(57)【要約】【課題】刃部の振動の抑制、及び耐久性の向上を図ることのできる孔拡径装置を提供する。【解決手段】孔拡径装置１０は、掘削孔へ挿入され掘削孔の底部に支持される支持部１８と、支持部１８へ回動可能に支持され、支持部１８の内側へ収容される収容位置と、支持部１８の外側へ突出する突出位置との間を移動可能な刃部６２と、支持部１８の軸方向へ移動可能で支持部１８と一体回転する駆動部１６と、駆動部１６と刃部６２に揺動可能に連結され、駆動部１６の支持部１８の軸方向へ移動を刃部６２の収容位置と突出位置への移動に変換するリンク４８と、支持部１８に刃部６２と対面して設けられ、突出位置にある刃部６２が掘削孔の孔壁から受ける反力を受ける支持壁としての溝６０の溝壁とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削孔へ挿入され前記掘削孔の底部に支持される支持部と、
前記支持部へ回動可能に支持され、前記支持部の内側へ収容される収容位置と、前記支持部の外側へ突出する突出位置との間を移動可能な刃部と、
前記支持部の軸方向へ移動可能で前記支持部と一体回転する駆動部と、
前記駆動部と前記刃部に揺動可能に連結され、前記駆動部の前記支持部の軸方向へ移動を前記刃部の収容位置と突出位置への移動に変換するリンク部材と、
前記支持部に前記刃部と対面して設けられ、前記突出位置にある前記刃部が前記掘削孔の孔壁から受ける反力を受ける支持壁と、
を有する孔拡径装置。
【請求項２】
前記支持部には、前記刃部が両側へ突出するように前記刃部が一対設けられている、請求項１に記載の孔拡径装置。
【請求項３】
前記刃部の刃先は、下方から上方へ揺動して収容位置から突出位置へ移動する、請求項１または請求項２に記載の孔拡径装置。
【請求項４】
前記支持壁は、前記刃部の両面側に設けられている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の孔拡径装置。
【請求項５】
前記支持部の先端部には、前記掘削孔の底部に載置され、前記支持部を回転可能に支持する回転台が設けられている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の孔拡径装置。
【請求項６】
前記支持部には、前記支持部の外周部を覆う筒体が取付けられ、
前記筒体には、前記刃部が出入りする窓部が形成されている、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の孔拡径装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、削孔した孔の一部を拡径する孔拡径装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロッドの先端部に設けられた刃部を、リンク機構を用いて外側へ拡げ、掘削孔の孔壁を刃部で切削して、掘削孔の底部側の孔壁に拡径部を形成する削孔装置がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２０６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、刃部は、刃部を揺動可能にする回転軸で支持されているだけなので、コンクリート等の硬い孔壁を切削した場合、刃部が振動したり（びびりが生ずる）、刃部が変形する恐れがあり、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、刃部の振動の抑制、及び耐久性の向上を図った孔拡径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】
【０００６】
請求項１に記載の孔拡径装置は、掘削孔へ挿入され前記掘削孔の底部に支持される支持部と、前記支持部へ回動可能に支持され、前記支持部の内側へ収容される収容位置と、前記支持部の外側へ突出する突出位置との間を移動可能な刃部と、前記支持部の軸方向へ移動可能で前記支持部と一体回転する駆動部と、前記駆動部と前記刃部に揺動可能に連結され、前記駆動部の前記支持部の軸方向へ移動を前記刃部の収容位置と突出位置への移動に変換するリンク部材と、前記支持部に前記刃部と対面して設けられ、前記突出位置にある前記刃部が前記掘削孔の孔壁から受ける反力を受ける支持壁と、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の孔拡径装置は、一例として、堀削ロッドの先端に取り付けて使用される。使用方法の一例としては、堀削ロッドの先端に取り付けた孔拡径装置を、予め削孔された掘削孔に挿入し、支持部を掘削孔の底部に支持させる。
