JP2009121132A - テールクリアランス測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定効率の向上を図れると共に、作業員の負担の軽減を図る上で有利なテールクリアランス測定装置を提供する。
【解決手段】テールクリアランス測定装置３０は、カメラ部３２と、コンピュータ３４とを含んで構成されている。カメラ部３２は、テール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２を撮影して画像データを生成するものである。カメラ部３２は、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向に９０度の間隔をおいた４個所を撮影するように４個設けられている。コンピュータ３４は、ケーブルを介してカメラ部３２から供給される画像データに基づいてテール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出する。
【選択図】図１

Description

本発明はテールクリアランス測定装置に関する。

テール部の内側でセグメントを円筒壁状に組み立てつつ掘進することでセグメントトンネルを組み立てるシールドマシンがある。
シールドマシンのテール部の内周面と、テール部の内側に位置するセグメントの外周面とのクリアランス（テールクリアランス）は、シールドマシンの掘進方向と既に組み立てられたセグメントとの相対的な関係に応じて変化する。
したがって、テールクリアランスを測定し、その測定値をシールドマシンの掘進方向を制御するためのデータとして用いたり、あるいは、セグメント組み立て制御を行うためのデータとして用いている。
従来、テールクリアランスの測定は、シールドマシンによる掘進作業の前後に、作業員が巻尺を用いて行うか、あるいは、専用の計測装置をセグメントに位置決め固定し、計測装置から突出する測針をスキンプレートに当て付け、測針の突出量に基づいてテールクリアランスを測定していた（特許文献１参照）。
特開２０００−３５２２９８

しかしながら、上述した従来の技術では、測定に際しては掘進動作を停止した状態で作業員による測定作業を行う必要があるため、掘進中の測定データを得ることが困難であり、測定効率の低下を招く不利があった。
また、セグメント内部が大口径の場合は高所作業が必要となり、また、セグメント内部が小口径の場合は狭小スペースでの作業が必要となることから、作業員の身体的な負担が大きなものとなる不利があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、測定効率の向上を図る上で、また、作業員の負担の軽減を図る上で有利なテールクリアランス測定装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、シールドマシンのテール部の内周面と、前記内周面の内側に位置するセグメントの外周面とのクリアランスを測定するテールクリアランス測定装置であって、前記テール部の内周面および該内周面に対向する前記セグメントの外周面を撮影して画像データを生成するカメラ部と、前記カメラ部から供給される前記画像データに基づいて前記テール部の内周面と該内周面に対向する前記セグメントの外周面とのクリアランスを導出する画像解析部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、カメラ部によって生成されたテール部の内周面および内周面に対向するセグメントの外周面の画像データから画像解析部によってテールクリアランスを導出するようにしたので、シールドマシンの掘進動作を停止することなく掘進中の測定データを連続して得ることができ、また、作業員の身体的な負担が軽減される。

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図、図２（Ａ）は第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図、図３は第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の制御系の構成を示すブロック図である。

まず、シールドマシン１０について説明する。
図１、図２に示すように、シールドマシン１０は、前胴部１２と、テール部（後胴部）１４と、後方台車１６などを含んで構成され、前胴部１２は、掘削部１２と、その後方に設けられた後部室１２Ｃとを有している。

掘削部１２Ａは、カッタ装置１２０２、外装壁（トンネル１８の内壁１８０２に臨む前スキンプレート）１２Ｂなどから構成されている。
後部室１２Ｃは、前スキンプレート１２Ｂの内側で掘削部１２Ａの後方の箇所であり、後部室１２Ｃには、不図示のコンベア装置（排土装置）、ジャッキ装置などが配置されている。
カッタ装置１２０２は、円盤状のカッタを掘進方向と平行な軸線回りに回転することで地山を掘削するように構成されている。
コンベア装置は、カッタ装置１２０２による地山の掘削で排出された土砂を後方に運搬するように構成されている。
ジャッキ装置は、カッタ装置１２０２によって掘削されたトンネル１８に環状に組み付けられるセグメント２０の箇所を上記掘進方向の後方に向けて押圧することでカッタ装置１２０２とコンベア装置を掘進方向に推進させるように構成されている。
後部室１２Ｃとテール部１４との間には、環状の壁部１２Ｄが設けられている。

