特許 6864319 連続削孔装置、及び、連続削孔方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6864319

(24)【登録日】2021年4月6日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】連続削孔装置、及び、連続削孔方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 20/00 20060101AFI20210419BHJP

   E21B 7/04 20060101ALI20210419BHJP

   B28D 1/14 20060101ALI20210419BHJP

   E04G 23/02 20060101ALN20210419BHJP

【ＦＩ】

   E21D20/00 X

   E21B7/04 A

   B28D1/14

   !E04G23/02 D

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-46899(P2017-46899)

(22)【出願日】2017年3月13日

(65)【公開番号】特開2018-150707(P2018-150707A)

(43)【公開日】2018年9月27日

【審査請求日】2019年11月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】510111227

【氏名又は名称】工建テック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000201478

【氏名又は名称】前田建設工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107375

【弁理士】

【氏名又は名称】武田 明広

(72)【発明者】

【氏名】中山 茂

(72)【発明者】

【氏名】上田 拓己

(72)【発明者】

【氏名】米田 大樹

(72)【発明者】

【氏名】山本 和範

【審査官】 松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０８９１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２５３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１６９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０４６６９４４９（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８３０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３２０００７９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ２０／００

Ｂ２８Ｄ １／１４

Ｅ２１Ｂ ７／０４

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トラックレールと、ポールベースと、ドリルユニットとによって構成され、
ポールベースは、ベース部とポール部を有し、
ポール部は、ベース部から上方へ向かって立設され、
ドリルユニットは、モータとクランプと切削工具を有し、
クランプは、ポール部に装着され、ドリルユニットの全体をポール部の長手方向へ移動可能なように構成され、
切削工具は、軸線がポール部の長手方向と平行となる向きで着脱自在に取り付けられ、
ポールベースをトラックレールと嵌合させることにより、ポールベースがトラックレールの長手方向のみへ移動可能な状態でトラックレールの軌道上に保持されるように構成され、
先端部がベース部の底面側へ貫通して突出するバランス調整ボルトがベース部に複数個配置され、
バランス調整ボルトが、トラックレールの両側にそれぞれ配置されるとともに、ドリルユニットの両側に配置されていることを特徴とする連続削孔装置。

【請求項2】

ベース部が、上側ベース部と下側ベース部とによって構成され、
上側ベース部と下側ベース部は、上下に重ねられた状態で連結され、下側ベース部に対して上側ベース部をトラックレールの長手方向と交差する方向へスライド調整できるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の連続削孔装置。

【請求項3】

トラックレールには、その軌道方向に沿ってラックギヤが配置されるとともに、ポールベースには、トラックレールのラックギヤと噛み合うピニオンギヤと、このピニオンギヤと接続されたレバーハンドルとが備えられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の連続削孔装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれかに記載の連続削孔装置を用いて削孔を行う方法であって、
施工対象面にトラックレールを固定し、
ドリルユニットを取り付けたポールベースと、トラックレールとを嵌合させて、トラックレールの長手方向のみへ移動可能な状態でトラックレールの軌道上にポールベースを保持させ、
トラックレールの軌道上のいずれかの位置にポールベースを固定してドリルユニットによる削孔作業を行った後、トラックレールの軌道上の他の位置へポールベースを移動し、移動後の位置においてドリルユニットによる削孔作業を行うことを特徴とする連続削孔方法。

【請求項5】

少なくとも二本のトラックレールを使用し、ドリルユニットによる削孔作業の進行状況に合わせて、後方側のトラックレールを前方側のトラックレールの前方へ順繰りに送っていくことを特徴とする、請求項４に記載の連続削孔方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート躯体において多数の削孔を連続して形成する方法、及び、この方法に使用する連続削孔装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート構造物においては、躯体の表面から内部へ向かって削孔を形成し、これらの削孔内にせん断補強鉄筋を挿入してグラウト等で埋め戻すことにより、躯体のせん断強度を増加させる工事（せん断補強工事）が実施されている。

【0003】

せん断補強工事においてコンクリート躯体に削孔を形成しようとする場合、従来より図５に示すような、ポールベース３とドリルユニット４とによって構成される削孔装置１１が用いられている。この削孔装置１１においては、ポールベース３が、ベース部３７、及び、ポール部３２（ベース部３７から上方へ向かって立設されている）によって構成されており、また、ドリルユニット４は、モータ４１、クランプ４２、及び、コアビット４３によって構成されている。

