JPH0688479A - シールド機の掘進速度の自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド機の掘進速度の調整を自動化できる
ようにする。 【構成】 カッターモータに供給される駆動用電流、シ
ールドジャッキの押圧圧力、シールドの推進力、泥水中
の掘削土の密度、及び排泥ポンプの回転数を、電流検出
器３ｂ、ジャッキ圧センサ９ｂ、推進力検出部４７、排
泥密度センサ２９、及びタコメータ３１で検出し、これ
らの検出結果を所定時間毎に制御用コンピュータ４５の
各比較部４７，５５，６１，６７，７３で上限値と比較
し、これに基づいて第１乃至第５制御量出力部６５，５
１，５９，７１，７７が所定時間毎に制御量Ｚを出力
し、この制御量Ｚに基づいて制御部７９が、速度センサ
３３や掘進距離センサ３５で検出されるシールド機１の
掘進速度、掘進距離を監視しつつ、油圧駆動源９ａの駆
動を制御する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工事に用いら
れるシールド機の掘進速度を自動的に制御する装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド工事に用いられるシールド機で
は、セグメントをシールドジャッキで押圧してシールド
に掘進方向への推進力を与え、シールドの前部に設けら
れたカッターを前記推進力により切羽に圧接させると共
に該カッターを回転させて掘削を行い、掘削された掘削
土をポンプやコンベヤ等の排土手段でシールドの後方に
排出している。従って、例えば、シールドジャッキやカ
ッターの駆動源、排土手段等に過大な負荷が加わった場
合、或は過大な負荷が加わりそうな場合には、これらシ
ールドジャッキやカッターの駆動源、排土手段等の負荷
を軽減するために、シールド機の掘進を減速する等、掘
進速度の調整を行う必要が生じる。ところが、シールド
機の掘進速度の調整を行う場合には、掘削の効率が余り
劣化しないように留意することが肝要であり、調整が厄
介であるため、従来は、熟練したオペレータがシールド
機の稼働状況を把握しながらマニュアル操作でシールド
機の掘進速度を調整していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来
は、熟練したオペレータがマニュアル操作でシールド機
の掘進速度を調整していたため、シールド工事を自動化
して作業の効率化及び省力化を図ることができない不具
合があった。本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、シールド機の掘進速度の調整を自動化して熟練し
たオペレータを不要とし、シールド工事を自動化して作
業の効率化及び省力化を図ることができるシールド機の
掘進速度の自動制御装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、シールドの前部に設けられたカッターと、
前記カッターを回転駆動させるカッター駆動源と、セグ
メントを押圧して前記シールドに推進力を与えるシール
ドジャッキと、前記シールドジャッキを伸縮駆動させる
シールドジャッキ駆動源と、前記カッターで掘削された
掘削土を前記シールドの後方に排出する排土手段とを備
えるシールド機の掘進速度を自動的に制御する装置であ
って、前記カッター駆動源から前記カッターに与えられ
る駆動力を検出するカッター駆動力検出手段と、前記シ
ールドジャッキによる前記セグメントの押圧力を検出す
るシールドジャッキ圧検出手段と、前記シールドの推進
力を検出する推進力検出手段と、前記排土手段により排
出される前記掘削土の単位時間当たりの排出量を検出す
る排土量検出手段と、前記シールド機の掘進速度を検出
する掘進速度検出手段と、前記カッター駆動源の前記駆
動力に対応する許容上限値、前記シールドジャッキの前
記押圧力に対応する許容上限値、前記シールドの推進力
に対応する許容上限値、及び、前記排土手段による前記
掘削土の排出量に対応する許容上限値を夫々設定する第
１乃至第４上限値設定手段と、前記カッター駆動力検出
手段、シールドジャッキ圧検出手段、推進力検出手段、
及び排土量検出手段の各検出結果と、前記第１乃至第４
上限値設定手段で設定された前記各許容上限値との比較
を夫々行う第１乃至第４比較手段と、前記第１乃至第４
比較手段の各比較結果に基づいて前記シールド機の掘進
速度の制御量を夫々出力する第１乃至第４制御量出力手
段と、前記第１乃至第４制御量出力手段から出力された
前記制御量と前記掘進速度検出手段で検出された前記掘
進速度とに基づいて、前記シールドジャッキ駆動源の駆
動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

