JP4987502B2 - 台車の連結装置 - Google Patents

Description

本発明は、台車同士を連結する台車の連結装置に関する。

シールド機を用いてシールドトンネルを構築する、いわゆるシールド工法においては、掘進を行う際に、シールド機に対して、切羽付近で使用される資材やセグメントを搬送する。これらの資材やセグメントを搬送するため、シールドトンネルの坑道には、立抗からシールド機まで敷設された搬送台車用のレール及びこのレース上を走行する複数の台車が配設されている。これらの台車に資材やセグメントを搭載して台車を走行させることにより、立抗からシールド機まで、資材やセグメントを搬送している。

これらの複数の台車は、台車の進行方向に延在する棒状の連結部材によって互いに連結されている。この連結部材の両端部には、固定ピンが挿入される挿入孔が上下方向に開口され、互いの台車の端部には、固定ピンが挿入される挿入孔が形成されたブラケットが上下方向に離間して２段設置されている。そして、連結部材の端部は、上下２段のブラケット間に挿入され、固定ピンを挿入孔に挿入することで連結部材が軸支されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２８７６４３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来技術では、固定ピンが挿通されるブラケットが台車の幅方向における中央に設けられているため、連結された台車の切り離し作業、台車の連結作業を行う際には、作業員が隣接する台車間に入って、固定ピンの抜差し作業を行っていた。このため、作業員が隣接する台車に挟まれる虞があった。また、作業員が台車の幅方向における中央に行って作業を行うため、作業員の移動に時間が掛かってしまい、特に、台車の切り離し作業、連結作業の頻度が多い作業現場にあっては、作業時間の短縮が求められていた。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、装置の安全性の向上を図ると共に、台車の切り離し作業、連結作業における作業時間の短縮を図ることが可能な台車の連結装置を提供することを目的とする。

本発明による台車の連結装置は、トンネル工事用の資材を搬送する台車の進行方向に隣接する台車同士を連結する台車の連結装置において、レールに沿って走行可能であり進行方向に隣接する台車同士のうち一方の台車に設けられ、他方の台車に向かって突出する回転可能な連結軸と、連結軸の周面から突出し、他方の台車に設けられ連結軸の軸線上に形成された長穴に挿通されて長穴に係合可能とされた突起部と、連結軸を回転させて、突起部を長穴に挿通可能な第１の回転位置、及び突起部を長穴に係合可能な第２の回転位置に切り替え操作可能な操作部と、を備え、操作部は、一方の台車の側部に設置され、一方の台車の側部から車幅方向に延在し回転可能な伝達軸を有し、伝達軸が軸回りに回転して、連結軸を第１の回転位置及び第２の回転位置に切り替え可能であることを特徴としている。

このような台車の連結装置によれば、一方の台車に設けられ、他方の台車に向かって突出し軸周りに回転可能な連結軸を備え、この連結軸には、連結軸の周面から突出する突起部が形成されている。一方の台車の側部に設けられた操作部を操作して連結軸を回転させ、突起部を他方の台車に形成された長穴に挿通可能とする第１の回転位置、突起部を長穴に係合可能とする第２の回転位置に切り替えることができる。

このような台車の連結装置を用いて、進行方向に隣接する台車同士を連結する場合、一方の台車の側部に設けられた操作部を操作して、連結軸を回転させ突起部を第１の回転位置に設定する。続いて、台車を移動して台車同士を接近させ、他方の台車に形成された長穴に突起部を挿通させる。この状態で、操作部を操作して、連結軸を回転させ突起部を第２の回転位置に設定し、長穴に突起部を係合させて、台車同士を互いに連結することができる。一方、連結された台車同士を切り離す場合、一方の台車の側部に設けられた操作部を操作して、連結軸を回転させ突起部を第１の回転位置に設定して、長穴に突起部を挿通可能な状態とする。この状態で、台車を移動させて、台車同士を切り離すことができる。

