JP4195592B2 - Cutting device for anchor fixing unit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は既存コンクリート等の被定着体中にアンカーボルトその他のアンカー体を定着させる目的で、円柱形状の円柱孔を削孔した後に、円柱孔内の深さ方向の少なくとも一部の区間に、表面側の断面積より相対的に断面積の大きい空洞を形成するアンカー体定着部用切削装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば既存の構造物の柱、梁、壁面、基礎等のコンクリートやそれに類似するソイルセメント固結体その他の被定着体の部分にブレース等の耐震要素を始めとする構造部材や壁パネル等の非構造部材、あるいは設備用の部材その他の部材を付加する場合、既存コンクリート等の表層側にそれらの部材を定着させるアンカーボルト等のアンカー体を挿入するための孔を削孔し、その孔にアンカー体を挿入し、定着させる必要がある。
【0003】
一般的には特開平9-209457号、特開平10−196048号、特開2000−352294号等のようにコアチューブやコアドリル等を用い、既存コンクリート等の一部を表面側から奥側へ円柱状に除去し、その除去部分の孔内にアンカー体を挿入すると共に、モルタルやコンクリート、または接着剤等の充填材を充填することによりアンカー体を既存コンクリート等に定着させ、アンカー体に耐震要素の端部を連結することが行われる。
【0004】
アンカー体に接続される部材が地震時に自重より高い荷重を負担する耐震要素である場合、耐震要素からの圧縮力は定着部の底面から支圧力として既存コンクリート等に伝達されるが、耐震要素からの引張力に対しては除去部分内に充填された充填材と、除去部分の内周面との間の付着力しか抵抗力として期待できないため、抵抗力が十分ではない。
【0005】
引張力に対する抵抗力を高めるには除去部分の深さや径を大きくするか、除去部分の数を多くする必要があるが、いずれの方法も除去部分の範囲を拡げることになり、被定着体が鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等の場合、コンクリート中の鉄筋との衝突により鉄筋を損傷させる可能性が増すため、アンカー体を定着させた後の既存コンクリートの信頼性が低下し、コンクリートの増し打ちを必要とすることもある。
【0006】
この発明は上記背景より、新たに付加される耐震要素その他の部材に作用する引張力等に対する高い抵抗力を期待できる定着孔の削孔を可能にする切削装置を提案するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明では既存コンクリートやソイルセメント固結体等の被定着体の表面に固定されるベースと、ベースに支持され、駆動軸の回りに回転する、切削刃を有する拡幅ビットから切削装置を構成し、被定着体の表層側において、円柱状の円柱孔を削孔した後に、駆動軸を自転させながら、前記円柱孔の中心から移動させ、拡幅ビットを回転させて円柱孔の回りのコンクリート等の被定着体を切削することにより、円柱孔内の深さ方向の少なくとも一部の区間に、表面側の断面積より相対的に断面積の大きい空洞を形成し、被定着体の除去部分の範囲を拡大することなく、アンカー体に作用する引き抜き力に対する抵抗力を増大させる。
【0008】
拡幅ビットは先行して削孔された円柱孔内に挿入され、拡幅ビットに接続された駆動軸が自転しながら、円柱孔の中心からいずれかの向きに移動することにより、円柱孔の周囲の側壁部分をその外周側へ向けて切削し、円柱孔内の深さ方向の少なくとも一部の区間に、表面側の断面積より相対的に断面積の大きい空洞を形成する。
【0009】
拡幅ビットの切削刃を含めた外径は、円柱孔より奥側の区間の削孔開始時の切削刃と、円柱孔の孔壁との衝突が生じず、拡幅ビットによる削孔が孔壁によって阻害されないようにする上で、円柱孔の径以下に設定される。
【0010】
空洞の断面積とはアンカー体の軸に直交する断面の面積を言い、空洞は円柱孔内の深さ方向の少なくとも一部の区間に、断面積が例えば表面側から奥側へかけて階段状に、または連続的に次第に拡大する形に形成され、空洞の全体では断面積が奥側へかけて段階的に、もしくは徐々に拡大する形状の他、断面積の小さい区間と断面積の大きい区間が交互に繰り返される形状があるが、少なくとも相対的に奥側の区間の断面積が表面側の区間の断面積より大きく形成されればよい。
【0011】
空洞の形成上は例えば空洞を含めた円柱孔全体が深さ方向に円柱状の表面側と奥側の二区間に区分される場合には、先行して削孔されている円柱孔の一部の区間を表面側の区間とし、その奥側において駆動軸が円柱孔の中心に関し、一方向の少なくとも片側に移動して形成された形が最も単純な形となる。
【0012】
この場合、駆動軸が自転しながら少なくとも片側に移動することにより、図7−(a),(b) に示すように円柱孔Bの奥側の区間に表面側の区間の円形断面を含む楕円柱状の孔が空洞Cとして形成される。駆動軸が一方向に往復道すれば、(c),(d)に示すように楕円柱状の孔が円柱孔Bの中心に関して対称に形成される。
【0013】
駆動軸が円柱孔Bの中心を中心とし、円柱孔Bの半径より小さい半径の円弧上を移動した場合には図7−(e),(f)に示すように表面側の区間が円柱状をし、奥側の区間が表面側の区間より大きい径の円柱状に空洞Cが形成される。
