JP7423150B2 - 穿孔システム - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート製の構造物に穿孔する穿孔システムに関するものである。

地上、地中、半地下などで地盤に接するコンクリート製の構造物や、鉄道や道路等に近接する地上に構築されたコンクリート製の構造物では、耐震補強を目的として、構造物の片側面から穿孔し、その孔内に定着材を充填した後、後施工せん断補強鉄筋（以下、「せん断補強鉄筋」という。）を挿入して構造物と一体化させることで当該構造体のせん断耐力を向上させる工法が行われる。

また、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、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配筋を行ってさらにコンクリートを打設する増し打ち工法が行われている。

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、構造物の穿孔位置にビットを押し当てて当てて掘り進める。

なお、構造物に対するせん断補強工法については、例えば特許文献１（特開２０１６－０３７７８７号公報）が知られている。また、構造物に対するコンクリートの増し打ち工法については、例えば特許文献２（特開２０１８－１３１８４８号公報）が知られている。

特開２０１６－０３７７８７号公報 特開２０１８－１３１８４８号公報

さて、構造物を耐震補強するためには、せん断補強鉄筋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。同様に、増し打ち工法でも、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。

そして、コンクリート製の構造物に複数の孔を自動的に穿孔することができれば、作業者は穿孔作業から解放されて他の作業を行うことができるので、作業効率が向上して工期の短縮化を図ることができる。

しかしながら、コンクリート製の構造物の内部には鉄筋や埋設物（配管など）が配置されているために、これらが自動的に穿孔する上での障害になる。

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、コンクリート製の構造物に複数の孔を自動的に穿孔することのできる穿孔システム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システムは、構造物に穿孔する複数の孔の穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序を規定した穿孔条件を入力する入力部と、上下方向および横方向の少なくとも何れかの方向に移動可能となった穿孔機を備え、構造物に複数の孔を穿孔する穿孔装置と、前記穿孔装置で穿孔した孔の穿孔状態を検出する穿孔状態検出部と、前記穿孔状態検出部で検出された穿孔結果を各孔を穿孔する毎に記憶する記憶部を備え、構造物に穿孔した孔の穿孔結果を出力する出力部と、前記入力部から送信された前記穿孔条件に基づいて前記穿孔装置により順次穿孔する制御を行う制御部とを有し、前記制御部は、規定された穿孔深さの孔を前記穿孔機が開けることができないと前記穿孔状態検出部の検出情報から判断した場合には、当該穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開ける制御を行うとともに、前記穿孔状態検出部からの検出情報に基づいて穿孔結果を取得してこれを前記出力部に送信する制御を行う、ことを特徴とする。

請求項２に記載の本発明の穿孔システムは、上記請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記穿孔機の前進長が所定寸法に達しないとき、前記穿孔機に取り付けられたビットの押付圧が所定圧以上になったとき、または前記穿孔機による穿孔深さが一定時間内に変化していないときに、前記穿孔機が規定された穿孔深さの孔を開けることができないと判断する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の本発明の穿孔システムは、上記請求項１または２に記載の発明において、穿孔数と穿孔ピッチとの組み合わせ、または座標データで規定される、ことを特徴とする。

請求項４に記載の本発明の穿孔システムは、上記請求項１～３の何れか一項に記載の発明において、前記穿孔装置は、前記穿孔機を移動させる穿孔機移動部を備え、前記穿孔状態検出部は、前記穿孔機による穿孔位置を検出する穿孔位置検出部、および前記穿孔機による穿孔深さを検出する穿孔深さ検出部を備える、ことを特徴とする。

本発明では、コンクリート製の構造物を穿孔する際の複数の孔の穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序が規定された穿孔条件を設定し、その穿孔条件に基づいて穿孔装置により順次穿孔するようにし、穿孔中において、規定された穿孔深さの孔を穿孔機が開けることができない場合には、当該穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開けるようにしている。