このように本発明の台車の連結装置においては、作業員が台車の側部に設けられた操作部を操作して、台車同士を連結させることができるため、従前のように作業員が車幅方向における中央に行って作業する必要がなくなり、作業時間の短縮化を図ることができる。また、操作部によって第１の回転位置、第２の回転位置に切り替えるだけで、台車の切り離し作業、連結作業を簡単に行うことができる。また、作業員が台車間に入って作業する必要がないため、作業員が台車に挟まれる虞がなく、安全性の向上を図ることができる。また、連結軸を回転させて、突起部による係合を行うため、簡素な構造とすることができる。

ここで、上記作用を奏する好ましい構成としては、具体的には、伝達軸に設けられ伝達軸と共に軸周りに回転可能な第１のかさ歯車と、第１のかさ歯車の回転に応じて連結軸を軸周りに回転させる第２のかさ歯車と、を備え、操作部として、伝達軸の車幅方向における外側の端部に連結され、伝達軸を軸周りに回転させる操作ハンドルを有する構成が挙げられる。これにより、簡素な構造で台車同士を連結させることができる。

また、連結軸の周面から相反する方向に突出する一対の突起部を備えることが好ましい。これにより、確実に台車同士を連結することができる。

また、突起部は、第２の回転位置において一方の台車の車高方向に突出し、突起部の第２の回転位置における車高方向に直交する断面形状は、長穴の周縁部分との接触位置において円弧状の周面を有していることが好ましい。これにより、水平方向における台車間の首振り動作が良好に行われ、レールのカーブに合わせて複数の台車を滑らかに走行させることができる。

また、長穴は、長穴の長径が他方の台車の車幅方向に延びるように形成されていることが好ましい。これにより、第２の回転位置において突起部を台車の車高方向に突出させて、長穴に確実に係合させることができる。

本発明の台車の連結装置によれば、装置の安全性の向上を図ると共に、台車の切り離し作業、連結作業における作業時間の短縮を図ることが可能な台車の連結装置を提供することができる。

以下、本発明による台車の連結装置を備えた台車の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る台車が走行するシールドトンネル内を示す平面図、図２は、図１中の台車を示す側面図、図３〜図６は、図２中の台車の連結装置を示す各図である。

図１に示すシールドトンネル１は、例えば送水管が敷設される配水施設等として利用されるものであり、シールド機２によって構築される、いわゆるシールド工法により施工されるものである。このシールドトンネル１は、外径約４．５ｍのシールド機（親機）２によって掘削されたメイントンネル３と、外径約２．４ｍのシールド機（子機；不図示）によって掘削された分岐トンネル４とを有し、分岐トンネル４は、メイントンネル３と直角を成して分岐している。

シールドトンネル１内には、セグメント（図２参照）５等の資材を搬送する台車６が走行するためのレール７が各々敷設され、メイントンネル３と分岐トンネル４との分岐点に親機２が配置されて、この親機２内に、台車６の向きを変更するための回転テーブル８が設けられている。

本実施形態の台車の連結装置１０は、進行方向に隣接する台車６，６同士を互いに連結するものであり、複数（本実施形態では３台）の台車６とこれらの台車６を駆動するバッテリー車１１とを連結している。

図２に示すように、台車６は、セグメント５等の資材を搭載するための荷台１２を有し、台車の進行方向の端部には、台車の連結装置１０が設置されている。

この台車の連結装置１０は、図２〜図５に示すように、一方の台車６の後端部に設けられ、連結相手の他方の台車６に向かって突出し軸周りに回転可能な連結軸１２と、この連結軸１２の先端（台車の前後方向における後端）に設けられ、連結軸１２の周面から外方に突出する一対の突起部１３と、他方の台車６の前端部に設けられ、突起部１３が挿通されて係合可能な長穴１４が形成されたブラケット１５と、連結軸１２を軸周りに回転させて突起部１３を長穴１４に挿通可能な第１の回転位置、突起部１３を長穴１４に係合可能な第２の回転位置に切り替え操作可能な操作ハンドル（操作部）１６とを具備している。

連結軸１２は、台車６の車幅方向Ｗにおける中央で台車６の前後方向に延在し、軸受けによって回転可能に台車６のフレーム１７に支持されている。また、連結軸１２には、第１のかさ歯車１８が設置され、操作ハンドル１６による操作に連動して、連結軸１２が軸周りに回転され、第１の回転位置及び第２の回転位置に切り替えられる。

