JP6489778B2 - コアビット - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート構造物に穿孔するのに用いられるコアドリル用のコアビットに関する。

この種のコアビットは通常、図１に示すように円筒状のボデー１の一端にフランジ管状のカップリング２を捩じ込んで取り付けるか、或いは溶接にて固着し、ボデー他端にダイヤモンド砥粒よりなるチップ３を溶接又はろう付けしたものよりなっており、カップリング２がコアビットに捩じ込んで取付けられるようになっている。

コンクリート構造物の穿孔時において、図２の一点鎖線で示す軌跡を描いて回転するチップ３が鉄筋４に当たって食い込んだとき、鉄筋４がセグメント状に噛み取られて三日月状の切片４ａが形成されることがあり、この切片４ａがチップ３の鉄筋通過後に切削時の振動或いは回転するボデー１との摩擦によりコンクリートから外れてボデー内周面とコンクリートコア５の隙間に挟まり、ボデー１の回転に伴い食い込んでボデー１がロックされ、コアビットが固着状態となることがある。穿けられる孔の孔径が小さければ、ノンコアビットを用いることにより、またコアビットを用いる場合でも、孔径が小さければ、鉄筋切片の食い込みによりコンクリートコアが折損したり、折り曲げられたりして上述するような切片の食い込みによる、コアビットの固着というトラブルを解消することができるが、孔径が５０mm以上の大きな孔穿けでは、コンクリートコアの強度や剛性も大きいためにコンクリートコアが折損したり変形しにくく、切片の食い込みによるコアビットの固着が生ずるようになる。

鉄筋の切片の食い込みによる前述の問題を生ずると、従来は作業者が作業を一旦停止し、コアビットを逆回転させて穿孔から抜き出しているが、抜き出す際、食い込んだ切片４ａがコアビットのシャンク１とチップ３の段差（この段差は通常０．８〜１ｍｍである）に引掛かってコアビットの抜き出しを困難にし、無理に抜き出そうとすると、チップ３が破損したり、脱落することがある。

鉄筋切片が噛み込んだときの抜き出しを行えるようにしたコアビットも知られる。このコアビットは、ボデー他端の内周方向に適当間隔で多数取付けられるチップのうちの一部について、ボデー内周面との段差をなくしたもので、鉄筋切片が食い込んだときには、コアビットを逆方向に回動させながら引抜き、切片が段差のない箇所のチップを通り抜けできるようにして切片がチップが引掛からないようにしている。

鉄筋切片がコアビットに食い込んだときの従来の対処法では、チップのうちの一部について段差をなくしたコアビットにおいても手間と労力が掛かり、とくに残留放射線量の高い原子力発電所の解体工事のように現場で長時間の作業ができないところでは、鉄筋切片の噛み込み防止対策が急務となっている。

この種のコアビットに類似するものとしてダブルチューブコアバレルと称されるものも知られる（非特許文献１）。このダブルチューブコアバレルは５０〜１００ｍ或いはそれ以上の深さの深掘をする目的で開発されたもので、先端に切刃を備えた筒状のアウターチュー部と、該アウターチュー部に内挿されるインナーチューブよりなり、該インナーチューブは上端部がアウターチューブに回転可能に軸支されて吊持され、アウターチューブとの間には隙間を有している。
経済産業省地質調査所試錐課編「新編 図解ボーリング便覧」

前述のダブルチューブコアバレルでは、穿孔時、インナーチューブは静止し、アウターチューブが回転して穿孔を行うようになっているもので、切刃がコンクリート中の鉄筋に噛み込んで鉄筋の切片が形成され、該切片が前記と同様、コンクリートより外れてコンクリートコアとインナーチューブとの間に挟み込まれても、インナーチューブとアウターチューブとの間には隙間が存在するため、インナーチューブは上端部を支点として切片が挟み込まれた側と反対側に押し出されて傾き、切片の食い込みによるコアバレルの固着を回避することができるが、インナーチューブは上端部がアウターチューブに支持されていても下端部はフリーで支持されていないため、薄肉であると、強度も弱く、何よりも穿孔に伴ってコンクリートコアに沿い押し込まれる際、コンクリートコアとの摩擦抵抗により切削途中で座屈して側方に膨らみ、アウターチューブに圧着してアウターチューブの回転を阻害し、コアバレルを固着するおそれがある。こうした問題が生じないようにするため前記コアバレルのインナーチューブは肉厚に形成されているが、厚みのあるインナーチューブにより重量が増し、切刃も厚くなる。またこうしたコアバレルを用いて横向きの孔を形成する場合、インナーチューブが自重により下向きに傾いた状態で穿孔が行われるようになり、安定性を欠く。

