JP6147991B2 - セグメント台車の移送装置と移送方法 - Google Patents

Description

本発明は特に立坑内やトンネルの一部で、セグメントを搭載する台車を移送する装置と、移送する方法に関するものである。

シールドトンネルを構築する場合に、セグメントは立坑の上空から底部に吊りおろし、セグメント台車（以下単に「台車」ともいう）に搭載し、バッテリーカーで台車を押して切羽まで運搬する方法が採用されている。
立坑の面積が広ければ問題がないが、特に都市部では用地確保の困難から、狭い立坑が多くなっている。
一方、セグメントを切羽で組み立てるために、セグメントは切羽にもっとも接近させる必要があるから、バッテリーカーはセグメント台車を後方から押す状態で切羽に向けて往路を走行する。
次に立坑へ戻る復路であるが、切羽でセグメントを下した空の台車を切羽から立坑に戻す工程では、バッテリーカーが立坑側に位置した状態で牽引して立坑に到着する。
したがって狭い立坑に到着した状態を立坑上部から見下ろすと、バッテリーカーと次の台車程度が立坑内の面積の多くを占めてしまい、セグメントを搭載する台車のほとんどがシールドトンネルの内部に残っている、ということになる。
その状態では、すべての台車の上にセグメントを吊り下して搭載することができない。
そこで図７に示すようにシールドトンネルｅの立坑ａ内の軌道ｆの一部を分岐軌道ｂとして分岐させ、この分岐軌道ｂにバッテリーカーｃを退避させ、台車ｄのすべてを立坑ａの直下に位置させるような構造が必要となる。
このように分岐軌道ｂを設け、そこへ台車ｄから切り離したバッテリーカーｃを誘導すれば、台車ｄだけを立坑ａの下部に位置させることは可能となる。
しかし次の問題として、走行装置であるバッテリーカーｃを失った台車ｄをいかに立坑ａの下部に位置させるか、さらに台車ｄの上にセグメントを搭載した後にいかに台車ｄと分岐軌道ｂに退避中のバッテリーカーｃを接続するか、といった問題が生じる。

そのために、従来から次のような構造、方法が採用されている。
＜１＞人力による方法。
この方法は、走行装置を失った台車を、作業員が人力で立坑内へ押し出してセグメントを吊りおろし、その後に再度人力でもとの位置まで押し戻し、その後方にバッテリーカーを接続する方法である。
＜２＞ウインチで引き寄せる方法。
立坑の壁面などに反力を取って、ウインチで台車を立坑内へ引き寄せる方法である。
台車にセグメントを搭載したら、切羽側のどこかに反力を取って、台車をシールドトンネルの内部へ引き込む。
＜３＞トラバース。
立坑内部に本来の軌道に平行に複数の短軌道を配置し、軌道と直交する方向に台車を横移動させる方法である。
＜４＞自走台車。
上記の問題は自走機能を備えていない台車の問題であるが、バッテリーカーとは別に台車自体にも自走機能を備え、立坑内の小移動は台車の駆動源で走行させる方法である。
＜５＞特許文献１に示すように、立坑の底部に特殊な牽引装置を設置し、その牽引装置を駆動して台車を走行させる方法である。

特許第３３９９８４２号公報

上記のような課題を解決する本発明のセグメント台車の移送装置は、シールドトンネルを構築する立坑とトンネル坑内の一部に設置する装置と台車よりなる装置であって、設置する装置は、支持部材である枠体と、枠体に回転自在に取りつけた回転軸と、回転軸に取り付けた駆動源と、各回転軸に取り付けたスプロケットと、スプロケット間に張設した牽引索と、牽引索に取り付けたピン架台とで構成し、スプロケット間に張設した牽引索と、牽引索に取り付けたピン架台とで構成し、一方、台車は、側面に係合腕を突設したセグメント台車であり、係合腕のピン穴を貫通したピンを、上記の装置のピン架台の穴に貫通しうるように構成し、支持部材である枠体を軌道と平行に配置して回転軸を回転したときに、ピン架台が軌道と平行に移動でき、ピンを介してピン架台の移動を、セグメント台車に伝達してセグメント台車を移送し得るように構成することを特徴とするものである。
また本発明のセグメント台車の移送装置は、上記の支持部材を１本の長尺材で構成し、１本の枠体に複数の回転軸を取り付けて構成したことを特徴とするものである。
また本発明のセグメント台車の移送装置は、上記の支持部材を複数の枠体で構成し、各枠体に回転軸を取り付けて構成したことを特徴とするものである。
また本発明のセグメント台車の移送方法は、立坑の底部とトンネル坑内の一部に、上記の装置を軌道と平行に設置し、側面に係合腕を突設したセグメント台車を使用し、係合腕のピン穴を貫通したピンを、上記の装置のピン架台の穴に貫通させ、このピンを介してピン架台の移動を、セグメント台車に伝達してセグメント台車を移送することを特徴とするものである。

