JP3719849B2 - 小口径推進機の先導管 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設管を敷設し、発進立坑側に引き戻し可能な小口径推進機の先導管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小口径推進機を用いて地中に埋設管を敷設する場合は、予め設定された敷設予定線上に発進立坑および到達立坑を構築して、発進立坑に設置した元押装置により到達立坑に向けて先導管を推進させる。この先導管の後端部に埋設管を固着し、この埋設管の後端面を元押装置にて押圧し、順次埋設管を接続して推進させて敷設した後、到達立坑から先導管を回収していた。
【０００３】
このような小口径推進機では先導管が到達立坑に到達するまで回収不能であり、到達立坑が構築できない場合には埋設管の敷設ができないため、特開平７−２６９２８４号公報および特開平９−１４４４８５号公報において、前記先導管が埋設管内を経て発進立坑側に回収可能に構成された小口径推進機が提案されている。
【０００４】
前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００においては、図６に示されるように圧裂型ビット１０１が保持部材１０２に保持されて外筒管１０３にヒンジ１０４で揺動自在に取り付けられており、内筒１０５を前方に移動させることにより前記圧裂型ビット１０１の保持部材１０２の後端部と外筒管１０３との間に挿入されるくさび状スライダ１０６が内筒管１０７の先端に設けられている。前記圧裂型ビット１０１は、前記くさび状スライダ１０６が完全に挿入されて外側に開いた状態で支持され、前記内筒１０５が後方に移動されることにより圧裂型ビット１０１の支持が解かれる。この小口径推進機１００は、圧裂型ビット１０１の支持が解かれた状態で発進立坑側に引き戻すように構成されている。また、この小口径推進機１００は、内筒１０５全体が回転して掘削物が前面の開口部１０８から取り込まれるようにされている。
【０００５】
前記特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１１０においては、図７に示されるように先端に外周ビット１１１が取り付けられているとともに、カッタヘッド１１２を回転させたときの前記外周ビット１１１の軌跡が外筒１１３の外径と略等しいかもしくは該外径以上となる長さで、かつ前記カッタヘッド１１２の半径方向に屈曲可能なスポーク１１４が複数本配置されている。この小口径掘進機１１０は、掘進後にスポーク１１４を屈折させて管との干渉を回避して該管の内部を通って発進立坑側に引き戻すように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００では、前記圧裂型ビット１０１により小割りにされた土砂等が前面の開口部１０８から取り込まれる構造とされているため、水や奮発のある地層で使用不可能であり使用可能地層が限られるという問題点がある。また、この小口径推進機１００においては、内筒１０５全体が回転し揺動不可能であるため、方向修正が行えないという問題点がある。さらに、掘削された土砂が開口部１０８より直接取り込まれるため、内筒内に土砂が貯溜している状態では発進立坑内への引き戻しは不可能であるという問題点がある。
【０００７】
一方、前記特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１１０では、前記スポーク１１４が屈折可能とされており、このスポーク１１４に取り付けられた外周ビット１１１により土砂の掘削を行うようにされているため、レキ質層の掘削には不適であるとともに、カッタヘッド１１２の構造が非常に複雑であるという問題点がある。また、方向修正を行う際には、スポーク１１４が屈折してしまうためその方向修正が困難であるという問題点がある。さらに、一度発進立坑側に引き戻されると再び元の状態に戻すことが不可能であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、砂礫層や硬質土質から軟弱土質と広範囲の土質に応じて推進させることができ、敷設された埋設管内を通して発進立坑側へ容易に引き戻すことができるとともに、一度発進立坑側へ引き戻された後再び元の状態に戻すことが可能である小口径推進機の先導管を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、第１発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトが、前記カッタヘッド内に取り込まれた土砂を後方へ排出するスクリューシャフトであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記揺動用シャフトとしてのスクリューシャフトを摺動手段によりトンネル軸前方へ移動させることによりリンク機構によってカッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタがトンネル径方向外側へ揺動される。こうして前記ディスクカッタの最外掘削径が埋設管外径と略同一となるようにされる。一方、前記揺動用シャフトを摺動手段によりトンネル軸後方に移動させることにより、リンク機構によって前記ディスクカッタがトンネル径方向内側へ揺動される。こうして前記ディスクカッタの最外掘削径が埋設管内径と略同一もしくはそれより小さくなるようにされる。
【００１１】
本発明において、前記揺動用シャフトが前方へ移動された状態、すなわち前記ディスクカッタの最外掘削径が埋設管外径と略同一とされた状態で前記カッタヘッドを回転させて予め埋設管の敷設予定線上に構築された発進立坑から該先導管を前進させ、この先導管の後端部に埋設管を固着させる。こうして前記埋設管の後端面に順次埋設管を継ぎ足し、この先導管を推進させる。次いで、前記先導管を発進立坑側へ引き戻す際には、前記揺動用シャフトが摺動手段により後方へ引き戻され、リンク機構によってディスクカッタがトンネル径方向内側に揺動され、その最外掘削径が埋設管内径と略同一もしくはそれより小さくなるようにされて先導管全体が前記埋設管の内径より小さくされる。この後、前記先導管が発進立坑側へ引き戻されることにより、前記埋設管内を通して発進立坑内へ回収される。
また、本発明においては、発進立坑内へ回収された先導管を前記埋設管内を通して元の位置に配置させ、前記揺動用シャフトを前方へ摺動させてディスクカッタを揺動させてカッタヘッドを回転させることにより、再び推進作業を行うことができる。
【００１２】
本発明によれば、ディスクカッタの最外掘削径を埋設管の外径と略同一にした状態で推進作業を行えるため、土砂圧密による推進抵抗の増大がなく砂礫層等の硬質土層でも確実に埋設管の敷設作業を行うことができる効果を奏する。また、先導管のみを敷設された埋設管内を通して発進立坑へ回収でき、到達立坑を構築する必要がないため、埋設管敷設に必要なコストを大幅に低減させることができる。
