JPH0544392A

JPH0544392A - 掘進機

Info

Publication number: JPH0544392A
Application number: JP22528291A
Authority: JP
Inventors: Toshio Akesaka; 登始夫明坂
Original assignee: Iseki Poly Tech Inc
Current assignee: Iseki Poly Tech Inc
Priority date: 1991-08-12
Filing date: 1991-08-12
Publication date: 1993-02-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】推進工法により地中に下水道管路或いは他の
管路を敷設するに際し、高度の熟練を要することなく掘
進機を敷設すべき管路の軸心に一致させて推進すること
が出来る掘進機を提供する。【構成】カッターヘッド本体１に敷設すべき管路の軸
心と一致して照射される光線を反射する反射鏡９を配置
する。カッターヘッド本体に相対的に偏向可能に接続し
たテールシールド本体２に反射鏡と対向させ且つカッタ
ーヘッド本体の揺動半径の１／２以上離隔させた位置に
ターゲット１０及びターゲットを撮像するテレビカメラ
１２を配置する。ターゲットに反射光線の位置を検出す
る検出器を設け、該検出器と接続して反射光線の偏位に
応じてカッターヘッド本体を偏向させる駆動手段に操作
信号を送る制御手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は推進工法に用いられるカ
ッターヘッド本体と該カッターヘッド本体と相対的に偏
向可能に構成されたテールシールド本体とを有する掘進
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】下水道管路や上水道管路を敷設する推進
工法では、先端に切羽を掘削するカッターを設けたカッ
ターヘッド本体と、このカッターヘッド本体に相対的に
偏向可能に接続されたテールシールド本体とからなる掘
進機を用いることが多い。推進工法は、管路の予定敷設
線上に複数の立坑を開削し、この立坑から隣接する他の
立坑に敷設すべき管路の軸心と一致させて掘進機を推進
すると共に、この掘進機の後方に管路を構成する単位長
さの管を順次接続して推進することで、出発立坑と到着
立坑との間に目的の管路を敷設するものである。この推
進工法を実施するに際し、掘進機は立坑に設置した元押
装置によって敷設すべき管路の軸心に沿った推進力が付
与される。上記推進工法では、地表にある路面や構築物
に影響されることなく目的の管路を敷設することが出
来、開削工法の如く交通規制を行ったり或いは構築物を
撤去する必要がなく有利である。

【０００３】推進工法に於いて、掘進機は敷設すべき管
路の軸心と一致して配置され、且つ元押装置によって直
線的に推進される。然し、地盤に於ける抵抗の変化等の
要因によって掘進機の推進方向が敷設すべき管路の軸心
から偏位することがある。このため、掘進機を推進する
に際し、敷設すべき管路の軸心に一致させて或いは沿わ
せてレーザー光線を配置し、管路の敷設中に掘進機に予
め設定された基準点とレーザー光線との偏位を計測し、
掘進機の基準点がレーザー光線から偏位した場合には、
この基準点を元の位置に移動するように修正すること
で、掘進機を敷設すべき管路の軸心に沿って進行するよ
うに方向修正を行っている。

【０００４】カッターヘッド本体とテールシールド本体
からなる掘進機の推進方向を修正するための装置として
いくつかの提案がなされている。その中で、本件出願人
が開発して既に特許出願している特開昭57−205698号公
報に開示された技術がある。この技術は、図13に示すよ
うに、カッターヘッド本体52とテールシールド本体53と
を偏向可能に構成した掘進機51に適用するための方向修
正装置に関するものであり、カッターヘッド本体52とテ
ールシールド本体53を２本の油圧ジャッキ54及びロッド
55により接続し、前記２本の油圧ジャッキ54の出入りを
調整することで推進方向の修正を行うように構成したも
のである。またテールシールド本体53にターゲット56を
固定して配置すると共に、カッターヘッド本体52にター
ゲット56に至る長さを持ったアーム57を固定し、このア
ーム57の先端に指針58を取り付けることによってテール
シールド本体53に対するカッターヘッド本体52の偏位
量、即ち、方向修正量を検出し得るように構成したもの
である。

【０００５】上記技術に於ける方向修正操作の手順につ
いて説明する。敷設すべき管路の軸心に沿ってレーザー
光線が配置され、ターゲット56に照射される。そしてオ
ペレーターが図14に示すターゲット56のモニター画面を
監視し、推進開始時に於けるターゲット上のレーザース
ポットを原点59として設定する。掘進機51の推進に伴っ
てターゲット56に形成されたレーザースポット60が原点
59から偏位したとき、オペレーターはこの偏位に対し方
向修正操作を行うか否かを決定し、方向修正をすべきで
あると決定すると、レーザースポット60の偏位に応じて
２本の油圧ジャッキ54の出入りを調整する。油圧ジャッ
キ54の調整は、ターゲット56上の指針58を原点59を中心
としてレーザースポット60の対称位置に移動させるよう
に行われる。この調整に伴って、カッターヘッド本体52
はターゲット56上に於けるレーザースポット60の偏位方
向に一致するようにテールシールド本体53に対して偏向
する。そして掘進機51の推進に伴い、該掘進機51は徐々
に推進方向が敷設すべき管路の軸心と一致するように修
正される。上記操作に於いて、レーザースポット60が原
点59から偏位したとき、方向修正操作を行うか否かの決
定，方向修正操作を行うための油圧ジャッキ54の調整量
の設定，一度行った方向修正を元の状態に戻す戻し操作
等はオペレーター個人に依存する。即ち、掘進機の方向
修正操作は手動操作によって行われている。このたこの
操作を行うには高度の熟練を要する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】推進工法により管路を
敷設した場合、この管路が予め設定された敷設予定線と
一致していることが必要である。特に下水道管路にあっ
ては、雨水，汚水等の下水が自然流下することが必須の
条件とされるため、敷設された管路に許容された範囲を
超える蛇行が発生しないことが要求される。

【０００７】上記特開昭57−205698号に開示される技術
では、掘進機の方向修正をオペレーターがモニター画面
のターゲットを監視しつつ油圧ジャッキを操作すること
で行っている。然し、掘進機がカッターヘッド本体とテ
ールシールド本体とからなる所定の長さを有するにも関
わらず、ターゲットはテールシールド本体に於ける一点
に配置されるのみである。従って、ターゲット上にレー
ザースポットが形成されている場合、ターゲットとレー
ザー光線との関係位置が判明するのみであって、レーザ
ー光線に対する掘進機の姿勢（上下方向の傾斜であるピ
ッチング及び水平方向の傾斜であるヨーイング）は判明
しない。このため、方向修正操作に高度の熟練を要し、
且つ敷設された管路に個人差が現れるという問題があ
る。特に、熟練しないオペレーターが方向修正操作を行
った場合、過修正による大きな蛇行を発生することがあ
るという問題がある。

