JPH0240581A

JPH0240581A - 土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置

Info

Publication number: JPH0240581A
Application number: JP19066588A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Nojiri; 野尻　吉彦; Kiyoshi Kawasaki; 清川崎; Takaaki Fukumoto; 福元　隆明; Hiroyuki Yamashita; 博之山下
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-08-01
Filing date: 1988-08-01
Publication date: 1990-02-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、例えば道路下等に、通信用ケーブル、上下水
通又はガス等のための配管をその道路等を開削すること
なしに布設する土中推進穿孔機に用いるワイヤレス位置
検知装置に関し、当該土中推進穿孔機の位置信号伝送用
の信号ケーブル及び電源供給用ケーブルを無くして装置
の単純化とケーブル接続等の煩雑さを軽減するようにし
たものである。

（従来の技術）土中推進穿孔機の位置を検知する従来技術としては、例
えば土中推進穿孔機の推進線形が直線の場合は、レーザ
、トランシットにより発進立坑から土中推進穿孔機の前
部に搭載したターゲットの目視により測定を行うように
したものがある。しかし、この従来技術は、曲線推進の
場合は測定不可能である。

このため、曲線推進を伴う場合の他の従来技術として、
ジャイロ、折れ角積分、電磁界等を利用した方法により
位置検知測定を行うようにしたものがある。そして、こ
のジャイロ、折れ角積分、電磁界等による測定方法では
、位置検知センサの情報を伝達し、また、電力供給を行
うために、発進立坑側と土中推進穿孔機との間に信号伝
送用及び給電用の各ケーブルを必要としていた。

（発明が解決しようとする課題）従来の土中推進穿孔様の位置検知技術では、発進立坑側
と土中推進穿孔機との間に信号伝送用及び給電用のケー
ブルの布設を必要としていた。このため、推進管の中に
信号ケーブル、電源ケーブルが常に入った状態となって
おり、推進管断面がケーブル断面に占用されることによ
り、推進管断面の利用が阻害されていた。

特に、推進管内にケーブルがあるための問題点としでは
施工性の問題が上げられ、発進立坑での推進管接続時に
ケーブルの接続作業を伴うことになるため、施工性が著
しく低下してしまう。また、このようにケーブルの接続
を伴うことから、接続点で接触不良となる場合があり、
土中推進長が長くなるにしたがって接続点数が増えるこ
とにより、ますます信頼性の低下を招くことになってし
まう。

さらに、推進管内にこれらのケーブル類があるために、
推進管の接続作業が煩雑になり、推進管の自動接続を行
うことが非常に困難となっていた。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、推進管内
の信号ケーブル、電源ケーブルをなくして推進管の施工
性の向上、推進管断面の有効利用、信頼性の向上及び推
進管の自動接続の容易化を図ることのできる土中推進穿
孔機用ワイヤレス位置検知装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記課題を解決するために、第１の発明は、土中推進穿
孔機に搭載され、地上部又は立坑側に設置された受信手
段に当該土中推進穿孔別の位置情報をワイヤレスで発信
する位置検知装置であって、前記土中推進穿孔機の位置
を検知する位置検知センサと、該位置検知センサの検知
信号を信号処理する信号処理装置と、該信号処理装置で
処理された信号に基づいて前記受信手段に電波を発信す
る送信手段と、搭載された当該装置及び手段等に電力を
供給する電源手段とを有することを要旨とする。

第２の発明は、前記電源手段は、土中推進穿孔機の回転
動力を利用して発電機を駆動し、その発電電力を利用す
るものであることを要旨とする。

また、第３の発明は、前記電源手段は、蓄電池と、位置
情報の発信動作時には当該蓄電池からの電力供給を可能
とする電源入切機構とを有するものであることを要旨と
する。

