(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進すべき管の内部に配置されて元押し装置からの推力を先導体に伝達する推力伝達装置であって、推進すべき管の長さと対応する長さを有し且つ外周の一部に全長にわたる開放部を形成した伝達部材と、前記伝達部材の両端に取り付けられ該伝達部材に形成した開放部と対応するＵ字状の溝を形成した端板と、前記端板のうち一方の端板にはネジ部又はネジを貫通させるボルト孔を形成すると共に他方の端板に屈折可能に構成され隣接する他の推力伝達装置と接続するための接続部と、外周にリング状の溝が形成され該リング状の溝を前記伝達部材に形成された係止片に係合すると共に長手方向の少なくとも一方の端部が夫々前記端板に形成されたＵ字状の溝の底部に載置された管と、前記管の上部で且つ前記伝達部材の長手方向に形成した棚部とを有することを特徴とする推力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推力を負担し得ない管を地中に推進する際に前記管の内部に配置されて推力を先導体に伝達することが出来る推力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地中に下水道管路や他の管路を敷設する場合、例えば掘進機等の先導体に後続させて管を推進する推進工法を採用するのが一般的である。この工法は、敷設すべき管路の予定敷設線上に発進立坑と到着立坑を構築し、発進立坑に設置した元押し装置によって管に推力を付与し、該管を介して掘進機に伝達して推進するものである。そして掘進機が到着立坑に到着したとき、発進立坑と到着立坑の間に連続した管による管路が敷設される。
【０００３】
上記管路を構成する管としては、呼び径が大きいものではヒューム管や鋼管等を用いるのが一般的である。しかし、最近では呼び径が200 mm，250 mm程度の場合、塩ビ管に代表される合成樹脂管を敷設するようになっている。このような合成樹脂管は推力を伝達し得る力が小さいため、合成樹脂管には掘進機の推進に掛かる推力が直接伝達しないように、合成樹脂管の内部に推力を伝達するための推力管を挿通し、該推力管を介して掘進機に推力を伝達している。
【０００４】
上記推力管としては鋼管が用いられており、合成樹脂管を推進する際には、該合成樹脂管の内部に推力管を配置すると共に該推力管の内部に掘進機に動力を伝える動力線や制御信号を伝送する信号線、掘進機と地山の間及び合成樹脂管と地山の間に充填する滑材を供給する管等が配置され、また泥水工法の掘進機を採用した場合には前記線類や管類に加えて送泥管や排泥管等の管が配置される。
【０００５】
更に、掘進機の推進方向を監視し、常に掘進機を正しい方向に推進するように制御するために発進立坑から管路の予定敷設線に沿ってレーザー光が照射されるが、このレーザー光も推力管の内部を通って掘進機に設けたターゲットに照射される。
【０００６】
また合成樹脂管の敷設数の増加に伴って複数の推力管が接続され、泥水工法を採用した場合には、送泥管や排泥管も同様に接続される。前記送泥管や排泥管は泥水の漏洩を防止するために互いに強固に締結され、これに伴って推力管も互いに強固に締結される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
推進工法では、１本の合成樹脂管の推進が終了する毎に元押し装置に新たな合成樹脂管を載置し、該合成樹脂管の内部に新たな推力管が挿通されると共に各種電線類や管類が接続される。この段取り作業は推力管の内部にレーザー光を通過させる空間を確保し得るように注意を払いながら行われる。また地中に管路が敷設された後、全ての推力管が回収され、これに伴って電線類，管類も回収される。このとき、推力管の内部に挿通された電線類や管類を該推力管の中を通して回収することになる。
【０００８】
上記推進時の段取り作業、及び推進終了後の回収作業は狭い立坑の中で行われるため、作業性が悪く、多大な時間が必要になるという問題がある。特に、最近では周辺の交通事情に与える影響を極力少なくするために立坑の寸法を可及的に小さくすることが要求されており、益々容易な作業ではない。
【０００９】
また推進工法では掘進機の推進方向が管路の予定敷設線からズレることがあり、常に掘進機の推進方向を予定敷設線に一致させるような制御を行う。この場合、推力管が互いに強固に締結されていると、掘進機の推進方向を制御しても、該掘進機に後続させた合成樹脂管が円滑に方向を変更し得ないという問題が生じる。
【００１０】
