JP7231156B2

JP7231156B2 - 移動用台車

Info

Publication number: JP7231156B2
Application number: JP2019166555A
Authority: JP
Inventors: 学藤田; 雄平宮野
Original assignee: 株式会社ドーコン; 株式会社土谷製作所
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: JP2021041865A

Description

本発明は、トンネルの内空を計測するための計測装置を案内軌条に沿って移動させるための移動用台車に関する。

従来より、鉄道トンネルなどのトンネルにおいては、経年劣化による変状（沈下、隆起、移動など）を監視するために、その内壁面をレーザースキャナなどの計測装置を用いて計測することが知られている。例えば、特許文献１には、種々の計測装置が搭載された計測車を、鉄道トンネルのレール上を自走させて、計測装置から得られた測定データに基づいて、トンネル内壁形状の変化を検査する技術について記載されている。

特開２００２－１６８６１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術における計測車は、レール上を自走するため、円錐台形状又は略円柱状の車輪を有していると考えられる。このような計測車においては、レール上を走行する際に、レールに対して左右（レールの延在方向と直交する水平方向）に横ブレしやすい。計測車の移動に伴う位置を検出する装置では、計測車のレールに沿った位置は比較的正確に検出できるものの、レールに対する横ブレが計測車に生じていても、当該横ブレによる計測車の位置までは正確に検出できない。このため、計測装置でトンネルの内空を計測した測定データに計測車の横ブレの影響があったとしても、当該横ブレを考慮した測定データとならない。このようにレールに対して左右に横ブレしやすい計測車によって得られる測定データは信頼性が低下するという問題がある。また、軌条方式に案内軌条方式が採用されている場合でも、計測車が案内軌条に対して横ブレしやすい構成であると、同様の問題が生じる。

本発明の目的は、案内軌条に対する横ブレを抑制し、トンネルの内空を計測したときの計測データの精度を向上させ、信頼性を高くすることが可能な移動用台車を提供することである。

本発明の移動用台車は、トンネルの内空を計測するための計測装置を案内軌条に沿って移動させるための移動用台車であって、前記計測装置を支持するフレームと、前記フレームを支持しつつ前記フレームを移動させるために取り付けられた複数のキャスターとを備えている。前記フレームには、前記移動用台車を前記案内軌条に沿って移動させる際に、当該案内軌条の延在方向と直交する水平方向において前記案内軌条を挟むように配置されたガイド部が設けられている。前記フレームは、前記複数のキャスターが取り付けられた本体フレームを有しており、前記本体フレームは、前記ガイド部と前記案内軌条上に配置可能な前記キャスターである軌条上キャスターとを支持するガイドフレームと、前記ガイドフレームに連結され、前記トンネルの前記案内軌条を前記水平方向に挟む位置に配置された走行路上に配置可能な前記キャスターである路上キャスターが取り付けられたベースフレームと、前記ベースフレームを前記ガイドフレームに対して水平に回転可能に連結する連結部とを含んでおり、前記ベースフレームの前記水平方向の幅サイズが、前記水平方向における前記走行路間よりも小さく、前記ベースフレームは、前記連結部を介して前記ガイドフレームに連結されるベース部と、前記路上キャスターが取り付けられた脚部と、前記ベース部に対して前記脚部を、前記路上キャスターが前記軌条上キャスターの下端より上方に位置することができるように移動可能に支持する支持部とを有している。

これによると、移動用台車を案内軌条に沿って移動させても、水平方向において、移動用台車の案内軌条に対する横ブレがガイド部によって抑制される。このため、移動用台車で計測装置を支持し、トンネルの内空を計測したときの計測データの精度が向上し、信頼性が高くなる。また、移動用台車をコンパクトにすることが可能となり、トンネル内に搬入しやすくなる。また、連結部を回転中心としてベースフレームをガイドフレームに対して回転させる際に、ベースフレームに取り付けられたキャスターを案内軌条よりも上方に配置させるように移動させることが可能となる。

本発明において、前記ガイド部は、前記水平方向において、前記案内軌条を挟みつつ当接可能な一対の当接部と、前記一対の当接部のうちの一方の当接部を前記水平方向に移動可能に支持する支持部と、前記一方の当接部を前記案内軌条に向けて付勢する付勢部材とを含んでいることが好ましい。これにより、移動用台車で案内軌条のカーブ領域を通過させても、一方の当接部が付勢部材により案内軌条に向けて付勢されているため、ガイド部が案内軌条を挟みながらも滑らかに追従することが可能となる。このため、移動用台車はカーブ領域を通過する際も横ブレしにくくなる。

また、本発明において、前記一対の当接部のうちの他方の当接部は、前記水平方向に移動不可能に前記フレームに固定されていることが好ましい。これにより、他方の当接部の水平方向の位置が固定されるため、移動用台車と案内軌条との水平方向の位置関係が安定する。

また、本発明において、前記当接部は、キャスターであることが好ましい。これにより、移動用台車を案内軌条に沿って移動させる際の負荷が小さくなる。

また、本発明において、前記フレームは、前記複数のキャスターが取り付けられた本体フレームと、前記計測装置を支持する支持フレームとを含み、前記支持フレームは、前記計測装置を前記本体フレームに対する水平位置及び垂直位置を変位可能に構成されていることが好ましい。これにより、移動用台車に対する計測装置の設置位置の自由度が向上する。

