JP4052437B2 - 非開削推進装置における信号伝送システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌中を掘進する推進体のドリルヘッドに内蔵された信号回路からの信号を外部の信号処理装置に伝送する信号伝送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガス管などの埋設物を埋設するのに、埋設用溝などを掘削することなく施工する非開削推進工法が提案され実用に供されている。このような非開削推進工法では非開削推進装置が用いられ、この非開削推進装置は、土壌を掘削するためのドリルヘッドと、ドリルヘッドを所定方向に回転駆動するとともに推進方向に駆動するための回転推進駆動手段と、ドリルヘッドと回転推進駆動手段との間に着脱自在に連結される接続パイプユニットとを備えている。このような非開削推進装置においては、回転推進駆動手段によりドリルヘッドが所定方向に回転されることによって、ドリルヘッドが土壌を掘削し、またこの回転推進駆動手段により推進方向に駆動されることによって、ドリルヘッドが推進方向に移動する。
【０００３】
推進体が推進する土壌中には各種の埋設物、例えば埋設ガス管、埋設水道管などが埋設されており、掘進するドリルヘッドがこの埋設物に当たってこれを破損させるおそれがある。
【０００４】
このようなことから、埋設物を探査するための探査装置が装備された非開削推進装置も提案されている。探査装置は、探査信号を送信する送信手段と、埋設物からの反射探査信号を受信する受信手段と、受信手段による受信信号を所要の通りに処理する画像処理装置を備え、送信手段及び受信手段がドリルヘッドに内蔵され、画像処理装置が、例えば、回転推進駆動手段が搭載された車両に設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の非開削推進装置においては、接続パイプユニットに伝送ケーブルが内蔵され、接続パイプユニットを着脱自在に連結すると、これらに内蔵された伝送ケーブルが接続され、ドリルヘッドの受信手段からの受信信号が伝送ケーブルを介して画像処理装置に伝送されるように構成されている。それ故に、各接続パイプユニットには伝送ケーブルを内蔵するとともに、接続するための接続端子を設けなければならず、その構成が複雑になるとともに、接続パイプユニットの接続端子間に土砂などの異物が侵入すると、受信信号の伝送不良の原因になる。
【０００６】
本発明の目的は、比較的簡単な構成でもって、ドリルヘッドの信号回路からの信号を信号処理装置に確実に伝送することができる非開削推進装置における信号伝送システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、土壌を掘削するドリルヘッドを含む推進体と、前記ドリルヘッドに内蔵された信号回路と、前記信号回路からの信号を所要の通りに処理するための信号処理装置とを備えた非開削推進装置における信号伝送システムであって、
前記ドリルヘッドには探査用送信アンテナ及び探査用受信アンテナが設けられ、前記ドリルヘッドに内蔵された前記信号回路は、前記探査用送信アンテナから送信された探査信号を前記探査用受信アンテナを介して受信する受信回路であり、また、前記信号処理装置は、前記受信回路からの受信信号を所要の通りに画像処理する画像処理装置であり、
前記ドリルヘッドはヘッドハウジングを備え、前記ヘッドハウジングには、更に、前記受信回路からの信号を通信するための通信回路が内蔵され、前記通信回路が通信用ケーブルを介して前記ヘッドハウジングに接続され、また、前記画像処理装置には伝送用受信手段が設けられており、
前記ヘッドハウジングが伝送用送信アンテナとして機能し、前記通信回路からの通信信号が前記通信用ケーブル、前記ヘッドハウジング及び前記伝送用受信手段を介して前記画像処理装置に伝送されることを特徴とする。
【０００８】
