特許 7457320 接触検知センサ

(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】

(24)【登録日】2024-03-19

(45)【発行日】2024-03-28

(54)【発明の名称】接触検知センサ

(51)【国際特許分類】

   H01H 35/00 20060101AFI20240321BHJP

   E21D 11/10 20060101ALI20240321BHJP

   G01B 7/00 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

H01H35/00 Q

E21D11/10 B

G01B7/00 101R

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020039061

(22)【出願日】2020-03-06

(65)【公開番号】P2021139207

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】509294922

【氏名又は名称】ムネカタインダストリアルマシナリー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104927

【弁理士】

【氏名又は名称】和泉 久志

(72)【発明者】

【氏名】二宮 伸二

(72)【発明者】

【氏名】中林 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】山田 勉

(72)【発明者】

【氏名】海野 雄士

(72)【発明者】

【氏名】桑田 拓弥

(72)【発明者】

【氏名】金澤 彰裕

【審査官】関 信之

(56)【参考文献】

【文献】実公昭５０－０４０６０４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平０５－０１８７０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３５／００

Ｅ２１Ｄ １１／１０

Ｇ０１Ｂ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースフィルムと、前記ベースフィルムの一方面に部材長手方向に所定の間隔をあけて複数配置された電極と、前記ベースフィルムの他方面に配置されるとともに、前記ベースフィルムを貫通するスルーホールを介して前記電極に電気的に接続された配線と、前記ベースフィルムの部材長手方向に沿って延び、前記電極から離隔するとともに前記電極に接触可能に配置された導電部材とを備え、
圧力を受けた際、前記導電部材が隣り合う前記電極に跨がって接触し、これら電極が前記導電部材を介して導通するとともに、これら電極に接続する配線が導通することによって、接触が検知できるようになっていることを特徴とする接触検知センサ。

【請求項2】

前記接触検知センサは、複数の区間に区画され、各区間にそれぞれ、２本の前記配線が導通可能に設けられるとともに、各配線に少なくとも１つの前記電極が接続されている請求項１記載の接触検知センサ。

【請求項3】

各区間の長さが同じか異なっている請求項２記載の接触検知センサ。

【請求項4】

隣り合う電極がそれぞれ異なる前記配線に接続されている請求項１～３いずれかに記載の接触検知センサ。

【請求項5】

前記ベースフィルムが弾性体からなる下部定着部材に取り付けられるとともに、前記導電部材が弾性体からなる上部定着部材に取り付けられている請求項１～４いずれかに記載の接触検知センサ。

【請求項6】

前記上部定着部材の弾性率が前記下部定着部材の弾性率より低く設定されている請求項５記載の接触検知センサ。

【請求項7】

前記配線を覆うように前記ベースフィルムの他方面に被覆層が設けられている請求項１～６いずれかに記載の接触検知センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接触を検知するセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ＮＡＴＭ工法に代表される山岳トンネル工事では、発破などによる掘進後、掘削されたトンネル内壁面に吹付けによって吹付けコンクリートを施工し、ロックボルトを打ち込んだ後、セントル（移動式の鋼製型枠）をトンネル方向に順次移動させながら、トンネル方向に１スパン毎、前記吹付けコンクリートの内周面に沿って防水シートを張設した状態（この面が地山側壁面となる。）で、この地山側壁面との間に距離を空けて周方向に沿って前記セントルの型枠を設置し、地山側壁面と型枠との間の空間内に覆工用コンクリート又はモルタルを打設し、所定の養生期間経過後、脱枠する工程が行われている。

【0003】

前記型枠は、打設済みのコンクリート又はモルタル（打設済コンクリート等）とのラップ側（トンネル坑口側）が、打設済コンクリート等との打継部に設けられたゴム等からなる目地材に当接して配置されるとともに、褄側（トンネル切羽側）に褄型枠が設けられることによって、地山側壁面との間に閉鎖された覆工コンクリート打設空間を形成する。

【0004】

このように型枠を設置してコンクリートを打設し脱枠する一連の工程において、型枠の打設済コンクリート等とのラップ側が打設済コンクリート等に押し付けられて（接触して）、打設済コンクリート等の打継部に角欠けやクラック（ひび割れ）などの不具合を与えることが従来から指摘されていた。この型枠による押し付けの発生要因としては、以下の５つが考えられる。

