(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線の色が異なる第１と第２の２つのレーザ投光器を同時に用い、第１のレーザ投光器からのレーザ光線は、トンネル切羽等の掘削面における削孔目標点を照準点としてスポット光にして直射し、同時に第２のレーザ投光器からのレーザ光線は、削孔ロッドを保持したガイドセルの後端のための後端目標点が接する接線に沿った走査光となるように移動させ、削孔ロッドの先端を前記スポット光に位置合わせするとともに、ガイドセルの後端を前記走査光に沿って後端目標点に位置合わせすることを特徴とする、レーザ光による削孔位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル切羽等の掘削面に削孔ロッドを用いて発破等のための削孔を行うに当たり、削孔ロッドをレーザ光を用いて目標通りの位置及び角度に位置決めするための、レーザ光による削孔位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６に、特開平７−１９７７６７号公報に開示された従来の方法を示す。この方法では、図５に示すように、トンネル５０の後方に１台のレーザ光線発振器５１を設置し、該レーザ光線発振器５１からのレーザ光線５２を、仰角、俯角、旋回の作動により切羽５３上に外周投影線５７を描くように投光し、その外周投影線５７の線上の適所に穿孔機５４のロッド体５５の先端ビットを当てがう。次に、図６に示すように同じレーザ光線発振器５１のレーザ光線５２を、同様に仰角、俯角、旋回の作動により今度は仮想トンネル断面の外周仮想線５８を描くように投光し、先端ビットを当てがった点を支点として穿孔機５４を旋回移動させ、穿孔機５４の後端に立設されているターゲット５６の所定位置に外周仮想線５８を受光させて、ロッド体（削孔ロッド）５５を所定のさし角度θになるように設定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の方法では、先端ビットを位置決めする場合も、また穿孔機５４の後端（ガイドセル後端）を位置決めする場合も、同じレーザ光線発振器（同じ投光器）５１を用いている。従って、先端ビットを位置決めするときには外周仮想線５８はまだ無く、ガイドセル後端を位置決めするときには、切羽５３上の外周投影線５７が無くなっているので、先端ビットの位置決めと、ガイドセル後端の位置決めとを同時的に行うことができず、しかも同じレーザ光線発振器５１を、外周投影線５７の投光状態から外周仮想線５８の投光状態へと削孔毎に切り替えなければならないので、ロッド体５５の前後の位置決めに時間がかかり、削孔本数が多くなると、位置決めに要する時間が飛躍的に大きくなる。
【０００４】
また、先端ビットの位置を決める場合、その位置が切羽５３上に点として、つまり削孔目標点として示されるのではなく、切羽５３上に線、つまり外周投影線５７として指示されるので、その線上において削孔目標点を割り出さなければならず、その割り出しに手間取るばかりでなく、先端ビットの正確な位置決めが難しい。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、削孔ロッドの先端とガイドセルの後端との前後の位置決めを、同時的に容易に行うことができるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、レーザ光線の色が異なる第１と第２の２つのレーザ投光器を同時に用い、第１のレーザ投光器からのレーザ光線は、トンネル切羽等の掘削面における削孔目標点を照準点としてスポット光にして直射し、同時に第２のレーザ投光器からのレーザ光線は、削孔ロッドを保持したガイドセルの後端のための後端目標点が接する接線に沿った走査光となるように移動させ、削孔ロッドの先端をスポット光に位置合わせするとともに、ガイドセルの後端を走査光に沿って後端目標点に位置合わせする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１及び図２に示すように、本発明では、削孔ロッド１の先端をトンネルの切羽２上において位置決めするための第１のレーザ投光器３と、削孔ロッド１を保持したガイドセル４の後端を位置決めするための第２のレーザ投光器５の２つのレーザ投光器を用いる。図では、２つのレーザ投光器３・５を分離して示してあるが、これらは一つのユニットになっている。