したがって、穿孔の途中で穿孔機が鉄筋に干渉した場合でも、穿孔不能な状態に陥ってしまうのではなく、穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開けるようにして穿孔が最後まで継続されるので、コンクリート製の構造物に複数の孔を自動的に穿孔することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る穿孔システムで穿孔された孔にせん断補強鉄筋を挿入して耐震補強されたコンクリート製の構造物の一部を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る穿孔システムを構成する穿孔装置を示す側面図である。 図１の穿孔装置の正面図である。 図１の穿孔装置の平面図である。 図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図２のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。 本発明の一実施の形態に係る穿孔システムを構成する穿孔装置に設けられたチェーンの配置を示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る穿孔システムを示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る穿孔システムで穿孔された孔と構造物内に配された鉄筋とを示す説明図である。 本発明の一実施の形態に係る穿孔システムを用いてコンクリート製の構造物に自動的に穿孔するプロセスを示すフローチャートである。

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。

本実施の形態の穿孔システムＳＹＳの構成要素である穿孔装置Ａは、例えば図１に示すような地盤Ｇに接する既設のコンクリート製の構造物Ｓや、鉄道や道路等の建造物に近接する地上に構築された既設のコンクリート製の構造物（図示せず）などに対して、補強工事の一工程として片側面から孔Ｈを開けるために用いられる。開けた孔Ｈの内部に定着材Ｍを充填した後、せん断補強鉄筋Ｒを挿入して構造物Ｓと一体化させることで、構造物Ｓのせん断耐力を向上させる。なお、せん断補強鉄筋Ｒとしては、例えば、一般的に使用される鉄筋Ｒ１の片側をネジ切り、斜め切断加工し、先端部に六角ナット（定着体）Ｒ２を装着したものなどが適用される。

図２～図６に示すように、本実施の形態の穿孔装置Ａは、コラム（角形鋼管）やＨ形鋼などの棒状の鋼材で直方体の形状に構成された本体フレーム（本体部）１０と、同様にコラムやＨ形鋼などの鋼材で矩形に構成されて本体フレーム１０内において昇降可能に設けられた昇降フレーム（昇降部材）２０と、昇降フレーム２０に設けられて前方のコンクリート製の構造物Ｓを穿孔するドリフタ（穿孔機）３０とを備えている。

本体フレーム１０は、図３に示すように、前後面が開口する一方、図２および図５に示すように、側面には、桁材１１が上下の複数箇所（ここでは２カ所）に取り付けられるとともにブレース（筋交い）１２が設けられ、所要の強度が確保されている。また、図４および図６に示すように、昇降フレーム２０は、矩形を形成する４本のフレームロッド２１からなり、図２、図５および図６に示すように、本体フレーム１０の上下に延びる４本の柱材１３に沿って設けられたガイドレール１４に嵌め込まれており、当該ガイドレール１４に案内されながら前面の開口範囲内を昇降する。

図５に示すように、ドリフタ３０は、先端にビット３１が取り付けられたロッド３２と、ロッド３２に打撃力、回転力および推力を加えるドリフタ本体であるジャックハンマ３３とからなり、コンクリート製の構造物Ｓに対して所定深さの孔Ｈを開ける。このドリフタ３０は、開口した前面の所望位置へと移動できるように昇降フレーム２０上を横行移動可能になっており、さらに開口した前面を介して構造物Ｓを削孔するために進退移動可能になっている。

ここで、本実施の形態のドリフタ３０では、例えば深さ１ｍ程度の比較的深い孔Ｈを開けることが可能になっている。但し、孔Ｈの深さは自由に設定することができ、本実施の形態の１ｍに限定されるものではない。

なお、穿孔装置Ａには、ジャックハンマ３３、ならびに後述するエアモータ５３およびスライドジャッキ７２に対して圧縮空気を供給するコンプレッサＣＰが備えられている（図８参照）。

次に、ドリフタ３０の横行移動機構および進退移動機構について、具体的に説明する。

図４および図６に示すように、昇降フレーム２０には、当該昇降フレーム２０上を横行移動する横行部材４０が設けられている。また、横行部材４０には、当該横行部材４０の移動方向と直交する方向に往復動可能な進退部材５０が設置されている。そして、進退部材５０がドリフタ３０を進退移動させ、横行部材４０が進退部材５０を横行移動させることにより、ドリフタ３０は横行移動可能且つ進退移動可能になっている。

