回転掘削工具及び路面掘削装置
【課題】吸引した場合には粉塵を効率的に除去することが可能であり、冷却《水》を供給した場合には掘削刃を効果的に冷却することが可能な回転掘削工具及び路面掘削装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の回転掘削工具１０によれば、接続筒部３１を通じて吸引を行った場合に、粉塵が接続筒部３１の下端開口にスムーズに流入するので、粉塵を従来より効率よく除去することができる。一方、接続筒部３１を通じて回転掘削工具１０内に冷却水を流し込んだ場合には、冷却水が回転掘削工具１０の内面を伝うか或いは飛散して掘削部位に向かうので、チップ２２，２２を効果的に冷却することができる。
【解決手段】本発明の回転掘削工具１０によれば、接続筒部３１を通じて吸引を行った場合に、粉塵が接続筒部３１の下端開口にスムーズに流入するので、粉塵を従来より効率よく除去することができる。一方、接続筒部３１を通じて回転掘削工具１０内に冷却水を流し込んだ場合には、冷却水が回転掘削工具１０の内面を伝うか或いは飛散して掘削部位に向かうので、チップ２２，２２を効果的に冷却することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面掘削装置及び、路面掘削装置に取り付けられる回転掘削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の回転掘削工具２としては、図１７に示すように、路面掘削装置１の回転駆動部４に取り付けられる接続筒部５と、接続筒部５より段付き状に大径となった円筒掘削部３とから構成されたものが知られている。この回転掘削工具２は、接続筒部５に吸引装置（図示せず）を接続することで、掘削による粉塵を、円筒掘削部３の内側から接続筒部５を通して除去可能な構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１１１５号公報（段落［００３０］，［００３１］、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の回転掘削工具２では、接続筒部５と円筒掘削部３との間に段差がある為、粉塵が接続筒部５の下端開口にスムーズに流入しなかった。
【０００４】
また、上述した従来の回転掘削工具２において、接続筒部５から冷却水を流し込むと、その冷却水は掘削部位ではなく路面に落下するため、円筒掘削部３の下端部に備えた掘削刃を効果的に冷却することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、吸引した場合には粉塵を効率的に除去することが可能であり、冷却水を供給した場合には掘削刃を効果的に冷却することが可能な回転掘削工具及び路面掘削装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転掘削工具は、路面と直交する方向に延びた円筒掘削部の下端部に複数の掘削刃を有する一方、円筒掘削部の同軸上方に円筒掘削部の外径より小さい接続筒部を有してなる回転掘削工具であって、その接続筒部が路面掘削装置の回転駆動部に取り付けられ、接続筒部を通して掘削刃に冷却水を供給した状態、或いは、接続筒部を通して円筒掘削部内の粉塵を吸引可能な状態で回転駆動され、路面に環状溝を掘削可能な回転掘削工具において、接続筒部の下端部を円筒掘削部の上端部から上方にオフセットした位置に配置し、接続筒部と円筒掘削部との間を、接続筒部から下方に向かって拡径した中継筒部にて接続したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転掘削工具において、円筒掘削部の外側に一体に設けられた環状体の下面に複数の掘削刃を有してなり、円筒掘削部によって掘削される環状溝の外側を掘削するためのアウター掘削部を備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の回転掘削工具において、アウター掘削部の掘削刃を、円筒掘削部の掘削刃より上方に配置したところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の回転掘削工具において、回転掘削工具によって掘削される環状溝の上端部が、段付き状に外側に幅広となるように、円筒掘削部の掘削刃とアウター掘削部の掘削刃とを円筒掘削部の径方向で隣接配置したところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２又は３に記載の回転掘削工具において、円筒掘削部よって掘削される環状溝と、アウター掘削部によって掘削される環状溝とが同心円となるように、円筒掘削部の掘削刃とアウター掘削部の掘削刃とを円筒掘削部の径方向で離して配置したところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の回転掘削工具において、アウター掘削部は、円筒掘削部の外側同心円上に配置されたアウター円筒壁の下端部に掘削刃を備えてなり、円筒掘削部のうちアウター円筒壁によって外側を覆われた部分には、円筒掘削部を内外に貫通した側部開口が形成されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２乃至６の何れかに記載の回転掘削工具において、円筒掘削部と中継筒部とは、螺合機構にて着脱可能に連結され、螺合機構は、中継筒部の下端部に一体に設けた円筒体の内面に雌螺子を形成してなる雌螺子筒部と、円筒掘削部の上端部の外径を、段付き状に小径にして、その小径部分に雄螺子を形成してなる雄螺子筒部とから構成され、アウター掘削部に、円環板状の鍔壁を設け、雌螺子筒部と雄螺子筒部とを螺合し、雌螺子筒部の下端部と、円筒掘削部における雄螺子筒部の下端側の段差部との間に鍔壁を挟んで固定したところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の回転掘削工具において、中継筒部は、円錐形であるところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の回転掘削工具において、円筒掘削部の下端部のうち、周方向で隣り合った掘削刃同士の間には、下方に開放した切り欠き部が形成されたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の回転掘削工具において、円筒掘削部の外周面に着脱可能に固定されて掘削刃より外側に張り出した過掘防止リングを備えたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１１の発明に係る路面掘削装置は、請求項１乃至１０の何れかに記載の回転掘削工具を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
［請求項１，８及び１１の発明］
請求項１及び１１の発明によれば、接続筒部を通じて粉塵を吸引した場合に、粉塵は、接続筒部に向かうに従って収縮した中継筒部の内面に案内され接続筒部の下端開口にスムーズに流入する。よって、粉塵を従来より効率よく吸引除去することが可能である。
【００１８】
一方、接続筒部を通じて冷却水を供給した場合には、冷却水が、接続筒部の下端開口縁から中継筒部の内面を伝う。この冷却水は、遠心力によって中継筒部の内面を径方向の外側に向かって流動し、円筒掘削部の内面を伝って掘削部位に向かう。或いは、中継筒部の内面から掘削部位に向かって冷却水が飛散する。よって、掘削刃を冷却水により効果的に冷却することが可能である。
【００１９】
ここで、中継筒部は、接続筒部から下方に向かって拡径した円錐形（請求項８の発明）であることが好ましいが、接続筒部から下方に向かう途中で内側に反りつつ拡径したラッパ状でもよいし、接続筒部から下方に向かう途中で外側に反りつつ拡径したドーム状でもよい。
【００２０】
［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、円筒掘削部によって掘削された環状溝の外側をアウター掘削部によって掘削することができる。
【００２１】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、円筒掘削部によって掘削された環状溝を、その外側にアウター掘削部によって掘削された部分よりも深くすることができる。
【００２２】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、上端部が段付き状に外側に幅広となった環状溝を、回転掘削工具を付け替えることなく一度に掘削することができる。
【００２３】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、大小２つの同心円状の環状溝を、回転掘削工具を付け替えることなく一度に掘削することができる。
