JPH02245690A - 地中移動体の水平変位計測装置 - 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） 本発明は、地中移動体の水平変位計測装置に関し、とり
わけ水道管・ガス管等を地中埋設するためにトンネル拙
進を行う地中掘削機を施工計画線通り推進すべく、該地
中掘削機の地中における水平変位を計測する水平変位計
測装置に関する。

〔従来の技術〕

本出願人はすでに施工計画線に応じて地表面に予め磁界
発生ケーブルを敷設しておくだけで、地中掘削機の当該
施工計画線からの水平変位態様についての正確なデータ
をリアルタイムで得ることのできる地中掘削機の水平変
位計測装置を特許出願（特願昭６１−１０７００号）し
ている。

この発明では、地中１ｉｉ１　ｉ！１１Ｊ　ＩＩの施工
計画線に応じてこれから等間隔ずつ離間してその往路線
と復路縮とが位置するよう地表面に磁界発生ケーブルを
敷設し、地中掘削機の側に適宜のコイルを配設してこれ
に上記ケーブルの発生磁界を検出せしめるようにしてい
る。ここに、これらの磁界は、上記施工計画！！（往復
路ケーブルの中心線）の！Ｉｌ：ｉ直面を境とする左半
方向とする左半方向とで例えばそのレベル比が異なるも
のである。そこで、こうした磁界のレベル比の変化を上
記コイルの出力に基づいて判別するようにして、当該地
中掘削機が上記ケーブルの鉛直面について右方にあるか
左方にあるかその水平変位態様を識別計測するようにし
ている。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の技術によれば、地中掘削機の施工計画線から
の水平方向変位を有効にしかもリアルタイムで連続的に
計測できるという初期の目的を確かに達成できるものの
、水平方向変位を演算処理によって求める過程において
は、上記コイルの出力の他、地中ｆｉｉｌ　ｌ？Ｊ　Ｉ
Ｉの地表面に対する鉛直方向位置、つまり地中掘削機の
深度も計測値として別途必要とする。

ここで深度を計測する方法として啄よ、たとえば公知の
圧力沈下計が用いられる。

そこで地中掘削機の移動スタート地点く具体的には、発
進立坑）の深度をこの圧力沈下計で求め、この求め１う
れた深度を予めデータとしてインプットしておき、この
深度データと上記コイルの出力とに基づいて上記水平変
位を求めて、この水平変位が零になるように、つまり地
中掘削機が施工計画線に沿って進行するよう制聞して地
中掘削機を発進立坑から到達立積まで同一深度のまま進
行させるようにしている。

ところが実際には地中掘削機としては、ピッチング（前
後方向・の姿勢変化）およびローリング（左右方向の姿
勢変化）を伴ないつつ、地中を移動する。

また、実際には施工計画線に沿って地表面は平坦ではな
く、移動スタート地点の地表面との間に段差があること
が多い。

上記従来の技術は、こうしたピッチング等を伴なわない
場合には、正確に水平変位を求めることができるのであ
るが、実際には上記ピッチング等の影響によって深度ず
れ等が生じ、これに起因して水平変位を正確に求めるこ
とができないということが本発明者等によって明らかに
なった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたもので、ピッ
チング等の影響があったとしても、地中掘削機等の地中
移動体の水平変位を正確に計測することができる地中移
動体の水平変位計測装置を提供することをその目的とし
ている。