図６において、横行部材４０は、矩形の昇降フレーム２０を形成する後部に位置したフレームロッド２１に沿って横方向に延びて設けられた横行用ガイドレール４１と、前後方向に長くなってこの横行用ガイドレール４１をスライド移動する横行体４２と、横行体４２に螺合するとともに横行用モータ４３により回転駆動されるボールねじ４４とを備えている。また、ドリフタ３０は進退部材５０を介して横行体４２に設置されている。したがって、ボールねじ４４の回転により横行体４２が横行用ガイドレール４１に沿って移動することにより、ドリフタ３０は昇降フレーム２０上を前面の開口範囲内にわたって横行移動する。

図４および図６において、進退部材５０は、横行体４２に沿って設けられた進退用ガイドレール５１と、進退用ガイドレール５１をスライド移動するスライダ５２と、およびエアモータ５３により周回駆動されることによって取り付けられたスライダ５２をスライド移動させる無端状ベルト５４を備えている。また、ドリフタ３０はスライダ５２に搭載されている。したがって、エアモータ５３の回転により無端状ベルト５４が周回してスライダ５２が進退用ガイドレール５１に沿って移動することにより、ドリフタ３０は昇降フレーム２０上を進退移動する。なお、無端状ベルト５４は、本実施の形態では非金属のゴムベルトであるが、金属ベルトであってもよい。また、無端状ベルト５４を周回させるのは、圧縮空気で回転するエアモータ５３ではなく、給電されて回転する電気モータを用いてもよい。

次に、昇降フレーム２０の昇降機構について説明する。

図３に示すように、昇降機構は、昇降フレーム２０を吊り下げるチェーン６０と、チェーン６０を上げ下ろしして昇降フレーム２０を昇降させる昇降用モータ６１と、チェーン６０が掛け渡されたスプロケット６２で構成されている。

チェーン６０は、一方端が昇降フレーム２０における相互に対向する２辺の中央にそれぞれ取り付けられた第１のチェーン６０ａおよび第２のチェーン６０ｂで構成されている。すなわち、図３、図４および図６に示すように、第１のチェーン６０ａおよび第２のチェーン６０ｂの一方端は、矩形の昇降フレーム２０の構成要素である左右の２本のフレームロッド２１の中央上部に取り付けられている。また、第１のチェーン６０ａおよび第２のチェーン６０ｂの他方端は、その反対側であるフレームロッド２１の中央下部に取り付けられている。

なお、チェーン６０が左右のフレームロッド２１に取り付けられているのは、前後のフレームロッド２１に取り付けられていると、横行移動するドリフタ３０と干渉してしまうからである。

ここで、本体フレーム１０には、図３および図７に示すように、左右上部における前後方向の中央にスプロケット６２ａ、６２ｂが配置され、これと対応した左右下部における前後方向の中央にスプロケット６２ｃ、６２ｄが配置されている。また、昇降用モータ６１と当該昇降用モータ６１の近傍に位置するスプロケット６２ｄとの間で、且つスプロケット６２ｄよりもやや高い位置には、スプロケット６２ｅが配置されている。さらに、昇降用モータ６１には駆動スプロケット６１ａが取り付けられている。

なお、駆動スプロケット６１ａおよび昇降用モータ６１が位置する側（図示する場合には、右側）のスプロケット６２ｂ、６２ｄ、６２ｅは、２枚のスプロケットが同軸上となって一体化されたシングルダブルスプロケットとなって、２本のチェーン６０（第１のチェーン６０ａ、第２のチェーン６０ｂ）を掛け渡すことができるようになっている。また、その反対側（図示する場合には、左側）のスプロケット６２ａ、６２ｃは、１枚だけのシングルスプロケットとなって、第１のチェーン６０ａのみを掛け渡すことができるようになっている。

