JP4092789B2

JP4092789B2 - 立坑の資機材搬送システム

Info

Publication number: JP4092789B2
Application number: JP26160598A
Authority: JP
Inventors: 隆志輪違; 茂男藤井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2018-09-16
Also published as: JP2000087680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機等でのトンネル施工で地上から立坑を通して地中の坑道内にセグメントや搬送台車等の資機材を搬送する立坑の資機材搬送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機でトンネル施工を行う際に、セグメントは、地上のセグメントストック装置で搬送台車上に載置され、その後、搬送台車ごと立坑から坑道内に送られ、シールド掘進機後部まで自動的に搬送されるようになっている。
【０００３】
図６に示すように、従来、地上５１から立坑５２を通して坑道５３内にセグメント５４や搬送台車５５等の資機材を搬送するために、立坑５２内に地上５１から坑道５３まで延びるエレベータ５６が設けられている。このエレベータ５６は、エレベータケージ５７に連結されたワイヤ５８が上方に設けられた回転ドラム５９に巻き掛けられて、昇降するようになっている。エレベータケージ５７には、搬送台車５５が走行するための台車軌条６１が設けられている。
【０００４】
図７に示すように、地上５１には、エレベータケージ５７の台車軌条６１に繋がる台車軌条６２が設けられている。この台車軌条６２はセグメントストック装置６３に接続されており、台車軌条６１との接続部近傍には、セグメント５４を積載した搬送台車５５と空の搬送台車５５とがすれ違うための分岐路６４が形成されている。
【０００５】
そして、坑道５３内にも、地上５１と同様に、エレベータケージ５７の台車軌条６１に繋がる台車軌条６５が設けられており、分岐路（図示せず）が形成されている。
【０００６】
上記エレベータ５６等を自動運転することにより、セグメント５４や搬送台車５５等の資機材を自動搬送するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の立坑の資機材搬送システムで、地上５１或いは坑道５３にエレベータ５６から搬送台車５５の積み降ろしをするに際しては、以下の手順を要する。
【０００８】
ここでは、地上５１側での搬送台車５５の積み降ろしを例に挙げて説明する。まず、セグメント５４を積載した搬送台車５５を予め分岐路６４の一方に待機させておき、エレベータケージ５７を所定の高さに停止させた後、エレベータ５６の直前の台車軌条６２に他の搬送台車５５が無いのを確認して、エレベータ５６内の空の搬送台車５５を移動させる。この空の搬送台車５５は、分岐路６４の他方を通して、セグメントストック装置６３に移動させる。このとき、空の搬送台車５５が分岐路６４を通過したことを確認した後、セグメント５４を積載した搬送台車５５をエレベータ５６内に移動させる。
【０００９】
以上の作業を行った後、エレベータ５６を下降させ、坑道５３内においても、同様の手順で、搬送台車５５の積み降ろしを行うようになっている。この作業を繰り返し行い、セグメント５４の自動搬送が行われている。
【００１０】
しかしながら、上述の積み降ろし作業は、搬送台車５５の移動時間や切替え確認作業時間が長いため、多くの時間が費やされていた。
【００１１】
上述の立坑の資機材搬送システムにおいては、エレベータ５６が一基しか設けられていないので、地上５１で上述の積み降ろし作業を行った後、エレベータ５６を下降させ、坑道５３内で再度積み降ろし作業を行い、エレベータ５６を上昇させるという工程を繰り返すため、搬送時間全体に対する積み降ろしの時間の割合が大きく、搬送効率があまり良くないという問題があった。
【００１２】
さらに、セグメント５４及び搬送台車５５の重量が大きいため、エレベータ５６を昇降駆動させるのに、非常に大きな負荷が掛かるという問題もあった。