また、本発明において、前記ガイドフレームに支持された前記ガイド部及び前記キャスターは、前記延在方向に沿って互いに離隔して複数配置されていることが好ましい。これにより、移動用台車を案内軌条に沿って安定して移動させることが可能となる。

本発明の移動用台車によると、移動用台車を案内軌条に沿って移動させても、水平方向において、移動用台車の案内軌条に対する横ブレがガイド部によって規制され、抑制される。このため、移動用台車で計測装置を支持し、トンネルの内空を計測したときの計測データの精度が向上し、信頼性が高くなる。

本発明の一実施形態に係る移動用台車が採用された計測システムが鉄道トンネル内に配置された状態を示す概略正面図である。本発明の一実施形態に係る移動用台車が採用された計測システムが鉄道トンネル内に配置された状態を示す概略平面図である。本発明の一実施形態に係る移動用台車が採用された計測システムが鉄道トンネル内に配置された状態を示す概略斜視図である。図１に示す移動用台車の支持フレーム及びベースフレームの斜視図である。図１に示す移動用台車の支持フレーム及びベースフレームの平面図である。図１に示す移動用台車のガイドフレームの斜視図である。図３に示すレーザー計測機が固定された第２支持フレームの斜視図である。図１に示す移動用台車をトンネルの案内軌条に沿って押し進めたときのガイド部の動作状況を示しており、（ａ）はトンネルの直線領域を進むときの動作状況図であり、（ｂ）はトンネルのカーブ領域に差し掛かったときの動作状況図であり、（ｃ）は移動用台車を図８（ｂ）に示す位置からさらに押し進めようとしたときの動作状況図である。移動用台車のベースフレームをガイドフレームに対して回転させたときの状況を示す斜視図である。図２に示す移動用台車のベースフレームをガイドフレームに対して１８０°回転させた状態を示す状況図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

本発明の一実施形態に係る移動用台車について、図１～図１０を参照しつつ説明する。本実施形態においては、図１及び図２に示すように、トンネル１００の内空を３次元計測する計測システム１のレーザー計測機２を、トンネル１００の延在方向に沿って移動させるための移動用台車１０について述べる。なお、移動用台車１０は、図１～図３に示すように、トンネル１００内に配置して、ユーザがトンネル１００の延在方向に押し進めることで使用される。したがって、移動用台車１０の説明の便宜上、図１～図３に示す第１～第３方向を他の図４～図１０にも反映して、以下に説明する。第１方向Ａは、トンネル１００の延在方向に平行な方向である。第２方向Ｂは、第１方向Ａに直交する水平方向である。第３方向Ｃは、鉛直方向である。

本実施形態におけるトンネル１００の底部には、図１及び図２に示すように、第１方向Ａに沿って延在する２つの走行路１０１と、２つの走行路１０１の中央に配置され、走行路１０１と平行に延在する案内軌条１０２とが設けられている。つまり、トンネル１００は、中央案内軌条方式の鉄道トンネルである。案内軌条１０２は、図１に示すように、第１方向Ａ（延在方向）に沿って長尺なＩ形鋼から構成されている。なお、移動用台車１０は、案内軌条方式のトンネルであれば、どのようなトンネルでも使用することが可能である。

計測システム１は、図１に示すように、レーザー光を照射してトンネル１００の内空を測定する公知のレーザー計測機（計測装置）２と、第１方向Ａであって案内軌条１０２の延在方向において、レーザー計測機２の案内軌条１０２に沿った位置を自動追尾するための公知の自動追尾装置（不図示）と、レーザー計測機２及び自動追尾装置から出力されたデータを処理するデータ処理装置（不図示）と、移動用台車１０とを含む。データ処理装置は、レーザー計測機２からの測定データと自動追尾装置からのレーザー計測機２の位置データとに基づいてトンネル１００の内空データに演算処理する装置である。こうして、トンネル１００の内空の状態を検出することが可能となり、内空形状のみならず、トンネル１００の内壁形状の変位及び亀裂などによる劣化状況を、検出した内空の状態から判断することが可能となる。

移動用台車１０は、図３に示すように、レーザー計測機（計測装置）２を支持するフレーム１１と、フレーム１１を支持しつつ当該フレーム１１を移動させるために取り付けられた４つのキャスター２１～２４とを含む。フレーム１１は、本体フレーム１２と、支持フレーム１３とを有する。本体フレーム１２は、走行路１０１上に配置可能な２つのキャスター２１，２２が取り付けられたベースフレーム３０と、案内軌条１０２上に配置可能な２つのキャスター２３，２４が取り付けられたガイドフレーム４０と、ベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して水平に回転可能に支持する連結部５０（図６参照）とを有している。このように本体フレーム１２には、４つのキャスター２１～２４が取り付けられている。これら４つのキャスター２１～２４によって、フレーム１１の荷重が支持されている。

