(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
礫が存在する地盤を掘削しつつ管を推進して埋設する装置であって、
前記管の先端に接続される先導管および刃口部と、
前記管、前記先導管および前記刃口部の内部に挿通されたオーガスクリュと、
前記オーガスクリュの先端に取り付けられて一体に回転しつつ推進方向に一体に前後動自在なオーガヘッドと、
前記オーガヘッドが後退したときにその背面の外周縁部に当接して一体に回転する、前記刃口部に同軸にかつ相対回転自在に支持された環状の回転支持部材と、
前記回転支持部材を半径方向内側から覆う、前記刃口部に同軸に固定された環状のカバー部材と、
を備え、
前記カバー部材は、前記オーガヘッドの背面に位置する土砂や礫を前記オーガスクリュに向けて半径方向内側に案内する環状の第１の案内斜面を有しており、
前記回転支持部材は、前記オーガヘッドの外周縁部に当接する環状の当接部から前記カバー部材の案内斜面に向かって延びる環状の第２の案内斜面を有している
ことを特徴とする礫用管埋設装置。
【請求項２】
推進方向後方に向かって階段状に大径となる外周面を有した段付き円柱状のクラッシャーが、前記第１の案内斜面に沿うように前記オーガヘッドの背面側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載した礫用管埋設装置。
【請求項３】
前記オーガヘッドと前記オーガスクリュとの間にテーパスクリュが設けられていることを特徴とする請求項１に記載した礫用管埋設装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、礫が存在する地盤を掘削しつつ管を埋設する装置に関し、より詳しくは、オーガヘッドの背面への礫の噛み込みを防止して掘削効率を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、礫が存在する地盤をオーガヘッドによって掘削しつつ後方から管を推進して地中に埋設する礫用管埋設装置が提案されているが、粘性土が混じった礫層を掘削しているときにオーガヘッドが圧密状態となり、掘削効率が極端に低下するという問題があった。
そこで、本願の出願人は、刃口部に対してオーガヘッドを前後動自在とすることによりこの問題を解消する礫用管埋設装置を開発して先に出願している（特許文献１）。
【０００３】
この先願に係る礫用管埋設装置の構造について、図６および図７を参照して概説すると、地中に埋設する図示されない埋設管の先端に先導管１が接続されるとともに、この先導管１の先端には刃口部２が方向修正シリンダ３によって首振り可能に接続されて、その進路を修正できるようになっている。
また、埋設管、先導管１および刃口部２の内部にはオーガスクリュ４が挿通されるとともに、その先端に取り付けられたオーガヘッド５には、硬質地盤を破砕するためのディスクカッタ６ａ，６ｂがそれぞれ回転自在に支持されている。
さらに、刃口部２の内部には、オーガヘッド５を構成している円盤状のベースブロック７の背面７ａに当接して一体に回転する回転支持ブロック８が、前後一対の軸受９，９によって回転自在に支持されている。
加えて、発進立坑に設けられている推進装置には、オーガスクリュ４、したがってオーガヘッド５を刃口部２に対して前後動させるための油圧シリンダが設けられている。
【０００４】
これにより、粘性土と比較的小径な礫とが圧密混在している地盤の場合は、オーガヘッド５を刃口部２からわずかに前方に突出させて地盤の掘削を行う（図６）。
そして、掘削抵抗が高まったときには、オーガヘッド５を前後動させる動作を繰り返すことにより、地盤に衝撃を与えて粘性土と礫とによる圧密状態を解消させる。
さらに、硬い地盤に遭遇したときには、オーガヘッド５を一杯に後退させ、ベースブロック７の背面７ａを回転支持ブロック８の前面８ａに当接させた状態で掘削する。
これにより、オーガヘッド５に加わる荷重をオーガスクリュ４と刃口部２および先導管１とによって分担して受け持つことができるから、地盤に対してオーガヘッド５を強力に押し付け、ディスクカッタ６ａ，６ａの作用で硬質地盤を容易に破砕しつつ掘削することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７９９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した先願に係る礫用管埋設装置においては、図７に示したように、回転支持ブロック８の前面８ａが、ベースブロック７の背面７ａのうち外周部分から内周部分にわたる大きな領域に密着するようになっている。