【０００５】また、本発明は、前記シールド機の掘進距
離を検出する掘進距離検出手段と、前記第１乃至第４制
御量出力手段が前記制御量を出力した回数を各制御量出
力手段毎にカウントするカウント手段とをさらに備え、
前記制御手段は、前記掘進距離検出手段の検出結果及び
前記カウント手段でカウントされたカウント値に基づい
て、前記シールドジャッキ駆動源の駆動制御の実行、中
止を決定するものとした。さらに、本発明は、前記制御
手段は、前記シールド機が前記セグメント１個の長さ分
掘進する間に前記第１乃至第４制御量出力手段の夫々が
前記制御量を出力した回数に基づいて、前記シールドジ
ャッキ駆動源の駆動制御の実行、中止を決定するものと
した。また、本発明は、前記第１乃至第４比較手段は夫
々固有の時間毎に前記比較を行うものとした。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例によるシールド機の自動
減速制御装置を採用した泥水加圧式シールド機とこれを
用いた泥水加圧式シールド工事のシールド坑内を示す説
明図である。図１中１は泥水加圧式シールド機（以下、
シールド機と称する）であり、シールド１１を備えてい
る。シールド１１の前部にはカッター３が回転可能に設
けられ、カッター３はカッターモータ３ａ（カッター駆
動源に相当）により回転駆動される。尚、カッターモー
タ３ａに不図示の電源から供給される駆動用電流は、シ
ールド１１に設けられた電流検出器３ｂ（カッター駆動
力検出手段に相当）で検出される。

【０００７】シールド機１で掘削されたシールド坑５の
内周壁にはセグメント７が取着され、前記シールド１１
には、セグメント７の前端７ａを押圧するシールドジャ
ッキ９と、該シールドジャッキ９を伸縮させる油圧駆動
源９ａ（シールドジャッキ駆動源に相当）と、シールド
ジャッキ９がセグメント７の前端７ａを押圧する際の押
圧圧力を検出するジャッキ圧センサ９ｂ（シールドジャ
ッキ圧検出手段に相当）とが設けられている。従って、
シールド１１は前記シールドジャッキ９の伸縮により推
進力を与えられ、シールド機１は、前記推進力とカッタ
ー３の回転とにより掘進する。

【０００８】また、シールド機１のシールド１１内に形
成されたカッターチャンバ１３には送泥口１５と排泥口
１７とが設けられており、送泥口１５には、シールド１
１の後方から地上の送泥ポンプ１９やプラント装置（図
示せず）に至る送泥管２１が接続されている。一方、排
泥口１７には、やはりシールド１１の後方から地上のプ
ラント装置に至る排泥管２３が接続されており、この排
泥管２３の管路中には排泥ポンプ２５（排土手段に相
当）が、排泥管２３の管路長に応じた台数（図１中では
１台のみ示している）設けられている。

【０００９】前記プラント装置から送泥口１５へは、送
泥ポンプ１９によって送泥管２１を介して泥水（図示せ
ず）が供給され、送泥口１５からカッターチャンバ１３
内へ供給された泥水は、カッター３のスリットを通して
切羽２７に供給される。切羽２７に噴出された泥水は、
カッター３により掘削された切羽２７の掘削土と共に、
カッター３のスリットを通してカッターチャンバ１３内
へ回収され、さらに、排泥ポンプ２５によって排泥口１
７から排泥管２３を介して地上のプラント装置へ吸引、
排出される。そして、シールド坑５内から地上へ排出さ
れた泥水から前記掘削土中の砂や礫が前記プラント装置
において分離され、残る泥水が送泥ポンプ１９によって
再び送泥管２１を介して送泥口１５に供給される。