【００２４】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、円筒掘削部のうち、アウター円筒壁によって外側を覆われた部分に貫通形成された側部開口を通して、円筒掘削部の外側の粉塵を吸引することができる。また、円筒掘削部の内側に流れ込んだ冷却水を、側部開口を通してアウター掘削部の掘削部位にも供給することが可能となる。
【００２５】
［請求項７の発明］
請求項７の構成によれば、円筒掘削部の上端部に備えた雄螺子筒部と、中継筒部の下端部に一体に設けられた雌螺子筒部とを螺合し、雌螺子筒部の下端部と、雄螺子筒部の下端側の段差部との間にアウター掘削部の鍔壁を挟んで固定することで、円筒掘削部とアウター掘削部とが一体回転可能となる。
【００２６】
［請求項９の発明］
請求項９の発明によれば、掘削刃が摩耗して小さくなっても、冷却水が切り欠き部に入り込むことで、掘削刃を冷却することができる。
【００２７】
［請求項１０の発明］
請求項１０の発明によれば、過掘防止リングを円筒掘削部の外周面に取り付けて掘削を行うと、過掘防止リングが環状溝の外縁部に干渉して、それ以上の掘削が規制される。これにより路面に形成される環状溝の深さを、設計通りの深さで統一することができる。また、過掘防止リングを取り外して掘削を行えば、任意の深さの環状溝を形成することができる。ここで、過掘防止リングの材質は特に限定しないが、例えば、ゴム製とすれば、路面を傷つけることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、コンクリート又はアスファルト等で舗装された路面Ｒ１を掘削するための路面掘削装置１００が示されている。路面掘削装置１００には、本発明に係る回転掘削工具１０が着脱可能に取り付けられており、この回転掘削工具１０を回転状態で路面Ｒ１に対してほぼ直角に押し付けると、図７に示すように滑り止め用の円筒ゴム部材Ｇを嵌め込むための環状溝Ｍ１が路面Ｒ１に形成される。
【００２９】
図１（Ｂ）に示すように、路面掘削装置１００は、固定手段（図示せず）によって路面Ｒ１に固定可能な本体ベース９０と、本体ベース９０から垂直に起立した１対のガイドポスト９１，９１と、これらガイドポスト９１，９１に昇降可能に支持された可動ベース９２とを備えている。可動ベース９２には送りねじ８８が垂直に貫通しており、ハンドル８９の回転操作によって送りねじ８８を回転させることで可動ベース９２が昇降可能となっている。
【００３０】
可動ベース９２には、回転掘削工具１０を回転可能に保持するための主軸ユニット９３と、主軸ユニット９３に保持された回転掘削工具１０を回転駆動させるための駆動源９８（具体的には、電動モータ又はエンジン）とが固定されている。
【００３１】
図１（Ａ）に示すように、主軸ユニット９３は、筒形ハウジング９４の内側を貫通した主軸９５（本発明の「回転駆動部」に相当する）を、筒形ハウジング９４の両端内面に備えたベアリング（図示せず）により回転可能に軸支した構造をなしている。主軸９５は両端開放の円筒構造をなしており、筒形ハウジング９４から突出した上端部には、ロータリージョイント９６が相対回転可能に取り付けられている。ロータリージョイント９６の内部には、主軸９５の内側と連通する流路（図示せず）が形成されている。流路の一端はロータリージョイント９６の側面から突出したホースアダプタ９６Ａを貫通しており、このホースアダプタ９６Ａに、粉塵を吸引する吸引装置又は冷却水（一般には、水道水）を供給する給水装置（何れも図示せず）のうちの一方が選択的に接続可能となっている。
【００３２】
一方、可動ベース９２の下方に突出した主軸９５の下端部には、プーリー９７が一体に設けられている。このプーリー９７と、駆動源９８の出力回転軸９８Ａに備えたプーリー９８Ｂとの間がベルト９９によって連結され、これにより、主軸９５及び主軸９５の下端部に接続された回転掘削工具１０が高速回転するようになっている。
【００３３】
ここで、回転掘削工具１０は、粉塵を吸引しつつ掘削を行う乾式工法のときには、主軸９５に直接接続される一方、掘削部位に冷却水を供給しつつ掘削を行う湿式工法のときには、図１に示すように延長筒部１１を介して主軸９５に接続される。図３に示すように、延長筒部１１は、その上端内周面と下端外周面とにそれぞれ螺子部１２，１３を備える。そして、上端内周面の螺子部１２が主軸９５の下端部に螺合可能となっており、下端外周面の螺子部１３が、回転掘削工具１０の上端に螺合可能となっている。延長筒部１１の内径は、主軸９５の内径とほぼ同径であって、本実施形態では、例えば、１０ｍｍとなっている。
【００３４】
さて、本発明の回転掘削工具１０は、例えば、ステンレス製或いは炭素鋼製であり、両端開放の筒形構造をなしている。図２に示すように、回転掘削工具１０は、路面掘削装置１００の主軸９５に直接或いは延長筒部１１を介して接続されるチューブ３０と、チューブ３０の下端部に接続されて、路面Ｒ１を掘削するインナービット２０（本発明の「円筒掘削部」に相当する）とから構成されている。
【００３５】
インナービット２０は、チューブ３０の上端部に備えた接続筒部３１の同軸下方に備えられ、接続筒部３１より大径な扁平円筒形状をなしている。インナービット２０の上端部は、接続筒部３１の下端部から下方にオフセットした位置に配置されており、その上端部には雄螺子筒部２１が備えられている。雄螺子筒部２１は、インナービット２０の上端部の外径を段付き状に小径にしてその小径部分に雄螺子を形成してなる。
【００３６】
一方、インナービット２０の下端部には先端が山形に尖った複数のチップ２２，２２（本発明の「掘削刃」に相当する）が設けられている。これらチップ２２，２２は下方に突出しかつインナービット２０の周方向に沿って等間隔に配置されている。また、図３に示すように、チップ２２の厚みは、インナービット２０の周壁の厚みよりも厚くなっており（例えば、５〜１５ｍｍ）、インナービット２０の周壁の内外に突出している。なお、チップ２２は、例えば、メタルボンドとダイヤモンド砥粒とを焼結したものであって、ロウ付け又は溶接（レーザー溶接）によって固定されている。
【００３７】
図２に示すように、インナービット２０の下端寄り位置の外周面には、図示しない過掘防止リングを装着するためのリング固定溝２３，２３が上下に並んで形成されている。これらリング固定溝２３，２３は、路面Ｒ１に形成する環状溝の深さに応じた任意の位置（例えば、チップ２２の下端部から５〜１０ｍｍ上方位置と、１０〜２０ｍｍ上方位置）に形成されている。そして何れか一方のリング固定溝２３に過掘防止リング（図示せず）を装着して掘削を行うと、過掘防止リングが路面Ｒ１に掘削された環状溝の外縁部と干渉して、過掘防止リングを装着した位置に応じた深さの環状溝を掘削することができる。換言すれば、過剰な掘削を防止することができるようになっている。
【００３８】
図２に示すように、インナービット２０の外側には、アウタービット４０が一体回転可能に備えられている。アウタービット４０は、インナービット２０の側方に張り出した円環板状の鍔壁４１（図４を参照）に複数のチップ４２，４２を固定してなる。チップ４２，４２は鍔壁４１の外縁寄りの下面から下方に突出しており、インナービット２０のチップ２２，２２よりも上方に配置されている。また、チップ４２，４２は、インナービット２０に備えたチップ２２，２２と同じ材質で下端部が尖っており、鍔壁４１にロウ付け又は溶接されている。ここで、アウタービット４０のチップ４２，４２と、インナービット２０のチップ２２，２２とは径方向で隣接配置されており、それらチップ２２，４２同士が、上下方向で一部重なるように配置されている。なお、チップ４２の厚みは、インナービット２０のチップ２２より薄くなっている（図３を参照）。また、本実施形態のアウタービット４０の外径は、約５０〜２００ｍｍとなっている。
【００３９】
上述したインナービット２０及びアウタービット４０は、仕様（材質や寸法）の異なる複数種類のものが備えられており、舗装材の材質や目的とする環状溝の設計寸法に応じて適宜取り替え可能となっている。また、チップ２２，４２が摩耗して掘削不能となった場合は、インナービット２０又はアウタービット４０だけを交換可能となっている。
【００４０】
ところで、図３に示すように、回転掘削工具１０のうち、チューブ３０は、上側から接続筒部３１、中継筒部３２、雌螺子筒部３３の順に並べて備えられている。図３に示すように、接続筒部３１の内周面には雌螺子３１Ａが形成されており、ここに主軸９５の下端部或いは、延長筒部１１の螺子部１３が螺合可能となっている。
【００４１】
雌螺子筒部３３は、中継筒部３２の下端部に一体に設けられた扁平な円筒体の内周面に雌螺子３３Ａを形成してなる。この雌螺子筒部３３に、インナービット２０の上端部に備えた雄螺子筒部２１が螺合されている。また、インナービット２０の外周面のうち雄螺子筒部２１の基端部に形成された段差部２７と、チューブ３０（雌螺子筒部３３）の下端縁との間には、アウタービット４０の鍔壁４１内縁が挟持され、これにより、アウタービット４０がインナービット２０と一体回転可能に固定されている（図５を参照）。ここで、雄螺子筒部２１と雌螺子筒部３３によって本発明の「螺合機構」が構成されている。
【００４２】
