JPH11190200A - トンネル内灯具の作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トンネル内灯具の作業車が、ガイドレールにお
ける半径の小さな曲線走行部を走行できるようにする。 【解決手段】作業車Ａの走行方向Ｐにおける前後に配設
されたボギーローラ装置Ｅを、ボギーアーム１８を介し
て作業車Ａのフレーム８の前後方向におけるほぼ中央部
に設けられたアーム支点軸１６の軸心（旋回中心Ｃ₁ ）
に対して旋回可能に取付けることにより、該作業車Ａ
が、ガイドレールＧの曲線走行部を走行する際に、前記
ボギーローラ装置Ｅを旋回させ、前記ガイドレールＧの
曲線走行部の接線方向に近い方向に沿わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガイドレールに対
して吊下状態で自走して、トンネル壁面に設置された灯
具の交換、清掃等の各種作業を行うためのトンネル内灯
具の作業車に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネル内灯具の作業車は、垂直及び水
平の各ローラを備えたボギーローラ装置がフレームの前
後方向の各端部に装着されて、トンネル壁面に取付けら
れたガイドレールに前記各ボギーローラ装置を介して吊
り下げられ、前記ガイドレールの起立板を挟持した一対
の駆動ローラの駆動回転により自走して、トンネル壁面
に設置された灯具の交換、清掃等の各種作業を行うため
のものである。前記ガイドレールの設置形態の一つとし
て、図１１に示されるように、一方のトンネル開口でＵ
字状にわん曲させて設置して、作業車の一往復により、
トンネル壁面の両側に設置されている全ての灯具の交
換、清掃等を行うものがある。このようなガイドレール
Ｇの設置形態では、そのＵ字状にわん曲している部分Ｇ
ａの曲線走行部の曲率半径が小さくなる。このため、小
さな半径の曲線走行部においても、走行可能な作業車が
必要とされる。

【０００３】本出願人は、上記した曲線走行部において
も走行可能な作業車を開発して、特願平8-188549号とし
て出願を行った。この作業車は、図１２及び図１３に示
されるように、フレーム５１の前後方向の両端部にそれ
ぞれ垂直旋回軸５２を設けて、各ボギーローラ装置Ｅ’
を前記各垂直旋回軸５２を中心にして左右に旋回可能に
したものである。ボギーローラ装置Ｅ’は、水平取付板
５３に複数個の水平ローラ５４と垂直ローラ５５とが取
付けられた構成で、水平ローラ５４は、ガイドレールＧ
のガイド板５６を両側から挟持した状態で走行し、垂直
ローラ５５は、作業車の重量を支持した状態でガイド板
５６の上面を走行する。また、ボギーローラ装置Ｅ’
は、ボギーアーム５７を介して前記垂直旋回軸５２に連
結され、該垂直旋回軸５２を中心にして左右に旋回可能
になっている。なお、図１２及び図１３において、５８
は、フレーム５１の前後方向の各端部に設けられた駆動
ローラを示す。

【０００４】このため、曲線走行部においては、ボギー
ローラ装置Ｅ’が垂直旋回軸５２を中心に旋回するため
に、作業車の曲線走行が可能となる。しかし、ボギーロ
ーラ装置Ｅ’と垂直旋回軸５２との間の長さである旋回
半径が短いために、フレーム５１の幅方向に沿ったボギ
ーローラ装置Ｅ’の移動量に対する旋回角度が大きくな
って、ガイドレールＧと水平ローラ５４とが干渉し易く
なる。

【０００５】ここで、「ガイドレールと水平ローラの干
渉」とは、ボギーローラ装置の全体の方向と、該装置が
走行中のガイドレールの部分の接線方向とのなす交叉角
度が一定角度を超える結果、４個１組の水平ローラのう
ち、一方の対角線方向に配置された２個の水平ローラが
ガイド板の両端面を押し付け合うと同時に、他方の対角
線方向に配置された残りの２個の水平ローラのガイド板
の端面との間に隙間が生じて、大きな走行抵抗が生ずる
現象をいう。しかも、この「干渉現象」は、ガイドレー
ルの曲線走行部において、前後の各ボギーローラ装置の
相互間においても生ずることになる。このため、個々の
ボギーローラ装置では、大きな干渉は生じていなくて
も、前後の各ボギーローラ装置が相互に干渉し合って、
大きな走行抵抗になることがある。そして、前記交叉角
度が一定角度を超えると、一方の対角線方向の２個の水
平ローラのガイド板に対する押付力が極度に大きくなっ
て、作業車は走行不能となる。

