JP2019155659A

JP2019155659A - 削孔機

Info

Publication number: JP2019155659A
Application number: JP2018043163A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　智; Satoshi Sato; 智佐藤; 文彦仁尾; Fumihiko Nio
Original assignee: Total Service Planning Co Ltd
Current assignee: Total Service Planning Co Ltd
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2019-09-19

Abstract

【課題】コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具をガイドする削孔機を提供する。【解決手段】コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具９をガイドする削孔機であって、前記コンクリート構造物に削孔する回転工具９と前記回転工具９をガイドするガイド機構とを備え、前記ガイド機構は、支柱４と、前記支柱４を前記コンクリート構造物に固定する支柱台座部３と、前記支柱４にスライド可能な状態で嵌合するトップ保持部６と、前記トップ保持部６は、前記回転工具９を取り付ける工具取付部８と、バネとポールを有するポール部２０と、前記ポール部２０の上位を保持するポールトップ部７と、前記ポールトップ部７は、前記ポール部２０の下位に前記コンクリート構造物と密着するポールベース部４０と、を備えることを特徴とする削孔機。【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具をガイドする削孔機に関する。

従来より、鉄筋コンクリートで建造される構造物（建物、道路、橋脚や橋梁など）は、コンクリートにより多く建設、建造されてきている。近年では、プレストレストコンクリート（ＰＣ：ＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ）により建設、建造される大型の構造物も多い。このプレストレスコンクリートは鉄筋コンクリートに比べ、コンクリートにあらかじめ圧縮応力がかけられているので、コンクリートの表面に割れやひびを生じさせにくい構造となっている。

プレストレストコンクリートでは、通常の鉄筋より約５〜６倍の強度を備えるＰＣ鋼材が使用され、大別すると『プレテンション方式』と『ポストテンション方式』がある。どちらの方式もＰＣ鋼材を導入して、このＰＣ鋼材に張力をあらかじめ行うことでコンクリートに圧縮力を与える。『プレテンション方式』はコンクリートを打設する前に張力を与え、『ポストテンション方式』は打設した後に張力を与える点で異なる。

また、『プレテンション方式』は通常は設備がある工場で行われる方法であるのに対し、『ポストテンション方式』は工事現場で打設する建造物や構造物にも容易に適用できるため、大型の建造物へは『ポストテンション方式』が適するとされる。『ポストテンション方式』は打設したコンクリートが固まった後に、その内部にあらかじめ通しておいたシース（ダクト）内に配置したＰＣ鋼材に緊張を与え、ジャッキなどの定着具を用いてプレストレスを行い、その後にシース内にグラウトを充填する。

グラウトには、一般的にはモルタルが用いられることが知られている。モルタルは、セメントと水を混ぜて作られる素材であるため、充填後、内部の水が乾燥することによって収縮する。このため、シースの内部や周囲に空隙やひび割れが生じることとなる。

旧来からのコンクリートで形成された橋脚、建築物等のコンクリートの構造物は、長年の雨水あるいは酸性雨の浸入による劣化、二酸化炭素による中性化、あるいは経年変化による劣化等による影響で、空隙やひび割れが拡大してきている。このため、コンクリートの内部を診断し、問題となる個所を補修する必要がある。

コンクリートの構造物の削孔作業には、ダイヤモンドコアビットが使用されており、ダイヤモンドコアビットは、現状では、直径が４５ｍｍ〜２５ｍｍの大径のコアビットが標準として使用される。しかし、穴径が大きくなるとコンクリート構造物の強度を低下させたり、内部の鉄筋を切断する可能性もあるため、小さな穴径で削孔作業の削孔工具も知られている。この場合だと、例えば２５ｍｍ以内の径のダイヤモンドコアビットが相当する。

このような小径のダイヤモンドコアビットを使用して削孔作業をする場合、コンクリートの構造物の中に含まれる材質、材料の硬さや形状の違いにより、削孔の位置が削孔作業の途中でわずかにずれたりすることがある。このため、削孔作業で削孔する作業孔がずれないように、削孔作業にドリルの削孔位置と正確に調整し、作業面の削孔開始の位置にダイヤモンドコアビットの先端を正確に接触させられるよう台座を基準に水平位置、左右の位置をガイドし、そのガイドの通りに削孔する削孔作業が知られている（例えば、特許文献１の明細書の段落番号［００３８］〜［００４９］、図２〜図３、図１０参照）。