そして、図３に示すように、第１のチェーン６０ａは、昇降フレーム２０の左側の上部取付位置から上方に向けてスプロケット６２ａ、スプロケット６２ｂ、スプロケット６２ｅ、駆動スプロケット６１ａ、スプロケット６２ｄおよびスプロケット６２ｃに順次掛け渡されて昇降フレーム２０の左側の下部取付位置に至っている。また、第２のチェーン６０ｂは、昇降フレーム２０の右側の取付位置から上方に向けてスプロケット６２ｂ、スプロケット６２ｅ、駆動スプロケット６１ａおよびスプロケット６２ｄに順次掛け渡されて昇降フレーム２０の右側の下部取付位置に至っている。

図３において昇降用モータ６１が時計回りに回転して第１のチェーン６０ａおよび第２のチェーン６０ｂが周回すると、昇降フレーム２０がこれらのチェーン６０で吊り上げられて上昇する。また、同じく図３において昇降用モータ６１が反時計回りに回転して第１のチェーン６０ａおよび第２のチェーン６０ｂが逆方向に周回すると、昇降フレーム２０がこれらのチェーン６０で吊り下げられて下降する。

なお、昇降フレーム６０を昇降させる昇降用モータ６１と、横行体４２を横行移動させる前述の横行用モータ４３とで、ドリフタ３０を移動（上下方向および横方向に移動）させるドリフタ移動部（穿孔機移動部）３４を構成している（図８参照）。ここで、本実施の形態では、このようにドリフタ３０が上下方向および横方向に移動可能になっているが、上下方向にだけ移動可能、あるいは横方向にだけ移動可能になっていてもよい。

さて、図２～図４に示すように、本体フレーム１０の上端部の左右２箇所には、穿孔対象である構造物Ｓに対して穿孔時の推進反力を伝達する反力伝達部（反力伝達手段）７０が設置されている。この反力伝達部７０は、真空ポンプ７３（図８）による負圧吸引力により構造物Ｓに吸着する吸着パッド７１と、吸着パッド７１を進退移動させるスライドジャッキ７２とからなる。そして、穿孔時にはスライドジャッキ７２で吸着パッド７１を前方に伸ばして構造物Ｓに押し当て、真空ポンプ７３により吸着パッド７１を当該構造物Ｓに吸着させることにより、ドリフタ３０で構造物Ｓを穿孔する際の推進反力が得られ、スムーズに穿孔を実行することが可能になる。

なお、反力伝達部７０は、本実施の形態のように本体フレーム１０の上端部の左右２箇所に設置されるのが望ましいが、上端部の左右何れか１箇所、上端中央部の１箇所、あるいは上端部以外の箇所などに設置されていてもよい。

さて、図２、図３および図５に示すように本願の穿孔装置Ａでは、穿孔対象であるコンクリート製の構造物Ｓに沿って走行レール８０が敷設されている。そして、本体フレーム１０の下部には、走行用モータ８１により駆動されて走行レール８０上を転動する複数個（本実施の形態では４個）のローラ８２が取り付けられている。ローラ８２は、走行用モータ８１によりベルト８３を介して回転駆動される走行駆動軸８４の同軸上に取り付けられた２個の駆動ローラ８２ａ（図２、図３、図６参照）と、駆動ローラ８２ａの対向位置に配置されて駆動ローラ８２ａの回転に従って回転する２個の従動ローラ８２ｂ（図３、図６参照）とで構成されている。

図８は、以上の構成を有する穿孔装置Ａを備えた穿孔システムＳＹＳのブロック図である。なお、図８において、破線で結ばれたブロック同士は、両者が間接的な関係にあることを示している。

図８に示すように、穿孔システムＳＹＳは、上述した穿孔装置Ａと、穿孔条件の入力(設定）および穿孔結果の出力を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの入出力部ＰＣと、穿孔システムＳＹＳ全体の動作制御を実行する制御部Ｃと、穿孔装置Ａの穿孔状態を検出する穿孔状態検出部ＳＳと、作業者が手動操作を行うペンダントスイッチなどの手動操作部ＭＵとで構成されている。また、入出力部ＰＣには、穿孔条件および穿孔結果を記憶する記憶部ＰＣｍを備えている。

