JP4459076B2 - 鋼管削進機 - Google Patents

Description

この発明は、土中に埋設管を敷設するための鋼管削進機に関するものである。

上下水道管やガス管等の埋設管を土中に横方に敷設する場合において、地上に何も障害物がない場合は、地上より溝を掘って埋設管を敷設することができる。しかし、埋設管を通そうとする場合に、その区間中において上部に水路や塀などがすでに敷設されている場合、地上より溝を掘ろうとすると、それらの障害物を一旦取り除き、埋設管敷設作業終了後に、取り除いたものを再建しなければならず、作業量、コスト、作業期間が大きなものとなってしまう。また、水路に水が流れているような場合には、一時的にしても水路を止めるようなことはできない。

そこで、予め設けられた立坑（発進坑）内に鋼管削進機を設置し、発進坑内より横方向に管を推進させることによって土中管路を築造する工法が実施されている。こうすることによって地上にある水路や壁等に触れることなく横方向の土中管路を形成することができる。管は一定の長さに切られたものを使用し、１本の管を地中に挿入しては次の管をその後方に接続して挿入するという作業を繰り返すことによって、長い土中管路を築造することも可能である。最先端の鋼管の先端には、超硬度チップが爪状に設けられており、この先端部が回転しながら地中を進行していく。このため、鋼管をチャックで強く把持し、チャックを回転させるとともに前へ押し出していく。例えば、特許文献１に記載されている推進機では、チャック爪を鋼管の外周に押し当てて、鋼管を把持している。
特開２０００−３２８８７５号

従来の推進工法においては、チャックの支持力のみでは把持が十分でなく、鋼管の先端が玉石、コンクリート、鋼矢板などの地中埋設物に接触して強い荷重がかかると滑りが生じてしまう。特に、特許文献１に記載のチャック爪では鋼管との接触面積が小さく、保持力は十分でない。

そこで、従来の鋼管推進機においては、負荷が大きくてチャックが滑り始める場合は、チャックと鋼管を溶接して接続することによって、滑りを防止していた。チャックを開放するときには、溶接部を切断することになる。したがって、溶接・切断およびグラインダー仕上げを繰り返すことになり、作業負担が大きくなる。また、溶接・切断を繰り替えることによってチャックが磨耗・損傷し、寿命が短くなる。

この発明は、溶接をしなくてもチャックと鋼管との滑りが発生しにくく、鋼管先端部に大きな荷重がかかっても容易に推進工事が施工できる鋼管削進機を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、この発明の鋼管削進機は、鋼管の外周を概ね全周にわたって囲周しながら把持するチャック部材を有し、このチャック部材が複数のチャック片で構成されており、鋼管との接触面に滑りを防止するために凹凸が設けられていることを特徴とするものである。さらに、ボルトを鋼管の外面に押し付けることができるようにすることが好ましい。チャック片を開閉するための油圧シリンダを設けてもよく、タンバックル等により機械的に締結してもよい。油ホースが着脱できるホース取り付け口がチャック部材に設けられていてもよい。

この発明の鋼管削進機は、内面に凹凸を設けたチャック片が鋼管を概ね全周にわたって接触しながら把持するので、チャックと鋼管の間で滑りを生じにくく、鋼管に大きな荷重がかかるような場合でも施工できるという効果を有する。チャック部材と鋼管を溶接する必要がないので、作業負担が小さくなり、またチャック部材の磨耗・損傷も生じないので装置の寿命が長いという効果を有する。

この発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。図１は鋼管削進機を示す斜視図、図２は同側面図、図３はチャックを示す正面図であって閉じた状態を示すもの、図４は開いた状態を示すもの、図５はボルト部を示す断面図、図６はチャック片の内面を示す詳細図、図７はチャックのアタッチメントを示す正面図である。

図１に示す鋼管削進機は、移動部２と固定部３を有する。移動部２は、鋼管を取り付けるチャック部材４とこのチャック部材４を回転させる駆動源５を有する。ここでは、駆動源５として油圧駆動モーターを使用し、減速器６を介してチャック部材４を回転させる。

固定部３はガイドレール７を有する。このガイドレール７上を進退可能にスライド部材８が設けられており、油圧シリンダ９によってスライド部材８の前進後退の駆動がされる。そして、このスライド部材８上に移動部２が設けられる。この鋼管削進機１はチャック部材４の開閉や回転、スライド部材８の動きなどを操作するための操作ユニット１０を備えている。

