JP2010101011A - コンクリートの削孔方法及び削孔装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吐出口が管体3の中心軸から斜め外側に向いた2つのノズル4を先端に備えた第一のノズルヘッド5が、高圧ポンプ2により高圧水が供給される管体3の先端部に装着された削孔装置1を使用する。ノズルヘッド5及び管体3がコンクリート孔9の形成とともにコンクリート孔9へ進入可能な位置に削孔装置1を設置し、管体3に高圧水を供給してノズル4より高圧水を噴出させ、ノズルヘッド5を管体3の中心軸を中心に所定角度間を揺動回転させながら、形成された第一のコンクリート孔9の奥側へ進入させる。第一のノズルヘッド5をノズル4を側面に備えた第二のノズルヘッドに交換し、第一のコンクリート孔9の側面を部分的に切削して拡張し、第二のコンクリート孔52を形成する。
【選択図】図1
Description
特許文献1には、高圧ポンプから高圧水が供給される管体の先端部に、管体の回転軸線に対して斜め前方に高圧水を噴出する吐出口を有するノズルを装着し、ノズルを回転機構により回転させ且つ送り機構により前進させつつ、吐出口から高圧水を噴出させて、管体の軸方向に延びるコンクリート孔を形成する削孔装置について開示されている。
特許文献1による削孔装置では、先端部のノズルを削孔の軸方向に回転させながら前進させる方法なので、例えば削孔断面の範囲内に、削孔方向に対して直交する方向に例えば鉄筋などの障害物が配置されていると削孔できなかった。このような場合は、例えば削孔可能で障害物のない部分を可能な大きさで削孔して、要求された大きさよりも小さいコンクリート孔を形成し、このコンクリート孔を中からノズルに角度付けたハンドガン等を使用してはつって拡張し、要求された大きさのコンクリート孔を形成している。
このように削孔作業の後に拡張作業を行う場合は、削孔装置の他にコンクリート孔を拡張する装置や工具などが必要となり、現場における装置の交換作業に労力や時間がかかるという問題があった。
本発明では、第一、第二のノズルヘッドが所定角度の揺動回転を行い回転しないので、第二のノズルヘッドを装着した削孔装置はコンクリート孔の側面を全周でなく部分的に切削することができる。
そして、例えば、削孔断面の範囲内に削孔方向に対して直交する方向に、例えば鉄筋などの障害物が配置されている場合に、障害物の影響がなく第一のノズルヘッドを装着した削孔装置で削孔可能な範囲を削孔して第一のコンクリート孔を形成し、その後に第二のノズルヘッドを装着した削孔装置によって、第一のコンクリート孔を中側から障害物を避けながら部分的に切削して、要求された大きさの第二のコンクリート孔を形成することができる。
本発明では、複数のノズルから噴出する高圧水は揺動機構によってコンクリート面に斜めから吹き付けられてコンクリートを削るので、それぞれのノズルから噴出された高圧水によって形成された切削部が合わさってコンクリート孔を形成することができる。
本発明では、第一のノズルヘッドに代えて第二のノズルヘッドを装着可能なので、例えば、コンクリート孔を形成した後にそのコンクリート孔を拡張する場合に、ノズルヘッドのみ交換してその他の部材は共有でき、装置の交換の手間が少なく労力やコストを軽減させることができる。
そして、第一のノズルヘッドと第二のノズルヘッドとを交換すれば、一種類の削孔装置で移動方向とそれに交差する方向を切削することができる。
