(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋設された既設管内の一端側から他端側に向けて牽引部材により牽引されて、該既設管壁を牽引方向に切断し切断個所を拡径しながら後方に連結された新設管を引き込んで置き換える切断拡径具において、
切断拡径具が、切断部と拡径部とからなっており、
切断部が、既設管内の一方となる案内側に設けられて既設管の内壁面に溝状痕を形成する溝カッタと、前記既設管内の他方で前記案内側に対向する切断側に設けられて前記溝カッタの前後に配置されて前記既設管を牽引方向に沿って切断する一対のカッタとを有しており、
拡径部が、前記切断部の後方に設けられて前記カッタによる切断個所を前記溝状痕を折曲線として押し広げる部材からなっており、
前記切断拡径具とその前方に連結された牽引部材との前方連結部および切断拡径具とその後方に連結された新設管との後方連結部とが、牽引部材および新設管に対して切断拡径具が相互に軸線を中心に独立して回転しうるように連結されていることを特徴とする切断拡径具。
【請求項２】
埋設された既設管内の一端側から他端側に向けて牽引部材により牽引されて、該既設管壁を牽引方向に切断し切断個所を拡径しながら後方に連結された新設管を引き込んで置き換える切断拡径具において、
切断拡径具が、切断部と拡径部とからなっており、
切断部が、既設管内の一方となる案内側に設けられて既設管の内壁面に溝状痕を形成する溝カッタと、前記既設管内の他方で前記案内側に対向する切断側に設けられて前記溝カッタの前後に配置されて前記既設管を牽引方向に沿って切断する一対のカッタとを有しており、
拡径部が、前記切断部の後方に設けられて前記カッタによる切断個所を前記溝状痕を折曲線として押し広げる部材からなっており、
前記切断部とその前方に連結された牽引部材との前方連結部および切断部とその後方に連結された拡径部との後方連結部とが、牽引部材および拡径部に対して切断拡径具が相互に軸線を中心に独立して回転しうるように連結されていることを特徴とする切断拡径具。
【請求項３】
一対のカッタが、前方に配置した第１カッタの刃先より後方に配置した第２カッタの刃先が切断側に深くなるように設定してなることを特徴とする請求項１または２に記載の切断拡径具。
【請求項４】
溝カッタと一対のカッタが、切断部に軸支されたホイール型からなっていることを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の切断拡径具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイプスプリッタ工法に用いる切断拡径具の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許第３２１７４０３号に開示されているように、非開削の推進工法において、埋設された既設管をガイドとして利用し、該既設管内にヘッダを推進させて管を切り裂き、拡開させて、ヘッダに連結した交換用の新設管を通して置き換えるパイプスプリッタ工法およびそれに用いる切断・拡開工具が知られている。
この切断・拡開工具は、既設管を軸線に沿って切り裂くための切断部構造として、案内側と切断側を有する支承本体と、該支承体の案内側で該支承体の長手軸線に沿い縦に並んで装着された第１および第２案内ローラと、前記支承体の切断側で前記第１および第２案内ローラの間に装着されたカッタとを備え、該第１案内ローラは案内溝を形成する表面を有し、該第２案内ローラは形成された該案内溝をたどる表面を有する構成からなっている。
上記切断部構造は、第１および第２案内ローラからなる一対の縦並び案内ローラを有しており、第１案内ローラは既設埋設管を切断するのではなく、既設埋設管の内部上面に案内溝を形成するように構成されている。
この溝は脆弱部となって、後述の管を拡開する際の折曲線として機能するが、更に、第１案内ローラに続く第２案内ローラが、前記案内溝に倣って通るので、既設埋設管内を挿通する工具が管内で回転することを防止している。
またカッタとして順次大径となる３つのカッターホイールを備えて既設管を段階的に切断している。
この状態で第１、第２案合ローラ間に設けられたカッタにより既設埋設管を切り裂くようになっており、この切断部構造の後端には拡開部構造としてのエクスパンダが接続されており、切り裂かれた面を前記案内溝を基点として外側に拡開するようになっている。
上記切断・拡開工具は、油圧式推進ユニットによりロッドと連結し既設埋設管内を推進させが、上記工具が回転するとロッドも連動して回転するので、ネジによる連結部分に大きな影響を与える。同様に切断・拡開工具と新設管とが一体的に連結されている場合にも、同様に上記工具が回転すると新設管を捻ってしまうという問題点がある。
即ち、特許第３２１７４０３号では、複数の案内ローラを設けることで切断・拡開工具の回転を抑えるとしているが、実際上は溝に追従する案内ローラの係合だけで回転を完全に抑えることは困難である。
