(57)【要約】【課題】測定効率の向上を図れると共に、作業員の負担の軽減を図る上で有利な真円度計測装置を提供する。【解決手段】真円保持装置２２により、セグメント２０の内周面２００４の上端に上側保持体２６の当接面２６０２を当て付けると共に、セグメント２０の内周面２００４の下端に下側保持体２８の当接面２８０２を当て付けて複数のセグメント２０の内周面２００４を真円形状に保持する。この状態で、第１〜第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄによって検出したセグメント２０の内周面２００４と上側保持体２６および下側保持体２８との距離Ｄ１〜Ｄ４、第５の距離センサ３４Ｅによって検出した上側保持体２６と下側保持体２８との距離Ｄ５を用いて内周面２００４の真円度αを算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒壁状に組み立てたセグメントの内周面の上端に上側保持体を当て付けると共に、セグメントの内周面の下端に下側保持体を当て付けることで前記内周面を真円形状に保持する真円保持装置を備えるシールドマシンに設けられ、前記円筒壁状に組み立てられたセグメントの内周面の真円度を計測する真円度計測装置であって、
前記内周面の上端に前記上側保持体が当て付けられ、かつ、前記内周面の下端に前記下側保持体が当て付けられた状態で、前記シールドマシンの軸心と直交する平面上を延在しかつ前記軸心と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第１の直線Ｌ１が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２とし、前記平面上を延在しかつ前記軸心および前記第１の直線Ｌ１と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第２の直線Ｌ２が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第３の計測点Ｐ３、第４の計測点Ｐ４としたとき、
前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第１の計測点Ｐ１と前記上側保持体との距離を第１の距離Ｄ１として検出する第１の距離センサと、
前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第２の計測点Ｐ２と前記下側保持体との距離を第２の距離Ｄ２として検出する第２の距離センサと、
前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第３の計測点Ｐ３と前記上側保持体との距離を第３の距離Ｄ３として検出する第３の距離センサと、
前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第４の計測点Ｐ４と前記下側保持体との距離を第４の距離Ｄ４として検出する第４の距離センサと、
前記第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４に基づいて前記内周面の真円度を算出する真円度算出手段と、
を備えることを特徴とする真円度計測装置。
【請求項２】
前記第１の距離センサ及び前記第３の距離センサは、前記上側保持体に取着され、前記第２の距離センサおよび前記第４の距離センサは、前記下側保持体に取着されている、
ことを特徴とする請求項１記載の真円度計測装置。
【請求項３】
前記平面上を延在しかつ軸心、第１の直線Ｌ１、第２の直線Ｌ２と交差すると共に軸心方向から見て鉛直方向に延在する第３の直線Ｌ３に沿った前記上側保持体と前記下側保持体との距離を第５の距離Ｄ５として検出する第５の距離センサをさらに備え、
前記真円度算出手段は、前記第１〜第５の距離Ｄ１〜Ｄ５に基づいて前記内周面の真円度を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の真円度計測装置。
【請求項４】
前記第１の距離センサおよび前記第３の距離センサは、前記上側保持体に取着され、前記第２の距離センサおよび前記第４の距離センサは、前記下側保持体に取着され、
前記第５の距離センサは、前記上側保持体あるいは前記下側保持体に取着されている、
ことを特徴とする請求項３記載の真円度計測装置。
【請求項５】
前記平面は、
前記シールドマシンの掘進方向において前記上側保持体および前記下側保持体よりも前方に位置する前部平面と、
前記シールドマシンの掘進方向において前記上側保持体および前記下側保持体の直後に位置する中間部平面と、
前記シールドマシンの掘進方向において前記中間部平面よりも後方に位置する後部平面とを含み、