テール部１４は、トンネル１８の内壁１８０２に臨むスキンプレート（後スキンプレート）１４Ａなどを備えている。
スキンプレート１４Ａは円筒状を呈し、トンネル１８の内壁１８０２に臨む外周面と該外周面と対向しセグメント２０の外壁面２００２に臨む内周面１４０２を有している。
テール部１４のスキンプレート１４Ａは、掘削部１２Ａの外装壁（前スキンプレート）１２Ｂの前記掘進方向の後端部に屈曲可能に接続されている。

後方台車１６は、シールド機１０を動作させるものであり、テール部１４の後方に設けられている。
本実施の形態では、後方台車１６は、複数の台車１６Ａ，１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄを備え、これら台車には、掘削部１２Ａとテール部１４を動作させるための制御ユニット、駆動源、油タンクなどが分散して配設されている。
後方台車１６は、トンネル１８の長手方向に延在するレール１９上を移動可能に設けられている。

セグメント２０は、トンネル１８の半径方向に延在する厚みと、トンネル１８の周方向に延在する長さと、トンネル１８の内壁１８０２に臨ませて配設される円筒面状の外壁面２００２と、トンネル１８の中心に臨む円筒面状の内壁面とを有して構成されている。
セグメント２０は、シールド機１０によって掘削されたトンネル１８の内壁１８０２に、環状に組み付けられることによって、言い換えると坑内に組み付けられることによって、内壁１８０２を支える作用を果たす。
セグメント２０が内壁１８０２に組み付けられることによってセグメントトンネルが構築される。

図１、図２（Ａ）に示すように、テールクリアランス測定装置３０は、カメラ部３２と、コンピュータ３４（図３）とを含んで構成されている。

カメラ部３２は、テール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２を撮影して画像データを生成するものである。
本実施の形態では、カメラ部３２は、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向に９０度の間隔をおいた４個所を撮影するように４個設けられており、具体的には、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の左右２箇所に設けられている。
カメラ部３２は、カメラ本体３２Ａを有し、カメラ本体３２Ａには撮影光学系が組み込まれたレンズ鏡筒３２Ｂが設けられている。
カメラ本体３２Ａには、前記撮影光学系によって導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサなどの撮像素子と、撮像素子から供給される撮像信号を処理することによりデジタルデータとしての画像データを生成する信号処理部とが組み込まれ、各カメラ部３２のカメラ本体３２Ａが後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されている。

コンピュータ３４は、図１に示すように、後方台車１６の台車１６Ａに設けられ、カメラ部３２とケーブル３３（図３）を介して接続され、該ケーブル３３を介してカメラ部３２から供給される画像データに基づいてテール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出するものである。
コンピュータ３４は、図３に示すように、ＣＰＵ３６と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ３８、ＲＡＭ４０、ハードディスク装置４２、ディスク装置４４、キーボード４６、マウス４８、ディスプレイ５０、プリンタ５２、インターフェース５４などを有している。
ＲＯＭ３８は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ４０はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置４２は従来公知の画像解析プログラムを格納している。
ディスク装置４４はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード４６およびマウス４８は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ５０はデータを表示出力するものであり、プリンタ５２はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ５０およびプリンタ５２によってデータを出力する。
インターフェース５４は、外部装置とデータの授受を行うためのものであり、本実施の形態では、複数のカメラ部３２から供給される画像データを入力するものである。
ＣＰＵ３６はハードディスク装置４２に格納されている画像解析プログラムを実行することにより、インターフェース５４から入力された画像データに基づいて、図２（Ｂ）に示すように、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスＴｃを導出する画像処理を実行し、得られたテールクリアランスＴｃをディスプレイ５０あるいはプリンタ５２あるいはインターフェース５４を介して出力する。
本実施の形態では、コンピュータ３４によって特許請求の範囲の画像解析部が構成されている。

