特開 2023-103612 削孔システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023103612

(43)【公開日】2023-07-27

(54)【発明の名称】削孔システム

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20230720BHJP

   E01D 22/00 20060101ALI20230720BHJP

   B28D 7/02 20060101ALI20230720BHJP

   E04G 23/02 20060101ALN20230720BHJP

【ＦＩ】

B28D1/14

E01D22/00 B

B28D7/02

E04G23/02 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022004231

(22)【出願日】2022-01-14

(71)【出願人】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100101971

【弁理士】

【氏名又は名称】大畑 敏朗

(72)【発明者】

【氏名】三澤 孝史

(72)【発明者】

【氏名】山口 治

(72)【発明者】

【氏名】石井 敏之

(72)【発明者】

【氏名】有川 健

(72)【発明者】

【氏名】日浦 光一

【テーマコード（参考）】

2D059

2E176

3C069

【Ｆターム（参考）】

2D059AA03

2D059AA14

2D059GG40

2E176AA01

2E176BB21

2E176BB29

3C069AA04

3C069BA09

3C069BB01

3C069BC01

3C069BC06

3C069CA07

3C069DA07

3C069EA01

(57)【要約】

【課題】削孔装置を自動的に削孔対象である構造物に沿って移動可能にする。
【解決手段】構造物Ｓを削孔するハンマドリル１を備えた削孔装置Ａ１と、削孔装置Ａ１の構造物Ｓに沿った移動を案内する案内手段Ａ２からなる。削孔装置Ａ１は、ハンマドリル１が搭載された昇降テーブル１４を備えた昇降用マスト１２と、昇降用マスト１２が搭載され、ピニオンギア２７が出力軸２８ａに取り付けられたギヤードモータ２８が設置されたシャーシ２０と、シャーシ２０に取り付けられ、削孔装置Ａ１を移動可能に支持する複数のキャスタ２６とを備える。案内手段Ａ２は、構造物Ｓに沿って敷設されたガイドレール３３と、ガイドレール３３に沿って取り付けられ、ピニオンギア２７と噛み合うラックギア３４とを備える。削孔装置Ａ１が、ギヤードモータ２８によりガイドレール３３に案内されながら、キャスタ２６の回転で構造物Ｓに沿って移動する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

削孔対象である構造物に対して進退移動可能に設けられた削孔機を備えた削孔装置、および当該削孔装置の前記構造物に沿った移動を案内する案内手段を有する削孔システムであって、
前記削孔装置は、
前記削孔機が搭載されて昇降用モータで昇降する昇降部材が取り付けられた昇降用柱と、
前記昇降用柱が搭載されるとともに、ピニオンギアが出力軸に取り付けられた走行用モータが設置されたシャーシと、
前記シャーシに取り付けられ、前記削孔装置を移動可能に支持する複数のキャスタとを備えており、
前記案内手段は、
前記構造物に沿って敷設されたガイドレールと、
前記ガイドレールの延伸方向に沿って取り付けられ、前記ピニオンギアと噛み合うラックギアとを備えており、
前記削孔装置が、前記走行用モータにより前記ピニオンギアおよび前記ラックギアを介して前記ガイドレールに案内されながら、前記キャスタの回転で前記構造物に沿って移動する、
ことを特徴とする削孔システム。

【請求項2】

前記削孔装置の移動量を検出する検出手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項１記載の削孔システム。

【請求項3】

前記検出手段に基づいて前記削孔装置が予め設定された移動位置となるように前記走行モータの回転を制御する制御手段をさらに有する、
ことを特徴とする請求項２記載の削孔システム。

【請求項4】

前記走行用モータには、動力源であるモータとしてサーボモータが用いられ、
前記検出手段は、前記削孔装置の移動に伴って回転するロータリエンコーダ、および前記削孔装置の移動距離を計測する距離計の少なくとも何れかである、
ことを特徴とする請求項２または３記載の削孔システム。

【請求項5】

前記走行用モータには、動力源であるモータとしてステッピングモータが用いられ、
前記検出手段は、前記走行用モータに入力されるパルス信号を生成するコントローラ、および前記削孔装置の移動距離を計測する距離計の少なくとも何れかである、
ことを特徴とする請求項２または３記載の削孔システム。

【請求項6】

前記走行用モータは、動力源であるモータと減速機とが一体化され、前記モータの回転を前記減速機により減速して回転力を前記出力軸に伝達するギヤードモータである、
ことを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の削孔システム。

