JP2003025322A - 穿孔機及び穿孔工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被掘削物に効率よく複数の孔を穿孔すること
のできる穿孔機及び穿孔工法を提供する。 【解決手段】 被掘削物Ｃにレール１１０を敷設し、こ
のレール１１０に沿って移動自在な移動台１２０を設
け、この移動台１２０に、穿孔装置１を支持させる構成
とした。この穿孔装置１によって被掘削物Ｃに一つの孔
を穿孔した後、移動台１２０とともに穿孔装置１をレー
ル１１０に沿って移動させ、次の孔を穿孔する工程を繰
り返して、レール１１０に沿って順次複数の孔を穿孔す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被掘削物に複数の
孔を穿孔する穿孔機及び穿孔工法に係り、とくに、コン
クリート、アスファルト、御影石や大理石等の石材、及
び岩盤等の脆性材料からなる被掘削物を穿孔する際に用
いられて好適な穿孔機及び穿孔工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、既設されたコンクリート製の壁
に窓枠を設ける場合には、窓枠が設けられる壁の部分を
ウォールソー等によって切り取る工法以外に、ライン掘
り工法がよく用いられている。ライン掘り工法とは、コ
ンクリート製の壁等の被掘削物に、孔と孔とが互いに横
方向に連通するように連続的に複数の孔を穿設して一つ
ながりの細長い孔を形成する工法のことであり、窓枠を
設けるために壁の一部をくり貫く場合には、壁を貫通す
る一つながりの孔を、窓枠を設ける壁の部分を囲むよう
に穿設して、この部分を切り取るといった作業が行われ
る。孔を穿設する際には、超硬合金あるいは結合相の中
に超砥粒が分散配置されて形成された刃先部が円筒状の
工具本体の先端に設けられてなる１００〜１５０ｍｍの
コアビットが用いられ、モータ等の回転駆動装置でコア
ビットを回転駆動させながら、コアビットの先端を被掘
削物に押し当てるようにして穿孔が行われる。

【０００３】図５は、このようなライン掘り工法を説明
する図である。コンクリート製の壁などの被掘削物Ｃを
穿孔する穿孔装置は、刃先部が円筒状の工具本体の先端
に設けられてなるコアビット８０と、このコアビット８
０を軸線まわりに回転させるための例えば回転駆動装置
８１とを備えた穿孔装置本体８２を有して構成されてい
る。そして、穿孔装置は、被掘削物Ｃに設置される設置
部８３と、この設置部８３に連結された支柱部８４と、
この支柱部８４に、ピニオン−ラック機構等によって支
柱部８４に沿って進退自在に取り付けられたスライド機
構８５とを有し、このスライド機構８５に上記穿孔装置
本体８２が支持された構成とされている。

【０００４】このような構成の穿孔装置を用いてライン
掘りを行うには、予め被掘削物Ｃにアンカを設け、この
アンカに穿孔装置の設置部８３を固定して穿孔装置の位
置決めを行い、コアビット８０を回転させながらスライ
ド機構８５によって穿孔装置本体８２を被掘削物Ｃに向
けて前進させ、回転するコアビット８０の先端を被掘削
物Ｃに押し当てながら一つの孔を穿孔する。一つの孔を
穿孔した後、設置部８３を被掘削物Ｃから取り外し、次
の孔を穿孔する位置にコアビット８０の先端が達するよ
うに穿孔装置の設置位置を確認した後、被掘削物Ｃに新
たにアンカを設けてこのアンカに設置部８３を固定し直
す。そして、先に穿設された孔に横方向に連通するよう
に次の孔を穿設する。このような工程を繰り返すことに
よって、一つながりの細長い孔Ｈを形成していく。

【０００５】このようなライン掘り工法において、ウォ
ールソーを用いた工法に比べて優れている点は、大きな
作業スペースを必要としない、あるいは、切り残しを無
くすために余分に切りすぎて鉄筋等を切断することがな
い等といった点である。すなわち、ウォールソーを用い
て壁を分断する際には、少なくとも壁の厚さよりウォー
ルソーの半径の方が大きくなければならないから、壁が
厚くなるほど、ウォールソー、ならびにウォールソーを
駆動する機構を含む装置全体が大型化してしまう。その
一方で、角の部分の切り残しを無くすために壁を余分に
切断すると、壁の中の鉄筋まで切断して壁の強度低下を
招いてしまう。これに対し、ライン掘り工法によれば、
壁の厚さが厚くなっても、コアビットを長くすればよい
から、ウォールソーのように装置を大型化する必要もな
く、また、壁に垂直に穿孔が行われるので、鉄筋ととも
に壁を余分に切断して壁の強度の低下を招くこともな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ライン
掘りを行う際には、上述したように、横方向に連続した
孔を穿設するために、一回の穿孔が終わる度に、次に穿
孔すべき孔の位置まで穿孔装置を逐次移動させなければ
ならない。この際、被掘削物に一旦固定した設置部を再
び取り外し、被掘削物にアンカを新たに設けてこのアン
カに設置部を固定し直さなければならない。このよう
に、穿孔装置を被掘削物に取り付けたり取り外したりす
る作業に加え、コアビットで壁に貫通する孔を一つ設け
る度に、同時に穿孔装置を固定するアンカ用の孔をも設
けなければならず、作業効率が極めて悪いという問題を
有していた。なお、ここでは、ライン掘り工法に関して
問題を述べたが、この問題は、コアビットを備えた穿孔
装置を用いて被掘削物に複数の孔を穿設する場合に共通
する問題である。例えば、くり貫かれたコンクリート製
の壁の開口部に、鉄製のブレス（筋交い）を設け、次い
でこのブレスと開口部の内周面に配設させたアンカとを
コンクリートで固めて既設された壁を補強することが行
われる際には、アンカが収容される複数の孔を穿設しな
ければならない。これらの孔は、ライン掘りのような連
続した孔ではなく、互いに離間されて形成されるもので
はあるが、これらの孔を設ける際にも、複数の孔を穿設
するという点において、ライン掘りと同じように作業効
率が悪くなるという問題が発生していた。

