JP2000291051A - 地中掘削機の変位計測装置 - Google Patents
地中掘削機の変位計測装置Info
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御機能要素を含む本体部と、計測用ワイヤ
の変位を計測する機能要素からなる検出部とを分離して
構成した変位計測装置を提供する。 【解決手段】 計測用ワイヤの下端を地中掘削機に結
び、同ワイヤの変位を地上で測定して地中掘削機の位置
及び変位を計測する変位計測装置において、計測ワイヤ
を一定の張力を保持しつつ繰り出す機能要素、及び計測
されたワイヤの変位を基に地中掘削機の位置ないし変位
を演算し、ディスプレイを通じて表示する制御機能要素
を含む本体部と、計測用ワイヤの変位を計測する機能要
素からなる検出部とは分離して構成され、両者は、本体
部の機能要素から繰り出された計測用ワイヤの案内シー
ブを、前記検出部の直上位置に設置して組み合わされ
る。
の変位を計測する機能要素からなる検出部とを分離して
構成した変位計測装置を提供する。 【解決手段】 計測用ワイヤの下端を地中掘削機に結
び、同ワイヤの変位を地上で測定して地中掘削機の位置
及び変位を計測する変位計測装置において、計測ワイヤ
を一定の張力を保持しつつ繰り出す機能要素、及び計測
されたワイヤの変位を基に地中掘削機の位置ないし変位
を演算し、ディスプレイを通じて表示する制御機能要素
を含む本体部と、計測用ワイヤの変位を計測する機能要
素からなる検出部とは分離して構成され、両者は、本体
部の機能要素から繰り出された計測用ワイヤの案内シー
ブを、前記検出部の直上位置に設置して組み合わされ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、計測用ワイヤの
下端を地中掘削機に結び、同ワイヤの変位を地上で測定
して地中掘削機の位置及び変位を計測する変位計測装置
の技術分野に属する。
下端を地中掘削機に結び、同ワイヤの変位を地上で測定
して地中掘削機の位置及び変位を計測する変位計測装置
の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】地中連続壁等の施工に使用される地中掘
削機は、水平変位やねじれ（水平回転）を正確に管理す
ることが求められている。とりわけ掘削深度が１００ｍ
を超えるような施工では、高精度の計測管理技術が特に
要求される。こうした要求を満たす技術として計測用ワ
イヤによる変位計測装置が開発され使用されている。
削機は、水平変位やねじれ（水平回転）を正確に管理す
ることが求められている。とりわけ掘削深度が１００ｍ
を超えるような施工では、高精度の計測管理技術が特に
要求される。こうした要求を満たす技術として計測用ワ
イヤによる変位計測装置が開発され使用されている。
【０００３】計測用ワイヤによる変位計測装置の原理
は、図６に例示したように、計測用ワイヤ１の下端を地
中掘削機２に結び、同ワイヤ１の変位を地上の検出部３
（変位センサー）で測定する。計測用ワイヤ１の上端は
固定点４により一定位置へ支持する。従って、計測用ワ
イヤ１の変位を測定すると、地中掘削機２の位置及び変
位を計測できるわけである。
は、図６に例示したように、計測用ワイヤ１の下端を地
中掘削機２に結び、同ワイヤ１の変位を地上の検出部３
（変位センサー）で測定する。計測用ワイヤ１の上端は
固定点４により一定位置へ支持する。従って、計測用ワ
イヤ１の変位を測定すると、地中掘削機２の位置及び変
位を計測できるわけである。
【０００４】従来、このような変位計測装置は種々公知
であり、実用に供されている（例えば当出願人の特開平
１０−２９９０２８号、特開平５−２０９４９２号、特
開平７−３４７７１号公報など参照）。
であり、実用に供されている（例えば当出願人の特開平
１０−２９９０２８号、特開平５−２０９４９２号、特
開平７−３４７７１号公報など参照）。
【０００５】従来一般に、この種の変位計測装置は、図
７と図８に例示したように、計測ワイヤ１を一定の張力
を保持しつつ繰り出す機能要素であるワイヤドラム５と
サーボモータ６、及び計測されたワイヤ１の変位を基に
