(57)【要約】【課題】搬送装置の構成を簡素化することができるとともに、搬送装置により搬送対象を外殻トンネルの施工位置に搬送することが可能な円周搬送装置。【解決手段】この円周搬送装置１００は、地下構造物１の外周に周方向に沿って延び、シールド機５および資機材６を含む搬送対象を地下構造物１の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路１１と、外殻トンネル２の掘進方向に延びる中心軸回りに相対回転可能に配置され、搬送対象を載置可能な水平維持機構３３が内面に沿って摺動可能に設けられる円形構造体３１を有する本体部３０と、本体部３０を支持して１つの周方向走路１１に沿って走行する支持装置４０とを含む自走式搬送装置２１と、を備え、本体部３０は、支持装置４０に固定的に連結されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを構築するために使用される掘削機および掘削に必要な資機材を含む搬送対象を前記地下構造物の周方向に搬送する円周搬送装置であって、
前記地下構造物の外周に前記周方向に沿って延び、前記掘削機および前記資機材を含む前記搬送対象を前記地下構造物の前記周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路と、
前記外殻トンネルの掘進方向に延びる中心軸回りに相対回転可能に配置され、前記搬送対象を載置可能な水平維持機構が内面に沿って摺動可能に設けられる円形構造体を有する本体部と、前記本体部を支持して前記１つの周方向走路に沿って走行する支持装置とを含む搬送装置と、を備え、
前記本体部は、前記支持装置に固定的に連結されている、円周搬送装置。
【請求項２】
前記水平維持機構は、前記搬送対象を載置可能な搬送架台を有し、前記掘削機を載置可能な前記搬送架台として機能する掘削機用架台と、前記資機材を載置可能な前記搬送架台として機能する資機材用架台とを着脱により交換可能に構成されている、請求項１に記載の円周搬送装置。
【請求項３】
前記本体部は、前記円形構造体から前記円形構造体の半径方向の外側にそれぞれ張り出して、前記支持装置に固定的に連結される一対の張出構造体を有する、請求項１または２に記載の円周搬送装置。
【請求項４】
前記水平維持機構は、前記搬送対象を載置可能な搬送架台と、それぞれ、前記搬送架台の異なる位置を支持しながら、互いに独立して昇降可能な複数の昇降装置とを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の円周搬送装置。
【請求項５】
前記１つの周方向走路は、前記周方向に延びるレールを含み、
前記支持装置は、前記レール上を回転する車輪を有する支持部と、前記本体部と前記支持部との間で前記レールに向かう方向に伸縮可能な伸縮機構とを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の円周搬送装置。
【請求項６】
前記搬送装置は、前記搬送装置を前記周方向に移動させる複数の走行駆動機構を含み、
前記走行駆動機構は、前記１つの周方向走路と係合および係合解除可能なロック機構と、前記本体部と前記ロック機構との間で前記周方向に伸縮可能な駆動シリンダ機構とを有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の円周搬送装置。
【請求項７】
前記搬送装置は、前記搬送装置を前記周方向に移動させる走行駆動機構を含み、
前記１つの周方向走路は、前記周方向に延びるラックギヤを含み、
前記走行駆動機構は、前記ラックギヤに側方から係合するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤを回動可能なモータとを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の円周搬送装置。
【請求項８】
前記地下構造物は、本線トンネルおよび支線トンネルを含む複数のトンネルであり、
前記１つの周方向走路は、前記複数のトンネルの周囲を取り囲むように環状に形成された外殻トンネル発進基地に設けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の円周搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円周搬送装置に関し、特に、地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを構築するために掘削機や資機材を搬送する円周搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを構築するために掘削機や資機材を搬送する円周搬送装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
外殻トンネルは、トンネルなどの地下構造物の防護のために、地下構造物の外周に並べて形成されるトンネルである。外殻トンネルは、トンネル形成後にコンクリートなどが充填されることにより、地下構造物の周囲の防護壁として構成される。
【０００４】
上記特許文献１には、地下構造物であるシールドトンネルと同軸で、かつ、シールドトンネルの外周に沿ってリング状に配置されるガイドレールと、ガイドレールに沿って旋回する回転ドラムとを備えた資機材供給装置が開示されている。資機材供給装置は、シールドトンネルに沿って延びる外殻トンネルを掘進するため、回転ドラムによってシールド掘削機を発進位置まで周方向に搬送する。ガイドレールは、回転ドラムのシールドトンネル側（内側）に配置される内側ガイドレールと、回転ドラムのシールドトンネル側とは反対側（外側）に配置される外側ガイドレールとを含む。資機材供給装置は、内側ガイドレールに沿って配置される内側係止歯と、外側ガイドレールに沿って配置される外側係止歯とをさらに備えている。なお、内側係止歯および外側係止歯は、駆動源を有しておらず、固定的に設置されている。
【０００５】
回転ドラムは、内側係止歯および外側係止歯のそれぞれに係合する円形状の係止歯を外周部に有するドラム本体（本体部）と、ドラム本体を回転可能に支持し、ガイドレールに沿って走行する走行支持部（支持装置）とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１２９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された資機材供給装置では、走行支持部（支持装置）がドラム本体部（本体部）を回転可能に支持しているため、重量物であるドラム本体（本体部）を回転（自転）させるための大型の軸受構成が必要となるなど装置構成が複雑化しているという問題点がある。また、上記特許文献１の資機材供給装置では、固定的に設置された内側係止歯および外側係止歯のそれぞれにドラム本体の係止歯が係合しているため、実際にはドラム本体を周方向に設けられる外殻トンネルの施工位置に移動させることができないという問題点があると考えられる。
【０００８】
