(57)【要約】【課題】埋設精度が高く長距離の掘削が可能な埋設管推進装置を提供する。【解決手段】埋設管推進装置は、第１工程と第２工程とからなる二工程式による埋設管（８）の埋設に使用する埋設管推進装置であって、第１工程で誘導穴をあけるために使用可能な誘導管（３）と、誘導管に接続される第２工程で使用されるカッターヘッド（４）と、カッターヘッドの後部に配置されるカッター口部（６）と、カッター口部の後部に位置し、埋設管を案内可能な先導管（７）と、カッターヘッドに取付けられ、カッター口部内及び先導管内に配設されたスクリュー部（５）と、スクリュー部を回転可能にカッター口部に支持するためのヘッド支持部（２１）とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2013108232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１工程と第２工程とからなる二工程式による埋設管の埋設に使用する埋設管推進装置であって、
前記第１工程で誘導穴をあけるために使用可能な誘導管と、
前記誘導管に接続される前記第２工程で使用されるカッターヘッドと、
前記カッターヘッドの後部に配置されるカッター口部と、
前記カッター口部の後部に位置し、埋設管を案内可能な先導管と、
前記カッターヘッドに取付けられ、前記カッター口部内及び前記先導管内に配設されたスクリュー部と、
前記スクリュー部を回転可能に前記カッター口部に支持するためのヘッド支持部と
を備えることを特徴とする埋設管推進装置。
【請求項２】
前記ヘッド支持部は、
前記スクリュー部のスクリュー軸を回転可能に支持するスクリュー軸用ベアリング部と、
前記スクリュー軸用ベアリング部から半径方向に伸び前記カッター口部の内周面に対し前記スクリュー部を軸方向に滑り可能に支持するスライド支持部と
を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置。
【請求項３】
前記スライド支持部の先端部の軸方位の両端部が内側に屈曲して形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の埋設管推進装置。
【請求項４】
前記カッターヘッドの回転に対し前記誘導管が非回転になるように前記誘導管を前記カッターヘッドに接続するための誘導管用ベアリング部を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置。
【請求項５】
前記先導管に対して前記カッターヘッドを進退可能に制御する調整機構を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置。
【請求項６】
前記調整機構は、回転駆動手段による回転駆動力を前記スクリュー部に伝達可能であるとともに前記スクリュー部を軸方向に前後動可能にする前記スクリュー部に取り付けられた伝達部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の埋設管推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、埋設管推進装置に係り、特に、二工程式の小口径管推進工法で下水道管等の埋設管の埋設工事を行うための埋設管推進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小口径管推進工法とは、小口径の推進管または誘導管の先端に小口径管の先導体を接続し、立杭等から遠隔操作等により推進する工法であり、遠隔操作等により掘削、ずり出し又は圧入しながら埋設管（推進管）を埋設するものである。
【０００３】
小口径管推進工法では、例えば直径が約１５０ｍｍ〜約７００ｍｍの小口径を対象とする。
【０００４】
小口径管推進工法では、一つの工程で埋設管を埋設する一工程式と、第１工程と第２工程とからなる二つの工程をとり第２工程で埋設管を埋設する二工程式とが知られている。
【０００５】
一工程式では、例えばオーガヘッドを用いて作業が行われ、オーガヘッドで掘削しながら同時に埋設管を埋設するものである。
