(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機の筒状筐体の後部内周部に沿って配設され、推進方向に平行な推力を得る複数のシールドジャッキの伸縮動作を行わせるための複数の操作手段が配列された複数のジャッキ操作盤が上下方向に互いに離間して配置され、前記操作手段はそれぞれ前記シールドジャッキの押しおよび引き動作を切り替えるための押引切替え操作手段と、動作させるべき所望の前記シールドジャッキを選択するためのジャッキ選択操作手段とを具え、前記ジャッキ操作盤の中の少なくとも一つは何れかの前記ジャッキ操作盤のみを選択的に操作可能にする操作盤選択操作手段を具えたシールド掘進機のジャッキ操作装置において、前記操作盤選択操作手段は各々の前記ジャッキ操作盤に設けられ、自動復帰型のスイッチの操作により付勢される自己保持型の切替リレーで構成したことを特徴とするシールド掘進機のジャッキ操作装置。
【請求項２】
自己保持型の切替リレーは該切替リレーが接続される電源に前記切替リレーの常開接点と他の各々のジャッキ操作盤に設けられる自動復帰型のスイッチの操作により付勢される各々の切替リレーの各常閉接点との直列回路を介して接続されることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機のジャッキ操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド掘進機の後部内周部に沿って配設される複数のシールドジャッキの伸縮動作を行わせるための操作手段が配列された複数のジャッキ操作盤を具えたシールド掘進機のジャッキ操作装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
地中に略水平方向の大径の孔を掘削するにはシールド掘進機を用いた推進工法による場合が多い。図７はシールド掘進機のシールドジャッキ操作部近傍の構成を示す模式図である。シールド掘進機１はその先端に設けられ、前面に多数の掘削刃が植設されたカッター７を回転させて地山Ｅを掘削しながら前進させることにより、ほぼカッター７の径と同径の坑道８が形成される。シールド掘進機１の後部にはその内周部に沿って推進方向に平行な複数のシールドジャッキ５が配設されており、これらのシールドジャッキ５の作動桿５１の端部を坑道８の内壁面を支持する周方向に複数に分割された湾曲板状の壁板（セグメント）６に当接させ、該壁板６からの反力を得てシールドジャッキ５を一斉に伸長させることにより、シールド掘進機１を切羽ＷＦ側に推進させる推力を得ている。
【０００３】
シールドジャッキ５がほぼ伸長し切ると、所定のシールドジャッキ５のみを収縮させて該シールドジャッキ５の作動桿５１の端部を壁板６から離間させ、作動桿５１の端部と壁板６端面との間に所定の長さの空間を形成せしめ、その空間に新たな壁板６を嵌め込み、その壁板６端面と作動桿５１の端部とを当接させてシールド掘進機１の推力に対する反力を得る。同様にして、隣接するシールドジャッキ５と対向する壁板６との間にも新たな壁板６を嵌め込む作業を行い、以下、順次坑道８の周方向に沿った新たな壁板６を嵌め込み作業を行って、新たな壁板６による１周分の支持壁を形成する。これにより、新たな壁板６端面から反力を得て、シールド掘進機１を推進させる次段の推進工程を実施することができる。
【０００４】
ところで、上述の新たな壁板６の嵌め込み作業を行う場合には、壁板６端面と作動桿５１の端部との当接および離間状態、壁板６と隣接する壁板６との当接状態を正確に確認しながら、所定のシールドジャッキ５の伸長および収縮操作を行わなければならないので、シールドジャッキ５の伸長および収縮操作を行わせるためのジャッキ操作盤は操作されるシールドジャッキ５の近傍、あるいは少なくともシールドジャッキ５が見える位置に配置されなければならない。坑道８の口径が大径化して作業員の身長よりはるかに大きくなると、作業の効率化を計るためにシールド掘進機１の内部に作業台を設置すると共に、該作業台上で操作できるようにするために操作盤を増設しなければならない。
【０００５】
上述の図７に示す例では、同一の操作が可能なものが上下方向に３つ配置されている。操作者はシールド掘進機１の垂直方向の支柱２に支持された２段の作業台３の間を階段３１，３２を昇降して、上部、中部、下部の壁板６の嵌め込み作業に応じて、それぞれ上段、中段、下段のジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃを操作するようになっている。
【０００６】
