特開 2016-125320 シールド掘進機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-125320(P2016-125320A)

(43)【公開日】2016年7月11日

(54)【発明の名称】シールド掘進機

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/093 20060101AFI20160613BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/093 G

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-2193(P2015-2193)

(22)【出願日】2015年1月8日

(71)【出願人】

【識別番号】391004791

【氏名又は名称】カジマメカトロエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 正悟

(74)【代理人】

【識別番号】100097984

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100157417

【弁理士】

【氏名又は名称】並木 敏章

(72)【発明者】

【氏名】天野 潤

【テーマコード（参考）】

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D054AC01

2D054GA08

2D054GA23

2D054GA24

2D054GA56

2D054GA63

2D054GA65

(57)【要約】

【課題】特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止可能なシールド掘進機を提供する。
【解決手段】同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆは、ジャッキ選択操作手段５２および同調選択操作手段５３により同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、掘進選択ジャッキ（例えば、第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌ）と近接した同調選択ジャッキ（例えば、第２シールドジャッキ３０Ｂおよび第５シールドジャッキ３０Ｅ）に供給される同調用作動油の油圧力を、他の同調選択ジャッキ（例えば、第３〜第４シールドジャッキ３０Ｃ〜３０Ｄ）に供給される同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能に構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前後方向に筒状に延びるシールドフレームと、前記シールドフレームの前端部に設けられて掘削を行うカッターヘッドと、前記シールドフレームの内周部に内周方向に沿って複数設けられ、後方へ伸縮可能な油圧式のシールドジャッキとを備えたシールド掘進機であって、
前記複数の前記シールドジャッキの中から、前記シールドフレームの後方に配設されたセグメントを押圧するように伸長作動して前記シールド掘進機を掘進させる掘進選択ジャッキおよび、前記掘進選択ジャッキよりも低い押圧力で前記セグメントに当接するように伸長作動する同調選択ジャッキを選択する操作が行われるジャッキ選択操作手段と、
前記シールドジャッキに前記掘進選択ジャッキとして作動させるための掘進用作動油を供給可能な掘進用作動油供給部および、前記シールドジャッキに前記同調選択ジャッキとして作動させるための同調用作動油を供給可能な同調用作動油供給部を有し、前記掘進用作動油供給部および前記同調用作動油供給部のうちいずれか一方に切り換えて前記シールドジャッキに前記掘進用作動油もしくは前記同調用作動油を供給可能な作動油供給手段と、
前記ジャッキ選択操作手段の操作に応じて、前記複数の前記シールドジャッキのうち前記掘進選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記掘進用作動油供給部に切り換えて前記掘進用作動油を供給し、前記同調選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記同調用作動油供給部に切り換えて前記同調用作動油を供給するように、前記作動油供給手段の作動を制御する切換制御手段と、
前記同調用作動油供給部から前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、前記掘進用作動油供給部から前記掘進選択ジャッキに供給される前記掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する油圧設定手段とを備え、
前記油圧設定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力を設定可能であることを特徴とするシールド掘進機。

【請求項2】

前記油圧設定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記掘進選択ジャッキと近接した前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、他の前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能であることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。

【請求項3】

前記掘進選択ジャッキに供給するための作動油の油圧力を測定するジャッキ油圧測定手段と、
前記同調選択ジャッキに供給するための前記同調用作動油の油圧力を測定する同調用油圧測定手段と、
前記ジャッキ油圧測定手段により測定された前記作動油の油圧力と、前記同調用油圧測定手段により測定された前記同調用作動油の油圧力とに基づいて、前記シールド掘進機の総推力および推力中心位置を推定する掘進方向推定部とを備え、
前記同調用油圧測定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力をそれぞれ検出可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のシールド掘進機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地山を掘り進むことが可能なシールド掘進機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のシールド掘進機は、例えば図６〜図８に示すように、筒状に延びるシールドフレーム５１０の前端部に設けられたカッターヘッド５２０によって地山を掘削するように構成される。掘削の際、シールドフレーム５１０の内周部に複数設けられたシールドジャッキ５３０Ａ〜５３０Ｌが伸長作動してシールドフレーム５１０の後方に配置されたセグメントＳＲを押圧することにより、シールド掘進機５０１が地山を掘削しながら前方へ進むことができる。

【0003】

従来のシールドジャッキの作動制御において、オペレータは、複数のシールドジャッキの中からシールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを選択して、任意の作動速度を設定し、選択したシールドジャッキが設定した作動速度で伸長作動するように制御される。なお、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキとして選択されないシールドジャッキは、伸長作動せずに縮小状態のままか、選択したシールドジャッキに同調して伸長作動するように制御される。このように、オペレータは、複数のシールドジャッキの中からシールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを全数もしくは任意の数だけ選択し、かつ、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキとして選択されないシールドジャッキについて同調動作を行うか否かを選択する。

【0004】

例えば、図６に示すように、複数のシールドジャッキ５３０Ａ〜５３０Ｌの中からシールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを全数選択した場合、全てのシールドジャッキ５３０Ａ〜５３０Ｌが伸長作動してセグメントＳＲを押圧する。また、図７に示すように、複数のシールドジャッキ５３０Ａ〜５３０Ｌの中からシールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを４本選択し、かつ、同調動作を行わないように選択した場合、例えば、上側２本のシールドジャッキ５３０Ａ，５３０Ｌおよび下側２本のシールドジャッキ５３０Ｆ，５３０Ｇが伸長作動してセグメントＳＲを押圧し、右側４本のシールドジャッキ５３０Ｂ〜５３０Ｅおよび左側４本のシールドジャッキ５３０Ｈ〜５３０Ｋが伸長作動せずに縮小状態となる。また、図８に示すように、複数のシールドジャッキ５３０Ａ〜５３０Ｌの中からシールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを４本選択し、かつ、同調動作を行うように選択した場合、例えば、上側２本のシールドジャッキ５３０Ａ，５３０Ｌおよび下側２本のシールドジャッキ５３０Ｆ，５３０Ｇが伸長作動してセグメントＳＲを押圧し、右側４本のシールドジャッキ５３０Ｂ〜５３０Ｅおよび左側４本のシールドジャッキ５３０Ｈ〜５３０Ｋも同調して伸長作動する。

【0005】

オペレータが、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを任意の数だけ選択し、かつ、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキとして選択されないシールドジャッキについて同調動作を行うように選択すると、同調動作を行うように選択されたシールドジャッキは、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキよりも低い油圧力で伸長作動するように制御される。同調動作の動作モードには、全同調動作モードと、計測器同調動作モードがあり、いずれか一方を任意に選択することが可能である。全同調動作モードにおいては、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキとして選択されない全てシールドジャッキについて同調動作を行う。計測器同調動作モードにおいては、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキとして選択されないシールドジャッキのうち、ストロークセンサ等により伸長量の計測が行われるシールドジャッキについてのみ同調動作を行う。

