JP2003037905A - 伝送線路付き推進管、および、非開削工法における信号伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非開削掘削に使用する伝送線路付きドリルパ
イプ（推進管）の伝送線路の連結の工数を削減する。 【解決手段】 図（ａ）、（ｂ）に示すように、伝送線
路付きの推進管の一端のテーパ雄ねじ１ｃを持った第１
のパイプ結合部１ａの近傍に磁芯５ａと伝送線路３に接
続された巻線６ａを配置し、他端のテーパ雌ねじ１ｃを
持った第２のパイプ結合部の近傍に磁芯５ｂと伝送線路
３に接続された巻線６ｂを配置する。雌雄のテーパネジ
１ｃを螺合して２本のドリルパイプを接続すると、磁芯
５ａと磁芯５ｂが当接して磁気閉回路を構成し、巻線６
ａと巻線６ｂと共に結合用トランスである一個の変成器
を構成する。（ｃ）の回路図のように、各ドリルパイプ
の結合部毎に、伝送線路は電磁結合された変成器を通し
て信号を伝送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非開削で地中に掘
削孔を形成したり、成果物を布設する非開削工法で用い
る信号伝送方式に関し、特に推進管接合時の工数を削減
できる信号伝送方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９（ａ）を参照し、非開削工法の一種
である水平ドリリング工法を例として、非開削工法の概
略工程を説明する。図９（ａ）はドリルパイプの先端に
接続されたドリルヘッドで地中にパイロット穴を掘削す
る様子を垂直面で切断した断面図として模式的に示す。

【０００３】水平ドリリング工法では、先ず、パイロッ
ト穴と呼ばれる細い穴を掘る。先端に掘削用のビットあ
るいはジェットノズルなどを取り付けたドリルヘッドＤ
ＨＤをドリルパイプＤＰＰの先端に付け、推進管である
ドリルパイプＤＰＰを水平ドリル機械ＨＤＭで地上から
地中に押し込んでパイロット穴を掘削していく。通常、
掘削穴は地上から地中を通って円弧状に形成される。パ
イロット穴が再び地上に到達した後、到着側からパイロ
ット穴の穴径をリーマで広げながら成果物である管路あ
るいはケーブルなどを引き込む。この場合、水平ドリル
機械ＨＤＭでドリルパイプＤＰＰを引き抜いていく。水
平ドリリング工法では、長さ数メートルのドリルパイプ
ＤＰＰを順次継ぎ足しながら掘削を進め、掘削終了後あ
るいは成果物引き込み時にドリルパイプＤＰＰを切り離
しながら回収する。

【０００４】水平ドリリング工法ではパイロット穴を計
画通りに掘削するためにドリルヘッドの位置を測定しな
がら掘削を進める。通常、ドリルヘッドの位置の算定に
必要な傾斜計、方位計、磁気センサなどがドリルヘッド
近傍に配置されている。センサ類の情報は地上に送ら
れ、解析されてドリルヘッドの位置が算定される。

【０００５】上記のドリルヘッド近傍に配置されたセン
サ類の情報は、ドリルパイプＤＰＰ内に設置した伝送線
路である信号線ＳＧＬを使用して地上に伝送する。図９
（ｂ）はこの信号伝達システムを簡略化したブロック図
として示している。図９（ｂ）に示すように、単芯の信
号線ＳＧＬがドリルパイプＤＰＰ内に通され、この信号
線ＳＧＬを経由してセンサ類のデータが地上の受信機Ｒ
ＣＶに送られる。地上ではこれらの信号をもとにドリル
ヘッドの位置を算出する。ドリルパイプＤＰＰの接続の
都度、信号線ＳＧＬも接続していく必要がある。

【０００６】信号線に１本のドリルパイプより長いケー
ブルを用いて、信号線の接続は特殊なコネクタを使用し
て、導電性の雌雄のプラグとレセプタクルを結合して信
号線の接続を行う方法も提案されている。１例として
Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔの５１３１４６４号（１９９２／
７／２１）を簡単に説明する。図１０はこの結合方式を
簡略化して描いたもので、（ａ）は結合時、（ｂ）はプ
ラグ、（ｃ）はレセプタクルの単体を描いたものであ
る。

