JP2018131846A - 搬送装置および回転構造体の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転構造体の荷重をより分散し、かつ、回転構造体の回転駆動を容易化することが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】この搬送装置１００は、円環状の外枠１１と内枠１２との間に複数設置され、それぞれ搬送物３を保持可能な円筒状の搬送ユニット１３を含む複数の回転構造体１０と、複数の回転構造体１０が設置される発進基地４の躯体壁４ａの内面と、回転構造体１０との間に複数設置されるとともに、それぞれ複数の支持ローラ２１を揺動可能に備える複数の回転支持機構２０と、回転構造体１０が設置される発進基地４の躯体壁４ａの内面に複数設置され、回転構造体１０を周方向に回転駆動する油圧シリンダ方式の回転駆動機構３０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、搬送装置および回転構造体の組立方法に関し、特に、第１トンネルの外周に複数の第２トンネルを構築するために掘削機および掘削に必要な資機材を搬送物として搬送する搬送装置および搬送装置に用いる回転構造体の組立方法に関する。

従来、第１トンネルの外周に複数の第２トンネルを構築するために搬送物を搬送する搬送装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

第２トンネルは、第１トンネルの防護のために、第１トンネルの外周に並べて形成されるトンネルである。第２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、第１トンネルの周囲の防護壁として構成される。

上記特許文献１では、第１トンネルの周囲に形成された発進基地躯体（地下空間）内に、円環状の外枠および内枠を第１トンネルの周囲に設け、外枠および内枠の間に搬送物を保持可能な円筒状の複数の搬送ユニットを設け、これらの外枠、内枠および複数の搬送ユニットを一体的に連結した回転構造体を備える構成の搬送装置が開示されている。回転構造体は、外枠と発進基地躯体との間で周方向に間隔を隔てて複数配置された単一のローラからなる外周リング受けローラによって回転可能に支持され、内枠と第１トンネルとの間に配置された旋回用モータによって、回転駆動される。回転構造体が第１トンネルの周囲を周方向に回転することにより、複数の搬送ユニットが一体的に周方向に移動して、搬送ユニット内の搬送物が周方向の所定位置に搬送される。

特開２０１６−８４６８１号公報

上記特許文献１では、複数の外周リング受けローラによって回転構造体が支持されているものの、剛性の大きい回転構造体を支持する場合、荷重が特定位置の単一のローラからなる外周リング受けローラに集中しやすい。そのため、回転構造体の荷重をより分散することが望まれる。

また、上記特許文献１では、旋回用モータによって回転構造体を回転駆動しているものの、回転構造体のような大型設備を駆動する場合にたとえばギア駆動を行うには、大型のギア同士の噛み合い精度を確保するのが困難であり、高減速比の減速機が必要になる。そのため、回転構造体の回転駆動を容易化することが望まれる。

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、回転構造体の荷重をより分散し、かつ、回転構造体の回転駆動を容易化することが可能な搬送装置および搬送装置における回転構造体の組立方法を提供することである。

上記目的を達成するために、第１の発明による搬送装置は、第１トンネルの外周に複数の第２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搬送物として搬送する搬送装置であって、第１トンネルの外面から離間して設けられた円環状の外枠と、外枠の内側であって第１トンネルの外面に近隣して設けられた円環状の内枠と、外枠と内枠との間に複数設置され、それぞれ搬送物を保持可能な円筒状の搬送ユニットと、を含む複数の回転構造体と、複数の回転構造体が設置される地下構造物の躯体壁の内面と、回転構造体との間に複数設置されるとともに、それぞれ複数の支持ローラを揺動可能に備え、回転構造体を周方向に回転可能に支持する複数の回転支持機構と、回転構造体が設置される地下構造物の躯体壁の内面に複数設置され、回転構造体を周方向に回転駆動する油圧シリンダ方式の回転駆動機構と、を備える。なお、地下構造物は、回転構造体が設置されて第２トンネルを掘削するための発進基地となる地下空間を含む概念である。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。

この第１の発明による搬送装置では、上記のように、複数の回転構造体が設置される地下構造物の躯体壁の内面と、回転構造体との間に複数設置されるとともに、それぞれ複数の支持ローラを揺動可能に備え、回転構造体を周方向に回転可能に支持する回転支持機構を設ける。これにより、回転支持機構の複数の支持ローラは、躯体壁の内面と回転構造体とのいずれか一方の接触面と当接して支持する際に、接触面に沿うように揺動して、接触面から離間することなく適正な接触状態を維持する。その結果、剛性が高い回転構造体を支持する場合でも、複数の支持ローラの各々に回転構造体の荷重を分散させることができる。また、回転支持機構が複数の支持ローラを有するので、単一のローラを用いる場合と比べて、回転支持機構の許容荷重が向上する。その結果、複数の回転支持機構の間の距離を大きくとることができるので、その分、剛性が高い回転構造体であっても構造に多少の撓みが生じ、個々の回転支持機構（支持ローラ）と回転構造体とを十分に接触させることができる。これによっても、回転構造体の荷重を効果的に分散させることができる。

さらに、第１の発明による搬送装置では、上記のように、回転構造体が設置される地下構造物の躯体壁の内面に複数設置され、回転構造体を周方向に回転駆動する油圧シリンダ方式の回転駆動機構を設ける。これにより、回転構造体は、油圧シリンダ方式の回転駆動機構の伸縮動作を利用して、回転駆動される。その結果、モータを用いたギア駆動方式のように十分な噛み合い精度を確保したり、高減速比の減速機を設けたりする必要がない。また、地下構造物の躯体壁の内面に設置された回転駆動機構により、回転構造体の外周側を駆動して大きな回転モーメントを作用させることができるので、たとえば第１トンネルの壁面側から回転構造体の内周側を駆動する場合と比較して、より小さな駆動力で回転構造体を回転駆動することができる。以上の結果、第１の発明によれば、回転構造体の荷重をより分散し、かつ、回転構造体の回転駆動を容易化することができる。

上記第１の発明による搬送装置において、好ましくは、複数の回転支持機構は、回転構造体の外周部にそれぞれ設置され、地下構造物の躯体壁の内面に対して複数の支持ローラを揺動させながら、回転構造体と一体的に周方向に走行可能に構成されている。このように構成すれば、回転構造体自体が地下構造物内で回転可能となるので、回転構造体を安定して回転駆動することができる。

上記第１の発明による搬送装置において、好ましくは、複数の回転支持機構は、地下構造物の躯体壁の内面の下部に設置され、回転構造体の外周部と当接する複数の支持ローラを介して、回転構造体を周方向に回転可能に支持している。このように構成すれば、複数の回転支持機構を躯体壁に固定設置して、回転構造体を下側から回転支持することができる。そのため、回転構造体の外周部に全周にわたって回転支持機構を設ける場合と異なり、荷重が作用する地下構造物の下部（回転構造体の下側）のみに回転支持機構を設けるだけでよく、回転支持機構の数量を低減することができる。

上記第１の発明による搬送装置において、好ましくは、回転支持機構は、一対の支持ローラと、一対の支持ローラを周方向に間隔を隔てて保持するローラ保持部と、一対の支持ローラの間に位置し支持ローラの車軸方向と平行な揺動軸回りにローラ保持部を支持するローラ支持台とを含む。このように構成すれば、ローラ保持部を介して一対の支持ローラをローラ支持台に揺動可能に設けた、いわゆるボギー車輪式の揺動機構が得られる。その結果、一対の支持ローラを接触面の傾斜に合わせて揺動させて、確実に両方の支持ローラで接触面を支持することができる。

上記第１の発明による搬送装置において、好ましくは、回転駆動機構は、躯体壁の内面に周方向に向けて配置された油圧シリンダを含み、回転構造体の外周部において周方向の全周にわたって間隔を隔てて配列された複数の当接部に対して油圧シリンダにより駆動力を付与することにより、回転構造体を躯体壁に対して周方向に回転させるように構成されている。このように構成すれば、周方向に向けた油圧シリンダを回転構造体の接線方向に伸長、収縮させることによって、回転構造体の外周部（当接部）に周方向の駆動力を付与することができる。これにより、油圧シリンダの直線運動を効率的に周方向の駆動力に変換して回転構造体を容易に回転駆動することができる。

この場合、好ましくは、回転駆動機構は、それぞれ１つまたは複数の油圧シリンダから構成される第１駆動セットおよび第２駆動セットを含み、第１駆動セットの油圧シリンダによる駆動と第２駆動セットの油圧シリンダによる駆動とを交互に行うように構成されている。このように構成すれば、第１駆動セットおよび第２駆動セットの一方が回転構造体を駆動している間に、第１駆動セットおよび第２駆動セットの他方が初期位置（伸限位置または縮限位置）に戻ることができる。そのため、伸縮動作をする油圧シリンダを用いる場合でも、回転構造体を円滑にかつ連続的に回転駆動することができる。

