JP6997034B2 - 後方台車装置 - Google Patents

Description

本発明は、後方台車装置に関し、特に、トンネル内面に直接接触する車輪部を備えた後方台車装置に関する。

従来、トンネル内面に直接接触する車輪部を備えた後方台車装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、シールドトンネルの内周面上を直接転動自在である車輪を備えた後方台車が開示されている。後方台車は、シールド装置に後続し、シールド装置の掘進動作と共に前進移動するように構成される。後方台車は、シールド掘進に必要な装置類、資機材を搬送する。後方台車は、門型形状のフレームにより構成されており、トンネル横断面方向左右に一対に振り分けられた形でゴムタイヤからなる車輪が設けられている。門型形状のフレームの内側は、セグメント運搬用の別の台車が通過する台車通過部となっている。

特開平７－７１２００号公報

上記特許文献１のような後方台車は、必要とされる積載空間を確保するため、トンネル前後方向の全長を十分に確保することが望まれる。ところが、シールドトンネルは、直線状に形成されるのみならず、曲線状にカーブする場合がある。曲線状にカーブしたトンネル（以下、曲線トンネルという）の場合、後方台車の全長が大きいとトンネル内壁面のカーブに沿って車輪に横向きの強制変位が生じ、後方台車のフレームに大きな荷重が作用する。横向きの強制変位はフレームの弾性変形によって吸収されるが、後方台車の全長が大きくなるほど、フレーム構成部材に生じる応力が大きくなる。そのため、曲線トンネルを施工する場合、横向きの強制変位に起因するフレーム構成部材の応力を許容範囲内に収めるために、後方台車の全長が制限される。後方台車の全長が制限されることにより、後方台車の台数が必要以上に増大してしまう。そのため、曲線トンネルを施工する場合でも、後方台車装置の全長制限を緩和して、より大きな全長の後方台車装置を使用できるようにすることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、トンネル内面に直接接触する車輪部により曲線トンネル内を移動する場合でも、全長制限を緩和可能な後方台車装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における後方台車装置は、トンネルを掘進するシールド掘進機に連結されて移動する後方台車装置であって、一対の脚部を有する門型形状のフレームと、一対の脚部を構成する第１脚部と第２脚部とにそれぞれ設けられ、トンネル内面に接触してフレームをトンネル前後方向へ移動可能に支持する複数の車輪部と、第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部とを、フレームに対してトンネル左右方向の同一方向へ同期して変位させるスライド機構と、を備える。

この発明の一の局面による後方台車装置では、上記のように、第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部とを、フレームに対してトンネル左右方向の同一方向へ同期して変位させるスライド機構を設けることによって、曲線トンネルのカーブに伴って車輪部にトンネル左右方向への強制変位が生じた場合には、スライド機構によって強制変位に追従するように車輪部をスライドさせることができる。その結果、スライド移動範囲内で強制変位に起因してフレームに応力が発生するのを回避することができるので、その分、フレームの全長を大きくすることができる。また、円形断面のトンネル内面と接触する車輪部には、後方台車装置の自重によってトンネル左右方向中央に向かう分力が常時作用するため、左右の車輪部を自由にスライド可能とする場合、単純に車輪部がトンネル中央側にスライドして各車輪部での荷重の分担が適切に行われなくなることが考えられる。そこで、スライド機構が第１脚部の車輪部と第２脚部の車輪部とを同一方向へ同期して変位させることにより、車輪間隔が変化することを抑制することができるので、トンネル左右方向へ車輪部を変位させても、後方台車装置の重量を適切に支持することができる。以上により、トンネル内面に直接接触する車輪部により曲線トンネル内を移動する場合でも、後方台車装置の全長制限を緩和することができる。

上記一の局面による後方台車装置において、好ましくは、スライド機構は、第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部との間の車輪間隔が略一定に維持されるように車輪部をトンネル左右方向へ変位させる。このように構成すれば、スライド機構によって車輪部をトンネル左右方向へ変位可能とした場合でも、トンネル左右方向の車輪間隔が維持されるので、各車輪部とトンネル内面との接触状態を確保していずれかの車輪部に過大な偏荷重が作用したりすることを抑制することができる。

上記一の局面による後方台車装置において、好ましくは、スライド機構は、フレームのトンネル前後方向への移動に伴って、トンネル内面から第１脚部の車輪部と第２脚部の車輪部とのいずれか一方に作用するトンネル左右方向の外力を、他方に伝達することにより、車輪部のトンネル左右方向への変位を同期させる。このように構成すれば、曲線トンネルのカーブに伴う強制変位によってトンネル内面から一方の車輪部に外力（カーブの内周側から外周側へ向かう外力）が作用すると、作用した外力が他方の車輪部に伝達されて、作用した外力に応じてそれぞれの車輪部がトンネル左右方向へ変位される。そのため、車輪部を変位させるためのモータや油圧ポンプなどをスライド機構に設けることなく、簡素な構成で、トンネルのカーブに追従して各車輪部をトンネル左右方向へ変位させることができる。

上記一の局面による後方台車装置において、好ましくは、スライド機構は、脚部の下部に設けられ車輪部をトンネル左右方向へ変位可能に支持するスライド支持部と、第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部との各々に、トンネル左右方向への力を同期させて付与する同期機構と、を備える。このように構成すれば、同期機構によって、第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部との各々に付与するトンネル左右方向の力を同期させることができるので、左右の車輪部の変位量を略一致させることにより車輪間隔を維持することができる。

この場合、好ましくは、同期機構は、第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部との間で、車輪部に加わるトンネル左右方向への力を伝達する伝達部を有する。このように構成すれば、たとえば第１脚部の車輪部と、第２脚部の車輪部とにそれぞれモータや油圧ポンプなどを設けて、別々にトンネル左右方向の力を付与する場合と比較して、伝達部によって一方の車輪部に作用する力を他方の車輪部に伝達するだけで、各車輪部の変位を同期させることができる。そのため、スライド機構の構成を簡素化することができる。

上記同期機構が伝達部を備える構成において、好ましくは、同期機構は、第１脚部および第２脚部にそれぞれ設けられトンネル左右方向への力を車輪部に付与する一対の油圧アクチュエータを有し、伝達部は、一対の油圧アクチュエータを相互接続して油圧を伝達する油圧配管を含む。このように構成すれば、それぞれの車輪部に設けた一対の油圧アクチュエータを油圧配管によって接続するという簡素な構成で、車輪部に加わるトンネル左右方向への力を同期させてトンネル左右方向への同期した変位に変換することができる。

