JPH02213583A - 流体噴出式横穴掘削装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、地下に埋設されるガス管や水道管等の流体用
管、または電力線、光や電気の信号線。

電力線等を収容する管を施工する横穴、あるいは水を排
出する横穴のように、比較的小径の横穴を掘進する横穴
掘削装置において、オーガの先端から水等の流体を噴出
させながら掘削を行なう流体噴出式横穴掘削装置に関す
る。

（従来の技術） 本発明者等は、前記した地下埋設管用横穴を、道路等に
溝を掘削することなく掘削しうる横穴掘削装置を開発し
ている。この横穴掘削装置は、オーガを把持する回転チ
ャック装置を有する回転駆動装置をガイド枠上にて往復
させ、かつ往復動に伴なってスクリュー羽根を有するオ
ーガをねじ式に継足しながら掘削を行なうものである。

このような横穴掘削装置による掘削の際に、掘削対象と
なる地質か粘着性の大きい粘土質や硬土質の土丹層等の
場合には掘削抵抗か大となり、穴の方向か曲がったり、
掘削不能になるｓ態か発生することかある。このような
事態を打開するため、本発明者は、既に、オーガの先端
より水を噴出して掘削土壌を軟弱にしながら掘削する注
水式の横穴掘削装置を開発している。この給水装置は、
オーガの中心に通水孔を貫設し、オーガの継足し部と、
オーガと前記回転チャック装置の取付は筒との間にシー
ルリングを介在させ、先端のオーガの掘削ビットに水の
噴出口を設け、かつ、給水源からの水を前記オーガ内に
供給する通路を、前記回転駆動装置および回転チャック
装置に設けたものである。

（発明か解決しようとする課題） しかしこの先に開発したものは、オーガ継足しの際に、
先行オーガを回転チャック装置から外すと、給水ポンプ
を停止させても、地上から回転駆動装置に到る給水ホー
ス等に残っている水が回転チャック装置に設けたオーガ
との接続口（給水口）から漏出し、横穴掘削装置を設置
する縦穴あるいは溝の底部か水びたしになり、作業環境
を悪化させるという問題点かあった。

本発明は、−ヒ記の問題点に鑑み、オーガ継足しの際に
流体ホース等に残留している流体か縦穴あるいは溝の底
部に漏出することかなく、また噴出流体によって横穴が
乱されることのない流体噴出式横穴掘削装置を提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明は、オーガの回転駆動
装置に設けた回転チャック装置により継足し弐オーガを
把持し、前記回転駆動装置なガイド枠上にて往復させる
と共に、オーガを継足しながら横穴を掘削する。装置で
あって、前記回転チャック装置か、前記回転駆動装置内
にアクチュエータにより前進、後退されるように収容さ
れた摺動ブロックと、モータにより回転される回転ツロ
ツクと、該回転ブロックに放射状に摺動自在に装着され
ると共に、前記摺動ブロックの前進、後退に伴なって開
閉される複数個のチャック爪とからなるものにおいて、
前記回転ブロックに、オーガ内を通過させてオーガ先端
より噴出させる流体を通過させる孔を設け、鎖孔の一部
に開閉弁を設け、該開閉弁を前記摺動ブロックに連動さ
せ。

チャック爪開、閉時に開閉弁がそれぞれ閉、開となるよ
うに構成したことを特徴とする。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面により説明する。

第２図３よび第３図は本発明による横穴掘削システムの
一実施例の全体構成を示し、第４図は横穴掘削装置の平
面断面図である。第２図ないし第４図において、ｌは地
下配管、２は地下配管ｌに到る深さに掘削した縦穴、３
は該縦穴２に嵌め込んたケーシング、４は該ケーシング
３内に昇降自在に装着する横穴掘削装置、５はケーシン
グ３上に設置した操作装置、６は地面上に設置した給水
装置である。ケーシング３および操作装置５のフレーム
８には、対向するように２木のガイドレール７が設けて
あり、横穴掘削装Ｍ４を構成する円形フレーム９の左右
の柱部の上下には、前記ガイドレール７に沿って転動さ
せるガイトローラ１０か取付けである。また、門形フレ
ーム９の下部にはガイド枠１１が取付けられている。

前記ガイド枠１１には、ケーシング３に設けた開口部１
２に向かうように、平行をなすガイドレール１３が固設
され、オーガ１４の回転駆動装置１５は、その左右に２
個ずつ取付けられたガイドローラ１６が前記ガイドレー
ル１３に沿って転勤自在に係合されることにより、ガイ
ド枠１１上に移動自在に設置される。前記回転駆動装δ
１５は、前部にオーガ１４の尾端１４ａを把持する回転
チャック装置１７を有し、かつオーガ１４を回転させる
回転用油圧モータ１８を有する。

