JP2873010B2 - 直線レールの整列方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、第１直線レールに接続した第２以降の直線
レールを、第１直線レールに沿って一直線上に整列する
直線レールの整列方法及び装置に関する。

従来技術 現在、トンネル工法はNATMが標準工法になっている。
この工法はトンネルの二次覆工が30cmと薄くなったた
め、巻厚の検測が厳しくなっている。もし、型枠のセッ
ト後に当りが見つかれば、それを除去せねばならず、従
って再び型枠を移動してセットをやり直しすることにな
る。

また、巻立前にアイソレーションの目的でシートを張
るため、それ以前に当りを正確にチエックして除去して
おく必要がある。万一シートを張った後に当りを見つけ
ると、シートを剥さねばならず、非常に大変な作業が強
いられるようになる。

そこで、シートを張る前に細かいピッチ毎にトンネル
断面形状を把握できれば、当りを前もって発見すること
ができ、極めて好都合である。

発明が解決しようとする課題 ところが、トンネル断面を測定する場合、単に測定器
により断面形状が測定しても、トンネルが正しい位置に
掘削されているものか否かが不明である。このため、断
面測定器を設置した位置の座標値を検出しなければなら
ないが、座標値の検出は手間のかかる作業である。しか
も、細かいピッチで断面測定をしようとすると、その都
度座標値の検出を必要とし、時間と労力の消費は膨大な
ものとなってしまう。

このような問題を解消できる方法として、本願発明者
は、断面測定器を、架設した直線レール上に走行可能に
装着し、そして測定器を所定ピッチ毎に直線レール上を
間欠走行させ、その際に断面測定することを案出した。
この方法によれば、直線レールの始点と終点の座標を検
出するだけで、その中間の測定位置が検出でき、しかも
かなり細かいピッチの測定も可能となる利点がある。

上記した測定方法を採用する場合、架設した直線レー
ルが一直線上であることが必須条件である。また、あま
り短い区間では効果が薄れるので、例えば10m以上を一
直線上に直線レールを設けることが要求される。

ところが、10m以上の区間を１本の直線レールのみを
使用することはそのレールの取扱、運搬が極めて困難で
現実には存在し得ない。そこで、短い直線レールが複数
本接続させることが考えられるが、接続する直線レール
をすべて一直線上に整列させることはかなり難しいとい
う問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑み、簡単な操作で直線レ
ールを直線上に整列することのできる整列方法及び装置
を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は第１直線レール
に接続した第２以降の直線レールを、第１直線レールに
沿って一直線上に整列する直線レールの整列方法におい
て、投光装置と同一の直線レールを装着して該投光装置
からその直線レールと平行に可視光線を投光した際、該
可視光線が当たる位置に照準点が設けられているターゲ
ット装置を、前記投光装置とともに前記第１直線レール
上に装着し、その投光装置により第１直線レールと平行
な可視光線を投光して前記ターゲット装置に照準点に当
てた後、第１直線レールに第２以降の直線レールを順次
接続し、その接続した直線レール上にターゲット装置を
順次移動し、そのターゲット装置の照準点に可視光線が
当るように、接続する直線レール毎に位置調節すること
を特徴としている。

本発明の直線レールの整列装置においては、第１直線
レール及び最終接続直線レールの端部側と各直線レール
の接続部に設けられたレール支持装置と、直線レール上
を走行可能で照準点が設けられたターゲット装置と、第
１直線レールと平行な可視光線を投光する投光装置と、
前記レール支持装置に設けられ、直線レールを調節移動
可能なレール位置調整手段とを有することである。更
に、投光装置が、直線レールに装着可能であり、かつ装
着後直線レールと平行に可視光線を投光する投光点にお
ける直線レールの延在方向と垂直な面の座標が予め定め
られており、該投光装置と前記ターゲットを同一の直線
レールに装着したとき、照準点の直線レールの延在方向
と垂直な面の座標が前記投光装置の座標と一致すること
を特徴としている。

作用 光の直進性を利用して直線レールと平行に拡散しにく
い可視光線を投光させ、その光線をターゲットに当るよ
うに直線レールの調整をすることにより、接続した直線
レールを一直線上に整列できる。そして、可視光線の投
光位置を予め一定にし、直線のときその光が照準する位
置にターゲットの照準印を付せば、直線レールの整列が
簡単に行ない得る。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図において、符号１は直線レールであり、直線レ
ール１は第３図に示すように断面矩形に形成された中空
のレール基体２と、該レール基体２の長手方向側角に固
着されたスライドプレート３とから構成されている。こ
の直線レール１はレール支持装置によって支持される。

