JPH1183994A

JPH1183994A - 地中推進工法における障害物の検出装置および方法

Info

Publication number: JPH1183994A
Application number: JP9244105A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Nakauchi; 啓雅中内; Masaru Tsunasaki; 勝綱崎; Masaki Kishi; 雅樹岸; Hideki Hayakawa; 秀樹早川
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】地中に存在する障害物を避けながら推進体を
地中で推進させる。【解決手段】可撓性推進体の先端部６６の軸線に対し
て傾斜した取付け座７４に送信／受信アンテナを固定
し、その先端部６６を、軸線まわりに回転駆動して直進
させ、または回転駆動することなく押し込み駆動して取
付け座７４およびアンテナ３３側が軌跡の半径方向外方
となるように推進体を弯曲して推進させる。送信／受信
アンテナは、平坦部分と立体部分とを有し、指向性を向
上することができ、フェライト製電波吸収材によって前
記先端部内方への電磁波の多重反射を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、いわゆる地中推進
工法を用いて地中にたとえば各種管路を敷設する際に、
既に存在する地中構造物などの障害物の破損を予防する
ことができるようにするためにその障害物を検出する地
中推進工法における障害物の検出装置に関し、さらにそ
の検出装置を用いる地中推進工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】或る提案された地中推進工法では、土壌
中を推進する推進体の先端部にアンテナを内蔵し、この
アンテナからの電波である電磁波を土壌中に放射し、障
害物を検出する。この障害物が検出されたとき、推進体
が障害物に衝突したり接触したりすることを防ぐため
に、障害物を避けて、土壌内に推進体を挿入する。アン
テナとしては、全体の形状が偏平なアンテナを用いるこ
とが考えられる。

【０００３】この新たに提案された技術には、新たな次
のような問題がある。

【０００４】（１）全体の形状が偏平なアンテナを用い
るので、電波の広がりを示す指向性が鈍く、反射信号が
どの方向の障害物から得られたものであるかを判断する
ことが困難である。指向性が鈍く、電波が広がることに
よって、送信アンテナに隣接して設けられる受信アンテ
ナには、送信アンテナからの直接波が大きな強度で入射
されることになり、これによって受信アンテナに接続さ
れる増幅回路が飽和し、その増幅回路の時定数に起因し
て、微弱な反射波を受信するまでに、正常な増幅動作を
行う状態に回復することができず、したがって障害物の
検出が困難になる。

【０００５】（２）全体の形状が偏平に形成されている
アンテナを用いるので、そのアンテナと電気回路とを接
続するケーブルが不所望に長くなる。これによってケー
ブルにおける信号の多重反射が生じる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、推進
工法を用いて管などを敷設すべき推進深度付近に存在す
る障害物を、正確にしかも容易に検出することができる
地中推進工法における障害物の検出装置およびその検出
装置を用いた地中推進工法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、土壌中を推進
する推進体の先端部に送信および受信アンテナを設け、
前記送信アンテナから電磁波を送信し、前記受信アンテ
ナで電磁波を受信する地中推進工法における障害物の検
出装置において、前記送信および受信アンテナは、平坦
部分と、その平坦部分から隆起した立体部分とを有し、
立体部分を推進体の内方に突出させたことを特徴とする
地中推進工法における障害物の検出装置である。

【０００８】本発明に従えば、推進体の先端部には、送
信および受信アンテナが設けられる。送信および受信ア
ンテナは、送信アンテナと受信アンテナとが個別的に構
成されていてもよく、または単一のアンテナが送信およ
び受信のためにスイッチング手段によって切換えて接続
される構成であってもよい。本件明細書中において、
「送信および受信アンテナ」、または「送信アンテナお
よび受信アンテナ」というのは、２つの個別的なアンテ
ナが用いられる構成だけでなく、このような単一のアン
テナがスイッチング手段によって切換えられて送信およ
び受信の各機能を達成する構成をも含む概念であると解
釈されなければならない。

【０００９】送信アンテナからは、地中で電磁波が発生
される。受信アンテナに、土壌中の障害物による反射波
が受信されることによって、推進体の先端部の近傍に存
在する障害物を検出することができる。

【００１０】障害物は、地中に埋設されたガスおよび水
などを輸送する管路であり、またはその他の地中構造物
などである。

【００１１】本発明に従えば、地表面からの深度が大き
くても、推進体の先端部が、障害物の近傍に近付いたと
き、その障害物の存在を容易に検出することができる。
また地中構造物などの障害物の存在位置を知ることがで
きる。したがってその障害物を避けて、推進体を地中に
推進し、これによって障害物である地中構造物に推進体
が衝突し、または接触してその障害物が破損することを
防ぐことができる。

【００１２】本発明の送信および受信アンテナは、平坦
部分と、その平坦部分から隆起した立体部分とを有し、
したがって本発明の送信および受信アンテナは、電気絶
縁性基板上に導体が形成され、全体の形状が偏平な形状
を有するいわば偏平型アンテナに比べて、指向性が鋭
い。したがって障害物の存在する位置を、高精度で検出
することができる。さらにこのような指向性が鋭いアン
テナを用いることによって、送信アンテナから受信アン
テナへの電波の直接結合を低減することができる。した
がって受信アンテナに過大な信号が送信アンテナから直
接に与えられて、受信アンテナに後続する増幅回路が飽
和してしまうおそれをなくし、障害物の反射による微小
な反射波を、正確に検出することが可能になる。

【００１３】特に本発明に従えば、アンテナの立体部分
は、取付け座に向かって隆起している。したがってその
隆起した立体部分から電気回路に接続するケーブルライ
ンを短くすることができる。立体部分にコネクタを設
け、また電子回路にコネクタを設け、これらのコネクタ
管を着脱可能に接続するコネクタを備えたケーブルが用
いられてもよい。ケーブルを短くできることによって、
立体部分と電子回路との間における電気信号の多重反射
を防ぐことができる。またケーブルによる伝送損失を小
さくすることができる。さらにケーブルが短くされるこ
とによって、ノイズの混入を防ぐことができる。

【００１４】先端部のドリルヘッド６６の形状の制約か
らアンテナの小形化が必要であるが、一方で送信周波数
を高くすることができ、分解能を向上させることができ
る利点がある。

【００１５】また本発明は、土壌中を推進する推進体の
先端部に設けられた送信アンテナから電磁波を送信し、
地上で推進体の先端部に沿って移動可能である受信アン
テナで電磁波を受信する地中推進工法における障害物の
検出装置において、前記送信アンテナおよび受信アンテ
ナは、平坦部分と、その平坦部分から隆起した立体部分
とを有することを特徴とする地中推進工法における障害
物の検出装置である。

【００１６】本発明に従えば、地中にある推進体の先端
部に送信アンテナが設けられ、この送信アンテナから電
磁波を発生する。地上では、受信アンテナによって、送
信アンテナから土壌を介する電磁波を受信する。送信ア
ンテナから受信アンテナまでの電磁波の経路の途中に障
害物が存在すると、受信アンテナで受信される電磁波の
強度が変化し、これによって障害物を容易に検出するこ
とができる。地上に到達する電磁波の強度は低くてもよ
いので、電波障害などの問題を生じるおそれはない。こ
れに対して、地上から送信アンテナによって電磁波を土
壌に向けて放射し、この送信アンテナから放射された電
磁波が、土壌および地中埋設物によって反射され、地上
に設けた受信アンテナによって受信されて、地上埋設物
を探査する構成では、大きい深度内の障害物を検出する
ためには、地上の送信アンテナ５から大電力の電磁波を
発生しなければならず、したがって地上での電波障害を
生じるおそれがある。本発明は、この問題を解決する。

