(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑を起点としてトンネルを構築していき、このトンネル内に敷設した走行レール上で複数の台車を走行させて前記トンネルへの資材運搬や土砂搬出作業などを行う際に、前記立坑内に走行してきた前記複数の台車を、前記立坑内の資材搬入位置や土砂排出位置などの作業位置まで移動するトンネル工事用台車トラバーサであって、
前記立坑内に走行してきた各台車を前記走行レールから乗り移らせ、各台車を略円形状に配置する円軌道と、この円軌道を正逆方向に回転させて前記各台車を前記作業位置まで移動させる回転駆動手段とを備えていることを特徴とするトンネル工事用台車トラバーサ。
【請求項２】
前記円軌道は、前記立坑内の底盤上に設置した円盤形状のターンテーブルと、このターンテーブルの上部外周に沿って設置されて前記走行レールから乗り移った各台車を載置する載置レールとを備え、前記回転駆動手段は、前記ターンテーブルの外周面に環状に固定されたラックと、前記ラックに駆動ギヤを噛み合せてこの駆動ギヤを正逆方向に回転させる駆動モータとを備えていることを特徴とする請求項１記載のトンネル工事用台車トラバーサ。
【請求項３】
前記載置レールは、平面視多角形をなすように前記ターンテーブルの上部外周に沿って固定された複数の直線レールにより構成されており、これら複数の直線レールの各々は、前記ターンテーブルの正逆方向の回転によって前記走行レールと直線状に接続することを特徴とする請求項２記載のトンネル工事用台車トラバーサ。
【請求項４】
前記底盤に、前記ターンテーブルの外周面の複数箇所に当接して前記ターンテーブルの回転方向以外の移動を拘束するガイド部材を設置したことを特徴とする請求項２又は３記載のトンネル工事用台車トラバーサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、立坑を起点としてトンネルを構築する際に立坑内に設置されるトンネル工事用台車トラバーサに係り、特に、立坑内において資材搬入、土砂搬出を行う台車の移動を効率良く行うことが可能なトンネル工事用台車トラバーサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば地下鉄軌道を構築する際には、図５に示すように、地盤２から鉛直下方に立坑４を構築し、この立坑４の下部から地中の水平方向に向けて地下鉄軌道となるトンネル６を構築していく。このトンネル６を構築する際には、セグメント等の資材搬入や土砂搬出用の複数の台車を走行させるために、構築途中のトンネル６内に走行レールを順次敷設していく。その際、トンネル６から立坑４内に走行してきた各台車は、新たに資材を搬入するため、さらには運んできた土砂を搬出するために立坑４の低部４ａに設置したトラバーサ装置によって立坑４の資材搬入位置や土砂搬出位置まで移送される。これらトンネルは都市部では道路下に築造される。したがって、作業用の開口部は限定されてくる。
【０００３】
すなわち、図６に示すトラバーサ装置９は、立坑４の底部４ａに互いに平行に設置されて複数の台車を各々停車させる複数の停車レールＲ１〜Ｒ７と、各停車レールＲ１〜Ｒ７を横断するように設置されたトラバーサ用レールＲＴと、トラバーサ用レールＲＴ上で各台車を所定の停車レールまで横移動させるトラバーサ１０とを備えており、所定の停車レールＲ６に、トンネル８内に敷設された走行レール８の端部が接続している。
【０００４】
そして、駆動台車（以下、バッテリカーと称する。）ＣＢを先頭として互いに連結走行してきた複数の資材搬入用の台車（以下、材料台車と称する。）ＣＭや土砂搬出用の台車（以下、鋼製土運車）ＣＤを、走行レール８の端部側で切り離し、個別にトラバーサ１０上に乗り移せてトラバーサ１０の横移動によって所定の作業位置まで移動、地上へ土砂の排出、空となったＣＤは再度トラバーサに載せ、Ｒ２〜Ｒ５へ待避させる。これを１台づつ順次繰り返す。