上記のような課題を解決する本発明のセグメント台車の移送装置は、シールドトンネルを構築する立坑とトンネル坑内の一部に設置する装置であって、支持部材である枠体と、枠体に回転自在に取りつけた、少なくとも２か所の回転軸と、少なくともひとつの回転軸に取り付けた駆動源と、各回転軸に取り付けたスプロケットと、スプロケット間に張設した牽引索と、牽引索に取り付けたピン架台とで構成し、支持部材である枠体を軌道と平行に配置して回転軸を回転したときに、ピン架台が軌道と平行に移動できるように構成することを特徴とするものである。
また本発明のセグメント台車の移送装置は、上記の支持部材を１本の長尺材で構成し、１本の枠体に複数の回転軸を取り付けて構成したことを特徴とするものである。
また本発明のセグメント台車の移送装置は、上記の支持部材を複数の枠体で構成し、各枠体に回転軸を取り付けて構成したことを特徴とするものである。
また本発明のセグメント台車の移送方法は、立坑の底部とトンネル坑内の一部に上記の装置を軌道と平行に設置し、側面に係合腕を突設したセグメント台車を使用し、係合腕のピン穴を貫通したピンを、上記の装置のピン架台の穴に貫通させ、このピンを介してピン架台の移動を、セグメント台車に伝達してセグメント台車を移送することを特徴とするものである。

本発明のセグメント台車の移送装置と移送方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 自走台車を配置する方法と比較して、きわめて安価な装置によって同様の機能を果たすことができる。
＜２＞ 台車は本発明の移送装置のピンを介して位置決めできるから、台車が逸走する危険性がない。
＜３＞ 軌道と直交する方向への移動を繰り返すトラバース構造と比較して台車の入れ替え作業が牽引索の移動だけであるから、作業がきわめて簡単である。
＜４＞ 装置を構成する部材がすべて単純な部材であり、小さく分解することができるから、狭い立坑内でも人力により組み立てを行うことができる。
＜５＞ 軌道に平行に設置するだけであるから、既存設備に変更を加える必要がなく、簡単に設置することができる。

本発明のセグメント台車の移送装置の設置位置の説明図。 枠体を長尺材で構成した実施例の全体の説明図。 枠体を独立枠体で構成した実施例の説明図。 ピン架台と台車の連結部の説明図。 ピン架台とピンの接合構造の説明図。 本発明の装置と分岐軌道の関係の説明図。 従来の分岐軌道で退避させる構造の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明のセグメント台車の移送装置と方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞前提条件
本発明の移送装置Ａはシールドトンネルｅを構築するための立坑ａの内部、およびトンネルｅ坑内の一部に、軌道ｆの側面に、軌道ｆに沿って設置する装置である。

＜２＞全体の構成
セグメント台車の移送装置Ａは、支持部材である枠体１と、回転軸２と、スプロケット３と、牽引索４と、ピン架台５とで構成する。

＜３＞長尺枠体
枠体１は、軌道ｆに平行に設置する支持部材であり、例えば長尺の鋼材で構成する。
枠体１としては例えば２枚のＣ型鋼を背中合わせに組み立てるが、２枚の鋼材の間には、スプロケット３、牽引索４、ピン架台５が位置できるだけの間隔が必要である。
長尺の部材であっても、枠体１の中間をボルト接合、溶接接合可能に構成しておけば、狭い立坑ａ内での設置が容易であり、かつ特別な機械を使用せずに人力で設置、組み立てを行うことができる。