次にテールクリアランス測定装置３０の作用効果について説明する。
まず、テールクリアランス測定装置３０の複数のカメラ部３２およびコンピュータ３４を起動させ、各カメラ部３２で生成された画像データがコンピュータ３４に供給される状態としておく。
次いで、シールドマシン１０によって地山の掘進およびセグメントトンネルの組み立てを開始する。
コンピュータ３４は、各カメラ部３２から供給される画像データのそれぞれに基づいてテール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスＴｃを導出する。
本実施の形態では、４台のカメラ部３２を用いていることから、４箇所のテールクリアランスＴｃがディスプレイ５０やプリンタ５２を介して出力される。
出力されたテールクリアランスＴｃは、シールドマシンの掘進方向を制御するためのデータとして用いられ、あるいは、セグメント組み立て制御を行うためのデータとして用いられる。

以上説明したように本実施の形態によれば、カメラ部３２によって生成されたテール部１４の内周面１４０２および内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の画像データからコンピュータ３４によってテールクリアランスＴｃを導出するようにした。
したがって、シールドマシン１０の掘進動作を停止することなく掘進中の測定データを連続して得ることができるため、測定効率の向上を図る上で有利となる。
また、作業員による測定作業が不要となるため、作業員の身体的な負担の軽減を図る上でも有利となる。

（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態はカメラ部３２の配置が第１の実施の形態と異なっている。
図４は第２の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図、図５（Ａ）は第２の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。なお、以下の実施の形態において第１の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カメラ部３２は、第１の実施の形態と同様に４台設けられている。
４台のカメラ部３２のうち、３台のカメラ部３２は、第１の実施の形態と同様に構成され、カメラ本体３２Ａとレンズ鏡筒３２Ｂを有している。
それら３台のカメラ部３２は、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向に９０度の間隔をおいた３個所を撮影するように設けられ、具体的には、鉛直方向の上方１箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。各カメラ部３２のカメラ本体３２Ａは第１の実施の形態と同様に後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されている。

４台のカメラ部３２のうち、残りの１台のカメラ部３２は、カメラ本体３２Ａと、被写体像をカメラ本体３２Ａに組み込まれている撮像素子に導く光ファイバー３６と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
残りの１台のカメラ部３２のカメラ本体３２Ａは後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄから離れた箇所に配置されている。
前記撮影光学系は後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、具体的には、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向において鉛直方向の下方の箇所に設けられている。
前記撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の画像が光ファイバー３６を介してカメラ本体３２Ａに導かれる。
図４に示すように、コンピュータ３４は、第１の実施の形態と同様に、後方台車１６の台車１６Ａに設けられ、４台のカメラ部３２とケーブル３３（図３）を介して接続され、該ケーブルを介してカメラ部３２から供給される画像データに基づいてテール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出する。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、光ファイバー３６を介して画像をカメラ本体３２Ａに導くことでカメラ本体３２Ａを後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄから離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体３２Ａに直接かかることを防止でき、カメラ本体３２Ａの保護、耐久性の向上を図る上で有利となる。
また、光ファイバー３６を用いるため、後部室１２Ｃ内におけるカメラ部３２（カメラ本体３２Ａ）のレイアウトの自由度を確保する上で有利となる。
なお、第２の実施の形態では、４台のカメラ部３２のうちの１台のカメラ部３２が光ファイバー３６を用いて撮影を行う場合について説明したが、光ファイバー３６を用いて撮影を行うカメラ部３２の配置や数は任意である。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は第２の実施の形態の変形例であり、カメラ本体３２Ａの配置が第２の実施の形態と異なっている。
図６は第３の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図、図７（Ａ）は第３の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
図６に示すように、シールドマシン１０の後部で組み立てられたセグメントトンネル内に後方台車１６が設けられている。
４台のカメラ部３２は、カメラ本体３２Ａと、光ファイバー３６と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
前記各撮影光学系は後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向に９０度の間隔をおいた４個所を撮影するように設けられている。
具体的には、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。
４台のカメラ本体３２Ａとコンピュータ３４は後方台車１６（台車１６Ａ）に配置されている。
各光ファイバー３６は、後部室１２Ｃ内から台車１６Ａの各カメラ本体３２Ａまで敷設されている。
撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の画像は光ファイバー３６を介してカメラ本体３２Ａに導かれる。

