【事件の表示】
　特許第２７６６５５３号「シールド掘進機の掘進管理装置」の請求項１及び２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２７６６５５３号の請求項１及び２に係る特許を維持する。
【理　由】
１.手続きの経緯
　本件特許第２７６６５５３号に係る出願は、平成２年１１月２７日の出願であって、平成１０年４月３日に特許権の設定がなされ、その後異議申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１１年９月２８日に訂正請求がなされたものである。
　
２. 訂正の要旨
訂正事項ａ
特許請求の範囲の請求項１中の
（１）「前記シ−ケンスコントロ−ラ、各種計測器、設定値ファイルおよび計測デ−タファイルからの入力情報に基づきカッ夕回転開始、シ−ルドジャッキ総推力が前回掘進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したこと、およびシ−ルドジャッキが前回の掘進ストロ−クと今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅から定まる所定ストロ−ク以上伸長したことの少なくとも３項目の条件が成立した時点で掘進開始を判断する」、
（２）「この掘進開始の判断結果」、
（３）「前記シ−ケンスコントロ−ラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報に基づき、シ−ルドジャッキが次のセグメント組立に必要な所定ストロ−クまで伸長したこと、およびシ−ルドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことの少なくとも２項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了を判断する」、
（４）「この掘進終了の判断結果」
を特許請求の範囲の減縮を目的として、
（１）「前記計測器からのカッ夕の回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッ夕回転開始判断部と、前記計測器により検出された作動油圧と前記シ−ケンスコントロ−ラから得られたシ−ルドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測デ−タファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部と、前記計測デ−タファイルから読み込んだ前リングでの掘進ストロ−クのデ−タと前記設定値ファイルから読み込んだ今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とを差し引き、この差し引き値を基準として前記計測器により検出したジャッキストロ−ク量が所定値以上になったかを判断する第１のストロ−ク量判断部と、これら力ッ夕回転開始判断部、推進力判断部、第１のストロ−ク量判断部のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進開始条件判断部と、この掘進開始条件判断部の判断結果に応じて掘進開始の信号を出力する掘進開始信号出力部とからなる」、
（２）「前記掘進開始信号出力部からの出力信号」、
（３）「前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準と
して前記計測器により検出したジャッキストロ−ク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロ−クまで伸長したかを判断する第２のストロ−ク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシ−ルドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、これら第２のストロ−ク量判断部、ジャッキ動作判断手段のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進終了条件判断部と、この掘進終了条件判断部の判断結果に応じて掘進終了の信号を出力する掘進終了信号出力部とからなる」、
（４）「前記掘進終了信号出力部からの出力信号」
と訂正する。
　また、特許請求の範囲の請求項２中の
「判断要素を、前記シ−ケンスコントロ−ラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報に基づき、シ−ルドジャッキが次のセグメント組立に必要な所定ストロ−クまで伸長したこと、シ−ルドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったこと、およびカッ夕回転停止の３項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了を判断するものとした」
を特許請求の範囲の減縮を目的として、
「条件判断部は、前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストロ−ク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロ−クまで伸長したかを判断する第２のストロ−ク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシ−ルドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、前記計測器からのカッ夕の回転情報に基づいてカッ夕の回転開始を判断するカッ夕回転開始判断部のすべてが条件を満すかを判断する判断部を有し、この判断結果を前記掘進終了信号出力部に出力する」と訂正する。
