(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に刃先を具備したコアビットに複数のコアチューブが順次連結され、前記コアビットがモータにより回転されて大型構造物を設けたコンクリート基礎を穿孔する穿孔機であって、
前記コアビットと該コアビットに隣り合う前記コアチューブとの間に、前記刃先の外径と実質的に同じ外径を備え、しかも穿孔された孔の軸方向及び周方向にガイドされる一対のガイド部が所定の間隔を開けて設けられた直進保持装置を備え、該直進保持装置により前記コアビット及び前記コアチューブの直進精度が確保され、
しかも、前記一対のガイド部は、継ぎチューブによって連結される、前記直進保持装置の一対の直進保持本体部に形成された開口部にそれぞれ嵌入して、周方向に３、４又は５個以上に分割して設けられた断面円弧状のセラミックス片からなる耐摩耗材によって構成されていることを特徴とするコンクリート基礎の穿孔機。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート基礎の穿孔機において、前記直進保持装置は前記コアビット及び前記コアチューブにねじ機構により連結することを特徴とするコンクリート基礎の穿孔機。
【請求項３】
請求項１記載のコンクリート基礎の穿孔機において、前記直進保持装置は前記コアビット及び前記コアチューブに嵌入して連結することを特徴とするコンクリート基礎の穿孔機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート基礎の穿孔機において、前記大型構造物は高炉であることを特徴とするコンクリート基礎の穿孔機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型構造物を設けたコンクリート基礎をワイヤーソーを用いて精度よく切断するために、コンクリート基礎に長い距離を直進精度よく穿孔するコンクリート基礎の穿孔機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート基礎に固定された大型構造物等を解体する際、コンクリート基礎に設けられた構造物を分割解体して解体工程の短縮を図っている。このような状態で更に工程の短縮を図るためには、コンクリート基礎に固定された部分の構造物をコンクリート基礎から撤去するため、コンクリート基礎と構造物との間を切断して構造物を切り離す必要がある。
大型構造物の解体に関して、特開２０００−５９１０９公報には高炉の改修方法が開示されており、この改修方法においては、構造物とコンクリート基礎との間を切り離すため、高炉のコンクリート基礎に複数個の貫通孔を水平方向に開けて、この貫通孔にワイヤーソーを挿通させて貫通孔間の基礎を切断するようになっている。そして、貫通孔の穿孔手段として、コアボーリング装置（コアボーリングマシン）が使用できると記載されている。
コンクリート基礎内に貫通孔を穿孔するコアボーリングマシンの一例として、特開２０００−８７６７７公報に記載された形態のものが開示されている。
【０００３】
このコアボーリングマシンは、回転機構部が内蔵され、ガイドバーに沿って移動可能なマシン本体と、マシン本体の回転機構部の回転軸に連結され、先端に中空ビット（コアビット）が装着されたコアチューブと、ガイドバーの先端位置にガイドバーに対して直交配置されたベースプレートと、予め穿孔予定位置に固定される第１ガイドパイプと、ベースプレートを貫通して固定され、コアチューブを挿通ガイドする第２ガイドパイプと、第１、第２ガイドパイプ同士を同一軸線上に連結する継ぎ手部（パイプユニオン）とを備えている。このコアボーリングマシンおいては、穿孔したい構造体の表面、例えば、鉄板に第１のガイドパイプを設置し、第１のガイドパイプと第２のガイドパイプとをパイプユニオンにより結合し、中空ビット及びコアチューブが第２のガイドパイプ及び第１のガイドパイプの穿孔軸線に沿って移動するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のコアボーリングマシンにおいては、未だ解決すべき以下のような問題があった。