【0005】

要因１：型枠設置時における型枠による押し付け（図１５に示されるように、型枠の上昇・横移動・張りすぎなど。）。

【0006】

要因２：コンクリート打設時におけるセントルの移動による押し付け（図１６に示されるように、側方移動・左右の不等沈下・側圧発生による上昇など。）。

【0007】

要因３：脱枠時の手順ミスによる押し付け（図１７に示されるように、垂直ジャッキ降下の同調不足・側フォーム脱枠前の降下ミスなど。）。

【0008】

要因４：打設済コンクリート等と型枠のラップ部における形状の相違による押し付け（図１８に示されるように、一部で５ｍｍの離隔を確保しても一部で接触する。）。

【0009】

要因５：急曲線・急勾配（曲率半径の小さい水路トンネル等）による幾何学的な不可視部の押し付け（図１９参照。）。

【0010】

このような型枠の打設済コンクリート等への接触を防止する手段として、例えば、下記特許文献１においては、トンネル内に型枠を設置して覆工用のコンクリートを打設する装置において、型枠のラップ側外周側縁に、検知バーを出没自在に突設させるとともに、この検知バーと型枠の昇降機構とを連動させてなり、検知バーの既コンクリート打設面への当接検知により、昇降機構による型枠の上昇を、既コンクリート打設面への当接位置より手前で停止させ、既コンクリート打設面への型枠の衝突によるクラックの発生を防止する型枠昇降制御装置が開示されている。

【0011】

また、下記非特許文献１においては、既打設コンクリートとセントルラップ部の隙間を両側壁部、両肩部及び天端部の５か所に配置した、超高速・高精度レーザー変位計で既打設コンクリートとセントルとの離隔を常時計測し、事前に設定した管理基準値を超えた場合、ブザーと回転灯で警報を発令するとともに、電動油圧ジャッキの上下動を強制的に停止させる施工管理システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２００１－１６４８９５号公報

【非特許文献】

【0013】

【文献】戸田建設ニュースリリース、２０１５年６月２５日、「コンクリート端部のひび割れ発生を防止する「コンラップ監視システム」を開発」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

しかしながら、上記特許文献１及び非特許文献１に記載される技術では、型枠の打設済コンクリート等への接触が、検知バー又はレーザー変位計を設置した点でしか把握できないため、このようなセンサを設置していない箇所の接触を見逃し、打設済コンクリート等にクラックを生じさせる場合があった。

【0015】

また、上記特許文献１記載の装置では、型枠設置時の接触しか考慮されていないため、上記要因２、３のようなコンクリート打設時や脱枠時の接触を見逃してしまい、打設済コンクリート等にクラックを生じさせる場合があった。

【0016】

そこで本発明の主たる課題は、全ての位置で接触を検知できるようにし、接触によるクラックの発生や破損を防止した接触検知センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0017】

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの一方面に部材長手方向に所定の間隔をあけて複数配置された電極と、前記ベースフィルムの他方面に配置されるとともに、前記ベースフィルムを貫通するスルーホールを介して前記電極に電気的に接続された配線と、前記ベースフィルムの部材長手方向に沿って延び、前記電極から離隔するとともに前記電極に接触可能に配置された導電部材とを備え、
圧力を受けた際、前記導電部材が隣り合う前記電極に跨がって接触し、これら電極が前記導電部材を介して導通するとともに、これら電極に接続する配線が導通することによって、接触が検知できるようになっていることを特徴とする接触検知センサが提供される。

【0018】

上記請求項１記載の発明では、構造物同士の接触が懸念される部分に沿って連続する接触検知センサを設置している。前記接触検知センサは、ベースフィルムと、前記ベースフィルムの一方面に部材長手方向に沿って所定の間隔をあけて複数配置された電極と、前記ベースフィルムの他方面に配置されるとともに、前記ベースフィルムを貫通するスルーホールを介して前記電極に電気的に接続された配線と、前記ベースフィルムの部材長手方向に沿って延び、前記電極から離隔するとともに前記電極に接触可能に配置された導電部材とを備えている。

【0019】

前記接触検知センサは、圧力を受けた際、前記導電部材が隣り合う前記電極に跨がって接触し、これら電極が前記導電部材を介して導通するとともに、これら電極に接続する配線が導通することによって、構造物同士の接触が検知できるようになっている。このように本接触検知センサは、接触が懸念される部分に沿って連続して設置するため、ほぼ全ての箇所で構造物同士の接触が検知でき、接触によるクラックの発生や破損が確実に防止できるようになる。

【0020】

請求項２に係る本発明として、前記接触検知センサは、複数の区間に区画され、各区間にそれぞれ、２本の前記配線が導通可能に設けられるとともに、各配線に少なくとも１つの前記電極が接続されている請求項１記載の接触検知センサが提供される。

【0021】

上記請求項２記載の発明では、前記接触検知センサが構造物同士の接触が懸念される部分に沿って複数の区間に区画され、各区間にそれぞれ、２本の配線が導通可能に設けられるとともに、各配線に少なくとも１つの電極が接続されているため、導通した配線によって、構造物同士の接触箇所が簡単に把握できるようになる。

【0022】

請求項３に係る本発明として、各区間の長さが同じか異なっている請求項２記載の接触検知センサが提供される。

【0023】

上記請求項３記載の発明では、前記接触検知センサを構造物同士の接触が懸念される部分に沿って複数の区間に区画した場合において、各区間の長さは、同じにしてもよいし、異なっていてもよい。