【００１７】本発明に従えば、たとえば推進体内に、た
とえばその推進体の先端部内に、電気回路を収納し、送
信アンテナと電気回路を、推進体内に設けられた電池に
よって駆動することができる。このような構成にするこ
とによって、電力供給用およびデータ通信用のケーブル
を、長い推進体内に収める必要がなくなる。推進体の少
なくとも先端部が回転する構造では、スリップリングな
どの複雑な構造が必要となるけれども、本発明に従え
ば、そのようなスリップリングなどの複雑な構造がなく
なる。さらに推進体を地中に推進する過程で、土中内の
推進体本体の後端部に、新たな推進体本体となる推進管
を継ぎ足してゆく作業があり、このような作業において
も、ケーブルの取外しなどを行う必要がなく、作業性が
良好である。

【００１８】また本発明は、前記アンテナは、電気絶縁
性基板と、基板から上方に間隔をあけて設けられる給電
点と、給電点に関して基板に沿う第１方向両側に延びる
一対の導電性第１部分であって、この各第１部分は、基
板の一方表面上に形成される主部分と、主部分の給電点
寄りの端部から給電点に近づくように傾斜して立上る立
体部分とから成り、給電点に近づくにつれて先細状とな
る全体の形状が大略的に三角形である第１部分と、基板
の前記一方表面上にほぼ矩形に形成され、第１部分を囲
む導電性第２部分であって、第１方向に沿って延びる一
対の長辺部分と、長辺部分の両端部を連結する第１方向
に垂直な第２方向に延びる一対の短辺部分とを有する第
２部分と、第１部分の給電点から遠去かった遊端部の第
２方向両端部と、前記短辺部分とを接続する抵抗とを有
し、主部分と第２部分とは、前記平坦部分を構成し、第
１部分は、給電点を通り基板に垂直な軸線に関してほぼ
線対称に構成され、第１部分の遊端部間の第１方向に沿
う長さＷ３は、２．７〜８ｃｍであることを特徴とする
地中推進工法における障害物の検出装置である。

【００１９】本発明に従えば、第１部分の遊端部間の第
１方向に沿う長さＷ３を上述のように２．７〜８ｃｍに
選ぶことによって、本件発明者の実験によれば、土壌の
地表面からの反射信号の振幅を抑制して本件アンテナと
土壌とのいわばマッチングを良好にし、しかも障害物で
ある地中埋設物による反射信号の受信振幅を増大し、こ
れによって検出感度を向上し、しかも地中埋設物の探査
可能な深度を大きくすることができるようになる。これ
によって分解能５〜１６ｃｍが達成され、探査距離２０
〜９０ｃｍが達成される。

【００２０】第１部分の遊端部間の第１方向に沿う長さ
が、８ｃｍを越えると、土壌中に送信される電磁波の波
長が地中埋設物の外径、たとえば地中埋設物が鋼管など
の管であるときには管径に比べて大きくなり過ぎて、そ
の地中埋設物からの反射信号の振幅が画像中で相対的に
小さくなってしまう。また、近接する２本の管を分離し
て検出できる能力（分解能）が上記範囲に納まらない可
能性がある。またこの長さが２．７ｃｍ未満であるとき
には、アンテナの受信感度が低下するため、地中埋設物
からの反射信号が小さくなってしまう。

【００２１】また本発明に従えば、土壌からの反射信号
を抑制することができるので、そのアンテナの給電点か
ら信号が入力される増幅回路４０，８が飽和することを
抑制し、これによって良好な応答性で、しかも地中埋設
物からの反射信号を充分な利得で増幅することができる
ようになる。このことによってもまた検出感度の向上を
図ることができるようになる。

【００２２】さらに本発明に従えば、第１部分は基板上
に形成された主部分と、その主部分に連なって給電点に
立向けて傾斜して立上る立体部分とから成り、全体の形
状が大略的に三角形であり、このように本件地中探査レ
ーダ用アンテナを３次元立体構造とすることによって、
給電点での不要反射が減少することが確認された。

【００２３】また本発明は、主部分の遊端部の第２方向
に沿う長さＬ２は、１．７〜５ｃｍであり、立体部分の
主部分からの高さＨ１は、１．４〜４ｃｍであることを
特徴とする。

【００２４】また本発明は、第２部分の長辺部分の第１
方向に沿う長さＷ２は、３．０〜９ｃｍであり、短辺部
分の第２方向に沿う長さＬ１は、２．２〜６．６ｃｍで
あることを特徴とする。

【００２５】本発明に従えば、各部分の構成を上述の寸
法に選ぶことによって、アンテナの大形化をできるだけ
抑制して、地中埋設物からの反射信号を良好な受信感度
で受信することが可能になる。

【００２６】また本発明は、第１部分の立体部分によっ
て形成される給電点付近を頂点とする角度θ３は、約３
０度であることを特徴とする。

【００２７】また本発明は、立体部分の頂角θ１，θ２
は、約３０度であることを特徴とする。

【００２８】本発明に従えば、角度θ３および頂角θ
１，θ２を、上述のように約３０度に選ぶことによっ
て、土壌からの反射信号の振幅を抑制し、しかも地中埋
設物からの反射信号をできるだけ大きくして受信するこ
とができるようになる。

【００２９】また本発明は、抵抗は、１００〜２００Ω
であることを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、抵抗を１００〜２００Ω
に選び、アンテナ装荷抵抗を実現している。これによっ
て、アンテナから得られる地中埋設物による反射信号に
後続したリンギングと呼ばれる振動した波形を、短時間
で消滅させて熱に変換する。これによって土壌中の分解
能を向上することができる。この抵抗は、探査されるべ
き土壌の種類および水分含有率などの状態などによって
調整することもまた、可能である。

【００３１】また本発明は、送信および受信アンテナを
背後で覆うシールドケースと、送信および受信アンテナ
と、シールドケースとの間に、介在されるフェライトか
ら成る電波吸収材とをさらに含むことを特徴とする。

【００３２】本発明に従えば、送信および受信アンテナ
が、背後でシールドケースに覆われており、したがって
電波が送信アンテナから背後に放射されることはなく、
推進体の先端部において希望する方向にのみ、電波を上
述のように良好な指向性で、放射することができる。こ
のシールドケースは、接地される。

【００３３】本発明に従えば、このシールドケースによ
って送信アンテナからの電波が反射されることを防ぐた
めに、その送信および受信アンテナとシールドケースと
の間に、電波吸収材が介在される。

【００３４】本発明に従えば、電波吸収材はフェライト
から成り、したがってシールドケース上面において送信
アンテナからの電波を、比較的薄い構造で、たとえば１
ｃｍ未満の厚みで、充分に吸収することができる。した
がって送信アンテナからの電磁波のシールドケースなど
による電波の多重反射を軽減することができる。これに
よって受信アンテナから得られる探査画像に表れる横縞
状のノイズを解消することができ、障害物を高精度で検
出することができるようになる。シールドケースは、ア
ンテナを部分的に覆う筺体であってもよい。

【００３５】本発明に従えば、送信アンテナが、推進体
の先端部の内方に向かう電磁波を、フェライトから成る
電波吸収材によって吸収し、その電磁波のエネルギを熱
に変換することができる。これによって送信アンテナか
らの電磁波が推進体の先端部から希望する方向に放射さ
れ、先端部内方に向かう電磁波によって悪影響されるこ
とがなくなる。

【００３６】しかも電波吸収材はフェライトから成るの
で、その電波吸収材の内部の波長は、短く、これによっ
て電波吸収材の厚みを、前述のカーボン系の構成に比べ
て薄くすることができる。したがって小型化が可能であ
り、電波吸収材を推進体の先端部に、装着することが可
能となる。

【００３７】本発明に従えば、フェライト製電波吸収材
を用いて、送信アンテナから推進体の先端部の内方に向
かう電磁波を吸収し、障害物探知のための電磁波に悪影
響を及ぼすことを防ぎ、しかもフェライトを用いるの
で、構成が小型化される。