【０００８】本発明の目的は、推進工法を実施するに際
し容易に敷設すべき管路の軸心と一致させて誘導するこ
とが出来、或いは自動誘導することが出来る掘進機を提
供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本件発明者は種々の実験を行うと共に、実際の推進現
場で多くのデータを採取し、その結果、推進工法に於い
て、管路を敷設するに際し、該管路の軸心を敷設すべき
管路の軸心と一致させるには、掘進機の先端中心を管路
の軸心と一致させて推進すれば良い。この場合、例え掘
進機の軸心が管路の軸心に対して傾斜していても、掘進
機が蛇行することがない。掘進機の先端中心を敷設すべ
き管路の軸心と一致させるに際し、必ずしも正確に一致
させる必要はなく近似的に一致すれば良い。ただし、こ
の場合には掘進機の軸心、特にカッターヘッド本体の軸
心が敷設すべき管路の軸心の一方の側にあること、即
ち、カッターヘッド本体の軸心が敷設すべき管路の軸心
と交叉しないことが必要である。カッターヘッド本体の
軸心が敷設すべき管路の軸心と交叉した場合、掘進機の
推進に伴って該掘進機に蛇行が生じ、この蛇行を修正す
ることは容易ではない。との結論を得た。本発明は上記
知見に基づいてなされたものである。

【００１０】従って、本発明に係る掘進機は、先端に切
羽を掘削するカッターを設けたカッターヘッド本体と、
前記カッターヘッド本体に固定され敷設すべき管路の軸
心と一致して照射される直進性を有する光線を反射する
反射鏡と、前記カッターヘッド本体と偏向手段を介して
接続されたテールシールド本体と、前記テールシールド
本体に前記反射鏡と対向すると共に該反射鏡からカッタ
ーヘッド本体の揺動半径の１／２以上離隔した位置に固
定され且つ所定位置に予め設定された誘導原点を有する
ターゲットと、前記偏向手段を駆動する駆動手段とを有
して構成されるものである。

【００１１】前記掘進機に於いて、反射鏡はカッターヘ
ッド本体の軸心から平行に所定距離離隔させて配置して
も良く該軸心と一致させて配置しても良い。また反射鏡
をカッターヘッド本体の軸心と一致させて配置した場合
は該軸心に対し所定角度傾斜させて配置することが必要
であり、反射鏡をカッターヘッド本体の軸心から離隔さ
せた場合には該軸心に対し所定角度傾斜させ或いは直角
に配置して良い。更に、反射鏡をカッターヘッド本体の
軸心から離隔させて配置した場合には、テールシールド
本体に敷設すべき管路の軸心と一致して照射される直進
性を有する光線を前記反射鏡に導くための複数の鏡、或
いは前記鏡の他に反射鏡から反射した反射光線をターゲ
ットに導くためのハーフミラーを配置することが必要で
ある。

【００１２】本発明に係る他の掘進機は、前記掘進機に
於いて、ターゲットに設定された誘導原点を含む面に配
置され前記反射鏡から反射された反射光線の位置を検出
する検出器と、前記検出器と接続され該検出器に照射さ
れた反射光線の位置に応じて該反射光線がターゲットの
誘導原点に照射されるように前記駆動手段を操作するた
めの信号を発生する制御手段とを有して構成されるもの
である。

【００１３】前記掘進機に於いて、検出器を四角錐状に
形成された反射鏡と前記四角錐を構成する各面に対応し
て配置された光センサーとによって構成すると共に四角
錐の頂点をターゲットの誘導原点と一致させて配置する
ことが好ましい。

【００１４】

【作用】上記掘進機によれば、推進工法を実施するに際
し、カッターヘッド本体とテールシールド本体とからな
る掘進機を容易に敷設すべき管路の軸心と一致させて誘
導することが出来る。上記掘進機に於いて、推進開始に
当たってカッターヘッド本体の軸心とテールシールド本
体の軸心を一直線上に一致させると共にこれ等の軸心を
敷設すべき管路の軸心と一致させ、該掘進機の推進方向
後方（図に於ける右側）から敷設すべき管路の軸心と一
致してレーザー光線等の直進性を有する光線を照射する
と、照射されたレーザー光線を直接或いは複数の鏡を介
して反射鏡に照射することが出来る。反射鏡から反射さ
れた反射光線は直接或いはハーフミラーを介してターゲ
ットに照射されて該ターゲット上にレーザースポットを
形成する。このとき、レーザースポットはターゲットに
設定された誘導原点と一致した点に形成される。即ち、
上記の如くしてターゲット上に形成されたレーザースポ
ットは、敷設すべき管路の軸心の延長方向を指向すると
共に、掘進機に於けるカッターヘッド本体の先端中心を
指向するものであり、カッターヘッド本体の軸心及びテ
ールシールド本体の軸心（掘進機の軸心）が一致し、且
つこれ等の軸心が敷設すべき管路の軸心と一致した状態
では、レーザースポットは常にターゲット上の一点に形
成される。また掘進機の推進に伴って該掘進機がレーザ
ー光線から変位すると、この変位はターゲット上に於け
るレーザースポットの誘導原点からの偏位として現れ
る。即ち、掘進機の変位はターゲット上に於けるレーザ
ースポットの偏位として表現される。従って、敷設すべ
き管路の軸心と一致して照射されたレーザー光線に掘進
機の軸心を一致させたときターゲット上に形成されたレ
ーザースポットの位置（誘導原点）を敷設すべき管路の
軸心として見做すことが出来、且つ掘進機が敷設すべき
管路の軸心から変位したときターゲット上に形成される
レーザースポットの位置を掘進機の先端中心の位置とし
て見做すことが出来る。このため、掘進機の推進中にタ
ーゲット上に形成されるレーザースポット（掘進機の先
端中心）を誘導原点と一致させるように駆動手段を操作
して偏向手段を駆動すると、カッターヘッド本体はテー
ルシールド本体に対して相対的に偏向し、この偏向に伴
って反射鏡の角度が変化してターゲット上のレーザース
ポットが移動して誘導原点と一致し、同時に、カッター
ヘッド本体の先端中心はレーザー光線の延長上である敷
設すべき管路の軸心と一致或いは近似的に一致する。

【００１５】上記の如き状態で掘進機の推進を継続する
と、掘進機の推進に伴ってターゲット上に於けるレーザ
ースポットは誘導原点から反対方向に偏位する。このと
き、駆動手段を操作し、前記レーザースポットを誘導原
点と一致するように偏向手段を駆動すると、カッターヘ
ッド本体の先端中心は敷設すべき管路の軸心と一致或い
は近似的に一致する。即ち、常にターゲット上に形成さ
れたレーザースポットが誘導原点と一致するように駆動
手段を操作することで、掘進機を敷設すべき管路の軸心
と一致させ或いは近似的に一致させて誘導することが出
来る。

