(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内周面を補修するとき使用する装置であって、
床と、この床から垂下され、前記床を実質的に水平に支持する少なくとも３つの主脚であって各主脚が前記トンネル内周面上を走行するキャスタ機能を持った車輪を有する少なくとも３つの主脚と、少なくとも１つの前記車輪を駆動する駆動源とを備え、この駆動源によって自力走行する台車と、
前記床に昇降可能に取り付けられた作業函であって上端及び下端を開口とした筒状に形成された、少なくとも１つの作業函とを備える、トンネルの補修装置。
【請求項２】
３つの作業函を有し、１つの作業函が前記床の中央部に、別の１つの作業函が前記床の中央部から前記台車の走行方向と直交する側方へ偏った第１の側部に、さらに別の１つの作業函が前記床の中央部から前記第１の側部とは反対側の側方へ偏った第２の側部にそれぞれ配置された、請求項１に記載のトンネルの補修装置。
【請求項３】
前記作業函の下端は、前記トンネル内周面の一部の形状と実質的に整合する曲面を有する、請求項１又は２に記載のトンネルの補修装置。
【請求項４】
前記台車は、前記床に対して台車の走行方向と直交する方向へ移動し、縮小した収納位置と伸長した作業位置をとる、ジャッキによって操作されるグリッパを有する、請求項１ないし３のいずれかに記載のトンネルの補修装置。
【請求項５】
前記床から直立された複数の補助脚を備え、各補助脚が前記トンネル内周面に接触して転がる手段を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載のトンネルの補修装置。
【請求項６】
前記主脚は上下方向へ伸縮可能である、請求項５に記載のトンネルの補修装置。
【請求項７】
複数の前記車輪を独立的に駆動する前記車輪と同数の駆動源を備える、請求項１に記載のトンネルの補修装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明はトンネルの補修装置に関し、特に、水が流れている状態の下水管路のようなトンネルの内周縁部を補修するのに適する補修装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
経年的に劣化した下水管路のようなトンネルの内周縁部を削り取り、露出した内周面に樹脂製又はゴム製の耐食シートを張り付けて補修することがある。この場合、管路を閉鎖した状態として補修するのが一般的であるが、諸事情により管路を閉鎖できない場合、流水下での作業となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
管路の内径が大きくなると作業台が必要となる。しかし、円弧状のトンネル内周面上に作業台を設置するため、作業台が不安定になり勝ちであり、作業台の設置や移動に手間がかかるなどの問題があった。また、水の流速が速くなると、作業台が流されるおそれがあった。
【０００４】
本発明は、下水が流れている状態でも支障なく安全に補修できるトンネルの補修装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
本発明は、トンネル内周面を補修するとき使用する装置であって台車と、少なくとも１つの作業函とからなる。前記台車は、床と、この床から垂下され、前記床を実質的に水平に支持する少なくとも３つの主脚であって各主脚が前記トンネル内周面上を走行するキャスタ機能を持った車輪を有する少なくとも３つの主脚と、少なくとも１つの前記車輪を駆動する駆動源とを備え、この駆動源によって自力走行する。前記作業函は、前記床に昇降可能に取り付けられたもので、上端及び下端を開口とした筒状に形成されている。
【０００６】
台車の車輪をトンネル内周面上に載せると、台車自体の重量が車輪に加わり、車輪がトンネル内周面に押し付けられることと、車輪がキャスタ機能、つまり車輪の回転軸線に直交する軸線回りを車輪全体が旋回する機能を持っていることから、車輪はトンネルに湾曲部があっても、常にトンネル内周面に密接した状態を保つ。この状態で駆動源によって車輪を駆動すると、台車は補修すべき場所へ自力走行する。
【０００７】
台車が補修すべき場所に着いた後、作業員が作業函を使って補修作業をする。トンネル内に水が流れている場合、トンネル内周面のうち水面より上方部分を補修するには、作業函に台を載せて台を固定し、作業員は台に載って作業をする。又は、床上で作業をする。そして、内周面のうち水面より下方部分、つまり水中にある部分を補修するには、作業函の下端とトンネル内周面との間にシール材を配置して液密状態に保ち、作業函の内部にある水を汲み出してから補修作業をする。
