JPH05321555A - 横穴掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掘削ビットを回転して穴を掘る横穴掘削装置
において、穴が不揃に曲がるのを防止し、真直に掘り進
むことを可能にする。 【構成】 円筒回転軸１１と、この回転軸１１の先端に
取付けた掘削ビット１３と、回転軸１１に嵌装する鞘管
１２を有する横穴掘削装置であって、鞘管１２の下位側
の外周面に、ビット１３の最外側の掘削爪３５の回転円
軌道と対応する肉盛部１６を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地盤、岩盤等を掘削し
て地中に横穴を施工する横穴掘削装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地中に横穴を掘る工法の１つ
として、掘削ビットで地盤等を掘削して横穴を形成し、
この穴内へ鞘管を継足しながら押し進める方法が一般に
採用されている。

【０００３】従来のこの種の横穴掘削装置として、たと
えば図９に示すような装置が知られている。この従来装
置は同図に示すように、作動機（図示せず）により回転
される円筒回転軸１と、この回転軸１の先端に取付けた
掘削ビット２と、回転軸１に嵌装し、回転軸１の外周面
に設けた軸受３で回転自在に支持させた鞘管４（ケーシ
ングとも称する）とを有し、ビット２の前面には任意数
の掘削爪５を取付けて成っている。そして、回転軸１を
回転して地盤等を掘削し、この掘削した横穴に鞘管４を
押し入れて施工している。そして、上記回転軸１及び鞘
管４は継足し式に構成してある。また、ビット２の爪５
のうち、最外側の掘削爪５ａは鞘管４より幾分大きな径
で回転して掘削し、鞘管４の押し込みを容易にするよう
に構成してある。さらに、上記鞘管４は回転軸３と同心
に嵌装されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来装置は、回転
軸３を介してビット２を回転すると、図１０に示すよう
に、鞘管４より幾分大径で、かつ、鞘管４と同心円の横
穴Ａが形成されることになる。そして、上述したよう
に、鞘管４および回転軸１を順次継足して穴Ａに押し進
めるものであるが、鞘管４および回転軸１の重量によっ
て鞘管４は穴の内壁底面に接触するようになる。したが
って、この状態で掘削すると、図８Ａに示すように、す
でに掘った穴Ａと新たに形成される穴Ａ₁ との境目に段
部Ｂが生じ、その結果、横穴Ａが真直に構築されないこ
とになる。そこで、従来は穴が真直になるように色々工
夫して修正しながら施工しているが穴を完全に真直にな
るように修正することは、事実上不可能に近かった。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、何ら修正作業をすることなく、真直な横穴を整然と
掘ることができる横穴掘削装置を提供することを目的と
するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る横穴掘削装置は、円筒回転軸と、この
円筒回転軸の先端に取付けた掘削ビットと、上記回転軸
に嵌装する鞘管とを有し、上記鞘管の下位側の外周面
に、上記掘削ビットの最外側の掘削爪の回転円軌道と対
応する肉盛部を形成したことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、回転軸で掘削ビットを回転す
ると、鞘管より幾分大径で、かつ、鞘管と同心円の横穴
が形成されるが、鞘管の下位側の外周面には掘削ビット
の最外側の掘削爪の回転円軌道、つまり、掘削される穴
径と対応する肉盛部が形成されているので、この肉盛部
が穴の内壁底面に摺接しながら前進するようになる。し
たがって、図８Ｂに示すように、穴は整然と真直に掘進
される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る横穴掘削装置の１実施例
につき、図面を参照して説明する。図１は、この実施例
による掘削装置の縦断面図であって、最外側の掘削爪を
取付けた円筒状体を開いた状態を示す図、図２は、同上
装置の縦断面図であって、最外側の掘削爪の円筒状体を
閉じた状態を示す図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図であ
って、鞘管と横穴との関係を示す図、図４は図１のＢ−
Ｂ線断面図、図５は鞘管の側面図である。

【０００９】上記図１〜図５において、この実施例の横
穴掘削装置は、作動機（図示せず）で回転される円筒回
転軸１１と、この回転軸１１の先端に取付けた掘削ビッ
ト１３と、上記回転軸１１に嵌装する鞘管１２（ケーシ
ング）とを有して成っている。

【００１０】円筒回転軸１１は、その先端に取付けた掘
削ビット１３を回転軸１１と一体回転させるもので、所
望の径および長さに形成され、継足し式に構成されてい
る。ビット１３で掘削した土砂や砕石等は、回転軸１１
内を通して後送し、排出するもので、実施例では、この
排出手段として、回転軸１１の内壁面に丸棒スパイラル
１４を設け、このスパイラル１４のコンベア作用によっ
て土砂等を後方へ移送するように構成してある。なお、
この排出手段はスクリュー羽根、その他の任意の構成に
変更可能なものである。

