JP7382115B2

JP7382115B2 - 穿孔装置

Info

Publication number: JP7382115B2
Application number: JP2020024720A
Authority: JP
Inventors: 孝史三澤; 宏一西山; 治山口; 健有川; 純一山田
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2040-02-17
Also published as: JP2021126885A

Description

本発明は、コンクリート製の構造物を穿孔する穿孔装置に関するものである。

コンクリート製の躯体で構成された道路、橋梁、ダム、堤防などの既設の構造物では、耐力の維持や補強を目的として、躯体の側面や上下面に対し、配筋を行ってさらにコンクリートを打設する工法、すなわち増し打ち工法が行われている。

増し打ち工法では、構造物に所定間隔で穿孔してあと施工アンカーを埋め込み、当該あと施工アンカーと連結するようにして増し打ちを行う領域に鉄筋を配置する。その後、型枠を取り付けてコンクリートを打設している。

なお、コンクリートの増し打ちをして既設の構造物を補強する技術については、例えば特許文献１（特開２０１８－１３１８４８号公報）が知られている。

ここで、増し打ち工法では、あと施工アンカーを埋め込むために既設の構造物を穿孔する穿孔装置が用いられる。具体的な穿孔装置としては、回転しながら打撃を加えて穿孔するハンマドリルや、細かく振動しながら回転して穿孔する振動ドリルなどが知られている。

そして、穿孔作業において、現場の作業者は、重量物である穿孔装置のハンドルおよびサイドハンドルを両手でしっかりと保持した上で、穿孔位置にビットの先端を当てて掘り進める。

特開２０１８－１３１８４８号公報

さて、増し打ち工法では、多数のあと施工アンカーを埋め込むために構造物に多数の孔を開けなければならない。すると、前述した従来の穿孔装置を用いた作業は重労働となり、結果として作業効率が悪化することになる。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、作業者の負担を軽減しつつコンクリート製の構造物を穿孔することのできる穿孔装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の穿孔装置は、進退移動可能に設けられ、コンクリート製の構造物を穿孔する穿孔手段と、前記穿孔手段を昇降可能に支持する昇降手段と、前記昇降手段の下部に設けられ、平面視で矩形枠状の形状を呈して当該昇降手段を支持する支持フレームと、前記支持フレームの長辺部分の直上に配置された２本の長尺ロッド、および前記長尺ロッドの両端において当該長尺ロッドと直交して配置されるとともに両端が前記長尺ロッドの外側に突出した２本の短尺ロッドで構成された走行フレームと、２本の前記短尺ロッドの両端にそれぞれ取り付けられた走行用のローラと、上端が前記走行フレームに固定されるとともに下端が前記支持フレームに固定されて設けられ、収縮して前記ローラを、伸長して前記支持フレームをそれぞれ選択的に接地させる伸縮ジャッキと、を有し、コンクリート製の構造物の穿孔時には前記支持フレームを接地させ、装置の移動時には前記ローラを接地させるようにした、ことを特徴とする。

請求項２に記載の本発明の穿孔装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記昇降手段は、駆動手段により駆動されて昇降するテーブルを備え、前記穿孔手段は、前記テーブル上において直線的に往復動可能に設置された直動部材により進退移動する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の穿孔装置は、上記請求項２に記載の発明において、前記直動部材は、ガイドレール、前記穿孔手段を搭載して前記ガイドレールをスライド移動するスライダ、および前記スライダに推進力を付与する推力付与部材を備える、ことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明の穿孔装置は、上記請求項３に記載の発明において、前記推力付与部材は、モータおよび当該モータで回転駆動されるボールねじ、またはシリンダ装置である、ことを特徴とする。

請求項５に記載の本発明の穿孔装置は、上記請求項１～４の何れか一項に記載の発明において、前記ローラは、前記穿孔手段の移動方向と直交する方向に走行可能に取り付けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、ローラで穿孔装置を移動させて所望の位置に固定し、昇降手段で高さを調整するだけで構造物を穿孔手段で穿孔することができるので、作業者の負担を軽減しつつ構造物を穿孔することが可能になる。

