JP6024966B2 - アンカー施工装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンカー施工装置に係り、特に遠隔的にアンカーの施工ができるようにしたものに関する。

従来、既設のコンクリートの構造物にアンカーを施工するには、例えば、特許文献１に示されるように、ドリルで所定深さの孔を穿孔し、その穿孔した孔内から切屑を除去したのちにアンカーを挿入し、その挿入したアンカーを固定するようにしている。アンカーの固定は、この特許文献１では孔の奥に大径の空間を設けるとともに、孔内にモルタル等からなる充填材を充填して行われる。

また、穿孔された孔内にアンカーを固定する方法としては、特許文献２に示されるように、穿孔された孔内に合成樹脂組成物からなる充填材を充填したのちにアンカーを挿入するケミカルアンカーと称される固定方法が知られている。このケミカルアンカーは、孔の奥に大径の空間を設けることなくアンカーを孔内に固定することができる。さらに、穿孔された孔内にアンカーを固定する方法としては、ピン打込式やスリーブ打込式等の機械式アンカーも知られている。

特開２００８−２０８５９７号公報 特開２０１０−１３９０２号公報

従来のアンカーの施工では、アンカーの設置場所で作業員が作業を行うので、所定の位置にアンカーを正確に打ち込むことができるが、原子炉の廃止措置を実施する場合で、例えば放射化された生体遮蔽壁を除去するような場合には、作業員の被ばくの関係から作業員がアンカーの設置場所で作業を行うことができない。この場合は、遠隔操作型重機にアンカー施工装置を取り付けてアンカーの施工を行うことが考えられている。

しかしながら、遠隔操作型重機にアンカー施工装置を取り付けてアンカーの施工を行う場合は、遠隔操作型重機のアーム先端に先端ツールとしてアンカー施工装置を取り付けて行われるので、それぞれのアンカー施工装置を同じアンカー施工位置に位置決めすることが難しく、したがって、所定の位置にアンカーを正確に施工するために時間がかかり、作業効率が劣るという課題があった。
また、アンカーの施工には、穿孔、孔内清掃、アンカー埋め込みの各工程を必要とし、それら工程ごとに先端ツールを交換すると時間がかかり、作業効率が劣るという問題があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、アンカー施工装置の変動を抑制することができるとともに、穿孔、孔内清掃、アンカー埋め込みの工程毎に先端ツールを交換することなく施工することができるアンカー施工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るアンカー施工装置では、遠隔操作型重機のアーム先端に取り付けられるアンカー施工装置であって、装置先端部には、被アンカー打設体に対して穿孔する本体固定ドリルが設けられ、本体固定ドリルには、被アンカー打設体に穿孔するドリルを備えた穿孔手段と、穿孔された孔内から切削屑を排出する孔内清掃手段と、穿孔された孔にアンカーを挿入するアンカー挿入手段と、が本体固定ドリルの軸心を中心とする円上において互いに所定の間隔を保って設けられ、穿孔手段、孔内清掃手段、及びアンカー挿入手段は、本体固定ドリルの軸心を中心として回転可能に設けられていることを特徴としている。

本発明では、被アンカー打設体に本体固定ドリルを穿孔することで、本体固定ドリルによりアンカー施工装置を被アンカー打設体に支持させることができ、アンカー施工装置自体が位置決めされ、装置の変動が抑制されることになる。そして、アンカー施工装置が所定位置に固定された状態で、本体固定ドリルの軸心回りに配置される穿孔手段、孔内清掃手段及びアンカー挿入手段を前記軸心を中心にして回転させることで、各手段での作業位置が本体固定ドリルの軸心を中心とする円上に位置することになり、１箇所のアンカーの施工位置に対する前述の各手段の位置決めを容易に行うことができる。そのため、１箇所のアンカーを施工する際に、施工装置自体を移動させたり、遠隔操作型重機を移動させる必要がなく、作業効率を向上させることができる。

また、本発明に係るアンカー施工装置では、アンカー挿入手段では、穿孔された孔に合成樹脂組成物からなる充填材を充填して行われるケミカルアンカー、又は機械式アンカーが挿入され、機械式アンカーは、ピン打込式、又はスリーブ打込式であることを特徴としている。

この場合、孔に挿入されたアンカーは、合成樹脂組成物からなる充填材で孔に固定され、又は穿孔された孔に機械式に固定される。

また、本発明に係るアンカー施工装置では、アンカー挿入手段には、複数個のアンカーを予め装填することが可能なホルダが設けられ、ホルダからアンカーが孔に向けて順次繰り出されるようにしてもよい。

