特開 2024-54441 光学的標的装置、計測方法及び再帰反射器の使用方法

(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】P2024054441

(43)【公開日】2024-04-17

(54)【発明の名称】光学的標的装置、計測方法及び再帰反射器の使用方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/06 20060101AFI20240410BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

G01C15/06 T

G01C15/00 104A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022160622

(22)【出願日】2022-10-05

(71)【出願人】

【識別番号】000195971

【氏名又は名称】西松建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】日比 康貴

(72)【発明者】

【氏名】山野井 康友

(57)【要約】

【課題】本発明は、プリズム及びミラー等のような再帰反射器の設置及び撤去を計測のたびに行わずに済むことを目的とする。
【解決手段】光学的標的装置１は、トンネル９９の内壁９８に形成された取付孔９７の内側に配置されるアクチュエーター５０と、前記アクチュエーター５０に連結される再帰反射器４０と、を備える。前記アクチュエーター５０が、前記取付孔９７から前記内壁９８の内側に前記再帰反射器４０を出すとともに前記再帰反射器４０を前記取付孔９７の内側に格納するよう、前記再帰反射器４０を移動させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルの内壁に形成された取付孔の内側に配置されるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターに連結される再帰反射器と、を備え、
前記アクチュエーターが、前記取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出すとともに前記再帰反射器を前記取付孔の内側に格納するよう、前記再帰反射器を移動させる、
光学的標的装置。

【請求項2】

前記取付孔に差し込まれるとともに前記アクチュエーターを制御する制御部を更に備え、
前記制御部が、前記制御部を遠隔操作するリモートコントローラーから展開指令を受けると、前記制御部が、前記取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出すことを前記アクチュエーターに行わせ、
前記制御部が、前記リモートコントローラーから格納指令を受けると、前記制御部が、前記再帰反射器を前記取付孔の内側に格納することを前記アクチュエーターに行わせる、
請求項１に記載の光学的標的装置。

【請求項3】

前記再帰反射器に取り付けられるキャップを更に備え、
前記再帰反射器が前記取付孔に格納された状態の際に前記キャップが前記内壁において前記取付孔を閉塞し、前記再帰反射器が前記取付孔か前記内壁の内側に出された状態において前記キャップが前記内壁から離れて前記取付孔が開放される、
請求項１又は２に記載の光学的標的装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載の光学的標的装置を用いて前記トンネルの内壁を計測する計測方法であって、
前記アクチュエーターにより前記取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出した後、光学的な測量機を用いて前記内壁の内側から前記再帰反射器を視準することによって前記再帰反射器の三次元的な位置を前記測量機により計測する、
計測方法。

【請求項5】

前記再帰反射器の三次元的な位置の計測後に、前記アクチュエーターにより前記再帰反射器を前記取付孔に格納する、
請求項４に記載の計測方法。

【請求項6】

光学的な測量機及び再帰反射器を用いてトンネルの内壁の計測を行う際には、前記トンネルの内壁に形成された取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出し、前記計測を行わない際には、前記再帰反射器を前記取付孔の内側に格納する、
再帰反射器の使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学的標的装置、計測方法及び再帰反射器の使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１及び２は、トンネルに設置されたプリズム及びミラー等のようなターゲットをトータルステーション及び３Ｄスキャナー等のような測量機によって視準することによってトンネルの内壁の位置を計測する方法を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－０６１４１７号公報

【特許文献2】特開２０２１－１８８９９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

経時的なトンネルの内壁の変位を計測するためには、測量機及ターゲットを用いた計測を定期的、例えば毎日行う必要がある。計測のたびにターゲットの設置及び撤去を行ったのでは、労力及び手間が掛かる。ターゲットを設置したままであると、ターゲットがトンネルの工事の邪魔になってしまう上、切羽の発破時等においてターゲットが破損してしまう虞がある。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、プリズム及びミラー等のような再帰反射器の設置及び撤去を計測のたびに行わずに済むことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以上の課題を解決するための本発明の第１の側面によれば、光学的標的装置が、トンネルの内壁に形成された取付孔の内側に配置されるアクチュエーターと、前記アクチュエーターに連結される再帰反射器と、を備え、前記アクチュエーターが、前記取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出すとともに前記再帰反射器を前記取付孔の内側に格納するよう、前記再帰反射器を移動させる。

