(57)【要約】【課題】  ガイドセルを確実に固定することができ、且つガイドセルが不安定になることを防止し、且つガイドセルを固定するのに、時間と労力を節減することのできる穿孔機を提供する。【解決手段】  ガイドセル（１２）と、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビット（２６）を具備する穿孔ロッド（２４）と、該穿孔ロッドの回転手段（３０）とを具備した穿孔機において、一端に前記ガイドセル（１２）に支持される固定部を有し、他端に穿孔対象物（１０）に設けた凹所（１０ｂ）内に挿入される挿入部（２２ａ）からなる支持手段（２２）を具備し、前記挿入部（２２ａ）は前記凹所の周壁を押圧可能な押圧部（２２ａ）を有し、前記支持手段により前記穿孔ロッドにかかる押圧反力を支持させるように構成したことを特徴とするに構成されていることを特徴とする。【選択図】      図１
2006291498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの回転手段と、前記穿孔ビットを被穿孔物に食い込ませるべく該穿孔ロッドを前方へ押圧する手段と、を具備した穿孔機において、
一端に前記ガイドセルの前端部に固着可能な固定部を有し、他端に穿孔対象物に設けた凹所内に挿入される挿入部からなる支持手段を具備し、該挿入部は前記凹所の周壁を押圧可能な押圧部を有し、前記支持手段により前記穿孔ロッドにかかる押圧反力を支持させるように構成したことを特徴とする穿孔機。
【請求項２】
前記穿孔ロッドの押圧反力の発生に伴い、前記押圧部が前記凹所の周壁側へ移動して該周壁を押圧するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔機。
【請求項３】
前記押圧部は、前記挿入部が前記凹所から抜ける方向に作用するとき、前記押圧部を前記凹所の周壁側へ食い込ませるように作用する逆くさび形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔機。
【請求項４】
前記押圧部は、前記挿入部が前記凹所から抜ける方向に作用するとき、前記押圧部を前記凹所の周壁側へ食い込ませるように作用するリンク機構にて前記挿入部の本体に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩盤でのトンネル掘削、鉄筋コンクリート構造物の解体、高炉等の改修に際して高炉底からの残銑撤去等の際の孔明け作業に使用される穿孔機、特に、ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドを回転する回転手段、前記穿孔ビットを被穿孔物に食い込ませるべく該穿孔ロッドを前方へ押圧する手段と、を具備した穿孔機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、高炉等の改修に際して高炉底から残銑を掘削する装置として、残銑穿孔機が既に実用化されている。この種の穿孔機を使用して残銑に穿孔を行う場合は、ガイドセルを穿孔対象物である残銑に固定する一方で、穿孔ビットを残銑の穿孔予定の個所に押しあて、回転手段により穿孔ロッドを介して穿孔ビットを回転させると同時に、押しつけ手段により穿孔ビットの刃先を残銑に押し付けながら切削することにより穿孔する。穿孔対象の残銑は炭素成分を非常に多く含み、岩（硬いがもろい）、鉄（やわらかい）の中間の性質を有しており、通常の切削加工に使うビットでは刃こぼれを起すことから、負のすくい角をもつ（鋭利ではなく鈍角な）特殊なビットを用いるため、回転切削するためには、穿孔ロッド及び穿孔ビットを残銑に対して強く押付ける必要があるため、これに伴いガイドセルが強い押付け反力を受けて後退し、不安定になるのを防止する必要がある。そのため、ガイドセルを搭載したベースマシンにカウンタウエイト（重り）を付加することによりガイドセル及びベースマシンを含む穿孔機全体を押付け反力に対抗できるように、ベースマシンの接地面にて固定させている。
