JP2005060979A - 地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄筋の絡み付きを防止しつつ既設の埋設管を効率的に破砕して能率的に取り替え得る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを提供する。
【解決手段】 先導体Ａで既設の埋設管２０を破砕しながら新設の埋設管を埋設して既設の埋設管２０を取り替えるときに使用する埋設管取替え用のカッタヘッド１００を、回転駆動装置１０で回転駆動される筒状部材１０２とこの中に回動可能に設置された軸状部材１０４と筒状部材１０２の回転に伴って公転するように筒状部材１０２の外周部に自転可能に設置されたローラ１１４とローラ１１４の掘進方向前方位置に軸状部材１０２に取り付けられた切削具１０５とを設けて構成し、切削具１０５で既設の埋設管に切り込みを入れるとともに、ローラ１１４を公転させながら自転させて、切り込みを入れた埋設管２０を破砕しながら外側に押し退けることができるように構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、管推進機、シールド掘進機等の地中掘進機で既設の埋設管を破砕しながら地下坑を形成して同地下坑に新設の埋設管を埋設して埋設管を取り替えるときに既設の埋設管を破砕するために使用する地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドに関する。

地下に埋設した下水管等の既設の埋設管が老朽化する等してこれを新しい埋設管に取り替える場合、従来は、既設の埋設管が埋設されている区域を地上から地下に向けて開削した後、既設の埋設管を新しい埋設管に取り替えて埋め戻す開削工法が多用されていた。こうした開削工法による埋設管の取替え方法は、都市部等、交通量の多い地域で交通渋滞をもたらすほか、地盤が緩みやすいという問題があった。また、特に都市部では、種々の埋設管が錯走した状態で埋設されている区域もある。こうした区域で開削工法により埋設管を取り替えると、その周辺の既設の埋設管についても、養生しなければならないことがあり、無駄が多く、工期を長引かせる結果を招いていた。こうしたことから、開削工法による埋設管の取替え方法は、昨今、採用しにくくなっている。

こうした問題を解消するため、管推進機、シールド掘進機等の地中掘進機で既設の埋設管を破砕して排出しながら地下坑を形成し、この地下坑に新しい新設の埋設管を埋設して埋設管を取り替える方法が最近提案されている。また、こうした方法の実施に使用するため、管推進機の先導体やシールド掘進機について、既設の埋設管を破砕するための種々のカッタヘッドが提案されており、その代表的な例として、特許文献１に記載のコンクリート管破砕用カッタヘッドを挙げることができる。
特開平１０ー８８９７４号公報（第４−５頁、図１−７）

この特許文献１に記載の従来例の技術は、各種のカッタをカッタヘッドに合理的に配置することにより、既設の鉄筋コンクリート製埋設管を破砕する過程でその縦筋及び横筋をカッタヘッドの面板や排土装置に絡みつかないようにチップ状の小片に切断して、トンネル掘進機から地上に容易に排出することができるようにしたものである。しかしながら、この従来例の技術では、既設の埋設管を破砕する際に地中掘進機に取り込んで地上に排出できるようにするため、鉄筋をカッタヘッドでチップ状の小片に細かく切断するようにしていることから、既設の埋設管の破砕作業に多大の時間を要して既設の埋設管の取替え作業を能率的に行うことができない。

本発明は、こうした従来の技術にみられる問題を解消しようとするものであって、その技術課題は、鉄筋の絡み付きを防止しながら既設の埋設管を効率的に破砕して新設の埋設管に能率的に取り替え得るようにする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを提供することにある。

本発明は、こうした技術課題を達成するため、
地中掘進機で既設の埋設管を破砕しながら地下坑を形成して同地下坑に新設の埋設管を埋設して埋設管を取り替えるときに既設の埋設管を破砕するために使用する地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを構成する場合、
軸状部材と、この軸状部材の外周に回転駆動可能に設けた筒状部材と、この筒状部材の外周に前部が内方を向くように設けた自転可能な複数のローラと、このローラの掘進方向前方に位置するように軸状部材に取り付けられた切削具とを設けて構成し、この切削具により既設の埋設管に切り込みを入れるとともに、ローラを既設の埋設管の内周部に押し付けて筒状部材を回転駆動することにより、ローラを公転させながら自転させて、切り込みを入れた前記既設の埋設管を破砕しながら同埋設管の外側に押し退けることができるように構成した。

