JP4341253B2 - セグメント供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘進機内でトンネル幅方向両側に設けられた複数のエレクタにセグメントを供給するセグメント供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘進機は、トンネル内に設けられたエレクタでセグメントを組み立て、その組み立てられたセグメントにシールドジャッキを介して反力を得て、前端に設けられたカッタで切羽を切削しながら掘進するようになっている。
【０００３】
一般に断面円形のトンネルを掘削するトンネル掘進機では、エレクタは、トンネル掘進機の円周方向に回転してセグメントを組み立てるようになっており、セグメントの受渡し位置は一箇所である。
【０００４】
しかし、断面矩形のトンネルを掘削するトンネル掘進機では、トンネル幅方向中間部に掘削土砂を排出するスクリューコンベヤ等が配置されるために、エレクタはトンネル幅方向両側へ少なくとも二機設けられている。
【０００５】
そのため、セグメントの受渡し位置は、トンネル幅方向両側の二箇所となっている。
【０００６】
上記二機のエレクタへセグメントを供給するセグメント供給装置は、従来、トンネル後方より搬送路が二列に延びて形成されており、その搬送路に搬送台車をそれぞれ走行させて、それらの搬送台車が二箇所のセグメント受渡し位置近傍まで直線状に走行して、各々搬送するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１８７９３号公報 （図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のセグメント供給装置では、トンネル幅方向の距離が長い場合には有効な供給システムであるが、断面縦長の矩形トンネル等の幅方向の距離が短いトンネルを掘削する場合には、搬送路を二列形成するスペースが無く、搬送台車と各エレクタを同一線上に配置することができないので、供給システムとしては成り立たないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタにセグメントを供給できるセグメント供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、幅が高さより小さい矩形断面のトンネルを掘削するトンネル掘進機内のトンネル幅方向の両端に、掘削土砂を排土する装置を挟んでエレクタを夫々配設し、これらエレクタに、セグメントを夫々供給するセグメント供給装置であって、トンネル後方からセグメントを積載してトンネル前方へ搬送する搬送台車と、該搬送台車から移載されたセグメントをトンネル幅方向に移動させると共にトンネル軸方向に移動させ、上記エレクタのいずれか一方に供給するための振分け装置と、上記搬送台車から上記振分け装置へセグメントを移載する移載装置とを備え、上記搬送台車が、上記トンネル内の幅方向の一方に寄せられて配置され、上記トンネル内の幅方向の他方に、上記トンネル掘進機を駆動するための油圧機器等の駆動装置群が配置されたセグメント供給装置である。
【００１１】
上記構成によれば、振分け装置で、セグメントをトンネル幅方向へ移動させて、各エレクタへの振り分けを行うことができるので、振分け装置までセグメントを搬送する搬送台車は、一列の搬送路を形成するだけでよいので、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタにセグメントを供給することができる。
【００１２】
そして、上記トンネルの内部が、高さ方向中間部に配設されたセグメントによって上層と下層とに仕切られた二層構造となっており、上記搬送台車、振分け装置、移載装置及び駆動装置群が、上記トンネルの下層に配置され、上記トンネルの上層に、作業員の通路や各種機器の搬送路に用いられるスペースが形成されたものが好ましい。
【００１３】
また、上記振分け装置が、セグメントをトンネル幅方向へ移動させる第一ローラコンベヤと、セグメントをトンネル軸方向へ移動させる第二ローラコンベヤと、上記第一ローラコンベヤを上記第二ローラコンベヤに対して昇降させる昇降装置とを有するものが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体平面図、図２は本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体側面図、図３は振分け装置を示した平面図、図４は移載装置を示した平面図、図５は振分け装置と移載装置を示した断面図である。
【００１６】
なお、図１及び図２で示したトンネル掘進機は、エレクタの取付位置より後方部分を図示しており、カッタや駆動モータ等の前方に設けられている各種機器の図示は省略している。
【００１７】
本実施の形態で示すトンネル掘進機は、図５に示すように、断面縦長の矩形トンネルを掘削するものであって、形成されるトンネルはその高さ方向中間部にもセグメントが組み立てられ二層構造となっている。
【００１８】