コンクリート基礎の表面の穿孔部分に直角にこのマシン本体を設置できたとしても、コンクリート強度の不均一、穿孔部の埋め込み金物（配筋）等により貫通孔を直進精度良く形成することができない。これは中空ビットの穿孔力にもよるが、貫通する孔の距離は数十ｍにも及ぶので、表面の穿孔部分に若干の狂いが生じても数十ｍ先の穿孔部分では、穿孔開始位置から相当のずれが発生し、結局、貫通孔は水平及び直進精度が得られない。このため、この貫通孔にワイヤーソーを挿通してコンクリート基礎を切断した場合、切断面が変形した状態で切断されることになる。このような状態が発生すると、構造物の引出しが出来ないため構造物を小ブロックに分割する必要があり、コンクリート基礎上で分割するために必要な作業工程が増加し、工期の短縮が出来なかった。さらに、切断面が変形していると、切断面を平坦に補修する必要があるが、狭いスペースでは補修に多大の時間がかかり、補修は非常に困難であるため、新規構造物をこの変形切断面に合わせて設計する必要があり、コストと時間を必要としていた。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、コンクリート等の基礎をワイヤーソーを挿通して切断するために形成する長い貫通孔を精度良く形成できるコンクリート基礎の穿孔機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るコンクリート基礎の穿孔機は、先端部に刃先を具備したコアビットに複数のコアチューブが順次連結され、前記コアビットがモータにより回転されて大型構造物を設けたコンクリート基礎を穿孔する穿孔機であって、
前記コアビットと該コアビットに隣り合う前記コアチューブとの間に、前記刃先の外径と実質的に同じ外径を備え、しかも穿孔された孔の軸方向及び周方向にガイドされる一対のガイド部が所定の間隔を開けて設けられた直進保持装置を備え、該直進保持装置により前記コアビット及び前記コアチューブの直進精度が確保され、
しかも、前記一対のガイド部は、継ぎチューブによって連結される、前記直進保持装置の一対の直進保持本体部に形成された開口部にそれぞれ嵌入して、周方向に３、４又は５個以上に分割して設けられた断面円弧状のセラミックス片からなる耐摩耗材によって構成されている。
これによって、穿孔された孔の軸方向及び周方向にガイドされる一対のガイド部が所定の間隔を開けて設けられた直進保持装置によって、コアビット及びコアチューブの直進精度が確保されるので、穿孔される孔の直進度が向上する。
【０００７】
本発明に係るコンクリート基礎の穿孔機において、直進保持装置はコアビット及びコアチューブにねじ機構により連結することもできる。これによって、直進保持装置のコアビット及びコアチューブへの着脱が容易にできる。
本発明に係るコンクリート基礎の穿孔機において、直進保持装置はコアビット及びコアチューブに嵌入して連結することもできる。これによって、直進保持装置とコアビット及びコアチューブとを強固に連結することができる。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係るコンクリート基礎の穿孔機を用いて大型構造物のコンクリート基礎に穿孔する場合の全体配置図、図２は同コンクリート基礎の穿孔機のマシン本体の正面図、図３は同コンクリート基礎の穿孔機による穿孔の状態の説明図、図４は同コンクリート基礎の穿孔機のコアビット、直進保持装置及びコアチューブの接続を示す説明図、図５（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施例に係るコンクリート基礎の穿孔機の直進保持単体の正断面図、側断面図、図６は同コンクリート基礎の穿孔機による穿孔の直進度を示す説明図である。
【００１０】
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係るコンクリート基礎の穿孔機１０（以下、単に穿孔機と呼ぶ）は、先端部に刃先１１を具備したコアビット１２に、継ぎチューブ１３を介して連結された一対の直進保持単体１４、１５を接続し、さらに複数のコアチューブ１６を順次連結し、モータの一例である油圧モータ１７の回転によりコアビット１２を回転させて、高炉構造物を取付けたコンクリート基礎１８に穿孔を形成するものである。なお、一対の直進保持単体１４、１５が継ぎチューブ１３を介して連結されて一体化されたものを直進保持装置１３ａと呼ぶ。以下、これらについて詳しく説明する。
【００１１】
図１に示すように、穿孔する距離Ｌを有するコンクリート基礎１８の外側に対向して２台の穿孔機１０が取付架台１９、２０上に設けられており、２台の穿孔機１０がそれぞれ、距離（Ｌ／２）ずつ穿孔して距離Ｌを穿孔することができるようになっている。
図２に示すように、穿孔機１０のマシン本体は、取付架台２０（１９も同じ）上に固定された取付フレーム２１に設けられており、取付フレーム２１のコンクリート基礎１８側の端部には、コアチューブ１６をガイドするチューブガイド２２が取付けられている。チューブガイド２２は、コアチューブ１６を水平方向に摺動ガイドできると共に、回転支持することができる。
【００１２】