このように構成した本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドでは、既設の埋設管を取り替えるため、この埋設管を破砕しながら地下坑を形成するときに、筒状部材を回転駆動しながら地中掘進機を推進してカッタヘッドを前進させる。そうすると、まず、軸状部材に取り付けられた切削具は、地中掘進機の推進に伴って前進して、既設の埋設管の横筋を切断しながら同埋設管に切り込みを入れる。こうして、破砕しにくい既設の埋設管を、破砕しやすいように前処理することができる。

次いで、筒状部材の外周に前部が内方を向くように設けられたローラは、筒状部材の回転に伴って公転しながら自転して、こうして切り込みを入れた既設の埋設管を、カッタヘッドの前進に伴って徐々に押し広げて破砕しつつ、同埋設管の縦筋を実質上破砕することなく同埋設管の外側すなわち地下坑の周辺に押し退ける。その際、この縦筋と共に横筋の切断片や大きなコンクリートの破砕片等の障害物も、地下坑の周辺に押し退けられ、粒度の小さい一部の破砕物だけが地中掘進機を通じて地上に排出される。このように、本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドでは、従来例の技術のように既設の埋設管の鉄筋をチップ状の小片に細かく破砕するようなことはしないで、鉄筋等の障害物を埋設管の外側に押し退けるようにしているので、鉄筋の絡み付きを防止しながら既設の埋設管を効率的に破砕して新設の埋設管に能率的に取り替えることができる。

以下の説明から明らかなように、本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドは、「課題を解決するための手段」の項に示したように構成しているので、鉄筋の絡み付きを防止しながら既設の埋設管を効率的に破砕して新設の埋設管に能率的に取り替えることができる。また、既設の埋設管の鉄筋や大きなコンクリートの破砕片等の障害物は埋設管の外側に押し退けて、粒度の小さい一部の破砕物だけを地中掘進機を経て地上に排出することとなるので、地中掘進機の排土のための負荷を軽減することができる。

本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項２に記載のように具体化すれば、既設の埋設管の埋設区域が地山の崩落や地下水の浸入の恐れのある軟弱な地盤である場合にも、流体通路から土圧を立てるための流体をシール部材の後方のチャンバに供給して土圧を立てることにより、地山を支持して既設の埋設管の取替え作業を安全に行うことができる。本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項３に記載のように具体化すれば、押し刃による切削具を掘進方向後方に向けて切削外径を拡大させるようにしているので、既設の埋設管に切り込みを入れるときに、漸次切り込みを深くするよう切り込みを入れて、埋設管に無理なく切り込みを入れることができる。また、その押し刃による切削具は、切削具を駆動するための駆動装置を要しないので、構造が簡素で安価に製作することができる。

本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項４に記載のように具体化すれば、元押し装置の推力を大幅に軽減することができる。本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項５に記載のように具体化すれば、切削具を、筒状部材に対してその軸線を中心に自由に回動させ得るように構成しているので、既設の埋設管の交換過程で、切削具の何れかが埋設管の縦筋と重なった位置に切り込みを入れようとしたときに切削具を回動させて、切削具の何れかが縦筋と重なる位置に切り込みを入れのを防ぐことができ、ひいては、切削具等の損傷を防止することができる。本発明の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを具体化する場合に、特に、特許請求の範囲の請求項６に記載のように具体化すれば、筒状部材の後端部に別の筒状部材を連結して、この別の筒状部材の外周部に、前方の筒状部材に設置されたローラよりも大径の円軌跡を描いて公転する別のローラを自転可能に設置するようにしているので、大径の既設の埋設管でも無理なく破砕して取り替えることができる。

以下、本発明が実際上どのように具体化されるのかを図１乃至図１５に基づいて説明することにより、本発明の実施の形態を明らかにする。

まず、図１乃至図７及び図１３乃至図１５を用いて、本発明を具体化した第１の例の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドについて説明する。

