穿孔ビット装置及び穿孔機

【課題】円筒状のコアを形成せずにコンクリート又はアスファルトの構造物の表面に穿孔を行う。
【解決手段】内部空洞(2)を形成する円筒体(1)と、円筒体(1)の一端に固定されたブレード(3)と、円筒体(1)の他端に設けられかつ開口部(5)を有するフランジ(4)と、円筒体(1)の中心から偏心してかつ異なる円周上でフランジ(4)の内面に固定された複数の刃体(6)と、フランジ(4)に固定された回転軸(7)とを穿孔ビット装置に設ける。穿孔の際に、対象物にブレード(3)を押圧しながら、円筒体(1)を回転すると、円筒体(1)内に設けられた刃体(6)が対象物の表面に当接し、円筒体(1)と共に回転する刃体(6)は、円筒状のコアを掘削する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート及びアスファルト等の構造物の表面に円筒状の孔を形成する穿孔ビット装置及びこの穿孔ビット装置を使用する穿孔機に関する。
【背景技術】
【０００２】
走路誘導路灯の空港等での設置工事又はガードレールの設置工事の穿孔作業には、先端にダイヤモンド砥粒を固定した砥材層からなる切削チップを設けたコアボーリング装置を使用して、アスファルト面又はコンクリート面に円筒状の孔が形成される。緊急時に素早い退避が必要となる空港等の特殊な場所では、コアボーリング装置を車両に搭載されたコアボーリング専用の特殊車両が使用され、特殊車両の入りにくい一般道路又は機動性又は高精度を必要とする施工では、手押し型のコアボーリング装置が使用される。コアボーリング装置は、動力装置と、動力装置により回転駆動されるコアビットを構成する円筒状のシャンクと、シャンクの先端部に取り付けられる切削ビットと、駆動装置の放出熱及び切削時のコアビットと被穿孔材との摩擦熱を冷却する冷却装置とを備えている。コアビットの先端の切削チップを被施工面に当接し、コアビットを回転駆動しながら押しつけることで被施工面に目的の孔を形成する。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に示されるコアドリルは、図５に示すように、ベース(101)と、ベース(101)より立設され、一側にラック(102)を縦設した支柱(103)と、支柱(103)に昇降可能に装着され、ラック(102)に噛合するピニオン（図示せず）を内部に備えたコアドリル本体(104)と、コアドリル本体(104)に着脱可能に取着されるコアビット(105)と、コアドリル本体(104)上に取着され、コアビット(105)を回転駆動させる減速機付モータ(106)と、ピニオンの軸と一体をなす軸部(108)に着脱可能に取着され、ピニオンを回動操作するハンドル(107)とを備える。コンクリート構造物等に穿孔を行う際に、通常、コンクリート構造物(109)にアンカーボルト等によってベース(101)を固定し、次にハンドル(107)を操作してコアビット(105)をコンクリート構造物等に押付け、続いてモータ(106)を駆動してハンドル(107)を押さえながらコアビット(105)を回転させ、穿孔箇所に冷却水を注水しながら穿孔を行う。
【０００４】
下記特許文献２は、シャンクの中心位置で軸線方向に設けた先行ビットを備え、先行ビットは、先端にチップを有するリフタシャンクと、リフタシャンクの外周側で、高さ方向の所定位置に設けた嵌合傾斜面と、嵌合傾斜面に可動自在に設けたコアリフタとを備えたコアビットを示す。コアリフタは、被加工物と当接する当接面と、嵌合傾斜面に沿って形成された傾斜面と、軸線方向で一部に所定幅に形成したスリットとを有する落下防止コアリフタを備え、コアビットのシャンクの直径が変わってもコアリフタの構成を変えずに使用でき、操作性にも優れたコアビットが得られる。
【０００５】
下記特許文献３は、円筒状のシャンクの先端に被掘削物を穿孔するビットが設けられたコアビットの後端側を密閉するようにして回転駆動装置の回転駆動軸に連接し、コアビットのシャンクに囲まれた内側と外側とを連通させる連通孔を設け、連通孔の外側の開口部に、連通孔を介してコアビットの内側の流体を吸引する集塵装置を取り付けて、穿孔作業中に切粉が外に漏れないように切粉を回収できる穿孔装置を示す。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２６２８２０号公報（図１）
【特許文献２】特開平１１−１７９７２０号公報
