(57)【要約】【課題】ガイドレール上を走行する走行部の大型化を抑制することが可能であるとともに、セグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することが可能なセグメント組立装置およびシールド掘進機を提供する。【解決手段】このセグメント組立装置２は、掘進方向Ｘ１と直交する断面が非円形形状のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てる装置であって、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレール６２と、セグメントＳＧの把持部７１を含み、ガイドレール６２上を走行する走行部７と、ガイドレール６２を掘進方向と略直交する方向に移動させる移動機構３とを備える。【選択図】図１
2020133208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進方向と直交する断面が非円形形状のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てるセグメント組立装置であって、
前記トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレールと、
セグメントの把持部を含み、前記ガイドレール上を走行する走行部と、
前記ガイドレールを前記掘進方向と略直交する方向に移動させる移動機構とを備える、セグメント組立装置。
【請求項２】
ガイドレールを内周側から支持するとともに、シールド掘進機の本体部に接続される配線、配管および排土装置を少なくとも通す開口部を有するガイドレール支持部をさらに備え、
前記移動機構は、前記開口部に、少なくとも前記配線、前記配管および前記排土装置が通った状態で、前記ガイドレール支持部を移動させるように構成されている、請求項１に記載のセグメント組立装置。
【請求項３】
前記移動機構は、前記ガイドレールを上下方向に移動させる上下移動機構と、前記ガイドレールを左右方向に移動させる左右移動機構とを含む、請求項１または２に記載のセグメント組立装置。
【請求項４】
前記走行部は、
前記把持部により把持している前記セグメントの傾きを調整する傾き調整部と、
前記把持部により把持している前記セグメントの前記掘進方向の位置を調整する位置調整部とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセグメント組立装置。
【請求項５】
前記移動機構は、前記セグメントを左右方向の一方側に位置する所定の設置位置に移動させる場合、前記ガイドレールを前記左右方向の他方側に移動させるとともに、前記走行部を前記左右方向の一方側に移動させた状態で、前記把持部に把持されている前記セグメントが前記所定の設置位置に移動するように、前記ガイドレールを移動させるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセグメント組立装置。
【請求項６】
掘進方向と直交する断面が非円形形状のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てるセグメント組立装置を備えるシールド掘進機であって、
土砂を掘削するカッタヘッドと、掘削に伴う土砂を輸送する排土装置と含む本体部と、
前記本体部に取り付けられる前記セグメント組立装置とを備え、
前記セグメント組立装置は、
前記トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレールと、
セグメントの把持部を含み、前記ガイドレール上を走行する走行部と、
前記ガイドレールを前記掘進方向と直交する方向に移動させる移動機構とを含む、シールド掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント組立装置およびシールド掘進機に関し、特に、掘進方向に直交する断面が非円形形状のセグメント組立装置およびシールド掘進機（いわゆる異形シールド掘進機）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掘進方向に直交する断面が非円形形状のシールド掘進機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、掘進方向に直交する断面が略矩形のシールド掘進機が開示されている。シールド掘進機は、掘進機本体（本体部）と、掘進機本体に取り付けられるセグメント組立装置とを備えている。
【０００４】
セグメント組立装置は、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるレールと、レール上を走行するエレクタ装置本体（走行部）とを含んでいる。レールは、掘進機本体に対して固定的に取り付けられている。エレクタ装置本体は、セグメントピース把持機構と、セグメントピース把持機構の昇降装置および補完的な移動装置とを有している。セグメント組立装置は、エレクタ装置本体のセグメントピース把持機構により把持したセグメントを、走行、昇降、および、補完的な移動装置により所定の設置位置に移動させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４４５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のシールド掘進機では、レール上を走行するエレクタ装置本体（走行部）が、セグメントピース把持機構と昇降装置と補完的な移動装置とを含んでおり、エレクタ装置本体が大型化しているという問題点がある。また、エレクタ装置本体（走行部）が大型化することに伴い、エレクタ装置本体を配置するためのスペースが大きくなるため、坑内においてセグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することが難しいという問題点がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ガイドレール上を走行する走行部の大型化を抑制することが可能であるとともに、セグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することが可能なセグメント組立装置およびシールド掘進機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明のセグメント組立装置は、掘進方向と直交する断面が非円形形状のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てるセグメント組立装置であって、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレールと、セグメントの把持部を含み、ガイドレール上を走行する走行部と、ガイドレールを掘進方向と略直交する方向に移動させる移動機構とを備える。
