JP2008126532A - 穿孔方法、制御方法、穿孔装置及び砥石ビット - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート構造物に穿孔する際に、コンクリート構造物内に埋設されている各種の配管等を切断したり傷付けたりするのを防止する。
【解決手段】コンクリート構造物６５に孔を形成するための穿孔方法であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ、該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビット５５を用い、流体供給手段４５により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビット５５を回転させつつ推進させることにより、前記コンクリート構造物６５に孔を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート構造物の所定の位置に孔を形成するのに好適な穿孔方法、制御方法、穿孔装置及び砥石ビットに関する。

従来、既存のコンクリート構造物に対してリニューアルや耐震補強工事を行う際に、コンクリート構造物の所定の位置に所定の径、深さの孔を形成し、この孔内にボルト等を埋め込み、資材の取り付け、補強等を行っている。

このような工事を行う場合、コアビットドリル、グラインドビットドリル等のドリルを用い、これらのドリルを穿孔機に取り付け、穿孔機を作動させてドリルを回転駆動させることにより、コンクリート構造物の所定の位置に所定の径、深さの孔を形成している。

コンクリート構造物の穿孔作業に用いられるドリルは、穿孔作業の効率を高めるために改良が重ねられて切れ味が高められているため、コンクリートだけでなくコンクリート中に埋設されている埋設物（鉄筋、各種の配管（水道管、ガス管、電線や信号線等のＣＤ管等）も一緒に切断したり、傷付けたりしてしまうことがあり、このような埋設物を切断等する事故を未然に防ぐ対策を施す必要がある。

コンクリート中に埋設されている埋設物を切断等する事故を未然に防ぐ方法の一例として、埋設物が導電体の場合に、埋設物の一部をはつり出し、そのはつり出した部分とドリルとの間を予めアース処理しておき、穿孔作業中にドリルの先端が導電体と接触した瞬間に、漏電遮断機を作動させて穿孔作業を中断し、導電体を切断したり、傷付けたりするのを防止する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
特開平３−２７９０８号公報 特許第２８６９６８２号公報

しかし、このような方法にあっては、水道配管、樹脂製の保護管内を挿通している電線、通信線等に対しては適用することができず、適用範囲が制限されてしまい、全ての埋設物に対して切断等の事故を未然に防ぐことができない。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、コンクリート構造物の所定の位置に所定の径、深さの孔を形成する場合に、コンクリート内に埋設されている埋設物（鉄筋、各種の配管（水道管、ガス管、電線や信号線等のＣＤ管等））を切断したり、傷付けたりすることがなく、埋設物を切断等する事故を防止することができる穿孔方法、制御方法、穿孔装置及び砥石ビットを提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、コンクリート構造物に孔を形成するための穿孔方法であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ、該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットを用い、流体供給手段により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビットを回転させつつ推進させることにより、前記コンクリート構造物に孔を形成することを特徴とする。

本発明による穿孔方法によれば、コンクリート構造物に対して、流体供給手段によりコア孔を介して砥石ビットの穿孔面に流体を供給しながら、砥石ビットを回転させつつ推進させることにより、コンクリート構造物のコンクリートが砥石ビットによって切削され、コンクリート構造物に所定の径、深さの孔が形成される。この場合、砥石ビットのコア孔の内外を貫通する孔又はスリットを介してコア孔の内外で流体を循環させることができるので、コア孔内に流体が封入されるようなことはなく、砥石ビットの穿孔面に十分に流体を供給することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の穿孔方法であって、前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする。
本発明による穿孔方法によれば、コア孔は砥石ビットに対して偏心回転することになるので、形成されるコアの径を小さくすることができ、コアを容易に取り出すことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の穿孔方法であって、前記砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることを特徴とする。
本発明による穿孔方法によれば、コンクリート構造物に対して、砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることにより、コンクリート構造物が砥石ビットによって切削され、コンクリート構造物に所定の径、深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の穿孔方法であって、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、穿孔開始から所定の時間経過後に前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする。
本発明による穿孔方法によれば、コンクリート構造物に孔を形成する際に、予め、一定の推進力における砥石ビットのコンクリート構造物に対する穿孔時間と穿孔深さとの関係を求めておき、穿孔開始から所定の時間経過後に砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。