【００１３】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであり、その目的は、搬送時間全体に対する積み降ろしの時間の割合を小さくし、搬送効率を向上させると共に、駆動負荷を低減させる立坑の資機材搬送システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、地上から立坑を通して地中の坑道内にセグメントや搬送台車等の資機材を搬送する立坑の資機材搬送システムにおいて、上記立坑内に地上から地中の坑道まで延びるエレベータを二基設けると共に、そのエレベータケージを、立坑内に、坑道の中心に対して直交する左右方向に並列して設け、かつ、これらエレベータケージの上方にワイヤを介して回転ドラムを設けると共に、その両回転ドラムの軸方向が上記坑道を向くように設け、さらに、両回転ドラムが相互に連動してエレベータケージを交互に昇降させるようにしたものである。
【００１５】
上記構成によれば、エレベータケージを並列させて相互に連動して交互に昇降させるようにしたので、一方のエレベータケージが地上に位置する際には、他方のエレベータケージは坑道に対向して位置することができ、積み降ろし作業を地上と坑道内とで同時に行うことができる。これによって、積み降ろし作業の時間を短縮することができ、資機材の搬送効率を向上させることができる。
【００１６】
そして、上記両エレベータケージが、上記両回転ドラムに巻き掛けられた同一のワイヤで接続されたものが好ましい。
【００１７】
また、上記各回転ドラムを連動させるギヤを有し、上記両エレベータケージが、上記各回転ドラムに巻き掛けられたワイヤで接続されたものであってもよい。
【００１８】
これによれば、一方のエレベータケージが、他方のエレベータケージをカウンターウェイトとして、昇降することができるので、巻上下装置の回転駆動に掛かる負荷は、積載されたセグメント分の重量差だけとなり、小さくすることができる。従って、回転駆動にかかるエネルギーの省力化が達成できる。
【００１９】
さらに、上記各エレベータケージに、上記搬送台車が走行する台車軌条を設け、地上及び坑道内に、上記各台車軌条に繋がる分岐台車軌条をそれぞれ設けると共に、各分岐台車軌条にこれらを互いに繋ぐ交差台車軌条を掛け渡したものが好ましい。
【００２０】
これによれば、二基のエレベータケージから適宜、搬送台車の積み降ろしを行うことができる。
【００２１】
そして、上記エレベータケージとワイヤと回転ドラムとを備えたエレベータに、上記ワイヤの伸縮によるエレベータケージの停止位置の高さのずれを吸収するエレベータ位置調整機構を設けたものが好ましい。
【００２２】
さらに、上記エレベータ位置調整機構が、上記エレベータケージの台車軌条の上記分岐台車軌条との接続部に設けられ、エレベータケージの停止位置での台車軌条と地上或いは坑道内の出入口の分岐台車軌条との高さのずれを吸収する軌条高さ調整手段であるものが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図１は本発明に係る立坑の資機材搬送システムの実施の形態を示した概略断面図、図２は台車軌条の配置を示した概略平面図、図３は巻上下装置を示した平面図、図４はエレベータケージを示した側面図、図５は軌条高さ調整手段を示した側面図及び平面図である。
【００２５】
まず、上記立坑の資機材搬送システムの構成について説明する。
【００２６】
図１に示すように、地上１から地中の坑道３内にセグメント４や搬送台車５等の資機材を搬送するための立坑２が形成されている。
【００２７】
立坑２内には、地上１から坑道３まで延びるエレベータ６が二基設けられている。このエレベータ６は、そのエレベータケージ７が、立坑２内に坑道３方向に対して直交する左右方向に並列されている。そして、この両エレベータケージ７はワイヤ８を介して巻上下装置９によって相互に連動して交互に昇降するようになっている。
【００２８】