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、搬送装置の構成を簡素化することができるとともに、搬送装置により搬送対象を外殻トンネルの施工位置に搬送することが可能な円周搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明による円周搬送装置は、地下構造物の外周に複数の外殻トンネルを構築するために使用される掘削機および掘削に必要な資機材を含む搬送対象を地下構造物の周方向に搬送する円周搬送装置であって、地下構造物の外周に周方向に沿って延び、掘削機および資機材を含む搬送対象を地下構造物の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路と、外殻トンネルの掘進方向に延びる中心軸回りに相対回転可能に配置され、搬送対象を載置可能な水平維持機構が内面に沿って摺動可能に設けられる円形構造体を有する本体部と、本体部を支持して１つの周方向走路に沿って走行する支持装置とを含む搬送装置と、を備え、本体部は、支持装置に固定的に連結されている。なお、地下構造物は、シールドトンネルや、地下施設その他の地中空洞部が形成される構造を含む広い概念である。地下構造物の外周とは、地下構造物を取り囲む周囲を意味する。掘削機は、たとえばシールド掘削機を含み、その場合の資機材はシールド工法に用いるセグメント（トンネル坑壁を構成するブロック）を含む。
【００１０】
この発明による円周搬送装置では、上記のように、地下構造物の外周に周方向に沿って延び、搬送対象を地下構造物の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路と、搬送対象を載置可能な水平維持機構が配置される円形構造体を有する本体部と、本体部を支持して１つの周方向走路に沿って走行する支持装置とを含む搬送装置を設け、本体部を、支持装置に固定的に連結する。これにより、搬送装置の本体部が支持装置に固定的に連結されているので、従来のような支持装置によりドラム本体（本体部）を回動可能に支持する場合とは異なり、重量物であるドラム本体（本体部）を回転（自転）させるための大型の軸受構成を削減することができる。このため、搬送装置の構成を簡素化することができる。また、本体部を支持する支持装置により、搬送装置が１つの周方向走路に沿って走行することができるので、１つの周方向走路に沿って搬送装置により掘削機および資機材を含む搬送対象を地下構造物の周方向に設けられる外殻トンネルの施工位置に搬送することができる。以上により、搬送装置の構成を簡素化するとともに、搬送装置により搬送対象を地下構造物の周方向に搬送することができる。
【００１１】
上記発明による円周搬送装置において、好ましくは、水平維持機構は、搬送対象を載置可能な搬送架台を有し、掘削機を載置可能な搬送架台として機能する掘削機用架台と、資機材を載置可能な搬送架台として機能する資機材用架台とを着脱により交換可能に構成されている。このように構成すれば、掘削機用架台と資機材用架台とを着脱により交換することができるので、掘削機および資機材の搬送を兼用の１つの搬送装置により行うことができる。すなわち、掘削機および資機材の搬送を別々の搬送装置により行う場合と比較して、装置構成をより簡素化することができる。また、掘削機および資機材の搬送をそれぞれ専用の架台により行うことができるので、掘削機および資機材を安定して搬送することができる。
【００１２】
上記発明による円周搬送装置において、好ましくは、本体部は、円形構造体から円形構造体の半径方向の外側にそれぞれ張り出して、支持装置に固定的に連結される一対の張出構造体を有する。このように構成すれば、支持装置により円形状の円形構造体を直接支持する場合と比較して、支持装置により円形構造体を支持する必要がなくなるので、支持装置により安定して本体部を支持することができる。
【００１３】
上記発明による円周搬送装置において、好ましくは、水平維持機構は、搬送対象を載置可能な搬送架台と、それぞれ、搬送架台の異なる位置（たとえば、搬送架台の角部近傍の各々）を支持しながら、互いに独立して昇降可能な複数の昇降装置とを有する。このように構成すれば、複数の昇降装置により掘削機および資機材を含む搬送対象の高さ位置および角度を調整することができる。その結果、搬送対象の高さ位置および角度を調整した上で、他の搬送部（架台）に搬送対象を受け渡すことができる。
【００１４】
上記発明による円周搬送装置において、好ましくは、１つの周方向走路は、周方向に延びるレールを含み、支持装置は、レール上を回転する車輪を有する支持部と、本体部と支持部との間でレールに向かう方向に伸縮可能な伸縮機構とを含む。このように構成すれば、レールの反りや歪み、周方向走路が形成される空間自体の歪みなどの誤差を伸縮機構によって吸収することができる。そのため、周方向走路に誤差を許容するための大きなマージンを確保しなくても、搬送装置を円滑に走行させることができるので、円周搬送装置をコンパクトかつ容易に構築できるようになる。
【００１５】
上記発明による円周搬送装置において、好ましくは、搬送装置は、搬送装置を周方向に移動させる複数の走行駆動機構を含み、走行駆動機構は、１つの周方向走路に対する係合状態および非係合状態を切り替え可能なロック機構と、本体部とロック機構との間で周方向に伸縮可能な駆動シリンダ機構とを有する。このように構成すれば、ロック機構の係合状態で駆動シリンダ機構を伸長または収縮させることにより、本体部を周方向走路に沿って移動させることができ、ロック機構の非係合状態で駆動シリンダ機構を元のストローク位置に戻すことができる。複数の走行駆動機構によって上記動作を交互に繰り返すことにより、周方向走路に沿って搬送装置を連続的に移動させることが可能となる。
【００１６】
上記発明による円周搬送装置において、好ましくは、搬送装置は、搬送装置を周方向に移動させる走行駆動機構を含み、１つの周方向走路は、周方向に延びるラックギヤを含み、走行駆動機構は、ラッギヤクに側方から係合するピニオンギヤと、ピニオンギヤを回動可能なモータとを有する。このように構成すれば、モータにより回動されるピニオンギヤがラックギヤに側方から係合するので、ラックギヤの歯またはピニオンギヤの歯が上方を向くように設けられる場合と比較して、円周発進基地上部や円周搬送装置から落下した異物がラックギヤまたはピニオンギヤ上に留まり、ラックギヤとピニオンギヤとの間に異物が挟み込まれるのを抑制することができる。その結果、異物により搬送装置の走行が妨げられるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上記のように、搬送装置の構成を簡素化することができるとともに、搬送装置により搬送対象を外殻トンネルの施工位置に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態による円周搬送装置の外殻トンネル進行方向に沿った横断面を示した模式図である。
【図２】図１の４００−４００線に沿った模式的な断面図である。
【図３】第１実施形態による自走式搬送装置の模式的な側面図である。
【図４】第１実施形態による自走式搬送装置の正面図である。
【図５】第１実施形態による自走式搬送装置の資機材用架台が取り付けられた水平維持機構の拡大正面図である。
【図６】第１実施形態による自走式搬送装置のシールド機用架台が取り付けられた水平維持機構の拡大正面図である。
【図７】第１実施形態による自走式搬送装置のシールド機用架台が取り付けられた水平維持機構の平面図である。
【図８】第１実施形態による自走式搬送装置の支持装置のレールに沿った断面図（Ａ）、車輪を傾斜させた状態を示す図（Ｂ）、車輪の回転軸に沿った断面図（Ｃ）および支持ピンに沿った断面図（Ｄ）である。
【図９】第１実施形態による走行駆動機構のロック機構５１がアンロック状態で駆動シリンダ機構５２が伸びきった状態を示す模式的な断面図（Ａ）、図（Ａ）の状態から駆動シリンダ機構５２が縮むとともにロック機構がロックされた状態を示す図（Ｂ）、図（Ｂ）の状態から駆動シリンダ機構５２が延びた状態を示す図（Ｃ）である。
【図１０】図９（Ａ）の５００−５００線に沿った断面図である。
【図１１】第１実施形態による自走式搬送装置のシールド機発進架台および反力受架台を示した平面図である。