【０００７】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、被掘削物に効率よく複数の孔を穿孔するこ
とのできる穿孔機及び穿孔工法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】係る目的を達成するため
に、本発明は、以下の構成を採用した。すなわち、被掘
削物に複数の孔を穿孔する穿孔機において、前記被掘削
物に対する相対位置が変わらないように設けられたレー
ルと、当該レールに沿って移動自在に設けられた移動台
と、当該移動台に支持されていて、前記被掘削物を穿孔
するよう設けられた穿孔装置とを備えていることを特徴
とする。

【０００９】このような構成としたことにより、被掘削
物に対して相対位置が変わらないように設けられたレー
ルに沿って、穿孔装置が移動台に支持されながら移動
し、レールに沿った任意の位置に位置決めされる。した
がって、穿孔装置を被掘削物に取り付けたり取り外した
りすることなく、レールに沿った任意の位置まで穿孔装
置を移動させ、その位置で被掘削物に穿孔することがで
き、効率良くレールに沿って複数の孔を穿孔することが
できる。被掘削物に対するレールの位置や軌道の形状を
適宜に選択することによって、被掘削物の所望の位置に
直線上、円上、あるいは任意の曲線上に位置する複数の
孔を穿孔することができる。なお、被掘削物に対して、
相対位置が変わらないようにレールを設けるには、レー
ルを被掘削物に固定するか、もしくは、被掘削物が載置
されたり固定されたり等して、被掘削物に対して動かな
いものに固定するものであってもよい。

【００１０】また、本発明は、被掘削物の外面の側か
ら、直線上に並ぶ複数の孔を穿孔する穿孔機において、
前記直線に平行、かつ前記被掘削物の前記外面に敷設さ
れるレールと、当該レールに沿って移動自在に設けられ
た移動台と、当該移動台に支持されていて、前記被掘削
物を穿孔するよう設けられた穿孔装置とを備えているこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明においては、被掘削物の外面に一方
向に延在するレールが敷設される。穿孔装置は、移動台
に支持されながら、レールに沿った任意の位置に位置決
めされる。したがって、穿孔装置を被掘削物に取り付け
たり取り外したりすることなく、レールに沿った任意の
位置まで穿孔装置を移動させ、その位置で被掘削物に穿
孔することができ、効率良くレールに沿って複数の孔を
穿孔することができる。

【００１２】また、本発明の穿孔機において、前記被掘
削物は脆性材料からなり、前記穿孔装置は、超硬合金あ
るいは結合相の中に超砥粒が分散配置されて形成された
刃先部が円筒状の工具本体の先端に設けられた穿孔工具
と、前記穿孔工具を軸線回りに回転駆動する回転駆動装
置とを有して、回転駆動された前記穿孔工具の先端を前
記被掘削物に押し当てて当該被掘削物を穿孔するよう構
成され、前記回転駆動装置は、穿孔時に前記刃先部の外
周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保つように構成さ
れていることを特徴とする。

【００１３】本発明においては、円筒状の工具本体の先
端に刃先部が設けられてなる穿孔工具を用い、コンクリ
ート、アスファルト、御影石や大理石等の石材、岩盤等
の脆性材料からなる被掘削物の穿孔が行われる。この場
合、刃先部の外周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保
つと、掘削時に刃先部が被掘削物から受ける抵抗が低減
し、所定深さの穴を穿孔するのに必要な仕事（以後穿孔
仕事量ということもある）を低減することができる。こ
うして、刃先部の周速を増加させることによって、穿孔
速度を増加させることができる一方、穿孔装置を被掘削
物に向けて送る際の穿孔装置の押し付け圧を低減して移
動台及びレールに加わる反力を低減することができる。
これにより、反力を支えるためにレールに要求される剛
性が低減でき、レールの軽量化を図ることができる。こ
うして、被掘削物に対して相対位置が変わらないように
レールを設置する際の作業性の向上を図ることができ
る。