上記回転駆動機構が躯体壁の内面に周方向に向けて配置された油圧シリンダを含む構成において、好ましくは、回転駆動機構は、駆動時に起立して当接部と係合し、非駆動時に倒れて当接部との係合を解除する作動部材と、作動部材を動作させる切替シリンダとを含み、油圧シリンダは、作動部材を起立させた状態で初期位置から伸作動または縮作動の一方を行うことにより当接部に駆動力を付与し、作動部材を倒した状態で伸作動または縮作動の他方を行うことにより初期位置に戻る。このように構成すれば、切替シリンダによって、初期位置に戻る際に油圧シリンダの押圧部分（作動部材）が回転構造体の当接部と干渉することを容易に回避することができる。また、たとえば電磁ブレーキなどにより係合状態と係合解除状態とを切り替える構成と異なり、切替シリンダを油圧シリンダと同様の油圧機構によって構成することができるので、装置構成を簡素化することができる。

上記第１の発明による搬送装置において、好ましくは、回転構造体は、円筒状の搬送ユニットの水平方向の中心軸回りのロール方向に相対回転可能に配置された円弧状架台を含む水平維持機構を含み、水平維持機構は、搬送ユニットの軸方向と直交する鉛直軸回りのヨー方向、中心軸および鉛直軸と直交する水平軸回りのピッチ方向の少なくとも一方における搬送物の姿勢を調整可能な姿勢調整部を有する。ここで、回転構造体の搬送ユニットは、回転構造体の周方向回転に伴って中心軸回り（ロール方向）の回転角度が変化することになるが、円弧状架台によってロール方向の水平度を確保することができるので、円弧状架台上に設置される搬送物を安定して搬送することができる。また、ヨー方向およびピッチ方向の少なくとも一方における搬送物の姿勢を調整可能な姿勢調整部を水平維持機構に設けることによって、たとえば掘削機の発進方向の微調整を行うことができる。その結果、第２トンネルの形状の自由度が向上する。

この場合、好ましくは、姿勢調整部は、搬送ユニットの内部で円弧状架台を鉛直軸方向および水平軸方向において平行移動させることにより、位置調整可能に構成されている。このように構成すれば、姿勢調整部によって、円筒状の搬送ユニットの円形断面における搬送物の上下方向位置および左右方向（水平方向）位置を微調整することができる。この結果、たとえば第２トンネルの掘進中に資機材を第２トンネルの内部に搬入出する際などに、資機材搬送用のレールなどに資機材の搬送台車の位置を合わせてスムーズに搬入出することができるようになる。

第２の発明による回転構造体の組立方法は、上記第１の発明による搬送装置における回転構造体の組立方法であって、回転構造体が分割されたサブ組立ブロックを、回転構造体が設置される地下構造物の内部の投入位置に第１トンネルから搬入して構造体部分を組み立てる工程と、地下構造物の躯体壁の内面に予め設置した回転駆動機構により、組み立てられた構造体部分を投入位置から周方向に移動させる工程と、地下構造物内で、周方向に移動させた構造体部分と、投入位置の構造体部分とを周方向に接合する工程と、を繰り返すことにより、回転構造体を組み立てる。

この第２の発明による回転構造体の組立方法では、上記のように、上記第１の発明による搬送装置によって、回転構造体の荷重をより分散し、かつ、回転構造体の回転駆動を容易化することができる。そして、第２の発明では、搬送装置の回転構造体の組み立てに際して、回転構造体が分割されたサブ組立ブロックを、回転構造体が設置される地下構造物の内部の投入位置に第１トンネルから搬入して構造体部分を組み立てる工程と、地下構造物の躯体壁の内面に予め設置した回転駆動機構により、組み立てられた構造体部分を投入位置から周方向に移動させる工程と、地下構造物内で、周方向に移動させた構造体部分と、投入位置の構造体部分とを周方向に接合する工程と、を繰り返す。これにより、回転構造体の一部を構成する構造体部分が地下構造物の内部の投入位置で組み上げられると、構造体部分が周方向に移動されて、次に組み上げられた別の構造体部分と周方向に接合される。つまり、構造体部分を周方向に沿って延ばしていく方式で回転構造体が組み立てられる。この結果、回転構造体を下部から上部に向けて順に組み上げていく一般的な建造手法と異なり、構造体部分の組立作業位置を地下構造物の内部の投入位置に固定することができるので、作業空間が限定された地下構造物内での回転構造体の組み立てを効率的に行うことができる。

上記第２の発明による回転構造体の組立方法において、好ましくは、道路輸送可能な寸法範囲内でサブ組立ブロックを分割した構成部材から、サブ組立ブロックを第１トンネル内で組み立てる工程をさらに備える。なお、本明細書において「道路輸送可能な寸法範囲」とは、法令上、貨物（構成部材）を積載した車両が自由に道路走行可能となる寸法範囲であり、貨物輸送に伴う特別の許可を必要としないで道路輸送可能となることを意味する。このように構成すれば、道路輸送可能な寸法範囲を超えたサブ組立ブロックを道路輸送する場合と異なり、特別の許可なく輸送できるので、回転構造体のような巨大構造物を構築する場合でも資材輸送等の準備工程を容易化することができる。また、サブ組立ブロックを分割した構成部材単位で輸送する場合でも、第１トンネル内でサブ組立ブロックを組み立てることにより、地下構造物の内部の投入位置でサブ組立ブロックを組み立てる必要がなく、地下構造物内での回転構造体の組み立てを円滑に行うことができる。

本発明によれば、上記のように、回転構造体の荷重をより分散し、かつ、回転構造体の回転駆動を容易化することができる。

一実施形態によるシールド機用搬送装置のトンネル進行方向に垂直な縦断面を示した模式図である。 一実施形態による資機材用搬送装置のトンネル進行方向に垂直な縦断面を示した模式図である。 シールド機用搬送装置および資機材用搬送装置の模式的な側面図である。 回転支持機構を示した搬送装置の拡大正面図である。 回転支持機構を示した搬送装置のトンネル進行方向に沿った縦断面の模式図である。 回転支持機構のトンネル進行方向から見た正面図（Ａ）および周方向から見た側面図（Ｂ）である。 回転支持機構の配置例を示したシールド機用搬送装置の縦断面図である。 回転支持機構の他の配置例を示したシールド機用搬送装置の縦断面図である。 回転駆動機構を説明するためのシールド機用搬送装置の拡大正面図である。 回転駆動機構を示した搬送装置のトンネル進行方向に沿った縦断面の模式図である。 回転駆動機構を回転構造体の半径方向から見た模式的な平面図である。 作動部材と当接部とが当接した状態の回転駆動機構の模式図（Ａ）および伸限で作動部材を解除位置に切り替えた状態の回転駆動機構の模式図（Ｂ）である。 作動部材と当接部とが当接した状態の回転駆動機構を周方向から見た模式図である。 回転駆動機構の配置を説明するための搬送装置の縦断面の模式図である。 回転駆動機構の第１駆動セットおよび第２駆動セットによる駆動例を説明するための時系列的な模式図（Ａ）〜（Ｄ）である。 水平維持機構を説明するための搬送ユニットの正面視での模式的な縦断面図である。 水平維持機構を説明するための搬送ユニットの側面視での模式的な縦断面図である。 円弧状架台およびローラの構成例を示した模式図である。 姿勢調整部の構成例を示した搬送ユニットの正面視での模式図である。 姿勢調整部の構成例を示した模式的な平面図である。 資機材用搬送装置の水平維持機構を示した搬送ユニットの正面視での模式的な縦断面図である。 一実施形態による回転構造体のサブ組立ブロックを説明するための図である。 サブ組立ブロックの組み立てイメージ図である。 搬送ユニットを構成するサブ組立ブロックの構成例を示した図である。 補強構造部を構成するサブ組立ブロックの構成例を示した図である。 一実施形態による回転構造体の組み立て方法を示した図である。 一実施形態による回転構造体の組み立て方法を示した図である。 一実施形態による回転構造体の組み立て方法を示した図である。 一実施形態による回転構造体の組み立て方法を示した図である。 回転構造体の組み立ての途中経過を示した図である。 回転構造体の最終組み立て作業を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図２１を参照して、本実施形態による搬送装置１００の構成について説明する。

（搬送装置の全体構成）
図１および図２に示すように、搬送装置１００は、第１トンネル１の外周に複数の第２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(図２参照)を搬送物３として、第１トンネル１の周方向（Ｃ方向）に搬送する搬送装置である。ここで、第１トンネル１の外周とは、図１および図２のようにトンネルの進行方向に垂直な断面（縦断面）における外周を意味し、周方向は縦断面において第１トンネル１の周囲を回る方向である。シールド機５は、特許請求の範囲の「掘削機」の一例である。

第１トンネル１は、たとえば、トンネルの分合流部を設置する際に構築される大口径の本線シールドトンネルである。第２トンネル２は、第１トンネル１の周囲に構築され、第１トンネル１に比較して小口径の複数のシールドトンネルである。複数の第２トンネル２からなるトンネル群は、たとえば合流部の下流側から合流部に向けて形成される。この場合、複数の第２トンネル２からなるトンネル群は、合流部で図示しない支線トンネルを第１トンネル１に接続させる分だけ第１トンネル１との間隔を拡げるように、全体としてラッパ状に形成される。各第２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、最終的に第１トンネル１および支線トンネルの分合流部付近の外周防護用の構造体として構成される。