訂正事項ｂ
（１）明細書第６頁第１８行ないし第７頁第７行目「前記シ−ケンスコントロ−ラ、各種計測器、設定値ファイルおよび計測デ−タファイルからの入力情報に基づきカッ夕回転開始、シ−ルドジャッキ総推力が前回掘進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したこと、およびシ−ルドジャッキが前回の掘進ストロ−クと今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅から定まる所定ストロ−ク以上伸長したことの少なくとも３項目の条件が成立した時点で掘進開始を判断する」、
（２）明細書第７頁第８行目「この掘進開始の判断結果」、
（３）明細書第７頁第１０行ないし第１６行目「前記シ−ケンスコントロ−ラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報に基づき、シ−ルドジャッキが次のセグメント組立に必要な所定ストロ−クまで伸長したこと、およびシ−ルドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことの少なくとも２項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了を判断する」、
（４）明細書第７頁第１７行目「この掘進終了の判断結果」
を、不明瞭な記載の釈明を目的として、
（１）「前記計測器からの力ッ夕の回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッ夕回転開始判断部と、前記計測器により検出された作動油圧と前記シ−ケンスコントロ−ラから得られたシ−ルドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測デ−タファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部と、前記計測デ−タファイルから読み込んだ前リングでの掘進ストロ−クのデ−タと前記設定値ファイルから読み込んだ今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とを差し引き、この差し引き値を基準として前記計測器により検出したジャッキストロ−ク量が所定値以上になったかを判断する第１のストロ−ク量判断部と、これらカッ夕回転開始判断部、推進力判断部、第１のストロ−ク量判断部のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進開始条件判断部と、この掘進開始条件判断部の判断結果に応じて掘進開始の信号を出力する掘進開始信号出力部とからなる」、
（２）「前記掘進開始信号出力部からの出力信号」、
（３）「前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストロ−ク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロ−クまで伸長したかを判断する第２のストロ−ク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシ−ルドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、これら第２のストロ−ク量判断部、ジャッキ動作判断手段のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進終了条件判断部と、この掘進終了条件判断部の判断結果に応じて掘進終了の信号を出力する掘進終了信号出力部とからなる」、
（４）「前記掘進終了信号出力部からの出力信号
」と訂正する。　　　　　　　　　　　　　　　　
３.訂正の適否
　Ａ.訂正の目的の適否、新規事項の有無、拡張・変更の存否
　訂正事項ａに係る訂正は、特許請求の範囲の減縮に該当し、願書に添付された明細書の記載の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　訂正事項ｂに係る訂正は、明瞭でない記載の釈明に該当し、願書に添付された明細書の記載の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　Ｂ.独立特許要件について
　ａ.訂正明細書の請求項１及び２に係る発明
　訂正明細書の請求項１及び２に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１及び２に記載されたとおりのものである。
　ｂ.引用文献
　当審が先に通知した取消理由で引用した「シ−ルド工法の自動化・ロボット化とその導入/施工事例」（以下、「引用例」という。）の「新しい体積シ−ルド工法とその課題」とした論文には、コンピュ−タを用いたシ−ルド掘進機のデ−タ収集及び掘進管理システムが記載されており、第７３頁の図４−２にはコンピュ−タ処理フロ−の概要が記載され、第７４頁の表４−２には、力ッ夕回転数やジャッキ圧やジャッキストローク等の収集デ−タから推進力等の演算デ−タを得ることが記載されている。
　また、第７５頁には、「デ−タベ−スとして各信号の管理デ−タ、基本デ−タ、知識ベ−スとして切羽状況判断知識、運転方法知識が入力してある。これらのデ−タベ−スと知識ベ−スを基に５ｃｍ掘進が進む毎に掘進状況を判断し、その結果を０．０〜１．０の確信度で表す。」と記載されている。
　また、第７７頁には、「当システムは、デ−タ収集システム、掘進管理システムの各々のデ−タを保存しており、随時これらのデ−タを参照することができる。データはリング毎の集計値、１リング中の５ｃｍ毎の集計値のもの等がある。」と記載され、またこれに続いて「当システムは、ジャイロコンパス、レベルからのデータを予め入力してある路線デ−タと比較してシ−ルドマシンの位置姿勢を求め、モニタ−すると共に必要に応じて進路修正のジャッキパタ−ンを出力する。」と記載され、更に「学習機能」の項に「１リング
