特開 2024-128263 穿孔装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024128263

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】穿孔装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20240913BHJP

   B23B 51/12 20060101ALI20240913BHJP

   E21B 25/04 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

B28D1/14

B23B51/12

E21B25/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037149

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(71)【出願人】

【識別番号】502263905

【氏名又は名称】ダイヤモンド機工株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000165424

【氏名又は名称】株式会社コンセック

(71)【出願人】

【識別番号】596105208

【氏名又は名称】第一カッター興業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 立

(72)【発明者】

【氏名】向井 啓通

(72)【発明者】

【氏名】垣中 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】上條 宏明

(72)【発明者】

【氏名】平田 豪

(72)【発明者】

【氏名】神田 俊介

(72)【発明者】

【氏名】綿川 文治

(72)【発明者】

【氏名】大下 貴史

(72)【発明者】

【氏名】眞野 敬英

【テーマコード（参考）】

3C037

3C069

【Ｆターム（参考）】

3C037AA05

3C037BB16

3C037FF09

3C069AA04

3C069BA09

3C069BB01

3C069BB03

3C069BC03

3C069BC04

3C069CA07

3C069EA01

(57)【要約】

【課題】コアビットの連結が穿孔時に意図せず解除されることを抑制しつつ、保守時にはコアビットの連結を容易に解除可能な穿孔装置を提供する。
【解決手段】穿孔装置は、チューブ２２の外周面に係合部２４を有したコアビット２１と、連結部３５から係合部２４に第１方向Ｒ１の回転力を伝えてコアビット２１を回転させるカップリング部３１と、を備える。係合部２４は、前方に面する第１面２４Ｂ及び第２面２４Ｃを備える。コアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させながら前進させる穿孔時において、第１面２４Ｂと連結部３５とが当接し、かつ第２面２４Ｃと連結部３５とが離間する。コアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させながら後退させる引き抜き時において、第２面２４Ｃと連結部３５とが当接する。第１面２４Ｂを含む平面とチューブ２２の中心軸Ａとがなす第１角度θ１は、第２面２４Ｃを含む平面と中心軸Ａとがなす第２角度θ２よりも小さい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に刃を備えたチューブの外周面に凸部である係合部を有したコアビットと、
前記係合部に嵌合する連結部を備え、前記連結部から前記係合部に第１方向の回転力を伝えて前記コアビットを前記第１方向に回転させる回転機構部と、を備え、
前記コアビットを前記第１方向に回転させながら前進させる穿孔と、前記コアビットを前記第１方向に回転させながら後退させる引き抜きと、を行う穿孔装置であって、
前記係合部は、前方に面する第１面及び第２面であって、前記穿孔時に前記連結部と当接する前記第１面と、前記穿孔時に前記連結部と離間し、かつ、前記引き抜き時に前記連結部と当接する前記第２面と、を備え、
前記係合部の突端と対向する視点から見て、前記第１面を含む平面と前記チューブの中心軸とがなす第１角度は、前記第２面を含む平面と前記中心軸とがなす第２角度よりも小さい
ことを特徴とする穿孔装置。

【請求項2】

前記回転機構部は、前記連結部と、前記チューブの基端部が内嵌する受け部と、を有するカップリング部を備え、
前記連結部は、前記受け部から前記チューブの先端側に突出した第１係止部と、前記第１係止部の先端から前記第１方向に突出して前記係合部に対する前記先端側に位置する第２係止部と、を備え、
前記第２係止部は、前記穿孔時に前記第１面と当接する第１係止面と、前記穿孔時に前記第２面と離間し、前記引き抜き時に前記第２面と当接する第２係止面と、を備え、
前記第１係止面は、前記第２係止面よりも基端側に位置し、かつ、前記第１面よりも周方向の長さが長い
ことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。

【請求項3】

前記受け部は、前記チューブの基端側の端面と対向する底面を備え、
前記端面と前記底面との間には、弾性部材が配置される
ことを特徴とする請求項２に記載の穿孔装置。

【請求項4】

前記チューブを回転不能に保持する状態と、前記チューブの保持を解除する状態とを切り換え可能な保持部をさらに備え、
前記保持部により前記チューブを保持した状態で、前記回転機構部により前記連結部を前記第１方向に回転させることにより前記係合部と前記連結部とを嵌合させ、
前記保持部により前記チューブを保持した状態で、前記回転機構部により前記連結部を前記第１方向と反対の第２方向に回転させることにより前記係合部と前記連結部との嵌合を解除する
ことを特徴とする請求項１ないし３のうち何れか一項に記載の穿孔装置。