（作用）第１の発明では、位置検知センサとしての例えばローリ
ング計及びピッチング計により土中推進穿孔機のローリ
ング角及びピッチング角が検知され、これらの検知信号
が信号処理装置により例えば符号化処理が行われる。次
いでこの符ｑ化情報に基づいて送信手段としての電波送
信機及びアンテナにより、地上部又は立坑側の受信手段
に電波の発信が行われる。地上部又は立坑側では、受信
手段を構成するアンテナで受信を行い復調装置により、
土中推進穿孔機のローリング角及びピッチング角等の位
置情報を得ることができる。また、推進距離に応じて、
ローリング角及びピッチング角等の計算を行うことによ
り、土中推進穿孔機の現在位置の推定を行うことができ
る。また、上記の信号処理装置及び電波送信機等には当
該位置検知装置に搭載された電源手段により動作用の電
力供給が行われる。而して、推進管内には、信号ケーブ
ル及び電源ケーブルの布設が不要となる。

第２の発明では、例えばポーリング掘削方式の多重管推
進機等では、推進管の１本が回転して土砂を掘削する方
式となっているので、その推進管の回転動力を利用して
発電機を駆動し、その発電電力を例えば蓄電池に充電し
てこれを電源手段として利用する。そして、通常の推進
穿孔時は、土砂掘削を行う管が回転しているので、発電
機を駆動して充電のみを行い、位置検知の測定時に、蓄
電池から位置検知装置内の各機器等に電力供給を行う。

また、第３の発明では、位置情報の発信動作時にのみ、
電源入切機構がオンとなって位置検知装置内の各機器等
に対し蓄電池から電力供給が行われる。而して蓄電池の
消費電力が節約され、蓄電池を小形のものとすることが
可能となる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は、本発明の第１実施例を示す図で
ある。

まず、土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置の構成
を説明すると、第１図中、１は地上部、２は土中に掘ら
れた発進立坑であり、発進立坑２内には元押し装置３が
設置されている。元押し装置ａ３には推進管内管４が取
付けられ、その先端部に設けられた土中推進穿孔機５が
、推進管内管４とともに回転されながら土中を推進穿孔
するようになっている。６は非回転の推進管外管である
。

そして、推進管外管６の内周面の部分に、土中推進穿孔
機５の位置情報をワイヤレスで発信する位置検知装置１
０１が搭載され、地上部１に、これを受ける受信手段と
しての位置検知受信Ｉａ２０が設置されている。なお、
位置検知受信機２０は、発進立坑２側に設置してもよい
。

第２図及び第３図に示すように、位置検知装置１０１に
は、土中推進穿孔機５の姿勢位置を検知する位置検知セ
ンサとしてのピッチング計７及びローリング計８、先端
位置情報を発信する発信コイル９、この発信コイル９を
駆動するための発信コイル用発振器１１、位置検知セン
サの検知信号を信号処理する信号処理装置１２、送信手
段としての電波送信機１３及びアンテナ１４、上記の各
様器等に電力を供給する電源手段としての蓄電池１５等
が内蔵されている。上記の発信コイル９の上部の推進管
材料は、発生磁界の減衰を少なくするためステンレスが
使用され、電波送信！１１３の上部の材料は、発生電波
の減少を少なくするため絶縁体が使用されているみ方、位置検知受信機２０には、図示省略の受信コイル、
復調Ｓ！置及びアンテナ等が内蔵されている。

本実施例の土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置は
上述のように構成され、次のように動作して土中推進穿
孔機５の位置情報がワイヤレスで地上部１の位置検知受
信１２０に受信される。

まず、蓄電池１５から電力供給された発信コイル用発掘
器１１により交流電流が生じ、この交流電流で駆動され
た発信コイル９から発生した交流磁界が、位置検知受信
Ｒ２０に向って発信される。

