特許 6542316 掘削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6542316

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】掘削装置

(51)【国際特許分類】

   E21B 47/12 20120101AFI20190628BHJP

   G01C 7/06 20060101ALI20190628BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   E21B47/12

   G01C7/06

   G01C15/00 104D

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-175934(P2017-175934)

(22)【出願日】2017年9月13日

(65)【公開番号】特開2019-52445(P2019-52445A)

(43)【公開日】2019年4月4日

【審査請求日】2018年5月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000149206

【氏名又は名称】株式会社大阪防水建設社

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大島 浩

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−３１４１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１８３３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９３６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１７７０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５９４４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−００３４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００７２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１８８７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０３５６１５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｂ １／００−４９／１０

Ｇ０１Ｃ １／００−１５／１４

Ｇ０８Ｃ １３／００−２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に掘削刃を有する掘削管により地盤を掘削して前記掘削管を地中に進入させる掘削装置において、
前記掘削管に設けられ前記掘削管の地中内の位置を検出するためのセンサと、
前記掘削管に設けられ前記センサによる位置検出信号を無線送信する第１の通信機と、
前記掘削管の後端部に前記掘削管の地中への進入深さに応じた本数だけ接続され、中空部内が前記位置検出信号を無線送信する信号伝送路を構成する複数の中空管と、
前記信号伝送路を送られてくる位置検出信号を受信する第２の通信機を有し、前記第２の通信機で受信した位置検出信号から前記掘削管の現在位置を求める演算を実行する演算装置と、
前記掘削管と後続の前記中空管の間、及び、前記中空管と後続の中空管との間の少なくとも１箇所に接続される中継管とを備え、
前記中継管には、前記信号伝送路を前記第２の通信機に向けて送られてくる位置検出信号を中継する中継装置が設けられており、
前記中空管には、前記中継装置が設けられていない掘削装置。

【請求項2】

前記第１の通信機と前記第２の通信機とは、所定の近距離無線通信規格に準拠した無線方式で無線通信を行う請求項１に記載の掘削装置。

【請求項3】

前記中継管は、内部が中空の第１及び第２の管からなり、
前記第１の管は、前端部に前記掘削管又は前記中空管が嵌め合わされる前端接続部と、後端部に第２の管の前端部が嵌め合わされる後端接続部とを備え、
前記第２の管は、前端部に前記第１の管の前記後端接続部が嵌め合わされる前端接続部と、後端部に後続の前記中空管の前端部が嵌め合わされる後端接続部とを備え、
前記第１の管の内部に形成された段部と前記第２の管の前端接続部との間に前記中継装置が保持されている請求項１に記載の掘削装置。

【請求項4】

前記中継装置は、リング形状の合成樹脂成形体に埋設されている請求項１または３に記載の掘削装置。

【請求項5】

前記中継装置は、前記合成樹脂成形体より外部へ突出するアンテナを備えている請求項４に記載の掘削装置。

【請求項6】

最後尾の前記中空管の後端に接続される連結管をさらに備え、
前記連結管は、前端部に前記中空管が嵌め合わされる前端接続部と、後端部に前記掘削管を地中に進入させるボーリングマシンの回転推進機構の接続部が嵌め合わされる後端接続部とを備え、
前記連結管の内部に形成された段部と前記ボーリングマシンの接続部との間に前記中継装置が保持されている請求項１に記載の掘削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、先端に掘削刃を有する掘削管により地盤を掘削して掘削管を地中に進入させる掘削装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、地盤を掘削するためのボーリング工法が知られている。ボーリング工法は、例えば地表面から建造物の下方に向かって斜めに曲線掘削を行い、その後、水平方向に向きを変えて直線掘削を行うことで、建造物の下方に、薬液を注入するための孔や、通信線を挿入するための孔を形成するものである。

【0003】

この種のボーリング工法に用いられる掘削装置は、先端に掘削刃を有する掘削管と、掘削管の後端側に順次接続される中空管と、地上に設置されたボーリングマシンとを備えており、ボーリングマシンで中空管及び掘削管を地中に推進させる。掘削管には地中での掘削管の位置等を測定するためのセンサが取り付けられている。センサの位置検出信号は、地上に設置された演算装置に送信され、この位置検出信号により掘削管の位置が演算される。

