【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地表近くの地中に埋設された既設管の下方の土を掘削する管下掘削装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天然ガスや石油等を輸送するのに、地表近く（例えば１ｍ程度の深さ）の地中にパイプラインを埋設することが行われている。このパイプラインは、管肌の損傷・腐食防止や、寒冷地での輸送流体の凍結防止のために、管の外周面に合成テープが巻き付けられた状態で埋設されている。
【０００３】
ところで、この種パイプラインは、長年使用していると、外周面に巻き付けられたテープが損傷することにより管肌に損傷・腐食が生じる場合がある。このように管肌が損傷すると、流体輸送そのものに支障を来たすだけでなく、その輸送流体の漏れによって思わぬ事故が発生する危険性がある。このため、埋設後所定期間が経過したパイプラインは、その周囲の土を掘り返して地表面に露出させ、外周面に巻き付けられているテープを交換したり、あるいは腐食した管を新品の管と交換したりする補修作業が必要となってくる。
【０００４】
このパイプラインの補修のための既設管周りの土を掘削する従来装置として、特許文献１および特許文献２に開示されるものがある。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第５，６０１，３８３号明細書
【特許文献２】
米国特許第６，１５４，９８８号明細書
【０００６】
これら各特許文献に開示された管下掘削装置においては、当該管下掘削装置自身に駆動源および操縦装置を備え、オペレータがその管下掘削装置に搭乗・操作して掘削作業を行うように構成されているために、装置の全体重量が重くならざるを得ず、しかも既設管を跨ぐようにその装置を配置するか、あるいは既設管上に装置を載置する必要があることから、既設管に損傷を与える可能性が極めて高いといった問題点がある。
【０００７】
このような問題点を解消するために、本出願人は、油圧ショベルに搭載された油圧源および操縦装置によって操作され、かつ既設管を把持するとともに、所謂尺取運動によってその既設管に沿って移動するように構成された管下掘削装置を、先願発明として既に提案している（特願２００１−３６７２６９号）。この先願発明は、より具体的には、本体フレームと、この本体フレームに対し相対移動可能なカッタ支持フレームとを設け、本体フレームを既設管に固定した状態でカッタ支持フレームを推進させて掘削を行い、１ストローク分の推進が終わると、今度はカッタ支持フレームを既設管に固定した状態で本体フレームを推進させるように構成されたものである。この先願発明によれば、装置重量の軽量化を図ることができ、既設管の外表面に傷を付けることなく管下掘削を効率的に行うことができるという利点がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記先願発明においては、クランプシリンダにより操作される把持部にて既設管を挟み付けることにより本体フレームを既設管に固定し、この固定状態でカッタ支持フレームを推進させて掘削を行うように構成されているので、言い換えれば前記把持部のクランプ力（把持部と既設管との間の摩擦力）を反力にして掘進を行うように構成されているので、クランプシリンダの油圧回路に圧油漏れが生じた場合や、把持部と既設管との間に挟まった石が何らかの拍子に抜け落ちたりして圧油抜けが生じた場合等に、クランプ力が低下して掘進動作が正常に行えなくなるという問題点がある。
【０００９】
また、左右のカッタ装置を作業位置に移動させて掘削作業を行うに際して、これらカッタ装置を互いに開いた位置から、掘削作業時の閉じた位置に移動させる開閉用シリンダについても同様のことが言え、この開閉用シリンダの油圧回路に圧油漏れもしくは圧油抜けが生じた場合や、回転カッタに石が噛み込んだ場合等に、カッタ装置に開方向への作用力が働いて掘進動作が正常に行えなくなるという問題点がある。
【００１０】
このような問題点に対処するための方策としては、クランプシリンダもしくは開閉用シリンダの閉じ側の油圧回路にアキュムレータ（蓄圧装置）とチェック弁とを介挿し、前記閉じ側の油圧回路の漏れ圧をそのアキュムレータから補充するようにする方法が考えられる。また、他の方策として、前記閉じ側の油圧回路の圧力を常時リリーフさせることによりその回路圧を一定値に保持する方法も考えられる。
【００１１】
しかしながら、アキュムレータを用いる方法では、１）アキュムレータ内に充填されている窒素ガス等を定期的に補充管理する必要があって、メンテナンス性が良くない、２）クランプ時間もしくはカッタの閉じ時間が長くなるにつれて、大容量のアキュムレータが必要となり、その設置スペースが必要であるだけでなく、コスト高である、３）プラダ式のアキュムレータの場合には内部のゴム材の劣化による交換などの対応処理が必要であって、やはりメンテナンス性に難点がある、といった問題点がある。一方、回路圧をリリーフさせる方法では、１）エネルギーロスとなって燃費が悪化する、２）ヒートバランスが悪くなる、３）騒音が大きくなる、といった問題点がある。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、第１に、極めて簡易な構造により、重負荷推進力に見合うだけのクランプ力を得ることができ、しかもクランプ時間が比較的長くなっても常に安定したクランプ力を得ることのできる管下掘削装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
また、本発明は、第２に、掘削作業時に閉じ位置にあるカッタ装置を常にその閉じ位置に保持して掘削作業を円滑に行うことのできる管下掘削装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第１発明による管下掘削装置は、
掘削作業時に移動体を動作位置に移動操作する第１のアクチュエータと、前記移動体が動作位置にある状態で掘削作業もしくは掘削補助作業を行う第２のアクチュエータとを備え、地表近くの地中に埋設された既設管の下方の土を掘削する管下掘削装置であって、
前記第１のアクチュエータに圧油を供給する第１の油圧回路と、前記第２のアクチュエータに圧油を供給する第２の油圧回路とを連結する連結油路を設け、この連結油路に、前記第２の油圧回路側の圧油を前記第１のアクチュエータに導く方向制御弁を設けることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明においては、掘削作業時に移動体を動作位置に移動操作する第１のアクチュエータ側の第１の油圧回路に、掘削作業もしくは掘削補助作業を行う第２のアクチュエータ側の第２の油圧回路から連結油路を通して圧油が導かれるので、掘削作業時に第１のアクチュエータに圧油抜け、圧油漏れ等が生じた場合にも移動体を常に動作位置に確実に保持することができ、掘削作業を支障なしに行うことができる。また、前記第２のアクチュエータは前記第１のアクチュエータの稼動時には常に稼動状態にあることから、別装置のアキュムレータ等を用意する必要がなく、構造を極めて簡素化することができ、しかもエネルギーロス等の問題が生じることもない。
【００１６】
本発明においては、前記既設管を第１の把持部にて把持することによってその既設管に固定される本体フレームと、この本体フレームに対し推進用油圧シリンダの作動により相対移動可能に支持されるとともに前記既設管を第２の把持部にて把持することによってその既設管に固定されるカッタ支持フレームとが設けられ、前記第１のアクチュエータが、前記移動体としての前記第１の把持部を開閉操作する開閉用油圧シリンダであり、前記第２のアクチュエータが、前記カッタ支持フレームの推進動作と前記本体フレームの引き寄せ動作とを行う前記推進用油圧シリンダであるのが好ましい。このように構成されたものでは、掘削作業時に本体フレームを既設管に固定する第１の把持部の操作用の開閉用油圧シリンダに対して、カッタ支持フレームを本体フレームに対して相対移動させる推進用油圧シリンダ側の油圧回路から常に圧油が供給されることになり、前記開閉用油圧シリンダ側の油圧回路内部の油圧漏れまたは既設管と第１の把持部との接触部分の位置変化に基づく把持力（クランプ力）の低下を防ぐことができ、かつ重負荷推進力に見合うだけの把持力を得ることができる。また、第１の把持部による既設管の把持時間が長くなっても、常に安定した把持力を得ることができる。
【００１７】
本発明においては、また、前記既設管に載置される本体フレームと、この本体フレームに支持され、下端部に一対の回転カッタを有するカッタ支持フレームとが設けられ、前記第１のアクチュエータが、前記移動体としての前記一対の回転カッタを前記既設管の下方で互いに最近接位置まで移動させる開閉用油圧シリンダであり、前記第２のアクチュエータが前記回転カッタを駆動する油圧モータであるのが好ましい。このように構成されたものでは、掘削作業時に一対の回転カッタを既設管の下方で互いに最近接位置まで移動させる開閉用油圧シリンダに対して、回転カッタを駆動する油圧モータ側の油圧回路から常に圧油が供給されることになり、前記開閉用油圧シリンダ側の油圧回路内部の油圧漏れ等に基づく回転カッタの動作位置における位置保持力の低下を防ぐことができ、かつ重負荷推進力に見合うだけの位置保持力を得ることができる。また、カッタ支持フレームの移動時間、言い換えれば回転カッタによる掘削時間が長くなっても、常に安定した位置保持力を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による管下掘削装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１には、本発明の一実施形態に係る管下掘削装置を作業前または取り外し後の状態で表す背面図が示され、図２には、同管下掘削装置を作業状態で表す背面図が示されている。また、図３（ａ）には図１の側面図が、図３（ｂ）には図２の側面図がそれぞれ示されている。
【００２０】
本実施形態において、既設管（埋設管）１は、その外周面にテープが巻き付けられた状態で、地表２から１ｍ程度の深さの位置に埋設されている。この既設管１の補修作業を実行するに際しては、主要機械として油圧ショベル３が用いられ、この油圧ショベル３を含む各重機等が既設管１に平行に進行していくようにされている。また、基本的にその進行方向に向かって既設管１の右方は重機および資材運搬車両等の進行スペースとされ、左方は掘削された土の盛土スペースとされている。ここで、掘削土（盛土）は、既設管１の上方の土（表土）とその下層土とに分離するために、前記盛土スペースのうち進行方向に向かって左側が表土スペース、右側が下層土スペースとされている。また、その補修工程は主として次の９工程からなっている。
（１）第１工程：表土剥ぎ
（２）第２工程：右側側溝掘削
（３）第３工程：左側側溝掘削
（４）第４工程：管下掘削
（５）第５工程：テープ除去、管肌洗浄
（６）第６工程：再テーピング
（７）第７工程：下層土埋め戻し
（８）第８工程：管下土締め固め
（９）第９工程：表土埋め戻し
【００２１】
本実施形態において用いられる管下掘削装置４は、前記第１工程（表土剥ぎ）、第２工程（右側側溝掘削）および第３工程（左側側溝掘削）における各作業が終了した後に、前記第４工程（管下掘削）において用いられる。
【００２２】
この管下掘削工程においては、前記第３工程における左側側溝掘削が完了した後方部位において、左右の各側溝５，６の下部を既設管１の下方で相互に連結するように掘削するものである。この管下掘削は、通常タイプの油圧ショベル３を、既設管１の右方に設けられた重機等の進行スペースにその履帯が既設管１と略平行になるように設置し、上部旋回体を進行方向に対して左旋回方向に略９０°旋回させた状態にし、この油圧ショベル３のアーム３ａの先端に取り付けたフック７にてワイヤロープ８を介して管下掘削装置４を吊り下げ、後述するカッタドラム６１，６２を開いた状態で既設管１上にその管下掘削装置４が載置されてその作業を行うように構成されている。なお、ワイヤロープ８の下端部は後述する各ローラフレーム４２，４３に取着される。
