(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】2024-08-29
(45)【発行日】2024-09-06
(54)【発明の名称】昇降設備およびその格納方法
(51)【国際特許分類】
E21F 13/02 20060101AFI20240830BHJP
E21D 11/40 20060101ALI20240830BHJP
E21F 17/00 20060101ALI20240830BHJP
E06C 5/20 20060101ALI20240830BHJP
【ＦＩ】
E21F13/02
E21D11/40 Z
E21F17/00
E06C5/20
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021136037
(22)【出願日】2021-08-24
(65)【公開番号】P2023030742
(43)【公開日】2023-03-08
【審査請求日】2023-12-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(72)【発明者】
【氏名】安藤 哲人
(72)【発明者】
【氏名】秦野 淳
(72)【発明者】
【氏名】吉田 圭吾
【審査官】松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】登録実用新案第３０１９００８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１６－１２４４８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０１１９５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００１－１７３０１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０３８３６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２９１３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５８－１００１４６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特表２００９－５１０２９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５９－０４２７４３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５３－０９３０２２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５６－０２７１５０（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ２１Ｆ １３／０２
Ｅ２１Ｄ １１／４０
Ｅ２１Ｆ １７／００
Ｅ０６Ｃ ５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールドトンネル内の軌道上を走行するシールド機の後続台車に備えられた昇降設備であって、梯子または階段からなり、一端が前記シールドトンネルの内壁面に備えられた通路上に支持される昇降部と、
前記昇降部の両側から挟持しているガイドローラと、
前記ガイドローラが固定されている作業床と、からなり、
前記昇降部は、前記ガイドローラを支点として回転自在およびスライド自在であり、かつ前記作業床に格納可能であり、
前記作業床には、前記昇降部が該作業床に格納された状態で、該作業床と前記通路との間の昇降を制限する扉部が設けられていることを特徴とする昇降設備。
【請求項2】
前記作業床には、前記昇降部が前記通路上に支持された状態または前記作業床に格納された状態を感知するセンサが備えられ、前記後続台車または該後続台車の運転席には、前記センサが感知した情報から前記昇降部が前記通路上に支持された状態の場合に、該後続台車の走行が制御される制御部と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の昇降設備。