〔課題を解決するための手段および作用〕そこで、この
発明では、地表の施工計画線に沿って地中を移動する地
中移動体の前記施工計画線に対する水平変位を計測する
地中移動体の水平変位計測装置において、その往路線と
復路線とが前記施工計画線の左右方向にそれぞれ所定距
離離間して配設された磁界発生ケーブルと、前記磁界発
生ケーブルに電流を供給するＴ！ｉ流供給手段とを具え
るとともに、前記地中移動体の所定位置に、各コイル軸
の方向が前記地中移動体の進行方向正面からみて鉛直軸
に対して所定角度ずつ左右に傾斜するよう支持された第
１および第２のコイルとを配設し、さらに前記地中移動
体の移動スタート地点における深度を予め記憶する初期
深度記憶手段と、前記施工計画線の各位置ごとに前記移
動スタート地点の地表面に対する地表面の段差を記憶す
る段差記憶手段と、前記地中移動体の移動距離を検出す
る移ｌｌｌ距離検出手段と、前記地中移動体のピッチン
グ角を検出するピッチング角検出手段と、前記地中移動
体のローリング角を検出するローリング角検出手段と、
前記移ａｌｌ距離検出手段の出力と前記ピッチング角検
出手段の出力とに基づいて、ピッチングに伴なう前記地
中移動体の前記移動スタート地点に対する深度ずれを演
算する第１の演算手段と、前記ｆｆ５１．第２のコイル
の配設位置と、前記ローリング角検出手段の出力とに基
づいて、ローリングに伴なう前記ｆｆ１ｌ　ｐｆｉ２の
コイルの前記地中移動体に対する鉛直方向の相対位置ず
れを演算する第２の演算手段と、前記移動距離検出手段
によって検出された移ｉｔ＋距離に対応する前記段差記
憶手段の記憶段差と、前記初期深度記憶手段の記１深度
と、前記１！Ｆ５１および第２の演算手段の各演算値と
、前記ローリング角検出手段の出力とに基づいて、ロー
リングに伴なう前記第１、第２のコイルの前記地中移動
体に対する水平方向の相対位置ずれを演算する第３の演
算手段と、前記移動距離検出手段によって検出さ机た移
動距離に対応する前記段差記憶手段の記憶段差と、前記
初期深度記憶手段の記憶深度と、前記第１．第２のコイ
ルの各検出値と、前記第１．第２および第３の演算手段
の演算値に基づいて前記地中移動体の約２施工計画線に
対する水平変位を演算する水平変位演算手段とを具える
ようにしている。

したがってかかる構成によれば、第１にピッチングが発
生したとしても、第１の演算手段によってピッチングに
伴なう地中移動体の移動スタート地点の深度に対する深
度ずれを求めることができる。

第２に、ローリングが発生したとしても、第２、第３の
演算手段によってローリングに伴なう第１゜第２のコイ
ルの地中移動体に対する鉛直方向および水平方向の相対
位置ずれをそれぞれ求めることができる。

また、地中移動体の移動距離に応じて地表面の段差が段
差記憶手段から読み出される。

一方、初期深度記憶手段から移動スタート地点における
深度が読み出され、この読み出された深度と、第１．第
２のコイルの検出出力とによって、ピッチング、ローリ
ング、および段差がないとした場合の地中移動体の水平
変位を求めることができるが、水平変位演算手段は、上
記第１．第２および第３の演算手段の演算結果および段
差記憶手段から読み出された段差とに基づき、水平変位
の補正演算を行ない１、正確な水平変位を求め得る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明に係る地中移動体の水平変
位計測発生ｆｆの実施例を説明する。

なお、この実施例では地中移動体として地中促削闘を想
定している。が、この発明は地中把削別以外にも地中を
移動し得る有体物であれば任意に適用可能である。

ｆｆ５１図に実施例の地中佃削機の装ｅｌ構成を示す。

ここに第１図（ａ）は、第１図（ｂ）の上面図である。

一方、第２図は第１図（ｂ）の矢視Ｗ方向を示す図であ
る。

これら図に示すように、地表面ＥＰ上に施工計量線ＰＬ
から左右方向にそれぞれ所定距離１だけ離間した往路＠
１０ａおよび復路ａ１０ｂからなる磁界発生ケーブル１
０を敷設し、これらに適宜の交流電流を電流供給装置１
１によって矢印Ａ。