【０００６】
図４は、二工程式における第２工程で使用する従来の埋設管推進装置を示す。図４に示すように二工程式では、第１工程でます誘導管１０１の先端に接続した先導体１０２と誘導管１０１とによって誘導穴を形成し、第２工程で拡大用のカッタヘッド１０３を用いて、予め形成した誘導穴に沿って誘導穴を拡大しつつ埋設管１０５を埋設するものである。
【０００７】
この第２工程で使用される埋設管推進装置では、誘導管１０１の後部がカッタヘッダ１０３の前部に接続され、カッタヘッド１０３の後部に先導管１０４が設けられている。先導管１０４の後部には埋設管１０５が接続される。
【０００８】
カッタヘッド１０３はカッター１０３ａと面板１０３ｂと面板１０３ｂの後面から突出するリング部１０３ｃを有する。リング部１０３ｃは先導管１０４の前端部に収納されている。カッターヘッド１０３は、リング部１０３ｃが先導管１０４の前端部に収納されることによって、先導管１０４に支持されている。
【０００９】
カッタヘッド１０３の面板１０３ｂにはスクリュー部１０６が取り付けられている。スクリュー部１０６はモータ１０８及び減速機１０９によって回転駆動され、カッターヘッド１０３とスクリュー部１０６とは一体的に回転する。
【００１０】
図４に示すモータ１０８及び減速機１０９等は、図示しない油圧シリンダーによって、埋設管１０５の長さ毎に紙面左方へ並進駆動され、次に油圧シリンダーを右方へ戻し、新たな埋設管１０５をその前の埋設管１０５に続けてセットし、油圧シリンダーによって装置全体を押圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２３１６９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来においては、カッタヘッド１０３はリング部１０３ｃが先導管１０４の前端部に収納されることによって、先導管１０４に支持されているだけであったので、カッタヘッド１０３のリング部１０３ｃと先導管１０４との重なり部は、摩耗等で両者間の隙間が大きくなり、誘導管１０１が予め形成した誘導穴に沿ってカッタヘッド１０３を正確に案内することができないという問題があった。
【００１３】
また、誘導管１０１とカッタヘッド１０３とによって掘削する場合における推進力の反作用として生じる負荷はスクリュー部１０６にかかり、このため、長距離の掘削であって大きな推進力を要する場合にはスクリュー部１０６が破損する恐れがあり、掘削距離を長くすることができないという問題があった。
【００１４】
また、従来において第二の工程で使用される埋設管推進装置では、カッタヘッド１０３と先導管１０４とは一体的に前進駆動されるだけであり、先導管１０４に対してカッターヘッド１０３を進退可能に制御することはできなかった。
【００１５】
また、従来においては誘導管１０１はカッタヘッド１０３と共に回転するように構成されていたので、誘導管１０１によってガイドされるべき土砂が崩れることが発生することがあり、その場合にカッタヘッド１０３等の回転に要するトルクが大きくなるという問題があった。
【００１６】
そこで、本件発明の目的は、上記従来の上記問題を解消し、誘導管によって誘導穴に沿って正確にカッターヘッドを案内でき埋設精度が高く長距離の掘削が可能な設管推進装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本件発明に係る埋設管推進装置は、第１工程と第２工程とからなる二工程式による埋設管の埋設に使用する埋設管推進装置であって、前記第１工程で誘導穴をあけるために使用可能な誘導管と、前記誘導管に接続される前記第２工程で使用されるカッターヘッドと、前記カッターヘッドの後部に配置されるカッター口部と、前記カッター口部の後部に位置し、埋設管を案内可能な先導管と、前記カッターヘッドに取付けられ、前記カッター口部内及び前記先導管内に配設されたスクリュー部と、前記スクリュー部を回転可能に前記カッター口部に支持するためのヘッド支持部とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、前記ヘッド支持部は、  前記スクリュー部のスクリュー軸を回転可能に支持するスクリュー軸用ベアリング部と、前記スクリュー軸用ベアリング部から半径方向に伸び前記カッター口部の内周面に対し前記スクリュー部を軸方向に滑り可能に支持するスライド支持部と備えていることを特徴とする。