上記一の局面による後方台車装置において、好ましくは、複数の車輪部は、フレームの前面側において一対の脚部に設けられた一対の前輪部と、フレームの後面側において一対の脚部に設けられた一対の後輪部と、前輪部と後輪部との間のフレームの中間部において一対の脚部に設けられた１組または複数組の一対の中輪部とを含み、一対の前輪部および一対の後輪部は、それぞれ、スライド機構を介さずに脚部に設けられており、１組または複数組の一対の中輪部は、スライド機構を介して脚部に設けられている。このように構成すれば、トンネル前後方向と直交する断面で見た場合に、少なくとも前輪部、後輪部および中輪部の３箇所の断面位置（３断面）でフレームが支持されるので、前輪部および後輪部の２箇所（２断面）で支持する場合よりも全長を大きくしたフレームを構成することができる。この３断面以上となるような全長の大きいフレームでは、曲線トンネル内を移動する場合に車輪部に大きな強制変位を受けることになる。そこで、スライド機構を設けることにより、３断面以上となるような全長の大きいフレームを採用した場合でも、車輪部の強制変位に起因してフレームに応力が発生するのを回避することができる。また、トンネル左右方向にスライドしない一対の前輪部および一対の後輪部に対して、一対の中輪部のみをトンネル左右方向に変位させることができる。そのため、曲線トンネルのカーブに追従して後方台車装置全体がトンネル左右方向に変位したり、前輪部側または後輪部側がスライドして後方台車装置の向きが変化したりすることを抑制しつつ、カーブに伴う強制変位に起因した応力の発生を回避することができる。

上記一の局面による後方台車装置において、好ましくは、複数の車輪部は、フレームの前面側において一対の脚部に設けられた一対の前輪部と、フレームの後面側において一対の脚部に設けられた一対の後輪部と、前輪部と後輪部との間のフレームの中間部において一対の脚部に設けられた１組または複数組の一対の中輪部とを含み、１組または複数組の一対の中輪部は、スライド機構を介さずに脚部に設けられており、一対の前輪部および一対の後輪部は、スライド機構を介して脚部に設けられている。このように構成すれば、少なくとも前輪部、後輪部および中輪部の３箇所の断面位置（３断面）でフレームが支持されるので、前輪部および後輪部の２箇所（２断面）で支持する場合よりも全長を大きくしたフレームを構成することができる。そして、スライド機構を設けることにより、３断面以上となるような全長の大きいフレームを採用した場合でも、車輪部の強制変位に起因してフレームに応力が発生するのを回避することができる。また、トンネル左右方向にスライドしない一対の中輪部に対して、一対の前輪部および一対の後輪部をそれぞれトンネル左右方向に変位させることができる。そのため、曲線トンネルのカーブに追従して一対の前輪部または一対の後輪部をスライドさせることによって、一対の中輪部を中心として後方台車装置の向きを変化させることができるので、カーブに伴う強制変位に起因した応力の発生を回避することができる。

本発明によれば、上記のように、トンネル内面に直接接触する車輪部により曲線トンネル内を移動する場合でも、全長制限を緩和可能な後方台車装置を提供できる。

第１実施形態による後方台車装置およびシールド掘進機の模式的な縦断面図である。 後方台車装置の模式的な側面図である。 図２の５００－５００断面に沿った後方台車装置の模式的な断面図である。 図２の６００－６００断面に沿った後方台車装置の模式的な断面図である。 直線トンネルにおける各車輪部の位置関係を説明するための模式的な平面図である。 曲線トンネルにおける各車輪部の位置関係を説明するための模式的な平面図である。 スライド機構の構成を説明するための拡大断面図である。 直線トンネルにおけるスライド機構の動作を説明するための模式図である。 曲線トンネルにおける車輪部の変位前の状態を示した模式図である。 曲線トンネルにおける車輪部の変位後の状態を示した模式図である。 第２実施形態による後方台車装置の曲線トンネルにおけるスライド機構の状態を示した模式図である。 第２実施形態による後方台車装置の直線トンネルにおけるスライド機構の状態を示した模式図である。 スライド機構の第１の変形例を示した図である。 スライド機構の第２の変形例を示した図である。 後方台車装置の車輪部の数が異なる変形例を示した図である。 スライド機構の設置位置の変形例を示した図である。 同期機構および伝達部の変形例を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１～図７を参照して、第１実施形態による後方台車装置１００について説明する。

図１に示すように、後方台車装置１００は、シールド工法によるトンネル施工に際して、シールド掘進機２００による掘進に伴う付帯設備を搭載して移動する装置である。後方台車装置１００は、シールド掘進機２００に後続するように設けられ、トンネルを掘進するシールド掘進機２００に連結されて移動するように構成されている。後方台車装置１００は、シールド掘進機２００の掘進に伴ってシールド掘進機２００とともにトンネル内を前進する。後方台車装置１００は、たとえばシールド掘進機２００に機械的に連結され、シールド掘進機２００に牽引される形で移動する。後方台車装置１００が前後移動のための独自の駆動源を有していてもよい。

以下、トンネル内で、トンネルが延びる方向（Ｙ方向）をトンネル前後方向といい、シールド掘進機２００の掘進方向を前方、掘進方向の逆側を後方とする。トンネル前後方向（Ｙ方向）と直交する断面において、鉛直上下を上下方向（Ｚ方向）とし、上下方向と直交する方向（Ｘ方向）をトンネル左右方向とする。トンネル左右方向（Ｘ方向）は、トンネルの幅方向と言い換えてもよい。

シールド掘進機２００には様々な形式があるが、図１に例示したシールド掘進機２００は、回転して土砂を掘削するカッタヘッド１１０と、カッタヘッド１１０を回転駆動するカッタ駆動部１２０と、カッタヘッド１１０によって掘削された土砂が貯留されるチャンバ１３０と、チャンバ１３０内の土砂を排出する排土装置１４０と、セグメントＳＧを押圧してカッタヘッド１１０を推進させるシールドジャッキ１５０と、セグメントＳＧをリング状に組み立てるエレクタ１６０とを含む。

カッタヘッド１１０は、正面視で（トンネル前後方向から見て）円形形状を有し、シールド掘進機２００は、円形断面のトンネルを構築する。シールド掘進機２００は、カッタ駆動部１２０によりカッタヘッド１１０を中心軸線回りに回転させつつ、シールドジャッキ１５０により既設のセグメントリング（覆工体）を支持体として掘進方向への推進力を発生させることにより、地山の掘削を行う。所定距離の掘削が行われると、エレクタ１６０により既設のセグメントリングを延長するようにセグメントＳＧが組み立てられて所定距離分のセグメントリング（覆工体）が追加構築される。シールド掘進機２００は、掘削とセグメントＳＧの組み立てとを繰り返すことによりトンネル覆工体を構築しながら掘進する。カッタヘッド１１０により掘削された土砂は、チャンバ１３０内に導入され、たとえばスクリュコンベヤからなる排土装置１４０によってシールド掘進機２００の後方に排出された後、ベルトコンベヤなどにより後方の坑口へ向けて搬送される。

なお、図１では、泥土圧式のシールド掘進機２００の例を示している。シールド掘進機２００は、泥水式シールド掘進機であってもよい。泥水式シールド掘進機の場合には、図示しない送泥管を介してチャンバ１３０内に泥水を送り込んで掘削土砂をスラリー化し、スラリー化した掘削土砂を、排土装置１４０を介して排出する。この場合の排土装置１４０は、スラリー化した掘削土砂を排出する排泥管などにより構成される。

後方台車装置１００には、油圧ポンプ、バルブやタンク等の油圧関係の機器類、電源関係の機器類、掘削土砂を搬送するための配管や中継ポンプ等、作業員の利用スペースなどが搭載される。後方台車装置１００は、シールド掘進機２００に対して１台または複数台が設けられる。複数台の後方台車装置１００が設けられる場合、各後方台車装置１００はシールド掘進機２００からトンネル前後方向に沿って順番に列状に並んで相互に連結される。

