JPH0427099A - 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、地下に埋設される電話線、信号線または電力
線等の収容管、もしくはガス管あるいは水道管等を施工
する横穴のように、比較的小径の横穴を掘進するねじ継
足し式掘削具を使用した横穴掘削装置に関する。

（従来の技術） 従来のねじ継足し式掘削具を使用した横穴掘削装置は、
縦穴にケーシングを挿入し、該ケーシング内面に昇降フ
レームを装着し、該昇降フレーム上に設けた掘削具の回
転駆動装置と、該回転駆動装置の横行装置の作動により
、掘削具による掘削を行なうと共に、回転駆動装置に設
けた後端把持用回転チャラフ装置と、昇降フレームの前
端に備えた先行掘削具の後端把持用の固定チャック装置
の開閉操作により、掘削具の継足しを行なって掘削を進
行させる構成を有し、また、昇降フレームを下降させた
ままで掘削具の着脱を能率良く行なうため、昇降フレー
ム上に、掘削具受は具を地上付近と昇降フレーム間で昇
降させる掘削具昇降装置と、掘削具把持具を有し該掘削
具把持具を前記掘削具受は具と前記回転チャック装置に
よる掘削具装着位置との間で移動させる回動式の掘削具
着脱装置とを備えていた（特願平１−３１１０８号）。

（発明が解決しようとする課題） このような横穴掘削装置により、例えば道路に埋設され
ている本管より、住居敷地内に至る新設管理設のための
横穴を掘削する場合、木管に達する深さに掘削された縦
穴より、敷地内に設けた縦穴に至る横穴を掘削するが、
敷地内に設ける縦穴を浅くして省力化を達成するには、
横穴を傾斜させて上向きに掘削する必要がある。そのた
めには、昇降フレームを、ケーシング内に装着する支持
フレームと、該支持フレームに傾斜可能に取付けたガイ
ドフレームとに分割し、ガイドフレームに前記各種装置
を搭載することか考えられる。しかし、このように構成
した場合、掘削具を地上と縦穴底部の横穴掘削装置本体
部分との間で搬送するための例えば油圧シリンダ等から
なる掘削具昇降装置か、ガイドフレームの傾斜時にケー
シングに当接してしまい、ガイドフレームをそれ以上の
傾斜させることかできないため、傾斜量か小となり、所
期の目的を達成することができない。

本発明は、上記問題点に鑑み、掘削具昇降装置を備えて
横穴掘削装置の本体部分を縦穴底部に降ろしたままて掘
削具の継足し、回収を行なうことを可能とした横穴掘削
装置において、傾斜した横穴を掘削することが可能とな
る構成のもの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） 上記目的を達成するため、本発明は、ねじ継足し式掘削
具を使用する横穴掘削装置において、縦穴内に挿入され
るケーシングと、該ケーシング内に装着される支持フレ
ームと、該支持フレームに傾斜可能に取付けられたガイ
ドフレームと、該ガイドフレーム上に設置された掘削具
の回転駆動装置、および該回転駆動装置を前進、後退さ
せる横行装置と、前記回転駆動装置に取付けられ掘削具
の後端を着脱自在に把持する回転チャック装置と、前記
ガイドフレームの前部に取付けられ、掘削具の継足しま
たは離脱時に先行の掘削具の後端を回転チャック装置の
軸線上て把持する固定チャック装置と、前記支持フレー
ム上に設置され、該支持フレームを降ろした状態におい
て、掘削具受は具を地上付近とケーシング内部との間で
昇陪させる掘削具昇降装置と、掘削具把持具を前記前記
掘削具受は具と前記回転チャック装置への掘削具装着位
置との間で移動させる掘削具着脱装置と、前記ガイドフ
レームを前記支持フレームに対して傾斜させる駆動装置
とを備えたことを特徴とする。

（作用ン 本発明は、上述の構造を有するので、掘削具を回転チャ
ック装置に把持させる際には、ガイドフレームを、ガイ
ドフレームと支持フレームとの間に設けた駆動装置によ
り水平にしておき、掘削具着脱装置の把持具を上向きに
し、かつ該把持具を開き、掘削具昇降装置の受は具に保
持されて下降される掘削具を前記把持具により把持し、
続いて掘削具着脱装置を作動させることにより、把持具
に把持されている掘削具を回転チャック装置の前方に同
窓に位置させ、横行装置の作動により回転駆動装置を前
進させ、回転チャック装置により把持具の後端を把持さ
せる。この後、掘削具着脱装置を元に戻して退避させ、
前記駆動装置の作動により、ガイドフレームを傾斜させ
、先行掘削具に対して、回転チャック装置に把持されて
いる後行掘削具を、回転駆動装置の前進と回転チャック
装置に回転により接続し、掘削を行なう。掘削具の１本
分に相当する掘削を行なった後は、回転チャック装置か
ら掘削具を釈放し１回転駆動装置を後退させ、ガイドフ
レームを水平にして前記した掘削具継足し動作に備える
。