【0006】

このようなシールドジャッキの作動制御において、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキに供給される作動油の油圧力は、シールド掘進機の掘進が可能なように、（相対的に）高い油圧力に設定される。一方、同調動作を行うように選択されたシールドジャッキに供給される作動油の油圧力は、シールド掘進機の方向修正が可能なように、（相対的に）低い油圧力（固定圧力）に設定される。そのため、任意の数だけ選択されたシールドジャッキによって押圧される一部のセグメントの範囲に荷重（反力）が集中し、セグメント同士の継目が開く等の不具合の要因になることがある。なお、一部のセグメントへの集中荷重を緩和するため、シールドジャッキによって押圧されるセグメントの範囲が広くなるように、シールド掘進機を掘進させるシールドジャッキを多数選択すると、同調動作を行うように選択されるシールドジャッキの数が少なくなる。そのため、シールド掘進機の方向修正が難しくなり、シールド掘進機の方向修正時の操作が煩雑となる。

【0007】

また、従来のシールドジャッキの制御方式として、シールドフレーム内に複数設けられたシールドジャッキの個々の作動圧力と伸長量を検出し、シールド掘進機の掘進方向が指令値に従うようにシールドジャッキへの供給圧力を制御する個別制御方式が考案されている。この個別制御方式には、シールド掘進機の掘進方向を指定し、シールド掘進機の作動状態をフィードバックするフィードバック制御が用いられている。例えば、シールドジャッキの本数に応じた圧力センサと、シールドジャッキの本数に応じた圧力調整器と、シールドジャッキの本数に応じた速度センサと、シールド掘進機の位置を検出する位置センサと、シールド掘進機の姿勢角を検出する姿勢角センサと、各センサから出力される情報に基づいて制御を行う制御装置とを有して、シールド掘進機の掘進方向の制御演算を行うシステムが構築される（例えば、特許文献１を参照）。このような個別制御方式においては、高精度な制御が可能な反面、システムが煩雑かつ高価となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平１０−８８８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

このように、従来のシールド掘進機においては、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止する必要があった。

【0010】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止可能なシールド掘進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】

【0011】

このような目的達成のため、本発明に係るシールド掘進機は、前後方向に筒状に延びるシールドフレームと、前記シールドフレームの前端部に設けられて掘削を行うカッターヘッドと、前記シールドフレームの内周部に内周方向に沿って複数設けられ、後方へ伸縮可能な油圧式のシールドジャッキとを備えたシールド掘進機であって、前記複数の前記シールドジャッキの中から、前記シールドフレームの後方に配設されたセグメントを押圧するように伸長作動して前記シールド掘進機を掘進させる掘進選択ジャッキおよび、前記掘進選択ジャッキよりも低い押圧力で前記セグメントに当接するように伸長作動する同調選択ジャッキを選択する操作が行われるジャッキ選択操作手段と、前記シールドジャッキに前記掘進選択ジャッキとして作動させるための掘進用作動油を供給可能な掘進用作動油供給部および、前記シールドジャッキに前記同調選択ジャッキとして作動させるための同調用作動油を供給可能な同調用作動油供給部を有し、前記掘進用作動油供給部および前記同調用作動油供給部のうちいずれか一方に切り換えて前記シールドジャッキに前記掘進用作動油もしくは前記同調用作動油を供給可能な作動油供給手段と、前記ジャッキ選択操作手段
の操作に応じて、前記複数の前記シールドジャッキのうち前記掘進選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記掘進用作動油供給部に切り換えて前記掘進用作動油を供給し、前記同調選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記同調用作動油供給部に切り換えて前記同調用作動油を供給するように、前記作動油供給手段の作動を制御する切換制御手段と、前記同調用作動油供給部から前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、前記掘進用作動油供給部から前記掘進選択ジャッキに供給される前記掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する油圧設定手段とを備え、前記油圧設定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力を設定可能となっている。

【0012】

上述のシールド掘進機において、前記油圧設定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記掘進選択ジャッキと近接した前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、他の前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能であることが好ましい。

【0013】

上述のシールド掘進機において、前記掘進選択ジャッキに供給するための作動油の油圧力を測定するジャッキ油圧測定手段と、前記同調選択ジャッキに供給するための前記同調用作動油の油圧力を測定する同調用油圧測定手段と、前記ジャッキ油圧測定手段により測定された前記作動油の油圧力と、前記同調用油圧測定手段により測定された前記同調用作動油の油圧力とに基づいて、前記シールド掘進機の総推力および推力中心位置を推定する掘進方向推定部とを備え、前記同調用油圧測定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力をそれぞれ検出可能であることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、油圧設定手段は、ジャッキ選択操作手段により同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、複数の同調選択ジャッキの間で異なる同調用作動油の油圧力を設定可能であるため、特定のセグメントへの集中荷重を緩和するように、複数の同調選択ジャッキに供給される同調用作動油の油圧力を複数設定することができる。このように、同調選択ジャッキの作動油圧を調整するだけで、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することができ、簡便な構成で、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することが可能になる。

【0015】

また、油圧設定手段は、ジャッキ選択操作手段により同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、掘進選択ジャッキと近接した同調選択ジャッキに供給される同調用作動油の油圧力を、他の同調選択ジャッキに供給される同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能であることで、掘進選択ジャッキと同調選択ジャッキとの間におけるセグメントに対する押圧力の変動を緩和することができる。このように、同調選択ジャッキの作動油圧を調整するだけで、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することができ、簡便な構成で、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することが可能になる。

【0016】

また、ジャッキ油圧測定手段により測定された作動油の油圧力と、同調用油圧測定手段により測定された同調用作動油の油圧力とに基づいて、シールド掘進機の総推力および推力中心位置を推定する掘進方向推定部を備えることで、簡便な構成で、シールド掘進機の掘進方向を求めることができる。そのため、掘進方向推定部で求めたシールド掘進機の総推力および推力中心位置に基づいて、簡便な構成で、シールド掘進機の掘進方向を制御することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】作動油供給手段の制御システムを示す制御ブロック図である。

