JP3735017B2 - ボーリング装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば土壌を掘削するボーリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ボーリング装置の一例としての非開削推進装置は、土壌を掘削するためのドリルヘッドと、ドリルヘッドを所定方向に回転駆動するとともに、推進方向に駆動するための回転推進駆動手段と、このドリルヘッドと回転推進駆動手段との間に着脱自在に連結される接続パイプユニットとを備えている。このような非開削推進装置においては、回転推進駆動手段により所定方向に回転されることによってドリルヘッドが土壌を掘削し、またこの回転推進駆動手段により推進方向に駆動されることによってドリルヘッドが推進方向に移動する。そして、ドリルヘッドのかかる推進移動に伴って接続パイプユニットが着脱自在に連結され、回転推進駆動手段からの回転力及び推進力が接続された接続パイプユニットを介してドリルヘッドに伝達され、このようにしてドリルヘッドが掘削しながら所定方向に推進する。
【0003】
このような非開削推進装置においては、通常、地上の作業操作者がドリルヘッドの推進位置を知ることができるように、ドリルヘッドに先端位置検知センサが設けられており、また必要に応じて、このドリルヘッドに推進方向前方の埋設物を探査するための探査用アンテナが設けられている。このようにドリルヘッドに先端位置検知センサ(及び/又は探査用アンテナ)を設けた場合、先端位置検知センサ(及び/又は探査用アンテナ)に駆動用電力を供給しなければならず、また先端位置検知センサ(及び/又は探査用アンテナ)からの検知データ信号を作業操作者側に伝送しなければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、従来の非開削推進装置では、接続される接続パイプユニット毎に導線を用意し、接続する際に接続パイプユニット内に導線を通し、その一端側をドリルヘッド側の導線端子部に例えばかしめ等によって電気的に接続し、その他端側を回転推進駆動手段側の導線端子部に例えばかしめ等によって電気的に接続し、このようにして回転推進駆動手段側とドリルヘッド側とを接続パイプユニットの導線を介して電気的に接続していた。
【0005】
しかしながら、このような導線の接続作業は煩雑で手間がかかり、掘削作業の効率が悪くなる問題があった。特に、導線の数が増えると、その接続作業が一層煩雑となり、掘削作業の効率が一層低下する問題があった。加えて、電力供給用導線、データ信号伝送用導線など接続パイプユニット内を通す導線の本数が多くなると、このような接続様式では多数本の導線のラインを確保することが困難となる。
【0006】
本発明の目的は、導線の接続が容易で、且つ多数の導線ラインの接続にも適用することができるボーリング装置を提供することである。
本発明の他の目的は、導線を保護し、充分な耐久性を得ることができるボーリング装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
発明は、土壌を掘削するドリルヘッドと、前記ドリルヘッドを所定方向に回転駆動するとともに、推進方向に駆動するための回転推進駆動手段と、前記ドリルヘッドと前記回転推進駆動手段との間に着脱自在に接続される接続パイプユニットとを具備するボーリング装置であって、
前記接続パイプユニットは、外側パイプ本体と、前記外側パイプ本体の半径方向内側に配設された保護パイプと、前記保護パイプ内に配設された導線とを備え、前記保護パイプの一端部には第1接続部が設けられ、前記第1接続部には、前記導線の一端部が接続された第1端子部が配設され、前記保護パイプの他端部には第2接続部が設けられ、前記第2接続部には、前記導線の他端部が接続された第2端子部が配設され、隣接する一対の接続パイプユニットにおける一方の前記第1接続部とそれらの他方の前記第2接続部とを接続するとともに、それらの前記一方の前記第1端子部とそれらの前記他方の前記第2端子部とを接続すると、前記一対の接続パイプユニットの前記保護パイプ及び前記導線が相互に着脱自在に連結されるように構成され、
更に、前記回転推進駆動手段は、回転推進駆動時に生じる前記接続パイプユニットの前記導線の相対的回動を吸収するための回転吸収機構と、前記接続パイプユニットの前記外側パイプ本体の他端部に着脱自在に接続される駆動出力パイプと、前記駆動出力パイプの半径方向内側に配設された内側保護パイプと、前記内側保護パイプ内に配設された外部接続用導線と、を備え、前記内側保護パイプの一端部に前記外部接続用導線の一端部が接続された駆動側端子部が配設され、前記外部接続用導線に関連して、更に、伸縮手段が設けられ、前記伸縮手段は前記駆動側端子部が前記駆動出力パイプ内に位置する収容状態と前記駆動側端子部が前記駆動出力パイプから外方に突出する突出状態との間の軸線方向の移動を許容するように構成されていることを特徴とする。
【0012】