また、本発明によれば、推進途中に先導管を回収することが可能であり、ディスクカッタ交換等の機械メンテナンスや障害物除去作業を行うことができるため、到達立坑を設けることなく長距離推進が可能となる。
さらに、本発明によれば、カッタヘッド内に油圧ジャッキ等を組み込む必要がなく構造を簡易にしてディスクカッタを揺動させることができるため、カッタヘッド内に取り込まれる土砂の流動を疎外することなく、推進効率を向上させることができる効果を奏する。また、推進中万一の閉塞に対しても、前記揺動用シャフトを前後スライドさせてディスクカッタを揺動させることにより、カッタヘッド内を攪拌して対処することができる効果を奏する。また、スクリューシャフトを用いてディスクカッタを揺動させているので、構造がシンプルになり、推進径が小さい場合であっても対応することができる。
【００１３】
次に、第２発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記支持部材が前記カッタヘッドのチャンバ内壁に沿うように配置され、この支持部材を受支するストッパが推進方向に対して垂直な支持部材当接面を有することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、推進作業中に受ける推進力を前記支持部材の推力伝達面で受けることができるため、前記支持部材の支持部および前記ディスクカッタのリンク機構に高負荷がかかることがなく、信頼性を向上させることができる効果を奏する。
【００１５】
また、第３発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトと前記リンク機構とが、相対回転を許容するジョイントを介して連結されることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、揺動用シャフトの前後方向の動きのみがリンク機構に伝達されてディスクカッタを揺動させることができ、シンプルな構造でカッタヘッドの回転と揺動用シャフトの回転とを独立駆動とすることができる。
【００１７】
さらに、第４発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトが、前記カッタヘッド内に取り込まれた土砂を後方へ排出するスクリューシャフトであり、
前記支持部材が前記カッタヘッドのチャンバ内壁に沿うように配置され、この支持部材を受支するストッパが推進方向に対して垂直な支持部材当接面を有し、
前記揺動用シャフトと前記リンク機構とが、相対回転を許容するジョイントを介して連結されることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、前記第１発明〜第３発明における効果を併せ持つことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による小口径推進機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１には本発明の一実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図が示されている。
【００２１】
本実施例の小口径推進機の先導管１においては、その後方に順次敷設される埋設管２の内径に比べて外径が小さく設定された胴部３が設けられており、この胴部３は前胴３ａと後胴３ｂとに分割され、これら前胴３ａおよび後胴３ｂは図示されない揺動ジャッキにより揺動部４にて揺動自在に連結されている。この前胴３の推進方向前方には、前面に複数のディスクカッタ５を有するカッタヘッド６が設けられ、このカッタヘッド６後部のバルクヘッド７と前記ディスクカッタ５との間に外部から土砂等を取り込むチャンバ８が設けられている。また、前記カッタヘッド６は前胴３ａ内に設けられるカッタヘッド駆動部６ａにより、前記前胴３ａに対して回転自在に支承されている。前記先導管１は、図示されない発進立坑内に配設される元押装置（図示省略）により、後方に順次敷設される埋設管２の後端面が押圧されて、推進力が得られる構造とされている。なお、図１において、小口径推進機の先導管１は前後２分割されて記載されている。
【００２２】
前記胴部３およびカッタヘッド６の内部で、かつトンネル中心軸には、前記チャンバ８内に取り込まれた土砂を排出するスクリューシャフト（本発明における揺動用シャフトに相当する。）９，このスクリューシャフト９の外周面に突設されるスクリュー１０およびこれらのケーシング１１からなる排土装置１２が設けられている。前記スクリューシャフト９は、その後端に取り付けられる駆動モータ１３により軸心周りに回転自在とされている。前記排土装置１２は後胴３ｂよりやや後方まで延設されており、この排土装置１２の後方下部にはバキューム排土管１２ａが取り付けられ、このバキューム排土管１２ａにより前記スクリュー１０等にて搬送された土砂がさらに後方へ搬送されるようになっている。
【００２３】
本実施例においては、前記複数のディスクカッタ５のうち、前記カッタヘッド６の外周部に配設されるディスクカッタ５の外周側が、カッタヘッド６の内壁に沿うように断面略Ｌ字形の支持部材１４の先端部に支持されている。また、この支持部材１４の基端部は、前記バルクヘッド７に前方に向けて突設されているブラケット１５にピン１６を介して揺動自在に軸支されている。前記バルクヘッド７には、前記ディスクカッタ５の最外掘削径が前記埋設管２の外径と略同一となる位置まで揺動させたときの前記支持部材１４の背面を接当させて、その位置を保持させるストッパ１６が付設されている。また、このストッパ１６前面の最外部には、前記支持部材１４がストッパ１６に接当されていない状態のときにこの支持部材１４の背面にトンネル坑壁からの砂礫が入り込まないように礫噛み込み防止ゴム１７が突設されている。
【００２４】
一方、前記ディスクカッタ５のカッタヘッド６中心側には、ピン１８ａによりリンク部材１８が回動自在に軸支されており、このリンク部材１８の他端がピン１８ｂによりカッタヘッド６の前面中心に配置されるシャフト１９の外周に沿って前後に摺動するスライドケース２０に半径方向に突設されるブラケット２１に回動自在に軸支されている。このスライドケース２０の後端には、両端が球状にされたジョイント２２の先端が組み込まれており、このジョイント２２の後端は前記スクリューシャフト９の先端に組み込まれている。こうして前記スライドケース２０とスクリューシャフト９とが連結され、前記スクリューシャフト９の前後方向の動きのみが前記スライドケース２０に伝達され、カッタヘッド６の回転とスクリューシャフト９の回転とがそれぞれ独立駆動可能な構造とされている。
【００２５】
