テールクリアランス測定装置

【課題】測定効率の向上を図れると共に、作業員の負担の軽減を図る上で有利なテールクリアランス測定装置を提供する。
【解決手段】テールクリアランス測定装置３０は、カメラ部４２と、検出光投射部４４と、コンピュータ３４とを含んで構成されている。検出光投射部４４により線状の検出光Ｌｓをセグメント端面箇所Ｓｅに投射すると共に、カメラ部４２によって撮像されたテール部内周面箇所Ｔｉ、セグメント外周面箇所Ｓｏ、セグメント内周面箇所Ｓｉ、セグメント端面箇所Ｓｅの画像データに基づいて画像データに基づいてテールクリアランスＴｃを導出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はテールクリアランス測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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シールドマシンがある。
シールドマシンのテール部の内周面と、テール部の内側に位置するセグメントの外周面とのクリアランス（テールクリアランス）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に応じて変化する。
したがって、テールクリアランスを測定し、その測定値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を行うためのデータとして用いている。
従来、テールクリアランスの測定は、シールドマシンによる掘進作業の前後に、作業員がスケールを用いて行うか、あるいは、専用の計測装置をセグメントに位置決め固定し、計測装置から突出する測針をスキンプレートに当て付け、測針の突出量に基づいてテールクリアランスを測定していた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３５２２９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したスケールによる従来の技術では、測定に際しては掘進動作を停止した状態で作業員による測定作業を行う必要があるため、掘進中の測定データを得ることが困難であり、測定効率の低下を招く不利があった。また、測針の突出量に基づいてテールクリアランスを測定する計測装置を用いる場合には計測装置が故障しやすく測定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。
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、測定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テールクリアランス測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明は、シールドマシンのテール部の内周面と、前記内周面の内側に位置するセグメントの外周面とのクリアランスを測定するテールクリアランス測定装置であって、前記テール部の内周面の一部であるテール部内周面箇所と、該テール部内周面箇所に対向する前記セグメントの外周面のセグメント外周面箇所と、前記セグメントの半径方向において前記セグメント外周面箇所の内側に位置する前記セグメントの内周面のセグメント内周面箇所と、前記セグメント外周面箇所と前記セグメント内周面箇所とを接続する前記セグメントの端面のセグメント端面箇所とを撮影して映像信号を生成するカメラ部と、前記テール部に設けられ、前記セグメント端面箇所と前記セグメント外周面箇所とが交わる第１の円弧部分、または、前記セグメント端面箇所と前記セグメント内周面箇所とが交わる第２の円弧部分の少なくとも一方に交差して延在する線状の検出光を前記セグメント端面箇所に投射する検出光投射部と、前記映像信号から生成される画像データに基づいて前記テール部の内周面と前記セグメントの外周面とのクリアランスを導出するクリアランス導出部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、検出光投射部により線状の検出光をセグメント端面箇所に投射すると共に、カメラ部によって撮像されたテール部内周面箇所、セグメント外周面箇所、セグメント内周面箇所、セグメント端面箇所の画像データに基づいて画像データに基づいてテールクリアランスを導出するようにした。
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測定データを連続して得ることができるため、測定効率の向上を図る上で有利となり、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。
また、照明が暗い環境下であっても、カメラ部は、セグメント端面箇所で反射された検出光を反射光として確実に撮像することができるので、テールクリアランスを高精度にかつ安定して導出する上でより一層有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０が搭載されたシールドマシン１０の全体図である。
【図２】（Ａ）は第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図３】第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０のコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はテールクリアランス測定装置３０の動作説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はテールクリアランス測定装置３０による測定動作の説明図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）はテールクリアランスＴｃの導出処理の説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）はテールクリアランスＴｃの導出処理の変形例の説明図である。
【図９】テールクリアランス測定装置３０の動作フローチャートである。
【図１０】（Ａ）は第２の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図１１】（Ａ）は第３の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図１２】（Ａ）は第４の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図１３】（Ａ）は第５の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図１４】（Ａ）は第６の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【図１５】（Ａ）は第７の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
次に本発明の実施の形態について図１乃至図７を参照して説明する。
まず、シールドマシン１０について説明する。
図１、図２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１２Ｃとを有している。
【０００９】
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）１２Ｂなどから構成されている。
後部室１２Ｃは、前スキンプレート１２Ｂの内側で掘削部１２Ａの後方の箇所であり、後部室１２Ｃ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に環状に組み付けられるセグメント２０の端面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。
