JP7162838B2 - Trailing bogie traction system - Google Patents
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Description
本発明は、後続台車牽引システムに関する。 The present invention relates to trailing truck traction systems.
シールドトンネルでは、シールドマシンの駆動に必要な設備や各種配線等を牽引するための後続台車がシールドマシンの後方に配設されている(例えば、特許文献1参照)。後続台車は、シールドマシンと連結棒または牽引ジャッキを介して連結されていて、トンネル坑内に敷設されたレール上を走行する。曲線部を有するトンネルの施工では、牽引ジャッキを操作することで、線形に応じて後続台車の向きを修正する。
後続台車の車輪には、レールからの脱輪防止を目的として、ツバ付車輪が使用されるのが一般的である。ツバ付車輪は、レール上を走行しながら、ツバ部がレールに接触することで、後続台車の方向を修正する。
大断面シールドトンネルの施工では、後続台車の自重が大きく、車輪のツバ部による台車の方向修正には大きな反力が必要であるため、レールの構造を強固にする必要がある。また、大規模な後続台車において、牽引ジャッキの操作を誤ると、ツバ付車輪であってもレールを乗り上げることや脱輪するおそれがある。そのため、後続台車の走行や、牽引ジャッキの操作は、作業員が監視しつつ慎重に行う必要があり、手間がかかる。
In the shield tunnel, a trailing truck for pulling equipment and various wiring necessary for driving the shield machine is arranged behind the shield machine (see, for example, Patent Document 1). The following bogie is connected to the shield machine via a connecting rod or a traction jack, and runs on rails laid in the tunnel pit. When constructing a tunnel with a curved section, the orientation of the following truck is corrected according to the alignment by operating the towing jack.
Wheels with flanges are generally used for the wheels of the following bogie in order to prevent the wheels from derailing from the rails. The flanged wheel corrects the direction of the following truck by contacting the rail with the flange while running on the rail.
When constructing a large-section shield tunnel, the self-weight of the following bogie is large, and a large reaction force is required to correct the direction of the bogie by the flange of the wheel, so it is necessary to strengthen the rail structure. In addition, in a large-scale following bogie, if the towing jack is operated incorrectly, there is a risk that even a wheel with a flange may run over the rail or derail. Therefore, it is necessary for workers to carefully monitor and carefully operate the trailing truck and operate the towing jack, which is time-consuming.
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、後続台車の脱輪等のトラブルを事前に予防することができるとともに、後続台車の位置調整を簡易に行うことを可能とした後続台車牽引システムを提案することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is possible to prevent troubles such as derailment of the following truck in advance and to easily adjust the position of the following truck. The object is to propose a following bogie traction system.
前記課題を解決するための本発明の後続車牽引システムは、シールドマシンに牽引されて、トンネル坑内に敷設されたレール上を走行する複数の後続台車と、前記後続台車同士を連結する左右のジャッキと、前記ジャッキのジャッキストロークを計測するジャッキセンサと、前記後続台車の車輪と前記レールとの位置関係を計測する車輪センサと、前記ジャッキセンサの計測結果および前記車輪センサの計測結果により前記後続台車と前記レールとの相対位置関係を算出する台車位置算出手段とを備えるものである。
かかる後続台車牽引システムによれば、後続台車とレールとの相対位置関係に応じてジャッキの伸縮動作を行うことで、脱輪等のトラブルを防止することができる。ジャッキの伸縮動作は、遠隔操作により行うことや、自動制御することが可能なため、後続台車の位置修正に要する労力を大幅に削減することができる。
後続車牽引システムが、前記台車位置算出手段により算出された前記相対位置関係に基づいて、自動的に前記ジャッキの伸縮動作を行うものであれば、より簡易に後続台車の位置修正を行うことができる。
また、前記車輪が前記後続台車の脚部に取り付けられている場合には、前記車輪センサは、前記脚部に固定すればよい。このとき、車輪センサは、前記レールの側面の位置を計測することにより、前記車輪と前記レールとの位置関係を計測するようにすればよい。
The trailing vehicle traction system of the present invention for solving the above problems comprises a plurality of trailing trucks that are towed by a shield machine and run on rails laid in a tunnel pit, and left and right jacks that connect the trailing trucks to each other. a jack sensor for measuring the jack stroke of the jack; a wheel sensor for measuring the positional relationship between the wheels of the following truck and the rail; and bogie position calculating means for calculating the relative positional relationship with the rail.