第１トンネル１の外周には、周囲を取り囲むように環状に形成された発進基地４が設けられている。発進基地４は、第１トンネル１の外周を取り囲む円形状（円環状）の縦断面を有する地下空間である。発進基地４は、特許請求の範囲の「地下構造物」の一例である。図１および図２では、第１トンネル１の外面から離間した地盤にコンクリートが打設されるなどにより、搬送装置１００を支持する支持構造物としての発進基地４の躯体壁４ａが円環状に構築されている。

搬送装置１００は、躯体壁４ａ上に構築され、発進基地４内で搬送物３を周方向の所定位置（発進位置）まで搬送する。各第２トンネル２は、発進基地４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。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。シールド機５以外の搬送物３として、資機材６は、たとえばセグメントを含み、シールド機５を駆動するための発動機、油圧ユニット、制御ユニットなどの各種機材を含んでもよい。

本実施形態では、搬送装置１００は、搬送物３を保持する回転構造体１０と、回転構造体１０を周方向（Ｃ方向）に回転可能に支持する回転支持機構２０（図４参照）と、回転構造体１０を周方向に回転駆動する回転駆動機構３０と、を備える。回転支持機構２０により支持された回転構造体１０を、回転駆動機構３０が周方向に回転駆動することによって、回転構造体１０が搬送物３とともに周方向に回転して搬送物３を所定位置に搬送する。

本実施形態において、回転構造体１０は、複数設けられる。図３では、複数のシールド機５を搬送するためのシールド機用の回転構造体１０と、資機材６を搬送するための資機材用の回転構造体１０とが設けられている。

複数の回転構造体１０は、それぞれ個別の回転支持機構２０によって支持され、個別の回転駆動機構３０によって駆動されてよい。その場合、搬送装置１００は、それぞれが独立に動作する複数の装置として構成することができる。搬送装置１００が３つ以上の装置として構成されてもよい。図３では、搬送装置１００が２つの装置から構成される例を示しており、複数のシールド機５を搬送するための回転構造体１０を有するシールド機用搬送装置１０１(図１参照)と、資機材６を搬送するための回転構造体１０を有する資機材用搬送装置１０２(図２参照)とが設けられている。それぞれの搬送装置において、回転支持機構２０および回転駆動機構３０の主要構造は共通である。なお、以下では、シールド機用搬送装置１０１および資機材用搬送装置１０２の両方に共通する事項については、まとめて搬送装置１００という場合がある。

上記の通り、搬送装置１００は、円環状の発進基地４内に設置されている。以下の説明のため、鉛直上下方向を上下方向（Ｚ方向）とし、第１トンネル１に沿う方向を前後方向または奥行方向（Ｙ方向、図３参照）とする。奥行方向のうち、シールド機５が掘進する方向が前方、掘進方向とは逆側が後方である。発進基地４の円形断面内における水平方向を左右方向（Ｘ方向）とする。

シールド機用搬送装置１０１および資機材用搬送装置１０２は、奥行方向に並んでいる。シールド機用搬送装置１０１が掘進方向の前方に配置され、資機材用搬送装置１０２がシールド機用搬送装置１０１の後方に隣接して配置されている。シールド機用搬送装置１０１がシールド機５を所定位置（掘進開始位置）に搬送して掘進を開始すると、資機材用搬送装置１０２がシールド機用搬送装置１０１の後方側から資機材６を所定位置（掘進開始位置）に搬送して、掘進中のシールド機５に必要な資機材６を搬送する。

〈回転構造体〉
回転構造体１０は、第１トンネル１の外面から離間して設けられた円環状の外枠１１と、外枠１１の内側であって第１トンネル１の外面に近隣して設けられた円環状の内枠１２と、外枠１１と内枠１２との間に複数設置され、それぞれ搬送物３を保持可能な円筒状の搬送ユニット１３と、を含む。

円環状の外枠１１と円環状の内枠１２とが同心円状に配置され、複数の搬送ユニット１３を介して互いに連結されている。外枠１１および内枠１２と複数の搬送ユニット１３とは、相互に固定され、一体的に回転する。回転構造体１０は、複数の搬送ユニット１３に加えて、補強構造部１５を使用して補強することができる。補強構造部１５としては、Ｉ形鋼やＨ形鋼等の棒状のものを採用することができるが、これに限定されるものではなく、鋼板等の板状形状、その他の形状のものを用いることもできる。図１および図２では、外枠１１および内枠１２の間が、複数の円筒状の搬送ユニット１３と複数の棒状の補強構造部１５とによって連結されることにより、回転構造体１０は骨組みのトラス構造を有している。

図１に示したシールド機用搬送装置１０１の構成例では、回転構造体１０は、６つの搬送ユニット１３を周方向に等間隔で備えている。つまり、シールド機用搬送装置１０１は、６台のシールド機５を同時に搬送することができる。これにより、搬送した６台のシールド機５をそれぞれの（周方向の６箇所の）発進位置から発進させ、同時に施工を行うことができる。図１では、各搬送ユニット１３は、周方向に略６０度間隔で設けられている。したがって、０度、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度の回転位置において、６つの第２トンネル２を構築することができる。また、これらの間の３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度、３３０度の回転位置に各搬送ユニット１３を配置することにより、上記の６つの第２トンネル２の間に、さらに６つの第２トンネル２を構築し、計１２個の第２トンネル２を構築することができる。

図２に示した資機材用搬送装置１０２の構成例では、搬送ユニット１３が１２個設けられた例を示している。より多くの搬送ユニット１３を備えることによって、より多くの資機材６を搬送位置（施工中の第２トンネル２の掘削位置）へ搬送することができる。この構成例では、資機材用搬送装置１０２はシールド機用搬送装置１０１とは独立して資機材６の搬送動作を行うことが可能である。資機材用搬送装置１０２は、複数のシールド機５により掘削した第２トンネル２内にセグメント等の資機材６を連続的に供給することができるように構成されている。

〈回転支持機構〉
図４および図５は、回転支持機構２０の構成例を示す。回転支持機構２０は、複数の回転構造体１０の各々に対して、複数設けられている。回転支持機構２０は、複数の回転構造体１０が設置される発進基地４の躯体壁４ａの内面と、回転構造体１０との間に複数設置されている。回転支持機構２０は、それぞれ複数の支持ローラ２１を揺動可能に備え、回転構造体１０を周方向に回転可能に支持するように構成されている。

本実施形態では、各回転支持機構２０は、奥行方向の軸回りに揺動可能な一対の支持ローラ２１を備えている。具体的には、回転支持機構２０は、一対の支持ローラ２１と、一対の支持ローラ２１を周方向に間隔を隔てて保持するローラ保持部２２と、一対の支持ローラ２１の間に位置し支持ローラ２１の車軸方向と平行な揺動軸回りにローラ保持部２２を支持するローラ支持台２３とを含む。

図６の構成例では、回転支持機構２０は、軸受２４を有する支持ローラ２１を、ローラ保持部２２が第１ピン２５により回転可能に支持した構造を有する。ローラ保持部２２には、一対の支持ローラ２１が配置されている。ローラ保持部２２は、２式の車輪（支持ローラ２１）を収容する車輪箱として構成されている。一対の支持ローラ２１は、ローラ保持部２２の長手方向両端部に、互いに間隔を隔てて保持されている。一対の支持ローラ２１は、直線状に並んで配置されている。

ローラ保持部２２は、ローラ保持部２２の長手方向中間部に配置された奥行方向の第２ピン２６を介して、ローラ支持台２３に揺動可能に支持されている。第２ピン２６は、一対の支持ローラ２１の中間位置でローラ保持部２２を支持している。これにより、ローラ保持部２２は、第２ピン２６を回動中心として、ローラ支持台２３に対して奥行方向の軸（第２ピン２６）回り回動（揺動）することができる。

その結果、回転支持機構２０が荷重を受けると、ローラ保持部２２の一対の支持ローラ２１が接触面ＣＦと当接する角度になるまでローラ保持部２２が揺動する。各々の支持ローラ２１に作用する荷重による第２ピン２６回りのモーメントの釣り合いによって、ローラ保持部２２の傾斜角度が決まる。そのため、回転支持機構２０に作用する荷重は、第２ピン２６、ローラ保持部２２から一対の支持ローラ２１へ均等に分散される。

図７の構成例では、複数の回転支持機構２０は、回転構造体１０の外周部にそれぞれ設置されている。回転支持機構２０は、発進基地４の躯体壁４ａの内面に対して複数の支持ローラ２１を揺動させながら、回転構造体１０と一体的に周方向に走行可能に構成されている。

