JPH07185491A

JPH07185491A - 掘削装置

Info

Publication number: JPH07185491A
Application number: JP5350036A
Authority: JP
Inventors: Yukiaki Nagata; 幸明永田; Masanori Kanemitsu; 雅則金三津; Tadashi Urasawa; 正浦沢; Tadashi Kanayama; 忠司金山
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3083226B2

Abstract

(57)【要約】【目的】掘削能率が高く、特に深穴でも効率良く掘削
でき、かつ曲管についても管に損傷を与えることなく効
率よく掘削することができる掘削装置を提供する。【構成】管１３内を前進する推進シャフト２の先端に
取り付けられた高出力水圧モータ３に供給される高圧水
で高出力水圧モータ３に内蔵されたタービン及び減速機
が駆動され出力シャフト１０の先端に取り付けられたカ
ッタ４が回転され管１３内側に閉塞した硬質廃物１４の
機械的切削が行われそれと同時に高圧噴射ノズル８ｄ及
び低圧噴射ノズル９ｂ、９ｃ、９ｄから噴射される水圧
によってカッタ４による切削部分が洗浄され、更に洗浄
後のドレイン水は高圧噴射ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、８
ｄ及び低圧噴射ノズル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄから噴射
される水圧によって後方に排出されそれによりドレイン
水と共に切削屑は管１３外へ排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は地中管内部のケーブル除
去をはじめとして化学工場内の熱交換器掘削洗浄及び輸
送管掘削洗浄、下水管内掘削洗浄あるいは管や電線の埋
設穴の掘削等に用いられる掘削装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば地中管内の古くなったケーブル等
の硬質廃物や、熱交換器のチューブや各種配管内に付着
堆積したスケールを物理的並びに機械的に除去するにあ
たっては従来、切削工具を取付けたシャフトを管内に挿
入し管外部からシャフトに回転と推力を与え掘削する装
置や図３に示されるジェットドリル等が用いられてい
た。

【０００３】図３に示されるジェットドリルはスケール
を掘削するカッタービット３１、そのカッタービット３
１に高圧水を供給しながら回転運動を与える回転ランス
３２、その回転ランス３２を回転させるジェットドリル
本体３３とよりなり、ジェットドリル本体３３は図４に
示されるようにエアモータによる回転駆動部３４、更に
その回転駆動部３４の回転数を減じて回転トルクを増大
させる２段式減速機構部３５、さらにジェットドリル本
体３３の先端のスピンドル３６内に高圧水を供給するス
イベルジョイント部３７の３部分により構成される。ま
た図３に示されるようにジェットドリル本体３３には各
種アタッチメントが接続され、回転駆動部３４の回転数
を調節するレギュレータ３８を介してエアコンプレッサ
３９、スイベルジョイント部３７への高圧水の噴射・停
止を調節するフートバルブ４０を介して高圧水供給器４
１が接続される。

【０００４】以上の従来のジェットドリルによれば図５
に示される過程で管４２内部のスケール４３が除去され
る。図５に示されるように最初に管４２入口端付近のス
ケール４３がカッタービット３１の刃部３１ａで機械的
に掘削され、さらにカッタービット３１が管４２内に押
し込まれ刃部３１ａによるドリリング作用と同時にカッ
タービット３１から高圧水が噴射されてその高圧水の破
砕、壊蝕作用によって管４２内面に残留しているスケー
ル４３やカッタービット３１先端部のスケール４３が破
砕される。その破砕されたスケールはカッタービット３
１からの噴射水によって前方及び後方へ押されて管外へ
排出され、以上の過程が連続して行われることにより管
４２内部のスケール４３が除去される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上の従来の管
外部に回転駆動部を備えさらに排出手段がない掘削装置
や、たとえ排出手段を備えたジェットドリルさえも次の
ような問題があった。例えば掘削の対象が地中管である
場合、その管内硬質廃物除去には通常カッタやドリルに
回転を与え削り取る作業が必要となり、一方を先端工具
及びシャフト部を挿入することができるマンホールの間
隔は５０〜１００ｍと離れており、したがってかかる地
中管を補修し又は掘削する場合カッタやドリルを送り込
む管が長くなり、そのためカッタやドリルによる管内硬
質廃物掘削後の後処理が大変困難になるという問題があ
った。すなわちカッタやドリルによる掘削後の管内硬質
廃物は管が長くなればなるほど管内からの排出が困難に
なり、そのため従来の排出手段がない掘削装置を用いた
作業では、管内硬質廃物を一定量掘削する毎に先端のカ
ッタービット３１を管内から引き抜いて掘削屑を管内か
ら排出する必要があった。また、ジェットドリルの場合
は管外部からシャフトに回転を与えており、管内へ挿入
する回転シャフト部が長くなればなるほど、シャフトの
撓み等に起因して作業性が悪くなり従事する作業者を増
やさなければならないという問題があった。