地中掘削機２の位置ないし変位を演算し、ディスプレイ
８を通じて表示する制御機能要素である制御盤７のみな
らず、前記ワイヤドラム５から繰り出した計測用ワイヤ
１の固定点に相当する案内シーブ４、及び同計測用ワイ
ヤ１の変位を計測する機能要素である検出部３（変位セ
ンサー）までも、１個の大きなケーシング９の中に納め
た大型、大重量の構造とされている。具体的に云うと、
ケーシング９の幅は約１ｍ、奥行き長さは２．５ｍ、高
さも２．５ｍぐらいの大きさであり、重量は１トン乃至
２トン程度もある。このように大型、大重量の変位計測
装置１０を、従来は地上に２台据え付けて、地中掘削機
２の水平回転（ねじれ）と変位をそれぞれ計測してい
る。図８中の符号１１は変位計測装置を据え付ける台で
ある。
７と図８に例示したように、計測ワイヤ１を一定の張力
を保持しつつ繰り出す機能要素であるワイヤドラム５と
サーボモータ６、及び計測されたワイヤ１の変位を基に
地中掘削機２の位置ないし変位を演算し、ディスプレイ
８を通じて表示する制御機能要素である制御盤７のみな
らず、前記ワイヤドラム５から繰り出した計測用ワイヤ
１の固定点に相当する案内シーブ４、及び同計測用ワイ
ヤ１の変位を計測する機能要素である検出部３（変位セ
ンサー）までも、１個の大きなケーシング９の中に納め
た大型、大重量の構造とされている。具体的に云うと、
ケーシング９の幅は約１ｍ、奥行き長さは２．５ｍ、高
さも２．５ｍぐらいの大きさであり、重量は１トン乃至
２トン程度もある。このように大型、大重量の変位計測
装置１０を、従来は地上に２台据え付けて、地中掘削機
２の水平回転（ねじれ）と変位をそれぞれ計測してい
る。図８中の符号１１は変位計測装置を据え付ける台で
ある。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】近年、都市部におけ
る地中連続壁工事は、狭隘な場所や、高架の桁下、道路
覆工下などのように高さ制限のある場所、或いは構造物
に近接した施工など、施工条件の厳しい場所での工事が
増加している。これに対応するべく、地中掘削機の小型
化や機高の低減化などが進められている。しかし、地中
掘削機が小型化したが故に、掘削孔の鉛直度を保持する
ことが益々難しくなっている。
る地中連続壁工事は、狭隘な場所や、高架の桁下、道路
覆工下などのように高さ制限のある場所、或いは構造物
に近接した施工など、施工条件の厳しい場所での工事が
増加している。これに対応するべく、地中掘削機の小型
化や機高の低減化などが進められている。しかし、地中
掘削機が小型化したが故に、掘削孔の鉛直度を保持する
ことが益々難しくなっている。
【０００７】掘削孔の鉛直度を保つためには、地中掘削
機の変位計測装置の使用が不可欠である。しかし、従来
の変位計測装置は、上述したとおり、大深度、大断面用
の地中掘削機を対象としたものが主であり、狭隘な場
所、高さ制限のある場所などに設置して使用するには問
題の多い大きさと重量及び機能であった。特に、次のよ
うな問題点が大きい。
機の変位計測装置の使用が不可欠である。しかし、従来
の変位計測装置は、上述したとおり、大深度、大断面用
の地中掘削機を対象としたものが主であり、狭隘な場
所、高さ制限のある場所などに設置して使用するには問
題の多い大きさと重量及び機能であった。特に、次のよ
うな問題点が大きい。
【０００８】 変位計測装置が大きいと、周囲の環
境、例えば日射、気温や振動などによって架台の変形が
生じ易く、それが計測精度に直接影響を及ぼす。特に、
架台の熱変形は、変位計測装置の架台の大きさに比例
し、全長が３ｍ程度の変位計測装置の場合、１０℃の温
度変化で約０．３６mmだけセンサーの計測値にずれ乃至
誤差を生ずる。こうした誤差は、掘削深度１００ｍ時に
換算すると、計測値としては３６mmの誤差となって現
れ、計測精度を著しく低下させる。また、日射による熱
収縮は時間とともに変化するので、その較正（補正）が
困難である。
境、例えば日射、気温や振動などによって架台の変形が
生じ易く、それが計測精度に直接影響を及ぼす。特に、
架台の熱変形は、変位計測装置の架台の大きさに比例
