JP2016070013A - 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４２と、検出光投射部４４と、コンピュータ３４とを含んで構成されている。検出光投射部４４によりセグメント２０の端面２００６上でセグメント２０の半径方向を延在するセグメント端面領域Ｓｅとセグメント２０の内周面２００４とが交わる第１の円弧部分Ｃ１に交差し端面２００６上を延在する線状の第１の検出光Ｌ１をセグメント端面領域Ｓｅに投射すると共に、カメラ部４２によって撮像された第１の検出光Ｌ１を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像情報に基づいてテールクリアランスＴｃを導出する。【選択図】図５

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位置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、作業員がスケールを用いて行うか、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、上述したスケールによる従来の技術では、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、測針の突出量に基づいてテールクリアランスを測定する計測装置を用いる場合には計測装置が故障しやすく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、前記テール部で支持され、前記セグメントの端面上で前記セグメントの半径方向に延在するセグメント端面領域と前記セグメントの内周面または外周面の一方とが交わる円弧部分に交差し前記端面上を延在する線状の第１の検出光を前記セグメント端面領域に投射する検出光投射部と、少なくとも撮影光学系が前記テール部で支持され、前記第１の検出光を含む前記セグメント端面領域を撮影して画像情報を生成するカメラ部と、前記画像情報に基づいて前記テール部の内周面と前記セグメントの外周面とのクリアランスを導出するクリアランス導出部とを備えることを特徴とする。

検出光投射部によりセグメント端面領域とセグメントの内周面または外周面の一方とが交わる第１の円弧部分に交差し端面上を延在する線状の第１の検出光をセグメント端面領域に投射すると共に、カメラ部によって撮像された第１の検出光を含むセグメント端面領域の画像情報に基づいてテールクリアランスを導出するようにした。
したがって、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るため、測定効率の向上を図る上で有利となり、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。
また、照明が暗い環境下であっても、カメラ部は、セグメント端面で反射された検出光を反射光として確実に撮像することができるので、テールクリアランスを高精度にかつ安定して導出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１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０のコンピュータの構成を示すブロック図である。 （Ａ）、（Ｂ）はテールクリアランス測定装置３０の動作説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はテールクリアランス測定装置３０による測定動作の説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はテールクリアランスＴｃの導出処理の説明図である。 テールクリアランス測定装置３０の動作フローチャートである。 （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。 （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。

（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図１〜図８を参照して説明する。
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１２Ａ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、カッター（カッター装置）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。
カッター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、カッター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、カッター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の端面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ー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。
テール部１４には、後部室１２Ｃとテール部１４とを区画する環状の壁部１４Ｂが設けられており、壁部１４Ｂは、後述するセグメント２０の端面２００６と対向している。
また、テール部１４では、セグメント２０の組み立てが行われる。

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。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、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の外周面２００２に臨む内周面１４０２を有している。
テール部１４は、前胴部１２の後端に屈曲可能に結合されており、具体的には、テール部１４のスキンプレート１４Ａが掘削部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の後方において、テール部１４で組み立てられたセグメントトンネル内に設けられている。
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の掘進方向に延在する長さとを有している。
また、セグメント２０は、図１、図６に示すように、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周面２００２と、トンネル１８の中心に臨む円筒面状の内周面２００４と、トンネル１８の延在方向の両端に位置する端面２００６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。

（テールクリアランス測定装置３０）
図１、図３に示すように、テールクリアランス測定装置３０は、装置本体３２と、コンピュータ３４とを含んで構成されている。
本実施の形態では、装置本体３２はテール部１４に設置され、コンピュータ３４はトンネル１８から離れた場所に設けられた事務所２内に設置されている。
装置本体３２とコンピュータ３４とは、通信回線３６を介して種々のデータを双方向に通信可能に構成されている。
本実施の形態では、通信回線３６としてはケーブルを介した有線ＬＡＮを用いているが、通信回線３６としては、無線ＬＡＮなどの無線回線を用いてもよく、通信回線３６として従来公知のさまざまな形態の通信回線が使用可能である。
図３に示すように、後方台車１６には、装置本体３２の制御盤４０から映像伝送線３７を介して伝送される映像を表示するモニタ５０と、通信回線３６を介して供給される制御コマンドに応じて警報音を発生する警報部５２とが設けられている。
また、事務所２には、コンピュータ３４に加えて、制御盤４０から映像伝送線３７を介して伝送される映像を表示するモニタ５４が設置されている。
なお、コンピュータ３４の設置場所は限定されるものではなく、例えば、後方台車１６に設置してもよいことは無論である。

