特開 2024-145436 チャンバー内撮影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145436

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】チャンバー内撮影装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/087 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

E21D9/087 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057782

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】521478094

【氏名又は名称】地中空間開発株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小田 誠

(72)【発明者】

【氏名】中原 拓

(72)【発明者】

【氏名】國富 武

(72)【発明者】

【氏名】武藤 竜也

【テーマコード（参考）】

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D054AC04

2D054AC05

2D054BA03

2D054CA00

2D054GA81

2D054GA93

(57)【要約】

【課題】チャンバー内の土砂の状態を観察することができるチャンバー内撮影装置を提供する。
【解決手段】トンネル掘削機のカッターヘッドと隔壁３２の間のチャンバー１０内に挿入されるチャンバー内撮影装置４は、隔壁３２からチャンバー１０内へ突出する挿入管５と、挿入管５の先端に設けられたカメラ７と、カメラ７を覆うように挿入管５の先端に取り付けられた透明なカバー８を含む。例えば、カバー８は、カメラ７の周囲に位置する筒状部８１と、カメラ７を挟んで挿入管５と反対側に位置するドーム部８２を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル掘削機のカッターヘッドと隔壁の間のチャンバー内に挿入されるチャンバー内撮影装置であって、
前記隔壁から前記チャンバー内へ突出する挿入管と、
前記挿入管の先端に設けられたカメラと、
前記カメラを覆うように前記挿入管の先端に取り付けられた透明なカバーと、
を備える、チャンバー内撮影装置。

【請求項2】

前記カバーは、前記カメラの周囲に位置する筒状部と、前記カメラを挟んで前記挿入管と反対側に位置するドーム部を有する、請求項１に記載のチャンバー内撮影装置。

【請求項3】

前記カメラは、前記チャンバー内撮影装置の前記チャンバー内への挿入中に前記カバーに沿って流動する土砂を撮影する、請求項１または２に記載のチャンバー内撮影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル掘削機に用いられるチャンバー内撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、地山を掘削するカッターヘッドが掘削機本体に回転可能に支持されたトンネル掘削機が知られている。掘削機本体は、筒状の胴体と、胴体の前側開口を閉塞する隔壁を含む。

【0003】

例えば、特許文献１には、カッターヘッドと隔壁の間のチャンバー内でカッターヘッドを撮影可能な水中撮影装置が開示されている。この水中撮影装置は、チャンバー内に挿入されるものであり、隔壁からチャンバー内へ突出する挿入管（特許文献１では「カバー部」と称呼）と、挿入管内に配置されたカメラと、挿入管の先端に取り付けられた透明な風船を含む。

【0004】

風船は、水中撮影装置をチャンバー内に挿入する際は挿入管内に収納されている。挿入管の先端がカッターヘッドに近づけられた後に風船内に清水が注入されると、風船が膨らんでカッターヘッドに当接する。この状態で、カメラが挿入管から進出させられ、そのカメラによってカッターヘッドが清水および風船を介して撮影される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－５６３４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、トンネル掘削機においては、チャンバー内の土砂の状態を観察したいという要望がある。特許文献１の水中撮影装置は、撮影対象であるカッターヘッドに風船を膨らませて当接させるものであり、チャンバー内の土砂の状態を観察することを目的とするものではない。

【0007】

そこで、本発明は、チャンバー内の土砂の状態を観察することができるチャンバー内撮影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】

【0008】

本発明は、トンネル掘削機のカッターヘッドと隔壁の間のチャンバー内に挿入されるチャンバー内撮影装置であって、前記隔壁から前記チャンバー内へ突出する挿入管と、前記挿入管の先端に設けられたカメラと、前記カメラを覆うように前記挿入管の先端に取り付けられた透明なカバーと、を備える、チャンバー内撮影装置を提供する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、チャンバー内の土砂の状態を観察することができるチャンバー内撮影装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るチャンバー内撮影装置が装備されたトンネル掘削機の断面図である。

【図2】図１の要部の拡大図である。

【図3】前記チャンバー内撮影装置を前記トンネル掘削機へ装備する直前の状態を示す、前記チャンバー内撮影装置および前記トンネル掘削機の一部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１に、本発明の一実施形態に係るチャンバー内撮影装置４が装備されたトンネル掘削機１を示す。トンネル掘削機１は、例えば内部でセグメントを組み立てるシールド掘進機である。なお、図１では、トンネル掘削機１が土圧式であるが、トンネル掘削機１は泥水式であってもよい。

【0012】

トンネル掘削機１は、地山を掘削するカッターヘッド２と、カッターヘッド２を回転可能に支持する掘削機本体３を含む。掘削機本体３は、筒状の胴体３１と、胴体３１の前側開口を閉塞する隔壁３２を含む。隔壁３２とカッターヘッド２との間にはチャンバー１０が形成されている。

【0013】

本実施形態では、掘削機本体３が、カッターヘッド２を、旋回ベアリング２３、カッタードラム２２および複数の支柱２１を介して回転可能に支持する。また、掘削機本体３は、カッターヘッド２を回転させる旋回モータ２４を含む。

【0014】

カッタードラム２２は環状であり、このカッタードラム２２が複数の支柱２１によってカッターヘッド２と連結されている。本実施形態では、カッタードラム２２が隔壁３２をリング状の外側隔壁３３と円盤状の内側隔壁３４とに分断するように設けられている。

