JP2005106724A - コンクリートコア採取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アンカーボルトを用いないでもコアカッターのコンクリート構造物への取り付けを可能としかつ作業性を良好にすること。
【解決手段】コンクリート構造物３に中空円筒形状をしたコアカッター５を圧入することで、コンクリート構造物３からテストピースとなるコンクリートコアを採取するコンクリートコア採取装置１であって、コンクリートコアの採取時に前記コンクリート構造物３に対してコンクリートコア採取装置１を吸着させておく吸着手段３０を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はコンクリートコア採取装置に関する。

コンクリート構造物は昭和から平成に掛けて大量に建設され、今後は点検と効率的な修繕による延命化が課題とされている。鉄筋コンクリート構造物は、中性化や塩害などの要因で経年的に劣化する。よって、既存のコンクリート構造物の定期的な点検を行い、まだ使用可能な状態にあるか否か、すなわち使用性の有無を確認する必要がある。

コンクリート構造物の一般的な点検方法としては、一次点検と二次点検の二つが知られている。
一次点検とは、コンクリート構造物の目視による点検であり、二次点検は目視による判断で詳細な点検が必要と判断された場合に、コンクリート構造物からテストピースとなるコンクリートコア（以下、コアサンプル）を採取し、このコアサンプルを対象にして行う点検である。

コアサンプルは、直径数センチの円筒形状の棒状体である。
コアサンプルを採取して行う二次点検では、コンクリート強度、中性化深さ、塩化物浸透量などの調査を行う。

そして、コアサンプルを採取するための装置をコンクリートコア採取装置という。
図１０は、符号１で示す従来のコンクリートコア採取装置を用いてコアサンプルを採取している状態を示しており、採取者２は、コンクリート構造物３の垂直壁面４にコンクリートコア採取装置１の主要部であるコアカッター５を略直角に宛い、水平状態を維持することで所要長さの円筒形をしたコアサンプルを採取する。

コアカッター５の水平度を保持するために脚８を使用するとともに、アンカーボルト１０でコンクリート表面にコアカッター５を固定する。
ところで、このような従来のコアカッター５は、コアサンプルを採取する毎にアンカーボルト１０が必要であり、作業性が悪いという問題がある。

また、コアサンプルを採取する箇所が円形トンネルのようにトンネル内面が曲面であると、コアカッター５が不安定な状態で取り付けられる虞がある。
さらにアンカーボルトの使用には鋼材からなるアンカー固定用の盤を必要とするが、その重量がかなりあるため、作業性が悪い。

加えて、コアカッター５を用いてコアサンプルを採取するのにこれまでの技術では、カッター部を採取者２が人力でコンクリート壁面に押す必要があるが、その時に足場が悪かったり、サンプリング場所が天井やトンネル上部のように採取者が取る姿勢に無理が掛かったりするような場合であると、コアカッター５を押すのに力が入らず極めて作業性が悪いという問題があった。

本発明はこのような実情に鑑みて為されたものであり、その解決しようとする課題は、アンカーボルトを用いないでもコアカッターのコンクリート構造物への取り付けが可能であるとともに、作業性を良好にすることが可能なコアサンプルの採取技術を提供すること
にある。

そこで、本発明では、次の手段を採用した。
（１）すなわち、本発明のコンクリートコア採取装置は、コンクリート構造物に中空円筒形状をしたコアカッターを圧入することで、前記コンクリート構造物からテストピースとなるコンクリートコアを採取するコンクリートコア採取装置であって、コンクリートコアの採取時に前記コンクリート構造物に対して前記コンクリートコア採取装置を吸着させておく吸着手段を有する。

よって、本発明のコンクリートコア採取装置によれば、吸着手段によって、コンクリートコア採取装置をコンクリート構造物に対して吸着させておくことができるので、コア採取者は、アンカーボルトを用いないでもコアカッターのコンクリート構造物への取り付けが可能となる。

よってアンカーボルトを用いていた場合に比べ作業性が向上する。
（２）コンクリート構造物に中空円筒形状をしたコアカッターを圧入することで、前記コンクリート構造物からテストピースとなるコンクリートコアを採取するコンクリートコア採取装置であって、前記コアカッターを進退動させる第１の駆動手段と、第１の駆動手段とは別に前記コアカッターを自在に回転動させる第２の駆動手段と、
これら第１の駆動手段及び第２の駆動手段によってそれぞれ進退動および回転動されるコアカッターを支持する支持手段と、この支持手段の先端に取り付けられ、前記コンクリート構造物に当接されるとともに前記コアカッターの進行方向側にのみ開口する内部空間を有する当接手段と、この当接手段が前記コンクリート構造物と当接した状態で、前記内部空間を真空状態にする真空状態形成手段とを有する。

