JP3609765B2

JP3609765B2 - 管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機

Info

Publication number: JP3609765B2
Application number: JP2001263369A
Authority: JP
Inventors: 英治堀川; 文治小野
Original assignee: 栄光テクノ株式会社
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP2003074291A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度液状体によって切羽の崩壊を防ぎつつ地中を掘進する管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からの管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機では、先導体に複数の後続埋設管を順次連結しつつ後続埋設管の後部を元押し装置によって押込み、地中を横方向に推進して横孔を掘削するが、横孔を左右または上下に湾曲して形成することができない。また高濃度液状体の圧力を、切羽が崩壊せずに安定するように、ほぼ一定の値に保つために、掘削された土砂を排出する排泥管に仕切弁が介在され、この仕切弁は、先導体に連結された後続埋設管内に配置される。仕切弁を用いることによって、排出されるべき土砂が仕切弁内で弁体に噛み込み、仕切弁を全閉状態とすることができず、また希望する絞り量とするための開度に正確に設定することができない。仕切弁は、先導体内の作業者の作業空間を広くするために、前述のように後続埋設管内に配置され、したがって先導体を土壌中に形成された縦孔に収納して横孔を先導体によって掘削するにあたり、後続埋設管が接続されていない状態では、仕切弁が先導体の外方で縦孔内または縦孔の上方の地表面上に配置され、作業者の支障になる。また排泥管、したがって仕切弁は比較的大形であり、しかも仕切弁は、その弁体は排泥管の外側方に変位する構成を有するので、仕切弁の配置のために大きな設置スペースを必要とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、湾曲した掘削孔を掘削することができ、また掘進作業を容易に行うことができるようにした改良された管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）前胴であって、
スキンプレートと、
スキンプレートの前方に配置され、スキンプレートと同軸に回転駆動され、切羽を掘削するカッタ部と、
カッタ部の後方に設けられる隔壁とを有し、
カッタ部と隔壁との間に、高濃度液状体が加圧供給される前胴と、
（ｂ）前胴に連結された中胴と、中胴に連結された後胴とからなる、管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機において、
（ｃ）カッタ部に設けられ、スキンプレートよりも半径方向外方に突出して変位可能な掘削片と、
（ｄ）カッタ部に設けられ、掘削片を変位駆動する掘削片用駆動手段とが設けられ、
（ｅ）前胴と中胴および中胴と後胴の前記連結は、各々の軸線が相互に屈曲変化可能とされ、
（ｆ）前記各軸線を屈曲変化して推進方向を屈曲変化する推進方向駆動手段と、
（ｇ）カッタ部と隔壁との間の掘削室に高濃度液状体を供給する送泥管と、
（ｈ）掘削室から地山の土砂を排出する排泥管と、
（ｉ）前胴内で、排泥管の途中に介在されるピンチバルブとを備え、
このピンチバルブは、
剛性外筒と、
外筒に同軸に収納され、外筒の内面との間に、周方向にわたって延びる空気貯留空間を形成する外面を有し、半径方向に貫通した接続孔を有する剛性内筒と、
内筒に収納され、可撓性を有し、軸線方向両端部は、内筒に固定されるスリーブと、
空気貯留空間に圧縮空気を供給／排出してスリーブ内を開閉する空気圧回路とを含み、
外筒の両端部に着脱可能に取付けられる環状端板を有し、
この端板が、内筒の端面に当接した状態で、スリーブの端部が軸線方向内方に弾発的に圧縮され、
外筒の両端部の内面と、内筒の両端部の外面との間に、Ｏリングが介在され、
内筒の両端部の内面は、
軸線方向内方になるにつれて内径が大きくなるように傾斜した円錐台面と、
円錐台面の軸線方向内方の端部に連なり、Ｏリングが嵌合される環状溝を形成するＯリング収納部と、
Ｏリング収納部の軸線方向内方の端部に連なり、軸線方向に沿う内径が一様な当接部と、
当接部の軸線方向内方に連なり、軸線を含む仮想断面が、半径方向内方になるにつれて軸線方向の長さが短くなる台形に形成された隆起部とを含み、
スリーブの両端部外周面は、円錐台面とＯリング収納部と当接部と隆起部との各内面に固定されることを特徴とする管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機である。
