JP5163112B2 - ホースリール台車 - Google Patents

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Description

本発明は、泥水式シールド工法で用いられるホースリール台車に関し、特に、複数のホースを積載可能なホースリール台車に関する。
泥水式シールド工法でトンネルを掘削する際には、送泥水用ホース、排泥水用ホース等の複数のホースを積載可能なホースリール台車が用いられる。
例えば、図14に示すように、トンネル内を走行可能な架台40と、架台40に積載され、この架台40上を前後方向に移動可能で、太い径のホース41、42をガイドするための大型ホースリール43と、大型ホースリール43の側方に設置され、架台40上を前後方向に移動可能で、細い径のホース44、45をガイドするための小型ホースリール46とを備えたホースリール台車が用いられている。
また、特許文献1にも、図14と同様に、太い径のホースをガイドするための大型ホースリールを備えた大型のホースリール台車と、細い径のホースをガイドするための小型ホースリールを備えた小型のホースリール台車とを並列に設ける方法が記載されている。
特開平11−200768号公報
しかしながら、上述したホースリール台車では、大型ホースリールと小型ホースリールとが架台上に並列に配置されているので、ホースリール台車の幅が広くなる。そして、幅の広いホースリール台車をシールドトンネル内に設置すると、トンネル内の作業領域が狭くなるので作業効率が悪くなるという問題点があった。また、トンネル内の作業領域が狭くなるので、バッテリー機関車やセグメントピース運搬車等がホースリール台車の横を通過するための充分なスペースを確保できないという問題点もあった。
そこで、本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、幅を増大させることなく、複数のホースを積載可能なホースリール台車を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明のホースリール台車は、泥水式シールド機で掘削されたトンネル内をトンネルの軸方向に走行可能な架台と、前記架台に積載され、前記架台上を、前記トンネルの軸方向を前後に移動可能で、前記泥水式シールド機から後方に延びて前方に向けて折り返されたホースを更に、後方に向けて折り返すためのガイド手段を有するホースリールとを備え、前記泥水式シールド機の推進に追随して前進するとともに、前記ホースを繰り出すことが可能なホースリール台車であって、前記ホースリールは、曲率半径が互いに異なる複数の前記ガイド手段を有することを特徴とする(第1の発明)。
本発明に係るホースリール台車によれば、ホースリールに曲率半径の異なる複数のガイド手段にそれぞれホースを沿わせることができるので、複数のホースを周方向に多段に積載することができる。例えば、曲率半径の大きいガイド手段の内方に曲率半径の小さいガイド手段を設けて、そのうちの曲率半径の大きいガイド手段には、太い径の大径ホースを沿わせて、曲率半径の小さいガイド手段には、細い径の小径ホースを沿わせることができる。これにより、ホースリールの幅を増大させることなく、狭い幅で複数のホースをホースリールに沿わせることができる。
第2の発明は、第1の発明において、前記ガイド手段は、ホースを後方に向けて折り返す形状に沿って配置された複数のローラーから構成されることを特徴とする。
本発明に係るホースリール台車によれば、ガイド手段は、ホースを折り返す形状に沿ってローラーが配置されるので、ホースやケーブルが接すると抵抗無く回転して、円滑にホース等を移動させることができる。
第3の発明は、第1の発明において、繰り出されたホースを把持するためのホースハンガーを更に備えることを特徴とする。
本発明に係るホースリール台車によれば、繰り出されたホースやケーブルが常に所定の位置に配置されるようにホース等を把持するためのホースハンガーを備えるので、泥水式シールド機の推進に追随して移動することなくトンネル内の所定の位置にホース等を保持することができる。したがって、繰り出されたホース等が、バッテリー機関車やセグメントピース運搬車等と接触することは無い。
本発明のホースリール台車を用いることにより、幅を増大させることなく、複数のホースを積載することが可能となる。
以下、本発明に係るホースリール台車の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1及び図2は、それぞれ本発明の実施形態に係るホースリール台車1の側面図及び平面図である。また、図3は、図1のA矢視図である。