まず、本発明に係るセグメント供給装置が適用されたトンネル掘進機１の構成を説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、かかるトンネル掘進機１は、その幅方向中間部に掘削土砂を排出するスクリューコンベヤ２が設けられている。そのスクリューコンベヤ２を挟むように二機のエレクタ３が設けられている。
【００２０】
エレクタ３は、その後端にセグメント４を把持する把持部５を有しており、その把持部５が上下移動及びトンネル幅方向への水平移動をすることによって、セグメント４をその組立位置へ移動させて、組み立てるようになっている。ここで、左右の各エレクタ３は、スクリューコンベヤ２によってその水平移動範囲が規制されるため、左側（図１中、下側）のエレクタ３は、左側のセグメント４を組み立て、右側（図１中、上側）のエレクタ３は、右側のセグメント４を組み立てるようになっている。
【００２１】
なお、図中６は、組み立てられたセグメント４を押して反力を得るためのシールドジャッキを示す。
【００２２】
本実施の形態に係るセグメント供給装置７は、トンネル掘進機１の後方で組み立てられたセグメント４の内部に設けられており、トンネル後方からセグメント４を積載して搬送する搬送台車８と、エレクタ３の後方に設けられ搬送台車８から移載されたセグメント４をトンネル幅方向に移動させて振り分けた後にトンネル前方のエレクタ３側へ移動させる振分け装置９と、搬送台車８から振分け装置９へセグメント４を移載する移載装置１１とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
搬送台車８は、複数（本実施の形態では三台）連結されており、その上部にセグメント４が二段ずつ載置されている。搬送台車８の後方には、駆動バッテリーカー１２が連結されている。搬送台車８は、駆動バッテリーカー１２によって、振分け装置９の後端部から後方に延びる搬送路１４上を走行する。
【００２４】
搬送路１４は、トンネル幅方向の左右どちらか一方側（本実施の形態では左側（図中、下側））に寄って配置されている。他方側には、トンネル掘進機１の各種装置を駆動させるための油圧機構等の駆動装置群１５が設けられている。駆動装置群１５は、振分け装置９に連結されており、トンネル掘進機１の掘進に伴って牽引されて移動するようになっている。
【００２５】
振分け装置９は、図３に示すように、セグメント（図３中、二点鎖線にて示す）４をトンネル幅方向へ移動させる第一ローラコンベヤ１６と、セグメント４をトンネル軸方向へ移動させる第二ローラコンベヤ１７とを有している。これら第一ローラコンベヤ１６と第二ローラコンベヤ１７は、トンネル内をその軸方向に走行可能な走行架台２１上に設けられている。これによって、第一及び第二ローラコンベヤ１６，１７は、トンネル掘進機の掘進と共に、前進することができる。
【００２６】
第一ローラコンベヤ１６は、各ローラがトンネル軸方向に延びて、トンネル幅方向に並列してなるローラ列１８を複数有している。ローラ列１８は、トンネル幅方向中間部より左右に対称的に振り分けられると共に、トンネル軸方向にも複数配列されている。すなわち、第一ローラコンベヤ１６は、左右に分割されて、それぞれの第一ローラコンベヤ１６が、トンネル幅方向各側へと、セグメント４を移動させる。
【００２７】
左右の各第一ローラコンベヤ１６には、駆動モータ２２がそれぞれ設けられている。駆動モータ２２は、第一ローラコンベヤ１６の後方に配置され、その回転軸２３が、ローラ列１８のうちのトンネル幅方向で最も内側のローラ２４に接続されている。回転軸２３は、トンネル軸方向前方に延出しており、複数のローラ列１８の内側のローラ２４を貫通して連結し、同期回転するようになっている。回転軸２３には、各ローラ２４毎にスプロケット２５が設けられている。各ローラ列１８のローラ２４以外のローラ２６にもそれぞれスプロケット２５が設けられており、互いにチェーン２７或いはベルトで連結されて、各ローラ２４，２６が同期回転するようになっている。
【００２８】
第二ローラコンベヤ１７は、トンネル幅方向に延びて、トンネル軸方向に並列されて形成されている。このうち、後方（図中、右側）の振分け位置１９の第二ローラコンベヤ１７は、第一ローラコンベヤ１６の隣接するローラ列１８間に配置されている。その前方には、セグメント４をエレクタ３側へ搬送する前方搬送ローラ２８が設けられている。第二ローラコンベヤ１７もトンネル幅方向左右に形成されており、各エレクタ３にセグメント４を供給するようになっている。
【００２９】
左右の各第二ローラコンベヤ１７の後方には、駆動モータ２９が設けられている。この駆動モータ２９は、第一ローラコンベヤ１６の後端部の下方に配置されており、第二ローラコンベヤの各ローラ３３のトンネル幅方向外側に設けられたスプロケット３１にチェーン３２或いはベルトで連結されて、第二ローラコンベヤ１７の各ローラ３３が互いに同期回転するようになっている。
【００３０】
なお、第一ローラコンベヤ１６のローラ列１８の間に位置する第二ローラコンベヤのローラ３３のトンネル幅方向内側は、第一ローラコンベヤ１６のローラ列１８と干渉しないように、走行架台２１から立設された支持柱３４に軸支されている。また、ローラ列１８の間に位置する第二ローラコンベヤのローラ３３のトンネル幅方向外側も走行架台２１から立設された支持柱（図示せず）に軸支されている。なお、この図示しない支持柱は、後述する支持フレーム３５と干渉しない高さに形成されている。