図１は、本発明を具体化した第１の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドの側面図、図２は、図１のＷ−Ｗ線断面図、図３は、図２のＶ−Ｖ線断面図、図４は、図３におけるア部の詳細図、図５は、図１のＸ−Ｘ線断面図、図６は、図１のＹ−Ｙ線断面図、図７は、図１のＺ−Ｚ線断面図、図１３は、図１の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを使用して既設の埋設管を新設の埋設管に取り替えている状態を示す縦断面図、図１４は、既設の埋設管の構造を示す投影図、図１５は、図１の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにより図１４の既設の埋設管を破砕している状態を示す正面図である。

この出願の発明は、すでに述べた従来例の技術と同様、地中掘進機で既設の埋設管を破砕しながら地下坑を形成して同地下坑に新設の埋設管を埋設して埋設管を取り替えるときに既設の埋設管を破砕するために使用する地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドに係るものである。そこで、最初に、図１の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドに関連する周辺の技術内容を図１３及び図１４に基づいて概説する。図１３に図示の管推進機は、出願人が開発した管推進機を地中掘進機の一例として図示したものである。

図１３に図示の管推進機は、大別すると、カッターヘッド１００を前部（この明細書で「前」とは、先導体Ａの掘進方向を基準にして前の方をいう。）に有し地中に埋設するための新設の埋設管３０が後部（この明細書で「後」とは、先導体Ａの掘進方向を基準にして後の方をいう。）に連結される先導体Ａと、発進立坑Ｄに設置され先導体Ａや新設の埋設管３０を推進する元押し装置Ｃとで構成されている。そして、先導体Ａや埋設管１０４を元押し装置Ｃで推進しつつカッターヘッド１００で既設の埋設管２０や地山を掘削しながら掘削物の一部を先導体Ａの土砂取り込み口Ａ１から取り込んだ後、その掘削物を排土管Ｂを通じて地上に排出することにより、地下坑を形成し、同地下坑に新設の埋設管３０を埋設して、既設の埋設管２０を新設の埋設管３０に取り替える。こうして既設の埋設管２０を新設の埋設管３０に取り替えるときには、新設の埋設管３０や排土管Ｂが先導体Ａの後端に適宜連結されて継ぎ足される。

既設の埋設管２０は、すでに地中の埋設されている埋設管を指称し、通常、鉄筋コンクリート製で単位長さに製作されている。この鉄筋コンクリート製の既設の埋設管２０は、同埋設管２０に軸方向に埋め込まれている鉄筋である縦筋２０ａと、同埋設管２０に周方向に埋め込まれている鉄筋である横筋２０ｂと、本体をなすコンクリート部２０ｃとで形成されている。新設の埋設管３０は、新たに地中に埋設される埋設管を指称し、既設の埋設管２０と同様、鉄筋コンクリート製で単位長さに製作されている。

次に、図１乃至図７に基づいて、本発明を具体化した第１の例の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドについて説明する。

これらの図において、１０はセンタシャフト１１を回転駆動するための回転駆動装置、１１はこの回転駆動装置１０によりもたらされる回転を回転面板１０１に伝達するための先導体Ａのセンタシャフト、１２はこのセンタシャフト１１にシールケース１３を連結してセンタシャフト１１の回転をシールケース１３に伝達するためのフランジ、１３はセンタシャフト１１の回転に随伴して回転しながらセンタシャフト１１を密封するシールケース、１００は管推進機の先導体Ａで既設の埋設管２０を破砕しながら地下坑を形成して同地下坑に新設の埋設管３０を埋設して埋設管を取り替えるときに既設の埋設管２０を破砕するために使用する地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド、１０１は先導体Ａの中心軸線を中心に回転可能に設置された回転面板、１０２はセンタシャフト１１を介して回転駆動装置１０で回転駆動される筒状部材、１０４は回転駆動装置１０で回転駆動されないように筒状部材１０２内に設置された軸状部材である。