【0024】

請求項４に係る本発明として、隣り合う電極がそれぞれ異なる前記配線に接続されている請求項１～３いずれかに記載の接触検知センサが提供される。

【0025】

上記請求項４記載の発明では、隣り合う電極がそれぞれ異なる配線に接続されているため、導通した配線の識別が容易になる。

【0026】

請求項５に係る本発明として、前記ベースフィルムが弾性体からなる下部定着部材に取り付けられるとともに、前記導電部材が弾性体からなる上部定着部材に取り付けられている請求項１～４いずれかに記載の接触検知センサが提供される。

【0027】

上記請求項５記載の発明では、前記ベースフィルム及び導電部材をそれぞれ下部定着部材及び上部定着部材に取り付けている。

【0028】

請求項６に係る本発明として、前記上部定着部材の弾性率が前記下部定着部材の弾性率より低く設定されている請求項５記載の接触検知センサが提供される。

【0029】

上記請求項６記載の発明では、前記導電部材が取り付けられる上部定着部材の弾性率が、前記ベースフィルムが取り付けられる下部定着部材の弾性率より低く設定されているため、接触検知センサの持ち運びなどに際して長手方向に小さく丸めて巻き取ったときに、上部定着部材と下部定着部材との間に浮きが生じにくく、取付作業がしやすくなるとともに、構造物同士が接触したときの検知精度が向上する。また、上部定着部材の弾性率が高いと、急曲線に曲がりにくいため、断面の小さな部分では圧力を受けないときでも導電部材が電極に接触するおそれがあるが、上部定着部材の弾性率を相対的に低く設定しているため、上部定着部材が急曲線に追従して変形でき、そのようなおそれがなくなる。

【0030】

請求項７に係る本発明として、前記配線を覆うように前記ベースフィルムの他方面に被覆層が設けられている請求項１～６いずれかに記載の接触検知センサが提供される。

【0031】

上記請求項７記載の発明では、前記配線を覆うように前記ベースフィルムの他方面に被覆層が設けられているため、前記被覆層によって配線が保護され、配線の断線が防止できる。

【発明の効果】

【0032】

以上詳説のとおり本発明によれば、全ての位置での接触が検知できるようになり、クラックの発生や破損が防止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】山岳トンネルにおける覆工コンクリートの打設要領を示す一部破断斜視図である。

【図2】打設済覆工コンクリート等４とのラップ部における横断面図である。

【図3】接触検知センサ１０の配設状態を示す天端部の拡大縦断方向断面図である。

【図4】接触検知センサ１０の平面図である。

【図5】図４のV－V線矢視図である。

【図6】接触検知センサ１０の分解斜視図である。

【図7】(A)は接触検知センサ１０の要部拡大平面図、(B)は(A)のB-B断面図、(C)は(A)のC-C断面図、(D)は(A)のD-D断面図、(E)は(A)のE-E断面図である。

【図8】接触検知の仕組みを示す、接触検知センサ１０の要部拡大平面図（その１）である。

【図9】接触検知の仕組みを示す、接触検知センサ１０の要部拡大平面図（その２）である。

【図10】チャンネル区切りの一例を示す、接触検知センサ１０の要部拡大平面図である。

【図11】チャンネル区切りの変形例を示す、接触検知センサ１０の要部拡大平面図である。

【図12】第２形態例の接触検知センサ１０を示す平面図である。

【図13】第１形態例の接触検知センサ１０の接触状態を示す平面図である。

【図14】第３形態例の接触検知センサ１０を示す平面図である。

【図15】型枠による押し付けの要因１を説明する断面図である。

【図16】型枠による押し付けの要因２を説明する断面図である。

【図17】型枠による押し付けの要因３を説明する断面図である。

【図18】型枠による押し付けの要因４を説明する断面図である。

【図19】型枠による押し付けの要因５を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

【0035】

〔第１形態例〕
本発明に係る接触検知センサ１０について、山岳トンネルＴの構築に当たって、打設済みの覆工コンクリート又はモルタルと型枠との接触を検知する場合を例に挙げ、詳細に説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、構造物同士の接触が懸念される部分の接触検知センサとして広く用いることが可能である。

【0036】

本接触検知センサ１０は、図１～図３に示されるように、山岳トンネルＴの構築に当たって、トンネル方向に１スパン毎、発破などによる掘進後、掘削されたトンネル内壁面に吹付けによって吹付けコンクリート１を施工し、ロックボルトを打ち込んだ後、その表面に防水シート２を貼設し、地山側壁面Ｔ１との間に距離を空けて周方向に沿ってセントル３（覆工コンクリート用移動型枠）の型枠５を設置し、地山側壁面Ｔ１とセントル３の型枠５との間の空間内に覆工コンクリート又はモルタルを打設した後、所定の養生期間の経過後脱枠する一連の工程において、打設済みの覆工コンクリート又はモルタル（以下、「打設済覆工コンクリート等４」という。）への型枠５の接触を検知するのに好適に使用されるものである。なお、図示例の吹付けコンクリートは、鋼アーチ部材を支保工として併用した構造となっている。