【００１４】また、本発明の穿孔機において、前記刃先
部の刃厚は、３ｍｍ以下とされていることを特徴とす
る。

【００１５】このような構成としたことにより、さらに
反力を低下することができ、さらにレールの軽量化を図
って、レールを設置する際の作業性をさらに向上させる
ことができる。

【００１６】また、本発明の穿孔機において、前記レー
ルには、当該レールに沿ってラックが形成され、前記移
動台は、当該ラックに係合するピニオンを有しているこ
とを特徴とする。

【００１７】このような構成としたことにより、ピニオ
ンの回転数等から、レールに沿った穿孔装置の移動量を
正確に算出することができ、穿孔装置を正確に位置決め
することができる。

【００１８】本発明は、被掘削物に複数の孔を穿孔する
穿孔工法において、前記被掘削物に対する相対位置が不
変となるようにレールを設けるとともに、このレールに
沿って移動自在な移動台を設け、この移動台に、前記被
掘削物を穿孔するよう設けられた穿孔装置を支持させ、
前記穿孔装置によって前記被掘削物に一つの孔を穿孔し
た後、前記移動台とともに前記穿孔装置を前記レールに
沿って移動させ、前記孔からずれた位置に前記穿孔装置
を位置決めするとともに、次の孔を穿孔する工程を繰り
返して、前記レールに沿って異なる位置に順次複数の孔
を穿孔することを特徴とする。

【００１９】また、本発明は、被掘削物の外面の側か
ら、直線上に並ぶ複数の孔を穿孔する穿孔工法におい
て、前記直線に平行、かつ前記被掘削物の前記外面にレ
ールを敷設するとともに、このレールに沿って移動自在
に移動台を設け、この移動台に、前記被掘削物を穿孔す
るよう設けられた穿孔装置を支持させ、前記穿孔装置に
よって前記被掘削物に一つの孔を穿孔した後、前記移動
台とともに前記穿孔装置を前記レールに沿って移動さ
せ、前記孔からずれた位置に前記穿孔装置を位置決めす
るとともに、次の孔を穿孔する工程を繰り返して、前記
レールに沿って異なる位置に順次複数の孔を穿孔するこ
とを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、前記被掘削物が脆性材料
からなるとき、円筒状の工具本体の先端に、超硬合金あ
るいは結合相の中に超砥粒が分散配置されて形成された
刃先部が設けられてなる穿孔工具を軸線回りに回転駆動
し、回転駆動された前記穿孔工具の先端を前記被掘削物
に押し当て、前記刃先部の外周側の周速を２５０ｍ／ｍ
ｉｎ以上に保ちながら前記被掘削物を穿孔することを特
徴とする。

【００２１】また、本発明は、前記刃先部の刃厚を３ｍ
ｍ以下とすることを特徴とする。

【００２２】前記レールに沿ってラックを設けるととも
に、前記ラックに係合するピニオンを前記移動台に設
け、当該ピニオンを回転させて前記移動台を前記レール
に沿って移動させることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による穿孔機及び穿
孔工法を図面に基づき説明する。図１ないし図３に、本
発明に係る穿孔機の一実施形態を示す。図１に示すよう
に、穿孔機は、アスファルト、コンクリート、御影石や
大理石等の石材、及び岩盤等の被掘削物Ｃの外面に敷設
され、被掘削物Ｃに対する相対位置が変わらないように
設けられたレール１１０と、このレール１１０上に、レ
ール１１０に沿って移動自在に設けられた移動台１２０
と、この移動台１２０に支持されていて、被掘削物Ｃを
穿孔するよう設けられた穿孔装置１とを備えている。

【００２４】穿孔装置１は、先端で被掘削物Ｃを穿孔す
るコアビット１３（穿孔工具）と、このコアビット１３
を軸線まわりに回転させるためのダイレクトモータ２
（回転駆動装置）とを備えた穿孔装置本体１０を有して
構成されている。そして、穿孔装置１は、移動台１２０
に設置される設置部１３０と、この設置部１３０に回動
自在に連結され、設置部１３０に対して傾斜可能とされ
た支柱部１４０とを有し、この支柱部１４０に進退自在
に取り付けられるスライド機構１００に前記穿孔装置本
体１０が取り付けられている。なお、穿孔装置１は、こ
こでは図示しないが、穿孔装置本体１０のダイレクトモ
ータ２に電流を供給する別体に設けられたモータ電源、
ならびにこのモータ電源を制御する制御部を備えてい
る。

【００２５】穿孔装置本体１０のダイレクトモータ２
は、直流電圧が印加されて回転する直流モータとされ、
図２に示すように、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の先端には、アダプタ１２が
回転軸１１の先端に形成されたネジ部１１ａに着脱自在
に螺設され、このアダプタ１２に円筒状のコアビット１
３が回転軸１１と互いに連通するように着脱可能に取り
付けられている。

