JP2776613B2

JP2776613B2 - 横穴掘削装置

Info

Publication number: JP2776613B2
Application number: JP13168890A
Authority: JP
Inventors: 哲夫石川; 進足立; 貞男河野; 武徳内田; 武男飯田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2013-07-16
Also published as: JPH0427094A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、地下に埋設される電話線、信号線または電
力線等の収容管、もしくはガス管あるいは水道管等を施
工する横穴のように、比較的小径の横穴を掘進するねじ
継足し式掘削具を使用した横穴掘削装置に関する。

（従来の技術）従来のねじ継足し式掘削具を使用した横穴掘削装置
は、縦穴にケーシングを挿入し、該ケーシング内に昇降
フレームを装着し、該昇降フレーム上に設けた掘削具の
回転駆動装置と、該回転駆動装置の横行装置の作動によ
り、掘削具による掘削を行なうと共に、回転駆動装置に
設けた後端把持用回転チャック装置と、昇降フレームの
前端に備えた先行掘削具の後端把持用の固定チャック装
置の開閉操作により、掘削具の継足しを行なって掘削を
進行させる構成を有し、また、昇降フレームを下降させ
たままで掘削具の着脱を能率良く行なうため、昇降フレ
ーム上に、掘削具受け具を地上付近と昇降フレーム間で
昇降させる掘削具昇降装置と、掘削具把持具を有し該掘
削具把持具を前記掘削具受け具と前記回転チャック装置
による掘削具装着位置との間で移動させる回動式の掘削
具着脱装置とを備えていた（特願平１−31108号（特開
平２−213584号公報参照））。

（発明が解決しようとする課題）しかし上記従来の横穴掘削装置の掘削具着脱装置の掘
削具把持具は、対をなす弧状の把持具がシリンダ等によ
って開閉される構造を有するもので、掘削具昇降装置の
受け具に載置されて下降して来る掘削具を受ける時に
は、把持具を上向きにし、回転チャック装置への掘削具
の装着のためには、掘削具を下向きとする必要がある関
係上、掘削具を取付けたアームをほぼ180度前後回動さ
せる必要があり、この回動を行なうためのスペースが大
きくなるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、掘削具着脱装置の作動
スペースが狭くなり、もって掘削すべき縦穴の径も小さ
くてすむ構造の横穴掘削装置を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、ねじ継足し式掘
削具を使用する横穴掘削装置において、縦穴内に挿入さ
れるケーシングと、該ケーシング内に装着される昇降フ
レームと、該昇降フレーム上に設置された掘削具の回転
駆動装置、および該回転駆動装置を前進、後退させる横
行装置と、前記回転駆動装置に取付けられた掘削具の後
端を着脱自在に把持する回転チャック装着と、前記昇降
フレームの前部に取付けられ、掘削具の継足しまたは離
脱時に先行の掘削具の後端を回転チャック装置の軸線上
で把持する固定チャック装置と、前記昇降フレーム上に
設置され、昇降フレームを降ろした状態において、掘削
具受け具を地上付近とケーシング内間で昇降させる掘削
具昇降装置と、２つ折れ回動アームの先端に掘削具把持
具を設け該掘削具把持具を前記掘削具受け具と前記回転
チャック装置による掘削具装置位置との間で移動させる
掘削具着脱装置とを備えたことを特徴とする。

（作用）本発明は、上述の構造を有するので、掘削具を回転チ
ャック装置に把持させる際には、掘削具着脱装置の２段
折れ回動アームを共に起立させて把持具を上向きにし、
かつ該把持具を開き、掘削具昇降装置の受け具に保持さ
れて下降される掘削具を前記把持具により把持し、前記
掘削具着脱装置の先端側アーム、根本側アームを順次回
動させることにより、把持具に把持されている掘削具を
回転チャック装置の前方に同芯に位置させ、横行装置の
作動により回転駆動装置を前進させ、回転チャック装置
により把持具の後端を把持させる。

