方向制御削孔装置
【課題】直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮させる。
【解決手段】主管体２に対して屈曲自在とされた先端管体３を有する削孔軸１と、先端管体の前面に設けられたビット４と、先端管体３に内蔵された、ビット４を回転駆動するモータとを備え、先端管体３を主管体２に対して屈曲させた状態で、モータによりビット４を回転させつつ削孔軸１を推進させることにより、削孔軸１の削孔方向を曲げるように構成する。
【解決手段】主管体２に対して屈曲自在とされた先端管体３を有する削孔軸１と、先端管体の前面に設けられたビット４と、先端管体３に内蔵された、ビット４を回転駆動するモータとを備え、先端管体３を主管体２に対して屈曲させた状態で、モータによりビット４を回転させつつ削孔軸１を推進させることにより、削孔軸１の削孔方向を曲げるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤内の水を排水するための集水管や排水管、もしくは下水や水道水、ガス、各種ケーブル等のための地中埋設管等を非開削で地中に建て込む際等において利用される削孔技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、適宜削孔方向制御を行う削孔方法（以下、方向制御削孔ともいう）を利用して、例えば既設構造物の周囲の地表面から下部地盤に対して曲がり可能な樹脂製管を地中に建て込む工法が開発され、注目されている。
【０００３】
かかる方向制御削孔においては、図１に示すようにして削孔がなされる。すなわち、曲がり可能な削孔軸４０の先端に、軸心方向に対して傾斜した平坦な受圧面６１を有するテーパービット６０を取り付け、同図（ａ）に示すように削孔軸４０を回転させずに推進させると、テーパービット６０の受圧面６１に沿って斜めに作用する力により推進方向が変化し、削孔軸５は地中に曲線推進する。一方、削孔軸４０を回転させつつ推進させたときには、同図（ｂ）に示すように、受圧面６１に作用する力の方向が回転軸心Ｄ１周りの変化により打ち消され、直線的な推進が可能となる。
【０００４】
しかし、従来方法では、直線推進の際に曲がり易いという問題点を有していた。
【特許文献１】特開平８−１２０６６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０７８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の主たる課題は、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜請求項１記載の発明＞
基端側部分に対して屈曲自在とされた先端部を有する削孔軸と、
先端部の先端に設けられたビットと、
先端部内に内蔵され、前記ビットを回転駆動するモータとを備え、
前記先端部を前記基端側部分に対して屈曲させた状態で、前記モータにより前記ビットを回転させつつ前記削孔軸を推進させることにより、前記削孔軸の削孔方向を曲げるように構成されている、ことを特徴とする方向制御削孔装置。
【０００７】
（作用効果）
本発明では、曲線推進に際して削孔軸を屈曲させる。よって、例えば、直線推進時には直線推進に適するように先端部と基端側部分を直線状にしておき、曲線推進時には曲線推進に適した所定の角度で削孔軸の先端部を基端側部分に対して屈曲させることにより曲線推進が可能となり、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮させることができるようになる。
【０００８】
また、従来のテーパービットを用いる削孔方法では、曲線推進に際してビットを回転せずに押し込むため、ビット前方の土砂を崩さずにビット周囲に押し退けることになり、固い地盤では推進不能になることがあった。しかし、本発明では、曲線推進に際してビットを回転させるため、前方土砂の押し退け・排除を促進させることができ、従来方法では対応できないような固い地盤であっても曲線推進が可能になる。
【０００９】
さらに、従来のテーパービットでは、受圧面の角度が固定されているためにその角度に応じた曲率でしか曲線推進することができないのに対し、本発明では、削孔軸の先端部の屈曲角度を任意に設定する構成とすることも可能であり、屈曲角度を段階的あるいは連続的に変化させることも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
以上のとおり本発明によれば、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮できるようになる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
