(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のドラムユニット（４）と、該ドラムユニット（４）を１個ずつ装着離脱自在にかつ回転可能に保持する基枠部（５）とを移動構造体に載設し、該移動構造体がトンネル掘削機（Ｆ）であって、
上記ドラムユニット（４）が、上記トンネル掘削機（Ｆ）に電気を供給するケーブル（２）と該ケーブル（２）の一端（16）に接続分離可能として接続される余長ケーブル（３）とを予め巻設するドラム（６）と、該ドラム（６）に内蔵されるスリップリング機構（７）と、を有し、さらに、上記ドラム（６）は、上記ケーブル（２）を巻設したケーブル巻回部（14）と上記余長ケーブル（３）を巻設した余長ケーブル巻回部（15）とを区画形成する円環状仕切板（12）を有し、
しかも、上記ドラムユニット（４）の上記ケーブル（２）が、ケーブル単線（２ａ）が３本撚られて形成されたものであって、各上記ケーブル単線（２ａ）の両端にコネクタ（19）が予め付設され、かつ、上記余長ケーブル（３）が、余長ケーブル単線（３ａ）が３本撚られて形成されたものであって、各上記余長ケーブル単線（３ａ）の一端はスリップリング機構（７）に電気接続され、各上記余長ケーブル単線（３ａ）の他端には上記ケーブル単線（２ａ）の一端の上記コネクタ（19）に接続分離可能としてコネクタ（19）が付設され、しかも、接続分離可能な両コネクタ (19)(19) は上記余長ケーブル巻回部（15）に配設されていることを特徴とする移動構造体給電用ケーブル繰出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機等の移動構造体の給電用ケーブル繰出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、トンネル掘削機のような移動構造体に、外部から電力を供給する方法として、スリップリング機構付ケーブルドラムを用いる方法が考えられる。この方法は、構造体の移動に応じて順次繰出される給電用ケーブルを、回転体への給電機構としてのスリップリングを備えるドラムに巻回して、移動構造体に載置する、若しくは繰出起点に据え付けるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の一般的なスリップリング機構においては、ケーブルとスリップリングとは一体化されており、容易に分離できない構造とされている。即ち、ケーブルに端末処理を施した上でスリップリングに接続する構造とされている。従って、長距離移動する構造体の場合、１つのドラム分のケーブルを使い尽くした場合、新たなケーブルに端末処理を施してスリップリングへ接続する作業が必要となる。さらに、該接続作業後に現地でケーブルをスリップリング付ドラムへ巻き直すという作業も必要になり、作業が煩雑化するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、容易かつ迅速に給電用ケーブルの継ぎ足し作業を行うことができる移動構造体給電用ケーブル繰出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る移動構造体給電用ケーブル繰出装置は、複数個のドラムユニットと、該ドラムユニットを１個ずつ装着離脱自在にかつ回転可能に保持する基枠部とを移動構造体に載設し、該移動構造体がトンネル掘削機であって、上記ドラムユニットが、上記トンネル掘削機に電気を供給するケーブルと該ケーブルの一端に接続分離可能として接続される余長ケーブルとを予め巻設するドラムと、該ドラムに内蔵されるスリップリング機構と、を有し、さらに、上記ドラムは、上記ケーブルを巻設したケーブル巻回部と上記余長ケーブルを巻設した余長ケーブル巻回部とを区画形成する円環状仕切板を有し、しかも、上記ドラムユニットの上記ケーブルが、ケーブル単線が３本撚られて形成されたものであって、各上記ケーブル単線の両端にコネクタが予め付設され、かつ、上記余長ケーブルが、余長ケーブル単線が３本撚られて形成されたものであって、各上記余長ケーブル単線の一端はスリップリング機構に電気接続され、各上記余長ケーブル単線の他端には上記ケーブル単線の一端の上記コネクタに接続分離可能としてコネクタが付設され、しかも、接続分離可能な両コネクタは上記余長ケーブル巻回部に配設されている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【０００７】
図１は、本発明に係る移動構造体給電用ケーブル繰出装置の実施の一形態を示す。本発明の実施の形態では、図６に示すように、この移動構造体給電用ケーブル繰出装置１は、全体がトンネル掘削機Ｆに搭載され、トンネルＴ外部に設置された発電装置Ｅからの電力を、地中を掘削しつつ前進するトンネル掘削機Ｆに供給するように構成されている。
【０００８】