【請求項5】

前記コアビットの下方に位置し、前記チューブの中心軸に沿って移動可能な引掛部材をさらに備え、
前記引掛部材は、前記コアビットの外周面に位置する段差に当接して引っ掛けることが可能な形状を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の穿孔装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、先端に刃が配置されたチューブを有するコアビットを備える穿孔装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリートなどの構造物を穿孔するための穿孔装置の一例は、コアビットと、コアビットを回転させる回転機構部とを備える（例えば、特許文献１参照）。コアビットは、円筒形状のチューブと、チューブの先端に配置された刃とを備える。チューブは、回転機構部からの回転を効率よく伝達するために、螺合などの連結手段によって回転機構部の接続部に強固に連結されている。穿孔装置は、コアビットを回転させながら直進することにより、穿孔対象物に孔を形成する。穿孔が完了すると、コアビットは、穿孔時と同じ方向に回転しながら穿孔対象物から引き抜かれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１７７７４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コアビットの刃が摩耗した場合やチューブ内に穿孔による残留物が残った場合等には、コアビットと回転機構部との連結を解除してコアビットを取り外す必要がある。このため、回転機構部にコアビットを連結する構造は、コアビットの保守時に連結を解除できるように、穿孔時には固着を抑制し、かつ、引き抜き時には回転による意図しない解除を抑制することを望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための穿孔装置は、先端に刃を備えたチューブの外周面に凸部である係合部を有したコアビットと、前記係合部に嵌合する連結部を備え、前記連結部から前記係合部に第１方向の回転力を伝えて前記コアビットを前記第１方向に回転させる回転機構部と、を備え、前記コアビットを前記第１方向に回転させながら前進させる穿孔と、前記コアビットを前記第１方向に回転させながら後退させる引き抜きと、を行う穿孔装置であって、前記係合部は、前方に面する第１面及び第２面であって、穿孔時に前記連結部と当接する前記第１面と、前記穿孔時に前記連結部と離間し、かつ、前記引き抜き時に前記連結部と当接する前記第２面と、を備え、前記係合部の突端と対向する視点から見て、前記第１面を含む平面と前記チューブの中心軸とがなす第１角度は、前記第２面を含む平面と前記中心軸とがなす第２角度よりも小さい。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、コアビットの連結が穿孔時に意図せず解除されることを抑制しつつ、保守時にはコアビットの連結を容易に解除できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、穿孔装置の正面図である。

【図2】図２は、図１における２－２線から見た断面図である。

【図3】図３は、コアビットとカップリング部とを拡大して示す分解斜視図である。

【図4】図４は、コアビットとカップリング部とを拡大して示す正面図である。

【図5】図５は、コアビットとカップリング部とを拡大して示す断面図である。

【図6】図６は、引掛部材を拡大して示す平面図である。

【図7】図７は、コアビットと保持部とを拡大して示す上面図である。

【図8】図８は、コアビットとカップリング部とを拡大して示す斜視図である。

【図9】図９は、コアビットとカップリング部との連結が解除された状態の穿孔装置の正面図である。

【図10】図１０は、穿孔時の係合部と連結部とを拡大して示す正面図である。

【図11】図１１は、引き抜き時の係合部と連結部とを拡大して示す正面図である。

【図12】図１２は、連結が解除されたコアビットと引掛部材とを拡大して示す正面図である。

【図13】図１３は、係合部及び連結部の変更例における穿孔時の状態を示す正面図である。

【図14】図１４は、係合部及び連結部の変更例における引き抜き時の状態を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１～図１４を用いて、穿孔装置の一実施形態を説明する。
［穿孔装置］
図１に示す穿孔装置１０は、穿孔対象物に対して水平方向に延在する長孔を形成する。穿孔対象物は、一例として鉄筋コンクリートブロックである。