つぎに、チャック部材４の詳細について説明する。チャック部材４は鋼管Ｘの外周を概ね全周にわたって囲周するチャック片を有する。このチャック片は複数に分割されており、本例では３つのチャック片１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられており。チャック片１１ａの両端部に回転軸１２を介してチャック片１１ｂ、１１ｃが回転自在に設けられている。そして、チャック片１１ｂ、１１ｃは伸縮可能な油圧シリンダ１３によって接続されている。チャック片１１の内径は、使用する鋼管Ｘで最大のものの外径とほぼ一致する。

油圧シリンダ１３を伸ばすと、図４に示すようにチャック片１１ｂ、１１ｃは広がった状態になる。この状態において、チャック片１１ａ、１１ｂ、１１ｃで囲まれた内部空間に鋼管Ｘを挿入することができる。ついで、油圧シリンダ１３を縮めるとチャック片１１ｂ、１１ｃは狭まり、チャック片１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内面が鋼管Ｘの外面に押し付けられる。十分な締め付け力が得られるまで油圧シリンダ１３を縮めたら鋼管Ｘがチャック部材４に把持される。この状態で鋼管Ｘはチャック部材４の回転中心に合わせて固定されるので、芯出しのための複雑な作業は不要である。

図３に示す状態で、チャック片１１ａ、１１ｂ、１１は鋼管Ｘの外周を概ね全周にわたって囲周しながら把持する。各チャック片１１ａ、１１ｂ、１１の内面は図６に示すように凹凸が設けられている。この凹凸によって摩擦力が増し、チャック部材４の把持力が増加する。特にこの凹凸はほぼ周方向に沿った凹凸とそれに垂直な方向に沿った凹凸の双方を有することが好ましい。チャック部材４は鋼管Ｘを把持した状態で回転するとともに、鋼管Ｘを前に（図２において左方向に）押し出す。したがって、図６に示すような凹凸を設けることによって、周方向の滑りと鋼管Ｘの長さ方向の滑りの両方を止めることができる。

本例のチャック部材４は、図５に示すように鋼管Ｘを固定するための鋼管固定用ボルト１４を取り付けることができるようになっている。チャック片には鋼管固定用ボルト１４を通すための鋼管固定用ボルト穴１５が設けられている。油圧シリンダ１３の力でチャック片１１を締め付けるとともに、鋼管固定用ボルト１４を鋼管Ｘの外面を押し当てることによって、チャック部材４の把持力はさらに高まる。これによって、多くの施工条件下においても、チャック片１１と鋼管Ｘを溶接しなくても滑りを防止することができる。

油圧シリンダ１３を駆動する油圧ホースは常時接続することも可能であるが、そのためには、チャック部材４の回転部においてシールを施したスイベル構造にする必要がある。本例においては、逆支弁を備えた油圧ホース取り付け口（パイロットチェックバルブ）がチャック部材４に設けられている。チャック片１１の開閉時には、油圧ホース取り付け口に油圧ホースを取り付けて操作ユニット１０にて油圧シリンダ１３を作動させる。チャック片１１を閉めて鋼管Ｘが把持されたら油圧ホースを取り外すことによって、チャック部材４は回転可能になる。油圧ホース取り付け口には逆支弁が設けられているので、油圧ホースをはずしてもオイルは漏れ出さず、チャック片１１の締め付けは維持される。このように、油圧ホース取り付け口に油圧ホースを着脱式にすることで、チャック部材４を簡易な構造にすることができる。

チャック片１１の内径よりも小さい外径の鋼管を使用する場合には、図７に示すようにチャック片１１ａ、ｂ、ｃの内側にアタッチメント１６ａ、ｂ、ｃを取り付ける。チャック片にはアタッチメント取り付けようボルト穴１７が設けられている。このアタッチメント１６を取り付けることによって、より小さい内径のチャック片を構成することができる。アタッチメント１６の内面にもチャック片１１と同様に凹凸が設けられており、鋼管Ｘを把持したときに滑りが生じにくくなっている。また、アタッチメント１６ａ、ｂ、ｃには鋼管固定用ボルト通し穴が設けられており、チャック片１１ａ、ｂ、ｃに取り付けたときに、鋼管用固定ボルト通し穴と鋼管固定用ボルト穴１５の位置が合うようになっている。したがって、アタッチメント１６ａ、ｂ、ｃを取り付けた状態でも鋼管固定用ボルトを取り付けることができ、滑りを効果的に防止できる。