コアカッターを圧入する第１の駆動手段とコアカッターを回転動させる第２の駆動手段とを有するので、コンクリートコア採取装置の取扱者は、コアカッターの進退動や回転動が正常に動作しているか否かの確認だけをすればよく、コンクリートコアを取得するために採取者がコアカッターに力を加える必要がない。この結果作業が極めて楽になる。

また当接手段の内部空間の一部を真空状態形成手段によって真空状態にすることで、当接手段が吸着機能を有するようになるので、コンクリートコア採取装置をコンクリート構造物に対して吸着させておくことができる。よって、コア採取者は、アンカーボルトを用いないでもコアカッターのコンクリート構造物への取り付けが可能となるため、アンカーボルトを用いていた場合に比べ作業性が向上する。
（３）前記当接手段は、吸着材が設けられた基板であるとともに、基板の中央部には前記コアカッターの通る通し穴が形成され、前記通し穴の外周縁および前記基板の外周縁に前記吸着材が取り付けられて前記内部空間が画成され、当該内部空間に前記真空状態形成手段が連結され、この真空状態形成手段は真空ポンプであると好ましい。

当接手段は、基板に設けた吸着材により画成された内部空間に前記真空状態形成手段である真空ポンプが連結されたので、当接手段をコンクリート構造物に当接した状態で真空ポンプを駆動すると、前記内部空間内が真空になり、コンクリートコア採取装置がコンクリート構造物に吸着する。
（４）前記基板は、前記コアカッターの先端部が位置するカッター先端部配置空間が前記通し穴の外周縁に前記吸着材を取り付けることにより画成され、当該カッター先端部配置空間に対し、給排水を行う給排水手段を設けることも考えられる。

給排水手段を有するので、コンクリートカッターによる切削時の発熱を抑制するととも
に切削によって生じた粉塵は水に溶解して排出されるため、作業時の粉塵対策になる。
（５）前記吸着材は弾性材である。

吸着材は弾性剤であるので、コンクリート構造物の壁面が平面でなくても追随できる。よって、円形トンネルのようにトンネル内面が曲面であっても支障なくコンクリートコアの採取ができる。
（６）前記弾性剤はゴム材であって、前記真空ポンプを駆動した時に前記ゴム材の姿勢を保持する保持部材を有することが好ましい。

保持部材により、ゴム材の姿勢が保持されるため、内部空間の真空度を保持できる。よって安定的にコンクリートコア採取装置のコンクリート構造物への取り付けができる。
（７）前記真空ポンプの前記コンクリート構造物の壁面に対する前記コアカッターの垂直度を調整するカッター角度調整装置を有することが考えられる。

カッター角度調整装置を有するので、コンクリートコア採取装置をコンクリート構造物に対して吸着させた後、コンクリートコア採取装置がコンクリート構造物の壁面に対して垂直に取り付けられていなかったとしても、カッター角度調整装置によりコンクリートコア採取装置のコンクリート構造物への垂直な取り付け状態を調整できるため、安定してコアの採取ができる。

本発明のコンクリートコア採取装置によれば、アンカーボルトを用いないでもコアカッターのコンクリート構造物への取り付けが可能であるとともに、足場が悪かったり、サンプリング場所が天井やトンネル上部のように採取者が取る姿勢に無理が掛かったりするような場合であっても作業性を良好にすることができる。

以下、本発明の実施の形態（以下、実施形態）を添付した図面を参照して説明する。
図１は、本発明のコンクリートコア採取装置１を平坦面を有するコンクリート構造物３に適用している場合を示す斜視図である。

コンクリートコア採取装置１は、コンクリート構造物３に中空円筒形状をしたコアカッター５を圧入することで、コンクリート構造物３からテストピースとなる周知のコンクリートコア（図示せず）を採取する。

コンクリートコア採取装置１は、コアカッター５を進退動させる第１の駆動手段９と、第１の駆動手段９とは別にコアカッター５を自在に回転動させる第２の駆動手段１１と、これら第１の駆動手段９及び第２の駆動手段１１によってそれぞれ進退動および回転動されるコアカッター５を支持する支持手段１３と、支持手段１３の先端に取り付けられ、コンクリート構造物３に当接されるとともにコアカッター５の進行方向側にのみ開口する内部空間１４（図２〜図４、図６〜図９参照）を有する当接手段１５と、当接手段１５がコンクリート構造物３と当接した状態で前記内部空間を真空状態にする真空状態形成手段である真空ポンプ１７と、コンクリート構造物３をコアカッター５でカットする際に生じる発熱を抑制するための冷却水の供給と排水を行う給排水手段としての給排水ポンプ１９とを有する。