【0004】

センサから演算装置に位置検出信号の送信を行う方法として、例えば、特許文献１に記載の方法が知られている。特許文献１の掘削装置では、中空管は、単位管と、単位管の内部に設けられた保護管とからなる二重管として構成されており、単位管と保護管との間に通信線が通され、この通信線を用いて位置検出信号の送受信が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−７２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上述した引用文献１に記載のものでは、通信線を用いて信号を送受信しているため、断線の恐れがある。また、二重管である中空管を特別に作製する必要があり、既存の中空管を用いることが出来ないという問題がある。

【0007】

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、通信線を用いず、既存の掘削管及び中空管を用いて位置検出信号を送受信可能な掘削装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明による掘削装置は、先端に掘削刃を有する掘削管により地盤を掘削して前記掘削管を地中に進入させるものである。掘削装置は、前記掘削管に設けられ前記掘削管の地中内の位置を検出するためのセンサと、前記掘削管に設けられ前記センサによる位置検出信号を無線送信する第１の通信機と、前記掘削管の後端部に前記掘削管の地中への進入深さに応じた本数だけ接続され、中空部内が前記無線送信のための信号伝送路を構成する複数の中空管と、前記信号伝送路を送られてくる位置検出信号を受信する第２の通信機を有し、前記第２の通信機で受信した位置検出信号から前記掘削管の現在位置を求める演算を実行する演算装置と、前記掘削管と後続の前記中空管の間、及び、前記中空管と後続の中空管との間の少なくとも１箇所に接続される中継管とを備えている。前記中継管には、前記信号伝送路を前記第２の通信機に向けて送られてくる位置検出信号を中継する中継装置が設けられている。

【0009】

掘削管に設けられたセンサによる位置検出信号は、第１の通信機から中継装置を介して中空管の中空部を通って第２の通信機へ送信される。演算装置は、第２の通信機で受信された位置検出信号に基づき、掘削管の現在位置を求める。

【0010】

上記の構成によれば、第１の通信機と第２の通信機との間で無線により送信を行っているため、断線事故が生じない。また、従来のように通信線を通すための二重管を用いる必要がなく、既存の中空管を用いることができる。さらに、無線により通信を行う場合、通信精度が低下する恐れがあるが、掘削管と後続の中空管の間、及び、中空管と後続の中空管との間の少なくとも１箇所に位置検出信号を中継する中継装置を設けているので、通信精度が低下することなく、第１の通信機と第２の通信機との間で信号の送受信を確実に行うことができる。

【0011】

前記第１の通信機と前記第２の通信機とは、所定の近距離無線通信規格に準拠した無線方式で無線通信を行うことが好ましい。

【0012】

無線通信は、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のいずれかに準拠した無線方式で行われ、より好ましくは、ＺｉｇＢｅｅに準拠した無線方式で行われる。

【0013】

この発明の一実施形態においては、前記中継管は、内部が中空の第１及び第２の管からなる。前記第１の管は、前端部に前記掘削管又は前記中空管が嵌め合わされる前端接続部と、後端部に第２の管の前端部が嵌め合わされる後端接続部とを備える。前記第２の管は、前端部に前記第１の管の前記後端接続部が嵌め合わされる前端接続部と、後端部に後続の前記中空管の前端部が嵌め合わされる後端接続部とを備える。前記第１の管の内部に形成された段部と前記第２の管の前端接続部との間に前記中継装置が保持されている。

【0014】

前記中継装置は、リング形状の合成樹脂成形体に埋設されていることが好ましい。

【0015】

合成樹脂成形体を中継管の内径に合わせて形成することで、中継装置を中継管の内部にしっかりと保持することができる。また、中空管や中継管の中空部に水を通して掘削を行う場合や、掘削された土砂が中継管の中空部に入り込む場合であっても、中継装置は浸水せず保護される。

【0016】

好ましい実施形態においては、前記中継装置は、前記合成樹脂成形体より外部へ突出するアンテナを備えている。

【0017】

アンテナは中継管の中空部内に突出するため、位置検出信号は中継管や中空管の内部を伝送しやすくなる。特に、中継管や中空管が金属製であって内周面に段部が構成されている場合、アンテナが段部から内側に突出しない位置に設けられていると、位置検出信号の伝送が段部により遮られる場合があるが、中継管の中空部内においてアンテナを段部よりも内側に突出させることで、位置検出信号は中継管や中空管の内部を伝送しやすくなる。

