JPH06222152A - 埋設管検出装置 - Google Patents
埋設管検出装置Info
- Publication number
- JPH06222152A JPH06222152A JP3134493A JP3134493A JPH06222152A JP H06222152 A JPH06222152 A JP H06222152A JP 3134493 A JP3134493 A JP 3134493A JP 3134493 A JP3134493 A JP 3134493A JP H06222152 A JPH06222152 A JP H06222152A
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- JP
- Japan
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- signal
- buried pipe
- bucket
- pipe
- detection
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 掘削機の駆動アームで駆動されるバケットに
よる埋設管の損傷を防止するために使用される、精度お
よび確実性の高い埋設管検出装置の提供。 【構成】 この埋設管検出装置は、掘削場所と異なる位
置から導電性の埋設管１に信号電流を供給する信号供給
手段２と、埋設管１の信号電流を検出するためバスット
４の先端部に設けられた掘削爪１３もしくはその近傍に
取り付けられた信号検出手段５を備えている。
よる埋設管の損傷を防止するために使用される、精度お
よび確実性の高い埋設管検出装置の提供。 【構成】 この埋設管検出装置は、掘削場所と異なる位
置から導電性の埋設管１に信号電流を供給する信号供給
手段２と、埋設管１の信号電流を検出するためバスット
４の先端部に設けられた掘削爪１３もしくはその近傍に
取り付けられた信号検出手段５を備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は掘削機のバケットによる
埋設管の損傷を防止するために、該バケットが埋設管に
接近したことを検出するための埋設管検出装置に関す
る。
埋設管の損傷を防止するために、該バケットが埋設管に
接近したことを検出するための埋設管検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、地中への掘削工事は駆動アー
ムの先端部にバケットを有する掘削機を使用して行われ
ている。都市部における掘削工事では地中に水道配管、
ガス配管または電気ケーブルのような一般に導電性を有
する埋設管が多数埋設されている。掘削機のバケットが
このような埋設管に接触すると、その強力な駆動力によ
りそれを損壊したり切断したりする損傷事故を起こす。
ムの先端部にバケットを有する掘削機を使用して行われ
ている。都市部における掘削工事では地中に水道配管、
ガス配管または電気ケーブルのような一般に導電性を有
する埋設管が多数埋設されている。掘削機のバケットが
このような埋設管に接触すると、その強力な駆動力によ
りそれを損壊したり切断したりする損傷事故を起こす。
【０００３】そのため従来これらの埋設管の位置を事前
に地中配管図を頼りに推定し、それを避けるように掘削
工事を行っていた。しかしこのような地中配管図を頼り
とする推定方法では埋設位置の特定を正確に行うことが
できず、埋設管の損傷事故を有効に防止することが困難
であった。本発明者等は、先に土木機械による埋設管の
損傷を有効に防止するための装置を出願した。該装置に
おける埋設管の検出方法は、埋設管へ信号電流を供給
し、その信号電流を土木機械の地中に前進する部材の先
端部に設けられた信号検出手段により検出するものであ
る。
に地中配管図を頼りに推定し、それを避けるように掘削
工事を行っていた。しかしこのような地中配管図を頼り
とする推定方法では埋設位置の特定を正確に行うことが
できず、埋設管の損傷事故を有効に防止することが困難
であった。本発明者等は、先に土木機械による埋設管の
損傷を有効に防止するための装置を出願した。該装置に
おける埋設管の検出方法は、埋設管へ信号電流を供給
し、その信号電流を土木機械の地中に前進する部材の先
端部に設けられた信号検出手段により検出するものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の検出方法は従来
の推定方法より高い精度で埋設管を検出することができ
るが、土木機械の一種である掘削機への適用については
具体的に記載されていない。掘削機は旋回する駆動アー
ムの先端に土砂等を掬い取るバケットが回動自在に取り
付けられ、該バケットの掘削部先端に複数の掘削爪が設
けられている。そして掘削機が掘削動作をする際、駆動
アーム先端のバケットは複雑な軌道を描く。そこで本発
明は、このような複雑な軌道を描くバケットを有する掘
削機を使用した掘削工事において、埋設管を確実且つ精
