回転工具
【課題】コンクリート等の作業面に対して、小径で深穴を形成するときに、シャンクの振動を押さえて深穴明作業を行うことができる回転工具を提供することを課題とする。
【解決手段】コンクリート製の作業面に直径が２５ｍｍ未満で、前記直径の１０倍以上の深穴を明ける深穴明機１００に接続して使用される回転工具１７において、前記回転工具は、前記深穴明機の回転駆動機構１６に後端を接続するシャフト部材１７Ａと、このシャフト部材の先端に接続されコンクリートを切削する削穴工具１７ａとを備え、前記シャフト部材は、前記削穴工具および前記回転駆動機構の間で継ぎ足して接続されるシャフト１７ｄと、このシャフト間に接続されるガイドボス５とを備え、前記ガイドボスが、前記削穴工具の直径より小さく、かつ、前記シャフトの直径より大きく形成された構成とした。
【解決手段】コンクリート製の作業面に直径が２５ｍｍ未満で、前記直径の１０倍以上の深穴を明ける深穴明機１００に接続して使用される回転工具１７において、前記回転工具は、前記深穴明機の回転駆動機構１６に後端を接続するシャフト部材１７Ａと、このシャフト部材の先端に接続されコンクリートを切削する削穴工具１７ａとを備え、前記シャフト部材は、前記削穴工具および前記回転駆動機構の間で継ぎ足して接続されるシャフト１７ｄと、このシャフト間に接続されるガイドボス５とを備え、前記ガイドボスが、前記削穴工具の直径より小さく、かつ、前記シャフトの直径より大きく形成された構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート等のビットにより深穴の形成が可能な作業面に対して深穴を明けることができる深穴明機で使用される回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリートの建物の耐震強度を向上させるためにフレーム枠をボルトで固定する工事が行われ、コンクリートにナットを埋め込む際や、あるいは、コンクリートの内部を診断するため、コンクリートの穴明作業を行っている。
【０００３】
そして、コンクリートの穴明作業には、一般的にはダイヤモンドコアビットが使用されている。この穴明作業で使用されるダイヤモンドコアビットは、直径が４５ｍｍ〜２５ｍｍの大径となるものが標準として使用されている。
【０００４】
また、従来のコンクリートへの穴明け技術の具体的な例としては、コンクリート製の枕木の穴明専用機として提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この穴明専用機は、軌道走行台車の枠体に垂直昇降可能なモータドリルを搭載し、この単一のモータドリルの回転軸に穿孔用コアビットまたはアダプターを介して削孔用ドリルビットを装着可能としている。そして、この穴明専用機は、モータドリルの昇降を案内する支柱を立設したスライドテーブルを基台の枠体に回動可能に軸設し、このスライドテーブルの回動によって前記モータドリルの先端に装着する前記穿孔用コアビットまたは前記削孔用ドリルビットの位置を調節し、軌道レールの外側・内側への位置合わせを行うとともに該スライドテーブルが前後左右に移動可能に構成されている。
【０００５】
そして、モータドリルは、軌道走行台車の枠体に垂直昇降可能に搭載されている。この単一のモータドリルの回転軸に穿孔用コアビットまたはアダプターを介して削孔用ドリルビットを装着可能とした構成である。
【０００６】
また、従来のコンクリートの内部を診断する装置の具体的な例としては、ハンマードリルを使用してコンクリート構造物に穴を明ける装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このハンマードリルを用いた装置は、作業面に固定する装置固定部と、この装置固定部に立設した案内部と、この案内部に沿って移動するハンマードリルと、このハンマードリルで明けるときの打撃による弾性波の反射波および透過波を検知する加速度計等から構成されている。なお、この装置で用いられる回転工具としては中実な棒状で螺旋状に刃が形成されたドリルが使用されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０４５８３２号公報（段落番号００１８〜００３１、図１〜図８）
【特許文献２】特開２００７−１９８９０７号公報（段落番号００１６〜００５４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のコンクリート等の作業面に穴を明ける装置の構成では、以下に示すような問題点を有していた。
従来の装置では、使用するコアビットの直径が４５ｍｍ〜２５ｍｍと大きいものを使用すると、使用するシャフトも大径となり、また、大きな駆動機構が必要になった。さらに、従来の装置では、コアビットの直径が大きいと、コンクリート内部の鉄筋を切断あるいは損傷してコンクリートの強度を逆に低下させる結果となることがあった。
【０００９】
そして、従来の特許文献１，２に示す装置では、形成する穴径は、コンクリート製の床あるいは側壁に形成するために小径の回転工具を使用しているため小さく形成できる。しかし、この装置では、小径の回転工具を使用しているために、回転工具の強度が足りず振動により、回転工具の削穴工具となるドリルの１０倍以上の深穴をコンクリート面に形成することは困難であった。
【００１０】
特に、深穴を形成していくときに装置の回転駆動機構であるモータでの負荷を小さくしたいので、回転工具の削穴工具であるビットに接続されるシャフトを細い直径ですることが望まれているが、ビットの直径とシャンクの直径の差が所定値以上広がると、シャンクが振動して精度よい深穴を形成することができない。また、シャンクが穴内で大きく振動するとシャンク自体が破損する可能性があった。
【００１１】
本発明は、前記した問題点に鑑みて創案されたものであり、コンクリート等の作業面に対して、小径で深穴を形成するときに、シャンクの振動を押さえて深穴明作業を行うことができる回転工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る回転工具は前記課題を解決するため以下のような構成とした。
すなわち、回転工具は、コンクリート製の作業面に直径が２５ｍｍ未満で、前記直径の１０倍以上の深穴を明ける深穴明機に接続して使用される回転工具において、前記回転工具は、前記深穴明機の回転駆動機構に後端を接続するシャフト部材と、このシャフト部材の先端に接続されコンクリートを切削する削穴工具とを備え、前記シャフト部材は、前記削穴工具および前記回転駆動機構の間で継ぎ足して接続されるシャフトと、このシャフト間に配置されるガイドボスとを備え、前記ガイドボスが、前記削穴工具の直径より小さく、かつ、前記シャフトの直径より大きく形成された構成とした。
【００１３】
このような構成により、回転工具は、削穴工具でコンクリートの作業面を切削して堀進んで行くと、作業面の開口から掘り進んだ深穴内でシャンクの振動が起こるが、ガイドボスがシャフト間に配置しているために、ガイドボスと穴内壁面とが接触することでガイドしてシャンクの振動が大きくなることはない。
【００１４】
また、前記回転工具において、前記ガイドボスは、前記シャフトの後端と接続する第１接続部と、つぎに接続される前記シャフトの前端と接続する第２接続部と、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成されたボス部とを備え、前記第１接続部が前記ボス部から突出して形成されると共に、前記第２接続部が前記ボス部の内側に形成され、前記第１接続部および前記第２接続部が前記シャフトの軸線方向となる直線方向に沿って配置される構成とした。
【００１５】
このような構成により、回転工具は、シャフトを継ぎ足して接続する場合に、削穴工具側のシャフトの後端にガイドボスの第１接続部が接続され、回転駆動機構側のシャフトの前端にガイドボスの第２接続部が接続されて、継ぎ足すシャフトの前端となる位置にガイドボスのボス部が配置される。このように、回転工具では、継ぎ足すシャフトの前端にガイドボスが接続されるために、つぎに継ぎ足すシャフトの長さ分について穴明作業とシャフトの継ぎ足し作業を効率よく行うことができ、かつ、穴明作業時にガイドボスのボス部を、シャフトを振動させないためのガイドとして深穴内に所定間隔で配置することができる。
【００１６】
さらに、前記回転工具において、前記シャフトは、互いに接続する位置から所定範囲でシャフト径が小さくなるように形成した縮径部を備え、前記ガイドボスは、前記シャフトの縮径部に挿入する筒状のボス部を有し、また、前記ボス部の内径は、前記シャフトのシャフト径より小さく、かつ、前記縮径部より大きく形成され、当該ボス部が前記縮径部に回転自在に支持された構成とした。
【００１７】
このような構成により、回転工具は、シャフトを継ぎ足して接続するときに、シャフトの縮径部にボス部を挿通させた状態としてガイドボスが設置される。そして、回転工具は形成した深穴にそのボス部を挿入した状態で回転駆動機構により回転が始まると、穴内壁面にボス部が接触したときに、ボス部が縮径部の位置で自在に回転しながらその衝撃による影響を受けてシャフトをガイドすることができる。
【００１８】
また、前記回転工具において、前記ガイドボスは、前記シャフトにボス部が一体に固定されて配置され、前記ボス部が、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成される構成とした。さらに、前記ボス部を、前記シャフトの削穴工具側となる一端に一体に固定されて配置される構成としてもよい。
このような構成により、回転工具は、シャフトを継ぎ足す作業を行うことで、ガイドボスをシャフト間に接続して、穴明作業を行うことができる。また、回転工具は、ボス部がシャフトの削穴工具側に配置されることにより、削穴工具から所定間隔ごとにボス部を配置することができる。
【００１９】
また、前記回転工具において、前記シャフト部材は、前記削穴工具に冷却液を供給する貫通孔を、前記シャフトおよびガイドボスに形成した構成とした。
このような構成により、回転工具は、深穴明作業を行うときに、回転工具の削穴工具にシャフト部材の内側から冷却液を供給することができる。また、供給した冷却液は、形成した深穴とシャフトおよびガイドボスとの間から穴外に送られる。
【００２０】
そして、前記回転工具において、前記ボス部は、外周縁から中央に向かって縮径されるように形成した面取部を両端面に備える構成とした。
このような構成により、回転工具は、深穴を明けるときにボス部の面取部があることでシャフト部材の送りをスムーズにし、かつ、深穴からシャフト部材を抜き取るときにも、ボス部の面取部がシャフト部材の深穴内での移動をスムーズにする。
【００２１】
さらに、前記回転工具において、前記ボス部は、前記削穴工具により穿設される穴内壁面に平行となる周面部において長手方向に沿って切欠いた切欠面を、当該ボス部の周面に少なくとも１面以上備え、前記切欠面は、前記穴側面までの間隔が、前記削穴工具により削られて発生するコンクリート片を通過させる大きさになるように形成された構成とした。
【００２２】
このような構成により、回転工具は、深穴を削穴工具により堀進めていくときに、発生するコンクリート片が削穴工具からシャフト側に送り出されたときに、ボス部の切欠面と穴壁面との間からそのコンクリート片を穴開口側に送り出すことができる。
【００２３】
そして、前記した回転工具において、前記深穴明機は、作業面に着脱自在に固定する工具ガイド機構と、この工具ガイド機構に隣接して設けた基台と、この基台に支持した支柱と、この支柱に前記回転駆動機構を支持して昇降自在に設けられた案内部材と、前記削穴工具に冷却液を供給すると共に作業面に形成した深穴開口からの冷却液を回収して濾過して前記冷却液として循環させる給排水装置とを備え、前記工具ガイド機構は、前記シャフト部材のシャフトを筒状のガイドブッシュを介して回転自在に支持するように構成した。
【００２４】
このような構成により、回転工具は、はじめに深穴明機を、コンクリート製の作業面上に基台を配置して固定手段により固定する。そして、支柱の案内部材に固定される回転駆動機構に回転工具を設置する。さらに、工具ガイド機構にガイドブッシュを介して、シャフト部材のシャフトを支持して地上においてガイドした状態とする。そして、回転駆動機構を駆動させることにより回転工具を回転させ、また、昇降機構により案内部材を支柱に沿って降下させることでコンクリート製の作業面に削穴工具により切削して深穴を明ける穴明作業を行う。回転工具は、穴明作業を行っているときには、シャフト部が穿孔方向において工具ガイド機構にガイドされた状態となる。さらに、回転工具は、深穴内において、ガイドボスが深穴の壁面との距離を小さくすることで、シャフトの振動を抑制する。さらに、穴明作業を行っているときに、削穴工具に冷却液が給排水装置から供給され、供給した冷却液はコンクリートの削り粉と一緒に穴開口から送りだされ、穴開口から送りだされたコンクリートの削り粉の混在した冷却液は回収されて濾過され再び冷却液として削穴工具側に供給される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る回転工具は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
回転工具は、削穴工具の直径とシャンクの直径との差が大きくなっても、ガイドボスがシャフト間に配置されるため、シャンクの振動を最小限に抑制することができ、深穴を精度よく明けることができる。
【００２６】
回転工具は、ガイドボスのボス部から突出した第１接続部に削穴工具側のシャフトを接続し、かつ、ガイドボスのボス部の内側に形成した第２接続部に回転駆動機構側のシャフトを接続してシャフト間に設置している。そのため、回転工具は、継ぎ足してシャフトを長くするときに、容易にガイドボスを設置することができる。
回転工具は、シャフトの縮径部にボス部を回転自在に支持させているため、
回転工具は、ガイドボスおよびシャフトの貫通孔により冷却液を削穴工具に供給して穴明作業を行うことができる。
【００２７】
回転工具は、深穴明機の工具ガイド機構により作業面の近傍でシャフトが回転自在に支持されているため、シャフト径を小さくして深穴を作業面に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明を実施するための最良の形態について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、回転工具の全体を示す分解斜視図、図２は、回転工具の一部を省略して各構成における直径の関係を模式的に示す側面図、図３は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす斜視図、図４は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす斜視図、図５は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす縦断面図、図６は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす縦断面図である。
