(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削したトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるエレクタ装置と、前記エレクタ装置に対してセグメントを供給するセグメント供給装置とを備えたトンネル掘削機において、
前記セグメント供給装置が、
前記トンネルの内周面に沿ってトンネル前後方向に長い形状となっている装置本体部と、
前記装置本体部に設けられ、トンネル前後方向において複数の前記セグメントを載置可能かつ前記装置本体部に対してトンネル前後方向に移動可能な載置テーブルと、
基端部が前記装置本体部に固定され、ロッド先端部が前記載置テーブルに連結され、トンネル前方に向けて伸長可能であることで、前記載置テーブルのトンネル前後方向の往復移動を可能とする供給用ジャッキと、
前記載置テーブルのトンネル幅方向における左右両側に設けられ、基端部が前記装置本体部に固定され、トンネル径方向内側に向けて伸長可能な持ち上げジャッキと、
前記載置テーブルに載置された複数の前記セグメントにそれぞれ対応するトンネル前後方向位置において、前記持ち上げジャッキのロッド先端部と連結し、前記持ち上げジャッキが短縮された状態においては、前記セグメントが設置される第１上面が前記載置テーブルにおける前記セグメントが設置される第２上面よりもトンネル径方向外側に位置し、前記持ち上げジャッキが伸長されると、前記第１上面が前記第２上面よりもトンネル径方向内側に突出し、前記セグメントを持ち上げることを可能とする持ち上げ板と、
基端部が前記装置本体部に支持され、トンネル前後方向に伸縮可能なジャッキ部材と、
前記ジャッキ部材のロッド先端部に設けられ、前記エレクタ装置によって前記トンネルの内壁面に沿って組み立てられた既設のセグメントにおける前端面に引っ掛かり得る爪部材とを備えたものである
ことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項２】
掘削したトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるエレクタ装置と、前記エレクタ装置に対してセグメントを供給するセグメント供給装置とを備えたトンネル掘削機において、
前記セグメント供給装置が、前記エレクタ装置によってトンネルの内壁面に沿って組み立てられた既設のセグメントにおける前端面に引っ掛かり得る爪部材と、前記爪部材と連結されてトンネル前後方向に伸縮可能なジャッキ部材とを備えたものであり、
前記セグメント供給装置が、前記爪部材および前記ジャッキ部材をトンネル幅方向に複数備え、複数の前記ジャッキ部材を独立して伸縮させることで、その向きを変更可能である
ことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項３】
掘削したトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるエレクタ装置と、前記エレクタ装置に対してセグメントを供給するセグメント供給装置とを備えたトンネル掘削機において、
前記セグメント供給装置が、前記エレクタ装置によってトンネルの内壁面に沿って組み立てられた既設のセグメントにおける前端面に引っ掛かり得る爪部材と、前記爪部材と連結されてトンネル前後方向に伸縮可能なジャッキ部材とを備えたものであり、
前記ジャッキ部材が、既設のセグメントに対して移動または回転可能なものであり、
前記爪部材が、前記ジャッキ部材に固定支持され、前記ジャッキ部材の移動または回転によって既設のセグメントにおける前端面に引っ掛けられるものである
ことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項４】
前記爪部材が、前記ジャッキ部材に移動または回転可能に支持され、前記ジャッキ部材に対して移動または回転することによって既設のセグメントにおける前端面に引っ掛けられるものである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトンネル掘削機。
【請求項５】
前記セグメント供給装置が、トンネルに対する当該セグメント供給装置の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記ジャッキ部材の伸縮長さを制御するものである
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のトンネル掘削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメントをトンネルの内壁面に沿って組み立てるエレクタ装置に、セグメントを供給するためのセグメント供給装置を備えたトンネル掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル掘削機においては、スキンプレート（掘削機本体）の前方部にカッタヘッドが回転可能に支持され、スキンプレートの後方部に多数のシールドジャッキがトンネル周方向に沿って設けられると共にエレクタ装置が装着されている。よって、カッタヘッドを回転させながらシールドジャッキを伸長させると、掘削機本体が既設セグメントから推進反力（掘削反力）を得て前進すると共に、カッタヘッドが前方の地盤を掘削する。また、これと同時に、エレクタ装置がトンネル後方から搬入されるセグメントをトンネルの内壁面に沿って組み立てる。
【０００３】