エレベータケージ７は、図４に示すように、箱状に組まれたフレーム１１内に搬送台車５が走行するための台車軌条１２が坑道３方向に沿うように設けられている。フレーム１１の上部には、ワイヤ８を巻き掛けるためのプーリ１４が２箇所にバランスされて設けられている。また、フレーム１１の下部には、立坑２内に形成されたガイドレール（図示せず）に沿って回転して、エレベータケージ７の軌道を案内するためのガイドローラ１６が設けられている。なお、図中１７は油圧ユニットを示す。
【００２９】
巻上下装置９は、二基のエレベータ６を昇降させるべく、各エレベータケージ７の上方で、図３に示すように、第一巻上機１８及び第二巻上機１９が並列に設けられて構成されている。なお、ここでは同一のワイヤ８で両エレベータケージ７を接続した例を説明する。
【００３０】
第一巻上機１８には、エレベータケージ７を２本のワイヤ８で吊すべく、２つの回転ドラム２１ａ，２１ｂが直列に設けられている。その中間には、減速機２２及びチェーンカップリング２３が接続されており、その側部に設けられた駆動モータ２４によって、回転ドラム２１ａ，２１ｂがそれぞれ回転するようになっている。
【００３１】
また、第一巻上機１８の下側には、１つの回転ドラム２１ａ，２１ｂにつきプーリ２５ａ，２５ｂがそれぞれ回転ドラム２１ａ，２１ｂの径方向外側に２個所設けられている。そして、一方のプーリ２５ａの近傍にはワイヤ８を係止する係止部２６が設けられている。
【００３２】
第二巻上機１９にも、第一巻上機１８と同様に、２つの回転ドラム２７ａ，２７ｂが直列に設けられている。この第二巻上機１９には、駆動モータ２４は設けられておらず、回転ドラム２７ａ，２７ｂは回転自在になっている。
【００３３】
第二巻上機１９の下側にも、第一巻上機１８と同様に、１つの回転ドラム２７ａ，２７ｂにつきプーリ２８ａ，２８ｂがそれぞれ回転ドラム２７ａ，２７ｂの径方向外側に２個所設けられている。そして、一方のプーリ２８ａの近傍にはワイヤ８を係止する係止部２９が設けられている。
【００３４】
ワイヤ８は、その一端が、第一巻上機１８の係止部２６に係止され、プーリ２５ａに案内され、一旦、一方のエレベータケージ７のプーリ１４まで延びて、そこで折り返され、上方の第一巻上機１８まで延びる。そして、プーリ２５ｂで下方に折り返され、エレベータケージ７のプーリ１４まで延びて、そこで折り返され、上方の回転ドラム２１ａに巻き掛けられる。そこで一定数巻き掛けられた後、ワイヤ８は、隣接する第二巻上機１９の回転ドラム２７ａに巻き掛けられる。そして、一定数巻き掛けられた後、他方のエレベータケージ７のプーリ１４まで延びて、そこで上方へ折り返される。その後、第二巻上機１９のプーリ２５ｂまで延びて、下方に折り返され、エレベータケージ７のプーリ１４まで延びる。そして、再度上方に折り返されて、プーリ２７ａで案内されて、係止部２９に係止される。
【００３５】
ワイヤ８は、エレベータケージ７に対して２本吊りとされており、もう１本のワイヤ８が、それぞれ隣接する回転ドラム２１ｂ等に、上記と同様に巻き掛けられている。
【００３６】
すなわち、両エレベータケージ７は、立坑２上部の巻上下装置９に巻き掛けられた同一のワイヤ８で接続されていることとなる。この構成によれば、回転ドラム２１ａ，２１ｂを回転させることによって、ワイヤ８の一端側が巻き上げられて一方のエレベータケージ７が上昇すると、ワイヤ８の他端側は巻き下げられて他方のエレベータケージ７が連動して下降することとなる。
【００３７】
なお、上記実施の形態においては、ワイヤ８を折り返してエレベータケージ７を吊すようにしているが、これに限られるものではない。また、２本吊りとしているが、さらに多数の複数本吊りであってもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、同一のワイヤ８を介して、一方のエレベータケージ７と、他方のエレベータケージ７とを連結して、その昇降を連動するようにしているが、これに限られるものではない。例えば、図１に示すように、巻上下装置９が、ワイヤ８を巻き掛ける二列の回転ドラム２１，２７と、各回転ドラム２１，２７を同期して連動させるギヤ４７とを有しており、上記両エレベータケージ７を、上記各回転ドラム２１，２７に巻き掛けられたワイヤ８で接続して連動させるようにしてもよい。さらに、ギヤ４７の代りにチェーン（図示せず）等で各回転ドラム２１，２７を接続して、両エレベータケージ７の昇降を連動するものであってもよい。
