(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングを非開削で地中に推進する推進機において、ケーシングを回転させるトルクを一時的に増強するためのトルクアップ装置であって、
前記推進機の後方に延びたケーシング後端部の継手に着脱可能に取り付けられるワイヤドラムと、
前記ワイヤードラムに前記ケーシングの回転方向と同じ方向に巻き付けられる第１のワイヤロープと、
前記第１ワイヤーロープの巻き方向とは反対方向に前記ワイヤードラムに巻き付けられる第２のワイヤーロープと、
前記第２ワイヤロープが巻き掛けられ、前記第２ワイヤーロープの方向を変えるために固定された定滑車と、
前記第１ワイヤーロープの自由端と前記第２ワイヤーロープの自由端とが連結され、巻き上げ装置により引っ張れるようになした動滑車と、
からなることを特徴とするケーシング回転推進機に用いるトルクアップ装置。
【請求項２】
前記第１ワイヤーロープの自由端と前記第２ワイヤーロープの自由端とを連結する第３のワイヤーロープを前記動滑車に巻き掛けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のケーシング回転推進機に用いるトルクアップ装置。
【請求項３】
前記ワイヤードラムには、第１ワイヤーロープがドラム胴の中央から推進方向に向かって巻きが増す右巻きに、第２ワイヤーロープがドラム胴の中央から推進反対方向に向かって巻きが増す左巻きにそれぞれ３〜５回巻き付けられることを特徴とする請求項１に記載のケーシング回転推進機に用いるトルクアップ装置。
【請求項４】
前記巻き上げ装置には移動式クレーンを用い、前記移動式クレーンのフックに前記定滑車を吊るようにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のケーシング回転推進機に用いるトルクアップ装置。
【請求項５】
前記動滑車を引張する力を前記移動式クレーンの荷重計で管理することを特徴とする請求項４に記載のケーシング回転推進機に用いるトルクアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングなどの鋼管を地中に埋設する回転推進機に用いるトルクアップ装置に係り、特に、推進を一旦停止してから再開するときに、一時的に大きなトルクをかけることができるトルクアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、上下水道、ガス、電気ケーブルなどのライフライン埋設工事には、開削工法に替わって、立坑から管を水平に推進する非開削工法が普及している。この種の推進工法では、地表から掘削した立坑に推進機を入れて、この推進機でケーシングを回転させる同時に後端を押しながら推進していく。推進機には、アタッチメントとして、先端にカッタヘッドを有するケーシングが取り付けられており、カッタヘッドで土砂を掘り崩し、ブレードと送水した水で土砂を立坑に排出させる。そして、一定の距離を掘進したところで、ケーシングを継ぎ足ながら推進していく。
【０００３】
また、水道、ガス等のライフラインとして地中に埋設されている埋設管は、経年により老朽化するので、適時に回収して新たな埋設管に交換する必要がある。また、埋設管が不要になった場合は、そのまま放置しないで回収する必要がある。このような既設埋設管を回収するために、古くは、埋設箇所を開削することで埋設管を掘り出していたが、近時は、回転推進工法を利用して、既設の埋設管の外側にケーシングを入れてから、埋設管を回収するようになってきている。この回転推進工法によれば、精度が良く、工事の効率も向上する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の回転推進機による工法では、ケーシングを推進する過程では、トルクに変動があったり、土質によってはケーシングの回転に大きなトルクが必要となる場合がある。
【０００５】
ケーシングの推進を途中で停止し、しばらく間をおいてから、推進を再開するために再起動するときには、土圧がかかり特に大きなトルクが必要になる。状況によっては、駆動モータの容量不足のために、トルクが足りず、ケーシングの推進ができなくなる事態に発展する。このため、従来は、容量の大きなモータを備える大型の推進機を使用し、トルク不足にならないように対処していた。
【０００６】
しかし、その反面で、推進の再開後は、ケーシングの回転に必要なトルクが低下するのか常であり、順調に推進しているときには、大容量のモータでなくても推進は十分に可能である。
【０００７】
ところが、現実には、推進の再開時に必要なトルク出力を基準にして、大容量のモータを備えた大型推進機を用いる傾向があった。