本発明に従えば、一方の接続パイプユニットの第1接続部と他方の接続パイプユニットの第2接続部を接続することによって、隣接する接続パイプユニットの保護パイプが相互に着脱自在に接続され、また一方の接続パイプユニットの第1端子部と他方の接続パイプユニットの第2端子部を接続することによって、隣接する接続パイプユニットの導線が相互に着脱自在に接続され、保護パイプ及び導線を簡単に且つ容易に接続することができる。また、回転推進駆動手段は回転吸収機構を備えているので、ドリルヘッドが回転することによって発生する導線のねじれを回転吸収機構によって吸収することができ、ねじれによる悪影響を完全に解消することができる。更に、回転推進駆動手段は、駆動出力パイプ、内側保護パイプ及び外部接続用導線を備え、内側保護パイプの一端部に外部接続用導線の一端部が接続された駆動側端子部が配設され、外部接続用導線に関連して伸縮手段が設けられている。このように構成されているので、伸縮手段が収縮することによって、駆動側端子部が駆動出力パイプ内に位置する収容状態になり、伸縮手段が伸張することによって、駆動側端子部が駆動出力パイプから突出する突出状態になり、かく突出状態にすることによって、駆動側端子部を接続パイプユニットの他端部の第2端子部に着脱自在に容易に接続することができる。
【0014】
更に、本発明では、前記内側保護パイプの他端部には前記外部接続用導線の他端部が接続された外部側端子部が配設され、前記回転吸収機構はスリップリング装置から構成され、前記伸縮手段はコイル状導線から構成され、前記コイル状導線の一端部が前記外部側端子部に接続され、前記コイル状導線の他端部が前記スリップリング装置に接続されていることを特徴とする。
本発明に従えば、内側保護パイプの他端部には外部接続用導線の他端部が接続された外部側端子部が配設され、外部側端子部がコイル状導線の一端部に接続され、このコイル状導線の他端部がスリップリング装置に接続されている。従って、コイル状導線の伸縮によって駆動側端子部の収容状態と突出状態との間の移動が許容され、またスリップリング装置によって外部接続用導線に発生するねじれの吸収が可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に従うボーリング装置の一実施形態について説明する。図1は、本発明に従うボーリング装置の一例としての非開削推進装置を用いた非開削工法の代表適用例を示す簡略斜視図であり、図2は、図1の非開削推進装置のドリルヘッドを示す断面図であり、図3は、図2のドリルヘッドに接続されたドリルヘッド接続ユニットを示す断面図であり、図4は、図1の非開削推進装置におけるドリルヘッドと回転推進駆動手段との間に接続される接続パイプユニットの一つを示す断面図であり、図5は、一対の接続パイプユニットの保護パイプ及び導線を接続する前の状態を示す部分断面図であり、図6は、一対の接続パイプユニットの保護パイプ及び導線を接続した状態を示す部分断面図であり、図7は、一対の接続パイプユニットにおける端子を示す部分斜視図であり、図8は、図1の非開削推進装置のロック手段のロック状態を解除するためのロック解除工具を示す正面図であり、図9は、図1の非開削推進装置の回転推進駆動手段を簡略的に示す断面図であり、図10は、図9の回転推進駆動手段のコイル状導線及びスリップリング装置並びにそれに関連する構成を示す断面図であり、図11は、回転推進駆動手段の駆動側端子部と接続パイプユニットの第2端子部との接続様式を説明するための簡略断面図であり、図12は、回転推進駆動手段のコイル状導線を伸張させるための工具を示す断面図である。
【0016】
図1において、本発明に従うボーリング装置の一例としての非開削推進装置は、土壌2内を掘削しながら推進する推進体4を備え、この推進体4は土壌中2において可撓性を有している。推進体4は、推進本体6と推進本体6の前端部に設けられたドリルヘッド8から構成され、推進本体6とドリルヘッド8との間にヘッド側接続体10(図2参照)が介在されている。推進本体6を推進させるための回転推進駆動手段12は、推進本体6を介してドリルヘッド8を所定方向に回転駆動するとともに、例えば矢印14で示す推進方向に推進する。
【0017】
このような推進体4を用いて掘削する場合、土壌2に発進立坑16が掘削され、この発進立坑16から推進体4が土壌中に推進される。回転推進駆動手段12は例えば地上に設置され(例えば自走車両に搭載されて工事現場に駐車して用いられる)、回転推進駆動手段12はドリルヘッド8を回転駆動するとともに土壌2中に押し込み、このように駆動することによって、推進体4は土壌2中を推進する。
【0018】
推進体4を利用した非開削推進工法では、ドリルヘッド8が土壌2中に貫入され、推進体4が推進するに伴い、推進体4の一部を構成する接続パイプユニット18(後述する)が着脱自在に連結されて継ぎ足され、このようにして推進体4の掘削が行われる。回転推進駆動手段12によって推進体4を回転しながら推進方向14に押し込むことによって、ドリルヘッド8を直進することができ、また回転駆動することなく推進方向に押し込むことによって、ドリルヘッド8を湾曲して進ませることができ(ドリルヘッド8の先端片側部には、図2に示すように傾斜部20が設けられており、それ故に、推進体4を単に押し込むことによって、ドリルヘッド8を湾曲して進ませることができる)、作業操作者がドリルヘッド8の推進を上述したように操作することによって、ガス管、水道管等の埋設物を回避しながら推進体4を所定方向に推進することができる。
【0019】
土壌2には、また、到達立坑22が掘削され、推進体4はドリルヘッド8が到達立坑22に到達するまで掘削推進する。ドリルヘッド8が到達立坑22に到達すると、到達立坑22内にて、又は地上にてドリルヘッド8及びヘッド側接続体10(図2参照)が外され、そして、これらに代えて例えばポリエチレン製埋設管(図示せず)が接続され、推進体4が発進立坑16に向けて引き戻され、埋設管を発進立坑16まで引き戻すことによって、埋設管が到達立坑22から発進立坑16まで埋設され、このようにして非開削で埋設管を土壌2中に埋設することができる。