なお、掘削時には回転掘削工具１０（主軸９５）が、雄螺子筒部２１と雌螺子筒部３３とを締め付ける方向（上方から見たときに時計回り方向）に回転するので、掘削の過程で雄螺子筒部２１と雌螺子筒部３３との螺合状態が緩んでアウタービット４０が外れることはない。
【００４３】
図３に示すように、中継筒部３２は、接続筒部３１から雌螺子筒部３３に向かうに従って、換言すれば、回転掘削工具１０の軸方向で互いに離された接続筒部３１の下端開口からインナービット２０の上端開口に向かうに従って徐々に拡径したテーパー筒（円錐筒）形状をなしている。そして、中継筒部３２の内面３２Ａは滑らかな円錐曲面となっており、回転掘削工具１０の軸線に対する内面３２Ａの傾斜角度θは、例えば、約４０度となっている。
【００４４】
次に本実施形態の作用・効果について説明する。路面Ｒ１に環状溝Ｍ１を掘削する場合には、回転掘削工具１０を路面Ｒ１から離した状態で駆動源９８を起動し、回転掘削工具１０を高速回転させる。その状態でハンドル８９を操作して可動ベース９２を降下させ、回転掘削工具１０を路面Ｒ１に対して直角に押し付ける。すると、インナービット２０の下端部に備えたチップ２２によって路面Ｒ１が掘削される。回転掘削工具１０をさらに降下させていくと環状溝が徐々に深くなり、所定の深さに達すると、回転状態のアウタービット４０が路面Ｒ１に押し付けられて、インナービット２０によって掘削された環状溝の外周縁が掘削される。即ち、最初は、インナービット２０だけで掘削が行われ、インナービット２０が所定の深さまで掘り進んだところで、インナービット２０とアウタービット４０との両方で掘削が行われる。
【００４５】
所定の深さまで掘削したら駆動源９８を停止し、ハンドル８９の操作により回転掘削工具１０を引き上げる。これにより、図７に示すように上端部が段付き状に径方向外側に幅広となった（換言すれば、径方向の外側部分が内側部分に対して段付き状に浅くなった）環状溝Ｍ１が、回転掘削工具１０を付け替えることなく一度で形成される。
【００４６】
なお、環状溝Ｍ１には円筒ゴム部材Ｇが嵌め込まれるが、円筒ゴム部材Ｇを嵌め込むと、その上端部が路面Ｒ１から盛り上がって中央部が相対的に凹所となる。この凹所内のゴミや水を排出するために、円筒ゴム部材Ｇの上端部の一部には、排出溝（図示せず）が形成されている。そして、傾斜した路面Ｒ１に円筒ゴム部材Ｇを嵌め込む場合に、排出溝が傾斜の下側となるようにすれば前記凹所内のゴミや水が自然に排出される。
【００４７】
ところで、路面掘削装置１００のロータリージョイント９６に吸引装置（図示せず）を接続し、吸引装置を作動させながら路面Ｒ１の掘削を行うと、図５に示すように、インナービット２０の掘削部位から粉塵が吸引され、主軸９５の内側を通って路面掘削装置１００の外部に排出される。回転掘削工具１０の内部では、吸い上げられた粉塵が中継筒部３２の円錐曲面をなした内面３２Ａに案内されて接続筒部３１の下端開口にスムーズに流れ込み、主軸９５の内部を通って図示しない集塵機に回収される。また、回転掘削工具１０の内側を吸引することにより、回転掘削工具１０の外側の空気が、インナービット２０の内外両側面と環状溝との隙間及び、インナービット２０の下端部の隣り合ったチップ２２，２２の間を通って回転掘削工具１０の内側に流入する。この空気の流れによりチップ２２，２２が冷却される。
【００４８】
一方、ロータリージョイント９６に給水装置（図示せず）を接続し、給水装置を作動させながら路面Ｒ１の掘削を行うと、図６に示すように、主軸９５及び延長管部１１の内側を通って回転掘削工具１０内に冷却水が流れ込む。このとき冷却水の一部は、主軸９５、延長管部１１及び接続筒部３１の内面を伝い、さらに、接続筒部３１の下端開口から中継筒部３２の内面３２Ａを伝う。そして、回転掘削工具１０の回転による遠心力によって径方向の外側に向かって流動し、インナービット２０の内面を伝って掘削部位に到達する。或いは、中継筒部３２の内面３２Ａを伝う途中で掘削部位に向かって飛散する。掘削部位に到達した冷却水は、インナービット２０の隣り合ったチップ２２，２２同士の間に入り込んで、チップ２２，２２を冷却する共に掘削部位を潤滑する。
【００４９】
このように、本実施形態の回転掘削工具１０によれば、接続筒部３１を通じて吸引を行った場合に、粉塵が接続筒部３１の下端開口にスムーズに流入するので、粉塵を従来より効率よく除去することができる。一方、接続筒部３１を通じて回転掘削工具１０内に冷却水を流し込んだ場合には、冷却水が回転掘削工具１０の内面を伝うか、飛散して掘削部位に向かうので、チップ２２，２２を効果的に冷却することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
この第２実施形態は、主に、インナービット２０及びアウタービット４０の構造が第１実施形態と異なる。以下、上記第１実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５１】
図９に示すように、本実施形態のアウタービット４０は、インナービット２０の側方に張り出した鍔壁４１の外縁部から下方に向かってアウター円筒壁４４が垂下した構造をなしており、そのアウター円筒壁４４の下端部に複数のチップ４２，４２が固定されている。図８に示すように、アウター円筒壁４４は、インナービット２０の外側同心円上に配置されてインナービット２０の外周面を覆っており、アウタービット４０のチップ４２，４２は、インナービット２０のチップ２２，２２と同じ高さでかつ径方向で離れた位置に配置されている。さらに、アウター円筒壁４４の下端寄り位置には、過掘防止リング（図示せず）を固定するためのリング固定溝４５，４５が上下に並んで形成されている。
【００５２】
一方、インナービット２０のうち、アウター円筒壁４４によって外側を覆われた部分には、インナービット２０の内外を貫通した複数の側部開口２５が形成されている。これら側部開口２５は、インナービット２０の周方向で等間隔に設けられており、例えば、縦長矩形状をなしている。そして、インナービット２０とアウタービット４０（アウター円筒壁４４）との間に形成された環状空間Ｑ１とインナービット２０の内部空間とが側部開口２５によって連通状態となっている。
【００５３】
なお、本実施形態では、インナービット２０のチップ２２の厚さが、アウタービット４０のチップ４２の厚さの約半分となっている。
【００５４】
さて、本実施形態の回転掘削工具１０を用いて路面Ｒ１を掘削した場合は以下のようである。即ち、回転掘削工具１０を路面掘削装置１００に取り付けて、回転状態で路面Ｒ１に近づけていくと、インナービット２０とアウタービット４０とが同時に路面Ｒ１に突き当たる。この状態で、さらに回転掘削工具１０を路面Ｒ１に押し付けると、径及び溝幅の異なる大小２つの環状溝Ｍ２，Ｍ３が回転掘削工具を付け替えることなく一度に形成される（図１０を参照）。これら環状溝Ｍ２，Ｍ３は同心円で同じ深さであり、かつ、外側の環状溝Ｍ２の溝幅が内側の環状溝Ｍ３の溝幅より幅広となっている。
【００５５】
ここで、路面掘削装置１００のロータリージョイント９６に吸引装置（図示せず）を接続して、吸引装置を作動させながら掘削を行うと、図１０に示すように、インナービット２０内の粉塵が接続筒部３１に向かって上方に吸い上げられると共に、インナービット２０の外側に形成された環状空間Ｑ１の粉塵が、側部開口２５を通ってインナービット２０内に吸い込まれる。そして粉塵は、上記第１実施形態の場合と同様に、中継筒部３２の内面３２Ａに案内され、接続筒部３１の下端開口にスムーズに流れ込む。
【００５６】
また、ロータリージョイント９６に給水装置（図示せず）を接続し、給水装置を作動させながら路面Ｒ１の掘削を行うと、図１１に示すように、冷却水が中継筒部３２の内面３２Ａ及びインナービット２０の内面を伝って流れ、インナービット２０の掘削部位まで到達すると共に、インナービット２０の内面を伝う冷却水の一部が、遠心力により、側部開口２５を通ってアウタービット４０の掘削部位に向かって飛散する。
【００５７】
本実施形態によれば、インナービット２０の内側の粉塵だけでなく、インナービット２０とアウタービット４０とで囲まれた環状空間Ｑ１内の粉塵も吸引することができる。また、インナービット２０のチップ２２，２２だけでなく、アウタービット４０のチップ４２，４２も冷却水で冷却することが可能である。
【００５８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５９】
（１）図１２に示すように、チューブ３０のうち中継筒部３２を、接続筒部３１から下方に向かう途中で内側に弓なりに反りつつ拡径したラッパ筒状としてもよい。また、図１３に示すように、中継筒部３２を、接続筒部３１から下方に向かう途中で外側に弓なりに反りつつ拡径したドーム筒状としてもよい。
【００６０】
