JPH03260282A - 地中掘削機の位置検出装置 - 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、地中を掘削している地中掘削機の位置を検出
する位置検出装置に係り、特に対向させて発進させた２
台の地中掘削機を地中において接合させるのに好適な地
中掘削機の位置検出装置に関する。

〔従来の技術〕

海底にトンネルを構築する場合、地中掘削機を発進させ
る立坑を多（設置することができない。

しかし、１台の地中掘削機によって長距離を掘進するこ
とは、掘削土砂の排出等に困難性が生しるばかりでなく
、多くの危険を伴う。このため、海底トンネルを構築す
る場合、地中掘削機の掘削距離を短くするために、２台
の地中掘削機を相対向させて発進し、各地中掘削機が掘
削したトンネルを地中内において接合することが行われ
ている。

ところが、接合点において両地中掘側機の中心が左右、
上下にずれると、接合したトンネルが不連続になるため
、両地中掘削機の相対位置を求めて位置ずれを修正する
必要がある。そして、従来は、２台の地中掘削機間の位
置ずれを修正する場合、各地中掘削機のトンネル計画線
に対する位置ずれや、発進地点などの基準位置からの位
置を検出することにより、両地中掘前線間の相対的な位
置ずれを求め、この位置ずれに基づいて修正を行うよう
にしていた。

従来、地中にある地中掘削機の位置を求める場合、次の
ような方法が採用されていた。

■　トランシフトなどによる坑内測量によって地中掘削
機の基準点からの位置、計画線からのずれを求める。

■　地中掘削機の発進立坑内にレーザ光等のコヒーレン
トな光を発生する光学発信装置を設置し、この装置によ
ってトンネル計画線を照射し、地中掘削機に取り付けた
ターツゲト上の光点を読み取り、地中掘削機の発進立坑
からの位置、偏位、偏角を求める。

■　方位ジャイロ、圧力式沈下計、傾斜計およびトンネ
ル内に組み立てたセグメント長さを基準とする走行距離
針を組み合わせ、基準位置からの相対的な位置を求める
。

しかし、上記した地中掘削機の位置を求める従来の各方
法は、下記のような欠点があり、地中接合を精度よく行
うことが困難であった。

■の方法は、トンネルを屈曲して掘削する場合、測定点
を多く取る必要があり、リアルタイムに計測することが
できず、実際的でない、また、■の方法は、トンネル計
画線が屈曲していると、発進立坑からのレーザ光がター
ゲットに照射できない場合を生じ、光学発信装置を適切
な位置に移動させなければならない、しかも、レーザ光
を直接計画線の全長にわたって照射できないため、光学
発信装置を移動させる都度、ターゲットと光学測量装置
とトンネル計画線との相互の位置関係をそれぞれ実測し
、この測定結果に基づいて計算により計画路線を求めた
後に、地中掘削機の位置、偏位、偏角を算出しなければ
ならない、このため、光学発信装置の移設や測定、計算
に人手がかかり、掘進作業の能率が低下する、という問
題がある。

さらに、■の方法は、累積誤差が発生し、長距離の掘削
には向かず、また曲率半径の小さな曲線を掘削する場合
や、曲線が連続しているトンネルを掘削する場合に対し
ても、同様に不向きである。

そして、地中接合のように、２台の地中掘削機の相対位
置を計測する場合には、誤差がさらに増大する。

そこで、本願出願人は、地中接合させる２台の地中掘削
機の一方に磁界発生器を取り付け、他方の地中掘削機に
磁界発生器が発生した磁界を検出する磁界検出器を設け
るとともに、磁界検出器をポーリング装置によって磁界
発生器に近接させ、磁界検出器の検出信号とポーリング
装置の掘進量とを演夏装置に入力して、両者の相対位置
を求めることができる位置検出装置を提案した（特願平
１−２２３０３５号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の特願平１−２２３０３５号に示された位
１検出装置は、磁界発生器として方形状のループケーブ
ルを使用しているために、検出誤差が大きくなる。すな
わち、特願平１−２２３０３５号の位置検出装置は、無
限に長いまたはそれと返信できる平行ケーブルが発生す
る磁界を検出する技術を利用したものであるため、磁界
強度の検出に必要としない他の一対の辺から発生した磁
界も磁界検出器によって検出され、誤差を生む。