【０００６】また図６に示されるように掘削の対象が曲
管である場合、管が長くなればなるほどカッタービット
３１へ回転トルクを伝え難くなり、管が深くなればなる
ほど掘削作業が困難に成る問題があった。しかも図に示
されるように回転ランス３２の結節部分に取り付けられ
るユニバーサルジョイント４４が曲管４２ａの管内面に
接触してユニバーサルジョイント４４と曲管４２ａの管
内面双方共に損傷される問題があった。したがって本発
明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたもの
であって、掘削能率が高く、特に深穴でも効率良く掘削
でき、かつ曲管についても管に損傷を与えることなく効
率よく掘削することができる掘削装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明の掘削装
置は推進シャフトとその推進シャフトの先端に取り付け
られた水圧駆動手段とその駆動手段に駆動連結された切
削手段と前記駆動手段からの排水手段を有し、その排水
手段からの排水により切削屑を後方に流し出しながら掘
削作業を連続的に行うことを特徴とする。また本発明の
掘削装置は推進シャフトとその推進シャフトの先端に取
り付けられた水圧駆動手段とその駆動手段に駆動連結さ
れた切削手段と前記駆動手段からの排水手段と前記駆動
手段に取り付けられた舵取り手段を有し、その排水手段
からの排水により切削屑を後方に流し出しながら掘削作
業を連続的に行うことを特徴とする。前記排水手段を噴
射ノズルとすることにより切削屑の排出効果を高めるこ
とができる。前記排水手段を噴射ノズルとし、その噴射
ノズルを前記駆動手段に少なくとも一以上設け、それら
の噴射ノズルによって舵取り手段を構成することにより
推進シャフトによる掘削装置の進行方向を自在に制御で
きる。前記水圧駆動手段としてはタービンと減速機から
成る小型高出力の水圧モータを適用することができ、ま
た前記切削手段としてはドリル又はビット又はカッター
等を適用することができる。前記排出手段の少なくとも
一部の駆動手段における取付位置を、前記推進シャフト
による駆動手段の推進方向前方位置とし、その排出手段
が駆動手段の前進方向前方に排水を排出する様にするこ
とによりモータ部及びモータ前部の屑の排出効果を高め
ることができる。前記推進シャフトを複数のシャフト要
素をユニバーサルジョイントで接続して構成し、その接
続部分近傍にローラを配置することによって推進シャフ
トが掘削管内を円滑に移動することができるようにな
り、推進シャフトにより駆動手段に有効に推進力を伝え
ることができる。

【０００８】

【作用】したがって本発明の掘削装置によれば駆動手段
としてのタービンと減速機から成る小型高出力の水圧モ
ータを掘削装置の先端である掘削部に配置し、掘削屑を
水圧モータの排水又は噴射ノズルからの高圧水噴射を加
えたもので排出することにより、掘削作業が連続的に行
えるようになり深穴内部における硬質廃物の掘削作業を
効率よく行える。また駆動手段を推進シャフトの先端に
設けるので、推進シャフトは駆動手段の推力とモータの
反力のみを伝えれば良く、推進シャフト自体が回転する
必要性がなくなるため曲管内部や深穴で硬質廃棄物の掘
削作業を行う必要がある場合であっても、容易に掘削作
業を行うことができる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の一実施例の掘削装置について
説明する。図１、２に示されるように本実施例の掘削装
置１は推進シャフト２とその推進シャフト２の先端に取
り付けられた水圧駆動手段としての高出力水圧モータ３
とその高出力水圧モータ３に駆動連結された切削手段と
してカッタ４とを有し、前記高出力水圧モータ３はター
ビンと減速機（図示省略）を内蔵する。図１に示される
ように推進シャフト２はモータ５を備えた推進シャフト
送り装置６に取り付けられ、また図１、２に示されるよ
うに推進シャフト２内側には高圧水ホース７が挿通さ
れ、かかる高圧水ホース７には図示しない高圧水供給装
置から高圧水が供給される。図２に示されるように高出
力水圧モータ３には排水手段すなわち排水・切削屑排出
手段としての低圧噴射ノズル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄと
高圧噴射ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが取り付けられ
る。前記高圧噴射ノズル８ａ、８ｂは図示されるように
高出力水圧モータ３の後端部に取付けられて高出力水圧
モータ３の進行方向に対し後方に向けて、かつ斜向する
方向に向けて噴射口を開口する。また前記高圧噴射ノズ
ル８ｃは高出力水圧モータ３の前端部に取付けられて高
出力水圧モータ３の進行方向に対し後方に向けて、かつ
斜向する方向に向けて噴射口を開口する。さらに前記高
圧噴射ノズル８ｄは高出力水圧モータ３の前端面３ａに
取付けられて高出力水圧モータ３の進行方向に沿って前
方に向けて進行方向と同一方向に噴射口を開口する。

