特許 7499516 ホース巻取ドラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-06

(45)【発行日】2024-06-14

(54)【発明の名称】ホース巻取ドラム

(51)【国際特許分類】

   B65H 75/38 20060101AFI20240607BHJP

【ＦＩ】

B65H75/38 S

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021147555

(22)【出願日】2021-09-10

(65)【公開番号】P2023040522

(43)【公開日】2023-03-23

【審査請求日】2023-04-28

(73)【特許権者】

【識別番号】504066298

【氏名又は名称】和田 勝秀

(74)【代理人】

【識別番号】100092679

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 盛之助

(72)【発明者】

【氏名】和田 勝秀

【審査官】大谷 謙仁

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５４－０９０７１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０１－２２０６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５５－０２３３２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２０－１１２１９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ７５／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周上の外側に回転用のハンドルを設けて軸受台に回転可能に支持された回転ドラムにモルタル圧送用のホースを巻き取り、前記回転ドラムに巻き取られている前記ホースが、シールドマシンの前進に伴って当該回転ドラムから繰り出されるホース巻取ドラムであって、
前記回転ドラムはその一側が、そこに設けた回転軸を介して一方の軸受台に支持され、当該回転ドラムはその他側が、アウタエルボの回転しない水平部を当該他側が備えるスイベルジョイントの固定側に接続して他方の軸受台に支持され、
前記アウタエルボの水平部は、前記スイベルジョイントの可動側に中継パイプ、エルボ、ジョイントを介して、当該回転ドラムの胴部に設けたリターンエルボの端末に接続され、
前記リターンエルボは、先端側を前記胴部から外部に突出させ、その突出端が、この回転ドラムに巻き取られている前記ホースの基端部に接続されており、
前記回転ドラムの前記シールドマシンの前進に伴うホース繰り出し側の回転に制動を加える一方、人力によるホース巻き取り側の回転では前記制動を解除する制動手段を設けたことを特徴とするモルタル圧送用のホース巻取ドラム。

【請求項2】

前記制動手段は、ディスクブレーキであって、
前記ディスクブレーキは、前記回転ドラムの回転軸に結着されたブレーキディスクと、該ブレーキディスクを挟持する一対のブレーキパッドを備えるブレーキキャリパを含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のホース巻取ドラム。

【請求項3】

前記ブレーキキャリパの本体に調整ボルトを進退可能に螺合させ、該調整ボルトの正、逆方向の回転によって前記ブレーキパッドの前記ブレーキディスクに対する押圧力を強からゼロに調整することを特徴とする請求項２に記載のホース巻取ドラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制動手段を備えたホース巻取ドラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ホース巻取ドラムは、回転可能に支持された回転ドラムにホースを巻き取り、或いは巻き取られたホースを繰り出すものであって、これに関しては今までに種々の提案がなされている（例えば、特許文献１～３参照）。

【0003】

ところで、例えば、シールド工法によるトンネルの構築作業においては、シールドマシンで掘削された地山トンネルの内周面にセグメントがリング状に設置されるが、設置されたセグメントリングは、該セグメントリングの外周面とトンネルの内周面との間に充填されるモルタルによって掘削された地山トンネルの内面に固定される。ここで、モルタルは、モルタルポンプからホースを経てセグメントリングの外周面と地山トンネルの内周面との間（隙間）に供給されて充填されるが、ホースは、ホース巻取ドラムに巻装されている。このホース巻取ドラムにおいては、ホース巻取ドラムがシールドマシンによる掘削が進むにしたがってシールドマシンと共に掘削方向に移動するが、当該ホース巻取ドラムに巻装されているホースは反掘削方向（ホース巻取ドラムの移動方向とは逆方向）に繰り出される。これにより繰り出されるホースを介してモルタルを連続して圧送することができ、これによってトンネルの構築作業を連続して行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開昭６２－００８２７７号公報