シールド掘進機２００は、施工計画の経路に沿ってトンネルの掘進を行う。トンネルは、トンネル左右方向へ曲線状にカーブする場合があり、本明細書では、このような曲線区間を曲線トンネル１ａ（図６参照）という。また、曲線トンネル１ａと区別する場合、トンネルの直線区間を直線トンネル１ｂ（図５参照）という。後方台車装置１００の全長Ｌ（図２参照）が大きく、かつ後方台車装置１００を３断面以上で支持する場合、トンネル内面２のカーブ（図６参照）に沿って後述する車輪部２０（図６参照）に横向きの強制変位ｄｆが生じる。そこで、第１実施形態の後方台車装置１００は、曲線トンネル１ａを施工する場合でも、全長制限を緩和可能であり、より大きな全長でも曲線トンネル１ａの通過時に過大な応力が作用することが抑制されている。

（後方台車装置の構成）
図２～図４に示すように、第１実施形態の後方台車装置１００は、トンネル内面２（図３参照）に直接接触する車輪部２０の転動により、トンネル前後方向に移動する無軌道タイプの台車装置である。無軌道タイプとは、トンネル内に敷設したレール（軌道）上を走行するタイプとは異なり、レールを用いることなく円形断面のトンネル内面２上を車輪部２０によって走行するタイプである。無軌道タイプの後方台車装置１００では、曲線トンネル１ａ（図６参照）のカーブによるトンネル左右方向におけるトンネル内面２の位置変化が、トンネル内面２上を転動する車輪部２０の強制変位ｄｆとして作用する。

図３に示すように、後方台車装置１００は、門型形状のフレーム１０と、複数の車輪部２０と、スライド機構３０と、を備えている。

フレーム１０は、鋼材など組み合わせによって形成された骨組み構造を有する。フレーム１０は、一対の脚部１１を有する。一対の脚部１１は、上下方向（Ｚ方向）に延びるとともに、上端部が横方向の梁部１２によって接続されている。フレーム１０は、一対の脚部１１と梁部１２とによって、中央下部に空間が形成された門型形状（またはアーチ形状）となっている。以下、一対の脚部１１のうち、一方を第１脚部１１ａとし、他方を第２脚部１１ｂとする。

フレーム１０は、一対の脚部１１と梁部１２とにより構成される門型形状の構造体１０ａが、図２に示すように所定の全長Ｌとなるようにトンネル前後方向に間隔を隔てて複数配置され、トンネル前後方向に延びる梁材によってそれぞれの構造体１０ａ同士が接続されることにより、構成されている。図２の例では、フレーム１０には、５つの構造体１０ａが設けられている。最前部および最後部の構造体１０ａがそれぞれフレーム１０の前面１０ｂおよび後面１０ｃを構成する。図３および図４において、中央下部の空間は、セグメントＳＧを積載したセグメント台車３が走行するためのセグメント通路ＰＷとして構成されている。セグメント通路ＰＷは、フレーム１０の前面１０ｂから後面１０ｃまで貫通するように、トンネル前後方向（Ｙ方向）に延びている。

セグメント台車３（図１参照）は、たとえば自走式の台車である。セグメント台車３は、セグメント通路ＰＷに敷設されたレール４上を走行して、坑口側で積載されたセグメントＳＧを、シールド掘進機２００まで搬送する。

図３および図４に示すように、車輪部２０は、一対の脚部１１を構成する第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂとにそれぞれ設けられている。車輪部２０は、トンネル内面２に接触してフレーム１０をトンネル前後方向へ移動可能に支持するように構成されている。車輪部２０は、一対の脚部１１の下端部において、トンネル前後方向に向けて転動自在となるように設けられている。車輪部２０は、たとえばウレタンゴムなどのゴムタイヤにより構成されている。

車輪部２０は、第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂとでトンネル左右方向（Ｘ方向）において対（ペア）になるように設けられている。左右の車輪部２０は、トンネル左右方向において所定の車輪間隔Ｄ（図５参照）を隔てて配置されている。左右の車輪部２０は、トンネルの中心から略等距離を隔てて配置され、トンネル左右方向に略対称に配置されている。トンネル内面２が円形状のため、各車輪部２０は、トンネル断面において半径方向に沿うように、鉛直方向から傾斜して設けられている。

図２に示すように、車輪部２０は、少なくとも一対の前輪部２１と、一対の後輪部２２との４つを含む。図２では、１箇所につき前後２つの車輪２０ａが設けられている例を示しているが、１箇所につき１つの車輪２０ａが設けられていてもよい。車輪部２０が、いくつの車輪２０ａを含んでいてもよい。図５および図６では、簡略化して、車輪部２０を１つの車輪として図示している。

図２～図４に示すように、複数の車輪部２０は、フレーム１０の前面１０ｂ側において一対の脚部１１（図３、図４参照）に設けられた一対の前輪部２１と、フレーム１０の後面１０ｃ側において一対の脚部１１に設けられた一対の後輪部２２と、前輪部２１と後輪部２２との間のフレーム１０の中間部において一対の脚部１１に設けられた一対の中輪部２３とを含む。一対の前輪部２１と、一対の後輪部２２と、一対の中輪部２３とは、それぞれ１組ずつ設けられている。これらの一対の前輪部２１と、一対の後輪部２２と、一対の中輪部２３とは、それぞれトンネル前後方向に離隔した３つの構造体１０ａの脚部１１に対して設けられている。そのため、第１実施形態による後方台車装置１００は、トンネル前後方向（Ｙ方向）において３箇所の断面位置（３断面）で荷重を支持する構造を有する。

第１実施形態では、スライド機構３０（図３参照）は、一対の中輪部２３に対して設けられている。より具体的には、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２は、それぞれ、スライド機構３０を介さずに脚部１１に設けられている。そして、一対の中輪部２３は、スライド機構３０を介して脚部１１に設けられている。

一対の前輪部２１および一対の後輪部２２は、図４に示したように、脚部１１の下端部に設けられた取付フレーム１３に対して、転動可能に取り付けられている。取付フレーム１３は、トンネル内面２に沿うように傾斜した取付面を有する三角形状断面を有する。取付フレーム１３には、車輪部２０をスライドさせる機構が設けられておらず、車輪部２０が回転可能な状態で取付フレーム１３に固定（トンネル前後方向、トンネル左右方向および上下方向への移動が固定）されている。このため、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２は、トンネル左右方向には固定されて転動可能となっている。

一対の中輪部２３は、図３に示したように、トンネル内面２に沿うように傾斜した取付面を有する三角形状断面の取付部１４に設けられている。一対の中輪部２３は、取付部１４とともに、スライド機構３０によりトンネル左右方向に変位可能な状態でトンネル前後方向に転動可能となっている。なお、一対の中輪部２３は、スライド機構３０を介して、トンネル前後方向および上下方向への移動が固定された状態で脚部１１（取付部１４）に転動可能に取り付けられている。

スライド機構３０は、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０とを、フレーム１０に対してトンネル左右方向（Ｘ方向）の同一方向へ同期して変位させるように構成されている。

図５に示したように、第１脚部１１ａの前輪部２１、中輪部２３および後輪部２２は、前後に直線状に並び、第２脚部１１ｂの前輪部２１、中輪部２３および後輪部２２は、前後に直線状に並ぶ。そして、図６に示すように、一対の中輪部２３が、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２に対してトンネル左右方向にスライドするように移動可能である。