【００３９】
図２に示すように、地上１には、各エレベータケージ７の台車軌条１２に繋がる分岐台車軌条３１が設けられている。この分岐台車軌条３１はセグメントストック装置（図示せず）に接続された台車軌条３２から分岐して設けられている。各分岐台車軌条３１間には、搬送台車５が相互に往来可能なように、これらを互いに繋ぐ平面Ｘ字状の交差台車軌条３３が設けられている。なお、上記台車軌条３２と分岐台車軌条３１との連結点、分岐台車軌条３１と交差台車軌条３３との連結点には、それぞれポイントレール（図示せず）が設けられている。
【００４０】
また、坑道３側にも、地上１側と同様に、エレベータケージ７の台車軌条１２に繋がる分岐台車軌条及び交差台車軌条（共に図示せず）が同様の配置で設けられている。坑道３内の台車軌条は、坑道３内を通ってシールド掘進機の直後まで延出されている。
【００４１】
ところで、上記構成によれば、エレベータ６を二基とし、同一のワイヤ８で接続するようにしたことによって、ワイヤ８にかかる荷重が非常に大きくなり、ワイヤ８に伸びが発生する。そこで、この伸びを吸収するために、エレベータ６にエレベータケージ７の停止位置の高さのずれを吸収するエレベータ位置調整機構３５が設けられている。
【００４２】
このエレベータ位置調整機構３５は、具体的には、上記エレベータケージ７の台車軌条１２の両端の、地上１或いは坑道３内の出入口の分岐台車軌条３１との接続部に設けられ、エレベータケージ７の停止位置での台車軌条１２と、分岐台車軌条３１との高さのずれを吸収する軌条高さ調整手段３６から成っている。
【００４３】
この軌条高さ調整手段３６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、エレベータケージ７内の台車軌条１２の端部に、中間軌条３７が設けられ、その先端に先端軌条３８が設けられている。
【００４４】
台車軌条１２と中間軌条３７とは、ブラケット３９及びピン４０を介して、上下方向に屈曲自在に連結されている。中間軌条３７の先端には、両側のレールを掛け渡すアーム４１が回転自在に軸支されている。このアーム４１には、ブラケット４３及びピン４４を介して、先端軌条３８が、その先端部が中心側に互いに近接するように、回動可能に支持されている。先端軌条３８の両側のレール間には伸縮シリンダ４５が設けられており、その伸縮によって、先端軌条３８の先端部の近接・離間が行われる。
【００４５】
図示しないが、中間軌条３７にはエレベータケージ７から延びて、分岐台車軌条３１との高さの差を検知すると共に、その高さを調節する高さ調節シリンダが設けられている。
【００４６】
先端軌条３８は、その先端が徐々に細くなるように、外下側が徐々に切り欠かれている。他方、地上１或いは坑道３内の分岐台車軌条３１の先端は、上記先端軌条３８の切欠き部と係合するように、内上側が徐々に切り欠かれている。すなわち、図５（ｃ）に示すように、先端軌条３８が上側から分岐台車軌条３１に載置されて、１つの軌条を構成するようになっている。
【００４７】
次に、上記構成による立坑の資機材搬送システムにおけるセグメントの搬送手順に沿って本発明の作用について説明する。
【００４８】
まず、地上１のセグメントストック装置で、セグメント４を搬送台車５上に積載する。そして、搬送台車５を台車軌条３２上を走行させ、図２に示すように、一方の分岐台車軌条３１の交差台車軌条３３との連結点よりもセグメントストック装置側に待機させておく。坑道３内から空の搬送台車５を載せて上昇してきたエレベータケージ７を所定の位置に停止させた後、エレベータ６の直前の分岐台車軌条３１に他の搬送台車５が無いのを確認して、エレベータ６内の搬送台車５を移動させる。この空の搬送台車５は、交差台車軌条３３を通して、他方の分岐台車軌条３１に移動させる。その後、空の搬送台車５が交差台車軌条３３を通過したことを確認した後、セグメント４を積載した搬送台車５をエレベータケージ７内に移動させる。