ベースフレーム３０は、図２に示すように、第２方向Ｂにおいて、左側の走行路１０１と案内軌条１０２とにちょうど跨るような幅サイズを有しており、２つの走行路１０１間の幅よりも小さく形成されている。また、ベースフレーム３０は、図４及び図５に示すように、ガイドフレーム４０に連結されるベース部３１と、２つの脚部３２と、ベース部３１に対して脚部３２を第３方向Ｃにスライド可能に支持する２つの支持部３３と、ハンドル部３４とを有している。ベース部３１は、図３に示す天板３１ａと、図４に示す枠部材３１ｂと、軸部材３１ｃとを有している。天板３１ａは、図３に示すように、枠部材３１ｂ上に固定された２枚の平板３１ａ１，３１ａ２とで構成されている。平板３１ａ１には、円形の貫通孔３１ａ３が形成されている。貫通孔３１ａ３は、図２に示すように、第２方向Ｂにおいて、平板３１ａ１の中央よりもやや右側に配置されている。貫通孔３１ａ３には、後述の支柱４１ｂ５が配置される。枠部材３１ｂは、四角形状に形成された外枠部３１ｂ１と、外枠部３１ｂ１内に配置された繋ぎ部３１ｂ２と、外枠部３１ｂ１と繋ぎ部３１ｂ２とを繋ぐ補強部３１ｂ３と、繋ぎ部３１ｂ２と補強部３１ｂ３と繋ぐ２つの斜材部３１ｂ４とを有する。繋ぎ部３１ｂ２は、図４に示すように、第１方向Ａに沿って延在している。補強部３１ｂ３は、図４に示すように、第２方向Ｂに沿って延在している。

枠部材３１ｂの外枠部３１ｂ１の内側には、図５に示すように、筒状部３１ｂ５が設けられている。筒状部３１ｂ５には、固定レバー３１ｂ６が設けられている。筒状部３１ｂ５は、平板３１ａ１の貫通孔３１ａ３と第３方向Ｃに対向する位置に配置されている。また、筒状部３１ｂ５は、後述の支柱４１ｂ５を挿入可能に構成されており、固定レバー３１ｂ６を操作することで、支柱４１ｂ５を任意の位置で筒状部３１ｂ５に固定することができる。軸部材３１ｃは、図４に示すように、第３方向Ｃに沿って延在し、その上端部が繋ぎ部３１ｂ２の第１方向Ａの中央に固定されている。また、軸部材３１ｃは、枠部材３１ｂから下方に突出している。

２つの脚部３２は、図４に示すように、第３方向Ｃに沿って延在し、その下端にキャスター２１，２２が取り付けられている。本実施形態におけるキャスター２１，２２は、水平な軸を中心として回転可能な車輪タイプの公知のキャスターであって、車輪を支持するフォーク部が水平に回転可能なタイプである。これにより、移動用台車１０を案内軌条１０２に沿って移動させる際に、これら２つのキャスター２１，２２のフォーク部が水平に回転し、キャスター２１，２２の車輪の向きを移動用台車１０の移動方向に合わせるように追従する。なお、キャスター２１，２２は、公知のボールキャスターであってもよく、特に限定するものではない。

２つの支持部３３は、図５に示すように、外枠部３１ｂ１の左側角部にそれぞれ固定されている。各支持部３３は、内部に脚部３２を挿通可能な筒状部３３ａと、２つの固定用ネジ３３ｂとを有している。２つの固定用ネジ３３ｂは、図４に示すように、第３方向Ｃに離隔して配置され、筒状部３３ａにねじ込むことで、脚部３２を支持部３３に対して固定可能となる。一方、２つの固定用ネジ３３ｂを筒状部３３ａに対して弛めることで、脚部３２を筒状部３３ａに対して第３方向Ｃにスライド可能となる。これにより、キャスター２１，２２の高さ位置を調整可能となる。

ハンドル部３４は、図４に示すように、移動用台車１０を移動させる際にユーザが把持して支持フレーム１３側に押す部分であり、水平部３４ａと、水平部３４ａの両端から下方に延在する一対の垂直部３４ｂとで構成されている。水平部３４ａの一端近傍には、例えば、タブレットなどの機器を把持可能なクランプ部３５が設けられている。

ガイドフレーム４０は、図１、図３及び図６に示すように、２つのガイド部７０、連結部５０及び２つのキャスター２３，２４を支持している。ガイドフレーム４０は、連結部５０及び２つのキャスター２３，２４を支持するガイド本体４１と、２つのガイド部７０を支持する２つのガイド支持部４２と、２つのブレーキ部４３とを有する。

ガイド本体４１は、図６に示すように、第１方向Ａに長尺に延在し、第２方向Ｂに並んで配置される３本の長尺部４１ａと、第２方向Ｂに延在する２本の短尺部４１ｂとを有する。図６中、第１方向Ａにおいて、紙面手前側の一方の短尺部４１ｂは、３本の長尺部４１ａの一端部に固定されており、紙面奥側の他方の短尺部４１ｂは、３本の長尺部４１ａの他端部に固定されている。一方の短尺部４１ｂの第２方向Ｂの中央よりもやや左側部分に、筒状部４１ｂ１が設けられている。筒状部４１ｂ１には、固定レバー４１ｂ２が設けられている。他方の短尺部４１ｂの第２方向Ｂの中央よりもやや右側部分に、筒状部４１ｂ３が設けられている。筒状部４１ｂ３には、固定レバー４１ｂ４が設けられている。これら筒状部４１ｂ１，４１ｂ３は、連結部５０の中心に対して点対称に配置されている。筒状部４１ｂ１，４１ｂ３は、図６に示すように、支柱４１ｂ５を挿入可能に構成されており、固定レバー４１ｂ２，４１ｂ４を操作することで、支柱４１ｂ５を任意の位置で筒状部４１ｂ１，４１ｂ３に固定することができる。なお、支柱４１ｂ５は、ベースフレーム３０とガイドフレーム４０との位置決めに使用されるものであり、第１方向Ａにおいて、レーザー計測機２を支持する支持フレーム１３と離れた方に配置されており、例えば、一方の筒状部４１ｂ１に挿入されているときは、他方の筒状部４１ｂ３には挿入されない。