すなわち、磁界発注器が無限の長さの平行ケーブルと見
なせる場合、例えば長辺すと短辺ａとの比ｂ　／　ａが
１００である矩形状をしたループであった場合、長辺間
の中心から長辺に直交した方向への偏位置を、磁界検出
器が検出した磁界の強さに基づいて求めた偏位置Ｘ′と
実測値Ｘとで比較すると、第９図のように傾きが１とな
り、検出磁界から求めた偏位量χ′は実測値Ｘと等しい
値が得られる。

ところが、ｂ　／　ａを小さくすると、磁界検出器の検
出する磁界の強さは短辺ａが発生する磁界の影響を受け
、横軸に実測値Ｘ、縦軸に検出した磁界の強さに基づい
て求めた偏位置Ｘ′をとったときの傾きは、第１０図に
示したように１より小さくなり、偏位置Ｘ′が実測Ｍｘ
より小さくなって検出誤差を生じる。

そこで、磁界発生器を長辺と短辺との比が大きな矩形状
の複数のループで構成することが考えられる。しかし、
この場合、複数のループを同時に駆動して磁界を発生さ
せると、磁界検出器の検出する磁界の強さは、どのルー
プによるものかの区別ができない。

本発明は、複数のループからなる磁界発生器の、磁界を
発生しているループを知ることができ、もって磁界検出
器の検出信号に基づいて求めた地中掘削機の位置の精度
を向上することができる地中掘削機の位置検出装置を提
供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本発明に係る地中掘削機
の位置検出装置は、地中掘削機の先端部またはこの地中
掘削機の前方の基準となる位置のいずれか一方に設けた
磁界発生器を、平行に配置した複数の矩形状ループから
構成し、かつ隣合った各ループを相互に重ね合わせて配
置するとともに、前記複数のループを順次切り換えて励
磁し、磁界を発生させる制御装置と、前記地中掘削機の
先端部と前記基準位置とのいずれか他方に設けられ、前
記各ループが発生した磁界を検出する磁界検出器と、こ
れら磁界検出器と前記磁界発生器との少なくともいずれ
か一方を前進させ、両者を接近させる推進機と、この推
進機の前進距離と前記磁界検出器の検出信号とに基づい
て、前記地中掘削機の前記基準位置に対する相対位置を
演算する位置演算器と、を有することを特徴としている
。

〔作用〕

上記の如く構成した本発明は、推進機によって磁界発生
器と磁界検出器との少なくとも何れか一方を前進させ、
磁界発生器と磁界検出器とを近接させる。そして、両者
を近接させた状態で磁界発生器を構成している複数のル
ープを順次切り換えで励磁し、これらループが発生した
磁界の強さを磁界検出器によって検出する。この磁界検
出器が検出した磁界の強さは、推進機の前進距離ととも
に位置演算器に入力される。

位置演算器は、推進機が前進した距離から地中掘削機と
基準となる位置との間隔を求める。また、位置演算器は
、磁界検出器の検出信号から、最もレベルの高い検出信
号が得られる磁界を発生しているループを検知し、この
ループに対する磁界検出器の相対位置を求め、地中掘削
機の基準位！に対する上下、左右方向のずれを演算して
出力する。

従って、地中掘削機の基準位置までの距離と、基準位置
に対する地中掘削機の中心ずれを容易に求めることがで
き、地中掘削機の基準位置に対する相対位置を得ること
ができる。

