JP2002201892A - シールドジャッキの油圧駆動装置及びシールド掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セグメントの組立順序に応じて対応する位置の
シールドジャッキを伸縮でき、かつ、そのときの伸縮動
作に応じて解結手段が隣接するシールドジャッキ間を選
択的に連結・解放可能とする。 【解決手段】原動機１０１で駆動する油圧ポンプ１０２
からの圧油を複数のシールドジャッキ用油圧シリンダ１
５Ａに供給するシールドジャッキの油圧駆動装置におい
て、各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのボトム
側油室１５ｃに、各シールドジャッキ用油圧シリンダ１
５Ａの動作を個別に選択可能な複数の選択弁１０６を接
続し、各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッ
ド側油室１５ｄに、それらシールドジャッキ用油圧シリ
ンダ１５Ａのロッド側に所定の背圧を付与する背圧生成
用圧力制御弁１０８を接続する。

Description

【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
周方向に複数設けられるシールドジャッキ用の油圧シリ
ンダに油圧ポンプからの圧油を供給するシールドジャッ
キの油圧駆動装置及びこれを備えたシールド掘進機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機は、シールド本体の前方
に設けたカッタヘッドを回転させることにより、切羽の
掘削を行う。掘削された土砂は、カッタヘッド後方にあ
る掘削室内で撹拌され、土圧式シールド掘進機では排土
装置（スクリューコンベア等）によってシールド本体の
後方へ排出され、泥水式シールド掘進機では注水し泥水
の状態として排泥手段（排泥管等）によってシールド本
体の後方へ排出される。

【０００３】このとき、シールド本体の後部に設けたエ
レクタがセグメントを順次組み立ててセグメントリング
を構築し、またエレクタよりやや前方側に環状に配設し
た複数のシールドジャッキを伸長させそのスプレッダ部
で既設のセグメントリングを軸方向に押し付けることに
よりシールド本体を前方へ推進させる。このようにし
て、シールド本体を推進させつつ前方側の切羽を掘削し
て掘進を行い、後方側にはセグメントリングによるトン
ネルを構築していく。

【０００４】ここで、通常、シールド掘進機では、シー
ルドジャッキ本体と曲線施工用の中折れ機構との干渉防
止等の理由に基づき、シールドジャッキのスプレッダ部
の軸心位置とシールドジャッキ本体（油圧シリンダのロ
ッド部及びボトム部）の軸心位置とが径方向にずれてい
る（偏心する）。この偏心構造の結果、前記のシールド
ジャッキ伸長動作のとき、スプレッダ部からセグメント
には、軸方向へ押圧する力に加え、セグメントを径方向
外周側へ押す力が作用する。この力による外周側への荷
重（すべり荷重）の大きさは、シールドジャッキが長い
ほど、又はシールドジャッキの推進力が大きいほど、あ
るいは上記偏心量が大きいほど大きくなるため、すべり
荷重の大きさが一時的あるいは局所的に過大となった場
合には、セグメントに破損を生じる可能性もある。セグ
メントリングは最終的にトンネル構造物を構築するもの
であるため、上記のようにセグメントに破損が生じる
と、トンネル構造物の耐久性が低下する。

【０００５】本願発明者等は、上記の事柄に対応し、シ
ールドジャッキのすべり荷重によるセグメントの破損を
確実に防止し、トンネル構造物の耐久性を向上すること
を目的として、特願２０００−○○○○○号（出願日：
平成１２年○月○日）にて、周方向に複数設けたシール
ドジャッキでセグメントリングに反力をとり推進するシ
ールド掘進機において、前記複数のシールドジャッキの
うち隣接するシールドジャッキ間を選択的に連結・解放
可能な解結手段を設ける構成を提唱した。

【０００６】この解結手段は、セグメントに対して反力
を採るシールドジャッキの周方向一端部に設けられ、複
数の凹部を有するプレート部材で構成される第１係合手
段と、この第１係合手段を備えたシールドジャッキに隣
接するシールドジャッキの前記第１係合手段に対向する
位置に設けられ、前記複数の凹部に貫入し係合状態を形
成する一対のピストン部材を複数有する第２係合手段と
を設け、前記第１係合手段と前記第２係合手段とを係合
・離脱することにより連結・解放を行う。

【０００７】これにより、各セグメントを順次組み付け
てセグメントリングを形成した後、セグメントリングに
押し付け力を作用させるとき、複数の隣接シールドジャ
ッキ間を連結した状態でそれらシールドジャッキを一体
として伸長動作を行わせることができる。したがって、
それら全体が部分環状（あるいは略環状）構造物を構成
するとともに、各シールドジャッキ間の距離を一定に拘
束することとなるため、すべり荷重の大きさが一時的あ
るいは局所的に過大となりスプレッダ部がセグメントリ
ング表面を外周側にすべろうとしても、そのすべり動作
が拘束される。したがって、すべり荷重によるセグメン
トの破損を確実に防止することができ、これによってト
ンネル構造物の耐久性を向上することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記先願発明では、上
述したようにセグメントリング組立後には前記解結手段
で全シールドジャッキを一体とした状態で前記セグメン
トリングに反力をとり推進する。その一方、セグメント
を順次組み立てセグメントリングを構築するときには、
そのセグメントの組立順序に応じて対応する位置のシー
ルドジャッキを伸縮させることで、その伸縮動作に応じ
て隣接するシールドジャッキ間を選択的に連結・解放す
るようにしていた。

【０００９】しかしながら、上記先願発明では、上記の
ようにセグメントの組立順序に応じて対応する位置のシ
ールドジャッキを伸縮させる油圧駆動装置の具体的回路
構成については、特に開示していなかった。

【００１０】本発明の目的は、セグメントの組立順序に
応じて対応する位置のシールドジャッキを伸縮でき、か
つ、そのときの伸縮動作に応じて解結手段が隣接するシ
ールドジャッキ間を選択的に連結・解放可能なシールド
ジャッキの油圧駆動装置及びこれを備えたシールド掘進
機を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、原動機で駆動する油圧ポンプから
の圧油を複数のシールドジャッキ用油圧シリンダに供給
するシールドジャッキの油圧駆動装置において、前記複
数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロ
ッド側のうち一方側に、各シールドジャッキ用油圧シリ
ンダの動作を個別に選択可能な複数の選択弁手段を接続
し、前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボト
ム側及びロッド側のうち他方側に、その複数のシールド
ジャッキ用油圧シリンダの他方側に所定の背圧を付与す
る背圧生成手段を接続する。

【００１２】シールド掘進機の周方向に複数設けられる
シールドジャッキの伸縮動作の態様は、大きく２つに分
けられる。１つは、セグメントリング構築後のシールド
本体を前方推進させる動作であり、全てのシールドジャ
ッキを同時に伸長させる。これによりそのスプレッダ部
で既設のセグメントリングを軸方向に押し付ける。

【００１３】もう１つは、上記推進完了後、次の段のセ
グメントリングを構築するためにセグメントを順次組み
つけていくときの動作である。この場合、組み付けよう
とするセグメントに対応する周方向位置のシールドジャ
ッキを一旦縮短させた後、セグメント組み付け後に伸長
して押圧する、という一連の動作を、各セグメントごと
に繰り返すことになるため、周方向に配設した各シール
ドジャッキが、複数のグループに分かれて個別に伸縮す
ることになる。

【００１４】このような個別のシールドジャッキ縮短動
作を行う必要性と、上記２つのいずれの動作態様におい
てもあるシールドジャッキの伸長動作と別のシールドジ
ャッキの縮短動作を同時に行うことはないという背景に
基づき、通常、この種のシールドジャッキの油圧駆動装
置は、比較的シンプルな構成となっている。すなわち、
原動機で駆動する油圧ポンプと、この油圧ポンプと複数
のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側（ヘッド
側）との間に配設され、各シールドジャッキ用油圧シリ
ンダの動作を個別に選択可能な複数の選択弁（２位置切
換弁）と、前記油圧ポンプと前記複数の選択弁との間に
配設され、前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダ
全体に供給する圧油の方向を制御する１つの制御弁（３
位置切換弁）とを備えている。なお、各シールドジャッ
キ用油圧シリンダのロッド側に接続される管路は、互い
に合流して１本の管路となった後に前記制御弁に接続さ
れている。

【００１５】このような構成により、各シールドジャッ
キを個別に伸長させるときは、前記制御弁を一の側（ジ
ャッキ伸長側に対応する側）の切換位置へ切り換え、伸
長させたいジャッキに対応する選択弁を遮断位置から連
通位置にすることにより、油圧ポンプからの圧油が、制
御弁一の側切換位置→当該選択弁連通位置→当該シール
ドジャッキ用油圧シリンダのボトム側へと供給され、当
該シールドジャッキが伸長する。このときの戻り油は、
当該シールドジャッキ用油圧シリンダのロッド側→制御
弁一の側切換位置→油圧タンクへと戻される。

【００１６】一方、各シールドジャッキを個別に縮短さ
せるときは、前記制御弁を他の側（ジャッキ縮短側に対
応する側）の切換位置へ切り換え、縮短させたいジャッ
キに対応する選択弁を遮断位置から連通位置にする。こ
れにより、油圧ポンプからの圧油が、制御弁他の側切換
位置→当該シールドジャッキ用油圧シリンダのロッド側
へと供給されるとともに、戻り油が当該シールドジャッ
キ用油圧シリンダのボトム側→当該選択弁連通位置→制
御弁他の側切換位置→油圧タンクへと戻され、当該シー
ルドジャッキが縮短する。

【００１７】ここで、例えば、複数のシールドジャッキ
のうち隣接するシールドジャッキ間を選択的に連結・解
放可能とする解結手段が、互いに隣接する２つのシール
ドジャッキのうち一方のシールドジャッキに設けた第１
係合手段と他方のシールドジャッキに設けた第２係合手
段とからなり、第１係合手段の略プレート状部材に設け
た凹部に、第２係合手段に設けたピストン部材を弾性力
によって貫入させ係合状態を形成するようになっている
場合、各シールドジャッキ間の解結手段の連結・解放は
各シールドジャッキの伸長・縮短によって行われること
になる。

【００１８】したがって、離れている（解放されてい
る）２つのシールドジャッキを連結したい場合には、例
えばそれら２つのうち一方を略停止状態に保持しつつ、
他方を伸長（又は縮短）させることで解結手段の前記第
１係合手段と前記第２係合手段とを係合させる必要があ
る。また、連結している２つのシールドジャッキを解放
したい場合にも、一方を略停止状態に保持しつつ、他方
を伸長（又は縮短）させることで解結手段の前記第１係
合手段と前記第２係合手段との係合を離脱させる必要が
ある。

【００１９】ところが、上記通常のシールドジャッキの
油圧駆動装置では、前述のように、各シールドジャッキ
用油圧シリンダのロッド側に接続する管路が合流した後
そのまま制御弁に接続されることから、上記連結動作及
び解放動作のうち一部の動作（下記の２つ）が困難にな
るという不都合が生じる。

【００２０】伸長による連結動作 例えば、解放状態にある２つのシールドジャッキのうち
一方を略停止状態に保持しつつ他方を伸長させて連結し
たい場合、前記制御弁を一の側（ジャッキ伸長側に対応
する側）の切換位置へ切り換えておき、保持したい前記
一方のシールドジャッキに対応する選択弁を遮断位置と
しつつ、伸長させたい前記他方のシールドジャッキに対
応する選択弁を連通位置とすることとなる。これによ
り、油圧ポンプからの圧油が、制御弁一の側切換位置→
伸長させたいジャッキ対応選択弁連通位置→伸長させた
いジャッキの油圧シリンダのボトム側へと供給されると
ともに、戻り油が、その油圧シリンダのロッド側→制御
弁一の側切換位置→油圧タンクへと戻されて、当該シー
ルドジャッキを伸長させることができる。