第１図は回転駆動装置ｉ１５の内部構成を示す断面図で
あり、オーガ回転用油圧モータ１８の出力軸に取付けた
駆動歯車３０は、ケース３１に回転自在に取付けた受歯
車３２と噛合させ、該受歯車３２は、ケース３１に鍔３
５ａをボルト７４によい固定した筒体３５に軸受７５を
介して回転自在に外嵌している。３３は前記鍔３５ａに
ボルト７６により取付けたチャック爪開閉用油圧シリン
ダてあり、該油圧シリンダ３３のピストンロッド３４は
前記筒体３５に摺動自在に貫通し、該ピストンロッド３
４の先端には軸受３６を介して摺動ブロック４０が回転
自在に取付けである。前記受歯車３２には、ボルト３７
によりチャック爪３９を保持する後回転ブロック３８お
よび前回転プロ・ンク５４（これら前後の回転ブロック
５４．３８は一体のブロックとして構成してもよい。）
が結合され、該これら前後の回転ブロック５４．３８に
は、第５図に示すように、３個のチャック爪３９か放射
状に摺動自在に装着されている。前記後回転ブロック３
８内には、前記ピストンロッド３４の軸心方向に摺動自
在に前記摺動ブロック４０か収容されており、第１図、
第６図に示すように、該摺動ブロック４０の周囲に設け
た傾斜％＠　４０　ａを前記各チャック爪３９の逆Ｔ字
形傾斜摺動脚３９ａに摺動自在に係合させてなり、前記
油圧モータ１８の回転によって前記歯車３０．３１と、
後回転ブロック３８、チャック爪３９および摺動ブロッ
ク４０等からなる回転チャック装置１７が回転し、また
、油圧シリンダ３３の伸縮によって摺動ブロック４０が
動き、チャック爪３９が開閉するように構成されている
。なお、本例においては、ピストンロッド３４の前進に
よりチャック爪３９が開くように構成されているが、こ
の反対に、摺動ブロック４０の傾斜面の向きを反対にす
ることにより、ピストンロッド３４の前進によりチャッ
ク爪３９が閉じる構成とすることも可能である。

また、第３図、第４図に示すように、前記回転駆動装置
１５の側部には、該回転駆動装置１５を往復動させる横
行用油圧モータ１９を有し、該横行用油圧モータ１９の
出力軸に取付けたビニオン２０を前記ガイドレール１３
に平行に設けたラック２１に噛合させ、該油圧モータ１
９の正逆回転により回転駆動装置１５か往復動するよう
に構成されている。

第４図において、２２はガイド枠１１の前部に取付けら
れた固定チャック装置であり、これはオーガＪ４を抜取
る際、さらに必要であればオーガ継足しの際に一部か地
中に埋没している先行オーガ１４の尾端１４ａを把持し
ておくものである。該固定チャック装置２２は、オーガ
１４の尾端１４ａを把持、解放可能となるように開閉自
在に取付けられた一対の爪２３．２４と、左右の開閉用
油圧シリンダ２５．２６と、その各ビスロンロッドの動
きを前記爪２３．２４にそれぞれ伝達するリンク機構２
７．２８とからなる。

第２図、第３図に示すように、操作装置５は、前記オー
ガ回転用油圧モータ１８、チャック爪開閉用油圧シリン
ダ３３および固定チャック装置２２の油圧シリンダ２５
．２６を操作するスイッチ類からなる操作盤４２と、横
行用油圧モータ１９を操作する操作レバー４３と、横穴
掘削装置４を昇降させるウィンチ４４と、横穴掘削装置
４の各アクチュエータにつながる油圧ホース４５や照明
灯やリミットスイッチ等につながるケーブル類をそれぞ
れ巻取るリール４６．４７と、作業車等（図示せず）に
搭載した電源や油圧源と横穴掘削装置４のアクチュエー
タとの間に挿入された切換弁等を収容した制御装置４８
とを有する。

次にオーガ１４の先端より水を噴出させる給水系統につ
いて説明する。第１図、第２図に示すように、各オーガ
１４はその尾端１４ａが雌ねじに形成され、先端１４ｂ
はその雌ねじに螺合する雄ねじに形成されたもので、各
オーガ１４の中心には通水孔５０を貫設している。また
、オーガ１４の継足し部にゴム等からなるシールリング
５１を嵌め、オーガを継足した状態においては、先行オ
ーガ１４Ａ（図示例は先端の掘削ビット１４Ａか示され
ているが、中継オーガ１４間についても同様）と後行オ
ーガ１４との間でシールリング５１か挟持されてシール
作用が発揮される。

