JP2014102110A - コアビット - Google Patents

Abstract

【課題】比較的大径のコアでも根元から折り取ることができるコアドリル用のコアビットを提供する。
【解決手段】コアドリルのシャフト１２に取付けられるカップリング１４と、先端に刃先部２１を備え、カップリング１４に捩じ込んで連結されるチューブ１５よりなり、チューブ１５は内部が中空の段付孔状をなし、奥の大径部の環状溝にリング１７が遊嵌される。リング１７は内周の一部が切欠かれて開口し、径が拡縮可能であり、内周の一部にはカップリング側に向かって内向きに突出量が次第に増加するテーパ面１９ａを備えたセグメント状の突部１９が一体形成されている。コンクリート構造物２４への穿孔時にコア先端がリング１７の突部１９に当り、押込まれると、リング１７が拡開し、環状溝の溝底に押付けられてコアビットと共に回転し始め、コア２５に曲げモーメントと捩りモーメントを与え、根元から折損する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、コンクリート構造物からコンクリートのテストピースを採取するのに用いるコアドリル用のコアビットに関する。

コンクリート構造物からコンクリートのテストピースを採取する方法として従来、図１に示すようにコアビット１を用いてコンクリート構造物２に環状の孔３を穿ち、ついでコアビット１を抜取ったのちの孔３の口元に楔４を打ち込み（図２）、テストピースとなるコア５を折り取る（図３）方法が行われている。

コンクリートのテストピースを採取することが必要とされる分野の一つに原子力発電所の廃炉があり、こうした分野において、施設内のコンクリート壁、床、天井等の放射線汚染度を調査する場合、テストピースが採取されるが、人が立ち入ることのできない高レベルの放射線汚染地域では、ロボット化によりコアドリルを遠隔操作する必要があり、コアドリルのコアビットで穿った環状の孔に楔を打ち込んでコアを切取る作業は行えない。

下記特許文献１には、遠隔操作によって移動可能な台車と、該台車に取付けられるテレビカメラと、台車に昇降或いは進退可能に支持されて送りモータにより昇降或いは進退し、コアビット駆動用モータを備えた台と、該台に着脱可能に取着されて前記コアビット駆動用モータにより回転駆動され、内部根元にテーパ状の突起を設けたコアビットよりなる採取ロボットが提案されている。

上記採取ロボットによるコンクリートのテストピースの採取は次のようにして行われる。
テレビカメラによって周辺状況をモニターしながら所望の箇所で台車を停止させ、停止後、送りモータを駆動して台を昇降或いは進退させ、コアビットを採取箇所のコンクリートに押付け、コアビット駆動用モータによりコアビットを駆動させてコンクリートへの穿孔を行い、環状孔を形成する。コアビットによる穿孔が進み、コアビット内の突起が周りの環状溝によって形成されるコアの先端に当り、なおもコアビットによる穿孔が進むと、突起がコア先端を押込むことでコアが根元から折られる。コアビットがコア先端で支え、送りモータの負荷が設定値まで上昇すると、送りモータ及びコアビット駆動が停止したのち後退する、これに伴い根元から折られたコアも引出される。

特開平２−１９０２０８号

前述の採取ロボットを用いれば、人が立ち入ることなく遠隔操作で高濃度の放射線に汚染された箇所からでもコンクリートのテストピースを採取することができるが、コア径が大きなものでは、採取することができなかった。例えばコア径が２０mmφ程度の小径のコアでは、前述のコアビットによりコアを根元から問題なく折り取ることができたが、コア径が５０mmφを越えると、コアビット内の突起がコア先端を押込んでも回転する突起によりコア先端が削れるだけでコアを根元から折り取ることができなかった。

本発明は、比較的大径のコアでも該コアを根元から折り取ることができるコアドリル用のコアビットを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、コアドリルのモータにより回転駆動されるシャフトに取外し可能に取付けられる取付部を有し、先端にダイヤモンド砥粒により形成されるチップよりなる刃先部を備えたカップ状のコアビットであって、内周の一部を切り欠いて径が拡縮可能であるリングが取付部側の内部根元に径方向に遊びを存して装着され、前記リング内周の周方向の一部には、該リングをコアビット内に装着した状態で内向きに突出する突出量が前記取付部に向かって次第に増加する突部が形成されることを特徴とし、
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、コアビットには内部根元に前記リングが納まる環状溝を備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、コアビットは取付部を備えたカップリングと、該カップリングに取外し可能に螺着され、前記リングが装着されるチューブを有することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、コアビットには一部より径方向内向きに突出してコアに係止可能な爪が形成されることを特徴とする。

