(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントを、シールド掘削機によって掘削されたトンネルの内壁面に沿って組み立てるエレクタ装置に対して、前記シールド掘削機の後方から搬入された複数のセグメントを、順次供給するセグメント供給装置において、
前端が前記シールド掘削機の本体に懸架される一方、後端が前記エレクタ装置によって組み立てられた既設セグメント上に支持され、トンネル前後方向に走行する外側フレームと、
複数のセグメントをトンネル前後方向に所定の間隔で並べて搭載し、前記外側フレーム上をトンネル前後方向に走行する内側フレームと、
前記外側フレームに設けられ、前記内側フレームに搭載された複数のセグメントを、前記内側フレームから上方に持ち上げる持ち上げ手段と、
前記外側フレームに設けられ、前記内側フレームを、セグメント搭載間隔の長さの分だけ、トンネル前後方向に走行させるフレーム走行手段と、
前記外側フレームの前端に、トンネル前方に向けて摺動可能に支持され、前記内側フレームの最先端に搭載されたセグメントを受け取って、前記エレクタ装置に供給する可動フレームと、
前記可動フレームに設けられ、前記内側フレームの最先端に搭載されたセグメントを、トンネル前後方向及びトンネル幅方向に位置決めする位置決め手段とを備える
ことを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセグメント供給装置において、
前記内側フレームの最先端に設けられ、セグメントを載置する載置テーブルと、
前記載置テーブルをトンネル前後方向及びトンネル幅方向に揺動可能に支持する揺動手段と、
前記載置テーブルを、前記位置決め手段の位置決め動作前の元の位置に復帰させる復帰手段とを備える
ことを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のセグメント供給装置において、
前記外側フレームは、
前記本体に懸架される懸架式フレームと、
前記懸架式フレームの後部に連結し、既設セグメント上をトンネル前後方向に走行する牽引式フレームと、
前記牽引式フレームの後部に連結し、既設セグメント上をトンネル前後方向に走行する走行式フレームとから構成される
ことを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載のセグメント供給装置において、
前記懸架式フレームと前記牽引式フレームとの間、及び、前記牽引式フレームと前記走行式フレームとの間を、トンネル前後方向に連結する連結器を備え、
前記連結器は、トンネル幅方向に揺動可能である
ことを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項５】
請求項４に記載のセグメント供給装置において、
前記内側フレームは、前記連結器上を走行する
ことを特徴とするセグメント供給装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のセグメント供給装置を搭載した
ことを特徴とするシールド掘削機。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シールド掘削機においては、掘削機本体の前端部に、カッタヘッドが回転可能に支持される一方、その掘削機本体の後端部内に、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。従って、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、エレクタ装置の駆動によって、供給されたセグメントが、トンネルの内壁面に沿って組み立てられる。
【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、１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、従来のセグメント供給装置については、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８１８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のセグメント供給装置では、装置本体となるコンベヤが、既設セグメント上において、トンネル前後方向に移動可能となっており、更に、セグメントを搭載可能とする複数の移動架台が、そのコンベヤ上を、トンネル前後方向に移動可能となっている。そして、コンベヤ上において先頭に位置する移動架台を、エレクタ装置に向けて移動させることにより、その移動架台に搭載されたセグメントを、エレクタ装置に供給することができる。
【０００６】
しかしながら、上述したように、従来のセグメント供給装置は、既設セグメント上を移動するものであるため、このようなセグメント供給装置においては、掘削機本体に支持されたエレクタ装置に対して、その移動架台に搭載されたセグメントを、位置精度良く供給することができないおそれがある。近年、エレクタ装置の自動化に伴って、当該エレクタ装置にセグメントを供給する際のセグメント位置決め精度の向上が要求されており、上記従来のセグメント供給装置においては、供給したセグメントをエレクタ装置よって自動把持することが、非常に困難となっている。