後部室１２Ｃとテール部１４との間には、環状の壁部１２Ｄが設けられている。
【００１０】
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）１４Ａなどを備えている。
図２（Ａ）に示すように、スキンプレート１４Ａ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１４０２を有している。
テール部１４のスキンプレート１４Ａは、掘削部１２Ａの外装壁（前スキンプレート）１２Ｂの前記掘進方向の後端部に屈曲可能に接続されている。
【００１１】
後方台車１６は、シールド機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。
【００１２】
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の掘進方向に延在する長さとを有している。
また、セグメント２０は、図１、図６に示すように、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、トンネル１８の延在方向の両端に位置する端面２００６とを有して構成されている。
セグメント２０は、シールド機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。
【００１３】
（テールクリアランス測定装置３０）
図１、図３に示すように、テールクリアランス測定装置３０は、装置本体３２と、コンピュータ３４とを含んで構成されている。
本実施の形態では、装置本体３２はテール部１４に設置され、コンピュータ３４はトンネル１８から離れた場所に設けられた事務所２内に設置されている。
装置本体３２とコンピュータ３４とは、通信回線３６を介して種々のデータを双方向に通信可能に構成されている。
本実施の形態では、通信回線３６としてはケーブルを介した有線ＬＡＮを用いているが、通信回線３６としては、無線ＬＡＮなどの無線回線を用いてもよく、通信回線３６として従来公知のさまざまな形態の通信回線が使用可能である。
図３に示すように、後方台車１６には、装置本体３２の制御盤４０から映像伝送線３７を介して伝送される映像を表示するモニタ５０と、通信回線３６を介して供給される制御コマンドに応じて警報音を発生する警報部５２とが設けられている。
また、事務所２には、コンピュータ３４に加えて、制御盤４０から映像伝送線３７を介して伝送される映像を表示するモニタ５４が設置されている。
なお、コンピュータ３４の設置場所は限定されるものではなく、例えば、後方台車１６に設置してもよいことは無論である。
【００１４】
図３に示すように、装置本体３２は、測定ユニット３８と、制御盤４０とを含んで構成されている。
本実施の形態では、測定ユニット３８は４つ設けられている。
各測定ユニット３８は、カメラ部４２と、照明部４３と、検出光投射部４４と、距離検出部４６とを備え、不図示の支持部材に一体的に固定され、支持部材を介してテール部１４に取着されている。
本実施の形態では、各測定ユニット３８は、後部室１２Ｃ内で支持部材を介して壁部１２Ｄ（図２（Ａ））に取着されている。
言い換えると、カメラ部４２と検出光投射部４４は、テール部１４に移動不能に固定されている。
【００１５】
（カメラ部４２）
図５（Ａ）、（Ｂ）、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カメラ部４２は、テール部内周面箇所Ｔｉと、セグメント外周面箇所Ｓｏと、セグメント内周面箇所Ｓｉと、セグメント端面箇所Ｓｅとを撮影して映像信号（ビデオ信号）を生成するものである。
テール部内周面箇所Ｔｉは、テール部１４の内周面１４０２の一部である。
セグメント外周面箇所Ｓｏは、テール部内周面箇所Ｔｉに対向するセグメント２０の外周面２００２の箇所である。
セグメント内周面箇所Ｓｉは、セグメント２０の半径方向（セグメント２０の厚さ方向）においてセグメント外周面箇所Ｓｏの内側に位置するセグメント２０の内周面２００４の箇所である。
セグメント端面箇所Ｓｅは、セグメント外周面箇所Ｓｏとセグメント内周面箇所Ｓｉとを接続するセグメント２０の端面２００６の箇所である。
【００１６】
本実施の形態では、４つの測定ユニット３８は、各カメラ部４２が、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所を撮影するように設けられている。
具体的には、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、測定ユニット３８は、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の左右２箇所との４箇所に設けられている。
カメラ部４２はカメラ本体４２Ａを有している。
カメラ本体４２Ａには撮影光学系が組み込まれたレンズ鏡筒４２Ｂが設けられている。
カメラ本体４２Ａは、不図示の撮像素子と信号処理部を備えている。
前記撮像素子は、前記撮影光学系によって導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するものであり、このような撮像素子としてＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサなど従来公知の様々な撮像素子が使用可能である。
前記信号処理部は、前記撮像素子から供給される撮像信号を処理することにより映像信号を生成するものである。
【００１７】
（照明部４３）
照明部４３は、カメラ部４２の撮像範囲を照明するものであり、例えばスポット照明装置で構成されている。
照明部４３は、コンピュータ３４から通信回線３６、制御盤４０を介して送信される制御コマンドにより点灯、滅灯が制御される。
このように照明部４３を設けると、必要に応じて照明部４３による照明を行わせることでモニタ５０、５４によって表示される映像の明るさやコントラストの向上を図り、視認性を高める上で有利となる。
【００１８】
（検出光投射部４４）
検出光投射部４４は、レーザー光源から出射されたレーザー光を特殊レンズを用いることにより線状の検出光として出射するものである。
本実施の形態では、４つの測定ユニット３８は、各検出光投射部４４が、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に検出光を投射するように設けられている。
このような検出光投射部４４として、例えば、株式会社モリテックスから販売されているレーザーバターンプロジェクター（商品名）などが使用可能である。
本実施の形態では、検出光投射部４４は、図５、図６に示すように、セグメント２０の第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２の少なくとも一方に交差して延在する線状の検出光Ｌｓをセグメント端面箇所Ｓｅに投射する。
第１の円弧部分Ｃ１は、セグメント端面箇所Ｓｅとセグメント外周面箇所Ｓｏとが交わる部分である。
第２の円弧部分Ｃ２は、セグメント端面箇所Ｓｅとセグメント内周面箇所Ｓｉとが交わる部分である。
本実施の形態では、図６、図７に示すように、検出光Ｌｓは、第１の直線部Ｌ１と第２の直線部Ｌ２とを有している。
第１の直線部Ｌ１は、セグメント２０の半径方向に沿って第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に交差して延在している。
第２の直線部Ｌ２は、第１の直線部Ｌ１の中央で第１の直線部Ｌ１と直交する方向に延在している。
したがって、検出光Ｌｓは十字状のクロスラインとしてセグメント端面箇所Ｓｅに投射される。
このように、検出光投射部４４からセグメント端面箇所Ｓｅに検出光Ｌｓを投射するため、トンネル１８内のように照明が暗い環境下であっても、カメラ部４２は、セグメント端面箇所Ｓｅで反射された検出光Ｌｓを反射光として確実に撮像することができる。