【０００７】先ず（ｂ）のプラグ３０１の構成を説明す
る。先端に接点部３０３を形成した金属製の接点棒３０
２の後端にリード線３０５ａが座金３０５を介してビス
３０４で接続され、絶縁体１（３１６）と絶縁体２（３
０７）で絶縁されて導電性の鞘３０８と一体に組み上げ
られている。鞘３０８の後端（図の左側）に矢羽根３０
９が３枚放射状に形成されている。

【０００８】レセプタクル３１１は右端に導電性の接点
受け３１２が絶縁座３１５と絶縁体３１６で絶縁され、
鞘３１７の軸線と同軸に支持されている。図示しないが
鞘３１７は螺合する２部材で構成される。接点受け３１
２の左端から穴３１２ａが穿たれ、複数個のスリ割り３
１３が形成されている。穴３１２ａの径はプラグ３０１
先端の接点部３０３の外径より僅かに小とされ、スリ割
り３１３のため接点部３０３が挿入されると強固に挟持
して電気的に安定な接触が保たれる。なお、接点受け３
１２にビス３１４で接続されたリード線３１５ａとプラ
グのリード線３０５ａは、図示しないが絶縁されて外部
に引き出され、それぞれケーブルに接続される。

【０００９】図１０（ａ）は、ドリルパイプ中でプラグ
３０１とレセプタクル３１１の接続状態を示す。通常の
ドリルパイプ３２１の両端には雌雄のテーパねじ３２３
が螺合して次々に接続される。プラグ３０１を固定する
位置で内径が大とされるアダプタパイプ３２２を挿入
し、プラグ３０１後端の矢羽根３０９がアダプタパイプ
で拘束される。

【００１０】ドリルパイプ３２１の内径に近い外径を持
つレセプタクル３１１はドリルパイプ３２１でその軸線
がドリルパイプの軸線と、ほぼ、同軸に保たれ、プラグ
は矢羽根３０９でドリルパイプ３２１の軸線と、ほぼ、
同軸に保たれる。プラグ３０１は絶縁体１（３０６）と
絶縁体３１６のテーパに案内され、鞘３０８の中央部で
レセプタクルと同軸に保たれて、接点受け３１２と接点
部３０３は接続される。接続後、図示しない固定機構で
レセプタクル３１１もドリルパイプ３２１に固定され
る。

【００１１】ただ１本のみの信号線の接続に使用される
が、接続時にかなりの精度が必要で、電気的な絶縁をす
るためにも、このプラグとレセプタクルは高度な精度の
数多くの部材を組み合わせた高価な製品となっている。
従って、図１０に示す方法では、ドリルパイプ１本毎に
使用するのではなく、一本の信号線の長さをドリルパイ
プよりもかなり長くして接続する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常の水平
ドリリング工法では、一本の信号線の長さをドリルパイ
プよりも長くすることは困難であり、ドリルヘッド内に
格納したセンサ類の情報を信号線で地上に伝送するため
に、掘削が進んで新たにドリルパイプを接続するたびに
信号線も接続し延長する必要がある。ドリルパイプ内は
通常泥水を通しているので、この信号線の接続は水密が
保たれるように行う必要があり、接続に時間を要すると
いう欠点がある。

【００１３】また、上記のプラグとレセプタクルをドリ
ルパイプ毎に使用するには経済的にも引き合わず、機械
的な接触で電気的な接続を行うので、信頼性上の問題を
生じる恐れも考えられる。

【００１４】そこで本発明は、ドリルパイプの接続時
に、自動的に信号線の接続がなされて信号線の接続時間
を要せず、機械的の接続を必要としない信頼性の高い信
号伝送路付きドリルパイプ、および、非開削工法におけ
る信号伝送方式を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題点を解決するために、非開削工法に用いられる伝送線
路を備えた推進管であって、その一端に設けられた第１
のパイプ結合部と、その他端に設けられた第２のパイプ
結合部と、第１のパイプ結合部の近傍に配置された第１
の伝送線路結合部と、第２のパイプ結合部の近傍に配置
された第２の伝送線路結合部とを有する伝送線路を備
え、一の推進管の第１のパイプ結合部と他の推進管の第
２のパイプ結合部とを接続することにより、一の推進管
の第一の伝送線路結合部と他の推進管の第２の伝送線路
結合部とが一個の変成器を形成するように構成されてい
る伝送線路付き推進管を提供する。