本発明に係るアンカー施工装置では、ホルダに複数個のアンカーを装填しておくことが可能となり、それらアンカーを順次繰り出すことにより穿孔された孔に挿入されるので、１本のアンカーの打設ごとにアンカー挿入手段にアンカーを装填する必要がなくなり、アンカーの装填効率を向上させることができる。

また、本発明に係るアンカー施工装置では、ホルダは、ホルダ中心軸回りに回転可能に設けられるとともに、ホルダ中心軸を中心とする円上に所定の間隔をあけてアンカーが装填されてなり、本体固定ドリルの軸心を中心とする円上に、ホルダに装填されたアンカーが位置していることが好ましい。

この場合には、ホルダ中心軸を中心とする円上に複数個のアンカーが装填されるので、ホルダが大きく張り出すのを抑えた形状となり、アンカー施工装置をコンパクトに構成することができる。

また、本発明に係るアンカー施工装置では、前記アンカー挿入手段がケミカルアンカーの場合は、アンカーの挿入の前に合成樹脂組成物からなる充填材を穿孔された孔に挿入する充填材挿入手段が設けられていることが好ましい。

本発明に係るアンカー施工装置は、穿孔された孔に合成樹脂組成物からなる充填材が挿入された後、アンカーを孔に挿入することで、孔内で充填材によってアンカーが固定される。

また、本発明に係るアンカー施工装置では、前記充填材挿入手段は、複数個の合成樹脂組成物からなる充填材が予め装填され、順次繰り出されることが好ましい。

この場合、充填材は順次繰り出されて穿孔された孔に挿入される。

本発明のアンカー施工装置によれば、アンカー施工装置の本体が本体固定ドリルにより支持されるので、アンカー施工装置の変動を抑制することができ、容易に所定の箇所にアンカーを施工することができる。
また、穿孔、孔内清掃、アンカー埋め込みの工程毎に先端ツールを交換することなく、穿孔手段、孔内清掃手段及びアンカー挿入手段をセットすることができるので、作業時間を短くすることができ、作業効率を高めることができる。

本発明の実施の形態によるアンカー施工装置の正面図である。 図１に示すアンカー施工装置の本体をドリルの軸心方向から見たときの正面図である。 穿孔手段の概略構成図である。 孔内清掃手段の概略構成図である。 （ａ）は挿入手段の概略構成図、（ｂ）は複数の充填材が装填された挿入手段の状態を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）に示される説明図の左側面図である。 （ａ）はアンカー挿入手段の概略構成図、（ｂ）は複数のアンカーが装填された状態を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）に示される説明図の左側面図である。 本発明の本発明の一実施形態に係るアンカー施工装置を用いて打ち込まれたアンカーの状態を示す断面図である。

以下、本発明によるアンカー施工装置の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、この実施の形態により限定されるものではなく、また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一ものも含まれる。

図１は、本発明の一実施形態に係るアンカー施工装置１の正面図ある。このアンカー施工装置１は、遠隔操作型重機ＭのアームＡの先端にその遠隔操作型重機Ｍの先端ツールの一種として取り付けられている。また、このアンカー施工装置１は、穿孔された孔内に合成樹脂組成物からなる充填材を充填した後にアンカーが施工されるケミカルアンカーとして示されている。なお、本発明では、「アンカーの施工」は「アンカーの打ち込み」と同じ意味で用いられている。

この遠隔操作型重機Ｍは、周知の遠隔操作型重機と同様に、オペレータが離れた場所でモニターを見ながら遠隔操作できるように構成されている。したがって、このアンカー施工装置１が原子炉の廃止措置実施時の例えば放射化された生体遮蔽壁を除去する際に、その除去する壁体ブロックに吊り用のアンカーを施工する場合において、オペレータは安全な場所で遠隔操作を行うことができる。

図２は、アンカー施工装置１を本体固定ドリル２の軸心方向から見たときの正面図である。このアンカー施工装置１には、その本体固定ドリル２の軸心を中心とした円（図２の二点鎖線で示される円）上に穿孔手段１０、孔内清掃手段２０、充填材挿入手段３０及びアンカー挿入手段４０がその順で周方向に配設されている。なお、アンカー施工装置１がケミカルアンカーでなく、ピン打込式やスリーブ打込式等の機械式アンカーのときは、充填材挿入手段３０は省略される。