回転面板１０１の後面には、環状のスペーサ１１５、略円筒状のシールケース１３がボルト等で順次連結され、シールケース１３は、環状のフランジ１２を介して先導体Ａのセンタシャフト１１に連結されている。このシールケース１３の外周部には、前後一対の螺子座１３０が設けられ、これらの螺子座１３０には、それぞれ、ホルダ１３０ｂを挟み込む形で止め板１３０ａを螺着している。そして、前後一対の止め板１３０ａ及びホルダ１３０ｂでそれぞれローラ軸１３１の前後の各端部を支持し、このローラ軸１３１にローラ１３２を回転可能に軸着している。こうしたローラ１３２は、図７に示すようにシールケース１３の周方向に略等間隔に複数設ける。

回転面板１０１の前面には、図４に拡大して示すように、筒状部材１０２を固着して前方に突設しており、この筒状部材１０２は、前後一対の軸受１０３により回転可能に支持されている。この筒状部材１０２の内部の筒状の空間には、軸状部材１０４が一対の軸受１０３を介して挿通されるように設置されている。それゆえ、軸状部材１０４は、筒状部材１０２が回転駆動装置１０で回転駆動されても、この回転駆動装置１０では回転駆動されない。また、この軸状部材１０４は、このように、筒状部材１０２の内部空間に軸受１０３を介して設置されているため、これに取り付けられている切削具１０５に外力が作用すると、筒状部材１０２とは無関係に自由に回動する。軸状部材１０４の後端部には、後方の軸受１０３に予圧を付与するため、ナット１０６を螺合している。

１０５はローラ１１４の前方に位置するように軸状部材１０４の前端近くに取り付けられた切削具、１０７は軸状部材１０４の内部にその全長にわたって形成された流体通路（図４参照）、１０９は軸状部材１０４に前端にＯリング１０８を介してボルト等で固着されたシール取付用のベース、１１０は既設の埋設管２０内を密閉するためのシール部材、１１１は回転面板１０１の前面にボルト等により固着された第一ホルダ、１１２は筒状部材１０２の外周面に溶接等により固着された第二ホルダ、１１３はこれら第一ホルダ１１１及び第二ホルダ１１２に両端部を支持したローラ軸着用のシャフト、１１４はこのローラ軸着用のシャフト１１３に回転可能に軸着されたローラである。

切削具１０５は、後方に向けて切削外径を拡大させるようにした押し刃により構成されている。こうした切削具１０５は、図５に示すように、軸状部材１０４の外周部に周方向に略等間隔に複数設けている。この切削具１０５は、横筋２０ｂを切断することができれば、スリット状の切り込みすなわち切れ目を付けるものであってもよいし、筋目状の切り込みすなわち切り傷を付けるものであってもよい。シール部材１１０は、リング状をなし、シール取付用のベース１０９の外周部に嵌着することにより、切削具１０５の前方に設置し、既設の埋設管２０内に設置したときに同埋設管２０の内周面に密着できるように構成されている。シール部材１１０は、その後方に設置する先導体Ａとの間に、先導体Ａの掘進時に土圧をたてるためのチャンバを形成する働きをする。流体通路１０７は、カッタヘッド１００による掘削物と混合して土圧を立てるためのベントナイト等の流体をシール部材１１０の後方のチャンバに供給する働きをする。

第一ホルダ１１１及び第二ホルダ１１２には、それぞれ止め板１１１ａ及び止め板１１２ａが設けられ、第一ホルダ１１１及び第二ホルダ１１２からローラ軸着用のシャフト１１３の両端部が脱落することを防いでいる。ローラ１１４は、後部が前部よりも大径の円軌跡を描いて公転するよう前部が内方を向くように傾斜してローラ軸着用のシャフト１１３に軸着されている。このローラ１１４は、カッタヘッド１００を既設の埋設管２０の内周面に押し付けながら回転させることにより、公転しながら自転して既設の埋設管２０を圧砕する働きをするが、単なるローラであってカッタビットを有しておらず、埋設管２０を切削する機能を実質上備えていない。それゆえ、いわゆるローラビットとは異なり、埋設管２０の鉄筋２０ａ，２０ｂを切削して切断することはできない。カッタヘッド１００は、図６に示すように、こうしたローラ１１４を筒状部材１０２の外周部に周方向に略等間隔に複数設けている。

