KR0155429B1 - 소구경관 추진기의 굴진방향제어방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

소구경관 추진기의 굴진방향제어장치를 간단한 구조에 의해서 용이하게 할 수 있도록 한다.

선도체(10)에 편심플랜지(12)를 회전가능하게 장착한다. 편심플랜지(12)에 커터헤드(14)를 보유하는 샤프트(13)를 회전가능하게 지지하고, 스크류샤프트(15)와 스크류가 달린 유니버설샤프트(16)로 연결한다. 샤프트(13)는, 선도체(10)에 대해서 a만큼만 편심되어 있으며, 굴삭추진하면 선도체(10)의 굴진방향이 변경된다. 편심플랜지(12)와 샤프트(13)의 사이에 일방향클러치(20)를 장치하여 굴삭방향으로 회전할 때에는 커터헤드(14)로 굴삭추진하고, 굴삭방향에 대하여 역회전할 때에는, 일방향클러치(20)에 의해서 편심플랜지(12)를 회전시켜서 선도체(10)의 굴진방향을 변경제어한다.

Description

소구경관 추진기의 굴진방향제어방법과 그 장치

제1도는, 본 발명의 소구경관 추진기의 굴진방향제어장치의 제1실시예에 있어서의 선단부의 구성도이다.

제2도는, 제1도에 있어서의 편심플랜지의 A-A단면도를 표시하는 도면이다.

제3도는, 제1도에 있어서의 일방향클러치의 제1실시예를 표시하는 도면이다.

제4도는, 본 발명의 실시예에 있어서의 굴삭개시시의 편심플랜지(12a)의 편심위치와, 트랜싯의 시야(26)의 관계를 가리키는 도면이고, (a)는 선도체(10)에 대한 샤프트(13)의 위치관계를 가리키는 도면, (b)는 트랜싯의 시야(26)를 가리키는 도면이다.

제5도는, 본 발명의 제1실시예를 설명하기 위한 제1의 설명도이고, 굴삭중, 선도체(10)의 중심축이 굴삭목표위치에서 위쪽으로 변위되었을 때를 가리키는 도면이고, (a)는 선도체(10)에 대한 샤프트(13)의 위치관계를 가리키고, (b)는 트랜싯의 시야를 가리키는 도면이다.

제6도는, 제1실시예를 설명하기 위한 제2의 설명도로서, 방향수정을 할때를 가리키는 도면이고, (a)는, 선도체(10)에 대한 샤프트(13)의 위치관계를 가리키는 도면, (b)는 트랜싯의 시야를 가리키는 도면이다.

제7도는, 본 발명의 제1실시예를 설명하기 위한 제3의 설명도이며, 방향수정후 굴진할 때를 가리키는 도면으로서, (a)는, 선도체(10)에 대한 샤프트(13)의 위치관계를 가리키는 도면, (b)는 트랜싯의 시야관계를 가리키는 도면이다.

제8도는, 제1도에 있어서의 일방향클러치의 제2실시예를 가리키는 도면이다.

제9도는, 본 발명의 소구경관 추진기의 굴진방향 제어장치의 제2실시예를 가리키는 도면이다.

제10도는, 소구경관 추진기의 전체구성도이다.

제11도는, 제1의 종래의 소구경관 추진기의 도면이다.

제12도는, 제11도의 굴진기방향제어방법의 제1예의 설명도이다.

제13도는, 제2의 종래의 소구경관 추진기의 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 발진입갱(立坑) 10 : 선도체

12, 40 : 편심플랜지 13 : 샤프트

14 : 커터헤드 15, 44 : 스크류샤프트

16 : 스크류가 달린 유니버설샤프트 20, 30, 45 : 일방클러치

본 발명은, 상수도관, 하수도관, 가스관, 전력케이블관, 통신케이블관 등에 사용되는 소구경관을, 원격조작에 의해 고정밀도로 땅속에 매설시공하기 위한 소구경관 추진기의 굴진방향제어방법과, 그 장치에 있어서 간이한 기구와 방법에 의해 커터헤드 중심축의 선도체의 중심축에 대한 위치변경을 하고, 방향제어를 하는 기술에 관한다.

먼저, 처음에 일반적인 소구경관 추진기의 전체구성과 그 추진방법에 대해 설명한다.

