(57)【要約】【課題】同時掘進中に油圧ラインを切り換える必要がなく、マシンの挙動を乱すことなく方向制御し得るシールドジャッキの圧力制御装置を提供する。【解決手段】圧油供給ライン１５と、圧油供給ライン１５をシールドジャッキ１１に接続する第一制御圧力側ライン２４と、第一制御圧力側ライン２４に設けられ、第一制御圧力側ライン２４内の油圧を可変に減圧する第一減圧弁２６と、第一減圧弁２６より下流の第一制御圧力側ライン２４に設けられた第一開閉弁２７と、圧油供給ライン１５をシールドジャッキ１１に接続する第二制御圧力側ライン２５と、第二制御圧力側ライン２５に設けられ、第二制御圧力側ライン２５内の油圧を可変に減圧する第二減圧弁２９と、第二減圧弁２９より下流の第二制御圧力側ライン２５に設けられた第二開閉弁３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機のシールド本体内周に沿って複数設けられたシールドジャッキのジャッキ圧力を、少なくとも二系統の油圧ラインを切り換えることで可変にするためのシールドジャッキの圧力制御装置において、
油圧ポンプで加圧された圧油を上記シールドジャッキに供給するための圧油供給ラインと、一端が上記圧油供給ラインに接続され、他端が上記シールドジャッキに接続された第一制御圧力側ラインと、該第一制御圧力側ラインに設けられ、上記第一制御圧力側ライン内の油圧を可変に減圧する第一減圧弁と、該第一減圧弁より下流の上記第一制御圧力側ラインに設けられた第一開閉弁と、一端が上記圧油供給ラインに接続され、他端が上記シールドジャッキに接続された第二制御圧力側ラインと、該第二制御圧力側ラインに設けられ、上記第二制御圧力側ライン内の油圧を可変に減圧する第二減圧弁と、該第二減圧弁より下流の上記第二制御圧力側ラインに設けられた第二開閉弁とを備えたことを特徴とするシールドジャッキの圧力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機のシールド本体内周に沿って複数設けられたシールドジャッキのジャッキ圧力を可変にするためのシールドジャッキの圧力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド掘進機は、シールド本体の前部に設けられた回転カッタで地山を掘削しながら土砂を取り込んで後方に搬出し、そのシールド本体の後方で順次セグメントを組み立ててトンネルを構築して行くものである。シールド掘進機の掘進は、シールド本体の内周に沿って複数設けられたシールドジャッキで行われ、シールドジャッキのロッドを既設セグメントに当接させた状態でロッドを伸長させてシールド掘進機に推進力を与えるようにしている。
【０００３】
近年、掘進速度の高速化の目的から、地山の掘削を行いつつその後方でセグメントの組立を行う、所謂、同時掘進工法が行われるようになってきている。その場合、周方向に複数設けられたシールドジャッキの内、組立中のセグメントに対応するシールドジャッキ（盛替シールドジャッキ）のロッドを縮退（不作動）してそこにセグメントを組み立てると共に、盛替シールドジャッキ以外のジャッキ（推進シールドジャッキ）のロッドを伸長させてシールド掘進機の推進を行う。盛替シールドジャッキは、順次周方向に移し替えられて、掘進と同時にセグメントの組立が行われる。
【０００４】
ところで、このような同時掘進工法を行う場合、一部のシールドジャッキ（盛替シールドジャッキ）の不作動によって、周方向における推進力のバランスが崩れるため、シールド掘進機に強制的なモーメントが発生する可能性がある。そこで、同時掘進時におけるシールド掘進機の方向制御を行うために各種装置及び方法が提案されている。
【０００５】
