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JP6143330B2 - Roundness measuring device and roundness measuring method - Google Patents
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JP6143330B2 - Roundness measuring device and roundness measuring method - Google Patents

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Description

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。   The present invention relates to a roundness measuring device and a roundness measuring method for measuring the roundness of an inner peripheral surface of a segment assembled by a shield machine.

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。
The shield machine assembles the segment tunnel by digging while assembling the segment into a cylindrical wall inside the tail portion.
On the inside of the tail part, the upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface of the segment assembled into a cylindrical wall shape, and the inner peripheral surface is applied by applying the lower holding body to the lower end of the inner peripheral surface of the segment. A perfect circle holding device that holds a perfect circle shape is provided (see Patent Document 1).
However, the roundness of the inner circumferential surface of the segment changes due to the influence of the relative positional relationship between the direction of the shield machine and the already assembled segment. It is difficult to maintain a perfect circular shape.
Therefore, conventionally, before and after the excavation work with the shield machine, data indicating the degree of distortion of the segment's inner peripheral surface with respect to the perfect circle shape was measured using a swing from the scaffold assembled by the worker on the premises. Is used as data for controlling the direction of excavation of the shield machine, or as data for performing segment assembly control.

特開2000−213297号公報JP 2000-213297 A

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。
However, in the above-described conventional technique, it is necessary to perform measurement work by an operator in a state where the excavation operation is stopped at the time of measurement, so that it is difficult to obtain measurement data during excavation, which causes a reduction in measurement efficiency. There was a disadvantage.
In addition, if the inside of the segment has a large diameter, work at a high place is required, and if the inside of the segment has a small diameter, work in a narrow space is required, which places a heavy burden on the worker. There was a disadvantage.
Furthermore, in order to ensure the roundness of the inner peripheral surface of the segment, it is more preferable to control the shield machine based on the measured value of the roundness.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to measure roundness which is advantageous in improving the measurement efficiency of roundness and reducing the burden on workers. It is in providing an apparatus and a roundness measuring method.