Ｂに示すごとく流したとすると、該ケーブル１０のこれ
ら往復路１１０ａおよび１０ｂを中心としてその周囲に
は同心円状に磁界が発生する。

一方、地中個削機２０の内部には２つのコイルＳ１およ
び＄２が所定位置に配設されており、これら各コイル３
１．８２は上記磁界を同時に検出する。これら２つのコ
イルＳ１およびＳ２は互いにその磁界検出方向が直交し
、かったとえ地中掘削１１２０がローリングしたとして
も各コイルそれぞれは上記ケーブル１０の鉛直面に対し
て角度ψ（たとえば４５°）に維持されるよう適宜な支
持装置２１によって支持されている。こうした条件下で
各パラメータを Ｖｌ　：コイルＳ１で検出される誘導起電力■２　：コ
イルＳ２で検出される誘導起電力Ｙ：コイルＳ１および
Ｓ２の地表面ＥＰからの深度 Ｘ：コイルＳ１およびＳ２の上記往復路ケーブル中心（
施工計画ＩＩ　Ｐ　Ｌ　）からの水平変位（ただし、地
中掘削顆２０の進行右方向の極性を十とする） のように設定すれば、これら各パラメータには、以下の
関係が成立する。

まず、上記誘導起電力Ｖ１．Ｖ２は、ケーブル１０の往
路＋ｌＮ０ａと＝＋イルＳ１．Ｓ２の交差点のＣＬ（以
下、これをコイル中心点ＣＬという）との距離をｒｌ、
同往路線１０ｂとコイル中心点ＣＬとの距離をｒ２、往
路線１０ａとコイル中心点ＣＬとを通過する線分が鉛直
軸となす角を０１、および復路線１０ｂとコイル中心点
ＣＬとを通過する線分が鉛直軸となす角を６２として、
下記（１）、（２）式のごとくそれぞれ表わされる（第
２図参照）。

ｒま ただし、ここでＫは、地中の透磁率等によって一６的に
定まう定数である。

これら（１）、（２）式を変形すると■１゜Ｖ２はそれ
ぞれ下記（３）、（４）式のごとく表わされる。

Ｖ２　　＝　　−（ｓｉｎψ　ＣａＳＯ３−ｃｏｓψ　
ｓｉｎθ２　）・・・　（４） ここに、第２図から容易に、 を得るから、これら（５）式と上記（３）、＜４）式と
から、θ１．θ２を消去するとともに、ψ＝４５°とす
ると、起電、力Ｖ１．Ｖ２は、それぞれ・・・　（３） ［１ と表わさ机る。ただし、上記＜６）、（７）式において
に’　＝’ｒ＜／（象−である。

上記（６）、（７）式はさらに下記（８）。

（９）式のごとくそれぞれ変形することができる。

と表わされるか、ら、この（１０）式と上記（８）５（
９）式とからｒｌ、ｒ２が消去できて、起電力Ｖ１．Ｖ
２はそれぞれ下記（１１）　、　　＜１２）式のように
なる。

・・・（１１） ・・・　（８） ・・・　（９） ここに、ｒ１２ ｒ２２は、第２図から容易に ・・・（１２） 上記（１１）式から上記（１２）式を減郷し、整理する
と、 １−Ｖ２ ・・・（１３） が得られ、一方、上記（１１）式と上記（１２）式の各
辺同士を加算し、整理すると、 Ｖｌ　＋Ｖ２ ・・・（１４） を得ることができるから、上記（１３）式の各辺を上記
（１４）式の各辺で除算してｖ１理すると、１−Ｖ２ Ｖｌ　＋Ｖ２ を得る。

ここにＹｔよ３ｍ以上、１は約１ｍという実情から”（
２＞Ｊ２としてよく、上記（１５）式においてｉ２の項
を無視することができる。また、同様にＸは１ｍ以下で
あるという実情からＹ２＞Ｘ２としてよく、上記（１５
）式においてＸ２の項を無視］ することができる。

したがって、上記（１５）式は、結局 と表わされる。上記（１６）式を水平方位Ｘを求める式
に変形すると、 を得る。

また、地中掘削Ｒ２０の内部には、ピッチング角θｐｔ
、つまり地中掘削ｆ１２０の１ｌｆＪ後方向の傾斜を検
出するピッチング傾斜計２２が、さらに同Ｓ削槻２０の
内部にはローリング角θｒｅ、つまり地中掘削１１２０
の左右方向の傾斜を検出するローリング傾斜計２３がそ
れぞれ適宜な位置に配設されている。