【００２９】
図１および図３に示すように、回転工具１７は、後記する回転駆動機構１６に接続してこの回転駆動を支柱１４に沿って案内部材１５により昇降させ使用する深穴明機１００において使用される。この回転工具１７は、シャフト部材１７Ａと、このシャフト部材１７Ａに接続する削穴工具１７ａとを備えている。そして、シャフト部材１７Ａは、シャフト（シャンク）１７ｃと、このシャフト１７ｃに接続する接続シャフト（ロッド棒）１７ｄと、シャフト１７ｃと接続シャフト１７ｄとの間、または、接続シャフト１７ｄ間に配置されるガイドボス５を備えている。なお、ここでは、接続シャフト１７ｄは、削穴工具１７ａと他の接続シャフト１７ｄとの間、あるいは、削穴工具１７ａとシャフト１７ｃとの間において、ジョイント部６を介して接続するように構成されている。
【００３０】
図１に示すように、シャフト１７ｃは、回転駆動機構１６の駆動軸側に接続するためのものであり、当該シャフトの一端側に回転駆動機構１６の駆動軸側に接続する軸接続部１７ｃ１と、当該シャフトの他端側に接続シャフト１７ｄの接続後部１７ｄ１を接続するロッド接続部１７ｃ２と、を備えている。このシャフト１７ｃは、筒状に形成され、内部に冷却液（冷却水あるいは潤滑水）を通す貫通孔１７ｋを備えるように構成されている。
【００３１】
接続シャフト１７ｄは、回転駆動機構１６と削穴工具１７ａとの間で接続して継ぎ足されて使用されるものであり、一端側に接続後部１７ｄ１が形成されると共に、他端側に接続前部１７ｄ２が形成されている。この接続シャフト１７ｄは、筒状に形成され、内部に冷却液を通すことができるように構成されている。また、接続シャフト１７ｄは、その外径が６〜１５ｍｍの範囲で形成され、６〜１０ｍｍの範囲の寸法でここでは使用している。そして、接続シャフト１７ｄは、その長さ寸法を３０ｃｍが最長となるように設定しており、ここでは２０ｃｍの長さとして使用している。接続シャフト１７ｄは、その直径を最小である６ｍｍとしたときには、長さが２５ｃｍを超えると、シャフトに使用される一般的な素材で形成された場合には強度を保つことが難しくなる。なお、接続シャフト１７ｄには、工具により接続分離作業を行うときに扱いやすいように円筒の一部に平面部（スパナカット面）が形成されている。
【００３２】
ジョイント部６は、削穴工具１７ａと接続シャフト１７ｄとの間に設置されるものであり、筒状に形成されて内部に冷却液を通すことができるように構成されている。このジョイント部６は、一端側に接続前部６ｂが形成され、他端側に接続後部６ａが形成されている。ジョイント部６の接続後部６ａは、接続シャフト１７ｄの接続前部１７ｄ２を着脱自在に螺合することができる雌ネジが形成されている。また、ジョイント部６の接続前部６ｂは、削穴工具１７ａの雌ネジに着脱自在に螺合するネジが形成されている。このジョイント部６は、削穴工具１７ａの雌ネジの部分が十分長く形成できない場合に有効に利用されることになる。なお、ジョイント部６には、工具により接続分離作業を行うときに扱いやすいように円筒の一部に平面部（スパナカット面）が形成されている。
【００３３】
図１に示すように、ガイドボス５は、穴明作業において接続シャフト１７ｄの振動を最小限に抑制するものであり、振動をボス部５ａと、第１接続部５ｂと、第２接続部５ｃとを備えている。このガイドボス５は、接続シャフト１７ｄを継ぎ足すときに併せて接続させている。ガイドボス５は、第１接続部５ｂ、ボス部５ａ、第２接続部５ｃに連通するように貫通孔が形成されており、冷却液を通すように構成されている。
【００３４】
ボス部５ａは、接続シャフト１７ｄの直径（外径）より大きく形成されており、削穴工具１７ａの直径より小さくなるように構成されている。このボス部５ａは、その両端面に形成した面取部５ａ２，５ａ３と、その面取部５ａ２，５ａ３の間に形成された周面部５ａ１と、を備えている。そして、ボス部５ａは、その周面部５ａ１の外径（ボス部５ａの直径）を、例えば、接続シャフト１７ｄの直径が６ｍｍで、削穴工具１７ａの直径が１５ｍｍであった場合には、１４〜１０ｍｍの範囲で設定されている。
【００３５】
なお、ボス部５ａの直径は、その上限として削穴工具１７ａの直径より１ｍｍ小さな値までとして設定されている。この上限の値は、ボス部５ａの直径がそれ以上大きくなると、削穴工具１７ａの直径に近づきすぎるため、ボス部５ａの表面が内壁面に接触する時間が長くなり、穴明作業に影響を及ぼす可能性が高くなるからである。また、ボス部５ａの直径は、その下限の値は、削穴工具の直径より７ｍｍ以上小さくならない大きさとなるように設定されている。この下限の値としているのは、ボス部５ａの直径が削穴工具の直径より７ｍｍを超えて小さくなると、穴径とボス部５ａの間隔が広がり振動が大きくなるため、接続シャフト１７ｄを破損する可能性が高くなるからである。
【００３６】
また、ボス部５ａの設置長さ範囲は、接続シャフト１７ｄの長さの（２０／１００）以下の範囲で設定されている。特に、ボス部５ａの周面部５ａ１の幅長さ（軸方向の長さ）が（２０／１００）を超えると、ボス部５ａの重量が増えることと、穴内壁面に接触したときの抵抗が大きくなり、また、回転駆動機構１６のモータの負担を大きくする。そして、より好ましくは、ボス部５ａの周面部５ａ１の幅長さは、（１５／１００〜１／１００）の範囲で形成されることが望ましい。ボス部５ａの周面部５ａ１の幅長さが、（１５／１００〜１／１００）の範囲で形成されると、穴内壁面に対して接触したときに抵抗が大きくなりすぎることがなく都合よく、また、回転駆動機構１６のモータに対する負担も大きくなりすぎることはない。なお、ボス部５ａの周面部５ａ１は、図面では、穴内壁面に平行となる周面になるように示しているが、面取部５ａ２，５ａ３から連続する曲面に形成する構成としても構わない。
【００３７】
面取部５ａ２，５ａ３は、削穴工具１７ａで削られたコア片の流れをスムーズにすることと、接続シャフト１７ｄを穴内から抜き出すあるいは差し込むときに、ボス部５ａを上下方向（左右方向：前後方向）においてスムーズに移動させるために形成されている。この面取部５ａ２，５ａ３は、外周縁から中央に向かって縮径されるように形成されている。この面取部５ａ２，５ａ３は、ここでは、直線的に形成されているが、曲面として形成しても構わない。また、面取部５ａ２，５ａ３は、その傾斜角度については、特に限定されるものではなくボス部５ａの設置長さおよび周面部５ａ１の幅長さによって設定される。
【００３８】
第１接続部５ｂは、図１に示すように、削穴工具１７ａ側の接続シャフト１７ｄの接続後部１７ｄ１に接続できるように構成されている。この第１接続部５ｂは、ここでは、ボス部５ａから突出した円筒部分の先端側から基端側に向かって所定範囲まで外周面にネジが形成されている。また、円筒部分のネジが形成されていない部分には、工具により回転させやすいように円筒の一部に平面部（スパナカット面）が形成されている。
【００３９】
第２接続部５ｃは、図１に示すように、回転駆動機構１６側の接続シャフト１７ｄの接続前部１７ｄ２に接続できるように構成されている。この第２接続部５ｃは、ここでは、ボス部５ａの内側に雌ネジが形成されている。
【００４０】
削穴工具１７ａは、溝部１７ａ４が軸線方向に沿って形成された研削部１７ａ１と、この研削部に連続して形成された軸部１７ａ２と、この軸部１７ａ２の内側に形成された接続後部１７ａ３とを備えている。この削穴工具１７ａは、接続後部１７ａ３および軸部１７ａ２に冷却液を通し、さらに溝部１７ａ４にその冷却液を送る連通孔が形成されている（接続後部１７ａ３は雌ネジに形成されることが連通孔となる）。そして、溝部１７ａ４内には、凸部１７ａ５（図１１（ａ）参照）が形成されている。この凸部１７ａ５は、冷却液を穴内側面側に導くと共に、削穴作業を行うときに発生するコア片Ｋが連通孔に入り込むことを防止している。この削穴工具１７ａは、ダイヤモンド粒等の砥石粒を用いるいわゆるビット工具であり、例えば、特開２００４−３３０５５１号公報に記載のもの等が使用される。
【００４１】
つぎに、図２を参照して、回転工具１７の削穴工具１７ａとガイドボス５と、深穴明作業で使用するときの工具ガイド機構３０におけるガイドブッシュ５２と、ブッシュ穴３３との大きさの関係を説明する。なお、工具ガイド機構３０の工具ガイド基台３１は、球面軸受けに工具ガイド部材３２を支持しており、その工具ガイド部材３２の中央にブッシュ穴３３が形成され、そのブッシュ穴３３にガイドブッシュ５２を支持するように構成されている。そして、工具ガイド基台３１のガイドブッシュ５２に回転工具１７の接続シャフト１７ｄが支持された状態で穴明作業が行われる。また、ここで使用される削穴工具１７ａの直径は、２５ｍｍ以下となるものが使用される。
【００４２】
回転工具１７の削穴工具１７ａの外径Ｌ３と、ガイドボス５のボス部５ａの外径Ｌ４は、Ｌ３＞Ｌ４の関係があり、削穴工具１７ａの外径Ｌ３と、ガイドブッシュ５２の外径Ｌ１とはＬ１＞Ｌ４の関係がある。また、ガイドブッシュ５２を設置するブッシュ穴３３の最小となる内径Ｌ２と、削穴工具１７ａの外径Ｌ３とは、Ｌ２＞Ｌ３の関係がある。したがて、回転工具１７の削穴工具１７ａとガイドボス５と、ガイドブッシュ５２とブッシュ穴３３とは、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４の関係となるように構成されている。
【００４３】
つぎに、前記した回転工具１７を使用する深穴明機１００の一例の構成を説明する。図３および図４に示すように、深穴明機１００は、コンクリート床面（作業面）１０上に配置された基台１１と、支柱１４と、固定機構４０と、案内部材１５と、回転工具１７を取り付ける回転駆動機構１６と、昇降機構５０と、ガイド基台６０と、工具ガイド機構３０とを基本構成としている。なお、ここでは、回転駆動機構１６を案内部材１５から取り外した構成を深穴明ガイド装置９０とする。
【００４４】
図３および図５に示すように、基台１１は、その底面に凹状に形成された凹部１１ａと、この凹部１１ａの上部に取り付けられるフレーム１１ｂと、凹部１１ａを囲むように設けた弾性変形自在なバキュームパット１２とを備えている。そして、凹部１１ａは、基台１１を貫通して穴明けされた導通孔１２ａに、フレキシブルホース１２ｂを介して真空吸引装置１３に接続されている。そのため、基台１１は、コンクリートのように表面に凹凸のある加工対象物にも気密性を保持して固定することができる。また、凹部１１ａは、そのほぼ中央の上面に上方に立設した固定ボルト１１ｄを有している。
【００４５】
フレーム１１ｂは、その上面に支柱１４の下端部をピン１４ａで軸支し傾斜自在に支持する固定機構４０を一体に備えている。このフレーム１１ｂは、凹部１１ａに対して、移動可能に載置されている。すなわち、フレーム１１ｂは、凹部１１ａに立設した固定ボルト１１ｄに対応する位置に長穴１１ｃを形成しており、長穴１１ｃに固定ボルト１１ｄが係合したときに、その長穴１１ｃに沿って移動できるように構成されている。そして、凹部１１ａとフレーム１１ｂは、ナット１１ｅと固定ボルト１１ｄが締結されることで固定されている。したがって、図示省略するが、コンクリート面にヒビ割れ等があり、真空吸引装置１３を用いることができない場合、コンクリートに予めアンカーボルトを打ち込み、凹部１１ａを外した状態で、フレーム１１ｂの長穴１１ｃにアンカーボルトを差し込みナット１１ｅで締結することで、フレーム１１ｂを基台１１として固定している。したがって、凹部１１ａを用いない場合は、フレーム１１ｂおよび長穴１１ｃがアンカーボルトに対する固定手段となる。
【００４６】
固定機構４０は、一対の扇形の角度割出板４１，４１と、この角度割出板４１，４１に形成した円弧状の円弧溝４２に設けた固定ボルト４３とを備えている。
そして、支柱１４は、フレーム１１ｂ上に設けた角度割出板４１，４１の間に配置され、角度割出板４１，４１に貫通して軸支するピン（支軸）１４ａにより所定傾斜角度に自在に設定できるように支持されており、かつ、固定ボルト４３により所定傾斜角度の位置で固定されるように構成されている。この支柱１４は、金属製の中空な角中空体形状に形成され、柱面に昇降機構５０の一部であるラック１４ｃが設けられ、後記する回転駆動機構１６を搭載した案内部材１５が移動自在に摺動（移動）するように構成されている。
【００４７】
図５および図６に示すように、案内部材１５の内側には、支柱１４に設けたラック１４ｃに噛合するピニオン５１を昇降機構５０の一部として設けている。なお、昇降機構５０は、ここでは、支柱１４に設けたラック１４ｃと、このラック１４ｃに噛合するピニオン５１と、このピニオン５１を操作するためのハンドル２１とを備えている。
【００４８】
案内部材１５は、ピニオン５１を収納する空間を有すると共に、ラック１４ｃが形成されていない支柱１４の他の柱面に当接してスライドするように形成された筐体部分と、この筐体部分に連続して回転駆動機構１６を着脱自在に設置する設置部分とを備えている。また、図３ないし図６に示すように、案内部材１５で回転駆動機構１６を保持している所定位置には、後記する給排水装置２０の給水室１８が設置可能に設けられている。なお、案内部材１５には図示省略した蝶ボルトを螺合し、支柱１４に対して押圧し、案内部材１５の移動を固定することができる。
【００４９】
回転駆動機構１６は、モータ１６ａと、このモータ１６ａの回転軸１６ｂに接続された駆動シャフト１９とを備えている。そして、駆動シャフト１９の先端（前端）には、シャフト１７ｃの軸接続部１７ｃ１が接続できるように構成されている。さらに、駆動シャフト１９は、その側面に貫通する給水用の孔１７ｅが形成されており、駆動シャフト１９の孔１７ｅが形成されている部分が、給水室１８内に位置するように配置されている。
【００５０】
したがって、給水室１８に冷却液が供給されると、回転している駆動シャフト１９の孔１７ｅから回転工具１７の貫通孔１７ｋを介して削穴工具１７ａの作業部位まで冷却液を供給することが可能となる。なお、削穴工具１７ａは、例えば、ダイヤモンドドリルビットまたは超硬金属をロウ付けしたロングドリル等が用いられる。
【００５１】
図３および図４に示すように、ガイド基台６０は、基台１１に設けたアリ溝１４ｄに沿って垂直方向に移動可能に設けられている。このガイド基台６０は、その中央にガイド基台６０の水平（作業面に平行）なガイド面に沿って水平移動可能な工具ガイド機構３０を備えている。また、図５に示すように、工具ガイド機構３０は、ガイド基台６０の下方に突出する高さに形成されており、下端部分が床上面に当接するように形成されている。なお、ガイド基台６０がアリ溝１４ｄにより上下に移動できることで、作業床面に段差があっても作業できるように構成されている。
【００５２】