そこで、現場では、図７に示すように、地面を掘削して予め既設埋設管４１の一部（分割部分４１ａ）を前後に分離可能に切断しておき、切断・拡開工具３１が切断個所を通過した後にその分割部分４１ａを撤去し、撤去後の埋設管結替部分において前記工具３１の回転した姿勢を正常位置に修正する作業が必要となっていた（図７（ｂ）参照）。
更に、前記工具３１では、一対の縦並び案内ローラ３３の間にカッタ３４を配置するので配置したカッタの数に比例して全長が長くなり（図８参照）、この工具を牽引装置３８から出し入れするために前記作業用の立坑４０の長さを長く掘削する必要があり、環境負荷や工事コストの増大が避けられなかった。
【特許文献１】特許第３２１７４０３号公報  図２、図２２参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その主たる課題は、非開削によるパイプスプリッタ工法において使用する切断拡径具が溝カッタを案内側に１個所だけ配置し、上記溝カッタを挟んで前後に一対のカッタを配置することで、ヘッダの長さを短小化して立杭の掘削面積を狭めることで環境負荷や工事コストの削減を図ると共に、ヘッダの前後において連結される牽引部材および新設管とヘッダとはそれぞれ独立して回転しうるようにして作業の効率化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、
埋設された既設管内の一端側から他端側に向けて牽引部材により牽引されて、該既設管壁を牽引方向に切断し切断個所を拡径しながら後方に連結された新設管を引き込んで置き換える切断拡径具において、
切断拡径具が、切断部と拡径部とからなっており、
切断部が、既設管内の一方となる案内側に設けられて既設管の内壁面に溝状痕を形成する溝カッタと、前記既設管内の他方で前記案内側に対向する切断側に設けられて前記溝カッタの前後に配置されて前記既設管を牽引方向に沿って切断する一対のカッタとを有しており、
拡径部が、前記切断部の後方に設けられて前記カッタによる切断個所を前記溝状痕を折曲線として押し広げる部材からなっており、
前記切断拡径具とその前方に連結された牽引部材との前方連結部および切断拡径具とその後方に連結された新設管との後方連結部とが、牽引部材および新設管に対して切断拡径具が相互に軸線を中心に独立して回転しうるように連結されていることを特徴とする。
また、請求項２の発明では、
前方連結部が、切断部とその前方に連結された牽引部材との間に形成されており、
後方連結部が、切断部とその後方に連結された拡径部との間に形成されており、
牽引部材および拡径部に対して切断拡径具が相互に軸線を中心に独立して回転しうるように連結されていることを特徴とする。
請求項３の発明では、
前記一対のカッタが、前方に配置した第１カッタの刃先より後方に配置した第２カッタの刃先が切断側に深くなるように設定してなることを特徴とする。
請求項４の発明では、
前記溝カッタと一対のカッタが、切断部に軸支されたホイール型からなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
この発明は、切断拡径具の切断部に、一つの溝カッタを案内側に設け、その前後の切断側に一対のカッタを設けるので、切断拡径具の全長を従来品より短縮化することができ、立坑の長さを短くして掘削面積の削減や、環境負荷と工事コストの低減を図ることができる。
また、牽引部材と切断拡径具との前方連結部、および切断拡径具と新設管との後方連結部とを、それぞれ独立して回転可能としているので、切断拡径具が既設管内で回転しても、これに連動して牽引部材や新設管が回転することがなく、スムーズに新設管の置き換えを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
この発明は、案内側に１つの溝カッタを設け、切断側に一対のカッタを設けることで切断拡径具の全長を短縮化し、また切断拡径具と牽引部材や新設管との連結部の構造をそれぞれ独立して回転可能に連結することで、工事コストの削減や、スムーズな新設管の置換え作業を実現した。
【実施例１】
【０００７】
以下に、この発明の切断拡径具の好適な実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１および図２に示す切断拡径具１は、牽引装置１８の牽引部材１７に牽引されて既設管１１内を移動しながら既設管１１を切り裂く切断部２と、該切断部２に連結されて既設管１１の切断個所を拡開する拡径部６とを有しており、該拡径部６には既設管置換用の新設管１５の先端が連結されている。
なお、切断拡径具１は、牽引部材１７による牽引方向（図１で左方向）を前方とし、逆方向を後方として説明する。
【０００８】
［切断部］
切断部２は、略柱状の支承部２ａを有しており、該支承部２ａの径方向の一方、図示例では上方を案内側とし、他方、図示例では下方を切断側として説明する。