第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、光ファイバー３６を介して画像をカメラ本体３２Ａに導くことでカメラ本体３２Ａをシールドマシン１０から離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体３２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体３２Ａの保護、耐久性の向上を図る上でより一層有利となる。
また、カメラ本体３２Ａを後部室１２Ｃから離れた後方台車１６に配置し、かつ、後部室１２Ｃ内に光ファイバー３６とそれらの先端に設けられた撮影光学系のみを配置したので、テールクリアランス測定装置３０が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済むため、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上で有利となる。

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は、単一のカメラ部３２を使用してテールクリアランスを測定するものである。
図８（Ａ）は第４の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
テールクリアランス測定装置３０は、カメラ部３２、コンピュータ３４、ストロークセンサ４２を備えている。
カメラ部３２は、後部室１２Ｃ内のテール部１４寄りの箇所で後部室１２Ｃの円形断面の中央に適宜支持部材を介して取着されており、撮影光学系は、壁部１２Ｄに設けられた開口１２Ｅを介してテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の全周を撮影可能に設けられている。
ストロークセンサ４０は、掘進部１２の複数のジャッキ装置にそれぞれ取着され、ジャッキ装置がセグメント２０を掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、それら測定データをコンピュータ３４に供給するものである。
コンピュータ３４は、第１の実施の形態と同様に後方台車１６の台車１６Ａ（図１参照）に設けられカメラ部３２とケーブル３３を介して接続され、ストロークセンサ４０とケーブル４１を介して接続されている。
コンピュータ３４は、各ストロークセンサ４２から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
次いで、コンピュータ３４は、カメラ部３２から供給されるテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の全周にわたる画像データを、前記傾きのデータに基づいて修正した上で、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出する。

第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、１台のカメラ部３２で撮影された画像データをセグメント２０の傾きのデータに基づいて修正することで正確なテールクリアランスを求めることができることから、カメラ部３２が１台で足りるためコストを削減する上で有利となり、しかも、カメラ部３２が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済み、したがって、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上で有利となる。

（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態は第４の実施の形態の変形例であり、光ファイバー３６を有する単一のカメラ部３２を用いてテールクリアランスを測定するものである。
図９（Ａ）は第５の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
カメラ部３２は１台設けられ、カメラ部３２は、カメラ本体３２Ａと、光ファイバー３６と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
撮影光学系は後部室１２Ｃ内のテール部１４寄りの箇所で後部室１２Ｃの円形断面の中央に適宜支持部材を介して取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の全周を撮影可能に設けられている。
カメラ本体３２Ａとコンピュータ３４は後方台車１６（台車１６Ａ）に配置されている。
撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の全周にわたる画像は光ファイバー３６を介してカメラ本体３２Ａに導かれる。
ストロークセンサ４０は、第４の実施の形態と同様に、掘進部１２の複数のジャッキ装置にそれぞれ取着され、ストローク量の測定データをコンピュータ３４に供給する。
コンピュータ３４は、第１の実施の形態と同様に後方台車１６の台車１６Ａ（図１参照）に設けられカメラ部３２とケーブル３３を介して接続され、ストロークセンサ４０とケーブル４１を介して接続されている。
コンピュータ３４は、各ストロークセンサ４２から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
次いで、コンピュータ３４は、カメラ部３２から供給されるテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の全周にわたる画像データを、前記傾きのデータに基づいて修正した上で、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出する。

第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、１台のカメラ部３２で撮影された画像データをセグメント２０の傾きのデータに基づいて修正することで正確なテールクリアランスを求めることができることから、カメラ部３２が１台で足りコストを削減する上で有利となる。
また、光ファイバー３６を介して画像をカメラ本体３２Ａに導くことでカメラ本体３２Ａをシールドマシン１０から離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体３２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体３２Ａの保護、耐久性の向上を図る上でより一層有利となる。
また、１台のカメラ本体３２Ａを後部室１２Ｃから離れた後方台車１６に配置し、かつ、後部室１２Ｃ内に１束の光ファイバー３６とその先端に設けられた撮影光学系のみを配置したので、テールクリアランス測定装置３０が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済むため、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上でより一層有利となる。