【０００５】
本発明に従えば、土壌に縦孔を掘削して先導体を収納し、先導体を押し出しながら、後続埋設管を順次連結して後続埋設管の後部を元押し装置によって押込み、横孔を掘削する。切羽と前胴の隔壁との間には高濃度液状体が加圧注入され、切羽が安定支持されて切羽の崩壊が防がれる。この切羽は、カッタ部によって掘削される。左右または上下に湾曲した横孔を掘削するには、カッタビットまたはローラビットなどの掘削片を、油圧シリンダなどの掘削片用駆動手段によってスキンプレートの外面よりも半径方向外方に突出し、カッタ部の回転によってスキンプレートの外面よりも大きい内面を有する横孔を形成する。こうしてスキンプレートの外面と横孔の内面との間に隙間を生じ、この隙間には高濃度液状体が充満し、いわばテールボイド部が形成される。前胴と中胴とは、それらの各軸線が変化可能であり、また前後に隣接する中胴と後胴の各軸線も変化可能であり、油圧ジャッキなどの推進方向駆動手段によって、これらの前胴と中胴との各軸線の変化を設定し、また中胴と後胴の軸線の変化を設定する。これによって横孔の軸線が滑らかに湾曲して形成されることになる。前胴、中胴、後胴の外形は、ほぼ直円筒状である。
本発明に従えば、切羽に高濃度液状体を加圧接触して切羽を安定化するために、掘削室には送泥管が臨んで設けられ、カッタ部および掘削片によって掘削した地山の土砂は、排泥管によって掘削室から排出される。
排泥管の途中には、前胴内においてピンチバルブが介在され、このピンチバルブは、剛性筒状ケース内に設けられたスリーブを、ケースの内面とスリーブの外面との間に供給／排出される圧縮空気によって成形し、したがってスリーブによる土砂排出経路を全閉状態とすることが容易に可能であり、また希望する絞り量を有する開度に保つことができる。このようなスリーブによってピンチバルブの土砂排出経路の流路断面積を調整することができるので、前述の先行技術に関連して述べた仕切弁のように土砂の噛み込みによる支障が生じるおそれはなく、しかも構成を小形化することができる。
本発明に従えば、剛性外筒と剛性内筒とによってケースを構成し、外筒の内面と内筒の外面との間に、空気貯留空間を形成し、内筒内には、可撓性スリーブを配置し、空気貯留空間内に圧縮空気を供給することによって、接続孔からスリーブの外面に圧縮空気が作用し、スリーブによって形成される流路断面積を変化することができる。そのため粒状物を噛み込むことなく、全閉状態を達成することができ、また希望する開度を達成することができる。またこのような構成は、前述の仕切弁に比べて、小形に実現することができる。スリーブは、たとえばゴムなどの材料から成り、自然状態で内筒の内面に接触して復帰するばね力を有してもよい。
泥濃式掘進機における排泥管の途中には、前胴内において本件ピンチバルブが、介在されて、土砂と水との混合物の流量制御を行うために実施される。
本発明に従えば、後述の図１９に明瞭に開示されるように、外筒の両端部に取付けられる環状端板は、スリーブの端部を弾発的に圧縮し、またこの端板は内筒を、外筒に、内筒が軸線方向に変位しないように固定する。さらにＯリングを用いて空気貯留空間内の圧縮空気の漏洩を防ぐ。
さらに本発明に従えば、内筒の両端部の内面に、円錐台面と、Ｏリング収納部と、当接部と、隆起部とがこの順序で軸線方向内方に形成され、スリーブの両端部外面が、固定されることによって、内筒の内面とスリーブの外面とにおける内筒の前記両端部よりも軸線方向内方の範囲において、気密性が確保された空間が形成される。これによって圧縮空気を作用してスリーブの変形を確実に行わせることができるようになる。
また本発明は、スリーブの両端部には、前記当接部に弾発的に拡径して押し当てる環状の補強材が埋設されていることを特徴とする。
スリーブ内に設けられた環状補強材の働きによって、内筒の両端部の内面に形成された当接部に弾発的に拡径して押し当てることによって、内筒の内面とスリーブの外面との間の気密性をさらに確実に達成することができる。
また本発明は、掘削室内の液状体の圧力を検出する圧力センサと、
圧力センサの出力に応答し、検出される圧力が予め定める値に保たれるように、空気圧回路を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
また本発明に従えば、ピンチバルブの可撓性スリーブによって土砂排出経路の流路断面積を希望する値に正確に設定することができるので、圧力センサによって検出される掘削室内の高濃度液状体の圧力、したがって切羽に接触する高濃度液状体の圧力を、希望する予め定める値、たとえば或る一定の値の範囲内に、正確に保つことができる。
【０００６】
また本発明は、掘削片用駆動手段は、油圧シリンダであり、
油圧シリンダのピストンロッドに連結され、掘削片に固定され、ピストンロッドの軸線に直角な断面が矩形である連結体と、
カッタ部に設けられ、連結体を、連結体の軸線まわりの角変位を阻止してカッタ部の半径方向に案内する案内孔を有する案内部と、
