JP2001329786A - 掘削体及び掘削方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径の地中穴でも自由度の高いルートで精度
よく掘削でき、従って障害物がある場合にも方向修正し
て掘削することができる掘削体を提供する。 【解決手段】 掘削ヘッドと、掘削ヘッドの後側に連設
されたロッドユニットとを備え、掘削ヘッドを推進して
地中穴を掘削する掘削体であって、ロッドユニットは、
複数個のロッド部材が軸方向を合せて配設されており、
隣接するロッド部材は弾性部材を介して、ロッドユニッ
トの軸心（Ｚ）に略直交する方向に装着される軸状部材
で連結されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非開削で地中穴を
形成するための掘削体に関し、特に、ガス、上水道など
の地下埋設管に、供給管を分岐する作業を行なうための
地中穴を形成するのに好適な掘削体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスや上水道などの地下埋設管から供給
管を分岐させるには、地下埋設管部分と供給管敷設部分
を地上から掘削して土砂を取り除いた上で作業を進める
ことが普通であるが、地上からの開削作業が必要であ
り、作業量が増えるだけでなく、工期も長くなって不経
済であり、また道路等を掘り返すことによる地域への影
響も無視できない。これを解決するための工法の一つと
して、地上から掘り下げたピットから供給管敷設用地中
穴をあける推進工法が提案されており、例えば特公平７
−１３４３３号には推進工法用推進管（公知例１）が、
特開平１１−２７０２７９号には推進体（公知例２）が
開示されている。公知例１の推進管は、一対の剛性管部
と、その両剛性管部の互いに隣接する一端部どうしを屈
曲自在に連結した可撓部を備え、前記剛性管部対の複数
をそれらの長手方向に並べた状態で隣接するものどうし
を着脱自在に剛性連結する連結部を、前記剛性管部各々
の他端に設けたものである。公知例２の推進体は、推進
ヘッドと、その軸心方向に連結される複数個の推進部材
からなる推進本体とを連設したもので、推進ヘッドと推
進本体とは推進本体の軸心まわりに一体的に回転可能
に、かつ軸心と直交する軸のまわりに相対的に揺動可能
に連結されたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般家庭への供給管の
ように、小径でポリエチレン等可撓性を有する配管材を
用いる場合、敷設経路途中に他の埋設管等の障害物があ
っても、これを避けるように曲げて敷設することができ
る。この非開削用の地中穴は、道路占有面積の減少、工
期短縮等を図るため、他の配管等の障害物に対し、敷設
ルートの自由度が高く、かつできるだけ小さい曲げ半径
で迂回するように形成する必要がある。しかし、上記公
知例１に記載された推進工法用推進管には、次のような
問題がある。 １）推進用ヘッド先端をシリンダにより首振りさせて方
向を定めるとともに、モータにより掘削刃を回転させて
掘削するので、推進用ヘッド内に駆動装置を組込まなけ
ればならず、機構が複雑になり動作信頼性に問題があ
る。 ２）シリンダやモータは、土中で掘削部を首振りした
り、掘削刃を回転したりするに十分の容量のサイズが必
要で、推進用ヘッドの最小外径には制約があり、数十ｍ
ｍ程度の小径穴の掘削には適しない。 ３）推進管は可撓部で座屈し易く、所定の穴を掘削する
ことが難しい。推進管内部に泥水の供給管と回収管を装
着し、さらには前記駆動装置の動力用配管や配線も内装
するので、推進管の曲率半径を小さくすることが難し
い。