また、伸縮ジャッキを伸縮させることで穿孔装置を移動させたり固定したりすることができるので、アウトリガーを別途に設ける必要がなく、装置構成が簡素になるとともにコストアップを抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係る穿孔装置の側面図である。図１の背面図である。図１の平面図である。本発明の一実施の形態に係る穿孔装置においてエアジャッキが収縮した状態を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である。本発明の一実施の形態に係る穿孔装置においてエアジャッキが伸張した状態を示しており、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図である。

以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１～図３に示す本実施の形態の穿孔装置Ａは、例えばコンクリート製の躯体で構成された既設の構造物（道路、橋梁、ダム、堤防など）Ｓに対して鉄筋コンクリートを増し打ちして、耐力の維持や補強を行う増し打ち工法におけるアンカー孔（あと施工アンカーを埋め込むための孔）を穿孔するためなどに用いられる。

これらの図面に示すように、本実施の形態の穿孔装置Ａは、構造物Ｓを穿孔するためのハンマドリル（穿孔手段）１を昇降可能に支持するリフタ（昇降手段）１０を備えている。このリフタ１０は、リフタフレーム１１と、リフタフレーム１１に搭載されて上下方向に長くなった柱状の本体部１２と、モータ（駆動手段）１３により駆動されて本体部１２の側面に沿って昇降するテーブル１４とを備えており、前述したハンマドリル１はテーブル１４上に設置されている。

本体部１２内には、上下方向に配置されてテーブル１４を貫通し、当該テーブル１４の昇降をガイドする２本のスライドガイド１５が設けられている。また、同じく上下方向に配置されてモータ１３により回転し、テーブル１４と螺合したボールねじ１６が設けられている。したがって、リフタフレーム１１に設置されたモータ１３の駆動でボールねじ１６が回転すると、テーブル１４がスライドガイド１５に案内されて上昇あるいは下降し、モータ１３が停止すると、そのときの高さ位置で停止する。

リフタ１０のテーブル１４に設置されたハンマドリル１は、当該テーブル１４上において直線的に往復動可能に設置された直動部材２に取り付けられており、当該直動部材２によって進退移動可能になっている。

ここで、図３に示すように、直動部材２は、相互に平行に配置された２本のガイドレール２ａと、ハンマドリル１を搭載してガイドレール２ａをスライド移動する板状のスライダ２ｂと、スライダ２ｂに推進力（往復移動するための推進力）を付与する推力付与部材としてのボールねじ２ｃおよびモータ２ｄとを備えている。ボールねじ２ｃはスライダ２ｂに螺合しており、モータ２ｄはボールねじ２ｃを回転駆動する。そして、ボールねじ２ｃの回転運動がスライダ２ｂで直線運動に変換されてガイドレール２ａに沿ってスライドし、これによりスライダ２ｂ上のハンマドリル１が進退移動する。

そして、モータ２ｄを回転させて穿孔対象であるコンクリート製の構造物Ｓに接近する方向にスライダ２ｂを移動させてハンマドリル１を前進移動させると、当該ハンマドリル１のビット１ａの先端が構造物Ｓの穿孔位置に押し当てられて穿孔が実行される。また、穿孔が終わり、モータ２ｄを反転させて構造物Ｓから離間する方向にスライダ２ｂを移動させてハンマドリル１を後退移動させると、当該ハンマドリル１のビット１ａが孔から抜き取られて待機位置に戻る。なお、本実施の形態において、ハンマドリル１による穿孔深さは２０ｃｍ程度である。

さて、このような構成を備えたリフタ１０の下部には、当該リフタ１０を支持する支持フレーム２０が設けられている。この支持フレーム２０は、平面視で矩形枠状の形状を呈しており、内側において互いに平行に掛け渡された２本のロッド２１に前述のリフタフレーム１１がボルト止めされている。また、矩形の支持フレーム２０における長辺の部分には、その全長に渡って中間ロッド２２が溶接によって固定されている。

