JPH0584359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は自己の掘削位置や掘削方向等の掘削状
態をリアルタイムで検出することの出来るシール
ド掘削機に関する。

(b) 従来の技術 従来、シールド掘削機においていその掘削状態
を知るためには、シールド発進部後方に基準点を
設け、該基準点を基準にしてトランシツトを用い
てシールド掘削機に設けられた観測点を測定し
て、シールドの掘進位置や掘削距離を求めてい
た。また、掘進方向の測定も、掘削機後方の基準
点から、掘削機前後に設けられた観測定を測定す
ることにより求めていた。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかし、こうした方法では、シールド掘削機と
基準点間の見通しがきかない場合には、途中に補
助基準点を設置して測定する必要が有り、測定作
業に多くの手間が掛かかる欠点が有つた。また、
シールド掘削機による掘削作業中は、トンネル内
での測定作業は困難であり、通常は、一定距離掘
削後に測定するといつた、事後測定となつてお
り、リアルタイムで掘削状態を知ることは出来な
かつた。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、リアルタ
イムで掘削機の掘削状態を検出することが出来
る、シールド掘削機を提供することを目的とする
ものである。

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、シールド掘削機１の外殻２の
前後に、少なくとも２個の加速度計３，５を設け
ると共に、該架設速計３，５の出力（AT）か
ら、前記各加速度計設置位置における外殻２の移
動方向を演算する移動量演算手段６，７を設けて
構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応す
る要素を示す、便宜的なものであり、従つて、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではな
い。以下の、「(e)・作用」の欄についても同様で
ある。

(e) 作用 上記した構成により、本発明は、シールド掘削
機１が、加速度計３，５による加速度の測定結果
から移動量演算手段６，７により演算されるよう
に作用する。

(f) 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明によるシールド掘削機の一実施
例を示す制御ブロツク図、 第２図は本発明によるシールド掘削機の一実施
例を示す側面図、 第３図乃至第５図はシールド掘削機の姿勢を示
す斜視図である。

シールド掘削機１は、第２図に示すように、円
筒状に形成された外殻２を有しており、外殻２の
図中左方には、カツタ４が回転駆動自在に支持さ
れている。外殻２の前後、即ち図中左右には、直
交するＸ，Ｙ，Ｚ軸の３軸の加速度を測定するこ
との出来る加速度計３，５が設けられており、各
加速計度３，５は、第３図に示すように、Ｙ軸及
びＺ軸の水平二方向及び、Ｘ軸の垂直方向の加速
度を測定出来るように設置されている。なお、外
殻２の、第２図右方には、セグメント等からなる
覆工１１が構築されており、覆工１１と外殻２の
間には推進ジヤツキ１２が設けられている。

各加速度計３，５には、第１図に示すように、
軸多動量演算制御部６を介して移動量・方向演算
制御部７が接続しており、移動量・方向演算制御
部７にはメモリ９及び表示部１０が接続してい
る。

シールド掘削機１は、以上のような構成を有す
るので、シールド掘削機１を用いてトンネル１３
を掘削する場合には、第２図に示すように、推積
ジヤツキ１２を駆動して外殻２を矢印Ａ方向に押
圧し、その状態でカツタ４を回転駆動する。する
と、カツタ４とトンネル１３の切羽１３ａは推進
ジヤツキ１２に起因する所定の掘削圧力で接する
こととなり、切羽１３ａは回転するカツタ４によ
り掘削される。切羽１３ａが掘削されると、外殻
２は推進ジヤツキ１２のＡ方向の押圧力により、
Ａ方向に推進し、その後にトンネル１３が形成さ
れる。

この掘削に伴つて、外殻２がＡ方向に移動を開
始すると、外殻２には加速度が作用する。この加
速度は、第１図に示す加速度計３，５により、
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の各成分に分割された形で測定
され、その出力ATは軸移動量演算制御部６に出
力される。転移動量演算制御部６では、出力AT
を積分して、各軸方向の移動量、即ち軸移動量
XA，YA，ZAを演算し、該演算された軸移動量
XA，YA，ZAは移動量・方向演算制御部７へ出
力される。移動量・方向演算制御部７は、該軸移
動量XA，ZAを合成して、シールド掘削機１が
進もうとしている方向及び移動量を演算して求
め、該演算された方向及び移動量から、シールド
掘削機１が全体としてどのうよな状態で掘進して
いるかを表示部１０を介して表示すると共に、メ
モリ９に蓄積する。

即ち、軸移動量演算制御部６により演算され
た、加速度計３，５装着位置における軸移動量
XA，YA，ZAは、シールド掘削機１の外殻２の
Ｘ，Ｙ及びＺ軸方向への移動量を示す。従つて、
それ等を合成した形で表示部１０に表示すること
により、シールド掘削機１が現在どのような状態
にあるのかを直ちに判断することが出来る。

なお、加速度計３，５は外殻２の前後に２個所
設けられているので、該二位置における移動量と
移動方向が求められる。従つて、外殻２の前後に
おける、移動方向（加速度ベクトルの方向）が相
違する、第５図に示す、ピツチングや、外殻２が
外殻２の軸心を中心にして回転する、第４図に示
すようなローリング現象も、更にはヨーイングも
容易に判別することが出来る。

また、掘削機１に、ピツチング計、ローリング
計、ストローク計等を装着し、シールド掘削機の
掘付け時や停止時におけるそれ等の値から、掘削
機１の演算された姿勢を適宜補正するように構成
することも可能である。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、シー
ルド掘削機１の外殻２の前後に、少なくと２個の
加速度計３，５を設けると共に、該加速度計３，
５の出力ATから、前記各加速度計設置位置にお
ける外殻２の移動方向を演算する軸移動量演算制
御部６、移動量・方向演算制御部７等の移動量演
算手段を設けて構成したので、シールド掘削機１
の姿勢は、加速度計３，５による加速度の測定結
果から移動量演算手段により演算され、掘削状態
をリアルタイムで直ちに判断することが出来、信
頼性の高い施工が可能となる。

なお、掘削状態がリアルタイムで測定されるこ
とから、掘削機１の自動運転技術の開発にも大い
に寄与することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシールド掘削機の一実施
例を示す制御ブロツク図、第２図は本発明による
シールド掘削機の一実施例を示す側面図、第３図
乃至第５図はシールド掘削機の姿勢を示す斜視図
である。 １……シールド掘削機、２……外殻、３，５…
…加速度計、６……移動量演算手段（軸移動量演
算制御部）、７……移動量演算手段（移動量・方
向演算制御部）、AT……出力。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外殻を有するシールド掘削機において、 シールド掘削機の外殻の前後に、少なくとも２
   個の加速度計を設けると共に、 該加速度計の出力から、前記各加速度計設置位
   置における外殻の移動方向を演算する移動量演算
   手段を設けて構成したシールド掘削機。