（２）上記第１及び第２実施形態では、リング固定溝２３，４５に過掘防止リングを装着せずに掘削を行った場合を例示したが、過掘防止リングを装着して掘削を行った場合は以下のようである。例えば、図１４に示すように、過掘防止リング５０は、インナービット２０のチップ２２，２２より外側に張り出しているから、所定の深さまで掘削すると、過掘防止リング５０が環状溝の外縁部に干渉して、それ以上の掘削が規制される。これにより、環状溝Ｍ１を設計通りの深さに統一することができる。また、過掘防止リング５０を舗装材より柔らかい材質（例えば、耐摩耗性に優れたゴム）としておけば、路面Ｒ１との干渉時に路面Ｒ１を傷つけることがない。また、図示しないが、第２実施形態の構成においてアウタービット４０のリング固定溝４５に過掘防止リング５０を装着して掘削を行った場合も同様の作用効果を奏する。なお、過掘防止リング５０の断面形状は、図１４に示すように円形でもよいし、図１５に示すように、異なる径の半円を合体した形状であってもよい。また、リング固定溝２３，４５は、インナービット２０又はアウタービット４０の外周面に２つずつ形成されていたが、１つだけでもよいし、３つ以上でもよい。
【００６１】
（３）図１６に示すように、インナービット２０の下端部のうち、周方向で隣り合ったチップ２２，２２同士の間に、下方に開放した（上方に向かって凹んだ）半円形の切り欠き部２６を設けてもよい。この切り欠き部２６を有したインナービット２０は、粉塵を吸引しつつ掘削を行う乾式工法のときに使用することも可能であるが、湿式工法のときに使用すると以下のような効果を奏する。即ち、チップ２２，２２が摩耗して小さくなった場合にも、冷却水が切り欠き部２６に入り込むことで、チップ２２の冷却及び掘削部位の潤滑を行うことができる。これにより、チップ２２，２２の摩耗による掘削性能の低下を抑えることができる。ここで、切り欠き部２６は、図１５の如く全てのチップ２２，２２間に設けてもよいし、一部のチップ２２，２２間だけに設けてもよい。
【００６２】
また、切り欠き部２６を有するインナービット２０を湿式工法専用とし、切り欠き部２６を有さないインナービット２０を乾式工法専用とした場合には、切り欠き部２６の有無によって、そのインナービット２０が湿式工法専用か否かを容易に見分けることができる。
【００６３】
（４）回転掘削工具１０のうちインナービット２０の内壁面に、インナービット２０の回転方向の前方に向かうに従って下るような螺旋状の突条或いは溝を設けてもよい。このようにすれば、回転掘削工具１０の回転により、インナービット２０の内面と環状溝Ｍ１の壁面との間で、粉塵を上方（路面Ｒ１）に向けて送り出すことができる。
【００６４】
（５）前記実施形態では、回転掘削工具１０にアウタービット４０が備えられていたが、アウタービット４０は備えていなくてもよい。この場合、回転掘削工具１０を構成するインナービット２０とチューブ３０とを一部品で構成してもよい。
【００６５】
（６）前記第２実施形態において、アウター円筒壁４４の下端部に備えたチップ４２，４２の位置を、インナービット２０に備えたチップ２２，２２の位置より上方或いは下方に配置して、同心円である環状溝Ｍ２，Ｍ３の深さを異ならせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る路面掘削装置の（Ａ）側面図、（Ｂ）正面図
【図２】回転掘削工具の側面図
【図３】回転掘削工具の分解側断面図
【図４】アウタービットの斜視図
【図５】吸引しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図６】注水しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図７】回転掘削工具で掘削された環状溝及び円筒ゴム部材の断面図
【図８】第２実施形態に係る回転掘削工具の側面図
【図９】回転掘削工具の分解側断面図
【図１０】吸引しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図１１】注水しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図１２】他の実施形態（１）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１３】他の実施形態（１）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１４】他の実施形態（２）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１５】他の実施形態（２）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１６】他の実施形態（３）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１７】従来の回転掘削工具の側断面図
【符号の説明】
【００６７】
１０ 回転掘削工具
２０ インナービット（円筒掘削部）
２１ 雄螺子筒部（螺合機構）
２２，４２ チップ（掘削刃）
２３，４５ リング固定溝
２５ 側部開口
２６ 切り欠き部
２７ 段差部
３１ 接続筒部
３２ 中継筒部
３３ 雌螺子筒部（螺合機構）
４０ アウタービット（アウター掘削部）
４１ 鍔壁（環状体）
４４ アウター円筒壁（環状体）
５０ 過掘防止リング
９５ 主軸（回転駆動部）
１００ 路面掘削装置
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 環状溝
Ｒ１ 路面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面掘削装置及び、路面掘削装置に取り付けられる回転掘削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の回転掘削工具２としては、図１７に示すように、路面掘削装置１の回転駆動部４に取り付けられる接続筒部５と、接続筒部５より段付き状に大径となった円筒掘削部３とから構成されたものが知られている。この回転掘削工具２は、接続筒部５に吸引装置（図示せず）を接続することで、掘削による粉塵を、円筒掘削部３の内側から接続筒部５を通して除去可能な構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１１１５号公報（段落［００３０］，［００３１］、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の回転掘削工具２では、接続筒部５と円筒掘削部３との間に段差がある為、粉塵が接続筒部５の下端開口にスムーズに流入しなかった。
【０００４】
また、上述した従来の回転掘削工具２において、接続筒部５から冷却水を流し込むと、その冷却水は掘削部位ではなく路面に落下するため、円筒掘削部３の下端部に備えた掘削刃を効果的に冷却することができなかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、吸引した場合には粉塵を効率的に除去することが可能であり、冷却水を供給した場合には掘削刃を効果的に冷却することが可能な回転掘削工具及び路面掘削装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転掘削工具は、路面と直交する方向に延びた円筒掘削部の下端部に複数の掘削刃を有する一方、円筒掘削部の同軸上方に円筒掘削部の外径より小さい接続筒部を有してなる回転掘削工具であって、その接続筒部が路面掘削装置の回転駆動部に取り付けられ、接続筒部を通して掘削刃に冷却水を供給した状態、或いは、接続筒部を通して円筒掘削部内の粉塵を吸引可能な状態で回転駆動され、路面に環状溝を掘削可能な回転掘削工具において、接続筒部の下端部を円筒掘削部の上端部から上方にオフセットした位置に配置し、接続筒部と円筒掘削部との間を、接続筒部から下方に向かって拡径した中継筒部にて接続したところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の回転掘削工具において、円筒掘削部の外側に一体に設けられた環状体の下面に複数の掘削刃を有してなり、円筒掘削部によって掘削される環状溝の外側を掘削するためのアウター掘削部を備えたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の回転掘削工具において、アウター掘削部の掘削刃を、円筒掘削部の掘削刃より上方に配置したところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の回転掘削工具において、回転掘削工具によって掘削される環状溝の上端部が、段付き状に外側に幅広となるように、円筒掘削部の掘削刃とアウター掘削部の掘削刃とを円筒掘削部の径方向で隣接配置したところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２又は３に記載の回転掘削工具において、円筒掘削部よって掘削される環状溝と、アウター掘削部によって掘削される環状溝とが同心円となるように、円筒掘削部の掘削刃とアウター掘削部の掘削刃とを円筒掘削部の径方向で離して配置したところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載の回転掘削工具において、アウター掘削部は、円筒掘削部の外側同心円上に配置されたアウター