【文献】特開平８－２３１１２９号公報

【文献】特開２０００－１１８８８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前述のトンネルの構築作業において、ホース巻取ドラムからホースが繰り出される場合、ホースの重量やホース巻取ドラムの回転惰力（回転慣性）、圧送されるモルタルによるホース内圧によってホースが過剰に繰り出され、過剰に繰り出されたホースが弛んで地上を這い廻って足元の邪魔になり、モルタルの正常な圧送ができなくなるという問題が発生する。

【0006】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ホースの過剰な繰り出しによる該ホースの弛みを防ぐことができるホース巻取ドラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、回転可能に支持された回転ドラムにホースを巻き取り、或いは巻き取られたホースを繰り出すホース巻取ドラムにおいて、前記回転ドラムの回転に制動を付与する制動手段を設けたことを特徴とする。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制動手段がディスクブレーキであって、該ディスクブレーキは、前記回転ドラムの回転軸に結着されたブレーキディスクと、該ブレーキディスクを挟持する一対のブレーキパッドを備えるブレーキキャリパを含んで構成されていることを特徴とする。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ブレーキキャリパの本体に調整ボルトを進退可能に螺合させ、該調整ボルトの回転によって前記ブレーキパッドの前記ブレーキディスクに対する押圧力を調整することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

請求項１に記載の発明によれば、ホース巻取ドラムに制動手段を設けたため、ホース巻取ドラムの回転ドラムの回転に制動が加えられ、回転ドラムのホースが過剰に繰り出されることを抑制し、繰り出されるホースの弛みを防ぐことができる。

【0011】

請求項２に記載の発明によれば、ディスクブレーキのブレーキパッドによってブレーキディスクを挟持することによって、ブレーキパッドとブレーキディスク間に発生する摩擦抵抗力によって回転ドラムの回転に制動が加えられるため、回転ドラムからのホースの過剰な繰り出しによる該ホースの弛みを防ぐことができる。

【0012】

請求項３に記載の発明によれば、調整ボルトを回してブレーキパッドのブレーキディスクに対する押圧力を調整することによって、回転ドラムに加えられる制動力を任意に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明に係るホース巻取ドラムを用いたシールド工法によるトンネルの構築作業を示す部分側断面図である。

【図2】本発明に係るホース巻取ドラムの側面図である。

【図3】本発明に係るホース巻取ドラムの破断正面図である。

【図4】図３のＡ部拡大詳細図である。

【図5】図３のＢ部拡大断面図である。

【図6】図５の矢視Ｃ方向の図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0015】

図１は本発明に係るホース巻取ドラムを用いたシールド工法によるトンネルの構築作業を示す部分側断面図、図２は本発明に係るホース巻取ドラムの側面図、図３は同ホース巻取ドラムの破断正面図、図４は図３のＡ部拡大詳細図、図５は図３のＢ部拡大詳細図、図６は図５の矢視Ｃ方向の図である。

【0016】

まず、本発明に係るホース巻取ドラムを用いたシールド工法によるトンネルの構築作業を図１に基づいて以下に説明する。

【0017】

シールド工法におけるトンネルの構築作業においては、図１に示すように、地山が図示矢印方向に進行するシールドマシン５０によって掘削され、掘削された地山には円孔状の地山トンネル１００（以下、単に「トンネル１００」という。）が形成されるが、このトンネル１００が所定長さＬだけ形成された時点でシールドマシン５０による掘削を中断し、この長さＬのトンネル１００の内周面にセグメント５１がリング状に配置される。以下、これをセグメントリング５１ともいう。なお、以下の説明においては、シールドマシン５０の進行方向（図１の矢印ａ方向）を「前方」、それとは逆方向を「後方」とする。

【0018】

そして、上述のように所定長さＬのトンネル１００の内周面にセグメントリング５１が設置されると、このセグメントリング５１の外周面とトンネル１００の内周面との間（隙間）にモルタルｍが充填され、このモルタルｍが固化することによってセグメントリング５１がトンネル１００の内周面に強固に固定される。ここで、モルタルｍの充填作業について説明する。

