JPS62157514A - 小口径管埋設推進機の変位量の計測装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、上下水道管、ガス管等の所謂小口径管を地
中に埋設するべく使用される管推進埋設機において、そ
の管推進時の推進方向の誤差ないし曲りを変位量として
ｌＴＭＭｔし方向修正のデータとなさしめるための変位
量計測装置に係り、さらにいえば非拡散性及び直進性に
優れたレーザービームと、同ビームの入射位置をレーザ
ースポットとして至近距離で撮像するテレビカメラとの
組合せにより１００ｍ〜１２０ｍもの長い管推進工事を
も可能ならしめる構成とした変位量計測装置こに関する
。

従来の技術 従来、小口径管推進埋設機の変位量計測装置の構成は、
目視方式とレーザ一方式とに大別された。

■　目視方式というのは、第４図に一例を示したとおり
、先導管ａの管内中空部にターゲットｂを設置し、管発
進側である推進機本体の後方に七オドライトトランシッ
トＣを設置し、観測者がトランシットｃをのぞき目視で
変位量（曲り）を測量する構成とされている（−例とし
て特開昭５７−１１２５８８号公報第２図に記載のもの
）。

■　レーザ一方式というのは、第５図に略示したとおり
、上記第４図のターゲットｂを受光盤として構成し、ト
ランシットｃをレーザー発振器（レーザセオドライト）
ｅに置き換えた構成に等しいものである。受光ｉｄに埋
め込んだ受光素子としては通常ＣＤＳセルを使用し、各
受光素子がとらえたレーザービームの入射位置（レーザ
ースポット）は、電気信号として表示盤ｆ内で解読し、
記録装置ｇに記録すると共に、自動制御として又はマニ
アルコントロールとして推進方向の修正を行う（富士電
機■発行の「富士枝根Ｊ　１９８２年、第５５巻、第６
号に掲載のもの）。

■　レーザ一方式の異なった構成例としては、第６図に
示したように、レーザー発振器ｅで発振したレーザービ
ームｈは先導管部分に取付けたプリズムｉで反射させて
管発進側に戻し、ハーフミラ−ｊで信号処理部ｋに入射
させて変位量を測量し解読する構成のものも公知に属す
る（４．シ開昭５７−１１２５９８号公報第３図に記載
のもの）。

発明が解決しようとする問題点 （Ｉ）　　最近、小口径管の推進埋設工事に関しては、
Ｌｏｏｎないし１２０ｍ位の長距離推進が要望されるよ
うになった。しかし、方向修正の１＠量技術の不備がネ
ックとなって施工は今のところ不可ｆ＠視されている。

（ｒＩ）　　というのも、例えば下水道管の埋設に関し
ては１／１０００〜３／１０００程度の高い施工精度が
要求されるのである。他方、従来の上述した目視方式又
はレーザ一方式の変位量計測装置の実用的精度はせいぜ
い５０ｍないし６０ｍが限度だからである。

（ｍ）　　何故なら、上記■の目視方式の場合、観測者
の読み取り誤差が入るし、水蒸気などによる外乱も入っ
てくるのでせいぜい５０ｍが限度である。

（ｒＶ）　　また、上記■のレーザ一方式の場合、ター
ゲラ）ｄを４１ｊＩＯ＃、する受光素子は直径がφ５〜
φ７位で比較的大きく、これがターゲット全面に密接に
埋め込まれているが、素子間にかなりの隙間を生じて受
光精度が悪い、このためレーザービームの入射位置から
推進方向の変位量（曲り）を真に正確に解読することは
難しい、また、推進時における先導管部分の激しい振動
により受光素子が破損等して正規の作動をしないトラブ
ルが往々にして生じた。

（Ｖ）　　次に、上記■のレーザ一方式の場合は。

小口径管の限られた狭い中空部内に往復２条のレーザー
ビームを通さねばならず、スペース的に無理がある。即
ち、埋設管のわずかな曲りによって同レーザービームが
遮断され受光できなくなるという欠点９問題点があった
。

問題点を解決するための手段 （第１の発明） 上記従来技術の問題点を解決するための手段として、こ
の発明に係る小口径管推進埋設機の変位量計測装置は、
第１図〜第３図に実施例を示したとおり。

（イ）　先導管１部分の管内中空部に設置された半透明
のターゲット目盛板２と、 （ロ）　管推進埋設機本体１０の後方位置に１発振され
たレーザービーム３が前記ターゲット目盛板２に入射す
る姿勢で設置されたレーザー発振器４と、 （ハ）　前記ターゲット目盛板２の後側に、同ターゲッ
ト目盛板２に入射したレーザービーム３の入射位置を至
近距離で撮像する姿勢で設置されたテレビカメラ５と、 により構成した。

