JP2001288975A - コアビット及び掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削箇所にて発生する切粉を極めて円滑に排
出し、しかも冷却流体を円滑に供給して、良好な穿孔効
率を維持させる。 【解決手段】 コアビット１３を、貫通孔１４ａを有す
る円筒状のチューブ１４と、チューブ１４の先端部に設
けられたビット１５とから構成する。チューブ１４の内
周面１４′に、回転方向前方側へ向かって先端側へ向か
う螺旋状の溝部１０ａを形成する。チューブ１４の外周
面１４″に、回転方向前方側へ向かって後端側へ向かう
螺旋状の溝部１０ｂを形成する。ダイレクトモータの回
転軸に連結させて回転させた状態にてコンクリートにビ
ット１５を当接させることにより掘削する際に、溝部１
０ａによって冷却水を先端部の掘削箇所へ強制的に送り
込むと同時に、溝部１０ｂによって掘削箇所にて発生し
た切粉を外部へ強制的に排出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ等の駆動手
段によって回転されて、被掘削物へ穴を形成するコアビ
ット及びこのコアビットを用いた掘削装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、既設されたコンクリート製の壁を
補強する方法として、まずこの壁を大きくくり貫き、こ
のくり貫いた開口部に鉄製のブレス（筋交い）を配設
し、次いでこのブレスと開口部の内周面とに配設させた
アンカーとをコンクリートで固めることによって一体化
して壁全体を補強しようとする方法がある。このときア
ンカは、開口部の内周面に設けたアンカー穴に収容させ
ることによって配設される。このアンカを配設するため
のアンカー穴は、図７に示すような、先端にダイヤモン
ドや超硬チップなどからなる円環状の刃５０ａを有する
円筒状のチューブ５０ｂからなるコアビット５０と、こ
のコアビット５０を軸線まわりに回転させるためのギヤ
付きモータ５１とを備えた装置によって形成される。す
なわち、コアビット５０の先端に設けられた刃５０ａを
被掘削物であるコンクリート５２に当接させつつ回転さ
せることによって円柱状のコア芯５３を形成し、形成さ
れたコア芯５３の根元５３ａを手で折ってから引き抜く
ことによって、例えば直径２０ｍｍ〜３５ｍｍ程度、深
さ２００ｍｍ程度のアンカー穴が形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
コアビット５０によってアンカー穴を形成する際、刃５
０ａによる掘削箇所からの切粉の排出、冷却及び潤滑を
良好に行う必要があるが、この種のコアビット５０にあ
っては、形成した穴の壁面とチューブ５０ｂとの間隔が
極めて狭いため、特に、掘削が進行するにつれて、切粉
が円滑に排出されなくなり、さらには、冷却水や冷却気
体等の冷却流体を送り込む場合も、この冷却流体が円滑
に供給されなくなり、穿孔効率が低下してしまい、作業
が滞ってしまうという問題があった。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、掘削箇所にて発生する切粉を極めて円滑に排出
し、しかも冷却流体を円滑に供給して、良好な穿孔効率
を維持させることが可能なコアビット及び掘削装置を提
供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載のコアビットは、貫通孔を有する円筒
状のチューブと、該チューブの先端部に設けられたビッ
トとを有し、回転された状態にて被掘削物に前記ビット
を当接させることにより、前記被掘削物に円筒状の穴を
形成するコアビットであって、前記チューブの内周面及
び外周面の両方もしくはいずれか一方に、螺旋状の溝部
を形成したことを特徴としている。

【０００６】このように、ビットによって被掘削物を掘
削する際に、チューブに形成された溝部によって、掘削
箇所へ流体の強制的な供給あるいは掘削箇所にて発生し
た切粉の強制的な排出が行われるので、ビットによる掘
削を常に良好な状態に維持させることができ、穿孔作業
を円滑に行って穿孔作業をスケジュール通り行うことが
できる。

【０００７】請求項２記載のコアビットは、請求項１記
載のコアビットにおいて、前記溝部が、回転方向前方側
へ向かって先端側へ向かう螺旋状に形成されていること
を特徴としている。

【０００８】つまり、チューブに形成された溝部が回転
方向前方側へ向かって先端側へ向かう螺旋状に形成され
ているので、ビットによって被掘削物を掘削する際に、
溝部によって流体を先端部の掘削箇所へ強制的に送り込
んで良好な穿孔効率を維持させることができる。

【０００９】請求項３記載のコアビットは、請求項１記
載のコアビットにおいて、前記溝部が、回転方向前方側
へ向かって後端側へ向かう螺旋状に形成されていること
を特徴としている。