円筒壁の下端部に掘削刃を備えてなり、円筒掘削部のうちアウター円筒壁によって外側を覆われた部分には、円筒掘削部を内外に貫通した側部開口が形成されたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２乃至６の何れかに記載の回転掘削工具において、円筒掘削部と中継筒部とは、螺合機構にて着脱可能に連結され、螺合機構は、中継筒部の下端部に一体に設けた円筒体の内面に雌螺子を形成してなる雌螺子筒部と、円筒掘削部の上端部の外径を、段付き状に小径にして、その小径部分に雄螺子を形成してなる雄螺子筒部とから構成され、アウター掘削部に、円環板状の鍔壁を設け、雌螺子筒部と雄螺子筒部とを螺合し、雌螺子筒部の下端部と、円筒掘削部における雄螺子筒部の下端側の段差部との間に鍔壁を挟んで固定したところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の回転掘削工具において、中継筒部は、円錐形であるところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１乃至８の何れかに記載の回転掘削工具において、円筒掘削部の下端部のうち、周方向で隣り合った掘削刃同士の間には、下方に開放した切り欠き部が形成されたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の回転掘削工具において、円筒掘削部の外周面に着脱可能に固定されて掘削刃より外側に張り出した過掘防止リングを備えたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１１の発明に係る路面掘削装置は、請求項１乃至１０の何れかに記載の回転掘削工具を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
［請求項１，８及び１１の発明］
請求項１及び１１の発明によれば、接続筒部を通じて粉塵を吸引した場合に、粉塵は、接続筒部に向かうに従って収縮した中継筒部の内面に案内され接続筒部の下端開口にスムーズに流入する。よって、粉塵を従来より効率よく吸引除去することが可能である。
【００１８】
一方、接続筒部を通じて冷却水を供給した場合には、冷却水が、接続筒部の下端開口縁から中継筒部の内面を伝う。この冷却水は、遠心力によって中継筒部の内面を径方向の外側に向かって流動し、円筒掘削部の内面を伝って掘削部位に向かう。或いは、中継筒部の内面から掘削部位に向かって冷却水が飛散する。よって、掘削刃を冷却水により効果的に冷却することが可能である。
【００１９】
ここで、中継筒部は、接続筒部から下方に向かって拡径した円錐形（請求項８の発明）であることが好ましいが、接続筒部から下方に向かう途中で内側に反りつつ拡径したラッパ状でもよいし、接続筒部から下方に向かう途中で外側に反りつつ拡径したドーム状でもよい。
【００２０】
［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、円筒掘削部によって掘削された環状溝の外側をアウター掘削部によって掘削することができる。
【００２１】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、円筒掘削部によって掘削された環状溝を、その外側にアウター掘削部によって掘削された部分よりも深くすることができる。
【００２２】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、上端部が段付き状に外側に幅広となった環状溝を、回転掘削工具を付け替えることなく一度に掘削することができる。
【００２３】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、大小２つの同心円状の環状溝を、回転掘削工具を付け替えることなく一度に掘削することができる。
【００２４】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、円筒掘削部のうち、アウター円筒壁によって外側を覆われた部分に貫通形成された側部開口を通して、円筒掘削部の外側の粉塵を吸引することができる。また、円筒掘削部の内側に流れ込んだ冷却水を、側部開口を通してアウター掘削部の掘削部位にも供給することが可能となる。
【００２５】
［請求項７の発明］
請求項７の構成によれば、円筒掘削部の上端部に備えた雄螺子筒部と、中継筒部の下端部に一体に設けられた雌螺子筒部とを螺合し、雌螺子筒部の下端部と、雄螺子筒部の下端側の段差部との間にアウター掘削部の鍔壁を挟んで固定することで、円筒掘削部とアウター掘削部とが一体回転可能となる。
【００２６】
［請求項９の発明］
請求項９の発明によれば、掘削刃が摩耗して小さくなっても、冷却水が切り欠き部に入り込むことで、掘削刃を冷却することができる。
【００２７】
［請求項１０の発明］
請求項１０の発明によれば、過掘防止リングを円筒掘削部の外周面に取り付けて掘削を行うと、過掘防止リングが環状溝の外縁部に干渉して、それ以上の掘削が規制される。これにより路面に形成される環状溝の深さを、設計通りの深さで統一することができる。また、過掘防止リングを取り外して掘削を行えば、任意の深さの環状溝を形成することができる。ここで、過掘防止リングの材質は特に限定しないが、例えば、ゴム製とすれば、路面を傷つけることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、コンクリート又はアスファルト等で舗装された路面Ｒ１を掘削するための路面掘削装置１００が示されている。路面掘削装置１００には、本発明に係る回転掘削工具１０が着脱可能に取り付けられており、この回転掘削工具１０を回転状態で路面Ｒ１に対してほぼ直角に押し付けると、図７に示すように滑り止め用の円筒ゴム部材Ｇを嵌め込むための環状溝Ｍ１が路面Ｒ１に形成される。
【００２９】
図１（Ｂ）に示すように、路面掘削装置１００は、固定手段（図示せず）によって路面Ｒ１に固定可能な本体ベース９０と、本体ベース９０から垂直に起立した１対のガイドポスト９１，９１と、これらガイドポスト９１，９１に昇降可能に支持された可動ベース９２とを備えている。可動ベース９２には送りねじ８８が垂直に貫通しており、ハンドル８９の回転操作によって送りねじ８８を回転させることで可動ベース９２が昇降可能となっている。
【００３０】
可動ベース９２には、回転掘削工具１０を回転可能に保持するための主軸ユニット９３と、主軸ユニット９３に保持された回転掘削工具１０を回転駆動させるための駆動源９８（具体的には、電動モータ又はエンジン）とが固定されている。
【００３１】
図１（Ａ）に示すように、主軸ユニット９３は、筒形ハウジング９４の内側を貫通した主軸９５（本発明の「回転駆動部」に相当する）を、筒形ハウジング９４の両端内面に備えたベアリング（図示せず）により回転可能に軸支した構造をなしている。主軸９５は両端開放の円筒構造をなしており、筒形ハウジング９４から突出した上端部には、ロータリージョイント９６が相対回転可能に取り付けられている。ロータリージョイント９６の内部には、主軸９５の内側と連通する流路（図示せず）が形成されている。流路の一端はロータリージョイント９６の側面から突出したホースアダプタ９６Ａを貫通しており、このホースアダプタ９６Ａに、粉塵を吸引する吸引装置又は冷却水（一般には、水道水）を供給する給水装置（何れも図示せず）のうちの一方が選択的に接続可能となっている。
【００３２】
一方、可動ベース９２の下方に突出した主軸９５の下端部には、プーリー９７が一体に設けられている。このプーリー９７と、駆動源９８の出力回転軸９８Ａに備えたプーリー９８Ｂとの間がベルト９９によって連結され、これにより、主軸９５及び主軸９５の下端部に接続された回転掘削工具１０が高速回転するようになっている。
【００３３】
ここで、回転掘削工具１０は、粉塵を吸引しつつ掘削を行う乾式工法のときには、主軸９５に直接接続される一方、掘削部位に冷却水を供給しつつ掘削を行う湿式工法のときには、図１に示すように延長筒部１１を介して主軸９５に接続される。図３に示すように、延長筒部１１は、その上端内周面と下端外周面とにそれぞれ螺子部１２，１３を備える。そして、上端内周面の螺子部１２が主軸９５の下端部に螺合可能となっており、下端外周面の螺子部１３が、回転掘削工具１０の上端に螺合可能となっている。延長筒部１１の内径は、主軸９５の内径とほぼ同径であって、本実施形態では、例えば、１０ｍｍとなっている。
【００３４】
さて、本発明の回転掘削工具１０は、例えば、ステンレス製或いは炭素鋼製であり、両端開放の筒形構造をなしている。図２に示すように、回転掘削工具１０は、路面掘削装置１００の主軸９５に直接或いは延長筒部１１を介して接続されるチューブ３０と、チューブ３０の下端部に接続されて、路面Ｒ１を掘削するインナービット２０（本発明の「円筒掘削部」に相当する）とから構成されている。
【００３５】