請求項５に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の穿孔方法であって、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、前記砥石ビットによる穿孔音、前記砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、該穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする。
本発明による穿孔方法によれば、コンクリート構造物に砥石ビットにより孔を形成する際に、砥石ビットによる穿孔音、砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、この穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。

請求項６に係る発明は、コンクリート構造物に孔を形成するための制御方法であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットを用い、流体供給手段により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることにより、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、穿孔開始から所定の時間経過後に前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする。
本発明による制御方法によれば、砥石ビットによりコンクリート構造物に孔を形成する際に、穿孔開始から所定の時間経過後に砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。

請求項７に係る発明は、コンクリート構造物に孔を形成するための制御方法であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットを用い、流体供給手段により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることにより、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、前記砥石ビットによる穿孔音、前記砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、該穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする。
本発明による制御方法によれば、コンクリート構造物に砥石ビットにより孔を形成する際に、砥石ビットによる穿孔音、砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、この穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。

請求項８に係る発明は、請求項６又は７に記載の制御方法であって、前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする。
本発明による制御方法によれば、コア孔は砥石ビットに対して偏心回転することになるので、形成されるコアの径を小さくすることができ、コアを容易に取り出すことができる。

請求項９に係る発明は、コンクリート構造物に孔を形成するための穿孔装置であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットと、前記コア孔を介して前記砥石ビットの穿孔面に流体を供給する流体供給手段と、該砥石ビットを回転駆動させる駆動手段と、該砥石ビットを推進させる推進手段と、前記駆動手段及び前記推進手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、穿孔開始から所定の時間経過後に前記駆動手段及び前記推進手段による前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする。
本発明による穿孔装置によれば、流体供給手段によりコア孔を介して砥石ビットの穿孔面に流体を供給しながら、駆動手段と推進手段との協働によって砥石ビットを回転させつつ推進させ、制御手段により穿孔開始から所定の時間経過後に砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の径、深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。この場合、孔又はスリットを介して砥石ビットのコア孔の内外で流体を循環させることができるので、コア孔内に流体が封入されるようなことはなく、砥石ビットの穿孔面に流体を十分に供給することができる。

請求項１０に係る発明は、コンクリート構造物に孔を形成するための穿孔装置であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットと、前記コア孔を介して前記砥石ビットの穿孔面に流体を供給する流体供給手段と、該砥石ビットを回転駆動させる駆動手段と、該砥石ビットを推進させる推進手段と、前記駆動手段及び前記推進手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、前記砥石ビットによる穿孔音、前記砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、該穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする。
本発明による穿孔装置によれば、コンクリート構造物に砥石ビットにより孔を形成する際に、砥石ビットによる穿孔音、砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、この穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔が形成され、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔が形成されることになる。

請求項１１に係る発明は、請求項９又は１０に記載の穿孔装置であって、前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする。
本発明による穿孔装置によれば、コア孔は砥石ビットに対して偏心回転することになるので、形成されるコアの径を小さくすることができ、コアを容易に取り出すことができる。

請求項１２に係る発明は、コンクリート構造物に孔を形成するための砥石ビットであって、円柱状をなすとともに、先端面が平面の穿孔面に形成され、かつ軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ、該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられていることを特徴とする。
本発明による砥石ビットによれば、コンクリート構造物に孔を形成する場合に、砥石ビットを回転させながら推進させることにより、コンクリート構造物に中心部にコアが位置する筒状の孔が形成される。この場合、砥石ビットのコア孔の内外を貫通する孔又はスリットを介して流体を循環させることができるので、砥石ビットのコア孔内に流体が封入されるようなことはなく、砥石ビットの穿孔面に流体を十分に供給することができる。

請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載の砥石ビットであって、前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする。
本発明による砥石ビットによれば、コア孔は砥石ビットに対して偏心回転することになるので、形成されるコアの径を小さくすることができ、コアを容易に取り出すことができる。

