JP2003011115A - 穿孔装置及びそれを用いた穿孔工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 穿孔作業中に切粉が外に漏れないようにして
切粉を回収することのできる穿孔装置及び穿孔工法を提
供する。 【解決手段】 円筒状のシャンク１１ｂの先端に被掘削
物２０を穿孔するビット１１ａが設けられたコアビット
１１の後端側を密閉するようにして回転駆動装置２４の
回転駆動軸４１に連接し、コアビット１１のシャンク１
１ｂに囲まれた内側と外側とを連通させる連通孔６０を
設け、連通孔６０の外側の開口部６０ａに、コアビット
１１の内側の流体を連通孔６０を介して吸引する集塵装
置１２を取り付けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状のシャンク
の先端にビットが設けられてなる穿孔工具を軸線周りに
回転させ、回転する穿孔工具の先端で被掘削物を穿孔す
る穿孔装置及びそれを用いた穿孔工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトやコンクリート等の被掘削
物に穿孔を行う際には、筒状のシャンクの開口部先端に
ダイヤモンド砥粒等からなるビットが固着された穿孔工
具としてのコアビットと、このコアビットを軸線周りに
回転駆動させるモータ等の回転駆動装置とを有した穿孔
装置が用いられており、上記コアビットを回転させなが
ら軸線方向にコアビットを送って先端のビットを被掘削
物に押しつけ、被掘削物に円環状の溝を穿孔することが
行われている。ここで、掘削に供されるビットは、メタ
ルボンド等のバインダ材を焼結してなる結合相中にダイ
ヤモンド砥粒等が分散配置されて形成されたものであ
る。穿孔中、被掘削物とビットとの間の穿孔部位には、
乾式工法として、アルミナや炭化ケイ素、あるいは鋳物
砂やグラインダー粉等といったビットの目立てを行う目
立て材を、冷却流体としての空気等の気体とともに穿孔
部位に供給したり、あるいは湿式工法として、水等の液
体を冷却流体として穿孔部位に供給したりして、ビット
を冷却しながら穿孔熱によるビットの摩耗等を低減させ
る穿孔工法が採られている。これらの冷却用の流体とし
ての空気や水は、シャンクの後端が連接される回転駆動
軸に設けられた連通孔を通してコアビットのシャンクに
囲まれた内側へと供給される。コアビットの内側へと供
給された冷却用の流体は、コアビットの内側の流体の圧
力の高まりとともに、コアビットの内周面と穿孔された
溝の内周壁との間の間隙からビット先端に押し出され、
さらに、コアビットの外周面と穿孔された溝の外周壁の
間の間隙を抜けて切粉と共に外側へと噴出する。コアビ
ットの外周側には、通常パッドと呼ばれる概略椀形状の
カバーが設けられて穿孔された溝を覆い隠しており、こ
の溝から噴出した切粉を含んだ流体は、そのまま外側に
漏らされないようにパッド内に密封されたまま、パッド
に接続された集塵機等に回収される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、パッドは、
被掘削物の表面に当接する先端の部分に、流体がこの先
端から漏れないように気密もしくは液密に設けられた当
接部を有してはいるものの、穿孔作業中の穿孔装置のぶ
れ等により若干被掘削物との間に隙間を生じたりするも
のであり、また、コアビットが挿通される挿通孔にして
も、コアビットの外周面に密接した状態にはなく、やは
り穿孔装置の振動やぶれ等によって常に隙間を有してい
るものである。したがって、パッド内に噴出した流体
は、完全にパッド内に密封されるものではなく、パッド
内と外側と圧力差によって、パッドと被掘削物との間、
あるいはパッドとシャンクとの間の隙間から切粉を含ん
だまま外側に噴出するという事態を招いていた。また、
被掘削物に貫通した孔を穿孔する場合、孔が反対側へ抜
ける瞬間に、ビットの先端に加わっている圧力の高い流
体がそのまま切粉とともに反対側に噴出してしまうとい
う事態も発生していた。このような穿孔作業は、大半の
場合、施工対象となる建造物に人が居住したまま行われ
るから、当然のことながら、切粉等の外側への飛散によ
って居住環境を悪化させる事態は極力避けるように望ま
れていた。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、穿孔作業中に切粉が外に漏れないようにし
て切粉を回収することのできる穿孔装置及び穿孔工法を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、円筒状のシャンクの先端に被掘削物を穿孔するビッ
トが設けられた穿孔工具と、該穿孔工具を前記シャンク
の軸線回りに回転駆動する回転駆動装置とを有する穿孔
装置であって、前記穿孔工具の後端側は、密閉されるよ
うにして前記回転駆動装置の回転駆動軸に連接され、前
記穿孔工具の前記シャンクに囲まれた内側と外側とを連
通させる連通孔が設けられ、該連通孔の外側の開口部に
は、前記穿孔工具の内側の流体を前記連通孔を介して吸
引する流体吸引機構が取り付けられていることを特徴と
する。