本発明の目的は、合成樹脂管の推進に際し、段取り作業や回収作業を容易に行うことが出来、且つ接続されたとき互いに屈折を許容し得る推力伝達装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る推力伝達装置は、推進すべき管の内部に配置されて元押し装置からの推力を先導体に伝達する推力伝達装置であって、推進すべき管の長さと対応する長さを有し且つ外周の一部に全長にわたる開放部を形成した伝達部材と、前記伝達部材の両端に取り付けられ該伝達部材に形成した開放部と対応するＵ字状の溝を形成した端板と、前記端板のうち一方の端板にはネジ部又はネジを貫通させるボルト孔を形成すると共に他方の端板に屈折可能に構成され隣接する他の推力伝達装置と接続するための接続部と、外周にリング状の溝が形成され該リング状の溝を前記伝達部材に形成された係止片に係合すると共に長手方向の少なくとも一方の端部が夫々前記端板に形成されたＵ字状の溝の底部に載置された管と、前記管の上部で且つ前記伝達部材の長手方向に形成した棚部とを有して構成されるものである。
【００１２】
上記推力伝達装置では、外周の一部に全長にわたる開放部を形成し且つ推進すべき管の長さと対応した長さを持った伝達部材によって推力を伝達することが出来、前記開放部を介して掘進機に接続される動力線や信号線等の電線類或いは管類を伝達部材の内部に挿通することが出来る。特に、伝達部材に形成した開放部に沿って棚を形成したので、挿通した電線類や管類を棚に整列させて整然と収容することが出来る。従って、前記電線類や管類を回収する場合、伝達部材を発進立坑に引き戻して伝達部材に形成された開放部から容易に回収することが出来る。
【００１３】
また伝達部材の外周に開放部を形成することによって、該伝達部材を推進すべき管の内部に挿通したとき、開放部に対応する部分に該開放部と推進すべき管の内周面とからなる広い空間を形成することが出来る。このため、照射されたレーザー光を通過させる空間を確保することが出来る。
【００１４】
また伝達部材の両端部に他の推力伝達装置と接続する接続部を設けたので、推進すべき管の推進が終了して新たな管を接続する場合、伝達部材どうしを接続して推力を伝達することが出来る。
【００１５】
また、伝達部材の両端に該伝達部材に形成した開放部と対応するＵ字状の溝を形成した端板を取り付け、且つ一方端板にネジ部又はネジを貫通するボルト孔を形成すると共に他方の端板に伝達部材と接合しても屈折し得る接続部を設けたので、端板に形成したＵ字状の溝の底部に送泥管や排泥管を収容することが出来る。
【００１６】
また接続部が一方の端板に形成したネジ部とボルトの間にカラーを介して遊びを持って嵌合するように構成されるため、端板どうしの接触によって推力を伝達することが出来、且つ接続された伝達部材どうしの軸心の屈折を許容することが出来る。このため、掘進機の推進方向がズレたとき、このズレを容易に修正することが出来る。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下上記推力伝達装置の好ましい実施形態について図を用いて説明する。図１は推力伝達装置の構成を説明する図である。図２は推力伝達装置の構成を説明する正面図である。図３は推力伝達装置の構成を説明する図であり図１のIII −III 断面図である。図４は推力伝達装置の構成を説明する図であり図１のIV−IV矢視図である。図５は接続部の構成を説明する図である。図６は推進時の構成を説明する図である。図７は推進時に推力伝達装置の棚に載置した電線類や管類を説明する図である。図８は伝達装置の他の例を示す図である。図９は掘進機の例を示す図である。
【００１８】
本実施例に係る推力伝達装置Ａは、地中に推進すべき合成樹脂管（例えば塩ビ管、以下「推進管」という）１の内部に配置され、元押し装置Ｂから付与された推力を先導体となる掘進機Ｃに伝達するもの（図６参照）であり、推進管１に推力を負担させることなく推進することが可能である。特に、掘進機Ｃに接続される動力線や信号線等の線類及び地山と推進管１の間に吐出する滑材を供給する管類を容易に供給すると共に容易に回収し得るように構成し、且つ連続させた推力伝達装置Ａを互いに軸心を屈折し得るように構成したものである。
【００１９】
推力伝達装置Ａは図１〜図７に示すように、推進管１の長さと対応する長さを有し外周の一部に全長にわたる開放部２ａを形成した伝達部材２と、開放部２ａと対応させて設けた棚３と、伝達部材２の長手方向の両端に固着され所定位置に接続部６を形成した端板４，５と、を有して構成されている。
【００２０】
伝達部材２は外径が推進管１の内径よりも小さい値を持った鋼管を素材とし、該鋼管の全長にわたって開放部２ａを形成した断面Ｃ型の部材として形成されている。この伝達部材２は元押し装置Ｂによって付与された推力を充分に負担し得る強度と剛性を持って形成されている。尚、伝達部材２は開放部２ａを形成した断面がＣ字状に形成されることが必須であり、必ずしも鋼管から形成する必要はなく鋼板をＣ字状に曲げて形成しても良い。
【００２１】
伝達部材２の長さは推進管１の長さと対応している。即ち、伝達部材２の両端に端板４，５を取り付けることなく推力伝達装置Ａを構成する場合、伝達部材２の長さは推進管１の長さと略等しく、また本実施例のように両端に端板４，５を取り付ける場合には、取り付けた端板４，５を含む長手寸法が推進管１の長さと略等しくなるように設定されている。
