JP5342349B2 - 小口径推進機およびこれを用いた丸穴工法での非開削方法 - Google Patents

Description

この発明は、丸穴工法で使用可能な小口径推進機およびこれを用いた丸穴工法での非開削方法に関するものである。

従来、建設機械のアタッチメントとして、可撓性のある配管を非開削で土中に引き込むことができる建設機械用ドリル装置として、実用新案登録第３１０５８０１号公報が知られている。
この建設機械用ドリル装置は、ガイドセル上を給進するドリルヘッドに接続されたロッドを継ぎ足しながらロッドの先端に設けた推進ヘッドで削孔し、削孔後は推進ヘッドに替えて取り付けた拡径冶具に管を連結しロッドを退動させて管を前記削孔内に引き込む建設機械用のドリル装置において、該ドリル装置が、ガイドセルとなる本体部に固設されて交差する方向に延びる支柱部と、該支柱部に固定されて建設機械のアーム先端と着脱可能に連結されるブラケットと、 前記建設機械の油圧系統と接続されて、前記ドリル装置の動力源となる油圧系統を有し前記支柱部に固定されて前記ドリル装置を操作する操作部とからなっている。
しかし、丸穴工法の場合、丸穴の直径は、約７５ｃｍ〜１２０ｃｍ程度と各自治体によって異なるが、小径の円形穴内で埋設管の敷設や敷設替えの作業を行う必要があるため、推進方向を調整可能な大型の推進装置を用いることができない。
一方、小型の推進装置を用いた場合には、推進方向が直進に限られるので、推進方向に角度を付ける場合には、推進装置全体を傾斜姿勢で固定する必要があり、推進角度の変更を容易に行うことができないという問題点がある。
更に、丸穴の周壁面でのみ推進時の反力を受けるため、周壁面の強化が必要となり、また丸穴底面の足場に水が溜まるなどの悪条件の場合には、排水や足場の補強が必要となり、繁雑な作業となっている。

実用新案登録第３１０５８０１号公報

この発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、推進方向が直進のみの推進装置を有する小口径推進機を建設機械のアームに連結可能なフロントアタッチメントとしたものであり、建設機械のアームによる小口径推進機への上からの押付け力を推進時の反力受として機能し、小口径推進機は球面継手された吊りアームを介して建設機械のアームに連結することで、推進装置の姿勢を丸穴内で任意の姿勢に調整して推進方向を正確に調整可能とした丸穴工法における小口径推進機およびこれを用いた非開削方法を提供することにある。

この発明は、上記課題を解決するために、請求項１の丸穴工法における小口径推進機の発明では、
掘削機の作業アームと接続可能な接続部と、
該接続部に連結された球面継手部と、
該球面継手部の球面受部に回動自在となった球状体を上端に有し下方へ延びる吊りアームと、
前記球面継手部に設けられて球状体を任意の軸受位置で固定する固定手段と、
前記吊りアームの下部に設けられて直進方向に推進すると共に、丸穴内に収納可能な推進装置とからなることを特徴とする。
また、請求項２の丸穴工法における小口径推進機を用いた非開削方法の発明では、
請求項１の小口径推進機を用い、
吊りアームの球体部を介して吊りアームを任意の姿勢で球面継手部で軸受し、該軸受位置を固定手段で固定して丸穴内での推進装置の推進方向を設定し、
推進装置の推進時には、建設機械の作業アームで小口径推進機を上から押圧して反力を受けることができるようにしたことを特徴とする。

この発明の丸穴工法における小口径推進機およびこれを用いた非開削方法は、小径の丸穴内で非開削を行う際に、推進方向が直進の小型の推進装置を有する小口径推進機を建設機械のアームに連結して使用するものであり、建設機械のアームによる小口径推進機への上からの押付け力を推進時の反力受として利用し、小口径推進機は球面継手された吊りアームを介して建設機械のアームに連結することで、推進装置の姿勢を丸穴内で任意の姿勢に調整することができるので、丸穴内の補強作業や排水作業を簡略化できると共に、推進方向を正確に調整することができる。