また光進立杭Ｓ　ｌ−１には、後述する信８処３！Ｉ！
装置３１が、地中掘削１１２ｏの移動推進距離Ｓを検出
する推進距離計３２（たとえばエンコーダを中心として
構成される）が、さらに後述する表示発生ｆｆｉ３３が
それぞれ配設されている。

第３図に示すように信号処理装置３１の受信アンプ３４
．３５には、コイルＳ１の検出［Ｖｌおよび第２のコイ
ルＳ２の検出ＩＶ２がそれぞれプリアンプ２５．２６を
介して入力されるとともに、同処理装ｆｆ１３１のＡ／
Ｄボード３５にピッチング傾斜計２２の検出値θｐｔ、
ローリング傾斜計Ｏｒｅおよび推進距離計の検出値Ｓが
それぞれ加えられる。

受信アンプ３４．３５は、入力された誘導起電力Ｖ１．
Ｖ２をそれぞれ所要の直流レベルにＡＣ−ＤＣ変換して
、これらをＡ／Ｄボード３５に出力する。

Ａ／Ｄボード３５は、誘導起電力Ｖ１．Ｖ２およびピッ
チング角θＤＣ，ローリング角ａｒｅおよび移動止Ｗ１
Ｓをそれぞれ所要のディジタル信号にＡ／Ｄ変換して、
これらディジタル信号をＣＰＵ３６に出力する。

ＣＰＵ３６は、入力された各検出値Ｖ１．Ｖ２　。

θｐＣ２θｒｅ、　３に基づいて後述する演０処理を行
なって、この演算処理の結果得られる地中佃削礪２０の
左右位置ずれＸＲ，つまり施工計画線Ｐ　ｌ−に対する
水平変位ＸＲを上記表示装＠３３に出力する。

この結果、表示装置３３の表示画面上には゛′左右位置
ずｈ　　Ｒ（右方向に）５ｃｎ″という具合に地中胞削
機２０の水平変位ＸＲが表示されることになる。

ここで、第５図に示すフローチャートを併せ参照して上
記ＣＰＵ３６で行なわれる演ｉ！ｌ！Ｉｔ狸について説
明するが、まず、はじめに本発明に適用される原理につ
いて第４図を参照して説明する。

ここに第４図（ｂ）、（ｃ）は同図（ａ）の矢視Ｗ方向
を示す図である。

同図（ａ）に示すように、池中佃削ｆ１２０の移動スタ
ー１〜地点Ｐｏにおける地表面ＥＰどコイル８１．８２
との距離、つまり移動スタート地点Ｐａにおける深度を
Ｙｏとする。

いま、地中掘削機２０がスタート地点Ｐｏがら到達立坑
ＥＨに向けて径路ＲＴに示すごとくピッチングを伴ない
ながら移動したものとし、この間口−リングが全く発生
しなかったと仮定する。

すると移動スタート地点Ｐａにおいては、コイル８１．
８２の施工計画Ｉ　Ｐ　Ｌ、からの水平変位Ｘｏと上記
深度Ｙｏとの間には、前記（１７）式と同様の関係、 ピッチング傾斜計２２の出力θｐｔとに基づきＣＰＵ３
６内で容易に行なうことができる。

したがって、地中掘削［２０がピッチングのみの影響を
受けて地点Ｐに到達したどきは、前記（１７）式のＹに
深度Ｙｏに深度ずれΔＶｌ）ｔがカ印したものを代入す
ることによって水平変位Ｘが下記のごとく求められる。