【０００９】
この発明のセグメント組立装置では、上記のように、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレールと、セグメントの把持部を含み、ガイドレール上を走行する走行部と、ガイドレールを掘進方向と略直交する方向に移動させる移動機構とを設ける。これにより、従来のように、セグメントを設置位置に移動させる機構を、ガイドレール上を走行する構成自体に設ける場合とは異なり、移動機構によりガイドレールを掘進方向と略直交する方向に移動させることよって、走行部の把持部により把持しているセグメントを設置位置に移動させることができる。すなわち、走行部の把持部により把持しているセグメントを設置位置に移動させる機構を走行部自体に設けることなく、ガイドレール自体の移動によりセグメントを設置位置に移動させることができる。したがって、セグメントを設置位置に移動させるための機構を走行部自体に設けない分だけ、ガイドレール上を走行する走行部の大型化を抑制することができる。その結果、走行部を配置するためのスペースを小さくすることができるので、セグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することができる。以上により、ガイドレール上を走行する走行部の大型化を抑制することができるとともに、セグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することができる。また、重量物であるセグメントを把持した状態で、走行部７に設けられた把持部がガイドレールから離間することがなくなるので、走行部７に過大な負荷（応力）が作用するのを抑制することができる。
【００１０】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、ガイドレールを内周側から支持するとともに、シールド掘進機の本体部に接続される配線、配管および排土装置を少なくとも通す開口部を有するガイドレール支持部をさらに備え、移動機構は、開口部に、少なくとも配線、配管および排土装置が通った状態で、ガイドレール支持部を移動させるように構成されている。このように構成すれば、ガイドレールの内側のスペースであるガイドレール支持部の開口部を、配線および排土装置を配置するためのスペースとして有効に活用することができる。
【００１１】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、移動機構は、ガイドレールを上下方向に移動させる上下移動機構と、ガイドレールを左右方向に移動させる左右移動機構とを含む。このように構成すれば、上下移動機構および左右移動機構によりセグメントを掘進方向と直交する方向の全方向に移動させることができる。また、上下移動機構のみによりセグメントを安定して上下方向に移動させることができるとともに、左右移動機構のみによりセグメントを安定して左右方向に移動させることができる。
【００１２】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、走行部は、把持部により把持しているセグメントの傾きを調整する傾き調整部と、把持部により把持しているセグメントの掘進方向の位置を調整する位置調整部とを含む。このように構成すれば、セグメントを直接把持している走行部に、セグメントの姿勢を調整（微調整）する傾き調整部および位置調整部が設けられるので、ガイドレールを移動させる移動機構により間接的にセグメントの姿勢を調整する場合と比較して、精度よくセグメントの姿勢を微調整することができる。
【００１３】
上記セグメント組立装置において、好ましくは、移動機構は、セグメントを左右方向の一方側に位置する所定の設置位置に移動させる場合、ガイドレールを左右方向の他方側に移動させるとともに、走行部を左右方向の一方側に移動させた状態で、把持部に把持されているセグメントが所定の設置位置に移動するように、ガイドレールを移動させるように構成されている。このように構成すれば、セグメントを左右方向の一方側に位置する所定の設置位置に移動させる場合に、ガイドレールおよび走行部が、既に設置したセグメントおよび坑壁に接触するのを確実に防止することができる。
【００１４】
この発明のシールド掘進機は、掘進方向と直交する断面が非円形形状のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てるセグメント組立装置を備えるシールド掘進機であって、土砂を掘削するカッタヘッドと、掘削に伴う土砂を輸送する排土装置と含む本体部と、本体部に取り付けられるセグメント組立装置とを備え、セグメント組立装置は、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレールと、セグメントの把持部を含み、ガイドレール上を走行する走行部と、ガイドレールを掘進方向と直交する方向に移動させる移動機構とを含む。
【００１５】
この発明のシールド掘進機では、上記のように構成することによって、上記セグメント組立装置と同様に、ガイドレール上を走行する走行部の大型化を抑制することができるとともに、セグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、ガイドレール上を走行する走行部の大型化を抑制することができるとともに、セグメント組立装置の配置スペースを十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態によるシールド掘進機の模式的な縦断面図である。
【図２】図１のセグメント組立装置を掘進方向後方側から見た図である。
