JPH0417665Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、セミシールド工法に用いる推進機の
推進方向を制御するための方向制御装置に関す
る。

（従来の技術） セミシールド工法は、第４図に示すように、立
坑１内に元押ジヤツキ２を設置し、該元押ジヤツ
キ２にて推進機３の後端を押しつゝ、該推進機３
の持つカツターで地山４を掘削し、所定距離掘進
した所で該推進機３の後端に図示を略す推進管を
継ぎ足し、次にこの推進管を介して推力を加え、
この作業を繰り返すことによつて次の立坑まで推
進し、そのまゝ該推進管を土中に残して、これを
排水管または給水管として利用できるようにする
工法である。

ところで、上記推進機３による掘進時に、地山
４の硬さのバラツキあるいは推進管の合せ面精度
のバラツキ等に起因して推進方向が計画推進路線
からずれることが往々にしてあり、このため、該
推進機３には、通常第５図に示すように、推進方
向を修正するための修正ジヤツキ５が備えられて
いる。すなわち、該修正ジヤツキ５は、推進機３
の本体部６とヘツド部７との連結部に複数介装さ
れており、前記ヘツド部７を本体部６の軸線に対
して傾動させることができるものとなつている。
ヘツド部７内にはモータ（油圧モータ）８が配設
されると共に、該ヘツド部７の前部には前記モー
タ８の出力軸８ａに結合するカツタプレート９が
配設されており、前記修正ジヤツキ５の作動でヘ
ツド部７が傾動することによつて、カツタプレー
ト９の前面に取付けたカツタ９ａによる掘進方向
が変更されるようになる。なお、１０は汚水排出
用配管である。

そして従来、上記修正ジヤツキ５の作動により
推進機３の推進方向を修正するには、上記立坑１
内に測量機（レベル・トランシツト）を搬入し、
推進機３内に設けたターゲツトを該測量機で視認
することによつて推進機３の位置・姿勢を計測
し、次にこのデータにもとづいて推進機の今後の
掘進方向の予測し、該推進機３の持つ修正ジヤツ
キ５の動作量を決定するようにしていた。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の推進方向の修正方法
によれば、測量の度に推進作業を中断しなければ
ならないため、施工能率の低下を招くこととな
り、特に施工規準にしたがつて少くとも推進管を
１本推進する毎に測量を行わなければならない現
状に鑑みれば、その負担は著しく大きなものとな
つていた。

また推進方向を予測しかつ修正ジヤツキ５の修
正量を決定する作業は専ら人手に頼つており、こ
のため、熟練度を要して精度的安定化を図ること
が困難であるという問題もあつた。

さらに上記立坑１の作業スペースが小さいた
め、該立坑１内への測量機の搬出入が困難である
ばかりか、安定した測量姿勢がとり難く、安全上
も問題のあるところとなつていた。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、その構成上の特徴とするところ
は、推進機の位置を検出する光波距離計と、推進
機の姿勢を検出するレーザー検出器と、前記推進
機の持つ方向修正ジヤツキの動作量を検出するス
トロークセンサと、前記光波距離計、レーザー検
出器およびストロークセンサから送出されるデー
タにもとづいて前記推進機の掘進方向を予測する
と共に、この予測結果と計画推進方向とを比較し
て前記修正ジヤツキの制御量を演算する演算装置
と、前記ストロークセンサから修正ジヤツキの実
際の動作量を取込みつゝ、前記制御量に対応する
動作量が得られるように該修正ジヤツキの作動を
制御する制御装置とを備えるようにした点にあ
る。

（作用） 上記構成のセミシールド工法用推進機の方向制
御装置において、光波距離計、レーザー検出器等
の測量装置および演算装置によつて推進機の位
置・姿勢が常時監視され、これが計画推進路線か
ら外れる方向を向いている場合に、直ちに演算装
置から修正ジヤツキの適正動作量に対応する信号
が制御装置へ送出され、修正ジヤツキは該制御装
置によつてその作動が制御される。この時、修正
ジヤツキの実際の動作量がストロークセンサから
制御装置にフイードバツクされ、適正動作量が得
られるまで制御装置による制御が続行される。

すなわち、人手によらずに推進機の掘進方向を
連続的に管理しかつ高精度に自動修正することが
可能になり、施工能率が著しく向上する。

（実施例） 以下、本考案の実施例を添付図面にもとづいて
説明する。

第１図は、本考案にかゝるセミシールド工法用
推進機の方向制御装置を示したものである。同図
において、１１は測量装置で、推進機３（第４
図）に付設された光波ターゲツト１２およびレー
ザーターゲツト１３と、立坑１（第４図）内に固
定的に設置された光波距離計１４およびレーザー
発振器１５とを含んでいる。光波距離計１４は、
前記光波ターゲツト１２に光を出光しかつそれか
らの反射光を受光して光波ターゲツト１２までの
距離つまり推進機３までの距離を測量できる機能
を有しており、ここからの信号がインターフエイ
ス１６を介して、同じく測量装置１１内の信号処
理装置１７に取込まれるようになつている。また
レーザー発振器１５からのレーザー光は前記レー
ザーターゲツト１３に受光されるようになつてお
り、一方レーザーターゲツト１３の出力信号は、
同じく信号処理装置１７へ送出されるようになつ
ている。信号処理装置１７は、前記レーザーター
ゲツト１３からの信号にもとづいて推進機３の姿
勢を求める機能を有すると共に、この姿勢データ
に前記光波距離計１６で得た距離データを付加し
て推進機３の位置・姿勢を信号化する機能を有し
ており、この位置・姿勢に関するデータがインタ
ーフエイス１８を介してパソコン（演算装置）２
０に送出されるようになつている。

