JPH0711238B2 - 地中掘削装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は地中掘削装置にかゝり、特にトリコンビットを
用いて礫地層の掘削を行なう地中掘削装置に関する。

（従来の技術） 従来から地中に鋼管等を埋設する場合、地中に横孔を掘
削しながら管を埋設してゆく地中掘削装置が用いられて
いる。

この場合、管を埋設する地盤が礫を含む地層などにあっ
ては、掘削装置の先端にトリコンビットを環状に配設
し、これらトリコンビットを公転駆動して地中を掘進す
ることにより、礫地層であってもこれを破砕して掘削す
ることができるようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、この種の掘削装置においては、構造が全断面
破砕方式のため、礫地層を掘削するときスクリューオー
ガや泥水圧送管を使用している関係上、岩石をスクリュ
ーの大きさ、または泥水管の径を通過可能の粒まで細か
く粉砕しなければならず、したがって、トリコンビット
の破損や摩耗が激しく、作業途中に交換することが必要
であるが、従来のトリコンビットは、その支持部材が掘
削装置の先端管に固着されており、現場での交換は容易
でなく、また先導管の外径よりも突出して取付けられて
いるため、掘削完了時点では、トリコンビットを取外さ
なければ先導管の後退もできないという問題があった。

また従来のトリコンビットを用いた掘削装置では、上記
のように全断面破砕方式であると、トリコンビットによ
り掘削全面にわたり礫を破砕して掘進する構造であった
ため、掘削および礫破砕に要する動力が大きく、掘削装
置も大型化するなどの問題がある。

最近ではこれらの欠点を解消するため円周掘削構造が考
えられてきているが、トリコンビットおよび外周面の刃
先の交換は未だに容易ではなく、円周掘削構造の場合で
も問題となっていた。

本発明はこれに鑑み、トリコンビット等の着脱を容易と
するとともに、外側トリコンビットを作業時は埋設管の
外径よりも突出した状態におかれるようにし、後退時に
は逆転させることにより埋設管の外径より内側に後退さ
せることができるようにした地中掘削装置を提供して従
来技術のもつ欠点の解消を図ることを目的としてなされ
たものである。

〔発明の構成〕

（問題点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おいては、埋設管の内
部に挿通されるケーシングの先導管の先端内部に、該先
導管の前方位置の中心方向に軸心が向く複数の外側トリ
コンビットと、軸心が外方を向く複数の内側トリコンビ
ットを環状に配設した地中掘削機において、前記外側ト
リコンビットを回転自在に装着する支持部およびその支
持部から所定角度のねじれ部を経て平坦部が形成させた
支持部材を備え、その支持部材は、該平坦部の一側面
を、前記先導管の内周に所定間隔をおいて固設された第
１および第２環状部材のうち、前方側に位置する第１環
状部材に傾斜状態に設けられ、支持部材の平坦部がその
幅方向に遊動的に嵌合されるガイド孔の幅方向両端のス
トッパ部に当接可能に取付けるとともに、該平坦部の基
端部を後方側に位置する第２環状部材に設けられた軸受
部に回動自在に軸支してなり、前記支持部材の平坦部の
一側面を前記第１環状部材の押戻し手段により前記スト
ッパ部の一端部に当接させたとき、前記外側トリコンビ
ットが前記埋設管の外径よりも外側へ突出した位置にお
かれるようにした地中掘削装置を特徴とする。

（作用） このような構成をとることにより、掘削作業の際、先導
管が正回転（例えば右回転）したとき、掘削物による土
圧のために外側トリコンビットの支持部材は常時加圧さ
れてストッパ部に当接し、これにより外側トリコンビッ
トは埋設管の外径よりも外側へ突出して掘削作業が容易
となる。

また先導管を逆回転（例えば左回転）により埋設管より
後退させるような場合、外側トリコンビットに加わる土
圧が反対方向となり、これによりトリコンビットは埋設
管の外周よりも内側に移動するように作動する。

さらに押戻し手段は、正回転時土圧のかゝる方向に作用
し、逆回転時は反土圧方向に作用するため土圧により支
持部材がストッパ部から遠ざかる方向に加圧され、土圧
のなくなった時点で再び外側トリコンビットを埋設管の
外径よりも外側に突出させ、掘削体勢に復帰するように
作動する。

（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第４図に示す実施例を参照し
て説明する。

本発明は適用される中空方式の地中掘削機は、第１図に
その断面を示すように、竪孔１に設置されたベース２上
に埋設管３を置き、その中に前部に先導管５を配置した
ケーシング４が複数のローラ６によって埋設管３内を回
転自在に、かつ前後方向に摺動自在に支承されている。