該支承部２ａの案内側には、既設管１１の内壁面に溝状痕を形成する溝カッタ３が軸支されており、支承部２ａの切断側には、前記溝カッタ３を挟むように前後に配置された一対のカッタ４、５が軸支されている。
【０００９】
［溝カッタ］
溝カッタ３は、既設管１１に溝状痕１２を形成するためのカッタからなっており、上記溝状痕１２は、後述の一対のカッタ４、５によって牽引方向に切り裂かれた既設管１１を外方へ押し広げて拡開する際の折曲線となる脆弱部として機能する（図５（ｂ）参照）。
本実施例では、溝カッタ３は、支承部２ａの上方に軸支されたホイール型の回転刃からなっているが、固定刃その他の公知のカッタであってもよい。
【００１０】
［カッタ］
一対のカッタ４、５はホイール型のカッタからなっており、支承部２ａの切断側で、前記溝カッタ３より前方に配置した第１カッタ４と、後方に配置した第２カッタ５とからなっている。
【００１１】
図示例では、第１カッタ４の刃先に対して第２カッタ５の刃先の方が深くなるように設定している。
これにより、第１カッタ４では、既設管１１を完全には切り裂かない第１段階の切断を行い（図５（ａ）参照）、続いて前記溝カッタ３による溝状痕１２が形成され、次いで、前記第２カッタ５で、前記第１カッタ４の切断痕に沿って第２段階の切断を行って既設管１１を軸方向に完全に切り裂くようになっており（図５（ｃ）参照）、スムーズに切断することができる。
【００１２】
第１カッタ４と第２カッタ５は、溝カッタ３に対して切断部２の姿勢のバランスを取るために必要であり、主な切断は第１カッタ４で行うようにしてもよい。
例えば、第１カッタ４と第２カッタ５とは、同じ刃先形状としてもよいし、第１カッタ４より第２カッタの刃先を僅かに浅くしてもよい。
上記実施例では、第１カッタ４と第２カッタ５とをいずれも支承部２ａに軸支したホイール型としたが、この発明では、一方を回転刃とし、他方を固定刃とする構成、あるいは双方とも固定刃とする構造でもよい。
【００１３】
［拡径部］
前記切断部２の後端には拡径部６が固着されている。
拡径部６は、図示例の場合、後方に向かって前記切断部２の支承部２ａより徐々に大径となる横倒した略截頭円錐形状のブロック体からなっている。
そして、切断部２と共に既設管１１内を牽引されることにより、既設管１１の内壁面と接してこれを拡径する方向に押し広げる（図５（ｄ）参照）。
【００１４】
拡径に際しては、既設管１１には、牽引方向、即ち、軸方向に延びる切断線１３が形成されており、この切断線１３と径方向に対向する個所に溝状痕１２が形成されている。
そこで、既設管１１を拡径する際には、溝状痕１２が谷折り用の折曲線となって、拡径部６により切断線１３が外側に拡開されて既設管１１が切り開かれる。
このようにして拡径された既設管１１内に、拡径部６に連結された新設管１５が導入されて埋設管を置き換えることができる。
【００１５】
溝カッタ３を単一とした上記切断拡径具１では、切断拡径具１の回転を規制する手段が無いため、既設管１１内で、その軸線を中心にして切断拡径具１が回転するおそれがある。
そこで、この発明では、切断拡径具１の前後の連結部を縁切り構造として、切断拡径具１の回転の力が、前方の牽引部材１７や、後方の新設管１５に伝達されず連動しない構造とした。
【００１６】
［前方連結部］
切断部２の前方には、到達立坑２０に設けられた牽引装置１８によって牽引される牽引部材の端部が連結されている。
図示例では牽引部材としてワイヤ１７を用いたが、チェーン等であってもよい。
ここで前方連結部７は、切断部２に対してその軸線を中心に回転可能に連結されており、牽引方向に対しては連動し、回転方向に対しては連動しない構造からなっている。
【００１７】
図２の場合、前方連結部７として、ワイヤ１７の端部に大径の抜止部７ａを設け、該抜止部７ａを切断部２の前方に設けた蟻溝７ｂ内に回転可能に嵌着する構成としている。
これにより、既設管１１内で切断拡径具１が軸線を中心に回転しても、前方連結部７は回転力を伝動せず、ワイヤ１７はそのままの姿勢に保持されて切断拡径具１を牽引することができる。
【００１８】
また、図３に示す切断拡径具１では、前方連結部７としてダブルシャックルを用いており、牽引部材としてのワイヤ１７と切断拡径具１の先端とを連結している。
即ち、一方のシャックル７ｃがワイヤ１７の後端に固定され、他方のシャックル７ｄが切断拡径具１の先端に固定される。
シャックル同士７ｃ、７ｄは、枢軸７ｅにより回転可能に連結されているので、切断拡径具１が軸線を中心にして回転しても、ワイヤ１７側は回転の縁が切れているので連動して回転することがなく、ワイヤ１７はそのままの姿勢に保持されながら牽引される。
その他の構成は前記実施例と同様なので、その説明を省略する。
【００１９】
また、図４には、牽引部材にロッド１７’を用いた場合を示す。
この場合、切断拡径具１は、切断部２の前部にロッド１７’をネジ止めするためのネジ部８が外周に刻設された前方連結部７が形成されている。