【０００３】
この場合、相当量のカウンタウエイトを付加するため、ベースマシンが重量化し、その移動性に支障をきたすと共に、ベースマシンが大型化するために使用可能な空間に制限がある。また、ガイドセルの前端位置とベースマシンへの固定位置間のガイドセルに曲げモーメントが作用し、ガイドセル自体が変形、破損し、穿孔作業に支障をきたす場合もあった。
【０００４】
また、岩盤にトンネル等を掘削する場合に使用する打撃、回転併用の穿孔機においても、精度の良い連続孔（スロット）を穿孔するためには、ガイドセルを穿孔対象物に確実に固定することが必要である。そのため、この種の穿孔機では、ガイドセルに装着されたフートパッドを、穿孔対象物である地山に押し当てることにより固定させていた。この方法の場合、掘削中、ドリルが打撃されることによりフートパッドの押しつけ力が弱まり、ガイドセルが不安定にある場合もあった。
【０００５】
また、鉄筋コンクリート構造物の鉄筋部に穿孔する場合も、上記した残銑や岩盤用の穿孔機と同様、回転切削によるのが最適であるが、鉄筋部のような堅く硬性のある素材に穿孔を行うのであるから、穿孔ビットの刃先の逃げを防止し、確実に食込ませるためにも相当の押付け力が必要になる。これに伴い穿孔機には大きな押付け反力がかかる。これに伴い、装置の重量化、大型化が避けられず、またガイドセルに曲げ力がかかる。特に、既設の水力発電所内の発電機設置部の基礎コンクリートの解体等に使用するには、作業空間及び装置の設置位置の支持力等に制限があり、前述のような残銑やトンネル等の穿孔に使用されていた穿孔機では、その使用が困難な場合が多い。
【０００６】
本発明の穿孔機に関連する先行技術として、特許文献１がある。これによると、ロッドの先端部に固定したビットの打撃力ないし回転力により削孔する削岩機であって、前記ビットに並べて、かつ、前記ロッドと平行させて岩盤に食い込み可能なドリル刃を設けるとともに、該ドリル刃を回転させるモータを備えてなる。この削岩機の固定装置によると、削孔位置に近接した岩盤を、ビットと並設した衝撃の少ないドリルで削孔し、このドリルをアンカーとすることにより、削岩機の先端部を固定するものであるから、削岩機の横滑りを防止して、削岩機を岩盤へ強固に固定することができる。
【０００７】
しかしながら、この削岩機の固定装置では、ロッドの先端部に固定したビットの駆動とは別に、アンカー用のドリルを回転させる機構を必要とし、構造が複雑であると共に、ドリルにより掘削するための時間が必要であるので、削岩機の固定に時間と労力を必要とすることとなる。
【０００８】
また、特許文献２にはフレームの前端に固定用爪体を設け、この固体用爪体を穿孔対象物である鉄筋コンクリート面に突き差してフレームを固定するようにした回転穿孔装置が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第２５６３４５２号公報
【特許文献２】特開平１−２７５００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した従来の穿孔機においては、ガイドセルを強い押付け反力に抗して確実に固定することは困難で、ガイドセルが不安定になるという問題があった。また、特許文献１に記載の削岩機の固定装置では、構造が複雑で、削岩機の固定に時間と労力を必要とするという問題があった。更に、特許文献２に記載の回転穿孔装置においても、特に穿孔対象物が残銑や鉄筋などのように堅いものである場合は、フレームの保持が不十分であり、押付け反力を受止するためには、前述したカウンタウエイトによらざるを得ず、上記したような（＝〔０００５〕に記載の）問題があった。
【００１１】