以上、説明したように、本発明の穿孔方法によれば、コンクリート構造物に対して、流体供給手段によりコア孔を介して砥石ビットの穿孔面に流体を供給しながら、砥石ビットを回転させつつ推進させることにより、コンクリート構造物のコンクリートが砥石ビットによって切削され、コンクリート構造物に所定の径、深さの孔が形成される。この場合、砥石ビットのコア孔の内外を貫通する孔又はスリットを介してコア孔の内外で流体を循環させることができるので、コア孔内に流体が封入されるようなことはなく、砥石ビットの穿孔面に十分に流体を供給することができ、切削効率を高めることができる。
また、穿孔面が平面に形成されているので、穿孔作業の効率を高めることができるとともに、穿孔面がコンクリート構造物内の埋設物に接触した場合に、穿孔面と埋設物との間にすべりが生じることにより、それ以上の砥石ビットの推進が阻止され、砥石ビットによって埋設物を切断したり、傷つけたりするのを防止できる。

また、コンクリート構造物に対して、砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることにより、コンクリート構造物に所定の径、深さの孔を形成し、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔を形成することができる。

さらに、コンクリート構造物に孔を形成する際に、予め、一定の推進力における砥石ビットのコンクリート構造物に対する穿孔時間と穿孔深さとの関係を求めておき、穿孔開始から所定の時間経過後に砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔を形成し、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔を形成することができる。従って、砥石ビットによって埋設物を切断したり傷つけたりするのを防止できる。

さらに、コンクリート構造物に砥石ビットにより孔を形成する際に、砥石ビットによる穿孔音、砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、この穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔を形成し、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔を形成することができる。従って、砥石ビットによって埋設物を切断したり傷つけたりするのを防止できる。

さらに、本発明による制御方法によれば、砥石ビットによりコンクリート構造物に孔を形成する際に、穿孔開始から所定の時間経過後に砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、又は、砥石ビットによる穿孔音、砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、この穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の深さの孔を形成し、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔を形成することができる。従って、砥石ビットにより埋設物を切断したり、傷つけたりするのを防止できる。

さらに、本発明による穿孔装置によれば、流体供給手段によりコア孔を介して砥石ビットの穿孔面に流体を供給しながら、駆動手段と推進手段との協働によって砥石ビットを回転させつつ推進させ、制御手段により穿孔開始から所定の時間経過後に砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、又は、砥石ビットによる穿孔音、砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、この穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により砥石ビットの回転及び推進を停止させることにより、コンクリート構造物に所定の径、深さの孔を形成し、又はコンクリート構造物に埋設されている埋設物に達する孔を形成することができる。
この場合、孔又はスリットを介して砥石ビットのコア孔の内外で流体を循環させることができるので、コア孔内に流体が封入されるようなことはなく、砥石ビットの穿孔面に流体を十分に供給することができ、砥石ビットによる切削効率を高めることができる。さらに、砥石ビットによって埋設物を傷つけたり、切断したりするのを防止できる。

さらに、本発明による砥石ビットによれば、コンクリート構造物に孔を形成する場合に、砥石ビットを回転させながら推進させることにより、コンクリート構造物に中心部にコアが位置する筒状の孔を形成することができる。この場合、砥石ビットのコア孔の内外を貫通する孔又はスリットを介して流体を循環させることができるので、砥石ビットのコア孔内に流体が封入されるようなことはなく、砥石ビットの穿孔面に流体を十分に供給することができ、砥石ビットによる切削効率を高めることができる。
さらに、砥石ビットは、円柱状をなすとともに、先端面が平面の穿孔面に形成され、かつ偏心した位置に軸線方向に貫通するコア孔が設けられているので、コンクリート構造物に孔を形成する場合に、コンクリート構造物に中心部にコアが位置する筒状の孔を形成することができる。この場合、コアはコア孔の偏心回転によって細く形成されるので、容易に取り出すことができ、穿孔作業効率を高めることができる。

