説明

トンネル掘削機用の後方台車

【課題】 全台車長の短縮化を図ったトンネル掘削機用の後方台車を提供する。
【解決手段】 トンネル掘削機aの後方に配置され複数連結された台車本体3a〜3cに、上記トンネル掘削機aに備えられた各種油圧機器に夫々油圧を供給するための油圧ポンプ6x、6yと、該油圧ポンプ6x、6yを駆動するための電動機7x、7yと、該電動機7x、7yを起動するための起動盤fと、上記油圧ポンプ6x、6yと上記各種油圧機器とを繋ぐ油圧回路に設けられた制御弁8a〜8e及び上記起動盤fを制御するための操作盤hとを搭載したトンネル掘削機用の後方台車において、上記操作盤hと上記起動盤fとを一体化して操作起動盤9とすると共に、該操作起動盤9を構成する操作盤部分9yと起動盤部分9xとを内部回路10により接続し、かかる操作起動盤9を上記台車本体3aに搭載し、操作起動盤9の台車本体3aに対する搭載スペースを小型化した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル掘削機の後方に配置され掘削機に備えられた各種油圧機器に油圧を供給すると共に制御するための後方台車に係り、特に、全台車長の短縮化を図ったトンネル掘削機用の後方台車に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネル掘削機(シールド掘進機等)には、切羽を切削するカッタを回転させる油圧モータや、カッタの外周端からコピーカッタを出没させる油圧ジャッキや、カッタ室内の掘削土砂を坑内に取り込むスクリューコンベヤを回転駆動させる油圧モータや、既設セグメントに反力を取って掘削機を前進させる推進ジャッキ等、様々な油圧機器が備えられている。これら油圧機器は、図8に示すように、トンネル掘削機aの後方に配置された後方台車bから油圧が供給され、制御されるようになっている。
【0003】
すなわち、トンネル掘削機aの後方には、図6に示すように、後方台車b1〜b5が複数連結されて配置されており、各台車b1〜b5の台車本体c1〜c5には、上記各油圧機器に夫々油圧を供給するための油圧ポンプdと、これら油圧ポンプdを駆動するための電動機eと、これら電動機eを起動するための起動盤fと、上記油圧ポンプdと上記各油圧機器とを繋ぐ油圧回路に設けられた制御弁g及び上記起動盤fを制御するための操作盤hと、上記油圧ポンプdに供給される作動油を貯留するための油タンクiとが搭載されている。
【0004】
詳しくは、トンネル底部に敷設されたレールkには、操作盤hが載せられたオペレーション台車b1と、コピーカッタ系のポンプユニットj1(油圧モータd及びそれを駆動する電動機e、以下同じ)、推進ジャッキ系のポンプユニットj2、スクリューコンベヤ系のポンプユニットj3及び上記制御弁gが載せられた第一ポンプ台車b2と、油タンクiが載せられたタンク台車b3と、カッタ系のポンプユニットj4、j5が載せられた第二ポンプ台車b4と、起動盤fが載せられた起動盤台車b5とが、切羽側から坑口側に直列に連結されて配置されており、掘削機aの前進に応じて走行するようになっている。
【0005】
後方台車b1〜b5の全台車長は、図7及び図8に示すように、掘削機aを立坑mから発進させるときの作業性を考慮すると、短くすることが望まれている。すなわち、立坑mの底部には寸法上、後方台車b1〜b5の全てを収容できないため、発進の際には、図7に示すように、地上に後方台車bを仮置し、これら後方台車bとトンネル掘削機aとを仮の配管・電線等nで接続し、掘削機aを仮発進させなければならない。かかる仮発進においては、図8に示すように全ての台車bが通常の連結状態となるまで、掘削機aの前進に応じて地上の台車bを順次立坑m内に降ろし、上記配管・電線等nを繋ぎ直す必要があり、掘進スピードの低下が避けられない。
【0006】
よって、後方台車bの全台車長が長いと、掘進スピードが低下する領域が大きくなってしまい、仮発進能率が低下する。また、後方台車bの全台車長が長いと、地上の仮置スペースが大きくなり、この仮置スペースを地上に確保できない場合には、事実上施工が不可能となる事態も考えられる。
【0007】
従前より、後方台車bの全台車長の短縮化を図った発明として、油タンクiの上にポンプユニットj1等を配置したものが知られている(特許文献1)。これにより、タンク台車b3とポンプ台車b2、b4とを一台に纏めることができ、全台車長の短縮化が図れ、上述の仮発進能率の低下及び地上の仮置スペースの問題を改善できる。
【0008】