【特許文献３】特開２００３−１１１５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図５に示すコアドリルを使用して路面等のコンクリート構造物(109)を穿孔すると、円筒状のコアビット(105)の回転により、図６に示すように、円筒状のコア(110)が形成されるため、コアビット(105)を引抜いた後に、コア(110)をドリルにより除去しなければならない。従って、穿孔作業に時間を要すると共に、コアドリル以外のドリルを準備しなければならない。更に、穿孔の際に、コアビット(105)を回転して円筒状のコア(110)の表面がコアビット(105)の上部内面に当接するため、穿孔深さに等しいかそれ以上の長さにコアビット(105)を形成しなければならないため、コアビット(105)が大型化しかつコアビット(105)の取扱も容易でない欠点が生ずる。
そこで、本発明は、コンクリート又はアスファルトの構造物の表面に円筒状のコアを形成せずに構造物を穿孔できる穿孔ビット装置を提供することを目的とする。また、本発明は、短縮された長さを有しかつ所望の深さで穿孔できる穿孔ビット装置を提供することを目的とする。更に、本発明は、穿孔ビット装置を使用する穿孔機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の穿孔ビット装置は、内部空洞(2)を形成する円筒体(1)と、円筒体(1)の一端に固定されたブレード(3)と、円筒体(1)の他端に設けられかつ開口部(5)を有するフランジ(4)と、円筒体(1)の中心から偏心してかつ異なる円周上でフランジ(4)の内面に固定された複数の刃体(6)と、フランジ(4)に固定された回転軸(7)とを備える。穿孔の際に、対象物にブレード(3)を押圧しながら、円筒体(1)を回転すると、ブレード(3)が対象物の表面を円筒状に切削しながら、円筒状に形成される溝の深さを増加して、対象物に円筒状のコアを形成する。その後、円筒体(1)内に設けられた刃体(6)が対象物の表面に当接すると、円筒体(1)と共に回転する刃体(6)は、円筒状のコアを掘削する。この場合に、円筒体(1)の中心から偏心してかつ異なる円周上でフランジ(4)の内面に固定される複数の刃体(6)は、円筒状のコアの全てを破砕し、破砕屑は、フランジ(4)の開口部(5)から円筒体(1)の外部に排出される。
本発明の穿孔機は、穿孔ビット装置の回転軸(7)を回転可能に支持するフレーム(20)と、回転軸(7)の上端に作動連結されてフレーム(20)の上部に固定されかつ回転軸(7)を垂直方向に移動させるシリンダ装置(21)と、フレーム(20)に固定されかつ回転軸(7)を垂直方向に移動可能に回転軸(7)を回転させるモータ(22)とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
穿孔の際に、コアが表面から深部まで刃体により連続的に破砕されると共に、開口部を通じて破砕屑が円筒体の外部に連続的に排出されるので、フランジの内面がコアの表面より深い位置まで、穿孔作業を連続的に行うことができる。また、形成する孔の深さより短い長さの円筒体を使用して、円筒体を延伸できる全ストロークの深さで穿孔することができる。また、シリンダ装置により回転軸を垂直方向に移動すると共に、モータにより回転軸を回転しながら、穿孔作業を行うことができるので、穿孔作業の自動化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の穿孔ビット装置及び穿孔機の実施の形態を図１〜図４について説明する。
図１及び図２に示すように、本発明の穿孔ビット装置は、ほぼ円筒状の内部空洞(2)を形成する円筒体(1)と、円筒体(1)の一端、即ち下端に固定されたブレード(3)と、円筒体(1)の他端、即ち上端に設けられたフランジ(4)と、円筒体(1)の中心から偏心してかつ異なる円周上でフランジ(4)の内面に固定された５個の刃体(6)と、フランジ(4)の中心に下端が固定された回転軸(7)とを備える。円筒体(1)は、鉄、炭素鋼又はステンレス鋼等の機械的強度の高い金属により形成され、円筒体(1)の下端には、スリット(8)を介して複数のブレード(3)が同一円周上に固定される。図示しないが、各ブレード(3)の底面には、ダイアモンド粒子と金属粒子との焼結体により形成されるチップが設けられる。
【００１１】