【００２３】
前記管下掘削装置４は、後述するように自走機能を有しており、その作業時にワイヤロープ（命綱）９によって油圧ショベル３の作業機の所要部に結合されるとともに、油圧ショベル３側から多数本の油圧ホース１０を介して油圧動力が供給されるように構成されている。
【００２４】
次に、前記管下掘削装置４の詳細構造について説明する。図４には本実施形態の管下掘削装置の平面図が、図５には側面図が、図６には正面図がそれぞれ示されている。また、図７には図５のＺ矢視図が、図８には図５のＡ−Ａ断面図が、図９には図５のＢ−Ｂ断面図が、図１０には図５のＣ−Ｃ断面図が、図１１には図９のＤ−Ｄ断面図がそれぞれ示されている。
【００２５】
図示のように、本実施形態の管下掘削装置４は、既設管１上に載置される本体フレーム１１と、この本体フレーム１１に支持され、下端部に後述するカッタドラム６１，６２を有するカッタ支持フレーム（以下、「ミドルサドル」と称する。）１２とを備えて構成されている。
【００２６】
前記本体フレーム１１は、進行方向の前端部に配され、既設管１を跨ぐ門型形状のフロントサドル１３と、このフロントサドル１３の後方に配され、やはり既設管１を跨ぐ門型形状のリヤサドル１４と、これらフロントサドル１３およびリヤサドル１４の各左右上端部同士を連結するように前後方向に延設されるＩ型断面の左レール１５および右レール１６とを備えて構成されている。
【００２７】
前記フロントサドル１３は、図７に示されているように、フロントサドル本体１７と、このフロントサドル本体１７に対し中間部をピン１８，１９にて支持されて回動される略くの字状の左クランプレバー２０および右クランプレバー２１を備えている。そして、各クランプレバー２０，２１の下端部にはピン２２，２３によってフート（第１の把持部）２４，２５が回動可能に取り付けられ、また各クランプレバー２０，２１の上端部間は開閉用油圧シリンダ（フロントクランプシリンダ）２６にて連結され、このフロントクランプシリンダ２６の伸縮により各フート２４，２５が既設管１に対して接離できるようにされている。また、前記フロントサドル本体１７は、下面側の内面が既設管１の曲率と略同曲率の円弧面に形成され、その中央部下面には既設管１の頂面に接当する接当片２７が取着されて構成されている。こうして、フロントクランプシリンダ２６を収縮状態にしてフロントサドル本体１７を既設管１上に載置すると、接当片２７が既設管１の頂面に接当されることによりそのフロントサドル本体１７が既設管１に対して位置決めされる。この状態でフロントクランプシリンダ２６を伸長させると、各クランプレバー２０，２１がピン１８，１９周りに回動されてそれらクランプレバー２０，２１先端のフート２４，２５が既設管１の両側面に押し付けられ、既設管１に対してフロントサドル１３が位置決めされることになる。
【００２８】
一方、リヤサドル１４は、図１０に示されているように、リヤサドル本体２８と、このリヤサドル本体２８の下端部に中間部をピン２９，３０にて支持されて回動される略三角形形状の左クランプレバー３１および右クランプレバー３２を備えている。そして、各クランプレバー３１，３２の内端部にはピン３３，３４によってフート（第１の把持部）３５，３６が回動可能に取り付けられ、また各クランプレバー３１，３２の外端部とリヤサドル本体２８上部との間は開閉用油圧シリンダ（リヤクランプシリンダ）３７，３８にて連結され、これらリヤクランプシリンダ３７，３８の伸縮により各フート３５，３６が既設管１に対して接離できるようにされている。また、前記リヤサドル本体２８は、下面側の内面が既設管１の外面に近接する形状に形成され、その左右の下面には既設管１の上面に接当する接当片３９，４０がそれぞれ取着されて構成されている。こうして、各リヤクランプシリンダ３７，３８を収縮状態にしてリヤサドル本体２８を既設管１上に載置すると、接当片３９，４０が既設管１の上面に接当されることによりそのリヤサドル本体２８が既設管１に対して位置決めされる。この状態で各リヤクランプシリンダ３７，３８を伸長させると、各クランプレバー３１，３２がピン２９，３０周りに回動されてそれらクランプレバー３１，３２先端のフート３５，３６が既設管１の左右下部側面に押し付けられて、既設管１に対してリヤサドル１４が位置決めされることになる。
【００２９】
また、前記ミドルサドル１２は、図８、図９に示されているように、ミドルサドル本体４１と、このミドルサドル本体４１に対しボルト締結により固着される左ローラフレーム４２および右ローラフレーム４３を備え、各ローラフレーム４２，４３に、左右のレール１５，１６を上下から挟み込むように複数のローラ４４が装着されて構成されている。そして、各ローラ４４にはそのローラ４４の転動面から側方に突出するように鍔部（フランジ部）４４ａが設けられ、この鍔部４４ａによってローラ４４の転動方向（前後方向）および左右方向のガイド機能を持たせるように構成されている。こうして、各ローラ４４がレール１５，１６に沿って転動することで、このローラ４４の鍔部４４ａがレール１５，１６の側面に接触して案内され、ミドルサドル１２が本体フレーム１１に対して前後方向に相対移動される。
【００３０】
図４、図５に示されるように、前記ローラフレーム４２，４３の前部および後部には、前記ミドルサドル１２が本体フレーム１１に対して相対移動する際に、レール１５，１６上に堆積した異物を除去するスクレーパ４２Ａ，４３Ａが取り付けられている。このスクレーパ４２Ａ，４３Ａは、上部が前記ローラフレーム４２，４３の端面にボルト締結されるとともに、下部がそのローラフレーム４２，４３の外方へ向けて側面視略くの字状に屈曲形成されてなり、上部のボルト締結部に長孔が形成されることによってその上下位置が調節できるようにされている。なお、このスクレーパ４２Ａ，４３Ａの左右方向の幅はレール１５，１６の幅よりも若干広めにされている。このようなスクレーパ４２Ａ，４３Ａを設けることで、ミドルサドル１２が前後方向に移動する際に、レール１５，１６上に堆積した土等を排除することができ、この堆積物がローラ４４とレール１５，１６との間に噛み込むことによる不具合の発生を未然に防ぐことが可能となる。
【００３１】
図８に示されるように、前記ミドルサドル本体４１の前部には、このミドルサドル本体４１の下端部に中間部をピン４５，４６にて支持されて回動される略くの字状の左クランプレバー４７および右クランプレバー４８が設けられている。そして、各クランプレバー４７，４８の下端部にはピン４９，５０によってフート（第２の把持部）５１，５２が回動可能に取り付けられ、また各クランプレバー４７，４８の上端部間は開閉用油圧シリンダ（ミドルクランプシリンダ）５３にて連結され、このミドルクランプシリンダ５３の伸縮により各フート５１，５２が既設管１に対して接離できるようにされている。なお、前記フロントサドル１３およびリヤサドル１４が既設管１上に載置された状態では、ミドルサドル本体４１の円弧状の下面は既設管１の外周面には接当せず、その外周面に対して近接した位置にある。こうして、ミドルクランプシリンダ５３を収縮状態から伸長方向に作動させると、各クランプレバー４７，４８がピン４５，４６周りに回動されてそれらクランプレバー４７，４８先端のフート５１，５２が既設管１の左右側面に押し付けられ、ミドルサドル１２が既設管１に固定される。
【００３２】
また、図９に示されるように、前記ミドルサドル本体４１の後部には、このミドルサドル本体４１の下端部に上端部をピン５４，５５にて支持されて回動されるカッタ装置（回転カッタ）５６，５７が設けられている。そして、各カッタ装置５６，５７の上端部とミドルサドル本体４１とは開閉用油圧シリンダ（カッタ開閉シリンダ）５８，５９にて連結され、各カッタ装置５６，５７は各カッタ開閉シリンダ５８，５９の伸縮により、ピン５４，５５周りに回動されるようになっている。
【００３３】
各カッタ装置５６，５７は、油圧モータ６０を内蔵する円筒状の支持ハウジング（カッタブラケット）５６ａ，５７ａと、この支持ハウジング５６ａ，５７ａの下端部に装着され、前記油圧モータ６０の出力軸６０ａに駆動伝達機構を介して連結されて回転駆動されるカッタドラム６１，６２を備えて構成されている。また、前記各カッタ装置５６，５７の既設管１に面する側には管保護部材６３，６４が配されており、カッタ開閉シリンダ５８，５９の伸長時にそれら管保護部材６３，６４が既設管１の外周面に近接する位置（もしくは当接する位置）まで移動するようにされている。ここで、これら管保護部材６３，６４は、図１１に示されるように、前記支持ハウジング５６ａ，５７ａの後面に一体に設けられて内方へ向けて張り出す平面視略Ｌ字形のアーム部６３ａ，６４ａと、このアーム部６３ａ，６４ａの先端に取着されて既設管１の外表面に沿う曲面形状の管保護片６３ｂ，６４ｂとにより構成されている。これら管保護部材６３，６４は、カッタドラム６１，６２が予期せぬ外力によって突き上げられた場合、もしくはクランプレバー２０，２１；３１，３２による既設管１の把持力の弛みが生じた場合等に、その管保護片６３ｂ，６４ｂが既設管１の外表面に接当することによって、カッタドラム６１，６２が既設管１に直接接当するのを防止する役目をする。こうして、掘削作業時に既設管１が不用意に損傷するのを防止するようにされている。
【００３４】
前記カッタドラム６１，６２は、外周面に超硬合金よりなる多数個のカッタビットが螺旋状に配されてなり、そのカッタビット先端の包絡面形状が中央部を外方へ向けて突出させた形状にされている。より具体的には、カッタドラム６１，６２の軸心に沿う方向でそのカッタドラム６１，６２の上端縁から全長の約１／３の距離に至るまでは次第に大径になるようにされ、この最大径の位置からカッタドラム６１，６２の下端部に至るまでは次第に小径になるようにされている。また、前記最大径位置より上方側の径の縮小率が下方側の径の縮小率より大きくなるようにされている。さらに、このカッタビット先端の包絡面形状は、カッタ開閉シリンダ５８，５９の伸長時に、言い換えればカッタ装置５６，５７の作動時に、カッタドラム６１，６２の中央部より上方部分の包絡面ｐが既設管１の外周面に沿うとともに、この中央部より下方部分の包絡面ｑが対向するカッタドラムの包絡面ｑに近接するようにその形状が設定されている。こうすることで、既設管１の下方の土砂を掘り残しなく効果的に掘削することが可能である。
【００３５】
また、図４、図５および図１０に示されているように、前記リヤサドル本体２８の左右下部位置には、筒状部材６５，６６が前部を開放するようにして配され、この筒状部材６５，６６の底部（後端部）と前記ミドルサドル本体４１の後端部との間には推進用油圧シリンダ６７，６８がそのロッド６７ａ，６８ａを後方側にして配されている。こうして、推進用油圧シリンダ６７，６８を伸長させると、リヤサドル１４とミドルサドル１２との相互間の距離が離れ、推進用油圧シリンダ６７，６８を収縮させると、それら両者の相互間の距離が接近する。なお、前記筒状部材６３，６４は、推進用油圧シリンダ６５，６６のストロークを確保する役目をするとともに、それら推進用油圧シリンダ６５，６６のロッド６５ａ，６６ａの外面を覆う役目をする。
【００３６】