スライド機構３０は、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との間の車輪間隔Ｄ（図５参照）が略一定に維持されるように車輪部２０をトンネル左右方向へ変位させるように構成されている。すなわち、一対の中輪部２３がトンネル左右方向にスライドする場合、第１脚部１１ａの中輪部２３の変位量と、第２脚部１１ｂの中輪部２３の変位量とが略一致する。

スライド機構３０は、フレーム１０のトンネル前後方向への移動に伴って、トンネル内面２から第１脚部１１ａの車輪部２０と第２脚部１１ｂの車輪部２０とのいずれか一方に作用するトンネル左右方向の外力を、他方に伝達することにより、車輪部２０のトンネル左右方向への変位を同期させる。つまり、第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂのうち、一方の中輪部２３に対してトンネル内面２から横向きに外力が作用すると、同等の横向き外力が他方の中輪部２３へ伝達される。その結果、一方の中輪部２３がトンネル内面２から受ける横向き外力と、他方の中輪部２３がトンネル内面２から受ける横向き外力とが釣り合う位置まで、一対の中輪部２３がトンネル左右方向にスライドする。

たとえば図６のように右カーブの曲線トンネル１ａでは、トンネル内面２が図６中左向きに凸状に湾曲しているため、第１脚部１１ａの中輪部２３に対して、カーブの内周側である右側内面から外周側への外力が作用する。スライド機構３０は、第１脚部１１ａの中輪部２３に対してトンネル内面２から付与される左向きの外力を、第２脚部１１ｂの中輪部２３に伝達して、第２脚部１１ｂの中輪部２３を左向きに変位させる。この結果、一対の中輪部２３は、曲線トンネル１ａのカーブに沿ってスライドし、フレーム１０の荷重をそれぞれの中輪部２３が支持しながら、横向きの強制変位ｄｆの影響を逃がすことが可能である。

（スライド機構の詳細構造）
図７に示すように、スライド機構３０は、一対の脚部１１の下端部と車輪部２０（中輪部２３）との間に設けられている。スライド機構３０は、スライド支持部３１と、同期機構３２とを備えている。

スライド支持部３１は、脚部１１の下部に設けられ車輪部２０をトンネル左右方向（Ｘ方向）へ変位可能に支持するように構成されている。スライド支持部３１は、一対の脚部１１（第１脚部１１ａおよび第２脚部１１ｂ）にそれぞれ設けられている。スライド支持部３１は、脚部１１の下端部に配置されたベース部材１５に設けられ、車輪部２０の取付部１４と当接している。スライド支持部３１は、ベース部材１５（すなわちフレーム１０）と取付部１４（すなわち車輪部２０）とをトンネル左右方向に相対移動可能に接続する、いわゆるすべり対偶である。スライド支持部３１は、ベース部材１５と取付部１４とを上下方向およびトンネル前後方向には相対移動不能に拘束し、かつ、ベース部材１５と取付部１４とをトンネル左右方向に相対移動可能とする。スライド支持部３１は、公知の構造を採用でき、たとえばレールとスライダとの組み合わせや、ころなどの転がり要素３１ａを含んで構成される。取付部１４および車輪部２０は、スライド支持部３１を介して、ベース部材１５に対してトンネル左右方向に直線移動可能に構成されている。

同期機構３２は、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との各々に、トンネル左右方向への力を同期させて付与するように構成されている。同期機構３２は、トンネル左右方向への力を付与することによって、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０とをトンネル左右方向の同じ側に同期して移動させる。

同期機構３２は、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との間で、車輪部２０に加わるトンネル左右方向への力を伝達する伝達部３３を有する。伝達部３３によって、第１脚部１１ａの車輪部２０と第２脚部１１ｂの車輪部２０との一方に作用するトンネル左右方向の力が、他方にも作用する。

具体的には、同期機構３２は、第１脚部１１ａおよび第２脚部１１ｂにそれぞれ設けられトンネル左右方向への力を車輪部２０に付与する一対の油圧アクチュエータ３４を有する。そして、伝達部３３は、一対の油圧アクチュエータ３４を相互接続して油圧を伝達する油圧配管３５を含む。

油圧アクチュエータ３４は、シリンダ３６とシリンダ３６内を進退方向に摺動するピストンロッド３７とを有する油圧シリンダ（油圧ジャッキ）により構成されている。シリンダ３６は、脚部１１の下端においてトンネル左右方向に向けてベース部材１５に固定されている。ピストンロッド３７は、シリンダ３６に対してトンネル左右方向に進退可能であり、先端が車輪部２０の取付部１４に固定されている。このため、ピストンロッド３７が進退すると、取付部１４および車輪部２０がトンネル左右方向に変位する。

一対の油圧アクチュエータ３４は、第１脚部１１ａ側と第２脚部１１ｂ側とで、互いに逆向きとなるように設けられている。そして、各々のシリンダ３６において、ロッド側の配管ポート同士、またはキャップ側の配管ポート同士が、油圧配管３５により相互接続されるように構成されている。第１実施形態において、油圧アクチュエータ３４は、単動型の油圧シリンダであってよいし、複動型の油圧シリンダの一方のポートを開放したものでもよい。

図７の例では、一対の油圧アクチュエータ３４は、それぞれのピストンロッド３７が互いにトンネル左右方向の外側を向くように配置されている。各々のシリンダ３６のキャップ側のポート同士が油圧配管３５によって接続され、内部に作動油が充填されている。シリンダ３６のロッド側のポートは外部に開放されている。したがって、一対の油圧アクチュエータ３４は、フレーム１０のトンネル左右方向の中央側に向かう力を油圧により支持するように構成されている。

油圧配管３５は、油圧アクチュエータ３４の作動油を流通させる管部材である。油圧配管３５は、第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂとに跨がって、一対の油圧アクチュエータ３４同士を接続するように設けられている。油圧配管３５は、一端部が第１脚部１１ａ側の油圧アクチュエータ３４（シリンダ３６のキャップ側のポート）に接続され、他端部が第２脚部１１ｂ側の油圧アクチュエータ３４（シリンダ３６のキャップ側のポート）に接続されている。油圧配管３５は、フレーム１０の中央下部のセグメント通路ＰＷを迂回するように、門型形状のフレーム１０に沿って延びている。すなわち、油圧配管３５は、第１脚部１１ａの油圧アクチュエータ３４からベース部材１５を貫通して立ち上がり、第１脚部１１ａに沿って梁部１２まで上方に延びた後、梁部１２に沿って第２脚部１１ｂまでトンネル左右方向に延びている。そして、油圧配管３５は、第２脚部１１ｂに沿って下方に延び、ベース部材１５を貫通して第２脚部１１ｂの油圧アクチュエータ３４に接続されている。各油圧アクチュエータ３４のシリンダ３６のキャップ側空間内、および油圧配管３５内には、作動油（ハッチング部参照）が充填されている。