図２は、本発明に係る削孔装置の削孔軸１の先端部を示しており、この削孔軸１は、基端側部分をなす主管体２と、この主管体２の先端部に対して屈曲自在に連結された先端管体３と、先端管体３の前面に回転自在に取り付けられたビット４と、先端管体３内に内臓された、ビットを回転駆動するモータ（図示せず）とを備えている。
【００１２】
より詳細に説明すると、主管体２の先端部内には屈曲連結装置５が内蔵されている。この屈曲連結装置５は、先端管体の基端が連結される管状の取付部５ａと、この取付部５ａの周囲を取り囲むように配置され、かつ取付部５ａに対して連結軸５ｃを介して回転自由に連結されるとともに、主管体２に対して固定された管状の支持部５ｂとから構成されている。
【００１３】
取付部５ａにおける連結軸５ｃを挟んで一方側は、取付部５ａの後側において油圧シリンダー等の伸縮装置６を介して主管体２に対して連結されており、この伸縮装置６の取付部５ａに対する連結部および主管体２に対する連結部は、それぞれ屈曲連結装置５の連結軸５ｃと平行な軸を中心として回転自由なように連結されている。
【００１４】
さらに本例では、先端管体３が屈曲していない直線状態で、取付部の連結軸５ａを挟んで他方側が当接される当接部７が、取付部５ａの後方に設けられている。この当接部７は、主管体２内に固定された固定台座８の前面に設けられている。また本例では、伸縮装置６は、この固定台座８を介して主管体２内に対して固定されている。
【００１５】
一方、先端管体３内には図示しないモータが内蔵されており、このモータにより回転駆動される駆動軸９が先端管体３の先端から同軸的に突出され、その先端に削孔軸１よりも大径の削孔ビット４が連結されている。このビット４を駆動するためのモータとしては、泥水駆動モータや油圧モータ等の流体圧モータの他、電動モータを用いることもできる。一つの組み合わせの例としては、図示例のように、屈曲用駆動源をなす伸縮装置６に油圧シリンダーを用い、ビット４の回転駆動源に泥水モータを用い、泥水は泥水モータで利用された後、ビット４の先端から削孔水として噴射されるように構成することができ、この場合、油圧供給ライン１０、油圧排出ライン１１および泥水ライン１２を主管体２内を通じて先端部まで構築するとともに、泥水ライン１２については、主管体２内から管状取付部５ａ内を介して先端管体３内の泥水モータを経由してビット４内まで構築する。これらのライン１０〜１２は、地上に設置される図示しない油圧供給装置および泥水供給装置にそれぞれ接続される。
【００１６】
また、削孔軸１は、図示しない適宜のベースマシンによって支持され且つ推進力が与えられる。このようなベースマシンは、適宜選択することができ、推進力として打撃力を与える場合には、いわゆるトップハンマー方式（パーカッション方式）やダウンザホール方式のものの他、貫入方式（非打撃式）のものを用いることもできる。削孔軸１は直線推進時においては軸心周りに回転駆動しても良く、この場合、削孔軸１に対して推進力および回転力の両方を与えうるベースマシンを用いることができる。
【００１７】
さらにまた、削孔軸１は、屈曲される先端部および屈曲のための駆動装置を有する部分を除き、すなわち図示形態における先端管体３および主管体２の先端部を除き、曲がり易い材料で形成するのが好ましい。削孔軸１は、上記主管体２の先端部に対して延長用の単位軸を継ぎ足して延長する汎用的な形態を採ることができる。
【００１８】
かくして構成された削孔装置では、次のようにして方向制御削孔を行うことができる。すなわち、直線的に推進させるときには、図２に示すように、先端管体３を主管体２に対して直線状（つまり同軸）にして、削孔軸１を直線状にする。具体的に本形態の装置の場合、伸縮装置６を伸張させることにより先端管体３を連結軸５ｃを中心として回動させ、先端管体３の取付部５ａを主管体２内部の当接部７に当接させる。この状態で、削孔軸１に推進力を与えると、削孔軸１は直線状をなしているため直線状に推進される。この推進に際しては、削孔軸１全体を軸心周りに回転駆動することができ、この際、ビット４を回転駆動しないようにすることができる。ただし、必要に応じてまたは常にビット４を回転させると、より固い地盤であっても推進が可能になるため好ましい。
【００１９】
これに対して、曲線的に推進させるときには、図３に示すようにする。すなわち、先ず、削孔軸１の軸心周りの回転位置を調整して、先端管体３の屈曲方向を所望の削孔方向に合わせる。しかる後、伸縮装置６を収縮させることにより、先端管体３を連結軸５ｃを中心として回動させ、先端管体３を主管体２に対して屈曲させる。この屈曲は、推進を行いながら徐々に達成するのが好ましい。この際、先端管体３の取付部５ａは主管体２内部の当接部から離間する。したがって屈曲度合いは伸縮手段の収縮ストロークにより定まる。そして、この状態で、削孔軸１を軸心周りに回転させることなく推進力を与え、かつビット４を回転させると、ビット４により前方土砂が掘削されつつ削孔軸１が推進されるとともに、削孔軸１が屈曲しているため、屈曲角度に応じて削孔軸１が曲線状に推進される。
【００２０】