コアチューブ１６の後端部は、オイルポンプユニット（図示せず）により供給される圧油により回転する油圧モータ１７の回転を、回転機構２３を介して回転される回転軸２４と、前、後部チャック２５、２５ａを介して連結されている。油圧モータ１７が取付けられた回転機構２３の下端部には、進退フレーム２６が設けられており、進退フレーム２６は、図示しない進退機構を介して取付フレーム２１に沿って水平方向に進退するように構成されている。
【００１３】
図４に示すように、コアビット１２は、後端部の内側に雌ねじ部２７が形成されたパイプ状の本体部２８と、本体部２８の先端に周方向に等間隔で設けられた数個のダイヤモンドからなる刃先１１とを備えている。各刃先１１は、外径がＤ（例えば、２０〜１２０ｍｍ）となるように配置され、刃先１１の回転により、図３に示すように、水平方向に孔径Ｄの孔３７が形成される。コアビット１２の刃先１１の先端から直進保持単体１４の中心までの距離をＭ（例えば、５０〜１２０ｍｍ）とする。
図４に示すように、直進保持単体１４は筒状に形成されており、両端部にはそれぞれ、コアビット１２の雌ねじ部２７に螺合する雄ねじ部２９と、パイプ状に形成された継ぎチューブ１３の前端部の内側に形成された雌ねじ部３０に螺合する雄ねじ部３１とが形成されている。
【００１４】
雄ねじ部２９と雄ねじ部３１との間には、刃先１１の外径Ｄと同じ外径Ｄ及び幅Ｂ（例えば、２０〜８０ｍｍ）を備え、しかも穿孔される孔３７の軸方向及び周方向にガイドされるガイド部１４ａが形成されている。継ぎチューブ１３の後端部の内側に形成された雌ねじ部３２には、筒状に形成された直進保持単体１５の前端部に形成された雄ねじ部３３が螺合している。さらに、ガイド部１４ａと同じガイド部１５ａを備えた直進保持単体１５の後端部に形成された雄ねじ部３４には、コアチューブ１６の前端部の内側に形成された雌ねじ部３５が螺合している。先行するコアチューブ１６の後端部に形成された雄ねじ部３６（雄ねじ部３４と同じ形状及びサイズ）には、後続のコアチューブ１６の前端部の内側に形成された雌ねじ部３５が螺合している。
【００１５】
直進保持装置１３ａにおいて、直進保持単体１４、１５のガイド部１４ａ、１５ａは、刃先１１の外径Ｄと同じ外径Ｄで、しかも所要の幅Ｂに形成されており、ガイド部１４ａ、１５ａは中心間距離は所定の間隔Ｔ（例えば、５００〜２０００ｍｍ）を開けて配置されている。かかる構成によって、図３に示すように、直進保持単体１４、１５のガイド部１４ａ、１５ａが穿孔される孔３７にガイドされて回転及び前進しながら、コアチューブ１６及びコアビット１２の刃先１１の直進度を維持して穿孔するので、穿孔された孔３７の直進度が向上する。なお、図４に示すように、コアチューブ１６は両端部の雌ねじ部３５と雄ねじ部３６による接合部を除くと長さＸ（例えば、５００〜２０００ｍｍ）である。
【００１６】
【実施例】
図５（Ａ）、（Ｂ）には、本発明の一実施例に係るコンクリート基礎の穿孔機の直進保持単体３８の詳細を示す。
直進保持単体３８は、一般構造用圧延鋼材（ＳＳ材）又は機械構造用炭素鋼鋼材（Ｓ−Ｃ材）を機械加工してスリーブ状に形成された直進保持本体部３９と、直進保持本体部３９の軸方向の中央部に形成され、周方向に４等分され側面視して矩形状に形成された開口部４０に嵌入された耐摩耗材の一例であるセラミックス片４１とを備えている。開口部４０は断面円弧状に形成されており、断面円弧状に形成された各セラミックス片４１の中心角αは４５°になっており、セラミックス片４１の外形が形成するガイド部の外径はＤ1＝６６ｍｍ、セラミックス片４１の内形が形成するガイド部の内径はＤ2＝５２ｍｍとしている。
【００１７】
直進保持本体部３９の中央部の断面の外径ｄ1＝６４ｍｍは、外径Ｄ1より２ｍｍ小さく形成され、内径ｄ2＝５１ｍｍは内径Ｄ2より１ｍｍ小さく形成されている。セラミックス片４１は長さＳ＝５０ｍｍに形成されている。長さＮ＝１２０ｍｍの直進保持本体部３９の両端部にはそれぞれ、角ねじを有する長さｎ＝２１ｍｍの雄ねじ部４２、４３が形成されており、雄ねじ部４２、４３のピッチ径はＰ＝５５．５ｍｍとしている。ここでは、４個のセラミックス片４１により、ガイド部が構成されることになり、セラミックス片４１の長さＳが直進保持単体１４のガイド部１４ａの幅Ｂに相当する。なお、セラミックス片４１の長さＳやガイド部間の間隔は、穿孔の孔径や、穿孔する基礎の強度、コアビットの仕様等を勘案して適宜決定することができる。
【００１８】
上記の直進保持単体３８を採用した穿孔機を使用して、以下の条件で、図１に示すように、コンクリート基礎１８に片側から距離Ｌを貫通できる穿孔を形成した。
