JP2001295584A - 地中掘削用カッタヘッド装置 - Google Patents

地中掘削用カッタヘッド装置

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JP2001295584A
JP2001295584A JP2000115087A JP2000115087A JP2001295584A JP 2001295584 A JP2001295584 A JP 2001295584A JP 2000115087 A JP2000115087 A JP 2000115087A JP 2000115087 A JP2000115087 A JP 2000115087A JP 2001295584 A JP2001295584 A JP 2001295584A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カッタヘッドの回転を安定化して良好な掘削
を可能とすると同時に方向修正を容易とし、併せて取り
込み土砂量の制御を確実に行なえるようにすることを課
題とする。 【解決手段】 掘削孔の最外周部を掘削する最外周掘削
ビット11を刃口7の先端にベアリングを介して回転可
能に支持するとともに、先端にカッタヘッド14を取り
付けたスクリューコンベア10を軸方向可動に支持し、
このスクリューコンベアの先端に前面にビットを有する
カッタヘッド14の面板15を前記最外周掘削ビット1
1と一体回転するよう取り付け、この面板15の背面に
設けられた止水コーン17の周面を前記最外周掘削ビッ
ト11の円環部内周面に形成された止水コーン受面18
に離接自在に形成し、前記スクリューコンベア10の前
進動時に前記止水コーン17と止水コーン受面18とが
離間して土砂取り込み開口部Aが形成され、スクリュー
コンベア10の後退動時に止水コーン17と止水コーン
受面18とが密接して土砂取り込み開口部Aが閉塞され
るようにしたものである。