掘削具回収時に、回転チャック装置に把持されている
掘削具を釈放して地上に上げる場合は、前記と逆の動作
を行なう。

（実施例）以下本発明の横穴掘削装置の一実施例を図面により説
明する。第１図は横穴掘削装置を作業状態で示す正面断
面図、第２図は同じく側面断面図、第３図は第１図のＡ
−Ａ断面図である。

第１図および第２図において、Ａは地面から所定の深
さに掘削された縦穴、1a、1bは該縦穴Ａに押し込まれた
ケーシングであり、縦穴Ａの深さに応じ、適宜長さのも
のが１本あるいは複数本組合わされ、地上に置いた円形
台1c上に最上部のケーシング1aを支持させて没入を防止
する。該各ケーシング1a、1bには、周方向にそれぞれ90
度隔てた個所に、第３図に示すように、４本のガイドレ
ール5A〜5Dが、溶接等により、縦向きに固定されてい
る。各ガイドレール5A〜5Dは水平断面の先端が直角をな
し、互に隣り合うものの対向面は平行をなす。また、下
部ケーシング1bの下端のガイドレール5Aと5B間の中央
と、ガイドレール5Bと5C間の中央と、ガイドレール5Aと
5D間の中央には、それぞれ切欠き状の掘削具挿通用開口
部9A、9B、9Cが設けられている。

２は門形をなす支持フレーム３と、これに取付けられ
るガイドフレーム４とからなる昇降フレームである。該
支持フレーム３は、左右の足部3c、3dを有し、その各後
部に、それぞれ断面Ｌ字形をなす左右の柱部3a、3bが一
体に結合されている。第３図に示すように、支持フレー
ム３の底部3c、3dの前後方向（掘削方向）の幅Ｗは、ガ
イドレール5A〜5Dの対向面間の間隔Ｘよりわずかに小さ
く設定され、いずれのガイドレール5A〜5D間にも足部3
c、3dが挿入可能となり、挿入時には、足部3c、3dの前
端と、柱部3a、3bの背面がガイドレール5A〜5Dの対向面
に摺接するように構成されている。

該支持フレーム３の左右の足部3c、3d間には、スクリ
ューオーガ等の掘削具８の回転駆動装置７を走行自在に
搭載する前記ガイドフレーム４が、結合具６によって中
央部を結合することにより、足部3c、3dに対してガイド
フレーム４の傾斜角が変えられるように取付けられてい
る。

前記ガイドフレーム４には、対をなすガイドレール1
0、10が長手方向に固設され、回転駆動装置７の下面の
４隅に取付けたガイドローラ11の外周に設けた溝をガイ
ドレール10に嵌合することにより、回転駆動装置７が該
ガイドレール10によって位置決めされかつ移動可能とな
っている。

前記回転駆動装置７のフレームの両側には、該回転駆
動装置７を横行させるための横行用油圧モータ12を取付
け、該油圧モータ12により回転されるピニオン13を、ガ
イドフレーム４に固定したラック14に噛合させている。

第１図、第３図に示すように、回転駆動装置７は、掘
削具回転用油圧モータ7aとこれにより回転される回転チ
ャック装置7bとを有し、かつ回転チャック装置7bを開閉
させる機構（図示せず）を内蔵するものである。すなわ
ち回転チャック装置7bは、前記油圧モータ7aにより回転
される回転体に放射状に形成した複数個の拡底溝にそれ
ぞれチャック用の爪を摺動可能に嵌合し、回転駆動装置
７に内蔵した油圧シリンダ（図示せず）により爪を半径
方向に移動させて掘削具８の把み部8a（第５図参照）の
把持と釈放とを行なうものである。

第３図に示すように、前記ガイドフレーム４の端部に
は掘削具継足しのための固定チャック装置16が取付けら
れている。該固定チャック装置16は、ガイドフレーム４
にボディ側がピン付けされた左右一対の油圧シリンダ1
7、18と、相互に近接離反可能にガイドフレーム４の前
端に保持された掘削具後端の把み部8a把持用爪19、20
と、油圧シリンダ17、18の伸縮を把持用爪19、20の開閉
動作に変換するリンク21、22とからなる。