本体固定ドリル２は、遠隔操作型重機ＭのアームＡの先端に設けられている、内部に油圧ポンプ等の図示しない回転機構を備えた筐体３に設けられ、遠隔操作型重機ＭのアームＡと反対側に突出するように設けられている。この筐体３に設けられ回転機構は、本体固定ドリル２を回転駆動できるように構成されているとともに、筐体３自身も本体固定ドリル２の軸心を中心にして回転駆動できるように構成されている。そして、この本体固定ドリル２は、コンクリートに対して穿孔することが可能であり、かつ、その穿孔した孔内に本体固定ドリル２の先端部が挿入された状態で（後述の図３等参照）、一端側（図１で右端側）がアームＡで支持されているアンカー施工装置１の反対側（図１で他端側）を安定して支持できる太さ及び強度を有するように決められている。

穿孔手段１０、孔内清掃手段２０、充填材挿入手段３０及びアンカー挿入手段４０は、筐体３の周囲に支持部材４を介して互いに所定の間隔を保って設けられている。図示の例では、各手段１０，２０，３０，４０は、本体固定ドリル２の軸心Ｏ１を中心にして９０度の間隔を保って配設されている。そして、各手段１０，２０，３０，４０は、筐体３が回転駆動したときには、図２に矢印（Ｘ１）で示されるように、本体固定ドリル２の軸心を中心にして公転できるように構成されている。

また、充填材挿入手段３０及びアンカー挿入手段４０は、図２に矢印（Ｘ２），（Ｘ３）でそれぞれ示されるように、後述するホルダ３３，４３のホルダ中心軸Ｏ２回りに自転できるように構成されている。しかも、充填材挿入手段３０及びアンカー挿入手段４０がそれぞれ自転したときに、それら充填材挿入手段３０及びアンカー挿入手段４０の一部分が上述した一点鎖線で示される円上に位置するように決められている。

図３に示すように、穿孔手段１０は、コンクリート壁Ｗ（被アンカー打設体）に穿孔できるドリル１１と、そのドリル１１を回転駆動するとともに、本体固定ドリル２をその軸心方向（矢印（Ｘ４）参照）に移動する駆動装置１２が設けられている。

図４に示すように、孔内清掃手段２０は、穿孔手段１０でコンクリート壁Ｗに穿孔された孔Ｈに挿入されるエア噴出ノズル２１と、そのエア噴出ノズル２１に圧縮空気を供給するとともに、本体固定ドリル２の軸心方向（矢印（Ｘ５）参照）に移動する駆動装置２２が設けられている。

図５（ａ）に示すように、充填材挿入手段３０は、孔内清掃手段２０で清掃された穿孔された孔Ｈに所定の合成樹脂組成物からなる筒状のカートリッジに充填された充填材３１と、その充填材３１を本体固定ドリル２の軸心方向（矢印（Ｘ６）参照）に移動させる駆動装置３２とで構成されている。充填材３１の充填された筒状のカートリッジは、後述するアンカー４１で容易に破壊される材質により構成されている。

図５（ｂ）は、充填材挿入手段３０が図示しない駆動装置で回転される第１ホルダ３３に複数個の充填材３１が予め装填されていることを示し、同図（ｃ）は同図（ｂ）の左側面図である。

この充填材挿入手段３０は、リボルバー式の第１ホルダ３３に複数個の充填材３１が装填されていて、少なくとも１個の充填材３１が上述した図２の一点鎖線で示される円上に位置するように決められている。したがって、第１ホルダ３３がホルダ中心軸Ｏ２回りに回転し（図５（ｃ）の矢印（Ｘ８）参照）、充填材３１が本体固定ドリル２の軸心方向（図５（ｂ）の矢印（Ｘ７）参照）に移動したときは、その移動してきた充填材３１を孔Ｈ内に挿入することができる。なお、この充填材挿入手段３０は、リボルバー式でなく、充填材３１をバネ圧により１個ずつ図２の一点鎖線で示される円上に排出するカートリッジ式とすることもできる。

図６（ａ）に示すように、アンカー挿入手段４０は、充填材３１の挿入された孔Ｈ内にアンカー４１と、そのアンカー４１を本体固定ドリル２の軸心方向（矢印（Ｘ９）参照）に移動させる駆動装置４２とで構成されている。

図６（ｂ）は、上記アンカー挿入手段４０が図示しない駆動装置で回転される第２ホルダ４３に複数個のアンカー４１が予め装填されていることを示し、同図（ｃ）は同図（ｂ）の左側面図である。