しかも、磁界発生器は、平行に配置した複数の矩形状の
ループからなり、隣合うループが重なるようにしである
とともに、各ループは制御装置によって順次切り換えら
れて磁界を発生するようになっているため、磁界を発生
しているループを容易に特定することができ、またルー
プの長辺と短辺との比を大きくすることにより、長辺の
発生する磁界の強さを検出する磁界検出器の検出信号は
、短辺が発生する磁界による影響を無視できて、実質的
に無限に長い平行導体から生ずる磁界の強さを検出する
のと同様の効果が得られ、位置の検出精度を高めること
ができる。そして、各ループのそれぞれの長辺間の間隔
を小さくして長辺と短辺との比を大きくしたとしても、
ループの数を適宜にすることにより、磁界検出器が磁界
発生器から外れることがなく、検出精度の低下を防止す
ることができる。

〔実施例〕

本発明の地中掘削機の位置検出装置の好ましい実施例を
、添付図面に基づいて詳説する。

第１図は、本発明の実施例に係る地中掘削機の位置検出
装置の説明図である。

第１図において、地中掘削機１０．２０は、図示しない
カッタを備えたカッタドラム１２．２２を有する。この
カッタドラム１２．２２は、回転可能であるとともに、
任意の回転位置に停止することができるようになってい
る。また、地中掘削機１０．２０は、カッタドラム１２
．２２を回転させながら前進することにより、カッタに
よって掘削した土砂をカシタドラＬ１２．２２内に取り
込ミ、スクリューコンベヤ等によって後方に移送するよ
うになっている。そして、これらの各地中掘削機１０．
２０は、それぞれ異なった発進立坑からトンネル計画線
に沿って相互に接近する方向に掘進し、掘削したトンネ
ルを接合する。

一方の地中掘削機２０の前部には、圧密掘進型の小径ポ
ーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃが設けである。こ
れらのボーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、内部
に詳細を後述する磁界検出器２６ａ、２６ｂ、２６ｃを
有し、磁界検出器２６ａ、２６ｂ、２６ｃを進退させる
推進機としての役割をなす。

各ボーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、地中掘削
機２０のカッタドラム２２の後側に設けられ、地中掘削
機２０の中心（原点）に対して半径ｒの円周上に９０度
間隔で配置されている。すなわち、地中掘削［１２０の
中心を通る掘進方向にＸ軸、上下方向にＺ軸、Ｘ軸とＺ
軸とに直交した方向にＹ軸をとると、各ボーリング装置
２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、（０，０、ｒ）、（０、ｒ
、Ｏ）、（Ｏｌ−ｒ、０）の位置に配置しである。

そして、カッタドラム２２にはボーリング装置２４ａ、
２４ｂ、２４ｃに対応して貫通孔（図示せず）設けてあ
り、カッタドラム２２が標準位置に停止したときに、貫
通孔がボーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの前方に
位置する。従って、ボーリング装置２４ａ、２４ｂ、２
４ｃは、カッタドラム２２が標準位置に停止したときに
、貫通孔より前方に掘進し、磁界検出器２６ａ、２６ｂ
、２６ｃを他方の地中掘削＠１０に向けて前進させるこ
とができるようになっている。

一方、他方の地中掘削機１０は、地中掘削機２０に対し
ての基準位置となっており、カッタドラム１２の前面ま
たばカッタドラム１２の内側に、詳細を後述する磁界発
生器１４ａ、、１４ｂ、１４Ｃが設けである。これらの
磁界発生器１４ａ、１４ｂ、１４Ｃは、地中掘削機２０
のボーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃに対応して設
けられ、地中掘削機１０．２０の中心線を一致させて両
者を対面させ、カンタドラム１２．２２を標準位置に停
止させたとき、磁界検出器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの中
心とボーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの中心とが
一致するようになっている。

各磁界発生器１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、制御袋Ｗ５０
によって制御される電源装置１９に接続してあり、電源
装置１９から給電されて磁界を発生するようになってい
る。そして、各磁界発生器１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、
同一の構造をなしており、第２図に磁界発生器１４ａを
例にとって示したように、一対のループ部１６ａ、１６
ｂを直交させて配置した構造をなす。