【図2】（ａ）は全同調動作モードのシールド掘進機を模式的に示す正断面図であり、（ｂ）はシールド掘進機の側断面図である。

【図3】作動油供給手段の制御フローを示すフローチャートである。

【図4】（ａ）は計測器同調動作モードのシールド掘進機を模式的に示す正断面図であり、（ｂ）はシールド掘進機の側断面図である。

【図5】（ａ）は同調動作を行わないシールド掘進機を模式的に示す正断面図であり、（ｂ）はシールド掘進機の側断面図である。

【図6】（ａ）は従来のシールド掘進機を示す正断面図であり、（ｂ）は従来のシールド掘進機において全てのシールドジャッキが伸長作動した状態を示す側断面図である。

【図7】（ａ）は従来のシールド掘進機を示す正断面図であり、（ｂ）は従来のシールド掘進機において一部のシールドジャッキが伸長作動した状態を示す側断面図である。

【図8】（ａ）は従来のシールド掘進機を示す正断面図であり、（ｂ）は従来のシールド掘進機において一部のシールドジャッキが伸長作動するとともに他のシールドジャッキも同調して伸長作動した状態を示す側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。まず、図２を参照しながら、シールド掘進機１の概要について説明する。本実施形態のシールド掘進機１は、図２（ａ）に示すように、シールドフレーム１０と、カッターヘッド２０と、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌ（図２（ａ）も参照）とを主体に構成される。シールドフレーム１０は前後方向に延びる筒状に形成され、シールドフレーム１０の前端部にカッターヘッド２０が回転可能に配設される。シールドフレーム１０の前部内側におけるカッターヘッド２０の後方に、シールドフレーム１０の内部空間を前後に仕切る隔壁１１が設けられる。シールドフレーム１０の内側におけるカッターヘッド２０と隔壁１１との間に、カッターヘッド２０によって掘削された土砂が取り込まれるチャンバー室１２が形成される。

【0019】

隔壁１１の中央部に、カッターヘッド２０を回転可能に支持する回転支持部２１が設けられる。カッターヘッド２０は、回転支持部２１に設けられた油圧式の駆動モータ２２により回転駆動されて地山を掘削し、掘削した土砂をチャンバー室１２内に取り込むようになっている。シールドフレーム１０の内側に、チャンバー室１２内に取り込まれた土砂を隔壁１１の下部から後方に搬送するスクリューコンベヤ１３が設けられる。

【0020】

シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌは、油圧シリンダを用いて構成され、図２（ａ）に示すように、シールドフレーム１０の内周方向に沿って複数（例えば、１２本）並んで配設される。シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌは、シールドフレーム１０の内周部に固定されて後方へ伸縮可能に構成される。以降、油圧式のシールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌについて、説明の便宜上、シールドフレーム１０の上部右側のシールドジャッキから時計回りの順に、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌと称して説明を行う場合がある。また、シールドフレーム１０の後部内側に、複数のセグメントＳＧを組み込んでセグメントリングＳＲを構築するエレクタ装置（図示せず）が設けられる。

【0021】

このようなシールド掘進機１において、トンネルを掘削形成する際、駆動モータ２２によりカッターヘッド２０を回転させながら、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを後方へ伸長させて既設のセグメントリングＳＲを構成するいずれかのセグメントＳＧに当接させる。これにより、回転するカッターヘッド２０が前方の地山を掘削しつつ、シールドジャッキ３０Ａ〜３０ＬがセグメントＳＧを押圧する際の反力によってシールドフレーム１０が前進する。そして、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを縮小させて既設のセグメントリングＳＲとの間に間隙部を形成し、エレクタ装置（図示せず）により当該間隙部に複数のセ
グメントＳＧを組み込んで新たなセグメントリングＳＲを構築する。この作業を繰り返すことによってトンネルが掘削形成される。

【0022】

なお、カッターヘッド２０によって掘削された土砂は、チャンバー室１２内に取り込まれる。チャンバー室１２内に取り込まれた土砂は、スクリューコンベヤ１３によって後方に搬送されて外部に排出される。掘削の際、隔壁１１に設けられた土圧計（図示せず）を用いてチャンバー室１２内の土圧を測定し、チャンバー室１２内の土圧が所定範囲内になるように掘削を行う。

【0023】

次に、油圧式のシールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌに作動油を供給する作動油供給手段４０について、図１を参照しながら説明する。作動油供給手段４０は、作動油が貯留された作動油タンク４１と、作動油タンク４１から延びるタンク通路部４４と、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌと、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌとを有し、シールドフレーム１０の内側に設けられる。タンク通路部４４には、油圧ポンプ４２と、伸縮切換手段６１とが配設される。油圧ポンプ４２は、電動モータ４３により駆動され、作動油タンク４１に貯留された作動油を第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌに供給する。

【0024】

伸縮切換手段６１は、電磁弁である方向切換弁を用いて構成され、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの作動を停止させる停止切換状態と、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを伸長させる伸長切換状態と、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを縮小させる縮小切換状態とに、タンク通路部４４の油路を切換可能に構成される。伸縮切換手段６１が停止切換状態のとき、油圧ポンプ４２より作動油タンク４１からタンク通路部４４に送られた作動油は、作動油タンク４１に戻される。伸縮切換手段６１が伸長切換状態のとき、油圧ポンプ４２より作動油タンク４１からタンク通路部４４に送られた作動油は、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを伸長作動させるように第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの油圧シリンダのキャップ側（油圧シリンダのピストンロッドが出ていない側）に供給される。伸縮切換手段６１が縮小切換状態のとき、油圧ポンプ４２より作動油タンク４１からタンク通路部４４に送られた作動油は、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを縮小作動させるように第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの油圧シリンダのヘッド側（油圧シリンダのピストンロッドが出ている側）に供給される。なお、伸縮切換手段６１には、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの油圧シリンダのヘッド側から延びる戻り通路部４８も接続されるが、説明容易化のため図示を省略している。

【0025】

また、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌのうち、シールドフレーム１０の上側に位置する第１シールドジャッキ３０Ａに、第１シールドジャッキ３０の伸長量を計測可能な上側ストロークセンサ３１が設けられる。シールドフレーム１０の右側に位置する第４シールドジャッキ３０Ｄに、第４シールドジャッキ３０Ｄの伸長量を計測可能な右側ストロークセンサ３２が設けられる。シールドフレーム１０の下側に位置する第７シールドジャッキ３０Ｇに、第７シールドジャッキ３０Ｇの伸長量を計測可能な下側ストロークセンサ３３が設けられる。シールドフレーム１０の左側に位置する第１０シールドジャッキ３０Ｊに、第１０シールドジャッキ３０Ｊの伸長量を計測可能な左側ストロークセンサ３４が設けられる。

【0026】

第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌは、タンク通路部４４から分岐して延びて第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの油圧シリンダのキャップ側に接続されるようになっている。第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌには、掘進選択切換手段６２が配設される。掘進選択切換手段６２は、電磁弁である開閉弁を用いて構成され、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌの油路を個別に開閉
可能に構成される。