また、検出光Ｌｓの波長範囲は、カメラ部４２によって撮像できるものであればよいが、例えば、検出光Ｌｓを赤色光とすれば視認性の向上を図る上で有利である。
【００１９】
（距離検出部４６）
距離検出部４６は、テール部１４とセグメント２０の端面２００６との距離を検出し、検出した距離を示す検出信号を制御盤４０に供給するものである。
より詳細には、距離検出部４６は、掘進部１２の複数のジャッキ装置の少なくとも２台のジャッキ装置がセグメント２０を掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を検出するものである。
本実施の形態では、距離検出部４６は、セグメント２０の端面２００６に検出光を照射し、その反射光を検出することにより距離（変位）を検出し、該距離に対応した電圧値を有する検出信号を制御盤４０に供給する。この場合、検出信号はアナログ信号である。
なお、距離検出部４６は非接触レーザー変位計に限定されるものではない。距離検出部４６としては、掘進部１２の複数のジャッキ装置にそれぞれ取着され、ジャッキ装置がセグメント２０を掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を検出するストロークセンサを用いてもよい。
【００２０】
（制御盤４０）
図３に示すように、制御盤４０は、画像処理部４０Ａ、映像分配部４０Ｂ、データ変換部４０Ｃ、入出力制御部４０Ｄ、インターフェース４０Ｅなどを含んで構成されている。
画像処理部４０Ａは、各カメラ部４２から供給される映像信号に対して後述する画像解析処理に必要な前処理を行うことによりデジタル化された画像データを生成し、この画像データを通信回線３６を介してコンピュータ３４に供給するものである。
映像分配部４０Ｂは、各カメラ部４２から供給される映像信号を切り換えてモニタ５０、５４に映像伝送線３７を介して供給するものである。
データ変換部４０Ｃは、距離検出部４６から供給される前記ストローク量の検出信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して通信回線３６を介してコンピュータ３４に供給するものである。
入出力制御部４０Ｄは、コンピュータ３４から通信回線３６を介して供給される制御コマンドに応じて映像分配部４０Ｂの切り換え動作を制御するものである。
インターフェース４０Ｅは、画像処理部４０Ａ、映像分配部４０Ｂ、データ変換部４０Ｃ、入出力制御部４０Ｄ、照明部４３と、通信回線３６との間での信号、データの送受信の制御を行うものである。
【００２１】
（コンピュータ３４）
コンピュータ３４は、各カメラ部４２から制御盤４０および通信回線３６を介して供給される画像データに基づいてテール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２とのクリアランスを導出するものである。
コンピュータ３４は、図４に示すように、ＣＰＵ３４０２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ＲＯＭ３４０４、ＲＡＭ３４０６、ハードディスク装置３４０８、ディスク装置３４１０、キーボード３４１２、マウス３４１４、ディスプレイ３４１６、プリンタ３４１８、インターフェース３４２０などを有している。
ＲＯＭ３４０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３４０６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３４０８は従来公知の画像解析プログラム、テールクリアランスＴｃを導出する導出プログラム、テールクリアランスＴｃの監視プログラムを格納している。
ディスク装置３４１０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３４１２およびマウス３４１４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３４１６はデータを表示出力するものであり、プリンタ３４１８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ３４１６およびプリンタ３４１８によってデータを出力する。
インターフェース３４２０は、通信回線３６を介して各測定ユニット３８から供給される画像データを入力するものである。
ＣＰＵ３４０２はハードディスク装置３４０８に格納されている画像解析プログラムおよび導出プログラムを実行することにより、インターフェース３４２０から入力された画像データに基づいて、図２（Ｂ）に示すように、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２とのテールクリアランスＴｃを導出するものである。
したがって、本実施の形態では、画像解析プログラムおよび導出プログラムを実行するコンピュータ３４のＣＰＵ３４０２によって特許請求の範囲のクリアランス導出部が構成されている。
さらに、ＣＰＵ３４０２は、導出されたテールクリアランスＴｃをディスプレイ３４１６によって表示出力し、あるいは、プリンタ３４１８によって印刷出力するものである。
なお、ＣＰＵ３４０２によるテールクリアランスＴｃの出力は、ディスク装置３４１０を用いてＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対して行ってもよいし、コンピュータ３４に設けられた種々の外部インターフェースを介してメモリカードに対して行ってもよい。あるいは、インターフェース３４２０を用いてネットワークを介して他のコンピュータ（端末装置）に対して行ってもよく、テールクリアランスＴｃの出力の形態は任意である。
【００２２】
また、ＣＰＵ３４０２は、ハードディスク装置３４０８に格納されている前記監視プログラムを実行することにより、得られたテールクリアランスＴｃが予め定められた許容範囲を超えた場合に、警報動作の実行を指示する制御コマンドを、通信回線３６を介して警報部５２に供給する監視処理を実行するものである。
【００２３】
ここで、図７（Ａ）、（Ｂ）を参照して前記クリアランス導出部によるテールクリアランスＴｃの導出処理について説明する。
図７（Ａ）は初期設定状態を示している。
図７（Ａ）に示すように、検出光Ｌｓの第１の直線部Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に交差して延在している。本実施の形態では、第１の直線部Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２と直交している。
第１の直線部Ｌ１が第２の直線部Ｌ２と直交する点を基準点Ｏとし、第１の直線部Ｌ１が第１の円弧部分Ｃ１と交差する点を第１の交点Ｐ１とし、第１の直線部Ｌ１が第２の円弧部分Ｃ２と交差する点を第２の交点Ｐ２とする。
そして、基準点Ｏと第１の交点Ｐ１との距離を第１の距離Ａとし、基準点Ｏと第２の交点Ｐ２との距離を第２の距離Ｂとする。
ここで、第１の距離Ａと、第２の距離Ｂと、テールクリアランスＴｃ（テール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２との距離）との３つの距離を画像処理によって求める。
その結果、Ａ＝Ａ１、Ｂ＝Ｂ１、Ｔｃ＝Ｔｃ１であるとする。
これら３つのデータは、初期値として記憶しておく。
【００２４】
次に、図７（Ｂ）に示すように、セグメント２０の内壁１８０２への組み付けに伴い、テール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２との相対的な位置が変化し、テールクリアランスＴｃが変化したものとする。本例では、テール部１４の内周面１４０２がセグメント２０の外周面２００２から離れる方向に変位している。
