(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設すべき管の先端に接続された先導管内にオーガスクリューを挿通し、このオーガスクリューの先端に掘削ヘッドを有してこの掘削ヘッドにより地盤を掘削しつつ管を押入埋設するとともに、
前記先導管の先端の一部を前記先導管に対して首振り可能に接続した刃口部とし、
かつ前記先導管に設けた複数の方向修正シリンダによって前記刃口部を首振りさせて掘進方向の修正を行う管埋設装置において、
前記掘削ヘッドは、前記オーガスクリューの先端に取付けられ所要数の土砂取込口が開口された面板と、
この面板の前面に配設された主掘削刃、およびオーバーカット用掘削刃とを備え、
前記主掘削刃は面板外端側の掘削刃から内方の掘削刃にかけて高さが漸次低くなるよう配列して突設され、
前記オーバーカット用掘削刃は面板の回転方向に向かって傾斜するよう配列して突設されており、
前記面板の裏面側外周部近傍には円筒部が設けられ、
前記刃口部の内周にはベアリングを介して回転自在に支持された回転ブロックが設けられ、
この回転ブロックの前端外周部に形成された嵌合部に前記面板の円筒部を嵌合させて前記掘削ヘッドの芯振れが生じないように構成されていることを特徴とする管埋設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地中に管を埋設する管埋設装置における掘削ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中に下水管や電線管等の管を埋設するための装置として、埋設すべき管の先端に先導管を接続するとともにこれら管内にオーガスクリューを挿通し、このオーガスクリューの先端に掘削ヘッドを取付けてこのオーガスクリューを回転駆動することにより先端地盤を掘削し、オーガスクリューを通じて後方に排土させつつ管を押進して順次埋設させる管埋設装置が用いられている。
【０００３】
従来の上記装置における掘削ヘッドは、その前面直径方向に刃先を略同一高さとされた掘削刃が配設され、この掘削刃により地盤を掘削するようになされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記従来の掘削ヘッドでは、その前面に掘削刃が略同じ高さに配列されたものであるため、掘削進路に曲がりが生じたとき方向修正シリンダにより先導管の刃口の向きを変えて方向修正を行なった場合、先端地盤へのくい込み性が悪く、方向修正の効きが悪いという問題点があった。
【０００５】
また従来の掘削ヘッドは、オーガスクリューの先端にのみ支持されてオーガスクリューと共に回動する構造であるため、掘削ヘッドの回転中心が安定せず、硬質地盤の掘削においては掘削刃の刃先が軟質地盤の方へ逃げてしまい、これにより掘削速度が低下するばかりでなく推進方向も狂いやすいなどの問題点があった。
【０００６】
本発明は、掘進方向修正時における先端地盤へのくい込みをよくし、方向修正が確実に行なわれるようにするとともに掘削ヘッドの回転中心を安定なものとし、硬質地盤であっても掘削刃が逃げることなく確実に掘削することができるようにすることを課題としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として本発明は、地中に埋設すべき管の先端に接続された先導管内にオーガスクリューを挿通し、このオーガスクリューの先端に掘削ヘッドを有してこの掘削ヘッドにより地盤を掘削しつつ管を押入埋設するとともに、
前記先導管の先端の一部を前記先導管に対して首振り可能に接続した刃口部とし、
かつ前記先導管に設けた複数の方向修正シリンダによって前記刃口部を首振りさせて掘進方向の修正を行う管埋設装置において、前記掘削ヘッドは、前記オーガスクリューの先端に取付けられ所要数の土砂取込口が開口された面板と、この面板の前面に配設された主掘削刃、およびオーバーカット用掘削刃とを備え、
前記主掘削刃は面板外端側の掘削刃から内方の掘削刃にかけて高さが漸次低くなるよう配列して突設され、前記オーバーカット用掘削刃は面板の回転方向に向かって傾斜するよう配列して突設されており、前記面板の裏面側外周部近傍には円筒部が設けられ、前記刃口部の内周にはベアリングを介して回転自在に支持された回転ブロックが設けられ、この回転ブロックの前端外周部に形成された嵌合部に前記面板の円筒部を嵌合させて前記掘削ヘッドの芯振れが生じないように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
こうしたことにより、主掘削刃は面板の外端に位置するものが内方に位置するものに対し前方に向け高く突設されていることと、面板の外周部にその回転方向に向かって傾斜するオーバーカット用掘削刃を有することによって掘削ヘッドの外周部の地盤へのくい込みがよく、方向修正時の効きがよくなって修正効果が高められる。
【０００９】
また前記面板の裏面側外周部近傍には円筒部が設けられ、前記刃口部の内周にはベアリングを介して回転自在に支持された回転ブロックが設けられ、この回転ブロックの前端外周部に形成された嵌合部に前記面板の円筒部を嵌合させて前記掘削ヘッドの芯振れが生じないように構成されているので、硬質地盤の掘削時に掘削ヘッドの回転中心の振れがなく、効率的な掘削が行なえる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明による掘削ヘッド１を備えた管埋設装置の一実施形態を示す一部の断面図であり、図２は上記掘削ヘッド１の正面図である。
【００１２】
地中に埋設すべき管（図示省略）の先端に接続された先導管２の先端の一部は刃口部３としてシール４を介し任意方向に首振り可能に接続された構成となっており、これら先導管２内にはオーガスクリュー５が挿通されていて図示しない駆動部により回転駆動自在とされている。このオーガスクリュー５は、刃口部３の範囲では任意方向に屈曲し得るようジョイント５ａを介して連結した構造とされている。