【図１２】図１１の６００−６００線に沿った断面図である。
【図１３】第２実施形態による自走式搬送装置の模式的な側面図である。
【図１４】第２実施形態による走行駆動機構を含む自走式搬送装置の正面図である。
【図１５】図１３の走行駆動機構を部分的に拡大した側面図である。
【図１６】図１４の走行駆動機構を部分的に拡大した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
[第１実施形態]
図１〜図１２を参照して、第１実施形態による円周搬送装置１００の構成について説明する。
【００２１】
（円周搬送装置の全体構成）
図１および図２に示すように、円周搬送装置１００は、地下構造物１の外周に複数の外殻トンネル２を構築するために使用される掘削機（シールド機５）および掘削に必要な資機材６を地下構造物１の周方向（Ｃ方向）（図２に示すに二点鎖線に沿った方向）に設けられる外殻トンネル２の施工位置に搬送する搬送装置である。ここで、地下構造物１の外周とは、図２に示す鉛直方向に沿う断面（縦断面）における外周を意味し、周方向は縦断面において地下構造物１の周囲を回る方向である。
【００２２】
地下構造物１は、地下に構築される構造物であれば特に限定されない。地下構造物１は、地下において概ね水平方向に拡がる空間として構築される。地下構造物１が構築される空間を防護するために、地下構造物１に沿って概ね水平に延びる外殻トンネル２が、地下構造物１の外周（上下左右）を取り囲むように構築される。
【００２３】
第１実施形態では、地下構造物１は、本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂを含む複数のトンネルである例を示す。この例では、車両や鉄道などの幹線トンネルの合流部（または分流部）を示しており、図１は本線トンネル１ａと、他の幹線道路から分岐したランプ道路である支線トンネル１ｂとの合流部を示している。合流部には、たとえば数百ｍにわたって加速帯が形成される。本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂは、施行完了または施工中のものであり、少なくとも後述する円周発進基地３の構築位置では施行が完了している。外殻トンネル２は、本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂの合流部および加速帯を含む範囲にわたって延びるように形成される。
【００２４】
地下構造物１（本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂ）の外周には、周囲を取り囲むように環状に形成された円周発進基地３が設けられている。円周発進基地３は、特許請求の範囲の「外殻トンネル発進基地」の一例である。円周発進基地３は、地下構造物１の外周を取り囲む円形状（円環状）の縦断面を有する空間部である。円周発進基地３は、支線トンネル１ｂから横坑４を利用して掘削構築されたものである。また、円周発進基地３は、本線トンネル１ａより横坑４を利用して掘削構築されることもある。円周発進基地３は、図示しない発進基地用のシールド掘削機などにより、矩形断面（図１参照）やそれに類する断面の環状トンネルとして構築される。
【００２５】
外殻トンネル２は、円周発進基地３から掘進が開始され、地下構造物１（本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂ）に沿って延びるように形成されるトンネルである。つまり、外殻トンネル掘進方向（Ｅ方向）は、本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂの延びる方向と概ね平行である。外殻トンネル２は、本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂを包むように円周状に並んで複数構築される外殻トンネル群ＴＧとして構成される。第１実施形態では、たとえば最初に先行の複数（１８本）の外殻トンネル２が構築され、複数（１８本）の外殻トンネル２の間の位置に、さらに後行の複数（１８本）の外殻トンネル（図示せず）が構築される。各外殻トンネル２は、円形断面を有し、周方向に等角度間隔で配置されている。各外殻トンネル２は、コンクリートなどが充填されることにより、最終的に地下構造物１の外周防護用の構造体として構成される。なお、以下では、先行の複数（１８本）の外殻トンネル２の構築についてのみ説明し、後行の外殻トンネルについての説明は同様であるので省略する。複数（１８本）の外殻トンネル２について、図２に示すように反時計方向に１番〜１８番の番号を付して説明する。１８番が横坑４の位置に配置されている。
【００２６】
外殻トンネル群ＴＧを構成する各外殻トンネル２は、円周発進基地３を利用してそれぞれの発進位置に周方向に搬送されたシールド機５により構築される。第１実施形態の円周搬送装置１００は、円周発進基地３に設けられ、外殻トンネル２を掘削するシールド機５、および掘削等工事に必要な資機材６を周方向に搬送する。シールド機５は、特許請求の範囲の「掘削機」の一例である。シールド機５は、掘削断面（ここでは円形）に応じた形状のシールド部を推進させて地盤を掘進するとともに、セグメント７を環状に組み立ててトンネル内壁を構築しながら進行する掘削機である。資機材６は、たとえばセグメント７を含み、シールド機５を駆動するための各種機材を含んでもよい。
【００２７】
第１実施形態では、円周搬送装置１００は、シールド機５および資機材６を地下構造物１の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路１１（図１参照）と、周方向走路１１を走行する自走式搬送装置２１とを備える。自走式搬送装置２１は、特許請求の範囲の「搬送装置」の一例である。なお、自走式搬送装置２１は、１つの周方向走路１１に１つまたは複数設けてもよい。
【００２８】
上記の通り、円周搬送装置１００は、円周発進基地３内に設置されている。周方向走路１１は、地下構造物１の外周の周方向（Ｃ方向）に沿って延びるように形成されている。すなわち、周方向走路１１は、円周発進基地３に沿って円周状（円環状）に形成されている。
【００２９】
図２に示すように、周方向走路１１は、周方向（Ｃ方向）に延びるレール１３を含んでいる。具体的には、周方向走路１１は、外周側に配置された複数本（ここでは各２本）の外側レール１３ａと、内周側に配置された複数本（ここでは各２本）の内側レール１３ｂと、を含む。外側レール１３ａは、円周発進基地３の内部の外周側壁面（セグメント）に設置され、内側レール１３ｂは、円周発進基地３の内部の内周側壁面（セグメント）に設置されている。
【００３０】
（資機材およびシールド機を自走式搬送装置に搬入するための構成）
次に、図１を参照して、資機材６およびシールド機５を自走式搬送装置２１に搬入するために使用される構成について説明する。
【００３１】
支線トンネル１ｂには、資機材６を運搬する支線トンネル運搬台車１０ａと、支線トンネル運搬台車１０ａが走行する通路である支線トンネル内搬送用レール１０ｂとが設けられている。支線トンネル内搬送用レール１０ｂにより、支線トンネル運搬台車１０ａは、横坑４に隣接する位置まで資機材６を搬送可能に構成されている。
【００３２】
支線トンネル１ｂおよび横坑４には、支線トンネル運搬台車１０ａにより運搬された資機材６を、支線トンネル１ｂから横坑４に搬送可能な資機材搬送用門型クレーン１０ｃが設けられている。横坑４には、前部（円周発進基地３の外殻トンネル掘進方向側）に作業床４ａが設けられている。作業床４ａは、平面視において、概ね円周発進基地３の前部（外殻トンネル掘進方向側半分の領域）とオーバーラップしている。なお、円周発進基地３の後部（外殻トンネル掘進方向側とは反対側）には、資機材６を搭載する自走式搬送装置２１が配置される。