傾斜した横穴を掘削した後、掘削具回収を行なう場合に
おいても、回転チャック装置に把持されている掘削具を
掘削具着脱装置に移す作業３よび掘削具着脱装置から掘
削具昇降装置への受は渡し作業を行なう場合は、ガイド
フレームを水平にする。

（実施例） 以下本発明の横穴掘削装置の一実施例を図面により説明
する。第１図は横穴掘削装置を作業状態で示す側面断面
図、第２図は同じく正面断面図、第３図は第２図のＡ−
Ａｌｌｒ面図、第４図は掘削具着脱装置を内側から見た
図である。

第１図および第２図において、Ａは地面から所定の深さ
に掘削された縦穴、ｌａ、ｌｂは該縦穴Ａに押し込まれ
たケーシングであり、縦穴Ａの深さに応じ、適宜長さの
ものか１本あるいは複数本組合わされ、地上に置いた円
形台ｌａ上に最上部のケーシングｌａを支持させて没入
を防止する。

該各ケーシングｌａ、ｌｂには１周方向にそれぞれ９０
度隔てた個所に、第３図に示すように、４本のガイトレ
ール５Ａ〜５Ｄか、溶接等により、縦向きに固定されて
いる。各ガイトレール５Ａ〜５Ｄは水平断面の先端か直
角をなし、互に隣り合うものの対向面は平行をなす。ま
た、下部ケーシングｌｂの下端のガイトレール５Ａと５
Ｂ間の中央と、ガイトレール５Ｂと５Ｃ間の中央と、ガ
イトレール５Ａと５Ｄ間の中央には、それぞれ切欠き状
の掘削具挿通用開口部９Ａ、９Ｂ、９Ｃか設けられてい
る。

２は門形をなす支持フレーム３と、これに取付けられる
ガイドフレーム４とからなる昇降フレームである。該支
持フレーム３は、左右の足部３Ｃ１３ｄを有し、その各
後部に、それぞれ断面り字形をなす左右の柱部３ａ、３
ｂか一体に結合されている。第３図に示すように、支持
フレーム３の底部３ｃ、３ｄの前後方向（掘削方向）の
幅Ｗは、ガイトレール５Ａ〜５Ｄの対向面間の間隔Ｘよ
りわずかに小さく設定され、いずれのガイドレール５Ａ
〜５Ｄ間にも足部３ｃ、３ｄが挿入可能となり、挿入時
には、足部３ｃ、３ｄの前端と、柱部３ａ、３ｂの背面
かガイトレール５Ａ〜５Ｄの対向面に摺接するように構
成されている。

該支持フレーム３の左右の足部３ｃ、３ｄ間には、スク
リューオーガ等の掘削具８の回転駆動装置７を走行自在
に搭載する前記ガイドフレーム４か、結合具６によって
中央部を結合することにより、足部３ｃ、３ｄに対して
ガイドフレーム４を枢着している。１５はガイドフレー
ム４の姿勢を水平、傾斜のいずれかにするための駆動装
置として設けられた油圧シリンダであり、該油圧シリン
タ１５は左右一対ずつ設けられ、上端を支持フレーム３
ａ、３ｂにピン付けし、下端をガイドフレーム４にピン
付けして取付けられる。

第２図、第３図に示すように、前記ガイドフレーム４に
は、対をなすガイドレール１０．１０か長手方向に固設
され、回転駆動装置７の下面の４隅に取付けたガイドロ
ーラ１１の外周に設けた溝をガイトレール１０に嵌合す
ることにより、回転駆動装置７か該ガイトレール１ｏに
よって位置決めされかつ移動可能となっている。

前記回転駆動装置７のフレームには、該回転駆動装置７
を横行させるための横行用油圧モータ１２を取付け、該
油圧モータ１２により回転されるピニオン１３を、ガイ
ドフレーム４に固定したラック１４に噛合させている。