【0014】
この場合、駆動軸は具体的には請求項5に記載のよう円柱孔の中心に関し、図8に直線の矢印で示すように一方向の少なくとも片側に移動した状態で、または移動しつつ円弧の矢印で示すように円柱孔Bの中心を中心とし、円柱孔Bの半径より小さい半径の円弧上を移動することになる。図8において破線が円柱孔Bを、太線が空洞Cの形状を、細線が拡幅ビットを、一点鎖線が駆動軸の軌跡を示す。
【0015】
いずれの形状の場合も、コンクリート等の中の空洞Cの断面積がそれより表面側の区間の断面積より大きくなるように空洞Cが形成されることで、空洞Cに充填される充填材は既存コンクリート等の被定着体の表面側へ引き抜き力を受けたときに空洞C内で被定着体にその表面側へ係合し得る係合部C1を有する形状をする。
【0016】
この係合部C1を有する充填材の形状により、充填材内に定着されたアンカー体に作用する引き抜き力に対しては充填材の、空洞Cの内周面との間の付着力に加え、係合部における被定着体との間の支圧力によって抵抗するため、付着力のみの場合より抵抗力が増大する。
【0017】
充填材の抵抗力の増大により、付着力のみに依存する場合との対比では被定着体の除去部分の深さや径を大きくするか、その数を多くする等、空洞の範囲を拡げる必要がなくなるため、被定着体が鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等の場合にもコンクリート中の鉄筋との衝突により鉄筋を損傷させる危険性、すなわち既存コンクリートの耐力への影響がなくなり、アンカー体を定着させた後の既存コンクリートの信頼性が向上する。このため、既存コンクリートの耐力を確保するための格別なコンクリートの増し打ちを必要としない。
【0018】
特に空洞を含めた円柱孔全体の内の、深さ方向の少なくとも一部の区間が前記のように表面側から奥側へかけ、断面積が次第に拡大する形状をした場合には、係合部がアンカー体の軸に直交する断面に対して傾斜することで、既存コンクリート等の被定着体は充填材から受ける引き抜き力に対し、充填材の係合部の外縁から被定着体の表面側へかけて次第に拡大する領域において抵抗するため、被定着体の破壊に対する安全性が高い。
【0019】
切削装置は具体的にはベースに、ベースに対して回転自在な回転体が支持され、回転体上に、駆動軸を保持しながら、駆動軸を回転させる駆動装置が支持される。駆動装置は回転体に対し、円柱孔の中心に関して一方向の少なくとも片側に移動自在とされ、駆動装置は回転体と共にベースに対して回転し、駆動軸が一方向に移動しながら回転体が回転することにより、駆動軸が円柱孔の中心を中心とし、前記円柱孔の半径より小さい半径の円弧上を移動する。
【0020】
駆動装置は更に具体的には回転体に、回転体に対し、円柱孔の中心に関して一方向の少なくとも片側に移動自在な支持材に支持されることにより駆動軸が一方向に移動自在となり、支持材が回転体に対して移動しながら、または移動した状態で回転体がベースに対して回転することにより駆動軸が円柱孔の中心を中心とし、円柱孔の半径より小さい半径の円弧上を移動する。駆動軸が円柱孔の半径より小さい半径の円弧上に移動するまでは、駆動軸は螺旋状の曲線の軌跡を描く。
【0021】
駆動軸が円柱孔の半径より小さい半径の円弧上を周回する間、駆動軸は自転し続け、その先端に接続された拡幅ビットが円柱孔の回りのコンクリート等を切削し、空洞を形成する。
【0022】
回転体はベースに支持された旋回装置によってベースに対して回転させられ、支持材は回転体に支持された移動装置によって回転体に対して一方向に移動させられる。
【0023】
拡幅ビットの形状は特に問われず、駆動軸に対して偏心した、もしくは屈曲した形等、自由な形を採用し得るが、基本的な形としては請求項3に記載のように円筒形の場合と、請求項4に記載のように複数枚の円板から構成される場合があり、前者の場合は円筒の外周に、後者の場合は各円板の外周にそれぞれ切削刃が付けられる。
【0024】
【発明の実施の形態】
この発明は既存コンクリートAその他の被定着体の表層側において、円柱状の円柱孔Bを削孔した後に、深さ方向の少なくとも一部の区間に、表面側の断面積より相対的に断面積の大きい空洞Cを形成する切削装置1である。
【0025】
被定着体はアンカー体15が、それに接続される部材を被定着体に定着させる役割に応じ、構造部材と非構造部材の両者を含み、コンクリートやソイルセメント固結体の他、石材、レンガ、コンクリートブロック等のように穿孔することが可能な材料全般を含む。以下では既存コンクリートAに被定着体を代表させる。
【0026】
切削装置1は図1,図2に示すように既存コンクリートAの表面に固定されるベース2と、ベース2に支持され、駆動軸6の回りに回転する、切削刃8を有する拡幅ビット7を持ち、駆動軸6が自転しながら円柱孔Bの中心から移動し、拡幅ビット7が回転して円柱孔Bの回りのコンクリートを切削することにより空洞Cを形成する。
【0027】
空洞Cを含めた円柱孔B全体は既存の建物の柱、梁、壁面、基礎等のコンクリートの部分の他、既存の橋梁の橋桁や橋脚、基礎(フーチング)等のコンクリートの部分に耐震要素等の構造部材や壁パネル等の非構造部材、あるいは設備用の部材その他の部材を付加する場合に、既存コンクリートAの部分に形成される。
【0028】
既存コンクリートAの部分を有すれば空洞Cを形成することができるため、既存の構造物は建築構造物であるか土木構造物であるかを問わず、また構造物本体の構造が鉄筋コンクリート造(鉄骨鉄筋コンクリート造)であるか鉄骨造であるかも問わない。