図７（ａ）、（ｂ）および図３に示すように、工具ガイド基台３１の上部には、その円筒部に、矩形のガイドプレート３０ｆを載せ、このガイドプレート３０ｆと工具ガイド基台３１をボルト３０ｇで４箇所締結できるように構成されている。そして、ガイドプレート３０ｆは、その左右の上面にそれぞれ、ボルト付きのボルト付ガイドピン３０ｃが２箇所固定されている。ボルト付ガイドピン３０ｃ、３０ｃは図７（ａ）、（ｂ）に示すようにガイド基台６０に設けた直線案内溝３８，３８（図１参照）にそれぞれ挿入され、直線ガイドされる。工具ガイド基台３１を取付けたガイドプレート３０ｆをガイド基台６０に固定する場合は、蝶ナット３０ｄを締め上げることにより行われる。したがって、蝶ナット３０ｄ，３０ｄを締め上げることにより、当該工具ガイド機構３０が、ガイド基台６０に固定される。
【００５３】
そして、工具ガイド機構３０は、工具ガイド基台３１と、この工具ガイド基台３１に嵌合した球面ガイド部材３２ｂと、この球面ガイド部材３２ｂの球面部に回動自在に嵌挿される球面軸受３２ａと、この球面軸受３２ａに嵌合し、中心部にブッシュ穴３３を設けた工具ガイド部材３２と、この工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３に着脱自在に取付けられ、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄをガイドするガイドブッシュ５２と、このガイドブッシュ５２を固定する固定具３９ｂとを備えている。この工具ガイド機構３０は、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄを作業面１０の近傍で回動自在に支持することで穿孔方向にガイドするものである。
【００５４】
工具ガイド基台３１は、中央部に凹部３１ａを設けている。そのため、切削を終えたコンクリート粉の混ざった汚水は穴開口から排出され、この凹部３１ａにより形成される排水室３７に一時プールされ、排水ホース２２ｂを経て給排水装置２０に戻される。戻された汚水は、給排水装置２０内のフィルタで濾過され、再び冷却液として使用されるように構成されている。
【００５５】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、工具ガイド基台３１には、工具ガイド基台３１の中央に設けた球面ガイド部材３２ｂが設置され、この球面ガイド部材３２ｂの球面部に回動自在に嵌挿される球面軸受３２ａを傾斜自在に支持している。そして、球面軸受３２ａは、中心部にブッシュ穴３３を設けた工具ガイド部材３２を嵌合して支持している。また工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３には、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄ（図１参照）をガイドするガイド穴５２ａを形成したガイドブッシュ５２が着脱自在に取付けられている。さらに、図１に示すように、ガイドブッシュ５２は、その一部に切り欠いて段差を形成した切欠部５２ｂを備え、側面（上面）から固定具３９ｂにより押圧されて工具ガイド部材３２に固定するように設置されている。固定具３９ｂは、例えば、長穴３９ｃを形成した板片であり、長穴３９ｃに支持される支持ボルト３９ａにより工具ガイド基台３１に固定され、固定具３９ｂの一部がガイドブッシュ５２に形成した切欠部５２ｂに係合して押圧することで、ガイドブッシュ５２を支持するように構成されている。
【００５６】
ガイドブッシュ５２が工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３に嵌合されて支持されることで、ガイドブッシュ５２を介してシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄを回転自在に工具ガイド部材３２に支持している。
【００５７】
また、工具ガイド部材３２は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ここでは、径の異なる環状部材が同心円状に形成されており、中央に設けた貫通穴の部分でその貫通穴の外側から内側に向かって球面ガイド部材３２ｂ、球面軸受３２ａ、および、ガイドブッシュ５２が設置されるように構成されている。そして球面軸受３２ａは、左右からボルト３５，３５により軸支されて傾斜できるように設置されている。また、ボルト３５，３５の周囲には、リング３５ａ，３５ａが設けられており、リング３５ａ，３５ａの周面には、角度を示す目盛３５ｂが設けられている。リング３５ａの上面には、ボルト３６を介して移動レバー３４が掛け渡すように設けられている。
【００５８】
このような構成により、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、球面軸受３２ａは、ボルト３５，３５のネジで押圧して傾斜角度を固定できる。工具ガイド機構３０は移動レバー３４を手で持ち上げ、水平方向に移動するとき、および球面軸受３２ａの角度を調整する場合に用いられる。球面軸受３２ａの角度を調整する場合には、ボルト３５を緩め、移動レバー３４を持ち上げ、リング３５ａに付した目盛３５ｂを指針３５ｃに合わせるようにして行う。工具ガイド基台３１は、工具ガイド部材３２が所定傾斜角度で設定されたときに、ボルト３５によりその傾斜位置を固定している。
なお、ボルト３５の設置位置は、工具ガイド基台３１がガイド基台６０の直線案内溝３８，３８に沿って移動したいずれの位置であっても外部から操作できる位置であることが好ましい。
【００５９】
工具ガイド基台３１は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、その底面に凹状に形成された凹部３１ａと、この凹部３１ａを囲むように設けた弾性変形自在なリング状のスポンジ３１ｇとを備えている。そして、凹部３１ａは、工具ガイド基台３１を貫通した導通孔２２ｃに、フレキシブルホースである排水ホース２２ｂを介して接続されている。そのため、工具ガイド基台３１は、コンクリートのように表面に凹凸のある加工対象物にも気密性を保持できる。
【００６０】
図３ないし図６に示すように、給排水装置２０は、供給ホース２２ａおよび給水室１８を介して冷却液を回転工具１７に供給し、かつ、工具ガイド基台３１の排水室３７に溜まった汚水を、排水ホース２２ｂを介して給排水装置２０に戻し、濾過して再度冷却液にして循環させるものである。この給排水装置２０は、その装置本体内にポンプ２４および図示しないフィルタ等の濾過機構を備えており、作業現場を水浸しにすることなく、冷却液を供給して排水を濾過することが可能となる。なお、この給排水装置２０は、給水室１８に冷却液を供給すると共に、排水室３７から強制的に吸引している。そのため、冷却液は、給排水装置２０から供給ホース２２ａ、給水室１８、孔１７ｅ、回転工具１７の貫通孔１７ｋ、削穴工具１７ａ、深穴、排水室３７、排水ホース２２ｂの間を循環することとなり、削穴工具１７ａにより削られたコンクリート粉は、冷却液に混ざった混濁水として、形成されている深穴から排水室３７に吸引されて引き上げられ排水ホース２２ｂを介して給排水装置２０に送られ、図示しないフィルタ等により濾過される。
【００６１】
なお、深穴明機１００において、支柱１４を回動自在に搭載した基台１１と工具ガイド機構３０を案内（支持）するガイド基台６０の配置は、垂直方向の穴明の状態のときに、支柱１４の回動中心線と工具ガイド機構３０の傾斜中心線が異なる垂直平面上に平行に位置するように構成されている。
そして、工具ガイド機構３０は作業面１０上面に対して平行に基台１１に支持され、中央部にガイド面を形成したガイド基台６０と、ガイド基台６０のガイド面に沿って水平移動可能とし、かつ、回転工具１７の傾斜角度に合わせて、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄを支持するようにしている。
【００６２】
次に、この回転工具１７の使用方法について深穴明機１００に設置した場合についての手順を手順（１）〜（１３）として述べる。なお、下記の作業方法は、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
＜垂直穴の加工手順＞（図１、図３、図８参照）
（１）作業面１０上の指定された穴位置に、工具先端が合うように深穴明機１００を仮置きする。
（２）真空吸引装置１３を作動して、基台１１を作業面１０に固定する。
【００６３】
（３）基台１１上のフレーム１１ｂに設けた固定ボルト１１ｄを緩めて、フレーム１１ｂを移動し、工具先端位置を調整する。
（４）指定された穴位置に、回転工具１７をセットして、工具ガイド機構３０の芯出しを行う。
（５）工具ガイド機構３０を蝶ナット３０ｄで固定する。
【００６４】
（６）シャフト１７ｃの先端の削穴工具１７ａを外し、ガイドブッシュ５２をシャフト１７ｃに挿通した状態で削穴工具１７ａを取り付ける。なお、ガイドブッシュ５２は、固定具３９ｂの長穴３９ｃに支持している支持ボルト３９ａを緩めた状態として長穴３９ｃに沿って固定具３９ｂを移動して、ガイドブッシュ５２の切欠部５２ｂに係合した状態とする。そして、ガイドブッシュ５２は、支持ボルト３９ａを締めることで、工具ガイド部材３２の上面に取り付けられている。したがって、ガイドブッシュ５２を固定具３９ｂの一部で押圧して工具ガイド部材３２に固定し、ガイドブッシュ５２によりシャフト１７ｃを回転自在に工具ガイド部材３２に支持している。
【００６５】
（７）ハンドル２１を操作して、工具ガイド部材３２の真上に位置させ、回転駆動機構１６のモータ１６ａを駆動し、回転工具１７を回転させる。
（８）給排水装置２０のポンプ２４を作動し、回転工具１７に冷却液を供給する。
（９）冷却液は、ポンプ２４により供給ホース２２ａから給水室１８に送られ、給水室１８内に送られた冷却液は、駆動シャフト１９の孔１７ｅ、貫通孔１７ｋから削穴工具１７ａまで送られ、作業位置に冷却液を供給する。
（１０）ハンドル２１を操作して送りをかけながら、削穴工具１７ａを送り込む。
（１１）初めに取り付けたシャフト１７ｃの長さに対応する深穴を形成したら、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、回転駆動機構１６のモータ１６ａを一旦停止して、ガイドブッシュ５２の固定を解除して、回転工具１７を深穴から抜き出す。
【００６６】
（１２）ガイドボス５と接続シャフト１７ｄをシャフト１７ｃおよび削穴工具１７ａの間に接続した状態で（図８（ｂ）、（ｃ）参照）、ガイドブッシュ５２を再度、固定具３９ｂで固定して穴明作業を再開する（図８（ｃ）参照）。接続シャフト１７ｄを接続して回転工具１７の全体が長くなった場合、接続シャフト１７ｄと削穴工具１７ａの外径との差が大きいと接続シャフト１７ｄの振動が大きくなってしまうが、ここでは、ガイドボス５が所定間隔で配置されているため、ガイドボス５の周面部５ａ１が振動を大きくしないように、内壁に対して接触してガイドしている。
【００６７】
したがって、回転工具１７は、接続シャフト１７ｄを継ぎ足して長くなっても、接続シャフト１７ｄあるいはシャフト１７ｃがガイドブッシュ５２によりガイドされていることと、所定間隔ごとにガイドボス５が配置されるために、振動を抑制して穴明作業を行うことができる。このような図８（ｂ）〜（ｄ）の動作を繰り返して、所定の深さまで削穴工具１７ａにより深穴を掘っている。なお、一例として、削穴工具１７ａの外径が１５〜２１ｍｍであった場合、接続シャフト１７ｄの外径は、６〜８ｍｍであり、ガイドボス５の外径は、１４〜２０ｍｍであると、６ｍの水平穴、水平穴あるいは垂直穴の深穴を形成したときに、数ミリの誤差内で形成することができる。
【００６８】
また、穴明作業を行う場合には、削穴工具１７ａで削穴されることにより排出されるコンクリート粉の混ざった汚水は、工具ガイド基台３１の排水室３７から給排水装置２０のポンプ２４により排水ホース２２ｂを介して再び給排水装置２０に送り戻される。そして、給排水装置２０に、回収された排水は、フィルタで濾過され、再び冷却液として再循環して使用される。
【００６９】
なお、傾斜穴の穴明け手順については、前記した手順（４）の前に、つぎのような作業を行っている。すなわち、図１、図４および図６に示すように、支柱１４を所定の角度に傾斜させて固定ボルト４３を締めて支柱１４を角度割出板４１に固定する。なお、支柱１４は、角度割出板４１に形成されている目盛りに、支柱１４に設けられた矢印に合わせることで正確な傾斜角度に設定することができる。そして、工具ガイド部材３２を所定の角度に傾斜させてボルト３５で固定する。なお、工具ガイド部材３２は、目盛３５ｂを指針３５ｃに合わせることで、正確な傾斜角度を設定することができる。
【００７０】
穴明作業は、傾斜角度が決まっているので、予め、支柱１４と工具ガイド部材３２の角度を設定して固定し、正確な角度を設定して穴明作業を簡単にすることができる。
【００７１】
また、回転工具１７は、接続シャフト１７ｄとガイドボス５とを別体に形成して接続して使用する構成について説明したが、図９に示すような構成にしても構わない。図９（ａ）〜（ｄ）は、回転工具の他の形態を示し、穴明作業を模式的に示す模式図である。なお、接続シャフトとガイドボスが一体に形成したボス付接続シャフト以外の構成は、図１と同じ構成であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図９（ｂ）に示すように、回転工具４７は、回転駆動機構１６に接続されるシャフト部材４７Ａと、このシャフト部材４７Ａに接続される削穴工具１７ａとを備えている。シャフト部材４７Ａは、シャフト１７ｃと、このシャフト１７ｃに接続されるボス付接続シャフト４と、このボス付接続シャフト４またはシャフト１７ｃに接続される削穴工具１７ａとを備えている。なお、削穴工具１７ａは、ジョイント部６を介して接続される構成として説明する。
【００７３】
ボス付接続シャフト４は、シャフト部４ａの一端側に形成された接続後部４ｂと、シャフト部４ａの他端側に形成された接続前部４ｃと、この接続前部４ｃに連続してシャフト部４ａに形成されたボス部３とを備えている。そして、ボス部３は、シャフト径より大径に形成された周面部３ａと、この周面部３ａの両端からそれぞれシャフト部４ａの外径まで傾斜して連続して形成された面取部３ｂ、３ｃとを備えている。さらに、ボス付接続シャフト４は、そのボス部３が削穴工具１７ａ側となる他端側にシャフト部４ａと一体に形成されている。
【００７４】
このボス付接続シャフト４は、シャフト１７ｃまたは他のボス付接続シャフト４と、ジョイント部６または他のボス付接続シャフト４との間に接続されて使用される。ボス付接続シャフト４は、ボス部３が前記したガイドボス５と同等の機能を有し、ボス付接続シャフト４の回転によるシャフト部４ａの振動を抑制する。このボス付接続シャフト４は、ボス部３がシャフトに一体に形成されていることから、ガイドボス５が接続シャフト１７ｄと別体で形成されているものと比較して部品点数が少なく接続作業を容易にしている。
【００７５】
つぎに、図９（ａ）〜（ｄ）を参照してボス付接続シャフト４を用いる回転工具４７を使用して穴明作業を行う手順を説明する。
