(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントピースの内面の所定位置に予め設けられた発磁体と、セグメントの組立装置のセグメント支持フレームに取付けられた磁気センサーとを具備し、
新設セグメントピースをセグメント支持フレームに支持した状態で、既設セグメントの発磁体を検出してその電位量から新設セグメントのずれ量を計測するように構成した
ことを特徴とするセグメント組立装置におけるセグメントの位置検出装置。
【請求項２】
発磁体は、円弧状セグメントピースの弧長中央位置に軸方向に取付けられた磁気テープにより構成され、
磁気センサーは、セグメント支持フレームの新設セグメントの弧長方向の左右両側それぞれ設置され、
周方向に連結されてリング状に組立られたセグメントリングの既設セグメントピースに対して新設セグメントピースを千鳥位置に配置する時に、左右の磁気センサーにより左右の既設セグメントピースの磁気テープをそれぞれ検出するように構成された
ことを特徴とする請求項１記載のセグメント組立装置におけるセグメントの位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機により掘削されたトンネル内に覆工用セグメントを組み立てる時にセグメントピースの位置を検出するセグメント組立装置におけるセグメントの位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド掘進機の後部に設けられて掘削されたトンネル内にセグメントを組立てて覆工するセグメント組立装置において、組立てるセグメントピースの位置を検出する場合、周方向に既設セグメントピースがある場合には比較的容易であるが、最初に位置決めするセグメントピースには高い位置精度が求められる。このため、セグメントピースに予め位置検出用溝を形成しておき、セグメント組立装置に設けられたＣＣＤカメラにより、この位置検出用溝を撮像し、画像を処理することで新設セグメントの位置を検出する位置検出装置が使用されていた。また、この位置検出用溝を各種センサーにより検出するものもあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ＣＣＤカメラやセンサーによるものでは、セグメントピースの位置検出用溝に損傷や汚れが生じたり、また照明の状態により正確な検出ができないことがあった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、より正確にセグメントピースの位置を検出できるセグメント組立装置におけるセグメントの位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、セグメントピースの内面の所定位置に予め設けられた発磁体と、セグメントの組立装置のセグメント支持フレームに取付けられた磁気センサーとを具備し、新設セグメントピースをセグメント支持フレームに支持した状態で、既設セグメントの発磁体の電位を検出してその電位量から新設セグメントのずれ量を計測するように構成したものである。
【０００６】
上記構成によれば、セグメントピースに設けられた発磁体を磁気センサーで検出して出力される電位量からずれ量を検出するので、従来のようにセグメントピースに破損等に弱い検出用溝を形成する必要がなくなり、より正確な位置検出が可能となる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、発磁体は、円弧状セグメントピースの弧長中央位置に軸方向に取付けられた磁気テープにより構成され、磁気センサーは、セグメント支持フレームの新設セグメントの弧長方向の左右両側それぞれ設置され、周方向に連結されてリング状に組立られたセグメントリングの既設セグメントピースに対して新設セグメントピースを千鳥位置に配置する時に、左右の磁気センサーにより左右の既設セグメントピースの磁気テープをそれぞれ検出するように構成されたものである。
【０００８】
上記構成によれば、千鳥位置に配置される新設セグメントピースの位置を、新設セグメントピースの弧長方向両側で磁気センサーによりそれぞれ磁気テープを検出して、電位量により新設セグメントピースの周方向のずれ量を検知することができるので、新設セグメントピースを周方向に位置修正してより正確な位置に位置決めすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係るセグメント組立装置におけるセグメントの位置検出装置の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１０】
図２に示すように、シールド掘進機により掘削されたトンネルの覆工に使用される円形のシールドセグメント１は、セグメントピース２を周方向に連結してセグメントリング３が形成され、このセグメントリング３を接続して円筒状に形成されたものである。このセグメントリンク３を形成するセグメントピース２は、それぞれ円弧状断面に形成されるとともに、複数の矩形状セグメントピース２ａと、最後に組み立てられる１個の台形状キーセグメントピース２ｂと、キーセグメントピース２ｂの両側の直角台形状セグメントピース２ｃとで構成されている。