【００４９】
以上の作業は、従来の搬送台車５の積み降ろし作業と略同様である。しかし、本発明においては、一方のエレベータケージ７が地上１に位置する際に、他方のエレベータケージ７は、坑道３側に位置するので、上述の積み降ろし作業と同時に、坑道３内での積み降ろし作業を略同様に並行して行うことができる。
【００５０】
すなわち、従来においては、地上１と坑道３とで積み降ろし作業を別々に行っていたため、１回のセグメント４の搬送に対して、２回分の積み降ろし作業の時間が必要であったが、地上１と坑道３とで積み降ろし作業を同時に行うことによって、１回のセグメント４の搬送に対して、１回分の積み降ろし作業の時間を要するだけでよい。従って、本発明によれば、搬送時間全体に対する積み降ろしの時間の割合を小さくし、搬送効率を向上させることができる。
【００５１】
また、両エレベータケージ７が、立坑２上部の巻上下装置９に巻き掛けられた同一のワイヤ８で接続されているので、一方のエレベータケージ７が、他方のエレベータケージ７をカウンターウェイトとして、昇降することができる。すなわち、巻上下装置９の回転駆動に掛かる負荷は、積載されたセグメント４分の重量差だけとなり、従来よりも搬送台車５及びエレベータケージ７分の重量を小さくすることができる。従って、回転駆動にかかるエネルギーの省力化が達成でき、ランニングコストの低減を図れる。
【００５２】
本発明においては、エレベータ６を二基とし、同一のワイヤ８で接続するようにしたことによって、ワイヤ８にかかる荷重が非常に大きくなり、ワイヤ８に伸びが発生し、一方のエレベータケージ７を一方の分岐台車軌条３１の高さに合わせると、他方のエレベータケージ７の高さが他方の分岐台車軌条３１の高さとずれてしまうという問題が発生する。しかし、エレベータ６にエレベータ位置調整機構３５を設けたことによって、これを解決した。
【００５３】
エレベータケージ７が所定の高さよりも下方に下がった場合には、図５（ａ）の長破線に示すように、高さ調節シリンダ（図示せず）によって、中間軌条３７がその先端側が上方になるように傾斜し、先端軌条３８が分岐台車軌条３１の高さに位置され、その上面に水平に載置される。これによって、エレベータケージ７の停止位置での台車軌条１２と、分岐台車軌条３１との高さのずれが吸収される。
【００５４】
一方、ワイヤ８が温度変化等の理由によって縮んで、エレベータケージ７が所定の高さよりも上方に上がった場合には、図５（ａ）の短破線に示すように、高さ調節シリンダ（図示せず）によって、中間軌条３７がその先端側が下方になるように傾斜し、先端軌条３８が分岐台車軌条３１の高さに位置され、その上面に水平に載置される。
【００５５】
また、エレベータケージ７が昇降する際には、伸縮シリンダ４５によって、図５（ｂ）の破線に示すように、先端軌条３８の各レールが内側に互いに近接して、分岐台車軌条３１のレール間を通過するようになっている。
【００５６】
なお、上記実施の形態においては、各エレベータケージ７をセグメント４を積載した搬送台車５と空の搬送台車５との搬送用に共用しているが、各エレベータケージ７を、セグメント４を積載した搬送台車５の搬送用と、空の搬送台車５の搬送用とにそれぞれ個別に専用化するようにしてもよい。
【００５７】
次に、この場合の搬送手順を説明する。
【００５８】
まず、地上１のセグメントストック装置で、セグメント４を搬送台車５上に積載する。そして、搬送台車５を台車軌条３２上を走行させ、エレベータ６が下降する側（セグメント４を積載した搬送台車５の搬送用のエレベータ６側）の分岐台車軌条３１の先端に待機させておく。これと共に、坑道３内では、空の搬送台車５をエレベータ６が上昇する側（空の搬送台車５の搬送用のエレベータ６側）の分岐台車軌条３１の先端に待機させておく。
【００５９】
そして、地上１では、坑道３内から上昇してきた空の搬送台車５の搬送用のエレベータ６のエレベータケージ７を所定の高さに停止させた後、エレベータ６内の搬送台車５を分岐台車軌条３１上に移動させる。これと同時に、坑道３内では、セグメント４を積載した搬送台車５を坑道３内の分岐台車軌条３１上に移動させる。
【００６０】