そこで、本発明では、狭い場所においてもガイドセルを確実に固定することができ、且つガイドセルが不安定になることを防止し、且つガイドセルを固定するのに、時間と労力を節減することのできる穿孔機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、
ガイドセルと、該ガイドセル上を前後に移動自在に配設され且つ前端に穿孔ビットを具備する穿孔ロッドと、該穿孔ロッドの回転手段と、前記穿孔ビットを被穿孔物に食い込ませるべく該穿孔ロッドを前方へ押圧する手段と、を具備した穿孔機において、一端に前記ガイドセルの前端部に固着可能な固定部を有し、他端に穿孔対象物に設けた凹所内に挿入される挿入部からなる支持手段を具備し、該挿入部は前記凹所の周壁を押圧可能な押圧部を有し、前記支持手段により前記穿孔ロッドにかかる押圧反力を支持させるように構成したことを特徴とする穿孔機が提供される。
【００１３】
この場合において、前記穿孔ロッドの押圧反力の発生に伴い、前記押圧部が前記凹所の周壁側へ移動して該周壁を押圧するように構成されていることを特徴とする。
また、前記押圧部は、前記挿入部が前記凹所から抜ける方向に作用するとき、前記押圧部を前記凹所の周壁側へ食い込ませるように作用する逆くさび形状に構成されていることを特徴とする。
或いは、前記押圧部は、前記挿入部が前記凹所から抜ける方向に作用するとき、前記押圧部を前記凹所の周壁側へ食い込ませるように作用するリンク機構にて前記挿入部の本体に連結されていることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１及び図２は本発明の第１実施形態に係る穿孔機を示し、図１は側面図、図２は図１のＡ−Ａ断面（ａ）及びＢ−Ｂの詳細断面図（ｂ）である。
【００１６】
図１において、１０は岩盤、残銑、地山等の穿孔対象物であり、第１実施形態では表面１０ａが傾斜面である場合を示しているが、本発明の穿孔機は穿孔対象物である表面１０ａがこのような傾斜面であっても、水平面或いは垂直面であっても適用可能であることに留意すべきである。
【００１７】
長手方向の延びたガイドセル１２は穿孔対象物１０の表面１０ａに対して直角な方向に固定保持されるようになっている。即ち、ガイドセル１２は、このガイドセル１２と平行に配置されたジャッキ付保持枠１４の上側に配置され、ジャッキ付保持枠１４の前後の案内部１４ａ、１４ｂに沿ってジャッキ付保持枠１４と平行に摺動可能（矢印Ｅ）となるように保持されている。そして、ジャッキ部１４ｃが駆動されて伸縮することにより、ガイドセル１２はジャッキ付保持枠１４に対して平行に移動する。一方、図示しない手段により、略水平に保持された固定枠１６の先端部にはアーム１８が回転可能に垂直方向に立設され、そのアーム１８の上端の水平軸２０と、アーム１８の下端部から延びたジャッキ２２の自由端とによって、ジャッキ付保持枠１４の後端部及び前端部がそれぞれ枢着・保持されている。従って、アーム１８の回転（矢印Ｃ）とジャッキ２２の動作（矢印Ｄ）によりガイドセル１２を所望の角度の位置に設定することができる。
【００１８】
即ち、ジャッキ２２が駆動されて伸縮することにより、ガイドセル１２を保持しているジャッキ付保持枠１４を水平軸２０を中心に回転し、ジャッキ付保持枠１４及びガイドセル１２を任意の傾斜角に設定できるようになっている。
【００１９】
ガイドセル１２の前端部の下側には壁面押圧装置２２が取り付けてある。壁面押圧装置２２の先端部は、壁面に押圧力を及ぼすことのできる油圧くさび２２ａが取り付けてあり、この油圧くさび２２ａは穿孔対象物１０の表面１０ａに直角に予め穿ってある凹所１０ｂに挿入される。
【００２０】
ガイドセル１２の上側には、このガイドセル１２と平行に穿孔ロッド２４が配置されている。この穿孔ロッド２４は、その前端部がガイドセル１２の前端上部に固定されている案内部１２ａによって案内され、後端部がガイドセル１２に前後方向に移動可能に設置されている移動台２８上に設置されたドリフタ３０に装着されている。
【００２１】