【0004】

クランプ４２は、ポール部３２周りに装着されており、このクランプ４２をはじめとするドリルユニット４の全体が、ポール部３２の長手方向へ移動可能なように構成されている。コアビット４３は、軸線がポール部３２の長手方向と平行となる向きで、出力軸（モータ４１の駆動軸とギヤを介して接続されている）の先端に、着脱自在に取り付けられており、モータ４１から伝達される駆動力を受けて高速で回転するように構成されている。

【0005】

この削孔装置１１を用いてコンクリート躯体に削孔を形成する場合、まず、削孔の形成予定位置の近傍において、コンクリート躯体Ｃの表面から内部へ向かって打ち込んだアンカーボルト３８（あと施工アンカーボルト）によって、ポールベース３のベース部３７をコンクリート躯体Ｃの表面に固定し、コアビット４３を高速回転させた状態でドリルユニット４の全体をコンクリート躯体Ｃへ向かって（ポール部３２に沿って）移動させていき、コンクリート躯体Ｃを切削しながらコアビット４３を内部へ進入させて、図５に示すような削孔Ｄを形成する。

【0006】

尚、このようにして形成した削孔Ｄに対して目粗し（めあらし）処理を実施する場合には、ドリルユニット４の先端のコアビット４３を目粗しビット（図示せず）と交換し、これを回転させながら削孔Ｄ内に挿入し、削孔Ｄの内周面に凹凸を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００６−０１６８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、上述したようなせん断補強工事が、例えば道路のトンネルに対して実施される場合、図６に示すように、対象区間におけるトンネルの内壁５１において、多数の削孔Ｄが、縦方向（垂直方向）へ所定の間隔をおいて、また、横方向（トンネルの全長方向）へ所定の間隔をおいて、マトリックス状に形成されるとともに、トンネルの路床５３及び天井部５４においても、内壁５１と同様に、多数の削孔がマトリックス状に形成されることになる。

【0009】

そして従来方法によって削孔を形成する場合（図５に示す削孔装置１１を用いる場合）、上述したように、施工対象面における削孔Ｄの形成予定位置の近傍にアンカーボルト３８を打ち込んで、ポールベース３のベース部３７を固定する作業が必要になるところ、このアンカーボルト３８の打ち込みによるポールベース３の固定作業（及び、削孔形成後におけるアンカーボルト３８の抜き取りによるポールベース３の取り外し作業）は、削孔毎に、即ち、全ての削孔の形成に際して逐一実施しなければならず、非常に効率が悪く、手間がかかるという問題がある。

【0010】

本発明は、このような従来技術における問題を解決しようとするものであって、コンクリート躯体において多数の削孔を、より効率的に連続して形成する方法、及び、この方法に使用することができる連続削孔装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る連続削孔装置は、トラックレールと、ポールベースと、ドリルユニットとによって構成され、ポールベースは、ベース部とポール部を有し、ポール部は、ベース部から上方へ向かって立設され、ドリルユニットは、モータとクランプと切削工具を有し、クランプは、ポール部に装着され、ドリルユニットの全体をポール部の長手方向へ移動可能なように構成され、切削工具は、軸線がポール部の長手方向と平行となる向きで着脱自在に取り付けられ、ポールベースをトラックレールと嵌合させることにより、ポールベースがトラックレールの長手方向のみへ移動可能な状態でトラックレールの軌道上に保持されるように構成されていることを特徴としている。

【0012】

尚、ポールベースのベース部には、先端部が底面側へ貫通して突出するバランス調整ボルトが複数個配置されていることが好ましく、更に、これらのバランス調整ボルトは、トラックレールの両側にそれぞれ配置されるとともに、ドリルユニットの両側に配置されることが好ましい。

【0013】

また、ポールベースのベース部が、上側ベース部と下側ベース部とによって構成され、上側ベース部と下側ベース部は、上下に重ねられた状態で連結され、下側ベース部に対して上側ベース部をトラックレールの長手方向と交差する方向へスライド調整できるように構成されていることが更に好ましい。

【0014】

尚、トラックレールとしては、その軌道方向に沿ってラックギヤが配置されているものを用いることができ、この場合、当該ラックギヤと噛み合うピニオンギヤと、このピニオンギヤと接続されたレバーハンドルとが備えられているポールベースを用いることが好ましい。