掘進する毎に管理値を再設定する」との記載がある。
　そして、同じく引用例の標題を「セグメント自動組立システムとシ−ルド工事の統合管理（ＨＩ−ＳＤＡＣＳ）」とした論文には、第８５頁の図−４制御システム構成図に、マイコンにてデ−タ演算や計測デ−タ処理等を行い、プログラマプルシ−ケンサにて掘進制御やストロ−ク制御等を行うことが開示されているとともに、図−５自動組立フロ−図には、既設セグメント接合面計測や内面計測等を行ってこれらのデ−タを取り込むことが開示されている。更に、第８７頁には、「レ−ザ式変位計により既設接合面と内面までの距離を計測する旨の記載がある。
　また、第９３頁には、このＨＩ−ＳＤＡＣＳシステムの概念図が記載され、第９４頁には、パーソナルコンピュ−タ、ＰＣ（プログラマプルコントロ−ラ）、デジタル調節計の機能が記載されている。
　また、第９６頁の表−３自動化システムの機能には、レ−ザ−自動測量システム、測量管理システム、ジャイ口自動測量システム、方向制御システムの機能が記載されている。
　また、第９７頁の図−１２自動運転フロ−図には、力ツ夕旋回し、ジャッキ稼働してから運転状態の監視及び速度・負荷制御（各種計測デ−タの収集、制御演算）を行い、またジャッキ停止や力ッ夕停止の後に掘進終了とすることが記載されている。
　ｃ.対比
　訂正明細書の請求項１に係る発明と引用例記載の発明とを対比すると、引用例には、請求項１に係る発明の構成の一部の「前記計測器により検出された作動油圧と前記シ−ケンスコントロ−ラから得られたシ−ルドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測デ−タファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部」（以下、「構成Ａ」という。）の記載がなく、またこれを示唆する記載もない。そして請求項１に係る発明は、前記構成Ａにより、「セグメント組立時のシ−ルドの沈下が回復した状態を掘進開始判断で確認できるため、方向制御の制御目標値および計測デ−タの入力開始を適正なタイミングで行い、制御開始直後にオ−バ−シュ−トを生じることのない安定した制御できる。」という明細書記載の効果を奏するものであるから、訂正明細書の請求項１に係る発明は、上記引用例記載の発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものとすることはできない。
　また、訂正明細書の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明をさらに限定したものであるから、請求項１についての判断と同様の理由により、上記引用例記載の発明に基づいて当業者が容易に発明することができたものとすることはできない。
　したがって、訂正明細書の請求項１及び２に係る発明は、特許出願の際、独立して特許を受けることができるものである。
　
　Ｃ.訂正の適否のまとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第２項及び第３項で準用する特許法第１２６条第２乃至４項の規定に該当するので、当該訂正を認める。
４.異議申立について
　（１）特許異議申立の理由の概要
　特許異議申立人藤原洋一は、証拠方法として甲第１乃至９号証を提出し、本件特許の請求項１及び２に係る発明の特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、取り消されるべきものであると主張している。
　（２）提出された証拠方法
　甲第１号証:特公昭６１−５６７５５号公報
　甲第２号証:特開平２−２６１１９２号公報
　甲第４号証:（第１回建設ロボットシンポジウム　論文集「ＬＡＮを利用　したシ−ルド施工の統合管理」）
　甲第５号証の（１）:（営団地下鉄７号線飛鳥山　Ｂ線工区土木工事）、　甲第５号証の（２）（Ｈ　Ｉ−ＳＤＡＣＳ概要仕様書）
　甲第６号証:（“最近の土木系シ−ルド”（掘進　用添加剤併用方式）−　技術的動向と課題）
　甲第７号証:（最近のシ−ルド工事における“小型コンピュ−タ”の現場　活用事例
　甲第８号証:（トンネル工事の制御管理システムと自動化・無人化技術）
　甲第９号証:（トンネル標準示方書（シ−ルド編）・同解説）
　
（３）異議申立についての判断
　甲第１乃至９号証には、訂正明細書の請求項１及び２に係る発明の構成Ａが記載されておらず、前記構成Ａを示唆する記載もなく、訂正明細書の請求項１及び２に係る発明は、明細書記載の作用・効果を奏するものであるから、甲第１乃至９号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとすることはできない。
（４）むすび
　以上のとおりであるから、異議申立人の主張する理由及び提出した証拠方法によっては、本件特許の請求項１及び２に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に、本件特許の請求項１及び２に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年９月６日（２０００．９．６）
【訂正の要旨】
本件特許第２７６６５５３号の訂正事項は、以下のとおりである。
Ａ．特許請求の範囲の減縮を目的として、
１．明細書の特許請求の範囲の請求項１の、