【００１０】すなわち、チューブに形成された溝部が回
転方向前方側へ向かって後端側へ向かう螺旋状に形成さ
れているので、ビットによって被掘削物を掘削する際
に、掘削箇所にて発生した切粉を溝部によって外部へ強
制的に排出させて良好な穿孔効率を維持させることがで
きる。

【００１１】請求項４記載のコアビットは、請求項１記
載のコアビットにおいて、前記溝部が、前記チューブの
内周面及び外周面にそれぞれ形成され、これら溝部は、
いずれか一方が回転方向前方側へ向かって先端側へ向か
う螺旋状に形成され、他方が回転方向前方側へ向かって
後端側へ向かう螺旋状に形成されていることを特徴とし
ている。

【００１２】このように、チューブの内周面及び外周面
の溝部のいずれか一方が回転方向前方側へ向かって先端
側へ向かう螺旋状に形成され、他方が回転方向前方側へ
向かって後端側へ向かう螺旋状に形成されているので、
ビットによって被掘削物を掘削する際に、一方の溝部に
よって流体を先端部の掘削箇所へ強制的に送り込むと同
時に、他方の溝部によって掘削箇所にて発生した切粉を
外部へ強制的に排出させて良好な穿孔効率を維持させる
ことができる。

【００１３】請求項５記載の掘削装置は、貫通孔が形成
された円筒状の回転軸と、該回転軸が中心に挿通されて
固定されたロータと、このロータの外周囲に設けられた
円筒状のステータとを有するダイレクトモータの前記回
転軸に、請求項１〜４のいずれか１項記載のコアビット
が、互いの貫通孔同士を連通させた状態に連結されてい
ることを特徴としている。

【００１４】つまり、回転されるロータに挿通されて固
定された回転軸によってコアビットを直接回転させて被
掘削物へ穴を形成することができる。また、コアビット
を直接回転させるダイレクトモータを用いていることよ
り、コアビットを高速回転させることができ、これによ
り、コアビットのチューブに形成された螺旋状の溝部に
よる流体の強制供給、切粉の強制排出を極めて効果的に
行わせることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のコア
ビット及び掘削装置を図面を参照して説明する。図１及
び図２において、符号１は、掘削装置であり、符号２
は、この掘削装置１を構成する本実施形態例のダイレク
トモータである。掘削装置１は、基台３に立設された支
柱４に、上下機構５を介して前記ダイレクトモータ２を
支持させた構造とされており、上下機構５によってダイ
レクトモータ２が支柱４に沿って移動されるようになっ
ている。

【００１６】ダイレクトモータ２は、その中心に円筒状
の回転軸１１を有しており、この回転軸１１の先端部に
は、アダプタ１２を介してコアビット１３が着脱可能に
連結されている。このコアビット１３は、中空状に形成
されたチューブ１４の先端部に、ダイヤモンドビットか
らなるビット１５が円周方向へ一体的に設けられた構造
とされている。そして、このダイレクトモータ２は、回
転軸１１に直結された工具であるコアビット１３を直接
回転させるダイレクトタイプのモータである。コアビッ
ト１３を構成するビット１５は、例えば、ダイヤモンド
砥粒をメタルボンドあるいはレジンボンドをバインダー
として固めたダイヤモンドビットである。

【００１７】図３に示すように、コアビット１３には、
そのチューブ１４の貫通孔１４ａからなる内周面１４′
及び外周面１４″に、螺旋状の溝部１０ａ、１０ｂがそ
れぞれ形成されている。ここで、ダイレクトモータ２
は、その回転軸１１を先端へ向かって時計回りに回転さ
せるようになっており、したがって、この回転軸１１に
連結されたコアビット１３も、先端へ向かって時計回り
に回転されるようになっている。そして、チューブ１４
の内周面１４′に形成された溝部１０ａは、回転方向前
方側へ向かって先端側へ向かう螺旋状に形成され、これ
とは逆に、外周面１４″に形成された溝部１０ｂは、回
転方向前方側へ向かって後端側へ向かう螺旋状に形成さ
れている。

【００１８】ダイレクトモータ２には、そのハウジング
１６内に、回転軸１１が挿通されて一体的に固定された
ロータ１７と、このロータ１７の外周囲に設けられた円
筒状のステータ１８とを有している。この回転軸１１
は、ロータ１７の中心に形成された挿通孔１７ａ内に挿
通されており、この挿通孔１７ａ内へ圧入することによ
り一体的に固定されている。図４に示すように、このス
テータ１８は、周方向へ間隔をあけて配設されたマグネ
ットＭと、これらマグネットＭ間に設けられてマグネッ
トＭを所定位置に支持させるスチール製のヨークＹとを
有している。