【0009】

穿孔装置１０は、略直方体形状の支持枠１１を備える。支持枠１１は、四角枠状の第１フレーム１２及び第３フレーム１４と、第１フレーム１２及び第３フレーム１４の角部同士を繋ぐ４つの第２フレーム１３とを備える。第１フレーム１２は、第３フレーム１４よりも穿孔対象物側に位置する。第１フレーム１２及び第３フレーム１４は、互いに平行に配置される。第２フレーム１３は、第１フレーム１２と第３フレーム１４との間で、これらと直交する方向に延在するように配置される。なお、第３フレーム１４から第１フレーム１２に向かう方向を前方とし、第１フレーム１２から第３フレーム１４に向かう方向を後方とする。

【0010】

穿孔装置１０は、支持枠１１によって支持される穿孔部２０を備える。穿孔部２０は、コアビット２１と、回転機構部３０と、直動機構部４０とを備える。コアビット２１は、回転機構部３０に連結される。回転機構部３０は、連結されたコアビット２１を回転させる。直動機構部４０は、回転機構部３０を並進させることによって、回転機構部３０に連結されたコアビット２１を並進させる。

【0011】

コアビット２１は、全体として中空の略円筒形状を有する。コアビット２１は、チューブ２２を備える。チューブ２２は、１ｍ程度の長尺の円筒形状を有する。チューブ２２の中心軸Ａは、第２フレーム１３の延在方向と平行である。チューブ２２の基端、すなわち、第３フレーム１４側の端部は、回転機構部３０に連結される。

【0012】

コアビット２１は、ビット部２３を備える。ビット部２３は、チューブ２２の先端、すなわち、チューブ２２の両端部のなかで第１フレーム１２側（穿孔対象物側）の端部に螺合されることで、チューブ２２と一体に構成される。ビット部２３の先端には、複数の円弧形状の刃（チップ）が、ビット部２３の周方向に間隔をおいて固着される。刃は、一例として、内周側が外周側よりも突出した形状を有する。ビット部２３は、チューブ２２から螺退させて交換することができる。

【0013】

回転機構部３０は、カップリング部３１と、モータ３２と、接続部３３とを備える。カップリング部３１は、コアビット２１に接続部３３を接続する。モータ３２は、一例として、正逆回転モータである。モータ３２の回転は、非図示のギアや回転軸などを介して接続部３３に伝達され、さらに、接続部３３を介してカップリング部３１に伝達される。これにより、コアビット２１が回転する。

【0014】

接続部３３は、中空の円筒形状を有する。接続部３３の内部の空間は、コアビット２１の内部の空間と繋がる。接続部３３には、集塵用ホースＨが接続される。コアビット２１の内部の空間は、接続部３３及び集塵用ホースＨを介して図示しない吸引装置に接続される。吸引装置は、コアビット２１の内部に位置する粉塵を吸引する。

【0015】

直動機構部４０は、ガイドレール４１と、可動部４２とを備える。ガイドレール４１は、支持枠１１内において、コアビット２１の下方の位置でチューブ２２の中心軸Ａに沿って第２フレーム１３と平行に延在する。可動部４２は、ガイドレール４１上を移動する。可動部４２には、回転機構部３０が取り付けられる。可動部４２は、回転機構部３０をガイドレール４１に沿って並進させることで、回転機構部３０に連結されたコアビット２１を並進させる。

【0016】

例えば、ガイドレール４１は、ラックギアを備える。可動部４２は、ピニオンギアと、ピニオンギアを回転させるモータとを備える。可動部４２は、ピニオンギアを回転させることで、ガイドレール４１のラックギア上を移動する。

【0017】

ガイドレール４１は、第１支持部４３と、第２支持部４４とを備える。第１支持部４３及び第２支持部４４は、チューブ２２が回転可能、かつ、中心軸Ａが延びる軸方向にチューブ２２が並進可能な状態で、チューブ２２を下方から支持する。第１支持部４３及び第２支持部４４は、一例として、チューブ２２の外周面に当接するボールローラである。

【0018】

第１支持部４３は、ガイドレール４１のうち第２支持部４４よりも先端側に配置される。第１支持部４３は、一例として、ガイドレール４１に対して移動不能に固定される。第２支持部４４は、ガイドレール４１に対して移動可能に取り付けられた移動台４５上に配置される。移動台４５は、例えば、可動部４２と連動するように可動部４２に取り付けられる。