【００２６】ここで、アダプタ１２は、中空の略円筒形
状を呈し、基端側に回転軸１１先端のネジ部１１ａに螺
合する雌ネジ部１２ａが、また、先端側には、コアビッ
ト１３の基端が取り付けられる雌ネジ部１２ｂが回転軸
１１の軸線Ｏ方向に沿って設けられている。ここで、雌
ネジ部１２ａは、穿孔時の回転によって回転軸１１に締
めつけられる向きに形成されている。

【００２７】また、コアビット１３は、直径が１５〜２
００ｍｍの円筒状、とりわけ、ライン掘りを行う場合に
は、２０〜４０ｍｍの円筒状に形成された中空のチュー
ブ１４（工具本体）の先端に、刃先部１５が円周方向へ
略円環状に装着された構造とされている。ここで、刃先
部１５は、メタルボンドあるいはレジンボンドのような
バインダ材を焼結して固めてなる結合相の中に超硬合
金、あるいは超砥粒（ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒）
を分散配置させて刃厚３ｍｍ以下で形成されている。あ
るいは、被掘削物が大理石である場合には、電着によっ
て結合相中に超砥粒が分散配置されて刃厚３ｍｍ以下で
形成されている。そして、このような刃先部１５が先端
に装着されたコアビット１３が軸線回りに回転駆動させ
られ、軸線方向先端側へ送られることによって被掘削物
Ｃを穿孔するように構成されている。

【００２８】このコアビット１３の基端側には、アダプ
タ１２に取り付けられる着脱部１３ａが設けられてい
る。この着脱部１３ａには、アダプタ１２の雌ネジ部１
２ｂに螺合する雄ネジ部１３ｂがコアビット１３の軸線
方向に沿って形成されている。ここで、雄ネジ部１３ｂ
は、穿孔時のコアビット１３の回転によって、コアビッ
ト１３がアダプタ１２に締めつけられる向きに形成され
ている。

【００２９】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をギヤ等の回転伝達機
構を用いずに直接回転させるダイレクトタイプのモータ
で、直径１５〜２００ｍｍのコアビット１３が、穿孔時
に０．６Ｎ／ｍｍ²〜６Ｎ／ｍｍ²の範囲の圧力で被掘削
物Ｃに押し当てられながら、２５０ｍ／ｍｉｎ〜２００
０ｍ／ｍｉｎの周速で回転可能となるように構成されて
いる。

【００３０】また、ダイレクトモータ２は、ハウジング
１６内に、例えばポリイミド等の耐熱樹脂が被覆された
コイルが巻回されてなるロータ１７と、このロータ１７
の外周面に設けられ、永久磁石を有する円筒状のステー
タ１８とを備えた構成とされている。そして、回転軸１
１は、前記ロータ１７の中心に形成された挿通孔１７ａ
内へ圧入されるようにして挿通され、ロータ１７に一体
的に固定されている。

【００３１】ここで、ステータ１８のマグネットとして
は、小形軽量で高いトルクが得られるように、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が
１００ｋＪｍ^-3以上とされたネオジウム・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。また、ロータ１７は、その直
径がその長さ寸法よりも小さい値とされている。これに
より、本実施形態におけるダイレクトモータ２のトルク
定数は、０．１２Ｎｍ／Ａとされており、本実施形態に
おいては、発生トルクＴ（単位はＮｍ）とダイレクトモ
ータ２に流れる電流Ｉ_M（単位はＡ）の間には、Ｔ＝
０．１２×Ｉ_M−０．６の関係が成立している。

【００３２】ダイレクトモータ２を納めるハウジング１
６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，１９
ｂ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。

【００３３】このダイレクトモータ２の後端部には、回
転軸１１の後端部と回転可能かつ液密状態に連結された
メカニカルシール部３８を回転自在に支持する回転軸支
持台２０と、回転軸支持台２０の上に固定され、回転軸
１１の後端部を収める上部ハウジング２１とが設けられ
ている。この上部ハウジング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、上部ハウジング２１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
ューブが接続されるようになっており、このチューブか
ら湿式掘削のための冷却水が送り込まれるようになって
いる。そして、このチューブから上部ハウジング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内に送り込まれ、刃先部１５に
よる掘削箇所が冷却されるようになっている。また、上
部ハウジング２１には、その後端部に、取り付けねじ部
３１が形成されており、この取り付けねじ部３１には、
キャップ３２がねじ込み固定されるようになっている。
このキャップ３２には、その中心に挿通孔３４が形成さ
れている。また、上部ハウジング２１には、キャップ３
２の挿通孔３４及び回転軸１１の貫通孔１１ａと連通す
る連通孔３５が形成されている。そして、これら互いに
連通した挿通孔３４、連通孔３５及び貫通孔１１ａに
は、押出棒３６が挿通されている。なお、押出棒３６と
キャップ３２の挿通孔３４との間には、Ｏリング３７が
設けられてシールされている。