【０００６】このような構成としたことにより、穿孔に
よって切粉が発生する穿孔工具の先端から流体吸引機構
に至るまで、全て密閉された空間の中を切粉を含んだ流
体が通過するため、流体の中に含まれる切粉が外に漏れ
ることがなく、切粉が殆ど全て回収されて集塵効率が向
上する。しかも、穿孔工具内の圧力を高める必要がない
ため、貫通した孔を穿孔する場合に、孔が反対側へ抜け
る瞬間に、ビットの先端に加わっている圧力の高い流体
がそのまま切粉とともに反対側に噴出してしまうという
事態も発生しない。むしろ、穿孔工具のシャンクに囲ま
れた内側の流体が吸引されて穿孔工具内の圧力が下がる
ため、円環状に穿孔される溝の外周壁と穿孔工具の外周
面との隙間から吸引させるようにしてビットを冷却する
流体を供給することができる。例えば、乾式工法によっ
て空気のみ用いて穿孔を行う場合には、穿孔される溝の
中に大気から空気が自然に吸引されるため、従来のよう
な圧搾空気を生成するコンプレッサー等の装置も不要と
なる。また、湿式工法の場合でも、穿孔される溝の部分
に水等の冷却液体を注げば、冷却液体が自然に溝の中に
吸引される。このように、穿孔装置が一種の掃除機のよ
うに機能して穿孔作業中に切粉が外に漏れないようにし
て切粉を回収することができ、集塵効率を高めることが
できる。そして、冷却流体を送るための装置を簡便化す
ることができる。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の穿孔装置において、一方の側が開口された概略椀形状
とされるとともに、その閉鎖された他方の側の底部には
挿通孔が形成され、この挿通孔から開口された側に向け
て前記穿孔工具が挿通されるパッドを有し、前記パッド
の開口された先端には、前記被掘削物に当接可能な当接
部が、前記パッドの内側の流体がこの先端から漏れない
ように設けられ、前記パッドの内面には、この内面から
前記シャンクの外周面に向かって延出するように形成さ
れるとともに、前記パッドと前記シャンクとの間をシー
ルするよう形成された、前記シャンクの前記外周面に摺
接可能なシール部材が内設され、前記パッドには、前記
パッドの内側の先端側の空間と外側とを連通させる流体
供給口が設けられ、該流体供給口の前記パッドの外側の
開口部には、前記パッドの内側に流体を供給する流体供
給機構が取り付けられていることを特徴とする。

【０００８】このような構成としたことにより、パッド
と被掘削物との間の密閉性は当接部によって、パッドと
穿孔工具との間の密閉性はシール部材によって確保さ
れ、こうして、パッドと被掘削物と穿孔工具とによって
画成されるパッドの内側の先端側の空間から冷却用の流
体が漏れ出すことが防止される。そして、穿孔される溝
がパッドによって覆われるため、上述のように密閉され
たパッドの中に冷却流体を供給することで、冷却流体を
効率よく穿孔される溝から吸引させることができる。

【０００９】請求項３に記載の発明は、前記シール部材
は、前記穿孔工具の先端側に向かうにしたがって外面が
漸次縮径する曲面を有した形状に形成されていることを
特徴とする。

【００１０】このような構成としたことにより、流体供
給口から供給される流体がパッドの内側で淀むことなく
穿孔される溝に向かってスムーズに吸引される。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項２または
請求項３に記載の穿孔装置において、前記流体供給口の
前記パッドの内側の開口部と前記シャンクの外周面との
間には、内部が流体の流路とされるとともに、先端が前
記当接部を含む平面と前記シャンクの外周面との交差部
分の近傍に位置する流体供給管が設けられていることを
特徴とする。

【００１２】このような構成としたことにより、流体供
給管の開口する先端が穿孔される溝の位置に配設される
ことになり、冷却用の流体の供給効率が向上する。とり
わけ、湿式工法で上向きに穿孔を行う場合、冷却流体と
しての液体をパッドの中に充満させることなく、流体供
給管の先端から吐出する液体をそのまま穿孔される溝か
ら吸い上げさせるようにして供給することができる。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項１から請
求項４のいずれかに記載の穿孔装置において、前記シャ
ンクの内周面には、前記シャンクの先端側から後端側に
わたって、前記シャンクの回転により前記シャンクの先
端から後端に向けて切粉と共に流体を流動させる螺旋状
のスパイラル溝が刻設されていることを特徴とする。

【００１４】本発明においては、螺旋状のスパイラル溝
が、シャンクの回転によりシャンクの先端から後端に向
けて切粉と共に流体を流動させるように刻設される。す
なわち、軸線方向後端側から先端側を見てシャンクが右
回りに回転する場合には左ネジの向きに、また、軸線方
向後端側から先端側を見てシャンクが左回りに回転する
場合には右ネジの向きにスパイラル溝が刻設される。こ
のような構成としたことにより、穿孔工具の先端で生成
された切粉は、冷却用の流体とともにスパイラル溝と穿
孔される溝の内周壁との間に挟まれた状態で穿孔工具の
先端から後端に向けて搬送される。これにより、流体を
切粉と共に穿孔工具の先端から後端に向けて流動させ、
切屑詰りを抑制し、流体と切粉をいち早く穿孔溝から取
り出して流体と切粉の回収速度の向上を図ることができ
る。

【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載の穿孔装置において、前記流体
として液体が用いられ、前記シャンクの後端側が閉塞さ
れて密閉されるとともに、この後端側の前記軸線上に前
記連通孔の開口部が形成され、前記シャンクの内周面と
前記連通孔の前記開口部との間には、前記穿孔工具を横
向きにして前記被掘削物に向けて送る穿孔時に、前記穿
孔工具の内側の下方に溜まる前記液体を前記内周面から
かき上げて前記連通孔に取り込む羽根部が設けられてい
ることを特徴とする。

【００１６】このような構成としたことにより、湿式工
法によって横向きに穿孔を行う場合に、液体の回収速度
を向上させることができる。すなわち、湿式工法によっ
て横向きに穿孔を行う場合には、穿孔工具の内側の下方
に切粉を含んだ液体が溜まるが、羽根部によって穿孔工
具の回転と共に液体をシャンクの内周面側からかき上
げ、連通孔に取り込んで吸い込ませることができるた
め、液体がいち早く回収される。羽根部は、例えば、閉
塞されたシャンクの後端側の部分に、シャンクと連通孔
との間に延在し、かつ、軸線方向に沿って立設されるも
のとされていてもよい。これにより、少なくとも液体を
かき上げることができる。このような形状とされた羽根
部が、さらに穿孔工具の回転方向後方側に向かって凸と
なるように湾曲させられて形成されると、湾曲した部分
に液体を溜めるようにしながら液体をかき上げることが
できるため、液体の回収速度をさらに向上させることが
できる。また、羽根部を穿孔工具の回転方向後方側に向
かって凸となるように湾曲させるとともに、軸線方向に
立設された羽根部の先端側の部分に板状部材を設けるこ
とで、羽根部の凸に湾曲された部分にさらに液体が溜ま
りやすくなり、液体をいっそう早く回収することができ
る。