【０００４】これに対し、公知例２に記載された推進体
は、駆動装置を内蔵しない推進ヘッドを用いるものであ
るが、以下のような問題がある。 １）推進部材は、軸心に対し同じ方向に直交するピンで
結合されているので、一方向にしか進路変更ができず、
また当然ながら、推進体が屈曲した状態では、推進ヘッ
ドと推進体は軸心まわりに一体的に回転することはでき
ない。即ち、一旦曲進した後は、その推進方向を変更す
ることができない。 ２）曲進経路は、推進ヘッドの傾斜面からの反力による
推進ヘッドの揺動量のみで決まるので、土質による反力
の大小で曲率が変動し、所望の経路に穴を明けることは
困難である。 ３）推進部材間を連結する部分の屈曲防止は、そこに外
嵌されるカバー筒で行なわれるので、直線状穴の掘削は
カバー筒も共に推進して行なわなければならず、掘削開
始時にしかあけることができない。従って、本発明は、
小径の地中穴でも自由度の高いルートで精度よく掘削で
き、従って障害物がある場合にも方向修正して掘削する
ことができる掘削体及び掘削方法を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、掘削ヘッド
と、掘削ヘッドの後側に連設されたロッドユニットとを
備え、掘削ヘッドを推進して地中穴を掘削する掘削体で
あって、ロッドユニットは、複数個のロッド部材が軸方
向を合せて配設されており、隣接するロッド部材は弾性
部材を介して、ロッドユニットの軸心（Ｚ）に略直交す
る方向に装着される軸状部材で連結されていることを特
徴としている。前記軸状部材の軸心方向は、ロッドユニ
ットの軸心（Ｚ）を通るとともに、軸心（Ｚ）に略直交
する平面内の異なった方向のものを含み、ロッドユニッ
トは任意の方向に曲がることができる。また、前記軸状
部材は、隣接し合うロッド部材を、ロッドユニットの軸
心（Ｚ）まわりに一体的に回転可能とするとともに、推
進力を伝達することができる。前記軸状部材は、略９０
度方向が異なるように配設されていることが好ましく、
特に、ロッドユニットの曲率半径を小さくするために
は、ピッチ毎に交互に９０度方向が異なるようにするこ
とが望ましい。

【０００６】また、本発明における弾性部材は、例えば
ゴムや樹脂を用いるとよく、ロッド部材スラスト方向端
部に配置され、隣接するロッド部材と密接的に装着され
るような構造にするとよい。この場合の弾性部材は、ロ
ッド部材が傾いて弾性部材に変位が生じると、弾性率で
定まる曲げ剛性が発生するので、所定力以上の曲げ力が
作用するまではロッドユニットを略真直状態に保持する
機能を有する。また、ロッド部材間の軸方向隙間に土砂
が侵入するのを防ぐシールの作用も有する。また、本発
明における弾性部材は、ロッド部材ラジアル方向に配置
され、隣接するロッド部材が嵌装する穴部と軸部に密接
的に装着されているような構造であってもよい。この場
合は、ロッド部材の心合せを行なわせることができ、ロ
ッドユニットが滑らかな表面を形成するのに効果的であ
る。また、例えばＯリングを用いてシール性を有するよ
うにすると、ロッド部材に設けた貫通穴を通じて、ロッ
ドユニット内部に圧力流体を流すことができ、掘削ヘッ
ドから圧力流体を噴出することで、掘削を容易にするこ
とができる。弾性部材は、上述した構成の少なくとも一
つを用いた方がよいが、両方を組合わせて用いるとさら
によい。

【０００７】また、本発明の掘削体に用いるロッドユニ
ットは、ロッドユニットの先端ロッド部材と後端ロッド
部材は、他のロッドユニットの後端ロッド部材あるいは
先端ロッド部材と接続できる連結部を有するものであ
る。予め所定数のロッド部材を連結したロッドユニット
を組立てて準備しておけば、現場施工時、必要な本数の
ロッドユニットを接続することにより、能率良く所定長
さの穴を掘削することができる。また、本発明の掘削方
法は、ガス、上水道、或いは下水道などの地下埋設管と
家屋側を結ぶ分岐管を非開削で敷設するための掘削方法
であって、例えば数十ｍｍといった同じ長さを有する複
数のロッド部材を連結し屈曲方向自在としたロッドユニ
ットと、その先端に設けた掘削ヘッド用い、地上に設け
た推進手段からの推力或いは回転力をロッドユニットを
介して掘削ヘッドに伝達制御し、掘削ヘッドを回転させ
ながら推進することにより形成される直線状穴と、掘削
ヘッドを推進させることにより曲率半径が最小２ｍまで
小さく形成される曲進状穴を適宜組合わせて、家屋側の
地表から地中の埋設管に向けて穴を掘削することを特徴
としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に本発明の掘削体の一例を示
す。本掘削体は、地中穴を形成する掘削ヘッド１と、掘
削ヘッド１に推力及び回転力を伝達するロッドユニット
２とで構成されている。掘削ヘッド１は、全体が略円柱
状で、先端側が先鋭になるように傾斜面１ａが形成さ
れ、後端側に雄ネジ４が形成されている。傾斜面１ａの
傾斜角度θは、３０°±１５°の範囲で、掘削する土質
や、曲線状穴の曲率を考慮して定めればよい。ロッドユ
ニット２は、同一の基本構造を有する３種類のロッド部
材を一列に接続して組立てたものである。即ち、図２に
示すように、ロッドユニット２は、連結された複数（本
図では１５個）の中間ロッド部材１２（１２ａ、１２
ｂ、…）の一端側に前部ロッド部材１０が連結され、他
端側に後部ロッド部材１１が連結された構造を有する。

