JP2003245919A - コンクリート基礎等の穿孔機及びその穿孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンクリート等の基礎をワイヤーソーを挿通
して切断するために形成する長い貫通孔を精度良く形成
できるコンクリート基礎等の穿孔機及びその穿孔方法を
提供する。 【解決手段】 先端部に刃先１１を具備したコアビット
１２に複数のコアチューブ１６を順次連結し、コアビッ
ト１２をモータ１７により回転させて大型構造物を設け
たコンクリート基礎１８等に穿孔する穿孔機１０であっ
て、コアビット１２とコアビット１２に隣り合うコアチ
ューブ１６との間に、刃先１１の外径Ｄと実質的に同じ
外径Ｄを備え、しかも穿孔された孔３７の軸方向及び周
方向にガイドされる一対のガイド部１４ａ、１５ａが所
定の間隔Ｔを開けて設けられた直進保持装置１３ａを備
え、直進保持装置１３ａによりコアビット１２及びコア
チューブ１６の直進精度を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、大型構造
物を設けたコンクリート基礎をワイヤーソーを用いて精
度よく切断するために、コンクリート基礎に長い距離を
直進精度よく穿孔するコンクリート基礎等の穿孔機及び
その穿孔方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート基礎に固定された大型構造
物等を解体する際、コンクリート基礎に設けられた構造
物を分割解体して解体工程の短縮を図っている。このよ
うな状態で更に工程の短縮を図るためには、コンクリー
ト基礎に固定された部分の構造物をコンクリート基礎か
ら撤去するため、コンクリート基礎と構造物との間を切
断して構造物を切り離す必要がある。大型構造物の解体
に関して、特開２０００−５９１０９公報には高炉の改
修方法が開示されており、この改修方法においては、構
造物とコンクリート基礎との間を切り離すため、高炉の
コンクリート基礎部に複数個の貫通孔を水平方向に開け
て、この貫通孔にワイヤーソーを挿通させて貫通孔間の
基礎を切断するようになっている。そして、貫通孔の穿
孔手段として、コアボーリング装置（コアボーリングマ
シン）が使用できると記載されている。コンクリート基
礎内に貫通孔を穿孔するコアボーリングマシンの一例と
して、特開２０００−８７６７７公報に記載された形態
のものが開示されている。

【０００３】このコアボーリングマシンは、回転機構部
が内蔵され、ガイドバーに沿って移動可能なマシン本体
と、マシン本体の回転機構部の回転軸に連結され、先端
に中空ビット（コアビット）が装着されたコアチューブ
と、ガイドバーの先端位置にガイドバーに対して直交配
置されたベースプレートと、予め穿孔予定位置に固定さ
れる第１ガイドパイプと、ベースプレートを貫通して固
定され、コアチューブを挿通ガイドする第２ガイドパイ
プと、第１、第２ガイドパイプ同士を同一軸線上に連結
する継ぎ手部（パイプユニオン）とを備えている。この
コアボーリングマシンおいては、穿孔したい構造体の表
面、例えば、鉄板に第１のガイドパイプを設置し、第１
のガイドパイプと第２のガイドパイプとをパイプユニオ
ンにより結合し、中空ビット及びコアチューブが第２の
ガイドパイプ及び第１のガイドパイプの穿孔軸線に沿っ
て移動するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のコアボーリングマシンにおいては、未だ解決すべき
以下のような問題があった。コンクリート基礎の表面の
穿孔部分に直角にこのマシン本体を設置できたとして
も、コンクリート強度の不均一、穿孔部の埋め込み金物
（配筋）等により貫通孔を直進精度良く形成することが
できない。これは中空ビットの穿孔力にもよるが、貫通
する孔の距離は数十ｍにも及ぶので、表面の穿孔部分に
若干の狂いが生じても数十ｍ先の穿孔部分では、穿孔開
始位置から相当のずれが発生し、結局、貫通孔は水平及
び直進精度が得られない。このため、この貫通孔にワイ
ヤーソーを挿通してコンクリート基礎を切断した場合、
切断面が変形した状態で切断されることになる。このよ
うな状態が発生すると、構造物の引出しが出来ないため
構造物を小ブロックに分割する必要があり、コンクリー
ト基礎上で分割するために必要な作業工程が増加し、工
期の短縮が出来なかった。さらに、切断面が変形してい
ると、切断面を平坦に補修する必要があるが、狭いスペ
ースでは補修に多大の時間がかかり、補修は非常に困難
であるため、新規構造物をこの変形切断面に合わせて設
計する必要があり、コストと時間を必要としていた。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、コンクリート等の基礎をワイヤーソーを挿通し
て切断するために形成する長い貫通孔を精度良く形成で
きるコンクリート基礎等の穿孔機及びその穿孔方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う本発明に
係るコンクリート基礎等の穿孔機は、先端部に刃先を具
備したコアビットに複数のコアチューブが順次連結さ
れ、コアビットがモータにより回転されて大型構造物を
設けたコンクリート基礎等に穿孔する穿孔機であって、
コアビットとコアビットに隣り合うコアチューブとの間
に、刃先の外径と実質的に同じ外径を備え、しかも穿孔
された孔の軸方向及び周方向にガイドされる一対のガイ
ド部が所定の間隔を開けて設けられた直進保持装置を備
え、直進保持装置によりコアビット及びコアチューブの
直進精度を確保する。これによって、穿孔された孔の軸
方向及び周方向にガイドされる一対のガイド部が所定の
間隔を開けて設けられた直進保持装置によって、コアビ
ット及びコアチューブの直進精度が確保されるので、穿
孔される孔の直進度が向上する。