【０００８】
ここで、駆動部を軸周りに回転させると、駆動部と一体となって支持部が回転する。支持部が回転している状態で、駆動部を支持部の軸方向へ移動させる、即ち、底部側へ押し込むと、リンク部材によって、支持部に揺動可能に支持された刃部が収容位置から突出位置へ移動し、掘削孔の底部孔壁に当り、底部側の孔壁に拡径部を形成する。
【０００９】
このとき、刃部は掘削孔の孔壁から反力を受けるが、この反力は刃部と対面して設けられた支持壁で支持することができる。これにより、孔拡径時の刃部の振動を抑制することができ、また、硬い孔壁であっても、刃部の変形や破損を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の孔拡径装置において、前記支持部には、前記刃部が両側へ突出するように前記刃部が一対設けられている。
【００１１】
請求項２に記載の孔拡径装置では、２枚の刃部で切削することで、１枚の刃部で切削する場合に比較して作業効率が向上する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の孔拡径装置において、前記刃部の刃先は、下方から上方へ揺動して収容位置から突出位置へ移動する。
【００１３】
請求項３に記載の孔拡径装置では、刃先が上方から下方へ揺動して収容位置から突出位置へ移動する機構と比較して、支持部を掘削孔から引き抜くとき、刃部が拡径部に引っ掛からずに、収容位置へ収容されやすい。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の孔拡径装置において、前記支持壁は、前記刃部の両面側に設けられている。
【００１５】
請求項４に記載の孔拡径装置では、刃部の両面を支持することで、刃部の片面のみを支持する場合と比較して刃部の振動や変形量を小さくすることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の孔拡径装置において、前記支持部の先端部には、前記掘削孔の底部に載置され、前記支持部を回転可能に支持する回転台が設けられている。
【００１７】
請求項５に記載の孔拡径装置では、支持部が回転しても、掘削孔の底部に設置された回転台が回転しないので、掘削孔の底部が切削されることはなく、掘削孔の深さが変更されない。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の孔拡径装置において、前記支持部には、前記支持部の外周部を覆う筒体が取付けられ、前記筒体には、前記刃部が出入りする窓部が形成されている。
【００１９】
請求項６に記載の孔拡径装置では、支持部の外周部が筒体で覆われているので、支持部の内側に切削屑が入り難い。また、刃部は窓部を通じて外側へ突出するため、収容位置から突出位置との間の移動が許容され、また、窓部から切削屑が入り難い。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明の孔拡径装置によれば、刃部の耐久性を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る孔拡径装置を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は、円筒部材、上カバー、及び下カバーを取り外した孔拡径装置を示す正面図である。
【図３】円筒部材、上カバー、及び下カバーを取り外した孔拡径装置を示す側面図である。
【図４】（Ａ）は、孔拡径装置の側面側から見た縦断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す孔拡径装置の４（Ｂ）−４（Ｂ）線断面図であり、（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す孔拡径装置の４（Ｃ）−４（Ｃ）線断面図であり、（Ｄ）は、図４（Ａ）に示す孔拡径装置の４（Ｄ）−４（Ｄ）線断面図であり、（Ｅ）は、図４（Ａ）に示す孔拡径装置の４（Ｅ）−４（Ｅ）線断面図であり、（Ｆ）は、図４（Ａ）に示す孔拡径装置の４（Ｆ）−４（Ｆ）線断面図である。
【図５】孔拡径装置の側面側から見た縦断面図である。
【図６】孔拡径装置の側面側から見た、縦断面の正面図である。