【0029】
円柱孔Bは図9に示すように先端にビットD1を有するコアチューブDを回転させることにより円柱状に周辺から分離した形で形成され、周辺から分離した円柱状のコンクリートはコア抜きの要領でその形のまま引き抜かれる。コアチューブDは駆動装置D2に接続した駆動軸D3に接続され、駆動装置D2は既存コンクリートAの表面に固定された支持部材Eに支持される。
【0030】
図1〜図4に示す具体的な構成例により本発明の切削装置1を説明する。
【0031】
ベース2にはベース2自身を既存コンクリートAの表面に固定するための複数本のアンカーボルト3が付属し、アンカーボルト3がコンクリート中に螺入等することによりベース2を安定させる。複数本のアンカーボルト3のそれぞれの螺入深さの調整により、既存コンクリートAの表面に傾斜面や不陸がある場合にもベース2の水平精度が確保される。
【0032】
ベース2にはベース2に対して回転自在な回転体4が支持され、回転体4上に、拡幅ビット7の駆動軸6を保持しながら、駆動軸6を回転させる駆動装置5が支持される。ベース2には回転体4を回転自在に支持するための開口2aが形成され、回転体4はこの開口2aにおいて軸受け9によりベース2から絶縁された状態でベース2に支持される。駆動軸6はこの開口2aを通じて円柱孔B内に挿入される。図2中、2bは前記したコアチューブDを回転させる駆動装置D2を支持する支持部材Eを挿入し、固定するための固定用孔を示す。ベース2にはまた、ベース2を移動させるための車輪2cが付属する。
【0033】
回転体4には回転体4に対し、円柱孔Bの中心に関し、一方向の少なくとも片側に移動自在な支持材10が支持され、支持材10が回転体4に対して移動することにより駆動装置5が回転体4に対し、円柱孔Bの中心に関して片側に、または両側に移動する。支持材10は回転体4上に載置され、回転体4と共にベース2に対して回転する。駆動装置5は支持材10上に載置され、支持材10に一体化する。
【0034】
ベース2には回転体4をその中心の回りに回転させる旋回装置11が支持され、回転体4に支持材10を回転体4に対して移動させる移動装置12が支持される。
【0035】
旋回装置11にはモータ等が用いられ、旋回装置11の回転力を回転体4の回転運動に変換する機構であれば旋回装置11と回転体4の組み合わせの形態は問わないが、図面では旋回装置11が拡幅ビット7による削孔時の反力に抵抗でき、回転体4が逆回転しないよう、旋回装置11と回転体4に歯車を用いている。
【0036】
この場合、旋回装置11はその駆動軸11aが鉛直に向けられた状態でベース2に固定され、駆動軸11aに歯車11bが接続される。一方、回転体4の外周の全周には旋回装置11の歯車11bに噛み合う、図3に示すような歯形4aが形成され、回転体4は旋回装置11の歯車11bの回転によって回転体4の中心の回りに回転する。回転体4の回転に伴い、回転体4に支持された支持材10及び駆動装置5がベース2に対して回転する。
【0037】
回転体4の上面の、駆動軸6を外した位置には支持材10の回転体4に対する直線運動を案内するスライドガイド13が固定され、スライドガイド13に支持材10が一方向の直線運動のみ可能な状態に支持される。支持材10を直線運動させる移動装置12は回転体4上に固定される。
【0038】
移動装置12にもモータ等が用いられる。ここでも移動装置12の回転力を支持材10の直線運動に変換する機構であれば移動装置12と支持材10の組み合わせの形態は問わないが、図面では移動装置12が拡幅ビット7による削孔時の反力に抵抗しながら、回転力を直線運動に変換でき、且つ支持材10が逆戻りしないよう、移動装置12をモータ121と、全長にねじの切られた棒鋼(ポールねじ)122の組み合わせから構成し、モータ121の動力の棒鋼122への伝達機構としてウォームギアを使用している。
【0039】
この場合、図3に示すようにモータ121の軸12aにウォーム12bが枢支され、棒鋼122の端部にウォームホイール12cが枢支され、ウォーム12bの回転によってウォームホイール12cが回転し、棒鋼122が回転する。
【0040】
棒鋼122は両端部において軸受けを介してその軸回りに回転自在に回転体4に支持され、棒鋼122が支持材10の一部に形成された支持部10aに挿通する。棒鋼122が挿通する支持部10aの内周面には棒鋼122のねじに螺合する雌ねじが切られており、支持材10はモータ121の回転に伴う棒鋼122の回転によって棒鋼122の軸方向に往復道する。
【0041】
モータ121の動力の棒鋼122への伝達機構として歯車を用いる場合はウォームギアに代え、モータ121の軸12aにピニオンを枢支させ、支持材10の支持部10aにラックを形成することもある。
【0042】
移動装置12による支持材10の移動操作と旋回装置11による回転体4の回転操作は独立して行われ、必ずしも移動操作と回転操作が同時に行われる必要はなく、駆動軸6の回転と同時に、移動装置12による移動のみが行われる場合と、駆動軸6の回転と同時に、移動装置12による移動と旋回装置11による回転が同時に行われる場合がある。
【0043】
駆動軸6は移動装置12による移動操作により回転体4に対し、スライドガイド13に沿って直線運動し、旋回装置11による回転操作により円柱孔Bの中心を中心とし、円柱孔Bの半径より小さい半径の円弧上を移動する。
【0044】