はじめに、前記した手順（１）〜（１１）までを行い、図９（ａ）に示すように、穴明作業を行う。そして、図９（ｂ）に示すように、回転駆動機構１６を停止して、ガイドブッシュ５２の固定を解除して、回転工具４７の削穴工具１７ａを工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３から抜き取る。さらに、シャフト１７ｃとジョイント部６との接続を解除してボス付接続シャフト４を、シャフト１７ｃとジョイント部６との間に接続する。
【００７６】
そして、ボス部３をガイドブッシュ５２より先にブッシュ穴３３を通過させて、すでに形成した穴内に削穴工具１７ａ，ボス部３を挿入して、ガイドブッシュ５２を、シャフト部４ａを挿通した状態で工具ガイド部材３２に固定する。そして、図９（ｃ）に示すように、接続したボス付接続シャフト４の長さ分において穴明作業を行い、図９（ｄ）に示すように、再度、明けた穴から削穴工具１７ａを抜き取り（図９（ｂ）、（ｃ）参照）、さらに別のボス付接続シャフト４を接続して、穴明作業を行うことを繰り返し所定の深穴となるまで穴明作業を行う。
【００７７】
また、さらに、図１０に示すように、回転工具５７を以下の構成としてもよい。図１０（ａ）、（ｂ）は回転工具の他の構成において一部を切欠いて示す分解斜視図および斜視図である。なお、すでに説明した構成はその説明を省略する。
図１０（ａ）に示すように、回転工具５７は、接続シャフト５６に縮径部５６ｂを備えると共に、その縮径部５６ｂにガイドボスのボス部５５を回転自在に支持するように構成されている。この接続シャフト５６は、一端側に形成した接続後部５６ｃ（図１の１７ｄ１と同等）と、他端側に形成した接続前部５６ｄ（図１の１７ｄ２と同等）と、この接続前部５６ｄから軸方向に所定範囲において形成された縮径部５６ｂを有するシャフト本体５６ａと、を備えている。なお、接続シャフト５６は、筒状に形成され、その軸線方向における内部に冷却液を削穴工具１７ａに供給するための貫通孔５６ｋが形成されている。
【００７８】
縮径部５６ｂは、シャフト本体５６ａの外径よりも小さくなるように形成されている。この縮径部５６ｂは、ここでは、ボス部５５の全長とほぼ同じ長さとなる寸法でシャフト本体５６ａに形成されている。この縮径部５６ｂが形成されていることで、後記するボス部５５は、接続シャフト５６に取り付けられたときに、軸線方向に大きく移動することなく、接続シャフト５６の間に一定の間隔を保ってそれぞれ配置することができる。つまり、縮径部５６ｂは、ボス部５５に対して軸線方向に移動を制御するストッパの役割としても機能する。この縮径部５６ｂの軸線方向における形成範囲としては、接続シャフト５６の強度および振動に対する抑制を考慮して、ボス部５５の長さの２倍以内になることが好ましい。
【００７９】
ボス部５５は、筒状に形成されており、接続シャフト５６の縮径部５６ｂに挿通させて使用され接続シャフト５６の作動時の振動が大きくならないようにガイドするものである。このボス部５５は、縮径部５６ｂに回転自在に支持されるように、その内壁面５５ｄが形成されている。そして、ボス部５５は、その両端面に外周側から中央に向かって肉厚が徐々に小さくなるように形成した面取部５５ｂ，５５ｃと、その面取部５５ｂ，５５ｃの間に形成された周面部５５ａと、を備えている。このボス部５５の幅長さおよび外径はすでに説明したものと同じ構成である。
【００８０】
図１０（ｂ）に示すように、接続シャフト５６にボス部５５を挿通させた状態で回転工具５７として使用する場合には、以下のような動作により接続シャフト５６の振動を抑制することになる。すなわち、深穴明機１００は回転駆動機構１６（図３，４参照）に接続した接続シャフト５６を回転させて穴明作業を行う場合、接続シャフト５６が振動してボス部５５が穴内壁面に接触する。そうすると、接続シャフト５６の回転に伴って回転しているボス部５５は、穴内壁面に接触したことによる衝撃を受けるが、接続シャフト５６の縮径部５６ｂに対して回転自在に支持されていることから、接続シャフト５６の回転とは異なる回転数あるは回転方向となって、その衝撃を吸収すると共に接続シャフト５６の振動を抑制することができる。
【００８１】
また、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転工具６７においては、ボス部６５を次の構成としても構わない。
図１１（ａ）は他の構成を示すボス部の動作状態を模式的に示す側面図、図１１（ｂ）はボス部の断面を示す断面図、図１１（ｃ）は削穴工具で削られたコンクリート片の状態を模式的に示す断面図である。なお、ボス部６５は、その切欠面６５ｅ以外は、ボス部５５と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、ボス部６５は、筒状に形成され、その両端面に形成した面取部６５ｂ，６５ｃと、この面取部６５ｂ，６５ｃの間に形成された周面部６５ａと、この周面部６５ａに長手方向に沿って肉厚を小さく形成された切欠面６５ｅ，６５ｅ（図上は２面）とを備えている。
【００８２】
ボス部６５の切欠面６５ｅは、削穴工具１７ａによりコンクリート面が削られたときに発生するコンクリート片Ｋ１を通過させることができるように、円筒円周面より肉厚を切欠いた面の状態に形成されている。削穴工具１７ａによる穴明作業では、コンクリートのほとんどが粉状となるが、図１１（ａ）に示すように、コンクリートのコア片Ｋが発生し、削穴工具１７ａの溝部１７ａ４の内側でさらに削られて小さくなったコンクリート片Ｋ１として、削穴工具１７ａと穴内壁面との隙間から後方に送られることがある。特に、削穴工具１７ａの直径が１５ｍｍ以上となった場合には、コンクリート片Ｋ１の発生する割合が多くなる可能性が高い。コンクリート片Ｋ１が発生する場合には、後方に送り出されてくるときの大きさが、削穴工具１７ａと穴内壁面との（削穴工具１７ａの最外径と軸部１７ａ２外径との）隙間Ｗ１を通過できる状態であるため、切欠面６５ｅは、円筒円周面からの距離Ｗ２が、隙間Ｗ１より大きくなるように構成されている。
【００８３】
なお、ボス部６５を取り付けた回転工具６７と穴内壁面との間の空間には、回転工具６７の貫通孔６７ｋを介して削穴工具１７ａに供給された冷却液が、コンクリート粉等と混ざって穴開口から排出する流れを形成するように充満した状態となっている。回転工具６７で穴明作業を行っているときには、ボス部６５の周面部６５ａが穴内壁面に当接して回転による振動を抑制し、かつ、ボス部６５の切欠面６５ｅと穴内壁面の間から図１１（ｂ）に示すように、コンクリート片Ｋ１を穴開口側に通過させることができ、コンクリート片Ｋ１の蓄積による穴明作業の効率悪化を防止することができる。
【００８４】
以上説明したように、回転工具１７，４７，５７，６７では、深穴明機１００が工具ガイド機構３０に作業面の近傍で支持されることと、ボス部５ａ，３，５５，６５が設けられていることにより、振動を抑制して深穴を精度よく明けることができる。また、支柱１４が傾斜することで、垂直穴から傾斜穴まで傾斜角度を自在に設定して穴明作業を行うことができる。
【００８５】
なお、深穴明機１００は、支柱１４の傾斜する方向に対面する位置に工具ガイド機構３０を配置した構成として説明したが、支柱１４が傾斜する方向に対して平行となる位置に工具ガイド機構３０を配置する構成としても構わない。
また、ボス付接続シャフト４は、継ぎ足したときに、そのボス部３がガイドブッシュ５２の位置より下方になるように設定されていれば、シャフト部４ａの一端側より中央側に配置される構成であっても構わない。
【００８６】
また、図１１では、切欠面６５ｅとして、ボス部６５の対向する２箇所に２面形成した例として説明したが、どちらか一箇所であってもよく、また、ボス部６５の円周方向を三等分したそれぞれの箇所に切欠面６５ｅを設けて３面としても構わない。さらに、図１、図９、図１０に示す回転工具１７，４７，５７でも、切欠面６５ｅを備える構成としても構わない。そして、前記した説明ではジョイント部６を介して接続する構成として説明したが、ジョイント部６を使用しないでも接続できる構造にはじめから形成されるように構成してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る回転工具の全体を示す分解斜視図、
【図２】本発明に係る回転工具の一部を省略して各構成における直径の関係を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす斜視図である。
【図４】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす斜視図である。
【図５】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす縦断面図である。
【図６】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす縦断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の工具ガイド機構を示す１図のＡ−Ａ縦断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る回転工具による穴明作業を模式的に示す模式図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る回転工具の他の形態を示し、回転工具による穴明作業を模式的に示す模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転工具の他の構成において一部を切欠いて示す分解斜視図および斜視図である。
【図１１】（ａ）は本発明に係る他の構成を示すボス部の動作状態を模式的に示す側面図、（ｂ）は本発明に係るボス部の断面を示す断面図、（ｃ）は本発明に係る削穴工具で削られたコンクリート片の状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
３ ボス部 ４ ボス付接続シャフト
３ａ 周面部 ４ａ シャフト部
３ｂ 面取部 ４ｂ 接続後部
４ｃ 接続前部
５ ガイドボス ６ ジョイント部
５ａ２ 面取部 ６ａ 接続後部
５ａ１ 周面部 ６ｂ 接続前部
５ａ ボス部
５ｂ 第１接続部 １０ 作業面（コンクリート床面）
５ｃ 第２接続部
１１ 基台 １３ 真空吸引装置
１１ａ 凹部 １４ 支柱
１１ｂ フレーム １４ａ ピン
１１ｃ 長穴 １４ｃ ラック
１１ｄ 固定ボルト １４ｄ アリ溝
１１ｅ ナット １５ 案内部材
１２ バキュームパット
１２ａ 導通孔 １６ 回転駆動機構
１２ｂ フレキシブルホース １６ａ モータ
１７ 回転工具 １６ｂ 回転軸
１７Ａ シャフト部材 １８ 給水室
１７ａ 削穴工具 １９ 駆動シャフト
１７ａ３ 接続後部 ２０ 給排水装置
１７ａ１ 研削部 ２１ ハンドル
１７ａ４ 溝部 ２２ａ 供給ホース
１７ａ２ 軸部 ２２ｂ 排水ホース
１７ｃ シャフト（シャンク） ２２ｃ 導通孔
１７ｃ１ 軸接続部 ２４ ポンプ
１７ｃ２ ロッド接続部
１７ｄ 接続シャフト（ロッド棒）
１７ｄ１ 接続後部 ３０ 工具ガイド機構
１７ｄ２ 接続前部 ３０ｃ ボルト付ガイドピン
１７ｅ 孔 ３０ｄ 蝶ナット
１７ｋ 貫通孔 ３０ｆ ガイドプレート
３０ｇ ボルト
３１ 工具ガイド基台 ３２ 工具ガイド部材
３１ａ 凹部 ３２ａ 球面軸受
３１ｇ スポンジ ３２ｂ 球面ガイド部材
３３ ブッシュ穴
３４ 移動レバー ４０ 固定機構
３５ ボルト ４１ 角度割出板
３５ａ リング ４２ 円弧溝
３５ｂ 目盛 ４３ 固定ボルト
３５ｃ 指針 ４３ 固定ボルト
３６ ボルト ４７ 回転工具
３７ 排水室 ５０ 昇降機構
３８ 直線案内溝 ５１ ピニオン
３９ａ 支持ボルト ５２ ガイドブッシュ
３９ｂ 固定具 ５２ａ ガイド穴
３９ｃ 長穴 ５２ｂ 切欠部
６０ ガイド基台 Ｌ１ 外径
９０ 深穴明ガイド装置 Ｌ２ 内径
１００ 深穴明機 Ｌ３ 外径
Ｌ４ 外径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート等のビットにより深穴の形成が可能な作業面に対して深穴を明けることができる深穴明機で使用される回転工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリートの建物の耐震強度を向上させるためにフレーム枠をボルトで固定する工事が行われ、コンクリートにナットを埋め込む際や、あるいは、コンクリートの内部を診断するため、コンクリートの穴明作業を行っている。
【０００３】
そして、コンクリートの穴明作業には、一般的にはダイヤモンドコアビットが使用されている。この穴明作業で使用されるダイヤモンドコアビットは、直径が４５ｍｍ〜２５ｍｍの大径となるものが標準として使用されている。
【０００４】
また、従来のコンクリートへの穴明け技術の具体的な例としては、コンクリート製の枕木の穴明専用機として提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この穴明専用機は、軌道走行台車の枠体に垂直昇降可能なモータドリルを搭載し、この単一のモータドリルの回転軸に穿孔用コアビットまたはアダプターを介して削孔用ドリルビットを装着可能としている。そして、この穴明専用機は、モータドリルの昇降を案内する支柱を立設したスライドテーブルを基台の枠体に回動可能に軸設し、このスライドテーブルの回動によって前記モータドリルの先端に装着する前記穿孔用コアビットまたは前記削孔用ドリルビットの位置を調節し、軌道レールの外側・内側への位置合わせを行うとともに該スライドテーブルが前後左右に移動可能に構成されている。
【０００５】
そして、モータドリルは、軌道走行台車の枠体に垂直昇降可能に搭載されている。この単一のモータドリルの回転軸に穿孔用コアビットまたはアダプターを介して削孔用ドリルビットを装着可能とした構成である。
【０００６】
また、従来のコンクリートの内部を診断する装置の具体的な例としては、ハンマードリルを使用してコンクリート構造物に穴を明ける装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このハンマードリルを用いた装置は、作業面に固定する装置固定部と、この装置固定部に立設した案内部と、この案内部に沿って移動するハンマードリルと、このハンマードリルで明けるときの打撃による弾性波の反射波および透過波を検知する加速度計等から構成されている。なお、この装置で用いられる回転工具としては中実な棒状で螺旋状に刃が形成されたドリルが使用されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０４５８３２号公報（段落番号００１８〜００３１、図１〜図８）
【特許文献２】特開２００７−１９８９０７号公報（段落番号００１６〜００５４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のコンクリート等の作業面に穴を明ける装置の構成では、以下に示すような問題点を有していた。
従来の装置では、使用するコアビットの直径が４５ｍｍ〜２５ｍｍと大きいものを使用すると、使用するシャフトも大径となり、また、大きな駆動機構が必要になった。さらに、従来の装置では、コアビットの直径が大きいと、コンクリート内部の鉄筋を切断あるいは損傷してコンクリートの強度を逆に低下させる結果となることがあった。
