルトが下面から上面に移るとともに切羽方面の移動から坑口方面への移動に反転する。これにより、無端ベルトの上面に載せられたズリが坑口近くまで搬送されるわけである。

発破では岩盤を比較的大きな塊状に小割りするだけであり、この状態のままベルトコンベヤによって搬送することはできない。そのため、移動式破砕機が発破によって生じた岩塊をさらに細かく破砕する。そして移動式破砕機が破砕した岩砕（ズリ）はテールピース台車のズリ投入部（投入ホッパー）に投入され、さらにベルトコンベヤに載せられて坑口方面に搬送される。テールピース台車にはクローラやタイヤといった自走手段が装備されており、切羽の進行に伴い移動（進行）することができる。テールピース台車が前進するとベルトコンベヤが牽引され、これに伴ってあらかじめベルトストレージ装置に貯蔵されたベルトを順次繰り出しベルトコンベヤを延伸していく。

掘削中のトンネル内は、アジテータ車、コンクリート吹付機、ロックボルトや鋼製支保工などを搬送するトラック、火薬運搬車など、種々の建設機械や車両が往来する。また、トンネル内（特に、切羽付近）を換気するための風管や、照明灯、排水用の側溝などが、掘削中のトンネルの概ね全長に亘って常設されており、「ベルトコンベヤ式」を採用するケースではさらにベルトコンベヤも常設される。

一方、トンネル掘削では、必要以上に地山を緩めなように、また経済的な理由から、計画以上（例えば、支払線以上）の予堀りが生じないよう留意しつつ掘進していく。したがってトンネル内の空間（つまり、内空断面）は、ターンテール部配置箇所（あるいは車両の転回箇所）を設けるなど特別な理由がない限り、概ね一定であって利用できる空間は極めて限定的である。そのうえ風管や側溝が常設されることから、建設機械等は残余の比較的狭い空間内での往来を強いられることになる。そのためベルトコンベヤを配置するにあたっては、トンネル内が有効に活用できるように、特に建設機械などの往来に干渉しないように配慮したうえで計画されるのが一般的である。近年では、内空断面のうち上方（いわゆる肩部の付近）にベルトコンベヤを配置するケースが多く見られる。

トンネル掘削がある程度の延長となるまで進行すると、坑口側から順次２次覆工が行われていく。この２次覆工は、防水シートをトンネル壁面に敷設する防水シート工と、実際にコンクリートを打ち込むコンクリート工に大別される。そして２次覆工が始まると、防水シートを敷設するための移動式足場台車（いわゆるシート台車）と、コンクリート工に使用する移動式型枠（つまりセントル）がトンネル内に常設されることとなる。もちろん、セントルよりもシート台車の方が切羽側に配置され、それぞれ所定範囲（例えば、１０．５ｍ区間）の施工が完了するとその都度切羽側に移動していく。

セントルが配置された区間やシート台車が配置された区間は、当然ながら他の掘削区間よりも内空断面が小さくなる。このようないわば断面縮小区間でベルトコンベヤを上方（肩部あたり）に配置すると、ベルトコンベヤはトンネル中心側により接近した位置に置かれることとなり、建設機械などの往来に干渉することもある。したがって断面縮小区間では、他の掘削区間よりも低い位置にベルトコンベヤを設置するのが一般的である。すなわち、セントルやシート台車が迫ってくると、トンネル壁面のうち肩部あたりに支持されていたベルトコンベヤを、比較的低い位置（例えば、土平あたり）に移設するわけである。

このように比較的低い位置に移設されたベルトコンベヤは、セントルやシート台車が通過した後、トンネル内を有効活用するため再び上方に移設される。すなわち、比較的短い期間でベルトコンベヤを下方に移設してまた上方に移設しなければならない。このような移設作業を作業者が行うには、高所作業車や揚重機などを必要とし、相当の手間と時間がかかるうえに、作業場所で内空断面を封鎖するためトンネル掘削を止める（切羽を止める）ことにもなる。そこで、トンネル内に配置されたベルトコンベヤを昇降させる種々の技術がこれまで提案されており、例えば特許文献１ではチェーンブロックと枠組足場を組み合わせた装置でベルトコンベヤを昇降させる技術について提案している。

特開２０１７－１２５３２１号公報

特許文献１に開示される技術は、枠組足場に設置されたチェーンブロックを作業者が操作することによってベルトコンベヤを上昇させ、また降下させるものである。チェーンブロックは、大きなギア比を利用することによって比較的小さい力でも重量物を昇降させることができることが特徴であり、そのため作業者は数多くギアを回転する作業（実際にはチェーンの引き下げ作業）を強いられることとなり、相当な労力と時間を要していた。また所定延長のベルトコンベヤを昇降させるには、通常は３ｍ程度の間隔で複数の装置（枠組足場とチェーンブロック）を配置する必要があるが、この装置は比較的大きな重量（１００ｋｇ程度）であるため、運搬や設置、撤去などに手間と時間がかかるうえ、揚重機などを必要とすることから切羽を止めるおそれすらあった。さらに不注意などによって枠組足場が転倒すると、この装置が大きな重量であるが故に、作業員が負傷するなど労働災害が生じるおそれもあった。