According to such a trailing truck traction system, troubles such as derailment can be prevented by extending and retracting the jack according to the relative positional relationship between the trailing truck and the rail. Since the extension and retraction of the jack can be remotely controlled or automatically controlled, it is possible to greatly reduce the labor required to correct the position of the following truck.
If the trailing vehicle traction system automatically extends and retracts the jack based on the relative positional relationship calculated by the truck position calculating means, the position of the following truck can be corrected more easily. can.
Further, when the wheels are attached to the legs of the following bogie, the wheel sensors may be fixed to the legs. At this time, the wheel sensor may measure the positional relationship between the wheel and the rail by measuring the position of the side surface of the rail.
本発明の後続台車牽引システムによれば、台車位置算出手段により算出された後続台車とレールとの相対位置関係に応じてジャッキの伸縮動作を行うことで、後続台車の脱輪等のトラブルを事前に予防することができるとともに、後続台車の位置調整を簡易に行うことができる。 According to the trailing truck traction system of the present invention, the extension and retraction of the jack is performed according to the relative positional relationship between the trailing truck and the rail calculated by the truck position calculating means, thereby preventing problems such as derailment of the trailing truck in advance. In addition, it is possible to easily adjust the position of the following truck.
本実施形態では、シールドトンネルの施工において、シールドマシンの後方に牽引される後続台車2のレールRからの脱輪を予防するための後続台車牽引システム1について説明する。
後続台車牽引システム1は、図1および図2に示すように、後続台車2と、ジャッキ3と、ジャッキセンサ(図示せず)と、車輪センサ4と、台車位置算出手段5と、制御盤6を備えている。
後続台車2は、シールドマシンに牽引されて、トンネル坑内に敷設されたレールR上を走行する。本実施形態では、7台の後続台車2がジャッキ3を介して連結されている。レールRは、トンネルTの底部の設けられた横梁B上に敷設されている。なお、後続台車2の数は限定されるものではない。
図2に示すように、後続台車2には、台車本体21の下面に形成された脚部22を介して車輪23が設けられている。台車本体21は、鋼材を組み合われることにより形成されており、シールドマシンの駆動に必要な設備、各種配線、残土搬出用のベルトコンベヤ等が配設されている。台車本体21上には、資材運搬台車等の通路等が確保されている。なお、後続台車2の構成は限定されるものではない。脚部22は、鋼材により形成されていて、台車本体21を支持している。脚部22は、トンネル横断方向に対して左右2箇所に形成されている。脚部22は、下端において、車輪23を転動可能に保持している。
In the present embodiment, a trailing
As shown in FIGS. 1 and 2, the trailing
The
As shown in FIG. 2 , the
図1に示すように、ジャッキ3は、前後に隣り合う後続台車2同士の間において、左右にそれぞれ配設されている。ジャッキ3の前端および後端は、後続台車2に縦軸(上下方向の軸)を中心に回動可能に取り付けられている。ジャッキ3は、制御盤6に接続されていて、制御盤6から送信された信号により作動する。本実施形態のジャッキ3は、油圧式であり、油圧ホースを介して供給された作動油の圧力によって伸縮する。なお、ジャッキ3の形式は限定されるものではなく、例えば、空気作動式であってもよい。また、ジャッキ3の数および配置は限定されるものではなく、例えば、後続台車2の左右において、上下2段ずつ配設してもよい。
As shown in FIG. 1, the