例えば、同時掘進工法としては、盛替シールドジャッキ以外の推進シールドジャッキを三つのジャッキ群に分割し、各ジャッキ群に付与する圧油の圧力（ジャッキ圧力）を三種類（負荷圧力Ｐ１、制御圧力Ｐ２、Ｐ３）に分けて調整して、シールド掘進機の方向制御を行うものが提案されている（特許文献１等参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１０４９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、図３に示す、本出願人が開発中のシールドジャッキの圧力制御装置４０は、油圧ポンプ（第一油圧ポンプ）４１に接続された圧油供給ライン（第一圧油供給ライン）４２と、別の油圧ポンプ（第二油圧ポンプ）４３に接続された別の圧油供給ライン（第二圧油供給ライン）４４とを備えており、第一圧油供給ライン４２から分岐するリリーフライン４５に設けたリリーフ弁４６によって第一圧油供給ライン４２内の油圧が所定圧力以下とされ、第二圧油供給ライン４４から分岐するリリーフライン４７に設けたリリーフ弁（電磁リリーフ弁）４８によって第二圧油供給ライン４４内の油圧が設定圧力以下とされる。
【０００８】
第一圧油供給ライン４２を負荷圧力側ライン４９を介してシールドジャッキ３９に接続し、その負荷圧力側ライン４９に開閉弁（切換弁）５０を設けている。第二圧油供給ライン４４から第一制御圧力側ライン５１及び第二制御圧力側ライン５２の二系統に油圧ラインを分岐させ、それら第一制御圧力側ライン５１及び第二制御圧力側ライン５２をそれぞれシールドジャッキ３９に接続し、第一制御圧力側ライン５１に開閉弁（切換弁）５３を設けると共に、第二制御圧力側ライン５２に減圧弁（電磁減圧弁）５４及び開閉弁（切換弁）５５を設けている。
【０００９】
かかる圧力制御装置４０では、制御圧力Ｐ２はリリーフ弁４８で調整され、制御圧力Ｐ３は減圧弁５４で調整されるようになっている。よって、図３に示す圧力制御装置４０では、回路の構成上、必ず制御圧力はＰ２≧Ｐ３となる。
【００１０】
同時掘進時にシールド掘進機の方向修正のためにジャッキ圧力を変更する必要が生じ、計算上制御圧力をＰ２＜Ｐ３とする必要がある場合、図３に示す圧力制御装置４０では、リリーフ弁４８及び減圧弁５４の調整だけでは制御圧力をＰ２＜Ｐ３とすることはできない。従って、その場合はシールドジャッキ３９に接続する油圧ラインを、第一制御圧力側ライン５１と第二制御圧力側ライン５２とで開閉弁５３、５５の開閉により切り換える必要があり、切換後、ジャッキ圧力が一定時間安定せずにシールド掘進機の挙動が安定しないという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、同時掘進中に油圧ラインを切り換える必要がなく、マシンの挙動を乱すことなく方向制御し得るシールドジャッキの圧力制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、シールド掘進機のシールド本体内周に沿って複数設けられたシールドジャッキのジャッキ圧力を、少なくとも二系統の油圧ラインを切り換えることで可変にするためのシールドジャッキの圧力制御装置において、油圧ポンプで加圧された圧油を上記シールドジャッキに供給するための圧油供給ラインと、一端が上記圧油供給ラインに接続され、他端が上記シールドジャッキに接続された第一制御圧力側ラインと、該第一制御圧力側ラインに設けられ、上記第一制御圧力側ライン内の油圧を可変に減圧する第一減圧弁と、該第一減圧弁より下流の上記第一制御圧力側ラインに設けられた第一開閉弁と、一端が上記圧油供給ラインに接続され、他端が上記シールドジャッキに接続された第二制御圧力側ラインと、該第二制御圧力側ラインに設けられ、上記第二制御圧力側ライン内の油圧を可変に減圧する第二減圧弁と、該第二減圧弁より下流の上記第二制御圧力側ラインに設けられた第二開閉弁とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、同時掘進中に油圧ラインを切り換える必要がなく、マシンの挙動を乱すことなく方向制御し得るという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るシールドジャッキの圧力制御装置の概略図である。図２は、油圧回路の回路図である。