ここで、入出力部ＰＣに入力される穿孔条件とは、例えば、構造物Ｓに穿孔する複数の孔の穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序である。なお、構造物Ｓの厚さ（コンクリート厚）や構造物Ｓに配された鉄筋の位置、穿孔領域の広さなどを入力すれば、入出力部ＰＣにインストールされた所定のソフトウェアにより自動的に前述の穿孔条件が規定されるようにすることもできる。したがって、穿孔条件を入力（設定）するとは、穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序など具体的な穿孔内容を入出力部ＰＣに入力することのみならず、具体的な穿孔内容を規定することができる項目（前述した構造物Ｓの厚さなど）を入出力部ＰＣに入力することも含まれる。なお、穿孔位置は、穿孔数と穿孔ピッチとの組み合わせや、座標データ（穿孔位置マップ）などで規定される。但し、本実施の形態に列挙した穿孔条件は一例であり、これら以外が含まれていてもよい。

また、入出力部ＰＣから出力される穿孔結果とは、構造物Ｓに開けた孔の穿孔結果である。後述するように、制御部Ｃでは、穿孔状態検出部ＳＳから送信された検出情報に基づいて穿孔結果を取得して入出力部ＰＣに送信しており、入出力部ＰＣでは制御部Ｃから送信された穿孔結果が出力される。

前述のように、入出力部ＰＣには、穿孔条件および穿孔結果を記憶する記憶部ＰＣｍが備えられており、作業者が必要とするときに穿孔条件や穿孔結果を確認することができるようになっている。

本実施の形態の穿孔システムＳＹＳでは、穿孔条件を入力（設定）する入力部と穿孔結果を出力する出力部とが一体になった入出力部ＰＣとなっているが、入力部と出力部とは相互に別体になっていてもよい。なお、穿孔条件は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの様々な入力媒体により入力される。また、穿孔結果は、液晶ディスプレイやプリンタなどの様々な出力媒体に出力される。

制御部Ｃは、入出力部ＰＣで入力（設定）された穿孔条件に基づいて穿孔装置Ａを駆動して構造物Ｓに順次穿孔する制御を行う。また、穿孔状態検出部ＳＳからの検出情報に基づいて穿孔結果を取得し、これを入出力部ＰＣに送信する制御を行う。

ここで、図８に示すように、穿孔装置Ａの昇降用モータ６１はインバータＩＶａにより、横行用モータ４３はインバータＩＶｂにより、走行用モータ８１はインバータＩＶｃにより、それぞれ回転制御されている。また、コンプレッサＣＰからジャックハンマ３３、エアモータ５３およびスライドジャッキ７２に対して圧縮空気を供給する経路上には、当該経路を開閉する電磁弁ＳＶａが配置されている。さらに、吸着パッド７１とこれを負圧吸引する真空ポンプ７３との間には、両者間の経路を開閉する電磁弁ＳＶｂが配置されている。

そして、図示するように、制御部Ｃにより、インバータＩＶａ，ＩＶｂおよび電磁弁ＳＶａ，ＳＶｂの動作が制御されるようになっている。また、手動操作部ＭＵにより、インバータＩＶａ，ＩＶｂ，ＩＶｃおよび電磁弁ＳＶａ，ＳＶｂの動作が制御されるようになっている。したがって、作業者が手動操作部ＭＵを操作し、インバータＩＶｃを介して走行用モータ８１を駆動して穿孔装置Ａを走行させて所定の穿孔位置に設置したならば、制御部Ｃにより穿孔が自動的に実行される。また、手動操作部ＭＵを操作することにより、制御部Ｃによる穿孔とは別に、作業者が所望する箇所を穿孔することができる。

さて、穿孔装置Ａの穿孔状態を検出する穿孔状態検出部ＳＳは、ドリフタ移動部３４により移動したドリフタ３０による穿孔位置を検出する穿孔位置検出部ＳＳａと、エアモータ５３により前進してジャックハンマ３３で構造物Ｓを穿孔するドリフタ３０のストローク（前進長）に基づいた構造物Ｓとの距離検出部ＳＳｂおよび穿孔深さ検出部ＳＳｃと、吸着パッド７１を進退移動させるスライドジャッキのストローク検出部ＳＳｄと、構造物Ｓに吸着する吸着パッドのＯＮ／ＯＦＦ検出部ＳＳｅとからなる。また、穿孔位置検出部ＳＳａは、昇降用モータ６１の回転量からドリフタ３０の昇降位置を検出する昇降位置検出部ＳＳａａと、横行用モータ４３の回転量からドリフタ３０の横行位置を検出する横行位置検出部ＳＳａｂとからなる。