図３に示すように、装置本体３２は、測定ユニット３８と、制御盤４０とを含んで構成されている。
本実施の形態では、測定ユニット３８は４つ設けられている。
各測定ユニット３８は、カメラ部４２と、照明部４３と、検出光投射部４４と、距離検出部４６とを備え、不図示の支持部材に一体的に固定され、支持部材を介してテール部１４に取着されている。
本実施の形態では、各測定ユニット３８は、後部室１２Ｃ内で支持部材を介してテール部１４の壁部１４Ｂ（図２（Ａ））に取着されている。
言い換えると、カメラ部４２と検出光投射部４４は、テール部１４に移動不能に固定されている。

（カメラ部４２）
図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カメラ部４２は、後述する第１の検出光Ｌ１を含むセグメント端面領域Ｓｅを撮影して画像情報を生成するものである。

本実施の形態では、４つの測定ユニット３８は、各カメラ部４２が、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所を撮影するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。
具体的には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、測定ユニット３８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箇所との４箇所に設けられている。
カメラ部４２はカメラ本体４２Ａを有している。
カメラ本体４２Ａには撮影光学系が組み込まれたレンズ鏡筒４２Ｂが設けられている。
カメラ本体４２Ａは、不図示の撮像素子と信号処理部を備えている。
前記撮像素子は、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ものであり、このような撮像素子としてＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサなど従来公知の様々な撮像素子が使用可能である。
前記信号処理部は、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映像信号を生成するものである。

（照明部４３）
照明部４３は、カメラ部４２の撮像範囲を照明するものであり、例えばスポット照明装置で構成されている。
照明部４３は、コンピュータ３４から通信回線３６、制御盤４０を介して送信される制御コマンドにより点灯、滅灯が制御される。
このように照明部４３を設けると、必要に応じて照明部４３による照明を行わせることでモニタ５０、５４によって表示される映像の明るさやコントラストの向上を図り、視認性を高める上で有利となる。

（検出光投射部４４）
検出光投射部４４は、レーザー光源から出射されたレーザー光を特殊レンズを用いることにより線状の検出光として出射するものである。
本実施の形態では、４つの測定ユニット３８は、各検出光投射部４４が、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に検出光を投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。
このような検出光投射部４４として、例えば、株式会社モリテックスから販売されているレーザーバターンプロジェクター（商品名）などが使用可能である。
検出光投射部４４は、図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、セグメント２０の端面２００６上でセグメント２０の半径方向に延在するセグメント端面領域Ｓｅとセグメント２０の内周面２００４とが交わる第１の円弧部分Ｃ１に交差し、端面２００６上を延在する線状の第１の検出光Ｌ１をセグメント端面領域Ｓｅに投射するものである。
本実施の形態では、第１の検出光Ｌ１は、さらに、セグメント２０の端面２００６上でセグメント２０の半径方向を延在するセグメント端面領域Ｓｅとセグメント２０の外周面２００２とが交わる第２の円弧部分Ｃ２にも交差している。
また、検出光投射部４４は、セグメント端面領域Ｓｅに第１の検出光Ｌ１に加え、第１の検出光Ｌ１に直交する方向に延在する第２の検出光Ｌ２を投射する。したがって、第１の検出光Ｌ１および第２の検出光Ｌ２は、十字状のクロスラインとしてセグメント端面箇所Ｓｅに投射される。
図７（Ａ）〜（Ｃ）は、カメラ部４２によって撮像された画像情報を示す図であり、符号Ｚは、カメラ部４２の撮像エリアを示している。
このように、検出光投射部４４からセグメント端面箇所Ｓｅに第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を投射するため、トンネル１８内のように照明が暗い環境下であっても、カメラ部４２は、セグメント端面箇所Ｓｅで反射された第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を反射光として確実に撮像することができる。
また、それら検出光Ｌ１、Ｌ２の波長範囲は、カメラ部４２によって撮像できるものであればよいが、例えば、検出光Ｌ１、Ｌ２を赤色光とすれば視認性の向上を図る上で有利である。