【図３】図１に示したセグメント組立装置の拡大図である。
【図４】セグメント組立装置の模式的な分解斜視図である。
【図５】図４に示したセグメント組立装置の各部の模式的な組立図である。
【図６】セグメントを把持する方法について説明するための模式的な図である。
【図７】左右方向にセグメントの設置位置がある場合のセグメントの組み立て動作について説明するための図であり、（Ａ）は走行部をセグメントの設置位置に対向する位置に移動させた状態を示しており、（Ｂ）はセグメントを設置した状態を示している。
【図８】上方向にセグメントの設置位置がある場合のセグメントの組み立て動作について説明するための図であり、（Ａ）は走行部をセグメントの設置位置に対向する位置に移動させた状態を示しており、（Ｂ）はセグメントを設置した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図８参照して、本発明の一実施形態によるシールド掘進機１００について説明する。
【００２０】
（シールド掘進機の全体構成）
図１に示すように、シールド掘進機１００は、掘削面を構成するカッタヘッド１１を有する本体部１と、掘進に伴う土砂または泥水を輸送する排土装置Ｈと、トンネル内面にセグメントＳＧを組み立てるセグメント組立装置２とを備える。
【００２１】
本体部１は、カッタヘッド１１と、カッタヘッド１１によって掘削された土砂が貯留されるチャンバ１２と、セグメントＳＧを押圧して本体部１を推進させるシールドジャッキ１３と、胴体１４と、隔壁１５とを含んでいる。
【００２２】
排土装置Ｈは、チャンバ１２内の土砂を排出するスクリュコンベアＨ１と、スクリュコンベアＨ１に下流側から接続されるポンプＨ２と、ポンプＨ２に下流側から接続される配管Ｈ３とを含んでいる。
【００２３】
本実施形態では、シールド掘進機１００が、泥土圧式のシールド掘進機である例を示している。泥土圧式のシールド掘進機１００では、カッタヘッド１１により掘削された土砂と注入された作泥材とがチャンバ１２内で混合され、掘削土砂が不透水性と塑性流動性とを持つ泥土に変換される。掘削土砂（泥土）は、チャンバ１２内およびスクリュコンベアＨ１内に充満する。シールド掘進機１００は、シールドジャッキ１３によって推進することによって、掘削した土砂をチャンバ１２内に充満させ加圧し、地山側の圧力(土圧および地下水圧)に対抗させる。シールド掘進機１００は、掘進量と排土量とのバランスによって圧力の平衡を図りながら掘進方向（Ｘ１方向）に前進する。スクリュコンベアＨ１から排出される土砂は、排土装置Ｈを介して後方（Ｘ２方向）に輸送される。
【００２４】
なお、各図において、前後方向をＸ方向で示し、掘進方向（前方）をＸ１方向で示し、後方をＸ２方向で示す。また、上下方向をＺ方向で示し、上方をＺ１方向で示し、下方をＺ２方向で示す。また、前後方向および上下方向に直交する左右（横）方向をＹ方向で示す。また、Ｙ方向のうち、坑内を掘進方向に沿って見た場合（後方側から前方側を見た場合）の右方向をＹ１方向で示し、左方向をＹ２方向で示す。また、以下では、特に断らない限り、「断面」とは前後方向（Ｘ方向）と略直交する断面Ｃを意味するものとする。
【００２５】
胴体１４は、前胴部１４ａおよび後胴部１４ｂから構成されている。前胴部１４ａは、推進力が付与されてカッタヘッド１１により地山の掘進を行う部分であり、後胴部１４ｂは、前胴部１４ａに伴って、トンネルのリング状の周壁部分を構成するセグメントＳＧを配列しながら進行する部分である。
【００２６】
ここで、図２に示すように、本実施形態のシールド掘進機１００は、異形断面を有するシールド掘進機である。すなわち、本体部１は、Ｘ方向と直交する断面Ｃが非円形形状を有する。図２では、概して、上下方向に縦長の楕円形断面を有するトンネルを掘進する本体部１の例を示している。図２の例では、セグメント組立装置２は、長方形断面のトンネル内面に合わせて、セグメントＳＧを長方形のリング状に組み立てる。なお、非円形形状は、楕円形状に限られず、オーバル形状（角丸長方形）または長方形状（矩形状）や、六角形状などの多角形状であってもよい。図２では、セグメントリングを１０個のセグメントＳＧにより構成している例を示しているが、１つのセグメントリングをいくつのセグメントＳＧで構成してもよい。
【００２７】
図１に戻り、カッタヘッド１１は、図示しない駆動源によって、掘進方向の回転軸回りに回転駆動される。カッタヘッド１１によって削られた掘削土は、図示しない貫通孔を通ってカッタヘッド１１の内部のチャンバ１２に進入する。チャンバ１２は、カッタヘッド１１、前胴部１４ａおよび隔壁１５によって囲まれた空間（作泥土室）である。
【００２８】
シールドジャッキ１３は、複数（図１では１つのみ図示）設けられており、胴体１４の周方向に沿って配列されている。各シールドジャッキ１３は、掘進方向に向けて、組み立てられたセグメントＳＧと対向するように設置されている。本体部１は、シールドジャッキ１３を伸長させて既設のセグメントＳＧを掘進方向後方（Ｘ２方向）に押圧することにより、掘進方向への推進力（反作用力）を発生させる。
【００２９】
スクリュコンベアＨ１は、チャンバ１２に接続され、チャンバ１２内の土砂を排出するように構成されている。スクリュコンベアＨ１は、一端で開口する取込口Ｈ１ａが隔壁１５を貫通してチャンバ１２内に露出し、他端側の排出口Ｈ１ｂが隔壁１５よりも後方側に設けられている。スクリュコンベアＨ１は、チャンバ１２内の土砂を排出してチャンバ１２内の圧力を調整する機能を有する。スクリュコンベアＨ１の排出口Ｈ１ｂは、配管Ｈ３が接続されたポンプＨ２の取込口に接続されている。すなわち、スクリュコンベアＨ１から排出される土砂は、そのままポンプＨ２の取込口に供給される。
【００３０】
ここで、本体部１に外部から電力や制御信号などの配線類や作泥材・油圧装置用の作動油などの配管類Ｃａ（以下、配線類・配管類Ｃａと記す）、および、排土装置Ｈは、セグメント組立装置２との接触を回避するために、セグメント組立装置２の内側を通されるように構成されている。詳細については後述する。ここで、本実施形態において、接触とは、配線類・配管類Ｃａまたは排土装置Ｈが、セグメント組立装置２に物理的に触れることを意味する。なお、配管Ｈ３によりセグメント組立装置２の後方（Ｘ２方向）に運ばれた土砂は、ベルトコンベアＢにより抗外に搬送される。また、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈは、本体部１に対して（略）固定的に設置されている。