この場合、画像処理により第１、第２の距離Ａ、Ｂの２つの距離を画像処理によって求めた結果が、Ａ＝Ａ２、Ｂ＝Ｂ２であるとする。
ここで、変化後のテールクリアランスＴｃをＴｃ２とし、テールクリアランスＴｃの変化量をΔＴｃとする。
すると、第１の距離Ａの変化量ΔＡ＝Ａ２−Ａ１と、第２の距離Ｂの変化量ΔＢ＝Ｂ２−Ｂ１とは互いに絶対値が等しく、これら変化量ΔＡ、ΔＢは、セグメント２０の半径方向の位置の移動量と比例して変化することになる。
言い換えると、これら変化量ΔＡ、ΔＢは、テールクリアランスＴｃの変化量ΔＴｃを示すことになる。
本実施の形態では、第１の直線部Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に交差して延在しているため、変化量ΔＡ、ΔＢは、セグメント２０の半径方向の位置の移動量と等しい。したがって、これら変化量ΔＡ、ΔＢは、テールクリアランスＴｃの変化量ΔＴｃと等しい。
したがって、第１の変化量ΔＡ、あるいは、第２の変化量ΔＢから求められるセグメント２０の半径方向の位置の移動量を、初期設定時に測定されたテールクリアランスＴｃ１に加算、または、減算することで、テールクリアランスＴｃを導出することができる。
なお、第１の直線部Ｌ１が第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に対して斜めに交差している場合には、変化量ΔＡ、ΔＢがセグメント２０の半径方向の位置の移動量と比例して変化することを利用して、比例計算により実際のセグメント２０の半径方向の位置の移動量を算出すればよい。
【００２５】
なお、前記クリアランス導出部によるテールクリアランスＴｃの導出処理として、次のような処理を行ってもよい。
図８（Ａ）は初期設定状態を示している。
図８（Ａ）に示すように、検出光Ｌｓは、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に交差して延在する第１の直線部Ｌ１のみを有している。第１の直線部Ｌ１は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２と直交している。
第１の直線部Ｌ１が第１の円弧部分Ｃ１と交差する点を第１の交点Ｐ１とし、検出光Ｌｓが第２の円弧部分Ｃ２と交差する点を第２の交点Ｐ２とする。
図中、符号Ｚは、カメラ部４２によって撮像される撮像エリアを示す。
前述したようにカメラ部４２を含む測定ユニット３８は、テール部１４に一体的に固定されており、したがって、撮像エリアＺとテール部１４の内周面１４０２とは相対的な位置が固定されている。
ここで、撮像エリアＺ上における交点Ｐ１、Ｐ２の位置データと、テールクリアランスＴｃ（テール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２との距離）との３つのデータを画像処理によって求める。
これら３つのデータは、初期値として記憶しておく。
【００２６】
次に、図８（Ｂ）に示すように、セグメント２０の内壁１８０２への組み付けに伴い、テール部１４の内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２との相対的な位置が変化し、テールクリアランスＴｃが変化したものとする。
この場合、画像処理により得られた第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データは変化する。
第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データは、セグメント２０の半径方向の位置の移動量と比例して変化することになる。
言い換えると、第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データの変化量は、テールクリアランスＴｃの変化量ΔＴｃを示すことになる。
本例においても、図７の場合と同様に、第１の直線部Ｌ１（検出光Ｌｓ）は、第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に交差して延在しているため、第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データの変化量は、セグメント２０の半径方向の位置の移動量と等しい。したがって、第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データの変化量は、テールクリアランスＴｃの変化量ΔＴｃと等しい。
したがって、第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データの変化量から求められるセグメント２０の半径方向の位置の移動量を、初期設定時に測定されたテールクリアランスＴｃ１に加算、または、減算することで、テールクリアランスＴｃを導出することができる。
なお、第１の直線部Ｌ１（検出光Ｌｓ）が第１の円弧部分Ｃ１および第２の円弧部分Ｃ２に対して斜めに交差している場合には、第１、第２の交点Ｐ１、Ｐ２の位置データの変化量がセグメント２０の半径方向の位置の移動量と比例して変化することを利用して、比例計算により実際のセグメント２０の半径方向の位置の移動量を算出すればよい。
【００２７】
（動作）
次に、図９のフローチャートを参照してテールクリアランス測定装置３０の動作について説明する。
まず、テールクリアランス測定装置３０の複数の測定ユニット３８およびコンピュータ３４を起動させ、各測定ユニット３８で生成された画像データがコンピュータ３４に供給される状態としておく。
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にあたって、前記の初期設定が各測定ユニット３８毎に行われる（ステップＳ１０）。
初期設定が終了したならば、シールドマシン１０による地山の掘進およびセグメントトンネルの組み立てが開始される（ステップＳ１２）。
コンピュータ３４は、各測定ユニット３８から供給される画像データのそれぞれに基づいて、前記のクリアランス導出処理を実行することにより、テールクリアランスＴｃを導出する（ステップＳ１４）。
なお、本実施の形態では、コンピュータ３４は、各距離検出部４６から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
次いで、コンピュータ３４は、カメラ部４２から供給される画像データを、前記傾きのデータに基づいて修正した上で、前記のクリアランス導出処理を実行する。
導出されたテールクリアランスＴｃは、コンピュータ３４によってディスプレイ３４１６などに表示出力される（ステップＳ１６）。
また、各測定ユニット３８のカメラ部４２によって得られた映像信号は、後方台車１６のモニタ５０、あるいは、事務所２のモニタ５４に供給されることで映像が表示される（ステップＳ１８）。
コンピュータ３４は、クリアランス導出処理によって導出されたテールクリアランスＴｃの値が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０の判定結果が肯定であれば、クリアランス導出動作を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２）。
ステップＳ２２の判定結果が肯定であれば処理を終了し、ステップＳ２２の判定結果が否定であればステップＳ１４に戻る。
ステップＳ２０の判定結果が否定であれば、警報動作の実行を指示する制御コマンドを、通信回線３６を介して警報部５２に送出し（ステップＳ２４）、ステップＳ１４に戻る。
警報部５２は、制御コマンドを受け付けると、所定の警報音を発して作業員にテールクリアランスＴｃが許容範囲を逸脱したことを報知し、シールドマシン１０の動作を停止するなどの処置を促す。