本発明は、上記の問題を生ずることなく、鉄筋切片の噛み込みによる固着を防止することのできるコアビットを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、円筒状のボデーと、該ボデー端に固着され、ダイヤモンド砥粒よりなるチップと、ボデー他端に固着又は取外し可能に取付けられるカップリングとよりなり、前記ボデーが一端に前記チップを備えた円筒状のアウターチューブと、該アウターチューブの内側にアウターチューブと別体をなしてアウターチューブと同心円状に配置され、アウターチューブとの間に一定の間隔の隙間を存すると共に、両端部が前記アウターチューブに回動のみ可能に支持されるインナーチューブとよりなり、穿孔時、前記インナーチューブは該インナーチューブに一定以上の負荷が掛かると回転を停止してアウターチューブのみが回転を続け、インナーチューブに一定以上の負荷が掛からない状態ではアウターチューブと一体となって回転することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記インナーチューブは一端がアウターチューブに形成の段に当たって一軸方向への位置が規制され、インナーチューブ他端は軸方向への位置調整が可能な押え板により押え付けられることを特徴とする。

請求項１に係る発明のコアビットにおいては、コンクリート構造物への穿孔時、チップが鉄筋を削り取って形成される三日月状の切片がコンクリートから外れ、インナーチューブ内周面とコンクリートコアとの間に入り込むようになったとしても、インナーチューブが弾性変形し撓んでアウターチューブ側に突出し、隙間の存在によりアウターチューブには当たらないか、当たるにしても隙間がない状態で当たるのに比べアウターチューブへの押付力が弱く、鉄筋切片の噛み込みによるコアビットの固着を防止することができる。

穿孔時において、鉄筋切片がインナーチューブとコンクリートコアとの間に挟み込まれ、アウターチューブと連れ回りするインナーチューブに一定以上の負荷が掛かるようになると、インナーチューブは回転を停止し、アウターチューブのみが回転を続けて穿孔を行う。またインナーチューブは両端部がアウターチューブに回動のみ可能に支持され、一定以上の付加が掛からない状態ではアウターチューブと一体となって回転するようになっているもので、薄肉にしても強度上問題となることはなく、薄肉に形成することにより刃先のチップを薄くし切削速度を上げることができる。また横孔を穿孔する場合でも、インナーチューブが自重により垂れ下がることはなく、穿孔時の安定性にも何等の問題を生ずることはない。

請求項２に係る発明によると、鉄筋切片が噛み込んだ状態でインナーチューブが停止し、その後もアウターチューブが回転を続けて穿孔が続行されると、インナーチューブ端のアウターチューブとの摺接面が摩耗し、これによりアウターチューブとの間に隙間ができ、この隙間に鉄筋切片の一部が入ってコアビットの送りに大きな負荷が掛かるようになり、またコアビット抜き出し時にコンクリートコアで支え、コアビットの抜き出しを困難にするおそれが生ずるが、次回の穿孔作業に先立って抑え板の軸方向位置を調整することにより、インナーチューブ端での隙間を解消することができ、鉄筋切片が入り込むことによる上記の問題が解消され、次回の作業も継続して行うことができる。

コアビットの従来例の断面図。 チップが鉄筋を噛み取って三日月状の切片を形成したときの断面図。 本発明に係るコアビットの断面図。 コンクリートより外れた鉄筋の切片がインナーチューブとコンクリートコアとの間に挟み込まれた状態を示す断面図。

以下、本発明の実施形態のコアビットについて図面により説明する。
図３に示すコアビット１１は、ボデー１２がアウターチューブ１３と、アウターチューブ内周側に同心円状をなして装着されるインナーチューブ１４とで構成され、両チューブ１３及び１４は鋼製で、そのうち、インナーチューブ１４は、軸方向の厚みが均一で、アウターチューブ１３に比べ、可撓性に富み、可撓性を持たせるために薄肉に形成されるか、或いは軟質材で形成されている。一方、アウターチューブ１３は一端が厚肉で段をなし、インナーチューブ端が段１３ａに突き当たって厚肉のアウターチューブ端の内周面とインナーチューブ内周面が面一をなしている。

アウターチューブ１３は一定深さの平溝１３ｂを有し、該平溝両側の厚肉部がインナーチューブ１４に接し、該接触箇所においてインナーチューブ１４がアウターチューブ１３に回動可能に軸支されている。そしてアウターチューブ１３とインナーチューブ１４との間に前記平溝１３ｂによる1ｍｍ程度の一定間隔の隙間１５を形成している。図示する実施形態においては、隙間１５はアウターチューブ１３に形成される平滑１３ｂによって形成されているが、インナーチューブ１４側に平溝を形成して隙間１５を形成するようにしてもよい。