作　　　用 レーザー発振器４で発振されたレーザービーム３がター
ゲット目盛板２に入射すると、その入射位置は半透明の
ターゲット目盛板２の裏側にはレーザースポットとして
鮮明に映り、これがテレビカメラ５により撮像される。

即ち、テレビカメラ５は、ターゲット目盛板２映ったレ
ーザースポットを至近距離で撮像するので、その映像は
十分に鮮明で正確であり、外乱の混入はほとんどない、
他方、レーザービーム３は、その非拡散性と直進性とに
よりｔｏｏ　ｍ〜２００ｍ位の距離であるかぎりターゲ
ット目盛板２にきちんと真直ぐ入射するので、結局Ｌｏ
ｏｎないし１２０ｍ位の長距離推進においても高精度の
変位量（曲り）計測ができるのである。

テレビカメラ５で撮像した映像は、推進機本体部分１０
に付設した記録表示装置２１９に送って解読し、位置を
解読し記録表示すると共に、その解読結果は変位量デー
タとして自動制御又はマニアルコントロールによる推進
方向の修正に供せしめるのである。

（第２の発明） 同上の問題点を解決するための手段として、この発明の
小口径管推進埋設機の変位量計測装置は、やはり第１図
〜第３図に実施例を示したとおり、上記第１の発明の構
成の全部を主要部とした上で。

まずターゲット目盛板２は、先導管１部分の管内中空部
であってスクリュコンベア６のケーシング６ａの外周に
同ケーシング６ａと同心に回転自在に設けたヤジロベエ
型の環状支持部材７に取付けて設置した。

また、同じスクリュコンベア６のケーシング６ａに、前
記ターゲット目盛板２にローリング位置を表示する小径
のランプの如きローリング位置指示器８を設置した。

さらに、テレビカメラ５は、ターゲット目盛板２に入射
したレーザービーム３の入射位置及びローリング位置を
至近距離で撮像する姿勢で設置した。

作　　　用 推進方向の変位量（曲り）計測は上記第１の発明と全く
同じに行われる。

ところで、長い距離を推進施工すると、管にいわゆるロ
ーリング（ねじれ又は回転）が往々に生ずる。このロー
リングを考慮しないでは、推進方向の正確な修正はでき
ないのであるが、本発明の場合レーザービーム３の入射
位置と同時に、ヤジロベエ型の環状支持部材７とローリ
ング位置指示器８との相対変位量によりローリングの大
きさくローリング量）が同時に測定される。

したがって、このローリング量を考慮することにより変
位量（曲り）に対する推進方向の真に正確な修正を可能
ならしめるのである。

実施例 次に、図面の第１図〜第３図に示したこの発明の好適な
実施例を説明する。

まず第１図は１発進側立坑ｌｌ内に据付けられた小口径
管推進埋設機本体ｌＯとこれにより推進される先導管１
部分、及び該先導管１に続く埋設管たるヒユーム管１２
並びにスクリュコンベア６それぞれの関係配置と構造を
示している。適用されるヒユーム管１２の外径はせいぜ
いφ６００位である。

先導管ｌの部分とは、掘削へラド１３を内蔵した先導管
１と、該先導管１の方向修正を行う修正用ジヤツキ１４
．及びバックアップパイプ１５とより成るものを指して
いる。スクリュコンベア６は、掘削へラド１３と接続さ
れている。

図中２は半透明のターゲラを目盛板、５はテレビカメラ
であり１両者はバックアップパイプ１５とスクリュコン
ベア６との間の中空部であって修正用ジヤツキ１４のす
ぐ後ろの位置に一体のものとして設置されている。

第２図に詳細を示したとおり、ケース２ｏの前面がター
ゲット目盛板２で形成されている。同ケース２０内の奥
部に前記ターゲット目盛板２に照準を合せた姿勢で小型
のテレビカメラ（ＣＣＤカメラ）５が組込まれ、同目盛
板２に入射したレーザービーム３の入射位置を半透明の
目盛板２の裏側からレーザースポットとして、かつ同目
盛板に予め表示しである基準線及び数字と共にモニター
テレビ画面の目視でも解読可能に至近距離で鮮明に撮像
するものとされている。

なお、テレビカメラ５による撮像に必要な明るさを確保
するためケース２０内に照明用ランプ２１が設置されて
いる。

第２図と第３図に詳細を示したとおり、前記ケース２０
は、スクリュコンベア６のケーシング６ａの外周に同ケ
ーシング６ａと同心に回転自在に取付けたヤジロベエ型
の環状支持部材７の頂部に設置されている。この環状支
持部材７は、ケーシング６ａの外周面を伝い走る３個（
但し１個数はこの限りでない）のローラ１７・・・をも
ち、ケーシング６ａに対して回転自在であると共に、ケ
ース２０とは上下対称な配置の最下部にウェイ）１８が
付設されている。

