(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑と切羽との間を坑道内の走行用軌道に沿って走行する複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させるトンネル工事用運搬車両の移動装置であって、
一端側が前記立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が前記坑道内の走行用軌道と平面的かつ断面的に接続される操車用軌道と、
前記操車用軌道に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道と、
前記駆動用軌道に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、前記運搬車両と連結可能で、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って移動させることができる牽引台車と、
を含んで構成される、トンネル工事用運搬車両の移動装置。
【請求項２】
立坑と切羽との間を坑道内の走行用軌道に沿って走行する複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させるトンネル工事用運搬車両の移動装置であって、
一端側が前記立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が前記坑道内の走行用軌道と接続される操車用軌道と、
前記操車用軌道に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道と、
前記駆動用軌道に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、前記運搬車両と連結可能で、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って移動させることができる牽引台車と、
を含んで構成され、
前記駆動用軌道は、前記操車用軌道の下方に設けられ、前記牽引台車は非連結状態で前記操車用軌道上の前記運搬車両の下を潜行可能であることを特徴とする、トンネル工事用運搬車両の移動装置。
【請求項３】
前記牽引台車は、その上部に着脱可能な連結具を有し、この連結具により、前記運搬車両の先頭又は後尾の台車と連結されることを特徴とする請求項２記載のトンネル工事用運搬車両の移動装置。
【請求項４】
立坑と切羽との間を坑道内の走行用軌道に沿って走行する複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させるトンネル工事用運搬車両の移動装置であって、
一端側が前記立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が前記坑道内の走行用軌道と接続される操車用軌道と、
前記操車用軌道に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道と、
前記駆動用軌道に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、前記運搬車両と連結可能で、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って移動させることができる牽引台車と、
を含んで構成され、
前記走行用軌道と前記操車用軌道との接続部には、軌道間の接続を切り離し可能なトラバーサが設けられることを特徴とする、トンネル工事用運搬車両の移動装置。
【請求項５】
立坑と切羽との間を坑道内の走行用軌道に沿って走行する複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させるトンネル工事用運搬車両の移動装置であって、
一端側が前記立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が前記坑道内の走行用軌道と接続される操車用軌道と、
前記操車用軌道に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道と、
前記駆動用軌道に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、前記運搬車両と連結可能で、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って移動させることができる牽引台車と、
を含んで構成され、
前記操車用軌道は、中心角が１８０度以上の円弧部と、前記坑道内の走行用軌道と接続される直線部と、前記円弧部と前記直線部とをつなぐアール部と、を含んで構成されることを特徴とする、トンネル工事用運搬車両の移動装置。
【請求項６】