【図７】（Ａ）は、レンガ壁、及びコンクリート基礎にドリルを用いて孔を穿孔している様子を示す断面図であり、（Ｂ）は孔に孔拡径装置を挿入して孔の一部を拡径している様子を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は孔拡径装置を抜いた後のレンガ壁、及びコンクリート基礎を示す断面図であり、（Ｂ）は孔に沿う挿入するＰＣ鋼棒の先端部分を示す側面図であり、（Ｃ）は、孔にＰＣ鋼棒を挿入しグラウド材を注入した様子を示すレンガ壁、及びコンクリート基礎を示す断面図であり、（Ｄ）はＰＣ鋼棒を挿入しグラウド材を注入した後の孔の先端付近を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１〜図８を用いて、本発明の一実施形態に係る孔拡径装置１０ついて説明する。
図１に示すように、孔拡径装置１０は、コアマシン１２（図１では図示せず。図７（Ｂ）参照）のチューブ状とされた掘削ロッド１４の先端に取り付けられる駆動部１６と、駆動部１６の堀削ロッド側とは反対側に設けられ、駆動部１６とは相対回転不能で、且つ軸方向には相対移動可能とされた支持部１８とを備えている。
【００２３】
（駆動部の構成）
図１、及び図２に示すように、駆動部１６は、鋼、ステンレススチール等の金属材料で形成された円筒部材２０を備えており、円筒部材２０の上端側の外周には、掘削ロッド１４の雌螺子２２に螺合する雄螺子２４が形成されている。円筒部材２０の外径は、図７（Ａ）に示すコアマシン１２のドリル１５で穿孔される堀削孔２８の内径よりも小さく形成されている。
【００２４】
図２〜図５に示すように、円筒部材２０の内部には、軸方向の中間部分に鋼、ステンレススチール等の金属材料で形成されたリンク支持部材３０が配置されている。リンク支持部材３０は、上から順に大径部３２、小径部３６を備えると共に、中心には軸方向に貫通する段付きの孔３８が形成されている。リンク支持部材３０は、止め螺子４０を用いて円筒部材２０に固定されている。
【００２５】
図４（Ａ），（Ｃ）に示すように、リンク支持部材３０の小径部３６には、互いに平行とされた一対の平面部４２が形成されている。平面部４２には、雌螺子４４が形成されている。雌螺子４４の軸心は、リンク支持部材３０の軸心と直交している。
【００２６】
図４（Ｃ）に示すように、雌螺子４４には、第１リンク支持軸４６が取り付けられている。第１リンク支持軸４６は、頭部４６Ａと、リンク支持軸部４６Ｂと、雌螺子４４に螺合する雄螺子４６Ｃを備えている。
【００２７】
リンク支持軸部４６Ｂは、リンク４８の一端側の孔５０Ａに回転自在に挿入されており、リンク４８は、第１リンク支持軸４６を中心として揺動可能（図４（Ａ）の矢印Ａ方向）となっている。
【００２８】
図１、２、４に示すように、円筒部材２０の下端には、鋼、ステンレススチール等の金属材料で形成され、円筒部材２０の外径と同一外径とされた円筒状の上カバー５１が螺子（図示せず）で取付けられている。なお、上カバー５１の下端側には、後述する刃部６２を突出させるための細長の長方形状とされた切欠５１Ａが形成されている。
【００２９】
（支持部の構成）
駆動部１６の下側に支持部１８が配置されている。支持部１８は、本体１８Ａと、本体１８Ａの外周側に配置される円筒状の下カバー１８Ｂを備えている。本体１８Ａは、刃部支持部１８Ａａと、刃部支持部１８Ａａの上側に一体的に形成された円筒部１８Ａｂを備えている。図４、及び図５に示すように、円筒部１８Ａｂは、駆動部１６の円筒部材２０の下側から円筒部材２０の内部に摺動自在に挿入されている。また、下カバー１８Ｂは、螺子１９で本体１８Ａの刃部支持部１８Ａａに固定されている。
【００３０】
図２、及び図４に示すように、円筒部１８Ａｂの外周面には軸方向に沿って延びる第１のキー溝５２が形成され、駆動部１６の円筒部材２０の内周面には軸方向に沿って延びる第２のキー溝５４が形成されており、支持部１８の第１のキー溝５２にキー５６が螺子５８で固定されている。なお、キー５６は、円筒部材２０の第２のキー溝５４に対してスライド自在に挿入されている。これにより、駆動部１６と支持部１８とは、相対回転不能で、且つ軸方向には相対移動可能とされている。
【００３１】
図１、図２、及び図４に示すように、支持部１８の下端には、鋼、ステンレススチール等の金属材料で形成され、上カバー５１の外径と同一外径とされた円筒状の下カバー１８Ｂが取付けられている。下カバー１８Ｂには、後述する刃部６２を突出させるための細長の長方形状とされた窓部５３が形成されている。
【００３２】