駆動装置5の駆動軸6の先端には図1に示すような拡幅ビット7が接続、もしくは固定され、拡幅ビット7は先行して円柱孔Bを削孔した後にその円柱孔B内に挿入される。拡幅ビット7の高さは円柱孔Bの高さ以下であり、拡幅ビット7の挿入後、駆動軸6を自転させながら、移動装置12により支持材10を直線運動させることにより、または移動装置12により支持材10を直線運動させつつ、旋回装置11により回転体4を回転させることにより拡幅ビット7の切削刃8が円柱孔Bの奥側の孔壁を削孔する。
【0045】
図5は円筒形の拡幅ビット7の形成例を示す。図1,図5では円筒、例えば鋼管の軸方向中央部に円板状の板7aを溶接し、板7aに駆動軸6を貫通させ、板7aの両側からナット7bを緊結することにより拡幅ビット7を駆動軸6に接続しているが、拡幅ビット7の駆動軸6への接続方法は問われない。
【0046】
図1〜図4に示す切削装置1の場合、空洞Cの形成は駆動装置5の駆動軸6を自転させ、拡幅ビット7を回転させながら、移動装置12により支持材10を回転体4に対し、少しずつ、例えば数mm〜数10mm/分程度の速度で移動させつつ、旋回装置11により回転体4を少しずつ、例えば数分の一回転/分程度の回転速度で回転させることにより行われ、拡幅ビット7の切削刃8が円柱孔Bの孔壁を削孔し、空洞Cを形成する。このときの駆動軸6の軌跡は図8の一点鎖線で示すようになる。
【0047】
切削刃8によって切削され、粉砕されたコンクリートの粉末は空気を噴射することにより、または吸引することにより排除される。
【0048】
円筒形の拡幅ビット7の場合、切削刃8は拡幅ビット7の外周に、軸方向の全長の区間に連続的に、もしくは断続的に突設されるが、図5−(a)では軸方向に配列する複数の切削刃8が同時期にコンクリートの切削することにより駆動軸6が過大な捩じりモーメントを受けないよう、切削刃8を螺旋状に配列している。図5−(a)に示す拡幅ビット7による削孔形状は図5−(b)に示すようになる。
【0049】
図6−(a)は拡幅ビット7を複数枚の円板71から構成した場合の拡幅ビット7の形成例を示す。この場合、駆動軸6は全円板71を貫通する形になる。切削刃8は円板71の外周に連続的に、または断続的に突設される。図6−(a)に示す拡幅ビット7による削孔形状は図6−(b)に示すようになる。
【0050】
いずれの場合も空洞Cの断面積がそれより表面側の部分の断面積より相対的に大きく形成されることで、その内部に充填されるモルタルやコンクリート、または接着剤等の充填材14はアンカー体15に作用する既存コンクリートAの表面側への引き抜き力を受けることによって空洞C内で既存コンクリートAにその表面側へ係合、あるいは係合し得る係合部C1を有する。
【0051】
図7に示すように空洞Cを含む円柱孔B全体が深さ方向に二以上の区間に区分される場合、係合部C1は空洞Cの内、奥側の部分の表面側寄りの部分に形成される。円錐台状のみの場合やそれを含む場合は、アンカー体15の軸に直交する断面に対して傾斜した形で表面側寄りの部分に係合部C1が形成される。
【0052】
空洞Cの形成後、その内部に充填材14が充填され、アンカーボルト等のアンカー体15が挿入される。充填材14の硬化後にアンカー体15に新規に構造部材等が直接、もしくは間接的に接続される。
【0053】
図10は基礎コンクリートである既存コンクリートAの、既存の橋脚その他の柱脚16回りにベースプレート17をアンカー体15により定着させるための空洞Cを形成し、ベースプレート17に接合したガセットプレート18に耐震要素としてのブレース19を接続した場合を示す。
【0054】
図面ではアンカー体15を鉛直に挿入する場合を示しているが、アンカー体15を横向きに挿入する場合には空洞Cは横向きに形成される。
【0055】
【発明の効果】
既存コンクリートその他の被定着体の表面に固定されるベースと、ベースに支持され、駆動軸の回りに回転する、切削刃を有する拡幅ビットから切削装置を構成し、被定着体の表層側において、円柱状の円柱孔を削孔した後に、駆動軸を自転させながら、円柱孔の中心から移動させ、拡幅ビットにより円柱孔の回りのコンクリート等を切削することで、円柱孔内の深さ方向の少なくとも一部の区間に、表面側の断面積より相対的に断面積の大きい空洞を形成するため、被定着体の除去部分の範囲を拡大することなく、アンカー体に作用する引き抜き力に対する抵抗力を増大させることができる。
【0056】
空洞の断面積がそれより表面側の区間の断面積より大きくなるように空洞が形成されることで、空洞に充填される充填材は被定着体の表面側へ引き抜き力を受けたときに空洞内で被定着体にその表面側へ係合し得る係合部を有する形状をし、この係合部を有する充填材の形状により、充填材内に定着されたアンカー体に作用する引き抜き力に対しては充填材の、空洞の内周面との間の付着力に加え、係合部における被定着体との間の支圧力によって抵抗するため、付着力のみの場合より抵抗力が増大する。
【0057】
充填材の抵抗力の増大により、付着力のみに依存する場合との対比では空洞の深さや径を大きくするか、その数を多くする等、空洞の範囲を拡げる必要がなくなるため、被定着体が鉄筋コンクリート造や鉄骨鉄筋コンクリート造等の場合にもコンクリート中の鉄筋との衝突により鉄筋を損傷させる危険性、すなわち既存コンクリートの耐力への影響がなくなり、アンカー体を定着させた後の既存コンクリートの信頼性が向上する。このため、既存コンクリートの耐力を確保するための格別なコンクリートの増し打ちを必要としない。