（距離検出部４６）
距離検出部４６は、テール部１４とセグメント２０の端面２００６との距離を検出し、検出した距離を示す検出信号を制御盤４０に供給するものである。
より詳細には、距離検出部４６は、掘進部１２の複数のジャッキ装置の少なくとも２台の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検出するものである。
本実施の形態では、距離検出部４６は、セグメント２０の端面２００６に検出光を照射し、その反射光を検出することにより距離（変位）を検出し、該距離に対応した電圧値を有する検出信号を制御盤４０に供給する。この場合、検出信号はアナログ信号である。
なお、距離検出部４６は非接触レーザー変位計に限定されるものではない。距離検出部４６としては、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検出するストロークセンサを用いてもよい。

（制御盤４０）
図３に示すように、制御盤４０は、画像処理部４０Ａ、映像分配部４０Ｂ、データ変換部４０Ｃ、入出力制御部４０Ｄ、インターフェース４０Ｅなどを含んで構成されている。
画像処理部４０Ａは、各カメラ部４２から供給される画像情報に対して後述する画像解析処理に必要な前処理を行うことによりデジタル化された画像情報を生成し、この画像情報を通信回線３６を介してコンピュータ３４に供給するものである。
映像分配部４０Ｂは、各カメラ部４２から供給される画像情報を切り換えてモニタ５０、５４に映像伝送線３７を介して供給するものである。
データ変換部４０Ｃは、距離検出部４６から供給される前記ストローク量の検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して通信回線３６を介してコンピュータ３４に供給するものである。
入出力制御部４０Ｄは、コンピュータ３４から通信回線３６を介して供給される制御コマンドに応じて映像分配部４０Ｂの切り換え動作を制御するものである。
インターフェース４０Ｅは、画像処理部４０Ａ、映像分配部４０Ｂ、データ変換部４０Ｃ、入出力制御部４０Ｄ、照明部４３と、通信回線３６との間での信号、データの送受信の制御を行うものである。

（コンピュータ３４）
コンピュータ３４は、各カメラ部４２から制御盤４０および通信回線３６を介して供給される画像情報に基づいてテール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２との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４に示すように、ＣＰＵ３４０２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ＲＯＭ３４０４、ＲＡＭ３４０６、ハードディスク装置３４０８、ディスク装置３４１０、キーボード３４１２、マウス３４１４、ディスプレイ３４１６、プリンタ３４１８、インターフェース３４２０などを有している。
ＲＯＭ３４０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３４０６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３４０８は従来公知の画像解析プログラム、テールクリアランスＴｃを導出する導出プログラム、テールクリアランスＴｃの監視プログラムを格納している。
ディスク装置３４１０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３４１２およびマウス３４１４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３４１６はデータを表示出力するものであり、プリンタ３４１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ３４１６およびプリンタ３４１８によってデータを出力する。
インターフェース３４２０は、通信回線３６を介して各測定ユニット３８から供給される画像情報を入力するものである。
ＣＰＵ３４０２はハードディスク装置３４０８に格納されている画像解析プログラムおよび導出プログラムを実行することにより、インターフェース３４２０から入力された画像情報に基づいて、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の外周面２００２とのテールクリアランスＴｃを導出するものである。
したがって、本実施の形態では、画像解析プログラムおよび導出プログラムを実行するコンピュータ３４のＣＰＵ３４０２によって特許請求の範囲のクリアランス導出部が構成されている。
さらに、ＣＰＵ３４０２は、導出されたテールクリアランスＴｃをディスプレイ３４１６によって表示出力し、あるいは、プリンタ３４１８によって印刷出力するものである。
なお、ＣＰＵ３４０２によるテールクリアランスＴｃの出力は、ディスク装置３４１０を用いてＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対して行ってもよいし、コンピュータ３４に設けられた種々の外部インターフェースを介してメモリカードに対して行ってもよい。あるいは、インターフェース３４２０を用いてネットワークを介して他のコンピュータ（端末装置）に対して行ってもよく、テールクリアランスＴｃの出力の形態は任意である。

また、ＣＰＵ３４０２は、ハードディスク装置３４０８に格納されている前記監視プログラムを実行することにより、得られたテールクリアランスＴｃが予め定められた許容範囲を超えた場合に、警報動作の実行を指示する制御コマンドを、通信回線３６を介して警報部５２に供給する監視処理を実行するものである。