各ループ部１６ａ、１６ｂは、第３図に示したように、
複数、例えば５つの矩形状をしたループケーブル１８ａ
〜１８ｅからなっている。各ループケーブル１８ａ〜１
８ｅは、長辺に沿って平行に配列され、隣合っている各
ループケーブルが相互に半分ずつ重なり合っているとと
もに、それぞれが電源装置１９を構成している交流電源
１９ａ〜１８ｅに接続されており、独立して磁界を発生
することができるようにしである。

これら各交流電源１９ａ〜１８ｅは、制御装置５０に接
続してあり、Ｈａ装置５０が切り換え制御信号を交流＠
、源１９ａ〜１８ｅに与え、交流電ｆｉ１９ａ〜１８ｅ
に対応した各ループケーブル１８ａ〜１８ｅを順次切り
換えて駆動する。そして、ループ部１６ａを構成してい
るループケーブル１８３〜１８ｅは、長辺が地中掘削１
１１０のＺ軸と平行となるように配置され、ループ部１
６ｂを構成しているループケーブル１８ａ〜１８ｅは、
長辺が地中掘削機１０のＹ軸と平行になるように配置さ
れる。

磁界発生器１４ａが発生した磁界を検出する磁界検出器
２６ａは、磁界検出器２６ｂ、２６ｃと同様の構造とな
っており、Ｙ軸方向検出部２８ａと２軸方向検出部２８
ｂとから構成され、それぞれが直交配置した一対の検出
コイルからなる。そして、Ｙ＊に方向検出部２８ａは、
ループ部１６ａの発生する磁界の強さを検出し、検出信
号を位置演算器３０に送出する（第１図参照）。同様に
、Ｚ軸方向検出部２８ｂは、ループ部１６ｂが発生する
磁界の強さを検出し、位置演算器３０に検出信号を入力
する。

位置演算器３０は、各磁界検出器２６ａ、２６ｂ、２６
ｃの検出信号と、各ポーリング装置２４ａ、２４ｂ、２
４ｃの掘進量とから、地中掘削機２０の地中掘削機１０
に対する相対距離、Ｙ軸方向、Ｙ軸方向の偏位量、地中
掘削機１０の軸線（Ｘ軸）に対するピッチング角、ロー
リング角を演算し、表示装置３２に出力して表示する。

上記の如く構成した実施例による地中掘削機１Ｏ１２０
間の相対位置は、次の如くして求められる。

まず、地中掘削機１０．２０のカッタドラム１２．２２
を標準位置に停止させる０次に、地中掘削＄１２０に設
けたポーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃを駆動し、
それぞれの先端が基準位置となる地中掘削＃１］０の前
面に到達するまで掘進させ、磁界検出器２６ａ、２６ｂ
、２６ｃを磁界発生器１４ａ、１４ｂ、１４ｃに近接さ
セル、各ポーリング装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの先端
が地中掘削機１０の前面に到達したことは、掘進抵抗の
大きさ等によって検知され、各ポーリング装置２４ａ、
２４ｂ、２４ｃの掘進距離が位置演算器３０に入力され
る。

磁界検出器２６ａ、２６ｂ、２６ｃが磁界発生器１４ａ
、１４ｂ、１４ｃに近接して配置されると、制御装置５
０は、電源袋２１９に各交流電源１９ａ〜１８ｅを順次
切り換えてオンする制御信号を送出し、各磁界発生器１
４ａ、１４ｂ、１４Ｃのループ部１６ａまたはループ部
１６ｂのループケーブル１８ａ〜１８ｅを順次切り換え
て駆動し、磁界を発生させる。