【0037】

前記セントル３は、トンネル施工用重機の後方に設置され、図１及び図２に示されるように、トンネルＴの地山側壁面Ｔ１との間に所定間隔の空間を形成するように配設される型枠５と、この型枠５を支持する支持フレーム６と、この支持フレーム６が走行可能でトンネルＴの下面に敷設される走行レール７とから主に構成される。

【0038】

前記型枠５は、トンネルＴの地山側壁面Ｔ１に沿って設けられ、その外面は平滑に形成されるとともに、コンクリートとの剥離性に優れる材質で構成されている。また、前記型枠５は、トンネルＴの周方向に対して、頂部に位置する天端フォーム５Ａと、前記天端フォーム５Ａの両端に回動可能に連結された側フォーム５Ｂ、５Ｂと、前記側フォーム５Ｂの下端に回動可能に連結された下端フォーム５Ｃ、５Ｃとから構成されている。さらに、図３に示されるように、打設済覆工コンクリート等４とのラップ側（トンネル坑口側）には、打設済覆工コンクリート等４側に突出するオーバーラップフランジ５Ｄが設けられ、このオーバーラップフランジ５Ｄの表面又は前記各フォーム５Ａ～５Ｃの表面に、打設済覆工コンクリート等４との打継部に設けられたゴムなどからなる目地材９が当接するように構成されている。また、褄側（トンネル切羽側）には褄型枠５Ｅが設けられ、覆工コンクリート打設時にコンクリートが漏れないように閉鎖されている。

【0039】

さらに、前記型枠５上部の坑口側近傍には、コンクリートを打設するためのコンクリート打設口８が設けられている。

【0040】

前記支持フレーム６は、図１及び図２に示されるように、略門型の鉄骨材などからなる門型フレーム６Ｄと、一端が前記門型フレーム６Ｄに支持され、他端にそれぞれ前記天端フォーム５Ａ、側フォーム５Ｂ、下端フォーム５Ｃが支持された天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃとから構成されている。

【0041】

前記天端フォーム５Ａ、側フォーム５Ｂ、下端フォーム５Ｃはそれぞれ、前記天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃの伸縮によって、トンネルＴの断面に対して左右方向及び上下方向に移動自在に取り付けられている。

【0042】

前記走行レール７は、前記門型フレーム６Ｄを走行可能に支持し、トンネルＴの下面に長手方向に沿って２条敷設されている。

【0043】

トンネル工事の施工に際しては、コンクリートを打つ場所にセントル３を移動し、前記天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃを伸ばして、天端フォーム５Ａ、側フォーム５Ｂ、下端フォーム５Ｃを展開するとともに、図３に示されるように、打設済覆工コンクリート等４とのラップ側を前記目地材９に当接させ、かつ褄側に褄型枠５Ｅを設置することによって、地山側壁面との間に閉鎖された覆工コンクリート打設空間を形成し、この覆工コンクリート打設空間の内部にコンクリートを打設する。そして、所定の養生期間経過後、前記天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃを縮めて、脱枠し、セントル３を移動する。

【0044】

本発明に係る接触検知センサ１０は、このトンネル工事の施工に際して、型枠５を設置して覆工コンクリートを打設し脱枠する一連の工程において、打設済覆工コンクリート等４と型枠５とのラップ部の全ての位置において、打設済覆工コンクリート等４への型枠５の接触を検知し、型枠５を打設済覆工コンクリート等４に押し付けることによって打設済覆工コンクリート等４にクラックが発生するのを防止するためのセンサである。

【0045】

前記接触検知センサ１０は、図２及び図３に示されるように、型枠５の設置前に、打設済覆工コンクリート等４と前記型枠５とのラップ部にトンネル周方向に沿って設置される。前記接触検知センサ１０は、トンネルの周方向の全長に亘って配置するのが好ましいが、少なくとも天端フォーム５Ａ及び側フォーム５Ｂ、５Ｂに対応する範囲に配置されていれば、下端フォーム５Ｃに対応する範囲には配置しないようにしてもよい。また、前記接触検知センサ１０は、図３に示されるように、打設済覆工コンクリート等４の外面（トンネル内空側の外面）に固定してもよいし、図示しないが、型枠５の外面（打設済覆工コンクリート等４の対向面）に固定してもよい。

【0046】

前記接触検知センサ１０は、図４～図７に示されるように、ベースフィルム１１と、前記ベースフィルム１１の一方面に部材長手方向に所定の間隔をあけて複数配置された電極１２、１２…と、前記ベースフィルム１１の他方面に配置され、前記ベースフィルム１１を貫通するスルーホール１３を介して前記電極１２に電気的に接続された配線１４と、前記ベースフィルム１１の部材長手方向に沿って延び、前記電極１２から離隔するとともに前記電極１２に接触可能に配置された導電部材１５とを備えている。

【0047】

前記電極１２…及び配線１４…が配置されたベースフィルム１１は、弾性体からなる下部定着部材１６に取り付けられ、前記導電部材１５は、弾性体からなる上部定着部材１７に取り付けられている。本発明に係る接触検知センサ１０は、前記下部定着部材１６と上部定着部材１７とが積層され、これらの間に前記電極１２…及び配線１４…が備えられたベースフィルム１１と、導電部材１５とが所定位置に離隔した状態で配置された構造を成している。

