(57)【要約】【課題】  埋設物を避けた位置にドリルにより貫通孔を形成する際に、ドリルのドリル軸の向きを計測し、ドリルを埋設物を避けた位置に確実に通す。【解決手段】  ＲＣ架構の建物の柱１に穿孔装置のドリルによって貫通孔を形成する際に、穿孔装置のドリルのドリル軸の向きを計測するためのドリル軸計測装置２５であって、柱１の一方の柱面１ａ側から、ドリル軸を含む平面上に広がる２方向の光を照射させる照射手段２６、２７と、照射手段２６、２７から照射された光を反射させて、柱１の一方の柱面１ａと反対側の他方の柱面１ｃ側に投射させる反射手段２８〜３１とを備える。柱１の他方の柱面１ｃ側に投射された２方向の光の交点を求めることにより、ドリルのドリル軸の向きを計測することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＣ架構の建物の柱に穿孔装置のドリルによって貫通孔を形成する際に、前記穿孔装置の前記ドリルのドリル軸の向きを計測するためのドリル軸計測装置であって、
前記柱の一方の柱面側から、前記ドリル軸を含む平面上に広がる２方向の光を照射させる照射手段と、該照射手段から照射された光を反射させて、前記柱の前記一方の柱面と反対側の他方の柱面側に投射させる反射手段とを備えていることを特徴とするドリル軸計測装置。
【請求項２】
前記照射手段は、レーザ発生器であり、前記反射手段は、反射鏡であることを特徴とする請求項１に記載のドリル軸計測装置。
【請求項３】
前記レーザ発生器は、面状に広がるレーザを照射するように構成され、前記柱の一方の柱面側から照射された前記レーザが前記反射鏡で反射されて、前記柱の他方の柱面側に投射されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のドリル軸計測装置。
【請求項４】
前記レーザ発生器は、前記ドリルを支持するドリル支柱に設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のドリル軸計測装置。
【請求項５】
ＲＣ架構の建物の柱に穿孔装置のドリルによって貫通孔を形成する際に、前記穿孔装置の前記ドリルのドリル軸の向きを計測するためのドリル軸計測方法であって、
前記柱の一方の柱面側から、前記ドリル軸を含む平面上に広がる２方向の光を照射させるとともに、該光を反射させて前記柱の前記一方の柱面と反対側の他方の柱面側に投射させることにより、前記ドリル軸の延長線を計測することを特徴とするドリル軸計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリル軸計測装置及びドリル軸計測方法に関し、特に、ＲＣ架構の建物の柱等の鉄筋等の埋設物を避けた位置に貫通孔を形成するのに有効なドリル軸計測装置及びドリル軸計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＣ架構の建物の柱等の耐力、剛性等を向上させて、建物の耐震性能を高める補強工法の例が特許文献１、２に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の補強工法は、壁を避けた柱の部分に、一方の柱面から他方の柱面に貫通する孔を設け、孔内につなぎ材を挿通させ、つなぎ材の両端を両柱面に設けた鉄板を固定し、孔内に充填材を注入することにより、柱を補強するように構成したものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載の補強工法は、壁との接続部以外の柱のほぼ全周を鉄板で覆い、鉄板と柱との間にモルタル等の充填材を充填し、柱にボルトを貫通させて、ボルトの両端を鉄板に固定することにより、柱を補強するように構成したものである。
【０００５】
特許文献１、２に記載の補強工法によれば、壁を避けた部分のみに鉄板を設置しているので、壁を貫通させたり、柱から切り離したりする作業が不要となるので、集合住宅等の建物であっても、住戸を使用しながらの施工が可能となる。