【０００７】
従って、本発明は上記課題を解決するものであって、セグメントをエレクタ装置に供給する際のセグメント位置決め精度を向上させて、エレクタ装置によるセグメントの自動把持を可能とすることにより、セグメントの組み立ての高速化を図ることができるセグメント供給装置及びシールド掘削機を提供す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１の発明に係るセグメント供給装置は、
セグメントを、シールド掘削機によって掘削されたトンネルの内壁面に沿って組み立てるエレクタ装置に対して、前記シールド掘削機の後方から搬入された複数のセグメントを、順次供給するセグメント供給装置において、
前端が前記シールド掘削機の本体に懸架される一方、後端が前記エレクタ装置によって組み立てられた既設セグメント上をトンネル前後方向に走行する外側フレームと、
複数のセグメントをトンネル前後方向に所定の間隔で並べて搭載し、前記外側フレーム上をトンネル前後方向に走行する内側フレームと、
前記外側フレームに設けられ、前記内側フレームに搭載された複数のセグメントを、前記内側フレームから上方に持ち上げる持ち上げ手段と、
前記外側フレームに設けられ、前記内側フレームを、セグメント搭載間隔の長さの分だけ、トンネル前後方向に走行させるフレーム走行手段と、
前記外側フレームの前端に、トンネル前方に向けて摺動可能に支持され、前記内側フレームの最先端に搭載されたセグメントを受け取って、前記エレクタ装置に供給する可動フレームと、
前記可動フレームに設けられ、前記内側フレームの最先端に搭載されたセグメントを、トンネル前後方向及びトンネル幅方向に位置決めする位置決め手段とを備える
ことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決する第２の発明に係るセグメント供給装置は、
前記内側フレームの最先端に設けられ、セグメントを載置する載置テーブルと、
前記載置テーブルをトンネル前後方向及びトンネル幅方向に揺動可能に支持する揺動手段と、
前記載置テーブルを、前記位置決め手段の位置決め動作前の元の位置に復帰させる復帰手段とを備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第３の発明に係るセグメント供給装置は、
前記外側フレームは、
前記本体に懸架される懸架式フレームと、
前記懸架式フレームの後部に連結し、既設セグメント上をトンネル前後方向に走行する牽引式フレームと、
前記牽引式フレームの後部に連結し、既設セグメント上をトンネル前後方向に走行する走行式フレームとから構成される
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第４の発明に係るセグメント供給装置は、
前記懸架式フレームと前記牽引式フレームとの間、及び、前記牽引式フレームと前記走行式フレームとの間を、トンネル前後方向に連結する連結器を備え、
前記連結器は、トンネル幅方向に揺動可能である
ことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する第５の発明に係るセグメント供給装置は、
前記内側フレームは、前記連結器上を走行する
ことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する第６の発明に係るシールド掘削機は、
第１乃至第５のいずれかの発明に係るセグメント供給装置を搭載した
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
従って、本発明に係るセグメント供給装置によれば、外側フレームにおけるシールド掘削機の本体に懸架される前端に、可動フレームをエレクタ装置に向けて摺動可能に支持し、その可動フレームに、セグメントをトンネル前後方向及びトンネル幅方向に位置決めする位置決め手段を設けることにより、エレクタ装置を支持するシールド掘削機の本体上において、セグメントの位置決めを行うことができる。これにより、セグメントをエレクタ装置に供給する際のセグメント位置決め精度を向上させることができるので、エレクタ装置によるセグメントの自動把持を可能とすることができる。よって、セグメントの組み立ての高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係るセグメント供給装置を備えるシールド掘削機の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図５】図４のＤ方向矢視図である。
【図６】図２のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図７】図２のＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図８】内側フレームの全体斜視図である。
【図９】外側フレームの全体斜視図である。