【0058】
特に空洞の全体の内の、深さ方向の少なくとも一部の区間が表面側から奥側へかけ、断面積が次第に拡大する形状をした場合には、係合部がアンカー体の軸に直交する断面に対して傾斜することで、被定着体は充填材から受ける引き抜き力に対し、充填材の係合部の外縁から被定着体の表面側へかけて次第に拡大する領域において抵抗するため、被定着体の破壊に対する安全性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】 切削装置の構成例を示した立面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】回転体上の移動装置と支持材との関係を示した斜視図である。
【図4】図3の駆動軸を通る縦断面図である。
【図5】 (a) は円筒形の拡幅ビットの構成例を示した立面図、(b)はその拡幅ビットによる空洞の形状を示した断面図である。
【図6】 (a) は複数枚の円板からなる拡幅ビットの構成例を示した立面図、(b)はその拡幅ビットによる空洞の形状を示した断面図である。
【図7】 (a),(c),(e)は円柱孔と空洞の関係を示した平面図、(b),(d),(f)はそれぞれ(a),(c),(e)の縦断面図である。
【図8】円柱孔に対する拡幅ビットの動きを示した平面図である。
【図9】コアチューブによる円柱孔の形成の様子を示した立面図である。
【図10】空洞へのアンカー体の定着例を示した縦断面図である。
【符号の説明】
A……既存コンクリート、B……円柱孔、C……空洞、C1……係合部、D……コアチューブ、D1……ビット、D2……駆動装置、D3……駆動軸、E……支持部材、1……切削装置、2……ベース、2a……開口、2b……固定用孔、2c……車輪、3……アンカーボルト、4……回転体、4a……歯形、5……駆動装置、6……駆動軸、7……拡幅ビット、71……円板、8……切削刃、9……軸受け、10……支持材、10a……支持部、11……旋回装置、11a……駆動軸、11b……歯車、12……移動装置、121……モータ、122……棒鋼、12a……軸、12b……ウォーム、12c……ウォームホイール、13……スライドガイド、14……充填材、15……アンカー体、16……柱脚、17……ベースプレート、18……ガセットプレート、19……ブレース。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention is intended to fix anchor bolts and other anchor bodies in an object to be fixed such as existing concrete, and after drilling a cylindrical cylindrical hole, in at least a part of the depth direction in the cylindrical hole, The present invention relates to a cutting device for anchor body fixing part that forms a cavity having a relatively larger cross-sectional area than the cross-sectional area on the surface side.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
For example, non-structural members such as braces and other structural members such as pillars, beams, walls, foundations, etc. of existing structures, and similar soil cement consolidated bodies and other fixed parts, and wall panels, etc. When adding structural members, equipment members, or other members, drill holes for anchors such as anchor bolts to fix those members on the surface layer of existing concrete, etc., and anchor to the holes It is necessary to insert and fix the body.
[0003]
Generally, use a core tube, core drill, etc. as in JP-A-9-209457, JP-A-10-196048, JP-A-2000-352294, etc. It is removed in a columnar shape, and the anchor body is inserted into the hole in the removed portion, and the anchor body is fixed to the existing concrete by filling with a filler such as mortar, concrete, or adhesive. The ends are connected.