特開２００９−１６０７８０号公報

しかしながら、従来のような構成では、コンクリートの作業面に削孔機を設置し、削孔作業が行えるまで、回転工具のドリル先端がガイドを行う部品の中心位置にくるように垂直方向と水平方向の位置合わせの調整を行った上、削孔機の台座に接続する部品で、ドリル先端がコンクリート中の粗骨材（砂利）に当接してずれないようにガイドする必要があった。そのため、その調整に複数のボルトやナット等の固定具の緩締等が必要となっていた。

例えば、削孔作業を行う場所や空間に、他の構造物があったり、作業場所の天井が低く、狭い場所であったり、あるいは削孔作業する空間が取れたとしても、コンクリートの作業面が地面などの足元に平面ではなく、目の前の垂直な壁面である場合もある。さらには、削孔作業する位置が、作業者の背丈よりも高い位置であったり、あるいは作業面に急な角度がある場所もある。

このような場所での削孔作業の場合は、作業員は削孔機の台座を固定するための準備と作業において、固定するための複数のボルトやナット、あるいはレバー等の固定具による緩締する作業が必要であり、このことが作業者の労力を消費し、削孔作業にかかる時間を余計に要することとなっていた。

そこで本発明は、上述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具をガイドする削孔機を提供することにある。

第１発明に係る削孔機は、コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具をガイドする削孔機であって、前記コンクリート構造物に削孔する回転工具と前記回転工具をガイドするガイド機構とを備え、前記ガイド機構は、支柱と、前記支柱を前記コンクリート構造物に固定する支柱台座部と、前記支柱にスライド可能な状態で嵌合するトップ保持部と、前記トップ保持部は、前記回転工具を取り付ける工具取付部と、バネとポールを有するポール部と、前記ポール部の上位を保持するポールトップ部と、前記ポールトップ部は、前記ポール部の下位に前記コンクリート構造物と密着するポールベース部と、を備えることを特徴とする。

第２発明に係る削孔機は、第１発明において、前記ポール部は、一対のバネ及び一対のポールを有することを特徴とする。

第３発明に係る削孔機は、第１発明において、前記ポールベース部は、前記ポール部の下位で固定される第１平面部と、前記回転工具に連結される軸を軸支する第２平面部を有することを特徴とする。

第４発明に係る削孔機は、第３発明において、前記ポールベース部は、前記第２平面部が凹状の形状を有することを特徴とする。

第１発明〜第４発明によれば、支柱台座部の支柱にスライド可能な状態で嵌合するトップ保持部と、回転工具を保持する工具取付部と貫通するポール部と、前記回転工具に連結される軸を回転可能な状態で支持するポールベース部と、ポールトップ部とポールベース部の間にバネを備える２本のポールにより、ポールベース部を作業面に固定する構成を有する。これにより、トップ保持部及びポールトップ部が強結され、さらにポールトップ部とポール部も強結されるので、回転工具の先端部を真っ直ぐに降ろすことができ、正確に削孔の中心と回転工具の先端部（ビット）とを一致することができる。このため、台座と合わせて回転工具の先端部を適切な位置や高さにガイドする調整や作業が必要なくなり、台座と合わせて調整及び設定されるガイド部品や部材を必要がなくなる。従って、作業者の労力を消費し、削孔作業にかかる時間を余計に削減することが可能となる。

特に、第２発明及び第３発明によれば、ポール部は、ポールベース部と連結される２本のポールと、ポールトップ部とポールベース部の間に備わる２本のバネと、その各ポールの下端がポールベース部と各々結合される。各ポールの上端がポールトップ部と各々貫通する構成を有し、回転工具に連結されるシャンク、ロッドを両側から支え、ポールベース部の第１平面に固定される。ポールベース部の中央の第２平面と異なる平面でポール部を固定する。これにより、ポールトップ部の工具取付部に固定された回転工具の先端部を保持でき、真っ直ぐに、確実に作業面と密着するように降ろすことができる。このため、台座に連結される各ガイドの部品や部材の左右や上下の調整及び設定が不要となる。従って、回転工具の先端部を作業面に密着でき、初期の位置合わせ調整や再調整及び設定も容易となる。作業者の労力を消費し、削孔作業にかかる時間を余計に削減することが可能となる。