具体的に説明すると、図１と図２に示すように、このケーブル繰出装置１は、ドラムユニット４と、ドラムユニット４を装着離脱自在にかつ回転可能に保持する基枠部５と、を備える。ドラムユニット４は、トンネル掘削機Ｆに電気を供給するケーブル２とこのケーブル２の一端に接続分離可能として接続される余長ケーブル３とを予め巻設するドラム６と、ドラム６に内蔵されると共にドラム６に巻いた余長ケーブル３の一端に電気接続されるスリップリング機構７と、を有する。
【０００９】
図１と図２と図４に示すように、ドラム６は、同心状に設けられた内筒体８と外筒体９から成る内外二重構造の胴部10と、胴部10の両端に設けられた円板状の一対の外鍔部11，11と、外筒体９に外嵌状としてかつ一方の外鍔部11寄りに設けられた円環状仕切板12とを有し、仕切板12の一部には径方向のスリット13が設けられている。なお、スリット13の端縁は斜めに形成されている（図７参照）。
【００１０】
このように構成されたドラム６は、仕切板12によってスペースの広いケーブル巻回部14とスペースの狭い余長ケーブル巻回部15とが形成され、このケーブル巻回部14にケーブル２が一端16側から複数段にわたって（例えば数百ｍの長さ）巻回されると共に、余長ケーブル巻回部15に余長ケーブル３が（例えば数十ｍの長さで）巻回される。これについて詳しくは後述する。
【００１１】
図１と図５に示すように、スリップリング機構７は、軸受21を介してドラム６の軸心Ｐ上に回転自在に設けられた円筒状のシャフト22と、シャフト22に取付けられたスリップリング23と、他方の外鍔部11の内面からスリップリング23側へ片持梁状に付設された複数本の取付杆に取付けられたスリップリング23に摺接する複数の集電部材24…と、を備える。
【００１２】
ところで、図３と図４と図７に示すように、ケーブル２は、例えば、導体17と絶縁体18とから成るケーブル単線２ａが３本撚られて形成されたものであり、このケーブル２の両端（一端16と他端20）、即ち各ケーブル単線２ａ…の両端には予めコネクタ19…が夫々付設されている。また、図５に示す如く、余長ケーブル３も導体と絶縁体とから成る余長ケーブル単線３ａが、３本撚られて形成されたものである。
【００１３】
しかして、ドラム６に給電用ケーブル２及び余長ケーブル３を巻回するには、先ず、図１と図５に示すように、余長ケーブル３の一端25を、胴部10の外筒体９に形成した挿通孔27から内筒体８・外筒体９間の隙間へ通し、さらに、各余長ケーブル単線３ａ…の一端を内筒体８を貫通させて、スリップリング機構７の各取付杆に取付けられた各集電部材24…に夫々対応させて電気的に接続する。そして、余長ケーブル３をドラム６の余長ケーブル巻回部15に所定長さ分巻回し、図４と図７に示す如く、その巻終り端部である他端26の各余長ケーブル単線３ａ…を、ベルト28にて仕切板12に着脱自在に固定する。なお、各余長ケーブル単線３ａ…の端部には、予めコネクタ19…が各々付設されている。
【００１４】
その後、ケーブル２の一端16（巻初め端部）を仕切板12のスリット13に通して余長ケーブル巻回部15側へ所定長さ分引き出し、各ケーブル単線２ａ…のコネクタ19…を各余長ケーブル単線３ａ…のコネクタ19に接続すると共に、ベルト28にて仕切板12に着脱自在に固定する。そして、ケーブル２をドラム６のケーブル巻回部14に所定長さ分巻回する。これにより、ドラム６に予めケーブル２及び余長ケーブル３が巻設されたドラムユニット４が形成される。
【００１５】
ところで、図１と図２と図５と図７に示すように、ドラムユニット４は、そのスリップリング23の端面に例えば３個の接続端子35…を有すると共に、３個のコネクタ37…を有する接続端子部34を備え、接続用ケーブル単線36ａ…を３本撚って形成した接続用ケーブル36を介して各接続端子35…と接続端子部34の各コネクタ37…とが夫々電気接続されている。この接続用ケーブル36は、接続端子35…からドラムユニット４のシャフト22の内部を通って開口端部から出て接続端子部34に電気接続される。
【００１６】
次に、図１と図２に示すように、基枠部５は、基台部29と、基台部29に回転自在に付設されたドラム外鍔受用の４個のローラ30…と、連結杆31にて連結された２個のローラ30，30を低速で連動回転させるモータ32と、ドラムユニット４のシャフト22の端部を着脱自在に保持してドラム６の飛出しを防止する基台部29に立設された支柱部33と、を備えている。40はドラムユニット４のシャフト22を固定するカバー部材である。なお、基台部29には、ドラムユニット４の上記接続端子部34が着脱可能に取付けられる。
【００１７】
