特許 6206991 土工事の情報化施工システムにおける光反射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6206991

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】土工事の情報化施工システムにおける光反射装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/06 20060101AFI20170925BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20170925BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20170925BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   G01C15/06 T

   G01C15/00 103A

   E02F9/26 A

   E02F9/20 N

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-36711(P2016-36711)

(22)【出願日】2016年2月29日

(65)【公開番号】特開2017-156096(P2017-156096A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2016年7月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】597143018

【氏名又は名称】常田 亀久夫

(74)【代理人】

【識別番号】100109575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 陽介

(72)【発明者】

【氏名】常田 亀久夫

【審査官】 三好 貴大

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０９４５５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１１−５０２６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７３８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５０６１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１７２３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０００８１３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １／００− １／１４

５／００−１５／１４

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｅ０２Ｆ ９／００− ９／１８

９／２４− ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光波を受光して反射する所定個数のプリズムと、この所定個数のプリズムを収容保持する収納容器とを備えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置において、
前記プリズムと前記収納容器間の間隙に、緩衝材を充填し、かつ、前記収納容器外面に、表面を撥水加工した透明な保護カバーを取り付けたことを特徴とする土工事の情報化施工システムにおける光反射装置。

【請求項2】

光波を受光して反射する所定個数のプリズムと、この所定個数のプリズムを収容保持する収納容器と、この収納容器を固定する固定板とを備えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置において、
前記収納容器と前記固定板間に、衝撃緩衝部材を取り付け、かつ、前記収納容器外面に、表面を撥水加工した透明な保護カバーを取り付けたことを特徴とする土工事の情報化施工システムにおける光反射装置。

【請求項3】

光波を受光して反射する所定個数のコーナーキューブプリズムと、この所定個数のコーナーキューブプリズムを収容保持する収納容器と、この収納容器を固定するための第一の固定板及び第二の固定板と、前記収納容器及び前記第一、第二の固定板を固定するボルトとを備えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置において、
前記コーナーキューブプリズムの背面と側面及び前記収納容器内面間に形成される間隙に緩衝材を充填するとともに、
前記第一の固定板と前記収納容器間に第一の衝撃緩衝部材、前記第二の固定板と前記収容容器間に第二の衝撃緩衝部材、前記ボルトと前記収容容器間に第三の衝撃緩衝部材を取り付けたことを特徴とする土工事の情報化施工システムにおける光反射装置。

【請求項4】

前記収納容器外面に、表面を撥水加工した透明な保護カバーを取り付けたことを特徴とする請求項３に記載の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土工事の情報化施工システムにおける光反射装置に係り、特に、耐振動性、耐衝撃性に優れ、更には、作業効率の低下を抑えた光反射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、土木建設工事の効率化と品質向上、及び、熟練技術者不足等の観点から、土木建設工事の情報化施工が推進されている。
この土木建設の情報化施工として、建設ＩＣＴ（情報通信技術）を導入した施工法が研究開発されている。
しかし、この施工法でも、例えば、ＧＰＳを利用したマシンガイダンスができる重機を用いた場合、重機自体のレンタルコストが過大で、そのため大規模な事業には向くが、小規模な事業では、コストの負担が重くなるという課題があった。

【0003】

そこで、本願発明者は、本願に先行して、土を対象とした掘削、運搬、法面保護工および土止め工等を含む土工事に、トータルステーションと汎用バックホーを組み合わせた、「Ｅ三（イーサン）」と呼ばれる、土工事の情報化施工システムを考案している（特許文献１）。
以下、この従来の土工事の情報化施工システムについて、図６を用いて説明する。