以下これらの構成部品ごとに詳述する。
第１の駆動手段９は、空気コンプレッサー９ａと、この空気コンプレッサー９ａにパイプ９ｂを介して連通している伸縮可動式のコアカッター厚入装置９ｃとからなる。パイプ９ｂは、空気コンプレッサー９ａからコアカッター厚入装置９ｃに向けて空気を送る（送
気する）時に使用される送気パイプ９ｂ１と、空気コンプレッサー９ａがコアカッター厚入装置９ｃ内の空気を吸い込む（吸気する）時に使用される吸気パイプ９ｂ２とからなる。

送気パイプ９ｂ１を介して空気コンプレッサー９ａからコアカッター厚入装置９ｃに送気するとコアカッター５を進行させる。また、吸気パイプ９ｂ２を介してコアカッター厚入装置９ｃ内の空気を空気コンプレッサー９ａが吸気すると、コアカッター５を後退させる。

コアカッター厚入装置９ｃは、伸縮可動式のシリンダー部９ｃ１と、空気コンプレッサー９ａに前記パイプ９ｂを介して連通している空気室９ｃ２とを有する。空気室９ｃ２に対して空気が排気されたり吸気されたりすることで、シリンダー部９ｃ１が伸縮し、それに伴ってコアカッター５が第２の駆動手段１１と共に進退動する。

第２の駆動手段１１は、コアカッター５の後端部に取り付けられ、コアカッター５を回転する図示しない回転モータを有する操作本体部のことである。よって操作本体部を符号１１で示す。

操作本体部１１には、空気コンプレッサー９ａの駆動用スイッチ１１ａ及び回転モータ駆動用のスイッチ１１ｂが備えられている。回転モータ駆動用スイッチ１１ａを入れると、回転モータを時計回りにまたは反時計回りに自在に回転させることができる。また空気コンプレッサー９ａの駆動用スイッチ１１ａは、空気コンプレッサー９ａを吸気用または送気用として切り替えられる。操作本体部１１は支持手段１３に取り付けられる。

支持手段１３は、一対の棒材１３ａ，１３ｂと、棒材１３ａ及び１３ｂの略中央おいて両者を結合する固定板１３ｃと、棒材１３ａ及び１３ｂの一端側には、棒材１３ａ及び１３ｂに対してスライド自在に取り付けられるスライド板１３ｄとからなる。なお、棒材１３ａ，１３ｂの他端には、当接手段１５が取り付けられている。

固定板１３ｃに前記伸縮可動式のシリンダー部９ｃ１が棒材１３ａ及び１３ｂと平行に取り付けられている。
スライド板１３ｄにはその一方の面に操作本体部１１が、他方の面にはコアカッター厚入装置９ｃの空気室９ｃ２が、ボルト等の固定手段により固定されている。

よって、既述したように、シリンダー部９ｃ１が伸縮し、それに伴ってコアカッター５が第２の駆動手段１１と共に進退動するということは、詳しくは、空気コンプレッサー９ａの駆動用スイッチ１１ａを入れて空気コンプレッサー９ａを作動すると、棒材１３ａ及び１３ｂにスライド板１３ｄを介して取り付けらている、操作本体部１１及びコアカッター厚入装置９ｃがシリンダー部９ｃ１が伸縮することに伴って棒材１３ａ及び１３ｂにに沿って進退動するということである。この時同時に回転モータ駆動用のスイッチ１１ｂを入れることで、コアカッター５が回転するので、コアカッター５は、回転しながら進退動する。

当接手段１５は、図２からわかるように、円形基板１５ａに複数の吸着材１５ｂが取り付けられて形成されたものである。
吸着材１５ｂとしては、弾性に優れたゴム材が好ましい。円形基板１５ａの中央部には、コアカッター５の通る通し穴１５ｃが形成され、通し穴１５ｃの外周縁および円形基板１５ａの外周縁には、前記吸着材１５ｂが隙間無く取り付けられ、これら吸着材１５ｂと基板１５ａとによって前記内部空間１４が画成される。内部空間１４は、コアカッター５の進行方向側にのみ開口する（図７参照）。そして、内部空間１４に前記真空ポンプ１７
が連結パイプ１７ａを介して連結される。また、通し穴１５ｃの外周縁に吸着材１５ｂを設けたことにより、コアカッター５の先端部５ａが位置するカッター先端部配置空間１５ｄが画成されている。