【請求項3】
前記後続台車の運転席に、前記昇降部の状態を知らせる表示部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の昇降設備。
【請求項4】
前記後続台車の走行中に前記通路上に支持させるために前記昇降部をスライドおよび／ または回転させると、前記制御部の指令によって該後続台車が停止することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の昇降設備。
【請求項5】
請求項１乃至請求項４に記載の昇降設備の格納方法であって、前記通路上に支持された昇降部の一端を持ち上げ、前記作業床に向けて回転およびスライドさせながら該作業床に該昇降部を格納することを特徴とする昇降設備の昇降部の格納方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールドトンネルの施工時に使用する昇降設備およびその格納方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、シールドトンネルに用いられる梯子や階段等の昇降設備として、既施工のシールドトンネルの内壁面に掛け渡した軌条用のレール敷設用の鋼材からトンネル底部に昇降するための階段装置が開示されている。
一般に、シールドトンネルの掘進時には、シールド機の前進に伴い、複数の後続台車が追随する。後続台車には、掘進に必要な制御盤、裏込め注入プラント等の諸設備が搭載され、シールド機に直接牽引される場合や、独立して自走するものもある。近年のシールドトンネルの大断面化により後続台車も大型化し、トンネル壁面に固定された歩行用通路と後続台車間の人の往来に昇降設備が必要になる場合がある。
一般に、シールドトンネルの掘進時には、シールド機の前進に伴い、複数の後続台車が追随する。後続台車には、掘進に必要な制御盤、裏込め注入プラント等の諸設備が搭載され、シールド機に直接牽引される場合や、独立して自走するものもある。近年のシールドトンネルの大断面化により後続台車も大型化し、トンネル壁面に固定された歩行用通路と後続台車間の人の往来に昇降設備が必要になる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０００－２９１３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の昇降設備では、昇降設備が掛け渡された鋼材とトンネル底部との間に相対的な動きのズレが生じないが、前記の後続台車と歩行用通路間の昇降設備の場合、シールド機の掘進に連動して後続台車も前進するため、昇降設備が歩行用通路に支持されたままの状態であれば、後続台車の移動に伴って昇降設備が転倒して破損したり、昇降設備に人が巻き込まれる等の危険を伴う。然るに、後続台車の移動前点検が必要になるが、点検忘れ、怠り等、ヒューマンエラーによる人災リスクも考えられる。
本発明は、前記の問題を解決することを目的とするものであり、簡易な構成で、確実に、後続台車の移動時に昇降設備の破損や昇降設備の人への接触を防止する格納式昇降設備およびその格納方法を提案することを課題とする。
本発明は、前記の問題を解決することを目的とするものであり、簡易な構成で、確実に、後続台車の移動時に昇降設備の破損や昇降設備の人への接触を防止する格納式昇降設備およびその格納方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するための本発明の格納式昇降設備は、シールドトンネル内の軌道上を走行するシールド機の後続台車に備えられた昇降設備であって、梯子または階段からなり、一端が前記シールドトンネルの内壁面に備えられた通路上に支持される昇降部と、前記昇降部の両側から挟持しているガイドローラと、前記ガイドローラが固定されている作業床と、からなり、前記昇降部は、前記ガイドローラを支点として回転自在およびスライド自在であり、かつ前記作業床に格納可能なことを特徴としている。