度良く検出することができる検出装置を提供することを
課題とするものである。
の推定方法より高い精度で埋設管を検出することができ
るが、土木機械の一種である掘削機への適用については
具体的に記載されていない。掘削機は旋回する駆動アー
ムの先端に土砂等を掬い取るバケットが回動自在に取り
付けられ、該バケットの掘削部先端に複数の掘削爪が設
けられている。そして掘削機が掘削動作をする際、駆動
アーム先端のバケットは複雑な軌道を描く。そこで本発
明は、このような複雑な軌道を描くバケットを有する掘
削機を使用した掘削工事において、埋設管を確実且つ精
度良く検出することができる検出装置を提供することを
課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、掘削
機のバケットが地中の埋設管に接近したことを検出する
装置であって、前記バケットの掘削位置と異なる位置か
ら導電性の埋設管へ信号電流を供給する信号供給手段
と、前記バケットの掘削爪もしくはその近傍に取り付け
られた信号検出手段を備えていることを特徴とするもの
である。
機のバケットが地中の埋設管に接近したことを検出する
装置であって、前記バケットの掘削位置と異なる位置か
ら導電性の埋設管へ信号電流を供給する信号供給手段
と、前記バケットの掘削爪もしくはその近傍に取り付け
られた信号検出手段を備えていることを特徴とするもの
である。
【０００６】
【作用】上記埋設管検出装置において、信号供給手段は
導電性の埋設管へ前記バケットの掘削位置と異なる位置
から、例えば正弦波の高周波の信号電流を供給する。そ
してこの信号電流は埋設管を伝送線路として伝搬して掘
削位置に達するが、その際信号電流が流れる埋設管の周
囲には交番磁界が発生する。一方、掘削機の操作者は掘
削に際し駆動アームを操作しバケットを旋回させると共
に、駆動アームに設けられた回動手段を操作しバケット
を駆動アームに対して前後に回動させ、これら両動作に
よりバケットを最適な掘削姿勢に調整しながら掘削を行
う。このようにバケットは掘削時に複雑な軌道を描く
が、埋設管に最初に接近するのは常にバケットの掘削先
端部分に設けられた掘削爪である。この掘削爪もしくは
その近傍に前記埋設管の信号電流を検出する信号検出手
段が取付られているので、バケットがいかなる姿勢であ
っても、掘削時に該信号検出手段が最初に埋設管に接近
する位置にある。そのため埋設管をバケットで損傷する
前に、その接近を高い感度で確実に検出することができ
る。
導電性の埋設管へ前記バケットの掘削位置と異なる位置
から、例えば正弦波の高周波の信号電流を供給する。そ
してこの信号電流は埋設管を伝送線路として伝搬して掘
削位置に達するが、その際信号電流が流れる埋設管の周
囲には交番磁界が発生する。一方、掘削機の操作者は掘
削に際し駆動アームを操作しバケットを旋回させると共
に、駆動アームに設けられた回動手段を操作しバケット
を駆動アームに対して前後に回動させ、これら両動作に
よりバケットを最適な掘削姿勢に調整しながら掘削を行
う。このようにバケットは掘削時に複雑な軌道を描く
が、埋設管に最初に接近するのは常にバケットの掘削先
端部分に設けられた掘削爪である。この掘削爪もしくは
その近傍に前記埋設管の信号電流を検出する信号検出手
段が取付られているので、バケットがいかなる姿勢であ
っても、掘削時に該信号検出手段が最初に埋設管に接近
する位置にある。そのため埋設管をバケットで損傷する
前に、その接近を高い感度で確実に検出することができ
る。
【０００７】
【実施例】次に、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の埋設管検出装置の一例を示す説明図
である。埋設管検出装置は、掘削位置と異なった位置か
ら導電性の埋設管１へ信号電流を供給する信号供給手段
２と、掘削機の駆動アーム３の先端部のバケット４に取
り付けられた信号検出手段５とを備えている。信号検出
手段５は信号検出部６、該信号検出部６とケーブル７に
より接続された出力部８から構成され、その出力部８の
出力信号はブザーや警報ランプ等の警報手段９、および
必要により設けられる図示しない掘削機の駆動電源の遮
断装置（例えば掘削機の駆動用のモータ電源またはエン
ジン回路の遮断装置）に接続される。
る。図１は本発明の埋設管検出装置の一例を示す説明図
である。埋設管検出装置は、掘削位置と異なった位置か
ら導電性の埋設管１へ信号電流を供給する信号供給手段
２と、掘削機の駆動アーム３の先端部のバケット４に取
り付けられた信号検出手段５とを備えている。信号検出
手段５は信号検出部６、該信号検出部６とケーブル７に
より接続された出力部８から構成され、その出力部８の
出力信号はブザーや警報ランプ等の警報手段９、および
必要により設けられる図示しない掘削機の駆動電源の遮
断装置（例えば掘削機の駆動用のモータ電源またはエン
ジン回路の遮断装置）に接続される。
【０００８】信号供給手段２は発振回路１０、増幅回路
１１、および送信コイル１２から構成され、それらの電