【0019】

図１に示すように、トンネル１００内には、本発明に係るホース巻取ドラム１が搬入されている。このホース巻取ドラム１は、基枠台車２に載置されてトンネル１００内を走行可能であり、このホース巻取ドラム１の基枠台車２の前端には、トンネル１００内を前後に走行可能な台車６０がワイヤー６１によって連結されており、この台車６０は、ワイヤー６２によってシールドマシン５０の後端に連結されている。

【0020】

ところで、ホース巻取ドラム１には、ホースＨが巻装されており、このホース巻取ドラム１から繰り出されたホースＨは、配管７０の一端にジョイント７１によって取り付けられている。なお、配管７０は、複数のパイプ７０ａをジョイント７２によって連結して構成されている。

【0021】

そして、上記配管７０の他端には、モルタルポンプ（Ｐ）８０が接続されている。また、ホース巻取ドラム１に巻装されたホースＨの端部（巻取端部）には、Ｌ字状に屈曲する供給配管９０の一端が接続されており、この供給配管９０の他端は、セグメントリング５１を貫通して該セグメントリング５１とトンネル１００の内周面との間（隙間）に開口している。

【0022】

而して、モルタルポンプ８０が駆動されると、モルタルｍが配管７０からホースＨおよび供給配管９０を経てセグメントリング５１とトンネル１００の内周面との間（隙間）へと圧送されて充填され、このモルタルｍが固化することによって、セグメントリング５１がトンネル１００の内周面に強固に固定される。

【0023】

以上の一連の作業が連続的に繰り返されることによって地中にセグメントリング５１で覆われたトンネルが構築されるが、この作業の進行に伴ってシールドマシン５０が前方に移動しながら掘削作業を行うと、このシールドマシン５０にワイヤー６２と台車６０およびワイヤー６１を介して連結されている基枠台車２のホース巻取ドラム１がシールドマシン５０によって引っ張られてシールドマシン５０と共に前進する。このようにホース巻取ドラム１が前進すると、これに伴って当該ホース巻取ドラム１の巻装されているホースＨが後方へと繰り出される。

【0024】

次に、本発明に係るホース巻取ドラム１の構成の詳細を図２～図６に基づいて以下に説明する。なお、以下の説明においては、図２に示す矢印方向を「前後」、図３に示す矢印方向を「左右」とする。

【0025】

図２および図３に示すように、ホース巻取ドラム１は、チャンネル材によって矩形枠状に構成された車輪を備えた基枠台車２の上に載置されており、この基枠台車２の左右には、矩形パイプを台形状に屈曲して構成された支持フレーム３がそれぞれ垂直に立設されている。そして、左右一対の支持フレーム３の上端には、軸受台（プランマブロック）４，５がそれぞれ固設されている。軸受台４には、回転ドラム６の左側から水平方向に突出する回転軸７が回転可能に支持されている。図４に示すように、回転ドラム６の右側はスイベルジョイント１２の可動側１２ａに支持させる一方、スイベルジョイント１２の固定側１２ｂには、軸受８を介して軸受台５に支持させたアウタエルボ１１の端末の水平部が、接続されている。なお、軸受８はブッシュ１０を介して軸受台５に支持されている。
以上より、回転ドラム６は、左側の回転軸７及び右側のスイベルジョイント１２とアウタエルボ１１、並びに軸受台４，５を介して左右の支持フレーム３に回転可能に支持されている。

【0026】

上記回転ドラム６は、図３に示すように、円筒状の胴部６Ａと、この胴部６Ａの左右の開口部を塞ぐ円板状の一対のカバー６Ｂによって構成されており、左側のカバー６Ｂの中心からは大小異径の回転軸７が外方（左方）に向かって水平に突設されている。そして、大小異径の回転軸７と大径部７Ａと小径部７Ｂの境界部分には、大径部７Ａよりも大径の円板状のブレーキディスク９が結着されている。ここで、回転軸７の小径部７Ｂは、軸受台４に設けられた不図示の軸受（ボールベアリング）によって軸受台４に回転可能に支持されている。