【００１６】上記の伝送線路付き推進管は次の各項の特
徴を備えている。第１及び第２の伝送線路結合部はそれ
ぞれ磁芯及び巻線を備えている。また、磁芯に泥水の通
水孔を設けている。更に、磁芯と推進管の内面と磁芯の
間、及び、推進管接続時に磁芯同士が当接する面に緩衝
材を配している。更にまた、推進管の軸線に沿い、推進
管の外方へ向かって、磁芯を押圧する押着け機構を付け
ている。また、推進管の第２の伝送路結合部の近傍に、
信号増幅、信号再生を行う回路群を収容する回路収容部
を設けている。また、回路収容部に回路群の電源を収容
している。

【００１７】本発明は、推進管を順次接続しつつ掘削を
行う非開削工法において、ドリルヘッドの近傍に備えら
れた機器と地上の機器との間で信号を伝送するための信
号伝送方式であって、各推進管は、その一端に第一のパ
イプ結合部、他端に第２のパイプ結合部を有するととも
に、信号伝送のための伝送線路を内蔵し、伝送線路は、
第１のパイプ結合部の近傍に配置された、磁芯と巻線を
備えた第１の伝送路結合部と、第２のパイプ結合部の近
傍に配置された、磁芯と巻線を備えた第２の伝送路結合
部とを有し、一の推進管の第１のパイプ結合部と他の推
進管の第２のパイプ結合部とを接続することにより、一
の推進管の第１の伝送線路結合部と他の推進管の第２の
伝送線路結合部とが一個の変成器を形成するように構成
されており、各推進管における伝送線路を介して、ドリ
ルヘッド近傍に備えられた機器と地上の機器との間で信
号を伝送する非開削工法における信号伝送方式を提供す
る。

【００１８】上記の信号伝送方式は下記の各項目を備え
ている。上記伝送線路はドリルヘッド近傍に備えられた
機器に交流電力を伝送する。また、推進管の第２の伝送
線路結合部の近傍に配置された回路群により、推進管結
合時に伝送線路結合部の近傍で、信号増幅、信号再生を
行う。更に、回路群駆動のための電力を伝送線路を介し
てトランス結合で送る。更にまた、回路群駆動のための
電源を前記回路群に近接して設けている。

【００１９】

【発明の実施の形態】先ず、非開削工法でドリルヘッド
と地上で行われる信号の授受方法を図１のブロック図に
従って説明する。図の左端のドリルヘッドＤＨＤは、推
進管であるドリルパイプ１、１、１を介して右端の水平
ドリル機械ＨＤＭにより推進され、地中に孔を掘削す
る。

【００２０】ドリルヘッドＤＨＤ内またはその近傍に、
ドリルヘッドＤＨＤの傾斜角を測定するための傾斜計、
方位を測定する磁気センサなど、ドリルヘッドＤＨＤの
位置を算定するのに必要な情報を収集するためのセンサ
類ＳＮＲが配置されている。ドリルパイプ１中に伝送線
路３が通してあり、伝送線路３を介してセンサ類ＳＮＲ
の信号が地上に送られる。

【００２１】センサ類ＳＮＲの信号は、電力信号分離結
合器ＭＰＸを通って受信機ＲＣＶに至り、位置算定手段
ＰＳＣに供給される。位置算定手段ＰＳＣでドリルヘッ
ドＤＨＤの位置が算定され、進路の補正が必要なら、水
平ドリル機械ＨＤＭがドリルヘッドＤＨＤの姿勢を変更
して進路を補正する。このように、ドリルパイプ１に内
蔵された伝送線路３を介して、ドリルヘッドＤＨＤの近
傍に備えられた機器と地上の機器との間で信号を伝送す
ることにより、計画通りの孔を掘削することができる。

【００２２】センサ類ＳＮＲ近傍に電池を置いて、セン
サ駆動用の電源とする場合もあるが、地上からセンサ類
ＳＮＲ駆動用の電力を送り込むこともある。この場合
は、地上の電源ＰＳＰからは伝送線路３を通してセンサ
類ＳＮＲに電力が送られる。電力信号分離結合器ＭＰＸ
は、電力と信号を同じ伝送線路３で送るために、信号を
伝送線路３から取り出し、逆に電力を伝送線路３に送り
込むためのものである。