【図１０】懸架式フレームの全体斜視図である。
【図１１】連結器の分解状態を示した図である。
【図１２】センタリングジャッキの他の例を示した図であって、（ａ）はロッド短縮時の様子を示した図、（ｂ）はロッド伸長時の様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るセグメント供給装置について、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
図１に示すように、シールド掘削機１には、円筒状をなす掘削機本体１１が設けられており、この掘削機本体１１の前端部には、円盤状をなすカッタヘッド１２が回転可能に支持されている。そして、カッタヘッド１２の前面部には、多数のカッタ１３が装着されている。従って、カッタヘッド１２を回転させることにより、前方の地盤に切羽を掘削することができる。
【００１８】
また、掘削機本体１１の前端部内には、隔壁となるバルクヘッド１４が、カッタヘッド１２のトンネル後方に設けられており、カッタヘッド１２とバルクヘッド１４との間には、チャンバ１５が区画形成されている。チャンバ１５は、掘削土砂（ずり）を一時的に蓄えるための空間（室）となっており、当該チャンバ１５内には、カッタ１３による掘削によって生じた掘削土砂が、カッタヘッド１２の土砂取込口を介して、取り込まれるようになっている。そして、チャンバ１５内に蓄えられた掘削土砂は、スクリューコンベヤ等の土砂排出手段によって、掘削機本体１１のトンネル後方に向けて排出される。
【００１９】
一方、掘削機本体１１の内周面には、複数のシールドジャッキ（推進ジャッキ）１６が、その内周面の周方向に沿って支持されている。そして、各シールドジャッキ１６のロッド先端には、スプレッダ１６ａが装着されており、このスプレッダ１６ａは、トンネル前後方向（トンネル長手方向）において、既設のセグメントＳの前端面と対向している。
【００２０】
即ち、シールドジャッキ１６は、トンネル後方に向けて伸長して、スプレッダ１６ａを既設のセグメントＳの前端面に押圧させることにより、掘削機本体１１に推進力を与えるものとなっている。これにより、掘削機本体１１は、シールドジャッキ１６がセグメントＳを押圧したときに発生する推進反力（掘削反力）によって、地盤内を前進可能となっている。
【００２１】
更に、掘削機本体１１の内周面には、円形状をなす支持壁１７が設けられており、この支持壁１７の後面には、後方張り出し台１８が支持されている。後方張り出し台１８は、掘削機本体１１内の中心部において、トンネル前後方向に延設されており、その後端部は、掘削機本体１１の後端部からトンネル後方に向けて突出するように張り出している。
【００２２】
そして、後方張り出し台１８の前端部には、エレクタ装置１９が、トンネル前後方向、トンネル径方向、及び、トンネル周方向に移動可能に支持されている。このエレクタ装置１９は、覆工部材としてのセグメントＳを把持して、トンネルの内壁面に沿ってリング状に組み立てる装置となっており、そのセグメントＳは、トンネルの内壁面に沿うような環片となっている。
【００２３】
従って、エレクタ装置１９を駆動させることにより、複数のセグメントＳを、トンネルの内壁面に沿って、リング状に組み立てることができる。なお、掘削したトンネルの内壁面を３６０°覆うように、複数のセグメントＳをリング状に組み立てることによって得られる、１セグメントリング分のセグメント数量は、例えば、１３個となっている。
【００２４】
また、後方張り出し台１８の下部には、左右一対の支柱１８ａが垂下されており、これらの支柱１８ａの下端には、梁部材１８ｂがそれぞれ設けられている。そして、梁部材１８ｂは、トンネル前後方向に延設しており、これらの梁部材１８ｂ間には、セグメント供給装置３０が設けられている。
【００２５】
詳細は後述するが、セグメント供給装置３０は、前端が梁部材１８ｂ間に懸架されつつ、後端が既設のセグメントＳ上をトンネル前後方向に走行可能となると共に、１セグメントリング分の複数のセグメントＳを常に搭載して、その搭載したセグメントＳを、エレクタ装置１９に向けて、１個ずつ自動的に供給可能となっている。
【００２６】
更に、セグメント供給装置３０のトンネル後方には、搬送台車２２が、１個のセグメントＳを搭載して、既設のセグメントＳ上をトンネル前後方向に走行可能となっている。そして、後方張り出し台１８の後端部には、ホイストレール２０がトンネル前後方向に架設されており、このホイストレール２０には、ホイスト装置２１が、セグメントＳを吊り下げながら、走行可能となっている。
【００２７】
即ち、既設トンネル内には、搬入されたセグメントＳを集積するためのセグメント置場が設置されており、搬送台車２２は、そのセグメント置場に集積されたセグメントＳを１個ずつ搭載して、当該セグメント置場から、セグメント供給装置３０のトンネル後方に位置する移載位置（停車位置）まで走行する。そして、ホイスト装置２１は、ホイストレール２０上を走行することにより、移載位置に停車した搬送台車２２からセグメント供給装置３０の後端に、セグメントＳを移載する。
【００２８】