次に、この管下掘削装置４を用いる掘削作業について説明する。まず、作業に先立って、油圧ショベル３のアーム３ａの先端にフック７を取り付け、このフック７にワイヤロープ８を介して管下掘削装置４を吊り下げ、各開閉用油圧シリンダ２６，３７，３８，５３，５８，５９を収縮させた状態、言い換えればフロントサドル１３のフート２４，２５、リヤサドル１４のフート３５，３６およびミドルサドル１２のフート５１，５２を開いた状態にするとともに、カッタドラム６１，６２を開いた状態（図１参照）にし、更には推進用油圧シリンダ６７，６８を収縮させた状態（図５の二点鎖線参照）にし、この状態で管下掘削装置４を既設管１の上方からその既設管１上に載置する。なお、予め管下掘削装置４をセットする部分の管下部の土砂は排除されている。
【００３７】
こうして、管下掘削装置４を既設管１上に載置した後、フロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８を伸長させて、各フート２４，２５；３５，３６を既設管１の外面に押し付け、フロントサドル１３、リヤサドル１４、左レール１５および右レール１６よりなる本体フレーム１１を既設管１に固定する。これと同時に、ミドルサドル１２におけるカッタ開閉シリンダ５８，５９を伸長させて、カッタドラム６１，６２を相互に接近させることによりそれらカッタドラム６１，６２およびガイド部材６３，６４を所定位置にセットする。
【００３８】
次いで、このセット状態でカッタドラム６１，６２をモータ６０により回転させることにより、既設管１の下方の土（下層土）を掘削するとともに、推進用油圧シリンダ６７，６８を伸長させて掘削作業が行われていく。このとき、ミドルサドル１２は左右のレール１５，１６に沿って案内されて既設管１に対して回転することなく推進されていく。なお、カッタドラム６１，６２の回転により掘削された土は、カッタドラム６１，６２の支持軸に略直交する方向である外側の斜め下方に排出される。
【００３９】
この後、推進用油圧シリンダ６７，６８が伸びきって１ストローク分の推進が終わると、ミドルクランプシリンダ５３を伸長させて各フート５１，５２を既設管１の外面に押し付け、ミドルサドル１２を既設管１に固定する。これと同時に、フロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８を収縮させて、既設管１を把持していた各フート２４，２５；３５，３６をフリーにする。この状態で推進用油圧シリンダ６７，６８を収縮させることで本体フレーム１１を前方へ引き寄せる。
【００４０】
こうして、推進用油圧シリンダ６７，６８をストロークエンドまで縮めると、再度各フート２４，２５；３５，３６を既設管１の外面に押し付け、フロントサドル１３、リヤサドル１４、左レール１５および右レール１６よりなる本体フレーム１１を既設管１に固定するとともに、フート５１，５２の押し付け状態を解除する。そして、再度カッタドラム６１，６２を回転させるとともに、推進用油圧シリンダ６７，６８を伸張させて掘削作業を順次行っていく。なお、この掘削作業中ワイヤロープ９を緩めておくことにより作業が妨げられることはない。また、油圧ショベル３は掘削作業の進展に合わせて移動させていく。
【００４１】
本実施形態では、前述のような掘削作業を効率的に行えるようにするために、各開閉用油圧シリンダ（フロントクランプシリンダ２６、リヤクランプシリンダ３７，３８およびミドルクランプシリンダ５３）の作動を制御するクランプ油圧回路７０と、推進用油圧シリンダ６７，６８の作動を制御する推進油圧回路９０とが、図１２に示されるような油圧回路によって相互に関連付けられている。以下、この油圧回路について説明する。
【００４２】
前記クランプ油圧回路７０は、油圧ショベル３に搭載されるエンジン７１により駆動される固定容量型の油圧ポンプ７２からの圧油を前記フロントクランプシリンダ２６、リヤクランプシリンダ３７，３８およびミドルクランプシリンダ５３に供給し、これによって第１の把持部（フート２４，２５，３５，３６）および第２の把持部（フート５１，５２）の開閉を制御するように構成されている。
【００４３】
このクランプ油圧回路７０は、油圧ショベル３の運転室に設置される図示されないクランプ開閉切換えスイッチからの信号によりパイロット圧にて操作されるクランプ切換え主操作弁７３と、前記油圧ポンプ７２とそのクランプ切換え主操作弁７３とを接続する吐出油路７４と、前記クランプ切換え主操作弁７３とタンク７５とを接続する戻し油路７６と、前記吐出油路７４とタンク７５とを接続する油路中に介挿されるリリーフ弁７７を備えている。前記クランプ切換え主操作弁７３は、第１油路７８を介してフロントクランプシリンダ２６のボトム側油室２６ａに接続されるとともに、この第１油路７８から分岐する第１分岐油路７９を介してリヤクランプシリンダ３７，３８のボトム側油室３７ａ，３８ａに接続され、かつ前記第１油路７８から分岐する第２分岐油路８０を介してミドルクランプシリンダ５３のヘッド側油室５３ｂに接続されている。また、前記クランプ切換え主操作弁７３は、第２油路８１を介してフロントクランプシリンダ２６のヘッド側油室２６ｂに接続されるとともに、この第２油路８１から分岐する第３分岐油路８２を介してリヤクランプシリンダ３７，３８のヘッド側油室３７ｂ，３８ｂに接続され、かつ前記第２油路８１から分岐する第４分岐油路８３を介してミドルクランプシリンダ５３のボトム側油室５３ａに接続されている。そして、前記第２分岐油路８０および第４分岐油路８３の途中には設置・作業切換え操作弁８４が介挿されている。この設置・作業切換え操作弁８４は、管下掘削装置４を既設管１上に設置する際のモード（設置モード）と、この管下掘削装置４により掘削作業を行うモード（作業モード）とを切換え操作する操作弁であって、油圧ショベル３の運転室に設置される図示されない設置・作業切換えスイッチによりパイロット圧にて操作される。
【００４４】
一方、前記推進油圧回路９０は、前記油圧ポンプ７２からの圧油を前記推進用油圧シリンダ６７，６８に供給し、これによってミドルサドル１２の推進動作と本体フレーム１１の引き寄せ動作とを制御するように構成されている。
【００４５】
この推進油圧回路９０は、油圧ショベル３の運転室に設置される図示されない推進・引き寄せ切換えスイッチからの信号によりパイロット圧にて操作される推進・引き寄せ切換え主操作弁９１と、前記油圧ポンプ７２とその推進・引き寄せ切換え主操作弁９１とを接続する吐出油路９２と、前記推進・引き寄せ切換え主操作弁９１とタンク９３とを接続する戻し油路９４と、前記吐出油路９２とタンク９３とを接続する油路中に介挿されるリリーフ弁９５を備えている。前記推進・引き寄せ切換え主操作弁９１は、第１油路９６を介して推進用油圧シリンダ６７，６８のボトム側油室６７ａ，６８ａに接続されるとともに、第２油路９７を介して推進用油圧シリンダ６７，６８のヘッド側油室６７ｂ，６８ｂに接続されている。
【００４６】
また、前記クランプ油圧回路７０の第１油路７８と前記推進油圧回路９０の第１油路９６とは第１の連結油路９８にて連結されるとともに、クランプ油圧回路７０の第２油路８１と推進油圧回路９０の第２油路９７とは第２の連結油路９９にて連結されている。そして、前記第１の連結油路９８および第２の連結油路９９には、推進油圧回路９０側からクランプ油圧回路７０側への圧油の供給のみを許容する方向制御弁（チェック弁）１００，１０１と絞り１０２，１０３とがそれぞれ介挿されている。
【００４７】
以上のように構成されている本実施形態の油圧回路は次のように動作する。
【００４８】
まず、管下掘削装置４を既設管１上に設置する際には、図示されない設置・作業切換えスイッチを設置側に操作することにより設置・作業切換え操作弁８４の操作部８４ａにパイロット圧を作用させると、この設置・作業切換え操作弁８４はＡ位置に切り換わる。この状態で、図示されないクランプ開閉切換えスイッチの操作によりパイロット圧をクランプ切換え主操作弁７３の第２操作部７３ｂに作用させると、このクランプ切換え主操作弁７３はＡ位置に切り換わる。こうして、油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路７４、クランプ切換え主操作弁７３、第２油路８１、更には第３分岐油路８２を通ってフロントクランプシリンダ２６のヘッド側油室２６ｂおよびリヤクランプシリンダ３７，３８のヘッド側油室３７ｂ，３８ｂに供給され、これらフロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８が収縮方向に作動されるとともに、前記第２油路８１から分岐された第４分岐油路８３およびＡ位置に切り換わっている設置・作業切換え操作弁８４を通ってミドルクランプシリンダ５３のヘッド側油室５３ｂに供給され、このミドルクランプシリンダ５３が収縮方向に作動される。この結果、フロントクランプシリンダ２６、リヤクランプシリンダ３７，３８およびミドルクランプシリンダ５３は全て収縮方向に作動し、フート２４，２５，３５，３６およびフート５１，５２は全て開いた状態（図１参照）となり、言い換えれば非固定位置に移動され、既設管１上への設置作業をスムーズに行うことができる。
【００４９】
次に、管下掘削装置４を既設管１上に設置した後に掘削作業を開始する際には、前記設置・作業切換えスイッチを作業側に操作することにより、設置・作業切換え操作弁８４の操作部８４ａへのパイロット圧を遮断すると、この設置・作業切換え操作弁８４はＢ位置に切り換わる。この状態で、前記クランプ開閉切換えスイッチの操作によりパイロット圧をクランプ切換え主操作弁７３の第１操作部７３ａに作用させると、このクランプ切換え主操作弁７３はＢ位置に切り換わる。こうして、油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路７４、クランプ切換え主操作弁７３、第１油路７８、更には第１分岐油路７９を通ってフロントクランプシリンダ２６のボトム側油室２６ａおよびリヤクランプシリンダ３７，３８のボトム側油室３７ａ，３８ａに供給され、これらフロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８が伸張方向に作動されるとともに、前記第１油路７８から分岐された第２分岐油路８０およびＢ位置に切り換わっている設置・作業切換え操作弁８４を通ってミドルクランプシリンダ５３のヘッド側油室５３ｂに供給され、このミドルクランプシリンダ５３が収縮方向に作動される。この結果、フロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８が伸張方向に作動するとともに、ミドルクランプシリンダ５３が収縮方向を維持し、フート２４，２５，３５，３６が閉じた状態（固定位置）に、フート５１，５２が開いた状態（非固定位置）になり、本体フレーム１１が既設管１に固定される一方、ミドルサドル１２の既設管１に対する固定が解除された状態となる。この状態で掘削作業が実行される。
【００５０】
この掘削作業時には、前述のようにカッタドラム６１，６２を油圧モータ６０により回転させるとともに、図示されない推進・引き寄せ切換えスイッチの操作によりパイロット圧を推進・引き寄せ切換え主操作弁９１の第１操作部９１ａに作用させると、この推進・引き寄せ切換え主操作弁９１はＢ位置に切り換わる。こうして、油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路９２、推進・引き寄せ切換え主操作弁９１、第１油路９６を通って推進用油圧シリンダ６７，６８のボトム側油室６７ａ，６８ａに供給され、これら推進用油圧シリンダ６７，６８が伸張方向に作動される。これによってミドルサドル１２が推進されて既設管１の下方の土の掘削作業が進められていく。
【００５１】