【０００６】よって、旋回半径の小さなボギーローラ装
置を備えた上記作業車の曲線走行可能なガイドレールＧ
の曲率は、一定以上の大きなものに限定され、上記した
ようにトンネルの一方の開口でＵ字状にわん曲されたガ
イドレールＧの小さな曲率には対応できない。なお、片
側２車線のトンネルにおいて、ガイドレールＧのＵ字状
部分Ｇａの最小曲率半径は、約２ｍである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
したトンネル内灯具の作業車において、ボギーローラ装
置の旋回半径を極力大きくして、半径の小さな曲線走行
部における走行を可能にすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の採用した手段は、上記構成のトンネル内灯具
の作業車において、フレームの前後方向の中央部に設け
られた垂直旋回軸を中心にして２本のボギーアームを左
右に旋回可能に支持して、各ボギーアームの自由端部に
ボギーローラ装置をそれぞれ装着したことである。

【０００９】ボギーローラ装置の旋回中心は、フレーム
の前後方向の中央部に設けられているために、２本のボ
ギーアームが重ならない範囲内において、その旋回半径
を最大にすることができる。このため、フレームの幅方
向に沿ったボギーローラ装置の移動量が大きくなるのに
加えて、当該移動量に対するボギーアームの旋回角度を
小さくできて、ボギーローラ装置全体の走行方向を、当
該装置が走行中のガイドレールの接線方向に近い方向に
沿わせることができる。このことは、フレームの幅方向
に沿ったボギーローラ装置の移動量を大きくしても、こ
れを構成する各水平ローラがガイドレールのガイド板と
干渉しなくなることを意味する。しかも、ボギーローラ
装置の旋回半径が大きいと、上記「干渉現象」を回避で
きるのみならず、ボギーローラ装置の旋回半径の大きさ
に比例して、ガイドレールの曲線走行部におけるボギー
ローラ装置の追随性が高まって、スムーズに走行できる
ことにもなる。従って、本発明に係るボギーローラ装置
の支持構造によれば、半径の小さな曲線走行部における
走行が可能となる。

【００１０】上記理由から、各ボギーローラ装置は、そ
の旋回半径が長い程、上記効果が顕著となるために、そ
の垂直旋回軸をフレームの前後方向の中央に設けて、前
後の各ボギーローラ装置を同一の垂直旋回軸を中心にし
て左右に旋回可能に支持することが望ましい。

【００１１】このように、ボギーアームを長くすると、
半径の小さな曲線走行部における走行が可能となる反
面、作業車の幅方向に対する規制が少なくなるために、
加速、減速時等において、作業車に力が作用すると、作
業車が幅方向（左右）に振れ易くなったり、或いは一対
一組となった駆動ローラの設置部位に限定が加わる。こ
の駆動ローラの設置部位は、ボギーローラ装置の旋回を
阻害しないことを条件とすると、前後に設けられた各ボ
ギーローラ装置の直上部と、その垂直旋回軸が設けられ
ているフレームの中央部との３個所に限定される。ここ
で、フレームの中央部に一対の駆動ローラを設けると、
作業車に作用する力の方向と、作業車の進行方向とが合
致するので、作業車に回転力が作用しなくなって、作業
車の走行が最もスムーズになると共に、駆動力を最も効
率的に使用できる。また、該駆動ローラ自体によって
（別の規制部材を設けることなく）、走行中における作
業車の幅方向の振れを防止できる利点がある。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。図１は本発明に係るトンネル内灯具
の作業車Ａと、バッテリー車Ｂとが連結された状態の側
面図、図２は同じく平面図、図３は作業車Ａの正面図、
図４はボギーローラ装置Ｅの拡大平面図、図５は同じく
一部を破断した側面図、図６は同じく一部を破断した正
面図である。図１ないし図３に示されるように、トンネ
ル内灯具の作業車Ａには、駆動源である主モータＭが搭
載されている。この主モータＭの電源であるバッテリー
３は、バッテリー車Ｂに搭載されていて、両車Ａ，Ｂは
連結器４を介して連結されている。バッテリー車Ｂは、
作業車Ａに電源を供給するための車両であり、作業車Ａ
に追随して走行される。作業車Ａとバッテリー車Ｂは、
いずれもトンネルの壁面Ｗにブラケット５を介して該壁
面Ｗと平行に取付けられた逆Ｔ字状のガイドレールＧに
吊り下げられた状態で走行する。作業車Ａ及びバッテリ
ー車Ｂの各上面における走行方向Ｐの前後部には、それ
ぞれボギーローラ装置Ｅが配設されている。