【００１０】尚、前記排泥管２３の管路中には、該排泥
管２３を介して地上へ排出される泥水中の前記掘削土の
密度を検出する排泥密度センサ２９が設けられ、前記排
泥ポンプ２５には、該排泥ポンプ２５の回転数を検出す
るタコメータ３１が設けられている。そして、本実施例
では、前記排泥密度センサ２９とタコメータ３１で排土
量検出手段を構成している。さらに、シールド１１に
は、シールド機１の掘進速度を検出する速度センサ３３
（掘進速度検出手段に相当）と、シールド機１の掘進距
離を検出する掘進距離センサ３５（掘進距離検出手段に
相当）とが設けられている。

【００１１】そして、前記電流検出器３ｂ、ジャッキ圧
センサ９ｂ、排泥密度センサ２９、タコメータ３１、速
度センサ３３、及び掘進距離センサ３５の検出結果は、
シールド坑５内の坑内装置３７から、図２に示す各種操
作用スイッチ類が設けられた地上の制御盤４３を介し
て、本発明の一実施例による自動減速制御装置を構成す
る制御用コンピュータ４５に、所定時間毎に入力され、
これに基づいて制御用コンピュータ４５は油圧駆動源９
ａの駆動を制御する。

【００１２】次に、図３のブロック図を参照して制御用
コンピュータ４５の概略構成と該制御用コンピュータ４
５による制御動作について説明する。まず、前記ジャッ
キ圧センサ９ｂの検出結果はジャッキ圧比較部４７（第
２比較手段に相当）に入力される。ジャッキ圧比較部４
７では、ジャッキ圧上限値設定部４９（第２上限値設定
手段に相当）に設定されたシールドジャッキ９の押圧圧
力の上限値（本実施例では２６０ｋｇ／ｃｍ² ）と、前
記ジャッキ圧センサ９ｂの検出結果との比較を行い、そ
の比較結果を第２制御量出力部５１（第２制御量設定手
段に相当）に出力する。第２制御量出力部５１では、ジ
ャッキ圧比較部４７による比較の結果を３分毎に確認
し、各確認の都度、前記ジャッキ圧センサ９ｂの検出結
果が前記上限値を上回っているときに、シールド機１の
掘進速度を所定量（本実施例では３ｍｍ／ｍｉｎ）減速
させる旨の制御量Ｚを出力する。

【００１３】また、前記ジャッキ圧センサ９ｂの検出結
果は推進力検出部５３（推進力検出手段に相当）に入力
される。推進力検出部５３では、前記シールドジャッキ
９が複数あるときには各シールドジャッキ９によるセグ
メント７の前端７ａの押圧圧力を足し合わせ、さらに所
定の係数を乗じてシールド１１の推進力を算出し、その
結果を出力する。尚、推進力検出部５３によるシールド
１１の推進力の検出は、上述したようなシールドジャッ
キ９の押圧圧力から計算して検出する以外に、その他の
手段によって検出するものとしてもよい。

【００１４】推進力検出部５３で検出されたシールド１
１の推進力は、推進力比較部５５（第３比較手段に相
当）に入力される。推進力比較部５５では、推進力上限
値設定部５７（第３上限値設定手段に相当）に設定され
たシールド１１の推進力の上限値（本実施例では１２０
０ｔｏｎ）と、前記推進力検出部５３の検出結果との比
較を行い、その比較結果を第３制御量出力部５９（第３
制御量設定手段に相当）に出力する。第３制御量出力部
５９では、推進力比較部５５による比較の結果を４分毎
に確認し、各確認の都度、前記推進力検出部５３の検出
結果が前記上限値を上回っているときに、シールド機１
の掘進速度を所定量（本実施例では５ｍｍ／ｍｉｎ）減
速させる旨の制御量Ｚを出力する。