【００２２】
従って、伝達部材２単独で推力を伝達することが可能であり、開放部２ａを介して電線類や管類を内部に収容し或いは収容された電線類や管類を回収することが可能である。しかし本実施例では、開放部２ａに対応させて棚３を形成することで、伝達部材２の内部を複数段に分割し、これにより、電線類や管類をより整然と整頓し得るように構成している。
【００２３】
棚３は伝達部材２の長手方向に沿って設けた溝形状の鋼板等によって構成されている。即ち、伝達部材２の開放部２ａの縁部に所定のピッチで複数の支持片３ａが固着され、この支持片３ａに棚３が小ネジ３ｂによって取り付けられている。棚３は電線類や管類を支持し得るものであれば良く、推力伝達装置Ａの全長にわたって設ける必要はないが、本実施例では全長にわたって構成している。このように棚３を形成することによって伝達部材２の内部を複数の段に分割し、夫々の段に電線類や管類を整列させて載置することが可能である。
【００２４】
端板４，５は同一の形状を持った鋼板によって形成されている。この端板４，５には、伝達部材２の開放部２ａに対応し且つ棚３と略等しい幅寸法と、棚３の位置よりも深い寸法を持ったＵ字状の溝４ａ，５ａが形成されており、互いに対向する位置に接続部６が形成されている。
【００２５】
接続部６は、図５に示すように、一方の端板４に形成されたボルト孔６ａと他方の端板５に形成されたネジ７又はボルト孔６ｂとによって構成されている。端板４に形成されたボルト孔６ａにはカラー８が嵌合されており、該カラー８の内径はボルト９の外径よりも大きい値を有している。そしてカラー８側（端板４側からボルト９を挿通して端板５に形成したネジ７に螺合させることで、ボルト９を介して推力伝達装置Ａを互いに接続することが可能である。
【００２６】
上記の如く接続された推力伝達部材Ａでは、ボルト９をネジ７に螺合する際に完全に螺合して強固に締結することが可能であるが、端板４側とカラー８とは隙間があり、遊びを持たせておくことで、掘進機Ｃの蛇行を許容して円滑な推進と方向制御を実現することが可能である。即ち、後続して配置された推力伝達装置Ａに作用する推力は端板４，５の当接により順に推進方向前方側に伝達される。
【００２７】
また接続された推力伝達装置Ａの軸心が互いに屈折しているような場合、屈折中心側の端板どうしが当接し、反対側の端板は互いに離隔する。このとき、端板４とカラー８が遊びを持って螺合するため、前記遊びの範囲で屈折を許容することが可能である。尚、図５に於ける２ｂ，２ｃは夫々接合部６を構成するネジ７，カラー８に対しボルト９を螺合する作業を行うための空間を形成する切欠部である。
【００２８】
推力伝達装置Ａは推進管１に挿通されて推力を伝達する。そして伝達部材２の外径を推進管１の内径よりも小さくすることで、容易に挿通し得るように構成されている。また推力伝達装置Ａを推進管１の内部に挿通する際に該推力伝達装置Ａが円滑に摺動し得るように、伝達部材２の外周に摺動板10が取り付けられている。この摺動板10は、推力伝達装置Ａの推進管１の内部に於ける摺動を容易に行わせる機能と、伝達部材２の軸心を推進管１の軸心と一致させる機能とを有している。
【００２９】
また推力伝達装置Ａは、例えば直径200 mmの推進管１と直径250 mmの推進管１に共通して使用し得るものであることが好ましい。このため、図７に示すように摺動板10は伝達部材２に対しビス11によって着脱し得るように構成されており、推進管１の直径の差をスペーサ12の着脱によって調整し得るように構成している。
【００３０】
伝達部材２に棚３を設けることによって、伝達部材２の内部空間に２段の棚が形成されている。棚３による上部の段は伝達部材２の開放部２ａによって上方が開放されるものの、棚３の下部の段は閉鎖された空間として形成されている。棚３の下部に形成された空間は上部から線類や管類を通すことが出来ないため、予め掘削土砂を排出する管が配置されており、この状態で推進管１の内部に挿通され或いは回収される。
【００３１】
伝達部材２に形成する棚３は上記の如き構成に限定するものではなく、図８に示すように構成することも可能である。図８に於いて、伝達部材２には長手方向に沿って所定のピッチで複数の支持片３ａが固着され、この支持片３ａに棚３が小ネジ３ｂによって取り付けられている。特に、支持片３ａが伝達部材２の内周面から中心方向に向かって直線状に突出して設けられており、棚３は平板によって形成されている。
【００３２】
棚３を上記の如く構成した場合であっても、棚３上にホース類やケーブル類を載置して支持することが可能である。
【００３３】
本発明に於いて、地山の掘削土砂の排出方式は特に限定するものではない。即ち、オーガによって排出する方式やコンベアによって排出する方式或いは泥水によって排出する方式があり、これらの何れの方式を採用しても良い。
【００３４】
本実施例では、泥水工法を採用しており、泥水と共に掘削土砂を排出している。このため、棚３の下部に形成された段には送泥管13と排泥管14が配置されている。