図1は本発明の実施の形態によるコンクリート削孔装置の概要を示す一部破断側面図、図2は図1に示す削孔装置の正面図であって、(a)は第一のノズルヘッドが下降位置にある状態の図、(b)は第一のノズルヘッドを上昇過程の図、図3は図1に示すA−A線断面図、図4は図1に示すB−B線断面図、図5は第一のノズルヘッドを示す拡大図であって、(a)は側面図、(b)は平面図、図6は第二のノズルヘッドを示す拡大図であって、(a)は側面図、(b)は正面図、(c)は噴射規制部材の概要を示す図、図7は第一のノズルヘッドを装着した削孔装置を使用した削孔方法を示す工程図、図8(a)、(b)は図7に続く第一のノズルヘッドを装着した削孔装置を使用した削孔方法を示す工程図、図9は第二のノズルヘッドを装着した削孔装置を使用した削孔方法を示す工程図、図10(a)、(b)は図9に続く第二のノズルヘッドを装着した削孔装置を使用した削孔方法を示す工程図である。
削孔装置1は、構造物10の床部10bに支持されたガイドレール21と、超高圧ポンプ2より超高圧水が供給される管体3を管体3の軸線方向へガイドレール21に沿って往復移動させる送り機構6と、管体3をその中心軸3aを中心に揺動回転させる揺動機構7と、管体3の先端に装着される第一のノズルヘッド5及び第二のノズルヘッド55とから概略構成される。
管体3は、長尺の棒状の鋼管からなり、軸線方向を上下方向に向けてガイドレール21と平行に配置され、基端部がロータリージョイント11を介して超高圧ホース12に連結され、その超高圧ホース12は超高圧ポンプ2につながれている。これにより、超高圧ポンプ2から超高圧水がロータリージョイント11を介して管体3に供給され、供給された超高圧水は管体3の内部を通じて第一のノズルヘッド5に送られるようになっている。管体3は単体、あるいは継手によって複数連結可能なものを採用でき、その長さ寸法は施工に合わせて任意に設定された長さ寸法とされる。
そして、送り機構6によって軸方向に往復移動する管体3はその下部を、例えばスラストベアリングなどの軸受けを備える第一支持部24によって揺動回転可能に摺動体22に支持されて摺動体22の往復移動と共に移動をし、ガイドレール21の上端部に固定された第二支持部25によって上下動可能に挿通支持される。
図1及び図3に示すように、駆動部23は、ガイドレール21の上部に固定された送り用駆動モータ32と、送り用駆動モータ32に取り付けられる駆動プーリ33と、ガイドレール21の下部に回転可能に設けられた従動プーリ34と、駆動プーリ33および従動プーリ34に巻き掛けられたチェーンベルト31とを備えて構成されている。
これにより、送り用駆動モータ32の駆動により駆動プーリ33が回転するとチェーンベルト31が駆動して上下移動し、このチェーンベルト31の上下移動と共に、摺動体22が上下方向に移動する構成となっている。そして、第一支持部24によって摺動体22に固定された管体3は、チェーンベルト31が一方向に回転したときに摺動体22と共に上方に移動し、チェーンベルト31が他方向に回転したときに摺動体22と共に下方に移動する構成となっている。
管体側揺動回転板46は、平面視で中心部に挿通孔46aが形成されたドーナツ形状をなし、その挿通孔46aに管体3を挿通させて管体側揺動回転板46と管体3とが互いに固定された状態となっている。
そして、削孔装置1に第一のノズルヘッド5を装着し、管体3に超高圧水が供給されると共に、管体3及び第一のノズルヘッド5が揺動回転すると、一方の吐出口4aから噴出された超高圧水と、他方の吐出口4aから噴出された超高圧水は、中心軸3aに対して揺動回転角度の範囲にわたって相対移動をするように吹き付けられて、前方のコンクリートを切削する。
このとき、管体3及び第一のノズルヘッド5の揺動回転角度を180°とすることで2つ吐出口4aから噴出される高圧水の軌跡はつながりコンクリート孔を形成することができる。また、揺動回転角度は例えば、180°を超えて200°としてもよく、180°を超えることで一方の吐出口4aから噴出された超高圧水によって切削された切削部と、他方の吐出口4aから噴出された超高圧水によって切削された切削部の連結部分を確実に削ることができる。
