JP2003089110A

JP2003089110A - 掘削機および掘削工法

Info

Publication number: JP2003089110A
Application number: JP2001285549A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mazaki; 繁真崎; Takeshi Kawahara; 剛川原; Toshio Imaoka; 稔雄今岡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Diamond Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Diamond Co Ltd
Priority date: 2001-09-19
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-03-25

Abstract

(57)【要約】【課題】被掘削物に効率よく溝またはスリットＨを掘
削することのできる掘削機および掘削工法を提供する。【解決手段】被掘削物Ｃに設けたレール１１０に沿っ
て移動自在な移動台１２０に掘削装置１を支持させ、こ
の掘削装置１のチップ７がロッド６の外周に設けられた
掘削工具５を回転駆動し、その外周を被掘削物Ｃに当接
した状態で、レール１１０に沿って掘削工具５を移動し
て被掘削物ＣにスリットＨを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被掘削物に溝ある
いはスリットを形成する掘削機および掘削工法に係り、
特に、コンクリート、アスファルト、御影石や大理石等
の石材、および岩盤等の脆性材料からなる被掘削物を加
工する際に用いて好適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、既設のコンクリート壁に窓枠を
設けるなど、コンクリートの一部をくり貫く場合には、
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
り取る工法がおこなわれている。また、学校や病院等の
ような比較的大きな建物の場合、コンクリート壁に上下
方向へスリットを形成して複数に分割して互いに縁切り
させることにより、地震時における振動の伝達を抑え、
崩壊を防ぐ際などにもウォールソーが用いられている。
これらの場合に、また、ライン掘り工法が用いられるこ
とがある。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溝を
形成する工法のことである。

【０００３】コンクリート壁の一部をくり貫く場合に
は、このコンクリート壁を貫通する一つながりの孔を、
くり貫こうとする部分を囲むように複数の孔を穿設する
ことで形成してゆき、最終的に、上記の部分を切り取る
といった作業がおこなわれる。コンクリート等に溝を穿
設する場合には、形成する溝の位置に沿って複数の孔を
穿設してゆき、連続して形成された溝内部の側部を削る
といった作業がおこなわれる。孔や溝を穿設する際に
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を、円筒状の工具本体の先端に設
けてなる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
して穿孔がおこなわれる。

【０００４】図８は、上記のライン掘り工法の一例を説
明する斜視図である。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８０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を有する構成と
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。

【０００５】上述の穿孔装置を用いてライン掘りをおこ
なうには、あらかじめ被掘削物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
置決めをおこない、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に押圧して一つの孔を穿孔する。一つの孔を穿
孔した後、まず、設置部８３を被掘削物Ｃから取り外
す。そして、既設の孔と連続する位置に次の孔を穿孔す
るように、穿孔装置の位置設定をおこなう。このとき、
コアビット８０の先端が所定の位置になるよう穿孔装置
を固定するために、新たなアンカを被掘削物Ｃに設け、
てこのアンカに設置部８３を固定し直す。そして、先に
穿設された孔に対して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。

【０００６】このようなライン掘り工法は、大きな作業
スペースを必要としない、あるいは、被掘削物Ｃを余分
に截断することがない等といった点において、ウォール
ソーを用いた工法に比べて優れている。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
ないため、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、壁の強度低下を招く可能性が
あった。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ることのみで対
応が可能であり、ウォールソーのように装置全体を大型
化する必要がなく、また、壁に垂直に穿孔が行われるの
で、所望の箇所以外を穿孔することがなく、壁の強度の
低下を招くこともない。

【０００７】また、ライン堀り工法によりコンクリート
壁に上下方向へスリットを形成する場合には、その周囲
がウォールソーと干渉しないときには問題ないものの、
道路の溝端部や、スリットを形成する位置が天井付近や
床面付近では、切削することができない削り残し部分が
生じてしまうという問題があったが、ライン掘り工法に
よればこのようなことはない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ライン掘り工
法においては、上述したように、横方向に連続した孔を
逐次穿設していくため、一回の穿孔毎に、次に穿孔する
孔の位置まで穿孔装置を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
再固定するという着脱作業をおこなう必要がある。しか
も、孔を穿設する長さ全般にわたって、この穿孔装置に
対する被掘削物への着脱する作業を繰り返す必要があり
作業効率が悪いため、これを改善したいという要求があ
った。同時にこの穿孔装置の着脱作業に加え、コアビッ
トで壁に貫通する孔を一つ設ける毎に、その度に穿孔装
置を固定するアンカ用の孔をも設けなければならず、こ
の工程も作業効率を悪化する要因の一つになっていた。