【００３３】
作業床４ａ上には、自走式搬送装置２１の外殻トンネル掘進方向に隣接し、資機材運搬台車６ａが載置される外殻トンネル掘進方向に延びるレールを有する作業床移動架台４ｂが設けられている。資機材搬送用門型クレーン１０ｃは、空の作業床移動架台４ｂに資機材６を搬送可能に構成されている。また、作業床移動架台４ｂは、所定の荷受位置に配置された自走式搬送装置２１と同じ高さ位置（同レベル）で資機材運搬台車６ａを受渡可能に構成されている。
【００３４】
なお、シールド機５の搬送には、シールド機５の部品を複数回に分けて搬送する分割搬送と、完成品を搬送する一体型搬送との両方が含まれる。分割搬送をする場合には、シールド機５の部品は、横坑４付近で資機材搬送用門型クレーン１０ｃにより自走式搬送装置２１で搬送する所定サイズに組み立てられた後、作業床移動架台４ｂを経由して自走式搬送装置２１に搭載される。
【００３５】
外殻トンネル掘進方向において、所定の荷受位置に配置された自走式搬送装置２１と、作業床４ａ（作業床移動架台４ｂ）との間には、空隙が設けられている。そこで、作業床移動架台４ｂは、空隙を埋めるために、自走式搬送装置２１側の方向およびその反対方向（Ｅ方向前後）に移動量ｔ１だけ往復移動可能に構成されている。なお、自走式搬送装置２１は、資機材運搬台車６ａを介して資機材６が搭載されると、資機材６を外殻トンネル２に搬送するために、円周発進基地３の周方向への移動を開始する。
【００３６】
（自走式搬送装置の構成）
図３は、円周発進基地３内での自走式搬送装置２１の側面図（周方向から見た図）を示す。図４は、自走式搬送装置２１の正面図（外殻トンネル掘進方向から見た図）である。
【００３７】
自走式搬送装置２１は、搬送対象を載置可能な本体部３０と、本体部３０を支持して１つの周方向走路１１に沿ってレール１３上を走行する支持装置４０とを備える。
【００３８】
自走式搬送装置２１は、本体部３０の内部に設置した水平維持機構３３（図４参照）上にシールド機５または資機材６を搭載し、本体部３０に設置した支持装置４０により円周発進基地３内の内側レール１３ｂ、外側レール１３ａを支持体として走行移動する。
【００３９】
図３および図４に示すように、それぞれの本体部３０は、骨組み構造を有する。本体部３０は、中央の円形状を有する円形構造体３１と、円形構造体３１から円形構造体３１の半径方向の外側で周方向左右にそれぞれ張り出した一対の張出構造体３２と、を含む。円形構造体３１および張出構造体３２は、共に、骨組み構造を有している。ここで、第１実施形態では、本体部３０（張出構造体３２）は、支持装置４０に固定的に連結されている。たとえば、本体部３０（張出構造体３２）は、溶接やボルトなどにより、支持装置４０に固定的に連結されている。円形構造体３１の内部には、水平維持機構３３が設けられている。円形構造体３１の内側には、水平維持機構３３を介してシールド機５または資機材６を搭載することができる。水平維持機構３３は、自走式搬送装置２１が周方向（Ｃ方向）の移動により３６０度姿勢が変化する際に円形構造体３１の内周面に沿って相対移動し、搬送するシールド機５、資機材６を水平に保つことができる。
【００４０】
〈水平維持機構〉
水平維持機構３３の構成例を図５および図６に示す。図５および図６において、自走式搬送装置２１の水平維持機構３３は、支持ローラ３４ａと、複数の昇降装置３４ｂと、資機材用架台３５ａと、シールド機用架台３５ｂとを有する。資機材用架台３５ａは、資機材６を支持（載置）可能に構成され、シールド機用架台３５ｂは、円筒状のシールド機５の外周面を支持（載置）可能に構成されている。資機材用架台３５ａおよびシールド機用架台３５ｂは、それぞれ水平維持機構３３から着脱可能に構成されており、着脱により互いに交換可能に構成されている。すなわち、資機材用架台３５ａおよびシールド機用架台３５ｂは、いずれか一方が水平維持機構３３に選択的に取り付けられる。資機材用架台３５ａ上には、資機材運搬台車６ａの走路となるレール３５１が設けられている。なお、シールド機用架台３５ｂは、特許請求の範囲の「掘削機用架台」の一例である。
【００４１】
支持ローラ３４ａは、円形構造体３１の内周面に沿って複数配列されている。資機材用架台３５ａ（シールド機用架台３５ｂ）は、支持ローラ３４ａを介して、円形構造体３１の内側で内周面に沿って自由に回転移動することが可能である。なお、支持ローラ３４ａには、スラスト方向（ローラ軸方向）への移動を抑制するためサイドローラ（図示せず）が複数個設置されている。複数の支持ローラ３４ａの列の端部には、ローラ駆動装置３６が設けられている。ローラ駆動装置３６は、駆動ローラ３７を回転駆動して、水平維持機構３３を円形構造体３１の内面に沿って移動（摺動）させることができる。即ち、自走式搬送装置２１の各移動位置（図２参照）において、電気制御システム（図示せず）の姿勢計算に基づくローラ駆動装置３６の制御によって、水平維持機構３３が水平になるように維持される。なお、資機材用架台３５ａ（シールド機用架台３５ｂ）および搬送対象の自重により、水平維持機構３３は各移動位置において概ね水平に近い状態に保持される。ローラ駆動装置３６は、重心位置のずれなどによって資機材用架台３５ａ（シールド機用架台３５ｂ）が水平から若干ずれる場合に作動して、水平からのずれを補正する微調整を行う。このように、水平維持機構３３は、ローリング方向（外殻トンネル掘進方向を回転軸とする回転方向）の姿勢調整機能を有する。水平維持機構３３は、外殻トンネル掘進方向に延びる中心軸周りに相対回転可能に配置されている。
【００４２】
複数の昇降装置３４ｂは、それぞれ、資機材用架台３５ａ（シールド機用架台３５ｂ）の異なる位置を支持しながら互いに独立して昇降可能に構成されている。具体的には、各昇降装置３４ｂは、上向きに配置された油圧ジャッキを有しており、油圧供給によってそれぞれ独立して上下方向に伸縮（昇降）可能に構成されている。これにより、昇降装置３４ｂは、資機材用架台３５ａ（シールド機用架台３５ｂ）を介して資機材６（シールド機５）の角度および高さ位置を調整可能に構成されている。図７に示すように、各昇降装置３４ｂは、平面視において、少なくとも、資機材用架台３５ａ（シールド機用架台３５ｂ）の角部の近傍に対応する位置に設けられている。
【００４３】
〈支持装置〉
図４に示したように、自走式搬送装置２１の支持装置４０は、円形構造体３１の両側に張出した張出構造体３２にそれぞれ固定的に連結されている。各張出構造体３２において、支持装置４０は、外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂに対応して、内周側および外周側にそれぞれ設けられている。図３に示したように、支持装置４０は、外殻トンネル掘進方向（Ｅ方向）前側の外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂと、外殻トンネル掘進方向後側の外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂとに、それぞれ設けられている。
【００４４】
支持装置４０の構成例を図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示す。第１実施形態では、支持装置４０は、レール１３上を回転する車輪４２を有する支持部４１と、本体部３０と支持部４１との間でレール１３に向かう方向に伸縮可能な伸縮機構４３とを含む。支持装置４０は、支持部４１に設けられた車輪４２によって、外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂ上を走行することができる。
