(57)【要約】  コアドリル（１００）による穿孔後に生成されるコア（２０１）をコアチューブ（１０２）内で比較的大きな力で把持し、かつコアの解放を容易に行い、コアを取り出すことができる穿孔装置（１）を提供する。コアドリル内にコアを把持するためのハウジング（１０４）を備え、ハウジング先端に形成されたねじ部（１４１）とコアドリル内部に形成されたテーパねじ部（１５１）とを係合し、ハウジング先端を締め付けて穿孔後に折り取られたコアを把持することを特徴とする穿孔装置である。さらに、穿孔後のコアを折り取るためのコア折り治具（１０６）を備える。
2014155649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に中空ビットを備えた円筒形状のコアドリルと，コアドリルを穿孔対象に回転挿入する機構とを備えた穿孔装置において、
前記コアドリル内にコアドリルの軸線方向に移動し、穿孔後のコアを把持するためのハウジングと，
前記ハウジング先端に形成されたねじ部と，
前記ねじ部と係合する、前記コアドリル内部に形成されたテーパ形状のテーパねじ部と，を備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
請求項１に記載された穿孔装置において、
前記コアドリル内に、穿孔後に生成されるコア周囲の円環状の溝へ突出部を挿入することでコアを折り取るためのコア折り治具を備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか一項に記載された穿孔装置において、
前記テーパねじ部が内側に形成された円環状の把持具を有し、前記把持具がコアドリル内部に設置されていることを特徴とする穿孔装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載された穿孔装置において、
前記ハウジング内部の先端に、コアドリルの軸線と垂直方向への切削を行う切り刃を有することを特徴とする穿孔装置。
【請求項５】
先端に中空ビットを備えた円筒形状のコアドリルを用いた穿孔方法において、
前記コアドリルにより穿孔を行い，
前記穿孔により形成されたコアを、前記コアドリル内部に設けられたハウジングの先端に形成されたねじ部と、前記コアドリル内部に形成されたテーパ形状を有するねじ部とで係合し、締め付けることで把持することを特徴とする穿孔方法。
【請求項６】
請求項５に記載された穿孔方法において、
前記穿孔後に生成されるコア周囲の円環状の溝へ、前記コアドリル内に設けられた突出部を挿入することでコアを折り取ることを特徴とする穿孔方法。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれか一項に記載された穿孔方法において、
前記テーパねじ部が内側に形成された円環状の把持具を有し、前記把持具と前記ハウジング先端を係合し、締め付けた状態で、さらに前記コアドリルにより穿孔を行うことを特徴とする穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート等の硬質構造物へ孔を形成するのに用いられる穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にコンクリート構造物等へ大口径の孔を生成する場合、円筒形状のドリルを有したコアドリルを用いた穿孔工法を用いる。コアドリルを用いた穿孔工法では、先端に中空コアビットを取り付けたコアドリルを穿孔対象へ回転挿入し、円環状の溝に囲まれたコアを生成した後、コアドリルを引抜き、円環状の溝へタガネなどを打込むことでコアを根元から折り、穿孔対象と分離されたコアに輪を形成したワイヤーなどを引っ掛けた後、コアを取り出すことで孔を生成する。通常、コアドリルによる穿孔後のコア折り取りや取り出しは人力で行われているが、作業員の手作業による折り取りや取出し作業は手間がかかる。特に原子炉遮蔽壁に連続して穿孔して原子炉を解体する場合などは、コアが放射能に汚染されており作業員がコアに近づくことはできないため、コアの折り取り、およびコアの取出しを遠隔で行う手段の提供が望まれている。【０００３】