【００１５】同様に、前記電流検出器３ｂ、排泥密度セ
ンサ２９、及びタコメータ３１で検出された、カッター
モータ３ａに供給される駆動用電流、泥水中の掘削土の
密度、及び排泥ポンプ２５の回転数は、電流比較部６１
（第１比較手段に相当）、排泥密度比較部６７、及び回
転数比較部７３に夫々入力される。これら電流比較部６
１、排泥密度比較部６７、及び回転数比較部７３では、
電流上限値設定部６３（第１上限値設定手段に相当）、
排泥密度上限値設定部６９、及び回転数上限値設定部７
５に夫々設定された、カッターモータ３ａ駆動用の電流
の上限値（本実施例では２５０Ａ）と、泥水中の掘削土
の密度に関する上限値（本実施例では１．３５ｇ／ｃｍ
³ ）と、及び排泥ポンプ２５の回転数の上限値（本実施
例では１２５０ｒｐｍ）と、前記電流検出器３ｂ、排泥
密度センサ２９、及びタコメータ３１の検出結果との比
較を夫々行う。そして、それらの比較結果を第１制御量
出力部６５（第１制御量設定手段に相当）、第４制御量
出力部７１、及び第５制御量出力部７７に夫々出力す
る。

【００１６】第１、第４及び第５制御量出力部６５，７
１，７７では、電流比較部６１、排泥密度比較部６７、
及び回転数比較部７３による比較の結果を３分毎に確認
し、各確認の都度、前記電流検出器３ｂ、排泥密度セン
サ２９、及びタコメータ３１の検出結果が夫々対応する
前記上限値を上回っているときに、シールド機１の掘進
速度を所定量（本実施例では夫々５ｍｍ／ｍｉｎ、５ｍ
ｍ／ｍｉｎ、３ｍｍ／ｍｉｎ）減速させる旨の制御量Ｚ
を出力する。

【００１７】第１乃至第５制御量出力部６５，５１，５
９，７１，７７から出力されたシールド機１の掘進速度
の制御量Ｚは制御部７９に入力され、制御部７９は、速
度センサ３３で検出されるシールド機１の掘進速度が第
１乃至第５制御量出力部６５，５１，５９，７１，７７
から出力された制御量Ｚの分減速されるように、油圧駆
動源９ａの駆動を制御する。

【００１８】このように、本実施例の自動減速制御装置
では、ジャッキ圧センサ９ｂで検出されたシールドジャ
ッキ９の押圧圧力、推進力検出部５３で検出されたシー
ルド１１の推進力、電流検出器３ｂで検出されたカッタ
ーモータ３ａに供給される駆動用電流、排泥密度センサ
２９で検出された泥水中の掘削土の密度、及びタコメー
タ３１で検出された排泥ポンプ２５の回転数の夫々に基
づいて、第１乃至第５制御量出力部６５，５１，５９，
７１，７７から制御量Ｚが出力される。そして、この制
御量Ｚに基づいて、制御部７９による油圧駆動源９ａの
駆動制御が行われる。

【００１９】従って、シールドジャッキ９の押圧圧力、
シールド１１の推進力、カッターモータ３ａに供給され
る駆動用電流、泥水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ
２５の回転数の夫々に基づく、制御部７９の油圧駆動源
９ａに対する駆動制御の制御は、第２、第３、第１、第
４、及び第５制御量出力部５１，５９，６５，７１，７
７が制御量Ｚを出力する時間間隔である、３分、４分、
３分、３分、３分間隔（以下、この間隔を制御インター
バルと称する）となる。

【００２０】尚、本実施例では、排泥密度比較部６７及
び回転数比較部７３で第４比較手段が構成され、排泥密
度上限値設定部６９及び回転数上限値設定部７５で第４
上限値設定手段が構成されていると共に、第４及び第５
制御量出力部７１，７７で第４制御量設定手段が構成さ
れている。また、シールドジャッキ９の押圧圧力、シー
ルド１１の推進力、カッターモータ３ａに供給される駆
動用電流、泥水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ２５
の回転数に対応する前記上限値、制御量Ｚ、及び制御イ
ンターバルを、図４にまとめて記す。