【００２１】しかしながら、前述のように全シールドジ
ャッキ用油圧シリンダのロッド側がそのまま制御弁に接
続されているため、上記のようにして伸長させたいジャ
ッキの油圧シリンダロッド側が油圧タンクに接続される
と、その他の全てのジャッキの油圧シリンダロッド側も
油圧タンクに接続され、それらのロッド側圧力はすべて
タンク圧になってしまう。これにより、当初は選択弁が
遮断位置とされることで現在の位置に静止保持されてい
た前記一方のシールドジャッキは、前記他方のシールド
ジャッキが伸長してきて係合しようとするときにその係
合抵抗力（前述したピストン部材を貫入させる弾性力に
ほぼ等しくなる）が前記ロッド側圧力（＝タンク圧）よ
り大きくなり、その位置に保持することができずに前記
他方のシールドジャッキに押されて伸長動作してしま
う。このため、２つのシールドジャッキの連結を行うこ
とが困難となる。

【００２２】伸長による解放動作 例えば、連結状態にある２つのシールドジャッキのうち
一方を略停止状態に保持しつつ他方を伸長させて解放し
たい場合、前記制御弁を一の側（ジャッキ伸長側に対応
する側）の切換位置へ切り換え、保持したい前記一方の
シールドジャッキに対応する選択弁を遮断位置とし、伸
長させたい前記他方のシールドジャッキに対応する選択
弁を連通位置とする。これにより、油圧ポンプからの圧
油が、制御弁一の側切換位置→伸長させたいジャッキ対
応選択弁連通位置→伸長させたいジャッキの油圧シリン
ダボトム側へと供給され、戻り油が油圧シリンダロッド
側→制御弁一の側切換位置→油圧タンクへと戻されて、
当該シールドジャッキを伸長できる。

【００２３】しかしながら、この場合も、上記と同
様、前記一方のシールドジャッキは、前記他方のシール
ドジャッキが伸長し係合を離脱しようとするときにその
離脱抵抗力（前記弾性力にほぼ等しい）が前記ロッド側
圧力（＝タンク圧）より大きくなるためその位置に静止
保持することができず、前記他方のシールドジャッキに
追従随伴してそのまま伸長動作してしまう。このため、
２つのシールドジャッキの解放を行うことが困難とな
る。

【００２４】そこで、上記本発明においては、複数のシ
ールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロッド側
のうち他方側、すなわち選択弁と反対側（上記の例では
ロッド側）に背圧生成手段を接続し、複数のシールドジ
ャッキ用油圧シリンダのロッド側に所定の背圧（ブレー
キ圧）を付与するようにする。これにより、ロッド側圧
力を増大させることができ、またそのときの前記付与背
圧の値を適宜調整することで、ロッド側圧力が前述の弾
性力に打ち勝つようにすることができる。したがって、
上記の場合は前記他方のシールドジャッキが伸長して
きて係合しようとするときに、前記一方のシールドジャ
ッキの油圧シリンダロッド側圧力をその係合抵抗力より
大きくできるので、前記一方のシールドジャッキをその
位置に静止保持させつつ前記他方のシールドジャッキを
伸長させてそれら２つのシールドジャッキの連結を行う
ことが可能となる。また上記の場合は前記他方のシー
ルドジャッキが伸長してきて係合離脱しようとするとき
に、前記一方のシールドジャッキの油圧シリンダロッド
側圧力をその離脱抵抗力より大きくでき、前記一方のシ
ールドジャッキをその位置に静止保持させつつ前記他方
のシールドジャッキを伸長させてそれら２つのシールド
ジャッキの連結を解放することが可能となる。

【００２５】本発明においては、以上のようにして、セ
グメントの組立順序に対応したシールドジャッキの伸縮
動作に基づき、解結手段で、隣接するシールドジャッキ
間を選択的に連結・解放することが可能となる。

【００２６】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記背圧生成手段を、前記複数のシールドジャッキ用油
圧シリンダの他方側と、油圧タンクとの間に接続可能に
構成したことを特徴とするシールドジャッキの油圧駆動
装置。

【００２７】（３）上記（１）又は（２）において、ま
た好ましくは、前記複数の選択弁手段を前記複数のシー
ルドジャッキ用油圧シリンダのボトム側にそれぞれ接続
し、前記背圧生成手段を前記複数のシールドジャッキ用
油圧シリンダのロッド側に接続する。

【００２８】（４）上記（１）乃至（３）において、ま
た好ましくは、前記選択弁手段は、連通位置と遮断位置
とを選択的に切り換える２位置切換弁である。

【００２９】（５）上記（１）乃至（３）において、ま
た好ましくは、前記複数のシールドジャッキ用油圧シリ
ンダ全体に供給する圧油の方向を制御する制御弁手段
を、前記油圧ポンプと前記複数の選択弁手段との間に配
設する。

【００３０】（６）上記（５）において、さらに好まし
くは、前記背圧生成手段を、前記複数のシールドジャッ
キ用油圧シリンダの前記他方側と、前記制御弁手段との
間に配設する。

【００３１】（７）上記（５）において、また好ましく
は、前記背圧生成手段を、前記制御弁手段と油圧タンク
との間に配設する。

【００３２】（８）上記（５）において、また好ましく
は、前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダの前記
他方側を、前記制御弁手段又は油圧タンクに選択的に接
続可能な選択切換手段を設け、前記背圧生成手段を、前
記選択切換手段と前記油圧タンクとの間に配設する。

【００３３】（９）上記（１）乃至（８）において、ま
た好ましくは、前記背圧生成手段は、ばね力により前記
所定の背圧を設定可能な圧力制御弁を備える。

【００３４】（１０）また上記目的を達成するために、
本発明は、周方向に複数設けたシールドジャッキに設け
たシールドジャッキ用油圧シリンダに圧油を供給して前
記シールドジャッキを伸長させ、セグメントリングに反
力をとって推進するシールド掘進機において、前記複数
のシールドジャッキのうち隣接するシールドジャッキ間
を選択的に連結・解放可能な解結手段を設け、前記複数
のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロッ
ド側のうち一方側に、各シールドジャッキ用油圧シリン
ダの動作を個別に選択可能な複数の選択弁手段を接続
し、前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボト
ム側及びロッド側のうち他方側に、その複数のシールド
ジャッキ用油圧シリンダの他方側に所定の背圧を付与す
る背圧生成手段を接続する。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面を参照しつつ説明する。

【００３６】図１は、本発明のシールドジャッキの油圧
駆動装置の一実施の形態の適用対象であるシールド掘進
機の全体構造を表す側断面図である。

【００３７】この図１において、シールド掘進機は、シ
ールド掘進機の胴体でありかつ後述する中折れを可能と
するために掘進方向最前部に位置する前胴１Ａ及びその
後方側に隣接する後胴１Ｂを折り曲げ可能に連結した構
造となっているシールド本体１と、前記前胴１Ａをさら
にフード部１Ａａとガータ部１Ａｂに区分するように設
けられ、前記前胴１Ａ内部を掘削室Ｐ（後述）内の泥水
から隔離する隔壁２と、前記前胴１Ａの掘進方向前方側
（図１中左側）に設けられ、地山の切羽（図示せず）を
掘削して掘削室Ｐ（後述）へ取り込むカッタヘッド３
と、このカッタヘッド３を回転駆動するカッタ駆動装置
（例えば電動モータや油圧モータ）４と、前記の隔壁２
に取り付けられ、カッタ駆動装置４からの駆動力を前記
カッタヘッド３に伝達する回転伝達機構５と、前記のカ
ッタヘッド３のすぐ後方に形成される掘削室Ｐ内に取り
込まれた掘削土砂に対し注水を行うための送水管６と、
その掘削室Ｐ内で注水された掘削土砂を泥水の状態で吸
い込み、前記後胴１Ｂの掘進方向と反対側（図１中右
側）に搬送し排出する排泥管７と、前記後胴１Ｂ内に設
けられ、トンネル（図示せず）の内面を覆工するセグメ
ントリングＳを順次組み立てるエレクタ装置９と、前記
回転伝達機構５を介し前記隔壁２に回転自在に支持され
るセンターシャフト１０とを有している。

【００３８】前記の前胴１Ａと後胴１Ｂとの間には、そ
れらを互いに摺動可能に連結する中折れ機構１１が設け
られている。すなわち、後胴１Ｂの前胴側端部には、外
周面がほぼ球面状の摺動部１１ａが設けられており、前
胴１Ａの後端部にはその摺動部１１ａに摺接し摺動部１
１ａと前胴１Ａ後端部との間をシールする（土砂、地下
水の浸入を防止する）略リング状のシール部材１１ｂが
設けられており、これら摺動部１１ａとシール部材１１
ｂとで中折れ機構１１を構成している。

【００３９】そしてこのとき、前胴１Ａ内部の前方側に
設けた中折れジャッキブラケット１２と後胴１Ｂの最前
部（詳細には前記摺動部１１ａの内周側）に設けたリン
グガーダ１３の前方側部分１３Ａに取り付けた中折れジ
ャッキブラケット１３ａとの間に、周方向に複数本（例
えば８本）の中折れジャッキ（前胴推進ジャッキ）１４
が設けられ、これら中折れジャッキ１４の伸縮動作によ
り前記中折れ機構１１を介して前胴１Ａと後胴１Ｂとを
折り曲げ、それらのなす角度を変化させて掘進方向を変
えられるようになっている。

【００４０】また、後胴１Ｂに設けた前記のリングガー
ダ前方側部分１３Ａには、シールドジャッキブラケット
１３ｂを介して周方向に複数本（この例では１６本、後
述の図２参照）のシールドジャッキ１５が取り付けられ
ている。このシールドジャッキ１５は、ロッド部１５ａ
（後述の図４や図７等参照）及びボトム部１５ｂ（後述
の図７参照）を備えた油圧シリンダからなるシールドジ
ャッキ本体１５Ａ（以下適宜、シールドジャッキ用油圧
シリンダ１５Ａとも称する）と、セグメントリングＳ側
に設けられるスプレッダ部１５Ｂとを備えており、シー
ルドジャッキ本体１５Ａは、掘進方向前端部１５Ａａと
掘進方向後端部１５Ａｂとを備えている。前記掘進方向
前端部１５Ａａは、例えば前記シールドジャッキブラケ
ット１３ｂ内に設けたピン（図示せず）を介しシールド
ジャッキブラケット１３ｂに回動自在に結合されてい
る。また、前記スプレッダ部１５Ｂは、例えば球面軸継
手２９を介し前記掘進方向後端部１５Ａｂに回動自在に
接続されている。なお、シールドジャッキ本体１５Ａの
中間部分は、リングガーダ後方側部分１３Ｂに設けた貫
通孔１６内を貫通するように配置されている。

【００４１】そして、これらシールドジャッキ１５は、
等間隔に環状に配置されており（後述の図２参照）、そ
れらを伸長させて掘進方向後端部１５Ａｂに接続された
スプレッダ１５Ａを既設のセグメントリングＳに押し付
けることにより、その押し付け反力が、リングガーダ１
３、中折れジャッキ１４、中折れジャッキブラケット１
２、隔壁２、回転伝達機構５、及びセンターシャフト１
０を介してカッタヘッド３に掘進方向前方側へ推進力と
して与えられる。これにより、掘進中においてカッタヘ
ッド３を地山の切羽に押し付けるようになっている。

【００４２】なお、図１に示すように、シールドジャッ
キ１５のスプレッダ部１５Ｂは、セグメントリングＳの
配設位置に対応する位置、すなわちシールド本体１（詳
細には後胴１Ｂ）の内周側直近に設けられている。これ
に対し、シールドジャッキ本体１５Ａは、前記中折れ機
構１１との干渉を避ける必要から上記スプレッダ部１５
Ｂの径方向位置よりもさらに径方向内周側に設けられて
いる。この結果、通常のこの種のシールド掘進機と同
様、シールドジャッキ本体１５Ａの軸心位置と、スプレ
ッダ部１５Ｂの軸心位置（押圧中心位置）とが径方向に
ずれる（偏心する）構造となっている。