し、全長が３ｍ程度の変位計測装置の場合、１０℃の温
度変化で約０．３６mmだけセンサーの計測値にずれ乃至
誤差を生ずる。こうした誤差は、掘削深度１００ｍ時に
換算すると、計測値としては３６mmの誤差となって現
れ、計測精度を著しく低下させる。また、日射による熱
収縮は時間とともに変化するので、その較正（補正）が
困難である。
【０００９】 地中掘削機を地上へ引き上げる際に
は、変位計測装置と干渉を起こすので、先に変位計測装
置を移動させる必要がある。この点、従来の変位計測装
置はスライド機構や回転機構を具備し、移動可能な構成
になってはいるけれども、それが故に、変位計測装置の
設置スペースのほかに、移動して待機させるスペースま
でもが必要となっている。
は、変位計測装置と干渉を起こすので、先に変位計測装
置を移動させる必要がある。この点、従来の変位計測装
置はスライド機構や回転機構を具備し、移動可能な構成
になってはいるけれども、それが故に、変位計測装置の
設置スペースのほかに、移動して待機させるスペースま
でもが必要となっている。
【００１０】ところで、上述した当出願人の特開平１０
−２９９０２８号公報に提案した変位計測装置は、云う
なれば従来２台を一組として使用することが必要であっ
た変位計測装置の機能を改良し、１台のみで使用可能と
したことが特徴である。
−２９９０２８号公報に提案した変位計測装置は、云う
なれば従来２台を一組として使用することが必要であっ
た変位計測装置の機能を改良し、１台のみで使用可能と
したことが特徴である。
【００１１】そこで本発明の目的は、同上の変位計測装
置を更に改良して、地中掘削機の掘削精度（計画位置か
らのずれの解消）を向上することである。
置を更に改良して、地中掘削機の掘削精度（計画位置か
らのずれの解消）を向上することである。
【００１２】本発明の重要な目的は、計測ワイヤを一定
の張力を保持しつつ繰り出す機能要素、及び計測された
ワイヤの変位を基に地中掘削機の位置ないし変位を演算
し、ディスプレイを通じて表示する制御機能要素を含む
本体部と、計測用ワイヤの変位を計測する機能要素から
なり常に水平状態を保持するように制御される検出部と
を分離して構成した変位計測装置を提供することであ
る。
の張力を保持しつつ繰り出す機能要素、及び計測された
ワイヤの変位を基に地中掘削機の位置ないし変位を演算
し、ディスプレイを通じて表示する制御機能要素を含む
本体部と、計測用ワイヤの変位を計測する機能要素から
なり常に水平状態を保持するように制御される検出部と
を分離して構成した変位計測装置を提供することであ
る。
【００１３】本発明の更なる目的は、狭隘な場所や、高
架の桁下、道路覆工下などのように高さ制限のある場
所、或いは構造物に近接した施工など、施工条件の厳し
い場所での使用に適し、且つ、熱変形の悪影響を受ける
ことが少なく、設置スペースも小さくて済み、移動や設
置を簡単に行える、地中掘削機の変位計測装置を提供す
ることである。
架の桁下、道路覆工下などのように高さ制限のある場
所、或いは構造物に近接した施工など、施工条件の厳し
い場所での使用に適し、且つ、熱変形の悪影響を受ける
ことが少なく、設置スペースも小さくて済み、移動や設
置を簡単に行える、地中掘削機の変位計測装置を提供す
ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、請求項１記載の発明に係る地中掘削
機の変位計測装置は、計測用ワイヤの下端を地中掘削機
に結び、同ワイヤの変位を地上で測定して地中掘削機の
位置及び変位を計測する変位計測装置において、計測ワ
イヤを一定の張力を保持しつつ繰り出す機能要素、及び
計測されたワイヤの変位を基に地中掘削機の位置ないし
変位を演算し、ディスプレイを通じて表示する制御機能
要素を含む本体部と、計測用ワイヤの変位を計測する機
能要素からなり常に水平状態を保持するように制御され
る検出部とは分離して構成され、両者は、本体部の機能
要素から繰り出された計測用ワイヤの案内シーブを、前
記検出部の直上位置に設置して組み合わされていること
を特徴とする。
ための手段として、請求項１記載の発明に係る地中掘削
機の変位計測装置は、計測用ワイヤの下端を地中掘削機