次に、本発明のケーブル繰出装置１の動作及びドラムユニット４の交換手順等についての一例を説明する。図１と図２と図６に示すように、先ず、予めトンネル掘削機Ｆに搭載されたケーブル繰出装置１に於て、そのドラム６に巻かれたケーブル２の巻終り端部を引出し、発電装置Ｅに電気接続する。このとき、例えば、トンネル掘削機Ｆの天井フレーム等に間欠運転用上下検出器38を設け、この上下検出器38のローラ39，39の間にケーブル２を通しておく。つまり、この上下検出器38が下方へ揺動することによりケーブル繰出装置１のモータ32を自動停止するように構成する。なお、図７に示すように、ドラムユニット４の接続端子部34は、トンネル掘削機Ｆの駆動部41に電気ケーブル42を介して予め電気的に接続されている。
【００１８】
その後、モータ32を駆動することにより、ローラ30，30が回転してドラム６がゆっくりと回転し、トンネル掘削機Ｆに発電装置Ｅからの電気を供給しつつ掘削機Ｆが移動した距離分の給電用ケーブル２がゆっくりと繰出されていく。このとき、シャフト22及びスリップリング23は静止しており、発電装置Ｅからの電気は、ケーブル２の各ケーブル単線２ａ…から余長ケーブル３の各余長ケーブル単線３ａ…、ドラム６と一体的に回転する各集電部材24…、該各集電部材24…に摺接する静止状態のスリップリング23、接続用ケーブル36、接続端子部34、電気ケーブル42を介してトンネル掘削機Ｆの駆動部41に供給される。
【００１９】
そして、ドラム６に巻かれた給電用ケーブル２の残りが少なくなったところで、ケーブル２及び余長ケーブル３を仕切板12に固定しているベルト28…を取外し、それによってケーブル２の巻初め端部（一端16）がドラム６から繰出し可能とされると共に、それに引き続いて余長ケーブル３がドラム６から繰出し可能とされる。その後、ケーブル２が全て繰出されたところで、前進しているトンネル掘削機Ｆを停止する。すると、ドラム６はまだ回転しているため、繰出されたケーブル２や繰出される余長ケーブル３が弛み、その弛みの荷重によって（上述した）上下検出器38が下方へ揺動し、それによってモータ32及びドラム６が停止する。
【００２０】
その後、発電装置Ｅからの電気供給を停止し、繰り出されたケーブル２と余長ケーブル３とを電気接続する各コネクタ19…を切り離す。そして、余長ケーブル３を繰出していれば巻き戻し、接続端子部34と電気ケーブル42とを切り離すと共に、接続端子部34を基台部29から取外し、その後、ドラム６を基枠部５から取出す。そして、図７に示すように、次の新たなドラムユニット４を基枠部５にセットし、その接続端子部34に電気ケーブル42を接続すると共に、先に繰出したケーブル２端部のコネクタ19…と新しいケーブル２端部（巻終り端部）のコネクタ19…とを接続して、ドラムユニット４の交換作業及びケーブル２の継ぎ足し作業が完了する。その後、再び発電装置Ｅからトンネル掘削機Ｆに電気を供給すれば、掘削作業が継続される。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されるので、次に記載する効果を奏する。
【００２２】
（請求項１によれば）ドラム６を回転して給電用ケーブル２を繰出しつつトンネル掘削機Ｆに電気を供給することができ、さらにドラムユニット４の交換により、容易かつ迅速にケーブル２の継ぎ足しを行うことができる。従って、長距離のトンネル工事を行うトンネル掘削機に好適である。また、余長ケーブル３をドラム６に巻設する構造としたことにより、装置全体がコンパクト化し、比較的設置スペースが狭いトンネル掘削機に十分設置可能である。
【００２３】
さらに、給電用ケーブル２の継ぎ足し作業時に於て、先に繰出されたケーブル２端部と、交換した新しいドラムユニット４のケーブル２端部とを、容易かつ迅速に電気接続することができ、トンネル掘削工事に於て、継ぎ足し作業を容易に行うことができる。
【００２４】
また、トンネル掘削機Ｆ側にケーブル繰出装置１を搭載することによって、前進する掘削機Ｆ側からケーブル２を繰出していくため、ケーブル２が地面等の上を引きずられて傷つくようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態を示す一部断面正面図である。
【図２】  側面図である。
【図３】  ケーブルの端部を示す斜視図である。
【図４】  図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】  図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】  トンネル掘削機を示す簡略構成説明図である。
【図７】  ケーブルの継ぎ足し作業を示す説明図である。
【符号の説明】
２  ケーブル
２ａケーブル単線
３  余長ケーブル
３ａ余長ケーブル単線
４  ドラムユニット
５  基枠部
６  ドラム
７  スリップリング機構
12  仕切板
14  ケーブル巻回部
15  余長ケーブル巻回部
16  一端
19  コネクタ
25  一端
Ｆ  トンネル掘削機
【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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