【0018】

この発明の一実施形態においては、最後尾の前記中空管の後端に接続される連結管をさらに備え、前記連結管は、前端部に前記中空管が嵌め合わされる前端接続部と、後端部に前記掘削管を地中に進入させるボーリングマシンの回転推進機構の接続部が嵌め合わされる後端接続部とを備え、前記連結管の内部に形成された段部と前記ボーリングマシンの接続部との間に前記中継装置が保持されている。

【0019】

ボーリングマシンは地上に設置されており、中空管の内部を伝送されてきた位置検出信号は地上に位置する連結管の中継装置を介して第２の通信機に送信される。連結管の中継装置が地上に位置していることで、地盤の影響を受けずに、地上に配置された第２の通信機へ確実に位置検出信号を送信することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、第１の通信機と第２の通信機との間で無線により送信を行っているため、断線事故が生じず、既存の中空管を用いてセンサからの位置検出信号の送信を行うことができる。また、中継装置を介在させるので、通信精度を低下させずに第１の通信機と第２の通信機との間で信号の送受信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る掘削装置の全体構成を示す概略図である。

【図2】掘削管の長さ方向に沿う断面図である。

【図3】中空管の長さ方向に沿う断面図である。

【図4】中継管の長さ方向に沿う断面図である。

【図5】連結管の長さ方向に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

（掘削装置の全体構成）
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る掘削装置１の全体構成を示す概略図である。掘削装置１は、例えば、排水管、水道管、ガス管、通信線や電力線などのケーブルを通す地中管、薬液注入管などを地盤Ｇ中に設置するために使用される。

【0023】

掘削装置１は、先端に掘削刃を有する掘削管２により地盤Ｇを掘削して掘削管２を地中に進入させるものである。掘削装置１は、掘削管２と、掘削管２の後端部に掘削管２の地中への進入深さに応じた本数だけ接続される複数の中空管３と、掘削管２と後続の中空管３の間、及び、中空管３と後続の中空管３との間の少なくとも１箇所に接続される中継管４と、最後尾の中空管３の後端に接続される連結管５と、中空管３、掘削管２、中継管４を地中に進入させるボーリングマシン６と、掘削管２の地中内の位置を検出するためのセンサ２５により検出された位置検出信号に基づき、掘削管２の現在位置を求める演算を実行する演算装置７を備えている。図示の実施形態では、各中空管３の後端に中継管４を接続しているが、中継管４は必ずしも全ての中空管３の後端に接続する必要はない。

【0024】

（掘削管の構成）
図２に示すように、掘削管２は内部が中空の本体管２３を有し、本体管２３の先端部に軸方向に対して傾斜した受圧面２１ａを有するテーパ―ビッド２１が設けられている。本体管２３の長さ方向の中央部には広径部２４が形成されている。広径部２４は外管２３ａと内管２３ｂとからなり、本体管２３の内径と、内管２３ｂの内径とは等しく、本体管２３の内周面と内管２３ｂの内周面とが揃っている。外管２３ａと内管２３ｂとの間に、掘削管２の地中内の位置を検出するためのセンサ２５が設けられている。センサ２５は、例えば加速度センサ、ジャイロスコープ等であり、掘削管２のピッチ角、ヨー角、ロール角を測定するものである。センサ２５によるこれらの角度の検出信号を以下、「位置検出信号」という。センサ２５は、内管２３ｂの外周面に固定された図示しない制御基板に組み込まれている。

【0025】

外管２３ａの後端部の内周面には、リング形状の合成樹脂成形体２７が保持されている。合成樹脂成形体２７は、例えば、ナイロン等のポリアミド樹脂から構成されるが、材質はこれに限定されない。また、合成樹脂成形体２７は完全なリング形状でなくてもよく、一部が切り離されていてもよい。成樹脂成形体２７には、第１の通信機２８が埋設されている。第１の通信機２８は信号線又は無線によりセンサ２５と接続されており、センサ２５による位置検出信号を受信し、後述する第２の通信機７１に向けて無線送信している。第１の通信機２８は、無線通信を行うためのアンテナ２９、図示しない無線通信部、制御部、メモリ等を備えている。アンテナ２９は、略Ｌ字形状であり、合成樹脂成形体２７より中空内に向けて突出している。アンテナ２９は、本体管２３の内周面に段部が形成されている場合には、段部よりも内側に突出するように設けられる。なお、アンテナ２９の形状はＬ字形状に限定されず、Ｉ形状でもよく、合成樹脂成形体２７内に埋設されていてもよい。アンテナ２９の形状や形式は、第１の通信機２８、第２の通信機７１、中継装置４８、５８の通信性能に応じて選択される。