【００４５】
図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、支持部４１は、周方向（移動方向）の両端部に、それぞれ車輪４２を回転自在に保持している。車輪４２は、レール１３（外側レール１３ａまたは内側レール１３ｂ）上で回転することにより、支持部４１をレール１３に沿って移動させる。支持部４１の周方向の中央は、支持ピン４４を介して張出構造体３２に接続されている。支持ピン４４により、張出構造体３２に対して、支持部４１および車輪４２が傾斜することが可能である。つまり、レール１３（外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂ）の湾曲に沿って、支持部４１および車輪４２が角度を変化させながら移動することができる。これにより、自走式搬送装置２０が走行する際に、レール１３の表面粗さや撓み、円周発進基地３自体の歪みを吸収することができる。なお、支持装置４０には、車輪４２のスラスト方向（車輪軸方向）への移動を抑制するためサイドローラ（図示せず）が複数個設置されている。また、サイドローラを設けず、車輪４２をつば付き車輪（車輪軸方向の端部に、径方向外側に拡がるつば部を有する車輪）とすることで、同様の効果を得ることも可能である。
【００４６】
図８（Ｃ）および図８（Ｄ）に示すように、伸縮機構４３は、支持ピン４４と張出構造体３２の連結部との間に配置されている。つまり、伸縮機構４３は、一端が本体部３０（張出構造体３２）に連結され、他端が支持ピン４４に取り付けられている。伸縮機構４３は、たとえば油圧シリンダにより構成され、油圧によって伸縮可能に構成されている。伸縮機構４３は、支持部４１（車輪４２）を、概ね一定の力で走路側（内側レール１３ｂ側または外側レール１３ａ側）に付勢するように油圧制御されている。これにより、車輪４２とレール１３との接触状態が安定して維持される。
【００４７】
ここで、たとえば円周発進基地３が内径約３２ｍ、外径約４０ｍ、高さ（内側レール−外側レール間距離に相当）４ｍ程度とした場合、外側レール１３ａと内側レール１３ｂとを完全な同心円として構成するのは困難であり、周方向位置によってレール間の間隔が変化する。その場合でも、外側レール１３ａと内側レール１３ｂとの間隔が変化すると、間隔の変化に応じて伸縮機構４３が伸縮して、各レール１３に対する車輪４２の押圧力が一定に維持される。伸縮機構４３により、内側レール１３ｂ、外側レール１３ａの設置スパン誤差（内面間距離）を吸収して安定した走行が可能となる。
【００４８】
〈走行駆動機構〉
図４、図９および図１０は、自走式搬送装置の走行駆動機構５０の構成例を示す。第１実施形態では、自走式搬送装置２１は、本体部３０を周方向（Ｃ方向）に駆動する走行駆動機構５０を備えている。すなわち、自走式搬送装置２１は、自走するための駆動部を備える搬送装置として構成されている。自走式搬送装置２１は、複数の走行駆動機構５０を備えている。
【００４９】
図４に示すように、走行駆動機構５０は、外側レール１３ａと係合するように本体部３０の外周側に設けられている。また、図示しないが、走行駆動機構５０は、複数（２本）の外側レール１３ａの各々と係合するように、外殻トンネル掘進方向（Ｅ方向）における本体部３０の前側および後側にそれぞれ設けられている。また、図４に示すように、走行駆動機構５０は、周方向の一方側に設けられる走行駆動機構５０ａと、他方側に設けられる走行駆動機構５０ｂとを含んでいる。なお、走行駆動機構５０ａと走行駆動機構５０ｂとは、互いに同様の構成を有しているため、以下では、主に走行駆動機構５０ｂについて説明する。
【００５０】
図９に示したように、走行駆動機構５０ｂは、自走式搬送装置２１と係合および係合解除可能なロック機構５１と、本体部３０とロック機構５１との間で周方向に伸縮可能な駆動シリンダ機構５２とを含む。
【００５１】
駆動シリンダ機構５２は、たとえば油圧シリンダにより構成されている。駆動シリンダ機構５２は、一端（シリンダ側）が本体部３０に取り付けられ、他端（ロッド側）がロック機構５１を介して外側レール１３ａに係合している。具体的には、円形構造体３１の一部に接続架台３１ａが設けられている。接続架台３１ａは、駆動シリンダ機構５２の本体（シリンダ）を回動可能にピン支持している。駆動シリンダ機構５２のロッド先端には、ロック機構５１が回動可能にピン支持されている。駆動シリンダ機構５２は、ロッドの伸縮によって、ロック機構５１を本体部３０（接続架台３１ａ）に対して近づけ、または離れさせることができる。
【００５２】
図１０に示すように、外側レール１３ａには、左右両側面に、外側レール１３ａに沿って延びる一対の板部材１３ｃが設けられている。ロック機構５１は、自走式搬送装置２１の移動方向に概ね直交するラジアル方向（上下方向）から板部材１３ｃを挟み込むラジアルローラ５１ａと、自走式搬送装置２１の移動方向に概ね直交するスラスト方向（左右方向）から板部材１３ｃを挟み込むスラストローラ５１ｂとを含んでいる。ロック機構５１は、ラジアルローラ５１ａおよびスラストローラ５１ｂにより、板部材１３ｃを挟み込むことによって、外側レール１３ａに沿って安定して走行可能に構成されている。すなわち、ロック機構５１は、ラジアルローラ５１ａおよびスラストローラ５１ｂのガイドとして機能する板部材１３ｃに沿って脱線することなく安定して走行可能に構成されている。
【００５３】
外側レール１３ａの内周面には、ピン穴１３ｄが周方向に沿って並ぶように設けられている。各ピン穴１３ｄは、駆動シリンダ機構５２のストロークと同じピッチで等間隔に配置されている。ロック機構５１は、外側レール１３ａの内周面のピン穴１３ｄに係合可能なピン５１ｃを進退させるロック用シリンダ５１ｄを備えている。
【００５４】
ロック用シリンダ５１ｄのピン５１ｃを伸縮させることにより、ロック（固定）状態とアンロック（解放）状態とを任意に切り替えることができる。図１０に実線により示すロック（固定）状態では、ロック用シリンダ５１ｄのピン５１ｃがピン穴１３ｄ内に突出することにより、ロック機構５１が外側レール１３ａに係合する。その結果、ロック機構５１が外側レール１３ａに対して固定される。図１０に二点鎖線で示すアンロック（解放）状態では、ロック用シリンダ５１ｄのピン５１ｃがピン穴１３ｄから引き抜かれることにより、ロック機構５１と外側レール１３ａとの係合が解除される。その結果、ロック機構５１が外側レール１３ａ上を走行可能となる。なお、自走式搬送装置２１は、走行駆動機構５０ａ、５０ｂの少なくとも一方をロック状態にして周方向に走行するように構成されている。すなわち、走行駆動機構５０ａ、５０ｂは、同時にアンロック状態にはならない。
【００５５】
〈走行駆動機構による周方向移動動作〉
次に、図９（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して、走行駆動機構５０による周方向移動動作の流れを説明する。図９（Ａ）に示すように、まず、走行駆動機構５０ａ（図４参照）のロック機構５１をロック状態にして、走行駆動機構５０ｂのロック機構５１をアンロック状態にする。
【００５６】
次に、走行駆動機構５０ａおよび走行駆動機構５０ｂの各駆動シリンダ機構５２を、縮側作動（油圧シリンダのロッド側に注油加圧してシリンダロッドを引戻す）させる。走行駆動機構５０ａ側の駆動シリンダ機構５２では、ロック機構５１が外側レール１３ａにロック（固定）されているため、接続架台３１ａを介して本体部３０が図９（Ｂ）の右側（反時計方向）に引っ張られる。その結果、自走式搬送装置２１は、支持装置４０を介して周方向走路１１を周方向（反時計回り）（図９（Ｂ）の右方向）に移動する。