【0004】

図６は、従来の土工事の情報化施工システムを説明するための概略構成図である。
先ず、図６を用いて、従来の土工事の情報化施工システムの概略構成を説明する。
当該システムの主要構成は、図６に示すように、トータルステーション１０９、光反射装置１１０、モニター１１２と、土工機械１１６である。
なお、土工機械１１６には、パワーショベル、バックホー、ブルドーザー等があるが、図６には、マシンガイダンスブルドーザー又はマシンコントロールブルドーザーを用いた例が示されている。
同図において、１１５は、土工機械１１６の排土板刃先で、光反射装置１１０は、この排土板刃先１１５の鉛直上方に取り付けられており、１１４は、光反射装置１１０と排土板刃先１１５の鉛直間距離である。
また、モニター１１２は、土工機械１１６の運転席側に取り付けられ、排土板刃先１１５位置での計画地盤高さが記憶されている記憶機能と、現況地盤高さを算出する機能とを備えたコンピュータを内蔵している。

【0005】

以上の構成で、従来の土工事の情報化施工システムの基本動作を、図６を用いて説明する。
先ず、トータルステーション１０９から、光反射装置１１０に向けて、水平距離、垂直距離を測定するための光波１１１が照射され、光反射装置１１０内に組み込まれたプリズムに入射するとともに、このプリズムから光波１１１が平行に反射される。
なお、プリズムについては、後に説明する。
この反射された光波１１１は、再度トータルステーション１０９に入射し、検出される。
トータルステーション１０９は、距離を測る光波測距儀と、角度を測るセオドライトとを内蔵しており、光反射装置１１０までの水平距離と垂直距離、及び、角度を同時に観測する。
この光反射装置１１０までの距離と角度を元に、モニター１１２に内蔵されたコンピュータにより、光反射装置１１０の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）を算出する。
なお、トータルステーション１０９が内蔵している光波測距儀は、トータルステーション１０９から照射され、光反射装置１１０内のプリズムから反射されて、再度トータルステーション１０９に返ってきた光波１１１の位相差を利用して距離を測定する。

【0006】

次に、トータルステーション１０９は、光反射装置１１０を自動追尾する機能を備えており、光反射装置１１０の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）をリアルタイムで測定する。
この光反射装置１１０の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）は、無線１１３により、運転席側のモニター１１２に送信される。
また、モニター１１２内のコンピュータには、土工機械１１６の排土板刃先１１５と光反射装置１１０との垂直間距離１１４が記憶されており、光反射装置１１０の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）を測定し、垂直間距離１１４の補正を行うことにより、土工機械１１６の排土板刃先１１５の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出し、オペレータにリアルタイムでモニター１１２の画面に表示できるようになっている。

【0007】

以上のシステムにより、土工機械１１６のオペレータは、リアルタイムで、排土板刃先１１５の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を把握できるとともに、排土板刃先１１５位置の現況地盤高さがモニター１１２に内蔵されたコンピュータで算出できる。
これにより、モニター１１２内のコンピュータの記憶機能に予め記憶されていた排土刃先１１５の設計図面上の計画地盤高さと、前記の方法で算出された排土刃先１１５の現況地盤高さとの差をモニター１１２に表示させ、当該表示に合わせてオペレータが排土作業を行う。
即ち、オペレータは、モニター１１２画面に表示された計画地盤高さと現況地盤高さの差に基づいて、設計図面上の全範囲での排土作業を行えばよいので、土工事作業の熟練は、当該システムでは、特に必要ということにはならなくなる。

【0008】

従って、この土工事の情報化施工システムでは、従来必要であった事前の綿密な測量作業や、丁張や杭等の指標を設置する作業が不要となり、土工事の効率が向上する。
また、土工事の精度が数ミリメートルの誤差の範囲内収めることができるようになり、土工事の品質を飛躍的に向上させることが可能になっている。

【0009】

次に、土工事の情報化施工システムに用いられている、従来の光反射装置について、図７乃至図９を用いて説明する。
図７は、従来の光反射装置の構成を示す裁断平面図である。
図８は、従来の光反射装置の構成を示す縦断側面図である。
図９は、従来の光反射装置の構成を示す組立図である。