제10도는, 소구경관 추진기의 전체구성도이고, 발진입갱(1)에는 추진가대(2)가 설치되고, 이 추진가대(2)에는, 선단에 커터헤드를 구비한 선도체(3)가 추진방향으로 소정의 스트로우크 접동가능하게 탑재되어 있다. 부호4는, 발진입갱(1)의 후면벽으로부터 반력을 받아서 누름판(5)을 통하여 선봉체(3)를 추진하는 추진잭이고, 부호6은, 추진가대(2)에 탑재되어서 커터헤드를 회전구동시키는 구동장치이다. 부호7은, 구동장치(6)의 후방에 설치되어서 선도체(3)의 위치를 계측하기 위한 트랜싯(또는, 레이저시어덜라이트)이다.

시공작업은, 구동장치(6)에 의해서 커터헤드를 회전시켜서 굴삭하면서 선도체(3)를 추진잭(4)에 의해서 추진시키고, 배토용 스크류를 내장한 매설관(염비관 혹은 흄관)의 1개몫의 길이만큼만 추진하면, 추진잭(4)에 의해서 누름판(5)을 상기한 매설관의 1개몫의 길이만큼만 후퇴시키고, 선행하고 있는 매설관의 후단과, 누름판(5) 사이에 후행하는 매설관을 접속시켜서 다시 추진한다. 이 동작을 반복해서 도달입갱까지 굴진해 간다.

그 도중에 트랜싯 또는, 레이저시어덜라이트(7)로 선도체(3)의 위치를 계측하여, 소정의 위치에서 어긋나 있을 경우에는 굴진방향을 바꾸어서 방향 수정을 한 다음 소정의 방향으로 굴진한다.

그 다음에 소구경관 추진기의 추진방향제어장치와, 그 방법에 관해서 다음 두가지의 기술에 대해서 설명한다.

1) 커터헤드를 요동시켜서 방향제어를 하는 장치와 방법에 대해서 먼저 그 장치에 대한 설명을 한다.

제11도는, 제1의 종래의 소구경 추진기의 구성도로서, 선도체(50)는, 외부통(52)과, 굴삭배토의 가이드가 되는 케이싱(51)과, 그 선단에 요동가능하게 장착된 커터헤드(53)로 구성되어 있다. 커터헤드(53)는, 케이싱(51)의 주위에 배설된 복수개의 요동실린더(54)의 신축에 따라 요동하여서 추진방향을 변경시킨다. 또, 커터헤드(53)는 구동장치(6)에 의해 회전구동되는 스크류샤프트(55)에 연결되어있다. 부호60은, 선도체(50)의 후단에 접속되는 매설관이다. 케이싱(51)의 외측에는 레이저타아겟(61)이 고정되어있고, 레이저시어덜라이트(62)에 의해 항상 선도체(50)의 위치를 검출하고 있다.

발진입갱(1), 추진잭(4), 누름판(5)에 대해서는 상기한 제10도와 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다.

그 다음에 굴진방법에 대해서 설명한다.

제11도에 있어서 매설관을 부설할 경우에는, 구동장치(6)에 의해 스크류샤프트(55)를 통하여 커터헤드(53)를 회전시켜서 굴삭하고, 그 굴삭토사는 스크류샤프트(55)에 의해서 케이싱(51)내를 이동해서 케이싱(51)의 후단으로부터 발진입갱(1)내로 배출되어서 도면표시하지 않는 진공펌프차 또는, 버킷(8) 등에 의해 지상으로 반출된다.

끝으로 굴진방향의 제어방법에 대하여 제12도를 참조하여 설명한다.

(a)에 있어서, 타아겟(61)의 위치가 눈금(63)의 중심보다 상방에 있을 경우에는 도면에 표시하듯이 선도체(50)는 눈금선보다 하방에 있다.

(b)에 있어서, 요동실린더(54)에 의해 커터헤드(53)를 상향으로 한다.

(c)에 있어서, 추진하면 방향은 수정되어서 타아겟(61)의 위치는 눈금(63)의 중앙으로 접근한다.

(d)에 있어서, 타아겟(61)의 위치가 눈금(63)의 중앙에 도달했을 때에 요동실린더(54)를 작동해서 선도체(50)를 수평으로 하여 방향수정을 끝낸다.

2) 선도체 선단에 그 선도체의 중심축에 대하여 커터헤드의 중심축이 편심하는 위치에 회전가능하게 지지된 커터헤드를 설치해서 방향제어를 하는 장치와 그 방법에 대하여, 먼저 그 장치에 대한 설명을 한다.

제13도는, 제2의 종래의 소구경관 추진기의 구성도이고, (a)는 전체의 단면도, (b)는 (a)에 있어서의 B-B단면도, (c)는 (a)의 C방향도면이다.