次に、本発明に係るセグメント供給装置３０について、図１乃至図１２を用いて詳細に説明する。
【００２９】
図１に示すように、セグメント供給装置３０は、内側フレーム３１と外側フレーム３２とを備えている。即ち、内側フレーム３１は、外側フレーム３２のトンネル径方向内側に配置されている。
【００３０】
先ず、図１乃至図４，図６，図８に示すように、内側フレーム３１は、４つの走行式フレーム４１〜４４を、トンネル前方側から後方側に向けて、順に連結させた構造となっている。このように、直列に連結された走行式フレーム４１〜４４には、１セグメントリング分のセグメント数量よりも１つ少ない、１２個のセグメントＳが、トンネル前後方向において所定の間隔で、且つ、重ならないように搭載可能となっている。
【００３１】
そして、走行式フレーム４１〜４４における各セグメント搭載位置には、載置テーブル５１がそれぞれ設けられている。載置テーブル５１の上面となる載置面５１ａには、セグメントＳが載置可能となっており、この載置テーブル５１のテーブル幅方向左右両側（トンネル幅方向左右両側）には、左右二対の切欠き５１ｂが形成されている。なお、セグメントＳは、内壁面を上向き（トンネル径方向内側向き）で、且つ、周方向両端部をテーブル幅方向外側（トンネル幅方向外側）に向けた状態で、載置面５１ａに載置される。
【００３２】
具体的に、走行式フレーム４１〜４４には、３つの載置テーブル５１が、それぞれ設けられており、走行式フレーム４１〜４４の側面には、載置テーブル５１の設置位置に対応するように、左右二対の走行用ローラ５２が３組備えられている。走行用ローラ５２は、走行式フレーム４１〜４４の側面に回転可能に支持されており、外側フレーム３２上をトンネル前後方向に転動可能となっている。
【００３３】
また、図４に示すように、最前列に位置する走行式フレーム４１における最先端に配置された載置テーブル５１（以下、載置テーブル５１Ｔと記す）には、センタリング機構（揺動手段）５３が設けられている。このセンタリング機構５３は、載置テーブル５１Ｔの基部に介在されており、多数のころ５３ａを上下方向両側（トンネル径方向両側）から挟持することにより、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａをトンネル前後方向及びトンネル幅方向に揺動可能となっている。
【００３４】
一方、図１乃至図５，図７，図９，図１０に示すように、外側フレーム３２は、１つの懸架式フレーム６１、１つの牽引式フレーム６２、及び、３つの走行式フレーム６３〜６５を、トンネル前方側から後方側に向けて、順に連結させた構造となっている。このように、直列に連結されたフレーム６１〜６５には、１セグメントリング分のセグメント数量となる、１３個のセグメントＳが、トンネル前後方向において所定の間隔で、且つ、重ならないように搭載可能となっている。そして、フレーム６１〜６５における各セグメント搭載位置のフレーム幅方向左右両側（トンネル幅方向左右両側）には、左右二対の持ち上げジャッキ（持ち上げ手段）７１が設けられている。
【００３５】
持ち上げジャッキ７１は、上方（トンネル径方向内側）に向けて伸長可能となっており、その伸縮ロッドの先端には、持ち上げ板７１ａが設けられている。持ち上げ板７１ａは、セグメントＳを、内壁面が上向きで、且つ、周方向両端部がフレーム幅方向外側に向いた状態で、上方に持ち上げるものであって、載置テーブル５１の切欠き５１ｂを上下方向（トンネル径方向）に通過可能となっている。
【００３６】
従って、持ち上げジャッキ７１を伸長させることにより、持ち上げ板７１ａを載置テーブル５１の載置面５１ａよりも上方に突出させることができる。一方、持ち上げジャッキ７１を短縮させることにより、持ち上げ板７１ａを載置テーブル５１の載置面５１ａよりも下方に沈ませることができる。このように、持ち上げジャッキ７１を伸縮させて、その持ち上げ板７１ａを載置面５１ａに対して出没可能とすることにより、載置面５１ａと持ち上げ板７１ａとの間で、セグメントＳの受け渡しを行うことができる。
【００３７】
また、懸架式フレーム６１は、後方張り出し台１８の梁部材１８ｂ間に掛け渡されている。これに対して、牽引式フレーム６２及び走行式フレーム６２〜６５は、既設のセグメントＳ上を走行可能となっており、それらの側面には、左右一対の走行用ローラ７２が、複数組設けられている。走行用ローラ７２は、牽引式フレーム６２及び走行式フレーム６２〜６５の側面に回転可能に支持されており、既設のセグメントＳ上をトンネル前後方向に転動可能となっている。
【００３８】
更に、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、懸架式フレーム６１と牽引式フレーム６２とは、左右一対の連結器７３によって連結されており、牽引式フレーム６２と走行式フレーム６３、走行式フレーム６３と走行式フレーム６４、走行式フレーム６４と走行式フレーム６５とは、左右一対の連結器７４によってそれぞれ連結されている。なお、左右一対の連結器７３，７４におけるトンネル幅方向の設置間隔は、左右一対の走行用ローラ５２におけるトンネル幅方向の設置間隔と、同じ長さとなっている。
【００３９】