ループケーブル１８ａ〜１８ｅを順次切り換えて駆動す
る方法、すなわち制御装置５０が電源装置１９に与える
切換制御信号のパターンは任意であり、例えば第４図の
ように、各交流電源１９ａ〜１８ｅを連続的に切り換え
て１時間だけオンさせるようにすることができる。また
、第５図に示したように、駆動信号をΔＴ毎に出力する
とともに、最初の交流電源１９ａに連続して２回駆動信
号を与え、他の交流ｔｆ！Ａには１回ずつ駆動信号を与
えて、最初のループケーブル１８ａを区別できるように
することもできる。さらに、ループケーブルの番号（順
序番号）に比例した時間（例えば、ｎ番目ならｎ７秒）
駆動したりしてもよい。

磁界検出器２６ａのＹ軸方向検出部２８ａは、磁界発生
器１４ａのループ部１６ａを構成しているループケーブ
ル１８ａ〜１８ｅからの磁界の強さを順次検出し、検出
した磁界の強さに応した検出信号を位置演算器３０に入
力する。また、Ｚ軸方向検出部２８ｂは、ループ部１６
ｂを構成しているループケーブル１８ａ〜１８ｅからの
磁界の強さを検出し、検出した磁界の強さに応じた検出
信号を位置演算器３０に入力する。

位置演算器３０は、Ｙ軸方向検出部２８ａから検出信号
が入力してくると、各検出信号を相互に比較して最も信
号レベルの高い信号を選択する。

そして、位置演算器３０は、この最もレベルが高い信号
をＹ軸方向検出部２８ａが検出したときに磁界を発生し
ているループケーブル１８ｉを検知し、ループ部１６ａ
の中心に対する検知したループケーブル１Ｂ＋の位置を
演算する。

上記のループケーブル１８４を検知する方法法例えば位
置演算器３０にカウンタを設けて入力してくる磁界検出
器からの検出信号をカウントしたり、磁界発生器１４側
と磁界検出器２６側とで同期をとること等により検知す
ることができる。そして、ループケーブルを駆動するパ
ターンが第５図に示したパターンであって、それぞれの
ループケーブルからの磁界による磁界検出器の検出信号
のレベルが第６図のようであったとすると、位置演算器
３０は、最もレベルの高い検出信号が連続した同一強度
の検出信号を受けてから何個口であったかを計数し、ル
ープケーブル１８ｉを特定する。

ループケーブル１８ｉの位置は、次のようにして求めら
れる。

例えば、ループ部１６ａが第３図のように５つのループ
ケーブル１８ａ＝１８ｅからなっていて、４番目のルー
プケーブル１８ｄの発生した磁界による検出信号のレベ
ルが最も高い場合、位置演算器３０は、ループケーブル
１８ｃの中心とループケーブル１８ｄの中心との距＠１
．．を求め、図示しない記憶部に格納する。その後、位
置演算器３０は、ループケーブル１８ｅの中心に対する
Ｙ軸方向検出部２８ａの偏位δｙを、本願出願人の出願
に係る特願平１−６５３５２号または特願平１−２２３
０３５号に示された計算式に基づいて夏山する。そして
、位置演算Ｈ３０は、Ｙ軸方向検出部２８ａのループ部
１６ａの中心からの偏位ｄｙ、すなわちポーリング装置
２４ａの中心が磁界発生器１４ａの中心に対してＹ軸方
向にどれだけ偏位しているかを次式によって求める。

ｄｙ＝δγ＋！、　　　　−・−・−・（１）そして、
位置演算器３０は、同様にして各ポーリング装置２４ａ
、２４ｂ、２４ｃの磁界発生器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ
の中心からのＹ軸方向とＺ軸方向との偏位置を求め、地
中掘削１１２０の中心の、地中掘削機１０の中心に対す
る偏位置と偏位の方向とを演算し、表示装置３２に表示
する。

また、位置演算器３０は、入力された各ポーリング装置
　２４　ａ、２４ｂ、２４ｃの掘進量から、本願出願人
の出願に係る特願平１−２２３０３５号に示された方法
により、地中掘削機２０の地中掘削機１０に対するピッ
チング角、ローリング角を求めて表示装置３２に表示す
る。