【0020】
図2を参照して、図示の推進体4のドリルヘッド8について説明すると、ドリルヘッド8の軸線方向(図2において左右方向)に対して垂直な面における断面は円形状であり、その先端部には平坦な傾斜部20が設けられ、この傾斜部20によって先細状に形成されている。このドリルヘッド8の先端には噴出孔24が設けられ、この噴出孔24から後述するようにして掘削用水が噴出され、このように掘削用水を噴出させることによって、土壌2の掘削が容易となる。
【0021】
ドリルヘッド8の傾斜部20は平板状の誘電体基板26から構成され、この誘電体基板26の内側に送信アンテナ28及び受信アンテナ30が配設されている。送信アンテナ28及び受信アンテナ30は例えばボータイアンテナから構成される。ドリルヘッド8のヘッドハウジング31内には、電子ユニット32が内蔵されている。電子ユニット32は中空円筒状のユニットハウジング34を備え、このユニットハウジング34内にIC等の各種電子部品が収容されている。送信アンテナ28及び受信アンテナ30は導線36,38を介して電子ユニット32に電気的に接続され、電子ユニット32からの送信信号が導線36を介して送信アンテナ28に送給され、受信アンテナ30からの受信信号が導線38を介して電子ユニット32に送給される。送信アンテナ28、受信アンテナ30及び導線36,38は、ドリルヘッド8の先端部に配設された筒状部材39の内側に配置されている。この電子ユニット32と例えば地上に設置される電源装置、探査表示装置(いずれも図示せず)等とは、後述する如くして接続される。
【0022】
ドリルヘッド8のヘッドハウジング31と電子ユニット32のユニットハウジング34との間には環状空間が存在し、電子ユニット32はかかる環状空間に配設された弾性支持部材40を介して弾性的に支持されている。かかる環状空間は、掘削用水を送給する送給流路としても機能し、車両に搭載された給水タンク42の如き給水源からの掘削用水は、ドリルヘッド8に向けて後述する如く送給されてこの環状空間を通して先端側に流れ、更に筒状部材39の外側空間を通して噴出孔24に送給される。
【0023】
次に、図3を参照して、ドリルヘッド8に連結されたヘッド側接続体10について説明すると、図示のヘッド側接続体10は、ドリルヘッド8のヘッドハウジング31に連結された接続用外側パイプ44を備え、この接続用外側パイプ44の半径方向内側に接続用保護パイプ46が設けられ、この接続用保護パイプ46の半径方向内側に各種導線48が配設されている。各種導線48は例えば6本程度であり、電源装置(図示せず)からの電力を電子ユニット32に送給するためのものであったり、電子ユニット32に送られてきた受信信号を探査表示装置(図示せず)に送給するためのものであり、それらの両端部を除く大部分は保護チューブで覆われている。
【0024】
接続用外側パイプ44の一端部には接続部材50が取り付けられている。接続用保護パイプ46の一端部(図3において左端部)には接続パイプ52が固定され、この接続パイプ52が接続部材50に接続されている。また、この接続用保護パイプ46の他端部(図3において右端部)には接続パイプ54が固定され、この接続パイプ54に端子部56が装着されている。各種導線48の一端側は接続パイプ52、接続部材50を通してヘッドハウジング31内に導かれ、電子ユニット32(図2参照)に電気的に接続され、それらの他端部は端子部56に電気的に接続されている。
【0025】
このヘッド側接続体10の他端部には、図3に二点鎖線で示すように、接続パイプユニット18の一端部が着脱自在に接続され、このように接続された接続パイプユニット18の他端部に、次の接続パイプユニット18の一端部が着脱自在に接続され、このようにして複数本の接続パイプユニット18が順次接続される。このことに関連して、ヘッド側接続体10の他端部の構成は、後述する接続パイプユニット18の他端部の構成と実質上同一であり、それ故に、その詳細な構成については接続パイプユニット18の説明を参照されたい。尚、このヘッド側接続体10においては、接続用外側パイプ44と接続用保護パイプ46との間に環状空間が存在し、この環状空間は掘削用水をドリルヘッド8に向けて送給する送給流路として機能する。
【0026】
次に、図4を参照して、ヘッド側接続体10と回転推進駆動手段12との間に順次継ぎ足される接続パイプユニット18について説明すると、図示の接続パイプユニット18は、外側パイプ本体62と、外側パイプ本体62の半径方向内側に配設された保護パイプ64と、この保護パイプ64内に配設させた各種導線66とを備え、この実施形態では、各種導線66は、上述したように、電力供給用、受信信号送信用等のために6本用いられ、それらの両端部を除く大部分は保護チューブ67で覆われている。外側パイプ本体62は例えばステンレス鋼、鉄鋼等から形成され、その一端部(図4において左端部)には軸線方向外方に延びる接続凸部68が設けられ、この接続凸部68の外周に雄ねじ部70が設けられている。また、外側パイプ本体62の他端部には軸線方向内方に延びる接続凹部72が設けられ、この接続凹部72に雌ねじ部74が設けられている。
【0027】