本実施例においては、前記排土装置１２後方に前記スクリューシャフト９を後方（発進立坑側）に引き戻す摺動機構（本発明における摺動手段に相当する。）２３が設けられている。この摺動機構２３は、その断面図（Ａ視）が図２に示されるように、前記ケーシング１１の後方が前ケーシング１１ａおよび後ケーシング１１ｂに分割にされ、後ケーシング１１ｂが前ケーシング１１ａに嵌挿されている。これら前ケーシング１１ａおよび後ケーシング１１ｂは、これらの外周に設けられる油圧ジャッキ２４により連結されており、この油圧ジャッキ２４の伸縮により前記後ケーシング１１ｂが前後方向に摺動される。この後ケーシング１１ｂに前記スクリューシャフト９後端部が一体とされているため、前記油圧ジャッキ２４の伸長に伴ってスクリューシャフト９が発進立坑側へ引き戻される。また、前記前後ケーシング１１ａ，１１ｂは、その連結部側面に前記摺動を案内するトルク反力受けピン２５がそれぞれを連結するように設けられている。
【００２６】
また、本実施例においては、胴部３が外筒２６および内筒２７を有しており、これら外筒２６および内筒２７はそれぞれの前後端部で連結されている。この外筒２６の外周は、埋設管２の先端に推力伝達部材２８を介して接続される鞘筒２ａにより覆われており、この推力伝達部材２８には全周に凹状の溝部２８ａが設けられている。また、前記外筒２６および内筒２７の後端部には推力伝達機構２９が設けられている。
【００２７】
前記推力伝達機構２９は、図３にその後方側面図（図１Ｂ−Ｂ線断面図）が示されるように、２つの鎌状の推力受け部材３０ａ，３０ｂが上下方向に向き合うように配置されている。これら推力受け部材３０ａ，３０ｂは、一端がピン３１により回動自在に連結され、他端がシリンダ３２により接離自在に接続されている。前記推力受け部材３０ａ，３０ｂは、前記推力伝達部材２８の溝部２８ａの対向位置に配置されており、前記シリンダ３２が伸長されることにより前記ピン３１を中心に推力受け部材３０ａ，３０ｂが回動して前記溝部２８ａ内に挿入されて前記推力伝達部材２８に連結される（図３実線）。一方、前記シリンダ３２が収縮されることにより前記推力受け部材２８が逆方向に回動されて、前記推力伝達部材２８との連結が解かれる（図３二点鎖線）。
【００２８】
このように構成される小口径推進機の先導管１においては、前記油圧ジャッキ２４を収縮させるようにしてスクリューシャフト９を前方に押し付け、このスクリューシャフト９の先端に取り付けられているジョイント２２を介して前記スライドケース２０を前方に押し付ける。このスライドケース２０に突設されるブラケット２１は、前記リンク部材１８を介して支持部材１４をストッパ１６に当接するまでディスクカッタ５を揺動させる。また、前記推力伝達機構２９においてシリンダ３２を伸長させて推力受け部材３０ａ，３０ｂを推力伝達部材２８の溝部２８ａに連結させる。
【００２９】
前記ディスクカッタ５の最外掘削径が埋設管２と略同一となるようにさせた状態で、前記前胴３ａ内に設けられるカッタヘッド駆動部６ａにより前記カッタヘッド６が回転され、前記元押装置により埋設管２の後端面に押圧力が付加されて前記伝達機構２９を介して先導管１に推進力が伝達される。こうして前記先導管１が前進する際に、ディスクカッタ５により掘削された土砂は前記チャンバ８内に取り込まれ、前記駆動モータ１３によりスクリューシャフト９およびスクリュー１０を回転させることにより排土装置１２を経てバキューム排土管１２ａに取り込まれて発進立坑側へ搬送される。こうして前記先導管１が前進され、前記埋設管２の後端に順次新しい埋設管が継ぎ足され、埋設管の敷設予定長に達するまで推進作業が行われる。
【００３０】
前記推進作業が終了した時点で、前記油圧ジャッキ２４を伸長させて後ケーシング１１ｂを前ケーシング１１ａに対して発進立坑側へ摺動させることにより、この後ケーシング１１ｂに固定されるスクリューシャフト９が引き戻され、このスクリューシャフト９の引き戻しに伴って前記スライドケース２０が発進立坑側へ引き戻される。
【００３１】
図４には、このスライドケース２０の引き戻しにより前記ディスクカッタ５がカッタヘッド６中心側（トンネル径方向内側）へ揺動される状態を順次説明する模式図が示されている。図示されるように前記スライドケース２０が引き戻される際に、前記スライドケース２０に突設されているブラケット２１にピン１８ｂにより軸支されているリンク部材１８が回動されつつ発進立坑側へ引き戻される。このリンク部材１８の引き戻しにより、リンク部材１８に連結される前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６中心側に引込む力が付加される。こうして前記ディスクカッタ５は、支持部材１４基端部のピン１６を中心としてカッタヘッド６中心側に揺動して、その最外掘削径が前記埋設管２の内径と略同一もしくはそれより小さくなる。
【００３２】
次いで、前記推力伝達機構２９においてシリンダ３２を収縮させ、推力受け部材３０ａ，３０ｂを推力伝達部材２８の溝部２８ａから離脱させて、前記推力受け部材３０ａ，３０ｂと推力伝達部材２８との連結を解くようにする。
【００３３】
こうして先導管１は、その外径が埋設管２の内径より小さくされるとともに、埋設管２との連結が解かれて発進立坑側に引き戻されることにより、後方に敷設されていた埋設管２内を通り抜けて発進立坑へ回収される。
【００３４】
本実施例においては、例えば障害物除去やディスクカッタの交換等の機械メンテナンス等により推進途中に先導管１を発進立坑側へ回収することができる。前述のように先導管１が発進立坑側へ回収された後、前記障害物除去，機械メンテナンス等の処理が施されて、再び先導管１が埋設管２内を通り抜けて元の位置に配置される。この後、前記推力受け部材３０ａ，３０ｂをシリンダ３２により拡張させ、溝部２８ａに挿入させて推力伝達部材２８と連結させる。
【００３５】
次いで、前記揺動機構２３の油圧ジャッキ２４を収縮させて前記スクリューシャフト９を前方に押し付けるようにして、前記スライドケース２０およびこれに突設されているブラケット２１を前方に移動させて、このブラケット２１に軸支されるリンク部材１８を介して前記ディスクカッタ５に径方向外周側への張り出し力を付加する。こうして前記ディスクカッタ５を支持する支持部材１４がストッパ１６に当接するまで揺動され、前記ディスクカッタ５の最外掘削径が前記埋設管２の外径と略同一となるようにされた状態で前記カッタヘッド６を回転させつつ前進させることにより再び推進が可能となる。
【００３６】
本実施例によれば、ディスクカッタ５の最外掘削径を埋設管２の外径と略同一にした状態で掘削作業を行えるため、土砂圧密による推進抵抗の増大がなく砂礫層等の硬質土層でも確実に埋設管の敷設作業を行うことができる効果を奏する。また、先導管１を敷設された埋設管２内を通して発進立坑へ回収でき、構築した埋設管をも引き戻す必要がなく、さらに到達立坑を構築する必要がないため大幅にコストを低減させることができる。
【００３７】
また、本実施例によれば、推進途中に先導管１を回収することが可能であり、ディスクカッタ交換等の機械メンテナンスや障害物除去作業を行うことができるため、到達立坑を設けることなく長距離推進が可能となる。また、胴部が分割され揺動可能な構成とされているため、方向修正を容易に行うことができる。