【００３４】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に直流の電圧が印加され、駆動電
流が供給されるようになっている。

【００３５】穿孔装置本体１０は、略円筒形状とされた
ハウジング１６の部分でスライド機構１００に取り付け
られている。スライド機構１００は、支柱部１４０に形
成されたラック１４１に係合するピニオン（図示せず）
を内部に納めていて、支柱部１４０に沿って進退自在に
設けられたピニオン部１０１と、ピニオン部１０１に取
り付けられていて、ハウジング１６を把持する把持部１
０２とを有して構成されている。そして、ピニオン部１
０１に設けられたレバー１０１ａを回転させることによ
り、内部のピニオンが回転する機構を備えている。

【００３６】レール１１０は、一方向に真っ直ぐ延在し
た形状とされており、図３にも示すように、被掘削物Ｃ
の平坦な外面に当接可能とされた当接部１１１と、移動
台１２０を係合させてレール１１０に沿って移動台１２
０を導く軌道部１１２とを備えて構成されている。当接
部１１１には、レール１１０の長手方向に長細とされ、
かつ当接部１１１を貫通する複数の長穴１１０ａ，１１
０ａ・・・が形成されている。さらに、当接部１１０ａの
被掘削物Ｃに当接しない側には、このレール１１０に沿
って、ラック１１０ｃが設けられている。

【００３７】移動台１２０は、図３にも示すように、レ
ール１１０の軌道部１１２に係合して、ベアリングｗを
介して軌道部１１２上を移動自在とされた断面Ｃ字形の
基台１２１と、この基台１２１上に固定され、穿孔装置
１の設置部１３０が取り付けられる支持台１２２とを有
して構成されている。さらに、支持台１２２には、レー
ル１１０に沿って移動台１２０を駆動する移動台駆動機
構１２３が取り付けられている。この移動台駆動機構１
２３は、レール１１０に設けられたラック１１０ｃに係
合するピニオン１２３ａと、このピニオン１２３ａを制
御して回転駆動するサーボモータ等を内部に備えたピニ
オン駆動部１２３ｂとを有している。なお、ピニオン１
２３ａは、継ぎ手１２３ｃにハンドルＬを係合してこの
ハンドルＬを回転することにより、手動によってもピニ
オン１２３ａが回転されるように構成されている。ま
た、移動台１２０には、移動台１２０をレール１１０に
対して固定する固定ネジ１２４が取付られている。この
固定ネジ１２４は、支持台１２２に螺設されるととも
に、基台１２１を貫通してレール１１０の当接部１１１
に達するように設けられ、固定ネジ１２４を締めること
によって、その先端で当接部１１１を押圧しながら移動
台１２０をレール１１０に対して固定するように構成さ
れている。

【００３８】上述のような構成とされた穿孔機を用いて
被掘削物Ｃに直線上に並ぶ複数の孔を穿設し、ライン掘
り等を行う穿孔工法として、図４に示すように、まず、
被掘削物Ｃの穿孔箇所に沿わせてレール１１０を敷設す
る。このとき、レール１１０の当接部１１１に複数設け
られた長穴１１０ａのうち、レール１１０の両端付近に
ある任意の二つをレール１１０固定用の長穴１１０ａ，
１１０ａとして選び、これらの長穴１１０ａに対応する
位置に、予めアンカＡを被掘削物Ｃに配設しておき、当
接部１１１を被掘削物Ｃの外面に当接させながらボルト
Ｂを長穴１１０ａを通してアンカＡに螺合させ、レール
１１０を被掘削物Ｃに固定する（図３参照）。なお、レ
ール１１０が長くなり、穿孔の際の反力によってレール
１１０が撓むようであれば、さらに複数箇所にアンカＡ
を設けるとともに、長穴１１０ａにボルトＢを通してレ
ール１１０を固定する。本実施形態の穿孔機によれば、
このようにレール１１０に複数の長穴１１０ａが設けら
れているので、アンカを設置しやすい部分で任意にレー
ル１１０をボルトで固定できるばかりでなく、複数箇所
固定することによってレール１１０を補強することもで
きる。さらに長穴１１０ａが長手方向に細長く形成され
ているので、アンカを設ける際の公差を比較的大きく取
れる。

【００３９】敷設されたレール１１０の一端より、移動
台１２０を嵌め合せ、ピニオン１２３ａを回転させなが
ら移動台１２０をレール１１０に沿って移動させる。最
初の穿孔位置に穿孔装置１が到達したら、一旦、穿孔装
置１を静止させ、設置部１３０を支持台１２２に固定し
ている調整ネジ１３１を緩め、調整ネジ１３１回りに設
置部１３０を回転させ、あるいは、調整ネジ１３１が貫
通される設置部１３０の調整長穴１３２に沿って設置部
１３０をスライドさせることにより、穿孔装置１のコア
ビット１３の先端がちょうど所望の穿孔位置に到達する
ように調整する。調整が終了次第、調整ネジ１３１を締
め、設置部１３０を支持台１２０に固定し、さらに、固
定ネジ１２４を締めて移動台１２０をレール１１０に対
して固定する。