제13도 (a), (c)에 표시하는 종래의 소구경관 추진기는 토사를 굴삭하는 커터헤드(84)가 선단부에 설치되어 있다. 이 커터헤드(84)는, 그 커터헤드(84)의 후단 중심부로부터 후방에 설치된 입갱(1)까지 뻗어나는 스크류샤프트(80a)에 의해 회전되므로써 굴삭을 한다.

굴삭된 토사는 커터헤드(84)내로 집어 넣어서 스크류컨베이어(80)의 스크류샤프트(80a)의 주위에 설치된 스크류스프링(80b)의 회전에 의해 스크류케이싱(80c)내를 이동해서 후방의 입갱(1)내로 배출된다. 스크류샤프트(80a)의 회전은 입갱내에 설치된 구성장치(6)에 의해서 부여된다. 스크류케이싱(80c)의 선단부에 설치된 선도체(81)의 외주부에는, 편심블록(85a∼85f)이 적당한 간격으로 고정되어 있다. 그리고 커터헤드(84)는, 그 편심블록(85a∼85f)의 외주면을 회전할 수 있도록 삽입되어 있다.

선도체(81)의 후단부에는, 매설관(83)이 삽입되어 있다. 매설관(83)은, 입갱(1)내에 설치된 추진잭(4)의 전면부에 설치한 누름판(5)을 통해서 전방으로 추진된다.

따라서 선도체(81)나 커터헤드(84) 등은 전방으로 추진된다.

또, 스크류케이싱(80c)의 후단과, 스크류샤프트의 후부 사이에는 일방향클러치(82)가 설치되어 있다.

그리고, 그 일방향클러치(82)는, 추진시에 스크류샤프트(80a)를 회전시킬 경우에는, 스크류케이싱에 그 회전력을 전달하지 않는다. 또, 그것과는 역방향으로 스크류샤프트(80a)를 회전시켰을 경우에는, 일방향클러치(82)는 케이싱과 선도체 등에 그 회전력을 전달한다.

제13도(c)에 표시하듯이 케이스선단부(81a)와 커터헤드(84)의 후단부(84a)와의 사이에는 복수개의 편심블록(85a∼85f)이 원주 방향으로 순차적으로 설치되어 있다. 이 편심블록(85a∼85f)은, 어느 한쪽의 편심블록(85a)의 높이를 높게 배설하고, 그 직경방향의 반대측에 배설되어 있는 블록(85d)을 제일 낮게하고 있다. 그리고, 그 사이에 배설되어 있는 블록에 대해서는, 제일 높은 편심블록(85a)을 중심으로 하여 원주방향으로 순차적으로 그 높이를 낮게해 간다. 즉, (85b)(85f)를 (85a)보다 낮게 하고, (85c)(85d)를 (85b)(85f)보다 더욱 낮게 한다.

따라서, 커터헤드(84)의 중심축은 선도체(81)와 스크류샤프트(80)축의 중심축에 대하여 편심되어 있다.

다음에 굴진방향의 제어방법에 대하여 설명한다.

상기한 바와같이 커터헤드(84)의 중심축은, 선도체(81)의 중심축에 대하여 편심되어 있다. 그러므로, 편심블록(85a)측의 커터헤드(84)의 외경은, 그 편심분만큼만 선도체(81)의 외경보다 돌출되어 있다. 직경방향으로 반대측인 커터헤드(84)의 외경은, 그 편심분만큼만 선도체(81)의 외경보다 들어가 있다.

그러므로, 커터헤드(84)를 회전시키면서 매설관(83)을 추진해서 굴삭해가면, 커터헤드(84)가 들어가 있는 쪽의 선도체(81)의 전면은, 커터헤드(84)면이 없기 때문에 흙의 저항을 받는다.

그와 반대로, 커터헤드(84)가 나와 있는 쪽에서는, 선도체(81)의 외경보다도 커터헤드(84)가 나오고 있는 분만큼 외측이 굴삭되기 때문에 선도체(81)의 외경보다도 외측의 저항이 적게 된다. 이와같이 하여, 선도체(81)는 커터헤드(84)가 나오고 있는 쪽으로 접근되게 되고, 굴진방향은 그 방향으로 굽혀지게 된다.