掘削機に装着された実施例１の小口径推進機を示す側面図である。 小口径推進機の側面図である。 同正面図である。 同平面図である。 球体部の回転状態を示す模式図である。 球体部を示す模式図であって、別の角度から見た要部拡大図である。 球体部の回転状態を示す模式図であって、別の角度から見た要部拡大図である。 ロッド保持部の断面図である。 同正面図である。 丸穴内での作業状態を示す説明図である。

この発明は、小口径推進機を建設機械のフロントアタッチメントとして穴内での小口径推進機の反力を建設機械で受け、球面継手された吊りアームを介設することで推進装置の推進方向の調整を実現した。
以下に、この発明の丸穴工法における小口径推進機およびこれを用いた丸穴工法の非開削方法について図面を参照しながら説明する。

［小口径推進機］
小口径推進機１は、建設機械の作業アームと接続可能な接続部２と、該接続部２に連結された球面継手部３と、該球面継手部３に軸受けされた球体部３ｂを上端に有し下方へ延びる吊りアーム４と、前記球面継手部３に設けられて球体部３ｂを任意の軸受位置で固定する固定手段５と、前記吊りアーム４の下部に設けられた推進装置６とからなっている。

［建設機械］
図１から図４に示す小口径推進機１は、建設機械の一例としての掘削機２０のフロント装置に接続されている。
ここで掘削機２０は、図１に示すように、クローラタイプの足回り装置２１上に上部旋回体２２が旋回自在に設けられており、該上部旋回体２２上にブーム２３、アーム２４が枢着されており、それぞれのシリンダ２３ａ、２４ａによって起伏ないし枢動自在に連結されている。

このアーム２４の先端には、アタッチメント連結手段の一例として示すアーム側のブラケット２５がチルトリンク２６、チルトシリンダ２６ａを介して枢動可能に連結された公知構成からなっている。
また、前記小口径推進機１の駆動源は、油圧ショベル２０の油圧系統と接続されるものでもよいし、独立の駆動源を有するものであってもよい。

［接続部］
前記ブラケット２５に接続される接続部２としてのブラケットが、小口径推進機１の上部に設けられている（図３参照）。
ここで接続部２は、掘削機２０側のアタッチメント連結手段に対応するものであればよく、ブラケットに限らず、例えば掘削機２０側がカプラの一方の構成部であれば、接続部２はカプラの他方の構成部を用いることができる。

上記接続部２が、前記ブラケット２５などのアタッチメント連結手段に連結固定されることで、小口径推進機１が、前記掘削機２０のバケットに替わるフロントアタッチメントとして機能する。
従って、掘削機２０のフロントアタッチメントとして小口径推進機１を取り付けることで小口径推進機１を自由に持ち運んだり、任意の位置に設置することができる。

［球面継手部］
前記接続部２の下に球面継手部３が固定されている。
該球面継手部３は、ボックス状の基部に設けられて下部が開口した球面状の球面受部３ａと、該球面受部３ａの球面に沿って回動自在な球体部３ｂとからなり、該球体部３ｂの外周面となる球面と前記球面受部３ａの内周面となる球面とが略一致する曲面として形成されている。

また、前記球面受部３ａの開口は、球体部３ｂの回転角度を規制する口径からなっており、本実施例では球体部３ｂが垂直線に対して各方向に２０度以内の範囲で回転できるようになっている。
上記球体部３ｂの回転角度は実施例に限定されるものではなく、適宜定めることができる。