【0026】

本体管２３は、後端部に、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１が内部に嵌め込まれる後端接続部２２を備えている。図２においては、後端接続部２２に中空管３が接続されている。この後端接続部２２の内径は、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１の外径よりも若干大きく形成されている。後端接続部２２の内周面にはネジ部（図示せず）が形成されており、このネジ部と、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１の外周面に形成されたネジ部（図示せず）とが螺合することで、掘削管２が後続の中空管３又は中継管４と接続される。後端接続部２２の内周面の前端には、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１との接続時に、この前端接続部３１、４１の先端３１ｂ、４１ｂが突き当たる段部２２ａが形成されている。

【0027】

本実施形態では、掘削管２の本体管２３の内周面と、内管２３ａの内周面と、合成樹脂成形体２７の内周面と、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１の内周面とが揃っている。外側から視認できる掘削管２の長さは、本実施形態では約１５０ｃｍであるが、この長さに限定されるものではない。

【0028】

（中空管の構成）
図３は中空管３の長さ方向に沿う断面図である。図３においては、中空管３の前端及び後端に中継管４が接続されている。中空管３は、中空部内が第１の通信機２８からの信号を無線により送信するための信号伝送路を構成している。図３に示すように、中空管３は、前端部に、掘削管２、前側の中空管３、中継管４のいずれかの後端接続部２２、３２、４２の内部に嵌め込まれる前端接続部３１を備えている。前端接続部３１の外周面には、掘削管２、前側の中空管３、中継管４のいずれかの後端接続部２２のネジ部と螺合するネジ部（図示せず）が形成されている。さらに、前端接続部３１の外周面には、掘削管２、前側の中空管３、中継管４の後端接続部２２、３２、４２との接続時に、この後端接続部２２、３２、４２の後端２２ｂ、３２ｂ、４２ｂが突き当たる段部３１ａが形成されている。

【0029】

また、中空管３は、後端部に、後続の中空管３、中継管４、連結管５の前端接続部３１、４１、５１のいずれかが内部に嵌め込まれる後端接続部３２を備えている。図３においては、後端接続部３２に中継管４が接続されている。この後端接続部３２の内径は、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１の外径よりも若干大きく形成されている。後端接続部３２の内周面にはネジ部（図示せず）が形成されており、このネジ部と、後続の中空管３又は中継管４の前端接続部３１、４１の外周面に形成されたネジ部（図示せず）とが螺合することで、中空管３が後続の中空管３、中継管４、連結管５のいずれかと接続される。後端接続部３２の内周面の前端には、後続の中空管３、中継管４、連結管５の前端接続部３１、４１、５１のいずれかとの接続時に、この前端接続部３１、４１、５１の先端３１ｂ、４１ｂ、５１ｂが突き当たる段部３２ａが形成されている。

【0030】

中空管３の後端に後続の中空管３、中継管４、連結管５と接続された状態で、中空管３の内周面と、後続の中空管３、中継管４、連結管５の前端接続部３１、４１、５１との内周面とが揃っている。外側から視認できる中空管３の長さは、本実施形態では約３００ｃｍであるが、この長さに限定されるものではない。

【0031】

（中継管の構成）
図４は中継管４の長さ方向に沿う断面図である。図４においては、中継管４の前端及び後端に中空管３が接続されている。中継管４は、内部が中空の第１及び第２の各管４５、４６からなる。第１の管４５は、前端部に前端接続部４１、後端部に後端接続部４３を備えている。前端接続部４１は前側の掘削管２又は中空管３の後端接続部２２、３２の内部に嵌め込まれ、後端接続部４３は内部に第２の管４６の前端接続部４４が嵌め込まれる。前端接続部４１の外周面には、前側の掘削管２又は中空管３の後端接続部２２、３２のネジ部と螺合するネジ部（図示せず）が形成されている。さらに、前端接続部４１の外周面には、前側の掘削管２又は中空管３の後端接続部２２、３２との接続時に、この後端接続部２２、３２の後端２２ｂ、３２ｂと突き当たる段部４１ａが形成されている。