【００３８】また本発明は、フェライトの厚みＨ３は、
０．５〜１．４ｃｍであることを特徴とする。

【００３９】本発明に従えば、フェライトの厚みＨ３を
上述の範囲に選ぶことによって、送信アンテナからの電
波が背後に放射されることを防ぐことができる。厚みＨ
３が０．５ｃｍ未満であれば、充分な電波吸収が行われ
ない可能性がある。厚みＨ３が１．４ｃｍを超えると、
構成の小形化が困難になる結果になる。

【００４０】また本発明は、送信アンテナから中心周波
数５００ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚのパルスを土壌中に放射
し、受信アンテナで電磁波を受信することを特徴とす
る。

【００４１】本発明に従えば、用いられる周波数を５０
０ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚとし、これによって分解能を向
上するとともに、探査距離を長くする。周波数が５００
ＭＨｚ未満では、分解能が低下する。周波数が１．５Ｇ
Ｈｚを超えると、探査距離が短くなりすぎる。

【００４２】また本発明は、前記先端部は、その推進体
の軸線に対して傾斜した取付け座を有し、前記平坦部分
は、取付け座よりも外方に、取付け座に対向して配置さ
れる耐摩耗性基板の内面に形成され、立体部分は、平坦
部分から取付け座に向かって隆起していることを特徴と
する。

【００４３】本発明に従えば、推進体はたとえば可撓性
を有し、その推進体の少なくとも先端部、たとえば先端
部だけを、その先端部の軸線まわりに回転駆動し、また
は先端部とその先端部に後続する推進体本体との全体を
それらの軸線まわりに回転駆動し、先端部は、その先端
部の軸線に対して傾斜した取付け座を有し、この取付け
座に、送信および受信アンテナが、または送信アンテナ
が固定される。こうして少なくとも先端部の回転駆動に
よって、推進体の先端部をその軸線に沿って直線状に、
土壌中で推進駆動することができる。

【００４４】さらに少なくとも先端部をその軸線まわり
に回転駆動することなく、推進体をその軸線方向に押し
込み駆動することによって、推進体の軸線を含む仮想平
面内でその軸線が、アンテナが固定されている取付け座
が円弧状の軌跡の半径方向外方に臨むようにして推進体
が弯曲して進んで推進する。こうして取付け座に固定さ
れたアンテナなどの傾斜面に作用する土壌の反力によっ
て、推進体の軌跡を弯曲させることができる。

【００４５】こうして少なくとも先端部の回転駆動と押
し込み駆動とを組合わせて、地中に存在する障害物を避
けて先端部を推進してゆくことが可能となる。

【００４６】本発明の送信および受信アンテナまたは送
信アンテナなどのアンテナは、たとえば折返し形などの
ボータイアンテナであって、全体の形状を偏平に構成す
ることができる。このボータイアンテナは、セラミック
などの耐摩耗性に優れた電気絶縁性基板の一表面に、銅
箔またはアルミニウム箔などがエッチング加工されて構
成された導体を有する。この基板の前記一表面、したが
って導体を、取付け座に対向して、配置して、ボータイ
アンテナが取付け座に固定される。基板は上述のように
耐摩耗性に優れているので、推進体の先端部が土壌中を
推進するとき、その基板が土壌によって摩耗して損傷す
ることを抑制することができる。

【００４７】また本発明は、（ａ）可撓性を有する推進
体であって、その先端部は、その推進体の軸線に対して
傾斜した取付け座を有する推進体と、（ｂ）その推進体
の少なくとも前記先端部を、その推進体の軸線まわりに
回転駆動しかつ軸線方向に押込み駆動する駆動手段とを
使用し、（ｃ）アンテナを備えた請求項１〜１１のうち
の１つに記載の障害物検出装置により障害物を検知し、
（ｄ）前記先端部が障害物から間隔をあけて推進するよ
うに駆動手段を制御することを特徴とする地中推進工法
である。

【００４８】本発明に従えば、推進体の先端部に、電気
回路のすべてまたは一部を内蔵し、駆動手段によって、
推進体の先端部が、障害物から間隔をあけて推進するよ
うに制御し、これによって先端部が障害物に接触するな
どして障害物を損傷するおそれがなくなる。本発明のア
ンテナは、平坦部分と立体部分とを有する構成を有し、
これによって指向性を鋭くすることができる。これによ
って障害物の存在する位置を高精度で検出することがで
きるとともに、送信アンテナに隣接して受信アンテナが
設けられている構成においては、送受信間の直接結合を
低減することができ、これによって受信アンテナからの
信号を増幅する増幅回路４０，８の飽和を防ぎ、微弱な
反射波を正確に増幅することができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
地中推進工法における障害物の検出装置において用いら
れる送信および受信アンテナ３３の構成を示す断面図で
ある。送信および受信アンテナ３３には、平坦部分４
９，５０と立体部分５１，５２を設け、立体部分５１，
５２を推進体６４の先端部６６の内方（図１の上方）に
突出させる。これによって指向性の向上が図られる。

【００５０】図２は、本発明の実施の一形態の地中推進
工法を示す断面図である。土壌６２内で、ガスなどを輸
送する導管の敷設のために非開削でポリエチレン管など
の合成樹脂製可撓管を埋設する。土壌６２には、発進立
坑６３から推進体６４を土壌６２中に推進する。この推
進体６４は、推進体本体６５とに連結される先端部６６
とを含む。先端部６６は、その先端部６６の軸線まわり
に矢符６７で示されるように回転駆動されることができ
る。駆動手段６８は、発進立坑６３内で、先端部６６を
上述のようにその軸線まわりに回転駆動し、かつ推進体
６４を土壌６２中に押し込み駆動する。

【００５１】先端部６６を、立坑６３から土壌６２中に
貫入し、推進体本体６５の一部を構成する推進管を継ぎ
足しながら圧入し、掘削を進める。先端部６６からは、
たとえばベントナイト泥水を噴射し、掘削を容易にする
とともに、形成された掘進孔の孔壁を安定化させる。先
端部６６を回転駆動しつつ押し込むことによって直進さ
せ、またその先端部６６を回転駆動することなく押し込
むことによって弯曲させ、こうして推進体６４は、管路
などの障害物６９を避けて、土壌６２を掘進することが
できる。

【００５２】本発明の実施の他の形態では、図３に示さ
れるように、土壌６２の地表面７０上で、駆動手段７１
によって推進体６４を推進することもまた可能である。

【００５３】こうして土壌６２中に推進体６４によって
掘進を行い、土壌６２に形成された到達立坑で、または
地表面７０上で、推進体６４を取外し、敷設するガス導
管の口径に対応した拡孔リーマを取付け、その後に、敷
設するポリエチレン管を接続し、拡孔リーマからベント
ナイト泥水を再噴射しながら所要の口径に広げつつ、推
進管を引き戻し、発進立坑６３または地上までポリエチ
レン管を引き込んで作業を終了する。

【００５４】図４は、推進体６４を構成する先端部６６
の拡大断面図である。先端部６６の一端部は、その先端
部６６の軸線７３に対して傾斜した取付け座７４を有す
る。この取付け座７４には、送信および受信アンテナ３
３が固定される。アンテナ３３は、先端部６６の軸線７
３に対して傾斜された取付け座７４に固定されているの
で、先端部６６が回転されるとき、探知可能な広い範囲
９９（前述の図２および図３参照）内に存在する障害物
６９を検出することができる。

【００５５】先端部６６には、取付け座７４付近に土壌
６２を掘削する刃物７５が固定されるとともに、その近
傍に前方に向けて開口した吐出孔７６が形成される。こ
の吐出孔７６には、管路７７を介して掘進時のベントナ
イト泥水などが圧送される。先端部６６内には収納室７
８が形成される。この収納室７８内に、相関型探知回路
５５が収納される。