前述のように、穿孔状態検出部ＳＳで検出された穿孔装置Ａの穿孔状態は制御部Ｃに送信される。そして、制御部Ｃでは、穿孔状態検出部ＳＳから送信された様々な検出情報から穿孔装置Ａによる構造物Ｓに対しての穿孔結果を取得（算出）し、これを入出力部ＰＣに送信する。

ここで、本実施の形態の制御部Ｃでは、構造物Ｓの穿孔中において規定された穿孔深さの孔をドリフタ３０が開けることができないと判断した場合には、当該穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開ける制御を行っている。

すなわち、図９に示すように、コンクリート製の構造物Ｓの内部には鉄筋Ｂや配管などの埋設物（以下、単に「鉄筋」という。）が配されていることから、ドリフタ３０（詳しくは、ドリフタ３０の先端のビット３１）が穿孔途中で鉄筋Ｂに干渉した場合、それ以上穿孔することはできない。なお、図９では、水平方向に配された鉄筋Ｂを示しており、そのために断面が円形になっている。

そこで、制御部Ｃにおいて、穿孔状態検出部ＳＳから送信された検出情報からドリフタ３０のストローク（前進長）が所定寸法に達しないときには、ドリフタ３０が鉄筋Ｂに干渉したために規定された穿孔深さの孔Ｈを開けることができないと判断して穿孔を中止し、ドリフタ３０を構造物Ｓから引き抜いて上下方向あるいは横方向に移動させ、次の穿孔順序の孔Ｈを開ける。そして、規定の穿孔深さの孔Ｈを開けることができなかった箇所については、制御部Ｃの制御下における穿孔システムＳＹＳによる穿孔が完了した後、作業者が手動操作部ＭＵを操作し、位置をずらして穿孔する。

ここで、本実施の形態では、ドリフタ３０のストロークに基づいて規定の穿孔深さの孔を開けることができているか否かを判断しているが、これ以外を判断材料にしてもよい。たとえば、ドリフタ３０に取り付けられたビット３１の押付圧（フィード圧）を検出する検出部を設けておき、当該検出部に検出される押付圧に基づいて規定の穿孔深さの孔を開けることができているか否かを判断することなどが考えられる。すなわち、検出された押付圧が所定圧以上になったときには、ドリフタ３０が鉄筋Ｂに干渉したために規定された穿孔深さの孔を開けることができないと判断する。

次に、以上の構成を有する穿孔システムＳＹＳを用いて、コンクリート製の構造物Ｓに孔Ｈ（ここでは、せん断補強鉄筋Ｒを挿入するための孔Ｈ）を自動的に開ける場合のプロセスについて、図１０のフローチャートを用いて説明する。

先ず、作業者が手動操作部ＭＵを操作し、走行レール８０上の穿孔装置Ａを走行させて、当該穿孔装置Ａを構造物Ｓの作業位置に移動させる（ステップＳＴ１）。なお、穿孔装置Ａを構造物Ｓの作業位置に移動させたならば、スライドジャッキ７２で吸着パッド７１を前方に伸ばして構造物Ｓに押し当てて吸着させ、穿孔装置Ａをその場に拘束する。

次に、同様に作業者が手動操作部ＭＵを操作し、昇降用モータ６１で昇降フレーム２０を穿孔高さに移動させ、横行用モータ４３で横行体４２を移動させてドリフタ３０を穿孔の原点位置（開始位置）に移動させる（ステップＳＴ２）。

続いて、入出力部ＰＣを用いて、構造物Ｓに穿孔する複数の孔の穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序を規定した穿孔条件を設定する（ステップＳＴ３：穿孔条件設定工程）。なお、このステップＳＴ３は、ステップＳＴ１の前、あるいはステップＳＴ１とステップＳＴ２との間に実行するようにしてもよい。