（１）「前記シーケンスコントローラ、各種計測器、設定値ファイルおよび計測データファイルからの入力情報に基づきカッタ回転開始、シールドジャッキ総推力が前回掘進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したこと、およびシールドジャッキが前回の掘進ストロークと今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅から定まる所定ストローク以上伸長したことの少なくとも３項目の条件が成立した時点で掘進開始を判断する」、
（２）「この掘進開始の判断結果」、
（３）「前記シーケンスコントローラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報に基づき、シールドジャッキが次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したこと、およびシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことの少なくとも２項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了を判断する」、
（４）「この掘進終了の判断結果」を、
（１）「前記計測器からのカッタの回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッタ回転開始判断部と、前記計測器により検出された作動油圧と前記シーケンスコントローラから得られたシールドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測データファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部と、前記計測データファイルから読み込んだ前リングでの掘進ストロークのデータと前記設定値ファイルから読み込んだ今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とを差し引き、この差し引き値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が所定値以上になったかを判断する第１のストローク量判断部と、これらカッタ回転開始判断部、推進力判断部、第１のストローク量判断部のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進開始条件判断部と、この掘進開始条件判断部の判断結果に応じて掘進開始の信号を出力する掘進開始信号出力部とからなる」、
（２）「前記掘進開始信号出力部からの出力信号」、
（３）「前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したかを判断する第２のストローク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、これら第２のストローク量判断部、ジャッキ動作判断手段のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進終了条件判断部と、この掘進終了条件判断部の判断結果に応じて掘進終了の信号を出力する掘進終了信号出力部とからなる」、
（４）「前記掘進終了信号出力部からの出力信号」
と訂正する。
２．明細書の特許請求の範囲の請求項２の、
「判断要素を、前記シーケンスコントローラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報に基づき、シールドジャッキが次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したこと、シールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったこと、およびカッタ回転停止の３項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了を判断するものとした」を、
「条件判断部は、前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したかを判断する第２のストローク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、前記計測器からのカッタの回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッタ回転開始判断部のすべてが条件を満すかを判断する判断部を有し、この判断結果を前記掘進終了信号出力部に出力する」
と訂正する。
Ｂ．明瞭でない記載の釈明を目的として、
（１）明細書第６頁第１８行ないし第７頁第７行目「前記シーケンスコントローラ、各種計測器、設定値ファイルおよび計測データファイルからの入力情報に基づきカッタ回転開始、シールドジャッキ総推力が前回掘進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したこと、およびシールドジャッキが前回の掘進ストロークと今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅から定まる所定ストローク以上伸長したことの少なくとも３項目の条件が成立した時点で掘進開始を判断する」、
（２）明細書第７頁第８行目「この掘進開始の判断結果」、
（３）明細書第７頁第１０行ないし第１６行目「前記シーケンスコントローラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報に基づき、シールドジャッキが次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したこと、およびシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことの少なくとも２項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了を判断する」、