【００３８】
本実施例によれば、カッタヘッド６内の構造を簡易にできるため、カッタヘッド６内の土砂の流動を疎外することなく、推進効率を向上させることができる効果を奏する。
【００３９】
本実施例によれば、前記ディスクカッタ５を揺動させる揺動機構２３が遠隔操作可能な構造で後胴３ｂ後方に配置されているため、メンテナンスが容易である。また、推進中万一の閉塞に対しても、スクリューシャフト９およびスクリュー１０を前後スライドさせたり、ディスクカッタ５を揺動させてチャンバ８や排土装置１２内を攪拌することにより対処することができる効果を奏する。
【００４０】
本実施例においては、排土装置１２のスクリューシャフト９を前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタ５を揺動させるような構造とされているが、これに限らず、例えばスクリューシャフトの内部に同軸に先端が球状の揺動用シャフト（図示省略）を備え、この揺動用シャフトの先端を前記スライドケースに連結させるようにしてもよい。こうして前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより、スライドケースを前後方向に移動させることができ、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
本実施例においては、後胴が外筒および内筒により覆われているが、これに限らず、外筒もしくは内筒のみで覆われていればよい。
【００４２】
本実施例の別実施例に係る小口径推進機の先導管４１においては、その縦断面図が図５に示されるように、前胴３ａおよび後胴（図示省略）のトンネル軸に沿って送泥管４２および排泥管４３が設けられており、先導管４１中心部に先端が球状のシャフト４４が配置されている。このシャフト４４は、その先端がスライドケース２０に連結され、後端がこのシャフト４４を前後方向に摺動させる油圧ジャッキ４５に連結されている。その他の構成は、本実施例と同様である。なお、図５は、小口径推進機の先導管４１の前胴３ａより前方のみを示している。
【００４３】
このように構成される小口径推進機の先導管４１においては、前記油圧ジャッキ４５が伸長されてスライドケース２０を前方に押し付けられた状態で、支持部材１４に支持されるディスクカッタ５をその最外掘削径が埋設管２の外径と略同一となる位置まで揺動される。こうしてカッタヘッド６を回転させつつ前進させて、先導管４１が推進される。前記カッタヘッド６内に取り込まれた土砂は、前記送泥管４２からカッタヘッド６内に送り込まれる泥水とともに、排泥管４３を経て発進立坑側へ搬送される。こうして前記先導管４１が前進され、前記埋設管２の後端に順次新しい埋設管が継ぎ足され、埋設管の敷設予定長に達するまで推進作業が行われる。
【００４４】
前記推進作業が終了した時点、もしくは推進中に発進立坑側へ先導管４１を回収する際には、前記油圧ジャッキ４５が収縮されることによりスライドケース２０が引き戻されて、前述と同様にディスクカッタ５がカッタヘッド６中心側径方向に引込まれる。こうしてディスクカッタ５の最外掘削径が埋設管２の内径と略同一もしくはそれより小さくされた状態で、前記先導管４１が敷設された埋設管２内を通り抜けて発進立坑側へ回収される。
【００４５】
また、前記発進立坑側へ回収された先導管４１は、埋設管２内を通して元の位置に戻されて、前記油圧ジャッキ４５を伸長させることによりスライドケース２０が前方へ押し付けられて再びディスクカッタ５をその最外掘削径が埋設管２の外径と略同一となる位置まで揺動されて、推進作業を行うことができる。こうして前述と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る小口径推進機の先導管１の縦断面図である。
【図２】図２は、本実施例の摺動機構を説明する平面視縦断面図（ａ）（ｂ）である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、本実施例のディスクカッタがトンネル径方向内側へ揺動される状態を順次説明する模式図である。
【図５】図５は、本実施例の別実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図６】図６は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図７】図７は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【符号の説明】
１，４１ 小口径推進機の先導管
２ 埋設管
３ 胴部
３ａ 前胴
３ｂ 後胴
４ 揺動部
５ ディスクカッタ
６ カッタヘッド
７ バルクヘッド
８ チャンバ
９ スクリューシャフト
１０ スクリュー
１１ ケーシング
１２ 排土装置
１２ａ バキューム排土管
１３ 駆動モータ
１４ 支持部材
１５ ブラケット
１６ ストッパ
１７ 礫噛み込み防止ゴム
１８ リンク部材
１９ シャフト
２０ スライドケース
２１ ブラケット
２２ ジョイント
２３ 摺動機構
２４，４５ 油圧ジャッキ
２５ トルク反力受けピン
２６ 外筒
２７ 内筒
２８ 推力伝達部材
２９ 推力伝達機構
３０ａ，３０ｂ 推力受け部材
３１ ピン
４２ 送泥管
４３ 排泥管
４４ 揺動用シャフト
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設管を敷設し、発進立坑側に引き戻し可能な小口径推進機の先導管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、小口径推進機を用いて地中に埋設管を敷設する場合は、予め設定された敷設予定線上に発進立坑および到達立坑を構築して、発進立坑に設置した元押装置により到達立坑に向けて先導管を推進させる。この先導管の後端部に埋設管を固着し、この埋設管の後端面を元押装置にて押圧し、順次埋設管を接続して推進させて敷設した後、到達立坑から先導管を回収していた。
【０００３】
このような小口径推進機では先導管が到達立坑に到達するまで回収不能であり、到達立坑が構築できない場合には埋設管の敷設ができないため、特開平７−２６９２８４号公報および特開平９−１４４４８５号公報において、前記先導管が埋設管内を経て発進立坑側に回収可能に構成された小口径推進機が提案されている。
【０００４】
前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００においては、図６に示されるように圧裂型ビット１０１が保持部材１０２に保持されて外筒管１０３にヒンジ１０４で揺動自在に取り付けられており、内筒１０５を前方に移動させることにより前記圧裂型ビット１０１の保持部材１０２の後端部と外筒管１０３との間に挿入されるくさび状スライダ１０６が内筒管１０７の先端に設けられている。前記圧裂型ビット１０１は、前記くさび状スライダ１０６が完全に挿入されて外側に開いた状態で支持され、前記内筒１０５が後方に移動されることにより圧裂型ビット１０１の支持が解かれる。この小口径推進機１００は、圧裂型ビット１０１の支持が解かれた状態で発進立坑側に引き戻すように構成されている。また、この小口径推進機１００は、内筒１０５全体が回転して掘削物が前面の開口部１０８から取り込まれるようにされている。