【００３１】
第一ローラコンベヤ１６の各ローラ２４，２６を軸支する支持フレーム３５は一体的に形成されている。この支持フレーム３５には、第一ローラコンベヤ１６と駆動モータ２２と支持フレーム３５とを一体的に昇降させる昇降装置（図示せず）が設けられている。セグメント４をトンネル幅方向に移動させる際には、第一ローラコンベヤ１６がセグメント４に接するように、第一ローラコンベヤ１６を上昇させる。一方、セグメント４をトンネル軸方向に移動させる際には、第二ローラコンベヤ１７がセグメント４に接するように、第一ローラコンベヤ１６を下降させるようになっている。
【００３２】
また、振分け装置９には、セグメント４の搬送順序が予め入力され、その順序に合わせて、第一及び第二ローラコンベヤ１６，１７を作動させて、振分け作業を行うための制御装置（図示せず）が設けられている。これによって、振分け作業が自動で行われる。
【００３３】
さらに、振分け装置９に、番地票を読み取るセンサ（図示せず）を設け、各セグメント４に、組立位置を表す番地票を取り付けることにより、万一、搬送順序を間違った際の補正を図ることが可能になる。
【００３４】
振分け装置９の前方には、第二ローラコンベヤ１７から移送されたセグメント４をエレクタ３の受取位置まで移送する移送台車３０が設けられている。
【００３５】
移載装置１１は、図１及び図２に示すように、搬送台車８上のセグメント４を上方から吊り上げて、振分け装置９上に移動してセグメント４を載置するクレーン３６を備えている。
【００３６】
移載装置１１には、振分け装置９の第一ローラコンベヤ１６の前端位置から、搬送台車８の停車位置後端まで延びる一対のガイドレール３７が設けられており、そのガイドレール３７上をクレーン３６が走行し、トンネル軸方向への移動を行うようになっている。
【００３７】
ガイドレール３７は、搬送路１４の上方で、搬送路１４に沿って設けられており、その前端が振分け装置９の走行架台２１上に立設された柱部材（図２及び図５参照）３８を介してそれぞれ支持されている。この柱部材３８は、ガイドレール３７の前端のみならず、途中部分にも設けられている。
【００３８】
一方、トンネル幅方向外側のガイドレール３７の後端は、下端に走行車輪が設けられた柱部材（図示せず）を介して支持されている。この柱部材はトンネルの床面３９まで延びて、その床面３９上を走行する。この柱部材は、ガイドレール３７の後端のみならず、所定のピッチで複数設けられている。また、トンネル幅方向内側のガイドレール３７の後端は、隣接する駆動装置群１５の上部に短い柱部材（図２参照）４１を介して固定され支持されている。この柱部材４１は、ガイドレール３７の後端のみならず、所定のピッチで複数設けられている。
【００３９】
これによって、移載装置１１は、トンネル掘進機１の掘進に伴って、振分け装置９及び駆動装置群１５と一体的に牽引される。
【００４０】
クレーン３６は、図４及び図５に示すように、ガイドレール３７間に架け渡され、そのガイドレール３７上を走行する走行フレーム４３を有している。走行フレーム４３の両側には、ガイドレール３７上に位置する複数の車輪４４が設けられている。走行フレーム４３には、ガイドレール３７上に回転軸４５が接する走行用モータ４６が設けられており、この走行用モータ４６の回転によって、クレーン３６が走行する。なお、回転軸４５の外周には、ガイドレール３７に駆動力を伝達するためにゴム層が形成されている。
【００４１】
走行フレーム４３の内部には、トンネル幅方向に延びる一対のガイドレール４７が設けられている。このガイドレール４７は、走行フレーム４３のうち、トンネル軸方向に延びるフレーム４８間に架け渡されている。ガイドレール４７上には、セグメント４を把持する把持装置５１を昇降自在に支持する支持フレーム５２が移動自在に設けられている。
【００４２】
この支持フレーム５２には、ガイドレール４７と平行に設けられたフレーム４９に、トンネル幅方向に沿って取り付けられた伸縮シリンダ５３のロッド５４が接続されており、その伸縮シリンダ５３の伸縮によって、支持フレーム５２がガイドレール４７上を移動する。なお、支持フレーム５２の移動手段は、伸縮シリンダ５３に限られるものではなく、駆動モータを設ける等、他の手段であってもよい。
【００４３】
支持フレーム５２には、把持装置５１を昇降させる伸縮ロッド５５が形成されている。伸縮ロッド５５の伸縮により把持装置５１が、搬送台車８上のセグメント４の把持位置、移動時の把持位置、振分け位置間を昇降する。
【００４４】
次に、上記構成によるセグメント供給装置７によるセグメント４の供給工程を説明しながら、その作用を説明する。
【００４５】
セグメント４の供給を行うに際しては、まず、その組立工程より組立順序を決定し、その順序に応じてセグメント４を供給すべく、その順序で搬送台車８に積載する。そして、搬送路１４上を、駆動バッテリーカー１２の駆動力によって走行し、振分け装置９の後方まで移動する。
【００４６】