【００１６】ターゲットに設定された誘導原点に一致さ
せて該ターゲットに照射された反射光線の位置を検出す
る検出器を設けると共に、該検出器に照射された反射光
線の位置に対応して該反射光線が検出器の中央に照射さ
れるように駆動手段を操作するための信号を発生する制
御手段を設けた場合には、掘進機を敷設すべき管路の軸
心と一致させ或いは近似的に一致させて自動的に誘導す
ることが出来る。即ち、レーザー光線の反射光線により
ターゲット上に形成されたレーザースポットが掘進機の
推進に伴って誘導原点から偏位したとき、この偏位を検
出器によって検出すると共に制御手段によってレーザー
スポットが誘導原点に一致するように駆動手段を操作す
る信号を発生することで、この信号によって駆動手段を
操作して偏向手段を駆動することが出来る。このため、
掘進機を敷設すべき管路の軸心と一致させ或いは近似的
に一致させて自動的に誘導することが出来る。

【００１７】前記検出器を四角錐状の反射鏡とこの反射
鏡を構成する各面に対向して配置した光センサーとによ
って構成すると共に、前記四角錐の頂点を誘導原点と一
致させてターゲットに配置することが好ましい。この場
合、掘進機がレーザー光線から変位すると、掘進機の変
位に伴ってレーザー光線の反射光線は検出器上を偏位し
四角錐を構成する何れかの面にレーザースポットを形成
し、このレーザースポットが光センサーによって検出さ
れる。従って、頂点を中心とする対称位置の面に於ける
反射光量をバランスさせるような信号を発生させ、この
信号を駆動手段に対する操作信号とすることで、掘進機
を敷設すべき管路の軸心と一致させ或いは近似的に一致
させて自動的に誘導することが出来る。

【００１８】

【実施例】以下上記掘進機の実施例について図を用いて
説明する。本発明に係る掘進機は、カッターヘッド本体
の先端中心を敷設すべき管路の軸心と一致させ或いは近
似的に一致させて誘導し得るように構成されたものであ
る。このため、本発明に係る掘進機を用いる推進工法で
は、敷設すべき管路の軸心と一致させて直進性を有する
レーザー光線を照射している。掘進機の軸心と敷設すべ
き管路の軸心が一致しているとき、照射されたレーザー
光線をカッターヘッド本体に設けた反射鏡によって屈折
反射させた反射光線は、敷設すべき管路の軸心及びカッ
ターヘッド本体の先端中心を指向し、常にターゲット上
の一点を指向する。従って、前記点を誘導原点とし、掘
進機の推進に伴ってターゲット上に形成されるレーザー
スポットが誘導原点から偏位したとき、このレーザース
ポットを常に誘導原点と一致するようにカッターヘッド
本体をテールシールド本体に対し偏向させることで、掘
進機の先端中心を敷設すべき管路の軸心と一致させ或い
は近似的に一致させて誘導することが可能である。

【００１９】先ず、図１により推進工法を実施する際の
概略構成について説明する。図に於いて、管路の敷設予
定線上に複数の立坑Ｆが開削されている。一方の立坑Ｆ
にはレーザー発振器Ｃ及び元押装置Ｄが設置されてい
る。前記レーザー発振器Ｃからは敷設すべき管路の軸心
Ｂと一致させたレーザー光線16が発射される。元押装置
Ｄは推進軸心が敷設すべき管路の軸心Ｂと一致して設置
されており、この元押装置Ｄによって掘進機Ａ及び該掘
進機Ａと後続する複数の管Ｅに敷設すべき管路の軸心Ｂ
と一致した方向の推力が付与される。掘進機Ａの推進は
地上に設置された制御装置Ｇによって制御される。この
制御装置Ｇには、掘進機Ａのテールシールド本体２に固
定したテレビカメラ12によって撮像したターゲット10の
モニター画面やビデオ記録装置、掘進機Ａを推進する元
押装置Ｄの操作機器、掘進機Ａの推進方向を誘導するた
めの操作スイッチや制御手段となる電子回路及び手動誘
導，自動誘導の切替スイッチ等が設けられている。掘進
機Ａによって管路の敷設を開始する場合、掘進機Ａは元
押装置Ｄ上に載置されて推進される。このとき、掘進機
Ａの軸心は敷設すべき管路の軸心Ｂと一致する。そして
掘進機Ａが全長にわたって推進されると、元押装置Ｄに
単位長さの管Ｅが載置され、掘進機Ａ及び管Ｅが同時に
推進される。この操作を繰り返し、掘進機Ａが他方の立
坑Ｆに到達したとき、立坑Ｆ，Ｆ間に目的の管路が敷設
される。

【００２０】〔第１実施例〕図２は第１実施例に係る掘
進機Ａの断面図、図３は偏向手段の構成を説明する断面
図、図４はターゲットの説明図であり（Ａ）は断面図，
（Ｂ）は正面図、図５は検出器の正面図、図６は駆動手
段の構成を説明するブロック図、図７は制御手段のブロ
ック図、図８は増幅回路の一例を示す回路図、図９は掘
進機を誘導する原理を説明する原理図、図10は掘進機を
自動誘導する際の手順を説明する検出器の正面図であ
る。

【００２１】図２に示すように、掘進機Ａは推進方向前
方（図に於ける左側、以下同じ）に配置されるカッター
ヘッド本体１と、このカッターヘッド本体１の後方（図
に於ける右側、以下同じ）に配置されるテールシールド
本体２とを有し、前記各本体１，２を偏向手段となる２
本の油圧シリンダー３ａ，３ｂ及び１本のロッド４によ
って接続して構成されている。テールシールド本体２の
先端はカッターヘッド本体１の後端に嵌合されており、
カッターヘッド本体１及びテールシールド本体２は互い
に揺動可能に構成されている。本実施例に係る掘進機Ａ
は、カッターヘッド本体１の先端中心を敷設すべき管路
の軸心Ｂと近似的に一致させて誘導するものである。こ
のため、カッターヘッド本体１の先端であって且つ該カ
ッターヘッド本体１の軸心５と交叉する位置は掘進機Ａ
に於ける誘導中心６として設定されている。

【００２２】カッターヘッド本体１には隔壁１ｂが形成
されており、この隔壁１ｂによって切羽側と掘進機Ａの
室内側を区画している。隔壁１ｂによって区画されたカ
ッターヘッド本体１の切羽側に切羽を掘削するカッター
７が設けられ、室内側には、カッター７を駆動するモー
ター８及び反射鏡９が設けられている。反射鏡９は隔壁
１ｂに固着されたアーム９ａの端部に固着されている。
また隔壁１ｂを貫通して切羽に泥水を供給し或いは掘削
された土砂を供給された泥水と共にスラリー状にして掘
進機Ａの外部に排出する管１ｃが設けられている。本実
施例に係る掘進機Ａでは、テールシールド本体２の中央
部に油圧シリンダー３ａ，３ｂに圧油を供給する油圧ユ
ニット及び駆動手段となる油圧回路を有するパワーパッ
ク13が配置されているため、反射鏡９を掘進機Ａの軸心
（カッターヘッド本体１の軸心５或いはテールシールド
本体２の軸心14）に配置することが出来ない。このた
め、反射鏡９はカッターヘッド本体１の軸心５から離隔
した位置であって且つ軸心５に対し所定角度傾斜させて
配置されている。反射鏡９の軸心５に対する傾斜角度は
特に限定するものではない。然し、後述するターゲット
10及び半透明板11の取付位置及びテレビカメラ12の配置
等を勘案して設定することが好ましい。以下、本実施例
では反射鏡９の軸心５に対する傾斜角度をθ₀度として
説明する。