前記第１の距離センサ〜第４の距離センサは、
前記前部平面に対応して設けられた前部第１の距離センサ〜前部第４の距離センサと、
前記中間部平面に対応して設けられた中間部第１の距離センサ〜中間部第４の距離センサと、
前記後部平面に対応して設けられた後部第１の距離センサ〜後部第４の距離センサとを備え、
前記真円度算出手段は、前記前部平面、前記中間部平面、前記後部平面のそれぞれに対応して前記真円度を算出する、
ことを特徴とする請求項１〜４に何れか１項記載の真円度計測装置。
【請求項６】
円筒壁状に組み立てたセグメントの内周面の上端に上側保持体を当て付けると共に、セグメントの内周面の下端に下側保持体を当て付けることで前記内周面を真円形状に保持する真円保持装置を備えるシールドマシンにおいて、前記円筒壁状に組み立てられたセグメントの内周面の真円度を計測する真円度計測方法であって、
前記内周面の上端に前記上側保持体が当て付けられ、かつ、前記内周面の下端に前記下側保持体が当て付けられた状態で、前記シールドマシンの軸心と直交する平面上を延在しかつ前記軸心と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第１の直線Ｌ１が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２とし、前記平面上を延在しかつ前記軸心および前記第１の直線Ｌ１と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第２の直線Ｌ２が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第３の計測点Ｐ３、第４の計測点Ｐ４としたとき、
前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第１の計測点Ｐ１と前記上側保持体との距離を第１の距離Ｄ１として検出し、
前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第２の計測点Ｐ２と前記下側保持体との距離を第２の距離Ｄ２として検出し、
前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第３の計測点Ｐ３と前記上側保持体との距離を第３の距離Ｄ３として検出し、
前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第４の計測点Ｐ４と前記下側保持体との距離を第４の距離Ｄ４として検出し、
前記第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４に基づいて前記内周面の真円度を算出する、
ことを特徴とする真円度計測方法。
【請求項７】
前記平面上を延在しかつ軸心、第１の直線Ｌ１、第２の直線Ｌ２と交差すると共に軸心方向から見て鉛直方向に延在する第３の直線Ｌ３に沿った前記上側保持体と前記下側保持体との距離を第５の距離Ｄ５として検出し、
前記第１〜第５の距離Ｄ１〜Ｄ５に基づいて前記内周面の真円度を算出する、
ことを特徴とする請求項６記載の真円度計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシールドマシンによって組み立てられたセグメントの内周面の真円度を計測する真円度計測装置および真円度計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドマシンは、テール部の内側でセグメントを円筒壁状に組み立てつつ掘進することでセグメントトンネルを組み立てるものである。
テール部の内側には、円筒壁状に組み立てたセグメントの内周面の上端に上側保持体を当て付けると共に、セグメントの内周面の下端に下側保持体を当て付けることで内周面を真円形状に保持する真円保持装置が設けられている（特許文献１参照）。
しかしながら、セグメントの内周面の真円度は、シールドマシンの掘進方向と既に組み立てられたセグメントとの相対的な位置関係の影響を受けて変化することから、真円保持装置のみによって内周面を完全な真円形状に保持することは困難である。
そのため、従来は、シールドマシンによる掘進作業の前後に、作業員が構内に組み上げた足場から下げ振りを用いてセグメントの内周面の真円形状に対する歪み度合いを示すデータを計測し、その計測データをシールドマシンの掘進方向を制御するためのデータとして用いたり、あるいは、セグメント組み立て制御を行うためのデータとして用いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２１３２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では、計測に際しては掘進動作を停止した状態で作業員による計測作業を行う必要があるため、掘進中の計測データを得ることが困難であり、計測効率の低下を招く不利があった。