【００１１】鞘管１２は、ビット１３で掘削して形成し
た横穴Ｃ内に押し入れて横穴Ｃの一次内壁を構築するも
ので、鞘管１２は回転軸１１と対応する長さに形成さ
れ、回転軸１１と同様に継足し式に構成されている。そ
して、鞘管１２は回転軸１１に嵌装すると共に回転軸１
１の外周面に設けた軸受１５で回転自在、かつ、軸１１
と同心に支持させるように構成してある。この実施例の
軸受１５はローラ軸受を採用しているが、軸受ブッシュ
その他の軸受に代えることは自由である。

【００１２】上記鞘管１２の下位側の外周面には、ビッ
ト１３の最外側の掘削爪の回転円軌道、つまり、この掘
削爪で掘削される横穴Ｃの径と対応する肉盛部１６を形
成するもので、この実施例では、鞘管１２の両端部およ
び中央部における鞘管１２の下位側のほぼ半周部分に、
プレート１７を巻装して熔着し、これらプレート１７で
肉盛部１６を構成してある。この場合、上記肉盛部１６
は後述する図７のように、鞘管１２の一端から他端に亘
って設けても良いものである。１８は鞘管１２の先端に
固設したリングで、リング１８の先端内壁面には円錐作
用面１９が形成してある。このリング１８は掘削ビット
１３の最外側の掘削爪を取付けた爪取付体を閉じる（縮
径）方向へ移動させるために設けたもので、その詳細は
追って説明する。また、上記リング１８は最先端の鞘管
に設けたもので、継足し用の鞘管には設ける必要はな
い。

【００１３】回転軸１１の先端に取付けた掘削ビット１
３は、回転軸１１と一体回転して掘削面の地盤等を掘削
するもので、このビット１３の形式および構造等は特に
限定されるものではなく、自由に設計可能であるが、掘
削した横穴Ｃ内に鞘管１２を押し入れながら掘進するも
のであるため、最外側の掘削爪の回転円軌道、つまり掘
削される穴Ｃの径を鞘管１２の外径より幾分大径になる
ようにして、鞘管の穴Ｃへの挿入を容易にするように構
成する。実施例の掘削ビット１３は、円筒回転軸１１の
先端中心に設けた中心筒体２１と、この筒体２１に嵌挿
した作動体２２と、基端を筒体２１内に臨ませて放射状
に配設した複数の摺動板２３と、これら摺動板２３の先
端のそれぞれに固定して設けた爪取付体２４Ａを有して
いる。また、筒体２１と爪取付体２４Ａとの間には、径
を異にする任意数（図示では２個）の円筒体２５，２５
が、筒体２１に間隙部２６を形成して嵌合配設してあ
る。そして、上記間隙部２６によって、土砂や砕石等を
後送する移送通路が構成されている。

【００１４】上記中心筒体２１と両円筒体２５は、放射
状に配設した取付板２７，２８を介して熔接し、回転軸
１１の内壁面に固定してあり、上記両円筒体２５の先端
側には任意数の掘削爪２９がボルト（図示せず）により
着脱自在に取付けてある。

【００１５】上記作動体２２は中心筒体２１に回転不
能、かつ、軸方向へ摺動自在に嵌挿されている。実施例
では、中心筒体２１の内壁面と作動体２２の外壁面を多
角形（図示では６角形、図４参照）に形成して両者を係
合し、作動体２２の回転方向の動きを阻止するように構
成してある。作動体２２の後端部は円錐面３０に形成さ
れ、この円錐面３０を上記各摺動板２３の基端に形成し
た傾斜面３１と係合させてある。また、作動体２２の先
端には取付筒体３２が熔接等で固定して設けてあり、こ
の筒体３２の先端側に任意数の掘削爪３３が前記と同様
の手段で着脱自在に取付けてある。

【００１６】上記中心筒体２１内に基端を臨ませて放射
状に配設した複数（図示では６枚）の摺動板２３は、中
心筒体３１および円筒体２５に形成したガイド摺動孔３
４を貫通して筒体２１の径方向に摺動自在に設けてあ
る。これにより、各摺動板２３を摺動すると、各爪取付
体２４Ａを同調して移動させるようになっている。