【0027】

第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌは、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌと異なる油路でタンク通路部４４から分岐して延びて、下流側で第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌと合流し、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの油圧シリンダのキャップ側に接続されるようになっている。第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの下流側には、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌからの作動油の逆流を防ぐ第１〜第１２逆止弁４７Ａ〜４７Ｌが配設される。第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの上流側には、同調選択切換手段６３と、同調モード切換手段６４とが配設される。

【0028】

同調選択切換手段６３は、電磁弁である開閉弁を用いて構成され、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの油路を個別に開閉可能に構成される。同調モード切換手段６４は、電磁弁である開閉弁を用いて構成され、第２〜第３同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｃ、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆ、第８〜第９同調用作動油供給通路部４６Ｈ〜４６Ｉ、および第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌの油路を一括して開閉可能に構成される。すなわち、同調モード切換手段６４は、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌのうち、ストロークセンサ３１〜３４が設けられていないシールドジャッキに対応する同調用作動油供給通路部の油路を開閉可能に構成される。なお、第１同調用作動油供給通路部４６Ａ、第４同調用作動油供給通路部４６Ｄ、第７同調用作動油供給通路部４６Ｇ、および第１０同調用作動油供給通路部４６Ｊの油路は、同調選択切換手段６３において常に開通状態となる。すなわち、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌのうち、ストロークセンサ３１〜３４が設けられたシールドジャッキに対応する同調用作動油供給通路部の油路は、同調選択切換手段６３において常に開通状態となる。

【0029】

次に、作動油供給手段４０の制御システムについて、図１を参照しながら説明する。作動油供給手段４０の制御システムは、シールドフレーム１０の内側に設けられた制御装置５０を主体に構成される。制御装置５０は、所定の制御処理が可能な回路基板等から構成される。制御装置５０には、シールドジャッキ作動選択手段５１と、ジャッキ選択操作手段５２と、同調選択操作手段５３と、油圧設定操作手段５４と、掘進方向推定部５５とが電気的に接続される。また、制御装置５０には、伸縮切換手段６１と、掘進選択切換手段６２と、同調選択切換手段６３と、同調モード切換手段６４と、ジャッキ油圧設定手段６５と、ジャッキ油圧測定手段６６と、同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆと、同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆとが電気的に接続される。

【0030】

シールドジャッキ作動選択手段５１において、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの作動を停止させる停止操作と、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを伸長作動させる伸長操作と、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを縮小作動させる縮小操作とが行われるようになっている。シールドジャッキ作動選択手段５１は、シールドジャッキ作動選択手段５１に対する操作に応じたジャッキ作動操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、シールドジャッキ作動選択手段５１から入力されたジャッキ作動操作信号に基づいて、前述の停止切換状態、伸長切換状態、および縮小切換状態のうちいずれか一つに切り換えるように、伸縮切換手段６１を電磁駆動する。

【0031】

ジャッキ選択操作手段５２において、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの中から、シールドフレーム１０の後方に配設されたセグメントＳＧを押圧するように伸長作動してシールド掘進機１を掘進させる掘進選択ジャッキを選択するジャッキ選択操作が行われるようになっている。ジャッキ選択操作手段５２は、ジャッキ選択操作に応じたジャッキ選択操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、ジャッキ選択操作手段
５２から入力されたジャッキ選択操作信号に基づいて、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌのうち、掘進選択ジャッキに選択されたシールドジャッキに対応する掘進用作動油供給通路部の油路を開通し、掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキに対応する掘進用作動油供給通路部の油路を閉鎖するように、掘進選択切換手段６２を電磁駆動する。

【0032】

同調選択操作手段５３において、掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキの中から、掘進選択ジャッキよりも低い押圧力でセグメントＳＧに当接するように伸長作動する同調選択ジャッキを選択する同調選択操作が行われるようになっている。具体的には、同調選択操作手段５３において、掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキの全てを同調選択ジャッキとして選択する全同調選択操作、もしくは、ストロークセンサ３１〜３４により伸長量の計測が行われるシールドジャッキのうち掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキに含まれるものだけを同調選択ジャッキとして選択する計測器同調選択操作が行われる。

【0033】

同調選択操作手段５３は、同調選択操作に応じた同調選択操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌのうち、掘進選択ジャッキに選択されたシールドジャッキに対応する同調用作動油供給通路部の油路を閉鎖し、掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキに対応する同調用作動油供給通路部の油路を開放するように、同調選択切換手段６３を電磁駆動する。また、制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第２〜第３同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｃ、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆ、第８〜第９同調用作動油供給通路部４６Ｈ〜４６Ｉ、および第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌの油路を一括して開閉するように、同調モード切換手段６４を電磁駆動する。

【0034】

これにより、掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキについて、同調動作を行うか否かを選択することができる。また、前述したように、同調動作の動作モードには、全同調動作モードと、計測器同調動作モードがあり、いずれか一方を任意に選択することが可能である。

【0035】

油圧設定操作手段５４において、タンク通路部４４を通る作動油の油圧力を設定するジャッキ油圧設定操作が行われるようになっている。油圧設定操作手段５４は、ジャッキ油圧設定操作に応じたジャッキ油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力されたジャッキ油圧設定操作信号に基づいて、ジャッキ油圧設定手段６５を電磁駆動する。また、油圧設定操作手段５４において、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌを通る同調用作動油の油圧力を設定する同調用油圧設定操作が行われるようになっている。油圧設定操作手段５４は、同調用油圧設定操作に応じた同調用油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力された同調用油圧設定操作信号に基づいて、第１〜第６同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆを電磁駆動する。

【0036】

ジャッキ油圧設定手段６５は、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、タンク通路部４４を通る作動油の油圧力を所望の設定油圧力に設定する。これにより、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌのうち、掘進選択ジャッキに選択されたシールドジャッキは、ジャッキ油圧設定手段６５により設定された設定油圧力以下の油圧力で作動することが可能になる。また、ジャッキ油圧測定手段６６は、油圧センサを用いて構成され、タンク通路部４４における作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0037】

第１〜第６同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆは、同調用作動油の油圧力を互いに異なる油圧力に設定可能に構成される。第１同調用油圧設定手段６７Ａは、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、第１〜第２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｂを通る同調用作動油の油圧力を一括で、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。また、第１同調用油圧測定手段６８Ａは、油圧センサを用いて構成され、第１〜第２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｂにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0038】

第２同調用油圧設定手段６７Ｂは、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、第３〜第４同調用作動油供給通路部４６Ｃ〜４６Ｄを通る同調用作動油の油圧力を一括で、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。また、第２同調用油圧測定手段６８Ｂは、油圧センサを用いて構成され、第３〜第４同調用作動油供給通路部４６Ｃ〜４６Ｄにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0039】

第３同調用油圧設定手段６７Ｃは、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆを通る同調用作動油の油圧力を一括で、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。また、第３同調用油圧測定手段６８Ｃは、油圧センサを用いて構成され、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0040】