Description

【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
るため地盤を掘孔する管理設用掘削機に適用して最適な
地中掘削用カッタヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上・下水道管や電線管等の比較的小口径
の管を地表を開削することなく地中に埋設する手段とし
て、従来より地表から掘削したピット内からスクリュー
コンベアの先端に設けられたカッタヘッドにより水平方
向に地盤を掘削し、掘削した土砂はスクリューコンベア
を挿通する先導管内のケーシングを通じてピットから地
上へ搬出しつつ先導管に埋設管を接続して後方から押進
し、順次埋設管を継ぎ足して地中に埋設する手法が採ら
れている。
【0003】従来の上記カッタヘッドは、図5(A)ま
たは(B)に示す構造であった。すなわち図5(A)に
示すものは、スクリューコンベア1の先端に前面にビッ
ト2を有するカッタヘッド3の面板4が取り付けられ、
この面板4の背面の止水コーン5と先導管6の先端の刃
口7のテーパー状内周面8との間にクリアランスCが設
けられており、カッタヘッド3はこのクリアランスC部
分で回転中心が保たれて回動するようになされたもので
あり、また図5(B)に示すものは、スクリューコンベ
ア1の先端のカッタヘッド3が先導管6の先端の刃口7
にベアリング9を介して支持され、カッタヘッド3の回
転中心が定められるようになされたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに前記図5
(A)の構成によるものでは、カッタヘッド3の面板4
の外周と刃口7の内周面8とのクリアランスCだけでカ
ッタヘッド3の回転中心を保証するものであるから、カ
ッタヘッド3の回転中心が一定せず、同図左端に矢印で
示すようにふらついてきわめて不安定な回転となり、良
好な掘削ができないと同時に掘削面の方向修正が効きに
くいという問題点がある。
【0005】図5(B)の構成によるものでは、カッタ
ヘッド3はベアリング9により回転が規制されるので前
述のような不安定な回転は生じないが、カッタヘッド3
が刃口7にベアリング9で支持されるためカッタヘッド
3の面板4の背面に止水コーンを装着することができ
ず、その結果カッタヘッド3(スクリューコンベア1)
の回転数のみで取り込み土砂量の制御を行なうことにな
らざるを得ず、対象地盤によっては取り込み土砂量の制
御が不十分になるという問題点があった。
【0006】本発明は上記従来の技術が有する問題点を
解消させることを課題としてなされたもので、カッタヘ
ッドの回転を安定なものとして良好な掘削および方向修
正が行なえるとともに、取り込み土砂量の制御を確実に
行なえるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は、先導管に挿通されるスクリューコンベ
アの先端に取り付けられたカッタヘッドにより先端地盤
を掘削し、掘削された土砂を前記スクリューコンベアに
より後方に搬出して地中に孔を掘削する地中掘削用カッ
タヘッドにおいて、掘削孔の最外周部を掘削する最外周
掘削ビットを刃口の先端にベアリングを介して回転可能
に支持するとともに、先端にカッタヘッドを取り付けた
スクリューコンベアを軸方向可動に支持したことを特徴
とする。前記カッタヘッドの背面に止水コーンを装着す
る場合は、カッタヘッドの面板の背面に設けられた止水
コーンの周面を前記最外周掘削ビットの円環部内周面に
形成された止水コーン受面に離接自在に形成し、前記ス
クリューコンベアの前進動時に前記止水コーンと止水コ
ーン受面とが離間して土砂取り込み開口部が形成され、
スクリューコンベアの後退動時に止水コーンと止水コー
ン受面とが密接して土砂取り込み開口部が閉塞されるよ
うにする。
【0008】
【発明の実施の態様】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照し、図5と共通する部材にはこれと同一符号
を用いて説明する。
【0009】図1は本発明による地中掘削用カッタヘッ
ド装置の一実施形態の概要を略示断面図で示すもので、
掘削機の先導管6の内部にはその軸方向にケーシング6
aが配設されているとともに、先導管6の先端の刃口7
には削孔時に最外周部を掘削する最外周掘削ビット11
の基部の円環部12がベアリング13を介して回転可能
に取り付けられている。
【0010】前記ケーシング6aにはスクリューコンベ
ア10が図示しない後方の駆動手段により回転駆動およ
び所定の距離にわたって前後動自在に挿通され、このス
クリューコンベア10の先端にはカッタヘッド14の円
板状の面板15の中心が固着されている。
【0011】上記カッタヘッド14の面板15の前面に
はその中央側にセンター掘削ビット16aが、周辺側に
メイン掘削ビット16bがそれぞれ突設され、面板15
の背面には止水コーン17が設けられており、この止水
コーン17は前記最外周掘削ビット11の円環部12の
内周面に形成された先端方向に向けて拡開するテーパー
状の止水コーン受面18に離接自在とされていて、スク
リューコンベア10の後退時に止水コーン17と止水コ
ーン受面18とが密接して土砂の流入を阻止し、スクリ
ューコンベア10の前進時には止水コーン17と止水コ
ーン受面18との間隔が開き、土砂取り込み開口部Aが
形成されて土砂の流入を許容し、その間隔を調整するこ
とにより土砂の流入量(取り込み量)が調整されるよう
に構成されている。
【0012】前記最外周掘削ビット11の前記円環部1
2の前面にはトルク伝達部材19が突設され、このトル
ク伝達部材19が前記カッタヘッド14の面板15の切
欠15aに係合されていてカッタヘッド14の回転が最
外周掘削ビット11に伝達され、カッタヘッド14と共
に同方向に回動されるようになっている。
【0013】図2、図3は上記構成の具体的形態を示す
もので、先導管6の先端の刃口7(固定部)に周方向に
環状の溝20を形成してこの溝内に最外周掘削ビット1
1の基部の筒状をなす円環部21がベアリング22を介
して回転可能に嵌挿され、この円環部21の先端に最外
周掘削ビット11を設けるように構成され、この円環部
21の先端部内周に止水コーン受面18が形成されてカ
ッタヘッド14の背面に止水コーン17が離接するよう
に構成される。そして前記円環部21の前端に突設され
たトルク伝達部材19がカッタヘッド14の面板15の
切欠15aに係合されて円環部21に回転が伝達される
ようになっている。
【0014】次に上記実施形態の作用を説明する。
【0015】地盤掘削時にスクリューコンベア10を回
動すると、その先端のカッタヘッド14により先端地盤
が掘削される。この掘削時に最外周掘削ビット11はト
ルク伝達部材19を介してカッタヘッド14と一体回転
し、掘削孔の最外周部を掘削する。
【0016】上記掘削時にスクリューコンベア10を後