第１図、第２図において、24はケーシング1a上に設置
するフレームであり、該フレーム24には、昇降フレーム
２の昇降用ウインチ25と、操作スイッチ装置26と、横行
および回転用操作レバー27と、電気系の制御装置28A
と、昇降フレーム２に搭載した機器につながる油圧、空
圧ホースおよび電気信号、電力用ケーブルを巻くホース
リール29を搭載する。また、前記支持フレーム３には、
油圧系および掘削用空気（掘削具８の先端から噴出させ
る）の制御装置28Bを搭載する。油圧源や電源およびコ
ンプレッサは作業車に備えるが、いずれも図示していな
い。

前記昇降用ウインチ25の巻取りドラムに巻取り繰出し
されるワイヤロープ31は、支持フレーム３の上枠3eの中
央部に取付けたシーブ32に掛け、終端をフレーム24に結
合している。

第１図および第２図において、40は掘削具着脱装置で
あり、該装置40は、前記足部3d上に設けた掘削具昇降用
油圧シリンダ56の上端に取付けた掘削具受け具60（61は
油圧シリンダ56に並設し同時に伸縮する伸縮ロッドであ
り、該伸縮ロッド61は受け具60の水平姿勢を保持するも
のである）と、回転駆動装置７の回転チャック装置7bと
の間で掘削具を着脱するものである。

第４図（正面図）および第５図（第４図のＢ矢視図）
は掘削具着脱装置40の詳細を示している。掘削具着脱装
置40は、ガイドフレーム４上にボルト付けされたブラケ
ット41と、該ブラケット41上に取付けた第１の油圧式回
転シリンダ42Aと、該回転シンリンダ42Aの両端より突出
した回転軸43Aに取付けた対をなす第１の回動アーム44A
と、両第１の回動アーム44Aの先端に取付けた第２の油
圧式回転シリンダ42Bと、該回転シリンダ42Bの両端より
突出した回転軸43Bに取付けた対をなす第２の回動アー
ム44Bとを備え、該第２の回動アーム44Bの先端には、断
面形が弧状をなす一対の把持具46、47を、両端のピン4
8、49を中心として、油圧シリンダ50により開閉される
ように取付けられている。第４図に示すように、第１の
回動アーム44Aは水平、垂直の姿勢がとれるように90度
の範囲で回動可能であり、第２の回動アーム44Bも第１
の回動アーム44Aに対してその延長状にある姿勢と直角
をなす姿勢とがとれるように90度の範囲で回動可能とな
っている。そして、第１、第２の回動アーム44A、44Bを
共に直角に折曲げた状態ａにおいては、把持具46、47に
把持される掘削具８は回転チャック装置7bと同芯位置に
位置決めされる。一方、両回動アーム44A、44Bを双方と
も伸長させた第４図の実線の状態においては、前記受け
台60に保持された掘削具８が降下することにより、２点
鎖線ｂで示された把持具46、47内に掘削具８を入れるこ
とができ、この状態で油圧シリンダ50を収縮させること
によって掘削具８を把持具46、47で把持できるように構
成されている。

第５図に示すように、掘削具受け具60には、掘削具８
の前端の雄ねじ部8bと、後端の雌ねじ筒部（回転チャッ
ク装置7bによる把み部）8aがそれぞれ嵌合される半円形
の凹部が形成された支持アーム60a、60bを有する。

この装置を用いて縦穴Ａから横穴を掘削する場合は、
縦穴Ａ内にケーシング1b、1aを、開口部9Aが目標地点に
向くように挿入する。また、昇降フレーム２をフレーム
24内に引上げた状態で回転チャック装置7bにビット付掘
削具8A（第２図参照）を把持させ、ウインチ25を巻下げ
方向に回してケーシング1bの内面に固設したストッパ57
（第２図参照）に支持フレーム３が係止されるまで降ろ
し、横行用油圧モータ12を前進方向に作動させ、回転駆
動装置７がガイドフレーム４の前端位置に達するまで前
進させると同時に、回転駆動装置７の油圧モータ7aを正
転させて掘削を行なう。