【００４３】このとき、周方向１６箇所に設けたシール
ドジャッキ１５のうち隣接するシールドジャッキ１５，
１５間を選択的に連結・解放可能なロック装置１００が
設けられている。

【００４４】図２は、そのロック装置１００の配置状態
を表す図１中II−II断面による横断面図である。なお、
煩雑を防止するために、送水管６、排泥管７、及びエレ
クタ装置９等の図示を省略している。また、図中○囲み
数字は、後述のジャッキ符号を表したものである。

【００４５】この図２において、前述したように、周方
向１６箇所にほぼ等間隔でシールドジャッキ１５が設け
られており、相互に隣接する各シールドジャッキ１５，
１５間に１６個の前記ロック装置１００がそれぞれ設け
られている。

【００４６】図３は、図２中Ａ部拡大図にほぼ相当する
図であり、図４は図２中Ｂ方向から見た矢視部分上面図
である。これら図３及び図４において、各シールドジャ
ッキ１５のスプレッダ部１５Ｂは、その周方向両側にそ
れぞれブラケット３１ａ，３１ｂをそれぞれ備えてい
る。前記ロック装置１００は、隣接する２つのシールド
ジャッキ１５のうち一方側シールドジャッキ１５の前記
ブラケット３１ａに固定される雌側係合部１００Ａと、
この雌側係合部と係合する雄側係合部１００Ｂとから構
成されている。

【００４７】雄側係合部１００Ｂは、略平板状の略プレ
ート状部材３２と、この略プレート状部材３２を固定支
持するとともにボルト３３を介し前記ブラケット３１ｂ
に取り付けられる取付け部３４とを備えている。このと
き、前記プレート部材３２は、シールド掘進方向（図４
中上下方向）を軸方向とする長穴形状の各上下一対の凹
部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを備えている。それ
ら４つの凹部３５ａ〜ｄのうち、対角線状に配置される
凹部３５ａ，３５ｄ、及び凹部３５ｂ，３５ｃがそれぞ
れ同一形状となっており、凹部３５ａ，３５ｃのほうが
凹部３５ｂ，３５ｄよりも軸方向長さがより長くなって
いる。

【００４８】一方、雌側係合部１００Ａは、弾性力によ
って前記凹部３５ａ及び３５ｄに上下一対のピストン部
材３６を貫入させ雄側係合部１００Ｂと係合状態を形成
するばねピストン機構３７Ａ，３７Ｂと、これらばねピ
ストン機構３７Ａ，３７Ｂを支持する上下一対の略ハー
ト型の取付板３８と、これら上下一対の取付板３８を固
定支持するとともにボルト３９を介し前記スプレッダブ
ラケット３１ａに取り付けられる取付け部４０とを備え
ている。

【００４９】前記ばねピストン機構３７Ａ及び３７Ｂ
は、互いにほぼ同様の構造である。それら２つのばねピ
ストン機構３７Ａ，３７Ｂのうち、ばねピストン機構３
７Ａを例にとってその詳細構造を以下に説明する。

【００５０】図５（ａ）〜（ｆ）は、ばねピストン機構
３７Ａの詳細構造を表す、図４中Ｖ−Ｖ断面による横断
面図にほぼ相当する図である。これら図５（ａ）〜
（ｆ）において、ばねピストン機構３７Ａは、前記上下
一対のピストン部材３６，３６と、前記取付板３８に設
けた貫通孔３８ａに挿入固定され、前記ピストン部材３
６，３６を上下方向摺動可能にそれぞれ収納する上下一
対のピストンケース４１，４１と、それらピストンケー
ス４１，４１の入口部（上端面又は下端面）をそれぞれ
塞ぐ上下一対の蓋部材４２Ｕ，４２Ｌと、それら蓋部材
４２Ｕ，４２Ｌと前記ピストン部材３６，３６との間に
配置され、ピストン部材３６，３６を蓋部材４２Ｕ，４
２Ｌから離間する方向へ付勢する上下一対のばね（皿ば
ね）４３，４３（但し煩雑を避けるため図５（ａ）及び
図５（ｄ）のみに図示）とを備えている。

【００５１】このとき、前記の上蓋部材４２Ｕ及び下蓋
部材４２Ｌの外周部には図示しないネジ山が形成されて
おり、これに対応して前記ピストンケース４１，４１の
入口部内周側にもネジ山が形成されており、そのピスト
ンケース４１に上下蓋部材４２Ｕ，４２Ｌがねじ込まれ
ることにより固定されるようになっている。

【００５２】図６（ａ）は、前記の上蓋部材４２Ｕの詳
細構造を表す上面図であり、図６（ｂ）は、前記の下蓋
部材４２Ｌの詳細構造を表す下面図であり、図６（ｃ）
はそれら上蓋部材４２Ｕ及び下蓋部材４２Ｌの締め付け
器具４４の構造を表す側面図である。

【００５３】図６（ａ）において、上蓋部材４２Ｕは、
径方向中央部に略正方形状の角穴４２Ｕａが形成されて
いる。これに対応して、図６（ｃ）に示す前記締め付け
器具４４の下端部には、前記角穴４２Ｕａに係合する角
筒状の凸係合部４４ａが設けられている。そして、上蓋
部材４２Ｕを前記ピストンケース４１に取り付けるとき
に、前記締め付け器具凸係合部４４ａを上蓋部材角穴４
２Ｕａに係合させて回転させることにより、適宜上蓋部
材４２Ｕとピストンケース４１とのネジ結合を締結・緩
解することができる。そしてこれにより、上蓋部材４２
Ｕに端部を接するばね部材４３の付勢力（押圧力）を適
宜調整できるようになっている。

【００５４】また図６（ｂ）において、下蓋部材４２Ｌ
は、径方向中央部に略角筒形状の突起部４２Ｌａが形成
されている。これに対応して、図６（ｃ）に示す前記締
め付け器具４４の上端部には、前記突起部４２Ｌａに係
合する角穴状の凹係合部４４ｂが設けられている。そし
て、下蓋部材４２Ｌを前記ピストンケース４１に取り付
けるときに、前記締め付け器具凹係合部４４ｂを下蓋部
材角穴４２Ｌａに係合させて回転させることにより、上
記同様、適宜下蓋部材４２Ｌとピストンケース４１との
ネジ結合を締結・緩解することができ、これによって下
蓋部材４２Ｕに端部を接するばね部材４３の付勢力（押
圧力）を適宜調整できるようになっている。

【００５５】上記のような構造により、ばねピストン機
構３７Ａは、図４及び図３に示すような略プレート状部
材３２の前記凹部３５ａへの係合状態において、その係
合状態を維持するための所定の係止力（＝前記ばね部材
４３の付勢力）を付与するようになっている。

【００５６】なお、以上はばねピストン機構３７Ａを例
にとって説明したが、特に図示しないが前述のようにも
う一方のばねピストン機構３７Ｂもほぼ同様の構造であ
り、図４及び図３に示すような略プレート状部材３２の
前記凹部３５ｄへの係合状態において、その係合状態を
維持するための所定の係止力（＝前記ばね部材４３の付
勢力）を付与するようになっている。

【００５７】ここで、前記の図５（ａ）〜（ｆ）は、ば
ねピストン機構３７Ａの略プレート状部材凹部３５ａと
の係合状態に至るまでの係合挙動の一例を表したもので
ある。

【００５８】まず最初に、図４において左側に示すシー
ルドジャッキロッド部１５ａが、当初右側に示すシール
ドジャッキロッド部１５ａよりも相対的に下方（言い換
えればシールド掘進機後方側）にあり、これによって図
４中左側のシールドジャッキロッド部１５ａに接続され
た略プレート状部材３２は、図４中右側のシールドジャ
ッキロッド部１５ａに接続されたばねピストン機構３７
Ａの上下ピストン部材３６，３６と接することなく離れ
ている（図示せず）。

【００５９】この状態から、図４中左側のシールドジャ
ッキ１５が縮短（又は図４中右側のシールドジャッキ１
５が伸長、以下同様）すると、略プレート状部材３２の
一方側の縁部３２ａがまず上下ピストン部材３６，３６
の押圧力に打ちかってそれらの間隙に貫入しはじめ（図
５（ａ）の状態）、さらにそれら上下ピストン部材３
６，３６間の間隙を上下方向に押し広げながら略プレー
ト状部材３２が進んでいく（図５（ｂ）の状態）。

【００６０】その後、上下ピストン部材３６，３６が略
プレート状部材３２の前記縁部３２ａを乗り越え、凹部
３５ｃへ係合する。但し、この係合は、主として図４及
び図３に示す最終的な凹部３５ａへの係合へのガイドと
しての役割であり、図４より明らかに類推できるよう
に、この時点ではもう一方のばねピストン機構３７Ｂは
略プレート状部材３２と離間している。

【００６１】さらに図４中左側のシールドジャッキ１５
が縮短すると、略プレート状部材３２の凹部３５ｃ，３
５ａ間に位置する中間縁部３２ｂ1が上下ピストン部材
３６，３６の間隙に貫入しはじめ（図５（ｄ）の状
態）、さらに中間縁部３２ｂ1がそれら上下ピストン部
材３６，３６間の間隙を上下方向に押し広げながら略プ
レート状部材３２が進んでいく（図５（ｅ）の状態）。

【００６２】そして、上下ピストン部材３６，３６が略
プレート状部材３２の前記中間縁部３２ｂ1を乗り越
え、凹部３５ｃへと係合する。この係合と同時に、もう
一方のばねピストン機構３７Ｂの上下ピストン部材３
６，３６も、略プレート状部材３２の前記縁部３２ａを
乗り越え、前記凹部３５ｄに係合し、これによって図４
及び図３に示す最終的な係合状態（言い換えれば、２つ
のシールドジャッキ１５，１５の連結状態）が実現す
る。

【００６３】なお、図４及び図３に示す係合状態から、
図４中左側のシールドジャッキ１５を伸長（又は図４中
右側のシールドジャッキ１５を縮短）させて上記と逆向
きの挙動を行わせることにより、当初の非係合状態（係
合前の状態、言い換えれば２つのシールドジャッキ１
５，１５の非連結解放状態）に戻すことができることは
言うまでもない。

【００６４】一方、特に詳細な図示を省略するが、図４
において左側に示すシールドジャッキロッド部１５ａが
当初右側に示すシールドジャッキロッド部１５ａよりも
相対的に上方（言い換えればシールド掘進機前方側）に
あった場合は、まず、その状態から、図４中左側のシー
ルドジャッキ１５が伸長（又は図４中右側のシールドジ
ャッキ１５が縮短、以下同様）して、略プレート状部材
３２の他方側の縁部３２ｃがばねピストン機構３７Ｂの
上下ピストン部材３６，３６の間隙に貫入し押し広げな
がら進む。その後、ばねピストン機構３７Ｂの上下ピス
トン部材３６，３６が前記縁部３２ｃを乗り越え、凹部
３５ｂへ係合するが、この時点ではばねピストン機構３
７Ａは略プレート状部材３２の前記縁部３２ｃ側に離間
している。

【００６５】さらに図４中左側のシールドジャッキ１５
が伸長すると、略プレート状部材３２の凹部３５ｂ，３
５ｄ間に位置する中間縁部３２ｂ2が上下ピストン部材
３６，３６の間隙に貫入し上下ピストン部材３６，３６
間の間隙を上下方向に押し広げながら進み、上下ピスト
ン部材３６，３６が略プレート状部材３２の前記中間縁
部３２ｂ2を乗り越え、凹部３５ｄへと係合する。この
係合と同時に、もう一方のばねピストン機構３７Ａの上
下ピストン部材３６，３６も、略プレート状部材３２の
前記縁部３２ｃを乗り越え、前記凹部３５ａに係合す
る。

【００６６】この係合状態から、上記と逆向きの挙動を
行わせることにより、当初の非係合状態（係合前の状
態）に戻すことができる。

【００６７】なお、上記係合の際には、前記雄側係合部
１００Ｂの略プレート状部材３２に設けた凹部３５ａ，
３５ｂ，３５ｃ，３５ｄを長穴形状としたのは、係合時
に生じうるスプレッダ部１５Ｂのヨーイングの反動で雄
側係合部１００Ｂと雌側係合部１００Ａとの係合がはず
れないようにするためである。