以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６には、本発明の一実施の形態が示されている。本実施の形態は、鉄筋、各種の配管（水道管、ガス管、電線や信号線等のＣＤ管等）等の埋設物が埋設されたコンクリート構造物６５に所定の径、深さの孔７０を形成するのに有効なものである。

すなわち、本実施の形態の穿孔装置１は、図１に示すように、砥石ビット５５と、砥石ビット５５を回転駆動させる駆動手段３０と、砥石ビット５５を推進させる推進手段１５と、砥石ビット５５に流体（磨ぎ水等の液体、空気等の気体、又は液体と気体との混合物等であり、本実施の形態では磨ぎ水を用いている。）を供給する流体供給手段４５と、駆動手段３０及び推進手段１５を支持するフレーム２と、駆動手段３０及び推進手段１５を制御する制御手段５０とを備えている。

フレーム２は、図１〜図３に示すように、コンクリート構造物６５の上部に真空吸着により固定される基台３と、基台３の上部に垂直に設けられる支持軸１３とから構成され、このフレーム２に推進手段１５及び駆動手段３０が支持されている。

基台３は、板状をなすものであって、図２及び図３に示すように、下面側に連通孔５を介して相互に連通する複数の凹部４が設けられ、これらの複数の凹部４のうちの一つには凹部４の内外を貫通する接続口６が設けられ、この接続口６に配管を介して真空ポンプ（図示せず）が接続されている。

基台３の各凹部４の開口周縁部には、各凹部４を囲むように環状のパッキン８がそれぞれ一体に設けられ、基台３をコンクリート構造物６５の上部に位置した際に、これらのパッキン８によって基台３とコンクリート構造物６５との間がシールされ、基台３の各凹部４に対応する部分にそれぞれ密閉された空所７が形成される。そして、この空所７内を真空ポンプにより真空吸引することにより、基台３がコンクリート構造物６５の上部に真空吸着され、穿孔装置１の全体がコンクリート構造物６５の上部に固定される。

基台３の中心部には、図１及び図２に示すように、基台３を上下方向に貫通する貫通孔９が設けられ、この貫通孔９内を後述する砥石ホルダ３４及び砥石ホルダ３４に取り付けられる砥石ビット５５が上下方向から挿通可能に構成されている。

貫通孔９の上端開口部には、図１に示すように、環状のガイド１０が嵌合され、このガイド１０によって砥石ホルダ３４が上下方向に移動可能に案内され、砥石ホルダ３４に取り付けられる砥石ビット５５が回転振れを起こすのが防止される。

貫通孔９の下端開口部には、図１に示すように、環状のブッシュ１１が嵌合され、このブッシュ１１によって砥石ビット５５に供給される磨ぎ水、及びコンクリート構造物６５に対する穿孔作業の際に生じる切削のろが基台３とコンクリート構造物６５との間を介して穿孔装置１の周囲に漏れ出るのが防止される。

基台３の内部には、図１に示すように、一端が貫通孔９の内周側に開口し、他端が基台２の外周側に開口する逃し孔１２が設けられ、この逃し孔１２によって排水路４７が構成され、この排水路４７を介して流体供給手段４５から砥石ビット５５に供給される磨ぎ水、及びコンクリート構造物６５に対する穿孔作業の際に生じる切削のろが流体供給手段４５に戻される。

推進手段１５は、図１に示すように、支持軸１３の外面に沿って上下方向に移動可能に設けられる板状の移動台１６と、支持軸１３の内部に設けられるとともに、移動台１６を上下方向に進退させるアクチュエータ２０と、アクチュエータ２０を駆動させる圧力供給源２１とから構成されている。

アクチュエータ２０は、直動可能なロッドを有する空圧シリンダ又は油圧シリンダであって、圧力供給源２１から配管２２及び切替えバルブ２３を介してアクチュエータ２０に空気圧又は油圧を供給することにより、ロッドが直動するように構成されている。

本実施の形態においては、アクチュエータ２０に空圧シリンダを用い、圧力供給源２１にコンプレッサーを用い、ロッドが上下方向に直動可能となるように、空圧シリンダを支持軸１３の内部に設け、空圧シリンダのロッドに移動台１６が一体に連結されている。