レール支持装置は、第１図に示すように、支持脚４
と、該支持脚４に支承される横架台５と、該横架台５の
ほぼ中央に設けられた調節機構６とから構成させ、後述
する調節機構６の移動台26上に上記直線レール１を支持
するようになっている。

支持脚４は、第２図に示すように、ジャッキベース７
にネジ切りロッド８が立設され、ネジ切りロッド８には
操作腕付ナット９が螺合されている。また、ネジ切りロ
ッド８は中空円筒上の支持筒10に移動可能に嵌合され、
支持筒10の下端には止めネジ11が設けられている。この
止めネジ11を弛めることにより、支持筒10は、ネジ切り
ロッド８の軸線方向に上下移動可能となる。支持筒10に
は、その軸線と直交する方向に貫通する位置合わせ孔12
が所定間隔，、例えば5cm毎に多数形成され、この位置
合わせ孔12に架台５を載せ得る止めピン13が抜き差し可
能に嵌合される。

かく構成の支持脚４は、２本設けられ、その２本の支
持脚４に横架台５が掛け渡される。この場合、横架台５
の両端には支持筒10に巻き付けるようにして装着可能な
クランプ部材14が設けられている。そして、クランプ部
材14によって支持筒10に装着された横架台５は、クラン
プ部材14の下縁が止めピン13に当接する高さ位置に保持
される。

上記調節機構６は、第１図に示すように、横架台５の
ほぼ中央に上下方向の貫通孔15が形成され、この貫通孔
15に中空筒で構成された筒部材16が移動可能に嵌合され
ている。また、横架台５の下辺に筒部材16が中央に位置
するようなコの字状のブラケット17が固定され、このブ
ラケット17の下板部分にネジ切りロッド18が回転可能に
装着されている。このネジ切りロッド18には、その下端
につまみ19が固着され、またネジ部はナット20が螺着さ
れている。ナット20は、筒部材16の下端に固定され、従
ってネジ切りロッド18を回転することにより、筒部材16
が上下動される。

筒部材16上には、第１台部材21が固定され、第１台部
材21には一側でピン22を介して第２台部材23が回動可能
に装着されている。第１台部材21の他側には、ネジ孔
（図示せず）が形成され、このネジ孔に第２台部材23に
回転自在に支持されたネジ24が螺合されており、ネジ24
にはつまみ25が固定されている。このつまみ25の操作に
より、第２台部材23がピン22を中心として回動される。
第２台部材23には、直線レール１を支持する移動台26が
第１図における左右方向に移動可能に装着され、移動台
26にはその軸線が移動方向と一致するネジ切りロッド27
が固定されている。このネジ切りロッド27は、第２台部
材23に回転自在に支持され、その一端に操作用のつまみ
28が固定されている。このつまみ28の操作により、移動
台26が左右方向にスライド移動される。

次に、直線レール１について詳しく説明する。直線レ
ール１は第１直線１−１とこれに接続する第２直線レー
ル１−２以降とは若干その形態が異なり、最初に第１直
線レール１−１の説明をする。

第１直線レール１−１は、第３図に示すようにその端
部には例えば直方体のアルミ塊からなる接続塊29がレー
ル基体２に嵌合固着されている。この場合、第１直線レ
ール１−１の一端側Ａは後続の直線レールが接続されな
いので、図示されていない接続塊はレール端面より飛び
出さずに設けられているが、その他端側Ｂはレール端面
より飛び出して設けられている。第１直線レール１−１
の両端には、レール基体２の下側外周に沿って断面コの
字状の案内部材30が固定されている。一端側Ａの案内部
材30は、その端部が直線レールは端面にほぼ同一面にな
るように設けられているが、他端側Ｂの案内部材30は、
その端部が直線レールより飛び出した接続塊29の端面と
ほぼ同一になるように設けられている。