【００２８】
以上説明したように本実施の形態によれば、検出光投射部４４により線状の検出光Ｌｓをセグメント端面箇所Ｓｅに投射すると共に、カメラ部４２によって撮像されたテール部内周面箇所Ｔｉ、セグメント外周面箇所Ｓｏ、セグメント内周面箇所Ｓｉ、セグメント端面箇所Ｓｅの画像データに基づいてテールクリアランスＴｃを導出するようにした。
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測定データを連続して得ることができるため、測定効率の向上を図る上で有利となり、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。
さらに、本実施の形態によれば、トンネル１８内のように照明が暗い環境下であっても、カメラ部４２は、セグメント端面箇所Ｓｅ上で反射された検出光Ｌｓを反射光として確実に撮像することができる。
したがって、鮮明でコントラストが高い画像データに基づいてクリアランス導出処理を行うことができるため、テールクリアランスＴｃを高精度にかつ安定して導出する上で極めて有利となる。
また、本実施の形態では、距離検出部４６から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求め、カメラ部４２から供給される画像データを、前記傾きのデータに基づいて修正した上で、前記のクリアランス導出処理を実行するので、テールクリアランスＴｃの精度を高める上でより有利となる。
また、従来、スキンプレートに当て付けた測針の突出量に基づいてテールクリアランスを測定する計測装置を用いる場合には計測装置が故障しやすく測定効率の低下を招く不利があったが、このような計測装置が不要となるため、測定効率の向上を図る上で有利となる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態はカメラ部４２の配置が第１の実施の形態と異なっている。
図１０（Ａ）は第２の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。なお、以下の実施の形態において第１の実施の形態と同様の部分、部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、測定ユニット３８は、第１の実施の形態と同様に４台設けられている。
４台の測定ユニット３８のうち、３台の測定ユニット３８は、第１の実施の形態と同様に構成され、第１の実施の形態と同様に後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されている。
それら３台の測定ユニット３８のカメラ部４２は、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた３箇所を撮影するように設けられ、具体的には、鉛直方向の上方１箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。各カメラ部４２のカメラ本体４２Ａは第１の実施の形態と同様に後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されている。
また、３つの測定ユニット３８の検出光投射部４４は、上記３台のカメラ部４２と同様に、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた３箇所に検出光Ｌｓを投射するように設けられ、具体的には、鉛直方向の上方１箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。
【００３０】
４台の測定ユニット３８のうち、残りの１台の測定ユニット３８のカメラ部４２は、カメラ本体４２Ａと、被写体像をカメラ本体４２Ａに組み込まれている撮像素子に導く光ファイバー６０と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
残りの１台の測定ユニット３８のカメラ部４２のカメラ本体４２Ａは後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄから離れた箇所に配置されている。
前記撮影光学系は後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、具体的には、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向において鉛直方向の下方の箇所に設けられている。
前記撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の画像が光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。
また、残りの１台の測定ユニット３８の検出光投射部４４は、上記１台のカメラ部４２と同様に、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向において鉛直方向の下方の箇所に検出光Ｌｓを投射するように設けられ、具体的には、鉛直方向の下方の箇所に設けられている。
【００３１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、光ファイバー６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａを後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄから離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体４２Ａに直接かかることを防止でき、カメラ本体４２Ａの保護、耐久性の向上を図る上で有利となる。
また、光ファイバー６０を用いるため、後部室１２Ｃ内におけるカメラ部４２（カメラ本体４２Ａ）のレイアウトの自由度を確保する上で有利となる。
なお、第２の実施の形態では、４台のカメラ部４２のうちの１台のカメラ部４２が光ファイバー６０を用いて撮影を行う場合について説明したが、光ファイバー６０を用いて撮影を行うカメラ部４２の配置や数は任意である。
【００３２】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は第２の実施の形態の変形例であり、カメラ部４２、検出光投射部４４、制御盤４０の配置が第２の実施の形態と異なっている。
図１１（Ａ）は第３の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
４台のカメラ部４２（図３）は、カメラ本体４２Ａ（図３）と、光ファイバー６０と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
前記各撮影光学系は後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所を撮影するように設けられている。
具体的には、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。
４台の検出光投射部４４は、上記４台のカメラ部４２と同様に、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に検出光Ｌｓを投射するように設けられている。
具体的には、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。
４台のカメラ本体４２Ａ（図３）、制御盤４０（図３）は後方台車１６Ａ（図１）に配置されている。
各光ファイバー６０は、後部室１２Ｃ内から台車１６Ａの各カメラ本体４２Ａまで敷設されている。
撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の画像は光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。
【００３３】
第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、光ファイバー６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａをシールドマシン１０から離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体４２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体４２Ａの保護、耐久性の向上を図る上でより一層有利となる。
また、カメラ本体４２Ａを後部室１２Ｃから離れた後方台車１６に配置し、かつ、後部室１２Ｃ内に光ファイバー６０とそれらの先端に設けられた撮影光学系のみを配置したので、テールクリアランス測定装置３０が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済むため、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上で有利となる。
【００３４】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。
第４の実施の形態は、単一のカメラ部４２を使用してテールクリアランスを測定するものである。
図１２（Ａ）は第４の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
テールクリアランス測定装置３０は、１台のカメラ部４２と、４台の検出光投射部４４と、距離検出部４６（図３）と、制御盤４０（図３）を備えている。
カメラ部４２は、後部室１２Ｃ内のテール部１４寄りの箇所で後部室１２Ｃの円形断面の中央に適宜支持部材を介して取着されており、撮影光学系は、壁部１２Ｄに設けられた開口１２Ｅを介してテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向の全周を撮影可能に設けられている。
４台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に検出光Ｌｓを投射するように設けられている。
具体的には、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。
【００３５】
第４の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、カメラ部４２が１台で足りるためコストを削減する上で有利となり、しかも、カメラ部４２が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済み、したがって、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上で有利となる。
【００３６】
（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について説明する。
第５の実施の形態は第４の実施の形態の変形例であり、光ファイバー６０を有する単一のカメラ部４２を用いてテールクリアランスを測定するものである。
図１３（Ａ）は第５の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
テールクリアランス測定装置３０は、１台のカメラ部４２と、４台の検出光投射部４４と、距離検出部４６（図３）と、制御盤４０（図３）を備えている。
カメラ部４２は１台設けられ、カメラ部４２は、カメラ本体４２Ａと、光ファイバー６０と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
撮影光学系は後部室１２Ｃ内のテール部１４寄りの箇所で後部室１２Ｃの円形断面の中央に適宜支持部材を介して取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向の全周を撮影可能に設けられている。
カメラ本体４２Ａ（図３）は後方台車１６（図１）に配置されている。
撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の全周にわたる画像は光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。
４台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に９０度の間隔をおいた４箇所に検出光Ｌｓを投射するように設けられている。
具体的には、鉛直方向の上下２箇所と、鉛直方向と直交する水平方向の２箇所に設けられている。
【００３７】
第５の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、カメラ部４２が１台で足りコストを削減する上で有利となる。
また、光ファイバー６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａをシールドマシン１０から離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体４２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体４２Ａの保護、耐久性の向上を図る上でより一層有利となる。
また、１台のカメラ本体４２Ａを後部室１２Ｃから離れた後方台車１６に配置し、かつ、後部室１２Ｃ内に１束の光ファイバー６０とその先端に設けられた撮影光学系のみを配置したので、テールクリアランス測定装置３０が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済むため、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上でより一層有利となる。
【００３８】
（第６の実施の形態）
次に第６の実施の形態について説明する。
第６の実施の形態は、第４の実施の形態の変形例である。
図１４（Ａ）は第６の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
テールクリアランス測定装置３０は、１台のカメラ部４２と、２台の検出光投射部４４と、距離検出部４６（図３）と、制御盤４０（図３）に加えて内径測定部６２を備えている。
内径測定部６２はテール部１４に搭載され、トンネル１８（図１）に組みつけられたセグメント２０のうち掘進方向の前端に位置するセグメント２０の内径を少なくとも２箇所測定して制御盤４０、通信回線３６を介してコンピュータ３４に供給するものである。
内径測定部６２としては、従来公知のさまざまな距離センサが使用可能である。
カメラ部４２は１台設けられ、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されている。
カメラ部４２は、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向の１箇所を撮影可能に設けられている。
２台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、カメラ部４２で撮影される撮影範囲内においてテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に間隔をおいた２箇所に検出光Ｌｓをそれぞれ投射するように設けられている。
コンピュータ３４は、各距離検出部４６から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