該前方連結部７は、切断部２に対してその軸線を中心に回転可能に連結されており、牽引方向に対しては連動し、回転方向に対しては連動しない構造からなっている。
【００２０】
図示例では、切断部２の先端に前方へ突出する軸部２ｂを設け、前方連結部７を枢着している。
この場合、ロッドの押引機などの牽引装置（図示せず）によりロッド１７’を介して切断拡径具１が牽引されるが、切断拡径具１が軸線を中心にして回転しても前方連結部７に回転力が伝達されることなく、ロッド１７’はそのままの姿勢に保持されて切断拡径具１を牽引することができる。
【００２１】
［後方連結部］
切断拡径具１は、拡径部６の後端と新設管１５の先端とが後方連結部９によって連結されている。
図示例の場合、後方連結部９はダブルシャックルからなっており、一方のシャックル９ａが拡径部６の後端に設けられ、他方のシャックル９ｂが新設管１５側に設けられている。
【００２２】
シャックル同士は枢軸９ｃにより回転可能に連結されているので、切断拡径具１が軸線を中心にして回転しても、新設管１５側は回転の縁が切れているので連動して回転することがなく、新設管１５はそのままの姿勢に保持されながら牽引される。
ここで、後方連結部９の構成も上記実施例に限定されるものではなく、回転方向の動きを伝達せず牽引方向の動きだけを伝達する構成であれば公知の構成を用いることができる。
【実施例２】
【００２３】
図６に示す実施例２の切断拡径具１は、後方連結部９の位置が、切断部２と拡径部６との間に形成されている点で、前記実施例１と異なっている。
切断部２と拡径部６とは一体的に固着されておらず、切断部２に対して拡径部６が回転可能に連結されている。
【００２４】
図示例では切断部２の後方に枢軸２ｃを後ろ向きに突出し、該枢軸に拡径部６の前部を回転可能に枢着しているので、牽引時に切断部２が回転しても、切断部２の回転力は拡径部６に伝達されず拡径部は連動して回転せず、牽引方向の動きにのみ連動して牽引される。
その他の構成は前記実施例１と同じであるので、その説明を省略する。
【００２５】
この発明では、前方連結部および後方連結部の具体的構成は特に限定されるものではなく、切断拡径具とは牽引方向の動きには連動し、軸線を中心にした回転方向の動きに対しては連動しない構成であれば、その他の公知の構成を用いることができる。
その他、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】到達立坑内での切断拡径具を示す説明図である。
【図２】切断拡径具の側面図である。
【図３】前方連結具にダブルシャックルを用いた切断拡径具の側面図である。
【図４】（ａ）は切断拡径具の側面図、（ｂ）は底面図である。
【図５】既設管の切断拡径段階を示す断面図であって、（ａ）は第１カッタによる切断工程、（ｂ）は溝カッタによる切断工程、（ｃ）は第２カッタによる切断工程、（ｄ）は拡径具による切断面拡径工程である。
【図６】後方連結具の異なる実施例を示す側面図である。
【図７】従来の切断・拡径工具の回転姿勢を直す作業を示すもので（ａ）は既設管の一部を分割する工程を示す図、（ｂ）は工具の姿勢を直す図である。
【図８】到達立坑内での従来の切断・拡径工具を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    切断拡径具
２    切断部
２ａ  支承部
２ｂ  軸部
３    溝カッタ
４、５  一対のカッタ
６    拡径部
７    前方連結部
８    ネジ部
９    後方連結部
１１    既設管
１２    溝状痕
１３    切断線
１５    新設管
１７    牽引部材
１８    牽引装置
２０    到達立坑
【要約】
【課題】  この発明は、パイプスプリッタ工法に用いる切断拡径具に関する。
【解決手段】切断拡径具の切断部が、案内側に設けられて既設管の内壁面に溝状痕を形成する溝カッタと、切断側に設けられて前記溝カッタの前後に配置されて前記既設管を牽引方向に沿って切断する一対のカッタとを有しており、拡径部が、前記切断部の後方に設けられて前記カッタによる切断個所を前記溝状痕を折曲線として押し広げる部材からなっており、前記切断拡径具とその前方に連結された牽引部材との前方連結部および切断拡径具とその後方に連結された新設管との後方連結部とが、牽引部材および新設管に対して切断拡径具が相互に軸線を中心に独立して回転しうるように連結されていることを特徴とする。
【選択図】  図１【図１】
0004081506.tif 000002
【図２】
0004081506.tif 000003
【図３】
0004081506.tif 000004
【図４】
0004081506.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004081506.tif 000007
【図７】
0004081506.tif 000008
【図８】
0004081506.tif 000009