【００１３】
上記先導管２には複数本の方向修正シリンダ６（通常は上下左右の４本）が設けられ、これら方向修正シリンダ６のピストンロッド７は前記刃口部３の後端の接続部３ａに回転自由に連結されており、この方向修正シリンダ６を選択駆動することにより刃口部３を所望の方向へ首を振らせて掘進方向の修正ができるようになっている。なお符号８は先導管２を含む管内に配設され前記オーガスクリュー５が挿通されたケーシングで、その内部で掘削土砂を後方へ搬送するものである。
【００１４】
前記オーガスクリュー５の先端には本発明による掘削ヘッド１が設けられている。
【００１５】
上記掘削ヘッド１は、前記オーガスクリュー５の先端に取付けられ前記刃口部３の外径と略同径の円板状の面板９を有し、この面板９は直径線上対称位置に掘削土砂をオーガスクリュー５側へ取込むための扇形状の土砂取込口１０，１０が開口されている。
【００１６】
上記面板９の前記土砂取込口１０，１０を結ぶ中心位置には中央掘削刃１１が１列状に突設され、また前記土砂取込口１０，１０の面板９の回転方向（図２の矢印Ａ方向）に対し後側の開口縁にそって複数個の主掘削刃１２，１２が配列して突設され、さらにこの主掘削刃１２，１２の回転方向後部側から土砂取込口１０にかけての周辺部に複数個のオーバーカット用掘削刃１３，１３が配列して突設されている。
【００１７】
上記主掘削刃１２，１２は、前記面板９の外端側に位置する掘削刃１２１から中心側に位置する掘削刃１２３にかけて前方に向けて突出する高さが漸次低くなるように形成され、側面より見てその刃先列が図１に２点鎖線ａで示すように逆への字状の配列となっている。
【００１８】
また上記オーバーカット用掘削刃１３，１３は、面板９の回転方向に向かって傾斜するよう突設され、その各先端は面板９の外周より若干外方に突出されていて前記刃口部３の外径より若干大径の掘削ができるようになっている。
【００１９】
なおこのオーバーカット用掘削刃１３は、図示の実施形態では円錐形状のものを使用した場合を示しているが、この掘削刃１３は前記主掘削刃１２のような形態のもの、あるいは他の形態の刃であってもよい。
【００２０】
前記面板９の裏面側外周部近傍には円筒部１４を有し、この円筒部１４の後端外周部に突出する円環部１４ａが、前記刃口部３の内周にベアリング１５およびフローティングシール１６を介して回転自在に支持された回転ブロック１７の前端外周部に形成された嵌合部１７ａに嵌合されている。この回転ブロック１７への嵌合により上記円筒部１４を介して面板９の回転中心が保証され、掘削ヘッド１の心振れが生じない構成とされている。なお１８は上記回転ブロック１７の内周をカバーしている内管で、刃口部３に実質的に一体に設けられている。また１９は面板９の裏面側に突設され前記円筒部１４の内周の空洞部内に位置して掘削土砂をオーガスクリュー５の先端の大径のスクリュー翼５ｂの部分へ誘導する土砂搬送板である。
【００２１】
次に上記実施の形態の作用を説明する。
【００２２】
管を地中に埋設するに当り、オーガスクリュー５を回転駆動するとその先端の掘削ヘッド１が回転して主掘削刃１２，１２およびオーバーカット用掘削刃１３，１３により先端地盤が掘削され、掘削された土砂は面板９の土砂取込口１０，１０から取込まれて土砂搬送板１９，１９を通じオーガスクリュー５の先端部外周へ渡される。
【００２３】
取込まれた土砂は、オーガスクリュー５の回転によりそのスクリュー翼により内管１８、ケーシング８内を後方へ搬送されてその後端から地上へ搬出される。掘進方向に曲がりが生じた際には、曲がりが生じた方向に対応するいずれかの方向修正シリンダ６を作動して刃口部３の向きを変えて掘削を続ける。
【００２４】
このとき刃口部３の傾きにより掘削ヘッド１も傾くが、その面板９の外周に近い主掘削刃１２１  が最も突出していることと、オーバーカット用掘削刃１３が面板９の回転方向に向けて傾斜していることにより刃口部３の向きが変更されても先端地盤へのくい込みが良好に行なわれ、方向修正が確実になされる。
【００２５】
また硬質な地盤に当り、主掘削刃１２やオーバーカット用掘削刃１３が硬い地盤から逃げようとしても、掘削ヘッド１の後部の円筒部１４が先導管２の刃口部３に軸承されていることにより芯振れを起こすことなく該刃口部３と同心で回転し、良好に掘削を進めることができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、面板にその半径方向に列設される主掘削刃と外周にそって周方向に列設されるオーバーカット用掘削刃とを有し、主掘削刃は面板外端側の掘削刃をそれより中心側の掘削刃より前方に向け高く突出するように配設するとともにオーバーカット用掘削刃を面板の回転方向に向って傾斜して配設したことにより、掘削ヘッドの外周部の地盤へのくい込み性がよく、これにより方向修正時の効きが向上して方向修正を確実に行なわせることができる。
【００２７】
また面板の裏面側外周部近傍には円筒部が設けられ、刃口部の内周にはベアリングを介して回転自在に支持された回転ブロックが設けられ、この回転ブロックの前端外周部に形成された嵌合部に面板の円筒部を嵌合させて掘削ヘッドの芯振れが生じないように構成されているので、硬い地盤に遭遇しても芯振れすることがなく、確実な掘削を進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図。
【図２】同、正面図。
【符号の説明】
１  掘削ヘッド
２  先導管
３  刃口部
５  オーガスクリュー
６  方向修正シリンダ
９  面板
１０  土砂取込口
１１  中央掘削刃
１２（１２１〜１２３）  主掘削刃
１３  オーバーカット用掘削刃
１４  円筒部
１７  回転ブロック
【図１】
0004017755.tif 000002
【図２】
0004017755.tif 000003