【０００９】また、ライン堀りによりコアビットで複数
の孔を穿設して溝Ｈ’を形成した場合には、コアビット
の断面形状によって規定される凹凸が溝Ｈ’の側部に形
成され、この凹凸を平滑化する必要があり、この側部平
滑化する際の作業時間を短縮したいという要求が存在し
ていた。

【００１０】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。効率よく溝またはスリットの穿設可能な掘削機を提
供すること。溝またはスリットの穿設における作業時間の短縮を
図ること。施工空間の減縮を図ること。効率よく溝またはスリットの穿設可能な掘削工法を
提供すること。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の掘削機は、脆性
材料からなる被掘削物にスリットを形成する掘削機であ
って、前記被掘削物に対する相対位置が変わらないよう
に設置可能なレールと、該レールに沿って移動自在に設
けられた移動台と、該移動台に支持されて前記被掘削物
を掘削可能に設けられた掘削装置と、を具備してなり、
前記掘削装置は、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒
を分散配置して形成されたチップが円筒状の掘削工具本
体の外周に設けられた掘削工具と、前記掘削工具を軸線
回りに回転駆動する回転駆動装置とを有し、回転駆動さ
れた前記掘削工具外周を前記被掘削物に対して当接して
前記レールによって規制される移動方向に該被掘削物を
掘削するよう構成されてなることにより上記課題を解決
した。本発明において、前記回転駆動装置が、掘削時に
前記チップの外周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保
つように構成されてなることが好ましい。本発明の前記
掘削工具において、前記チップが前記掘削工具本体の回
転方向前側に向かって後端側へ向かう螺旋突条として前
記掘削工具本体の外周に形成されてなることが可能であ
る。また、本発明において、前記チップが前記掘削工具
本体の外周に連続した螺旋突条として形成されてなる手
段か、前記チップが複数のセグメントからなり、このセ
グメントを前記工具本体の外周に連続的に螺旋配置して
なる手段を採用することもできる。本発明においては、
前記掘削工具において、前記掘削工具本体の軸線方向に
沿って前記チップの間に設けられた冷却孔から供給され
た冷却媒体により冷却可能に構成されてなることが望ま
しい。さらに、前記冷却孔が前記掘削工具本体の軸線方
向に沿って複数設けられ、該冷却孔は、前記掘削工具本
体の先端側から供給される前記冷却媒体の量が、前記掘
削工具本体の基端側から供給される前記冷却媒体の量と
等しいかそれ以上になるように設定されてなることが可
能である。本発明の掘削工法は、脆性材料からなる被掘
削物にスリットを形成する掘削工法であって、前記被掘
削物に対する相対位置が変わらないように設置可能なレ
ールと、該レールに沿って移動自在に設けられた移動台
と、該移動台に支持されていて、前記被掘削物を掘削可
能に設けられた掘削装置とを有し、前記掘削装置が、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
成されたチップが円筒状の掘削工具本体の外周に設けら
れた掘削工具と、前記掘削工具を軸線回りに回転駆動す
る回転駆動装置とを有する構成の掘削機によって、前記
チップが前記掘削工具本体の外周に設けられた前記掘削
工具を回転駆動し、その外周を前記被掘削物に当接した
状態で、前記レールによって規制される移動方向に前記
掘削工具を移動して前記被掘削物にスリットを形成する
ことにより上記課題を解決した。本発明においては、前
記掘削装置は、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒を
分散配置して形成されたビットが円筒状の穿孔工具本体
の先端に設けられた穿孔工具を装着可能なものとされ、
前記ビットが前記穿孔工具本体の先端に設けられた前記
穿孔工具を回転駆動し、その先端を前記被掘削物に当接
して該被掘削物を穿孔した後、前記掘削工具により前記
レールによって規制される移動方向に前記スリットを形
成することがある。本発明においては、前記チップ外周
面側における周速が２５０ｍ／ｍｉｎ以上に設定される
ことができる。また、前記チップ付近に冷却媒体を供給
して前記掘削工具を冷却する際、前記掘削工具本体の先
端側から供給する前記冷却媒体の量を、前記掘削工具本
体の基端側から供給する前記冷却媒体の量と等しいかそ
れ以上になるように設定することができる。本発明にお
いては、前記穿孔工具を回転駆動してその先端を前記被
掘削物に当接して該被掘削物を穿孔する際に、前記掘削
装置を前記レールに沿って移動させて、前記レールに沿
って異なる位置に順次複数の孔を穿孔した後、前記掘削
工具により前記レールによって規制される移動方向に前
記スリットを形成することが好ましい。