［吊りアーム］
前記球体部３ｂには連結軸３ｃが球体部３ｂの中心線に沿って外方へ一体に設けられて、前記球面受部３ａの下部の開口から下向きに突出しており、該連結軸３ｃに吊りアーム４の上部が固定されている。
ここで、吊りアーム４は、前記連結軸３ｃに固定されて横方向（図示例では推進装置６の短手方向）へ延びる第１アーム４Ａと、該第１アーム４Ａの先端から垂下する第２アーム４Ｂとからなっており、該第２アーム４Ｂの下部に推進装置６の端部側が固定されている。

第２アーム４Ｂは、図２で明瞭なように、推進装置６のほぼ中央に配置される。
そして、図３に示すように、第１アーム４Ａと推進装置６との間には前記第２アーム４Ｂの長さに対応して何も配置されない作業スペースＳが設けられる。
本実施例では、推進装置６を吊りアーム４で片持ちした場合を例示したが、推進装置６を左右に配した両側のアームで保持するようにしてもよい。

［固定手段］
また、球面継手部３には、前記球体部３ｂを任意の位置で固定する固定手段５が設けられている。
この固定手段５は、図示例の場合、手動式のチャック構造からなっている。
即ち、球体部３ｂの直径方向に延びて球体部３ｂを左右から挟持する一対のロック軸部５１、５２を設けている。

各ロック軸部５１、５２は、その内端側で球体部３ｂと接する位置に球体部３ｂと密着可能な衝合部材５３、５４を固設している。
そして、一方（図示例ではロック軸部５２）がボルト締めなどで球面継手部３の基部に固定されており、他方（図示例ではロック軸部５１）がネジで螺進退可能となっている。

上記ロック軸部５１は、外端にハンドル５５が設けられており、該ハンドル５５を締付方向に回すことでロック軸部５１を内側へ螺進させ、衝合部材５３を球体部３ｂに押し付けて緊締することで、球体部３ｂを強固に固定することができる。
なお、ハンドル５５が逆方向へ回らないようにハンドルをロックする機構を付加してもよい。
この固定手段５は、上記実施例に限定されず、球面継手部３に軸受けされた球体部３ｂを任意の位置で固定することができるものであればよい。

［推進装置］
本実施例の推進装置６は、推進方向が直進のみの構造からなる小型の装置であって、丸穴内に収納することができるようになっている。
この推進装置６は、図２〜図４に示すように、ガイドセルＧを有し直線状に延びる本体部６ａと、ガイドセルＧ上を進退すると共にロッドＲを把持して押し込むドリルヘッド部６ｂと、前記本体部６ａの前方に立設された前面プレート６１の中央に凹設されてロッドＲを受けるガイド凹部６２と、前記ドリルヘッド部６ｂを前後に直進駆動する給進部６ｃとを有している。

前記ドリルヘッド部６ｂは、前後一対のロッド保持部６５、６６を有している。
本実施例では前方のロッド保持部６５は、チャック部６７を有しており、ロッドＲを挿入して緊締することができる。
即ち、図６〜７に示すように、前方のロッド保持部６５には後方に向かって漸次幅狭となる円錐状のテーパ壁部６７ａが形成されており、該テーパ壁部６７ａ内に４分割された略筒状の挟圧片６７ｂがテーパ面に沿って進退可能に取り付けられている。

挟圧片６７ｂは、ロッドと接する内面が凹凸面からなっており、ロッドＲを４つの挟圧片６７ｂが形成する中央の開口から後方へ挿入すると、挟圧片６７ｂがロッドＲとの摩擦により後方に押し下げられ徐々に開口を狭め把持力が強くなる。
また、ハンドル６７ｃを回してシリンダーを戻すことで、把持力が無くなり、ロッドＲを無負荷角度で開放することができる。

［補助反力サポート部］
また、本体部６ａの前面プレート６１および後面プレート６３には、図４に明瞭なように、ドリルヘッド部６ｂとほぼ同じ高さ位置でドリルヘッド部６ｂから離間した左右両側に前後方向に伸縮可能な補助反力サポート部７が設けられている。