【0019】

ガイドレール４１は、引掛部材４６を備える。引掛部材４６は、例えば、Ｕ字状など、コアビット２１の外周面に位置する段差と係合してコアビット２１に引掛部材４６を引っ掛けることが可能な形状を有する。引掛部材４６は、例えば、第２支持部４４とともに移動台４５上に配置される。すなわち、第２支持部４４及び引掛部材４６は、可動部４２の移動に追従して移動台４５が移動することによってガイドレール４１に沿って並進する。

【0020】

穿孔装置１０は、回転機構部３０によってコアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させた状態で、回転機構部３０を介してコアビット２１を前進させてコアビット２１の刃を穿孔対象物に押し当てることで穿孔対象物の穿孔を行う。また、穿孔完了後には、回転機構部３０によってコアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させた状態で、回転機構部３０を介してコアビット２１を後退させることで穿孔対象物からコアビット２１を引き抜く。

【0021】

図２に示すように、穿孔装置１０は、一対の差込ブラケットＢを備える。差込ブラケットＢは、差込ブラケットＢの両端部のなかで第３フレーム１４側の端部が開口した中空の四角柱形状を有する。一対の差込ブラケットＢは、第２フレーム１３と平行、かつ、互いに離間して配置される。差込ブラケットＢは、穿孔装置１０を移動させるためのフォークリフトのフォークが差し込まれる。

【0022】

穿孔装置１０は、ベースプレート１５を備える。ベースプレート１５は、第１フレーム１２の第３フレーム１４側の面に取り付けられる。ベースプレート１５は、中心に貫通孔１５Ａを備える。貫通孔１５Ａは、チューブ２２を遊挿可能な大きさの円形状を有する。

【0023】

ベースプレート１５の上部には、第１取付部材１６Ａを介してローラ１７が取り付けられる。ローラ１７は、チューブ２２の外周面に当接するように配置される。また、支持枠１１の下部には、第２取付部材１６Ｂを介してガイドレール４１が取り付けられる。

【0024】

チューブ２２は、２つの第１支持部４３によって、貫通孔１５Ａに遊挿された状態のチューブ２２を下方から支持する状態を図示している。チューブ２２は、第３フレーム１４側においても同様に、２つの第２支持部４４によって下方から支持されている。

【0025】

穿孔装置１０は、保持部５０を備える。保持部５０は、一対の保持部材５１を備える。ベースプレート１５には、貫通孔１５Ａを挟んで一対の第３取付部材１６Ｃが設けられる。各保持部材５１は、第３取付部材１６Ｃを介してベースプレート１５に固定される。

【0026】

各保持部材５１は、内蔵するエアシリンダによって伸縮する伸縮部５２と、伸縮部５２の先端に配置された当接部５３とを備える。各保持部材５１は、当接部５３同士がチューブ２２を挟んで互いに対向するように配置される。各当接部５３の中心は、チューブ２２の中心軸Ａと直交する線上に配置される。各当接部５３は、伸縮部５２が伸長した際に、チューブ２２に当接する。

【0027】

保持部５０は、２つの保持部材５１の当接部５３によって、チューブ２２を挟み込むように押圧することにより、保持部５０に対してチューブ２２を回転不能かつ直動不能に保持する。保持部５０は、当接部５３による押圧を解除することにより、チューブ２２の保持を解除する。すなわち、保持部５０は、伸縮部５２が当接部５３を移動させることで、チューブ２２を保持する状態と、保持を解除した状態とを切り換え可能に構成される。

【0028】

穿孔装置１０は、図示しない制御装置を備える。制御装置は、回転機構部３０の動作、直動機構部４０の動作、及び、保持部５０の動作を制御する。制御装置は、コアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させながら穿孔対象物に向けて直進させることで穿孔を行う。制御装置は、コアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させながら穿孔対象物から後退させることでコアビット２１の引き抜きを行う。また、制御装置は、保持部５０を制御してコアビット２１のチューブ２２を保持した状態で、回転機構部３０を移動及び回転させることで、コアビット２１と回転機構部３０との着脱を行なう。

【0029】

［コアビットと回転機構部との連結］
以下、穿孔装置１０の説明において、中心軸Ａの延びる方向を単に軸方向ともいう。また、チューブ２２の周方向を単に周方向、及びチューブ２２の径方向を単に径方向ともいう。なお、径方向のなかで、穿孔時にチューブ２２が回転する方向が第１方向Ｒ１であり、第１方向Ｒ１とは反対の方向が第２方向Ｒ２である。