ここで、トンネル施工時におけるエレクタ装置へのセグメントの供給については、トンネル施工期間の短縮化やトンネル施工コストの抑制化等を図ることを目的として、セグメント供給装置によって行われることがある。このセグメント供給装置においては、トンネル後方から搬入されたセグメントを、エレクタ装置に向けて一個ずつ自動的に供給するようになっている。そして、このようなセグメント供給装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１７９８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたセグメント供給装置においては、セグメントを載置して搬送するための搬送台車がガイドレールに移動自在に取り付けられており、このガイドレールを締結装置と連結することによって、締結装置と共にガイドレールおよび搬送台車等がけん引されるようになっている。
【０００６】
しかし、上記の技術においては、締結装置と共にガイドレールおよび搬送台車等をけん引することができる程度に、締結装置およびブラケット等の連結部材の剛性を強化しなければならない。このようにセグメント供給装置以外の部材の剛性強化は、トンネル掘削機の製造コストの増加を招いてしまう。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、セグメント供給装置以外の部材の剛性強化に伴う製造コストの増加を抑さえることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する第一の発明に係るトンネル掘削機は、掘削したトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるエレクタ装置と、前記エレクタ装置に対してセグメントを供給するセグメント供給装置とを備えたトンネル掘削機において、前記セグメント供給装置が、前記トンネルの内周面に沿ってトンネル前後方向に長い形状となっている装置本体部と、前記装置本体部に設けられ、トンネル前後方向において複数の前記セグメントを載置可能かつ前記装置本体部に対してトンネル前後方向に移動可能な載置テーブルと、基端部が前記装置本体部に固定され、ロッド先端部が前記載置テーブルに連結され、トンネル前方に向けて伸長可能であることで、前記載置テーブルのトンネル前後方向の往復移動を可能とする供給用ジャッキと、前記載置テーブルのトンネル幅方向における左右両側に設けられ、基端部が前記装置本体部に固定され、トンネル径方向内側に向けて伸長可能な持ち上げジャッキと、前記載置テーブルに載置された複数の前記セグメントにそれぞれ対応するトンネル前後方向位置において、前記持ち上げジャッキのロッド先端部と連結し、前記持ち上げジャッキが短縮された状態においては、前記セグメントが設置される第１上面が前記載置テーブルにおける前記セグメントが設置される第２上面よりもトンネル径方向外側に位置し、前記持ち上げジャッキが伸長されると、前記第１上面が前記第２上面よりもトンネル径方向内側に突出し、前記セグメントを持ち上げることを可能とする持ち上げ板と、基端部が前記装置本体部に支持され、トンネル前後方向に伸縮可能なジャッキ部材と、前記ジャッキ部材のロッド先端部に設けられ、前記エレクタ装置によって前記トンネルの内壁面に沿って組み立てられた既設のセグメントにおける前端面に引っ掛かり得る爪部材とを備えたものであることを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第二の発明に係るトンネル掘削機は、掘削したトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるエレクタ装置と、前記エレクタ装置に対してセグメントを供給するセグメント供給装置とを備えたトンネル掘削機において、前記セグメント供給装置が、前記エレクタ装置によってトンネルの内壁面に沿って組み立てられた既設のセグメントにおける前端面に引っ掛かり得る爪部材と、前記爪部材と連結されてトンネル前後方向に伸縮可能なジャッキ部材とを備えたものであり、前記セグメント供給装置が、前記爪部材および前記ジャッキ部材をトンネル幅方向に複数備え、複数の前記ジャッキ部材を独立して伸縮させることで、その向きを変更可能であることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第三の発明に係るトンネル掘削機は、掘削したトンネルの内壁面に沿ってセグメントを組み立てるエレクタ装置と、前記エレクタ装置に対してセグメントを供給するセグメント供給装置とを備えたトンネル掘削機において、前記セグメント供給装置が、前記エレクタ装置によってトンネルの内壁面に沿って組み立てられた既設のセグメントにおける前端面に引っ掛かり得る爪部材と、前記爪部材と連結されてトンネル前後方向に伸縮可能なジャッキ部材とを備えたものであり、前記ジャッキ部材が、既設のセグメントに対して移動または回転可能なものであり、前記爪部材が、前記ジャッキ部材に固定支持され、前記ジャッキ部材の移動または回転によって既設のセグメントにおける前端面に引っ掛けられるものであることを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第四の発明に係るトンネル掘削機は、第一または第二の発明に係るトンネル掘削機において、前記爪部材が、前記ジャッキ部材に移動または回転可能に支持され、前記ジャッキ部材に対して移動または回転することによって既設のセグメントにおける前端面に引っ掛けられるものであることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第五の発明に係るトンネル掘削機は、第一から第四のいずれか一つの発明に係るトンネル掘削機において、前記セグメント供給装置が、トンネルに対する当該セグメント供給装置の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段の検出結果に基づいて前記ジャッキ部材の伸縮長さを制御するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第一の発明に係るトンネル掘削機によれば、爪部材を既設のセグメントにおける前端面に引っ掛けてジャッキ部材を伸縮させることにより、既設のセグメントから得られる反力を利用して、セグメント供給装置をトンネル内で走行させることができる。よって、セグメント供給装置以外の部材の剛性を強化する必要はなく、それに伴う製造コストの増加を抑えることができる。