【００２１】さて、前記油圧駆動源９ａの駆動制御に際
して前記制御部７９は、第１乃至第５制御量出力部６
５，５１，５９，７１，７７が制御量Ｚを出力した回数
と、前記掘進速度センサ３５で検出されたシールド機１
の掘進距離とを監視し、シールド機１が前記セグメント
７の１個分、つまり１リング分掘進する毎に、第１乃至
第５制御量出力部６５，５１，５９，７１，７７が制御
量Ｚを何回出力したかによって、油圧駆動源９ａの駆動
制御を行うか否かを決定する。尚、本実施例では、制御
部７９が制御手段及びカウント手段に相当している。

【００２２】従って、本実施例の自動減速制御装置で
は、シールドジャッキ９の押圧圧力、シールド１１の推
進力、カッターモータ３ａに供給される駆動用電流、泥
水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ２５の回転数の夫
々に基づいて制御部７９が行う、油圧駆動源９ａの駆動
制御に関し、シールド機１が１リング分掘進する間に行
う制御の最大実行回数が規定されている。制御部７９
が、シールドジャッキ９の押圧圧力、シールド１１の推
進力、カッターモータ３ａに供給される駆動用電流、泥
水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ２５の回転数の夫
々に基づいて油圧駆動源９ａの駆動制御を行う最大実行
回数は図４に示す通りである。

【００２３】即ち、シールドジャッキ９の押圧圧力に基
づいて第２制御量出力部５１が出力する制御量Ｚによ
る、制御部７９の油圧駆動源９ａに対する駆動制御は、
シールド機１が１リング分掘進する毎に最大２回まで行
われ、シールド１１の推進力に基づいて第３制御量出力
部５９が出力する制御量Ｚや、カッターモータ３ａ駆動
用の電流に基づいて第１制御量出力部６５が出力する制
御量Ｚによる、制御部７９の油圧駆動源９ａに対する駆
動制御は、シールド機１が１リング分掘進する毎に最大
４回まで行われる。

【００２４】同様に、泥水中の掘削土の密度に基づいて
第４制御量出力部７１が出力する制御量Ｚによる、制御
部７９の油圧駆動源９ａに対する駆動制御は、シールド
機１が１リング分掘進する毎に１回だけ行われ、排泥ポ
ンプ２５の回転数に基づいて第５制御量出力部７７が出
力する制御量Ｚによる、制御部７９の油圧駆動源９ａに
対する駆動制御は、シールド機１が１リング分掘進する
毎に最大３回まで行われる。

【００２５】制御用コンピュータ４５によってシールド
機１の掘進の減速を制御する際の具体的な流れを図５に
基づいて説明すると、まず、ステップＳ１において、シ
ールド機１の掘進速度の設定値Ｐを設定し、これと共
に、シールドジャッキ９の押圧圧力、シールド１１の推
進力、カッターモータ３ａに供給される駆動用電流、泥
水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ２５の回転数の夫
々に対応する上限値を設定する。さらに、第１乃至第５
制御量出力部６５，５１，５９，７１，７７から出力さ
せる１回当たりの制御量Ｚと、前記制御インターバル及
び最大実行回数とを設定し、前記制御量Ｚを初期値＝０
とした後に、次のステップＳ３でシールド機１による掘
削を開始して、次のステップＳ５におけるＤＩＦＦＩＸ
通信により、前記電流検出器３ｂ、ジャッキ圧センサ９
ｂ、排泥密度センサ２９、タコメータ３１、及び速度セ
ンサ３３の検出結果を所定時間毎に取り込む。