【0030】

図３に示すように、チューブ２２は、略一定の外径を有する本体部２２Ａと、チューブ２２の軸方向における両端部のなかで回転機構部３０側の端部に位置する基端部２２Ｂと、本体部２２Ａよりも大きな外径を有する大径部２２Ｃとを備える。大径部２２Ｃは、軸方向においてチューブ２２における本体部２２Ａよりも回転機構部３０に近い。大径部２２Ｃは、本体部２２Ａと基端部２２Ｂとの間に位置する。本体部２２Ａと大径部２２Ｃとの間の段差は、チューブ２２の外周面に位置する段差の一例である。

【0031】

チューブ２２は、複数の係合部２４を備える。係合部２４は、チューブ２２の外周面において径方向の外側に向けて突出した凸部である。係合部２４は、例えば、大径部２２Ｃの外周面において、中心軸Ａ上の点を中心として相互に隣り合う係合部２４の中心角が９０度になるように互いに離間している。各係合部２４は、周方向に等配される。チューブ２２は、複数の係合部２４の一例として４つの係合部２４を備えてもよい。本体部２２Ａと係合部２４との間の段差は、チューブ２２の外周面に位置する段差の一例である。

【0032】

凸部である係合部２４の頂面は、係合部２４の突端である。係合部２４の頂面は、多角形状を有する。係合部２４の頂面は、径方向の外側に向けて突出した複数の端面に囲まれる。係合部２４における複数の端面は、突き当て面２４Ａと、第１面２４Ｂと、第２面２４Ｃとを備える。突き当て面２４Ａは、中心軸Ａと平行な面であって、係合部２４において第２方向Ｒ２に面する端面である。突き当て面２４Ａは、中心軸Ａを含む平面上に配置されてもよい。第１面２４Ｂ及び第２面２４Ｃは、チューブ２２の中心軸Ａと交差する別々の平面上に配置される。第１面２４Ｂ及び第２面２４Ｃは、係合部２４の端面のなかで穿孔対象物側、すなわち、前方に面する。第１面２４Ｂ及び第２面２４Ｃは、相互に隣り合う面である。第１面２４Ｂは、第２面２４Ｃに対して突き当て面２４Ａ側に位置する。

【0033】

回転機構部３０のカップリング部３１は、受け部３４と、複数の連結部３５とを備える。受け部３４は、チューブ２２の中心軸Ａと同軸の有底円筒形状を有する。受け部３４は、チューブ２２の基端部２２Ｂが内嵌する。受け部３４は、外周に等間隔で形成された複数の孔３４Ｈを備える。孔３４Ｈは、チューブ２２の基端部２２Ｂとカップリング部３１との隙間に入り込んだ微量の粉塵を排出するために用いられる。

【0034】

連結部３５は、受け部３４からチューブ２２の先端側に向けて突出した片である。連結部３５には、チューブ２２が備える係合部２４が嵌合する。連結部３５は、チューブ２２における係合部２４の配置と対応するように、周方向に等間隔を空けてカップリング部３１に配置される。４つの係合部２４がチューブ２２の外周面に等配される場合、４つの連結部３５は、例えば、相互に隣り合う連結部３５の中心角が９０度になるように互いに離間してカップリング部３１の外周面に等配される。

【0035】

連結部３５は、受け部３４からチューブ２２の先端側に突出した第１係止部３６と、第１係止部３６の先端からチューブ２２の周方向に突出する第２係止部３７とを備える。第２係止部３７の先端は、第１係止部３６から穿孔時の回転方向となる第１方向Ｒ１に向かって突出する。連結部３５は、第１係止部３６と第２係止部３７とによってＬ字状の外形を有する。受け部３４及び連結部３５は、係合部２４に対する第１方向Ｒ１の回転によって係合部２４を受け入れ、かつ、係合部２４に対する第２方向Ｒ２の回転によって係合部２４を離すように、第１方向Ｒ１に向けて拡開された鉤状を有する。