（４）明細書第７頁第１７行目「この掘進終了の判断結果」を、
（１）「前記計測器からのカッタの回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッタ回転開始判断部と、前記計測器により検出された作動油圧と前記シーケンスコントローラから得られたシールドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測データファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部と、前記計測データファイルから読み込んだ前リングでの掘進ストロークのデータと前記設定値ファイルから読み込んだ今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とを差し引き、この差し引き値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が所定値以上になったかを判断する第１のストローク量判断部と、これらカッタ回転開始判断部、推進力判断部、第１のストローク量判断部のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進開始条件判断部と、この掘進開始条件判断部の判断結果に応じて掘進開始の信号を出力する掘進開始信号出力部とからなる」、
（２）「前記掘進開始信号出力部からの出力信号」、
（３）「前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したかを判断する第２のストローク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、これら第２のストローク量判断部、ジャッキ動作判断手段のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進終了条件判断部と、この掘進終了条件判断部の判断結果に応じて掘進終了の信号を出力する掘進終了信号出力部とからなる」、
（４）「前記掘進終了信号出力部からの出力信号」
と訂正する。
（５４）【発明の名称】
シールド掘進機の掘進管理装置
（５７）【特許請求の範囲】
　１．シールド掘進機の掘進データの収集およびシールド方向制御等の掘進制御をセグメントの１リング単位で行なう掘進管理装置において、操作盤からのオペレータ操作信号および後記制御演算要素からの制御信号によりカッタ駆動モータ、シールドジャッキ等の掘進用アクチュエータを直接制御するシーケンスコントローラと、ジャッキストローク、ジャッキ作動油圧、シールド姿勢等のデータを計測する各種計測器と、リング番号および１リングごとのセグメント幅、制御目標値等の設定値を格納する設定値ファイルと、掘進中に得られた計測データを掘進データとして保持するデータバッファと、前回掘進時までの計測データを格納する計測データファイルと、前記設定値ファイル内の制御目標値とこれに対応する各種計測器の計測データとを実時間で比較演算して方向制御等に必要な制御信号を出力する制御演算要素と、
前記計測器からのカッタの回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッタ回転開始判断部と、前記計測器により検出された作動油圧と前記シーケンスコントローラから得られたシールドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測データファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部と、前記計測データファイルから読み込んだ前リングでの掘進ストロークのデータと前記設定値ファイルから読み込んだ今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とを差し引き、この差し引き値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が所定値以上になったかを判断する第１のストローク量判断部と、これらカッタ回転開始判断部、推進力判断部、第１のストローク量判断部のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進開始条件判断部と、この掘進開始条件判断部の判断結果に応じて掘進開始の信号を出力する掘進開始信号出力部とからなる
前記掘進開始信号出力部からの出力信号
前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したかを判断する第２のストローク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、これら第２のストローク量判断部、ジャッキ動作判断手段のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進終了条件判断部と、この掘進終了条件判断部の判断結果に応じて掘進終了の信号を出力する掘進終了信号出力部とからなる
前記掘進終了信号出力部からの出力信号
　２．請求項１記載のシールド掘進機の掘進管理装置において、前記掘進終了
条件判断部は、前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したかを判断する第２のストローク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、前記計測器からのカッタの回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッタ回転開始判断部のすべてが条件を満すかを判断する判断部を有し、この判断結果を前記掘進終了信号出力部に出力する