このような構成により、スライド機構３０は、門型形状の一対の脚部１１にそれぞれ設けられた一対の車輪部２０（中輪部２３）に作用する外力を相互に伝達し、伝達した外力の釣り合いによって一対の車輪部２０をトンネル左右方向に変位させる。つまり、スライド機構３０は、第１脚部１１ａの車輪部２０および第２脚部１１ｂの車輪部２０の一方に作用するトンネル左右方向の力を他方に伝達することにより、第１脚部１１ａと第２脚部１１ｂとがトンネル内面２から受ける外力の釣り合いによって一対の車輪部２０を同期して変位させる。具体的には、一方の油圧アクチュエータ３４でピストンロッド３７が押し込まれると、油圧配管３５を介して他方の油圧アクチュエータ３４に油圧が伝達され、一方の油圧アクチュエータ３４で押し退けられた体積分の作動油が他方の油圧アクチュエータ３４へ流入し、ピストンロッド３７を押し出す。その結果、一方の油圧アクチュエータ３４と他方の油圧アクチュエータ３４とで、ピストンロッド３７の移動方向および移動量が同期する。

（スライド機構の動作）
次に、第１実施形態のスライド機構３０の動作について説明する。

図８に示すように、後方台車装置１００が直線トンネル１ｂ内を移動する場合、第１脚部１１ａ側および第２脚部１１ｂ側で構成される一対の車輪部２０には、トンネル内面２から後方台車装置１００の自重に対する反力を受ける。トンネル内面２は円形状であるため、一対の車輪部２０には、それぞれトンネル左右方向（Ｘ方向）の内向き（中央側）の分力Ｆ０が作用する。内向きの分力Ｆ０は、車輪部２０および取付部１４を介して、一対の油圧アクチュエータ３４に対して、それぞれピストンロッド３７を押し込む方向（キャップ側）に作用する。その結果、第１脚部１１ａ側の油圧アクチュエータ３４の押し込み力Ｆ１と、第２脚部１１ｂ側の油圧アクチュエータ３４の押し込み力Ｆ１とが、互いに反対向きに作用して油圧配管３５を介して伝達される結果、釣り合う。そのため、後方台車装置１００の停止中や直線トンネル１ｂ内の移動中は、一対の油圧アクチュエータ３４に対する互いに逆向きの押し込み力Ｆ１が釣り合うことにより、一対の車輪部２０の間隔およびフレーム１０に対する一対の車輪部２０の位置が保持される。

図９に示すように、後方台車装置１００が曲線トンネル１ａ内を移動する場合、カーブの内周側の車輪部２０には、強制変位ｄｆ（図６参照）に起因してトンネル左右方向の内向き（中央側）に大きな外力（分力Ｆ３）が作用する一方、カーブの外周側ではトンネル内面２が外側に離れていくことになるので、トンネル左右方向の内向きの分力Ｆ２が相対的に小さくなる。

その結果、分力Ｆ２に起因する第１脚部１１ａ側の油圧アクチュエータ３４の押し込み力と、分力Ｆ３に起因する第２脚部１１ｂ側の油圧アクチュエータ３４の押し込み力とに不釣り合いが生じ、それぞれのシリンダ３６内の油圧が釣り合う位置まで、ピストンロッド３７が移動する。

図９の場合、第１脚部１１ａ側のピストンロッド３７と、第２脚部１１ｂ側のピストンロッド３７とが、互いに分力Ｆ２と分力Ｆ３（Ｆ２＜Ｆ３）とに応じた押し込み力で、油圧配管３５内の作動油を介して押し合う。その結果、第１脚部１１ａ側のピストンロッド３７が押し負けて、それぞれのピストンロッド３７には、分力Ｆ２と分力Ｆ３との差分に相当する押し込み力Ｆ４がカーブの外周側へ向けて作用する。これにより、内周側の第２脚部１１ｂのピストンロッド３７がトンネル左右方向内側（図９の左側）へ押し込まれる。油圧配管３５において、第２脚部１１ｂのピストンロッド３７によって押し退けられた体積分の作動油の流れＳＴが生じて、外周側の第１脚部１１ａのシリンダ３６内に作動油が流れ込む。外周側の第１脚部１１ａのピストンロッド３７が、流入した作動油によって、押し込み量と同じ量だけトンネル左右方向外側（図９の左側）へ押し出される。

これにより、図１０に示すように、たとえばカーブによってトンネル内面２が二点鎖線の位置（強制変位前、図９の状態）から実線の位置（強制変位後）へ変化する強制変位ｄｆが発生すると仮定する。この場合、スライド機構３０は、各車輪部２０に作用するトンネル左右方向の分力Ｆ２、Ｆ３が釣り合うまでの距離ｄｆだけ各車輪部２０および取付部１４を移動させる。その結果、トンネル内面２から一対の車輪部２０の各々への反力のトンネル左右方向の分力が略一致し、後方台車装置１００の荷重が一対の車輪部２０によって概ね均等に分担される。つまり、図９に示した分力Ｆ２および分力Ｆ３が略等しい大きさとなり、分力Ｆ２と分力Ｆ３との差分に相当する押し込み力Ｆ４が略ゼロとなって釣り合う。図示は省略するが、逆向きのカーブの場合についても同様の作用により、一対の車輪部２０が図中右側へ移動することになる。

このようなスライド機構３０の作用により、曲線トンネル１ａ内を移動中に、車輪間隔Ｄが維持されたまま、第１脚部１１ａ側の車輪部２０と第２脚部１１ｂ側の車輪部２０とが同期してトンネル左右方向の同一方向へ変位する。

なお、図８のように直線トンネル１ｂ内にあっても、曲率の変化など何らかの理由で第１脚部１１ａ側と第２脚部１１ｂ側とで分力のアンバランスが生じた場合も、同様の作用によって油圧の釣り合いが保たれるように第１脚部１１ａ側の車輪部２０と第２脚部１１ｂ側の車輪部２０とが同期して変位し得る。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０とを、フレーム１０に対してトンネル左右方向（Ｘ方向）の同一方向へ同期して変位させるスライド機構３０を設ける。これにより、曲線トンネル１ａのカーブに伴って、スライド機構３０によって強制変位ｄｆに追従するように車輪部２０をスライドさせることができる。その結果、強制変位ｄｆに起因してフレーム１０に応力が発生するのを回避することができるので、その分、フレーム１０の全長Ｌを大きくすることができる。また、車輪部２０には、トンネル左右方向中央に向かう分力Ｆ０（図８参照）が常時作用するため、左右の車輪部２０を自由にスライド可能とする場合、単純に車輪部２０がトンネル中央側にスライドして各車輪部２０での荷重の分担が適切に行われなくなることが考えられる。そこで、スライド機構３０が第１脚部１１ａの車輪部２０と第２脚部１１ｂの車輪部２０とを同一方向へ同期して変位させることにより、車輪間隔Ｄが変化することを抑制することができるので、トンネル左右方向へ車輪部２０を変位させても、後方台車装置１００の重量を適切に支持することができる。以上により、トンネル内面２に直接接触する車輪部２０により曲線トンネル１ａ内を移動する場合でも、後方台車装置１００の全長制限を緩和することができる。

第１実施形態では、上記のように、スライド機構３０を、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との間の車輪間隔Ｄ（図９参照）が略一定に維持されるように車輪部２０をトンネル左右方向へ変位させるように構成する。これにより、スライド機構３０によって車輪部２０をトンネル左右方向へ変位可能とした場合でも、トンネル左右方向の車輪間隔Ｄが維持されるので、各車輪部２０とトンネル内面２との接触状態を確保していずれかの車輪部２０に過大な偏荷重が作用したりすることを抑制することができる。