【００５６】先端部６６の他端部は、軸線７３まわりに
推進体本体６５と相対的に角変位可能にして連結され
る。管路７７は管継手７９を介して推進体本体６５内の
管路８０に接続される。この先端部６６の前記他端部と
推進体本体６５の先端部６６側の端部とには、スリップ
リング５９が設けられる。このスリップリング５９で
は、軸線７３に垂直な平面内でその軸線７３と同心の無
端環状のリングが先端部６６に固定される。各リングに
摺動して電気的に接触するブラシは、推進体本体６５に
固定される。このようなリングとブラシとの各組合わせ
は、電源ライン５６，５９と、信号ライン５７，６０；
５８，６１にそれぞれ対応して設けられる。

【００５７】再びアンテナ３３の断面を示す図１を参照
して、先端部６６には、収納孔２５が形成され、この内
周壁２６および底面２７にわたって接着剤層２８を介在
してシールドケース２９が固定される。このシールドケ
ース２９によって形成される外方（図５の下方）に開口
した収納空間３０が形成される。収納空間３０には、ア
ンテナ３３が設けられるとともに、電波吸収材３４が、
接着剤層３５を介して、前記底面２７に対応するシール
ドケース２９の底部３６に固定される。シールドケース
２９は金属製である。接着剤層２８，３５は、電気絶縁
性合成樹脂から成り、この接着剤層２８，３５に代え
て、可撓性合成樹脂フィルムの両面に粘着剤が塗布され
て構成されたいわゆる両面テープなどが用いられてもよ
い。アンテナ３３の給電点８７には、コネクタ３７を介
して、挿通孔３８を介するケーブル４７が接続され、こ
のケーブル４７は相関型探知回路５５に接続される。電
波吸収材３４は、給電体８７付近でコネクタ３７が挿通
する挿通孔４８が形成される。

【００５８】図５は、アンテナ３３の取付け座７４側か
ら見た平面図である。図６は、図５の切断面線ＶＩ−Ｖ
Ｉから見た断面図である。耐摩耗性に優れた電気絶縁性
材料、たとえばセラミックなどから成る矩形の基板８２
の一表面には、銅箔またはアルミニウム箔などの金属製
導体が形成されて、送信アンテナ３３ａおよび受信アン
テナ３３ｂが形成される。取付け座７４、したがってア
ンテナ３３の角度θ４（図４参照）は、約１０〜４０
度、好ましくは約２５度である。

【００５９】耐摩耗性基板８２は、電気絶縁性材料から
成り、たとえばセラミック材料から成る。先端部６６
は、金属製であり、たとえばステンレス鋼などから成
る。本発明の実施の他の形態では、取付け座の少なくと
も表面が金属製ではなく、電気絶縁性であるときには、
アンテナの導体が取付け座に直接に接触して固定されて
もよい。

【００６０】図７は、図１、図５および図６に示される
送信アンテナ３３ａの電気的構成をもっと明瞭に示す簡
略化した平面図である。この送信用アンテナ３３ａの導
体は、一対のほぼ三角形状の第１部分８３，８４と、そ
れらの側方に配置される一対の第２部分８５，８６とを
含み、給電点８７を通る基板８２に垂直な軸線まわりに
線対称に形成される。第１部分８３，８４は給電点８７
に近付くにつれてそれらの幅が小さくなるように先細状
に形成される。第１部分８３，８４の頂角は、θ１＝θ
２であって、たとえば約３０度であってもよい。第１部
分８３，８４は、第１方向１６７（図５および図６の左
右方向）に延びる。

【００６１】前記第１部分８３，８４は、主部分である
平坦部分４９，５０と、その平坦部分４９，５０の底辺
８８，８９とは反対側に連続する立体部分５１，５２と
から成る。立体部分５１，５２の基板８２に垂直な仮想
平面内で成す角度θ３（図６参照）は、たとえば約３０
度であってもよい。平坦部分４９，５０と立体部分５
１，５２とを展開した形状は、それぞれ各三角形を成
す。立体部分５１，５２は、平坦部分４９，５０から取
付け座７４に向かって隆起している。この立体部分５
１，５２の働きによって、送信アンテナ３３ａの指向性
が鋭くなる。またこの立体部分５１，５２が取付け座７
４に向かって隆起しており、したがってケーブル４７の
給電点８７との接続長さを短くすることができる。した
がってケーブル４７による信号の損失が低減されるとと
もに、ノイズの混入を防ぐことができる。特にこのノイ
ズの混入を防ぐことは、障害物による微弱な反射波を伝
送するために、重要なことである。

【００６２】第１部分８３，８４の底辺８８，８９と第
２部分８５，８６の両端部間には、たとえば２００Ωの
抵抗９１〜９４が介在される。抵抗９１〜９４は、送信
アンテナ３３ａから放射された電磁波が、障害物６９に
よって反射され、その反射波が受信アンテナ３３ｂによ
って得られたとき、その反射信号のリンギングの部分を
短時間で消滅させて熱に変換するためのアンテナ装荷抵
抗としての働きを果す。受信アンテナ３３ｂもまた、送
信アンテナ３３ａと同一形状に形成される。抵抗９１〜
９４は、アンテナ３３ａによって受信された反射信号の
リンギング部分を短時間で消滅させて熱に変換するため
のアンテナ装荷抵抗としての働きを果たす。

【００６３】各寸法Ｗ１〜Ｗ３，Ｌ１〜Ｌ５，Ｈ１〜Ｈ
３の具体的な数値（単位ｃｍ）は、アンテナ３３の使用
周波数に対応してたとえば表１のとおりである。

【００６４】

【表１】

【００６５】Ｈ１は、立体部分５１，５２の高さであ
る。Ｈ２は、収納孔２５の深さである。Ｈ３は、電波吸
収材３４の厚みである。シールドケース２５は、たとえ
ば厚み２ｍｍの銅箔をはんだ付けして組立てられたアン
テナ筺体であってもよい。アンテナ３３の第１部分８
３，８４と第２部分８５，８６とは、銅箔から成り、そ
の厚みはたとえば１ｍｍであってもよく、または１ｍｍ
未満の値であってもよい。第１部分８３，８４の主部分
である平坦部分４９，５０の遊端部である底辺８８，８
９間の第１方向１６７に沿う長さＷ３は、２．７〜８ｃ
ｍに選ばれる。長さＷ３が８ｃｍを超えると、地中埋設
管などの障害物からの反射信号の振幅が低下してしま
う。この理由は、長さＷ３が大きくなると、土壌中に送
信する電磁波の波長が、管径に比べて大きくなりすぎ
て、その地中埋設管からの反射信号の振幅が画像中で相
対的に小さくなるからである。また近接する２本の管を
分離して検出できる能力（分解能）が十分に得られる可
能性があるからである。長さＷ３が２．７ｃｍ未満にな
ると、アンテナの受信感度が低下するので、地中埋設管
からの反射信号の振幅が低下する。

【００６６】第２部分８５，８６は、基板８２の第１部
分８３，８４が形成された表面と同一表面上に形成さ
れ、ほぼ矩形に形成され、第１部分８３，８４を囲む。
第２部分８５，８６は、第１方向１６７に沿って延びる
一対の長辺部分１７１，１７２と、それらの長辺部分１
７１，１７２の両端部を連結する第１方向１６７に垂直
な第２方向１６８に延びる一対の短辺部分１７３，１７
４とを有する。第１部分８３，８４の平坦部分４９，５
０の給電点８７から遠去かった遊端部である底辺８８，
８９の第２方向１６８両端部と、短辺部分１７３，１７
４とは、抵抗９１〜９４で接続される。これらの抵抗９
１〜９４は、１００〜２００Ωに選ばれ、前述のように
たとえば２００Ωであってもよい。こうしてアンテナ３
３ａは、ボータイアンテナとして機能する。第２部分８
５，８６は接地され、これによって外部への電磁波の漏
洩を防ぐことができ、また外部からの雑音の侵入を防
ぎ、信号のＳ／Ｎ比を向上することができる。

