JPS6065893A - 管路布設用土中推進穿孔機 - 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】 〔技術分野〕 本発明は管路布設用土中推進穿孔機に係わる。

土中に管路を布設する場合、地上より所定深さまで開削
して管路を埋設するような工法、あるいは地上より開削
せず、適当なピットに設け、また地形的にピットに設け
る必要の々いところでは、その一方より所定の方向に掘
削または穿孔して順次管路を布設する工法がとられる。

車両用！・ンネル、水路用トンネルなどその口径の大き
なものの掘削については、掘削位置まで掘削装置を搬入
することができ、所定の方向に精度よく管路を布設する
ことができる。これに対して小口径の管路の布設では、
土中の掘削捷たは穿孔装置をはなｎた位置より操作しな
ければならないので、所定方向に孔全形成して管路を布
設するには困難性を伴うところである。

本発明は電線管路、水道管路、ガス管路など小口径の雀
路を土中に布設の際、土砂全掘削、排出するような手段
をとらず、穿孔機本体を土中に押込み推進さぜながら、
順次管路全布設する工法に用いられる管路布設用土中推
進穿孔機に係わるものである。

〔技術背景〕

土中推進穿孔機による工法の概略を第１図に示す。ピッ
トＰが土中に掘られ、ピッｌ−Ｐ中゛には押込み装置３
が押込み装置用反力板４とともに設置される。１は推進
穿孔機本体であり、ＩＩは推進穿孔機本体１の可動外筒
であり、油圧によシ頭部１０ヲ有する可動外筒１１のみ
矢印方向に圧入推進させることができる。土中にある部
分管路２はすでに穿孔を終った孔に押入された部分管路
を示している。７／　、　７ａ　７″／は油圧源５より
操作盤６を介してそれそｎ１推進穿孔機本体ｌと押込み
装置３に接続された油圧ホースである。

今、図に示す状態において、推進穿孔機本体ｌに操作盤
６より油圧をかけて附勢すれば、外筒１１のみ、部分管
路２の土砂との摩擦抵抗および押込み装置用反力板４を
力点として、土中を矢印方向に一押込み推進させること
ができる。一定のストロークによる可動外ｆ＝）Ｉ　＋
の押込み推進が終ったあと、油圧を減勢し、操作盤６に
ょシ押込み装置３を旬勢すれば、土中に順次布設された
部分管路２は前方に押され、これら部分管路２の先端に
位置する推進穿孔機本体Ｉは減勢されているので、すで
に前方に押込み推進している頭部１０の方向に前進し、
全体として可動外筒１１によって押込み推進したストロ
ークだけ土中を前進させることができる。このような前
進の際、順次部分管路２を押込み装置３の位置より継き
足して行けば、管路の布設ができる。捷だこれに類する
工法として、推進穿孔機本体ｌ自体が上述のような部分
推進するような可動機構を具えず、ピッ）Ｐの位置」＝
ｖ１推進穿孔機本体１のうしろに部分管路２を置いて、
押込み装置３により、次々と押込んで管路を延ばして行
くような工法もあるが、この工法によれば、次第に管路
が長くなると穿孔作業点も遠隔になるわけであるから、
離れた位置より推進穿孔機本体に押込み推進力を与える
ことになり、押込み力に損失を生じることになるので、
すでに説明した工法の方が望４ｎるのである。

本願出願人等はさきに、上述の工法に適合し、推進穿孔
機本体にそｎ自体のピッチング角、ローリング角、水平
角の検出器をそなえ、これら諸情報により推進穿孔機本
体１の可動外筒１１の頭部の押込み推進方向を適宜変更
できる機構を備えた管路布設用土中推進穿孔装置を特願
昭５６−１１５７２５号で提案した。

第２図に前記出願において説明（〜だ推進穿孔機本体の
一例全示し、第３図、第４図において、頭部１０と内筒
２０に支持される方向制御金具２２との係合関係を示す
。

第２図において、頭部１０は硬度の高い金属体、例えば
超硬粉末合金製の成形体よりなる。本例において、土中
に押込まれる部分は円板状をなしているが、他の形状の
ものでも差支えなく、土質等により適当な形状のものが
選定さｎる。