【００３１】
（セグメント組立装置の構成）
図３に示すように、セグメント組立装置２は、スクリュコンベアＨ１の後方（前胴部１４ａの後端近傍）（Ｘ２方向）に配置されている。セグメント組立装置２は、掘進方向（Ｘ１方向）と直交する断面Ｃが非円形形状（異形形状）のトンネルの内周面に環状のセグメントリングを組み立てるように構成されている。セグメント組立装置２は、本体部１内の断面Ｃ（図２参照）内でセグメントＳＧの把持部７１を移動させて、セグメントＳＧを組み立てるように構成されている。
【００３２】
図２に示したように縦横比の大きい（縦横比＝１からの乖離が大きい）断面形状の場合、セグメント組立装置２は、Ｘ方向の中心軸回りの回転だけでは全てのセグメントＳＧを組み立てることが難しい。そこで、本実施形態のセグメント組立装置２は、上記のように、把持部７１を断面Ｃにおいて縦横（上下左右）に移動させることが可能に構成されている。つまり、把持部７１は、Ｙ方向およびＺ方向（図２参照）に移動可能である。
【００３３】
ここで、非円形形状（異形形状）の断面Ｃのセグメント組立装置としては種々のタイプがあるが、本実施形態のセグメント組立装置２は、トンネルの断面Ｃよりも一回り小さいガイドレール６２上で、把持部７１を含む走行部７を走行させて、セグメントＳＧをトンネルの内周面に沿って移動させるタイプの組立装置である。
【００３４】
セグメント組立装置２は、移動機構３と、固定ベース４と、横行軸ベース５と、被移動部６と、駆動制御部８（図３参照）とを備えている。なお、被移動部６は、セグメントＳＧの把持部７１を含んでいる。
【００３５】
固定ベース４は、本体部１に内周側から固定的に取り付けられている。横行軸ベース５は、移動機構３を駆動源として昇降可能（上下方向（Ｚ１方向およびＺ２方向）に移動可能）なように、固定ベース４に対して取り付けられている。被移動部６は、移動機構３を駆動源として左右方向（Ｙ１方向およびＹ２方向）に移動可能なように、横行軸ベース５に対して取り付けられている。
【００３６】
したがって、横行軸ベース５は、固定ベース４に対して上下方向（Ｚ方向）に移動される。被移動部６は、固定ベース４に対して上下方向（Ｚ方向）および左右方向（Ｙ方向）に移動される。以下、セグメント組立装置２の各部の詳細な構成について説明する。
【００３７】
〈移動機構の構成〉
図５に示す移動機構３は、被移動部６（後述するガイドレール６２）を掘進方向Ｘ１方向と直交する方向に移動させるように構成されている。
【００３８】
移動機構３は、被移動部６（後述するガイドレール６２）を上下方向（Ｚ方向）に移動させる上下移動機構３１と、被移動部６（後述するガイドレール６２）を左右方向（Ｙ方向）に移動させる左右移動機構３２とを備えている。
【００３９】
上下移動機構３１は、固定ベース４（後述する昇降軸ベース４２）に設置される一対の昇降ジャッキ３１ａおよび一対の昇降ガイド軸３１ｂを含んでいる。なお、昇降ガイド軸３１ｂは上下方向（Ｚ方向）に延びている。
【００４０】
左右移動機構３２は、横行軸ベース５に設置される一対の横行ジャッキ３２ａおよび一対の横行ガイド軸３２ｂを含んでいる。なお、横行ガイド軸３２ｂは左右方向（Ｙ方向）に延びている。
【００４１】
昇降ジャッキ３１ａは、筒状の昇降ジャッキ本体部３１１と、昇降ジャッキ本体部３１１から進退移動する昇降ロッド部３１２とを有している。同様に、横行ジャッキ３２ａは、筒状の横行ジャッキ本体部３２１と、横行ジャッキ本体部３２１から進退移動する横行ロッド部３２２とを有している。移動機構３の設置位置については後述する。
【００４２】
移動機構３は、被移動部６（被移動部６の後述するガイドレール支持部６１の貫通穴６１ｂ）が配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに接触しない範囲で、被移動部６（ガイドレール支持部６１）を移動させるように構成されている。また、移動機構３は、貫通穴６１ｂに、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈが通った状態で、ガイドレール支持部６１を移動させるように構成されている。詳細については後述する。なお、貫通穴６１ｂは、特許請求の範囲の「開口部」の一例である。
【００４３】
〈固定ベースの構成〉
図３に示すように、固定ベース４は、本体部１に固定的に設置されており、セグメント組立装置２全体を支持するように構成されている。すなわち、固定ベース４は、移動することがない。
【００４４】
固定ベース４は、支持ベース４１と、昇降軸ベース４２とを含んでいる。
【００４５】
支持ベース４１は、本体部１に内周側から直接取り付けられる部分であり、上下方向（Ｚ方向）に延びる複数の梁部材、および、左右方向（Ｙ方向）に延びる複数の梁部材の組み合わせにより構成されている。支持ベース４１を構成する複数の梁部材は、上下左右にバランスよく配置されている。支持ベース４１を構成する複数の梁部材は、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに接触することがないように、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈから離間した位置に配置されている。
【００４６】
図５に示すように、昇降軸ベース４２は、上下方向（Ｚ方向）を長手方向、左右方向（Ｙ方向）を短手方向、前後方向（Ｘ方向）を厚み方向とする矩形の平板形状を有している。昇降軸ベース４２は、支持ベース４１に対して後方側（Ｘ２方向側）から固定的に取り付けられている。
【００４７】
昇降軸ベース４２は、前後方向から見て、略中央部に配置されている（図２参照）。昇降軸ベース４２は、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに対する接触を回避するために、内側に貫通穴４２ａを有している。
【００４８】
昇降軸ベース４２には、上下方向（Ｚ方向）に延びる昇降ガイド軸３１ｂを支持する昇降軸支持部４２ｂが複数設けられている。
【００４９】