この補助反力サポート部７は、前面プレート６１および後面プレート６３に設けられて内側に突出するネジ受部７１と、該ネジ受部７１に螺進退自在に螺合したネジ棒からなる長さ調整部材７２と、該長さ調整部材７２の先端に固定された円盤状の受面プレート７３とからなっている。

そこで、長さ調整部材７２を回転させて推進装置６の外方へ伸張させ、ネジ受部７１を掘進立坑となる丸穴の周壁に押し付け、ロッドＲの推進時に反力サポートとして用いることができる。
本実施例では、長さ調整をネジの螺進退で行ったが、油圧またはエアーシリンダ、その他公知の伸縮手段を用いてもよい。

この発明では、ロッドＲの推進時に、推進装置６は掘削機２０のアーム２４を介して下向きに強く押し付けられるので、この押圧力によって反力サポートが得られるが、更に上記補助反力サポート部７を用いることで、より一層強力な反力サポートを得ることができる。

本実施例の小口径推進機１は、上記構成からなっているので、掘削機２０が、どのような姿勢であっても、球面継手部３の球体部３ｂの回転により吊りアーム４を介して小口径推進機１の推進装置６を丸穴内で水平姿勢、その他の所望の姿勢に配置することができる（図５参照）。
また、推進装置６のロッドＲの推進方向が直進のみでも、推進装置６に角度を付けて保持することで、ロッドＲの推進方向を調整し任意の角度を付することができる。

そして、ロッドＲの推進時の反力サポートは、掘削機２０のアームによる上からの押圧力で行うことができ、更に、丸穴の周壁と衝合させる前記補助反力サポート部７を利用してもよい。
本実施例の小口径推進機１は、上から押圧して反力サポートを行うので、例えば丸穴内に水が溜まっている場合であっても、底面に角材を置いてその上に推進装置６が濡れないように載置するだけでよく、従来のように丸穴から水を排水したり、周壁面を補強するなどの作業も不要となる。
この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうること勿論である。

１ 小口径推進機
２ 接続部
３ 球面継手部
３ａ 球面受部
３ｂ 球体部
３ｃ 連結軸
４ 吊りアーム
５ 固定手段
６ 推進装置
６ａ 本体部
６ｂ ガイドセル
７ 補助反力サポート部
２０ 掘削機
２１ 足回り装置
２２ 上部旋回体
２３ ブーム
２４ アーム
２５ ブラケット
５１、５２ ロック軸部
５３、５４ 衝合部材
５５ ハンドル
６１ 前面プレート
６３ 後面プレート

Claims (4)

1. 掘削機の作業アームと接続可能な接続部と、
   該接続部に連結された球面継手部と、
   該球面継手部の球面受部に回動自在となった球状体を上端に有し下方へ延びる吊りアームと、
   前記球面継手部に設けられて球状体を任意の軸受位置で固定する固定手段と、
   前記吊りアームの下部に設けられて直進方向に推進すると共に、丸穴内に収納可能な推進装置とからなることを特徴とする小口径推進機。
2. 球面継手部が、基部に設けられて下部が開口した球面状の球面受部と、該球面受部の球面に沿って回動自在な球体部とからなっており、前記球面受部の開口によって球体部の回転範囲が規制されていることを特徴とする請求項１に記載の小口径推進機。
3. 推進装置の前方およびまたは後方に、丸穴の周壁と衝合可能な受面プレートを伸縮自在に設けた補助反力サポート部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の小口径推進機。
4. 請求項１から３のいずれに記載の小口径推進機を用い、
   吊りアームの球状体を介して吊りアームを任意の姿勢で球面継手部で軸受し、該軸受位置を固定手段で固定して丸穴内での推進装置の推進方向を設定し、
   推進装置の推進時には、掘削機の作業アームで小口径推進機を上から押圧して反力を受けることができるようにしたことを特徴とする小口径推進機を用いた丸穴工法での非開削方法。

Images