係る構成によれば、昇降部が作業床に設置されたガイドローラを支点として回転自在およびスライド自在であるため、人が昇降部の通路側の一端を持ち上げ、他端方向にスライドさせることで、作業床に格納可能である。これにより、後続台車移動時に簡易かつ確実に昇降部を通路から離間させることができるため、後続台車の移動に伴って昇降部が通路に引きずられて破損したり、昇降設備に人が巻き込まれる等の危険を回避できる。
係る構成によれば、昇降部が作業床に設置されたガイドローラを支点として回転自在およびスライド自在であるため、人が昇降部の通路側の一端を持ち上げ、他端方向にスライドさせることで、作業床に格納可能である。これにより、後続台車移動時に簡易かつ確実に昇降部を通路から離間させることができるため、後続台車の移動に伴って昇降部が通路に引きずられて破損したり、昇降設備に人が巻き込まれる等の危険を回避できる。
【0006】
また、前記作業床には、前記昇降部が該作業床に格納された状態で、該作業床と前記通路との間の昇降を制限する扉部が設けられていることが好ましい。
作業床に昇降部による人の昇降を制限できる扉部が設けられていれば、後続台車内で行う作業中に昇降部を通じた人の出入りを制限でき、後続台車移動中に作業床から通路への飛び降り、通路から作業床への飛び乗り等の危険作業も制限できる。
作業床に昇降部による人の昇降を制限できる扉部が設けられていれば、後続台車内で行う作業中に昇降部を通じた人の出入りを制限でき、後続台車移動中に作業床から通路への飛び降り、通路から作業床への飛び乗り等の危険作業も制限できる。
【0007】
また、前記作業床には、前記昇降部が前記通路上に支持された状態または前記作業床に格納された状態を感知するセンサが備えられ、前記後続台車または該後続台車の運転席には、前記センサが感知した情報から前記昇降部が前記通路上に支持された状態の場合に、該後続台車の走行が制御される制御部と、をさらに含んでいることが好ましい。
作業床に備えられたセンサによって、昇降部が通路上に支持された状態、または作業床に格納された状態のいずれかの状態を感知でき、その感知した情報に基づいて、後続台車またはその運転席に備えられた制御部によって、後続台車の走行を制御できるため、後続台車の移動前点検忘れ、怠り等、ヒューマンエラーによる人災リスクも回避できる。
作業床に備えられたセンサによって、昇降部が通路上に支持された状態、または作業床に格納された状態のいずれかの状態を感知でき、その感知した情報に基づいて、後続台車またはその運転席に備えられた制御部によって、後続台車の走行を制御できるため、後続台車の移動前点検忘れ、怠り等、ヒューマンエラーによる人災リスクも回避できる。
【0008】
また、前記後続台車の運転席に、前記昇降部の状態を知らせる表示部が設けられていても良い。
センサによって感知した昇降部の状態を後続台車の運転席に表示できるので、昇降部が通路上に支持された状態で後続台車を走行させるリスクを抑制できる。
センサによって感知した昇降部の状態を後続台車の運転席に表示できるので、昇降部が通路上に支持された状態で後続台車を走行させるリスクを抑制できる。
【0009】
また、前記後続台車の走行中に前記通路上に支持させるために前記昇降部をスライドおよび／または回転させると、前記制御部の指令によって該後続台車が停止しても良い。
後続台車の走行中に、昇降部を動かすことによるセンサが感知した情報に基づき制御部の指令で自動的に後続台車を緊急停止することができ、未然に不安全行動を予防できる。
後続台車の走行中に、昇降部を動かすことによるセンサが感知した情報に基づき制御部の指令で自動的に後続台車を緊急停止することができ、未然に不安全行動を予防できる。
【0010】
さらに、前記課題を解決するための本発明の昇降設備の格納方法は、前記昇降設備の格納方法であって、前記通路上に支持された昇降部の一端を持ち上げ、前記作業床に向けて回転およびスライドさせながら該作業床に該昇降部を格納することを特徴としている。
昇降部が作業床に設置されたガイドローラを支点として回転自在およびスライド自在であるため、作業床に格納可能である。これにより、後続台車移動時に簡易かつ確実に昇降部を通路から離間させることができるため、後続台車の移動に伴って昇降設備が通路に引きずられて破損したり、昇降設備に人が巻き込まれる等の危険を回避できる。