図４は各ジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃの前面の形態およびそれらの間の接続状態を示す説明図である。同図に示すように、各ジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃにはそれぞれのシールドジャッキ５の押し（伸長）、引き（収縮）動作の切替えを行わせるための押引切替えスイッチ４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）、動作させるシールドジャッキ５を選択するための全数分のシールドジャッキ選択スイッチ４２（Ａ，Ｂ，Ｃ）が設けられており、何れのジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃを操作しても全てのシールドジャッキ５の伸縮操作を行えるようになっている。しかし、各ジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃは並行して操作することはできず、その中の何れかのみを操作できるようになっている。そして、操作可能なジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）は中段のジャッキ操作盤４Ｂに設けられた操作盤切替スイッチ４０の切替え操作により切り替えられるようになっている。
【０００７】
図５および図６はそれぞれジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）のスイッチ回路図および動作回路図である。これらの図に示すように、操作盤切替スイッチ４０（ＣＳ２１）および押引切替えスイッチ４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）（ＣＳｉ２((ｉ＝１〜３))）はそれぞれ３段切替および２段切替のカムスイッチで構成され、シールドジャッキ選択スイッチ４２（Ａ，Ｂ，Ｃ）は自己保持型の押釦スイッチＰＢｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜ｎ）（ｎはシールドジャッキ５の個数）で構成されている。操作盤切替スイッチ４０の動作回路では、上段の切替接点は上段切替リレーＲＹ１の常開接点と上段引動作リレーＲＹ４の常閉接点、上段押動作リレーＲＹ５の常閉接点との並列回路と、中段切替リレーＲＹ２の常閉接点と、下段切替リレーＲＹ３の常閉接点と、上段切替リレーＲＹ１との直列回路に接続されている。中段および下段の切替接点が接続される動作回路も同様の回路で構成されている。
【０００８】
また、上段の押引切替えスイッチ４１Ａの引切替接点は上段押動作リレーＲＹ５の常閉接点と上段引動作リレーＲＹ４との直列回路に接続されており、引切替接点は上段引動作リレーＲＹ４の常閉接点と上段押動作リレーＲＹ５との直列回路に接続されている。中段および下段の押引切替えスイッチ４１Ｂ，４１Ｃの引、押引切替接点が接続される動作回路も同様の回路で構成されている。このように、押引切替えスイッチ４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）の動作回路では、当該方向の動作リレーに反対方向の動作リレーの常閉接点が直列接続されることにより、押引動作が同時に作用するのを防止するようになっている。また、シールドジャッキ選択スイッチ４２（Ａ，Ｂ，Ｃ）の押釦スイッチＰＢｉｊは上段、中段および下段切替リレーＲＹｉとシールドジャッキ５に圧油を供給する図示しない油圧回路のシールドジャッキ選択弁を駆動する各ソレノイドＳＬ１〜ＳＬｎとの直列回路に接続されている。
【０００９】
さらに、シールドジャッキ５に供給される圧油の方向を切り替える方向切替弁を駆動する各ソレノイドは例えば、上段切替リレーＲＹ１が動作する場合は、それぞれ上段切替リレーＲＹ１の常開接点と上段引動作リレーＲＹ４の常開接点または上段押動作リレーＲＹ５の常開接点との直列回路に接続されており、中段および下段切替リレーＲＹ２，ＲＹ３が動作する場合の動作回路も同様の回路で構成されている。なお、図５および図６に示す各回路は実際にはプログラム上の論理回路で構成されている。
【００１０】
ところで、上段または下段の作業台３上で作業をしている時に、壁板６の嵌め込み作業に気を取られて押引切替えスイッチ４１Ａ，４１Ｃを中立位置に戻すのを忘れて、中段の作業台３上に移動して操作盤切替スイッチ４０を操作し、他段のジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）を選択してしまうことがある。このような場合に、後で操作盤切替スイッチ４０を切替操作して元の作業台３のジャッキ操作盤４Ａ，４Ｃを選択すると、方向切替弁を駆動するソレノイドに電源が供給されて、行きなりシールドジャッキ５が伸縮動作し始め、しかも、操作可能なジャッキ操作盤４Ａ，４Ｃは中段以外の上段または下段の作業台３側に移ってしまっているため、このシールドジャッキ５の動作を素早く停止させることができず、シールドジャッキ５の暴走により器材が損傷を受ける虞がある。
【００１１】
そこで、上段切替リレーＲＹ１の常開接点と並列に上段引動作リレーＲＹ４の常閉接点、上段押動作リレーＲＹ５の常閉接点を接続することにより、上段引動作リレーＲＹ４または上段押動作リレーＲＹ５の何れかが付勢されている時は上段切替リレーＲＹ１が付勢されないようにするインターロック機構を構成して、シールドジャッキ５の暴走を防止するようにしている。
【００１２】