これにより、図６に示したように、ベースブロック７の背面７ａと回転支持ブロック８の前面８ａとの間の隙間内に大径の礫Ｓを噛み込むと、オーガヘッド５を後退させることができなくなってしまう。
また、オーガヘッド５の正確な回転が阻害されるため、掘削性能が低下するばかりでなく、方向修正シリンダ３によって進路を修正する機能も低下してしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、上述した従来技術が有する問題点を解消し、オーガヘッドの背面への礫の噛み込みを防止して掘削効率を高めることができる礫用管埋設装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための礫用管埋設装置は、
礫が存在する地盤を掘削しつつ管を推進して埋設する装置であって、
前記管の先端に接続される先導管および刃口部と、
前記管、前記先導管および前記刃口部の内部に挿通されたオーガスクリュと、
前記オーガスクリュの先端に取り付けられて一体に回転しつつ推進方向に一体に前後動自在なオーガヘッドと、
前記オーガヘッドが後退したときにその背面の外周縁部に当接して一体に回転する、前記刃口部に同軸にかつ相対回転自在に支持された環状の回転支持部材と、
前記回転支持部材を半径方向内側から覆う、前記刃口部に同軸に固定された環状のカバー部材と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
すなわち、礫用管埋設装置においては、刃口部の内部においてオーガヘッドを後退させると、その背面に回転支持部材の当接部が当接し、両者は一体となって回転する。これにより、オーガヘッドに加わる荷重をオーガスクリュと刃口部とによって分担して受け持つことができるから、地盤に対してオーガヘッドを強力に押し付け、地盤を容易に破砕して掘削することができる。
このとき回転支持部材は、その先端がオーガヘッドの背面の外周縁部にのみ当接するように構成され、その環状の当接部の半径方向の寸法を数ミリメートル程度に設定することができる。
これにより、オーガヘッドの背面と回転支持部材の当接部との間に噛み込まれ得る土砂や礫の量はわずかであり、大径の礫を噛み込んでオーガヘッドが後退不能となることを確実に防止することができる。
また、オーガヘッドの背面のうち回転支持部材が当接する部分はその外周縁部のみであるから、掘削した土砂が通過するオーガヘッドの開口部分を大きく取ることができ、粘性地盤を掘削する際に粘性土による閉塞の発生を確実に防止することができる。
【００１０】
加えて、回転支持部材は、カバー部材によって半径方向内側から覆われているので、オーガヘッドの後退に伴って後方に押動された大径の礫はカバー部材の案内斜面に当接し、回転支持部材に大きな外力を負荷することがない。
これにより、回転支持部材の回転が阻害されることはないから、オーガヘッドを正確に回転させることが可能となり、掘削性能の低下や方向修正シリンダによる進路修正機能の低下を招くことがない。
【００１１】
また、礫用管埋設装置において、
前記カバー部材が、前記オーガヘッドの背面に位置する土砂や礫を前記オーガスクリュに向けて半径方向内側に案内する環状の第１の案内斜面を有しており、
前記回転支持部材が、前記オーガヘッドの外周縁部に当接する環状の当接部から前記カバー部材の案内斜面に向かって延びる環状の第２の案内斜面を有している、ことを特徴とする。
【００１２】
すなわち、礫用管埋設装置においては、掘削に伴って発生した土砂や礫が、カバー部材の第１の案内斜面および回転支持部材の第２の案内斜面によって案内され、半径方向内側に移動してオーガスクリュに向かうから、オーガヘッドの背面から発進立坑に向けて速やかに排出することができる。
さらに、オーガヘッドの背面に存在している大径の礫は、オーガヘッドの後退に伴って後方に押動されると、第１および第２の案内斜面に沿って半径方向内側に変位する。
これにより、オーガヘッドの背面と回転支持部材の当接部との間に大径の礫が噛み込まれてオーガヘッドが後退不能となることを確実に防止することができる。
【００１３】
また、礫用管埋設装置において、推進方向後方に向かって階段状に大径となる外周面を有した段付き円柱状のクラッシャーが、前記第１の案内斜面に沿うように前記オーガヘッドの背面側に設けられていることを特徴とする。
【００１４】
すなわち、礫用管埋設装置においては、カバー部材の円錐状の第１の案内斜面とクラッシャーの階段状の外周面との間に大径の礫を押し込んで容易に破砕することができる。
これにより、オーガヘッドに取り付けたディスクカッタによって礫を大割りした後、クラッシャーによって礫を二次破砕することができるから、掘削効率を高めることができるばかりでなく、ディスクカッタの負荷を減少させて摩耗防止を図ることができる。