【００１２】本発明の掘削機は、回転駆動された前記掘
削工具外周を前記被掘削物に当接して前記レールによっ
て規制される移動方向に該被掘削物を掘削する、および
／または、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒を分散
配置して形成されたビットが円筒状の穿孔工具本体の先
端に設けられた穿孔工具を掘削装置に装着して、回転駆
動された前記穿孔工具の先端を前記被掘削物に当接して
該被掘削物を穿孔可能なよう構成されてなることによ
り、上述したウォールカッターでは形成することができ
ない部分にも、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、掘削装置が移動台に
支持されながら移動し、レールに沿った任意の位置を掘
削することが可能で、しかも、所定の掘削位置以外を掘
削する必要がなく、効率良くレールに沿って切削するこ
とができ、容易にかつ確実に溝あるいはスリットを設け
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
物に固定する手段か、もしくは、被掘削物が載置されて
いるか固定されており被掘削物に対して動かないものに
固定する手段を選択することもできる。ここで、レール
を直線状のものとすることで直線状のスリットを形成す
ることが可能となる。

【００１３】本発明において、前記回転駆動装置が、掘
削時に前記ビットの外周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以
上に保つように構成されてなることで、掘削時にチップ
が被掘削物から受ける抵抗が低減し、所定深さおよび長
さ寸法、幅寸法を有するスリットまたは溝を掘削するの
に必要な仕事（以後掘削仕事量ということもある）を低
減することができる。これにより、円筒状の工具本体の
外周に刃先部（チップ）が設けられてなる掘削工具を用
いて、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掘削をお
こなう場合、チップの周速を増加させることによって、
掘削速度を増加させることができる一方、掘削装置を掘
削方向に向けて送る際の掘削装置の押し付け圧を低減し
て移動台およ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
れる剛性を低減することが可能となり、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】本発明の前記掘削工具においては、前記チ
ップが前記掘削工具本体の回転方向前側に向かって後端
側へ向かう螺旋突条として前記掘削工具本体の外周に形
成されてなり、または、前記チップが前記掘削工具本体
の外周に連続した螺旋突条として形成されてなる手段を
採用することることにより、突条とされたチップによっ
て被掘削物を掘削する際に、隣り合う突条どうしによっ
て形成される溝部分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掘削効率を維持する
ことができる。また、前記螺旋突条とされたチップが複
数のセグメントからなることで、チップの製造、掘削工
具の製造を簡便化し、製造コストを低減することができ
る。さらに、冷却用媒体を供給する場合には、この冷却
用媒体を前記溝部分によって移動して切粉の排出および
掘削工具本体を強制的に冷却し、効率的に掘削をおこな
うことが可能となる。

【００１５】本発明においては、前記掘削工具におい
て、前記掘削工具本体の軸線方向に沿って前記チップの
間に設けられた冷却孔から供給された冷却媒体により冷
却可能に構成されてなることにより、冷却孔から供給さ
れた冷却媒体（水等の冷却液、あるいは空気等の冷却気
体）によって、チップおよび被掘削物の切削している部
位を冷却および潤滑することが可能となるとともに、さ
らに、切粉の積極的な排出を同時におこなうことができ
る。

【００１６】さらに、前記冷却孔が前記掘削工具本体の
軸線方向に沿って複数設けられ、該冷却孔は、前記掘削
工具本体の先端側から供給される前記冷却媒体の量が、
前記掘削工具本体の基端側から供給される前記冷却媒体
の量と等しいかそれ以上になるように設定されてなるこ
とにより、掘削工具本体基端側よりも切粉の排出困難性
が高い掘削工具本体先端側から切粉をより積極的に排出
することができるため、掘削工具に切粉が付着したりし
て切削効率が低下することを防止できる。

【００１７】穿孔工具を使用する際には、ビットの刃厚
を３ｍｍ以下に設定することにより、穿孔時にビットが
被掘削物から受ける抵抗をさらに低減し、所定深さの穴
を穿孔するのに必要な仕事量を低減することができる。
また、本発明の掘削機において、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ができ、こ
のような構成とすることにより、ピニオンの回転数等か
ら、レールに沿った掘削装置の移動量を正確に算出する
ことができ、掘削装置を正確に位置決めすることができ
る。

【００１８】本発明の被掘削物にスリットまたは溝を形
成する掘削工法においては、ビットが穿孔工具本体の先
端に設けられた穿孔工具を回転駆動し、その先端を前記
被掘削物に当接して該被掘削物を穿孔した後、この孔内
部に前記掘削工具本体を挿入し、前記チップが前記掘削
工具本体の外周に設けられた前記掘削工具を回転駆動
し、その外周を前記被掘削物に当接した状態で、前記レ
ールによって規制される移動方向に前記掘削工具を移動
して前記被掘削物にスリットを形成することにより、上
述したウォールカッターでは形成することができない部
分にも、回転駆動した掘削工具本体外周を前記被掘削物
に当接した状態で、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、掘削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を掘削することが
可能で、しかも、掘削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、効率良くレールに沿って切削
することができ、容易にかつ確実にスリットを設けるこ
とができ、作業効率を向上することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る掘削機および
掘削工法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図
１は、本実施形態における掘削機の一部を示す斜視図で
あり、図において、符号１１０はレールである。