２個の直進保持単体３８を継ぎチューブを介してねじ機構により接続して、直進保持単体３８間の間隔（図４のＴに相当）を１０００ｍｍとした。
１本のコアチューブの長さ（図４のＸに相当）を１０００ｍｍとした。
コアビットは、刃先の個数を７個、外径（図４のＤに相当）を６６ｍｍ、長さ（図４のＭに相当）を９０ｍｍとした。コアビットの回転数は９００ｒｐｍ、コアビットの前進速度は８０〜９０ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００１９】
図６に上記の穿孔の結果（直進度）を、直進保持装置を備えていない従来の場合と比較して示す。
図６から明らかな通り、直進保持装置を設けた本実施例では、従来の場合に比較して、上下方向の直進度では約１／２程度に、また、左右方向の直進度では約１／５程度となり、直進度が向上したことが分かる。
【００２０】
前記実施の形態においては、直進保持装置１３ａはコアビット１２及びコアチューブ１６に、雌ねじ部と雄ねじ部の螺合によるねじ機構により接続したが、これに限定されず、その他の接続構造、例えば、直進保持装置をコアビット及びコアチューブに嵌入して接続する構造とすることもできる。
直進保持装置１３ａは、一対の直進保持単体１４、１５を継ぎチューブ１３を介してねじ機構により連結して構成したが、これに限定されず、一対の直進保持単体をその他の機構を用いて連結することもできる。さらに、コアビット１２とコアチューブ１６との間に３個の直進保持装置１３ａを配置することで、直進性はさらに向上する。
【００２１】
直進保持装置のガイド部にはセラミックス片４１を４個分割して設けたが、これに限定されず、３個又は５個以上の分割であればよい。
また、穿孔を水平方向に形成したが、これに限定されず、垂直方向又は傾斜して形成することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１〜４記載のコンクリート基礎の穿孔機においては、直進保持装置により、コアビット及びコアチューブが穿孔された孔の軸方向及び周方向にガイドされて直進精度が確保されるので、穿孔される孔の直進度が向上する。これにより、ワイヤーソーを挿通してコンクリート基礎を切断した場合、切断面が変形の少ない状態で切断され、この結果、新規構造物の設計も容易となる。また、直進保持装置の耐寿命が向上するので、ランニングコストの低減が図られ、直進保持装置の取替え期間が長くなる。
特に、請求項２記載のコンクリート基礎の穿孔機においては、直進保持装置のコアビット及びコアチューブへの着脱がねじ機構により容易にできるので、作業性が向上する。
【００２３】
請求項３記載のコンクリート基礎の穿孔機においては、直進保持装置とコアビット及びコアチューブとを嵌入により強固に連結することができるので、直進精度がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコンクリート基礎の穿孔機を用いて大型構造物のコンクリート基礎に穿孔する場合の全体配置図である。
【図２】同コンクリート基礎の穿孔機のマシン本体の正面図である。
【図３】同コンクリート基礎の穿孔機による穿孔の状態の説明図である。
【図４】同コンクリート基礎の穿孔機のコアビット、直進保持装置及びコアチューブの接続を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施例に係るコンクリート基礎の穿孔機の直進保持単体の正断面図、側断面図である。
【図６】同コンクリート基礎の穿孔機による穿孔の直進度を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：コンクリート基礎の穿孔機、１１：刃先、１２：コアビット、１３：継ぎチューブ、１３ａ：直進保持装置、１４：直進保持単体、１４ａ：ガイド部、１５：直進保持単体、１５ａ：ガイド部、１６：コアチューブ、１７：油圧モータ（モータ）、１８：コンクリート基礎、１９、２０：取付架台、２１：取付フレーム、２２：チューブガイド、２３：回転機構、２４：回転軸、２５：前部チャック、２５ａ：後部チャック、２６：進退フレーム、２７：雌ねじ部、２８：本体部、２９：雄ねじ部、３０：雌ねじ部、３１：雄ねじ部、３２：雌ねじ部、３３：雄ねじ部、３４：雄ねじ部、３５：雌ねじ部、３６：雄ねじ部、３７：孔、３８：直進保持単体、３９：直進保持本体部、４０：開口部、４１：セラミックス片（耐摩耗材）、４２、４３：雄ねじ部
【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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