【請求項7】

前記シャーシには、前記ラックギアと前記ピニオンギアとが噛み合った状態を保持する保持部材が取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の削孔システム。

【請求項8】

前記ガイドレールは、相互に平行に配置された２本のレールで構成され、
前記保持部材は、２本の前記レールの間に配置され、前記削孔装置の移動に伴ってそれぞれの前記レールに接触して回転する一対の保持ローラである、
ことを特徴とする請求項７記載の削孔システム。

【請求項9】

前記ラックギアは、前記ガイドレールの側部に沿って取り付けられ、
前記ピニオンギアは、下方に突出した前記走行用モータの前記出力軸に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１～８の何れか一項に記載の削孔システム。

【請求項10】

前記削孔機に設けられた電源スイッチを空圧で操作する操作部材を駆動するとともに前記削孔機を進退移動させるエアシリンダを駆動するエアコンプレッサと、
前記削孔機による削孔で発生した粉塵を吸引する集塵機と、
前記制御手段の搭載された制御盤が収納された筐体部とをさらに有する、
ことを特徴とする請求項３記載の削孔システム。

【請求項11】

前記エアコンプレッサ、前記集塵機および前記筐体部は前記シャーシとは別体の台車に搭載され、連結部材を介して前記シャーシと連結されて当該シャーシに牽引される、
ことを特徴とする請求項１０記載の削孔システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート製の構造物を削孔する削孔装置を備えた削孔システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

増し打ち工法では、構造物に所定間隔で削孔してあと施工アンカー（せん断補強筋）を埋め込んで定着材を充填し、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。

【0004】

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。

【0005】

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削孔する削孔機が用いられる。具体的な削孔機としては、回転しながら打撃を加えて削孔するハンマドリルや、細かく振動しながら回転して削孔する振動ドリルなどが知られている。

【0006】

そして、削孔作業において、現場の作業者は、重量物である削孔機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、ハンドルに配置されたトリガを指で引いて電源を入れ、削孔位置にビットの先端を当てて掘り進める。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１８－１３１８４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

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、構造物に何千、何万という孔を開けなければならない。すると、削孔機を用いた人力での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。そのため、穿孔作業の機械化、自動化が期待されていた。

【0009】

そこで、作業者の負担を軽減しつつコンクリート製の構造物を削孔することのできる装置として、前述した削孔機を昇降可能且つ進退可能に設置した削孔装置を構成し、設置された削孔機でコンクリートに連続削孔を行うようにすることが考えられる。

【0010】

ここで、削孔装置で削孔する場合は、削孔対象である構造物に沿って削孔装置を移動させる必要がある。そのためには、削孔装置にキャスタを取り付けておき、所定位置での削孔が終了したならば、人力で削孔装置を構造物に沿って次の削孔位置に移動させる構造を採用することが考えられる。

【0011】

しかしながら、このような構造では、削孔装置を移動させて次の削孔位置にセットするために時間を要することになり、より効率的な削孔を行うという要請を満たすことはできない。

【0012】

本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、削孔装置を自動的に削孔対象である構造物に沿って移動させることのできる技術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】

【0013】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明の削孔システムは、削孔対象である構造物に対して進退移動可能に設けられた削孔機を備えた削孔装置、および当該削孔装置の前記構造物に沿った移動を案内する案内手段を有する削孔システムであって、前記削孔装置は、前記削孔機が搭載されて昇降用モータで昇降する昇降部材が取り付けられた昇降用柱と、前記昇降用柱が搭載されるとともに、ピニオンギアが出力軸に取り付けられた走行用モータが設置されたシャーシと、前記シャーシに取り付けられ、前記削孔装置を移動可能に支持する複数のキャスタとを備えており、前記案内手段は、前記構造物に沿って敷設されたガイドレールと、前記ガイドレールの延伸方向に沿って取り付けられ、前記ピニオンギアと噛み合うラックギアとを備えており、前記削孔装置が、前記走行用モータにより前記ピニオンギアおよび前記ラックギアを介して前記ガイドレールに案内されながら、前記キャスタの回転で前記構造物に沿って移動する、ことを特徴とする。

【0014】

請求項２に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項１記載の発明において、前記削孔装置の移動量を検出する検出手段をさらに有する、ことを特徴とする。