【００４０】このように穿孔装置１を被掘削物Ｃに対し
て位置決めしたら、ダイレクトモータ２の電源を入れ、
コアビット１３を２５０ｍ／ｍｉｎ以上の所定の周速に
て回転させ、スライド機構１００のレバー１０１ａを回
しながらスライド機構１００のピニオン−ラック機構に
よって支柱部１４０に沿って穿孔装置本体１０を被掘削
物Ｃに向けて送る。そして、押し付け圧０．６Ｎ／ｍｍ
²以上の所定の圧力で回転するコアビット１３の先端を
被掘削物Ｃに押し当て、穿孔時にコアビット１３の刃先
部１５の外周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎに維持しなが
ら穿孔を行う。

【００４１】穿孔装置１によって被掘削物Ｃに一つの孔
を穿孔した後、固定ネジ１２４を緩め、移動台駆動機構
１２３によってピニオン１２３ａを回転させ、移動台１
２０とともに、次に穿孔すべき位置まで穿孔装置１を移
動させる。このとき、ピニオン駆動部１２３ｂに設けら
れたサーボモータ等を制御することによりピニオン１２
３ａの回転を制御し、穿孔装置１の移動量を正確に制御
する。こうして、先に穿孔された孔からずれた位置にあ
る所望の次の穿孔位置に穿孔装置１を位置決めするとと
もに、同様な操作によって次の孔を穿孔する。このよう
にして、同様の工程を繰り返し、レール１１０に沿って
異なる位置に順次複数の孔を穿孔する。ライン掘りを行
う場合は、孔と孔とが横方向（レール１１０に沿った方
向）に互いに連通するようにして穿孔を行い、一つなが
りの細長い孔Ｈが形成されるようにする。

【００４２】上述のように本実施の形態によれば、被掘
削物Ｃに対して相対位置が変わらないように設けられた
レール１１０に沿って、穿孔装置１が移動台１２０に支
持されながら移動し、レール１１０に沿った任意の位置
に位置決め可能とされる。したがって、穿孔装置１を被
掘削物Ｃに取り付けたり取り外したりすることなく、レ
ール１１０に沿った任意の位置まで穿孔装置１を移動さ
せ、その位置で被掘削物Ｃに穿孔することができ、効率
良くレール１１０に沿って複数の孔を穿孔することがで
きる。ことができる。

【００４３】また、コンクリート、アスファルト、御影
石や大理石等の石材、岩盤等の脆性材料からなる被掘削
物Ｃの穿孔が行われる場合、刃先部１５の外周側の周速
を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保つと、掘削時に刃先部１５
が被掘削物Ｃから受ける抵抗が低減し、所定深さの穴を
穿孔する際の穿孔仕事量を低減することができる。こう
して、刃先部１５の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上まで増
加させることによって、穿孔速度を増加させることがで
きる一方、穿孔装置１を被掘削物Ｃに向けて送る際の穿
孔装置１の押し付け圧を低減して移動台１２０及びレー
ル１１０に加わる反力を低減することができる。これに
より、反力を支えるためにレール１１０に要求される剛
性が低減でき、レール１１０の軽量化を図ることができ
る。こうして、被掘削物Ｃに対して相対位置が不変とな
るようにレール１１０を設置する際の作業性の向上を図
ることができる。実際、刃先部の周速を例えば２００ｍ
／ｍｉｎ以下にすると、穿孔時の切削抵抗の増加と、穿
孔に必要な押し付け圧の増加に伴って、レールに加わる
反力が大きくなり、レールの反り返りを防ぐようにレー
ルの剛性を高めた結果、汎用のレールの場合、例えば６
０ｋｇもの重さのレールを取扱わなければならなくなる
状況であった。しかし、刃先部１５を高速に回転させな
がら穿孔を行うことによって反力が低減でき、レール長
さにもよるが、上述した汎用のレールの重さを６０ｋｇ
から１０ｋｇ程度まで軽減することができた。

【００４４】また、刃先部１５の刃厚が３ｍｍ以下であ
るため、反力をさらに低減することができる。

【００４５】また、レール１１０には、レール１１０に
沿ってラック１１０ｃが形成され、移動台１２０は、ラ
ック１０ｃに係合するピニオン１２３ａを有しているの
で、ピニオン１２３ａの回転数等から、レール１１０に
沿った穿孔装置１の移動量を正確に算出することがで
き、穿孔装置１を正確に位置決めすることができる。