【００１９】ハウジング１６の上壁部１６ａ及び下壁部
１６ｂの内側には、ロータ１２を回転自在に支持するた
めの軸受１９ａ、１９ｂがそれぞれ設置されている。す
なわち、軸受１９ａ、１９ｂは、ロータ１７の中心に挿
通された回転軸１１の上下端部近傍を支持するようにな
っており、回転軸１１及びこの回転軸１１が挿通された
ロータ１７に作用するスラスト方向の力とラジアル方向
の力とを受けることが可能な構成となっている。

【００２０】このダイレクトモータ２の後端部には、ロ
ータリージョイント２１が設けられている。このロータ
リージョイント２１は、ハウジング１６の上壁部１６ａ
に取り付けられており、回転軸１１の後端部と回転可能
にかつ液密状態に連結されている。

【００２１】このロータリージョイント２１には、回転
軸１１の中心の貫通孔１１ａと連通する流路２２が形成
されており、この流路２２は、ロータリージョイント２
１の側方に開口されている。この側方に開口された開口
部２３には、チューブ２４が接続されるようになってお
り、このチューブ２４から冷却水が送り込まれるように
なっている。そして、このチューブ２４からロータリー
ジョイント２１の流路２２へ送り込まれた冷却水は、こ
のロータリージョイント２１の流路２２を通り、回転軸
１１の貫通孔１１ａへ導かれ、その後、回転軸１１の先
端部にアダプタ１２を介して連結されたコアビット１３
のチューブ１４内に送り込まれ、ビット１５による掘削
箇所が冷却されるようになっている。

【００２２】また、ダイレクトモータ２には、回転軸１
１の先端側に冷却ファン２６が設けられており、回転軸
１１が回転されることにより、ハウジング１６の先端側
に形成された吸気口２７からハウジング１６内に空気を
引き込み、ダイレクトモータ２内へ吹き付け、その後、
ステータ１８とロータ１７との隙間や、ステータ１８の
マグネットＭ及びヨークＹとハウジング１６との空間部
分へ通し、ハウジング１６の上壁部１６ａに形成された
排出口２８から外部へ排出させるようになっている。

【００２３】なお、符号２５は、ダイレクトモータ２の
ハウジング１６内における上方側にて、回転軸１１に接
触するように、その周方向へ配設されたブラシ部であ
り、このブラシ部２５から駆動電流が供給されるように
なっている。

【００２４】また、ステータ１８のマグネットＭとして
は、一般的に用いられるフェライトマグネットあるいは
アルニコマグネットと比較して、遥かに高い最大磁気エ
ネルギー積を有したネオジウム・鉄・ボロン系もしくは
サマリウム・コバルト系の希土類の高密度マグネットが
用いられている。

【００２５】なおまた、ロータ１２とステータ１３とを
備えたダイレクトモータ２は、ブラシ付きモータあるい
はブラシレスモータのいずれの形態でも良い。また、上
記の例では、ステータ１８側にマグネットＭを設け、ロ
ータ１７側をコイルとしたが、ステータ１８側をコイル
とし、ロータ１７側にマグネットを設けても良く、ある
いは両者をコイルとしても良い。

【００２６】次に、上記構成の掘削装置１を用いて被掘
削物であるコンクリートＣに穴をあける場合について説
明する。まず、支柱４の上方側へ位置させたダイレクト
モータ２を、コンクリートＣの所定の穴あけ位置に、回
転軸１１の軸線が一致するように位置決めし、基台３を
コンクリートＣに固定する。

【００２７】このように掘削装置１をコンクリートＣに
設置したら、ダイレクトモータ２のロータ１７（あるい
はステータ１８）のコイルに通電し、ロータ１７を約４
０００rpmの高速にて回転させるとともに、図示しない
冷却水供給装置（冷却液供給源）からチューブ２４を介
して冷却水を送り込む。

【００２８】そして、この状態において、移動機構５に
よってダイレクトモータ２を下降させることにより、回
転軸１１の先端部に連結したコアビット１３のビット１
５をコンクリートＣの表面に当接させる。このようにす
ると、高速にて回転されているビット１５によってコン
クリートＣに環状の穴Ｈが形成される。その後、所定深
さまで環状の穴Ｈを形成したら、ダイレクトモータ２を
上昇させて穴Ｈからビット１５を引き抜き、中心のコア
芯５３を取り除くことにより、アンカー穴が形成され
る。