【0015】

請求項３に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項２記載の発明において、前記検出手段に基づいて前記削孔装置が予め設定された移動位置となるように前記走行モータの回転を制御する制御手段をさらに有する、ことを特徴とする。

【0016】

請求項４に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項２または３記載の発明において、前記走行用モータには、動力源であるモータとしてサーボモータが用いられ、前記検出手段は、前記削孔装置の移動に伴って回転するロータリエンコーダ、および前記削孔装置の移動距離を計測する距離計の少なくとも何れかである、ことを特徴とする。

【0017】

請求項５に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項２または３記載の発明において、前記走行用モータには、動力源であるモータとしてステッピングモータが用いられ、前記検出手段は、前記走行用モータに入力されるパルス信号を生成するコントローラ、および前記削孔装置の移動距離を計測する距離計の少なくとも何れかである、ことを特徴とする。

【0018】

請求項６に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項１～５の何れか一項に記載の発明において、前記走行用モータは、動力源であるモータと減速機とが一体化され、前記モータの回転を前記減速機により減速して回転力を前記出力軸に伝達するギヤードモータである、ことを特徴とする。

【0019】

請求項７に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項１～６の何れか一項に記載の発明において、前記シャーシには、前記ラックギアと前記ピニオンギアとが噛み合った状態を保持する保持部材が取り付けられている、ことを特徴とする。

【0020】

請求項８に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項７記載の発明において、前記ガイドレールは、相互に平行に配置された２本のレールで構成され、前記保持部材は、２本の前記レールの間に配置され、前記削孔装置の移動に伴ってそれぞれの前記レールに接触して回転する一対の保持ローラである、ことを特徴とする。

【0021】

請求項９に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項１～８の何れか一項に記載の発明において、前記ラックギアは、前記ガイドレールの側部に沿って取り付けられ、前記ピニオンギアは、下方に突出した前記走行用モータの前記出力軸に取り付けられている、ことを特徴とする。

【0022】

請求項１０に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項３記載の発明において、前記削孔機に設けられた電源スイッチを空圧で操作する操作部材を駆動するとともに前記削孔機を進退移動させるエアシリンダを駆動するエアコンプレッサと、前記削孔機による削孔で発生した粉塵を吸引する集塵機と、前記制御手段の搭載された制御盤が収納された筐体部とをさらに有する、ことを特徴とする。

【0023】

請求項１１に記載の本発明の削孔システムは、上記請求項１０記載の発明において、前記エアコンプレッサ、前記集塵機および前記筐体部は前記シャーシとは別体の台車に搭載され、連結部材を介して前記シャーシと連結されて当該シャーシに牽引される、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、削孔装置が、走行用モータの出力軸に取り付けられたピニオンギアがガイドレールに取り付けられたラックギアに噛み合っており、走行用モータが回転することによってピニオンギアおよびラックギアを介してガイドレールに案内されながら、キャスタの回転で構造物に沿って移動するようになっている。したがって、削孔装置を自動的に削孔対象である構造物に沿って移動させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施の形態に係る削孔システムで削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。

【図2】本発明の一実施の形態に係る削孔システムの側面図である。

【図3】図２の削孔システムを構成する削孔装置のシャーシとガイドレールとを示す平面図である。

【図4】図２の削孔システムを構成する削孔装置の要部とガイドレールとを示す図である。

【図5】図２の削孔システムを構成する削孔装置の要部とガイドレールとを図４から水平方向に９０度異なった方向から示す図である。

【図6】図２の削孔システムを構成する削孔装置に取り付けられたロータリエンコーダとガイドレールとを示す側面図である。

【図7】図２の削孔システムを構成する削孔装置に取り付けられたロータリエンコーダとガイドレールとを図６から水平方向に９０度異なった方向から示す図である。

【図8】図２の削孔システムを構成するガイドレールを示す平面図である。

【図9】図８のガイドレールの端部を拡大して示す平面図である。

【図10】図８のガイドレールを端部から水平方向に見た図である。

【図11】図２の削孔システムを示す背面図である。

【図12】本発明の変形例に係る削孔システムの削孔装置を構成する削孔部を示す側面図である。

【図13】図１２の削孔装置の背面図である。

【図14】図１２の削孔装置を構成する削孔支援部を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

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。

【0027】

本実施の形態の削孔システムＡ（図２等）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（道路、橋梁、ダム、堤防など）などに対して、補強工事の一工程として片側面からアンカー孔（あと施工アンカーを埋め込むための孔）などの孔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。

