JP3082834U - 長孔の曲り計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボーリング孔や管路等の長孔の曲りを容易
に、高精度に計測することができるし、構造が簡単で取
り扱い性に優れており、しかも口径の小さいボーリング
孔等にも挿入して計測することができる。 【解決手段】 長尺の検出棒１の先端側には軸線イ−イ
と同軸に先導摺動体２が着脱可能に設けてある。検出棒
１の後端側には一側関節部８Ａ、中間関節部８Ｂ及び他
側関節部８Ｃからなる関節機構体８が接続してある。他
側関節部８Ｃには軸線イ−イと同軸上に後端摺動体９が
連結してあり、また他側関節部８Ｃには検出棒１の水平
方向の回転量を計測するポジションセンサー１６、鉛直
方向の変位量を計測する鉛直方向傾斜計１７及び軸線イ
−イ回りの周方向の変位量を計測する姿勢傾斜計１８か
らなる変位計測部１５が搭載してある。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、地質調査、岩盤崩落や地滑り等の監視、或はトンネル・ダム・下水 や上水等のコンクリート等の構造物の変形の計測或は監視等を行なうために岩盤 、地中、構造物等に穿孔したボーリング孔、或は配管の管路等の曲り具合を計測 することにより、調査或は監視する位置を正確に確認し、或はボーリング孔の変 形を検出するための長孔の曲り計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、岩盤の地質検査や、トンネルの変形を探索するための検査孔は穿設用 ドリルによりボーリングして穿孔するが、長尺の穿設用ドリルは必然的に撓むこ とや、ボーリング孔は長くなればなるほど途中の地質の変化により掘削抵抗が変 るために、ボーリング孔は穿孔口に対して次第に屈曲し先端が所定の検出位置か らずれるという問題がある。このようなボーリング孔の変形を検出する方法とし て、磁石法、スネークジャイロ法、記憶合金法、管路計測システム、光ジャイロ 法等が知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上述した従来技術のうち磁石法には鉛直方向のボーリング孔しか計測 できない、精度が低い、連続計測が不能という欠点、スネークジャイロ法にはジ ャイロを使用しているために高価である、精度が低い、穿孔口が小径のボーリン グ孔は計測できないという欠点、記憶合金法には作業が複雑である、長孔の計測 ができないという欠点、管路計測システムにはシステムが高価で、精度が低いと いう欠点、更に光ジャイロ法にはシステムが複雑で、高価であるという欠点があ る。

【０００４】 本考案は上述した従来技術の問題点や諸欠点に鑑みなされたもので、ボーリン グ孔や配管の管路（以下、長孔という）の曲りを容易に、しかも高精度に計測す ることができるし、構造が簡単で取り扱い性に優れており、また口径の小さいボ ーリング孔や配管等の曲りの計測にも使用することができる長孔の曲り計測装置 を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題を解決するために構成された考案の手段は、先端に先導摺動体を 設けた長尺の検出棒と、該検出棒の後端に設けた関節機構と、該関節機構の後端 側に前記検出棒と同一軸線上に設けた後端摺動体と、該後端摺動体又は関節機構 に搭載され、前記検出棒の変位を検出する変位計測部とからなる。

【０００６】 そして、前記検出棒と関節機構体は分解可能に連結するとよい。

【０００７】 また、前記関節機構は、前記検出棒を鉛直方向と水平方向の２方向に変位可能 に支持するようにするとよい。

【０００８】 また、前記変位計測部は、前記検出棒の鉛直方向、水平方向及び軸線回りの周 方向の３次元的方向の変位を検出するようにするとよい。

【０００９】 更に、前記先導摺動体は略砲弾状に形成するとよい。

【００１０】 また、前記先導摺動体及び／又は後端摺動体には、孔壁に倣って径方向に出入 する可動調整片を有する定位調整体を周方向に離間して複数設けた構成にすると よい。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態を図面に基づき詳述する。図において、１はボーリ ング孔Ａに挿入する長尺の検出棒で、該検出棒１には軽量化のために中空鋼管又 は繊維強化プラスチック製の中空管を用いている。２は該検出棒１の軸線イ−イ 上に位置して先端側１Ａに螺着することにより係脱自在に連結した金属製の先導 摺動体を示し、該先導摺動体２は先端側２Ａが円錐状をなした断面円形の略砲弾 状に形成してあり、胴部２Ｂには周方向に９０度離間してばね収容凹部２Ｃ、２ Ｃ、・・が形成してある。

