(57)【要約】【課題】シンプルかつ軽量な装置構成で、オペレータが既設管から離れた位置で操縦を行うことができ、しかも十分な掘削能力を有して、既設管の下方の土の掘削作業を効率的に行う。【解決手段】地上を走行する油圧駆動源を有する自走式車両９０、例えば油圧ショベル３に搭載される油圧駆動源から油圧配管７０、油圧ホース１０等を介して供給される油圧によって、既設管１を把持する把持機構と、この既設管１の下方の土を掘削する掘削機構と、管下掘削装置４を推進させる推進機構との作動を行う。【選択図】          図２
2004162509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上に配される油圧駆動源を有する自走式車両と、地表近くの地中に埋設された既設管の下方の土を掘削する管下掘削装置とよりなる管下掘削システムであって、
前記管下掘削装置が、前記自走式車両に搭載される油圧駆動源および操縦装置を用いて、この自走式車両からの遠隔操作により作動されることを特徴とする管下掘削システム。
【請求項２】
前記自走式車両は建設機械であり、前記油圧駆動源はその建設機械の油圧駆動源であり、この油圧駆動源からの油圧によって、前記既設管を把持する把持機構と、この既設管の下方の土を掘削する掘削機構と、前記管下掘削装置を推進させる推進機構との作動が行われる請求項１に記載の管下掘削システム。
【請求項３】
前記建設機械は油圧ショベルである請求項２に記載の管下掘削システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地上に配される油圧駆動源を有する自走式車両と、地表近くの地中に埋設された既設管の下方の土を掘削する管下掘削装置とよりなる管下掘削システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天然ガスや石油等を輸送するのに、地表近く（例えば１ｍ程度の深さ）の地中にパイプラインを埋設することが行われている。このパイプラインは、管肌の損傷・腐食防止や、寒冷地での輸送流体の凍結防止のために、管の外周面に合成テープが巻き付けられた状態で埋設されている。
【０００３】
ところで、この種パイプラインは、長年使用していると、外周面に巻き付けられたテープが損傷することにより管肌に損傷・腐食が生じる場合がある。このように管肌が損傷すると、流体輸送そのものに支障を来たすだけでなく、その輸送流体の漏れによって思わぬ事故が発生する危険性がある。このため、埋設後所定期間が経過したパイプラインは、その周囲の土を掘り返して地表面に露出させ、外周面に巻き付けられているテープを交換したり、あるいは腐食した管を新品の管と交換したりする補修作業が必要となってくる。
【０００４】
このパイプラインの補修のための既設管周りの土を掘削する従来装置として、特許文献１および特許文献２に開示されるものがある。これら各特許文献に開示された掘削装置はいずれも、埋設された既設管の周囲の土の掘削を行うための専用機である。このうち、特許文献１に開示された掘削装置は、履帯走行式の機械本体に側溝掘削用ユニットと管下掘削用ユニットとを装着してなり、側溝掘削用ユニットはエンドレスベルトに取着される掘削刃により側溝掘削を行うように構成され、管下掘削用ユニットはブームの先端に螺旋刃付きの回転カッタを取着してその回転カッタにより管下掘削を行うように構成されたものである。一方、特許文献２に開示された管下掘削装置は、既設管上に載置される無限軌道式の摩擦駆動装置と、螺旋刃付きの回転カッタを有する掘削部とにより構成されたものである。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５，６０１，３８３号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１５４，９８８号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記各特許文献に開示された従来の管下掘削装置においては、当該管下掘削装置自身に駆動源および操縦装置を備え、オペレータがその管下掘削装置に搭乗・操作して掘削作業を行うように構成されているために、装置の全体重量が重くならざるを得ず、しかも既設管を跨ぐようにその装置を配置するか、あるいは既設管上に装置を載置する必要があることから、既設管に損傷を与える可能性が極めて高いという問題点がある。