JP2019148096A - コンクリート斫り作業水準表示装置およびコンクリート斫り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつコンクリート斫り作業が容易なコンクリート斫り作業水準を表示する手段の提供。【解決手段】コンクリート斫り作業水準を示すラインレーザを発生するラインレーザ発生器、ラインレーザ発生器から発生する前記ラインレーザが地面と水平になるように地面からラインレーザ発生器を固定するための固定部、からなり、固定部は、ラインレーザ発生器を地面にあけられた穴に昇降可能な昇降手段を有するコンクリート斫り作業水準表示装置およびコンクリート斫り方法を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、コンクリート斫り作業の際に斫り水準を表示し、地中の埋設物を損傷する等の事故を回避するための装置およびコンクリート斫り方法に関する。

コンクリート斫り作業においては、地中にあるケーブルや水道管、ガス管等を切断、損傷するのを防止するため、これらを回避しながら注意深く作業を進める必要がある。近年はＸ線や電磁波等を用いた地中探査機器の性能向上により、実際に斫り作業を行うこと無く埋設物の位置や深度を特定することができるようになった。しかしながら、特定されたこれら埋設物の位置や深度を表示する手段については、地表面等に位置や深度を示す印や文字を表示する等の方法に留まっていた。このような方法では、斫り作業が進むにつれて印や文字が消えてしまうことがあり、効果的に損傷事故を防止することができなかった。

特許文献１には、油圧ショベルにより溝掘削をするような作業において、地下の障害物と作業装置とが干渉することを防止するべく、作動の停止や警報を発する装置が開示されている。具体的には、油圧ショベル等の作業装置の構成部材のうち障害物との干渉が見込まれる部分の深さ方向の位置を検出できる検出手段からの検出信号をコントローラに入力して演算し、さらに、それらのうちで最も深い値と、予め該コントローラに設定値を入力した深さに対する危険域、準危険域、安全域との比較において、それぞれ作業装置を停止したり、警報を発したりする等の信号を出力させるものである。

特開平６−８１３７６

ところが、上記のような装置は、油圧ショベル等の作業装置に取り付けられて一体となって動作するものであり、場面が変わって別の作業装置が必要となった場合には、使用する作業装置毎にこのような装置を装備することが必要となるものである。従って、汎用性がなく導入コストが高くなってしまうという問題がある。また、危険域、準危険域等に達した場合に警告信号が出力されるが、警告信号（ネガティブ・フィードバック情報）のみでは実際にどこまで掘り進めば危険であり、逆にどこまで安全に掘り進むことができるのか、の視覚的なポジティブ・フィードバック情報がないため、作業を進めにくいといった問題が生ずる。

上記課題に対して本発明では、コンクリート斫り起点に掘った穴にレーザ発生器を降下させ、コンクリート斫り深度をラインレーザで常時表示することが可能なコンクリート斫り作業水準表示装置およびコンクリート斫り方法を提供する。

具体的には、コンクリート斫り作業水準を示すラインレーザを発生するラインレーザ発生器、ラインレーザ発生器から発生する前記ラインレーザが地面と水平になるように地面からラインレーザ発生器を固定するための固定部、からなり、固定部は、ラインレーザ発生器を地面にあけられた穴に昇降可能な昇降手段を有するコンクリート斫り作業水準表示装置を提供する。

また、上記特徴に加えて、ラインレーザ発生器は、第一水準のラインレーザを発生する第一水準ラインレーザ発生手段、第一水準とは異なる高さの第二水準のラインレーザを発生する第二水準ラインレーザ発生手段、を有するコンクリート斫り作業水準表示装置を提供する。

また、上記特徴に加えて、前記第一水準ラインレーザ発生手段、前記第二水準ラインレーザ発生手段、が一の筐体に含まれるコンクリート斫り作業水準表示装置を提供する。

また、上記特徴に加えて、第一水準ラインレーザ発生手段のラインレーザ色、第二水準ラインレーザ発生手段のラインレーザ色、は異なる色のレーザであるコンクリート斫り作業水準表示装置を提供する。

さらに、上記特徴に加えて、固定部は、ラインレーザと水平照準を用いて地面と水平に調整する調整手段を有するコンクリート斫り作業水準表示装置を提供する。

また、地面にラインレーザ発生器を入れるための発生器導入穴を斫る発生器導入穴斫りステップ、発生器導入穴の周辺にて固定部を地面に固定するラインレーザ発生器固定ステップ、地面上の水平照準を用いてラインレーザ発生器のラインレーザが地面と水平となるように調整する調整ステップ、及び、ラインレーザ発生器を穴の中に下げてゆき、所定の位置で固定するラインレーザ発生器穴内固定ステップ、からなるコンクリート斫り作業準備方法を提供する。

