(57)【要約】      （修正有）【課題】深い勾配姿勢の掘進ドリルの位置をより正確に検出することができる位置検出装置を提供する。【解決手段】地面に対して水平に配置された第一コイル及び地面に対して鉛直に配置された第二コイルが出力コイルから出力された磁界を受信した際に発生する誘導電圧をそれぞれ第一誘導電圧及び第二誘導電圧とし、掘進ドリルの勾配角情報の値と予め記憶された閾値帯の値と比較し、勾配角情報の値が閾値帯の値以下であると判定した場合には、第一誘導電圧の値を値Ｅ１に、勾配角情報の値が閾値帯の値より大きいと判定した場合には第一誘導電圧の値を値Ｅ２に代入することで、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合であっても、掘進ヘッドの位置を正確に検出することができる。【選択図】図４
2019078011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進ヘッドの勾配を測定する角度センサと、前記角度センサで測定した勾配角情報を含む磁界を出力する出力コイルと、を備えた掘進ヘッドと、
地面に対して水平に配置され前記磁界を受信する第一コイルと、地面に対して鉛直に配置され前記磁界を受信する第二コイルと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きい場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とし、前記勾配角情報が所定の閾値帯以下の場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とする制御手段と、
前記第一誘導電圧と前記第二誘導電圧に基づいて前記掘進ヘッドの位置を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする、
位置検出装置。
【請求項２】
前記検出手段は、以下の式（１）で表される位置情報を算出することで、掘進ヘッドの位置を検出することを特徴とする、
請求項１に記載の位置検出装置。
（１）  位置情報＝（Ｅ２／Ｅ１）＋α
（但し、Ｅ１は第一誘導電圧の値、Ｅ２は第二誘導電圧の値、αは勾配角度により決定される補正値とする。）
【請求項３】
前記制御手段は、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とした後に、前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいか否かを判定し、前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいと判定した場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記所定の閾値帯は、３０°以上４０°以下であることを特徴とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
掘進ヘッドの勾配を測定する角度センサと、前記角度センサで測定した勾配角情報を含む磁界を出力する出力コイルと、を備えた掘進ヘッドと、地面に対して水平に配置され前記磁界を受信する第一コイルと、地面に対して鉛直に配置され前記磁界を受信する第二コイルと、を備えた位置検出装置を用いた位置検出方法において、
前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧として入力する入力ステップと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいと判定した場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とする交換ステップと、
前記第一誘導電圧と前記第二誘導電圧に基づいて前記掘進ヘッドの位置を検出する検出ステップと、
を含むことを特徴とする、
位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置及びこの位置検出装置を用いた位置検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、大地を水平にボーリングするドリルの先端部には、電磁界を発生する送信機が収納されており、前記電磁界を地上にて探知する受信器により、削進中の位置を確認することができる誘導式水平ドリル工法が知られている（特許文献１）。この誘導式水平ドリル工法では、推進方向を制御するためのドリル先端部の姿勢は前記送信器に内蔵された角度センサにて測定、デジタル化され、前記電磁界に搬送されて地上に伝えられる。
【０００３】
また、ドリル先端部の位置を測定する位置測定方法としては、ドリル先端部に収納された送信器が発生する電磁界を地上受信器で検出する位置測定方法が知られている。この位置測定方法では、受信器内部にはコイルが内蔵されており、コイルに生じる誘導電圧を測定し、この誘導電圧が最大になる点及び最小になる点を探索することで、ドリルの位置を測定することができる。このとき、特にドリルの推進方向における位置を決める手段としては、前記送信器が発生する電磁界を水平方向に配置されたコイルと垂直方向に配置されたコイルとによって受信し、これらの誘導電圧の電圧と位相によって方向と位置を検出することができる（特許文献２）。