【００１５】
また、礫用管埋設装置において、前記オーガヘッドと前記オーガスクリュとの間にテーパスクリュが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、礫用管埋設装置においては、地盤に含まれている礫が少なく粘性の高い土質を掘削する場合に、オーガヘッドとオーガスクリュとの間に設けたテーパスクリュによって粘性土を効率よく排土しつつ、効率よく地盤を掘削することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、オーガヘッドの背面への礫の噛み込みを防止できるから、オーガヘッドの前後動が妨げられることはなく、地盤の掘削効率を高めて効率よく管を埋設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図１〜図５を参照し、本発明に係る礫用管埋設装置の一実施形態およびその変形例について詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、地盤中に管を推進する方向を前方と、発進立坑に向かう方向を後方と言う。
【００１９】
本実施形態の礫用管埋設装置１００は、図６および図７に示した従来の礫用管埋設装置と同様に、地中に埋設する図示されない埋設管の先端に先導管１が接続されるとともに、この先導管１の先端には刃口部１０が方向修正シリンダ３によって首振り可能に接続されて、その進路を修正できるようになっている。
【００２０】
刃口部１０は、先導管１の先端に接続される基端側部材１１と、この基端側部材１１の外周側に螺着されて前方に延びつつ刃口部１０の外周部分を形成する環状の外周部材１２を有している。
また、基端側部材１１の内周側には、次述する回転支持部材１４を半径方向内側から覆う、円錐環状のカバー部材１３が螺着されている。
そして、カバー部材１３の内周面は、掘削した土砂や礫をオーガスクリュ２０に向けて半径方向内側に案内する第１の案内斜面１３ａとなっている。
なお、この第１の案内斜面１３ａは、次述するベースブロック２２の背面２２ａの外周縁部に向かって延びるようにその傾斜方向が定められている。
【００２１】
また、外周部材１２の内周面とカバー部材１３の外周面との間の隙間には、環状の回転支持部材１４が、外周部材１２に取り付けられた軸受１５によって刃口部１０と同軸にかつ相対回転自在に支持されている。
この回転支持部材１４は、次述するオーガヘッド２１が後退したときにそのベースブロック２２の背面２２ａの外周縁部に当接する環状の当接部１４ａと、この当接部１４ａからカバー部材１３の案内斜面１３ａに向かって延びる第２の案内斜面１４ｂとを有している。
図３に示したように、環状の当接部１４ａの半径方向寸法Ｈの値は数ミリメートルであり、第２の案内斜面１４ａがベースブロック２２の背面２２ａに対してなす角度は３０度〜６０度である。
【００２２】
オーガスクリュ２０の先端に設けられたオーガヘッド２１は、掘削した土砂や礫が後方に通過する開口部を具備した円盤状のベースブロック２２を有している。
そして、このベースブロック２２の前面側には、硬質地盤を破砕するためのディスクカッタ２３，２４と、掘削した土砂や礫を半径方向内側に変位させるためのスクレーパ２５とが設けられている。
さらに、ベースブロック２２の背面側には、後方に向かって段階的に大径となる外周面を有した円柱状のクラッシャー２６が、カバー部材１３の第１の案内斜面１３ａに沿うように、オーガスクリュ２０と同軸に設けられている。
【００２３】
次に、本実施形態の礫用管埋設装置１００の作用効果について説明する。
【００２４】
この礫用管埋設装置１００においては、図示されない発進立坑内の推進機により、図２に示したように、刃口部１０の内部においてオーガヘッド２１を後退させると、ベースブロック２２の背面２２ａに回転支持部材１４の当接部１４ａが当接し、両者は一体となって回転する。
これにより、オーガヘッド２１に加わる荷重をオーガスクリュ２０と刃口部１０および先導管１とによって分担して受け持つことができるから、地盤に対してオーガヘッド２１を強力に押し付け、地盤を容易に破砕して掘削することができる。
【００２５】
このとき回転支持部材１４の先端部分は、ベースブロック２２の背面２２ａのうち外周縁部にのみ当接するように構成され、その環状の当接部１４ａの半径方向の寸法は数ミリメートル程度に設定されている。
これにより、ベースブロック２２の背面２２ａと回転支持部材１４の当接部１４ａとの間に噛み込まれ得る土砂や礫の量はわずかであり、大径の礫を噛み込んでオーガヘッド２１を後退させることができなくなることを確実に防止することができる。