このように、実施例においては、磁界発生器１４ａ、１
４ｂ、１４ｃを矩形状のループケーブル１８　ａ−１８
ｅによって構成したことにより、各ループケーブル１８
ａ〜１８ｅの長辺と短辺との比（長辺／短辺）を大きく
することにより、磁界検出器２６ａ、２６ｂ、２６ｃの
検出磁界に対する、ループケーブル１８ａ〜１８ｅの短
辺が発生する磁界の影響を小さくでき、地中掘削ｌ１２
０の地中掘削機１０に対する偏位量の検出精度を向上す
ることができる。しかも、複数のループケーブル１８ａ
〜１８ｅは、長辺に沿って平行に配置して隣合った各ル
ープケーブルを半分ずつ重ね合わせであるとともに、制
御装置５０が各ループケーブル１８ａ〜１８ｅを順次切
り換えて駆動し、それぞれが異なった時刻に磁界を発生
するようにしであるため、磁界を発生しているループケ
ーブルを容易に識別することができる。また、ループケ
ーブルは、長辺間の間隔が狭くても、予想させる最大偏
位量に応じた数を配置することにより、必要な検出範囲
を容易に確保することができる。

第７図は、他の実施例を示したものである。

第７図において、制御装置５０は、マルチブクサやリレ
ーなどからなる切換部と、切換部を制御する制御部（い
ずれも図示せず）とからなっていて、切換部に各ループ
ケーブル１８ａ〜１８ｅと単一の交流電源５２とが接続
しである。また、制御装置５０の制御部と位置演算器３
０には、時計５４．５６が接続してあり、＃扉装置５０
による各ループケーブル１８ａ〜１８ｅの駆動と、位置
演算器３０による磁界検出器２６からの検出信号の取り
込みとが同期するようにしである。

このように構成した本実施例は、時計５４と時計５６と
の時刻を合わせるとともに、制御部Ｗ５０の制御部が切
換部に切換制御信号を出力する周期や長さ、位置演算器
３０が磁界検出器２６から検出信号を取り込む周期や長
さ等を同期させるようにすると、磁界を発生しているル
ープケーブルを容易に特定することができる。

第８図は、ループ部の他の実施例を示したものである。

第８図において、ループ部１６　（１６ａ、１６ｂ）は
、直線をなす共通線３４と共通線３４に直交し、相互に
平行な複数の支線３６ａ〜３６ｇからなっている。支線
３６ａ〜３６ｇは、一端が等間隔をもって共通線３４に
接続され、他端がリレー等の切換器３８の可動接点ａ　
−ｇに接続しである。また、切換器３８は、固定接点側
が交流電源５２に接続してあり、ループ部１６に磁界発
生用の電流を供給できるようにしである。

このように構成したループ部１６は、切換器３８を切り
換えることにより、例えば可動接点ａを１側（または２
側）に、可動接点Ｃを２側（または１側）に接続すれば
、支線３６ａ、共通線３４、支線３６ｃからなるループ
が形成され、可動接点すを１側（または２側）、可動接
点ｄを２側（または１側）に接続すれば、支線３６ｂ、
共通線３４、支線３６ｄからなるループが形成されて、
前記実施例のループケーブル１８ａ〜１８ｅと同様の作
用、効果を得ることができる。

なお、このように構成したループ部１６は、位相を無視
すれば、切換器３８の端子に、対象性により省略が可能
なものがある。また、例えば、可動接点ａをＩＩ！ｌ（
または２側）に、可動接点ｇを２側（または１側）に接
続したり、可動接点すをＩＮ（または２側）に、可動接
点ｆを２側（または１側）に接続する等により、任意の
大きさのループにすることができる。

前記実施例においては、磁界検出器２６をポーリング装
置２４によって前進させる場合について説明したが、磁
界発生器１４を前進させるようにしてもよし、磁界発生
器と磁界検出器２６との両方を前進させるようにしても
よい、また、前記実施例においては、２台の地中掘削機
１０，２０による接合の場合について説明したが、例え
ば、磁界検出器２６を前進させるポーリング装置２４を
到達立坑に配置し、この到達立坑に対する地中掘削機の
位置を求める場合にも適用することができる。そして、
前記実施例においては、磁界検出器２６を前進させる推
進機として圧密掘進型の小径ポーリング装置２４を用い
た場合について説明したが、推進機はこれに限定されな
い。