これを避けるために、既設管の強度確保を前提として装置設計を行おうとした場合には、装置の重量が制限されて、十分な掘削能力を発揮することができなくなってしまう。また、前記従来装置では、オペレータが掘削された溝の中で装置に搭乗して運転・操作する必要があり、土砂の崩落事故発生の危険が伴うという問題点もある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、シンプルかつ軽量な装置構成で、オペレータが既設管から離れた位置で操縦を行うことができ、しかも十分な掘削能力を有して、既設管の下方の土の掘削作業を効率的に行うことのできる管下掘削システムを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明による管下掘削システムは、
地上に配される油圧駆動源を有する自走式車両と、地表近くの地中に埋設された既設管の下方の土を掘削する管下掘削装置とよりなる管下掘削システムであって、
前記管下掘削装置が、前記自走式車両に搭載される油圧駆動源および操縦装置を用いて、この自走式車両からの遠隔操作により作動されることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明による管下掘削システムは、地上に配される油圧駆動源を有する自走式車両と、この自走式車両により遠隔操作される管下掘削装置とよりなり、既設管の下方の土を掘削する際に、地上を走行する自走式車両に搭載される油圧駆動源および操縦装置を用いて作動される。本発明によれば、管下掘削装置とは別体である地上の自走式車両が油圧駆動源および操縦装置を保有していて、管下掘削装置自身がそれらを保有していないので、電源車等の他の動力源が不要となり、装置構成をシンプルにすることができるとともに、軽量化を図ることができる。したがって、管下掘削装置の自重等により既設管が損傷する可能性を低減することができる。また、オペレータは地上の自走式車両に搭乗して管下掘削装置を操縦できるので、掘削溝の中にオペレータが入って作業を行う必要がなく、土砂の崩落事故の危険を回避して、掘削作業を効率的に行うことができる。
【００１０】
本発明において、前記自走式車両は建設機械であり、前記油圧駆動源はその建設機械の油圧駆動源であり、この油圧駆動源からの油圧によって、前記既設管を把持する把持機構と、この既設管の下方の土を掘削する掘削機構と、前記管下掘削装置を推進させる推進機構との作動が行われるのが好ましい。ここで、前記建設機械は油圧ショベルであるのが良い。こうすることで、管下掘削装置による掘削作業が汎用の自走式車両である油圧ショベルを用いて行えるので、他の部位の掘削においても使用される油圧ショベルの動力源を効果的に利用することができる。また、管下掘削装置自身が掘削機能および自走機能を有していて自走しつつ掘削作業がなされるので、管下掘削装置を牽引するための車両を用意する必要がない。さらに、油圧ショベルを管下掘削装置とは別個に走行させることができるので、掘削作業の効率化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による管下掘削システムの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１には、本発明の一実施形態に係る管下掘削装置を作業前または取り外し後の状態で表す背面図が示され、図２には、同管下掘削装置を作業状態で表す背面図が示されている。また、図３（ａ）には図１の側面図が、図３（ｂ）には図２の側面図がそれぞれ示されている。
【００１３】
本実施形態において、既設管（埋設管）１は、その外周面にテープが巻き付けられた状態で、地表２から１ｍ程度の深さの位置に埋設されている。この既設管１の補修作業を実行するに際しては、主要機械として油圧ショベル３が用いられ、この油圧ショベル３を含む各重機等が既設管１に平行に進行していくようにされている。また、基本的にその進行方向に向かって既設管１の右方は重機および資材運搬車両等の進行スペースとされ、左方は掘削された土の盛土スペースとされている。ここで、掘削土（盛土）は、既設管１の上方の土（表土）とその下層土とに分離するために、前記盛土スペースのうち進行方向に向かって左側が表土スペース、右側が下層土スペースとされている。また、その補修工程は主として次の９工程からなっている。