本発明に従えば、ドリルヘッドのヘッドハウジングに通信回路が設けられ、この通信回路が通信用ケーブルを介してヘッドハウジングに接続され、このヘッドハウジングが伝送用送信アンテナとして機能する。そして、信号回路からの信号は通信回路により通信信号に変換され、この通信信号が通信用ケーブル、ヘッドハウジング及び伝送用受信手段を介して画像処理装置に伝送される。このようにヘッドハウジング自体を伝送用送信アンテナとして機能させるので、推進体の接続パイプユニットに通信用ケーブルを設ける必要はなく、推進体の構成を簡単にすることができ、また伝送不良の発生も少なくすることができる。また、ドリルヘッドの信号回路は、探査用受信アンテナを介して探査信号を受信する受信回路であり、また、信号処理装置は画像処理装置であるので、埋設物を探査するための受信信号の伝送に、ヘッドハウジングを伝送用送信アンテナとして機能させて画像処理装置に伝送することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う信号伝送システムの一実施形態を説明する。図１は、本発明に従う信号伝送システムを適用した非開削推進装置を用いた非開削工法を説明するための簡略図であり、図２は、図１の非開削推進装置におけるドリルヘッド及びその近傍を示す断面図であり、図３は、図１の非開削推進装置に適用した信号伝送システムを簡略的に示すブロック図である。
【００１２】
図１において、非開削工法に用いられる図示の非開削推進装置２は、土壌４内を掘削しながら推進する推進体６を備え、この推進体６は土壌中において可撓性を有している。推進体６は、推進本体８と、この推進本体８の先端部に設けられたドリルヘッド１０とを備え、推進本体８は、着脱自在に連結される接続パイプユニット１２から構成される。
【００１３】
推進体６は、回転推進駆動手段１４により推進される。回転推進駆動手段１４は例えば車両１６に搭載され、車両１６に搭載された状態で埋設工事を行う施工現場に運ばれる。回転推進駆動手段１４は、推進本体８を介してドリルヘッド１０を所定方向に回転駆動するとともに、例えば矢印１８で示す推進方向に推進し、回転推進駆動手段１４による回転駆動力及び押込み力によって、推進体６は土壌４中を推進方向に移動する。そして、推進体６が推進方向に移動するに伴って、推進体６の一部を構成する接続パイプユニット１２が着脱自在に連結されて継ぎ足され、このようにして推進体６による掘削が行われる。
【００１４】
非開削推進工法では、推進体６が上述したように掘削し、そのドリルヘッド１０が地上又は到達立坑に到達するまで推進される。そして、地上又は到達立坑まで到達すると、ドリルヘッド１０が取り外され、このドリルヘッド１０に代えて、例えばポリエチレン製埋設管（例えば埋設ガス管、埋設水道管など）が接続され、推進体６が車両１６側に引き戻される。このとき、推進体６を引き戻すことに伴って、その推進本体８から接続パイプユニット１２が取り外される。このようにして推進体６の全てを引き戻すと、埋設管が所要の通りに埋設され、かくして、非開削でもって埋設管を土壌４中に敷設することができる。
【００１５】
この非開削推進装置２には、土壌４中に埋設された埋設物２２（例えば、既設埋設管であって、既設ガス管、既設水道管など）を探査するための探査装置２４が設けられているとともに、探査信号を伝送するための信号伝送システム２６が適用されている。図２及び図３を参照して、図示の探査装置２４はレーダ波の如き電磁波を用いて埋設物２２を探査し、パルス発生回路２８、送信回路３０、探査用送信アンテナ３２、探査用受信アンテナ３４、受信回路３６及び変調用通信回路４０を備え、これらが推進体６のドリルヘッド１０に内蔵されている。
【００１６】
主として図２を参照して、ドリルヘッド１０は細長い円筒状のヘッドハウジング４１を備え、このヘッドハウジング４１の先端部に平坦な傾斜部４２が設けられ、この傾斜部４２によって先細状に形成されている。この傾斜部４２の大部分は平板状の誘導体基板４４から構成され、この誘導体基板４４の内側に探査用送信アンテナ３２及び探査用受信アンテナ３４が配設されている。探査用送信アンテナ３２及び探査用受信アンテナ３４は、例えばボータイアンテナから構成される。
【００１７】
このヘッドハウジング４１内には電子・電源ユニット４６が搭載されている。電子・電源ユニット４６は円筒箱状のユニットハウジング４８を備え、このユニットハウジング４８内に、パルス発生回路２８、送信回路３０、受信回路３６、増幅回路３８及び変調用通信回路４０を構成する電子回路ユニット５０が内蔵されているとともに、これらに電力を供給するための電源ユニット（図示せず）が内蔵されている。ユニットハウジング４８の一端壁（図２において左端壁）には一対の端子部５２，５４が設けられている。一方の端子部５２は送信回路３０に接続されているとともに、リード線５６を介して探査用送信アンテナ３２に接続されており、従って、送信回路３０からの探査信号はこの端子部５２及びリード線５６を介して探査用送信アンテナ３２に送給され、この送信アンテナ３２から推進方向前方に送信される。また、他方の端子部５４は受信回路３６に接続されているとともに、リード線５８を介して探査用受信アンテナ３４に接続されており、従って、探査用受信アンテナ３４により受信した探査信号は、リード線５８及び他方の端子部５４を介して受信回路３６に送給される。