図1〜図3に示すように、ホースリール台車1には、送泥水用ホース2A、排泥水用ホース3A、送水用ホース4A、裏込材送給用ホース5A、送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aが積載されている。以下、これらのホース及びケーブルをまとめて示す場合には、例えば、各ホース2A〜7A等という。
ホースリール台車1は、泥水式シールド機(図示しない)で掘削されたトンネル8内を走行可能な架台9と、架台9に積載され、この架台9上を前後方向に移動可能で、各ホース2A〜7A等を折り返すためのホースリール11と、トンネル8の底盤17上に繰り出された各ホース4A〜7A等を拘束するためのホースハンガー16とを備えている。
架台9は、トンネル8の軸方向に沿うように底盤17上に敷設された一対のレール18上に車輪19を介して設置されており、このレール18に沿ってトンネル8内をその軸方向に走行可能である。また、架台9は、連結材20及び複数の作業台車(図示しない)を介して泥水式シールド機に連結されているので、ホースリール台車1は泥水式シールド機の推進に追随して移動可能である。
ホースリール11は、架台9の構成部材である一対のサイドビーム21間に設けられるとともに、サイドビーム21上に車輪24を介して設置されており、このサイドビーム21に沿って架台9上を架台9の走行方向、すなわちトンネル8の軸方向である前後方向に移動可能である。
図4は、各ガイド手段10、12、13をホースリール11に取り付けた状態を示す一部拡大図である。
図4に示すように、ホースリール11は、各ホース2A〜7A等を折り返すための第一、第二及び第三のガイド手段10、12、13と、第一〜第三のガイド手段10、12、13を支持するための一対のブラケット22とを備えている。
各ガイド手段10、12、13は、それぞれ切羽側に凸の円弧に沿って配置された複数のローラーから構成されており、その円弧の曲率半径は、互いに異なっている。具体的には、第一のガイド手段10は、中央ローラー10a〜10gから構成され、第二のガイド手段12は、第一のガイド手段10の外周側に配置された外側ローラー12a〜12iから構成され、さらに、第三のガイド手段13は、第一のガイド手段10の内周側に配置された内側ローラー13a〜13eから構成されている。
第二のガイド手段12の外側ローラー12a〜12iは、中央ローラー10a〜10gとの間に送水用ホース4A及び裏込材送給用ホース5Aを挿通できるように間隔を空けて配置される。
また、第三のガイド手段13の内側ローラー13a〜13eは、中央ローラー10a〜10gとの間に送電ケーブル6A及び通信ケーブル7Aを挿通できるように間隔を空けて配置される。
そして、図1〜図3に示すように、送泥水用ホース2Aと排泥水用ホース3Aとは、ほぼ同じ太さである。そして、送泥水用ホース2A及び排泥水用ホース3Aは、各ホース2A〜7A等のなかでは、最も太くて許容曲げ半径が大きいので、外側ローラー12a〜12iに沿って設けられる。
送泥水用ホース2Aは、外側ローラー12a〜12iにて略U字型に折り返されて両端部が坑口側に延設され、そのうちの上側端部は、ホースリール台車1の上部左側(以下、単に「右側」あるいは「左側」というときは、切羽に向かって右側あるいは左側であることを意味するものとする。)に切羽側から延設される切羽側送泥水管2BにU字管2Cを介して接続され、下側端部は、ホースリール台車1の下部左側に設置された坑口側送泥水管2Dにストップバルブ2Eを介して接続されている。
同様に、排泥水用ホース3Aは、外側ローラー12a〜12iにて略U字型に折り返されて両端部が坑口側に延設され、そのうちの上側端部は、ホースリール台車1の上部右側に切羽側から延設される切羽側排泥水管3BにU字管3Cを介して接続され、下側端部は、ホースリール台車1の下部右側に設置された坑口側排泥水管3Dにストップバルブ3Eを介して接続されている。
また、送水用ホース4Aと裏込材送給用ホース5Aとは、ほぼ同じ太さである。そして、送水用ホース4A及び裏込材送給用ホース5Aは、各ホース2A〜7A等のなかでは、送泥水用ホース2A及び排泥水用ホース3Aに次いで、太くて許容曲げ半径も大きいので、中央ローラー10a〜10gに沿って設けられる。
送水用ホース4Aは、中央ローラー10a〜10gと外側ローラー12a〜12iとの間に挿通され、中央ローラー10a〜10gにて略U字型に折り返されて、両端部が坑口側に延設され、そのうちの上側端部は、ホースリール台車1の右側側面に切羽側から延設される切羽側送水管4BにU字管4Cを介して接続され、下側端部は、ホースリール台車1の下部の左側に設置された坑口側送水管4Dにストップバルブ4Eを介して接続されている。