カッタ部に先端部が固定され、スキンプレート内に同軸に設けられ、油圧シリンダに接続される作動油路が形成され、隔壁の後方に延びる回転軸と、
隔壁の後方で、回転軸の作動油路に接続される回転管継手と、
回転管継手を介して作動油を供給／排出する油圧回路と、
スキンプレート内で隔壁よりも後方でカッタ部に設けられる内歯歯車と、
内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
外歯歯車を回転駆動する手段とを含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に従えば、掘削片用駆動手段は油圧シリンダによって実現され、そのピストンロッドに連結体を介して掘削片が固定され、この掘削片の断面は矩形であり、たとえば正方形または長方形であり、カッタ部に設けられた案内部の案内孔は、連結体の矩形断面に対応したたとえば矩形の断面形状を有し、したがって連結体がその軸線まわりに角変位することが阻止され、連結体、したがって掘削片は、カッタ部の半径方向に変位可能となる。こうして掘削片によって、スキンプレートの外面よりも半径方向外方で地中を掘削することができる。
【０００８】
油圧シリンダに作動油を供給するために、カッタ部に固定される回転軸内に作動油路が形成され、油圧回路から回転管継手を介して作動油路に作動油が供給または排出される。これによって油圧シリンダの伸縮駆動が達成される。油圧シリンダは複動シリンダであってもよい。カッタ部に固定された内歯歯車には、外歯歯車が噛合し、この外歯歯車は油圧モータまたは電動モータによって回転駆動される。こうして前胴内における回転軸とカッタ部を回転駆動するための構成、すなわち内歯歯車、外歯歯車および外歯歯車回転駆動手段との場所の取り合いの問題を解決する。
【０００９】
また本発明は、推進方向駆動手段は、周方向に等間隔に設けられた伸縮可能な複数のジャッキであり、
ジャッキの端部が、前胴と中胴および中胴と後胴にピン結合されることを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、前胴とその前胴に連結される中胴とは、推進方向駆動手段であるジャッキによって連結され、また推進方向前後に隣接する中胴と後胴もジャッキによって連結され、これらのジャッキは、周方向に等間隔をあけて複数設けられ、前胴と中胴の軸線を変化設定することができ、また前後の中胴と後胴の軸線の変化を設定することができる。これらの各ジャッキは、前胴と中胴および中胴と後胴の軸線を通る仮想平面内でそれらの各軸線にほぼ平行に配置され、ジャッキの両端部は、ピン結合によって前胴と中胴および中胴と後胴に接続される。これによってジャッキの伸縮駆動動作を、円滑に行わせることができる。
【００１１】
また本発明は、掘削片は、カッタビットであることを特徴とする。
また本発明は、掘削片は、
カッタ部の前方になるにつれてカッタ部の軸線に向かって傾斜するビット軸線を有し、カッタ部の半径方向内方になるにつれて小径に形成されたローラビットであることを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、掘削片はカッタビットであってもよいが、外形がほぼ円錐状であるローラビットであってもよく、そのほかの構成であってもよい。
【００１３】
また本発明は、掘削片と掘削片用駆動手段とは、周方向に等間隔に設けられることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、掘削片とその掘削片を駆動する手段とは、カッタビットの周方向に等間隔に設けられ、カッタビットの回転軸線に関して線対称であり、したがって横孔の内面の掘削片による掘削時に、その回転軸線に垂直な無理な力が作用することが防がれ、本発明の実現が容易になる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機１の一部の断面図であり、図２はその泥濃式掘進機１の一部を示す斜視図であり、図３は泥濃式掘進機１の正面図であり、図４は泥濃式掘進機１の簡略化した水平断面図であり、図５は泥濃式掘進機１の簡略化した縦断面図である。管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機１は、基本的に前胴２と前胴２に連結された中胴３ａと後胴３ｂとを含む。前胴２は、直円筒状のスキンプレート４と、そのスキンプレート４の前方に配置されるカッタ部５とを含む。カッタ部５は、カッタ部本体６の前部にカッタビット７およびディスクカッタ８，９，１０が取付けられ、スキンプレート４と同一の軸線１１まわりに回転駆動される。切羽１２を掘削することによって発生する土砂は、カッタ部本体６の排土孔１３を介して掘削室１６に入込む。掘削室１６は、カッタ部５の後方（図１、図４および図５の右方）に、隔壁１７によって規定されて形成される。隔壁１７は、スキンプレート４に固定される。カッタ部本体６には、軸線１１と同軸の回転軸１８がスキンプレート４の後方に延びて隔壁１７を気密に貫通する。カッタ部本体６には、スキンプレート４の内方でほぼ円筒状のスクレーパ１９が形成され、軸受２０によってスキンプレート４に前述のようにカッタ部５が回転自在に支持される。スクレーパ１９には、環状の内歯歯車２１が固定される。内歯歯車２１には、外歯歯車２２が噛合う。内歯歯車２１は、油圧モータまたは電動モータなどによって実現されるモータ２３によって回転駆動される。