【００２６】ステップＳ５に続くステップＳ７では、シ
ールド機１の駆動が開始されて掘進動作が安定するまで
の間のオフセット量として、シールド機１の掘進量（Ｓ
量）が３０ｍｍ未満であるか否かを確認し、３０ｍｍ未
満であるときにはステップＳ２１にスキップする。一
方、Ｓ量が３０ｍｍ以上であるときには次のステップＳ
９で、ジャッキ圧センサ９ｂの検出結果に基づいて、所
定時間毎のシールド１１の推進力を推進力検出部５３で
検出し、その検出結果や、前記ステップＳ５で取り込ま
れた各センサ類の検出結果に基づいて、ジャッキ圧比較
部４７、推進力比較部５５、電流比較部６１、排泥密度
比較部６７、及び回転数比較部７３が、前記各上限値と
の比較を行う。

【００２７】続いて、ステップＳ１１で、前記ステップ
Ｓ９の比較において上限値を上回った要素に対応する制
御インターバルを確認し、その制御インターバルを超え
ているか否かを判別する。制御インターバルを超えてい
ないときには、ステップＳ２１に移行してシールド機１
の掘進速度の制御量Ｚを０とし、その後ステップＳ１７
に移行する。一方、制御インターバルを超えているとき
には、次のステップＳ１３で、前記ステップＳ９の比較
において上限値を上回った要素に対応する最大実行回数
を確認し、その回数以内であるか否かを判別する。最大
実行回数を越えているときには、ステップＳ２１に移行
してシールド機１の掘進速度の制御量Ｚを０とし、その
後ステップＳ１７に移行し、最大実行回数内であるとき
には次のステップＳ１５で、前記上限値を上回った要素
に対応する制御量出力部から制御量Ｚを出力させる。

【００２８】続いて、ステップＳ１７では、出力された
制御量Ｚを現在のシールド機１の掘進速度の設定値Ｐに
加算処理する。尚、ステップＳ２１からステップＳ１７
に移行した場合には、ステップＳ２１でシールド機１の
掘進速度のファジー制御量Ｚが０とされているため、現
在と以後とでは前記掘進速度の設定値Ｐは変わらない。
そして、ステップＳ１７で加算処理された後の前記掘進
速度の設定値ＰをステップＳ１９でＤ／Ａ変換した後に
制御部７９に出力する。制御部７９は先に述べたよう
に、シールド機１の掘進速度が前記ファジー制御量Ｚの
分減速されるように、油圧駆動源９ａの駆動を制御して
該油圧駆動源９ａからシールドジャッキ９へ供給される
圧油の油圧を減少させ、該シールドジャッキ９の伸長時
の速度を減少させる。

【００２９】以上説明したように本実施例の自動減速制
御装置によれば、カッターモータ３ａに供給される駆動
用電流、シールドジャッキ９の押圧圧力、シールド１１
の推進力、泥水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ２５
の回転数といった、シールド機１の掘進速度に影響を及
ぼす要因の状態値を、電流検出器３ｂ、ジャッキ圧セン
サ９ｂ、推進力検出部５３、排泥密度センサ２９、及び
タコメータ３１で検出し、これらの検出結果を制御用コ
ンピュータ４５の各比較部４７，５５，６１，６７，７
３で上限値と比較し、これに基づいて第１乃至第５制御
量出力部６５，５１，５９，７１，７７が所定時間毎に
制御量Ｚを出力し、この制御量Ｚに基づいて制御部７９
が、速度センサ３３や掘進距離センサ３５で検出される
シールド機１の掘進速度、掘進距離を監視しつつ、油圧
駆動源９ａの駆動を制御する構成とした。

【００３０】従って、シールドジャッキ９やカッター３
の駆動源であるカッターモータ３ａや油圧駆動源９ａ、
排泥ポンプ２５等に過大な負荷を加えないように、シー
ルド機１の掘削速度を下げる際に、その減速制御を自動
的に行うことができ、よって、熟練したオペレータを不
要としてシールド工事全体を自動化し、作業の効率化及
び省力化を図ることができる。