이와 같이 하여, 이 종래의 기술은, 항상 어느 한쪽의 편심방향으로 향하여 굴진해간다. 그리고, 커터헤드(84)의 굴진방향을 변경시킬 때에는, 스크류샤프트(80a)를 굴진시와는 반대방향으로 회전시키면, 일방향클러치(82)에 의해서 케이스의 후단부(81b) 스크류케이싱(80c)을 통하여 선도체(81)가 회전된다. 그러므로, 선도체(81)에 설치된 편심블록(85a∼85f)이 회전되고, 커터헤드(84)의 후단부(84a)를 통하여 커터헤드(84)의 중심축이 선도체(81)의 중심축에 대하여 편심되어 커터헤드(84)의 굴진방향이 변경된다.

또, 굴진방향에 대해서는 상기한 제11도, 제12도와 동일하게 하여 트랜싯(또는, 레이저시어덜라이트)(7)에 의해 검출된다.

(1) 커터헤드(53)를 요동시켜서 방향제어를 하는 장치와 그 방법.

제11도에 표시되는 제1의 종래의 소구경관 추진기에 있어서는, 요동실린더(54)를 작동시키기 위한 유압장치와 배관(혹은, 전기장치와 배선)을 필요로 한다. 그리고 매설관(60)을 연장할 때마다 유압호스(혹은, 전기배선)를 연장할 필요가 있으므로 그 구조가 복잡하고, 가격도 비싸며, 조작이 번잡하여 작업에 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.

(2) 선도체(50)의 선단에, 그 선도체의 중심축에 대하여 커터헤드(53)의 중심축이 편심되는 위치에 회전가능하게 지지된 커터헤드(53)를 설치하므로써 방향제어를 하는 장치와 그 방법.

제13도에 표시되는 제2의 종래의 소구경관 추진기에 있어서 커터(84)의 굴진방향을 변경시키기 위해서는, 케이스를 회전시켜서 커터헤드의 편심위치를 변경시키므로써 실시한다. 즉, 스크류샤프트와, 케이싱을 전체적으로 굴진시와는 반대로 회전시킬 필요가 있다. 그러기 위해서는, 스크류샤프트(80)와, 케이스(81) 사이에 굴삭토사가 막힌 상태로 스크류샤프트(80)의 후단부(80a)를 굴삭방향과는 반대 방향으로 회전시켜야 한다. 따라서 스크류샤프트(80), 토사, 케이스의 전체를 회전시켜야 하므로, 편심위치 변경을 위해서는, 큰 회전력을 필요로 한다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로서, 선도체 선단에 그 선도체의 중심축에 대하여 커터헤드의 중심축이 편심되는 위치에 회전가능하게 지지된 커터헤드를 설치하여 방향제어를 하면서 추진하는 소구경관 추진기의 굴진방법에 있어서, 용이하게 추진방향을 수정할 수가 있고, 구조가 간단하여서 작업시간이 짧으며, 또한 경제적인 소구경관 추진기의 추진방향제어방법과, 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 소구경관 추진기의 방향제어방법은, 선도체 선단에 그 선도체에 대하여 회전가능하게 지지된 커터를 설치해서 추진하는 소구경관 추진기의 추진방법에 있어서, 상기한 커터의 구동축이 굴삭방향과 역회전될 때에 상기한 선도체에 대한 커터의 편심방향을 변경하여 굴진방향을 제어하고, 또, 본 발명에 관한 소구경관 추진기의 방향제어장치는, 선도체의 선단에 그 선도체에 대하여 편심되어서 회전가능하게 지지된 커터를 설치하여 추진하는 소구경관 추진기의 추진방향제어장치에 있어서, 상기한 커터의 구동, 겸토사배출용 스크류샤프트와, 상기한 커터를 회전가능하게 지지하는 동시에 상기한 커터의 편심방향을 조정가능하게 선도체에 지지한 커터편심기구와, 그 커터 편심기구와 상기한 커터와의 사이에 설치한 굴삭방향과 역방향인 회전에만 전동하는 일방향클러치에 의해 구성되고, 상기한 커터편심기구는, 그 외경부에서 선도체에 회전가능하게 지지되고, 그 내경부에서 커터를 회전가능하게 지지하는 동시에 굴삭토사 통과용의, 개구를 보유하는 편심찬으로 구성하며, 상기한 스크류샤프트와 커터헤드구동축을 자유자재하게 플랜지에 의해 연결했다.

본 발명은 일방향클러치를 커터헤드 편심기구와, 스크류샤프트의 사이에 설치해서 굴진방향과 역방향의 회전만을 스크류샤프트로부터 커터헤드 편심기구에 전달하도록 하고 있으므로 스크류샤프트를 굴진방향(정)으로 회전시킬 때에는 일방향클러치는 그 회전력을 커터헤드 편심기구에 전동시키지 않으므로 커터헤드 편심기구는 회전하지 않는다.