これに対し、コアの折り取り、および取り出しを自動化する技術の開発も行われている。コアドリルを用いた穿孔後のコア折り取り、コア取り出し装置として、特開２００７−１５４５４３号公報（特許文献１）には、先端部が環状をなして、内側に環状溝で囲まれるコアに係止する爪片を突設すると共に、後方に向かって漸次内側への突出量が増す突出部を設け、コア取出し治具を環状溝に強く押込むと、突出部がコアを径方向に押込み、該コアを根元より折って破断し、ついでコア取出し治具を引出すと、爪片で保持されたコアが抜き出されるようにしたコア取り出し治具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５４５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のコア取出し治具は先端円環部の爪片の食込みでコアを保持しており、これを重力方向と同一方向の穿孔に用いた場合、爪片の摩擦力によってのみコアの保持を行うため、重量の大きいコアを取り出す際にコアが脱落するおそれがある。脱落を防ぐために係止部を大きくする場合、取り出し治具の挿入が困難になる欠点があった。また、コアの保持を先端円環部の爪片の食込みで行っており、コア取出し治具からのコア排出を容易に行うことができないため、取り出したコアの廃棄を穿孔装置単体で行うことが出来ないという欠点があった。【０００６】
そこで、本発明は、コアドリルによる穿孔後に、コアドリル内で穿孔後のコアの把持を行い、かつ廃棄時にはコアの把持開放を行い、同一のコアドリルで容易にコアを抜き取ることができる穿孔装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような課題を解決するために本発明の穿孔装置は、先端に中空ビットを備えた円筒形状のコアドリルと，コアドリルを穿孔対象に回転挿入する機構とを備えた穿孔装置において、前記コアドリル内にコアドリルの軸線方向に移動し、穿孔後のコアを把持するためのハウジングと，前記ハウジング先端に形成されたねじ部と，前記ねじ部と係合する、前記コアドリル内部に形成されたテーパ形状のテーパねじ部と，を備えたことを特徴とする穿孔装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コアドリルによる穿孔後に生成されるコアを、コアドリルを抜くことなく同じコアドリル内で把持し、かつ廃棄時にはコアの把持を解放することで、容易にコアを取り出すことができる穿孔装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】コアドリルの構成の一例を示す断面の斜視図である。
【図２】コアドリルの構成の一例を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例１を示す穿孔装置で、（ａ）は穿孔装置の正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】穿孔装置の構成の実施例１を示す要部断面図である。
【図５】コアの折り取り方法を示す断面図である。
【図６】コアの把持方法を示す断面図である。
【図７】コアを把持した状態での貫通孔を生成する方法を示す断面図で、（ａ）は穿孔途中で把持を行う方法を示す断面図、（ｂ）はコアを把持した状態で穿孔し、貫通孔を生成する方法示す断面図である。
【図８】コアへ切り溝を生成する方法を示す断面図で、（ａ）は切り溝を生成する方法を示す断面図、（ｂ）は切り溝を生成したコアを折り取る方法を示した断面図である。
【図９】本発明の実施例２を示す穿孔装置を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１ないし図４を用いて、穿孔装置、および穿孔装置に取り付けられるコアドリルの構成について説明する。【００１２】
図１はコアドリル１００の構成の一例を示す断面図で、図２はコアドリル１００の構成の一例を示す分解斜視図ある。コアドリル１００は、中空コアビット１０１、コアチューブ１０２、アダプター１０３により構成される円筒形穿孔ツール内に、ハウジング１０４と、環状把持具１０５と、コア折り治具１０６を同心軸状に配置することで構成されている。中空コアビット１０１の先端部には切削刃が設けられている。ハウジング１０４は、コアチューブ１０２の内部に設置されており、ハウジング１０４の先端の外側にはねじ部１４１、およびハウジング１０４の先端の内側には切り刃１４２が備え付けられている。ハウジング１０４には複数の切り込みが形成されており、ハウジングの先端をつぼめることが可能となっている。環状把持具１０５は、その円環形状の内側に下方から上方に向かい外側へ傾斜を持つテーパねじ部１５１を備えており、コアビット１０１内部に設置されている。環状把持具１０５の底面、およびコアビット１０１内部の環状把持具１０５と接する面には環状把持具１０５の回転を拘束するための溝１５２が形成されている。コア折り治具１０６は突出部１６１を備え付けており、ハウジング１０４の内部に設置されている。コアドリル１００はアタッチメント部１３１によって駆動機構部２へ取り付けられる。【００１３】