ここで、図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照して前記クリアランス導出部によるテールクリアランスＴｃの導出処理について説明する。
図７（Ａ）は初期設定状態を示している。
前述したようにカメラ部４２を含む測定ユニット３８は、テール部１４に一体的に固定されており、したがって、撮像エリアＺとテール部１４の内周面１４０２との相対的な位置関係は不変である。
図７（Ａ）に示すように、第１の検出光Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に交差して延在している。本実施の形態では、第１の検出光Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２と直交している。

第１の検出光Ｌ１と第２の検出光Ｌ２とが交差する交点を基準点Ｐ０とする。
第１の検出光Ｌ１に対して第１の円弧部分Ｃ１が交差する交点を内周面側交点（第１の交点）Ｐ１とする。
第１の検出光Ｌ１に対して第２の円弧部分Ｃ２が交差する交点を外周面側交点（第２の交点）Ｐ２とする。
この場合、内周面側交点Ｐ１は、基準点Ｐ０に対して第１の検出光Ｌ１の延在方向の一方に位置し、外周面側交点Ｐ２は、基準点Ｐ０に対して第１の検出光Ｌ１の延在方向の他方に位置することになる。
したがって、クリアランス導出部は、第２の検出光Ｌ２に対する内周面側交点Ｐ１の位置と外周面側交点Ｐ２との位置とが異なることに基づいて、内周面側交点Ｐ１を特定する。本実施の形態では、基準点Ｐ０に対して第１の検出光Ｌ１の延在方向の一方であるセグメント２０の内周面２００４側に位置する交点を内周面側交点Ｐ１として特定する。

さらに、この初期設定状態において、作業員は、初期テールクリアランスＴｃ０を手作業により実測し、初期テールクリアランスＴｃ０を初期値としてコンピュータ３４に記憶させておく。
また、クリアランス導出部は、撮像エリアＺ上における内周面側交点Ｐ１の位置データを画像処理によって求め、初期の位置データとしてコンピュータ３４に記憶させておく。
ここで、内周面側交点Ｐ１の位置データは、撮像エリア上において互いに直交する２次元座標によって規定される座標値（画素の座標値）によって定められる。
なお、初期設定状態における初期テールクリアランスＴｃ０の実測は、シールドマシン１０による掘削を開始する前に１度だけ実行すればよい。

次に、図７（Ｂ）に示すように、セグメント２０の内壁１８０２への組み付けに伴い、テール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２との相対的な位置が変化し、テールクリアランスＴｃが変化したものとする。
この場合、画像処理により得られた内周面側交点Ｐ１の位置データは変化する。
内周面側交点Ｐ１の位置データは、セグメント２０の半径方向の位置の移動量と比例して変化することになる。
言い換えると、内周面側交点Ｐ１の変位量は、テールクリアランスＴｃの変化量ΔＴｃを示すことになる。
第１の検出光Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１に直交して延在しているため、内周面側交点Ｐ１の変位量は、セグメント２０の半径方向の位置の移動量と等しい。したがって、内周面側交点Ｐ１の変位量は、テールクリアランスＴｃの変化量ΔＴｃと等しい。
したがって、内周面側交点Ｐ１の変位量から求められるセグメント２０の半径方向の位置の移動量を、初期設定時に測定されたテールクリアランスＴｃ１に加算、または、減算することで、テールクリアランスＴｃを導出することができる。
なお、第１の検出光Ｌ１が第１の円弧部分Ｃ１に対して斜めに交差している場合には、内周面側交点Ｐ１の変位量がセグメント２０の半径方向の位置の移動量と比例して変化することを利用して、比例計算により内周面側交点Ｐ１の変位量を算出すればよい。

また、クリアランス導出部によるクリアランスの導出は、初期テールクリアランスＴｃ０と、第１の交点Ｐ１の変位量とに基づいてなされるので、内周面側交点（第１の交点）Ｐ１が撮像エリアＺの範囲内に存在する限り、テールクリアランスＴｃの導出を行なうことができる。
したがって、図７（Ｃ）に示すように、外周面側交点（第２の交点）Ｐ２が撮像エリアＺの範囲外に逸脱したとしても、内周面側交点（第１の交点）Ｐ１が撮像エリアＺの範囲内に存在する限りテールクリアランスＴｃを確実に導出できるため、テールクリアランス測定装置３０の実用性を高める上で有利となる。