【０００９】
そして、従来の特許文献１，２に示す装置では、形成する穴径は、コンクリート製の床あるいは側壁に形成するために小径の回転工具を使用しているため小さく形成できる。しかし、この装置では、小径の回転工具を使用しているために、回転工具の強度が足りず振動により、回転工具の削穴工具となるドリルの１０倍以上の深穴をコンクリート面に形成することは困難であった。
【００１０】
特に、深穴を形成していくときに装置の回転駆動機構であるモータでの負荷を小さくしたいので、回転工具の削穴工具であるビットに接続されるシャフトを細い直径ですることが望まれているが、ビットの直径とシャンクの直径の差が所定値以上広がると、シャンクが振動して精度よい深穴を形成することができない。また、シャンクが穴内で大きく振動するとシャンク自体が破損する可能性があった。
【００１１】
本発明は、前記した問題点に鑑みて創案されたものであり、コンクリート等の作業面に対して、小径で深穴を形成するときに、シャンクの振動を押さえて深穴明作業を行うことができる回転工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る回転工具は前記課題を解決するため以下のような構成とした。
すなわち、回転工具は、コンクリート製の作業面に直径が２５ｍｍ未満で、前記直径の１０倍以上の深穴を明ける深穴明機に接続して使用される回転工具において、前記回転工具は、前記深穴明機の回転駆動機構に後端を接続するシャフト部材と、このシャフト部材の先端に接続されコンクリートを切削する削穴工具とを備え、前記シャフト部材は、前記削穴工具および前記回転駆動機構の間で継ぎ足して接続されるシャフトと、このシャフト間に配置されるガイドボスとを備え、前記ガイドボスが、前記削穴工具の直径より小さく、かつ、前記シャフトの直径より大きく形成された構成とした。
【００１３】
このような構成により、回転工具は、削穴工具でコンクリートの作業面を切削して堀進んで行くと、作業面の開口から掘り進んだ深穴内でシャンクの振動が起こるが、ガイドボスがシャフト間に配置しているために、ガイドボスと穴内壁面とが接触することでガイドしてシャンクの振動が大きくなることはない。
【００１４】
また、前記回転工具において、前記ガイドボスは、前記シャフトの後端と接続する第１接続部と、つぎに接続される前記シャフトの前端と接続する第２接続部と、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成されたボス部とを備え、前記第１接続部が前記ボス部から突出して形成されると共に、前記第２接続部が前記ボス部の内側に形成され、前記第１接続部および前記第２接続部が前記シャフトの軸線方向となる直線方向に沿って配置される構成とした。
【００１５】
このような構成により、回転工具は、シャフトを継ぎ足して接続する場合に、削穴工具側のシャフトの後端にガイドボスの第１接続部が接続され、回転駆動機構側のシャフトの前端にガイドボスの第２接続部が接続されて、継ぎ足すシャフトの前端となる位置にガイドボスのボス部が配置される。このように、回転工具では、継ぎ足すシャフトの前端にガイドボスが接続されるために、つぎに継ぎ足すシャフトの長さ分について穴明作業とシャフトの継ぎ足し作業を効率よく行うことができ、かつ、穴明作業時にガイドボスのボス部を、シャフトを振動させないためのガイドとして深穴内に所定間隔で配置することができる。
【００１６】
さらに、前記回転工具において、前記シャフトは、互いに接続する位置から所定範囲でシャフト径が小さくなるように形成した縮径部を備え、前記ガイドボスは、前記シャフトの縮径部に挿入する筒状のボス部を有し、また、前記ボス部の内径は、前記シャフトのシャフト径より小さく、かつ、前記縮径部より大きく形成され、当該ボス部が前記縮径部に回転自在に支持された構成とした。
【００１７】
このような構成により、回転工具は、シャフトを継ぎ足して接続するときに、シャフトの縮径部にボス部を挿通させた状態としてガイドボスが設置される。そして、回転工具は形成した深穴にそのボス部を挿入した状態で回転駆動機構により回転が始まると、穴内壁面にボス部が接触したときに、ボス部が縮径部の位置で自在に回転しながらその衝撃による影響を受けてシャフトをガイドすることができる。
【００１８】
また、前記回転工具において、前記ガイドボスは、前記シャフトにボス部が一体に固定されて配置され、前記ボス部が、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成される構成とした。さらに、前記ボス部を、前記シャフトの削穴工具側となる一端に一体に固定されて配置される構成としてもよい。
このような構成により、回転工具は、シャフトを継ぎ足す作業を行うことで、ガイドボスをシャフト間に接続して、穴明作業を行うことができる。また、回転工具は、ボス部がシャフトの削穴工具側に配置されることにより、削穴工具から所定間隔ごとにボス部を配置することができる。
【００１９】
また、前記回転工具において、前記シャフト部材は、前記削穴工具に冷却液を供給する貫通孔を、前記シャフトおよびガイドボスに形成した構成とした。
このような構成により、回転工具は、深穴明作業を行うときに、回転工具の削穴工具にシャフト部材の内側から冷却液を供給することができる。また、供給した冷却液は、形成した深穴とシャフトおよびガイドボスとの間から穴外に送られる。
【００２０】
そして、前記回転工具において、前記ボス部は、外周縁から中央に向かって縮径されるように形成した面取部を両端面に備える構成とした。
このような構成により、回転工具は、深穴を明けるときにボス部の面取部があることでシャフト部材の送りをスムーズにし、かつ、深穴からシャフト部材を抜き取るときにも、ボス部の面取部がシャフト部材の深穴内での移動をスムーズにする。
【００２１】
さらに、前記回転工具において、前記ボス部は、前記削穴工具により穿設される穴内壁面に平行となる周面部において長手方向に沿って切欠いた切欠面を、当該ボス部の周面に少なくとも１面以上備え、前記切欠面は、前記穴側面までの間隔が、前記削穴工具により削られて発生するコンクリート片を通過させる大きさになるように形成された構成とした。
【００２２】
このような構成により、回転工具は、深穴を削穴工具により堀進めていくときに、発生するコンクリート片が削穴工具からシャフト側に送り出されたときに、ボス部の切欠面と穴壁面との間からそのコンクリート片を穴開口側に送り出すことができる。
【００２３】
そして、前記した回転工具において、前記深穴明機は、作業面に着脱自在に固定する工具ガイド機構と、この工具ガイド機構に隣接して設けた基台と、この基台に支持した支柱と、この支柱に前記回転駆動機構を支持して昇降自在に設けられた案内部材と、前記削穴工具に冷却液を供給すると共に作業面に形成した深穴開口からの冷却液を回収して濾過して前記冷却液として循環させる給排水装置とを備え、前記工具ガイド機構は、前記シャフト部材のシャフトを筒状のガイドブッシュを介して回転自在に支持するように構成した。
【００２４】
このような構成により、回転工具は、はじめに深穴明機を、コンクリート製の作業面上に基台を配置して固定手段により固定する。そして、支柱の案内部材に固定される回転駆動機構に回転工具を設置する。さらに、工具ガイド機構にガイドブッシュを介して、シャフト部材のシャフトを支持して地上においてガイドした状態とする。そして、回転駆動機構を駆動させることにより回転工具を回転させ、また、昇降機構により案内部材を支柱に沿って降下させることでコンクリート製の作業面に削穴工具により切削して深穴を明ける穴明作業を行う。回転工具は、穴明作業を行っているときには、シャフト部が穿孔方向において工具ガイド機構にガイドされた状態となる。さらに、回転工具は、深穴内において、ガイドボスが深穴の壁面との距離を小さくすることで、シャフトの振動を抑制する。さらに、穴明作業を行っているときに、削穴工具に冷却液が給排水装置から供給され、供給した冷却液はコンクリートの削り粉と一緒に穴開口から送りだされ、穴開口から送りだされたコンクリートの削り粉の混在した冷却液は回収されて濾過され再び冷却液として削穴工具側に供給される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る回転工具は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
回転工具は、削穴工具の直径とシャンクの直径との差が大きくなっても、ガイドボスがシャフト間に配置されるため、シャンクの振動を最小限に抑制することができ、深穴を精度よく明けることができる。
【００２６】
回転工具は、ガイドボスのボス部から突出した第１接続部に削穴工具側のシャフトを接続し、かつ、ガイドボスのボス部の内側に形成した第２接続部に回転駆動機構側のシャフトを接続してシャフト間に設置している。そのため、回転工具は、継ぎ足してシャフトを長くするときに、容易にガイドボスを設置することができる。
回転工具は、シャフトの縮径部にボス部を回転自在に支持させているため、
回転工具は、ガイドボスおよびシャフトの貫通孔により冷却液を削穴工具に供給して穴明作業を行うことができる。
【００２７】
回転工具は、深穴明機の工具ガイド機構により作業面の近傍でシャフトが回転自在に支持されているため、シャフト径を小さくして深穴を作業面に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明を実施するための最良の形態について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、回転工具の全体を示す分解斜視図、図２は、回転工具の一部を省略して各構成における直径の関係を模式的に示す側面図、図３は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす斜視図、図４は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす斜視図、図５は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす縦断面図、図６は、回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす縦断面図である。
【００２９】
図１および図３に示すように、回転工具１７は、後記する回転駆動機構１６に接続してこの回転駆動を支柱１４に沿って案内部材１５により昇降させ使用する深穴明機１００において使用される。この回転工具１７は、シャフト部材１７Ａと、このシャフト部材１７Ａに接続する削穴工具１７ａとを備えている。そして、シャフト部材１７Ａは、シャフト（シャンク）１７ｃと、このシャフト１７ｃに接続する接続シャフト（ロッド棒）１７ｄと、シャフト１７ｃと接続シャフト１７ｄとの間、または、接続シャフト１７ｄ間に配置されるガイドボス５を備えている。なお、ここでは、接続シャフト１７ｄは、削穴工具１７ａと他の接続シャフト１７ｄとの間、あるいは、削穴工具１７ａとシャフト１７ｃとの間において、ジョイント部６を介して接続するように構成されている。
【００３０】
図１に示すように、シャフト１７ｃは、回転駆動機構１６の駆動軸側に接続するためのものであり、当該シャフトの一端側に回転駆動機構１６の駆動軸側に接続する軸接続部１７ｃ１と、当該シャフトの他端側に接続シャフト１７ｄの接続後部１７ｄ１を接続するロッド接続部１７ｃ２と、を備えている。このシャフト１７ｃは、筒状に形成され、内部に冷却液（冷却水あるいは潤滑水）を通す貫通孔１７ｋを備えるように構成されている。
【００３１】
接続シャフト１７ｄは、回転駆動機構１６と削穴工具１７ａとの間で接続して継ぎ足されて使用されるものであり、一端側に接続後部１７ｄ１が形成されると共に、他端側に接続前部１７ｄ２が形成されている。この接続シャフト１７ｄは、筒状に形成され、内部に冷却液を通すことができるように構成されている。また、接続シャフト１７ｄは、その外径が６〜１５ｍｍの範囲で形成され、６〜１０ｍｍの範囲の寸法でここでは使用している。そして、接続シャフト１７ｄは、その長さ寸法を３０ｃｍが最長となるように設定しており、ここでは２０ｃｍの長さとして使用している。接続シャフト１７ｄは、その直径を最小である６ｍｍとしたときには、長さが２５ｃｍを超えると、シャフトに使用される一般的な素材で形成された場合には強度を保つことが難しくなる。なお、接続シャフト１７ｄには、工具により接続分離作業を行うときに扱いやすいように円筒の一部に平面部（スパナカット面）が形成されている。
【００３２】
ジョイント部６は、削穴工具１７ａと接続シャフト１７ｄとの間に設置されるものであり、筒状に形成されて内部に冷却液を通すことができるように構成されている。このジョイント部６は、一端側に接続前部６ｂが形成され、他端側に接続後部６ａが形成されている。ジョイント部６の接続後部６ａは、接続シャフト１７ｄの接続前部１７ｄ２を着脱自在に螺合することができる雌ネジが形成されている。また、ジョイント部６の接続前部６ｂは、削穴工具１７ａの雌ネジに着脱自在に螺合するネジが形成されている。このジョイント部６は、削穴工具１７ａの雌ネジの部分が十分長く形成できない場合に有効に利用されることになる。なお、ジョイント部６には、工具により接続分離作業を行うときに扱いやすいように円筒の一部に平面部（スパナカット面）が形成されている。
【００３３】
図１に示すように、ガイドボス５は、穴明作業において接続シャフト１７ｄの振動を最小限に抑制するものであり、振動をボス部５ａと、第１接続部５ｂと、第２接続部５ｃとを備えている。このガイドボス５は、接続シャフト１７ｄを継ぎ足すときに併せて接続させている。ガイドボス５は、第１接続部５ｂ、ボス部５ａ、第２接続部５ｃに連通するように貫通孔が形成されており、冷却液を通すように構成されている。
【００３４】
ボス部５ａは、接続シャフト１７ｄの直径（外径）より大きく形成されており、削穴工具１７ａの直径より小さくなるように構成されている。このボス部５ａは、その両端面に形成した面取部５ａ２，５ａ３と、その面取部５ａ２，５ａ３の間に形成された周面部５ａ１と、を備えている。そして、ボス部５ａは、その周面部５ａ１の外径（ボス部５ａの直径）を、例えば、接続シャフト１７ｄの直径が６ｍｍで、削穴工具１７ａの直径が１５ｍｍであった場合には、１４〜１０ｍｍの範囲で設定されている。
【００３５】
なお、ボス部５ａの直径は、その上限として削穴工具１７ａの直径より１ｍｍ小さな値までとして設定されている。この上限の値は、ボス部５ａの直径がそれ以上大きくなると、削穴工具１７ａの直径に近づきすぎるため、ボス部５ａの表面が内壁面に接触する時間が長くなり、穴明作業に影響を及ぼす可能性が高くなるからである。また、ボス部５ａの直径は、その下限の値は、削穴工具の直径より７ｍｍ以上小さくならない大きさとなるように設定されている。この下限の値としているのは、ボス部５ａの直径が削穴工具の直径より７ｍｍを超えて小さくなると、穴径とボス部５ａの間隔が広がり振動が大きくなるため、接続シャフト１７ｄを破損する可能性が高くなるからである。