【特許文献1】特開平10−153088号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし、上記文献1に記載の発明は、油タンクiとポンプユニットj1等との配置を工夫したものなので、油タンクiやポンプユニットj1等が載せられていないオペレータ台車b1及び起動盤台車b5に関しては改善できない。すなわち、これらオペレータ台車b1及び起動盤台車b5に関しては短縮化について改善の余地が残されており、これを改善できれば、後方台車bの全台車長を更に短縮化でき、仮発進能率の低下及び地上の仮置スペースの問題を更に改善できる。
【0010】
本発明の目的は、上記文献1に記載の発明とは別の面から全台車長の短縮化を図ったトンネル掘削機用の後方台車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するために本発明は、トンネル掘削機の後方に配置され複数連結された台車本体に、上記トンネル掘削機に備えられた各種油圧機器に夫々油圧を供給するための油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するための電動機と、該電動機を起動するための起動盤と、上記油圧ポンプと上記各種油圧機器とを繋ぐ油圧回路に設けられた制御弁及び上記起動盤を制御するための操作盤とを搭載したトンネル掘削機用の後方台車において、上記操作盤と上記起動盤とを一体化して操作起動盤とすると共に、該操作起動盤を構成する操作盤部分と起動盤部分とを内部回路により接続し、かかる操作起動盤を上記台車本体に搭載したものである。
【0012】
上記油圧ポンプを複数纏めて多連ポンプとし、油圧ポンプを駆動するための電動機の台数及び電動機の起動回路を削減することで、上記操作起動盤を小型化することが好ましい。
【0013】
上記操作起動盤を複数のユニットから構成し、該ユニットの幾つかを上記台車本体にトンネルの幅方向に並列させて配置することで、上記操作起動盤のトンネル軸方向の寸法を短縮化することが好ましい。
【0014】
上記操作起動盤が、上記油圧ポンプよりも前方の台車本体に配置されることが好ましい。
【0015】
上記台車本体が、トンネル内の幅方向の一方に寄せられた片置型台車であってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係るトンネル掘削機用の後方台車によれば、全台車長の短縮化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明の好適実施形態を添付図面を用いて説明する。
【0018】
図1に示すように、本実施形態に係るトンネル掘削機用の後方台車1は、図8に示すトンネル掘削機a(シールド掘進機等)の後方に配置されており、切羽側から坑口側にかけて、第一台車1aと第二台車1bと第三台車1cとが連結されて、三両編成で構成されている。かかる後方台車1は、掘削機aの前進に応じてレール2上を走行し、掘削機aに備えられた各種油圧機器(カッタ用油圧モータ、コピーカッタ用ジャッキ、スクリューコンベヤ用油圧モータ、スクリューゲート用ジャッキ、推進ジャッキ等)に油圧を供給して制御する機能を有する。なお、台車1はトンネル底部を直接走行するものでもよい。
【0019】
上記第三台車1cの台車本体3cには、図2にも示すように、上記カッタ用油圧モータに油圧を供給するための第一ポンプユニット4xと、上記コピーカッタ用ジャッキ、スクリューコンベヤ用油圧モータ、スクリューゲート用ジャッキ及び推進ジャッキに油圧を夫々供給するための第二ポンプユニット4yと、作動油が貯留された油タンク5とが搭載されている。第一ポンプユニット4xは、カッタ用油圧モータに油圧を供給する油圧ポンプ6xと、この油圧ポンプ6xを駆動する電動機7xとから成り、油圧ポンプ6xが油タンク5内に浸漬され、電動機7xが油タンク5の外部に位置された半油浸タイプとなっている。
【0020】
上記第二ポンプユニット4yは、コピーカッタ用ジャッキに油圧を供給する油圧ポンプ、スクリューコンベヤ用油圧モータに油圧を供給する油圧ポンプ、スクリューゲート用ジャッキに油圧を供給す油圧ポンプ及び推進ジャッキに油圧を供給する油圧ポンプが多連化された多連ポンプ6yと、多連ポンプ6yを駆動する電動機7yとから成り、多連ポンプ6yが油タンク5内に浸漬され、電動機7yが油タンク5の外部に位置された半油浸タイプとなっている。なお、多連ポンプ6yは、上述した四つの油圧ポンプを同一の回転軸によって同時に駆動するものである。
【0021】
上記第二台車1bの台車本体3bには、図1及び図2に示すように、第三台車1cに搭載された各ポンプユニット4x、4yの各ポンプ6x、6y(カッタ用ポンプ、コピー用ポンプ、スクリュー用ポンプ、ゲート用ポンプ、推進ジャッキ用ポンプ)と掘削機aに備えられた各種油圧機器(カッタ用油圧モータ、コピーカッタ用ジャッキ、スクリューコンベヤ用油圧モータ、スクリューゲート用ジャッキ、推進ジャッキ)とを夫々繋ぐ油圧回路に設けられた複数の制御弁8a〜8e(電磁切換弁)が搭載されている。これら制御弁8a〜8eは、各油圧ポンプ6x、6yから各種油圧機器に流れるオイルを制御し、各種油圧機器の作動を制御するためのものである。