推進手段１５の移動台１６には、取付け治具１７を介して駆動手段３０が取り付けられ、アクチュエータ２０の作動により移動台１６を上下方向に進退させることにより、移動台１６に追従して駆動手段３０が上下方向に進退する。

アクチュエータ２０を作動させて駆動手段３０を上下方向に進退させることにより、駆動手段３０に取り付けられる砥石ビット５５に圧力供給源２１からの圧力に応じた推進力が付与される。なお、アクチュエータ２０に電気、空圧、又は油圧式の回転機を用い、回転機の回転を変換機構により直動に変換することにより、移動台１６を上下方向に移動させるように構成してもよい。

移動台１６には変位検出手段２５が設けられ、この変位検出手段２５によって移動台１６の上下方向の変位、すなわち、移動台１６に駆動手段３０を介して取り付けられる砥石ビット５５の上下方向の変位が検出される。本実施の形態においては、支持軸１３にレーザー変位計２６を取り付け、レーザー変位計２６に対向する移動台１６の部分に反射鏡２７を取り付け、これらの組合せによって変位検出手段２５を構成している。但し、これらの組合せに限らず、砥石ビット５５の上下方向の変位を検出できるものであればよい。

駆動手段３０は、図１に示すように、推進手段１５の移動台１６に取付け治具１７を介して取り付けられて、移動台１６と一体に上下方向に移動可能な駆動モータ３１と、駆動モータ３１の駆動軸３２に着脱自在に取付けられるチャック３３と、チャック３３に着脱自在に取り付けられると砥石ホルダ３４とから構成され、砥石ホルダ３４に砥石ビット５５が着脱自在に取り付けられている。なお、駆動モータ３１の代わりに空気圧又は油圧式の回転機を使用してもよい。

砥石ホルダ３４は、図４に示すように、丸棒状の取付け軸３５と、取付け軸３５の先端部に一体に連結される円筒状のホルダ本体４０とからなり、取付け軸３５をチャック３３内に挿入し、チャック３３を締め付けることにより、砥石ホルダ３４がチャック３３に取り付けられる。

取付け軸３５の内部には、一端が周面に開口し、他端が下端面に開口する連通孔３６が設けられ、この連通孔３６の下端開口部はホルダ本体４０の内部に連通している。取付け軸３５の外周面には、上下端が閉塞された円筒状のジョイント３７が、その中心部を取付け軸３５が貫通するように一体に取り付けられ、このジョイント３７の内部に取付け軸３５の連通孔３６の一端開口部が連通している。

ジョイント３７の周面の一部には、内外を貫通する流入孔３８が設けられ、この流入孔３８と、ジョイント３７の内部と、取付け軸３５の連通孔３６と、ホルダ本体４０の内部と、ホルダ本体４０の下端開口部とによって一連の供給路３９が構成され、この供給路３９を介して流体供給手段４５から砥石ビット５５に磨ぎ水が供給される。

ホルダ本体４０の下端開口部内周面は、他の部分よりも大径の取付け部４１に形成され、この取付け部４１に後述する砥石ビット５５の取付け部５８が取り付けられる。砥石ホルダ３４は、ホルダ本体４０がフレーム２の基台３の貫通孔９を挿通可能に構成されるとともに、貫通孔９の上端開口部に設けられているガイド１０によって上下方向に移動可能に案内されている。

流体供給手段４５は、図１に示すように、磨ぎ水を貯留させておく貯留タンク４６と、貯留タンク４６から供給路３９を介して砥石ビット５５に磨ぎ水を供給するとともに、砥石ビット５５に供給した磨ぎ水を排水路４７を介して貯留タンク４６に戻すポンプ４８と、貯留タンク４５から供給される磨ぎ水の量を調整するバルブ（図示せず）とを備え、貯留タンク４５には砥石ビット５５から戻される磨ぎ水を濾過するフィルタ（図示せず）が設けられている。磨ぎ水としては、特に制限はなく、ゲル状液、泡状液等を使用することができる。

