JPH01207597A - 土中推進穿孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業、ｌ−の利用分野］ 本発明は、管体を非開削にて土中に布設する際に用いら
れる土中推進穿孔装置に関するものである。

［従来技術］ Ｌ中に管体を埋設する場合、地上より所定深さまで開削
して管体を埋設する工法、あるいは地」二より開削せず
、適当なピットを設け、また地形的にピットを設ける必
認のないところでは、その−方より所定の方向に掘削ま
たは穿孔して順次管体を埋設する工法が採られる。

本発明は土中を穿孔しながら、順次管体を押し込んで行
く管体推進工法で使用される土中推進穿孔装置にあるが
、まず、この管体推進工法を説明する。

第４図において示すように発進ピットＰ１と到達ピッ）
　Ｐ２とが−Ｌ中に掘られ、ビＩ）Ｐｔ中に元押し装置
２０が設置される。

２１は土中推進穿孔装置であり、油圧部２２と／１１１
圧部２２に連結され、油圧によって動作するヘッド部２
２′よりなる。２３はそれまでの土中ｔＩＥ進穿孔装置
２！及び元押し装置２０により、順次圧入された管体を
示している。

元押し装置２０が静ＩＬの状態で、土中推ノ■穿孔装置
２Ｉに内蔵されている油圧装置（図示していない）で、
ヘッド２２′が土中矢印方向に押し込まれ、−定長さ進
むと、前記油圧装置の油圧は解放され、元押し装置２０
により矢印方向に、継がれた管体２３を押し込めば、油
圧の解放状態で、継がれた管体２３およびｔ中推進穿孔
装置の油圧部２２は一体に前進し、この作業を繰返すこ
とにより、管路を構築することができる。なお、図で２
４は油圧源、２５は操作盤、２Ｂは油圧ホース、信号ケ
ーブルを示す。

［発明が解決しようとする問題点コ １）１ｊ述のような管体推進工法に用いられる土中推進
穿孔装置として、従来第５図に示す装置を用いていた。

図において３１は第４図の土中推進穿孔装置２１に対応
し、３２．３２’はそれぞれ油圧部２２．ヘッド部２２
′と対応する。

３３はヘッド、３４は球面座、３５は角孔、３６は突起
金具、３７は外筒、３８はピストンロッド、３９は油圧
ンリンダ、４０は回転伝達軸、４１はインデックス型／
ｌｌ＋圧モータ、４２はピン、４３は球面座３４の赤道
面に形成された一定幅の凹溝、４４はピストンを示す。

ヘッド３３を連結した球面座３４は外筒３７の先端に回
転自在に嵌め込まれるが、ピン４２を球面座３４の凹溝
４３に嵌め込むことで、ヘッド３３の方向変更はある程
度に制限されるように構成されている。このＬ！７而座
面４の背面に、先端に突起金具３６を具えるピストノロ
ノド３８が対向して接触し、ピストンロッド３８は′ｔ
ｌＩ＋圧部３２の油圧シリンダ３３内のピストン４４と
一体になり、更にピストンロッド３８はその他端に同心
的に設けた中空孔によって回転伝達軸４゜を保持し、回
転伝達軸４０は油圧ンリンダ３９をｉＴ通して後方に廷
び、この回転伝達軸４０は油圧部外筒に固定されたイン
デックス型油圧モータ４１に連結される。

抽圧ンリンダ３９はヘッド部３２′の外筒３７に水密に
嵌合する径となっており、図示していないが、油圧シリ
ンダ３３に／１１１圧をかけた場合、ピストン４４を動
かし、ヘッド部３２′のみ前進させることができる。イ
ンデックス型油圧モータ４１に結合された回転伝達軸４
０はピストノロノド３８の作る中空孔内で＋Ｉｉｊ後に
移動はできるが、キー溝結合によりピストン口、ド３８
と一体に回転するように係合されているので、ヘンド３
３の結合されている球面座３４を、へ、ド部３２′の伸
縮の１．＜　７３で回転させることができる。