第１直線レール１−１の両側A,Bには第３図に示すよ
うに孔31が形成され、孔31は第１図に明示するようにレ
ール基体２、接続塊29、案内部材30を貫通している。一
方、上記移動台26には、孔31と軸線が一致するネジ孔32
が形成され、第１図に示すようにボルト33が孔31を介し
てネジ孔32に螺合できる。また、案内部材30と、移動台
26には、直線レール１を載せたときに、レールの位置決
めをする手段を設けており、本例では案内部材30の下面
に突出して形成された凸部材34と、移動台26の上面に形
成された凹部35とで構成されている。この場合、凸部34
は孔31を中心とした截頭円錐上に形成され、凹部35はそ
れと合致する形状に形成されている。なお、直線レール
１は移動台26に載せたときに、第２台部材23上部両端で
も支持される。

第２直線レール１−２及びそれ以降の直線レール１
は、第１直線レール１−１と異なり、一端側Ａには接続
塊29、案内部材30が設けられていない。そして、他端側
Ｂは図示していないが、第１直線レール１−１の他端側
Ｂと同様な接続塊29、案内部材30、孔31が設けられてい
る。

次に直線レール１と平行な可視光線を投光する投光装
置について説明する。

本実施例における投光装置は、第４図に示す断面測定
器36を利用している。この断面測定器36は測定器本体37
と図示していない支軸の回りを回転可能に装着された測
定ヘッド38とを有している。測定ヘッド38には、不可視
光線の波に多数のレーザーパルスとして構成された測定
波を載せて発射する発信部39と、測定対象物に当って発
射したレーザーパルスを受ける受信部40と、上記発信部
39が発射するレーザーパルスと所定間隔をもって平行な
例えばレーザー光の可視光線Ｌを投射する投射部41とを
備えている。この投射部41の可視光線Ｌによって断面測
定器36の測定位置を目視によって確認できるようになっ
ている。断面測定器36は第５図に示すように直線レール
１に装着された台車42に回転可能に取り付けられてい
る。台車42は、自走式の走行装置47が連結され、それに
よって断面測定器36は直線レール１上を走行される。な
お、走行装置47自体の構造は本発明の要旨ではないの
で、その詳しい説明は省略する。

直線レール１には、第５図に示すようにターゲット台
車43として構成されたターゲット装置が走行可能に装着
可能となっている。ターゲット台車43は、手動で直線レ
ール上を走行する台車部44と、該台車部に取り付けられ
たターゲット板45とからなり、ターゲット板45には照準
点を示す照準印46が付されている。この場合、照準印46
は上記断面測定器36とターゲット台車43とを同じ直線レ
ール１に装着し、断面測定器36の可視光線Ｌを直線レー
ル１と平行に投光した際、その光線が当る点に付されて
いる。すなわち、直線レール装着時の断面測定器36の測
定ヘッド38を直線レール延在方向へ向けたとき、投光点
における直線レール１の延在方向と垂直な面の座標が予
め定まっており、同じ直線レール１にターゲット台車43
装着した場合、その照準印46が投光点の座標と一致する
ように付されている。

上記構成された装置による整列方法は下記の如くであ
る。

まず、第１の直線レール１−１をセットとするため、
第１の直線レール１−１の両端を支持するレール支持装
置を組み立てる。最初に第１直線レール１−１の一端側
Ａの位置に２本の支持脚４を立てて、横架台５を取り付
ける。このとき、設置場所が掘削工事中のトンネル等で
は設置面に凹凸があることが多く、このため、横架台５
上が水平になるように調整する必要がある。そこで、支
持脚４の止めピン13の差し込み位置を両脚がおおよそ同
じ高さレベルになるように選択して差し込み、横架台５
を取り付ける。そして、横架台５に水準器を載せ、操作
腕付けナット９を操作して横架台５上が水平になるよう
に両支持脚４を微調整する。

次に、上記と同様の操作をして、第１直線レール１−
１の他端側Ｂに相当する位置に２本の支持脚を立て横架
台５を取付ける。取り付けた横架台５はその上面が水平
になるように調整し、かく調整された前後の横架台５に
第１直線レール１−１を橋渡すようにして取り付ける。
この場合、第１直線レール１−１の両端には案内部材30
が予めネジ止めされており、この案内部材30の凸部34が
移動台26の凹部35に嵌合するように第１直線レール１−
１をレール支持装置上へ載せる。そして、ボルト33を孔
31を貫通させてネジ孔32に螺合させ、これにて第１直線
レール１−１が固定される。