保護パイプ64は例えばステンレス鋼、鉄鋼等から形成され、外側パイプ本体62内にてそのほぼ全長にわたって軸線方向に延びている。この保護パイプ64の一端部には第1接続部76が設けられ、この第1接続部76がパイプ状の第1部材78及び第2部材80から構成され、第1及び第2部材78,80も例えばステンレス鋼から形成される。第1部材78の一端部(図4において左端部)内周面には雌ねじ部82が設けられ、その他端部が保護パイプ64に例えば溶接によって固定されている。第2部材80の一端部(図4において左端部)には接続用凹部84が設けられ、その他端部には軸線方向に延びる連結凸部85が設けられ、この連結凸部85の外周面に雄ねじ部が形成されている。この第2部材80は、連結凸部85の雄ねじ部を第1部材78の雌ねじ部82に螺着することによって、第1部材78に連結される。尚、第1及び第2部材78,80を一体的に形成するようにしてもよい。
【0028】
この第1接続部76には第1端子部が設けられ、この実施形態では第2部材80の接続用凹部84の軸線方向内側に、第1端子部を構成する雄型端子86が装着されている。雄型端子86は周方向に間隔をおいて配設された複数本(この形態では、各種導線66の本数に対応して6本)の接続ピン88を備え、これら接続ピン88が環状カバー90でもって覆われている(図7参照)。各導線66の一端部は対応する接続ピン88に電気的に接続される。
【0029】
また、保護パイプ64の他端部には第2接続部92が設けられ、この第2接続部92がパイプ状の第3部材94及び第4部材96から構成され、第3及び第4部材94,96も例えばステンレス鋼から形成される。第3部材94は第1接続部76の第1部材78と実質上同一のものであり、その一端部(図4において右端部)内周面に雌ねじ部98が設けられ、その他端部が保護パイプ64に例えば溶接によって固定されている。第4部材96の一端部(図4において右端部)には取付凹部100が設けられ、その他端部には雄ねじ部が形成された連結凸部102が設けられ、連結凸部102の雄ねじ部を第3部材94の雌ねじ部98に螺着することによって、第3及び第4部材94,96が相互に連結される。尚、第3及び第4部材94,96を一体的に形成するようにしてもよい。
【0030】
この第2接続部92には第2端子部が設けられ、この実施形態では第4部材96の取付凹部100に、第2端子部を構成する雌型端子104が装着され、雌型端子104の先端部が第4部材96の先端から軸線方向外方に幾分突出している。雌型端子104は、図示していないが、雄型端子86の各接続ピン88に対応してピン接続用凹部が設けられている。各導線66の他端部は対応するピン接続用凹部に電気的に接続される。
【0031】
この接続パイプユニット18においては、図4に示すように、保護パイプ64及びこれに関連する構成要素は、外側パイプ本体62に対して軸線方向に相対的に移動可能であり、通常、保護パイプ64の第1接続部76は外側パイプ本体62の一端部内に収容され、その第2接続部92の先端部が外側パイプ本体62の他端から外方に幾分突出した状態に保持される。接続パイプユニット18の外側パイプ本体62と保護パイプ64との間に環状空間が形成され、この環状空間が、ヘッド側接続体10(図3参照)と同様に、掘削用水を送給するための送給流路として機能する。そして、このことに関連して、この環状空間を流れる掘削用水が保護パイプ64内に流入しないように、適宜の部位に、例えば第1及び第2部材78,80の接続部位並びに第3及び第4部材94,96の接続部位にOリング105が設けられている。更に、この形態では、第4部材96の先端部外周にOリング106(シール部材として機能する)が設けられている。このようにOリング106を設けているので、隣接する保護パイプ64の第1接続部76と第2接続部92とを接続すると、第1接続部76と第2接続部92との間の間隙がOリング106によって密封シールされ、堀削用水の内部への流入を確実に防止することができる。尚、Oリング106は第2接続部92側に設けるようにしてもよい。
【0032】
一対の接続パイプユニット18a,18b(図5及び図6において18a,18bで示す)の保護パイプ64が相互に着脱自在に接続されることに関連して、更に、次の通りに構成されている。図4とともに図5を参照して、一方の接続パイプユニット18aの保護パイプ64の第1接続部76と他方の接続パイプユニット18bの保護パイプ64の第2接続部92には、解除自在にロック保持するためのロック手段108が設けられている。図示のロック手段108はロックピン110とロック孔112の組み合わせから構成されいる。この形態では、接続パイプユニット18aの第2部材80の先端部にロック孔112が形成されている。また、接続パイプユニット18bの第4部材96の軸線方向中間部に収容凹部114が設けられ、この収容凹部114に、偏倚部材を構成するコイルばね116を介してロックピン110が装着されている。従って、ロックピン110は、通常、コイルばね116の作用によってその先端部が収容凹部114から突出する突出状態(図4〜図6に示す状態)に保持され、先端部を押圧することによって収容凹部114に収容される収容状態に保持される。上述したロックピン110に関連する構成は、図4に示す保護パイプ64の第1接続部76に関する構成と実質上同一であり、上述したロック孔112に関する構成は、図4に示す保護パイプ64の第2接続部92に関連する構成と実質上同一である。
【0033】