【００２１】
図６は前胴２の正面から見たカッタ部５を簡略化して示す正面図であり、図７は図４の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図であり、図８は図４の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面図である。隔壁１７には、送泥管２５と排泥管２６が固定される。これらの管２５，２６の端部は、掘削室１６に臨む。排泥管２６には、前胴２内でピンチバルブ２７が設けられ、さらに中胴３ａにもピンチバルブ２８が設けられてもよい。前胴２のスキンプレート４の後部には、中胴３ａの前部が部分的に嵌まり込み、しかも前胴２の前記軸線１１ｆと中胴３ａの軸線１１ａとは相互に変化可能に、連結される。したがって前胴２のスキンプレート４の後部内周面と中胴３ａの前部内周面との間には、隙間が存在する。本件明細書において数字の参照符には、添え字ａ，ｂ，ｃ，…を付して示すことがあり、総括的に数字のみで示すことがある。
【００２２】
前胴２のスキンプレート４の後部と、中胴３ａの前部との間には、方向修正ジャッキ２９が介在され、このジャッキ２９の両端部は、ピン３０，３１によって前胴２と中胴３ａとに連結される。ピン３０，３１の軸線は、軸線１１ｆを含む仮想平面に垂直であり、この仮想平面内に、ジャッキ２９の長手軸線が存在する。
【００２３】
前述の図８に明らかに示されるように、ジャッキ２９は軸線１１ｆのまわりに周方向に等間隔をあけて、たとえばこの実施の形態では９０度の間隔をあけて、複数、たとえば合計４個配置される。ジャッキ２９を、個別的に油圧回路によって伸縮変位することによって、前胴２の軸線１１ｆと中胴３ａの軸線１１ａとの相互の変化を調整して設定することができる。前後に隣接する中胴３ａ，後胴３ｂもまた、前述と同様なジャッキ２９によって連結される。
【００２４】
図９は、図１の切断面線ＩＸ−ＩＸから見た一部の断面図である。本発明では、カッタ部５のカッタ部本体６には、前述のカッタビット７およびディスクカッタ８〜１０よりも後方で、スキンプレート４の前方に、掘削片であるカッタビット３２が、スキンプレート４よりも仮想線３３で示されるように半径方向外方に突出して変位可能に設けられる。カッタビット３２の基端部は、連結体３４に固定される。この連結体３４は、掘削片用駆動手段である複動油圧シリンダ３５のピストンロッド３６に連結される。
【００２５】
カッタ部本体６には、図９に示されるように案内孔３７を有する案内部３８が固定される。連結体３４は、その連結体３４の軸線、したがってカッタ部５の半径方向に垂直な断面が矩形であり、たとえば正方形または長方形である。案内孔３７は、連結体３４、さらにカッタビット３２を案内し、その案内孔３７の軸線に垂直な断面は、連結体３４の前記断面形状に対応して矩形であってもよい。したがって連結体３４およびカッタビット３２は、その連結体３４の軸線まわりに角変位することが阻止される。これによってカッタビット３２は、切羽１２の掘削によって形成された横孔３９の内面を、スキンプレート４の外面よりも半径方向外方で確実に掘削することができる。これによってスキンプレート４の外面とカッタビット３２によって切削された横孔３９の内面との間には、テールボイド部４０が形成される。
【００２６】
図１０は、管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機１によって地中を掘進している状態を示す全体の系統図である。地中に形成された縦孔４２内に、先導体１を収納し、元押し装置４３によって地中に先導体１の後部を押込む。この先導体１には、後続埋設管を順次連結し、後続埋設管の後部を、同様に、元押し装置４３によって押込む。送泥管２５には、高濃度液状体が、ポンプ４５から管路４６を介して圧送される。排泥管２６から排出される泥水は、前述のピンチバルブ２７，２８を介し、管路２７から、排泥コンテナ４８に排出される。この排出された土砂は、沈殿槽４９で沈殿され、振動ふるい５０によって分級されて排出される。ふるい５０によって得られた小径の土砂は、沈殿槽５１から調整槽５２に与えられて水と混合され、調整槽５２から送泥プラント５３を経て、土砂を含む高濃度液状体となり、前述のポンプ４５によって管路４６から送泥管２５に供給される。送泥管２５からの高濃度液状体は高い圧力で掘削室１６内に供給され、さらに排土孔１３〜１５を経て切羽１２とカッタ部５との間の空間に供給される。これによって切羽１２が安定に支持され、切羽１２の崩壊が防がれる。液状体はまた、テールボイド部４０にも供給される。切羽１２を掘削することによって得られる土砂は、排土孔１３〜１５を経て掘削室１６から排泥管２６およびピンチバルブ２７，２８を経て前述のように排出される。