【0028】

図２示すように、本実施の形態の削孔システムＡは、削孔対象である構造物Ｓに対して削孔を行うためのハンマドリル（削孔機）１が進退移動可能に設けられた削孔装置Ａ１と、削孔装置Ａ１の構造物Ｓに沿った移動を案内する案内手段Ａ２とで構成されている。

【0029】

ここで、削孔装置Ａ１は、ハンマドリル１を昇降可能に支持するリフタ１０を備えている。このリフタ１０は、リフタ台１１と、リフタ台１１に搭載された昇降用マスト（昇降用柱）１２と、昇降用マスト１２の下端部に設置された昇降用モータ１３により駆動されて昇降用マスト１２の側面に沿って昇降する昇降テーブル（昇降部材）１４とを備えており、前述したハンマドリル１は昇降テーブル１４上に設置されている。

【0030】

水平方向断面が角形になった昇降用マスト１２における昇降テーブル１４の設置側には、当該昇降テーブル１４の昇降をガイドする２本のスリット（図示せず）が上下方向に伸びて形成されている。このスリットには、昇降テーブル１４の後部に設けられた２枚のガイドプレート（図示せず）が、当該スリットと僅かな隙間を形成して上下方向に移動自在となるように嵌め込まれている。これにより、昇降テーブル１４はガイドプレートを介してスリットに沿って昇降用マスト１２を昇降する。また、リフタ１０には、上下方向に配置されて昇降用モータ１３により回転し、昇降テーブル１４と螺合したボールねじ１５が設けられている。したがって、昇降用モータ１３の駆動でボールねじ１５が回転すると、昇降テーブル１４がスリットに沿って上昇あるいは下降する。そして、昇降用モータ１３が停止すると、昇降テーブル１４はそのときの高さ位置で停止する。

【0031】

リフタ１０の昇降テーブル１４に設置されたハンマドリル１はドリル駆動用モータ（図示せず）に駆動されており、打撃および回転の一方あるいは併用が可能で、さらに強弱の調整も可能になっている。但し、強弱の調整は不能であってもよい。また、このハンマドリル１は、昇降テーブル１４上において直線的に往復動する進退部材２に搭載されており、当該進退部材２によって削孔方向に対して進退移動可能になっている。

【0032】

ここで、進退部材２は、ハンマドリル１が搭載されたスライダ２ａと、スライダ２ａを削孔方向に対して進退移動可能に保持するスライドガイド２ｂと、スライダ２ａ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手段としてのエアシリンダ（図示せず）とが設置されている。エアシリンダは、シリンダ室がスライダ２ａの前後に位置して各シリンダ室にエアが供給・排出される２ポート式となっており、何れかのシリンダ室へのエアの供給によってスライダ２ａがスライドガイド２ｂに案内されてスライドし、これによりスライダ２ａ上のハンマドリル１が進退移動する。

【0033】

なお、本実施の形態において、ハンマドリル１の電源スイッチを操作するための操作部材として、空圧式操作部１ｂが用いられている。この空圧式操作部１ｂには、駆動力としてのエアが供給されるチューブ（図示せず）が着脱可能に接続されており、エアが注入されると空圧式操作部１ｂが膨張して電源スイッチを押圧して電源が入り、エアを抜くと空圧式操作部１ｂが収縮して電源スイッチの押圧が解除されて電源が切れるようになっている。

【0034】

そして、空圧式操作部１ｂにエアを供給してハンマドリル１の電源スイッチをオンにし、ドリル駆動用モータを回転させてハンマドリル１の駆動を開始し、エアシリンダにより削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２ａを移動させて当該ハンマドリル１を前進させると、ハンマドリル１のビット１ａの先端が構造物Ｓの削孔位置に押し当てられて削孔が実行される。また、削孔が終わり、エアシリンダにより構造物Ｓから離間する方向にスライダ２ａ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。

【0035】

本実施の形態において、ハンマドリル１による削孔深さは２００ｍｍ程度である。但し、削孔深さはハンマドリル１に取り付けられるビット１ａの長さやスライダ２ａのスライド長などにより決定されるものであり、本実施の形態である２００ｍｍに限定されるものではない。