【０００４】
ところで、このような位置測定方法は、誘導式水平ドリル工法が水平に施工することが基本となることから、ドリル先端部の位置を検出する受信器も、管が水平であることを前提に設計されている。しかしながら、近年の環境問題などの対応から地中熱の利用が要望されており、その利用方法の一つであるヒートポンプ用の熱交換パイプの敷設に誘導式水平ドリル工法の利用が求められている。このように、誘導式水平ドリル工法を用いることで、垂直ボーリングや開削工法に比べて工事期間をより短縮し、より費用を低減することができる。
【０００５】
ヒートポンプ用の熱交換パイプを敷設する際には、必要な地熱を得られる深さまではなるべく最短で推進し、地上に戻る際もなるべく最短で戻す必要があるため、推進機のドリルは深い勾配姿勢となるため、水平に施工されていることを前提とした上述した位置測定方法では、検出位置に誤差が生じる可能性があるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−９１１７２号公報
【特許文献２】特開昭６３−２７９１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、深い勾配姿勢の掘進ドリルの位置をより正確に検出することができる位置検出装置を提供することを主目的とする。また、この位置検出装置を用いた位置検出方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採った。
【０００９】
本発明の位置検出装置は、
掘進ヘッドの勾配を測定する角度センサと、前記角度センサで測定した勾配角情報を含む磁界を出力する出力コイルと、を備えた掘進ヘッドと、
地面に対して水平に配置され前記磁界を受信する第一コイルと、地面に対して鉛直に配置され前記磁界を受信する第二コイルと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きい場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とし、前記勾配角情報が所定の閾値帯以下の場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とする制御手段と、
前記第一誘導電圧と前記第二誘導電圧に基づいて前記掘進ヘッドの位置を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする、
ものである。
【００１０】
本発明の位置検出装置では、出力コイルから勾配角情報を含む磁界が出力され、地面に対して水平に配置された第一コイル及び地面に対して鉛直に配置された第二コイルがこの磁界を受信した際に発生する誘導電圧をそれぞれ第一誘導電圧及び第二誘導電圧として検出し、この第一誘導電圧の値及び第二誘導電圧の値に基づいて掘進ヘッドの位置を検出する。こうすることにより、掘進ヘッドの位置に関する情報を検出することができる。一方、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合には、第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧の値とすることで、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合であっても、掘進ヘッドの位置情報を正確に検出することができる。
【００１１】
すなわち、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合には、地面に対して水平に配置された第一コイルから発生する誘導電圧は小さくなる（値ゼロに近づく）ため、このような場合には、第一誘導電圧として地面に対して鉛直に配置された第二コイルから発生する誘導電圧を第一誘導電圧とすることにより、正確に掘進ヘッドの位置に関する情報を検出することができる。
【００１２】
本発明の位置検出装置において、前記検出手段は、以下の式（１）で表される位置情報を算出することで、掘進ヘッドの位置を検出することを特徴としてもよい。（但し、以下の式（１）中、Ｅ１は第一誘導電圧の値、Ｅ２は第二誘導電圧の値、αは勾配角度により決定される補正値とする。）
【００１３】
【数１】
2019078011.tif 000003
【００１４】
また、上記式（１）で位置情報を算出する場合、第二コイルから発生する誘導電圧を第一誘導電圧とすることにより、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合であっても、位置情報の値が無限大に近づくことを未然に防止し、計算誤差を低減すると共に、第一誘導電圧の変化によって位置情報の値が大きく変化することを未然に防止することができる。言い換えると、掘進ヘッドの位置に関する情報を正確に検出することができる。なお、ここで位置情報とは、掘進ヘッドと検出手段との相対的な位置関係を示すものであり、極性によって直上位置が存在する方向を示す情報である。例えば、検出手段が掘進ヘッドの直上位置に近づくほど値ゼロに近づき、直上位置では、値ゼロになる。また、直上位置を通過した場合には、値の極性が反転する。