昇降部が作業床に設置されたガイドローラを支点として回転自在およびスライド自在であるため、作業床に格納可能である。これにより、後続台車移動時に簡易かつ確実に昇降部を通路から離間させることができるため、後続台車の移動に伴って昇降設備が通路に引きずられて破損したり、昇降設備に人が巻き込まれる等の危険を回避できる。
【発明の効果】
【0011】
本発明の昇降設備およびその格納方法によれば、簡易な構成で、確実に、後続台車の移動時に昇降設備の破損や昇降設備の人への接触を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜全体構成＞
図１に、本発明の実施形態である昇降設備を含むシールドトンネル内の後続台車の断面図を示す。
図１より、本実施形態における昇降設備４は、地盤Ｇに構築されたシールドトンネルＳ内であって、シールド機（図示せず）に追随し、独立して自走する後続台車１に付随している。後続台車１は、複数の鋼材を格子状に組み立てて形成された骨組み部１１と、その下方に垂下するように設け垂れた脚部１２，１２，１２・・・と、その下端に備えられた走行部１３，１３，１３・・・と、骨組み部１１の上面に敷設された床部（図示せず）、さらに骨組み部１１の周囲を囲むように立設している台車手摺部１４とからなる。後続台車１は、走行部１３，１３，１３・・・がシールドトンネルＳの下方内面に左右対向して設けられた軌道２上を走行することで移動する。
シールドトンネルＳには、その側方内面に沿って通路３が設けられ、施工関係者等の人員（以下、「作業員等」と略記する。）の安全通路として使用される。
＜全体構成＞
図１に、本発明の実施形態である昇降設備を含むシールドトンネル内の後続台車の断面図を示す。
図１より、本実施形態における昇降設備４は、地盤Ｇに構築されたシールドトンネルＳ内であって、シールド機（図示せず）に追随し、独立して自走する後続台車１に付随している。後続台車１は、複数の鋼材を格子状に組み立てて形成された骨組み部１１と、その下方に垂下するように設け垂れた脚部１２，１２，１２・・・と、その下端に備えられた走行部１３，１３，１３・・・と、骨組み部１１の上面に敷設された床部（図示せず）、さらに骨組み部１１の周囲を囲むように立設している台車手摺部１４とからなる。後続台車１は、走行部１３，１３，１３・・・がシールドトンネルＳの下方内面に左右対向して設けられた軌道２上を走行することで移動する。
シールドトンネルＳには、その側方内面に沿って通路３が設けられ、施工関係者等の人員（以下、「作業員等」と略記する。）の安全通路として使用される。
【0014】
＜昇降設備全体＞
図２に、本発明の実施形態である昇降設備の側面図を示す。また図３に、本発明の実施形態である昇降設備の（ａ）平面図（図２のＡ－Ａ矢視）、（ｂ）正面図（図２のＢ－Ｂ矢視）をそれぞれ示す。
図２，３より、通路３は、シールドトンネルＳの内周面に沿って、所定の間隔で設置されたブラケット３１，３１，３１・・・と、ブラケット３１，３１，３１・・・の上面を塞ぐように、足場板３２，３２・・・が敷き詰められている。シールドトンネルＳの内空側であるブラケット３１上面の端部には、通路手摺３３が立設している。作業員等Ｍは通路手摺３３とシールドトンネルＳの壁面に挟まれた空間を通路として安全にシールドトンネルＳ内を通行することができる。
図２に、本発明の実施形態である昇降設備の側面図を示す。また図３に、本発明の実施形態である昇降設備の（ａ）平面図（図２のＡ－Ａ矢視）、（ｂ）正面図（図２のＢ－Ｂ矢視）をそれぞれ示す。
図２，３より、通路３は、シールドトンネルＳの内周面に沿って、所定の間隔で設置されたブラケット３１，３１，３１・・・と、ブラケット３１，３１，３１・・・の上面を塞ぐように、足場板３２，３２・・・が敷き詰められている。シールドトンネルＳの内空側であるブラケット３１上面の端部には、通路手摺３３が立設している。作業員等Ｍは通路手摺３３とシールドトンネルＳの壁面に挟まれた空間を通路として安全にシールドトンネルＳ内を通行することができる。
【0015】