【００２０】本実施形態における掘削機は、アスファル
ト、コンクリート、御影石や大理石等の石材、および岩
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を掘削または穿孔可能なよ
う設けられた掘削装置１とを備えている。

【００２１】掘削装置１は、先端の刃先部（ビット）１
５で被掘削物Ｃを穿孔するコアビット（穿孔工具）１３
か、および／または、棒状に形成されたロッド（掘削工
具本体）６の外周面にチップ７が一体的に設けられてい
る掘削工具５と、これらのコアビット１３、および／ま
たは、掘削工具５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）とを備えた掘削装置本
体１０を有するとともに、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１４
０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に前記掘削装置本体１０が取り
付けられている。なお、掘削装置１には、ここでは図示
しないが、掘削装置本体１０のダイレクトモータ２に電
流を供給するモータ電源が接続され、このモータ電源を
制御する制御部を有するものとされる。

【００２２】図２は、本実施形態における掘削機の掘削
装置本体を部分的に破断して示す正面図である。図にお
いてはコアビット１３の装着された状態を示している。
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１３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。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、ネジ部１１ａ、雌ネジ部１２ａ
は、掘削・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。

【００２３】コアビット１３は、直径が１５〜２００ｍ
ｍの円筒状、とりわけ、溝またはスリット形成を行う場
合には、２０〜４０ｍｍ（本例では約３０ｍｍ）の円筒
状に形成された中空のチューブ１４（穿孔工具本体）の
先端に、刃先部（ビット）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砥粒（ダイヤモン
ド砥粒やＣＢＮ砥粒）を分散配置させるか、超硬合金か
らなり、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を穿孔可能に構成されてい
る。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１２ｂ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
におけるコアビット１３の回転によって、コアビット１
３がアダプタ１２に締めつけられる向きに形成されてい
る。

【００２４】ダイレクトモータ２の回転軸１１の先端部
には、アダプタ１２を介して掘削工具５が装着可能とさ
れている。図３は、本実施形態における掘削工具５を示
す一部断面視した正面図である。掘削工具５は、棒状に
形成されたロッド（掘削工具本体）６の外周面にチップ
７が一体的に設けられている。掘削工具５を構成するチ
ップ７は、例えば、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
超砥粒（ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒）を分散配置さ
せるか、超硬合金からなるセグメント７ａとされ、この
チップ７が、図３に示すように、掘削工具本体（ロッ
ド）６の外周面に対し連続した螺旋条となるように多数
配設され、隣り合う突条どうしが数十ｍｍ程度（本例で
は約３０ｍｍ）の溝を形成し得るようにしている。ま
た、このようなチップ７を一体的に設けたロッド６の上
端側が回転軸１１と連通するよう構成されている。この
掘削工具５の基端側には、アダプタ１２に取り付けられ
る着脱部５ａが設けられている。この着脱部５ａには、
アダプタ１２の雌ネジ部１２ｂに螺合する雄ネジ部５ｂ
が掘削工具５の軸線方向に沿って形成されている。ここ
で、雄ネジ部５ｂは、コアビット１３と同様掘削工具５
の回転によって、掘削工具５がアダプタ１２に締めつけ
られる向きに形成されている。

【００２５】図３に示すように、チップ７は、そのロッ
ド６の外周面に、螺旋状に形成されている。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に連結された掘削工具５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。つまり、
ロッド６の外周面に形成されたチップ７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。ロッド６には、これらのチップ７，７の螺旋条の
間、即ち隣り合うチップ７，７における軸線方向の中間
位置付近およびロッド６の先端に、孔（冷却孔）６ａが
設けられている。

【００２６】冷却孔６ａは、図３に示すように、掘削工
具５においてロッド（掘削工具本体）６の軸線方向に沿
ってチップ７，７の間に設けられ、ロッド６内部から外
部に、この冷却孔６ａから冷却媒体（水等の冷却液、あ
るいは空気等の冷却気体）を供給し、この冷却媒体によ
ってチップ７および被掘削物Ｃの切削している部位を冷
却および潤滑するとともに、同時に切粉の積極的な排出
をおこなうものである。この冷却孔６ａは、ロッド６の
軸線方向に沿って複数設けられるが、該冷却孔６ａは、
ロッド６の先端側の冷却孔６ａから供給される冷却媒体
の量が、ロッド６の基端側の冷却孔６ａから供給される
冷却媒体の量と等しいかそれ以上になるように設定され
てなる。