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、前記上側保持体に取着され、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からの距離を第1の距離D1として検出する第1の距離センサと、前記下側保持体に取着され、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からの距離を第2の距離D2として検出する第2の距離センサと、前記上側保持体に取着され、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からの距離を第3の距離D3として検出する第3の距離センサと、前記下側保持体に取着され、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からの距離を第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、前記第1の距離センサ、前記第2の距離センサ、前記第3の距離センサ、前記第4の距離センサは、前記セグメントの内周面が、前記軸心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、かつ、前記上側保持体および前記下側保持体が前記セグメントの内周面の上端および下端に当て付けられた状態で、前記軸心を中心とする、前記予め定められた半径よりも小さい寸法の同一半径の円周上に配置されてい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と前記上側保持体に設定された第1の基準点との距離を第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と前記下側保持体に設定された第2の基準点との距離を第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と前記上側保持体に設定された第3の基準点との距離を第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と前記下側保持体に設定された第4の基準点との距離を第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し、前記第1の基準点、前記第2の基準点、前記第3の基準点、前記第4の基準点は、前記セグメントの内周面が、前記軸心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、かつ、前記上側保持体および前記下側保持体が前記セグメントの内周面の上端および下端に当て付けられた状態で、前記軸心を中心とする、前記予め定められた半径よりも小さい寸法の同一半径の円周上に位置するように設定されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention applies an upper holding body to the upper end of the inner peripheral surface of a segment assembled into a cylindrical wall shape and applies a lower holding body to the lower end of the inner peripheral surface of the segment. A roundness measuring device for measuring the roundness of the inner circumferential surface of the segment assembled in the cylindrical wall shape, provided in a shield machine having a perfect circle holding device for holding the inner circumferential surface in a round shape. The upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface and the lower holding body is applied to the lower end of the inner peripheral surface, and is orthogonal to the axis of the shield machine. A first straight line L1 extending on a plane and orthogonal to the axial center and intersecting the upper holding body and the lower holding body when viewed from the axial direction is two opposite locations on the inner peripheral surface. The two intersecting points are designated as the first measurement point P1, the second A second measuring point P2 extends on the plane and is orthogonal to the axial center and the first straight line L1 and intersects the upper holding body and the lower holding body when viewed from the axial direction. When the two points where the straight line L2 intersects the two opposite locations on the inner peripheral surface are defined as the third measurement point P3 and the fourth measurement point P4, the straight line L2 is attached to the upper holding body, and from the axial direction. A first distance sensor that detects a distance from the first measurement point P1 along the first straight line L1 as a first distance D1, and the shaft center attached to the lower holding body. A second distance sensor that detects a distance from the second measurement point P2 along the first straight line L1 when viewed from the direction as a second distance D2, and the shaft attached to the upper holding body. viewed from center direction a distance from the third measurement point P3 along the second straight line L2 A third distance sensor for detecting a third distance D3, is attached to the lower retaining member, the distance from the fourth measurement point P4 along the second straight line L2 as viewed from the axial direction A fourth distance sensor for detecting the roundness of the inner peripheral surface based on the first to fourth distances D1 to D4 , In the first distance sensor, the second distance sensor, the third distance sensor, and the fourth distance sensor, the inner peripheral surface of the segment is a circle having a predetermined radius centered on the axis. In a state where the circumference extends and the upper holding body and the lower holding body are applied to the upper end and the lower end of the inner peripheral surface of the segment, Placed on the circumference of the same radius with dimensions smaller than the defined radius Characterized in that that.
The present invention also provides an upper holding body applied to the upper end of the inner peripheral surface of the segment assembled into a cylindrical wall shape, and the inner peripheral surface is secured by applying the lower holding body to the lower end of the inner peripheral surface of the segment. In a shield machine including a perfect circle holding device that holds a circular shape, the roundness measurement method for measuring the roundness of the inner peripheral surface of the segment assembled into the cylindrical wall shape, the upper end of the inner peripheral surface The upper holding body is applied to the lower end of the inner peripheral surface, and the lower holding body is applied to the lower end of the inner peripheral surface. The upper holding body extends on a plane orthogonal to the axis of the shield machine and the shaft. A first straight line L1 that is orthogonal to the center and intersects the upper holding body and the lower holding body when viewed from the axial direction is a first point that intersects two opposing points on the inner peripheral surface. The measurement point P1 and the second measurement point P2, and the plane And a second straight line L2 perpendicular to the axial center and the first straight line L1 and intersecting the upper holding body and the lower holding body when viewed from the axial direction is formed on the inner peripheral surface. The first measurement point along the first straight line L1 when viewed from the axial direction when two points intersecting the two opposite points are defined as a third measurement point P3 and a fourth measurement point P4. A distance between P1 and a first reference point set on the upper holding body is detected as a first distance D1, and the second measurement point along the first straight line L1 when viewed from the axial direction. The distance between P2 and the second reference point set on the lower holding body is detected as a second distance D2, and the third measurement along the second straight line L2 as viewed from the axial direction. detecting a distance between the third reference point that is set as a point P3 on the upper retaining member as the third distance D3, Viewed from Kijikukokoro direction detects the distance between the fourth reference point set in the second said along a straight line L2 of the fourth and the measurement point P4 the lower retaining member as a fourth distance D4 The roundness of the inner peripheral surface is calculated based on the first to fourth distances D1 to D4, and the first reference point, the second reference point, the third reference point, the first reference point, The reference point 4 is a state in which the inner peripheral surface of the segment extends on the circumference of a predetermined radius centered on the axis, and the upper holding body and the lower holding body are It is set so as to be located on the circumference of the same radius with a dimension smaller than the predetermined radius, centered on the axis center, in a state of being applied to the upper end and the lower end of the inner peripheral surface of the segment. and said that you are.

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。
According to the present invention, in the state where the upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface and the lower holding body is applied to the lower end of the inner peripheral surface, the inner peripheral surface of the segment, the upper holding body, and The roundness of the inner peripheral surface was calculated based on the distance from the lower holding body.
Therefore, the roundness during excavation can be continuously obtained without stopping the excavation operation of the shield machine, which is advantageous in improving the measurement efficiency of the roundness. Further, since the measurement work by the worker is unnecessary, it is advantageous in reducing the physical burden on the worker.

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。1 is an overall view of a shield machine 10 on which a roundness measuring device according to an embodiment is mounted. 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。It is explanatory drawing which shows the installation state of the roundness measuring device 70 of embodiment. 図2のAA線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2. 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。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the roundness measuring device 70 of embodiment.

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。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a shield machine 10 on which a roundness measuring device 70 according to the embodiment is mounted, FIG. 2 is an explanatory view showing an installation state of the roundness measuring device 70, and FIG. 4 and 4 are block diagrams showing the configuration of the control system of the roundness measuring apparatus 70. FIG.