【００３６】
また、ボス部５ａの設置長さ範囲は、接続シャフト１７ｄの長さの（２０／１００）以下の範囲で設定されている。特に、ボス部５ａの周面部５ａ１の幅長さ（軸方向の長さ）が（２０／１００）を超えると、ボス部５ａの重量が増えることと、穴内壁面に接触したときの抵抗が大きくなり、また、回転駆動機構１６のモータの負担を大きくする。そして、より好ましくは、ボス部５ａの周面部５ａ１の幅長さは、（１５／１００〜１／１００）の範囲で形成されることが望ましい。ボス部５ａの周面部５ａ１の幅長さが、（１５／１００〜１／１００）の範囲で形成されると、穴内壁面に対して接触したときに抵抗が大きくなりすぎることがなく都合よく、また、回転駆動機構１６のモータに対する負担も大きくなりすぎることはない。なお、ボス部５ａの周面部５ａ１は、図面では、穴内壁面に平行となる周面になるように示しているが、面取部５ａ２，５ａ３から連続する曲面に形成する構成としても構わない。
【００３７】
面取部５ａ２，５ａ３は、削穴工具１７ａで削られたコア片の流れをスムーズにすることと、接続シャフト１７ｄを穴内から抜き出すあるいは差し込むときに、ボス部５ａを上下方向（左右方向：前後方向）においてスムーズに移動させるために形成されている。この面取部５ａ２，５ａ３は、外周縁から中央に向かって縮径されるように形成されている。この面取部５ａ２，５ａ３は、ここでは、直線的に形成されているが、曲面として形成しても構わない。また、面取部５ａ２，５ａ３は、その傾斜角度については、特に限定されるものではなくボス部５ａの設置長さおよび周面部５ａ１の幅長さによって設定される。
【００３８】
第１接続部５ｂは、図１に示すように、削穴工具１７ａ側の接続シャフト１７ｄの接続後部１７ｄ１に接続できるように構成されている。この第１接続部５ｂは、ここでは、ボス部５ａから突出した円筒部分の先端側から基端側に向かって所定範囲まで外周面にネジが形成されている。また、円筒部分のネジが形成されていない部分には、工具により回転させやすいように円筒の一部に平面部（スパナカット面）が形成されている。
【００３９】
第２接続部５ｃは、図１に示すように、回転駆動機構１６側の接続シャフト１７ｄの接続前部１７ｄ２に接続できるように構成されている。この第２接続部５ｃは、ここでは、ボス部５ａの内側に雌ネジが形成されている。
【００４０】
削穴工具１７ａは、溝部１７ａ４が軸線方向に沿って形成された研削部１７ａ１と、この研削部に連続して形成された軸部１７ａ２と、この軸部１７ａ２の内側に形成された接続後部１７ａ３とを備えている。この削穴工具１７ａは、接続後部１７ａ３および軸部１７ａ２に冷却液を通し、さらに溝部１７ａ４にその冷却液を送る連通孔が形成されている（接続後部１７ａ３は雌ネジに形成されることが連通孔となる）。そして、溝部１７ａ４内には、凸部１７ａ５（図１１（ａ）参照）が形成されている。この凸部１７ａ５は、冷却液を穴内側面側に導くと共に、削穴作業を行うときに発生するコア片Ｋが連通孔に入り込むことを防止している。この削穴工具１７ａは、ダイヤモンド粒等の砥石粒を用いるいわゆるビット工具であり、例えば、特開２００４−３３０５５１号公報に記載のもの等が使用される。
【００４１】
つぎに、図２を参照して、回転工具１７の削穴工具１７ａとガイドボス５と、深穴明作業で使用するときの工具ガイド機構３０におけるガイドブッシュ５２と、ブッシュ穴３３との大きさの関係を説明する。なお、工具ガイド機構３０の工具ガイド基台３１は、球面軸受けに工具ガイド部材３２を支持しており、その工具ガイド部材３２の中央にブッシュ穴３３が形成され、そのブッシュ穴３３にガイドブッシュ５２を支持するように構成されている。そして、工具ガイド基台３１のガイドブッシュ５２に回転工具１７の接続シャフト１７ｄが支持された状態で穴明作業が行われる。また、ここで使用される削穴工具１７ａの直径は、２５ｍｍ以下となるものが使用される。
【００４２】
回転工具１７の削穴工具１７ａの外径Ｌ３と、ガイドボス５のボス部５ａの外径Ｌ４は、Ｌ３＞Ｌ４の関係があり、削穴工具１７ａの外径Ｌ３と、ガイドブッシュ５２の外径Ｌ１とはＬ１＞Ｌ４の関係がある。また、ガイドブッシュ５２を設置するブッシュ穴３３の最小となる内径Ｌ２と、削穴工具１７ａの外径Ｌ３とは、Ｌ２＞Ｌ３の関係がある。したがて、回転工具１７の削穴工具１７ａとガイドボス５と、ガイドブッシュ５２とブッシュ穴３３とは、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４の関係となるように構成されている。
【００４３】
つぎに、前記した回転工具１７を使用する深穴明機１００の一例の構成を説明する。図３および図４に示すように、深穴明機１００は、コンクリート床面（作業面）１０上に配置された基台１１と、支柱１４と、固定機構４０と、案内部材１５と、回転工具１７を取り付ける回転駆動機構１６と、昇降機構５０と、ガイド基台６０と、工具ガイド機構３０とを基本構成としている。なお、ここでは、回転駆動機構１６を案内部材１５から取り外した構成を深穴明ガイド装置９０とする。
【００４４】
図３および図５に示すように、基台１１は、その底面に凹状に形成された凹部１１ａと、この凹部１１ａの上部に取り付けられるフレーム１１ｂと、凹部１１ａを囲むように設けた弾性変形自在なバキュームパット１２とを備えている。そして、凹部１１ａは、基台１１を貫通して穴明けされた導通孔１２ａに、フレキシブルホース１２ｂを介して真空吸引装置１３に接続されている。そのため、基台１１は、コンクリートのように表面に凹凸のある加工対象物にも気密性を保持して固定することができる。また、凹部１１ａは、そのほぼ中央の上面に上方に立設した固定ボルト１１ｄを有している。
【００４５】
フレーム１１ｂは、その上面に支柱１４の下端部をピン１４ａで軸支し傾斜自在に支持する固定機構４０を一体に備えている。このフレーム１１ｂは、凹部１１ａに対して、移動可能に載置されている。すなわち、フレーム１１ｂは、凹部１１ａに立設した固定ボルト１１ｄに対応する位置に長穴１１ｃを形成しており、長穴１１ｃに固定ボルト１１ｄが係合したときに、その長穴１１ｃに沿って移動できるように構成されている。そして、凹部１１ａとフレーム１１ｂは、ナット１１ｅと固定ボルト１１ｄが締結されることで固定されている。したがって、図示省略するが、コンクリート面にヒビ割れ等があり、真空吸引装置１３を用いることができない場合、コンクリートに予めアンカーボルトを打ち込み、凹部１１ａを外した状態で、フレーム１１ｂの長穴１１ｃにアンカーボルトを差し込みナット１１ｅで締結することで、フレーム１１ｂを基台１１として固定している。したがって、凹部１１ａを用いない場合は、フレーム１１ｂおよび長穴１１ｃがアンカーボルトに対する固定手段となる。
【００４６】
固定機構４０は、一対の扇形の角度割出板４１，４１と、この角度割出板４１，４１に形成した円弧状の円弧溝４２に設けた固定ボルト４３とを備えている。
そして、支柱１４は、フレーム１１ｂ上に設けた角度割出板４１，４１の間に配置され、角度割出板４１，４１に貫通して軸支するピン（支軸）１４ａにより所定傾斜角度に自在に設定できるように支持されており、かつ、固定ボルト４３により所定傾斜角度の位置で固定されるように構成されている。この支柱１４は、金属製の中空な角中空体形状に形成され、柱面に昇降機構５０の一部であるラック１４ｃが設けられ、後記する回転駆動機構１６を搭載した案内部材１５が移動自在に摺動（移動）するように構成されている。
【００４７】
図５および図６に示すように、案内部材１５の内側には、支柱１４に設けたラック１４ｃに噛合するピニオン５１を昇降機構５０の一部として設けている。なお、昇降機構５０は、ここでは、支柱１４に設けたラック１４ｃと、このラック１４ｃに噛合するピニオン５１と、このピニオン５１を操作するためのハンドル２１とを備えている。
【００４８】
案内部材１５は、ピニオン５１を収納する空間を有すると共に、ラック１４ｃが形成されていない支柱１４の他の柱面に当接してスライドするように形成された筐体部分と、この筐体部分に連続して回転駆動機構１６を着脱自在に設置する設置部分とを備えている。また、図３ないし図６に示すように、案内部材１５で回転駆動機構１６を保持している所定位置には、後記する給排水装置２０の給水室１８が設置可能に設けられている。なお、案内部材１５には図示省略した蝶ボルトを螺合し、支柱１４に対して押圧し、案内部材１５の移動を固定することができる。
【００４９】
回転駆動機構１６は、モータ１６ａと、このモータ１６ａの回転軸１６ｂに接続された駆動シャフト１９とを備えている。そして、駆動シャフト１９の先端（前端）には、シャフト１７ｃの軸接続部１７ｃ１が接続できるように構成されている。さらに、駆動シャフト１９は、その側面に貫通する給水用の孔１７ｅが形成されており、駆動シャフト１９の孔１７ｅが形成されている部分が、給水室１８内に位置するように配置されている。
【００５０】
したがって、給水室１８に冷却液が供給されると、回転している駆動シャフト１９の孔１７ｅから回転工具１７の貫通孔１７ｋを介して削穴工具１７ａの作業部位まで冷却液を供給することが可能となる。なお、削穴工具１７ａは、例えば、ダイヤモンドドリルビットまたは超硬金属をロウ付けしたロングドリル等が用いられる。
【００５１】
図３および図４に示すように、ガイド基台６０は、基台１１に設けたアリ溝１４ｄに沿って垂直方向に移動可能に設けられている。このガイド基台６０は、その中央にガイド基台６０の水平（作業面に平行）なガイド面に沿って水平移動可能な工具ガイド機構３０を備えている。また、図５に示すように、工具ガイド機構３０は、ガイド基台６０の下方に突出する高さに形成されており、下端部分が床上面に当接するように形成されている。なお、ガイド基台６０がアリ溝１４ｄにより上下に移動できることで、作業床面に段差があっても作業できるように構成されている。
【００５２】
図７（ａ）、（ｂ）および図３に示すように、工具ガイド基台３１の上部には、その円筒部に、矩形のガイドプレート３０ｆを載せ、このガイドプレート３０ｆと工具ガイド基台３１をボルト３０ｇで４箇所締結できるように構成されている。そして、ガイドプレート３０ｆは、その左右の上面にそれぞれ、ボルト付きのボルト付ガイドピン３０ｃが２箇所固定されている。ボルト付ガイドピン３０ｃ、３０ｃは図７（ａ）、（ｂ）に示すようにガイド基台６０に設けた直線案内溝３８，３８（図１参照）にそれぞれ挿入され、直線ガイドされる。工具ガイド基台３１を取付けたガイドプレート３０ｆをガイド基台６０に固定する場合は、蝶ナット３０ｄを締め上げることにより行われる。したがって、蝶ナット３０ｄ，３０ｄを締め上げることにより、当該工具ガイド機構３０が、ガイド基台６０に固定される。
【００５３】
そして、工具ガイド機構３０は、工具ガイド基台３１と、この工具ガイド基台３１に嵌合した球面ガイド部材３２ｂと、この球面ガイド部材３２ｂの球面部に回動自在に嵌挿される球面軸受３２ａと、この球面軸受３２ａに嵌合し、中心部にブッシュ穴３３を設けた工具ガイド部材３２と、この工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３に着脱自在に取付けられ、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄをガイドするガイドブッシュ５２と、このガイドブッシュ５２を固定する固定具３９ｂとを備えている。この工具ガイド機構３０は、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄを作業面１０の近傍で回動自在に支持することで穿孔方向にガイドするものである。
【００５４】
工具ガイド基台３１は、中央部に凹部３１ａを設けている。そのため、切削を終えたコンクリート粉の混ざった汚水は穴開口から排出され、この凹部３１ａにより形成される排水室３７に一時プールされ、排水ホース２２ｂを経て給排水装置２０に戻される。戻された汚水は、給排水装置２０内のフィルタで濾過され、再び冷却液として使用されるように構成されている。
【００５５】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、工具ガイド基台３１には、工具ガイド基台３１の中央に設けた球面ガイド部材３２ｂが設置され、この球面ガイド部材３２ｂの球面部に回動自在に嵌挿される球面軸受３２ａを傾斜自在に支持している。そして、球面軸受３２ａは、中心部にブッシュ穴３３を設けた工具ガイド部材３２を嵌合して支持している。また工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３には、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄ（図１参照）をガイドするガイド穴５２ａを形成したガイドブッシュ５２が着脱自在に取付けられている。さらに、図１に示すように、ガイドブッシュ５２は、その一部に切り欠いて段差を形成した切欠部５２ｂを備え、側面（上面）から固定具３９ｂにより押圧されて工具ガイド部材３２に固定するように設置されている。固定具３９ｂは、例えば、長穴３９ｃを形成した板片であり、長穴３９ｃに支持される支持ボルト３９ａにより工具ガイド基台３１に固定され、固定具３９ｂの一部がガイドブッシュ５２に形成した切欠部５２ｂに係合して押圧することで、ガイドブッシュ５２を支持するように構成されている。
【００５６】
ガイドブッシュ５２が工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３に嵌合されて支持されることで、ガイドブッシュ５２を介してシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄを回転自在に工具ガイド部材３２に支持している。
【００５７】
また、工具ガイド部材３２は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ここでは、径の異なる環状部材が同心円状に形成されており、中央に設けた貫通穴の部分でその貫通穴の外側から内側に向かって球面ガイド部材３２ｂ、球面軸受３２ａ、および、ガイドブッシュ５２が設置されるように構成されている。そして球面軸受３２ａは、左右からボルト３５，３５により軸支されて傾斜できるように設置されている。また、ボルト３５，３５の周囲には、リング３５ａ，３５ａが設けられており、リング３５ａ，３５ａの周面には、角度を示す目盛３５ｂが設けられている。リング３５ａの上面には、ボルト３６を介して移動レバー３４が掛け渡すように設けられている。
【００５８】
このような構成により、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、球面軸受３２ａは、ボルト３５，３５のネジで押圧して傾斜角度を固定できる。工具ガイド機構３０は移動レバー３４を手で持ち上げ、水平方向に移動するとき、および球面軸受３２ａの角度を調整する場合に用いられる。球面軸受３２ａの角度を調整する場合には、ボルト３５を緩め、移動レバー３４を持ち上げ、リング３５ａに付した目盛３５ｂを指針３５ｃに合わせるようにして行う。工具ガイド基台３１は、工具ガイド部材３２が所定傾斜角度で設定されたときに、ボルト３５によりその傾斜位置を固定している。