【0010】

先ず、従来の光反射装置１１０の構成について、図７乃至図９を用い、図６を参照して説明する。
図７乃至図９に示された光反射装置１１０は、一般には、３６０°プリズム、あるいは、全周プリズムと呼ばれる光反射装置１１０の一種で、全方位からの反射が可能である。
その構成は、上述した図６のトータルステーション１０９から光反射装置１１０に向けて照射された光波１１１を平行に反射してトータルステーション１０９に戻すためのコーナーキューブプリズム（以下単に「プリズム」という場合がある）１０１、このプリズム１０１を収容保持するための収納容器１０２、この収納容器１０２を固定するための第一の固定板１０４、及び、第二の固定板１０５である。
なお同図において、１０６は、光反射装置１１０を土工機械１１６の所定位置に取り付けるための取付管、１０３は、この取付管１０６に、光反射装置１１０を固定するためのボルト、１０７は同じくナットである。

【0011】

次に、従来の光反射装置１１０の各構成の詳細について、図７乃至図９を用いて説明する。
従来の光反射装置１１０では所定個数の、通常は３個または６個のコーナーキューブプリズム１０１が円環状に配列され、全方位からの反射が可能となっている（図示のものは６個）。
また、プリズム１０１を収容する、略六角柱形状（図７，８）又は円筒形状（図９）の収納容器１０２は、鉄製で、プリズム１０１をその側面１０１ｂ及び背面１０１ｃで固定支持するための突起状の支持部１０２ａが内側に形成され、外側には、トータルステーション１０９から照射される光波１１１を直接受光するための６個の開口部１０２ｂが、それぞれプリズム１０１の受光面１０１ａに対応する位置に形成されている。
収納容器１０２を固定するための第一の固定板１０４、及び、第二の固定板１０５は、ボルト１０３を通すための貫通孔が中心に空けられた略六角形状（図７，８）又は円形状（図９）で、素材は、主に、鉄又は樹脂が用いられる。
また、光反射装置１１０を取付管１０６に固定するためのボルト１０３は、従来のものでは、直径が９ｍｍのものが用いられていた。
光反射装置１１０は、土工機械１１６側の取付管１０８に、図８に示すように、光反射装置１１０側の取付管１０６を介してボルト１０８ａとナット１０８ｂにより取り付け固定される。

【0012】

以上の構成で、従来の光反射装置１１０では、トータルステーション１０９から照射された光波１１１は、収納容器１０２の外面に形成された開口部１０２ｂを通過して、直接、プリズム１０１の受光面１０１ａに入射し、このプリズム１０１の再帰性反射により、光波１１１は入射軌道に平行に反射され、この反射光を解析することにより、光反射装置１１０の距離及び角度を測定し、モニター１１２内のコンピュータにより、光反射装置１１０の三次元座標を算出し、垂直間距離１１４を補正して、土工機械１１６の排土板刃先１１５の三次元座標をモニター１１２画面に表示するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開平１１−９４５５０号 公報

【特許文献2】特開２０１１−１７２３８号 公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

ところで、従来の光反射装置１１０には、以下のような問題があった。
この従来の光反射装置１１０の問題について、図７乃至図９を参照して説明する。
図７乃至図９に示すように、従来の光反射装置１１０では、プリズム１０１を収納容器１０２の内側に形成された突起状の支持部１０２ａにより、点状に支持している。
このような構造の場合、収納容器１０２とプリズム１０１の隙間が大きく、光反射装置１１０に大きな衝撃が加えられた場合、突起状の支持部１０２ａにこの衝撃が集中し、プリズム１０１が破損しやすいという問題がある。
即ち、従来の光反射装置１１０は、作業員が手に持って測定することを前提としており、外部から大きな振動や衝撃が加えられるという事態を想定していなかった。
土工事の情報化施工システムでは、光反射装置１１０は、土工機械１１６の所定位置に固定して取り付けられるため、土工事に伴い土工機械１１６から振動や衝撃が直接加えられることになるが、従来の光反射装置１１０では、その振動や衝撃に耐えられる構造ではなかった。