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。
First, the shield machine 10 will be described.
As shown in FIG. 1, the shield machine 10 includes a front body portion 12, a tail portion (rear body portion) 14, a rear carriage 16, and the like. The front body portion 12 includes an excavation portion 12A, and thereafter And a rear chamber 12B provided on the side.

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。
The excavation part 12A includes a cutter device 1202, an exterior wall (a front skin plate facing the inner wall 1802 of the tunnel 18) 1204, and the like.
The rear chamber 12B is a position behind the excavation unit 12A inside the front skin plate 1204, and a conveyor device (a soil removal device), a jack device, and the like (not shown) are arranged in the rear chamber 12B.
The cutter device 1202 is configured to excavate natural ground by rotating a disk-shaped cutter around an axis parallel to the excavation direction.
The conveyor device is configured to convey the earth and sand discharged by excavation of natural ground by the cutter device 1202 backward.
The jack device is configured to push the cutter device 1202 and the conveyor device in the digging direction by pressing the portion 20 of the segment 20 assembled in a cylindrical wall shape in the tunnel 18 excavated by the cutter device 1202 toward the rear in the digging direction. It is configured.

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。
The tail portion 14 includes a skin plate (rear skin plate) 1402 facing the inner wall 1802 of the tunnel 18, and a perfect circle holding device 22 (see FIG. 2) described later is provided inside the rear skin plate 1402.
The skin plate 1402 has a cylindrical shape, and has an outer peripheral surface facing the inner wall 1802 of the tunnel 18 and an inner peripheral surface 1410 facing the outer peripheral surface and facing the outer peripheral surface 2002 of the segment 20.
The skin plate 1402 of the tail portion 14 is connected to the rear end portion in the digging direction of the exterior wall (front skin plate) 1204 of the excavating portion 12A so as to be bendable.

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。
The rear carriage 16 operates the shield machine 10 and is provided behind the tail portion 14.
In the present embodiment, the rear carriage 16 includes a plurality of carriages 16A, 16B, 16C, and 16D. These carriages include a control unit for operating the excavation section 12A and the tail section 14, a drive source, an oil tank, and the like. Are distributed.
The rear carriage 16 is movably provided on a rail 19 extending in the longitudinal direction of the tunnel 18.

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。
The segment 20 has a thickness extending in the radial direction of the tunnel 18, a length extending in the circumferential direction of the tunnel 18, a cylindrical outer peripheral surface 2002 disposed facing the inner wall 1802 of the tunnel 18, and And a cylindrical inner peripheral surface 2004 facing the center of the tunnel 18.
The segment 20 functions to support the inner wall 1802 by being annularly assembled to the inner wall 1802 of the tunnel 18 excavated by the shield machine 10, in other words, by being assembled in the mine.
A segment tunnel is constructed by assembling the segment 20 to the inner wall 1802.

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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the perfect circle holding device 22 includes a support frame 24, an upper holding body 26, a lower holding body 28, an upper extension device 30, and a lower extension device 32. It is configured.
The support frame 24 has a rectangular plate shape that extends in the horizontal direction at an intermediate portion in the height direction in the space inside the skin plate 1402 shown in FIG. 1, and the front trunk portion 12 of the shield machine 10 by an unillustrated attachment member. It is supported by.
The upper holding body 26 is formed in an arc shape along the upper end of the inner peripheral surface of the segment 20 when viewed from the axial center direction of the shield machine 10, and has the same radius as the radius of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20. A contact surface 2602 having a cylindrical surface shape is provided, and the corresponding contact surface 2602 faces the upper end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20.
The lower holding body 28 is formed in an arc shape along the lower end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 when viewed from the axial direction of the shield machine 10, and has the same radius as the inner peripheral surface 2004 of the segment 20. A contact surface 2802 having a cylindrical surface shape with a radius is provided, and the corresponding contact surface 2802 faces the lower end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20.

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。
The upper telescopic device 30 is provided between both ends of the upper holding body 26 and the left and right side portions of the upper surface of the support frame 24. As the upper telescopic device 30 expands and contracts, the upper holding body 26 is moved in a direction in which the upper holding body 26 contacts and separates from the upper end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20.
The lower telescopic device 32 is provided between both ends of the lower holding body 28 and the left and right side portions of the lower surface of the support frame 24. When the lower expansion / contraction device 32 expands / contracts, the lower holding body 28 is moved in a direction in which the lower holding body 28 contacts / separates to the lower end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20.
Various conventionally known expansion and contraction devices such as a hydraulic jack can be used as the upper and lower expansion and contraction devices 30 and 32.