そして、材料台車ＣＭに資材搬入を行うときには、再度、材料台車ＣＭをトラバーサ１０上に乗せて作業位置へ移動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示したトラバーサ装置は、各材料台車ＣＭ、鋼製土運車ＣＤを、所定の停車レールＲ１〜Ｒ７から一旦トラバーサ１０に乗り継がせ、作業位置まで移動するようにしているので、乗り継ぎ時間やトラバーサ１０の移動時間に各台車の待避（Ｒ２〜Ｒ７への移動）に多くの手間や時間が費やされ、立坑４内での資材搬入作業や土砂搬出作業を能率的に行うことができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、トンネルから立坑内に走行してきた複数の台車を、移動時間を短縮しながら高能率に資材搬入位置や土砂搬出位置などの作業位置に移動させることが可能なトンネル工事用台車トラバーサを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１の発明は、立坑を起点としてトンネルを構築していき、このトンネル内に敷設した走行レール上で複数の台車を走行させて前記トンネルへの資材運搬や土砂搬出作業などを行う際に、前記立坑内に走行してきた前記複数の台車を、前記立坑内の資材搬入位置や土砂排出位置などの作業位置まで移動するトンネル工事用台車トラバーサであって、前記立坑内に走行してきた各台車を前記走行レールから乗り移らせ、各台車を略円形状に配置する円軌道と、この円軌道を正逆方向に回転させて前記各台車を前記作業位置まで移動させる回転駆動手段とを備えている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のトンネル工事用台車トラバーサの発明において、前記円軌道が、前記立坑内の底盤上に設置した円盤形状のターンテーブルと、このターンテーブルの上部外周に沿って設置されて前記走行レールから乗り移った各台車を載置する載置レールとを備え、前記回転駆動手段が、前記ターンテーブルの外周面に環状に固定されたラックと、前記ラックに駆動ギヤを噛み合せてこの駆動ギヤを正逆方向に回転させる駆動モータとを備えている。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載のトンネル工事用台車トラバーサの発明において、前記載置レールが、平面視多角形をなすように前記ターンテーブルの上部外周に沿って固定された複数の直線レールにより構成されており、これら複数の直線レールの各々は、前記ターンテーブルの正逆方向の回転によって前記走行レールと直線状に接続するようにした。
【００１０】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載のトンネル工事用台車トラバーサの発明において、前記底盤に、前記ターンテーブルの外周面の複数箇所に当接して前記ターンテーブルの回転方向以外の移動を拘束するガイド部材を設置した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、トンネル工事用台車トラバーサの一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図５及び図６に示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００１２】
図１は、立坑４の底部４ａを示すものであり、トンネル６内に敷設された走行レール８が立坑４内まで延在している。そして、その走行レール８の端部と接するように、本実施形態のトラバーサ１４が設置されている。
【００１３】
このトラバーサ１４は平面視円形状とされ、正回転（図１の矢印ｒ１方向）又は逆回転（図１の矢印ｒ２方向）自在とされて底部４ａに設置されている。また、このトラバーサ１４上には、外周側に沿って略正５角形をなして５対の直線レール１６ａ〜１６ｅが延在している。そして、トラバーサ１４が正逆方向に所定角度まで回転すると、周方向に移動する５対の直線レール１６ａ〜１６ｅのいずれかが、立坑４内まで延在している走行レール８と直線状に接続するようになっている。
【００１４】