（動作）
次に、図８のフローチャートを参照してテールクリアランス測定装置３０の動作について説明する。
まず、テールクリアランス測定装置３０の複数の測定ユニット３８およびコンピュータ３４を起動させ、各測定ユニット３８で生成された画像情報がコンピュータ３４に供給される状態としておく。
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にあたって、前記の初期設定が各測定ユニット３８毎に行われる（ステップＳ１０）。
初期設定が終了したならば、シールドマシン１０による地山の掘進およびセグメントトンネルの組み立てが開始される（ステップＳ１２）。
コンピュータ３４は、各測定ユニット３８から供給される画像情報のそれぞれに基づいて、前記のクリアランス導出処理を実行することにより、テールクリアランスＴｃを導出する（ステップＳ１４）。
なお、本実施の形態では、コンピュータ３４は、各距離検出部４６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４２から供給される画像情報を、前記傾きのデータに基づいて修正した上で、前記のクリアランス導出処理を実行する。
導出されたテールクリアランスＴｃは、コンピュータ３４によってディスプレイ３４１６などに表示出力される（ステップＳ１６）。
また、各測定ユニット３８のカメラ部４２によって得られた画像情報は、後方台車１６のモニタ５０、あるいは、事務所２のモニタ５４に供給されることで映像が表示される（ステップＳ１８）。
コンピュータ３４は、クリアランス導出処理によって導出されたテールクリアランスＴｃの値が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０の判定結果が肯定であれば、クリアランス導出動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２）。
ステップＳ２２の判定結果が肯定であれば処理を終了し、ステップＳ２２の判定結果が否定であればステップＳ１４に戻る。
ステップＳ２０の判定結果が否定であれば、警報動作の実行を指示する制御コマンドを、通信回線３６を介して警報部５２に送出し（ステップＳ２４）、ステップＳ１４に戻る。
警報部５２は、制御コマンドを受け付けると、所定の警報音を発して作業員にテールクリアランスＴｃが許容範囲を逸脱したことを報知し、シールドマシン１０の動作を停止するなどの処置を促す。

以上説明したように本実施の形態によれば、検出光投射部４４によりセグメント２０の端面２００６上でセグメント２０の半径方向を延在するセグメント端面領域Ｓｅとセグメント２０の内周面２００４とが交わる第１の円弧部分Ｃ１に交差し端面２００６上を延在する線状の第１の検出光Ｌ１をセグメント端面領域Ｓｅに投射すると共に、カメラ部４２によって撮像された第１の検出光Ｌ１を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像情報に基づい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り、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。
さらに、本実施の形態によれば、トンネル１８内のように照明が暗い環境下であっても、カメラ部４２は、セグメント端面箇所Ｓｅ上で反射された第１の検出光Ｌ１を反射光として確実に撮像することができる。
したがって、鮮明でコントラストが高い画像情報に基づいてクリアランス導出処理を行うことができるため、テールクリアランスＴｃを高精度にかつ安定して導出する上で極めて有利となる。
また、本実施の形態では、距離検出部４６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、カメラ部４２から供給される画像情報を、前記傾きのデータに基づいて修正した上で、前記のクリアランス導出処理を実行するので、テールクリアランスＴｃの精度を高める上でより有利となる。
また、従来、スキンプレートに当て付けた測針の突出量に基づいてテールクリアランスを測定する計測装置を用いる場合には計測装置が故障しやすく測定効率の低下を招く不利があったが、このような計測装置が不要となるため、測定効率の向上を図る上で有利となる。

（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４２の配置が第１の実施の形態と異なっている。
図９（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９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、測定ユニット３８は、第１の実施の形態と同様に４台設けられている。
４台の測定ユニット３８のうち、３台の測定ユニット３８は、第１の実施の形態と同様に構成され、第１の実施の形態と同様に後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂに取着されている。
それら３台の測定ユニット３８のカメラ部４２は、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた３箇所を撮影するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。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。
また、３つの測定ユニット３８の検出光投射部４４は、上記３台のカメラ部４２と同様に、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた３箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２を投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。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。
したがって、３台の測定ユニット３８のカメラ部４２は、これら３箇所において、第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像をそれぞれ撮像する。