その後、回転チャック装置7bを開いてビット付掘削具
8Aを釈放し、横行用油圧モータ12を後退方向に作動さ
せ、回転駆動装置７をガイドフレーム４の後端位置まで
後退させる。

次に油圧シリンダ56を伸長させて掘削具受け具60を地
上位置まで上げ、地上にいる作業員が掘削具受け具60に
掘削具８を載置し、油圧シリンダ56を収縮させ、掘削具
８を降ろす。このとき、第４図の実線で示すように、掘
削具着脱装置40は、回動アーム44A、44Bが起立した状態
で、かつ把持具46、47は２点鎖線ｂで示すように開いた
状態としておき、この把持具46、47内に掘削具８を降ろ
す。

次に前記油圧シリンダ50を伸長させて掘削具８を把持
具46、47により把持した後、まず第２の回転シリンダ42
Bを作動させて第２の回動アーム44Bを第４図の２点鎖線
ｃに示すように折曲げ、続いて第１の回転シリンダ42A
を作動させて第１の回動アーム44Aを第４図の２点鎖線
ａに示すように折曲げ、これにより、掘削具８を回転チ
ャック装置7bの前方に、軸線を一致させて位置させる。
次に回転駆動装置７を若干前進させ、回転チャック装置
7bを閉じることにより、掘削具８の把み部8aを回転チャ
ック装置7bによって把持する。

次に油圧シリンダ50を収縮させて、把持具46、47によ
る掘削具８の把持を解き、回転シリンダ42A、42Bを順次
作動させて把持具46、47を掘削具受け具60の位置まで回
動させ退避させる。

次にビット付掘削具8Aの後端を前記固定チャック装置
16によって把持しておき、回転駆動装置７を前進させ、
かつ後行の掘削具８を正転させることにより、ビット付
掘削具8Aの後端雌ねじ筒部である把み部8aに後行の掘削
具８の前端雄ねじ部8bを螺入して後行の掘削具８を接続
し、続いて回転駆動装置７の前進と掘削具８の正転によ
り横穴掘削を行なう。

このような作業を繰り返すことにより、行穴掘削の終
点部に掘削されている縦穴または溝（図示せず）まで掘
削する。なお、掘削地盤が硬質である場合等において
は、先行の掘削具は地盤に確実に保持されるため、固定
チャック装置16による先行の掘削具の後端の把持は必ず
しも必要ではない。

なお、地質等により、掘削具8A、８を中空とし、該掘
削具8Aの先端より圧搾空気あるいは水を噴出しながら掘
削を行なう。

次に掘削具８の回収作業について説明する。まず、ビ
ット付掘削具8Aを外して掘削具８の前端に掘削された横
穴に挿入する埋設管（図示せず）の端部を接続するか、
あるいはビット付掘削具8Aの先端の掘削ビットを外して
埋設管の端部を接続し、回転チャック装置7bにより最後
部の掘削具８の後端を把持している回転駆動装置７を、
横行用油圧モータ12を後退方向に作動させることにより
後退させる。

次に前記固定チャック装置16によって先行の掘削具８
の後端の把み部8aが把持できる位置まで回転駆動装置７
を後退させたところで後退を停止し、先行の掘削具８の
後端を固定チャック装置16により把持し、油圧モータ7a
を逆転させて回転チャック装置7bに把持されている掘削
具８を逆転させると共に、回転駆動装置７を後退させて
回転チャック装置7bに把持されている掘削具８を地中に
埋設されている先行の掘削具から離脱させる。