【００３５】
送泥管13，排泥管14の一方側の端部には差し込み口13ａ，14ａが形成され、他方側の端部には受入れ口13ｂ，14ｂが形成されると共に内周面にＯリング15が装着されている。また差し込み口13ａ，14ａの外周部には溝13ｃ，14ｃが形成されており、この溝13ｃ，14ｃに伝達部材２に設けた係止片16が係合し、これにより送泥管13，排泥管14は伝達部材２に係止され、推力伝達装置Ａを移動する際にも各管13，14が離脱することを防止している。
【００３６】
次に、元押し装置Ｂの概略構成について説明する。元押し装置Ｂは推力伝達装置Ａに推力を付与し、この推力伝達部材Ａを介して掘進機Ｃに伝達して該掘進機Ｃ及び推力伝達装置Ａ（推進管１）を推進するものである。この元押し装置Ｂは、図示しない発進立坑に設置され、レール上に載置された推進管１及び該推進管１に挿通された推力伝達装置Ａに押し輪20を当接させて油圧シリンダーを駆動して推進し得るように構成されている。
【００３７】
次に、掘進機Ｃの概略構成について図９により説明する。図に於いて、掘進機Ｃはシールド本体21とテールシールド22がジャッキ23を介して接続され互いに屈折可能に構成されている。シールド本体21に設けた隔壁24によって削土室25と機内室26に分割されており、削土室25にカッターヘッド27が配置され、機内室26に削土室25に泥水を供給する送泥管13、及び削土室25から泥水と共に掘削土砂を排出する排泥管14が配置されている。また機内室26には掘進機Ｃの推進方向を監視するためのターゲット28が配置されると共に該ターゲット28を撮影するテレビカメラ29が配置されている。
【００３８】
テールシールド22の後端側には推進管１，推力伝達装置Ａと接続される接続管30が接続されており、該接続管30の近傍に地山と推進管１の間に滑材を吐出するノズル31が配置されている。
【００３９】
次に、上記掘進機Ｃを先頭に配置して推進管１を推進する状態を図６，図７により説明する。先ず、掘進機Ｃが発進立坑に設置された元押し装置Ｂによって推進される。このとき、掘進機Ｃに設けたカッターヘッド27の駆動部27ａには動力線32が接続され、またテレビカメラ29には信号線33が、図示しない中継盤には伝送線34が接続される。また送泥管13，排泥管14の止水弁37に油圧ホース35，36が接続される。更に、滑材のノズル31には滑材供給管38が接続される。
【００４０】
掘進機Ｃのカッターヘッド27を駆動すると共に削土室25に地山の崩壊を防ぐ泥水を供給し、元押し装置Ｂを駆動すると掘進機Ｃは地山を掘削しつつ推進される。この推進に伴って管路の予定敷設線に沿ってレーザー光が照射され、ターゲット28にスポットを形成する。ターゲット28はテレビカメラ29によって撮影され、画像信号は地上に設置した制御装置に伝送されて表示される。
【００４１】
掘進機Ｃの推進が終了した後、接続されている全ての電線類やホース類及び管類を取り外し、元押し装置上に推進管１と該推進管１に挿通された推力伝達装置Ａを載置する。そして取り外した各電線類，ホース類，管類を接続し、掘進機Ｃを作動させると共に元押し装置を作動させて推進管１，推力伝達装置Ａを推進する。
【００４２】
上記操作を繰り返すことで、新たな推進管１，推力伝達装置Ａを順次推進することが可能である。特に、既に推進された推進管１に挿通された推力伝達装置Ａに新たな推進管１に挿通された推力伝達装置Ａを接続するに際し、端板４の接続部６とカラー８にボルト９を挿通して端板５の接続部６を構成するネジ７に強固に締結し、カラー８と端板４との隙間により遊びを持たせて螺合しておくことが必要である。そして元押し装置Ｂから発生する推力は、後続する推力伝達装置Ａの伝達部材２に取り付けた端板４が先行する推力伝達装置Ａの端板５に当接することで伝達され、推力伝達装置Ａを順次介して掘進機Ｃに伝達される。
【００４３】
上記推進過程で、発進立坑にから常に管路の予定敷設線に沿ってレーザー光が出射される。このレーザー光は推進管１に挿通された伝達部材２の開放部２ａを通って掘進機Ｃのターゲット28に到達する。特に、伝達部材２に開放部２ａを形成したため、推進管１の内部には、開放部２ａの幅と推進管１の内周面から棚３までの距離を持った連続空間が形成され、レーザー光はなんら邪魔されることなくターゲット28に照射される。また掘進機Ｃが予定敷設線からズレるとターゲット28に於けるスポットの位置が変化するため、オペレーターがスポットを元の位置に復帰させるようにジャッキ23を操作することで、掘進機Ｃを予定敷設線に沿って推進することが可能である。
【００４４】
掘進機Ｃが到着立坑に到着すると、該掘進機Ｃは到着立坑から回収される。また推進管１に挿通された推力伝達装置Ａは発進立坑側に引き戻される。
【００４５】