【0015】

本実施形態では、外側隔壁３３にバルブ３６付のガイド管３５が設けられており、このガイド管３５を利用してチャンバー内撮影装置４がチャンバー１０内に挿入される。つまり、チャンバー内撮影装置４は外側隔壁３３の前方でチャンバー１０内を撮影する。ただし、ガイド管３５が内側隔壁３４に設けられ、チャンバー内撮影装置４が内側隔壁３４の前方でチャンバー１０内を撮影してもよい。

【0016】

図２に示すように、チャンバー内撮影装置４は、外側隔壁３３からチャンバー１０内へ突出する挿入管５と、挿入管５の先端にプラグ６を介して設けられたカメラ７と、カメラ７を覆うように挿入管５の先端に取り付けられた透明なカバー８を含む。また、図示は省略するが、カバー８内には照明も設けられる。あるいは、カメラ７として照明一体型のカメラを用いてもよい。

【0017】

挿入管５は例えば鋼材からなり、カバー８は例えばガラスまたは樹脂（例えば、アクリル樹脂などの汎用熱可塑性プラスチック、またはポリカーボネートなどの汎用エンジニアリングプラスチック）からなる。カメラ７は、例えば、広角カメラや３６０°カメラである。本実施形態では、カバー８が、カメラ７の周囲に位置する筒状部８１と、カメラ７を挟んで挿入管５と反対側に位置するドーム部８２を有する。筒状部８１は挿入管５と同軸上に配置され、ドーム部８２の形状は例えば半球状である。

【0018】

次に、チャンバー１０が土砂で満たされている状態でのチャンバー内撮影装置４の使用方法を説明する。図３に示すように、チャンバー内撮影装置４をトンネル掘削機１に装備する前は、ガイド管３５に設けられたバルブ３６が閉じられている。また、ガイド管３５の末端には、バルブ３６を開いたときのチャンバー内撮影装置４とガイド管３５の間からの液漏れを防止するために、リング３７が設けられており、このリング３７の内周面にＯ－リングなどのシール部材が保持されている。

【0019】

まず、ガイド管３５の末端にチャンバー内撮影装置４を挿入する。その状態でバルブ３６を開いてチャンバー内撮影装置４をガイド管３５を通じてチャンバー１０内へ押し込む。このときの押し込みにはジャッキなどが用いられる。これにより、図２に示すようにチャンバー内撮影装置４がチャンバー１０内に挿入される。

【0020】

カメラ７は、チャンバー内撮影装置４がチャンバー１０内に挿入された後にチャンバー１０内の土砂を撮影してもよいが、チャンバー内撮影装置４のチャンバー１０内への挿入中にカバー８に沿って流動する土砂を撮影することが望ましい。

【0021】

以上説明したように、本実施形態のチャンバー内撮影装置４では、挿入管５の先端にカメラ７が設けられ、そのカメラ７が透明なカバー８で覆われているので、チャンバー内撮影装置４をチャンバー１０内に挿入するだけでチャンバー１０内の土砂の状態を観察することができる。これにより、掘削状況を正確に把握することができ、掘削トラブルの予防や掘削進捗の向上に寄与し得る。

【0022】

しかも、本実施形態では、カバー８が筒状部８１とドーム部８２を有するため、チャンバー内撮影装置４を土砂中に滑らかに挿入することができる。

【0023】

さらに、上述したように、カメラ７がチャンバー内撮影装置４のチャンバー１０内への挿入中にカバー８に沿って流動する土砂を撮影すれば、土砂の流動映像から、土砂の性状を把握することができる。土砂の性状としては、例えば、チャンバー１０内で土砂とシェービングクリーム状の気泡が混合されるときに、その気泡混合土砂中の気泡の割合などである。

【0024】

＜変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

【0025】

例えば、チャンバー内撮影装置４は、チャンバー１０内に土砂がなく、チャンバー１０内が圧気状態またはフリーエア状態の場合にも使用可能である。この場合、チャンバー内撮影装置４でカッターヘッド２を撮影して点検することができる。

【0026】

＜まとめ＞
第１の態様として、本開示は、トンネル掘削機のカッターヘッドと隔壁の間のチャンバー内に挿入されるチャンバー内撮影装置であって、前記隔壁から前記チャンバー内へ突出する挿入管と、前記挿入管の先端に設けられたカメラと、前記カメラを覆うように前記挿入管の先端に取り付けられた透明なカバーと、を備える、チャンバー内撮影装置を提供する。

【0027】

上記の構成によれば、挿入管の先端にカメラが設けられ、そのカメラが透明なカバーで覆われているので、チャンバー内撮影装置をチャンバー内に挿入するだけでチャンバー内の土砂の状態を観察することができる。

【0028】

第２の態様として、第１の態様において、前記カバーは、前記カメラの周囲に位置する筒状部と、前記カメラを挟んで前記挿入管と反対側に位置するドーム部を有してもよい。この構成によれば、チャンバー内撮影装置を土砂中に滑らかに挿入することができる。

【0029】

第３の態様として、第１または第２の態様において、前記カメラは、前記チャンバー内撮影装置の前記チャンバー内への挿入中に前記カバーに沿って流動する土砂を撮影してもよい。この構成によれば、土砂の流動映像から、土砂の性状を把握することができる。

【符号の説明】

【0030】

１ トンネル掘削機
１０ チャンバー
２ カッターヘッド
３２ 隔壁
４ チャンバー内撮影装置
５ 挿入管
７ カメラ
８ カバー

【図1】

【図2】

【図3】