＜４＞独立枠体（図３）
枠体１は軌道ｆに平行に設置する支持部材であるから、１本の長尺の鋼材ではなく、独立した複数の独立枠体１１で構成することもできる。
独立枠体１１とは、短尺の鋼材の枠体１である。
その場合には各独立枠体１１はトンネルの基礎にアンカーやボルトで強固に固定する。

＜５＞曲線枠体
軌道ｆがカーブしている場合にも枠体１は軌道ｆに平行に配置すればよい。
長尺枠体１の場合には、軌道ｆと平行の曲線を描く枠体１を使用する。
独立枠体１１の場合には、複数の個所に分散した状態で、軌道ｆと平行に枠体１を基礎に固定する。

＜６＞回転軸と駆動源
枠体１を横断する方向に、回転軸２を回転自在に貫通させて取り付ける。
回転軸２は、長尺枠体１の場合には少なくとも二か所に取り付ける。
回転軸２のすくなくともひとつには、電動モータ、油圧モータなどの、図示しない駆動源を取り付けて駆動が可能であるように構成する。
独立枠体１１の場合には、各枠体１ごとに１本ずつの回転軸２を取りつけ、少なくともいずれかの回転軸２に駆動源を取り付ける。

＜７＞スプロケット
枠体１に取り付けた各回転軸２にはスプロケット３を固定する。
なお、スプロケット３とは軸の回転をローラーチェーンに伝達したり、ローラーチェーンの回転を軸に伝達するための歯車のことであり、チェーンホイールとも呼ばれる

＜８＞牽引索
長尺枠体１の場合には、その枠体１の両端に位置するスプロケット３間に、ローラーチェンを牽引索４として張設する。
したがってモータで回転軸２を回転すれば、スプロケット３に係合した牽引索４は、枠体１に平行に往復する方向に走行する。
独立枠体１１の場合には、両端に位置する独立枠体１１のスプロケット３間に、同様に牽引索４を張設することになる。

＜９＞牽引索の曲線配置
軌道ｆは直線とは限らず曲線として敷設してある場合もある。
その際には、牽引索４として例えば公知のフレキシブルチェーンを使用する。
このチェーンは、横方向に大きな可曲性を備えたローラチェーンで、曲線走行に適している。
曲線の場合に長尺枠体１であれば、軌道ｆと平行の曲線を形成した長尺の鋼材を、軌道ｆと平行に設置する。
独立枠体１１であれば、軌道ｆに沿って数か所に独立枠体１１を設置してトンネルの基礎に固定する。
このように「軌道ｆに平行に配置」とは、長尺枠体１では線状に、独立枠体１１では点状に、軌道ｆに平行に枠体１を配置することを意味する。

＜１０＞ピン架台（図５）
牽引索４の一部にはピン架台５を取りつける。
このピン架台５は、水平の枠体１に対して鉛直方向に立設した短柱であり、牽引索４と平行に２枚の棚板５１を突設して構成する。
この２枚の棚板５１には、同一軸線上に、ピン穴５２を開口する。

＜１１＞台車側の設備
本発明の装置を使用する場合に、台車ｄ側にも簡単な部材を設置が必要である。
すなわち台車ｄの側面から係合腕６を突出する構造である。
この係合腕６は、台車ｄの側面に固定した、単なる鋼材の板である。
この係合腕６には、上下方向に貫通するピン穴を開口する。

＜１２＞移送方法
次に上記の移送装置Ａを使用した移送方法について、図６などに基づいて説明する。

＜１３＞装置の設置
上記した長尺部材である枠体１、あるいは独立枠体１１を軌道ｆと平行に、軌道ｆと接近した状態で線状に、あるいは点状に設置する。
後述するように台車ｄの移動の反力は枠体１に伝わるから、容易に移動しない状態でトンネルの基礎などに固定する。
こうして本発明の移送装置Ａを、軌道ｆに平行に設置する。

＜１４＞台車の停止
切羽でセグメントｇを下した空の台車ｄは、バッテリーカーｃが牽引する状態で、すなわちバッテリーカーｃを先頭として立坑ａに向けて走行してくる。
立坑ａに近くなったら、バッテリーカーｃは本線の軌道ｆ上でいったん停止させる。

＜１５＞ピン架台の移動
本発明の移送装置Ａの電動モータなどの駆動源を回転して回転軸２を回転すると、牽引索４が軌道ｆと平行に走行し、牽引索４に固定したピン架台５も軌道ｆを平行して走行する。
そして停止して待機している台車ｄの係合腕６の直下に、ピン架台５を位置させる。