第１図、第５図に示すように、前回転ブロック５４の中
央には、オーガ１４の尾端の雌ねじ孔を嵌合する円筒状
の取付は筒５５を一体に有し、該電材は筒５５の根本部
周囲には、ゴム等からなるシールリング５６か嵌合して
あり、回転チャック装ａｌｔ１７に把持されるオーガ１
４の尾端と該取付け筒５５との間で該シールリング５６
か挟持されてシール作用が発揮される。

回転駆動装置１１５のケース３１と、その中の回転体に
は、オーガ１４に対して水を供給する通路が設けられて
いる。その通路は、ケース３１に設けられ、給水ホース
５７に接続金具５８を介して接続される通水孔５９と、
該通水孔５９に連通し、ケース３１の内面の受歯車３２
との摺動面に周方向に設けた溝６０と、該溝６０に連通
ずるように受歯車３２に半径方向に設けた通水孔６１と
、該通水孔６１に連通ずるように受歯車３２゜後回転ブ
ロック３８および前回転ブロック５４に軸方向に設けた
通水孔６２と、該通水孔６２と前記取付は筒５５の中心
の通水孔５０Ｃとの間を連通させるように前回転ブロッ
ク５４に半径方向に設けた通水孔６３とからなる。

７７は前記取付は筒５５と前記ピストンロット３４の先
端に螺合等により固定されたロフト状の弁体７８とによ
り構成される開閉弁であり、実線で示すように、ピスト
ンロッド３４と共に摺動ブロック４０か後退してチャッ
ク爪３９か閉じている時、すなわちオーガ１４の尾端１
４ａがチャック爪３９により把持される際には取付は筒
５５の通水孔５０Ｃは開き、ピストン口・ンド３４を前
進させてチャック爪３９を開いている状態においては、
弁体７８が２点鎖線で示すように取付は筒５５の通水孔
５０ｃを閉塞する構成、すなわち、摺動ブロック４０に
連動して開閉弁７７が開閉される構成となている。

５３はオーガ１４の尾端１４ａの雌ねじ孔の奥部に取付
けられたゴム製逆止弁である。

第２図に示すように、給水装置６は、台６５上に設置さ
れた電動式または油圧式モータ６６と、これにより駆動
されるねしポンプ等の給水ポンプ６７と、掘削土砂の質
により水の粘度等を変えるベントナイト等の安定液溶解
装置６Ｂ　（６９は攪拌翼、７０は攪拌用モータである
。）とを有し、給水ポンプ６７の吐出側に接続された給
水ホース７１には止め弁７２を有し、該給水ホース７１
は、前記操作装置５のフレーム８上に設置されたリール
７３の静止軸側に接続され、前記給水ホース５７は該リ
ール７３に巻かれており、該リール７３にはぜんまいば
ね等の張力付与装置（図示せず）か設けである。

この装置において、オーガ継足しの際には横穴掘削装置
４をウィンチ４４により引上げ、回転駆動装置１５を後
退させた状態において１次のオーガ１４の尾端１４ａの
ねし孔を前記取付は筒５５に嵌合し、回転チャック装置
１７を閉じることにより、オーガ１４を把持し、横穴掘
削装置４をケーシング３内のストッパ（図示せず）によ
り係止させるまで降下させ、地中に一部埋設されている
先行オーガ１４に対し、横行用油圧モータ１９を作動さ
せて回転駆動装置１５を前進させると共に、オーガ回転
用油圧モータ１８を作動させてオーガ１４を正転させる
ことにより、後行オーガ１４の先端１４ｂの雄ねじを先
行オーガ１４の尾端１４ａの雌ねじに螺合する。続いて
、止め弁７２を開け、給水ポンプ６７を作動させること
により、オーガ１４の先端の掘削ビット１４Ａの噴出口
５０Ｂから、給水圧力により、逆止弁５３の弾性に抗し
て水を流出させ、オーガ１４の先端に対向する土砂を軟
弱化しながら掘削を行なう。従って、粘土質の掘削を行
なう場合においても、オーガ１４を直進させて掘削を行
なうことが可能となる。なお、このとき、安定液溶解装
置６８における安定液の混合量を調整することにより、
土砂に応じた粘度の水（安定液）か供給され、安定掘削
か回走となる。

