(57)【要約】【課題】  カッターで切り崩した土砂岩石を粉砕でき、かつ、耐久性に優れる機構を備えた横穴掘進機を提供する。【解決手段】  前進移動する管本体１０と、管本体１０に取付けられた羽口部２０と、羽口部２０に固定され、モーター部４０の前端部にサイクロイド式の減速部５０を、その回転体５１が羽口部２０に対して偏心して減速回転するように設けた減速モーター３０と、回転体５１に取付けられたカッター機構６０と、カッター機構６０で切り崩した土砂岩石Ｒを粉砕する破砕機構７０とで構成する。破砕機構７０を、回転体５１の外周面に設けた回転破砕体７１と、羽口部２０に設けた固定破砕体７５とで構成する。回転破砕体７１を、回転体５１の外周面に嵌着した軸受部７２と、軸受部７２に回転自在に嵌合し、外周面に硬質製の破砕突起部７５を有するローラー体７３とで構成する。【選択図】      図２
2014240541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に横穴を掘削するための掘進機であって、推進ジャッキ（２）によって前進する管本体（１０）と、前記管本体の前端部に屈曲自在に取付けられた羽口部（２０）と、前記羽口部にモーター部（４０）を固定し，該モーター部の前端部にサイクロイド式の減速部（５０）を，その外殻を形成する回転体（５１）が前記羽口部に対して偏心して減速回転するように設けた減速モーター（３０）と、前記回転体の前端部に取付けられて回転するカッター機構（６０）と、前記カッター機構で切り崩した土砂岩石（Ｒ）を粉砕する破砕機構（７０）と、を備え、前記破砕機構を，前記回転体の外周面に設けた回転破砕体（７１）と，前記羽口部の内周面に前記回転破砕体に対向して設けられ，前記回転破砕体との間に破砕空間部（Ｓ）を形成する固定破砕体（７５）とで構成し、前記回転破砕体を，前記回転体の外周面に嵌着した軸受部（７２）と，前記軸受部に回転自在に嵌合し，外周面に硬質製の破砕突起部（７５）を有するローラー体（７３）とで構成したことを特徴とする横穴掘進機。
【請求項２】
地中に横穴を掘削するための掘進機であって、推進ジャッキ（２）によって前進する管本体（１０）と、前記管本体の前端部に屈曲自在に取付けられた羽口部（２０）と、前記羽口部にモーター部（４０）を固定し，該モーター部の前端部にサイクロイド式の減速部（５０）を，その外殻を形成する回転体（５１）が前記羽口部に対して偏心して減速回転するようにを設けた減速モーター（３０）と、前記回転体の前端部に取付けられて回転するカッター機構（６０）と、前記カッター機構で切り崩した土砂岩石（Ｒ）を粉砕する破砕機構（７０）と、を備え、前記破砕機構を，前記回転体の外周面に設けた回転破砕体（７１）と，前記羽口部の内周面に前記回転破砕体に対向して設けられ，前記回転破砕体との間に破砕空間部（Ｓ）を形成する固定破砕体（７５）とで構成し、前記回転破砕体を，前記回転体の外周面に嵌着した軸受部（７２）と，前記軸受部に回転自在に嵌合し，外周面に硬質製の破砕突起部（７５）を有するローラー体（７３）とで構成し、前記ローラー体の内周面に，前後方向への抜け出しを防止するための凹面（７３ａ）と凸面（７３ｂ）を形成し，前記軸受部を，前記凹面に摺接する第一軸受部（７２ａ）と，前記凸面に摺接する第二軸受部（７２）とで構成したことを特徴とする横穴掘進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水道管やガス管あるいは通信ケーブル配管などを埋設する際に、地中に横穴を掘削するために使用する横穴掘進機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、地中に上下水道管や通信ケーブル配管などを埋設するために、横穴掘進機が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この横穴掘進機は、管体の前端部に回転式のカッターを取付け、このカッターを回転させながら前進させることによって土砂や岩石（土砂岩石）を切り崩し、切り崩した土砂岩石をそのまま管体の内部を通して排出しながら横穴を連続的に掘削するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６１−５６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の横穴掘進機では解決すべき課題がある。すなわち、この横穴掘進機は、カッターで切り崩した土砂岩石をそのままの状態で管体の内部を通して排出しているため、その排出が困難である。例えば、カッターによって切り崩された土砂岩石には当然ながら硬くて大きな塊状のものも含まれるが、こうした塊状のものをそのまま排出することは極めて厄介である。