[0004]
When the member connected to the anchor body is a seismic element that bears a load higher than its own weight during an earthquake, the compressive force from the seismic element is transmitted to the existing concrete as supporting pressure from the bottom of the anchorage, but from the seismic element Since only the adhesion force between the filler filled in the removal portion and the inner peripheral surface of the removal portion can be expected as the resistance force, the resistance force is not sufficient.
[0005]
In order to increase the resistance to tensile force, it is necessary to increase the depth and diameter of the removal part or increase the number of removal parts. However, either method will expand the range of the removal part, In the case of reinforced concrete or steel-framed reinforced concrete, the possibility of damaging the reinforcing bars due to collision with the reinforcing bars in the concrete increases, so the reliability of the existing concrete after anchoring the anchor body decreases and It may be necessary.
[0006]
In view of the above background, the present invention proposes a cutting apparatus that enables drilling of fixing holes that can be expected to have high resistance to tensile force and the like acting on newly added seismic elements and other members.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a cutting device is constituted by a base fixed to the surface of an object to be fixed such as existing concrete or soil cement consolidated body, and a widening bit supported by the base and rotated around a drive shaft and having a cutting blade. Then, after drilling a cylindrical cylindrical hole on the surface layer side of the body to be fixed, while rotating the drive shaft, it is moved from the center of the cylindrical hole, and the widening bit is rotated to rotate the concrete around the cylindrical hole. By cutting the object to be fixed, a cavity having a cross-sectional area relatively larger than the cross-sectional area on the surface side is formed in at least a part of the depth direction in the cylindrical hole, and the range of the removal portion of the object to be fixed The resistance force against the pulling force acting on the anchor body is increased without enlarging.
[0008]
The widening bit is inserted into the previously drilled cylindrical hole, and the drive shaft connected to the widening bit rotates while moving in either direction from the center of the cylindrical hole. The side wall portion is cut toward the outer peripheral side, and a cavity having a relatively larger cross-sectional area than the surface-side cross-sectional area is formed in at least a part of the depth direction in the cylindrical hole.
[0009]
The outer diameter of the widening bit, including the cutting blade, does not collide with the hole at the beginning of drilling in the section deeper than the cylindrical hole and the hole wall of the cylindrical hole. In order not to be obstructed, it is set to be equal to or smaller than the diameter of the cylindrical hole.
[0010]
The cross-sectional area of the cavity refers to the area of the cross section perpendicular to the axis of the anchor body, and the cavity is stepped in at least a part of the depth direction in the cylindrical hole, for example, from the surface side to the back side. In addition to a shape in which the cross-sectional area of the entire cavity is gradually or gradually expanding toward the back side, a section having a small cross-sectional area and a section having a large cross-sectional area are formed. However, it is sufficient that the cross-sectional area of the section on the back side is relatively larger than the cross-sectional area of the section on the surface side.
[0011]
In the formation of the cavity, for example, when the entire cylindrical hole including the cavity is divided into two sections of the cylindrical surface side and the deep side in the depth direction, a part of the cylindrical hole drilled in advance the interval between the surface side of the section, the drive shaft Te its rear side smell relates center of the cylindrical hole, the shape formed by moving at least one side of the one direction is the simplest form.
[0012]
In this case, the drive shaft moves to at least one side while rotating, so that an elliptical section including a circular cross section of the surface side section in the section on the back side of the cylindrical hole B as shown in FIGS. 7- (a) and (b). A columnar hole is formed as a cavity C. If the drive shaft reciprocates in one direction, an elliptical cylindrical hole is formed symmetrically with respect to the center of the cylindrical hole B as shown in (c) and (d).
[0013]
When the drive shaft moves around an arc having a radius smaller than the radius of the cylindrical hole B, the section on the surface side is cylindrical as shown in FIGS. Then, the cavity C is formed in a columnar shape having a diameter on the back side larger than that on the surface side.
[0014]
In this case, the drive shaft specifically relates to the center of the cylindrical hole as described in
[0015]
In any shape, the cavity C is formed so that the cross-sectional area of the cavity C in the concrete or the like is larger than the cross-sectional area of the section on the surface side, so that the filler filled in the cavity C is When a pulling force is applied to the surface side of an object to be fixed such as existing concrete, a shape having an engagement portion C1 that can engage the object to be fixed to the surface side in the cavity C is formed.
[0016]
Due to the shape of the filler having the engaging portion C1, in addition to the pulling force acting on the anchor body fixed in the filler, in addition to the adhesive force between the filler and the inner peripheral surface of the cavity C, The resistance is increased by the bearing pressure between the engagement portion and the fixing target, and therefore the resistance is increased as compared with the case of only the adhesive force.
[0017]
By increasing the resistance of the filler, it is not necessary to expand the range of the cavity by increasing the depth or diameter of the removal part of the fixing body or increasing the number of the parts to be fixed in comparison with the case of depending only on the adhesive force. Therefore, even if the object to be anchored is reinforced concrete or steel-framed reinforced concrete, there is no risk of damage to the reinforcing bars due to collision with the reinforcing bars in the concrete, that is, after the anchor body is fixed, there is no effect on the strength of existing concrete The reliability of existing concrete is improved. For this reason, it is not necessary to add extra concrete to ensure the strength of existing concrete.