【００１７】請求項７に記載の発明は、請求項１から請
求項５のいずれかに記載の穿孔装置において、前記流体
として気体が用いられ、前記回転駆動装置は、前記回転
駆動軸が挿通されて固定されるロータと、このロータの
外周に設けられた円筒状のステータとを有し、前記連通
孔は、前記回転駆動軸の先端から後端に向けて貫通する
ように穿設されていることを特徴とする。

【００１８】本発明においては、回転駆動軸がトルクを
高めるためのギヤなどを介さずロータとステータとから
なるモータによって直接回転させられるため、穿孔工具
を高速で回転させることができる。

【００１９】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の穿孔装置において、前記回転駆動軸の前記連通孔の内
側、もしくは前記シャンクの内側の後端付近のいずれか
一方もしくは双方には、前記回転駆動軸の回転により先
端から後端に向う流体の流れを生成するターボブロア部
が設けられ、該ターボブロア部は、前記軸線周りに周方
向へ配設されて前記回転駆動軸の回転とともに回転され
る複数の動翼から構成されたタービン部を有することを
特徴とする。

【００２０】本発明においては、穿孔工具が高速で回転
し、連通孔は回転駆動軸の後端からシャンクの内側まで
貫通するように形成されており、ターボブロア部をシャ
ンクの後端付近、あるいは、回転駆動軸の内側のいずれ
か一方もしくは双方に設けておくと、回転駆動軸や穿孔
工具とともに高速で回転するタービン部によって穿孔工
具の先端から後端に向う気体の流れが生成され、切粉を
含んだ気体をいち早く回収することができる。

【００２１】請求項９に記載の発明は、穿孔工法におい
て、請求項１から請求項８のいずれかに記載の穿孔装置
を用い、前記穿孔工具を前記軸線回りに回転させ、回転
する前記穿孔工具を前記軸線方向に沿って前記被掘削物
に向けて送り、前記穿孔工具の内側の流体を前記連通孔
を介して吸引しながら前記ビットによって前記被掘削物
を穿孔することを特徴とする。

【００２２】本発明においては、穿孔工具の内側の流体
を吸引しながら穿孔するので、穿孔によって切粉が発生
する穿孔工具の先端から流体吸引機構に至るまで、全て
密閉された空間の中を切粉を含んだ流体が通過するた
め、流体の中に含まれる切粉が外に漏れることがなく、
集塵効率が向上する。しかも、穿孔工具内の圧力を高め
る必要がないため、貫通した孔を穿孔する場合に、孔が
反対側へ抜ける瞬間に、ビットの先端に加わっている圧
力の高い流体がそのまま切粉とともに反対側に噴出して
しまうという事態も発生しない。

【００２３】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の穿孔工法において、前記ビットの目立てを行う目立
て材を前記穿孔工具の外側から前記ビットと前記被掘削
物との間に供給することを特徴とする。

【００２４】本発明においては、目立て材が効率よくビ
ットと被掘削物との間に供給される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による穿孔装置及び
穿孔工法を図面に基づき説明する。図１ないし図２に、
本発明に係る穿孔装置の第一の実施形態を示す。図１
は、穿孔装置を示す概略構成図であり、図２は、穿孔装
置の主要部分を部分的に破断して示す図である。図にお
いて穿孔装置１０は、コアビット１１（穿孔工具）と、
コアビット１１を回転駆動する回転駆動装置２４とを有
する装置本体１０ａと、切粉等を回収する集塵装置１２
（流体吸引機構）とを有する構成とされている。

【００２６】装置本体１０ａは、コアビット１１と、コ
アビット１１を軸線Ｏ回りに回転駆動する回転駆動装置
２４とを有している。そして、装置本体１０ａは、さら
に、コンクリートやアスファルト等からなる被掘削物２
０の表面にアンカー固定されるベース２１と、ベース２
１に固定されて鉛直方向に伸びる支軸２２と、この支軸
２２にハンドル２５の回転等によって進退自在に取り付
けられた支持部２３とを備え、この支持部２３に前記回
転駆動装置２４が支持されている。

【００２７】ここで、コアビット１１は、メタルボンド
等の結合材が焼結されてなる結合相中に、例えばダイヤ
モンド砥粒等が分散配置されて形成されたビット１１ａ
が、円筒状のシャンク１１ｂの先端から突出するように
して周方向に所定の間隔をおいて例えばろう付け等によ
って複数固定されてなり、さらに、コアビット１１の径
方向において、ビット１１ａの厚みがコアビット１１の
厚みすなわちコアビット１１の外周面１１Ａと内周面１
１Ｂとの間の距離よりも厚くなるように形成されてい
る。