그리고, 스크류샤프트를 굴진방향과는 역회전할 때에는 일방향클러치는, 그 회전력을 커터헤드 편심기구에 전동시키므로 커터헤드 편심기구는 회전한다.

따라서 스크류샤프트를 역회전시켰을 때에만 커터헤드 편심기구의 회전에 의하여 커터헤드의 편심위치를 변경시킬 수가 있고, 방향제어할 수가 있다.

커터헤드의 중심축이 선도체의 중심축보다 편심된 위치에 있을 경우, 굴삭방향이 선도체의 중심축 방향으로부터 변화되는 이유는, 종래의 경우와 같은 원리이다.

다음에 본원의 편심기구는 편심플랜지로서, 그 내경으로 샤프트를 회전가능하게 지지하고, 그 외경으로 선도체에 회전가능하게 지지되어 있으므로 편심플랜지가 회전하면, 편심플랜지의 내경부의 위치도 회전이동한다. 따라서, 내경부에 지지되어 있는 샤프트의 위치도 회전이동하고, 샤프트에 지지되어 있는 커터헤드의 중심축도 회전이동할 수가 있다.

본 발명의 소구경관 추진장치는, 커터헤드(14)의 중심축을 선도체(10)의 중심축으로부터 편심시켜서 편심위치를 변경시키므로써 방향제어를 하는 것이다.

이하, 실시예를 설명한다.

먼저 제1실시예의 소구경관 추진기의 전체구조를 설명한다.

제1도는, 소구경관 추진기의 제1실시예의 선단부의 구성도이고, 제2도는, 제1도의 A-A단면도이다.

즉, 선도체(10)의 내부에는 굴삭토사를 가이드하는 케이싱(11)이 설치되어 있다.

그리고 선도체의 선단에는 회전가능하게 장착된 내부보스(12a, 12b), 원판부(12c)로 된 편심플랜지(12)를 설치하고 있다. 편심플랜지(12)는, 그 편심플랜지(12)의 축이 중심으로부터 어긋난 위치에 있고, 축에서부터 편심플랜지(12)의 외경까지의 거리가 각각 다른 구조를 하고 있다. 또, 본원의 편심플랜지(12)는, 그면에 개구부가 있고, 후술하는 커터헤드(14)에 의해 삭토된 토사가 그 개구부를 통해서 후방으로 배출된다.

편심플랜지(12)의 편심축에는 샤프트(13)가 지지되어 있다. 샤프트(13)의 선단에는 커터헤드(14)가 설치되어 있다. 따라서 선도체(10)의 중심축과, 커터헤드(14)의 중심축은, 편심플랜지(13)의 편심분(a)만큼만 편심하고 있다.

케이싱(11)의 중심에는, 스크류샤프트(15)가 회전자재하게 지지되어 있다. 스크류샤프트(15)는, 샤프트(13)와 스크류가 달린 유니버설샤프트(15)에 의해 연결되어 있다. 그러므로 스크류샤프트(15)의 중심축과, 샤프트(13)의 중심축은, 편심플랜지(12)의 편심분(a)만큼만 편심하고 있지만 무리없이 회전력을 전달할 수 있다.

스크류샤프트(15)는 중공이고, 중공구멍의 선단에는 발광다이오우드로 된 타아겟(17)이 장착되어 있어서, 제10도에서 설명한 발진입갱(1)에 설치한 트랜싯(7)으로 그 위치를 감시하도록 되어 있다. 또, 선도체(10)의 후방에는 매설관(18)이 삽입되어 있다.

본 실시예의 커터헤드(14)의 중심축은, 상기한 바와 같이 선도체(10)의 중심축과는 편심플랜지(12)의 편심분(a)만큼만 편심하고 있다. 따라서, 커터헤드(14)의 외경은, 편심플랜지(12)의 지름이 긴쪽(가측)에 있어서 편심분(a)만큼만 선도체(10)의 외경보다 나오고 있다. 그와 반대로 편심플랜지(12)의 지름이 짧은 쪽(나측)에 있어서 편심분(a)만큼만 선도체(10)의 외경보다 들어가 있다.