が成立する。

一方、地点Ｐにおいては、径路ＲＴにおいてピッチング
を伴なって移動したため、深度Ｙｏに対する深度ずれΔ
ｙｐ、が次式のごとく発生する。

ここに、θｐｔの極性は、地中掘削ＦＲ２０の進行方向
について下向きのピッチングを十とする。上記（１９）
式の波峰は、推３ｍ距離計３２の出力Ｓと一方、地表面
ＥＰは、施工計画ＩＰＬの敷設範囲に渡って平坦ではな
く、実際上同図（ａ）に示すごとく施工計画線ＰＬの位
置Ｒに応じた段差１く（Ｒ）を有している。なお、この
地表面ＥＰの段差Ｋ（Ｒ）は、磁界発生ケーブル１ｏの
ケーブル段差を意味する。この段差Ｋ（Ｒ）は、ｇ動ス
タート地点Ｐｏにおける地表面を基！＄！（零）とし、
鉛直上向を極性十とする。

なお、段差Ｋ（Ｒ）は、予め測Φ等によって容易に求め
ることができる。

すると、ピッチングに加えて段差の影響がある場合には
、上記（２０）式にこの段差分を加味して、水平変位Ｘ
を下記のごとく求め得る（第４図（ａ）参照）。

さて、いま地中掘削１２０がローリングの影響を受けた
ものとし、地点Ｐにおいてローリング角θｒｅをもって
傾斜しているものとする（第４図（ｂ）参照）。

ここにローリング角θ「ｅの楊性は地中掘削機２０の進
行方向について右を＋とする。

同図（ｂ）に破線で示すように、ローリング角θ「ｅが
零の場合には、地中掘削機２０の中心点ＳＴを通過する
鉛直軸ＳＬ上にコイルＳ′　１゜Ｓ’　　２が存在する
なめコイルＳ’　　１．Ｓ’　　２の水平変位Ｘをその
まま地中掘削１１２０の水平変位ＸＲとしてよかったが
、ローリング角θｒｅが発生すると、コイルＳ　Ｔ、　
Ｓ　２について地中掘削機２０の中心点ＳＴ（これはロ
ーリング中心となる）に対する相対位置ずれが発生する
ので、コイルＳ１゜８２の水平変位Ｘをそのまま地中ム
削機２０の水平変位ＸＲとすることができない。

すなわち上記相対位置ずれは、鉛直方向については、 Δｙ　　＝ｄｏ　　（１−ｃｏｓ　　１９ｒｅ）　　　
　　　・　（２２）「ｅ となり、水平方向については、 Δｘ’　　ｒｅ−ｄｏ　　ｓｉｎ　　θｒｅ　　　　　
　　　　−＜２３）として幾何学的に容易に求め得る。

ただし、ここにｄｏはコイル中心点ＯＬと地中個削機２
０の中心点ＳＴとの距離である。

しかし、水平方向については、磁界の入射角のファクタ
ーを加味する必要があるから、上記（２３）式のΔ”ｒ
ｅの代わりに下記（２４）式によって求められる水平方
向の相対位置ずれΔＸ　を使用ｅ する必要がある。

Δｘ　　＝　（Ｙｏ　＋ＫｆＲ）＋Δｙｐｔ＋Δｙ、。

）ｒｅ θｒｅ−Ｊ ・・・　（２４） （Ｙａ＋Δｙ　ｐｔ＋　Ｋ　ｆＲ）＋Δｙ、。）　・・
・（２５）が成立し、地中掘削機２０の水平変位ＸＲを
、次式によって求め得ることができる。

ここに、定数Ｊは、予め実験、シミュレーションによっ
て決定される定数である。

結局、地中掘削機２０がローリングの影響を受けると、
地中掘削機２０の水平変位ＸＲは、コイル３１．Ｓ２の
水平変位Ｘから上記水平方向の相対位置ずれΔＸｒｅを
減算したものとして求めなくてはならないことがわかる
（第４図（Ｃ）参照）。

したがってこれら求められたＫ（Ｒ）　、　Ｙｏ　、Δ
ｙ　ｐｔ’Δｙｒｅ’Δ”ｒｅ並びに地中掘削１１２０
の水平変位ＸＲとの間には、第４図（Ｃ）に示す幾何学
的関係から前記（１７）式の等価式、＋Δｙ　　）−Δ
Ｘ　　）−ΔＸ　　　・・・　（２６）ｒｅ　　　　　
　　　ｒｅ　　　　　　　　　ｒｅ以上述べた原理に基
づき第５図のフローヂ↑ｐ　−トが順次実行されること
になる。