図３は本発明の穿孔装置の実施例１を示している。穿孔装置１では、コアドリル１００の駆動機構部２の下部にコアドリル１００が取り付けられており、コアドリル１００を回転駆動する。駆動機構部２はガイドバー３に取り付けられており、上下方向に移動することができる。この上下動により穿孔装置１のコアドリル１００で、穿孔対象２００へ穿孔する。また、ガイドバー３はベースプレート４に垂直に取り付けられており、ベースプレート４は穿孔対象２００の表面にアンカーボルト５などで固定する。【００１４】
図４は穿孔装置１の駆動機構部２、およびコアドリル１００の要部断面図である。駆動機構部２の下部にはコアドリル１００を駆動するための中空軸のコアドリル回転駆動機構１１が取り付けられており、コアドリル駆動モータ１２により回転駆動する。コアドリル回転駆動機構１１の上部にはガイドバー１３が設置され、ガイドバー１３にはハウジング駆動機構１４が取り付けられている。ハウジング駆動機構１４はハウジング駆動モータ１６によりガイドバー１３に沿って上下に移動することができ、またハウジング１０４はハウジング回転駆動モータ１５により中空ハウジング駆動軸１４３を介して回転するので、ハウジング１０４はコアビット１０１とは独立に上下移動、および回転駆動することができる。ハウジング駆動機構１３の上部にはコア折り治具１０６を上下に移動するコア折り治具駆動機構１７が設置され、コア折り治具１０６はコアビット１０１、およびハウジング１０４と独立に上下に駆動する。【００１５】
本装置は以上のように構成されている。次にコアの折り取り、およびコアの把持方法を図５、および図６を用いて説明する。【００１６】
図５はコア折り治具１０６を用いたコア２０１を破断する方法を示す断面図である。コアビット１０１で所定の位置まで穿孔した後、コア折り治具１０６の先端に備えられた突出部１６１を、コア２０１の周囲に形成された円環状の溝へ挿入する。挿入後更に下方へ力を加え、突出部１６１を押し込むとコア２０１の上部に横方向の力が加わる。さらに突出部１６１を押し込むことにより、コア２０１を根元で破断させることができる。【００１７】
図６はハウジング１０４を用いた破断後のコア２０１を把持する方法を示す断面図である。根元で破断されたコア２０１に対し、前記ハウジング１０４を回転させながら下降させる。ハウジング１０４の下降により、ハウジング１０４の先端部に備えられたねじ部と環状把持具１０５に備えられたテーパねじ部１５１が係合されると、ハウジング１０４はテーパねじ部１５１の傾斜に沿い内側へ湾曲される。さらに回転動作を続けると、ハウジング１０４はさらに湾曲し、図６に示すようにその内壁がコア２０１と接触する。ハウジング１０４の回転動作と、テーパねじ部１５１の傾斜により、コア２０１はハウジング１０４に強い力で締め付けられコアドリル１００内で把持される。またコア２０１を把持した状態を維持した状態でコアドリル１００を抜き出すことで、コア２０１を穿孔した孔より運搬することができる。さらに、ハウジング１０４を締め付けた時と反対方向に回転することで、ハウジング１０４の先端の締め付けは弱くなりコア２０１を解放することができる。コアドリルにより穿孔後に生成されたコアを重力方向の力がかかる場合であっても確実に把持し、かつ廃棄時にはコアの把持を解放することで、容易にコアを取り出すことができる。【００１８】
次に図７を用いて、貫通孔を生成する際にコアの把持を維持した状態で穿孔を行うことで、コアの落下を防ぐ穿孔方法を説明する。【００１９】
図７はコアの把持を維持した状態で穿孔を行う方法を示す断面図である。【００２０】
ここで、図７は穿孔装置１により、下面まで達するような部材を穿孔対象２００として説明する。【００２１】
図７（ａ）に示すように所定の深さまで穿孔し、コアビット１０１をわずかに引き上げた後、図６で示した方法と同様にハウジング１０４と環状把持具１０５によりコア２０１を把持する。次にハウジング１０４の位置を保持した状態で、コアビット１０１を下降すると、環状把持具１０５とコアビット１０１は分離し、コア２０１を把持した状態でコアビット１０１を回転できるようになる。この状態でコアビット１０１を下方へ回転駆動することにより、図７（ｂ）に示すようにコア２０１の把持状態を維持しながら、コアビット１０１を貫通させることができる。コア２０１はコアドリル１００内に把持されているので、脱落させること無く貫通孔を生成することができる。【００２２】