【０００７】本発明に係るコンクリート基礎等の穿孔機
において、直進保持装置はコアビット及びコアチューブ
にねじ機構により連結することもできる。これによっ
て、直進保持装置のコアビット及びコアチューブへの着
脱が容易にできる。本発明に係るコンクリート基礎等の
穿孔機において、直進保持装置はコアビット及びコアチ
ューブに嵌入して連結することもできる。これによっ
て、直進保持装置とコアビット及びコアチューブとを強
固に連結することができる。

【０００８】本発明に係るコンクリート基礎等の穿孔機
において、直進保持装置のガイド部には耐摩耗材を設け
ることもできる。これによって、直進保持装置の耐寿命
が向上する。前記目的に沿う本発明に係るコンクリート
基礎等の穿孔方法は、先端部に刃先を具備したコアビッ
トに複数のコアチューブを順次連結し、コアビットをモ
ータにより回転させる穿孔機によって大型構造物を設け
たコンクリート基礎等に穿孔する方法であって、穿孔さ
れた孔にガイドされることによりコアビット及びコアチ
ューブの直進精度を確保する直進保持装置を、コアビッ
トとコアビットに隣り合うコアチューブとの間に設けて
いる。これによって、直進保持装置により、コアビット
及びコアチューブが穿孔された孔の軸方向及び周方向に
ガイドされて直進精度が確保されるので、穿孔される孔
の直進度が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係るコンクリート基礎等の穿孔機を用いて大型構造
物のコンクリート基礎に穿孔する場合の全体配置図、図
２は同コンクリート基礎等の穿孔機のマシン本体の正面
図、図３は同コンクリート基礎等の穿孔機による穿孔の
状態の説明図、図４は同コンクリート基礎等の穿孔機の
コアビット、直進保持装置及びコアチューブの接続を示
す説明図、図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一
実施例に係るコンクリート基礎等の穿孔機の直進保持単
体の正断面図、側断面図、図６は同コンクリート基礎等
の穿孔機による穿孔の直進度を示す説明図である。

【００１０】図１〜図４に示すように、本発明の一実施
の形態に係るコンクリート基礎等の穿孔機１０（以下、
単に穿孔機と呼ぶ）は、先端部に刃先１１を具備したコ
アビット１２に、継ぎチューブ１３を介して連結された
一対の直進保持単体１４、１５を接続し、さらに複数の
コアチューブ１６を順次連結し、モータの一例である油
圧モータ１７の回転によりコアビット１２を回転させ
て、高炉構造物を取付けたコンクリート基礎１８に穿孔
を形成するものである。なお、一対の直進保持単体１
４、１５が継ぎチューブ１３を介して連結されて一体化
されたものを直進保持装置１３ａと呼ぶ。以下、これら
について詳しく説明する。

【００１１】図１に示すように、穿孔する距離Ｌを有す
るコンクリート基礎１８の外側に対向して２台の穿孔機
１０が取付架台１９、２０上に設けられており、２台の
穿孔機１０がそれぞれ、距離（Ｌ／２）ずつ穿孔して距
離Ｌを穿孔することができるようになっている。図２に
示すように、穿孔機１０のマシン本体は、取付架台２０
（１９も同じ）上に固定された取付フレーム２１に設け
られており、取付フレーム２１のコンクリート基礎１８
側の端部には、コアチューブ１６をガイドするチューブ
ガイド２２が取付けられている。チューブガイド２２
は、コアチューブ１６を水平方向に摺動ガイドできると
共に、回転支持することができる。