支持フレーム２０を跨ぐようにして、走行フレーム３０が設けられている。この走行フレーム３０は、中間ロッド２２の直上（つまり、支持フレーム２０の長辺部分の直上）に配置された２本の長尺ロッド３０ａと、長尺ロッド３０ａの両端において当該長尺ロッド３０ａと直交した２本の短尺ロッド３０ｂとで構成されている。短尺ロッド３０ｂは長尺ロッド３０ａの裏面に固定されており、その両端は２本並んだ長尺ロッド３０ａの外側へ突出している。そして、各短尺ロッド３０ｂの両端の合計４カ所には、走行用のローラ３１が取り付けられている。

図示するように、本実施の形態において、ローラ３１は、ハンマドリル１の移動方向と直交する方向に走行可能に取り付けられている。したがって、ハンマドリル１を穿孔対象の構造物Ｓに向けた状態では、穿孔装置Ａはローラ３１によって構造物Ｓの壁面と略平行に移動可能になる。

支持フレーム２０と走行フレーム３０との間の４カ所には、エアジャッキ（伸縮ジャッキ）４０が設けられている。このエアジャッキ４０は、上端が走行フレーム３０に固定され、下端が支持フレーム２０に固定されている。したがって、エアジャッキ４０の作動により支持フレーム２０と走行フレーム３０との間隔が変化するようになっている。具体的には、エアジャッキ４０が収縮すると、図４に示すように、支持フレーム２０と走行フレーム３０との間隔が狭まり、走行フレーム３０に設けられたローラ３１が接地する。逆に、エアジャッキ４０が伸長すると、図５に示すように、支持フレーム２０と走行フレーム３０との間隔が広がり、支持フレーム２０が接地する。

なお、本実施の形態では、伸縮ジャッキの一例として、空圧で伸縮するエアジャッキが用いられているが、油圧で伸縮する油圧ジャッキなどを用いてもよい。

以上の構成を有する穿孔装置Ａを用いてコンクリート製の構造物Ｓに孔（例えば、あと施工アンカーを埋め込むためのアンカー孔）を開ける場合、エアジャッキ４０を収縮させてローラ３１が接地した状態にしておき（図４参照）、穿孔装置Ａを構造物Ｓに対して所定位置に移動させる。そして、エアジャッキ４０を伸張させて支持フレーム２０を接地させ、穿孔装置Ａをその位置に固定する（図５参照）。

次に、ハンマドリル１が目的とする穿孔位置となるように、リフタ１０で高さを調整する。具体的には、モータ１３によりテーブル１４を昇降させてハンマドリル１の高さを調整する。

そして、ハンマドリル１の電源を入れ、ハンマドリル１を前進移動させてビット１ａの先端を構造物Ｓの穿孔位置に押し当てて穿孔する。すなわち、直動部材２であるモータ２ｄによりスライダ２ｂを移動させてハンマドリル１のビット１ａの先端を穿孔位置に押し当てて穿孔を行う。

穿孔が終わったならば、構造物Ｓから離間する方向にスライダ２ｂを移動させてハンマドリル１を後退移動させ、待機位置に戻す。そして、次の穿孔位置が上下方向の場合には、リフタ１０でハンマドリル１を昇降させながら穿孔を行う。また、次の穿孔位置が横方向の場合には、エアジャッキ４０を収縮させてローラ３１を接地させて穿孔装置Ａを構造物Ｓに沿って横方向に移動させ、目的位置に調整できたならばエアジャッキ４０を伸張させて支持フレーム２０を接地させ、穿孔装置Ａを固定して穿孔を行う。

このように、本実施の形態の穿孔装置Ａによれば、ローラ３１で穿孔装置Ａを移動させて所望の位置に固定し、リフタ１０で高さを調整するだけでコンクリート製の構造物Ｓをハンマドリル１で穿孔することができるので、作業者の負担を軽減しつつ構造物Ｓを穿孔することが可能になる。