【０００６】
ところで、特許文献１、２に記載の補強工法で柱の補強を行う場合、柱には、主筋や帯筋等の鉄筋や各種の配管（電線管、ガス管等）等の埋設物が埋設されているため、埋設物を避けた位置に貫通孔を形成する必要がある。
【０００７】
このため、超音波方式や電磁誘導方式の探査器等を用いて、鉄筋や各種の配管等の埋設物を探査し、埋設物を避けた位置に穿孔装置のドリルによって貫通孔を形成する必要があるが、穿孔装置のドリルのドリル軸がどの方向を向いているのかを計測する有効な手段がないため、埋設物を避けた位置にドリルを確実に通すことが難しく、ドリルが埋設物に接触して、埋設物を切断したり、傷付けたりするおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５８−６９９６５号公報
【特許文献２】特開平１０−１９６１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、穿孔装置のドリルのドリル軸がどの方向を向いているのかを正確に計測することができ、これにより、埋設物を避けた位置に確実にドリルを通すことができる、ドリル軸計測装置及びドリル軸計測方法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】
【００１０】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、ＲＣ架構の建物の柱に穿孔装置のドリルによって貫通孔を形成する際に、前記穿孔装置の前記ドリルのドリル軸の向きを計測するためのドリル軸計測装置であって、前記柱の一方の柱面側から、前記ドリル軸を含む平面上に広がる２方向の光を照射させる照射手段と、該照射手段から照射された光を反射させて、前記柱の前記一方の柱面と反対側の他方の柱面側に投射させる反射手段とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のドリル軸計測装置によれば、柱の一方の柱面側から、照射手段によって照射された２方向の光を反射手段で反射させて、柱の一方の柱面と反対側の他方の柱面側に投射させ、この投射させた２方向の光の交点を求めることにより、ドリルのドリル軸の向きを計測することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記照射手段は、レーザ発生器であり、前記反射手段は、反射鏡であることとしてもよい。
【００１３】
本発明のドリル軸計測装置によれば、柱の一方の柱面側から、レーザ発生器によって照射された２方向のレーザを反射鏡で反射させて柱の他方の面側に投射させ、この投射させた２方向のレーザの交点を求めることにより、ドリルのドリル軸の向きを計測することができる。
【００１４】
さらに、本発明において、前記レーザ発生器は、面状に広がるレーザを照射するように構成され、前記柱の一方の柱面側から照射された前記レーザが前記反射鏡で反射されて、前記柱の他方の柱面側に投射されるように構成されていることとしてもよい。
【００１５】
本発明のドリル軸計測装置によれば、柱の一方の柱面側から、レーザ発生器によって面状に照射された２方向のレーザ面が反射鏡で反射されて柱の他方の面側に投射され、この投射された２方向のレーザ面の交点を求めることにより、ドリルのドリル軸の向きを計測することができる。
【００１６】
さらに、本発明において、前記レーザ発生器は、前記ドリルを支持するドリル支柱に設けられていることとしてもよい。
【００１７】
本発明のドリル軸計測装置によれば、レーザ発生器から照射されたレーザの軌跡により、ドリルを支持するドリル支柱の軸延長線を計測することができ、この計測したドリル支柱の軸延長線に基づいて、ドリル支柱に支持されるドリルのドリル軸の向きを計測することができる。
【００１８】