３本の長尺部４１ａのうち、第２方向Ｂにおける中央及び図６中最も右側に配置された２本の長尺部４１ａには、第１方向Ａにおいて、両端近傍にキャスター２３，２４が固定され、中央に連結部５０が固定されている。本実施形態におけるキャスター２３，２４も、水平な軸を中心として回転可能な車輪タイプの公知のキャスターであるが、車輪を支持するフォーク部が水平に回転不可能なタイプである。なお、キャスター２３，２４は、公知のボールキャスターであってもよく、特に限定するものではない。また、これら２本の長尺部４１ａには、２つのブレーキ部４３も固定されている。ブレーキ部４３は、それぞれ、キャスター２３，２４に近接して配置され、図示しない操作部の操作により、キャスター２３，２４の車輪部分に押し当て可能な構成となっている。これにより、移動用台車１０を移動させていても、その移動を容易に停止することが可能となる。

２つのガイド支持部４２は、図６に示すように、２本の短尺部４１ｂに設けられ、第１方向Ａに互いに離隔して配置されている。また、２つのガイド支持部４２は、第１方向Ａにおいて、２つのキャスター２３，２４よりも外側に配置されている。各ガイド支持部４２は、短尺部４１ｂの第２方向Ｂの両端近傍から下方に延在する２つの垂直部４２ａと、各垂直部４２ａの下端から水平に延在する２つの水平部４２ｂと、４つの斜材部４２ｃとを有している。４つの斜材部４２ｃは、垂直部４２ａと水平部４２ｂとでなす２つの角部及び短尺部４１ｂと２つの垂直部４２ａとでなす２つの角部近傍に配置され、隣接する垂直部４２ａと水平部４２ｂ、及び、垂直部４２ａと短尺部４１ｂとを繋いでいる。２つの水平部４２ｂのうち、図６中右側の水平部４２ｂの下端には、第２方向Ｂに貫通する筒状部４２ｂ１が固定されている。

２つのガイド部７０は、図１及び図３に示すように、案内軌条１０２のウエブ１０２ａを第２方向Ｂから挟むように配置されている。また、２つのガイド部７０は、図６に示すように、ガイド支持部４２にそれぞれ支持されており、第１方向Ａに互いに離隔して配置されている。また、２つのガイド部７０も、第１方向Ａにおいて、２つのキャスター２３，２４よりも外側に配置されている。ガイド部７０は、案内軌条１０２のウエブ１０２ａを挟みつつ当接可能な一対のキャスター（当接部）７１，７２と、一方のキャスター７２を支持する支持部７３と、キャスター７２をウエブ１０２ａに向けて付勢するコイルバネ７４とを有している。

キャスター７１，７２は、図６に示すように、サイズがキャスター２３，２４よりも小さく、垂直な軸を中心として回転可能な車輪タイプの公知のキャスターであり、車輪を支持するフォーク部が回転不可能なタイプである。キャスター７１は、ガイド支持部４２の図６中左側の水平部４２ｂの端部に支持されている。なお、キャスター７１，７２は、公知のボールキャスターであってもよく、特に限定するものではない。本実施形態においては、ガイド部７０がウエブ１０２ａに当接した状態で回転可能な２つのキャスター７１，７２を有しているが、特に回転せずにウエブ１０２ａに当接可能な単なる当接部から構成されていてもよい。これにおいても、当接部がウエブ１０２ａに当接することで、移動用台車１０の第２方向Ｂへの横ブレを抑制することが可能となる。

支持部７３は、図６に示すように、第２方向Ｂに延在し、筒状部４２ｂ１に挿通された水平部７３ａと、水平部７３ａに固定され水平部４２ｂに挿通された筒状部７３ｂを有する。支持部７３は、第２方向Ｂに移動可能に水平部４２ｂに支持されている。コイルバネ７４は、第２方向Ｂにおいて、水平部４２ｂの外側端部に配置されており、筒状部７３ｂを内側に付勢している。つまり、キャスター７２は、支持部７３を介してコイルバネ７４によってウエブ１０２ａに向けて付勢されている。なお、支持部７３を介してキャスター７２をウエブ１０２ａに付勢することができれば、付勢部材としてコイルバネ７４以外の弾性部材を用いてもよい。

このようにガイド部７０は、第２方向Ｂにおいて、キャスター７１が水平方向に移動不可能に配置され、キャスター７２が水平方向に移動可能に配置されている。さらにキャスター７２は、案内軌条１０２のウエブ１０２ａに向けて付勢され、２つのキャスター７１，７２によって案内軌条１０２が第２方向Ｂに挟持されている。そして、このようなガイド部７０が、第１方向Ａに沿って互いに離隔して配置されている。２つのガイド部７０によって案内軌条１０２のウエブ１０２ａが挟持されることで、移動用台車１０のハンドル部３４をユーザが押して移動用台車１０を移動させても、後述のように当該移動用台車１０が案内軌条１０２に沿って安定して移動する。

連結部５０は、図６に示すように、筒状部５１と、筒状部５１を外側から支持する支持部５２とを有する。支持部５２は、複数のフレームによって構成され、２本の長尺部４１ａの第１方向Ａの中央に固定されている。筒状部５１は、支持部５２によって支持される外筒５１ａと、外筒５１ａ内において、第３方向Ｃに平行な回転軸を中心に回転可能に配置された内筒５１ｂとを有している。内筒５１ｂは、軸部材３１ｃが嵌合可能に形成されている。連結部５０は、ガイドフレーム４０に対してベースフレーム３０を水平に回転可能に支持する。