【０００５】
前記特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１１０においては、図７に示されるように先端に外周ビット１１１が取り付けられているとともに、カッタヘッド１１２を回転させたときの前記外周ビット１１１の軌跡が外筒１１３の外径と略等しいかもしくは該外径以上となる長さで、かつ前記カッタヘッド１１２の半径方向に屈曲可能なスポーク１１４が複数本配置されている。この小口径掘進機１１０は、掘進後にスポーク１１４を屈折させて管との干渉を回避して該管の内部を通って発進立坑側に引き戻すように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特開平７−２６９２８４号公報に記載の小口径推進機１００では、前記圧裂型ビット１０１により小割りにされた土砂等が前面の開口部１０８から取り込まれる構造とされているため、水や奮発のある地層で使用不可能であり使用可能地層が限られるという問題点がある。また、この小口径推進機１００においては、内筒１０５全体が回転し揺動不可能であるため、方向修正が行えないという問題点がある。さらに、掘削された土砂が開口部１０８より直接取り込まれるため、内筒内に土砂が貯溜している状態では発進立坑内への引き戻しは不可能であるという問題点がある。
【０００７】
一方、前記特開平９−１４４４８５号公報に記載の小口径推進機１１０では、前記スポーク１１４が屈折可能とされており、このスポーク１１４に取り付けられた外周ビット１１１により土砂の掘削を行うようにされているため、レキ質層の掘削には不適であるとともに、カッタヘッド１１２の構造が非常に複雑であるという問題点がある。また、方向修正を行う際には、スポーク１１４が屈折してしまうためその方向修正が困難であるという問題点がある。さらに、一度発進立坑側に引き戻されると再び元の状態に戻すことが不可能であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、砂礫層や硬質土質から軟弱土質と広範囲の土質に応じて推進させることができ、敷設された埋設管内を通して発進立坑側へ容易に引き戻すことができるとともに、一度発進立坑側へ引き戻された後再び元の状態に戻すことが可能である小口径推進機の先導管を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、第１発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトが、前記カッタヘッド内に取り込まれた土砂を後方へ排出するスクリューシャフトであることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、前記揺動用シャフトとしてのスクリューシャフトを摺動手段によりトンネル軸前方へ移動させることによりリンク機構によってカッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタがトンネル径方向外側へ揺動される。こうして前記ディスクカッタの最外掘削径が埋設管外径と略同一となるようにされる。一方、前記揺動用シャフトを摺動手段によりトンネル軸後方に移動させることにより、リンク機構によって前記ディスクカッタがトンネル径方向内側へ揺動される。こうして前記ディスクカッタの最外掘削径が埋設管内径と略同一もしくはそれより小さくなるようにされる。
【００１１】
本発明において、前記揺動用シャフトが前方へ移動された状態、すなわち前記ディスクカッタの最外掘削径が埋設管外径と略同一とされた状態で前記カッタヘッドを回転させて予め埋設管の敷設予定線上に構築された発進立坑から該先導管を前進させ、この先導管の後端部に埋設管を固着させる。こうして前記埋設管の後端面に順次埋設管を継ぎ足し、この先導管を推進させる。次いで、前記先導管を発進立坑側へ引き戻す際には、前記揺動用シャフトが摺動手段により後方へ引き戻され、リンク機構によってディスクカッタがトンネル径方向内側に揺動され、その最外掘削径が埋設管内径と略同一もしくはそれより小さくなるようにされて先導管全体が前記埋設管の内径より小さくされる。この後、前記先導管が発進立坑側へ引き戻されることにより、前記埋設管内を通して発進立坑内へ回収される。
また、本発明においては、発進立坑内へ回収された先導管を前記埋設管内を通して元の位置に配置させ、前記揺動用シャフトを前方へ摺動させてディスクカッタを揺動させてカッタヘッドを回転させることにより、再び推進作業を行うことができる。
【００１２】
本発明によれば、ディスクカッタの最外掘削径を埋設管の外径と略同一にした状態で推進作業を行えるため、土砂圧密による推進抵抗の増大がなく砂礫層等の硬質土層でも確実に埋設管の敷設作業を行うことができる効果を奏する。また、先導管のみを敷設された埋設管内を通して発進立坑へ回収でき、到達立坑を構築する必要がないため、埋設管敷設に必要なコストを大幅に低減させることができる。
また、本発明によれば、推進途中に先導管を回収することが可能であり、ディスクカッタ交換等の機械メンテナンスや障害物除去作業を行うことができるため、到達立坑を設けることなく長距離推進が可能となる。
さらに、本発明によれば、カッタヘッド内に油圧ジャッキ等を組み込む必要がなく構造を簡易にしてディスクカッタを揺動させることができるため、カッタヘッド内に取り込まれる土砂の流動を疎外することなく、推進効率を向上させることができる効果を奏する。また、推進中万一の閉塞に対しても、前記揺動用シャフトを前後スライドさせてディスクカッタを揺動させることにより、カッタヘッド内を攪拌して対処することができる効果を奏する。また、スクリューシャフトを用いてディスクカッタを揺動させているので、構造がシンプルになり、推進径が小さい場合であっても対応することができる。
【００１３】
次に、第２発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記支持部材が前記カッタヘッドのチャンバ内壁に沿うように配置され、この支持部材を受支するストッパが推進方向に対して垂直な支持部材当接面を有することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、推進作業中に受ける推進力を前記支持部材の推力伝達面で受けることができるため、前記支持部材の支持部および前記ディスクカッタのリンク機構に高負荷がかかることがなく、信頼性を向上させることができる効果を奏する。
【００１５】