【０００９】図３は、中間ロッド部材１２の断面図であ
る。中間ロッド部材１２は、軸部１４とフランジ状の胴
部１３を持つ段付き円筒形状部材である。胴部１３の外
径は、掘削ヘッド１の外径と同じか、それより小さくす
る。胴部１３の中心部には、軸部１４の外径ｄよりやや
大きい内径Ｄの軸部装着穴１５が形成されている。軸部
装着穴１５の端面側にはＯリング装着溝２１が設けられ
ている。胴部１３には、軸心Ｘと直交する方向（紙面に
対して垂直）に、連結用ピン２０を装着するための胴ピ
ン穴１６が設けられ、軸部１４には、胴ピン穴１６と直
交する方向に、連結用ピン２０を装着するための軸ピン
穴１７が設けられている。胴ピン穴１６と軸ピン穴１７
を同一寸法とすることにより、１種類の連結用ピン２０
を準備すればよい。

【００１０】上記中間ロッド部材１２は、図２及び図３
に示すように、隣接するロッド部材と、相互に軸部装着
穴１５が軸部１４に嵌装され、ピン２０を介して軸心Ｘ
（図３参照）方向に連結できる構造を有する。組み付け
精度に関連する因子として、軸部１４の外径ｄ、長さ
ｓ、段部から軸ピン穴１７中心までの距離ｈと、胴部１
６の軸部装着穴１５の内径Ｄ、長さＳ、端部から胴ピン
穴１６中心までの距離Ｈがあり、その寸法関係は下記の
ように設定される。 Ｄ＝ｄ＋α Ｈ＝ｈ−γ Ｓ＝ｓ−γ＋β 上記α、β、γは、ロッドユニット２を所望の曲率半径
に曲げた状態で部材どうしが干渉しないような値とし、
予め算出することができるので、適宜設定して用いれば
よい。

【００１１】前部ロッド部材１０は、中間ロッド部材１
２の、軸部装着穴１５の内径に雌ネジ５が形成されたも
ので、後部ロッド部材１１は、同じく軸部１４の外径に
雄ネジ６が形成されたものである。前記掘削ヘッド１の
雄ネジ４と、後部ロッド部材の雄ネジ６を同一仕様と
し、前部ロッド部材１０の雌ネジ５にねじ込み可能とす
ることにより、掘削ヘッド１は、前部ロッド部材１０に
ネジで結合することができる。また、ロッドユニット２
どうしもネジ締結で連結することができ、掘削体の長さ
を容易に調整することができる。

【００１２】ロッドユニット２は、前部ロッド部材１
０、中間ロッド部材１２、後部ロッド部材１１を相互に
組み付けて形成され、ロッドユニット２の長さは、中間
ロッド材部材１２の個数を地中穴掘削用動力源の推進ス
トロークに応じて選定することにより調整される。ま
た、施工する穴の長さに合せて、予め必要分のロッドユ
ニットを組立てておくと、効率よく掘削作業を行なうこ
とができる。