隣接する一対の接続パイプユニット18a,18bの接続は、次のようにして行なわれる。一方の接続パイプユニット18aの外側パイプ本体62の一端部と他方の接続パイプユニット18bの外側パイプ本体62の他端部とは、その一端部の接続凸部68をその他端部の接続凹部72に挿入して雄ねじ部70と雌ねじ部74とを螺合することによって、着脱自在に接続される。また、一方の接続パイプユニット18aの保護パイプ64の第1接続部76と他方の接続パイプユニット18bの保護パイプ64の第2接続部92とは、図5及び図6から理解されるように、その第2接続部92の先端部をその第1接続部76の接続用凹部84に挿入し、第2接続部92の雌型端子104の先端部を第1接続部76の雄型端子86の環状カバー90内に挿入することによって、着脱自在に接続される。このように接続すると、図6に示すように、ロック手段108のロックピン110がロック孔112に挿入され、一方の保護パイプ64の第1接続部76と他方の保護パイプ64の第2接続部92とが解除自在にロックされ、両者は一体的に回動するとともに、それらの離脱が確実に防止される。また、一方の保護パイプ64の雄型端子86の接続ピン88と他方の保護パイプ64の雌型端子104のピン接続用凹部とが接続され、隣接する接続パイプユニット18a,18bの導線66は雄型端子86及び雌型端子104を介して電気的に接続される。更に、ロック手段108の内側にてOリング106が相互に接続される第1接続部76と第2接続部92との間を密封シールする。このように簡単な接続操作でもって保護パイプ64及び導線66を接続することができる。
【0034】
このような接続状態においては、図4及び図6から理解されるように、隣接する接続パイプユニット18a,18bの外側パイプ本体62が相互に接続され、またそれらの保護パイプ64が相互に接続されるので、これらの外側パイプ本体62とこれらの保護パイプ64との間に連続した環状空間が存在し、この連続した環状空間を通して掘削用水がドリルヘッド8に向けて送給される。また、相互に接続される保護パイプ64は、雄型端子86及び雌型端子104を介して接続される導線66を覆い、かかる導線66を保護するともに、掘削用水が導線66を収容する空間に流入するのを防止し、導線66に対する掘削用水の悪影響を解消することができる。
【0035】
隣接する一対の接続パイプユニット18a,18bの接続解除は、次のようにして行なわれる。一対の接続パイプユニット18a,18bの外側パイプ本体62の接続解除は、他方の外側パイプ本体62に対して一方の外側パイプ本体62を締付方向と反対方向に相対的に回動すればよい。また、接続パイプユニット18a,18bの保護パイプ64の接続解除は、ロック手段108によるロック状態を解除した後に他方の保護パイプ64に対して一方の保護パイプ64を軸線方向に離れる方向に相対的に引っ張ればよい。
【0036】
ロック手段108によるロック状態を解除するには、例えば、図6及び図8に示すロック解除工具122を用いることができる。図6及び図8を参照して、図示のロック解除工具122は略矩形状の指輪部124を備え、この指輪部124に押圧部126が一体的に設けられている。ロック状態を解除するとき、例えば、作業者の人差し指と中指を指輪部124に挿入し、かく挿入保持した状態で矢印で示すように押圧部126でもってロック手段108のロックピン110を押圧すればよい。かく押圧すること、押圧部126がコイルばね116の作用に抗してロックピン110を収納状態に保持することができ、これによってロック手段108のロックを解除することができる。
【0037】
次に、主として図9及び図10を参照して、推進体4を回転推進するための回転推進駆動手段12及びそれに関連する構成について説明する。図示の回転推進駆動手段12はそれ自体公知の回転推進装置132から構成され、回転推進装置本体133を備えている。この回転推進装置132は、また、駆動出力手段を構成する駆動出力パイプ134を有している。駆動出力パイプ134の先端部には軸線方向に突出する接続凸部136が設けられ、この接続凸部136に雄ねじ部が設けられている。接続凸部136は最上流側(回転推進装置132に最も近接する側)の接続パイプユニット18の外側パイプ本体62の他端部に設けられた接続凹部72の雌ねじ部に螺合され、このようにして駆動出力パイプ134は推進体4に接続される。従って、駆動出力パイプ134は、順次接続される接続パイプユニット18の外側パイプ本体62及びヘッド側接続体10の外側パイプ44を介してドリルヘッド8に連結され、それ故に、回転推進装置本体133によって駆動出力パイプ134が所定方向に回転駆動されると、これに伴ってドリルヘッド8も所定方向に一体的に回転駆動され、またこの回転推進装置本体133によって駆動出力パイプ134が矢印14で示す推進方向に移動されると、これに伴ってドリルヘッド8も上記推進方向に移動される。
【0038】
この回転推進装置132は、更に、給水タンク42(図1参照)からの掘削用水をドリルヘッド8に向けて送給するための送給部138と、接続パイプユニット18からの導線66を電源装置(図示せず)及び探査表示装置(図示せず)に電気的に接続するための外部接続部140とを備えている。送給部138は接続送給パイプ142を備え、この接続送給パイプ142の一端部が回転推進装置本体133に取り付けられている。この接続送給パイプ142には、給水タンク42に連通する接続パイプ144が取り付けられ、接続パイプ144からの掘削用水は接続送給パイプ142に形成された貫通孔146を通してその内部に送給される。
【0039】