ところで、前記ミドルサドル１２の推進時には、フロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８による既設管１へのクランプ力（フート２４，２５，３５，３６と既設管１との摩擦力）を反力にして推進がなされるが、この推進時には推進油圧回路９０の第１油路９６から第１の連結油路９８、チェック弁１００および絞り１０２を通ってクランプ油圧回路７０の第１の油路７８に圧油が徐々に供給されることになり、クランプ油圧回路７０の内部の油圧漏れまたは既設管１とフート２４，２５，３５，３６との接触部分の位置変化等に基づいて既設管１に対するクランプ力が低下しようとしても、推進油圧回路９０から供給される圧油によってその低下を防ぐことができる。また、重負荷推進時であってもその推進力に見合うだけの把持力を得ることができるとともに、フロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８による既設管１の把持時間が長くなっても、常に安定した把持力を得ることができるという効果を発揮する。
【００５２】
この後、推進用油圧シリンダ６７，６８がストロークエンドまで伸張されると、クランプ開閉切換えスイッチの操作によりパイロット圧をクランプ切換え主操作弁７３の第２操作部７３ｂに作用させると、このクランプ切換え主操作弁７３はＡ位置に切り換わる。こうして、油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路７４、クランプ切換え主操作弁７３、第２油路８１、更には第３分岐油路８２を通ってフロントクランプシリンダ２６のヘッド側油室２６ｂおよびリヤクランプシリンダ３７，３８のヘッド側油室３７ｂ，３８ｂに供給され、これらフロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８が収縮方向に作動されるとともに、前記第２油路８１から分岐された第４分岐油路８３およびＢ位置に切り換わっている設置・作業切換え操作弁８４を通ってミドルクランプシリンダ５３のボトム側油室５３ａに供給され、このミドルクランプシリンダ５３が伸張方向に作動される。この結果、フロントクランプシリンダ２６およびリヤクランプシリンダ３７，３８が収縮方向に作動するとともに、ミドルクランプシリンダ５３が伸張方向に作動し、フート５１，５２が閉じた状態（固定位置）に、フート２４，２５，３５，３６が開いた状態（非固定位置）になり、ミドルサドル１２が既設管１に固定される一方、本体フレーム１１の既設管１に対する固定が解除されることになる。この状態で本体フレーム１１の引き寄せ動作が実行される。
【００５３】
この引き寄せ動作時には、図示されない推進・引き寄せ切換えスイッチの操作によりパイロット圧を推進・引き寄せ切換え主操作弁９１の第２操作部９１ｂに作用させると、この推進・引き寄せ切換え主操作弁９１はＡ位置に切り換わる。こうして、油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路９２、推進・引き寄せ切換え主操作弁９１、第２油路９７を通って推進用油圧シリンダ６７，６８のヘッド側油室６７ｂ，６８ｂに供給され、これら推進用油圧シリンダ６７，６８が収縮方向に作動される。これによってミドルサドル１２に対して本体フレーム１１が推進されてその本体フレーム１１が引き寄せられる。
【００５４】
この引き寄せ動作時には、推進油圧回路９０の第２油路９７から第２連結油路９９、チェック弁１０１および絞り１０３を通ってクランプ油圧回路７０の第２油路８１に圧油が徐々に供給されることになり、前述と同様にしてミドルサドル１２のフート５１，５２による既設管１のクランプ力の低下を防ぐことができる。
【００５５】
このように本実施形態の管下掘削装置４によれば、常時負荷がかかっている推進用油圧シリンダ６７，６８側の推進油圧回路９０の圧油をクランプ油圧回路７０におけるクランプシリンダ２６；３７，３８；５３の閉じ側の回路に導くように構成されているので、極めて簡易な構成で、クランプシリンダ２６；３７，３８；５３の油圧抜け等によるクランプ力の低下を確実に防ぐことができる。
【００５６】
前述のようにクランプ油圧回路７０と推進油圧回路９０とを連結油路９８，９９で連結するのと同様の考え方は、図１３に示されるように、カッタ装置５６，５７の駆動を制御するカッタ回転油圧回路１１０と、このカッタ装置５６，５７を開閉させる開閉用油圧シリンダ５８，５９の作動を制御するカッタ開閉油圧回路１２０との関係に対しても適用することができる。
【００５７】
前記カッタ回転油圧回路１１０は、油圧ポンプ７２からの圧油を油圧モータ（カッタ回転モータ）６０に供給し、この油圧モータ６０の正逆回転を制御するように構成されている。すなわち、図１３に示されるように、このカッタ回転油圧回路１１０は、カッタドラム６１，６２の正転指令信号もしくは逆転指令信号によりパイロット圧にて操作されるカッタ回転主操作弁１１１と、油圧ポンプ７２とそのカッタ回転主操作弁１１１とを接続する吐出油路１１２と、前記カッタ回転主操作弁１１１とタンク１１３とを接続する戻し油路１１４と、前記吐出油路１１２とタンク１１３とを接続する油路中に介挿されるリリーフ弁１１５を備えている。前記カッタ回転主操作弁１１１は、第１油路１１６および第２油路１１７を介して油圧モータ６０の正転側（掘削側）ポートおよび逆転側ポートにそれぞれ接続され、第１油路１１６を介して油圧モータ６０に圧油が供給されることでその油圧モータ６０は正転されて掘削作業を行い、第２油路１１７を介して油圧モータ６０に圧油が供給されることでその油圧モータ６０が逆転するようにされている。
【００５８】
一方、前記カッタ開閉油圧回路１２０は、油圧ポンプ７２からの圧油を前記開閉用油圧シリンダ５８，５９に供給し、カッタ装置５６，５７のピン５４，５５周りの回動動作を制御するように構成されている。すなわち、図１３に示されるように、このカッタ開閉油圧回路１２０は、カッタ装置５６，５７の開き指令信号もしくは閉じ指令信号によりパイロット圧にて操作されるカッタ開閉主操作弁１２１と、前記油圧ポンプ７２とそのカッタ開閉主操作弁１２１とを接続する吐出油路１２２と、前記カッタ開閉主操作弁１２１とタンク１２３とを接続する戻し油路１２４と、前記吐出油路１１２とタンク１２３とを接続する油路中に介挿されるリリーフ弁１２５を備えている。前記カッタ開閉主操作弁１２１は、第１油路１２６を介して開閉用油圧シリンダ５８，５９のボトム側油室５８ａ，５９ａに接続されるとともに、第２油路１２７を介して開閉用油圧シリンダ５８，５９のヘッド側油室５８ｂ，５９ｂに接続されている。
【００５９】
また、前記カッタ回転油圧回路１１０の第１油路１１６と前記カッタ開閉油圧回路１２０の第１油路１２６とは連結油路１２８にて連結され、この連結油路１２８には、カッタ回転油圧回路１１０側からカッタ開閉油圧回路１２０側への圧油の供給のみを許容する方向制御弁（チェック弁）１２９と絞り１３０とがそれぞれ介挿されている。
【００６０】
このように構成されている油圧回路は次のように動作する。
【００６１】
本体フレーム１１を既設管１に固定して掘削作業を開始する際には、図示されないカッタ開閉スイッチの操作によりカッタ開閉主操作弁１２１の第１操作部１２１ａにパイロット圧を作用させると、このカッタ開閉主操作弁１２１はＢ位置に切り換わる。これにより油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路１２２、カッタ開閉主操作弁１２１および第１油路１２６を通って開閉用油圧シリンダ５８，５９のボトム側油室５８ａ，５９ａに供給され、この開閉用油圧シリンダ５８，５９が伸張方向に作動されてカッタ装置５６，５７が既設管１下方の閉じ位置に回動される。これと同時に、図示されないカッタ回転スイッチの操作によりカッタ回転主操作弁１１１の第１操作部１１１ａにパイロット圧を作用させると、このカッタ回転主操作弁１１１はＢ位置に切り換わる。これにより油圧ポンプ７２からの圧油は吐出油路１１２、カッタ回転主操作弁１１１および第１油路１１６を通って油圧モータ６０の正転側ポートに供給され、この油圧モータ６０が正転側に駆動されて既設管１の下方の土の掘削が行われる。
【００６２】
このカッタ装置５６，５７による掘削時にはカッタ回転油圧回路１１０の第１油路１１６から連結油路１２８、チェック弁１２９および絞り１３０を通ってカッタ開閉油圧回路１２０の第１油路１２６に圧油が徐々に供給されることになり、カッタ開閉油圧回路１２０の内部の油圧抜けもしくはカッタドラム６１，６２に石が噛み込むこと等によってカッタ装置５６，５７が外方へ開こうとしても、カッタ回転油圧回路１１０から供給される圧油によってその開動動作を防ぐことができる。このようにして、掘削時にカッタ装置５６，５７が作動位置（閉位置）に確実に保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る管下掘削装置を作業前または取り外し後の状態で示す背面図である。
【図２】図２は、管下掘削装置を作業状態で示す背面図である。
【図３】図３（ａ）は、図１の側面図、図３（ｂ）は図２の側面図である。
【図４】図４は、管下掘削装置の平面図である。
【図５】図５は、管下掘削装置の側面図である。
【図６】図６は、管下掘削装置の正面図である。
【図７】図７は、図５のＺ矢視図である。
【図８】図８は、図５のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図９は、図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】図１０は、図５のＣ−Ｃ断面図である。
【図１１】図１１は、図９のＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】図１２は、本実施形態の管下掘削装置の油圧回路図（１）である。
【図１３】図１３は、本実施形態の管下掘削装置の油圧回路図（２）である。
【符号の説明】
１ 既設管（埋設管）
２ 地表
３ 油圧ショベル
４ 管下掘削装置
１１ 本体フレーム
１２ ミドルサドル（カッタ支持フレーム）
１３ フロントサドル
１４ リヤサドル
２４，２５，３５，３６ フート（第１の把持部）
２６ フロントクランプシリンダ
３７，３８ リヤクランプシリンダ
５１，５２ フート（第２の把持部）
５３ ミドルクランプシリンダ
５８，５９ カッタ開閉シリンダ
５６，５７ カッタ装置（回転カッタ）
６０ 油圧モータ（カッタ回転モータ）
６１，６２ カッタドラム
６７，６８ 推進用油圧シリンダ
７０ クランプ油圧回路
９０ 推進油圧回路
９８，９９，１２８ 連結油路
１００，１０１，１２９ 方向制御弁（チェック弁）
１１０ カッタ回転油圧回路
１２０ カッタ開閉油圧回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underpipe excavator for excavating soil below an existing pipe buried in the ground near the surface of the ground.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, pipelines have been buried underground near the ground surface (for example, at a depth of about 1 m) for transporting natural gas, oil, and the like. This pipeline is embedded with a synthetic tape wound around the outer peripheral surface of the pipe in order to prevent damage and corrosion of the pipe skin and to prevent freezing of the transport fluid in a cold region.