【００６７】こうして送信アンテナ３３ａおよび受信ア
ンテナ３３ｂはいずれも、ボータイアンテナとして機能
する。推進体６４の先端部６６は、アンテナ３３の機能
を損なわないようにするために、電気絶縁性材料、たと
えばセラミックなどの材料から成り、または前記導体と
電気的に絶縁された金属製材料から成り、接地される。
先端部６６の取付け座７４には、アンテナ３３が着脱可
能に設けられ、このアンテナ３３が、推進時に摩耗した
とき、交換することができる。

【００６８】図８は、本発明の実施の一形態の地中推進
工法における障害物の検出装置を構成する相関型探知回
路５５のブロック図である。この相関型探知回路５５か
らの送信信号が送信アンテナ３３ａに与えられることに
よって、電磁波が発生され、これによって受信アンテナ
３３ｂから受信信号が得られる。この相関型探知回路５
５には、電力を供給するための電力ライン５６および電
気信号を伝送する信号ライン５７，５８が、スリップリ
ング５９を介して電力ライン５９および信号ライン６
０，６１に接続される。送信アンテナ３３ａおよび受信
アンテナ３３ｂを総括的に参照符３３で示すことがあ
る。

【００６９】図９を参照して、相関型探知回路５５の構
成と、その動作を説明する。可変周期回路３１Ｘは、電
圧制御発振回路（略称ＶＣＯ）を含み、最初の周期、つ
まり、初期周期Ｔに、各回毎に少量時間Δｔずつ順次に
伸長した可変周期ＴＥをもつパルス信号による図９に示
される可変周期信号３１ＸＡを固定遅延回路４２と相関
信号回路４３とに与える。

【００７０】可変周期回路３１Ｘは、たとえば、少量時
間である周期Δｔのクロック回路とそのクロックを計数
する計数回路とを組合わせたパルス発生回路である。Ｔ
＝Δｔ×ｎに設定したときは、ｎを固定量とし、ｎ＋
１，ｎ＋２，ｎ＋３，…，ｎ＋ｒ，ｎ＋（ｒ＋１），ｎ
＋（ｒ＋２），…，ｎ＋（ｎ−２），ｎ＋（ｎ−１），
ｎ＋ｎまで計数して、各回の周期を得ることによりＴ〜
（Ｔ＋Δｔ×ｎ）の期間内で少量時間Δｔずつ順次に伸
長する可変周期のパルス信号を発生する。Δｔは、送信
回路３２で発生する約束波形、つまり、送信信号３２Ｘ
Ａと相関信号４３ＸＡとの時間長ＴＰＸの１／ｍ、たと
えば１／１０に選定する。

【００７１】相関信号回路４３Ｘは、可変周期信号３１
ＸＡ毎に時間長ＴＰＸのモノサイクル波形による約束波
形の信号を相関信号４３ＸＡとして発生する回路であ
り、発生した相関信号４３ＸＡを掛算回路４１の一方の
掛算入力に与える。

【００７２】固定遅延回路４２は、可変周期信号３１Ｘ
Ａを所定の固定遅延量ＦＤだけ遅延させる回路であり、
たとえば、単安定形マルチバイブレータであり、遅延し
た固定遅延信号４２ＸＡを送信回路３２に与える。

【００７３】図８の実施の形態の場合、固定遅延回路４
２の固定遅延量は、初期周期Ｔの１周期分に相当する固
定遅延量ＦＤに設定してある。したがって送信回路３２
に与えられる固定遅延信号４２ＸＡは、各可変周期ＴＥ
毎に、可変周期信号３１ＸＡの時点から、常に、初期周
期Ｔと同じ固定遅延量ＦＤだけ遅延させた約束波形、つ
まり、モノサイクルの信号になって現れる。

【００７４】また、掛算回路４１の一方の入力に与えて
いる相関信号４３ＸＡは、可変周期ＴＥ毎に約束波形、
つまり、モノサイクルの信号になって現れる。送信信号
３２ＸＡは各回毎に探知周期をΔｔずつ順次に伸長しな
がら初期周期Ｔと同じ固定遅延量ＦＤだけ遅延させた約
束波形の信号を送信アンテナ３３ａに与えるので、受波
信号３９ＸＡにより得られる受信信号４０ＸＡ（雑音信
号は省略してある）は、同様に、各回毎にΔｔずつ遅れ
た信号になって現れるが、相関信号４３ＸＡに対して
は、常に、初期周期Ｔだけ遅れていることになる。

【００７５】したがって掛算回路４１の一方の入力側に
与えている約束波形信号、つまり、相関信号４３ＸＡか
ら見ると、他方の掛算入力に被相関信号として与えてい
る受信信号４０ＸＡは、可変周期ＴＥ毎に初期周期Ｔに
相当する時間だけ遅れた信号になるので、可変周期ＴＥ
の２回目以後の相関信号４３ＸＡが先に遅れることにな
り、受信信号４０ＸＡの方が可変周期ＴＥの各回毎にΔ
ｔずつ順次に繰り上げられた時間に受信されていること
になる。したがって相関信号４３ＸＡの約束波形に対し
て、地中に埋設された障害物６９が深さ方向にたとえば
３個存在することによる信号４０ａ，４０ｂ，４０ｃは
Δｔずつ順次に繰り上げられた時間に現れることにな
る。

【００７６】このため掛算信号４１ＸＡは、受信信号４
０ＸＡに対して相関信号４３ＸＡが可変周期ＴＥ、つま
り、探知周期毎にΔｔずつ後方へずらされながら、各信
号の振幅値を掛算した振幅値の信号になって得られる。
結局、掛算信号４１ＸＡ、積分信号４４ＸＡ、探知信号
４５ＸＡによって、相関検出処理とパルス圧縮処理とを
行った探知信号が得られることになる。

【００７７】可変周期ＴＥが最初の固定周期Ｔの２倍の
周期になったとき、最初の固定周期Ｔに相当する探知距
離範囲に対する相関検出処理とパルス圧縮処理とを完了
する。

【００７８】図８の実施の形態では、固定遅延回路４２
を可変周期回路３１Ｘと送信回路３２との間に設けて固
定遅延するように構成しているが、実施の他の形態で
は、（１）この固定遅延回路４２を取り除き、固定遅延
回路４２を、受信アンテナ３３ｂと増幅回路４０との
間、または、（２）増幅回路４０と掛算回路４１との間
に設けることによって、受波信号３９ＸＡまたは受信信
号４０ＸＡを固定遅延するように構成してもよい。この
構成でも、被相関信号、つまり掛算回路４１に与える受
信信号４０ＸＡと相関信号４３ＸＡとの時間関係は、図
１の実施の形態の場合と同一になり、同様の相関検出処
理とパルス圧縮処理とを行った探知信号が得られること
になる。