【００２７】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〜２０
００ｍ／ｍｉｎの周速で回転可能となるように構成され
ている。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
備えている。回転軸１１は、前記ロータ１７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
るとともに、ロータ１７に一体的に固定されている。

【００２８】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となるよう設定されており、
本実施形態において、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）との間
には、Ｔ＝０．１２×Ｉ_M−０．６の関係が成立してい
る。

【００２９】ダイレクトモータ２を納めるハウジング１
６には、その上壁部１６ａおよび下壁部１６ｂの内側
に、ロータ１２を回転自在に支持するための軸受１９
ａ，１９ｂがそれぞれ設置され、この軸受１９ａ，１９
ｂにより、ロータ１７の中心に挿通された回転軸１１の
上下端部近傍が支持されている。これにより、回転軸１
１およびこの回転軸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。また、ダイレクトモータ
２のハウジング１６には、その内側上方側にて回転軸１
１に接触するように、ブラシ部２５が周方向へ配設され
ており、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。

【００３０】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、図１に示
す配管２３Ａが接続可能とされており、この配管２３Ａ
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。冷却水は、配管２３Ａ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の先端側にアダプタ１２を介し
て連結されたコアビット１３内に送り込まれ、チップ１
５による掘削箇所が冷却されるようになっているか、ま
たは、回転軸１１の先端側にアダプタ１２を介して連結
された掘削工具５内の冷却管６ｂに送り込まれるととも
に、この掘削工具５のロッド６に設けられた冷却孔６ａ
から外部に送出されることにより、チップ７およびチッ
プ７による切削部位を冷却・潤滑し得るようにしてい
る。

【００３１】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３２の挿通孔３４および回転軸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および貫通孔１１ａには、コアビット１３装着時に
挿通される押出棒３６が挿通可能とされており、挿通孔
３４は、掘削工具５装着時に閉塞可能とされている。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。

【００３２】掘削装置本体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。

【００３３】図４は、本実施形態における掘削機のレー
ルと移動台をレールの長手方向から一部断面視した側面
図である。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４に示すように、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１
２０を係合させてレール１１０に沿って移動台１２０を
導く軌道部１１２とを備えて構成されている。当接部１
１１には、レール１１０の長手方向に長細とされるとと
もに当接部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。

【００３４】移動台１２０は、図４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、掘削装置
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。

【００３５】以下、本実施形態の掘削機により、被掘削
物Ｃに直線上のスリットＨを穿設する掘削工法を説明す
る。図５は、本実施形態における掘削工法を説明する斜
視図である。

【００３６】本実施形態における掘削工法では、図５に
示すように、まず、掘削装置１にコアビット１３を装着
するとともに、被掘削物Ｃの掘削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１
１１に複数設けられた長穴１１０ａのうち、レール１１
０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１１
０ａに対応する位置に、あらかじめアンカ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４参照）。なお、レール１１０が長くなり、掘削・
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。

【００３７】次に、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。最初の穿孔位置に掘削装置１が到達したら、掘削
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、掘削装置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
るように調整し、その後、調整ネジ１３１を締めて設置
部１３０を支持台１２０に固定するとともに、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。

【００３８】このように掘削装置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）から配管２３Ａを介して開口部２３から湿
式掘削のための冷却水を送り込む。そして、スライド機
構１００のレバー１０１ａを回しながらスライド機構１
００のピニオン−ラック機構によって支柱部１４０に沿
って掘削装置本体１０を被掘削物Ｃに向けて送る。そし
て、押し付け圧０．６Ｎ／ｍｍ² 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に維持しながら孔Ｈ１の穿孔を行う。
このとき、コアビット１３の長さ寸法およびスライド機
構１００を制御することにより、穿設する孔Ｈ１の深さ
を設定する。これにより、形成されるスリットＨが被掘
削物Ｃにおいて貫通状態に形成されるかまたは、溝状に
形成されるかを設定することができる。

【００３９】コアビット１３の装着された掘削装置１に
よって被掘削物Ｃに一つの孔Ｈ１を穿孔した後、スライ
ド機構１００のピニオン−ラック機構によって支柱部１
４０に沿って掘削装置本体１０を被掘削物Ｃから離間す
る方向に向けて送り、コアビット１３を孔Ｈ１から抜き
出して、孔Ｈ１中に残ったコア芯を抜き取る。その後、
コアビット１３を回転軸１１から取り外して、このコア
ビット１３の代わりに、回転軸１１の先端部にアダプタ
１２を介して掘削工具５を取り付ける。

