(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中の削孔ロッドの内部でロッド軸方向に移動可能に構成され、その移動軌跡を検知することで前記削孔ロッドの削孔位置を把握するジャイロスコープを備えた削孔位置計測用プローブにおいて、プローブ本体の外周面の軸方向に間隔をあけた複数箇所に突出部が存在し、前記突出部が弾性を有する板状体であり、前記突出部の後端部が前記プローブ本体の外周面に対して固定された状態であり、前記突出部の先端部が前記プローブ本体の外周側に突出した自由端であり、前記突出部が前記プローブ本体の軸方向先端側および軸方向後端側に存在していて、前記プローブ本体の軸方向先端側に存在している前記突出部が、前記プローブ本体の軸方向と直交する側面視で前記プローブ本体の先端側に向かって開くように傾斜して前記プローブ本体の外周面に取付けられた状態であり、前記プローブ本体の軸方向後端側に存在している前記突出部が、前記プローブ本体の軸方向と直交する側面視で前記プローブ本体の後端側に向かって開くように傾斜して前記プローブ本体の外周面に取付けられた状態であり、前記プローブを削孔ロッドに挿入した際に、前記突出部のそれぞれの先端部が削孔ロッドの内周面に当接した状態になって、プローブ本体を削孔ロッドの内部でセンタリングさせる構成であることを特徴とする削孔位置計測用プローブ。
【請求項２】
前記削孔ロッドの内周面に当接した状態になる前記突出部の先端部が、前記プローブ本体の軸方向と直交する側面視で円弧状になっている請求項１に記載の削孔位置計測用プローブ。
【請求項３】
前記突出部が、前記プローブ本体の軸方向の任意の位置で着脱自在な構成になっている請求項１または２に記載の削孔位置計測用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、削孔位置計測用プローブに関し、さらに詳しくは、削孔ロッドの内径の大きさに関わらず削孔位置を高い精度で計測できる削孔位置計測用プローブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地盤改良等をする場合には、地盤改良薬液を注入するために地盤の削孔工事が行なわれる。削孔工事では、計画どおりの位置に削孔することが必要であるため、精度よく削孔位置を把握することが重要になる。従来、削孔位置や地中の管路の形状（蛇行や勾配）を把握するにはジャイロスコープを備えたプローブが利用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ジャイロスコープを用いるとその移動軌跡に基づいて削孔位置を計測、把握できるが、精度よく計測するには、移動中にジャイロスコープを削孔ロッドと同じ向きにすることが必要である。しかしながら、プローブ（ジャイロスコープ）の外周面と削孔ロッドの内周面との間にはある程度のすき間がある。即ち、プローブと削孔ロッドとの間には遊び代があるので、移動中にジャイロスコープと削孔ロッドの向きにずれが生じ、これが計測精度低下の一因となっている。そして、プローブの外径に対して削孔ロッドの内径が大きい程、遊び代が大きくなるため、削孔位置の計測精度が益々低下するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８０５６７号公報
【特許文献２】特開２０１１−７５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、削孔ロッドの内径の大きさに関わらず削孔位置を高い精度で計測できる削孔位置計測用プローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明の削孔位置計測用プローブは、地盤中の削孔ロッドの内部でロッド軸方向に移動可能に構成され、その移動軌跡を検知することで前記削孔ロッドの削孔位置を把握するジャイロスコープを備えた削孔位置計測用プローブにおいて、プローブ本体の外周面の軸方向に間隔をあけた複数箇所に突出部が存在し、前記突出部が弾性を有する板状体であり、前記突出部の後端部が前記プローブ本体の外周面に対して固定された状態であり、前記突出部の先端部が前記プローブ本体の外周側に突出した自由端であり、前記突出部が前記プローブ本体の軸方向先端側および軸方向後端側に存在していて、前記プローブ本体の軸方向先端側に存在している前記突出部が、前記プローブ本体の軸方向と直交する側面視で前記プローブ本体の先端側に向かって開くように傾斜して前記プローブ本体の外周面に取付けられた状態であり、前記プローブ本体の軸方向後端側に存在している前記突出部が、前記プローブ本体の軸方向と直交する側面視で前記プローブ本体の後端側に向かって開くように傾斜して前記プローブ本体の外周面に取付けられた状態であり、前記プローブを削孔ロッドに挿入した際に、前記突出部のそれぞれの先端部が削孔ロッドの内周面に当接した状態になって、プローブ本体を削孔ロッドの内部でセンタリングさせる構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プローブ本体の外周面の軸方向に間隔をあけた複数箇所に突出部が設けられ、このプローブを削孔ロッドに挿入した際に、前記突出部を削孔ロッドの内周面に当接させて、プローブ本体を削孔ロッドの内部でセンタリングさせるので、プローブ本体の外周面と削孔ロッドの内周面との間のすき間が大きくても、プローブ本体（ジャイロスコープ）と削孔ロッドの向きのずれを抑制できる。それ故、削孔ロッドの内径の大きさに関わらず、削孔位置を高い精度で計測することが可能になる。