支持フレーム１３は、図４、図５及び図７に示すように、第１支持フレーム１４と、第２支持フレーム１５とを有している。第１支持フレーム１４は、ベースフレーム３０の外枠部３１ｂ１にスライド移動可能に支持されている。これにより、第１支持フレーム１４の第２方向Ｂの位置を調整可能となり、レーザー測定機２の第２方向Ｂの位置を調整可能となる。第１支持フレーム１４は、図５に示すように、第１方向Ａに沿って延在し、第２方向Ｂに並べられた２つの水平部１４ａと、第２方向Ｂに沿って延在し２つの水平部１４ａの先端を繋ぐ繋ぎ部１４ｂと、４つの支持部１４ｃとを有している。２つの水平部１４ａは、第２方向Ｂにおいて、外枠部３１ｂ１にスライド移動可能に支持されている。４つの支持部１４ｃは、２つの水平部１４ａの第１方向Ａの両端近傍に固定されている。各支持部１４ｃは、第２支持フレーム１５の支柱１５ｃ（後述する）を挿通可能な筒状部１４ｃ１と、固定用ネジ１４ｃ２とを有している。固定用ネジ１４ｃ２は、筒状部１４ｃ１にねじ込むことで、支柱１５ｃを支持部１４ｃに対して固定可能となる。一方、固定用ネジ１４ｃ２を筒状部１４ｃ１に対して弛めることで、支柱１５ｃを筒状部１４ｃ１に対して第３方向Ｃにスライド可能となる。これにより、第２支持フレーム１５の第３方向Ｃの位置を調整可能となり、レーザー測定機２の高さ位置が調整可能となる。

第２支持フレーム１５は、図７に示すように、平板状の天板１５ａと、四角形状の枠部１５ｂと、４つの支柱１５ｃとを有している。枠部１５ｂは、天板１５ａの下面に固定されている。４つの支柱１５ｃは、第３方向Ｃに沿って延在し、その上端が枠部１５ｂに固定されている。また、４つの支柱１５ｃは、第１支持フレーム１４の４つの支持部１４ｃと対向する位置に配置されている。また、第２支持フレーム１５とレーザー計測機２とは、図７に示すように、互いに固定されている。より詳細には、レーザー計測機２をそのベースプレート２ａを介して天板１５ａ上に配置し、天板１５ａ及び枠部１５ｂとベースプレート２ａとを２枚の帯状プレート１５ｄで挟み、これら帯状プレート１５ｄの両端を２組のボルト１５ｅ及びナット１５ｆで連結することで、第２支持フレーム１５とレーザー計測機２とが固定されている。

続いて、計測システム１でトンネル１００の内空を測定する際の移動用台車１０の動作について、図１、図２、図８～図１０を参照しつつ以下に説明する。

まず、図１及び図２に示すように、レーザー計測機２を搭載した移動用台車１０をトンネル１００内に設置する。このとき、キャスター２１，２２を、図１及び図２中の左側の走行路１０１上に配置させ、キャスター２３，２４を、案内軌条１０２上に配置させる。このように移動用台車１０を配置することで、各ガイド部７０の２つのキャスター７１，７２が案内軌条１０２のウエブ１０２ａと第２方向Ｂに対向する位置に配置される。そして、各ガイド部７０の２つのキャスター７１，７２で案内軌条１０２のウエブ１０２ａを第２方向Ｂから挟持させる。また、このとき、図２に示すように、レーザー計測機２を左側の走行路１０１と案内軌条１０２との間において、左側の走行路１０１寄りに配置する。これにより、トンネル１００内の略左側半部の内空を計測することが可能となる。なお、レーザー計測機２の下方位置は支持フレーム１３により死角となるため、後述するようにレーザー計測機２の位置をずらして再度計測する。

次に、ユーザは、レーザー計測機２を起動させつつ、ハンドル部３４を把持して移動用台車１０を図２中上方であって往方向Ａ１（第１方向Ａに平行な方向）に押し進め、トンネル１００の略左側半部の内空を計測する。図８（ａ）に示すように、移動用台車１０がトンネル１００の直線領域を進む際、キャスター７１，７２が第２方向Ｂにウエブ１０２ａを挟持する。より詳細には、キャスター７２がコイルバネ７４によりウエブ１０２ａ側に付勢され、位置が固定されたキャスター７１とでウエブ１０２ａを挟持する。これら４つのキャスター７１，７２がウエブ１０２ａを挟持しつつ、キャスター７１，７２の車輪が移動用台車１０の移動に伴って第３方向Ｃに平行な回転軸を中心に回転することで、移動用台車１０は案内軌条１０２に対する横ブレが抑制されつつ、案内軌条１０２に沿って移動させることが可能となる。