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
　本発明は、シールド掘進機の掘進データの収集、およびシールド方向制御等の掘進制御をセグメントの１リング単位で行う掘進管理装置に関する。
〔従来の技術〕
　シールド掘進機の掘進管理は、通常、セグメントの１リング単位で行われる。したがって、掘進データの収集とシールド方向制御等の掘進制御をコンピュータを用いて行う場合、１リングごとの掘進開始、終了にタイミングを合わせてデータ収集、制御を実行させたり停止させたりすることが重要である。
　従来のコンピュータによる掘進管理では、オペレータがシールド掘進機各部の状態から１リングごとの掘進開始、終了を判断してコンピュータに判断結果を入力し、その入力に対してプログラム上で必要な処理を行っていた。通常、プログラム上では、掘進開始の入力によりデータ収集、制御を実行し、１リングの掘削終了の入力によりデータ収集、制御を停止すると共に、コンピュータ内のデータバッファに蓄えられていた１リング分の計測データを外部の計測データファイルに移し、統計処理等の処理を行うようにしている。
　また、方向制御の制御目標値等は１日の路線計画で設定された値をリング番号とともに設定値ファイルに入れておき、１リングの掘進終了後にオペレータのキー操作により設定値ファイル内の現在のリング番号を更新するとか、あるいは設定値ファイルを置かず、１リングごとに制御目標値等をキーボードから入力する方法がとられていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術では、コンピュータ処理による掘進管理の完全自動化ができず、オペレータに負担がかかるだけでなく、誤入力や入力忘れのため、正確な掘進データが得られなかったり、適正な掘進制御ができなかったりする恐れがある。
　本発明の目的は、１リングごとの掘進開始、終了判断とそれに伴う処理を自動化し、掘進データの収集および掘進制御に基本的にマニュアル操作を不要とするとともに、正確なデータ収集と適正な制御ができるようにすることにある。
〔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の掘進管理装置は、第１図に示すように、操作盤からのオペレータ操作信号および後記制御演算要素からの制御信号によりカッタ駆動モータ、シールドジャッキ等の掘進用アクチュエータを直接制御するシーケンスコントローラと、ジャッキストローク、ジャッキ作動油圧、シールド姿勢等のデータを計測する各種計測器と、リング番号および１リングごとのセグメント幅、制御目標値等の設定値を格納する設定値ファイルと、掘進中に得られた計測データを掘進データとして保持するデータバッファと、前回掘進時までの計測データを格納する計測データファイルと、前記設定値ファイル内の制御目標値とこれに対応する各種計測器の計測データとを実時間で比較演算して方向制御等に必要な制御信号を出力する制御演算要素と、
前記計測器からのカッタの回転情報に基づいてカッタの回転開始を判断するカッタ回転開始判断部と、前記計測器により検出された作動油圧と前記シーケンスコントローラから得られたシールドジャッキの使用本数とから総推力を算出し、この算出した総推力が前記計測データファイルから読み込んだ前回推進時の総推力を基準とする掘進状態での必要推力に達したかを判断する推進力判断部と、前記計測データファイルから読み込んだ前リングでの掘進ストロークのデータと前記設定値ファイルから読み込んだ今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とを差し引き、この差し引き値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が所定値以上になったかを判断する第１のストローク量判断部と、これらカッタ回転開始判断部、推進力判断部、第１のストローク量判断部のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進開始条件判断部と、この掘進開始条件判断部の判断結果に応じて掘進開始の信号を出力する掘進開始信号出力部とからなる
前記掘進開始信号出力部からの出力信号
前記設定値ファイルから読み込んだ掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕値を加算し、この加算値を基準として前記計測器により検出したジャッキストローク量が次のセグメント組立に必要な所定ストロークまで伸長したかを判断する第２のストローク量判断手段と、前記計測器からのジャッキの動作状況情報に基づいてシールドジャッキの押し動作が停止して引き動作に移ったことを判断するジャッキ動作判断手段と、これら第２のストローク量判断部、ジャッキ動作判断手段のすべてが条件を満たしたかを判断する掘進終了条件判断部と、この掘進終了条件判断部の判断結果に応じて掘進終了の信号を出力する掘進終了信号出力部とからなる
前記掘進終了信号出力部からの出力信号
〔作用〕
　上記の構成において、掘進開始判断要素は、シーケンスコントローラ、各種計測器、設定値ファイルおよび計測データファイルからの入力情報を基に掘進開始の判断をし、掘進終了判断要素は、シーケンスコントローラ、各種計測器および設定値ファイルからの入力情報を基に１リングの掘進終了の判断をする。それぞれの判断結果に基づく第１、第２の指令手段からの指令により、制御演算要素は掘進開始とともに制御演算を実行し、掘進終了とともに制御演算を停止する。また、データバッファは掘進開始とともに各種計測器の計測データを取り込み、掘進終了とともにデータ取込みを停止し、蓄えられたデータは計測データファイルに転送される。さらに、推進終了とともに設定値ファイル内の現在のリング番号の更新が自動的に行われる。したがって、１日１回の設定値入力操作以外は掘進データの収集および掘進制御にマニュアル操作を必要としない。