第４同調用油圧設定手段６７Ｄは、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、第７〜第８同調用作動油供給通路部４６Ｇ〜４６Ｈを通る同調用作動油の油圧力を一括で、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。また、第４同調用油圧測定手段６８Ｄは、油圧センサを用いて構成され、第７〜第８同調用作動油供給通路部４６Ｇ〜４６Ｈにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0041】

第５同調用油圧設定手段６７Ｅは、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、第９〜第１０同調用作動油供給通路部４６Ｉ〜４６Ｊを通る同調用作動油の油圧力を一括で、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。また、第５同調用油圧測定手段６８Ｅは、油圧センサを用いて構成され、第９〜第１０同調用作動油供給通路部４６Ｉ〜４６Ｊにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0042】

第６同調用油圧設定手段６７Ｆは、電磁比例リリーフ弁を用いて構成され、制御装置５０からの制御信号に応じて、第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌを通る同調用作動油の油圧力を一括で、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。また、第６同調用油圧測定手段６８Ｆは、油圧センサを用いて構成され、第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0043】

掘進方向推定部５５は、所定の演算処理が可能な回路基板等から構成される。掘進方向推定部５５は、制御装置５０を介して、ジャッキ油圧測定手段６６からの油圧測定信号と、第１〜第６同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆからの油圧測定信号とを受信する。掘進
方向推定部５５は、ジャッキ油圧測定手段６６により測定されたタンク通路部４４における作動油の油圧力と、第１〜第６同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆにより測定された第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌにおける同調用作動油の油圧力と、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの座標位置とに基づいて、演算によりシールド掘進機１の総推力および推力中心位置（第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌから発生する全推力の合力（総推力）の作用点の座標位置）を推定する。

【0044】

以上のような構成の制御システムによる作動油供給手段４０の作動制御について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。まず、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの中から、掘進選択ジャッキの選択を行う（ステップＳＴ１０１）。本実施形態では、掘進選択ジャッキの一例として、図２（ａ）のクロスハッチングで示すように、第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌを選択する場合について説明する。なお、掘進選択ジャッキの選択の組み合わせは、本実施形態に限られるものではなく、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの中から、任意の掘進選択ジャッキを選択することが可能である。

【0045】

ジャッキ選択操作手段５２において、掘進選択ジャッキとして第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌを選択するジャッキ選択操作が行われると、ジャッキ選択操作手段５２は、ジャッキ選択操作に応じたジャッキ選択操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、ジャッキ選択操作手段５２から入力されたジャッキ選択操作信号に基づいて、第１掘進用作動油供給通路部４５Ａおよび第６〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ｆ〜４５Ｌの油路を開通し、第２〜第５掘進用作動油供給通路部４５Ｂ〜４５Ｅの油路を閉鎖するように、掘進選択切換手段６２を電磁駆動する。

【0046】

次に、掘進選択ジャッキに選択されないシールドジャッキの中から、同調選択ジャッキの選択を行う（ステップＳＴ１０２）。本実施形態では、同調選択ジャッキの一例として、掘進選択ジャッキに選択されない第２〜第５シールドジャッキ３０Ｂ〜３０Ｅの全てを選択する場合について説明する。なお、同調選択ジャッキの選択の組み合わせは、本実施形態に限られるものではなく、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの中から、掘進選択ジャッキの選択結果に応じて同調選択ジャッキを選択することが可能である。

【0047】

同調選択操作手段５３において、掘進選択ジャッキに選択されない第２〜第５シールドジャッキ３０Ｂ〜３０Ｅの全てを選択する全同調選択操作が行われると、同調選択操作手段５３は、全同調選択操作に応じた同調選択操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第１同調用作動油供給通路部４６Ａおよび第６〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｆ〜４６Ｌの油路を閉鎖し、第２〜第５同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｅの油路を開放するように、同調選択切換手段６３を電磁駆動する。また、制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第２〜第３同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｃ、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆ、第８〜第９同調用作動油供給通路部４６Ｈ〜４６Ｉ、および第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌの油路を一括して開通するように、同調モード切換手段６４を電磁駆動する。

【0048】

なおこのとき、油圧設定操作手段５４において、タンク通路部４４を通る作動油の油圧力を設定するジャッキ油圧設定操作が行われると、油圧設定操作手段５４は、ジャッキ油圧設定操作に応じたジャッキ油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力されたジャッキ油圧設定操作信号に基づいて、ジャッキ油圧設定手段６５を電磁駆動する。ジャッキ油圧設定手段６５は、制御装置５０からの制御信号に応じて、タンク通路部４４を通る作動油の油圧力を所望の設定油圧力に設定す
る。

【0049】

また、油圧設定操作手段５４において、第２同調用作動油供給通路部４６Ｂを通る同調用作動油の油圧力を設定する同調用油圧設定操作が行われると、油圧設定操作手段５４は、同調用油圧設定操作に応じた同調用油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力された同調用油圧設定操作信号に基づいて、第１同調用油圧設定手段６７Ａを電磁駆動する。第１同調用油圧設定手段６７Ａは、制御装置５０からの制御信号に応じて、第２同調用作動油供給通路部４６Ｂを通る同調用作動油の油圧力を、第１掘進用作動油供給通路部４５Ａおよび第６〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ｆ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力（以降、第１同調設定油圧力と称する）に設定する。

【0050】

同様に、油圧設定操作手段５４において、第３〜第４同調用作動油供給通路部４６Ｃ〜４６Ｄを通る同調用作動油の油圧力を設定する同調用油圧設定操作が行われると、油圧設定操作手段５４は、同調用油圧設定操作に応じた同調用油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力された同調用油圧設定操作信号に基づいて、第２同調用油圧設定手段６７Ｂを電磁駆動する。第２同調用油圧設定手段６７Ｂは、制御装置５０からの制御信号に応じて、第３〜第４同調用作動油供給通路部４６Ｃ〜４６Ｄを通る同調用作動油の油圧力を、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力（以降、第２同調設定圧力と称する）に設定する。

【0051】

同様に、油圧設定操作手段５４において、第５同調用作動油供給通路部４６Ｅを通る同調用作動油の油圧力を設定する同調用油圧設定操作が行われると、油圧設定操作手段５４は、同調用油圧設定操作に応じた同調用油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力された同調用油圧設定操作信号に基づいて、第３同調用油圧設定手段６７Ｃを電磁駆動する。第３同調用油圧設定手段６７Ｃは、制御装置５０からの制御信号に応じて、第５同調用作動油供給通路部４６Ｅを通る同調用作動油の油圧力を、第２同調用作動油供給通路部４６Ｂを通る同調用作動油と同じ第１同調設定圧力に設定する。