【0006】

本発明の第２の側面によれば、前記光学的標的装置が、前記取付孔に差し込まれるとともに前記アクチュエーターを制御する制御部を更に備え、前記制御部が、前記制御部を遠隔操作するリモートコントローラーから展開指令を受けると、前記制御部が、前記取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出すことを前記アクチュエーターに行わせ、前記制御部が、前記リモートコントローラーから格納指令を受けると、前記制御部が、前記再帰反射器を前記取付孔の内側に格納することを前記アクチュエーターに行わせる。

【0007】

本発明の第３の側面によれば、前記光学的標的装置が、前記再帰反射器に取り付けられるキャップを更に備え、前記再帰反射器が前記取付孔に格納された状態の際に前記キャップが前記内壁において前記取付孔を閉塞し、前記再帰反射器が前記取付孔か前記内壁の内側に出された状態において前記キャップが前記内壁から離れて前記取付孔が開放される。

【0008】

本発明の第４の側面によれば、前記光学的標的装置を用いて前記トンネルの内壁を計測する計測方法において、前記アクチュエーターにより前記取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出した後、光学的な測量機を用いて前記内壁の内側から前記再帰反射器を視準することによって前記再帰反射器の三次元的な位置を前記測量機により計測する。

【0009】

本発明の第５の側面によれば、前記計測方法において、前記再帰反射器の三次元的な位置の計測後に、前記アクチュエーターにより前記再帰反射器を前記取付孔に格納する。

【0010】

本発明の第６の側面によれば、再帰反射器の使用方法において、光学的な測量機及び再帰反射器を用いてトンネルの内壁の計測を行う際には、前記トンネルの内壁に形成された取付孔から前記内壁の内側に前記再帰反射器を出し、前記計測を行わない際には、前記再帰反射器を前記取付孔の内側に格納する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、計測のたびに再帰反射器の設置及び撤去を行わずに済む。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、トンネルの断面を示す。

【図2】図２は、分解された光学的標的装置を示す。

【図3】図３は、光学的標的装置の内筒の一部及び電動アクチュエーターを示す。

【図4】図４は、図１中のIV領域の拡大図である。

【図5】図５は、図４中のV領域の拡大図である。

【図6】図６は、図４中のV領域の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。ただし、本発明の範囲は、以下に開示された実施形態に限定されない。図面は例示のみのために提供されるため、本発明の範囲は図面の例示に限定されない。

【0014】

［１． 概要］
図１は、施工工事中の山岳トンネル９９の断面図である。図１の断面は、トンネル９９の軸方向に対して垂直である。

【0015】

トンネル９９の施工工事では、トンネル９９の切羽を発破等にて掘削することによって、山岳にトンネル９９を施工する。施工工事中に地山の安定性、トンネル９９の安全性、支保工の有効性及び覆工の有効性等を判断するために、定期的に例えば毎日、トンネル９９の内壁９８の変動・変位を計測する。