外部接続部140は、フランジ148を有する外側保護パイプ150を備え、この外側保護パイプ150の一端部と接続送給パイプ142の他端部とが中間接続部材152を介して接続されている。接続送給パイプ142の他端部には雌ねじ部が設けられ、また中間接続部材152の一端部には雄ねじ部が設けられ、これら雄ねじ部と雌ねじ部とを螺合することによって両者が接続される。また、中間接続部材152の他端部には環状フランジ154が設けられ、この環状フランジ154と外側保護パイプ150のフランジ148とが取付用ボルト156によって連結される。
【0040】
外部接続部140は、更に、外側保護パイプ150内に配設された内側保護パイプ158を備え、この内側保護パイプ158内に外部接続用導線160が配設され、この外部接続用導線160の両端を除く大部分が保護チューブ162によって覆われている。内側保護パイプ158は外側保護パイプ150内から中間接続部材152、接続送給パイプ142及び回転推進装置本体133を通して駆動出力パイプ134内に延びている。この内側保護パイプ158の一端部(図9において左端部)には、上述した接続パイプユニット18の第1接続部76(図4参照)と実質上同一の構成の接続部164が設けられ、この接続部164には接続パイプユニット18の雄型端子86(図4参照)と実質上同一の構成の雄型端子(その構成については、図4に示す雄型端子86の構成を参照されたい)(駆動側端子部を構成する)が設けられ、外部接続用導線160の一端部がこの雄型端子に電気的に接続されている。かく構成されているので、外部接続部140の内側保護パイプ158の上記接続部164と接続パイプユニット18の保護パイプ64の第2接続部92とが、また上記接続部164の雄型端子(図4の雄型端子86と同様の構成のもの)と保護パイプ64の第2接続部92の雌型端子104とが、後述する如く着脱自在に接続される。尚、内側保護パイプ158の一端部には、上述したロック手段108のロック孔(図示せず)が設けられる。
【0041】
内側保護パイプ158の他端部には接続端子165(外部側端子部を構成する)が設けられ、外部接続用導線160の他端部がこの外部側端子に接続されている。この実施形態では、外側保護パイプ150の他端部に軸受部材166及び支持スリーブ168を介してスリップリング装置170(回転吸収機構として機能する)の入力部172が支持され、このスリップリング装置170の入力部172と接続端子165との間には伸縮手段174を構成するコイル状導線176が介在され、これらコイル状導線176の一端部が上記接続端子165に電気的に接続され、それらの他端部がスリップリング装置170の入力部172に電気的に接続され、これらコイル状導線176の実質上全体が保護チューブによって覆われている。スリップリング装置170の本体部178からは外部導線180が延び、これら外部導線180は電源装置(図示せず)及び探査表示装置(図示せず)に接続されている。従って、電源装置からの電力は外部導線180、スリップリング装置170、コイル状導線176(伸縮手段174)、外部接続用導線160及び接続パイプユニット18の導線66を介してドリルヘッド8の電子ユニット32に供給されるとともに、この電子ユニット32からの探査信号(受信アンテナ30からの受信信号)は、接続パイプユニット18の導線66、外部接続用導線160、コイル状導線176、スリップリング装置170及び外部導線180を通して探査表示装置に送給される(図2、図4も参照)。
【0042】
この実施形態では、外側保護パイプ150の一部には矩形状スリット182が設けられ、このスリット182は軸線方向に所定範囲にわたって延びている。コイル状導線176(伸縮手段174)は、通常、伸縮した状態(図9及び図10に示す状態)に保持され、この収縮状態においては、内側保護パイプ158の一端部に設けられた接続部164は駆動出力パイプ134内に収容される収容状態に保持される。一方、スリット182を通して作業者が指先でもって例えば接続端子165を矢印184で示す方向に押すと、図11に示すように、コイル状導線が伸張し、内側保護パイプ158の接続部164は駆動出力パイプ134から突出する突出状態に保持され、このように突出状態に保持することによって、接続パイプユニット18の保護パイプ64と回転推進装置132の内側保護パイプ158の接続部164との接続作業が容易となる。
【0043】
コイル状導線の伸張操作をより容易にするために、例えば、内側保護パイプ158の他端部又は接続端子165に図12に示すような工具186を取り付けるようにしてもよい。工具186は内側保護パイプ158(又は接続端子165)に取り付けられるリング状本体188を備え、リング本体188に一体的に操作部190が設けられ、この操作部190がスリット182を通して外部に突出される。このような工具186を設けることにより、その操作部190を矢印184(図10、図11)で示す方向に操作することによって、コイル状導線を所要の通りに伸張させることができる。
【0044】
この非開削推進装置においては、推進体4が推進するにともなって接続パイプユニット18が順次継ぎ足され、新たに継ぎ足される接続パイプユニット18は、最上流側接続パイプユニット18と回転推進装置132の駆動出力パイプ134との間に着脱自在に接続される。