【００１４】
第二の発明に係るトンネル掘削機によれば、複数のジャッキ部材を用いることにより、セグメント供給装置のトンネル内の走行を安定させると共に、複数のジャッキ部材を独立して伸縮動作することにより、セグメント供給装置の向き（トンネル軸方向に対する向き）を変える（制御する）ことができる。
【００１５】
第三の発明に係るトンネル掘削機によれば、爪部材を既設のセグメントにおける前端面に引っ掛ける構成を簡易なものとすることができる。
【００１６】
第四の発明に係るトンネル掘削機によれば、爪部材を既設のセグメントにおける前端面に引っ掛ける構成を簡易なものとすることができる。
【００１７】
第五の発明に係るトンネル掘削機によれば、位置検出手段の検出結果に基づいてジャッキ部材を制御することにより、トンネルに対するセグメント供給装置の位置を制御することができ、例えば、セグメント供給装置をトンネル１００の最下部すなわち中心に位置させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係るトンネル掘削機の構造を示す説明図である。
【図２Ａ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置を示す説明図である。
【図２Ｂ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置を示す説明図である。
【図２Ｃ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置を示す説明図である。
【図３Ａ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の載置テーブル上に載置されるセグメントを示す説明図（図２ＡにおけるIII−III矢視断面図）である。
【図３Ｂ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の持ち上げ板上に載置されるセグメントを示す説明図（図２ＡにおけるIII−III矢視断面図）である。
【図４Ａ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の走行動作を示す説明図である。
【図４Ｂ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の走行動作を示す説明図である。
【図４Ｃ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の走行動作を示す説明図である。
【図４Ｄ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の走行動作を示す説明図である。
【図５Ａ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の一部を変更した例を示す説明図である。
【図５Ｂ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の一部を変更した例を示す説明図である。
【図６Ａ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図６Ｂ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図６Ｃ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図６Ｄ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図７Ａ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図７Ｂ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図７Ｃ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図７Ｄ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図７Ｅ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【図７Ｆ】実施例１に係るトンネル掘削機におけるセグメント供給装置の爪部を変更した例の走行動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明に係るトンネル掘削機の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１に係るトンネル掘削機の構造について、図１から図４Ｄを参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、トンネル掘削機１には、円筒形状を成すスキンプレート（掘削機本体）１０が設けられており、このスキンプレート１０の前方部（図１においては、左方側）には、円盤形状のカッタヘッド１１が回転自在に支持されている。カッタヘッド１１は、図示しないリングギヤ等のギヤ機構を介して、その後方に設けられるカッタ駆動モータ１２と連結されており、このカッタ駆動モータ１２の駆動によってカッタヘッド１１が回転駆動されるようになっている。
【００２２】
また、スキンプレート１０の前方部には、カッタヘッド１１の後方に位置してバルクヘッド１３が取り付けられ、カッタヘッド１１とバルクヘッド１３との間にチャンバ１４が形成されている。なお、カッタヘッド１１、カッタ駆動モータ１２および図示しないギヤ機構は、バルクヘッド１３を介してスキンプレート１０に支持されている。