第１実施形態では、上記のように、フレーム１０のトンネル前後方向（Ｙ方向）への移動に伴って、トンネル内面２から第１脚部１１ａの車輪部２０と第２脚部１１ｂの車輪部２０とのいずれか一方に作用するトンネル左右方向（Ｘ方向）の外力を、他方に伝達することにより、車輪部２０のトンネル左右方向への変位を同期させるようにスライド機構３０を構成する。これにより、曲線トンネル１ａのカーブに伴ってトンネル内面２から一方の車輪部２０に外力（カーブの内周側から外周側へ向かう外力）が作用すると、作用した外力が他方の車輪部２０に伝達されて、作用した外力に応じてそれぞれの車輪部２０がトンネル左右方向へ変位される。そのため、車輪部２０を変位させるためのモータや油圧ポンプなどをスライド機構３０に設けることなく、簡素な構成で、トンネルのカーブに追従して各車輪部２０をトンネル左右方向へ変位させることができる。

第１実施形態では、上記のように、スライド機構３０に、車輪部２０をトンネル左右方向へ変位可能に支持するスライド支持部３１と、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との各々に、トンネル左右方向への力を同期させて付与する同期機構３２と、を設ける。これにより、同期機構３２によって、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との各々に付与するトンネル左右方向の力を同期させることができるので、左右の車輪部２０の変位量を略一致させることにより車輪間隔Ｄを維持することができる。

第１実施形態では、上記のように、同期機構３２に、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との間で、車輪部２０に加わるトンネル左右方向への力を伝達する伝達部３３を設ける。これにより、たとえば第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０とにそれぞれモータや油圧ポンプなどを設けて、別々にトンネル左右方向の力を付与する場合と比較して、伝達部３３によって一方の車輪部２０に作用する力を他方の車輪部２０に伝達するだけで、各車輪部２０の変位を同期させることができる。そのため、スライド機構３０の構成を簡素化することができる。

第１実施形態では、上記のように、同期機構３２に、第１脚部１１ａおよび第２脚部１１ｂにそれぞれ設けられトンネル左右方向への力を車輪部２０に付与する一対の油圧アクチュエータ３４を設ける。そして、伝達部３３に、一対の油圧アクチュエータ３４を相互接続して油圧を伝達する油圧配管３５を設ける。これにより、それぞれの車輪部２０に設けた一対の油圧アクチュエータ３４を油圧配管３５によって接続するという簡素な構成で、車輪部２０に加わるトンネル左右方向への力を同期させてトンネル左右方向への同期した変位に変換することができる。

第１実施形態では、上記のように、一対の前輪部２１と、一対の後輪部２２と、前輪部２１と後輪部２２との間の一対の中輪部２３とを設ける。これにより、少なくとも前輪部２１、後輪部２２および中輪部２３の３箇所の断面位置（３断面）でフレーム１０が支持されるので、前輪部２１および後輪部２２の２箇所（２断面）で支持する場合よりも全長Ｌを大きくしたフレーム１０を構成することができる。３断面以上となるような全長Ｌの大きいフレーム１０では、曲線トンネル１ａ内を移動する場合に車輪部２０に大きな強制変位ｄｆを受けることになる。そこで、スライド機構３０を設けることにより、３断面以上となるような全長Ｌの大きいフレーム１０を採用した場合でも、車輪部２０の強制変位ｄｆに起因してフレーム１０に応力が発生するのを回避することができる。

第１実施形態では、上記のように、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２をそれぞれスライド機構３０を介さずに脚部１１に設け、一対の中輪部２３をスライド機構３０を介して脚部１１に設ける。これにより、トンネル左右方向にスライドしない一対の前輪部２１および一対の後輪部２２に対して、一対の中輪部２３のみをトンネル左右方向に変位させることができる。そのため、曲線トンネル１ａのカーブに追従して後方台車装置１００の全体がトンネル左右方向（Ｘ方向）に変位したり、前輪部２１側または後輪部２２側がスライドして後方台車装置１００の向きが変化したりすることを抑制しつつ、カーブに伴う強制変位ｄｆに起因した応力の発生を回避することができる。

［第２実施形態］
次に、図１１および図１２を参照して、第２実施形態による後方台車装置３００について説明する。第２実施形態では、トンネル左右方向（Ｘ方向）の中央側へ向かう力を受けるように配置した一対の油圧アクチュエータ３４を設けた上記第１実施形態に加えて、トンネル左右方向の外側側へ向かう力を受けるように配置した一対の油圧アクチュエータ３３４をさらに設けた例について説明する。なお、第２実施形態において、後方台車装置３００のスライド機構３３０以外の構成は、上記第１実施形態と同様であるので同一の符号を用いると共に説明を省略する。

図１１および図１２に示すように、スライド機構３３０は、スライド支持部３１および同期機構３３１を含む。第２実施形態では、同期機構３３１は、二対の油圧アクチュエータ３４、３３４を有する。そして、伝達部３３は、各一対の油圧アクチュエータ３４（３３４）を相互接続して油圧を伝達する油圧配管３５を２本備えている。つまり、同期機構３３１は、一対の油圧アクチュエータ３４（３３４）とこれらの油圧アクチュエータ３４（３３４）を相互接続する油圧配管３５とによって構成される油圧回路３３２を、２セット備えている。

第１の油圧回路３３２ａは、上記第１実施形態と同様の構成を有する。すなわち、一対の油圧アクチュエータ３４は、それぞれのピストンロッド３７が互いにトンネル左右方向の外側を向くように配置されている。各々のシリンダ３６のキャップ側のポート同士が油圧配管３５によって接続され、内部に作動油が充填されている。シリンダ３６のロッド側のポートは外部に開放されている。一対の油圧アクチュエータ３４は、フレーム１０のトンネル左右方向の中央側に向かう力を油圧により支持するように構成されている。

一方、第２の油圧回路３３２ｂでは、一対の油圧アクチュエータ３３４は、それぞれのピストンロッド３７が互いにトンネル左右方向の中央側を向くように配置されている。各々のシリンダ３６のキャップ側のポート同士が油圧配管３５によって接続され、内部に作動油が充填されている。シリンダ３６のロッド側のポートは外部に開放されている。したがって、一対の油圧アクチュエータ３３４は、フレーム１０のトンネル左右方向の外側に向かう力を油圧により支持するように構成されている。

このように、第２実施形態では、第１脚部１１ａおよび第２脚部１１ｂの各々において、２組の油圧アクチュエータ３４、３３４がトンネル左右方向の反対向きに設けられており、それぞれのピストンロッド３７が共通の取付部１４（車輪部２０）に接続されている。

第１の油圧回路３３２ａは、トンネル内面２からトンネル左右方向（Ｘ方向）の中央へ向かう力が一対の車輪部２０にそれぞれ作用した場合に、油圧の釣り合いによって車輪間隔Ｄを維持するように支持する。第２の油圧回路３３２ｂは、トンネル左右方向の外側へ向かう力が一対の車輪部２０にそれぞれ作用した場合に、油圧の釣り合いによって車輪間隔Ｄを維持するように支持する。

