JPH0492086A - トンネル掘削機の方向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、地中を掘削するｌ・ンネル掘削機に係り、特
にカッタへ・７Ｆを複数のジヤツキによっ゛ｒ前進させ
て掘進方向の制御を行うトンネル掘削機。

の方向制御装置に関する。

〔従来の技術〕

トンネル掘削機は、一般に円筒状の本体の前面に、複数
のカッタビットを取り付けたカッター・ラドを有してお
り、このカッタヘッドをモータによって回転させるとと
もに、本体の周方向に配置した複数のジヤツキによって
カッタヘッドを前進させて地山を掘削し、掘削した土砂
をスクリューコンベヤ等を用いて掘削機の後方に搬出す
るようにしている。また、曲線施工、蛇行修正等の掘削
機の方向制御は、４゛体の周方向に配設しまた複数のジ
ヤツキを選択し゛て駆動ず７（Ｌ、とによりセ−■って
いる。

そし、て、従来の方向制御は、トランシスト等による坑
内測量やレーザ光をトンネル旧画線に沿って照射し、掘
削機に取り付けたターゲットＪ−の光点を読み取ること
等により）−ン不ル掘削機の位置、すなわちトンネル掘
削機のトンネル計画線からのズレを求め、掘削機の進行
方向が予定した方向とズｌ／でくると、メベレータが経
験に基づいて１．駆動さセるジヤツキを適宜に選択し７
７方向の修正を行っ゛（いた。

また、近年は、トンネルの曲線部を掘削する場合、本体
を軸心方向に複数に分割して屈曲可能Ｃ接続したアーテ
ィキュレート型トンネル掘削機を用いられている。そし
２て、曲線部を掘削する場合、分割した本体、の屈曲角
度をジヤツキによ−２て変化さセるとともに、方向制御
を閲るため、本体側面に設けたグリッパを掘削した壁面
に接触させながら掘進づ−ることが行われる（例えば、
時開３］２１３１５６００月公報）６ ［発明が解決しようとする課題］ Ｊ−記の如くトンネル掘削機の方向制御は、オペレータ
の経験に基づいて駆動するジャ、−１を選択して行って
いるため、充分な掘進精度が得られない。また、従来の
方向制御は１、各ジヤツキの押し。

力を調整するのではなく、各ジヤツキを駆動さセるかさ
セないかの２偵的な制御ニよっていた。′；なわち、例
えばトンネル掘削機を上向操作する場合、本体横断面の
下側半分のジヤツキのみを駆動し、−１−側半分のジヤ
ツキは駆動さセないようにしているため、方向制御が困
難で、掘進精度も低下する。

また、アーティキュレート型トンネル掘削機においては
、掘削中に本体側部に設けたグリッパを周囲壁に接触さ
せているため、グリッパに地山がらの反力が作用し、ジ
ヤツキの押し力に基づく推進力の強さ、方向を変化さセ
る。ところが、従来は、ジャ・ツキの操作をする場合、
グリッパが地山から受ける反力を考慮していないため、
方向制御の精度、掘削精度を低トさせる要因となってい
た。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、掘進精度を向」Ｊることができるトンネル掘
削機の方向制御装置を提供”づることを目的としている
。

〔ｆＪ、題を解決するだめの手段３ 十記の目的を達成するために、本発明に係るトンネル掘
削機の方向制御装置は、掘削機本体前面に回転可能に設
けたカッタヘッドの位置を検出する位置センサと、前記
カッタヘッドを前進さセる複数のジヤツキに対応して設
けられ、各ジャ・ツキの押し力を検出する複数の力セン
サと、前記本体の側面に進退可能に設けた複数のグリッ
パのそれぞれの反力を検出する複数の反力検出センサと
、前記各ジヤツキが接続してある油圧回路中に各ジヤツ
キに対応して設けられ、各ジヤツキの押し力を調整する
複数の出力調整弁と、前記各力センサと前記各反力検出
センサとの出力信号に基づいて、前記カッタヘッドを前
進させる推進力を演算する推進力演算部を有するととも
に、この推進力演算部の演算結果と前記位置センサの出
力信号とに基づいて、推進力演算部が求めた推進力と前
記カッター・ラドの変位との関係を求め、カッター・ン
ｌ゛の変位を修正する前記名ジヤツキの押し力を演算し
て前記各出力調整弁を制御する演算制御器と、を有づる
ことを特徴としている６ 〔作用〕 」１記の如く構成した本発明は、演算制御器の推進力演
算部がカセンシと反力検出センサとの出力信号に基づい
て、グリッパが地山から受ける反力を老慮した実質的な
カッタヘッド推進力を演算する。そして、演算制御器は
、求めた推進力によるカッタヘッドの変位を位置センサ
の出力信号から求め、カッタヘッドの実際の変位が予め
定めた目標変位となるように各ジヤツキの押し力を演算
し、この演算した押し力が得られるように出力調整弁を
制御する。このため、オペレータの経験に基づく操作を
必要とせず、リアルタイムな方向制御が行えるとともに
、グリッパが地山から受ける反力を考慮した各ジヤツキ
の押し力によってカッター・ノドを前進さセるため、方
向制御を正確に讐うえ、掘進精度の向トが図れる。しか
も、本発明は、各ジヤツキを駆動４−るか否かの２値的
な制御でなく、各二゛ジヤツキの押し力を調整づるため
、方向制御の精度、掘削精度４．上り向１゛襠ることが
できる。