【００２８】コアビット１１の外周には、コアビット１
１の外径よりも大きな内径を有する概略椀形状のパット
４５が配置され、このパット４５により、被掘削物２０
に穿設される円環状の穿孔溝２０ａとが覆われるよう構
成されている。パッド４５は、一方の側が開口された概
略椀形状に形成されており、その閉鎖された他方の側の
底部４５ｂには、この底部４５ｂから開口された側に向
けてコアビット１１が挿通される挿通孔４５ｃが形成さ
れている。そして、パッド４５の開口された先端には、
被掘削物２０に当接可能な当接部４５ａが、パッド４５
の内側の流体がこの先端から漏れないように設けられて
いる。また、パット４５には、パット４５の内側の空間
と外側とを連通させる流体供給口４５ｄが設けられてい
る。そして、この流体供給口４５ｄには、被掘削物２０
とパット４５とコアビット１１のシャンク１１ｂとで画
成される空間に冷却用の流体を供給する流体供給機構５
０が取り付けられている。

【００２９】流体供給機構５０は、乾式工法の場合に
は、図１に示すように、冷却用の流体として圧搾空気を
生成するためのコンプレッサー５１と、アルミナや炭化
ケイ素、あるいは鋳物砂やグラインダー粉等といったビ
ット１１ａ，１１ａ・・・の目立てを行う目立て材を貯え
る目立て材タンク５２と、コンプレッサー５１からの圧
搾空気と目立て材タンク５２からの目立て材とを混合し
て上記パット４５へ送出する内部が目立て材を含んだ空
気の流路とされたホース５３（流体供給管）とを備え、
このホース５３の先端側がパット４５の流体供給口４５
ｄの外側に開口された部分に接続されている。なお、流
体供給機構は、湿式工法の場合には、冷却用の流体とし
て冷却水を送出するポンプと、この冷却水をパット４５
へ送出する内部が冷却水の流路とされたホース（流体供
給管）から構成されるものであってもよい。

【００３０】回転駆動装置２４は、コアビット１１のシ
ャンク１１ｂの後端側を閉塞して密閉する後端部１１ｃ
に連接される回転駆動軸４１を有している。この回転駆
動軸４１の回転の軸線とコアビット１１の軸線とは互い
に一致させられており、これによって、回転駆動軸４１
の回転でコアビット１１が軸線Ｏ回りに回転するように
なっている。

【００３１】シャンク１１ｂの後端部１１ｃから回転駆
動軸４１にかけて、コアビット１１のシャンク１１ｂに
囲まれた内側と回転駆動軸４１の外側とを連通させる連
通孔６０が設けられている。この連通孔６０が回転駆動
軸４１の外側に向かって開口する開口部６０ａには、コ
アビット１１の内側の流体をコアビット１１側の開口部
６０ｂから取り込んで連通孔６０を介して吸引する集塵
装置１２が取り付けられている。

【００３２】集塵装置１２は、回転する回転駆動軸４１
に流体が漏れないように装着されるオイルシール４２
と、このオイルシール４２に接続され、内部が流体の流
路とされた排出管４３と、排出管４３を介して流体を吸
引する集塵機４４とを備えている。この集塵機４４は、
乾式工法の場合には、例えば、図１に示すようにサイク
ロン式のものとされている。また、湿式工法の場合に
は、ここでは図示しないが、切粉を含んだ汚泥から冷却
液体のみろ過するフィルター等を備えて上記流体供給機
構に冷却液体を還元する機構を備えたものとされてい
る。

【００３３】このような構成とされた穿孔装置１０を用
いて穿孔を行う穿孔工法においては、次のように穿孔作
業が行われる。先ず、回転駆動装置２４によってコアビ
ット１１が軸線Ｏ周りに回転させられる。この状態で、
支持部２３を支軸２２に対して前進させると、コアビッ
ト１１の先端に固着されたビット１１ａが被削材２０に
押圧され、円環状に穿孔溝２０ａが穿孔される。乾式工
法の場合には、流体供給機構５０により、空気等の冷却
用の気体と目立て材とを流体供給口４５ｄからパッド４
５内部へと供給する。また、湿式工法の場合には、冷却
流体としての水等の液体を流体供給口４５ｄからパッド
４５内部へと供給する。一方、シャンク１１ｂと後端部
１１ｃとによって囲まれたコアビット１１の内側の空間
から、集塵装置１２によって、連通孔６０を介してこの
コアビット１１の内側の流体を吸引すると、この内側の
圧力が下がり、パッド４５内の圧力との差が生じて、パ
ッド４５からコアビット１１の内側に向う流体の流れが
生成される。パッド４５内に溜められた流体は、穿孔溝
２０ａの開口部から吸い込まれて穿孔溝２０ａの外周壁
２０Ｂとコアビット１１の外周面１１Ａとの間の間隙を
通過してビット１１ａ，１１ａ・・・と被掘削物２０との
間に供給され、切粉を含んだ流体は、コアビット１１の
内周面１１Ｂと穿孔溝２０ａの内周壁２０Ａとの間の間
隙を通過して、コアビット１１の後端側へと送られる。
こうして、コアビット１１の内側の後端側に回収された
切粉を含んだ流体は、連通孔６０を介して集塵装置１２
に吸引される。

