(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
削孔ビットにより岩盤に複数のほぼ同一直径の孔を、それら孔の一部を重複させつつ平行させて順次削孔することで、岩盤にスリット状の溝を形成する際に使用する岩盤削孔用治具であって、
既に削孔された孔とほぼ同一の直径を有する第１のガイド棒と、
前記第１のガイド棒よりも小さな直径を有する第２のガイド棒と、
前記第１のガイド棒と第２のガイド棒を互いに平行に、かつ、それらの外周面間に隙間を確保させて連結する連結手段とを備え、
前記第２のガイド棒の少なくとも外周面は回転可能である、
ことを特徴とする岩盤削孔用治具。
【請求項２】
前記第２のガイド棒は前記連結手段により回転可能に支持されている請求項１記載の岩盤削孔用治具。
【請求項３】
前記第１のガイド棒はその直径が拡縮可能に構成され、拡径された状態で、既に削孔された孔とほぼ同一の直径となる請求項１記載の岩盤削孔用治具。
【請求項４】
前記連結手段は第１のガイド棒と第２のガイド棒との間隔を調整可能に連結している請求項１記載の岩盤削孔用治具。
【請求項５】
前記連結手段は、第１のガイド棒と第２のガイド棒の両端にそれぞれ配設されこれらガイド棒を支持するリンクプレートにより構成されている請求項１記載の岩盤削孔用治具。
【請求項６】
前記第２のガイド棒は、前記リンクプレートに支持されたボス部材と、ボス部材に回転可能に支持されたパイプ材とからなり、前記ボス部材の一方には、削孔ビットが回転可能に係合されるガイド孔を有するガイドプレート部が設けられている請求項５記載の岩盤削孔用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、削孔ビットにより岩盤に複数の孔を、それら孔の一部を重複させつつ順次削孔することで、岩盤にスリット状の溝を形成する際に用いる岩盤削孔用治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばトンネルなどの構築のために岩盤を掘削する場合、ダイナマイトなどを用いる発破工法が採られてきた。しかし、爆破の衝撃により、大きな振動や騒音が発生して周辺環境に悪影響を及ぼしたり、周辺岩盤の緩みを招くといった問題があった。
そこで、静的にトンネルなどを掘削する工法が採用されるようになってきている。
この工法ではまず、トンネルなどの断面外周に沿って、また断面を区画する複数の領域の境界に沿って多数の孔が一部重複して連続削孔され、削孔列によるスリット状の溝が形成される。
次に、スリット状の溝によって囲まれた領域内に多数の割岩孔が形成され、各割岩孔にゴムチューブ式等の割岩機が挿入され、それを膨張させることにより各領域が破砕される。
このようなスリット状の溝の形成、およびスリット状の溝によって囲まれた領域の破砕を繰り返すことにより、トンネルなどが掘り進められる。
【０００３】
一方、多数の孔を一部重複させて連続削孔し、削孔列によりスリット状の溝を形成する場合、従来では、実公昭６２ー２９５９７号に開示される円弧状の凹部を有する長尺パイプが使用されている。
すなわち、既に削孔された孔に、円弧状の凹部を有する長尺パイプを挿入し、削孔ビットの一部を前記凹部に臨ませつつ新たな孔を削孔するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような円弧状の凹部を有する長尺パイプを使用する場合、削孔ビットが岩盤の抵抗により、既に削孔された孔方向に曲がり易く、そのため円弧状の凹部に激しくぶつかる。
従って、凹部の損傷が大きく、円弧状の凹部を有する長尺パイプを多数準備しなければならないため、コストが掛かる不具合があった。