埋設管３およびケーシング４を掘進させる駆動源は、ギ
ャードモータ７から図示しないチェーンなどを介して推
進ジャッキ８に動力を伝達され、この推進ジャッキ８の
作動によって横方向の掘削がなされるようになってい
る。

前記埋設管３の前面には先導管５の周囲に設けられた刃
先９があり、またその先導管５内には複数の支持部材10
の一方の端部が回動自在に取付けられ、他方の端部には
外側ビット11がそれぞれ設けられている。

なお、第１図には実際には設けられている内側ビットが
略図のため省略されている。

そして前記刃先９、外側ビット11および内側ビット（第
１図においては図示省略）によって掘削された土砂等は
先導管６よりケーシング４を経て図示しない排出口から
排出されるようになっている。

図中12,14は削進用油圧ホースであり、13は主電力キャ
ップタイヤコードを示す。

本発明は上記第１図の前部に関するもので、その基本構
成は、第２図および第３図に第１図と同一箇所には同一
符号を用いて示すように、埋設管３の内部に挿通される
ケーシング４、ケーシング４の先導管５の内部に、該先
導管５の前方の中心に軸心が向く複数（図示例では４
個）の外側トリコンビット15,15,…と、これら外側トリ
コンビット15,15,…の各間に位置する複数（図示例では
４個）の内側トリコンビット16,16,…とを環状に配設し
た地中掘削機において、前記外側トリコンビット15の支
持部材17と、先導管５の内周に所定間隔を置いて前後に
固設された第１および第２環状部材18,19と、前方側に
位置する第１環状部材18に設けられたストッパ部20、後
方側に位置する第２環状部材19に設けられた軸受部21、
および該第１環状部材18に設けられた押戻し手段22など
により構成されている。

前記外側、内側トリコンビット15,16は円錐状周面に突
部が形成された円錐形をなし、その基部は支持部材17の
支持部23において図示しない軸と軸受とで回転自在に支
承されている。

前記支持部材17は、支持部23から所定角度（図示の例で
は約35°）傾斜したねじれ部24が形成され、このねじれ
部24の終端からさらに平坦部25が形成されている。した
がって前記支持部23の面と、平坦部25の面はねじれ部24
の分だけねじれた角度に形成されている。

そしてこの平坦部25の一側面26は、前記ストッパ部20と
接触ができるようになっており、平坦部25の端部27は前
記軸受部21に係合されるようになっている。

前記先導管５の内周の前方位置には第１環状部材18が、
同後方位置には第２環状部材19が溶接等により固着さ
れ、第１環状部材18には外周近傍から円周近傍にかけて
傾斜した角形状のガイド孔28が外側トリコンビット15
（図示では４個）と対応して設けられ、このガイド孔28
は前記支持部材17の平坦部25を挿入したとき、幅方向に
遊動的に嵌合できるようになっており、その幅方向の一
端部はストッパ20に形成されている。

また第１環状部材18にはバネやダンバー、その他これに
類似の弾性体などの押戻し手段22（第３図示ではバネ）
が設けられており、常時前記支持部材17の平坦部25の他
側を押圧するように取付けられている。

前記第２環状部材19には、前記平坦部25の端部27と二又
部分で係合する軸受部21が設けられている。

この場合、支持部材17の平坦部25の端部の孔29は第２環
状部材19の軸受部21においてピン30により枢支され、こ
れにより支持部材17はピン30の周りに揺動可能となって
いる。そして平坦部25の他側を前記押戻し手段22が押圧
することにより一側面26が前記ストッパ20に当接したと
き、外側トリコンビット15は回動して、前記埋設管３の
外径より外側へ突出し、第２図の実線のように最大に突
出した掘削状態の位置となる。

なお、先導管５の外周には刃先９が複数個突出して設け
られ、掘削時は突出状態にボルト31等によりセットされ
ているが、先導管５の後退時などの場合はボルト31を弛
め折りたゝむように外周面に近ずけることができる。図
中32はジョイントフランジである。

つぎに作用を説明する。

まず掘削を開始する前に外側にトリコンビット15を埋設
管３の外径よりも突出した状態、すなわち支持部材17の
一側面26をストッパ20に当接させておき、ケーシング４
を図示しない駆動装置により例えば、右回転させると、
先導管５が一体に回転してこれと共に外側、内側のトリ
コンビット15,16が公転する。これらトリコンビット15,
16の公転により地中の礫を破砕し、破砕された礫はケー
シング４内に取込まれ、図示しない螺旋翼により後方へ
運びこまれて地上に排出される。