【００１３】次に、図２を参照してロッドユニット２の
組立て手順を説明する。 １）前部ロッド部材１０と第１中間ロッド部材１２ａを
連結する。前部ロッド部材１０の軸部１４にリング状の
ゴムシート２４を挿入する。ゴムシート２４は、厚さが
前記γとほぼ同じで、外径が胴部１３の外径とほぼ同じ
か、圧縮されても胴部から極端にはみ出さないような寸
法に形成されている。次いで、第１中間ロッド部材１２
ａのＯリング装着溝２１（図３参照）にＯリング１９を
装着した後、当該ロッド部材を前部ロッド部材１０の軸
部１４に装入する。前部ロッド部材１０の軸ピン穴１７
と、第１中間ロッド部材１２ａの胴ピン穴１６ａを合わ
せ、ピン２０ａを挿通する。ピン２０ａの外径と軸ピン
穴１７の内径は隙間ばめとなるような寸法関係を有し、
前部ロッド部材１０はピン２０ａを中心に揺動すること
ができるようにする。ピンの長さは、胴部外径より短い
寸法として、胴部から突出しないようにするとともに、
抜け止めのために止め具等をセットする。

【００１４】２）第１中間ロッド部材１２ａと第２中間
ロッド部材１２ｂを連結し、以降、所定数の中間ロッド
部材を順次連結し、最後に後部ロッド部材１１を連結す
る。第１中間ロッド部材１２ａの軸部１４ａにゴムシー
ト２４を挿入する。次いで、第２中間ロッド部材１２ｂ
の軸部装着穴１５ｂにＯリング１９を装着した後、当該
ロッド部材を第１中間ロッド部材１２ａの軸部１４ａに
装入する。第１中間ロッド部材１２ａの軸ピン穴１７ａ
に第２中間ロッド部材１２ｂの胴ピン穴１６ｂを合わ
せ、ピン２０ｂを挿通する。ピン２０ｂの軸中心は、第
１中間ロッド部材の胴部に装着されたピン２０ａの軸中
心と、９０度だけずれている。ピン２０ｂ外径と軸ピン
穴１７ａ内径は隙間ばめとなるような寸法関係を有し、
第１中間ロッド部材１２ａはピン２０ｂを中心に揺動す
ることができる。以降、上記と同様にして第３中間ロッ
ド部材１２ｃから後部ロッド部材１１までを連結し、組
立作業は終了する。

【００１５】以上のようにして組立てられたロッドユニ
ット２には、軸心Ｚ（図２、図４参照）が形成される。
各ロッド部材は、隣接して嵌装された軸部１４と軸部装
着穴１５がＯリング１９で圧着されているので、軸心Ｚ
と同心に保持される。また、各ロッド部材間にはゴムシ
ート２４が密接的に装着されているため、ロッドユニッ
トにはゴムシート２４の弾性等で定まる所定の曲げ剛性
が付与される。一方、隣接する中間ロッド部材は、軸心
Ｚ方向と直交した方向で互いに９０度方向が異なる軸方
向回りに揺動することができる。従って、ロッドユニッ
ト２は、軸心Ｚから３６０度の範囲で向きを変えて進む
ことができるとともに、所定の曲げ力が作用した場合は
所定の曲率で曲がることができる。曲げ剛性は、前記Ｏ
リング１９及びゴムシート２４の材質の変更や、組み込
み時の圧縮代の設定により調整することができる。ま
た、ゴムシート２４は、中間ロッド部材間隙間に土砂が
入らないようにシールの役割も果たしている。

【００１６】上記掘削体によれば、次のようにして直進
穴、曲進穴又は直進穴と曲進穴を掘削することができ
る。直進穴を掘削する場合は、後部ロッド部材１１に回
転力と推力を作用させる。回転力及び推力は、ロッド部
材を連結しているピン２０を介して掘削ヘッド１に伝達
される。これにより、掘削ヘッド１先端の傾斜面１ａは
回転するので、傾斜面１ａが受ける推進反力の向きは軸
心Ｚまわりに順次移動し、ロッドユニット２には曲がり
は発生しない。従って、ロッドユニット２は真直状態を
維持して推進することになり、直進穴が形成される。曲
進穴を掘削する場合は、掘削進行方向と逆向きに掘削ヘ
ッド１先端の傾斜面１ａを位置決めし、回転させずに掘
削体を推し進める。この時は、掘削ヘッド１先端が傾斜
面１ａからの一方向の反力を受けて、ロッドユニット２
に曲げモーメントが作用する。これにより、中間ロッド
部材は、ピン２０を中心にゴムシート２４の材質や圧縮
代等により定まる曲げ剛性に応じた角度だけ傾き、ロッ
ドユニット２は曲進することになり、曲率を有する穴が
形成される。