なお、図１において立坑４の内壁側に設置された符号１５で示すものは充電設備、符号１６はエレベータ、符号１８は土砂タンク、符号２０はバキューム設備である。また、符号２２の一点鎖線で示す位置は、資材搬入、土砂搬出作業のためにクレーン設備が地上と底部４ａ側との間で昇降動作を行う作業位置であり、トラバーサ１４の回転による各直線レール１６ａ〜１６ｅの移動方向が、前記作業位置２２と平面視において重なっている。さらに、立坑４は、クレーン設備が昇降する位置以外の開口部（図１の符号７ａ、７ｂの地点を結ぶ直線から左側の領域の開口部）は、鋼板等により閉塞されている。
【００１５】
ここで、トラバーサ１４は、図２及び図３に示す構造のターンテーブル２４を備えている。すなわち、ターンテーブル２４は、鋼材からなる外周リング２４ａと、この外周リング２４ａの内周側に同軸に配置された内周リング２４ｂと、これら外周リング１４ａ及び内周リング２４ｂ間を放射状に延びて連結して外周リング２４ａ及び内周リング２４ｂを一体化したＨ鋼材などの複数の骨組部材２４ｃと、複数の骨組み部材２４ｃの下部に固定された補強リング２４ｄと、補強リング２４ｄの下部に固定された環状のスライド板２４ｅとを備えて平面視円形状に形成されている。そして、外周リング２４ａ、内周リング２４ｂ及び複数の骨組み部材２４ｃ上に、前述した５対の直線レール１６ａ〜１６ｅが、略正５角形をなすように固定されている。
【００１６】
また、ターンテーブル２４の下部には、図３に示すように、補強リング２４ｄの外周面全域に固定された環状のラック２６が配設されており、このラック２６のラック歯は外周面に形成されている。
【００１７】
一方、トラバーサ１４を設置する立坑４の底部４ａには、図３に示すように平面視円形状の底盤２８が設置されており、この底盤２８上の前述した環状のスライド板２４ｅと同一の円周上となる位置に、所定間隔をあけて複数の回転ローラ３０が配設されている。そして、これら回転ローラ３０上にスライド板２４ｅを当接した状態でターンテーブル２４が載置されている。
【００１８】
また、底盤２８上には、駆動軸３２ａを鉛直上方に向けた駆動モータ３２が配設されており、その駆動軸３２ａに駆動ギヤ３２ｂが嵌合している。そして、この駆動ギヤ３２ｂが、ターンテーブル２４の下部に配設したラック２６のラック歯に噛み合っている。なお、この駆動モータ３２は、図示しない駆動制御装置によって駆動及び停止が制御可能とされているとともに、駆動軸３２ｂの正方向又は逆方向の回転、さらには回転数も駆動制御装置によって制御可能とされている。
【００１９】
さらに、底盤２８上には、スライド板２４ｅの外周面の所定間隔をあけた位置で摺動自在に当接する複数のガイドローラ３４が配設されており、スライド板２４ｅが回転するときに各ガイドローラ３４も同期回転することにより、ターンテーブル２４の回転方向以外の移動を規制している。
【００２０】
上記構成からなるトラバーサ１４を使用して、立坑４内に走行してきた複数の台車をクレーン設備が昇降動作を行う作業位置２２まで順次移動させるには、先ず、バッテリカーＣＢを先頭として互いに連結走行してきた複数の材料台車ＣＭや鋼製土運車ＣＤの連結状態を解除する。そして、駆動モータ３２を駆動させて、駆動ギヤ３２ｂ、ラック２６を介してターンテーブル２４に回転力を伝達する。その際、ガイドローラ３４に回転方向以外の移動が規制されたスライド板２４ａが回転ローラ３０上を摺動するので、ターンテーブル２４が回転動作を行う。
【００２１】
そして、立坑４内まで延在している走行レール８に対して、ターンテーブル２４上の直線レール１６ｅが直線状に接続した時点で駆動モータ３２を停止する。そして、走行レール８上のバッテリカーＣＢを直進させて直線レール１６ｅに載置する。次いで、駆動モータ３２の駆動によりターンテーブル２４を回転させ、直線レール１６ｄが直線状に接続した時点で駆動モータ３２を停止し、走行レール８上の鋼製土運車ＣＤを直進させて直線レール１６ｄに載置する。以下、他の台車も同様の手順によりターンテーブル２４上の直線レール１６ａ〜１６ｃに載置する。この動作を全て完了することにより、図１に示すように、ターンテーブル２４上の全ての直線レール１６ａ〜１６ｅに、バッテリカーＣＢ、複数の材料台車ＣＭ、鋼製土運車ＣＤが乗り移る。
【００２２】