本実施形態の昇降設備４は主に、後続台車１の骨組み部１１に立設された架台部１５上に設けられた作業床４１と、足場板３２上に載置、支持され、作業床４１と足場板３２との間を昇降するための梯子である昇降部４４とからなる。作業床４１は、複数の鋼材で格子状に形成された床面の骨格を成す梁材４１１と、梁材４１１の上面に敷き詰められた床材４１２と、梁材４１１の周囲を囲むように立設された手摺材４１３によって形成されている。また、作業床４１には、昇降部４４をその両側から挟持するガイドローラ４３，４３が固定され、昇降部４４は、ガイドローラ４３，４３を支点として回転自在およびスライド自在であり、かつ作業床４１に格納可能であることを特徴としている。すなわち、昇降部４４下方の一端が、通路３の足場板３２上に載置、支持され、昇降可能な状態（昇降可能時４４ａ）から、作業員等Ｍが昇降部４４を手前に持ち上げながら、上方にスライドさせ（移動作業時４４ｂ）、ガイドローラ４３，４３を支点として、昇降部４４の上方の方に重心が移動すると、昇降部４４の先端が下がり、水平になった後、昇降部４４下方の一端を上方に向かって床材４１２をスライドすることで、昇降部４４を作用床４１上に格納する（格納時４４ｃ）。
なお、手摺材４１３の支柱には、後述する扉部４２が取り付けられている。
なお、手摺材４１３の支柱には、後述する扉部４２が取り付けられている。
【0016】
＜扉部＞
図４に、本発明の実施形態である扉部を閉じた状態の正面図（図２のＢ－Ｂ矢視）を示す。
同図より、手摺材４１３の昇降部４４による昇降側の妻部には、扉部４２が取り付けられている。扉部４２は対向する左右の扉本体４２１，４２１と、一方の扉本体４２１の支柱に設けられている錠材４２２とからなる。扉本体４２１，４２１は手摺材４１３，４１３の支柱に回転可能に取り付けられ、観音開き式で開閉できる。同図は、昇降部４４の格納時４４ｃであり、扉本体４２１，４２１が閉じられ、錠材４２２を他方の扉本体４２１の支柱に掛けることで、扉本体４２１，４２１を閉じた状態でロックできる。
図４に、本発明の実施形態である扉部を閉じた状態の正面図（図２のＢ－Ｂ矢視）を示す。
同図より、手摺材４１３の昇降部４４による昇降側の妻部には、扉部４２が取り付けられている。扉部４２は対向する左右の扉本体４２１，４２１と、一方の扉本体４２１の支柱に設けられている錠材４２２とからなる。扉本体４２１，４２１は手摺材４１３，４１３の支柱に回転可能に取り付けられ、観音開き式で開閉できる。同図は、昇降部４４の格納時４４ｃであり、扉本体４２１，４２１が閉じられ、錠材４２２を他方の扉本体４２１の支柱に掛けることで、扉本体４２１，４２１を閉じた状態でロックできる。
【0017】
＜ガイドローラおよびセンサ＞
図５に、本本発明の実施形態である昇降設備のガイドローラおよびセンサの（ａ）側面図（図４のＣ部）、（ａ）正面図（図５（ａ）のＤ－Ｄ矢視）を示す。
同図より、昇降部４４は格昇降可能時４４ａおよび納時４４ｃであり、昇降部４４の支持材４４１は外側に向けて溝部があり、その溝部にガイドローラ４３が梁材４１１に対して回転可能に嵌め込まれている。また、対向する支持材４４１，４４１の下面にはストライカ４６，４６が固定されている。本実施形態では、ストライカ４６，４６は、梁材４１１に固定されている対向する一対のセンサ４５，４５が検知する対象である。センサ４５は、非接触式のセンサ―であり、昇降部４４が格納されると（格納時４４ｃ）、ストライカ４６を検知して、後続台車１の移動を制限するインターロックが解除される。
図５に、本本発明の実施形態である昇降設備のガイドローラおよびセンサの（ａ）側面図（図４のＣ部）、（ａ）正面図（図５（ａ）のＤ－Ｄ矢視）を示す。
同図より、昇降部４４は格昇降可能時４４ａおよび納時４４ｃであり、昇降部４４の支持材４４１は外側に向けて溝部があり、その溝部にガイドローラ４３が梁材４１１に対して回転可能に嵌め込まれている。また、対向する支持材４４１，４４１の下面にはストライカ４６，４６が固定されている。本実施形態では、ストライカ４６，４６は、梁材４１１に固定されている対向する一対のセンサ４５，４５が検知する対象である。センサ４５は、非接触式のセンサ―であり、昇降部４４が格納されると（格納時４４ｃ）、ストライカ４６を検知して、後続台車１の移動を制限するインターロックが解除される。
【0018】
＜その他の構成＞