[0003]
By the way, if this kind of pipeline has been used for many years, the tape wound around the outer peripheral surface may be damaged, causing damage or corrosion to the pipe skin. When the pipe skin is damaged in this way, not only does the fluid transport itself be hindered, but there is a risk that an unexpected accident may occur due to leakage of the transport fluid. For this reason, for a pipeline that has passed a predetermined period after burial, excavate the soil around it and expose it to the ground surface, replace the tape wound on the outer peripheral surface, or replace the corroded tube with a new tube Repair work is required.
[0004]
Conventional devices for excavating soil around an existing pipe for repairing the pipeline include those disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2.
[0005]
[Patent Document 1]
US Patent No. 5,601,383 [Patent Document 2]
US Patent No. 6,154,988 [0006]
In the underpipe excavator disclosed in each of these patent documents, the underpipe excavator itself is provided with a drive source and a control device, and the operator performs the excavation work by riding and operating the underpipe excavator. Therefore, it is necessary to arrange the device so as to straddle the existing pipe or to place the device on the existing pipe. There is a problem that there is a very high possibility of damaging the device.
[0007]
In order to solve such a problem, the present applicant is operated by a hydraulic power source and a steering device mounted on a hydraulic excavator, and grasps an existing pipe, and moves along the existing pipe by a so-called measuring movement. An underpipe excavator configured to move has already been proposed as a prior invention (Japanese Patent Application No. 2001-366269). More specifically, the prior invention provides a body frame and a cutter support frame that is movable relative to the body frame, and excavates by propelling the cutter support frame with the body frame fixed to the existing pipe. When the propulsion for one stroke is completed, the main body frame is propelled with the cutter supporting frame fixed to the existing pipe. According to the prior invention, there is an advantage that the weight of the apparatus can be reduced, and the underpipe excavation can be efficiently performed without damaging the outer surface of the existing pipe.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the invention of the prior application, the main body frame is fixed to the existing pipe by sandwiching the existing pipe with a gripping part operated by a clamp cylinder, and the cutter supporting frame is propelled in this fixed state to perform excavation. In other words, it is configured to perform excavation by using the clamping force of the gripper (frictional force between the gripper and the existing pipe) as a reaction force. When pressure oil leakage occurs, or when a stone caught between the gripping part and the existing pipe comes off in some way and pressure oil escapes, the clamping force decreases and the digging operation can be performed normally. There is a problem that it cannot be performed.
[0009]
In addition, when performing the excavation work by moving the left and right cutter devices to the work position, the same can be said for the opening / closing cylinder that moves the cutter devices from the mutually open position to the closed position during the excavation work. When pressure oil leaks or leaks in the hydraulic circuit of this opening / closing cylinder, or when a stone is caught in the rotary cutter, the working force in the opening direction acts on the cutter device, and the excavation operation is performed normally. There is a problem that it cannot be performed.
[0010]
As a measure to cope with such a problem, an accumulator (accumulator) and a check valve are inserted into a hydraulic circuit on the closing side of the clamp cylinder or the opening / closing cylinder, and a leakage pressure of the hydraulic circuit on the closing side is reduced. A method of replenishing from the accumulator is conceivable. Further, as another measure, a method is also conceivable in which the pressure of the hydraulic circuit on the closed side is constantly relieved to maintain the circuit pressure at a constant value.
[0011]
However, in the method using the accumulator, 1) it is necessary to periodically replenish and manage the nitrogen gas and the like filled in the accumulator, and the maintenance is not good. 2) The clamping time or the closing time of the cutter becomes long. As a result, a large-capacity accumulator is required, which requires not only an installation space but also a high cost. 3) In the case of a prada-type accumulator, it is necessary to take measures such as replacement due to deterioration of internal rubber material. However, there is still a problem that maintenance is difficult. On the other hand, the method of relieving the circuit pressure has the following problems: 1) energy consumption is deteriorated due to energy loss; 2) heat balance is deteriorated; and 3) noise is increased.
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem. First, with an extremely simple structure, it is possible to obtain a clamping force corresponding to a heavy load propulsion force, and furthermore, a relatively long clamping time. It is an object of the present invention to provide a pipe excavator capable of always obtaining a stable clamping force.
[0013]
A second object of the present invention is to provide an under-tube excavator capable of smoothly performing excavation work by always holding a cutter device in a closed position at the time of excavation work. It is.
[0014]
[Means for Solving the Problems and Functions / Effects]
In order to achieve the above object, a pipe drilling device according to the first invention is
A first actuator that moves the moving body to the operating position during excavation work; and a second actuator that performs excavation work or excavation assisting work while the moving body is in the operating position. An underpipe excavator for excavating soil below a buried existing pipe,
A first hydraulic circuit that supplies pressure oil to the first actuator, and a second hydraulic circuit that connects a second hydraulic circuit that supplies pressure oil to the second actuator. A directional control valve for guiding pressure oil on the second hydraulic circuit side to the first actuator is provided.
[0015]
In the present invention, the first hydraulic circuit on the first actuator side that moves the moving body to the operating position during the excavation operation is connected to the second hydraulic circuit on the second actuator side that performs the excavation operation or the excavation assistance operation. Since the pressurized oil is guided through the connecting oil passage, the movable body can always be reliably held at the operating position even when the first actuator loses the pressurized oil during the excavation work and the pressurized oil leaks. Can be performed without hindrance. Further, since the second actuator is always in operation when the first actuator is operated, there is no need to prepare an accumulator or the like of another device, and the structure can be extremely simplified, and energy loss and the like can be reduced. No problem occurs.
[0016]
In the present invention, the main body frame fixed to the existing pipe by gripping the existing pipe with the first grip portion, and the main body frame is supported so as to be relatively movable by the operation of the hydraulic cylinder for propulsion. And a cutter supporting frame fixed to the existing pipe by gripping the existing pipe with a second gripping part, wherein the first actuator is configured to control the first gripping part as the moving body. Preferably, the hydraulic cylinder is an opening / closing hydraulic cylinder that performs an opening / closing operation, and the second actuator is the propulsion hydraulic cylinder that performs a propulsion operation of the cutter support frame and a pulling operation of the main body frame. With this configuration, the cutter supporting frame is relatively moved with respect to the main body frame with respect to the opening / closing hydraulic cylinder for operating the first gripping portion that fixes the main body frame to the existing pipe during excavation work. Pressure oil is always supplied from the hydraulic circuit on the side of the hydraulic cylinder for use, based on a hydraulic leak in the hydraulic circuit on the side of the opening / closing hydraulic cylinder or a change in the position of the contact portion between the existing pipe and the first gripping portion. It is possible to prevent a decrease in the gripping force (clamping force) and to obtain a gripping force that is commensurate with the heavy load propulsion force. Further, even when the holding time of the existing pipe by the first holding portion is long, a stable holding force can be always obtained.
[0017]
In the present invention, a main body frame mounted on the existing pipe, and a cutter support frame supported by the main body frame and having a pair of rotary cutters at a lower end portion are provided, and the first actuator includes: An opening / closing hydraulic cylinder that moves the pair of rotary cutters as the moving body to a position closest to each other below the existing pipe, and the second actuator is preferably a hydraulic motor that drives the rotary cutter. . With this configuration, the opening and closing hydraulic cylinder that moves the pair of rotary cutters to the nearest position below the existing pipe during excavation work is always connected to the hydraulic circuit on the hydraulic motor side that drives the rotary cutter. The pressurized oil is supplied, and it is possible to prevent a decrease in the position holding force at the operating position of the rotary cutter due to a hydraulic leak or the like inside the hydraulic circuit on the side of the opening / closing hydraulic cylinder, and to match the heavy load propulsion force. Only the position holding force can be obtained. Further, even if the moving time of the cutter supporting frame, in other words, the digging time by the rotary cutter becomes long, a stable position holding force can be always obtained.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, a specific embodiment of the underpipe excavator according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a rear view of the underpipe digging apparatus according to an embodiment of the present invention before or after work, and FIG. 2 shows a rear view of the underpipe digging apparatus in a work state. It is shown. FIG. 3A is a side view of FIG. 1, and FIG. 3B is a side view of FIG.
[0020]
In the present embodiment, the existing pipe (buried pipe) 1 is buried at a depth of about 1 m from the ground surface 2 with a tape wound around its outer peripheral surface. When performing the repair work on the existing pipe 1, a hydraulic shovel 3 is used as a main machine, and each heavy machine including the hydraulic shovel 3 advances in parallel with the existing pipe 1. Basically, the right side of the existing pipe 1 in the traveling direction is a traveling space for heavy equipment and a material transporting vehicle, and the left side is an embankment space for excavated soil. Here, the excavated soil (embankment) is separated into the soil (topsoil) above the existing pipe 1 and the subsoil thereof, so that the left of the embankment space in the traveling direction is a topsoil space, and the right side is a subsoil. Space. The repair process mainly includes the following nine processes.
(1) First step: Topsoil stripping (2) Second step: Right side ditch excavation (3) Third step: Left side ditch excavation (4) Fourth step: Down pipe excavation (5) Fifth step: Tape removal, pipe Skin washing (6) Sixth step: Re-taping (7) Seventh step: Backfilling of subsoil (8) Eighth step: Compacting under soil under pipe (9) Ninth step: Backfilling of topsoil
After the respective operations in the first step (excavation of the top soil), the second step (excavation of the right-side ditch) and the third step (excavation of the left-side ditch) are completed, the under-hole excavator 4 used in the present embodiment is configured to carry out the fourth excavation. Used in the process (under pipe excavation).
[0022]
In the below-pipe excavation step, excavation is performed so that the lower portions of the left and right side grooves 5 and 6 are connected to each other below the existing pipe 1 at the rear portion where the left-side groove excavation in the third step is completed. . In this excavation under the pipe, a normal type hydraulic excavator 3 is installed in a traveling space of a heavy machine or the like provided to the right of the existing pipe 1 so that its crawler track is substantially parallel to the existing pipe 1 and the upper revolving superstructure is mounted. The excavator 3 is turned about 90 ° in the left turning direction with respect to the traveling direction, and the excavator 4 is suspended via the wire rope 8 by the hook 7 attached to the tip of the arm 3 a of the excavator 3. With the cutter drums 61 and 62 being opened, the pipe excavation device 4 is mounted on the existing pipe 1 to perform the work. The lower end of the wire rope 8 is attached to each of roller frames 42 and 43 described later.