なお、ボルト３５の設置位置は、工具ガイド基台３１がガイド基台６０の直線案内溝３８，３８に沿って移動したいずれの位置であっても外部から操作できる位置であることが好ましい。
【００５９】
工具ガイド基台３１は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、その底面に凹状に形成された凹部３１ａと、この凹部３１ａを囲むように設けた弾性変形自在なリング状のスポンジ３１ｇとを備えている。そして、凹部３１ａは、工具ガイド基台３１を貫通した導通孔２２ｃに、フレキシブルホースである排水ホース２２ｂを介して接続されている。そのため、工具ガイド基台３１は、コンクリートのように表面に凹凸のある加工対象物にも気密性を保持できる。
【００６０】
図３ないし図６に示すように、給排水装置２０は、供給ホース２２ａおよび給水室１８を介して冷却液を回転工具１７に供給し、かつ、工具ガイド基台３１の排水室３７に溜まった汚水を、排水ホース２２ｂを介して給排水装置２０に戻し、濾過して再度冷却液にして循環させるものである。この給排水装置２０は、その装置本体内にポンプ２４および図示しないフィルタ等の濾過機構を備えており、作業現場を水浸しにすることなく、冷却液を供給して排水を濾過することが可能となる。なお、この給排水装置２０は、給水室１８に冷却液を供給すると共に、排水室３７から強制的に吸引している。そのため、冷却液は、給排水装置２０から供給ホース２２ａ、給水室１８、孔１７ｅ、回転工具１７の貫通孔１７ｋ、削穴工具１７ａ、深穴、排水室３７、排水ホース２２ｂの間を循環することとなり、削穴工具１７ａにより削られたコンクリート粉は、冷却液に混ざった混濁水として、形成されている深穴から排水室３７に吸引されて引き上げられ排水ホース２２ｂを介して給排水装置２０に送られ、図示しないフィルタ等により濾過される。
【００６１】
なお、深穴明機１００において、支柱１４を回動自在に搭載した基台１１と工具ガイド機構３０を案内（支持）するガイド基台６０の配置は、垂直方向の穴明の状態のときに、支柱１４の回動中心線と工具ガイド機構３０の傾斜中心線が異なる垂直平面上に平行に位置するように構成されている。
そして、工具ガイド機構３０は作業面１０上面に対して平行に基台１１に支持され、中央部にガイド面を形成したガイド基台６０と、ガイド基台６０のガイド面に沿って水平移動可能とし、かつ、回転工具１７の傾斜角度に合わせて、回転工具１７のシャフト１７ｃまたは接続シャフト１７ｄを支持するようにしている。
【００６２】
次に、この回転工具１７の使用方法について深穴明機１００に設置した場合についての手順を手順（１）〜（１３）として述べる。なお、下記の作業方法は、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
＜垂直穴の加工手順＞（図１、図３、図８参照）
（１）作業面１０上の指定された穴位置に、工具先端が合うように深穴明機１００を仮置きする。
（２）真空吸引装置１３を作動して、基台１１を作業面１０に固定する。
【００６３】
（３）基台１１上のフレーム１１ｂに設けた固定ボルト１１ｄを緩めて、フレーム１１ｂを移動し、工具先端位置を調整する。
（４）指定された穴位置に、回転工具１７をセットして、工具ガイド機構３０の芯出しを行う。
（５）工具ガイド機構３０を蝶ナット３０ｄで固定する。
【００６４】
（６）シャフト１７ｃの先端の削穴工具１７ａを外し、ガイドブッシュ５２をシャフト１７ｃに挿通した状態で削穴工具１７ａを取り付ける。なお、ガイドブッシュ５２は、固定具３９ｂの長穴３９ｃに支持している支持ボルト３９ａを緩めた状態として長穴３９ｃに沿って固定具３９ｂを移動して、ガイドブッシュ５２の切欠部５２ｂに係合した状態とする。そして、ガイドブッシュ５２は、支持ボルト３９ａを締めることで、工具ガイド部材３２の上面に取り付けられている。したがって、ガイドブッシュ５２を固定具３９ｂの一部で押圧して工具ガイド部材３２に固定し、ガイドブッシュ５２によりシャフト１７ｃを回転自在に工具ガイド部材３２に支持している。
【００６５】
（７）ハンドル２１を操作して、工具ガイド部材３２の真上に位置させ、回転駆動機構１６のモータ１６ａを駆動し、回転工具１７を回転させる。
（８）給排水装置２０のポンプ２４を作動し、回転工具１７に冷却液を供給する。
（９）冷却液は、ポンプ２４により供給ホース２２ａから給水室１８に送られ、給水室１８内に送られた冷却液は、駆動シャフト１９の孔１７ｅ、貫通孔１７ｋから削穴工具１７ａまで送られ、作業位置に冷却液を供給する。
（１０）ハンドル２１を操作して送りをかけながら、削穴工具１７ａを送り込む。
（１１）初めに取り付けたシャフト１７ｃの長さに対応する深穴を形成したら、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、回転駆動機構１６のモータ１６ａを一旦停止して、ガイドブッシュ５２の固定を解除して、回転工具１７を深穴から抜き出す。
【００６６】
（１２）ガイドボス５と接続シャフト１７ｄをシャフト１７ｃおよび削穴工具１７ａの間に接続した状態で（図８（ｂ）、（ｃ）参照）、ガイドブッシュ５２を再度、固定具３９ｂで固定して穴明作業を再開する（図８（ｃ）参照）。接続シャフト１７ｄを接続して回転工具１７の全体が長くなった場合、接続シャフト１７ｄと削穴工具１７ａの外径との差が大きいと接続シャフト１７ｄの振動が大きくなってしまうが、ここでは、ガイドボス５が所定間隔で配置されているため、ガイドボス５の周面部５ａ１が振動を大きくしないように、内壁に対して接触してガイドしている。
【００６７】
したがって、回転工具１７は、接続シャフト１７ｄを継ぎ足して長くなっても、接続シャフト１７ｄあるいはシャフト１７ｃがガイドブッシュ５２によりガイドされていることと、所定間隔ごとにガイドボス５が配置されるために、振動を抑制して穴明作業を行うことができる。このような図８（ｂ）〜（ｄ）の動作を繰り返して、所定の深さまで削穴工具１７ａにより深穴を掘っている。なお、一例として、削穴工具１７ａの外径が１５〜２１ｍｍであった場合、接続シャフト１７ｄの外径は、６〜８ｍｍであり、ガイドボス５の外径は、１４〜２０ｍｍであると、６ｍの水平穴、水平穴あるいは垂直穴の深穴を形成したときに、数ミリの誤差内で形成することができる。
【００６８】
また、穴明作業を行う場合には、削穴工具１７ａで削穴されることにより排出されるコンクリート粉の混ざった汚水は、工具ガイド基台３１の排水室３７から給排水装置２０のポンプ２４により排水ホース２２ｂを介して再び給排水装置２０に送り戻される。そして、給排水装置２０に、回収された排水は、フィルタで濾過され、再び冷却液として再循環して使用される。
【００６９】
なお、傾斜穴の穴明け手順については、前記した手順（４）の前に、つぎのような作業を行っている。すなわち、図１、図４および図６に示すように、支柱１４を所定の角度に傾斜させて固定ボルト４３を締めて支柱１４を角度割出板４１に固定する。なお、支柱１４は、角度割出板４１に形成されている目盛りに、支柱１４に設けられた矢印に合わせることで正確な傾斜角度に設定することができる。そして、工具ガイド部材３２を所定の角度に傾斜させてボルト３５で固定する。なお、工具ガイド部材３２は、目盛３５ｂを指針３５ｃに合わせることで、正確な傾斜角度を設定することができる。
【００７０】
穴明作業は、傾斜角度が決まっているので、予め、支柱１４と工具ガイド部材３２の角度を設定して固定し、正確な角度を設定して穴明作業を簡単にすることができる。
【００７１】
また、回転工具１７は、接続シャフト１７ｄとガイドボス５とを別体に形成して接続して使用する構成について説明したが、図９に示すような構成にしても構わない。図９（ａ）〜（ｄ）は、回転工具の他の形態を示し、穴明作業を模式的に示す模式図である。なお、接続シャフトとガイドボスが一体に形成したボス付接続シャフト以外の構成は、図１と同じ構成であるため、同じ符号を付して説明を省略する。
【００７２】
図９（ｂ）に示すように、回転工具４７は、回転駆動機構１６に接続されるシャフト部材４７Ａと、このシャフト部材４７Ａに接続される削穴工具１７ａとを備えている。シャフト部材４７Ａは、シャフト１７ｃと、このシャフト１７ｃに接続されるボス付接続シャフト４と、このボス付接続シャフト４またはシャフト１７ｃに接続される削穴工具１７ａとを備えている。なお、削穴工具１７ａは、ジョイント部６を介して接続される構成として説明する。
【００７３】
ボス付接続シャフト４は、シャフト部４ａの一端側に形成された接続後部４ｂと、シャフト部４ａの他端側に形成された接続前部４ｃと、この接続前部４ｃに連続してシャフト部４ａに形成されたボス部３とを備えている。そして、ボス部３は、シャフト径より大径に形成された周面部３ａと、この周面部３ａの両端からそれぞれシャフト部４ａの外径まで傾斜して連続して形成された面取部３ｂ、３ｃとを備えている。さらに、ボス付接続シャフト４は、そのボス部３が削穴工具１７ａ側となる他端側にシャフト部４ａと一体に形成されている。
【００７４】
このボス付接続シャフト４は、シャフト１７ｃまたは他のボス付接続シャフト４と、ジョイント部６または他のボス付接続シャフト４との間に接続されて使用される。ボス付接続シャフト４は、ボス部３が前記したガイドボス５と同等の機能を有し、ボス付接続シャフト４の回転によるシャフト部４ａの振動を抑制する。このボス付接続シャフト４は、ボス部３がシャフトに一体に形成されていることから、ガイドボス５が接続シャフト１７ｄと別体で形成されているものと比較して部品点数が少なく接続作業を容易にしている。
【００７５】
つぎに、図９（ａ）〜（ｄ）を参照してボス付接続シャフト４を用いる回転工具４７を使用して穴明作業を行う手順を説明する。
はじめに、前記した手順（１）〜（１１）までを行い、図９（ａ）に示すように、穴明作業を行う。そして、図９（ｂ）に示すように、回転駆動機構１６を停止して、ガイドブッシュ５２の固定を解除して、回転工具４７の削穴工具１７ａを工具ガイド部材３２のブッシュ穴３３から抜き取る。さらに、シャフト１７ｃとジョイント部６との接続を解除してボス付接続シャフト４を、シャフト１７ｃとジョイント部６との間に接続する。
【００７６】
そして、ボス部３をガイドブッシュ５２より先にブッシュ穴３３を通過させて、すでに形成した穴内に削穴工具１７ａ，ボス部３を挿入して、ガイドブッシュ５２を、シャフト部４ａを挿通した状態で工具ガイド部材３２に固定する。そして、図９（ｃ）に示すように、接続したボス付接続シャフト４の長さ分において穴明作業を行い、図９（ｄ）に示すように、再度、明けた穴から削穴工具１７ａを抜き取り（図９（ｂ）、（ｃ）参照）、さらに別のボス付接続シャフト４を接続して、穴明作業を行うことを繰り返し所定の深穴となるまで穴明作業を行う。
【００７７】
また、さらに、図１０に示すように、回転工具５７を以下の構成としてもよい。図１０（ａ）、（ｂ）は回転工具の他の構成において一部を切欠いて示す分解斜視図および斜視図である。なお、すでに説明した構成はその説明を省略する。
図１０（ａ）に示すように、回転工具５７は、接続シャフト５６に縮径部５６ｂを備えると共に、その縮径部５６ｂにガイドボスのボス部５５を回転自在に支持するように構成されている。この接続シャフト５６は、一端側に形成した接続後部５６ｃ（図１の１７ｄ１と同等）と、他端側に形成した接続前部５６ｄ（図１の１７ｄ２と同等）と、この接続前部５６ｄから軸方向に所定範囲において形成された縮径部５６ｂを有するシャフト本体５６ａと、を備えている。なお、接続シャフト５６は、筒状に形成され、その軸線方向における内部に冷却液を削穴工具１７ａに供給するための貫通孔５６ｋが形成されている。
【００７８】
縮径部５６ｂは、シャフト本体５６ａの外径よりも小さくなるように形成されている。この縮径部５６ｂは、ここでは、ボス部５５の全長とほぼ同じ長さとなる寸法でシャフト本体５６ａに形成されている。この縮径部５６ｂが形成されていることで、後記するボス部５５は、接続シャフト５６に取り付けられたときに、軸線方向に大きく移動することなく、接続シャフト５６の間に一定の間隔を保ってそれぞれ配置することができる。つまり、縮径部５６ｂは、ボス部５５に対して軸線方向に移動を制御するストッパの役割としても機能する。この縮径部５６ｂの軸線方向における形成範囲としては、接続シャフト５６の強度および振動に対する抑制を考慮して、ボス部５５の長さの２倍以内になることが好ましい。
【００７９】
ボス部５５は、筒状に形成されており、接続シャフト５６の縮径部５６ｂに挿通させて使用され接続シャフト５６の作動時の振動が大きくならないようにガイドするものである。このボス部５５は、縮径部５６ｂに回転自在に支持されるように、その内壁面５５ｄが形成されている。そして、ボス部５５は、その両端面に外周側から中央に向かって肉厚が徐々に小さくなるように形成した面取部５５ｂ，５５ｃと、その面取部５５ｂ，５５ｃの間に形成された周面部５５ａと、を備えている。このボス部５５の幅長さおよび外径はすでに説明したものと同じ構成である。
【００８０】
図１０（ｂ）に示すように、接続シャフト５６にボス部５５を挿通させた状態で回転工具５７として使用する場合には、以下のような動作により接続シャフト５６の振動を抑制することになる。すなわち、深穴明機１００は回転駆動機構１６（図３，４参照）に接続した接続シャフト５６を回転させて穴明作業を行う場合、接続シャフト５６が振動してボス部５５が穴内壁面に接触する。そうすると、接続シャフト５６の回転に伴って回転しているボス部５５は、穴内壁面に接触したことによる衝撃を受けるが、接続シャフト５６の縮径部５６ｂに対して回転自在に支持されていることから、接続シャフト５６の回転とは異なる回転数あるは回転方向となって、その衝撃を吸収すると共に接続シャフト５６の振動を抑制することができる。
【００８１】
また、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転工具６７においては、ボス部６５を次の構成としても構わない。
図１１（ａ）は他の構成を示すボス部の動作状態を模式的に示す側面図、図１１（ｂ）はボス部の断面を示す断面図、図１１（ｃ）は削穴工具で削られたコンクリート片の状態を模式的に示す断面図である。なお、ボス部６５は、その切欠面６５ｅ以外は、ボス部５５と同じ構成であるため、その説明を省略する。
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、ボス部６５は、筒状に形成され、その両端面に形成した面取部６５ｂ，６５ｃと、この面取部６５ｂ，６５ｃの間に形成された周面部６５ａと、この周面部６５ａに長手方向に沿って肉厚を小さく形成された切欠面６５ｅ，６５ｅ（図上は２面）とを備えている。
【００８２】