【００７９】図１０は、本発明の実施の他の形態におけ
る前述の相関型探知回路５５に代えて用いることができ
るサンプラ方式地中探査レーダの電気回路１７５を示す
ブロック図である。前述の図２に示される埋設物６９の
探知を行うために、土壌６２内における断面画像を形成
し、陰極線管または液晶などの目視表示手段３に表示す
ることができる。パルス発生回路４は送信アンテナ３３
ａに図１１（１）に示されるパルス状の送信信号を与え
る。これによって送信アンテナ３３ａからは、電波であ
る電磁波を図１１（２）のように土壌６２に向けて放射
する。この送信アンテナ３３ａから放射された電磁波
は、障害物６９によって反射され、その反射波は、受信
アンテナ３３ｂによって受信され、その受信アンテナ３
３ｂの出力はライン７を介して高周波増幅回路８に与え
られて増幅される。受信アンテナ３３ｂの出力は、ライ
ン７から導出される。送信アンテナ３３ａに図１１
（１）で示される送信信号が与えられてから、受信アン
テナ３３ｂによって図１１（３）の受信出力波形が得ら
れるまでの時間差ΔＴ１は、アンテナ３３と障害物６９
との距離に対応している。送信アンテナ３３ａと受信ア
ンテナ３３ｂとを一体的に固定して、先端部６６が土壌
６２中を移動することによって、土壌６２中の障害物６
９を検出することができる。増幅回路８において増幅度
が変化されて得られた信号は、サンプラ１０によって、
サンプリングされ、デジタル化されて、マイクロコンピ
ュータなどによって実現される処理回路１１に与えら
れ、こうして表示手段３には、土壌６２中の障害物６９
の画像が得られる。この画像内には、障害物６９に対応
した画像が表示される。この画像信号はメモリ１４にス
トアされる。

【００８０】このようなサンプラ方式の地中探査レーダ
の電気回路１７５を用いて、地中に埋設されている障害
物６９を検出し、この障害物６９を避けて、土壌６２内
に推進体６４を挿入して土壌中を推進する。

【００８１】図１２は、本発明の実施の他の形態を簡単
に示す断面図である。この実施の形態は、前述の実施の
各形態に類似し、同一の値をする部分には同一の参照符
を付す。この実施の形態では、推進体６４の先端部６６
の取付け座７４（前述の図４参照）には、送信アンテナ
３３ａのみが固定される。地上では、受信アンテナ３３
ｂがその地表面７０を移動可能な台車９６に設けられ、
地上で受信アンテナ３３ｂによって送信アンテナ３３ａ
から土壌６２を介する微弱な電磁波を受信することがで
きる。こうして受信アンテナ３３ｂは、台車９６によっ
て、推進体６４の先端部６６に沿って移動可能である。

【００８２】図１３は、本発明の実施のさらに他の形態
の簡略化した断面図である。この実施の形態は、前述の
実施の形態に類似し、特に図１２の実施の形態に対応し
ている。前述の構成の対応する部分には同一の参照符を
付す。推進体６４は、駆動手段７１によって一表面７０
から土壌６２内に推進することができ、その推進体６４
の先端部６６には、前述のように送信アンテナ３３ａが
固定され、地上では、台車９６に取付けられた受信アン
テナ３３ｂによって、電磁波を受信する。

【００８３】図１２および図１３の実施の形態では、推
進体６４の先端部６６には、相関型探知回路の一部を構
成するための送信アンテナ３３ａに接続される送信回路
３２、固定遅延回路１２および可変周期回路４１Ｘ，４
１Ｙが内蔵され、信号ライン９７を介してスリップリン
グ９８からその出力が相関信号発生回路４３Ｘ，４３Ｙ
に取出される。台車９６には、受信アンテナ３３ｂに接
続される増幅回路４０および掛算回路４１、積分回路４
４および表示手段４６が搭載される。その他の構成は、
前述の構成に類似する。図１２および図１３に示される
実施の形態は、前述の図１〜図１１の実施の形態に関し
てもまた同様に実施することができる。図１０の電気回
路１７５を、図１〜図７の実施の形態、ならびに図１２
および図１３の実施の形態に関連してそれぞれ実施する
場合、ライン２３ａにスリップリングを設け、制御回路
１９からの出力を推進体６４から取出すようにしてもよ
い。

【００８４】本発明の実施のさらに他の形態では、図１
２および図１３の構成において、送信アンテナ３３ａ、
送信回路３２、固定遅延回路１２、可変周期回路４１
Ｘ，４１Ｙ、相関信号発生回路４３Ｘ，４３Ｙを内蔵す
るとともに、それらの各回路に電力を供給する電池が内
蔵され、これによってライン５６，５７，９７を省略す
るとともに、スリップリング９８を省略し、ライン５
６，５７を介する信号を、無線信号によって送受信する
ように構成することができる。これによってスリップリ
ング９８などの複雑な構造がなくなり、構成が簡略化さ
れる。さらに推進する過程で推進体６５の一部を構成す
る推進管を前述のように継ぎ足してゆく作業において、
ケーブルの取外しなどの作業が不要となり、作業性が向
上される。

【００８５】また本発明の実施の他の形態では、図１０
の電気回路１７５において、ライン２３ａからの信号を
送信手段によって無線で送信し、地上でその信号を受信
し、サンプラ１０に与えるように構成してもよい。

【００８６】図１４を参照して、本件発明者の実験結果
を述べる。土槽内には、真砂土１００ａが充填され、そ
の内部の底にアンテナ３３を設置した。このアンテナ３
３に関連する構成は、前述の図８と同様である。土槽の
下部には、水平に２インチφの塩化ビニル管１０１を配
置し、その中に、１インチφの鋼管１０２を出し入れす
る。アンテナ３３と塩化ビニル管１０１との距離Ｈ５
は、３０ｃｍである。アンテナ３３の直下に鋼管１０２
を配置した状態で、前述の図５に明瞭に示されている電
波吸収材３４の厚みＨ３を０．７ｃｍに定めたときに、
表示手段４６から得られた画像は、図１５（１）であっ
た。したがってアンテナ３３からシールドケース２５の
底部３６への電磁波は、電波吸収材３４によって良好に
吸収され、先端部６６の内方（図１の上方）に向かう電
波波による悪影響がなくなり、鋼管１０２を明瞭に検出
することができることが確認された。

【００８７】本発明のフェライト製電波吸収材３４に代
えて、カーボン系電波吸収材を用いた比較例では、表示
手段４６から得られた画像は、図１５（２）、図１５
（３）のとおりであった。図１５（２）では、カーボン
系電波吸収材の厚みは２ｃｍであり、図１５（３）では
カーボン系電波吸収材の厚みは４ｃｍである。カーボン
系電波吸収材は、合成樹脂にカーボン繊維が混合された
構成を有する。表示手段４６によって鋼管１０２を明瞭
に検出するには、カーボン系電波吸収材を用いた構成で
は、その厚みをさらに大きくしなければ、明瞭な検出は
困難であり、したがってカーボン系電波吸収材では、構
成が大型化することが理解される。本発明は、この問題
を解決する。使用される中心周波数１ＧＨｚ、帯域幅４
２０ＭＨｚ、送信信号のパルス幅０．６ｎｓである。中
心周波数は、５００ＭＨｚ〜１．５ＧＨｚであってもよ
い。

【００８８】図１５（１）を参照して、本発明の立体部
分５１，５２を有するアンテナ３３を用いたとき、表示
手段４６から得られた画像では、送信アンテナ３３ａか
ら受信アンテナ３３ｂへの直接波による画像部分１０３
の濃淡の差が低減されることが確認された。これに対し
て立体部分５１，５２を有しておらず、基板８２上にの
み第１部分８３，８４および第２部分８５，８６が形成
されたいわば偏平型アンテナを用いた構成では、画像部
分１０３の濃淡が大きく、これによって送信アンテナ３
３ａから受信アンテナ３３ｂへの直接波が大きく、した
がって指向性が鈍く、これに対して上述のように本発明
の立体部分５１，５２を有するアンテナ３３を用いた構
成では、指向性が鋭いことが確認された。

【００８９】図１６は、本件発明者の実験結果を示す断
面図である。このフィールドには、１インチφ鋼管１０
４，１０５，１０６が上から下にこの順序で埋設されて
いる。鋼管１０４の深さＨ５＝７０ｃｍであり、鋼管１
０４，１０５間の間隔Ｈ６＝３０ｃｍであり、鋼管１０
５，１０６の間隔Ｈ７＝３０ｃｍである。使用される中
心周波数１ＧＨｚ、帯域幅４２０ＭＨｚ、送信信号のパ
ルス幅０．６ｎｓである。