本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち特許文献１をはじめとする従来技術に比してより軽量な装置で、しかもより迅速にベルトコンベヤを昇降させることができる昇降装置を提供することである。

本願発明は、中空の柱状部材内に内挿した柱状部材を巻上装置によって上下にスライドさせ、しかも分解可能とすることで運搬時の軽量化を図る、という点に着目してなされたものであり、これまでにない発想に基づいて行われた発明である。

本願発明の昇降装置は、ベルトコンベヤを昇降させる装置であって中空で柱状の固定柱と、中空（あるいは中実）で柱状の移動柱、ベルトコンベヤを載置可能な載置体、吊ロープを巻取りかつ巻出し可能な巻上装置、滑車を備えたものである。載置体は、使用時における（つまり、使用状態での）移動柱の上端に取り付けられ、巻上装置と滑車は、巻上装置よりも滑車が上方となるように（ただし使用状態）それぞれ固定柱に取り付けられる。また移動柱は、固定柱内をスライド可能に固定柱内に挿入され、巻上装置の吊ロープは、滑車に巻き回されたうえで固定柱内に挿入されて移動柱の一部（ただし使用状態）に取り付けられる。そして、固定柱が略鉛直姿勢（鉛直姿勢を含む）となり載置体がベルトコンベヤの下方に位置するように配置したうえで（つまり使用状態で）、巻上装置で吊ロープを巻取ると移動柱とともに上昇した載置体がベルトコンベヤを下方から押し上げ、一方、巻上装置で吊ロープを巻出すと載置体に載置されたベルトコンベヤが移動柱とともに降下する。

本願発明の昇降装置は、固定柱の内面や移動柱の外面に１又は２以上の回転体が設けられたものとすることもできる。この場合、移動柱が固定柱内をスライドすると、固定柱の内面や移動柱の外面に接触した回転体が回転する。

本願発明の昇降装置は、ガイド機構をさらに備えたものとすることもできる。このガイド機構は、固定柱の内面と移動柱の外面のうち一方に固定柱（移動柱）の軸方向に沿って設けられるガイド溝と、その他方に設けられガイド溝内に配置される突起と、を含んで構成される。この場合、移動柱は、突起がガイド溝に案内されながら固定柱内をスライドする。

本願発明の昇降装置は、ストッパ機構をさらに備えたものとすることもできる。このストッパ機構は、固定柱に設けられる挿通孔と、挿通孔に挿通される挿通材と、を含んで構成される。この場合、挿通材を挿通孔に挿通すると移動柱は挿通材より下方に降下しない（ただし使用状態）。

本願発明の昇降装置は、載置体が着脱可能に移動柱に取り付けられるとともに、移動柱が抜き取り可能に固定柱内に挿入され、さらに吊ロープが着脱可能に移動柱に取り付けられたものとすることもできる。

本願発明の昇降装置は、板状のベースプレートと、伸縮可能なベースジャッキと、をさらに備えたものとすることもできる。このベースプレートは、固定柱の下端（ただし使用状態）であって、固定柱の軸方向に対しては略垂直（垂直を含む）となるように配置される。またベースジャッキは、ベースプレートの下方（ただし使用状態）であって、固定柱の軸方向に対しては略平行（平行を含む）となるように取り付けられ、しかもベースプレートのうち固定柱よりも一方側にのみ取り付けられる。この場合、傾斜した固定物の周辺に配置するとき、固定柱を挟んで固定物の反対側にベースジャッキを配置するとともに、ベースプレートのうち固定柱を挟んでベースジャッキの反対側の一部を固定物に係止したうえで、ベースジャッキの伸縮を調整することによってベースプレートを略水平姿勢（水平姿勢を含む）とすることができる。