図６に示す動作回路図は操作盤切替スイッチ４０および押引切替えスイッチ４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）が全て中立位置にある場合の状態を示している。いま、操作者が中段のジャッキ操作盤４Ｂに設けられた操作盤切替スイッチ４０を操作して、上段の切替接点を投入した場合を考えると、ＲＹ４，ＲＹ５，ＲＹ２，ＲＹ３の各常閉接点と上段切替リレーＲＹ１との直列回路が導通して上段切替リレーＲＹ１が付勢され、上段切替リレーＲＹ１の常開接点が閉じて上段切替リレーＲＹ１が自己保持される。この状態で、操作者は上段の作業台３上に移動して上段のジャッキ操作盤４Ａの押引切替えスイッチ４１Ａを操作して例えば、引切替接点を投入した場合を考えると、上段押動作リレーＲＹ５の常閉接点と上段引動作リレーＲＹ４との直列回路が導通して、上段引動作リレーＲＹ４が付勢される。
【００１３】
従って、上段切替リレーＲＹ１の常開接点と上段引動作リレーＲＹ４の常開接点との直列回路が導通して、方向切替弁はジャッキ引方向に切り替えられる。この時、既に操作者が所望の位置のシールドジャッキ選択スイッチ４２Ａを押操作していれば、その状態が自己保持されているから、当該シールドジャッキ５が引き（収縮）動作する。
【００１４】
操作者が上段の作業台３上での壁板６の嵌め込み作業を終了して、他段の作業台３上での壁板６の嵌め込み作業に移る場合は、一旦、中段の作業台３上に移動し、ジャッキ操作盤４Ｂの操作盤切替スイッチ４０を操作して、所望の作業台３に設けられたジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）を選択した後、目的の作業台３上に移動する。操作盤切替スイッチ４０の切替接点が中段または下段に切り替えられると、上述の回路動作と同様に、中段または下段切替リレーＲＹ２，ＲＹ３が付勢されて自己保持される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、作業台３が３段に分かれていて、その間の移動は劣悪な作業環境の中を狭い階段３１，３２を昇り降りしなければならないので、操作者の肉体的疲労が大きい。図８は壁板６の嵌め込み作業を行う作業者の作業移動軌跡の一例を示す模式図である。特に、操作盤切替スイッチ４０の切替操作を失念した侭、上段または下段の作業台３上に移動した場合は、一旦、中段の作業台３上に移動して操作盤切替スイッチ４０を操作した後、元の作業台３まで戻らなければならないので、操作者の煩わしさが著しいものになる。  本発明は従来技術におけるかかる問題点を解消すべく為されたものであり、何れのジャッキ操作盤を操作する場合であっても簡単に切り替えることができ、作業員に無駄な動作を強いることがなく、動作回路を簡素化できるシールド掘進機のジャッキ操作装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、シールドジャッキの伸縮動作を行わせるための複数の操作手段が配列された、何れかのジャッキ操作盤のみを選択的に操作可能にする操作盤選択操作手段は各々のジャッキ操作盤に設けられ、自動復帰型のスイッチの操作により付勢される自己保持型の切替リレーで構成したものであり、好ましくは、自己保持型の切替リレーは該切替リレーが接続される電源に切替リレーの常開接点と他の各々のジャッキ操作盤に設けられる自動復帰型のスイッチの操作により付勢される各々の切替リレーの各常閉接点との直列回路を介して接続されるようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を具体化した一具体例を詳細に説明する。図１は本具体例に係る各ジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃの前面の形態およびそれらの間の接続状態を示す説明図、図２および図３は同じく、それぞれジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）のスイッチ回路図および動作回路図である。従来例と同一または同一と見做せる個所には同一の符号を付し、その重複する説明を省略する。これらの図において、４３（Ａ，Ｂ，Ｃ）〔ＰＢｉ((ｉ＝１〜３))〕は各々のジャッキ操作盤４Ａ，４Ｂ，４Ｃに設けられ、当該ジャッキ操作盤４を操作可能な操作盤として選択するための自動復帰型の操作盤選択スイッチ、４４（Ａ，Ｂ，Ｃ）はジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）の操作盤選択スイッチ４３（Ａ，Ｂ，Ｃ）にそれぞれ近接して設けられ、操作盤選択スイッチ４３（Ａ，Ｂ，Ｃ）の押操作により当該ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）が操作可能であることを表す表示灯である。なお、図３に示す動作回路図は初期状態におけるものを示している。
【００１８】
以下にこの具体例の動作を説明する。初期状態において、始めに例えば、上段の作業台３上に移動してジャッキ操作盤４Ａを操作しようとした時は、操作盤選択スイッチ４３Ａを押操作することにより上段切替リレーＲＹ１に電源が供給される。これにより上段切替リレーＲＹ１が付勢されて上段切替リレーＲＹ１の常開接点が閉じ、この常開接点と中段および下段切替リレーＲＹ２，ＲＹ３の各常閉接点との直列回路が導通して上段切替リレーＲＹ１が自己保持される。こうして上段のジャッキ操作盤４Ａが操作可能になるから、所望の位置のシールドジャッキ５に対応するシールドジャッキ選択スイッチ４２Ａを押操作すると共に、押引切替えスイッチ４１Ａを切替え操作することにより、当該シールドジャッキ５が伸縮動作する。
