JP3411901B2 - 掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中推進装置の先
端部に設けて地盤を掘削する掘削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】推進管を継ぎ足しながら軸方向に押して
地中に連続して推進していく工法において、推進管内に
回転管を挿入し、回転管の先端に設けた掘削刃を推進管
の推進とともに推進管の前方で回転して地盤を掘削する
方法乃至装置が知られている。

【０００３】この種の装置では、工事中に掘削刃を取り
替えるなどのために回転管を推進管から推進方向の手前
側に引き抜く必要が生じる場合がある。掘削刃の掘削外
径は推進管の外径より大きいので、掘削刃は引き抜き時
には推進管の内側に収まるように外径が変更可能な構造
でなければならない。

【０００４】従来は、多数のビットが回転管の先端にそ
れぞれ軸を中心に揺動可能に取り付けられていて、各ビ
ットごとに揺動方向の一方にストッパが設けられた構造
が知られていた。そして、所定の回転方向の時には地盤
の抵抗によってビットが軸を中心に所定方向に回転して
ストッパに係止し、所定の外径となる。反対方向に回転
すると各ビットは外径が小さくなる方向に回転して収納
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来は、多数のビット
ごとに回転軸を設ける複雑な構造であり、円滑な開閉動
作が得られないという問題があった。

【０００６】本発明は、より簡単な構造で開閉動作が確
実である推進管からの引き抜き動作が円滑に行なえる掘
削装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

【０００８】請求項１に記載された掘削装置は、地中に
推進される推進管に挿入されて回転する回転管の先端に
設けられ、推進管の前方で地盤を掘削する掘削装置にお
いて、回転管の先端に前方に突出して取り付けられた複
数の係止突起と、回転管の先端に周状に配置された複数
の掘削刃と、各掘削刃の背面側に形成され、回転管が所
定方向に回転すると掘削刃が推進管の外周面よりも外側
の掘削位置に移動して推進管の外径よりも広い範囲を掘
削し、所定方向と反対方向に回転すると掘削刃が推進管
の内周面よりも内側の収納位置に移動するように、前記
掘削刃を移動可能に係止突起に取り付けるために各掘削
刃の背面に形成された案内溝とを有している。

【０００９】請求項２に記載された掘削装置は、地中に
推進される推進管に挿入されて回転する回転管の先端に
設けられ、推進管の前方で地盤を掘削する掘削装置にお
いて、回転管の先端に固定されて回転管とともに回転す
る環状の基体と、前記基体の前面から前方に突出して取
り付けられた複数の係止突起と、各々が実質的に前記基
体の外形に対応した円弧形状を有し、前記基体の前面側
に周状に配置される複数の基板と、前記各基板の前面側
にそれぞれ取り付けられた掘削刃と、回転管が所定方向
に回転すると掘削刃が推進管の外周面よりも外側の掘削
位置に移動して推進管の外径よりも広い範囲を掘削し、
回転管が所定方向と反対方向に回転すると掘削刃が推進
管の内周面よりも内側の収納位置に移動するように、前
記基板を移動可能に前記係止突起に取り付けるために前
記各基板の背面にそれぞれ形成された案内溝とを有して
いる。

【００１０】請求項３に記載された掘削装置は、請求項
２記載の掘削装置において、前記案内溝が前記各基板に
少なくとも２つずつ形成されており、前記各基板が、各
案内溝に係合した少なくとも２つの係止突起により基体
に対して支持されており、各基板の各案内溝が、基体の
中心軸に直交する平面において、基体の外形をなす円よ
りも小径の同心円に対する接線の方向に沿うように形成
されていることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１〜図８
を参照して説明する。本例は、地中に推進管を埋設する
ための推進装置に関する。この推進装置は、推進管を地
中に推進するとともに、推進管内に挿入した回転管を回
転させ、回転管の先端に設けた掘削装置を推進管の前方
で回転させて地盤を掘削していくものである。

【００１２】図２及び図５に示すように、回転管１の先
端には環状の基体２が固定されている。基体２は回転管
１とともに回転する。基体２の前面には、周方向に所定
間隔で丸孔である取り付け孔２ａが形成されている。基
体２の内周面には、各取り付け穴２ａに達する溝６が連
続周状に形成されている。各取り付け穴２ａには、先端
に係止突起４が形成された係止部材３が挿入される。係
止突起４は先端が拡径した形状である。係止部材３の中
間部分には係止溝５が形成されており、この係止溝５は
前記溝６に臨む位置に来る。各取り付け孔２ａに係止部
材３を挿入した状態で、基体２の内周面の溝６に保持具
７を挿入してボルトなどの固定手段で固定する。保持具
７は環体を周方向に適当個数に分割した形状の部材であ
る。保持具７は係止部材３の係止溝５に係止した状態で
固定されるので、各係止部材３は各取り付け穴２ａ内に
確実に取り付けられ、各係止突起４は基体２の前面から
所定寸法だけ前方に突出した状態に固定される。