（１）第１工程：表土剥ぎ
（２）第２工程：右側側溝掘削
（３）第３工程：左側側溝掘削
（４）第４工程：管下掘削
（５）第５工程：テープ除去、管肌洗浄
（６）第６工程：再テーピング
（７）第７工程：下層土埋め戻し
（８）第８工程：管下土締め固め
（９）第９工程：表土埋め戻し
【００１４】
本実施形態の管下掘削システムは、油圧源を有する自走式車両としての油圧ショベル３と管下掘削装置４とを備え、前記第１工程（表土剥ぎ）、第２工程（右側側溝掘削）および第３工程（左側側溝掘削）における各作業が終了した後に、前記第４工程（管下掘削）において用いられる。
【００１５】
この管下掘削工程においては、前記第３工程における左側側溝掘削が完了した後方部位において、左右の各側溝５，６の下部を既設管１の下方で相互に連結するように掘削するものである。この管下掘削は、通常タイプの油圧ショベル３を、既設管１の右方に設けられた重機等の進行スペースにその履帯が既設管１と略平行になるように設置し、上部旋回体を進行方向に対して左旋回方向に略９０°旋回させた状態にし、この油圧ショベル３のアーム３ａの先端に取り付けたフック７にてワイヤロープ８を介して管下掘削装置４を吊り下げ、後述するカッタドラム６１，６２を広げた状態で既設管１上にその管下掘削装置４が載置されてその作業を行うように構成されている。なお、ワイヤロープ８の下端部は後述する各ローラフレーム４２，４３に取着される。
【００１６】
前記管下掘削装置４は、後述するように自走機能を有しており、その作業時にワイヤロープ（命綱）９によって油圧ショベル３の作業機の所要部に結合されるとともに、油圧ショベル３側から多数本の油圧ホース１０を介して油圧動力が供給されるように構成されている。
【００１７】
次に、前記管下掘削装置４の詳細構造について説明する。図４には本実施形態の管下掘削装置の平面図が、図５には側面図が、図６には正面図がそれぞれ示されている。また、図７には図５のＺ矢視図が、図８には図５のＡ−Ａ断面図が、図９には図５のＢ−Ｂ断面図が、図１０には図５のＣ−Ｃ断面図がそれぞれ示されている。
【００１８】
図示のように、本実施形態の管下掘削装置４は、既設管１上に載置される本体フレーム１１と、この本体フレーム１１に支持され、下端部に後述するカッタドラム６１，６２を有するカッタ支持フレーム（以下、「ミドルサドル」と称する。）１２とを備えて構成されている。
【００１９】
前記本体フレーム１１は、進行方向の前端部に配され、既設管１を跨ぐ門型形状のフロントサドル１３と、このフロントサドル１３の後方に配され、やはり既設管１を跨ぐ門型形状のリヤサドル１４と、これらフロントサドル１３およびリヤサドル１４の各左右上端部同士を連結するように前後方向に延設されるＩ型断面の左レール１５および右レール１６とを備えて構成されている。
【００２０】
前記フロントサドル１３は、図７に示されているように、フロントサドル本体１７と、このフロントサドル本体１７に対し中間部をピン１８，１９にて支持されて回動される略くの字状の左クランプレバー２０および右クランプレバー２１を備えている。そして、各クランプレバー２０，２１の下端部にはピン２２，２３によってフート（把持部）２４，２５が回動可能に取り付けられ、また各クランプレバー２０，２１の上端部間は開閉用油圧シリンダ２６にて連結され、この開閉用油圧シリンダ２６の伸縮により各フート２４，２５が既設管１に対して接離できるようにされている。また、前記フロントサドル本体１７は、下面側の内面が既設管１の曲率と略同曲率の円弧面に形成され、その中央部下面には既設管１の頂面に接当する接当片２７が取着されて構成されている。こうして、開閉用油圧シリンダ２６を収縮状態にしてフロントサドル本体１７を既設管１上に載置すると、接当片２７が既設管１の頂面に接当されることによりそのフロントサドル本体１７が既設管１に対して位置決めされる。この状態で開閉用油圧シリンダ２６を伸長させると、各クランプレバー２０，２１がピン１８，１９周りに回動されてそれらクランプレバー２０，２１先端のフート２４，２５が既設管１の両側面に押し付けられ、既設管１に対してフロントサドル１３が位置決めされることになる。
【００２１】