（実施例） 本発明に係るトンネル掘削機の方向制御装置の好まｔ、
い実施例イ“、添（＝ｉ閏面に従、・、て詳説する。

第１図は、本発明の実施例に係るトンネル掘削機の方向
制御装置のダソ１１１１１り図である。

第１Ｍにおいで、トンネル掘削機１０は、本体が円筒状
に形成し”ζあり、例えば前部本体１２ど後部本体１４
とのように軸方向に複数に分割してあるとともに、前部
本体１２と後部本体１４とが屈曲可能に、かつ伸縮可能
に連結してある。

前部本体１２の前端には、カッタヘッド１６が回転可能
に設けである。このカッタヘッド１６の前面には、図示
と５ない複数のカッタビットが装着しであって、モータ
によっ′ζカッタヘッド１６を矢印１７のように回転さ
せるごとにより、前方の地山を掘削ごきるよ−）にＬ２
である。また、前部体体１２の側面には、周方向に複数
のグリッパ１８８〜・１８ｍが設けである（第２図参照
）。

各グリッパ１８ａ〜・１８ｍは、シリンダ（し１示セず
）によって半径方向に進退できるよ・）にな４・）こお
り、後部本体１４を推進するときに、前部本体１２の側
面から突出させられて掘削し７た壁面に押Ｌ７伺けられ
、前部本体１２を固定する。また２グリッパ１．８　ａ
〜１８ｍの先端部は、Ｌコープにまって構成されており
、このローラを周囲の地山に接触させた状態でカッタヘ
ッド１６を前進さセることができるようにしてある。そ
して、各グリッパ１．８　ａ〜１８ｍを進退させるシリ
ンダには、各グリッパ１８ａ〜１８ｒｎにかかる地山か
らの反力を検出する歪ゲージ等の反力検出センサ２０ａ
−２０ｍが設けである。

さらに、前部本体１２の内部には、位置センサとしての
レーザ測定器２２、傾斜計２４などが設けてあり、前部
本体１２の基準点に対する位置、しコーリングやピンチ
ング等を検出できるようになっでいる。

−・方、前部本体１２と後部オ体１４との間には、補数
のスラストジャッキ２６ａ〜２６ｒ１が設けである。こ
れらのスラストジヤツキ２６ａ〜２６ｎは、初動型の油
圧シリンダからなり、本体の周方向に配置してあって、
第２図に示し、たまうに、前部本体１２に押し力ｆ、　
　　ｆ２、−−−　ｆ、をイ１用させ、カッタヘッド１
６を前進させる。そして、名スラストジャツキ２６ａ〜
・２６ｎのシリンダにはストロークセンサ２Ｂａ〜２８
ｎが設けてあり、スラストジャッキ２６ａ〜２６ｎのス
トＬＪ−り量を検出できるようにしてある。また、後部
本体１４もしくはジヤツキのロノドには、各スラストジ
ヤツキ２６ａ〜２６ｎに対応してロードセルや歪ゲージ
、またはシリンダの油圧を検知する油圧センサ等からな
る力センサ３０ａ〜３０ｎが設けてあり、各スラストジ
ヤツキ２６ａ〜２６ｎの押し力ｆｌ　　　ｆ、、−−ｍ
−−−ｆ、を検出できるようにしてある。