【0032】

第１の管４５の後端接続部４３の内径は第２の管４６の前端接続部４４の外径よりも若干大きく形成されている。後端接続部４３の内周面にはネジ部（図示せず）が形成されており、このネジ部と、第２の管４６の前端接続部４４の外周面に形成されたネジ部（図示せず）とが螺合することで、第１の管４５が第２の管４６と接続されている。

【0033】

第１の管４５の後端部の内径は前端部の内径よりも大きく形成されており、長さ方向中央部付近において内径の差により段部４５ａが形成される。

【0034】

第１の管４５の内周面の段部４５ａと、第２の管４６の前端接続部４４の先端４４ｂとの間には、リング形状の合成樹脂成形体４７が保持されている。合成樹脂成形体４７の構成は合成樹脂成形体２７の構成と同様であるため、説明を省略する。合成樹脂成形体４７には、中継装置４８が埋設されている。中継装置４８は、第１の通信機２８または前側の中継装置４８から信号伝送路を介して送られてくる位置検出信号を受信し、第２の通信機７１に向けて送信している。中継装置４８は、無線通信を行うためのアンテナ４９、図示しない無線通信部、制御部、メモリ等を備えている。アンテナ４９の構成は第１の通信機２８のアンテナ２９の構成と同様であるため、説明を省略する。

【0035】

第２の管４６は、前端部に第１の管４５の後端接続部４３に嵌め込まれる前端接続部４４と、後端部に後続の中空管３の前端接続部３１が嵌め込まれる後端接続部４２とを備えている。前端接続部４４の外周面には、第１の管４５の後端接続部４３のネジ部と螺合するネジ部（図示せず）が形成されている。さらに、前端接続部４４の外周面には、第１の管４５の後端接続部４３との接続時に、この後端接続部４３の後端４３ｂが突き当たる段部４４ａが形成されている。

【0036】

後端接続部４２の内径は後続の中空管３の前端接続部３１の外径よりも若干大きく形成されている。後端接続部４２の内周面にはネジ部（図示せず）が形成されており、このネジ部と、後続の中空管３の前端接続部３１のネジ部とが螺合することで、中継管４が後続の中空管３と接続される。後端接続部４２の前端には、後続の中空管３の前端接続部３１の先端３１ｂが突き当たる段部４２ａが形成されている。

【0037】

中継管４の後端に中空管３が接続された状態で、第１の管４５の前端接続部４１の内周面、合成樹脂成形体４７の内周面、第２の管４６の前端接続部４４の内周面、後続の中空管３の前端接続部３１の内周面が揃っている。
外側から視認できる中継管４の長さは、本実施形態では約５０ｃｍであるが、この長さに限定されるものではない。中継管４は全ての中空管３の後端に接続してもよいが、第１の通信機２８と第２の通信機７１との間の通信状況に応じて所定の数の中空管３毎に接続してもよく、所定の中空管３と後続の中空管３との間にのみ接続してもよい。

【0038】

（連結管の構成）
図５は、連結管５の長さ方向に沿う断面図である。連結管５は、前端部に中空管３の内部に嵌め込まれる前端接続部５１と、後端部にボーリングマシン６の回転推進機構６２の接続部６１が嵌め込まれる後端接続部５２とを備えている。連結管５の内周面には段部５ａが形成され、段部５ａとボーリングマシン６の接続部６１の先端６１ｂとの間に、リング形状の合成樹脂成形体５７が保持されている。その他の連結管５の構成は中継管４の第１の管４５の構成と同様であり、連結管５の前端接続部５１、段部５１ａ、後端接続部５２、先端５２ｂ、段部５ａ、合成樹脂成形体５７、中継装置５８、アンテナ５９の構成は、中継管４の第１の管４５の前端接続部４１、段部４１ａ、後端接続部４３、先端４３ａ、段部４５ａ、合成樹脂成形体４７、中継装置４８、アンテナ４９の構成に対応するため、説明を省略する。
連結管５の後端にボーリングマシン６の接続部６１が接続された状態で、連結管５の前端接続部５１の内周面、合成樹脂成形体５７の内周面、接続部６１の内周面が揃っている。
外側から視認できる連結管５の長さは、本実施形態では約３５０ｃｍであるが、この長さに限定されるものではない。また、連結管５は必ずしも用いられなくてもよく、中空管３が直接ボーリングマシン６の接続部６１に接続されていてもよい。