【００２９】ここで、コアビット１３には、そのチュー
ブ１４の内周面１４′に、回転方向前方側へ向かって先
端側へ向かう螺旋状の溝部１０ａが形成されているの
で、この螺旋状の溝部１０ａによって冷却水がコアビッ
ト１３の先端へ向かって送り込まれ、ビット１５による
掘削箇所へ円滑に供給される。また、コアビット１３の
チューブの外周面１４″には、回転方向前方側へ向かっ
て後端側へ向かう螺旋状の溝部１０ｂが形成されている
ので、この螺旋状の溝部１０ｂによって掘削箇所にて発
生した切粉を含んだ冷却水が後端側送り出されて円滑に
排出される。

【００３０】このように、上記実施の形態例のコアビッ
ト１３によれば、チューブ１４の内周面１４′に形成さ
れた溝部１０ａによって冷却水を先端部の掘削箇所へ強
制的に送り込むと同時に、チューブ１４の外周面１４″
に形成された溝部１０ｂによって掘削箇所にて発生した
切粉を外部へ強制的に排出させて良好な穿孔効率を維持
させることができる。これにより、先端部のビット１５
による掘削を常に良好な状態に維持させることができ、
穿孔作業を円滑に行って穿孔作業をスケジュール通り行
うことができる。

【００３１】そして、上記コアビット１３を備えた掘削
装置１によれば、回転されるロータ１７に挿通されて固
定された回転軸１１によって直接コアビット１３を回転
させてコンクリートＣへ穴を形成することができる。ま
た、コアビット１３を直接回転させるダイレクトモータ
２を用いていることより、コアビット１３を高速回転さ
せることができ、これにより、コアビット１３のチュー
ブ１４に形成された螺旋状の溝部１０ａ、１０ｂによる
冷却水の強制供給、切粉の強制排出を極めて効果的に行
わせることができる。

【００３２】なお、上記の例では、回転軸１１を介して
コアビット１３のビット１５による掘削箇所へ冷却水を
送り込む湿式タイプを例にとって説明したが、上記コア
ビット１３は、回転軸１１を介して空気等の冷却気体を
送り込む乾式タイプにも適用させることができるのは勿
論である。そして、この場合も、チューブ１４の内周面
１４′に形成された螺旋状の溝部１０ａによってコアビ
ット１３の先端へ向かって冷却気体が円滑に送り込ま
れ、また、チューブ１４の外周面１４″に形成された螺
旋状の溝部１０ｂによって掘削箇所にて発生した切粉が
外部へ円滑に排出され、極めて良好な掘削を行うことが
できる。

【００３３】図５に示すものは、他のコアビット１３を
示すもので、このコアビット１３では、そのチューブ１
４の内周面１４′に、回転方向前方側へ向かって後端側
へ向かう螺旋状の溝部１０ａが形成され、外周面１４″
に、回転方向前方側へ向かって先端側へ向かう螺旋状の
溝部１０ｂが形成されている。すなわち、このコアビッ
ト１３の場合は、掘削時に、チューブ１４の外周面１
４″に形成された螺旋状の溝部１０ｂによってコアビッ
ト１３の先端へ向かって外気が円滑に送り込まれ、ま
た、チューブ１４の内周面１４′に形成された螺旋状の
溝部１０ａによって掘削箇所にて発生した切粉が貫通孔
１４ａ内へ円滑に送り出され、極めて良好な掘削を行う
ことができる。そして、この場合、ダイレクトモータ２
の回転軸１１の後端部に吸引装置（図示略）を接続し
て、吸引することにより、掘削時に発生する切粉を極め
て良好にかつ外部へまき散らすことなく回収することが
できる。

【００３４】なお、上記の例では、コアビット１３のチ
ューブ１４の内周面１４′及び外周面１４″にそれぞれ
螺旋状の溝部１０ａ、１０ｂを形成したが、いずれか一
方だけに形成しても良い。

【００３５】また、ダイレクトモータ２の回転軸１１の
回転方向を逆転させることにより、溝部１０ａ、１０ｂ
による機能をそれぞれ逆転させることも可能である。な
おまた、上記の溝部１０ａ、１０ｂを有するチューブ１
４は、機械加工あるいは成型加工のいずれの加工方法で
も形成することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のコアビ
ット及び掘削装置によれば、下記の効果を得ることがで
きる。請求項１記載のコアビットによれば、ビットによ
って被掘削物を掘削する際に、チューブに形成された溝
部によって、掘削箇所へ流体の強制的な供給あるいは掘
削箇所にて発生した切粉の強制的な排出が行われるの
で、ビットによる掘削を常に良好な状態に維持させるこ
とができ、穿孔作業を円滑に行って穿孔作業をスケジュ
ール通り行うことができる。