このように、本発明では、直線推進時にはそれに適した直線状の削孔軸１とし、また曲線推進時にはそれに適した屈曲した削孔軸１とすることができるため、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮させることができる。また削孔軸１が屈曲していても、削孔軸１を回転させずにビット４を回転させることができるため、曲線推進の際にも、必要に応じてまたは常にビット４を回転させて土砂を削り崩し、前方土砂を押し退け・排除することができる。よって、従来方法では対応できないような固い地盤であっても曲線推進が可能になる。
【００２１】
＜その他＞
本発明においては、削孔軸１の先端部が基端側部分に対して屈曲自在とされる限り、上記例の構造に限定されるものではない。例えば、上記例では、削孔軸１の軸心方向に対して一方側にしか屈曲できないが、当接部７を省略することにより反対側にも屈曲させうる構成とすることもできる。また、先端部をボールリンク等の自在継ぎ手を介して基端側部分に対して連結し、先端部を任意の方向に屈曲させうる構成とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、地盤内へ地盤改良材を注入するための注入管、地盤内の水を排水するための集水管や排水管、もしくは下水や水道水、ガス、各種ケーブル等のための地中埋設管等を非開削で地中（特に既設構造物の下部地盤中）に建て込む際等において、曲線状の削孔が要求される場合に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来例の説明図である。
【図２】本発明に係る削孔軸先端部の縦断面図である。
【図３】曲線削孔状態の削孔軸先端部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…削孔軸、２…主管体、３…先端管体、４…削孔ビット、５…屈曲連結装置、６…伸縮装置、７…当接部、８…固定台座，９…駆動軸、１０…油圧供給ライン、１１…油圧排出ライン、１２…泥水ライン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤内の水を排水するための集水管や排水管、もしくは下水や水道水、ガス、各種ケーブル等のための地中埋設管等を非開削で地中に建て込む際等において利用される削孔技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、適宜削孔方向制御を行う削孔方法（以下、方向制御削孔ともいう）を利用して、例えば既設構造物の周囲の地表面から下部地盤に対して曲がり可能な樹脂製管を地中に建て込む工法が開発され、注目されている。
【０００３】
かかる方向制御削孔においては、図１に示すようにして削孔がなされる。すなわち、曲がり可能な削孔軸４０の先端に、軸心方向に対して傾斜した平坦な受圧面６１を有するテーパービット６０を取り付け、同図（ａ）に示すように削孔軸４０を回転させずに推進させると、テーパービット６０の受圧面６１に沿って斜めに作用する力により推進方向が変化し、削孔軸５は地中に曲線推進する。一方、削孔軸４０を回転させつつ推進させたときには、同図（ｂ）に示すように、受圧面６１に作用する力の方向が回転軸心Ｄ１周りの変化により打ち消され、直線的な推進が可能となる。
【０００４】
しかし、従来方法では、直線推進の際に曲がり易いという問題点を有していた。
【特許文献１】特開平８−１２０６６１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０７８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の主たる課題は、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜請求項１記載の発明＞
基端側部分に対して屈曲自在とされた先端部を有する削孔軸と、
先端部の先端に設けられたビットと、
先端部内に内蔵され、前記ビットを回転駆動するモータとを備え、
前記先端部を前記基端側部分に対して屈曲させた状態で、前記モータにより前記ビットを回転させつつ前記削孔軸を推進させることにより、前記削孔軸の削孔方向を曲げるように構成されている、ことを特徴とする方向制御削孔装置。
【０００７】
（作用効果）
本発明では、曲線推進に際して削孔軸を屈曲させる。よって、例えば、直線推進時には直線推進に適するように先端部と基端側部分を直線状にしておき、曲線推進時には曲線推進に適した所定の角度で削孔軸の先端部を基端側部分に対して屈曲させることにより曲線推進が可能となり、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮させることができるようになる。
【０００８】