内部空間１４には、真空ポンプ１７を駆動した時に、内部空間１４内部と外部との圧力差に起因して吸着材１５ｂが内側に変位して正常時の姿勢と異にするようになるので、この正常時の姿勢を保持する吸着材姿勢保持部材２５を有する。吸着材姿勢保持部材２５は、内部空間１４の形状に合わせて形成されたドーナツ状の板材であり、固定用スポンジ２５ａを介して固定状態で取り付けられている。

また、基板１５ａには、コンクリート構造物３の垂直壁面４に対するコアカッター５の垂直度を調整する複数のカッター角度調整装置２７（この実施例では４つ）を有する。カッター角度調整装置２７は、基板１５ａの周縁に等間隔で配列された把持付きの螺子であり、基板１５ａに垂直に取り付けられている。

給排水ポンプ１９は、図２に示すように、コアカッター５の一端側と、カッター先端部配置空間１５ｄとに連結水管１９ａを介して、コアカッター５によるコンクリートコア採取時の摩擦熱と粉塵防止用の水を循環して供給排出する。連結水管１９ａは、給水ポンプ１９からコンクリートコア採取装置１に向けて水を供給する供給管１９ａ１と使用済みの水をコンクリートコア採取装置１から排出する排出管１９ａ２とからなる（図９参照）。なお、符号２０で示すものは、排水漏れ防止用キャップであり、給排水ポンプ１９から供給された水が装置から漏れるのを防止する。

そして、第１の駆動手段９と、第２の駆動手段１１と、コアカッター５と、支持手段１３と、当接手段１５とは全て同軸上に位置する。
次にこのような構成のコンクリートコア採取装置１の作用効果を説明する。

コアカッター５を圧入する第１の駆動手段９とコアカッター５を回転動させる第２の駆動手段１１とを有するので、コンクリートコア採取装置１の取扱者は、コアカッター５の進退動や回転動が正常に動作しているか否かの確認だけをすればよく、コンクリートコアを取得するために採取者がコアカッター５に力を加える必要がなく軽く手を添える程度でよい。この結果作業が極めて楽になる。

また当接手段１５の内部空間１４の一部を真空ポンプ１７によって真空状態にすることで、当接手段１５が吸着機能を有するようになるので、コンクリートコア採取装置１をコンクリート構造物３に対して吸着させておくことができる（図１参照）。よって、コア採取者は、従来技術のようにアンカーボルトを用いないでもコアカッター５のコンクリート構造物３への取り付けが可能となるため、アンカーボルトを用いていた場合に比べ、作業性が向上する。

当接手段１５は、円形基板１５ａに設けた吸着材１５ｂにより画成された内部空間１４に真空ポンプ１７が連結されているので、当接手段１５をコンクリート構造物３に当接した状態で真空ポンプ１７を駆動すると、内部空間１４内が真空になり、当接手段１５がコンクリート構造物３に吸着される。このため、コンクリートコア採取装置１がコンクリート構造物３から離れなくなる（図１、図４、図５）。

給排水ポンプ１９を作動すると、既述したように、給排水ポンプ１９は、コアカッター５の一端側につながっている供給管１９ａ１を介して、水をコアカッター５の先端部５ａに向けて供給し、コアカッター作動時に生じる摩擦熱を抑制したり、コンクリートコアを切削することによって生じた粉塵を溶解して周囲にまき散らさないようにする。粉塵や熱
を含んだ水はその後、カッター先端部配置空間１５ｄとつながっている排出管１９ａ２を経由して給水ポンプ１９に戻る。給水ポンプ１９において排水されるとともに、新しい水が再び供給される。このようにして作業時の熱防止対策や粉塵対策を行う（図９の矢印参照）。

吸着材１５ｂは弾性剤であるので、コンクリート構造物３の壁面が平面でなくても追随できる（図５参照）。よって、円形トンネルのようにトンネル内面が曲面であっても支障なくコンクリートコアの採取ができる。

吸着材姿勢保持部材２５により、吸着材１５ｂの姿勢が正常に保持されるため、内部空間１４の真空度を維持できる。よって安定的にコンクリートコア採取装置１のコンクリート構造物３への取り付けができる。

加えてカッター角度調整装置２７である把持付き螺子を有するので、コンクリートコア採取装置１をコンクリート構造物３に対して吸着させた後、これをねじ込んだりねじ戻したりすることで、前記垂直壁面４に対するコンクリートコア採取装置１換言すれば、コアカッター５の垂直度を調整することができる。よって、安定してコアの採取ができる。加えて、カッター角度調整装置２７は、当接手段１５のぶれ防止にもなる。