【００２３】本発明の実施の１形態を説明する。非開削
工法で使用される推進管は、ドリルロッド、ドリルパイ
プなどとも呼ばれ、必ずしもパイプの必要はなく中実の
棒でも良いが、一般には掘削時に泥水の流路として利用
できるパイプを使用することが多い。本明細書では推進
管をドリルパイプとして表記する。ドリルパイプの両端
の形状の１例を断面として示した図２（ａ）を参照し
て、ドリルパイプの構造を説明する。ドリルパイプは、
通常長さ数ｍの円筒状のパイプの両端にドリルパイプ同
士の接続が可能な結合部を形成している。

【００２４】即ち、１本のドリルパイプ１の一端に第１
のパイプ結合部１ａと他の一端に第２のパイプ結合部１
ｂが形成されている。第１のパイプ結合部１ａはドリル
パイプ１の中間部より肉厚が多くされ、結合用の機構と
して、例えば、テーパー雄ねじ１ｃが形成されている。
第２のパイプ結合部１ｂはドリルパイプ１の中間部より
肉厚が多くされ、テーパー雌ねじ１ｄが形成されて、雄
ねじ１ｃと雌ねじ１ｄは同種のねじが使用されている。
従って一本のドリルパイプ１の第１のパイプ結合部１ａ
のテーパ雄ねじ１ｃに別のドリルパイプ１の第２のパイ
プ結合部１ｂのテーパー雌ねじ１ｄが螺合して結合され
る。このように、次々とドリルパイプを結合し、連結し
て行くことができる。

【００２５】ドリルパイプの結合部付近をパイプの軸線
を含む模式的な断面図とした、図２（ｂ）に示すよう
に、ドリルパイプ１には伝送線路３が挿通され、第１・
第２のパイプ結合部１ａ・１ｂの近傍にそれぞれ第１・
第２の伝送線路結合部が配置されている。基本的な伝送
線路結合部として、磁芯１（５ａ）と巻線１（６ａ）か
らなる第１伝送線路結合部が第１のパイプ結合部１ａの
近傍に配置され、磁芯２（５ｂ）と巻線２（６ｂ）から
なる第２伝送線路結合部が第２のパイプ結合部１ｂの近
傍に配置されている。なお、図２の符号のａはパイプ結
合部・伝送線路結合部の第１に、ｂはパイプ結合部・伝
送線路結合部の第２に属することを示す。

【００２６】磁芯５（ａ）、（ｂ）と巻線６（ａ）、
（ｂ）の構造例を図３（ａ１）〜（ｂ２）の投影図で示
す。添字の１は正面図、２は側面図を示し、図３（ａ
１、ａ２）は磁芯５のみ、図３（ｂ１、ｂ２）は磁芯５
に巻線６を施した状態を示す。ドリルパイプ１はネジで
結合されることが多いから、磁芯５の形態としては、中
心に円柱を配し、同心の円筒を１底面で連結した、いわ
ゆる、図３に示した壷型コアが望ましいが、ドリルパイ
プ結合時に磁芯の向きを選択結合する機構を付加して、
１個、または、複数のＥ型コアを使用することもでき
る。磁芯５には高透磁率のフェライト、方向性珪素鋼板
等が使用される。

【００２７】ドリルパイプ１の内部に泥水を流すことが
多いので、泥水通路となる通水孔を設けることが必要と
なる。図では磁芯５の底面部の外周付近に扇形状の複数
個の通水孔７が示されているが、孔の形状は扇形に限定
されるものではない。図３（ｂ１）、（ｂ２）に示すよ
うに、巻線６は磁芯５中心の円柱部に形成される。例え
ば、磁芯５中心の円柱部に嵌合するコイルボビンに導線
をコイル状に捲回し、磁芯５の円柱部に挿入する。巻線
６の両端の線は伝送線路３に接続され、巻線６と伝送線
路３は泥水から保護する防水処理が施されている。

【００２８】ドリルパイプ１同士の結合部では、磁芯１
（５ａ）と磁芯２（５ｂ）の開口部同士が当接して、磁
気閉回路を構成し、磁芯１（５ａ）と巻線１（６ａ）、
及び、磁芯２（５ｂ）と巻線２（６ｂ）で１個の変成器
４を構成する。一般的には、図２（ｃ）の回路図に示す
ように、結合部に構成された変成器４は信号の結合用ト
ランス、小電力用のトランスとして考えて良い。