各スラストジヤツキ２６　ａ　−２６ｎは、底部側の室
３２が管路を介して４ボ一ト３位置型の電磁切換弁３４
ａ〜３４ｒ＋に接続してあるとともに、シリンダへノド
例の室３６が管路に設けた出力調整弁である比例電磁式
リリーフ弁３８ａ〜３８ｎを介して、電磁切換弁３４ａ
〜・３４ｎに接続してある。

これら各電磁切換弁３４．３〜・３４ｎは、アン１ゴー
ド弁を有する油圧源としての６１変容曾ポンプ４０に接
続してあり、各スラストジヤツキ２６ａ−２６ｒ＋に所
定圧力の作動油を供給停止できるようにし２であるとと
もに、各室３２．３６内の作動油を油タンク４２に排出
できるようにしてある。また、可変容置ポンプ４０と［
破切換弁３４ａ〜３４ｎとを接続する管路には、リリー
フ弁４４が設けてあり、可変容量ポンプ４０に過大な負
荷がかからないようにしてある。

比例Ｔ４磁代リリーフ弁３８ａ〜３８ｎと電磁切換弁３
４ａ〜３４ｎとを制御する演算制御器５０は、レーザ測
定器２２と傾斜耐２４との出力信号を受けてカッタヘッ
ド１６の位置を演算するヘソトイ９置演算部５　？と、
予め定めたトンネル計−１線や−・、ラド位置演算部５
２の演算結果等を記憶するメ（、す５４が設け−である
己Ｊもに、ヘッド位置演算部、１）２の演算結果／−メ
エリ５４の記憶内容とからカッタヘッド１Ｇの変位Ｗを
演算づる変信演算部５６が設け′である。

さらに１．演算制御器（）０ε、゛は、カセン４．１−
３０　ａ〜・３０ｎと反力検出センサ２０　ａ　−２０
ｍとの出力信号が入力する推進力演算部５８と、４係数
演ｐ部００、目標変位演算部６２、押し５ツノ分布演算
部６４とを備えこいる。

推進力演算部５８は、力センサ３０ａ”３０ｒ＋が検出
し、たスラス［ジャッキ２６ａ〜２６！ｌの押し２．力
ｆ、　　　ｆ、、＝＝　　ｆ７と、反力検出センサ２０
ａへ・２０ｍが検出したグリッパ１８ａ〜１８ｍが受け
る地山からの反力Ｆ、、Ｆ、、　　−＝Ｆ、１．Ｂよび
メ１：す５４に記憶し、である後述移る式とから、力・
・ツタ・＼ラドｊ（ｊが受番プる実際の推進力−−−〉 Ｆえを求め、演算結果を係数演ν部（ｉ　（１（、、ｍ
出力する。そし、−こ、係数演算部（ｉ　０は、推進力
演算部５８と変位演算部５６との演讐結呆Ｕ′基゛、丁
いＹ、詳細を後述づる推進力とカッタ・・・ツＩ゛１６
の変移との関係を示す係数を求め、押し力分布演算部６
４に送出する。また、目標変位演算部（ｉ　２は、変位
演算部５６の出力信号とメ十り５４の記憶内容とから、
カッタヘッドＩ６の変位の目標（心からのズレ量を修正
するために、修正（また勤たな目標変位量（または修正
変位量）を演算ｊ２１．押１１．力分布演算部Ｆｉ　４
に出力する。

押し力分布演算部１３４は、係数演１部６０と［１積度
位演算部６２との出力伝号から、カッタヘンＦ１６の位
置を修止するためのス・ンストジ＋ツキ２６ａ〜・２６
ｎの押し力分布を演３！’ｌ、、この演算結果に基づい
た制ｍｔ＝号をｉｉ磁切切換弁３４ａ〜３４ｎ増幅器ユ
；−ット６６とに出力する。、二の増幅器ユニソ［・６
６は、各比例電磁式リリーフ弁３８ａ〜３８ｎに対応し
２て設けた複数の増幅器から構成１．、−（あり、各増
幅器が押し、力分布演算部６４からの信号を増幅し２て
対応する比例電磁式リリ・−フ弁；３８ａへ・３８ｎに
出力し、設定Ｉ％力を変化させてスラストジヤツキ 調整する。