一方、リヤサドル１４は、図１０に示されているように、リヤサドル本体２８と、このリヤサドル本体２８の下端部に中間部をピン２９，３０にて支持されて回動される略三角形形状の左クランプレバー３１および右クランプレバー３２を備えている。そして、各クランプレバー３１，３２の内端部にはピン３３，３４によってフート（把持部）３５，３６が回動可能に取り付けられ、また各クランプレバー３１，３２の外端部とリヤサドル本体２８上部との間は開閉用油圧シリンダ３７，３８にて連結され、これら開閉用油圧シリンダ３７，３８の伸縮により各フート３５，３６が既設管１に対して接離できるようにされている。また、前記リヤサドル本体２８は、下面側の内面が既設管１の外面に近接する形状に形成され、その左右の下面には既設管１の上面に接当する接当片３９，４０がそれぞれ取着されて構成されている。こうして、各開閉用油圧シリンダ３７，３８を収縮状態にしてリヤサドル本体２８を既設管１上に載置すると、接当片３９，４０が既設管１の上面に接当されることによりそのリヤサドル本体２８が既設管１に対して位置決めされる。この状態で各開閉用油圧シリンダ３７，３８を伸長させると、各クランプレバー３１，３２がピン２９，３０周りに回動されてそれらクランプレバー３１，３２先端のフート３５，３６が既設管１の左右下部側面に押し付けられて、既設管１に対してリヤサドル１４が位置決めされることになる。
【００２２】
また、前記ミドルサドル１２は、図８、図９に示されているように、ミドルサドル本体４１と、このミドルサドル本体４１に対しボルト締結により固着される左ローラフレーム４２および右ローラフレーム４３を備え、各ローラフレーム４２，４３に、左右のレール１５，１６を上下から挟み込むように複数のローラ４４が装着されて構成されている。そして、各ローラ４４にはそのローラ４４の転動面から側方に突出するように鍔部（フランジ部）４４ａが設けられ、この鍔部４４ａによってローラ４４の転動方向（前後方向）および左右方向のガイド機能を持たせるように構成されている。こうして、各ローラ４４がレール１５，１６に沿って転動することで、このローラ４４の鍔部４４ａがレール１５，１６の側面に接触して案内され、ミドルサドル１２が本体フレーム１１に対して前後方向に相対移動される。
【００２３】
図４、図５に示されるように、前記ローラフレーム４２，４３の前部および後部には、前記ミドルサドル１２が本体フレーム１１に対して相対移動する際に、レール１５，１６上に堆積した異物を除去するスクレーパ４２Ａ，４３Ａが取り付けられている。このスクレーパ４２Ａ，４３Ａは、上部が前記ローラフレーム４２，４３の端面にボルト締結されるとともに、下部がそのローラフレーム４２，４３の外方へ向けて側面視略くの字状に屈曲形成されてなり、上部のボルト締結部に長孔が形成されることによってその上下位置が調節できるようにされている。なお、このスクレーパ４２Ａ，４３Ａの左右方向の幅はレール１５，１６の幅よりも若干広めにされている。このようなスクレーパ４２Ａ，４３Ａを設けることで、ミドルサドル１２が前後方向に移動する際に、レール１５，１６上に堆積した土等を排除することができ、この堆積物がローラ４４とレール１５，１６との間に噛み込むことによる不具合の発生を未然に防ぐことが可能となる。
【００２４】
図８に示されるように、前記ミドルサドル本体４１の前部には、このミドルサドル本体４１の下端部に中間部をピン４５，４６にて支持されて回動される略くの字状の左クランプレバー４７および右クランプレバー４８が設けられている。そして、各クランプレバー４７，４８の下端部にはピン４９，５０によってフート（把持部）５１，５２が回動可能に取り付けられ、また各クランプレバー４７，４８の上端部間は開閉用油圧シリンダ５３にて連結され、この開閉用油圧シリンダ５３の伸縮により各フート５１，５２が既設管１に対して接離できるようにされている。なお、前記フロントサドル１３およびリヤサドル１４が既設管１上に載置された状態では、ミドルサドル本体４１の円弧状の下面は既設管１の外周面には接当せず、その外周面に対して近接した位置にある。こうして、開閉用油圧シリンダ５３を収縮状態から伸長方向に作動させると、各クランプレバー４７，４８がピン４５，４６周りに回動されてそれらクランプレバー４７，４８先端のフート５１，５２が既設管１の左右側面に押し付けられ、ミドルサドル１２が既設管１に固定される。
【００２５】