図８（ｂ）に示すように、移動用台車１０がトンネル１００のカーブ領域（例えば、左方にカーブする領域）を進む際、まず、前方のキャスター７２がウエブ１０２ａにより矢印Ｄ方向に押される。このとき、ウエブ１０２ａは、左方へのカーブにより、前方のキャスター７１から離れようとする。前方のキャスター７２がウエブ１０２ａにより押されることで、前方のコイルバネ７４に圧縮力が加えられるが、コイルバネ７４の復元力によって前方のキャスター７１がウエブ１０２ａに接近するように、前方のガイド支持部４２自体が矢印Ｄ方向に引き寄せられる。より詳細には、図８（ｃ）に示すように、前方のコイルバネ７４の復元力により、ガイドフレーム４０自体に、後方のキャスター７１とウエブ１０２ａとの当接点を中心にした反時計回りの回転力が加えられ、前方のキャスター７１がウエブ１０２ａに当接する。このように前方のキャスター７１は、図８（ｂ）に示すようにウエブ１０２ａから瞬間的に離れようとするものの、図８（ｃ）に示すように直ぐにガイドフレーム４０が回転してウエブ１０２ａに当接する。なお、図８（ｂ）中に示す前方のキャスター７１とウエブ１０２ａとの隙間は、説明上分かりやすくするために比較的大きく示しているものの、その隙間はわずかであり、さらにウエブ１０２ａとキャスター７１との離隔時間もわずかである。また、このときのガイドフレーム４０自体の回転は、２つのコイルバネ７４により、前方及び後方のキャスター７１，７２がウエブ１０２ａを挟持しつづけるように調整される。これにより、移動用台車１０全体が案内軌条１０２に横ブレせずに追従する。

また、図示は省略するが、移動用台車１０がトンネル１００の右方にカーブする領域を進む際、まず、前方のキャスター７１がウエブ１０２ａにより図８中矢印Ｄ方向とは反対方向に押される。キャスター７１は、ガイドフレーム４０によって位置が固定されているため、前方のキャスター７１がウエブ１０２ａにより押圧されると、後方のキャスター７１とウエブ１０２ａとの当接点を中心にした時計回りの回転力がガイドフレーム４０自体に加えられる。このときも、２つのコイルバネ７４により、前方及び後方のキャスター７１，７２がウエブ１０２ａを挟持しつづけるように調整される。これにより、移動用台車１０全体が案内軌条１０２に横ブレせずに追従する。このため、トンネル１００の直線領域及びカーブ領域のいずれにおいても、ガイド部７０により移動用台車１０の横ブレを抑制しつつレーザー計測機２でトンネル１００の内空を計測することが可能となる。

ユーザによって往方向Ａ１に押し進めた移動用台車１０がトンネル１００の所定位置に達したら一端レーザー計測機２を停止させる。このとき、ユーザが図示しない操作部を操作してブレーキ部４３をキャスター２３，２４に押し当てることで、移動用台車１０を容易に停止させることができる。そして、トンネル１００の右半部の内空を計測するために、移動用台車１０のベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して回転させる。このときもブレーキ部４３をキャスター２３，２４に押し当てておくことで、安定した状態でベースフレーム３０を回転させることが可能となる。

この場合、まず、すべての固定用ネジ３３ｂを弛めて、図９に示すように、キャスター２１，２２が筒状部３３ａ近傍に配置されるまで、脚部３２を上方にスライドさせる。そして、固定用ネジ３３ｂを締めてキャスター２１，２２が案内軌条１０２よりも上方に配置されるように固定する。この後、固定レバー３１ｂ６，４１ｂ２を操作して筒状部３１ｂ５，４１ｂ１に固定された支柱４１ｂ５を、図９に示すように、筒状部４１ｂ１から抜けるように上方にスライドさせる。そして、固定レバー３１ｂ６を操作して筒状部３１ｂ５に支柱４１ｂ５を固定する。こうすることで、ベースフレーム３０がガイドフレーム４０に対して回転可能となる。

次に、ユーザが、図９に示すように、ベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して反時計回りに回転させる。これにより、支持フレーム１３とともにレーザー計測機２も回転する。このとき、キャスター２１，２２が案内軌条１０２よりも上方位置にあるため、案内軌条１０２を回避することが可能となる。そして、図１０に示すように、ベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して反時計回りに１８０°回転させることで、支柱４１ｂ５が筒状部４１ｂ３に挿入可能な位置に配置される。なお、ベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して時計回りに１８０°回転させてもよい。このため、固定レバー３１ｂ６，４１ｂ４を操作して支柱４１ｂ５を下方にスライドさせて支柱４１ｂ５を筒状部４１ｂ３に挿入する。そして、固定レバー３１ｂ６，４１ｂ４を操作して筒状部３１ｂ５，４１ｂ３に支柱４１ｂ５を固定する。この後、すべての固定用ネジ３３ｂを弛めて、キャスター２１，２２が右側の走行路１０１上に配置されるまで、脚部３２を下方にスライドさせる。そして、固定用ネジ３３ｂを締める。こうして、移動用台車１０を、右側の走行路１０１と案内軌条１０２上に配置させることで、トンネル１００内の右半部の内空を計測することが可能となる。

なお、支持フレーム１３をベースフレーム３０に対してスライド移動させていないため、図１０に示すように、レーザー計測機２は、右側の走行路１０１と案内軌条１０２との間において、右側の走行路１０１寄りに配置される。これにおいても、トンネル１００の略右側半部の内空を計測することが可能となる。このときも、レーザー計測機２の下方位置は支持フレーム１３により死角となるため、後述するようにレーザー計測機２の位置をずらして再度計測する。

次に、ユーザは、図示しない操作部を操作してブレーキ部４３をキャスター２３，２４から離隔して移動用台車１０の移動を可能にする。そして、ユーザは、レーザー計測機２を起動させつつ、ハンドル部３４を把持して移動用台車１０を図１０中下方であって復方向Ａ２（第１方向Ａに平行な方向）に押し進め、トンネル１００の左側半部の内空を計測したときと同様に、右側半部の内空を計測する。このときも、移動用台車１０全体が案内軌条１０２に横ブレせずに追従するため、トンネル１００の直線領域及びカーブ領域のいずれにおいても、ガイド部７０により移動用台車１０の横ブレを抑制しつつレーザー計測機２でトンネル１００の内空を計測することが可能となる。