【０００６】
従って、土砂岩石を細かく粉砕する機構が求められる。同時に、硬くて大きな塊状の土砂岩石にも対応することのできる優れた耐久性を備えた機構が求められる。
【０００７】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、カッターで切り崩した土砂岩石を細かく粉砕することができ、かつ、耐久性に優れる機構を備えた横穴掘進機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
図１乃至図５を参照して説明する。請求項１に記載の横穴掘進機１は、地中に横穴を掘削するための機械であって、推進ジャッキ２によって前進する管本体１０と、前記管本体１０の前端部に屈曲自在に取付けられた羽口部２０と、前記羽口部２０にモーター部４０を固定し、そのモーター部４０の前端部にサイクロイド式の減速部５０を、その外殻を形成する回転体５１が前記羽口部２０に対して偏心して減速回転するように設けた減速モーター３０と、前記回転体５１の前端部に取付けられて回転するカッター機構６０と、前記カッター機構６０で切り崩した土砂岩石Ｒを粉砕する破砕機構７０とを備える。
【０００９】
また、前記破砕機構７０を、前記回転体５１の外周面に設けた回転破砕体７１と、前記羽口部２０の内周面に前記回転破砕体７１に対向して設けられ、前記回転破砕体７１との間に破砕空間部Ｓを形成する固定破砕体７５とで構成する。
【００１０】
そして、前記回転破砕体７１を、前記回転体５１の外周面に嵌着した軸受部７２と、前記軸受部７２に回転自在に嵌合し、外周面に硬質製の破砕突起部７４を有するローラー体７３とで構成する。
【００１１】
請求項２に記載の横穴掘進機１は、地中に横穴を掘削するための機械であって、推進ジャッキ２によって前進する管本体１０と、前記管本体１０の前端部に屈曲自在に取付けられた羽口部２０と、前記羽口部２０にモーター部４０を固定し、そのモーター部４０の前端部にサイクロイド式の減速部５０を、その外殻を形成する回転体５１が前記羽口部２０に対して偏心して減速回転するようにを設けた減速モーター３０と、前記回転体５１の前端部に取付けられて回転するカッター機構６０と、前記カッター機構６０で切り崩した土砂岩石Ｒを粉砕する破砕機構７０とを備える。
【００１２】
また、前記破砕機構７０を、前記回転体５１の外周面に設けた回転破砕体７１と、前記羽口部２０の内周面に前記回転破砕体７１に対向して設けられ、前記回転破砕体７１との間に破砕空間部Ｓを形成する固定破砕体７５とで構成する。
【００１３】
また、前記回転破砕体７１を、前記回転体５１の外周面に嵌着した軸受部７２と、前記軸受部７２に回転自在に嵌合し、外周面に硬質製の破砕突起部７４を有するローラー体７３とで構成する。
【００１４】
さらに、前記ローラー体７３の内周面に、前後方向への抜け出しを防止するための凹面７３ａと凸面７３ｂを形成し、前記軸受部７２を、前記凹面７３ａに摺接する第一軸受部７２ａと、前記凸面７３ｂに摺接する第二軸受部７２ｂとで構成する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の横穴掘進機１は破砕機構７０を備え、その回転破砕体７１を回転体５１の外周面に嵌着した軸受部７２と、その軸受部７２に回転自在に嵌合し、外周面に硬質製の破砕突起部７４を有するローラー体７３とで構成したので、カッター機構６０で切り崩した土砂岩石Ｒを容易に粉砕することができると共に、耐久性にも優れる。
【００１６】
すなわち、切り崩した土砂岩石Ｒに、回転体５１と共に回転する回転破砕体７１と羽口部２０に設けられた固定破砕体７５とで左右方向あるいは上下両方向から挟み付けるようにして押圧力を加えるので、当該土砂岩石Ｒを容易に粉砕することができる。
【００１７】
また、軸受部７２を設けたことにより、ローラー体７３は土砂岩石Ｒを粉砕する際の反力によって自在に回転することができる。これにより、ローラー体７３に必要以上の大きな負荷が作用するのを防止することができるので、当該ローラー体７３（特に破砕突起部７４）の摩耗を抑制することができる。その結果、破砕機構７０の耐久性を高めることができる。
【００１８】
なお、回転破砕体７１は、羽口部２０に対して偏心して回転する回転体５１に設けられ、固定破砕体７５は羽口部２０に設けられているので、両者の間に形成される破砕空間部Ｓの間隙はそれぞれの箇所において連続的に変化する。これにより、あらゆる大きさの土砂岩石Ｒを効果的に粉砕することができる。