【００４０】そして、スライド１００機構により孔Ｈ１
内部に掘削工具５を位置して、この掘削工具５を２５０
ｍ／ｍｉｎ以上の所定の周速にて回転させるとともに、
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を回転させて、所定の圧力で回転する
掘削工具５の外周を被掘削物Ｃに押し当て、掘削時に掘
削工具５のチップ７外周の周速を２５０ｍ／ｍｉｎに維
持しながら移動台１２０とともに、掘削装置１をレール
１１０に沿って移動させる。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１２３ａの回転を制御し、掘削装置１の移
動量、つまり、形成されるスリットＨの長さ寸法および
掘削時における押し付け圧を正確に制御する。こうし
て、図５，図１に示すように、先に穿孔された孔Ｈ１か
らレール１１０に沿った方向に所望の距離だけ掘削する
ことで、所望の長さのスリットＨを穿設することができ
る。

【００４１】本実施形態の掘削機によれば、レール１１
０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１１
０ａ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ることができる。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の穿孔およ
び掘削をおこなう場合、刃先部１５およびチップ７の外
周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保つことで、掘削
・穿孔時に刃先部１５およびダイヤモンドチップ７が被
掘削物Ｃから受ける抵抗を低減し、所定深さの穴を穿孔
する際およびスリットを形成する際の穿孔・掘削仕事量
を低減することができる。これにより、スリットＨの形
成における施工効率を向上することが可能となる。

【００４２】また、刃先部１５およびチップ７の周速を
２５０ｍ／ｍｉｎ以上まで増加させることによって、穿
孔・掘削速度を増加させることができる。同時に、掘削
装置１を被掘削物Ｃに向けておよび／またはレール１１
０方向に向けて送る際の掘削装置１の押し付け圧を低減
して移動台１２０およびレール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１１
０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。

【００４３】実際、刃先部１５およびチップ７の周速を
例えば２００ｍ／ｍｉｎ以下にすると、切削抵抗の増加
と、穿孔・掘削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、レールの変形を防ぐよ
うにレールの剛性を高めることが必要で、汎用のレール
の場合、例えば６０ｋｇ程度の重さのレールを取扱わな
ければならなくなり好ましくない。しかし、刃先部１５
を上記の条件で高速に回転させながら穿孔および掘削を
行うことによって反力を低減することができるため、レ
ール長さにもよるが、上述した汎用のレールとして２０
〜３０ｋｇ程度まで軽減することができる。

【００４４】また、刃先部１５の刃厚を３ｍｍ以下に設
定することにより、穿孔時の反力をさらに低減すること
ができる。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
沿った掘削装置１の移動量を正確に算出することがで
き、掘削装置１を正確に位置決めし、スリットＨの切削
を正確におこなうことができる。

【００４５】また、ロッド６の冷却孔６ａにおいては、
ロッド６の先端側の冷却孔６ａから供給される冷却媒体
の量が、ロッド６の基端側の冷却孔６ａから供給される
冷却媒体の量と等しいかそれ以上になるように設定され
てなることにより、ロッド６基端側よりも切粉の排出困
難性の高い工具本体先端側から切粉をより積極的に排出
することができるため、掘削工具５に切粉が付着したり
して切削効率が低下することを防止できる。

【００４６】なお、本実施形態では、レール１１０は直
線形状として設定したが、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、円、あるいは任意の曲線等
対応した形状を有するスリットを穿設することができ
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】なお、本実施形態の掘削工法においては、
コアビット１３によって被掘削物Ｃに一つの孔Ｈ１を穿
孔した後、掘削工具５によりスリットＨを形成したが、
図６に示すように、レール１１０に沿ってコアビット１
３によって複数の孔Ｈ１，…を穿設した後に、掘削工具
５によりスリットＨを形成することもできる。この場
合、コアビット１３の装着された掘削装置１によって被
掘削物Ｃに一つの孔Ｈ１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１２３
ａを回転させ、移動台１２０とともに、次に穿孔すべき
位置まで掘削装置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１２３ａの回転を制御し、掘削装置
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Ｈ１からずれた位置にある次の孔に対応する位置に
掘削装置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。この工程を繰り返して、レール１
１０に沿って異なる位置に順次複数の孔を穿孔すること
ができる。この後に掘削工具５の装着された掘削装置１
によってスリットＨを形成することにより、掘削工具５
による切削量が少なくてすむため、切削作業の効率を向
上することが可能となる。

【００４８】また、掘削工具５におけるチップ７が連続
した螺旋突条とされたが、図７に示すような矩形のセグ
メント７ｂ，７ｂを、ロッド６における周方向位置をず
らして多数螺旋状に配設してチップ７とする構成とする
ことができ、この場合には、チップ７ｂを容易に製造す
ることができる。また、いずれの場合も、ロッド６の回
転にともない切粉をより積極的に排出することができる
ため、掘削工具５に切粉が付着したりして切削効率が低
下することを防止できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の掘削機は、回転駆動された前記
穿孔工具先端を前記被掘削物に当接して該被掘削物を穿
孔するか、および／または、回転駆動された前記掘削工
具外周を前記被掘削物に当接して前記レールによって規
制される移動方向に該被掘削物を掘削するよう構成され
てなることにより、前述したウォールカッターでは形成
することができない部分にも、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、掘削
装置が移動台に支持されながら移動し、レールに沿った
任意の位置を切削することが可能で、しかも、掘削装置
を被掘削物に取り付けたり取り外したりすることなく、
効率良くレールに沿って切削することができ、容易にか
つ確実にスリットを設けることができる、という効果を
奏することができる。