（第６の実施の形態）
次に第６の実施の形態について説明する。
第６の実施の形態は、第４の実施の形態の変形例である。
図１０（Ａ）は第６の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
テールクリアランス測定装置３０は、カメラ部３２、コンピュータ３４、ストロークセンサ４０に加えて内径測定部４２を備えている。
内径測定部４２はテール部１４に搭載され、トンネル１８（図１）に組みつけられたセグメント２０のうち掘進方向の前端に位置するセグメント２０の内径を少なくとも２箇所測定してコンピュータ３４に供給するものである。
内径測定部４２としては、従来公知のさまざまな距離センサが採用可能である。
カメラ部３２は１台設けられ、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されている。
カメラ部３２は、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の１箇所を撮影可能に設けられている。
コンピュータ３４は、第１の実施の形態と同様に後方台車１６の台車１６Ａ（図１参照）に設けられカメラ部３２とケーブル３３を介して接続され、内径測定部４２とケーブル４３を介して接続されている。
コンピュータ３４は、各ストロークセンサ４２から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
次いで、コンピュータ３４は、カメラ部３２から供給されるテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の１箇所の画像データを、前記傾きのデータと、内径測定部４２から供給されるセグメント２０の内径の測定データとに基づいて修正した上で、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出する。
第６の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、１台のカメラ部３２で撮影された画像データをセグメント２０の傾きのデータおよびセグメント２０の内径のデータに基づいて修正することで正確なテールクリアランスを求めることができることから、カメラ部３２が１台で足りるためコストを削減する上で有利となり、しかも、カメラ部３２が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済み、したがって、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上で有利となる。

（第７の実施の形態）
次に第７の実施の形態について説明する。
第７の実施の形態は、第６の実施の形態の変形例であり、光ファイバー３６を有する単一のカメラ部３２を用いてテールクリアランスを測定するものである。
図１１（Ａ）は第７の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
カメラ部３２は１台設けられ、カメラ部３２は、カメラ本体３２Ａと、光ファイバー３６と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
撮影光学系は後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の１箇所を撮影可能に設けられている。
カメラ本体３２Ａとコンピュータ３４は後方台車１６（台車１６Ａ）に配置されている。
撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の全周にわたる画像は光ファイバー３６を介してカメラ本体３２Ａに導かれる。
ストロークセンサ４０は、第６の実施の形態と同様に、掘進部１２の複数のジャッキ装置にそれぞれ取着され、ストローク量の測定データをコンピュータ３４に供給する。
内径測定部４２は、第６の実施の形態と同様にテール部１４に搭載され、トンネル１８（図１）に組みつけられたセグメント２０のうち掘進方向の前端に位置するセグメント２０の内径を少なくとも２箇所測定してコンピュータ３４に供給する。
コンピュータ３４は、第１の実施の形態と同様に後方台車１６の台車１６Ａ（図１参照）に設けられカメラ部３２とケーブル３３を介して接続され、ストロークセンサ４０とケーブル４１を介して接続され、内径測定部４２とケーブル４３を介して接続されている。
コンピュータ３４は、各ストロークセンサ４２から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
次いで、コンピュータ３４は、カメラ部３２から供給されるテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の外周面２００２の周方向の１箇所の画像データを、前記傾きのデータと、内径測定部４２から供給されるセグメント２０の内径の測定データとに基づいて修正した上で、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外壁面２００２とのテールクリアランスを導出する。
第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、１台のカメラ部３２で撮影された画像データをセグメント２０の傾きのデータおよびセグメント２０の内径のデータに基づいて修正することで正確なテールクリアランスを求めることができることから、カメラ部３２が１台で足りるためコストを削減する上で有利となる。
また、光ファイバー３６を介して画像をカメラ本体３２Ａに導くことでカメラ本体３２Ａをシールドマシン１０から離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体３２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体３２Ａの保護、耐久性の向上を図る上でより一層有利となる。
また、１台のカメラ本体３２Ａを後部室１２Ｃから離れた後方台車１６に配置し、かつ、後部室１２Ｃ内に１束の光ファイバー３６とその先端に設けられた撮影光学系のみを配置したので、テールクリアランス測定装置３０が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済むため、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上でより一層有利となる。

第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図である。 （Ａ）は第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の制御系の構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図である。 （Ａ）は第２の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 第３の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図である。 （Ａ）は第３の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 （Ａ）は第４の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 （Ａ）は第５の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 （Ａ）は第６の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。 （Ａ）は第７の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。