【００２３】テールシールド本体２の軸心14から離隔し
た位置であってカッターヘッド本体１に配置された反射
鏡９と対応する位置には、後述するように構成したター
ゲット10が固定されている。このターゲット10は反射鏡
９と平行に且つ該反射鏡９からカッターヘッド本体１の
揺動半径Ｌの１／２或いはそれ以上離隔した位置に配置
されている。またターゲット10の上方には該ターゲット
10と隣接して半透明板11が設けられている。ターゲット
10及び半透明板11と対向してこれ等のターゲット10，半
透明板11を撮像するためのテレビカメラ12が設けられて
いる。半透明板11は、敷設すべき管路の軸心Ｂと一致し
て照射され、鏡15ａ，15ｂによって迂回されたレーザー
光線16を確認すると共に通過させるものである。テレビ
カメラ12はテールシールド本体２に固定されており、図
示しないケーブルを介してターゲット10及び半透明板11
の画像を地上の制御装置Ｇに伝達し、モニター画面に表
示するものである。

【００２４】テールシールド本体２の軸心14上であって
且つパワーパック13の後方側には軸心14に対し45度傾斜
させた鏡15ａが配置されており、この鏡15ａの上方であ
って且つカッターヘッド本体１に配置された反射鏡９と
対向する位置に軸心14に対し45度傾斜させた鏡15ｂが配
置されている。前記鏡15ａ，15ｂは、掘進機Ａの推進方
向後方から敷設すべき管路の軸心Ｂと一致して照射され
るレーザー光線16を反射鏡９の方向に迂回させる機能を
有するものである。このため、鏡15ａ，15ｂを介して反
射鏡９に至る光路は正確にテールシールド本体２の軸心
14と平行になるように設定されている。

【００２５】カッターヘッド本体１とテールシールド本
体２を相対的に偏向させる偏向手段は、図２及び図３に
示すように、２本の油圧シリンダー３ａ，３ｂ及び１本
のロッド４を掘進機Ａの円周方向に夫々等間隔に配設し
て構成されている。前記ロッド４は図示しないピンを介
してカッターヘッド本体１と接続され、またピン及びユ
ニバーサルジョイントを介してテールシールド本体２と
接続されている。従って、後述する駆動手段を操作して
油圧シリンダー３ａ，３ｂの所望の液室に所望量の圧油
を供給し、２本の油圧シリンダー３ａ，３ｂのロッド３
ｃ，３ｄを出没させることで、カッターヘッド本体１を
テールシールド本体２に対し所望の方向に偏向させるこ
とが可能である。そしてカッターヘッド本体１のテール
シールド本体２に対する偏向に伴って、誘導中心６は軸
心５上に設定されたカッターヘッド本体１の揺動中心１
ａを中心とし、且つ該揺動中心１ａと誘導中心６との距
離Ｌを揺動半径として揺動する。

【００２６】掘進機Ａは、カッターヘッド本体１とテー
ルシールド本体２を油圧シリンダー３ａ，３ｂ及びロッ
ド４によって接続して構成される。このため、カッター
ヘッド本体１の回動中心１ａは定点ではない。然し、各
本体１，２に於ける相対的な揺動角度は、上下方向であ
るｙ方向に±1.5 度程度であり、且つ左右方向であるｘ
方向に±1.0 度であるため、見掛け上揺動中心１ａを定
点として考察することが可能である。尚、図３に於い
て、ｙ方向は掘進機Ａの上下方向を示し、ｘ方向は左右
方向を示す。

【００２７】油圧シリンダー３ａ，３ｂを駆動する駆動
手段は、図６に示すように構成されている。図に於い
て、油圧シリンダー３ａ，３ｂに対応して方向制御弁21
ａ，21ｂが夫々設けられている。この方向制御弁21ａ，
21ｂは同一構造の弁であり、方向制御弁21ａにはソレノ
イド22ａ，22ｂが取り付けられ、また方向制御弁21ｂに
はソレノイド22ｃ，22ｄが取り付けられている。前記ソ
レノイド22ａ〜22ｄは制御装置Ｇに設けた操作スイッ
チ、或いは制御装置Ｇに設けた後述する制御手段からの
信号によって操作される。方向制御弁21ａ，21ｂから油
圧シリンダー３ａ，３ｂの各室に至る配管23ａ〜23ｄに
は夫々パイロットチェック弁24ａ〜24ｄが設けられてい
る。このパイロットチェック弁24ａ〜24ｄは、互いに他
の室に圧油が供給されるときに該圧油の作用によって開
放されて油をタンク25に還流させる機能を有している。
従って、油圧シリンダー３ａ，３ｂを構成する室に圧油
が供給されないとき、該シリンダー３ａ，３ｂのロッド
３ｃ，３ｄに軸方向の力が作用しても室にある油が還流
することはない。即ち、カッターヘッド本体１をテール
シールド本体２に対して偏向させた状態で掘進機Ａを推
進した場合、カッターヘッド本体１は現在の偏向状態を
維持することが可能である。方向制御弁21ａ，21ｂと油
圧シリンダー３ａ，３ｂを接続する配管23ｂ，23ｄには
夫々圧力計26ａ，26ｂが取り付けられており、方向制御
弁21ａ，21ｂを作動させたときの圧油の圧力を表示し得
るように構成されている。前記圧力計26ａ，26ｂはター
ゲット10の近傍に配置され、テレビカメラ12によって撮
像し得るように構成されている。尚、図に於いて、27ａ
は油圧ポンプ、27ｂは油圧ポンプ27ａを駆動するモータ
ー、27ｃは設定圧以上の圧油をタンク25に還流するリリ
ーフ弁である。従って、油圧ポンプ27ａを駆動して圧油
を発生させ、油圧シリンダー３ａに対応するソレノイド
22ａ又は22ｂ、及び油圧シリンダー３ｂに対応するソレ
ノイド22ｃ又は22ｄを作動させると、作動したソレノイ
ド22ａ〜22ｄに対応した配管23ａ〜23ｄを介して油圧シ
リンダー３ａ，３ｂの室に圧油が供給され、これによ
り、カッターヘッド本体１をテールシールド本体２に対
し偏向させることが可能である。

【００２８】反射鏡９に照射されたレーザー光線16の反
射光線16ａが照射されるターゲット10は図４（Ａ），
（Ｂ）に示すように構成されている。図に於いて、ター
ゲット10は、表面に座標目盛10ｂを形成した半透明板か
らなるターゲット板10ａ、ターゲット板10ａの後方側に
設けた集光レンズ28、集光レンズ28の後方側に設けた検
出器29とによって構成されている。ターゲット板10ａの
中心には誘導原点となる原点ｏ，座標目盛10ｂ及びカッ
ターヘッド本体１に設けた誘導中心６の可動範囲を示す
可動目盛10ｃが夫々形成されている。座標目盛10ｂは原
点ｏからの距離をmm単位で表示するものであり、また可
動目盛10ｃはカッターヘッド本体１のテールシールド本
体２に対する上下方向の揺動角度，左右方向の揺動角度
とカッターヘッド本体１の揺動半径Ｌとに応じて該本体
１の可動範囲を表示するものである。従って、掘進機Ａ
の軸心５，14がレーザー光線16と一致しているとき、反
射鏡９に照射されたレーザー光線16の反射光線16ａは常
に原点ｏに照射される。また掘進機Ａの軸心５，14がレ
ーザー光線16から変位すると、この変位に伴って反射光
線16ａは原点ｏから偏位し、ターゲット板10ａ上にレー
ザースポット17を形成する。