【0036】

連結部３５は、複数の端面を備える。連結部３５が備える複数の端面は、被突き当て面３６Ａと、第１係止面３７Ａと、第２係止面３７Ｂとを備える。被突き当て面３６Ａは、第１係止部３６が備える面である。被突き当て面３６Ａは、中心軸Ａと平行な面であって、第１方向Ｒ１に面する。被突き当て面３６Ａは、中心軸Ａを含む平面上に配置されてもよい。第１係止面３７Ａ及び第２係止面３７Ｂは、第２係止部３７が備える面である。第１係止面３７Ａ及び第２係止面３７Ｂは、中心軸Ａと交差する別々の平面上に配置される。第１係止面３７Ａ及び第２係止面３７Ｂは、穿孔対象物と反対側、すなわち、後方に面する。第１係止面３７Ａ及び第２係止面３７Ｂは、相互に隣り合う面である。第１係止面３７Ａは、第２係止面３７Ｂよりも第２係止部３７の基端側に位置する。

【0037】

カップリング部３１には、受け部３４と連結部３５とによって凹部３８が形成される。各凹部３８には、チューブ２２の係合部２４が１つずつ嵌合する。隣り合う連結部３５の周方向の間隔は、係合部２４の周方向の長さよりも大きい。係合部２４は、隣り合う連結部３５の間を通過して凹部３８に嵌合する。第１係止部３６は、係合部２４に対して第２方向Ｒ２側に配置される。第２係止部３７は、係合部２４に対してチューブ２２の先端側に配置される。なお、相互に隣り合う連結部３５の間隔は、１つの連結部３５が備える第２係止部３７の先端と、当該先端に隣接する他の連結部３５が備える第１係止部３６との距離に相当する。

【0038】

図４に示すように、係合部２４は、カップリング部３１の連結部３５と嵌合可能に構成される。係合部２４及び連結部３５は、係合部２４が凹部３８に位置する状態で、突き当て面２４Ａと被突き当て面３６Ａとが対向し、第１面２４Ｂと第１係止面３７Ａとが対向し、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが対向する。

【0039】

係合部２４の頂面と対向する視点から見て、中心軸Ａと第１面２４Ｂを含む平面とがなす第１角度θ１は、中心軸Ａと第２面２４Ｃを含む平面とがなす第２角度θ２よりも小さい。第１角度θ１は、例えば、７５度である。第２角度θ２は、例えば、９０度である。また、換言すると、中心軸Ａと直交する直交面と第１面２４Ｂを含む平面とがなす角度は、当該直交面と第２面２４Ｃを含む平面とがなす角度よりも大きい。直交面と第１面２４Ｂを含む平面とがなす角度は、例えば、１５度である。直交面と第２面２４Ｃを含む平面とがなす角度は、例えば、０度である。

【0040】

第１面２４Ｂと第２面２４Ｃとがなす優角は、第１係止面３７Ａと第２係止面３７Ｂとがなす優角と等しい。したがって、チューブ２２とカップリング部３１とが同軸に配置された状態で、第１面２４Ｂと第１係止面３７Ａとが平行、かつ、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが平行になる。すなわち、中心軸Ａと第１係止面３７Ａを含む平面とがなす角度が第１角度θ１に等しく、かつ、中心軸Ａと第２係止面３７Ｂを含む平面とがなす角度が第２角度θ２に等しい状態となる。

【0041】

係合部２４の第１面２４Ｂは、係合部２４の頂面と対向する視点から見て、第２方向Ｒ２に向かうにつれて、係合部２４における軸方向の幅が小さくなるように傾斜する。同様に、第２係止部３７の第１係止面３７Ａは、係合部２４の頂面と対向する視点から見て、第２方向Ｒ２に向かうにつれて、凹部３８における軸方向の幅が小さくなるように傾斜する。

【0042】

凹部３８において、受け部３４と第２係止面３７Ｂとの間の軸方向の幅は、係合部２４における軸方向の幅の最大値と等しいか、それよりも大きい。第１係止面３７Ａは、第１面２４Ｂよりも周方向の長さが長い。したがって、突き当て面２４Ａと被突き当て面３６Ａとが当接した状態では、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが離間する。第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが当接した状態では、突き当て面２４Ａと被突き当て面３６Ａとが離間する。