また、図９に示されるように、前記ミドルサドル本体４１の後部には、このミドルサドル本体４１の下端部に上端部をピン５４，５５にて支持されて回動されるカッタ装置（回転カッタ）５６，５７が設けられている。そして、各カッタ装置５６，５７の上端部とミドルサドル本体４１とは開閉用油圧シリンダ５８，５９にて連結され、各カッタ装置５６，５７は各開閉用油圧シリンダ５８，５９の伸縮により、ピン５４，５５周りに回動されるようになっている。
【００２６】
各カッタ装置５６，５７は、油圧モータ６０を内蔵する円筒状の支持ハウジング（カッタブラケット）５６ａ，５７ａと、この支持ハウジング５６ａ，５７ａの下端部に装着され、前記油圧モータ６０の出力軸６０ａに駆動伝達機構を介して連結されて回転駆動されるカッタドラム６１，６２を備えて構成されている。また、前記各カッタ装置５６，５７の既設管１に面する側には管保護部材６３，６４が配されており、開閉用油圧シリンダ５８，５９の伸長時にそれら管保護部材６３，６４が既設管１の外周面に近接する位置（もしくは当接する位置）まで移動するようにされている。ここで、これら管保護部材６３，６４は、前記支持ハウジング５６ａ，５７ａの後面に一体に設けられて内方へ向けて張り出す平面視略Ｌ字形のアーム部６３ａ，６４ａと、このアーム部６３ａ，６４ａの先端に取着されて既設管１の外表面に沿う曲面形状の管保護片６３ｂ，６４ｂとにより構成されている。これら管保護部材６３，６４は、カッタドラム６１，６２が予期せぬ外力によって突き上げられた場合、もしくはクランプレバー２０，２１；３１，３２による既設管１の把持力の弛みが生じた場合等に、その管保護片６３ｂ，６４ｂが既設管１の外表面に接当することによって、カッタドラム６１，６２が既設管１に直接接当するのを防止する役目をする。こうして、掘削作業時に既設管１が不用意に損傷するのを防止するようにされている。
【００２７】
前記カッタドラム６１，６２は、外周面に超硬合金よりなる多数個のカッタビットが螺旋状に配されてなり、そのカッタビット先端の包絡面形状が中央部を外方へ向けて突出させた形状にされている。より具体的には、カッタドラム６１，６２の軸心に沿う方向でそのカッタドラム６１，６２の上端縁から全長の約１／３の距離に至るまでは次第に大径になるようにされ、この最大径の位置からカッタドラム６１，６２の下端部に至るまでは次第に小径になるようにされている。また、前記最大径位置より上方側の径の縮小率が下方側の径の縮小率より大きくなるようにされている。さらに、このカッタビット先端の包絡面形状は、開閉用油圧シリンダ５８，５９の伸長時に、言い換えればカッタ装置５６，５７の作動時に、カッタドラム６１，６２の中央部より上方部分の包絡面ｐが既設管１の外周面に沿うとともに、この中央部より下方部分の包絡面ｑが対向するカッタドラムの包絡面ｑに近接するようにその形状が設定されている。こうすることで、既設管１の下方の土砂を掘り残しなく効果的に掘削することが可能である。
【００２８】
また、図４、図５および図１０に示されているように、前記リヤサドル本体２８の左右下部位置には、筒状部材６５，６６が前部を開放するようにして配され、この筒状部材６５，６６の底部（後端部）と前記ミドルサドル本体４１の後端部との間には推進用油圧シリンダ（本発明における「移動手段」に相当する。）６７，６８がそのロッド６７ａ，６８ａを後方側にして配されている。こうして、推進用油圧シリンダ６７，６８を伸長させると、リヤサドル１４とミドルサドル１２との相互間の距離が離れ、推進用油圧シリンダ６７，６８を収縮させると、それら両者の相互間の距離が接近する。なお、前記筒状部材６３，６４は、推進用油圧シリンダ６５，６６のストロークを確保する役目をするとともに、それら推進用油圧シリンダ６５，６６のロッド６５ａ，６６ａの外面を覆う役目をする。
【００２９】
次に、前記油圧ショベル３から管下掘削装置４に油圧動力を供給する油圧配管の構成について説明する。
【００３０】
前記管下掘削装置４における開閉用油圧シリンダ（把持機構）２６，３７，３８，５３，５８，５９、推進用油圧シリンダ（推進機構）６７，６８および油圧モータ（掘削機構）６０等の各油圧アクチュエータに油圧動力を供給するための油圧配管は、油圧ショベル３のブーム３ｂに沿って設けられる配管部分７０と、この配管部分７０の基端部と図示されない操作弁との間に配される油圧ホース７１と、前記配管部分７０の先端部に接続される前記油圧ホース１０と、この油圧ホース１０の先端部から各油圧アクチュエータに至る図示されない油圧ホースとを備えて構成されている。