本願発明の昇降装置には、次のような効果がある。
（１）ハンドウィンチといった巻上装置によって移動柱と載置体を昇降させることから、チェーンブロックに比べて効率的に作業を行うことができる（つまり、作業量に応じた昇降量を得ることができる。）
（２）装置全体が、例えば特許文献１の装置よりも軽量（４０ｋｇ程度）であるため、設置や撤去にかかる手間と時間が軽減され、不測の転倒が発生しても作業者の負傷の程度が抑制されることが期待できる。さらに、細かい部品に分解可能とする（載置体と移動柱、移動柱と固定柱、吊ロープと移動柱など）ことによって、運搬作業もより容易となる。
（３）主に汎用品を利用していることから、製作コストや破損時の修繕コストが軽減されるうえ、施工現場に応じた改造や調整が容易となる。
（４）従来のチェーブロック式の昇降装置は、１つの昇降部を上下にスライドする機構であり、したがって上昇可能な寸法（高さ）は限定的であった。これに対して本願発明は、複数の移動柱を用いたテレスコピック機構とすることができるため、載置体の上昇寸法（高さ）を設計するうえでの自由度が従来技術に比して向上する。

上部に連続ベルトコンベヤを載置した本願発明の昇降装置を模式的に示す側面図。 巻上装置と滑車が取り付けられた固定柱を模式的に示す側面図。 移動柱と載置体を模式的に示す側面図。 （ａ）は固定柱と複数の移動柱によってテレスコピック機構が構成され、その移動柱が固定柱内に収容された状態を模式的に示すモデル図、（ｂ）は固定柱と複数の移動柱によってテレスコピック機構が構成され、その移動柱が固定柱から上昇していく状態を模式的に示すモデル図。 （ａ）は移動柱の外面に設けられた移動柱回転体を示す断面図、（ｂ）は固定柱の上フランジに設けられたフランジ回転体を示す断面図。 （ａ）は固定柱の内面に設けられたガイド溝を示す断面図、（ｂ）は移動柱の外面に設けられた突起を示す断面図、（ｃ）はガイド溝内に突起が配置された固定柱と移動柱を示す断面図。 （ａ）は固定柱の側壁に設けられた挿通孔を示す側面図、（ｂ）は挿通孔に挿通された挿通材を示す側面図。 覆工コンクリートがライニングされたトンネル内に設置された、ステージ機構を備えた昇降装置を示す断面図。 昇降装置のステージ機構を模式的に示す断面図。 本願発明の昇降装置を用いてベルトコンベヤを上昇させるステップ図。 本願発明の昇降装置を用いてベルトコンベヤを降下させるステップ図。

本願発明の昇降装置の実施の例を図に基づいて説明する。なお、本願発明の昇降装置は、トンネルでズリを搬出するケースのほか、採石場などで岩塊を搬送するケースや、工場や物流センターなど様々な物を搬送するあらゆるケースで利用することができるが、便宜上ここでは、掘削中のトンネルで連続ベルトコンベヤを利用する場合の例で説明する。

図１は、上部にベルトコンベヤＢＣを載置した本願発明の昇降装置１００を模式的に示す側面図である。このベルトコンベヤＢＣは上記したとおり掘削中のトンネルでズリを坑口方面に搬出するものであり、したがって図１に示す昇降装置１００も当然ながらトンネル内に配置されている。なお、本願発明の昇降装置１００を説明するにあたって、上下を含む位置関係を示すことがあるが、特段の説明がない限り図１に示すように昇降装置１００を使用する状態（以下、「使用状態」という。）における位置関係を意味する。

図１に示すように本願発明の昇降装置１００は、主に固定柱１１０と移動柱１２０、載置体１３０、巻上装置１４０、滑車１５０を含んで構成される。このうち固定柱１１０は、内部に空間が形成された中空であって、断面寸法よりも軸寸法の方が卓越した柱状の部材（つまり、管状の部材）である。移動柱１２０も、やはり面寸法よりも軸寸法の方が卓越した柱状の部材であるが、中空（つまり、管状の部材）とすることもできるし、中実（つまり、棒状の部材）とすることもできる。また載置体１３０は、ベルトコンベヤＢＣ（あるいはそのフレーム）を載置することができるものであり、移動柱１２０上端に取り付けられる。

巻上装置１４０は、吊ロープ１４１を巻取り可能であって巻出し可能な装置であり、図１では回転ハンドルを有するハンドウィンチを巻上装置１４０の例として示している。もちろん巻上装置１４０は、ハンドウィンチに限らず電動式ウインチのほか、ガソリンを用いるエンジン式ウインチ、エアモーターで動かす空圧式ウインチ、油圧式ウインチなど、従来用いられている種々の装置を利用することができる。巻上装置１４０本体は固定柱１１０に取り付けられ、また滑車１５０は巻上装置１４０本体よりも上方の位置で固定柱１１０に取り付けられる。なおこの滑車１５０は、固定柱１１０に取り付けられた位置から移動しないいわゆる「定滑車」である。