【００３４】図１に示される穿孔装置１０によれば、穿
孔によって切粉が発生するコアビット１１の先端から集
塵装置１２に至るまで、全て密閉された空間の中を切粉
を含んだ流体が通過するため、流体の中に含まれる切粉
が外に漏れることがなく、切粉がそのまま殆ど全て回収
されて集塵効率が向上する。同様に流体の回収率も高ま
るため、冷却用の切粉を含んだ液体等は、ろ過して再度
循環的に利用することができて簡便かつ経済的である。
しかも、コアビット１１内の圧力を高める必要がないた
め、貫通した孔を穿孔する場合に、孔が反対側へ抜ける
瞬間に、ビットの先端に加わっている圧力の高い流体が
そのまま切粉とともに反対側に噴出してしまうという事
態も発生しない。むしろ、コアビット１１のシャンク１
１ｂと後端部１１ｃとによって囲まれたコアビット１１
の内側の流体が吸引されてコアビット１１内の圧力が下
がるため、円環状に穿孔される穿孔溝２０ａとコアビッ
ト１１の外周面１１Ａとの隙間から吸引させるようにし
てビットを冷却する流体を供給することができる。これ
により、目立て材も効率よく供給することができる。図
に示すように、パッド４５を用いることにより、冷却気
体としての空気に目立て材等を含ませたものを穿孔溝２
０ａの部分に局所的に効率良く供給することができる。
水等の冷却液体を用いる場合も、パッド４５の内部に液
体を溜めながら供給することができるため、外側にこぼ
すことなく効率よく供給することができる。なお、本実
施形態においては、コンプレッサー５１等を有する流体
供給機構５０を用いた構成としたが、例えば、乾式工法
によって空気のみ用いて目立て材を用いない場合には、
穿孔される穿孔溝２０ａの中に大気から空気が自然に吸
引されるため、コンプレッサー等の装置を用いる必要は
必ずしもない。また、湿式工法の場合でも、穿孔される
穿孔溝２０ａの部分に水等の冷却液体を注げば、冷却液
体が自然に穿孔溝２０ａの中に吸引される。このよう
に、本実施形態によれば、穿孔装置１０が一種の掃除機
のように機能して穿孔作業中に切粉が外に漏れないよう
に回収することができ、集塵効率を高めることができ
る。そして、冷却流体を送るための装置を簡便化するこ
とができる。

【００３５】次に、図３ないし図４に、本発明に係る穿
孔装置の第二の実施形態を示す。図３は、本実施形態に
おける穿孔装置の穿孔工具とパッドの部分を拡大して示
す図であって、湿式工法によって上向きに穿孔を行って
いる様子を説明する図である。図４は、図３に示される
パッドの分解斜視図である。なお、図において、図１な
いし図２にそれぞれ対応する部分は同じ符号を付し、こ
こでは詳しい説明を省略する。

【００３６】本実施形態においては、パッド４５の内面
には、流体供給口４５ｄが設けられた位置よりも底部４
５ｂ寄りの内面の位置に、この内面からシャンク１１ｂ
の外周面に向かって延出するように形成された密閉部４
５ｅ（シール部材）が内設されている。この密閉部４５
ｅは、図４に示すように、円錐の先端部分を切断したよ
うな形状とされていて、先端側に向うにしたがって外面
が漸次縮径する曲面を有した形状とされている。この密
閉部４５ｅの先端部４５ｆは、コアビット１１が挿通さ
れるよう開口され、コアビット１１の回転を可能とする
一方で流体が漏れないようにシャンク１１ｂの外周面１
１Ａに摺接する部分とされている。また、この先端部４
５ｆは、コアビット１１が軸線Ｏ方向先端側に挿入され
るにしたがって、外周面１１Ａとの摩擦によってシャン
ク１１ｂに引き摺られて、さらに先端側に向かって突出
し、先端側に向うにしたがって外面が漸次縮径する曲面
が軸線Ｏ方向にやや引き伸ばされるように変形可能なゴ
ム等の弾性体とされている。この密閉部４５ｅによっ
て、パッド４５とシャンク１１ｂとで画成されるパッド
４５の内側の空間Ｈが先端側の空間Ｈ１と後端側の空間
Ｈ２とに仕切られ、後端側の空間Ｈ２から先端側の空間
Ｈ１に向う流体の流れが妨げられるようになっている。

【００３７】また、本実施形態の穿孔装置においては、
流体供給口４５ｄがパッド４５の内側に向かって開口す
る部分とシャンク１１ｂの外周面１１Ａとの間には、内
部が流体の流路とされるとともに、先端がパッド４５の
当接部４５ａを含む平面とシャンク１１ｂの外周面１１
Ａとの交差部分の近傍に位置するように形成された流体
供給管４５ｇが設けられており、穿孔時に、その先端が
穿孔溝２０ａの外側の開口部に隣接するように構成され
ている。ここで、この流体供給管４５ｇは、流体供給口
４５ｄに接続されるホース５３がパッド４５の内側まで
引き込まれて、ホース５３の先端側の部分から構成され
る場合もある。

【００３８】本実施形態の穿孔装置によれば、パッド４
５と被掘削物２０との間の密閉性は当接部４５ａによっ
て、パッド４５とコアビット１１との間の密閉性は密閉
部４５ｅによって確保され、こうして、パッド４５と被
掘削物２０とコアビット１１とによって画成されるパッ
ド４５の内側の先端側の空間Ｈ１から冷却用の流体が漏
れ出すことが防止される。そして、穿孔溝２０ａがパッ
ド４５によって覆われるため、上述のように密閉された
パッド４５の中に冷却流体を供給することで、冷却流体
を効率よく穿孔溝２０ａから吸引させることができる。
とくに、密閉部４５ｅの形状が、先端側に向うにしたが
って外面が漸次縮径するような曲面を有し、後端側の空
間Ｈ２から先端側の空間Ｈ１に向う流体の流れが妨げら
れているため、流体供給口４５ｄから供給される流体が
パッド４５の内側で淀むことなく穿孔溝２０ａに向かっ
てスムーズに吸引される。また、流体供給管４５ｇの開
口する先端が穿孔溝２０ａの位置に配設されることによ
り、冷却用の流体の供給効率が向上する。とりわけ、図
３に示すように、湿式工法で上向きに穿孔を行う場合、
冷却流体としての液体をパッド４５の中に充満させるこ
となく、流体供給管４５ｇの先端から吐出する液体をそ
のまま穿孔溝２０ａから吸い上げさせるようにして供給
することができる。このとき、仮に液体が吸い込まれず
にシャンク１１ｂの外周面１１Ａを伝わりながら下方に
落下したとしても、密閉部４５ｅの傘様の形状によって
液体がシャンク１１ｂの外周面１１Ａから外方に向かっ
て排水され、パッド４５と密閉部４５ｅとの間の窪んだ
部分Ｐに液体が貯えられて、パッド４５の下側に漏れて
こない。これにより、穿孔作業中に回転駆動装置に液体
が浸入する事態を防ぐことができる。