【００６８】図１に戻り、前記のカッタヘッド３は、径
方向中央部（内側）に位置し前記センターシャフト１０
の掘進方向前方側の先端部に固定された略円盤構造の面
板２７と、この面板２７のさらに掘進方向前方側に固定
されたセンターカッタ２８とを備えている。

【００６９】前記の面板２７は、多数のカッタビット
（図示せず）を備えており、これによって、カッタヘッ
ド３が回転すると外径が前記シールド本体１の外径にほ
ぼ等しい円形断面形状を掘削できるようになっている。

【００７０】なお、面板２７には、公知のコピーカッタ
（オーバカッタ）３０が設けられており、トンネルの曲
線部分を施工する時にこのコピーカッタ３０でカーブ内
側側面の掘削及び土砂取り込みを行うことにより、より
広い範囲を余堀りしてシールド掘進機の通過する通路を
確保できるようになっている。但し、前記の中折れジャ
ッキ１４による前胴１Ａと後胴１Ｂとの中折れ動作によ
って、このコピーカッタ３０による余堀り量の低減が図
られている。

【００７１】前記の送水管６及び排泥管７の先端側は、
前記シールド本体１内側から前記隔壁２を貫通して前記
掘削室Ｐに露出しており、それぞれ先端部分に送水口６
ａ及び吸込口７ａを備えている。送水管６の送水口６ａ
は前記掘削室Ｐの上部に開口しており、また排泥管７の
吸込口７ａは前記掘削室Ｐの下部に開口している。

【００７２】また、送水管６及び排泥管７の後端側は、
前記後胴１Ｂからさらに後方（すなわちシールド掘進機
外）へと延設されている。このとき、排泥管７の後端は
所定箇所に設けた吸込ポンプ（図示せず）に接続されて
おり、この吸込ポンプの吸い込み力によって、前記のよ
うに掘削室Ｐ内の泥水を吸込口７ａから吸い込み、排泥
管７を介して掘進方向と反対側（図１中右側）に搬送す
るようになっている。この搬送されてきた泥水は、最終
的に、トンネル坑外に設けられた泥水処理設備（図示せ
ず）で所定の処理（例えば浄化処理）された後、前記送
水管６に接続された送水ポンプ（図示せず）の吐き出し
力によって送水管６を介し再びシールド掘進機内へと送
り込まれ、先端の前記送水口６ａから再び掘削室Ｐ内へ
と還流させられる。なお、１７は、バイパスバルブを備
えたバイパス管であり、掘進開始前等の所定の場合に、
送水ポンプから送水管６を介し導かれてきた水を送水口
６ａから掘削室Ｐ内に送り込まず直接排泥管７へとバイ
パスさせシールド本体１内で還流させるときに使用する
ものである。

【００７３】なお、後胴１Ｂの最後端部には、複数のテ
ールパッキン８ａを備えたテールシール部８が設けられ
ており、これによって、前進していくシールド掘進機の
シールド本体１の後端部と前記セグメントリングＳとの
間のシールを行い、シールド掘進機外から機内への止水
及び土砂浸入防止を図るようになっている。

【００７４】前記のエレクタ装置９は、前記後胴１Ｂの
内周に沿って配置されたガイドローラ（図示せず）によ
り案内され、後胴１Ｂに装備された旋回用モータ（同）
によって旋回駆動されるエレクタリング１８と、このエ
レクタリング１８から後方側に向けて突出した左・右１
対のエレクタアーム１９，１９と、これらエレクタアー
ム１９，１９に設けられた押付ジャッキ２０，２０によ
って前記エレクタリング１８の径方向に摺動させられる
略門型形状の吊りビーム２１と、この吊りビーム２１に
設けられ前記エレクタアーム１９，１９をそれぞれ貫通
する左・右２本のガイドロッド２２，２２と、前記吊り
ビーム２１の中央部にスライダガイド２３を介して支持
されたスライダ２４と、前記吊りビーム２１に装備され
た前後摺動ジャッキ２５と、前記スライダ２４に設けら
れ前記摺動ジャッキ２５により前記エレクタリング１８
の軸線方向に摺動させられるセグメント把持部２６とを
有する。

【００７５】上記構造により、エレクタ装置９は、前記
セグメントリングＳの分割ピースを構成するセグメント
（図示せず）を１つずつ吊り上げ、所定の組立位置に搬
送し、軸方向（掘進前後方向）に隣接する既設セグメン
トリングＳ及び周方向に隣接する既設セグメントに順次
ボルト締結してセグメントリングＳを組み立てるように
なっている。

【００７６】以上のようなシールド掘進機に、本発明の
シールドジャッキの油圧駆動装置の一実施の形態が設け
られている。図７は、このシールドジャッキの油圧駆動
装置の構成を表す油圧回路図である。

【００７７】図７において、この油圧駆動装置は、原動
機（電動モータあるいはエンジン等）１０１と、この原
動機１０１によって駆動される油圧ポンプ１０２と、前
記１６個のシールドジャッキ１５（ジャッキ符号ＳＪ１
〜ＳＪ１６）内にそれぞれ設けられ、前記油圧ポンプ１
０２から吐出される圧油がそれぞれ供給される１６個の
前記シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａ（対応する
ジャッキ符号ＳＪ１〜ＳＪ１６を併せて付す）と、前記
油圧ポンプ１０２の吐出管路１０３に接続され、前記油
圧ポンプ１０２からそれら１６個の油圧シリンダ１０５
Ａ全体に供給される圧油の方向及び流量をそれぞれ制御
する１つのコントロールバルブ１０４と、このコントロ
ールバルブ１０４と前記１６個のシールドジャッキ用油
圧シリンダ１５Ａ（ジャッキ符号ＳＪ１〜ＳＪ１６）の
ボトム側油室１５ｃ及びロッド側油室１５ｄとの間をそ
れぞれ接続する圧油供給管路１０５ａ及び圧油供給管路
１０５ｂと、前記油圧ポンプ１０２の吐出管路１０３か
ら分岐した管路１２７に設けられ、ポンプ吐出圧の最大
値を規定するリリーフ弁１０７と、コントローラ（図示
せず）とを有している。

【００７８】前記圧油供給管路１０５ａは、各シールド
ジャッキ用油圧シリンダ１５Ａ側において１６個の圧油
供給分岐管路１０５ａａに分岐しており、これら圧油供
給分岐管路１０５ａａのそれぞれが各シールドジャッキ
用油圧シリンダ１５Ａのボトム側油室１５ｃに接続され
ている。そして、各圧油供給分岐管路１０５ａａには、
各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａの動作を個別
に選択可能な複数の選択弁１０６が配設されている。す
なわち、これら１６個の選択弁１０６は、互いにパラレ
ルに接続されている。

【００７９】この選択弁１０６は、ソレノイドを備えた
電磁駆動部１０６ａを備えた２位置切換型の電磁切換弁
であり、連通位置１０６Ａと遮断位置１０６Ｂとを選択
的に切り換え可能となっている。すなわち、電磁駆動部
１０６ａのソレノイドへコントローラからの制御信号
（＝駆動電流）Ｓcが入力されると、図７中右側の連通
位置１０６Ａに切り換えられる。これにより、対応する
圧油供給分岐管路１０５ａａを連通させるようになって
いる。また、制御信号Ｓcの駆動電流値が０になると、
ばね１０６ｂの復元力で図７に示す遮断位置１０６Ｂに
復帰し、遮断位置１０６Ｂに設けた逆止弁１０７ａ，１
０７ｂによって圧油供給分岐管路１０５ａａを遮断する
ようになっている。

【００８０】前記圧油供給管路１０５ｂは、そのコント
ロールバルブ１０４側に（すなわち全シールドジャッキ
用油圧シリンダ１５Ａに共通に）、背圧生成用圧力制御
弁１０８が配設されている。この圧力制御弁１０８は、
各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａの伸び動作時
に（詳細は後述）、各シールドジャッキ用油圧シリンダ
１５Ａのロッド側油室１５ｄに所定の背圧を付与するた
めのものであり、その背圧の値は、弁体１０８ａを付勢
するばね１０８ｂのばね力で設定される。なお、各シー
ルドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａの縮み動作時（詳細
は後述）にこの圧力制御弁１０８を介さず圧油を流せる
よう、圧力制御弁１０８をバイパスするように逆止弁１
０９ａを備えたバイパス管路１０９が設けられている。
また、前記圧油供給管路１０５ｂの前記背圧生成用圧力
制御弁１０８より各シールドジャッキ用油圧シリンダ１
５Ａ側は、上記圧油供給管路１０５ａと同様、１６個の
圧油供給分岐管路１０５ｂａに分岐しており、これら圧
油供給分岐管路１０５ｂａのそれぞれが各シールドジャ
ッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油室１５ｄに接続
されている。

【００８１】前記のコントロールバルブ１０４は、切換
位置１０４Ａ，１０４Ｂ、及び中立位置１０４Ｃを備え
た３位置切換弁であり、ソレノイドを備えた電磁駆動部
１０４ａ，１０４ｂをそれぞれ備えている。そして、電
磁駆動部１０４ａ（又は電磁駆動部１０４ｂ、以下、こ
の段落中かっこ内の対応関係同じ）のソレノイドへコン
トローラからの制御信号（＝駆動電流）Ｓa（又はＳb）
が入力されると、図７中右側の切換位置１０４Ａ（又は
左側の切換位置１０４Ｂ）に切り換えられる。これによ
り、圧油供給管路１０５ａ（又は１０５ｂ）をポンプ吐
出管路１０３に連通させるとともに、圧油供給管路１０
５ｂ（又は１０５ａ）を油圧タンク１１０へのタンク管
路１１１に連通させるようになっている。

【００８２】また、制御信号Ｓa及びＳbの駆動電流値が
ともに０になると、コントロールバルブ１０４は、ばね
１０４ｃ，１０４ｄの復元力で図７に示す中立位置１０
４Ｃに復帰し、圧油供給管路１０５ａ，１０５ｂをポン
プ吐出管路１０３及びタンク管路１１１と遮断するよう
になっている。

【００８３】このとき、前記タンク管路１１１からは、
前記圧油供給分岐管路１０５ａａのそれぞれに至るオー
バロード制御管路１１２が分岐して設けられており、そ
のコントロールバルブ１０４側に（すなわち全シールド
ジャッキ用油圧シリンダ１５Ａに共通に）、オーバロー
ド用リリーフ弁１１３が配設されている。このリリーフ
弁１１３は、各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａ
の伸び動作時における負荷圧（各シールドジャッキ用油
圧シリンダ１５Ａのボトム側油室１５ｄの圧力）のうち
最高のもの（＝最大負荷圧）の最大値を規定するための
ものであり、その制限値は、弁体１１３ａを付勢するば
ね１１３ｂのばね力で設定される（例えば設定圧３５Ｍ
Ｐａ）ようになっている。

【００８４】また、前記オーバロード制御管路１１２の
前記オーバロード用リリーフ弁１１３より各シールドジ
ャッキ用油圧シリンダ１５Ａ側は、１６個のオーバロー
ド制御分岐管路１１２ａに分岐しており、これらオーバ
ロード制御分岐管路１１２ａが逆止弁１１４を介して前
記圧油供給分岐管路１０５ａａにそれぞれ接続されてい
る。

【００８５】前記のリリーフ弁１０７は、３位置型の電
磁切換弁１１５及び圧力制御弁１１６を備えたリリーフ
圧設定機構１１７により、そのリリーフ圧が可変となっ
ている。