【００１７】本発明の掘削体は、曲進穴を形成した後で
も、再度直進穴をあけることができる。これは、ロッド
ユニットが、その特徴的構造により、曲がった掘削穴中
でも軸心Ｚ回りに回転することができるからである。以
下、この時の中間ロッド部材の挙動を、図５に示すよう
に、紙面上で右上方から左下方に凹状態に湾曲した穴を
掘削した後、水平方向に直進穴を掘削しようとする場合
を例に、図４も参照して説明する。

【００１８】図４（ａ）は、ちょうど掘削ヘッド１の軸
心が水平方向となり、この後掘削体を回転させ直進穴を
掘削しようとする直前の状態を示したものである。掘削
ヘッド１と、ロッドユニット２の前部ロッド部材１０は
ネジで締結されているので、前部ロッド部材１０の軸心
も水平状態である。前部ロッド部材１０と第１中間ロッ
ド部材１２ａはピン２０ａで連結されているが、本図に
おいてはピン２０ａの軸は上下方向にあり、この状態で
は第１中間ロッド部材１２ａは上下方向に揺動できない
ため、その軸心も水平方向である。一方、第１中間ロッ
ド部材１２ａと第２中間ロッド部材１２ｂは、前記ピン
２０ａと直交する方向に向いたピン２０ｂで連結されて
おり、第２中間ロッド部材１２ｂは、ピン２０ｂ廻りに
上下方向に揺動可能であり、掘削穴に沿って右上がりに
傾いている。以降の中間ロッド部材は同様なピン結合構
造であるため、第３中間ロッド部材１２ｃは、第２中間
ロッド部材１２ｂと軸心方向を同一として右上がりに傾
いており、第４中間ロッド部材１２ｄは、第３中間ロッ
ド部材１２ｃの軸心よりさらに右上がりに傾いている。
このように、曲がった掘削穴中での各中間ロッドは、上
記のような状態にある。

【００１９】図４（ｂ）は、後部ロッド部材を９０度回
転し、中間ロッド部材を介して掘削ヘッド１を９０度旋
回させた状態を示したものである。この時の、中間ロッ
ド部材の挙動を、第３、４、５中間ロッド部材１２ｃ、
１２ｄ、１２ｅに着目して説明する。図４（ａ）の段階
では、第４中間ロッド部材１２ｄは第５中間ロッド部材
１２ｅと、上下に向いたピン２０ｅで連結されていたた
め、軸心方向は一致していたが、図４（ｂ）に示すよう
に、第５中間ロッド部材１２ｅが、図４（ａ）の位置か
ら９０度旋回するにつれ、ピン２０ｅの軸方向も上下か
ら水平方向へと変るため、第４中間ロッド部材１２ｄ
は、９０度旋回しながらピン２０ｅの軸廻りに揺動す
る。これに伴い、第４中間ロッド部材１２ｄと連結した
第３中間ロッド部材１２ｃは、ピン２０ｄが水平方向か
ら垂直方向に旋回するにつれて、揺動しながら回転させ
られる。揺動時には、中間ロッド部材は隣接する中間ロ
ッド部材となす軸心のづれ角度だけ振れる。理解を容易
にするために、図４では中間ロッド部材の傾き状態を誇
張して示しているが、実際には数ｍ程度の曲率半径の形
成穴に対し、中間ロッド部材の長さを数十ｍｍ程度とす
れば、その傾きは非常に微小なものであり、個々の中間
ロッド部材は、形成された穴との間に生じている隙間で
十分揺動することができる。なお、中間ロッド部材の長
さが短いほど小さいブレで回転することができるので、
曲率半径の小さい穴を形成する時には好ましい。