【００３９】なお、本実施形態においては、密閉部４５
ｅは弾性体とされたが、パッド４５の内面に密に植設さ
れたブラシ様のものであっても構わない。

【００４０】次に、図５に、本発明に係る穿孔装置の第
三の実施形態を示す。図５は、本実施形態における穿孔
装置の穿孔工具とパッドの部分を拡大して示す図であっ
て、下向きに穿孔を行っている様子を説明する図であ
る。なお、図において、図１ないし図２にそれぞれ対応
する部分は同じ符号を付し、ここでは詳しい説明を省略
する。

【００４１】本実施形態の穿孔装置においては、螺旋状
のスパイラル溝１１ｄが、シャンク１１ｂの回転により
シャンク１１ｂの先端から後端に向けて切粉と共に流体
を流動させるように刻設されている。

【００４２】本実施形態の穿孔装置によれば、コアビッ
ト１１の先端で生成された切粉は、冷却用の流体ととも
にスパイラル溝１１ｄと穿孔溝２０ａの内周壁２０Ａと
の間に挟まれた状態でコアビット１１の先端から後端に
向けて搬送される。これにより、流体を切粉と共にコア
ビット１１の先端から後端に向けて流動させ、切屑詰り
を抑制し、流体と切粉をいち早く穿孔溝から取り出して
流体と切粉の回収速度の向上を図ることができる。とり
わけ、コアビット１１を下向きにして穿孔を行う場合に
下方に溜まりやすい切屑を上方に取り出す場合に有効に
用いることができる。

【００４３】次に、図６ないし図７に、本発明に係る穿
孔装置の第四の実施形態を示す。図６は、本実施形態に
おける穿孔装置の穿孔工具とパッドの部分を拡大して示
す図であって、横向きに湿式工法による穿孔を行ってい
る様子を説明するものである。図７は、本実施形態にお
ける穿孔工具を先端側から見た図である。なお、図にお
いて、図１ないし図２にそれぞれ対応する部分は同じ符
号を付し、ここでは詳しい説明を省略する。

【００４４】本実施形態の穿孔装置においては、冷却用
の流体として水等の液体が用いられ、後端側を閉塞する
後端部１１ｃには、コアビット１１の内側の下方に溜ま
る液体を内周面１１Ｂからかき上げて連通孔６０に取り
込む複数の羽根部１１ｅ，１１ｅ・・・が周方向に配設さ
れている。ここで、それぞれの羽根部１１ｅは、図７に
示すように、シャンク１１ｂと連通孔６０の開口部６０
ｂとの間に延在し、かつ、軸線Ｏ方向に沿って立設され
ていて、コアビット１１の回転方向後方側に向かって凸
となるように湾曲させられて形成されている。

【００４５】本実施形態の穿孔装置によれば、湿式工法
によって横向きに穿孔を行う場合に、液体の回収速度を
向上させることができる。すなわち、湿式工法によって
横向きに穿孔を行う場合には、コアビット１１の内側の
下方に切粉を含んだ液体が溜まるが、羽根部１１ｅによ
ってコアビット１１の回転と共に液体をシャンク１１ｂ
の内周面１１Ｂ側からかき上げ、連通孔６０に取り込ん
で吸い込ませることができるため、液体がいち早く回収
される。

【００４６】なお、羽根部の先端側の部分に板状部材を
設ける構成を用いてもよい。このような構成としたこと
により、羽根部の凸に湾曲された部分にさらに液体が溜
まりやすくなり、液体をいっそう早く回収することがで
きる。

【００４７】次に、図８に、本発明に係る穿孔装置の第
五の実施形態を示す。図８において、図１ないし図２に
それぞれ対応する部分は同じ符号を付し、ここでは詳し
い説明を省略する。

【００４８】本実施形態の穿孔装置においては、冷却用
の流体として空気等の気体が用いられ、回転駆動装置７
０は、回転駆動軸７１が挿通されて固定されるロータ７
２と、このロータ７２の外周に設けられた円筒状のステ
ータ７３とからなるモータ７０ａを有している。そし
て、連通孔６０は、回転駆動軸７１の先端から後端に向
けて貫通するように穿設されている。この連通孔６０の
内側の後端側の部分には、ターボブロア部８１が設けら
れている。このターボブロア部８１は、図に示すよう
に、連通孔６０内に嵌合される外筒８２と、この外筒８
２の内部において、長手方向へ間隔をあけて設けられた
複数のタービン部８３とを有している。ここで、タービ
ン部８３は、周方向へ配設された複数の動翼８４を有す
るもので、回転駆動軸７１の回転により先端から後端に
向う流体の流れを生成するように、それぞれ同一方向へ
傾けられている。

【００４９】本実施形態の穿孔装置によれば、回転駆動
軸７１がトルクを高めるためのギヤなどを介さず、モー
タ７０ａのロータ７２に直接取り付けられて回転させら
れるため、コアビット１１が高速で回転する。連通孔６
０は、回転駆動軸７１の後端からシャンク１１ｂの内側
まで貫通するように形成されており、ターボブロア部８
１を連通孔６０の内側に設けておくと、回転駆動軸７１
とともに高速で回転するタービン部８３によってコアビ
ット１１の先端から後端に向う気体の流れが生成され、
切粉を含んだ気体をいち早く回収することができる。