源は図示しない電源装置、例えば電池や商用電源で駆動
される定電圧回路により供給される。発振回路１０は例
えば数Ｋヘルツ〜数十Ｋヘルツの高周波信号を増幅回路
１１に供給する。増幅回路１１の増幅出力は送信コイル
１２へ供給され、送信コイル１２は発振回路１０の出力
周波数と同じ周波数の交番磁界Ｈを発生する。そしてこ
の交番磁界Ｈにより導電性の埋設管１に交流電流Ｉが供
給され、それにより埋設管１の周囲に交番磁界Ｍが誘導
される。図１に示した信号供給手段２は、地表面から埋
設管１に信号電流を電磁誘導方式により間接的に供給す
る例であるが、導線を使用して地表面から埋設管１に直
接信号電流を供給するようにしてもよい。
１１、および送信コイル１２から構成され、それらの電
源は図示しない電源装置、例えば電池や商用電源で駆動
される定電圧回路により供給される。発振回路１０は例
えば数Ｋヘルツ〜数十Ｋヘルツの高周波信号を増幅回路
１１に供給する。増幅回路１１の増幅出力は送信コイル
１２へ供給され、送信コイル１２は発振回路１０の出力
周波数と同じ周波数の交番磁界Ｈを発生する。そしてこ
の交番磁界Ｈにより導電性の埋設管１に交流電流Ｉが供
給され、それにより埋設管１の周囲に交番磁界Ｍが誘導
される。図１に示した信号供給手段２は、地表面から埋
設管１に信号電流を電磁誘導方式により間接的に供給す
る例であるが、導線を使用して地表面から埋設管１に直
接信号電流を供給するようにしてもよい。
【０００９】図２は信号検出部６をバケットに取り付け
た例を示す部分拡大斜視図である。バケット４には通常
３個またはそれ以上の複数の掘削爪１３が設けられてお
り、該掘削爪１３は基部１３ａと先端部１３ｂを接合し
て形成されている。この例では信号検出部６が掘削爪１
３の一つの先端部１３ｂの底部に埋め込まれ、該信号検
出部６から金属管等の保護管１４で保護されたケーブル
が前記出力部８に導出されている。図３は図２の掘削爪
近傍の部分拡大断面図である。信号検出部６は掘削爪１
３より高透磁率の材料（例えばフェライト）で作られた
棒状のコア１５とその周囲に巻回されて近接したコイル
１６を有している。このように高透磁率のコア１５を使
用することにより、掘削爪１３に入った埋設管からの交
番磁界Ｍによる磁束がコア１５に集束されるので、高感
度で信号検出を行うことができる。
た例を示す部分拡大斜視図である。バケット４には通常
３個またはそれ以上の複数の掘削爪１３が設けられてお
り、該掘削爪１３は基部１３ａと先端部１３ｂを接合し
て形成されている。この例では信号検出部６が掘削爪１
３の一つの先端部１３ｂの底部に埋め込まれ、該信号検
出部６から金属管等の保護管１４で保護されたケーブル
が前記出力部８に導出されている。図３は図２の掘削爪
近傍の部分拡大断面図である。信号検出部６は掘削爪１
３より高透磁率の材料（例えばフェライト）で作られた
棒状のコア１５とその周囲に巻回されて近接したコイル
１６を有している。このように高透磁率のコア１５を使
用することにより、掘削爪１３に入った埋設管からの交
番磁界Ｍによる磁束がコア１５に集束されるので、高感
度で信号検出を行うことができる。
【００１０】バケット４への信号検出部６の取り付け
は、上記のように掘削爪１３内部に埋め込まずに掘削爪
１３の側面に溶接等で固定するようにしてもよい。その
場合は強固な金属ケースのようなもので保護することが
好ましい。また、通常設けられる掘削爪１３の中間部に
新たに検出部用の補助爪もしくは突起を溶接等により取
り付け、その内部に埋設または側面に固定することもで
きる。図４は信号検出手段５の一例を示すブロック図で
あり、信号検出部６は特定の周波数、すなわち前記信号
供給手段２の周波数を検出するため、前記コイル１６お
よびそれと整合されたコンデンサからなる同調回路を構
成している。出力部８は、信号検出部６の出力信号を増
幅する増幅回路２０，増幅回路２０の出力信号から雑音
成分を除き特定の信号成分を抽出するフィルタ回路２
１、フィルタ回路２１の出力信号を検波して直流成分を
取り出す検波回路２２、および検波回路２２の出力信号
を予め設定された基準信号Ｓと比較する検出レベル比較
回路２３を有している。
は、上記のように掘削爪１３内部に埋め込まずに掘削爪
１３の側面に溶接等で固定するようにしてもよい。その
場合は強固な金属ケースのようなもので保護することが
好ましい。また、通常設けられる掘削爪１３の中間部に
新たに検出部用の補助爪もしくは突起を溶接等により取
り付け、その内部に埋設または側面に固定することもで
きる。図４は信号検出手段５の一例を示すブロック図で
あり、信号検出部６は特定の周波数、すなわち前記信号
供給手段２の周波数を検出するため、前記コイル１６お
よびそれと整合されたコンデンサからなる同調回路を構
成している。出力部８は、信号検出部６の出力信号を増
幅する増幅回路２０，増幅回路２０の出力信号から雑音
成分を除き特定の信号成分を抽出するフィルタ回路２
１、フィルタ回路２１の出力信号を検波して直流成分を
取り出す検波回路２２、および検波回路２２の出力信号