上記の如く構成し７た実施例の作用は、次のどおりであ
る。

メモリ５４には、開本しないキーボード等の入力装置や
外部記憶装置から予め求めであるトン竿ル計画線や、発
進開始時のカッタ′・ツ１゛１６の１］標変位し＠、詳
細を後述する方向制御を１】うための各種演【式等が格
納し２である。

図示しないモーフが駆動し、カソタヘンＦ　］、　６が
矢印１７のように回転させられるとともに１７名スラス
トジヤツキ２６ａ〜２６ｎの初期押しカバターンぼ基づ
いて、比例電磁式リリーフ：ｊｔ３８ａ〜３８ｎの圧力
が設定される。そして、電磁切換弁３４ａ〜３４ｎが切
り換えられて、各スラストジヤツキ２６ａ〜２６ｒ＋の
底、部側室３２は、を切切換弁３４ａ〜３４ｎを介して
油圧源である可変容量ポンプ４０に接続される。

スラストジヤツキ２６ａ〜２６ｎの底部側室３２が可変
容量ポンプ４０に接続されると、底部側室３２に作動油
がロエ変容蓋ポンプ４０から流入する。このため１．ス
ラストジヤツキ２６ａ〜２６ｎのロッドが伸長するよう
にシリンダが前部本体１２を押して前進するとともＧこ
、シリンダー・、ツ１′側室３６のＥｆ−力が十Ｍ７′
する。そして、シリンダヘッＦ′側室３６の圧力が比例
電磁式リリーフ弁３８　ａへ・３８ｎの設定圧力を超え
る古、圧倒電磁式リリーフｍ　３８　ａ〜３８ｎが作動
してシリンダー・ノド側室３６の作動油を油タンク４２
に排出し、シリンダヘッド側室３６内の圧力を設定圧に
しこ押し力を所定の値に保持する。

一方、レーザ測定器２２は、トンネル掘削機１０の後方
から照射されたレーザ光に基づき、前部本体１２、すな
わちカッタへｙ　Ｌ’　１６０基準点からの相対位置を
検出し、演算−■計器５０の−・ラド位置演算部５２に
入力する。また、傾斜言］２４は、前部本体１２の傾き
を検出してヘッド位置演算部５２に入力する。さらに、
力センサ３０ａ〜３０ｎは、第２図に示した各スラスト
ジヤツキ２５ａ〜２６ｒｉの押し力ｆ　ｒ　、　ｆ　！
　、”−’−’　ｆ−を検出Ｉ２で演算制御器（ｊＯの
推進力演算部１５と（に入力（７１、反力検出セ゛／ザ
２０　ａ−２０ｍは、グリソバ１）３ａ〜１８　ｍが地
山から受げる反力Ｆｌ、ド２、Ｆ、各検出し°（′推進
力演算部５５８Ｑこ入力する４、演算制御器５０の・・
１．ド位置演算部５２は、１頃斜計２４の検出信号Ｃ，
″：因づいで、前部本体ＩＳ＋の１１−　　リング、ピ
ノ千゛５・グ、ミー１−インクを演算するとともＧ、“
、ｌｉ　刀゛測定器１シ？、の出力信号を取り込ん、で
カッ々・＼ノド１〔６の中心）Ｉｉ　ｒｆ！、（以”Ｆ
、カフ。

夕□７ド１６の４Ｄ置きいう）を演ν（、−こメ千すｊ
ｊ４に記恒１Ｘせ、貝、た変（ｉｔ演算部５６　ｔこ入
力ぐる。

変位演算部５６は、・＼ノド位置演算部５２が演算した
カッタ・・・ノド１６の位置４、メ工す５４　Ｌ、７　
％己憶し、である前回ヘッド位置演算部！５２が求めた
カッタヘッド位置またＬ！与準点と１１．較し、カッタ
・＼ソＦ　１６の変位景を演算しく゛係数演算部６０　
（！：　ｌ’ｌｌ標変位積度部６２とＣ出力する６ 他方１．推進力演算部；）８は、力（・ン→：＋３０ａ
・３０　ｎ２〜反力検出セソ→Ｊ２（、）ａ〜２０Ｉゴ
］の検出信芳に基づいて、メ］：す５４１．Ｚ：　４’
８納し５である次Ａ（、。