位置検知受信Ｒ２０では、その交流磁界を受信コイルに
より受け、それの誘起電圧の強度により土中の推進穿孔
機５の推進位置を測定する。

また、姿勢位置検知センサとしてのローリング計８及び
ピッチング計７は土中推進穿孔機５のローリング角及び
ピッチング角に応じた電圧をそれぞれ発生し、この検知
信号電圧が、信号処理装置１２により符号化処理される
。次いで、この符号化情報に基づいて電波送信機１３及
びアンテナ１４により、位置検知受信１２０に電波が発
信される。位置検知受信１２０側では、その電波をアン
テブで受信し、これを復調装置で復調することにより、
土中推進穿孔機５のローリング角及びピッチング角から
なる姿勢位置情報が得られる。そして、推進位置に応じ
たローリング角及びピッチング角から土中推進穿孔機５
の現在位置の測定が行われる。

次に、第４図及び第５図には、本発明の第２実施例を示
す。本実施例は、例えばポーリング掘削方式の多重管推
進機等では、推進管の１本である推進管内管が回転する
方式となっているので、その推進管の回転動力を利用し
て発電機を駆動し、その発電電力を蓄電池に充電してこ
れを電源手段として利用するようにしたものである。

なお、第４図、第５図及び後述の第３実施例を示す第６
図、第７図において、前記第１図ないし第３図における
機器及び部材等と同一ないし均等のものは、前記と同一
符号を以って示し重複した説明を省略する。

第４図及び第５図中、１６は推進管内管４の周面に形成
された駆動ギヤ、１７は回転変速ギヤ、１８は回転取出
し装置、１つは発電機、２１は電流安定装置である。な
お、本実施例の位置検知装置ｉ　１０２にもピッチング
計、ローリング計、信号処理装置及び送信手段等が前記
第１実施例のものと同様に内蔵されているが、これらは
図示省略されている。

そして、土砂掘削時に、推進管内管４の回転が、駆動ギ
ヤ１６及び回転変速ギヤ１７を介して発電用の高速回転
の回転数に変換されて発電機１つが駆動される。次いで
、この発電１１１１９の発電電力が、電流安定装置２１
で過小、過大な電流が制御され、安定した電力が蓄電池
１５に充電されて電源手段として利用される。

このようにして、通常の推進穿孔時には土砂掘削を行う
管が回転しているので、発電機１９を駆動して蓄電池１
５に充電のみを行い、位置検知の測定時には、この蓄電
池１５により位置検知装置１０２内の各機器等に電力供
給が行われる。

第６図及び第７図には、本発明の第３実施例を示す。本
実施例は、電源手段として、蓄電池１５と、位置情報の
発信動作時には、その蓄電池１５からの電力供給を可能
とする電源入切機構２２とを具備させたものである。２
３は推進管内管４の周面に形成された駆動部、２４はこ
の駆動部２３で駆動される被駆動片であり、電源入切機
構２２のオン、オフ切換えは、推進管外＠６と推進管内
管４の推進方向の相対位置の変化により、駆動部２３及
び被駆動片２４を介して行われるようになっている。

本実施例では、上）蚤の電源入切機構２２により、蓄電
池１５の電力が位置検知測定時のみに使用されるので、
省電力型の位置検知装置１０３となり、蓄電池１５の消
費電力を節約して長期間、位置検知装置１０３内の各機
器に電力供給を行うことが可能となり、立坑からの電力
供給用のケーブルを取り除くことができる。

なお、電源入切４１１構をオン、オフ動作させる機構と
しては、上述の機構に代えて、土砂掘削用として推進管
外管６と推進管内管４に水及び泥水の注入を発進立坑２
から土砂掘削部前面に行う場合、位置検知装置の周面に
水圧が発生するので、その圧力を検知して、位置検知装
置の電源の切入を行う方法、又は地上部１に設置した発
信コイルにより、土中に向けて電磁波を発信させ、土中
の推進穿孔機に搭載された位置検知装置に内蔵された受
信コイルにより、誘起電圧を発生させ、その電圧を検知
して位置検知装置の電源の切入を行う方法等を適用する
こともできる。