そして、当接手段１５と、真空ポンプ１７とをコンクリートコアの採取時にコンクリート構造物３に対してコンクリートコア採取装置１を吸着させておく吸着手段といい、符号３０で示す。

尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明のコンクリートコア採取装置を平坦面を有するコンクリート構造物に適用している場合を示す斜視図である。 本発明のコンクリートコア採取装置の縦断面図である。 図２の矢印III方向から見た正面図である。 本発明のコンクリートコア採取装置の概略断面図であって、平坦面を有するコンクリート構造物に適用している場合を示す図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図である。 本発明のコンクリートコア採取装置の概略断面図であって、曲面を有するコンクリート構造物に適用している場合を示す図である。 空気コンプレッサーを用いてコアカッターを進行させる前の状態を示す動作説明図である。 空気コンプレッサーを用いてコアカッターを進行させた状態を示す動作説明図である。 給水ポンプを作動している状態についての動作説明図である。 従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１ コンクリートコア採取装置
２ 採取者
３ コンクリート構造物
４ 垂直壁面
５ コアカッター
５ａ 先端部
８ 脚
９ 第１の駆動手段
９ａ 空気コンプレッサー
９ｂ パイプ
９ｂ１ 送気パイプ
９ｂ２ 吸気パイプ
９ｃ コアカッター厚入装置
９ｃ１ シリンダー部
９ｃ２ 空気室
１０ アンカーボルト
１１ 第２の駆動手段（操作本体部）
１１ａ 空気コンプレッサー駆動用スイッチ
１１ｂ 回転モータ駆動用のスイッチ
１３ 支持手段
１３ａ 棒材
１３ｂ 棒材
１３ｃ 固定板
１３ｄ スライド板
１４ 内部空間
１５ 当接手段
１５ａ 円形基板
１５ｂ 吸着材
１５ｃ 通し穴
１５ｄ カッター先端部配置空間
１７ 真空ポンプ（真空状態形成手段）
１７ａ 連結パイプ
１９ 給排水ポンプ
１９ａ 連結水管
１９ａ１ 供給管
１９ａ２ 排出管
２５ 吸着材姿勢保持部材
２５ａ 固定用スポンジ
２７ カッター角度調整装置
３０ 吸着手段

Claims (7)

1. コンクリート構造物に中空円筒形状をしたコアカッターを圧入することで、前記コンクリート構造物からテストピースとなるコンクリートコアを採取するコンクリートコア採取装置であって、
   コンクリートコアの採取時に前記コンクリート構造物に対して前記コンクリートコア採取装置を吸着させておく吸着手段を有するコンクリートコア採取装置。
2. コンクリート構造物に中空円筒形状をしたコアカッターを圧入することで、前記コンクリート構造物からテストピースとなるコンクリートコアを採取するコンクリートコア採取装置であって、
   前記コアカッターを進退動させる第１の駆動手段と、
   第１の駆動手段とは別に前記コアカッターを自在に回転動させる第２の駆動手段と、
   これら第１の駆動手段及び第２の駆動手段によってそれぞれ進退動および回転動されるコアカッターを支持する支持手段と、
   この支持手段の先端に取り付けられ、前記コンクリート構造物に当接されるとともに前記コアカッターの進行方向側にのみ開口する内部空間を有する当接手段と、
   この当接手段が前記コンクリート構造物と当接した状態で、前記内部空間を真空状態にする真空状態形成手段とを有するコンクリートコア採取装置。
3. 前記当接手段は、吸着材が設けられた基板であるとともに、基板の中央部には前記コアカッターの通る通し穴が形成され、前記通し穴の外周縁および前記基板の外周縁に前記吸着材が取り付けられて前記内部空間が画成され、当該内部空間に前記真空状態形成手段が連結され、この真空状態形成手段は真空ポンプであることを特徴とする請求項２に記載のコンクリートコア採取装置。
4. 前記基板は、前記コアカッターの先端部が位置するカッター先端部配置空間が前記通し穴の外周縁に前記吸着材を取り付けることにより画成され、当該カッター先端部配置空間に対し、給排水を行う給排水手段を設けたことを特徴とする請求項３記載のコンクリートコア採取装置。
5. 前記吸着材は弾性材であることを特徴とする請求項４に記載のコンクリートコア採取装置。
6. 前記弾性剤はゴム材であって、前記真空ポンプを駆動した時に前記ゴム材の姿勢を保持する保持部材を有することを特徴とする請求項５に記載のコンクリートコア採取装置。
7. 前記真空ポンプの前記コンクリート構造物の壁面に対する前記コアカッターの垂直度を調整するカッター角度調整装置を有することを特徴とする請求項６に記載のコンクリートコア採取装置。

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