また、セグメント内部が大口径の場合は高所作業が必要となり、また、セグメント内部が小口径の場合は狭小スペースでの作業が必要となることから、作業員の身体的な負担が大きなものとなる不利があった。
さらに、セグメントの内周面の真円度を確保するためには、真円度の計測値に基づいてシールドマシンの制御を行なうことがより好ましい。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、真円度の計測効率の向上を図る上で、また、作業員の負担の軽減を図る上で有利な真円度計測装置および真円度計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、円筒壁状に組み立てたセグメントの内周面の上端に上側保持体を当て付けると共に、セグメントの内周面の下端に下側保持体を当て付けることで前記内周面を真円形状に保持する真円保持装置を備えるシールドマシンに設けられ、前記円筒壁状に組み立てられたセグメントの内周面の真円度を計測する真円度計測装置であって、前記内周面の上端に前記上側保持体が当て付けられ、かつ、前記内周面の下端に前記下側保持体が当て付けられた状態で、前記シールドマシンの軸心と直交する平面上を延在しかつ前記軸心と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第１の直線Ｌ１が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２とし、前記平面上を延在しかつ前記軸心および前記第１の直線Ｌ１と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第２の直線Ｌ２が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第３の計測点Ｐ３、第４の計測点Ｐ４としたとき、前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第１の計測点Ｐ１と前記上側保持体との距離を第１の距離Ｄ１として検出する第１の距離センサと、前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第２の計測点Ｐ２と前記下側保持体との距離を第２の距離Ｄ２として検出する第２の距離センサと、前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第３の計測点Ｐ３と前記上側保持体との距離を第３の距離Ｄ３として検出する第３の距離センサと、前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第４の計測点Ｐ４と前記下側保持体との距離を第４の距離Ｄ４として検出する第４の距離センサと、前記第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４に基づいて前記内周面の真円度を算出する真円度算出手段とを備えることを特徴とする。
また本発明は、円筒壁状に組み立てたセグメントの内周面の上端に上側保持体を当て付けると共に、セグメントの内周面の下端に下側保持体を当て付けることで前記内周面を真円形状に保持する真円保持装置を備えるシールドマシンにおいて、前記円筒壁状に組み立てられたセグメントの内周面の真円度を計測する真円度計測方法であって、前記内周面の上端に前記上側保持体が当て付けられ、かつ、前記内周面の下端に前記下側保持体が当て付けられた状態で、前記シールドマシンの軸心と直交する平面上を延在しかつ前記軸心と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第１の直線Ｌ１が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２とし、前記平面上を延在しかつ前記軸心および前記第１の直線Ｌ１と直交すると共に前記軸心方向から見て前記上側保持体および前記下側保持体と交差する第２の直線Ｌ２が前記内周面の対向する２箇所と交差する２つの点を第３の計測点Ｐ３、第４の計測点Ｐ４としたとき、前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第１の計測点Ｐ１と前記上側保持体との距離を第１の距離Ｄ１として検出し、前記軸心方向から見て前記第１の直線Ｌ１に沿った前記第２の計測点Ｐ２と前記下側保持体との距離を第２の距離Ｄ２として検出し、前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第３の計測点