【００３７】請求項２記載のコアビットによれば、チュ
ーブに形成された溝部が回転方向前方側へ向かって先端
側へ向かう螺旋状に形成されているので、ビットによっ
て被掘削物を掘削する際に、溝部によって流体を先端部
の掘削箇所へ強制的に送り込んで良好な穿孔効率を維持
させることができる。

【００３８】請求項３記載のコアビットによれば、チュ
ーブに形成された溝部が回転方向前方側へ向かって後端
側へ向かう螺旋状に形成されているので、ビットによっ
て被掘削物を掘削する際に、掘削箇所にて発生した切粉
を溝部によって外部へ強制的に排出させて良好な穿孔効
率を維持させることができる。

【００３９】請求項４記載のコアビットによれば、チュ
ーブの内周面及び外周面の溝部のいずれか一方が回転方
向前方側へ向かって先端側へ向かう螺旋状に形成され、
他方が回転方向前方側へ向かって後端側へ向かう螺旋状
に形成されているので、ビットによって被掘削物を掘削
する際に、一方の溝部によって流体を先端部の掘削箇所
へ強制的に送り込むと同時に、他方の溝部によって掘削
箇所にて発生した切粉を外部へ強制的に排出させて良好
な穿孔効率を維持させることができる。

【００４０】請求項５記載の掘削装置によれば、回転さ
れるロータに挿通されて固定された回転軸によってコア
ビットを直接回転させて被掘削物へ穴を形成することが
できる。また、コアビットを直接回転させるダイレクト
モータを用いていることより、コアビットを高速回転さ
せることができ、これにより、コアビットのチューブに
形成された螺旋状の溝部による流体の強制供給、切粉の
強制排出を極めて効果的に行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態のコアビット及び掘削装
置を説明するコアビットを備えた掘削装置の側面図であ
る。

【図２】 本発明の実施の形態のコアビット及び掘削装
置を説明するコアビットを備えた掘削装置を構成するダ
イレクトモータの断面図である。

【図３】 本発明の実施の形態のコアビットの形状を説
明するコアビットの断面図である。

【図４】 本発明の実施の形態のダイレクトモータの構
成及び構造を説明するダイレクトモータの横断面図であ
る。

【図５】 本発明の実施の形態の他のコアビットの形状
を説明するコアビットの断面図である。

【図６】 コアビットが連結された従来のギヤ付きモー
タを説明するギヤ付きモータの断面図である。

【符号の説明】

１ 掘削装置 ２ ダイレクトモータ １０ａ、１０ｂ 溝部 １１ 回転軸 １１ａ 貫通孔 １３ コアビット １４ チューブ １４′ 内周面 １４″ 外周面 １４ａ 貫通孔 １５ ビット １７ ロータ １８ ステータ Ｃ コンクリート（被掘削物）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今岡 稔雄 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 (72)発明者 佐藤 九州男 東京都千代田区外神田５−３−13 恩田ビ ル201 Ｆターム(参考） 2D029 EA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通孔を有する円筒状のチューブと、該
   チューブの先端部に設けられたビットとを有し、回転さ
   れた状態にて被掘削物に前記ビットを当接させることに
   より、前記被掘削物に円筒状の穴を形成するコアビット
   であって、 前記チューブの内周面及び外周面の両方もしくはいずれ
   か一方に、螺旋状の溝部を形成したことを特徴とするコ
   アビット。
2. 【請求項２】 前記溝部は、回転方向前方側へ向かって
   先端側へ向かう螺旋状に形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のコアビット。
3. 【請求項３】 前記溝部は、回転方向前方側へ向かって
   後端側へ向かう螺旋状に形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載のコアビット。
4. 【請求項４】 前記溝部は、前記チューブの内周面及び
   外周面にそれぞれ形成され、これら溝部は、いずれか一
   方が回転方向前方側へ向かって先端側へ向かう螺旋状に
   形成され、他方が回転方向前方側へ向かって後端側へ向
   かう螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１
   記載のコアビット。
5. 【請求項５】 貫通孔が形成された円筒状の回転軸と、
   該回転軸が中心に挿通されて固定されたロータと、この
   ロータの外周囲に設けられた円筒状のステータとを有す
   るダイレクトモータの前記回転軸に、請求項１〜４のい
   ずれか１項記載のコアビットが、互いの貫通孔同士を連
   通させた状態に連結されていることを特徴とする掘削装
   置。