【００５７】
一方、走行駆動機構５０ｂのロック機構５１はアンロック状態なので、ロック機構５１は駆動シリンダ機構５２の縮側作動に伴って外側レール１３ａ上を図９（Ｂ）の右側（反時計方向）に移動する。ロック機構５１はアンロック状態で外側レール１３ａ上を走行するため、走行駆動機構５０ｂの駆動シリンダ機構５２は負荷なく所定量だけストロークして縮限に到達する。
【００５８】
走行駆動機構５０ａおよび走行駆動機構５０ｂの各駆動シリンダ機構５２が所定量だけストロークして縮限に到達すると、走行駆動機構５０ａおよび走行駆動機構５０ｂのロック／アンロック状態を逆転させる。すなわち、走行駆動機構５０ａのロック機構５１をアンロック状態にし、走行駆動機構５０ｂのロック機構５１をロック状態にする。上記の通り、外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂのピン穴１３ｄは、駆動シリンダ機構５２のストロークと同じピッチで施工されているため、係合位置を容易に切り替えることができる。
【００５９】
次に、走行駆動機構５０ａおよび走行駆動機構５０ｂの各駆動シリンダ機構５２を、伸長作動（油圧シリンダのヘッド側に注油加圧してシリンダロッドを押出す）させる。走行駆動機構５０ｂ側の駆動シリンダ機構５２では、走行駆動機構５０ｂのロック機構５１が外側レール１３ａにロック（固定）されているため、ロック機構５１からの反力により、本体部３０が図９（Ｃ）の右側（反時計方向）に押し動かされる。その結果、自走式搬送装置２１は、支持装置４０を介して周方向走路１１を周方向（反時計回り）（図９（Ｃ）の右方向）に移動する。
【００６０】
一方、アンロック状態の走行駆動機構５０ａでは、走行駆動機構５０ａの駆動シリンダ機構５２はロック機構５１を移動させながら負荷なく所定量だけストロークして伸限に到達する。
【００６１】
以上のように、２つ（２組）の走行駆動機構５０ａおよび５０ｂのロック／アンロック状態を交互に切り替えつつ、伸縮作動を繰り返すことによって、自走式搬送装置２１は周方向走路１１を周方向（図９の右方向）に連続的に走行することが可能である。周方向の逆側（図９の左方向）に走行する場合には、ロック／アンロック状態の関係を逆転させればよい。
【００６２】
〈シールド機発進架台〉
図２、図１１および図１２は、円周搬送装置１００のシールド機発進架台６０の構成例を示す。第１実施形態では、円周発進基地３の外殻トンネル掘進方向前部には、シールド機発進架台６０が設置されている。シールド機発進架台６０は、図２に示す周方向の外殻トンネル２を構築する各位置（１番位置〜１８番位置）に設けられる。シールド機発進架台６０は、周方向走路１１の外殻トンネル掘進方向に隣接するシールド機５の発進開始位置に設けられている。
【００６３】
シールド機発進架台６０は、水平方向に延びるように配置され、シールド機５の下方から支持する部材を含んでいる。また、シールド機発進架台６０には、シールド機発進架台６０を構成する各部材が固定される固定部材６０ａが設けられている。固定部材６０ａは、円周発進基地３の内周面から外周面に向けて延びるように複数設けられている。また、固定部材６０ａは、各外殻トンネル２が構築される位置の周方向の両側に１つずつ設けられている。
【００６４】
シールド機発進架台６０は、シールド機５の部品またはシールド機５の完成品を自走式搬送装置２１から前進移動させることにより、シールド機５の部品またはシールド機５の完成品が移載されるように構成されている。シールド機発進架台６０は、円周発進基地３の構造壁に溶接またはボルトによる接合などにより強固に接合されている。
【００６５】
なお、シールド機５の部品がシールド機発進架台６０に移載された場合には、シールド機発進架台６０上でシールド機５の組み立てが行われる。また、シールド機発進架台６０上でのシールド機５の組み立てが完了すると、シールド機発進架台６０の後端（外殻トンネル掘進方向（Ｅ方向）後側の端部）に後述する反力受架台７０が溶接またはボルトによる接合などにより設置される。シールド機発進架台６０の後端に設置された反力受架台７０は、自走式搬送装置２１からは離間している。反力受架台７０は、特許請求の範囲の「反力受機構」の一例である。
【００６６】
（反力支持機構）
次に、図１１および図１２を参照して、反力受架台７０について説明する。第１実施形態では、円周発進基地３のシールド機発進架台６０の後部には、外殻トンネル２を掘削するシールド機５の掘削に伴う反力を支持するための反力受架台７０が配置されている。図１１は、円周発進基地３の外殻トンネル掘進方向前部に設置され固定されたシールド機発進架台６０から、シールド機５が発進し掘進作業をしている状態を示す。
【００６７】
掘進作業時に、シールド機５は、地盤を掘進して外殻トンネル掘進方向に移動するとともに、後部においてセグメント７を組み立てる。シールド機５は、組み立てたセグメント７を内部の油圧ジャッキ（図示せず）により後方に押圧することにより、セグメント７を反力支持体として外殻トンネル掘進方向への推進を行う。なお、セグメント７は、トンネル掘削後に坑壁となるブロック体である。シールド機５の推進力反力は、セグメント７を介して円周発進基地３側に伝わることになる。
【００６８】
シールド機５の推進力反力は極めて大きい（一例として、第１実施形態では最大１０００トンで計画しているものとする）ため、特に掘進初期では、セグメント７が外殻トンネル掘進方向後方に移動する可能性がある。そこで、第１実施形態の円周搬送装置１００は、反力受架台７０によって外殻トンネル２の掘削に伴う反力をセグメント７を介して支持することが可能である。
【００６９】
図１１の構成例では、反力受架台７０は、上記の通り、シールド機発進架台６０の後端に溶接またはボルトによる接合などにより設置されている。また、反力受架台７０は、シールド機５により組み立てられたセグメント７の後端（外殻トンネル掘進方向後端）に当接し、セグメント７を介して伝達される反力を受ける。反力受架台７０は、図１２に示すように、複数の矩形枠状部材を組み合わせて構成されている。
【００７０】
図１２に示すように、反力受架台７０により受け止められたセグメント７の推進反力（シールド機５の推進に対して発生する推進反力）は、シールド機発進架台６０を介して、円周発進基地３の構造壁に伝わり吸収される。すなわち、反力受架台７０により受け止められたセグメント７の推進反力は、自走式搬送装置２１側に伝わることなく、自走式搬送装置２１の手前で吸収される。
【００７１】
（資機材およびシールド機を自走式搬送装置２１からシールド機発進架台６０側に搬入するための構成）
次に、図１１を参照して、資機材６およびシールド機５を自走式搬送装置２１からシールド機発進架台６０側に搬入するための構成および手順について説明する。
【００７２】
シールド機５がシールド機発進架台６０から発進開始すると、シールド機５が位置していたシールド機発進架台６０がある領域のセグメント７（仮セグメント）の内側に作業床移動架台９ａが設置される。作業床移動架台９ａは、レール９ｂを有しており、自走式搬送装置２１から資機材運搬台車６ａをレール９ｂ上に受け取り可能に構成されている。作業床移動架台９ａと自走式搬送装置２１との間には、距離ｔ２の空隙が設けられている。そこで、作業床移動架台９ａは、空隙を埋めるために、自走式搬送装置２１側の方向およびその反対方向（Ｅ方向前後）に移動量ｔ２だけ往復移動可能に構成されている。また、作業床移動架台９ａの外殻トンネル掘進方向のシールド機５により構築された外殻トンネル２内には、作業床移動架台９ａから資機材運搬台車６ａを受け取るためのレール９ｃが構築される。なお、レール９ｂおよびレール９ｃは、共に、互いに平行な２対のレールにより構成されている。また、レール９ｂ（９ｃ）は、２対のレール間で資機材運搬台車６ａを受け渡し可能なように互いに各レーンが交差して接続される部分を有している。