４台の測定ユニット３８のうち、残りの１台の測定ユニット３８のカメラ部４２は、カメラ本体４２Ａと、被写体像をカメラ本体４２Ａに組み込まれている撮像素子に導く光ファイバー６０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台の測定ユニット３８のカメラ部４２のカメラ本体４２Ａは後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂ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１４Ｂに取着されており、具体的には、テール部１４の内周面１４０２の周方向の１箇所（鉛直方向の下方の１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画像が光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。
また、残りの１台の測定ユニット３８の検出光投射部４４は、上記１台のカメラ部４２と同様に、セグメント２０の端面２００６の周方向の１箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２を投射するように設けられ、具体的には、テール部１４の内周面１４０２の周方向の１箇所（鉛直方向の下方の１箇所）に設けられている。
したがって、残り１台の測定ユニット３８のカメラ部４２は、鉛直方向の下方の１箇所において、第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像を撮像する。

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６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａを後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂ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４２Ａに直接かかることを防止でき、カメラ本体４２Ａ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６０を用いるため、後部室１２Ｃ内におけるカメラ部４２（カメラ本体４２Ａ）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４２のうちの１台のカメラ部４２が光ファイバー６０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６０を用いて撮影を行うカメラ部４２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、カメラ部４２、検出光投射部４４、制御盤４０の配置が第２の実施の形態と異なっている。
図１０（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。
４台のカメラ部４２（図３）は、カメラ本体４２Ａ（図３）と、光ファイバー６０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内でテール部１４の壁部１４Ｂに取着されており、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所を撮影するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に設けられている。
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台の検出光投射部４４は、上記４台のカメラ部４２と同様に、後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂに取着されており、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２を投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。
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４２Ａ（図３）、制御盤４０（図３）は後方台車１６Ａ（図１）に配置されている。
各光ファイバー６０は、後部室１２Ｃ内から台車１６Ａの各カメラ本体４２Ａまで敷設されている。
撮影光学系により撮影された第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像は光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａ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６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａ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４２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体４２Ａ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４２Ａ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６０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４２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１１（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、１台のカメラ部４２と、４台の検出光投射部４４と、距離検出部４６（図３）と、制御盤４０（図３）を備えている。
カメラ部４２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テール部１４の壁部１４Ｂに取着されている。
撮影光学系は、壁部１４Ｂに設けられた開口１２Ｅを介してセグメント２０の端面２００６の周方向の全周を撮影可能に設けられている。
４台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂに取着されており、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２を投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。
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。
したがって、カメラ部４２は、これら４箇所において、第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像を撮像する。

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、カメラ部４２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４２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６０を有する単一のカメラ部４２を用いてテールクリアランスを測定するものである。
図１２（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。
テールクリアランス測定装置３０は、１台のカメラ部４２と、４台の検出光投射部４４と、距離検出部４６（図３）と、制御盤４０（図３）を備えている。
カメラ部４２は１台設けられ、カメラ部４２は、カメラ本体４２Ａと、光ファイバー６０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、セグメント２０の端面２００６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４２Ａ（図３）は後方台車１６（図１）に配置されている。
撮影光学系により撮影されたセグメント２０の端面２００６の周方向の全周にわたる画像は光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。
４台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂに取着されており、セグメント２０の端面２００６の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２を投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に９０度の間隔をおいて設けられている。
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。
したがって、カメラ部４２は、これら４箇所において、第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像を撮像する。

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、カメラ部４２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６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａ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４２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体４２Ａ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４２Ａ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６０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１３（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、１台のカメラ部４２と、２台の検出光投射部４４と、距離検出部４６（図３）と、制御盤４０（図３）に加えて内径測定部６２を備えている。

内径測定部６２はテール部１４に搭載され、トンネル１８（図１）に既にリング状に組み付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箇所測定して制御盤４０、通信回線３６を介してコンピュータ３４に供給するものである。
内径測定部６２としては、従来公知のさまざまな距離センサが使用可能である。

カメラ部４２は１台設けられ、後部室１２Ｃ内でテール部１４の壁部１４Ｂに取着されている。
カメラ部４２は、セグメント２０の端面２００６の周方向の１箇所を撮影するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向の１箇所に設けられている。

２台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂに取着されており、カメラ部４２で撮影される撮影範囲内においてセグメント２０の端面２００６の周方向に間隔をおいた２箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２をそれぞれ投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に間隔をおいた２箇所に設けられている。
したがって、カメラ部４２は、これら２箇所において、第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像を撮像する。