さらに、本発明は、ＲＣ架構の建物の柱に穿孔装置のドリルによって貫通孔を形成する際に、前記穿孔装置の前記ドリルのドリル軸の向きを計測するためのドリル軸計測方法であって、前記柱の一方の柱面側から、前記ドリル軸を含む平面上に広がる２方向の光を照射させるとともに、該光を反射させて前記柱の前記一方の柱面と反対側の他方の柱面側に投射させることにより、前記ドリル軸の延長線を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
以上、説明したように、本発明によれば、穿孔装置のドリルによって柱の柱面間を貫通する貫通孔を形成する場合に、ドリルのドリル軸の向きを計測することができるので、ドリルのドリル軸が埋設物を避けた位置を通るように調整することにより、埋設物を避けた位置に確実に貫通孔を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のドリル軸計測装置が適用される柱補強構造を示した斜視図である。
【図２】図１の柱補強構造の拡大断面図である。
【図３】図２のコーナー部の拡大図である。
【図４】本発明のドリル軸計測装置の一実施の形態を示した説明図であって、柱に設置した状態を示した説明図である。
【図５】穿孔装置とドリル軸計測装置の位置関係を示した説明図である。
【図６】ドリル軸計測装置の第１レーザ発生器から照射されたレーザ面と第２レーザ発生器から照射されたレーザ面との関係を示した説明図である。
【図７】第１レーザ発生器から照射されたレーザ面と反射鏡との関係を示した説明図である。
【図８】第１レーザ発生器から照射されたレーザ面と反射鏡との関係を示した説明図である。
【図９】第２レーザ発生器から照射されたレーザ面と反射鏡との関係を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図９には、本発明によるドリル軸計測装置及びドリル軸の計測方法の一実施の形態が示されている。本実施の形態のドリル軸計測装置及びドリル軸計測方法は、例えば、ＲＣ架構の建物の柱を補強して、柱の耐力、剛性等を向上させることにより、建物の耐震性能を高めるのに適用される。
【００２２】
本実施の形態では、図１〜図３に示すように、壁付き柱１を備えた集合住宅等のＲＣ架構の建物に適用し、壁付き柱の壁１（本実施の形態では袖壁２）から外側に突出している柱１の部分に、柱１を建物の開口に沿う方向に貫通する複数の細径の貫通孔５を設け、各貫通孔５内に補強鋼線７を挿通させて、補強鋼線７の両端を柱１の柱面１ａ、１ｂに定着させることにより、柱１を補強する柱補強工法に適用したものである。
なお、図１〜図３の例では、柱１の両側に袖壁２が設けられ、柱１の奥側の面に戸境壁３が設けられているが、柱１の両側に戸境壁３が設けられていてもよい。
【００２３】
ここで、細径の貫通孔５とは、躯体に影響を与えることがない、例えば内径がφ１５ｍｍ程度以下のものを意味する。本実施の形態においては、内径φ１５．５ｍｍ、内径φ９．０ｍｍの２種類の貫通孔５を形成している。また、補強鋼線７は、貫通孔５内を挿通させた際に、貫通孔５の内面との間に２ｍｍ程度の隙間が形成される線径のものが好ましい。本実施の形態においては、線径φ１３ｍｍ、線径φ７．３ｍｍの補強鋼線７を用い、補強鋼線７と貫通孔５の内面との間の隙間内に硬化性の注入剤１１（合成樹脂系、セメント系、ガラス系の注入剤）を注入している。
【００２４】
補強鋼線７は、高強度ＰＣ鋼棒、高強度異形鉄筋等の高強度鋼材であって、貫通孔５内に注入する注入剤１１との付着力を高めるために、中間部の表面に凹凸が設けられたものが好ましい。また、補強鋼線７は、両端を柱１の柱面１ａ、１ｃに定着させるために、両端部にねじ等の定着手段８が設けられたものが好ましい。本実施の形態では、両端部にねじ９が設けられ、中間部の表面に螺旋状の凹凸が設けられた線径φ１３．１ｍｍ、線径φ７．３ｍｍのＰＣ鋼棒を補強鋼線７として用い、両端部のねじ９にナット１０を螺合させて締め付けることにより、両端を柱１の柱面１ａ、１ｂに定着させている。補強鋼線７としては、例えば、ウルボン（商品名、高周波熱錬株式会社）が挙げられるが、これに限定することなく、同様の機械的性質を有するものであればよい。