【００２９】検出器29は図５に示すように、四角錐状に
形成された角錐反射鏡30、角錐反射鏡30の各反射面30ａ
〜30ｄに対応して設けた光センサー31ａ〜31ｄによって
構成されている。そして検出器29をターゲット板10ａと
組み合わせてターゲット10を構成する場合、角錐反射鏡
30の頂点32を原点ｏと一致させて配置している。角錐反
射鏡30を構成する各反射面30ａ〜30ｄはターゲット10の
軸心、即ち、ターゲット板10ａの原点ｏと角錐反射鏡30
の頂点32を結ぶ線に対し45度の傾斜角度を有している。
角錐反射鏡30に於ける各反射面30ａ〜30ｄは、掘進機Ａ
とレーザー光線16との関係を考慮して配置されており、
掘進機Ａがレーザー光線16よりも上方に変位したときレ
ーザースポット17が反射面30ａ（＋ｙ）に、また掘進機
Ａがレーザー光線16よりも下方に変位したときレーザー
スポット17が反射面30ｂ（−ｙ）に夫々形成されるよう
に配置されている。同様に、掘進機Ａが後方側から見て
レーザー光線16の左側に変位したときレーザースポット
17が反射面30ｃ（＋ｘ）に、また右側に変位したとき反
射面30ｄ（−ｘ）に形成されるように配置されている。

【００３０】光センサー31ａ〜31ｄとしては、レーザー
光線16の有する波長を感知することが出来るセンサーを
用いている。即ち、テレビカメラ12によってターゲット
10を撮像するに際し、ターゲット板10ａに形成した原点
ｏ，目盛10ｂ，10ｃを撮像するために該ターゲット10を
蛍光灯等によって照明することが必要であり、この照明
光が角錐反射鏡30に照射されたレーザー光線16の反射光
線16ａを検出する際に外乱要因となる虞がある。このた
め、本実施例では前記の如きセンサーを用いることによ
って反射面30ａ〜30ｄの何れかに照射された反射光線16
ａを良好に検出することが可能である。上記の如く構成
された検出器29に於いて、掘進機Ａの軸心５，14がレー
ザー光線16と一致しているとき、反射鏡９に照射された
レーザー光線16の反射光線16ａはターゲット板10ａを通
過して常に角錐反射鏡30の頂点32に照射される。また掘
進機Ａの軸心５，14がレーザー光線16から変位すると、
この変位に伴って反射光線16ａは頂点32から偏位し、反
射面30ａ〜30ｄの何れかにレーザースポット17を形成す
る。

【００３１】次に、上記の如く構成された検出器29と接
続される制御手段について図７のブロック図及び図８の
配線図を用いて説明する。図７に示す制御手段は、掘進
機Ａのｙ方向に配置された光センサー31ａ，31ｂ及びｘ
方向に配置された光センサー31ｃ，31ｄを夫々一対の組
として扱い、レーザースポット17が検出器29を構成する
角錐反射鏡30の頂点32から何れかの反射面30ａ〜30ｄに
偏位したとき、この偏位を検出すると共にレーザースポ
ット17を頂点32に一致させるように駆動手段のソレノイ
ド22ａ〜22ｄに対する操作信号を発生するものである。
ｙ方向に配置された光センサー31ａ，31ｂ及びｘ方向に
配置された光センサー31ｃ，31ｄに対応して夫々同一の
回路33ａ，33ｂが独立して構成されている。この回路33
ａ，33ｂは、増幅器34，弁別増幅回路35，負荷回路36
（36ａ〜36ｄ）によって構成される。回路33ａを図８に
示す。また時限スイッチ37は光センサー31ａ，31ｂ及び
31ｃ，31ｄの電位差を経時的に交互に対応する回路33
ａ，33ｂに伝達するものである。

【００３２】上記構成に於いて、時限スイッチ37の作動
に伴って光センサー31ａ，31ｂのプラス或いはマイナス
の電圧が回路33ａに伝達されると、この電圧は増幅器34
によって所定の倍率で増幅され弁別増幅回路35に伝達さ
れる。弁別増幅回路35では電圧の符号に従って、入力さ
れた電圧がプラスである場合は増幅回路35ａに、またマ
イナスである場合は増幅回路35ｂに弁別される。そして
これ等の回路35ａ，35ｂに於いて、入力された電圧が一
定以上の値を有するか否かが判断され、一定値以上の電
圧であれば増幅されて負荷回路36に操作信号として出力
される。夫々の負荷回路36には予め設定された機能に対
応するリレー36ａ或いはリレー36ｂが配置されており、
弁別増幅回路35から操作信号に応じてこれ等のリレー36
ａ，36ｂが選択的に作動する。本実施例では、レーザー
スポット17が反射面30ａ（＋ｙ）にあるとき、即ち、掘
進機Ａがレーザー光線16から上方に変位したとき、負荷
回路36ａに操作信号が出力され、これにより、駆動手段
を構成するソレノイド22ｂ，22ｃが作動して油圧シリン
ダー３ａのロッド３ｃが押し出され、同時に油圧シリン
ダー３ｂのロッド３ｄが引き戻されてカッターヘッド本
体１を下向きに偏向させるように構成している。またレ
ーザースポット17が反射面30ｂ（−ｙ）にあるときは、
負荷回路36ｂに操作信号が出力され、ソレノイド22ａ，
22ｄが作動してカッターヘッド本体１を上向きに偏向さ
せる。

【００３３】次に上記の如く構成された掘進機Ａを敷設
すべき管路の軸心Ｂと近似的に一致させて誘導する手順
について説明する。先ず、推進工法の開始に当たって、
予めカッターヘッド本体１の軸心５とテールシールド本
体２の軸心14が一直線上にあるように油圧シリンダー３
ａ，３ｂのロッド３ｃ，３ｄの出入りを調整して元押装
置Ｄに載置する。このとき、掘進機Ａの軸心５，14及び
カッターヘッド本体１に形成した誘導中心６は敷設すべ
き管路の軸心Ｂと一致する。次にレーザー発振器Ｃから
敷設すべき管路の軸心Ｂと一致させてレーザー光線16を
発射すると、このレーザー光線16は図９に示すように、
鏡15ａ，15ｂによってテールシールド本体２の軸心14と
平行に屈折され、半透明板11を通過して反射鏡９に照射
される。反射鏡９に照射されたレーザー光線16は反射点
18ａで反射され、反射光線16ａがターゲット10上に照射
されてレーザースポット17を形成する。このとき、レー
ザースポット17はターゲット10の原点ｏと一致する。
尚、反射鏡９とターゲット10との距離はカッターヘッド
本体１の揺動半径Ｌの１／２に設定されている。