【００１３】最初に、作業車Ａの構成について説明す
る。作業車Ａの上面における走行方向Ｐのほぼ中央部に
は、一対の駆動ローラ６が前記走行方向Ｐに直交して設
けられている。該一対の駆動ローラ６は、ガイドレール
Ｇの起立板１を両側から挟んでいて、その少なくとも一
方が駆動回転されて、バッテリー車Ｂを牽引、或いは押
しながら、作業車Ａを前後方向に走行させる。なお、図
１ないし図３において、１１は主モータＭの回転を減速
させる減速機、１２は減速機の出力軸からの動力の伝達
方向を変換させるためのかさ歯車装置を示す。

【００１４】次に、ボギーローラ装置Ｅについて説明す
る。作業車Ａ及びバッテリー車Ｂの各ボギーローラ装置
Ｅの構成はほとんど同一なので、以降、作業車Ａについ
てのみ説明する。作業車Ａのフレーム８の上面で、一対
の駆動ローラ６の前後の部分には、それぞれ２つのアー
ム支点軸１６が立設されている。図５及び図６に示され
るように、このアーム支点軸１６には、軸受１７を介し
てボギーアーム１８の基端部１８ａが装着されている。
ボギーアーム１８は、アーム支点軸１６の軸心を中心に
旋回可能である。即ち、この軸心が、ボギーアーム１８
の旋回中心Ｃ₁である。そして、ボギーアーム１８の自
由端部１８ｂは中空の円筒形状を成していて、その中空
部分に軸受１９を介して旋回軸２１が装着されている。
旋回軸２１は、その軸心（旋回中心Ｃ₂ ）を中心に旋回
可能である。この旋回軸２１の両側面部には、該旋回軸
２１に直交する下側水平軸２２ａが固着している。これ
らの下側水平軸２２ａは、ボギーアーム１８の自由端部
１８ｂに形成された長穴２３を介して外方に突出されて
いる。各下側水平軸２２ａにおいて、ボギーアーム１８
の自由端部１８ｂから突出した部分には、それぞれ下側
垂直ローラ２４ａが回転可能に装着されている。

【００１５】更に、各下側水平軸２２ａの先端部には、
Ｌ字状のブラケット２５が固着されており、該ブラケッ
ト２５の水平部分２５ａには、走行方向Ｐの前後に２本
の垂直軸２６が立設されている。各垂直軸２６には、そ
れぞれ水平ローラ２７が回転可能にして装着されてい
る。これら二対の水平ローラ２７は、ガイドレールＧの
ガイド板２を挟持している。また、ブラケット２５にお
ける走行方向Ｐのほぼ中央部には、側板２８が立設され
ている。各側板２８の上部には、上側水平軸２２ｂが設
けられていて、各水平軸２２ｂには上側垂直ローラ２４
ｂが装着されている。前述した下側垂直ローラ２４ａと
前記上側垂直ローラ２４ｂとは、ガイドレールＧのガイ
ド板２を上下から押圧している。このように、ボギーロ
ーラ装置Ｅは、ガイドレールＧのガイド板２の下方に配
置されるブラケット２５に、一対の上側及び下側の各垂
直ローラ２４a,２４b と、同じく二対の水平ローラ２７
とが取付けられた構成である。そして、上側及び下側の
各垂直ローラ２４a,２４b がガイドレールＧのガイド板
２を垂直方向に押圧し、二対の水平ローラ２７が同じく
ガイド板２を水平方向に押圧することにより、ガイドレ
ールＧに支持される。しかも該装置Ｅを構成するブラケ
ット２５は、旋回軸２１の軸心（旋回中心Ｃ₂）を中心
に旋回可能である。作業車Ａ及びバッテリー車Ｂは、い
ずれも走行方向Ｐに沿った両端部に配設された各ボギー
ローラ装置Ｅを介して、ガイドレールＧに吊り下げられ
た状態で走行する。

【００１６】次に、作業車Ａが、ガイドレールＧの曲線
走行部を走行する場合におけるボギーローラ装置Ｅの作
用について説明する。図７に示されるように、作業車Ａ
が、ガイドレールＧの直線部から曲線走行部に進入する
場合、最初に作業車Ａのフレーム８の前部に取付けられ
たボギーローラ装置Ｅが進入する。すると、二対の水平
ローラ２７のうち、ガイドレールＧの内側部分（曲率半
径Ｒの中心Ｏの存する側）に位置する２個の水平ローラ
２７が、ガイドレールＧのガイド板２に押し付けられ
る。その結果、ボギーアーム１８が、フレーム８に対し
てアーム支点軸１６の軸心（旋回中心Ｃ₁ ）を中心に、
曲率半径Ｒの中心Ｏの存する側に向かって旋回される。