請求項１に係る発明において、リングはコアビットが回転駆動されると、コアビットとの接触箇所での摩擦抵抗により連れ回りするが、コンクリートへの穿孔が進行し、コア先端が突部に接触したのち、なおも穿孔が進行すると、コア先端で押し込められたリングが径方向に押し拡げられて、コアとの接触による摩擦抵抗によりブレーキが掛かり、回転止めされる。穿孔がなおも進行し、コア先端で押し込められて径方向に押し拡げられるリングがコアビット内周面に押付けられると、リングはコアビットとの摩擦抵抗によりコア先端との摩擦抵抗に抗してコアビットに追随して回転するようになり、片持ちばり状をなすコア自由端に集中荷重を加えながら偶力を加え、これによりコアは根元において、捩りモーメントと曲げモーメントとの相乗作用によって根元から折損する。

本発明者らの実験によると、突部がコアビットに固定されている場合、回転する突部でコア先端に集中荷重が加わるが、コア径が５０mmφ程度の大径になると、回転する突部でコア先端が削られるだけで、コアは折れることはなかった。これに対し、本発明のようにリングを設け、リングの突部がコア先端に食い込んだ状態で回転するようにすれば、食い込み初期にコアには偶力が加わり、曲げモーメントと捩りモーメントの相乗作用で比較的大径のコアでも根元から折れ易くなった。

請求項２に係る発明によると、リングが嵌合溝に納まって所定位置に保持できるようになり、運搬時や作業時に脱落することもない。

請求項３に係る発明によると、カップリングを取外すことにより、チューブ端へのリングの取付けや取外し、及び採取したコアの取出しを容易に行うことができる。

請求項４に係る発明によると、根元から折られたコアはコアビットを抜取る際、爪がコアに引っ掛ると同時にコアビット内でチューブ側面に押し付けられているため、内向きに出っ張る刃先の出っ張りに引掛かって抜け出すことなくコアビットと共に抜取ることができる。

コンクリート構造物に穿孔されるコアビットの概略断面図。 コンクリート構造物に形成された環状の孔に楔を打込んだ状態を示す断面図。 コアが折り取られた状態を示す断面図。 本発明に係るコアビットの断面図。 図４のＡ−Ａ線断面図。 爪が形成されたコアビットの要部の平面図。 穿孔時におけるコアビットの断面図。 図７のＢ−Ｂ線断面図。 コア先端がリングに達した段階での断面図。 図９のＣ−Ｃ線断面図。 コア先端によりリングが拡開し、コアビットに押付けられてコア根元にひび割れを生じた状態を示す断面図。 コアが折損してコアビット内に収まった状態を示す断面図。

以下、本発明の実施形態のコアビットについて図面により説明する。
図４に示すコアビット１１は、図示しないコアドリルのシャフト１２に取外し可能に取付けられ、一側に取付部１３を有するカップリング１４と、該カップリング１４他側の外周に捩じ込まれるチューブ１５よりなり、該チューブ１５は内部の中空部が段付状態をなし、一側の大径の孔部１５ａは一端部にネジが切られてカップリング１４の他側に捩じ込まれ、カップリング１４の側端面とで環状溝１６を形成し、該環状溝１６には、リング１７が装着されている。このリング１７の装着は、カップリング１４を取外したのちのチューブ１５の一端より大径の孔部１５ａに装入することにより行われる。

リング１７は図５に示すように、内周の一部が切り欠かれて開口１８が形成され、リング１７を径方向に押し拡げることにより開口１８を拡開すると共に、径も拡大し、常態時では、外径が前記環状溝１６の溝底の径よりも小さく、内周側の周方向の一部にはカップリング側の先端に向かって径方向内向きに突出量が次第に増加するテーパ面１９ａを備えたセグメント状の突部１９が一体形成されている。

チューブにはまた、他端にダイヤモンド砥粒により形成されるチップよりなる刃先部２１が取付けられ、また刃先部寄りのチューブ１５には図６に示すように切り込みにより内向きに突出する爪２２が形成されている。