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。   The perfect circle holding device 22 extends the upper telescopic device 30 by applying the contact surface 2602 of the upper holding body 26 to the upper end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 and by extending the lower telescopic device 32. The abutting surface 2802 of the lower holding body 28 is applied to the lower end of the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 to support the vertical load applied to the segment 20 by earth pressure, thereby forming the inner peripheral surfaces 2004 of the plurality of segments 20. It is held in a perfect circle shape, and deformation of the inner peripheral surface 2004 is prevented.

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。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, the roundness measuring device 70 includes a front first to front fourth distance sensor 34 </ b> A to 34 </ b> D, a fifth distance sensor 34 </ b> E, and a first intermediate section. ˜Intermediate fourth distance sensors 36 </ b> A to 36 </ b> D, rear first to rear fourth distance sensors 38 </ b> A to 38 </ b> D, and a computer 40.
The front first to fifth distance sensors 34A to 34E detect first to fifth distances D1 to D5 defined below.
That is, the contact surface 2602 of the upper holding body 26 is applied to the upper end of the inner peripheral surface 2004, and the contact surface 2802 of the lower support body 28 is applied to the lower end of the inner peripheral surface 2004. .
In this case, if a plane perpendicular to the axis O of the shield machine 10 and positioned in front of the upper holding body 26 and the lower holding body 28 in the digging direction of the shield machine 10 is the front plane M1, the front plane M1 And a first straight line L1 that intersects with the upper holding body 26 and the lower holding body 28 when viewed from the direction of the axis O and intersects with two opposing portions of the inner peripheral surface 2004. Two points are defined as a first measurement point P1 and a second measurement point P2.
The second straight line L2 extends on the front plane M1, is orthogonal to the axis O and the first straight line L1, and intersects the upper holding body 26 and the lower holding body 28 when viewed from the direction of the axial center O. Are two measurement points P3 and a fourth measurement point P4. The two points intersect the two opposite locations on the inner peripheral surface 2004.
The third straight line L3 extends on the front plane M1 and intersects the axis O, the first straight line L1, and the second straight line L2, and extends in the vertical direction when viewed from the direction of the axial center O. Two points intersecting the upper holding body 26 and the lower holding body 28 are defined as a fifth measurement point P5 and a sixth measurement point P6.

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。
The front first distance sensor 34A detects the distance between the first measurement point P1 and the upper holding body 26 along the first straight line L1 when viewed from the direction of the axis O as the first distance D1.
The front second distance sensor 34B detects the distance between the second measurement point P2 and the lower holding body 28 along the first straight line L1 when viewed from the direction of the axis O as the second distance D2.
The front third distance sensor 34C detects the distance between the third measurement point P3 and the upper holding body 26 along the second straight line L2 as viewed from the direction of the axis O as the third distance D3.
The front fourth distance sensor 34D detects the distance between the fourth measurement point P4 and the lower holding body 28 along the second straight line L2 as viewed from the direction of the axis O as the fourth distance D4.
The fifth distance sensor 34E detects the distance between the upper holding body 26 and the lower holding body 28 along the third straight line L3 as viewed from the direction of the axis O as the fifth distance D5.
In the present embodiment, the fifth distance sensor 34E is attached to the upper holding body 26, and the fifth distance sensor 34E sets the distance from the measurement plate 62 attached to the lower holding body 28 to the fifth distance sensor 34E. Detect as distance D5. Alternatively, the fifth sensor 34E may be attached to the lower holding body 28, and the measurement plate 62 may be attached to the upper holding body 26.

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。
In the present embodiment, the front first, front third, and fifth distance sensors 34A, 34C, and 34E are attached to the upper holding body 26 via a mounting frame (not shown), and the front second, The front fourth distance sensors 34B and 34D are attached to the lower holding body 28 via a mounting frame (not shown).
The upper holding body 26 and the lower holding body 28 are at the upper end of the inner peripheral surface 2004 in a state where the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 extends on the circumference of a predetermined radius around the axis O. The front first to front fourth distance sensors 34 </ b> A to 34 </ b> D and the fifth distance sensor 34 </ b> E are applied to the lower ends of the same radius around the axis O of the shield machine 10. Is placed on top.