【００２３】
スキンプレート１０の内側には、バルクヘッド１３を貫通してチャンバ１４に開口するスクリューコンベア１５が配設され、カッタヘッド１１の回転駆動によって掘削された土砂（掘削土砂）をトンネル後方（図１においては、右方側）へ搬送することができるようになっている。なお、スクリューコンベア１５によってトンネル後方へ搬送された掘削土砂は、図示しないベルトコンベア等によって排出されるようになっている。
【００２４】
スキンプレート１０の後方部（図１においては、右方側）には、トンネル後方に向けて伸長可能なシールドジャッキ（推進手段）１６が設けられており、このシールドジャッキ１６は、スキンプレート１０の内周面の周方向に沿って複数本設けられている。各シールドジャッキ１６のロッド先端（図１においては、右方側端部）には、スプレッダ１７が装着されており、このスプレッダ１７は、トンネル前後方向（トンネル長手方向であって、図１においては左右方向）において、既設のセグメントＳの前端面（図１においては、左方側端面）Ｓａと対向している。
【００２５】
よって、シールドジャッキ１６を伸長してスプレッダ１７を既設のセグメントＳの前端面Ｓａに押圧することにより、スキンプレート１０すなわちトンネル掘削機１を掘進させるための反力を得ることができる。このように、セグメントＳからの反力を得てトンネル掘削機１を掘進させることにより、前方の地山を掘削してトンネル１００を形成することができる。
【００２６】
スキンプレート１０の後方部には、カッタヘッド１１によって掘削されたトンネル１００の内壁面に沿ってセグメントＳを構築する（組み立てる）ためのエレクタ装置１８が設けられている。エレクタ装置１８には、セグメントＳを保持するグリップ１９が設けられており、このグリップ１９は、旋回モータ２０およびリングギヤ２１によって周方向に移動すると共に図示しない昇降ジャッキ等によって径方向に移動することができるようになっている。
【００２７】
図１および図２Ａに示すように、スキンプレート１０の後方部には、エレクタ装置１８に対してセグメントＳを供給するためのセグメント供給装置２２が設けられている。セグメント供給装置２２には、トンネル前後方向に長い装置本体部２３が設けられており、この装置本体部２３には、トンネル前後方向において複数のセグメントＳを載置可能かつ装置本体部２３に対してトンネル前後方向に移動（摺動）可能な載置テーブル２４が設けられている（図２Ａにおける矢印参照）。
【００２８】
図２Ｂに示すように、セグメント供給装置２２には、載置テーブル２４をトンネル前後方向に往復移動させるための供給用ジャッキ２５が設けられている。この供給用ジャッキ２５は、その基端部が装置本体部２３に固定され、そのロッド先端部（図示せず）が載置テーブル２４に連結されており、トンネル前方に向けて伸長可能となっている。よって、供給用ジャッキ２５が伸縮動作されると、載置テーブル２４が往復移動され、載置テーブル２４に載置された最前端のセグメントＳは、セグメント供給装置２２によってエレクタ装置１８（図２Ｂにおいては、図示せず）へセグメントＳを供給するためのセグメント供給位置（図２Ｂにおいて二点鎖線で示す位置）に位置される。
【００２９】
図２Ａおよび図３Ａに示すように、載置テーブル２４の両側（トンネル幅方向における左右両側）には、複数の持ち上げジャッキ２６および複数の持ち上げ板２７が設けられている。持ち上げジャッキ２６は、その基端部が装置本体部２３に固定され、そのロッド先端部（図３Ａにおける上方側端部）が持ち上げ板２７に連結されており、上方（トンネル径方向内側）に向けて伸長可能となっている。よって、持ち上げジャッキ２６が伸縮動作されることによって、持ち上げ板２７は、装置本体部２３および載置テーブル２４に対してトンネル径方向に動作（上下動）することができるようになっている。なお、トンネル前後方向に長い持ち上げ板２７は、トンネル前後方向においてそれぞれ二つの持ち上げジャッキ２６に支持されている（図２Ａ参照）。
【００３０】
ここで、図３Ａに示すように、持ち上げジャッキ２６が短縮された状態においては、持ち上げ板２７の上面（セグメントＳが載置される面）２７ａは、載置テーブル２４の上面（セグメントＳが載置される面）２４ａよりも下方（トンネル径方向外側）に位置している。一方、図３Ｂに示すように、持ち上げジャッキ２６が伸長されると、持ち上げ板２７の上面２７ａは、載置テーブル２４の上面２４ａよりも上方に突出するようになっている。よって、持ち上げジャッキ２６を伸縮させ、持ち上げ板２７の上面２７ａを載置テーブル２４の上面２４ａに対して出没させることにより、持ち上げ板２７上と載置テーブル２４上との間においてセグメントＳの受け渡しがなされる。
【００３１】
なお、セグメントＳは、載置テーブル２４上において所定間隔（セグメント搭載間隔）で複数（本実施例においては四つ）載置されるようになっており、持ち上げ板２７は、載置テーブル２４上に載置されたセグメントＳの位置に対応して（本実施例においては、載置テーブル２４のトンネル幅方向両側にそれぞれ四つずつ）設けられている（図２Ａ参照）。
【００３２】
セグメント供給装置２２は、持ち上げジャッキ２６の伸縮による持ち上げ板２７上と載置テーブル２４上との間におけるセグメントＳの受け渡し動作と、供給用ジャッキ２５の伸縮による載置テーブル２４の往復移動とを、交互に繰り返し行うことにより、エレクタ装置１８に向けてセグメントＳを一つずつ供給することができるようになっている。セグメント供給装置２２においてセグメントＳをエレクタ装置１８へ順次供給する動作については、後に詳述する。
【００３３】
図２Ａに示すように、セグメント供給装置２２には、トンネル１００内を走行するための動力源である走行用ジャッキ２８，２９が装置本体部２３の両側（トンネル幅方向における左右両側）にそれぞれ設けられている。
【００３４】