また、第３発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトと前記リンク機構とが、相対回転を許容するジョイントを介して連結されることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、揺動用シャフトの前後方向の動きのみがリンク機構に伝達されてディスクカッタを揺動させることができ、シンプルな構造でカッタヘッドの回転と揺動用シャフトの回転とを独立駆動とすることができる。
【００１７】
さらに、第４発明による小口径推進機の先導管は、
外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトが、前記カッタヘッド内に取り込まれた土砂を後方へ排出するスクリューシャフトであり、
前記支持部材が前記カッタヘッドのチャンバ内壁に沿うように配置され、この支持部材を受支するストッパが推進方向に対して垂直な支持部材当接面を有し、
前記揺動用シャフトと前記リンク機構とが、相対回転を許容するジョイントを介して連結されることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明によれば、前記第１発明〜第３発明における効果を併せ持つことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による小口径推進機の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１には本発明の一実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図が示されている。
【００２１】
本実施例の小口径推進機の先導管１においては、その後方に順次敷設される埋設管２の内径に比べて外径が小さく設定された胴部３が設けられており、この胴部３は前胴３ａと後胴３ｂとに分割され、これら前胴３ａおよび後胴３ｂは図示されない揺動ジャッキにより揺動部４にて揺動自在に連結されている。この前胴３の推進方向前方には、前面に複数のディスクカッタ５を有するカッタヘッド６が設けられ、このカッタヘッド６後部のバルクヘッド７と前記ディスクカッタ５との間に外部から土砂等を取り込むチャンバ８が設けられている。また、前記カッタヘッド６は前胴３ａ内に設けられるカッタヘッド駆動部６ａにより、前記前胴３ａに対して回転自在に支承されている。前記先導管１は、図示されない発進立坑内に配設される元押装置（図示省略）により、後方に順次敷設される埋設管２の後端面が押圧されて、推進力が得られる構造とされている。なお、図１において、小口径推進機の先導管１は前後２分割されて記載されている。
【００２２】
前記胴部３およびカッタヘッド６の内部で、かつトンネル中心軸には、前記チャンバ８内に取り込まれた土砂を排出するスクリューシャフト（本発明における揺動用シャフトに相当する。）９，このスクリューシャフト９の外周面に突設されるスクリュー１０およびこれらのケーシング１１からなる排土装置１２が設けられている。前記スクリューシャフト９は、その後端に取り付けられる駆動モータ１３により軸心周りに回転自在とされている。前記排土装置１２は後胴３ｂよりやや後方まで延設されており、この排土装置１２の後方下部にはバキューム排土管１２ａが取り付けられ、このバキューム排土管１２ａにより前記スクリュー１０等にて搬送された土砂がさらに後方へ搬送されるようになっている。
【００２３】
本実施例においては、前記複数のディスクカッタ５のうち、前記カッタヘッド６の外周部に配設されるディスクカッタ５の外周側が、カッタヘッド６の内壁に沿うように断面略Ｌ字形の支持部材１４の先端部に支持されている。また、この支持部材１４の基端部は、前記バルクヘッド７に前方に向けて突設されているブラケット１５にピン１６を介して揺動自在に軸支されている。前記バルクヘッド７には、前記ディスクカッタ５の最外掘削径が前記埋設管２の外径と略同一となる位置まで揺動させたときの前記支持部材１４の背面を接当させて、その位置を保持させるストッパ１６が付設されている。また、このストッパ１６前面の最外部には、前記支持部材１４がストッパ１６に接当されていない状態のときにこの支持部材１４の背面にトンネル坑壁からの砂礫が入り込まないように礫噛み込み防止ゴム１７が突設されている。
【００２４】
一方、前記ディスクカッタ５のカッタヘッド６中心側には、ピン１８ａによりリンク部材１８が回動自在に軸支されており、このリンク部材１８の他端がピン１８ｂによりカッタヘッド６の前面中心に配置されるシャフト１９の外周に沿って前後に摺動するスライドケース２０に半径方向に突設されるブラケット２１に回動自在に軸支されている。このスライドケース２０の後端には、両端が球状にされたジョイント２２の先端が組み込まれており、このジョイント２２の後端は前記スクリューシャフト９の先端に組み込まれている。こうして前記スライドケース２０とスクリューシャフト９とが連結され、前記スクリューシャフト９の前後方向の動きのみが前記スライドケース２０に伝達され、カッタヘッド６の回転とスクリューシャフト９の回転とがそれぞれ独立駆動可能な構造とされている。
【００２５】
本実施例においては、前記排土装置１２後方に前記スクリューシャフト９を後方（発進立坑側）に引き戻す摺動機構（本発明における摺動手段に相当する。）２３が設けられている。この摺動機構２３は、その断面図（Ａ視）が図２に示されるように、前記ケーシング１１の後方が前ケーシング１１ａおよび後ケーシング１１ｂに分割にされ、後ケーシング１１ｂが前ケーシング１１ａに嵌挿されている。これら前ケーシング１１ａおよび後ケーシング１１ｂは、これらの外周に設けられる油圧ジャッキ２４により連結されており、この油圧ジャッキ２４の伸縮により前記後ケーシング１１ｂが前後方向に摺動される。この後ケーシング１１ｂに前記スクリューシャフト９後端部が一体とされているため、前記油圧ジャッキ２４の伸長に伴ってスクリューシャフト９が発進立坑側へ引き戻される。また、前記前後ケーシング１１ａ，１１ｂは、その連結部側面に前記摺動を案内するトルク反力受けピン２５がそれぞれを連結するように設けられている。
【００２６】
また、本実施例においては、胴部３が外筒２６および内筒２７を有しており、これら外筒２６および内筒２７はそれぞれの前後端部で連結されている。この外筒２６の外周は、埋設管２の先端に推力伝達部材２８を介して接続される鞘筒２ａにより覆われており、この推力伝達部材２８には全周に凹状の溝部２８ａが設けられている。また、前記外筒２６および内筒２７の後端部には推力伝達機構２９が設けられている。
【００２７】
前記推力伝達機構２９は、図３にその後方側面図（図１Ｂ−Ｂ線断面図）が示されるように、２つの鎌状の推力受け部材３０ａ，３０ｂが上下方向に向き合うように配置されている。これら推力受け部材３０ａ，３０ｂは、一端がピン３１により回動自在に連結され、他端がシリンダ３２により接離自在に接続されている。前記推力受け部材３０ａ，３０ｂは、前記推力伝達部材２８の溝部２８ａの対向位置に配置されており、前記シリンダ３２が伸長されることにより前記ピン３１を中心に推力受け部材３０ａ，３０ｂが回動して前記溝部２８ａ内に挿入されて前記推力伝達部材２８に連結される（図３実線）。一方、前記シリンダ３２が収縮されることにより前記推力受け部材２８が逆方向に回動されて、前記推力伝達部材２８との連結が解かれる（図３二点鎖線）。