このアンカー挿入手段４０は、リボルバー式の第２ホルダ４３に複数個のアンカー４１が装填されていて、少なくとも１個のアンカー４１が上述した図２の一点鎖線で示される円上に位置するように決められている。したがって、第２ホルダ４３がホルダ中心軸Ｏ２回りに回転し（図６（ｃ）の矢印（Ｘ１１）参照）、アンカー４１が本体固定ドリル２の軸心方向（図６（ｂ）の矢印（Ｘ１０）参照）に移動したときは、その移動してきたアンカー４１を孔Ｈ内に挿入することができる。なお、このアンカー挿入手段４０は、リボルバー式でなく、アンカー４１をバネ圧により１個ずつ図２の一点鎖線で示される円上に排出するカートリッジ式とすることもできる。

以下、上記構成からなるアンカー施工装置１よるアンカー４１の施工について、図面に基づいて説明する。
先ず、図１及び図２に示すように、遠隔操作型重機ＭのアームＡを操作してアンカー４１（図７参照）の施工される位置の近くのコンクリート壁Ｗに本体固定ドリル２が当てられた後、その本体固定ドリル２が回転駆動されて本体固定ドリル２の先端部がコンクリート壁Ｗ内に所定深さ挿入されるまで穿孔される。次いで、穿孔手段１０のドリル１１が回転駆動されてコンクリート壁Ｗに所定深さの孔Ｈが穿孔される（図３参照）。この孔Ｈの深さは、アンカー４１の長さによって決められる。

続いて、図４に示すように、ドリル１１でコンクリート壁Ｗ内に穿孔された孔Ｈは、孔内清掃手段２０のエア噴出ノズル２１が挿入されて孔Ｈ内に残留されている切削屑が排出される。その後、充填材挿入手段３０により清掃された孔Ｈ内には充填材３１が挿入される（図５（ａ）参照）。

図６（ａ）に示すように、孔Ｈ内に充填材３１が挿入された後、その孔Ｈ内には、アンカー挿入手段４０によりアンカー４１が挿入される。そして、その挿入されたアンカー４１は、充填材３１が固化するとコンクリート壁Ｗに対する固着力が得られてアンカー４１の施工が完了となる（図７参照）。

上述のようにしてアンカー４１の施工が完了すると、アンカー施工装置１が遠隔操作型重機ＭのアームＡの移動により他のアンカー施工位置に移動され、次のアンカー４１の施工が行われる。

このように本実施の形態では、コンクリート壁Ｗに本体固定ドリル２を穿孔することで、本体固定ドリル２によりアンカー施工装置１をコンクリート壁Ｗに支持させることができ、アンカー施工装置１自体が位置決めされ、装置の変動が抑制されることになる。
そして、アンカー施工装置１が所定位置に固定された状態で、本体固定ドリル２の軸心Ｏ１回りに配置される穿孔手段１０、孔内清掃手段２０、充填材挿入手段３０、及びアンカー挿入手段４０を前記軸心Ｏ１を中心にして回転させることで、各手段１０、２０，３０，４０での作業位置が本体固定ドリル２の軸心Ｏ１を中心とする円上に位置することになり、１箇所のアンカー４１の施工位置に対する前述の各手段１０，２０，３０，４０の位置決めを容易に行うことができる。そのため、１箇所のアンカー４１を施工する際に、アンカー施工装置１自体を移動させたり、遠隔操作型重機Ｍを移動させる必要がなく、作業効率を向上させることができる。

また、本実施の形態のアンカー施工装置１では、第２ホルダ４３に複数個のアンカー４１を装填しておくことが可能となり、それらアンカー４１を順次繰り出すことにより穿孔された孔Ｈに挿入されるので、１本のアンカー４１の打設ごとにアンカー挿入手段にアンカーを装填する必要がなくなり、アンカーの装填効率を向上させることができる。

さらに、アンカー挿入手段４０では、リボルバー式の第２ホルダ４３のホルダ中心軸Ｏ２を中心とする円上に複数個のアンカー４１が装填されるので、第２ホルダ４３が大きく張り出すのを抑えた形状となり、アンカー施工装置１をコンパクトに構成することができる。なお、本実施の形態では、充填材挿入手段３０についても、充填材を装填する第１ホルダ３３がリボルバー式であるので、アンカー挿入手段４０と同様にアンカー施工装置１のコンパクト化を図ることができる。