【０００８】
台車の各車輪がキャスタ機能を持っているため、レールがなくても車輪はトンネル内周面を転動することとなり、台車が確実に走行できることから、移動が簡単である。
【０００９】
車輪は下水のような水の有無に拘わらずトンネル内周面を転動するため、水が流れているとき、バイパス路を設けるような余分な作業を省くことができる。
【００１０】
水が流れているとき、作業函を水中に降ろし、作業函内の水を汲み出してから補修作業ができる。
【００１１】
別の発明では、台車は３つの作業函を有する。１つの作業函が前記床の中央部に、別の１つの作業函が前記床の中央部から前記台車の走行方向と直交する側方へ偏った第１の側部に、さらに別の１つの作業函が前記床の中央部から前記第１の側部とは反対側の側方へ偏った第２の側部にそれぞれ配置される。
【００１２】
トンネルの軸線に直交する面におけるトンネル内周面には、中央部に１つの作業函が位置し、中央部をはさんで一方側に別の作業函が位置し、中央部をはさんで他方側にさらに別の作業函が位置することとなる。これは、３つの作業函がトンネル内周面のうち水中部分に実質的に存在することであり、トンネル内周面の遺漏のない補修を可能にする。
【００１３】
さらに別の発明では、前記作業函の下端は、前記トンネル内周面の一部の形状と実質的に整合する曲面を有する。
【００１４】
水がトンネル内を流れているとき、水中部分の補修をするには、作業函の下端とトンネル内周面との間にシール材を配置して液密状態に保つが、作業函の下端がトンネル内周面の一部の形状と実質的に整合していれば、液密状態を保ち易い。
【００１５】
さらに別の発明では、前記台車は、前記床に対して台車の走行方向と直交する方向へ移動し、縮小した収納位置と伸長した作業位置をとる、ジャッキによって操作されるグリッパを有する。
【００１６】
台車を移動するとき、グリッパを収納位置にして移動する。移動が完了した後、グリッパを作業位置にする。
【００１７】
グリッパを作業位置にしたとき、グリッパがジャッキによってトンネル内周面に押し付けられ、台車を堅固に固定することとなり、補修作業の安全性を高めることができる。
【００１８】
さらに別の発明では、前記床から直立された複数の補助脚を備え、各補助脚が前記トンネル内周面に接触して転がる手段を有する。
【００１９】
台車を移動するとき、主脚の車輪と補助脚の転がり手段とがトンネル内周面を転がることとなり、台車の横ぶれを抑えることができる。
【００２０】
さらに別の発明では、前記主脚は上下方向へ伸縮可能である。
【００２１】
台車を移動するべきとき主脚を縮小し、補助脚とトンネル内周面との間にすきまができるようにする。これによって、台車を支障なく移動することができる。所定場所へ移動した後、主脚を伸長すると、主脚の車輪と補助脚の転がり手段とがトンネル内周面に密接し、台車を安定に保持する。また、トンネル直径が異なるトンネルの補修が可能となる。
【００２２】
さらに別の発明では、複数の前記車輪を独立的に駆動する前記車輪と同数の駆動源を備える。
【００２３】
複数の車輪が独立に駆動されることと、各車輪がキャスタ機能を持つことから、湾曲したトンネル内周面上を移動するときでも、その移動を円滑に行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
トンネル１０の内周面１１を補修するとき使用する装置は、平面状態の図１と、トンネルに軸線を含む鉛直面で切断した図２と、側面を示す図３とを参照すると、台車１２と、少なくとも１つの作業函１４とからなる。
【００２５】
台車１２は、床１６と、床１６から垂下され、床１６を実質的に水平に支持する少なくとも３つの主脚１８であって各主脚１８がトンネル１０の内周面上を走行するキャスタ機能を持った車輪２０を有する少なくとも３つの主脚１８と、少なくとも１つの車輪２０を駆動する駆動源２２とを備え、この駆動源２２によって自力走行する。
【００２６】
床１６は実質的に平坦な面を持つように、平鋼板、エキスパンドメタルその他の平板を水平に配置したものに適当な補強材を取り付けて、平面形状が長方形又は正方形を呈するように形成することができる。４つの主脚１８が床１６の四箇所に取り付けられ、垂下している。主脚１８は少なくとも３つ設けるが、４つ又はそれ以上であることが好ましい。トンネル内周面１１を転動する車輪２０が主脚１８の下端に取り付けられている。床１６と主脚１８とは、人孔からトンネル内に搬入できるように、いくつかに分割、組立可能に形成することが好ましい。