【００７３】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７４】
第１実施形態では、上記のように、地下構造物１の外周に周方向に沿って延び、搬送対象を地下構造物１の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路１１と、搬送対象を載置可能な水平維持機構３３が配置される円形構造体３１を有する本体部３０と、本体部３０を支持して１つの周方向走路１１に沿って走行する支持装置４０とを含む自走式搬送装置２１を設け、本体部３０を、支持装置４０に固定的に連結する。これにより、自走式搬送装置２１の本体部３０が支持装置４０に固定的に連結されているので、従来のような支持装置により本体部（ドラム本体）を回動可能に支持する場合とは異なり、重量物である本体部（ドラム本体）を回転（自転）させるための大型の軸受構成を削減することができる。このため、自走式搬送装置２１の構成を簡素化することができる。また、本体部３０を支持する支持装置４０により、自走式搬送装置２１が１つの周方向走路１１に沿って走行することができるので、１つの周方向走路１１に沿って自走式搬送装置２１によりシールド機５および資機材６を含む搬送対象を地下構造物１の周方向に搬送することができる。以上により、自走式搬送装置２１の構成を簡素化するとともに、自走式搬送装置２１により搬送対象を地下構造物１の周方向に設けられる外殻トンネル２の施工位置に搬送することができる。
【００７５】
また、第１実施形態では、上記のように、円周発進基地３の前部に配置され、自走式搬送装置２１からシールド機５またはシールド機５を構成する部品を移載可能なシールド機発進架台６０と、シールド機発進架台６０から発進するシールド機５による外殻トンネル２の掘進に伴う反力を支持するための反力受架台７０とを設ける。これにより、シールド機発進架台６０によりシールド機５を安定して掘進開始位置に設置することができる。また、反力受架台７０によりシールド機５の掘進を安定して開始することができる。また、自走式搬送装置２１により１つのシールド機５を複数部品に分けてシールド機発進架台６０に搬送する場合には、シールド機発進架台６０をシールド機５の組立作業架台としても使用することもできる。
【００７６】
また、第１実施形態では、上記のように、水平維持機構３３を、搬送対象を載置可能な搬送架台を有し、シールド機５を載置可能な搬送架台として機能するシールド機用架台３５ｂと、資機材６を載置可能な搬送架台として機能する資機材用架台３５ａとを着脱により交換可能に構成する。これにより、シールド機用架台３５ｂと資機材用架台３５ａとを着脱により交換することができるので、シールド機５および資機材６の搬送を兼用の１つの自走式搬送装置２１により行うことができる。すなわち、シールド機５および資機材６の搬送を別々の自走式搬送装置２１により行う場合と比較して、装置構成をより簡素化することができる。また、シールド機５および資機材６の搬送をそれぞれ専用の架台により行うことができるので、シールド機５および資機材６を安定して搬送することができる。
【００７７】
また、第１実施形態では、上記のように、本体部３０に、円形構造体３１から円形構造体３１の半径方向の外側にそれぞれ張り出して、支持装置４０に固定的に連結される一対の張出構造体３２を設ける。これにより、支持装置４０により円形状の円形構造体３１を直接支持する場合と比較して、支持装置４０により円形構造体３１を支持する必要がなくなるので、支持装置４０により安定して本体部３０を支持することができる。
【００７８】
また、第１実施形態では、上記のように、水平維持機構３３を、搬送対象を載置可能な搬送架台と、それぞれ、搬送架台の異なる位置を支持しながら、互いに独立して昇降可能な複数の昇降装置３４ｂとを設ける。これにより、複数の昇降装置３４ｂによりシールド機５および資機材６を含む搬送対象の高さ位置および角度を調整することができる。その結果、搬送対象の高さ位置および角度を調整した上で、作業床移動架台９ａに搬送対象を受け渡すことができる。
【００７９】
また、第１実施形態では、上記のように、支持装置４０に、１つの周方向走路１１のレール１３上を回転する車輪４２を有する支持部４１と、本体部３０と支持部４１との間でレール１３に向かう方向に伸縮可能な伸縮機構４３とを設ける。これにより、レール１３の反りや歪み、周方向走路１１が形成される空間自体の歪みなどの誤差を伸縮機構４３によって吸収することができる。そのため、周方向走路１１に誤差を許容するための大きなマージンを確保しなくても、自走式搬送装置２１を円滑に走行させることができるので、円周搬送装置１００をコンパクトかつ容易に構築できるようになる。
【００８０】
また、第１実施形態では、上記のように、自走式搬送装置２１を周方向に移動させる自走式搬送装置２１の複数の走行駆動機構５０に、１つの周方向走路１１に対する係合状態および非係合状態（係合解除状態）を切り替え可能なロック機構５１と、本体部３０とロック機構５１との間で周方向に伸縮可能な駆動シリンダ機構５２とを設ける。これにより、ロック機構５１の係合状態で駆動シリンダ機構５２を伸長または収縮させることにより、本体部３０を周方向走路１１に沿って移動させることができ、ロック機構５１の非係合状態で駆動シリンダ機構５２を元のストローク位置に戻すことができる。複数の走行駆動機構５０によって上記動作を交互に繰り返すことにより、周方向走路１１に沿って自走式搬送装置２１を連続的に移動させることが可能となる。
【００８１】
また、第１実施形態では、上記のように、地下構造物１は、本線トンネル１ａおよび支線トンネル１ｂを含む複数のトンネルであり、１つの周方向走路１１は、複数のトンネルの周囲を取り囲むように環状に形成された円周発進基地３に設けられている。これにより、複数のトンネルを取り囲む外殻トンネル群を構築する場合でも、周方向走路１１によって資機材６の搬送を円滑に行うことができ、それによって工期短縮を図ることができる。
【００８２】
［第２実施形態］
次に、図１３〜図１６を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、ロック機構５１と駆動シリンダ機構５２とを含む走行駆動機構５０により自走式搬送装置２１を駆動した上記第１実施形態とは異なり、ピニオンギヤ２５１とモータ２５２とを含む走行駆動機構２５０により自走式搬送装置２２１を駆動する例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成は、第１実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
【００８３】
図１３および図１４に示すように、第２実施形態による自走式搬送装置２２１は、自走式搬送装置２２１を周方向に移動させる走行駆動機構２５０を含んでいる。走行駆動機構２５０は、図１５および図１６に示すように、ピニオンギヤ２５１と、モータ２５２と、減速機２５３と、ハウジング（筐体）２５４とを有している。また、図１３に示すように、周方向走路１１の一対の外側レール１３ａ（外殻トンネル掘進方向（Ｅ方向）前側および後側の外側レール１３ａ）は、互いに向かい合う側面にラックギヤ２１３を有している。ラックギヤ２１３は、外側レール１３ａに沿って延びるように設けられている。自走式搬送装置２２１は、ラックギヤ２１３に噛み合ったピニオンギヤ２５１の回転反力（接線力）により周方向に移動するように構成されている。