【００１９】
請求項２に記載の横穴掘進機１は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、ローラー体７３の内周面に凹面７３ａと凸面７３ｂを形成し、軸受部７２を、凹面７３ａに摺接する第一軸受部７２ａと凸面７３ｂに摺接する第二軸受部７２ｂとで構成したので、ローラー体７３の前後方向の抜け出しを未然に防止しつつ土砂岩石Ｒを容易に粉砕することができる。
【００２０】
また、第一軸受部７２ａと第二軸受部７２ｂによって、ローラー体７３を自由に回転させることができるので、破砕機構７０の耐久性を向上させることができる。
【００２１】
さらに、摩耗の激しい第一軸受部７２ａのみ、あるいは第二軸受部７２ｂのみを交換し、摩耗の少ない第二軸受部７２ｂあるいは第一軸受部７２ａを続けて使用することができるので経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る横穴掘進機の使用状態を示す側面図である。
【図２】本発明に係る横穴掘進機の実施形態を示す一部断面側面図である。
【図３】図２に示す横穴掘進機の正面図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る横穴掘進機１の実施形態を、図１乃至図５に示す。これは、電気、ガス、上下水道などの配管を地中に埋設するために地盤Ｇに横穴を掘削するための掘進機１であり、管本体１０、羽口部２０、減速モーター３０、カッター機構６０および破砕機構７０を備える。
【００２４】
管本体１０は円筒状であり、その後端部が直接あるいはヒューム管３などを介して間接に推進ジャッキ２によって押圧されることによって地中を前進する。この、管本体１０の前端部には複数の油圧シリンダー１３を設け、この油圧シリンダー１３で羽口部２０の外周端後端部を押圧することによって、進行方向（埋設方向）を自在に調整する。また、当該管本体１０の前端部には、カッター機構６０で破砕した土砂岩石Ｒを回収するための水Ｗを供給する給水部１２を備える。
【００２５】
羽口部２０は略円筒状であり、その後部に縦壁２１を備え、前記油圧シリリンダー１３はこの縦壁２１を押圧する。この羽口部２０は、その後端部が管本体１０の前端部に嵌合し、パッキン１１を介して当該管本体１０に屈曲自在に取付けられる。
【００２６】
減速モーター３０は、羽口部２０の縦壁２１に固定されたモーター部４０と、その前端部に一体的に設けられた減速部５０とで構成される。モーター部４０は、ステーター、コイルおよびローターを備える電磁モーターである。
【００２７】
また、減速部５０はその外郭を形成する回転体５１を備え、この回転体５１は羽口部２０に対して偏心して減速回転する。この減速部５０はモーター部４０の回転軸４１に固定された偏心クランク５２、丸孔を有する曲線板５３、内ピン５４および回転体５１に固定された外ピン５５などによって構成されるいわゆるサイクロイド式である。従って、歯車の噛み合わせによって減速する一般的な減速機とは異なる。
【００２８】
なお、本実施形態におけるサイクロイド式の減速部５０は、二つの偏心クランク５２と、それに対応して二枚の曲線板５３を備え、また、内ピン５４を、その前端部と後端部の双方で支持しており、一般に使用されるサイクロイド減速機ともその構造が異なる。
【００２９】
カッター機構６０は、回転体５１の前端部に取付けられて回転する。このカッター機構６０は、減速部５０の回転体５１に固定した回転部材６２と、その回転部材６２に支軸６３を介して自転自在に取付けられた複数の回転カッター６１とを備え、減速部５０によって減速された速度で回転する。回転カッター６１は硬質製で角状の角切削部６１ａや螺旋状の螺旋切削部６１ｂを備える。
【００３０】
破砕機構７０は回転破砕体７１と固定破砕体７５とで構成される。回転破砕体７１は回転体５１の後部外周面に設けられ、固定破砕体７５は、羽口部２０の内周面に回転破砕体７１に対向する状態で一体的に設けられる。前述したように回転体５１は羽口部２０に対して偏心しているので、回転破砕体７１も固定破砕体７５に対して偏心する（図４に偏心距離Ｄを示す）。なお、回転破砕体７１と固定破砕体７５との間には破砕空間部Ｓが形成される。固定破砕体７５の内周面には超硬質製の固定突起部７６を複数突設している。
【００３１】
また、この回転破砕体７１は、回転体５１の外周面に嵌合状態で固定した軸受部（ブッシュ）７２と、軸受部７２に回転自在に嵌合するローラー体７３とで構成される。ローラー体７３の外周面には超硬質製で複数の破砕突起部（チップ）７４を一体的に設けている。
【００３２】