【００２７】
図１１は、本発明の泥濃式掘進機１が地中を掘進し、上方または下方に湾曲して横孔を形成する状態を示す簡略化した縦断面図である。図１１（１）では、推進方向下流が上向きに湾曲した横孔を形成し、図１１（２）は推進方向下流が下方に湾曲した横孔を形成する状態を示す。図１１（１）では、たとえば図８に示されるジャッキ２９ａ，２９ｄを縮小し、それよりも下方のジャッキ２９ｂ，２９ｃを伸長した状態とする。図１１（２）では、ジャッキ２９ａ，２９ｄを伸長し、下方のジャッキ２９ｂ，２９ｃを縮小する。
【００２８】
本発明の実施の他の形態では、地中を左右に湾曲した横孔を形成するには、図８に示される右のジャッキ２９ａ，２９ｄを縮小（または伸長）し、左のジャッキ２９ｂ，２９ｃを伸長（または縮小）する。さらに横孔を地中で上下方向かつ左右方向に湾曲して形成するには、これらのジャッキ２９ａ〜２９ｄの長さを相対的に変化することによって、形成することもできる。このことは中胴３ａ，後胴３ｂ間に設けられたジャッキ２９に関しても同様である。
【００２９】
再び図１を参照して、油圧シリンダ３５に作動油を供給するために、回転軸１８内には作動油路５４が形成され、回転管継手５５を介して油圧回路５６が接続される。回転管継手５５は、回転軸１８を隔壁１７よりも後方で固定位置に設けられた筒体５７を有する。複数の作動油路５４は、回転軸１８を半径方向に延びる径孔を経て連なり、この径孔は、回転軸１８の軸線方向に間隔をあけて配置される。径孔は、筒体５７の内面に形成された各環状溝に連通し、この環状溝は、個別的に油圧回路５６に接続される。
【００３０】
油圧シリンダ３５の伸縮状態、したがってカッタビット３２のカッタ部５における半径方向の位置は、位置センサ５９によって検出される。位置センサ５９の電気信号出力は、回転軸１８内に設けられたケーブルを経て、スリップリング６１から外部に取出されて、制御回路６２に与えられる。制御回路６２は、カッタビット３２が希望する位置となるように油圧回路５６を制御する。カッタビット３２は、仮想線３３のように半径方向外方にスキンプレート４の外面から突出して位置することができるが、スキンプレート４の外面と同一位置またはそれよりも半径方向内方に位置することができ、このとき、直線状の横孔を形成することができる。
【００３１】
図１２は本発明の実施の他の形態の泥濃式掘進機１の前胴２を簡略化して示す断面図であり、図１３は図１２に示される前胴２の簡略化した斜視図である。図１２および図１３に示される実施の形態は、前述の図１〜図１１の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。注目すべきはこの実施の形態では、複動油圧シリンダ３５によって駆動される連結体３４には、取付け部６４を介してカッタ部本体６よりも前方（図１２の左方）に、ローラビット６５が固定される。ローラビット６５は、軸線１１まわりに周方向に等間隔をあけてたとえばこの実施の形態では６個配置され、各ローラビット６５は、個別的な油圧シリンダ３５によって半径方向に駆動される。ローラビット６５は、カッタ部５の前方（図１２の左方、前進方向下流）になるにつれてカッタ部５の軸線１１に向って角度θ１だけ傾斜したビット軸線６６を有し、このビット軸線６６まわりに回転可能に取付け部６４に設けられる。ローラビット６５は、カッタ部５の半径方向内方になるにつれて小径に形成された複数山分離形の形状を有する。そのほかの構成は、前述の実施の形態と同様である。
【００３２】
図１４は本発明の実施のさらに他の形態の泥濃式掘進機１の斜視図である。この実施の形態では、カッタ部５のカッタ部本体６は基本的に、＋字状に形成され、このカッタ部本体６に、前述のようにカッタビットおよびディスクカッタなどが装着される。図１４の泥濃式掘進機もまた矢符６７で示されるように湾曲して推進し、左右／上下方向に滑らかに湾曲した横孔を形成することができる。図１４の実施の形態のそのほかの構成は、前述の実施の形態と同様である。
【００３３】
図１５は、本発明の実施のさらに他の形態の泥濃式掘進機１の簡略化した正面図である。この泥濃式掘進機のカッタ部５は、ほぼＹ字状のカッタ部本体６にカッタビット７が固定される。本発明の実施の他の形態では、カッタ部５は、前述の実施の形態とは異なる形状を有してもよい。
【００３４】
図１６はピンチバルブ２７の縦断面図であり、図１７はピンチバルブ２７の左側面図であり、図１８はピンチバルブ２７の図１６における切断面線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩから見た断面図である。ピンチバルブ２７は、剛性外筒７１と、外筒７１に同軸に収納される剛性内筒７２とを含むケース７３の前記内筒７２内にスリーブ７４が収納されて構成される。外筒７１と内筒７２とは、たとえばステンレス鋼などの金属製であり、スリーブ７４は可撓性を有し、さらに弾発性を有してもよく、天然ゴムまたは合成ゴムなどから成ってもよい。これらの外筒７１と内筒７２とは、ほぼ直円筒状であり、スリーブ７４もまた、自然状態では直円筒状であり、自然状態でスリーブ７４の外面は、内筒７２の内面に弾発的に当接してもよい。