この装置の方向制御機能はＭｌ＋圧ンリンリンダ３３圧
制御によるピストンロッド３８の伸縮動作とインデック
ス型油圧モータ４１の分割回転動作との関連により成立
っており、まず、油圧シリンダ３９の縮動作により、ピ
ストンロッド３８が後退し、次にインデックス型油圧モ
ータ４１が所定の角度だけ回転すると、回転伝達軸４０
とピストン口、ド３８が同時に回転する。

従ってピストンロッド３８の先端の突起金具３６が所定
の角度回転する。

この状態から油圧シリンダ３９に油圧を加え伸び動作に
すると、ピストンロッド３８が前進シテ、ピストンロッ
ド３８の先端の突起金！１３６が球面座３４の対向面に
押し当てられる（図示の状態）ので、球面座３４は傾く
ため、球面座３４に保持されているヘッド３３も傾くの
で、ヘッド３３の傾きの方向へ土中推進穿孔装置の進行
方向を変更する制御ができる。

このように結局、インデックス型ｎＩＩ圧モータ４１の
分割角度方向だけ方向制御できることになる。なお、外
筒３７は油圧部３２とキー溝結合によって回転しないよ
うに構成されている。

又、土中ｔ（Ｌ進穿孔装置３Ｉの直進状態の制御は、＋
１１１記突起金具３６の突起を回転させ、球面座３４の
一部に対応して設けた角孔３５に合致させれば、突起が
角孔３５に入るので、球面座３４は傾きをなくし、ヘン
ド３３の前面は装置の軸線に対して垂直をなす。

これにより土中ｆｉＥ進穿孔装置３Ｉは直線伏に進行で
きることになる。

しかし、このような構成を備える土中ｔｆｔｆｔ同装置
次のような問題があった。

すなわち、方向制御機構の一部品として球面座を用いて
いるために球面座と外筒との掛ＩＩ　（球面保持面積）
を大きくとることができず、従って取り得る傾？１角も
最大１０度程度が限界であった。

このため、球面座に保持しているヘッドの傾斜角も小さ
いため、軟弱地盤での管体推進時に土中Ｉ１１進穿孔装
置の方向制御を十分発揮できないという問題があった。

一方、実開昭６２−７４８７号公報（実願昭［１Ｏ−９
Ｇ７４３号明細１１ｒならびに図面）に、油圧装置によ
り回転しながら前進、後退できるピストンロフトの先端
に取付けられた傾斜面のある先端へ、ドが、回転しなが
ら土中を＋ｌｌｌ退して土中の硬い岩盤に当り回転不能
となったときとか、軟弱な地盤で、先端ヘッドを後退さ
せたときに、先端ヘッドの作った先導孔が崩れ、先導孔
に沿って管体を１１Ｆ進できなくなる不具合を解消する
ため、先導管先端に、先端へ、ドを退入できるヘッドカ
バーを設けた先導装置が提案されている。

この先導装置を土中で直進させるときは、先導装置に内
蔵される油圧装置によって先端ヘッドを」１中で回転さ
せながら一部ストロークｔｆｔ進させ、その後先押し装
置で管体と一体に土中を推進させるか、先端ヘッドをヘ
ッドカバー内に退入させ、先導管で直進するとき、装置
自体にヘッドを推進させる機能がないので、土中におい
て管体とともに元押し装置によってｔ（Ｕ進させられる
。そしてヘッドの傾斜面方向を変更制御するときは、パ
ッドが土中に突出した状＠で、油圧装置によってヘッド
を所定角度に変えるのでトルクを要し、このとき、装置
自体にヘッドを推進させる機能がないので、土中におい
て管体とともに元押し装置によって（（［進させられる
。