【0036】

昇降用マスト１２における昇降テーブル１４の設置側と反対側には、スライダ２ａに推進力を付与するエアシリンダやハンマドリル１の電源スイッチを操作する空圧式操作部１ｂを駆動する際に、後述するエアコンプレッサ３６からのエア圧力を所定の値に調整するためのレギュレータ１２ａが配置されている。

【0037】

なお、スライダ２ａに推進力を付与する推力付与手段としては、回転によりスライダ２ａを進退させるボールねじ、およびこのボールねじを回転させるドリル進退用モータなど、エアシリンダ以外の推進力付与手段を用いてもよい。

【0038】

図３に示すように、削孔装置Ａ１には、リフタ１０を構成要素である昇降用マスト１２の搭載された前述のリフタ台１１を含むシャーシ２０が設けられている。このシャーシ２０は、後述する削孔装置Ａ１の移動方向と直交するとともに相互に平行に設けられた一対の第１のビーム２１と、第１のビーム２１の両側に固定されて相互に平行になった一対の第２のビーム２２とを備えており、平面視で略矩形枠状の形状を呈している。また、第２のビーム２２の長さは一対の第１のビーム２１で形成される幅よりも長くなっており、当該第２のビーム２２の両側の第１のビーム２１の固定位置よりも外側がオーバーハング部２２ａとなっている。

【0039】

なお、本実施の形態において、第１のビーム２１および第２のビーム２２には、角筒鋼材であるコラムが用いられているが、これに限定されるものではなく、例えばＨ型鋼などコラム以外の鋼材を用いることが可能である。

【0040】

さて、前述したリフタ台１１は、昇降用モータ１３が取り付けられるとともに、一対の第１のビーム２１の間で且つ当該第１のビーム２１の長さ方向の略中央位置に固定されている。さらに、リフタ台１１の近傍には、第１のビーム２１を補強するための補強フレーム２３が、一対の第１のビーム２１の間に設けられている。

【0041】

一対（つまり２本）の第２のビーム２２の両端の合計４カ所にはブラケット２４ａが取り付けられており、ハンマドリル１による削孔時に接地してシャーシ２０を安定させるためのアウトリガ２４が取り付けられている。また、第１のビーム２１の端部と第２のビーム２２のオーバーハング部２２ａとに跨がるようにして、平面視Ｌ字型のキャスタ台２５が４カ所に設置されている。そして、それぞれのキャスタ台２５には、シャーシ２０つまり削孔装置Ａ１を移動可能に支持しているキャスタ２６が、ハンマドリル１の移動方向と略直交方向に向けて取り付けられている。

【0042】

図４および図５に示すように、シャーシ２０には、後述するラックギア３４と噛み合うピニオンギア２７が出力軸２８ａに取り付けられたギヤードモータ（走行用モータ）２８が、ブラケット２９を介して設置されている。このギヤードモータ２８は、モータと減速機とが一体化されており、モータの回転を減速機により減速して回転力を出力軸２８ａに伝達する装置である。

【0043】

なお、本実施の形態では、走行用モータとして、大きなトルクを得ることができるギヤードモータ２８が用いられているが、モータ単体、あるいは減速機が別体となったモータなどを用いることが可能であり、走行用モータはギヤードモータ２８に限定されるものではない。

【0044】

図６および図７に示すように、シャーシ２０には、一対の第１のビーム２１を挟んでギヤードモータ２８と反対側に、削孔装置Ａ１の移動量を検出するロータリエンコーダ（検出手段）３１がブラケット３０を介して取り付けられている。このロータリエンコーダ３１の回転軸３１ａにも、後述するラックギア３４と噛み合うピニオンギア３２が取り付けられている。また、ロータリエンコーダ３１は、周囲の塵埃の進入を防止するために、ハウジング３１ｂ内に格納されている。なお、ロータリエンコーダ３１による削孔装置Ａ１の移動量を検出については後述する。

【0045】

本実施の形態のギヤードモータ２８では、動力源であるモータとして、回転位置の制御が可能なサーボモータが用いられており、ロータリエンコーダ３１によって回転の機械的変位量を電気信号（パルス）に変換することで、図示しないカウンタで計数されたパルス数でサーボモータを停止させることができるようになっている。