次に、移載装置１１の走行フレーム４３及び支持フレーム５２を適宜移動させて、把持装置５１を前端の搬送台車８のセグメント４上に移動させ、把持装置５１を下降してセグメント４を把持する。そして、把持装置５１を上昇させると共に、セグメント４を振分け装置９上に移動させて、把持装置５１を下降して、セグメント４の把持を解除して載置し、その移載が完了する。
【００４７】
その後、振分け位置に移載されたセグメント４は、制御装置に予め入力された搬送順序に応じて、第一ローラコンベヤ１６を作動させて、トンネル幅方向左右のどちらかへ振り分ける。このとき、各セグメント４に、組立位置を表す番地票を取り付け、センサによってその番地票を読みとることで、万一、搬送順序が間違っていた場合であっても、事前に左右の振分けを変更できるので、その補正が図れる。
【００４８】
また、第一ローラコンベヤ１６は、昇降装置によって第二ローラコンベヤよりも若干上昇しており、第二ローラコンベヤ１７が第一ローラコンベヤ１６上のセグメント４と接触しないので、これらが互いに摺動するのを防止できる。
【００４９】
なお、この振分け工程を行っている間に、移載装置１１は、搬送台車８上に移動し、次のセグメント４を移載する工程を継続して行っている。
【００５０】
セグメント４の左右への移動が終了したら、次は、第一ローラコンベヤ１６を、昇降装置によって、第二ローラコンベヤ１７よりも若干低い位置まで下降させる。そして、第二ローラコンベヤ１７を作動させて、セグメント４を前方の移送台車３０上へと移動させる。
【００５１】
その後、移送台車３０がエレクタ３の受取位置まで移動し、セグメント４がエレクタ３に受け渡される。そして、エレクタ３がセグメント４を組立位置へと運んで、その組立を行う。
【００５２】
以上の工程を、セグメント４の一周分繰り返し行うことによって、セグメント４の組立が終了する。
【００５３】
セグメント４の組立が終了した後は、シールドジャッキ６で組み立てられたセグメント４を押しながら推進力を得て、トンネル掘進機１の前端のカッタにて掘削しながら、前進する。このとき、搬送台車８以外の各装置は互いに連結されているので、各装置がトンネル掘進機１の掘進と共に一体的に前進する。
【００５４】
このように、セグメント４を、一列の搬送台車８にてトンネル坑内を搬送して、振分け装置９によってトンネル幅方向左右に振り分けて、前方のエレクタ３に供給するようにしたので、トンネル坑内に一列の搬送路を形成するだけでよく、省スペース化が達成される。従って、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタ３にセグメント４を迅速且つ効率的に供給することができる。
【００５５】
また、振分け装置９の制御装置やセンサによって、セグメント４の供給ミスを防止でき、確実な供給が達成される。
【００５６】
また、本実施の形態では、各装置を二層構造のトンネルのうちの下層に集中して設置しているので、上層のスペース５６は、作業員の通路や各種機器の搬送路として利用することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、二層のトンネルを掘削するトンネル掘進機１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、単層、或いは三層以上のトンネルを掘削するトンネル掘進機で、そのトンネル幅方向距離が短く且つトンネル幅方向両側にエレクタを備えたものであれば、本発明は適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタにセグメントを効率的に供給できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体平面図である。
【図２】本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体側面図である。
【図３】振分け装置を示した平面図である。
【図４】移載装置を示した平面図である。
【図５】振分け装置と移載装置を示した断面図である。
【符号の説明】
３ エレクタ
４ セグメント
７ セグメント供給装置
８ 搬送台車
９ 振分け装置
１１ 移載装置
１６ 第一ローラコンベヤ
１７ 第二ローラコンベヤ
１８ ローラ列
３３ ローラ
３６ クレーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘進機内でトンネル幅方向両側に設けられた複数のエレクタにセグメントを供給するセグメント供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネル掘進機は、トンネル内に設けられたエレクタでセグメントを組み立て、その組み立てられたセグメントにシールドジャッキを介して反力を得て、前端に設けられたカッタで切羽を切削しながら掘進するようになっている。
【０００３】
一般に断面円形のトンネルを掘削するトンネル掘進機では、エレクタは、トンネル掘進機の円周方向に回転してセグメントを組み立てるようになっており、セグメントの受渡し位置は一箇所である。
【０００４】
しかし、断面矩形のトンネルを掘削するトンネル掘進機では、トンネル幅方向中間部に掘削土砂を排出するスクリューコンベヤ等が配置されるために、エレクタはトンネル幅方向両側へ少なくとも二機設けられている。