【0016】

計測の際には、複数の光学的標的装置１及び測量機８５を用いる。複数の光学的標的装置１がトンネル９９の周方向に配列されてトンネル９９の内壁９８に設置されている。周方向に配列された複数の光学的標的装置１からなるセットは複数あり、複数のセットがトンネル９９の軸方向に所定間隔を置いて配列されている。切羽の掘削が進行すると、追加のセットが増設される。測量機８５は、トータルステーション、トランシット及び光波測距儀等のような光学的視準装置である。トンネル９９の床等に測量機８５をセットして、測量機８５を用いて光学的標的装置１を視準することによって光学的標的装置１の三次元的な位置を計測する。つまり、測量機８５から光学的標的装置１までの距離とチルト角とパン角とを測量機８５によって計測し、距離、チルト角及びパン角から光学的標的装置１の三次元的な位置を測量機８５によって演算して計測する。チルト角とは、測量機８５の視準方向に直交する水平軸の回りのその視準方向の仰俯角をいう。パン角とは、視準方向に交差する鉛直軸回りのその視準方向の角度（方位角）をいう。視準方向とは、測量機８５が投射する光線に沿う方向をいう。なお、測量機８５の位置は、トンネル９９の周方向に配列された複数の光学的標的装置１を通る面（この面はトンネル９９の軸の方向に対して垂直である。）からトンネル９９の軸の方向にずれていてもよいし、その面に揃っていてもよい。

【0017】

トンネル９９の施工工事中に、光学的標的装置１が内壁９８の内側へ突き出ていると、光学的標的装置１が邪魔になる。そこで、計測以外の際には、光学的標的装置１が邪魔にならないように光学的標的装置１が工夫されており、計測以外の際には光学的標的装置１のほぼ全体が内壁９８の外側の方へ引き込む。以下、図２及び図３を参照して、光学的標的装置１について詳細に説明する。図２は、光学的標的装置１の分解斜視図であり、図３は、光学的標的装置１の電動アクチュエーター５０及びハーフ体２１の斜視図である。図３では、電動アクチュエーター５０の一部が分解された状態で図示されている。

【0018】

［２． 光学的標的装置及びリモートコントローラー］
光学的標的装置１は、リモートコントローラー８０（図１参照）によって遠隔操作される。光学的標的装置１は、外筒１０、防水フィルム１８、内筒２０、トップチューブ２８、発光素子２９、ホルダー３０、電池３２、再帰反射器４０、キャップ４５、電動アクチュエーター５０及び制御盤７０を備える。

【0019】

（１） 外筒、防水フィルム、内筒、トップチューブ及び発光素子
外筒１０は、半円筒状の２体のハーフ体１１を有する。２体のハーフ体１１が互いに組み付けられることによって、外筒１０が円筒状に組み立てられている。２体のハーフ体１１が互いに突き当てられる部分には、シールが挟まれていてもよい。
外筒１０は、その内側に中空１２を有する。外筒１０は、軸方向における外筒１０の一方の端に開口１３を有する。外筒１０は、軸方向における外筒１０の他方の端にエンドプレート１４を有する。外筒１０の他方の端はエンドプレート１４によって塞がれている。なお、以下では、「軸方向」とは、外筒１０の中心軸に沿う方向をいう。「周方向」とは、外筒１０の中心軸の周りの方向をいう。「径方向」とは、外筒１０の中心軸に対して直交する方向をいう。

【0020】

外筒１０は、その外周面に複数の第１滑り止め１５及び第２滑り止め１６を有する。第１滑り止め１５は、外筒１０の外周面に凸状に形成されている。第１滑り止め１５は、径方向外方から外筒１０の開口１３の方へ、軸方向及び径方向に対して傾斜する。第２滑り止め１６は、外筒１０の外周面に凸状に形成されている。第２滑り止め１６は、周方向及び径方向に対して傾斜する。

【0021】

外筒１０は、その外周面のうち開口１３に近位の端に、フランジ１７を有する。フランジ１７は、周方向全体に亘って設けられている。フランジ１７は、ゴム弾性を有したシールである。
防水フィルム１８は、外筒１０の内周面に張り付けられている。

【0022】

内筒２０は、半円筒状の２体のハーフ体２１を有する。２体のハーフ体２１が互いに組み付けられることによって、内筒２０が円筒状に組み立てられる。２体のハーフ体２１が互いに突き当てられる部分には、シールが挟まれてもよい。
内筒２０は、その内側に中空２２を有する。内筒２０は、軸方向における内筒２０の一方の端に開口２３を有する。内筒２０は、軸方向における内筒２０の他方の端にエンドプレート２４を有する。内筒２０の他方の端はエンドプレート２４によって塞がれている。