【0039】

（ボーリングマシンの構成）
ボーリングマシン６は、例えば、図１に示すようにベースマシンに回転推進機構６２が設けられており、回転推進機構６２は、回転駆動モータ６４と、回転駆動モータ６４を昇降させる昇降装置６３とを備えている。回転駆動モータ６４は、接続部６１を介して連結管５に同軸に連結されており、回転駆動モータ６４の昇降、回転により、掘削管２、中空管３、中継管４、連結管５を回転させ、地中に進入させる。図５に示すように、接続部６１の外周面には、ネジ部（図示せず）が形成されているとともに、連結管５の後端接続部５２の後端５２ｂが突き当たる段部６１ａが形成されている。

【0040】

本実施形態では、掘削管２の本体管２３、外管２３ａ、内管２３ｂ、テーパ―ビッド２１、中空管３、中継管４、連結管５を鋼などの金属から構成している。これにより、第１の通信機２８から送信された位置検出信号が掘削管２、中空管３、中継管４、連結管５の外部と遮蔽され、掘削管２、中空管３、中継管４、連結管５の内部を伝送される。なお、掘削管２、中空管３、中継管４、連結管５を構成する材質は鋼に限定されず、例えば塩化ビニール、ナイロン等の合成樹脂製であってもよい。

【0041】

（演算装置の構成）
演算装置７は、信号伝送路を送られてくる位置検出信号を受信する第２の通信機７１と、第２の通信機７１で受信した位置検出信号から掘削管２の現在位置を求める演算を実行する演算部を備えている。また、演算結果を表示する表示部を備えていてもよい。第２の通信機７１は、連結管５の中継装置と無線通信を行うためのアンテナ、送受信部、制御部、メモリ等を備えている。演算部は、例えば制御部を構成するＣＰＵや記憶部を構成するメモリを備えたパソコン等の計算機である。パソコンのＣＰＵやメモリが第２の通信機７１の制御部、メモリを兼ねていてもよい。演算装置７は地上のボーリングマシン６の近傍に配置される。本実施形態では、第２の通信機７１は、連結管５の中継装置と無線で接続されているが、有線で接続されていてもよい。第２の通信機７１は、演算部とともにケースに収容されていてもよく、演算部から離れた位置に配置されていてもよい。また、演算装置７がボーリングマシン６と一体に設けられていてもよい。

【0042】

第１の通信機２８と第２の通信機７１との間の無線通信は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のいずれかに準拠した無線方式で行われ、より好ましくは、ＺｉｇＢｅｅに準拠した無線方式で行われる。ＺｉｇＢｅｅはスリープ時の待機電力がＷｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）よりも小さく、スリープからの立ち上がり時間が短い点において有利である。

【0043】

（ボーリング工法と掘削管の位置検出方法）
次に、本実施形態の掘削装置１を用いたボーリング工法について説明する。まず、地盤Ｇ上の掘削位置の近傍にボーリングマシン６を配置する。そして、ボーリングマシン６の回転推進機構６２の接続部６１に連結管５を連結し、連結管５の前端接続部５１に掘削管２の後端接続部２２を接続する。次に、掘削管２を回転推進により地盤Ｇに挿入する。この推進は、ボーリングマシン６の回転駆動モータ６４の下降により行う。掘削管２を途中まで地盤Ｇに挿入すると、掘削管２と連結管５との間に中空管３を接続し、掘削管２及び中空管３を地盤Ｇに挿入する。中空管３を途中まで地盤Ｇに挿入すると、掘削管２と連結管５との間に中継管４を接続し、掘削管２、中空管３、中継管４を地盤Ｇに挿入していく。以降、順次中空管３及び中継管４を接続して地盤Ｇに推進させる。本実施形態では、中空管３毎に中空管３の後端に中継管４を接続しているが、必ずしも全ての中空管３の後端に中継管４を接続する必要はない。