頭部ＩＯに形成された球状部分と可動外筒１１の先端に
形成さｎた球状四部とが係合され、前記頭部１０の球状
部分の直径位ＩＩ′９″Ｖこ設けた凹部に突起１２か嵌
っているので、頭部１０の円板面は可動外筒１１の軸線
に対して、ある範囲で方向全変更することができるが、
前記軸線の周りには回転しないように係合さｎている。

可動外筒１１の内側には内筒２０が摺動可能に嵌合され
、その背後に後部外筒１３が摺動可能に嵌合され、後部
外筒１３の端部は可動外筒１１の端部を越えて後方に延
びる。

可動外筒１１と内筒２０とは突起２１により、軸線方向
に可動できるが、相互の回転は止められる。また可動外
筒１１と後部外筒１３とは一部かさなり、突起Ｉ４とこ
れに対応する溝によシ軸線方向に可動とさｉするが、相
互の回転は止められている。また可動外１１冒夏と後部
外筒１３との間はシール１５によって密封される。

後部外１ｙ４１３内に油圧シリンダ１６が固定され、油
圧シリンダ１６のピストン口・ンドは内筒２０の一方の
底部に固定される。油圧シリンダ１６は油圧配管１７に
接続され、油圧配管１７の他端は油圧ホース７′によっ
て地上の装置に接続される。１８は内筒２０内に固定さ
れた油圧揺動アクチュエータであり、油圧配管１９に接
続される。図において油圧配管１９ば１本しか示されて
いないが、通常２本配置され、油圧揺動アクチュエータ
１８に接続され、油圧配管Ｉ９の他端は油圧ホース７″
′により地上の装置に接続される。

２２は揺動アクチュエータ１８の回転軸に取付けられた
方向制御金具であり、油圧式の揺動アクチュエータＩ８
に対し、油圧による伺勢の際、揺動アクチュエータの軸
により一体に回転する。２３は頭部１０の背面の中心に
形成された四部と方向制御金具２２の前面の中心に形成
された凹部の間に圧入さｆｌ−たスプリングであり、後
述するが、揺動アクチュエータ１８に対する油圧シリン
ダ】６よりの油圧による付勢あるいは押込み装置３によ
り力が加わてい〃い状態では頭部１０の背面よりこれに
対向する方向側金具２２の前面を長さしだけはなした状
態に維持し、突出した方向制御金具２２の前面が揺動ア
クチュエータ１８の操作により、回転してもさまたげが
ないように保持されている。頭部１０の背面および方向
制御金具２２の前面の形状（（ｉそれぞれ第３図および
第４図に示す。これと第２図により、２４は頭部ＩＯ側
に設けられた四部であり、２５は頭部１０　（１１１１
Ｋ設けられた凸部であり、凸面の傾斜は対向する方向制
御金具２２の傾斜部２９の傾斜角と同一にとられている
。２６は頭部ＩＯ側に設けられた平部であり、２７は方
向制御金具２２側に前記凹部２４と対応して設けられた
凸部であり、２８は同じく方向制御金具２２側に設けら
几た平部であり、２９は傾斜部であり、３０は四部であ
る。

これら頭部１０と方向制御金具２２の係合状態および作
用効果については後述する。

３１は揺動アクチュエータＩ８の背後に数句けられたボ
テン７ヨメータであり、その回転軸３５は方向ｆｌｔ制
御金具２２の軸と連動して回転する。壕だ３２は後部外
筒Ｉ３内に取イ」けられた傾斜角検出器であって常に鉛
直方向にあるように回転軸３３によって軸支さＩｚ、所
ハ１ｔピ・ンチング角が検出される。３４は傾ｓ′−１
角検出器３２の回転軸３３に係合されたポテンショメー
タであり、所謂ローリング角が検出される。