【００２５】
柱１に細径の貫通孔５を形成する場合、細径のコアドリルを取り付けた穿孔装置を用い、穿設装置を柱１の袖壁２から外側に突出している部分にセットし、穿孔装置を作動させてコアドリルを回転させることにより、その部分の柱面１ａ、１ｂ間を建物の開口に沿う方向に貫通する複数の貫通孔５を形成する。
【００２６】
柱１に細径の貫通孔５を形成する場合、柱１の内部には主筋４ａ、帯筋４ｂ等の鉄筋や各種の配管（ガス管、電線管等）等の埋設物４が埋設されているので、これらの埋設物４を超音波方式、電磁誘導方式等の探査器を用いて探査し、埋設物４を避けた位置に穿孔装置の細径のコアドリルによって貫通孔５を形成する。
【００２７】
但し、市販の探査器は、２００ｍｍ程度の深さまでしか探査できないので、２００ｍｍを超える柱断面の柱１に貫通孔５を形成する場合には、埋設物４の位置を正確に探査することができない。このため、埋設物４を切断したり、傷つけたりするのを防止する機能を備えた穿孔装置を用いる。
【００２８】
本実施の形態においては、特開２００７−６９５６８号公報に記載の穿孔装置を用いている。この穿孔装置１５は、図５に示すように、本件出願人が先に出願したものであって、穿孔面が平面に形成された円柱状の砥石ビット１８と、砥石ビット１８を回転駆動させる駆動手段２０と、砥石ビット１８推進させる推進手段２１と、砥石ビット１８の推進深さを検出するセンサと、センサからの信号に基づいて駆動手段２０及び推進手段２１を制御する制御手段と、砥石ビット１８の穿孔面に液体、気体、又は液体と気体の混合物を供給する流体供給手段とを備えている。
【００２９】
このような構成の穿孔装置１５は、砥石ビット１８の穿孔面が平面に形成されていることにより、穿孔作業の効率を高めることができるとともに、砥石ビット１８が埋設物４に接触した場合に、砥石ビット１８の推進速度及び穿孔深さが変化することになるので、この変化によって砥石ビット１８の回転及び推進を停止させることにより、埋設物４を切断したり、傷付けたりするのを防止できる。
【００３０】
なお、砥石ビット１８が埋設物４に接触した場合には、それ以上に砥石ビット１８を推進させることができないので、貫通孔５を形成し直すことになる。
【００３１】
上記のような構成の穿孔装置１５を用いて柱１に細径の貫通孔５を形成する場合、図４〜図９に示すようなドリル軸計測装置２５を用いることにより、穿孔装置１５の砥石ビット１８のドリル軸１９がどの方向を向いているのかを計測することができ、砥石ビット１８が埋設物４を避けた位置を確実に通るように、砥石ビット１８のドリル軸１９を調整することができる。
【００３２】
このドリル軸計測装置２５は、図４及び図５に示すように、一方向に面状に広がるレーザを照射するレーザ発生器（第１レーザ発生器２６、第２レーザ発生器２７）と、レーザ発生器（第１レーザ発生器２６、第２レーザ発生器２７）から照射されたレーザ２６ａ、２７ａを反射させる反射鏡（第１反射鏡２８、第２反射鏡２９、第３反射鏡３０、第４反射鏡３１）とを備えている。
【００３３】
このドリル軸計測装置２５を特開２００７−６９５６８号公報に記載の穿孔装置１５に適用する場合には、図５に示すように、砥石ビット１８を支持するドリル支柱１７を四角柱状のものに変更し、ドリル支柱１７の第１面１７ａ（砥石ビット１８の反対側の面）に第１レーザ発生器２６を取り付け、第２面１７ｂ（第１面１７ａに隣接する面）に第２レーザ発生器２７を取り付け、図４に示すように、柱１の袖壁２から外側に突出している部分の第１コーナー部１ｄ及び第２コーナー部１ｅに沿うように第１支柱３２及び第２支柱３３をそれぞれ設置し、第１支柱３２に第１反射鏡２８、第３反射鏡３０を取り付け、第２支柱３３に第２反射鏡２９及び第４反射鏡３１を取り付ける。