コンピュータ３４は、各距離検出部４６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。
また、コンピュータ３４は、カメラ部４２から供給されるセグメント２０の端面２００６の周方向の１箇所の画像情報を、前記傾きのデータと、内径測定部６２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の外周面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４２で撮影された画像情報をセグメント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４２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４２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６０を有する単一のカメラ部４２を用いてテールクリアランスを測定するものである。
図１４（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４２は１台設けられ、カメラ部４２は、カメラ本体４２Ａと、光ファイバー６０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内でテール部１４の壁部１４Ｂに取着されており、セグメント２０の端面２００６の周方向の１箇所を撮影するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向の１箇所に設けられている。
カメラ本体４２Ａ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セグメント２０の端面２００６の周方向の１箇所の画像は光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。

２台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１４Ｂに取着されており、前記撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてセグメント２０の端面２００６の周方向に間隔をおいた２箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２をそれぞれ投射するように、テール部１４の内周面１４０２の周方向に間隔をおいた２箇所に設けられている。
したがって、カメラ部４２は、これら２箇所において、第１、第２の検出光Ｌ１、Ｌ２を含むセグメント端面領域Ｓｅの画像を撮像する。

内径測定部６２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）に既にリング状に組み付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、各距離検出部４６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。
また、コンピュータ３４は、カメラ部４２から供給されるセグメント２０の端面２００６の周方向の１箇所の画像情報を、前記傾きのデータと、内径測定部６２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の外周面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４２で撮影された画像情報をセグメント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４２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６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａ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４２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体４２Ａ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４２Ａ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６０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。

なお、第６、第７の実施の形態では、２台の検出光投射部４４を設け、カメラ部４２あるいは撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてセグメント２０の端面２００６の周方向に間隔をおいた２箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２をそれぞれ投射するようにした。
しかしながら、３台以上の検出光投射部４４を設け、カメラ部４２あるいは撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてセグメント２０の端面２００６の周方向に間隔をおいた３箇所以上の箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２をそれぞれ投射するようにしてもよい。
あるいは、１台の検出光投射部４４からカメラ部４２あるいは撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてセグメント２０の端面２００６の周方向に間隔をおいた２箇所以上の箇所に第１の検出光Ｌ１、第２の検出光Ｌ２をそれぞれ投射するようにしてもよい。

なお、上述した各実施の形態では、クリアランス導出部が第２の検出光Ｌ２を用いて内周面側交点Ｐ１を特定するようにしたが、クリアランス導出部に対して内周面側交点Ｐ１を手作業により指定するようにすれば、第１の検出光Ｌ１のみで足り、第２の検出光Ｌ２を省いてもよい。

また、上述した各実施の形態では、クリアランス導出部が内周面側交点Ｐ１の変位量に基づいてテールクリアランスＴｃを導出する場合について説明したが、外周面側交点Ｐ２の変位量に基づいてテールクリアランスＴｃを導出してもよい。この場合、外周面側交点Ｐ２が特許請求の範囲の第１の交点となり、内周面側交点Ｐ１が特許請求の範囲の第２の交点となる。
そして、この場合には、検出光投射部４４は、セグメント２０の端面２００６上でセグメント２０の半径方向を延在するセグメント端面領域Ｓｅとセグメント２０の外周面２００２とが交わる円弧部分Ｃ２に交差する第１の検出光Ｌ１をセグメント端面領域Ｓｅに投射すればよい。
このような構成においても各実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のことである。

１０シールドマシン
１２前胴部
１２０２カッター
１４テール部
１４０２内周面
１６後方台車
２０セグメント
２００２外周面
２００４内周面
２００６端面
３０テールクリアランス測定装置
４２カメラ部
４２Ａカメラ本体
４４検出光投射部
４６距離検出部
６０光ファイバー
６２内径測定部
Ｓｅセグメント端面領域
Ｃ１第１の円弧部分
Ｃ２第２の円弧部分
Ｌ１第１の検出光
Ｌ２第２の検出光
Ｐ１内周面側交点（第１の交点）
Ｐ２外周面側交点（第２の交点）
Ｔｃテールクリアランス
Ｔｃ０初期テールクリアランス

Claims (10)