【0027】

一方、回転ドラム６の右側のカバー６Ｂの軸中心は、図４に示すように、スイベルジョイント１２の可動側１２ａに接続され、固定側１２ｂにはアウタエルボ１１の端末が接続され、その端末より手前側が図３の右方に向かって水平に突出し、軸受８を介して軸受台５に支持されている。このアウタエルボ１１は、軸受台５と回転ドラム６に対して回転しない状態で支持されている。

【0028】

固定側部材である上記アウタエルボ１１の一端には、図１に示すモルタルポンプ８０側の供給配管７０が接続されており、アウタエルボ１１の他端側は、図３及び図４で説明したように、回転ドラム６の一方のカバー６Ｂの中心に配置したスイベルジョイント１２の固定側１２ｂに接続されている。ここで、アウタエルボ１１とスイベルジョイント１２を介して接続される回転ドラム６の内部に配置されるリターンエルボ１３は、ジョイント１５，１６により接続されている９０°エルボ１４と中継パイプ１７を介してスイベルジョイント１２の可動側１２ａに接続されている。

【0029】

上記のリターンエルボ１３は、図２及び図３に示すように、回転ドラム６の外周から当該回転ドラム６の内部に延びており、このリターンエルボ１３の回転ドラム６の外方へ突出する部分は、図２に示すように、略Ｕ字状に折り曲げられ、その端部には、回転ドラム６の胴部６Ａの外周に巻回されたホースＨの一端（基端部）が接続されている。なお、ホースＨの自由端は、図１に示すように、モルタルの供給配管９０の一端に接続されている。

【0030】

他方、図３に示すように、リターンエルボ１３の回転ドラム６の内部に臨む部分は、回転ドラム６の回転中心に向かって径方向に延びており、その端部には、略直角に折り曲げられた９０°エルボ１４の一端がジョイント１５によって連結されている。そして、９０°エルボ１４の他端は、ジョイント１６によって中継パイプ１７の一端に接続されており、パイプ１７の他端は、前記スイベルジョイント１２の可動側１２ａに連結されている。
すなわち、回転側のパイプ１７と固定側のアウタエルボ１１とはスイベルジョイント１２によって互いに連結されている。したがって、リターンエルボ１３と９０°エルボ１４及びパイプ１７は、固定側のアウタエルボ１１に対して回転ドラム６と共に回転可能であり、回転ドラム６が回転することによって、ホースＨが回転ドラム６に巻き取られ、或いは回転ドラム６に巻き取られたホースＨが繰り出される。なお、本実施の形態では、ホースＨは、内部に針金が螺旋状またはリング状に巻装された剛性と耐圧強度の高い針金入りホースで構成されている。

【0031】

また、図２および図３に示すように、回転ドラム６の胴部６Ａの左右両端部外周には、丸パイプを略Ｕ字状に屈曲して構成された各６つのハンドル１８が周方向に等角度ピッチ（６０°ピッチ）でそれぞれ取り付けられている。これらのハンドル１８は、回転ドラム６を手動で回転させて当該回転ドラム６にホースＨを巻き取るとともに、回転ドラム６に巻き取られたホースＨの回転ドラム６からの脱落を防ぐ機能を果たすものである。

【0032】

而して、本発明に係るホース巻取ドラム１は、回転ドラム６の回転に制動を加える制動手段を設けたことを特徴としており、本実施の形態においては、制動手段として図２および図３に示すディスクブレーキ２０を採用している。ここで、このディスクブレーキ２０の構成の詳細を図５および図６に基づいて以下に説明する。

【0033】

ディスクブレーキ２０は、円板状の前記ブレーキディスク９と、このディスクブレーキ９を左右両側から挟み込むための左右一対のブレーキパッド２１を備えるブレーキキャリパ２２を含んで構成されている。ここで、ブレーキキャリパ２２の本体２２Ａは、不図示の支持ステースを介して支持フレーム３に取り付けられており、この本体２２Ａには、調整ボルト２３が進退可能に螺合している。この調整ボルト２３の先端部は、図５に示すように、一方のブレーキパッド２１に当接しており、調整ボルト２３は、ディスクブレーキ２０の制動力を調整する調整機構を構成している。