立坑と切羽との間を坑道内の走行用軌道に沿って走行する複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させるトンネル工事用運搬車両の移動装置であって、
一端側が前記立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が前記坑道内の走行用軌道と接続される操車用軌道と、
前記操車用軌道に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道と、
前記駆動用軌道に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、前記運搬車両と連結可能で、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って移動させることができる牽引台車と、
を含んで構成され、
前記駆動用軌道は、前記操車用軌道に沿って設けられ前記牽引台車を案内するガイドレールと、前記ガイドレールに沿って設けられ前記牽引台車側の駆動歯車と噛み合うことで前記駆動歯車の回転により前記牽引台車を移動させる噛み合いレールと、を含んで構成されることを特徴とする、トンネル工事用運搬車両の移動装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載のトンネル工事用運搬車両の移動装置を用いて、
前記牽引台車により、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って前記坑道内の走行用軌道との接続部側から円弧部側へ移動させ、積み卸し後、前記円弧部側から前記接続部側へ移動させることを特徴とする、トンネル工事用運搬車両の移動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑と切羽との間を坑道内の走行用軌道に沿って走行する複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させるトンネル工事用運搬車両の移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事においては、立坑と切羽との間でセグメントなどの資機材を搬入したり掘削土を搬出したりするために、坑道内に走行用軌道を敷設して、複数両編成の運搬車両を走行させている。
【０００３】
かかる運搬車両は、バッテリーロコを含む複数の台車を連結して構成され、立坑内では、各台車を編成から切り離して、所定の積み卸し場所へ移動させている。そして、積み卸し後、再び連結して、切羽へ向けて走行させている。
【０００４】
尚、切り離した台車は、通常は、立坑内に設けたトラバーサ（切替機）により複数の並列な待機用軌道に振り分けて、積み卸しを行うが、特許文献１、２のように、立坑内に設けたターンテーブルに載せ、ターンテーブルの回転により積み卸し場所へ移動させることも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８８００号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２２８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来において、複数両編成の運搬車両を立坑内へ積み卸しのために移動させる場合は、切り離しを前提とするため、切り離し時の台車逸走や台車による挟まれ災害の恐れがあった。
【０００７】
また、切り離し作業が必要となるため、積み卸し時間が長くなり、ロスタイムの発生による施工サイクルの長期化を招いていた。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、立坑内へ運搬車両を切り離すことなく移動させることができるようにして、施工サイクル（積み卸し時間）の短縮と、今まで以上に安全な施工環境の実現とを図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係るトンネル工事用運搬車両の移動装置は、
一端側が立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が坑道内の走行用軌道と接続される操車用軌道と、
前記操車用軌道に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道と、
前記駆動用軌道に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、前記運搬車両と連結可能で、前記運搬車両を牽引又は押動して前記操車用軌道に沿って移動させることができる牽引台車と、
を含んで構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、運搬車両を立坑内にその周縁部に沿って円弧状に敷設された操車用軌道に導いて停車させるため、運搬車両を構成する各台車を切り離す必要がなくなり、施工サイクル（積み卸し時間）の短縮と、安全な施工環境の実現とを図ることができる。