[0023]
The below-bottom excavator 4 has a self-propelled function as will be described later, and is connected to a required part of the working machine of the excavator 3 by a wire rope (lifeline) 9 at the time of the work, and the excavator 3 side The hydraulic power is supplied from a plurality of hydraulic hoses 10 via a plurality of hydraulic hoses 10.
[0024]
Next, the detailed structure of the below-pipe excavator 4 will be described. FIG. 4 is a plan view of the under-drilling apparatus of the present embodiment, FIG. 5 is a side view, and FIG. 6 is a front view. 7 is a view taken in the direction of the arrow Z in FIG. 5, FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 5, FIG. 9 is a sectional view taken along the line BB in FIG. A cross-sectional view taken along the line CC is shown in FIG. 11, and a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 9 is shown in FIG.
[0025]
As shown in the drawing, the below-pipe excavator 4 of the present embodiment has a main body frame 11 mounted on the existing pipe 1 and a cutter drum 61, 62 supported by the main body frame 11 and described below at a lower end. And a cutter supporting frame (hereinafter referred to as “middle saddle”) 12.
[0026]
The main body frame 11 is disposed at the front end in the traveling direction and has a gate-shaped front saddle 13 that straddles the existing pipe 1, and is disposed behind the front saddle 13 and also has a gate-shaped rear saddle that straddles the existing pipe 1. 14 and a left rail 15 and a right rail 16 each having an I-shaped cross-section and extending in the front-rear direction so as to connect the left and right upper ends of the front saddle 13 and the rear saddle 14 to each other.
[0027]
As shown in FIG. 7, the front saddle 13 has a front saddle main body 17 and a substantially U-shape which is pivotally supported on the intermediate portion of the front saddle main body 17 by pins 18 and 19. The right and left clamp levers 20 and 21 are provided. A foot (first holding portion) 24, 25 is rotatably attached to the lower end of each of the clamp levers 20, 21 by pins 22, 23, and the upper end of each of the clamp levers 20, 21 is opened and closed. A hydraulic cylinder (front clamp cylinder) 26 is used to connect each foot 24 and 25 to the existing pipe 1 by expansion and contraction of the front clamp cylinder 26. The front saddle main body 17 has an inner surface on the lower surface side formed in an arc surface having substantially the same curvature as the curvature of the existing pipe 1, and a contact piece 27 which is in contact with the top surface of the existing pipe 1 on the lower surface at the center. Is attached. When the front saddle main body 17 is placed on the existing pipe 1 with the front clamp cylinder 26 contracted in this manner, the contact piece 27 is brought into contact with the top surface of the existing pipe 1 so that the front saddle main body 17 is installed. Positioned relative to tube 1. When the front clamp cylinder 26 is extended in this state, the clamp levers 20 and 21 are rotated around the pins 18 and 19, and the feet 24 and 25 at the tips of the clamp levers 20 and 21 are pressed against both side surfaces of the existing pipe 1. As a result, the front saddle 13 is positioned with respect to the existing pipe 1.
[0028]
On the other hand, as shown in FIG. 10, the rear saddle 14 has a rear saddle main body 28 and a substantially triangular left side pivotally supported at the lower end of the rear saddle main body 28 by an intermediate portion supported by pins 29 and 30. A clamp lever 31 and a right clamp lever 32 are provided. And foots (first holding parts) 35 and 36 are rotatably attached to the inner ends of the clamp levers 31 and 32 by pins 33 and 34, and the outer ends of the clamp levers 31 and 32 are Opening and closing hydraulic cylinders (rear clamp cylinders) 37 and 38 are connected to the upper portion of the rear saddle body 28 by opening and closing hydraulic cylinders (rear clamp cylinders) 37. It has been like that. The rear saddle main body 28 is formed such that an inner surface on the lower surface side is close to the outer surface of the existing pipe 1, and contact pieces 39, 40 for contacting the upper surface of the existing pipe 1 are provided on left and right lower surfaces, respectively. It is worn and configured. When the rear saddle main body 28 is placed on the existing pipe 1 with the rear clamp cylinders 37 and 38 contracted in this manner, the contact pieces 39 and 40 are brought into contact with the upper surface of the existing pipe 1 so that the rear saddle main body 28 Is positioned with respect to the existing pipe 1. When the rear clamp cylinders 37 and 38 are extended in this state, the clamp levers 31 and 32 are rotated around the pins 29 and 30, and the feet 35 and 36 at the ends of the clamp levers 31 and 32 are moved right and left of the existing pipe 1. The rear saddle 14 is positioned against the existing pipe 1 by being pressed against the lower side surface.
[0029]
As shown in FIGS. 8 and 9, the middle saddle 12 includes a middle saddle body 41, and a left roller frame 42 and a right roller frame 43 fixed to the middle saddle body 41 by bolts. A plurality of rollers 44 are mounted on each of the roller frames 42 and 43 so as to sandwich the left and right rails 15 and 16 from above and below. Each roller 44 is provided with a flange portion (flange portion) 44a so as to protrude laterally from the rolling surface of the roller 44, and the rolling direction (front-rear direction) and right and left It is configured to have a direction guiding function. In this way, each roller 44 rolls along the rails 15 and 16 so that the flange 44 a of the roller 44 comes into contact with and is guided by the side surfaces of the rails 15 and 16, and the middle saddle 12 moves relative to the main body frame 11. It is relatively moved in the front-back direction.
[0030]
As shown in FIGS. 4 and 5, the middle saddle 12 is deposited on the rails 15 and 16 at the front and rear portions of the roller frames 42 and 43 when the middle saddle 12 moves relative to the main body frame 11. Scrapers 42A and 43A for removing foreign matter are attached. The scrapers 42A, 43A have upper portions bolted to the end faces of the roller frames 42, 43, and lower portions bent outwardly outwardly from the roller frames 42, 43 in a substantially V-shape in side view. By forming a long hole in the upper bolt fastening portion, the vertical position thereof can be adjusted. The width of the scrapers 42A, 43A in the left-right direction is slightly larger than the width of the rails 15, 16. By providing such scrapers 42A and 43A, when the middle saddle 12 moves in the front-rear direction, soil or the like accumulated on the rails 15 and 16 can be removed. , 16 can be prevented beforehand.
[0031]
As shown in FIG. 8, in the front part of the middle saddle main body 41, an intermediate portion is supported at the lower end of the middle saddle main body 41 by pins 45 and 46, and is rotated in a substantially rectangular shape. A left clamp lever 47 and a right clamp lever 48 are provided. Footes (second gripping portions) 51 and 52 are rotatably attached to the lower ends of the clamp levers 47 and 48 by pins 49 and 50, and the upper ends of the clamp levers 47 and 48 are opened and closed. A hydraulic cylinder (middle clamp cylinder) 53 is connected to each other, and each foot 51, 52 can be moved toward and away from the existing pipe 1 by expansion and contraction of the middle clamp cylinder 53. In a state where the front saddle 13 and the rear saddle 14 are placed on the existing pipe 1, the arc-shaped lower surface of the middle saddle body 41 does not contact the outer peripheral surface of the existing pipe 1. In close proximity. Thus, when the middle clamp cylinder 53 is operated in the extending direction from the contracted state, the clamp levers 47, 48 are rotated around the pins 45, 46, and the feet 51, 52 at the tips of the clamp levers 47, 48 are connected to the existing pipe 1. And the middle saddle 12 is fixed to the existing pipe 1.
[0032]
As shown in FIG. 9, a cutter device (rotary cutter) is provided at the rear portion of the middle saddle body 41, the lower end portion of the middle saddle body 41 being supported at its upper end by pins 54 and 55 and rotated. ) 56, 57 are provided. The upper end portions of the cutter devices 56, 57 and the middle saddle body 41 are connected by opening / closing hydraulic cylinders (cutter opening / closing cylinders) 58, 59, and the cutter devices 56, 57 are connected to the respective cutter opening / closing cylinders 58, 59. Due to the expansion and contraction, the pin is turned around the pins 54 and 55.
[0033]
Each of the cutter devices 56 and 57 is mounted on a cylindrical support housing (cutter bracket) 56a, 57a having a built-in hydraulic motor 60 and a lower end of the support housing 56a, 57a. The cutter drums 61 and 62 are connected via a drive transmission mechanism and driven to rotate. Further, pipe protection members 63 and 64 are disposed on the side of the cutter devices 56 and 57 facing the existing pipe 1, and when the cutter opening / closing cylinders 58 and 59 extend, the pipe protection members 63 and 64 are provided. 1 is moved to a position close to (or abutting against) the outer peripheral surface of the outer peripheral surface 1. Here, as shown in FIG. 11, the pipe protecting members 63 and 64 are provided integrally with the rear surfaces of the support housings 56a and 57a and are substantially L-shaped arms 63a in plan view that project inward. , 64a, and pipe protection pieces 63b, 64b attached to the distal ends of the arm portions 63a, 64a and having a curved shape along the outer surface of the existing pipe 1. These pipe protection members 63 and 64 are used when the cutter drums 61 and 62 are pushed up by an unexpected external force, or when the clamping force of the existing pipe 1 is loosened by the clamp levers 20, 21; The pipe protection pieces 63b and 64b abut on the outer surface of the existing pipe 1 to prevent the cutter drums 61 and 62 from directly abutting on the existing pipe 1. Thus, the existing pipe 1 is prevented from being inadvertently damaged during excavation work.
[0034]
In the cutter drums 61 and 62, a number of cutter bits made of cemented carbide are spirally arranged on the outer peripheral surface, and the shape of the envelope surface at the tip of the cutter bits protrudes the center part outward. It is shaped. More specifically, the diameter of the cutter drums 61 and 62 is gradually increased from the upper end edges of the cutter drums 61 and 62 to a distance of about 1/3 of the entire length in the direction along the axis of the cutter drums 61 and 62. The diameter is gradually reduced from the position of the maximum diameter to the lower end of the cutter drums 61 and 62. Further, the reduction ratio of the diameter on the upper side from the maximum diameter position is set to be larger than the reduction ratio of the diameter on the lower side. Furthermore, the shape of the envelope surface at the tip of the cutter bit is such that when the cutter opening / closing cylinders 58, 59 are extended, in other words, when the cutter devices 56, 57 are operated, the envelope surface p above the central portion of the cutter drums 61, 62 is already provided. The shape is set along the outer peripheral surface of the tube 1 so that the envelope surface q of a portion below the center portion is close to the envelope surface q of the cutter drum facing the tube. In this way, it is possible to effectively excavate the earth and sand below the existing pipe 1 without leaving any excavation.
[0035]
As shown in FIGS. 4, 5, and 10, cylindrical members 65 and 66 are disposed at lower left and right positions of the rear saddle main body 28 so as to open a front portion. Hydraulic cylinders 67, 68 for propulsion are arranged between the bottoms (rear ends) of the members 65, 66 and the rear end of the middle saddle body 41 with their rods 67a, 68a on the rear side. When the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 are extended in this way, the distance between the rear saddle 14 and the middle saddle 12 is increased, and when the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 are contracted, the distance between the two is reduced. I do. The tubular members 63 and 64 serve to secure the strokes of the propulsion hydraulic cylinders 65 and 66, and also cover the outer surfaces of the rods 65a and 66a of the propulsion hydraulic cylinders 65 and 66.