回転面板１０１の後面には、Ｏリング１１７を介してドーナツ状の第一円板１１６を、環状のスペーサ１１５の内部空間に位置するようにボルト等で固着している。軸状部材１０４の後端面には、Ｏリング１１９を介してドーナツ状の第二円板１２０を、ドーナツ状の第一円板１１６の内部空間に嵌入するようにしてボルト等で固着している。第一円板１１６と第二円板１２０との間は、第一円板１１６の内周部に嵌着したシール部材１１８によりシールして、軸受室１２２と流体室１２３とを水密に隔離している。また、筒状部材１０２の前端面と軸状部材１０４との間は、シール部材１２１によりシールして、軸受室１２２と外部雰囲気１９９とを水密に隔離している。

かくして、軸受室１２２は、流体室１２３や外部雰囲気１９９に対して水密に隔離された状態となり、また、第一円板１１６、回転面板１０１及び筒状部材１０２は、こうした状態の下に、先導体Ａの中心軸線の周りに回転運動を行うことが可能となる。なお、軸受室１２２には、筒状部材１０２に付設した図示しない油注入口から潤滑油を供給できるようにしている。

以上のような構造を備えた第１の例の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドでは、既設の埋設管２０を取り替えるため、この埋設管２０を破砕しながら地下坑を形成しようとする場合、回転駆動装置１０を回転駆動しながら先導体Ａを元押し装置Ｃで推進してカッタヘッド１００を前進させる。そうすると、回転駆動装置１０の回転は、センタシャフト１１からフランジ１２を経てシールケース１３へと伝達され、さらに、このシールケース１３からスペーサ１１５を経て筒状部材１０２へと伝達され、回転駆動装置１０は、最終的には筒状部材１０２を回転駆動することとなる。

先導体Ａを推進すると、軸状部材１０４に取り付けられた切削具１０５は、この先導体Ａの推進に伴って、既設の埋設管２０の縦筋２０ａの間隙を縫うようにしながら前進する。その結果、切削具１０５は、図１５に示すように既設の埋設管２０の横筋２０ｂを周方向に複数分割するように切断しながら同埋設管２０に切り込みを入れる。その場合、この第１の例の切削具１０５は、特に、掘進方向後方に向けて切削外径を拡大させるように形成しているので、漸次切り込みを深くするようにして既設の埋設管２０に切り込みを入れることとなり、埋設管２０に無理なく切り込みを入れることができる。こうして、破砕しにくい既設の埋設管２０を破砕しやすいように前処理することができる。

次いで、筒状部材１０２の外周部に設置されたローラ１１４は、筒状部材１０２の回転に伴って、既設の埋設管２０の内周面に押し付けることにより公転しながら自転して、こうして切り込みを入れた既設の埋設管２０を、図１に図示のように破砕しつつ、同埋設管２０の縦筋２０ａを実質上破砕することなく同埋設管２０の外側すなわち地下坑の周辺に押し退ける。その際、この縦筋２０ａと共に横筋２０ｂの切断片や大きなコンクリートの破砕片等の障害物も、地下坑の周辺に押し退けられ、粒度の小さい一部の破砕物だけが先導体Ａの土砂取り込み口Ａ１から取り込まれた後、排土管Ｂを通じて地上に排出される。

ローラ１１４は、特に、後部が前部よりも大径の円軌跡を描いて公転するように設けているので、切削具１０５で切り込みを入れた既設の埋設管２０を、その内周面を転動しながらカッタヘッド１００の前進に伴って徐々に押し広げて破砕することとなり、既設の埋設管２０に無理なく破砕することができる。その間、シールケース１３が回転しているので、これに自転可能に軸着したローラ１３２は、ローラ１１４で破砕された既設の埋設管２０の内周側を転動しながら公転して、埋設管２０の破砕片が内側に落下、移動するのを防ぐことができる。そのため、埋設管２０の破砕片が先導体Ａの前方の前方を遮ってその掘進を妨げるのを防止することができる。

以上ように、この地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド１００では、従来例の技術のように既設の埋設管２０の鉄筋２０ａ，２０ｂをチップ状の小片に細かく切断するようなことはしないで、鉄筋２０ａ，２０ｂ等の障害物を埋設管２０の外側に単に押し退けるようにしているので、鉄筋２０ａ，２０ｂの絡み付きを防止しながら既設の埋設管２０を効率的に破砕して新設の埋設管３０に能率的に取り替えることができる。この第１の例の埋設管取替え用カッタヘッド１００では、次に述べる第２の例のもののように、切削具１０５を駆動するための駆動装置を要しないので、構造が簡素で安価に製作することができる。