【００１２】 ３、３、・・は前記先導摺動体２に設けた定位調整体で、該各定位調整体３は 前記各ばね収容凹部２Ｃに収納した圧縮ばね４と、該圧縮ばね４のばね力に抗し てばね収容凹部２Ｃに径方向に出入可能に摺嵌され、係止リング５、５によって ばね収容凹部２Ｃからの抜出し防止が図られている可動調整片６と、孔壁Ｂに対 して円滑に摺動するように外周面を凸湾曲状に、長手方向両端を内向きに屈曲さ せた略ソリ状に形成し、該可動調整片６の外面に固着されたガイド片７とから構 成してある。そして、上述の構成からなる各定位調整体３は孔壁Ｂに沿って出入 することにより、全長にわたって孔径が必ずしも均一でないボリーング孔Ａの中 心に先導摺動体２が常時位置するように保持して計測精度を高めている。

【００１３】 ８は検出棒１の後端側１Ｂに設けた関節機構体で、該関節機構体８は検出棒１ に取着した一側関節部８Ａと、該一側関節部８Ａに連結され、一側関節部８Ａを Ｘ−Ｘ方向の水平方向に回動可能に支持する中間関節部８Ｂと、該中間関節部８ Ｂに連結され、中間関節部８Ｂを前記Ｘ−Ｘ方向に対して９０度変位したＹ−Ｙ 方向の鉛直方向に回動可能に支持する他側関節部８Ｃとから構成してある。

【００１４】 ９は軸芯を軸線イ−イ上に位置して前記他側関節部８Ｃの後端に係脱可能に嵌 着した金属製の後端摺動体を示し、該後端摺動体９は内部が軸方向に信号線挿通 穴９Ａになった中空の筒体からなり、外周側には周方向に９０度離間してばね収 容凹部９Ｂ、９Ｂ、・・が形成してあり、後端面にはロッド接続口９Ｃが凹設し てある。

【００１５】 １０、１０、・・は前記後端摺動体９に設けた定位調整体で、該各定位調整体 １０は先導摺動体２に設けた定位調整体３と略同一の構成からなるもので、後端 摺動体９のばね収容凹部９Ｂに収納した圧縮ばね１１と、該圧縮ばね１１のばね 力に抗してばね収容凹部９Ｂに径方向出入可能に摺嵌され、係止リング１２によ ってばね収容凹部９Ｂからの抜出し防止が図られている可動調整片１３と、孔壁 Ｂに対して円滑に摺動するように外周面を凸湾曲状に、長手方向両端を内向きに 屈曲させた略ソリ状に形成し、該可動調整片１３の外面に固着されたガイド板１ ４とから構成してある。そして、上述の構成からなる各定位調整体１０は後端摺 動体９がボリーング孔Ａの略中心に常時位置するように保持するためのものであ る。

【００１６】 １５は検出棒１の変位を計測するための変位計測部を示す。１６は該変位計測 部１５を構成し、関節機構体８の他側関節部８Ｃに搭載されたポジションセンサ ーで、該ポジションセンサー１６は検出棒１が軸線に対してＸ−Ｘ方向である水 平面内での回転角度を計測するものである。１７は検出棒１のＹ−Ｙ方向である 鉛直方向の変位を検出する鉛直方向傾斜計を示し、該鉛直方向傾斜計１７は軸線 イ−イに対する検出棒１の鉛直方向の傾斜角度を計測するものである。

【００１７】 更に、１８は検出棒１の軸線イ−イを中心とするＺ−Ｚ方向の周方向の変位を 検出するための姿勢傾斜計で、該姿勢傾斜計１８は鉛直方向傾斜計１７と同様に 他側関節部８Ｃに搭載してある。

【００１８】 本実施の形態は上述の構成からなり、全長が約１，３８０ｍｍ、直径が約６０ ｍｍの長尺の円柱状をなしており、穿孔口が小径のボーリング孔Ａにも挿入可能 な外形に構成してある。次に、ボーリング孔Ａの曲りを検出する場合には、後端 摺動体９に図示しない押動用ロッドを接続してボーリング孔Ａ内に挿入する。そ して、ボーリング孔Ａの途中が岩盤や地質によって曲がっている場合には、軸線 イ−イ上の変位計測部１５に対して先導摺動体２が変位することにより検出棒１ が屈曲する。これにより、関節機構部８の一側関節部８Ａ、中間関節部８Ｂ及び 他側関節部８Ｃがボーリング孔Ａの曲がりに追随して回転変位する。