図４Ａに示すように、走行用ジャッキ２８，２９は、その基端部が装置本体部２３に回転可能に支持されると共に、装置本体部２３に支持された旋回用ジャッキ３０，３１と連結されている。つまり、走行用ジャッキ２８，２９は、旋回用ジャッキ３０，３１の伸縮動作によって回転され得ると共に、略トンネル前方（図４Ａにおいては、左方側）に向けて伸長可能となっている。
【００３５】
走行用ジャッキ２８，２９のロッド先端部（トンネル前方側の端部であって、図４Ａにおいては左方側端部）には、爪部３２，３３が設けられており、この爪部３２，３３には、下方（トンネル径方向外側）に向けて突出する引っ掛かり部３２ａ，３３ａが形成されている。旋回用ジャッキ３０，３１が伸縮される、すなわち、走行用ジャッキ２８，２９が旋回（回転）されることによって、爪部３２，３３は既設のセグメントＳに対して接近離反し、爪部３２，３３における引っ掛かり部３２ａ，３３ａは、既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛かり得るようになっている。
【００３６】
つまり、走行用ジャッキ２８，２９が伸長された状態で旋回用ジャッキ３０，３１が伸長されると、引っ掛かり部３２ａ，３３ａが既設のセグメントＳの内周面よりもトンネル径方向外側に突出されて既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛かるようになっている（図４Ｂおよび図４Ｃにおいては、実線で示す）。
【００３７】
一方、引っ掛かり部３２ａ，３３ａが既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛った状態で旋回用ジャッキ３１，３２が短縮されると、引っ掛かり部３２ａ，３３ａが既設のセグメントＳの内周面よりもトンネル径方向内側に引っ込まれ、既設のセグメントＳの前端面Ｓａへの引っ掛りが外される（図４Ｂおよび図４Ｃにおいては、二点鎖線で示す）。
【００３８】
また、図２Ａおよび図３Ａに示すように、セグメント供給装置２２には、装置本体部２３から両側（トンネル幅方向における左右両側）へ延びるフレーム３４が設けられており、このフレーム３４の先端側には、セグメント供給装置２２がトンネル１００内（セグメントＳ上）を円滑に走行するためのローラ装置３５がそれぞれ設けられている。
【００３９】
よって、セグメント供給装置２２は、旋回用ジャッキ３０，３１の伸縮動作によって爪部３２，３３を既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛け、その状態で走行用ジャッキ２８，２９を短縮することにより、トンネル前方へ走行するための力を得て、ローラ装置３５によって既設のセグメントＳの内周面（トンネル１００内）を円滑に走行することができる。
【００４０】
ここで、左右の走行用ジャッキ２８，２９は、それぞれ独立して伸縮動作することができるものである。よって、各走行用ジャッキ２８，２９の伸縮長さをそれぞれ異にすることにより、セグメント供給装置２２の向き（トンネル軸方向に対する向き）を変えることができる。例えば、一方の走行用ジャッキ２８が他方の走行用ジャッキ２９よりも全長（トンネル前後方向における長さ）が短くなるように、各走行用ジャッキ２８，２９を短縮させることにより、セグメント供給装置２２を一方の走行用ジャッキ２８の側へ傾けることができる。
【００４１】
また、ローラ装置３５は、フレーム３４に回転可能に支持されると共に、フレーム３４に支持された図示しないローラジャッキと連結され、このローラジャッキの伸縮動作によって、装置本体部２３に対して回転されるようになっている。つまり、図示しないローラジャッキを伸縮動作させてローラ装置（ローラ）を回転させることによっても、セグメント供給装置２２の向き（トンネル軸方向に対する向き）を変えることができるようになっている。
【００４２】
セグメント供給装置２２には、トンネル１００に対する当該セグメント供給装置２２の位置を検出するための位置検出手段として、傾斜センサ３６が設けられている（図３Ａ参照）。この傾斜センサ３６によって、セグメント供給装置２２がトンネル１００の最下部すなわち中心に対する位置が検出される。よって、セグメント供給装置２２がトンネル１００の最下部（中心）に位置していない場合には、傾斜センサ３６の検出結果に基づいて各走行用ジャッキ２８，２９の伸縮長さが制御され、セグメント供給装置２２がトンネル１００の最下部（中心）に位置されるようになっている。なお、各走行用ジャッキ２８，２９の伸縮長さの制御と合わせ、ローラ装置３５の装置本体部２３に対する回転を制御することにより、より精密にトンネル１００に対するセグメント供給装置２２の位置を制御することができる。
【００４３】
本発明の実施例１に係るトンネル掘削機の動作について、図１から図４Ｄを参照して説明する。
【００４４】
トンネル掘削機１は、カッタ駆動モータ１２を駆動することによって図示しないギヤ機構を介してカッタヘッド１１を回転すると共に、複数のシールドジャッキ１６を伸長して既設セグメントＳから押し付け反力を得ることによってスキンプレート１０を前進させ、前方の地山を掘削する（図１参照）。
【００４５】
カッタヘッド１１の回転駆動によって掘削された土砂は、図示しない土砂取り込み口からチャンバ１４内に取り込まれ、当該チャンバ１４内に前端部が開口して設けられるスクリューコンベア１５によって後方へ搬送されると共に、スクリューコンベア１５の後端部から図示しないベルトコンベア等によって排出される。
【００４６】
そして、シールドジャッキ１６の何れか一つを縮み方向に作動して既設セグメントＳとの間に空所を形成し、エレクタ装置１８によってこの空所に新しいセグメントＳを構築する。この作業の繰り返しによって所定長さのトンネル１００を掘削形成していく。
【００４７】
このトンネル掘削機１によるトンネル１００（セグメントＳ）の構築において、セグメントＳは、以下に説明するように、セグメント供給装置２２によってエレクタ装置１８に順次供給される。