推力伝達装置Ａが引き戻されたとき、該推力伝達装置Ａを構成する伝達部材２には全長にわたる開放部２ａが形成されているため、棚３に載置された電線類，ホース類，管類は上方に邪魔なものがなく、推力伝達装置Ａが発進立坑に引き戻されると同時に棚３から回収することが可能である。このため、可撓性を持った電線類やホース類はドラム巻き付けることでによって連続的に回収することが可能である。また管類であっても、そのままの状態で容易に離脱させることが可能であり、回収作業を極めて容易に行うことが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る推力伝達装置は、伝達部材の外周の一部に全長にわたる開放部を形成すると共に該開放部に対応させた棚を設けたので、推進に必要な電線類やホース類或いは管類を整然と配置することが出来る。このため、推進すべき管を敷設した後、推力伝達装置を立坑に戻したとき、棚に載置した電線類，ホース類，管類が露出し、極めて容易に回収することが出来る。
【００４７】
また接続部にカラーを入れることで遊びを持って螺合するように構成したので、連続した推力伝達装置が屈折した場合であっても、この屈折を許容することが可能となり、推進方向にズレが生じて推進すべき管が蛇行した場合、推力伝達装置が屈折することが出来るため、この蛇行に対して吸収することが出来、円滑に推進を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】推力伝達装置の構成を説明する図である。
【図２】推力伝達装置の構成を説明する正面図である。
【図３】推力伝達装置の構成を説明する図であり図１のIII −III 断面図である。
【図４】推力伝達装置の構成を説明する図であり図１のIV−IV矢視図である。
【図５】接続弁の構成を説明する図である。
【図６】推進時の構成を説明する図である。
【図７】推進時に推力伝達装置の棚に載置した電線類や管類を説明する図である。
【図８】推力伝達装置の他の例を示す図である。
【図９】掘進機の例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ                      推力伝達装置
Ｂ                      元押し装置
Ｃ                      掘進機
１                      推進管
２                      伝達部材
２ａ                    開放部
２ｂ，２ｃ              切欠部
３                      棚
３ａ                    支持片
３ｂ                    小ネジ
４，５                  端板
４ａ，５ａ              溝
６                      接続部
６ａ，６ｂ              ボルト孔
７                      ネジ
８                      カラー
９                      ボルト
10                      摺動板
11                      ビス
12                      スペーサ
13                      送泥管
13ａ，14ａ              差し込み口
13ｂ，14ｂ              受入れ口
13ｃ，14ｃ              溝
14                      排泥管
15                      Ｏリング
16                      係止片
21                      シールド本体
22                      テールシールド
23                      ジャッキ
24                      隔壁
25                      削土室
26                      機内室
27                      カッターヘッド
28                      ターゲット
29                      テレビカメラ
30                      接続管
31                      ノズル
32                      動力線
33                      信号線
34                      伝送線
35                      油圧ホース
37                      止水弁
38                      滑材供給管
【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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