以下、本願発明の昇降装置１００を構成する主な要素ごとに詳しく説明する。

（固定柱）
図２は、巻上装置１４０と滑車１５０が取り付けられた固定柱１１０を模式的に示す側面図である。この図に示すように固定柱１１０は、その下端に下フランジ１１１を設置し、その上端に上フランジ１１２を設置することができる。ただし、少なくとも上フランジ１１２は、移動柱１２０が通過することができるように中央に通過孔が設けられたいわば鍔状とされる。一方の下フランジ１１１は、使用状態における固定柱１１０（つまり、昇降装置１００）を安定させるべく、比較的大きな面積とし、さらに側方から固定柱１１０を支えるプレートなどを設置するとよい。また、図２に示すいわば本体部の固定柱１１０の上方にさらに中継用の固定柱１１０を連結することで相当の長さ（つまり、高さ）を有する固定柱１１０を形成することもできる。この場合、本体部の固定柱１１０の上フランジに設けられたボルト孔と、中継用の固定柱１１０の下フランジに設けられたボルト孔と、連結用のボルトを用いて着脱可能に連結するとよい。

図１や図２に示すように、使用状態における固定柱１１０はその軸方向が略鉛直（鉛直を含む）となるように配置される。そして既述したとおり、巻上装置１４０本体は固定柱１１０に取り付けられ、滑車１５０は巻上装置１４０本体よりも上方の位置で固定柱１１０に取り付けられる。なお巻上装置１４０をハンドウィンチとする場合、使用状態において作業者が作業しやすい高さに取り付けるとよい。巻上装置１４０が巻取りかつ巻出す吊ロープ１４１は、巻上装置１４０本体から上方に延び、滑車１５０に巻き回され、さらに固定柱１１０内に入り込んで下方に垂下する。したがって、固定柱１１０の側壁のうち滑車１５０付近には、吊ロープ１４１が通過するための小孔が設けられる。固定柱１１０内にある吊ロープ１４１の下端は、後述するように移動柱１２０の一部（特に下方の一部）に連結されることから、吊ロープ１４１の下端には吊ロープ連結治具１４２が設けられている。

（移動柱と載置体）
図３は、移動柱１２０と載置体１３０を模式的に示す側面図である。この図に示すように移動柱１２０は、その上端にフランジ１２１を設置し、さらにその上部に移動柱連結治具１２２を設置することができる。載置体１３０は、既述したとおりベルトコンベヤＢＣ（あるいはそのフレーム）を載置することができるものであり、したがってその幅寸法（図では左右方向の長さ）がベルトコンベヤＢＣの幅寸法よりもやや大きくなるよう設計され、さらにベルトコンベヤＢＣの脱落を防止する突出板１３１を両側に設けることができる。なお載置体１３０は、角鋼管を利用して形成したり、山形鋼や溝形鋼といった形鋼を利用して形成したり、あるいは鋼板などを利用した板状のものとすることもできる。

載置体１３０の下方には載置体連結治具１３２が設置されており、この載置体連結治具１３２と移動柱連結治具１２２を連結することによって、着脱可能に載置体１３０を移動柱１２０に取り付けることができる。具体的には、移動柱連結治具１２２に設けられたボルト孔と、載置体連結治具１３２に設けられたボルト孔との位置を合わせたうえで、これらに挿通した連結用のボルトにナットを締め付けることによって、載置体１３０は移動柱１２０に着脱可能に取り付けられるわけである。

図１に示すように移動柱１２０は、その上端に載置体１３０を取り付けたうえで、固定柱１１０の中に挿入（つまり、内挿）される。より詳しくは、固定柱１１０の上方に移動柱１２０を配置したうえで、固定柱１１０の上方開口部から移動柱１２０の下端を挿入していく。また、固定柱１１０内に挿入された移動柱１２０の一部（特に下方の一部）は、吊ロープ１４１に取り付けられる。例えば、移動柱１２０の側壁のうち下端付近に設けられたボルト孔と、吊ロープ１４１下端の吊ロープ連結治具１４２に設けられたボルト孔との位置を合わせたうえで、これらに挿通した連結用のボルトにナットを締め付けることによって、吊ロープ１４１を移動柱１２０に着脱可能に取り付けることができる。あるいは、吊ロープ連結治具１４２に設けられたフックを、移動柱１２０のボルト孔や下端側に係止することによって、吊ロープ１４１を移動柱１２０に着脱可能に取り付けることもできる。なお、吊ロープ１４１（特に、吊ロープ連結治具１４２）を移動柱１２０に取り付けるにあたっては、移動柱１２０を固定柱１１０内に挿入する前に取り付けるか、固定柱１１０の下方開口部（下フランジ１１１の中央開口部）から移動柱１２０と吊ロープ連結治具１４２を固定柱１１０外に通過させた状態で取り付けるとよい。ところで図１では固定柱１１０内に１つの移動柱１２０を挿入した構成としているが、これに限らず移動柱１２０内にさらに他の移動柱１２０を挿入することによって複数の移動柱１２０を含む構成とすることもできる。以下、複数の移動柱１２０を含む構成について、図４を参照しながら詳しく説明する。複数の移動柱１２０はそれぞれ径が異なるものとされ、これら移動柱１２０は多重管となるように径の大小に応じて順次収容されている。なお最内となる移動柱１２０（以下、「最内移動柱１２０」という。）を除く他の移動柱１２０（以下、「中間移動柱１２０」という。）には、その上端と下端に滑車（定滑車）が固定されるとともに、吊ロープ１４１を通過させる小孔が設けられている。そして、吊ロープ１４１を小孔に通過させつつ中間移動柱１２０の滑車に巻き回したうえで、吊ロープ１４１（特に、吊ロープ連結治具１４２）を最内移動柱１２０の一部に取り付ける。すなわち、クレーンのブームや望遠鏡などで利用されるテレスコピック機構を、固定柱１１０と複数の移動柱１２０（中間移動柱１２０と最内移動柱１２０）によって構成するわけである。これにより、載置体１３０の上昇寸法（高さ）を設計するうえでの自由度が従来技術に比して向上するため好適となる。