【００３１】尚、シールド機１の掘進を減速制御する際
の制御用コンピュータ４５の制御の流れや、制御用コン
ピュータ４５による減速制御を行わない条件の設定、制
御インターバル、最大実行回数等は、図４の説明図や図
５のフローチャートに示す条件や流れに限定されない。
また、本実施例では、前記排泥密度センサ２９とタコメ
ータ３１で排土量検出手段を構成するものとしたが、排
泥管２３の管路上に、排該泥管２３を介して地上へ排出
される泥水中の掘削土の量を検出する手段を設け、その
検出結果を前記排出掘削土量に関する上限値と比較し
て、その比較結果に基づいて制御部７９が油圧駆動源９
ａの駆動を制御する構成としてもよい。

【００３２】さらに、本実施例では、シールド機の掘進
の減速制御を自動的に制御する装置について説明した
が、カッターモータ３ａに供給される駆動用電流、シー
ルドジャッキ９の押圧圧力、シールド１１の推進力、泥
水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプ２５の回転数が、
各上限値設定部４９，５７，６３，６９，７５で設定さ
れた上限値を下回ったときに、第２、第３、第１、第
４、及び第５制御量出力部５１，５９，６５，７１，７
７が、シールド機１の掘進速度を上昇させるための制御
量を出力するものとして、シールド機の掘進の加速制御
を行うものとしてもよく、これらを複合して、加速及び
減速の両方の制御を行うものとしてもよい。そして、本
発明による掘進速度の自動制御装置は、実施例で示した
泥水加圧式シールド工事に用いられるシールド機に限定
されず、土圧式シールド工事やブラインドシールド工事
等の他の方式に用いられるシールド機にも適用可能であ
ることは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ールドジャッキ圧検出手段、推進力検出手段、カッター
駆動力検出手段、及び排土量検出手段で検出された、シ
ールドジャッキによるセグメントの押圧力、シールドの
推進力、カッター駆動源からカッターに与えられる駆動
力、及び排土手段により排出される掘削土の単位時間当
たりの排出量と、これらの夫々に対応する上限値との比
較結果に基づいて、第１乃至第４制御量出力手段がシー
ルド機の掘進速度の制御量を夫々出力し、この制御量と
掘進速度検出手段で検出されたシールド機の掘進速度と
に基づいて、制御手段がシールドジャッキ駆動源の駆動
を制御する構成としたので、シールド機の掘進速度の調
整を自動化して熟練したオペレータを不要とし、シール
ド工事を自動化して作業の効率化及び省力化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自動減速制御装置を採
用した泥水加圧式シールド機とこれを用いた泥水加圧式
シールド工事のシールド坑内を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例による自動減速制御装置を構
成する制御用コンピュータを含んだ図１の泥水加圧式シ
ールド機の制御系を示すブロック図である。

【図３】図２に示す制御用コンピュータの概略構成を示
すブロック図である。

【図４】図１に示すシールドジャッキの押圧圧力、シー
ルドの推進力、カッターモータに供給される駆動用電
流、泥水中の掘削土の密度、及び排泥ポンプの回転数に
対応する上限値、制御量、制御インターバル、及び、制
御部が行う制御の最大実行回数を示す説明図である。