図１１（ａ）に示すように、連結器７３は、前リンク部材７３ａ、後リンク部材７３ｂ、及び、連結ピン７３ｃから構成されている。前リンク部材７３ａは、懸架式フレーム６１の後端面に設けられており、その後端には、長孔７３ｄが形成されている。一方、後リンク部材７３ｂは、牽引式フレーム６２の前端面に設けられており、その前端には、長孔７３ｅが形成されている。そして、長孔７３ｄ，７３ｅは、トンネル前後方向（フレーム走行方向）に長径を有する長孔となっており、これらの長孔７３ｄ，７３ｅには、連結ピン７３ｃが挿入されている。
【００４０】
従って、前リンク部材７３ａ及び後リンク部材７３ｂを、連結ピン７３ｃを中心として、上下方向に揺動させることができる。これにより、外側フレーム３２の走行面となる既設のセグメントＳや、既設のセグメントＳ間に、段差が生じて、懸架式フレーム６１に対して、牽引式フレーム６２が上下動しても、牽引式フレーム６２を、懸架式フレーム６１に牽引させつつ、スムーズに走行させることができる。
【００４１】
更に、連結ピン７３ｃが挿入される長孔７３ｄ，７３ｅを、トンネル前後方向に長径を有する長孔とすることにより、前リンク部材７３ａ及び後リンク部材７３ｂを、連結ピン７３ｃを中心として、トンネル幅方向に揺動させることができる。これにより、シールド掘削機１が屈曲したトンネルを掘削する場合であっても、牽引式フレーム６２を、懸架式フレーム６１に牽引させつつ、スムーズに曲進させることができる。
【００４２】
また、図１１（ｂ）に示すように、連結器７４は、前リンク部材７４ａ、中間リンク部材７４ｂ、後リンク部材７４ｃ、及び、連結ピン７４ｄから構成されている。前リンク部材７４ａは、フレーム６２〜６４の後端面に設けられており、その後端には、孔７４ｅが形成されている。後リンク部材７４ｃは、フレーム６３〜６５の前端面に設けられており、その前端には、長孔７４ｈが形成されている。中間リンク部材７４ｂは、前リンク部材７４ａと後リンク部材７４ｃとを繋ぐ部材であって、その前端には、孔７４ｆが形成される一方、その後端には、長孔７４ｇが形成されている。そして、長孔７４ｇ，７３ｈは、トンネル前後方向（フレーム走行方向）に長径を有する長孔となっており、孔７４ｅ，７４ｆ及び長孔７４ｇ，７４ｈには、連結ピン７４ｄがそれぞれ挿入されている。
【００４３】
従って、中間リンク部材７４ｂを、２つの連結ピン７４ｄを中心として、上下方向に揺動させることができる。これにより、外側フレーム３２の走行面となる既設のセグメントＳや、既設のセグメントＳ間に、段差が生じて、懸架式フレーム６１に対して、フレーム６２〜６５が上下動しても、これらのフレーム６２〜６５を、連結させつつ、スムーズに走行させることができる。
【００４４】
更に、一方の連結ピン７４ｄが挿入される長孔７４ｇ，７４ｈを、トンネル前後方向に長径を有する長孔とすることにより、中間リンク部材７４ｂ及び後リンク部材７４ｃを、一方の連結ピン７４ｄを中心として、トンネル幅方向に揺動させることができる。これにより、シールド掘削機１が屈曲したトンネルを掘削する場合であっても、フレーム６２〜６５を、連結させつつ、スムーズに曲進させることができる。
【００４５】
なお、内側フレーム３１における走行式フレーム４１〜４４の連結においても、上述した連結器７４が適用されている。
【００４６】
ここで、内側フレーム３１を構成する走行式フレーム４１〜４４は、トンネル幅方向において、左右二対の持ち上げジャッキ７１間を走行可能となっている。また、内側フレーム３１におけるセグメント搭載位置のトンネル前後方向間隔と、外側フレーム３２におけるセグメント搭載位置のトンネル前後方向間隔とは、同じ長さとなっている。
【００４７】
そして、図２及び図６に示すように、最後尾に位置する走行式フレーム６５のフレーム幅方向中央部には、順送りジャッキ（フレーム走行手段）７５が設けられている。この順送りジャッキ７５は、トンネル前方に向けて伸長可能となっており、その伸縮ロッドの先端は、最後尾に位置する走行式フレーム４４の下部に接続されている。このとき、順送りジャッキ７５のストローク量は、上述したセグメント搭載間隔と、同じ長さとなっている。
【００４８】
従って、順送りジャッキ７５を伸長させることにより、１２個のセグメント搭載位置を有する走行式フレーム４１〜４４を、１３個のセグメント搭載位置を有するフレーム６１〜６５上において、順送りジャッキ７５の１ストローク分、即ち、セグメント搭載間隔の長さの分だけ前進させることができる。一方、順送りジャッキ７５を短縮させることにより、１２個のセグメント搭載位置を有する走行式フレーム４１〜４４を、１３個のセグメント搭載位置を有するフレーム６１〜６５上において、順送りジャッキ７５の１ストローク分、即ち、セグメント搭載間隔の長さの分だけ後退させることができる。
【００４９】
このように、順送りジャッキ７５を伸縮させることにより、外側フレーム３２に対して、内側フレーム３１をトンネル前後方向に往復移動させることができる。そして、内側フレーム３１が、順送りジャッキ７５の１ストローク分、前進または後退した場合であっても、載置テーブル５１に形成される左右二対の切欠き５１ｂと、左右二対の持ち上げジャッキ７１の持ち上げ板７１ａとは、トンネル前後方向において同じ位置に配置されることになり、持ち上げ板７１ａは、切欠き５１ｂを上下方向に通過可能となっている。