より、カンタパ・ツＬ’　Ｉ　６４前進さセ−る実質的
な推進力Ｆｌｌを演算し、演算活用を係数演算部６０に
入力する。

Ｆっ−・Ｍ　ｆ　　　　　　　　　−（１）こ、゛に、
ｆは、スラストジヤツキ２（うＩ３　”’□　２６ｎの
押し力ｆｌ、ｆｚ、　−ｆ　、と１．グリッパ＋　８　
ａ　−−１８ｍの反力Ｆ、ＸＦ、、　−”’　””　Ｆ
　ｍ　”１成分と゛づるヘク）・ルである。イｊ、こ、
第３し１番５：示したよ・）に、（・ンネル掘削ｊａ１
０の進行方向を）ｆ軸、［ンぶル掘削機１０の鉛直上ツ
ノ゛を２軸、Ｘ岨■と７軸とに直行ｔ、たｆｉｆｔｙ軸
とし、任意のスラストジヤツキ２６ｉの前部本体１２ぼ
おける作用点Ｐｌｉを（ａ　Ｉｉ−ｂ　Ｉｉ　　Ｃｌｉ
）　、またこのシャツ１の後部体体１４へのロッドの取
り付Ｕ点Ｐｚｉ４（ａｚ、＝　　ｂＺｉ＋　　’！ｉ）
−任意のグリッパ１８ｊの反力Ｆ、のｙ軸となず角をβ
１とすると、式（％式％） のよ・うに表”すことができる。ただＩ５、Ｉ１．は点
１〉、と点ＰＺｉとの距離である。オニた、α＝　　（
ｉは１〜・ｒｌ）は、原点Ｏどスラストジヤツキのイ１
用点Ｐ、との間の線分ｌがｙ軸となす角である６イしで
、式（２）のス１辺はグリッパ反力を考慮した実質的な
推進力ＦＲの成分であって、Ｆ７Ｘ、ＦｌｌＶ、Ｆ口は
、ぞれぞれ原点０におｊＪるχ、ｙ％Ｚ方向の力であり
、成分ＭＡＸＩＭ、、、Ｍ、Ｉ２は、イれぞれ原点０に
おけるｘ、ｙ、ｘ方向のモーメントである。

なお、原点０は、上記の演算を容品にするような点に選
択することができる。

このようＧこして推進力演算部５８が求めた実質的な推
進力Ｆ′えは、変位演算部５６が求めた変位Ｔ、Ｊとと
もに係数演算部６０に送られる。

係数演算部６０は、推進力演算部５日と変位演算部５６
との出カイ３号に基づいて１．推進力がＦＲであるとき
に、変位Ｕを件じさせた相関係数を次式により演算する
。

（以下余白） ただｊ１７、ここに＋１．ｖ、ｗ、θ１、θ４、θオは
、変位Ｔｒの成分であ、って、Ｕ、■、Ｗは、それぞれ
原点０に対−づる［ン不ル掘削機１０のｘ、ｙ、２力向
の変位、θ８、θ２、θ８は、それぞれ原点Ｏにに対す
るトンネル掘削機１０のｘ、ｙ、、ｚ方向の角度変位で
ある。また、行列Ａ−’　　（ａ　ｉｉ）は１．過去数
回の推進力Ｆ、と変位Ｕとの相関から類推される係数で
ある。

さらに、係数演算部６０は、式（３）を満足し、かつ変
位Ｕを得るための推進カド、が得られるような係数Ｋを
次式により求め、押し力分布演算部６４に入力覆る。

Ｆ　、　＝−Ｋ　−Ｕ　　　　　　　　−−４４）ただ
し２、式（４）の係数にの初期値、すなわち発進立坑か
らの掘削開始時の係数には、］質やカッタヘッド＋６？
ご装着したカッタピントの種類、トンイルの曲率等を名
産して力学的に、または過去の掘削経験やソミュ１／−
ジョン等により予め求めておく。

一力、目標変位演算部６２は、変位演算部５６が求めた
カッタ・＼ノド１６の実際の変位Ｕを、メモリ５４に記
憶してある目標変位Ｕ０と比較−イ゛る。

イして、［］標多位演算部６２は、変位演算部５６が求
めたカンタへ・７ド１６の実際の変位ＩＪが目標変位し
Ｊｏからズレると、このズレを修Ｉ丁“４るための新た
なｌ］標変位（Ｊｏ（または修ｊＦ変４ｉ７￥）を演算
し、この新しい■積度位Ｕ。（または修止変位量）をメ
モリ５４に格納するとともに、押し力分布演算部６４に
送出する。