フランジ(4)には、扇形の開口部(5)が形成され、図示の例では、開口部(5)に隣接して舌片(11)がフランジ(4)に固定される。舌片(11)は、円筒体(1)に固定してもよい。内部空洞(2)内に突出する舌片(11)は、傾斜する状態でフランジ(4)の内面に固定され、舌片(11)の下端は、円筒体(1)の回転方向の前方に突出する。複数の刃体(6)は、円周方向及び径方向に互いに離間してフランジ(4)の内面に固定され、各刃体(6)は、溶接等の固着手段によりフランジ(4)に固定されるホルダ(12)と、ホルダ(12)に固定されかつ先端にチップ(14)を有するシャンク(13)とを備える。ホルダ(12)を円筒体(1)に固定してもよい。シャンク(13)の中心軸は、フランジ(4)に対して一定角度(θ)斜めに傾斜する。各刃体(6)は、舌片(11)より下方に突出し、ブレード(3)は、刃体(6)より下方に突出する。回転軸(7)を回転しながら、フランジ(4)を下方に押圧すると、ブレード(3)は、対象物である路面(109)を円筒状に切削し、刃体(6)は、路面(109)の円筒状のコア(110)を掘削して、開口部(5)を通じて内部空洞(2)の外部に切削された路面片を排出する。
【００１２】
図３は、本発明の穿孔ビット装置を備えた穿孔機を示す。この穿孔機は、穿孔ビット装置の回転軸(7)を回転可能に支持するフレーム(20)と、回転軸(7)の上端に作動連結されてフレーム(20)の上部に固定されかつ回転軸(7)を垂直方向に移動させるシリンダ装置(21)と、フレーム(20)に固定されかつ回転軸(7)を垂直方向に移動可能に回転軸(7)を回転させるモータ(22)とを備える。シリンダ装置(21)は、フレーム(20)の上部に固定されたシリンダ(23)と、シリンダ(23)内で垂直方向に移動可能に配置されるピストン(24)と、ピストン(24)と回転軸(7)との間に垂直方向に移動可能に配置されるラム(25)と、フレーム(20)に固定されてラム(25)の垂直運動を支持するスリーブ(26)とを備える。油圧、水圧又は空圧を保持する液圧源又は加圧ガス源（図示せず）から供給される圧力流体をシリンダ(23)の上部圧力室に供給すると、回転軸(7)は、ラム(25)と共に下方に移動される。逆に、圧力流体をシリンダ(23)の下部圧力室に供給すると、回転軸(7)は、ラム(25)と共に上方に移動される。
【００１３】
モータ(22)は、好ましくは、液圧モータを使用するが、空圧モータ又は電動モータを使用することができる。モータ(22)の出力軸(27)の先端にピニオン(28)が設けられ、ピニオン(28)は、回転可能な駆動歯車(30)と同一の軸に固定された歯車(29)と噛み合う。駆動歯車(30)は、回転軸(7)に固定された従動歯車(31)と噛み合うため、従動歯車(31)は、シリンダ装置(21)により垂直方向に移動されると同時に、垂直方向に移動する間に常時駆動歯車(30)に駆動連結される。従って、穿孔ビット装置は、シリンダ装置(21)により路面(109)に対して垂直方向に進退自在に移動されると共に、モータ(22)により回転され、路面(109)に押圧されて路面(109)に連続的に穿孔することができる。また、穿孔の際に形成される孔にダクト(32)を挿入して、円筒体(1)の開口部(5)から円筒体(1)の外部に排出される掘削片(33)を吸引してもよい。
【００１４】
穿孔の際に、対象物にブレード(3)を押圧しながら、円筒体(1)を回転すると、ブレード(3)が路面(109)の表面を円筒状に切削しながら、円筒状に形成される溝の深さを増加して、対象物に円筒状のコア(110)を形成する。その後、円筒体(1)内に設けられた刃体(6)が路面(109)に当接すると、円筒体(1)と共に回転する刃体(6)は、円筒状のコア(110)を掘削する。この場合に、円筒体(1)の中心から偏心してかつ異なる円周上でフランジ(4)の内面に固定される複数の刃体(6)は、円筒状のコア(110)の全てを破砕し、破砕屑は、舌片(11)により上方に掬われて、フランジ(4)の開口部(5)から円筒体(1)の外部に排出される。
【００１５】
このように、本発明の穿孔ビット装置では、穿孔の際に、コア(110)を表面から深部まで刃体(6)により連続的に破砕できると共に、開口部(5)を通じて破砕屑が円筒体(1)の外部に連続的に排出されるので、フランジ(4)の内面がコア(110)の表面より深い位置まで、穿孔作業を連続的に行うことができる。また、形成する孔の深さより短い長さの円筒体(1)を使用して、円筒体(1)を延伸できる全ストロークの深さで穿孔することができる。また、シリンダ装置(21)により回転軸(7)を垂直方向に移動すると共に、モータ(22)により回転軸(7)を回転しながら、穿孔作業を行うことができるので、穿孔作業の自動化を達成することができる。
【００１６】