【0022】
上記第一台車1aの台車本体3aには、図1及び図2に示すように、上記各ポンプユニット4x、4yの各電動機7x、7yを起動するための起動盤と、該起動盤及び上記各制御弁8a〜8eを制御するための操作盤とを一体化して成る、操作起動盤9が搭載されている。操作起動盤9は、起動盤部分9xと操作盤部分9yとを有し、これら起動盤部分9xと操作盤部分9yとが内部回路10によって接続されている。これにより、操作起動盤9の第一台車1a(台車本体3a)に対する搭載スペースを小型化でき、第一台車1aの長さを短くできる。
【0023】
すなわち、図6の従来タイプでは、起動盤fと操作盤hとが別々になっており、これらが別々の台車b1、b5に搭載されていたため、二台の台車b1、b5が必要になる。また、互いに離間された起動盤fと操作盤hとを接続するための外部ケーブル、コネクタ、端子台等が必要となるため、起動盤f及び操作盤hのトンネル軸方向の外形寸法に加えて上述の外部ケーブル、コネクタ、端子台等に関するトンネル軸方向の寸法を加えた寸法が必要となり、後方台車bの全台車長が長くなっていた。
【0024】
これに対し、図1に示す本実施形態では、起動盤fと操作盤hとを一体化した操作起動盤9を単一の台車1aに搭載しているので、台車数が削減できる。また、操作起動盤9を構成する起動盤部分9xと操作盤部分9yとを図2に示すように内部回路10によって接続したので、前記外部ケーブル、コネクタ、端子台等が不要となる。よって、この操作起動盤9を、起動盤fと操作盤hとを外部ケーブル等で接続して単一の台車に搭載したものと比べると、台車1aへの搭載スペースが外部ケーブル等の分だけ小型化され、台車1aの長さを短くできる。加えて、仮発進時に起動盤fと操作盤hとを繋ぐ外部ケーブルの繋ぎ替えが不要となる。
【0025】
また、本実施形態では、第二ポンプユニット4yの、コピーカッタ用ジャッキに油圧を供給する油圧ポンプと、スクリューコンベヤ用油圧モータに油圧を供給する油圧ポンプと、スクリューゲート用ジャッキに油圧を供給する油圧ポンプと、推進ジャッキに油圧を供給する油圧ポンプとを、多連ポンプ6yとしているので、図6に示すように各油圧ポンプdを別々の電動機eで駆動する従来タイプと比べると、電動機e(7y)の台数及び起動回路を削減できる。この起動回路の削減に伴って操作起動盤9を小型化でき、これが搭載される第一台車1aの長さを短くできる。なお、多連ポンプ6yは上記の組み合わせに限られず、推進ジャッキ用、コピーカッタ用、スクリューゲート用及びアジテータ系用の油圧ポンプの内、少なくとも三系統の油圧ポンプを多連化してもよい。
【0026】
操作起動盤9の詳細を図4及び図5を用いて説明する。操作起動盤9は、第一台車1aの台車本体3aに搭載されたケーシング11内に収容されており、複数のユニット9a〜9eから構成されている。ケーシング11は、トンネル軸方向に細長く且つ幅方向に幅狭に形成された略直方体形状の箱体11aから成り、その幅方向の一側面(トンネル中心側面、図3参照)に開口された窓部11bと、窓部11bを覆うように着脱自在に取り付けられた蓋体11cとを有する。
【0027】
上記箱体11aの内部及び蓋体11cの裏面には、各ユニット9a〜9eの幾つかがトンネル幅方向に並列配置されるように、ユニット9a〜9eが略対向されて取り付けられている。これにより、操作起動盤9のトンネル軸方向の寸法を短縮化し、操作起動盤9が搭載される第一台車1aの長さを可及的に短くしている。
【0028】
図4に示すように、ケーシング11の坑口側面(進行方向後方面)には、モニタ12(タッチパネル式等)や操作スイッチ13等から成る操作部16が設けられている。操作部16は操作起動盤9の操作盤部分9yに接続されている(図2参照)。図1に示す作業員14が操作部16を操作することで、操作起動盤9を介して、図2に示すポンプユニット4x、4yの電動機7x、7yを起動・停止させたり、各制御弁8a〜8eを制御して図8に示す掘削機a側の各種油圧機器を制御することができるようになっている。
【0029】
また、本実施形態では、図1に示すように、ポンプユニット4x、4y及び油タンク5を単一の台車1c(第三台車)に搭載し、これらポンプユニット4x、4yを半油浸タイプとしているので、第三台車1cを長くすることなく台車数を削減できる。第一ポンプユニット4xと第二ポンプユニット4yとは、第三台車1cから幅方向にはみ出ないように、油タンク5をトンネル軸方向から前後に挟んで配置されている。
【0030】
以上説明したように、図1〜図5に示す本実施形態では、主として、操作盤と起動盤とを一体化して操作起動盤9とすると共にこの操作起動盤9の起動盤部分9xと操作盤部分9yとを内部回路10によって接続したので、図6に示す従来タイプと比べると、後方台車1の台車数を削減できると共に全台車長を短縮化でき、従来問題となっていた仮発進能率の低下及び地上の仮置スペースの問題を更に改善できる。