また、凹部の損傷を避けるため、凹部と削孔ビットとの間のクリアランスを大きくとることも考えられるが、クリアランスを大きくとると、削孔されない間壁が残り、スリット状の溝が形成されない。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、コストを掛けることなくスリット状の溝を簡単に形成できる岩盤削孔用治具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、削孔ビットにより岩盤に複数のほぼ同一直径の孔を、それら孔の一部を重複させつつ平行させて順次削孔することで、岩盤にスリット状の溝を形成する際に使用する岩盤削孔用治具であって、既に削孔された孔とほぼ同一の直径を有する第１のガイド棒と、前記第１のガイド棒よりも小さな直径を有する第２のガイド棒と、前記第１のガイド棒と第２のガイド棒を互いに平行に、かつ、それらの外周面間に隙間を確保させて連結する連結手段とを備え、前記第２のガイド棒の少なくとも外周面は回転可能であることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、前記第２のガイド棒が前記連結手段により回転可能に支持されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１のガイド棒の直径が拡縮可能に構成され、拡径された状態で、既に削孔された孔とほぼ同一の直径となることを特徴とする。
また、本発明は、前記連結手段が第１のガイド棒と第２のガイド棒との間隔を調整可能に連結していることを特徴とする。
また、本発明は、前記連結手段が、第１のガイド棒と第２のガイド棒の両端にそれぞれ配設されこれらガイド棒を支持するリンクプレートにより構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第２のガイド棒が、前記リンクプレートに支持されたボス部材と、ボス部材に回転可能に支持されたパイプ材とからなり、前記ボス部材の一方には、削孔ビットが回転可能に係合されるガイド孔を有するガイドプレート部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、削孔ビットが第２のガイド棒に接触しつつ前進することから、第２のガイド棒の外周面も回転し、削孔ビットが第２のガイド棒の全周及び全長にわたって接触し、一部が重複した孔が簡単に確実に削孔される。また、第２のガイド棒の損傷も少なく、更に、第１のガイド棒及び第２のガイド棒としてそれぞれ市販のパイプ材等を使用でき、コストダウンを図る上で有利となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について説明する。
図１（Ａ）は岩盤削孔用治具の正面図、図１（Ｂ）は同側面図、図２（Ａ）は第１のガイド棒の要部断面正面図、図２（Ｂ）は第２のガイド棒の要部断面正面図、図３は岩盤削孔用治具の使用時の説明図、図４は削孔された孔と第１、第２ガイド棒との関係の説明図を示す。
岩盤削孔用治具２は、第１のガイド棒４と、第１のガイド棒４よりも小さな直径を有する第２のガイド棒６と、第１のガイド棒４と第２のガイド棒６を互いに平行に、かつ、それらの外周面間に隙間Ｓを確保させて連結する連結手段８を備えている。
前記第１のガイド棒４と第２のガイド棒６の長さは、図３に示すように、削孔すべき孔の深さよりも若干大きな寸法で形成され、連結手段８は、第１のガイド棒４と第２のガイド棒６の両端にそれぞれ配設された一対のリンクプレート１０により構成されている。
【０００９】
前記第１のガイド棒４は図２（Ａ）に示すように、支軸１２と、支軸１２の両端にそれぞれ位置するボス部材１４と、両端のボス部材１４に嵌合されたパイプ材１６等を備える。
前記パイプ材１６の直径は、図４（Ｂ）に示すように、削孔ビット１８により削孔された孔Ｈとほぼ同じか、または、孔Ｈよりも若干小さい寸法で形成され、パイプ材１６として市販の厚肉パイプが用いられている。
前記一対のリンクプレート１０の内側に各ボス部材１４が配置され、両端のリンクプレート１０、ボス部材１４に支軸１２が挿通され、一方のリンクプレート１０の外側に支軸１２の六角状の頭部１２０２が位置し、他方のリンクプレート１０の外側に支軸１２の雄ねじ部が位置し、雄ねじ部に螺合させたナット１２０４を締め付けることで第１のガイド棒４が一対のリンク１０に連結され、ナット１２０４の外側に位置する支軸１２部分に四角柱部１２０６が位置している。
【００１０】
前記支軸１２の両端寄り部分には右ねじ部１２１０と左ねじ部１２１２が形成され、これら右ねじ部１２１０と左ねじ部１２１２に対応させてそれぞれ円錐体２２、２４、円錐状部材２６、２８が配置されている。