【００２８】
このように構成される小口径推進機の先導管１においては、前記油圧ジャッキ２４を収縮させるようにしてスクリューシャフト９を前方に押し付け、このスクリューシャフト９の先端に取り付けられているジョイント２２を介して前記スライドケース２０を前方に押し付ける。このスライドケース２０に突設されるブラケット２１は、前記リンク部材１８を介して支持部材１４をストッパ１６に当接するまでディスクカッタ５を揺動させる。また、前記推力伝達機構２９においてシリンダ３２を伸長させて推力受け部材３０ａ，３０ｂを推力伝達部材２８の溝部２８ａに連結させる。
【００２９】
前記ディスクカッタ５の最外掘削径が埋設管２と略同一となるようにさせた状態で、前記前胴３ａ内に設けられるカッタヘッド駆動部６ａにより前記カッタヘッド６が回転され、前記元押装置により埋設管２の後端面に押圧力が付加されて前記伝達機構２９を介して先導管１に推進力が伝達される。こうして前記先導管１が前進する際に、ディスクカッタ５により掘削された土砂は前記チャンバ８内に取り込まれ、前記駆動モータ１３によりスクリューシャフト９およびスクリュー１０を回転させることにより排土装置１２を経てバキューム排土管１２ａに取り込まれて発進立坑側へ搬送される。こうして前記先導管１が前進され、前記埋設管２の後端に順次新しい埋設管が継ぎ足され、埋設管の敷設予定長に達するまで推進作業が行われる。
【００３０】
前記推進作業が終了した時点で、前記油圧ジャッキ２４を伸長させて後ケーシング１１ｂを前ケーシング１１ａに対して発進立坑側へ摺動させることにより、この後ケーシング１１ｂに固定されるスクリューシャフト９が引き戻され、このスクリューシャフト９の引き戻しに伴って前記スライドケース２０が発進立坑側へ引き戻される。
【００３１】
図４には、このスライドケース２０の引き戻しにより前記ディスクカッタ５がカッタヘッド６中心側（トンネル径方向内側）へ揺動される状態を順次説明する模式図が示されている。図示されるように前記スライドケース２０が引き戻される際に、前記スライドケース２０に突設されているブラケット２１にピン１８ｂにより軸支されているリンク部材１８が回動されつつ発進立坑側へ引き戻される。このリンク部材１８の引き戻しにより、リンク部材１８に連結される前記ディスクカッタ５をカッタヘッド６中心側に引込む力が付加される。こうして前記ディスクカッタ５は、支持部材１４基端部のピン１６を中心としてカッタヘッド６中心側に揺動して、その最外掘削径が前記埋設管２の内径と略同一もしくはそれより小さくなる。
【００３２】
次いで、前記推力伝達機構２９においてシリンダ３２を収縮させ、推力受け部材３０ａ，３０ｂを推力伝達部材２８の溝部２８ａから離脱させて、前記推力受け部材３０ａ，３０ｂと推力伝達部材２８との連結を解くようにする。
【００３３】
こうして先導管１は、その外径が埋設管２の内径より小さくされるとともに、埋設管２との連結が解かれて発進立坑側に引き戻されることにより、後方に敷設されていた埋設管２内を通り抜けて発進立坑へ回収される。
【００３４】
本実施例においては、例えば障害物除去やディスクカッタの交換等の機械メンテナンス等により推進途中に先導管１を発進立坑側へ回収することができる。前述のように先導管１が発進立坑側へ回収された後、前記障害物除去，機械メンテナンス等の処理が施されて、再び先導管１が埋設管２内を通り抜けて元の位置に配置される。この後、前記推力受け部材３０ａ，３０ｂをシリンダ３２により拡張させ、溝部２８ａに挿入させて推力伝達部材２８と連結させる。
【００３５】
次いで、前記揺動機構２３の油圧ジャッキ２４を収縮させて前記スクリューシャフト９を前方に押し付けるようにして、前記スライドケース２０およびこれに突設されているブラケット２１を前方に移動させて、このブラケット２１に軸支されるリンク部材１８を介して前記ディスクカッタ５に径方向外周側への張り出し力を付加する。こうして前記ディスクカッタ５を支持する支持部材１４がストッパ１６に当接するまで揺動され、前記ディスクカッタ５の最外掘削径が前記埋設管２の外径と略同一となるようにされた状態で前記カッタヘッド６を回転させつつ前進させることにより再び推進が可能となる。
【００３６】
本実施例によれば、ディスクカッタ５の最外掘削径を埋設管２の外径と略同一にした状態で掘削作業を行えるため、土砂圧密による推進抵抗の増大がなく砂礫層等の硬質土層でも確実に埋設管の敷設作業を行うことができる効果を奏する。また、先導管１を敷設された埋設管２内を通して発進立坑へ回収でき、構築した埋設管をも引き戻す必要がなく、さらに到達立坑を構築する必要がないため大幅にコストを低減させることができる。
【００３７】
また、本実施例によれば、推進途中に先導管１を回収することが可能であり、ディスクカッタ交換等の機械メンテナンスや障害物除去作業を行うことができるため、到達立坑を設けることなく長距離推進が可能となる。また、胴部が分割され揺動可能な構成とされているため、方向修正を容易に行うことができる。
【００３８】
本実施例によれば、カッタヘッド６内の構造を簡易にできるため、カッタヘッド６内の土砂の流動を疎外することなく、推進効率を向上させることができる効果を奏する。
【００３９】
本実施例によれば、前記ディスクカッタ５を揺動させる揺動機構２３が遠隔操作可能な構造で後胴３ｂ後方に配置されているため、メンテナンスが容易である。また、推進中万一の閉塞に対しても、スクリューシャフト９およびスクリュー１０を前後スライドさせたり、ディスクカッタ５を揺動させてチャンバ８や排土装置１２内を攪拌することにより対処することができる効果を奏する。
【００４０】
本実施例においては、排土装置１２のスクリューシャフト９を前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタ５を揺動させるような構造とされているが、これに限らず、例えばスクリューシャフトの内部に同軸に先端が球状の揺動用シャフト（図示省略）を備え、この揺動用シャフトの先端を前記スライドケースに連結させるようにしてもよい。こうして前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより、スライドケースを前後方向に移動させることができ、前述と同様の作用効果を得ることができる。
【００４１】
本実施例においては、後胴が外筒および内筒により覆われているが、これに限らず、外筒もしくは内筒のみで覆われていればよい。
【００４２】