穿孔ロッド２４の前端部には穿孔ビット２６が取付けられている。ドリフタ３０が駆動されることにより穿孔ロッド２４及び穿孔ビット２６が回転する（矢印Ｆ）。また、ガイドセル１２の内部には、移動台１２と係合しているボールねじからなる回転シャフト３２が穿孔ロッド２４と平行に配置され、この回転シャフト３２はガイドセル１２の後端に設けられたシャフト回転モータ３４により回転される。回転シャフト３２の回転により、移動台２８と共にドリフタ３０が前方へ移動し、穿孔ロッド２４及び穿孔ビット２６が穿孔対象物１０に対して前進する（矢印Ｇ）。
【００２２】
このように穿孔ロッド２４及び穿孔ビット２６が回転すると同時に、穿孔対象物１０に対して前進することにより、穿孔ビット２６が穿孔対象物１０に押圧力（矢印Ｇ）を加えることで、所望の穿孔が進むのである。
【００２３】
穿孔ビット２６が回転して穿孔対象物１０に対する穿孔が進行する間における穿孔ビット２６の穿孔対象物１０に対する押圧反力により、図１の矢印Ｈで示すように、ガイドセル１２が穿孔対象物１０から離れる方向の力を受け、ガイドセル１２の固定を不安定にする。これを防止するため、本発明の第１実施形態では、前述のように、ガイドセル１２の前端部の下側に壁面押圧装置２２を取り付けた。そして、図１（ｂ）に示すように、壁面押圧装置２２の油圧くさび２２ａを駆動して、油圧くさび２２ａを凹所１０ｂ内に押し込み、凹所１０ｂの壁面に矢印Ｊに示す両側の方向（矢印Ｊ）へ外方に押圧力を加える。この移動方向は、図２に示すように、穿孔ビット２６の中心軸２６ａと壁面押圧装置の中心軸２２ｃとを結んだ線に対して直角な方向（Ｊ方向）である。
【００２４】
また、油圧くさび２２ａは穿孔対象物１０の凹所１０ｂの奥側ほどより周壁側へ食い込むような逆くさび形状に構成されている。これにより、ガイドセル１２が穿孔対象物１０から離れる方向の力、即ち押圧反力を受けたとしても、この押圧反力に十分対抗してガイドセル１２を安定的に保持することができる。
【００２５】
なお、同様な目的に使用する壁面押圧装置２２としては、油圧くさび２２ａの他に、例えば側方ジャッキ（図示せず）等を使用することも可能である。このような側方ジャッキにおいても、凹所１０ｂの壁面に対し、穿孔ビット２６の中心軸２６ａと壁面押圧装置の中心軸２２ｃとを結んだ線に対して直角な方向に両側へジャッキの作動部を移動させて押圧力を加える。
【００２６】
なお、凹所１０ｂの壁面に対し直角な方向に両側へ加える押圧力は、穿孔ビット２６の穿孔対象物１０に対する前進速度、回転速度、穿孔対象物１０の硬度等により、ガイドセル１２にかけられる穿孔ビット２６の穿孔対象物１０に対する押圧反力に応じて調整可能であることは言うまでもない。
【００２７】
なお、壁面押圧装置２２に歪みセンサ（図示せず）等を設け、穿孔ビット２６が穿孔対象物１０から受ける押圧反力を計測し、押圧反力が所定値以下である場合は、壁面押圧装置２２を穿孔対象物１０の凹所１０ｂに挿入しただけにしておき、反力が所定値を越した場合に、壁面押圧装置２２を両側の方向へ外方に移動させて、凹所１０ｂの壁面に押圧力を加えるように構成しても良いことは勿論である。
【００２８】
図３は本発明の第２実施形態に係る穿孔機を示す。
【００２９】
この第２実施形態では、例えば鉄筋コンクリート等のような穿孔対象物１０の表面１０ａが垂直面である場合を示しているが、第１実施形態の場合と同様、表面１０ａは傾斜面であっても、また水平面であっても適用可能である。なお、１０ｄはコンクリート内部の鉄筋部を示す。
【００３０】
この第２実施形態に係る穿孔機において、第１実施形態と異なる部分のみ説明すると、穿孔ビット２６の穿孔対象物１０に対する押圧反力を支持する手段として、第１実施形態では、穿孔対象物１０の凹所１０ｂの壁面に作用する逆くさび形状の押圧手段を設けたが、この第２実施形態では、ガイドセル１２の前端部の下側に押圧反力を支持する装置として、穿孔対象物１０に設けた孔に貫入可能なリンク機構をもった押圧反力支持装置を設けた。