【0015】

また、油圧ショベル等で岩盤法面整形などを行う場合は、大きな衝撃で飛散した石破片が収納容器１０２に衝突して衝撃が加えられたり、あるいは、収納容器１０２の外面に設けられた開口部１０２ｂから直接石破片が飛び込んだりして、プリズム１０１を破損してしまう恐れがあった。
従来の光反射装置１１０は、こういう事態を全く想定していなかった。

【0016】

従来の光反射装置１１０は、上記したように、作業員が手に持って測定することを前提としており、雨天時に光反射装置１１０に水滴がついた場合は、水滴の屈折によって、光波がトータルステーション１０９に戻れない事態を回避するために、担当の作業員が即座に水滴を拭き取ることで対応していた。
しかし、上記した土工事の情報化施工システムでは、光反射装置１１０は、オペレータから離れたバケット等に取り付けることを前提としており、オペレータが拭き取り作業を行うのは容易ではない。
また仮に、拭き取り作業が可能であったとしても、オペレータが土工機械１１６を降りて、随時、光反射装置１１０に付いた水滴を拭き取る作業を行なわなければならない。
こういった状況下では、そのたびに工事を中断せざるを得ず、土工事の作業効率が低下するという問題が発生する。
また、従来の光反射装置１１０には、６個のコーナーキューブプリズム１０１を接着剤で貼り合わせたタイプのものもあるが、これも上記した従来装置同様に、耐振動性、耐衝撃性が不十分で、水滴対策が全くとられていない。

【0017】

本発明は、上記従来の課題を解決し、耐振動性、耐衝撃性に優れ、更には、作業効率の低下を抑えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置は、請求項１に記載のものは、 光波を受光して反射する所定個数のプリズムと、この所定個数のプリズムを収容保持する収納容器とを備えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置において、前記プリズムと前記収納容器間の間隙に、緩衝材を充填し、かつ、前記収納容器外面に、表面を撥水加工した透明な保護カバーを取り付けた構成とした。

【0019】

請求項２に記載の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置は、光波を受光して反射する所定個数のプリズムと、この所定個数のプリズムを収容保持する収納容器と、この収納容器を固定する固定板とを備えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置において、収納容器と固定板間に、衝撃緩衝部材を取り付け、かつ、前記収納容器外面に、表面を撥水加工した透明な保護カバーを取り付けた構成とした。

【0020】

請求項３に記載の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置は、光波を受光して反射する所定個数のコーナーキューブプリズムと、この所定個数のコーナーキューブプリズムを収容保持する収納容器と、この収納容器を固定するための第一の固定板及び第二の固定板と、前記収納容器及び前記第一、第二の固定板を固定するボルトとを備えた土工事の情報化施工システムにおける光反射装置において、コーナーキューブプリズムの背面と側面及び収納容器内面間に形成される間隙に緩衝材を充填するとともに、第一の固定板と収納容器間に第一の衝撃緩衝部材、第二の固定板と収容容器間に第二の衝撃緩衝部材、ボルトと収容容器間に第三の衝撃緩衝部材を取り付ける構成とした。

【0021】

請求項４に記載の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置は、収納容器外面に、表面を撥水加工した透明な保護カバーを取り付ける構成とした。

【発明の効果】

【0022】

本発明の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置は、上記のように構成したために以下のような優れた効果を有する。
（１）請求項１に記載したように構成すると、プリズムと収納容器内面間に形成される間隙に充填される緩衝材により、プリズムを収納容器と一体的に保護できるようになり、プリズムに偏荷重が掛からず、荷重が均一に分散される。
（２）また、プリズムと収納容器が一体化されることにより、周辺からの衝撃荷重が軽減され、プリズムの耐振動性、耐衝撃性が向上する。
（３）更に、透明な保護カバーにより、土工事の作業中で発生石破片などから、収納容器やプリズムを保護することができ、また、保護カバーの表面を撥水加工していることにより、雨中での作業でも、光を屈折させる水滴が自動的に滴り落ち、光反射装置の水滴を拭き取る作業が省かれ、作業効率の低下を抑えることができる。