【００１６】
図示はしないが、シールド掘進機は、シールド本体と、シールド本体の前部に設けられ、地山を掘削する回転カッタと、シールド本体の内部に設けられ、セグメントを組み立てるセグメント組立装置と、シールド本体の内周に沿って複数設けられ、既設セグメントから反力を取ってシールド本体を推進させるシールドジャッキ１１（図２参照）とを有している。シールド本体の内周に沿って設けられる複数のシールドジャッキ１１は全て等しい能力のものが用いられる。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る圧力制御装置１０は、油圧ポンプ（以下第一油圧ポンプともいう）１２に接続され、第一油圧ポンプ１２で加圧された圧油をシールドジャッキ１１に供給するための圧油供給ライン（以下第一圧油供給ライン）１３と、別の油圧ポンプ（以下第二油圧ポンプともいう）１４に接続され、第二油圧ポンプ１４で加圧された圧油をシールドジャッキ１１に供給するための別の圧油供給ライン（以下第二圧油供給ラインともいう）１５とを備えている。
【００１８】
第一圧油供給ライン１３には、第一圧油供給ライン１３から分岐するリリーフライン（以下第一リリーフラインともいう）１６が接続されており、その第一リリーフライン１６には、リリーフ弁（以下第一リリーフ弁ともいう）１７が設けられている。また、第一圧油供給ライン１３には、第一圧油供給ライン１３をシールドジャッキ１１に接続する負荷圧力側ライン１８が設けられており、負荷圧力側ライン１８には、上流側から順次、負荷圧力側ライン１８を開閉する開閉弁（選択弁）１９、逆止弁２０が設けられている。つまり、負荷圧力側ライン１８は、一端が第一圧油供給ライン１３に接続され、他端がシールドジャッキ１１に接続されている。
【００１９】
第一リリーフ弁１７は、第一リリーフライン１６内の油圧が所定圧力（本実施形態では、２９．４ＭＰａ）を超えると開いて第一圧油供給ライン１３の圧油をリリーフライン１６を通してタンク（油タンク）２１へと解放するものである。
【００２０】
第二圧油供給ライン１５には、第二圧油供給ライン１５から分岐するリリーフライン（以下第二リリーフラインともいう）２２が接続されており、その第二リリーフライン２２には、リリーフ弁（電磁リリーフ弁、以下第二リリーフ弁ともいう）２３が設けられている。また、第二圧油供給ライン１５には、第二圧油供給ライン１５をシールドジャッキ１１に繋ぐ二系統の油圧ライン（第一制御圧力側ライン２４及び第二制御圧力側ライン２５）が設けられている。第一制御圧力側ライン２４には、上流側から順次、第一制御圧力側ライン２４内の油圧を可変に減圧する減圧弁（電磁減圧弁、以下第一減圧弁ともいう）２６、第一制御圧力側ラインを開閉する開閉弁（選択弁、以下第一開閉弁ともいう）２７、逆止弁２８が設けられている。第二制御圧力側ライン２５には、上流側から順次、第二制御圧力側ライン２５内の油圧を可変に減圧する減圧弁（電磁減圧弁、以下第二減圧弁ともいう）２９、第二制御圧力側ライン２５を開閉する開閉弁（選択弁、以下第二開閉弁ともいう）３０、逆止弁３１が設けられている。
【００２１】
第二リリーフ弁２３は、第二リリーフライン２２内の油圧が設定圧力を超えると開いて第二圧油供給ライン１５の圧油をリリーフライン２２を通してタンク２１へと解放するものである。第二リリーフ弁２３は、上記設定圧力を遠隔操作（電気信号）によって調整可能（本実施形態では、０〜２９．４ＭＰａ）なものである。