Ｐ３と前記上側保持体との距離を第３の距離Ｄ３として検出し、前記軸心方向から見て前記第２の直線Ｌ２に沿った前記第４の計測点Ｐ４と前記下側保持体との距離を第４の距離Ｄ４として検出し、前記第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４に基づいて前記内周面の真円度を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、内周面の上端に上側保持体が当て付けられ、かつ、内周面の下端に下側保持体が当て付けられた状態で、セグメントの内周面と上側保持体および下側保持体との距離に基づいて内周面の真円度を算出するようにした。
したがって、シールドマシンの掘進動作を停止することなく掘進中の真円度を連続して得ることができるため、真円度の測定効率の向上を図る上で有利となる。また、作業員による測定作業が不要となるため、作業員の身体的な負担の軽減を図る上でも有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態の真円度計測装置が搭載されたシールドマシン１０の全体図である。
【図２】実施の形態の真円度計測装置７０の設置状態を示す説明図である。
【図３】図２のＡＡ線断面図である。
【図４】実施の形態の真円度計測装置７０の制御系の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は実施の形態の真円度計測装置７０が搭載されたシールドマシン１０の全体図、図２は真円度計測装置７０の設置状態を示す説明図、図３は図２のＡＡ線断面図、図４は真円度計測装置７０の制御系の構成を示すブロック図である。
【０００９】
まず、シールドマシン１０について説明する。
図１に示すように、シールドマシン１０は、前胴部１２と、テール部（後胴部）１４と、後方台車１６などを含んで構成され、前胴部１２は、掘削部１２Ａと、その後方に設けられた後部室１２Ｂとを有している。
【００１０】
掘削部１２Ａは、カッタ装置１２０２、外装壁（トンネル１８の内壁１８０２に臨む前スキンプレート）１２０４などから構成されている。
後部室１２Ｂは、前スキンプレート１２０４の内側で掘削部１２Ａの後方の箇所であり、後部室１２Ｂには、不図示のコンベア装置（排土装置）、ジャッキ装置などが配置されている。
カッタ装置１２０２は、円盤状のカッタを掘進方向と平行な軸線回りに回転することで地山を掘削するように構成されている。
コンベア装置は、カッタ装置１２０２による地山の掘削で排出された土砂を後方に運搬するように構成されている。
ジャッキ装置は、カッタ装置１２０２によって掘削されたトンネル１８に円筒壁状に組み付けられるセグメント２０の箇所を上記掘進方向の後方に向けて押圧することでカッタ装置１２０２とコンベア装置を掘進方向に推進させるように構成されている。
【００１１】
テール部１４は、トンネル１８の内壁１８０２に臨むスキンプレート（後スキンプレート）１４０２を備え、後スキンプレート１４０２の内側には、後述する真円保持装置２２（図２参照）が設けられている。
スキンプレート１４０２は円筒状を呈し、トンネル１８の内壁１８０２に臨む外周面と該外周面と対向しセグメント２０の外周面２００２に臨む内周面１４１０を有している。
テール部１４のスキンプレート１４０２は、掘削部１２Ａの外装壁（前スキンプレート）１２０４の前記掘進方向の後端部に屈曲可能に接続されている。
【００１２】
後方台車１６は、シールドマシン１０を動作させるものであり、テール部１４の後方に設けられている。
本実施の形態では、後方台車１６は、複数の台車１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄを備え、これら台車には、掘削部１２Ａとテール部１４を動作させるための制御ユニット、駆動源、油タンクなどが分散して配設されている。
後方台車１６は、トンネル１８の長手方向に延在するレール１９上を移動可能に設けられている。
【００１３】
セグメント２０は、トンネル１８の半径方向に延在する厚みと、トンネル１８の周方向に延在する長さと、トンネル１８の内壁１８０２に臨ませて配設される円筒面状の外周面２００２と、トンネル１８の中心に臨む円筒面状の内周面２００４とを有して構成されている。
セグメント２０は、シールドマシン１０によって掘削されたトンネル１８の内壁１８０２に、環状に組み付けられることによって、言い換えると坑内に組み付けられることによって、内壁１８０２を支える作用を果たす。
セグメント２０が内壁１８０２に組み付けられることによってセグメントトンネルが構築される。
【００１４】
図２、図３に示すように、真円保持装置２２は、支持フレーム２４と、上側保持体２６と、下側保持体２８と、上側伸縮装置３０と、下側伸縮装置３２とを含んで構成されている。