これに加えて、図示していないが、小型・ジャイロ装置
が後部外筒内に設置され、水平方向より推進穿孔機本体
ｌがずれた場合は、そのずれ全電気信号に変換する。

従って作業者は、前記表示器８に示される推進穿孔機本
体ｌのピッチング角、ローリング角および水平角を検討
し揺動アクチュエータ＋８’、ｒ動４’Ｅすることによ
り、土中押込み推進の際の頭部５１０’ｉ所定の方向に
設定する。なおすでに述へたようにＹ自圧７リンダ１６
の減勢の状態ではスブｌ）ンク゛２３の力により間隔Ｌ
ｉ保持している。

揺動アクチュエータ１８は前述のように２Ａ【の？０１
圧配管１９により油圧全加減してその４Ｑ１１にＨ叉イ
寸けた方向ｆｌｆ制御金具２２を回転させることができ
、この回転角ｆｄポテンンヨ７ノーク３１て表示器８に
常に表７Ｊ七さ扛、この角度から方向制御金具２２の凸
金１５２７の位置すなわち頭部１０の設定方向を知るこ
と力・できる。

直進と判断さｉｚる場合は、表示器８でポテンショメー
タ３１からの方向制御金具２２の回転位置をみながら、
方向制御金具２旨回転させ、ブチ１句ｆｌｉ制御金具２
２の前面の凸部２７および傾斜部２９とを頭部β１０の
背面の凹部２４と凸部２５に一致させ、また方向を変更
する必要がある場合は同様にして方向ｆｌｌｌ　（ｒｌ
ｌ金具２２を回転さぜ、凸部２７を所定の位置にする。

そして押込み装置３により、反力板４をプフ、鑞として
、この押込み装置ｆＭ、　３と推進穿孔機本体ｌの出」
にある管路を前方に押入する。

次に油圧シリンダ１６を操作盤６により（＝）勢１−れ
は′、油圧シリンダ１６のピストンロット゛は１）１１
ノｊ゛に４１１）出されこれにより円筒２０は前進し、
１代進の場合は１円〜ｂ２４に凸部２７が嵌″？ｆ、す
、平部２ＧにＸｌ７−音ｌ５２８カー当り、凸部２５に
傾斜の一致した傾胴部２９力（当り、頭部ｌ５ＩＯの円
板面ば内筒２０の軸線に直角状態の１１とな！）、１次
方向を変更する必要がある場合に、凸金シ２７カ：　ｘ
％部２６に接し、そして押し、頭部１０は傾きさらにｆ
頃斜部２９が平部２６と接する状態となり、頭部１！、
１０の１１１板面は推進穿孔機本体ｌの軸線に直介Ａな
ブゴ（句力・ら傾斜し、その穿孔方向を有することにな
り、頭部ｂ１０の傾斜により前面に土圧抵４）゛［差７
５玉生じ推進穿（１゜機全体の進路が修整される。

油圧シリンダ１６のピストンロット゛のストロークの伸
びと共に、可動外筒１１と−イ４りとたって１スト口−
り長だけ土中に埋込み推進さしる。

油圧／リンダ１６の減勢後、方向制御金具２２はスフ。

す／グ２ＢＫよい間隔りをあける位置に復づ昂し、次の
方向修整が可能な状態となる。

ところで以上の説明から理解されるように、前記土中推
進穿孔機本体１では方向制御金具２２のすぐ背後におい
て、油圧揺動アクチュエータ１８と方向制御金具２２と
が結合された構成となっており、油圧シリンダ１６に油
圧が加えられた場合、油圧揺動アクチュエータ１８は、
内筒２０とともに前方に押出さｎ１減圧とともに、スプ
リング２３により間隔したけもどされるが、このような
筒内可動部に油圧揺動アクチュエータ’　８　ｔ　（ｊ
ｉｉｊえ、この油圧揺動アクチュエータ１８ヲ含んで可
動部を構成するよりも、これを固定して配置でき、方向
制御金具２２に回転する機能が与えられるならば、好都
合であることはいうまでもなく、油圧揺動アクチュエー
タ１８の前後移動によって問題となるぜまい空間内にお
ける油圧配管１９等の伸縮の問題もなくなる。