【００１８】
このような探査装置２４では、図３から理解されるように、パルス発生回路２８、送信回路３０、受信回路３６及び増幅回路３８がレーダ用回路６０を構成し、送信回路３０及び探査用送信アンテナ３２が探査用送信手段を構成し、探査用受信アンテナ３４及び受信回路３６が探査用受信手段を構成する。
【００１９】
この非開削推進装置２では、推進体６を伝送用送信アンテナ６１として機能させるために、次のように構成されている。ユニットハウジング４８の他端壁（図２において右端壁）には接続端子６２が設けられ、この接続端子６２が電子回路ユニット５０の変調用通信回路４０に接続されている。また、この接続端子６２は通信用ケーブル６４及び抵抗６７を介してヘッドハウジング４１の周側壁の内面にハンダの如き手段により接続されている。図２に示すように、通信ケーブル６４はヘッドハウジング４１の内面に密着してある程度延び、密着して沿わす長さは、例えば８０ｃｍ前後に設定され、その端部が抵抗６７を介してヘッドハウジング４１に接続される。更に、推進体６のハウジングを構成するヘッドハウジング４１及び接続パイプユニット１２の接続パイプハウジング６５が、変調用通信回路４０からの通信信号を送信する伝送用送信アンテナ６１として機能するように、例えばステンレス鋼から形成されているとともに、ドリルヘッド１０と接続パイプユニット１２を着脱自在に連結すると、ヘッドハウジング４１及び接続パイプハウジング６５が相互に接続され、また一対の接続パイプユニット１２を着脱自在に連結すると、それらの接続パイプハウジング６５が相互に接続される。このように構成されているので、信号回路としての受信回路３６からの受信信号は、変調用通信回路４０で通信信号に変調され、変調された通信信号が、接続端子６２、通信用ケーブル６４及び抵抗６７を介して推進体６のハウジング、即ちヘッドハウジング４１及び接続パイプハウジング６５に送られ、土壌４から突出している推進体６の他端部（ドリルヘッド１０とは反対側の部位）から外部に送信される。
【００２０】
探査装置２４は、更に、推進体６側からの通信信号を受信するための伝送用受信手段、信号処理装置としての画像処理装置７２、印刷装置７４及びモニタ７６を備え、伝送用受信手段が伝送用受信アンテナ７８及び復調用通信回路８０から構成されている（図１も参照）。伝送用受信アンテナ７８は、推進体６側からの通信信号を受信し、復調用通信回路８０は受信アンテナ７８を介して受信した通信信号を復調し、画像処理装置７２は、復調した通信信号、即ち伝送された探査信号を所要の通りに画像処理して埋設物２２の探査処理信号を生成し、液晶表示装置の如きモニタ７６は、この探査処理信号の内容を画面に表示し、印刷装置７４はこの探査処理信号の内容を用紙に出力する。伝送用受信手段、モニタ７６などは、画像処理装置７２とともに例えば車両１６に又は移動自在なユニット装置８２に搭載され、例えば車両１６に搭載した場合、操作者は、モニタ７６を見ながらドリルヘッド１０が埋設物２２に衝突しないように推進体６を推進させることができ、例えばユニット装置８２に設けた場合、車両１６から離れた場所、例えばドリルヘッド１０の近傍において、モニタ７６を見ながら埋設物２２とドリルヘッド１０との位置関係を確認することができる。
【００２１】
次に、主として図２及び図３を参照して、上述した信号伝送システム２６を備えた探査装置２４の作用効果について説明する。この非開削推進装置２に装備された探査装置２４においては、パルス発生回路２８により生成されたパルス信号が送信回路３０に送られ、この送信回路３０はパルス信号に基づいて探査信号を生成し、探査信号が探査用送信アンテナ３２から推進方向に送信される。そして、この送信アンテナ３２から送信された後埋設物２２により反射された反射探査信号が、探査用受信アンテナ３４を介して受信回路３６に受信され、かく受信された受信信号が増幅回路３８で増幅された後に変調用通信回路４０に送給され、この通信回路４０により変調されて通信信号に変換される。
【００２２】