【0048】

前記接触検知センサ１０は、前記下部定着部材１６の外面（下面）が両面テープや接着剤等の公知の接合手段によって、打設済覆工コンクリート等４と型枠５とのラップ部における打設済覆工コンクリート等４の外面又は型枠５の外面に固定される。

【0049】

前記接触検知センサ１０を所定の位置に取り付けた状態で、型枠５が打設済覆工コンクリート等４に接触しそうになって、この接触検知センサ１０に圧力が作用すると、前記接触検知センサ１０は、図８及び図９に示されるように、前記導電部材１５が隣り合う前記電極１２、１２に跨がって接触し、これら電極１２、１２が前記導電部材１５を介して導通するとともに、これら電極に接続する配線１４、１４が導通することによって、打設済覆工コンクリート等４への前記型枠５の接触が検知できるようになっている。図８は、(A)に示されるように、ベースフィルム１１の幅方向両端の最外部に配置された配線１４、１４にそれぞれ接続された隣り合う電極１２、１２に跨がって導電部材１５が接触した場合であって、この場合には、(B)に示されるように、これら電極１２、１２が前記導電部材１５を介して導通するとともに、これら電極１２、１２に接続された配線１４、１４が導通することによって、打設済覆工コンクリート等４への前記型枠５の接触が検知できるようになっている。また、図９は、(A)に示されるように、ベースフィルム１１の幅方向両端の最外部から２本目に配置された配線１４、１４にそれぞれ接続された隣り合う電極１２、１２に跨がって導電部材１５が接触した場合であって、この場合には、(B)に示されるように、これら電極１２、１２が前記導電部材１５を介して導通するとともに、これら電極１２、１２に接続する配線１４、１４が導通することによって、打設済覆工コンクリート等４への前記型枠５の接触が検知できるようになっている。このように、接触検知センサ１０を所定の区間に区画して、各区間毎に電極１２に異なる配線１４を接続することによって、導通した配線１４から接触した位置が簡単に把握できるようになる。

【0050】

以下、各構成部材について詳細に説明すると、前記ベースフィルム１１は、導電性を有しない非導電性のプラスチックフィルムからなり、前記接触検知センサ１０のほぼ全長に亘って連続する細長い帯状のシート部材によって構成されている。

【0051】

前記ベースフィルム１１は、部材長手方向に沿って湾曲変形可能な可撓性を有しており、全長に亘ってほぼ一定の厚みで形成されている。その厚みとしては、０．０１～５ｍｍ、好ましくは０．０５～０．３ｍｍとするのがよい。

【0052】

前記ベースフィルム１１には、所定の間隔をあけて表裏を貫通する多数のスルーホール１３（開孔）が形成され、このスルーホール１３を通じて一方面に配置された電極１２と他方面に配置された配線１４とが電気的に接続されている。前記スルーホール１３は、前記電極１２及びこれに接続する配線１４と前記ベースフィルム１１の厚み方向に重なる領域に形成する。つまり、スルーホール１３内にベースフィルム１１の厚み分だけ導電材料が充填されることにより電極１２とこれに接続する配線１４とが電気的に接続されるように形成する。

【0053】

前記ベースフィルム１１の一方面に配置される電極１２は、導電性の高い金属からなり、図７に示される平面視で、ベースフィルム１１の部材短手方向（幅方向）に長い長方形状に形成され、ベースフィルム１１の部材長手方向に所定の間隔をあけて複数配置されるようにするのが好ましい。

【0054】

隣り合う電極１２、１２はそれぞれ異なる配線１４に接続されるとともに、これら２本の配線１４、１４が導通可能に設けられている。これによって、隣り合う電極１２、１２に跨がって導電部材１５が接触したときに、これら電極１２、１２が前記導電部材１５を介して導通するとともに、これら電極１２、１２に接続する配線１４、１４が導通するようになる。

【0055】

本第１形態例では、前記電極１２は、図７に示されるように、幅方向の一方側の端部近傍から導電部材１５の配設位置を跨いで反対側の幅方向中間位置まで配置されている。電極１２をベースフィルム１１の全幅に配置しないことにより、資材コストが低減できるとともに、接触検知センサ１０が軽量化でき、打設済覆工コンクリート４の外面等に対する接着性が良好となる。また、隣り合う電極１２、１２同士では、幅方向の同じ側の端部近傍から幅方向反対側の中間位置まで延在させてもよいが、図示例のように、互い違いとなるように、幅方向の異なる側の端部近傍から幅方向反対側の中間位置まで延在させるようにするのが好ましい。これにより、幅方向の端部近傍まで延在する側の電極１２部分に配線１４に接続するスルーホール１３を設けることにより、隣り合う電極１２、１２に接続する配線１４を、導電部材１５を境にその両側にそれぞれ配置することが可能となる。