【００４８】
まず、図示しないホイスト装置等によって、セグメント供給装置２２の載置テーブル２４上にセグメントＳが載置され、供給用ジャッキ２５を伸長させることにより、載置テーブル２４および当該載置テーブル２４に載置されたセグメントＳは、供給用ジャッキ２５の１ストローク分、すなわち、セグメント搭載間隔の長さの分だけ前進される（図２Ｂ参照）。
【００４９】
次に、持ち上げジャッキ２６を伸長させることにより、載置テーブル２４上に載置されたセグメントＳは、載置テーブル２４上から持ち上げ板２７上に受け渡される（図３Ｂ参照）。続いて、供給用ジャッキ２５を短縮させることにより、載置テーブル２４は元の位置に戻され（図２Ａ参照）、持ち上げジャッキ２６を短縮させることにより、持ち上げ板２７上によって持ち上げられたセグメントＳは、持ち上げ板２７上から載置テーブル２４上に受け渡される（図３Ａ参照）。
【００５０】
つまり、載置テーブル２４に載置されたセグメントＳは、当該載置テーブル２４上において供給用ジャッキ２５の１ストローク分、すなわち、セグメント搭載間隔の長さの分だけ前進されたこととなる。続いて、前進された載置テーブル２４上のセグメントＳのセグメント搭載間隔だけ離れた後方側に、図示しないホイスト装置等によって新たなセグメントＳが載置される。
【００５１】
以上のように、持ち上げジャッキ２６の伸縮による持ち上げ板２７上と載置テーブル２４上とにおけるセグメントＳの受け渡しと、供給用ジャッキ２５の伸縮による載置テーブル２４の往復移動とを、交互に繰り返し行うことにより、セグメント供給位置にセグメントＳが搬送され（図２Ｂ参照）、このセグメントＳがエレクタ装置１８に順次供給される。そして、供給されたセグメントＳは、エレクタ装置１８の動作によって、カッタヘッド１１によって掘削されたトンネル１００の内周面に構築される（図２Ｃ参照）。
【００５２】
１リング分のセグメントＳがエレクタ装置１８によってトンネル１００の内周面に構築されると、セグメント供給装置２２は、エレクタ装置１８へセグメントＳを供給するセグメント供給位置を変えるため、以下に説明するように、トンネル前方へ移動（前進）する。
【００５３】
まず、図４Ａに示すように、走行用ジャッキ２８，２９を伸長させることにより、爪部３２，３３が既設のセグメントＳの前端面Ｓａに届く（引っ掛かり得る）位置とする（図４Ａにおいては、二点鎖線で示す）。
【００５４】
次に、図４Ｂに示すように、旋回用ジャッキ３０，３１を短縮させることにより、走行用ジャッキ２８，２９が旋回（図４Ｂにおいては、左回転）し、爪部３２，３３における引っ掛かり部３２ａ，３３ａが既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛かる（図４Ｂにおいては、実線で示す）。
【００５５】
次に、図４Ｃに示すように、走行用ジャッキ２８，２９を短縮させることにより、爪部３２，３３における引っ掛かり部３２ａ，３３ａを引っ掛けた既設のセグメントＳから反力を得て、セグメント供給装置２２は、トンネル前方（図４Ｃにおいては、左方側）へ移動（前進）する（図４Ｃにおいては、実線で示す）。
【００５６】
以上のようにして、セグメント供給装置２２の走行がなされ、セグメント供給装置２２によってエレクタ装置１８へセグメントＳを供給するセグメント供給位置が変更される。よって、新たな（トンネル前方へ移動された）セグメント供給位置において、セグメント供給装置２２によるエレクタ装置１８へのセグメントＳの供給がなされ、エレクタ装置１８によってトンネル１００の内周面に新たな１リング分のセグメントＳを構築することが可能となる。
【００５７】
ここで、新たな１リング分のセグメントＳを構築する際、すなわち、トンネル最下部にセグメントＳを組み立てる際には、セグメント供給装置２２を前進させるために既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けた爪部３２，３３は、トンネル最下部へのセグメントＳの組み立ての妨げとなるため、当該爪部３２，３３を退避させる必要がある。
【００５８】
つまり、図４Ｃに示すように、旋回用ジャッキ３０，３１を伸長させることにより、走行用ジャッキ２８，２９が旋回（図４Ｃにおいては、右回転）し、爪部３２，３３における引っ掛かり部３２ａ，３３ａが既設のセグメントＳの前端面Ｓａから外され（図４Ｃにおいては、二点鎖線で示す）、図４Ｄに示すように、走行用ジャッキ２８，２９を更に短縮させることにより、爪部３２，３３を既設のセグメントＳの前端面Ｓａよりもトンネル後方（図４Ｄにおいては、右方側）に位置させる（図４Ｄにおいては、実線で示す）。
【００５９】
このように爪部３２，３３をトンネル後方へ退避させることにより、セグメント供給装置２２における走行用ジャッキ２８，２９および爪部３２，３３がエレクタ装置１８によるトンネル最下部におけるセグメントＳ（図４Ｄにおいて二点鎖線で示す位置）の組み立ての妨げとなることはない。
【００６０】
本実施例に係るトンネル掘削機によれば、セグメント供給装置２２が既設のセグメントＳから反力を得てトンネル１００内を走行することができるので、セグメント供給装置２２以外の部材の剛性を強化する必要はなく、それに伴う製造コストの増加を抑えることができる。
【００６１】
本実施例においては、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、爪部３２，３３における引っ掛かり部３２ａ，３３ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに直接引っ掛けるようにしているが、本発明はこれに限定されない。
【００６２】