【０００５】
そのため、セグメントの受渡し位置は、トンネル幅方向両側の二箇所となっている。
【０００６】
上記二機のエレクタへセグメントを供給するセグメント供給装置は、従来、トンネル後方より搬送路が二列に延びて形成されており、その搬送路に搬送台車をそれぞれ走行させて、それらの搬送台車が二箇所のセグメント受渡し位置近傍まで直線状に走行して、各々搬送するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−１８７９３号公報 （図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のセグメント供給装置では、トンネル幅方向の距離が長い場合には有効な供給システムであるが、断面縦長の矩形トンネル等の幅方向の距離が短いトンネルを掘削する場合には、搬送路を二列形成するスペースが無く、搬送台車と各エレクタを同一線上に配置することができないので、供給システムとしては成り立たないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題を解決するために案出されたものであって、その目的は、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタにセグメントを供給できるセグメント供給装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、幅が高さより小さい矩形断面のトンネルを掘削するトンネル掘進機内のトンネル幅方向の両端に、掘削土砂を排土する装置を挟んでエレクタを夫々配設し、これらエレクタに、セグメントを夫々供給するセグメント供給装置であって、トンネル後方からセグメントを積載してトンネル前方へ搬送する搬送台車と、該搬送台車から移載されたセグメントをトンネル幅方向に移動させると共にトンネル軸方向に移動させ、上記エレクタのいずれか一方に供給するための振分け装置と、上記搬送台車から上記振分け装置へセグメントを移載する移載装置とを備え、上記搬送台車が、上記トンネル内の幅方向の一方に寄せられて配置され、上記トンネル内の幅方向の他方に、上記トンネル掘進機を駆動するための油圧機器等の駆動装置群が配置されたセグメント供給装置である。
【００１１】
上記構成によれば、振分け装置で、セグメントをトンネル幅方向へ移動させて、各エレクタへの振り分けを行うことができるので、振分け装置までセグメントを搬送する搬送台車は、一列の搬送路を形成するだけでよいので、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタにセグメントを供給することができる。
【００１２】
そして、上記トンネルの内部が、高さ方向中間部に配設されたセグメントによって上層と下層とに仕切られた二層構造となっており、上記搬送台車、振分け装置、移載装置及び駆動装置群が、上記トンネルの下層に配置され、上記トンネルの上層に、作業員の通路や各種機器の搬送路に用いられるスペースが形成されたものが好ましい。
【００１３】
また、上記振分け装置が、セグメントをトンネル幅方向へ移動させる第一ローラコンベヤと、セグメントをトンネル軸方向へ移動させる第二ローラコンベヤと、上記第一ローラコンベヤを上記第二ローラコンベヤに対して昇降させる昇降装置とを有するものが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体平面図、図２は本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体側面図、図３は振分け装置を示した平面図、図４は移載装置を示した平面図、図５は振分け装置と移載装置を示した断面図である。
【００１６】
なお、図１及び図２で示したトンネル掘進機は、エレクタの取付位置より後方部分を図示しており、カッタや駆動モータ等の前方に設けられている各種機器の図示は省略している。
【００１７】
本実施の形態で示すトンネル掘進機は、図５に示すように、断面縦長の矩形トンネルを掘削するものであって、形成されるトンネルはその高さ方向中間部にもセグメントが組み立てられ二層構造となっている。
【００１８】
まず、本発明に係るセグメント供給装置が適用されたトンネル掘進機１の構成を説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、かかるトンネル掘進機１は、その幅方向中間部に掘削土砂を排出するスクリューコンベヤ２が設けられている。そのスクリューコンベヤ２を挟むように二機のエレクタ３が設けられている。
【００２０】
エレクタ３は、その後端にセグメント４を把持する把持部５を有しており、その把持部５が上下移動及びトンネル幅方向への水平移動をすることによって、セグメント４をその組立位置へ移動させて、組み立てるようになっている。ここで、左右の各エレクタ３は、スクリューコンベヤ２によってその水平移動範囲が規制されるため、左側（図１中、下側）のエレクタ３は、左側のセグメント４を組み立て、右側（図１中、上側）のエレクタ３は、右側のセグメント４を組み立てるようになっている。