【００３５】
図１９は、図１６のセクションＡの拡大断面図である。外筒７１の内面と内筒７２の外面との間に、周方向にわたって延びる空気貯留空間７６が形成される。内筒７２には、半径方向に貫通した複数の接続孔７７（図１６参照）が形成される。
【００３６】
外筒７１に設けられた圧縮空気供給口７８と圧縮口排出口７９は、空気貯留空間７６に連通し、これらの供給口７８と排出口７９とは、空気圧回路８１に接続される。
【００３７】
排泥管２６は、スリーブ７４が形成される土砂排出経路８２に連通する。
外筒７１の両端部には、環状端板８４がボルト８５によって着脱可能に取付けられる。この端板８４が外筒７１の端面８６に当接し、またはわずかに間隔をあけて対向した状態で、端板８４は内筒７２の端面８７に当接し、このとき端板８４の内端面８８は、スリーブ７４の外端面８９を、スリーブ７４の端部が軸線方向内方（図１９）の右方に弾発的に圧縮されるように押付ける。これによって気密性が達成される。
【００３８】
外筒７１の両端部の内面と、内筒７２の両端部の外面との間には、Ｏリング９０が介在されて、Ｏリング９０よりも軸線方向内方（図１９の右方）における空気貯留空間７６の気密性が向上される。
【００３９】
内筒７２の両端部の内面は、円錐台面９１と、Ｏリング収納部９２と、当接部９３と、隆起部９４とが、軸線方向外方から内方にこの順序で形成される。円錐台面９１は、軸線方向内方につれて内径が大きくなるように傾斜する。Ｏリング収納部９２は、円錐台面９１の軸線方向内方の端部に連なって軸線に垂直に半径方向内方に延びる第１垂直部９５と、軸線方向に垂直に延びる第２垂直部９７とを含む。当接部９３は、Ｏリング収納部９２の軸線方向内方の端部である第２垂直部９７に連なり、軸線方向に沿う内径が一様なたとえば直円筒状に形成される。
【００４０】
隆起部９４は、軸線を含む仮想平面（図９の紙面）内で仮想断面が台形であり、当接部９３の軸線方向内方に連なる第１傾斜部９８と、軸線方向に沿う内径が一様な直円筒状の筒部９９と、第２傾斜部１００とを含む。
【００４１】
スリーブ７４の両端部外周面は、円錐台面９１とＯリング収納部９２と当接部９３と隆起部９４との各内面に固定され、たとえばその固定のために接着剤が用いられてもよい。スリーブ９４の両端部には、当接部９３の内面に弾発的に拡径して押当てる環状の補強材１０１が埋設される。補強材１０１は、たとえばピアノ線などの金属製であってもよく、弾発力を有する。
【００４２】
端板８４には軸線方向外方に臨むめねじ１０２が形成される。接続されるべき排泥管２６のフランジ１０３は、めねじ１０２に取外し可能に螺合するボルト１０４によって固定される。
【００４３】
外筒の端面に臨んで端板固定用めねじ１０５が形成される。端板８４のボルト挿通孔１０６を貫通する貫通ボルトの軸部１０７は、端板固定用めねじ１０５に取外し可能に螺合する。この貫通ボルト８５の頭部１０８は、端板８４のボルト挿通孔１０６内に入込んで、端板８４の図１９における左方の外端面よりも軸線方向内方（図１９の右方）にある。この頭部１０８は、ボルト挿通孔１０６の段差に当接して螺着される。端板８４とフランジ１０３との間には、ゴムなどの弾発性材料から成る環状シール材１０９が介在され、気密性が向上される。
【００４４】
図１６に示されるように圧力センサ１１１は、掘削室１６に臨んでたとえば隔壁１７に設けられ、隔壁１６内、したがって切羽１２に接触する高濃度液状体の圧力が検出される。圧力センサ１１１の出力は、スリップリング６１を経て制御回路１１２に与えられ、これによって制御回路１１２は空気圧回路８１を制御し、圧力センサ１１１によって検出される圧力が、切羽１２の地山を安定化しかつ崩壊を防ぐのに適した圧力の範囲の値に選ばれるように、制御動作が行われる。
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
本発明の応用例として、次の形態が可能である。
（１）端板に、軸線方向外方に臨むめねじが形成され、接続されるべき管のフランジは、めねじに取外し可能に螺合するボルトによって固定されるようにする。
【００５６】
本形態に従えば、端板に形成されためねじに、接続されるべき管のフランジを挿通するボルトが取外し可能に螺合し、ピンチバルブと管とが接続される。
【００５７】
（２）外筒の端面に臨んで端板固定用めねじが形成され、端板を貫通する貫通ボルトが、端板固定用めねじに取外し可能に螺合し、貫通ボルトの頭部は、端板内に入り込んで端板の外端面よりも軸線方向内方にあり、端板とフランジとの間には、環状シール材が介在されるようにする。
【００５８】