に結び、同ワイヤの変位を地上で測定して地中掘削機の
位置及び変位を計測する変位計測装置において、計測ワ
イヤを一定の張力を保持しつつ繰り出す機能要素、及び
計測されたワイヤの変位を基に地中掘削機の位置ないし
変位を演算し、ディスプレイを通じて表示する制御機能
要素を含む本体部と、計測用ワイヤの変位を計測する機
能要素からなり常に水平状態を保持するように制御され
る検出部とは分離して構成され、両者は、本体部の機能
要素から繰り出された計測用ワイヤの案内シーブを、前
記検出部の直上位置に設置して組み合わされていること
を特徴とする。
【００１５】請求項２に記載した発明は、請求項１に記
載した地中掘削機の変位計測装置において、案内シーブ
は、本体部から延びる支持腕によって支持されているこ
とを特徴とする。
載した地中掘削機の変位計測装置において、案内シーブ
は、本体部から延びる支持腕によって支持されているこ
とを特徴とする。
【００１６】請求項３に記載した発明は、請求項１に記
載した地中掘削機の変位計測装置において、案内シーブ
及び検出部は、本体部の側面に取り付けられることを特
徴とする。
載した地中掘削機の変位計測装置において、案内シーブ
及び検出部は、本体部の側面に取り付けられることを特
徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態及び実施例】図１と図２は、請求項
１記載の発明に係る地中掘削機の変位計測装置の大別さ
れる二つの実施形態を概念的に示している。勿論、この
変位計測装置は、図３に示したように、計測用ワイヤ１
の下端を地中掘削機２に結び、同ワイヤ１の変位を地上
の検出部３で測定して地中掘削機２の位置及び変位を計
測するものである。その全体のシステム構成は図５に示
したとおりである。
１記載の発明に係る地中掘削機の変位計測装置の大別さ
れる二つの実施形態を概念的に示している。勿論、この
変位計測装置は、図３に示したように、計測用ワイヤ１
の下端を地中掘削機２に結び、同ワイヤ１の変位を地上
の検出部３で測定して地中掘削機２の位置及び変位を計
測するものである。その全体のシステム構成は図５に示
したとおりである。
【００１８】先ず図１は、計測ワイヤ１を一定の張力を
保持しつつ繰り出す機能要素としてのワイヤドラム５と
サーボモータ６、及び計測されたワイヤ１の変位を基に
地中掘削機の位置ないし変位を演算し、ディスプレイ８
を通じて表示する制御機能要素である制御盤７を含み、
それらを独立のケーシング９内に納めた本体部２０と、
前記計測用ワイヤ１の変位を計測する機能要素である検
出器３（小型の光学式変位センサー）とされる検出部１
１とが分離して構成され、両者は、本体部２０の前記ワ
イヤドラム５から繰り出された計測用ワイヤ１の案内シ
ーブ４を、前記検出部１１の直上位置に設置して組み合
わされている。
保持しつつ繰り出す機能要素としてのワイヤドラム５と
サーボモータ６、及び計測されたワイヤ１の変位を基に
地中掘削機の位置ないし変位を演算し、ディスプレイ８
を通じて表示する制御機能要素である制御盤７を含み、
それらを独立のケーシング９内に納めた本体部２０と、
前記計測用ワイヤ１の変位を計測する機能要素である検
出器３（小型の光学式変位センサー）とされる検出部１
１とが分離して構成され、両者は、本体部２０の前記ワ
イヤドラム５から繰り出された計測用ワイヤ１の案内シ
ーブ４を、前記検出部１１の直上位置に設置して組み合
わされている。
【００１９】図１の実施形態は、本体部２０のケーシン
グ９の側面へ、起伏自在な取付け部１３により設置して
クレーンのブームのように延ばした支持腕１２によって
案内シーブ４が支持されている（請求項２に記載した発
明）。つまり、本体部２０と検出部１１とは完全に分離
独立した形態である。
グ９の側面へ、起伏自在な取付け部１３により設置して
クレーンのブームのように延ばした支持腕１２によって
案内シーブ４が支持されている（請求項２に記載した発
明）。つまり、本体部２０と検出部１１とは完全に分離
独立した形態である。
【００２０】そのより具体的な実施例を図３に示してい
る。即ち、本体部２０は、走行部１４を備えた移動車輌