（回転機構）
本願発明の昇降装置１００は、図５に示すように回転機構１６０を備えたものとすることもできる。図５は、回転機構１６０を示す水平面で切断した断面図であり、（ａ）は移動柱１２０の外面に設けられた移動柱回転体１６１を示し、（ｂ）は固定柱１１０の上フランジ１１２に設けられたフランジ回転体１６２を示している。

本願発明の昇降装置１００は、移動柱１２０が固定柱１１０内をスライド可能となるように挿入され、すなわち移動柱１２０が固定柱１１０内を上下にスライド移動することが特徴のひとつである。そして回転機構１６０は、移動柱１２０のスライド移動をより円滑にするものである。例えば図５（ａ）では、移動柱１２０の外面に３つの移動柱回転体１６１が設けられており、しかもそれぞれの移動柱回転体１６１の一部（外側）が固定柱１１０の内面に当接している。これにより、移動柱１２０が固定柱１１０内をスライドすると、これに伴ってそれぞれの移動柱回転体１６１が回転し、より円滑な移動柱１２０のスライド移動を可能にするわけである。移動柱回転体１６１は、回転することができるものであれば、軸周りに回転するタイヤや車輪、あるいは球体を利用した構造とすることができる。なお図５（ａ）では、移動柱１２０の外面に移動柱回転体１６１を設けているが、移動柱１２０の外面に代えて（あるいは加えて）固定柱１１０の内面に回転体（固定柱回転体）を設けることもできる。さらに、１段に限らず上下方向に多段に移動柱回転体１６１を設けることもできるし、もちろん１段あたり３つに限らず任意の数（１つを含む）で移動柱回転体１６１を設けることができる。

また図５（ｂ）では、固定柱１１０の上フランジ１１２の上面側に４つのフランジ回転体１６２が設けられており、しかもそれぞれのフランジ回転体１６２の一部（内側）が移動柱１２０の外面に当接している。これにより、移動柱１２０が固定柱１１０内をスライドすると、これに伴ってそれぞれのフランジ回転体１６２が回転し、より円滑な移動柱１２０のスライド移動を可能にする。

（ガイド機構）
本願発明の昇降装置１００は、図６に示すようにガイド機構１７０を備えたものとすることもできる。図６は、ガイド機構１７０を示す水平面で切断した断面図であり、（ａ）は固定柱１１０の内面に設けられたガイド溝１７１を示し、（ｂ）は移動柱１２０の外面に設けられた突起１７２を示し、（ｃ）はガイド溝１７１内に突起が配置された固定柱１１０と移動柱１２０を示している。ところで、図５では固定柱１１０と移動柱１２０を円形断面（つまり、円柱）の例を示しているが、本願発明の昇降装置１００は、図６に示すように四角形断面（つまり、四角柱）とするなど任意の断面形状の固定柱１１０と移動柱１２０を利用することができる。

図６（ａ）に示すようにガイド溝１７１は、突起１７２が挿入される程度の隙間を有しており、固定柱１１０の軸方向に沿って所定の長さ（固定柱１１０の全長を含む）で形成されている。そして、移動柱１２０外面の突起１７２が固定柱１１０内面のガイド溝１７１に嵌合するように、移動柱１２０を固定柱１１０内に挿入することによって、移動柱１２０はこのガイド機構１７０に案内されながら固定柱１１０内スライドすることができる。これにより、スライド中に生じる移動柱１２０の鉛直軸周りの回転を抑制することができ、すなわち載置体１３０を適切な配置に保ったまま移動柱１２０をスライドさせることができるわけである。なお図６では、固定柱１１０の内面にガイド溝１７１を設けるとともに移動柱１２０の外面に突起１７２を設けているが、これに代えて（あるいは加えて）固定柱１１０の内面に突起１７２を設けるとともに移動柱１２０の外面にガイド溝１７１を設けることもできる。