【0015】

また、本発明に係る連続削孔方法は、施工対象面にトラックレールを固定し、ドリルユニットを取り付けたポールベースと、トラックレールとを嵌合させて、トラックレールの長手方向のみへ移動可能な状態でトラックレールの軌道上にポールベースを保持させ、トラックレールの軌道上のいずれかの位置にポールベースを固定してドリルユニットによる削孔作業を行った後、トラックレールの軌道上の他の位置へポールベースを移動し、移動後の位置においてドリルユニットによる削孔作業を行うことを特徴としている。

【0016】

尚、この連続削孔方法においては、少なくとも二本のトラックレールを使用し、ドリルユニットによる削孔作業の進行状況に合わせて、後方側のトラックレールを前方側のトラックレールの前方へ順繰りに送っていくことが好ましい。

【発明の効果】

【0017】

本発明に係る連続削孔装置によれば、施工対象面において、多数の削孔を直線方向へ連続的に形成することができ、かつ、極めて効率的に、短時間で施工することができる。より詳細には、従来の削孔装置１１（図５参照）を用いた場合には、アンカーボルトの打ち込みによるポールベースの固定作業、及び、アンカーボルトの抜き取りによるポールベースの取り外し作業を、削孔毎に、即ち、全ての削孔の形成に際して逐一実施しなければならないが、本発明に係る連続削孔装置を用いれば、トラックレールを施工対象面に固定した後は、ポールベースを固定するためのアンカーボルトの打ち込み作業及び抜き取り作業を行う必要がなく、施工時間を大幅に短縮することができる。

【0018】

尚、ポールベースのベース部にバランス調整ボルトを適切な位置に複数個配置した場合には、それぞれの先端部の突出量を調整することにより、施工対象面に対するポールベース等の姿勢角度を変更することができ、トラックレールと施工対象面との間に不陸が生じているような場合であっても、突出量の適切な調整により、削孔の設計上の軸線と切削工具の軸線とを一致させ、この状態で安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の第一実施形態に係る連続削孔装置１の側面図である。

【図2】図２は、図１に示す連続削孔装置１の平面図である。

【図3】図３は、本発明の第二実施形態に係る連続削孔装置１の平面図である。

【図4】図４は、本発明の第三実施形態に係る連続削孔方法の説明図である。

【図5】図５は、従来の削孔装置１１の側面図である。

【図6】図６は、道路のトンネルを対象とするせん断補強工事において、トンネルの内壁５１に多数の削孔Ｄが形成された状態の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明は、「連続削孔装置」として実施できるほか、この連続削孔装置を用いた「連続削孔方法」としても実施することができる。以下、添付図面に沿って、本発明の実施形態について説明する。

【0021】

図１は、本発明に係る「連続削孔装置」（第一実施形態）の側面図、図２は、その平面図である。図示されているように、この連続削孔装置１は、ポールベース３と、ドリルユニット４と、トラックレール２と、によって構成されている。

【0022】

トラックレール２は、左右側方へそれぞれ突出する突条部２１を軌道面に有している。また、底面部２２には、長手方向（軌道方向）へ延在する複数の長孔２３が直列的に形成されており、これらの長孔２３を利用してアンカーボルト２４（あと施工アンカーボルト）を打ち込むことにより、トラックレール２を躯体表面に対して固定できるように構成されている。

【0023】

ポールベース３は、ベース部（上側ベース部３１、下側ベース部３３）と、このベース部から上方へ向かって立設されたポール部３２とによって構成されている。上側ベース部３１と下側ベース部３３とは、上下に重ねられた状態で、スライド調整ボルト３５によって連結されており、このスライド調整ボルト３５を緩めることにより、下側ベース部３３上において上側ベース部３１を所定方向（図１における左右方向、図２における上下方向）へスライド可能な状態とすることができ、また、スライド調整ボルト３５を締め付けることにより、上側ベース部３１がスライドしないよう固定することができる。

【0024】

下側ベース部３３の四隅には、先端部が底面側へ貫通して突出するバランス調整ボルト３６が一つずつ配置されている。また、下側ベース部３３の底面側には、嵌合部３４が形成されており、この嵌合部３４内へトラックレール２の突条部２１を嵌合させて、トラックレール２に下側ベース３３を装着すると、下側ベース３３を含むポールベース３の全体（及び、ドリルユニット４）を、トラックレール２の長手方向（図２における左右方向）のみへ移動可能な状態で保持させることができる。