また、従来のテーパービットを用いる削孔方法では、曲線推進に際してビットを回転せずに押し込むため、ビット前方の土砂を崩さずにビット周囲に押し退けることになり、固い地盤では推進不能になることがあった。しかし、本発明では、曲線推進に際してビットを回転させるため、前方土砂の押し退け・排除を促進させることができ、従来方法では対応できないような固い地盤であっても曲線推進が可能になる。
【０００９】
さらに、従来のテーパービットでは、受圧面の角度が固定されているためにその角度に応じた曲率でしか曲線推進することができないのに対し、本発明では、削孔軸の先端部の屈曲角度を任意に設定する構成とすることも可能であり、屈曲角度を段階的あるいは連続的に変化させることも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
以上のとおり本発明によれば、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮できるようになる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ詳説する。
図２は、本発明に係る削孔装置の削孔軸１の先端部を示しており、この削孔軸１は、基端側部分をなす主管体２と、この主管体２の先端部に対して屈曲自在に連結された先端管体３と、先端管体３の前面に回転自在に取り付けられたビット４と、先端管体３内に内臓された、ビットを回転駆動するモータ（図示せず）とを備えている。
【００１２】
より詳細に説明すると、主管体２の先端部内には屈曲連結装置５が内蔵されている。この屈曲連結装置５は、先端管体の基端が連結される管状の取付部５ａと、この取付部５ａの周囲を取り囲むように配置され、かつ取付部５ａに対して連結軸５ｃを介して回転自由に連結されるとともに、主管体２に対して固定された管状の支持部５ｂとから構成されている。
【００１３】
取付部５ａにおける連結軸５ｃを挟んで一方側は、取付部５ａの後側において油圧シリンダー等の伸縮装置６を介して主管体２に対して連結されており、この伸縮装置６の取付部５ａに対する連結部および主管体２に対する連結部は、それぞれ屈曲連結装置５の連結軸５ｃと平行な軸を中心として回転自由なように連結されている。
【００１４】
さらに本例では、先端管体３が屈曲していない直線状態で、取付部の連結軸５ａを挟んで他方側が当接される当接部７が、取付部５ａの後方に設けられている。この当接部７は、主管体２内に固定された固定台座８の前面に設けられている。また本例では、伸縮装置６は、この固定台座８を介して主管体２内に対して固定されている。
【００１５】
一方、先端管体３内には図示しないモータが内蔵されており、このモータにより回転駆動される駆動軸９が先端管体３の先端から同軸的に突出され、その先端に削孔軸１よりも大径の削孔ビット４が連結されている。このビット４を駆動するためのモータとしては、泥水駆動モータや油圧モータ等の流体圧モータの他、電動モータを用いることもできる。一つの組み合わせの例としては、図示例のように、屈曲用駆動源をなす伸縮装置６に油圧シリンダーを用い、ビット４の回転駆動源に泥水モータを用い、泥水は泥水モータで利用された後、ビット４の先端から削孔水として噴射されるように構成することができ、この場合、油圧供給ライン１０、油圧排出ライン１１および泥水ライン１２を主管体２内を通じて先端部まで構築するとともに、泥水ライン１２については、主管体２内から管状取付部５ａ内を介して先端管体３内の泥水モータを経由してビット４内まで構築する。これらのライン１０〜１２は、地上に設置される図示しない油圧供給装置および泥水供給装置にそれぞれ接続される。
【００１６】
また、削孔軸１は、図示しない適宜のベースマシンによって支持され且つ推進力が与えられる。このようなベースマシンは、適宜選択することができ、推進力として打撃力を与える場合には、いわゆるトップハンマー方式（パーカッション方式）やダウンザホール方式のものの他、貫入方式（非打撃式）のものを用いることもできる。削孔軸１は直線推進時においては軸心周りに回転駆動しても良く、この場合、削孔軸１に対して推進力および回転力の両方を与えうるベースマシンを用いることができる。
【００１７】
さらにまた、削孔軸１は、屈曲される先端部および屈曲のための駆動装置を有する部分を除き、すなわち図示形態における先端管体３および主管体２の先端部を除き、曲がり易い材料で形成するのが好ましい。削孔軸１は、上記主管体２の先端部に対して延長用の単位軸を継ぎ足して延長する汎用的な形態を採ることができる。
【００１８】
かくして構成された削孔装置では、次のようにして方向制御削孔を行うことができる。すなわち、直線的に推進させるときには、図２に示すように、先端管体３を主管体２に対して直線状（つまり同軸）にして、削孔軸１を直線状にする。具体的に本形態の装置の場合、伸縮装置６を伸張させることにより先端管体３を連結軸５ｃを中心として回動させ、先端管体３の取付部５ａを主管体２内部の当接部７に当接させる。この状態で、削孔軸１に推進力を与えると、削孔軸１は直線状をなしているため直線状に推進される。この推進に際しては、削孔軸１全体を軸心周りに回転駆動することができ、この際、ビット４を回転駆動しないようにすることができる。ただし、必要に応じてまたは常にビット４を回転させると、より固い地盤であっても推進が可能になるため好ましい。