突起部１３は、図３に示すように、連結軸１２の軸線方向（台車の前後方向）Ｌに直交する方向に突出し、長穴１４に挿通可能な第１の回転位置において台車６の車幅方向Ｗに突出し、図４に示すように、長穴１４に係合可能な第２の回転位置において台車６の車高方向Ｈに突出している。

また、突起部１３の第２の回転位置における車高方向Ｈに直交する断面形状は、図６に示すように、長穴１４の周縁部分との接触位置において円弧状の周面１３ａを有している。この突起部１３の前端側（図示右側）の周面１３ａがブラケット１５との接触面を成している。

ブラケット１５は、台車６の車幅方向Ｗの中央に配置され、図３〜図６に示すように、台車６のフレーム１７に固定され台車６の車幅方向Ｗに延在する固定板１５ａと、この固定板から前方に突出する一対の側面板１５ｂと、この一対の側面板１５ｂの前端部に固定され台車６の車幅方向Ｗに延在する正面板１５ｃとを備えている。この正面板１５ｃの正面（前面）に矩形状の長穴１４が開口されている。

この長穴１４は、一方の台車６に臨むように形成され、長穴１４の長径が台車６の車幅方向Ｗに延在している。また、長穴１４は、連結軸１２の軸線Ｌ上に配置されている。そして、長穴１４を囲繞する周縁部分に、台車６，６同士を連結した際に突起部１３と接触する接触面が形成され、この接触面は突起部１３の周面に対応する曲面とされている。

ここで、本実施形態の台車の連結装置１０は、連結軸１２を軸周りに回転させる操作ハンドル１６が、台車６の側部に設置され、作業員が台車６の車幅方向Ｗの外側から操作ハンドル１６を操作することで、連結軸１２を軸周りに回転させて突起部１３を第１の回転位置及び第２の回転位置に切り替え可能な構成とされている。

操作ハンドル１６は、本体ロッド１６ａを有し、図５に示すように、本体ロッド１６ａの一方の端部が、車幅方向Ｗに延在する伝達軸１９の車幅方向の外側の端部に連結されている。本体ロッド１６ａの他方の端部には、車幅方向の外側に突出するつまみ１６ｂが設けられ、操作ハンドル１６は、伝達軸１９の軸周りに揺動可能な構成とされている。また、操作ハンドル１６には、つまみ１６ｂと反対方向（車幅方向の内側）に突出し操作ハンドル１６の位置を固定するための固定ピン１６ｃと、この固定ピン１６ｃを車幅方向Ｗの内側へ付勢するためのコイルバネ１６ｄとが、設けられている。固定ピン１６ｃは、本体ロッド１６ａに形成された開口部を貫通して、つまみ１６ｂと連結されている。つまみ１６ｂを外方に引くことで、固定ピン１６ｃを軸方向に移動させることができ、つまみ１６ｂを放すことで、固定ピン１６ｃをコイルバネ１６ｄによって元の位置に復帰させることができる。後述する凹部２１ａ，２１ｂに固定ピン１６ｃを挿入することで、操作ハンドル１６の位置を固定することができる。

伝達軸１９は、台車６のフレーム１７に固定された軸受けによって軸周りに回転可能に支持されている。この伝達軸１９は、台車６の側部から車幅方向Ｗの中央まで延在し、中央側の端部に第１のかさ歯車１８と噛み合う第２のかさ歯車２０とが設置されている。伝達軸１９を回転させることで、連結軸１２を回転させて、突起部１３の回転位置を切替えることができる。操作ハンドル１６が台車６の前後方向（軸線方向Ｌ）に延在する状態となると、突起部１３が車幅方向Ｗに延在する第１の回転位置となり、操作ハンドル１６が台車６の車高方向Ｈに延在する状態となると、突起部１３が車高方向Ｈに延在する第２の回転位置となるように構成されている。