【0025】

ドリルユニット４は、モータ４１と、クランプ４２と、コアビット４３（切削工具）とによって構成されている。クランプ４２は、ポール部３２周りに装着されており、ドリルユニット４の全体をポール部３２の長手方向へ移動可能なように構成されている。コアビット４３は、軸線がポール部３２の長手方向と平行となる向きで、出力軸（モータ４１の駆動軸とギヤを介して接続されている）の先端に、着脱自在に取り付けられており、モータ４１から伝達される駆動力を受けて高速で回転するように構成されている。

【0026】

尚、本実施形態においては、切削工具としてコアビット４３が、出力軸の先端に取り付けられているが、その他の切削工具（コンクリート用ドリルビット、目粗しビット等）を取り付けることもできる。

【0027】

また、図３に示すように、軌道方向に沿ってラックギヤ２５が配置されたトラックレール２を用いるとともに、このラックギヤ２５と噛み合うピニオンギヤ（図示せず）、及び、当該ピニオンギヤと動力的に接続されたレバーハンドル３９を備えたポールベース３を用いることもできる（本発明の第二実施形態）。この場合、レバーハンドル３９を操作する（回転させる）ことにより、その操作量に応じてポールベース３等をトラックレール２の軌道上において容易に移動させることができる。

【0028】

本発明に係る連続削孔装置１（第一実施形態及び第二実施形態）は、以上に説明したような構成に係るものであるところ、この連続削孔装置１を用いることにより、次のような「連続削孔方法」（第三実施形態）を実施することができる。

【0029】

例えば、図４に示すように、道路のトンネルの内壁５１（コンクリート躯体）において、トンネルの全長方向と平行な仮想直線Ｌに沿って、多数の削孔を所定の間隔をおいて形成する場合、まず、仮想直線Ｌから上方（又は下方）へ一定の間隔をおいた位置に、複数本（例えば二本）のトラックレール２を仮想直線Ｌと平行な向きで直列的に配置して固定する。尚、トラックレール２の固定は、一本のトラックレール２につき少なくとも二本のアンカーボルト２４を長孔２３越しに内壁５１内に打ち込むことによって行う。

【0030】

次に、ドリルユニット４を取り付けたポールベース３をトラックレール２に装着する。具体的には、トラックレール２の端部位置において、図１において破線で示すように、トラックレール２の突条部２１が、ポールベース３の嵌合部３４内に嵌合するようにポールベース３の位置を調整し、ポールベース３をトラックレール２の長手方向へスライドさせて、トラックレール２の軌道上に装着する。

【0031】

続いて、ポールベース３をトラックレール２の軌道に沿って適宜移動させることにより横方向の位置を調整し、更に、図１に示すスライド調整ボルト３５を緩めた状態で、上側ベース部３１を下側ベース部３３に対し上下方向（トラックレール２の軌道方向と直交する方向）へ適宜移動させて縦方向の位置を調整して、コアビット４３が、削孔形成予定位置を表示するマーク５２と重なる位置に合わせる。

【0032】

そして、スライド調整ボルト３５を締め付けて縦方向の位置を固定し、更に、下側ベース部３３のバランス調整ボルト３６（図１及び図２参照）を締め付けて、それぞれの先端部を内壁５１の表面に密着させることにより、ポールベース３の姿勢角度を安定させるとともに横方向の位置を固定する。

【0033】

尚、バランス調整ボルト３６は、図２に示すように、ポールベース３をトラックレール２に装着した際に、トラックレール２の両側（トラックレール２を中心として、ドリルユニット４側とその反対側）（図２において上方側と下方側）にそれぞれ配置されるとともに、ドリルユニット４の両側（ドリルユニット４を中心として、トラックレール２の一端側と他端側）（図２において左側と右側）にそれぞれ配置されているため、それぞれの先端部の突出量（締め込み量）を調整することにより、内壁５１（施工対象面）に対するポールベース３等の姿勢角度を変更（微調整）することができる。従って、内壁５１が平坦ではなく、トラックレール２と内壁５１との間に不陸が生じているような場合であっても、各バランス調整ボルト３６の先端部の突出量をそれぞれ適切に調整することにより、形成しようとする（設計上の）削孔の軸線とコアビット４３の軸線とを一致させることができ、この状態で安定させることができる。

【0034】

ポールベース３の位置決め作業及び姿勢角度調整作業が完了したら、コアビット４３を高速回転させた状態でドリルユニット４の全体を内壁５１（コンクリート躯体）へ向かって移動させていき、コンクリートを切削しながらコアビット４３を躯体内部へ進入させて、削孔を形成する。