【０００８】
ここで、前記削孔ロッドの内周面に当接した状態になる前記突出部の先端部が、前記プローブ本体の軸方向と直交する側面視で円弧状になっている仕様にすることもできる。この仕様では、プローブを削孔ロッドの内部で円滑に移動させるには有利になる。
【０００９】
前記突出部が弾性を有する板状体である仕様にすると、構造を簡素化でき、また、撓み易いので屈曲した削孔ロッドの内部であっても、プローブ本体をセンタリングし易くなる。
【００１０】
前記板状体が、プローブ本体の軸方向と直交する側面視で傾斜して前記プローブ本体の外周面に取付けられている仕様にすると、板状体が一段と撓み易くなるので、プローブを削孔ロッドの内部で円滑に移動させ易くなるとともに、プローブ本体をセンタリングし易くなる。
【００１１】
前記突出部が、前記プローブ本体の軸方向の任意の位置で着脱自在に設けられる仕様にすることもできる。この仕様では、突出部の配置を自在に調整できるので、プローブ本体のセンタリング具合を調整し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】削孔ロッドに挿入された本発明の削孔位置計測用プローブを例示する側面図である。
【図２】図１のプローブを例示する正面図である。
【図３】図１のセンタリング部材を例示する斜視図である。
【図４】地盤を削孔する工程を例示する説明図である。
【図５】削孔位置を計測する工程を例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の削孔位置計測用プローブを、図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図３に例示するように、本発明の削孔位置計測用プローブ１（以下、プローブ１という）は、円筒状のプローブ本体１ａにジャイロスコープ５が内設されている。プローブ本体１ａの外周面には、プローブ本体１ａの軸方向に間隔をあけた複数箇所にセンタリング部材２が設けられている。
【００１５】
それぞれのセンタリング部材２は同じ仕様であり、プローブ本体１ａの外周面に固定される環状部４と、環状部４から外周側に突出する突出部３とを有している。突出部３は周方向に等間隔で配置されていて、同じ仕様になっている。それぞれのセンタリング部材２における突出部３の数は３個以上が好ましく、例えば３〜５個程度にする。
【００１６】
センタリング部材２（突出部３）は、少なくとも、プローブ本体１ａの軸方向先端部および後端部の２箇所に設けることが好ましい。そして、プローブ本体１ａの長さや重さに応じて、適宜、プローブ本体１ａの軸方向中途の位置にも、適切な数のセンタリング部材２（突出部３）を設ける。
【００１７】
この実施形態では、突状部３が弾性を有する板状体になっている。例えば、バネ鋼からなる板状体を突出部３にする。突出部３の先端部は円弧状部３ａになっていて、図１に例示するようにロッド軸方向と直交する側面視で、円弧状に形成されている。円弧状部３ａは、板状体の先端を丸めるだけでもよい。
【００１８】
板状体からなる突出部３は、図１に例示するようにロッド軸方向と直交する側面視で、傾斜してプローブ本体１ａの外周面に取付けられている。プローブ本体１ａの最先端側に配置されたセンタリング部材２の突出部３は、プローブ本体１ａの先端側に向かって開くように傾斜して傾斜角度Ａで取付けられている。プローブ本体１ａの中程および最後端側に配置されたセンタリング部材２の突出部３は、プローブ本体１ａの後端側に向かって開くように傾斜して傾斜角度Ａで取付けられている。
【００１９】
この実施形態のように、本発明では、プローブ本体１ａの先端側に向かって開くように傾斜して取付けた突出部３と、プローブ本体１ａの後端側に向かって開くように傾斜して取付けた突出部３とを混在させる。
【００２０】
環状部４は、Ｃ字状の板状体の周方向端部どうしをボルト４ａとナット４ｂとで連結することにより、環状に形成されてプローブ本体１ａの外周面に固定される。したがって、この実施形態では、突出部３はプローブ本体１ａの軸方向の任意の位置で着脱自在に設けられる構造になっている。
【００２１】
本発明のプローブ１は、削孔ロッド１１に挿入されると、それぞれの突出部３が削孔ロッド１１の内周面に常に当接する。これにより、図２に例示するようにプローブ本体１ａを削孔ロッド１１の内部でセンタリングさせる構成になっている。
【００２２】
地盤改良等を行なう場合には図４に例示するように、削孔装置１２を用いて順次、削孔ロッド１１を地盤に圧入することにより削孔が行なわれる。構造物１３の下方地盤を削孔する場合には、斜めまたは水平に削孔が行なわれる。本発明のプローブ１は、このような削孔作業を行なう際に削孔位置を計測して、計画どおりに削孔されているか否かを確認するために使用する。