昇降軸支持部４２ｂは、昇降ガイド軸３１ｂの上端部と、下端部と、上端部および下端部の中間部との３箇所に１つずつ（１つの昇降ガイド軸３１ｂに対して合計３つ）設けられている。昇降軸支持部４２ｂは、平板形状の昇降軸ベース４２の後面から後方（Ｘ２方向）に突出する部分である。
【００５０】
３つのうち中間部に設けられた昇降軸支持部４２ｂには、昇降ジャッキ３１ａの昇降ジャッキ本体部３１１が左右方向の外側から固定的に取り付けられている。すなわち、昇降ジャッキ本体部３１１は、移動することがない。なお、昇降軸支持部４２ｂは、一対の昇降ガイド軸３１ｂをＹ方向に離間させた状態で支持している（図４参照）。
【００５１】
〈横行軸ベースの構成〉
図４に示す横行軸ベース５は、上記説明した昇降軸ベース４２と概ね同様の構成を備えている。横行軸ベース５は、固定ベース４（昇降軸ベース４２）の後方（Ｚ２方向）に配置されている。横行軸ベース５は、固定ベース４（昇降軸ベース４２）に対して上下方向（Ｚ方向）に移動可能なように取り付けられている。横行軸ベース５は、昇降ガイド軸３１ｂに沿って、上下方向（Ｚ方向）のみに移動するように構成されている。横行軸ベース５は、被移動部６を支持するように構成されている。
【００５２】
横行軸ベース５は、上下方向（Ｚ方向）を長手方向、左右方向（Ｙ方向）を短手方向、前後方向（Ｘ方向）を厚み方向とする矩形の平板形状を有している。なお、横行軸ベース５の上下方向の大きさは、昇降軸ベース４２の上下方向の大きさよりも小さい。また、横行軸ベース５の左右方向（Ｙ方向）の大きさは、昇降軸ベース４２の左右方向の大きさよりも僅かに小さい、または、昇降軸ベース４２の左右方向の大きさと略同じ大きさである。
【００５３】
横行軸ベース５には、昇降ガイド軸３１ｂに嵌合して、昇降ガイド軸３１ｂにより上下方向への移動がガイドされる上下移動被ガイド部５１が設けられている。
【００５４】
上下移動被ガイド部５１は、一方（Ｙ２方向側）の昇降ガイド軸３１ｂ、および、他方（Ｙ１方向側）の昇降ガイド軸３１ｂに対して、それぞれ、２つずつ設けられている。一方（他方）の昇降ガイド軸３１ｂに設けられた２つの上下移動被ガイド部５１は、上下方向に所定距離を隔てて離間して配置されている。
【００５５】
このうち（一方（他方）の昇降ガイド軸３１ｂに設けられた２つの上下移動被ガイド部５１のうち）、上方（Ｚ１方向）の上下移動被ガイド部５１には、昇降ジャッキ３１ａの昇降ロッド部３１２が左右方向の外側から固定的に取り付けられている。すなわち、昇降ロッド部３１２が固定的に取り付けられた上下移動被ガイド部５１は、昇降ジャッキ本体部３１１に対して上下方向に移動するように構成されている。したがって、上下移動被ガイド部５１が上下方向に移動するのに伴い、横行軸ベース５も上下方向に移動する。なお、上下移動被ガイド部５１は、平板形状の横行軸ベース５の前面から前方（Ｘ１方向）に突出する部分である。
【００５６】
横行軸ベース５には、左右方向（Ｙ方向）に延びる横行ガイド軸３２ｂを支持する一対の横行軸支持部５２が複数設けられている。
【００５７】
横行軸支持部５２は、横行ガイド軸３２ｂの左端部と右端部との２箇所にそれぞれ１つずつ（１つの横行ガイド軸３２ｂに対して合計２つ）設けられている。なお、横行軸支持部５２は、平板形状の横行軸ベース５の後面から後方（Ｘ２方向）に突出する部分である。
【００５８】
２つのうち左端部（Ｙ２方向端部）に設けられた横行軸支持部５２には、横行ジャッキ３２ａの横行ロッド部３２２が固定的に取り付けられている。すなわち、横行ロッド部３２２は、横行軸ベース５に対して移動することがない。なお、横行軸支持部５２は、一対の横行ガイド軸３２ｂをＺ方向に離間させた状態で支持している。
【００５９】
横行軸ベース５は、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに対する接触を回避するために、内側に貫通穴５３を有している。貫通穴５３は、横行軸ベース５が上下方向に移動する際に、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに接触することがないように、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈの配置領域よりも一回り大きく形成されている。
【００６０】
〈被移動部の構成〉
図３に示すように、被移動部６は、ガイドレール支持部６１と、ガイドレール６２と、セグメントＳＧの把持部７１を含む走行部７とを備えている。
【００６１】
〈ガイドレール支持部の構成〉
ガイドレール支持部６１は、横行軸ベース５の後方（Ｚ２方向）に配置されている。ガイドレール支持部６１は、横行軸ベース５に直接取り付けられている。また、ガイドレール支持部６１は、ガイドレール６２を固定的に支持している。また、ガイドレール支持部６１には、ガイドレール６２を介して走行部７が取り付けられている。ガイドレール支持部６１は、ガイドレール６２を内周側から支持するとともに、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈを通す貫通穴６１ｂを有している。詳細については後述する。
【００６２】
ガイドレール支持部６１は、横行ガイド軸３２ｂに沿って、横行軸ベース５に対して、左右方向（Ｙ方向）に移動するように構成されている。
【００６３】
ガイドレール支持部６１は、Ｘ方向から見て、縦長の楕円形の平板形状を有している（図２参照）。なお、ガイドレール支持部６１の上下方向（Ｚ方向）の大きさは、昇降軸ベース４２の上下方向と略同じ大きさである。また、ガイドレール支持部６１の左右方向（Ｙ方向）の大きさは、昇降軸ベース４２の左右方向の大きさよりも大きい。また、ガイドレール支持部６１の厚みは、昇降軸ベース４２の厚みおよび横行軸ベース５の厚みよりも大きい。
【００６４】
図５に示すように、ガイドレール支持部６１には、横行ガイド軸３２ｂに嵌合して、横行ガイド軸３２ｂに左右方向への移動がガイドされる左右移動被ガイド部６１ａが設けられている。
【００６５】
左右移動被ガイド部６１ａは、一方（Ｚ１方向側）の横行ガイド軸３２ｂ、および、他方（Ｚ２方向側）の横行ガイド軸３２ｂに対して、それぞれ、１つずつ設けられている。
【００６６】