【００２７】
図示の実施例では、主脚１８はシリンダと、ピストンに連結されたピストンロッドとを有するそれ自体公知の液圧シリンダ装置からなる。液圧シリンダ装置のシリンダを床１６に固定し、ピストンロッドを車輪に連結する。
【００２８】
詳細を示す図４を参照すると、ブラケット２４が液圧シリンダ装置のピストンロッド２６に連結されている。断面形状がＬ字状を呈している車輪支え２８が回転軸線Ｃ１の回りで車輪２０を回転可能に支持している。車輪支え２８はジャーナルベアリング３０を介してブラケット２４に取り付けられ、回転軸線Ｃ１に直交する軸線Ｃ２の回りで旋回可能である。これによって、車輪２０にキャスタ機能が付与されている。各車輪２０は駆動源である油圧モータ２２によって駆動される。このように、各主脚１８の車輪２０を駆動することが好ましいが、台車１２が走行するためには少なくとも１つの車輪２０を駆動する。ゴムの滑り止め層３２が車輪２０の外周に被覆されている。
【００２９】
図４に仮想線で示すように、ステアリング装置３４をブラケット２４と車輪支え２８とに取り付け、車輪２０を操縦することもできる。ステアリング装置３４は、シリンダと、ピストンに連結されたピストンロッドとからなる液圧シリンダ装置であり、シリンダをブラケット２４に連結し、ピストンロッドを車輪支え２８に連結して使用する。ピストンロッドを伸縮すると、車輪支え２８が軸線Ｃ２の回りで旋回し、車輪２０を操縦する。車輪２０にキャスタ機能を持たせると共に、車輪２０を駆動することによって、車輪２０をトンネル内周面１１上を転動させることができるため、ステアリング装置は必ずしも必要ではない。ステアリング装置を備えることにより、台車１２の一層正確な移動が可能となる。
【００３０】
図示の実施例のように、主脚１８が伸縮する場合、床１６のレベルを上下に調整できる。これによって、直径が異なるトンネル１０を補修するとき、又はトンネル１０内に水３６が流れているとき（図３）、水面Ｓの高さに応じて床１６のレベルを調整し、作業に適した環境を作ることができる。
【００３１】
台車１２は床１６から直立された複数の補助脚４０を備えることが好ましい。補助脚４０はトンネル内周面１１に接触して転がる手段４２を有する。転がり手段４２は、図示の実施例では、車輪２０と同様に形成した車輪であるが、この車輪にキャスタ機能を持たせることは必ずしも必要ではない。転がり手段４２は、鉛直軸線回りを回転可能な円筒体若しくは円錐台形体、又は球面で支持された球体とすることができる。
【００３２】
台車１２に補助脚４０を備えると共に、主脚１８を伸縮可能に形成することによって、トンネル１０の直径が異なる場合でも、主脚１８の車輪２０と補助脚４０の転がり手段４２とをトンネル内周面１１に密接させ、台車１２を安定に支持することができる。
【００３３】
作業函１４は、水平断面が四角形の筒状であり、上端及び下端を開口としたもので、作業員が入ることができる寸法である。作業函１４は床１６に昇降可能に取り付けられている。
【００３４】
断面状態の図５に示したように、作業函１４は、床１６から上方へ突出した四角形断面を有するガイド４４と、床１６に設けた四角形の孔とに差し込まれ、ガイド４４の互いに対抗する片に取り付けた２つの液圧シリンダ装置４６に連結され、液圧シリンダ装置４６によって昇降される。
【００３５】
トンネル１０内に水３６があるとき、作業函１４を実線で示したように降ろし、作業函１４の下端とトンネル内周面１１との間にシール材４８を配置して液密状態にする。その後、作業函１４内にある水を汲み出して、トンネル内周面１１を補修する。作業員が昇降できる梯子を作業函１４の内部に設けることが好ましい。トンネル内周面１１のうち水の表面より上方の部分を補修するには、作業函１４をそのまま、又は仮想線で示したように上昇させ、作業函１４にふたを固定して、ふた上で作業をする。又は、床１６上で作業をする。
【００３６】
作業函１４を床１６のほぼ中央に設け、トンネルの軸線に直交する方向の幅を大きくすることにより、補修装置は１つの作業函１４を備えることができるが、実際には３つの作業函を有することが好ましい。この場合、図１に示すように、１つの作業函１４が床１６の中央部に、別の１つの作業函５４が床１６の中央部から台車１２の走行方向と直交する側方へ偏った第１の側部に、さらに別の１つの作業函５６が床１６の中央部から前記第１の側部とは反対側の側方へ偏った第２の側部にそれぞれ配置される。作業函５４，５６もまた作業函１４と同様に筒状に形成し、ジャッキによって昇降する。