[0018]
In particular, in the case where at least a portion of the entire cylindrical hole including the cavity extends in the depth direction from the surface side to the back side as described above, and the cross-sectional area gradually increases, the engaging portion Is inclined with respect to the cross section perpendicular to the axis of the anchor body, so that the fixed body such as existing concrete is pulled from the outer edge of the engaging portion of the filler to the surface side of the fixed body against the pulling force received from the filler. Since resistance occurs in a region that gradually increases over time, the safety against destruction of the fixing object is high.
[0019]
Based on the cutting device specifically, rotatable rotation body relative to the base is supported, on the rotating body, while holding the drive shaft, a driving device for rotating is supporting the drive shaft. The drive device is movable relative to the rotating body in at least one side in one direction with respect to the center of the cylindrical hole. The driving device rotates with the rotating body with respect to the base, and the rotating body rotates while the drive shaft moves in one direction. As a result, the drive shaft moves on an arc having a radius smaller than the radius of the cylindrical hole with the center of the cylindrical hole as the center.
[0020]
The rotating body to drive More specifically, with respect to the rotating body, becomes the drive shaft by being supported on at least movable support on one side in one direction with respect to the center of the cylinder bore and movable in one direction, the support The drive shaft moves on an arc with a radius smaller than the radius of the cylinder hole, centering on the center of the cylinder hole while the material moves with respect to the rotor or while the rotor rotates with respect to the base. To do. Until the drive shaft moves on an arc having a radius smaller than the radius of the cylindrical hole, the drive shaft draws a spiral curved locus.
[0021]
While the drive shaft circulates on an arc having a radius smaller than that of the cylindrical hole, the drive shaft continues to rotate, and the widening bit connected to the tip of the drive shaft cuts concrete around the cylindrical hole to form a cavity.
[0022]
The rotating body is rotated with respect to the base by a turning device supported by the base, and the support member is moved in one direction with respect to the rotating body by a moving device supported by the rotating body.
[0023]
The shape of the widening bit is not particularly limited, and a free shape such as an eccentric shape or a bent shape with respect to the drive shaft can be adopted, but the basic shape is a cylindrical shape as described in
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, on the surface layer side of the existing concrete A or other fixed body, after the cylindrical cylindrical hole B is drilled, the cross-sectional area is relatively larger than the cross-sectional area on the surface side in at least a part of the depth direction. Is a
[0025]
The anchored
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0027]
The entire cylindrical hole B including the cavity C is not only for concrete parts such as pillars, beams, walls and foundations of existing buildings, but also for concrete parts such as bridge girders, piers and foundations (footings) of existing bridges. When a non-structural member such as a structural member or a wall panel, or a facility member or other member is added, it is formed in the existing concrete A portion.
[0028]
Cavity C can be formed if there is a part of existing concrete A. Therefore, regardless of whether the existing structure is a building structure or a civil engineering structure, the structure of the structure body is reinforced concrete ( It may be steel-framed reinforced concrete) or steel-framed.
[0029]
As shown in FIG. 9, the cylindrical hole B is formed in a columnar shape separated from the periphery by rotating a core tube D having a bit D1 at the tip, and the columnar concrete separated from the periphery is in the manner of core removal. It is pulled out as it is. The core tube D is connected to a drive shaft D3 connected to the drive device D2, and the drive device D2 is supported by a support member E fixed to the surface of the existing concrete A.
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
A
[0033]
The
[0034]
The
[0035]
A motor or the like is used for the
[0036]
In this case, the turning
[0037]
A
[0038]
A motor or the like is also used for the moving
[0039]
In this case, as shown in FIG. 3, the
[0040]
The
[0041]
When a gear is used as a mechanism for transmitting the power of the
[0042]
The moving operation of the
[0043]
The
[0044]
A widening
[0045]
FIG. 5 shows an example of forming the cylindrical widening
[0046]
In the case of the
[0047]
Concrete powder that has been cut and crushed by the
[0048]
If a cylindrical widening
[0049]
FIG. 6A shows an example of forming the widening
[0050]
In any case, the cross-sectional area of the cavity C is formed to be relatively larger than the cross-sectional area of the portion on the surface side thereof, so that the
[0051]
As shown in FIG. 7, when the entire cylindrical hole B including the cavity C is divided into two or more sections in the depth direction, the engaging portion C1 is located in a portion of the cavity C closer to the surface side of the inner portion. It is formed. In the case of only the truncated cone shape or including the truncated cone shape, the engaging portion C1 is formed in a portion closer to the surface side in a shape inclined with respect to the cross section orthogonal to the axis of the
[0052]
After the formation of the cavity C, the inside thereof is filled with a
[0053]
Fig. 10 shows the existing concrete A, which is foundation concrete, with a cavity C around the existing bridge piers and
[0054]
The drawing shows a case where the
[0055]
【The invention's effect】
A base is fixed to the surface of an existing concrete or other fixed body, and a cutting device is constituted by a widening bit having a cutting blade that is supported by the base and rotates around a drive shaft. After drilling the cylindrical hole, move it from the center of the cylindrical hole while rotating the drive shaft, and cut the concrete around the cylindrical hole with the widening bit, so that the depth direction in the cylindrical hole In order to form a cavity having a cross-sectional area that is relatively larger than the cross-sectional area on the surface side in at least some sections, resistance to the pulling force that acts on the anchor body without expanding the range of the removal portion of the fixing body Can be increased.