押し力分布演算部６４は、係数演算部６０が求めた係数
にと目標変位演算部６２求めた目標変位Ｕ０とから、式
（４）に基づいて目標変位Ｕ０を得るのに必要なトＪ標
推進力Ｆ　ｍｅを演算する。イして、押し力分布演算部
６４は、目標推進力Ｉ？８゜が得られるよ・）なｆを次
式により演算する。

ｆ　＝Ｔ　−Ｆ、。　　　　　　　　　−（５）ここに
１′は、スラストジヤツキ２６ａ〜２６ｎの取り付は位
置、グリッパ１８ａ〜１．８ｍの（☆置により決定され
る推進力Ｆ’　＊ｏをｆに変換４るマトリックスであり
、昼休的には式（１）を満足し７、またスラス）ジャッ
キ２６ａ〜２６ｎの押し力ｆ１、ｆ２、−　　ｆ７がず
べて制御値の範囲内にあり、かつ、 Σ　ｌ　　ｔ　ｉ−ｒ　ｉ、　＋　　ｌ　　　　　　　
　−（６）（ただし、ｆ７□−ｆｌとする） が最小となるようなｆとＩ？え。との相関を示す係数で
ある。

押し力分布演算部６４は、式（６）に基づいて各スラス
トジヤツキ２６ａ〜２６ｎの押し力ｆ。

ｆ　、　、−−−−−−−−ｆ　、を演算し、この演算
した押し力ｆ　＋　、ｆ　！　、−−−−ｆ−に応じて
比例電磁式リリーフ弁３８ａ”・３８ｎの設定圧力を変
更する制御信号を増幅器ユニ７ト６６に出力し、また電
磁切換弁３４ａ〜３４．　ｎに開閉制御信号を与える。

以ｒ、演算制御器５０は、前記と同様にして、グリッパ
１．８　ａ　〜１８　ｍの反力Ｆ、、Ｆ、、Ｆ、を嶌慮
しまたスラストジヤツキ２６ａ〜・２６ｎの押し力ｆ、
、ｆ２、　−””　ｆ　ｆｉｆＥｉ整してカンタヘノＦ
’　１６の方向制御を行う。

従って、実施例は、演算制御器５０がグリッパ１８ａ〜
１８ｍの反力Ｆ、、Ｆ、、　−−Ｆ、を考慮したスラス
トジヤツキ２６ａ〜２６ｒｉの押１゜力ｆ、、ｆ、、＝
−−−ｆ、、を求めて、カッタヘッド１６の目標変位に
対するズレを自動的に修正するため、従来のオペレータ
の経験に基づく制御と異なり、正確な方向制御、掘進制
御が可能となる。

しかも、リアルタイムな制御を行えるばかりでなく、各
スラストジヤツキ２６ａ〜２６ｎの制御を２（ｌｉ的副
制御なく、押し力を調節するアナログ的な制御をするた
め、より掘進制御の精度を高めることができる。

なお、スト１″１−クセンサ２８ａへ・２８ｎは、スジ
ストジヤツキ２６ａ〜２６ｎのシリンダが前部本体１２
を介してカッタヘッド１６を前進さセると、スジストジ
ヤツキ２６ａ〜２６ｎのストロク蓋を検出する。そしζ
、スラストジヤツキ２６ａ＝２６ｎのいずれかのストロ
ーク￥が所定（１ａ’　Ｃ，’７．．．。

達すると、開示しない主制御装置から推進停止信号が出
力され、後部本体１４を推進させる制御が９ｊわねる。

後部本体１４を推進する場合には、グリッパ１８．１〜
＋　１ｉ　ｎ＋をシリンダに、上っ−こ０５７部本体Ｊ
２のず径方向に前進させ、周囲の地山に押し石ｔ　ｌ、
ｆこ前部本体１２を固定する。イの後、各電磁切換弁；
３４ａ〜３４１１を切り換えて、比例電磁式リリ・−）
弁３８　ａ　〜３８　ｎを電磁切換弁３４ａ　〜３４ｎ
を介して可変容量ポンプ４０に接続し５、スラストジヤ
ツキ２６．１〜２６ｎの底部側室３２を％を缶切換弁３
４ａ〜３４ｎを介して油タンク４２に接続゛Ｉるととも
に、７−：ｊ−イ４゛工し−−１シャツ４（１，！！ｌ
ｌ示セず）を駆動して後部本体１４を前部本体１２側に
引き寄せる。