（ストッパ機構）
本願発明の昇降装置１００は、図７に示すようにストッパ機構１８０を備えたものとすることもできる。図７は、ストッパ機構１８０を示す側面図であり、（ａ）は固定柱１１０の側壁に設けられた挿通孔１８１を示し、（ｂ）は挿通孔１８１に挿通された挿通材１８２を示している。この図に示すようにストッパ機構１８０は、固定柱１１０の側壁に設けられた挿通孔１８１と、ボルトやピンといった挿通材１８２を含んで構成される。なお図７では、挿通材１８２として直線状のボルトを利用しているが、これに限らずＵ字形のボルト（いわゆるＵボルト）を利用することもできる。

挿通孔１８１は、挿通材１８２が挿通し得る程度で固定柱１１０の側壁を貫通する小孔であり、図７（ｂ）に示すように挿通材１８２が固定柱１１０を貫通するように、対向配置される２個所で挿通孔１８１を設けるとよい。もちろん挿通材１８２としてＵボルトを利用する場合は、対向配置される２個所に２つずつ（計４箇所）挿通孔１８１を設けるとよい。この図に示すように挿通材１８２を挿通孔１８１に挿通することによって、移動柱１２０の下端が挿通材１８２より下方に降下（落下）することを防ぐことができ、すなわち載置体１３０に支持されたベルトコンベヤＢＣの不測の降下を回避することができて好適となる。なお、図７（ａ）では上下複数段（図では４段）に挿通孔１８１に設けており、所望の挿通孔１８１に挿通材１８２を挿通することで、移動柱１２０の下限高さ（それ以上は降下させない高さ）を選定できる仕様としているが、もちろん挿通孔１８１を１個所（１段）のみに設けることとし下限高さを限定する仕様とすることもできる。また、移動柱１２０にも小孔を設けることとし、挿通材１８２が固定柱１１０の挿通孔１８１と移動柱１２０の小孔を挿通し、すなわち挿通材１８２が固定柱１１０と移動柱１２０を貫通する（いわば縫い付ける）ことによって、より確実に移動柱１２０の降下を防ぐこともできる。

（ステージ機構）
本願発明の昇降装置１００は、図８に示すようにステージ機構１９０を備えたものとすることもできる。図８は、覆工コンクリートＬＣがライニングされたトンネル内に設置された、ステージ機構１９０を備えた昇降装置１００を示す鉛直断面で切断した断面図である。ステージ機構１９０は、昇降装置１００を安定した状態で、しかも固定柱１１０や移動柱１２０の略鉛直（鉛直を含む）姿勢が維持されるように支持するものである。

本願発明の昇降装置１００はベルトコンベヤＢＣを昇降させるものであり、通常、覆工コンクリートＬＣがある区間ではベルトコンベヤＢＣはその近傍（例えば肩部）に配置されることから、昇降装置１００も覆工コンクリートＬＣに接近した位置に配置されることになる。ところが、覆工コンクリートＬＣは曲線状であるため、図８に示すように覆工コンクリートＬＣに接近したステージ機構１９０は、その一部が覆工コンクリートＬＣに載置されることとなる。そこで、昇降装置１００のステージ機構１９０は、トンネル内空側（中心側）にのみ支持脚を設け、他方は覆工コンクリートＬＣに係止する構造とした。以下、図９を参照しながらステージ機構１９０について詳しく説明する。

図９は、昇降装置１００のいわば支持台であるステージ機構１９０を模式的に示す鉛直断面で切断した断面図である。この図に示すようにステージ機構１９０は、ベースプレート１９１と、支持脚であるベースジャッキ１９２を含んで構成される。このベースジャッキ１９２は、手動や油圧で伸縮するジャッキであり、使用状態においては上下に伸縮する機構を備えたものである。一方のベースプレート１９１は、鋼板などを利用した板状のもので、固定柱１１０（特に下フランジ１１１）を載置するものである。

図９に示すように使用状態におけるベースジャッキ１９２は、ベースプレート１９１の下方に取り付けられたベースジャッキ１９２が略鉛直（鉛直を含む）姿勢となるように、ベースプレート１９１が略水平（水平を含む）姿勢となるように設置され、そしてベースプレート１９１の上面には固定柱１１０（特に下フランジ１１１）が載置される。換言すれば、ベースプレート１９１は固定柱１１０の下端であって固定柱１１０の軸方向に対して略垂直（垂直を含む）となるように配置され、一方のベースジャッキ１９２はベースプレート１９１の下方であって固定柱１１０の軸方向に対して略平行（平行を含む）となるように配置される。