그러므로, 커터헤드(14)를 회전시키면서 선도체(10)를 추진해서 굴삭해가면, 선도체(10)의 굴삭면은 나측에 있어서 커터헤드(14)면이 없기 때문에 흙의 저항을 받는다. 그와 반대로, 가측에 있어서는 선도체(10)의 외경측보다도 커터헤드(14)가 나와있는 만큼의 외측이 굴삭되기 때문에 선도체(10)의 외경측보다도 외측의 저항이 적게 된다. 이와같이 하여 선도체(10)는 가측으로 접근시켜지고 굴진방향은 가측으로 굽혀지게 된다.

이와같이 본 발명에서는, 항상 커터헤드(14)의 중심축은 선도체(10)의 중심축에 대하여 어느 한쪽으로 편심하고 있기 때문에, 굴진방향은 언제나 커터헤드(14)의 중심축이 있는 방향으로 향하고 있다.

다음에 굴삭방향을 변경시키는 수단을 설명한다.

제1도에 있어서 편심플랜지(12)와, 샤프트(13)의 사이에는 일방향클러치(20)가 장착되어 있다.

제2도는, 제1도의 A-A단면도이고, 샤프트(13)와 선도체(10)는 a만큼만 편심하고 있으며, 샤프트(12)에는 일방향클러치(20)가 장착되어 있는 동시에 편심플랜지(12)에는 굴삭토사 배출용의 구멍(21)이 설치되어 있다.

제3도는 제1도의 A-A단면의 일부확대도로서, 샤프트(13)와 편심플랜지(12) 사이에 장착된 일방향클러치(20)의 상세한 것을 표시하는 단면도이다.

제3도에 있어서 샤프트(13)에는 구멍(21)이 형성되고, 일면에 경사면(23)을 보유하는 스토퍼키(22)가 삽입되어 있어서 스프링(24)에 의해 외측으로 힘을 가하고 있다. 편심플랜지(12)의 내경에는 한쪽편으로 경사면을 보유하는 홈(25)이 형성되어서 스토퍼키(22)와 걸어맞추어져 있다.

샤프트(13)가 굴삭방향으로 회전(좌회전)할 경우에는, 스토퍼키(22)는 경사면(23)에 의해서 스프링(24)의 힘에 저항하여 구멍(21)내로 밀려들어가므로 편심플랜지(12)는 회전하지 않는다. 즉, 편심플랜지(12)는 회전하지 않고, 샤프트(13)만을 회전시켜서 커터헤드(14)의 회전에 의해 굴삭이 실시된다.

샤프트(13)를 굴삭방향과 역회전(우회전)시키면, 스토퍼키(22)는 홈(25)에 끼워 맞추어져서 편심플랜지(12)는 우측(반대방향)으로 회전한다. 즉, 샤프트(13)를 굴삭방향과 역회전(우회전)시키므로써 편심플랜지(12)의 편심위치를 변경시킬 수가 있다. 그에 따라, 편심플랜지(12)의 내경에 지지되어 있는 커터헤드(14)의 샤프트(13)의 위치도 변경되기 때문에 커터헤드(14)의 중심축의 선도체(10)의 중심축에 대한 편심위치가 변경된다.

또, 선도체(10)의 굴진방향의 제어방법에 대해서 설명한다.

방향제어는, 제1도에 표시하듯이, 선도체(10)내에 있는 스크류샤프트(15)내에 설치된 타아겟(17)을 입갱내에 설치한 트랜싯(도면표시 않음)으로 측정하여 현재의 선도체(10)의 중심축에 위치를 검지한다.

제4도의 (a), (b)∼제7도의 (a), (b)에 있어서, (a)는 선도체(10)의 위치와, 샤프트(13) 및 일방향클러치(20)의 위치관계를 표시하고, (b)는 트랜싯으로 측정한 타아겟의 상태의 관계를 표시하며, 그리고 (a)와 (b)의 관계를 표시한 것이다.

여기에서 말하는 샤프트(13)의 중심축은, 그것에 지지되어 있는 커터헤드(14)의 중심축의 위치와 동일한 위치이고, 선도체(10)가 진행되어 가는 방향을 의미한다.

트랜싯으로 측정한 타아겟의 상태는, 트랜싯의 시야(26)의 안에 트랜싯 시준선(27)이 설정되어 있으며, 그 안쪽에는 타아겟판(17)에 표시되어 있는 3점의 광점(27a, 17b, 17c)(발광다이오우드 등)이 관찰된다.

타아겟판(17)의 중심에 있는 광점(17a)은, 선도체(10)의 중심축의 위치를 표시하고 있으며, 시준선(27)의 중심(χ)은, 굴진하고자 하는 선도체(10)의 중심축의 굴진목표위치를 표시하고 있다. 즉, 광점(17a)과, 트랜싯의 시준선(27)의 중심(χ)이 일치되고 있을 때가 정확한 굴진방향으로 진행되고 있을때가 된다.