〔実施例〕
　以下、本発明の実施例を図面により説明する。
　第２図〜第４図に示すシールド掘進機１は土圧式シールドで、シールド本体２、回転カッタ３、カッタ支持ベアリング４、カッタ駆動モータ５、シールドジャッキ６、排土用スクリュウコンベア７、エレクタ８を主体として構成されている。９はトンネル外壁を形成するセグメントである。シールド機内には、ジャッキストローク計１０、土圧計１１、姿勢計測装置（傾斜計、ジャイロコンパス等）１２を含む各種計測器が装備されている。
　第２図は１リング分のセグメント組立が終ってこれから掘進に入ろうとする状態を示す図で、シールドジャッキ６とセグメント９との間にクリアランス（余裕代）αが存在し、これが掘進開始前の空押しストロークとなる。このときカッタ３は停止している。
　第３図は掘進状態を示す図で、カッタ３は回転しており、シールドジャッキ６もセグメント９を反力受けとして突っ張った状態にある。
　第４図は１リングの掘進終了直前の状態を示す図で、シールドジャッキ６は次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅に余裕代（α＝５０〜１００ｍｍ）を加えたストロークまで伸長している。この状態からジャッキ押し動作を停止し、セグメント組立スペースが必要な箇所のジャッキを引き動作させる。
　第５図はシールドジャッキの油圧回路図で、６ｌ〜６ｎはシールドジャッキ、１３ｌ〜１３ｎは使用ジャッキ選択用電磁弁、１４はジャッキ押引動作選択用電磁弁であり、ジャッキ総推力は、油圧センサ１５で計測した油圧源の作動油をジャッキ１本当りの推力に換算し、さらに選択した使用ジャッキ本数を掛けることで算出される。
　第６図は本発明による掘進管理装置の一実施例のシステム構成図である。シーケンスコントローラ２１は、操作盤２２からのオペレータ操作信号▲Ａ▼、およびコンピュータ２３からの制御信号▲Ｂ▼を受けてアクチュエータ制御信号▲Ｃ▼を出力し、カッタ駆動モータ、シールドジャッキ、コンベア駆動モータを含む掘進用アクチュエータ２０を直接制御する。第５図に示すシールドジャッキ油圧回路の使用ジャッキ選択用電磁弁１３ｌ〜１３ｎ、ジャッキ押引動作選択用電磁弁１４等は、このアクチュエータ制御信号▲Ｃ▼によって操作される。コンピュータ２３には、シーケンスコントローラ２１からカッタ回転の有無、使用ジャッキ本数、ジャッキ押引状態等を表わす情報としてアクチュエータ動作信号▲Ｄ▼が送られる。また、各種計測器２４からのジャッキストローク、ジャッキ作動油圧、切羽土圧、シールド姿勢（ピッチング、ヨーイング等）を含む計測データ▲Ｅ▼も信号伝送器２５で増幅、変換されてコンピュータ２３へ送られる。コンピュータ２３には設定ファイル２６、計測データファイル２７、キーボード２８、モニタ２９が接続されている。設定値ファイル２６は１日の路線計画で設定されたリング番号、各リングのセグメント幅、テーパ量、方向制御の制御目標値等を格納し、計測データファイル２７は前回掘進時までの計測データを格納する。これらのファイルは書き込み、読み出し可能な外部記憶装置で構成されている。キーボード２８は設定値入力等に使用され、モニタ２９は掘進状態の監視、統計処理されたデータの表示などに使用される。
　コンピュータ２３は、シーケンスコントローラ２１、各種計測器２４、設定値ファイル２６、計測データファイル２７からの入力情報を基に、方向制御等の制御演算、１リングごとの掘進開始、終了判断処理、データ統計処理の各機能をそれぞれのプログラムに従って実行する
　このうち、掘進開始、終了判断処理の内容を以下に詳述する。
　シールド掘進機における１リングの掘進開始の手順は次のとおりである。（第２図、第３図参照）。
（１）カッタ３の回転を開始する。
（２）シールドジャッキ６を今回組み立てたセグメント９の位置まで空押し終了した状態から、選択した使用ジャッキをさらに伸ばし推進を開始する。
（３）総推力の上昇、切羽土圧の上昇、カッタトルクの上昇を確認する。
（４）土圧式シールドでは、スクリュウコンベア７による排土を開始し、同時に速度調整をする（泥水式シールドでは、流体輸送開始のタイミングは掘削開始と直接関係しない）。
　本発明の掘進管理装置では、第７図に示すフローチャートのステップ１０１〜１０４で掘進開始の判断を自動的に行う。
　まず、カッタ回転開始については、例えばシーケンスコントローラ２１からカッタ回転の有無を示す１ビットのフラグを作動状態信号Ｄとして出力させ、コンピュータ２３上でフラグの内容からカッタ回転開始を判断する。動作状態信号に代えて、カッタ回転速度の計測データの変化から回転開始を判断してもよい（ステップ１０１）。
　次に、前リングでの掘進ストロークのデータと今回組み立てたセグメントリングのセグメント幅とをそれぞれ計測データファイル２７、設定ファイル２６から読み込み、これら両データの引き算により掘進開始までのシールドジャッキ６の空押しストロークを求め、算出した空押しストロークを基準にしてジャッキストロークが所定値以上になったことを判断する。軟弱地盤では、セグメント組立時にシールドが自重により沈下して前下がり姿勢になるので、空押し終了後、掘進開始前にカッタを回転させながらシールドジャッキを押し動作させてシールドの前下がり姿勢を修正する。この場合、前下がり姿勢の修正のためにあらかじめ見込んだストロークを空押しストロークに加算したものを所定値として、計測されたジャッキストロークと比較判断する（ステップ１０２）。