【0052】

ここで、第１同調設定圧力は、第２同調設定圧力よりも高い油圧力、例えば、タンク通路部４４を通る作動油の油圧力から求まる掘進用作動油の油圧力と、第２同調設定圧力との中間の油圧力に設定される。このように、掘進選択ジャッキ（第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌ）と近接した同調選択ジャッキ（第２シールドジャッキ３０Ｂおよび第５シールドジャッキ３０Ｅ）に供給される同調用作動油の油圧力（第１同調設定圧力）を、他の同調選択ジャッキ（第３〜第４シールドジャッキ３０Ｃ〜３０Ｄ）に供給される同調用作動油の油圧力（第２同調設定圧力）よりも高い油圧力に設定することで、掘進選択ジャッキと同調選択ジャッキとの間におけるセグメントＳＧに対する押圧力の変動を緩和することができる。そのため、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌが伸長作動する際、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することができ、セグメントＳＧ同士の継目が開く等の不具合を防止することが可能になる。

【0053】

そして、選択した掘進選択ジャッキおよび同調選択ジャッキを作動させる（ステップＳＴ１０３）。シールドジャッキ作動選択手段５１において、シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを伸長作動させる伸長操作が行われると、シールドジャッキ作動選択手段５１は、伸長操作に応じたジャッキ作動操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、シールドジャッキ作動選択手段５１から入力されたジャッキ作動操作信号に基づいて、タンク通路部４４の油路を前述の停止切換状態から伸長切換状態へ切り換えるように、伸縮切換
手段６１を電磁駆動する。

【0054】

これにより、油圧ポンプ４２により作動油タンク４１からタンク通路部４４に送られる作動油の一部は、シールドジャッキ作動選択手段５１および掘進選択切換手段６２を介して、第１掘進用作動油供給通路部４５Ａおよび第６〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ｆ〜４５Ｌを通り、掘進用作動油として第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌの油圧シリンダのキャップ側に供給される。掘進用作動油が供給された第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌは、図２（ａ）のクロスハッチングで示すように掘進選択ジャッキとして伸長作動し、既設のセグメントリングＳＲを構成するいずれかのセグメントＳＧに当接する。

【0055】

一方、油圧ポンプ４２により作動油タンク４１からタンク通路部４４に送られる作動油の残りの一部は、シールドジャッキ作動選択手段５１、同調選択切換手段６３、および同調モード切換手段６４を介して、第２〜第５同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｅを通り、同調用作動油として第２〜第５シールドジャッキ３０Ｂ〜３０Ｅの油圧シリンダのキャップ側に供給される。同調用作動油が供給された第２〜第５シールドジャッキ３０Ｂ〜３０Ｅは、同調選択ジャッキとして掘進選択ジャッキと同調するように伸長作動し、既設のセグメントリングＳＲを構成するいずれかのセグメントＳＧに当接する。このとき、図２（ａ）のハッチングで示す第２シールドジャッキ３０Ｂおよび第５シールドジャッキ３０Ｅは、第３〜第４シールドジャッキ３０Ｃ〜３０Ｄよりも大きい押圧力でセグメントＳＧに当接する。

【0056】

このようにすれば、シールドフレーム１０の中央から左側に設けられた第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌが掘進選択ジャッキとして伸長作動するため、シールド掘進機１は右方向に旋回しながら掘進する。なお、ジャッキ油圧測定手段６６は、タンク通路部４４における作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。また、第１同調用油圧測定手段６８Ａは、第２同調用作動油供給通路部４６Ｂにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。第２同調用油圧測定手段６８Ｂは、第３同調用作動油供給通路部４６Ｃおよび第４同調用作動油供給通路部４６Ｄにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。第３同調用油圧測定手段６８Ｃは、第５同調用作動油供給通路部４６Ｅにおける同調用作動油の油圧力を測定し、油圧測定信号を制御装置５０に出力する。

【0057】

掘進方向推定部５５は、制御装置５０を介して、ジャッキ油圧測定手段６６からの油圧測定信号と、第１〜第３同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｃからの油圧測定信号とを受信する。掘進方向推定部５５は、ジャッキ油圧測定手段６６により測定されたタンク通路部４４における作動油の油圧力と、第１〜第３同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｃにより測定された第２〜第５同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｅにおける同調用作動油の油圧力と、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの位置座標とに基づいて、シールド掘進機１に作用する総推力および推力中心位置（すなわち、シールド掘進機１に作用するモーメント）を求め、シールド掘進機１の掘進方向（旋回方向）を推定する。これにより、制御装置５０は、掘進方向推定部５５で求めたシールド掘進機１の総推力および推力中心位置に基づいて、シールド掘進機１の掘進方向をフィードバック制御することが可能になる。

【0058】

また、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌが伸長作動した後、シールドジャッキ作動選択手段５１において、第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌを縮小作動させる縮小操作が行われると、シールドジャッキ作動選択手段５１は、縮小操作に応じたジャッキ作動操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、シールドジャッキ
作動選択手段５１から入力されたジャッキ作動操作信号に基づいて、タンク通路部４４の油路を前述の伸長切換状態から縮小切換状態へ切り換えるように、伸縮切換手段６１を電磁駆動する。また、制御装置５０は、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌの全ての油路を開通するように、掘進選択切換手段６２を電磁駆動する。これにより、油圧ポンプ４２により作動油タンク４１からタンク通路部４４に送られる作動油は、シールドジャッキ作動選択手段５１を介して戻り通路部４８を通り、縮小用作動油として第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌの油圧シリンダのヘッド側に供給される。縮小用作動油が供給された第１〜第１２シールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌは、それぞれ伸長した状態から元の状態に縮小作動する。

【0059】

なお、前述のステップＳＴ１０２において、同調選択操作手段５３において計測器同調選択操作が行われると、同調選択操作手段５３は、計測器同調選択操作に応じた同調選択操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第１同調用作動油供給通路部４６Ａおよび第６〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｆ〜４６Ｌの油路を閉鎖し、第２〜第５同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｅの油路を開放するように、同調選択切換手段６３を電磁駆動する。また、制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第２〜第３同調用作動油供給通路部４６Ｂ〜４６Ｃ、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆ、第８〜第９同調用作動油供給通路部４６Ｈ〜４６Ｉ、および第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌの油路を一括して閉鎖するように、同調モード切換手段６４を電磁駆動する。