また、エアジャッキ４０を伸縮させることで穿孔装置Ａを移動させたり固定したりすることができるので、高価なアウトリガーを別途に設ける必要がなく、装置構成が簡素になるとともにコストアップを抑制することができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施の形態において、穿孔手段としてハンマドリル１が用いられているが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば振動ドリルなど、コンクリート製の構造物Ｓを穿孔可能な様々な穿孔手段を適用することができる。

また、本実施の形態では、スライダ２ｂに推進力を付与する推力付与部材としてボールねじ２ｃとモータ２ｄとが用いられているが、例えば、シリンダ装置を用い、ピストンロッドの伸縮によりスライダ２ｂに推進力を付与するようにしてもよい。

さらに、ローラ３１は、本実施の形態のようにハンマドリル１の移動方向と直交する方向ではなく、ハンマドリル１の移動方向に沿った方向に走行可能に取り付けてもよい。また、本実施の形態で用いられたローラ３１は、走行方向が固定された固定ローラであるが、走行方向が旋回する自在ローラを用いてもよい。

さらに、ローラ３１やリフタ１０（ハンマドリル１を昇降可能に支持する部材）などを電動にして、遠隔操作で穿孔装置Ａを目的位置に設置することができるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態の支持フレーム２０は平面視で矩形枠状の形状を呈しているが、接地して穿孔装置Ａを固定可能であれば、本実施の形態の形状に限定されるものではない。

以上の説明では、本発明の穿孔装置を、コンクリート製の既設の構造物に対する増し打ち工法におけるアンカー孔の孔開けに用いられた場合が示されているが、これに限定されるものではなく、コンクリート製の構造物の孔開けに広く適用することができる。

１ハンマドリル（穿孔手段）
１ａビット
２直動部材
２ａガイドレール
２ｂスライダ
２ｃボールねじ
２ｄモータ
１０リフタ（昇降手段）
１１リフタフレーム
１２本体部
１３モータ（駆動手段）
１４テーブル
１５スライドガイド
２０支持フレーム
２１ロッド
２２中間ロッド
３０走行フレーム
３０ａ長尺ロッド
３０ｂ短尺ロッド
３１ローラ
４０エアジャッキ（伸縮ジャッキ）
Ａ穿孔装置
Ｓ構造物

Claims

進退移動可能に設けられ、コンクリート製の構造物を穿孔する穿孔手段と、
前記穿孔手段を昇降可能に支持する昇降手段と、
前記昇降手段の下部に設けられ、平面視で矩形枠状の形状を呈して当該昇降手段を支持する支持フレームと、
前記支持フレームの長辺部分の直上に配置された２本の長尺ロッド、および前記長尺ロッドの両端において当該長尺ロッドと直交して配置されるとともに両端が前記長尺ロッドの外側に突出した２本の短尺ロッドで構成された走行フレームと、
２本の前記短尺ロッドの両端にそれぞれ取り付けられた走行用のローラと、
上端が前記走行フレームに固定されるとともに下端が前記支持フレームに固定されて設けられ、収縮して前記ローラを、伸長して前記支持フレームをそれぞれ選択的に接地させる伸縮ジャッキと、
を有し、
コンクリート製の構造物の穿孔時には前記支持フレームを接地させ、装置の移動時には前記ローラを接地させるようにした、
ことを特徴とする穿孔装置。
前記昇降手段は、駆動手段により駆動されて昇降するテーブルを備え、
前記穿孔手段は、前記テーブル上において直線的に往復動可能に設置された直動部材により進退移動する、
ことを特徴とする請求項１記載の穿孔装置。
前記直動部材は、ガイドレール、前記穿孔手段を搭載して前記ガイドレールをスライド移動するスライダ、および前記スライダに推進力を付与する推力付与部材を備える、
ことを特徴とする請求項２記載の穿孔装置。
前記推力付与部材は、モータおよび当該モータで回転駆動されるボールねじ、またはシリンダ装置である、
ことを特徴とする請求項３記載の穿孔装置。
前記ローラは、前記穿孔手段の移動方向と直交する方向に走行可能に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の穿孔装置。