また、上述の各実施例では位置検知装置を推進管外管の
内面部に設置したが、これ以外に位置検知装置を設置す
る箇所として、推進管内管の内部も可能であり土中推進
穿孔機の管断面の利用方法により、位置検知装置の設置
位ごの選択を従来よりも広く行うことができる。

［発明の効果コ以上説明したように、第１の発明によれば、推進管内に
一信号ケーブル及び電源ケーブルをなくすことができる
ので、推進管接続の作業性が良好となり接続作業Ｆｎ間
の短縮を図ることができる。また、ケーブル類がなくな
ることにより、ケーブルの接続点がなくなり、その結果
接続部の接触不良がなくなって土中推進穿孔機の位ｎよ
り定を行う上で、信頼性が向上する。さらに、推進管の
中のケーブル占用断面がなくなることにより、推進管新
面の有効利用を図ることができる。そして、例えば推進
管内に油圧ホースが入らないポーリング方式の土中推進
穿孔機等においては、管推進時の立坑内作業としては推
進管の接続工程のみとなり、推進管接続の自動化が容易
となって立坑内作業が軽減し安全に作業をすることがで
きる。

また、第２、第３の発明によれば、上記共通の効果に加
えて、さらに以下のような効果が得られる。

第２の発明によれば、土中推進穿孔機の推進穿孔時に土
砂掘削を行う管が回転する都度、発電機が駆動されて発
電電力が得られるので、これを蓄電池に充電して利用す
る発電充電方式の電源手段とすることができ、このとき
その蓄電池は、位置検知の測定時における位置検知装置
の消費電力弁の充電容量を確保するだけでよくなるため
、小さな蓄電能力を有する小型の蓄電池とすることが可
能となる。

また、第３の発明によれば、蓄電池の消費電力節約によ
りその蓄電池容性を小さくでき、位置検知装置を小型化
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る土中推進穿孔機用ワ
イヤレス位置検知装置の第１実施例を示すもので、第１
図は全体構成を１部破断して示す構成図、第２図は第１
図の△−Ａ線拡線断大断面図３図は第２図のＢ−Ｂ線断
面図、第４図は本発明の第２実施例を示すもので第２図
と同様の断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図、第
６図は本発明の第３実施例を示すもので第２図と同様の
断面図、第７図は第６図のＢ−Ｂ線断面図である。１：地上部、　　　２：発進立坑、４：推進管内管、　５：土中推進穿孔機、６：推進管外
管、７：ピツチング計（位置検知センサ〉、８：ローリング
計（位置検知センサ）、１２；信号処理装置、１３：送信手段を構成する電波送信機、１４：アンテナ
、　　　　１５：蓄電池、１９：発′Ｒ機、２０：位置検知受信機（受信手段）、２２：電源入切機構、１０１．１０２．１０３：位置検知装置。代理人　弁理士　　三　好　保　男ヒＢ第２２Ｊ第　１１１１１Ｊ第３］１−Ｂ第４図第５図Ｂ第ｅ　口第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）土中推進穿孔機に搭載され、地上部又は立坑側に
設置された受信手段に当該土中推進穿孔機の位置情報を
ワイヤレスで発信する位置検知装置であつて、前記土中推進穿孔機の位置を検知する位置検知センサと
、該位置検知センサの検知信号を信号処理する信号処理
装置と、該信号処理装置で処理された信号に基づいて前
記受信手段に電波を発信する送信手段と、搭載された当
該装置及び手段等に電力を供給する電源手段とを有する
ことを特徴とする土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知
装置。
（２）前記電源手段は、土中推進穿孔機の回転動力を利
用して発電機を駆動し、その発電電力を利用するもので
あることを特徴とする請求項１記載の土中推進穿孔機用
ワイヤレス位置検知装置。
（３）前記電源手段は、蓄電池と、位置情報の発信動作
時には当該蓄電池からの電力供給を可能とする電源入切
機構とを有するものであることを特徴とする請求項１記
載の土中推進穿孔機用ワイヤレス位置検知装置。