左右移動被ガイド部６１ａには、横行ジャッキ３２ａの横行ジャッキ本体部３２１が固定的に取り付けられている。すなわち、横行ジャッキ本体部３２１が固定的に取り付けられた左右移動被ガイド部６１ａは、横行ロッド部３２２に対して左右方向に移動するように構成されている。したがって、左右移動被ガイド部６１ａが左右方向に移動するのに伴い、ガイドレール支持部６１も左右方向に移動する。なお、左右移動被ガイド部６１ａは、平板形状のガイドレール支持部６１の前面から前方（Ｘ１方向）に突出する部分である。
【００６７】
ガイドレール支持部６１は、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに対する接触を回避するために、上記のように、内側に貫通穴６１ｂを有している。貫通穴６１ｂは、ガイドレール支持部６１が上下方向および左右方向に移動する際に、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈに接触することがないように、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈの配置領域よりも一回り大きく形成されている。
【００６８】
ガイドレール支持部６１には、走行部７の後述する駆動モータ７２に取り付けられたピニオンギア７２ａに噛み合う環状のラック６１ｃが設けられている。ラック６１ｃは、ガイドレール６２と相似形状を有している。
【００６９】
〈ガイドレールの構成〉
ガイドレール６２は、ガイドレール支持部６１の楕円形の側面に固定的に取り付けられている。ガイドレール６２は、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びている。ガイドレール６２は、掘進方向に直交する方向に延びている。ガイドレール６２は、環状のレールである。ガイドレール６２は、トンネルの内周面（セグメントリング）に対応した形状（略相似形状）を有している。
【００７０】
ガイドレール６２は、前方側（Ｘ１方向側）および後方側（Ｘ２方向側）から、それぞれ、走行部７の車輪が嵌め込まれる一対の凹部を有している。
【００７１】
〈走行部の構成〉
図３に示すように、走行部７は、セグメントＳＧの把持部７１と、駆動モータ７２と、把持部７１により把持しているセグメントＳＧの姿勢を微調整可能な傾き調整部７３および位置調整部７４とを含んでいる。
【００７２】
また、走行部７は、ガイドレール６２に直接支持される第１フレーム７５と、位置調整部７４により第１フレーム７５に対して、前後方向に移動される第２フレーム７６とを含んでいる。なお、把持部７１および傾き調整部７３は、ともに、第２フレーム７６に設けられている。
【００７３】
把持部７１は、前後方向（Ｘ方向）において、ガイドレール６２の略中間位置に１つのみ設けられている。また、把持部７１は、トンネルの内周面に対向する位置に設けられている。すなわち、把持部７１は、前後方向（Ｘ方向）から見て、走行部７の外周側の端部付近に設けられている。
【００７４】
ここで、図６に示すように、本実施形態で用いられるセグメントＳＧには、吊り金具Ｋ１を取り付けるためのホールＳＧ０が内周面の中心に１つ設けられている。把持部７１は、固定金具Ｋ２により吊り金具Ｋ１に固定されることによって、セグメントＳＧを把持するように構成されている。なお、固定金具Ｋ２は、手作業により把持部７１に取り付けられる。
【００７５】
図３に戻り、走行部７は、把持部７１によりセグメントＳＧを把持する際に、ガイドレール６２の下端（初期位置）に配置される。そして、フィーダー（図示せず）により、走行部７の直下にセグメントＳＧが搬送され、セグメントＳＧが把持されたら、フィーダーが退避する。なお、初期位置に走行部７を配置する場合、ガイドレール６２は、坑内の上方側に配置される。
【００７６】
駆動モータ７２は、ガイドレール６２に沿った方向において、走行部７の一方側端部および他方側端部にそれぞれ１つずつ（合計２つ）設けられている。駆動モータ７２には、ピニオンギア７２ａが回転可能に取り付けられている。
【００７７】
ピニオンギア７２ａは、ガイドレール支持部６１の環状のラック６１ｃに外周側から噛み合っている。駆動モータ７２は、ピニオンギア７２ａを回転させることにより、ガイドレール６２に沿った方向に走行部７を移動させるように構成されている。
【００７８】
傾き調整部７３は、把持部７１により把持しているセグメントＳＧの傾きを微調整するように構成されている。なお、傾き調整部７３は、セグメントＳＧの傾きの微調整を、ガイドレール６２上を走行する走行部７の走行順、および、移動機構３のガイドレール６２を移動させる順番にかかわらず、いかなる段階でも行うことが可能なように構成されている。
【００７９】
傾き調整部７３は、把持部７１を取り囲むように、把持部７１の周りに設けられた４つのジャッキ７３ａを有している（図６参照）。４つのジャッキ７３ａは、各々、セグメントＳＧのホールＳＧ０（図６参照）の周りに先端が当接するように構成されている。そして、傾き調整部７３は、４つのジャッキ７３ａの各長さを調整することにより、ホールＳＧ０を中心とするセグメントＳＧの傾きを調整するように構成されている。すなわち、傾き調整部７３は、セグメントＳＧのピッチングおよびヨーイングを調整可能に構成されている。
【００８０】
位置調整部７４は、把持部７１により把持しているセグメントＳＧの掘進方向の位置を微調整するように構成されている。なお、位置調整部７４は、セグメントＳＧの掘進方向の位置の微調整を、ガイドレール６２上を走行する走行部７の走行順、および、移動機構３のガイドレール６２を移動させる順番にかかわらず、いかなる段階でも行うことが可能なように構成されている。
【００８１】
前後方向において、第２フレーム７６は、第１フレーム７５と僅かな隙間を隔てて、第１フレーム７５に挟まれるように配置されている。位置調整部７４は、この隙間（第２フレーム７６と第１フレーム７５との間の僅かな隙間）の分だけ、把持部７１（第１フレーム７５）を移動させるように構成されている。具体的には、第２フレーム７６は、図２に示す範囲Ｌ内で前後方向（Ｘ方向）に移動するように構成されている。
【００８２】
なお、位置調整部７４は、第２フレーム７６の移動をガイドする、ガイド軸７４ａと、第２フレーム７６の駆動させるジャッキ７４ｂとを有している。
【００８３】
（駆動制御部の構成）