【００５０】
よって、持ち上げジャッキ７１の伸縮による、持ち上げ板７１ａと載置面５１ａとの間におけるセグメントＳの受け渡しと、順送りジャッキ７５の伸縮による、走行式フレーム４１〜４４の往復移動とを、交互に繰り返し行うことにより、１セグメントリング分のセグメント数量となる複数のセグメントＳを、トンネル前後方向に並べた状態で、それらのセグメントＳを、セグメント搭載位置がトンネル前方側に向けて１つずつずれるように、順送りさせることができる。
【００５１】
また、図１，図３乃至図７，図９，図１０に示すように、懸架式フレーム６１は、固定フレーム６１ａと可動フレーム６１ｂとから構成されている。固定フレーム６１ａは、後方張り出し台１８の梁部材１８ｂ間に固定されている。一方、可動フレーム６１ｂは、固定フレーム６１ａの前側において、当該固定フレーム６１と隣接するように設けられると共に、梁部材１８ｂの内側面間において、トンネル前後方向に摺動可能に支持されている。
【００５２】
更に、左右の梁部材１８ｂにおける各内側面には、供給用ジャッキ８１がそれぞれ設けられている。この供給用ジャッキ８１は、トンネル前方に向けて伸長可能となっており、その伸長ロッドの先端は、可動フレーム６１ｂに接続されている。
【００５３】
従って、供給用ジャッキ８１を伸長させることにより、可動フレーム６１ｂをトンネル前方に向けて前進させることができる。このとき、可動フレーム６１ｂが前進して停止した停止位置は、可動フレーム６１ｂに搭載されたセグメントＳをエレクタ装置１９に供給するためのセグメント供給位置Ｆとなっている。そして、セグメント供給位置Ｆの直上には、可動フレーム６１ｂに搭載されたセグメントＳをエレクタ装置１９が把持することができるセグメント把持位置Ｅが、設定されている。一方、供給用ジャッキ８１を短縮させることにより、可動フレーム６１ｂを、トンネル後方に向けて後退させて、懸架式フレーム６１の前端に収納させることができる。
【００５４】
そして、図４及び図５に示すように、可動フレーム６１ｂのトンネル前後方向両側部には、前後二対のセンタリングジャッキ（位置決め手段）８２が設けられている。これらのセンタリングジャッキ８２は、可動フレーム６１ｂの前後方向内側に向けて伸長可能となっており、その伸縮ロッドの先端は、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳの幅方向両端部を、それぞれ押圧可能となっている。
【００５５】
従って、センタリングジャッキ８２を伸長させることにより、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳの幅方向両端部を、トンネル前後方向両側から、同じ押圧力で押圧することができる。これにより、セグメントＳに対する押圧に伴って、センタリング機構５３がトンネル前後方向に揺動するため、セグメントＳをトンネル前後方向に位置決めすることができる。即ち、セグメントＳのトンネル前後方向中心位置が、可動フレーム６１ｂにおけるセグメント搭載位置のトンネル前後方向中心位置と一致するように、セグメントＳに対して、トンネル前後方向のセンタリング（位置合わせ）を行うことができる。
【００５６】
また、可動フレーム６１ｂのトンネル幅方向両側部には、左右一対のセンタリングジャッキ（位置決め手段）８３が設けられている。これらのセンタリングジャッキ８３は、可動フレーム６１ｂの幅方向内側に向けて伸長可能となっており、その伸縮ロッドの先端は、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳの周方向両端部を、それぞれ押圧可能となっている。
【００５７】
従って、センタリングジャッキ８３を伸長させることにより、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳの周方向両端部を、トンネル幅方向両側から、同じ押圧力で押圧することができる。これにより、セグメントＳに対する押圧に伴って、センタリング機構５３がトンネル幅方向に揺動するため、セグメントＳをトンネル幅方向に位置決めすることができる。即ち、セグメントＳのトンネル幅方向中心位置が、可動フレーム６１ｂにおけるセグメント搭載位置のトンネル幅方向中心位置と一致するように、セグメントＳに対して、トンネル幅方向のセンタリング（位置合わせ）を行うことができる。
【００５８】
更に、可動フレーム６１ｂには、複数のテーブル復帰用ジャッキ８４が設けられている。これらのテーブル復帰用ジャッキ８４は、載置テーブル５１Ｔのトンネル前後方向両側部及びトンネル幅方向両側部に配置されており、当該載置テーブル５１Ｔのセンタリング機構５３を、トンネル前後方向両側及びトンネル幅方向両側から押圧可能となっている。従って、センタリングジャッキ８２，８３を短縮させた状態で、テーブル復帰用ジャッキ８４を伸長させることにより、載置テーブル５１Ｔを、センタリングジャッキ８２，８３のセンタリング動作前の元の位置に、復帰させることができる。