そして、ユーザによって復方向Ａ２に押し進めた移動用台車１０がトンネル１００の所定位置に達したら一端レーザー計測機２を停止させる。このときも上述と同様にブレーキ部４３をキャスター２３，２４に押し当てる。そして、移動用台車１０のベースフレーム３０を、上述と同様に、ガイドフレーム４０に対して回転させて、トンネル１００内の左側半部の内空を計測する前の状態と同じにする。この後、支持フレーム１３をベースフレーム３０に対して右方にスライドさせて、レーザー計測機２を図２中二点鎖線で示す位置に配置する。つまり、レーザー計測機２を左側の走行路１０１と案内軌条１０２との間において、案内軌条１０２寄りに配置する。そして、ブレーキ部４３をキャスター２３，２４から離隔し、トンネル１００の左側半部の内空を計測したときと同様に、レーザー計測機２を起動させつつ、移動用台車１０を往方向Ａに押し進める。この後、移動用台車１０がトンネル１００の所定位置に達したらブレーキ部４３をキャスター２３，２４に押し当てて一旦レーザー計測機２を停止させる。こうして、先のトンネル１００の左側半部の内空の計測では死角になっていた部分の内空が計測される。

次に、上述と同様に、移動用台車１０のベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して回転させて、トンネル１００内の右側半部の内空を計測する。これにおいても、先のトンネル１００の右側半部の内空の計測では死角になっていた部分の内空が計測される。こうして、レーザー計測機２により測定された測定データと、自動追尾装置からのレーザー計測機２の位置データとに基づいて、データ処理装置がトンネル１００の内空データに演算処理し、計測システム１でのトンネル１００の内空の測定が終了する。

以上に述べたように、移動用台車１０によると、移動用台車１０を案内軌条１０２に沿って移動させても、水平方向（第２方向Ｂ）において、移動用台車１０の案内軌条１０２に対する横ブレがガイド部７０によって抑制される。このため、移動用台車１０でレーザー計測機２（計測装置）を支持し、トンネル１００の内空を計測したときの計測データの精度が向上し、信頼性が高くなる。

ガイド部７０は、一対のキャスター（当接部）７１，７２のうちの一方のキャスター７２を案内軌条１０２に向けて付勢するコイルバネ７４を有している。これにより、移動用台車１０で案内軌条１０２のカーブ領域を通過させても（図８（ｂ）、（ｃ）参照）、一方のキャスター７２がコイルバネ７４（付勢部材）により案内軌条１０２に向けて付勢されているため、ガイド部７０が案内軌条１０２を挟みながらも滑らかに追従することが可能となる。このため、移動用台車１０はカーブ領域を通過する際も横ブレしにくくなる。

また、他方のキャスター７１は、ガイド支持部４２の水平部４２ｂに固定され、水平方向に移動不可能である。このように一方のキャスター７２が水平移動可能に構成されているのに対して、他方のキャスター７１が水平移動不可能に構成されていることで、移動用台車１０と案内軌条１０２との水平方向の位置関係が安定する。

また、ガイド部７０が、案内軌条１０２のウエブ１０２ａを挟持する一対の当接部としてキャスター７１，７２を有していることで、移動用台車１０を案内軌条１０２に沿って移動させる際にキャスター７１，７２の車輪が回転するため、ウエブ１０２ａとの間に生じる負荷が小さくなる。

また、支持フレーム１３は、ベースフレーム３０（本体フレーム１２）に対して水平移動可能な第１支持フレーム１４と、第１支持フレーム１４に対して垂直移動可能な第２支持フレーム１５とを有している。つまり、支持フレーム１３は、レーザー計測機２を本体フレーム１２に対する水平位置及び垂直位置を変位可能に構成されている。これにより、移動用台車１０に対するレーザー計測機２の設置位置の自由度が向上する。したがって、上述したように、トンネル１０の内空を測定する際に死角が生じても、再度、トンネル１０の内空を測定する際に、当該死角部分を測定可能な位置にレーザー計測機２の取り付けることが可能となる。上述の実施形態においては、支持フレーム１３の移動は水平方向のみの移動であるが、垂直方向への移動でレーザー計測機２の死角をなくしてもよい。

また、ベースフレーム３０が、第２方向Ｂにおいて、２つの走行路１０１間よりも小さく形成されていることで、移動用台車１０がコンパクトになる。このため、移動用台車１０をトンネル１００内に搬入しやすくなる。

また、本体フレーム１２は、ベースフレーム３０と、ガイドフレーム４０と、ベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して水平に回転可能に連結する連結部５０を有している。そして、ベースフレーム３０は、キャスター２１，２２が取り付けられた脚部３２を第３方向Ｃにスライド可能に支持する支持部３３を有している。これにより、連結部５０を回転中心としてベースフレーム３０をガイドフレーム４０に対して回転させる際に、ベースフレーム３０に取り付けられたキャスター２１，２２を案内軌条１０２よりも上方に配置させるように移動させることが可能となる。また、支持フレーム１３が取り付けられたベースフレーム３０のサイズをコンパクトにしても、連結部５０によりガイドフレーム４０に対して回転可能となる。このため、移動用台車１０をコンパクトにしつつも、トンネル１００の内空全体を測定可能な位置に支持フレーム１３を容易に配置させることが可能となる。したがって、レーザー測定機２でトンネル１００の内空全体を測定することが可能となる。