【００１１】
その一方、狭い立坑では、円弧状の軌道の曲率半径が小さくなるため、運搬車両の通常の駆動（バッテリーロコによる駆動）では、牽引力が落ちるので、牽引が不安定になって、被牽引台車の脱線の恐れを生じる。
【００１２】
この点、本発明では、専用の牽引台車を用い、これを操車用軌道と並列な噛み合い式の駆動用軌道に沿って移動させることで、走行及び牽引を安定させ、狭い立坑内での旋回移動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示す移動装置の概略平面図（運搬車両の坑口付近への到着時）
【図２】運搬車両の坑口付近から立坑下への移動時における移動装置の概略平面図
【図３】運搬車両の立坑下から坑口付近への移動時における移動装置の概略平面図
【図４】操車用軌道、駆動用軌道及び牽引台車の断面図
【図５】図４のＡ−Ａ矢視断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態を示す移動装置の概略平面図であり、図１は運搬車両の坑口付近への到着時、図２は運搬車両の坑口付近から立坑下への移動時、図３は運搬車両の立坑下から坑口付近への移動時である。
【００１５】
地下にトンネルを構築する際は、地盤から鉛直下方に立坑１を構築し、この立坑１の下部から地中の水平方向に向けて坑道２を構築していく。この際、セグメント等の資機材搬入や掘削土搬出用の運搬車両（台車）を走行させるために、構築途中のトンネル（坑道２）内に、切羽への走行用軌道３を敷設し、次々と延設する。
【００１６】
本実施形態の運搬車両７は、シールドトンネル工事用運搬車両であり、発進基地である立坑１と作業場所である切羽（図示せず）との間を、坑道２内に敷設された２本のレールからなる走行用軌道３に沿って走行し、主にシールドトンネル工事用の資材であるセグメントの搬入を行う。すなわち、立坑１にてセグメントを積み込んで、切羽まで走行し、荷卸しを行う。尚、掘削土の搬出を行う場合は、切羽にて掘削土を積み込んで、立坑にて荷卸し（排出作業）を行う。
【００１７】
この運搬車両７は、例えば、１編成７両で、切羽側への進行方向先頭から順に、４両のセグメント台車７Ａ〜７Ｄと、バッテリーロコ７Ｅと、人車７Ｆと、平台車７Ｇとから構成されている。尚、立坑１から切羽へ向けて進行するときは、セグメント台車７Ａを先頭にして、バッテリーロコ７Ｅによりセグメント台車７Ａ〜７Ｄを押動して走行し、切羽から立坑１へ戻るときは、平台車７Ｇを先頭に、バッテリーロコ７Ｅによりセグメント台車７Ａ〜７Ｄを牽引して走行する。
【００１８】
次に立坑１内及び坑口（坑道２入口部）付近の設備について説明する。
立坑１内及び坑口付近に、運搬車両７を移動させるための操車用軌道４が敷設される。
【００１９】
操車用軌道４は、一端側が立坑１内にその周縁部に沿って半円以上の円弧状に敷設され、他端側が坑道２内に直線状に延びて坑道２内の走行用軌道３と接続されている。
【００２０】
操車用軌道４は、詳しくは、中心角が１８０度以上の円弧部４ａと、坑道２内の走行用軌道３と接続される直線部４ｂと、円弧部４ａと直線部４ｂとつなぐアール部４ｃとを含んで構成されている。従って、操車用軌道４は、全体としては、「丸フック」形状に敷設されている。
【００２１】
尚、ここでいう「円弧状」あるいは「円弧部」については、全ての部位において曲率半径が一定である必要はなく、立坑１内の周縁部に沿って設けられて、曲率半径の最小値が規制されていれば、楕円や長円の一部をなす形状であってもよい。
【００２２】
走行用軌道３と操車用軌道４（直線部４ｂ）との接続部には、トラバーサ５を介在させ、このトラバーサ５によってこれらの軌道３、４間の接続を断続可能、言い換えれば走行用軌道３から操車用軌道４を切り離し可能としている。
【００２３】
また、操車用軌道４（円弧部４ａ、直線部４ｂ、アール部４ｃ）の全長にわたり、これに沿って並列に、詳しくは、操車用軌道４の下方に、噛み合い式の駆動用軌道６が設けられる。そして、この駆動用軌道６に沿い、これに噛み合って自走可能な牽引台車８が設けられる。
【００２４】
牽引台車８は、運搬車両７と連結可能で、運搬車両７を牽引又は押動して操車用軌道４に沿って移動させることができる。牽引台車８はまた、運搬車両７と連結されない状態では、駆動用軌道６に沿って、操車用軌道４上の運搬車両７の下を潜行可能である。
【００２５】
次に操車用軌道４、駆動用軌道６及び牽引台車８について、これらの具体例を示す図４及び図５により説明する。
図４は操車用軌道、駆動用軌道及び牽引台車の断面図、図５は図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００２６】