【００１２】コアチューブ１６の後端部は、オイルポン
プユニット（図示せず）により供給される圧油により回
転する油圧モータ１７の回転を、回転機構２３を介して
回転される回転軸２４と、前、後部チャック２５、２５
ａを介して連結されている。油圧モータ１７が取付けら
れた回転機構２３の下端部には、進退フレーム２６が設
けられており、進退フレーム２６は、図示しない進退機
構を介して取付フレーム２１に沿って水平方向に進退す
るように構成されている。

【００１３】図４に示すように、コアビット１２は、後
端部の内側に雌ねじ部２７が形成されたパイプ状の本体
部２８と、本体部２８の先端に周方向に等間隔で設けら
れた数個のダイヤモンドからなる刃先１１とを備えてい
る。各刃先１１は、外径がＤ（例えば、２０〜１２０ｍ
ｍ）となるように配置され、刃先１１の回転により、図
３に示すように、水平方向に孔径Ｄの孔３７が形成され
る。コアビット１２の刃先１１の先端から直進保持単体
１４の中心までの距離をＭ（例えば、５０〜１２０ｍ
ｍ）とする。図４に示すように、直進保持単体１４は筒
状に形成されており、両端部にはそれぞれ、コアビット
１２の雌ねじ部２７に螺合する雄ねじ部２９と、パイプ
状に形成された継ぎチューブ１３の前端部の内側に形成
された雌ねじ部３０に螺合する雄ねじ部３１とが形成さ
れている。

【００１４】雄ねじ部２９と雄ねじ部３１との間には、
刃先１１の外径Ｄと同じ外径Ｄ及び幅Ｂ（例えば、２０
〜８０ｍｍ）を備え、しかも穿孔される孔３７の軸方向
及び周方向にガイドされるガイド部１４ａが形成されて
いる。継ぎチューブ１３の後端部の内側に形成された雌
ねじ部３２には、筒状に形成された直進保持単体１５の
前端部に形成された雄ねじ部３３が螺合している。さら
に、ガイド部１４ａと同じガイド部１５ａを備えた直進
保持単体１５の後端部に形成された雄ねじ部３４には、
コアチューブ１６の前端部の内側に形成された雌ねじ部
３５が螺合している。先行するコアチューブ１６の後端
部に形成された雄ねじ部３６（雄ねじ部３４と同じ形状
及びサイズ）には、後続のコアチューブ１６の前端部の
内側に形成された雌ねじ部３５が螺合している。

【００１５】直進保持装置１３ａにおいて、直進保持単
体１４、１５のガイド部１４ａ、１５ａは、刃先１１の
外径Ｄと同じ外径Ｄで、しかも所要の幅Ｂに形成されて
おり、ガイド部１４ａ、１５ａは中心間距離は所定の間
隔Ｔ（例えば、５００〜２０００ｍｍ）を開けて配置さ
れている。かかる構成によって、図３に示すように、直
進保持単体１４、１５のガイド部１４ａ、１５ａが穿孔
される孔３７にガイドされて回転及び前進しながら、コ
アチューブ１６及びコアビット１２の刃先１１の直進度
を維持して穿孔するので、穿孔された孔３７の直進度が
向上する。なお、図４に示すように、コアチューブ１６
は両端部の雌ねじ部３５と雄ねじ部３６による接合部を
除くと長さＸ（例えば、５００〜２０００ｍｍ）であ
る。

【００１６】

【実施例】図５（Ａ）、（Ｂ）には、本発明の一実施例
に係るコンクリート基礎等の穿孔機の直進保持単体３８
の詳細を示す。直進保持単体３８は、一般構造用圧延鋼
材（ＳＳ材）又は機械構造用炭素鋼鋼材（Ｓ−Ｃ材）を
機械加工してスリーブ状に形成された直進保持本体部３
９と、直進保持本体部３９の軸方向の中央部に形成さ
れ、周方向に４等分され側面視して矩形状に形成された
開口部４０に嵌入された耐摩耗材の一例であるセラミッ
クス片４１とを備えている。開口部４０は断面円弧状に
形成されており、断面円弧状に形成された各セラミック
ス片４１の中心角αは４５°になっており、セラミック
ス片４１の外形が形成するガイド部の外径はＤ₁ ＝６６
ｍｍ、セラミックス片４１の内形が形成するガイド部の
内径はＤ₂ ＝５２ｍｍとしている。