さらに、上記方法に加えて、コンクリート斫り作業準備方法にて準備されたラインレーザを目安にして、発生器導入穴に連続する作業用穴を斫る、コンクリート斫り作業水準利用コンクリート斫りステップを有する、コンクリート斫り方法を提供する。

本発明のコンクリート斫り作業水準表示装置では、装置のラインレーザ発生器でコンクリート斫り水準をレーザ光にて斫り対象物に対して直接かつ常時に表示することが可能である。このため、作業者はどこまで斫り進めば危険であるかが常に一目瞭然であり、また逆にどこまでは安全に斫り進むことができるかといったポジティブ・フィードバック情報を常に得ることができる。このため、安全にコンクリート斫り作業を進めることができ、かつ作業を進めやすいといった効果を有する。また、装置は重機等の作業装置に取り付けられて動作させる必要がなく、装置単体で動作するものであるから、汎用性が高く、導入コストも最小限で済むといった効果も有する。

実施例１にかかるコンクリート斫り水準表示装置の利用場面の概要を示す図 実施例１にかかるコンクリート斫り水準表示装置の利用場面の概要を示す別の図 実施例１にかかるコンクリート斫り水準表示装置の物理的構成を示す図 実施例１にかかるコンクリート斫り水準表示装置が発生するラインレーザを水準器を用いて地面に対して水平にセットしている状態を示す図 実施例１にかかるコンクリート斫り水準表示装置の別の物理的構成を示す図 実施例２にかかる調整手段の一例を示す図 実施例３にかかるコンクリート斫り準備方法およびコンクリート斫り方法の概要を示す図 実施例３にかかるコンクリート斫り準備方法およびコンクリート斫り方法の処理を示すフローチャート

以下、本件発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。本件発明は、実施例に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。実施例１は主に請求項１、２、３、４に、実施例２は主に請求項５、実施例３は主に請求項６及び７について記載する。

＜概要＞
図１は本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置によるコンクリート斫り作業の概要を示した図である。この図は、同装置を用いてコンクリートを斫る作業を行っている場面を示したものである。装置は、固定部（０１０１）により地面に固定される。そして、支柱とスライダからなる昇降手段（０１０２）によりラインレーザ発生器（０１０３）を、目標とするコンクリート斫り深度よりさらに深く斫られた発生器導入穴（０１０４）に降下させる。ラインレーザ発生器（０１０３）からはコンクリート斫り水準を示すラインレーザ（０１０５）が照射され、これを目標として作業用穴（０１０６）のコンクリート斫り作業が進められる。

図２は本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置によるコンクリート斫り作業の概要を示した別の図である。この図は、同装置を用いて地面（０２０１）に対しコンクリート斫り作業を行っている場面を断面図で示したものである。図２では地中に埋設物である地中埋設物（０２０２）が存在しており、損傷を回避しながらコンクリート斫り作業を進める必要がある。このためコンクリート斫り水準は地中埋設物（０２０２）の損傷を回避できる深度であることが必要であり、ラインレーザ（０２０３、０２０４）はその深度を表示している。同装置は、地面にアンカー等の固定部（０２０５）により固定されている。固定部（０２０５）は、アーム等の昇降手段（０２０６）を有しており、昇降手段（０２０６）にラインレーザ発生器（０２０７、０２０８）が固定されている。この図が示すように、ラインレーザ発生器（０２０７、０２０８）を複数含む態様であってもよい。昇降手段（０２０６）によりラインレーザ発生器（０２０７、０２０８）は、あらかじめ地中埋設物（０２０２）より深く掘られている発生器導入穴（０２０９）の中に降下している。斫り進める前は、ラインレーザ発生器（０２０７、０２０８）から発生器導入穴（０２０９）の側壁にラインレーザ（０２０３、０２０４）が照射される。このラインレーザ（０２０３、０２０４）により、コンクリート斫り水準が表示されている。この水準を目印に、発生器導入穴（０２０９）を矢印の方向に斫り拡げながら作業用穴のコンクリート斫り作業を進めていく。

＜機能的構成＞
図３は、本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置の物理的構成を示す図である。本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置は、「ラインレーザ発生器」（０３０１）、「固定部」（０３０２）、を有する。「固定部」（０３０２）はさらに「昇降手段」（０３０３）を有している。以下、各部の機能について述べる。