【0035】

このようにして一つの削孔を形成し終えたら、ポールベース３等を、隣接するマーク５２の位置まで、トラックレール２の軌道に沿って移動させ、上記と同様の手順（位置決め、姿勢角度調整、及び、削孔）を繰り返していく。

【0036】

このように本実施形態の連続削孔方法によれば、多数の削孔を直線方向へ連続的に形成することができ、かつ、これらの一連の作業を、上述したような従来方法（アンカーボルトの打ち込みによるポールベースの固定作業、及び、アンカーボルトの抜き取りによるポールベースの取り外し作業を、全ての削孔の形成に際して逐一実施する方法）と比較して、極めて効率的に、短時間で実施することができる。

【0037】

尚、本実施形態の連続削孔方法においては、内壁５１に対して先に二本のトラックレール２を固定してから削孔作業を開始しているが、一本目のトラックレール２（例えば、図４において右側のトラックレール２）の固定後に、このトラックレール２にポールベース３等を装着し、位置決め作業乃至は削孔作業等を開始し、この作業と並行して、二本目のトラックレール２（図４において左側のトラックレール２）の固定作業を行うようにしてもよい。

【0038】

また、一本目のトラックレール２の軌道上にポールベース３等を固定して行う削孔作業等が終了し、ポールベース３等を二本目のトラックレール２の軌道上へ移動した後、二本目のトラックレール２の軌道上における削孔作業等の実行中に、一本目のトラックレール２を内壁５１から取り外し、二本目のトラックレール２の前方（延長方向側、図４において左側）に固定する作業を行うようにすれば、つまり、少なくとも二本のトラックレール２を使用し、ドリルユニット４による削孔作業の進行状況に合わせて、後方側のトラックレール２を前方側のトラックレール２の前方へ順繰りに送っていくことにより、トラックレール２の全長の何倍もの長さにわたって、削孔作業を連続して実行することができる。

【0039】

尚ここでは、道路のトンネルの内壁５１において、トンネルの全長方向と平行な一本の仮想直線Ｌに沿って多数の削孔を形成する場合について説明したが、図６に示すように、内壁５１において多数の削孔Ｄをマトリックス状に形成する場合には、図４に示す仮想直線Ｌの上方側及び下方側においても、上述したような連続削孔方法を並行して、或いは、順番に実施すればよい。

【0040】

また、この連続削孔方法は、図４に示すような内壁５１だけでなく、路床５３や天井部５４などの水平面、或いは、傾斜面を対象とする場合においても問題なく実施することができ、また、せん断補強工事以外の工事においても、コンクリート躯体や岩盤等において多数の削孔を直線方向へ連続して形成する場合において幅広く適用することができる。

【0041】

更に、削孔の形成後において、削孔の内周面を粗面とするために目粗し処理を実行する場合には、一つの削孔を形成した後で、コアビット４３を目粗しビットと交換して目粗し処理を行う、つまり、一本のトラックレール２に対してポールベース３及びドリルユニット４を一組だけ装着して、コアビット４３による削孔、目粗しビットによる目粗し、ポールベース３の移動、という順番で一連の作業を繰り返すようにしてもよいし、一本のトラックレール２に対してポールベース３及びドリルユニット４を二組装着し、前方側の組のドリルユニット４にコアビット４３を取り付けるとともに、後方側の組のドリルユニット４に目粗しビット（図示せず）を取り付けて、前方側のドリルユニット４によって削孔作業を行って一つ目の削孔を形成した後、この前方側のドリルユニット４等を前方へ移動させ、次の位置で二つ目の削孔を形成するための作業を行っている間に、後方側の組のドリルユニット４により、一つ目の削孔に対して目粗し作業を行うようにしてもよい。

【符号の説明】

【0042】

１：連続削孔装置、
１１：削孔装置、
２：トラックレール、
２１：突条部、
２２：底面部、
２３：長孔、
２４：アンカーボルト、
２５：ラックギア、
３：ポールベース、
３１：上側ベース部、
３２：ポール部、
３３：下側ベース部、
３４：嵌合部、
３５：スライド調整ボルト
３６：バランス調整ボルト、
３７：ベース部、
３８：アンカーボルト、
３９：レバーハンドル、
４：ドリルユニット、
４１：モータ、
４２：クランプ、
４３：コアビット、
５１：内壁、
５２：マーク、
５３：路床、
５４：天井部、
Ｃ：コンクリート躯体、
Ｄ：削孔、
Ｌ：仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】