各円錐体２２、２４はその外周に円錐面を有し、直径が小さくなる部分を向かい合わせて配置され、中心に貫通された雌ねじに前記右ねじ部１２１０あるいは左ねじ部１２１２が螺合されている。尚、各円錐体２２、２４の外周部には支軸１２の延在方向にキー溝（不図示）が形成され、このキー溝にパイプ材１６側に固定されたキー（不図示）が挿入され、円錐体２２、２４が回転できないように支持されている。
円錐状部材２６、２８の内周部は、前記円錐体２２、２４の円錐面に係合可能な円錐面で形成され、円錐体２２、２４の外側に嵌合されている。
従って、ナット１２０４を緩め、支軸１２の四角柱部１２０６を適宜工具で回転させると、各円錐体２２、２４が互いに逆方向に移動し、円錐状部材２６、２８を介してパイプ材１６の直径が拡縮されるように構成されている。
【００１１】
前記第２のガイド棒６は、図２（Ｂ）に示すように、パイプ材３２と、パイプ材３２の両端の内側に回転可能に嵌合されたボス部材３４で構成されている。
前記パイプ材３２の外径は、図４（Ｂ）に示すように、削孔ビット１８により削孔された孔Ｈよりも小さい寸法で形成され、パイプ材３２として厚肉の市販パイプが用いられている。
前記一対のリンクプレート１０の内側に各ボス部材３４が配置され、図１に示すように、両端のリンクプレート１０の長孔１００２にボルト３６が挿通されてボス部材３４の中心ねじ孔に螺合され、ボルト３６をより締め付けることで第２のガイド棒６が一対のリンクプレート１０に連結され、これによりパイプ材３２がボス部材３４とリンクプレート１０を介して回転可能に支持されている。
尚、ボルト３６の締め付け前に、長孔１００２内でボルト３６は移動可能であり、長孔１００２内でボルト３６を移動させることで、第１のガイド棒４と第２のガイド棒６の中心間距離が調整され、長孔１００２を介して第１のガイド棒４を取り付けるようにしてもよい。
【００１２】
前記パイプ材３２の直径はすなわち第２のガイド棒６の直径は、図４（Ｂ）に示すように、既に削孔された孔Ｈの直径よりも小さい寸法で形成されている。
詳細には、第２のガイド棒６の直径は、既に削孔された孔Ｈ１に第１のガイド棒４を挿入させ、この第１のガイド棒４及びリンクプレート１０を介し第１のガイド棒４の外周部から離して孔Ｈ２内に第２のガイド棒６が支持された状態において、削孔ビット１８により形成される孔Ｈの外周部が、第２のガイド棒６の外周部に接するように形成されている。
【００１３】
次に、岩盤削孔用治具２の使用方法について説明する。
まず、図４（Ａ）に示すように、削孔ビット１８により二つの孔Ｈ１、Ｈ２を重複させて削孔する。
二つの孔Ｈ１、Ｈ２を重複させて削孔するに際しては、例えば、実公昭６２ー２９５９７号に開示されるような従来公知の種々の手段のうち何れの方法を用いてもよい。
【００１４】
二つの孔Ｈ１、Ｈ２を重複させて削孔したならば、図４（Ｂ）に示すように、次に削孔すべき孔に臨む孔Ｈ２に第２のガイド棒６を挿入すると共に、この第２のガイド棒６が挿入された孔Ｈ２に重複する孔Ｈ１に第１のガイド棒４を挿入して、岩盤削孔用治具２を配置する。
次に、新たなに削孔すべき孔の箇所に削孔ビット１８を位置決めし、削孔ビット１８を第２のガイド棒６の下面に押し当てる。
そして、この状態で、図３に示すように、削孔ビット１８を回転させつつ前進させる。
尚、図３において、４０は削孔装置の架台で、架台４０は、例えば、この削孔装置を目標位置に位置付けるためのマニピュレータのロボティックアーム（例えばドリルジャンボの多関節アーム）の先部に取り付けられて使用される。架台４０はその先端にブラケット４２を有し、ブラケット４２には、削孔ビット１８が取着された回転ロッド４４が案内され、架台４０上には、回転ロッド４４を回転駆動する回転駆動手段（不図示）や、回転ロッド４４をその軸方向に移動させる移動手段（不図示）が設けられており、回転ロッド４４を回転させつつ前進させて削孔ビット１８により孔Ｈが削孔される。
【００１５】
削孔ビット１８を回転させつつ前進させると、第２のガイド棒６には削孔ビット１８からの上方に押し上げられる力が作用するが、第１のガイド棒４が孔Ｈ１内に押し付けられるので、第２のガイド棒６の孔Ｈ２内における位置は不動であり、第２のガイド棒６は削孔ビット１８のガイドとして機能する。
そして、削孔ビット１８が第２のガイド棒６に接触しつつ前進することから、第２のガイド棒６も回転し、削孔ビット１８が第２のガイド棒６の全周及び全長にわたって接触することになり、第２のガイド棒６の部分が偏摩耗する等の不具合がない。