図３に示す駆動制御部８は、セグメント組立装置２の駆動を制御するように構成されている。具体的には、駆動制御部８は、昇降ジャッキ３１ａおよび横行ジャッキ３２ａの油圧駆動部（図示せず）に駆動信号を送信して昇降ジャッキ３１ａおよび横行ジャッキ３２ａを駆動させるように構成されている。また、駆動制御部８は、傾き調整部７３および位置調整部７４の駆動を制御するように構成されている。また、駆動制御部８は、駆動モータ７２を駆動させて走行部７の走行を制御するように構成されている。
【００８４】
（セグメントの組立動作）
次に、図３、図７および図８を参照して、セグメントＳＧの組立動作について説明する。なお、セグメントＳＧは、原則、下方側から上方側に順に積み上げる形で組み立てられる。そして、最後に、キーセグメントＫＳＧを組み付けることで１つのセグメントリングが完成する。以下では、左右方向の所定の設置位置に１つのセグメントＳＧを設置する場合、および、上下方向の所定の設置位置に１つのセグメントＳＧを設置する場合について順に説明する。
【００８５】
左右方向の所定の設置位置に１つのセグメントＳＧを設置する場合について説明する。まず、図３に示すように、ガイドレール６２を坑内の上方側に配置するとともに、走行部７をガイドレール６２の下端（初期位置）に配置して、把持部７１によりセグメントＳＧを把持する。
【００８６】
そして、図７（Ａ）に示すように、セグメントＳＧを左右方向の一方側（Ｙ２方向側）に位置する所定の設置位置に移動させる場合、移動機構３により、ガイドレール６２を左右方向の他方側（Ｙ１方向側）に移動（退避）させる。
【００８７】
この際、傾き調整部７３および位置調整部７４により、把持しているセグメントＳＧの姿勢（傾きおよび掘進方向の位置）を微調整する。
【００８８】
さらに、図７（Ｂ）に示すように、走行部７を左右方向の一方側に移動させた状態で、移動機構３により、把持部７１に把持されているセグメントＳＧの設置位置に移動するように、ガイドレール６２を移動させる。
【００８９】
次に、上下方向の所定の設置位置に１つのセグメントＳＧを設置する場合について説明する。まず、図３を参照して、上記説明したように、初期位置で把持部７１によりセグメントＳＧを把持する。
【００９０】
そして、図８（Ａ）に示すように、セグメントＳＧを上方に位置する所定の設置位置に移動させる場合、移動機構３により、ガイドレール６２を左右方向の一方側に移動（退避）させるとともに、上方に走行部７を配置可能なように、ガイドレール６２を移動させて上方にスペースを確保する。
【００９１】
この際、傾き調整部７３および位置調整部７４により、把持しているセグメントＳＧの姿勢（傾きおよび掘進方向の位置）を微調整する。
【００９２】
さらに、図８（Ｂ）に示すように、走行部７を上方に移動させた状態で、移動機構３により、把持部７１に把持されているセグメントＳＧの設置位置に移動するように、ガイドレール６２を移動させる。
【００９３】
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００９４】
本実施形態では、上記のように、トンネルの内周面の形状に沿って周状に延びるガイドレール６２と、セグメントＳＧの把持部７１を含み、ガイドレール６２上を走行する走行部７と、ガイドレール６２を掘進方向と直交する方向に移動させる移動機構３とを設ける。これにより、従来のように、セグメントＳＧを設置位置に移動させる機構を、ガイドレール６２上を走行する構成自体に設ける場合とは異なり、移動機構３によりガイドレール６２を掘進方向と直交する方向に移動させることよって、走行部７の把持部７１により把持しているセグメントＳＧを設置位置に移動させることができる。すなわち、走行部７の把持部７１により把持しているセグメントＳＧを設置位置に移動させる機構を走行部７自体に設けることなく、ガイドレール６２自体の移動によりセグメントＳＧを設置位置に移動させることができる。したがって、セグメントＳＧを設置位置に移動させるための機構を走行部７自体に設けない分だけ、ガイドレール６２上を走行する走行部７の大型化を抑制することができる。その結果、走行部７を配置するためのスペースを小さくすることができるので、セグメント組立装置２の配置スペースを十分に確保することができる。以上により、ガイドレール６２上を走行する走行部７の大型化を抑制することができるとともに、セグメント組立装置２の配置スペースを十分に確保することができる。また、重量物であるセグメントＳＧを把持した状態で、走行部７に設けられた把持部７１がガイドレール６２から離間することがなくなるので、走行部７に過大な負荷（応力）が作用するのを抑制することができる。
【００９５】
本実施形態では、上記のように、ガイドレール６２を内周側から支持するとともに、シールド掘進機１００の本体部１に接続される配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈを通す貫通穴６１ｂを有するガイドレール支持部６１をさらに備え、移動機構３は、貫通穴６１ｂに、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈが通った状態で、ガイドレール支持部６１を移動させるように構成されている。これにより、ガイドレール６２の内側のスペースであるガイドレール支持部６１の貫通穴６１ｂを、配線類・配管類Ｃａおよび排土装置Ｈを配置するためのスペースとして有効に活用することができる。
【００９６】
本実施形態では、上記のように、移動機構３は、ガイドレール６２を上下方向に移動させる上下移動機構３１と、ガイドレール６２を左右方向に移動させる左右移動機構３２とを含む。これにより、上下移動機構３１および左右移動機構３２によりセグメントＳＧを掘進方向と直交する方向の全方向に移動させることができる。また、上下移動機構３１のみによりセグメントＳＧを安定して上下方向に移動させることができるとともに、左右移動機構３２のみによりセグメントＳＧを安定して左右方向に移動させることができる。
【００９７】
本実施形態では、上記のように、走行部７は、把持部７１により把持しているセグメントＳＧの傾きを調整する傾き調整部７３と、把持部７１により把持しているセグメントＳＧの掘進方向の位置を調整する位置調整部７４とを含む。これにより、セグメントＳＧを直接把持している走行部７に、セグメントＳＧの姿勢を調整（微調整）する傾き調整部７３および位置調整部７４が設けられるので、ガイドレール６２を移動させる移動機構３により間接的にセグメントＳＧの姿勢を調整する場合と比較して、精度よくセグメントＳＧの姿勢を微調整することができる。