支持フレーム２４は、図１に示すスキンプレート１４０２の内側の空間において高さ方向の中間部において水平方向に延在する矩形板状を呈し、不図示の取り付け部材によってシールドマシン１０の前胴部１２に支持されている。
上側保持体２６は、シールドマシン１０の軸心方向から見て、セグメント２０の内周面の上端に沿って円弧状に延在形成され、セグメント２０の内周面２００４の半径と同一の半径の円筒面状を呈する当接面２６０２を備え、該当接面２６０２はセグメント２０の内周面２００４の上端に対向している。
下側保持体２８は、シールドマシン１０の軸心方向から見て、セグメント２０の内周面２００４の下端に沿って円弧状に延在形成され、セグメント２０の内周面２００４の半径と同一の半径の円筒面状を呈する当接面２８０２を備え、該当接面２８０２はセグメント２０の内周面２００４の下端に対向している。
【００１５】
上側伸縮装置３０は、上側保持体２６の両端と支持フレーム２４の上面の左右側部との間にそれぞれ設けられている。上側伸縮装置３０が伸縮することにより上側保持体２６はセグメント２０の内周面２００４の上端に接離する方向に移動される。
下側伸縮装置３２は、下側保持体２８の両端と支持フレーム２４の下面の左右側部との間にそれぞれ設けられている。下側伸縮装置３２が伸縮することにより下側保持体２８はセグメント２０の内周面２００４の下端に接離する方向に移動される。
このような上側伸縮装置３０および下側伸縮装置３２として油圧ジャッキなど従来公知の様々な伸縮装置が使用可能である。
【００１６】
真円保持装置２２は、上側伸縮装置３０を伸長させることによりセグメント２０の内周面２００４の上端に上側保持体２６の当接面２６０２を当て付けると共に、下側伸縮装置３２を伸長させることによりセグメント２０の内周面２００４の下端に下側保持体２８の当接面２８０２を当て付けて土圧によりセグメント２０に加わる鉛直方向の負荷を支持することによって複数のセグメント２０の内周面２００４を真円形状に保持し、内周面２００４の変形を防止する。
【００１７】
図２、図３、図４に示すように、真円度計測装置７０は、前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄと、第５の距離センサ３４Ｅと、中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄと、後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄと、コンピュータ４０とを含んで構成されている。
前部第１〜第５の距離センサ３４Ａ〜３４Ｅは、以下に規定される第１〜第５の距離Ｄ１〜Ｄ５を検出するものである。
すなわち、内周面２００４の上端に上側保持体２６の当接面２６０２が当て付けられ、かつ、内周面２００４の下端に下側保持体２８の当接面２８０２が当て付けられた状態とする。
この場合、シールドマシン１０の軸心Ｏと直交しシールドマシン１０の掘進方向において上側保持体２６および下側保持体２８よりも前方に位置する平面を前部平面Ｍ１とすると、前部平面Ｍ１上を延在しかつ軸心Ｏと直交すると共に軸心Ｏ方向から見て上側保持体２６および下側保持体２８と交差する第１の直線Ｌ１が内周面２００４の対向する２箇所と交差する２つの点を第１の計測点Ｐ１、第２の計測点Ｐ２とする。
また、前部平面Ｍ１上を延在しかつ軸心Ｏおよび第１の直線Ｌ１と直交すると共に軸心Ｏ方向から見て上側保持体２６および下側保持体２８と交差する第２の直線Ｌ２が内周面２００４の対向する２箇所と交差する２つの点を第３の計測点Ｐ３、第４の計測点Ｐ４とする。
また、前部平面Ｍ１上を延在しかつ軸心Ｏ、第１の直線Ｌ１、第２の直線Ｌ２と交差すると共に、軸心Ｏ方向から見て鉛直方向に延在する第３の直線Ｌ３が上側保持体２６および下側保持体２８のそれぞれと交差する２つの点を第５の計測点Ｐ５、第６の計測点Ｐ６とする。
【００１８】
前部第１の距離センサ３４Ａは、軸心Ｏ方向から見て第１の直線Ｌ１に沿った第1の計測点Ｐ１と上側保持体２６との距離を第１の距離Ｄ１として検出する。
前部第２の距離センサ３４Ｂは、軸心Ｏ方向から見て第１の直線Ｌ１に沿った第２の計測点Ｐ２と下側保持体２８との距離を第２の距離Ｄ２として検出する。
前部第３の距離センサ３４Ｃは、軸心Ｏ方向から見て第２の直線Ｌ２に沿った第３の計測点Ｐ３と上側保持体２６との距離を第３の距離Ｄ３として検出する。
前部第４の距離センサ３４Ｄは、軸心Ｏ方向から見て第２の直線Ｌ２に沿った第４の計測点Ｐ４と下側保持体２８との距離を第４の距離Ｄ４として検出する。
第５の距離センサ３４Ｅは、軸心Ｏ方向から見て第３の直線Ｌ３に沿った上側保持体２６と前記下側保持体２８との距離を第５の距離Ｄ５として検出する。