【0031】
ところで、本実施形態では、上記第一〜第三台車1a〜1cは、図3に示すように、トンネル内の幅方向の一方に寄せられた片置台車であり、その隣りにセグメント台車15やズリトロ台車等が配置され、また、掘削機aは、土圧又は泥水式の小口径(内径2m程度)のシールド掘進機となっている。
【0032】
このため、作業員14が後方台車1a〜1cとセグメント台車15等との隙間を通り抜けることは、台車1cに搭載されたポンプユニット4x、4y(油圧ポンプ7x、7y)が邪魔になってサイズ的に出来ない。
【0033】
そこで、本実施形態では、操作起動盤9をポンプユニット4x、4yが搭載された台車1cよりも前方の台車1aに搭載するようにし、操作起動盤9が載せられた台車1aに搭乗する作業員14が、トンネル軸方向前方(セグメント組立現場等)に移動する際に、ポンプユニット4x、4yが移動の妨げにならないようにしている。
【0034】
なお、操作起動盤9が搭載される台車は、先頭の台車1aに限られず、台車1aの前方に別の台車が連結されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の好適実施形態を示すトンネル掘削機用の後方台車の側面図である。
【図2】上記後方台車の概略システム図である。
【図3】図1のIII−III線断面図である。
【図4】操作起動盤を収容するケーシングの説明図であり、(a)は側面図、(b)は正面図、(c)は平面図である。
【図5】上記操作起動盤を構成するユニットの説明図であり、(a)は上記ケーシングの箱体の内部に収容されたユニットを示す側面図、(b)は蓋体の裏面に装着されたユニットを示す側面図である。
【図6】従来のトンネル掘削機用の後方台車の側面図である。
【図7】トンネル掘削機の立坑からの仮発進の様子を示す説明図である。
【図8】上記仮発進が終了し、本掘進状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【0036】
1a〜1c 後方台車
3a〜3c 台車本体
6x 油圧ポンプ
6y 油圧ポンプ(多連ポンプ)
7x、7y 電動機
8a〜8e 制御弁
9 操作起動盤
9x 起動盤部分
9y 操作盤部分
9a〜9e ユニット
10 内部回路
a トンネル掘削機
f 起動盤
h 操作盤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネル掘削機の後方に配置され複数連結された台車本体に、上記トンネル掘削機に備えられた各種油圧機器に夫々油圧を供給するための油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するための電動機と、該電動機を起動するための起動盤と、上記油圧ポンプと上記各種油圧機器とを繋ぐ油圧回路に設けられた制御弁及び上記起動盤を制御するための操作盤とを搭載したトンネル掘削機用の後方台車において、
上記操作盤と上記起動盤とを一体化して操作起動盤とすると共に、該操作起動盤を構成する操作盤部分と起動盤部分とを内部回路により接続し、かかる操作起動盤を上記台車本体に搭載したことを特徴とするトンネル掘削機用の後方台車。
【請求項2】
上記油圧ポンプを複数纏めて多連ポンプとし、油圧ポンプを駆動するための電動機の台数及び電動機の起動回路を削減することで、上記操作起動盤を小型化した請求項1記載のトンネル掘削機用の後方台車。
【請求項3】
上記操作起動盤を複数のユニットから構成し、該ユニットの幾つかを上記台車本体にトンネルの幅方向に並列させて配置することで、上記操作起動盤のトンネル軸方向の寸法を短縮化した請求項1又は2記載のトンネル掘削機用の後方台車。
【請求項4】
上記操作起動盤が、上記油圧ポンプよりも前方の台車本体に配置された請求項1〜3いずれかに記載のトンネル掘削機用の後方台車。
【請求項5】
上記台車本体が、トンネル内の幅方向の一方に寄せられた片置型台車である請求項1〜4いずれかに記載のトンネル掘削機用の後方台車。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2007−46369(P2007−46369A)
【公開日】平成19年2月22日(2007.2.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−233099(P2005−233099)
【出願日】平成17年8月11日(2005.8.11)
【出願人】(000000099)石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Fターム(参考)】