【００１９】
また、前記スライド支持部の先端部の軸方位の両端部が内側に屈曲して形成されていることを特徴とする。
【００２０】
また、前記カッターヘッドの回転に対し前記誘導管が非回転になるように前記誘導管を前記カッターヘッドに接続するための誘導管用ベアリング部を備えていることを特徴とする。
【００２１】
また、前記先導管に対して前記カッターヘッドを進退可能に制御する調整機構を備えていることを特徴とする。
【００２２】
また、前記調整機構は、回転駆動手段による回転駆動力を前記スクリュー部に伝達可能であるとともに前記スクリュー部を軸方向に前後動可能にする前記スクリュー部に取り付けられた伝達部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本件発明の構成によれば、スクリュー部を回転可能にカッター口部に支持するためのヘッド支持部を備えるので、カッターヘッドを予め形成した誘導穴によって正確に案内することが可能になる。
【００２４】
また、カッターヘッドの回転に対し誘導管が非回転になるように誘導管をカッターヘッドに接続するための誘導管用ベアリング部を備えているので、カッタヘッドを円滑に誘導穴に沿って案内することが可能になる。
【００２５】
また、先導管に対してカッターヘッドを進退可能に制御する調整機構を備えているので、カッターヘッドが適正円滑に掘削作業を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本件発明の実施の形態を模式的に示す図。
【図２】本件発明の実施の形態を示す図。
【図３】本件発明の埋設管推進装置の使用形態を示す図。
【図４】従来の埋設管推進装置の一例を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照し、本件発明の実施形態について説明する。  
図１または図２において、第１工程と第２工程とからなる二工程式における第二の工程で使用する埋設管推進装置１を示す。図１は埋設管推進装置１を概略的に示し、図２は埋設管推進装置１をより具体的に示す。
【００２８】
第１工程では、先端部に先導体２が接続された誘導管３によって誘導穴が開けられる。先導体２には埋設進行方向をモニターする治具等が設定され、リモート制御で誘導管３を方向制御し誘導穴が開けられる。
【００２９】
第二の工程で使用する埋設管推進装置１は、第１工程で誘導穴をあけるために使用した誘導管３をカッターヘッド４に接続して、誘導穴に沿って所定の大きな穴を掘削するように使用される。
【００３０】
カッターヘッド４は、カッター４ａと面板４ｂとカッター軸４ｃとを備えている。
【００３１】
カッターヘッド４の面板４ｂにはスクリュー部５が取り付けられている。スクリュー部５は、スクリュー軸５ａとスクリュー状のブレード５ｂとを備えている。カッター軸４ｃとスクリュー軸５ａとは同軸状に接続されている。スクリュー部５によってカッター４ａによった掘削された土砂が面板４ｂの後面からスクリュー部５に送られ後部側へ運搬され外部へ排土される。
【００３２】
カッターヘッド４の面板４ｂの後部には、面板４ｂとほぼ同径の円筒状の刃口としてのカッター口部６が配設されている。カッター口部６の後部には、先導管７が取り付けられている。先導管７の後部にはカッターヘッド４によって掘削された穴に埋設されるヒューム管等の埋設管８が配置される。先導管７の内部には、スクリュー部５が収納された長い円筒管状のケーシング９が配設されており、ケーシング９内をスクリュー部５によって土砂が運搬される。
【００３３】
スクリュー部の後端部にはモータ１０と減速機１１とを備える駆動機構が配設されている。減速機１１はモータ１０の回転速度を例えば１／５に減速し大きな回転トルクを発生させている。