本実施の形態では、第５の距離センサ３４Ｅは上側保持体２６に取着され、第５の距離センサ３４Ｅは下側保持体２８に取着した測定板６２との間の距離を第５の距離Ｄ５として検出する。なお、第５のセンサ３４Ｅを下側保持体２８に取着し、測定板６２を上側保持体２６に取着してもよい。
【００１９】
本実施の形態では、前部第１、前部第３、第５の距離センサ３４Ａ、３４Ｃ、３４Ｅは、不図示の取り付けフレームを介して上側保持体２６に取着され、前部第２、前部第４の距離センサ３４Ｂ、３４Ｄは、不図示の取り付けフレームを介して下側保持体２８に取着されている。
そして、セグメント２０の内周面２００４が、軸心Ｏを中心として予め定められた半径の円周上を延在した状態で、上側保持体２６および下側保持体２８が内周面２００４の上端および下端に当て付けられた状態で、前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄ、第５の距離センサ３４Ｅは、シールドマシン１０の軸心Ｏを中心とする同一半径の円周上に配置されている。
【００２０】
中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄと、後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄとは、配置される平面が上述した前部平面Ｍ１と異なる点以外は、前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄと同様であるため、重複する説明を省いて簡単に説明する。
中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄは、シールドマシン１０の掘進方向において上側保持体２６および下側保持体２８の直後に位置する中間部平面Ｍ２上に配置されている。
中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄによって検出される第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４は、測定対象となる内周面２００４のシールドマシン１０の掘進方向における位置が異なっている点以外は前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄによって検出される第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４と同様である。
【００２１】
また、後部第１〜後部第４の距離センサは、シールドマシン１０の掘進方向において中間部平面Ｍ２よりも後方に位置する後部平面Ｍ３上に配置されている。
後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄによって検出される第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４は、測定対象となる内周面２００４のシールドマシン１０の掘進方向における位置が異なっている点以外は前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄによって検出される第１〜第４の距離Ｄ１〜Ｄ４と同様である。
【００２２】
本実施の形態では、中間部第１、中間部第３の距離センサ３６Ａ、３６Ｃは、不図示の取り付けフレームを介して上側保持体２６に取着され、中間部第２、中間部第４の距離センサ３６Ｂ、３６Ｄは、不図示の取り付けフレームを介して下側保持体２８に取着されている。
同様に、後部第１、後部第３の距離センサ３８Ａ、３８Ｃは、不図示の取り付けフレームを介して上側保持体２６に取着され、後部第２、後部第４の距離センサ３８Ｂ、３８Ｄは、不図示の取り付けフレームを介して下側保持体２８に取着されている。
【００２３】
また、シールドマシン１０の軸心Ｏ方向から見てセグメント２０の内周面２００４が規定された半径の円周上を延在した状態で、上側保持体２６および下側保持体２８が内周面２００４の上端および下端に当て付けられた状態で、中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄ、後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄは、シールドマシン１０の軸心Ｏを中心とする同一半径の円周上に配置されている。
【００２４】