【００３１】
ここで、前記ブーム３ｂに沿う配管部分７０は、図１１（ａ）に示されるように、ブーム３ｂの基端部から中央部まではそのブーム３ｂの上面に沿うように配され、ブーム３ｂの中央部から先端部まではそのブーム３ｂの側面に沿うように配されてその先端部がブーム３ｂの下面に達するようにされている。ここで、図１１（ｂ）に例示されるように、前記配管部分７０の要所（ここでは、図１１（ａ）のＤ矢視図のみを示す。）は、ブーム３ｂに固着されるブラケット７２に取り付けられる保持金具７３によりクランプされて、この配管部分７０がブーム３ｂの上面、側面もしくは下面に確実に保持されるように構成されている。
【００３２】
また、図１および図２に示されているように、前記油圧ホース１０と、前記ブーム３ｂと管下掘削装置４を繋ぐワイヤロープ９とは、途中数箇所（本実施形態では２箇所）の位置でクランプ体（クランプ部材）７４によって挟持・位置決めされている。このクランプ体７４は、図１２に示されるように、油圧ホース１０のうちの主ホースをクランプする主ホース保持部７５と、この主ホース保持部７５の中間部後面に固着されるブラケット７６に回動可能（図１２（ｂ）参照）に取着されるワイヤロープ保持部７７と、前記主ホース保持部７５の側方へ張り出すようにその主ホース保持部７５に固着されるパイロット用ホース保持部７８とを備えて構成されている。なお、各保持部７５，７７，７８は、互いに対向する一対の保持片間にホースもしくはワイヤロープを挟み付けてボルト締めした構造のものである。このようなクランプ体７４を設けることで、油圧ショベル３もしくは管下掘削装置４が移動した場合にも、互いに近接配置される油圧ホース１０同士が干渉したり、絡み合ったりするのを確実に防止することができる。
【００３３】
一方、図３および図１３に示されるように、前記ワイヤロープ９の基端部（油圧ショベル３側の端部）は、並列配置される油圧ホース１０群の略中央部に位置して前記ブーム３ｂの側壁にブラケット７９を介して取り付けられている。また、このワイヤロープ９の先端部（管下掘削装置４側の端部）は前記ミドルサドル１２の上面に取り付けられている。ここで、ワイヤロープ９のブーム３ｂ側の取り付け部においては、前記ブラケット７９に２個のシャックル８０，８１がそれぞれ回動可能に連結され、下方のシャックル８１の支持ピン８１ａがワイヤロープ９のアイに通されている。こうして、前記ブラケット７９に対しワイヤロープ９が前記シャックル８０，８１を介して前後左右に自由に揺動できるようにされている。これに対して、ワイヤロープ９の管下掘削装置４側の取り付け部においては、図３（ａ）に示されるように、ワイヤロープ９がローラフレーム４３（もしくは４２）に対し１個のシャックル８２を介して取り付けられている。
【００３４】
前記ワイヤロープ９は、管下掘削装置４の推進に伴い油圧ホース１０が緊張したり、切断したりする前に伸び切るようにその長さが設定されている。こうすることで、ブーム３ｂから管下掘削装置４まで延設される油圧ホース１０が不用意に緊張したり、切断したりするのを確実に防止することができる。
【００３５】
次に、この管下掘削装置４を用いる掘削作業について説明する。まず、作業に先立って、油圧ショベル３のアーム３ａの先端にフック７を取り付け、このフック７にワイヤロープ８を介して管下掘削装置４を吊り下げ、各開閉用油圧シリンダ２６，３７，３８，５３，５８，５９を収縮させた状態、言い換えればフロントサドル１３のフート２４，２５、リヤサドル１４のフート３５，３６およびミドルサドル１２のフート５１，５２を広げた状態にするとともに、カッタドラム６１，６２を広げた状態（図１参照）にし、更には推進用油圧シリンダ６７，６８を収縮させた状態（図５の二点鎖線参照）にし、この状態で管下掘削装置４を既設管１の上方からその既設管１上に載置する。なお、予め管下掘削装置４をセットする部分の管下部の土砂は排除されている。
【００３６】
こうして、管下掘削装置４を既設管１上に載置した後、フロントサドル１３における開閉用油圧シリンダ２６およびリヤサドル１４における開閉用油圧シリンダ３７，３８を伸長させて、各フート２４，２５；３５，３６を既設管１の外面に押し付け、フロントサドル１３、リヤサドル１４、左レール１５および右レール１６よりなる本体フレーム１１を既設管１に固定する。これと同時に、ミドルサドル１２における開閉用油圧シリンダ５８，５９を伸長させて、カッタドラム６１，６２を相互に接近させることによりそれらカッタドラム６１，６２およびガイド部材６３，６４を所定位置にセットする。