【００２９】ドリルパイプ１の結合の際、磁芯材料に機
械的な衝撃に弱いフェライトを使用すると、磁芯５同士
の当接時のショックで損傷を受ける恐れがあり、損傷を
未然に防止するため、緩衝材の使用が有効である。ドリ
ルパイプの結合部付近をパイプの軸線を含む模式的な断
面図とした図４（ａ）に示すように、緩衝材８ａ、８ｂ
を磁芯５ａ、５ｂの外周面とドリルパイプ１の内面部で
区画される円筒部に挿入し、また磁芯５ａ、５ｂの当接
面に円板形の膜状に形成している。緩衝材８ａ、８ｂ
は、２部材の接着としても良く、円盤状の底面と円筒部
を接続して一体とした形に形成してもよい。当接面の膜
状の緩衝材は直接磁芯５ａ、５ｂ同士が当接して損傷す
ることを防ぎ、磁芯５ａ、５ｂの外周面の緩衝材は、磁
芯５ａ、５ｂの姿勢に多少の移動を許し、当接面で無理
なく磁芯５ａ、５ｂ当接可能にする。

【００３０】ドリルパイプ結合時に、磁芯１（５ａ）と
磁芯２（５ｂ）の密着度が低下し、隙間が生じると信号
の伝送効率が下がる。特に電力伝送効率が大きな影響を
受ける。そこで、磁芯同士を密着させるために押着け機
構を用いると効果的である。即ち、図４（ａ）と同様の
断面図とした図４（ｂ）に示すように、ドリルパイプの
軸線に沿って、外側方向に押し出す力（図の矢印）を磁
芯５ａ、５ｂに及ぼす押着け機構９ａ、９ｂを設けて磁
芯５同士の密着度をあげることができる。

【００３１】押着け機構９の構造例を図５（ａ１）〜
（ａ３）の後面、側面、前面の各投影図を参照して説明
する。支持構造である基板９ｃは円板状の厚板で、外周
に近く、複数の通水孔７を持ち、外周面がドリルパイプ
１の内面に固着される。円板と同軸に円筒形のケース９
ｄが形成され、その内部に圧縮性のばね機構９ｅが収容
される。ばね機構９ｅの具体的な構造は図示されていな
いが、その位置に、例えばコイルバネ、皿バネ、ウレタ
ン等の弾性体を載置して利用できる。いずれも磁芯５
ａ、５ｂの後方の円板部を押圧して、磁芯５ａ、５ｂを
ドリルパイプ１の軸線に沿って外方に移動させる力を与
える（図５（ａ２）の矢印方向）。ばね機構９ｅを用い
るときは、磁芯５はドリルパイプ１の軸線に沿って移動
ができるように、移動緩衝材９を介して弾性的に支承さ
れるか、ドリルパイプ１で支承されずに、ばね機構９ｅ
の先端で支持される構造とする。

【００３２】また、掘削する長さが長大となった際は、
伝送線路結合部の数カ所（または全ヶ所）に信号増幅・
信号再生のための回路群を伝送線路結合部の近傍に設置
する。この回路群収容のため、ドリルパイプの内部で、
伝送線路結合部の近傍に回路収容部１１を設けた例が図
４（ｂ）に記載されている。

【００３３】上記の回路収容部１１の構造例が図５（ｂ
１）〜（ｂ３）に前面、側面、後面の各投影図として示
されている。支持構造である基板１１ｄは円板状の厚板
で、外周に近く、複数の通水孔７を持ち、外周面がドリ
ルパイプ１の内面に固着される。円板と同軸に円筒形で
両端に円盤状の鏡板を持った回路容器１１ｃが形成さ
れ、その内部に回路群が収容される。回路容器１１ｃの
２枚の鏡板の中央に通線孔１１ｅがそれぞれ穿たれ、巻
線６と回路群を接続する信号線１３、または、伝送線路
３を通線する。泥水が回路群に達しないように、回路容
器１１ｃと通線孔１１ｅは防水構造とされている。な
お、図４（ｂ）では回路収容部１１は第２のパイプ結合
部１ｂ側に設置されているが、必要に応じ、第１のパイ
プ結合部１ａ側、あるいは第１・第２の両側に設置して
もよい。