特に、第４発明によれば、ポールベース部は、第２平面部は並行する２辺に垂直平面を２面に備え、前記第１平面部の間に凹んだ状態で前記第１平面部の２辺と連続する構成を有する。これにより、第１平面部で前記ポール部を確実に保持でき、第２平面部で回転工具に連結されるシャンク、ロッドを軸支できる。さらに、ポールベース部は凹状の形状を備えることで、斜めに削孔する作業では、作業面に対して支柱に角度をつけたとしても、削孔機を斜めに設置し、最大４５度の角度まで削孔作業することができる。この場合も、前記ポール部との組み合わせにより、確実に作業面と密着するように降ろすことができる。このため、作業面に対して回転工具を斜めに設定し、斜孔作業する場合でも、台座に連結される各ガイドの部品や部材の調整及び設定が不要となる。作業者の労力を消費し、削孔作業にかかる時間を余計に削減することが可能となる。

図１は、本実施形態における削孔機の全体構成の一例を示す正面図である。図２（ａ）は、本実施形態における削孔機の全体構成の一例を示す左側面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態における削孔機の全体構成の一例を示す右側面図である。

以下、本発明の実施形態における削孔機の一例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜削孔機＞
先ず、図１〜図２用いて、本発明の実施形態における削孔機について説明する。本発明の実施形態に係る削孔機１は、建築物や橋梁などの土木構造物等のコンクリート構造物の内部構造の状態検査や亀裂等の補修作業の確認、あるいは建築物等に各種の通信機器の新設や増設で使用する配線や電線等を通すパイプが埋設されている位置の確認など配管工事等で、ドリル等の回転工具を備えた回転駆動機構により削孔作業がなされる。

＜水循環装置＞
この削孔装置は、削孔機１の他に、削孔作業で水を循環させるための水循環装置（図示せず）、削孔機１の支柱台座部３をＰＣ（ＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ）建造物等である作業面Ｘに固定するための真空ポンプ（図示せず）、内部補強筋に接触した際の鉄粉を検知する金属センサを備える（図示せず）。

水循環装置は、削孔により発生した粉塵とともに供給した水を排水として吸い上げる機能を有している。水循環装置からの給水は、給水装置に備わる給水口から給水ホースにて削孔機１のトップ保持部６に備わる給水部（給水口）１０に接続される。削孔作業では、水循環装置からの給水により削孔した孔内へと水が流され、流された水は水循環装置の排水口から再び吸い上げられる。排水は、水循環装置と削孔機１のポールベース部４０に備わる排水部（排水口）９１が排水ホースで接続され、削孔作業の間は給水と排水の処理が継続される。

＜金属センサ＞
コンクリート構造物に埋設される内部補強筋やシース管に接触したかどうかの検知は、金属センサ及び電流検出センサ（図示せず）により、排水ホース内を流れる排水に金属粉が含まれていることを検知する非接触透過型の金属センサである。金属センサは、前述の自動電流・金属探知ユニットにセンサケーブルで接続される（図示せず）。この自動電流・金属探知ユニットには、一般的なユニットでは、金属センサコントローラー、電流検出センサ、ブザーなどが備わる。

なお、シース管は、一般的にブリキや亜鉛めっき鋼板からなり、内部補強筋は鉄筋からなるため、金属センサは、金属一般を検知できる金属センサではなく、鉄（鉄粉）のみを検知できるものであっても構わない。金属センサは、金属センサヘッドを固定するプレートで削孔機１の支柱台座部３に固定される。

＜真空ポンプ＞
削孔機１の支柱台座部３の固定は、真空ポンプ（図示せず）で作業面Ｘになされる。真空ポンプは、真空パット２と真空ポンプとをホースでつなげ、真空パット２内の空気を吸引することで、作業面Ｘとの隙間を真空状態とする。真空状態の確認は、ポンプ本体の真空圧力メーターにより状態を確認する。この真空パット２の作業面Ｘへの取り付け後、削孔機１の支柱台座部３を真空パット２のボルトに差し込み、支柱台座部３の留め具（ボルト）３１をレンチ等で固定する。