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。
The intermediate part first to intermediate part fourth distance sensors 36A to 36D and the rear part first to rear part fourth distance sensors 38A to 38D are different from the above-described front part plane M1 except that the arranged plane is different from the above-described front part plane M1. Since it is the same as the front part 1st-front part 4th distance sensor 34A-34D, it overlaps and it demonstrates easily.
The middle part first to middle part fourth distance sensors 36 </ b> A to 36 </ b> D are arranged on a middle part plane M <b> 2 located immediately after the upper holding body 26 and the lower holding body 28 in the digging direction of the shield machine 10.
The first to fourth distances D1 to D4 detected by the middle part first to middle part fourth distance sensors 36A to 36D differ in the position of the inner peripheral surface 2004 to be measured in the direction of digging of the shield machine 10. Except for this point, it is the same as the first to fourth distances D1 to D4 detected by the first to fourth distance sensors 34A to 34D.

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。
Further, the rear first to rear fourth distance sensors are arranged on a rear plane M3 positioned rearward of the intermediate plane M2 in the digging direction of the shield machine 10.
The first to fourth distances D1 to D4 detected by the rear first to rear fourth distance sensors 38A to 38D differ in the position of the inner peripheral surface 2004 to be measured in the shield machine 10 in the digging direction. Except for the point, it is the same as the first to fourth distances D1 to D4 detected by the first to fourth distance sensors 34A to 34D.

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。
In the present embodiment, the intermediate portion first and intermediate portion third distance sensors 36A, 36C are attached to the upper holding body 26 via a mounting frame (not shown), and the intermediate portion second, intermediate portion fourth The distance sensors 36B and 36D are attached to the lower holding body 28 via an attachment frame (not shown).
Similarly, the rear first and rear third distance sensors 38A and 38C are attached to the upper holding body 26 via a mounting frame (not shown), and the rear second and rear fourth distance sensors 38B and 38D are It is attached to the lower holding body 28 via a mounting frame (not shown).

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。   In addition, when the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 extends on the circumference of the specified radius when viewed from the direction of the axis O of the shield machine 10, the upper holding body 26 and the lower holding body 28 are the inner peripheral surface. The intermediate portion first to intermediate portion fourth distance sensors 36A to 36D and the rear portion first to rear portion fourth distance sensors 38A to 38D are arranged in the state of being applied to the upper end and the lower end of 2004. They are arranged on the circumference of the same radius centered on O.

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。   In addition, front part 1st-front part 4th distance sensor 34A-34D, 5th distance sensor 34E, middle part 1st-middle part 4th distance sensor 36A-36D, rear part 1st-rear part 4th distance The sensors 38A to 38D include a light emitting unit that irradiates the measurement target with laser light and a light receiving unit that receives the reflected light reflected from the measurement target, and changes in the incident position of the reflected light incident on the light receiving unit. Various conventionally known sensors such as a sensor for detecting a distance based on the above can be used.

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。
As shown in FIG. 1, the computer 34 is provided on the carriage 16 </ b> A of the rear carriage 16, and includes a front first to fourth distance sensors 34 </ b> A to 34 </ b> D, a fifth distance sensor 34 </ b> E, an intermediate first to first intermediate parts. 4 distance sensors 36A-36D and rear first to rear fourth distance sensors 38A-38D via cables (not shown), and based on distance data supplied from each distance sensor via the cables. The roundness of the peripheral surface 2004 is calculated.
As shown in FIG. 4, the computer 34 includes a CPU 36, a ROM 38, a RAM 40, a hard disk device 42, a disk device 44, a keyboard 46, a mouse 48, a display 50, and a printer connected via an interface circuit (not shown) and a bus line. 52, an interface 54, and the like.
The ROM 38 stores a control program and the like, and the RAM 40 provides a working area.
The hard disk device 42 stores a calculation program for calculating the roundness.
The disk device 44 records and / or reproduces data on a recording medium such as a CD or a DVD.
The keyboard 46 and the mouse 48 receive an operation input by the operator.
The display 50 displays and outputs data, and the printer 52 prints and outputs data. The display 50 and the printer 52 output data.
The interface 54 is used to exchange data with an external device. In the present embodiment, the interface 54 is used to input image data supplied from the plurality of camera units 32.
The CPU 36 executes a calculation program stored in the hard disk device 42 to execute a calculation process for calculating the roundness of the inner peripheral surface 2004 based on the distance data input from the interface 54. Is output via the display 50, the printer 52, or the interface 54.
In the present embodiment, the computer 34 constitutes the roundness calculation means in the claims.