「ラインレーザ発生器」（０３０１）は、コンクリート斫り作業水準を示すラインレーザを発生する機能を有する。「コンクリート斫り作業」とはコンクリートが打設されている地面などの表面を鑿やドリルなどで削る行為である。ここで地面等とは側面や法面、天井等も含む。「コンクリート斫り作業水準」とはコンクリート斫り作業の目安となる深さを示すものである。例えば「安全水準」、「準危険水準」、「危険水準」等が挙げられ、作業者は安全水準まではどんどん掘り進めてよいとし、さらに同水準より深い準危険水準に達すると慎重に作業を進め、危険水準に達すると作業を停止させるといったように使い分けることが可能である。「ラインレーザ」は、レーザ光を直線状に発生させたものであり、コンクリート斫り水準を光の線で示すためのものである。ラインレーザは、クラス１かクラス２に属するレーザ発振器によるものを採用すると人体や設置物に影響を与えないため望ましい。ラインレーザは定常的に発生させることにより、コンクリート斫り作業により斫り進む目安を作業者に対して常に与えることができる。

なお、ラインレーザ発生器（０３０１）におけるレーザ発光素子の位置であるが、発生器の下端近傍に位置する態様が望ましい。こうすることで、ラインレーザ発生器の下部からレーザ光を発生させることが可能となる。発生器導入穴はレーザ光によって呈示する深さよりも発生器の下端とレーザ発光素子の位置の間の分だけより深く斫る必要があるが、上記のようにレーザ光をラインレーザ発生器の下端に近い位置で発生させることにより斫る量は最小で済む。このため、発生器導入穴をレーザ光により呈示する深さより深く掘り下げることにより誤って埋設物を損傷してしまうといった事態を回避することができる。

さらに、ラインレーザ発生器（０３０１）は防塵ガードを有していてもよい。防塵ガードは筒状の透明なプラスチック（レーザ光を透過する）で構成されており、これをラインレーザ発生器にかぶせることにより発生器を覆う。これにより発生器導入穴を斫り拡げてコンクリート斫り作業を始める際に、土砂や砕けたコンクリート片等がラインレーザ発生器に衝突して損傷することを防ぐことができる。

「固定部」（０３０２）は、ラインレーザ発生器から発生する前記ラインレーザが地面と水平になるように地面からラインレーザ発生器を固定するための機能を有する。固定方法としては、地面が土の場合には地面に差し込むように固定するスパイク状の石突や、工事用ペグ等によるものが考えられる。なお、地面がコンクリートの場合にはコンクリートアンカーにより固定する手段を採用することが考えられる。「地面と水平になるように」とは、斫った穴の底面が地面とほぼ水平になるようにラインレーザを発生させるためである。これは配管やケーブル等の地中埋設物が地面に対して水平に設置されている事が多いため、斫った穴の底面も地面に対してほぼ水平にする必要があるからである。地面に対して水平に固定するには後述する水平照準を使用した「調整手段」のほか、図４のように地面と装置内に水準器を設け、計測された両者の水準が一致、すなわち水準器の気泡（０４０１、０４０２）の位置が一致するように当部を調整するといった方法等が考えられる。

「昇降手段」（０３０３）は、固定部（０３０２）において、ラインレーザ発生器を地面にあけられた穴に昇降可能とする機能を有する。当手段は固定部（０３０２）において固定されている支柱やラインレーザ発生器（０３０１）と支柱とを接続する、昇降可能なスライダ等により実現される。ラインレーザ発生器（０３０１）はこの支柱等にスライダを介して固定され、上下にスライドさせることで昇降する。支柱には目盛りが付与されていてもよく、ラインレーザ発生器（０３０１）をスライダ等で昇降させる量を測ることにより呈示されるコンクリート斫り水準の深さを決定することが可能となる。

＜別の機能的構成＞
図５は、本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置の物理的構成を示す図である。本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置は、「ラインレーザ発生器」（０５０１、０５０４）、「固定部」（０５０２）、を有する。「固定部」（０５０２）はさらに「昇降手段」（０５０３）を有している。当該構成においての特徴点は、図２で示したように、ラインレーザ発生器が複数のラインレーザ発生手段（ここでは第一水準ラインレーザ発生手段（０５０１）、第二水準ラインレーザ発生手段（０５０４））を有する点である。なお各構成要件の機能については上記と同様であるので、説明は省略する。