本形態に従えば、外筒の外端面に形成された端板固定用めねじに、端板を貫通する貫通ボルトが螺合し、この端板に環状シール材を介在して、接続されるべき間のフランジが取付けられ、貫通ボルトの頭部は端板内に入り込んでおり、すなわち貫通ボルトの頭部は端板の外端面から外方には突出していないので、環状シール材による端板とフランジとの気密性を確実に達成することができる。
【００５９】
本形態によれば、土砂などの粒状物が含まれる流体の全閉状態を容易に達成することができ、またそのような粒状物の流量を希望する値に正確に設定することができるようになり、しかも構成を仕切弁などに比べて小形化することができる。
【００６０】
また本形態によれば、スリーブの変形を行うための圧縮空気の漏洩を確実に防ぐことができる。さらに分解、組立が容易であり、メンテナンスが容易となる。圧縮空気を用いることによって、その圧縮空気の圧縮性によって、前述のように粒状物をスリーブの内面に挟み込んで全閉状態を確実に達成することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、カッタ部に掘削片を掘削片用駆動手段によってスキンプレートの半径方向外方に突出変位駆動しつつ、カッタ部の軸線まわりの回転駆動によってスキンプレートの外面よりも大きい内面を有する横孔を形成し、前胴とその前胴に連結される中胴との軸線を変化設定し、また前後に隣接する中胴と後胴を、それらの軸線を変化設定することができるようにしたので、地中で左右および上下に滑らかに湾曲した横孔を掘削することができる。
【００６２】
また本発明によれば、切羽の崩壊を防いで安定化するための高濃度液状体の圧力を、排泥管の途中に設けたピンチバルブで正確に設定することができるようになり、仕切弁における土砂の噛み込みによる問題を解決することができ、したがって安定した掘削動作を続行することができる。またピンチバルブは、前述の先行技術における仕切弁に比べて構成を小形化することができ、作業空間をできるだけ大きくすることが容易になる。さらにピンチバルブは、前胴内に設けられ、そのため掘削にあたり縦孔内に収納された先導体によって横孔を掘削する際、排泥管の設置が容易である。
【００６３】
また本発明によれば、先導体内における作業空間をできるだけ大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機１の一部の断面図である。
【図２】泥濃式掘進機１の一部を示す斜視図である。
【図３】泥濃式掘進機１の正面図である。
【図４】泥濃式掘進機１の簡略化した水平断面図である。
【図５】泥濃式掘進機１の簡略化した縦断面図である。
【図６】前胴２の正面から見たカッタ部５を簡略化して示す正面図である。
【図７】図４の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た断面図である。
【図８】図４の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面図である。
【図９】図１の切断面線ＩＸ−ＩＸから見た一部の断面図である。
【図１０】管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機１によって地中を掘進している状態を示す全体の系統図である。
【図１１】本発明の泥濃式掘進機１が地中を掘進し、上方または下方に湾曲して横孔を形成する状態を示す簡略化した縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の他の形態の泥濃式掘進機１の前胴２を簡略化して示す断面図である。
【図１３】図１２に示される前胴２の簡略化した斜視図である。
【図１４】本発明の実施のさらに他の形態の泥濃式掘進機１の斜視図である。
【図１５】本発明の実施のさらに他の形態の泥濃式掘進機１の簡略化した正面図である。
【図１６】ピンチバルブ２７の縦断面図である。
【図１７】ピンチバルブ２７の左側面図である。
【図１８】ピンチバルブ２７の図１６における切断面線ＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩから見た断面図である。
【図１９】図１６のセクションＡの拡大断面図である。
【符号の説明】
１泥濃式掘進機（先導体）
２前胴
３ａ中胴
３ｂ後胴
４スキンプレート
５カッタ部
７カッタビット
８〜１０ディスクカッタ
１２切羽
１６掘削室
１７隔壁
１８回転軸
２１内歯歯車
２２外歯歯車
２３モータ
２５送泥管
２６排泥管
２７，２８ピンチバルブ
２９方向修正ジャッキ
３０，３１ピン
３４連結体
３５油圧シリンダ
３６ピストンロッド
３７案内孔
３８案内部
３９横孔
４２縦孔
５４作動油路
５５回転管継手
６１スリップリング
６５ローラビット
７１外筒
７２内筒
７３ケース
７４スリーブ
７６空気貯留空間
７７接続孔
８１空気圧回路
８４環状端板
８５貫通ボルト
９０Ｏリング
９１円錐台面
９２Ｏリング収納部