そして、例えば鋼製土運車ＣＤに積んでいる土砂を地上に搬出する際には、駆動モータ３２の駆動によりターンテーブル２４をｒ１方向又はｒ２方向に僅かに回転させ、鋼製土運車ＣＤを載置している直線レール１６ｃを作業位置２２の直下に位置させる。そして、図４に示すように、クレーン設備により鋼製土運車ＣＤの一部を地上まで上昇させて土砂搬出作業を行う。また、地上からセグメント等の資材を搬入する際にも、駆動モータ３２の駆動によりターンテーブル２４をｒ１方向又はｒ２方向に僅かに回転させ、材料台車ＣＭを載置している直線レール１６ｂを作業位置２２の直下に位置させる。そして、クレーン設備によりセグメント等の資材を材料台車ＣＭに搬入する。
【００２３】
また、土砂搬出作業や資材搬入などの全ての作業が完了した時点で、駆動モータ３２の駆動によりターンテーブル２４を回転させ、直線レール１６ａが直線状に接続した時点で駆動モータ３２を停止し、材料台車ＣＭを直線レール１６ａから走行レール８に直進させて乗り移らせる。また、他の台車も同様の手順でターンテーブル２４から走行レール８への乗り継ぎ作業を行い、走行レール８上において、再度、バッテリカーＣＢを立坑に向かって先頭として複数の材料台車ＣＭ鋼製土運車ＣＤを連結する。そして、バッテリカーＣＢの駆動走行により、資材を積んだ材料台車ＣＭ及び空の鋼製土運車ＣＤをトンネル６内の作業位置まで走行させていく。
【００２４】
上記構成のトラバーサ１４によると、走行レール８上のバッテリカーＣＢ、材料台車ＣＭ及び鋼製土運車ＣＤの各台車をターンテーブル２４に乗り移らせ、このターンテーブル２４を正逆方向に回転させるだけで所定の台車を作業位置２２まで移動させる構成としており、従来のトラバーサ装置のように、先ず、走行レールからトラバーサーに乗り継ぎ、作業位置まで移動した後、待避線に待避させる、といった乗り継ぎ時間やトラバーサ装置の移動時間に多くの手間や時間が費やされることがなく、短時間の回転移動によって台車を作業位置２２に位置させることができるので、立坑４内での資材搬入作業や土砂搬出作業を高能率的に行うことができる。したがって、トンネル工事の高能率化を図ることができる。
【００２５】
また、ターンテーブル２４上に載置された各台車ＣＢ、ＣＭ、ＣＤを、駆動モータ３２の正方向又は逆方向の駆動によって駆動ギヤ３２ｂ、ラック２６を介してターンテーブル２４を正方向又は逆方向に回転させるだけで、作業位置２２まで移動するので、簡便な構成のトラバーサ１４を提供することができ、トラバーサ１４の組み立て期間を大幅に短縮することができ、さらには工事費用も削減することができる。
【００２６】
また、ターンテーブル２４には略正５角形をなす５対の直線レール１６ａ〜１６ｅが配設されており、ターンテーブル２４が正逆方向に所定角度まで回転すると、５対の直線レール１６ａ〜１６ｅのいずれかが立坑４内まで延在している走行レール８と直線状に接続するので、走行レール８及び直線レール１６ａ〜１６ｅ間の各台車ＣＢ、ＣＭ、ＣＤの乗り継ぎ動作は直線走行となり、台車の乗り継ぎ動作が極めて容易となる。したがって、さらにトンネル工事を高能率に行うことができる。
【００２７】
さらに、ターンテーブル２４の下部（スライド板２４ｅ）は、複数のガイドローラ３４により回転方向以外の移動が規制されているので、ターンテーブル２４に固定したラック２６と駆動ギヤ３２ｂとの噛み合せ不良を防止することができるとともに、走行レール８に対して５対の直線レール１６ａ〜１６ｅを常に直線状に接続することが可能となる。
【００２８】
なお、本実施形態では、ターンテーブル２４上に、略正５角形をなすように５対の直線レール１６ａ〜１６ｅを配設したが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、ターンテーブル２４の回転により走行レール８と直線状に接続可能であれば、さらに多くの直線レールにより多角形をなすように配置しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、ターンテーブル２４の回転による各直線レール１６ａ〜１６ｅの移動方向に沿って一つの作業位置２２を設置したが、さらに多くの作業位置を各直線レール１６ａ〜１６ｅの移動方向に沿って設けてもよい。
【００３０】