また、台車６のフレーム１７には、図２、図４及び図５に示すように、操作ハンドル１６の位置を固定するための位置固定部材２１が設置され、この位置固定部材２１には、操作ハンドル１６が台車６の前後方向に延在する位置において固定ピン１６ｃを挿入することが可能な凹部２１ａ、操作ハンドル１６が車高方向Ｈに延在する位置において固定ピン１６ｃを挿入することができる凹部２１ｂが各々形成されている。これらの凹部２１ａ，２１ｂに固定ピン１６ｃを挿入することで、操作ハンドル１６の位置を固定することが可能となり、凹部２１ａに固定ピン１６ｃを挿入させて突起部１３を第１の回転位置に維持することができ、凹部２１ｂに固定ピン１６ｃを挿入させて突起部１３を第２の回転位置に維持することができる。

また、バッテリー車１１の前面にも、台車６のブラケット１５と同様なブラケットが設置されている。

次に、このように構成された台車の連結装置１０を備えた台車６を用いて、台車６の切り離し、連結する方法について説明する。ここでは、図１に示すように、ターンテーブル８を用いて台車６の向きを直角に変える場合について説明する。先ず、互いに連結された台車６及びバッテリー車１１をターンテーブル８の直前まで移動させる。次に、図４に示すように、台車６の側部に設置された操作ハンドル１６を操作して、突起部１３を第２の回転位置（図４では、仮想線で示されている。）から第１の回転位置（図４では、実線で示されている。）に切り替える。これにより、突起部１３を長穴１４に挿通可能な位置する。そして、前方の台車６を移動させて、台車６同士を切り離す。このとき、作業員は台車６の側部に設けられた操作レバー１６を操作して、台車６同士を切り離すことができるため、従前のように作業員が車幅方向Ｗにおける中央に行って作業する必要がない。

次に、切り離された先頭の台車６をターンテーブル８に配置して、旋回させる。そして、台車６をターンテーブル８上から移動させる。

同様に、２台目及び３台目の台車６、バッテリー車１１を互いに切り離し、ターンテーブル８を用いて、台車６及びバッテリー車１１を旋回させる。

次に、複数の台車６、バッテリー車１１を再び連結させる。先ず、旋回された台車６同士を接近させる。このとき、突起部１３は、第１の回転位置に設定されたままであるため、そのまま、突起部１３を長穴１４に挿通させる。次に、台車６の側部に設置された操作ハンドル１６を操作して、突起部１３を第１の回転位置から第２の回転位置に切り替える。突起部１３は、ブラケット１５の正面板１５ｃの背面で、車高方向Ｈに延在した状態となる。これにより、突起部１３は、長穴１４の周縁部分に係止されて、台車６，６同士は連結状態となる。このとき、作業員は台車６の側部に設けられた操作ハンドル１６を操作して、台車６，６同士を連結させることができるため、従前のように作業員が車幅方向における中央に行って作業する必要がない。そして、同様に、２台目及び３台目の台車６、バッテリー車１１を互いに連結させる。

このような台車の連結装置１０では、一方の台車６に設けられ、他方の台車６に向かって突出し軸周りに回転可能な連結軸１２を備え、この連結軸１２には、連結軸１２の周面から突出する突起部１３が形成されている。一方の台車６の側部に設けられた操作ハンドル１６を操作して連結軸１２を回転させ、突起部１３を他方の台車６のブラケット１５に形成された長穴１４に挿通可能とする第１の回転位置、突起部１３を長穴１４に係合可能とする第２の回転位置に切り替えることができる。作業員が台車の連結、切り離しのために、連結部材を固定するための固定ピンの抜差し作業を行う必要がなく、作業が簡素化されている。特に、ターンテーブル８を用い台車６を旋回させる場合にあっては、台車６の切り離し作業、連結作業の頻度が多くなるため、特に有効である。

また、従前のように作業員が車幅方向における中央に行って作業する必要がなくなるため、作業時間の短縮化を図ることができる。また、作業員が台車間に入って作業する必要がないため、作業員が台車６に挟まれる虞がなく、安全性の向上が図られている。

また、台車６の車幅方向Ｗに延在し、軸周りに回転可能な伝達軸１９と、伝達軸１９に設けられ伝達軸１９と共に軸周りに回転可能な第１のかさ歯車１８と、第１のかさ歯車１８の回転に応じて連結軸１２を軸周りに回転させる第２のかさ歯車２０と、を備え、操作部として、伝達軸１９の車幅方向Ｗにおける外側の端部に連結され、伝達軸１９を軸周りに回転させる操作ハンドル１６を有している。これにより、簡素な構造で台車６，６同士を連結させることができる。