さらに、前記実施例においては、磁界発生器とポーリン
グ装置とをそれぞれ複数設けた場合について説明したが
、何れか一方または両方の数を１つにして、これらを回
転させて地中掘削機に対する位置を変えて測定するよう
にしてもよい。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、位置演真器が
推進機の前進した距離から地中掘削機と基準となる位置
との間隔を求めるとともに、磁界検出器の検出信号から
、地中掘削機の基準位置に対する上下、左右方向のずれ
を演夏して出力する。

従って、地中掘削機の基準位置までの距離と、基準位置
に対する地中掘削機の偏位量を容易に求めることができ
、地中掘削機と基準位置との相対位置を得ることができ
る。

しかも、磁界発生器が矩形状のループからなっているた
め、このループの長辺と短辺との比を大きくすることに
より、検出する磁界は、短辺が発生する磁界）による影
響を無視することができ、実質的に無限に長い平行導体
から生ずる磁界の強さを検出するのと同様の効果が得ら
れ、位置の検出精度を高めることができる。

また、磁界発生器は、平行に配置した複数の矩形状のル
ープを、隣合うループが重なるようにし、かつ各ループ
を順次切り換えて磁界を発生させるようにしであるため
、磁界を発生しているループを容易に検知でき、各ルー
プのそれぞれの長辺間の間隔を小さくして長辺と短辺と
の比を大きくしたとしても、予想最大偏位置に応してル
ープ数を増減することにより、磁界検出器が磁界発生器
から外れることがなく、検出精度の低下を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る地中掘削機の位置検出装
置の説明図、第２図は前記実施例の一部拡大図、第３図
は磁界発明の詳細な明図、第４図、第５図は磁界発生器
を構成しているループケーブルを駆動する実施例のタイ
ミングチャート、第６図は磁界を発生しているループケ
ーブルを特定する方法の一例を示す説明図、第７図は他
の実施例の説明図、第８図は磁界発生器のループ部の他
の実施例の説明図、第９図は無限の長さと見なせる平行
導体からの磁界を測定して求めた偏位置と実測偏位との
関係を示す図、第１０図は矩形状ループの長辺と短辺と
の比の変化に対する磁界を測定して求めた偏位置の実測
偏位置に対する誤差を示す図である。 １０．２０−−−一地中掘削機、１４　ａ　〜１４　ｃ
−・磁界発生器、１６ａ、１６　ｂ−−−ループ畝１８
ａ〜１８ｅ　　・−一一−−ループケーブル、１９源装
置、２４　ａ　〜２４　ｃ−−一推進機（ポーリ装置）
　、２６　ａ　〜２６　ｃ−−−−一磁界検出器、３−
位置演算器、３４　・・−・−共通線、３６ａ〜３・−
・・・・支線、５０　−−−一制御装置。 電 ング ６ｇ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）地中掘削機の先端部またはこの地中掘削機の前方
   の基準となる位置のいずれか一方に設けた磁界発生器を
   、平行に配置した複数の矩形状ループから構成し、かつ
   隣合った各ループを相互に重ね合わせて配置するととも
   に、 前記複数のループを順次切り換えて励磁し、磁界を発生
   させる制御装置と、 前記地中掘削機の先端部と前記基準位置とのいずれか他
   方に設けられ、前記各ループが発生した磁界を検出する
   磁界検出器と、 これら磁界検出器と前記磁界発生器との少なくともいず
   れか一方を前進させ、両者を接近させる推進機と、 この推進機の前進距離と前記磁界検出器の検出信号とに
   基づいて、前記地中掘削機の前記基準位置に対する相対
   位置を演算する位置演算器と、を有することを特徴とす
   る地中掘削機の位置検出装置。