［発明の構成］ 本発明は第５図に示すような従来の装置、１１τｉ記公
報に提案されるような４Ａ置での問題を克服できる土中
１１１進穿孔装置を提供するものであって、外筒の内側
の内管内にテーパーヘッドを収納し、これと−軸で連結
されている油圧装置のピストンロッドの後退位置で前記
テーパーヘッドを外筒、内筒の先端より突出した位置に
保持し、このテーパーヘッドの突出した上を前記ピスト
ンロッドの移動により内筒先端がテーパーヘッドの先端
まで到達するようにし、土中において内筒によりテーパ
ーへノドの外側に穿孔して、テーパーヘッドの傾斜面方
向変更のためのテーパーヘッドの所定角度回転を容易と
し、土中を直進させる場合は、前記内筒内にテーパーヘ
ッドの先端と内筒の先端をほぼ揃え、これに若干外筒先
端が後れる状態で、その相対位置を保って、ピストンロ
フトの重力への移動により、＋１ｉｆ記内筒、外筒を土
中に推進できるように構成した土中ＩイＬ進穿孔装置で
ある。

第１図は、本発明の一実施例をテーパーへ、ド突出の状
態（方向変更制御状態）を示し、第２図は、第１図実施
例の突出するテーパーヘッドに内筒が被った状態（直進
制御状態）を示し、第３図は第２図Ａ−Ａ視断面を示す
。

第１図において、１は外筒で、１′は外筒１の−ｍｓ　
テアル外筒ＩＬ（ｍｌ　）ｈ、＋　ＩＦ’　部テ、Ｉ　
”　Ｉｔ　後述（１）　：’、’＋１　ｉＴの通る通孔
である（第３図参照）。２は外筒１の内側に回転自在に
１１χめ込まれた内筒であり、２′は内筒２の一端にお
いて形成されている割管部である（第３図参ｊ！／ｉ　
）。３はテーパーヘッド、３′はテーパーへノドの支ｔ
、’ｒ部、４はテーパーへ、ド支持部３′の端より形成
された中空孔５に嵌入された回転伝達軸で、キーとキー
溝により、軸線方向に摺動可能で、この回転伝達軸４の
回転によりテーパーヘッド３を一体に回転させるように
構成されている。この回転伝達軸４の端部には一体に支
持板６を具え、支持板６で、外筒１の通孔ｌ＃を通した
内筒２の割管部２′の端部をピン６′で連結し、支持板
６を介し、回転伝達軸４とピストンロッド８側をビン７
で同一軸線上で連結する。９はピストンロッド８に対す
る油圧シリンダである。

ピストンロフト８の他端より形成された中空孔１２に回
転伝達軸１３が嵌入され、キーとキー溝により、軸線方
向に摺動可能で、この回転伝達軸Ｉ３の回転により、ピ
ストンロンド８．テーバーヘッド３は一体に回転する。

なお、ＩＯはピストン、１１は／１１１圧ボトム、１４
は油圧配管を示す。

＋５はインデックス型油圧モータを示すが、このインデ
ックス型油圧モータＩ５の回転軸は回転伝達軸１３と連
結され、１１」記曲圧ンりンダ９および油圧モータＩ５
はフレーム１６に固定されているので、−軸にあるテー
パーヘッド３はインデックス型油圧モータ１５の回転に
より一体に回転する。なお＋７はｆ）／＜−を示す。図
示のように、ピストンロッド８の最後退位置でテーパー
ヘッド１の全幅が内外管の先端より露出する。

ここで、方向変更制御動作を説明する。テーパーヘッド
３の方向変更制御はインデックス型油圧モータ１５を所
定角度だけ回転させて行うが、図示の状態では、土中で
テーパーヘッドを回転させることになるので、過大なト
ルクが必要となる。

従って、本装置では、第２図に示すように、／ｌｂ圧シ
リンダ９に油圧を与え、ピストノロ１ド１２をｔＩｔ進
させる。ピストンロッドＩ２の前進により、内筒２は前
進し、丁度内筒２の先端がテーパーヘッド３の先端を覆
う位置に押出す。このストロークは、外筒１の隔壁部１
′の背面と回転伝達軸４の支ｔ、ｌＩ仮６の間の長さで
ある。