従って、先導管１及びスクリュコンベア６にねじれ（回
転）を生じても、環状支持部材７はウェイト１８による
重力作用により常に一定の天地姿勢を保持する。よって
、ケース２０のターゲット目盛板２は、常に垂直最頂部
の位置に保持されるのである。

他方、ケーシング６ａには、前記目盛板２に近接した直
前の位置に、前記スクリュコンベア６等のローリング位
置を目盛板２に表示するローリング位置指示器８が、小
径のランプとして位置を固定して設置されている。

従って、テレビカメラ５は、レーザービーム３の入射位
ｎと同時に、指示器８によるローリング位置（ないしロ
ーリング量）をも至近距離で撮像することになる。

レーザー発振器たるレーザー七オドライト４は、管推進
埋設機本体１０の後方位置に、これが発振したレーザー
ビーム３がヒユーム管１２とスクリュコンベア６との間
の中空部を通じてターゲット目盛板２に入射する姿勢と
位置に固定して設置されている。

テレビカメラ５で撮像した目盛板２のレーザービーム入
射位置及びローリング位置は、管推進埋設機本体１０に
付設した表示装置９に送信し、映像は、直ちにモニター
テレビ受像機のモニター画面に写し出させると共に位置
解読装置で位置を解読し記録させる。従って、解読した
推進方向変位量とローリング量とに基き自動制御として
、又はマニアルコントロールとして推進方向の曲りの修
正を正しく適切に行うことができるのである。

発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述したとおりであって、この発
明の小口径管推進埋設機の変位量計測装置は、レーザー
ビーム３の直進性と非拡散性とに信頼性が寄せられる距
離であるかぎりＬｏｏｎないし１２０ｍの長距離でも精
度の良い変位量（曲り）計測ができ、そのような長距離
の管推進工事を所定の施工精度で行えるのである。

一方、ターゲット目盛板２には、レーザービームの入射
位置が一定の大きさのレーザースポットが写し出される
だけで良く、外乱が混入する余地はないから、至近距離
によるテレビカメラ５による撮影に基ずく映像解析によ
り、極めて精度の良い計測ができる。したがって、レー
ザー発振器４としては標準型の七オドライトで十分であ
り、安価である。

また、先導管１等のローリング量も同時に測定できるの
で、変位量（曲り）計測の結果と組合せることにより正
確な推進方向修正ができ、結局長距離の管推進埋設工事
を高い施工精度で行なわしめるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る変位量計測定置が適用された小
口径管推進埋設機全体の構成を示した断面図、第２図と
第３図はターゲット目盛板部分の拡大した正面図と側面
図、第４図〜第６図はそれぞれ従来技術を説明するため
の断面図と斜視図およびブロック線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］（イ）先導管（１）部分の管内中空部に設置され
   た半透明のターゲット目盛板（２）と、（ロ）管推進埋
   設機本体（１０）の後方位置に、発振されたレーザービ
   ーム（３）が前記ターゲット目盛板（２）に入射する姿
   勢で設置されたレーザー発振器（４）と、 （ハ）前記ターゲット目盛板（２）の後側に、同ターゲ
   ット目盛板（２）に入射したレーザービーム（３）の入
   射位置を撮像する姿勢で設置されたテレビカメラ（５）
   と、 より成ることを特徴とする小口径管推進埋設機の変位量
   の計測装置。 ［２］（イ）先導管（１）部分の管内中空部であってス
   クリュコンベア（６）のケーシング（６ａ）の外周に同
   ケーシング（６ａ）と同心に回転自在に取付けたヤジロ
   ベエ型の環状支持部材（７）に設置された半透明のター
   ゲット目盛板（２）と、 （ロ）管推進埋設機本体（１０）の後方位置に、発振さ
   れたレーザービーム（３）が前記ターゲット目盛板（２
   ）に入射する姿勢で設置されたレーザー発振器（４）と
   、 （ハ）前記スクリュコンベア（６）のケーシング（６ａ
   ）に、前記ターゲット目盛板（２）に位置を表示可能に
   設置されたローリング位置指示器（８）と、 （ニ）前記ターゲット目盛板（２）の後側に、同ターゲ
   ット目盛板（２）に入射したレーザービーム（３）の入
   射位置及びローリング位置指示器（８）で表示されたロ
   ーリング位置を撮像する姿勢で設置されたテレビカメラ
   （５）と、 より成ることを特徴とする小口径管推進埋設機の変位量
   の計測装置。