【００８６】すなわち、電磁切換弁１１５は、ソレノイ
ドを備えた電磁駆動部１１５ａ，１１５ｂをそれぞれ備
えており、電磁駆動部１１５ａ及び電磁駆動部１１５ｂ
のいずれのソレノイドにもコントローラからの制御信号
（＝駆動電流）Ｓra，Ｓrbが入力されない（すなわち駆
動電流値０）の状態では、ばね１１５ｃ，１１５ｄの復
元力で図７に示す中立位置１１５Ｃとなり、リリーフ弁
１０７の弁体１０７ａへ押圧力を作用させる圧力管路１
０７ｂを、管路１１８を介して前記タンク管路１１１に
連通させる。この結果、弁体１０７ａを付勢するばね１
０７ｃのばね力のいかんにかかわらずリリーフ弁１０７
の設定リリーフ圧は０（タンク圧）となる。

【００８７】また、電磁駆動部１１５ｂのソレノイドに
コントローラからの制御信号Ｓrbが入力されると、電磁
切換弁１１５は図７中右側の切換位置１１５Ｂとなり、
前記圧力管路１０７ｂを管路１１９と連通させる。この
ときの管路１１９内の圧力は、別途設けた前記圧力制御
弁１１６のばね１１６ａによる設定圧（例えば２１．０
ＭＰａ）となっており、これによって圧力管路１０７ｂ
内の圧力もその設定圧（上記の例では２１．０ＭＰａ）
となる。この結果、弁体１０７ａを付勢するばね１０７
ｃのばね力のいかんにかかわらずリリーフ弁１０７の設
定リリーフ圧は上記設定圧（２１．０ＭＰａ）となる。

【００８８】さらに、電磁駆動部１１５ａのソレノイド
にコントローラからの制御信号Ｓraが入力されると、電
磁切換弁１１５は図７中左側の切換位置１１５Ａとな
り、前記圧力管路１０７ｂを管路１１８あるいは管路１
１９から遮断する。この結果、リリーフ弁１０７の設定
リリーフ圧は、弁体１０７ａを付勢するばね１０７ｃの
ばね力によってのみ決定される設定圧（例えば３５．０
ＭＰａ）となる。

【００８９】以上のようにして、上記リリーフ圧設定機
構１１７は、電磁切換弁１１５へ入力される制御信号に
応じて、リリーフ弁１０７のリリーフ圧を３段階に変化
させるようになっている。

【００９０】上記において、シールドジャッキ用油圧シ
リンダ１５Ａのボトム側が、各請求項記載の複数のシー
ルドジャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロッド側の
うち一方側に相当し、シールドジャッキ用油圧シリンダ
１５Ａのロッド側が、各請求項記載の複数のシールドジ
ャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうち他
方側に相当している。

【００９１】また、ロック装置１００が、複数のシール
ドジャッキのうち隣接するシールドジャッキ間を選択的
に連結・解放可能な解結手段を構成し、そのうち雄側係
合部１００Ｂが、互いに隣接する一方のシールドジャッ
キに設けた第１係合手段を構成し、雌側係合部１００Ａ
が、互いに隣接する他方のシールドジャッキに設けられ
前記第１係合手段と係合する第２係合手段を構成する。

【００９２】また、背圧生成用圧力制御弁１０８が、ば
ね力により所定の背圧を設定可能な圧力制御弁を構成す
るとともに、複数のシールドジャッキ用油圧シリンダの
他方側に所定の背圧を付与する背圧生成手段を構成す
る。さらに、コントロールバルブ１０４が、複数のシー
ルドジャッキ用油圧シリンダ全体に供給する圧油の方向
を制御する制御弁手段を構成し、１６個の選択弁１０６
が、複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側
及びロッド側のうち一方側に設けた、各シールドジャッ
キ用油圧シリンダの動作を個別に選択可能な複数の選択
弁手段を構成する。

【００９３】次に、以上のように構成したシールド掘進
機の動作及び作用を以下に説明する。

【００９４】（１）シールド掘進機の概略動作 本実施の形態のシールド掘進機においては、カッタ駆動
装置４の駆動力でカッタヘッド３を回転駆動し、カッタ
ヘッド３の面板２７Ａ〜Ｄに設けた前記カッタビット２
９により地山の切羽を掘削する。このときのカッタヘッ
ド３への推進力は、前述したように、既設のセグメント
リングＳを反力受けとしてシールドジャッキ１５を掘進
方向に伸張させることにより与えられる。

【００９５】掘削された土砂は、面板２７のスリット
（図示せず）から掘削室Ｐ内に取り込まれた後、送水管
６の送水口６ａから注水されて泥水状態とされ、この状
態で吸込口７ａから吸い込まれ、排泥管７を介して搬送
排出される。

【００９６】このようにして所定距離（例えばシールド
ジャッキ１５の１ストローク分の距離）だけ掘削を行っ
た後、シールドジャッキ１５を縮め、スプレッダ１６と
既設のセグメントリングＳとの間に生じたスペースに、
エレクタ装置９で新たなセグメントリングＳを組み立て
て配置する。このとき、セグメントリングＳの周囲にで
きる空洞部分には例えば図示しない注入手段で裏込め剤
が注入され、これによりこの空洞部分が埋められる。

【００９７】そして、上記新たに配置したセグメントリ
ングＳを再び反力受けとしてシールドジャッキ１５を伸
び状態にしシールド本体１を前方へ推進させつつ、カッ
タヘッド３を回転させて再び地山の掘削を行っていく。

【００９８】以上の手順を繰り返し、前述した円形断面
のトンネルを掘進する。なお、シールド掘進機が通過し
た後のセグメントリングＳの周囲の土砂に対しては、例
えば図示しない注入手段で時効硬化する裏込め剤を注入
充填し、トンネル壁面を地山に固定する。

【００９９】（２）シールドジャッキの推進動作 上記のような基本動作であるシールド掘進機の詳細動作
上の最も大きな特徴の１つは、前述した地山切羽掘削時
のシールドジャッキ１５の推進動作にある。

【０１００】すなわち、前述したように、本実施の形態
のシールド掘進機においては、シールド掘進機の周方向
に１６個設けたシールドジャッキ１５でセグメントリン
グＳに反力をとって推進する。このとき、軸方向（掘進
方向）のある段において周方向に分割したセグメントを
順次組み立ててセグメントリングＳを構築した後、その
セグメントリングＳに押し付け力を作用させる際、前記
ロック装置１００を用いてすべての隣接シールドジャッ
キ１５間を連結した状態（図２に示す状態）で全シール
ドジャッキ１５を一体として伸長動作を行わせる。

【０１０１】すなわち、図７において、全シールドジャ
ッキ１５間を連結した状態で、コントローラにより前記
コントロールバルブ１０４の電磁駆動部１０４ａへの駆
動信号ＳaをＯＮにし、コントロールバルブ１０４が図
７中右側の切換位置１０４Ａに切り換える。そして、コ
ントローラにより全ての選択弁１０６の電磁駆動部１０
６ａへの駆動信号ＳaをＯＮにし、全ての選択弁１０６
を遮断位置１０６Ｂから連通位置１０６Ａに切り換え
る。これにより、油圧ポンプ１０２からの圧油が、コン
トロールバルブ１０４の切換位置１０４Ａ→各選択弁１
０６の連通位置１０６Ａ→各シールドジャッキ用油圧シ
リンダ１５Ａのボトム側油室１５ｃへと供給されるとと
もに、このときの戻り油が、シールドジャッキ用油圧シ
リンダ１５Ａのロッド側油室１５ｄ→圧油供給管路１０
５ｂ→コントロールバルブ１０４の切換位置１０４Ａ→
タンク管路１１１を介し、油圧タンク１１０へと戻され
る。なおこのとき、この圧油供給管路１０５ｂに設けた
前記背圧生成用圧力制御弁１０８によって全シールドジ
ャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油室１５ｄに所
定の背圧（後述のようにロック装置１００のばね４３の
付勢力（弾性力）に打ち勝つ程度の大きさとされる）が
立つが、通常、この伸長動作時に全シールドジャッキ用
油圧シリンダ１５Ａのボトム側油室１５ｄにはその背圧
よりも遙かに大きな圧力が生じるため、この背圧による
伸長抵抗はほとんど問題とならない。以上のようにし
て、全てのシールドジャッキ１５がロック装置１００で
連結された状態のまま伸長する。

【０１０２】このように全シールドジャッキ１５を連結
して伸長させることにより、それら全体が略環状構造物
を構成するとともに、各シールドジャッキ１５間の周方
向距離を一定に拘束することができる。したがって、前
述したような偏心構造に基づきスプレッダ部１５Ｂから
セグメントを径方向外周側へ押す力（すべり荷重）が作
用するとき、何らかの事情によってそのすべり荷重の大
きさが一時的あるいは局所的に過大となりスプレッダ部
１５ＢがセグメントリングＳ表面を外周側にすべろうと
しても、そのすべり動作が拘束されることとなる。した
がって、すべり荷重によるセグメントの破損を確実に防
止することができ、これによってトンネル構造物の耐久
性を向上することができる。

【０１０３】なお、通常のシールド掘進時にはあまり実
施することはないが、コントロールバルブ１０４を反対
側に切り換えることにより、全てのシールドジャッキ１
５をロック装置１００で連結された状態のまま縮短させ
ることができることは言うまでもない。すなわち、図７
において、全シールドジャッキ１５間を連結した状態
で、コントローラにより前記コントロールバルブ１０４
の電磁駆動部１０４ｂへの駆動信号ＳaをＯＮにすると
ともに、全ての選択弁１０６の電磁駆動部１０６ｂへの
駆動信号ＳaをＯＮにする。これにより、油圧ポンプ１
０２からの圧油が、コントロールバルブ１０４の切換位
置１０４Ｂ→圧油供給管路１０５ｂ→バイパス管路１０
９の逆止弁１０９ａ→各シールドジャッキ用油圧シリン
ダ１５Ａのロッド側油室１５ｄへと供給されるととも
に、このときの戻り油が、各シールドジャッキ用油圧シ
リンダ１５Ａのボトム側油室１５ｃ→各選択弁１０６の
連通位置１０６Ａ→圧油供給管路１０５ａ→コントロー
ルバルブ１０４の切換位置１０４Ｂ→タンク管路１１１
を介し、油圧タンク１１０へと戻され、全てのシールド
ジャッキ１５をロック装置１００で連結された状態のま
ま縮短できる。

【０１０４】（３）セグメントリングの組立動作 上記シールド掘進機に備えられた本実施の形態のシール
ドジャッキの油圧駆動装置の動作上の最も大きな特徴
は、前述した推進掘削後シールドジャッキ１５を縮めつ
つ行う新たなセグメントリングＳの組み立て動作を行う
ときの動作にある。これを以下詳細に説明する。

【０１０５】一般に、シールド掘進機を用いたシールド
工法においては、上述のようにセグメントを順次組み付
けていくとき、前述した推進掘削後に組み付けようとす
るセグメントに対応する周方向位置のシールドジャッキ
１５を一旦縮短させた後、セグメント組み付け後に伸長
して押圧する、という一連の動作を、各セグメントごと
に繰り返すことになる。言い換えれば、周方向に配設し
た各シールドジャッキ１５を、複数のグループに分けて
個別に伸縮させることになる。

【０１０６】このとき、上記（２）で説明したように、
推進掘削終了後には全てのシールドジャッキ１５が前記
ロック装置１００で連結されていることから、その連結
された全シールドジャッキ１５のうちの縮短させたいシ
ールドジャッキ１５を、その他のシールドジャッキ１５
から解放しなければならない。また、上記のように各シ
ールドジャッキ１５を複数のグループに分けて個別に伸
縮させつつセグメントを組み付けてセグメントリングＳ
を完成した後は、再び上記推進を行うために全てのシー
ルドジャッキ１５を連結した状態としなければならな
い。