また、連結軸１２の周面から相反する方向に突出する一対の突起部１３を備える構成であるため、確実に台車６，６同士を連結することができる。

また、突起部１３は、第２の回転位置において車高方向Ｈに突出し、突起部１３の水平方向の断面形状は、長穴１４の周縁部分との接触位置において円弧状の周面１３ａを有している。これにより、水平方向における台車６間の首振り動作が良好に行われ、レール７のカーブに合わせて複数の台車６を滑らかに走行させることができる。

また、長穴１４は、長穴１４の長径が車幅方向Ｗに延びるように形成されている。これにより、第２の回転位置において突起部１３を車高方向Ｈに突出させて、長穴１４に確実に係合させることができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態において、長穴１４が形成されたブラケット１５を台車６に設置しているが、台車６の車体フレーム１７に直接長穴１４を形成してもよい。

また、上記実施形態では、台車６の前端側にブラケット１５を設置し、台車６の後端側に連結軸１２を設置しているが、台車６の前端側に連結軸を設置し、台車６の後端側にブラケットを設置しても良い。

また、上記実施形態では、ターンテーブル８をシールド機（親機）２内に設置しているが、ターンテーブル８をシールド機２内に設置しなくても良い。例えば、メイントンネル３と分岐トンネル４との分岐点にターンテーブル８を配置させた状態で、シールド機２によってメイントンネル３の掘進を継続させても良い。

本発明の実施形態に係る台車の連結装置を備えた台車が走行するトンネル内を示す平面図である。 図１中の台車を示す側面図である。 図１中の台車の連結装置を示す斜視図である。 図３に示す台車の連結装置の側面図である。 図４に示す台車の連結装置の断面図である。 図４のVＩ−VＩ矢視図である。

符号の説明

６…台車
１０…台車の連結装置
１２…連結軸
１３…突起部
１３ａ…円弧状の周面
１４…長穴
１６…操作ハンドル（操作部）
１８…第１のかさ歯車
１９…伝達軸
２０…第２のかさ歯車
Ｌ…連結軸の軸線方向
Ｈ…車高方向
Ｗ…車幅方向

Claims (5)

1. トンネル工事用の資材を搬送する台車の進行方向に隣接する台車同士を連結する台車の連結装置において、
   レールに沿って走行可能であり進行方向に隣接する前記台車同士のうち一方の前記台車に設けられ、他方の前記台車に向かって突出する回転可能な連結軸と、
   前記連結軸の周面から突出し、前記他方の台車に設けられ前記連結軸の軸線上に形成された長穴に挿通されて前記長穴に係合可能とされた突起部と、
   前記連結軸を回転させて、前記突起部を前記長穴に挿通可能な第１の回転位置、及び前記突起部を前記長穴に係合可能な第２の回転位置に切り替え操作可能な操作部と、を備え、
   前記操作部は、前記一方の台車の側部に設置され、
   前記一方の台車の側部から車幅方向に延在し回転可能な伝達軸を有し、
   前記伝達軸が軸回りに回転して、前記連結軸を前記第１の回転位置及び前記第２の回転位置に切り替え可能であることを特徴とする台車の連結装置。
2. 前記伝達軸に設けられ前記伝達軸と共に軸周りに回転可能な第１のかさ歯車と、
   前記第１のかさ歯車の回転に応じて前記連結軸を軸周りに回転させる第２のかさ歯車と、を備え、
   前記操作部として、前記伝達軸の前記車幅方向における外側の端部に連結され、前記伝達軸を軸周りに回転させる操作ハンドルを有することを特徴とする請求項１記載の台車の連結装置。
3. 前記連結軸の周面から相反する方向に突出する一対の前記突起部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の台車の連結装置。
4. 前記突起部は、前記第２の回転位置において前記一方の台車の車高方向に突出し、
   前記突起部の前記第２の回転位置における前記車高方向に直交する断面形状は、前記長穴の周縁部分との接触位置において円弧状の周面を有していることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の台車の連結装置。
5. 前記長穴は、前記長穴の長径が前記他方の台車の車幅方向に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の台車の連結装置。

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