〔発明の開示〕

本発明は上述のような点に鑑み、回転型ピストンロッド
を備える油圧シリンダのロッドに方向制御金具全連結し
、前記回転型ピストンロッドのスプライン軸と油圧揺動
アクチュエータの回転軸とを連結し、方向制御金具の回
転については、前記油圧揺動アクチュエータの回転によ
り、スプライン軸を介し、ピストンロッドによりＸまた
方向制御金具の前進については油圧によるピストンロッ
ドの前進により、さきの土中推進穿孔機本体ｌと同様な
機能を果たすように構成したものである。

〔実施例〕

第５図に本発明の一実施例全庁す。

可動外筒１１の先端に前面が円板面よりなり、支持部が
球状をなす頭部１０が係合される。球状部の直径位置゛
に設けた凹部に突起Ｉ２が嵌り、頭部１０の円板面は可
動外筒１１の軸線に対して、ある範囲で方向を修整する
ことができる。ただし軸線に対して回転はできない。可
動外筒１１の内側には油圧シリンダ４０の外筒が嵌まり
、前記可動外筒１１の内壁に形成された軸線方向の溝４
１と油圧シリンダ４０外筒面上の突起４２により、可動
外筒１１は油圧シリンダ４０の軸線方向にのみ摺動する
ことができる。なお４３Ｕ可動外筒１１の内壁と油圧シ
リンダ４０の外筒との間のンールである。

油圧シリンダ４０にはピストンロッド４４が嵌合される
。−ｔしてビス）・ンロツド４４の内孔内にスプライン
軸４５が嵌合される。乙のスプライン軸４５とピストン
ロッド４４とは互の軸線方向に可動であるが、回転につ
いては一体に回転する。４６ａ、およヒ４６ｂは油圧シ
リンダ４０に対する油圧配管であり、油圧配管４６ａへ
の油送給によりピストンロッド４４は伸び、油圧配管４
６ｂへの油送給によりピストンロ・ノド４４は縮む。４
７は後部外筒であるが、この後部外筒４７は油圧シリン
ダ４０と一体になっており、この内部で油圧式揺動アク
チュエータ４８が、その／ギフト４９の軸線全前記スプ
ライン軸４５の軸線に合せて互に連結させ、油圧式揺動
アクチュエータ４８自体は外筒４７に固定さｎる。５０
は揺動アクチュエータ４８の油圧配管であり、図では１
本しか示されていないが、通常は２本あり、油送給によ
り揺動アクチュエータ４８は回転し、これに連結さｎる
ピストンロッド４４はスプライン軸４５ヲ介して回転す
る。

５１ハボテンシヨメータであり、ポテンショメータの回
転軸が前記揺動アクチュエータ４８のシャフト４９に連
結され、方向制御金具２２の回転角度を検出する０ まり５２もポテンショメータであり、その回転軸５３は
支持体により回転支持される錘５４の回転軸と連結さ肛
、この推進穿孔機本体９０−リング角度を検出する。

なお図示していないが、ピッチング角検出器、ジャイロ
等を内蔵する。

すでに若干触れたが、揺動アクチュエータ４８を付勢す
ることにより、油圧シリンター４０のピストンロッド４
４とスプライン軸４５は一体に回転することができ、こ
れによりピストンロッド４４の先端に固着さｎている方
向制御金具２２もこれにつれて回転する。

次に油圧シリンダ４０ヲ附勢すれば、ピストン口・ノド
４４のみが伸びて、前記方向制御金具２２は頭部ＩＯの
背面と接触する状態となり、更にピストンロッド４４が
伸びれば、可動外筒１１と一体の頭部１０は前方に押出
される。

なお前記ピストンロッド４４に対するスプライン軸４５
″はピストンロッド４４の内孔に嵌合する面において、
すくなくとも１個の山が削除されており、その隙間を通
してピストンロッド４４の内孔へノ油ノ流入、流出が容
易になる。このため、特に押しくピストンロッド４４全
伸ばすこと）の場合には、ピストンロッドの受圧面積が
減少することなく有効に無駄なく使えることになる。

方向制御金具２２の、頭部ＩＯとの接合端面は凸部５５
、平部５６、傾斜部５７、凹部５８より形成され、一方
頭部ＩＯ側の接合端面ば、凹部５９、平部６０、凸部６
１、平部６２より形成されており、凸部６１の傾斜角は
傾。