また、ガイドフレーム４０に支持された２つのガイド部７０及び２つのキャスター２３，２４は、第１方向Ａに沿って互いに離隔して配置されている。これにより、移動用台車１０を案内軌条１０２に沿って安定して移動させることが可能となる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、ベースフレーム３０が、第２方向Ｂにおいて、２つの走行路１０１に跨る幅サイズを有し、キャスター２１，２２が配置された走行路１０１とは別のもう一方の走行路１０１に配置可能なキャスターが取り付けられていてもよい。この場合、ガイドフレーム４０に２つのキャスター２３，２４が取り付けられていなくてもよい。この場合でもガイド部７０が設けられているため、移動用台車の案内軌条１０２に対する横ブレが抑制され、上述の実施形態と同様な効果を得ることができる。

また、上述のガイド部７０は、第１方向Ａに沿って２つ設けられているが、１つだけ設けられていてもよいし、３以上設けられていてもよい。また、上述の実施形態における移動用台車１０には、４つのキャスター２１～２４が設けられているが、キャスターが３つだけ設けられていてもよいし、５以上設けられていてもよい。

また、上述のガイド部７０は、キャスター７２を付勢する付勢部材としてのコイルバネ７４を有しているが、略直線状のトンネルの案内軌条１０２に移動用台車１０を採用する際は、特にコイルバネ７４を有していなくてもよい。つまり、キャスター７２を案内軌条１０２に向けて付勢していなくてもよい。この場合、２つのキャスター７１，７２で案内軌条１０２を挟持可能な構成であればよい。

また、支持フレーム１３は、本体フレーム１２に対して移動不可能に固定されていてもよいし、レーザー計測機２の本体フレーム１２に対する水平位置及び垂直位置を変位不可能に構成されていてもよい。

また、ベースフレーム３０は、ガイドフレーム４０に対して回転不可能に固定されていてもよい。この場合、支持部３３は脚部３２をスライド不可能に支持していてもよい。また、上述の実施形態における移動用台車１０のガイド部７０は、Ｉ形鋼からなる案内軌条１０２のウエブ１０２ａを挟持しているが、案内軌条が例えば、上フランジを有さない凸形状の場合、その上方に突出する凸部分をガイド部７０で挟持すればよい。つまり、移動用台車１０は、凸形状の案内軌条であっても採用することが可能である。

２レーザー計測機（計測装置）
１０移動用台車
１１フレーム
１２本体フレーム
１３支持フレーム
２１～２４キャスター
３０ベースフレーム
３１ベース部
３２脚部
３３支持部
４０ガイドフレーム
５０連結部
７０ガイド部
７１キャスター（他方の当接部）
７２キャスター（一方の当接部）
７３支持部
７４コイルバネ（付勢部材）
１００トンネル
１０１走行路
１０２案内軌条

Claims

トンネルの内空を計測するための計測装置を案内軌条に沿って移動させるための移動用台車であって、
前記計測装置を支持するフレームと、
前記フレームを支持しつつ前記フレームを移動させるために取り付けられた複数のキャスターとを備えており、
前記フレームには、前記移動用台車を前記案内軌条に沿って移動させる際に、当該案内軌条の延在方向と直交する水平方向において前記案内軌条を挟むように配置されたガイド部が設けられており、
前記フレームは、前記複数のキャスターが取り付けられた本体フレームを有しており、
前記本体フレームは、
前記ガイド部と前記案内軌条上に配置可能な前記キャスターである軌条上キャスターとを支持するガイドフレームと、
前記ガイドフレームに連結され、前記トンネルの前記案内軌条を前記水平方向に挟む位置に配置された走行路上に配置可能な前記キャスターである路上キャスターが取り付けられたベースフレームと、
前記ベースフレームを前記ガイドフレームに対して水平に回転可能に連結する連結部とを含んでおり、
前記ベースフレームの前記水平方向の幅サイズが、前記水平方向における前記走行路間よりも小さく、
前記ベースフレームは、
前記連結部を介して前記ガイドフレームに連結されるベース部と、
前記路上キャスターが取り付けられた脚部と、
前記ベース部に対して前記脚部を、前記路上キャスターが前記軌条上キャスターの下端より上方に位置することができるように移動可能に支持する支持部とを有していることを特徴とする移動用台車。
前記ガイド部は、前記水平方向において、前記案内軌条を挟みつつ当接可能な一対の当接部と、前記一対の当接部のうちの一方の当接部を前記水平方向に移動可能に支持する支持部と、前記一方の当接部を前記案内軌条に向けて付勢する付勢部材とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の移動用台車。
前記一対の当接部のうちの他方の当接部は、前記水平方向に移動不可能に前記フレームに固定されていることを特徴とする請求項２に記載の移動用台車。
前記当接部は、キャスターであることを特徴とする請求項２又は３に記載の移動用台車。
前記フレームは、前記複数のキャスターが取り付けられた本体フレームと、前記計測装置を支持する支持フレームとを含み、
前記支持フレームは、前記計測装置を前記本体フレームに対する水平位置及び垂直位置を変位可能に構成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の移動用台車。
前記ガイドフレームに支持された前記ガイド部及び前記キャスターは、前記延在方向に沿って互いに離隔して複数配置されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の移動用台車。