礫に接する外側、内側のトリコンビット15,16はそれぞ
れ支持部23、および図示しない支持部との間の軸を中心
に自転し、礫との接触部分が変化しつゝ礫を破砕する。

この場合、外側トリコンビット15は、土圧により埋設管
３より外側へ突出する方向に加圧される。

そしてこのトリコンビット15,16が破損したり摩滅した
場合はケーシング４を引戻して変換する。

ケーシング４を後退させるには、先導管５ともども左回
転させると、土圧は外側トリコンビット15を埋設管３内
に縮める方向に作用するが、支持部材17はピン30を中心
に、傾斜したガイド孔28に沿って旋回できるようになっ
ているので、このとき土圧が押戻し手段22を押戻し力に
抗して押上げるとともに、外側トリコンビット15は埋設
管３内へ縮められて収容される。

たヾし、この場合土圧がなくなると直ちに押戻し手段22
により支持部材17を押圧するため、掘削体勢への早急復
帰が可能となる。

したがって外側トリコンビット15の交換の際、先導管５
を後退させ、埋設管３の後端に至ったとき、支持部材17
が結合されている軸受部21からピン30を外した上、第１
環状部材18のガイド孔28から引抜けばよい。

新しい外側トリコンビット15または修理済のトリコンビ
ット15を装着するには、その支持部材17をガイド孔28に
挿入した上でピン30により軸受部21に取付ければよい。

なお、本発明では支持部材17のねじれ部23のねじれ角を
約35°としたが、必ずしもこれに限定されるものではな
く、先導管５の径、第１環状部材18などにより適宜選択
しうるものである。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、埋設管の内部に挿通され
るケーシングの先導管の先端内部に、該先導管の前方位
置の中心方向に軸心が向く複数の外側トリコンビット
と、軸心が外方を向く複数の内側トリコンビットを環状
に配設した地中掘削機において、前記外側トリコンビッ
トを回転自在に装着する支持部およびその支持部から所
定角度のねじれ部を経て平坦部が形成された支持部材を
備え、その支持部材に、先導管の内周の前後に固設され
た第１および第２環状部材のうち、第１環状部材に設け
られたストッパ部に当接したとき、支持部に装着された
外側トリコンビットが埋設管の外径より外側へ突出する
ようにねじれ部を与えたので、トリコンビットが摩滅し
た場合、支持部材を回動することによりトリコンビット
を埋設管内に収容できる状態に縮径可能となる。そして
この縮径状態のまゝケーシングを引戻してトリコンビッ
トの交換修理等の保守ができ、しかもトリコンビットは
支持部材を第１環状部材のガイド孔に差し込んだのち、
軸受部で枢支すればよいので着脱操作に手間取ることが
ない。また第１環状部材に押戻し手段が設けられている
ので、トリコンビットが無負荷の際には埋設管よりも外
側へ自動的に突出させることができ、常時掘削体勢の状
態にしておくことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される地中掘削機の概要を示す側
面図、第２図は本発明にかゝる地中掘削装置の正面図、
第３図は第２図Ａ−Ａ断面図、第４図は本発明の要部の
トリコンビットと支持部材の関係を示す斜視図である。 ３…埋設管、４…ケーシング、５…先導管、15…外側ト
リコンビット、16…内側トリコンビット、17…支持部
材、18…第１環状部材、19…第２環状部材、20…ストッ
パ部、21…軸受部、22…押戻し手段、23…支持部、24…
ねじれ部、25…平坦部、26…一側面、30…ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】埋設管の内部に挿通されるケーシングの先
   導管の先端内部に、該先導管の前方位置の中心方向に軸
   心が向く複数の外側トリコンビットと、軸心が外方を向
   く複数の内側トリコンビットを環状に配設した地中掘削
   機において、前記外側トリコンビットを回転自在に装着
   する支持部およびその支持部から所定角度のねじれ部を
   経て平坦部が形成された支持部材を備え、その支持部材
   は、該平坦部の一側面を、前記先導管の内周に所定間隔
   をおいて固設された第１および第２環状部材のうち、前
   方側に位置する第１環状部材に傾斜状態に設けられ支持
   部材の平坦部がその幅方向に遊動的に嵌合されるガイド
   孔の幅方向両端のストッパ部に当接可能に取付けるとと
   もに、該平坦部の基端部を後方側に位置する第２環状部
   材に設けられた軸受部に回動自在に軸支してなり、前記
   支持部材の平坦部の一側面を前記第１環状部材の押戻し
   手段により前記ストッパ部の一端部に当接させたとき、
   前記外側トリコンビットが前記埋設管の外径よりも外側
   へ突出した位置におかれるようにしたことを特徴とする
   地中掘削装置。