ジャッキセンサは、ジャッキ3に取り付けられていて、ジャッキ3のジャッキストロークを計測する。すなわち、ジャッキセンサは、ジャッキ3の設置位置において前後の後続台車2同士の間隔を測定する。ジャッキセンサは、有線または無線の通信手段を介して台車位置算出手段5に接続されていて、計測結果を台車位置算出手段5に送信する。なお、ジャッキセンサの取付箇所および構成は限定されるものではない。例えば、ジャッキセンサとして、距離センサーを前後に配設された後続台車2のいずれか一方に取り付けて、後続台車2同士の離隔距離を測定してもよい。
A jack sensor is attached to the
車輪センサ4は、後続台車2の車輪23とレールRとの位置関係を計測する。本実施形態では、車輪センサ4として、レーザ距離センサを使用する。車輪センサ4は、治具41を介して脚部22に固定されている。治具41は、鋼材(例えばL型鋼)を組み合わせることにより形成されている。治具41は、脚部22の側部に固定されて下方に延びる縦材42と、縦材42の下端部に固定された横材43とを備えている。図3に示すように、横材43は、縦材42の下部に固定された固定部43aと、車輪センサ4を保持する保持部43bと、固定部43aと保持部43bとを連結する連結部43cとにより平面視コ字状を呈している。車輪センサ4は、保持部43bの先端部に取り付けられている。保持部43bは、固定部43aよりも長く、車輪センサ4が固定された保持部43bの先端部は、固定部43aの端部よりも張り出している。固定部43aには、リンク44を介してターゲット45が連結されている。リンク44は、平面視く字状の鋼材からなる。リンク44の一端は、固定部43aに縦軸を中心に回動可能に取り付けられている。リンク44の他端にはターゲット45が縦軸を中心に回動可能に取り付けられている。ターゲット45は、車輪センサ4から照射されたレーザー光Lを反射するレーザー用ミラー46を備えている。また、ターゲット45のレーザー用ミラー46の裏面には、レールRの側面RSを走行するターゲット用車輪47が設けられている。すなわち、ターゲット45は、脚部22に対して左右に移動可能に設けられており、レールRの側面RSを走行する。なお、車輪センサ4の取付構造は限定されるものではない。また、ターゲット45は必要に応じて設置すればよく、車輪センサ4の形式によっては省略してもよい。
The
車輪センサ4は、台車位置算出手段5に有線または無線の通信手段を介して接続されいる。車輪センサ4により取得されたターゲット45(レールR)までの距離は、台車位置算出手段5に送信する。なお、車輪センサ4と車輪23との位置関係は既知であるため、車輪センサ4によりレールRまでの距離を測定することで、車輪23とレールRとの位置関係が導きだされる。
ここで、本実施形態のレールRは、上下のフランジとフランジ同士を連結するウェブとからなるH形鋼により構成されている。ターゲット用車輪47は、上側のフランジの側面RSを走行する。なお、レールRの構成は限定されるものではなく、必ずしもH形鋼である必要はない。また、ターゲット45は、必ずしも上側のフランジに沿って移動する必要はなく、例えば、ウェブに沿って移動させてもよい。
The
Here, the rail R of the present embodiment is made of H-shaped steel including upper and lower flanges and webs connecting the flanges.
台車位置算出手段5は、シールドマシンの操作室または現場事務所などに設置されている(図1参照)。台車位置算出手段5は、いわゆるパーソナルコンピュータからなり、ジャッキセンサの計測結果および車輪センサ4の計測結果により後続台車2とレールRとの相対位置関係を算出する。
台車位置算出手段5は、相対位置関係を算出することによって、後続台車2のレールRに対するズレが確認された場合には、相対位置関係に基づいて、ジャッキ3の伸縮量を算出する。台車位置算出手段5は、図1に示すように、制御盤6に接続されていて、伸縮させるジャッキ3およびジャッキ3の伸縮量を制御盤6に送信する。なお、後続台車2のズレが大きく、脱輪等のトラブルを即座に回避する必要がある場合には台車位置算出手段5から非常停止(シールドマシンおよび後続台車2の移動停止)の信号を制御盤6に送信する。
ジャッキ3の操作は、手動により行ってもよい。すなわち、台車位置算出手段5により後続台車2のズレが確認された場合には、ズレが生じた後続台車2と、そのズレの大きさがモニターに表示される。操作者は、モニターを確認しながら、伸縮操作を行うジャッキ3を指定するとともにジャッキ3の伸縮量を入力する。
The carriage position calculation means 5 is installed in the control room of the shield machine, the site office, or the like (see FIG. 1). The carriage position calculation means 5 is composed of a so-called personal computer, and calculates the relative positional relationship between the following
By calculating the relative positional relationship, the truck position calculating means 5 calculates the expansion/contraction amount of the
The
制御盤6は、シールドマシンまたは後続台車2に設置されている。制御盤6は、台車位置算出手段5により送信された信号に応じて、指定されたジャッキ3に対して指定された伸縮量によりジャッキ3の伸縮動作の指令を送信する。所定のジャッキ3が伸縮することで、後続台車2のズレが修正される。
A