インナービット２０は、チューブ３０の上端部に備えた接続筒部３１の同軸下方に備えられ、接続筒部３１より大径な扁平円筒形状をなしている。インナービット２０の上端部は、接続筒部３１の下端部から下方にオフセットした位置に配置されており、その上端部には雄螺子筒部２１が備えられている。雄螺子筒部２１は、インナービット２０の上端部の外径を段付き状に小径にしてその小径部分に雄螺子を形成してなる。
【００３６】
一方、インナービット２０の下端部には先端が山形に尖った複数のチップ２２，２２（本発明の「掘削刃」に相当する）が設けられている。これらチップ２２，２２は下方に突出しかつインナービット２０の周方向に沿って等間隔に配置されている。また、図３に示すように、チップ２２の厚みは、インナービット２０の周壁の厚みよりも厚くなっており（例えば、５〜１５ｍｍ）、インナービット２０の周壁の内外に突出している。なお、チップ２２は、例えば、メタルボンドとダイヤモンド砥粒とを焼結したものであって、ロウ付け又は溶接（レーザー溶接）によって固定されている。
【００３７】
図２に示すように、インナービット２０の下端寄り位置の外周面には、図示しない過掘防止リングを装着するためのリング固定溝２３，２３が上下に並んで形成されている。これらリング固定溝２３，２３は、路面Ｒ１に形成する環状溝の深さに応じた任意の位置（例えば、チップ２２の下端部から５〜１０ｍｍ上方位置と、１０〜２０ｍｍ上方位置）に形成されている。そして何れか一方のリング固定溝２３に過掘防止リング（図示せず）を装着して掘削を行うと、過掘防止リングが路面Ｒ１に掘削された環状溝の外縁部と干渉して、過掘防止リングを装着した位置に応じた深さの環状溝を掘削することができる。換言すれば、過剰な掘削を防止することができるようになっている。
【００３８】
図２に示すように、インナービット２０の外側には、アウタービット４０が一体回転可能に備えられている。アウタービット４０は、インナービット２０の側方に張り出した円環板状の鍔壁４１（図４を参照）に複数のチップ４２，４２を固定してなる。チップ４２，４２は鍔壁４１の外縁寄りの下面から下方に突出しており、インナービット２０のチップ２２，２２よりも上方に配置されている。また、チップ４２，４２は、インナービット２０に備えたチップ２２，２２と同じ材質で下端部が尖っており、鍔壁４１にロウ付け又は溶接されている。ここで、アウタービット４０のチップ４２，４２と、インナービット２０のチップ２２，２２とは径方向で隣接配置されており、それらチップ２２，４２同士が、上下方向で一部重なるように配置されている。なお、チップ４２の厚みは、インナービット２０のチップ２２より薄くなっている（図３を参照）。また、本実施形態のアウタービット４０の外径は、約５０〜２００ｍｍとなっている。
【００３９】
上述したインナービット２０及びアウタービット４０は、仕様（材質や寸法）の異なる複数種類のものが備えられており、舗装材の材質や目的とする環状溝の設計寸法に応じて適宜取り替え可能となっている。また、チップ２２，４２が摩耗して掘削不能となった場合は、インナービット２０又はアウタービット４０だけを交換可能となっている。
【００４０】
ところで、図３に示すように、回転掘削工具１０のうち、チューブ３０は、上側から接続筒部３１、中継筒部３２、雌螺子筒部３３の順に並べて備えられている。図３に示すように、接続筒部３１の内周面には雌螺子３１Ａが形成されており、ここに主軸９５の下端部或いは、延長筒部１１の螺子部１３が螺合可能となっている。
【００４１】
雌螺子筒部３３は、中継筒部３２の下端部に一体に設けられた扁平な円筒体の内周面に雌螺子３３Ａを形成してなる。この雌螺子筒部３３に、インナービット２０の上端部に備えた雄螺子筒部２１が螺合されている。また、インナービット２０の外周面のうち雄螺子筒部２１の基端部に形成された段差部２７と、チューブ３０（雌螺子筒部３３）の下端縁との間には、アウタービット４０の鍔壁４１内縁が挟持され、これにより、アウタービット４０がインナービット２０と一体回転可能に固定されている（図５を参照）。ここで、雄螺子筒部２１と雌螺子筒部３３によって本発明の「螺合機構」が構成されている。
【００４２】
なお、掘削時には回転掘削工具１０（主軸９５）が、雄螺子筒部２１と雌螺子筒部３３とを締め付ける方向（上方から見たときに時計回り方向）に回転するので、掘削の過程で雄螺子筒部２１と雌螺子筒部３３との螺合状態が緩んでアウタービット４０が外れることはない。
【００４３】
図３に示すように、中継筒部３２は、接続筒部３１から雌螺子筒部３３に向かうに従って、換言すれば、回転掘削工具１０の軸方向で互いに離された接続筒部３１の下端開口からインナービット２０の上端開口に向かうに従って徐々に拡径したテーパー筒（円錐筒）形状をなしている。そして、中継筒部３２の内面３２Ａは滑らかな円錐曲面となっており、回転掘削工具１０の軸線に対する内面３２Ａの傾斜角度θは、例えば、約４０度となっている。
【００４４】
次に本実施形態の作用・効果について説明する。路面Ｒ１に環状溝Ｍ１を掘削する場合には、回転掘削工具１０を路面Ｒ１から離した状態で駆動源９８を起動し、回転掘削工具１０を高速回転させる。その状態でハンドル８９を操作して可動ベース９２を降下させ、回転掘削工具１０を路面Ｒ１に対して直角に押し付ける。すると、インナービット２０の下端部に備えたチップ２２によって路面Ｒ１が掘削される。回転掘削工具１０をさらに降下させていくと環状溝が徐々に深くなり、所定の深さに達すると、回転状態のアウタービット４０が路面Ｒ１に押し付けられて、インナービット２０によって掘削された環状溝の外周縁が掘削される。即ち、最初は、インナービット２０だけで掘削が行われ、インナービット２０が所定の深さまで掘り進んだところで、インナービット２０とアウタービット４０との両方で掘削が行われる。
【００４５】
所定の深さまで掘削したら駆動源９８を停止し、ハンドル８９の操作により回転掘削工具１０を引き上げる。これにより、図７に示すように上端部が段付き状に径方向外側に幅広となった（換言すれば、径方向の外側部分が内側部分に対して段付き状に浅くなった）環状溝Ｍ１が、回転掘削工具１０を付け替えることなく一度で形成される。
【００４６】
なお、環状溝Ｍ１には円筒ゴム部材Ｇが嵌め込まれるが、円筒ゴム部材Ｇを嵌め込むと、その上端部が路面Ｒ１から盛り上がって中央部が相対的に凹所となる。この凹所内のゴミや水を排出するために、円筒ゴム部材Ｇの上端部の一部には、排出溝（図示せず）が形成されている。そして、傾斜した路面Ｒ１に円筒ゴム部材Ｇを嵌め込む場合に、排出溝が傾斜の下側となるようにすれば前記凹所内のゴミや水が自然に排出される。
【００４７】
ところで、路面掘削装置１００のロータリージョイント９６に吸引装置（図示せず）を接続し、吸引装置を作動させながら路面Ｒ１の掘削を行うと、図５に示すように、インナービット２０の掘削部位から粉塵が吸引され、主軸９５の内側を通って路面掘削装置１００の外部に排出される。回転掘削工具１０の内部では、吸い上げられた粉塵が中継筒部３２の円錐曲面をなした内面３２Ａに案内されて接続筒部３１の下端開口にスムーズに流れ込み、主軸９５の内部を通って図示しない集塵機に回収される。また、回転掘削工具１０の内側を吸引することにより、回転掘削工具１０の外側の空気が、インナービット２０の内外両側面と環状溝との隙間及び、インナービット２０の下端部の隣り合ったチップ２２，２２の間を通って回転掘削工具１０の内側に流入する。この空気の流れによりチップ２２，２２が冷却される。
【００４８】
一方、ロータリージョイント９６に給水装置（図示せず）を接続し、給水装置を作動させながら路面Ｒ１の掘削を行うと、図６に示すように、主軸９５及び延長管部１１の内側を通って回転掘削工具１０内に冷却水が流れ込む。このとき冷却水の一部は、主軸９５、延長管部１１及び接続筒部３１の内面を伝い、さらに、接続筒部３１の下端開口から中継筒部３２の内面３２Ａを伝う。そして、回転掘削工具１０の回転による遠心力によって径方向の外側に向かって流動し、インナービット２０の内面を伝って掘削部位に到達する。或いは、中継筒部３２の内面３２Ａを伝う途中で掘削部位に向かって飛散する。掘削部位に到達した冷却水は、インナービット２０の隣り合ったチップ２２，２２同士の間に入り込んで、チップ２２，２２を冷却する共に掘削部位を潤滑する。
【００４９】
このように、本実施形態の回転掘削工具１０によれば、接続筒部３１を通じて吸引を行った場合に、粉塵が接続筒部３１の下端開口にスムーズに流入するので、粉塵を従来より効率よく除去することができる。一方、接続筒部３１を通じて回転掘削工具１０内に冷却水を流し込んだ場合には、冷却水が回転掘削工具１０の内面を伝うか、飛散して掘削部位に向かうので、チップ２２，２２を効果的に冷却することができる。
【００５０】
［第２実施形態］
この第２実施形態は、主に、インナービット２０及びアウタービット４０の構造が第１実施形態と異なる。以下、上記第１実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５１】