【００１５】
本発明の位置検出装置において、前記制御手段は、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とした後に、前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいか否かを判定し、前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいと判定した場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすることを特徴としてもよい。こうすることにより、勾配角情報が所定の閾値帯より小さい場合には、何ら制御を行う必要が無いため、制御手段を簡略化することができ、より高速処理を行うことができる。
【００１６】
本発明の位置検出装置において、前記所定の閾値帯は、３０°以上４０°以下であることを特徴としてもよい。第一誘導電圧の値と第二誘導電圧の値とが同一となるのは、勾配角が３０°以上４０°以下の範囲内であることが実験的に明らかであるため、例えば、地中を半円形に掘進ヘッドが進む工事を行う場合には、３０°以上４０°以下を所定の閾値帯とすることにより、工事区間の半分ずつの割り当てができるため、最も効率よく掘進ヘッドの位置を検出することができる。
【００１７】
本発明の位置検出方法は、
掘進ヘッドの勾配を測定する角度センサと、前記角度センサで測定した勾配角情報を含む磁界を出力する出力コイルと、を備えた掘進ヘッドと、地面に対して水平に配置され前記磁界を受信する第一コイルと、地面に対して鉛直に配置され前記磁界を受信する第二コイルと、を備えた位置検出装置を用いた位置検出方法において、
前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧として入力する入力ステップと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいと判定した場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とする交換ステップと、
前記第一誘導電圧と前記第二誘導電圧に基づいて前記掘進ヘッドの位置を検出する検出ステップと、
を含むことを特徴とする、
ものである。
【００１８】
この位置検出方法は、出力コイルから勾配角情報を含む磁界が出力され、地面に対して水平に配置された第一コイル及び地面に対して鉛直に配置された第二コイルがこの磁界を受信した際に発生する誘導電圧をそれぞれ第一誘導電圧及び第二誘導電圧として検出し、この第一誘導電圧の値及び第二誘導電圧の値に基づいて掘進ヘッドの位置を検出する。こうすることにより、掘進ヘッドの勾配角が小さい場合には、掘進ヘッドの位置に関する情報を検出することができる。一方、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合には、第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすることで、掘進ヘッドの勾配角が大きい場合であっても、掘進ヘッドの位置に関する情報を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、位置検出装置２０の構成の概略を示す概略図である。
【図２】図２は、掘進ヘッド３０の構成の概略を示す概略図である。
【図３】図３は、位置検出装置２０の電気的な接続の概略を示すブロック図である。
【図４】図４は、位置検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、出力コイル３２から出力される磁界の特性を説明するための説明図である。
【図６】図６は、閾値帯を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の実施の形態の一例である位置検出装置２０について詳しく説明する。以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。なお、各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号を付す。また、位置検出装置２０で位置を検出する方法の一例を示すことで、本発明の位置検出方法の一例も明らかにする。なお、このとき、位置検出処理ルーチンのステップＳ１４０が本発明の入力ステップに相当し、ステップＳ１３０が判定ステップに相当し、ステップＳ１５０が交換ステップに相当し、ステップＳ１６０が検出ステップに相当する。
【００２１】