を予め設定された基準信号Ｓと比較する検出レベル比較
回路２３を有している。
【００１１】この検出レベル比較回路２３は、検波回路
２２の出力信号のレベルが基準信号Ｓのレベルを越えた
ときに検出信号を出力するようになっている。なお基準
信号Ｓの値は可変とされ、部材３の先端部の埋設管１へ
の許容接近距離をこれにより設定できるようになってい
る。検出レベル比較回路２３の出力はリレー２４の励磁
コイルＣに接続され、リレー２４の二つの接点２５の一
方はケーブルａにより警報手段に接続され、他方はケー
ブルｂにより掘削機の駆動電源の遮断装置に接続されて
いる。
２２の出力信号のレベルが基準信号Ｓのレベルを越えた
ときに検出信号を出力するようになっている。なお基準
信号Ｓの値は可変とされ、部材３の先端部の埋設管１へ
の許容接近距離をこれにより設定できるようになってい
る。検出レベル比較回路２３の出力はリレー２４の励磁
コイルＣに接続され、リレー２４の二つの接点２５の一
方はケーブルａにより警報手段に接続され、他方はケー
ブルｂにより掘削機の駆動電源の遮断装置に接続されて
いる。
【００１２】次に上記装置の作用を説明すると、先ず掘
削工事を行う場所近辺の地中配管図から埋設配管の概略
位置を知り、それを基に掘削機の掘削場所と異なる地表
位置であって、埋設配管の直上と推定される位置に信号
供給手段２を設置してそれを起動する。それと共に信号
検出手段５を起動する。次に、掘削機の駆動アーム３を
操作して掘削を開始する。前記のように信号供給手段２
を起動すると、埋設管１を伝送線路とする信号電流Ｉが
流れ、それにより埋設管１に沿って円筒状の磁界Ｍが生
じる。
削工事を行う場所近辺の地中配管図から埋設配管の概略
位置を知り、それを基に掘削機の掘削場所と異なる地表
位置であって、埋設配管の直上と推定される位置に信号
供給手段２を設置してそれを起動する。それと共に信号
検出手段５を起動する。次に、掘削機の駆動アーム３を
操作して掘削を開始する。前記のように信号供給手段２
を起動すると、埋設管１を伝送線路とする信号電流Ｉが
流れ、それにより埋設管１に沿って円筒状の磁界Ｍが生
じる。
【００１３】掘削工事中バケット４が埋設管１に接近し
た場合、掘削において常に埋設管１に最も接近する位置
を通過する信号検出手段５がこの磁界Ｍを瞬時に検出
し、その出力信号が出力部８に入力され、そこで増幅回
路２０、フィルタ回路２１、検波回路２２により順に増
幅、漉波および検波されて検出レベル比較回路２３によ
り基準信号Ｓと比較される。検波回路２２の出力信号レ
ベルが基準信号Ｓのレベルを越えたとき、すなわち掘削
爪１３と埋設管１の距離が予め設定された許容値以下に
なったとき、検出レベル比較回路２３は検出信号を出力
する。そしてその信号によりリレー２４の接点２５がオ
ンになり、警報手段９が作動する。さらに必要によりリ
レー２４の接点２５に接続された掘削機の駆動電源の遮
断装置が作動され、掘削機の駆動が停止する。
た場合、掘削において常に埋設管１に最も接近する位置
を通過する信号検出手段５がこの磁界Ｍを瞬時に検出
し、その出力信号が出力部８に入力され、そこで増幅回
路２０、フィルタ回路２１、検波回路２２により順に増
幅、漉波および検波されて検出レベル比較回路２３によ
り基準信号Ｓと比較される。検波回路２２の出力信号レ
ベルが基準信号Ｓのレベルを越えたとき、すなわち掘削
爪１３と埋設管１の距離が予め設定された許容値以下に
なったとき、検出レベル比較回路２３は検出信号を出力
する。そしてその信号によりリレー２４の接点２５がオ
ンになり、警報手段９が作動する。さらに必要によりリ
レー２４の接点２５に接続された掘削機の駆動電源の遮
断装置が作動され、掘削機の駆動が停止する。
【００１４】以上の説明ではバケット４の掘削爪１３と
埋設管１の距離が予め設定された許容値以下になったと
き、一個の検出信号を出力するようになっている。しか
し検出レベルを複数設けて埋設管１へのバケット４の接
近の程度により異なった警報、例えば異なる色の警報ラ
ンプの表示をするようにしてもよい。その場合は複数の
検出レベル比較回路２３を設け、それぞれに異なった設
定レベル基準信号Ｓを入力する。
埋設管１の距離が予め設定された許容値以下になったと
き、一個の検出信号を出力するようになっている。しか
し検出レベルを複数設けて埋設管１へのバケット４の接
近の程度により異なった警報、例えば異なる色の警報ラ
ンプの表示をするようにしてもよい。その場合は複数の
検出レベル比較回路２３を設け、それぞれに異なった設
定レベル基準信号Ｓを入力する。
【００１５】
【発明の効果】本発明の埋設管検出装置は、掘削時に複
雑な軌道を描く掘削機のバケットにおいて、埋設管に最
初に接近して通過する掘削爪もしくはその近傍に前記埋
設管の信号電流を検出する信号検出手段が取付られてい
るので、バケットがいかなる姿勢であっても、埋設管を
バケットで損傷する前にその接近を高い感度で確実に且
つ瞬間的に検出することができる。
雑な軌道を描く掘削機のバケットにおいて、埋設管に最