【００３４】次に、各種の回路を記載した図６、図７、
図８を参照して、回路収容部１１に収容される回路の説
明を行う。図６（ａ）は、既に説明したように伝送線路
結合部がトランス結合とされた例で、第１伝送線路結合
部の磁芯１（５ａ）と巻線１（６ａ）と、第２伝送線路
結合部の磁芯２（５ｂ）と巻線２（６ｂ）で、１個のト
ランスとされた基本図である。本例は最も単純な構成
で、両側でトランス結合された伝送路になるが、周波数
帯を分ければ双方向通信が可能である。

【００３５】同（ｂ）は低周波数の交流で電力の伝送を
行い、高周波で信号伝送を行う構成である。伝送方向は
図の左から右へ向かう。電力と信号をローパスフィルタ
２−１とハイパスフィルタ２−１で分け、信号は増幅し
て送り出す。出力側のローパスフィルタ２−２とハイパ
スフィルタ２−２も信号と電力の分離用で、その外側で
信号と電力を重畳している。電源回路は低周波の電力か
ら増幅回路の電源を作り出す。なお、信号増幅は単なる
増幅ばかりでなく、ＰＣＭ信号方式の場合の再生増幅も
含むものとする。

【００３６】回路収容部１１内に電池を内蔵して電源と
した場合は、同（ｃ）に示す回路図で済み、（ｂ）に示
す回路図と同様の信号増幅を行っても、フィルタ類が不
要となる。

【００３７】図７（ａ）、（ｂ）は低周波数帯で交流電
力の伝送を行い、それぞれ中心周波数の異なる２個の高
周波数帯で上下方向の信号伝送を行う構成である。電力
の伝送方向は、やはり、図の左から右へ向かう。重畳さ
れて伝送線路を介して伝送された電力をローパスフィル
タ２−１と出力側のローパスフィルタ２−２で分離し、
電源回路駆動用の電力を得る。電源回路は低周波の電力
から増幅回路の電源を作り出す。

【００３８】バンドパスフィルタ２−１とバンドパスフ
ィルタ２−２、及び増幅器２−１で上り方向（図の左か
ら右へ）の信号を選択的に増幅する。バンドパスフィル
タ２−３とバンドパスフィルタ２−４、及び増幅器２−
２で下り方向（図の右から左へ）の信号を選択的に増幅
する。ローパスフィルタ２−とバンドパスフィルタ２−
２、バンドパスフィルタ２−３の外側で信号と電力を重
畳している。前例と同様、信号増幅は単なる増幅ばかり
でなく、ＰＣＭ信号方式の場合の再生増幅も含むものと
する。

【００３９】図７（ｂ）は同（ａ）の電源用電池を回路
収容部１１内に内蔵して電源とした場合である。伝送線
路を介して伝送された電力は、ローパスフィルタ２−１
と出力側のローパスフィルタ２−２を通り、更に先端
（図の右方の）にある回路群またはドリルヘッド近傍の
センサ類駆動用の電力として使用される。

【００４０】図８（ａ）は電力と上下２方向の信号伝送
を行う構成であるが、電力用の伝送線路と巻線、２系統
の信号用の伝送線路と巻線をそれぞれ分離した構成とし
ている。伝送線路の本数は増加するが、電力用に比し、
信号伝送路の回路部品の耐電圧が低く済む利点がある。
図８（ｂ）は電力を伝送線路で送らず、電池を回路収容
部１１内に内蔵して電源とした例である。なお、伝送線
路１側の巻線を破線に示すように接続して、伝送線路の
本数を節約しても良く、図８（ａ）の場合は中央と下側
の巻線のみを破線で結んで、電力用と信号伝送路とを分
離することもできる。

【００４１】以上、ドリルパイプ結合部で、伝送線路の
両端の磁芯と巻線を対向させ、１個の結合トランスを形
成して信号の伝送を行い、更に、増幅回路及び各所の回
路群またはセンサ類の電源となる電力の伝送も同一伝送
線路に重畳して行う諸形式を説明し、加えて、結合部近
傍に個別電源を配した場合も説明した。このように各種
の回路が採用可能なので、非開削工法の規模等から検討
して、信頼性も高く、コスト的にも最善の回路形式を選
択することができる。