例えば、図５Ａに示すように、引っ掛かり部３２ａ，３３ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに当接させたスプレッダ１７に引っ掛けるようにしても良い。このように、スプレッダ１７を介して引っ掛かり部３２ａ，３３ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けることにより、爪部３２，３３（引っ掛かり部３２ａ，３３ａ）との接触による既設のセグメントＳの損傷を低減することができる。
【００６３】
また、既設のセグメントＳの損傷を低減するために、図５Ｂに示すように、スプレッダ１７の代わりに、引っ掛け部材１７ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに配置し、引っ掛かり部３２ａ，３３ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに配置された引っ掛け部材１７ａに引っ掛ける、すなわち、引っ掛け部材１７ａを介して引っ掛かり部３２ａ，３３ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けるようにしても良い。
【００６４】
また、本実施例においては、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、旋回用ジャッキ３０，３１によって走行用ジャッキ２８，２９および爪部３２，３３全体を旋回（回転）させることにより、爪部３２，３３の引っ掛かり部３２ａ，３３ａをセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けるようにしているが、本発明はこれに限定されない。例えば、走行用ジャッキ２８，２９および爪部３２，３３全体を装置本体部２３（既設のセグメントＳ）に対して移動させることにより、爪部３２，３３の引っ掛かり部３２ａ，３３ａをセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けるようにしても良い。
【００６５】
また、図６Ａに示すように、走行用ジャッキ１２８，１２９をトンネル前後方向（図６Ａにおいては、左右方向）に沿って固定し、走行用ジャッキ１２８，１２９の先端部（図６Ａにおいては、左方側端部）に当該走行用ジャッキ１２８，１２９に対して旋回可能な爪部１３２，１３３を設けたセグメント供給装置１２２であっても良い。このセグメント供給装置１２２によれば、以下に説明するように、トンネル前方（図６Ａにおいては、左方側）へ前進することができる。
【００６６】
まず、図６Ａに示すように、走行用ジャッキ１２８，１２９を伸長させることにより、爪部１３２，１３３が既設のセグメントＳの前端面Ｓａに届く（引っ掛かり得る）位置とする（図６Ａにおいては、二点鎖線で示す）。
【００６７】
次に、図６Ｂに示すように、旋回用ジャッキ１３０，１３１を伸長させることにより、爪部１３２，１３３が旋回（図６Ｂにおいては、左回転）し、爪部１３２，１３３における引っ掛かり部１３２ａ，１３３ａが既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛かる（図６Ｂにおいては、実線で示す）。
【００６８】
次に、図６Ｃに示すように、走行用ジャッキ１２８，１２９を短縮させることにより、爪部１３２，１３３における引っ掛かり部１３２ａ，１３３ａを引っ掛けた既設のセグメントＳから反力を得て、セグメント供給装置１２２は、トンネル前方（図６Ｃにおいては、左方側）へ移動（前進）する。
【００６９】
以上のようにして、セグメント供給装置１２２の走行がなされ、セグメント供給装置１２２によってエレクタ装置（図６Ａから図６Ｄにおいては、図示せず）へセグメントＳを供給するセグメント供給位置が変更される。よって、新たな（トンネル前方へ移動された）セグメント供給位置において、セグメント供給装置１２２によるエレクタ装置へのセグメントＳの供給がなされ、エレクタ装置によってトンネル１００の内周面に新たな１リング分のセグメントＳを構築することが可能となる。
【００７０】
ここで、新たな１リング分のセグメントＳを構築する際、すなわち、トンネル最下部にセグメントＳを組み立てる際には、セグメント供給装置１２２を前進させるために既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けた爪部１３２，１３３は、トンネル最下部へのセグメントＳの組み立ての妨げとなるため、当該爪部１３２，１３３を退避させる必要がある。
【００７１】
つまり、旋回用ジャッキ１３０，１３１を短縮させることにより、爪部１３２，１３３が旋回し、爪部１３２，１３３における引っ掛かり部１３２ａ，１３３ａが既設のセグメントＳの前端面Ｓａから外され（図６Ｄにおいては、二点鎖線で示す）、走行用ジャッキ１２８，１２９を更に短縮させることにより、爪部１３２，１３３を既設のセグメントＳの前端面Ｓａよりもトンネル後方（図６Ｄにおいては、右方側）に位置させる（図６Ｄにおいては、実線で示す）。
【００７２】
このように爪部１３２，１３３をトンネル後方へ退避させることにより、セグメント供給装置１２２における走行用ジャッキ１２８，１２９および爪部１３２，１３３がエレクタ装置によるトンネル最下部におけるセグメントＳ（図６Ｄにおいて二点鎖線で示す位置）の組み立ての妨げとなることはない。
【００７３】
また、図７Ａに示すように、走行用ジャッキ２２８，２２９をトンネル前後方向（図７Ａにおいては、左右方向）に沿って固定し、走行用ジャッキ２２８，２２９の先端部（図７Ａにおいては、左方側端部）に当該走行用ジャッキ２２８，２２９に対して旋回可能な爪部２３２，２３３を設けたセグメント供給装置２２２であっても良い。このセグメント供給装置２２２は、前述のセグメント供給装置１２２（図６Ａ〜６Ｄ参照）と比較して、爪部２３２，２３３を逆方向に旋回（逆回転）させることにより、爪部２３２，２３３における引っ掛かり部２３２ａ，２３３ａを既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けるようにしたものであり、このセグメント供給装置２２２によれば、以下に説明するように、トンネル前方（図７Ａにおいては、左方側）へ前進することができる。