【0023】

（４）請求項２に記載したように構成すると、衝撃緩衝部材により、土工機械から受ける振動や衝撃を吸収できるので、光反射装置自体の耐振動性、耐衝撃性が向上する。
（５）また、請求項１同様、透明な保護カバーにより、土工事の作業中で発生石破片などから、収納容器やプリズムを保護することができ、保護カバーの表面を撥水加工していることにより、雨中での作業でも、光を屈折させる水滴が自動的に滴り落ち、光反射装置の水滴を拭き取る作業が省かれ、作業効率の低下を抑えることができる。

【0024】

（６）請求項３に記載したように構成すると、プリズムと収納容器内面間に形成される間隙に充填される緩衝材と、衝撃緩衝部材との相乗効果により、光反射装置の耐振動性、耐衝撃性が一層向上する。

【0025】

（７）請求項４に記載したように構成すると、請求項３の効果に加え、請求項１、２同様に、透明な保護カバーにより、土工事の作業中で発生石破片などから、収納容器やプリズムを保護することができる。
（８）また、保護カバーの表面を撥水加工していることにより、雨中での作業でも、光を屈折させる水滴が自動的に滴り落ち、光反射装置の水滴を拭き取る作業が省かれ、作業効率の低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の光反射装置の構成を示す裁断平面図である。

【図2】本発明の光反射装置の構成を示す縦断側面図である。

【図3】本発明の光反射装置の構成を示す組立図である。

【図4】本発明の光反射装置を用いた土工事の情報化施工システムを説明するための概略構成図である。

【図5】図４の一部拡大側面図である。

【図6】従来の土工事の情報化施工システムを説明するための概略構成図である。

【図7】従来の光反射装置の構成を示す裁断平面図である。

【図8】従来の光反射装置の構成を示す縦断側面図である。

【図9】従来の光反射装置の構成を示す組立図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置の一実施の形態を図１乃至図３を用い、図６を参照して説明する。
図１は、本発明の光反射装置の構成を示す裁断平面図である。
図２は、本発明の光反射装置の構成を示す縦断側面図である。
図３は、本発明の光反射装置の構成を示す組立図である。

【0028】

先ず、本発明の光反射装置２０の一実施の形態の構成について、図１乃至図３を用い、図６を参照して説明する。
図１乃至図３に示された光反射装置２０は、従来同様、３６０°プリズム、あるいは、全周プリズムと呼ばれる光反射装置の一種で、全方位からの反射が可能である。
その構成は、従来の光反射装置１１０と同様、上述した図６のトータルステーション１０９から光反射装置２０に向けて照射された光波１１１を平行に反射してトータルステーション１０９に戻すためのコーナーキューブプリズム１、このプリズム１を収容するための収納容器２、この収納容器２を固定保護するための第一の固定板６及び第二の固定板９である。
なお、同図において、従来同様、１０は、光反射装置２０を土工機械１１６の所定位置に取り付けるための取付管、５は、この取付管１０に、光反射装置２０を固定するためのボルト、１１は同じくナットである。