【００９８】
本実施形態では、上記のように、移動機構３は、セグメントＳＧを左右方向の一方側に位置する所定の設置位置に移動させる場合、ガイドレール６２を左右方向の他方側に移動させるとともに、走行部７を左右方向の一方側に移動させた状態で、把持部７１に把持されているセグメントＳＧが所定の設置位置に移動するように、ガイドレール６２を移動させるように構成されている。これにより、セグメントＳＧを左右方向の一方側に位置する所定の設置位置に移動させる場合に、ガイドレール６２および走行部７が、既に設置したセグメントＳＧおよび坑壁に接触するのを確実に防止することができる。
【００９９】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態および変形例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【０１００】
たとえば、上記実施形態では、泥土圧式シールド掘進機に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を、泥水式シールド掘進機に適用してもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、ジャッキを利用して、ガイドレールを移動させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、モータによりガイドレールを移動させてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、掘進方向と直交する断面が概して楕円形状のトンネルを掘進するシールド掘進機の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、掘進方向と直交する断面が概して矩形形状のトンネルを掘進するシールド掘進機であってもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、ガイドレールを昇降（横方向に移動）させるのに、２つの昇降ジャッキ（横行ジャッキ）を用いた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ガイドレールを昇降（横方向に移動）させるのに、単一または３つ以上の昇降ジャッキ（横行ジャッキ）を用いてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、走行部に、傾き調整部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、走行部に、傾き調整部を設けなくてもよい。
【０１０５】
また、上記実施形態では、走行部に、位置調整部を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、走行部に、位置調整部を設けなくてもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態では、セグメント組立装置が移動機構として上下移動機構および左右移動機構のみを備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、セグメント組立装置が移動機構として、ガイドレールを斜め方向に移動させる移動機構を備えていてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態では、ガイドレールを環状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ガイドレールは環状でなくてもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態では、本発明を密閉型（チャンバを形成する隔壁を備えるタイプ）のシールド掘進機に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を開放型（チャンバを形成する隔壁を備えないタイプ）のシールド掘進機に適用してもよい。
【０１０９】
また、上記実施形態では、配線類・配管類および排土装置とセグメント組立装置とが接触しないように、ガイドレール支持部の貫通穴に、配線類・配管類および排土装置が通った状態で、ガイドレール支持部を移動させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ガイドレール支持部を移動させる際に、配線類・配管類および排土装置とセグメント組立装置とが干渉してもよい。ただし、この際の「干渉する」とは、配線類・配管類および排土装置が破損したり、その機能を阻害するような影響を及ぼす程度のものではない。
【０１１０】
また、上記実施形態では、配線類・配管類および排土装置を、本体部に対して（略）固定的に設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、配線類・配管類および排土装置を、本体部に対して移動可能に構成してもよい。これにより、配線類・配管類および排土装置とセグメント組立装置との接触を積極的に回避することができるとともに、被移動部をより大きく移動させることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  本体部
２  セグメント組立装置
３  移動機構
７  走行部
１１  カッタヘッド
３１  上下移動機構
３２  左右移動機構
６１  ガイドレール支持部
６１ｂ  貫通穴（開口部）
６２  ガイドレール
７１  把持部
７３  傾き調整部
７４  位置調整部
１００  シールド掘進機
Ｃａ  配線類・配管類
Ｈ  排土装置
ＳＧ  セグメント
【図１】
2020133208.tif 000003
【図２】
2020133208.tif 000004
【図３】
2020133208.tif 000005
【図４】
2020133208.tif 000006
【図５】
2020133208.tif 000007
【図６】
2020133208.tif 000008
【図７】
2020133208.tif 000009
【図８】
2020133208.tif 000010