【0056】

前記電極１２のスルーホール１３が設けられた側と幅方向反対側への前記導電部材１５からの延出量Ａは、圧力を受けた際に導電部材１５が電極１２に確実に接触できる範囲であれば任意であるが、導電部材１５からベースフィルム１１の側縁までの間の長さの半分以下とするのが好ましい。

【0057】

前記導電部材１５が接触した際に導通する隣り合う電極１２、１２同士の離隔幅Ｂは任意であるが、接近しすぎるとほこり等が侵入したときに誤動作を生じやすくなるおそれがあり、離れすぎると圧力を受けた際に導電部材１５が電極１２、１２間に跨がって接触できないおそれがあるため、好ましい範囲としては、３～２００ｍｍ、特に１０～１００ｍｍとするのがよい。

【0058】

図１０に示されるように、前記接触検知センサ１０は、トンネル周方向に沿って（ベースフィルム１１の部材長手方向に沿って）複数の区間、図示例では１ｃｈ及び２ｃｈの２つの区間に区画され、各区間にそれぞれ、２本の配線１４、１４が導通可能に設けられるとともに、これらの配線１４にそれぞれ少なくとも１つの電極１２が接続されるようにするのが好ましい。各区間を通る２本の配線１４、１４は、導電部材１５が電極１２、１２に接触したとき導通して、この区間に圧力が加わったことが認知できるようになっている。各配線１４には、少なくとも１つ、好ましくは複数、図１０に示される形態例では３つの電極１２が接続されている。各配線１４に複数の電極１２…を接続する場合、一方の配線１４に接続された電極１２と他方の配線１４に接続された電極１２とがベースフィルム１１の部材長手方向に沿って交互に配置されるようにするのが好ましい。これによって、１つの区間内において、任意の隣り合う電極１２、１２に跨がって導電部材１５が接触したとき、２本の配線１４、１４が導通できるようになる。

【0059】

図１０に示される形態例について更に詳しく説明すると、１ｃｈでは、ベースフィルム１１の幅方向両端の最外部に配置された配線１４ａ、１４ｂにそれぞれ、３つの電極１２ａ…及び１２ｂ…が接続されている。２ｃｈにおいても同様に、幅方向両端の外側から２本目に配置された配線１４ｃ、１４ｄにそれぞれ、３つの電極１２ｃ…及び１２ｄ…が接続されている。このように１本の配線１４に複数の電極１２を接続することによって、トンネル周方向のより広い範囲で接触を検知できるようになり、接触検知の感度が向上するようになる。各チャンネルに配置される電極１２、１２同士の離隔幅は異なっていても良いが、一定とするのが好ましく、図１０に示されるように、接触検知センサ１０の全体に亘ってほぼ一定の離隔幅で配置してもよい。これにより、例えば配線１４ａと１４ｂとが導通した場合、１ｃｈの範囲で型枠５が打設済覆工コンクリート等４に接触したことが把握できるようになる。

【0060】

図１０に示される形態例では、各区間のトンネル周方向に沿う長さＬ１、Ｌ２がほぼ同じに形成されているが、図１１に示されるように、各区間のトンネル周方向に沿う長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３が異なっていてもよい。施工を繰り返しているうちに、型枠５が打設済覆工コンクリート等４に接触しやすい箇所がある程度特定されてくるので、その箇所の区間長を相対的に短くして、接触検知に対する感度を向上させることが可能である。チャンネルの区間長を広げる場合は、図１１に示される１ｃｈのように、配線１４ａ、１４ｂに接続する電極１２ａ、１２ｂの数を増やしてもよいし、図示しないが、隣り合う電極１２ａ、１２ｂの離隔幅を他の区間より相対的に大きくしてもよい。また、チャンネルの区間長を狭める場合は、図１１に示される３ｃｈのように、配線１４ｅ、１４ｆに接続する電極１２ｅ、１２ｆの数を減らしてもよいし、図示しないが隣り合う電極１２ｅ、１２ｆの離隔幅を他の区間より相対的に狭くしてもよい。

【0061】

前記配線１４は、前記電極１２の配置面と反対側面のベースフィルム１１に、該ベースフィルム１１の部材長手方向のほぼ全長に亘る線状に形成されるとともに、幅方向に間隔をあけて複数配置されている。前記配線１４をベースフィルム１１に対して前記電極１２の配置面と反対面に設けることにより、本センサの製造が容易になる。また、前記配線１４がベースフィルム１１の全長に亘って形成されているため、連続する長尺フィルムを所定の長さで裁断して所望の長さのベースフィルム１１が簡単に得られるようになるとともに、スルーホール１３の位置を変えるだけで、各チャンネルの区間長を簡単に変化させることができるようになる。

【0062】

前記配線１４を構成する材料としては、導電性を付与するために金属粒子が含有された導電性インク、導電性ペーストなどを用いるのが好ましい。このような金属粒子としては、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、又はこれらのうちから選択した２以上の複合材などを用いることができ、特に安価で導電率の良い銅を用いるのが好ましい。