アタッチメント１６は、内径の異なる複数のものを用意しておくことにより、様々な口径の鋼管を使用することができる。

本例の鋼管削進機１は、運転に必要なさまざまな操作を集中して行うための操作ユニット１０を有する。図８は油圧ユニットの概要を示す説明図である。油圧モータを含む油圧ユニット１８は操作ユニット１０を介して鋼管削進機１の本体部１９の油圧シリンダ９、１３などに接続される。そして、操作ユニット１０は油圧ユニット１８や本体部１９とは独立した構成としている。従来の鋼管削進機では、油圧ユニットと本体部の油圧シリンダ等が高圧ホース、戻りホース、ドレーンホースなど各種のホースで接続されていたが、メーカー毎にホースの本数、ホースのサイズ、取り付け口の形状などが異なっていたため、メーカーが異なれば接続の互換性がなかった。したがって、鋼管削進機を新たに導入するたびに専用の油圧ユニットも購入しなければならず、重複した設備投資が必要になる。また、施工場所や施工条件に合わせて適した油圧ユニットと本体部を自由に組合わせて、柔軟に運用することができなかった。しかし、本例のように操作ユニット１０を独立した部材とし、この操作ユニット１０を介して油圧ユニット１８と本体部１９を接続するようにしたために、接続ホースや取り付け口の違いは操作ユニット１０で変換することができる。したがって、必要な油圧ユニットに対応した操作ユニットを選択すれば、同じ本体部に様々な油圧ユニットを接続することができる。したがって、油圧ユニットは圧力、吐出量など性能のみを考慮して選択することができる。また、既存の油圧ユニットを有効に活用することもできる。さらに、操作ユニット１０を本体部から分離できるような遠隔操作ユニットにすることによって、鋼管の地中への挿入の作業を立坑の外から遠隔操作で行うこともでき、作業の安全性を向上させることもできる。

この発明は、上下水道やガス管、各種ケーブルの敷設など、さまざま地中推進工事に適用することができる。埋設管の上部に水路等の障害物があっても施工できる。鋼管を強固に把持するので、様々な土質においても滑りを生じることなく施工できる汎用性の高い鋼管削進機として利用することができる。鋼管とチャックを溶接する必要がないので、鋼管のチャック部材への取り付け・取り外しが容易であり、作業負担が小さくなり、費用や工期を小さくすることができる。また、チャック部材の損傷・磨耗が少なく、長寿命の鋼管削進機として利用することができる。

鋼管削進機を示す斜視図である。 同側面図である。 チャックを示す正面図であって閉じた状態を示すものである。 チャックを示す正面図であって開いた状態を示すものである。 ボルト部を示す断面図である。 チャック片の内面を示す詳細図である。 チャックのアタッチメントを示す正面図である。 操作ユニットを示す説明図である。

符号の説明

１．鋼管削進機
２．移動部
３．固定部
４．チャック部材
５．油圧モーター
６．減速器
７．ガイドレール
８．スライド部材
９．油圧シリンダ
１０．操作ユニット
１１．チャック片
１２．支持軸
１３．油圧シリンダ
１４．鋼管固定用ボルト
１５．鋼管固定用ボルト穴
１６．アタッチメント
１８．油圧ユニット
１９．本体部

Claims (3)

1. 鋼管の外周を概ね全周にわたって囲周しながら把持するチャック部材を有し、このチャック部材が複数のチャック片で構成されており、鋼管との接触面に滑りを防止するために凹凸が設けられていて、ボルトを鋼管の外面に押し付けることができるものである鋼管削進機。
2. 鋼管の外周を概ね全周にわたって囲周しながら把持するチャック部材を有し、このチャック部材が複数のチャック片で構成されており、鋼管との接触面に滑りを防止するために凹凸が設けられていて、チャック片が油圧シリンダを介して開閉可能に接続されていて、油圧ホースを着脱できる油圧ホース取り付け口がチャック部材に設けられている鋼管削進機。
3. ボルトを鋼管の外面に押し付けることができるものである請求項２に記載の鋼管削進機。

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