【0023】

内筒２０は外筒１０に収容され、内筒２０と外筒１０が同軸となっている。内筒２０の外周面と外筒１０の内周面がこれらの間に防水フィルム１８を挟み込み、内筒２０が防水フィルム１８によって防水されている。内筒２０の開口２３は、外筒１０の開口１３よりも外筒１０の奥にある。

【0024】

トップチューブ２８は、筒状に形作られている。トップチューブ２８は、外筒１０の開口１３に嵌め込まれている。トップチューブ２８と内筒２０は外筒１０内において軸方向に直列に並んでおり、トップチューブ２８の中空と内筒２０の中空は互いに連なっている。

【0025】

発光素子２９は、トップチューブ２８の端に取り付けられていて、外筒１０の開口１３の先の方へ向けられている。発光素子２９は、例えばＬＥＤである。発光素子２９は、電池３２から制御盤７０を介して電力が供給されると、外筒１０の開口１３の先の方へ光を照射する。

【0026】

（２） ホルダー及び電池
ホルダー３０は、内筒２０に収容されているとともに、エンドプレート２４に寄った位置において内筒２０に固定されている。
電池３２は、ホルダー３０に装着されているとともに、ホルダー３０と一緒に内筒２０に収容されている。電池３２は、ホルダー３０に対して着脱可能である。電池３２は、一次電池又は二次電池である。

【0027】

（３） 再帰反射器及びキャップ
再帰反射器４０は、トップチューブ２８に収容されている。再帰反射器４０は、後述の電動アクチュエーター５０によって軸方向に移動するよう駆動されることによって、トップチューブ２８から外筒１０の開口１３の先へ出たり、トップチューブ２８の内側に格納されたりする。再帰反射器４０は、様々な方向から再帰反射器４０に入射する光線をプリズムミラーにより再帰反射させる。再帰反射器４０は、例えば少なくとも１つのプリズムを有する。

【0028】

キャップ４５は、再帰反射器４０に取り付けられている。キャップ４５が再帰反射器４０に取り付けられる部分は、再帰反射器４０に関して内筒２０の反対側の端である。再帰反射器４０がトップチューブ２８に格納された状態では、キャップ４５の外周部が外筒１０の開口１３の周囲において外筒１０の端に接し、外筒１０の開口１３がキャップ４５によって閉塞される。再帰反射器４０がトップチューブ２８から外筒１０の開口１３の先へ出た状態では、キャップ４５の外周部が外筒１０の端から離れて、外筒１０の開口１３が開放される。なお、キャップ４５のうち発光素子２９と重なる部分にはノッチが形成されている。それゆえ、キャップ４５が閉じられた状態であっても、発光素子２９の光がノッチを通過するため、トンネル９９内から発光素子２９を視認することができる。

【0029】

なお、キャップ４５は、制御盤７０とリモートコントローラー８０の間で伝播する電波を遮蔽しないように、樹脂等のような絶縁体からなる。内筒２０及び外筒１０は絶縁体からなってもよい。内筒２０又は外筒１０が金属等のような導電体からなれば、制御盤７０とリモートコントローラー８０の間で伝播する電波が外筒１０の開口１３以外では外筒１０の外に漏れないため、制御盤７０とリモートコントローラー８０の間の通信が良好である。

【0030】

（４） 電動アクチュエーター
電動アクチュエーター５０は、内筒２０に収容されているとともに、ホルダー３０よりも外筒１０の開口１３に近い位置において内筒２０に固定されている。電動アクチュエーター５０は、電池３２の電力により動作して、再帰反射器４０を軸方向に移動させるよう再帰反射器４０を駆動する。