このため、大型推進機を入れるための立坑を大きく開削しなければならなくなったり、推進機の利用費用が増え、必要以上に工事コストが増大するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、ケーシングの推進を停止した後で再開するため、推進機のモータによりケーシングを回転させるときに、簡易な構成で大きなトルクを発生させ、一時的にトルクを増強することのできるトルクアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、ケーシングを非開削で地中に推進する推進機において、ケーシングを回転させるトルクを一時的に増強するためのトルクアップ装置であって、前記推進機の後方に延びたケーシング後端部の継手に着脱可能に取り付けられるワイヤドラムと、前記ワイヤードラムに前記ケーシングの回転方向と同じ方向に巻き付けられる第１のワイヤロープと、前記第１ワイヤーロープの巻き方向とは反対方向に前記ワイヤードラムに巻き付けられる第２のワイヤーロープと、前記第２ワイヤロープが巻き掛けられ、前記第２ワイヤーロープの方向を変えるために固定された定滑車と、前記第１ワイヤーロープの自由端と前記第２ワイヤーロープの自由端とが連結され、巻き上げ装置により引っ張れるようになした動滑車と、からなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、好ましくは、前記ワイヤードラムには、第１ワイヤーロープがドラム胴の中央から推進方向に向かって巻きが増す右巻きに、第２ワイヤーロープがドラム胴の中央から推進反対方向に向かって巻きが増す左巻きにそれぞれ３〜５回巻き付けられる。
【００１１】
また、本発明では、前記巻き上げ装置には移動式クレーンを用られ、前記移動式クレーンのフックに前記定滑車を吊るようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ケーシングの推進を停止した後で再開するときに、推進機のモータによりケーシングを回転させるために、簡易な構成で大きなトルクを一次的に加えることができるので、必要以上の大型の推進機を用いる必要がなくなり、工事コストを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による回転推進工法機に用いるトルクアップ装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。  
図１において、参照番号１０は、非開削でケーシングを地中に推進する工法で用られる回転推進機を示す。地表からは立坑５０が掘られ、推進機１０は、この立坑５０内に設置される。
【００１４】
回転推進機１０は、ケーシング１２を回転させながら推進力を与えて、ケーシング１２を推進していく機械である。回転推進機１０の本体は、ベースとなるガイドフレーム１４の上に移動可能に設置されている。回転推進機１０の上下左右の四隅には、推進力を発生する油圧シリンダ１６が配設されている。回転推進機１０から後方には、推進力がケーシング１２に与えるときの反力を受けるため反力受けロッド１８が延びており、立坑５０の壁面に固定されている。
【００１５】
回転推進機１０には、ケーシング１２を回転させるためのトルクを発生する油圧モータ２０が設けられている。ケーシング１２の先端にはカッターヘッド２２が設けられており、ケーシング１２の内部には、螺旋状にブレード２４（内巻き羽根）が溶接されている。カッタヘッド２２は、ケーシング１２とともに回転し推力が加えられるようになっている。なお、ケーシング１２は、推進が延びるにしたがって、１本づつ継ぎ足しながら推進作業が行われる。
【００１６】
本実施形態では、回転推進機１０でケーシング１２を推進していく工事において、ケーシングの継ぎ足し作業時や夜間に推進を途中で停止した後、ケーシング１２を再起動させる時は、初期に大きな起動トルクが必要で、この時必要な起動トルクを増強するために、次のようなトルクアップ装置が構成されている。
【００１７】
図１において、参照番号３０でトルクアップ装置の全体を示す。  
このトルクアップ装置３０は、移動式クレーンを利用する実施形態である。参照番号３１は、図示しない移動式クレーンのブームから垂下しているワイヤーロープである。このワイヤーロープ３１によって滑車ブロック３２が吊られており、この滑車ブロック３２には、クレーンフック３３が取り付けられている。
【００１８】
この実施形態では、トルクアップ装置３０は、ケーシング１２と連結されるワイヤドラム３４と、移動式クレーンによって吊られる動滑車３６と、地面に対して固定された定滑車３８とを含む。
【００１９】
以下、トルクアップ装置３０の構成について詳細に説明する。  
推進に伴って継ぎ足されるケーシング１２の最後尾は回転推進機１０の後方にある。図２に示すように、ワイヤドラム３４は、最後尾のケーシング１２ａの継手部４０に着脱可能に取り付けられる。この場合、継手部４０およびワイヤドラム３４にはピン穴が４１、４２があけられており、ワイヤドラム３４は継手部４０に対して図示しないピンにより結合される。
【００２０】
図２に示すように、ワイヤドラム３４には、二本のワイヤロープ４４、４５が互いに逆巻きの方向になるように巻き付けられている。このうち、第１ワイヤーロープ４４は、ケーシング１２の回転方向と同じ方向の右巻きに巻かれている。この場合、第１ワイヤーロープ４４は、ワイヤドラム３４の中央から推進方向に向かって右巻きに巻きが増していく。
【００２１】
これに対して、第２ワイヤーロープ４５の方は、ワイヤドラム３４の中央から推進方向とは逆方向に左巻きに巻きが増していく。  
なお、ワイヤードラム３４にそれぞれ巻かれる第１ワイヤーロープ４４、第２ワイヤーロープ４５は、３〜５回巻き付ければ十分である。
【００２２】
次に、図３は、図２のワイヤドラム３４を後方からみた図である。  
