JP2006219918A - 二重管方式の管削進装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 掘削カッターやビットの損傷時や磨耗時に容易に補修し交換できるようにした二重管方式の管削進装置を提供する。
【解決手段】 二重管方式の削進装置において、掘削カッター(20)のカッターヘッド(200)にはビット(230)を掘削時の圧力を受けて径方向外方に移動し推進管と当接して径方向内方に移動し得るように設け、ビットは径方向内方の位置においてその径方向外端が推進管(130)の内面よりも内方に位置する一方、径方向外方に移動したときにその径方向外端が推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置するように構成する。ビットは取付けアーム(210)によって径方向に揺動自在に取付け、ストッパー部(200)によって外方位置を規制するのがよい。
【選択図】 図３

Description

本発明は二重管方式の管削進装置に関し、特に掘削カッターやビットの損傷時や磨耗時に容易に補修し交換できるようにした装置に関する。

例えば、地中に上下水道管等の管を敷設する場合、従来の開削工法に代え、地中に管を推進して敷設する管推進工法が採用される傾向にあり、小口径管を敷設する場合には二重管方式の管削進装置が採用されている（特許文献１）。

この二重管方式の管削進装置ではスライドベースに推進機本体をスライド自在に搭載するとともに推進ジャッキを設け、推進ジャッキによって推進機本体を前進させ、推進機本体に推進管（鋼管）を取りつけ、推進管内にケーシングロッド（内管）を回転自在に組込み、ケーシングロッド先端に掘削カッターを設け、駆動モータでケーシングロッドを回転させ、掘削カッターによって前方を掘削する一方、推進管の推進が完了すると、ケーシングロッドを抜き取り、塩化ビニル管等を推進管内にセットし、推進管と塩化ビニル管等との間に充填剤等の中込め作業を行ない、こうして二重構造の管を敷設するようになっている。

ところで、管削進装置に用いる掘削カッターはカッターヘッドに多数のビット、例えばローラビットを取付けた構造を有するが（特許文献２、特許文献３）、二重管方式の場合には推進管を円滑に推進する上で、推進管よりも大径に掘削できるようにビットを設けるのが望ましい。

他方、岩盤等の掘削中に掘削カッターやビットが損傷し磨耗することがある。大口径管の削進装置の場合には推進管内に作業者が入って掘削カッターやビットを交換しあるいは機械によって自動的に交換することができるが（特許文献４、特許文献５）、小口径管を推進する二重管方式の場合には作業者による交換作業や機械による自動交換は難しい。

特開２００３−２３９６８５号公報 特開２００１−６５２９１号公報 特開２００１−３２３７８０号公報 特開２００１−６５２９１号公報 特開２０００−２９１３８４号公報 特開２００１−２７０９７号公報

本発明はかかる問題点に鑑み、掘削カッターやビットの損傷時や磨耗時に容易に補修し交換できるようにした二重管方式の管削進装置を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係る二重管方式の管削進装置は、先端に掘削カッターを有するケーシングロッドを推進管内に回転自在に組込み、上記ケーシングロッドを回転させ、上記掘削カッターによって前方土砂類を掘削しながら上記推進管を推進するようにした二重管方式の管削進装置において、上記掘削カッターのカッターヘッドにはビットが掘削時における前方土砂類からの圧力を受けて径方向外方に移動し得るように設けられ、径方向外方に移動した時に上記ビットの径方向外端が推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置する一方、上記ケーシングロッドが推進管内に引き込まれた時に上記ビットは推進管の先端縁と当接することによりビットの径方向外端が推進管の内面よりも内方に位置するように径方向内方に移動されるようになっていることを特徴とする。

本発明の特徴の１つは掘削カッターのカッターヘッドにビットを径方向に移動可能に取付け、掘削時の圧力を受けて径方向外方に移動する一方、ケーシングロッドを推進管内に引き込んだ時にビットが推進管の先端と当接して径方向内方に移動されるようにした点にある。

これにより、掘削時にはビットの径方向外端が推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置するので、推進管よりも大きな径に掘削することができ、推進作業を円滑に行うことができる。

また、掘削カッターやビットが損傷し磨耗した時にはケーシングロッドを推進管内に引き込むと、ビットは推進管の先端縁と当たってビットの径方向外端が推進管の内面よりも内方に位置するように移動するので、ケーシングロッドを推進管から後方にスムーズに引き抜くことができ、掘削カッターやビットを補修し、あるいは交換することができる。