【００３４】そして元押装置Ｄを作動させて掘進機Ａを
推進すると、地盤が一様な抵抗を有する場合掘進機Ａは
付与された推力によって敷設すべき管路の軸心Ｂと一致
して推進される。然し、地盤の抵抗値が異なる場合、掘
進機Ａは抵抗の小さい方に向かって変位する。このと
き、カッターヘッド本体１の軸心５とテールシールド本
体２の軸心14は直線を保持しているが、掘進機Ａがレー
ザー光線16に対し如何なる姿勢を有するかは判明しな
い。地盤の不同による掘進機Ａの初期変位は、掘進機Ａ
の後端であるテールシールド本体２と後続する元押装置
Ｃ或いは管Ｅとの接点を中心とする掘進機Ａの回動運動
であり、カッターヘッド本体１の誘導中心６と反射鏡９
はレーザー光線16に対し同一方向に変位する。従って、
掘進機Ａの長さに対し管路の内径が小さく且つターゲッ
ト10上にレーザースポット17が形成されていれば、レー
ザー光線16に対する掘進機Ａの姿勢の影響を無視して差
支えない。

【００３５】掘進機Ａが図９に示すように、レーザー光
線16の上方に且つ平行に距離ｅ変位した場合について説
明する。ただし、この距離ｅはカッターヘッド本体１の
揺動半径Ｌと比較して僅かな量である。掘進機Ａの変位
に伴って反射鏡９に於ける反射点が18ａから18ｂに移行
し、この移行に伴って反射光線は16ａから16ｂに移行
し、ターゲット10には掘進機Ａの距離ｅに応じて原点ｏ
から偏位した位置にレーザースポット17が形成される。
このとき、誘導中心６もレーザー光線16に対し距離ｅ変
位しており、且つターゲット10に於けるレーザースポッ
ト17は、反射鏡９の軸心５に対する傾斜角度θ₀に対応
して原点ｏから距離ｓ偏位する。前記レーザースポット
16の原点ｏからの偏位量ｓは、ｓ＝ｅ／cos θ₀とな
る。即ち、この偏位量ｓが誘導中心６のレーザー光線16
からの変位距離ｅと対応することとなる。

【００３６】このように、掘進機Ａの軸心５，14がレー
ザー光線16から変位し、この結果ターゲット10上に於け
るレーザースポット17が原点ｏからｓ偏位したとき、偏
位したレーザースポット17を原点ｏに一致させるよう
に、即ち、誘導中心６を敷設すべき管路の軸心Ｂに一致
させるようにカッターヘッド本体１をテールシールド本
体２に対して反時計方向に偏向させる。反射鏡９を反時
計方向に角度θ偏向させたとき（反射鏡９の軸心５に対
する角度はθ₀−θになる）、レーザースポット17が原
点ｏと一致したとすると、反射光線16ｂは２θ偏向して
16ｃとなり、これに伴ってレーザースポット17が距離ｓ
移動して原点ｏに到達したこととなる。このとき、カッ
ターヘッド本体１は揺動中心１ａを中心としてθ偏向
し、誘導中心６は反時計方向に回動する。また線分16ａ
と線分16ｂの長さは等しく、且つ反射鏡９とターゲット
10の距離がＬ／２であることから、線分16ａの長さｌ
は、ｌ＝Ｌ／２cos θ₀となる。ここで、線分16ａの長
さｌとレーザースポット17の偏位量ｓとの関係について
考察すると、反射鏡９の偏向角度が極めて小さいことか
ら、ｓ／ｌ＝tan2θとして差支えない。従って、２tan
θ／（１−tan²θ）＝２ｅ／Ｌ上式に於いて、tan²θ＝
０として差支えなく、tan θ＝ｅ／Ｌとなる。

【００３７】カッターヘッド本体１をテールシールド本
体２に対し反時計方向に角度θ偏向させたときに於ける
レーザー光線16（敷設すべき管路の軸心Ｂ）とカッター
ヘッド本体１の関係について説明する。カッターヘッド
本体１の偏向に伴って、誘導中心６が敷設すべき管路の
軸心Ｂに接近する。このとき、掘進機Ａのレーザー光線
16からの距離ｅと、カッターヘッド本体１の軸心５と
は、tan θ＝ｅ／Ｌの関係となる。カッターヘッド本体
１は揺動中心１ａを中心として回動するものであり、従
って、誘導中心６は敷設すべき管路の軸心Ｂまで到達せ
ず、該軸心Ｂよりも僅かに揺動中心１ａ側に位置するこ
ととなる。そして掘進機Ａの推進に伴って誘導中心６は
敷設すべき管路の軸心Ｂに接近し、同時に掘進機Ａはレ
ーザー光線16に接近する。即ち、掘進機Ａはレーザー光
線16の方向に誘導される。

【００３８】掘進機Ａの推進に伴って誘導中心６が敷設
すべき管路の軸心Ｂに接近すると、テールシールド本体
２はレーザー光線16に接近し、原点ｏと一致していたレ
ーザースポット17が原点ｏから前述した方向とは反対方
向に偏位する。従って、この変位に対応してカッターヘ
ッド本体１をテールシールド本体２に対し時計方向に回
動させることで、レーザースポット17を原点ｏに一致さ
せると、この偏向に伴い誘導中心６が敷設すべき管路の
軸心Ｂから揺動中心１ａのある方向に離隔する。然し、
このときの誘導中心６と敷設すべき管路の軸心Ｂとの距
離は前述した誘導状態に於ける離隔距離よりも小さくな
る。上記の如くして掘進機Ａの誘導中心６は限り無く敷
設すべき管路の軸心Ｂに接近し、最終的に該軸心Ｂと一
致する。即ち、反射鏡９とターゲット10との距離をカッ
ターヘッド本体１の揺動半径Ｌの１／２とすることによ
って、掘進機Ａがレーザー光線16から変位したとき、反
射鏡９を偏向させて反射光線16ｂをターゲット10の原点
ｏに一致させることで、掘進機Ａを敷設すべき管路の軸
心Ｂに近似的に一致させて誘導することが可能となる。

【００３９】反射鏡９とターゲット10との距離がカッタ
ーヘッド本体１の揺動半径Ｌの１／２以上の値に設定さ
れている場合、例えば反射鏡９とターゲット10との距離
をカッターヘッド本体１の揺動半径Ｌと等しく設定した
場合は、線分16ａの長さｌはｌ＝Ｌcos θ₀となる。従
って、線分16ａの長さｌとレーザースポット17の変位量
ｓとの関係は前述と同様に、tan θ＝ｅ／２Ｌとなる。
このとき、カッターヘッド本体１の誘導中心６は敷設す
べき管路の軸心Ｂまで到達することなく、揺動中心１ａ
側に位置することとなる。従って、掘進機Ａの推進に伴
って誘導中心６は敷設すべき管路の軸心Ｂに接近し、同
時に掘進機Ａはレーザー光線16に接近する。即ち、掘進
機Ａの誘導中心６は限り無く敷設すべき管路の軸心Ｂに
接近し、最終的に該軸心Ｂと一致する。