ところで、図９から分かるようにベースプレート１９１の下方空間のうちトンネル内空側には障害物がないが、覆工コンクリートＬＣ側にはその覆工コンクリートＬＣが置かれている。したがって、トンネル内空側にはベースジャッキ１９２を配置することができ、すなわち地盤から支持を得ることができるが、これに対して覆工コンクリートＬＣ側にはベースジャッキ１９２を配置することができない。そこでベースジャッキ１９２は、ベースプレート１９１のうち載置された固定柱１１０よりも一方側（トンネル内空側）にのみ取り付けることとし、ベースプレート１９１の他方側（覆工コンクリートＬＣ側）には取り付けない構成とした。ただし、ベースプレート１９１の一方側にのみ取り付けるだけであって、トンネル軸方向（図９の紙面奥行方向）に１又は２以上のベースジャッキ１９２を取り付けることはできる。

上記の構成とすることによってベースプレート１９１は、その一端側（トンネル内空側）がベースジャッキ１９２に支持され、その他端側（覆工コンクリートＬＣ側）が覆工コンクリートＬＣに支持される。なお、覆工コンクリートＬＣがベースプレート１９１の他端側を支持するにあたっては、覆工コンクリートＬＣに固定された治具を利用することができる。例えば図９では、覆工コンクリートＬＣにアンカー固定されたクランプＣＬ（特に異形クランプなど）に、ベースプレート１９１の一部（図では山形鋼）を係止することによって、ベースプレート１９１の他端側が支持されている。そして、ベースジャッキ１９２を上下に伸縮することによって、ベースプレート１９１の略水平姿勢を調整することができるわけである。

（組み立てと解体）
本願発明の昇降装置１００は、図１に示す完成形とした状態で搬入して設置し、また使用後もその完成形のまま搬出することもできる。あるいは、昇降装置１００を分解したうえで搬入することもできる。例えば、巻上装置１４０と滑車１５０が取り付けられた固定柱１１０（図２）と、移動柱１２０（図３）、載置体１３０（図３）をそれぞれ別体として搬入し、現地にて組み立てるわけである。具体的には、まずその軸方向が略鉛直姿勢となるように固定柱１１０を設置し、一方で移動柱１２０の上端に載置体１３０を取り付けるとともに吊ロープ１４１の吊ロープ連結治具１４２を移動柱１２０に取り付け、そしてその移動柱１２０を固定柱１１０の中に挿入することによって昇降装置１００を組み立てる。なお所定延長のベルトコンベヤＢＣを昇降させる場合は、従来技術と同様に、例えば３ｍ程度の間隔で複数の昇降装置１００を設置するとよい。

また昇降装置１００は、固定柱１１０と移動柱１２０、載置体１３０に分解したうえで搬出することもできる。具体的には、まず昇降装置１００を横倒しにした状態で固定柱１１０から移動柱１２０を抜き取り、移動柱１２０から吊ロープ連結治具１４２と載置体１３０を取り外し、固定柱１１０と移動柱１２０、載置体１３０をそれぞれ別体として搬出する。このように昇降装置１００は固定柱１１０と移動柱１２０、載置体１３０に分解することができるため、場合によっては人力で持ち運ぶなど、極めて容易に搬入や搬出を行うことができる。

（使用例）
図１０は、本願発明の昇降装置１００を用いてベルトコンベヤＢＣを上昇させるステップ図であり、図１１は、本願発明の昇降装置１００を用いてベルトコンベヤＢＣを降下させるステップ図である。図１０（ａ）に示すように、巻上装置１４０が吊ロープ１４１を巻き取っていくと、吊ロープ１４１下端の吊ロープ連結治具１４２が引き上げられるとともに、固定柱１１０内の移動柱１２０が上方にスライドし、その結果、図１０（ｂ）に示すように載置体１３０に押し上げられたベルトコンベヤＢＣは上方に移動する。また図１１（ａ）に示すように、巻上装置１４０が吊ロープ１４１を巻き出していくと、吊ロープ１４１下端の吊ロープ連結治具１４２が引き下げられるとともに、固定柱１１０内の移動柱１２０が下方にスライドし、その結果、図１１（ｂ）に示すように載置体１３０に載置されたベルトコンベヤＢＣも下方に移動する。

本願発明の昇降装置は、道路や鉄道トンネル、導水路トンネルなど様々な用途のトンネル掘削に利用でき、また採石場など岩盤を掘削して搬送するあらゆる状況で利用することができる。本願発明によれば効率的かつ安全にトンネル構造物という社会基盤（社会インフラストラクチャ）を構築することができることを考えると、産業上利用できるばかりでなく社会的にも大きな貢献を期待し得る発明といえる。