図９に示すように、本実施形態のアウタービット４０は、インナービット２０の側方に張り出した鍔壁４１の外縁部から下方に向かってアウター円筒壁４４が垂下した構造をなしており、そのアウター円筒壁４４の下端部に複数のチップ４２，４２が固定されている。図８に示すように、アウター円筒壁４４は、インナービット２０の外側同心円上に配置されてインナービット２０の外周面を覆っており、アウタービット４０のチップ４２，４２は、インナービット２０のチップ２２，２２と同じ高さでかつ径方向で離れた位置に配置されている。さらに、アウター円筒壁４４の下端寄り位置には、過掘防止リング（図示せず）を固定するためのリング固定溝４５，４５が上下に並んで形成されている。
【００５２】
一方、インナービット２０のうち、アウター円筒壁４４によって外側を覆われた部分には、インナービット２０の内外を貫通した複数の側部開口２５が形成されている。これら側部開口２５は、インナービット２０の周方向で等間隔に設けられており、例えば、縦長矩形状をなしている。そして、インナービット２０とアウタービット４０（アウター円筒壁４４）との間に形成された環状空間Ｑ１とインナービット２０の内部空間とが側部開口２５によって連通状態となっている。
【００５３】
なお、本実施形態では、インナービット２０のチップ２２の厚さが、アウタービット４０のチップ４２の厚さの約半分となっている。
【００５４】
さて、本実施形態の回転掘削工具１０を用いて路面Ｒ１を掘削した場合は以下のようである。即ち、回転掘削工具１０を路面掘削装置１００に取り付けて、回転状態で路面Ｒ１に近づけていくと、インナービット２０とアウタービット４０とが同時に路面Ｒ１に突き当たる。この状態で、さらに回転掘削工具１０を路面Ｒ１に押し付けると、径及び溝幅の異なる大小２つの環状溝Ｍ２，Ｍ３が回転掘削工具を付け替えることなく一度に形成される（図１０を参照）。これら環状溝Ｍ２，Ｍ３は同心円で同じ深さであり、かつ、外側の環状溝Ｍ２の溝幅が内側の環状溝Ｍ３の溝幅より幅広となっている。
【００５５】
ここで、路面掘削装置１００のロータリージョイント９６に吸引装置（図示せず）を接続して、吸引装置を作動させながら掘削を行うと、図１０に示すように、インナービット２０内の粉塵が接続筒部３１に向かって上方に吸い上げられると共に、インナービット２０の外側に形成された環状空間Ｑ１の粉塵が、側部開口２５を通ってインナービット２０内に吸い込まれる。そして粉塵は、上記第１実施形態の場合と同様に、中継筒部３２の内面３２Ａに案内され、接続筒部３１の下端開口にスムーズに流れ込む。
【００５６】
また、ロータリージョイント９６に給水装置（図示せず）を接続し、給水装置を作動させながら路面Ｒ１の掘削を行うと、図１１に示すように、冷却水が中継筒部３２の内面３２Ａ及びインナービット２０の内面を伝って流れ、インナービット２０の掘削部位まで到達すると共に、インナービット２０の内面を伝う冷却水の一部が、遠心力により、側部開口２５を通ってアウタービット４０の掘削部位に向かって飛散する。
【００５７】
本実施形態によれば、インナービット２０の内側の粉塵だけでなく、インナービット２０とアウタービット４０とで囲まれた環状空間Ｑ１内の粉塵も吸引することができる。また、インナービット２０のチップ２２，２２だけでなく、アウタービット４０のチップ４２，４２も冷却水で冷却することが可能である。
【００５８】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００５９】
（１）図１２に示すように、チューブ３０のうち中継筒部３２を、接続筒部３１から下方に向かう途中で内側に弓なりに反りつつ拡径したラッパ筒状としてもよい。また、図１３に示すように、中継筒部３２を、接続筒部３１から下方に向かう途中で外側に弓なりに反りつつ拡径したドーム筒状としてもよい。
【００６０】
（２）上記第１及び第２実施形態では、リング固定溝２３，４５に過掘防止リングを装着せずに掘削を行った場合を例示したが、過掘防止リングを装着して掘削を行った場合は以下のようである。例えば、図１４に示すように、過掘防止リング５０は、インナービット２０のチップ２２，２２より外側に張り出しているから、所定の深さまで掘削すると、過掘防止リング５０が環状溝の外縁部に干渉して、それ以上の掘削が規制される。これにより、環状溝Ｍ１を設計通りの深さに統一することができる。また、過掘防止リング５０を舗装材より柔らかい材質（例えば、耐摩耗性に優れたゴム）としておけば、路面Ｒ１との干渉時に路面Ｒ１を傷つけることがない。また、図示しないが、第２実施形態の構成においてアウタービット４０のリング固定溝４５に過掘防止リング５０を装着して掘削を行った場合も同様の作用効果を奏する。なお、過掘防止リング５０の断面形状は、図１４に示すように円形でもよいし、図１５に示すように、異なる径の半円を合体した形状であってもよい。また、リング固定溝２３，４５は、インナービット２０又はアウタービット４０の外周面に２つずつ形成されていたが、１つだけでもよいし、３つ以上でもよい。
【００６１】
（３）図１６に示すように、インナービット２０の下端部のうち、周方向で隣り合ったチップ２２，２２同士の間に、下方に開放した（上方に向かって凹んだ）半円形の切り欠き部２６を設けてもよい。この切り欠き部２６を有したインナービット２０は、粉塵を吸引しつつ掘削を行う乾式工法のときに使用することも可能であるが、湿式工法のときに使用すると以下のような効果を奏する。即ち、チップ２２，２２が摩耗して小さくなった場合にも、冷却水が切り欠き部２６に入り込むことで、チップ２２の冷却及び掘削部位の潤滑を行うことができる。これにより、チップ２２，２２の摩耗による掘削性能の低下を抑えることができる。ここで、切り欠き部２６は、図１５の如く全てのチップ２２，２２間に設けてもよいし、一部のチップ２２，２２間だけに設けてもよい。
【００６２】
また、切り欠き部２６を有するインナービット２０を湿式工法専用とし、切り欠き部２６を有さないインナービット２０を乾式工法専用とした場合には、切り欠き部２６の有無によって、そのインナービット２０が湿式工法専用か否かを容易に見分けることができる。
【００６３】
（４）回転掘削工具１０のうちインナービット２０の内壁面に、インナービット２０の回転方向の前方に向かうに従って下るような螺旋状の突条或いは溝を設けてもよい。このようにすれば、回転掘削工具１０の回転により、インナービット２０の内面と環状溝Ｍ１の壁面との間で、粉塵を上方（路面Ｒ１）に向けて送り出すことができる。
【００６４】
（５）前記実施形態では、回転掘削工具１０にアウタービット４０が備えられていたが、アウタービット４０は備えていなくてもよい。この場合、回転掘削工具１０を構成するインナービット２０とチューブ３０とを一部品で構成してもよい。
【００６５】
（６）前記第２実施形態において、アウター円筒壁４４の下端部に備えたチップ４２，４２の位置を、インナービット２０に備えたチップ２２，２２の位置より上方或いは下方に配置して、同心円である環状溝Ｍ２，Ｍ３の深さを異ならせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る路面掘削装置の（Ａ）側面図、（Ｂ）正面図
【図２】回転掘削工具の側面図
【図３】回転掘削工具の分解側断面図
【図４】アウタービットの斜視図
【図５】吸引しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図６】注水しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図７】回転掘削工具で掘削された環状溝及び円筒ゴム部材の断面図
【図８】第２実施形態に係る回転掘削工具の側面図
【図９】回転掘削工具の分解側断面図
【図１０】吸引しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図１１】注水しつつ掘削をしている状態の回転掘削工具の側断面図
【図１２】他の実施形態（１）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１３】他の実施形態（１）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１４】他の実施形態（２）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１５】他の実施形態（２）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１６】他の実施形態（３）に係る回転掘削工具の側断面図
【図１７】従来の回転掘削工具の側断面図
【符号の説明】
【００６７】
１０ 回転掘削工具
２０ インナービット（円筒掘削部）
２１ 雄螺子筒部（螺合機構）
２２，４２ チップ（掘削刃）
２３，４５ リング固定溝
２５ 側部開口
２６ 切り欠き部
２７ 段差部
３１ 接続筒部
３２ 中継筒部
３３ 雌螺子筒部（螺合機構）
４０ アウタービット（アウター掘削部）
４１ 鍔壁（環状体）
４４ アウター円筒壁（環状体）
５０ 過掘防止リング
９５ 主軸（回転駆動部）
１００ 路面掘削装置
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 環状溝