【００３７】
断面状態の図６に示した実施例では、作業函５４は、床１６から下方へ突出した四角形断面を有するガイド５８と、床１６に設けた四角形の孔とに差し込まれ、ガイド５８の互いに対抗する片に取り付けた２つの液圧シリンダ装置６０に連結され、液圧シリンダ装置６０によって昇降される。作業函５６も作業函５４と同様に床１６に取り付けることができる。
【００３８】
作業函１４，５４，５６の下端は、トンネル内周面１１の一部の形状と実質的に整合する曲面を有することが好ましい。このようにすれば、シール材による液密を保ち易い。図５及び図６を参照すると、作業函１４の下端１５は、作業函１４が中央部にあることから、トンネル１０の軸線を含む鉛直面に対して対称の円弧である。これに対して、作業函５４の下端５５は、作業函５４が図において右に偏っていることから、非対称の円弧である。作業函５６の下端は、作業函５４の下端５５と対称の円弧に形成する。作業函１４の下端１５とトンネル内周面１１との間に配置するシール材４８と、作業函５４，５６の下端５５とトンネル内周面１１との間に配置するシール材６２とは、それぞれ下端１５，５５と適合する円弧に形成する。
【００３９】
台車１２は、床１６に対して台車の走行方向と直交する方向へ移動し、縮小した収納位置と伸長した作業位置をとる、ジャッキ７２によって操作されるグリッパ７０を有する。グリッパ７０は、断面状態の図７に示すように、トンネル１０の軸線と直交する横方向へ伸びている、床１６に設けた溝内に配置したガイドローラ７４によって床１６から垂下され、下側面を床１６に取り付けた支持ローラ７６で支持された平板からなる。
【００４０】
図７に示した実施例では、２つのグリッパ７０が床１６に対して、互いに逆向きで移動するように設けられている。ジャッキ７２は、一方の端部が床１６に、他方の端部がグリッパ７０に連結された液圧シリンダ装置でいる。各グリッパ７０は、トンネル１０の軸線方向に間隔をおいた２つのジャッキ７２にって操作される。グリッパ７０を平板で形成する場合、グリッパ７０が作業位置をとるとき、グリッパ７０を作業床として使用できる。
【００４１】
前述のグリッパ７０の他に、図３に示すように、２本のワイヤ７６をトンネル１０の側面近くでトンネルの軸線方向へ張り渡しておき、台車１２から横方向へ突出したブロックストップ７８でワイヤ７６をはさんで台車１２を作業すべき場所にしっかり固定することが好ましい。
【００４２】
補助の作業函８０を設けることができる。この作業函８０は、作業函５４，５６では水中にあるトンネル内周面１１の部分の補修ができないとき、作業函５４，５６のさらに外方となるトンネル内周面１１の部分を補修するべく使用する。作業函８０は、図６に示すように、スライド板８２に着脱可能に支持されている。すなわち、作業函８０をスライド板８２の孔に差し込むと、作業函８０の上端のフランジ８１が孔の縁に引っ掛かり、スライド板８２に支持される。作業函８０は人手で孔から引く抜く。スライド板８２はグリップ７０と同様に床１６に移動可能に支持されたもので、ジャッキ８４（図１）によって操作され、収納位置と作業位置とをとる。
【００４３】
床１６にはジャッキを操作するための油圧ユニット９０その他の必要機器が搭載されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル補修装置の平面図である。
【図２】図１の２−２線で切断した断面図である。
【図３】図１の左側面図で、一部を断面で示し、１つの作業函のみを示してある。
【図４】主脚と車輪の詳細を示す一部を断面とした側面図である。
【図５】図１の５−５線で切断した断面図で、左半分は補修時の状態を、右半分は移動時の状態を示している。
【図６】図１の６−６線で切断した断面図で、左半分は補修時の状態を、右半分は移動時の状態を示している。
【図７】図１の７−７線で切断した断面図で、左半分は補修時の状態を、右半分は移動時の状態を示している。
【符号の説明】
１０  トンネル
１１  内周面
１２  台車
１４，５４，５６  作業函
１６  床
１８  主脚
２０  車輪
２２  油圧モータ
４０  補助脚
【図１】
0004253999.tif 000002
【図２】
0004253999.tif 000003
【図３】
0004253999.tif 000004
【図４】
0004253999.tif 000005
【図５】
0004253999.tif 000006
【図６】
0004253999.tif 000007
【図７】
0004253999.tif 000008