本発明に係る二重管方式の管削進装置は上下水道管等を横方向に敷設する場合に適用するとその効果が大きいが、地中に鋼管杭等を上下方向に打ち込む場合にも同様に適用できる。この場合、管は上述のように二重構造の管に構成されることもでき、又鋼管杭のように一重構造のままとすることもできる。また、管の推進方式は前述の特許文献１に記載の方式、つまり推進ジャッキによる推進機本体を推進させる方式に限定されず、他の方式、例えば推進ジャッキで推進管を直接推進させる方式を採用することもできる。

ビットはカッターヘッドに径方向に移動可能に設ければよく、例えばビットを径方向にスライド自在に設け、圧力を受けてビットを径方向外方にスライドさせる受圧部材を設けて構成することもできるが、ビットを取付けた取付けアームをカッターヘッドに揺動自在に取付けるようにしてもよい。

即ち、掘削カッターのカッターヘッドには取付けアームを径方向に揺動し得るように取付け、取付けアームにはビットを取付け、ビットは取付けアームの径方向内方の揺動位置においてビットの径方向外端が推進管の内面よりも内方に位置するように設定する一方、カッターヘッドには取付けアームが径方向外方に揺動したときにビットの径方向外端が推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置するように取付けアームの揺動を規制するストッパー部を設けるのがよい。

かかる構成では掘削時には取付けアームの揺動がストッパー部によって規制され、ビットの径方向外端が推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置するので、推進管よりも大きな径に掘削することができ、推進作業を円滑に行うことができる。

また、掘削カッターやビットが損傷し磨耗した時にはケーシングロッドを推進管内に引き込むと、取付けアームが推進管の先端縁と当たって径方向内方に揺動され、ビットの径方向外端が推進管の内面よりも内方に位置するので、ケーシングロッドを推進管から後方に引き抜き、掘削カッターやビットを補修し、あるいは交換することができる。

ビットは土砂等を掘削する固定式のビットでもよいが、岩盤を掘削するローラビットの方が効果が大きい。即ち、ビットはローラビットであり、ローラビットがカッターヘッドの中心軸線に対して傾斜した回転軸廻りに回転可能に設けられているのがよい。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図４は本発明に係る二重管方式の管削進装置の好ましい実施形態を示す。管削進装置１０において、スライドベース１００上には推進機本体１１０が前後方向にスライドし得るように搭載され、該推進機本体１１０は推進ジャッキ１５０によってスライドベース１００上を前進駆動され後退されるようになっている。

また、推進機本体１１０には駆動モータ１１１が搭載されるとともに、スピンドルロッド（図示せず）が設けられ、該スピンドルロッドと駆動モータ１１１との間にはギア伝達機構が設けられ、又スピンドルロッドにはケーシングロッド１２０の基部が取付けられるようになっている。

さらに、推進機本体１１０には押金１１２が取付けられ、該押金１１２には推進管１３０の基部が嵌め込まれるようになっている。この推進管１３０内にはケーシングロッド１２０が組み込まれ、両者の間には周方向の延びるローラベアリング（図示せず）が介設されてケーシングロッド１２０の円滑な回転及び真直性を保証するようになっている。

ケーシングロッド１２０の先端には掘削カッター２０が取付けられている。この掘削カッター２０において、カッターヘッド２００はリング状をなし、カッターヘッド２００には取付け軸２１１がブラケット（図示せず）によって軸支され、取付け軸２１１にはほぼＬ字状の取付けアーム２１０が径方向に揺動可能に取付けられている。

この取付けアーム２１０の先端部には回転軸２２０がカッターヘッド２００の中心軸線に対して傾斜して取付けられ、回転軸２２０にはほぼ円錐台形状のローラビット２３０が回転軸２２０廻りに回転自在に取付けられている。

このローラビット２３０はほぼ円錐台形状（楕円球状や球状でもよい）をなすコーン２３１の外面に多数の切刃２３２を固定した構造をなし（但し、図３及び図４にはコーン２３１の外形のみを図示している）、取付けアーム２１０の径方向内方への揺動位置においてローラビット２３０の径方向外端が推進管１３０の内面よりも内方に位置するように設定されている。