上記構成からなるアンカー施工装置１は、アンカー施工装置１が本体固定ドリル２によりコンクリート壁Ｗに支持されるので、アンカー施工装置１の変動を抑制することができ、所定の設置箇所に正確にアンカー４１を施工することができる。

また、上記構成からなるアンカー施工装置１は、穿孔、孔内清掃、アンカー埋め込みの工程毎に先端ツールを交換することなく、穿孔手段１０、孔内清掃手段２０、充填材挿入手段３０及びアンカー挿入手段４０をセットすることができるので、作業時間を短くすることができ、作業効率を高めることができる。

上述のように本実施の形態によるアンカー施工装置では、アンカー施工装置の本体が本体固定ドリルにより支持されるので、アンカー施工装置の変動を抑制することができるので容易に所定の箇所にアンカーを施工することができる。
また、穿孔、孔内清掃、アンカー埋め込みの工程毎に先端ツールを交換することなく、穿孔手段、孔内清掃手段及びアンカー挿入手段をセットすることができるので、作業時間を短くすることができ、作業効率を高めることができる。

以上、本発明によるアンカー施工装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態では、アンカー４１がケミカルアンカーの場合であるが、アンカー４１がピン打込式やスリーブ打込式等の機械式アンカーでもよい。この場合、当然に充填材挿入手段３０は省略される。そして、アンカー挿入手段４０には、アンカー４１に打ち込み力を加える機構が備えられる。

また、本実施の形態では、コンクリート壁Ｗを被アンカー打設体としているが、コンクリート壁Ｗであることに制限されることはなく、岩盤などを施工対象とすることも可能である。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ アンカー施工装置
２ 本体固定ドリル
３ 筐体
４ 支持部材
１０ 穿孔手段
１１ ドリル
１２ 駆動装置
２０ 孔内清掃手段
２１ エア噴出ノズル
３０ 充填材挿入手段
３１ 充填材
３２ 駆動装置
３３ 第１ホルダ
４０ アンカー挿入手段
４１ アンカー
４２ 駆動装置
４３ 第２ホルダ
Ｍ 遠隔操作型重機
Ａ アーム
Ｈ 孔
Ｏ１ 本体固定ドリル２の軸心
Ｏ２ ホルダ中心軸
Ｗ コンクリート壁（被アンカー打設体）

Claims (6)

1. 遠隔操作型重機のアーム先端に取り付けられるアンカー施工装置であって、
   装置先端部には、被アンカー打設体に対して穿孔する本体固定ドリルが設けられ、
   該本体固定ドリルには、
   前記被アンカー打設体に穿孔するドリルを備えた穿孔手段と、
   穿孔された孔内から切削屑を排出する孔内清掃手段と、
   穿孔された孔にアンカーを挿入するアンカー挿入手段と、
   が前記本体固定ドリルの軸心を中心とする円上において互いに所定の間隔を保って設けられ、
   前記穿孔手段、前記孔内清掃手段、及び前記アンカー挿入手段は、前記本体固定ドリルの軸心を中心として回転可能に設けられていることを特徴とするアンカー施工装置。
2. 前記アンカー挿入手段では、穿孔された孔に合成樹脂組成物からなる充填材を充填して行われるケミカルアンカー、又は機械式アンカーが挿入され、
   前記機械式アンカーは、ピン打込式、又はスリーブ打込式であることを特徴とする請求項１に記載のアンカー施工装置。
3. 前記アンカー挿入手段には、複数個のアンカーを予め装填することが可能なホルダが設けられ、該ホルダから前記アンカーが前記孔に向けて順次繰り出されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンカー施工装置。
4. 前記ホルダは、ホルダ中心軸回りに回転可能に設けられるとともに、該ホルダ中心軸を中心とする円上に所定の間隔をあけて前記アンカーが装填されてなり、
   前記本体固定ドリルの軸心を中心とする円上に、前記ホルダに装填されたアンカーが位置していることを特徴とする請求項３に記載のアンカー施工装置。
5. 前記アンカー挿入手段がケミカルアンカーの場合は、アンカーの挿入の前に合成樹脂組成物からなる充填材を穿孔された孔に挿入する充填材挿入手段が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のアンカー施工装置。
6. 前記充填材挿入手段は、複数個の成樹脂組成物からなる充填材が予め装填され、順次繰り出されることを特徴とする請求項５に記載のアンカー施工装置。

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