斜部５７と傾斜角に一致している。

例えば図示のような対向位置で、両端面が接するものと
すれば、頭部１０の円板面は本体の軸線と垂直方向に保
持される状態となるが、方向制御金具？２が揺動アクチ
ュエータ４８により所定の回転をしたときは、円板面は
本体の軸線に対し１、所定の角度を採るように、方向を
修整する。

この方向制御金具２２の回転位置はポテンショメータ５
Ｉにより、また本体自体の土中におけるピッチング、ロ
ーリング等の信号はすべて第１図に示すように地表にお
いて説話され、−また操作油圧の制御も同一場所で統括
される。

第６図に本発明の推進穿孔機による作業手順を説明する
。

■は初期状態であり、方向制御金具２２全所定の方向に
合わせた状態を示している。

■は油圧シリンダ４０のピストンロッド４４が伸びた状
態を示している。

■はピストンロッド４４″ｆ：縮めた後、方向金具２２
ヲ所定の位置に合わせた状態を示している。

■は押込み装置３（第１図）で押した状態？示している
。

以上の段階を■、■、■、■、■、■、■・・■。

■、■と繰返して動作する。

〔効　果〕

以上説明したように、本発明による土中推進穿孔機を用
い、この土中推進穿孔機本体に備えられる各検出器によ
り、穿孔中の現状況、今後の穿孔すべき方向等を第１図
に示すように地表に卦いて検出し、本体自体に備えられ
る油圧機器を遠隔制御できるのはいうユでもないが、本
発明においてはピストンロッドの往復運動と回転運動が
可能なスプライン軸嵌合の油圧シリンダと揺動アクチュ
エータを連結した本体内部駆動構造により、さきに提案
した推進穿孔機と相違し、揺動アクチュエータ自体を内
筒とともに可動させる必要もなく、ピスト／ロッドと可
動外筒のみが伸Ｑ・、縮む構成となるから、構造が簡単
になり、揺動アクチュエータについては、限られた内筒
空間に取付けられるという制限より開放される。

以上のように本発明の土中推進穿孔機本体は簡潔な構成
となり、すでしこ説明したような管路布設工事の作業能
率改善に大きな効果を奏するものと期Ｃ１ｆされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は管路布設用土中推進穿孔機を用いた布設工法の
説明図である。 第２図はすでに提案さｎた管路布設用土中推進穿孔機の
一例の断面図である。 第３図および第４図は第２図Ａ−ＡおよびＢ−Ｂにおけ
る断面図である。 第５図は本発明の一実施例の断面図である。 第６図は本発明の推進穿孔機の動作図である。 ｌ・・・推進穿孔機本体、２・・・部分管路、３　押込
み装置、４・・押込み装置の圧力板、５・・・油圧源、
６　操作盤、７　油圧ホース、８・・・表示器、９・・
ケーブル、１０・・頭部、１１・・可動外筒、ｒ″３・
・・後部外筒、１６・油圧シリンダー、１７．１９・・
油圧配管、１８・・・油圧揺動アクチュエータ、２０・
・・内筒、２２・・・方向制御金具、４０・・油圧シリ
ンダ、４１・・可動外筒の内壁面の溝、４２・・・油圧
シリンダ外壁上の突起、４４・・・油圧／リノダのピス
トンロッド、４５・・・ピストンロッドの内孔に嵌合す
るスプライン軸、４６ａ、　４６ｂ・・・油圧配管、４
７・・・後部外筒、４８・・油圧揺動アクチコーエータ
、４９・・油圧揺動′アクチュエータのシャフト、５１
．５２・・・ポテンショメータ、５４・・錘。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　すくなくともピストンロッド内孔で嵌合するス
   プライン軸を備える油圧／リンダに摺動可能に可動外筒
   を嵌合し、前記可動外筒の先端に係合させた方向修整可
   能々頭部の背面と前記ピストンロッドの先端に取付けた
   方向制御金具とを対向させ、前記ピストンロッドと嵌合
   するスプライン軸全前記油圧シリンダの背後に固定する
   油圧揺動アクチュエータのシャフトと連結した構成を備
   えることを特徴とする管路布設用土中推進穿孔機。