[0036]
Next, an excavation operation using the below-pipe excavator 4 will be described. First, prior to the operation, a hook 7 is attached to the tip of the arm 3a of the excavator 3, and the down-hole excavating device 4 is suspended from the hook 7 via a wire rope 8, and each of the opening and closing hydraulic cylinders 26, 37, 38 is opened. , 53, 58 and 59 are contracted, in other words, the feet 24 and 25 of the front saddle 13, the feet 35 and 36 of the rear saddle 14, and the feet 51 and 52 of the middle saddle 12 are opened, and the cutter drum 61 is opened. , 62 in an open state (see FIG. 1), and furthermore, in a state in which the propulsion hydraulic cylinders 67, 68 are contracted (see a two-dot chain line in FIG. 5). Is placed on the existing pipe 1 from above. In addition, the earth and sand at the lower part of the pipe where the below-pipe excavator 4 is set is removed in advance.
[0037]
After placing the below-pipe excavator 4 on the existing pipe 1 in this manner, the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37, 38 are extended, and the feet 24, 25; 35, 36 are placed on the outer surface of the existing pipe 1. The main body frame 11 including the front saddle 13, the rear saddle 14, the left rail 15, and the right rail 16 is fixed to the existing pipe 1. At the same time, the cutter drums 61, 62 and the guide members 63, 64 are set at predetermined positions by extending the cutter opening / closing cylinders 58, 59 of the middle saddle 12 to bring the cutter drums 61, 62 closer to each other.
[0038]
Next, in this set state, the cutter drums 61 and 62 are rotated by the motor 60 to excavate the soil (lower soil) below the existing pipe 1 and extend the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 to perform excavation work. Will be done. At this time, the middle saddle 12 is guided along the left and right rails 15 and 16 and is propelled without rotating with respect to the existing pipe 1. The soil excavated by the rotation of the cutter drums 61 and 62 is discharged diagonally downward on the outer side in a direction substantially perpendicular to the support shafts of the cutter drums 61 and 62.
[0039]
Thereafter, when the propulsion hydraulic cylinders 67, 68 extend completely and the propulsion for one stroke is completed, the middle clamp cylinder 53 is extended to press the feet 51, 52 against the outer surface of the existing pipe 1, and the middle saddle 12 is installed. Fix to tube 1. At the same time, the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37, 38 are contracted, and the foots 24, 25; 35, 36 holding the existing pipe 1 are released. In this state, the main body frame 11 is pulled forward by contracting the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68.
[0040]
When the propulsion hydraulic cylinders 67, 68 are contracted to the stroke end in this way, the feet 24, 25; 35, 36 are again pressed against the outer surface of the existing pipe 1, and the front saddle 13, the rear saddle 14, the left rail 15, and the right rail 16 The main body frame 11 is fixed to the existing pipe 1 and the pressing state of the foots 51 and 52 is released. Then, the cutter drums 61 and 62 are rotated again, and the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 are extended to perform excavation work sequentially. The work is not hindered by loosening the wire rope 9 during the excavation work. The excavator 3 is moved in accordance with the progress of the excavation work.
[0041]
In the present embodiment, the operations of the opening and closing hydraulic cylinders (the front clamp cylinder 26, the rear clamp cylinders 37 and 38, and the middle clamp cylinder 53) are controlled in order to efficiently perform the above-described excavation work. The clamping hydraulic circuit 70 and the propulsion hydraulic circuit 90 for controlling the operation of the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 are associated with each other by a hydraulic circuit as shown in FIG. Hereinafter, this hydraulic circuit will be described.
[0042]
The clamp hydraulic circuit 70 applies pressure oil from a fixed displacement hydraulic pump 72 driven by an engine 71 mounted on the hydraulic excavator 3 to the front clamp cylinder 26, the rear clamp cylinders 37 and 38, and the middle clamp cylinder 53. It is configured to supply and thereby control the opening and closing of the first grips (foots 24, 25, 35, 36) and the second grips (foots 51, 52).
[0043]
The clamp hydraulic circuit 70 includes a clamp switching main operating valve 73 that is operated by pilot pressure in response to a signal from a clamp opening / closing switch (not shown) installed in the operator cab of the hydraulic excavator 3, the hydraulic pump 72, and its clamp switching. A discharge oil passage 74 that connects the main operation valve 73, a return oil passage 76 that connects the clamp switching main operation valve 73 and the tank 75, and an oil passage that connects the discharge oil passage 74 and the tank 75 It has a relief valve 77 inserted. The clamp switching main operation valve 73 is connected to the bottom side oil chamber 26 a of the front clamp cylinder 26 via a first oil passage 78, and via a first branch oil passage 79 branched from the first oil passage 78. Connected to the bottom side oil chambers 37a, 38a of the rear clamp cylinders 37, 38 and connected to the head side oil chamber 53b of the middle clamp cylinder 53 via a second branch oil path 80 branched from the first oil path 78. Have been. The clamp switching main operation valve 73 is connected to the head-side oil chamber 26 b of the front clamp cylinder 26 via a second oil passage 81, and a third branch oil passage 82 branched from the second oil passage 81. Are connected to the head-side oil chambers 37b and 38b of the rear clamp cylinders 37 and 38, and are connected to the bottom-side oil chamber 53a of the middle clamp cylinder 53 through a fourth branch oil path 83 branched from the second oil path 81. It is connected to the. An installation / operation switching operation valve 84 is interposed midway between the second branch oil passage 80 and the fourth branch oil passage 83. The installation / operation switching operation valve 84 sets a mode (installation mode) when installing the below-pipe excavator 4 on the existing pipe 1 and a mode (operation mode) in which excavation is performed by the below-pipe excavator 4. An operation valve for performing a switching operation, which is operated by a pilot pressure by an installation / operation switching switch (not shown) installed in the operator cab of the excavator 3.
[0044]
On the other hand, the propulsion hydraulic circuit 90 supplies the pressurized oil from the hydraulic pump 72 to the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68, thereby controlling the propulsion operation of the middle saddle 12 and the pulling operation of the main body frame 11. Is configured.
[0045]
The propulsion hydraulic circuit 90 includes a propulsion / attraction switching main operating valve 91 operated by pilot pressure in response to a signal from a not shown propulsion / attraction switching switch installed in the operator cab of the excavator 3, the hydraulic pump 72, The propulsion / attraction switching main operation valve 91 is connected to a discharge oil passage 92, the propulsion / attraction switching main operation valve 91 is connected to the tank 93, and the return oil passage 94 is connected to the discharge oil passage 92 and the tank 93. Is provided with a relief valve 95 interposed in an oil passage connecting the two. The propulsion / attraction switching main operation valve 91 is connected to the bottom side oil chambers 67 a, 68 a of the propulsion hydraulic cylinders 67, 68 via a first oil passage 96, and is propelled via a second oil passage 97. The hydraulic cylinders 67, 68 are connected to the head side oil chambers 67b, 68b.
[0046]
Further, a first oil passage 78 of the clamp hydraulic circuit 70 and a first oil passage 96 of the propulsion hydraulic circuit 90 are connected by a first connection oil passage 98 and a second oil passage of the clamp hydraulic circuit 70. 81 and the second oil passage 97 of the propulsion hydraulic circuit 90 are connected by a second connection oil passage 99. A directional control valve (check valve) 100 that allows only the supply of pressure oil from the propulsion hydraulic circuit 90 side to the clamp hydraulic circuit 70 side is provided in the first connection oil passage 98 and the second connection oil passage 99. , 101 and apertures 102, 103 are interposed respectively.
[0047]
The hydraulic circuit of the present embodiment configured as described above operates as follows.
[0048]
First, when installing the below-pipe excavator 4 on the existing pipe 1, a pilot pressure is applied to the operating portion 84a of the installation / work switching operation valve 84 by operating an installation / work switching switch (not shown) to the installation side. Then, the installation / operation switching operation valve 84 is switched to the position A. In this state, when a pilot pressure is applied to the second operating portion 73b of the clamp switching main operating valve 73 by operating a clamp opening / closing switch, not shown, the clamp switching main operating valve 73 switches to the position A. Thus, the pressure oil from the hydraulic pump 72 passes through the discharge oil passage 74, the clamp switching main operation valve 73, the second oil passage 81, and further the third branch oil passage 82, and the head side oil chamber 26b of the front clamp cylinder 26 and The oil is supplied to the head-side oil chambers 37b, 38b of the rear clamp cylinders 37, 38, and the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37, 38 are actuated in the contraction direction, and are branched from the second oil passage 81. The oil is supplied to the head-side oil chamber 53b of the middle clamp cylinder 53 through the four-branch oil passage 83 and the installation / work switching operation valve 84 switched to the position A, and the middle clamp cylinder 53 is operated in the contracting direction. As a result, the front clamp cylinder 26, the rear clamp cylinders 37, 38 and the middle clamp cylinder 53 all operate in the contracting direction, and the feet 24, 25, 35, 36 and the feet 51, 52 are all open (see FIG. 1). In other words, it is moved to the non-fixed position, and the installation work on the existing pipe 1 can be performed smoothly.
[0049]
Next, when excavation work is started after installing the below-pipe excavator 4 on the existing pipe 1, the installation / work changeover operation valve 84 is operated by operating the installation / work changeover switch to the work side. When the pilot pressure to the portion 84a is cut off, the installation / operation switching operation valve 84 switches to the position B. In this state, when the pilot pressure is applied to the first operating portion 73a of the clamp switching main operating valve 73 by operating the clamp open / close switch, the clamp switching main operating valve 73 switches to the position B. Thus, the pressure oil from the hydraulic pump 72 passes through the discharge oil passage 74, the clamp switching main operating valve 73, the first oil passage 78, and further through the first branch oil passage 79, and the bottom oil chamber 26 a of the front clamp cylinder 26 and The front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37 and 38 are supplied to the bottom side oil chambers 37a and 38a of the rear clamp cylinders 37 and 38, and the front clamp cylinders 26 and the rear clamp cylinders 37 and 38 are operated in the extending direction. The oil is supplied to the head-side oil chamber 53b of the middle clamp cylinder 53 through the two-branch oil passage 80 and the installation / work switching operation valve 84 switched to the position B, and the middle clamp cylinder 53 is operated in the contracting direction. As a result, the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37, 38 operate in the extension direction, the middle clamp cylinder 53 maintains the contraction direction, and the feet 24, 25, 35, 36 are closed (fixed position). The foots 51 and 52 are opened (unfixed positions), and the main body frame 11 is fixed to the existing pipe 1, while the fixing of the middle saddle 12 to the existing pipe 1 is released. Excavation work is performed in this state.