【００４６】なお、上記の実施形態では、レール１１０
は真っ直ぐな形状とされたが、被掘削物Ｃに対するレー
ルの位置や軌道の形状を適宜に選択することによって、
被掘削物Ｃの所望の位置に直線上、円上、あるいは任意
の曲線上に位置する複数の孔を穿孔することができる。
また、被掘削物Ｃに対して、相対位置が不変となるよう
にレール１１０を設けるには、レール１１０を被掘削物
に固定する以外にも、被掘削物Ｃに対して動かないもの
に固定するのであれば、レール１１０を固定する対象は
問わない。例えば、被掘削物Ｃが建物の壁である場合に
は、地面や、建物の床でも構わない。

【００４７】

【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、穿孔機にお
いて、被掘削物に対する相対位置が変わらないように設
けられたレールと、レールに沿って移動自在に設けられ
た移動台と、移動台に支持された穿孔装置とを備えてい
るので、被掘削物に効率よく複数の孔を穿孔することが
できる。

【００４８】また、請求項２に記載の発明によれば、被
掘削物の外面に直線上に並ぶ複数の孔を穿孔する穿孔機
において、前記直線に平行、かつ、前記外面に敷設され
るレールと、レールに沿って移動自在に設けられた移動
台と、移動台に支持された穿孔装置とを備えているの
で、被掘削物に効率よく複数の孔を穿孔することができ
る。

【００４９】また、請求項３に記載の発明によれば、被
掘削物は脆性材料からなり、穿孔装置は、超硬合金ある
いは結合相の中に超砥粒が分散配置されて形成された刃
先部が円筒状の工具本体の先端に設けられた穿孔工具
と、穿孔工具を軸線回りに回転駆動する回転駆動装置と
を有して、回転駆動された穿孔工具の先端を被掘削物に
押し当てて被掘削物を穿孔するよう構成され、回転駆動
装置は、穿孔時に刃先部の外周側の周速を２５０ｍ／ｍ
ｉｎ以上に保つように構成されているので、被掘削物か
ら受ける抵抗を低減して、レールに加わる反力を低減
し、これにより、レールの軽量化を図って作業性を向上
させることができる。

【００５０】また、請求項４に記載の発明によれば、刃
先部の刃厚は、３ｍｍ以下とされているので、レールの
軽量化を図って作業性を向上させることができる。

【００５１】また、請求項５に記載の発明によれば、レ
ールには、レールに沿ってラックが形成され、移動台
は、ラックに係合するピニオンを有しているので、レー
ルに沿った穿孔装置の移動量を正確に算出することがで
き、穿孔装置を正確に位置決めすることができる。

【００５２】また、請求項６に記載の発明によれば、穿
孔工法において、被掘削物に対する相対位置が変わらな
いようにレールを設けるとともに、このレールに沿って
移動自在な移動台を設け、この移動台に、穿孔装置を支
持させ、この穿孔装置によって被掘削物に一つの孔を穿
孔した後、移動台とともに穿孔装置をレールに沿って移
動させ、次の孔を穿孔する工程を繰り返して、レールに
沿って順次複数の孔を穿孔するので、被掘削物に効率よ
く複数の孔を穿孔することができる。

【００５３】また、請求項７に記載の発明によれば、被
掘削物の外面に直線上に並ぶ複数の孔を穿孔する穿孔工
法において、前記直線に平行、かつ、前記外面にレール
を敷設するとともに、このレールに沿って移動自在に移
動台を設け、この移動台に、穿孔装置を支持させ、この
穿孔装置によって被掘削物に一つの孔を穿孔した後、移
動台とともに穿孔装置をレールに沿って移動させ、次の
孔を穿孔する工程を繰り返して、レールに沿って順次複
数の孔を穿孔するので、被掘削物に効率よく複数の孔を
穿孔することができる。

【００５４】また、請求項８に記載の発明によれば、被
掘削物が脆性材料からなるとき、円筒状の工具本体の先
端に、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒が分散配置
されて形成された刃先部が設けられてなる穿孔工具を軸
線回りに回転駆動し、回転駆動された穿孔工具の先端を
被掘削物に押し当て、刃先部の外周側の周速を２５０ｍ
／ｍｉｎ以上に保ちながら被掘削物を穿孔するので、被
掘削物から受ける抵抗を低減して、レールに加わる反力
を低減し、これにより、レールの軽量化を図って作業性
を向上させることができる。

【００５５】また、請求項９に記載の発明によれば、刃
先部の刃厚を３ｍｍ以下とするので、レールの軽量化を
図って作業性を向上させることができる。

【００５６】また、請求項１０に記載の発明によれば、
レールに沿ってラックを設けるとともに、ラックに係合
するピニオンを移動台に設け、ピニオンを回転させて移
動台をレールに沿って移動させるので、レールに沿った
穿孔装置の移動量を正確に算出することができ、穿孔装
置を正確に位置決めすることができる。

【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、
穿孔機の一例を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る穿孔機の穿孔装置本体を部分的に
破断して示す図である。