これら搬送台車５の移動の直後、各エレベータケージ７を互いに空の状態で昇降させ、地上１にセグメント４を積載した搬送台車５の搬送用のエレベータ６を上昇させると共に、坑道３内に空の搬送台車５の搬送用のエレベータ６を下降させる。
【００６１】
そして、各エレベータケージ７を、地上１及び坑道３の高さに位置させた後、セグメント４を積載した搬送台車５と空の搬送台車５とを各エレベータケージ７内に移動させ、各エレベータ６を昇降させる。以上の工程を繰り返すことによって、セグメント４の搬送が順次行われる。
【００６２】
すなわち、上述の搬送作業によれば、エレベータケージ７が昇降する時間を利用して、エレベータ６に載せられる搬送台車５を分岐台車軌条３１に移動して待機させると共に、エレベータ６から降ろされた搬送台車５を所望の位置に移動させるようにしたことによって、エレベータ６が地上１或いは坑道３で待機する必要が無いので、積み降ろし作業の時間を短縮できる。従って、搬送時間全体に対する積み降ろしの時間の割合を小さくし、搬送効率を向上させることができる。
【００６３】
なお、この場合、地上１及び坑道３内の分岐台車軌条３１に、交差台車軌条３３は設けなくてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、搬送時間全体に対する積み降ろしの時間の割合を小さくし、搬送効率を向上させると共に、駆動負荷を低減させることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る立坑の資機材搬送システムの実施の形態を示した概略断面図である。
【図２】本発明に係る台車軌条の配置を示した概略平面図である。
【図３】巻上下装置を示した平面図である。
【図４】エレベータケージを示した側面図である。
【図５】軌条高さ調整手段を示した（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は軌条の連結部の断面図である。
【図６】従来の立坑の資機材搬送システムを示した断面図である。
【図７】従来の台車軌条の配置を示した概略平面図である。
【符号の説明】
１地上
２立坑
３坑道
４セグメント
５搬送台車
６エレベータ
７エレベータケージ
８ワイヤ
９巻上下装置
１２台車軌条
３１分岐台車軌条
３３交差台車軌条
３５エレベータ位置調整機構
３６軌条高さ調整手段

Claims

地上から立坑を通して地中の坑道内にセグメントや搬送台車等の資機材を搬送する立坑の資機材搬送システムにおいて、上記立坑内に地上から地中の坑道まで延びるエレベータを二基設けると共に、そのエレベータケージを、立坑内に、坑道の中心に対して直交する左右方向に並列して設け、かつ、これらエレベータケージの上方にワイヤを介して回転ドラムを設けると共に、その両回転ドラムの軸方向が上記坑道を向くように設け、さらに、両回転ドラムが相互に連動してエレベータケージを交互に昇降させるようにしたことを特徴とする立坑の資機材搬送システム。
上記両エレベータケージが、上記両回転ドラムに巻き掛けられた同一のワイヤで接続された請求項１記載の立坑の資機材搬送システム。
上記各回転ドラムを連動させるギヤを有し、上記両エレベータケージが、上記各回転ドラムに巻き掛けられたワイヤで接続された請求項１記載の立坑の資機材搬送システム。
上記各エレベータケージに、上記搬送台車が走行する台車軌条を設け、地上及び坑道内に、上記各台車軌条に繋がる分岐台車軌条をそれぞれ設けると共に、各分岐台車軌条にこれらを互いに繋ぐ交差台車軌条を掛け渡した請求項１から３いずれかに記載の立坑の資機材搬送システム。
上記エレベータケージとワイヤと回転ドラムとを備えたエレベータに、上記ワイヤの伸縮によるエレベータケージの停止位置の高さのずれを吸収するエレベータ位置調整機構を設けた請求項１から４いずれかに記載の立坑の資機材搬送システム。
上記エレベータ位置調整機構が、上記エレベータケージの台車軌条の上記分岐台車軌条との接続部に設けられ、エレベータケージの停止位置での台車軌条と地上或いは坑道内の出入口の分岐台車軌条との高さのずれを吸収する軌条高さ調整手段である請求項５記載の立坑の資機材搬送システム。