JPH0643685Y2 - 隙間測定装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシールド掘削機によるトンネル掘削におけるス
キンプレートとセグメントの隙間寸法を計測する隙間測
定装置、特に隙間の遠隔測定に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は従来の隙間測定装置の一例を示すもので、１は
シールドジャッキ31先端にあるスプレッダシュー、２は
スプレッダシューの推力を支えてシールド掘削機30を前
に押し進め、シールド掘削機が一定距離進むごとに新た
に組立てられ、トンネルの外壁構造を形成するセグメン
トであり３はシールド掘削機の外枠であるスキンプレー
トである。

セグメント２の組立ては図で示すようにシールド掘削機
の後部で行われるが、組立てる際には、すでに組立てら
れているセグメントとスキンプレート間に隙間がないと
組立てることが出来ない。又隙間の寸法は新たな掘削に
欠く事の出来ないデータである。従ってこのデータを得
るためセグメントを組立てる前に必ず上下左右４箇所の
隙間を計測する必要があるが、従来はこの計測は隙間に
物指をあて目盛を読んで計測していた。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の隙間計測装置は測定の
足場が狭く又騒音があり湿度も高いなど作業環境が悪
く、時間がかかり作業効率が悪かった。更に現在は掘削
方法自体自動化が進んで作業効率があがって来ているの
で計測方法も作業を速やかに行わなければならないとい
う問題点があった。

この考案は前記問題点を解決するためになされたもの
で、測定対象のある場所から離れた環境の良い所から、
任意の時に遠隔測定により必要とするセグメントとスキ
ンプレート間の隙間寸法が測定出来る隙間測定装置を得
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この考案に係る隙間測定装置はシールド掘削機のスキン
プレート３と組立前のセグメント２の相対距離を計測す
る装置において、前記シールド掘削機のスプレッダシュ
ー１のセグメントに圧着する面と反対側の面にシールド
掘削機径方向に直線状に列設されセグメントに対し超音
波を放射する複数の振動子よりなる第１超音波探触子４
と、スプレッダシュー上に配設されスキンプレート３へ
超音波を放射する第２超音波探触子５と、第１超音波探
触子受信信号よりセグメントとスプレッダシューの相対
位置を検出する第１検出部６と、第２超音波探触子受信
信号よりスプレッダシューとスキンプレートの距離を検
出する第２検出部７と、第１検出部出力と第２検出部出
力からセグメントとスキンプレートの距離を求める演算
部７とからなる。

［作用］ 第１図において第１超音波探触子４から放射される超音
波はスプレッダシュー１内に垂直に入射し、スプレッダ
シューの背面で反射して第１超音波探触子へかえって来
るが、スプレッダシューの背面が空気の場合とスプレッ
ダシューの背面にセグメント２が圧着されている場合で
は反射信号の大きさが異り前者の方が大きくなる。スプ
レッダシューにシールド掘削機半径方向に列設された第
１超音波探触子の複数の探触子をシールド掘削機外縁側
から中心に向け順次励磁し、超音波を放射し、第１距離
検出部６で反射信号が大きくなる振動子を検出し、スプ
レッダシューとセグメントの相対位置を得る。

他方、スプレッダシュー１からスキンプレート３に向け
て第２超音波探触子５から超音波を放射し、第２距離検
出部反射信号受信時間からスプレッダシューとスキンプ
レートの距離を得る。

第１距離検出部のスプレッダシューとセグメントの相対
位置出力と、第２距離検出部のスプレッダシューとスキ
ンプレートの距離出力は距離加算部８に入りここで、必
要とするセグメントとスキンプレートの距離が得られ
る。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示す全体図であり、図にお
いて、１、２、３は上記従来例と全く同一である。