砥石ビット５５は、図５及び図６に示すように、穿孔面３７が平面に形成される円柱状の砥石本体５６と、砥石本体５６の一端部に一体に設けられる筒状の取付け部５８とから構成され、図４に示すように、取付け部５８をホルダ本体４０の取付け部４１に嵌合又は螺合させることにより、砥石ビット５５がホルダ本体４０に一体に取り付けられる。

砥石本体５６は、研磨砥粒を結合材で焼結したものであって、周知の各種の砥石を使用することができる。砥石本体５６には、中心軸から偏心した位置にコア孔５９が軸線方向に貫通した状態で設けられ、砥石ビット５５を砥石ホルダ３４に取り付けた際に、このコア孔５９が取付け部５８の内周側を介して砥石ホルダ３４の供給路３９に連通する。なお、コア孔５９が中心軸上に位置するタイプのものを使用してもよい。

砥石本体５６には、砥石本体５６の内外を貫通する孔６０が少なくとも１箇所に設けられ、この孔６０を介して磨ぎ水及び切削のろが砥石ビット５５のコア孔５９の内外間で循環し、砥石ビット５５のコア孔５９内に磨ぎ水及び切削のろが封入され、砥石ビット５５とコンクリート構造物６５との間の摩擦熱が上昇するのを防止している。

なお、孔６０は、図７に示すように、取付け部５８の少なくとも１箇所に設けるように構成してもよい。
また、図８に示すように、砥石ビット５５の砥石本体５６の穿孔面５７に、コア孔５９の内外を貫通するスリット６１を少なくとも１箇所に設け、このスリット６１を介して磨ぎ水及び切削のろをコア孔５９の内外間で循環させるように構成してもよい。

制御手段５０は、図１に示すように、推進手段１５の圧力供給源２１及び駆動手段３０の駆動モータ３１の電源２９を制御するように構成されている。また、制御手段５０には、予め求めておいた、砥石ビット５５のコンクリート構造物６５に対する穿孔作業の情報（一定の推進力（押付け力）における穿孔深さと穿孔時間との関係（図９参照））が記憶されており、この情報に基づいて、砥石ビット５５の駆動モータ３１及び圧力供給源２１が穿孔開始から一定時間経過後に停止するように制御される。

そして、上記のように構成した本実施の形態による穿孔装置１を用いて本発明による穿孔方法及び制御方法を実施するには、穿孔装置１をコンクリート構造物６５の上部の所定の位置に位置し、真空ポンプを作動させてフレーム２の基台３をコンクリート構造物６５の上部に真空吸着させ、穿孔装置１をコンクリート構造物６５の上部に固定する。

そして、電源２９を入れて駆動モータ３１を作動させて、砥石ホルダ３４を介して砥石ビット５５を回転させ、流体供給手段４５のポンプ４８を作動させて、貯留タンク４６と砥石ビット５５のコア孔５９との間で磨ぎ水を循環させ、アクチュエータ２０を作動させて、移動台１６、駆動モータ３１、及び砥石ホルダ３４を介して砥石ビット５５を下方に一定の推進速度で推進させることにより、コンクリート構造物６５が砥石ビット５５によって下方に向かって穿孔され、コンクリート構造物６５に所定の径、深さの孔７０が形成される。

この場合、砥石ビット５５には、コア孔５９の内外を貫通する孔６０が設けられ、この孔６０を介してコア孔５９の内外で磨ぎ水が循環するようになっているので、砥石ビット５５の穿孔面５７に十分な量の磨ぎ水を供給することができる。従って、砥石ビット５５の穿孔面５７とコンクリート構造物６５との間の摩擦熱が上昇して砥石ビット５５が焼き付けを起こすようなことはなく、砥石ビット５５による穿孔作業を効率良く行うことができる。

また、制御手段５０には、予め求めておいた砥石ビット５５のコンクリート構造物６５に対する穿孔作業における情報（一定の推進力（押付け力）における穿孔深さと穿孔時間との関係（図９参照））が記憶されており、この情報を基にして、穿孔開始から一定時間経過後に駆動モータ３１及び圧力供給源２１が停止させられるので、コンクリート構造物６５に所定の深さの孔７０を確実に形成することができる。