【０１０７】このような動作事情に鑑みて、上記シール
ド掘進機においては、ロック装置１００によって複数の
シールドジャッキ１５のうち隣接するシールドジャッキ
１５，１５間を選択的に連結・解放可能な構成となって
いる。但しこのとき、このロック装置１００は、前述の
ように、隣接シールドジャッキ１５，１５のうち一方に
接続した雄側係合部１００Ｂと他方に設けた雌側係合部
１００Ａとからなり、雄側係合部１００Ｂの略プレート
状部材３２に設けた凹部３５ａ，３５ｄに、雌側係合部
１００Ａに設けたピストン部材３６を弾性力によって貫
入させ係合状態を形成するようになっている。したがっ
て、各シールドジャッキ１５間のロック装置１００の連
結・解放はシールドジャッキ１５側で（各シールドジャ
ッキ１５の伸長・縮短動作によって）行われることにな
る。

【０１０８】すなわち、離れている（解放されている）
２つのシールドジャッキ１５，１５を連結したい場合に
は、例えばそれら２つのうち一方を略停止状態に保持し
つつ、他方を伸長（又は縮短）させることでロック装置
１００の前記雌側係合部１００Ａと前記雄側係合部１０
０Ｂとを係合させる。また、連結している２つのシール
ドジャッキ１５，１５を解放したい場合にも、一方を略
停止状態に保持しつつ、他方を伸長（又は縮短）させる
ことでロック装置１００の前記雌側係合部１００Ａと前
記雄側係合部１００Ｂとの係合を離脱させる。

【０１０９】以下、本実施の形態の油圧駆動装置による
それらシールドジャッキ１５の伸縮を利用したロック装
置１００の連結動作及び解放動作を順次説明する。

【０１１０】（４）ロック装置の連結・解放動作 （４−１）ロック装置の連結動作 伸長による連結動作 すなわち、離れている（解放されている）２つのシール
ドジャッキ１５，１５のうち一方を略停止状態に保持し
つつ、他方を伸長させることでロック装置１００の前記
雌側係合部１００Ａと前記雄側係合部１００Ｂとを係合
させる動作である。この動作を可能としたことが本実施
の形態の油圧駆動装置の最も大きな特徴の１つであるの
で、この動作については、第１比較例を参照しつつ説明
する。

【０１１１】図８は、前記した第１比較例によるシール
ドジャッキの油圧駆動装置の構成を表す油圧回路図であ
る。図７に示した本実施の形態の油圧駆動装置と同等の
部分には同一の符号を付している。

【０１１２】図８において、この第１比較例は、一般的
なシールドジャッキの油圧駆動装置にほぼ相当するもの
であり、前述した個別のシールドジャッキ１５縮短動作
を行う必要性と、あるシールドジャッキ１５の伸長動作
と別のシールドジャッキ１５の縮短動作を同時に行うこ
とはほとんどないというシールドジャッキ固有の背景に
基づき、コスト低減の観点から比較的シンプルな構成と
した（主として１つの３位置切換弁と１６個の２位置切
換弁とで構成した）ものである。図７に示した本実施の
形態の油圧駆動装置と異なる点は、圧油供給管路１０５
ｂに設けられていた背圧生成用の圧力制御弁１０８及び
これに係わるバイパス管路１０９が省略され、全シール
ドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油室１５ｄ
がそのまま圧油供給管路１０５ｂを介しコントロールバ
ルブ１０４に接続されていていることである。

【０１１３】図９は、上記構造の第１比較例による油圧
駆動装置において、上記伸長による連結動作を行おうと
する場合の挙動を示す図である。この例では、解放状態
の２つのシールドジャッキ１５（ジャッキ符号ＳＪ１、
以下適宜、シールドジャッキＳＪ１のように称する）及
びシールドジャッキ１５（ジャッキ符号ＳＪ２）のうち
一方のシールドジャッキＳＪ１を略停止状態に保持しつ
つ、他方のシールドジャッキＳＪ２を伸長させること
で、ロック装置１００の前記雌側係合部１００Ａと前記
雄側係合部１００Ｂとを係合させようとする場合を例に
とって示している。

【０１１４】図９に示すように、この場合、コントロー
ルバルブ１０４を図８および図９中右側の切換位置１０
４Ａへ切り換えておき、保持したいシールドジャッキＳ
Ｊ１に対応する選択弁１０６を遮断位置１０６Ｂとしつ
つ、伸長させたいシールドジャッキＳＪ２に対応する選
択弁１０６を連通位置１０６Ａとすることとなる。これ
により、油圧ポンプ１０２からの圧油が、コントロール
バルブ切換位置１０４Ａ→圧油供給管路１０５ａ→選択
弁連通位置１０６Ａ→伸長させたいシールドジャッキＳ
Ｊ２の油圧シリンダボトム側油室１５ｃへと供給される
とともに、戻り油が、その油圧シリンダロッド側油室１
５ｄ→圧油供給管路１０５ｂ→コントロールバルブ切換
位置１０４Ａ→油圧タンク１１０へと戻されて、シール
ドジャッキＳＪ２を伸長させることができる。

【０１１５】しかしながら、このとき、前述のように全
シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油室
１５ｄがそのままコントロールバルブ１０４に接続され
ているため、上記のようにしてコントロールバルブ１０
４を切換位置１０４Ａにして伸長させたいシールドジャ
ッキＳＪ２の油圧シリンダロッド側油室１５ｄをタンク
管路１１１に接続すると、その他の全てのシールドジャ
ッキＳＪ１，ＳＪ３〜１６の油圧シリンダロッド側油室
１５ｄもタンク管路１１１に接続され、それらロッド側
油室１５ｄの圧力はすべてタンク圧になってしまう。

【０１１６】この結果、当初は選択弁１０６が遮断位置
１０６Ｂとされることで現在の位置に静止保持されてい
たシールドジャッキＳＪ１は、シールドジャッキＳＪ２
が伸長してきて係合（嵌合）しようとするときにその係
合抵抗力（前述したピストン部材３６を貫入させるばね
４３の弾性力にほぼ等しくなる）が前記ロッド側油室１
２ｄ内の圧力（＝タンク圧）より大きくなり、その位置
に保持することができずに前記シールドジャッキＳＪ２
に押されて伸長動作してしまう。このため、２つのシー
ルドジャッキの連結を行うことが困難となる。

【０１１７】これに対して、図７に示した本実施の形態
の油圧駆動装置においては、前述のように背圧生成用圧
力制御弁１０８により全シールドジャッキ用油圧シリン
ダ１５Ａのロッド側（すなわち選択弁１０６と反対側）
の油室１５ｄに所定の背圧を付与するようにする。これ
により、前記圧力制御弁１０８のばね１０８ｂのばね力
を予め調整して背圧の値を大きくしておくことで、ロッ
ド側圧油室１５ｄの圧力が前述の係合抵抗力（≒ばね４
３の弾性力）に打ち勝つようにすることができる。

【０１１８】すなわち、前述のようにシールドジャッキ
ＳＪ２が伸長してきて係合しようとするときに、シール
ドジャッキＳＪ１の油圧シリンダロッド側油室１５ｄ内
の圧力をその係合抵抗力より大きくできるので、図１０
に示すように、シールドジャッキＳＪ１をその位置に静
止保持させつつシールドジャッキＳＪ２を伸長させてそ
れら２つのシールドジャッキＳＪ１，ＳＪ２の連結を行
うことが可能となる。

【０１１９】縮短による連結動作 すなわち、離れている（解放されている）２つのシール
ドジャッキ１５，１５のうち一方を略停止状態に保持し
つつ、他方を縮短させることでロック装置１００の前記
雌側係合部１００Ａと前記雄側係合部１００Ｂとを係合
させる動作である。

【０１２０】図１１は、本実施の形態の油圧駆動装置に
おいて、上記縮短による連結動作を行おうとする場合の
挙動を示す図である。この例では、解放状態の２つのシ
ールドジャッキＳＪ１，ＳＪ２のうち一方のシールドジ
ャッキＳＪ２を略停止状態に保持しつつ、他方のシール
ドジャッキＳＪ１を縮短させることで、ロック装置１０
０の前記雌側係合部１００Ａと前記雄側係合部１００Ｂ
とを係合させようとする場合を例にとって示している。

【０１２１】図１１に示すように、この場合、コントロ
ールバルブ１０４を図７中左側の切換位置１０４Ｂへ切
り換えておき、保持したいシールドジャッキＳＪ２に対
応する選択弁１０６を遮断位置１０６Ｂとしつつ、縮短
させたいシールドジャッキＳＪ１に対応する選択弁１０
６を連通位置１０６Ａとする。

【０１２２】これにより、油圧ポンプ１０２からの圧油
が、コントロールバルブ切換位置１０４Ｂ→圧油供給管
路１０５ｂ→逆止弁１０９ａ→縮短させたいシールドジ
ャッキＳＪ１の油圧シリンダロッド側油室１５ｄへと供
給されるとともに、戻り油が、その油圧シリンダボトム
側油室１５ｃ→選択弁連通位置１０６Ａ→圧油供給管路
１０５ａ→コントロールバルブ切換位置１０４Ｂ→油圧
タンク１１０へと戻されて、シールドジャッキＳＪ１を
縮短させることができる。

【０１２３】このとき、保持したいシールドジャッキＳ
Ｊ２の油圧シリンダロッド側油室１５ｄにも油圧ポンプ
１０２からの圧油が流入しようとするが、ボトム側油室
１５ｃからの戻り油が選択弁遮断位置１０６Ｂによって
ブロックされるため、シールドジャッキＳＪ２は縮短す
ることなく、その位置に保持される。

【０１２４】以上の結果、それら２つのシールドジャッ
キＳＪ１，ＳＪ２の連結を行うことが可能となる。

【０１２５】（４−２）ロック装置の解放動作 伸長による解放動作 すなわち、連結されている２つのシールドジャッキ１
５，１５のうち一方を略停止状態に保持しつつ、他方を
伸長させることでロック装置１００の前記雌側係合部１
００Ａと前記雄側係合部１００Ｂとの係合を離脱させる
動作である。この動作を可能としたことも、本実施の形
態の油圧駆動装置の最も大きな特徴の１つであるので、
この動作についても、上記（４−１）と同様、先の図
８に示した第１比較例を参照しつつ説明する。

【０１２６】図１２は、上記構造の第１比較例による油
圧駆動装置において、上記伸長による解放動作を行おう
とする場合の挙動を示す図である。この例では、連結状
態の２つのシールドジャッキＳＪ１及びシールドジャッ
キＳＪ２のうち一方のシールドジャッキＳＪ１を略停止
状態に保持しつつ、他方のシールドジャッキＳＪ２を伸
長させることで、ロック装置１００の前記雌側係合部１
００Ａと前記雄側係合部１００Ｂとの係合を離脱させよ
うとする場合を例にとって示している。

【０１２７】図１２に示すように、この場合、上記（４
−１）と同様、コントロールバルブ１０４を図８中右
側の切換位置１０４Ａへ切り換え、保持したいシールド
ジャッキＳＪ１に対応する選択弁１０６を遮断位置１０
６Ｂとし、伸長させたいシールドジャッキＳＪ２に対応
する選択弁１０６を連通位置１０６Ａとすることとな
る。これにより、油圧ポンプ１０２からの圧油が伸長さ
せたいシールドジャッキＳＪ２の油圧シリンダボトム側
油室１５ｃへと供給されるとともに、戻り油がその油圧
シリンダロッド側油室１５ｄから圧油供給管路１０５ｂ
を介し油圧タンク１１０へと戻され、シールドジャッキ
ＳＪ２を伸長できる。

【０１２８】しかしこのとき、前述のように全シールド
ジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油室１５ｄが
そのままコントロールバルブ１０４に接続され、全ての
シールドジャッキＳＪ１〜１６の油圧シリンダロッド側
油室１５ｄ内の圧力がすべてタンク圧になる。この結
果、当初は選択弁１０６が遮断位置１０６Ｂとされるこ
とで現在の位置に静止保持されていたシールドジャッキ
ＳＪ１が、シールドジャッキＳＪ２が伸長して係合（嵌
合）離脱しようとするときの離脱抵抗力（≒ばね４３の
弾性力）が前記ロッド側油室１２ｄ内の圧力（＝タンク
圧）より大きくなってその位置に保持することができ
ず、前記シールドジャッキＳＪ２に押されて伸長動作し
てしまう。このため、２つのシールドジャッキＳＪ１，
ＳＪ２の解放を行うのが困難となる。