【００１１】
また、このセグメント１はシールド掘進機の後部に設けられたエレクタ装置により組立てられ、保持装置（図示せず）によりセグメントピース２が保持されたセグメント保持フレーム５により、セグメント姿勢制御装置８により位置制御および姿勢制御されて所定位置に位置決めされ、さらにボルト・ナットやコッターなどの連結具により組み立てられる。
【００１２】
このセグメントの位置検出装置は、前記各セグメントピース２の弧長方向中央位置で前端部（切羽側）の内面に軸心方向に溝が形成され、この溝の内面に発磁体である磁気テープ４が軸心方向に沿って貼り付けられている。なお、この磁気テープ４は、セグメントピース２の内面に直接貼り付けてもよいし、またセグメントピース２の内部に埋め込むこともできる。そして、セグメント保持フレーム５のセグメントピース２の保持位置の左右両側で後部（坑内側）には、磁気テープ４の磁気を検出する磁気センサー６と距離センサー７とがそれぞれ配設されている。
【００１３】
前記磁気センサー６は、図３，図４に示すように、磁気テープ４の磁界の変化により、ずれ量に対する電位量Ｖの変化（極性の変化を含む）が出力されるため、この電位量Ｖの変化によってセグメント保持フレーム５、すなわち、新設セグメントピース２の周方向のずれ量Ｓを換算することができる。また、図４に仮想線で示すように、磁気テープ４と磁気センサー６の距離Ｌの変化に対応して電位Ｖが変化するため、距離センサー７によりその距離Ｌを測定し、電位量Ｖを補正することにより高精度でずれ量を検出することができる。
【００１４】
上記構成において、新設セグメントピース２′を既設セグメントリング３のセグメントピース２に対して千鳥位置になるように最初に周方向に位置決めする際に、目的位置にセグメント保持フレーム５を接近させて停止させ、次いで磁気センサー６により隣接するセグメントピース２の磁気テープ４を検出する。そして、セグメント姿勢制御装置８では、磁気センサー６から出力された電位量を距離センサー７により得られた距離Ｌで補正することにより、新設セグメントピース２′の周方向のずれ量Ｍを演算する。そしてセグメントピース２′を目的位置に移動させ、再度計測して位置決めする。
【００１５】
上記実施の形態によれば、セグメントピース２に取付けられた磁気テープ４の磁界を磁気センサー６で検出して、出力される電位量Ｖからずれ量Ｍを検出するので、従来のようにセグメントピース２に破損等に弱い検出用溝を形成する必要がなくなり、より正確な位置検出が可能となる。また千鳥位置に配置される新設セグメントピース２′の位置を、新設セグメントピース２′の弧長方向両側で磁気センサー６により既設セグメントピース２の磁気テープ４を検出して、それぞれの電位量により新設セグメントピースのずれ量を検知するので、より正確な周方向の位置に新設セグメント２を位置決めすることができる。
【００１６】
なお、発磁体に磁気テープ４を使用したが、埋め込まれた永久磁石などであってもよい。
また、上記実施の形態ではセグメントピース２の周方向のずれ量を計測したが、この位置検出装置により、軸心方向や他のあらゆる方向のセグメントピース２のずれ量を計測することができる。また円形のシールドセグメントに限るものではなく、矩形断面や繭形のシールドセグメントであってもよい。
【００１７】
【発明の効果】
以上に述べたごとく本発明によれば、セグメントピースに設けられた発磁体を磁気センサーで検出して出力される電位量からずれ量を検出するので、従来のようにセグメントピースに破損等に弱い検出用溝を形成する必要がなくなり、より正確な位置検出が可能となる。
【００１８】
また請求項２記載の発明によれば、千鳥位置に配置される新設セグメントピースの位置を、新設セグメントピースの弧長方向両側で磁気センサーによりそれぞれ磁気テープを検出して、電位量により新設セグメントピースの周方向のずれ量を検知することができるので、新設セグメントピースを周方向に位置修正してより正確な位置に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセグメント組立装置におけるセグメントの位置検出装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】同シールドセグメントの説明図である。
【図３】同磁気センサーと磁気テープの配置を示す説明図である。
【図４】同磁気センサーの移動量と出力される電位量の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１    セグメント
２    セグメントピース
２′  新設セグメントピース
３    セグメントリング
４    磁気テープ
５    セグメント保持フレーム
６    磁気センサー
７    距離センサー
【図１】
0003580714.tif 000002
【図２】
0003580714.tif 000003
【図３】
0003580714.tif 000004
【図４】
0003580714.tif 000005