なお、前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄ、第５の距離センサ３４Ｅ、中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄ、後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄとしては、測定対象物にレーザ光を照射する発光部と、測定対象物から反射される反射光を受光する受光部とを備え、受光部に入射する反射光の入射位置の変化に基づいて距離を検出するセンサなど従来公知の様々なセンサが使用可能である。
【００２５】
コンピュータ３４は、図１に示すように、後方台車１６の台車１６Ａに設けられ、前部第１〜第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄ、第５の距離センサ３４Ｅ、中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄ、後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄと不図示のケーブルを介して接続され、該ケーブルを介して各距離センサから供給される距離データに基づいて内周面２００４の真円度を算出するものである。
コンピュータ３４は、図４に示すように、ＣＰＵ３６と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ３８、ＲＡＭ４０、ハードディスク装置４２、ディスク装置４４、キーボード４６、マウス４８、ディスプレイ５０、プリンタ５２、インターフェース５４などを有している。
ＲＯＭ３８は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ４０はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置４２は真円度を算出するための演算プログラムを格納している。
ディスク装置４４はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード４６およびマウス４８は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ５０はデータを表示出力するものであり、プリンタ５２はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ５０およびプリンタ５２によってデータを出力する。
インターフェース５４は、外部装置とデータの授受を行うためのものであり、本実施の形態では、複数のカメラ部３２から供給される画像データを入力するものである。
ＣＰＵ３６はハードディスク装置４２に格納されている演算プログラムを実行することにより、インターフェース５４から入力された距離データに基づいて、内周面２００４の真円度を算出する演算処理を実行し、真円度をディスプレイ５０あるいはプリンタ５２あるいはインターフェース５４を介して出力する。
本実施の形態では、コンピュータ３４によって特許請求の範囲の真円度算出手段が構成されている。
【００２６】
内周面２００４の真円度αを算出する演算処理について詳細に説明する。
真円度αは、前部第１〜前部第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄで検出された第１〜第４の距離ｘ１〜ｘ４の４つの距離に基づいて算出することができる。
また、第１〜第４の距離ｘ１〜ｘ４の４つの距離に第５の距離センサ３４Ｅで検出された第５の距離ｘ５を加えることによって真円度αをより正確に算出することができる。
すなわち、第１〜第４の距離ｘ１〜ｘ４の４つの距離、あるいは、第１〜第５の距離ｘ１〜ｘ５の５つの距離に基づいて真円度αを算出する場合は、以下の式（１）に基づいて真円度αを算出する。なお、式（１）では、真円度αは各距離センサで検出された距離の標準偏差で表される。
【００２７】
【数１】
2014152588.tif 000003
【００２８】
ただし、ｎは距離センサの数、ｉは１以上の自然数であり、ｘｉは各距離センサで検出された距離ｘ１、ｘ２、ｘ３、……を示す。また、ｘバーは距離ｘ１〜ｘｉの平均値である。
なお、上記の真円度αの算出は、式（１）に限定されず、従来公知の様々な算出方法が採用可能である。
また、式（１）から明らかなように距離センサの数は４個あるいは５個に限定されない。
【００２９】
なお、中間部平面Ｍ２における真円度αの算出は、中間部第１〜中間部第４の距離センサ３６Ａ〜３６Ｄで検出された第１〜第４の距離ｘ１〜ｘ４の４つの距離に基づいて式（１）から算出することができ、あるいは、これら４つの距離に加えて第５の距離ｘ５に基づいて式（１）から算出することができる。
また、後部平面Ｍ３における真円度αの算出は、後部第１〜後部第４の距離センサ３８Ａ〜３８Ｄで検出された第１〜第４の距離ｘ１〜ｘ４の４つの距離に基づいて式（１）から算出することができ、あるいは、これら４つの距離に加えて第５の距離ｘ５に基づいて式（１）から算出することができる。