【００３４】
図２に示すように、埋設管８の端部は継手１３に接続される。継手１３の他端は装置フレーム３１（図３）に接続されている。この装置フレーム３１には、モータ１０等を含む回転駆動部３２（図３）等が配設されている。図３に示すように装置フレーム３１は油圧シリンダー３０によって、埋設管８の長さ毎に紙面左方へ並進駆動され、一つの埋設管８が送られると装置フレーム３１は戻され、新たな埋設管８がセットされ、装置フレーム３１が油圧シリンダー３０によって紙面左方へ並進駆動される。
【００３５】
次に、誘導管３とカッターヘッド４のカッター軸４ｃとの接続関係について説明する。誘導管３とカッター軸４ｃとの間には、誘導管用ベアリング部２０が設けられている。誘導管用ベアリング部２０によって、カッター軸４ｃが回転駆動された場合に誘導管３は回転することがない。誘導管３はカッターヘッド４とは前後動のみを共にする。
【００３６】
このように、カッター軸４ｃが回転駆動に伴って誘導管３を回転させないようにすることによって、予め形成した誘導穴内で不要な誘導管３の回転を生じさせることがないので誘導穴へ新たに土砂が崩れにくくすることができ、カッタヘッド４等の回転に要するトルクが過大になることを防止することができる。
【００３７】
次に、カッター口部６とスクリュー部５の先端部との関係について説明する。スクリュー部５の先端部には、ヘッド支持部２１が設けられている。ヘッド支持部２１は、スクリュー部５を回転可能にカッター口部に支持する。
【００３８】
ヘッド支持部２１は、スクリュー部５のスクリュー軸５ａを回転可能に支持するスクリュー軸用ベアリング部２２と、スクリュー軸用ベアリング部２２から半径方向に伸びカッター口部６の内周面に対しスクリュー部５を軸方向に滑り可能に支持するスライド支持部２３とを備えている。
【００３９】
スライド支持部２３の先端部２３ａの軸方位の両端部は、図２に示されるように内側に屈曲して形成されており、スライド支持部２３がカッター口部６の内周面に対し軸方向に滑り易くなるようになっている。
【００４０】
スクリュー軸用ベアリング部２２から半径方向に伸びるスライド支持部２３は、例えば複数のスポークからなり角度的に９０°毎に間隔をおいて配置されている。なお、スライド支持部２３は複数のスポークに代えて円板状に構成してもよい。
【００４１】
このように、カッター口部６内であってスクリュー部５の先端部にヘッド支持部２１を設けたことによって、次のような効果を奏することができる。
【００４２】
すなわち、誘導管３によって予め形成した誘導穴に沿ってカッタヘッド４を案内する場合に誘導管３には誘導穴の外周部から大きな圧力が架かり、スクリュー部５は軸方向と直交する方向に力を受け、誘導管３によって予め形成した誘導穴に沿ってカッターヘッド４を正確に案内できないという恐れが従来にはあった。しかしながら、スクリュー部５がクリュー軸５ｂと直交する方向に力を受ける場合においても、カッターヘッド４の近傍にあるスクリュー部５の先端部は、ヘッド支持部２１によってカッター口部６に支持されているので、カッターヘッド４を予め形成した誘導穴によって正確に案内することが可能になる。
【００４３】
次に、先導管７の並進移動に対してカッターヘッドを進退可能に制御する調整機構１４について説明する。
【００４４】
調整機構１４は、スクリュー部５のスクリュー軸５ａを先導管７の並進移動とは独立的に前後動させるための、例えば一対の駆動シリンダー１５、１５を備えている。
【００４５】
また、調整機構１４は、モータ１０及び減速機１１による回転駆動力をスクリュー部５に伝達可能であるとともにスクリュー部５を軸方向に前後動可能にするスクリュー部５に取り付けられた伝達部１７を備えている。伝達部１７には、スクリュー部５を軸方向に前後動可能にするために例えばキー溝が形成されている。
【００４６】
スクリュー軸５ａの端部には支持部１６が取り付けられている。駆動シリンダー１５、１５の一端は旋回リンクを介して支持部１６に取り付けられ他端は図示しない装置フレームに取り付けられている。駆動シリンダー１５、１５のロッドが例えば伸びると、スクリュー部５は紙面上において左方へ並進駆動され、駆動シリンダー１５、１５のロッドが引っ込むと、スクリュー部５は紙面上において右方へ並進駆動され、スクリュー部５の前後動が可能になる。