＜１６＞ピンの挿入
その際に、ピン架台５のピン穴５２と、台車ｄの係合腕６のピン穴とを鉛直軸線上で一致させピン架台５を停止させる。
その状態でピン５３をピン穴５２に挿入すると、ピン架台５と係合腕６とはピン５３を介して一体となる。

＜１７＞バッテリーカーの切り離し
それと前後してバッテリーカーｃを台車ｄから切り離し、バッテリーカーｃだけは分岐軌道ｆに走行させて本線から退避させる。
あるいはバッテリーカーｃだけを本線を走行させ退避させ、台車ｄは分岐軌道ｆに待機させる。
すると台車ｄは駆動源がなくなり、自走できない状態となる。

＜１８＞牽引索の走行
この状態でモータを駆動し、スプロケット３を回転させると牽引索４が走行する。
牽引索４の走行でピン架台５、ピン５３、係合腕６を介して台車ｄの走行を行うことができるから、台車ｄを立坑ａの自由な位置まで移動させることができる。
その状態で立坑ａの上空からセグメントｇを吊り下して台車ｄの上に搭載する。

＜１９＞バッテリーカーと後続の台車の切り離し（その１）
立坑ａにバッテリーカーｃと後続の台車ｄが到着した時に、バッテリーカーｃと後続の一部の台車ｄとを連結したまま、バッテリーカーｃを含む編成と後続の残りの台車ｄの編成との間を切り離す。
そしてバッテリーカーｃを含む編成を本線軌道ｆ又は分岐線に入線させ、後続の残りの台車ｄの編成をこれと逆の軌道ｆに本発明の移送装置Ａを使って入線させてもよい。

＜２０＞バッテリーカーと後続の台車の切り離し（その２）
分岐軌道ｆを本線軌道ｆとは別に複数本設け、この複数本の本線軌道ｆと分岐軌道ｆのいずれかにバッテリーカーｃを含む編成を退避させ、残った軌道ｆに残りのすべての台車ｄを適宜分散して入線させ、すべての台車ｄを立坑ａの直下に位置させるように構成することができる。
この場も、バッテリーカーｃの無い編成を入線させる軌道ｆには、本発明の移送装置Ａを設置しておく。

１：枠体
２：回転軸
３：スプロケット
４：牽引索
５：ピン架台
５３：ピン
６：係合腕

Claims (4)

1. シールドトンネルを構築する立坑とトンネル坑内の一部に設置する装置と台車よりなる装置であって、
   立坑とトンネル坑内の一部に設置する装置は、
   支持部材である枠体と、
   枠体に回転自在に取りつけた回転軸と、
   回転軸に取り付けた駆動源と、
   各回転軸に取り付けたスプロケットと、
   スプロケット間に張設した牽引索と、
   牽引索に取り付けたピン架台とで構成し、
   一方、台車は、
   側面に係合腕を突設したセグメント台車であり、
   係合腕のピン穴を貫通したピンを、
   上記の装置のピン架台の穴に貫通しうるように構成し、
   支持部材である枠体を軌道と平行に配置して回転軸を回転したときに、ピン架台が軌道と平行に移動でき、
   ピンを介してピン架台の移動を、セグメント台車に伝達してセグメント台車を移送し得るように構成することを特徴とする、
   セグメント台車の移送装置。
2. 上記の支持部材である枠体を１本の長尺材で構成し、
   その長尺の枠体に複数の回転軸を取り付けて構成したことを特徴とする、
   請求項１記載のセグメント台車の移送装置。
3. 上記の支持部材である枠体を複数の独立した枠体で構成し、
   その各独立枠体に１本ずつの回転軸を取り付けて構成した、
   請求項１記載のセグメント台車の移送装置。
4. 立坑の底部とトンネル坑内の一部に、請求項１記載の装置を軌道と平行に設置し、
   側面に係合腕を突設したセグメント台車を使用し、
   係合腕のピン穴を貫通したピンを、
   上記の装置のピン架台の穴に貫通させ、このピンを介してピン架台の移動を、セグメント台車に伝達してセグメント台車を移送することを特徴とする、
   セグメント台車の移送方法。

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