【００４２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、非開削
工法に使用する伝送線路付き推進管の伝送線路の結合部
に推進管を結合したときに１個の結合トランスを構成す
るようにしたことにより、孔掘削時のドリルパイプ結合
時に、単にドリルパイプを結合する作業、例えば両端の
テーパねじをねじ込んでパイプを結合する作業を行うこ
とで自動的に伝送線路の結合作業が完了する。従来、ド
リルパイプの結合と別作業とされていた伝送線路の結合
作業時間が皆無となるため、パイプ結合時間の飛躍的な
向上となり、コストダウン効果が大きい。

【００４３】また、伝送線路の結合に機械的な接点によ
る接触部がなく電磁的な結合のため、接触部が泥水中に
有るための接触の不安定が解消され、結合部の電気的信
頼性が向上する。これは、特に電力輸送の信頼性向上が
期待され、ドリルヘッド近傍に、センサ類の駆動用電池
を配置する必要がなくなる。従って、従来、センサ用電
池の寿命によって制限された作業時間が、無制限に拡張
されたことになり、ドリルヘッドを回収せずに、長時間
の作業が可能のため、緊急日程の消化も容易となる。

【００４４】更に、緩衝材の使用で磁芯にフェライト系
の脆い材質が使用可能で、コストダウンも期待できる。
また、押着け機構を導入により、電力輸送時の効率低下
を防止でき、この点でも電力輸送の信頼性向上が期待で
きる。更にまた、伝送線路結合部の近傍に回路収容部を
設けて、信号増幅等の回路群や電源用電池を収容可能と
したため、より長距離の掘削にも十分対応できる伝送特
性を達成することができるのも本方式の利点である。

【図面の簡単な説明】

【図１】非開削工法に用いられる信号・電力の伝送経路
を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態である非開削工法に用いら
れるドリルパイプの第１、第２のパイプ結合部を結合
し、伝送線路とトランス結合部を示す模式図及び回路図
である。

【図３】トランス結合部の磁芯（コア）の投影図であ
る。

【図４】トランス結合部を緩衝材で保護した状態、及
び、更に押着け機構・回路容器の配置されたトランス結
合部近傍の模式図である。

【図５】トランス結合部の密着性を高める押着け機構、
及び、トランス結合部近傍で信号増幅・信号再生を行う
回路群を収容する回路容器の構造を示す投影図である。

【図６】伝送線路のトランス結合部の回路を示す回路図
である。

【図７】伝送線路のトランス結合部他の回路を示す回路
図である。

【図８】伝送線路のトランス結合部の更に他の回路を示
す回路図である。

【図９】非開削工法の原理を示す断面とした説明図、及
び、非開削工法の信号伝達方法を示す略図である。

【図１０】非開削工法等の信号線路の機械的接点による
接続例を示す断面図である。

【符号の説明】

ＨＤＭ 水平ドリル機械、ＤＨＤ ドリルヘッド、ＳＮ
Ｒ センサ類（ドリルヘッドの近傍に備えられた機
器）、ＭＰＸ 電力信号分離結合器、ＲＣＶ 受信機、
ＰＳＮ 位置算定手段、ＰＳＰ電源、（地上の機器）、
１ ドリルパイプ（伝送線路付き推進管）、 １ａ 第
１のパイプ結合部、１ｂ 第２のパイプ結合部、１ｃ、
１ｄ テーパねじ（雌雄の）、２ 伝送路結合部、２ａ
第１の伝送路結合部、２ｂ 第２の伝送路結合部 ３ 伝送線路、３ａ 伝送線路１、３ｂ 伝送線路２、
４ 変成器（結合用トランス、トランス）、５ 磁芯、
５ａ 磁芯１、５ｂ 磁芯２、６ 巻線、６ａ 巻線
１、６ｂ 巻線２、７ 通水孔、８ 緩衝材、８ａ 緩
衝材１、８ｂ 緩衝材２、９ 押着け機構、９ａ 押着
け機構１、９ｂ 押着け機構２、９ｃ 基板、９ｄ ケ
ース、９ｅ ばね（弾性体）、１１ 回路収容部、１１
ｃ 回路容器、１１ｄ 基板、１３ 信号線、３０１
プラグ、３０２ 接点棒、３０３ 接点部、３０６ 絶
縁体１、３０７ 絶縁体２、３０８ 鞘、３０９ 矢羽
根、３１１ レセプタクル、３１２ 接点受け、３１２
ａ 穴、３１３ スリ割り、３１６ 絶縁体、３１７
鞘、３２１ ドリルパイプ、３２２ アダプタパイプ、
３２３ テーパねじ、