同様に、裏込材送給用ホース5Aは、中央ローラー10a〜10gと外側ローラー12a〜12iとの間に挿通されて、中央ローラー10a〜10gにて略U字型に折り返されて、両端部が坑口側に延設され、そのうちの上側端部は、ホースリール台車1の右側側面に切羽側から延設される切羽側裏込材送給管5BにU字管5Cを介して接続され、下側端部は、ホースリール台車1の下部右側に設置された坑口側裏込材送給管5Dにストップバルブ5Eを介して接続されている。
また、送電ケーブル6Aと通信ケーブル7Aとは、ほぼ同じ太さである。そして、送電ケーブル6A及び通信ケーブル7Aは、各ホース2A〜7A等のなかでは、最も細くて許容曲げ半径が小さいので、内側ローラー13a〜13eに沿って設けられる。
送電ケーブル6Aは、内側ローラー13a〜13eと中央ローラー10a〜10gとの間に挿通され、内側ローラー13a〜13eにて略U字型に折り返されて、両端部が坑口側に延設され、そのうちの上側端部は、ホースリール台車1の右側後部に設けられ、送電ケーブル6Aが断線を防止するためのU字型の保護具6Bで折り返されてホースリール台車1の右側側面から切羽側に延設されて分電盤等に接続され、下側端部は、ホースリール台車1の下部の左側に設置された坑口側送電ケーブル6Cのソケット6Dにプラグ6Eを挿入して接続されている。
同様に、通信ケーブル7Aは、内側ローラー13a〜13eと中央ローラー10a〜10gとの間に挿通され、内側ローラー13a〜13eにて略U字型に折り返されて、両端部が坑口側に延設され、そのうちの上側端部は、ホースリール台車1の右側後部に設けられ、通信ケーブル7Aが断線を防止するためのU字型の保護具7Bで折り返されてホースリール台車1の右側側面から切羽側に延設されてPC等に接続され、下側端部は、ホースリール台車1の下部の左側に設置された坑口側通信ケーブル7Cのソケット7Dにプラグ7Eを挿入して接続されている。
第一〜第三のガイド手段10、12、13で折り返され、ホースリール11の下部から坑口側へ延設された各ホース2A〜7A等は、ホースリール台車1の下部に設置された底部ローラー29上に載置されている。
再び、図1及び図2を参照すると、ホースハンガー16は、ホースリール台車1から坑口側へ繰り出されて延設された各ホース4A〜7A等の下側端部付近を束ねる把持手段30と、一端が坑口側送泥水管2D及び坑口側排泥水管3Dに、他端が把持手段30に接続され、把持手段30を所定の位置から移動しないように保持するためのハンガー部31とを備える。
図5は、ホースリール台車1から繰り出された各ホース2A〜7A等を示す図である。
図5に示すように、トンネル8の底盤17上に延設された各ホース2A〜7A等のうち、細い送電ケーブル6A及び通信ケーブル7Aを最も上に、太い送泥水用ホース2A及び排泥水用ホース3Aを最も下に配置し、送水用ホース4A及び裏込材送給用ホース5Aをそれらの間に配置して、細い送電ケーブル6A及び通信ケーブル7Aが太い送泥水用ホース2A又は排泥水用ホース3Aで潰されないようにするとともに、各ホース4A〜7A等が上下左右に自在に移動しないように把持手段30にて束ねる。
ハンガー部31は、トンネル8の底盤17上に固定されている坑口側送泥水管2D及び坑口側排泥水管3Dに接続されており、把持手段30を常に所定の位置に保つことができるので、各ホース4A〜7A等が前後左右に移動して周囲の機材等に接触することを防止する。
次に、泥水式シールド工法にてトンネル8を掘削する際のホースリール台車1の動作について説明する。
図6〜図11は、トンネル8を掘削する際のホースリール台車1の動作を示す図である。
まず、図6に示すように、掘削開始前の初期状態では、ホースリール台車1の前部にホースリール11が位置し、送泥水用ホース2A、排泥水用ホース3A、送水用ホース4A、裏込材送給用ホース5A、送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aを折り返さすように積載されている。
このとき、坑口側送泥水管2D、坑口側排泥水管3D、坑口側送水管4D、坑口側裏込材送給管5D、坑口側送電ケーブル6C、坑口側通信ケーブル7Cは、泥水式シールド機の推進に追随して移動しないようにトンネル8の底盤17上に固定されている。
次に、図7に示すように、泥水式シールド機がトンネル8を掘削してセグメント14の1リング分、例えば、2600mm推進すると、架台9は1リング分の2600mm前進する一方、ホースリール11は1/2リング分の1300mmだけ前進する。すなわち、ホースリール11は架台9に対して1/2リング分坑口側に後退したことになる。これにより、各ホース2A〜7A等はホースリール台車1から坑口側へ繰り出されて、トンネル8の底盤17上に配置される。
トンネル8の底盤17上に繰り出された各ホース2A〜7A等の長さは、ホースリール11が架台9に対して移動した1/2リング分の1300mmとなる。
