JPH01207596A - 土中推進穿孔装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、管体を非開削にて土中に布設する際に用いら
れる土中推進穿孔装置に関するものである。

［従来技術］ 土中に管体を埋設する場合、地上より所定深さまで開削
して管体を埋設する工法、あるいは地上より開削せず、
適当なピットを設け、また地形的にピットを設ける必要
のないところでは、その−方より所定の方向に掘削また
は穿孔して順次管体を埋設する工法が採られる。

本発明は土中を穿孔しながら、順次管体を押し込んで行
く管体推進工法で使用される土中推進穿孔装置にあるが
、まず、この管体推進工法を説明する。

第６図において示すように発進ピア　）　Ｐ＋と到達ピ
ットＰ２とが土中に掘られ、ピットＰ＋中に元押し装ｒ
１２（１が設置される。

２！は土中推進穿孔装置であり、油圧部２２と油圧部２
２に連結され、油圧によって動作するヘッド部２２′よ
りなる。２３はそれまでの土中推進穿孔装置２１及び元
押し装置２０の動作により、順次圧入された管体を示し
ている。

元押し装置２０が静止の状態で、土中１１１進穿孔装置
２１に内蔵されている油圧装置（図示していない）で、
パッド２２′が土中矢印方向に押し込まれ、−定長さ進
むと、前記油圧装置の油圧は解放され、元押し装置２０
により矢印方向に、継がれた管体２３を押し込めば、Δ
１；圧の解放状態で、継がれた管体２３および土中推進
穿孔装置の油圧部２２は一体に前進し、この作業を繰返
すことにより、管路を構築することができる。このよう
な構成によれば、土中推進穿孔装置自体が土中で推進で
きるので、元押し装置における押推力を低減できる。な
お、図で２４は油圧源、２５は操作盤、２［ｉは／ＩＩ
＋圧ホース、信号ケーブルを示す。

［発明が解決しようとする問題点］ 前述のような管体ｔ１１進工法に用いられる土中推進穿
孔装置として、従来第７図に示す装置を用いていた。

図において３１は第６図の土中推進穿孔装置２Ｉに対応
し、３２．３２’はそれぞれ油圧部２２．ヘッド部２２
′と対応する。

３３はヘッド、３４は球面座、３５は角孔、３６は突起
金具、３７は外筒、３８はピストンロッド、３９は油圧
シリンダ、４０は回転伝達軸、４１はインデックス型油
圧モータ、４２はピン、４３は球面座３４の赤逍面に形
成された一定幅の凹溝、４４はピストンを示す。

ヘッド３３を連結した球面座３４は外筒３７の先端に回
転自在に嵌め込まれるが、ピン４２を球面座３４の凹ｉ
、胃４３に嵌め込むことで、ヘッド３３の方向Ａ′更は
ある程度に制限されるように構成されている。この球面
座３４の背面に、先端に突起金具３６を貝えるピストン
ロッド３８が対向して接触し、ピストンロッド３８は油
圧部３２の油圧シリンダ３３内のピストン４４と一体に
なり、更にピストンロッド３８ハその他端に同心的に設
けた中空孔によって回転伝達軸４０を保持し、回転伝達
軸４０は油圧シリンダ３９を貫通して後方に延び、この
回転伝達軸４０は油圧部外筒に固定されたインデックス
型油圧モータ４１に連結される。

油圧シリンダ３９はヘッド部３２′の外筒３７に水密に
嵌合する径となっており、図示していないが、油圧シリ
ンダ３９に油圧をかけた場合、ピストン４４を動かし、
へ、ドｆｆ１ｓ３２’のみｉ１？ｉｎさせることができ
る。インデックス型油圧モータ４■こ結合された回転伝
達軸４０はピストンロッド３８の作る中空孔内で前後に
移動はできるが、キー溝結合によりピストンロッド３８
と一体に回転するように結合されているので、ヘッド３
３の結合されている球面座３４を、ヘッド部３２′の伸
縮の状態で回転させることができる。