【0031】

電動アクチュエーター５０は、リニアガイド５１、モーター５２、トルクリミッター５３、リードスクリュー５４、キャリッジ５５、第１ストッパー５６、第２ストッパー５７及び固定部材５８を有する。

【0032】

リニアガイド５１は、内筒２０の内側において内筒２０に固定されている。リニアガイド５１は、軸方向に延びている。モーター５２は、外筒１０の開口１３からエンドプレート２４の方へ離れた位置において、リニアガイド５１に固定されている。モーター５２は、例えばＤＣモーターである。トルクリミッター５３は、モーター５２の駆動軸に連結されている。リードスクリュー５４は、モーター５２及びトルクリミッター５３よりも内筒２０の開口２３に近い位置において、軸方向に延びている。リードスクリュー５４がトルクリミッター５３に連結されることによって、リードスクリュー５４とトルクリミッター５３とモーター５２がこれらの順に直列接続されている。リードスクリュー５４からトルクリミッター５３に作用する負荷トルクが所定値未満の場合、トルクリミッター５３がリードスクリュー５４とモーター５２の接続を維持させ、リードスクリュー５４からトルクリミッター５３に作用する負荷トルクが所定値未満の場合、トルクリミッター５３がモーター５２からリードスクリュー５４を切り離す。

【0033】

キャリッジ５５がリニアガイド５１によって軸方向に案内され、キャリッジ５５の周方向の荷重がリニアガイド５１に受けられる。キャリッジ５５は、リードスクリュー５４がねじ込まれるナットを有する。これにより、キャリッジ５５は、リードスクリュー５４の回転により軸方向に移動する。キャリッジ５５の先端が再帰反射器４０に取り付けられ、再帰反射器４０がキャリッジ５５と一緒に軸方向に移動する。以下では、再帰反射器４０及びキャリッジ５５が外筒１０の開口１３の外の方へ移動させるようなリードスクリュー５４及びモーター５２の回転を正回転といい、再帰反射器４０及びキャリッジ５５が外筒１０の開口１３の内の方へ移動させるようなリードスクリュー５４及びモーター５２の回転を逆回転といい。

【0034】

キャリッジ５５は、キャリッジ５５の表面に、その表面から径方向外側に突出する突起５５ａを有する。第１ストッパー５６は、突起５５ａよりも外筒１０の開口１３に近位において固定部材５８を介してリニアガイド５１に固定されている。第２ストッパー５７は、突起５５ａよりも外筒１０の開口１３から遠位において固定部材５８を介してリニアガイド５１に固定されている。キャリッジ５５が内筒２０内において外筒１０の開口１３に近づくと、突起５５ａが第１ストッパー５６に当接する。そのため、第１ストッパー５６は、キャリッジ５５が外筒１０の開口１３の外の方へ移動することを規制するとともに、トルクリミッター５３に作用する負荷トルクを所定値以上に高める。突起５５ａが第１ストッパー５６に当接した状態では、再帰反射器４０がトップチューブ２８の内側に格納されておらず、その再帰反射器４０がトップチューブ２８から外筒１０の開口１３の先へ出ている。キャリッジ５５が内筒２０内において外筒１０の開口１３から離れると、突起５５ａが第２ストッパー５７に当接する。そのため、第２ストッパー５７は、キャリッジ５５がエンドプレート２４の方へ移動することを規制するとともに、トルクリミッター５３に作用する負荷トルクを所定値以上に高める。突起５５ａが第２ストッパー５７に当接した状態では、再帰反射器４０がトップチューブ２８の内側に格納されている。

【0035】

突起５５ａ及びストッパー５６，５７は導電体からなる。突起５５ａの電圧レベルはストッパー５６，５７の電圧レベルと相違する。例えば、突起５５ａの電圧レベルがローレベルになるように突起５５ａが接地され、ストッパー５６，５７の電圧レベルがハイレベルになるようにストッパー５６，５７が抵抗を介して電池３２の正極に接続されており、突起５５ａがストッパー５６又は５７に接すると、ストッパー５６，５７の電圧レベルがローレベルに変化する。突起５５ａの電圧レベルがハイレベルであり、ストッパー５６，５７がローレベルであってもよく、この場合、突起５５ａがストッパー５６又は５７に接すると、突起５５ａの電圧レベルがローレベルに変化する。