【００９０】推進体６４を上方から下方に、その軸線ま
わりに回転することなく直進した場合、表示手段４６か
ら得られた画像は、図１７のとおりであった。この画像
において、放物線状の曲線が、埋設された鋼管１０４，
１０５，１０６からの反射信号である。反射信号の尾の
部分は、頂点部分より約５０ｃｍ手前から表れている。
したがってこのアンテナ３３によって、埋設された鋼管
１０４，１０５，１０６の存在を、約５０ｃｍ前方から
明確に検出することができることが、判る。

【００９１】図１６のフィールドにおいて、推進体６４
をその軸線まわりに回転させながら直進させた場合、表
示手段４６から得られた画像は、図１８のとおりであっ
た。図１８の画像では、アンテナ３３は、深さＨ８か
ら、距離Ｈ９だけアンテナ３３が直進したときの状態を
示している。Ｈ８＝８０ｃｍであり、Ｈ９＝１０ｃｍで
ある。この画像において間隔Ｈ１０は、推進体６４がそ
の軸線まわりに１回転しつつ直進した距離を示す。図１
７に示される放物線状の曲線の画像が、距離Ｈ１０を周
期として断続的に検出される。これによって鋼管１０５
の存在と、その推進体６４の軸線まわりの回転角度とか
ら、検出することができる。このような図１８における
破線状の画像は、立体部分５１，５２を有するアンテナ
３３が強い指向性を有するので、アンテナ３３が鋼管１
０５の存在する方向を向いているときにのみ、反射信号
を捕らえていることが判る。したがってアンテナ３３の
向いている方向を知ることができるので、この結果か
ら、鋼管１０５の存在する方向を検出することができ
る。

【００９２】

【発明の効果】請求項１の本発明によれば、推進体の先
端部付近に存在する土壌中の埋設された障害物を容易に
検出することができるので、その地中埋設物などの障害
物の破損を予防しながら、地中推進工法を実施すること
ができる。

【００９３】本発明によれば、推進体の先端部から電磁
波を発生するようにしたので、電磁波が減衰しやすい土
壌中において、その先端部の近傍における障害物を、大
きな送信電力を必要とすることなく、障害物を容易にか
つ確実に検出することができる。

【００９４】しかも本発明によれば、推進体の先端部付
近の障害物を検出することができるので、土壌中に上下
に重なって障害物が存在している土壌中においても、そ
の先端部付近の障害物を確実に検出して地中推進するこ
とができる。

【００９５】特に本発明によれば、送信および受信アン
テナは立体部分を有し、したがって指向性が鋭い。これ
によって障害物の存在する位置を高精度で探知すること
ができるとともに、送信アンテナから受信アンテナへの
送受信間の直接結合を低減することができ、受信アンテ
ナに接続される増幅回路の飽和を防ぎ、障害物による微
小な反射波を正確に増幅して検出することが可能にな
る。

【００９６】請求項１の本発明によれば、立体部分を有
するアンテナを用いることによって、前述のように指向
性を向上し、障害物による反射波を正確に検出すること
ができるとともに、送信アンテナに受信アンテナが隣接
して配置されている構成において、送受信間の直接結合
を低減することができる。

【００９７】さらに本発明によれば、アンテナの立体部
分は、平坦部分から取付け座に向かって隆起しているの
で、ケーブルを短くすることができ、したがってノイズ
の混入を防ぎ、また多重反射などの悪影響を防ぐことが
できる。

【００９８】アンテナはたとえばボータイアンテナであ
って、導体が耐摩耗性基板の取付け座に対向する一表面
に形成されており、基板の他表面は、土壌に接触して
も、摩耗して損傷するおそれはなく、推進が確実となる
とともに、アンテナの信頼性が向上される。

【００９９】請求項２の本発明によれば、推進体の先端
部に送信アンテナが設けられ、地中からの送信アンテナ
によって電磁波を発生するだけでよいので、前述の請求
項１の構成に比べて、推進体の先端部の構成をさらに簡
略化することができる。

【０１００】地上では、受信アンテナを、推進体の先端
部に沿って移動可能とし、この受信アンテナは、たとえ
ば大型化して受信感度を向上することもまた可能であ
り、ＳＮ比の向上を図ることができる。特に本発明によ
れば、推進体の先端部近傍における探知距離または深度
を大きくするために送信アンテナの送信出力を増大して
も、地表面に到達する電磁波の強度は微弱であり、した
がって電波障害などの問題を防ぐことができる。

【０１０１】さらに請求項２の本発明によれば、送信ア
ンテナに接続される電気回路を、推進体内に収納し、電
池を用いてこれらの電子回路を駆動することによって、
上述のように推進体内で得られる相関後の信号を無線で
地上のコントローラを含む受信アンテナに伝送する構成
とすることによって、電力を供給するケーブルおよびデ
ータ通信用のケーブルを、長い推進体内に収める必要が
なくなる。こうして取得する信号を、コントローラまで
有線で取込む場合には、推進体が回転する影響を考慮し
なければならないので、スリップリングなどの複雑な構
造が必要となるのに対して、本発明ではスリップリング
などの複雑な構造がなくなり、構成が簡素化される。ま
た推進する過程で推進管を継ぎ足してゆく際に、ケーブ
ルの取外しなどを行う必要がなく、扱いが楽になり、推
進作業が容易になる。

【０１０２】請求項３の本発明によれば、第１部分の遊
端部間の長さＷ３を前述のように適切に選ぶことによっ
て、地表面からの反射信号を抑制し、しかも地中埋設物
からの反射信号の振幅を大きくし、これによって検出感
度を大きくすることができ、探査可能な深度を大きくす
ることができる。またこの地表面からの反射信号の振幅
を抑制することができるので、後続の電気回路内の増幅
回路４０，８の飽和を防ぎ、地中埋設物からの反射信号
を充分に増幅することができ、このことによってもまた
地中探査レーダの検出感度の向上を図ることができるよ
うになる。

【０１０３】さらに本発明によれば、第１部分を３次元
立体構造とし、これによって給電点付近での不要輻射を
減少させることができ、したがって検出精度の向上を図
ることができる。

【０１０４】請求項４，５の本発明によれば、各部分の
各寸法を適切に選ぶことによって、地表面からの反射信
号を抑制し、しかも地中埋設物からの反射信号をできる
だけ大きくして検出感度の向上を図ることができる。

【０１０５】請求項６，７の本発明によれば、土壌から
の反射信号の振幅を抑制し、しかも障害物からの反射信
号をできるだけ大きくして受信することができるように
なる。

【０１０６】請求項８の本発明によれば、リンギングと
呼ばれる振動した波形を、短時間で消滅させ、分解能を
向上することができる。

【０１０７】請求項９の本発明によれば、フェライト製
電波吸収材を用いることによって、障害物の検出を正確
に行うことが、前述と同様にして、可能となる。

【０１０８】フェライト製電波吸収材によって、送信ア
ンテナから推進体の先端部の内方に向かう電磁波を吸収
し、その構成を薄くし、小型化することができ、このこ
とは推進体の先端部において好都合である。フェライト
製電波吸収材によって、上述のようにたとえばシールド
ケース内などにおける電磁波の多重反射を軽減すること
ができ、障害物の探知を正確に行うことができる。

【０１０９】請求項１０の本発明によれば、使用される
周波数をむやみに高くすることなく、良好な分解能で、
土壌中の障害物を確実に検出することができる。

【０１１０】請求項１１の本発明によれば、推進体の少
なくとも先端部を、その軸線まわりに回転駆動すること
によって直進させ、また回転駆動することなく軸線方向
に押し込むことによって傾斜した取付け座に固定されて
いるアンテナが推進体の軸線を含む仮想平面内で半径方
向外方となるように弯曲した軌跡を描いて推進体を弯曲
して推進させることができる。こうして先端部、したが
って推進体を、土壌中で障害物を避けながら、弯曲した
軌跡を辿って推進することができる。