【００５０】また、本発明において、前記回転駆動装置
が、掘削時に前記チップの外周側の周速を２５０ｍ／ｍ
ｉｎ以上に保つように構成されてなることで、掘削時に
チップが被掘削物から受ける抵抗を低減し掘削仕事量を
低減することができるため、脆性材料からなる被掘削物
の掘削をおこなう場合、掘削速度を増加して作業効率を
向上することができる一方、掘削装置を被掘削物に向け
て送る際の掘削装置の押し付け圧を低減してレールの小
型化軽量化を図り、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。また、突条とされたチップによっ
て被掘削物を掘削する際に、隣り合う突条どうしによっ
て形成される溝部分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掘削効率を維持させ
ることができる。さらに、前記掘削工具において、前記
掘削工具本体の軸線方向に沿って前記チップの間に設け
られた冷却孔から供給された冷却媒体により冷却可能に
構成されてなることにより、冷却孔から供給された冷却
媒体（水等の冷却液、あるいは空気等の冷却気体）によ
って、チップおよび被掘削物の掘削している部位を冷却
および潤滑することが可能となるとともに、同時に切粉
の積極的な排出をおこなうことができる。

【００５１】さらに、前記冷却孔が前記掘削工具本体の
軸線方向に沿って複数設けられ、該冷却孔は、前記掘削
工具本体の先端側から供給される前記冷却媒体の量が、
前記掘削工具本体の基端側から供給される前記冷却媒体
の量と等しいかそれ以上になるように設定されてなるこ
とにより、工具本体基端側よりも切粉の排出困難性の高
い掘削工具本体先端側から切粉をより積極的に排出する
ことができるため、掘削工具に切粉が付着したりして切
削効率が低下することを防止できる。

【００５２】本発明の掘削工法においては、脆性材料か
らなる被掘削物にスリットを形成する掘削工法であっ
て、前記チップが前記掘削工具本体の外周に設けられた
前記掘削工具を回転駆動し、その外周を前記被掘削物に
当接した状態で、前記レールによって規制される移動方
向に前記掘削工具を移動して前記被掘削物にスリットを
形成することにより、上述したウォールカッターでは形
成することができない部分にも、ビットが穿孔工具本体
の先端に設けられた穿孔工具を掘削装置に装着して回転
駆動し、その先端を前記被掘削物に当接して該被掘削物
を穿孔した後、掘削装置に掘削工具を装着して前記孔内
部に掘削工具本体を挿入し、回転駆動した掘削工具本体
外周を前記被掘削物に当接した状態で、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、掘削装置が移
動台に支持されながら移動し、レールに沿った任意の位
置を切削することが可能で、しかも、掘削装置をに被掘
削物に固定したレールに取り付けたり取り外したりする
ことなく、効率良くレールに沿って切削することがで
き、容易にかつ確実にスリットを設けることができ、作
業効率を向上することができるという効果を奏すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る掘削機の一実施形態における
一部を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る掘削機の一実施形態における
穿孔工具を装着した掘削装置本体を部分的に破断して示
す正面図である。