次に、第４図の実線の状態にある第２、第１の回転シ
ランダ42B、42Aを順次折曲げ方向に作動させ、回動アー
ム44A、44Bの姿勢をｃ、ａの順序で変化させ、回転チャ
ック装置7bに把持されている掘削具８に把持具46、47を
被せ、油圧シリンダ50を伸長させて該掘削具８を把持具
46、47により把持する。続いて回転チャック装置7bを開
き、回転駆動装置７を後退させる。そして、第１、第２
の回転シリンダ42A、42Bを順次作動させ、回動アーム44
A、44Bの姿勢をａ、ｃ、実線と変化させることにより、
掘削具８を把持している把持具46、47を掘削具受け具60
の位置まで回動させ、油圧シリンダ50を収縮させて把持
具46、47を開く。

次に油圧シリンダ56を伸長させることにより、掘削具
８を掘削具受け具60と共に地上に押し上げ、地上で作業
員がその掘削具８を回収する。そして、再び油圧シリン
ダ56を収縮させることにより、掘削具受け具60を把持具
46、47の位置まで降下させる。

次に回転駆動装置７を横行用油圧モータ12の作動によ
り前進させ、縦穴Ａ内に露出している掘削具８の後端8a
を回転チャック装置7bにより把持し、前記同様の動作に
より掘削具８を回収する。このような作業を埋設管の先
端が縦穴Ａ内に露出するまで行なう。

なお、このように横穴掘削を行なった後、既設の横穴
に対して直角をなす方向に横穴を掘削する場合は、ケー
シング1a、1bは縦穴Ａ内に挿入したままの状態にしてお
き、昇降フレーム２をフレーム24内に引上げた状態で、
作業車に備えた吊上げ装置等により、昇降フレーム２と
共にフレーム24を吊上げ、吊上げた状態で90度回転さ
せ、ガイドフレーム5Aと5B間、5Cと5D間にそれぞれ支持
フレーム３の足部3d、3c（または3c、3d）を挿入してフ
レーム24をケーシング1a上にセットし、今度は開口部9B
（または9C）から掘削具８を出し入れして前記と同様の
掘削と掘削具回収作業を行なう。

このようにすることにより、ケーシング1a、1bを引抜
くことなく、方向の異なる掘削作業の切換えが行なえ
る。

（発明の効果）本発明によれば、掘削具着脱装置のアームを、２本の
回動アームが起立状態から折曲げられる２段折れ構造と
したので、回転チャック装置による掘削具の装着位置と
掘削具昇降装置の受け具との間の把持具変位幅、すなわ
ち掘削具着脱装置の作動スペースを狭くすることができ
る。このため、横穴掘削装置を小規模に構成でき、かつ
掘削する縦穴のサイズを小さくすることができ、縦穴掘
削と埋め戻しに要する時間および労力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による横穴掘削装置の一実施例を作業状
態で示す正面断面図、第２図は同じく側面断面図、第３
図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は該実施例の掘削具
着脱装置の正面図、第５図はそのＢ矢視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者足立進大阪府大阪市中央区平野町４丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者河野貞男東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者内田武徳東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (72)発明者飯田武男茨城県土浦市神立町650番地日立建機エンジニアリング株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21B 7/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ継足し式掘削具を使用する横穴掘削装
置において、縦穴内に挿入されるケーシングと、該ケー
シング内に装着される昇降フレームと、該昇降フレーム
上に設置された掘削具の回転駆動装置、および該回転駆
動装置を前進、後退させる横行装置と、前記回転駆動装
置に取付けられ掘削具の後端を着脱自在に把持する回転
チャック装置と、前記昇降フレームの前部に取付けら
れ、掘削具の継足しまたは離脱時に先行の掘削具の後端
を回転チャック装置の軸線上で把持する固定チャック装
置と、前記昇降フレーム上に設置され、昇降フレームを
降ろした状態において、掘削具受け具を地上付近とケー
シング内間で昇降させる掘削具昇降装置と、２つ折れ回
動アームの先端に掘削具把持具を設け該掘削具把持具を
前記掘削具受け具と前記回転チャック装置による掘削具
装着位置との間で移動させる掘削具着脱装置とを備えた
ことを特徴とする横穴掘削装置。