繰り出された各ホース2A〜7A等のうち、各ホース4A〜7A等の下側端部は、把持手段30で束ねられるとともに、その把持手段30はハンガー部31で保持されているので、泥水式シールド機の推進にともなって前後左右に移動することはない。
次に、泥水式シールド機の後に新たなセグメント14を敷設し(図示しない)、再び、トンネル8を掘削して泥水式シールド機が更にセグメント14の1リング分だけ推進すると、架台9は、上記と同様に1リング分前進する一方、ホースリール11は1/2リング分だけ前進するので、各ホース2A〜7A等が坑口側へ更に1/2リング分繰り出される。したがって、図8に示すように、泥水式シールド機及び架台9の累計前進距離は2リング分の5200mmとなる一方、ホースリール11の累計前進距離及びトンネル8の底盤17に繰り出された各ホース2A〜7A等の累計長さは2600mmとなる。
このように、泥水式シールド機の推進とともに、架台9及びホースリール11を前進させ、各ホース2A〜7A等をトンネル8の底盤17上に延設する作業を繰り返し行い、図9に示すように、ホースリール台車1に積載している各ホース2A〜7A等をすべて繰り出して、ホースリール11が架台9の後部に到達したら掘削を一時停止する。
そして、送泥、排泥、送水、裏込材送給、送電及び通信のすべての作業を停止し、各ストップバルブ2Eを閉止する。
次に、把持手段30を取り外して各ホース2A〜7A等を解放し、送泥水用ホース2A、排泥水用ホース3A、送水用ホース4A、裏込材送給用ホース5Aのそれぞれの下側端部を各ストップバルブ2E〜5Eから切り離す。また、送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aの下側端部のプラグ6E、7Eを坑口側送電ケーブル6Cのソケット6D、坑口側通信ケーブル7Cのソケット7Dからそれぞれ取り外す。
その後、架台9の前端部に設置されているウインチ23でワイヤーロープ25を介してホースリール11を切羽側に引っ張って、架台9の前部に移動させると、各ホース2A〜7A等がホースリール台車1に積載された上記初期状態になる。
ホースリール11が架台9の前部に移動すると、図10に示すように、ホースリール台車1の後方にスペース32が生じる。
次に、図11に示すように、スペース32に、各ホース2A〜7A等用の延長管2F〜5F及び延長ケーブル6F、7Fを敷設する。そして、延長管2F〜5F及び延長ケーブル6F、7Fの各一端をそれぞれホースリール台車1の各ホース2A〜7A等に接続し、各他端をそれぞれ坑口側送泥水管2D、坑口側排泥水管3D、坑口側送水管4D、坑口側裏込材送給管5D、坑口側送電ケーブル6C、坑口側通信ケーブル7Cに接続する。
そして、すべてのストップバルブ2E〜5Eを開放し、送泥、排泥、送水、裏込材の各送給作業を再開するとともに、送電、通信の各作業も再開し、上記と同様に再びトンネル8の掘削を開始する。
以上説明したホースリール台車1によれば、ホースリール11は、中央ローラー10a〜10gにより構成される第一のガイド手段10と、外側ローラー12a〜12iにより構成される第二のガイド手段12と、内側ローラー13a〜13eにより構成される第三のガイド手段13とを備えているので、各ホース2A〜7Aを周方向に多段に積載することができる。具体的には、中央ローラー10a〜10gには、送水用ホース4A、裏込材送給用ホース5Aを、外側ローラー12a〜12iには、送泥水用ホース2A、排泥水用ホース3Aを、内側ローラー13a〜13eには、送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aをそれぞれ沿わせることにより、複数の各ホース2A〜7A等を周方向に多段に積載することができる。すなわち、ホースリール11の幅を増大させることなく、各ホース2A〜7A等を積載することができる。そして、ホースリール11の幅を増大させる必要がないので、トンネル8内の作業領域を確保することができる。したがって、トンネル8内でバッテリー機関車やセグメントピース運搬車33(図12に示す)がホースリール台車1の横を安全に通過するためのスペースが充分に確保される。
また、内側ローラー13a〜13eにより構成される第三のガイド手段13は、曲率半径が小さくて、許容曲げ半径の大きい送泥水用ホース2A、排泥水用ホース3A、送水用ホース4A、裏込材送給用ホース5Aを沿わせることができないので、許容曲げ半径が小さい送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aを沿わせる。かかる場合には、送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aは、大径の各ホース2A〜5Aに潰されることが無い。したがって、ホースリール台車1は、各ホース2A〜5Aだけでなく、送電ケーブル6Aや通信ケーブル7Aも積載することができるので、送電ケーブル6A、通信ケーブル7Aの延長作業の効率が向上する。