推進機３にはまた、修正ジヤツキ５の動作量を
検出するストロークセンサ２１と、推進機３自体
の縦揺れを検出するピツチングセンサ２２と、同
じく推進機３自体の横揺れを検出するローリング
センサ２３とが付設されており、これらの信号が
多重伝送装置２４、Ａ／Ｄコンバータ２５を介し
て前記パソコン２０に送出される。

パソコン２０は、上記信号処理装置１７から取
込んだ推進機３の位置・姿勢データと前記ストロ
ークセンサ２１等から取込んだ修正ジヤツキ５の
動作量等とにもとづいて推進機３の今後の掘進方
向を予測する機能を有すると共に、この予測結果
を予め記憶された計画推進方向と比較し、修正ジ
ヤツキ５の制御量を演算する機能を有している。
このパソコン２０からは、前記制御量に関する信
号がインターフエイス２６を介して制御装置２７
に送出されるようになつている。制御装置２７
は、前記パソコン２０からの信号をＤ／Ａ変換す
るＤ／Ａ変換装置２８とこのＤ／Ａ変換装置２８
で変換された信号をアイソレータ２９ａを介して
取込むポジシヨナー３０とを有しており、このポ
ジシヨナー３０を通じて修正ジヤツキ動作選択回
路３１に制御信号を送出することにより、修正ジ
ヤツキ操作回路３２つまり修正ジヤツキ５の作動
を制御することができる。一方前記ポジシヨナー
３０には、前記ストロークセンサ２１の信号がア
イソレータ２９ｂを介して入力されるようになつ
ており、制御装置２７は、このポジシヨナー３０
にて修正ジヤツキ５の実際の動作量と制御量とを
比較することによつて、該制御量に対応する動作
量が得られるまで修正ジヤツキ５の制御を継続す
るものとなつている。

こゝで、上記光波ターゲツト１２とレーザータ
ーゲツト１３とは、第２図と第３図に示すよう
に、一つのターゲツト装置３３としてユニツト化
されている。またレーザーターゲツト１３は、特
にCCD素子を応用した二重ターゲツトから成つ
ている。また上記パソコン２０には、図示を略す
CRT、プリンター、XYプロツター等が付設さ
れ、必要に応じて推進機３の位置・姿勢に関する
データを取り出せるようになつている。

かゝる構成により、推進機３の位置・姿勢は測
量装置１１およびパソコン２０によつて常時監視
されており、いま該推進機３の掘進方向が計画推
進路線から外れる方向を向いていると、パソコン
２０から直ちに制御装置２７に対して修正ジヤツ
キ５の適正動作量に対応する信号が送出される。
制御装置２７は前記信号にもとづいて修正ジヤツ
キ５の駆動系に制御信号を出力し、修正ジヤツキ
５を制御する。この時、該修正ジヤツキ５の実際
の動作量がストロークセンサ２１を介して制御装
置２７にフイードバツクされ、制御装置２７は適
正動作量が得られるまで修正ジヤツキ５の制御を
継続する。

このようにして、掘進作業を中断することな
く、推進機３は、計画推進路線に乗るように、自
動的に掘進方向が制御される。また本実施例にお
いては、特にピツチングセンサ２２やローリング
センサ２３からのデータをパソコンに取込んで、
推進機３の掘進方向を予測するようにしたので、
予測精度のより向上を達成できる利点がある。

（考案の効果） 以上、詳細に説明したように、本考案にかゝる
セミシールド工法用推進機の方向制御装置は、推
進機の掘進方向を常時監視する測量装置光波距離
計、レーザー検出器と演算装置とを設けると共
に、演算装置からの指令にしたがつて推進機の持
つ修正ジヤツキの作動を制御する制御装置を設け
たので、制御性が著しく高まり、人手によらずに
リアルタイム（随時）に制御することができ、施
工能率が著しく向上するばかりか、信頼性も著し
く向上する効果が得られた。

また制御装置を演算装置とは独立に設け、かつ
該制御装置に修正ジヤツキの実際の動作量を監視
する機能をもたせたので、高速かつ正確な制御が
可能になる効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案にかゝるセミシールド工法用
推進機の方向制御装置の構造を示すブロツク図、
第２図は測量装置の一部を構成するターゲツト装
置の側面図、第３図は第２図のＡ矢視図、第４図
はセミシールド工法の態様を示す側面図、第５図
は推進機の構造を示す断面図である。 ３……推進機、５……修正ジヤツキ、１１……
測量装置、２０……演算装置、２１……ストロー
クセンサ、２７……制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 推進機の位置を検出する光波距離計と、推進機
   の姿勢を検出するレーザー検出器と、前記推進機
   の持つ方向修正ジヤツキの動作量を検出するスト
   ロークセンサと、前記光波距離計、レーザー検出
   器およびストロークセンサから送出されるデータ
   にもとづいて前記推進機の掘進方向を予測すると
   共に、この予測結果と計画推進方向とを比較して
   前記修正ジヤツキの制御量を演算する演算装置
   と、前記ストロークセンサから修正ジヤツキの実
   際の動作量を取り込みつゝ、前記制御量に対応す
   る動作量が得られるように該修正ジヤツキの作動
   を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする
   セミシールド工法用推進機の方向制御装置。