Ｒ１ 路面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面と直交する方向に延びた円筒掘削部の下端部に複数の掘削刃を有する一方、前記円筒掘削部の同軸上方に前記円筒掘削部の外径より小さい接続筒部を有してなる回転掘削工具であって、その接続筒部が路面掘削装置の回転駆動部に取り付けられ、前記接続筒部を通して前記掘削刃に冷却水を供給した状態、或いは、前記接続筒部を通して前記円筒掘削部内の粉塵を吸引可能な状態で回転駆動され、前記路面に環状溝を掘削可能な回転掘削工具において、
前記接続筒部の下端部を前記円筒掘削部の上端部から上方にオフセットした位置に配置し、前記接続筒部と前記円筒掘削部との間を、前記接続筒部から下方に向かって拡径した中継筒部にて接続したことを特徴とする回転掘削工具。
【請求項２】
前記円筒掘削部の外側に一体に設けられた環状体の下面に複数の掘削刃を有してなり、前記円筒掘削部によって掘削される前記環状溝の外側を掘削するためのアウター掘削部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転掘削工具。
【請求項３】
前記アウター掘削部の前記掘削刃を、前記円筒掘削部の前記掘削刃より上方に配置したことを特徴とする請求項２に記載の回転掘削工具。
【請求項４】
前記回転掘削工具によって掘削される前記環状溝の上端部が、段付き状に外側に幅広となるように、前記円筒掘削部の前記掘削刃と前記アウター掘削部の前記掘削刃とを前記円筒掘削部の径方向で隣接配置したことを特徴とする請求項３に記載の回転掘削工具。
【請求項５】
前記円筒掘削部よって掘削される前記環状溝と、前記アウター掘削部によって掘削される前記環状溝とが同心円となるように、前記円筒掘削部の前記掘削刃と前記アウター掘削部の前記掘削刃とを前記円筒掘削部の径方向で離して配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転掘削工具。
【請求項６】
前記アウター掘削部は、前記円筒掘削部の外側同心円上に配置されたアウター円筒壁の下端部に前記掘削刃を備えてなり、
前記円筒掘削部のうち前記アウター円筒壁によって外側を覆われた部分には、前記円筒掘削部を内外に貫通した側部開口が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の回転掘削工具。
【請求項７】
前記円筒掘削部と前記中継筒部とは、螺合機構にて着脱可能に連結され、
前記螺合機構は、前記中継筒部の下端部に一体に設けた円筒体の内面に雌螺子を形成してなる雌螺子筒部と、前記円筒掘削部の上端部の外径を、段付き状に小径にして、その小径部分に雄螺子を形成してなる雄螺子筒部とから構成され、
前記アウター掘削部に、円環板状の鍔壁を設け、
前記雌螺子筒部と前記雄螺子筒部とを螺合し、前記雌螺子筒部の下端部と、前記円筒掘削部における前記雄螺子筒部の下端側の段差部との間に前記鍔壁を挟んで固定したことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項８】
前記中継筒部は、円錐形であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項９】
前記円筒掘削部の下端部のうち、周方向で隣り合った前記掘削刃同士の間には、下方に開放した切り欠き部が形成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項１０】
前記円筒掘削部の外周面に着脱可能に固定されて前記掘削刃より外側に張り出した過掘防止リングを備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の回転掘削工具を備えたことを特徴とする路面掘削装置。
【請求項１】
路面と直交する方向に延びた円筒掘削部の下端部に複数の掘削刃を有する一方、前記円筒掘削部の同軸上方に前記円筒掘削部の外径より小さい接続筒部を有してなる回転掘削工具であって、その接続筒部が路面掘削装置の回転駆動部に取り付けられ、前記接続筒部を通して前記掘削刃に冷却水を供給した状態、或いは、前記接続筒部を通して前記円筒掘削部内の粉塵を吸引可能な状態で回転駆動され、前記路面に環状溝を掘削可能な回転掘削工具において、
前記接続筒部の下端部を前記円筒掘削部の上端部から上方にオフセットした位置に配置し、前記接続筒部と前記円筒掘削部との間を、前記接続筒部から下方に向かって拡径した中継筒部にて接続したことを特徴とする回転掘削工具。
【請求項２】
前記円筒掘削部の外側に一体に設けられた環状体の下面に複数の掘削刃を有してなり、前記円筒掘削部によって掘削される前記環状溝の外側を掘削するためのアウター掘削部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転掘削工具。
【請求項３】
前記アウター掘削部の前記掘削刃を、前記円筒掘削部の前記掘削刃より上方に配置したことを特徴とする請求項２に記載の回転掘削工具。
【請求項４】
前記回転掘削工具によって掘削される前記環状溝の上端部が、段付き状に外側に幅広となるように、前記円筒掘削部の前記掘削刃と前記アウター掘削部の前記掘削刃とを前記円筒掘削部の径方向で隣接配置したことを特徴とする請求項３に記載の回転掘削工具。
【請求項５】
前記円筒掘削部よって掘削される前記環状溝と、前記アウター掘削部によって掘削される前記環状溝とが同心円となるように、前記円筒掘削部の前記掘削刃と前記アウター掘削部の前記掘削刃とを前記円筒掘削部の径方向で離して配置したことを特徴とする請求項２又は３に記載の回転掘削工具。
【請求項６】
前記アウター掘削部は、前記円筒掘削部の外側同心円上に配置されたアウター円筒壁の下端部に前記掘削刃を備えてなり、
前記円筒掘削部のうち前記アウター円筒壁によって外側を覆われた部分には、前記円筒掘削部を内外に貫通した側部開口が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の回転掘削工具。
【請求項７】
前記円筒掘削部と前記中継筒部とは、螺合機構にて着脱可能に連結され、
前記螺合機構は、前記中継筒部の下端部に一体に設けた円筒体の内面に雌螺子を形成してなる雌螺子筒部と、前記円筒掘削部の上端部の外径を、段付き状に小径にして、その小径部分に雄螺子を形成してなる雄螺子筒部とから構成され、
前記アウター掘削部に、円環板状の鍔壁を設け、
前記雌螺子筒部と前記雄螺子筒部とを螺合し、前記雌螺子筒部の下端部と、前記円筒掘削部における前記雄螺子筒部の下端側の段差部との間に前記鍔壁を挟んで固定したことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項８】
前記中継筒部は、円錐形であることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項９】
前記円筒掘削部の下端部のうち、周方向で隣り合った前記掘削刃同士の間には、下方に開放した切り欠き部が形成されたことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項１０】
前記円筒掘削部の外周面に着脱可能に固定されて前記掘削刃より外側に張り出した過掘防止リングを備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の回転掘削工具。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載の回転掘削工具を備えたことを特徴とする路面掘削装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図６】
【図８】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図６】
【図８】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１８３７４８（Ｐ２００８−１８３７４８Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７３０１（Ｐ２００７−１７３０１）
【出願日】平成１９年１月２９日（２００７．１．２９）
【特許番号】特許第４０１４２１８号（Ｐ４０１４２１８）
【特許公報発行日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（３０６０３６２２２）有限会社キットカッター (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２９日（２００７．１．２９）
【特許番号】特許第４０１４２１８号（Ｐ４０１４２１８）
【特許公報発行日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（３０６０３６２２２）有限会社キットカッター (2)
【Ｆターム（参考）】
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