【０００９】
第１のレーザ投光器３は、１本のレーザ光線６を真っ直ぐ投光するだけであるが、第２のレーザ投光器５は、図３に示すように、光源部５ａからのレーザ光を振り子のように高速に反復して偏向させながら投光する走査部５ｂを有し、第２のレーザ投光器５からのレーザ光線７は、見掛け上、弧状に連続放射される走査光となって投光される。その弧状を描く走査光の弧の大きさは任意に調整できるようになっている。第１のレーザ投光器３からのレーザ光線６は赤色、第２のレーザ投光器５からのレーザ光線７は緑色で、色が異なっている。
【００１０】
本発明は、これら２つのレーザ投光器３・５からのレーザ光線６・７を同時に用いて削孔ロッド１を次のように位置決めする。
第１のレーザ投光器３からのレーザ光線６は、切羽２上における削孔目標点８を照準点として、図４に示すように切羽２上に赤色のスポット光９として照射する。同時に、第２のレーザ投光器５からのレーザ光線７は、ガイドセル４の後端のターゲット４ａのための後端目標点１０（図４）が接する接線１１に沿った緑色の走査光となるように高速で移動させる。
【００１１】
そして、削孔ロッド１の先端を、切羽２上の赤色のスポット光９に合わせて位置決めし、またガイドセル４の後端のターゲット４ａを、空中で弧状を描いている緑色のレーザ光線７による走査光に任意のところで合わせたら、この弧状の走査光に沿ってターゲット４ａを後端目標点１０まで移動させるように、ガイドセル４を位置調整する。後端目標点１０は空中の仮想点であるため、視覚で捉えることはできないが、削孔ロッド１の先端を削孔目標点８であるスポット光９に位置決めしているので、削孔ロッド１の全長が同じ垂直面に揃ったかどうかを後方から見通し、その軸線の方位を確認することで、ターゲット４ａが後端目標点１０と一致したものと見做すことができる。
【００１２】
このように削孔ロッド１を位置決めして１本の削孔を行った後、次の削孔を行うには、第２のレーザ投光器５からのレーザ光線７は同じ弧状の走査光としたまま、第１のレーザ投光器３からのレーザ光線６を次の削孔目標点８にスポット光９として照射し、このスポット光９に削孔ロッド１の先端を前回と同様に位置決めし、またガイドセル４の後端のターゲット４ａを、緑色のレーザ光線７による走査光に沿って移動させるようにガイドセル４を平行移動させて、前回と同様に次の仮想目標点に位置決めすれば、削孔本数が多くても能率的かつ正確に削孔できる。
【００１３】
上記の例は、トンネルの切羽２に向かって削孔する場合であるが、切羽以外の掘削面に向かって削孔する場合にも本発明は適用できる。
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、レーザ光線を削孔ロッドの先端の位置決めについてはスポット光、ガイドセルの後端の位置決めについては走査光として、これらスポット光と走査光をそれぞれのレーザ投光器にて同時に投光するので、削孔ロッドの先端とガイドセルの後端との前後の位置決めを同時的に行えるので、前後とも容易に位置決めでき、削孔本数が多くても能率的に削孔できる。また、スポット光と走査光の色が異なるので、目視の識別が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を説明する側面図である。
【図２】同じく斜視図である。
【図３】第１と第２の２つのレーザ投光器からのレーザ光線の投光関係を示す側面図である。
【図４】同上の正面図である。
【図５】従来例における先端ビットの位置決め状態を示す側面図である。
【図６】同じく穿孔機の後端（ガイドセル後端）の位置決め状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１    削孔ロッド
２    切羽
３    第１のレーザ投光器
４    ガイドセル
４ａ  ターゲット
５    第２のレーザ投光器
５ａ  光源部
５ｂ  走査部
６    レーザ光線
７    レーザ光線
８    削孔目標点
９    スポット光
１０  後端目標点
１１  接線
【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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【図６】
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