また、中央ローラー10a〜10g、外側ローラー12a〜12i、内側ローラー13a〜13eは、各ホース2A〜7A等が接すると抵抗無く回転するので、円滑に各ホース2A〜7A等を移動させることができる。
さらに、ホースリール台車1は、ホースハンガー16を備えているので、泥水式シールド機の推進にともない繰り出された各ホース4A〜7A等を常にトンネル8内の所定の位置に定設することができる。したがって、繰り出された各ホース2A〜7A等が、バッテリー機関車やセグメントピース運搬車33(図13に示す)と接触することは無い。
なお、本実施形態においては、第一〜第三のガイド手段10、12、13として複数のローラー10a〜10g、12a〜12i、13a〜13eを用いた場合について説明したが、ローラーに限定されるものではなく、例えば、摩擦抵抗が小さく、かつ、摩耗が少ない板材を湾曲させて用いてもよい。
本発明の実施形態に係るホースリール台車の側面図である。 本発明の実施形態に係るホースリール台車の平面図である。 図1のA矢視図である。 各ガイド手段をホースリールに取り付けた状態を示す一部拡大図である。 本実施形態に係るホースリール台車から繰り出された各ホース等を示す図である。 トンネルを掘削する際のホースリール台車の動作を示す図である。 トンネルを掘削する際のホースリール台車の動作を示す図である。 トンネルを掘削する際のホースリール台車の動作を示す図である。 トンネルを掘削する際のホースリール台車の動作を示す図である。 トンネルを掘削する際のホースリール台車の動作を示す図である。 トンネルを掘削する際のホースリール台車の動作を示す図である。 セグメントピース運搬車がホースリール台車の横を通過している状態を示す図である。 セグメントピース運搬車が把持手段で束ねられた各ホース等の横を通過している状態を示す図である。 従来のホースリール台車を示す図である。
符号の説明
1 ホースリール台車
2A 送泥水用ホース 2B 切羽側送泥水管
2C U字管 2D 坑口側送泥水管
2E ストップバルブ 2F 延長管
3A 排泥水用ホース 3B 切羽側排泥水管
3C U字管 3D 坑口側排泥水管
3E ストップバルブ 3F 延長管
4A 送水用ホース 4B 切羽側送水管
4C U字管 4D 坑口側送水管
4E ストップバルブ 4F 延長管
5A 裏込材送給用ホース 5B 切羽側裏込材送給管
5C U字管 5D 坑口側裏込材送給管
5E ストップバルブ 5F 延長管
6A 送電ケーブル 6B 保護具
6C 坑口側送電ケーブル 6D ソケット
6E プラグ 6F 延長ケーブル
7A 通信ケーブル 7B 保護具
7C 坑口側通信ケーブル 7D ソケット
7E プラグ 7F 延長ケーブル
8 トンネル 9 架台
10 第一のガイド手段 10a〜10g 中央ローラー
11 ホースリール 12 第二のガイド手段
12a〜12i 外側ローラー 13 第三のガイド手段
13a〜13e 内側ローラー 14 セグメント
16 ホースハンガー 17 底盤
18 レール 19 車輪
20 連結材 21 サイドビーム
22 ブラケット 23 ウインチ
24 車輪 25 ワイヤーロープ
29 底部ローラー 30 把持手段
31 ハンガー部 32 スペース
33 セグメントピース運搬車 40 架台
41、42、44、45 ホース 43 大型ホースリール
46 小型ホースリール

Claims (3)

  1. 泥水式シールド機で掘削されたトンネル内をトンネルの軸方向に走行可能な架台と、前記架台に積載され、前記架台上を、前記トンネルの軸方向を前後に移動可能で、前記泥水式シールド機から後方に延びて前方に向けて折り返されたホースを更に、後方に向けて折り返すためのガイド手段を有するホースリールとを備え、前記泥水式シールド機の推進に追随して前進するとともに、前記ホースを繰り出すことが可能なホースリール台車であって、
    前記ホースリールは、曲率半径が互いに異なる複数の前記ガイド手段を有することを特徴とするホースリール台車。
  2. 前記ガイド手段は、ホースを後方に向けて折り返す形状に沿って配置された複数のローラーから構成されることを特徴とする請求項1に記載のホースリール台車。
  3. 繰り出されたホースを把持するためのホースハンガーを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のホースリール台車。
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