【0036】

（５） 制御盤
制御盤７０は、ホルダー３０に取り付けられるとともに、内筒２０に収容されている。

【0037】

制御盤７０は、回路基板、受信アンテナ、受信機及びモーター制御回路を有する。受信アンテナ、受信機及びモーター制御回路は回路基板に搭載されている。受信アンテナは、後述のリモートコントローラー８０から電波を受信して、その電波から電流を発生させることによって電流信号を生成する。受信機は、受信アンテナから供給された電流信号をコマンド信号に復調して、コマンド信号をモーター制御回路に転送する。コマンド信号には、リモートコントローラー８０から制御盤７０に対する指令が含まれる。指令としては、格納指令と展開指令とがある。

【0038】

モーター制御回路は、受信機から転送されたコマンド信号に従ってモーター５２を制御する。具体的には、モーター制御回路は、受信機から展開指令のコマンド信号を入力したら、モーター５２を正転させる。また、モーター制御回路は、受信機から格納指令のコマンド信号を入力したら、モーター５２を逆転させる。

【0039】

モーター制御回路は、突起５５ａとストッパー５６，５７のうち一方又は両方に電気的に接続されている。モーター制御回路は、モーター５２の回転中に、突起５５ａとストッパー５６，５７のうち一方又は両方の電圧を監視することによって、突起５５ａとストッパー５６，５７の接触・非接触を検知する。

【0040】

（６） リモートコントローラー
リモートコントローラー８０は格納スイッチ、展開スイッチ、送信機及び送信アンテナ等を備える。格納スイッチは、作業者によって押下等の操作がされることによってオンする。展開スイッチは、作業者によって押下等の操作がされることによってオンする。送信機は、格納スイッチからオン信号を入力することによって、格納指令のコマンド信号に従って電波を変調させるとともに、格納指令のコマンド信号の載った電波を送信アンテナにより送信する。送信機は、展開スイッチからオン信号を入力することによって、展開指令のコマンド信号に従って電波を変調させるとともに、展開指令のコマンド信号の載った電波を送信アンテナにより送信する。送信機及び送信アンテナによって送信された電波は、制御盤７０の受信アンテナによって受信される。

【0041】

［２． 光学的標的装置の設置方法］
図１及び図４に示すように、トンネル掘削が進捗したら、トンネル９９の周方向に間隔を置いて複数の取付孔９７をトンネル９９の内壁に穿孔する。取付孔９７の位置は切羽から離れているものの切羽の近くである。なお、図４は、図１に図示の領域IVの拡大図である。

【0042】

その後、外筒１０のエンドプレート１４を取付孔９７の奥に向けて、光学的標的装置１を取付孔９７にそれぞれ嵌め込み、外筒１０のフランジ１７を取付孔９７の周囲においてトンネル９９の内壁に接触させる。これにより、光学的標的装置１のほぼ全体、つまり、外筒１０（但し、フランジ１７を除く）、防水フィルム１８、内筒２０、トップチューブ２８、ホルダー３０、電池３２、再帰反射器４０、電動アクチュエーター５０及び制御盤７０が取付孔９７に差し込まれる。また、光学的標的装置１のキャップ４５は、トンネル９９の内壁９８に沿って設けられて、トンネル９９の内側に露出している。

【0043】

光学的標的装置１が取付孔９７に嵌め込まれた状態では、外筒１０の外周面が取付孔９７の内周面に接しており、第１滑り止め１５及び第２滑り止め１６が僅かに圧縮されている。取付孔９７に対する外筒１０の軸方向の滑りが第１滑り止め１５によって防止され、取付孔９７に対する外筒１０の周方向の滑りが第２滑り止め１６によって防止される。