そして、この揺動回転角度は、図4に示す管体側揺動回転板46の揺動角度で調節し、例えば、揺動機構7に備える歯車やによって調節を行う。
図6(a)、(b)に示すように、第二のノズルヘッド55は、管体3の先端に揺動中心をなす管体3の中心軸3aと同心に装着され、側面55bに2つのノズル54が上下方向に間隔をあけて配置されている。2つのノズル54は、その吐出口54aから管体3に供給された超高圧水を噴出するもので、上方のノズル54は下側に所定角度θ傾斜し、下方のノズル54は上側に同じ角度θ傾斜して、さらに、図6(b)に示すように上側のノズル54及び下側のノズル54はそれぞれの吐出口54aが第二のノズルヘッド55の周方向において相対的にずれた位置となっている。
そして、削孔装置1に第二のノズルヘッド55を装着し、管体3および第二のノズルヘッド55を既に形成されたコンクリート孔に進入させて、管体3に超高圧水が供給されると共に、管体3及び第一のノズルヘッド5が揺動回転すると、ノズル54から噴出した超高圧水によってコンクリート孔9の側面の揺動回転角度の範囲を切削する。このとき、切削範囲は揺動回転角度の調整によって設定できる。また、例えば、図6(c)に示すように、鋼管を部分的に切除して加工し、コンクリート孔内の切削を望まない部分を加工した鋼管で覆う噴射範囲規制部材60などを利用して噴射範囲を規制してもよい。
そして、各ノズルヘッド5、55と管体3の接続部には、それぞれねじ山が形成され、このねじ山の螺合によって各ノズルヘッド5、55と管体3とは接続されていて、第一のノズルヘッド5と第二のノズルヘッド5とは交換可能な構成である。
図7および図8(a)、(b)に示すように、本実施の形態による削孔方法は、鉄筋コンクリート造の構造物10の天井部10aの所定位置に、第二のコンクリート孔52を形成する施工に削孔装置1を採用したものである。第二のコンクリート孔の形成部分には第一のノズルヘッド5及び管体3が進入する際に、障害となる鉄筋が配設されており、第一のノズルヘッド5を装着した削孔装置1で削孔可能な第一のコンクリート孔9を形成し、第二のノズルヘッド55を装着した削孔装置で第一のコンクリート孔9を拡張して第二のコンクリート孔52の形成を行う。
次いで、図7に示すように、超高圧ポンプ2を駆動して第一のノズルヘッド5の2つのノズル4より超高圧水を噴出させると共に、第一のノズルヘッド5を中心軸3aを中心に揺動回転によって揺動させ、図8(a)、(b)に示すように、その第一のノズルヘッド5をこれから形成される第一のコンクリート孔9の軸方向に向かって、第一のコンクリート孔9の形成と共に移動させて、第一のコンクリート孔9を形成する。
そして、第一のノズルヘッド5の揺動回転は、その上昇と同時に2つのノズル4から超高圧水を噴出させつつ、揺動機構7の回転用駆動モータ41を駆動して回転板43を回転させて、この回転をリンク部材44を介してモータ側揺動回転板45に伝達してモータ側揺動回転板45を揺動回転させ、モータ側揺動回転板45及び管体側揺動回転板46に備える歯車を介してモータ側揺動回転板45の揺動回転を管体側揺動回転板46に伝達して管体側揺動回転板46を揺動回転させ、管体3とともに第一のノズルヘッド5を揺動角度範囲において揺動させて行う。
例えば、上述した実施の形態では、第一のノズルヘッド5を装着した削孔装置1を使用して第一のコンクリート孔9を形成し、その後に、削孔装置1に第一のノズルヘッドに代えて第二のノズルヘッド55を装着して、第一のコンクリート孔9を拡張して第二のコンクリート孔52を形成しているが、第一のコンクリート孔9が要求される形状のコンクリート孔であれば、ノズルヘッドを交換して第一のコンクリート孔9の拡張を行わなくてもよい。また、既成のコンクリート孔の拡張に第二のノズルヘッド55を装着した削孔装置を使用してもよい。