【００１０】前記低圧噴射ノズル９ａは図示されるよう
に高出力水圧モータ３の後端部近傍側面３ｂに取付けら
れて高出力水圧モータ３の進行方向に対し後方に向け
て、言い換えれば高出力水圧モータ３の後退方向に向け
て噴射口を開口する。また前記低圧噴射ノズル９ｂ、９
ｃ、９ｄは高出力水圧モータ３の前端部近傍側部に取付
けられて高出力水圧モータ３の進行方向に沿って前方に
向けて進行方向と同一方向に噴射口を開口する。したが
って以上のように排水手段としての高圧噴射ノズル８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ及び低圧噴射ノズル９ａ、９ｂ、
９ｃ、９ｄの配置及び噴射口の開口方向が設定されるこ
とによって高圧噴射ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ及び
低圧噴射ノズル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄが高出力水圧モ
ータ３の進退動の舵取り手段を構成する。また高出力水
圧モータ３の前端面３ａからは高出力水圧モータ３に駆
動連結された出力シャフト１０が突出し、その出力シャ
フト１０先端にカッタ４が取り付けられる。また高出力
水圧モータ３の後端部には推進シャフト２内を挿通され
た高圧水ホース７が接続される。さらに図１に示される
ように、前記推進シャフト２は複数のシャフト要素２
ａ、２ｂ、２ｃ・・・・・をユニバーサルジョイント１
１で接続して一連として構成され、そのユニバーサルジ
ョイント１１による接続部分近傍には管１３に当接して
回動し管１３内を移動し易くし又推進シャフト２による
推力を容易に伝達できるようにするためローラ１２が配
置される。以上の実施例の掘削装置によれば次のように
して管１３内の掘削が行われる。推進シャフト２とその
推進シャフト２の先端に取り付けられた水圧駆動手段と
しての高出力水圧モータ３とその高出力水圧モータ３に
駆動連結された切削手段としてカッタ４とを有し、前記
高出力水圧モータ３はタービンと減速機（図示省略）を
内蔵する。