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。
A calculation process for calculating the roundness α of the inner peripheral surface 2004 will be described in detail.
The roundness α can be calculated based on the four distances of the first to fourth distances x1 to x4 detected by the front first to front fourth distance sensors 34A to 34D.
Further, the roundness α can be calculated more accurately by adding the fifth distance x5 detected by the fifth distance sensor 34E to the four distances of the first to fourth distances x1 to x4.
That is, when calculating the roundness α based on the four distances of the first to fourth distances x1 to x4 or the five distances of the first to fifth distances x1 to x5, the following formula ( The roundness α is calculated based on 1). In Equation (1), the roundness α is represented by the standard deviation of the distance detected by each distance sensor.

Figure 0006143330
Figure 0006143330

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。
However, n is the number of distance sensors, i is a natural number of 1 or more, and xi indicates the distances x1, x2, x3,... Detected by each distance sensor. The x bar is the average value of the distances x1 to xi.
In addition, calculation of said roundness (alpha) is not limited to Formula (1), Various conventionally well-known calculation methods are employable.
Further, as apparent from the equation (1), the number of distance sensors is not limited to four or five.

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。
The roundness α in the intermediate plane M2 is calculated based on the four distances of the first to fourth distances x1 to x4 detected by the first to fourth intermediate distance sensors 36A to 36D. It can be calculated from equation (1), or can be calculated from equation (1) based on the fifth distance x5 in addition to these four distances.
Further, the roundness α in the rear plane M3 is calculated based on the four distances of the first to fourth distances x1 to x4 detected by the rear first to rear fourth distance sensors 38A to 38D ( It can be calculated from 1) or can be calculated from equation (1) based on the fifth distance x5 in addition to these four distances.
Therefore, in the present embodiment, it is possible to calculate the roundness α at three locations of the front plane M1, the middle plane M2, and the rear plane M3.

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。
Next, the effect of the roundness measuring device 70 will be described.
First, each distance sensor and the computer 34 of the roundness measuring device 70 are activated, and the distance data detected by each distance sensor is set to be supplied to the computer 34.
Next, the shield machine 10 starts excavation of the natural ground and the assembly of the segment tunnel.
It is assumed that the upper holder 26 is applied to the upper end of the inner peripheral surface 2004 by the perfect circle holding device 22 and the lower holder 28 is applied to the lower end of the inner peripheral surface 2004.
The computer 34 calculates the roundness α at three locations of the front plane M1, the middle plane M2, and the rear plane M3 based on the distance data supplied from each distance sensor.
Accordingly, the three roundness values α are output via the display 50 and the printer 52.
The output roundness α is used as data for controlling the excavation direction of the shield machine 10 or is used as data for controlling the assembly of the segment 20.

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。
As described above, according to the present embodiment, the upper holding body 26 is applied to the upper end of the inner peripheral surface 2004 and the lower holding body 28 is applied to the lower end of the inner peripheral surface 2004. , The distance between the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 detected by the first to fourth distance sensors 34A to 34D (36A to 36D, 38A to 38D) and the upper holding body 26 and the lower holding body 28, the fifth distance The roundness α of the inner peripheral surface 2004 is calculated using the distance between the upper holding body 26 and the lower holding body 28 detected by the sensor 34E.
Therefore, since the roundness α during excavation can be obtained continuously without stopping the excavation operation of the shield machine 10, it is advantageous in improving the measurement efficiency of the roundness α.
Further, since the measurement work by the worker is unnecessary, it is advantageous in reducing the physical burden on the worker.
Only the distances D1 to D4 between the inner peripheral surface 2004 of the segment 20 and the upper holding body 26 and the lower holding body 28 detected by the first to fourth distance sensors 34A to 34D (36A to 36D, 38A to 38D). May be used to calculate the roundness α of the inner circumferential surface 2004. However, when the roundness α of the inner peripheral surface 2004 is calculated using the distance D5 between the upper holding body 26 and the lower holding body 28 detected by the fifth distance sensor 34E as in the present embodiment, This is advantageous for improving the measurement accuracy of the circularity α.

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。
Further, since the first to fifth distance sensors are attached to the upper holding body 26 or the lower holding body 28, it is advantageous in simplifying the configuration and reducing the cost.
Although the first to fifth distance sensors may be attached to the shield machine 10 using a dedicated member, the present embodiment is more advantageous in simplifying the configuration and reducing the cost. Become.