[0056]
Since the cavity is formed so that the cross-sectional area of the cavity is larger than the cross-sectional area of the section on the surface side, the filler filled in the cavity receives the pulling force toward the surface side of the fixing body. The shape of the fixing member having an engaging portion that can be engaged with the surface of the fixing member within the fixing member, and the shape of the filler having the engaging portion, the pulling force acting on the anchor body fixed in the filler On the other hand, in addition to the adhesion force between the filler and the inner peripheral surface of the cavity, the resistance is increased by the supporting pressure between the engagement portion and the fixing target, so that the resistance force is increased as compared with the case of only the adhesion force. .
[0057]
By increasing the resistance of the filler, it is not necessary to expand the cavity range by increasing the depth or diameter of the cavities or increasing the number of cavities in comparison with the case of relying solely on the adhesive force. In the case of reinforced concrete or steel-framed reinforced concrete, there is no risk of damage to the reinforcing bars due to collision with the reinforcing bars in the concrete, that is, there is no effect on the strength of the existing concrete, and the reliability of the existing concrete after anchoring the anchor body Improves. For this reason, it is not necessary to add extra concrete to ensure the strength of existing concrete.
[0058]
In particular, when at least a part of the entire cavity in the depth direction extends from the surface side to the back side and the cross-sectional area gradually expands, the engaging portion is orthogonal to the axis of the anchor body. By inclining with respect to the cross section, the member to be fixed resists the pulling force received from the filler in a region that gradually expands from the outer edge of the engaging portion of the filler to the surface side of the member to be fixed. High safety against fixing member destruction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an elevational view showing a configuration example of a cutting device.
2 is a plan view of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a relationship between a moving device on a rotating body and a support member.
4 is a longitudinal sectional view through the drive shaft of FIG. 3. FIG.
5A is an elevation view showing a configuration example of a cylindrical widening bit, and FIG. 5B is a cross-sectional view showing the shape of a cavity formed by the widening bit.
6A is an elevation view showing a configuration example of a widening bit composed of a plurality of discs, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing the shape of a cavity formed by the widening bit.
[Fig. 7] (a), (c), and (e) are plan views showing the relationship between a cylindrical hole and a cavity, and (b), (d), and (f) are (a), (c), ( It is a longitudinal cross-sectional view of e).
FIG. 8 is a plan view showing the movement of the widening bit with respect to the cylindrical hole.
FIG. 9 is an elevation view showing a state of forming a cylindrical hole by the core tube.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing an example of fixing an anchor body to a cavity.
[Explanation of symbols]
A ... Existing concrete, B ... Cylinder hole, C ... Cavity, C1 ... engagement part, D ... Core tube, D1 ... Bit, D2 ... Drive device, D3 ... Drive shaft, E ... Supporting member, 1 ... Cutting device, 2 ... Base, 2a ... Opening, 2b ... Fixing hole, 2c ... Wheel, 3 ... Anchor bolt, 4 ... Rotating body, 4a ... Tooth profile, 5 ... ... drive device, 6 ... drive shaft, 7 ... widening bit, 71 ... disc, 8 ... cutting blade, 9 ... bearing, 10 ... support material, 10a ... support, 11 ...
Claims (5)
前記拡幅ビットの高さは前記円柱孔の高さ以下で、
前記ベースは被定着体表面の、削孔されるべき前記円柱孔の周りに固定され、
前記ベースに、このベースに対して回転自在な回転体と、この回転体をその中心の回りに回転させる旋回装置が支持され、
前記回転体に、前記回転体に対し、前記円柱孔の半径方向に直線移動する支持材と、この支持材を前記半径方向に直線移動させる移動装置が支持され、
前記支持材に前記駆動軸を回転させる駆動装置が支持され、
前記支持材と前記移動装置、及び前記駆動装置は前記回転体の回転に伴い、前記ベースに対して回転し、
前記支持材と前記駆動装置は前記移動装置により前記回転体に対して前記半径方向に直線移動することを特徴とするアンカー体定着部用切削装置。A base fixed to the surface of the member to be fixed, and a cylindrical hole that is supported by the base and drilled prior to the member to be fixed, and rotates around the drive shaft to fix the anchor body. A cutting device having a widening bit to form a cavity for
The height of the widening bit is less than or equal to the height of the cylindrical hole,
The base is fixed around the cylindrical hole to be drilled on the surface of the fixing body,
A rotating body that is rotatable with respect to the base and a turning device that rotates the rotating body around its center are supported on the base.
A supporting member that linearly moves in the radial direction of the cylindrical hole with respect to the rotating body, and a moving device that linearly moves the supporting member in the radial direction are supported on the rotating body,
A drive device for rotating the drive shaft is supported by the support material,
The support member, the moving device, and the driving device rotate with respect to the base as the rotating body rotates,
The anchor member fixing portion cutting apparatus, wherein the support member and the driving device linearly move in the radial direction with respect to the rotating body by the moving device.
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