操車用軌道４の支持部材として、ベース板１０の上に２本のＨ鋼１１、１１が配設されている。そして、これらのＨ鋼１１、１１の上に丸鋼１２、１２が溶接により固定されて、運搬車両７の車輪７０が走行する操車用軌道４が形成される。このように丸鋼１２、１２を用いてレールを形成することで、所望の曲率半径を得ることが容易となる。尚、坑道内の走行用軌道のレールゲージが７６２ｍｍであるとすると、操車用軌道は、車輪のせりを考慮し、丸鋼中心で８００ｍｍとした。この場合、丸鋼はφ４２．７ｍｍ×ｔ１２ｍｍとした。
【００２７】
また、各Ｈ鋼１１の上で各丸鋼１２の内側に平鋼１３が溶接により固定されており、この平鋼１３は急曲線走行時の脱線防止のために設置されている。
【００２８】
Ｈ鋼１１は、その上部の丸鋼１２により、運搬車両７を走行させるための操車用軌道４を形成する一方で、その下側に牽引台車８が走行する空間を作り、駆動用軌道６を形成する。
【００２９】
駆動用軌道６は、操車用軌道４に沿ってその下側に設けられ牽引台車８（牽引台車８側のガイドローラ８１〜８３）を案内するガイドレール１４と、このガイドレール１４に沿って設けられ牽引台車８側の駆動歯車８４と噛み合うことで駆動歯車８４の回転により牽引台車８を移動させる噛み合いレール１５と、を含んで構成される。
【００３０】
ガイドレール１４は、Ｈ鋼１１、１１の各内側の上部下面、垂直部側面、下部上面により構成され、牽引台車８側に設けた上側ガイドローラ８１、側部ガイドローラ８２、下側ガイドローラ８３が接している。尚、図４に示されるガイドローラ８１〜８３は、牽引台車８の本体及び前後の３箇所に備えられ、運搬車両７を牽引する際の上下左右の反力をＨ鋼１１から得る。また、前後のガイドローラは首振り式になっており、直線・曲線・Ｓ字の走行を可能とする。
【００３１】
噛み合いレール１５は、Ｈ鋼１１、１１間のベース板１０上に設けられ、牽引台車８側の駆動歯車８４が噛み合っている。
噛み合いレール１５は、詳しくは、図５に示されるように、走行方向に延在する上下一対の連結板１５ａ，１５ａ間に支持して、多数のピン１５ｂを走行方向に所定の間隔で並設したもので、各ピン１５ｂは上下方向に軸線を有している。尚、かかる噛み合いレールは円弧部では「ピンホイール」と呼ばれ、直線部では「ピンラック」と呼ばれる。
【００３２】
牽引台車８側の駆動歯車８４は、ギアードモータ（図示せず）により駆動される歯車（スプロケット）８４であり、上下方向に配置される駆動軸に固定されて、水平面内を回転するようになっている。
【００３３】
また、牽引台車８は、運搬車両７と連結可能である。このため、牽引台車８は、その上部に着脱可能な連結具として押し金具８５を有し、該押し金具８５により、運搬車両７の先頭又は後尾の台車と連結される。
【００３４】
具体的には、牽引台車８の上部に装着孔８６を有し、この装着孔８６に押し金具８５をセットすることで、運搬車両７を構成する各台車、特に先頭又は後尾の台車と連結可能となっている。
【００３５】
従って、牽引台車８は、ギアードモータ（図示せず）により駆動歯車８４を噛み合いレール１５沿いに回転させることにより移動する。牽引台車８への給電は電動式ケーブルリールにより行い、牽引台車８の操作は無線操作にて行う。
【００３６】
次に動作を説明する。
切羽側からの運搬車両７が坑道２内の走行用軌道３上を走行して、坑口付近に到着した場合は、図１に示すように、トラバーサ５を介して操車用軌道４の直線部４ｂまで導き、ここに停車させる。そして、次の出発まで、トラバーサ５は走行用軌道３と操車用軌道４との遮断位置に切替え、安全を確保する。すなわち、本移動装置は、坑道２内の走行用軌道３と完全に分離できるシステムとなっている。
【００３７】
運搬車両７の停車後、操車用軌道４の下方を駆動用軌道６に沿って走行可能な牽引台車８を円弧部４ａ側から直線部４ｂ側に走行させ、運搬車両７の平台車７Ｇと人車７Ｆとの間に位置させる。この状態で、牽引台車８に押し金具８５をセットし、牽引台車８と平台車７Ｇとを連結する。
【００３８】
次に、図２に示すように、牽引台車８を直線部４ｂ側から円弧部４ａ側に走行させ、押し金具８５により平台車７Ｇを押動することにより、人車７Ｆ、バッテリーロコ７Ｅ、セグメント台車７Ｄ〜７Ａを牽引し、これらの台車を操車用軌道４の円弧部４ａに導いて停車させる。
【００３９】
この状態で、立坑１内に配置した門型クレーンなどを用い、セグメント台車７Ａ〜７Ｄへのセグメントの積み込みを行う。
【００４０】
積み込み終了後は、押し金具８５を抜いて牽引台車８と平台車７Ｇとの連結を解除し、牽引台車８を運搬車両７の下を通過させて、運搬車両７のセグメント台車７Ａとセグメント台車７Ｂとの間に位置させる。この状態で、牽引台車８に押し金具８５をセットし、牽引台車８とセグメント台車７Ａとを連結する。
【００４１】
次に、図３に示すように、牽引台車８を円弧部４ａ側から直線部４ｂ側に走行させ、押し金具８５によりセグメント台車７Ａを押動することにより、セグメント台車７Ｂ〜７Ｄ、バッテリーロコ７Ｅ、人車７Ｆ、平台車７Ｇを牽引し、これらの台車を操車用軌道４の直線部４ｂに導いて停車させる。