回転駆動装Ｍ７は、掘削具回転用油圧モータ７ａとこれ
により回転される回転チャック装置７ｂとを有し、かつ
回転チャック装置７ｂを開閉させる機構（図示せず）を
内蔵するものである。すなわち回転チャック装置７ｂは
、前記油圧モータ７ａにより回転される回転体に放射状
に形成した複数個の拡底溝にそれぞれチャック用の爪を
摺動可能に嵌合し、回転駆動装置７に内蔵した油圧シリ
ンタ（図示せず）により爪を半径方向に移動させて掘削
具８の把み部８ａ（第４図参照）の把持と釈放とを行な
うものである。

第３図に示すように、前記ガイドフレーム４の端部には
掘削具継足しのための固定チャック装置１６か取付けら
れている。該固定チャック装置１６は、ガイドフレーム
４にボディ側がピン付けされた左右一対の油圧シリンダ
１７．１８と、相互に近接離反可能にガイドフレーム４
の前端に保持された掘削具後端の把み部８ａ把持用爪１
９．２０と、油圧シリンダ１７．１８の伸縮を把持用爪
１９．２０の開閉動作に変換するリンク２１．２２とか
らなる。

第１図、第２図において、２４はケーシングｌａ上に設
置するフレームであり、該フレーム２４には、昇降フレ
ーム２の昇降用ウィンチ２５と、操作スイッチ装置２６
と、横行および回転用操作レバー２７と、電気系の制御
装置２８Ａとを搭載する。また、前記支持フレーム３に
は、油圧系および掘削用空気（掘削具８の先端から噴出
させる）の制御装置２８Ｂを搭載する。油圧源や電源お
よびコンプレッサは作業車に備えるか、いずれも図示し
ていない。

前記昇降用ウィンチ２５の巻取りドラムに巻取り繰出し
されるワイヤローブ３１は、支持フレーム３の上枠３ｅ
の中央部に取付けたシーブ３２に掛け、終端をフレーム
２４に結合している。

第１図および第２図において、４０は掘削具着脱装置で
あり、該装置４０は、前記足部３ｄ上に設けた掘削具昇
降用油圧シリンダ５６の上端に取付けた掘削具受け具６
０（６１は油圧シリンダ５６に並設し同時に伸縮する伸
縮ロットてあり、該伸縮ロッド６エは受は具６ｏの水平
姿勢を保持するものである）と、回転駆動装置７の回転
チャック装置７ｂとの間で掘削具を着脱するものである
。

第１図および第４図に示すように、掘削具着脱装置４０
は、ガイドフレーム４上にボルト付けされたブラケット
４１と、該ブラケット４１上に取付けた油圧式回転シリ
ンダ４２と、該回転シリンダ４２の両端より突出した回
転軸４３に取付けた対をなす回動アーム４４とを備え、
該回動アーム４４の先端には、断面形か弧状をなす一対
の把持具４６．４７を、両端のピン４８．４９を中心と
して、油圧シリンダ５０により開閉されるように取付け
られている。第１図に示すように、回動アーム４４は、
受は具６０に保持されら掘削具８を受ける実線で示す位
置から、回転チャック７ｂの前方の同芯位置である２点
鎖線て示す位置まで約１８０度の範囲で回動可能に構成
されている。

第１図、第２図および第４図に示すように、掘削具受け
具６０は、掘削具８の前端の雄ねじ部８ｂと、後端の雌
ねじ筒部（回転チャック装置７ｂによる把み部）８ａが
それぞれ嵌合される半円形の凹部か形成された支持アー
ム６０ａ、６゜ｂを有する。

この装置を用いて縦穴Ａから横穴を掘削する場合は、縦
穴Ａ内にケーシングｌｂ、ｌａを、開口部９Ａか目標地
点に向くように挿入する。また、昇降フレーム２をフレ
ーム２４内に引上げた状態で回転チャック装置７ｂにビ
ット付掘削具８Ａ（第１図参照）を把持させ、ウィンチ
２５を巻下げ方向に回してケーシング１ｂの内面に固設
したストッパ５７に支持フレーム３か係止されるまで降
ろし、傾斜用油圧シリンダ１５を伸長させてガイドフレ
ーム４を第１図の２点鎖線ｄで示すように傾斜させる。

そして横行用油圧モータエ２を前進方向に作動させ、回
転駆動装置７かガイドフレーム４の前端位置に達するま
て前進させると同時に、回転駆動装置７の油圧モータ７
ａを正転させて掘削を行なう。