このように変調された通信信号は、ヘッドハウジング４１の内面に沿って延びる通信用ケーブル６４を介して推進体６、即ちヘッドハウジング４１及び接続パイプハウジング６５に伝送され、これらハウジング４１，６５が伝送用送信アンテナ６１として機能して外部に送信される。探査用受信手段により受信した受信信号は推進体６のハウジング４１，６５を利用して伝送されるので、受信信号を伝送するための伝送用ケーブルを接続パイプユニット１２内に設ける必要はなく、従って、接続パイプユニット１２の構成が簡単になり、これによって、推進体６自体の構成を簡単にすることができる。尚、通信用ケーブル６４はヘッドハウジング４１の内面に密着して沿わせるようにしてもよいが、ヘッドハウジング４１にスリットを設け、このスリット内に収納するようにしてもよい。
【００２３】
推進体６から送信された通信信号は、画像処理装置７２側に設けられた伝送用受信アンテナ７８に受信され、この受信アンテナ７８を介して復調用通信回路８０に送られ、復調用通信回路８０が変調された通信信号、即ち変調された探査信号を復調し、復調された探査信号が画像処理装置７２に送られて所要の通りに画像処理されてモニタ７６に表示され、作業者はモニタ７６の表示内容を見ることによって、埋設物２２の埋設位置を知ることができる。
【００２４】
以上、本発明に従う信号伝送システムの一実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能である。
【００２５】
上述した実施形態では、推進体６のドリルヘッド１０からの探査信号を画像処理装置７２に伝送するシステムに適用したが、このような探査信号の伝送に限定されず、その他の信号の伝送にも適用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の請求項１の信号伝送システムによれば、ヘッドハウジング自体を伝送用送信アンテナとして機能させるので、推進体の接続パイプユニットに伝送用ケーブルを設ける必要はなく、推進体の構成を簡単にすることができ、また伝送不良の発生も少なくすることができる。また、埋設物を探査するための受信信号の伝送に、ヘッドハウジングを伝送用送信アンテナとして機能させて画像処理装置に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う信号伝送システムを適用した非開削推進装置を用いた非開削工法を説明するための簡略図である。
【図２】図１の非開削推進装置におけるドリルヘッド及びその近傍を示す断面図である。
【図３】図１の非開削推進装置に適用した信号伝送システムを簡略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
２ 非開削推進装置
４ 土壌
６ 推進体
８ 推進体本体
１０ ドリルヘッド
１２ 接続パイプユニット
１４ 回転推進駆動手段
２２ 埋設物
３２ 探査用送信アンテナ
３４ 探査用受信アンテナ
４０ 変調用通信回路
４１ ヘッドハウジング
４６ 電子・電源ユニット
５０ 電子回路ユニット
６０ レーダ回路
６１ 伝送用送信アンテナ
６４ 通信用ケーブル
６５ 接続パイプハウジング
７２ 画像処理装置
７８ 伝送用受信アンテナ
８０ 復調用通信回路

Claims (1)

1. 土壌を掘削するドリルヘッドを含む推進体と、前記ドリルヘッドに内蔵された信号回路と、前記信号回路からの信号を所要の通りに処理するための信号処理装置とを備えた非開削推進装置における信号伝送システムであって、
   前記ドリルヘッドには探査用送信アンテナ及び探査用受信アンテナが設けられ、前記ドリルヘッドに内蔵された前記信号回路は、前記探査用送信アンテナから送信された探査信号を前記探査用受信アンテナを介して受信する受信回路であり、また、前記信号処理装置は、前記受信回路からの受信信号を所要の通りに画像処理する画像処理装置であり、
   前記ドリルヘッドはヘッドハウジングを備え、前記ヘッドハウジングには、更に、前記受信回路からの信号を通信するための通信回路が内蔵され、前記通信回路が通信用ケーブルを介して前記ヘッドハウジングに接続され、また、前記画像処理装置には伝送用受信手段が設けられており、
   前記ヘッドハウジングが伝送用送信アンテナとして機能し、前記通信回路からの通信信号が前記通信用ケーブル、前記ヘッドハウジング及び前記伝送用受信手段を介して前記画像処理装置に伝送されることを特徴とする信号伝送システム。

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