一方、コンクリート構造物６５に埋設物（水道管、ガス管、電線や信号線等のＣＤ管等）が埋設されている場合には、以下の４つの方法によって埋設物が埋設されているか否かの判断を行うことができる。

（１）タイマーによる判断方法
図１０（ａ）に示すように、砥石ビット５５によりコンクリート構造物６５に対して穿孔する際に、図９に示すように、切削深さと切削時間とはほぼ比例の関係にあるので、タイマーにより切削時間を制御し、穿孔開始から一定時間経過後に砥石ビット５５の回転及び推進を停止させることにより、所定の深さの孔７０を形成することができる。この場合、変位検出手段２５により砥石ビット５５の変位を検出し、切削深さが所定の値に達していない場合には、砥石ビット５５が埋設物に接触し、それ以上の推進が阻止されたと判断することができる。

（２）変位計による判断方法
図１０（ｂ）に示すように、砥石ビット５５によりコンクリート構造物６５に対して穿孔する際に、図９に示すように、切削深さと切削時間とはほぼ比例の関係にあるので、砥石ビット５５の変位を変位検出手段２５により逐一検出し、ある変曲点で変位が一定値に達し、それ以上変化しなくなった状態を検知することにより、埋設物の有無の判断を行うことができる。すなわち、砥石ビット５５が埋設物に接触すると、砥石ビット５５の穿孔面５７と埋設物との間の摩擦抵抗が低減し、両者間にすべりが発生することになるので、砥石ビット５５が推進することができなくなる。

（３）振動、騒音による判断方法
図１０（ｃ）に示すように、砥石ビット５５が埋設物に接触すると、コンクリート構造物６５を切削する際に生じる騒音が高騒音から低騒音（高振動から低振動）に変化する。従って、この騒音（振動）の変化を騒音計、振動計により検出することにより、埋設物の有無の判断を行うことができる。

（４）砥石ビットの駆動モータの電流、トルクによる判断方法
図１０（ｄ）に示すように、砥石ビット５５が埋設物に接触すると、コンクリート構造物６５を切削する際に生じていたトルクが急激に低下する。この変化を電流計で検出することにより、埋設物の有無の判断を行うことができる。

上記のように構成した本実施の形態による穿孔方法、制御方法及び穿孔装置１にあっては、砥石ビット５５によってコンクリート構造物６５に孔７０を形成する場合に、制御手段５０により穿孔開始から所定の時間経過した後に砥石ビット５５を回転させる駆動モータ３１、及び砥石ビット５５を推進させるアクチュエータ２０を作動させる圧力供給源２１を停止させるように構成したので、コンクリート構造物６５に所定の深さの孔７０を確実に形成することができる。又は、埋設物が存在する場合には、埋設物に到達する孔を形成することができる。

この場合、砥石ビット５５の穿孔面５７は平面に形成されているので、埋設物が砥石ビット５５によって切断されたり、傷付けられたりするようなことはない。また、砥石ビット５５のコア孔５９の内外を貫通する孔６０を介して磨ぎ水を循環させることができるので、砥石ビット５５の穿孔面５７とコンクリート構造物６５との間を十分に冷却して摩擦熱が上昇するのを防止でき、砥石ビット５５による穿孔作業の効率を大幅に高めることができる。

また、コンクリート構造物６５を穿孔する砥石ビット５５としてコア孔５９を備えたものを用いているので、穿孔によってコア孔５９に対応する部分にコアが形成されることになるが、コア孔５９は砥石ビット５５に対して偏心回転しているので、形成されるコアの径を小さくすることができる。従って、コアを容易に取り出すことができるので、穿孔作業効率を大幅に高めることができる。

本発明による穿孔装置の一実施の形態を示した概略図である。 図１のフレームの基台の下面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図１の砥石ホルダの断面図である。 図１の砥石ビットの斜視図である。 図５の砥石ビットの断面図であって、コンクリート構造物に対する穿孔作業の状態を示した説明図である。 砥石ビットの変形例を示した断面図である。 砥石ビットの変形例を示した斜視図である。 砥石ビットによるコンクリート構造物に対する押付け力と切削速度との関係を示した説明図である。 埋設物の有無の判断方法を示した説明図である。