その後、回転チャック装置７ｂを開いてビット付掘削具
８Ａを釈放し、横行用油圧モータ１２を後退方向に作動
させ、回転駆動装置７をガイドフレーム４の後端位置ま
で後退させる。そして傾斜用油圧シリンダ１５を収縮さ
せて第１図の実線で示すようにガイドフレーム４を水平
にする。

一方油圧シリンダ５６を伸長させて掘削具受け具６０を
地上位置まで上げておき、地上にいる作業員か掘削具受
け具６０に掘削具８を載置し、油圧シリンダ５６を収縮
させ、掘削具８を降ろす。

このとき、第２図の実線で示すように、掘削具着脱装置
４０の回動アーム４４はケーシングｌｂ側に倒し、かつ
把持具４６．４７を２点鎖線すで示すように開いた状態
としておき、この把持具４６．４７内に掘削具８を降ろ
す。

次に前記油圧シリンダ５０を伸長させて掘削具８を把持
具４６．４７により把持した後、まず回転シリンダ４２
を作動させて回動アーム４４を第２図の２点鎖線ａに示
すように回動させ、これにより、掘削具８を回転チャッ
ク装置７ｂの前方に、軸線を一致させて位置させる。次
に回転駆動装置７を若干前進させ、回転チャック装置７
ｂを閉じることにより、掘削具８の把み部８ａを回転チ
ャック装置７ｂによって把持する。

次に油圧シリンダ５０を収縮させて、把持具４６．４７
による掘削具８の把持を解き、回転シリンダ４２を作動
させて把持具４６．４７をケーシング１ｂ側に退避させ
る。そして傾斜用油圧シリンダ１５を伸長させてガイド
フレーム４を第１図の２点鎖線ｄて示すように傾斜させ
る。

次に、ビット付掘削具８Ａの後端を前記固定チャック装
置１６によって把持しておき、回転駆動装置７を前進さ
せ、かつ後行の掘削具８を正転させることにより、ビッ
ト付掘削具８Ａの後端雌ねじ筒部である把み部８ａに後
行の掘削具８の前端雄ねじ部８ｂを螺入して後行の掘削
具８を接続し、続いて回転駆動装置７の前進と掘削具８
の正転により横穴掘削を行なう。

このような作業を繰り返すことにより、横穴掘削の終点
部に掘削されている縦穴または溝（図示せず）まで掘削
する。なお、掘削地盤か硬質である場合等においては、
先行の掘削具は地盤に確実に保持されるため、固定チャ
ック装置１６による先行の掘削具の後端の把持は必ずし
も必要てはない。

なお、地質等により、掘削具８Ａ、８を中空とし、該掘
削具８Ａの先端より圧搾空気あるいは水を噴出しなから
掘削を行なう。

次に掘削具８の回収作業について説明する。まず、ビッ
ト付掘削具８Ａを外して掘削具８の前端に掘削された横
穴に挿入する埋設管（図示せず）の端部な接続するか、
あるいはビット付掘削具８Ａの先端の掘削ビットを外し
て埋設管の端部を接続し、回転チャック装置７ｂにより
最後部の掘削具８の後端を把持している回転駆動装置７
を、横行用油圧モータ１２を後退方向に作動させること
により後退させる。

次に前記固定チャック装置１６によって先行の掘削具８
の後端の把み部８ａか把持てきる位置まて回転駆動装置
７を後退させたところて後退を停止し、先行の掘削具８
の後端を固定チャック装置１６により把持し、油圧モー
タ７ａを逆転させて回転チャック装置７ｂに把持されて
いる掘削具８を逆転させると共に、回転駆動装置７を後
退させて回転チャック装置７ｂに把持されている掘削具
８を地中に埋設されている先行の掘削具から離脱させる
。そして、傾斜用油圧シリンダ１５を収縮させてガイド
フレーム４を水平にする。

次に、第２図の実線の状態にある回転シリンダ４２を回
動させ、回動アーム４４の姿勢を２点鎖線の状態とし、
回転チャック装置７ｂに把持されている掘削具８に把持
具４６．４７を被せ、油圧シリンダ５０を伸長させて該
掘削具８を把持具４６．４７により把持する。続いて回
転チャック装置７ｂを開き、回転駆動装！ｉ７を後退さ
せる。

そして、回転シリンダ４２を作動させ、回動アーム４４
の姿勢を第２図の実線の状態に変化させることにより、
掘削具８を把持している把持具４６．４７を掘削具受け
具６０の位置まで回動させ、油圧シリンダ５０を収縮さ
せて把持具４６゜４７を開く。