この装置の方向制御機能は油圧シリンダ３３の油圧制御
によるピストンロッド３８の伸縮動作とインデックス型
油圧モータ４１の分割回転動作との関辻により成立って
おり、まず、油圧シリンダ３９の縮動作により、ピスト
ンロッド３８が後退し、次にインテ・ノクス型油圧モー
タ４Ｉが所定の角度だけ回転するき、回転伝達軸４０と
ピストンロッド３８が同時に回転する。

従ってピストンロッド３８の先端の突起金具３６が所定
の角度回転する。

この状態から油圧シリンダ３９に油圧を加え伸び動作に
すると、ピストンロッド３８が前進して、ピ。

ストンロッド３８の先端の突起金具３６が球面座３４の
対向面に押し当てられる（図示の状！Ｉ！ｉ）ので、球
面座３４は傾くため、球面座３４に保持されているヘッ
ド３３も傾くので、ヘッド３３の傾きの方向へ土中ＨＦ
進穿孔装置の進行方向を変更する制御ができる。

このように結局、インデックス型油圧そ一夕４１の分割
角度方向だけ方向制御できることになる。なお、外筒３
７は油圧部３２とキー溝結合によって回転しないように
構成されている。

又、土中推進穿孔装置３１の直進状態の制御は、１１１
ｊ記突起金呉３６の突起を回転させ、球面座３４の一部
に対応して設けた角孔３５に合致させれば、突起が角孔
３５に入るので、球面座３４は傾きをなくし、ヘッド３
３の前面は装置の軸線に対して垂直をなす。

これにより土中推進穿孔装置３Ｉは直線状に進行できる
ことになる。

しかし、このような構成を備える土中推進装置には次の
ような問題があった。

すなわち、方向制御機構の一部品として球面座を用いて
いるために球面座と外筒との書間（球面保持面積）を大
きくとることができず、したがって取り得る傾斜角も最
大菖０度程度が限界であった。

このため、球面座に保持しているヘッドの傾斜角も小さ
いので、軟弱地盤での管体推進時に土中（１Ｆ進穿孔装
置の方向制御を十分発揮できないという問題があった。

一方、実開昭８２−７４８７号公報（実願昭ＧＯ−９Ｇ
？４３−ノー明細占ならびに図面）に、油圧装置により
回転しながら前進、後退できるピストンロフトの先端に
取付けられた傾斜面のある先端ヘッドが、回転しながら
土中をｔｌＩ進して土中の硬い岩盤に当り回転不能とな
ったときとか、軟弱な地盤で、先端ヘッドを後退させた
とき、先端ヘッドの作った先導孔が崩れ、先導孔に沿っ
て管体を推進できなくなる不具合を解消するため、先導
管先端に、先端へラドを退入できるヘッドカバーを設け
た先導装置が提案されている。

この装置は、土中を直進させるときは、先導装置に内蔵
される油圧装置によって先端ヘッドを回転させながら土
中に一部ストローク推進させることができるが、先端ヘ
ッドを方向修正のため、ヘッド傾斜面を所定方向に固定
したとき、また先端ヘッドがヘッドカバーの内側にある
ときは、先導装置自体で土中１１１ｉ方に先導孔を作る
機能はなく、これらの状態で管体推進作業を行うときに
は、元押し装置に大きな押推力を要することになる。

［発明の構成］ 本発明は第７図に示すような従来の装置、前記公報に提
案されるような装置での問題を克服できる」１中推進穿
孔装置を提供するものであって、へ、ド部外筒内にテー
パーヘッドを収納し、油圧部に対し、ヘッド部推進の際
、前記テーパーヘッドは外筒自位置、または所定の傾斜
方向をもって外筒先端より突出した位置をとりながら、
外筒が直接土中に直線的、もしくはテーパーヘッドの方
向を所定の方向に定めた状態で、テーパーへ、ドを装置
自体が具える油圧装置によって前進、または後退できる
ように構成したものである。