【0046】

さて、本実施の形態の削孔システムＡにおいては、削孔装置Ａ１の構造物Ｓに沿った移動を案内するための案内手段Ａ２が設けられている。

【0047】

図８～図１０において、この案内手段Ａ２は、削孔対象である構造物Ｓに沿って敷設されたガイドレール３３と、ガイドレール３３の延伸方向に沿って取り付けられたラックギア３４を備えている。また、ラックギア３４は、前述したピニオンギア２７，３２（つまり、ギヤードモータ２８の出力軸２８ａに取り付けられたピニオンギア２７、およびロータリエンコーダ３１の回転軸３１ａに取り付けられたピニオンギア３２）と噛み合っている。

【0048】

したがって、削孔装置Ａ１は、ギヤードモータ２８が回転するとピニオンギア２７およびラックギア３４を介してガイドレール３３に案内されながら、当該削孔装置Ａ１に取り付けられたキャスタ２６の回転で構造物Ｓに沿って移動する。このとき、削孔装置Ａ１の移動に伴ってロータリエンコーダ３１が回転（詳しくは、ラックギア３４およびピニオンギア３２を介してロータリエンコーダ３１が回転）するので、次の移動位置までのパルス数を設定するとともにロータリエンコーダ３１で生成されるパルス数をカウンタで計数しておくことで削孔装置Ａ１の移動量が検出される。そして、設定したパルス数になったときにギヤードモータ２８を停止させることにより、削孔装置Ａ１を目的とする位置に正確に移動させることができる。

【0049】

本実施の形態の削孔システムＡでは、削孔装置Ａ１が予め設定された移動位置となるようにロータリエンコーダ３１に基づいてギヤードモータ２８の回転を制御する図示しないＣＰＵ（制御手段）が設けられており、自動制御により削孔装置Ａ１を所定の削孔位置へ移動させることができるようになっている。さらに、ＣＰＵが、ギヤードモータ２８の回転制御のみではなく、ハンマドリル１が搭載された昇降テーブル１４を昇降させる昇降用モータ１３の回転制御、およびハンマドリル１による削孔動作の制御をも行うようになっており、予め設定した削孔位置および削孔深さで構造物Ｓの削孔が自動制御で実行される。但し、ＣＰＵは、ギヤードモータ２８による削孔装置Ａ１の移動制御のみを行うようになっていれば足り、昇降用モータ１３の回転制御やハンマドリル１の削孔制御まで行うようになっていなくてもよい。

【0050】

なお、本実施の形態においては、削孔装置Ａ１の移動量の検出手段としてロータリエンコーダ３１が用いられているが、削孔装置Ａ１の移動量をレーザ光や超音波などで計測する距離計を用いてもよい。また、検出精度を高めるために、ロータリエンコーダ３１と距離計とを併用してもよい。さらに、ギヤードモータ２８を構成するモータがステッピングモータの場合には、コントローラで生成されてモータに入力されるパルス信号の数がモータの回転量（つまり、削孔装置Ａ１の移動量）となることから、当該コントローラを削孔装置Ａ１の移動量の検出手段としてもよい。この場合においても、削孔装置Ａ１の移動量をレーザ光や超音波などで計測する距離計を用いてもよいし、検出精度を高めるために、コントローラと距離計とを併用してもよい。

【0051】

また、検出手段を用いて削孔装置Ａ１の移動量を検出するのではなく、例えばガイドレール３３に移動位置をマーキングしておき、その位置で削孔装置Ａ１を停止させるようにしてもよい。この場合には、検出手段は不要になる。

【0052】

さて、図４、図６、図８～図１０に示すように、前述した本実施の形態のガイドレール３３は、相互に平行に配置されたアングル材からなる２本のレール３３ａと、レール３３ａの所定間隔おきに配置されてこれら２本のレール３３ａを底面で連結するように溶接された鋼板である連結板３３ｂとを備えている。また、ガイドレール３３には、相互に隣接する連結板３３ｂに架け渡すようにして溶接されるとともに長孔３３ｃａの形成されたブリッジ板３３ｃが設けられており、ブリッジ板３３ｃの長孔３３ｃａを貫通したアンカボルト３３ｄで地面に固定されている。

【0053】

なお、図８に示すように、ブリッジ板３３ｃの架け渡された連結板３３ｂの近傍（ブリッジ板３３ｃの長さ分の間隔をとった位置）には、ブリッジ板３３ｃの架け渡されていない連結板３３ｂ（独立した連結板３３ｂ）が設置されている。このようにすれば、当初の予定位置にアンカボルト３３ｄを打ち込めなかった場合、ブリッジ板３３ｃの一方側を独立した連結板３３ｂに架け渡すように設置することで、アンカボルト３３ｄの打ち込み位置をずらして打ち直しを行うことができるからである。