【００１７】上記摺動板２３の先端に設けた爪取付体２
４Ａは、ビット１３の最外側の掘削爪３５を取付けるた
めのもので、爪取付体２４Ａは円形状に配設され、これ
ら爪取付体２４Ａにより円形部の径を拡大・縮小自在な
所定径の円筒状体２４を構成し、各摺動板２３を摺動す
ることにより、円筒状体２４の径を拡大・縮小させるよ
うになし、縮小時に円筒状体２４が鞘管１２内に嵌入し
得るようになっていると共に、拡大時に鞘管１２の外径
とほぼ同径ないし幾分大径になり、かつ、円筒体２５と
の間に移送通路用の間隙部３６を形成するようになって
いる。また、実施例の爪取付体２４Ａは、両側に肉薄部
２４Ｂ，２４Ｂを形成し、この肉薄部２４Ｂ，２４Ｂを
隣接同士互いに重合させてビットの外側を囲むように構
成してある（図４参照）。このように構成すると、掘削
中に、たとえば、岩石等がビット内部に侵入したり、喰
い込んだりするのを阻止することができる。

【００１８】上記爪取付体２４Ａのうち、任意数の爪取
付体２４Ａの先端側には最外側の掘削爪３５が上記と同
様の手段で着脱自在に取付けてある。また、各爪取付体
２４Ａの後端外壁面には、鞘管１２のリング１８に形成
した円錐作用面１９と係合するテーパー作用面３７が形
成されている。３８は各摺動板２３の基端部に設けたス
トッパーで、このストッパー３８は摺動板２３の拡大方
向への動きを制限するために設けたものである。

【００１９】この実施例の横穴掘削装置は上記構成を具
備して成るもので、次に動作等につき説明する。円筒状
体２４を拡径した状態（図１の状態）で回転軸１１を後
方へ引張ると、各爪取付体２４Ａはテーパー作用面３７
を円錐作用面１９と摺接しながら縮径する方向へ移動す
る。また、逆に円筒状体２４を縮径した状態で回転軸１
１を押進すると、中心部の掘削爪３３は掘削面に衝当し
て反力により後退するので、各摺動板２３は作動体２２
の円錐面３０で押圧され、拡大方向へ摺動して円筒状体
２４は拡径する。そこで、円筒状体２４を拡径して回転
軸１１を回転すると、ビット１３によって、鞘管１２よ
り幾分大径の横穴Ｃが掘削されるが、鞘管１２の下位側
の外周面には、横穴Ｃと対応する肉盛部１６が形成され
ているので、この肉盛部１６が穴Ｃの内壁底面に摺接し
ながら前進するようになる。したがって、従来装置のよ
うに、鞘管および回転軸の重量によって鞘管が下がるこ
とはないので、鞘管を継足しながら真直な横穴を掘り進
めることが可能になる。

【００２０】なお、掘削ビット１３を実施例のように構
成すると、最外側の掘削爪３５の円筒状体２４を縮径す
ることにより、鞘管１２を穴Ｃ内に残置して回転軸１１
および掘削ビット１３を引き抜くことが可能になるが、
円筒状体２４を固定式（拡径・縮径不能）に構成しても
良く、また、上述したように、ビット１３の構成自体も
自由に変更可能なものである。

【００２１】図６は、本発明に係る横穴掘削装置の別実
施例を示すものであって、図３と同様の縦断面図、図７
は同上装置の鞘管の側面図である。この実施例装置は、
鞘管１２の下面から両側方向に向けて次第に肉薄となる
ように形成したプレート１７ａを鞘管１２の下位側に巻
装して熔着し、このプレート１７ａで肉盛部１６を構成
してある。また、この実施例では、１枚のプレート１７
ａを鞘管１２の一端から他端にわたって熔着して肉盛部
１６を構成してある。他の構成等は上述の実施例と同一
であるため、同一符号をもって示す。この実施例装置も
上述の実施例と同様に機能する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、穴が不揃に曲がるのを
防止し、真直な横穴を整然と掘り進めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る横穴掘削装置の１実施例を示す縦
断面図であって、最外側の掘削爪を取付けた円筒状体を
開いた状態を示す図である。

【図２】同上装置の縦断面図であって、円筒状体を閉じ
た状態を示す図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図であって、鞘管と横穴と
の関係を示す図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】同上装置の鞘管の側面図である。

【図６】本発明に係る横穴掘削装置の別実施例を示すも
のであって、図３と同様の縦断面図である。

【図７】同上装置の鞘管の側面図である。

【図８】本発明装置と従来装置により掘削される横穴の
形成状態を対比して示す説明図である。

【図９】従来の横穴掘削装置を示す縦断面図である。

【図１０】従来装置により掘削される横穴を鞘管と関連
対比して示す説明図である。

【符号の説明】

１１ 円筒回転軸 １２ 鞘管 １３ 掘削ビット １６ 肉盛部 ３５ 掘削ビットの最外側の掘削爪 Ｃ 横穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒回転軸と、この円筒回転軸の先端に
   取付けた掘削ビットと、上記回転軸に嵌装する鞘管とを
   有し、上記鞘管の下位側の外周面に、上記掘削ビットの
   最外側の掘削爪の回転円軌道と対応する肉盛部を形成し
   たことを特徴とする横穴掘削装置。