図４は、内側と外側との間で径方向に離間してフランジ(4)に複数の刃体(6)を固定した本発明の他の実施の形態を示す。各刃体(6)のチップ(14)は、円筒体(1)の回転方向の先端に向かって突出する。図４に示す刃体(6)の取付形態では、路面(109)のコア(110)を均一に破砕できる利点がある。この場合に、摩耗量が多くなる外側の刃体(6)ほど大型に形成してもよい。また、フランジ(4)に固定する刃体(6)の形状、角度、大きさ及び数量並びに固定方法は、当業者が必要に応じて適宜選択することができる。
【００１７】
本発明の前記実施の形態は、種々の変更が可能である。例えば、舌片(11)をフランジ(4)に設けずに、開口部(5)を形成する縁部に傾斜面を形成すれば、路面(109)に向けて押圧するフランジ(4)の反力で開口部(5)を通じて自動的に粉砕片が円筒体(1)の外部に排出される。また、舌片(11)を傾斜させずに、垂直にフランジ(4)に取り付けても円筒体(1)の回転時に粉砕片を開口部(5)の外部に搬送することができる。また、駆動歯車(30)と従動歯車(31)とを種々の公知の構造で駆動連結することができる。例えば、駆動歯車(30)を通常の平歯車により構成し、回転軸(7)と一体回転可能にキー又はスプライン連結により従動歯車(31)を回転軸(7)上で相対的に滑動可能に設けることにより、従動歯車(31)を所定の垂直位置に固定する状態でモータ(22)の回転力を回転軸(7)に伝達することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の穿孔ビット装置は、路面以外のコンクリート構造物又はアスファルト構造物の水平及び垂直な壁面に穿孔を行う場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図２に示すＡ−Ａ線に沿う穿孔ビット装置の断面図
【図２】本発明による穿孔ビット装置の底面図
【図３】穿孔ビット装置を使用する穿孔機の側面図
【図４】本発明の穿孔ビット装置の他の実施の形態を示す底面図
【図５】従来のコアドリルを示す側面図
【図６】図５に示すコアドリルのコアビットにより穿孔する状態を示す断面図
【符号の説明】
【００２０】
(1)・・円筒体、 (2)・・内部空洞、 (3)・・ブレード、 (4)・・フランジ、 (5)・・開口部、 (6)・・刃体、 (7)・・回転軸、 (11)・・舌片、 (12)・・ホルダ、 (13)・・シャンク、 (14)・・チップ、 (20)・・フレーム、 (21)・・シリンダ装置、 (22)・・モータ、 (32)・・ダクト、

【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空洞を形成する円筒体と、円筒体の一端に固定されたブレードと、円筒体の他端に設けられかつ開口部を有するフランジと、円筒体の中心から偏心してかつ異なる円周上でフランジの内面に固定された複数の刃体と、フランジの中心に固定された回転軸とを備えることを特徴とする穿孔ビット装置。
【請求項２】
内部空洞内に突出する舌片を開口部に隣接してフランジ又は円筒体に固定した請求項１に記載の穿孔ビット装置。
【請求項３】
傾斜する状態でフランジの内面に舌片を固定し、円筒体の回転方向の前方に舌片の下端を突出させる請求項２に記載の穿孔ビット装置。
【請求項４】
円周方向及び径方向に互いに離間してフランジに複数の刃体を固定した請求項２又は３に記載の穿孔ビット装置。
【請求項５】
各刃体は、フランジ又は円筒体に固定されたホルダと、ホルダに固定されかつ先端にチップを有するシャンクとを備えた請求項１〜４の何れか１項に記載の穿孔ビット装置。
【請求項６】
回転軸を回転しながら、フランジを下方に押圧すると、ブレードは、路面を円筒状に切削し、刃体は、路面の円筒状のコアを掘削して、開口部を通じて内部空洞の外部に切削された路面片を排出する請求項１〜５に記載の穿孔ビット装置。
【請求項７】
各刃体は、舌片より下方に突出し、ブレードは、刃体より下方に突出する請求項２〜６の何れか１項に記載の穿孔ビット装置。
【請求項８】
シャンクの中心軸は、フランジに対して一定角度斜めに傾斜する請求項５に記載の穿孔ビット装置。
【請求項９】
請求項１〜５に記載の穿孔ビット装置の回転軸を回転可能に支持するフレームと、回転軸の上端に作動連結されてフレームの上部に固定されかつ回転軸を垂直方向に移動させるシリンダ装置と、フレームに固定されかつ回転軸を垂直方向に移動可能に回転軸を回転させるモータとを備えたことを特徴とする穿孔機。
【請求項１０】
円筒体の開口部から円筒体の外部に排出される路面片を吸引するダクトを設けた請求項９に記載の穿孔機。

【図１】