【００２１】
なお、図中６は、組み立てられたセグメント４を押して反力を得るためのシールドジャッキを示す。
【００２２】
本実施の形態に係るセグメント供給装置７は、トンネル掘進機１の後方で組み立てられたセグメント４の内部に設けられており、トンネル後方からセグメント４を積載して搬送する搬送台車８と、エレクタ３の後方に設けられ搬送台車８から移載されたセグメント４をトンネル幅方向に移動させて振り分けた後にトンネル前方のエレクタ３側へ移動させる振分け装置９と、搬送台車８から振分け装置９へセグメント４を移載する移載装置１１とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
搬送台車８は、複数（本実施の形態では三台）連結されており、その上部にセグメント４が二段ずつ載置されている。搬送台車８の後方には、駆動バッテリーカー１２が連結されている。搬送台車８は、駆動バッテリーカー１２によって、振分け装置９の後端部から後方に延びる搬送路１４上を走行する。
【００２４】
搬送路１４は、トンネル幅方向の左右どちらか一方側（本実施の形態では左側（図中、下側））に寄って配置されている。他方側には、トンネル掘進機１の各種装置を駆動させるための油圧機構等の駆動装置群１５が設けられている。駆動装置群１５は、振分け装置９に連結されており、トンネル掘進機１の掘進に伴って牽引されて移動するようになっている。
【００２５】
振分け装置９は、図３に示すように、セグメント（図３中、二点鎖線にて示す）４をトンネル幅方向へ移動させる第一ローラコンベヤ１６と、セグメント４をトンネル軸方向へ移動させる第二ローラコンベヤ１７とを有している。これら第一ローラコンベヤ１６と第二ローラコンベヤ１７は、トンネル内をその軸方向に走行可能な走行架台２１上に設けられている。これによって、第一及び第二ローラコンベヤ１６，１７は、トンネル掘進機の掘進と共に、前進することができる。
【００２６】
第一ローラコンベヤ１６は、各ローラがトンネル軸方向に延びて、トンネル幅方向に並列してなるローラ列１８を複数有している。ローラ列１８は、トンネル幅方向中間部より左右に対称的に振り分けられると共に、トンネル軸方向にも複数配列されている。すなわち、第一ローラコンベヤ１６は、左右に分割されて、それぞれの第一ローラコンベヤ１６が、トンネル幅方向各側へと、セグメント４を移動させる。
【００２７】
左右の各第一ローラコンベヤ１６には、駆動モータ２２がそれぞれ設けられている。駆動モータ２２は、第一ローラコンベヤ１６の後方に配置され、その回転軸２３が、ローラ列１８のうちのトンネル幅方向で最も内側のローラ２４に接続されている。回転軸２３は、トンネル軸方向前方に延出しており、複数のローラ列１８の内側のローラ２４を貫通して連結し、同期回転するようになっている。回転軸２３には、各ローラ２４毎にスプロケット２５が設けられている。各ローラ列１８のローラ２４以外のローラ２６にもそれぞれスプロケット２５が設けられており、互いにチェーン２７或いはベルトで連結されて、各ローラ２４，２６が同期回転するようになっている。
【００２８】
第二ローラコンベヤ１７は、トンネル幅方向に延びて、トンネル軸方向に並列されて形成されている。このうち、後方（図中、右側）の振分け位置１９の第二ローラコンベヤ１７は、第一ローラコンベヤ１６の隣接するローラ列１８間に配置されている。その前方には、セグメント４をエレクタ３側へ搬送する前方搬送ローラ２８が設けられている。第二ローラコンベヤ１７もトンネル幅方向左右に形成されており、各エレクタ３にセグメント４を供給するようになっている。
【００２９】
左右の各第二ローラコンベヤ１７の後方には、駆動モータ２９が設けられている。この駆動モータ２９は、第一ローラコンベヤ１６の後端部の下方に配置されており、第二ローラコンベヤの各ローラ３３のトンネル幅方向外側に設けられたスプロケット３１にチェーン３２或いはベルトで連結されて、第二ローラコンベヤ１７の各ローラ３３が互いに同期回転するようになっている。
【００３０】
なお、第一ローラコンベヤ１６のローラ列１８の間に位置する第二ローラコンベヤのローラ３３のトンネル幅方向内側は、第一ローラコンベヤ１６のローラ列１８と干渉しないように、走行架台２１から立設された支持柱３４に軸支されている。また、ローラ列１８の間に位置する第二ローラコンベヤのローラ３３のトンネル幅方向外側も走行架台２１から立設された支持柱（図示せず）に軸支されている。なお、この図示しない支持柱は、後述する支持フレーム３５と干渉しない高さに形成されている。
【００３１】
第一ローラコンベヤ１６の各ローラ２４，２６を軸支する支持フレーム３５は一体的に形成されている。この支持フレーム３５には、第一ローラコンベヤ１６と駆動モータ２２と支持フレーム３５とを一体的に昇降させる昇降装置（図示せず）が設けられている。セグメント４をトンネル幅方向に移動させる際には、第一ローラコンベヤ１６がセグメント４に接するように、第一ローラコンベヤ１６を上昇させる。一方、セグメント４をトンネル軸方向に移動させる際には、第二ローラコンベヤ１７がセグメント４に接するように、第一ローラコンベヤ１６を下降させるようになっている。