つまり、ローラ支持台２３が、回転構造体１０の外周部（外枠１１）に固定され、一対の支持ローラ２１が径方向外側の躯体壁４ａに向いている。躯体壁４ａには、たとえば支持ローラ２１の走行用のレール４ｂ(図５参照)が設けられる。レール４ｂは、躯体壁４ａの内面に設置されてもよいし、躯体壁４ａの内面と同一面内に走行面が配置されるように躯体壁４ａ内に埋設されてもよい。図７の構成例では、一対の支持ローラ２１の接触面ＣＦは、躯体壁４ａの内面またはレール４ｂである。複数の回転支持機構２０は、回転構造体１０と一体的に周方向に回転し、躯体壁４ａに沿って走行する。走行時、一対の支持ローラ２１は、環状の接触面ＣＦの湾曲に合わせて揺動角度を変化させ、接触面ＣＦとの当接状態を維持する。

回転支持機構２０では、支持ローラ２１が一対ずつまとめて配置される。このため、単一の支持ローラを備えた支持機構を所定間隔で設ける場合と比べて単純計算で２倍の荷重を支持できるため、回転支持機構２０の配置間隔を約２倍に広げることができる。このため、回転構造体１０が十分に高い剛性を有していても、各回転支持機構２０の間で若干の撓みを生じさせることができる。発生した撓みによって寸法誤差などが吸収されてそれぞれの回転支持機構２０の支持ローラ２１と接触面ＣＦとをより確実に当接させて、荷重分散を促進する。その結果、安定した回転支持が実現できる。

図８は、回転支持機構２０の他の配置例を示している。本実施形態では、回転支持機構２０を回転構造体１０に設けなくてもよい。図８の構成例では、複数の回転支持機構２０は、発進基地４の躯体壁４ａの内面の下部に設置され、回転構造体１０の外周部と当接する複数の支持ローラ２１を介して、回転構造体１０を周方向に回転可能に支持している。

つまり、図８の構成例は、回転支持機構２０を回転構造体１０に配置せず、回転構造体１０を設置する発進基地４の躯体壁４ａの下部に、回転支持機構２０を配置した形態を示したものである。この構成では、回転支持機構２０は躯体壁４ａの内面に、周方向には移動しないように固定的に設置される。ローラ支持台２３が、躯体壁４ａの内面に固定され、支持ローラ２１は、半径方向内側の回転構造体１０に向けて設けられ、回転構造体１０の外周部（外枠１１）と当接する。支持ローラ２１は、回転構造体１０の重量を支持しつつ、回転構造体１０の回転に伴って回転する軸受のように機能することになる。

図８の構成例では、支持ローラ２１の接触面ＣＦは、回転構造体１０の外周部（外枠１１の外周面）となる。回転構造体１０の回転時、一対の支持ローラ２１は、環状の接触面ＣＦの湾曲に合わせて揺動角度を変化させ、接触面ＣＦとの当接状態を維持する。図８の構成例では、回転支持機構２０が周方向に移動しないので、回転構造体１０の重量支持に寄与する発進基地４の躯体壁４ａの下部にのみ、回転支持機構２０を配置するだけで済む。すなわち、この構成例では、回転支持機構２０の数量を半数程度に軽減することが可能となる。回転ガイドのために、発進基地４の躯体壁４ａの上部側にも回転支持機構２０を１つまたは複数設けてもよい。

なお、いずれの配置例においても、回転支持機構２０は、回転構造体１０の奥行方向(図５参照)に、間隔を隔てて複数配置される。図５では回転構造体１０の前側端部、後側端部および中間部に、３つの回転支持機構２０が間隔を隔てて配置されている。奥行方向のそれぞれの回転支持機構２０が周方向に並んで配列されるため、図５では、周方向に配列された回転支持機構２０の列が、奥行方向に３列設けられている。

〈回転駆動機構〉
図９および図１０は、本実施形態の回転駆動機構３０の構成例を示したものである。回転駆動機構３０は、回転構造体１０が設置される発進基地４の躯体壁４ａの内面に複数設置されている。各回転駆動機構３０は、回転構造体１０を周方向に回転駆動する油圧シリンダ方式の駆動機構として構成されている。

図９および図１０の構成例では、回転駆動機構３０は、躯体壁４ａの内面に周方向に向けて配置された駆動用油圧シリンダ３１を含む。回転駆動機構３０は、回転構造体１０の外周部において周方向の全周にわたって間隔を隔てて配列された複数の当接部１４に対して駆動用油圧シリンダ３１により駆動力を付与することにより、回転構造体１０を躯体壁４ａに対して周方向に回転させるように構成されている。駆動用油圧シリンダ３１は特許請求の範囲の「油圧シリンダ」の一例である。

すなわち、固定側である発進基地４の躯体壁４ａに設置した回転駆動機構３０の駆動用油圧シリンダ３１の推力により、駆動側（可動側）である回転構造体１０の外枠１１に設けた当接部１４を押し出し移動させることにより、回転構造体１０が回転駆動される。当接部１４は、外枠１１に設けられた回転用爪（係合突起）である。当接部１４は、回転構造体１０の外枠１１に駆動用油圧シリンダ３１のストロークに合わせたピッチで配置されている。

図９および図１０の構成例では、回転駆動機構３０は、回転構造体１０に対して奥行方向の前側および後側にそれぞれ配置(図１０参照)されている。図９の手前側に４式（３０−１、３０−３、３０−５、３０−７）の回転駆動機構３０が周方向に配置され、図９の奥側(図１０の後方側)に４式（３０−２、３０−４、３０−６、３０−８）の回転駆動機構３０が周方向に配置されている。図９の構成例では、合計８式の回転駆動機構３０のうち、周方向一方側の４式（３０−１〜３０−４）が時計方向の回転用の回転駆動機構３０であり、周方向他方側の４式（３０−５〜３０−８）が反時計方向の回転用の回転駆動機構３０である。当接部１４は、回転構造体１０の奥行方向前側の外枠１１および後側の外枠１１にそれぞれ配置されている。

図１１〜図１３に示す構成例では、回転駆動機構３０は、駆動時に起立して当接部１４と係合し、非駆動時に倒れて当接部１４との係合を解除する作動部材３２と、作動部材３２を動作させる切替シリンダ３３とを含む。駆動用油圧シリンダ３１は、作動部材３２を起立させた状態で初期位置から伸作動または縮作動の一方を行うことにより当接部１４に駆動力を付与し、作動部材３２を倒した状態で伸作動または縮作動の他方を行うことにより初期位置に戻る。なお、ここでは、駆動用油圧シリンダ３１の伸作動により当接部１４を押圧することにより駆動力を付与するが、駆動用油圧シリンダ３１の縮作動により当接部１４を引っ張ることにより駆動力を付与してもよい。

より具体的には、回転駆動機構３０は、駆動用油圧シリンダ３１を内部に収容するハウジング３４を備えている。駆動用油圧シリンダ３１のロッド先端には、当接部１４に駆動力を付与するための押圧ユニット３５が設けられている。切替シリンダ３３および作動部材３２は、押圧ユニット３５に設けられている。切替シリンダ３３は、駆動用油圧シリンダ３１と同じく油圧式シリンダによって構成される。回転駆動機構３０は、作動部材３２によって回転構造体１０の外枠１１に設けた当接部１４を押しつけて、駆動用油圧シリンダ３１の駆動力を作用させる。

図１１〜図１３の構成例では、作動部材３２は、柱状部材からなり、下端部が押圧ユニット３５に回動可能に取り付けられている。切替シリンダ３３は、作動部材３２の中間部に連結されたロッドを伸縮させることにより、作動部材３２が直立した係合位置Ｐ１(図１２（Ａ）参照)と、作動部材３２が周方向に沿った解除位置Ｐ２(図１２（Ｂ）参照)との間で作動部材３２の姿勢を切り替える。切替シリンダ３３は、作動部材３２を起こして（回動させて）係合位置Ｐ１に切り替え、作動部材３２を寝かせて（回動させて）解除位置Ｐ２に切り替える。係合位置Ｐ１(図１３)は、作動部材３２が回転構造体１０の当接部１４と接触する姿勢（位置）であり、解除位置Ｐ２は、作動部材３２が回転構造体１０の当接部１４とは接触しない姿勢（位置）である。

図１２に示すように、回転駆動機構３０は、切替シリンダ３３により作動部材３２を係合位置Ｐ１に切り替えて、駆動用油圧シリンダ３１を初期位置（縮限位置）から伸作動させることにより、作動部材３２を押圧ユニット３５ごと周方向に移動させる。その結果、当接部１４と当接した作動部材３２を介して、駆動用油圧シリンダ３１の１ストローク分だけ当接部１４を周方向に押し出して回転構造体１０を回転させる。駆動用油圧シリンダ３１のロッド（押圧ユニット３５）が伸限位置に到達した後、回転駆動機構３０は、切替シリンダ３３により作動部材３２を解除位置Ｐ２に切り替えて、駆動用油圧シリンダ３１を初期位置（縮限位置）へ向けて縮作動させる。この際、作動部材３２は当接部１４と当接せずに通り過ぎて、初期位置（縮限位置）まで戻される。これにより、個々の回転駆動機構３０による回転構造体１０の回転駆動が実現される。