【００７４】
まず、図７Ａに示すように、走行用ジャッキ２２８，２２９を伸長させることにより、爪部２３２，２３３が旋回動作の際に既設のセグメントＳと干渉しない位置とする（図７Ａにおいては、二点鎖線で示す）。
【００７５】
次に、図７Ｂに示すように、旋回用ジャッキ２３０，２３１を短縮させることにより、爪部２３２，２３３が旋回（図７Ｂにおいては、左回転）し、爪部２３２，２３３における引っ掛かり部２３２ａ，２３３ａが下方（トンネル径方向外側）を向く（図７Ｂにおいては、実線で示す）。
【００７６】
次に、図７Ｃに示すように、走行用ジャッキ２２８，２２９を短縮させることにより、爪部２３２，２３３における引っ掛かり部２３２ａ，２３３ａが既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛かる（図７Ｃにおいては、実線で示す）。
【００７７】
次に、図７Ｄに示すように、走行用ジャッキ２２８，２２９を更に短縮させることにより、爪部２３２，２３３における引っ掛かり部２３２ａ，２３３ａを引っ掛けた既設のセグメントＳから反力を得て、セグメント供給装置２２２は、トンネル前方（図７Ｄにおいては、左方側）へ移動（前進）する。
【００７８】
以上のようにして、セグメント供給装置２２２の走行がなされ、セグメント供給装置２２２によってエレクタ装置（図７Ａから図７Ｆにおいては、図示せず）へセグメントＳを供給するセグメント供給位置が変更される。よって、新たな（トンネル前方へ移動された）セグメント供給位置において、セグメント供給装置２２２によるエレクタ装置へのセグメントＳの供給がなされ、エレクタ装置によってトンネル１００の内周面に新たな１リング分のセグメントＳを構築することが可能となる。
【００７９】
ここで、新たな１リング分のセグメントＳを構築する際、すなわち、トンネル最下部にセグメントＳを組み立てる際には、セグメント供給装置２２２を前進させるために既設のセグメントＳの前端面Ｓａに引っ掛けた爪部２３２，２３３は、トンネル最下部へのセグメントＳの組み立ての妨げとなるため、当該爪部２３２，２３３を退避させる必要がある。
【００８０】
つまり、図７Ｅに示すように、走行用ジャッキ２２８，２２９を伸長させることにより、爪部２３２，２３３が旋回動作の際に既設のセグメントＳと干渉しない位置とし（図７Ｅにおいては、実線で示す）、旋回用ジャッキ２３０，２３１を伸長させることにより、爪部２３２，２３３が旋回し、爪部２３２，２３３における引っ掛かり部２３２ａ，２３３ａが既設のセグメントＳの内周面よりもトンネル径方向内側に引っ込まれ（図７Ｆにおいては、二点鎖線で示す）、走行用ジャッキ２２８，２２９を短縮させることにより、爪部２３２，２３３を既設のセグメントＳの前端面Ｓａよりもトンネル後方（図７Ｆにおいては、右方側）に位置させる（図７Ｆにおいては、実線で示す）。
【００８１】
このように爪部２３２，２３３を既設のセグメントＳの前端面Ｓａよりもトンネル後方へ退避させることにより、セグメント供給装置２２２における走行用ジャッキ２２８，２２９および爪部２３２，２３３がエレクタ装置によるトンネル最下部におけるセグメントＳ（図７Ｆにおいて二点鎖線で示す位置）の組み立ての妨げとなることはない。
【符号の説明】
【００８２】
１      トンネル掘削機
１０    スキンプレート（掘削機本体）
１１    カッタヘッド
１２    カッタ駆動モータ
１３    バルクヘッド
１４    チャンバ
１５    スクリューコンベア
１６    シールドジャッキ（推進手段）
１７    スプレッダ
１８    エレクタ装置
１９    グリップ
２０    旋回モータ
２１    リングギヤ
２２    セグメント供給装置
２３    装置本体部
２４    載置テーブル
２４ａ  載置テーブルの上面（載置面）
２５    供給用ジャッキ
２６    持ち上げジャッキ
２７    持ち上げ板
２７ａ  持ち上げ板の上面（載置面）
２８，２９  走行用ジャッキ（ジャッキ部材）
３０，３１  旋回用ジャッキ
３２，３３  爪部（爪部材）
３２ａ，３３ａ  引っ掛かり部
３４    フレーム
３５    ローラ装置
３６    傾斜センサ（位置検出手段）
１００  トンネル
Ｓ      セグメント
Ｓａ    セグメントの前端面
【図１】
0006470655.tif 000002
【図２Ａ】
0006470655.tif 000003
【図２Ｂ】
0006470655.tif 000004
【図２Ｃ】
0006470655.tif 000005
【図３Ａ】
0006470655.tif 000006
【図３Ｂ】
0006470655.tif 000007
【図４Ａ】
0006470655.tif 000008
【図４Ｂ】
0006470655.tif 000009
【図４Ｃ】
0006470655.tif 000010
【図４Ｄ】
0006470655.tif 000011
【図５Ａ】
0006470655.tif 000012
【図５Ｂ】
0006470655.tif 000013
【図６Ａ】
0006470655.tif 000014
【図６Ｂ】
0006470655.tif 000015
【図６Ｃ】
0006470655.tif 000016
【図６Ｄ】
0006470655.tif 000017
【図７Ａ】
0006470655.tif 000018
【図７Ｂ】
0006470655.tif 000019
【図７Ｃ】
0006470655.tif 000020
【図７Ｄ】
0006470655.tif 000021
【図７Ｅ】
0006470655.tif 000022
【図７Ｆ】
0006470655.tif 000023