さて、穿孔条件を設定したならば、制御部Ｃによる制御の下において穿孔を開始する（ステップＳＴ４：穿孔工程）。すなわち、エアモータ５３でスライダ５２をスライド移動させてドリフタ３０を前進移動させ、ロッド３２の先端のビット３１を構造物Ｓの穿孔位置に押し当てて穿孔する。

穿孔を開始したならば、穿孔深さ検出部ＳＳｃによって孔の深さを逐次検出し（ステップＳＴ５：穿孔工程）、検出された穿孔深さが規定された穿孔深さかどうかを判断する（ステップＳＴ６：穿孔工程）。そして、検出された穿孔深さが規定された穿孔深さの場合には、穿孔を終了する（ステップＳＴ７：穿孔工程）。なお、前述のように、ステップＳＴ６では、ドリフタ３０のストロークに基づいて、あるいはドリフタ３０先端のビット３１の押付圧に基づいて、規定の穿孔深さの孔を開けることができているかを判断することができる。

一方、ステップＳＴ６において、検出された穿孔深さが規定された穿孔深さではない場合には、一定時間内に穿孔深さが変化したかを判断する（ステップＳＴ８：穿孔工程）。そして、変化した場合には、規定深さに向かっての穿孔途中と考えられることから、再びステップＳＴ５に戻って孔の深さを検出し、当該孔の深さが規定された穿孔深さになって穿孔を停止するまで繰り返す。また、ステップＳＴ８において、一定時間内（例えば３秒以内）に穿孔深さが変化していない場合には、ドリフタ３０が穿孔途中でコンクリート製の構造物Ｓ内の鉄筋Ｂに干渉してそれ以上穿孔できなくなっていると考えられることから、穿孔を中止する（ステップＳＴ９：穿孔工程）。

以上のようにしてステップＳＴ７で穿孔を終了するかステップＳＴ９で穿孔を中止したならば、その穿孔結果を取得する（ステップＳＴ１０：穿孔結果取得工程）。つまり、当該穿孔位置では規定の深さの穿孔ができたか、あるいはできなかったかの結果を取得する。

そして、穿孔条件に規定された全ての孔を穿孔したかが判断され（ステップＳＴ１１）、全ての孔を穿孔した場合には、制御部Ｃによる処理を終了する。

一方、ステップＳＴ１１において、全ての孔を穿孔していない場合（穿孔する孔が残っている場合）には、ドリフタ３０を上下方向あるいは横方向に動かして次の穿孔位置に移動させる（ステップＳＴ１２：穿孔工程）。そして、ステップＳＴ４に戻って次の箇所の穿孔を行う。

なお、作業者は入出力部ＰＣから出力される各孔の穿孔結果を確認し、穿孔が中止された孔（すなわち、鉄筋Ｂに干渉したために規定の深さの穿孔がされなかった孔）については、制御部Ｃによる自動穿孔が終了した後に手動操作部ＭＵを操作し、位置をずらして穿孔することになる。

このように、本実施の形態では、コンクリート製の構造物Ｓを穿孔する際の複数の孔の穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序が規定された穿孔条件を設定し、その穿孔条件に基づいて穿孔装置Ａにより順次穿孔するようにし、穿孔中において、規定された穿孔深さの孔をドリフタ３０が開けることができない場合には、当該穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開けるようにしている。

したがって、穿孔の途中でドリフタ３０が鉄筋Ｂに干渉した場合でも、穿孔不能な状態に陥ってしまうのではなく、穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開けるようにして穿孔が最後まで継続されるので、コンクリート製の構造物Ｓに複数の孔を自動的に穿孔することが可能になる。

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、本実施の形態の穿孔システムＳＹＳでは、制御部Ｃは、入出力部ＰＣから送信された穿孔情報に基づいて穿孔装置Ａにより順次孔を穿設する制御と、穿孔状態検出部ＳＳからの検出情報に基づいて穿孔結果を取得して入出力部ＰＣに送信する制御を行っているが、穿孔結果を入出力部ＰＣに送信する制御については行わなくてもよい。