【0044】

掘削管２を所定の距離推進させる毎、例えば１ｍ推進させる毎に、回転推進機構６２の駆動を停止させ、センサ２５により掘削管２の位置を測定する。センサ２５により検出された位置検出信号は、第１の通信機２８から中継管４の中継装置４８、連結管５の中継装置５８を介して第２の通信機７１に送信される。この時、位置検出信号は中継管４及び中空管３の内部を伝送される。演算装置７は、第２の通信機７１で受信した位置検出信号を用いて掘削管２の位置を検出し、この検出位置から掘削管２の掘削軌跡を求める。作業者は、掘削軌跡が計画軌跡と一致するように掘削管２のテーバービッド２１の受圧面２１ａの向き、回転駆動モータ６４の回転速度、回転駆動モータ６４の下降のなどを随時調節する。

【0045】

上記の構成によれば、掘削管２のセンサ２５による位置検出信号を、信号線を用いずに無線で地上の演算装置７まで送信しているので、信号線の断線事故が発生することがない。また、無線送信においては、信号の強度が小さくなり通信が不安定になる場合があるが、既存の中空管３の間や掘削管２と中空管３との間に中継装置４８を備えた中継管４を配置することにより、既存の掘削管２及び中空管３を用いて位置検出信号を確実に演算装置７まで送信することができる。また、掘削管２、中空管３、中継管４を鋼などの金属で構成することにより、位置検出信号は掘削管２、中空管３、中継管４の中空部を信号伝送路として地上の演算装置７まで送信される。

【0046】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

【0047】

本実施形態では、掘削管２に中空管３が接続されているが、掘削管２に中継管４が接続されてもよく、この場合、掘削管２の後端接続部２２のネジ部が中継管４の前端接続部４１のネジ部と螺合することにより、後続の中空管３が中継管４に嵌め込まれて接続される。このとき、中継管４の前端接続部４１の段部４１ａに掘削管２の後端接続部２２の後端２２ｂが突き当たり、掘削管２の後端接続部２２の段差２２ａに中継管４の前端接続部４１の先端４１ｂが突き当たる。

【0048】

また、中空管３の後端に中継管４を介さずに中空管３を接続してもよく、この場合、中空管３の後端接続部３２のネジ部が後続の中空管３の前端接続部３１のネジ部と螺合することにより、後続の中空管３が前側の中空管３に嵌め込まれて接続される。このとき、後続の中空管３の前端接続部３１の段部３１ａに前側の中空管３の後端接続部３２の後端３２ｂが突き当たり、前側の中空管３の後端接続部３２の段差３２ａに後続の中空管３の前端接続部３１の先端３１ｂが突き当たる。

【0049】

例えば、本実施形態では、各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２と各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１とはネジ止めにより固定されているが、これに限定されるものではない。例えば各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２の内径と各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１の外径とをほぼ同じに形成し、各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２の内部に各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１を嵌め込んだ際に、各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１の外周面が各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２の内周面に緊密に嵌合することで摩擦により各管の後端接続部２２、３２、４２と各管の前端接続部３１、４１、５１とが固定されてもよい。また、係止用のピンを貫通させる、係止突起や係止凹部を設ける等により、各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２と各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１とが固定されてもよい。

【0050】

また、本実施形態では、各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２の内部に各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１を嵌め込んでいるが、各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２の内径を各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１の外径よりも小さくし、各管３、４、５の前端接続部３１、４１、５１の内部に各管２、３、４の後端接続部２２、３２、４２を嵌め込む構成としてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１ 掘削装置
２ 掘削管
２１ テーパ―ビッド
２２ 後端接続部
２５ センサ
２７、４７、５７ 合成樹脂成形体
２８ 第１の通信機
２９ アンテナ
３ 中空管
３１ 前端接続部
３２ 後端接続部
４ 中継管
４５ 第１の管
４１ 第１の管の前端接続部
４３ 第１の管の後端接続部
４６ 第２の管
４４ 第２の管の前端接続部
４２ 第２の管の後端接続部
４８、５８ 中継装置
４９、５９ アンテナ
５ 連結管
５１ 前端接続部
６ ボーリングマシン
６１ 接続部
６２ 回転推進機構
７ 演算装置
７１ 第２の通信機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】