【００３４】
この場合、第１レーザ発生器２６及び第２レーザ発生器２７から照射されたレーザ２６ａ、２７ａが砥石ビット１８のドリル軸１９と平行な向きとなるように、第１レーザ発生器２６及び第２レーザ発生器２７のドリル支柱１７の第１面１７ａ及び第２面１７ｂへの取り付け角度を調整する。
【００３５】
そして、図５〜図８に示すように、第１レーザ発生器２６からレーザ２６ａを照射し、このレーザ２６ａによる軌跡２６ａ１を柱面１ａに映し、このレーザ２６ａを第１コーナー部１ｅに対応するように配置した第１反射鏡２８で反射させ、柱面１ｂにレーザ軌跡２６ａ２を映す。この際に、柱面１ａのレーザ軌跡２６ａ１と柱面１ｂのレーザ軌跡２６ａ２とが第１コーナー部１ｅで連続するように、第１反射鏡２８の角度を調整する。
【００３６】
次に、第２反射鏡２９で、第１反射鏡２８で反射させたレーザ２６ａを再度反射させ、柱面１ｃにレーザ軌跡２６ａ３を映し、柱面１ｂのレーザ軌跡２６ａ２と柱面１ｃのレーザ軌跡２６ａ３とが第２コーナー部１ｅで連続するように、第２反射鏡２９の角度を調整する。
【００３７】
このようにして、柱面１ｃに映ったレーザ軌跡２６ａ３は、ドリル支柱１７の第１レーザ発生器２６から照射されたレーザ２６ａと完全に同一平面上に位置することになるので、ドリル支柱１７の軸延長線１７ｃは、レーザ軌跡２６ａ３上に位置することになる。
【００３８】
次に、図５〜図９に示すように、第２レーザ発生器２７から、第１レーザ発生器２６から照射されたレーザ２６ａと角度θをなすようにレーザ２７ａを面状に広がるように照射し、このレーザ２７ａによる軌跡２７ａ１を柱面１ａに映し、このレーザ２７ａを第１コーナー部１ｄに対応するように配置した第３反射鏡３０で反射させ、柱面１ｂにレーザ軌跡２７ａ２を映す。この際に、柱面１ａのレーザ軌跡２７ａと柱面１ｂのレーザ軌跡２７ａ２とが第１コーナー部１ｄで連続するように、第３反射鏡３０の角度を調整する。
【００３９】
次に、第４反射鏡３１で、第３反射鏡３０で反射させたレーザ２７ａを再度反射させ、柱面１ｃにレーザ軌跡２７ａ３を映し、柱面１ｂのレーザ軌跡２７ａ２と柱面１ｃのレーザ軌跡２７ａ３とが第２コーナー部１ｅで連続するように、第４反射鏡３１の角度を調整する。
【００４０】
このようにして、柱面１ｃに映ったレーザ軌跡２７ａ３は、ドリル支柱１７の第２レーザ発生器２７から照射されたレーザ２７ａと完全に同一平面上に位置することになるので、ドリル支柱１７の軸延長線１７は、レーザ軌跡２７ａ３上に位置することになる。
【００４１】
従って、柱面１ｃにおけるドリル支柱１７の軸延長線１７ｃは、レーザ軌跡２６ａ３とレーザ軌跡２７ａ３の交点として計測できるので、この計測したドリル支柱１７の軸延長線１７ｃに基づいて、ドリル支柱１７に支持される砥石ビット１８のドリル軸１９の向きを求めることができ、この求めたドリル軸１９の向きを調整することにより、柱１の目標位置に貫通孔５を形成することができる。
【００４２】
なお、レーザ２６ａとレーザ２７ａのなす角度は、ドリル軸１９の向きを計測する精度上、９０°とするのが望ましいが、それ以下でもかまわない。また、第１反射鏡２８、第２反射鏡２９、第３反射鏡３０、及び第４反射鏡３１は、第１支柱３２及び第２支柱３３に、角度調整可能な治具を介して取り付けてもよい。さらに、上記の手法によって求めた交点が障害物上に位置する場合には、ドリル支柱１７の角度を変える。この際、同時にレーザ２６ａ、２７ａの角度も変わるので、直ちに交点が代わり、修正の結果を把握することができる。さらに、レーザ２６ａ、２７ａの照射位置は、ドリル支柱１７の根元に配置することにより、ドリル支柱１７の位置は変わらないため、反射鏡２８〜３１の位置の修正が必要なくなるか、或いは最小限でよいことになる。
【００４３】