【００３２】
また、振分け装置９には、セグメント４の搬送順序が予め入力され、その順序に合わせて、第一及び第二ローラコンベヤ１６，１７を作動させて、振分け作業を行うための制御装置（図示せず）が設けられている。これによって、振分け作業が自動で行われる。
【００３３】
さらに、振分け装置９に、番地票を読み取るセンサ（図示せず）を設け、各セグメント４に、組立位置を表す番地票を取り付けることにより、万一、搬送順序を間違った際の補正を図ることが可能になる。
【００３４】
振分け装置９の前方には、第二ローラコンベヤ１７から移送されたセグメント４をエレクタ３の受取位置まで移送する移送台車３０が設けられている。
【００３５】
移載装置１１は、図１及び図２に示すように、搬送台車８上のセグメント４を上方から吊り上げて、振分け装置９上に移動してセグメント４を載置するクレーン３６を備えている。
【００３６】
移載装置１１には、振分け装置９の第一ローラコンベヤ１６の前端位置から、搬送台車８の停車位置後端まで延びる一対のガイドレール３７が設けられており、そのガイドレール３７上をクレーン３６が走行し、トンネル軸方向への移動を行うようになっている。
【００３７】
ガイドレール３７は、搬送路１４の上方で、搬送路１４に沿って設けられており、その前端が振分け装置９の走行架台２１上に立設された柱部材（図２及び図５参照）３８を介してそれぞれ支持されている。この柱部材３８は、ガイドレール３７の前端のみならず、途中部分にも設けられている。
【００３８】
一方、トンネル幅方向外側のガイドレール３７の後端は、下端に走行車輪が設けられた柱部材（図示せず）を介して支持されている。この柱部材はトンネルの床面３９まで延びて、その床面３９上を走行する。この柱部材は、ガイドレール３７の後端のみならず、所定のピッチで複数設けられている。また、トンネル幅方向内側のガイドレール３７の後端は、隣接する駆動装置群１５の上部に短い柱部材（図２参照）４１を介して固定され支持されている。この柱部材４１は、ガイドレール３７の後端のみならず、所定のピッチで複数設けられている。
【００３９】
これによって、移載装置１１は、トンネル掘進機１の掘進に伴って、振分け装置９及び駆動装置群１５と一体的に牽引される。
【００４０】
クレーン３６は、図４及び図５に示すように、ガイドレール３７間に架け渡され、そのガイドレール３７上を走行する走行フレーム４３を有している。走行フレーム４３の両側には、ガイドレール３７上に位置する複数の車輪４４が設けられている。走行フレーム４３には、ガイドレール３７上に回転軸４５が接する走行用モータ４６が設けられており、この走行用モータ４６の回転によって、クレーン３６が走行する。なお、回転軸４５の外周には、ガイドレール３７に駆動力を伝達するためにゴム層が形成されている。
【００４１】
走行フレーム４３の内部には、トンネル幅方向に延びる一対のガイドレール４７が設けられている。このガイドレール４７は、走行フレーム４３のうち、トンネル軸方向に延びるフレーム４８間に架け渡されている。ガイドレール４７上には、セグメント４を把持する把持装置５１を昇降自在に支持する支持フレーム５２が移動自在に設けられている。
【００４２】
この支持フレーム５２には、ガイドレール４７と平行に設けられたフレーム４９に、トンネル幅方向に沿って取り付けられた伸縮シリンダ５３のロッド５４が接続されており、その伸縮シリンダ５３の伸縮によって、支持フレーム５２がガイドレール４７上を移動する。なお、支持フレーム５２の移動手段は、伸縮シリンダ５３に限られるものではなく、駆動モータを設ける等、他の手段であってもよい。
【００４３】
支持フレーム５２には、把持装置５１を昇降させる伸縮ロッド５５が形成されている。伸縮ロッド５５の伸縮により把持装置５１が、搬送台車８上のセグメント４の把持位置、移動時の把持位置、振分け位置間を昇降する。
【００４４】
次に、上記構成によるセグメント供給装置７によるセグメント４の供給工程を説明しながら、その作用を説明する。
【００４５】
セグメント４の供給を行うに際しては、まず、その組立工程より組立順序を決定し、その順序に応じてセグメント４を供給すべく、その順序で搬送台車８に積載する。そして、搬送路１４上を、駆動バッテリーカー１２の駆動力によって走行し、振分け装置９の後方まで移動する。
【００４６】
次に、移載装置１１の走行フレーム４３及び支持フレーム５２を適宜移動させて、把持装置５１を前端の搬送台車８のセグメント４上に移動させ、把持装置５１を下降してセグメント４を把持する。そして、把持装置５１を上昇させると共に、セグメント４を振分け装置９上に移動させて、把持装置５１を下降して、セグメント４の把持を解除して載置し、その移載が完了する。
【００４７】
その後、振分け位置に移載されたセグメント４は、制御装置に予め入力された搬送順序に応じて、第一ローラコンベヤ１６を作動させて、トンネル幅方向左右のどちらかへ振り分ける。このとき、各セグメント４に、組立位置を表す番地票を取り付け、センサによってその番地票を読みとることで、万一、搬送順序が間違っていた場合であっても、事前に左右の振分けを変更できるので、その補正が図れる。
【００４８】