【００４２】
この後、押し金具８５を抜いて牽引台車８とセグメント台車７Ａとの連結を解除し、牽引台車８を運搬車両７の下を通過させて、円弧部４ａ側へ退出させる。これにより出発準備が整うので、トラバーサ５を走行用軌道３と操車用軌道４との接続位置に切替え、トラバーサ５を通過させて切羽側へ出発させる。
【００４３】
本実施形態によれば、立坑１と切羽（図示せず）との間を坑道２内の走行用軌道３に沿って走行する複数両編成の運搬車両７を立坑１内へ積み卸しのために移動させるに際し、前記複数両編成の運搬車両７に対し、これらを切り離すことなく、牽引台車８を連結し、この牽引台車８により牽引又は押動して、前記運搬車両７を立坑１内の周縁部に沿って円弧状に移動させることにより、施工サイクル（積み降ろし時間）の短縮と、安全な施工環境の実現とを図ることができる。
【００４４】
より詳しくは、一端側が立坑１内にその周縁部に沿って円弧状に敷設され、他端側が坑道２内の走行用軌道３と接続される操車用軌道４と、この操車用軌道４に沿って並列に設けられた噛み合い式の駆動用軌道６と、この駆動用軌道６に沿い、これに噛み合って自走可能であると共に、運搬車両７と連結可能で、運搬車両７を牽引又は押動して操車用軌道４に沿って移動させることができる牽引台車８と、を含んで構成することにより、運搬車両７を立坑１内に円弧状に停車させるため、運搬車両７を構成する各台車を切り離す必要がなくなり、施工サイクル（積み卸し時間）の短縮を図ることができ、また、切り離しに伴う台車逸走や台車による挟まれ災害の無い安全な施工環境の実現を図ることができる。その一方、専用の牽引台車８を用い、これを操車用軌道４と並列な噛み合い式の駆動用軌道６に沿って移動させることで、走行及び牽引を安定させ、狭い立坑１内であっても安定した旋回移動を実現できる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、駆動用軌道６は、操車用軌道４の下方に設けられ、牽引台車８は非連結状態で操車用軌道４上の運搬車両７の下を潜行可能であることにより、運搬車両７に対し任意の位置で連結可能となる。これにより、進行方向が変わっても進行方向先頭の台車を牽引又は押動することにより、他の台車を牽引でき、小さな曲率半径での旋回移動を安定的に行うことができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、牽引台車８は、その上部に着脱可能な連結具（押し金具８５）を有し、この連結具（押し金具８５）により、運搬車両７の先頭又は後尾の台車と連結される方式としたことにより、連結機構を簡素化できる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、走行用軌道３と操車用軌道４との接続部には、軌道間の接続を断続可能なトラバーサ５が設けられることにより、両者を完全に分離することができ、安全性を担保することできる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、操車用軌道４は、中心角が１８０度以上の円弧部４ａと、坑道２内の走行用軌道３と接続される直線部４ｂと、円弧部４ａと直線部４ｂとをつなぐアール部６ｃと、を含んで構成されることにより、円弧部４ａにて、複数両編成の運搬車両７を切り離すことなく展開できる一方、直線部４ｂにて、円弧部４ａへの誘導準備や、走行用軌道３側への出発準備を良好に行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、駆動用軌道６は、操車用軌道４に沿って設けられ牽引台車８を案内するガイドレール１４と、このガイドレール１４に沿って設けられ牽引台車８側の駆動歯車８４と噛み合うことで駆動歯車８４の回転により牽引台車８を移動させる噛み合いレール１５と、を含んで構成されることにより、十分な牽引力を得て、安定した牽引を行うことができる。
【００５０】
尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１  立坑
２  坑道
３  走行用軌道
４  操車用軌道
４ａ  円弧部
４ｂ  直線部
４ｃ  アール部
５  トラバーサ
６  駆動用軌道
７  運搬車両
７Ａ〜７Ｄ  セグメント台車
７Ｅ  バッテリーロコ
７Ｆ  人車
７Ｇ  平台車
８  牽引台車
１０  ベース板
１１  Ｈ鋼
１２  丸鋼
１３  平鋼
１４  ガイドレール
１５  噛み合いレール
１５ａ  連結板
１５ｂ  ピン
７０  車輪
８１〜８３  ガイドローラ
８４  駆動歯車（スプロケット）
８５  押し金具
８６  装着孔
【図１】
0005726670.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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