また１、各スラストジャツギ２６．３〜２６ｎは、シリ
ンダ・＼ノド側室３６に比例電磁式リリー゛ノ弁３８ａ
〜・３８ｎの逆止弁を介して可変容量ボン′プ４０か−
）作動油が流入し、底部側室３２内の作動油が油タンク
４２にＵ「出され、ロノドがシリンダ内乙こ進入づる。

ぞε７゛こ、ロッ１′が初期位置に復帰さセられると、
前記したカッタパ・ソＦ′１６の推進制御が再び開始さ
れる。

なお、前記実施例においては、本体が中指れするアーテ
ィキュレート型のトンネル掘削機１０について説明した
が、アーティキゴレート型でないトンネル掘削機にも適
用することができる。また、本体は、軸方向に３つ以１
：に分割され了いてもよい。さらに、前記実施例におい
ては、カッター・ノド１６の位置を検出するために、レ
ーザ測定器２２と傾斜耐２４とを用いた場合について説
明したが、位置検出は、坑内測量やジャイロ、距離計等
を用いて行ってもよい。さらに、実施例においては、レ
ーザ測定器２２と傾斜計２４とによってカッタヘッド１
６の位置、変位を求める場合番、′ついて説明しまたが
、演算制御器５０にストロークセンサ２８ａ〜２８ｎの
出カイ３号を人力し２、カソタパ・ノド１６の位置や変
位の演算に供し５てもよい。

（発明の効果〕 ｊ−１乙こ説明した。ように、不発明とで３、わば、演
算制御器がカセン号と反力検出セン４ノとの出力信号に
基づいご、カッタ・＼ラド苓Ａｉｌ進させる実際の推進
力を求めるとともに、この推進力によるカッタヘッドの
変位を位置センジから演３ｔする。イして、演算制御器
は、カッタヘッドの実際の変位が［Ｊ積度位となるよう
に、グリッパの反力を考慮した各ジヤツキの押し力を求
め、この押し力が得られるように出力調整弁を制御する
。このため、オベレタの経験に基づく操作を必要とせ４
″、方向制御が迅速に？ｉえ、掘進精度の向上−が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

第１は本発明の実施例に係るトンネル掘削機の方向制御
装置のブロック図、第２図は実施例のスラストジヤツキ
の押し力とグリッパの反力とを不ず模式図、第３図は推
進力とスラストジャツギの押し力、グリッパの反力との
関係説明し１である。 １０−トンネル掘削機、１６　−カッタヘッド、１８　
ａ　、　　１．８　ｍ−−−グリッパ、２０ａ、２０ｍ
　〜　反力検出センサ、２２．２４−位置センサ（レー
ザ測定器、傾ｉ４訂）、２６ａ、２６ｎスラス［シャツ
４．２８ａ、２８　ｒｉ　　−スｉ−ｔｔ−クセン勺、
３０ａ、３０ｎ　　　カセン号、３８ａ、３８　ｎ−一
−出力調整弁（比例電磁式リリーフ弁）、５０−　演算
制御器、５６　−変位演算離。 ５８−推進力演算部、６０　　＝−−−一係数演算部１
．６２−　目標変位演算部、６４−−−〜押し７力分布
演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）掘削機本体前面に回転可能に設けたカッタヘッド
   の位置を検出する位置センサと、前記カッタヘッドを前
   進させる複数のジャッキに対応して設けられ、各ジャッ
   キの押し力を検出する複数の力センサと、 前記本体の側面に進退可能に設けた複数のグリッパのそ
   れぞれの反力を検出する複数の反力検出センサと、 前記各ジャッキが接続してある油圧回路中に各ジャッキ
   に対応して設けられ、各ジャッキの押し力を調整する複
   数の出力調整弁と、 前記各力センサと前記各反力検出センサとの出力信号に
   基づいて、前記カッタヘッドを前進させる推進力を演算
   する推進力演算部を有するとともに、この推進力演算部
   の演算結果と前記位置センサの出力信号とに基づいて、
   推進力演算部が求めた推進力と前記カッタヘッドの変位
   との関係を求め、カッタヘッドの変位を修正する前記各
   ジャッキの押し力を演算して前記各出力調整弁を制御す
   る演算制御器と、 を有することを特徴とするトンネル掘削機の方向制御装
   置。