従って、第２のガイド棒６の損傷も少なく、第２のガイド棒６を頻繁に交換する等の不具合もない。
【００１６】
このようにして、図４（Ｃ）に示すように、既設の二つの孔Ｈ１、Ｈ２に、その一部が重複した新たな孔Ｈ３が確実に削孔される。
新たな孔Ｈ３が削孔されたならば、岩盤削孔用治具２を孔Ｈ１、Ｈ２から抜き出し、以後、同様に、次に削孔すべき孔に臨む孔Ｈ３に第２のガイド棒６を挿入し、この第２のガイド棒６が挿入された孔Ｈ３に重複する孔Ｈ２に第１のガイド棒４を挿入し、新たなに削孔すべき孔の箇所に削孔ビット１８を位置決めし、削孔ビット１８を第２のガイド棒６の下面に押し当て、削孔ビット１８を回転させつつ前進させ削孔を行っていき、これによりスリット状の溝５０が形成される。
【００１７】
従って、本実施例によれば、市販のパイプを利用した簡単な構成でスリット状の溝５０を形成でき、コストダウンを図る上で有利となる。
また、第２のガイド棒６は削孔ビット１８との接触により回転し、削孔ビット１８が第２のガイド棒６の全周、全長にわたって接触するので第２のガイド棒６の損傷も少ない。
【００１８】
また、本実施例では、ナット１２０４を緩め、支軸１２の四角柱部１２０６を適宜工具で回転させると、各円錐体２２、２４が互いに逆方向に移動し、円錐状部材２６、２８を介してパイプ材３２の直径が拡縮されるので、第１のガイド棒４を孔Ｈ内に挿入したのち、その直径を大きくすれば、第１のガイド棒４を孔Ｈ内により確実に固定することが可能となり、孔Ｈを円滑に削孔する上で有利となる。
また、本実施例では、リンクプレート１０に長孔１００２が形成され、この長孔１００２の範囲において、ボルト３６の弛緩緊締により第１のガイド棒４と第２のガイド棒６の中心間距離を変えることができるので、例えば、孔Ｈが重複する部分の寸法を変えるような場合に簡単に対応することが可能となる。
【００１９】
尚、第２のガイド棒６のボス部材３４の一方に、図５（Ａ）に正面図で、図５（Ｂ）に側面図で示すように、削孔ビット１８が回転可能に係合されるガイド孔６２を有するガイドプレート部６４を一体に設けておくと、削孔ビット１８の逃げや曲がりを阻止して削孔初期における削孔を精度よく行え、重複した孔Ｈを高い精度で削孔する上で有利となる。この場合、前記ガイドプレート部６４は、例えば、スリット６４０２を挟んだ一対の円弧状のガイド片６４０４で構成することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明は、削孔ビットにより岩盤に複数のほぼ同一直径の孔を、それら孔の一部を重複させつつ平行させて順次削孔することで、岩盤にスリット状の溝を形成する際に使用する岩盤削孔用治具であって、既に削孔された孔とほぼ同一の直径を有する第１のガイド棒と、前記第１のガイド棒よりも小さな直径を有する第２のガイド棒と、前記第１のガイド棒と第２のガイド棒を互いに平行に、かつ、それらの外周面間に隙間を確保させて連結する連結手段とを備え、第２のガイド棒の少なくとも外周面を回転可能に構成した。
そのため、市販品を利用した簡単な構造でコストを掛けることなく岩盤削孔用治具を構成でき、また、第２のガイド棒も回転することからガイド棒の損傷は少なく、従って、交換の頻度も少なく、簡単に確実にスリット状の溝を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は岩盤削孔用治具の正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図２】（Ａ）は第１のガイド棒の要部断面正面図、（Ｂ）は第２のガイド棒の要部断面正面図である。
【図３】岩盤削孔用治具の使用時の説明図である。
【図４】削孔された孔と第１、第２ガイド棒との関係の説明図である。
【図５】（Ａ）は別実施例に係る岩盤削孔用治具の正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【符号の説明】
２  岩盤削孔用治具
４  第１のガイド棒
６  第２のガイド棒
８  連結手段
１０  リンクプレート
１６、３２  パイプ材
１８  削孔ビット
【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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