さて、既知の値であるコイル中心点Ｃ１−と地中掘削機
２０の中心点ＳＴとの距ｕ　ｄ　ｏ　ｓおよびケーブル
１０と施工計画１！ＰＬとの距離ｌは、図示していない
メモリに記憶格納されており、これらｄｏ、ノが上記メ
モリから読み出さ机る（ステップ１０１）。

また、地中掘削機２０の移動スター１−地点Ｐａにおけ
る深度Ｙｏ　　（以下、初期深度ＹＯという）も同様に
上記メモリに記憶格納されており、これについても該メ
モリから読み出される（ステップ１０２）。　なお、上
記初期深度ＹＯはオペレータが発進立坑５ｔ−１におい
て圧力沈下計によって容易に計測することができる；し
かして計測された初期深度Ｙｏは上記ｄｏ　、Ｊととも
に図示していないキーボード等の入力装置により入力さ
れ、上記メモリに記憶されているものとする。

つぎに、コイル８１．８２でそれぞれ検出された起電力
Ｖ１．Ｖ２が入力される（ステップ１０３）。

つぎに、推進距離計３２の出力Ｓとピッチング傾斜計２
２の出力θｐｔとに基づいて前記（１９）式の演算が実
行され、ピッチングに伴なう深度ずれΔｙｐｔが求めら
れる（ステップ１０４）。

一方、上記メモリには、施工計画、！ＰＬの位置Ｒに各
対応した地表段差Ｋ（Ｒ）が記憶格納されている。具体
的には、第４図（ａ）に示すように移動距離Ｓの各範囲
Ｓ１．８２　、Ｓ３・・・を各アドレスとして対応する
段ｅＫ（Ｒ）が上記メモリ内に記憶されている。したが
って推進距離計３２の出力Ｓが得られた際に、該出力Ｓ
に応じたアト１／スが指定され、対応する段差Ｋ　（Ｒ
）が上記メモリから読み出される。なお、上記段差Ｋ　
＜Ｒ）は前述したように予め測量等によって施工計画線
Ｐ　Ｌの位置Ｒに応じてオペレータが求めておき、さら
にこの位置Ｒと移動距離の範囲Ｓ＊　、Ｓ２　。

＄３・・・との刺応づけを行ない、この結果得られたＳ
ｌ、８２、．８３・・・に応じた段差Ｋ（Ｒ）を上記キ
ーボード等の入力手段によって入力して上記メモリに記
′１！格納しておくものとする（ステップ１０５）。

つぎに、ステップ１０１において読み出された距離ｄｏ
と、ローリング傾斜計２３の出力θｒｅとに基づいて前
記（２２）式の演算が実行され、ローリングに伴なうコ
イル３１．Ｓ２の鉛直方向の相対位置ずれΔｙｒｅが求
められる（ステップ１０６）。

そして、ステップ１０２において読み出された演ＩＩ深
度Ｙｏおよびステップ１０５において読み出された現在
の地表段差Ｋ（Ｒ）およびステップ１０４において演算
されたピッチングに伴なう深度ずれΔｙｌ）ｔおよびス
テップ１０６において演料されたローリングに伴なうコ
イル３１．３２の鉛直方向の相対位置ずれΔｙＩ、：、
基づいて前記（２４）「ｅ 式の演算が実行され、ローリングに伴なうコイルＳ１，
８２の水平方向の相対位置ずれΔＸｒｅが求められる（
ステップ１０７）。

そして、最期にステップ１０２において読み出された深
度Ｙｏおよびステップ１０３において入力された第１．
第２のコイル８１．８２の検出値Ｖ１．Ｖ２およびステ
ップ１０４において演等されたピッチングに伴なう深度
ずれΔｙｐｔ１ステップ１０５において演算された現在
の地表段差Ｋ（Ｒ）およびステップ１０６において演算
されたローリングに伴なうコイルＳ１．Ｓ２の鉛直方向
の相対位置ずれΔｙ、、Ｏｉよびステップ１０７に６い
て演算されたローリングに伴なうコイルＳ１゜８２の水
平方向の相対位置ずれΔＸｒｅに基づいて地中掘削機２
０の施工計画ａＰＬからの左右位置ずれ（水平変位）を
前記（２６）式によってａｎする処理が実行される。