【００８４】
図１４に示すように、走行駆動機構２５０（ハウジング２５４）は、張出構造体３２に設置されている。モータ２５２および減速機２５３は、共にハウジング２５４内に設置されている。ピニオンギヤ２５１は、減速機２５３の出力軸に取り付けられており、モータ２５２により回転されるように構成されている。また、ピニオンギヤ２５１は、ラックギヤ２１３に側方から係合するように構成されている。すなわち、ピニオンギヤ２５１およびラックギヤ２１３は、互いに横方向（外殻トンネル掘進方向）に対向するように配置されており、互いの歯が、それぞれ、外殻トンネル掘進方向前後の一方および他方を向くように噛みあっている。このため、ピニオンギヤ２５１およびラックギヤ２１３は、自走式搬送装置２２１の周方向への移動に伴い、横方向（外殻トンネル掘進方向）に対向配置される互いの位置（向き）関係が変わることがないように構成されている。
【００８５】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００８６】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００８７】
第２実施形態では、上記第１実施形態と同様に、地下構造物１の外周に周方向に沿って延び、搬送対象を地下構造物１の周方向に搬送するために使用される１つの周方向走路１１と、搬送対象を載置可能な水平維持機構３３が配置される円形構造体３１を有する本体部３０と、本体部３０を支持して１つの周方向走路１１に沿って走行する支持装置４０とを含む自走式搬送装置２２１を設け、本体部３０を、支持装置４０に固定的に連結する。これにより、自走式搬送装置２２１の構成を簡素化するとともに、自走式搬送装置２２１により搬送対象を地下構造物１の周方向に搬送することができる。
【００８８】
また、第２実施形態では、上記のように、１つの周方向走路１１に周方向に延びるラックギヤ２１３を設け、自走式搬送装置２１を周方向に移動させる自走式搬送装置２１の走行駆動機構２５０に、ラックギヤ２１３に側方から係合するピニオンギヤ２５１と、ピニオンギヤ２５１を回動可能なモータ２５２とを設ける。これにより、モータ２５２により回動されるピニオンギヤ２５１がラックギヤ２１３に側方から係合するので、ラックギヤ２１３の歯またはピニオンギヤ２５１の歯が上方を向くように設けられる場合と比較して、円周発進基地３上部や円周搬送装置１００から落下した異物がラックギヤ２１３またはピニオンギヤ２５１上に留まり、ラックギヤ２１３とピニオンギヤ２５１との間に異物が挟み込まれるのを抑制することができる。その結果、異物により自走式搬送装置２１の走行が妨げられるのを抑制することができる。
【００８９】
［変形例］
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であり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全ての変更（変形例）が含まれる。
【００９０】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、複数のトンネル（本線トンネルおよび支線トンネル）からなる地下構造物の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、地下構造物は、１本のトンネルであってもよいし、トンネル以外の他の構造物であってもよい。
【００９１】
また、上記第１および第２実施形態では、円環状の円周発進基地内に、円環状の周方向走路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、周方向走路が円環状である必要はない。たとえば、地下構造物の上側および下側の一方または両方に半円状または扇状の周状発進基地を設けて、周方向走路を半円状または扇状に構成してもよい。また、周方向走路は、円弧形状（曲率半径が略一定）でなくてもよい。たとえば外側レール１３ａおよび内側レール１３ｂの間隔が概ね一定となる走路であれば、シールド用搬送装置および資機材用搬送装置を搬送することが可能であり、周方向走路を任意の曲線状形状にしてよい。
【００９２】
また、上記第１および第２実施形態では、搬送装置に走行駆動機構を設け、自走可能な構成とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、外部の駆動機構によって搬送装置を走行させてもよい。たとえば、牽引ワイヤ、チェーンその他の牽引部材を介して、搬送装置を走行させてもよい。
【００９３】
また、上記第１および第２実施形態では、搬送装置に、レール上を走行可能な支持装置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、たとえば支持装置が円周発進基地の内壁面上を走行してもよい。
【００９４】
また、上記第１および第２実施形態では、搬送装置に反力支持機構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、反力支持機構を設けなくてもよい。
【００９５】
また、上記第１および第２実施形態では、掘削機の一例としてシールド機５を用いる構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、どのような掘削機を搬送してもよい。
【００９６】
また、上記第１および第２実施形態では、本体部を円形構造体と張出構造体とから構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、本体部を円形構造体のみから構成してもよい。
【００９７】
また、上記第１および第２実施形態では、走行駆動機構を外周レールのみに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、走行駆動機構を内周レールに設けてもよいし、走行駆動機構を外周レールおよび内周レールの両方に設けてもよい。
【００９８】
また、上記第１実施形態では、走行駆動機構がロック機構および駆動シリンダ機構を含むように自走式搬送装置を構成し、上記第２実施形態では、走行駆動機構がピニオンギヤおよびモータを含むように自走式搬送装置を構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、走行駆動機構がロック機構および駆動シリンダ機構と、ピニオンギヤおよびモータとの両方を含むように自走式搬送装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１  地下構造物
１ａ  本線トンネル
１ｂ  支線トンネル
２  外殻トンネル
３  円周発進基地（外殻トンネル発進基地）
５  シールド機（掘削機）
６  資機材
１１  周方向走路
１３  レール
２１、２２１  自走式搬送装置（搬送装置）
３０  本体部
３１  円形構造体
３２  張出構造体
３３  水平維持機構
３４ｂ  昇降装置
３５ａ  資機材用架台
３５ｂ  シールド機用架台（掘削機用架台）
４０  支持装置
４１  支持部
４２  車輪
４３  伸縮機構
５０（５０ａ、５０ｂ）、２５０  走行駆動機構
５１  ロック機構
５２  駆動シリンダ機構
１００  円周搬送装置
２１３  ラックギヤ
２５１  ピニオンギヤ
２５２  モータ
Ｃ  周方向
Ｅ  外殻トンネル掘進方向
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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