【００２０】図４（ｃ）は、後部ロッド部材を、図４
（ｂ）の位置からさらに９０度回転した状態を示す。こ
の時も、前述したように中間ロッド部材は、各々ピンで
回転力を伝達され回転するが、ピン軸方向の変化に伴
い、形成穴との隙間で揺動する。このように、ロッドユ
ニット２は、曲線状の穴の中にあってもほぼ軸心Ｚ廻り
に回転することができる。従って、後部ロッド部材を回
転させながら推進させることにより、掘削ヘッド１の傾
斜面１ａから受ける推進反力はバランスされるので、掘
削体は再び直進し、直進穴が形成される。これより、所
定の曲率半径の穴をあけるべく曲進掘削中に、硬い土質
に遭遇するなどで、曲率半径が小さくなったような場合
でも、曲進掘削を中止してしばらく直進掘削し、再度曲
進掘削を行なうようにすれば、最終的に所定の曲率半径
の穴を掘削することができる。

【００２１】図５は、本発明の掘削体を用いて、地上か
ら地下埋設管９に向けて地中穴を掘削形成する例を示し
たものである。この時の作業について説明する。先ず、
掘削ヘッド１にロッドユニット２を１本接続して掘削体
を形成し、供給管引込み側の地上に設置した掘削装置７
にセットする。掘削装置７には後部ロッド部材１１の軸
部雄ネジに嵌合するソケット８が設けてあり、前記ソケ
ット８は掘削装置７に組み込まれた油圧シリンダや油圧
モータ（いずれも不図示）により、直進及び回転するこ
とができる。次に、掘削装置７を操作して掘削体を回転
させながら斜め下方に掘削ヘッド１を地中に推進する。
掘削体が掘削装置のストローク端まで押し込まれたら、
ロッドユニット２とソケット８の結合を外し、ソケット
８を後退させる。

【００２２】次いで、新たなロッドユニット２ａの前部
ロッドユニット１０ａを、既挿入のロッドユニット２の
後部ロッドユニット１１にネジ込んで結合するととも
に、後部ロッドユニット１１ａをソケット８にネジ込
み、掘削装置７の操作を再開する。前記操作を、掘削ヘ
ッド１が計画した斜め直進区間ｓ１の終端部に達するま
で繰り返す。水平掘削のための遷移区間としての曲進区
間ｓ２では、掘削体は掘削ヘッド１の傾斜面１ａの向き
を所定方向に固定して推進のみを行なう。例えば掘削方
向を斜め下方向から水平方向に修正する場合は、傾斜面
１ａを下に向けた状態で、掘削体を回転させずに押込
む。直進区間ｓ３開始点に達し、掘削ヘッド１が水平方
向になると、掘削体を再度回転させながら押込み前進さ
せ、目標地下埋設管９の方向に掘削ヘッド１を推し進め
る。

【００２３】ここで、例えば目標地下埋設管９への掘削
区間ｓ３の途中に他の埋設管等障害物があった場合、前
記曲進区間及び再直進区間における操作と同様操作をす
ることにより、迂回することができる。なお、掘削ヘッ
ド１の深さおよび傾斜面１ａの向きは、例えば電磁波を
発するゾンデ（図示せず）を掘削ヘッド１に組み込み、
その磁界を受信機器で計測することにより検出すること
ができる。

【００２４】また、ロッドユニットは、ロッド部材が円
筒形状で、嵌装している軸部と軸部装着穴とはＯリング
が圧着されているため、内部に水、空気等の圧力流体を
流すことができる。従って、掘削ヘッドに、先端に通じ
る貫通穴を設ければ、ロッドユニット内部に供給された
例えば圧力水を掘削ヘッド先端から噴出しながら推進す
ることができ、土質等の状態に合せて適用することによ
り、掘削を容易にすることができる。

【００２５】以上、本発明の掘削体の一例を図１〜図３
を中心に説明したが、細部の構造は種々変えることがで
きる。例えば、推進ヘッド１と前部ロッド部材の結合、
及び後部ロッド部材と推進装置７のソケット８との結合
をネジ結合ではなくピン結合とすることもでき、この場
合、ロッド部材は中間ロッド部材で示す１種類にまとめ
ることができる。また、軸部１４と軸部装着穴１５間隙
間に、ゴム等弾性材の円環部材を密接的に装着するよう
にして、前記Ｏリング１９或いはゴムシート２４を省略
するようにすることもできる。また、ロッド部材を、連
結するピン２０が９０度毎にできるだけ短いピッチ、例
えば２０〜７０ｍｍピッチで装着できるような構造にす
ると、ロッドユニットの曲率半径を小さくすることがで
き望ましいが、必ずしもこれに限定される必要はなく、
２〜３ピッチ毎に方向を変えてもよいし、また例えば６
０度づつ装着方向を変えるようにしてもよい。、