テーパーヘッド３の先端より、再び内筒２を後退させた
状態で、インデック型油圧モータを回転させ、テーパー
ヘッド３に対する角度制御を行う。

内筒２の土中への突出によりテーパーヘッド３の周辺部
は内筒の肉厚分だけ土中に空隙ができるので、テーパー
ヘッド３を回転させるための７反トルクは小さくて済む
。この場合、テーパーヘッド３は外筒１１円筒２の先端
より突出しているが、この状態で装置には自刃による推
進機能はなく、管体と一体に元押し装置によって土中に
押し込まれる。

直進制御動作については、第２図に示すように、油圧７
リンダ９のピストンロッド８の伸び動作により、内筒２
とテーパーヘッド３の先カＩＪが一致する位置となり、
ここでピストンロッド８と一体の回転伝達軸４の支持板
６によって、外筒工の隔！−！ＦＩｉ、１’は押され、
外筒１．内筒２．テーパーへ、ド３はテーパーヘッド３
の先端が内筒２で覆われ、外筒１は若干後れた状態で、
王者相対位置を保ちながら、ヒストンロッド８のストロ
ーク分、土中に圧入されて行くので、これによって直進
制御が可能となる。

［発明の効果コ 以上説明したように、土中１１Ｆ進穿孔装置の方向制御
の際、ヘッドは従来の技術では球面座を利用してヘッド
自体の傾きをとるため、傾斜角を大きくできなかったが
、本発明ではテーパーヘッドを用いておいて、地盤の質
によりテーパーヘットの傾斜面角度の異なるものに取換
えることができ、土中１１Ｆ進における方向制御の精度
を向上させることができる。

本発明装置では、内筒、外筒な直線的に前後進させるこ
とができ、方向制御の場合は、この内筒が１．中で突出
してテーパーヘッドの外周を口い、この内筒の突出によ
りテーパーヘッドの周囲に隙間を作り、テーパーヘッド
の方向変更を容易となし、直線制御の場合、外筒をも一
緒に前進させるので１１１ｊ方上中を大きく穿孔し、管
体推進工法の施工を能・ぐ（よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例をテーパーヘッド突出の杖熊
で示す。 第２図は、第１図実施例の突出するテーパーへ７ドに内
筒が波った状態を示す。 第３図は、第２図Ａ−Ａ視断面を示す。 第４図は、本発明装置が適用される管体１（１進ｌ−法
の説明図である。 第５図は、従来の土中推進穿孔装置を示す。 １・・・外筒、１′・・・隔壁部、１＃・・・通孔、２
・・・内ｒ１．２′・・・害す管＋ｉ（，３・・・テー
パーヘッド、３′・・・テーパーヘットの支持部、４・
・・回転伝達軸、５・・・中空孔、６・・・回転伝達軸
の支持板、８・・・ピストンロッド、９・・・油圧シリ
ンダ、＋５・・・インチ１クス型油圧モーター。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧シリンダのピストンロッドの片端側に回転伝
   達軸と一体の支持板を連結し、外筒底部の隔壁部の通孔
   に内筒の割管部を挿入し、前記内筒の内側に支持部を具
   えるテーパーヘッドを挿入し、前記支持部と前記回転伝
   達軸とは互に軸線方向に移動はできるが、一体に回転す
   るように連結するとともに、前記割管部の端部を前記支
   持板に連結し、前記油圧シリンダのピストンロッドの他
   端側を、前記油圧シリンダと一体に配した油圧モータよ
   りの回転伝達転軸と軸線方向に移動はできるが、一体に
   回転できるように連結し、前記ピストンロッドが最後退
   の状態で、テーパーヘッドが外筒の先端より突出し、前
   記ピストンロッドの伸び動作で、前記内筒の前進により
   前記テーパーヘッドを覆い、更に前記ピストンロッドの
   伸び動作により、前記内管は前記テーパーヘッドを覆っ
   たまま、前記外筒と一体に前進することを特徴とする土
   中推進穿孔装置。