【００１３】基体２の前面側には、複数（本例では４
枚）の基板８が取り付けられている。基板８は、各々が
実質的に基体２の外形に対応する中心角（本例では９０
°）の等しい円弧形状（乃至扇形）を有している。

【００１４】図１〜図５に示すように、各基板８の前面
には、それぞれ掘削刃９が取り付けられている。掘削刃
９は、基板８と略同形状の扇型で基板８の前面に固定さ
れる固定板１０と、固定板１０の前面に放射状の配置で
前方に突出して固定された複数のビット１１からなる。

【００１５】前記各基板８の裏面にはそれぞれ複数（本
例では３つ）の案内溝１２が形成されている。案内溝１
２は係止部材３の係止突起４が引っ掛かって抜けないよ
うに、係止突起４を案内する内部の空洞の幅よりも、表
の開口の幅の方が小さくなっている。案内溝１２の一部
は開口が拡大した挿入部になっていて、この挿入部から
係止部材３の係止突起４を溝内に挿入するので、係止突
起４を挿入した後に当該挿入部は閉止部材で塞ぐように
なっている。このように、各基板８は、各案内溝１２に
係合した各３つの係止突起４により基体２に対して支持
されている。

【００１６】ここで、図１（ａ）及び図３（ａ）に示す
ように、各基板８の案内溝１２の配置は、基体２の中心
軸に直交する平面において、基体２の外形をなす円より
も小径の同心円に対する接線の方向に沿うように形成さ
れている。

【００１７】従って、図１において矢印（イ）で示す掘
削方向に回転管１が回転すると、掘削刃９は地盤の抵抗
により、案内溝１２を案内として係止突起４に沿って矢
印（イ）方向と反対方向に移動する。その結果、図１又
は図２に示す収納位置から図３又は図４に示す掘削位置
に移動し、各基板８は拡径した開状態となる。

【００１８】逆に、図３において矢印（ロ）で示す掘削
方向と逆方向に回転管１が回転すると、掘削刃９は地盤
の抵抗により、案内溝１２を案内として係止突起４に沿
って矢印（ロ）方向と反対方向に移動する。その結果、
図３又は図４に示す掘削位置から図１又は図２に示す収
納位置に移動し、各基板８は外径が基体２の外径にほぼ
等しい状態である閉状態となる。

【００１９】掘削刃９の収納位置は、図５（ａ）に示す
ように、推進管１５の内径よりも内側の位置である。掘
削刃９がこの位置にある時、回転管１と掘削装置は推進
管１５内に挿入し、又は推進管１５内から引き抜くこと
ができる。また、掘削刃９の掘削位置は、図５（ｂ）に
示すように、推進管１５の外径よりも外側の位置であ
る。掘削刃９がこの位置にある時、掘削刃９による掘削
範囲の内径は推進管１５の外径よりも大きくなる。即
ち、推進管１５の前方にある地盤を推進管１５よりも大
きい内径で掘削（オーバーカットと呼ぶ）できる。

【００２０】次に、以上説明した掘削装置を用いた地中
推進作業について図６〜図８を参照して説明する。発進
位置に推進機を設置する。推進機は、油圧等によって管
を軸方向に押圧する機構と回転させる機構を有してい
る。図６に示すように、推進管１５内に挿入した回転管
１を駆動して前記掘削装置を推進管１５の前方で所定の
掘削方向に回転させるとともに、推進管１５を軸方向に
押して地中に推進する。これによって、推進管１５の前
方にある地盤を推進管１５よりも大きい内径で掘削して
（オーバーカットと呼ぶ）推進管１５を地中に推し進め
ていくことができる。

【００２１】工事の途中で掘削刃９を交換する等の都合
で回転管１の先端の掘削装置を発進側に引き出したい場
合には、図７に示すように、回転管１を掘削方向とは逆
の方向に回転させれば、掘削刃９が地盤からの抵抗で収
納位置に後退する。