【００５９】
従って、トンネルを地盤内に施工する場合には、カッタヘッド１２を回転させながら、複数のシールドジャッキ１６を伸長して、スプレッダ１６ａを既設のセグメントＳに押し付けることにより、その既設のセグメントＳから推進反力を得て、掘削機本体１１を前進させる。これにより、回転するカッタヘッド１２に装着された多数のカッタ１３によって、前方の地盤が掘削される。
【００６０】
このとき、地盤掘削によって発生した掘削土砂は、カッタヘッド１２の土砂取込口を介して、チャンバ１５内に充填されることになり、このチャンバ１５は、その充填された掘削土砂によって、所定の内圧に維持される。そして、チャンバ１５内に充填された掘削土砂は、土砂排出手段によって、トンネル後方に向けて排出される。一方、エレクタ装置１９の駆動によって、複数のセグメントＳがトンネルの内壁面に沿ってリング状に組み立てられる。
【００６１】
また、掘削機本体１１が推進反力によって前進すると、セグメント供給装置３０が、それに追従して、既設のセグメントＳ上を走行する。更に、エレクタ装置１９へのセグメントＳの供給については、そのセグメント供給装置３０によって行われている。
【００６２】
つまり、セグメントＳを搭載した搬送台車２２が移載位置に停車すると、ホイスト装置２１は、その搬送台車２２に搭載されたセグメントＳを吊り下げ支持して、最後尾に位置する走行式フレーム４４における最後端に配置された載置テーブル５１上に載置する。
【００６３】
次いで、順送りジャッキ７５を伸長させて、連結された走行式フレーム４１〜４４全体を前進させる。続いて、最後尾に位置する走行式フレーム６５における最後端に配置された持ち上げジャッキ７１を伸長させて、上記載置テーブル５１の載置面５１ａに載置されたセグメントＳを、持ち上げ板７１ａによって、その載置面５１ａから上方に持ち上げる。
【００６４】
即ち、セグメントＳは、内側フレーム３１における最後尾に位置する走行式フレーム４４から、外側フレーム３１における最後尾に位置する走行式フレーム６５に載せ替えられたことになる。
【００６５】
そして、順送りジャッキ７５を短縮させて、連結された走行式フレーム４１〜４４全体を後退させる。続いて、持ち上げジャッキ７１を短縮させて、当該持ち上げジャッキ７１の持ち上げ板７１ａに載置されたセグメントＳを、その持ち上げ板７１ａから載置テーブル５１の載置面５１ａに受け渡す。
【００６６】
即ち、セグメントＳは、外側フレーム３１における最後尾に位置する走行式フレーム６５から、内側フレーム３１における最後尾に位置する走行式フレーム４４に載せ替えられると共に、走行式フレーム４４において、セグメント搭載位置が１つ前方に移動したことになる。
【００６７】
上述したような、順送りジャッキ７５の伸縮によるセグメント順送り動作と、持ち上げジャッキ７１の伸縮によるセグメント受け渡し動作とを、交互に繰り返し行うことによって、ホイスト装置２１によって移載されたセグメントＳは、最前列に位置する走行式フレーム４１における最先端に配置された載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａまで移動する。
【００６８】
次いで、順送りジャッキ７５を伸長させて、連結された走行式フレーム４１〜４４全体を前進させることにより、走行式フレーム４１の載置テーブル５１Ｔを、懸架式フレーム６１の可動フレーム６１ｂ内に進入させる。
【００６９】
そして、センタリングジャッキ８２を伸長させて、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳの幅方向両端部を、それぞれ押圧する。これにより、センタリング機構５３がトンネル前後方向に揺動して、そのセグメントＳに対するトンネル前後方向のセンタリングが行われる。
【００７０】
また、センタリングジャッキ８３を伸長させて、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳの周方向両端部を、それぞれ押圧する。これにより、センタリング機構５３がトンネル幅方向に揺動して、そのセグメントＳに対するトンネル幅方向のセンタリングが行われる。
【００７１】
次いで、センタリングジャッキ８２，８３を短縮させた後、持ち上げジャッキ７１を伸長させて、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳを、持ち上げ板７１ａによって、その載置面５１ａから上方に持ち上げる。即ち、セグメントＳは、走行式フレーム４１における載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａから、可動フレーム６１ｂにおける持ち上げジャッキ７１の持ち上げ板７１ａに載せ替えられたことになる。
【００７２】
そして、順送りジャッキ７５を短縮させて、連結された走行式フレーム４１〜４４全体を後退させることにより、走行式フレーム４１の載置テーブル５１Ｔを、懸架式フレーム６１の可動フレーム６１ｂ内から退避させる。続いて、テーブル復帰ジャッキ８４を伸長させて、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａを、元の位置に復帰させる。