【００１７】直進保持本体部３９の中央部の断面の外径
ｄ₁ ＝６４ｍｍは、外径Ｄ₁ より２ｍｍ小さく形成さ
れ、内径ｄ₂ ＝５１ｍｍは内径Ｄ₂ より１ｍｍ小さく形
成されている。セラミックス片４１は長さＳ＝５０ｍｍ
に形成されている。長さＮ＝１２０ｍｍの直進保持本体
部３９の両端部にはそれぞれ、角ねじを有する長さｎ＝
２１ｍｍの雄ねじ部４２、４３が形成されており、雄ね
じ部４２、４３のピッチ径はＰ＝５５．５ｍｍとしてい
る。ここでは、４個のセラミックス片４１により、ガイ
ド部が構成されることになり、セラミックス片４１の長
さＳが直進保持単体１４のガイド部１４ａの幅Ｂに相当
する。なお、セラミックス片４１の長さＳやガイド部間
の間隔は、穿孔の孔径や、穿孔する基礎の強度、コアビ
ットの仕様等を勘案して適宜決定することができる。

【００１８】上記の直進保持単体３８を採用した穿孔機
を使用して、以下の条件で、図１に示すように、コンク
リート基礎１８に片側から距離Ｌを貫通できる穿孔を形
成した。２個の直進保持単体３８を継ぎチューブを介し
てねじ機構により接続して、直進保持単体３８間の間隔
（図４のＴに相当）を１０００ｍｍとした。１本のコア
チューブの長さ（図４のＸに相当）を１０００ｍｍとし
た。コアビットは、刃先の個数を７個、外径（図４のＤ
に相当）を６６ｍｍ、長さ（図４のＭに相当）を９０ｍ
ｍとした。コアビットの回転数は９００ｒｐｍ、コアビ
ットの前進速度は８０〜９０ｍｍ／ｍｉｎとした。

【００１９】図６に上記の穿孔の結果（直進度）を、直
進保持装置を備えていない従来の場合と比較して示す。
図６から明らかな通り、直進保持装置を設けた本実施例
では、従来の場合に比較して、上下方向の直進度では約
１／２程度に、また、左右方向の直進度では約１／５程
度となり、直進度が向上したことが分かる。

【００２０】前記実施の形態においては、直進保持装置
１３ａはコアビット１２及びコアチューブ１６に、雌ね
じ部と雄ねじ部の螺合によるねじ機構により接続した
が、これに限定されず、その他の接続構造、例えば、直
進保持装置をコアビット及びコアチューブに嵌入して接
続する構造とすることもできる。直進保持装置１３ａ
は、一対の直進保持単体１４、１５を継ぎチューブ１３
を介してねじ機構により連結して構成したが、これに限
定されず、一対の直進保持単体をその他の機構を用いて
連結したり、又は一対の直進保持単体を接続することな
く、直進保持装置を一体的に形成することもできる。さ
らに、コアビット１２とコアチューブ１６との間に３個
の直進保持装置１３ａを配置することで、直進性はさら
に向上する。

【００２１】直進保持装置のガイド部には耐摩耗材（セ
ラミックス片４１）を設けたが、これに限定されず、そ
の他の材質の材料を用いることもできる。また、セラミ
ックス片４１を４個分割して設けたが、これに限定され
ず、２、３個又は５個以上の分割であればよい。また、
ガイド部と直進保持本体部との間にベアリングを用いる
と、ベアリングによりガイド部の外面と形成された孔３
７の内面との周方向の摩擦がほとんど無いため、摩耗に
よる直進保持装置の変形が起こらないので、直進性がさ
らに向上する。穿孔の対象物を高炉のコンクリート基礎
として説明したが、これに限定されず、その他の大型構
造物の基礎や岩石等にも適用することもできる。また、
穿孔を水平方向に形成したが、これに限定されず、垂直
方向又は傾斜して形成することもできる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１〜４記載のコンクリート基礎等
の穿孔機及び請求項５記載のコンクリート基礎等の穿孔
方法においては、直進保持装置により、コアビット及び
コアチューブが穿孔された孔の軸方向及び周方向にガイ
ドされて直進精度が確保されるので、穿孔される孔の直
進度が向上する。これにより、ワイヤーソーを挿通して
コンクリート基礎を切断した場合、切断面が変形の少な
い状態で切断され、この結果、新規構造物の設計も容易
となる。特に、請求項２記載のコンクリート基礎等の穿
孔機においては、直進保持装置のコアビット及びコアチ
ューブへの着脱がねじ機構により容易にできるので、作
業性が向上する。