符号の説明

１０……シールドマシン、１４……テール部、１４０２……内周面、２０……セグメント、２００２……外周面、３０……テールクリアランス測定装置、３２……カメラ部、３４……コンピュータ。

Claims (9)

1. シールドマシンのテール部の内周面と、前記内周面の内側に位置するセグメントの外周面とのクリアランスを測定するテールクリアランス測定装置であって、
   前記テール部の内周面および該内周面に対向する前記セグメントの外周面を撮影して画像データを生成するカメラ部と、
   前記カメラ部から供給される前記画像データに基づいて前記テール部の内周面と該内周面に対向する前記セグメントの外周面とのクリアランスを導出する画像解析部と、
   を備えることを特徴とするテールクリアランス測定装置。
2. 前記カメラ部は、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向に間隔をおいた複数個所を撮影するように複数設けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
3. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記カメラ部は前記後部室内で前記壁部に取着されている、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
4. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子が組み込まれると共に前記撮像素子から供給される撮像信号を処理することにより前記画像データを生成する信号処理部が組み込まれたカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
   前記カメラ本体は前記後部室内で前記壁部から離れた箇所に配置され、
   前記撮影光学系が前記後部室内で前記壁部に取着され、
   前記撮影光学系により撮影された前記テール部の内周面および該内周面に対向する前記セグメントの外周面の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれる、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
5. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記シールドマシンの後部で組み立てられたセグメントトンネル内に後方台車が設けられ、
   前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子が組み込まれると共に前記撮像素子から供給される撮像信号を処理することにより前記画像データを生成する信号処理部が組み込まれたカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
   前記撮影光学系が前記後部室内で前記壁部に取着され、
   前記カメラ本体と前記画像解析部は前記後方台車に配置され、
   前記撮影光学系により撮影された前記テール部の内周面および該内周面に対向する前記セグメントの外周面の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれる、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
6. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記カメラ部は、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の全周にわたって撮影するように１台設けられ、
   前記カメラ部は前記後部室内に取着され、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台に取着され、前記ジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記画像解析部に供給するストロークセンサを設け、
   前記画像解析部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データに基づいて修正することによってなされる、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
7. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子が組み込まれると共に前記撮像素子から供給される撮像信号を処理することにより前記画像データを生成する信号処理部が組み込まれた１台のカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く１束の光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
   前記カメラ本体は前記後部室内で前記壁部から離れた箇所に配置され、
   前記撮影光学系が前記後部室内で前記テール部寄りの箇所に取着され、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の全周にわたって撮影するように設けられ、
   前記撮影光学系により撮影された前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の全周の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれ、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台に取着され、前記ジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記画像解析部に供給するストロークセンサを設け、
   前記画像解析部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データに基づいて修正することによってなされる、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
8. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記カメラ部は、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の１箇所を撮影するように１台設けられ、
   前記カメラ部は前記後部室内に取着され、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台に取着され、前記ジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記コンピュータに供給するストロークセンサを設け、
   前記シールドマシンによって坑内に組みつけられたセグメントのうち掘進方向の前端に位置するセグメントの内径を少なくとも２箇所測定して、内径の測定データを前記画像解析部に供給する内径測定部を設け、
   前記画像解析部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データおよび前記セグメントの内径の測定データに基づいて修正することによってなされる、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
9. 前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
   前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
   前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
   前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
   前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子が組み込まれると共に前記撮像素子から供給される撮像信号を処理することにより前記画像データを生成する信号処理部が組み込まれた１台のカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く１束の光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
   前記カメラ本体は前記後部室内で前記壁部から離れた箇所に配置され、
   前記撮影光学系が前記後部室内で前記壁部に取着され、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の１箇所を撮影するように設けられ、
   前記撮影光学系により撮影された前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の１箇所の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれ、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台に取着され、前記ジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記画像解析部に供給するストロークセンサを設け、
   前記シールドマシンによって坑内に組みつけられたセグメントのうち掘進方向の前端に位置するセグメントの内径を少なくとも２箇所測定して、内径の測定データを前記画像解析部に供給する内径測定部を設け、
   前記画像解析部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データおよび前記セグメントの内径の測定データに基づいて修正することによってなされる、
   ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。

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