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。
In the present embodiment, since the distance sensor is provided at each of the three positions of the front plane M1, the middle plane M2, and the rear plane M3, the three positions of the front plane M1, the middle plane M2, and the rear plane M3 are provided. It is possible to calculate the roundness α in each of the above.
The location where the distance sensor is provided may be on a single plane. However, according to the present embodiment, the change in roundness α depending on the location accompanying the progress of the excavation operation by the shield machine 10 can be obtained in detail. Therefore, when the roundness α is used as data for controlling the direction of excavation of the shield machine 10 or used as data for controlling the assembly of the segment 20, it is advantageous in performing the control with high accuracy.

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。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Shield machine, 18 ... Tunnel, 20 ... Segment, 2004 ... Inner peripheral surface, 22 ... Perfect circle holding device, 26 ... Upper side holding body, 28 ... Lower side holding body, 34A-34D ... ... front first to front fourth distance sensors, 34E ... fifth distance sensor, 36A to 36D ... middle first to middle fourth distance sensors, 38A to 38D ... rear first to first Rear fourth distance sensor, 40... Computer (roundness calculation means), 70... Roundness measuring device, O... Axis of shield machine, M1. , M3... Rear plane, L1 to L3... First to third straight lines, P1 to P4... First to fourth measurement points, D1 to D5. Roundness.

Claims (5)