【００２３】請求項３記載のコンクリート基礎等の穿孔
機においては、直進保持装置とコアビット及びコアチュ
ーブとを嵌入により強固に連結することができるので、
直進精度がさらに向上する。請求項４記載のコンクリー
ト基礎等の穿孔機においては、直進保持装置の耐寿命が
向上するので、ランニングコストの低減が図られ、直進
保持装置の取替え期間が長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るコンクリート基礎
等の穿孔機を用いて大型構造物のコンクリート基礎に穿
孔する場合の全体配置図である。

【図２】同コンクリート基礎等の穿孔機のマシン本体の
正面図である。

【図３】同コンクリート基礎等の穿孔機による穿孔の状
態の説明図である。

【図４】同コンクリート基礎等の穿孔機のコアビット、
直進保持装置及びコアチューブの接続を示す説明図であ
る。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施例
に係るコンクリート基礎等の穿孔機の直進保持単体の正
断面図、側断面図である。

【図６】同コンクリート基礎等の穿孔機による穿孔の直
進度を示す説明図である。

【符号の説明】

１０：コンクリート基礎等の穿孔機、１１：刃先、１
２：コアビット、１３：継ぎチューブ、１３ａ：直進保
持装置、１４：直進保持単体、１４ａ：ガイド部、１
５：直進保持単体、１５ａ：ガイド部、１６：コアチュ
ーブ、１７：油圧モータ（モータ）、１８：コンクリー
ト基礎、１９、２０：取付架台、２１：取付フレーム、
２２：チューブガイド、２３：回転機構、２４：回転
軸、２５：前部チャック、２５ａ：後部チャック、２
６：進退フレーム、２７：雌ねじ部、２８：本体部、２
９：雄ねじ部、３０：雌ねじ部、３１：雄ねじ部、３
２：雌ねじ部、３３：雄ねじ部、３４：雄ねじ部、３
５：雌ねじ部、３６：雄ねじ部、３７：孔、３８：直進
保持単体、３９：直進保持本体部、４０：開口部、４
１：セラミックス片（耐摩耗材）、４２、４３：雄ねじ
部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に刃先を具備したコアビットに複
   数のコアチューブが順次連結され、前記コアビットがモ
   ータにより回転されて大型構造物を設けたコンクリート
   基礎等に穿孔する穿孔機であって、前記コアビットと該
   コアビットに隣り合う前記コアチューブとの間に、前記
   刃先の外径と実質的に同じ外径を備え、しかも穿孔され
   た孔の軸方向及び周方向にガイドされる一対のガイド部
   が所定の間隔を開けて設けられた直進保持装置を備え、
   該直進保持装置により前記コアビット及び前記コアチュ
   ーブの直進精度を確保することを特徴とするコンクリー
   ト基礎等の穿孔機。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコンクリート基礎等の穿
   孔機において、前記直進保持装置は前記コアビット及び
   前記コアチューブにねじ機構により連結することを特徴
   とするコンクリート基礎等の穿孔機。
3. 【請求項３】 請求項１記載のコンクリート基礎等の穿
   孔機において、前記直進保持装置は前記コアビット及び
   前記コアチューブに嵌入して連結することを特徴とする
   コンクリート基礎等の穿孔機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載のコ
   ンクリート基礎等の穿孔機において、前記直進保持装置
   のガイド部には耐摩耗材が設けられていることを特徴と
   するコンクリート基礎等の穿孔機。
5. 【請求項５】 先端部に刃先を具備したコアビットに複
   数のコアチューブを順次連結し、前記コアビットをモー
   タにより回転させる穿孔機によって大型構造物を設けた
   コンクリート基礎等に穿孔する方法であって、穿孔され
   た孔にガイドされることにより前記コアビット及び前記
   コアチューブの直進精度を確保する直進保持装置を、前
   記コアビットと該コアビットに隣り合う前記コアチュー
   ブとの間に設けたことを特徴とするコンクリート基礎等
   の穿孔方法。