　総推力上昇については、計測されたジャッキ作動油圧とシーケンスコントローラ２１で検知された使用ジャッキ本数とから総推力を算出し、計測データファイル２７から読み込んだ前リングの総推力を基準にして掘進状態での必要推力に達したことを判断する（ステップ１０３）。前リングの総推力を基準にしたのは、前リングとの間で必要推力が急激に変化することはないからである。
　１リングの掘進開始判断は、以上３項目の条件が全て成立した時点で下すようにプログラムされている（ステップ１０４）。掘進開始と判断された場合は、その時点より掘進データの収集、および制御演算の実行がプログラム上で指令される（ステップ１０５）。すなわち、各種計測器２４の計測データはそのまま、もしくは総推力等に換算された上でコンピュータ２３内のデータバッファ（図示せず）に掘進データとして取り込まれ、同時にコンピュータ２３の制御演算プログラム（図示せず）がスタートし、設定値ファイル２６から読み込んだ現在のリングでの制御目標値と計測されたシールド姿勢（ピッチング量およびヨーイング量）とを比較演算して、上下左右の方向制御に必要な制御信号Ｂをシーケンスコントローラ２１へ出力する。これにより掘進中の方向制御が実時間で行われる。前述のように、セグメント組立時に生じたシールドの沈下（前下り姿勢）を掘進開始前に修正しておくことで、制御開始直後のオーバーシュートによるシールドの蛇行を防止することができる。
　シールド掘進機における１リングの掘進終了の手順は次のとおりである。（第４図参照）。
（１）シールドジャッキストロークが次のセグメント組立に必要なストロークに達したことを確認する。
（２）土圧式シールドでは排土を停止する（泥水式シールドでは、流体輸送停止のタイミングは掘進終了と直接関連しない）。
（３）シールドジャッキ６の押し動作を停止する。
（４）カッタ３の回転を停止する。
（５）次のセグメント組立のためのジャッキ引き動作に移る。
　本発明の掘進管理装置では、第７図に示すフローチャートのステップ１０６〜１０８で掘進終了の判断を自動的に行う。
　すなわち、掘進開始時に次に組み立てるセグメントリングのセグメント幅を設定値ファイル２６から読み込み、そのセグメント幅に余裕値を加算して次のセグメント組立に必要な掘進ストローク（第４図に示す１＋αの値）を求め、この値を基準にしてジャッキストロークが掘進終了値に達したことを判断する（ステップ１０６）。さらに、ジャッキ押し動作を停止し、引き動作に移ったことをジャッキ作動速度の変化、もしくはシーケンスコントローラ２１からの動作状態信号により判断する（ステップ１０７）。
　以上の２項目の条件が成立した時点で１リングの掘進終了の判断を下すようにプログラムされている（ステップ１０８）。図示はしないが、さらにカッタ回転停止の条件を判断項目に入れることで、掘進終了の確信度をより高めることができる。ジャッキ引き動作の確認は、ジャッキストロークが掘進終了値に近付いた時点での一時的な掘進停止を掘進終了と誤認することを防ぐために行うもので、全ジャッキについて行う必要はなく、セグメント組立の始点となるシールド最下部付近のジャッキ引き動作を確認するだけで十分である。
　掘進終了と判断された場合は、その時点でプログラム上の指令により、掘進データの収集および制御演算を停止するとともに、１リング分の計測データをデータバッファから計測データファイル２７に転送し、さらに設定値ファイル２６内の現在のリング番号を更新する処理が自動的に行われる（ステップ１０９）。
　第７図において、ステップ１０１〜１０４は前記掘進開始判断要素に、ステップ１０５は前記第１の指令手段に、ステップ１０６〜１０８は前記掘進終了判断要素に、ステップ１０９は前記第２の指令手段にそれぞれ対応している。
　上記実施例では、掘進制御の一例としてシールド方向制御について述べたが、このほか制御演算要素を含まない稼働データ計測システム等１リング毎の掘進管理システムにも用いる事ができる。
〔発明の効果〕
　本発明によれば、下記の効果が得られる。
（ｉ）１リングごとの掘進開始、終了判断とこれに伴う処理を自動的に行えるため、オペレータの負担が軽減される。
（ｉｉ）オペレータの入力ミス（忘れ）により、掘進データとしてジャッキ空押し状態でのデータや掘進終了後のデータが誤って計測データファイルに転送されることがないため、掘進データの統計処理などを正確に行うことが出来る。
（ｉｉｉ）入力ミス（忘れ）による制御の乱れを防止できるとともに、セグメント組立時のシールドの沈下が回復した状態を掘進開始判断で確認できるため、方向制御の制御目標値および計測データの入力開始を適切なタイミングで行い、制御開始直後にオーバーシュートを生じることのない安定した制御ができる。
（ｉｖ）１リングの掘進終了判断により、設定値ファイル内の現在のリング番号が自動的に更新されるので、あらかじめ入力した各リングの設定値をファイルから誤りなく読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明の概念図、第２図〜第４図はそれぞれシールド掘進機のセグメント組立終了時の状態、掘進状態および掘進終了直前の状態を示す断面図、第５図はシールドジャッキ油圧回路図、第６図は本発明による掘進管理装置の一実施例のシステム構成図、第７図は第６図のコンピュータで実行される掘進開始、終了判断処理のフローチャートである。
　１…シールド掘進機、２…シールド本体、３…回転カッタ、５…カッタ駆動モータ、６…シールドジャッキ、９…セグメント、１０…ジャッキストローク計、１２…姿勢計測装置、１５…油圧センサ、２０…アクチュエータ、２１…シーケンスコントローラ、２２…操作盤、２３…コンピュータ、２４…各種計測器、２６…設定値ファイル、２７…計測データファイル、１０１〜１０４…掘進開始判断要素に対応するステップ、１０５…第１の指令手段に対応するステップ、１０６〜１０８…掘進終了判断要素に対応するステップ、１０９…第２の指令手段に対応するステップ。