複数の「ラインレーザ発生器」（０５０１、０５０４）を昇降手段（０５０３）に固定することにより、それぞれ異なる深度で平行にラインレーザを発生することが可能である。そうする、作業者に対して複数の水準を示すことが可能である。例えば、第一水準ラインレーザ発生手段（０５０１）が示す深度は安全深度であり、その深度まではどんどん斫り進めることが可能である。そしてその下には第二水準ラインレーザ発生手段（０５０４）が位置しており、準危険深度あるいは危険深度を示す。準危険深度や、危険深度に達すると慎重に斫ったり、斫りを中止したり、といった対応が可能である。ここで、第一水準と第二水準とでは発生させるラインレーザの色を異なるものにすると各水準を直感的に把握することができるため望ましい。例えば、安全深度については緑色のラインレーザを発生し、準危険深度や危険深度は赤色のラインレーザを発生させるといった態様等が考えられる。

なお、第一水準と第二水準のラインレーザを一のラインレーザ発生器の筐体により発生させてもよい。これにより第一水準と第二水準の間隔を狭くすることができるため、埋設物を回避しつつ、より深くまでコンクリートを斫ることが可能である。すなわち、第一水準を斫り目標の深さに設定し、第二水準で準危険深度や危険深度を示す構成とした場合に、第一水準を第二水準にぎりぎりまで近づけることが可能であるので、より深くまで斫ることができる。

＜概要＞
図６は本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置の構成の概要を示した図である。この図は、水平照準として地面に対して垂直に設置されたレベル治具（０６０１、０６０２）を用いてコンクリート斫り水準表示装置を地面と水平に固定するために調整を行っている場面を示したものである。ここで水平照準とは、ラインレーザが地面に対して水平に発生できるように、ラインレーザ発生器からのレーザ光を照射して調整を実行するための冶具等を指す。この図に示すように、ラインレーザ発生器（０６０３）から発生させたラインレーザ（０６０４）を地面に固定された少なくとも２個の治具に対して照射し、治具のスケールを目視しながらラインレーザが地面に対して水平に照射されるように「調整手段」（０６０５）を調整する。

＜機能的構成＞
本実施例にかかるコンクリート斫り水準表示装置は、「ラインレーザ発生器」、「固定部」、を有する。「固定部」はさらに「昇降手段」を有している。これら各部の構成要件については上記にて説明済みであるので記載は省略する。本実施例のコンクリート斫り水準表示装置の特徴は固定部が「調整手段」を有する点にある。

「調整手段」は、ラインレーザと水平照準を用いて地面と水平に調整する機能を有する。具体的には固定部により地面に固定されたラインレーザ発生器が、地面に設置された水平照準に対してそれぞれ同じ高さでラインレーザを発生できるようにラインレーザ発生器の固定角度を変化させる。この固定角度を変化させるには固定部のいずれかの部分を調整が可能なように可動とする事が必要である。例えば固定部を構成する昇降手段に含まれる支柱の角度を可変としたり、昇降手段とラインレーザ発生器を接続している部分を可動としたり、あるいは、アンカー等で固定部を地面に固定している箇所をねじ等で高さを変化させるたりすることにより固定部全体の角度を変化させ、ラインレーザ発生器の固定角度を変化させるといった方法等が考えられる。

なおこれらの調整は水平照準を目視しながら行うことを前提としているが、センサ等を用いて水平照準に照射されたラインレーザ照射高を認識し、サーボモータ等で調整手段を動かすことにより、自動で調整を完了するように構成することも可能である。