本発明の実施の形態の一例である位置検出装置２０は、図１に示すように、掘進ヘッド３０と本体部４０とが一対になっており、掘進ヘッド３０に設けられた出力コイル３２から出力された電磁界が本体部４０に設けられた第一コイル４２及び第二コイル４４で検知した際に発生する誘導電圧に基づいて、掘進ヘッド３０の位置情報を本体部４０に表示する位置検出装置である。
【００２２】
掘進ヘッド３０は、図２に示すように、内部に軸方向に平行に配置された公知のコイルからなる出力コイル３２と、ピッチ方向の角度を検出するピッチ角度センサ３４と、ロール方向の角度を検出するロール角度センサ３６と、がそれぞれ電気的に接続された状態で設けられており、公知の電池である電源３８から電力が供給される。
【００２３】
ピッチ角度センサ３４は、図２Ａに示すように、可変磁気抵抗器を用いたものであり、回転軸３４ａに錘３４ｂが取り付けられており、この錘３４ｂが常に重力の方向に向くように回転軸３４ａが回動されるため、掘進ヘッド３０がピッチ方向に傾斜したとき、そのピッチ角度に応じた電圧がピッチ角度センサ３４から出力される。なお、このピッチ角度センサ３４は、可変磁気抵抗器に替えて、公知のポジションメータを用いても良い。
【００２４】
ロール角度センサ３６は、図２Ｂに示すように、略４５°の円周角度で内部に水銀が封入された水銀スイッチ３６ａ、水銀スイッチ３６ｂ、水銀スイッチ３６ｃ及び水銀スイッチ３６ｄが配設されたものであり、掘進ヘッド３０のロール角度によって、それぞれの水銀スイッチがオン又はオフになる。例えば、掘進ヘッド３０の傾斜面３１が下向きの場合には、水銀スイッチ３６ｄがオンになり、水銀スイッチ３６ａ、水銀スイッチ３６ｂ及び水銀スイッチ３６ｃはいずれもオフになるように配設されている。
【００２５】
本体部４０は、図１に示すように、地上側で使用されるものであり、地面に対して水平に配置された第一コイル４２と、地面に対して垂直に配置された第二コイル４４と、ＣＰＵ５１を中心とするマイクロプロセッサからなる制御ユニット５０（本発明の、制御手段及び検出手段に相当）と、が電気的に接続されており、図示しない電源からそれぞれ電力が供給される。
【００２６】
制御ユニット５０は、図３に示すように、ＣＰＵ５１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、第一誘導電圧の値及び第二誘導電圧の値を一時的に記憶するＲＡＭ５２と、後述する位置検出処理ルーチンを含む各種プログラムや勾配角情報の閾値帯等の各種データを記憶するＲＯＭ５３と、第一コイル及び第二コイルで生じた起電圧を増幅する信号増幅器５４と、所定の周波数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ５５と、バンドパスフィルタ５５を通過した周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器５６と、が設けられており、それぞれが電気的に接続されている。この制御ユニット５０は、第一コイル４２及び第二コイル４４で起電圧が生じると、信号増幅器５４で増幅し、バンドパスフィルタ５５で所定の周波数の信号のみを通過させた後、Ａ／Ｄ変換器５６でアナログ信号からデジタル信号に変換して得られた第一誘導電圧及び第二誘導電圧の値に基づいて、掘進ヘッド３０の位置を検知することができる。
【００２７】
続いて、この位置検出装置２０が掘進ヘッド３０の位置を検出する検出方法について説明する。この位置検出装置２０は、地中を掘削する掘進ヘッド３０を、地上側に位置する本体部４０を用いて検出することにより、掘進ヘッド３０の位置を検出する。具体的には、出力コイル３２から出力された電磁界を第一コイル４２及び第二コイル４４が検出する際に第一コイル４２及び第二コイル４４に生じた起電圧を利用して掘進ヘッド３０の位置を正確に検出することができる。
【００２８】
ここで、掘進ヘッド３０の位置を検出する際に実行される位置検出処理ルーチンについて、図４を用いて詳しく説明する。ここで、図４は、位置検出処理ルーチンの一例を示すフローチャートであり、この位置検出処理ルーチンは、Ａ／Ｄ変換器５６でデジタル信号に変換された第一誘導電圧及び第二誘導電圧の値が入力されると、ＣＰＵ５１により繰り返し実行される。この位置検出処理ルーチンが実行されると、ＣＰＵ５１は、第一誘導電圧及び第二誘導電圧の値をＲＡＭ５２にそれぞれ一時的に記憶すると共に（ステップＳ１１０）、ＲＯＭ５３に予め記憶された補正値α及び勾配角情報の閾値帯を読み出してＲＡＭ５２に一時的に記憶する（ステップＳ１２０）。
【００２９】
続いて、ＣＰＵ５１は、Ａ／Ｄ変換器５６から出力されたデジタル信号に含まれる勾配角情報が、ＲＡＭ５２に記憶された勾配角情報の閾値帯以下であるか否かを判定し（ステップＳ１３０）、勾配角情報の閾値帯以下であると判定した場合には、値Ｅ１に第一誘導電圧の値を、値Ｅ２に第二誘導電圧の値をそれぞれ代入し（ステップＳ１４０）、次式（１）を用いて位置情報を算出し（ステップＳ１６０）、液晶表示器４６に位置情報を表示して（ステップＳ１７０）本ルーチンを終了する。こうすることにより、勾配角情報の閾値帯以下である場合には、位置情報を容易に算出することができる。なお、次式（１）中、Ｅ１は第一誘導電圧の値を、Ｅ２は第二誘導電圧の値を、αは勾配角度により予め決定される補正値を、それぞれ意味する。