アウターチューブ１３はまた、一端にダイヤモンド砥粒よりなるチップ１６が周方向に適当間隔で多数、溶接又はろう付けして固着され、チップ１６は内外周共、アウターチューブ１３より突出し、その突出量は図示するように内周側へは０．３ｍｍ程度と小さいが、外周側はそれより大きく、０．８〜１ｍｍ程度となっている。

平溝部分での肉厚と同じ肉厚をなすアウターチューブ他端部に取外し可能に捩じ込んで取付けられるフランジ管状のカップリング１８には、円板状の押え板１９が軸方向に進退可能に装着されている。この押え板１９は、カップリング１８に接するばかりでなく、インナーチューブと共にアウターチューブ１３に接してインナーチューブ端を押え、カップリング１８に捩じ込まれ、押え板１９に突き当たる調整ネジ２１を捩じ込むことによりカップリング１８より押し出されてインナーチューブ１４を前述するアウターチューブ端の段と押え板１９の周縁とで両側より挟み込んで固定できるようにしている。

前記調整ネジ２１は、好ましくはカップリング１８の周方向に一定間隔で少なくとも３か所に取付けられ、押え板１９がインナーチューブ１４に片当たりすることがないようにされる。

図示する実施形態において、押え板１９は止ネジ２２にてカップリング１８に止着され、この止ネジ２２は周方向に複数か所設けられるが、必須ではなく、省いてもよい。

押え板１９はまた、図示する例ではコアビット１１を塞いでいるが、好ましくは軸孔が設けられ、より好ましくはリング状に形成される。これにより押え板１９が軽量化され、またこれよりエアを吸排してチップ１６を空冷したり或いは潤滑剤を供給できるようになる。

本実施形態のコアビット１１によると、コンクリート構造物への穿孔中、チップ１６が図２に示すように鉄筋４を噛み取って三日月状の切片４ａを形成し、この切片４ａが図４に示すようにコンクリートより外れてインナーチップ１４とコンクリートコア５の間に入り込むようなことがあったとしても切片４ａの当たる箇所のインナーチューブ１４が径方向外方に撓んで押し出され、アウターチューブ１３に接触するようなことがあったとしても、その接触力は弱く、アウターチューブ１３の回転に大きな制動力を加え、アウターチューブ１３を固着状態にすることはない。

インナーチューブ１４に関しては、前記切片４ａの噛み込みにより制動され、回転に要する負荷が一定以上になり、アウターチューブ１３との摩擦抵抗を超えると、アウターチューブ１３との連れ回りを停止し、アウターチューブ１３のみがチップ１６と共に回転を続けて穿孔作業を続行する。

回転を続けるアウターチューブ１３に対し、インナーチューブ１４が停止すると、接触面、とくに押え板１９を介してアウターチューブ１３の段１３ａに押し付けられるインナーチューブ端が摩耗し、段１３ａとの間に隙間ができるようになり、隙間ができると鉄筋の切片４ａが挟まってコアビット１１の送りに大きな負荷が掛かったり、コアビット１１の抜き取りを困難にする。

そこで次回の穿孔作業を行うに当たっては、止ネジ２２を弛めて外したのち、調整ネジ２１を捩じ込んで押え板１９でインナーチューブ１４を押し込み、前記段１３ａに押し付けて前記隙間を解消しておく。これによりコアビット１１を次回も継続して使用することができる。

４・・鉄筋
４ａ・・切片
５・・コンクリートコア
１１・・コアビット
１２・・ボデー
１３・・アウターチューブ
１３ａ・・段
１４・・インナーチューブ
１５・・隙間
１６・・チップ
１８・・カップリング
１９・・押え板
２１・・調整ネジ
２２・・止ネジ

Claims (2)

1. 円筒状のボデーと、該ボデー端に固着され、ダイヤモンド砥粒よりなるチップと、ボデー他端に固着又は取外し可能に取付けられるカップリングとよりなり、前記ボデーが一端に前記チップを備えた円筒状のアウターチューブと、該アウターチューブの内側にアウターチューブと別体をなしてアウターチューブと同心円状に配置され、アウターチューブとの間に一定の間隔の隙間を存すると共に、両端部が前記アウターチューブに回動のみ可能に支持されるインナーチューブとよりなり、穿孔時、前記インナーチューブは該インナーチューブに一定以上の負荷が掛かると回転を停止してアウターチューブのみが回転を続け、インナーチューブに一定以上の負荷が掛からない状態ではアウターチューブと一体となって回転することを特徴とするコアビット。
2. 前記インナーチューブは一端がアウターチューブに形成の段に当たって一軸方向への位置が規制され、インナーチューブ他端は軸方向への位置調整が可能な押え板により押え付けられることを特徴とする請求項１記載のコアビット。