【００３７】
次いで、このセット状態でカッタドラム６１，６２をモータ６０により回転させることにより、既設管１の下方の土（下層土）を掘削するとともに、推進用油圧シリンダ６７，６８を伸長させて掘削作業が行われていく。このとき、ミドルサドル１２は左右のレール１５，１６に沿って案内されて既設管１に対して回転することなく推進されていく。なお、カッタドラム６１，６２の回転により掘削された土は、カッタドラム６１，６２の支持軸に略直交する方向である外側の斜め下方に排出される。
【００３８】
この後、推進用油圧シリンダ６７，６８が伸びきって１ストローク分の推進が終わると、ミドルサドル１２における開閉用油圧シリンダ５３を伸長させて各フート５１，５２を既設管１の外面に押し付け、ミドルサドル１２を既設管１に固定する。これと同時に、フロントサドル１３における開閉用油圧シリンダ２６およびリヤサドル１４における開閉用油圧シリンダ３７，３８を収縮させて、既設管１を把持していた各フート２４，２５；３５，３６をフリーにする。この状態で推進用油圧シリンダ６７，６８を収縮させることで本体フレーム１１を前方へ移動させる。
【００３９】
こうして、推進用油圧シリンダ６７，６８をストロークエンドまで縮めると、再度各フート２４，２５；３５，３６を既設管１の外面に押し付け、フロントサドル１３、リヤサドル１４、左レール１５および右レール１６よりなる本体フレーム１１を既設管１に固定するとともに、フート５１，５２の押し付け状態を解除する。そして、再度カッタドラム６１，６２を回転させるとともに、推進用油圧シリンダ６７，６８を伸張させて掘削作業を順次行っていく。なお、この掘削作業中ワイヤロープ９を緩めておくことにより作業が妨げられることはない。また、油圧ショベル３は掘削作業の進展に合わせて移動させていく。
【００４０】
本実施形態の管下掘削システムによれば、管下掘削装置４を既設管１上に載置することによって、既設管１の外表面に傷を付けることなく、この既設管１に沿って自走して管下掘削を効率的に行うことができる。また、管下掘削装置４とは別体である地上の油圧ショベル３が油圧源を保有していて、管下掘削装置４自身が油圧源を保有していないので、電源車等の他の動力源が不要となり、また管下掘削装置を牽引するための車両を用意する必要がなく、装置構成をシンプルにすることができるとともに、軽量化を図ることができる。さらに、オペレータは地上の油圧ショベル３に搭乗して管下掘削装置４を操縦できるので、掘削溝の中にオペレータが入って作業を行う必要がなく、土砂の崩落事故の危険を回避して、掘削作業を効率的に行うことができる。
【００４１】
本実施形態においては、汎用の自走式車両である油圧ショベル３の油圧駆動源を用いて管下掘削装置４による掘削作業を行うようにしたものを説明したが、油圧駆動源を有する自走式車両であれば、油圧ショベルに限らず、他の車両を用いることができる。
【００４２】
図１４に模式的に示されているのは油圧ショベル以外の自走式車両の例である。この自走式車両９０は、無限軌道（タイヤであっても良い）式の下部走行体９１の上部に車両本体９２が設けられて構成されている。車両本体９２にはエンジン（電動モータであっても良い）９３が搭載され、このエンジン９３からの回転駆動力がＰＴＯ９９およびダンパー（図示せず）を介してトルクコンバータ９４に伝達され、このトルクコンバータ９４の出力軸からトランスミッション９５に伝達されて、このトランスミッション９５の出力軸に駆動連結される下部走行体９１のスプロケット９１ａを介して履帯９１ｂが駆動されるように構成されている。また、前記ＰＴＯ９９には油圧ポンプ９６が連結され、この油圧ポンプ９６からの吐出油が油圧バルブ９７を介して管下掘削装置４の各油圧アクチュエータに供給されるとともに、それら各油圧アクチュエータからの戻り油がその油圧バルブ９７を介して作動油タンク９８に還流されるように構成されている。
【００４３】