新たな接続パイプユニット18を接続には、まず、駆動出力パイプ134を締付方向と反対方向に回転させて最上流側接続パイプユニット18の外側パイプ本体62と駆動出力パイプ134との接続を解除し、次いで、ロック手段108のロック状態を解除し、このロック解除状態において最上流側接続パイプユニット18の保護パイプ64の第2接続部92と回転推進装置132の内側保護パイプ158の接続部164とを相互に離隔する方向に引張り両者の接続を解除し(これによって、保護パイプ64の第2端子部と内側保護パイプ158の駆動側端子部との接続も解除される)、このようにして駆動出力パイプ134側と最上流側接続パイプユニット18側の連結を解除する。
【0045】
その後、新たに接続する接続パイプユニット18の保護パイプ64の第2接続部92と回転推進装置132の内側保護パイプ158の接続部164とを相互に接続する。このとき、図11に示すように、スリット182を通して例えば接続端子165を矢印184で示す方向に移動させて接続部164を突出状態に保持し、この突出状態において接続パイプユニット18の第2接続部92と内側保護パイプ158の接続部164とを相互に接続する。かく接続すると、保護パイプ64の第2端子部(雌型端子104)と内側保護パイプ158の駆動側端子部とが電気的に接続される。次に、新たに接続する接続パイプユニット18の外側パイプ本体62の他端部と駆動出力パイプ134の一端部を接続する。
【0046】
その後、更に、回転推進装置132側に接続した接続パイプユニット18の保護パイプ64の第1接続部76と推進体4側の最上流側接続パイプユニット18の保護パイプ64の第2接続部92とを相互に接続する。このとき、上述したと同様に、スリット182を通して例えば接続端子165を矢印184で示す方向に移動させ、これによって回転推進装置132側の接続パイプユニット18の第1接続部76を外側パイプ本体62から突出する突出状態に保持し、この突出状態において回転推進装置132側の接続パイプユニット18の第1接続部76と推進体4側の接続パイプユニット18の保護パイプ64の第2接続部92とを上述したようにして相互に接続する。かく接続すると、新たに追加した接続パイプユニット18の保護パイプ64の第1端子部(雄型端子86)と推進体4側の接続パイプユニット18の保護パイプ64の第2端子部(雌型端子104)とが電気的に接続される。このようにして、接続パイプユニット18を順次継ぎ足して延ばすことができる。
【0047】
この接続状態においては、回転推進装置132の接続送給パイプ142と内側保護パイプ158との間の環状空間は、駆動出力パイプ134と内側保護パイプ158との間の環状空間に連通し、更に接続パイプユニット18の外側パイプ本体62と保護パイプ64との間の環状空間に連通しており、従って給水タンク42から供給された掘削用水は、これら環状空間を通してドリルヘッド8に送給される。この形態では、回転推進装置132の中間接続部材152の内周面にOリング190が装着され、かかるOリング190によって中間接続部材152と内側保護パイプ158との間が密封されており、このように密封することによって、上記環状空間内に送給された掘削用水がコイル状導線が収容された空間内に漏れることを確実に防止することができる。
【0048】
この接続状態において、回転推進装置132の駆動出力パイプ134が所定方向に回転駆動されると、ドリルヘッド8もこれと一体的に回転される。かくすると、図2から理解されるように、電子ユニット32も同様に回転され、この回転に伴って接続パイプユニット18の保護パイプ64及びその内側の導線66も回転され、かかる保護パイプ64及び導線66の回転が回転推進装置132の内側保護パイプ158及び外部接続用導線160、接続端子165並びにコイル状導線(伸縮手段174)を介してスリップリング装置170(回転吸収機構)に伝達されてその入力部172が本体部178に対して相対的に回動され、これによって、接続パイプユニット18の導線66のねじれの発生を防止することができる。
【0049】
以上、本発明に従うボーリング装置の一例としての非開削推進装置について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
例えば、図示の実施形態では、埋設管を非開削で埋設する非開削推進装置に適用して説明したが、これに限定されることなく、単に坑を掘削する掘削装置等の他のボーリング装置にも同様に適用することができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明の請求項1のボーリング装置によれば、一方の接続パイプユニットの第1接続部と他方の接続パイプユニットの第2接続部を接続することによって、隣接する接続パイプユニットの保護パイプを相互に着脱自在に接続することができ、また一方の接続パイプの第1端子部と他方の接続パイプユニットの第2端子部を接続することによって、隣接する接続パイプユニットの導線を相互に着脱自在に接続することができ、これらを簡単に且つ容易に接続することができる。更に、相互に接続された保護パイプの内側に、第1及び第2端子部を介して接続された導線が位置するので、保護パイプによって導線を保護することができる。更にまた、一方の接続パイプユニットの第1接続部と他方の接続パイプユニットの第2接続体とをロック手段によって解除自在にロック保持することができる。また、保護パイプを相互に接続すると、それらの第1接続部と第2接続部との間がシール部材によって密封シールされるので、外側パイプ本体と保護パイプとの間の環状空間を通して送給される堀削用水等の保護パイプ内への流入が防止され、第1端子部、第2端子部及び導線を保護することができる。
【0052】
【発明の効果】