なお、ジャッキ3の操作は、レールRの線形や後続台車2のズレの大きさなどに応じて適宜行うものとする。例えば、図4(a)に示すように、3台の後続台車2a,2b,2cのうちの中央の後続台車2bにズレが生じて、後続台車2bの右側が左側よりも前側に傾斜した場合には、先頭の後続台車2aと中央の後続台車2bとの間のジャッキ3,3を伸縮させればよい。このとき、右側のジャッキ3を伸張させるとともに左側のジャッキ3を収縮させることで、図4(b)に示すように、後続台車2bの向きを修正することができる。中央の後続台車2bの方向修正は、図4(c)に示すように、後続台車2bの前後に配設された四つのジャッキ3を操作することにより行ってもよい。この場合には、右前および左後のジャッキ3を伸張させるとともに、左前および右後ろのジャッキ3を収縮させる。
また、レールRのカーブ(曲線)に合わせて後続台車2a,2b,2cの向きを修正する場合には、図4(d)に示すように、後続台車2bの前後に配設されたジャッキ3を伸縮させる。レールRの線形が左方向に曲がる場合には、後続台車2の前後右側のジャッキ3を伸張させて、前後左側のジャッキ3を収縮させればよい。
Note that the operation of the
Further, when correcting the orientation of the following
本実施形態の後続台車牽引システム1によれば、後続台車2とレールRとの相対位置関係に応じてジャッキ3の伸縮動作を行うことで、脱輪等のトラブルを防止することができる。また、ジャッキ3の伸縮動作を自動制御または遠隔操作すれば、後続台車2の位置修正に要する労力を大幅に削減することができる。すなわち、後続台車2の近傍に作業員を配置して、後続台車2のズレの監視や修正を行う必要がないため、作業の手間および人員の低減が可能である。
後続台車牽引システム1は、後続台車2とレールRとの相対位置関係に応じてジャッキ3の伸縮動作を行うため、レールRの線形に応じてジャッキ3を伸縮することで、レールR上を安全に走行することができる。
後続台車2とレールRとの相対位置関係を常時計測し、脱輪等のトラブルを事前に防止するため、ツバ付の車輪を使用することなく、また、ツバ付の車輪を使用した場合であっても、ツバ部による台車の方向修正を行う必要がない。そのため、車輪のツバ部による台車の方向修正に必要な反力を確保する必要でなく、レールRの構造が比較的簡易であってもよい。
According to the trailing
The trailing
In order to constantly measure the relative positional relationship between the following
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。 Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the constituent elements described above can be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.
1 後続台車牽引システム
2 後続台車
3 ジャッキ
4 車輪センサ
41 治具
45 ターゲット
5 台車位置算出手段
6 制御盤
1 trailing
Claims (3)
前記後続台車同士を連結する左右のジャッキと、
前記ジャッキのジャッキストロークを計測するジャッキセンサと、
前記後続台車の車輪と前記レールとの位置関係を計測する車輪センサと、
前記ジャッキセンサの計測結果および前記車輪センサの計測結果により前記後続台車と前記レールとの相対位置関係を算出する台車位置算出手段と、を備えることを特徴とする、後続台車牽引システム。 A plurality of subsequent trucks that are towed by the shield machine and run on the rails laid in the tunnel,
Left and right jacks that connect the following trucks to each other;
a jack sensor for measuring the jack stroke of the jack;
a wheel sensor for measuring the positional relationship between the wheels of the following bogie and the rail;
and a truck position calculating means for calculating a relative positional relationship between the following truck and the rail based on the measurement result of the jack sensor and the measurement result of the wheel sensor.
前記車輪センサは、前記脚部に固定されていて、前記レールの側面の位置を計測することにより、前記車輪と前記レールとの位置関係を計測することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の後続台車牽引システム。 The wheels are attached to the legs of the trailing bogie,
The wheel sensor is fixed to the leg and measures the positional relationship between the wheel and the rail by measuring the position of the side surface of the rail. 3. Trailing truck traction system according to claim 2.
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