ボス部６５の切欠面６５ｅは、削穴工具１７ａによりコンクリート面が削られたときに発生するコンクリート片Ｋ１を通過させることができるように、円筒円周面より肉厚を切欠いた面の状態に形成されている。削穴工具１７ａによる穴明作業では、コンクリートのほとんどが粉状となるが、図１１（ａ）に示すように、コンクリートのコア片Ｋが発生し、削穴工具１７ａの溝部１７ａ４の内側でさらに削られて小さくなったコンクリート片Ｋ１として、削穴工具１７ａと穴内壁面との隙間から後方に送られることがある。特に、削穴工具１７ａの直径が１５ｍｍ以上となった場合には、コンクリート片Ｋ１の発生する割合が多くなる可能性が高い。コンクリート片Ｋ１が発生する場合には、後方に送り出されてくるときの大きさが、削穴工具１７ａと穴内壁面との（削穴工具１７ａの最外径と軸部１７ａ２外径との）隙間Ｗ１を通過できる状態であるため、切欠面６５ｅは、円筒円周面からの距離Ｗ２が、隙間Ｗ１より大きくなるように構成されている。
【００８３】
なお、ボス部６５を取り付けた回転工具６７と穴内壁面との間の空間には、回転工具６７の貫通孔６７ｋを介して削穴工具１７ａに供給された冷却液が、コンクリート粉等と混ざって穴開口から排出する流れを形成するように充満した状態となっている。回転工具６７で穴明作業を行っているときには、ボス部６５の周面部６５ａが穴内壁面に当接して回転による振動を抑制し、かつ、ボス部６５の切欠面６５ｅと穴内壁面の間から図１１（ｂ）に示すように、コンクリート片Ｋ１を穴開口側に通過させることができ、コンクリート片Ｋ１の蓄積による穴明作業の効率悪化を防止することができる。
【００８４】
以上説明したように、回転工具１７，４７，５７，６７では、深穴明機１００が工具ガイド機構３０に作業面の近傍で支持されることと、ボス部５ａ，３，５５，６５が設けられていることにより、振動を抑制して深穴を精度よく明けることができる。また、支柱１４が傾斜することで、垂直穴から傾斜穴まで傾斜角度を自在に設定して穴明作業を行うことができる。
【００８５】
なお、深穴明機１００は、支柱１４の傾斜する方向に対面する位置に工具ガイド機構３０を配置した構成として説明したが、支柱１４が傾斜する方向に対して平行となる位置に工具ガイド機構３０を配置する構成としても構わない。
また、ボス付接続シャフト４は、継ぎ足したときに、そのボス部３がガイドブッシュ５２の位置より下方になるように設定されていれば、シャフト部４ａの一端側より中央側に配置される構成であっても構わない。
【００８６】
また、図１１では、切欠面６５ｅとして、ボス部６５の対向する２箇所に２面形成した例として説明したが、どちらか一箇所であってもよく、また、ボス部６５の円周方向を三等分したそれぞれの箇所に切欠面６５ｅを設けて３面としても構わない。さらに、図１、図９、図１０に示す回転工具１７，４７，５７でも、切欠面６５ｅを備える構成としても構わない。そして、前記した説明ではジョイント部６を介して接続する構成として説明したが、ジョイント部６を使用しないでも接続できる構造にはじめから形成されるように構成してもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明に係る回転工具の全体を示す分解斜視図、
【図２】本発明に係る回転工具の一部を省略して各構成における直径の関係を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす斜視図である。
【図４】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす斜視図である。
【図５】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、垂直穴を明ける状態を表わす縦断面図である。
【図６】本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の全体構成を示し、傾斜穴を明ける状態を表わす縦断面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転工具を使用する深穴明機の工具ガイド機構を示す１図のＡ−Ａ縦断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る回転工具による穴明作業を模式的に示す模式図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る回転工具の他の形態を示し、回転工具による穴明作業を模式的に示す模式図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る回転工具の他の構成において一部を切欠いて示す分解斜視図および斜視図である。
【図１１】（ａ）は本発明に係る他の構成を示すボス部の動作状態を模式的に示す側面図、（ｂ）は本発明に係るボス部の断面を示す断面図、（ｃ）は本発明に係る削穴工具で削られたコンクリート片の状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
３ ボス部 ４ ボス付接続シャフト
３ａ 周面部 ４ａ シャフト部
３ｂ 面取部 ４ｂ 接続後部
４ｃ 接続前部
５ ガイドボス ６ ジョイント部
５ａ２ 面取部 ６ａ 接続後部
５ａ１ 周面部 ６ｂ 接続前部
５ａ ボス部
５ｂ 第１接続部 １０ 作業面（コンクリート床面）
５ｃ 第２接続部
１１ 基台 １３ 真空吸引装置
１１ａ 凹部 １４ 支柱
１１ｂ フレーム １４ａ ピン
１１ｃ 長穴 １４ｃ ラック
１１ｄ 固定ボルト １４ｄ アリ溝
１１ｅ ナット １５ 案内部材
１２ バキュームパット
１２ａ 導通孔 １６ 回転駆動機構
１２ｂ フレキシブルホース １６ａ モータ
１７ 回転工具 １６ｂ 回転軸
１７Ａ シャフト部材 １８ 給水室
１７ａ 削穴工具 １９ 駆動シャフト
１７ａ３ 接続後部 ２０ 給排水装置
１７ａ１ 研削部 ２１ ハンドル
１７ａ４ 溝部 ２２ａ 供給ホース
１７ａ２ 軸部 ２２ｂ 排水ホース
１７ｃ シャフト（シャンク） ２２ｃ 導通孔
１７ｃ１ 軸接続部 ２４ ポンプ
１７ｃ２ ロッド接続部
１７ｄ 接続シャフト（ロッド棒）
１７ｄ１ 接続後部 ３０ 工具ガイド機構
１７ｄ２ 接続前部 ３０ｃ ボルト付ガイドピン
１７ｅ 孔 ３０ｄ 蝶ナット
１７ｋ 貫通孔 ３０ｆ ガイドプレート
３０ｇ ボルト
３１ 工具ガイド基台 ３２ 工具ガイド部材
３１ａ 凹部 ３２ａ 球面軸受
３１ｇ スポンジ ３２ｂ 球面ガイド部材
３３ ブッシュ穴
３４ 移動レバー ４０ 固定機構
３５ ボルト ４１ 角度割出板
３５ａ リング ４２ 円弧溝
３５ｂ 目盛 ４３ 固定ボルト
３５ｃ 指針 ４３ 固定ボルト
３６ ボルト ４７ 回転工具
３７ 排水室 ５０ 昇降機構
３８ 直線案内溝 ５１ ピニオン
３９ａ 支持ボルト ５２ ガイドブッシュ
３９ｂ 固定具 ５２ａ ガイド穴
３９ｃ 長穴 ５２ｂ 切欠部
６０ ガイド基台 Ｌ１ 外径
９０ 深穴明ガイド装置 Ｌ２ 内径
１００ 深穴明機 Ｌ３ 外径
Ｌ４ 外径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の作業面に直径が２５ｍｍ未満で、前記直径の１０倍以上の深穴を明ける深穴明機に接続して使用される回転工具において、
前記回転工具は、前記深穴明機の回転駆動機構に後端を接続するシャフト部材と、このシャフト部材の先端に接続されコンクリートを切削する削穴工具とを備え、
前記シャフト部材は、前記削穴工具および前記回転駆動機構の間で継ぎ足して接続されるシャフトと、このシャフト間に配置されるガイドボスとを備え、
前記ガイドボスが、前記削穴工具の直径より小さく、かつ、前記シャフトの直径より大きく形成されたことを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記ガイドボスは、前記シャフトの後端と接続する第１接続部と、つぎに接続される前記シャフトの前端と接続する第２接続部と、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成されたボス部とを備え、
前記第１接続部が前記ボス部から突出して形成されると共に、前記第２接続部が前記ボス部の内側に形成され、前記第１接続部および前記第２接続部が前記シャフトの軸線方向となる直線方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項３】
前記シャフトは、互いに接続する位置から所定範囲でシャフト径が小さくなるように形成した縮径部を備え、
前記ガイドボスは、前記シャフトの縮径部に挿入する筒状のボス部を有し、
前記ボス部の内径は、前記シャフトのシャフト径より小さく、かつ、前記縮径部より大きく形成され、当該ボス部が前記縮径部に回転自在に支持されたことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項４】
前記ガイドボスは、前記シャフトにボス部が一体に固定されて配置され、前記ボス部が、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項５】
前記ボス部は、前記シャフトの削穴工具側となる一端に一体に固定されて配置されることを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
【請求項６】
前記シャフト部材は、前記削穴工具に冷却液を供給する貫通孔を、前記シャフトおよびガイドボスに形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項７】
前記ボス部は、外周縁から中央に向かって縮径されるように形成した面取部を両端面に備えることを特徴とする請求項２ないしは請求項４のいずれか一項に記載の回転工具。
【請求項８】
前記ボス部は、前記削穴工具により穿設される穴内壁面に平行となる周面部において長手方向に沿って切欠いた切欠面を、当該ボス部の周面に少なくとも１面以上備え、
前記切欠面は、前記穴側面までの間隔が、前記削穴工具により削られて発生するコンクリート片を通過させる大きさになるように形成されたことを特徴とする請求項２ないしは請求項４のいずれか一項に記載の回転工具。
【請求項９】
前記深穴明機は、作業面に着脱自在に固定する工具ガイド機構と、この工具ガイド機構に隣接して設けた基台と、この基台に支持した支柱と、この支柱に前記回転駆動機構を支持して昇降自在に設けられた案内部材と、前記削穴工具に冷却液を供給すると共に作業面に形成した深穴開口からの冷却液を回収して濾過して前記冷却液として循環させる給排水装置とを備え、前記工具ガイド機構は、前記シャフト部材のシャフトを筒状のガイドブッシュを介して回転自在に支持することを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項１】
コンクリート製の作業面に直径が２５ｍｍ未満で、前記直径の１０倍以上の深穴を明ける深穴明機に接続して使用される回転工具において、
前記回転工具は、前記深穴明機の回転駆動機構に後端を接続するシャフト部材と、このシャフト部材の先端に接続されコンクリートを切削する削穴工具とを備え、
前記シャフト部材は、前記削穴工具および前記回転駆動機構の間で継ぎ足して接続されるシャフトと、このシャフト間に配置されるガイドボスとを備え、
前記ガイドボスが、前記削穴工具の直径より小さく、かつ、前記シャフトの直径より大きく形成されたことを特徴とする回転工具。
【請求項２】
前記ガイドボスは、前記シャフトの後端と接続する第１接続部と、つぎに接続される前記シャフトの前端と接続する第２接続部と、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成されたボス部とを備え、
前記第１接続部が前記ボス部から突出して形成されると共に、前記第２接続部が前記ボス部の内側に形成され、前記第１接続部および前記第２接続部が前記シャフトの軸線方向となる直線方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項３】
前記シャフトは、互いに接続する位置から所定範囲でシャフト径が小さくなるように形成した縮径部を備え、
前記ガイドボスは、前記シャフトの縮径部に挿入する筒状のボス部を有し、
前記ボス部の内径は、前記シャフトのシャフト径より小さく、かつ、前記縮径部より大きく形成され、当該ボス部が前記縮径部に回転自在に支持されたことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項４】
前記ガイドボスは、前記シャフトにボス部が一体に固定されて配置され、前記ボス部が、前記削穴工具の直径より小さく、前記シャフトの直径より大きく形成されたことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項５】
前記ボス部は、前記シャフトの削穴工具側となる一端に一体に固定されて配置されることを特徴とする請求項４に記載の回転工具。
【請求項６】
前記シャフト部材は、前記削穴工具に冷却液を供給する貫通孔を、前記シャフトおよびガイドボスに形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【請求項７】
前記ボス部は、外周縁から中央に向かって縮径されるように形成した面取部を両端面に備えることを特徴とする請求項２ないしは請求項４のいずれか一項に記載の回転工具。
【請求項８】
前記ボス部は、前記削穴工具により穿設される穴内壁面に平行となる周面部において長手方向に沿って切欠いた切欠面を、当該ボス部の周面に少なくとも１面以上備え、
前記切欠面は、前記穴側面までの間隔が、前記削穴工具により削られて発生するコンクリート片を通過させる大きさになるように形成されたことを特徴とする請求項２ないしは請求項４のいずれか一項に記載の回転工具。
【請求項９】
前記深穴明機は、作業面に着脱自在に固定する工具ガイド機構と、この工具ガイド機構に隣接して設けた基台と、この基台に支持した支柱と、この支柱に前記回転駆動機構を支持して昇降自在に設けられた案内部材と、前記削穴工具に冷却液を供給すると共に作業面に形成した深穴開口からの冷却液を回収して濾過して前記冷却液として循環させる給排水装置とを備え、前記工具ガイド機構は、前記シャフト部材のシャフトを筒状のガイドブッシュを介して回転自在に支持することを特徴とする請求項１に記載の回転工具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−５２２１５（Ｐ２０１０−５２２１５Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８１８４（Ｐ２００８−２１８１８４）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００１４２９１９）株式会社呉英製作所 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（０００１４２９１９）株式会社呉英製作所 (21)
【Ｆターム（参考）】
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