【0043】

図５に示すように、チューブ２２の基端部２２Ｂは、チューブ２２の基端側の端面２２Ｓを備える。カップリング部３１の受け部３４は、端面２２Ｓと対向する底面３４Ｓを備える。端面２２Ｓと底面３４Ｓとの間には、環状の弾性部材３９が配置される。弾性部材３９は、例えば、シート状のゴムである。弾性部材３９は、受け部３４に内嵌されたチューブ２２に対して、チューブ２２の先端側に向かう反力を付与する。

【0044】

受け部３４は、円板３４Ａを備える。円板３４Ａは、カップリング部３１に内嵌しているチューブ２２の内周面との間、及び、弾性部材３９との間に隙間を設けて配置される。受け部３４は、軸中心に延在する貫通孔が形成されている。受け部３４の貫通孔は、チューブ２２の内部の空間と、接続部３３に接続された集塵用ホースＨとを繋ぐ。

【0045】

［引掛部材］
以下、図６を参照して、引掛部材４６について詳述する。なお、図６では、引掛部材４６の後方から引掛部材４６を見た状態を図示している。また、図６では、チューブ２２が備える係合部２４の外形を二点鎖線で示している。

【0046】

引掛部材４６は、一例として板状部材である。引掛部材４６は、上方に面する円弧面４６Ｓ１を備える。円弧面４６Ｓ１の曲率半径は、チューブ２２の大径部２２Ｃの外周面における半径と同程度、もしくは、それよりも大きな径を有する。円弧面４６Ｓ１は、回転機構部３０に連結されたコアビット２１のチューブ２２が備える本体部２２Ａの下方において、本体部２２Ａの外周面と離間した状態で当該外周面と対向する。

【0047】

引掛部材４６は、穿孔対象物と反対の後方に面する引掛面４６Ｓ２を備える。引掛面４６Ｓ２は、係合部２４の第１面２４Ｂ及び第２面２４Ｃと対向する。引掛面４６Ｓ２の周方向における長さは、相互に隣り合う係合部２４の周方向の間隔よりも大きい。したがって、引掛部材４６の後方から見て、少なくとも１つの係合部２４と引掛面４６Ｓ２とが重なる。

【0048】

［穿孔方法］
次に、図１を用いて穿孔装置１０を用いた穿孔方法について説明する。穿孔対象物に穿孔を行う際には、コアビット２１を穿孔装置１０に設置する。その後、図示しないフォークリフトの一対のフォークを差込ブラケットＢに挿入した状態で、穿孔装置１０を持ち上げて移動させる。そして、第１フレーム１２が穿孔対象物に対向するように穿孔装置１０を配置する。次に、穿孔装置１０の集塵用ホースＨを、図示しない吸引装置に接続する。吸引装置は、カップリング部３１、接続部３３及び集塵用ホースＨを介してチューブ２２の内部の空気を排出する。

【0049】

そして、制御装置は、回転機構部３０のモータ３２及び直動機構部４０の可動部４２のモータを駆動させる。これにより、コアビット２１は、第１方向Ｒ１に回転しながら穿孔対象物の当接面から内部へと水平方向に直進する。このとき、ビット部２３の刃が円環形状に切削を行なう。さらに、切削によって発生した粉塵は、吸引装置による吸引力と回転するチューブ２２の遠心力とを受けて、チューブ２２の内周面に沿いながら後方に移動する。そして、粉塵は、チューブ２２の内周面と円板３４Ａとの隙間、円板３４Ａと底面３４Ｓとの間を通して、カップリング部３１の貫通孔から集塵用ホースＨに排出される。

【0050】

その後、コアビット２１による切削が完了した場合、コアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させながら、直動機構部４０の可動部４２を駆動してコアビット２１を後退させる。これにより、コアビット２１が穿孔対象物から引き抜かれることで、穿孔対象物に長孔が形成される。

【0051】

［コアビットの着脱方法］
次に、穿孔装置１０におけるコアビット２１の着脱方法について説明する。まず、穿孔に伴ってビット部２３の刃が摩耗した場合や、穿孔後にチューブ２２内の残留物を取り除きたい場合などの保守時に、コアビット２１と回転機構部３０との連結を解除する方法について説明する。なお、以下のコアビット２１の着脱方法は、制御装置を用いて穿孔装置１０の各部を遠隔から操作することによって行われる。