【図３】本発明に係る穿孔機のレールと移動台をレール
の長手方向から見た図である。

【図４】本発明に係る穿孔工法を説明する図である。

【図５】従来の穿孔工法を説明する図である。

【符号の説明】

１・・・穿孔装置 ２・・・ダイレクトモータ（回転駆動装置） １３・・・コアビット（穿孔工具） １４・・・チューブ（工具本体） １５・・・刃先部 １１０・・・レール １１０ｃ・・・ラック １２０・・・移動台 １２３ａ・・・ピニオン Ｃ・・・被掘削物

───────────────────────────────────────────────────── 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 (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 Ｆターム(参考） 3C069 AA04 BA09 BB03 BB04 BC01 BC05 CA01 CA09 CA10 EA01 EA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被掘削物に複数の孔を穿孔する穿孔機に
   おいて、 前記被掘削物に対する相対位置が変わらないように設け
   られたレールと、 当該レールに沿って移動自在に設けられた移動台と、 当該移動台に支持されていて、前記被掘削物を穿孔する
   よう設けられた穿孔装置とを備えていることを特徴とす
   る穿孔機。
2. 【請求項２】 被掘削物の外面の側から、直線上に並ぶ
   複数の孔を穿孔する穿孔機において、 前記直線に平行、かつ前記被掘削物の前記外面に敷設さ
   れるレールと、 当該レールに沿って移動自在に設けられた移動台と、 当該移動台に支持されていて、前記被掘削物を穿孔する
   よう設けられた穿孔装置とを備えていることを特徴とす
   る穿孔機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の穿孔機
   において、 前記被掘削物は脆性材料からなり、 前記穿孔装置は、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒
   が分散配置されて形成された刃先部が円筒状の工具本体
   の先端に設けられた穿孔工具と、前記穿孔工具を軸線回
   りに回転駆動する回転駆動装置とを有して、回転駆動さ
   れた前記穿孔工具の先端を前記被掘削物に押し当てて当
   該被掘削物を穿孔するよう構成され、 前記回転駆動装置は、穿孔時に前記刃先部の外周側の周
   速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保つように構成されている
   ことを特徴とする穿孔機。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の穿孔機において、前記
   刃先部の刃厚は、３ｍｍ以下とされていることを特徴と
   する穿孔機。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかに記載
   の穿孔機において、 前記レールには、当該レールに沿ってラックが形成さ
   れ、 前記移動台は、当該ラックに係合するピニオンを有して
   いることを特徴とする穿孔機。
6. 【請求項６】 被掘削物に複数の孔を穿孔する穿孔工法
   において、 前記被掘削物に対する相対位置が変わらないようにレー
   ルを設けるとともに、このレールに沿って移動自在な移
   動台を設け、 この移動台に、前記被掘削物を穿孔するよう設けられた
   穿孔装置を支持させ、 前記穿孔装置によって前記被掘削物に一つの孔を穿孔し
   た後、前記移動台とともに前記穿孔装置を前記レールに
   沿って移動させ、前記孔からずれた位置に前記穿孔装置
   を位置決めするとともに、次の孔を穿孔する工程を繰り
   返して、前記レールに沿って異なる位置に順次複数の孔
   を穿孔することを特徴とする穿孔工法。
7. 【請求項７】 被掘削物の外面の側から、直線上に並ぶ
   複数の孔を穿孔する穿孔工法において、 前記直線に平行、かつ前記被掘削物の前記外面にレール
   を敷設するとともに、このレールに沿って移動自在に移
   動台を設け、 この移動台に、前記被掘削物を穿孔するよう設けられた
   穿孔装置を支持させ、 前記穿孔装置によって前記被掘削物に一つの孔を穿孔し
   た後、前記移動台とともに前記穿孔装置を前記レールに
   沿って移動させ、前記孔からずれた位置に前記穿孔装置
   を位置決めするとともに、次の孔を穿孔する工程を繰り
   返して、前記レールに沿って異なる位置に順次複数の孔
   を穿孔することを特徴とする穿孔工法。
8. 【請求項８】 請求項６または請求項７に記載の穿孔工
   法において、 前記被掘削物が脆性材料からなるとき、 円筒状の工具本体の先端に、超硬合金あるいは結合相の
   中に超砥粒が分散配置されて形成された刃先部が設けら
   れてなる穿孔工具を軸線回りに回転駆動し、 回転駆動された前記穿孔工具の先端を前記被掘削物に押
   し当て、前記刃先部の外周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ
   以上に保ちながら前記被掘削物を穿孔することを特徴と
   する穿孔工法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の穿孔工法において、 前記刃先部の刃厚を３ｍｍ以下とすることを特徴とする
   穿孔工法。
10. 【請求項１０】 請求項６から請求項９のいずれかに記
    載の穿孔工法において、 前記レールに沿ってラックを設けるとともに、前記ラッ
    クに係合するピニオンを前記移動台に設け、 当該ピニオンを回転させて前記レールに沿って前記移動
    台を移動させることを特徴とする穿孔工法。