また、コンピュータ３４は、カメラ部４２から供給されるテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向の１箇所の画像データを、前記傾きのデータと、内径測定部６２から供給されるセグメント２０の内径の測定データとに基づいて修正した上で、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２とのテールクリアランスを導出する。
第６の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、１台のカメラ部４２で撮影された画像データをセグメント２０の傾きのデータおよびセグメント２０の内径のデータに基づいて修正することで正確なテールクリアランスを求めることができることから、カメラ部４２が１台で足りるためコストを削減する上で有利となり、しかも、カメラ部４２が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済み、したがって、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上で有利となる。
【００３９】
（第７の実施の形態）
次に第７の実施の形態について説明する。
第７の実施の形態は、第６の実施の形態の変形例であり、光ファイバー６０を有する単一のカメラ部４２を用いてテールクリアランスを測定するものである。
図１５（Ａ）は第７の実施の形態のテールクリアランス測定装置３０の設置状態を示す説明図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ線断面図である。
カメラ部４２は１台設けられ、カメラ部４２は、カメラ本体４２Ａと、光ファイバー６０と、光ファイバーの先端に取着された不図示の撮影光学系とを有している。
撮影光学系は後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向の１箇所を撮影可能に設けられている。
カメラ本体４２Ａは後方台車１６（台車１６Ａ）に配置されている。
撮影光学系により撮影されたテール部１４の内周面１４０２および該内周面１４０２に対向するセグメント２０の外周面２００２の全周にわたる画像は光ファイバー６０を介してカメラ本体４２Ａに導かれる。
１台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、テール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向で撮影光学系が撮影する箇所と同じ１箇所に検出光Ｌｓを投射するように設けられている。
２台の検出光投射部４４は、後部室１２Ｃ内で壁部１２Ｄに取着されており、前記撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に間隔をおいた２箇所に検出光Ｌｓをそれぞれ投射するように設けられている。
内径測定部６２は、第６の実施の形態と同様にテール部１４に搭載され、トンネル１８（図１）に組みつけられたセグメント２０のうち掘進方向の前端に位置するセグメント２０の内径を少なくとも２箇所測定してコンピュータ３４に供給する。
コンピュータ３４は、各距離検出部４６から得られるストローク量の測定データに基づいてセグメント２０が掘進方向に対してなす傾き（傾斜角度）のデータを求める。
また、コンピュータ３４は、カメラ部４２から供給されるテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向の１箇所の画像データを、前記傾きのデータと、内径測定部６２から供給されるセグメント２０の内径の測定データとに基づいて修正した上で、テール部１４のスキンプレート１４Ａの内周面１４０２とセグメント２０の外周面２００２とのテールクリアランスを導出する。
第７の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、１台のカメラ部４２で撮影された画像データをセグメント２０の傾きのデータおよびセグメント２０の内径のデータに基づいて修正することで正確なテールクリアランスを求めることができることから、カメラ部４２が１台で足りるためコストを削減する上で有利となる。
また、光ファイバー６０を介して画像をカメラ本体４２Ａに導くことでカメラ本体４２Ａをシールドマシン１０から離れた箇所に配置できるため、シールドマシン１０の掘進に伴い発生する地下水などがカメラ本体４２Ａに直接かかることを確実に防止でき、カメラ本体４２Ａの保護、耐久性の向上を図る上でより一層有利となる。
また、１台のカメラ本体４２Ａを後部室１２Ｃから離れた後方台車１６に配置し、かつ、後部室１２Ｃ内に１束の光ファイバー６０とその先端に設けられた撮影光学系のみを配置したので、テールクリアランス測定装置３０が後部室１２Ｃ内に占有するスペースがごく僅かなもので済むため、後部室１２Ｃにスペースの余裕がない小型のシールドマシン１０にテールクリアランス測定装置３０を搭載する上でより一層有利となる。
なお、第６、第７の実施の形態では、２台の検出光投射部４４を設け、カメラ部４２あるいは撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に間隔をおいた２箇所に検出光Ｌｓをそれぞれ投射するようにした。
しかしながら、３台以上の検出光投射部４４を設け、カメラ部４２あるいは撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に間隔をおいた３箇所以上の箇所に検出光Ｌｓをそれぞれ投射するようにしてもよい。
あるいは、１台の検出光投射部４４からカメラ部４２あるいは撮影光学系で撮影される撮影範囲内においてテール部１４の内周面１４０２およびセグメント２０の周方向に間隔をおいた２箇所以上の箇所に検出光Ｌｓをそれぞれ投射するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１０……シールドマシン、１４……テール部、１４０２……内周面、２０……セグメント、２００２……外周面、３０……テールクリアランス測定装置、３４……コンピュータ、４２……カメラ部、４４……検出光投射部、Ｔｉ……テール部内周面箇所、Ｓｏ……セグメント外周面箇所、Ｓｉ……セグメント内周面箇所、Ｓｅ……セグメント端面箇所。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドマシンのテール部の内周面と、前記内周面の内側に位置するセグメントの外周面とのクリアランスを測定するテールクリアランス測定装置であって、
前記テール部の内周面の一部であるテール部内周面箇所と、該テール部内周面箇所に対向する前記セグメントの外周面のセグメント外周面箇所と、前記セグメントの半径方向において前記セグメント外周面箇所の内側に位置する前記セグメントの内周面のセグメント内周面箇所と、前記セグメント外周面箇所と前記セグメント内周面箇所とを接続する前記セグメントの端面のセグメント端面箇所とを撮影して映像信号を生成するカメラ部と、
前記テール部に設けられ、前記セグメント端面箇所と前記セグメント外周面箇所とが交わる第１の円弧部分、または、前記セグメント端面箇所と前記セグメント内周面箇所とが交わる第２の円弧部分の少なくとも一方に交差して延在する線状の第１の直線部を有する検出光を前記セグメント端面箇所に投射する検出光投射部と、
前記映像信号から生成される画像データに基づいて前記テール部の内周面と前記セグメントの外周面とのクリアランスを導出するクリアランス導出部と、
を備えることを特徴とするテールクリアランス測定装置。
【請求項２】
前記検出光は、前記第１の直線部の中央で前記第１の直線部と直交する方向に延在する第２の直線部を有している、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項３】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記カメラ部は、前記テール部に取着されている、