そしてこの演算の結果得られた左右位置ずれＸＲを表示
！！ｉＩａ　３３の表示画面上に表示する。しかしてオ
ペレータは、表示画面から現在、地中掘削機２０がいか
なる水平変位をもって移動しているかを認識することが
でき、該地中（削は２０に対して適切な操作、処理を行
なうことができる。

さらに、上記水平変位ＸＲを図示していない地中掘削機
２０の水平変位を制御する制御装置にフィードバック量
として入力して、地中掘削［２０が施工計画ＩＰＬに対
してずれが生じないように制粧することが可能になる（
ステップ１０８）。

以上説明したように実施例によれば、地中掘削１１２０
がピッチングおよびローリングを伴ない推進し、かつ地
表面に段差があったとしても、ピッチングに卯なう深度
ずれと、地表の段差の変イヒと、ローリングに停なう第
１．第２のコイルＳ１．Ｓ２の地中も削６２０に対づる
相対位置ずれが加味されて、地中掘削機２０の水平変位
ＸＲを正確に彎ることができる。

なお、実施例では、地中据削１１１２０の水平変位ＸＲ
を求め、これに基づいて水平変位が零になるよう制御す
る場合について説明したが、もちろん第５図のフローチ
ャートのステップ１０４においてピッチングに伴なう初
期深度ＹＯに対する深度ずれΔｙｐｔを求めることがで
きるので、この深度ずれΔｙｐｔが零になるように制御
して地中掘削機２０を移動スタート地点Ｐｏ　　（発進
立坑ＳＨ）から到達立坑ＥＨまで同一深度を保持しつつ
推進させることが可能である。

なお、実施例では、第１図に示すように、施工計画１１
ＰＬが直線の場合について説明したが、もちろん施工計
画１１ＰＬは曲線であってもよく、この場合も実施例と
同様に施工計画線ＰＬからの左右位置ずれＸＲを正確に
求めることができるとともに、該ずれＸＲが零になるよ
うに制御することができることはもちろんである。

なおまた実施例では、ピッチング、ローリング、段差を
加味して水平変位ＸＲを求めるようにしているが、ピッ
チング、ローリング、段差のいずれか１つまたは２つの
影響を考慮する必要のない状況下においては、対応する
計１１Ｂ置および対応する演算処理等を適宜省略するよ
うな実施もまた可能である。たとえば、段差の影響を無
視できるのであれば、予め段差Ｋ（Ｒ）をメモリに記憶
させておく労が省けるとともに、第５図のステップ１ｏ
５の処理を省略することができる。また、たとえば、ロ
ーリングの影響を無視できるのであれば、ローリング傾
斜計２３の配設を省略できるとともに、第５図のフロー
チャートのステップ１０６゜１０７の！ｉａ理を省略す
ることができる。こうした場合には、装置コストが大幅
に低減されるという利点がをられる。

また、実施例では、コイル８１．８２のコイル中心ＯＬ
が、地中掘削１１２０の中心点ＳＴ（ローリング中心）
を通過する鉛直軸Ｓ　＋−上にあるようにコイルＳ１．
Ｓ２を配設しているが、もちろんこれに限定されること
なくコイル中心ＣＩ−を鉛直軸Ｓ１−からずらして配設
する実施も当然可能である。

なお、上記の実施例では、磁界発生ケーブル１０に交ｉ
ｚｍを供給するようにしたが、この供給する電流は直流
電流であっても勿論よい。

また、この磁界発生ケーブル１０自体単翰である必要は
なく複数のケーブル若しくはこれら複数のケーブルを束
ねたものであってもよい。

〔発明の効果） 以上説明したように本発明によれば地中移動体のピッチ
ング、ローリングの影響および地表の段差等を加味して
、施工計画線からの水平変位を正確に求めることができ
る。