【００１７】前記アーム支点軸１６は、フレーム８の前
後方向のほぼ中央部に設けられている。このため、図８
に示されるように、フレーム８の幅方向（作業車Ａの走
行方向Ｐと直交する方向）に沿ったボギーローラ装置Ｅ
の移動量が大きくなるのに加えて、当該移動量に対する
ボギーアーム１８の旋回角度θを小さくすることがで
き、ボギーローラ装置Ｅ全体の走行方向を、当該装置Ｅ
が走行中のガイドレールＧの接線方向に近い方向に沿わ
せることができる。その結果、ボギーローラ装置Ｅがフ
レーム８の幅方向に沿って移動しても、該装置Ｅを構成
する各水平ローラ２７と、ガイドレールＧのガイド板２
との干渉が回避できる。しかも、ガイドレールＧの曲線
走行部におけるボギーローラ装置Ｅの追随性が高まっ
て、該装置Ｅはスムーズに走行する。

【００１８】ボギーローラ装置Ｅが旋回中心Ｃ₁ を中心
に旋回されるに伴い、二対の水平ローラ２７が、ガイド
レールＧのガイド板２の両端部を押圧する状態も変化す
る。即ち、図９に示されるように、二対の水平ローラ２
７のうち、いずれか一方の対角線上に位置される水平ロ
ーラ２７がガイドレールＧのガイド板２の両端部に押圧
され、他方の対角線上に位置される水平ローラ２７と前
記両端部との間に隙間ｅが生じることがある。即ち、ガ
イドレールＧと各水平ローラ２７との干渉が生じる。し
かし、本発明の場合、二対の水平ローラ２７を支承する
ブラケット２５は、旋回軸２１の旋回中心Ｃ₂ を中心に
旋回可能である。そのため、上記した干渉状態を呈した
二対の水平ローラ２７は、前記隙間ｅを消滅させようと
する方向に旋回されるため、全ての水平ローラ２７は、
ほぼ均一な押圧力でガイドレールＧのガイド板２の両端
部に押圧される。即ち、ガイドレールＧのガイド板２と
各水平ローラ２７との干渉が回避される。この結果、作
業車Ａは、より小さな曲率で曲げられたガイドレールＧ
の曲線走行部を走行できる。

【００１９】上記したように、各ボギーローラ装置Ｅ
は、その旋回半径（ボギーアーム１８の長さ）が長い
程、より小さな曲率のガイドレールＧの曲線走行部を走
行可能である。そのため、ボギーアーム１８の旋回中心
Ｃ₁ をフレーム８の中央に設けて、前後の各ボギーロー
ラ装置Ｅが同一のアーム支点軸１６を中心に左右に旋回
されることが望ましい。この実施例の作業車を図１０に
示す。

【００２０】このように、ボギーアーム１８を長くする
ことにより、作業車Ａが曲率の小さな曲線走行部におい
て走行できる。しかし、作業車Ａの幅方向に対する規制
が少なくなり、加速、減速時等に、該作業車Ａが幅方向
（左右方向）に振れ易くなる。また、一対の駆動ローラ
６の設置部位に限定が加わる。一対の駆動ローラ６の設
置部位は、ボギーローラ装置Ｅの旋回を阻害しないこと
を条件とすると、フレーム８の前後に設けられた各ボギ
ーローラ装置Ｅの直上部と、ボギーアーム１８のアーム
支点軸１６が設けられているフレーム８の中央部との３
箇所に限定される。ここで、いずれかのボギーローラ装
置Ｅの直上部に一対の駆動ローラ６を設けた場合、加
速、減速時等に作業車Ａが幅方向に振れることを防止す
るため、フレーム８の中央部に一対のガイドローラ（図
示せず）を設ける必要がある。しかし、一対の駆動ロー
ラ６を、フレーム８における走行方向Ｐの中央部に設け
ると、該駆動ローラ６により、走行中の作業車Ａの幅方
向の振れが防止できる。