【００２２】
第一減圧弁２６及び第二減圧弁２９は、互いに少なくとも一部重複する範囲で第一制御圧力側ライン２４或いは第二制御圧力側ライン２５の圧油を可変に減圧するものである。詳しくは、第一減圧弁２６は、絞り（減圧度合）を遠隔操作（電気信号）によって調整可能なものであり、第一制御圧力側ライン２４の圧油を遠隔操作（電気信号）によって設定された圧力まで可変（本実施形態では、０〜２９．４ＭＰａ）に減圧するものである。第二減圧弁２９は、絞り（減圧度合）を遠隔操作（電気信号）によって調整可能なものであり、第二制御圧力側ライン２５の圧油を遠隔操作（電気信号）によって設定された圧力まで可変（本実施形態では、０〜２９．４ＭＰａ）に減圧するものである。
【００２３】
また、図２に示すように、本実施形態では、負荷圧力側ライン１８、第一制御圧力側ライン２４及び第二制御圧力側ライン２５はそれぞれ、シールド本体の内周に沿って設けられる複数のシールドジャッキ１１の各シールドジャッキ１１に接続されており、開閉弁１９、２７、３０及び逆止弁２０、２８、３１は、負荷圧力側ライン１８にシールドジャッキ１１毎に設けられると共に、減圧弁２６、２９よりも下流の第一制御圧力側ライン２４及び第二制御圧力側ライン２５にシールドジャッキ１１毎に設けられている。
【００２４】
さて、本実施形態に係るシールド掘進機は、シールドジャッキ１１により常時推進され、同時に、セグメント組立装置によりセグメントの組立が行われる。このとき、組立中のセグメントに対応するシールドジャッキ１１（盛替シールドジャッキ群）は縮退（不作動）とされ、それ以外のシールドジャッキ１１（推進シールドジャッキ群）を伸長させて既設セグメントから反力を取ってシールド掘進機を推進させる。
【００２５】
本実施形態では、推進シールドジャッキ群を構成するシールドジャッキ１１に付与する圧力を制御して、盛替シールドジャッキ群の不作動により発生し得る強制的なモーメントを打ち消してシールド掘進機をゼロモーメントで推進させるようにしている。
【００２６】
また、本実施形態では、推進シールドジャッキ群を構成するシールドジャッキ１１を三つのジャッキ群（負荷圧ジャッキ群、第一制御圧ジャッキ群、第二制御圧ジャッキ群）に分割し、各ジャッキ群を構成するシールドジャッキ１１に付与する圧油の圧力（ジャッキ圧力）を三種類（負荷圧力Ｐ１、第一制御圧力Ｐ２、第二制御圧力Ｐ３）に分けて、シールド掘進機の方向制御を行うようにしている。
【００２７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２８】
図１に図示したシールドジャッキ１１が負荷圧ジャッキ群に選定された場合、負荷圧力側ライン１８の開閉弁１９が開、第一制御圧力側ライン２４の開閉弁２７が閉、第二制御圧力側ライン２５の開閉弁３０が閉とされ、第一圧油供給ライン１３の圧油が負荷圧力側ライン１８を通ってシールドジャッキ１１に供給され、シールドジャッキ１１に負荷圧力Ｐ１が付与される。
【００２９】
他方、図１に図示したシールドジャッキ１１が第一制御圧ジャッキ群に選定された場合、負荷圧力側ライン１８の開閉弁１９が閉、第一制御圧力側ライン２４の開閉弁２７が開、第二制御圧力側ライン２５の開閉弁３０が閉とされ、第二圧油供給ライン１５の圧油が第一制御圧力側ライン２４を通り、第一減圧弁２６により第一制御圧力Ｐ２まで減圧された後、シールドジャッキ１１に供給され、シールドジャッキ１１に第一制御圧力Ｐ２が付与される。
【００３０】
また、図１に図示したシールドジャッキ１１が第二制御圧ジャッキ群に選定された場合、負荷圧力側ライン１８の開閉弁１９が閉、第一制御圧力側ライン２４の開閉弁２７が閉、第二制御圧力側ライン２５の開閉弁３０が開とされ、第二圧油供給ライン１５の圧油が第二制御圧力側ライン２５を通り、第二減圧弁２９により第二制御圧力Ｐ３まで減圧された後、シールドジャッキ１１に供給され、シールドジャッキ１１に第二制御圧力Ｐ３が付与される。