【００１９】
これに対して、曲線的に推進させるときには、図３に示すようにする。すなわち、先ず、削孔軸１の軸心周りの回転位置を調整して、先端管体３の屈曲方向を所望の削孔方向に合わせる。しかる後、伸縮装置６を収縮させることにより、先端管体３を連結軸５ｃを中心として回動させ、先端管体３を主管体２に対して屈曲させる。この屈曲は、推進を行いながら徐々に達成するのが好ましい。この際、先端管体３の取付部５ａは主管体２内部の当接部から離間する。したがって屈曲度合いは伸縮手段の収縮ストロークにより定まる。そして、この状態で、削孔軸１を軸心周りに回転させることなく推進力を与え、かつビット４を回転させると、ビット４により前方土砂が掘削されつつ削孔軸１が推進されるとともに、削孔軸１が屈曲しているため、屈曲角度に応じて削孔軸１が曲線状に推進される。
【００２０】
このように、本発明では、直線推進時にはそれに適した直線状の削孔軸１とし、また曲線推進時にはそれに適した屈曲した削孔軸１とすることができるため、直線推進能力を損ねることなく十分な曲線推進能力を発揮させることができる。また削孔軸１が屈曲していても、削孔軸１を回転させずにビット４を回転させることができるため、曲線推進の際にも、必要に応じてまたは常にビット４を回転させて土砂を削り崩し、前方土砂を押し退け・排除することができる。よって、従来方法では対応できないような固い地盤であっても曲線推進が可能になる。
【００２１】
＜その他＞
本発明においては、削孔軸１の先端部が基端側部分に対して屈曲自在とされる限り、上記例の構造に限定されるものではない。例えば、上記例では、削孔軸１の軸心方向に対して一方側にしか屈曲できないが、当接部７を省略することにより反対側にも屈曲させうる構成とすることもできる。また、先端部をボールリンク等の自在継ぎ手を介して基端側部分に対して連結し、先端部を任意の方向に屈曲させうる構成とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、地盤内へ地盤改良材を注入するための注入管、地盤内の水を排水するための集水管や排水管、もしくは下水や水道水、ガス、各種ケーブル等のための地中埋設管等を非開削で地中（特に既設構造物の下部地盤中）に建て込む際等において、曲線状の削孔が要求される場合に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来例の説明図である。
【図２】本発明に係る削孔軸先端部の縦断面図である。
【図３】曲線削孔状態の削孔軸先端部の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…削孔軸、２…主管体、３…先端管体、４…削孔ビット、５…屈曲連結装置、６…伸縮装置、７…当接部、８…固定台座，９…駆動軸、１０…油圧供給ライン、１１…油圧排出ライン、１２…泥水ライン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端側部分に対して屈曲自在とされた先端部を有する削孔軸と、
先端部の先端に設けられたビットと、
先端部に内蔵された、前記ビットを回転駆動するモータとを備え、
前記先端部を前記基端側部分に対して屈曲させた状態で、前記モータにより前記ビットを回転させつつ前記削孔軸を推進させることにより、前記削孔軸の削孔方向を曲げるように構成されている、ことを特徴とする方向制御削孔装置。
【請求項１】
基端側部分に対して屈曲自在とされた先端部を有する削孔軸と、
先端部の先端に設けられたビットと、
先端部に内蔵された、前記ビットを回転駆動するモータとを備え、
前記先端部を前記基端側部分に対して屈曲させた状態で、前記モータにより前記ビットを回転させつつ前記削孔軸を推進させることにより、前記削孔軸の削孔方向を曲げるように構成されている、ことを特徴とする方向制御削孔装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２０７２３８（Ｐ２００６−２０７２３８Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０１０７（Ｐ２００５−２０１０７）
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月２７日（２００５．１．２７）
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【Ｆターム（参考）】
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