【0054】

また、図３、図４および図６に示すように、シャーシ２０には、ラックギア３４とピニオンギア２７，３２とが噛み合った状態を保持するための保持ローラ（保持部材）３５が、ギヤードモータ２８およびロータリエンコーダ３１に隣接した位置に取り付けられている。

【0055】

この保持ローラ３５は一対となって２本のレール３３ａの間に配置されており、削孔装置Ａ１の移動に伴ってそれぞれのレール３３ａに接触して回転する。これにより。削孔装置Ａ１の移動時に保持ローラ３５が回転してガイドの役割を果たすことでラックギア３４とピニオンギア２７，３２とを噛み合った状態に保持するとともに、削孔時には反力機構の一部として機能する。

【0056】

なお、レール３３ａはアングル材以外で構成してもよい。また、ラックギア３４とピニオンギア２７，３２とが噛み合った状態を保持する保持部材としては本実施の形態に示す保持ローラ３５に限定されるものではなく、例えば、レール３３ａを１本とするとともに保持ローラ３５も１個とし、その１個の保持ローラ３５とピニオンギア２７，３２とでラックギア３４とレール３３ａとを挟み込む構造など、本実施の形態以外の構造を採用してもよい。

【0057】

本実施の形態において、ラックギア３４はガイドレール３３の側部に沿って取り付けられており、ピニオンギア２７は下方に突出したギヤードモータ２８の出力軸２８ａに、ピニオンギア３２は下方に突出したロータリエンコーダ３１の回転軸３１ａに取り付けられ取り付けられている。このようにすれば、ラックギア３４は、上向きに取り付けることも可能だが、構造物の削孔時における粉塵がラックギア３４とピニオンギア２７，３２との間に入り込んで堆積するという不具合が回避されるために、削孔装置Ａ１の移動を常にスムーズに行うことができる。但し、ラックギア３４の取付位置はガイドレール３３の側部ではなくてもよい。

【0058】

さて、図２において、シャーシ２０の後部には、スライダ２ａを推進させるエアシリンダやハンマドリル１の電源スイッチを操作する空圧式操作部（操作部材）１ｂにエアを供給するエアコンプレッサ３６が搭載されている。また、エアコンプレッサ３６には集塵機３７が搭載されている。集塵機３７から伸びる吸引ホース（図示せず）の先端はハンマドリル１のビット１ａに接続されており、構造物Ｓを削孔する際に発生する粉塵は集塵機に吸引される。

【0059】

さらに、エアコンプレッサ３６の背後には、前述したＣＰＵの搭載された制御盤や配電盤、各種機器類が収納されたコントロールボックス（筐体部）３８が搭載されている。このような削孔装置Ａ１の背面図を図１１に示す。

【0060】

以上説明したように、本実施の形態の削孔システムＡによれば、削孔装置Ａ１が、ギヤードモータ２８の出力軸２８ａに取り付けられたピニオンギア２７がガイドレール３３に取り付けられたラックギア３４に噛み合っており、ギヤードモータ２８が回転することによってピニオンギア２７およびラックギア３４を介してガイドレール３３に案内されながら、キャスタ２６の回転で構造物Ｓに沿って移動するようになっている。したがって、削孔装置Ａ１を自動的に削孔対象である構造物Ｓに沿って移動させることが可能になる。

【0061】

これにより、人力で削孔装置Ａ１を構造物Ｓに沿って次の削孔位置に移動させる必要がなくなるので、作業者の負担が軽減されるのみならず、削孔装置Ａ１を速やかに移動させることができるので、移動時間が短縮されて効率的な削孔を行うことが可能になる。

【0062】

なお、ガイドレール３３とラックギア３４とを備えた案内手段Ａ２は、削孔対象である構造物Ｓの全長に渡って敷設しておかなくてもよい。すなわち、削孔が完了した部分の案内手段Ａ２を撤去してこれから削孔を行う部分に敷設して延伸するようにすれば、案内手段Ａ２の全長が削孔対象となる構造物Ｓの全長よりも短くても削孔装置Ａ１を自動的に移動させて連続削孔することができる。