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、
   前記テール部で支持され、前記セグメントの端面上で前記セグメントの半径方向に延在するセグメント端面領域と前記セグメントの内周面または外周面の一方とが交わる円弧部分に交差し前記端面上を延在する線状の第１の検出光を前記セグメント端面領域に投射する検出光投射部と、
   少なくとも撮影光学系が前記テール部で支持され、前記第１の検出光を含む前記セグメント端面領域を撮影して画像情報を生成するカメラ部と、
   前記画像情報に基づいて前記テール部の内周面と前記セグメントの外周面とのクリアランスを導出するクリアランス導出部と、
   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. 前記第１の検出光に対して前記円弧部分が交差する交点を第１の交点とした場合、
   前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、予め実測された前記テール部の内周面と前記セグメントの外周面との初期テールクリアランスと、前記第１の交点の変位量とに基づいてなされる、
   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。
3. 前記第１の検出光に対して前記セグメント端面領域と前記セグメントの内周面または外周面の他方とが交わる円弧部分が交差する交点を第２の交点とした場合、
   前記検出光投射部は、前記セグメント端面領域に前記第１の検出光に加え、前記第１の検出光に直交する方向に延在する第２の検出光を投射し、
   前記クリアランス導出部は、前記第２の検出光に対する前記第１の交点の位置と前記第２の交点との位置とが異なることに基づいて前記第１の交点を特定する、
   ことを特徴とする請求項１または２記載のテールクリアランス測定装置。
4. 前記撮影光学系と前記検出光投射部は、前記テール部の周方向に間隔をおいて複数設けられている、
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項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、前部にカッターが配置された前胴部を有し、
   前記テール部は、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合され、
   前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含むカメラ本体と、先端に前記撮影光学系が取着され前記被写体像を前記撮像素子に導く光ファイバーとを含み、
   前記カメラ本体は前記前胴部に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項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、前部にカッターが配置された前胴部を有し、
   前記テール部は、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合され、
   前記テール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を含むカメラ本体と、先端に前記撮影光学系が取着され前記被写体像を前記撮像素子に導く光ファイバーとを含み、
   前記カメラ本体は前記後方台車に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項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、前部にカッターが配置された前胴部を有し、
   前記テール部は、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合され、
   前記前胴部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、
   前記カメラ部は、前記セグメントの端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テール部に取着され、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台の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クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
   前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像情報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１〜４の何れか１項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、前部にカッターが配置された前胴部を有し、
   前記テール部は、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合され、
   前記テール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、
   前記前胴部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、
   前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含む１台のカメラ本体と、先端に前記撮影光学系が取着され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を含み、
   前記カメラ本体は前記後方台車に配置され、
   前記撮影光学系は、前記セグメントの端面の周方向の全周にわたって撮影するように設けられ、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台の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クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
   前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像情報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１〜４の何れか１項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、前部にカッターが配置された前胴部を有し、
   前記テール部は、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合され、
   前記前胴部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、
   前記カメラ部は、前記セグメントの端面の周方向の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テール部に取着され、
   前記検出光投射部は、前記カメラ部で撮影される撮影範囲内において前記セグメントの周方向に間隔をおいた少なくとも２箇所に前記第１の検出光を投射するように構成され、
   前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台の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クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
   既にリング状に組み付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箇所を測定して、内径の測定データを前記クリアランス導出部に供給する内径測定部を設け、
   前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像情報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１〜４の何れか１項記載のテールクリアランス測定装置。
10. 前記シールドマシンは、前部にカッターが配置された前胴部を有し、
    前記テール部は、前記前胴部の後端に屈曲可能に結合され、
    前記テール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、
    前記前胴部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、
    前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含む１台のカメラ本体と、先端に前記撮影光学系が取着され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を含み、
    前記カメラ本体は前記後方台車に配置され、
    前記撮影光学系は、前記セグメントの端面の周方向の１箇所を撮影するように設けられ、
    前記検出光投射部は、前記撮影光学系で撮影される撮影範囲内において前記セグメントの周方向に間隔をおいた少なくとも２箇所に前記第１の検出光を投射するように構成され、
    前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台の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クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
    既にリング状に組み付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箇所を測定して、内径の測定データを前記クリアランス導出部に供給する内径測定部を設け、
    前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像情報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１〜４の何れか１項記載のテールクリアランス測定装置。

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