【００７３】
次いで、可動フレーム６１ｂにおける持ち上げジャッキ７１を短縮させて、持ち上げ板７１ａに載置されたセグメントＳを降下させる。続いて、供給用ジャッキ８１を伸長させて、可動フレーム６１ｂを、懸架式フレーム６１内の収納位置からセグメント供給位置Ｆに前進させる。これにより、セグメントＳは、トンネル前後方向及びトンネル幅方向のセンタリングが施された状態を維持して、セグメント供給位置Ｆに移動したことになる。
【００７４】
そして、セグメント把持位置Ｅに予め移動していたエレクタ装置１９の把持部材によって、セグメント供給位置Ｆに停止した可動フレーム６１ｂに搭載されるセグメントＳを、自動把持することによって、セグメントＳのエレクタ装置１９への供給が完了する。
【００７５】
なお、上述した実施形態においては、センタリングジャッキ８２，８３を伸長して、その伸縮ロッドをセグメントＳに押圧させることにより、セグメントＳを位置決めするようにしているが、位置決め手段として、センタリングジャッキ８２，８３に限定されることはない。例えば、油圧ジャッキ及びストッパ等を併用して、これらを位置決め手段としても構わない。
【００７６】
具体的に、図１２（ａ）に示すように、可動フレーム６１ｂには、油圧ジャッキ９１及び回転式ストッパ９２が設けられている。油圧ジャッキ９１の基端は、可動フレーム６１ｂに固定されており、その伸縮ロッド９１ａの先端には、アーム部材９３の一端が回転可能に支持されている。また、回転式ストッパ９２は、回転軸部９２ａ及び位置決め板９２ｂから構成されている。回転軸部９２ａは、可動フレーム６１ｂに回転可能に支持されており、アーム部材９３の他端と接続されており、位置決め板９２ｂは、回転軸部９２ａに固定されている。
【００７７】
従って、図１２（ｂ）に示すように、油圧ジャッキ９１の伸縮ロッド９１ａを伸縮させることにより、その伸縮ロッド９１ａの伸縮に伴って、アーム部材９３の先端を、他端を回転中心として、回転させることができる。これにより、回転式ストッパ９２の位置決め板９２ｂを、回転軸部９２ａを回転中心として、回転させることができる。
【００７８】
即ち、図１２（ａ）に示すように、油圧ジャッキ９１の伸縮ロッド９１ａを短縮させた場合には、回転式ストッパ９２の位置決め板９２ｂは、水平状態となる。一方、図１２（ｂ）に示すように、油圧ジャッキ９１の伸縮ロッド９１ａを伸長させた場合には、回転式ストッパ９２の位置決め板９２ｂは、直立状態となる。
【００７９】
よって、油圧ジャッキ９１の伸縮ロッド９１ａを伸長させて、載置テーブル５１Ｔの載置面５１ａに載置されたセグメントＳを、回転式ストッパ９２の位置決め板９２ｂによって押圧することにより、セグメントＳをトンネル前後方向及びトンネル幅方向に位置決めすることができる。
【００８０】
従って、本発明に係るセグメント供給装置３０によれば、外側フレーム３２における懸架式フレーム６１の前端に、可動フレーム６１ｂをエレクタ装置１９に向けて摺動可能に支持し、その可動フレーム６１ｂに、セグメントＳをトンネル前後方向及びトンネル幅方向に位置決めするセンタリングジャッキ８２，８３を設けることにより、エレクタ装置１９を支持する掘削機本体１１上において、セグメントＳの位置決めを行うことができる。これにより、セグメントＳをエレクタ装置１９に供給する際のセグメント位置決め精度を向上させることができるので、エレクタ装置１９によるセグメントＳの自動把持を可能とすることができる。よって、セグメントＳの組み立ての高速化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明に係るセグメント供給装置は、セグメントをエレクタ装置に自動で供給することができるため、トンネル施工時における省人化対策に、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１      シールド掘削機
１１      掘削機本体
１８      後方張り出し台
１９      エレクタ装置
２１      ホイスト装置
２２      搬送台車
３０      セグメント供給装置
３１      内側フレーム
３２      外側フレーム
４１〜４４      走行式フレーム
５１，５１Ｔ      載置テーブル
５３      センタリング機構
６１      懸架式フレーム
６１ａ    固定フレーム
６１ｂ    可動フレーム
６２      牽引式フレーム
６３〜６５      走行式フレーム
７１      持ち上げジャッキ
７３，７４      連結器
７５      順送りジャッキ
８１      供給用ジャッキ
８２，８３      センタリングジャッキ
８４      テーブル復帰ジャッキ
Ｓ      セグメント
Ｆ      セグメント供給位置
Ｅ      セグメント把持位置
【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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