【００３１】
即ち、ガイドセル１２の前端部の下側に移動台４０を穿孔ロッド２４と平行に前後方向に移動可能に取り付け、移動台４０の後方においてガイドセル１２の下側に取付けたジャッキ４２を駆動して伸縮させることにより、移動台４０をガイドセル１２に対して前後方向に摺動可能としている。移動台４０には穿孔ロッド２４と平行に前方に延びた貫入部材４６が穿孔対象物１０の表面１０ａに対して直角な方向に開けられた孔１０ｃに挿入可能となっている。
【００３２】
この第２実施形態において、穿孔ビット２６が回転して穿孔対象物１０に対する穿孔が進行する間における穿孔ビット２６の押圧力（Ｇ）に対する反力により、図３の矢印Ｈで示すように、ガイドセル１２が穿孔対象物１０から離れる方向の力を受け、ガイドセル１２の固定を不安定にする。これを防止するため、ガイドセル１２の下側に取付けてあるジャッキ４２を駆動させて伸縮させ、移動台４０を前方に移動させる。これに伴い、貫入部材４６も前方に移動する。
【００３３】
穿孔対象物１０の表面１０ａには、貫入部材４６に対応する位置に予め１つの孔１０ｃが穿っておき、貫入部材４６を前進させることで孔１０ｃに挿入する。そして、油圧リンク４６ｂを拡開することで押圧部材４６ａを孔１０ｃの側壁面へ食い込ませ、押圧部材４６ａと孔１０ｃの側壁面との間の摩擦力によりガイドセル１２を安定的に保持する。なお、穿孔ビット２６による押圧反力により貫入部材４６が孔１０ｃから抜ける方向の力を受ける時、押圧部材４６ａは油圧リンク４６ｂにより孔１０ｃの周壁側へ食い込むように作用する。また、必要とあれば、ジャッキ４２を収縮させる方向に力を加え、穿孔ビット２６の押圧反力に対抗させることも可能である。
【００３４】
なお、第２実施形態においても、貫入部材４６に例えば歪みセンサ（図示せず）等を設け、穿孔ビット２６の押圧反力を計測し、反力が第１の所定値以下である場合は、貫入部材４６を穿孔対象物１０の孔１０ｃに挿入するだけとし、反力が第１の所定値を越した場合に、貫入部材４６を穿孔対象物１０の孔１０ｃに挿入して油圧リンク４６ｂを拡開させ、更に、第２の所定値を越えた場合に、ジャッキ４２を収縮させる方向に力を加えることにより押圧部材４６ａを介して穿孔ビット２６の押圧反力に対抗する陸を増強させるように構成しても良い。
【００３５】
以上、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したように、本発明によれば、穿孔機を穿孔対象物に固定する場合において、穿孔ビットの穿孔対象物に対する押圧力による反力を効率良く抑制する手段を設けたので、穿孔機が穿孔対象物に対して安定的に保持され、穿孔対象物が硬い岩盤や鉄筋コンクリートの鉄筋部等であっても、穿孔ビットによる押圧反力の影響を受けずに安定して穿孔作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る穿孔機の側面図である。
【図２】図１の穿孔機のＡ−Ａ断面図（ａ）及び凹所のＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る穿孔機の側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０    穿孔対象物
１０ａ    穿孔対象物の表面
１０ｂ    凹所
１０ｃ    孔
１２    ガイドセル
２２    挿入部（支持手段）
２２ａ    油圧くさび
２４    穿孔ロッド
２６    穿孔ビット
３０    ドリフタ
３２    回転シャフト
３４    シャフト回転モータ
４０    移動台
４６    貫入部材（挿入部本体）
４６ａ    押圧部材（押圧部）
４６ｂ    油圧リンク
【図１】
2006291498.tif 000003
【図２】
2006291498.tif 000004
【図３】
2006291498.tif 000005