また、第一ローラコンベヤ１６は、昇降装置によって第二ローラコンベヤよりも若干上昇しており、第二ローラコンベヤ１７が第一ローラコンベヤ１６上のセグメント４と接触しないので、これらが互いに摺動するのを防止できる。
【００４９】
なお、この振分け工程を行っている間に、移載装置１１は、搬送台車８上に移動し、次のセグメント４を移載する工程を継続して行っている。
【００５０】
セグメント４の左右への移動が終了したら、次は、第一ローラコンベヤ１６を、昇降装置によって、第二ローラコンベヤ１７よりも若干低い位置まで下降させる。そして、第二ローラコンベヤ１７を作動させて、セグメント４を前方の移送台車３０上へと移動させる。
【００５１】
その後、移送台車３０がエレクタ３の受取位置まで移動し、セグメント４がエレクタ３に受け渡される。そして、エレクタ３がセグメント４を組立位置へと運んで、その組立を行う。
【００５２】
以上の工程を、セグメント４の一周分繰り返し行うことによって、セグメント４の組立が終了する。
【００５３】
セグメント４の組立が終了した後は、シールドジャッキ６で組み立てられたセグメント４を押しながら推進力を得て、トンネル掘進機１の前端のカッタにて掘削しながら、前進する。このとき、搬送台車８以外の各装置は互いに連結されているので、各装置がトンネル掘進機１の掘進と共に一体的に前進する。
【００５４】
このように、セグメント４を、一列の搬送台車８にてトンネル坑内を搬送して、振分け装置９によってトンネル幅方向左右に振り分けて、前方のエレクタ３に供給するようにしたので、トンネル坑内に一列の搬送路を形成するだけでよく、省スペース化が達成される。従って、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタ３にセグメント４を迅速且つ効率的に供給することができる。
【００５５】
また、振分け装置９の制御装置やセンサによって、セグメント４の供給ミスを防止でき、確実な供給が達成される。
【００５６】
また、本実施の形態では、各装置を二層構造のトンネルのうちの下層に集中して設置しているので、上層のスペース５６は、作業員の通路や各種機器の搬送路として利用することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、二層のトンネルを掘削するトンネル掘進機１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、単層、或いは三層以上のトンネルを掘削するトンネル掘進機で、そのトンネル幅方向距離が短く且つトンネル幅方向両側にエレクタを備えたものであれば、本発明は適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、トンネル幅方向の距離が短い場合であっても、その幅方向両側に設けられた各エレクタにセグメントを効率的に供給できるといった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体平面図である。
【図２】本発明に係るセグメント供給装置の好適な実施の形態を示した全体側面図である。
【図３】振分け装置を示した平面図である。
【図４】移載装置を示した平面図である。
【図５】振分け装置と移載装置を示した断面図である。
【符号の説明】
３ エレクタ
４ セグメント
７ セグメント供給装置
８ 搬送台車
９ 振分け装置
１１ 移載装置
１６ 第一ローラコンベヤ
１７ 第二ローラコンベヤ
１８ ローラ列
３３ ローラ
３６ クレーン
Claims (3)
- 幅が高さより小さい矩形断面のトンネルを掘削するトンネル掘進機内のトンネル幅方向の両端に、掘削土砂を排土する装置を挟んでエレクタを夫々配設し、これらエレクタに、セグメントを夫々供給するセグメント供給装置であって、
トンネル後方からセグメントを積載してトンネル前方へ搬送する搬送台車と、
該搬送台車から移載されたセグメントをトンネル幅方向に移動させると共にトンネル軸方向に移動させ、上記エレクタのいずれか一方に供給するための振分け装置と、
上記搬送台車から上記振分け装置へセグメントを移載する移載装置とを備え、
上記搬送台車が、上記トンネル内の幅方向の一方に寄せられて配置され、
上記トンネル内の幅方向の他方に、上記トンネル掘進機を駆動するための油圧機器等の駆動装置群が配置された
ことを特徴とするセグメント供給装置。 - 上記トンネルの内部が、高さ方向中間部に配設されたセグメントによって上層と下層とに仕切られた二層構造となっており、
上記搬送台車、振分け装置、移載装置及び駆動装置群が、上記トンネルの下層に配置され、
上記トンネルの上層に、作業員の通路や各種機器の搬送路に用いられるスペースが形成された
請求項１に記載のセグメント供給装置。 - 上記振分け装置が、
セグメントをトンネル幅方向へ移動させる第一ローラコンベヤと、
セグメントをトンネル軸方向へ移動させる第二ローラコンベヤと、
上記第一ローラコンベヤを上記第二ローラコンベヤに対して昇降させる昇降装置と
を有する請求項１又は２いずれかに記載のセグメント供給装置。
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