【００２６】また、掘削体の他の例として、ロッドユニ
ット３０を図６で示す構造としたものを示す。図６に示
すように、ロッドユニット３０は、円筒状の外殻ロッド
部材３１と、円筒状の内部ロッド部材３２とを備え、一
列に配置した外殻ロッド部材３１の内部に、同じく一列
に配置した内部ロッド部材３２を配してピン３３で連結
し、一体構造としている。内部ロッド部材３２は、長さ
が外殻ロッド部材３１と同一で、その外径は外殻ロッド
部材３１の内径より所定量小さくしている。隣接する外
殻ロッド部材３１の端面には、所定厚のリング状のゴム
シート３４が装着され、その弾性がロッドユニット３０
に曲げ剛性を与えている。外殻ロッド部材３１の内径部
と内部ロッド部材３２の外径部は、Ｏリング３９で圧密
されており、ロッド部材は芯出しされて、外殻ロッド部
材３１の外周部は滑らかになり、かつ内部に圧力流体を
流すことができ、掘削を容易にする。ピン３３は交互に
９０度位相が違う方向に配設されており、ロッドユニッ
ト３０は自在に屈曲することができる。

【００２７】

【実施例】図７に、曲率半径２ｍの穴を形成することが
できるように設定した図１に示す掘削体を用い、直進穴
形成後、曲進穴を形成した時の実験結果を示す。実験に
使用した掘削ヘッドは、外径５４ｍｍ、長さが４００ｍ
ｍ、傾斜面の角度は３０度であり、ロッドユニットは、
外径４０ｍｍ、長さ５４ｍｍ、互いに９０度方向が異な
るピンの間隔が３０ｍｍのロッド部材を用い、１５個の
中間ロッド部材を連結し、組み立て後の長さは５１０ｍ
ｍであった。掘削実験は、Ｎ値約４の粘性土を堆積した
土槽の側面から、水平方向に回転させながら１ｍ掘削し
た後、回転を止めて水平方向に２ｍ掘削させた。

【００２８】図７は、実験した土槽の壁面を座標軸とし
て、ロッドユニットを継ぎ足す毎に掘削ヘッドに組み込
んだゾンデからの電磁波を検出して求めた掘削ヘッドの
通過点をプロットしたものである。下側が掘削開始位置
である。図７から明らかなように、直進に続いて曲率半
径２ｍという掘削穴としては極めて小さな曲率半径の穴
を掘削することができた。またロッドユニットにスリー
ブ等の屈曲防止のガイドを設けなくても掘削が可能であ
ることを確認した。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は次の効果
を有している。 １）ロッドユニットを形成するロッド部材は、軸心Ｚに
直交する異なった方向の軸まわりに独立して揺動するこ
とができるので、自由な方向に穴を掘削することができ
る。 ２）曲った穴を掘削した後でも、ロッドユニットを軸心
Ｚまわりに回転させることができるので、その後直進穴
を形成することができる。 ３）所定の曲率半径の穴を掘削する時、途中で所定の曲
率半径より小さな穴となっても、直進推進を組合わせる
ことで修正し、所定の曲率半径の穴をあけることができ
る。 ４）ロッドユニットのロッド部材は、所定の曲げ剛性を
持って真直状態に保持されており、かつ直進穴形成時は
傾斜面を有する掘削ロッドを回転させて、推進反力をバ
ランスさせて推進するので、ロッドユニットをガイドす
る必要がない。 ５）連結する中間ロッド部材間の隙間と、そこに装着す
る弾性材の圧縮量とでロッドユニットの曲率が定まるの
で、これを調節することにより、硬い土質であっても、
所定の曲率の穴を掘削することができる。 ６）ロッドユニット内部に流体を通すことができるの
で、掘削ヘッド先端部から圧力流体を噴出しながら掘削
することができ、掘削を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の掘削体の一例を示す側面図