또, 3점의 광점이 표시하는 것은, 샤프트(13)나, 스크류샤프트(15)의 반경방향이며, 스크류샤프트(15)를 역회전시켰을때, 일방향클러치(20)를 통하여 샤프트(13) 및 커터헤드(14)가 회전한 각도를 측정할 수가 있다.

여기에서는, 광점(17a∼17c)과 일방향클러치(20)의 위치는 동일하게 되어 있다.

이하, 굴진방향제어수단을 순차적으로 설명한다.

(1) 굴진개시시.

제4도(b)에 표시하듯이 타아겟의 중심(17a)과, 트랜싯의 시준선(27)의 중심(χ)을 일치시켜 둔다. 여기에서는, 샤프트(13)와 선봉체(10)의 위치관계는, 제4도(a)에 표시하듯이 샤프트(13)의 중심은, 선봉체(10)의 중심에 대하여 상방으로 어긋나고 있는 경우를 예로하여 설명한다.

이 상태로, 샤프트(13)를 화살표와 같이 정회전시켜서 굴삭해 간다.

(2) 굴삭중, 선도체(10)의 중심축이 굴삭목표위치보다 상방으로 어긋났을때.

제4도(a)의 상태로 굴삭해 가면, 커터헤드(14)에 의해서 계속해서 상방으로 굴진해가기 때문에 선도체(10)의 중심축의 굴삭목표위치보다, 상방으로 어긋나므로 제5도(b)에 표시하듯이 타아겟(17)의 중심(17a)이 시준선(27)의 중심(χ)에 대하여 상방으로 어긋나서 관찰된다.

(3) 방향수정을 할때

그래서 제6도(a)에 표시하듯이 샤프트(13)를 화살표와 같이 역회전시키고, 일방향클러치(20)를 편심플랜지(12)의 보스부(12a)에 걸어맞추어서 타아겟(17)의 광점(17a∼17c)의 방향이 제4도(b)에 표시하는 당초의 위치(좌측횡방향)에 대하여 반대위치(우측횡방향)가 되도록 한다. 이에 따라, 편심플랜지(12)의 보스부(12a)의 중심축은, 제6도(a)에 표시하듯이 당초의 위치 제4도(a)에 대하여 반경방향으로 반대위치가 되어서 커터헤드(14)의 중심축의 편심위치도 당초의 반대위치(하측으로 a만 편심)가 된다.

(4) 방향수정후 굴진할때

그리고, 제7도(a)에 표시하듯이 샤프트(13)를 화살표와 같이 정회전시켜서 굴진하면, 커터헤드(14)에 의해 하방으로 굴진을 계속하기 때문에 선도관(10)은, 굴진방향을 하향으로 변경시켜서 제7도(b)에 표시하듯이 타아겟(17)의 중심(17a)이 시준선(27)의 중심(χ)과 일치되는 방향으로 수정되어 간다. 이와같이 하여 선도관(10)의 방향이 어긋나면, 스크류샤프트(15)를 역회전시켜서 커터헤드(14)의 편심위치를 변경시켜서 굴진해간다.

상기한 바와같이 본 추진기는, 본질적으로 굴진방향은 항상 선도관(10)의 중심축과는 일치되지 않고(즉, 직진하지 않고) 커터헤드(14)의 중심축의 어느 한쪽방향으로 굴진해가는 성질을 갖고 있다.

따라서 상기한 바와같은 동작을 반복함으로써 선도체(10)는 촘촘한 지그재그 행진을 하여 전체적으로 목표방향으로 추진할 수가 있다.

이와같이 방향수정을 위한 방향수정에 관한 기구는 간단하고도 용이하기 때문에 방향수정에 관한 작업시간도 짧게할 수 있으므로 경제적이다.

제8도는, 제2실시예인 일방향클러치(30)의 정면도이고, 편심플랜지(12)에 설치된 홈(31)에는 스토퍼키(32)가 한쪽끝에 설치된 축부(33)를 중심으로 하여 요동가능하게 장착되어서 스프링(34)에 의해 샤프트(13)측으로 부세되어 있다. 샤프트(13)에는, 단부(段)(35)가 설치되어서 스토퍼키(32)의 다른 끝부에 걸어맞추도록 되어 있다.