【０１１１】請求項１２の本発明によれば、上述のよう
に、地中埋設物などの障害物の破損を予防しながら、地
中推進工法を実施することができる。

【０１１２】請求項１３の本発明によれば、良好な分解
能で探査距離を、推進体が障害物に衝突したり接触しな
いようにしながら、推進を行わせることができるのに充
分な探査距離を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の地中推進工法における
障害物の検出装置の一部を構成するアンテナ３３の断面
図である。

【図２】本発明の実施の一形態の地中推進工法を示す断
面図である。

【図３】本発明の実施の他の形態の地中推進工法を示す
断面図である。

【図４】推進体６４を構成する先端部６６の拡大断面図
である。

【図５】アンテナ３３の取付け座７４側から見た平面図
である。

【図６】図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面図であ
る。

【図７】図１、図５および図６に示される送信アンテナ
３３ａの電気的構成をもっと明瞭に示す簡略化した平面
図である。

【図８】本発明の実施の一形態の相関型探知回路５５の
構成を示すブロック図である。

【図９】図８に示される相関型探知回路５５の動作を説
明するための波形図である。

【図１０】サンプラ方式の地中探査レーダの電気回路１
７５の構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０に示されるサンプラ方式の地中探査レ
ーダの電気回路１７５の動作を示す波形図である。

【図１２】本発明の実施の他の形態を簡単に示す断面図
である。

【図１３】本発明の実施のさらに他の形態の簡略化した
断面図である。

【図１４】本件発明者によって実験を行った装置を示す
断面図である。

【図１５】本発明の図１４の装置を用いたときに得られ
た実験結果を示す画像の図である。

【図１６】本件発明者によって実験を行った際の装置を
示す断面図である。

【図１７】本発明の図１〜図９に示される装置を用いて
図１６の実験を行ったときに表示手段４６から得られた
推進体６４をその軸線まわりに回転しないときに表示手
段４６から得られた画像を示す図である。

【図１８】図１〜図９に示される本発明の装置を用いて
図１６の実験を行ったときに推進体６４をその軸線まわ
りに回転して表示手段４６から得られた画像を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０サンプラ１１処理回路２８，３５接着剤層２９シールドケース３３ａ送信アンテナ３３ｂ受信アンテナ３４電波吸収材３７コネクタ４０増幅回路４１掛算回路４４積分回路４６表示回路４９，５０平坦部分５１，５２立体部分５５相関型探知回路５６電力ライン５７，５８，９７ライン５９，９８スリップリング６０，６１信号ライン６２土壌６３発進立坑６４推進体６５推進体本体６６先端部６８駆動手段６９障害物７４取付け座７８収納室８２基板９６台車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者早川秀樹大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土壌中を推進する推進体の先端部に送信
および受信アンテナを設け、前記送信アンテナから電磁
波を送信し、前記受信アンテナで電磁波を受信する地中
推進工法における障害物の検出装置において、前記送信および受信アンテナは、平坦部分と、その平坦
部分から隆起した立体部分とを有し、立体部分を推進体の内方に突出させたことを特徴とする
地中推進工法における障害物の検出装置。
【請求項２】土壌中を推進する推進体の先端部に設け
られた送信アンテナから電磁波を送信し、地上で推進体
の先端部に沿って移動可能である受信アンテナで電磁波
を受信する地中推進工法における障害物の検出装置にお
いて、前記送信アンテナおよび受信アンテナは、平坦部分と、
その平坦部分から隆起した立体部分とを有することを特
徴とする地中推進工法における障害物の検出装置。
【請求項３】前記アンテナは、電気絶縁性基板と、基板から上方に間隔をあけて設けられる給電点と、給電点に関して基板に沿う第１方向両側に延びる一対の
導電性第１部分であって、この各第１部分は、基板の一
方表面上に形成される主部分と、主部分の給電点寄りの
端部から給電点に近づくように傾斜して立上る立体部分
とから成り、給電点に近づくにつれて先細状となる全体
の形状が大略的に三角形である第１部分と、基板の前記一方表面上にほぼ矩形に形成され、第１部分
を囲む導電性第２部分であって、第１方向に沿って延び
る一対の長辺部分と、長辺部分の両端部を連結する第１
方向に垂直な第２方向に延びる一対の短辺部分とを有す
る第２部分と、第１部分の給電点から遠去かった遊端部
の第２方向両端部と、前記短辺部分とを接続する抵抗と
を有し、主部分と第２部分とは、前記平坦部分を構成し、第１部分は、給電点を通り基板に垂直な軸線に関してほ
ぼ線対称に構成され、第１部分の遊端部間の第１方向に
沿う長さＷ３は、２．７〜８ｃｍであることを特徴とす
る請求項１または２記載の地中推進工法における障害物
の検出装置。
【請求項４】主部分の遊端部の第２方向に沿う長さＬ
２は、１．７〜５ｃｍであり、立体部分の主部分からの高さＨ１は、１．４〜４ｃｍで
あることを特徴とする請求項３記載の地中推進工法にお
ける障害物の検出装置。
【請求項５】第２部分の長辺部分の第１方向に沿う長
さＷ２は、３．０〜９ｃｍであり、短辺部分の第２方向に沿う長さＬ１は、２．２〜６．６
ｃｍであることを特徴とする請求項３〜４のうちの１つ
に記載の地中推進工法における障害物の検出装置。
【請求項６】第１部分の立体部分によって形成される
給電点付近を頂点とする角度θ３は、約３０度であるこ
とを特徴とする請求項３〜５のうちの１つに記載の地中
推進工法における障害物の検出装置。
【請求項７】立体部分の頂角θ１，θ２は、約３０度
であることを特徴とする請求項３〜６のうちの１つに記
載の地中推進工法における障害物の検出装置。
【請求項８】抵抗は、１００〜２００Ωであることを
特徴とする請求項３〜７のうちの１つに記載の地中推進
工法における障害物の検出装置。
【請求項９】前記アンテナを背後で覆うシールドケー
スと、前記アンテナとシールドケースとの間に介在され
るフェライトから成る電波吸収材とをさらに含むことを
特徴とする請求項１〜８のうちの１つに記載の地中推進
工法における障害物の検出装置。
【請求項１０】フェライトの厚みＨ３は、０．５〜
１．４ｃｍであることを特徴とする請求項９記載の地中
推進工法における障害物の検出装置。
【請求項１１】送信アンテナから中心周波数５００Ｍ
Ｈｚ〜１．５ＧＨｚのパルスを土壌中に放射し、受信ア
ンテナで電磁波を受信することを特徴とする請求項１〜
１０のうちの１つに記載の地中推進工法における障害物
の検出装置。
【請求項１２】前記先端部は、その推進体の軸線に対
して傾斜した取付け座を有し、前記平坦部分は、取付け座よりも外方に、取付け座に対
向して配置される耐摩耗性基板の内面に形成され、立体部分は、平坦部分から取付け座に向かって隆起して
いることを特徴とする請求項１〜１１のうちの１つに記
載の地中推進工法における障害物の検出装置。
【請求項１３】（ａ）可撓性を有する推進体であっ
て、その先端部は、その推進体の軸線に対して傾斜した
取付け座を有する推進体と、（ｂ）その推進体の少なくとも前記先端部を、その推進
体の軸線まわりに回転駆動しかつ軸線方向に押込み駆動
する駆動手段とを使用し、（ｃ）アンテナを備えた請求項１〜１２のうちの１つに
記載の障害物検出装置により障害物を検知し、（ｄ）前記先端部が障害物から間隔をあけて推進するよ
うに駆動手段を制御することを特徴とする地中推進工
法。