【図５】図２に示す制御用コンピュータによってシール
ド機の掘進速度を制御する際の具体的な流れを示す説明
図である。

【符号の説明】

１ シールド機 ３ カッター ３ａ カッターモータ（カッター駆動源） ３ｂ 電流検出器（カッター駆動力検出手段） ７ セグメント ９ シールドジャッキ ９ａ 油圧駆動源（シールドジャッキ駆動源） ９ｂ ジャッキ圧センサ（シールドジャッキ圧検出手
段） １１ シールド ２５ 排泥ポンプ（排土手段） ２９ 排泥密度センサ（排土量検出手段） ３１ タコメータ（排土量検出手段） ３３ 速度センサ（掘進速度検出手段） ３５ 掘進速度センサ（掘進速度検出手段） ４７ ジャッキ圧比較部（第２比較手段） ４９ ジャッキ圧上限値設定部（第２上限値設定手段） ５１ 第２制御量出力部（第２制御量出力手段） ５３ 推進力検出部（推進力検出手段） ５５ 推進力比較部（推進力比較手段） ５７ 推進力上限値設定部（第３上限値設定手段） ５９ 第３制御量出力部（第３制御量出力手段） ６１ 電流比較部（第１比較手段） ６３ 電流上限値設定部（第１上限値設定手段） ６５ 第１制御量出力部（第１制御量出力手段） ６７ 排泥密度比較部（第４比較手段） ６９ 排泥密度上限値設定部（第４上限値設定手段） ７１ 第４制御量出力部（第４制御量出力手段） ７３ 回転数比較部（第４比較手段） ７５ 回転数上限値設定部（第４上限値設定手段） ７７ 第５制御量出力部（第４制御量出力手段） ７９ 制御部（制御手段） Ｚ 制御量

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドの前部に設けられたカッター
   と、 前記カッターを回転駆動させるカッター駆動源と、 セグメントを押圧して前記シールドに推進力を与えるシ
   ールドジャッキと、 前記シールドジャッキを伸縮駆動させるシールドジャッ
   キ駆動源と、 前記カッターで掘削された掘削土を前記シールドの後方
   に排出する排土手段と、 を備えるシールド機の掘進速度を自動的に制御する装置
   であって、 前記カッター駆動源から前記カッターに与えられる駆動
   力を検出するカッター駆動力検出手段と、 前記シールドジャッキによる前記セグメントの押圧力を
   検出するシールドジャッキ圧検出手段と、 前記シールドの推進力を検出する推進力検出手段と、 前記排土手段により排出される前記掘削土の単位時間当
   たりの排出量を検出する排土量検出手段と、 前記シールド機の掘進速度を検出する掘進速度検出手段
   と、 前記カッター駆動源の前記駆動力に対応する許容上限
   値、前記シールドジャッキの前記押圧力に対応する許容
   上限値、前記シールドの推進力に対応する許容上限値、
   及び、前記排土手段による前記掘削土の排出量に対応す
   る許容上限値を夫々設定する第１乃至第４上限値設定手
   段と、 前記カッター駆動力検出手段、シールドジャッキ圧検出
   手段、推進力検出手段、及び排土量検出手段の各検出結
   果と、前記第１乃至第４上限値設定手段で設定された前
   記各許容上限値との比較を夫々行う第１乃至第４比較手
   段と、 前記第１乃至第４比較手段の各比較結果に基づいて前記
   シールド機の掘進速度の制御量を夫々出力する第１乃至
   第４制御量出力手段と、 前記第１乃至第４制御量出力手段から出力された前記制
   御量と前記掘進速度検出手段で検出された前記掘進速度
   とに基づいて、前記シールドジャッキ駆動源の駆動を制
   御する制御手段と、 を備えることを特徴とするシールド機の掘進速度の自動
   制御装置。
2. 【請求項２】 前記シールド機の掘進距離を検出する掘
   進距離検出手段と、前記第１乃至第４制御量出力手段が
   前記制御量を出力した回数を各制御量出力手段毎にカウ
   ントするカウント手段とをさらに備え、前記制御手段
   は、前記掘進距離検出手段の検出結果及び前記カウント
   手段でカウントされたカウント値に基づいて、前記シー
   ルドジャッキ駆動源の駆動制御の実行、中止を決定する
   請求項１記載のシールド機の掘進速度の自動制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記シールド機が前記
   セグメント１個の長さ分掘進する間に前記第１乃至第４
   制御量出力手段の夫々が前記制御量を出力した回数に基
   づいて、前記シールドジャッキ駆動源の駆動制御の実
   行、中止を決定する請求項２記載のシールド機の掘進速
   度の自動制御装置。
4. 【請求項４】 前記第１乃至第４比較手段は夫々固有の
   時間毎に前記比較を行う請求項１、２又は３記載のシー
   ルド機の掘進速度の自動制御装置。