また、調整手段はジャイロスコープを有していてもよく、水平水準を用いることなく、自律的に固定部の調整を実行することが可能な構成であってもよい。

＜概要＞
本実施例ではラインレーザ発生器を用いてコンクリート斫り作業を行うためのコンクリート斫り作業準備方法と、実際にコンクリート斫りを実行するコンクリート斫り方法について説明する。図７（Ａ）〜（Ｄ）は本実施例のコンクリート斫り作業準備方法を示したものである。また図７（Ａ）〜（Ｅ）は本実施例のコンクリート斫り方法を示したものである。この方法の実行の前に、発生器導入穴（０７０１）を設ける位置を特定する。すなわち、コンクリ―トの内部を探査し、埋設物の位置と深さを割り出し、その位置から、埋設物がないと思われる位置と深さを特定しておく。次に図７（Ａ）で示すように、ラインレーザ発生器を入れるための発生器導入穴（０７０１）を特定された位置および深さにて斫る。次に図７（Ｂ）が示すように、発生器導入穴（０７０２）の周辺に固定部（０７０３）を地面に固定している。固定部が地面に固定されると、図７（Ｃ）が示すように、地面に設置された水平照準（０７０４、０７０５）を用いてラインレーザが地面と水平になるように調整を実行する。調整が完了すると、図７（Ｄ）が示すように、ラインレーザ発生器（０７０６）を発生器導入穴に下げてゆき、呈示したい水準をラインレーザが示す深度で固定する。以上の方法によりコンクリート斫り作業準備が完了する。準備が完了したところで、図７（Ｅ）が示すようにラインレーザ（０７０７）が示す水準まで斫り作業を実行し、発生器導入穴を斫り拡げる。以上の方法によりコンクリート斫り作業が完了する。

＜処理の流れ＞
図８は本実施例のコンクリート斫り作業準備方法およびコンクリート斫り方法の作業の流れを示すフローチャートである。この図にあるように、まず地面にラインレーザ発生器を入れるための発生器導入穴を斫る（発生器導入穴斫りステップ）（ステップＳ０８０１）。次に、発生器導入穴の周辺にて固定部を地面に固定する（ラインレーザ発生器固定ステップ）（ステップＳ０８０２）。次に、地面上の水平照準を用いてラインレーザ発生器のラインレーザが地面と水平となるように調整する（調整ステップ）（ステップＳ０８０３）。次にラインレーザ発生器を発生器導入穴の中に降下させてゆき、所定の位置で固定する（ラインレーザ発生器穴内固定ステップ）（ステップＳ０８０４）。以上がコンクリート斫り作業準備方法の処理の流れである。さらに、コンクリート斫り作業準備方法にて準備されたラインレーザを目安にして発生器導入穴に連続する作業用穴を斫る処理（コンクリート斫り作業水準利用コンクリート斫りステップ）（ステップＳ０８０５）を実行することでコンクリート斫り方法の処理の流れが完了する。

０３０１ ラインレーザ発生器
０３０２ 固定部
０３０３ 昇降手段
０５０１ 第一水準ラインレーザ発生手段
０５０４ 第二水準ラインレーザ発生手段
０６０５ 調整手段

Claims (7)

1. コンクリート斫り作業水準を示すラインレーザを発生するラインレーザ発生器、
   ラインレーザ発生器から発生する前記ラインレーザが地面と水平になるように地面からラインレーザ発生器を固定するための固定部、
   からなり、
   固定部は、ラインレーザ発生器を地面にあけられた穴に昇降可能な昇降手段を有するコンクリート斫り作業水準表示装置。
2. ラインレーザ発生器は、
   第一水準のラインレーザを発生する第一水準ラインレーザ発生手段、
   第一水準とは異なる高さの第二水準のラインレーザを発生する第二水準ラインレーザ発生手段、
   を有する請求項１に記載のコンクリート斫り作業水準表示装置。
3. ラインレーザ発生器は、前記第一水準ラインレーザ発生手段、前記第二水準ラインレーザ発生手段、が一の筐体に含まれる請求項２に記載のコンクリート斫り作業水準表示装置。
4. 第一水準ラインレーザ発生手段のラインレーザ色、
   第二水準ラインレーザ発生手段のラインレーザ色、は異なる色のレーザである請求項２に記載のコンクリート斫り作業水準表示装置。
5. 固定部は、ラインレーザと水平照準を用いて地面と水平に調整する調整手段を有する請求項１から請求項４のいずれか一に記載のコンクリート斫り作業水準表示装置。
6. 地面にラインレーザ発生器を入れるための発生器導入穴を斫る発生器導入穴斫りステップ、
   発生器導入穴の周辺にて固定部を地面に固定するラインレーザ発生器固定ステップ、
   地面上の水平照準を用いてラインレーザ発生器のラインレーザが地面と水平となるように調整する調整ステップ、
   及び、ラインレーザ発生器を穴の中に下げてゆき、所定の位置で固定するラインレーザ発生器穴内固定ステップ、
   からなるコンクリート斫り作業準備方法。
7. コンクリート斫り作業準備方法にて準備されたラインレーザを目安にして、発生器導入穴に連続する作業用穴を斫る、コンクリート斫り作業水準利用コンクリート斫りステップを有する、請求項６に記載のコンクリート斫り作業準備方法を含むコンクリート斫り方法。

Images