【0060】

これにより、ストロークセンサ３１〜３４により伸長量の計測が行われるシールドジャッキのうち、掘進選択ジャッキに選択されない第４シールドジャッキ３０Ｄが同調選択ジャッキとして選択される。なおこのとき、油圧設定操作手段５４において、第４同調用作動油供給通路部４６Ｄを通る同調用作動油の油圧力を設定する同調用油圧設定操作が行われると、油圧設定操作手段５４は、同調用油圧設定操作に応じた同調用油圧設定操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、油圧設定操作手段５４から入力された同調用油圧設定操作信号に基づいて、第２同調用油圧設定手段６７Ｂを電磁駆動する。第２同調用油圧設定手段６７Ｂは、制御装置５０からの制御信号に応じて、第４同調用作動油供給通路部４６Ｄを通る同調用作動油の油圧力を、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する。そして、前述のステップＳＴ１０３において、第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌが、図４（ａ）のクロスハッチングで示すように掘進選択ジャッキとして伸長作動し、右側ストロークセンサ３２により伸長量の計測が行われる第４シールドジャッキ３０Ｄが、図４（ａ）のハッチングで示すように同調選択ジャッキとして伸長作動する。

【0061】

また、掘進選択ジャッキに選択されない第２〜第５シールドジャッキ３０Ｂ〜３０Ｅについて同調動作を行わない場合、同調選択操作手段５３において非同調操作が行われる。この場合、前述のステップＳＴ１０２において、同調選択操作手段５３は、非同調操作に応じた非同調操作信号を制御装置５０に出力する。制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された非同調操作信号に基づいて、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの全ての油路を閉鎖するように、同調選択切換手段６３を電磁駆動する。なおこのとき、同調用作動油の油圧力の設定は行われない。そして、前述のステップＳＴ１０３において、第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌのみが、図５（ａ）のクロスハッチングで示すように掘進選択ジャッキとして伸長作動する。

【0062】

以上説明したように、本実施形態によれば、同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆは、ジ
ャッキ選択操作手段５２および同調選択操作手段５３により同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、複数の同調選択ジャッキ（例えば、第２〜第５シールドジャッキ３０Ｂ〜３０Ｅ）の間で異なる同調用作動油の油圧力を設定可能であるため、特定のセグメントへの集中荷重を緩和するように、複数の同調選択ジャッキに供給される同調用作動油の油圧力を複数設定することができる。このように、同調選択ジャッキの作動油圧を調整するだけで、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することができ、簡便な構成で、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することが可能になる。

【0063】

また、同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆは、ジャッキ選択操作手段５２および同調選択操作手段５３により同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、掘進選択ジャッキ（例えば、第１シールドジャッキ３０Ａおよび第６〜第１２シールドジャッキ３０Ｆ〜３０Ｌ）と近接した同調選択ジャッキ（例えば、第２シールドジャッキ３０Ｂおよび第５シールドジャッキ３０Ｅ）に供給される同調用作動油の油圧力を、他の同調選択ジャッキ（例えば、第３〜第４シールドジャッキ３０Ｃ〜３０Ｄ）に供給される同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能であることで、掘進選択ジャッキと同調選択ジャッキとの間におけるセグメントＳＧに対する押圧力の変動を緩和することができる。このように、同調選択ジャッキの作動油圧を調整するだけで、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することができ、簡便な構成で、特定のセグメントに集中荷重が生ずるのを防止することが可能になる。

【0064】

また、ジャッキ油圧測定手段６６により測定された（タンク通路部４４における）作動油の油圧力と、同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆにより測定された同調用作動油の油圧力とに基づいて、シールド掘進機１の総推力および推力中心位置を推定する掘進方向推定部５５を備えることで、簡便な構成で、シールド掘進機１の掘進方向を求めることができる。そのため、掘進方向推定部５５で求めたシールド掘進機１の総推力および推力中心位置に基づいて、簡便な構成で、シールド掘進機１の掘進方向を制御することが可能になる。

【0065】

上述の実施形態において、制御装置５０は、ジャッキ油圧測定手段６６で測定された（タンク通路部４４における）作動油の油圧力に基づいて、ジャッキ油圧設定手段６５に対してフィードバック制御を行うようにしてもよい。また、制御装置５０は、第１〜第６同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆで測定された同調用作動油の油圧力に基づいて、第１〜第６同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆに対してフィードバック制御を行うようにしてもよい。

【0066】

上述の実施形態において、第１同調用油圧設定手段６７Ａは、第１〜第２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｂを通る同調用作動油の油圧力を一括で設定する。第２同調用油圧設定手段６７Ｂは、第３〜第４同調用作動油供給通路部４６Ｃ〜４６Ｄを通る同調用作動油の油圧力を一括で設定する。第３同調用油圧設定手段６７Ｃは、第５〜第６同調用作動油供給通路部４６Ｅ〜４６Ｆを通る同調用作動油の油圧力を一括で設定する。第４同調用油圧設定手段６７Ｄは、第７〜第８同調用作動油供給通路部４６Ｇ〜４６Ｈを通る同調用作動油の油圧力を一括で設定する。第５同調用油圧設定手段６７Ｅは、第９〜第１０同調用作動油供給通路部４６Ｉ〜４６Ｊを通る同調用作動油の油圧力を一括で設定する。第６同調用油圧設定手段６７Ｆは、第１１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ｋ〜４６Ｌを通る同調用作動油の油圧力を一括で設定する。このように、第１〜第６同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆは、同調用作動油の油圧力を２本のシールドジャッキごとに設定しているが、これに限られるものではない。例えば、同調用作動油の油圧力を１本のシールドジャッキごとに個別に設定可能な同調用油圧設定手段が設けられてもよい。

【0067】

上述の実施形態において、第１〜第６同調用油圧設定手段６７Ａ〜６７Ｆは、電磁比例
リリーフ弁を用いて構成されているが、これに限られるものではなく、設定圧力が異なる複数の減圧弁が切換可能に配置される構成であってもよい。

【0068】

上述の実施形態において、同調選択切換手段６３および同調モード切換手段６４が設けられているが、これに限られるものではない。例えば、同調モード切換手段６４を設けずに、同調選択切換手段６３のみを用いて第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの油路を個別に開閉するようにしてもよい。この場合、制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの油路を全同調選択操作もしくは計測器同調操作に応じて開閉すべきか判定して、同調選択切換手段６３を電磁駆動する。

【0069】

上述の実施形態において、同調選択切換手段６３は、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの油路を個別に開閉可能に構成されているが、これに限られるものではなく、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの全ての油路を一括で開閉可能に構成されてもよい。第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌよりも油圧力が低く設定される第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌに、第１〜第１２逆止弁４７Ａ〜４７Ｌが設けられているからである。この場合、制御装置５０は、同調選択操作手段５３から入力された同調選択操作信号に基づいて、第１〜第１２同調用作動油供給通路部４６Ａ〜４６Ｌの全ての油路を一括で開放するように、同調選択切換手段６３を電磁駆動する。このようにすれば、同調選択切換手段６３の構成を簡便にすることができる。