【００１９】 かくして、図５に示すように、ポジションセンサー１６は検出棒１の水平方向 の回転量θ₁ を、鉛直方向傾斜計１７は鉛直方向の変位量（ピッチ角度θ₂ ）を 、姿勢傾斜計１８は検出棒１の軸線イ−イ回りの周方向傾き（ローリング角度α ）の３方向の変位を夫々計測することにより、ボーリング孔Ａの曲がり状態を３ 次元的に測定することができる。そして、各地点における計測データを積算する ことにより、検出棒１の略先端位置を正確に計測することができる。なお、図５ 中におけるＸ、Ｙ、Ｚは絶対座標を示す。

【００２０】 なお、本実施の形態ではボーリング孔Ａを計測の対象として説明したが、配管 の管路等を含む長孔の曲りの計測に本考案は用いることができるものである。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は以上詳述した如く構成したから、下記の諸効果を奏する。 （１）先端に先導摺動体を設けた長尺の検出棒に関節機構体を連結し、該関節機 構の後端側に前記検出棒と同一軸線上に後端摺動体を設け、該後端摺動体又は関 節機構体には検出棒の変位を検出する変位計測部を搭載した構成にしたから、長 孔であっても孔壁に沿って進出して長孔の曲りを計測することができる。 （２）検出棒と関節機構体は分解可能に接続してあるから、全体として長尺の構 成からなる長孔の曲り計測装置であるが、可搬性及び収納性に優れている。 （３）関節機構体は、前記検出棒を鉛直方向と水平方向の２方向に変位可能に支 持するから、検出棒は長孔の多様な曲りにも対応して進退することができる。 （４）変位計測部は、検出棒の鉛直方向、水平方向及び軸線回りの周方向の３次 元的方向の変位を検出するから、長孔の曲り具合は従来技術と比較して１０倍以 上の高い精度で計測することができる。 （５）先導摺動体は略砲弾状に形成してあるから、長孔の屈曲部の曲率が小さい 場合でも円滑に進出することができる。 （６）先導摺動体及び／又は後端摺動体には、孔壁に倣って径方向に出入する可 動調整片を有する定位調整体を周方向に離間して複数設けてあるから、先導摺動 体及び／又は後端摺動体は長孔の中心に常時位置することができ、より正確な計 測を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の形態に係る長孔の曲り計測装置
の平面図である。

【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ矢示方向断面図である。

【図３】図１に示す長孔の曲り計測装置の左側面図であ
る。

【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ矢示方向断面図である。

【図５】変位計測部による計測の原理説明図である。

【符号の説明】

１ 検出棒 ２ 先導摺動体 ３、１０ 定位調整体 ６、１３ 可動調整片 ９ 関節機構体 １５ 変移計測部 Ｂ 孔壁

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に先導摺動体を設けた長尺の検出棒
   と、該検出棒の後端に設けた関節機構体と、該関節機構
   体の後端側に前記検出棒と同一軸線上に設けた後端摺動
   体と、該後端摺動体又は関節機構体に搭載され、前記検
   出棒の変位を検出する変位計測部とから構成してなる長
   孔の曲り計測装置。
2. 【請求項２】 前記検出棒と関節機構体は分解可能に連
   結してあることを特徴とする請求項１記載の長孔の曲り
   計測装置。
3. 【請求項３】 前記関節機構体は、前記検出棒を鉛直方
   向と水平方向の２方向に変位可能に支持していることを
   特徴とする請求項１記載の長孔の曲り計測装置。
4. 【請求項４】 前記変位計測部は、前記検出棒の鉛直方
   向、水平方向及び軸線回りの周方向の３次元的方向の変
   位を計測するようにしてなる請求項１記載の長孔の曲り
   計測装置。
5. 【請求項５】 前記先導摺動体は略砲弾状に形成してあ
   ることを特徴とする請求項１記載の長孔の曲り計測装
   置。
6. 【請求項６】 前記先導摺動体及び／又は後端摺動体に
   は、孔壁に倣って径方向に出入する可動調整片を有する
   定位調整体を周方向に離間して複数設けてあることを特
   徴とする請求項１記載の長孔の曲り計測装置。