また、カッターヘッド２００は取付けアーム２１０が径方向外方に揺動したときにローラビット２３０の径方向外端が推進管１３０の外面と等しい位置（又はこれよりも外方）に位置するように取付けアーム２１０の揺動を規制するストッパー部となっている。

例えば、管を敷設する場合、発進立坑と到達立坑とを掘削し、発進立坑内に推進機本体１１０及びスライドベース１００を設置し、推進機本体１１０の押金に推進管１３０の基部を取付け、推進管１３０内にケーシングロッド１２０を組み込み、ケーシングロッド１２０の基部をスピンドルロッドに取付け、駆動モータ１１１を駆動してケーシングロッド１２０を所定の方向に回転させるとともに、推進ジャッキ１５０で推進機本体１１０を前進駆動する。

すると、掘削カッター２０のローラビット２３０がカッターヘッド２００の中心軸線の廻りに公転しながら回転軸２２０の廻りに自転し、前方の土砂類、例えば土砂や岩盤を掘削する。

その際、ローラビット２３０が前方の土砂や岩盤の圧力を受けるので、取付けアーム２１０は取付け軸２１１の廻りに径方向外方に揺動し、ローラビット２３０の径方向外端は図３に実線Ａ及び図４に二点鎖線Ｃで示すように、推進管１３０の外面と等しい位置になるので、推進管１３０の外径よりも大きな径に掘削することができ、推進管１３０を軽くかつ円滑に推進することができる。

ローラビット２３０の切刃２３２が損傷し又は磨耗した場合、ケーシングロッド１２０を推進した推進管１３０内に引き込む。すると、ローラビット２３０のコーン２３１が推進管１３０の先端縁に当たって蹴られ、取付けアーム２１０が径方向内方に揺動し、ローラビット２３０の径方向外端は図３に破線Ｂ及び図４に二点鎖線Ｄで示すように、推進管１３０の内面よりも内方に位置するので、推進管１３０を土中に残したままケーシングロッド１２０を後方にスムーズに引き抜くことができ、ローラビット３２０を補修し交換することができる。

掘削カッター２０が損傷し又は磨耗した場合も上記と同様にして補修し交換することができる。

その後、ケーシングロッド１２０を推進管１３０内に戻すと、前述と同様にして推進作業を行うことができる。

本発明に係る二重管方式の管削進装置の好ましい実施形態を示す全体概略斜視図である。 上記実施形態を示す概略側面構成図である。 上記実施形態における掘削カッターの取付け構造を示す構成図である。 上記実施形態におけるローラビットの動きを説明するための図である。

符号の説明

１００ スライドベース
１１０ 推進機本体
１２０ ケーシングロッド
１３０ 推進管
２０ 掘削カッター
２００ カッターヘッド
２１０ 取付けアーム
２２０ 回転軸
２３０ ローラビット
２３１ コーン
２３２ 切刃

Claims (3)

1. 先端に掘削カッターを有するケーシングロッドを推進管内に回転自在に組込み、上記ケーシングロッドを回転させ、上記掘削カッターによって前方土砂類を掘削しながら上記推進管を推進するようにした二重管方式の管削進装置において、
   上記掘削カッターのカッターヘッドにはビットが掘削時における前方土砂類からの圧力を受けて径方向外方に移動し得るように設けられ、径方向外方に移動した時に上記ビットの径方向外端が推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置する一方、
   上記ケーシングロッドが推進管内に引き込まれた時に上記ビットは推進管の先端縁と当接することによりビットの径方向外端が推進管の内面よりも内方に位置するように径方向内方に移動されるようになっていることを特徴とする二重管方式の管削進装置。
2. 上記掘削カッターのカッターヘッドには取付けアームが径方向に揺動し得るように取付けられ、
   該取付けアームにはビットが取付けられ、該ビットは上記取付けアームの径方向内方の揺動位置において該ビットの径方向外端が上記推進管の内面よりも内方に位置するように設定されている一方、
   上記カッターヘッドには上記取付けアームが径方向外方に揺動したときに上記ビットの径方向外端が上記推進管の外面と等しい位置か又はこれよりも外方に位置するように上記取付けアームの揺動を規制するストッパー部が設けられている請求項１記載の二重管方式の管削進装置。
3. 上記ビットがローラビットであり、該ローラビットが上記カッターヘッドの中心軸線に対して傾斜した回転軸廻りに回転可能に設けられている請求項１又は２記載の二重管方式の管削進装置。
   

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