【0063】

本第１形態例では、隣り合う電極１２、１２がそれぞれ異なる配線１４、１４に接続され、これら２本の配線１４、１４は、前記導電部材１５を境にその両側にそれぞれ配置されるのが好ましい。すなわち、ベースフィルム１１の幅方向中央に長手方向に沿って配置される導電部材１５を境に、隣り合う電極１２、１２のうちの一方が、幅方向の一方側に配置された配線１４に接続され、他方の電極１２が、幅方向の他方側に配置された配線１４に接続されている。これにより、導通した配線の識別が容易になる。なお、隣り合う電極１２、１２に接続される配線１４、１４を導電部材１５を境にその両側にそれぞれ配置する形態に代えて、２本の配線１４、１４を同じ側に配置してもよい。

【0064】

前記配線１４を覆うように前記ベースフィルム１１の他方面に、可撓性を有する樹脂材などからなる被覆層（図示せず）を設けるのが好ましい。前記被覆層を設けることにより、前記配線１４が被覆層によって保護され、配線の断線が防止できる。

【0065】

前記配線１４は、ベースフィルム１１の端縁まで延び、図４に示されるように、一方の端縁に設けられたコネクタ１８を介して１本の平ケーブルとして外部に延びている。従来のように小片状のセンサを複数設置した場合には、各センサから延びるケーブルを多数配置する必要があり、設置が煩雑になるばかりでなく、センサからの信号と位置との整合が困難となるなどの欠点があった。これに対して、本接触検知センサ１０では、センサ１０から１本の平ケーブルが延びており、この平ケーブルを接続することによって、各電極１２からの信号を簡単に出力機器（コンピューター等）に電送することが可能となり、設置作業が簡単になるとともに、センサからの信号と接触検知位置との整合が簡単にとれるようになる。

【0066】

図４に示されるように、前記接触検知センサ１０による信号は、前記平ケーブルを介して出力機器２０に電送されるようになっている。

【0067】

前記導電部材１５は、前記電極１２、１２…が配置された領域のほぼ全長に亘って、前記ベースフィルム１１の幅方向中央部に対応する位置に、前記ベースフィルム１１の部材長手方向に沿って連続する線状に設けられているのが好ましい。なお、前記導電部材１５は、必ずしも連続して設ける必要はなく、ベースフィルム１１の部材長手方向の途中に不連続部を有する断続的に設けてもよい。前記導電部材１５は、接触検知センサ１０に圧力が作用しない状態では前記ベースフィルム１１に配置された電極１２…から離隔して配置されるとともに、接触検知センサ１０が圧力を受けた際、圧力が作用した部分の導電部材１５が前記電極１２…に接触できるように配置されている。

【0068】

前記導電部材１５の材質としては、電気を通しやすい材料、例えば金、銀、銅、アルミニウム、又はこれらのうちから選択した２以上の複合材などを用いることができる。

【0069】

前記下部定着部材１６及び上部定着部材１７は、非導電性の弾性体、具体的にはゴム又は可撓性を有するプラスチックからなり、トンネル周方向に沿って連続する帯状に形成されている。

【0070】

前記下部定着部材１６の断面形状は、図５及び図６に示されるように、幅方向中央部に部材長手方向に沿って、内部に前記ベースフィルム１１が固設される上方に開口したベースフィルム取付溝部１６ａが形成されるとともに、その両側にそれぞれ、上部定着部材１７と係合する係合凸部１６ｂが部材長手方向に沿って形成されている。前記ベースフィルム１１は、前記電極１２…の配置面を上面にし、前記配線１４…の配置面が両面テープ又は接着剤等の公知の接合手段によって前記ベースフィルム取付溝部１６ａの底面に固設されている。

【0071】

一方、前記上部定着部材１７の断面形状は、幅方向両側にそれぞれ前記下部定着部材１６の係合凸部１６ｂと係合する係合凹部１７ａが部材長手方向に沿って形成されるとともに、前記下部定着部材１６のベースフィルム取付溝部１６ａ内において、幅方向中央部に部材長手方向に沿って、内部に前記導電部材１５が固設される下方に開口した導電部材取付溝部１７ｂが形成されている。前記導電部材１５は、前記導電部材取付溝部１７ｂの底面の幅方向中央部に長手方向に沿って両面テープ又は接着剤等の公知の接合手段によって固設されている。前記下部定着部材１６の係合凸部１６ｂを上部定着部材１７の係合凹部１７ａに係合させて下部定着部材１６と上部定着部材１７とを組み立てた状態で、前記ベースフィルム取付溝部１６ａの底面と、前記導電部材取付溝部１７ｂの底面とは、厚み方向に所定の離隔距離を有しており、これによって前記導電部材１５が前記電極１２…から離隔して配置されるとともに、圧力を受けた際、前記上部定着部材１７の導電部材取付溝部１７ｂの底部が弾性変形して、導電部材１５が電極１２に接触できるようになっている。