本発明の請求項のボーリング装置によれば、一方の接続パイプユニットの第1接続部と他方の接続パイプユニットの第2接続部を接続することによって、隣接する接続パイプユニットの保護パイプが相互に着脱自在に接続され、また一方の接続パイプユニットの第1端子部と他方の接続パイプユニットの第2端子部を接続することによって、隣接する接続パイプユニットの導線が相互に着脱自在に接続され、保護パイプ及び導線を簡単に且つ容易に接続することができる。また、回転推進駆動手段は回転吸収機構を備えているので、ドリルヘッドが回転することによって発生する導線のねじれを回転吸収機構によって吸収することができ、ねじれによる悪影響を完全に解消することができる。更に、伸縮手段が伸張することによって、回転推進駆動手段の駆動側端子部が駆動出力パイプから突出する突出状態になり、かく突出状態にすることによって、駆動側端子部を接続パイプユニットの他端部の第2端子部に着脱自在に容易に接続することができる。
【0053】
また、本発明の請求項のボーリング装置によれば、コイル状導線の伸縮によって駆動側端子部の収容状態と突出状態との間の移動を許容し、またスリップリング装置によって外部接続用導線に発生するねじれの吸収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従うボーリング装置の一例としての非開削推進装置を用いた非開削工法の代表適用例を示す簡略斜視図である。
【図2】図1の非開削推進装置のドリルヘッドを示す断面図である。
【図3】図2のドリルヘッドに接続されたドリルヘッド接続ユニットを示す断面図である。
【図4】図1の非開削推進装置におけるドリルヘッドと回転推進駆動手段との間に接続される接続パイプユニットの一つを示す断面図である。
【図5】一対の接続パイプユニットの保護パイプ及び導線を接続する前の状態を示す部分断面図である。
【図6】一対の接続パイプユニットの保護パイプ及び導線を接続した状態を示す部分断面図である。
【図7】一対の接続パイプユニットにおける端子を示す部分斜視図である。
【図8】図1の非開削推進装置のロック手段のロック状態を解除するためのロック解除工具を示す正面図である。
【図9】図1の非開削推進装置の回転推進駆動手段を簡略的に示す断面図である。
【図10】図9の回転推進駆動手段のコイル状導線及びスリップリング装置並びにそれに関連する構成を示す断面図である。
【図11】回転推進駆動手段の第1駆動側端子部と接続パイプユニットの第2端子部との接続様式を説明するための簡略断面図である。
【図12】回転推進駆動手段のコイル状導線を伸張させるための工具を示す断面図である。
【符号の説明】
2 土壌
4 推進体
8 ドリルヘッド
12 回転推進駆動手段
18 接続パイプユニット
32 電子ユニット
62 外側パイプ本体
64 保護パイプ
66 導線
76 第1接続部
86 雄型端子(第1端子部)
92 第2接続部
104 雌型端子(第2端子部)
108 ロック手段
132 回転推進装置
170 スリップリング装置(回転吸収機構)
174 伸縮手段

Claims (2)

  1. 土壌を掘削するドリルヘッドと、前記ドリルヘッドを所定方向に回転駆動するとともに、推進方向に駆動するための回転推進駆動手段と、前記ドリルヘッドと前記回転推進駆動手段との間に着脱自在に接続される接続パイプユニットとを具備するボーリング装置であって、
    前記接続パイプユニットは、外側パイプ本体と、前記外側パイプ本体の半径方向内側に配設された保護パイプと、前記保護パイプ内に配設された導線とを備え、前記保護パイプの一端部には第1接続部が設けられ、前記第1接続部には、前記導線の一端部が接続された第1端子部が配設され、前記保護パイプの他端部には第2接続部が設けられ、前記第2接続部には、前記導線の他端部が接続された第2端子部が配設され、隣接する一対の接続パイプユニットにおける一方の前記第1接続部とそれらの他方の前記第2接続部とを接続するとともに、それらの前記一方の前記第1端子部とそれらの前記他方の前記第2端子部とを接続すると、前記一対の接続パイプユニットの前記保護パイプ及び前記導線が相互に着脱自在に連結されるように構成され、
    更に、前記回転推進駆動手段は、回転推進駆動時に生じる前記接続パイプユニットの前記導線の相対的回動を吸収するための回転吸収機構と、前記接続パイプユニットの前記外側パイプ本体の他端部に着脱自在に接続される駆動出力パイプと、前記駆動出力パイプの半径方向内側に配設された内側保護パイプと、前記内側保護パイプ内に配設された外部接続用導線とを備え、前記内側保護パイプの一端部に前記外部接続用導線の一端部が接続された駆動側端子部が配設され、前記外部接続用導線に関連して、更に、伸縮手段が設けられ、前記伸縮手段は前記駆動側端子部が前記駆動出力パイプ内に位置する収容状態と前記駆動側端子部が前記駆動出力パイプから外方に突出する突出状態との間の軸線方向の移動を許容するように構成されていることを特徴とするボーリング装置。
  2. 前記内側保護パイプの他端部には前記外部接続用導線の他端部が接続された外部側端子部が配設され、前記回転吸収機構はスリップリング装置から構成され、前記伸縮手段はコイル状導線から構成され、前記コイル状導線の一端部が前記外部側端子部に接続され、前記コイル状導線の他端部が前記スリップリング装置に接続されていることを特徴とする請求項記載のボーリング装置。
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