【0070】

上述の実施形態において、掘進方向推定部５５は、ジャッキ油圧測定手段６６により測定されたタンク通路部４４における作動油の油圧力と、同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆにより測定された同調用作動油の油圧力とに基づいて、シールド掘進機１の総推力および推力中心位置を推定しているが、これに限られるものではない。例えば、第１〜第１２掘進用作動油供給通路部４５Ａ〜４５Ｌを通る掘進用作動油の油圧力を測定可能な掘進用油圧測定手段（図示せず）が設けられ、掘進方向推定部が、掘進用油圧測定手段により測定された掘進用作動油の油圧力と、同調用油圧測定手段６８Ａ〜６８Ｆにより測定された同調用作動油の油圧力とに基づいて、シールド掘進機１の総推力および推力中心位置を推定するようにしてもよい。

【0071】

上述の実施形態において、１２本のシールドジャッキ３０Ａ〜３０Ｌが設けられているが、これに限られるものではなく、例えば、１６本のシールドジャッキが設けられてもよく、複数のシールドジャッキが設けられる構成であればよい。

【符号の説明】

【0072】

１ シールド掘進機
１０ シールドフレーム
２０ カッターヘッド
３０Ａ〜３０Ｌ 第１〜第１２シールドジャッキ
４０ 作動油供給手段
４５Ａ〜４５Ｌ 第１〜第１２掘進用作動油供給通路部
４６Ａ〜４６Ｌ 第１〜第１２同調用作動油供給通路部
５０ 制御装置（切換制御手段）
５２ ジャッキ選択操作手段
５３ 同調選択操作手段
５４ 油圧設定操作手段
５５ 掘進方向推定部
６２ 掘進選択切換手段
６３ 同調選択切換手段
６４ 同調モード切換手段
６５ ジャッキ油圧設定手段
６６ ジャッキ油圧測定手段
６７Ａ〜６７Ｆ 同調用油圧設定手段
６８Ａ〜６８Ｆ 同調用油圧測定手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2016年3月7日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前後方向に筒状に延びるシールドフレームと、前記シールドフレームの前端部に設けられて掘削を行うカッターヘッドと、前記シールドフレームの内周部に内周方向に沿って複数設けられ、後方へ伸縮可能な油圧式のシールドジャッキとを備えたシールド掘進機であって、
前記複数の前記シールドジャッキの中から、前記シールドフレームの後方に配設されたセグメントを押圧するように伸長作動して前記シールド掘進機を掘進させる掘進選択ジャッキおよび、前記掘進選択ジャッキよりも低い押圧力で前記セグメントに当接するように伸長作動する同調選択ジャッキを選択する操作が行われるジャッキ選択操作手段と、
前記シールドジャッキに前記掘進選択ジャッキとして作動させるための掘進用作動油を供給可能な掘進用作動油供給部および、前記シールドジャッキに前記同調選択ジャッキとして作動させるための同調用作動油を供給可能な同調用作動油供給部を有し、前記掘進用作動油供給部および前記同調用作動油供給部のうちいずれか一方に切り換えて前記シールドジャッキに前記掘進用作動油もしくは前記同調用作動油を供給可能な作動油供給手段と、
前記ジャッキ選択操作手段の操作に応じて、前記複数の前記シールドジャッキのうち前記掘進選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記掘進用作動油供給部に切り換えて前記掘進用作動油を供給し、前記同調選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記同調用作動油供給部に切り換えて前記同調用作動油を供給するように、前記作動油供給手段の作動を制御する切換制御手段と、
前記同調用作動油供給部から前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、前記掘進用作動油供給部から前記掘進選択ジャッキに供給される前記掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する油圧設定手段とを備え、
前記油圧設定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力を設定可能であり、前記掘進選択ジャッキと近接した前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、他の前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能であることを特徴とするシールド掘進機。

【請求項2】

前記掘進選択ジャッキに供給するための作動油の油圧力を測定するジャッキ油圧測定手段と、
前記同調選択ジャッキに供給するための前記同調用作動油の油圧力を測定する同調用油圧測定手段と、
前記ジャッキ油圧測定手段により測定された前記作動油の油圧力と、前記同調用油圧測定手段により測定された前記同調用作動油の油圧力とに基づいて、前記シールド掘進機の総推力および推力中心位置を推定する掘進方向推定部とを備え、
前記同調用油圧測定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力をそれぞれ検出可能であることを特徴とする請求項１に記載のシールド掘進機。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

このような目的達成のため、本発明に係るシールド掘進機は、前後方向に筒状に延びるシールドフレームと、前記シールドフレームの前端部に設けられて掘削を行うカッターヘッドと、前記シールドフレームの内周部に内周方向に沿って複数設けられ、後方へ伸縮可能な油圧式のシールドジャッキとを備えたシールド掘進機であって、前記複数の前記シールドジャッキの中から、前記シールドフレームの後方に配設されたセグメントを押圧するように伸長作動して前記シールド掘進機を掘進させる掘進選択ジャッキおよび、前記掘進選択ジャッキよりも低い押圧力で前記セグメントに当接するように伸長作動する同調選択ジャッキを選択する操作が行われるジャッキ選択操作手段と、前記シールドジャッキに前記掘進選択ジャッキとして作動させるための掘進用作動油を供給可能な掘進用作動油供給部および、前記シールドジャッキに前記同調選択ジャッキとして作動させるための同調用作動油を供給可能な同調用作動油供給部を有し、前記掘進用作動油供給部および前記同調用作動油供給部のうちいずれか一方に切り換えて前記シールドジャッキに前記掘進用作動油もしくは前記同調用作動油を供給可能な作動油供給手段と、前記ジャッキ選択操作手段の操作に応じて、前記複数の前記シールドジャッキのうち前記掘進選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記掘進用作動油供給部に切り換えて前記掘進用作動油を供給し、前記同調選択ジャッキに選択された前記シールドジャッキに対し前記同調用作動油供給部に切り換えて前記同調用作動油を供給するように、前記作動油供給手段の作動を制御する切換制御手段と、前記同調用作動油供給部から前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、前記掘進用作動油供給部から前記掘進選択ジャッキに供給される前記掘進用作動油の油圧力よりも低い油圧力に設定する油圧設定手段とを備えている。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

そして、前記油圧設定手段は、前記ジャッキ選択操作手段により前記同調選択ジャッキが複数選択されている場合に、前記複数の前記同調選択ジャッキの間で異なる前記同調用作動油の油圧力を設定可能であり、前記掘進選択ジャッキと近接した前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力を、他の前記同調選択ジャッキに供給される前記同調用作動油の油圧力よりも高い油圧力に設定可能となっている。