そして、上記のような構成のドリル軸計測装置２５で砥石ビット１８のドリル軸１９を計測し、砥石ビット１８のドリル軸１９が埋設物４を避けた位置を通るようにドリル軸１９を調整し、この後に、穿孔装置１５で柱１に複数の細径の貫通孔５を形成し、各貫通孔５内に補強鋼線７をそれぞれ挿通させ、各貫通孔５の内面と補強鋼線７との間の隙間内に注入剤１１を注入し、補強鋼線７の両端部のねじ９にナット１０を螺合させて所定のトルクで締め付けることにより、補強鋼線７の両端を柱１の柱面１ａ、１ｃ側に定着させる。
【００４４】
柱面１ａ、１ｃにナット１０が露出するのが好ましくない場合には、柱面１ａ、１ｃに座繰り６を設け、ナット１０を埋め込む。但し、座繰り６の深さは、かぶり寸法以下とし、かぶりを確保できないために、座繰り６の部分に樹脂剤を充填し、ナット１０に防錆処理を施す。
【００４５】
このようにして、柱１に複数の細径の貫通孔５を設けて、各貫通孔５内に補強鋼線７を挿通させて、補強鋼線７の両端を柱１の柱面１ａ、１ｃに定着させることにより、柱１のせん断補強筋の量を増加させることができ、柱１のせん断耐力を向上させることができる。
【００４６】
上記のように構成した本実施の形態のドリル軸計測装置２５及びドリル軸計測方法にあっては、柱１の袖壁２から外側に突出している柱１の部分に、複数の細径の貫通孔５を形成する場合に、柱１の柱面１ａ、１ｃにセットした穿孔装置１５の砥石ビット１８のドリル軸１９がどの方向を向いているのかを計測することができるので、砥石ビット１８のドリル軸１９を埋設物４を避けた位置に確実に通すことができる。
【００４７】
従って、穿孔装置１５の砥石ビット１８が埋設物４に接触して、埋設物４が切断されたり、傷付けられたりするようなことはなく、埋設物４を避けた位置に確実に貫通孔５を形成することができる。
【００４８】
また、砥石ビット１８として、穿孔面が平面に形成されたものを用いているので、ドリル軸計測装置２５による計測誤差等によって砥石ビット１８が埋設物４に接触しても、それ以上に砥石ビット１８が推進するようなことはないので、砥石ビット１８によって埋設物が切断されたり、傷つけられたりするようなことはなない。
【００４９】
なお、前記の説明においては、本発明を壁付き柱１に貫通孔５を形成する場合に適用したが、その他の各種の柱や壁等に貫通孔を形成する場合に本発明を適用してもよい。
【００５０】
また、前記の説明においては、本発明を特開２００７−６９５６８号公報に記載の穿孔装置に適用したが、その他の各種の穿孔装置のドリル軸の計測に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  壁付き柱（柱）
１ａ〜１ｃ柱面
１ｄ  第１コーナー部
１ｅ  第２コーナー部
２  袖壁
３  戸境壁
４  埋設物
４ａ  主筋
４ｂ  帯筋
５  細径の貫通孔
６  座繰り
７  補強鋼線
８  定着手段
９  ねじ
１０  ナット
１１  注入剤
１５  穿孔装置
１７  ドリル支柱
１７ａ  第１面
１７ｂ  第２面
１７ｃ  軸延長線
１８  砥石ビット
１９  ドリル軸
２０  駆動手段
２１  推進手段
２５  ドリル軸計測装置
２６  第１レーザ発生器
２６ａ  レーザ面
２７  第２レーザ発生器
２７ａ  レーザ面
２８  第１反射鏡
２９  第２反射鏡
３０  第３反射鏡
３１  第４反射鏡
３２  第１支柱
３３  第２支柱
【図１】
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【図２】
2013122130.tif 000004
【図３】
2013122130.tif 000005
【図４】
2013122130.tif 000006
【図５】
2013122130.tif 000007
【図６】
2013122130.tif 000008
【図７】
2013122130.tif 000009
【図８】
2013122130.tif 000010
【図９】
2013122130.tif 000011