１００ 本願発明の昇降装置
１１０ （昇降装置の）固定柱
１１１ （固定柱の）下フランジ
１１２ （固定柱の）上フランジ
１２０ （昇降装置の）移動柱
１２１ （移動柱の）フランジ
１２２ （移動柱の）移動柱連結治具
１３０ （昇降装置の）載置体
１３１ （載置体の）突出板
１３２ （載置体の）載置体連結治具
１４０ （昇降装置の）巻上装置
１４１ （巻上装置の）吊ロープ
１４２ （巻上装置の）吊ロープ連結治具
１５０ （昇降装置の）滑車
１６０ （昇降装置の）回転機構
１６１ （回転機構の）移動柱回転体
１６２ （回転機構の）フランジ回転体
１７０ （昇降装置の）ガイド機構
１７１ （ガイド機構の）ガイド溝
１７２ （ガイド機構の）突起
１８０ （昇降装置の）ストッパ機構
１８１ （ストッパ機構の）挿通孔
１８２ （ストッパ機構の）挿通材
１９０ （昇降装置の）ステージ機構
１９１ （ストッパ機構の）ベースプレート
１９２ （ストッパ機構の）ベースジャッキ
ＢＣ ベルトコンベヤ
ＣＬ クランプ
ＬＣ 覆工コンクリート

Claims (6)

1. ベルトコンベヤを昇降させる装置であって、
   中空で柱状の固定柱と、
   中空又は中実で柱状の移動柱と、
   前記ベルトコンベヤを載置可能な載置体と、
   吊ロープを巻取り可能であって巻出し可能な巻上装置と、
   滑車と、を備え、
   前記載置体は、使用時における前記移動柱の上端に取り付けられ、
   前記巻上装置と前記滑車は、使用時において該巻上装置よりも該滑車が上方となるように、それぞれ前記固定柱に取り付けられ、
   前記移動柱は、前記固定柱内をスライド可能に該固定柱内に挿入され、
   前記巻上装置の前記吊ロープは、前記滑車に巻き回されたうえで前記固定柱内に挿入されて、使用時における前記移動柱の一部に取り付けられ、
   前記固定柱が鉛直又は略鉛直姿勢となり前記載置体が前記ベルトコンベヤの下方に位置するように配置したうえで、前記巻上装置で前記吊ロープを巻取ると前記移動柱とともに上昇した該載置体が該ベルトコンベヤを下方から押し上げ、該巻上装置で該吊ロープを巻出すと該載置体に載置された該ベルトコンベヤが該移動柱とともに降下する、
   ことを特徴とする昇降装置。
2. 前記固定柱の内面、及び／又は前記移動柱の外面に、１又は２以上の回転体が設けられ、
   前記移動柱が前記固定柱内をスライドすると、前記回転体が回転する、
   ことを特徴とする請求項１記載の昇降装置。
3. 前記固定柱の内面と前記移動柱の外面のうち、一方に該固定柱又は該移動柱の軸方向に沿ってガイド溝が設けられるとともに、他方に該ガイド溝内に配置される突起が設けられ、
   前記移動柱は、前記突起が前記ガイド溝に案内されながら、前記固定柱内をスライドする、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の昇降装置。
4. 前記固定柱に設けられる挿通孔と、該挿通孔に挿通される挿通材と、を含んで構成されるストッパ機構を、さらに備え、
   使用時に前記挿通材を前記挿通孔に挿通すると、前記移動柱は該挿通材より下方に降下しない、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の昇降装置。
5. 前記載置体は、着脱可能に前記移動柱に取り付けられ、
   前記移動柱は、抜き取り可能に前記固定柱内に挿入され、
   前記吊ロープは、着脱可能に前記移動柱に取り付けられる、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の昇降装置。
6. 板状のベースプレートと、
   伸縮可能なベースジャッキと、をさらに備え、
   前記ベースプレートは、使用時における前記固定柱の下端であって、該固定柱の軸方向に対して垂直又は略垂直となるように配置され、
   前記ベースジャッキは、使用時における前記ベースプレートの下方であって、前記固定柱の軸方向に対して平行又は略平行となるように取り付けられ、
   さらに前記ベースジャッキは、前記ベースプレートのうち前記固定柱よりも一方側にのみ取り付けられ、
   傾斜した固定物の周辺に配置するとき、前記固定柱を挟んで該固定物の反対側に前記ベースジャッキを配置するとともに、前記ベースプレートのうち該固定柱を挟んで該ベースジャッキの反対側の一部を該固定物に係止し、該ベースジャッキの伸縮を調整することによって該ベースプレートを水平又は略水平姿勢とし得る、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の昇降装置。

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