図１は、本実施形態における削孔機の全体構成の一例を示す正面図であり、図１に示すように、作業面Ｘに前述の真空パット２に支柱台座部３が固定される。固定は、支柱台座部３に備わる複数の留め具（ボルト）３１で固定される。支柱台座部の固定後、支柱４の角度調整が行われ、支柱台座部３に備わる支柱４を固定するための留め具（ボルト）３１で垂直または所定の角度を有して固定する。

なお、支柱４の角度は、支柱台座部３に備わる角度目盛（図示せず）にて調整及び設定が可能である。この角度設定は、支柱４を真空パット２に取り付けた状態を垂直とし、０度〜４５度の範囲で角度設定が可能である。角度を付けた接地例（４５°）を図５に示す。

＜支柱＞
支柱４は、本実施形態では組み立て式（図示せず）であり、支柱４の上部のネジと支柱４下部のネジ穴で結合される。支柱上部と支柱下部の結合部にはネジ穴が複数あり（本実施例では３箇所）、ネジ位置を合わせて支柱上部を嵌めこみ、ドライバーなどの締め付け具でネジ締めを行い連結する。支柱４には、回転工具を取り付けるためのトップ保持部６が備わり、支柱４とは噛合するピニオンを昇降機構５の一部として設けている。

なお、昇降機構５は、支柱４に設けたラック＆ピニオンと、このピニオンを操作するためのハンドル５１と所定の位置でトップ保持部６を固定するためのストッパー５２を備える。

＜トップ保持部＞
トップ保持部６は、トップ保持部６と給水部（給水口）１０が備わる。トップ保持部６の上側（上面）には、後述するポール部２０の２本のポールが貫通し、留め具（バンド）７１で上下に固定される。また、トップ保持部６の下側（下面）には給水部（給水口）１０が固定される。このドリルの給水部（給水口）１０は、前述の水循環装置からの給水パイプが接続され、回転工具９に連結されるシャンク９１とロッド９２、ロッド９２の先にはビット（先端）９３がさらに備わる。

なお、ロッド９２は、継足することが可能である。ロッド９２は、削孔機１の削孔の深さに応じて継足される。シャンク９１とロッド９２は、接合部で各々がスパナ等の緩締具にて外され、延長されるロッド９２が接続され、その後にシャンク９１と継足したロッド９２を締め付ける。

＜ポールトップ部＞
ポールトップ部７は、前述のトップ保持部６に固定され、回転工具９を保持する工具取付部８と組み合わさる。工具取付部８は、本実施形態では回転工具９（電動ドリル）としたが、他の工具でも良い。ポールトップ部７はポール部２０の２本のポールを左右に貫通しており、ポールトップ部７のポール用の穴は、左ポール２１と右ポール２２の直径と密接した状態で貫通している。

ポールトップ部７は、トップ保持部６とポール部２０を固定する留め具（バンド）７１の締め付けが緩められている場合は、前述のストッパー５２の固定も同様に緩められている状態であれば、ハンドル５１を回転させることで、昇降機構５により上下に昇降できる。これにより、ポールトップ部７を昇降機構５により上下に合わせて移動させることが稼動することが可能となる。

＜ポール部＞
ポール部２０は、回転工具９、工具取付部８、トップ保持部６、シャンク９１、ロッド９２を中心に、その中心の左右の正面左側に左ポール２１及び正面右側に右ポール２２の２本のポールを備える。この左ポール２１及び右ポール２２の下端にポールベース部４０と結合される。トップ保持部６は縦方向に厚みがあり、その厚みの中を左ポール２１及び右ポール２２が密着する状態で貫通する。

さらに、前述のポールベース部４０とは、前記ポールトップ部とポールベース部４０の間にバネ（コイル状または板バネ）を有し、これにより、ポールベース部４０の先端部はコンクリート構造物の作業面Ｘに密着できる。ポール部２０の固定は、トップ保持部６とポール部２０の左ポール２１と右ポール２２を固定する留め具（バンド）７１だけである。

これらの構成により、コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具をガイドが容易な作業ででき、確実にポールベース部を作業面Ｘに密着できることとなる。なお、本実施形態では、トップ保持部６の上側で固定する留め具をバンドとしたが、締めることで一時的に固定でき、緩めることで上下に可動できるものであれば、ボルト、ネジ、フック等、その他の代替手段でも良い。