ところで、切削具１０５により既設の埋設管２０に切り込みを入れるときに、切削具１０５の何れかが埋設管２０の縦筋２０ａの何れかと重なってしまうと、先導体Ａを推進するための推力が著しく増加し、ひいては、切削具１０５等カッタヘッド１００が損傷する事態を招く。埋設管２０は、単位長さに製作され多数のユニットを接続して埋設されていて、縦筋２０ａの位置が全長を通じて必ずしも揃ってはいないため、こうした事態は、発進時には回避できるにしても、後続する何れかの管に切り込みを入れるときに生じる可能性がある。

ところが、この第１の例の埋設管取替え用カッタヘッド１００では、前述したように、軸状部材１０４を、特に、筒状部材１０２とは無関係に自由に回動することができるように構成しているので、既設の埋設管２０の交換過程で、切削具１０５の何れかが埋設管２０の縦筋２０ａと重なった位置に切り込みを入れようとすると、当該切削具１０５に外力が作用して軸状部材１０４を回動させる。そのため、この埋設管取替え用カッタヘッド１００によれば、切削具１０５の何れかが縦筋２０ａと重なる位置に切り込みを入れのを防ぐことができ、ひいては、カッタヘッド１００の損傷を防止することができる。

最後に、図８乃至図１１に基づいて本発明を具体化した第２の例の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドについて説明し、図１２に基づいて本発明を具体化した第３の例の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドについてそれぞれ説明する。

図８は、本発明を具体化した第２の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドの側面図、図９は、図８のＷ−Ｗ線断面図、図１０は、図９のＶ−Ｖ線断面図、図１１は、図８のＸ−Ｘ線断面図、図１２は、本発明を具体化した第３の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドの側面図である。これらの図において既述の図１乃至図７及び図１３乃至図１５と同一の符号を付けた部分は、これら既述の図と同等の部分を表すので、詳述しない。

まず、図８乃至図１１に基づいて第２の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドについて説明する。この第２の例の埋設管取替え用カッタヘッド１００’は、既述の第１の埋設管取替え用カッタヘッド１００において、切削具１０５を、自転駆動させるように、図示しない電動機等の駆動装置により回転駆動されるディスクカッタ１４０により構成するように変更したものである。こうしたディスクカッタ１４０による切削具を設けることにより、第１の例の切削具１０５のような押し刃切削による切削形態を維持しつつも、元押し装置Ｃの推力を大幅に軽減することができる。

次に、図１２に基づいて第３の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドについて説明する。

この第３の例の埋設管取替え用カッタヘッド２００は、第１の例の埋設管取替え用カッタヘッド１００において、筒状部材１０２及び軸状部材１０４の後端部にそれぞれ別の筒状部材２０２及び中空軸としての軸状部材２２０を第二面版２０４及びＯリング１１９を介して水密に連結して、その別の筒状部材２０２を筒状部材１０２と共に回転駆動装置１０で回転駆動されるようにするとともに、別の軸状部材１０４を軸状部材１０４と共に回転駆動装置１０で回転駆動されないように設置して構成している。その場合、その別の軸状部材２２０は、その外周面と別の筒状部材２０２との間に環状空間２２２を設けることにより、軸状部材１０４と共に筒状部材１０２，２０２とは無関係に自由に回動することができるようにしている。

こうした構造に関連して、第１の例の埋設管取替え用カッタヘッド１００における第一円板１１６及びシール１１８を、後方に新設した回転面板２０１の側に移設する。また、別の筒状部材２０２の外周部には、筒状部材１０２に設置されたローラ１１４よりも大径の円軌跡を描いて公転する別のローラ１１４を自転可能に設置している。そのため、回転面板２０１の前面にボルト等により固着された第一ホルダ１１１と、筒状部材２０２の外周面等に溶接等により固着された第二ホルダ１１２と、これら第一ホルダ１１１及び第二ホルダ１１２に両端部を支持したローラ軸着用のシャフト１１３とを設けている。なお、２２３は流体室１２３と同様の流体室である。

