JP2001288976A - コアビット及び掘削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削時に内部に残留するコア芯を容易に取り
出して、穿孔作業を円滑に行う。 【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。ダイレクトモータ
の回転軸に連結されてダイレクトモータによって回転さ
れ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、コンクリートに円筒状の穴を形成する。チュ
ーブ１４の貫通孔１４ａに、ビット１５が設けられた先
端部近傍に、先端部へ向かって次第に窄まるテーパ形状
に形成されて貫通孔１４ａ内に残留したコア芯をビット
１５の中心孔１５ａへ向かって案内するテーパ面１４
ａ′を設ける。

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、掘削
途中にてコアビット５０内に残されるコア芯５３が折れ
てしまうことがある。そして、このような場合、穿孔作
業後に、コアビット５０内からコア芯５３を引き抜かな
ければならないが、図８に示すように、このコア芯５３
が、先端部の刃５０ａに引っかかってしまい、次の穿孔
作業への円滑な移行が行われなくなり、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、掘削時に内部に残留するコア芯を容易に取り出し
て、穿孔作業を円滑に行う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、前記チューブの貫通孔に
は、少なくとも前記ビットが設けられた先端部近傍に、
先端部へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成されて
前記貫通孔内に残留するコア芯をビットの中心孔へ向か
って案内するテーパ面を有することを特徴としている。

【０００６】このように、穿孔途中にコア芯が折れてチ
ューブ内にコア芯が残留したとしても、チューブには、
少なくとも先端部近傍に、先端部へ向かって次第に窄ま
るテーパ面が形成されているので、チューブ内に残留し
たコア芯を、テーパ面によって極めて円滑にビットの中
心孔へ案内させて、その中心孔から外部へ送り出すこと
ができる。これにより、チューブ内に残留したコア芯が
ビットに引っかかって取り出せなくなることによる穿孔
作業の滞りを確実に回避することができ、これにより、
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、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
貫通孔は、先端部近傍が、後端部側よりも小径にかつ前
記ビットの中心孔の内径以上の寸法に形成され、この貫
通孔の小径側と、後端側の大径側との間に、先端部へ向
かって次第に窄まるテーパ形状に形成されて大径側に残
留するコア芯を小径側へ案内するテーパ面を有すること
を特徴としている。

【０００８】つまり、穿孔途中にコア芯が折れてチュー
ブ内にコア芯が残留したとしても、チューブの貫通孔の
先端部近傍が、後端部側よりも小径にかつビットの中心
孔の内径以上の寸法に形成され、これら小径側と大径側
との間に、先端部へ向かって次第に窄まるテーパ形状に
形成されて大径側に残留したコア芯を小径側へ案内する
テーパ面を有しているので、チューブ内に残留したコア
芯を、テーパ面によって極めて円滑に小径部分へ案内し
て、ビットの中心孔から外部へ送り出すことができる。
これにより、チューブ内に残留したコア芯がビットに引
っかかって取り出せなくなることによる穿孔作業の滞り
を確実に回避することができ、これにより、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。

【０００９】請求項３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または請求項２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。

【００１０】すなわち、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直接コアビットを回転させて
被掘削物へ穴を形成することができ、また、コアビット
内にコア芯が残留したとしても、極めて容易に先端部か
ら取り出して、次の穿孔作業に用いることができる。し
かも、回転軸がコアビットのチューブの貫通孔と連通す
る貫通孔を有するので、チューブ内に残留したコア芯
を、回転軸の貫通孔を通して、その後端部から取り出す
ことができ、これにより、特に、天井面へ穿孔する場合
のように、ビットを上方へ向けて穴を形成する場合に、
コアビットを上方へ向けたままチューブ内に残留したコ
ア芯を取り出すことができる。

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】ここで、このコアビット１３のチューブ１
４の貫通孔１４ａには、図３に示すように、先端部近傍
部分に、先端部方向へ向かって次第に窄まるテーパ形状
に形成されたテーパ面１４ａ′が形成されている。な
お、このテーパ面１４ａ′とビット１５との間には、小
さな段差からなる逃げが形成されているが、この逃げは
コア芯５３が引っかからない程度とされている。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】ここで、例えば、穿孔途中に、コア芯５３
が折れて、コアビット１３のチューブ１４内にコア芯５
３が残留してしまったとしても、チューブ１４には、そ
の先端部近傍に、先端部へ向かって次第に窄まるテーパ
面１４ａ′が形成されているので、図５に示すように、
チューブ１４内に残留したコア芯５３は、極めて円滑に
ビット１５の中心孔１５ａへ案内されながら先端部へ移
動され、コアビット１３の先端部から送り出される。

【００２６】このように、上記実施の形態例のコアビッ
ト１３によれば、穿孔途中にコア芯５３が折れてチュー
ブ１４内にコア芯５３が残留したとしても、チューブ１
４には、少なくとも先端部近傍に、先端部へ向かって次
第に窄まるテーパ面１４ａ′が形成されているので、チ
ューブ１４内に残留したコア芯５３を、テーパ面１４
ａ′によって極めて円滑にビット１５の中心孔１５ａへ
案内させて、その中心孔１５ａから外部へ送り出すこと
ができる。