【００１１】モータ５を備えた推進シャフト送り装置６
に取り付けられた推進シャフト２はモータ５を駆動する
ことによって管１３内を前進し、その推進シャフト２の
先端に取り付けられた高出力水圧モータ３には図示しな
い高圧水供給装置から高圧水ホース７を介して高圧水が
供給される。その水圧で高出力水圧モータ３に内蔵され
たモータすなわちタービン及び減速機が駆動され、それ
により出力シャフト１０の先端に取り付けられたカッタ
４が回転され管１３内側に閉塞した硬質廃物１４の機械
的切削が行われそれと同時に高圧噴射ノズル８ｄ及び低
圧噴射ノズル９ｂ、９ｃ、９ｄから噴射される水圧によ
ってカッタ４による切削部分が洗浄される。更に洗浄後
のドレイン水は高圧噴射ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
及び低圧噴射ノズル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄから噴射さ
れる水圧によって後方に排出されそれによりドレイン水
と共に切削屑は管１３外へ排出される。特に高圧噴射ノ
ズル８ａ、８ｂ、８ｃは高圧噴射ノズル８ｄ及び低圧噴
射ノズル９ｂ、９ｃ、９ｄによる切削屑等の排出作用を
強化する機能を有し、除去物を後方すなわち管１３の出
口側へ強力に押しやる作用を行う。なお、管１３外に排
出された切削屑又は硬質廃物は図示しない廃棄装置によ
って地上へ排出される。以上の本発明の実施例の掘削装
置によれば例えばスケールによって閉塞管となる熱交換
器の配管の場合は、地上掘削できることから地中管掘削
ほど作業に困難性はないが、配管長が１０ｍ〜２０ｍ長
の熱交換器配管の場合には、本実施例の掘削装置を管内
に挿入し作業することで効率的な作業を行うことができ
る。なお以上の実施例の掘削装置によれば、出力シャフ
ト１０の先端に取り付けられたカッタ４から高圧水を噴
射させる必要はなく例えば地中管内ケーブル除去を行う
場合にはカッタ４として切削専用カッタを使用すること
ができ、効率よくハードスケールを除去することができ
る。更になお以上の実施例の掘削装置は地中管１３内部
のケーブル除去用のものとして説明したが本発明の掘削
装置の用途はこれに限られず本発明の掘削装置は他に化
学工場内の熱交換器（特にスケールで閉塞）の掘削及び
輸送管掘削、下水管内掘削等に利用できる。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明の掘削装置によれば
推進シャフトとその推進シャフトの先端に取り付けられ
た水圧駆動手段とその駆動手段に駆動連結された切削手
段と前記駆動手段からの排水手段を有し、その排水手段
からの排水により切削屑を後方に流し出しながら掘削作
業を連続的に行う様にしたので掘削能率が極めて高くな
り、特に深穴では従来推進シャフトを抜き取り屑を排出
するのに多くの時間を要していたのに対し１０倍以上の
効率を上げることが可能である。また従来の掘削装置で
は掘削の対象が曲管である場合には管に損傷を与えるの
で困難な場合が多かったが本発明の掘削装置によれば推
進シャフトを回転させる必要がなくなり曲管の掘削も管
を損傷することなく容易に行うことができ、又、推進シ
ャフトを回転させる必要がないことによってトルク損失
がなく動力的な効率を向上することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の掘削装置の全体説明図で
ある。

【図２】図１に示す実施例の掘削装置の部分拡大斜視
図である。

【図３】従来の掘削洗浄装置であるジェットドリルの
全体説明図である。

【図４】図３に示すジェットドリルの部分拡大図であ
る。

【図５】図３、４に示すジェットドリルによる掘削洗
浄工程の説明図である。

【図６】同じく図３、４に示すジェットドリルによる
掘削洗浄工程の説明図である。

【符号の説明】

１・・・掘削装置、２・・・推進シャフト、３・・・高
出力水圧モータ、４・・・カッタ、７・・・高圧水ホー
ス、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・高圧噴射ノズル、９
ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ・・・低圧噴射ノズル、２ａ、２
ｂ、２ｃ・・・シャフト要素、１１・・・ユニバーサル
ジョイント、１２・・・ローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金山忠司富山県魚津市本江2410 株式会社スギノマシン内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】推進シャフトとその推進シャフトの先端
に取り付けられた水圧駆動手段とその駆動手段に駆動連
結された切削手段と前記駆動手段からの排水手段を有
し、その排水手段からの排水により切削屑を後方に流し
出しながら掘削作業を連続的に行うことを特徴とする掘
削装置。
【請求項２】推進シャフトとその推進シャフトの先端
に取り付けられた水圧駆動手段とその駆動手段に駆動連
結された切削手段と前記駆動手段からの排水手段と前記
駆動手段に取り付けられた舵取り手段を有し、その排水
手段からの排水により切削屑を後方に流し出しながら掘
削作業を連続的に行うことを特徴とする掘削装置。
【請求項３】前記排水手段が噴射ノズルである請求項
１または請求項２に記載の掘削装置。
【請求項４】前記排水手段が噴射ノズルであり、その
噴射ノズルが前記駆動手段に少なくとも一以上設けられ
て、それらの噴射ノズルによって前記舵取り手段が構成
される請求項２に記載の掘削装置。
【請求項５】前記水圧駆動手段がタービンと減速機か
ら成る小型高出力の水圧モータであり、前記切削手段が
ドリル又はビット又はカッターである請求項１〜請求項
４の何れか一に記載の掘削装置。
【請求項６】前記排出手段の少なくとも一部の前記駆
動手段における取付位置が、前記推進シャフトによる駆
動手段の推進方向前方位置であり、その排出手段が駆動
手段の前進方向前方に排水を排出する請求項１〜請求項
５の何れか一に記載の掘削装置。
【請求項７】前記推進シャフトが複数のシャフト要素
をユニバーサルジョイントで接続してなり、その接続部
分近傍にローラを配置した請求項１〜請求項６の何れか
一に記載の掘削装置。