として構成され、その前部に、ａ矢印、及びｂ矢印のよ
うに折り畳まれ、または逆に正反対の順序で展開される
案内シーブ４の支持腕１２を備えている。支持腕１２の
折り畳み機構には、クレーンのブームなどで種々公知の
油圧ジャッキによるシステムが好適に採用される。
る。即ち、本体部２０は、走行部１４を備えた移動車輌
として構成され、その前部に、ａ矢印、及びｂ矢印のよ
うに折り畳まれ、または逆に正反対の順序で展開される
案内シーブ４の支持腕１２を備えている。支持腕１２の
折り畳み機構には、クレーンのブームなどで種々公知の
油圧ジャッキによるシステムが好適に採用される。
【００２１】一方、検出部１１は、図４Ａ、Ｂに詳細を
示したように、前記検出器３（光学式変位センサー）を
納めたケーシングが、複数の垂直なネジジャッキのよう
なレベリング機構１５を介してベースフレーム１６の上
に垂直な姿勢で据え付けられて、小型、軽量に構成され
ている。前記レベリング機構１５の操作により常に水平
状態を保持するように制御される。ベースフレーム１６
によって、掘削孔１７の直上位置へ簡易に設置可能であ
る。
示したように、前記検出器３（光学式変位センサー）を
納めたケーシングが、複数の垂直なネジジャッキのよう
なレベリング機構１５を介してベースフレーム１６の上
に垂直な姿勢で据え付けられて、小型、軽量に構成され
ている。前記レベリング機構１５の操作により常に水平
状態を保持するように制御される。ベースフレーム１６
によって、掘削孔１７の直上位置へ簡易に設置可能であ
る。
【００２２】従って、上記の構成によれば、掘削孔１７
の上には、小型の検出部１１のみを設置すれば使用可能
であり、その移動、設置が簡便である。そして、可及的
に小型に構成された検出部１１は、大型の本体部２０の
熱収縮や振動等の影響は一切受けないから、その分計測
精度が向上する。検出部１１が小型であるだけに、その
レベル調整や保持も容易であり、更に地盤の振動等に対
する防振対策も容易に実施できる。
の上には、小型の検出部１１のみを設置すれば使用可能
であり、その移動、設置が簡便である。そして、可及的
に小型に構成された検出部１１は、大型の本体部２０の
熱収縮や振動等の影響は一切受けないから、その分計測
精度が向上する。検出部１１が小型であるだけに、その
レベル調整や保持も容易であり、更に地盤の振動等に対
する防振対策も容易に実施できる。
【００２３】次に、図２は、検出器３（光学式変位セン
サー）から成る検出部１１のケーシングを独立した構成
のまま、本体部２０のケーシング９の側面へ直接取付
け、更にワイヤドラム５から繰り出された計測用ワイヤ
１を案内する案内シーブ４もやはりケーシング９の側面
であって前記検出部１１の直上位置に取り付けた実施形
態を示している（請求項３に記載した発明）。
サー）から成る検出部１１のケーシングを独立した構成
のまま、本体部２０のケーシング９の側面へ直接取付
け、更にワイヤドラム５から繰り出された計測用ワイヤ
１を案内する案内シーブ４もやはりケーシング９の側面
であって前記検出部１１の直上位置に取り付けた実施形
態を示している（請求項３に記載した発明）。
【００２４】この実施形態の場合も、検出部１１のケー
シングは、本体部２０のケーシング９からは完全に独立
した構成であるから、本体部２０の熱的影響による計測
誤差の心配はない。
シングは、本体部２０のケーシング９からは完全に独立
した構成であるから、本体部２０の熱的影響による計測
誤差の心配はない。
【００２５】
【本発明が奏する効果】請求項１〜３に記載した発明に
係る地中掘削機の変位計測装置は、本体部２０と検出部
１１とを分離独立の構成としたので、狭隘な場所や、高
架の桁下、道路覆工下などのように高さ制限のある場
所、或いは構造物に近接した施工など、施工条件の厳し
い場所での使用に適する。
係る地中掘削機の変位計測装置は、本体部２０と検出部
１１とを分離独立の構成としたので、狭隘な場所や、高
架の桁下、道路覆工下などのように高さ制限のある場
所、或いは構造物に近接した施工など、施工条件の厳し
い場所での使用に適する。
【００２６】また、検出部１１が、本体部２０の熱変形