【００４０】反射鏡９とターゲット10との距離がカッタ
ーヘッド本体１の揺動半径の１／２位かの値に設定され
ている場合、例えば反射鏡９とターゲット10との距離を
カッターヘッド本体１の揺動半径Ｌ／３に設定した場合
は、線分16ａの長さｌはｌ＝Ｌ／３cos θ₀となる。従
って、線分16ａの長さｌとレーザースポット17の変位量
ｓとの関係は前述と同様に、tan θ＝３ｅ／２Ｌとな
る。このとき、カッターヘッド本体１の軸心５は敷設す
べき管路の軸心Ｂと交叉し、誘導中心６は揺動中心１ａ
と反対側に位置することとなる。従って、掘進機Ａの推
進に伴って誘導中心６は敷設すべき管路の軸心Ｂから離
隔し、同時に掘進機Ａはレーザー光線16に接近する。即
ち、掘進機Ａは敷設すべき管路の軸心Ｂを中心として蛇
行することとなる。

【００４１】上記の如き誘導操作は、オペレーターがタ
ーゲット10の画像を制御装置Ｇに於けるモニター画面を
監視しつつ操作スイッチを操作することで行うことが可
能である。本実施例では、ターゲット10に検出器29を設
けると共に該検出器29によって検出した信号を制御手段
により操作信号として出力することで、掘進機Ａに対す
る誘導操作を自動的に実施し得るように構成している。
以下自動誘導の方法について説明する。掘進機Ａがレー
ザー光線16を中心として左側上方に変位し、この変位に
伴って図10に示すように、レーザースポット17が角錐反
射鏡30の反射面30ａに偏位したとする。レーザースポッ
ト17は光センサー31ａによって検出され、光センサー31
ａ，31ｂにプラスの電位差が生ずる。この電位差が出力
信号として時限スイッチ37を介して回路33ａの増幅器34
に入力され、弁別増幅回路35から負荷回路36ａに操作信
号が出力される。この操作信号に応じてリレー36ａが作
動し、ソレノイド22ｂ，22ｃが励磁されて油圧シリンダ
ー３ａのロッド３ｃを押し出す共に油圧シリンダー３ｂ
のロッド３ｄを引き戻し、これにより、カッターヘッド
本体１は敷設すべき管路の軸心Ｂに向かって下向きに偏
向される。

【００４２】負荷回路36ａの作動時間は時限スイッチ37
の作動時間によって規定される。即ち、時限スイッチ37
が光センサー31ｃ，31ｄの検出に切替えられると、負荷
回路36ａは作動を停止し、ソレノイド22ｂ，22ｃが消磁
されて油圧シリンダー３ａ，３ｂのロッド３ｃ，３ｄは
現在位置を保持する。そして時限スイッチ37によって光
センサー31ｃ，31ｄの出力が回路33ｂに伝達されるが、
何れのセンサーもレーザースポット17を検出しないた
め、負荷回路36ｃ，36ｄに対する操作信号は発生せず、
再び、時限スイッチ37によって光センサー31ａ，31ｂの
出力が回路33ａに伝達され、前述と同様な操作が行われ
る。

【００４３】上記操作の間、掘進機Ａは推進が継続され
る。このため、掘進機Ａはレーザー光線16に接近し、レ
ーザースポット17は矢印方向に移動する。そしてレーザ
ースポット17が反射面30ａから反射面30ｄに移行する
と、光センサー31ｃ，31ｄにマイナスの電位差が生ず
る。この電位差が出力信号として回路33ｂの増幅器34に
入力され、弁別増幅回路35から負荷回路36ｄに操作信号
が出力される。この操作信号に応じてリレー36ｄが作動
し、ソレノイド22ｂ，22ｄが励磁されて油圧シリンダー
３ａのロッド３ｃを押し出す共に油圧シリンダー３ｂの
ロッド３ｄを押し出し、これにより、カッターヘッド本
体１は敷設すべき管路の軸心Ｂに向かって右向きに偏向
される。

【００４４】上記の如き操作を繰り返すことで、レーザ
ースポット17が角錐反射鏡30の頂点32に到達すると、こ
のレーザースポット17は各反射面30ａ〜30ｄに均等に照
射され、光センサー31ａ，31ｂ及び31ｃ，31ｄの電位差
は消滅し、時限スイッチ37の作動により光センサー31
ａ，31ｂ及び31ｃ，31ｄの出力が回路33ａ，33ｂに伝達
されても、各回路33ａ，33ｂでは操作信号が発生しな
い。このとき、カッターヘッド本体１の誘導中心６は敷
設すべき管路の軸心Ｂと一致しており、且つカッターヘ
ッド本体１の軸心５とテールシールド本体２の軸心14は
レーザー光線16と一致した直線上にある。即ち、掘進機
Ａは敷設すべき管路の軸心Ｂと一致して推進される。

【００４５】〔第２実施例〕図11は第２実施例に係る掘
進機Ｈの断面図である。尚、図に於いて前述した第１実
施例と同一部分及び同一の機能を有する部分には同一の
記号を付して説明を省略する。掘進機Ｈに於いて、反射
鏡９はカッターヘッド本体１の軸心５から平行に離隔す
ると共に軸心５に対し直角に配置されている。敷設すべ
き管路の軸心Ｂと一致して照射されたレーザー光線16
は、テールシールド本体２に設けた鏡15ａ，15ｂによっ
て該本体２の軸心14と平行に屈折されて反射鏡９に照射
される。鏡15ａ，15ｂの間に２枚のハーフミラー40，41
が配設されており、ハーフミラー40と対向して検出器29
が配置され、またハーフミラー41と対向してターゲット
板10ａが配置されている。またターゲット板10ａの下方
であって鏡15ａと対向して半透明板11が配置されてい
る。従って、レーザー光線16は鏡15ａによって上方に反
射され、ハーフミラー41，40を通過して鏡15ｂに照射さ
れる。そして鏡15ｂによってテールシールド本体２の軸
心14と平行に屈折され反射鏡９に照射される。反射鏡９
からの反射光線16ａは鏡15ｂによって下方に屈折されて
ハーフミラー40に至り、該ハーフミラー40によって更に
屈折されて検出器29に照射される。またハーフミラー40
を通過した一部の反射光線16ａはハーフミラー41によっ
て屈折されてターゲット板10ａに照射される。上記構成
に於いて、反射鏡９と鏡15ｂとの距離ｌ₁、鏡15ｂとハ
ーフミラー40との距離ｌ₂、ハーフミラー40と検出器29
との距離ｌ₃の和は、カッターヘッド本体１の揺動半径
Ｌの１／２に設定されている。