【００２３】
図５に例示するように、プローブ１には、三軸方向の角速度を検知するジャイロスコープ５の検知データを送信するケーブル９が接続されている。ケーブル９は、地上に設置された巻取り機１０によって巻き取られる。したがって、ケーブル９を巻き取ることにより、ジャイロスコープ５は削孔ロッド１１の内部をロッド軸方向に移動する。また、ケーブル９の巻取り長さを検知するエンコーダ６が設けられている。エンコーダ６によってジャイロスコープ５の移動長さが検知される。パーソナルコンピュータ等の制御装置７には、ジャイロスコープ５およびエンコーダ６による検知データが入力される。
【００２４】
削孔位置を計測する際には、まず、押し込み器を用いて、削孔ロッド１１の目的の位置（図５では先端位置）までプローブ１を押し込む。プローブ１を目的の位置に設置した後は、ケーブル９の長さを調整して弛みをなくす。
【００２５】
次いで、巻取り機１０によりケーブル９を巻き取ることによりプローブ１（ジャイロスコープ５）を削孔ロッド１１のロッド軸方向に移動させつつ、ジャイロスコープ５により逐次、三軸方向の角速度を検知する。この際に、エンコーダ６によりプローブ１（ジャイロスコープ５）の移動長さを検知する。これらの検知データに基づいて制御装置７で演算を行なうことにより、削孔ロッド１１でのジャイロスコープ５の移動軌跡、即ち、削孔した形状が算出される。そして、この移動軌跡のデータと、予め取得されている基準位置座標データ（例えば、掘削始点の位置座標データ）とに基づいて削孔位置が算出されてモニタ８に表示される。
【００２６】
プローブ本体１ａの外周面と削孔ロッド１１の内周面との間にはある程度のすき間があるので、突出部３が存在しなければ、プローブ１と削孔ロッド１１との間には遊び代が生じる。それ故、プローブ１がロッド軸方向に移動する際に、プローブ本体１ａの向き（軸方向）は削孔ロッド１１の軸方向とは一致せずにずれが生じる。これに起因してジャイロスコープ５による削孔位置の計測精度が低下することになる。
【００２７】
本発明では突出部３を設けているので、プローブ１を削孔ロッド１１に挿入した際には、図２に例示するようにプローブ本体１ａが削孔ロッド１１の内部で上下左右のいずれかの方向に偏ることが抑制されてセンタリングされる。それ故、プローブ１をロッド軸方向に移動させながらジャイロスコープ５により逐次、三軸方向の角速度を検知する際に、プローブ本体１ａの向き（軸方向）を削孔ロッド１１の軸方向と一致させることが可能になる。
【００２８】
したがって、プローブ本体１ａの外周面と削孔ロッド１１の内周面との間のすき間が大きくても、プローブ本体１ａ（ジャイロスコープ５）と削孔ロッド１１の向きのずれを抑制できる。それ故、削孔ロッド１１の内径の大きさに関わらず、削孔位置を高い精度で計測することが可能になる。
【００２９】
突出部３の先端部が、実施形態のように円弧状に形成されていると、削孔ロッド１１の内周面との摩擦が低減する。そのため、プローブ１を削孔ロッド１１の内部で円滑に移動させるには有利になる。
【００３０】
突出部３を弾性のある板状体にすると構造を簡素化できる。また、突出部３を板状体にすると撓み易くなるので屈曲した削孔ロッド１１の内部であっても、プローブ本体１ａをセンタリングし易くなる。
【００３１】
突出部３を板状体にした場合、実施形態のように傾斜してプローブ本体１ａの外周面に取付けると、一段と撓み易くなる。そのため、プローブ１を削孔ロッド１１の内部で円滑に移動させ易くなるとともに、プローブ本体１ａをセンタリングし易くなる。これらの効果をより増大させるために、プローブ本体１ａの軸方向に対する突出部３の傾斜角度Ａは、例えば、５°〜４５°程度、さらに好ましくは、５°〜３０°程度に設定する。
【００３２】
また、突出部３を板状体にすると、プローブ本体１ａの外周面と削孔ロッド１１の内周面との間のすき間の大きさに応じて、突出部３の傾斜角度Ａを変化させれば、突出部３の先端部を削孔ロッド１１の内周面に当接させることができるので汎用性が高まる。
【００３３】
また、実施形態のように突出部３が、プローブ本体１ａの軸方向の任意の位置で着脱自在であると、突出部３の配置を自在に調整して、プローブ本体１ａのセンタリング具合を調整し易くなる。よって、プローブ本体１ａの長さに応じて、突出部３を最適な位置に迅速に配置できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  プローブ
１ａ  プローブ本体
２  センタリング部材
３  突出部
３ａ  円弧状部
４  環状部
４ａ  ボルト
４ｂ  ナット
５  ジャイロスコープ
６  エンコーダ
７  制御装置
８  モニタ
９  ケーブル
１０  巻取り機
１１  削孔ロッド
１２  削孔装置
１３  構造物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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