ワイヤドラム３４の下には、定滑車３８がアンカーボルト４６によって地面に固定されている。この定滑車３８には、第２ワイヤーロープ４５が巻き掛けられている。すなわち、ワイヤドラム３４に巻かれてから下に向かって引き出された第２ワイヤーロープ４５は、定滑車３８を交わして方向を上に向けて延び、その自由端は第３のワイヤーロープ４８の一端にシャックル４９を介して連結されている。この第３のワイヤーロープ４８は、クレーンフック３３に吊られた動滑車３６に掛けられているワイヤである。
【００２３】
他方、ワイヤドラム３４に巻かれてから上に向かって引き出された第１ワイヤーロープ４４の自由端は、シャックル５０を介して第３のワイヤーロープ４８の他端に連結されている。
【００２４】
本実施形態によるトルクアップ装置は、以上のように構成されるものであり、次に、その作用並びに効果について説明する。
【００２５】
回転推進機１０でケーシング１２を順調に推進しているときには、トルクアップ装置３０は必要とはされない。図１に示すのは、推進を途中で停止し、しばらく間をおいてから、推進を再開するためにトルクアップ装置３０を組み付けした回転推進機１０である。  
そこで、移動式クレーンのブームから垂下するクレーンフック３３に動滑車３６を取り付けるともに、図１に示すようにトルクアップ装置３０を組み立てる。
【００２６】
図４に示すように、移動式クレーンで動滑車３６を吊り上げると、ワイヤドラム３４にケーシング１２を推進するときの回転方向と同じ方向にトルクがかかることになる。  
すなわち、動滑車３６が吊り上げられると、ワイヤドラム３４にそれぞれ巻かれている第１ワイヤーロープ４４および第２ワイヤーロープ４５が上に引っ張られる。このうち、第１ワイヤーロープ４４は、鉛直上方に引っ張られるとワイヤドラム３４を図４において右回りに回転させられるように巻かれている。そして、第２ワイヤーロープ４５の方は、定滑車３８を介することにより、同じくワイヤドラム４５を右回りに回転させるように巻かれている。したがって、クレーンで動滑車３６を上に吊り上げることにより、それぞれ第１ワイヤーロープ４４と第２ワイヤーロープ４５によって、ワイヤドラム４５を右回りに回転させるトルクＴ1、Ｔ2が発生することになる。
【００２７】
このトルクＴ1、Ｔ2は、回転推進機１０がもともと備えている油圧モータ２０等の出力トルクに上乗せされてケーシング１２に加わるので、特に大容量の動力源を必要としないばかりか、滑車とワイヤーロープを組み合わせた簡易な構成により、推進再開時に限ってケーシング１２にかけるトルクを一時的に増強することができる。そして、当然のことながら、ワイヤドラム３４に加えられるトルクＴ1、Ｔ2の大きさは、回転推進機１０の仕様、油圧モータ１０の容量とは無関係に増強することができることになる。このため、再開時のトルクに合わせて必要以上に大型の推進機を用いなければならなかった従来とは異なり、通常の推進に必要な容量を油圧モータ１０が備えていれば、回転推進機１０で推進工事を円滑に進めることができる。なお、この実施形態では、増強するトルクの大きさは、クレーンの吊上容量の範囲で、クレーンの荷重計を使って管理することができる。
【００２８】
また、本実施形態のように、第１ワイヤーロープ４４と第２ワイヤーロープ４５をワイヤドラム３４に逆方向に巻いた上で、動滑車３６と固定滑車３８を組み合わせることで、左右対称に均等に引っ張ることができるので、ケーシング１２やケーシング１２を保持している回転推進機１０に無理に片寄った力が加わることなく、安定して起動トルクをかけることができる。
【００２９】
さらに、トルクアップ装置３０では、第１ワイヤーロープ４４と第２ワイヤーロープ４５がそれぞれ３〜５巻程度巻かれていれば、ケーシング１２に高トルクでの初期回転を与えるには必要十分である。通常、３〜５回回転させたところで、地盤からのフリクションが切れるので、全部巻き上げたところで、以後は、回転推進機１０の油圧モータ２０でケーシング１２を回転させて通常の推進工程に移行することができる。その場合、ケーシング１２の継手部４０からピンを外してワイヤドラム３４を抜き取るだけで済むので、推進工程へ円滑に移行することができる。
【００３０】
以上、本発明によるトルクアップ装置について、好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、移動式クレーンをホイスト等の巻き上げ手段によって代替することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による回転推進機に用いるトルクアップ装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】同トルクアップ装置のドラムを示す側面図である。
【図３】同トルクアップ装置を後方からみた正面図である。
【図４】同トルクアップ装置の作用を説明する正面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  回転推進機
１２  ケーシング
２２  カッタヘッド
２４  内巻き羽根
３０  トルクアップ装置
３２  滑車ブロック
３３  クレーンフック
３４  ワイヤドラム
３６  動滑車
３８  定滑車
４０  継手部
４４  第１ワイヤロープ
４５  第２ワイヤロープ
４８  第３ワイヤロープ
５０  立坑
【図１】
0004874218.tif 000002
【図２】
0004874218.tif 000003
【図３】
0004874218.tif 000004
【図４】
0004874218.tif 000005