【００４６】上記の如く構成された掘進機Ｈにあって
は、誘導中心６を敷設すべき管路の軸心Ｂに一致させて
誘導することが可能である。即ち、前述の第１実施例に
於ける反射鏡９がカッターヘッド本体１の軸心５に対し
所定角度傾斜して配置されたものであるのに対し、本実
施例の反射鏡９は軸心５に対し直角に配置されている。
このため、検出器29或いはターゲット板10ａに形成され
たレーザースポット17が原点ｏから偏位したとき、偏位
したレーザースポット17を原点ｏに一致させようにカッ
ターヘッド本体１を偏向させると、誘導中心６は正確に
敷設すべき管路の軸心Ｂと一致する。

【００４７】〔第３実施例〕図12は第３実施例に係る掘
進機Ｉの断面図である。尚、本実施例に於いて前述した
第１，第２実施例と同一部分及び同一の機能を有する部
分には同一の符号を付して説明を省略する。掘進機Ｉに
於いて、反射鏡９はカッターヘッド本体１の軸心５と一
致して且つ該軸心に対し所定角度傾斜して配置されてい
る。また反射鏡９と対向して検出器29を有するターゲッ
ト10が配置されており、反射鏡９とターゲット10の距離
はカッターヘッド本体１の揺動半径Ｌの１／２に設定さ
れている。従って、レーザー光線16は直接反射鏡９に照
射され、反射構成16ａも直接ターゲット10に照射され
る。

【００４８】上記の如く構成された掘進機Ｉに於いて、
掘進機Ｉに対する誘導原理は第１実施例に係る掘進機Ａ
と同様であり、誘導中心６を敷設すべき管路の軸心Ｂと
近似的に一致させて誘導することが可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
掘進機によれば、敷設すべき管路の軸心と一致させて照
射されたレーザー光線の反射光線をターゲットに形成し
た誘導原点に常に一致させるように誘導することで、カ
ッターヘッド本体とテールシールド本体とからなる掘進
機を容易に敷設すべき管路の軸心と一致させ或いは近似
的に一致させて誘導することが出来る。このため、推進
工法を実施するに際し熟練したオペレーターを必要とせ
ず、且つ敷設された管路にオペレーターの個性が反映す
ることがない。従って、敷設すべき管路の軸心と一致し
且つ均一な管路を敷設することが出来る。また掘進機に
蛇行を生じさせることなく推進することが出来るため、
元押装置の推力のロスがない。このため、元押装置の推
力を増加させることなく長い管路を敷設することが出来
る。

【００５０】ターゲットにレーザースポットを検出する
ための検出器を設けると共に、検出したレーザースポッ
トの位置に応じて該レーザースポットを誘導原点に一致
させるようにカッターヘッド本体を偏向させる駆動手段
を操作するための操作信号を発生する制御手段を設ける
ことによって、掘進機を自動誘導することが出来る。こ
のため、管路の敷設コストを低減すると共に工期の短縮
化をはかることが出来る等の特徴を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】推進工法によって管路を敷設する際の説明図で
ある。

【図２】第１実施例に係る掘進機の断面図である。

【図３】偏向手段の構成を説明する断面図である。

【図４】ターゲットの説明図であり（Ａ）は断面図，
（Ｂ）は正面図である。

【図５】検出器の正面図である。

【図６】駆動手段の構成を説明するブロック図である。

【図７】制御手段のブロック図である。

【図８】制御手段の一部を示す回路図である。

【図９】掘進機を誘導する方法の原理を説明する原理図
である。

【図10】掘進機を自動誘導する際の手順を説明する検出
器の正面図である。

【図11】第２実施例に係る掘進機の断面図である。

【図12】第３実施例に係る掘進機の断面図である。

【図13】従来の掘進機の断面図である。

【図14】従来のターゲットの正面図である。

【符号の説明】

Ａ，Ｈ，Ｉは掘進機、Ｂは敷設すべき管路の軸心、ｏは
原点、１はカッターヘッド本体、１ａは揺動中心、２は
テールシールド本体、３ａ，３ｂは油圧シリンダー、４
はロッド、５はカッターヘッド本体の軸心、６は誘導中
心、７はカッター、８はモーター、９は反射鏡、10はタ
ーゲット、11は半透明板、12はテレビカメラ、14はテー
ルシールド本体の軸心、15ａ，15ｂは鏡、16はレーザー
光線、16ａ〜16ｃは反射光線、16はレーザースポット、
18ａ〜18ｂは反射点、21ａ，21ｂは方向制御弁、22ａ〜
22ｄはソレノイド、29は検出器、30は角錐反射鏡、30ａ
〜30ｄは反射面、31ａ〜31ｄは光センサー、32は頂点、
33ａ，33ｂは回路、34は増幅器、35は弁別増幅回路、3
6，36ａ〜36ｄは負荷回路、37は時限スイッチ、40，41
はハーフミラーである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端に切羽を掘削するカッターを設けた
カッターヘッド本体と、前記カッターヘッド本体に固定
され敷設すべき管路の軸心と一致して照射される直進性
を有する光線を反射する反射鏡と、前記カッターヘッド
本体と偏向手段を介して接続されたテールシールド本体
と、前記テールシールド本体に前記反射鏡と対向すると
共に該反射鏡からカッターヘッド本体の揺動半径の１／
２以上離隔した位置に固定され且つ所定位置に予め設定
された誘導原点を有するターゲットと、前記偏向手段を
駆動する駆動手段と、を有することを特徴とした掘進
機。
【請求項２】前記反射鏡をカッターヘッド本体の軸心
から平行に所定距離離隔させ且つ該軸心に対し所定角度
傾斜させて配置すると共に、テールシールド本体に敷設
すべき管路の軸心と一致して照射される直進性を有する
光線を前記反射鏡に導くための複数の鏡を配置したこと
を特徴とした請求項１記載の掘進機。
【請求項３】前記反射鏡をカッターヘッド本体の軸心
から平行に所定距離離隔させ且つ該軸心に対し直角に配
置すると共に、テールシールド本体に敷設すべき管路の
軸心と一致して照射される直進性を有する光線を前記反
射鏡に導くための複数の鏡及び前記反射鏡から反射した
反射光線をターゲットに導くためのハーフミラーを配置
したことを特徴とした請求項１記載の掘進機。
【請求項４】前記反射鏡をカッターヘッド本体の軸心
と一致させると共に該軸心に対し所定角度傾斜させて配
置したことを特徴とした請求項１記載の掘進機。
【請求項５】前記ターゲットに設定された誘導原点を
含む面に配置され前記反射鏡から反射された反射光線の
位置を検出する検出器と、前記検出器と接続され該検出
器に照射された反射光線の位置に応じて該反射光線がタ
ーゲットの誘導原点に照射されるように前記駆動手段を
操作するための信号を発生する制御手段とを有すること
を特徴とした請求項１乃至４の何れかに記載の掘進機。
【請求項６】前記検出器が四角錐状に形成された反射
鏡と前記四角錐を構成する各反射面に対応して配置され
た光センサーとによって構成され、且つ四角錐の頂点を
ターゲットの誘導原点と一致させて配置したものである
ことを特徴とした請求項５記載の掘進機。