以下、第１図、第２図、第３図に示す実施例により本発
明を説明する。２は外筒を示し、外筒２の内側には、第
２図Ａ−Ａ視断面で示すように、その内周面より中心方
向に４分割突起９が設けられ、その先端側に段差部■が
設けられている。

１はテーパーヘッドであり、傾斜端面を具え＋５はこれ
と一体の支持部であり、支持部Ｉ５の後端はピストンロ
ッド４と連結されている。

支持部１５の外周には、第３図に第１図Ｂ−Ｂ視断面で
示すように、中心より放射方向に４分割突起８が形成さ
れている。本実施例では支持部＋５を用いて突起８を形
成しているが、ピストンロッド４の延長」−に形成して
もよい。

ピストンロッド４は−※；１−より内部に中空孔が形成
され、この中空孔に回転伝達軸５がキーとキー溝による
結合機構により嵌合され、回転伝達軸５の回転時、ピス
トンロッド４は一体に回転するが、ピストンロッド４の
前進、後退には拘束されず、その位置関係を伸縮するの
みで、係合を％’４　＜ことのないように連結され、テ
ーパーヘッド１とピストンロッド４と回転伝達軸５は後
述のインデックス型油圧モータ６の回転に対して同一軸
線上で回転する。

３はｈ１１圧シリンダであり、この中に前記ピストンロ
ッド４が１改めこまれている。なお図で■０はピストン
、１２は油圧配管、１４は油圧ボトムを示す。

この／ｌｂ圧シリンダ３の延長部分で、回転伝達軸５の
端末にインデックス型油圧モータ６が油圧シリンダ３と
一体に固定される。＋３は前記モータ６等の部分を覆う
外筒である。

前記外筒２はテーパーヘッド１．支持部＋５．油圧ソリ
ンダ３を覆い、その後部においては、油圧シリンダ３の
表側にキー７を取りつけ、外筒２の側に、装置軸線方向
の溝７′を設け、外筒２は油圧シリンダ３に対し、装置
軸線方向に移動はできるが、回転は拘束されるように構
成されている。

また、本３Ａ置組立の状態において、ピストンロッド４
が後退した位置で分割突起８は外筒２の先端からみて分
割突起９の背後に位置する。分割突起８は後述の非対向
位置で分割突起９の間を通りぬけることのできる幅を有
している。

第２図に示しているように、外筒２の内側に形成された
４分割突起９により、上、下、左、右、直進の５方向の
制御位置に区分される。

まず；第１図〜第４図により直進制御について説明する
。

第１図のようにテーパーへラド１を後退させた状態にお
いて、インデックス型油圧モータ６を付シラして、一体
のテーパーへｙド２．支持部＋５．ピストンロッド４を
回転伝達軸５により回転させる。

このとき、外筒２は回転せず、従って第２図の外筒２の
内側の突起９は定位置にあるが、第３図の支ｔ、’ｒ部
Ｉ５上にある突起８は回転する。第２図、第３図図示の
位置に突起９に対し突起８があれば、後にピストンロッ
ド４が前方に押し出された時、突起８が突起９と当る。

この突起９の回転位置を突起の対向位置と呼ぶ。油圧シ
リンダ３にｎ！１圧を加えて、ピストンロッド４に伸び
動作させると、テーパーへラド１は外筒２の先端方向に
進み、突起８が突起９に押し当る。丁度突起８と定起９
が押し当った位置で、テーパーへラド１の先端が外筒２
の先端からでず、一致するような設計として置く。

更に、ピストンロッド４に伸び動作を続けさせると、外
筒２とテーパーヘッド１の先端同志はその相対位置を保
ちながら油圧シリンダ３のストロークエンドまで前進す
る。この前進する変位は土中に圧入される部分で、直進
制御に当るものである。

次に、第１図〜第３図と第５図によって方向変更制御状
態を説明する。

テーパーヘッド１を後退させた状態において、インデッ
クス型油圧モータ６を付勢し、第２図の外筒側四分割突
起９に対し、第３図の連結部上の４分割突起８を例えば
、４５度、１３５度、２２５度、または３１５度回転さ
せる。この位置を突起の非対向位置と呼ぶ。この回転に
よりテーパーヘッド１の傾斜面方向は、上、ド、左、右
となる。