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、
前記上側保持体に取着され、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からの距離を第1の距離D1として検出する第1の距離センサと、
前記下側保持体に取着され、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からの距離を第2の距離D2として検出する第2の距離センサと、
前記上側保持体に取着され、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からの距離を第3の距離D3として検出する第3の距離センサと、
前記下側保持体に取着され、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からの距離を第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、
前記第1の距離センサ、前記第2の距離センサ、前記第3の距離センサ、前記第4の距離センサは、前記セグメントの内周面が、前記軸心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、かつ、前記上側保持体および前記下側保持体が前記セグメントの内周面の上端および下端に当て付けられた状態で、前記軸心を中心とする、前記予め定められた半径よりも小さい寸法の同一半径の円周上に配置されている、
ことを特徴とする真円度計測装置。
An upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface of the segment assembled into a cylindrical wall shape, and the inner peripheral surface is held in a perfect circle shape by applying a lower holding body to the lower end of the inner peripheral surface of the segment. A roundness measuring device that is provided in a shield machine including a roundness holding device and measures the roundness of the inner peripheral surface of the segment assembled into the cylindrical wall shape,
In a state where the upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface and the lower holding body is applied to the lower end of the inner peripheral surface, the surface is perpendicular to the axis of the shield machine. A first straight line L1 that extends and is orthogonal to the shaft center and intersects the upper holding body and the lower holding body when viewed from the axial direction intersects two opposing locations on the inner peripheral surface 2 One point is defined as a first measurement point P1 and a second measurement point P2, and extends on the plane and is orthogonal to the axis and the first straight line L1 and is held on the upper side when viewed from the axis direction. When two points where the second straight line L2 intersecting the body and the lower holding body intersects the two opposite locations of the inner peripheral surface are the third measurement point P3 and the fourth measurement point P4,
A first distance sensor attached to the upper holding body and detecting a distance from the first measurement point P1 along the first straight line L1 as viewed from the axial direction as a first distance D1; ,
A second distance sensor attached to the lower holding body and detecting a distance from the second measurement point P2 along the first straight line L1 when viewed from the axial direction as a second distance D2. When,
A third distance sensor attached to the upper holding body and detecting a distance from the third measurement point P3 along the second straight line L2 as viewed from the axial direction as a third distance D3; ,
A fourth distance sensor that is attached to the lower holding body and detects a distance from the fourth measurement point P4 along the second straight line L2 as viewed from the axial direction as a fourth distance D4. When,
Roundness calculation means for calculating the roundness of the inner peripheral surface based on the first to fourth distances D1 to D4 ;
In the first distance sensor, the second distance sensor, the third distance sensor, and the fourth distance sensor, the inner peripheral surface of the segment is a circle having a predetermined radius centered on the axis. In a state where the circumference extends and the upper holding body and the lower holding body are applied to the upper end and the lower end of the inner peripheral surface of the segment, Arranged on the circumference of the same radius with dimensions smaller than the defined radius,
Roundness measuring device characterized by that.
前記上側保持体あるいは前記下側保持体に取着され、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。
Attached to the upper holding body or the lower holding body, extends on the plane and intersects the axial center, the first straight line L1, the second straight line L2, and in the vertical direction when viewed from the axial direction. A fifth distance sensor for detecting a distance between the upper holding body and the lower holding body along the extending third straight line L3 as a fifth distance D5;
The roundness calculation means calculates the roundness of the inner peripheral surface based on the first to fifth distances D1 to D5.
The roundness measuring device according to claim 1.
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または2記載の真円度計測装置。
The plane is
A front plane located in front of the upper holding body and the lower holding body in the digging direction of the shield machine;
An intermediate plane located immediately after the upper holding body and the lower holding body in the digging direction of the shield machine;
A rear plane located behind the intermediate plane in the digging direction of the shield machine,
The first distance sensor to the fourth distance sensor are:
A front first distance sensor to a front fourth distance sensor provided corresponding to the front plane;
An intermediate portion first distance sensor to an intermediate portion fourth distance sensor provided corresponding to the intermediate portion plane;
A rear first distance sensor to a rear fourth distance sensor provided corresponding to the rear plane;
The roundness calculation means calculates the roundness corresponding to each of the front plane, the intermediate plane, and the rear plane.
The roundness measuring device according to claim 1 or 2, wherein
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と前記上側保持体に設定された第1の基準点との距離を第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と前記下側保持体に設定された第2の基準点との距離を第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と前記上側保持体に設定された第3の基準点との距離を第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と前記下側保持体に設定された第4の基準点との距離を第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し、
前記第1の基準点、前記第2の基準点、前記第3の基準点、前記第4の基準点は、前記セグメントの内周面が、前記軸心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、かつ、前記上側保持体および前記下側保持体が前記セグメントの内周面の上端および下端に当て付けられた状態で、前記軸心を中心とする、前記予め定められた半径よりも小さい寸法の同一半径の円周上に位置するように設定されている、
ことを特徴とする真円度計測方法。
An upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface of the segment assembled into a cylindrical wall shape, and the inner peripheral surface is held in a perfect circle shape by applying a lower holding body to the lower end of the inner peripheral surface of the segment. In a shield machine including a perfect circle holding device, a roundness measurement method for measuring the roundness of the inner peripheral surface of the segment assembled into the cylindrical wall shape,
In a state where the upper holding body is applied to the upper end of the inner peripheral surface and the lower holding body is applied to the lower end of the inner peripheral surface, the surface is perpendicular to the axis of the shield machine. A first straight line L1 that extends and is orthogonal to the shaft center and intersects the upper holding body and the lower holding body when viewed from the axial direction intersects two opposing locations on the inner peripheral surface 2 One point is defined as a first measurement point P1 and a second measurement point P2, and extends on the plane and is orthogonal to the axis and the first straight line L1 and is held on the upper side when viewed from the axis direction. When two points where the second straight line L2 intersecting the body and the lower holding body intersects the two opposite locations of the inner peripheral surface are the third measurement point P3 and the fourth measurement point P4,
Detecting a distance between the first measurement point P1 along the first straight line L1 and the first reference point set on the upper holding body as viewed from the axial direction as a first distance D1,
A distance between the second measurement point P2 along the first straight line L1 and the second reference point set on the lower holding body as viewed from the axial direction is detected as a second distance D2. ,
Detecting a distance between the third measurement point P3 along the second straight line L2 and the third reference point set on the upper holding body as viewed from the axial direction as a third distance D3;
A distance between the fourth measurement point P4 along the second straight line L2 and the fourth reference point set on the lower holding body as viewed from the axial direction is detected as a fourth distance D4. ,
Calculating the roundness of the inner peripheral surface based on the first to fourth distances D1 to D4 ;
The first reference point, the second reference point, the third reference point, and the fourth reference point are circles having a predetermined radius with the inner peripheral surface of the segment centered on the axis. In a state where the circumference extends and the upper holding body and the lower holding body are applied to the upper end and the lower end of the inner peripheral surface of the segment, It is set to be located on the circumference of the same radius with dimensions smaller than the defined radius,
Roundness measurement method characterized by this.
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記載の真円度計測方法。
The upper holding body along the third straight line L3 extending on the plane and intersecting the axial center, the first straight line L1, and the second straight line L2 and extending in the vertical direction when viewed from the axial direction. And a distance between the lower holding body and a fifth distance D5,
Calculating the roundness of the inner peripheral surface based on the first to fifth distances D1 to D5;
The roundness measurement method according to claim 4, wherein:
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