【０１２９】これに対して、図７に示した本実施の形態
の油圧駆動装置においては、前述のように背圧生成用圧
力制御弁１０８のばね１０８ｂのばね力を予め調整し背
圧の値を大きくしておくことで、ロッド側圧油室１５ｄ
の圧力が前記離脱抵抗力に打ち勝つようにすることがで
きる。

【０１３０】すなわち、前述のようにシールドジャッキ
ＳＪ２が伸長し離脱しようとするときに、シールドジャ
ッキＳＪ１の油圧シリンダロッド側油室１５ｄ内の圧力
をその係合抵抗力より大きくできるので、図１３に示す
ように、シールドジャッキＳＪ１をその位置に静止保持
させつつシールドジャッキＳＪ２を伸長させてそれら２
つのシールドジャッキＳＪ１，ＳＪ２の解放を行うこと
が可能となる。

【０１３１】縮短による解放動作 すなわち、連結されている２つのシールドジャッキ１
５，１５のうち一方を略停止状態に保持しつつ、他方を
縮短させることでロック装置１００の前記雌側係合部１
００Ａと前記雄側係合部１００Ｂとの係合を離脱させる
動作である。

【０１３２】図１４は、本実施の形態の油圧駆動装置に
おいて、上記縮短による解放動作を行おうとする場合の
挙動を示す図である。この例では、連結状態の２つのシ
ールドジャッキＳＪ１，ＳＪ２のうち一方のシールドジ
ャッキＳＪ１を略停止状態に保持しつつ、他方のシール
ドジャッキＳＪ２を縮短させることで、ロック装置１０
０の前記雌側係合部１００Ａと前記雄側係合部１００Ｂ
とを係合させようとする場合を例にとって示している。

【０１３３】図１４において、上記（４−１）同様、
この場合、コントロールバルブ１０４を切換位置１０４
Ｂへ切り換え、保持したいシールドジャッキＳＪ１に対
応する選択弁１０６を遮断位置１０６Ｂとし、縮短させ
たいシールドジャッキＳＪ２に対応する選択弁１０６を
連通位置１０６Ａとする。

【０１３４】これにより、油圧ポンプ１０２からの圧油
が、圧油供給管路１０５ｂを介し縮短させたいシールド
ジャッキＳＪ２の油圧シリンダロッド側油室１５ｄへと
供給されるとともに、戻り油が油圧シリンダボトム側油
室１５ｃから選択弁連通位置１０６Ａを介し油圧タンク
１１０へと戻され、シールドジャッキＳＪ２を縮短でき
る。このとき、保持したいシールドジャッキＳＪ１のボ
トム側油室１５ｃからの戻り油が選択弁遮断位置１０６
Ｂによってブロックされるため、シールドジャッキＳＪ
２はその位置に保持される。

【０１３５】以上の結果、それら２つのシールドジャッ
キＳＪ１，ＳＪ２の解放を行うことが可能となる。

【０１３６】以上説明したように、本実施の形態のシー
ルドジャッキの油圧駆動装置によれば、シールド掘進機
の全シールドジャッキ１５間に備えられたロック装置１
００に対し、セグメントの組立順序に対応したシールド
ジャッキ１５の伸縮動作に応じ、隣接シールドジャッキ
１５，１５間を選択的に連結・解放させることができ
る。このとき特に、従来構造に相当する第１比較例では
不可能である、ジャッキ伸長によるロック装置１００の
連結動作及びジャッキ伸長によるロック装置１００の解
放動作をも行うことができる。また、シールド掘進機の
推進掘削時に、すべての隣接シールドジャッキ１５間を
連結させることもできる。

【０１３７】またこのとき、上記の機能を比較的シンプ
ルな回路構成で安価に実現できるという効果もある。以
下、この効果について、第２比較例を参照して説明す
る。

【０１３８】図１５は、この第２比較例によるシールド
ジャッキの油圧駆動装置の構成を表す油圧回路図であ
る。図７に示した上記本発明の一実施の形態の油圧駆動
装置と同等の部分には同一の符号を付している。

【０１３９】図１５において、この油圧駆動装置では、
前記油圧ポンプ１０２の前記吐出管路１０３の下流側
に、前記１６個のシールドジャッキ用油圧シリンダ１５
Ａ（ジャッキ符号ＳＪ１〜ＳＪ１６）に供給される圧油
の方向及び流量をそれぞれ制御するコントロールバルブ
１５０をそれぞれ接続するとともに、各電磁切換弁１５
０と各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのボトム
側油室１５ｃ及びロッド側油室１５ｄとの間を接続する
圧油供給分岐管路１０５ａａ及び１０５ｂａに、パイロ
ット操作逆止弁１５１ａ及び１５１ｂをそれぞれ設けた
ものである。

【０１４０】各コントロールバルブ１５０は、図１５中
右側の切換位置１５０Ａ、左側の切換位置１５０Ｂ、及
び中立位置１５０Ｃを備えた３位置切換弁型であり、ま
たソレノイドを備えた電磁駆動部１５０ａ，１５０ｂを
それぞれ備えている。そして、コントローラ（図示せ
ず）からの制御信号（駆動電流）が各電磁駆動部に入力
されることで対応するソレノイドが励磁され、スプール
が切り換えられるようになっている。

【０１４１】すなわち、各コントロールバルブ１５０
は、電磁駆動部１５０ａ（又は電磁駆動部１５０ｂ、以
下、この段落中かっこ内の対応関係同じ）のソレノイド
へ制御信号Ｓpa（又はＳpb）が入力されると図１５中右
側の切換位置１５０Ａ（又は左側の切換位置１５０Ｂ）
に切り換えられ、圧油供給分岐管路１０５ａａ（又は１
０５ｂａ）をポンプ吐出管路１０３に連通させる。これ
により、油圧ポンプ１０２からの圧油は、圧油供給分岐
管路１０５ａａ（又は１０５ｂａ）に設けた前記パイロ
ット操作逆止弁１５１ａ（又は１５１ｂ）を介し、シー
ルドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのボトム側油室１５
ｃ（又はロッド側油室１５ｄ）に導かれ、シールドジャ
ッキ１５を伸長（又は縮短）させる。このときの戻り油
は、パイロット管路１５２ａ（又は１５２ｂ）を介した
圧油の流れによりパイロット操作逆止弁１５１ｂ（又は
１５１ａ）が開かれていることから、ロッド側油室１５
ｄ（又はボトム側油室１５ｃ）から圧油供給分岐管路１
０５ｂａ（又は１０５ａａ）及び前記パイロット操作逆
止弁１５１ｂ（又は１５１ａ）を介し、コントロールバ
ルブ１５０の図１５中左側の切換位置１５０Ｂ（又は右
側の切換位置１５０Ａ）からタンク管路１１１を経て油
圧タンク１１０へ戻される。

【０１４２】また、前記制御信号Ｓpa及びＳpbの駆動電
流値が０になると、シールドジャッキ用コントロールバ
ルブ１５０は、ばね１５０ｃ，１５０ｄの復元力で図１
５に示す中立位置に復帰し、圧油供給分岐管路１０５ａ
ａ，１０５ｂａの上流側部分（パイロット操作逆止弁１
５１ａ，１５１ｂよりコントロールバルブ１５０側の部
分、以下同様）をタンク管路１１１に連通させてそれら
の圧力をタンク圧とするようになっている。

【０１４３】上記第２比較例のシールドジャッキの油圧
駆動装置によれば、対応するコントロールバルブ１５０
を図１５中右側位置１５０Ａ又は左側位置１５０Ｂに切
り換えるだけで当該シールドジャッキ用油圧シリンダ１
５を適宜伸長又は縮短させることができ、しかもこのと
き他のシールドジャッキ用油圧シリンダ１５と完全に別
個独立した操作が可能である（選択せず動作させないシ
ールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａについては完全に
閉止する）。したがって、前述したロック装置１００を
設けたシールド掘進機に対し適用すれば、上記本発明の
一実施の形態と同様、ロック装置１００に対しセグメン
トの組立順序に対応し隣接シールドジャッキ１５，１５
間を選択的に連結・解放させることができる。

【０１４４】しかしながら、この第２比較例では、３位
置切換弁であるコントロールバルブ１５０が１６個も必
要となり、前述したこの種のシールドジャッキ用油圧駆
動装置固有の技術背景（あるシールドジャッキ１５の伸
長動作と別のシールドジャッキ１５の縮短動作を同時に
行うことはほとんどない）から考えて、必要以上に回路
が複雑化し、かつコスト増大や設置スペース増大を招
く。

【０１４５】これに対し、上記本発明の一実施の形態に
おいては、図１５のように３位置切換弁１６個で構成す
るのではなく、図７に示したように、１つの３位置切換
弁（コントロールバルブ１０４）と１６個の２位置切換
弁（選択弁１０６）と、１個の背圧生成用圧力制御弁１
０８で構成するので、油圧回路を簡素化でき、かつコス
トを著しく低減できる。

【０１４６】なお、上記本発明の一実施の形態において
は、背圧生成用圧力制御弁１０８と逆止弁１０９ａつき
バイパス管路１０９ａを並行して設けたが、これに限ら
れず、圧力制御弁１０８の代わりに、逆止弁１０９ａの
機能を内蔵した圧力制御弁を設けても良い。この場合も
同様の効果を得る。

【０１４７】また、上記本発明の一実施の形態において
は、背圧生成手段である背圧生成用圧力制御弁１０８を
各シールドジャッキ用油圧シリンダロッド側油室１５ｄ
とコントロールバルブ１０４との間に接続配置したが、
これに限られず、他の位置に配置しても良い。以下、そ
のような変形例を説明する。

【０１４８】（変１）コントロールバルブと油圧タンク
との間に配設した場合 図１６は、上記本発明のシールドジャッキの油圧駆動装
置の一実施の形態において、背圧生成用圧力制御弁１０
８を、コントロールバルブ１０４と油圧タンク１１０と
の間のタンクライン１１１上に配設した変形例の構成を
表す油圧回路図である。

【０１４９】この変形例においても、上記本発明の一実
施の形態と同様の効果を得る。また、圧力制御弁１０８
をタンクライン１１１上に設けることで、圧力制御弁１
０８には常にコントロールバルブ１０４から油圧タンク
１１１へ向かってのみ圧油が流れることとなるため、図
７に示したバイパス管路１０９及び逆止弁１０９ａが不
要になるという効果がある。

【０１５０】（変２）背圧生成作用の実行と不実行とを
選択可能とする場合 図１７は、上記本発明のシールドジャッキの油圧駆動装
置の一実施の形態において、背圧生成用圧力制御弁１０
８による背圧生成作用の実行と不実行とを選択可能とし
た変形例の構成を表す油圧回路図である。

【０１５１】この変形例においては、前記圧油供給管路
１０５ｂから分岐して前記コントロールバルブ１０４を
バイパスして前記タンクライン１１１に至るバイパス管
路１２０を設け、その分岐位置に選択切換弁１２１を設
けている。そして前記バイパス管路１２０に、背圧生成
手段としての前記圧力制御弁１０８を配設している。

【０１５２】前記選択切換弁１２１は、ソレノイドを備
えた電磁駆動部１２１ａを備えた２位置切換型の電磁切
換弁であり、図１７中上側の切換位置１２１Ａと下側の
切換位置１２１Ｂとを選択的に切り換え可能となってい
る。すなわち、電磁駆動部１２１ａのソレノイドへコン
トローラからの制御信号（＝駆動電流）Ｓsが入力され
ると、図１７中下側の切換位置１２１Ｂに切り換えら
れ、各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド
側油室１５ｄを前記バイパス管路１２０を介してタンク
ライン１１１に接続するようになっている。このとき、
バイパス管路１２０上の前記圧力制御弁１０８によって
各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油
室１５ｄには所定の背圧が生成される。