この状態で油圧シリンダ３に油圧を加えてピストンロッ
ド４に伸び動作をさせるとテーパーへラド１は外筒２の
先端方向に進み、突起９と８とは互に非対向位置にある
ので、突起８は突起９の間を抜け、やがて突起８は外筒
の段差部１１に当る。

このとき、テーパーヘッド１のテーパ一部全体は外筒２
の先端より突出している。このようにテーパーヘッドの
方向変更は、外筒内で行われる。

この１大態から、／１１１圧シリンダ３がストロークエ
ンドまで前進することにより、外筒２とテーパーヘッド
１とは相対位置を保持したまま前進し、この変位が土中
に圧入されていくので、この際、テーパーヘッドｌの傾
斜面方向で、土中において進行方向の変更制御ができる
。

なお、本装置は油圧により油圧シリンダ３におけるピス
トンロッド４を後退させ、テーパーヘッド１を外筒２内
に引き込むことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、従来の土中推進穿孔装置では、方
向制御機構の際、ヘッド部は球面座を利用してヘッド自
体を傾斜させる構成を採っており、球面座を用いるとい
う点からその傾斜角度を大きくとることができなかった
が、本発明ではヘッド自体をテーパーヘッドにして、こ
のテーパーヘッドを外筒内より直動的に出し入れする方
式を採用しており、ヘッドの傾斜角度は任意の角度のも
のを選択して取り換えることができる。

傾斜角度の大きなものを用いれば、軟弱地盤でも、本装
置自体の内蔵する油圧装置によって方向を制御し、自刃
で穿孔して光道孔を形成しながら管路を布設することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す。 第２図は、第１図Ａ−Ａ視断面における外筒側分割突起
を示す。 第３図は、第１図Ｂ−Ｂ視断面におけるピストン口、ド
側分割突起を示す。 第４図は、第１図実施例の直進制御時の動作説明図であ
る。 第５図は、同じく方向変更制御時の動作説明図である。 第６図は、本発明装置が適用される管体推進工法の説明
図である。 第７図は、従来の土中推進穿孔装置を示す。 １・・・テーパーヘッド、２・・・外筒、３・・・油圧
ンリンダ、４・・・ピストンロフト、５・・・回転伝達
軸、６・・・インデックス型油圧モータ、７・・・回転
防止キー、８．９・・・分割突起、１０・・・ピストン
、１１・・・外筒内側段差部、１２・・・油圧配管。 第　６　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）油圧シリンダのピストンロッドの片側にテーパー
   ヘッド支持部、他側にインデックス型油圧モータよりの
   回転伝達軸を同一軸線上で、かつ、前記ピストンロッド
   が移動しても前記回転伝達軸との係合を解くことなく一
   体に連結し、前記ピストンロッド、またはテーパーヘッ
   ドの支持部の外周上に分割突起を設け、前記分割突起に
   対応する突起と段差部を内側に設けた外筒を前記テーパ
   ーヘッド、油圧シリンダの上に被ぶせて前記油圧シリン
   ダに対して軸線方向に移動できても回転できないように
   連結し、前記油圧モータの回転による両分割突起の対向
   位置で、ピストンロッドに伸び動作を与えた時、前記ピ
   ストン側の分割突起は前記外筒側の分割突起と当り、前
   記ピストンロッドと連結された前記テーパーヘッドを前
   記外筒の内側にとどめた状態で外筒を前進させ、前記両
   分割突起の非対向位置で、前記ピストンロッドに伸び動
   作を与えた時、前記ピストン側の分割突起は前記外筒側
   の突起の間を通って、前記ピストンロッドに連結された
   テーパーヘッドを前記外筒より露出させるとともに前記
   突起は前記外筒内側段差に当り、前記テーパーヘッドの
   露出の状態を保って前記外筒を前進させることを特徴と
   する土中推進穿孔装置。