【００３１】
本実施形態では、負荷圧力側ライン１８には減圧弁２６、２９を設けずに、第一制御圧力側ライン２４及び第二制御圧力側ライン２５にそれぞれ、減圧弁２６、２９を設けている。そのため、負荷圧力側ライン１８の圧油によりシールドジャッキ１１に付与される負荷圧力Ｐ１は、減圧弁２６、２９による減圧が行われず、実質上高圧（負荷なりのジャッキの圧力）とされ、第一制御圧力側ライン２４の圧油によりシールドジャッキ１１に付与される第一制御圧力Ｐ２及び第二制御圧力側ライン２５の圧油によりシールドジャッキ１１に付与される第二制御圧力Ｐ３はそれぞれ、減圧弁２６、２９による減圧が行われ、中低圧とされる。
【００３２】
本実施形態では、第一制御圧力Ｐ２は、第一制御圧力側ライン２４に設けた第一減圧弁２６により調整され、第二制御圧力Ｐ３は、第二制御圧力側ライン２５に設けた第二減圧弁２９により調整される。このとき、第二圧油供給ライン１５内の油圧は、第二リリーフ弁２３により、制御圧力Ｐ２、Ｐ３の内高い方の圧力に所定圧力αを付加した圧力に調整される。
【００３３】
さらに、図１に図示したシールドジャッキ１１が盛替シールドジャッキ群に選定された場合、負荷圧力側ライン１８の開閉弁１９、第一制御圧力側ライン２４の開閉弁２７及び第二制御圧力側ライン２５の開閉弁２９が全て閉とされ、シールドジャッキ１１は、図示はしないが、別の系統から補給される圧油と、タンク２１への戻しラインとにより伸縮する。
【００３４】
本実施形態によれば、油圧ポンプ（第二油圧ポンプ）１４で加圧された圧油をシールドジャッキ１１に供給するための圧油供給ライン（第二圧油供給ライン）１５と、一端が圧油供給ライン１５に接続され、他端がシールドジャッキ１１に接続された第一制御圧力側ライン２４と、第一制御圧力側ライン２４に設けられ、第一制御圧力側ライン２４内の油圧を可変に減圧する第一減圧弁２６と、第一減圧弁２６より下流の第一制御圧力側ライン２４に設けられた第一開閉弁２７と、一端が圧油供給ライン１５に接続され、他端がシールドジャッキ１１に接続された第二制御圧力側ライン２５と、第二制御圧力側ライン２５に設けられ、第二制御圧力側ライン２５内の油圧を可変に減圧する第二減圧弁２９と、第二減圧弁２９より下流の第二制御圧力側ライン２５に設けられた第二開閉弁３０とを備えるため、第一減圧弁２６及び第二減圧弁２９で第一制御圧力Ｐ２及び第二制御圧力Ｐ３の両制御圧力を自由に変更できる油圧回路となり、シールド掘進機の方向修正のために計算上制御圧力Ｐ２とＰ３との高低関係が逆転しても同時掘進中に油圧ライン（第一制御圧力側ライン２４、第二制御圧力側ライン２５）を切り換える必要がなくなり、マシンの挙動を乱すことなく方向制御が可能となる。
【００３５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るシールドジャッキの圧力制御装置の概略図である。
【図２】図２は、油圧回路の回路図である。
【図３】図３は、開発中のシールドジャッキの圧力制御装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  圧力制御装置
１１  シールドジャッキ
１４  油圧ポンプ
１５  圧油供給ライン
２４  第一制御圧力側ライン
２５  第二制御圧力側ライン
２６  減圧弁（第一減圧弁）
２７  開閉弁（第一開閉弁）
２９  減圧弁（第二減圧弁）
３０  開閉弁（第二開閉弁）
【図１】
2010077651.tif 000003
【図２】
2010077651.tif 000004
【図３】
2010077651.tif 000005