図１４の構成例では、回転駆動機構３０は、それぞれ１つまたは複数の駆動用油圧シリンダ３１から構成される第１駆動セットＤＡおよび第２駆動セットＤＢを含む。各々の回転駆動機構３０は、第１駆動セットＤＡの駆動用油圧シリンダ３１による駆動と第２駆動セットＤＢの駆動用油圧シリンダ３１による駆動とを交互に行うように構成されている。

たとえば、時計方向の回転用の４式の回転駆動機構（３０−１〜３０−４）のうち、回転駆動機構３０−１および３０−２が第１駆動セットＤＡを構成し、回転駆動機構３０−３および３０−４が第２駆動セットＤＢを構成する。反時計方向の回転用の４式の回転駆動機構（３０−５〜３０−８）のうち、回転駆動機構３０−５および３０−６が第１駆動セットＤＡを構成し、回転駆動機構３０−７および３０−８が第２駆動セットＤＢを構成する。

一例として、図１５を参照して、時計方向に回転駆動する際の第１駆動セットＤＡおよび第２駆動セットＤＢの動作を説明する。各駆動セットに含まれる回転駆動機構３０は同一の動作をする。そのため、第１駆動セットＤＡを代表して回転駆動機構３０−１の動作について説明し、第２駆動セットＤＢを代表して回転駆動機構３０−３の動作について説明する。

たとえば、図１５（Ａ）に示すように第１駆動セットＤＡから回転駆動を開始する。図１５（Ｂ）に示すように、第１駆動セットＤＡが伸限に達するまでの間に、第２駆動セットＤＢの回転駆動機構３０−３は縮作動を開始する。

図１５（Ｃ）に示すように、第１駆動セットＤＡの回転駆動機構３０−１が当接部１４を押して伸長限に達すると、第２駆動セットＤＢの回転駆動機構３０−３に切り替わり当接部１４を押して移動させ、回転構造体１０を連続して回転させる。

図１５（Ｄ）に示すように、伸限に達した回転駆動機構３０−１の駆動用油圧シリンダ３１は、第２駆動セットＤＢの伸作動と同時に縮作動を開始する。つまり、回転駆動機構３０−１は、切替シリンダ３３を縮めて作動部材３２を倒して当接部１４との干渉を防止しながら次の作動のために縮限へ作動する。

その後、第１駆動セットＤＡの駆動用油圧シリンダ３１が縮限に達すると、切替シリンダ３３を伸長し作動部材３２を起こして当接部１４を係合位置Ｐ１にする。そして、伸長限に達した第２駆動セットＤＢの回転駆動機構３０−３に切り替わり、第１駆動セットＤＡの回転駆動機構３０−１が当接部１４を押して移動させ回転構造体１０を連続して回転させる。この動作を繰り返すことにより、連続的に回転させることができる。ここでは時計方向に回転駆動する場合について説明したが、反時計方向に回転駆動する場合も同様であり、説明を省略する。

〈水平維持機構〉
水平維持機構４０の構成例を図１６に示す。図１および図２において、回転構造体１０が１回転する間に、搬送ユニット１３は回転角度に応じて３６０度分向きが変化することになる。搬送ユニット１３内の搬送物３の回転を防止するため、回転構造体１０は、水平維持機構４０を備えている。水平維持機構４０は、周方向移動に伴う搬送ユニット１３の回転に対して搬送物３の上下を維持する。水平維持機構４０は、円筒状の搬送ユニット１３の水平方向（Ｙ方向）の中心軸回りのロール方向Ｑｒに相対回転可能に配置された円弧状架台４１を含んでいる。

図１６および図１７に示すように、水平維持機構４０は、各搬送ユニット１３の内部に設けられている。水平維持機構４０は、全ての搬送ユニット１３に設置されており、それぞれの搬送ユニット１３がどこの位置（周方向の回転角度）にあっても常に水平を保つ機能を有する。

図１８に示すように、円弧状架台４１は、回転構造体１０の搬送ユニット１３を構成している円環状フレームの内周部に、複数個のローラ４２を介して配置されている。円弧状架台４１は、搬送ユニット１３の内周面に沿う形状を有する。円弧状架台４１は、ローラ４２により、搬送ユニット１３の内部で中心軸回りのロール方向Ｑｒに相対回転可能に配置されている。中心軸は、奥行方向に延びる円筒形状の搬送ユニット１３の中心軸である。なお、ローラ４２には、スラスト方向（ローラ軸方向、Ｙ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、水平維持機構４０は、円弧状架台４１をロール方向Ｑｒに駆動させるための駆動用ローラ４３ａと、駆動用ローラ４３ａを駆動する駆動装置４３ｂとを備える。駆動装置４３ｂは、駆動用ローラ４３ａを回転駆動して、円弧状架台４１を搬送ユニット１３の内周面に沿ってロール方向Ｑｒに移動させることができる。

水平維持機構４０の自重と偏芯により、また搭載された搬送物３の自重と偏芯によって常に水平維持機構４０は概ね水平を保つことが可能であるが、駆動用ローラ４３ａおよび駆動装置４３ｂにより、正確な水平位置を調整するための姿勢制御が可能となっている。

シールド機用の搬送ユニット１３の円弧状架台４１には、シールド機用架台４４が設置されている。シールド機用架台４４(図１７参照)は、円筒状のシールド機５の外周面を支持可能に構成されている。

ここで、本実施形態では、水平維持機構４０は、搬送ユニット１３の軸方向と直交する鉛直軸回りのヨー方向Ｑｙ（図２０参照）、中心軸および鉛直軸と直交する水平軸回りのピッチ方向Ｑｐ（図１７参照）の少なくとも一方における搬送物３の姿勢を調整可能な姿勢調整部４５を有する。すなわち、水平維持機構４０は、水平の維持に加えて、搬送ユニット１３内で搬送物３の位置や姿勢を姿勢調整部４５により微調整する機能を有している。なお、搬送ユニット１３の軸方向はＹ方向に一致し、搬送ユニット１３の鉛直軸はＺ方向に一致する。中心軸および鉛直軸と直交する水平軸は、Ｘ方向に一致する。ここでは、ヨー方向Ｑｙおよびピッチ方向Ｑｐの両方の姿勢調整が可能な姿勢調整部４５の構成例を示す。

図１９および図２０に示すように、姿勢調整部４５は、複数の昇降油圧シリンダ４５ａおよび複数の水平油圧シリンダ４５ｂを含む。シールド機用架台４４は、昇降油圧シリンダ４５ａおよび水平油圧シリンダ４５ｂを介して円弧状架台４１上に設置されている。

昇降油圧シリンダ４５ａは、平面視（図２０参照）において、シールド機用架台４４の左右両側に対称に配置され、かつ、前後両側にそれぞれ配置されている。つまり、昇降油圧シリンダ４５ａは、シールド機用架台４４の四隅にそれぞれ配置されている。昇降油圧シリンダ４５ａは、それぞれ鉛直軸方向（Ｚ方向）に伸縮するように設けられている。

水平油圧シリンダ４５ｂは、平面視において、左右方向の中心から両外側に向けて２本ずつ配置された４本のセットが、シールド機用架台４４の前後両側に対称に配置されており、合計８本設けられている。水平油圧シリンダ４５ｂは、それぞれ水平軸方向（Ｘ方向）に伸縮するように設けられている。

昇降油圧シリンダ４５ａおよび水平油圧シリンダ４５ｂは、それぞれ複数本の油圧シリンダにより構成されているため、それぞれのシリンダのストロークを同一量制御することにより平行に位置調整することができ、それぞれのシリンダのストロークを異なって制御することにより姿勢（角度）調整をすることができる。

たとえば昇降油圧シリンダ４５ａのストロークを奥行方向（Ｙ方向）の前後で異ならせれば、ピッチ方向Ｑｐの姿勢（傾斜角度）が調整でき、水平油圧シリンダ４５ｂを前後で異ならせれば、ヨー方向Ｑｙの姿勢（傾斜角度）が調整できる。

また、本実施形態では、姿勢調整部４５は、搬送ユニット１３の内部で円弧状架台４１を鉛直軸方向（Ｚ方向）および水平軸方向（Ｘ方向）において平行移動させることにより、位置調整可能に構成されている。すなわち、昇降油圧シリンダ４５ａのストロークを一致させることで平行移動により上下方向（Ｚ方向）の位置が調整でき、水平油圧シリンダ４５ｂのストロークを一致させることで平行移動により左右方向（Ｘ方向）の位置が調整できる。

このように、本実施形態では、水平維持機構４０は、ロール方向Ｑｒ、ヨー方向Ｑｙおよびピッチ方向Ｑｐの各回転方向（直交３軸回り）における搬送物３（シールド機用架台４４）の回転姿勢を調整することができ、かつ、上下方向（鉛直方向、Ｚ方向）および水平方向（左右方向、Ｘ方向）における搬送物３（シールド機用架台４４）の位置を調整することができる。