９３当接部
９４隆起部
１０１補強材
１０２めねじ
１０３フランジ
１０４ボルト
１０５端板固定用めねじ
１０６ボルト挿通孔
１０８頭部
１０９環状シール材
１１１圧力センサ

Claims

（ａ）前胴であって、
スキンプレートと、
スキンプレートの前方に配置され、スキンプレートと同軸に回転駆動され、切羽を掘削するカッタ部と、
カッタ部の後方に設けられる隔壁とを有し、
カッタ部と隔壁との間に、高濃度液状体が加圧供給される前胴と、
（ｂ）前胴に連結された中胴と、中胴に連結された後胴とからなる、管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機において、
（ｃ）カッタ部に設けられ、スキンプレートよりも半径方向外方に突出して変位可能な掘削片と、
（ｄ）カッタ部に設けられ、掘削片を変位駆動する掘削片用駆動手段とが設けられ、
（ｅ）前胴と中胴および中胴と後胴の前記連結は、各々の軸線が相互に屈曲変化可能とされ、
（ｆ）前記各軸線を屈曲変化して推進方向を屈曲変化する推進方向駆動手段と、
（ｇ）カッタ部と隔壁との間の掘削室に高濃度液状体を供給する送泥管と、
（ｈ）掘削室から地山の土砂を排出する排泥管と、
（ｉ）前胴内で、排泥管の途中に介在されるピンチバルブとを備え、
このピンチバルブは、
剛性外筒と、
外筒に同軸に収納され、外筒の内面との間に、周方向にわたって延びる空気貯留空間を形成する外面を有し、半径方向に貫通した接続孔を有する剛性内筒と、
内筒に収納され、可撓性を有し、軸線方向両端部は、内筒に固定されるスリーブと、
空気貯留空間に圧縮空気を供給／排出してスリーブ内を開閉する空気圧回路とを含み、
外筒の両端部に着脱可能に取付けられる環状端板を有し、
この端板が、内筒の端面に当接した状態で、スリーブの端部が軸線方向内方に弾発的に圧縮され、
外筒の両端部の内面と、内筒の両端部の外面との間に、Ｏリングが介在され、
内筒の両端部の内面は、
軸線方向内方になるにつれて内径が大きくなるように傾斜した円錐台面と、
円錐台面の軸線方向内方の端部に連なり、Ｏリングが嵌合される環状溝を形成するＯリング収納部と、
Ｏリング収納部の軸線方向内方の端部に連なり、軸線方向に沿う内径が一様な当接部と、
当接部の軸線方向内方に連なり、軸線を含む仮想断面が、半径方向内方になるにつれて軸線方向の長さが短くなる台形に形成された隆起部とを含み、
スリーブの両端部外周面は、円錐台面とＯリング収納部と当接部と隆起部との各内面に固定されることを特徴とする管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
スリーブの両端部には、前記当接部に弾発的に拡径して押し当てる環状の補強材が埋設されていることを特徴とする請求項１記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
掘削室内の液状体の圧力を検出する圧力センサと、
圧力センサの出力に応答し、検出される圧力が予め定める値に保たれるように、空気圧回路を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
掘削片用駆動手段は、油圧シリンダであり、
油圧シリンダのピストンロッドに連結され、掘削片に固定され、ピストンロッドの軸線に直角な断面が矩形である連結体と、
カッタ部に設けられ、連結体を、連結体の軸線まわりの角変位を阻止してカッタ部の半径方向に案内する案内孔を有する案内部と、
カッタ部に先端部が固定され、スキンプレート内に同軸に設けられ、油圧シリンダに接続される作動油路が形成され、隔壁の後方に延びる回転軸と、
隔壁の後方で、回転軸の作動油路に接続される回転管継手と、
回転管継手を介して作動油を供給／排出する油圧回路と、
スキンプレート内で隔壁よりも後方でカッタ部に設けられる内歯歯車と、
内歯歯車に噛合する外歯歯車と、
外歯歯車を回転駆動する手段とを含むことを特徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
推進方向駆動手段は、周方向に等間隔に設けられた伸縮可能な複数のジャッキであり、
ジャッキの端部が、前胴と中胴および中胴と後胴にピン結合されることを特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
掘削片は、カッタビットであることを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
掘削片は、
カッタ部の前方になるにつれてカッタ部の軸線に向かって傾斜するビット軸線を有し、カッタ部の半径方向内方になるにつれて小径に形成されたローラビットであることを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。
掘削片と掘削片用駆動手段とは、周方向に等間隔に設けられることを特徴とする請求項１〜７のうちの１つに記載の管推進埋設用の先導体としての泥濃式掘進機。