さらに、ターンテーブル２４の回転方向以外の移動を規制する部材としてガイドローラ３４を配設したが、他の規制部材を使用しても同様の作用効果を得ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載のトンネル工事用台車トラバーサによると、走行レール上の台車を円軌道に乗り移らせ、回転駆動手段により円軌道を正逆方向に回転させるだけで所定の台車を作業位置まで移動させる構成としており、従来のトラバーサ装置のように台車の乗り継ぎ時間やトラバーサの移動時間に多くの手間や時間が費やされることが解消し、短時間の回転移動によって台車を作業位置に位置させることができるので、立坑内での資材搬入作業や土砂搬出作業を高能率的に行うことができる。したがって、トンネル工事の高能率化を図ることができる。特に、円形の作業用立坑の場合、矩形に比べて非常に使いずらいが、円軌道を採用することにより、空間の利用形態として大変好ましい構造とすることができる。これにより、安価な立坑の採用が可能になる。
【００３２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のトンネル工事用台車トラバーサの効果を得ることができるとともに、ターンテーブル上に載置した各台車を、駆動モータの正方向又は逆方向の駆動によって駆動ギヤ、ラックを介してターンテーブルを正方向又は逆方向に回転させるだけで、作業位置まで移動することができるので、簡便な構成のトラバーサを提供することができる。したがって、トラバーサの組み立て期間を大幅に短縮することができ、さらには工事費用も削減することができる。
【００３３】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の効果を得ることができるとともに、ターンテーブル上には平面視多角形をなすように複数の直線レールが配設されており、ターンテーブルが正逆方向に所定角度まで回転すると、複数の直線レールのいずれかが、立坑内まで延在している走行レールと直線状に接続するので、走行レール及び各直線レール間の台車の乗り継ぎ動作は直線走行となる。したがって、台車の乗り継ぎ動作が極めて容易となり、さらにトンネル工事を高能率に行うことができる。
【００３４】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の効果を得ることができるとともに、ターンテーブルの外周面の複数箇所に当接してターンテーブルの回転方向以外の移動を拘束するガイド部材が設置されているので、請求項２の構成要件であるラックと駆動ギヤとの噛み合せ不良を防止することができる。また、請求項３の構成要件である複数本の直線レールと走行レールとの接続不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立坑内に設置されたトンネル工事用台車トラバーサを示す平面図である。
【図２】本発明のトンネル工事用台車トラバーサを構成しているターンテーブルを示す平面図である。
【図３】トンネル工事用台車トラバーサの回転機構を示す側面図である。
【図４】ターンテーブルの回転によって作業位置まで移動してきた台車に対して所定の作業を行っている状態を示す図である。
【図５】立坑を起点として構築されているトンネルを示す図である。
【図６】従来のトンネル工事用台車トラバーサを示す平面図である。
【符号の説明】
４    立坑
６    トンネル
８    走行レール
１４  トンネル工事用台車トラバーサ
１６ａ〜１６ｅ  直線レール（載置レール）
２２  作業位置
２４  ターンテーブル（円軌道）
２６  ラック（回転駆動手段）
２８  底盤
３２  駆動モータ（回転駆動手段）
３２ｂ  駆動ギヤ（回転駆動手段）
３４  ガイドローラ（ガイド部材）
ＣＢ  バッテリカー
ＣＤ  鋼製土運車（台車）
ＣＭ  材料台車（台車）
【図１】
0003639053.tif 000002
【図２】
0003639053.tif 000003
【図３】
0003639053.tif 000004
【図４】
0003639053.tif 000005
【図５】
0003639053.tif 000006
【図６】
0003639053.tif 000007