[0050]
At the time of this excavation work, the cutter drums 61 and 62 are rotated by the hydraulic motor 60 as described above, and the pilot pressure is propelled and drawn by operating a propulsion / drawing changeover switch (not shown). , The propulsion / attraction switching main operating valve 91 is switched to the position B. In this way, the pressure oil from the hydraulic pump 72 is supplied to the bottom side oil chambers 67a, 68a of the propulsion hydraulic cylinders 67, 68 through the discharge oil passage 92, the propulsion / attraction switching main operation valve 91, and the first oil passage 96. The propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 are operated in the extension direction. Thereby, the middle saddle 12 is propelled, and the excavation work of the soil below the existing pipe 1 is advanced.
[0051]
When the middle saddle 12 is propelled, the clamping force (the frictional force between the feet 24, 25, 35, 36 and the existing pipe 1) on the existing pipe 1 by the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37 and 38 is a reaction force. During the propulsion, the first hydraulic passage 96 of the clamp hydraulic circuit 70 passes from the first oil passage 96 of the propulsion hydraulic circuit 90 through the first connecting oil passage 98, the check valve 100, and the throttle 102. Is gradually supplied to the existing pipe 1 based on a hydraulic leak inside the clamp hydraulic circuit 70 or a change in the position of a contact portion between the existing pipe 1 and the foot 24, 25, 35, 36. Even if the clamping force tends to decrease, the decrease can be prevented by the pressure oil supplied from the propulsion hydraulic circuit 90. Further, even during heavy load propulsion, it is possible to obtain a gripping force corresponding to the propulsion force, and even if the gripping time of the existing pipe 1 by the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37, 38 becomes long, This has the effect that a stable gripping force can always be obtained.
[0052]
Thereafter, when the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 are extended to the stroke end, when the pilot pressure is applied to the second operating portion 73b of the clamp switching main operation valve 73 by operating the clamp opening / closing switch, the clamp switching main operation valve 73 is operated. The operation valve 73 switches to the position A. Thus, the pressure oil from the hydraulic pump 72 passes through the discharge oil passage 74, the clamp switching main operation valve 73, the second oil passage 81, and further the third branch oil passage 82, and the head side oil chamber 26b of the front clamp cylinder 26 and The oil is supplied to the head-side oil chambers 37b, 38b of the rear clamp cylinders 37, 38, and the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37, 38 are actuated in the contraction direction, and are branched from the second oil passage 81. The oil is supplied to the bottom-side oil chamber 53a of the middle clamp cylinder 53 through the four-branch oil passage 83 and the installation / operation switching operation valve 84 switched to the position B, and the middle clamp cylinder 53 is operated in the extension direction. As a result, the front clamp cylinder 26 and the rear clamp cylinders 37 and 38 operate in the contracting direction, the middle clamp cylinder 53 operates in the extending direction, and the feet 24 and 25 are closed (the fixed positions). 25, 35, and 36 are opened (unfixed positions), the middle saddle 12 is fixed to the existing pipe 1, and the fixing of the main body frame 11 to the existing pipe 1 is released. In this state, the operation of drawing the main body frame 11 is performed.
[0053]
In this drawing operation, when the pilot pressure is applied to the second operating portion 91b of the propulsion / drawing switching main operating valve 91 by operating a propulsion / drawing changeover switch (not shown), the propulsion / drawing switching main operation valve 91 is moved to the position A. Switch. In this way, the pressure oil from the hydraulic pump 72 is supplied to the head side oil chambers 67b, 68b of the propulsion hydraulic cylinders 67, 68 through the discharge oil passage 92, the propulsion / drawing switching main operation valve 91, and the second oil passage 97. , These propulsion hydraulic cylinders 67, 68 are operated in the contraction direction. Thereby, the main body frame 11 is propelled with respect to the middle saddle 12, and the main body frame 11 is drawn.
[0054]
During this drawing operation, pressure oil is gradually supplied from the second oil passage 97 of the propulsion hydraulic circuit 90 to the second oil passage 81 of the clamp hydraulic circuit 70 through the second connection oil passage 99, the check valve 101, and the throttle 103. As a result, it is possible to prevent the foot 51, 52 of the middle saddle 12 from decreasing the clamping force of the existing pipe 1 in the same manner as described above.
[0055]
As described above, according to the underpipe excavator 4 of the present embodiment, the pressurized oil of the propulsion hydraulic circuit 90 on the propulsion hydraulic cylinders 67 and 68 side, which is constantly loaded, is used to clamp the clamp cylinders 26 and 37 in the clamp hydraulic circuit 70; Since it is configured to be guided to the circuit on the closed side of the cylinder 38; 53, it is possible to reliably prevent a decrease in the clamping force due to a hydraulic pressure drop of the clamp cylinders 26, 37, 38, 53 with an extremely simple configuration.
[0056]
As described above, the same concept of connecting the clamp hydraulic circuit 70 and the propulsion hydraulic circuit 90 by the connecting oil passages 98 and 99 is similar to that shown in FIG. The present invention is also applicable to the relationship between the rotary hydraulic circuit 110 and the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 for controlling the operation of the opening / closing hydraulic cylinders 58, 59 for opening and closing the cutter devices 56, 57.
[0057]
The cutter rotation hydraulic circuit 110 is configured to supply pressure oil from a hydraulic pump 72 to a hydraulic motor (cutter rotation motor) 60 and control the forward / reverse rotation of the hydraulic motor 60. That is, as shown in FIG. 13, the cutter rotation hydraulic circuit 110 includes a cutter rotation main operation valve 111 which is operated by pilot pressure in response to a forward rotation command signal or a reverse rotation command signal of the cutter drums 61 and 62, and a hydraulic pump. 72, a discharge oil passage 112 connecting the cutter rotation main operation valve 111, a return oil passage 114 connecting the cutter rotation main operation valve 111 and the tank 113, and connection between the discharge oil passage 112 and the tank 113. A relief valve 115 interposed in the oil passage. The cutter rotation main operation valve 111 is connected to a forward rotation (excavation side) port and a reverse rotation port of the hydraulic motor 60 via a first oil passage 116 and a second oil passage 117, respectively. When the hydraulic oil is supplied to the hydraulic motor 60 through the hydraulic motor 60, the hydraulic motor 60 is rotated forward to perform the excavation work, and when the hydraulic oil is supplied to the hydraulic motor 60 through the second oil passage 117, the hydraulic pressure is reduced. The motor 60 is configured to rotate in the reverse direction.
[0058]
On the other hand, the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 supplies the pressure oil from the hydraulic pump 72 to the opening / closing hydraulic cylinders 58, 59 so as to control the turning operation of the cutter devices 56, 57 around the pins 54, 55. It is configured. That is, as shown in FIG. 13, the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 includes a cutter opening / closing main operation valve 121 operated by pilot pressure in response to an opening command signal or a closing command signal of the cutter devices 56 and 57, and the hydraulic pump 72, a discharge oil passage 122 connecting the cutter opening / closing main operation valve 121, a return oil passage 124 connecting the cutter opening / closing main operation valve 121 and the tank 123, and a connection between the discharge oil passage 112 and the tank 123. And a relief valve 125 interposed in the oil passage. The cutter opening / closing main operation valve 121 is connected to the bottom side oil chambers 58a, 59a of the opening / closing hydraulic cylinders 58, 59 via a first oil passage 126, and is also connected to the opening / closing hydraulic cylinder via a second oil passage 127. 58, 59 are connected to the head side oil chambers 58b, 59b.
[0059]
Further, a first oil passage 116 of the cutter rotation hydraulic circuit 110 and a first oil passage 126 of the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 are connected by a connection oil passage 128. A directional control valve (check valve) 129 that allows only supply of pressure oil from the 110 side to the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 side and a throttle 130 are interposed respectively.
[0060]
The hydraulic circuit thus configured operates as follows.
[0061]
When the body frame 11 is fixed to the existing pipe 1 and excavation work is started, when a pilot pressure is applied to the first operation portion 121a of the cutter opening / closing main operation valve 121 by operating a cutter opening / closing switch, not shown. The open / close main operation valve 121 switches to the position B. Thereby, the pressure oil from the hydraulic pump 72 is supplied to the bottom side oil chambers 58a, 59a of the opening / closing hydraulic cylinders 58, 59 through the discharge oil passage 122, the cutter opening / closing main operation valve 121, and the first oil passage 126. The opening and closing hydraulic cylinders 58, 59 are operated in the extension direction, and the cutter devices 56, 57 are rotated to the closed position below the existing pipe 1. At the same time, when a pilot pressure is applied to the first operation portion 111a of the main cutter rotation operation valve 111 by operating a cutter rotation switch (not shown), the main cutter rotation operation valve 111 switches to the position B. Thereby, the pressure oil from the hydraulic pump 72 is supplied to the forward rotation port of the hydraulic motor 60 through the discharge oil passage 112, the cutter rotation main operation valve 111, and the first oil passage 116, and the hydraulic motor 60 And excavation of the soil below the existing pipe 1 is performed.
[0062]
During excavation by the cutter devices 56 and 57, pressure oil flows from the first oil passage 116 of the cutter rotation hydraulic circuit 110 to the first oil passage 126 of the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 through the connecting oil passage 128, the check valve 129 and the throttle 130. When the cutter devices 56 and 57 try to open outward due to a hydraulic pressure drop inside the cutter opening / closing hydraulic circuit 120 or a stone biting into the cutter drums 61 and 62, the cutter rotation hydraulic pressure is supplied. The opening operation can be prevented by the pressure oil supplied from the circuit 110. In this way, the cutter devices 56 and 57 are reliably held at the operating position (closed position) during excavation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a rear view showing an underpipe excavator according to an embodiment of the present invention before or after work.
FIG. 2 is a rear view showing the pipe excavating apparatus in a working state.
3 (a) is a side view of FIG. 1, and FIG. 3 (b) is a side view of FIG.
FIG. 4 is a plan view of the underpipe excavator.
FIG. 5 is a side view of the below-pipe excavator.
FIG. 6 is a front view of the pipe excavator.
FIG. 7 is a view as viewed in the direction of the arrow Z in FIG. 5;
FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 5;
FIG. 9 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 5;
FIG. 10 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 5;
FIG. 11 is a sectional view taken along line DD of FIG. 9;
FIG. 12 is a hydraulic circuit diagram (1) of the below-pipe excavator of the present embodiment.
FIG. 13 is a hydraulic circuit diagram (2) of the below-pipe excavator of the present embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Existing pipes (buried pipes)
2 Ground surface 3 Hydraulic excavator 4 Down pipe excavator 11 Body frame 12 Middle saddle (cutter support frame)
13 Front saddle 14 Rear saddle 24, 25, 35, 36 Foot (first grip)
26 Front clamp cylinders 37, 38 Rear clamp cylinders 51, 52 Foot (second grip)
53 Middle clamp cylinder 58, 59 Cutter opening / closing cylinder 56, 57 Cutter device (rotary cutter)
60 Hydraulic motor (Cutter rotation motor)
61, 62 Cutter drum 67, 68 Propulsion hydraulic cylinder 70 Clamp hydraulic circuit 90 Propulsion hydraulic circuit 98, 99, 128 Connecting oil passages 100, 101, 129 Directional control valve (check valve)
110 Cutter rotating hydraulic circuit 120 Cutter opening / closing hydraulic circuit