なお、説明は省略するが、資機材用の搬送ユニット１３に設けられた水平維持機構４０も、同様の構成を有し、同じ機能を備えている。図２１に示す資機材用搬送装置１０２では、シールド機用架台４４に代わり、資機材６を搬送できるよう平坦な資機材搬送架台４６が設けられている。その他の点は、シールド機用搬送装置１０１と同様である。

以上説明した通り、図１に示したシールド機用搬送装置１０１は、回転支持機構２０と回転駆動機構３０とを使用して回転構造体１０を周方向に回転させ、所定の発進位置へシールド機５を搬送する。回転構造体１０を６０度毎に回転させ、６台のシールド機５を順次搬入した後、同時に発進させ、同時に施工を行うことが可能である。

図２に示した資機材用搬送装置１０２は、回転支持機構２０と回転駆動機構３０とを使用して回転構造体１０を周方向に回転させ、各第２トンネル２の掘進位置へ資機材６を搬送する。回転構造体１０を３０度毎に回転させ、１２箇所の搬送ユニット１３に搬送物３を順次搬入しつつ、資機材６を積載した搬送ユニット１３が搬送先となる掘進位置まで到達すると、資機材６がシールド機用搬送装置１０１を通過して掘進位置まで輸送される。

（本実施形態の搬送装置の効果）
本実施形態の搬送装置１００では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、複数の回転構造体１０が設置される発進基地４の躯体壁４ａの内面と、回転構造体１０との間に複数設置されるとともに、それぞれ複数の支持ローラ２１を揺動可能に備え、回転構造体１０を周方向に回転可能に支持する回転支持機構２０を設ける。これにより、回転支持機構２０の複数の支持ローラ２１は、躯体壁４ａの内面と回転構造体１０とのいずれか一方の接触面ＣＦ（図７、図８参照）と当接して支持する際に、接触面ＣＦに沿うように揺動して、接触面ＣＦから離間することなく適正な接触状態を維持する。その結果、剛性が高い回転構造体１０を支持する場合でも、複数の支持ローラ２１の各々に回転構造体１０の荷重を分散させることができる。また、回転支持機構２０が複数の支持ローラ２１を有するので、単一のローラを用いる場合と比べて、回転支持機構２０の許容荷重が向上する。その結果、複数の回転支持機構２０の間の距離を大きくとることができるので、その分、剛性が高い回転構造体１０であっても構造に多少の撓みが生じ、個々の回転支持機構２０（支持ローラ２１）と回転構造体１０とを十分に接触させることができる。これによっても、回転構造体１０の荷重を効果的に分散させることができる。

さらに、本実施形態（図９参照）では、上記のように、回転構造体１０が設置される発進基地４の躯体壁４ａの内面に複数設置され、回転構造体１０を周方向に回転駆動する駆動用油圧シリンダ３１方式の回転駆動機構３０を設ける。これにより、回転構造体１０は、駆動用油圧シリンダ３１方式の回転駆動機構３０の伸縮動作を利用して、回転駆動される。その結果、モータを用いたギア駆動方式のように十分な噛み合い精度を確保したり、高減速比の減速機を設けたりする必要がない。また、発進基地４の躯体壁４ａの内面に設置された回転駆動機構３０により、回転構造体１０の外周側を駆動して大きな回転モーメントを作用させることができるので、たとえば第１トンネル１の壁面側から回転構造体１０の内周側を駆動する場合と比較して、より小さな駆動力で回転構造体１０を回転駆動することができる。以上の結果、本実施形態の搬送装置１００によれば、回転構造体１０の荷重をより分散し、かつ、回転構造体１０の回転駆動を容易化することができる。

また、本実施形態の図７の構成例では、上記のように、複数の回転支持機構２０を、回転構造体１０の外周部にそれぞれ設置し、発進基地４の躯体壁４ａの内面に対して複数の支持ローラ２１を揺動させながら、回転構造体１０と一体的に周方向に走行可能に構成する。これにより、回転構造体１０自体が発進基地４内で回転可能となるので、回転構造体１０を安定して回転駆動することができる。

また、本実施形態の図８の構成例では、上記のように、複数の回転支持機構２０を、発進基地４の躯体壁４ａの内面の下部に設置し、回転構造体１０の外周部と当接する複数の支持ローラ２１を介して、回転構造体１０を周方向に回転可能に支持させる。これにより、複数の回転支持機構２０を躯体壁４ａに固定設置して、回転構造体１０を下側から回転支持することができる。そのため、回転構造体１０の外周部に全周にわたって回転支持機構２０を設ける場合と異なり、荷重が作用する発進基地４の下部（回転構造体１０の下側）のみに回転支持機構２０を設けるだけでよく、回転支持機構２０の数量を低減することができる。

また、本実施形態（図６参照）では、上記のように、回転支持機構２０を、一対の支持ローラ２１と、一対の支持ローラ２１を周方向に間隔を隔てて保持するローラ保持部２２と、一対の支持ローラ２１の間に位置し支持ローラ２１の車軸方向と平行な揺動軸回りにローラ保持部２２を支持するローラ支持台２３とを含む構成とする。これにより、ローラ保持部２２を介して一対の支持ローラ２１をローラ支持台２３に揺動可能に設けた、いわゆるボギー車輪式の揺動機構が得られる。その結果、一対の支持ローラ２１を接触面ＣＦの傾斜に合わせて揺動させて、確実に両方の支持ローラ２１で接触面ＣＦを支持することができる。

また、本実施形態（図９参照）では、上記のように、回転駆動機構３０を、回転構造体１０の外周部において周方向の全周にわたって間隔を隔てて配列された複数の当接部１４に対して駆動用油圧シリンダ３１により駆動力を付与することにより、回転構造体１０を躯体壁４ａに対して周方向に回転させるように構成する。これにより、周方向に向けた駆動用油圧シリンダ３１を回転構造体１０の接線方向に伸長、収縮させて、回転構造体１０の外周部（当接部１４）に周方向の駆動力を付与することができる。その結果、駆動用油圧シリンダ３１の直線運動を効率的に周方向の駆動力に変換して回転構造体１０を容易に回転駆動することができる。

また、本実施形態（図１４、図１５参照）では、上記のように、回転駆動機構３０は、それぞれ１つまたは複数の油圧シリンダから構成される第１駆動セットＤＡおよび第２駆動セットＤＢを含み、第１駆動セットＤＡの駆動用油圧シリンダ３１による駆動と第２駆動セットＤＢの駆動用油圧シリンダ３１による駆動とを交互に行うように構成されている。このように構成すれば、第１駆動セットＤＡおよび第２駆動セットＤＢの一方が回転構造体１０を駆動している間に、第１駆動セットＤＡおよび第２駆動セットＤＢの他方が初期位置（伸限位置または縮限位置）に戻ることができる。そのため、伸縮動作をする油圧シリンダを用いる場合でも、回転構造体１０を円滑にかつ連続的に回転駆動することができる。

また、本実施形態（図１２参照）では、上記のように、回転駆動機構３０に作動部材３２と切替シリンダ３３とを設け、駆動用油圧シリンダ３１が、作動部材３２を起立させた状態で初期位置から伸作動または縮作動の一方を行うことにより当接部１４に駆動力を付与し、作動部材３２を倒した状態で伸作動または縮作動の他方を行うことにより初期位置に戻るように回転駆動機構３０を構成する。切替シリンダ３３によって、初期位置に戻る際に駆動用油圧シリンダ３１の押圧部分（作動部材３２）が回転構造体１０の当接部１４と干渉することを容易に回避することができる。また、たとえば電磁ブレーキなどにより係合状態と係合解除状態とを切り替える構成と異なり、切替シリンダ３３を駆動用油圧シリンダ３１と同様の油圧機構によって構成することができるので、装置構成を簡素化することができる。

また、本実施形態（図１６、図２０参照）では、上記のように、回転構造体１０に、ロール方向Ｑｒに相対回転可能に配置された円弧状架台４１を含む水平維持機構４０を設け、水平維持機構４０に、ヨー方向Ｑｙ（図２０参照）およびピッチ方向Ｑｐ（図１７参照）の少なくとも一方における搬送物３の姿勢を調整可能な姿勢調整部４５を設ける。これにより、円弧状架台４１によってロール方向Ｑｒの水平度を確保することができるので、円弧状架台４１上に設置される搬送物３を安定して搬送することができる。また、姿勢調整部４５によって、たとえば掘削機の発進方向（ヨー方向Ｑｙおよびピッチ方向Ｑｐ）の微調整を行うことができる。その結果、第２トンネル２の形状の自由度が向上する。

また、本実施形態（図２０参照）では、上記のように、姿勢調整部４５を、搬送ユニット１３の内部で、円弧状架台４１を鉛直軸方向（Ｚ方向）および水平軸方向（Ｘ方向）において平行移動させることにより位置調整可能に構成する。これにより、搬送ユニット１３内における搬送物３の上下方向（Ｚ方向）位置および左右方向（Ｘ方向）位置を微調整することができる。この結果、たとえば第２トンネル２の掘進中に資機材６を第２トンネル２の内部に搬入出する際などに、資機材搬送用のレールなどに資機材６の搬送台車の位置を合わせてスムーズに搬入出することができるようになる。