【0029】

一方、本実施の形態の光反射装置２０では、従来の光反射装置１１２とは異なり、収納容器２には、プリズム１をその背面１ｃで固定支持するための突起状の支持部が無く、プリズム１の背面１ｃと側面１ｂ及び収納容器２内面間に形成される間隙３に、緩衝材が充填されていることに構成上の特徴を有する。
また、本実施の形態の光反射装置２０では、図１乃至図３に示すように、第一の固定板６と収納容器２間に略六角形状（図１，２）又は円形状（図３）の第一の衝撃緩衝部材７と、第二の固定板９と収容容器２間に略六角形状（図１，２）又は円形状（図３）の第二の衝撃緩衝部材８、ボルト５と収容容器２間に略円筒形状の第三の衝撃緩衝部材４が取り付けられ、収納容器２外面には、撥水加工した透明な保護カバー１３が取り付けられている。
この保護カバー１３の外観形状は、円筒形状、六角柱形状、あるいは、収納容器２の各側面に取り付けるタイプのものがあるが、図１、図２では、六角柱形状のものが、図３では、円筒形状のものが示されている。

【0030】

次に、本発明の光反射装置２０の一実施の形態の各構成の詳細について、図１乃至図３を用いて説明する。
本実施の形態の光反射装置２０では、従来の光反射装置１１０と同様に、６個のコーナーキューブプリズム１が円環状に配置され、全方位からの反射が可能である。
また、プリズム１を収容する、略六角柱形状（図１，２）又は円筒形状（図３）の収納容器２は、従来同様その素材は鉄製で、外面には、トータルステーション１０９から照射される光波１１１を直接受光するための６個の開口部２ｂが、それぞれプリズム１の受光面１ａに対応する位置に形成されている。
収納容器２を固定保護するための第一の固定板６、及び、第二の固定板９は、従来同様ボルト５を通すための貫通孔が中心に空けられた略六角形状（図１，２）又は円筒形状（図３）で、素材は、主に、鉄又は樹脂が用いられる。

【0031】

一方、本実施の形態の光反射装置２０では、上記したように、プリズム１と収納容器２内面間に形成される間隙３に、緩衝材が充填されているが、この間隙３に充填される緩衝材としては、液体樹脂、または、液体シリコンゴムが用いられる。
また、第一、第二の固定板６、７と収納容器２間に取り付けられる第一、第二の衝撃緩衝部材７，８にはαゲルシートが、ボルト５と収容容器２間に取り付けられる第三の衝撃緩衝部材４の素材は、αゲル発泡体が用いられる。
このαゲルは、非常に優れた衝撃吸収や防振、放熱などの機能があり、また、―４０〜＋２００°Cの幅広い温度で利用可能である。

【0032】

収納容器２外面に取り付けられる透明な保護カバー１３の素材としては、強化アクリル、または、ポリカーボネイトが用いられている。
透明な保護カバー１３の素材として、アクリルを用いた場合は、光波透過率はガラスの９２％に対して９３％と光波透過率はガラスよりも優れている。
また、ポリカーボネイトを用いた場合は、光波透過率は８６％とガラスに迫るとともに、強度はガラスの約２００倍であり、位置検出用の光波１１１も問題なく透過でき、保護カバー１３の素材としては好適である。
保護カバー１３の表面を撥水加工する方法としては、ポリエステルフィルムで表面を被覆するか、あるいは、市販されている撥水材をコーティングするようにするとよい。

【0033】

また、光反射装置２０を取付管１０に固定するためのボルト５は、従来のものでは、直径が９ｍｍのものが用いられていたが、本実施の形態のものでは、やや太めの直径が１２ｍｍのものが用いられている。

【0034】

以上の構成とすることにより、本実施の光反射装置２０では、プリズム１と収納容器２内面間に形成される間隙３に充填される、液体樹脂、または、液体シリコンゴムの緩衝材が固化した後は、プリズム１を収納容器２と一体的に保護できるようになり、プリズム１に偏荷重が掛からず、荷重が均一に分散される。
また、プリズム１と収納容器２が一体化されることにより、周辺からの衝撃荷重が軽減され、プリズム１の耐振動性、耐衝撃性が向上する。
更に、第一乃至第三の衝撃緩衝部材７、８、４を取り付けることにより、土工機械から受ける縦方向及び横方向の振動や衝撃を吸収できるので、光反射装置２０自体の耐振動性、耐衝撃性が向上する。