さらに、本実施形態では、ローラー体７３の内周面に、前後方向への抜け出しを防止するために段差状に凹面７３ａと凸面７３ｂを形成し、軸受部７２を凹面７３ａに摺接する第一軸受部７２ａと、凸面７３ｂに摺接する第二軸受部７２ｂとに分割して別体成形している。
【００３３】
なお、これに対応して回転体５１の外周面に凹部５１ａを形成し、この凹部５１ａにローラー体７３の凸面７３ｂを嵌入し、当該ローラー体７３が前後両方向へ移動するのを防止している。
【００３４】
また、回転体５１を後方に向かって拡径させると共に、羽口部２０の内周面を後方に向かって縮径している。これにより、回転体５１の外周面と羽口部２０の内周面との間に、後方に向かって徐々に幅狭となって破砕空間部Ｓに連通する連通路Ｐを形成している。
【００３５】
本実施形態に係る横穴掘進機１は次のように作動する。まず、カッター機構６０を、減速モーター３０を駆動して回転させながら推進ジャッキ２で前進移動させる。これにより、回転カッター６１が土砂岩石Ｒを切り崩す。切り崩された土砂岩石Ｒは連通路Ｐを通過して破砕機構７０に形成された破砕空間部Ｓに送られる。このとき、連通路Ｐは後方に向かって徐々に幅狭となっているため、土砂岩石Ｒは円滑に破砕空間部Ｓに送られる。
【００３６】
破砕空間部Ｓに送られた土砂岩石Ｒは、回転破砕体７１と固定破砕体７４とで挟まれて相対する方向から押圧されることによって破砕される。ここで、回転体５１は羽口部２０に対して偏心して回転するので、回転破砕体７１も固定破砕体７４に対して偏心して回転する。従って、両者の間に形成される破砕空間部Ｓの間隙はそれぞれの箇所において連続的に変化する。
【００３７】
これにより、例えば、破砕空間部Ｓの間隙が広い状態で大きな土砂岩石Ｒを受け入れ、回転体５１（回転破砕体７１）が偏心して回転することによってその間隙が徐々に減少するので、大きな土砂岩石Ｒを容易に粉砕することができる。なお、小さな土砂岩石Ｒも破砕空間部Ｓの間隙が狭くなった状態で粉砕される。粉砕した土砂岩石Ｒは、給水部１２から供給した水Ｗや地下水などと共に、管本体１０の内部を通して地上に排出される。
【００３８】
本実施形態における横穴掘進機１は、破砕機構７０を備えるので、カッター機構６０で切り崩した土砂岩石Ｒを細かく粉砕することができる。また、この破砕機構７０は、その回転破砕体７１をローラー体７３とブッシュである軸受部７２とで構成しているので、ローラー体７３を、土砂岩石Ｒを粉砕する際の反力によって自在に回転させることができる。
【００３９】
これにより、回転破砕体７１に作用する負荷を軽減することができるので、ローラー体７３（破砕突起部７４）の摩耗を抑制することができる。その結果、破砕機構７０の耐久性を向上させることができ、当該破砕機構７０を備える横穴掘進機１を長時間にわたって連続的に使用することができる。
【００４０】
また、軸受部７２を、第一軸受部７２ａと第二軸受部７２ｂとで別体成形しているので、例えば、第一軸受部７２ａの摩耗が激しい場合は、第二軸受部７２ｂはそのまま残存させて第一軸受部７２ａのみを交換することができる。従って、経済的である。
【符号の説明】
【００４１】
１        横穴掘進機
２        推進ジャッキ
３        ヒューム管
１０      管本体
１１      パッキン
１２      給水部
１３      油圧シリンダー
２０      羽口部
２１      縦壁
３０      減速モーター
４０      モーター部
４１      回転軸
５０      減速部
５１      回転体
５１ａ    凹部
５２      偏心クランク
５３      曲線板
５４      内ピン
５５      外ピン
６０      カッター機構
６１      回転カッター
６１ａ    角切削部
６１ｂ    螺旋切削部
６２      回転部材
６３      支軸
７０      破砕機構
７１      回転破砕体
７２      軸受部
７２ａ    第一軸受部
７２ｂ    第二軸受部
７３      ローラー体
７３ａ    凹面
７３ｂ    凸面
７４      破砕突起部
７５      固定破砕体
７６      固定突起部
Ｄ        偏心距離
Ｇ        地盤
Ｐ        連通路
Ｒ        土砂岩石
Ｓ        破砕空間部
Ｗ        水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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