この第３の例の埋設管取替え用カッタヘッド２００によれば、特に、筒状部材１０２の後端部に別の筒状部材２０２を連結して、この別の筒状部材２０２の外周部に、前方の筒状部材１０２に設置されたローラ１１４よりも大径の円軌跡を描いて公転する別のローラ１１４を自転可能に設置するようにしているので、大径の既設の埋設管２０でも無理なく破砕して取り替えることができる。

本発明を具体化した第１の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドの側面図である。 図１のＷ−Ｗ線断面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図３におけるア部の詳細図である。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。 図１のＹ−Ｙ線断面図である。 図１のＺ−Ｚ線断面図である。 本発明を具体化した第２の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドの側面図である。 図８のＷ−Ｗ線断面図である。 図９のＶ−Ｖ線断面図である。 図８のＸ−Ｘ線断面図である。 本発明を具体化した第３の例に係る地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドの縦断面図である。 図１の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドを使用して既設の埋設管を新設の埋設管に取り替えている状態を示す縦断面図である。 既設の埋設管の構造を示す投影図である。 図１の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにより図１４の既設の埋設管を破砕している状態を示す正面図である。

符号の説明

１０ 回転駆動装置
１１ センターシャフト
２０ 既設の埋設管
２０ａ 縦筋
２０ｂ 横筋
２０ｃ コンクリート部
３０ 新設の埋設管
１００，１００’，２００ 地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド
１０１，２０１ 回転面板
１０２，２０２ 筒状部材
１０３ 軸受
１０４，２２０ 軸状部材
１０５ 切削具
１０７ 流体通路
１０９ ベース
１１０ シール部材
１１１ 第１ホルダ
１１２ 第２ホルダ
１１３ ローラ軸着用のシャフト
１１４ ローラ
１３２ ローラ
１４０ ディスクカッタ
２２３ 流体室
Ａ 先導体
Ｃ 元押し装置

Claims (6)

1. 地中掘進機で既設の埋設管を破砕しながら地下坑を形成して同地下坑に新設の埋設管を埋設して埋設管を取り替えるときに既設の埋設管を破砕するために使用する地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドであって、軸状部材と、この軸状部材の外周に回転駆動可能に設けた筒状部材と、この筒状部材の外周に前部が内方を向くように設けた自転可能な複数のローラと、このローラの掘進方向前方に位置するように軸状部材に取り付けられた切削具とを設けて構成し、この切削具により既設の埋設管に切り込みを入れるとともに、ローラを既設の埋設管の内周部に押し付けて筒状部材を回転駆動することにより、ローラを公転させながら自転させて、切り込みを入れた前記既設の埋設管を破砕しながら同埋設管の外側に押し退けることができるように構成したことを特徴とする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド。
2. 請求項１に記載の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにおいて、既設の埋設管内を密閉するためのシール部材を切削具の掘進方向前方に設置するとともに、軸状部材の内部に流体通路を設け、この流体通路を通じてシール部材の掘進方向後方に流体を供給できるように構成したことを特徴とする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド。
3. 請求項１又は請求項２に記載の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにおいて、切削具を、掘進方向後方に向けて切削外径を拡大させるようにした押し刃により構成したことを特徴とする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド。
4. 請求項１又は請求項２に記載の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにおいて、切削具を、自転するように回転駆動されるディスクカッタにより構成したことを特徴とする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにおいて、切削具を、軸状部材の周囲に放射状に配置するとともに筒状部材に対してその軸線を中心に自由に回動させ得るように構成したことを特徴とする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッドにおいて、筒状部材及び軸状部材の後端部にそれぞれ別の筒状部材及び軸状部材を水密に連結して、別の筒状部材を前者の筒状部材と共に回転駆動装置で回転駆動されるようにするとともに別の軸状部材をこの回転駆動装置で回転駆動されないように設置し、別の筒状部材の外周部に、前者の筒状部材に設置されたローラよりも大径の円軌跡を描いて公転する別のローラを自転可能に設置して構成したことを特徴とする地中掘進機の埋設管取替え用カッタヘッド。
   

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