次に油圧シリンダ５６を伸長させることにより、掘削具
８を掘削具受け具６０と共に地上に押し上げ、地上て作
業員かその掘削具８を回収する。そして、再び油圧シリ
ンダ５６を収縮させることにより、掘削具受け具６０を
把持具４６．４７の位置まて降下させる。

次に再び傾斜用油圧シリンダ１５を伸長させてカイトフ
レーム４を傾斜させ、回転駆動装置７を横行用油圧モー
タ１２の作動により前進させ、縦穴Ａ内に露出している
掘削具８の後端８ａを回転チャラフ装Ｎ７ｂにより把持
し、前記同様の動作により掘削具８を回収する。このよ
うな作業を埋設管の先端か縦穴Ａ内に露出するまで行な
う。

なお、このように横穴掘削を行なった後、既設の横穴に
対して直角をなす方向に横穴を掘削する場合は、ケーシ
ングｌａ、ｌｂは縦穴Ａ内に挿入したままの状態にして
おき、昇降フレーム２をフレーム２４内に引上げた状態
で、作業車に備えた吊上げ装置等により、昇降フレーム
２と共にフレーム２４を吊上げ、吊上げた状態で９０度
回転させ、ガイドフレーム５Ａと５Ｂ間、５Ｃと５Ｄ間
にそれぞれ支持フレーム３の足部３ｄ、３ｃ（または３
ｃ、３ｄ）を挿入してフレーム２４をケーシングｌａ上
にセットし、今度は開口部９Ｂ（または９Ｃ）から掘削
具８を出し入れして前記と同様の掘削と掘削具回収作業
を行なう。

このようにすることにより、ケーシング１ａ、ｌｂを引
抜くことなく、方向の異なる掘削作業の切換えか行なえ
る。

上記実施例においては、ガイドフレーム４の傾斜角は一
定としたが、油圧シリンダ等の動作範囲か規制できる調
整可能なストッパ等を設けることにより、前記傾斜角か
調整できるように構成しても良い。

（発明の効果） 本発明によれば、ケーシング内に装着する支持フレーム
に、駆動装置により水平姿勢と傾斜姿勢とが選択可能と
なるようにガイドフレームを取付け、支持フレームに掘
削具昇降装置を設置し、ガイドフレームに、掘削具着脱
装置を取付け、掘削具を回転チャック装置と掘削具昇降
装置の受は具との間で受は渡しする際には、ガイドフレ
ームを水平とし、掘削時には前記駆動装置によりガイド
フレームを傾斜させるようにしたので、掘削具昇降装置
は常に垂直姿勢をとり、従って、ケーシングに掘削具昇
降装置か当接するおそれがなく、掘削具昇降装置を有す
る横穴掘削装置において、掘削する横穴の傾斜角の選定
か自由に行なえる。

また、縦穴の深さや、ケーシングの内径の大小に拘らず
、掘削具昇降装置かケーシングに当接するおそれがなく
、縦穴ないしはケーシングの径および深さの選定も自由
に行なえ、最適条件て経済的に横穴掘削を行なうことか
てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による横穴掘削装置の一実施例を作業状
態で示す側面断面図、第２図は同しく正面断面図、第３
図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４図は該実施例の掘削具
着脱装置を内側より見た図である。 特許出願人　大阪瓦斯株式会社外２名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ねじ継足し式掘削具を使用する横穴掘削装置において、
   縦穴内に挿入されるケーシングと、該ケーシング内に装
   着される支持フレームと、該支持フレームに傾斜可能に
   取付けられたガイドフレームと、該ガイドフレーム上に
   設置された掘削具の回転駆動装置、および該回転駆動装
   置を前進、後退させる横行装置と、前記回転駆動装置に
   取付けられ掘削具の後端を着脱自在に把持する回転チャ
   ック装置と、前記ガイドフレームの前部に取付けられ、
   掘削具の継足しまたは離脱時に先行の掘削具の後端を回
   転チャック装置の軸線上で把持する固定チャック装置と
   、前記支持フレーム上に設置され、該支持フレームを降
   ろした状態において、掘削具受け具を地上付近とケーシ
   ング内部との間で昇降させる掘削具昇降装置と、掘削具
   把持具を前記前記掘削具受け具と前記回転チャック装置
   への掘削具装着位置との間で移動させる掘削具着脱装置
   と、前記ガイドフレームを前記支持フレームに対して傾
   斜させる駆動装置とを備えたことを特徴とする横穴掘削
   装置。