昇降部４４の使用時（昇降可能時４４ａ）には、後続台車１内（他の後続台車内を含む）や立坑外に設けられた後続台車１の運転席に設けられた制御部４７（図示せず）によって、電気的に後続台車１の移動操作ができないように制御できるインターロックを装備している。また、後続台車１の運転席には、センサ４５が感知した情報を表示できる表示部４８が設けられている。これにより、昇降部４４が昇降可能であるか（昇降可能時４４ａ）、移動作業中であるか（移動作業時４４ｂ）、格納状態であるか（格納時４４ｃ）、リアルタイムで把握できる。さらに、後続台車１の走行中に昇降部４４を動かすと（スライドや回転）、制御部４７の指令によって後続台車１が停止する緊急停止機能を備えている。
昇降部４４の使用時（昇降可能時４４ａ）には、後続台車１内（他の後続台車内を含む）や立坑外に設けられた後続台車１の運転席に設けられた制御部４７（図示せず）によって、電気的に後続台車１の移動操作ができないように制御できるインターロックを装備している。また、後続台車１の運転席には、センサ４５が感知した情報を表示できる表示部４８が設けられている。これにより、昇降部４４が昇降可能であるか（昇降可能時４４ａ）、移動作業中であるか（移動作業時４４ｂ）、格納状態であるか（格納時４４ｃ）、リアルタイムで把握できる。さらに、後続台車１の走行中に昇降部４４を動かすと（スライドや回転）、制御部４７の指令によって後続台車１が停止する緊急停止機能を備えている。
【0019】
以上より、昇降設備およびその格納方法によれば、昇降部４４が作業床４１に設置されたガイドローラ４３を支点として回転自在およびスライド自在であるため、人が昇降部４４の通路３側の一端を持ち上げ、他端方向にスライドさせることで、作業床４１に格納可能である。これにより、後続台車１移動時に簡易かつ確実に昇降部４４を通路３から離間させることができるため、後続台車１の移動に伴って昇降部４４が通路３に引きずられて破損したり、昇降設備４に人が巻き込まれる等の危険を回避できる。作業床４１に昇降部４４による人の昇降を制限できる扉部４２が設けられていれば、後続台車１内で行う作業中に昇降部４４を通じた人の出入りを制限でき、後続台車１移動中に作業床４１から通路３への飛び降り、通路３から作業床４１への飛び乗り等の危険作業も制限できる。作業床４１に備えられたセンサ４５によって、昇降部４４が通路３上に支持された状態、または作業床４１に格納された状態のいずれかの状態を感知でき、その感知した情報に基づいて、後続台車１またはその運転席に備えられた制御部４７によって、後続台車１の走行を制御できるため、後続台車１の移動前点検忘れ、怠り等、ヒューマンエラーによる人災リスクも回避できる。センサ４５によって感知した昇降部４４の状態を後続台車１の運転席に表示できるので、昇降部４４が通路３上に支持された状態で後続台車１を走行させるリスクを抑制できる。後続台車１の走行中に、昇降部４４を動かすことによるセンサ４５が感知した情報に基づき制御部４７の指令で自動的に後続台車１を緊急停止することができ、未然に不安全行動を予防できる。
【0020】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【0021】
Ｇ 地盤
Ｓ シールドトンネル
Ｍ 作業員等
１ 後続台車
１１ 骨組部
１２ 脚部
１３ 走行部
１４ 台車手摺部
１５ 架台部
２ 軌道
３ 通路
３１ ブラケット
３２ 足場板
３３ 通路手摺
４ 昇降設備
４１ 作業床
４１１ 梁材
４１２ 床材
４１３ 手摺材
４２ 扉部
４２１ 扉本体
４２２ 錠材
４３ ガイドローラ
４４ 昇降部
４４ａ 昇降可能時
４４ｂ 移動作業時
４４ｃ 格納時
４４１ 支持材
４５ センサ
４６ ストライカ
４７ 制御部
４８ 表示部
Ｓ シールドトンネル
Ｍ 作業員等
１ 後続台車
１１ 骨組部
１２ 脚部
１３ 走行部
１４ 台車手摺部
１５ 架台部
２ 軌道
３ 通路
３１ ブラケット
３２ 足場板
３３ 通路手摺
４ 昇降設備
４１ 作業床
４１１ 梁材
４１２ 床材
４１３ 手摺材
４２ 扉部
４２１ 扉本体
４２２ 錠材
４３ ガイドローラ
４４ 昇降部
４４ａ 昇降可能時
４４ｂ 移動作業時
４４ｃ 格納時
４４１ 支持材
４５ センサ
４６ ストライカ
４７ 制御部
４８ 表示部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】