次に前記コアビット１１を用いて行うコンクリート構造物のテストピースの採取方法について説明する。

図示しないコアドリルに取付けたコアビット１１によりコンクリート構造物２４への穿孔を行うと、コアビット内のコア２５と、コア２５の周りの環状の孔２６が形成される（図７）。穿孔中、環状溝１６に装着されたリング１７は環状溝１６に遊嵌された状態で、一部が環状溝１６の溝底に接触することで、接触箇所における摩擦抵抗によりコアビット１１に連れ回りする。なお、爪２２は穿孔中、爪先が図７及び図８に示されるように、コア２５とは非接触であるが、接触していてもよい。接触する場合には、軽く接触する程度とされ、コアビット１１の回転駆動に要する負荷の増加が軽微となるようにされる。

穿孔が進行し、コア先端がリング１７内に進入し、突部１９のテーパ面１９ａに達したのち（図９、図１０）、なおもコアビット１１による穿孔が進行すると、コア先端でテーパ面１９ａを介し、突部１９が押込まれてリング１７がカップリング側に押込まれながら拡開すると共に、コア先端との摩擦抵抗により制動されて停止する。穿孔が更に進行すると、リング１７が更に拡開して環状溝１６の溝底に押付けられる（図１１）。これに伴い、リング１７はコアビット１１との摩擦抵抗により、コア先端との摩擦抵抗に打勝ってコアビット１１に追随して回転するようになり、コア２５に偶力を加え、これによりコア２５はコア自由端に当たる突部１９のテーパ面１９ａによる集中荷重が作用することによる曲げモーメントが掛かった状態で捩りモーメントが加わり、コア根元が両モーメントの相乗効果でコア根元にひび割れが入り、やがてコア２５が根元から折損する（図１２）。

根元から折損したコア２５は、コアビット１１内に納まり、この状態でコアビット１１を引抜くと、爪２２の爪先がコア２５に食い込むと同時にコアビット内のチューブ側面に押し付けられる。コアビット１１の引き抜きに伴い、刃先部２１の内向きに出っ張る出っ張り部分にコアが係止されることによって該コア２５がコアビット１１と共にコンクリート構造物２４から抜取られる。

刃先内径５０mmφ、肉厚１.５mm、長さ２００mmの図５に示すコアビットにおいて、奥の環状溝１６にリング１７を装着した状態で株式会社コンセック製のコアドリル（製品名：乾式コアドリルSPFD-181A2-E型）のシャフトに取付け、回転数７００rpm，送り速度４０m/minでコンクリート構造物への穿孔を行った。穿孔が一定量に達し、送りの負荷が設定値まで上昇した段階でコアドリルを停止し、その後コアビットを抜取ったところ、コアがコアビット内に納まった状態で抜取られた。

比較例
刃先内径５０mmφ、肉厚１.５mm、長さ２００mmであり、最奥部に突部を形成した特許文献１に記載されるようなコアドリルを用いて実施例のコアドリルに取付け、回転数及び送りを実施例と同じ条件に設定して実施例と同じコンクリート構造物への穿孔を行った。そして穿孔が一定量に達し、送りの負荷が設定値まで上昇した段階でコアドリルを停止し、その後コアビットを抜取ったところ、コアはコア先端部が切削されていたが、コンクリート構造物中にコアが残り、コアを取り出すことはできなかった。

１１・・コアビット
１４・・カップリング
１５・・チューブ
１６・・環状溝
１７・・リング
１９・・突部
２１・・刃先部
２２・・爪
２４・・コンクリート構造物
２５・・コア
２６・・環状の孔

Claims (4)

1. コアドリルのモータにより回転駆動されるシャフトに取外し可能に取付けられる取付部を有し、先端にダイヤモンド砥粒により形成されるチップよりなる刃先部を備えたカップ状のコアビットであって、内周の一部を切り欠いて径が拡縮可能であるリングが取付部側の内部根元に径方向に遊びを存して装着され、前記リング内周の周方向の一部には、該リングをコアビット内に装着した状態で内向きに突出する突出量が前記取付部に向かって次第に増加する突部が形成されることを特徴とするコアビット。
2. 前記コアビットには内部根元に前記リングが納まる環状溝を備えることを特徴とする請求項１記載のコアビット。
3. 前記コアビットは取付部を備えたカップリングと、該カップリングに取外し可能に螺着され、前記リングが装着されるチューブを有することを特徴とする請求項１又は２記載のコアビット。
4. 前記コアビットには一部より径方向内向きに突出してコアに係止可能な爪が形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの請求項に記載のコアビット。