【図２】ロッドユニットの一部断面を含む側面図

【図３】ロッドユニットに用いる中間ロッド部材の軸方
向断面図

【図４】曲がった状態のロッドユニットが回転する時の
中間ロッド部材の挙動を表す図

【図５】掘削体を用いた穴掘削の一例を示す図

【図６】本発明の掘削体の別のロッドユニット構造例を
示す図

【図７】掘削体を用いて穴掘削実験を行なった時の掘削
穴位置を示す図

【符号の説明】

１ 掘削ヘッド ２ ロッドユニット １０ 前部ロッド部材 １１ 後部ロッド部材 １２ 中間ロッド部材 １９ Ｏリング ２０ ピン Ｘ ロッド部材の軸心 Ｚ ロッドユニットの軸心

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削ヘッドと、掘削ヘッドの後側に連設
   されたロッドユニットとを備え、掘削ヘッドを推進して
   地中穴を掘削する掘削体であって、 ロッドユニットは、複数個のロッド部材が軸方向を合せ
   て配設されており、隣接するロッド部材は弾性部材を介
   して、ロッドユニットの軸心（Ｚ）に略直交する方向に
   装着される軸状部材で連結されていることを特徴とする
   掘削体。
2. 【請求項２】 軸状部材の軸心方向は、ロッドユニット
   の軸心（Ｚ）を通るとともに、軸心（Ｚ）に略直交する
   平面内の異なった方向のものを含み、ロッドユニットは
   任意の方向に曲がることができる請求項１記載の掘削
   体。
3. 【請求項３】 前記軸状部材は、隣接し合うロッド部材
   を、ロッドユニットの軸心（Ｚ）まわりに一体的に回転
   可能とするとともに、推進力を伝達する請求項１又は２
   記載の掘削体。
4. 【請求項４】 前記軸状部材は、略９０度方向が異なる
   ように配設されている請求項１乃至３のいずれかに記載
   の掘削体。
5. 【請求項５】 弾性部材は、ロッド部材スラスト方向端
   部に配置され、隣接するロッド部材と密接的に装着され
   ている請求項１乃至４のいずれかに記載の掘削体。
6. 【請求項６】 弾性部材は、ロッド部材ラジアル方向に
   配置され、隣接するロッド部材が嵌装する穴部と軸部に
   密接的に装着されている請求項１乃至４のいずれかに記
   載の掘削体。
7. 【請求項７】 ロッド部材スラスト方向端部に配置さ
   れ、隣接するロッド部材に密着する弾性部材と、ロッド
   部材ラジアル方向に配置され、隣接するロッド部材が嵌
   装される穴部と軸部に密着する弾性部材とを有する請求
   項１乃至４のいずれかに記載の掘削体。
8. 【請求項８】 請求項６における弾性部材はシール性を
   有し、ロッド部材に設けた貫通穴を通じて、ロッドユニ
   ット内部に圧力流体を流すことができる請求項１乃至４
   のいずれかに記載の掘削体。
9. 【請求項９】 ロッドユニットの先端ロッド部材と後端
   ロッド部材は、他のロッドユニットの後端ロッド部材あ
   るいは先端ロッド部材と接続できる連結部を有する請求
   項１乃至８のいずれかに記載の掘削体。
10. 【請求項１０】 ガス、上水道、或いは下水道などの地
    下埋設管と家屋側を結ぶ分岐管を非開削で敷設するため
    の掘削方法であって、同じ長さを有する複数のロッド部
    材を連結し屈曲方向自在としたロッドユニットと、その
    先端に設けた掘削ヘッド用い、地上に設けた推進手段か
    らの推力或いは回転力をロッドユニットを介して掘削ヘ
    ッドに伝達制御し、掘削ヘッドを回転させながら推進す
    ることにより形成される直線状穴と、掘削ヘッドを推進
    させることにより曲率半径が最小２ｍまで小さく形成さ
    れる曲進状穴を適宜組合わせて、家屋側の地表から地中
    の埋設管に向けて穴を掘削することを特徴とする掘削方
    法。