【００３０】
【数２】
2019078011.tif 000004
【００３１】
ここで、予め記憶する補正値αの算出方法について、詳しく説明する。この補正値αは、掘進ヘッド３０に設けられたピッチ角度センサ３４から出力され電磁界によって本体部４０に搬送される勾配情報を利用することで前後方向の測定位置を補正する際に用いられる補正値であって、具体的には、以下の式（２）によって求められる値である。
【００３２】
上記式（１）において、出力コイル３２の長さは、出力コイル３２から第一コイル４２までの離間距離及び出力コイル３２から第二コイル４４までの離間距離のいずれの離間距離と比較しても十分に短いため、出力コイル３２が作る電磁界の形状は、ほぼ一様であるとみなせる。このため、Ｅ２／Ｅ１の値は、離間距離と直上までの距離との比にほぼ等しいとみなすことができる。このため、出力コイル３２の真上に第一コイル４２及び第二コイル４４があると仮定し、任意の勾配を持った出力コイル３２から発生する磁界によって生じる誘導電圧の比により、補正値αを算出することができる。具体的には、補正値αは、出力コイル３２の真上に第一コイル４２及び第二コイル４４が存在する際に、第一コイル４２に生じる誘導電圧の値を値Ｅ１’、第二コイル４４に生じる誘導電圧の値を値Ｅ２’と定めた際、以下の式（２）によって求めることができる。
【００３３】
【数３】
2019078011.tif 000005
【００３４】
次に、予め記憶する閾値帯を定めた根拠について、詳しく説明する。まず、出力コイル３２が形成する磁界において、磁界強度は送信点からの距離の三乗に反比例し（条件Ａ）、コイルと水平方向の磁界強度ＥＸと垂直方向の磁界強度ＥＹは、出力コイルからの距離が等しい場合、ＥＹ：ＥＸ＝１：２の関係にある（条件Ｂ，図５参照）。なお、ここで図５は、出力コイル３２から出力される磁界の特性を説明するための説明図である。
【００３５】
ところで、出力コイル３２の直上点において、ＥＹ’＝ＥＸ’となる出力コイル３２の上下方向の勾配角度（ピッチ角度）を算出すると、上述する条件Ａ及び条件Ｂの条件をいずれも満たすため、出力コイル３２から直上位置までの水平方向の距離ＥＸＬと垂直方向の距離ＥＹＬとが以下の式（３）の関係を満たす。
【００３６】
【数４】
2019078011.tif 000006
【００３７】
よって、以下の式（４）より勾配角度を求めると、約３８．４°となり、図６に示すように、全行程が半円形を描くと仮定した場合に、全行程の水平方向距離を等分すると考えた場合には、３０°が区分となることが明らかである。このため、閾値帯としては、３０°から４０°とすることが好ましい。なお、ここで図６は、閾値帯を説明するための説明図であって、全行程を模式的に示した際に好ましい閾値帯を説明するための説明図である。
【００３８】
【数５】
2019078011.tif 000007
【００３９】
さて、位置検出処理ルーチンに戻り、ステップＳ１３０でＡ／Ｄ変換器５６から出力されたデジタル信号に含まれる勾配角情報が、ＲＡＭ５２に記憶された勾配角情報の閾値帯よりも大きいとＣＰＵ５１が判定した場合には、値Ｅ１に第二誘導電圧の値を、値Ｅ２に第一誘導電圧の値をそれぞれ代入し（ステップＳ１５０）、次式（１）を用いて位置情報を算出し（ステップＳ１６０）、液晶表示器４６に位置情報を表示して（ステップＳ１７０）本ルーチンを終了する。勾配角の閾値帯よりも大きい場合には、第一誘導電圧の値が小さくなるため、位置情報の値が無限大に近づいてしまうことになる。このため、このような場合には、第一誘導電圧の値を値Ｅ２に、第二誘導電圧の値を値Ｅ１に代入して式（１）で位置情報を算出する事により、正確な位置情報を算出する事ができる。このように、勾配角に応じて位置情報の計算式に代入される値を変えることで、深い勾配角を有する場合であっても、正確な位置情報を算出する事ができる。
【００４０】
以上詳述した位置検出装置２０によれば、掘進ヘッド３０の勾配角に応じて、式（１）のＥ１及びＥ２に代入する第一誘導電圧の値又は第二誘導電圧の値を定めるため、掘進ヘッド３０の勾配角にかかわらず、正確な位置情報を算出することができる。
【００４１】
また、勾配角が閾値帯よりも大きい否かでＥ１及びＥ２に代入する第一誘導電圧又は第二誘導電圧の値を変更することで、勾配角に関わらず、同一の式（１）を用いて位置情報を算出することができる。
【００４２】
更に、閾値帯を３０°から４０°と定めることで、地中を半円形に掘進ヘッドが進む工事を行う場合に工事区間の半分ずつの割り当てができるため、最も効率よく掘進ヘッドの位置を検出することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上述した実施の形態では、ステップＳ１４０又はステップＳ１５０でそれぞれ勾配角に応じて値Ｅ１及び値Ｅ２のそれぞれに第一誘導電圧又は第二誘導電圧の値を代入することにしたが、リレー回路等のハードウェアを用いた処理により、値Ｅ１及び値Ｅ２のそれぞれに第一誘導電圧又は第二誘導電圧の値を代入しても良いし、第一誘導電圧の値と第二誘導電圧の値を入れ替える処理を行っても良い。