ことを特徴とする請求項１または２記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項４】
前記カメラ部と前記検出光投射部とを含む測定ユニットが、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向に間隔をおいて複数設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項５】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含むカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
前記カメラ本体は前記後部室内で前記壁部から離れた箇所に配置され、
前記撮影光学系は前記後部室内で前記壁部に取着され、
前記撮影光学系により撮影された前記テール部内周面箇所と、前記セグメント外周面箇所と、前記セグメント内周面箇所と、前記セグメント端面箇所の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれる、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項６】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
前記シールドマシンの後部で組み立てられたセグメントトンネル内に後方台車が設けられ、
前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含むカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
前記撮影光学系は前記後部室内で前記壁部に取着され、
前記カメラ本体は前記後方台車に配置され、
前記撮影光学系により撮影された前記テール部内周面箇所と、前記セグメント外周面箇所と、前記セグメント内周面箇所と、前記セグメント端面箇所の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれる、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項７】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
前記カメラ部は、前記テール部の内周面および前記セグメントの周方向の全周にわたって撮影するように１台設けられ、
前記カメラ部は前記後部室内に取着され、
前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台のジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記画像解析部に供給する距離検出部を設け、
前記画像解析部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データに基づいて修正することによってなされる、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項８】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含む１台のカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く１束の光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
前記カメラ本体は前記後部室内で前記壁部から離れた箇所に配置され、
前記撮影光学系は前記後部室内で前記テール部寄りの箇所に取着され、前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の全周にわたって撮影するように設けられ、
前記撮影光学系により撮影された前記テール部の内周面および前記セグメントの外周面の周方向の全周の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれ、
前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台のジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データに基づいて修正することによってなされる、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項９】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
前記カメラ部は、前記テール部の内周面および前記セグメントの周方向の１箇所を撮影するように１台設けられ、
前記カメラ部は前記後部室内に取着され、
前記検出光投射部は、前記カメラ部で撮影される撮影範囲内において前記セグメントの周方向に間隔をおいた少なくとも２箇所に前記検出光を投射するように構成され、
前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台のジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
前記シールドマシンによって坑内に組みつけられたセグメントのうち掘進方向の前端に位置するセグメントの内径を少なくとも２箇所を測定して、内径の測定データを前記クリアランス導出部に供給する内径測定部を設け、
前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データおよび前記セグメントの内径の測定データに基づいて修正することによってなされる、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。
【請求項１０】
前記シールドマシンは前胴部とテール部とを有し、
前記前胴部は、カッターが配置された掘削部と、前記掘削部の後方に位置する後部室とを有し、
前記後部室に前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する複数のジャッキ装置が設けられ、
前記後部室と前記テール部との間に壁部が設けられ、
前記カメラ部は、被写体像を撮像する撮像素子を含む１台のカメラ本体と、前記被写体像を前記撮像素子に導く１束の光ファイバーと、前記光ファイバーの先端に取着された撮影光学系とを有し、
前記カメラ本体は前記後部室内で前記壁部から離れた箇所に配置され、
前記撮影光学系が前記後部室内で前記壁部に取着され、前記テール部の内周面および前記セグメントの周方向の１箇所を撮影するように設けられ、
前記撮影光学系により撮影された前記テール部の内周面および前記セグメントの周方向の１箇所の画像が前記光ファイバーを介して前記撮像素子に導かれ、
前記検出光投射部は、前記撮影光学系で撮影される撮影範囲内において前記セグメントの周方向に間隔をおいた少なくとも２箇所に前記検出光を投射するように構成され、
前記複数のジャッキ装置の少なくとも２台のジャッキ装置が前記セグメントを掘進方向と反対方向に押圧する際のストローク量を測定し、その測定データを前記クリアランス導出部に供給する距離検出部を設け、
前記シールドマシンによって坑内に組みつけられたセグメントのうち掘進方向の前端に位置するセグメントの内径を少なくとも２箇所を測定して、内径の測定データを前記クリアランス導出部に供給する内径測定部を設け、
前記クリアランス導出部による前記クリアランスの導出は、前記画像データを前記ストローク量の測定データおよび前記セグメントの内径の測定データに基づいて修正することによってなされる、
ことを特徴とする請求項１記載のテールクリアランス測定装置。

【図１】