【００２７】これにより、チューブ１４内に残留したコ
ア芯５３がビット１５に引っかかって取り出せなくなる
ことによる穿孔作業の滞りを確実に回避することがで
き、これにより、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。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、また、コアビット１３内にコア芯５３
が残留したとしても、極めて容易に先端部から取り出し
て、次の穿孔作業に用いることができる。

【００２８】また、回転軸１１が貫通孔１１ａを有する
円筒状に形成されて、コアビット１３のチューブ１４の
貫通孔１４ａと連通されているので、例えば、ロータリ
ージョイント２１を取り外すことにより、コアビット１
３内に残されたコア芯５３を、回転軸１１の貫通孔１１
ａ内を通してその後端部から取り出すことも可能であ
る。これにより、例えば、コアビット１３を上方へ向け
て穿孔するような場合に、そのコア芯５３の取り出し作
業を極めて容易に行うことができる。

【００２９】図６に示すものは、他のコアビット１３の
形状を示すもので、このコアビット１３では、その貫通
孔１４ａの先端部近傍側が後端部側よりも小径にかつビ
ット１５の中心孔１５ａの径以上の寸法、ここでは中心
孔１５ａの径より僅かに大きな寸法の貫通孔１４ａとさ
れている。そして、この貫通孔１４ａの大径側と小径側
との間に、先端部側へ向かって次第に窄まるテーパ形状
に形成されたテーパ面１４ａ′が形成されている。そし
て、この形状のコアビット１３においても、コアビット
１３内に残留したコア芯５３を、テーパ面１４ａ′によ
って極めて円滑に小径部分へ案内してコアビット１３の
先端部から送り出すことができる。

【００３０】

【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、穿孔途中に
コア芯が折れてチューブ内にコア芯が残留したとして
も、チューブには、少なくとも先端部近傍に、先端部へ
向かって次第に窄まるテーパ面が形成されているので、
チューブ内に残留したコア芯を、テーパ面によって極め
て円滑にビットの中心孔へ案内させて、その中心孔から
外部へ送り出すことができる。これにより、チューブ内
に残留したコア芯がビットに引っかかって取り出せなく
なることによる穿孔作業の滞りを確実に回避することが
でき、これにより、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】請求項２記載のコアビットによれば、穿孔
途中にコア芯が折れてチューブ内にコア芯が残留したと
しても、チューブの貫通孔の先端部近傍が、後端部側よ
りも小径にかつビットの中心孔の内径以上の寸法に形成
され、これら小径側と大径側との間に、先端部へ向かっ
て次第に窄まるテーパ形状に形成されて大径側に残留し
たコア芯を小径側へ案内するテーパ面を有しているの
で、チューブ内に残留したコア芯を、テーパ面によって
極めて円滑に小径部分へ案内して、ビットの中心孔から
外部へ送り出すことができる。これにより、チューブ内
に残留したコア芯がビットに引っかかって取り出せなく
なることによる穿孔作業の滞りを確実に回避することが
でき、これにより、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。

【００３２】請求項３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直接
コアビットを回転させて被掘削物へ穴を形成することが
でき、また、コアビット内にコア芯が残留したとして
も、極めて容易に先端部から取り出して、次の穿孔作業
に用いることができる。しかも、回転軸がコアビットの
チューブの貫通孔と連通する貫通孔を有するので、チュ
ーブ内に残留したコア芯を、回転軸の貫通孔を通して、
その後端部から取り出すことができ、これにより、特
に、天井面へ穿孔する場合のように、ビットを上方へ向
けて穴を形成する場合に、コアビットを上方へ向けたま
まチューブ内に残留したコア芯を取り出すことができ
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コアビットにおけるコ
ア芯の取り出し方を説明するコアビットの断面図であ
る。

【図６】 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７】 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。

【図８】 内部にコア芯が残留したコアビットを説明す
るコアビットの断面図である。

【符号の説明】

１ 掘削装置 ２ ダイレクトモータ １１ 回転軸 １１ａ 貫通孔 １３ コアビット １４ チューブ １４ａ 貫通孔 １４ａ′ テーパ面 １５ ビット １５ａ 中心孔 １７ ロータ １８ ステータ ５３ コア芯 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 (3)

【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、 前記チューブの貫通孔には、少なくとも前記ビットが設
   けられた先端部近傍に、先端部へ向かって次第に窄まる
   テーパ形状に形成されて前記貫通孔内に残留するコア芯
   をビットの中心孔へ向かって案内するテーパ面を有する
   ことを特徴とするコアビット。
2. 【請求項２】 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、 前記チューブの貫通孔は、先端部近傍が、後端部側より
   も小径にかつ前記ビットの中心孔の内径以上の寸法に形
   成され、この貫通孔の小径側と、後端側の大径側との間
   に、先端部へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成さ
   れて大径側に残留するコア芯を小径側へ案内するテーパ
   面を有することを特徴とするコアビット。
3. 【請求項３】 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または請
   求項２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。