【００２１】バッテリー車Ｂにおけるボギーローラ装置
Ｅの作用は、作業車Ａにおけるボギーローラ装置Ｅの作
用と全く同一である。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、フレームの前後方向の中央部
に設けられた垂直旋回軸を中心にして２本のボギーアー
ムを左右に旋回可能に支持して、各ボギーアームの自由
端部にボギーローラ装置をそれぞれ装着することによ
り、ボギーローラ装置の旋回半径を大きくしたので、フ
レームの幅方向に沿ったボギーローラ装置の移動量を大
きくしても、ボギーローラ装置全体の走行方向を、当該
装置が走行中のガイドレールの接線方向に近い方向に沿
わせることが可能となる。また、ボギーローラ装置の旋
回半径が大きいために、ガイドレールの曲線走行部にお
けるボギーローラ装置の追随性も高まって、半径の小さ
なガイドレールの曲線走行部における作業車のスムーズ
な走行が可能となる。

【００２３】また、左右に旋回するボギーローラ装置の
垂直旋回軸をフレームの前後方向の中央部に設けてある
ので、そのボギーアームの長さを、フレームの前後方向
の端部に垂直旋回軸を有する従来の作業車のそれよりも
長くしても、ボギーローラ装置をフレームの前後方向の
範囲内に配置することが可能となる。このため、従来の
作業車に比較して、作業車の実質的な長さを短くでき
る。

【００２４】特に、一対の駆動ローラをフレームの前後
方向の中央部に設けると、作業車に作用する力の方向
と、作業車の進行方向とが合致するので、作業車に回転
力が作用しなくなって、作業車の走行が最もスムーズに
なると共に、駆動力を最も効率的に使用でき、しかも、
駆動ローラ自体によって、作業車の幅方向の振れを防止
できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネル内灯具の作業車Ａと、バ
ッテリー車Ｂとが連結された状態の側面図である。

【図２】同じく平面図である。

【図３】作業車Ａの正面図である。

【図４】ボギーローラ装置Ｅの拡大平面図である。

【図５】同じく一部を破断した側面図である。

【図６】同じく一部を破断した正面図である。

【図７】作業車Ａが、ガイドレールＧの曲線走行部を走
行する状態の作用説明図である。

【図８】図７の要部の拡大図である。

【図９】ボギーローラ装置Ｅが旋回軸２１の軸心（旋回
中心Ｃ₂ ）を中心に回動される状態の作用説明図であ
る。

【図１０】前後のボギーアーム１８の旋回中心Ｃ₁ が同
一である実施例の側面図である。

【図１１】一方のトンネル開口においてＵ字状にわん曲
させてガイドレールＧをトンネルの両壁面に連続させて
設置した状態を示す模式的斜視図である。

【図１２】従来の作業車がガイドレールＧの曲線部を走
行している状態を示す平面図である。

【図１３】従来の作業車におけるボギーローラ装置Ｅ’
の旋回部を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ：作業車 Ｅ：ボギーローラ装置 Ｇ：ガイドレール Ｗ：トンネル壁面 １：起立板 ６：駆動ローラ ８：フレーム １６：アーム支点軸（垂直旋回軸） １８：ボギーアーム １８ｂ：自由端部 ２４a,２４b ：垂直ローラ ２７：水平ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若城 章良 愛知県豊橋市三弥町字元屋敷150番地 神 鋼電機株式会社豊橋事業所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直及び水平の各ローラを備えたボギー
   ローラ装置がフレームの前後方向の各端部に装着され
   て、トンネル壁面に取付けられたガイドレールに前記各
   ボギーローラ装置を介して吊り下げられ、前記ガイドレ
   ールの起立板を挟持した一対の駆動ローラの駆動回転に
   より自走して、トンネル壁面に設置された灯具の交換、
   清掃等の各種作業を行うためのトンネル内灯具の作業車
   であって、 前記各ボギーローラ装置は、ボギーアームを介して前記
   フレームの前後方向の中央部の垂直旋回軸に左右に旋回
   可能となって支持されていることを特徴とするトンネル
   内灯具の作業車。
2. 【請求項２】 各ボギーローラ装置は、フレームの前後
   方向の中央に設けられた共通の垂直旋回軸に旋回可能に
   支持されていることを特徴とする請求項１に記載のトン
   ネル内灯具の作業車。
3. 【請求項３】 ボギーローラ装置は、僅かに旋回可能と
   なってボギーアームの自由端部に支持されていることを
   特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル内灯具の作
   業車。
4. 【請求項４】 一対の駆動ローラは、フレームの前後方
   向の中央部に設けられていることを特徴とする請求項１
   ないし３のいずれかに記載のトンネル内灯具の作業車。