次に図８を用いて、穿孔後のコアの把持だけでなく、確実にコアを下部で破断するためにコアの下部に切り溝を形成する方法を説明する。【００２３】
図８はコアへ切り溝を形成する方法を示す断面図である。【００２４】
切り刃１４２が先端に備えられたハウジング１０４を用いて図６に示した把持方法を実施すると、切り刃１４２の先端がコア２０１と接する。その後さらにハウジング１０４、またはコアビット１０１を回転駆動すると図８（ａ）に示すように切り刃１４２がコア２０１に食い込みながら回転し、コア２０１に切り溝２０２が形成される。その後、図８（ｂ）に示すようにハウジング１０４を反対方向に回転することでコア２０１を開放し、コア２０１へ切り溝２０２が形成された状態でコア折り治具１０６の突出部１６１を挿入することによりコア２０１の上部へ横力を加えると、形成した切り溝２０２へ応力集中が発生し、コア２０１は切り溝２０２に沿って破断される。これによりコア２０１が途中で折損することなくコア２０１の下部で確実に折り取ることができる。【００２５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、図１に示したコアドリル１００で、貫通孔を生成する必要がない場合はコアビット１０１と環状把持具１０５は一体となっているツールに置き換えることが可能であり、必要とする機能に応じて構成を変更することも可能なことは明らかである。また、穿孔対象の厚さやコアの把持を行う位置に応じてコアチューブ１０２等を交換することにより、コアドリル１００の長さを容易に変更することができるので、コアドリル１００内で装置同士が干渉することなく穿孔が可能である。【００２６】
コアドリル１００の駆動機構の構成は図４に示した構成に限定されるものではなく、本発明に必要な動作を実現することができる他の構成であれば良く、例えばハウジングの上下方向やコア折り治具の駆動はシリンダを用いても良い。
【実施例２】
【００２７】
図９は本発明にかかる穿孔装置の実施例２で、穿孔装置を移動し任意の位置へ穿孔するための構成を示している。駆動機構部２を上下に移動するためのガイドバー３は上部を移動機構２１に設置されており、下部にはガイドバー３の振れ防止用の固定治具２２を備えている。移動機構２１は天井に設置されたガイドレール２３に設置され、ガイドレール２３に沿って移動することができる。これより、コアドリル１００内で折り取ったコア２０１を把持した状態で穿孔装置１を所定の位置へ移動することで、コア２０１を所定の位置へ運搬し廃棄することが無人で行うことが可能になる。なお、穿孔装置１は制御機構２４を有しており、これにより遠隔操作が可能となる。また、図９に示す任意の位置へ移動する構成は、ガイドレールを用いた移動に限定されるものではなく、ロボットマニピュレータを用いた移動など、他の移動手段を用いることも可能なことは明らかである。このように穿孔装置１の設置方法は図３の構成に限定されるものではなく、様々な形態をとることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  穿孔装置
２  駆動機構
１１  コアドリル回転駆動機構
１４  ハウジング駆動機構
１７  コア折り治具駆動機構
２４  制御機構
１００  コアドリル
１０１  中空コアビット
１０２  コアチューブ
１０３  アダプター
１０４  ハウジング
１０５  環状把持具
１０６  コア折り治具
【図１】
2014155649.tif 000003
【図２】
2014155649.tif 000004
【図３】
2014155649.tif 000005
【図４】
2014155649.tif 000006
【図５】
2014155649.tif 000007
【図６】
2014155649.tif 000008
【図７】
2014155649.tif 000009
【図８】
2014155649.tif 000010
【図９】
2014155649.tif 000011
【国際調査報告】
2014155649.tif 000012
2014155649.tif 000013
2014155649.tif 000014
2014155649.tif 000015