【００５０】なお、本実施形態においてターボブロア部
は、連通孔の内側に設けられる構成とされたが、コアビ
ット１１のシャンク１１ｂの後端付近に設けられる構成
とされてもよい。また、図９に示すように、連通孔６０
の内側にターボブロア部が設けられるかわりに、開口部
６０ａに流体吸引機構としての集塵装置（図示せず）が
取り付けられ、オイルシール８５と排出管８６を介して
切粉が回収される構成とされてもよい。このような構成
によれば、コアビット１１の内側から真っ直ぐな流路が
形成されるため、流体の流れがよくなり集塵効率が高め
られる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。請求項１に記載の発明によれば、円筒状のシ
ャンクの先端に被掘削物を穿孔するビットが設けられた
穿孔工具の後端側が密閉されるようにして回転駆動装置
の回転駆動軸に連接され、穿孔工具の内側と外側とを連
通させる連通孔を介して穿孔工具の内側の流体を吸引す
る流体吸引機構を備えているので、穿孔作業中に切粉が
外に漏れないようにして切粉を回収することができ、集
塵効率を高めることができる。

【００５２】また、請求項２に記載の発明によれば、パ
ッドの先端には、パッドの内側の流体がこの先端から漏
れないように被掘削物に当接可能な当接部が設けられ、
パッドの内面には、パッドとシャンクとの間をシールす
るよう形成されたシール部材が内設され、パッドには、
パッドの内側と外側とを連通させる流体供給口が設けら
れてこの流体供給口からパッドの内側に流体が供給され
るよう構成されているので、効率よく穿孔される溝から
冷却流体を吸引させることができる。

【００５３】また、請求項３に記載の発明によれば、シ
ール部材は、穿孔工具の先端側に向かうにしたがって外
面が漸次縮径する曲面を有した形状に形成されているの
で、流体供給口から供給される流体がパッドの内側で淀
むことなく穿孔される溝に向かってスムーズに吸引させ
られるようにすることができる。

【００５４】また、請求項４に記載の発明によれば、流
体供給口とシャンクの外周面との間には、先端が当接部
を含む平面とシャンクの外周面との交差部分の近傍に位
置する流体供給管が設けられているので、流体供給管の
先端から吐出する液体をそのまま穿孔される溝から吸い
上げさせるようにして供給することができ、冷却用の流
体の供給効率が向上する。

【００５５】また、請求項５に記載の発明によれば、シ
ャンクの内周面には、螺旋状のスパイラル溝が刻設され
ているので、流体と切粉をいち早く穿孔溝から取り出し
て流体と切粉の回収速度の向上を図ることができる。

【００５６】また、請求項６に記載の発明によれば、流
体として液体が用いられ、シャンクの内周面と連通孔の
開口部との間には、穿孔工具を横向きにして被掘削物に
向けて送る穿孔時に、穿孔工具の内側の下方に溜まる液
体を内周面からかき上げて連通孔に取り込む羽根部が設
けられているので、湿式工法によって横向きに穿孔を行
う場合に、液体の回収速度を向上させることができる。

【００５７】また、請求項７に記載の発明によれば、流
体として気体が用いられ、回転駆動装置は、回転駆動軸
が挿通されて固定されるロータと、このロータの外周に
設けられた円筒状のステータとを有し、連通孔は、回転
駆動軸の先端から後端に向けて貫通するように穿設され
ているので、穿孔工具を高速で回転させることができ
る。

【００５８】また、請求項８に記載の発明によれば、回
転駆動軸の連通孔の内側、もしくはシャンクの内側の後
端付近のいずれか一方もしくは双方には、回転駆動軸の
回転により先端から後端に向う流体の流れを生成するタ
ーボブロア部が設けられ、該ターボブロア部は、軸線周
りに周方向へ配設されて回転駆動軸の回転とともに回転
される複数の動翼から構成されたタービン部を有するの
で、切粉を含んだ気体をいち早く回収することができ
る。

【００５９】また、請求項９に記載の発明によれば、穿
孔工法において、請求項１から請求項８のいずれかに記
載の穿孔装置を用い、穿孔工具の内側の流体を連通孔を
介して吸引しながら被掘削物を穿孔するので、、穿孔作
業中に切粉が外に漏れないようにすることができ、集塵
効率を高めることができる。

【００６０】また、請求項１０に記載の発明によれば、
請求項９に記載の穿孔工法において、ビットの目立てを
行う目立て材を穿孔工具の外側から供給するので、目立
て材を効率よくビットと被掘削物との間に供給すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施の形態を示す図であって、
穿孔装置の一例を示す概略構成図である。