【0044】

［３． 計測時以外の時の光学的標的装置の使用方法］
計測時以外の時とは、例えば、トンネル９９の掘削作業の時、資材の搬入の時、資材の搬出の時、支保工を施工する時、支保工を撤去する時、覆工を施工する時、及び、吹き付け工を施工する時のことをいう。

【0045】

作業者がリモートコントローラー８０の格納スイッチに対して押下等の操作をすると、格納指令のコマンド信号がリモートコントローラー８０から光学的標的装置１の制御盤７０に送信される。そうすると、制御盤７０のモーター制御回路が電動アクチュエーター５０のモーター５２を逆転させるよう駆動し、これにより再帰反射器４０が図５に示すようにトップチューブ２８に引き込まれるとともに、外筒１０の開口１３がキャップ４５によって閉塞される。キャップ４５の外周が外筒１０の端に当たる際に、キャリッジ５５の突起５５ａが第２ストッパー５７に当たる。そのため、トルクリミッター５３に作用する負荷トルクが所定値以上になるため、リードスクリュー５４がトルクリミッター５３によってモーター５２から切り離される。また、キャリッジ５５の突起５５ａが第２ストッパー５７に当たった時、突起５５ａ又は第２ストッパー５７の電圧レベルがハイレベルからローレベルに降下するため、制御盤７０のモーター制御回路は、そのような電圧降下をトリガとして、モーター５２を停止させる。

【0046】

キャップ４５だけがトンネル９９の内側に露出するものの、光学的標的装置１の大部分、特に再帰反射器４０が取付孔９７の内側に収まる。そのため、光学的標的装置１がトンネル９９の施工工事の邪魔にならない。とくに、切羽の発破によって生じた破片が再帰反射器４０に当たらず、再帰反射器４０が保護される。

【0047】

キャップ４５が閉じた状態でも、作業者が発光素子２９の光を視認することによって光学的標的装置１の位置を把握できる。これは、トンネル９９内が暗い場合に特に有効的である。

【0048】

なお、再帰反射器４０がトップチューブ２８に引き込まれた状態の際に作業者が格納スイッチを操作しても、制御盤７０のモーター制御回路が格納指令を無視して、モーター５２を作動させない。

【0049】

［４． 計測時の光学的標的装置の使用方法］
作業者がリモートコントローラー８０の展開スイッチに対して押下等の操作をすると、展開指令のコマンド信号がリモートコントローラー８０から光学的標的装置１の制御盤７０に送信される。そうすると、制御盤７０のモーター制御回路が電動アクチュエーター５０のモーター５２を正転させるよう駆動し、これにより再帰反射器４０が図６に示すように取付孔９７から内壁９８の内側へ出されるとともに、キャップ４５による外筒１０の開口１３及び取付孔９７の閉塞が解除される。そして、キャリッジ５５の突起５５ａが第１ストッパー５６に当たるため、トルクリミッター５３に作用する負荷トルクが所定値以上になる。そのため、リードスクリュー５４がトルクリミッター５３によってモーター５２から切り離される。また、キャリッジ５５の突起５５ａが第１ストッパー５６に当たった時、突起５５ａ又は第１ストッパー５６の電圧レベルがハイレベルからローレベルに降下するため、制御盤７０のモーター制御回路は、そのような電圧降下をトリガとして、モーター５２を停止させる。なお、再帰反射器４０がトップチューブ２８から外筒１０の開口１３の先へ出された状態の際に作業者が格納スイッチを操作しても、制御盤７０のモーター制御回路が展開指令を無視して、モーター５２を作動させない。

【0050】

その後、トンネル９９内に測量機８５をセットする。そして、測量機８５から光学的標的装置１の再帰反射器４０に光線を投光すると、その光線が再帰反射器４０により測量機８５へ再帰反射し、反射光線を測量機８５により受光する。そうすると、測量機８５から再帰反射器４０までの距離とチルト角とパン角とが測量機８５によって計測され、再帰反射器４０の三次元的な位置が距離、チルト角及びパン角に基づいて測量機８５によって演算される。