このため、掘削作業時における作業精度が大幅に向上す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ｂ）は、本発明に係る地中移仙体の水平変位計
測装置の一実施例についてその構成のＩｌ要を示す横断
面図で、同図（ａ＞は同図（ｂ）の上面図、第２図は、
第１図＜ｂ＞の矢視Ｗ方向を示す図で、磁界発生ケーブ
ルと地中掘削機との一般的な幾何学的関係を示す図、第
３図は、実施例の水平変位計測装置の信号の流れを説明
するために用いたブロック図、第４図は、第３図に示す
ＣＰＵで実行されるＰ！Ａｍ処理を説明するために用い
た図で、ピッチング、ローリングおよび地表の段差にと
もなう地中掘削機と磁界発生ケーブルとの幾何学的関係
を示す図、第５図は、第３図に示すＣＰＵで行なわれる
処理手順を示すフローチャートである。 １０・・・磁界発生ケーブル、１１・・・電流供給１ｅ
ｌ。 ２０・・・地中掘削機、２１・・・支持装置、２２・・
・ピッチング傾斜計、２３・・・ローリング傾斜計、３
１・・・信号処理部、３２・・・推進距離計、３６・・
・ＣＰＵ、８１．８２・・・コイル、ＰＬ・・・施工計
画線、ＥＰ・・・地表面。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地表の施工計画線に沿って地中を移動する地中移
   動体の前記施工計画線に対する水平変位を計測する地中
   移動体の水平変位計測装置において、 その往路線と復路線とが前記施工計画線の左右方向にそ
   れぞれ所定距離離間して配設された磁界発生ケーブルと
   、 前記磁界発生ケーブルに電流を供給する電流供給手段と
   を具えるとともに、 前記地中移動体の所定位置に、各コイル軸の方向が前記
   地中移動体の進行方向正面からみて鉛直軸に対して所定
   角度ずつ左右に傾斜するよう支持された第１および第２
   のコイルと を配設し、さらに 前記地中移動体の移動スタート地点における深度を予め
   記憶する初期深度記憶手段と、 前記施工計画線の各位置ごとに前記移動スタート地点の
   地表面に対する地表面の段差を記憶する段差記憶手段と
   、 前記地中移動体の移動距離を検出する移動距離検出手段
   と、 前記地中移動体のピッチング角を検出するピッチング角
   検出手段と、 前記地中移動体のローリング角を検出するローリング角
   検出手段と、 前記移動距離検出手段の出力と前記ピッチング角検出手
   段の出力とに基づいて、ピッチングに伴なう前記地中移
   動体の前記移動スタート地点に対する深度ずれを演算す
   る第１の演算手段と、前記第１、第２のコイルの配設位
   置と、前記ローリング角検出手段の出力とに基づいて、
   ローリングに伴なう前記第１、第２のコイルの前記地中
   移動体に対する鉛直方向の相対位置ずれを演算する第２
   の演算手段と、 前記移動距離検出手段によって検出された移動距離に対
   応する前記段差記憶手段の記憶段差と、前記初期深度記
   憶手段の記憶深度と、前記第１および第２の演算手段の
   各演算値と、前記ローリング角検出手段の出力とに基づ
   いて、ローリングに伴なう前記第１、第２のコイルの前
   記地中移動体に対する水平方向の相対位置ずれを演算す
   る第３の演算手段と、 前記移動距離検出手段によって検出された移動距離に対
   応する前記段差記憶手段の記憶段差と、前記初期深度記
   憶手段の記憶深度と、前記第１、第２のコイルの各検出
   値と、前記第１、第２および第３の演算手段の演算値に
   基づいて前記地中移動体の前記施工計画線に対する水平
   変位を演算する水平変位演算手段と を具えたことを特徴とする地中移動体の水平変位計測装
   置。
2. （２）前記第１および第２のコイルの軸の前記地中移動
   体の進行方向正面からみて鉛直軸となす所定角度は４５
   °である請求項（１）記載の地中移動体の水平変位計測
   装置。