こうして、自走式車両９０にて既設管１上の管下掘削装置４に油圧駆動力を供給しつつ、その自走式車両９０を管下掘削装置４に沿わせて走行させることで、前記実施形態と同様、既設管１に沿った管下掘削を効率的に行うことができる。ここで、前記自走式車両９０の例としては、ブルドーザの車両本体、クレーン、ホイルローダ、ホイル式ショベル、トラクタ、クローラダンプ等を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る管下掘削装置を作業前または取り外し後の状態で示す背面図である。
【図２】図２は、管下掘削装置を作業状態で示す背面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１の側面図、図３（ｂ）は図２の側面図である。
【図４】図４は、管下掘削装置の平面図である。
【図５】図５は、管下掘削装置の側面図である。
【図６】図６は、管下掘削装置の正面図である。
【図７】図７は、図５のＺ矢視図である。
【図８】図８は、図５のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図９は、図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図１０は、図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は、油圧ショベルにおける油圧配管を示す図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＤ矢視図である。
【図１２】図１２は、図２のＥ−Ｅ断面図（ａ）およびそのＦ矢視図（ｂ）である。
【図１３】図１３は、ワイヤロープの取り付け構造を示す図３（ｂ）のＧ部拡大図である。
【図１４】図１４は、自走式車両の他の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１                                    既設管（埋設管）
２                                    地表
３                                    油圧ショベル
４                                    管下掘削装置
１０                                  油圧ホース
１１                                  本体フレーム
１２                                  カッタ支持フレーム
１３                                  フロントサドル
１４                                  リヤサドル
１５，１６                            レール
２０，２１，３１，３２，４７，４８    クランプレバー
２４，２５，３５，３６，５１，５２    フート（把持部）
２６，３７，３８，５３，５８，５９    開閉用油圧シリンダ
４２，４３                            ローラフレーム
４２Ａ，４３Ａ                        スクレーパ
４４                                  ローラ
５６，５７                            カッタ装置（回転カッタ）
６１，６２                            カッタドラム
６３，６４                            管保護部材
６７                                  推進用油圧シリンダ
７０                                  ブームに沿う配管部分
７１                                  油圧ホース
７４                                  クランプ体
８０，８１，８２                      シャックル
９０                                  自走式車両
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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