【0051】

計測終了後、作業者が格納スイッチを操作すると、制御部７０が電動アクチュエーター５０を作動させて、再帰反射器４０が電動アクチュエーター５０によってトップチューブ２８の内側に格納される。

【0052】

なお、以上のような計測は、定期的、例えば毎日行う。

【0053】

［５． まとめ］
計測時以外の時には、再帰反射器４０が取付孔９７の内側に格納されるため、再帰反射器４０がトンネル工事の作業の邪魔にならない。また、切羽の発破時等の破片及び機材が再帰反射器４０に当たらない。そのため、再帰反射器４０及び光学的標的装置１をトンネル９９の内壁９８から撤去する必要がない。ひいては、計測のたびに、再帰反射器４０及び光学的標的装置１の設置・撤去を行う必要もない。よって、計測時の手間及び労力を最小限に抑えることができる。また、計測のたびに高所作業を行う必要もなく、トンネル９９の内壁９８の計測を安全に行える。

【0054】

再帰反射器４０が取付孔９７及び外筒１０の内側に格納された状態では、取付孔９７がキャップ４５によって蓋をされる。よって、再帰反射器４０が保護される。

【0055】

キャップ４５が絶縁体からなる。そのため、外筒１０の開口１３及び取付孔９７がキャップ４５によって蓋をされたものとしても、リモートコントローラー８０から発した電波がキャップ４５によって遮蔽されることなく、制御盤７０まで伝播する。

【0056】

発光素子２９が光学的標的装置１の端に設けられており、その発光素子２９はキャップ４５によって隠れることがない。作業者は、発光素子２９の光を通じて光学的標的装置１の位置を認識できる。

【0057】

トルクリミッター５３がリードスクリュー５４とモーター５２の間に取り付けられている。そのため、モーター５２に対する過負荷を防止できる。

【0058】

キャリッジ５５の突起５５ａが第１ストッパー５６又は第２ストッパー５７に当たることによって、モーター５２がモーター制御回路によって停止される。そのため、モーター５２に対する過負荷を防止できる。また、サーボ機構等のような複雑な位置制御機構を採用せずとも、再帰反射器４０を所定の位置で停止できる。所定の位置とは、再帰反射器４０が外筒１０及び取付孔９７から出た位置と、再帰反射器４０が外筒１０及び取付孔９７の内側に格納された位置のことをいう。

【0059】

［６． 変形例］
以上、実施形態について説明したが、本発明の範囲は上記の実施形態及び図示例に限定されるものではない。
前述の実施形態では、リモートコントローラー８０と光学的標的装置１の制御盤７０の間の通信が無線によるものであったが、有線によるものであってもよい。

【0060】

また、前述の実施形態では、キャリッジ５５及びリードスクリュー５４からなるリニア伝動機構が、モーター５２の回転運動を再帰反射器４０の直線運動に変換する。キャリッジ５５及びリードスクリュー５４からなるリニア伝動機構の代わりに他のリニア伝動機構、例えばピニオンラック機構又は巻き掛け伝動機構が採用されてもよい。

【0061】

また、前述の実施形態では、トンネル９９は施工中のものである。それに対して、トンネル９９の施工工事の完了後に測量機８５及び光学的標的装置１を用いて、トンネル９９の内壁９８を計測することができる。
また、既設のトンネルの内壁に取付孔を加工して、その取付孔に光学的標的装置１を嵌め込んでも、測量機８５及び光学的標的装置１を用いてその既設トンネルの内壁を計測することができる。

【符号の説明】

【0062】

１ 光学的標的装置
４０ 再帰反射器
４５ キャップ
５０ 電動アクチュエーター
５２ モーター
７０ 制御盤（制御部）
９７ 取付孔
９８ 内壁
９９ トンネル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】