第１の油圧回路３３２ａの作用は、上記第１実施形態と同様である。たとえば図１１に示すように、トンネル内面２の強制変位ｄｆ（図６参照）によって各車輪部２０に不釣り合いな分力Ｆ２、Ｆ３が作用すると、第１の油圧回路３３２ａの一対の油圧アクチュエータ３４にそれぞれ同一方向の押し込み力Ｆ４（分力Ｆ２と分力Ｆ３との差分に相当）が作用して、ピストンロッド３７を同じ方向に同期して移動させる。図１１の場合、第２脚部１１ｂの油圧アクチュエータ３４のピストンロッド３７が押し込まれた分だけ、油圧配管３５を介して作動油の流れＳＴが生じて、第１脚部１１ａの油圧アクチュエータ３４のピストンロッド３７が同期して押し出される。第２の油圧回路３３２ｂの一対の油圧アクチュエータ３３４も同じ取付部１４に接続されているので、同一方向の力が作用する。その結果、第２の油圧回路３３２ｂは、第１の油圧回路３３２ａの動作を妨げることがない。スライド機構３３０は、第１の油圧回路３３２ａによって、後方台車装置１００が曲線トンネル１ａを移動する場合でも強制変位ｄｆに追従して一対の車輪部２０（中輪部２３）をトンネル左右方向（Ｘ方向）の同じ方向に同期させて移動させる。

第２の油圧回路３３２ｂは、一対の車輪部２０の車輪間隔Ｄが拡大しようとする場合に、車輪間隔Ｄを一定に維持するように機能する。すなわち、図１２に示すように、一対の車輪部２０の各々に、トンネル左右方向の外側に向かう力Ｆ５が作用した場合、第２の油圧回路３３２ｂの一対の油圧アクチュエータ３３４には、取付部１４を介してそれぞれピストンロッド３７を押し込む方向に押し込み力Ｆ６が付与される。それぞれのピストンロッド３７の押し込み力は、油圧配管３５を介して伝達されるため、互いに逆向きに作用して釣り合う。この結果、一対の車輪部２０の車輪間隔Ｄが維持される。たとえば車輪部２０のアライメントの誤差等により、トー角（上方から見たとき、トンネル前後方向に対し車輪部２０の前端をトンネル左右方向の内側または外側に向ける角度）が外側に向いたトーアウトの状態となる場合などに、車輪間隔Ｄが拡大しようとする力を打ち消して車輪間隔Ｄが維持することが可能である。なお、第１の油圧回路３３２ａの一対の油圧アクチュエータ３４も同じ取付部１４に接続されているので、同一方向の力が作用する。その結果、第１の油圧回路３３２ａは、第２の油圧回路３３２ｂの動作を妨げることがない。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０とを、フレーム１０に対してトンネル左右方向の同一方向へ同期して変位させるスライド機構３０（第１の油圧回路３３２ａ）を設けることによって、スライド移動範囲内で強制変位ｄｆに起因してフレーム１０に応力が発生するのを回避することができるので、その分、フレーム１０の全長を大きくすることができる。また、車輪間隔Ｄが変化することを抑制することができるので、トンネル左右方向へ車輪部２０を変位させても、後方台車装置１００の重量を適切に支持することができる。これらにより、トンネル内面２に直接接触する車輪部２０により曲線トンネル１ａ内を移動する場合でも、後方台車装置３００の全長制限を緩和することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、スライド機構３０に第２の油圧回路３３２ｂを設けたので、一対の車輪部２０の車輪間隔Ｄが拡大しようとする場合にも、車輪間隔Ｄを一定に維持することができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、門型形状の一対の脚部１１にそれぞれ設けられた一対の車輪部２０（中輪部２３）に作用する外力を相互に伝達し、伝達した外力の釣り合いによって一対の車輪部２０をトンネル左右方向に変位させるスライド機構３０の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１３に示すように、トンネル左右方向へ車輪部２０を変位させるための駆動部５０をスライド機構３０に設けてもよい。図１３では、一対の車輪部２０の各々に対して１つずつ、一対の駆動部５０を設けている。一対の駆動部５０は、互いに同期して、それぞれの車輪部２０をトンネル左右方向の同じ側へ同期して変位させる。駆動部５０は、トンネル左右方向の外力に対して車輪部２０（取付部１４）を支持することができ、駆動力を発生して車輪部にトンネル左右方向の変位を生じさせることが可能であれば、どのような構成でもよい。駆動部５０は、たとえば油圧アクチュエータ３４を駆動するための油圧ポンプおよび油圧ポンプを駆動させる電動モータを含んでいてもよい。駆動部５０は、たとえば電動モータと減速機等との組み合わせによって構成されてもよい。単一の駆動部５０によって一対の車輪部２０を同期して変位させてもよい。この場合、同期機構は、車輪部２０に加わるトンネル左右方向への力を伝達する伝達部を備えなくてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、スライド機構３０が一対の車輪部２０をトンネル左右方向（Ｘ方向）へ直線移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、車輪部２０がトンネル左右方向へ変位（Ｘ方向における位置が変化）すればよく、直線移動しなくてもよい。たとえば、スライド機構３０が車輪部２０をトンネル内面２に沿って円弧状に移動させてもよく、これによっても車輪部２０がトンネル左右方向へ変位する。

また、上記第１および第２実施形態では、一対の油圧アクチュエータ３４を、それぞれのピストンロッド３７が互いにトンネル左右方向の外側を向くように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。図１４に示すように、それぞれのピストンロッド３７が互いにトンネル左右方向の中央側を向くように配置し、ロッド側のポート同士を油圧配管３５によって接続してもよい。図１４の構成によっても、図８～図１０に示したのと同様の作用が得られる。

また、上記第１および第２実施形態では、一対の前輪部２１、一対の後輪部２２および一対の中輪部２３をそれぞれ１組ずつ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。一対の中輪部２３が複数組設けられてもよい。たとえば図１５では、一対の前輪部２１と一対の後輪部２２との間に、トンネル前後方向に向けて３組の一対の中輪部２３が設けられている。この場合、スライド機構３０は、３組の一対の中輪部２３の各々に合計３組設けられている。一対の中輪部２３は、２組でも４組以上でもよく、後方台車装置１００の全長および積載荷重に応じた数を設ければよい。その結果、後方台車装置１００の全長が大きくなる場合でも、各々の一対の中輪部２３をスライド機構３０によりトンネル左右方向に変位可能に設けることにより、曲線トンネル１ａ通過時にトンネル左右方向の強制変位ｄｆの影響を緩和することが可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、一対の前輪部２１、一対の後輪部２２および一対の中輪部２３のうち、一対の中輪部２３に対してスライド機構３０を設け、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２には設けない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一対の前輪部２１、一対の後輪部２２および一対の中輪部２３のいずれかに対してスライド機構３０を設ければ、トンネル左右方向の強制変位ｄｆの影響を緩和することが可能であるため、後方台車装置１００の全長制限を緩和することが可能である。