〈回転構造体の組立方法〉
次に、図２２〜図３１を参照して、本実施形態の搬送装置１００における回転構造体１０の組立方法について説明する。

図２２に示すように、本実施形態では、回転構造体１０は、回転構造体１０が分割されたサブ組立ブロック５０（破線部参照）の組み合わせによって構築される。回転構造体１０は、たとえば標準鋼材による骨組み構造体である。図２３に示すように、回転構造体１０は、サブ組立ブロック５０に分割され、地下空間である発進基地４内で組み立てられる。個々のサブ組立ブロック５０は、最小組立単位としての構成部材５１から組み立てられる。

構成部材５１は、回転構造体１０の外枠１１、内枠１２、搬送ユニット１３などの各部を構成する。構成部材５１は、たとえば、特別の許可申請なく道路輸送可能な寸法範囲内で、溶接一体構造で製作される。構成部材５１の製作後、構成部材５１が施行場所まで輸送され、施工場所での組立場にて構成部材５１をボルト・ナット締結などにより接合して、サブ組立ブロック５０として組み立てられる。

図２３の例では、１つの搬送ユニット１３が正面視で左右２分割にしたサブ組立ブロック５０により構成されている。シールド機用の回転構造体１０では、正面視で示されている半円形状のユニット部分を含む構成部材５１が奥行き方向に３列配置（図３参照）され、それぞれが複数の奥行き方向の連結部材５２（図３参照）により接合された立体骨組み構造のサブ組立ブロック５０により、搬送ユニット１３が構成されている。

回転構造体１０の面方向（奥行方向と直交する縦断面方向）に延びる３つの構成部材５１により、奥行方向に３つ（３列）の構造面（図３参照）が形成される。したがって、輸送時には、３列分の構成部材５１を含むサブ組立ブロック５０の奥行き方向の連結部材５２を取り外し、一面毎の構成部材５１にまで分解できる。

図２４は搬送ユニット１３の構成部材５１ａを示し、図２５は搬送ユニット間の補強構造部１５（トラス構造の骨組み部、図１参照）の構成部材５１ｂを示したものである。道路輸送制限寸法の範囲内であれば、構成部材５１には、回転支持機構２０等の付属装置ができる限り予め設置される。このため、構成部材５１単位で輸送車両に積載し、特別な輸送許可を必要とせずに組立現場まで輸送できる。

次に、回転構造体１０の組立手順について説明する。図２６〜図３１は、施工現場での組立要領を示している。

図２６の例では、中央の既設の第１トンネル１の下部に、発進基地４とつながる連絡開口６１と組立場６２とを設置している。連絡開口６１は、第１トンネル１の側部など、下部以外に設けてもよい。連絡開口６１は、第１トンネル１の左右両側部など複数でもよい。組立場６２は、特許請求の範囲の「投入位置」の一例である。

〈ステップＳ１：サブ組立ブロックを第１トンネル内で組み立てる工程〉
本実施形態では、道路輸送可能な寸法範囲内でサブ組立ブロック５０を分割した構成部材５１から、サブ組立ブロック５０（破線部参照）を第１トンネル１内で組み立てる工程が実施される。

第１トンネル１の連絡開口６１の形成箇所には、門型クレーン６３などの組立装置が設置されている。地上から第１トンネル１内を輸送されてきた回転構造体１０等の構成部材５１は、門型クレーン６３により第１トンネル１内でサブ組立ブロック５０に組み立てられる。つまり、図２３の例であれば３列の構成部材５１を連結部材５２により連結して立体骨組み構造のサブ組立ブロック５０が構成される。図２２の例では、回転構造体１０が合計２４ブロックのサブ組立ブロック５０により構成される。回転構造体１０を何個のブロックに分割するかは、組立場６２での作業性や、連絡開口６１の大きさ等を考慮して適宜決定される。

すなわち、サブ組立ブロック５０は、第１トンネル１内で門型クレーン６３により組立可能で、かつ、連絡開口６１を通って組立場６２に輸送可能な大きさおよび質量の範囲内であれば、より多くの構成部材５１を用いて大型にしてよい。たとえば左右２分割にしたサブ組立ブロック５０を組み合わせて１つの搬送ユニット１３の大きさのサブ組立ブロックとしてもよい。

〈ステップＳ２：構造体部分を組み立てる工程〉
次に、回転構造体１０が分割されたサブ組立ブロック５０を、回転構造体１０が設置される発進基地４の内部の組立場６２に第１トンネル１から搬入して構造体部分５３を組み立てる工程が実施される。構造体部分５３は、複数のサブ組立ブロック５０から構成された回転構造体１０の一部分である。

図２６の例では、搬送ユニット１３を左右２分割にした大きさまで第１トンネル１内でサブ組立てされたサブ組立ブロック５０が、発進基地４の下部の組立場６２へ投入される。

発進基地４の下部に設けた組立場６２では、仮設の組立架台（図示せず）および回転駆動機構３０が既に設置してある。組立場６２に投入されたサブ組立ブロック５０は、組立場６２で周方向（Ｃ方向）に移動させ、次のサブ組立ブロック５０を組立場６２に投入するためのスペースを確保することができる。

図２７に示すように、次のサブ組立ブロック５０が組立場６２に投入されると、既に投入されていたサブ組立ブロック５０とのサブ組立ブロック５０同士のブロック組立が行われる。それぞれの次のサブ組立ブロック５０は、位置合わせのうえ接合部がボルト・ナットにより結合されることにより、構造体部分５３が組み立てられる。図２７では、搬送ユニット１３を含む構造体部分５３が組み立てられている例を示している。構造体部分５３が組み立てられる際、各種の付属装置が構造体部分５３に設置される。たとえば、内部に設置される水平維持機構４０等の附属装置が搬送ユニット１３に組み付けられる。

構造体部分５３は、一旦、所定の大きさまで組み立てられる。図２７の例では、５ブロック分のサブ組立ブロック５０からなる構造体部分５３が組み立てられる。構造体部分５３の大きさは、５ブロック分に限られず、作業性や発進基地４の大きさなどを考慮して適宜設定される。

〈ステップＳ３：構造体部分を周方向に移動させる工程〉
構造体部分５３が所定の大きさまで組み立てられると、発進基地４の躯体壁４ａの内面に予め設置した回転駆動機構３０により、組み立てられた構造体部分５３を組立場６２から周方向（Ｃ方向）に移動させる工程が実施される。

図２８に示すように、組み立てられた構造体部分５３は、回転駆動機構３０により周方向移動され、一方側（図中左側）に仮置きされる。構造体部分５３は、組立場６２における組立作業を妨げない位置まで周方向に移動される。たとえば、構造体部分５３は、組立場６２から周方向に離間した位置に仮置きされ、仮固定されて位置が保持される。

〈ステップＳ４：構造体部分を周方向に接合する工程〉
次に、発進基地４内で、周方向に移動させた構造体部分５３と、組立場６２の構造体部分５３とを周方向に接合する工程が実施される。

まず、図２８に示すように、ステップＳ１〜Ｓ３と同じ作業によって、組立場６２で所定の大きさ（たとえば５ブロック分）の構造体部分５３が組み立てられ、回転駆動機構３０の周方向移動によって他方側（図中右側、二点鎖線参照）に仮置きされる。

次いで、図２９に示すように、仮置きしていた左右両側の各構造体部分５３が下部（組立場６２）に移動され、それぞれの構造体部分５３の接合部がボルト・ナットで接合される。これにより、１０ブロック分の構造体部分５３が組み上がる。

本実施形態では、上記のステップＳ１〜Ｓ４を繰り返すことにより、回転構造体１０が組み立てられる。

たとえば、図３０に示すように、１０ブロック分の構造体部分５３が一方側（図中左側）に仮置きされた後、ステップＳ１〜Ｓ３により６ブロック分の構造体部分５３が組み立てられ、他方側（図中右側）のスペースに仮置きされる。ステップＳ４において、各構造体部分５３が接合され、合計１６ブロック分の構造体部分５３となる。このように、本実施形態では、ステップＳ１〜Ｓ４を繰り返すことにより、構造体部分５３を周方向に連結して周方向に組み立てて行く。

図３１に示すように、上記ステップＳ１〜Ｓ４の繰り返しにより、たとえば、全２４ブロックの内、２２ブロックまでの構造体部分５３が組み立てられる。たとえば、構造体部分５３は、未だサブ組立ブロック５０が組み立てられていない空間部分のスペースが、サブ組立ブロック５０の組立場６２への搬入に要するスペースよりも小さくなるまで、組み立てられる。その後、最終組立が実施される。

最終の２ブロック分を組み立てるため。第１トンネル１内の組み立て部を発進基地４の下部の組立場６２に移動し、最終のサブ組立ブロック５０が構造体部分５３に組み付けられる。この最終組立では、たとえば、個々の構成部材５１の単位で発進基地４に組み付けてもよい。以上により、回転構造体１０の組み立ては完成となる。