前記のようにオーガ１４の継足しを行なう際には、回転
チャック装置１７による先行オーガ１４の尾端１４ａの
把持を解き、取付は筒５５から尾端１４ａを外すが、チ
ャック爪２９を開く時には、ピストンロッド３４および
摺動ブロック４０を前進させるから、これに連動して、
弁体７８か取付は筒５５を閉塞するため、給水ホース５
７等に残っている木が通水孔５０ｃから縦穴２の底部に
漏出することがなく、縦穴底部が水びたしになることか
防がれる６ また、本実施例においては、逆止弁５３をオーガ尾端に
設けているので、給水休止時にオーガ１４内の水か逆流
して縦穴２の底部に漏出するおそれがない。また、各オ
ーガ１４の継足し部にシールリング５１を設けたので、
オーガ１４間の継足し部からの給水の漏洩がなく、また
、回転チャック装置１７の取付は筒５５の根本部にもシ
ールリング５６を設けたので、回転チャック装置１７の
部分からの漏洩も防止され、掘削ビット１４Ａから有効
に給水できる。

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は既設の
マンホール等の縦穴や溝内に据置き式あるいは昇降式に
設置するものや、オーガを自動的に継足して掘削を行な
う場合にも適用できる。また、摺動ブロック４０に連動
して開閉弁７７を開閉する機構は、摺動ブロック４０あ
るいはピストンロッド３４等に弁体７８を直着けするの
ではなく、摺動ブロック４０の傾斜面を利用してばねで
付勢された弁体をばねの力に抗して移動させる等、摺動
ブロック４０等と別体に設けられた弁体な移動させる構
成としてもよい。また、オーガ１４の先端から水を噴出
するのではなく、圧搾空気と共に水を噴出させる構成も
採用される。また、本発明は、噴出流体として水以外に
空気等の気体を用いても良く、この場合には、掘削中断
中における流体噴出による横穴の乱れを防止することか
でき、また、前記開閉弁と連動させて流体供給用駆動装
置の作動、停止を行なわせることにより、動力の損失が
低減される。また、各構成部材の構造、組合わせ等につ
いて、上記実施例以外に本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変更、付加が可使である。

（発明の効果） 以上述べたように１本発明に８いては５回転ブロックに
、オーガ内を通過させてオーガ先端より噴出させる流体
を供給する孔を設け、鎖孔の一部に開閉弁を設け、該開
閉弁を前記摺動ブロックに連動させ、チャック爪開、閉
に連動して開閉弁かそれぞれ閉、開される構成としたの
で、オーガからの噴出流体として水等の液体を用いた場
合、横穴掘削用の縦穴あるいは溝の底部に、オーガ継足
しの際に流体供給ホース等からの液漏れによって液かた
まることがなく、作業環境の悪化が避けられる。また、
噴出流体として空気等の気体を用いた場合には、掘削中
断中における流体噴出による横穴の乱れを防止すること
ができ、また、前記開閉弁と連動させて流体供給用駆動
装置の作動、停止を行なわせることにより、動力の損失
が低減される。また、チャック爪の開閉に伴なって開閉
弁の開閉が自動的に行なわれるので、作業員が開閉弁の
操作を行なう必要がなく１作業上の手間を増やすことが
なく、実用上非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流体噴出式横穴掘削装置の要部で
ある回転駆動装置の一実施例を示す側面断面図、第２図
は該実施例の回転駆動装置を具備した横穴掘削システム
を示す側面断面図、第３図は該システムの要部の正面断
面図、第４図は該実施例の回転駆動装置の平面断面図、
第５図は該実施例の回転チャック装置の正面図、第６図
は該実施例の摺動ブロックとチャック爪との保合構造を
示す断面図である。 特許出願人　日本電信電話株式会社外２名代理人　弁理
士　秋本正実外１名 第３図 ：通水孔 ４：横穴掘削装置 １１ニガイド枠 １７：回転チャック装置 ９ｍ ４０：摺動ブロック

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オーガの回転駆動装置に設けた回転チャック装置により
   継足し式オーガを把持し、前記回転駆動装置をガイド枠
   上にて往復させると共に、オーガを継足しながら横穴を
   掘削する装置であって、前記回転チャック装置が、前記
   回転駆動装置内にアクチュエータにより前進、後退され
   るように収容された摺動ブロックと、モータにより回転
   される回転ブロックと、該回転ブロックに放射状に摺動
   自在に装着されると共に、前記摺動ブロックの前進、後
   退に伴なって開閉される複数個のチャック爪とからなる
   ものにおいて、前記回転ブロックに、オーガ内を通過さ
   せてオーガ先端より噴出させる流体を通過させる孔を設
   け、該孔の一部に開閉弁を設け、該開閉弁を前記摺動ブ
   ロックに連動させ、チャック爪開、閉時に開閉弁がそれ
   ぞれ閉、開となるように構成したことを特徴とする流体
   噴出式横穴掘削装置。