いずれの場合も、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
上述した実施の形態で示すように、削掘分野、掘進ヘッドの位置検知装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
２０…位置検出装置、３０…掘進ヘッド、３１…傾斜面、３２…出力コイル、３４…ピッチ角度センサ、３４ａ…回転軸、３４ｂ…錘、３６…ロール角度センサ、３６ａ…水銀スイッチ、３６ｂ…水銀スイッチ、３６ｃ…水銀スイッチ、３６ｄ…水銀スイッチ、３８…電源、４０…本体部、４２…第一コイル、４４…第二コイル、４６…液晶表示器、５０…制御ユニット、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＡＭ、５３…ＲＯＭ、５４…信号増幅器、５５…バンドパスフィルタ、５６…Ａ／Ｄ変換器、
【図１】
2019078011.tif 000008
【図２】
2019078011.tif 000009
【図３】
2019078011.tif 000010
【図４】
2019078011.tif 000011
【図５】
2019078011.tif 000012
【図６】
2019078011.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年12月4日(2018.12.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘進ヘッドの勾配を測定する角度センサと、前記角度センサで測定した勾配角情報を含む磁界を出力する出力コイルと、を備えた掘進ヘッドと、
地面に対して水平に配置され前記磁界を受信する第一コイルと、地面に対して鉛直に配置され前記磁界を受信する第二コイルと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きい場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とし、前記勾配角情報が所定の閾値帯以下の場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とする制御手段と、
前記第一誘導電圧と前記第二誘導電圧に基づいて以下の式（１）で表される位置情報を算出することで、前記掘進ヘッドの位置を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とする、
位置検出装置。
（１）  位置情報＝（Ｅ２／Ｅ１）＋α
（但し、Ｅ１は第一誘導電圧の値、Ｅ２は第二誘導電圧の値、αは勾配角度により決定される補正値とする。）
【請求項２】
前記制御手段は、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とした後に、前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいか否かを判定し、前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいと判定した場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすることを特徴とする、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記所定の閾値帯は、３０°以上４０°以下であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
掘進ヘッドの勾配を測定する角度センサと、前記角度センサで測定した勾配角情報を含む磁界を出力する出力コイルと、を備えた掘進ヘッドと、地面に対して水平に配置され前記磁界を受信する第一コイルと、地面に対して鉛直に配置され前記磁界を受信する第二コイルと、を備えた位置検出装置を用いた位置検出方法において、
前記第一コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧として入力する入力ステップと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいか否かを判定する判定ステップと、
前記勾配角情報が所定の閾値帯より大きいと判定した場合には、前記第一コイルから出力された誘導電圧を第二誘導電圧とすると共に前記第二コイルから出力された誘導電圧を第一誘導電圧とする交換ステップと、
前記第一誘導電圧と前記第二誘導電圧に基づいて以下の式（１）で表される位置情報を算出することで、前記掘進ヘッドの位置を検出する検出ステップと、
を含むことを特徴とする、
位置検出方法。
（１）  位置情報＝（Ｅ２／Ｅ１）＋α
（但し、Ｅ１は第一誘導電圧の値、Ｅ２は第二誘導電圧の値、αは勾配角度により決定される補正値とする。）