굴삭시에는 샤프트(13)를 정회전(좌회전)시키면 스토퍼키(32)는, 스프링(34)의 힘에 대항해서 요동하고, 편심플랜지(12)는 회전되지 않는다. 샤프트(13)를 역회전(우회전)시키면, 스토퍼키(32)와 단부(35)는 걸어맞추어져서 편심플랜지(12)는 우회전한다.

제9도는, 소구경관 추진기의 제2실시예의 구성도이며, 제1실시예와 부품구성은 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하고 다른부분에 대해서만 설명한다.

선도체(10)의 선단에는 편심플랜지(40)가 볼트(41)에 의해서 체결되어 있다. 선도체(10)의 내부에 고정된 케이싱(42)의 후단부에는 굴삭토사를 배출하는 배출구(43)가 설치되고, 구동장치(6)에 의해서 회전구동되는 스크류샤프트(44)와 케이싱(42)의 사이에는 일방향클러치(45)가 설치되어서 스크류샤프트(44)를 정회전시켰을 경우에는 케이싱(42)은 회전되지 않고 커터(14)에서의 굴삭추진을 한다.

스크류샤프트(44)를 역회전시켰을 경우에는 일방향클러치(45)는 걸어맞추어져서 편심플랜지(40)를 회전시켜서 편심위치를 변경시키도록 되어 있다. 또, 일방향클러치(45)의 구성에 대해서는 이미 설명한 바와 같으므로 그 설명은 생략한다.

시공중에는, 트랜싯(7)에 의해 타아겟(17)을 감시하고, 중심위치가 어긋났을 경우에는 스크류샤프트(44)를 역회전시키고 케이싱(42)을 회전시켜 편심플랜지(40)를 회전시키며 편심위치를 변경시켜서 굴진방향을 바꾼다.

이상, 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명은, 상기한 바와같은 구성으로 했으므로 커터구동용 스크류샤프트를 굴삭방향으로 회전시키므로써 굴진하고, 굴삭방향에 대하여 역회전시키므로써 커터의 편심방향을 변경시켜서 굴진방향을 변경하여 목적하는 방향으로 굴진할 수가 있다.

상기한 바와같이 본 발명의 추진기는 굴진방향을 변경시키는데에 스크류케이스를 회전시킬 필요가 없으므로 회전력이 작아도 된다. 또, 커터헤드 요동방식과는 달라서, 유압장치나 배관은 필요없으므로 매설관을 연결시킬때마다, 유압호스 혹은 전기배선을 연결시킬 필요가 없다.

따라서 구조가 간단하고 조작도 용이하므로 작업시간도 짧아서 경제적인 소구경관 추진기의 굴진방향 제어방법과 그 장치를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 선도체(10)의 선단에 그 선도체(10)의 중심축에 대하여 커터헤드의 중심축이 편심하는 위치에 회전가능하게 지지된 커터헤드(14)를 설치하여서 방향제어를 하면서 굴진하는 소구경관 추진기의 굴진방향제어방법에 있어서, 상기한 커터헤드(14)의 구동축이 굴진하는 경우에는 역회전할때, 상기한 커터헤드(14)의 편심위치를 바꾸어서 굴진방향을 제어하는 것을 특징으로 하는 소구경관 추진기의 굴진방향제어방법.
2. 선도체(10)의 선단에 그 선도체(10)의 중심축에 대하여 커터헤드(14)의 중심축이 편심하는 위치에 회전가능하게 지지된 커터헤드(14)를 설치해서 방향제어를 하면서 굴진하는 소구경관 추진기의 굴진방향제어방법에 있어서, (가) 상기한 커터헤드의 구동용 겸, 토사배출용의 샤프트(13) 및 샤프트(15)에 의하여 회전가능하게 지지되고, (나) 또한, 선도체(10)와 상기한 샤프트(13)에 조정가능하게 지지된 커터헤드 편심기구에 의하여, 그 선도체(10) 중심축에 대하여 커터헤드(14)의 중심축이 편심되는 위치에 지지되는 커터헤드(14)와, (다) 상기한 커터헤드 편심기구와 샤프트(13)의 사이에 설치되어 있는 일방향클러치(20)와, (라) 상기한 일방향클러치(20)는, 굴진방향과는 역방향회전망을 샤프트(13)로부터 커터헤드(14)의 편심기구에 전달하는 일방향클러치(20)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 추진방향제어장치.
3. 제2항에 있어서, 커터헤드 편심기구는, 편심플랜지(12)로서 그 내부경으로 샤프트(13)를 회전가능하게 지지하고, 그 외부경으로 선도체(10)에 회전가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 소구경관 추진기의 굴진방향제어장치.