符号の説明

１ 穿孔装置 ２ フレーム
３ 基台 ４ 凹部
５ 連通孔 ６ 接続口
７ 空所 ８ パッキン
９ 貫通孔 １０ ガイド
１１ ブッシュ １２ 逃げ孔
１３ 支持軸 １５ 推進手段
１６ 移動台 １７ 取付け治具
２０ アクチュエータ ２１ 圧力供給源
２２ 配管 ２３ 切替えバルブ
２５ 変位検出手段 ２６ レーザー変位計
２７ 反射鏡 ２９ 電源
３０ 駆動手段 ３１ 駆動モータ
３２ 駆動軸 ３３ チャック
３４ 砥石ホルダ ３５ 取付け軸
３６ 連通孔 ３７ ジョイント
３８ 流入孔 ３９ 供給路
４０ ホルダ本体 ４１ 取付け部
４５ 流体供給手段 ４６ 貯留タンク
４７ 排水路 ４８ ポンプ
５０ 制御手段 ５５ 砥石ビット
５６ 砥石本体 ５７ 穿孔面
５８ 取付け部 ５９ コア孔
６０ 孔 ６１ スリット
６５ コンクリート構造物 ７０ 孔

Claims (13)

1. コンクリート構造物に孔を形成するための穿孔方法であって、
   穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ、該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットを用い、流体供給手段により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビットを回転させつつ推進させることにより、前記コンクリート構造物に孔を形成することを特徴とする穿孔方法。
2. 前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔方法。
3. 前記砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることを特徴とする請求項１又は２に記載の穿孔方法。
4. 前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、穿孔開始から所定の時間経過後に前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の穿孔方法。
5. 前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、前記砥石ビットによる穿孔音、前記砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、該穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の穿孔方法。
6. コンクリート構造物に孔を形成するための制御方法であって、
   穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットを用い、流体供給手段により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることにより、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、穿孔開始から所定の時間経過後に前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする制御方法。
7. コンクリート構造物に孔を形成するための制御方法であって、
   穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットを用い、流体供給手段により前記コア孔を介して前記穿孔面に流体を供給しながら、該砥石ビットを一定の回転速度で回転させつつ、一定の推進力で推進させることにより、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、前記砥石ビットによる穿孔音、前記砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、該穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする制御方法。
8. 前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする請求項６又は７に記載の制御方法。
9. コンクリート構造物に孔を形成するための穿孔装置であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットと、前記コア孔を介して前記砥石ビットの穿孔面に流体を供給する流体供給手段と、該砥石ビットを回転駆動させる駆動手段と、該砥石ビットを推進させる推進手段と、前記駆動手段及び前記推進手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、穿孔開始から所定の時間経過後に前記駆動手段及び前記推進手段による前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする穿孔装置。
10. コンクリート構造物に孔を形成するための穿孔装置であって、穿孔面が平面で形成されるとともに、軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられる円柱状の砥石ビットと、前記コア孔を介して前記砥石ビットの穿孔面に流体を供給する流体供給手段と、該砥石ビットを回転駆動させる駆動手段と、該砥石ビットを推進させる推進手段と、前記駆動手段及び前記推進手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記コンクリート構造物に孔を形成する際に、前記砥石ビットによる穿孔音、前記砥石ビットの負荷、又は切削深さを逐一監視し、該穿孔音、負荷、又は切削深さの変化により前記砥石ビットの回転及び推進を停止させることを特徴とする穿孔装置。
11. 前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の穿孔装置。
12. コンクリート構造物に孔を形成するための砥石ビットであって、
    円柱状をなすとともに、先端面が平面の穿孔面に形成され、かつ軸線方向に貫通するコア孔が設けられ、かつ、該コア孔の内外を貫通する孔又はスリットが少なくとも１箇所に設けられていることを特徴とする砥石ビット。
13. 前記コア孔は、偏心した位置に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の砥石ビット。

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