初に接近して通過する掘削爪もしくはその近傍に前記埋
設管の信号電流を検出する信号検出手段が取付られてい
るので、バケットがいかなる姿勢であっても、埋設管を
バケットで損傷する前にその接近を高い感度で確実に且
つ瞬間的に検出することができる。
【図１】本発明の埋設管検出装置の一例を示す説明図。
【図２】図１の信号検出部分の部分拡大斜視図。
【図３】図２の掘削爪１３部分の部分拡大断面図。
【図４】図１の装置における信号検出手段５の一例を示
すブロック図。
すブロック図。
１ 埋設管 ２ 信号供給手段 ３ 駆動アーム ４ バケット ５ 信号検出手段 ６ 信号検出部 ７ ケーブル ８ 出力部 ９ 警報手段 １０ 発振回路 １１ 増幅回路 １２ 送信コイル １３ 掘削爪 １３ａ 基部 １３ｂ 先端部 １４ 保護管 １５ コア １６ コイル ２０ 増幅回路 ２１ フィルタ回路 ２２ 検波回路 ２３ 検出レベル比較回路 ２４ リレー ２５ 接点
Claims (2)
- 【請求項１】 掘削機のバケット４が地中の埋設管１に
接近したことを検出する装置において、前記バケット４
の掘削位置と異なる位置から導電性の埋設管１へ信号電
流を供給する信号供給手段２と、前記バケット４の掘削
爪１３もしくはその近傍に取り付けられた前記信号電流
を検出する信号検出手段５を備えてなる埋設管検出装
置。 - 【請求項２】 信号検出手段５がバケット４の掘削爪１
３より高透磁率のコア１５と、該コア１５に近接された
コイル１６により構成された信号検出部６を有する請求
項１の埋設管検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3134493A JPH06222152A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 埋設管検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3134493A JPH06222152A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 埋設管検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222152A true JPH06222152A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12328619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3134493A Pending JPH06222152A (ja) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | 埋設管検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06222152A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011145218A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Takachiho Sangyo Kk | 探査信号伝送器具 |
| JP2013506859A (ja) * | 2009-10-06 | 2013-02-28 | ルイジアナ テック ユニヴァーシティ リサーチ ファンデーション | 埋設物を探知するための方法および装置 |
| JP2019207189A (ja) * | 2018-05-30 | 2019-12-05 | 東京瓦斯株式会社 | 金属探査システムおよび金属探査方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5045604U (ja) * | 1973-08-28 | 1975-05-08 | ||
| JPS5318201A (en) * | 1976-08-03 | 1978-02-20 | Akemasa Nakamura | Excavating machine provided with operational safety device |
-
1993
- 1993-01-27 JP JP3134493A patent/JPH06222152A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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| US9052394B2 (en) | 2009-10-06 | 2015-06-09 | Louisiana Tech University Research Foundation | Method and apparatus for detecting buried objects |
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