本実施例の別実施例に係る小口径推進機の先導管４１においては、その縦断面図が図５に示されるように、前胴３ａおよび後胴（図示省略）のトンネル軸に沿って送泥管４２および排泥管４３が設けられており、先導管４１中心部に先端が球状のシャフト４４が配置されている。このシャフト４４は、その先端がスライドケース２０に連結され、後端がこのシャフト４４を前後方向に摺動させる油圧ジャッキ４５に連結されている。その他の構成は、本実施例と同様である。なお、図５は、小口径推進機の先導管４１の前胴３ａより前方のみを示している。
【００４３】
このように構成される小口径推進機の先導管４１においては、前記油圧ジャッキ４５が伸長されてスライドケース２０を前方に押し付けられた状態で、支持部材１４に支持されるディスクカッタ５をその最外掘削径が埋設管２の外径と略同一となる位置まで揺動される。こうしてカッタヘッド６を回転させつつ前進させて、先導管４１が推進される。前記カッタヘッド６内に取り込まれた土砂は、前記送泥管４２からカッタヘッド６内に送り込まれる泥水とともに、排泥管４３を経て発進立坑側へ搬送される。こうして前記先導管４１が前進され、前記埋設管２の後端に順次新しい埋設管が継ぎ足され、埋設管の敷設予定長に達するまで推進作業が行われる。
【００４４】
前記推進作業が終了した時点、もしくは推進中に発進立坑側へ先導管４１を回収する際には、前記油圧ジャッキ４５が収縮されることによりスライドケース２０が引き戻されて、前述と同様にディスクカッタ５がカッタヘッド６中心側径方向に引込まれる。こうしてディスクカッタ５の最外掘削径が埋設管２の内径と略同一もしくはそれより小さくされた状態で、前記先導管４１が敷設された埋設管２内を通り抜けて発進立坑側へ回収される。
【００４５】
また、前記発進立坑側へ回収された先導管４１は、埋設管２内を通して元の位置に戻されて、前記油圧ジャッキ４５を伸長させることによりスライドケース２０が前方へ押し付けられて再びディスクカッタ５をその最外掘削径が埋設管２の外径と略同一となる位置まで揺動されて、推進作業を行うことができる。こうして前述と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る小口径推進機の先導管１の縦断面図である。
【図２】図２は、本実施例の摺動機構を説明する平面視縦断面図（ａ）（ｂ）である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図４は、本実施例のディスクカッタがトンネル径方向内側へ揺動される状態を順次説明する模式図である。
【図５】図５は、本実施例の別実施例に係る小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図６】図６は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【図７】図７は、従来の小口径推進機の先導管の縦断面図である。
【符号の説明】
１，４１ 小口径推進機の先導管
２ 埋設管
３ 胴部
３ａ 前胴
３ｂ 後胴
４ 揺動部
５ ディスクカッタ
６ カッタヘッド
７ バルクヘッド
８ チャンバ
９ スクリューシャフト
１０ スクリュー
１１ ケーシング
１２ 排土装置
１２ａ バキューム排土管
１３ 駆動モータ
１４ 支持部材
１５ ブラケット
１６ ストッパ
１７ 礫噛み込み防止ゴム
１８ リンク部材
１９ シャフト
２０ スライドケース
２１ ブラケット
２２ ジョイント
２３ 摺動機構
２４，４５ 油圧ジャッキ
２５ トルク反力受けピン
２６ 外筒
２７ 内筒
２８ 推力伝達部材
２９ 推力伝達機構
３０ａ，３０ｂ 推力受け部材
３１ ピン
４２ 送泥管
４３ 排泥管
４４ 揺動用シャフト
Claims (4)
- 外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトが、前記カッタヘッド内に取り込まれた土砂を後方へ排出するスクリューシャフトであることを特徴とする小口径推進機の先導管。 - 外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記支持部材が前記カッタヘッドのチャンバ内壁に沿うように配置され、この支持部材を受支するストッパが推進方向に対して垂直な支持部材当接面を有することを特徴とする小口径推進機の先導管。 - 外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトと前記リンク機構とが、相対回転を許容するジョイントを介して連結されることを特徴とする小口径推進機の先導管。 - 外径が埋設管内径より小さい胴部を有し、この胴部の前方にその胴部に対して回転するカッタヘッドを設け、このカッタヘッドの前面にディスクカッタを設ける小口径推進機の先導管において、
前記カッタヘッドの外周部に配置されるディスクカッタにリンク機構を介して連結され、トンネル軸方向に配置される揺動用シャフトと、
前記揺動用シャフトをトンネル軸前後方向に摺動させる摺動手段と、
前記揺動用シャフトを前後方向に摺動させることにより前記ディスクカッタをその最外掘削径が前記埋設管外径と略同一となる位置と埋設管内径より小さくなる位置との間で揺動させる際にそのディスクカッタを前記カッタヘッドに対して揺動可能に支持する支持部材とを設けてなり、
前記揺動用シャフトが、前記カッタヘッド内に取り込まれた土砂を後方へ排出するスクリューシャフトであり、
前記支持部材が前記カッタヘッドのチャンバ内壁に沿うように配置され、この支持部材を受支するストッパが推進方向に対して垂直な支持部材当接面を有し、
前記揺動用シャフトと前記リンク機構とが、相対回転を許容するジョイントを介して連結されることを特徴とする小口径推進機の先導管。
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP14331698A JP3719849B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 小口径推進機の先導管 |
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| JPH11336483A JPH11336483A (ja) | 1999-12-07 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP14331698A Expired - Fee Related JP3719849B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 小口径推進機の先導管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3719849B2 (ja) |
-
1998
- 1998-05-25 JP JP14331698A patent/JP3719849B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11336483A (ja) | 1999-12-07 |
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