【0072】

前記導電部材取付溝部１７ｂの底面の前記導電部材１５が固設される部分には、該溝部１７ｂの開口部に向けて突出する導電部材固定凸部１７ｃが設けられるようにするのが好ましい。前記導電部材固定凸部１７ｃの頂部は、接触検知センサ１０に圧力が作用しない状態で、前記ベースフィルム取付溝部１６ａに固定されたベースフィルム１１の電極１２…の上方に離隔して配置されるようになっている。前記導電部材固定凸部１７ｃの断面形状は、図５及び図６に示される形態例では、略半円形であるが、矩形や台形、三角形などとしてもよい。前記導電部材固定凸部１７ｃに導電部材１５が固定されることにより、接触検知センサ１０が圧力を受けたとき、導電部材１５が電極１２に接触しやすくなり、型枠５の接触検知精度が向上する。

【0073】

また、前記接触検知センサ１０に圧力が作用したとき、前記導電部材１５が電極１２に確実に接触できるように、前記上部定着部材１７の外面であって、幅方向中央部に部材長手方向に沿って外側に突出する受圧用凸部１７ｄを形成するのが好ましい。すなわち、前記受圧用凸部１７ｄは、前記導電部材固定凸部１７ｃの外側に形成され、受圧用凸部１７ｄが外側から押圧されたときに導電部材固定凸部１７ｃが内側に変形しやすくなっている。前記下部定着部材１６の下面（外面）を所定の位置に接着して接触検知センサ１０を固定した状態で、前記接触検知センサ１０に圧力が作用したとき、外側に突出する前記受圧用凸部１７ｄに先行的かつ集中的に圧力を受けることにより、その内側に配置された導電部材１５が電極１２…に接触しやすくなり、型枠５の接触検知の精度が向上する。

【0074】

〔第２形態例〕
次に、本発明の第２形態例に係る接触検知センサ１０について説明する。第２形態例の接触検知センサ１０については、第１形態例の接触検知センサ１０と異なる点について説明し、特に説明しない点は、第１形態例の接触検知センサ１０と同様であり、第１形態例の接触検知センサ１０の説明が適宜適用される。

【0075】

上記第１形態例の接触検知センサ１０では、図１０に示されるように、１ｃｈに設けられた隣り合う電極１２ａ、１２ｂがそれぞれ異なる配線１４ａ、１４ｂに接続されるとともに、２ｃｈに設けられた隣り合う電極１２ｃ、１２ｄがそれぞれ異なる配線１４ｃ、１４ｄに接続されているが、本第２形態例の接触検知センサ１０では、図１２に示されるように、各区間（１ｃｈ及び２ｃｈ）に配置された隣り合う電極のうち、一方の電極１２が各区間に共通する１本の配線１４に接続され、他方の電極１２ａ、１２ｂがそれぞれ異なる配線１４ａ、１４ｂに接続されている。

【0076】

これにより、図１３に示されるように、上記第１形態例の接触検知センサ１０では、導電部材１５が１ｃｈと２ｃｈの間の隣り合う電極１２ｂ、１２ｃに跨がって接触した場合、これらの電極１２ｂ、１２ｃに接続する配線１４ｂ、１４ｃが導通可能となっていないため、接触が検知できないが、図１２に示されるように、本第２形態例の接触検知センサ１０では、１ｃｈと２ｃｈの境目に配置された電極１２が共通電極になるため、いずれの箇所に接触しても検知が可能となる。

【0077】

また、本第２形態例の接触検知センサ１０では、配線の必要数が最小限に抑えられる利点もある。例えば、配線が２４本の場合、上記第１形態例の接触検知センサ１０では、各チャンネルで２本の配線が必要になるため、１２ｃｈしか設置できないのに対して、本第２形態例の接触検知センサ１０では、１本の共通する配線の他は各チャンネルに使用できるため、２３ｃｈまで設置が可能となる。

【0078】

〔第３形態例〕
本第３形態例の接触検知センサ１０については、上記第２形態例の場合と同様に、第１形態例の接触検知センサ１０と異なる点について説明する。

【0079】

上記第１形態例の接触検知センサ１０では、図７に示されるように、電極１２をベースフィルム１１の幅方向に対して一方側又は他方側の端部近傍から幅方向反対側の中間位置まで延在させることにより、隣り合う電極１２、１２同士が互い違いとなるように配置されているが、本第３形態例の接触検知センサ１０では、図１４に示されるように、全ての電極１２…が、ベースフィルム１１のほぼ全幅に亘って配置されている。これにより、接触検知センサ１０の製造が容易になる。

【符号の説明】

【0080】

１…吹付けコンクリート、２…防水シート、３…セントル、４…打設済覆工コンクリート等、５…型枠、６…支持フレーム、７…走行レール、８…コンクリート打設口、９…目地材、１０…接触検知センサ、１１…ベースフィルム、１２…電極、１３…スルーホール、１４…配線、１５…導電部材、１６…下部定着部材、１７…上部定着部材、１８…コネクタ、２０…出力機器、Ｔ…トンネル、Ｔ１…地山側壁面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】