例えば、上述した実施の形態では、構造物10の天井部10aにコンクリート孔を形成しているが、削孔装置1を管体3の軸方向が水平方向となるように所定の高さに設置し、構造物10の壁などに水平方向に延びるコンクリート孔を形成してもよい。
例えば、上述した実施の形態では、揺動機構7の回転用駆動モータ41を駆動して回転板43を回転させて、この回転をモータ側揺動回転板45及び管体側揺動回転板46に伝達させて、管体側揺動回転板46を揺動回転させ、管体3及び各ノズルヘッド5、55を揺動回転させているが、回転用駆動モータ41に代わり油圧式揺動モータを使用して管体3及び各ノズルヘッド5、55を揺動回転させてもよい。
例えば、本実施の形態ではチェーンベルト31を用いた送り機構6によって管体3(摺動体22)をガイドレール21に沿って往復移動させる構造としているが、例えば、送り機構6として、摺動体を自走式車輪やジャッキ等の駆動装置により移動させる機構としてもよい。
また、ノズルヘッド5の形状、大きさ、ノズルヘッド5に対するノズル4の取り付け位置、向き、互いの間隔等は、各ノズル4から噴出される超高圧水によって切削される領域の大きさ、範囲等の条件に応じて任意に設定することができる。
また、上述した実施の形態では、第一のノズルヘッド5の先端部5aに2つのノズル4を設けて第一のノズルヘッド5の揺動回転角度を200°として揺動回転させているがノズルの数は適宜設定でき、第一のノズルヘッド5に3つのノズル4を設けて吐出口4aを管体3の中心軸を中心に位相を等間隔にずらし、揺動回転角度が120°若しくは120°を超えて、例えば140°となるように揺動回転させてもよい。
2 超高圧ポンプ
3 管体
3a 中心軸
4、54 ノズル
4a、54a 吐出口
5 第一のノズルヘッド
5a 先端部
6 送り機構
7 揺動機構
9 第一のコンクリート孔
52 第二のコンクリート孔
55 第二のノズルヘッド
55b側面
Claims (3)
- 高圧水が供給される管体の先端に、複数のノズルがその吐出口を前記管体の中心軸に対して斜め外側に向けて先端部に配設された第一のノズルヘッドを装着した削孔装置を使用し、
前記第一のノズルヘッドを所定角度揺動回転させて、前記ノズルから噴出する高圧水の揺動回転によってコンクリートを切削しながら前記第一のノズルヘッドで第一のコンクリート孔を形成して、
前記削孔装置に側面にノズルが配設された第二のノズルヘッドを装着し、
前記第二のノズルヘッドを前記第一のコンクリート孔に進入させて、前記第二のノズルヘッドを所定角度揺動回転させて、前記ノズルから噴出する高圧水の揺動回転によって第一のコンクリート孔の側面を切削して第二のコンクリート孔を形成することを特徴とするコンクリートの削孔方法。 - コンクリートに孔を形成するための削孔装置であって、
高圧水を発生する高圧ポンプと、
前記高圧ポンプより高圧水が供給される管体と、
前記管体の先端部に装着された第一のノズルヘッドと、
吐出口を前記管体の中心軸に対して斜め外側に向けて、前記中心軸を中心に周方向に互いに間隔をおいて前記第一のノズルヘッドの先端部に設けられた複数のノズルと、
前記管体をその軸方向に往復移動させるための送り機構と、
前記第一のノズルヘッドを前記管体の中心軸を中心に所定角度間を揺動回転させる揺動機構と、
を備え、揺動回転する前記ノズルから噴出される高圧水によって前記ノズルの前方の前記コンクリートを削ることにより、コンクリート孔が形成されることを特徴とするコンクリートの削孔装置。 - 前記第一のノズルヘッドに代えて、その移動方向に交差するに高圧水を噴出する第二のノズルヘッドを装着可能にしたことを特徴とする請求項2に記載のコンクリートの削孔装置。
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2008
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