【００４７】
調整機構１４を設けたので、次のような効果を奏することができる。すなわち、カッターヘッド４が硬い岩盤あるいは粘り性の強い粘土層等を掘削する場合において、カッター口部６や先導管７や埋設管８の動きを止めて、カッターヘッド４のみを前後動させ、カッターヘッド４のするべき動きを探ったりして適正円滑に掘削作業を行うことが可能になる。
【００４８】
図３は、二工程式による埋設管の埋設に使用する本実施形態に係る埋設管推進装置１の使用形態を示す図である。  
図３において、約５．６ｍ幅の発進立杭Ａと約３．２ｍ幅の到達立杭Ｂとが形成されている。発進立杭Ａと到達立杭Ｂとの間には、約８０ｍというかなり長い距離に渡って予め開けられた誘導穴に沿ってカッターヘッド４によって掘削されている。予め形成された誘導穴は例えば直径が約７０ｍｍであり、カッターヘッド４で掘削拡大される穴は直径が例えば約５００ｍｍである。
【００４９】
発進立杭Ａには、カッターヘッド４等を送り出すための推進機２９と埋設管推進装置１が導入される。推進機２９は、モータ１０や減速機１１を備える回転駆動部３２と回転駆動部３２等を収容する装置フレーム３１と装置フレーム３１を並進駆動するための油圧シリンダー３０等を備えている。
【００５０】
作業当初において、発進立杭Ａに設置された埋設管推進装置１に逐次、発進立杭Ａから埋設管８が供給される。カッターヘッド４及びスクリュー部５は回転駆動部３２によって回転駆動される。埋設管８は継手１３（図２）を介して装置フレーム３１に取り付けられ、油圧シリンダー３０装置フレーム３１と共に並進駆動される。カッターヘッド４によって掘削された穴に逐次的に埋設管８が埋設される。
【００５１】
上述のように、本願発明の実施の形態によれば、ヘッド支持部２１が設けられているので、誘導管３に軸方向に直交する方向から圧力が架かった場合においても、スクリュー部５を安定した姿勢に支持することが可能になり、カッターヘッド４を予め形成した誘導穴によって正確に案内することが可能になる。
【００５２】
また、誘導管用ベアリング部２０が設けられカッター軸４ｃが回転駆動された場合でも誘導管３は回転することがないので、誘導管３によって新たに土砂等を崩れにくくすることができ、カッタヘッド４を円滑に誘導穴に沿って案内することが可能になる。
【００５３】
また、先導管７の並進移動に対してカッターヘッドを進退可能に制御する調整機構１４を備えているので、カッターヘッド４が硬い岩盤あるいは粘り性の強い粘土層等を掘削する場合においても、適正円滑に掘削作業を行うことが可能になる。
【００５４】
また、スライド支持部２３の先端部２３ａの軸方位の両端部は内側に屈曲して形成されているので、スライド支持部２３を簡易に構成することができる。
【００５５】
また、調整機構１４は伝達部１７を備えているので、調整機構１４を簡易に構成することができる。
【００５６】
このように、本願発明の実施の形態によれば、第１工程で誘導管３によって予め小さい径の誘導穴を長い距離で正確に形成し、第２工程において誘導穴に沿ってカッターヘッド４を正確に案内し、カッターヘッド４に過度なトルクを負荷することなく誘導穴を拡大し埋設管を埋設することが可能なり、高精度で長距離の掘削を行うことができる。
【符号の説明】
【００５７】
３  誘導管
４  カッターヘッド
４ａ  カッター
４ｂ  面板
４ｃ  カッター軸
５  スクリュー部
６  カッター口部
７  先導管
８  埋設管
９  ケーシング
１０  モータ
１１  減速機
１４  調整機構
２０  誘導管用ベアリング部
２１  ヘッド支持部
２２  スクリュー軸用ベアリング部
２３  スライド支持部
【図１】
2013108232.tif 000003
【図２】
2013108232.tif 000004
【図３】
2013108232.tif 000005
【図４】
2013108232.tif 000006