第２図はスプレッダシューに対するセグメントの相対位
置を求める回路図である。図において、制御信号発生器
11からの定周期タイミング信号により、送信パルス発生
器12からパルス信号が電子スイッチ13に送られる。電子
スイッチ13は制御信号発生器11の制御信号により順次選
択され、選択された電子スイッチ13に接続された第１超
音波探触子４が励磁され超音波が放射される。ここで、
第１超音波探触子４は複数の探触子を有しており、この
実施例では10個になっている。スプレッダシュー１の背
面で反射された信号は、受信増幅器14で増幅された後反
射波検出器15に送られる。反射波検出器15は反射信号レ
ベルが所定レベル以上のとき検出する。反射信号が所定
レベルよりも小さい場合は送信パルス発生器12から次の
パルスを発生させ、以下同様に順次第１超音波探触子４
を走査する。

第２図の例において、番号１から７までの第１超音波探
触子４の反射された超音波信号はスプレッダシュー１の
背面のセグメント２内へ通過する信号があるため、番号
８から10までの超音波信号より小さい。すなわち、ここ
では、番号８の反射された超音波信号を検出する。反射
波検出器15の検出信号はカウンタ16へ送られ、第１超音
波探触子１の番号１から順次番号７までカウントしてい
たカウンタ16を停止させる。そのカウンタ出力は、距離
演算器17で第１超音波探触子１を構成する各探触子間の
距離との積の演算を行いスプレッダシュー１の下端から
セグメント２の下端までの距離Ｂが求まる。

第３図はスプレッダシュー１とスキンプレート３間の距
離を求める回路図で制御信号発生器21により制御された
送信パルス発生器22のパルスが第２超音波探触子５から
スキンプレート３に向かって放射され、その反射信号を
第２超音波探触子５が受信し、受信増幅器24で増幅す
る。同時に空気中単位距離を超音波が伝播する時間を周
期とするパルスを送信パルススタートと同時に距離パル
ス発生器23で発生させ、これをカウンタ26で計数し、受
信増幅器24の信号でゲート発生器25を介してカウンタ26
を停止させ、スプレッダシュー１とスキンプレート３間
の距離Ａが求まる。

以上、第２図の出力、距離Ｂと第３図の出力、距離Ａと
は第１図の距離加算部８に入る。ここで、スプレッダシ
ューの長さＣとセグメントの長さＤが既知であるので、
スキンプレート３とセグメント２間の距離Ｘは Ｘ＝Ａ＋Ｃ−Ｂ−Ｄ から求めることが出来る。

すなわち、スキンプレート３とセグメント２間の距離は
スプレッダシュー１とセグメント２間の相対距離と、ス
プレッダシュー１とスキンプレート３間の距離という間
接測定により、迅速且つ安全に遠隔測定出来る。

［考案の効果］ 以上述べてきたように本考案によれば、第１超音波探触
子４によりスプレッダシュー１の端面からセグメント２
の端面までの距離を測定し、第２超音波探触子５によ
り、スプレッダシュー１とスキンプレート３間の距離を
測定することにより、スキンプレート３とセグメント２
間の距離を遠隔測定で任意の時に迅速且つ安全に求める
ことが出来るので、計測作業が効率よく行えるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す全体図、第２図はス
プレッダシューとセグメントとの距離を求める測定ブロ
ックの一例、第３図はスプレッダシューとスキンプレー
トとの距離を求める測定ブロックの一例、第４図は従来
の隙間測定装置の一例である。 １…スプレッダシュー、２…セグメント ３…スキンプレート、４…第１超音波探触子 ５…第２超音波探触子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘削機のスキンプレート（３）と
   セグメント（２）の相対距離を計測する装置において、
   前記シールド掘削機のスプレッダシュー（１）のセグメ
   ントに圧着する面と反対側の面にシールド掘削機径方向
   に直線状に列設され、セグメントに対し超音波を放射す
   る複数の振動子よりなる第１超音波探触子（４）と、ス
   プレッダシュー上に配設されスキンプレート（３）へ超
   音波を放射する第２超音波探触子（５）と、第１超音波
   探触子受信信号よりスプレッダシューに対するセグメン
   トの相対位置を検出する第１距離検出部（６）と、第２
   超音波探触子受信信号よりスプレッダシューとスキンプ
   レートの距離を検出する第２距離検出部（７）と、第１
   検出部出力と第２検出部出力からセグメントとスキンプ
   レートの距離を得る距離加算部（８）とからなる隙間測
   定装置。