また、本実施の形態においては、穿孔機としてドリフタ３０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、例えば円筒状ノコ歯ビットが先端に取り付けられたロッドを回転させて穿孔するコアドリルなど、コンクリート製の構造物Ｓを穿孔可能な様々な穿孔機を適用することができる。

さらに、穿孔装置Ａの構造は本実施の形態に限定されるものではない。すなわち、上下方向および横方向の少なくとも何れかの方向に移動可能となったドリフタ３０などの穿孔機を備えて、構造物Ｓに複数の孔を穿設することが可能である限り、様々な構造の穿孔装置Ａを用いることができる。

以上の説明では、本発明の穿孔システムを、コンクリート製の既設の構造物にせん断補強鉄筋を挿入するため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。

１０ 本体フレーム（本体部）
２０ 昇降フレーム（昇降部材）
３０ ドリフタ（穿孔機）
３１ ビット
３２ ロッド
３３ ジャックハンマ
４０ 横行部材
４１ 横行用ガイドレール
４２ 横行体
４３ 横行用モータ
５０ 進退部材
５１ 進退用ガイドレール
５２ スライダ
５３ エアモータ
６１ 昇降用モータ
７０ 反力伝達部（反力伝達手段）
７１ 吸着パッド
７２ スライドジャッキ
８０ 走行レール
８１ 走行用モータ
８２ ローラ
Ａ 穿孔装置
Ｂ 鉄筋
Ｃ 制御部
ＣＰ コンプレッサ
Ｈ 孔
ＩＶａ，ＩＶｂ，ＩＶｃ インバータ
ＭＵ 手動操作部
ＰＣ 入出力部
ＰＣｍ 記憶部
Ｒ せん断補強鉄筋
Ｓ 構造物
ＳＳ 穿孔状態検出部
ＳＳａ 穿孔位置検出部
ＳＳａａ 昇降位置検出部
ＳＳａｂ 横行位置検出部
ＳＳｂ 構造物との距離検出部
ＳＳｃ 穿孔深さ検出部
ＳＳｄ スライドジャッキのストローク検出部
ＳＳｅ 吸着パッドのＯＮ／ＯＦＦ検出部
ＳＶａ，ＳＶｂ 電磁弁
ＳＹＳ 穿孔システム

Claims (4)

1. 構造物に穿孔する複数の孔の穿孔位置、穿孔深さおよび穿孔順序を規定した穿孔条件を入力する入力部と、
   上下方向および横方向の少なくとも何れかの方向に移動可能となった穿孔機を備え、構造物に複数の孔を穿孔する穿孔装置と、
   前記穿孔装置で穿孔した孔の穿孔状態を検出する穿孔状態検出部と、
   前記穿孔状態検出部で検出された穿孔結果を各孔を穿孔する毎に記憶する記憶部を備え、構造物に穿孔した孔の穿孔結果を出力する出力部と、
   前記入力部から送信された前記穿孔条件に基づいて前記穿孔装置により順次穿孔する制御を行う制御部とを有し、
   前記制御部は、規定された穿孔深さの孔を前記穿孔機が開けることができないと前記穿孔状態検出部の検出情報から判断した場合には、当該穿孔を中止して次の穿孔順序の孔を開ける制御を行うとともに、前記穿孔状態検出部からの検出情報に基づいて穿孔結果を取得してこれを前記出力部に送信する制御を行う、
   ことを特徴とする穿孔システム。
2. 前記制御部は、前記穿孔機の前進長が所定寸法に達しないとき、前記穿孔機に取り付けられたビットの押付圧が所定圧以上になったとき、または前記穿孔機による穿孔深さが一定時間内に変化していないときに、前記穿孔機が規定された穿孔深さの孔を開けることができないと判断する、
   ことを特徴とする請求項１記載の穿孔システム。
3. 前記穿孔位置は、穿孔数と穿孔ピッチとの組み合わせ、または座標データで規定される、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の穿孔システム。
4. 前記穿孔装置は、前記穿孔機を移動させる穿孔機移動部を備え、
   前記穿孔状態検出部は、前記穿孔機による穿孔位置を検出する穿孔位置検出部、および前記穿孔機による穿孔深さを検出する穿孔深さ検出部を備える、
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の穿孔システム。

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