図４（Ａ）、及び図５に示すように、下カバー１８Ｂは、上側の一部分が上カバー５１の下端側から相対移動可能に挿入されており、上カバー５１の上側の一部分と下カバー１８Ｂの下側の一部分とが軸方向にオーバーラップしている。
【００３３】
（刃部、及び刃部の駆動機構の構成）
図２、及び図４（Ｅ）に示すように、支持部１８の刃部支持部１８Ａａには、軸方向に沿って互いに平行に延びる一対の溝６０が、支持部１８の軸心を挟んで両側に形成されている。溝６０には、以下に説明する略扇状に形成された鋼、ステンレススチール等の金属板からなる刃部６２が摺動可能に挿入されている。なお、この溝６０の溝壁が、本発明の支持壁に相当している。
【００３４】
図４（Ａ）、図５、及び図６に示すように、刃部６２は、直線状に延びる第１辺６２Ａ及び第２辺６２Ｂと、湾曲した湾曲部６２Ｃとを備え、第１辺６２Ａと第２辺６２Ｂとの交点付近に孔６４が形成され、第１辺６２Ａと湾曲部６２Ｃとの交点付近に雌螺子６６が形成されている。
【００３５】
支持部１８の一方の溝６０と他方の溝６０との間に設けられる支持壁６８には、刃部６２を揺動可能に支持するピン７０の軸部７０Ａが挿入される孔７２が一対形成されている。ピン７０には、軸部７０Ａの一端側に頭部７０Ｂが形成されている。一方、支持部１８には、孔７２の一端側に、ピン７０の頭部７０Ｂが挿入される座グリ７２Ａが形成されており、ピン７０の頭部７０Ｂが支持壁６８から突出して刃部６２に当たらないように、頭部７０Ｂが座グリ７２Ａに嵌り込んでいる。
【００３６】
図４（Ｅ）に示すように、孔７２に挿入されたピン７０の軸部７０Ａは、刃部６２の孔６４を貫通しており、刃部６２を貫通した軸部７０Ａ先端側に止め輪７４が嵌められている。これにより、ピン７０は支持部１８に固定されている。図４（Ａ）、及び図６に示すように、刃部６２は、このピン７０を中心として矢印Ｂ方向に揺動可能に支持されている。なお、刃部６２が揺動する際には、刃部６２の側面が溝６０の両側の溝壁面に摺動する。
【００３７】
図４、及び図５に示すように、刃部６２の雌螺子６６には、第２リンク支持軸７６が取り付けられている。第２リンク支持軸７６は、頭部７６Ａと、リンク支持軸部７６Ｂと、雌螺子６６に螺合する雄螺子７６Ｃを備えている。第２リンク支持軸７６のリンク支持軸部７６Ｂは、リンク４８の他端側の孔５０Ｂに回転自在に挿入されている。これにより、リンク４８、及び刃部６２は、第２リンク支持軸７６を中心として揺動可能となっている。
【００３８】
なお、刃部６２の第２辺６２Ｂには、耐摩耗性に優れたダイヤモンド焼結体等からなる刃６３が固着されている。
【００３９】
図４、及び図５に示すように、支持部１８には、円筒部１８Ａｂの内部にコイルバネ７８が配置されている。コイルバネ７８は、支持部１８と駆動部１６とを離間する方向に付勢している。また、支持部１８には、コイルバネ７８を軸心に保持するためのボルト７９が取り付けられている。図４（Ａ）は、孔拡径装置１０の通常時（初期状態）の断面が示されており、コイルバネ７８は伸張している。駆動部１６が支持部１８に接近すると、図６に示すようにコイルバネ７８は圧縮される。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、孔拡径装置１０が通常時の場合、刃部６２は支持部１８の内部に収容されおり、図６に示すように、駆動部１６が支持部１８に接近すると、刃部６２の第２リンク支持軸７６がリンク４８で押されて揺動し、刃６３が固着されている刃部６２の第２辺６２Ｂが、上カバー５１の切欠５１Ａ、及び下カバー１８Ｂの窓部５３（図２（Ｃ），（Ｄ）参照）を介して支持部１８の径方向外側へ突出する。なお、切欠５１Ａ、及び窓部５３の幅寸法は、刃部６２の幅（厚み）寸法よりも若干大きく形成されている。
【００４１】
（図転台）
図４に示すように、支持部１８の下端側には、回転台８０が回転自在に取り付けられている。回転台８０は、支持部１８の下端面に取り付けられる軸部材８２、支持脚８４、軸部材８２と支持脚８４とを回転自在に連結するボールベアリング８６、軸部材８２から支持脚８４が外れない様にするボルト８８、及び座金９０を備えている。軸部材８２は、ボルト９０で支持部１８の端面に固定される。
【００４２】
（作用、効果）
次に、本実施形態の孔拡径装置１０を用いた孔の拡径工程を図７、８に基づいて説明する。ここでは、レンガ壁の耐震補強について説明する。
【００４３】
（１）  図７（Ａ）に示すように、コアマシン１２のドリル１５でレンガ壁９４、および地中のコンクリート基礎９６に堀削孔２８を穿孔する。なお、堀削孔２８の穿孔中、及び穿孔後、堀削孔２８の内部の切削屑を集塵機等を用いて除去する。