【図２】本発明に係る一実施の形態を示す図であって、
穿孔装置の主要部分を部分的に破断して示す図である。

【図３】本発明に係る他の実施の形態を示す図であっ
て、穿孔装置の穿孔工具とパッドとを示す拡大断面図で
ある。

【図４】図３に示されるパッドの分解斜視図である。

【図５】本発明に係るさらに他の実施の形態を示す図で
あって、穿孔装置の穿孔工具とパッドとを示す拡大断面
図である。

【図６】本発明に係るさらに他の実施の形態を示す図で
あって、穿孔装置の穿孔工具とパッドとを示す拡大断面
図である。

【図７】図６の穿孔工具を先端側から見た図である。

【図８】本発明に係るさらに他の実施の形態を示す図で
あって、穿孔装置の穿孔工具と回転駆動装置の部分を断
面で示す概略構成図である。

【図９】本発明に係るさらに他の実施の形態を示す図で
あって、穿孔装置の穿孔工具と回転駆動装置の部分を断
面で示す概略構成図である。

【符号の説明】

１０・・・穿孔装置 １０ａ・・・装置本体 １１・・・コアビット（穿孔工具） １１ａ・・・ビット １１ｂ・・・シャンク １１ｃ・・・後端部 １１ｄ・・・スパイラル溝 １１ｅ・・・羽根部 １２・・・集塵装置（流体吸引機構） ２０・・・被掘削物 ２０ａ・・・穿孔溝 ２４，７０・・・回転駆動装置 ４１，７１・・・回転駆動軸 ４５・・・パッド ４５ａ・・・当接部 ４５ｂ・・・底部 ４５ｃ・・・挿通孔 ４５ｄ・・・流体供給口 ４５ｅ・・・密閉部（シール部材） ４５ｆ・・・先端部 ４５ｇ・・・流体供給管 ５０・・・流体供給機構 ６０・・・連通孔 ６０ａ・・・開口部（外側の開口部） ７２・・・ロータ ７３・・・ステータ ８１・・・ターボブロア部 ８３・・・タービン部 ８４・・・動翼 Ｏ・・・軸線 Ｈ１・・・空間（パッドの内側の先端側の空間）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川原 剛 神奈川県横浜市都筑区佐江戸町681 日本 ダイヤモンド株式会社内 Ｆターム(参考） 3C037 AA05 DD07 3C069 AA04 BA09 CA09 DA06 DA07 EA01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状のシャンクの先端に被掘削物を穿
   孔するビットが設けられた穿孔工具と、該穿孔工具を前
   記シャンクの軸線回りに回転駆動する回転駆動装置とを
   有する穿孔装置であって、 前記穿孔工具の後端側は、密閉されるようにして前記回
   転駆動装置の回転駆動軸に連接され、 前記穿孔工具の前記シャンクに囲まれた内側と外側とを
   連通させる連通孔が設けられ、 該連通孔の外側の開口部には、前記穿孔工具の内側の流
   体を前記連通孔を介して吸引する流体吸引機構が取り付
   けられていることを特徴とする穿孔装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の穿孔装置において、 一方の側が開口された概略椀形状とされるとともに、そ
   の閉鎖された他方の側の底部には挿通孔が形成され、こ
   の挿通孔から開口された側に向けて前記穿孔工具が挿通
   されるパッドを有し、 前記パッドの開口された先端には、前記被掘削物に当接
   可能な当接部が、前記パッドの内側の流体がこの先端か
   ら漏れないように設けられ、 前記パッドの内面には、この内面から前記シャンクの外
   周面に向かって延出するように形成されるとともに、前
   記パッドと前記シャンクとの間をシールするよう形成さ
   れた、前記シャンクの前記外周面に摺接可能なシール部
   材が内設され、 前記パッドには、前記パッドの内側の先端側の空間と外
   側とを連通させる流体供給口が設けられ、 該流体供給口の前記パッドの外側の開口部には、前記パ
   ッドの内側に流体を供給する流体供給機構が取り付けら
   れていることを特徴とする穿孔装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の穿孔装置において、 前記シール部材は、前記穿孔工具の先端側に向かうにし
   たがって外面が漸次縮径する曲面を有した形状に形成さ
   れていることを特徴とする穿孔装置。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３に記載の穿孔装
   置において、 前記流体供給口の前記パッドの内側の開口部と前記シャ
   ンクの外周面との間には、内部が流体の流路とされると
   ともに、先端が前記当接部を含む平面と前記シャンクの
   外周面との交差部分の近傍に位置する流体供給管が設け
   られていることを特徴とする穿孔装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の穿孔装置において、 前記シャンクの内周面には、前記シャンクの先端側から
   後端側にわたって、前記シャンクの回転により前記シャ
   ンクの先端から後端に向けて切粉と共に流体を流動させ
   る螺旋状のスパイラル溝が刻設されていることを特徴と
   する穿孔装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の穿孔装置において、 前記流体として液体が用いられ、 前記シャンクの後端側が閉塞されて密閉されるととも
   に、この後端側の前記軸線上に前記連通孔の開口部が形
   成され、前記シャンクの内周面と前記連通孔の前記開口
   部との間には、前記穿孔工具を横向きにして前記被掘削
   物に向けて送る穿孔時に、前記穿孔工具の内側の下方に
   溜まる前記液体を前記内周面からかき上げて前記連通孔
   に取り込む羽根部が設けられていることを特徴とする穿
   孔装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項５のいずれかに記載
   の穿孔装置において、 前記流体として気体が用いられ、 前記回転駆動装置は、前記回転駆動軸が挿通されて固定
   されるロータと、このロータの外周に設けられた円筒状
   のステータとを有し、 前記連通孔は、前記回転駆動軸の先端から後端に向けて
   貫通するように穿設されていることを特徴とする穿孔装
   置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の穿孔装置において、 前記回転駆動軸の前記連通孔の内側、もしくは前記シャ
   ンクの内側の後端付近のいずれか一方もしくは双方に
   は、前記回転駆動軸の回転により先端から後端に向う流
   体の流れを生成するターボブロア部が設けられ、 該ターボブロア部は、前記軸線周りに周方向へ配設され
   て前記回転駆動軸の回転とともに回転される複数の動翼
   から構成されたタービン部を有することを特徴とする穿
   孔装置。
9. 【請求項９】 請求項１から請求項８のいずれかに記載
   の穿孔装置を用い、 前記穿孔工具を前記軸線回りに回転させ、回転する前記
   穿孔工具を前記軸線方向に沿って前記被掘削物に向けて
   送り、前記穿孔工具の内側の流体を前記連通孔を介して
   吸引しながら前記ビットによって前記被掘削物を穿孔す
   る穿孔工法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の穿孔工法において、 前記ビットの目立てを行う目立て材を前記穿孔工具の外
    側から前記ビットと前記被掘削物との間に供給すること
    を特徴とする穿孔工法。