たとえば、図１６に示す変形例では、後方台車装置１００が一対の前輪部２１と、一対の後輪部２２と、一対の中輪部２３とを備えた構成において、一対の中輪部２３が、スライド機構３０を介さずに脚部１１（図１６では図示省略）に設けられており、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２が、スライド機構３０を介して脚部１１に設けられている。脚部１１については図３および図４と同様である。一対の中輪部２３は複数組設けられていてもよい。このように構成しても、トンネル左右方向にスライドしない一対の中輪部２３に対して、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２をそれぞれトンネル左右方向に変位させることができる。そのため、曲線トンネル１ａのカーブに追従して一対の前輪部２１または一対の後輪部２２をスライドさせることによって、一対の中輪部２３を中心として後方台車装置１００の向きを変化させることができるので、カーブに伴う強制変位に起因した応力の発生を回避することができる。

また、上記第１および第２実施形態では、一対の前輪部２１、一対の後輪部２２および一対の中輪部２３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２を設け、一対の中輪部２３を設けなくてもよい。この場合、スライド機構３０は、一対の前輪部２１および一対の後輪部２２の少なくとも一方に設ければよい。

また、上記第１および第２実施形態では、伝達部３３を、一対の油圧アクチュエータ３４を相互接続して油圧を伝達する油圧配管３５により構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。伝達部３３は、第１脚部１１ａの車輪部２０と、第２脚部１１ｂの車輪部２０との間で、車輪部２０に加わるトンネル左右方向への力を伝達することができれば、どのような構成であってもよい。伝達部は、油圧を伝達する油圧配管３５に代えて、空気圧やその他の流体圧力を伝達する構成であってもよい。また伝達部は、たとえば一方の車輪部２０と、他方の車輪部２０とを、シャフトやばねなどの機械要素を利用して構造的に連結することで力を伝達する構成であってもよい。同期機構３２がモータなどの駆動部５０（図１３参照）を備える場合、伝達部は、車輪部２０に加わるトンネル左右方向への力を検出するセンサと、センサの検出値に基づいて駆動部５０を制御する制御部との組み合わせによって構成されてもよい。

図１７に示す変形例では、油圧配管とは異なる機械要素によって一方の車輪部２０に加わる外力を直接他方の車輪部２０に伝達するように構成した伝達部の例を示す。また、図１７では、同期機構がアクチュエータを備えていない例を示す。図１７に示す例では、同期機構４３２が伝達部４３３ａおよび４３３ｂを備える。伝達部４３３ａおよび４３３ｂは、滑車４３４と、滑車４３４に巻き掛けられたワイヤ４３５とを含む。伝達部４３３ａは、一対の車輪部２０の各取付部１４のうち、トンネル左右方向の内側面同士をワイヤ４３５によって接続している。これにより、伝達部４３３ａは、いずれか一方の車輪部２０に対してトンネル左右方向の外側方向へ向けて作用する力を、他方の車輪部２０にワイヤ４３５を介して伝達する。伝達部４３３ｂは、一対の車輪部２０の各取付部１４のうち、トンネル左右方向の外側面同士をワイヤ４３５によって接続している。これにより、伝達部４３３ｂは、いずれか一方の車輪部２０に対してトンネル左右方向の内側方向へ向けて作用する力を、他方の車輪部２０にワイヤ４３５を介して伝達する。このような伝達部４３３ａおよび４３３ｂによっても、一対の車輪部２０をトンネル左右方向の同一方向へ同期して変位させることが可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、掘削断面が円形のトンネルの例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば長軸が上下方向に向く長円形状（オーバル形状）の断面形状のトンネルであってもよく、後方台車装置１００の車輪部２０がトンネル内面２からのトンネル左右方向の強制変位ｄｆを受ける場合に本発明が好適である。

２ トンネル内面
１０ フレーム
１１ 脚部
１１ａ 第１脚部
１１ｂ 第２脚部
２０ 車輪部
２１ 前輪部
２２ 後輪部
２３ 中輪部
３０、３３０ スライド機構
３１ スライド支持部
３２、３３１、４３２ 同期機構
３３、４３３ａ、４３３ｂ 伝達部
３４、３３４ 油圧アクチュエータ
３５ 油圧配管
１００、３００ 後方台車装置
２００ シールド掘進機
Ｄ 車輪間隔
Ｘ トンネル左右方向
Ｙ トンネル前後方向

Claims (8)

1. トンネルを掘進するシールド掘進機に連結されて移動する後方台車装置であって、
   一対の脚部を有する門型形状のフレームと、
   前記一対の脚部を構成する第１脚部と第２脚部とにそれぞれ設けられ、トンネル内面に接触して前記フレームをトンネル前後方向へ移動可能に支持する複数の車輪部と、
   前記第１脚部の前記車輪部と、前記第２脚部の前記車輪部とを、前記フレームに対してトンネル左右方向の同一方向へ同期して変位させるスライド機構と、を備える、後方台車装置。
2. 前記スライド機構は、前記第１脚部の前記車輪部と、前記第２脚部の前記車輪部との間の車輪間隔が略一定に維持されるように前記車輪部をトンネル左右方向へ変位させる、請求項１に記載の後方台車装置。
3. 前記スライド機構は、前記フレームのトンネル前後方向への移動に伴って、トンネル内面から前記第１脚部の前記車輪部と前記第２脚部の前記車輪部とのいずれか一方に作用するトンネル左右方向の外力を、他方に伝達することにより、前記車輪部のトンネル左右方向への変位を同期させる、請求項１または２に記載の後方台車装置。
4. 前記スライド機構は、
   前記脚部の下部に設けられ前記車輪部をトンネル左右方向へ変位可能に支持するスライド支持部と、
   前記第１脚部の前記車輪部と、前記第２脚部の前記車輪部との各々に、トンネル左右方向への力を同期させて付与する同期機構と、を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の後方台車装置。
5. 前記同期機構は、前記第１脚部の前記車輪部と、前記第２脚部の前記車輪部との間で、前記車輪部に加わるトンネル左右方向への力を伝達する伝達部を有する、請求項４に記載の後方台車装置。
6. 前記同期機構は、前記第１脚部および前記第２脚部にそれぞれ設けられトンネル左右方向への力を前記車輪部に付与する一対の油圧アクチュエータを有し、
   前記伝達部は、前記一対の油圧アクチュエータを相互接続して油圧を伝達する油圧配管を含む、請求項５に記載の後方台車装置。
7. 前記複数の車輪部は、
   前記フレームの前面側において前記一対の脚部に設けられた一対の前輪部と、
   前記フレームの後面側において前記一対の脚部に設けられた一対の後輪部と、
   前記前輪部と前記後輪部との間の前記フレームの中間部において前記一対の脚部に設けられた１組または複数組の一対の中輪部とを含み、
   前記一対の前輪部および前記一対の後輪部は、それぞれ、前記スライド機構を介さずに前記脚部に設けられており、
   １組または複数組の前記一対の中輪部は、前記スライド機構を介して前記脚部に設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の後方台車装置。
8. 前記複数の車輪部は、
   前記フレームの前面側において前記一対の脚部に設けられた一対の前輪部と、
   前記フレームの後面側において前記一対の脚部に設けられた一対の後輪部と、
   前記前輪部と前記後輪部との間の前記フレームの中間部において前記一対の脚部に設けられた１組または複数組の一対の中輪部とを含み、
   １組または複数組の前記一対の中輪部は、前記スライド機構を介さずに前記脚部に設けられており、
   前記一対の前輪部および前記一対の後輪部は、前記スライド機構を介して前記脚部に設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の後方台車装置。

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