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｇ 1/14 Ｈ０２Ｇ 15/08 Ｚ 15/08 Ｆ１６Ｌ 1/02 Ｅ Ｆターム(参考） 2D054 AC18 AD27 AD28 GA19 GA42 GA62 GA65 GA92 3H111 AA01 CB27 CB28 DA26 DB16 DB23 5G355 AA05 BA01 BA11 5G375 AA08 CA02 CA19 CC10 DB16 EA08 EA17

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非開削工法に用いられる伝送線路を備え
   た推進管であって、 その一端に設けられた第１のパイプ結合部と、 その他端に設けられた第２のパイプ結合部と、 前記第１のパイプ結合部の近傍に配置された第１の伝送
   線路結合部と、前記第２のパイプ結合部の近傍に配置さ
   れた第２の伝送線路結合部とを有する伝送線路を備え、 一の推進管の前記第１のパイプ結合部と他の推進管の前
   記第２のパイプ結合部とを接続することにより、前記一
   の推進管の前記第一の伝送線路結合部と前記他の推進管
   の前記第２の伝送線路結合部とが一個の変成器を形成す
   るように構成されていることを特徴とする伝送線路付き
   推進管。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の伝送線路結合部はそ
   れぞれ磁芯及び巻線を備えたことを特徴とする請求項１
   に記載の伝送線路付き推進管。
3. 【請求項３】 前記磁芯に泥水の通水孔を設けたことを
   特徴とする請求項１に記載の伝送線路付き推進管。
4. 【請求項４】 前記磁芯と前記推進管の内面と前記磁芯
   の間、及び、前記推進管接続時に前記磁芯同士が当接す
   る面に緩衝材を配したことを特徴とする請求項１に記載
   の伝送線路付き推進管。
5. 【請求項５】 前記推進管の軸線に沿い、前記推進管の
   外方へ向かって前記磁芯を押圧する押着け機構を設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路付き推進
   管。
6. 【請求項６】 前記推進管の前記第２の伝送路結合部の
   近傍に、信号増幅、信号再生を行う回路群を収容する回
   路収容部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の伝
   送線路付き推進管。
7. 【請求項７】 前記回路収容部に前記回路群の電源を収
   容したことを特徴とする請求項１に記載の伝送線路付き
   推進管。
8. 【請求項８】 推進管を順次接続しつつ掘削を行う非開
   削工法において、ドリルヘッドの近傍に備えられた機器
   と地上の機器との間で信号を伝送するための信号伝送方
   式であって、 前記各推進管は、その一端に第一のパイプ結合部、他端
   に第２のパイプ結合部を有するとともに、信号伝送のた
   めの伝送線路を内蔵し、 前記伝送線路は、前記第１のパイプ結合部の近傍に配置
   された、磁芯と巻線を備えた第１の伝送路結合部と、前
   記第２のパイプ結合部の近傍に配置された、磁芯と巻線
   を備えた第２の伝送路結合部とを有し、 一の推進管の前記第１のパイプ結合部と他の推進管の前
   記第２のパイプ結合部とを接続することにより、前記一
   の推進管の前記第１の伝送線路結合部と前記他の推進管
   の前記第２の伝送線路結合部とが一個の変成器を形成す
   るように構成されており、 前記各推進管における前記伝送線路を介して、前記ドリ
   ルヘッド近傍に備えられた機器と地上の機器との間で信
   号を伝送することを特徴とする非開削工法における信号
   伝送方式。
9. 【請求項９】前記伝送線路は前記ドリルヘッド近傍に備
   えられた機器に交流電力を伝送することを特徴とする請
   求項８に記載の非開削工法における信号伝送方式。
10. 【請求項１０】前記推進管の前記第２の伝送線路結合部
    の近傍に配置された回路群により、推進管結合時に前記
    伝送線路結合部の近傍で、信号増幅、信号再生を行うこ
    とを特徴とする請求項８に記載の非開削工法における信
    号伝送方式。
11. 【請求項１１】 前記回路群駆動のための電力を前記伝
    送線路を介してトランス結合で送ることを特徴とする請
    求項８に記載の非開削工法における信号伝送方式。
12. 【請求項１２】 前記回路群駆動のための電源を前記回
    路群に近接して設けたことを特徴とする請求項８に記載
    の非開削工法における信号伝送方式。