【００１９】
次に、上段の作業台３上での壁板６の嵌め込み作業を終えて、例えば、中段の作業台３上に移動し、ジャッキ操作盤４Ｂを操作して中段近傍の壁板６の嵌め込み作業を行おうとした時は、中段のジャッキ操作盤４Ｂの操作盤選択スイッチ４３Ｂを押操作することにより中段切替リレーＲＹ２に電源が供給される。これにより中段切替リレーＲＹ２が付勢されて中段切替リレーＲＹ２の常開接点が閉じると共に、常閉接点が開く。従って、上段切替リレーＲＹ１の常開接点と中段および下段切替リレーＲＹ２，ＲＹ３の各常閉接点との直列回路が開路して上段切替リレーＲＹ１の自己保持が解除されると共に、中段切替リレーＲＹ２の常開接点と上段および下段切替リレーＲＹ１，ＲＹ３の各常閉接点との直列回路が導通して中段切替リレーＲＹ２が自己保持される。こうして中段のジャッキ操作盤４Ｂが操作可能になり、中段近傍の壁板６の嵌め込み作業を行うことができるようになる。
【００２０】
操作者は移動した先の作業台３のジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）の操作盤選択スイッチ４３（Ａ，Ｂ，Ｃ）を押操作することにより当該ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）が操作可能になるから、当該ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）を操作可能にするために他の作業台３上に移動する等の無駄な移動動作が不要になり、作業性が向上する。また、この具体例では、ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）の選択は当該ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）に設けられた操作盤選択スイッチ４３（Ａ，Ｂ，Ｃ）の押操作により行われるから、当該ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）の押引切替えスイッチ４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）が中立位置になかった時に当該ジャッキ操作盤４（Ａ，Ｂ，Ｃ）が操作可能状態に切り替えられてシールドジャッキ５が伸縮し始めたとしても、その動作を直ちに停止させることができるから、押引切替えスイッチ４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）の戻し忘れによるシールドジャッキ５の暴走防止のためのインターロック機構を不要にでき、制御回路を簡略化できる。
【００２１】
さらに、坑道の口径がより大きくなって、作業台３の段数が増え、それに伴ってジャッキ操作盤４の設置台数を増やさなければならなくなっても、他のジャッキ操作盤４に関わりなく、同一のジャッキ操作盤４を増設するだけで済むから、増設に要する設備費用を低減できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、何れかのジャッキ操作盤のみを選択的に操作可能にする操作盤選択操作手段は各々のジャッキ操作盤に設けられ、自動復帰型のスイッチの操作により付勢される自己保持型の切替リレーで構成したので、何れのジャッキ操作盤を操作する場合であっても簡単に切り替えることができ、作業員に無駄な動作を強いることがなく、動作回路を簡素なものにすることができる。
請求項２記載の発明によれば、自己保持型の切替リレーは該切替リレーが接続される電源に切替リレーの常開接点と他の各々のジャッキ操作盤に設けられる自動復帰型のスイッチの操作により付勢される各々の切替リレーの各常閉接点との直列回路を介して接続されるようにしたので、切替リレーの自己保持回路を簡単な回路で構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係る各ジャッキ操作盤の前面の形態およびそれらの間の接続状態を示す説明図
【図２】同じく、ジャッキ操作盤のスイッチ回路図
【図３】同じく、ジャッキ操作盤の動作回路図
【図４】従来例に係る各ジャッキ操作盤の前面の形態およびそれらの間の接続状態を示す説明図
【図５】同じく、ジャッキ操作盤のスイッチ回路図
【図６】同じく、ジャッキ操作盤の動作回路図
【図７】シールド掘進機のシールドジャッキ操作部近傍の構成を示す模式図
【図８】壁板の嵌め込み作業を行う作業者の作業移動軌跡の一例を示す模式図
【符号の説明】
１  シールド掘進機
３  作業台
４（Ａ，Ｂ，Ｃ）  ジャッキ操作盤
５  シールドジャッキ
６  壁板（セグメント）
７  カッター
８  坑道
３１，３２  階段
４０  操作盤切替スイッチ
４１（Ａ，Ｂ，Ｃ）  押引切替えスイッチ
４２（Ａ，Ｂ，Ｃ）  シールドジャッキ選択スイッチ
４３（Ａ，Ｂ，Ｃ）  操作盤選択スイッチ
４４（Ａ，Ｂ，Ｃ）  表示灯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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