したがって、本実施の形態では、前部平面Ｍ１、中間部平面Ｍ２、後部平面Ｍ３の３箇所における真円度αを算出することができる。
【００３０】
次に真円度計測装置７０の作用効果について説明する。
まず、真円度計測装置７０の各距離センサおよびコンピュータ３４を起動させ、各距離センサで検出された距離データがコンピュータ３４に供給される状態としておく。
次いで、シールドマシン１０によって地山の掘進およびセグメントトンネルの組み立てを開始する。
真円保持装置２２によって内周面２００４の上端に上側保持体２６が当て付けられ、かつ、内周面２００４の下端に下側保持体２８が当て付けられた状態とする。
コンピュータ３４は、各距離センサから供給される距離データに基づいて前部平面Ｍ１、中間部平面Ｍ２、後部平面Ｍ３の３箇所における真円度αを算出する。
したがって、３箇所の真円度αがディスプレイ５０やプリンタ５２を介して出力される。
出力された真円度αは、シールドマシン１０の掘進方向を制御するためのデータとして用いられ、あるいは、セグメント２０組み立て制御を行うためのデータとして用いられる。
【００３１】
以上説明したように本実施の形態によれば、内周面２００４の上端に上側保持体２６が当て付けられ、かつ、内周面２００４の下端に下側保持体２８が当て付けられた状態で、第１〜第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄ（３６Ａ〜３６Ｄ、３８Ａ〜３８Ｄ）によって検出したセグメント２０の内周面２００４と上側保持体２６および下側保持体２８との距離、第５の距離センサ３４Ｅによって検出した上側保持体２６と下側保持体２８との距離を用いて内周面２００４の真円度αを算出するようにした。
したがって、シールドマシン１０の掘進動作を停止することなく掘進中の真円度αを連続して得ることができるため、真円度αの測定効率の向上を図る上で有利となる。
また、作業員による測定作業が不要となるため、作業員の身体的な負担の軽減を図る上でも有利となる。
なお、第１〜第４の距離センサ３４Ａ〜３４Ｄ（３６Ａ〜３６Ｄ、３８Ａ〜３８Ｄ）によって検出したセグメント２０の内周面２００４と上側保持体２６および下側保持体２８との距離Ｄ１〜Ｄ４のみを用いて内周面２００４の真円度αを算出してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、第５の距離センサ３４Ｅによって検出した上側保持体２６と下側保持体２８との距離Ｄ５を用いて内周面２００４の真円度αを算出すると、真円度αの計測精度を向上させる上で有利となる。
【００３２】
また、第１〜第５の距離センサを上側保持体２６あるいは下側保持体２８に取着するようにしたので、構成の簡素化およびコストダウンを図る上で有利となる。
なお、第１〜第５の距離センサを専用の部材を用いてシールドマシン１０に取り付けてもよいが、本実施の形態のようにすると、構成の簡素化およびコストダウンを図る上でより有利となる。
【００３３】
また、本実施の形態では、前部平面Ｍ１、中間部平面Ｍ２、後部平面Ｍ３の３箇所のそれぞれに距離センサを設けたので、前部平面Ｍ１、中間部平面Ｍ２、後部平面Ｍ３の３箇所のそれぞれにおける真円度αを算出することができる。
なお、距離センサを設ける箇所は、単一の平面上でもよいが、本実施の形態のようにすると、シールドマシン１０による掘進動作の進捗に伴う場所による真円度αの変化をきめ細かく得ることができるため、真円度αを、シールドマシン１０の掘進方向を制御するためのデータとして用い、あるいは、セグメント２０組み立て制御を行うためのデータとして用いる場合に制御を精度よく行なう上で有利となる。
【符号の説明】
【００３４】
１０……シールドマシン、１８……トンネル、２０……セグメント、２００４……内周面、２２……真円保持装置、２６……上側保持体、２８……下側保持体、３４Ａ〜３４Ｄ……前部第１〜前部第４の距離センサ、３４Ｅ……第５の距離センサ、３６Ａ〜３６Ｄ……中間部第１〜中間部第４の距離センサ、３８Ａ〜３８Ｄ……後部第１〜後部第４の距離センサ、４０……コンピュータ（真円度算出手段）、７０……真円度計測装置、Ｏ……シールドマシンの軸心、Ｍ１……前部平面、Ｍ２……中間部平面、Ｍ３……後部平面、Ｌ１〜Ｌ３……第１〜第３の直線、Ｐ１〜Ｐ４……第１〜第４の計測点、Ｄ１〜Ｄ５……第１〜第５の距離、α……真円度。
【図１】
2014152588.tif 000004
【図２】
2014152588.tif 000005
【図３】
2014152588.tif 000006
【図４】
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