かくして、レール支持装置上に第１直線レール１−１
を取り付けた後、直線レール上の長手方向の面にトンネ
ル軸の勾配とほぼ平行になるように調整する。この調整
は、調節機構６のつまみ19を操作して第１台部材21を上
下動させることにより行ない得る。

次に、第１直線レール１−１の一端側に断面測定器36
を装着し、他端側にターゲット台車43を第５図の点線で
示すように装着する。そして、断面測定器36の測定器本
体37を測定ヘッド38の回転軸が直線レールと直交する方
向へ向け、かつ測定ヘッド38を可視光線Ｌが直線レール
の延在方向へ投光できるように向ける。このとき、可視
光線Ｌを投光して、その光線がターゲット台車43の照準
印46に当れば、断面測定器が正しい方向にセットされた
ことが確認できる。すなわち、このときの投光点の座標
と照準点46の座標が一直線ならば一致しているので、断
面測定器が正しい方向にセットされたことが確認でき
る。

確認後、第２直線レール１−２を第１直線１−１に接
続する。この接続に際しては、第２直線レール１−２の
第１直線レール１−１の接続側と反対端部に上記と同様
にしてレール支持装置を組立て第２直線レール１−２を
取り付ける。そして、第２直線レール１−２のレール基
体２を第１直線レール１−１の接続塊29に嵌合させ、第
１直線レール１−１に第２直線レール１−２が接続され
る。

かくして、２本の直線レールを接続後、ターゲット台
車43を第５図の実線で示すように第２直線レール１−２
の接続側と反対端へ移動する。このとき、断面測定器36
の可視光線Ｌを投光しつづけると、殆どの場合は可視光
線Ｌがターゲット台車43の照準印46からずれてくる。そ
こで、第２直線レール１−２の端部を調節機構６によっ
て可視光線が照準印46に当るように調整する。

この調整に際しては、上下方向のずれをつまみ19を操
作することにより行う。すなわち、ナット20を介して筒
部材16が上下し、それによって可視光線Ｌを横方向の照
準印46に合わせる。また、左右方向のずれはつまみ28を
操作することにより、移動台26が第２台部材23に対して
左右方向へ移動し、それによって合わせられる。このと
き、可視光線Ｌが上下方向へずれる場合があり、この場
合には直線レール面に傾斜があるためである。従って、
このときにはつまみ25を操作することにより、第２台部
材23がピン22を中心として回動でき、それによって合わ
せられる。

かくして、つまみ19,25,28を操作し、可視光線Ｌをタ
ーゲット板45の照準印46に視準すると、第２直線レール
１−２が第１直線レール１−１と一直線上に接続され
る。（第５図参照）。そして、第２直線レール１−２を
第１直線レール１−１に接続した操作で、第3,第４と所
望の数の直線レール１を接続する。なお、接続時では断
面測定器36が第１直線レール１−１の一端側に位置され
たままにし、ターゲット台車43を最終接続直線レール１
の他端側まで移動させる。そこで、ターゲット台車43を
接続した直線レール上を移動して断面測定器36の近傍ま
で戻し、このとき、可視光線Ｌがターゲット板45の照準
印46から外れるか否かを目視することによって、接続し
た直線レールがすべて一直線に整列したかを確認するこ
とができる。

かくして、直線レール１を一直線上に整列でき、次に
整列した直線レールを使用方法について説明する。

まず、ターゲット台車43をレールから取り除き、次に
断面測定器36の向きを変える。すなわち、測定器本体37
を旋回して、測定ヘッド38の回転軸をトンネル軸と平行
にする。そして、第６図に示すように測定器の測定ピッ
チを決め、断面測定器36をその定めたピッチごとに直線
レール上を走行させて断面測定する。この場合、走行装
置47にコンピュータを搭載し、コンピュータ走行装置47
によって測定ピッチごとの走行及び断面測定したデータ
が蓄積される。

かくして、断面測定器36を直線レール１上を走行させ
ることにより、所定区間の断面形状を所定ピッチ毎に測
定できる。しかも、直線レールの始点及び／または終点
の座標を検出するだけで、各測定位置の座標が直線レー
ル１上の移動量からコンピュータで自動的に計算でき、
よって測定操作が大幅に改善される。