【0034】

回転ドラム６の回転に制動を加えるディスクブレーキ２０を備えたホース巻取ドラム１が図１に示すように工事中のトンネル１００内に設置された状態では、ディスクブレーキ２０に設けられた調整ボルト２３が図６の右回転方向（「図示の「強」方向）に回されている。すると、調整ボルト２３は、ブレーキキャリパ２２の本体２２Ａを図５の右方へと進み、その先端が一方のブレーキパッド２１をブレーキディスク９に押圧するため、ブレーキディスク９は、左右一対のブレーキパッド２１によってその両面が押圧されて挟持される。すると、ブレーキディスク９とブレーキパッド２１との間に摩擦抵抗力が発生し、この摩擦抵抗力によって回転ドラム６の回転に制動が加えられる。

【0035】

したがって、図１において、シールドマシン５０による地中の掘削の進行に伴って該シールドマシン５０が前方に移動すると、この移動するシールドマシン５０に引っ張られてホース巻取ドラム１が基枠台車２ごと前方へと移動し、この移動によって当該ホース巻取ドラム１の回転ドラム６が回転して該回転ドラム６からホースＨが後方へと繰り出される。この繰り出しにおいては、前述のようにホース巻取ドラム１に設けられたディスクブレーキ２０によって回転ドラム６の回転に制動が加えられている。このため、ホースＨの重量やホース巻取ドラム１の回転ドラム６の回転惰力（回転慣性）、圧送されるモルタルによるホース内圧によってホースＨが過剰に繰り出されることがなく、この繰り出されたホースＨが弛んで地上に這い回って足元の邪魔になってモルタルｍの正常な圧送作業ができなくなるという問題が発生することもない。なお、ディスクブレーキ２０の制動力は、調整ボルト２３を回すことによって容易に調整することができる。すなわち、調整ボルト２３を図６の時計方向（図示の「強」方向）に回すと、該調整ボルト２３によるブレーキパッド２１の押圧力が高められて制動力が大きくなり、逆に調整ボルト２３を図６の反時計方向（図示の「弱」方向）に回すと、該調整ボルト２３によるブレーキパッド２１の押圧力が小さくなるため、制動力も小さくなる。

【0036】

なお、繰り出されたホースＨをホース巻取ドラム１の回転ドラム６に巻き取る場合には、制動力が０となるまで調整ボルト２３が緩められ、回転ドラム６の回転負荷が軽減される。このため、ハンドル１８を操作して手動で回転ドラム６を回転させる作業者の労力が軽減される。

【0037】

以上の説明で明らかなように、本実施の形態によれば、ホース巻取ドラム１に制動手段としてディスクブレーキ２０を設けたため、必要に応じて回転ドラム６の回転に制動を加えることができ、回転ドラム６からのホースＨの過剰な繰り出しによる該ホースＨの弛みが防がれるという効果が得られる。

【0038】

なお、以上は、本発明をシールド工法によるトンネルの構築作業においてモルタルを圧送するためのホースを巻き取るためのホース巻取ドラムに対して適用した例について説明したが、本発明は、他の任意のホースを巻き取るためのホース巻取ドラムに対しても同様に適用可能である。

【0039】

また、以上の実施の形態では、制動手段としてディスクブレーキを用いた例について説明したが、制動手段としては、ディスクブレーキ以外の例えばドラムブレーキなどの他の任意の機械的ブレーキを用いることができる。

【0040】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0041】

１ 本発明ホース巻取ドラム
２ 基枠台車
３ 支持フレーム
４，５ 軸受台
６ 回転ドラム
７ 回転軸
８ 軸受
９ ブレーキディスク
１０ ブッシュ
１１ アウタエルボ
１２ スイベルジョイント
１３ リターンエルボ
１４ ９０°エルボ
１５，１６ ジョイント
１７ 中継パイプ
１８ ハンドル
２０ ディスクブレーキ（制動手段）
２１ ブレーキパッド
２２ ブレーキキャリパ
２２Ａ ブレーキキャリパの本体
２３ 調整ボルト
Ｈ ホース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】