【0035】

また、本実施の光反射装置２０では、収納容器２外面に取り付けられ、透明な保護カバー１３により、土工事の作業中で発生する石破片などから収納容器２やプリズムを保護することができる。
更に、保護カバーの１３の表面を撥水加工していることにより、雨中での作業でも、光を屈折させる水滴が自動的に滴り落ち、オペレータが随時作業を中断して、光反射装置２０の水滴を拭き取る作業が省かれ、作業効率の低下を抑えることができる。
本実施の形態では、光反射装置２０を固定するボルト５の径を、従来は９ｍｍであったものを１２ｍｍと太くしているが、このことにより、土工機械２０のバケット等の所定位置鉛直上方に確実に固定できるようになる上に、より一層大きな衝撃に耐えられるようになる。

【0036】

次に、本実施の形態の光反射装置２０を用いて、実際に土工事の情報化施工システムにより、土工事を行う実施例について、図４及び図５を用いて説明する。
図４は、本実施の形態の光反射装置２０を用いた土工事の情報化施工システムを説明するための概略構成図である。
図５は、図４の一部拡大側面図である。

【0037】

先ず、図４を用いて、本実施の形態の光反射装置２０を用いた土工事の情報化施工システムの概略構成を説明する。
当該システムの主要構成は、図４に示すように、トータルステーション１０９、光反射装置２０、モニター１１２と、土工機械１１６である。
なお、土工機械１１６としては、上記したように、パワーショベル、バックホー、ブルドーザー等があるが、図４には、土工機械１１６として、油圧ショベルを用いた例が示されている。
図５において、１１５は、土工機械１１６のバケット刃先で、光反射装置２０は、このバケット刃先１１５の鉛直上方に取り付けられており、１１４は、光反射装置２０とバケット刃先１１５の鉛直間距離である。

【0038】

また、モニター１１２は、従来同様、土工機械１１６の運転席側に取り付けられ、バケット刃先１１５位置での計画地盤高さが記憶されている記憶機能と、現況地盤高さを算出する機能とを有するコンピュータを内蔵している。
なお、本発明の光反射装置２０以外の各構成である、トータルステーション１０９、モニター１１２、土工機械１１６、バケット刃先１１５、鉛直間距離１１４については、図６に示す従来のものとほぼ同一構成であるので、同一の符号番号を付している。

【0039】

図５には、バケット刃先が光反射装置の鉛直下にあることをオペレータが把握できるようにする装置２１が示されている（特許文献２）。
図示は省略するが、この装置２１の側面で、オペレータが目視できる位置で、バケット１１７の角度変化に連動して変化する箇所に中央認識線を表示し、バケット１１７の角度変化に連動しない箇所に、この中央認識線と同色で同形の認識線が上下にそれぞれ表示されている。
土工事開始前に、中央認識線が、上下それぞれの認識線の丁度中央にある状態で、バケット刃先１１５が光反射装置２０の鉛直下にあるように、この装置２１を固定する。
中央認識線はバケット１１７の角度変化に伴い、上下認識線間を上下動するが、中央認識線が、上下認識線の丁度中央にあれば、バケット刃先１１５が光反射装置２０の鉛直下にあることになり、オペレータは容易にバケット刃先１１５が光反射装置２０の鉛直下にあることを把握できるようになっている。

【0040】

以上の構成で、本実施の形態の土工事の情報化施工システムの基本動作を、図４を用い、図１及び図２を参照して説明する。
先ず、バケット刃先が光反射装置の鉛直下にあることをオペレータが把握できるようにする装置２１により、バケット刃先１１５が光反射装置２０の鉛直下にあることをオペレータが確認する。