【0063】

また、前述のように、削孔装置Ａ１にはキャスタ２６が設けられているので、ガイドレール３３を敷設して自動走行させることができない場所であっても、あるいは、削孔装置Ａ１の移動距離が短いなどの理由からガイドレール３３を敷設しない場合であっても、人力で削孔装置Ａ１を移動させることが可能である。

【0064】

さて、前述した削孔システムＡの削孔装置Ａ１では、実際に削孔を実行する削孔部Ａ１ａ（ハンマドリル１、リフタ１０、昇降用モータ１３、ギヤードモータ２８など）と、削孔部を駆動したり削孔で発生した粉塵を吸引する削孔支援部Ａ１ｂ（エアコンプレッサ３６、集塵機３７、コントロールボックス３８など）とが、同じシャーシ２０上に搭載されているが、図１２～図１４に示すように、削孔支援部Ａ１ｂをシャーシ２０とは別体となった台車３９に搭載して連結部材４０でシャーシ２０と連結し、台車３９に取り付けられたキャスタ３９ａの回転によってシャーシ２０に牽引されるようにしてもよい。

【0065】

このようにすれば、シャーシ２０の前後方向（削孔対象である構造物Ｓに対して接近・離間する方向）が短くなって削孔装置Ａ１のコンパクト化が図れるので、削孔装置Ａ１を移動させるためのスペースが狭い場合（例えば、狭い通路の場合）でも、削孔装置Ａ１を用いて削孔を行うことができるようになる。

【0066】

また、このように削孔装置Ａ１の前後方向コンパクト化が図れるので、作業者がコントロールボックス３８内の配電盤を操作する場合に、作業者の背後に広いスペースが生まれることから、作業性が向上する。

【0067】

なお、図１４に示すように、台車３９にはガイドレール３３に案内される機能（つまり、ガイドレール３３に取り付けられたラックギア３４と噛み合うピニオンギアなど）は設けられていない。これは、台車３９には削孔対象である構造物Ｓとの距離が問題になることなく、削孔部Ａ１ａに牽引されるだけで足りるからである。

【0068】

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。

【0069】

たとえば、本実施の形態において、削孔機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を削孔可能な様々な削孔機を適用することができる。

【0070】

また、本実施の形態では、ハンマドリル１の電源スイッチの操作部材に、駆動力としてのエアにより膨張・収縮する空圧式操作部１ｂが用いられているが、例えば駆動力としての電力により電源スイッチを押圧・押圧解除する電動アクチュエータなど様々なものを適用することが可能である。

【0071】

また、本実施の形態では、スライダ２ａに推進力を付与する推力付与手段として、空圧で動作するエアシリンダが用いられているが、油圧で動作する油圧シリンダや、モータで回転するボールねじなどを用いてもよい。

【0072】

さらに、キャスタ２６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を向いた、つまり走行方向が固定された固定型であるが、走行方向が旋回する自在型を用いてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0073】

以上の説明では、本発明の削孔装置を、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。

【符号の説明】

【0074】

１ ハンマドリル（削孔機）
１ａ ビット
１ｂ 空圧式操作部（操作部材）
２ 進退部材
２ａ スライダ
２ｂ スライドガイド
１０ リフタ
１１ リフタ台
１２ 昇降用マスト（昇降用柱）
１３ 昇降用モータ
１４ 昇降テーブル（昇降部材）
２０ シャーシ
２１ 第１のビーム
２２ 第２のビーム
２２ａ オーバーハング部
２３ 補強フレーム
２４ アウトリガ
２４ａ ブラケット
２５ キャスタ台
２６ キャスタ
２７ ピニオンギア
２８ ギヤードモータ（走行用モータ）
２８ａ 出力軸
２９ ブラケット
３０ ブラケット
３１ ロータリエンコーダ（検出手段）
３１ａ 回転軸
３１ｂ ハウジング
３２ ピニオンギア
３３ ガイドレール
３３ａ レール
３３ｂ 連結板
３３ｃ ブリッジ板
３３ｃａ 長孔
３３ｄ アンカボルト
３４ ラックギア
３５ 保持ローラ（保持部材）
３６ エアコンプレッサ
３７ 集塵機
３８ コントロールボックス（筐体部）
３９ 台車
４０ 連結部材
Ａ 削孔システム
Ａ１ 削孔装置
Ａ１ａ 削孔部
Ａ１ｂ 削孔支援部
Ａ２ 案内手段
Ｓ 構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】