【００２２】図８に示すように、回転管１を軸方向に沿
って手前側（発進側）に引く。発進側で、接続した回転
管１を順次分解して回収していけば、最先端の掘削装置
を推進管１５の最後部から引き出して発進側にて回収す
ることができる。その後、必要な掘削刃９の交換等をし
た後、先端に掘削装置を設けた回転管１を推進管１５内
に挿入し、後続の回転管１を順次継ぎ足しながら推進管
１５内を進めていき、掘削装置を切羽に到達させる。そ
して、ここで内管１を掘削方向に回転させ、推進管１５
を推進させれば、掘削刃９は再び掘削位置に拡径して図
６に示すように推進管１５の前方で掘削（オーバーカッ
ト）を開始することができる。

【００２３】以上説明した実施の形態によれば、管の外
形に沿った複数個の周形状（扇型）の掘削刃９を、管の
周面に対して接線状に配置した複数の案内溝１２と該案
内溝１２に係止する複数の係止部材３からなる案内構造
で移動可能に支持したので、故障の起こりにくい簡単で
堅牢な構造でありながら、管の回転に速やかに応答して
掘削位置と収納位置の間で移動することができる。その
結果、故障が少なく、掘削刃の交換作業に必要な時間が
短縮され、推進工事が円滑に進められるという効果が得
られた。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、管の外形に沿った複数
個の周形状のビットを、収納位置と掘削位置との間で移
動可能に支持する簡単な構造を採用したので、円滑かつ
確実な開閉動作が得られ、掘削装置の推進管からの引き
抜き動作が円滑に行なえるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は掘削刃を取り外した状態で示した収納
位置にある本例の掘削装置の正面図、（ｂ）は収納位置
にある本例の掘削装置の正面図である。

【図２】収納位置にある本例の掘削装置の断面図であ
る。

【図３】（ａ）は掘削刃を取り外した状態で示した掘削
位置にある本例の掘削装置の正面図、（ｂ）は掘削位置
にある本例の掘削装置の正面図である。

【図４】掘削位置にある本例の掘削装置の断面図であ
る。

【図５】（ａ）は収納位置にある本例の掘削装置の拡大
断面図、（ｂ）は掘削位置にある本例の掘削装置の拡大
断面図である。

【図６】本例の掘削装置を用いた推進工法による掘削状
態を示す断面図である。

【図７】本例の掘削装置を用いた推進工法において掘削
装置が収納位置にある状態を示す断面図である。

【図８】本例の掘削装置を用いた推進工法において掘削
装置が推進管内にある状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…回転管、３…取り付け手段としての係止部材、４…
取り付け手段としての係止部材の係止突起、８…基板、
９…掘削刃、１２…取り付け手段としての案内溝、１５
…推進管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 311 E21D 9/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地中に推進される推進管に挿入されて回
   転する回転管の先端に設けられ、推進管の前方で地盤を
   掘削する掘削装置において、回転管の先端に前方に突出して取り付けられた複数の係
   止突起と、 回転管の先端に周状に配置された複数の掘削刃と、各掘削刃の背面側に形成され、 回転管が所定方向に回転すると掘削刃が推進管の外周面
   よりも外側の掘削位置に移動して推進管の外径よりも広
   い範囲を掘削し、所定方向と反対方向に回転すると掘削
   刃が推進管の内周面よりも内側の収納位置に移動するよ
   うに、前記掘削刃を移動可能に係止突起に取り付けるた
   めに各掘削刃の背面に形成された案内溝と、 を有する掘削装置。
2. 【請求項２】 地中に推進される推進管に挿入されて回
   転する回転管の先端に設けられ、推進管の前方で地盤を
   掘削する掘削装置において、 回転管の先端に固定されて回転管とともに回転する環状
   の基体と、 前記基体の前面から前方に突出して取り付けられた複数
   の係止突起と、 各々が実質的に前記基体の外形に対応した円弧形状を有
   し、前記基体の前面側に周状に配置される複数の基板
   と、 前記各基板の前面側にそれぞれ取り付けられた掘削刃
   と、 回転管が所定方向に回転すると掘削刃が推進管の外周面
   よりも外側の掘削位置に移動して推進管の外径よりも広
   い範囲を掘削し、回転管が所定方向と反対方向に回転す
   ると掘削刃が推進管の内周面よりも内側の収納位置に移
   動するように、前記基板を移動可能に前記係止突起に取
   り付けるために前記各基板の背面にそれぞれ形成された
   案内溝と、 を有する掘削装置。
3. 【請求項３】 前記案内溝は、前記各基板に少なくとも
   ２つずつ形成されており、前記各基板は、各案内溝に係
   合した少なくとも２つの係止突起により基体に対して支
   持されており、 各基板の各案内溝は、基体の中心軸に直交する平面にお
   いて、基体の外形をなす円よりも小径の同心円に対する
   接線の方向に沿うように形成されていることを特徴とす
   る請求項２記載の掘削装置。