【0041】

次に、従来同様、トータルステーション１０９から、光反射装置２０に向けて、光波１１１が照射され、光反射装置１１０内に組み込まれたプリズム１（図１，２参照）に入射するとともに、このプリズム１からこの光波１１１が平行に反射される。
この反射された光波１１１は、再度トータルステーション１０９に入射し、検出され、光反射装置２０までの水平距離と垂直距離、及び、角度を同時に観測する。
この光反射装置２０までの距離と角度を元に、モニター１１２に内蔵されたコンピュータにより、光反射装置２０の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）を算出する。
この光反射装置２０の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）は、無線１１３により、運転席側のモニター１１２に送信される。
モニター１１２内のコンピュータで、バケット刃先１１５と光反射装置２０との垂直間距離１１４が記憶されており、バケット刃先１１５の三次元座標（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）を算出し、オペレータにリアルタイムでモニター１１２画面に表示できるようになっている。

【0042】

以上のシステムにより、土工機械１１６のオペレータは、従来同様、モニター１１２内のコンピュータの記憶機能に予め記憶されていたバケット刃先１１５の設計図面上の計画地盤高さと、前記の方法で算出されたバケット刃先１１５の現況地盤高さとの差をモニター１１２に表示させ、当該表示に合わせてオペレータが法面の掘削仕上げを行う。
一方、本実施の形態では、光反射装置２０のプリズム１と収納容器２が一体化されることにより、土工機械１１６からの衝撃が均一化し、周辺からの衝撃荷重が軽減され、プリズム１の耐振動性、耐衝撃性が向上しており、土工機械１１６からの振動や衝撃に耐えられる。
また、光反射装置２０に第一乃至第三の衝撃緩衝部材７，８，４（図１，２参照）を取り付けることにより、土工機械１１６から受ける縦方向及び横方向の振動や衝撃を吸収できるので、光反射装置２０自体の耐振動性、耐衝撃性が向上しており、土工機械１１６の振動や衝撃に耐えられる。

【0043】

また、収納容器２外面に取り付けられた透明な保護カバー１３により、土工機械１１６のバケットによる岩盤法面の掘削作業中に大きな衝撃で発生する石破片などから、光反射装置２０を保護することができる。
更には、保護カバー１３の表面を撥水加工していることにより、雨中での作業でも、光を屈折させる水滴が自動的に滴り落ち、オペレータが随時作業を中断して、光反射装置２０の水滴を拭き取る作業が省かれ、作業効率の低下を抑えることができる。

【0044】

本発明の土工事の情報化施工システムにおける光反射装置は、上記実施の形態のものには限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、プリズムと収納容器内面間に形成される間隙に充填される緩衝材としては、液体樹脂、または、液体シリコンゴムが用いられる例で説明したが、これらの緩衝材に限定されず、他の液状の緩衝材は勿論、固形の緩衝材を用いた場合でも、本発明に含まれる。
また、上記実施の形態では、固定板と収納容器間に取り付けられる、第一、第二の衝撃緩衝部材、ボルトと収容容器間に取り付けられる、第三の衝撃緩衝部材の材質には、αゲルを用いた例で説明したが、これを他の材質の衝撃緩衝材に置き換えたとしても、本発明に含まれるのは勿論のことである。
上記実施の形態では、６個のコーナーキューブプリズムを用い、収納容器の形状が略六角柱形状又は円筒形状のもので、第一、第二の衝撃緩衝部材は六角形状又は円形状のもので説明したが、本願はこれらの数や形状に限定されない。
また、収納容器外面に取り付けられる透明な保護カバーの素材としては、強化アクリル、または、ポリカーボネイトが用いられている例で説明したが、特に、この素材に限定されるものでもない。

【符号の説明】

【0045】

１：コーナーキューブプリズム
１ｂ：コーナーキューブプリズム側面
１ｃ：コーナーキューブプリズム背面
２：収納容器
３：間隙（緩衝材）
４：第三の衝撃緩衝部材
５：ボルト
６：第一の固定板
７：第一の衝撃緩衝部材
８：第二の衝撃緩衝部材
９：第二の固定板
１３：保護カバー
２０：光反射装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】