＜ポールベース部＞
ポールベース部４０は、下側でポールベース部４０に左ポール２１及び右ポール２２を連結して固定する。トップ保持部６の上面の留め具（バンド）７１で固定される。ポールベース部は、ポール部の一方の下端を各々固定する面と回転工具に連結される軸を軸支する面とが段差をもった凹状の形状を有する。

前記ポールベース部４０は、ポール部の下端が各々固定される平面である左右の第１平面部４１と、その間に位置し、回転工具９に連結されるロッド９２を軸支する平面である第２面部４２とを備える。第１平面部４１と第２面部４２は、凹状の形状を有しており、９０度の角度で連続する。この形状及び構成により、ポールベース部４０に強度を持たせ、ポール部２０の固定を可能とする。

以上述べた本実施形態に係る削孔機１によれば、作業面Ｘに真空パット２により設置された支柱台座部３の支柱４にスライド可能な状態でトップ保持部６が嵌合される。トップ保持部６はポールトップ部７と工具取付部８を強結し、ポールトップ部７はポールトップ部７を左右に貫通するポール部２０を備えており、支柱４、トップ保持部６、ポールトップ部７、工具取付部８、回転工具９が直線状に各々強結されることから、回転工具の先端部を真っ直ぐに降ろすことができ、正確に削孔の中心と回転工具の先端部（ビット）とを一致することができる。

さらに、ポールトップ部７は、左右の位置に貫通する一対のバネとポールで構成されるポール部２０を備え、その先端のポールベース部４０と連結する。ポールベース部４０は、ポール部２０の一対のバネとポールと上位のポールトップ部７に備わる留め具（バンド）７１の緩締の調整によりで所定の位置で固定されるため、従来のような台座に隣接するガイドの左右や水平の調整や固定、その後、そのガイドと回転工具の先端部を適切な位置や高さに合わせる調整や作業が必要なくなる。

支柱台座部３に備わるドリル先端をガイドする機構の調整や設定が不要であり、トップ保持部６を貫通するポール部２０を固定する留め具（バンド）７１を緩締することで、ポール部２０に備わるバネの伸張によりポールベース部４０を作業面Ｘに密着することができるため、作業者の労力を消費し、削孔作業にかかる時間を余計に削減することが可能となる。

以上、本発明の実施形態に係る削孔機について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。特に、ドリルビットの材質は、コンクリート構造物の強度や金属管の種類に応じて適宜選択すればよい。また、削孔機を駆動する回転工具は電動のものを例示したが、エンジンその他、シャフトを回転駆動できるものであれば適用することができる。

１：削孔機
２：真空パット
３：支柱台座部
４：支柱
５：昇降機構
６：トップ保持部
７：ポールトップ部
８：工具取付部
９：回転工具
１０：給水部（給水口）
２０：ポール部
２１：左ポール
２２：右ポール
３１：留め具（ボルト）
４０：ポールベース部
４１：第１平面部
４２：第２平面部
５０：排水部（排水口）
５１：ハンドル
５２：ストッパー
７１：留め具（バンド）
９１：シャンク
９２：ロッド
９３：ビット（先端）
Ｘ：ＰＣ（ＰｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅ）構造物

Claims

コンクリート構造物の作業面に削孔する回転工具をガイドする削孔機であって、
前記コンクリート構造物に削孔する回転工具と前記回転工具をガイドするガイド機構とを備え、
前記ガイド機構は、支柱と、前記支柱を前記コンクリート構造物に固定する支柱台座部と、前記支柱にスライド可能な状態で嵌合するトップ保持部と、
前記トップ保持部は、前記回転工具を取り付ける工具取付部と、バネとポールを有するポール部と、前記ポール部の上位を保持するポールトップ部と、
前記ポールトップ部は、前記ポール部の下位に前記コンクリート構造物と密着するポールベース部と、
を備えることを特徴とする削孔機。
前記ポール部は、一対のバネ及び一対のポールを有すること
を特徴とする請求項１に記載の削孔機。
前記ポールベース部は、前記ポール部の下位で固定される第１平面部と、前記回転工具に連結される軸を軸支する第２平面部を有すること
を特徴とする請求項１に記載の削孔機。
前記ポールベース部は、前記第２平面部が凹状の形状を有すること
を特徴とする請求項３に記載の削孔機。