【００４４】
（２）  ドリル１５を堀削孔２８から引き抜いてコアマシン１２の掘削ロッド１４からドリル１５を外し、掘削ロッド１４の先端に孔拡径装置１０を取り付け、孔拡径装置１０の回転台８０が堀削孔２８の底部に突き当たるまで孔拡径装置１０を堀削孔２８の奥に挿入する。
【００４５】
（３）  その後、掘削ロッド１４を回転させながら掘削ロッド１４を堀削孔２８の奥に向けて徐々に移動させる。掘削ロッド１４の移動に伴って駆動部１６が支持部１８側へ移動し、これに伴ってリンク４８が刃部６２の第２リンク支持軸７６を押圧し、図６、及び図７（Ｂ）に示すように刃部６２が支持部１８の外側に揺動して突出し、刃６３が堀削孔２８の内周面を切削し、堀削孔２８の一部が拡径される。これによって、図８（Ａ）に示すように、堀削孔２８の底部付近に拡径部２８Ａが形成される。ここで、孔拡径装置１０は、回転台８０が堀削孔２８の底部に接触して保持された状態で回転台８０よりも上側部分のみが回転する。また、堀削孔２８の内周面を切削している間に、図示しない吸引装置で堀削孔２８の中の切削屑を集塵機等を用いて除去する。
【００４６】
（４）  次に、図８（Ｂ）に示すように、ＰＣ鋼棒９８の先端に雄螺子９８Ａを加工し、ナット１００で雄螺子に平座金状とされた支圧板１０２を取り付け、ＰＣ鋼棒９８を堀削孔２８に挿入し、先端を堀削孔２８の底部に突き当てる。
【００４７】
（５）  その後、堀削孔２８の内部にグラウト剤１０４を注入しグラウト剤１０４を固化させる（図８（Ｃ）、（Ｄ）参照。）以上により、レンガ壁９４、及びコンクリート基礎９６をＰＣ鋼棒９８で補強することができる。固化したグラウト剤１０４は、一部分が拡径して拡径部２８Ａの内部に進入しているので、ＰＣ鋼棒９８に引き抜き方向の力が作用した際に、グラウト剤１０４の拡径した部分１０４Ａ（拡径部２８Ａに進入した部分）が堀削孔２８の拡径部２８Ａに引っ掛かるので、拡径部２８Ａが無い場合に比較して、引き抜き方向の力に対して強い構造となっている。
【００４８】
本実施形態の孔拡径装置１０では、堀削孔２８の拡径時に、突出した刃部６２が堀削孔２８の孔壁から反力を受けるが、この反力は刃部６２と対面して設けられた支持壁としての溝６０の溝壁で両側から挟まれるように支持されるため、刃部６２の振動（びびり）を抑制することができる。また、硬い孔壁であっても、刃部６２の変形や破損を抑制することができ、刃部６２の耐久性を向上させることができる。
【００４９】
本実施形態の孔拡径装置１０では、２枚の刃部６２で堀削孔２８を切削するので、１枚の刃部６２で切削する場合に比較して作業効率を向上させることができる。
【００５０】
本実施形態の孔拡径装置１０では、刃部６２の刃先が上方から下方へ揺動して収容位置から突出位置へ移動する機構と比較して、孔拡径装置１０を堀削孔２８から引き抜くとき、刃部６２が拡径部２８Ａに引っ掛からずに、収容位置へ収容されやすい。
【００５１】
本実施形態の孔拡径装置１０では、堀削孔２８の側壁を切削している際に回転台８０が回転しないので、堀削孔２８の底部が切削されることはなく、堀削孔２８の深さが変更されない。
【００５２】
本実施形態の孔拡径装置１０では、支持部１８が下カバー１８Ｂで覆われているので（但し、刃部６２の出入する最小限の大きさに形成された窓部としての窓部５３を除く）、支持部１８の内側に切削屑が入り難くなっている。なお、刃部６２が支持部１８の内部に収容されている状態では、図１、及び図４（Ａ）に示すように、窓部５３の略全体が刃部６２の第２辺６２Ｂで塞がれるので、窓部５３からも切削屑が入り難くなっている。
【００５３】
また、孔拡径装置１０は、掘削ロッド１４を介して孔拡径装置１０の内部に空気を供給することができる。供給された空気は、孔３８を介して支持部１８の内部に送られて下カバー１８Ｂの窓部５３から噴出する。これにより、堀削孔２８の底部付近の切削屑が吸引し易くなる。
【００５４】
［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５５】
１０    孔拡径装置
１６    駆動部
１８    支持部
１８Ｂ  下カバー（筒体）
４８    リンク部材  
５３    窓部
６０    溝（溝の溝壁が支持壁）
６２    刃部
８０    回転台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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