退させてそのカッタヘッド14の面板15の背面の止水
コーン17を最外周掘削ビット11の止水コーン受面1
8に密着させておけば、掘削した土砂はスクリューコン
ベア10側へは進入しない。またこのときの最外周掘削
ビット11はカッタヘッド14とトルク伝達部材19を
介して共回りするのでスクリューコンベア10の回転中
心は常に一定に保たれる。
【0017】スクリューコンベア10側への土砂の取り
込みを行なうときは、スクリューコンベア10を前進さ
せると、カッタヘッド14の止水コーン17は最外周掘
削ビット11の止水コーン受面18から離間して周方向
に土砂取り込み開口部Aが形成されるので、この開口部
Aを通じて土砂が取り込まれ、スクリューコンベア10
によりケーシング6a内を後方へ搬送されて地上へ搬出
される。
【0018】この状態においても、最外周掘削ビット1
1はカッタヘッド14とトルク伝達部材19を介して一
体回転され、掘削孔の最外周の掘削が行なわれる。
【0019】したがってスクリューコンベア10の進退
移動量を勘案することにより前記の止水コーン17と止
水コーン受面18との間で形成される土砂取り込み開口
部Aの開度を調整することができ、掘削土砂の取り込み
量を制御することができる。また粘土質の地盤掘削時に
スクリューコンベア10に粘性土が付着した場合には、
スクリューコンベア10を前後動させて振動を与えるこ
とにより剥離させることができる。さらに硬質地盤の掘
削時にはスクリューコンベア10を前進させてカッタヘ
ッド14を最外周掘削ビット11より前方へ突出させた
状態としてカッタヘッド14のみによる先行掘削を行な
えば硬質地盤の掘削を効率よく行なうことができる。
【0020】なお本発明によるカッタヘッド装置は、管
埋設用掘削機に限らず、縦穴掘削機に適用し得ることは
もちろんである。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、最
外周掘削ビットを刃口部にベアリングにより回転中心を
一定として回転自在に支持するようにしながらスクリュ
ーコンベアを軸方向可動としたので、スクリューコンベ
アの先端のカッタヘッドの背部に止水コーンを設けるこ
とができ、スクリューコンベアを前後移動させて前記止
水コーンと最外周掘削ビットの止水コーン受面との間隔
により形成される土砂取り込み開口部の開度を調整する
ことで掘削土砂の取り込み量を容易に制御することがで
きる。
【0022】またカッタヘッドの止水コーンと最外周掘
削ビットの止水コーン受面とは一緒に回動するので止水
コーンの摩耗量が大幅に減少され、その耐久性を著しく
高めることができ、そのため止水コーンの材質として従
来耐摩耗性の観点から高価なエンジニアリングプラスチ
ックを用いていたのに対し、本発明では硬質ゴムなどの
止水効果は高いが耐摩耗性が低く使用を見送られてきた
様々な材料の使用が可能となり、その結果スクリューコ
ンベアの途中にピンチバルブ等の止水補助装置を設ける
必要をなくすることができるなどの付帯効果がある。
【0023】さらに粘土層等の地盤の掘削時にスクリュ
ーコンベアに粘性土が付着した場合でも、その付着粘性
土を剥離するための振動をスクリューコンベアの前後動
により与えることができ、粘性土の剥離を容易に行なう
ことができる。
【0024】加えて硬質地盤の掘削時には、スクリュー
コンベアを前進させてそのカッタヘッドのみによる中央
部分の先行掘削を行なうことができ、硬質地盤であって
も効率よく掘削することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による地中掘削用カッタヘッド装置の一
実施形態を示す略示断面図。
【図2】図1の具体的構成例を示す要部の断面図。
【図3】同、正面図。
【図4】(A)は掘削土砂取り込み時、(B)は掘削取
り込み口閉鎖状態時の各略示断面図。
【図5】(A)、(B)は従来の技術を示す略示断面
図。
【符号の説明】
1,10 スクリューコンベア 3,14 カッタヘッド 5,17 止水コーン 6 先導管 7 刃口 11 最外周掘削ビット 12,21 円環部 13,22 ベアリング 18 止水コーン受面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先導管に挿通されるスクリューコンベアの
    先端に取り付けられたカッタヘッドにより先端地盤を掘
    削し、掘削された土砂を前記スクリューコンベアにより
    後方に搬出して地中に孔を掘削する地中掘削用カッタヘ
    ッドにおいて、掘削孔の最外周部を掘削する最外周掘削
    ビットを刃口の先端にベアリングを介して回転可能に支
    持するとともに、先端にカッタヘッドを取り付けたスク
    リューコンベアを軸方向可動に支持したことを特徴とす
    る地中掘削用カッタヘッド装置。
  2. 【請求項2】先導管に挿通されるスクリューコンベアの
    先端に取り付けられたカッタヘッドにより先端地盤を掘
    削し、掘削された土砂を前記スクリューコンベアにより
    後方に搬出して地中に孔を掘削する地中掘削用カッタヘ
    ッドにおいて、掘削孔の最外周部を掘削する最外周掘削
    ビットを刃口の先端にベアリングを介して回転可能に支
    持するとともに、先端にカッタヘッドを取り付けたスク
    リューコンベアを軸方向可動に支持し、このスクリュー
    コンベアの先端に前面にビットを有するカッタヘッドの
    面板を前記最外周掘削ビットと一体回転するよう取り付
    け、この面板の背面に設けられた止水コーンの周面を前
    記最外周掘削ビットの円環部内周面に形成された止水コ
    ーン受面に離接自在に形成し、前記スクリューコンベア
    の前進動時に前記止水コーンと止水コーン受面とが離間
    して土砂取り込み開口部が形成され、スクリューコンベ
    アの後退動時に止水コーンと止水コーン受面とが密接し
    て土砂取り込み開口部が閉塞されるようにしたことを特
    徴とする地中掘削用カッタヘッド装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010065410A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Sanwa Kizai Co Ltd 推進機用カッターヘッド
JP2017020183A (ja) * 2015-07-07 2017-01-26 大成建設株式会社 通水路の施工方法および水抜き排水路
CN111075463A (zh) * 2020-01-10 2020-04-28 中国矿业大学(北京) 盾构施工出土可视化监控管理方法及出土量可视化监控管理系统
CN115749784A (zh) * 2022-11-09 2023-03-07 文山麻栗坡紫金钨业集团有限公司 一种采矿用连续钻进装置

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