【図３】本発明に係る掘削機の一実施形態における
掘削工具を示す一部断面視した正面図である。

【図４】本発明に係る掘削機の一実施形態における
掘削機のレールと移動台をレールの長手方向から一部断
面視した側面図である。

【図５】本発明に係る掘削工法の一実施形態を説明
する斜視図である。

【図６】本発明に係る掘削工法の他の実施形態を説
明する斜視図である。

【図７】本発明に係る掘削機の他の実施形態におけ
る切削工具を示す正面図である。

【図８】従来の掘削機および掘削工法を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１…掘削装置２…ダイレクトモータ（回転駆動装置）５…掘削工具６…ロッド（掘削工具本体）７…チップ７ａ，７ｂ…セグメント１３…コアビット（穿孔工具）１４…チューブ（穿孔工具本体）１５…刃先部（ビット）１１０…レール１１０ｃ…ラック１２０…移動台１２３ａ…ピニオンＣ…被掘削物Ｈ…スリットＨ１…孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｅ２１Ｂ 3/00 Ｅ２１Ｂ 3/00 10/46 10/46 10/60 10/60 (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） 2D029 FA04 FB00 FC01 FC03 FC04 3C063 AB03 BA09 BA12 BA24 BA27 BB02 BC01 BC02 BG10 EE16 EE23 FF08 FF18 3C069 AA01 BA09 BB01 BB02 CA01 CA07 DA06 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】脆性材料からなる被掘削物にスリット
を形成する掘削機であって、前記被掘削物に対する相対
位置が変わらないように設置可能なレールと、該レール
に沿って移動自在に設けられた移動台と、該移動台に支
持されて前記被掘削物を掘削可能に設けられた掘削装置
と、を具備してなり、前記掘削装置は、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒
を分散配置して形成されたチップが円筒状の掘削工具本
体の外周に設けられた掘削工具と、前記掘削工具を軸線
回りに回転駆動する回転駆動装置とを有し、回転駆動された前記掘削工具外周を前記被掘削物に対し
て当接して前記レールによって規制される移動方向に該
被掘削物を掘削するよう構成されてなることを特徴とす
る掘削機。
【請求項２】前記回転駆動装置が、掘削時に前記チ
ップの外周側の周速を２５０ｍ／ｍｉｎ以上に保つよう
に構成されてなることを特徴とする請求項２記載の掘削
機。
【請求項３】前記掘削工具において、前記チップが
前記掘削工具本体の回転方向前側に向かって後端側へ向
かう螺旋突条として前記掘削工具本体の外周に形成され
てなることを特徴とする請求項２に記載の掘削機。
【請求項４】前記チップが前記掘削工具本体の外周
に連続した螺旋突条として形成されてなることを特徴と
する請求項３に記載の掘削機。
【請求項５】前記チップが複数のセグメントからな
り、このセグメントを前記工具本体の外周に連続的に螺
旋配置してなることを特徴とする請求項４に記載の掘削
機。
【請求項６】前記掘削工具において、前記掘削工具
本体の軸線方向に沿って前記チップの間に設けられた冷
却孔から供給された冷却媒体により冷却可能に構成され
てなることを特徴とする請求項３記載の掘削機。
【請求項７】前記冷却孔が前記掘削工具本体の軸線
方向に沿って複数設けられ、該冷却孔は、前記掘削工具
本体の先端側から供給される前記冷却媒体の量が、前記
掘削工具本体の基端側から供給される前記冷却媒体の量
と等しいかそれ以上になるように設定されてなることを
特徴とする請求項６記載の掘削機。
【請求項８】脆性材料からなる被掘削物にスリット
を形成する掘削工法であって、前記被掘削物に対する相対位置が変わらないように設置
可能なレールと、該レールに沿って移動自在に設けられ
た移動台と、該移動台に支持されていて、前記被掘削物
を掘削可能に設けられた掘削装置とを有し、前記掘削装
置が、超硬合金あるいは結合相の中に超砥粒が分散配置
されて形成されたチップが円筒状の掘削工具本体の外周
に設けられた掘削工具と、前記掘削工具を軸線回りに回
転駆動する回転駆動装置とを有する構成の掘削機によっ
て、前記チップが前記掘削工具本体の外周に設けられた前記
掘削工具を回転駆動し、その外周を前記被掘削物に当接
した状態で、前記レールによって規制される移動方向に
前記掘削工具を移動して前記被掘削物にスリットを形成
することを特徴とする掘削工法。
【請求項９】前記掘削装置は、超硬合金あるいは結
合相の中に超砥粒を分散配置して形成されたビットが円
筒状の穿孔工具本体の先端に設けられた穿孔工具を装着
可能なものとされ、前記ビットが前記穿孔工具本体の先端に設けられた前記
穿孔工具を回転駆動し、その先端を前記被掘削物に当接
して該被掘削物を穿孔した後、前記掘削工具により前記
レールによって規制される移動方向に前記スリットを形
成することを特徴とする請求項８記載の掘削工法。
【請求項１０】前記チップ外周面側における周速が
２５０ｍ／ｍｉｎ以上に設定されることを特徴とする請
求項８記載の掘削工法。
【請求項１１】前記チップ付近に冷却媒体を供給し
て前記掘削工具を冷却する際、前記掘削工具本体の先端
側から供給する前記冷却媒体の量を、前記掘削工具本体
の基端側から供給する前記冷却媒体の量と等しいかそれ
以上になるように設定することを特徴とする請求項８記
載の掘削工法。
【請求項１２】前記穿孔工具を回転駆動してその先
端を前記被掘削物に当接して該被掘削物を穿孔する際
に、前記掘削装置を前記レールに沿って移動させて、前
記レールに沿って異なる位置に順次複数の孔を穿孔した
後、前記掘削工具により前記レールによって規制される移動
方向に前記スリットを形成することを特徴とする請求項
９記載の掘削工法。