第７図は、本発明の別の実施例を示すものである。

例えばトンネルの切羽において、最後に接続する直線
レールの足場等が悪く、他端側に上記レール支持装置を
設置しない場合に有効な整列装置である。この整列装置
は、第７図に示すように最終直線レール１′とその手前
となる直線レール１との接続部には支台装置50が設置さ
れている。この支台装置50には、上記実施例と同様な調
節機構（図示せず）を備えている。支台装置50には、最
終直線レール１′との間に３個のシリンダ51,52,53が設
けられ、シリンダ51は直線レールの直下に配置され、第
２及び第３シリンダ52,53は直線レールの左右側部に配
置されている。この各シリンダーは、そのピストンロッ
トの伸縮で、最終直線レール１′の調整及び支持するよ
うを為している。

かく構成した整列装置は、ターゲット台車43を最終直
線レール１′の先端まで移動し、直線レール１と平行に
投光された可視光線Ｌがターゲット板45の照準印に当る
ように調整する。この調整に際しては、上記第１シリン
ダ51で上下方向のずれを調整し、第２及び第３シリンダ
52,53によって横方行のずれを調整する。そして、可視
光線Ｌが照準印に視準印に視準されれば、最終直線レー
ル１′が直線レール１と一直線上に整列される。

かくして、シリンダによって調整可能な最終直線レー
ル１′を用いれば、今まで断面測定器が極めて困難であ
って切羽等の断面を容易に知ることができる。

効果 上記構成によれば、本発明は直線レールを簡単な操作
で、かつ高精度をもって一直線上に整列することが可能
となった。従って、高精度の整列した直線レールを利用
すれば、断面等の各種測定を所定ピッチ毎に行なうこと
ができ、しかも測定結果の信頼性も高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
支持脚部分の正面図、第３図は直線レール接続部分の斜
視図、第４図は直線レールに装着する測定器の一例を示
す斜視図、第５図はレール整列方向を説明する斜視図、
第６図は整列した直線レールを利用した測定方法を示す
斜視図、第７図及び第８図は本発明の別の実施例を示す
側面及び平面説明図である。 １……直線レール １−１……第１直線レール ４……支持脚 ５……横架台 ６……調整機構 36……断面測定器 43……ターゲット台車 46……照準印 50……支台装置 Ｌ……可視光線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 素男 東京都杉並区上井草１―17―20 (56)参考文献 実開 昭52−39157（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01B 35/00 E01B 33/00 - 33/04 E01B 29/16

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１直線レールに接続した第２以降の直線
   レールを、第１直線レールに沿って一直線上に整列する
   直線レールの整列方法において、 投光装置と同一の直線レールを装着して該投光装置から
   その直線レールと平行に可視光線を投光した際、該可視
   光線が当たる位置に照準点が設けられているターゲット
   装置を、前記投光装置とともに前記第１直線レール上に
   装着し、その投光装置により第１直線レールと平行な可
   視光線を投光して前記ターゲット装置に照準点に当てた
   後、第１直線レールに第２以降の直線レールを順次接続
   し、その接続した直線レール上にターゲット装置を順次
   移動し、そのターゲット装置の照準点に可視光線が当る
   ように、接続する直線レール毎に位置調節することを特
   徴とする直線レールの整列方法。
2. 【請求項２】第１直線レールに接続した第２以降の直線
   レールを、第１直線レールに沿って一直線上に整列する
   直線レールの整列装置において、 前記第１直線レール及び最終接続直線レールの端部側と
   各直線レールの接続部に設けられたレール支持装置と、
   直線レール上を走行可能で照準点が設けられたターゲッ
   ト装置と、第１直線レールと平行な可視光線を投光する
   投光装置と、前記レール支持装置に設けられ、直線レー
   ルを調節移動可能なレール位置調整手段とを有すること
   を特徴とする直線レールの整列装置。
3. 【請求項３】前記投光装置が、直線レールに装着可能で
   あり、かつ装着後直線レールと平行に可視光線を投光す
   る投光点における直線レールの延在方向と垂直な面の座
   標が予め定められており、該投光装置と前記ターゲット
   を同一の直線レールに装着したとき、照準点の直線レー
   ルの延在方向と垂直な面の座標が前記投光装置の座標と
   一致することを特徴とする請求項２に記載の直線レール
   の整列装置。
4. 【請求項４】前記投光装置が、測定箇所を知らせるため
   の可視光線を照射する投射部を備えた測定ヘッドを、回
   転させることにより断面形状を測定する断面測定器であ
   ることを特徴とする請求項２または３に記載の直線レー
   ルの整列装置。