【０１５３】また、制御信号Ｓsの駆動電流値が０にな
ると、ばね１２１ｃの復元力で図１７中上側の切換位置
１２１Ａに復帰し、各シールドジャッキ用油圧シリンダ
１５Ａのロッド側油室１５ｄを、前記コントロールバル
ブ１０４に接続するようになっている。

【０１５４】なお、上記においては、選択切換弁１２１
が、各シールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド
側油室１５ｄを、前記コントロールバルブ１０４又は油
圧タンクに選択的に接続可能な選択切換手段を構成す
る。

【０１５５】本変形例においては、シールドジャッキ１
５を伸長させる時には選択切換弁１２１を図１７中下側
位置１２１Ｂに切り換えることで上記のように背圧を生
成でき、上記本発明の一実施の形態と同様の効果を得
る。また、シールドジャッキ１５を縮短させる時には選
択切換弁１２１を図１７中上側位置１２１Ａに切り換え
ればよい。

【０１５６】さらに、シールドジャッキ１５を伸長させ
る時であっても、特に背圧生成が必要ないとき（例えば
シールドジャッキ１５を単に伸長動作させるだけで、連
結や解放を伴わないとき）には選択切換弁１２１を図１
７中上側位置１２１Ａに切り換えるようにすれば、不要
な背圧生成を回避し、エネルギロスを防止できるという
効果もある。

【０１５７】また、上記本発明の一実施の形態において
は、図７等に示すように、シールドジャッキロッド部１
５ａにスプレッダ部１５Ｂを接続固定したが、これに限
られず、シールドジャッキボトム部１５ｂにスプレッダ
部１５Ｂを接続固定しても良い。この場合も、シールド
ジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのボトム側油室１５ｃに
圧油供給でシールドジャッキ１５が伸長し、シールドジ
ャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド側油室１５ｄに圧
油供給でシールドジャッキ１５が縮短するという関係に
変わりはないが、本発明の適用にあたっては、図７に示
すシールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａの上下を逆に
した配置となる。すなわち、圧油供給分岐管路１０５ａ
ａにはシールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのロッド
側油室１５ｄが接続され、圧油供給分岐管路１０５ｂａ
にはシールドジャッキ用油圧シリンダ１５Ａのボトム側
油室１５ｃが接続され、背圧生成用圧力制御弁１０８は
ボトム側油室１５ｃに接続されることとなる。

【０１５８】なお、この場合、シールドジャッキ用油圧
シリンダ１５Ａのロッド側が、各請求項記載の複数のシ
ールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロッド側
のうち一方側に相当し、シールドジャッキ用油圧シリン
ダ１５Ａのボトム側が、各請求項記載の複数のシールド
ジャッキ用油圧シリンダのボトム側及びロッド側のうち
他方側に相当している。この変形例においても、上記本
発明の一実施の形態と同様の効果を得る。

【０１５９】また、上記シールド掘進機では、ロック装
置１００は隣接シールドジャッキ１５のスプレッダ１５
Ｂどうしを連結したが、これに限られず、他の部位、例
えばロッド部１５ａどうしを連結するように構成しても
よい。この場合も、同様の効果を得る。

【０１６０】さらに、以上は、いわゆる泥水シールド掘
進機を例にとって説明したが、これに限られず、掘削室
内の掘削土砂を塑性流動化させてスクリューコンベア等
の排土装置によってシールド本体の後方へ排出する土圧
式シールド掘進機において本発明を適用してもよい。こ
の場合も、同様の効果を得る。

【０１６１】

【発明の効果】請求項１乃至１１記載の発明によれば、
複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側及び
ロッド側のうち他方側、すなわち選択弁と反対側に背圧
生成手段を接続し、複数のシールドジャッキ用油圧シリ
ンダのロッド側に所定の背圧（ブレーキ圧）を付与す
る。したがって、セグメントの組立順序に対応したシー
ルドジャッキの伸縮動作に基づき、解結手段で、隣接す
るシールドジャッキ間を選択的に連結・解放することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の一
実施の形態を適用するシールド掘進機の全体構造を表す
側断面図である。

【図２】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の一
実施の形態の適用対象であるシールドジャッキのロック
装置の配置状態を表す図１中II−II断面による横断面図
である。

【図３】図２中Ａ部拡大図にほぼ相当する図である。

【図４】図２中Ｂ方向から見た矢視上面図である。

【図５】図４中Ｖ−Ｖ断面による横断面図にほぼ相当す
る図である。

【図６】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の一
実施の形態の適用対象であるシールドジャッキのロック
装置に設けたばねピストン機構の上蓋部材の詳細構造を
表す上面図、下蓋部材の詳細構造を表す下面図、及び上
蓋部材及び下蓋部材の締め付け器具の構造を表す側面図
である。

【図７】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の一
実施の形態の構成を表す油圧回路図である。

【図８】一般的なシールドジャッキの油圧駆動装置にほ
ぼ相当する第１比較例によるシールドジャッキの油圧駆
動装置の構成を表す油圧回路図である。

【図９】一般的なシールドジャッキの油圧駆動装置にほ
ぼ相当する第１比較例によるシールドジャッキの油圧駆
動装置において、伸長動作によってロック装置の連結動
作を行おうとする場合の挙動を示す図である。

【図１０】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の
一実施の形態において、伸長動作によってロック装置の
連結動作を行うときの挙動を示す図である。

【図１１】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の
一実施の形態において、縮短動作によってロック装置の
連結動作を行うときの挙動を示す図である。

【図１２】一般的なシールドジャッキの油圧駆動装置に
ほぼ相当する第１比較例によるシールドジャッキの油圧
駆動装置において、伸長動作によってロック装置の解放
動作を行おうとする場合の挙動を示す図である。

【図１３】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の
一実施の形態において、伸長動作によってロック装置の
解放動作を行うときの挙動を示す図である。

【図１４】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の
一実施の形態において、縮短動作によってロック装置の
解放動作を行うときの挙動を示す図である図である。

【図１５】各シールドジャッキごとに３位置電磁切換弁
を配設した第２比較例によるシールドジャッキの油圧駆
動装置の構成を表す油圧回路図である。

【図１６】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の
一実施の形態において、背圧生成用圧力制御弁を、コン
トロールバルブと油圧タンクとの間のタンクライン上に
配設した変形例の構成を表す油圧回路図である。

【図１７】本発明のシールドジャッキの油圧駆動装置の
一実施の形態において、背圧生成用圧力制御弁による背
圧生成作用の実行と不実行とを選択可能とした変形例の
構成を表す油圧回路図である。

【符号の説明】

１５ シールドジャッキ １５Ａ シールドジャッキ用油圧シリンダ １５ａ ロッド部 １５ｂ ボトム部 １５Ｂ スプレッダ部 １５ｃ ボトム側油室 １５ｄ ロッド側油室 ３２ 略プレート状部材 ３５ａ〜ｄ 凹部 ３６ ピストン部材 ３７Ａ，Ｂ ピストン機構 １００ ロック装置（解結手段） １００Ａ 雌側係合部（第２係合手段） １００Ｂ 雄側係合部（第１係合手段） １０１ 原動機 １０２ 油圧ポンプ １０４ コントロールバルブ（制御弁手段） １０６ 選択弁（選択弁手段） １０８ 背圧生成用圧力制御弁（背圧生成手
段） １１０ 油圧タンク １２１ 選択切換弁（選択切換手段） Ｓ セグメントリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005522 日立建機株式会社 東京都文京区後楽二丁目５番１号 (72)発明者 芳賀 由紀夫 神奈川県横浜市戸塚区名瀬町344−１ 大 成建設株式会社内 (72)発明者 原 修一 栃木県那須郡西那須野町四区町1534−１ 五洋建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 松藤 広行 東京都文京区後楽２丁目２番８号 五洋建 設株式会社内 (72)発明者 坂上 義春 東京都新宿区歌舞伎町二丁目16番９号 成 和機工株式会社内 (72)発明者 石井 俊久 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 2D054 AC05 AD02 AD35 GA01 GA34 GA38 GA56 3H089 AA73 BB15 CC01 CC12 DA03 DA13 DB44 DB48 EE31 GG02 JJ01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原動機で駆動する油圧ポンプからの圧油を
   複数のシールドジャッキ用油圧シリンダに供給するシー
   ルドジャッキの油圧駆動装置において、 前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側
   及びロッド側のうち一方側に、各シールドジャッキ用油
   圧シリンダの動作を個別に選択可能な複数の選択弁手段
   を接続し、 前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側
   及びロッド側のうち他方側に、その複数のシールドジャ
   ッキ用油圧シリンダの他方側に所定の背圧を付与する背
   圧生成手段を接続したことを特徴とするシールドジャッ
   キの油圧駆動装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のシールドジャッキの油圧駆
   動装置において、前記背圧生成手段を、前記複数のシー
   ルドジャッキ用油圧シリンダの他方側と、油圧タンクと
   の間に接続可能に構成したことを特徴とするシールドジ
   ャッキの油圧駆動装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載のシールドジャッキの
   油圧駆動装置において、前記複数の選択弁手段を前記複
   数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側にそれ
   ぞれ接続し、前記背圧生成手段を前記複数のシールドジ
   ャッキ用油圧シリンダのロッド側に接続したことを特徴
   とするシールドジャッキの油圧駆動装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３記載のシールドジャッキの
   油圧駆動装置において、前記選択弁手段は、連通位置と
   遮断位置とを選択的に切り換える２位置切換弁であるこ
   とを特徴とするシールドジャッキの油圧駆動装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至３記載のシールドジャッキの
   油圧駆動装置において、前記複数のシールドジャッキ用
   油圧シリンダ全体に供給する圧油の方向を制御する制御
   弁手段を、前記油圧ポンプと前記複数の選択弁手段との
   間に配設したことを特徴とするシールドジャッキの油圧
   駆動装置。
6. 【請求項６】請求項５記載のシールドジャッキの油圧駆
   動装置において、前記背圧生成手段を、前記複数のシー
   ルドジャッキ用油圧シリンダの前記他方側と、前記制御
   弁手段との間に配設したことを特徴とするシールドジャ
   ッキの油圧駆動装置。
7. 【請求項７】請求項５記載のシールドジャッキの油圧駆
   動装置において、前記背圧生成手段を、前記制御弁手段
   と油圧タンクとの間に配設したことを特徴とするシール
   ドジャッキの油圧駆動装置。
8. 【請求項８】請求項５記載のシールドジャッキの油圧駆
   動装置において、前記複数のシールドジャッキ用油圧シ
   リンダの前記他方側を、前記制御弁手段又は油圧タンク
   に選択的に接続可能な選択切換手段を設け、前記背圧生
   成手段を、前記選択切換手段と前記油圧タンクとの間に
   配設したことを特徴とするシールドジャッキの油圧駆動
   装置。
9. 【請求項９】請求項１乃至８記載のシールドジャッキの
   油圧駆動装置において、前記背圧生成手段は、ばね力に
   より前記所定の背圧を設定可能な圧力制御弁を備えるこ
   とを特徴とするシールドジャッキの油圧駆動装置。
10. 【請求項１０】周方向に複数設けたシールドジャッキに
    設けたシールドジャッキ用油圧シリンダに圧油を供給し
    て前記シールドジャッキを伸長させ、セグメントリング
    に反力をとって推進するシールド掘進機において、 前記複数のシールドジャッキのうち隣接するシールドジ
    ャッキ間を選択的に連結・解放可能な解結手段を設け、 前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側
    及びロッド側のうち一方側に、各シールドジャッキ用油
    圧シリンダの動作を個別に選択可能な複数の選択弁手段
    を接続し、 前記複数のシールドジャッキ用油圧シリンダのボトム側
    及びロッド側のうち他方側に、その複数のシールドジャ
    ッキ用油圧シリンダの他方側に所定の背圧を付与する背
    圧生成手段を接続したことを特徴とするシールド掘進
    機。