（本実施形態の組立方法の効果）
本実施形態の組立方法では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態（図２６〜図３１参照）では、上記のように、搬送装置１００の回転構造体１０の組み立てに際して、回転構造体１０が分割されたサブ組立ブロック５０を、回転構造体１０が設置される発進基地４の内部の組立場６２に第１トンネル１から搬入して構造体部分５３を組み立てる工程（ステップＳ２）と、発進基地４の躯体壁４ａの内面に予め設置した回転駆動機構３０により、組み立てられた構造体部分５３を組立場６２から周方向（Ｃ方向）に移動させる工程（ステップＳ３）と、発進基地４内で、周方向に移動させた構造体部分５３と、組立場６２の構造体部分５３とを周方向に接合する工程（ステップＳ４）と、を繰り返す。これにより、回転構造体１０の一部を構成する構造体部分５３が発進基地４の内部の組立場６２で組み上げられると、構造体部分５３が周方向に移動されて、次に組み上げられた別の構造体部分５３と周方向に接合される。つまり、構造体部分５３を周方向に沿って延ばしていく方式で回転構造体１０が組み立てられる。この結果、回転構造体１０を下部から上部に向けて順に組み上げていく一般的な建造手法と異なり、構造体部分５３の組立作業位置を発進基地４の内部の組立場６２に固定することができるので、作業空間が限定された発進基地４内での回転構造体１０の組み立てを効率的に行うことができる。

また、本実施形態（図２３および図２６参照）では、上記のように、道路輸送可能な寸法範囲内でサブ組立ブロック５０を分割した構成部材５１から、サブ組立ブロック５０を第１トンネル１内で組み立てる工程（ステップＳ１）をさらに設ける。これにより、特別の許可なく構成部材５１を道路輸送できるので、回転構造体１０のような巨大構造物を構築する場合でも資材輸送等の準備工程を容易化することができる。また、サブ組立ブロック５０を分割した構成部材５１単位で輸送する場合でも、第１トンネル１内でサブ組立ブロック５０を組み立てることにより、発進基地４の内部の組立場６２でサブ組立ブロック５０を組み立てる必要がなく、発進基地４内での回転構造体１０の組み立てを円滑に行うことができる。

［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。

たとえば、上記実施形態では、第１トンネル１が１つの例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１トンネルは複数本のトンネルであってもよい。

また、上記実施形態では、第１トンネル１内で構成部材５１からサブ組立ブロック５０を組み立てる工程（ステップＳ１）を実施する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、構成部材５１を組立場６２に投入して、発進基地４の内部の組立場６２でサブ組立ブロック５０を組み立ててもよい。

また、上記実施形態では、水平維持機構４０に、姿勢調整部４５を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、姿勢調整部を設けなくてもよい。また、姿勢調整部を設ける場合、ヨー方向Ｑｙ（図２０参照）およびピッチ方向Ｑｐ（図１７参照）のいずれかのみを調製可能としてもよいし、平行移動による位置調整が可能でなくてもよい。

また、上記実施形態では、回転駆動機構３０に作動部材３２と切替シリンダ３３と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、回転駆動機構３０が回転構造体１０と係合する状態と係合しない状態とを切り替え可能であれば、作動部材３２および切替シリンダ３３以外の構成を採用してもよい。

また、上記実施形態では、第１駆動セットＤＡの駆動用油圧シリンダ３１による駆動と第２駆動セットＤＢの駆動用油圧シリンダ３１による駆動とを交互に行い、回転構造体１０を連続的に移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、単一の駆動セットによって、回転構造体１０を間欠的に駆動してもよい。

また、上記実施形態では、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。

１ 第１トンネル
２ 第２トンネル
３ 搬送物
４ 発進基地（地下構造物）
４ａ 躯体壁
５ シールド機（掘削機、搬送物）
６ 資機材（搬送物）
１０ 回転構造体
１１ 外枠
１２ 内枠
１３ 搬送ユニット
１４ 当接部
２０ 回転支持機構
２１ 支持ローラ
２２ ローラ保持部
２３ ローラ支持台
３０ 回転駆動機構
３１ 駆動用油圧シリンダ（油圧シリンダ）
３２ 作動部材
３３ 切替シリンダ
４０ 水平維持機構
４１ 円弧状架台
４５ 姿勢調整部
５０ サブ組立ブロック
５１、５１ａ、５１ｂ 構成部材
５３ 構造体部分
６２ 組立場（投入位置）
１００ 搬送装置
１０１ シールド機用搬送装置（搬送装置）
１０２ 資機材用搬送装置（搬送装置）
ＤＡ 第１駆動セット
ＤＢ 第２駆動セット

Claims (11)

1. 第１トンネルの外周に複数の第２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搬送物として搬送する搬送装置であって、
   前記第１トンネルの外面から離間して設けられた円環状の外枠と、前記外枠の内側であって前記第１トンネルの外面に近隣して設けられた円環状の内枠と、前記外枠と前記内枠との間に複数設置され、それぞれ前記搬送物を保持可能な円筒状の搬送ユニットと、を含む複数の回転構造体と、
   前記複数の回転構造体が設置される地下構造物の躯体壁の内面と、前記回転構造体との間に複数設置されるとともに、それぞれ複数の支持ローラを揺動可能に備え、前記回転構造体を周方向に回転可能に支持する回転支持機構と、
   前記回転構造体が設置される前記地下構造物の前記躯体壁の内面に複数設置され、前記回転構造体を周方向に回転駆動する油圧シリンダ方式の回転駆動機構と、を備える、搬送装置。
2. 前記複数の回転支持機構は、前記回転構造体の外周部にそれぞれ設置され、前記地下構造物の前記躯体壁の内面に対して前記複数の支持ローラを揺動させながら、前記回転構造体と一体的に周方向に走行可能に構成されている、請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記複数の回転支持機構は、前記地下構造物の前記躯体壁の内面の下部に設置され、前記回転構造体の外周部と当接する前記複数の支持ローラを介して、前記回転構造体を周方向に回転可能に支持している、請求項１に記載の搬送装置。
4. 前記回転支持機構は、
   一対の前記支持ローラと、
   前記一対の支持ローラを周方向に間隔を隔てて保持するローラ保持部と、
   前記一対の支持ローラの間に位置し前記支持ローラの車軸方向と平行な揺動軸回りに前記ローラ保持部を支持するローラ支持台とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記回転駆動機構は、前記躯体壁の内面に周方向に向けて配置された油圧シリンダを含み、前記回転構造体の外周部において周方向の全周にわたって間隔を隔てて配列された複数の当接部に対して前記油圧シリンダにより駆動力を付与することにより、前記回転構造体を前記躯体壁に対して周方向に回転させるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 前記回転駆動機構は、それぞれ１つまたは複数の前記油圧シリンダから構成される第１駆動セットおよび第２駆動セットを含み、前記第１駆動セットの前記油圧シリンダによる駆動と前記第２駆動セットの前記油圧シリンダによる駆動とを交互に行うように構成されている、請求項５に記載の搬送装置。
7. 前記回転駆動機構は、駆動時に起立して前記当接部と係合し、非駆動時に倒れて前記当接部との係合を解除する作動部材と、前記作動部材を動作させる切替シリンダとを含み、
   前記油圧シリンダは、前記作動部材を起立させた状態で初期位置から伸作動または縮作動の一方を行うことにより前記当接部に駆動力を付与し、前記作動部材を倒した状態で伸作動または縮作動の他方を行うことにより初期位置に戻る、請求項５または６に記載の搬送装置。
8. 前記回転構造体は、円筒状の前記搬送ユニットの水平方向の中心軸回りのロール方向に相対回転可能に配置された円弧状架台を含む水平維持機構を含み、
   前記水平維持機構は、前記搬送ユニットの軸方向と直交する鉛直軸回りのヨー方向、前記中心軸および前記鉛直軸と直交する水平軸回りのピッチ方向の少なくとも一方における搬送物の姿勢を調整可能な姿勢調整部を有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の搬送装置。
9. 前記姿勢調整部は、前記搬送ユニットの内部で前記円弧状架台を前記鉛直軸方向および前記水平軸方向において平行移動させることにより、位置調整可能に構成されている、請求項８に記載の搬送装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の搬送装置における前記回転構造体の組立方法であって、
    前記回転構造体が分割されたサブ組立ブロックを、前記回転構造体が設置される前記地下構造物の内部の投入位置に前記第１トンネルから搬入して構造体部分を組み立てる工程と、
    前記地下構造物の前記躯体壁の内面に予め設置した前記回転駆動機構により、組み立てられた前記構造体部分を前記投入位置から周方向に移動させる工程と、
    前記地下構造物内で、周方向に移動させた前記構造体部分と、前記投入位置の前記構造体部分とを周方向に接合する工程と、
    を繰り返すことにより、前記回転構造体を組み立てる、回転構造体の組立方法。
11. 道路輸送可能な寸法範囲内で前記サブ組立ブロックを分割した構成部材から、前記サブ組立ブロックを前記第１トンネル内で組み立てる工程をさらに備える、請求項１０に記載の回転構造体の組立方法。

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