の悪影響を受けることが少なく、掘削孔１７の上には小
型の検出部１１を設置するだけで使用可能であるから、
設置スペースも小さくて済み、移動や設置を簡単に行え
る。
の悪影響を受けることが少なく、掘削孔１７の上には小
型の検出部１１を設置するだけで使用可能であるから、
設置スペースも小さくて済み、移動や設置を簡単に行え
る。
【００２７】小型の検出部１１は、レベルの調整、保持
も容易であり、更に防振対策も容易に実施できる。
も容易であり、更に防振対策も容易に実施できる。
【図１】本発明に係る変位計測装置に実施形態を概念的
に示した説明図である。
に示した説明図である。
【図２】本発明の異なる実施形態を示した説明図であ
る。
る。
【図３】図１のより具体的な実施例の立面図である。
【図４】Ａは検出部の平面図、Ｂは立面図である。
【図５】変位計測装置のシステム全体の概要図である。
【図６】変位計測装置の原理説明図である。
【図７】従来の変位計測装置を概念的に示した説明図で
ある。
ある。
【図８】図７のより具体的な実施例の立面図である。
１ 計測用ワイヤ ２ 地中掘削機 ５ ワイヤドラム ７ 制御盤 ２０ 本体部 ３ 検出器 １１ 検出部 １５ レベリング機構 ４ 案内シーブ １２ 支持腕
フロントページの続き (72)発明者 宮口 幹太 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 藤井 卓美 千葉県印西市大塚一丁目５番地１ 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 上田 貴夫 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 門中 章二 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中土木内 (72)発明者 大西 常康 東京都中央区銀座八丁目21番１号 株式会 社竹中土木内 (72)発明者 大和 ヨシ孝 高知県高知市塩田町１番６号 大容基功工 業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】計測用ワイヤの下端を地中掘削機に結び、
同ワイヤの変位を地上で測定して地中掘削機の位置及び
変位を計測する変位計測装置において、 計測ワイヤを一定の張力を保持しつつ繰り出す機能要
素、及び計測されたワイヤの変位を基に地中掘削機の位
置ないし変位を演算し、ディスプレイを通じて表示する
制御機能要素を含む本体部と、 計測用ワイヤの変位を計測する機能要素からなり常に水
平状態を保持するように制御される検出部とは分離して
構成され、 両者は、本体部の機能要素から繰り出された計測用ワイ
ヤの案内シーブを、前記検出部の直上位置に設置して組
み合わされることを特徴とする、地中掘削機の変位計測
装置。 - 【請求項２】案内シーブは、本体部から延びる支持腕に
よって支持されていることを特徴とする、請求項１に記
載した地中掘削機の変位計測装置。 - 【請求項３】案内シーブ及び検出部は、本体部の側面に
取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載
した地中掘削機の変位計測装置。
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| JP09910899A JP4256526B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 地中掘削機の変位計測装置 |
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| JP09910899A JP4256526B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 地中掘削機の変位計測装置 |
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-
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