【００２６】
また、ベースブロック２２の背面２２ａのうち回転支持部材１４が当接する部分はその外周縁部のみであるから、掘削した土砂や礫が通過する開口部分２２ｂを大きく取ることができ、粘性地盤を掘削する際に粘性土による閉塞の発生を確実に防止することができる。
【００２７】
加えて、回転支持部材１４は、カバー部材１３によって半径方向内側から覆われているので、オーガヘッド２１の後退に伴って後方に押動された大径の礫はカバー部材１３の第１の案内斜面１３ａに当接し、回転支持部材１４に大きな外力を負荷することがない。
これにより、回転支持部材１４の回転が阻害されることはないから、オーガヘッド２１を正確に回転させることが可能となり、掘削性能の低下や方向修正シリンダによる進路修正機能の低下を招くことがない。
【００２８】
さらに、掘削に伴って発生した土砂や礫は、カバー部材１３の第１の案内斜面１３ａおよび回転支持部材１４の第２の案内斜面１４ａによって案内され、半径方向内側に移動してオーガスクリュ２０に向かうから、オーガヘッド２１の背面から発進立坑に向けて速やかに排出することができる。
さらに、オーガヘッド２１の背面に存在している大径の礫は、オーガヘッド２の後退や排土される土砂および礫の圧力によって後方に押動されると、第１の案内斜面１３ａおよび第２の案内斜面１４ｂに沿って半径方向内側に変位する。
これにより、大径の礫がオーガヘッドの背面と回転支持部材の当接部との間に噛み込まれることを確実に防止することができる。
【００２９】
加えて、掘削に伴って発生した大径の礫は、カバー部材１３の円錐状の第１の案内斜面１３ａとクラッシャー２６の階段状の外周面との間に押し込まれて順次破砕される。
これにより、オーガヘッド２１に取り付けたディスクカッタ２３，２４によって礫を大割りした後、このクラッシャー２６によって礫を二次破砕することができるから、掘削効率を高めることができるばかりでなく、ディスクカッタ２３，２４の負荷を減少させて摩耗防止を図ることができる。
【００３０】
以上、本発明に係る礫用管埋設装置の一実施形態について詳しく説明したが、本発明は上述した実施形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態においては、オーガヘッド２１の背面側にクラッシャー２６を設けたが、図４および図５に示したように、クラッシャー２６に代えてテーパスクリュ２７を設けることもできる。
すなわち、地盤に含まれている礫が多い場合には、図１および図２に示した礫用管埋設装置１００を用いることにより、礫を破砕しつつ効率的に地盤を掘削することができる。
これに対して、地盤に含まれている礫が少なく粘性の高い土質を掘削する場合には、図４および図５に示した変形例の礫用管埋設装置２００を用いることにより、粘性土を効率よく排土しながら効率よく地盤を掘削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】礫用管埋設装置の一実施形態をオーガヘッド前進状態で示す断面図。
【図２】礫用管埋設装置の一実施形態をオーガヘッド後退状態で示す断面図。
【図３】図１中の要部を拡大して示す断面図。
【図４】変形例の礫用管埋設装置をオーガヘッド前進状態で示す側面断面図。
【図５】変形例の礫用管埋設装置をオーガヘッド後退状態で示す側面断面図。
【図６】従来の礫用管埋設装置をオーガヘッド前進状態で示す断面図。
【図７】従来の礫用管埋設装置をオーガヘッド後退状態で示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  先導管
２  刃口部
３  方向修正シリンダ
４  オーガスクリュ
５  オーガヘッド
６  ディスクカッタ
７  ベースブロック
８  回転支持ブロック
９  軸受
１０  刃口部
１１  基端側部材
１２  外周部材  
１３  カバー部材
１３ａ  第１の案内斜面
１４  回転支持部材
１４ａ  当接部
１４ｂ  第２の案内斜面
１５  軸受
２０  オーガスクリュ
２１  オーガヘッド
２２  ベースブロック
２３，２４  ディスクカッタ
２５  スクレーパ
２６  クラッシャー
２７  テーパスクリュ
１００  一実施形態の礫用管埋設装置
２００  変形例の礫用管埋設装置
【図１】
0005112174.tif 000002
【図２】
0005112174.tif 000003
【図３】
0005112174.tif 000004
【図４】
0005112174.tif 000005
【図５】
0005112174.tif 000006
【図６】
0005112174.tif 000007
【図７】
0005112174.tif 000008