【0052】

図７に示すように、制御装置は、保持部５０の一対の保持部材５１のエアシリンダを制御することで、図７の二点鎖線で示すように各伸縮部５２を伸長させる。そして、一対の当接部５３は、コアビット２１のチューブ２２を挟み込むように押圧する。これにより、チューブ２２は、回転不能かつ直動不能に固定される。

【0053】

図８に示すように、次いで、制御装置は、回転機構部３０のモータ３２を回転させる。ここでは、制御装置は、図８に示す状態のカップリング部３１を第２方向Ｒ２に回転させる。これにより、凹部３８の内部に位置するチューブ２２の係合部２４と連結部３５との嵌合が解除される。

【0054】

図９に示すように、次いで、直動機構部４０のモータを稼働させて、可動部４２を第３フレーム１４側に移動（後退）させる。これにより、コアビット２１とカップリング部３１との連結が解除される。そして、コアビット２１のチューブ２２に吊り具などを掛止する。その後、制御装置は、保持部５０のエアシリンダを制御することで、伸縮部５２を縮小させる。これにより、保持部５０は、チューブ２２の固定を解除する。そして、コアビット２１を掛止した吊り具によって吊り上げて移動させる。その後、移動先において、コアビット２１のチューブ２２内から残留物を除去したり、摩耗した刃を有するビット部２３を新たな刃のビット部２３と交換したりする。

【0055】

次に、回転機構部３０にコアビット２１を連結する方法について説明する。まず、図９に示す状態のように、コアビット２１を吊り具などで吊り下げることで、穿孔装置１０内において、回転機構部３０の前方にコアビット２１を配置する。そして、制御装置は、再び保持部５０の一対の伸縮部５２を伸長させることで、新たに配置したチューブ２２を回転不能かつ直動不能に固定する。

【0056】

次いで、制御装置は、直動機構部４０のモータを稼働させて、カップリング部３１の連結部３５が、チューブ２２の係合部２４の間を通過するように、可動部４２を第１フレーム１２側に移動（前進）させる。そして、制御装置は、回転機構部３０のモータ３２を第１方向Ｒ１に回転させる。これにより、カップリング部３１がチューブ２２に対して回転することで、チューブ２２の係合部２４がカップリング部３１の凹部３８に嵌合する。以上により、新たなチューブ２２が穿孔装置１０に連結される。

【0057】

［実施形態の作用：穿孔時］
以下、図１０を参照して穿孔時の係合部２４及び連結部３５の状態について説明する。
図１０に示すように、穿孔がはじめられるとき、カップリング部３１が第１方向Ｒ１に回転することで、係合部２４と連結部３５との連結部分を介してカップリング部３１の回転力がコアビット２１に伝達される。これにより、突き当て面２４Ａが被突き当て面３６Ａに突き当たるまで、凹部３８のなかで係合部２４が第２係止部３７に対して相対的に移動する。

【0058】

ビット部２３が穿孔対象物に押し当てられると、コアビット２１には、穿孔対象物から受ける摩擦力Ｆ１が回転に対する抵抗として作用しはじめる。すなわち、穿孔時には、コアビット２１に対して第２方向Ｒ２に摩擦力Ｆ１が作用しはじめる。

【0059】

また、穿孔がはじめられるとき、直動機構部４０が回転機構部３０を穿孔対象物に向かって前進させることで、カップリング部３１の底面３４Ｓが弾性部材３９を介してチューブ２２の端面２２Ｓを押圧する。このとき、コアビット２１に対して前方に向かう弾性部材３９からの反力Ｆ２が作用する。

【0060】

したがって、穿孔がはじめられると、係合部２４には、連結部３５から伝達される回転力に加え、係合部２４が第１係止部３６に近づく方向の摩擦力Ｆ１と、係合部２４が第２係止部３７に近づく方向の反力Ｆ２が作用する。このとき、第１係止面３７Ａが第１面２４Ｂよりも長いことから、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間に間隙Ｇが形成される。すなわち、穿孔が続けられると、摩擦力Ｆ１及び反力Ｆ２によって、第１面２４Ｂが第１係止面３７Ａに当接し続けるとともに、第２面２４Ｃが第２係止面３７Ｂから離間する。

【0061】

この際、第１角度θ１が第２角度θ２よりも小さい。このため、反力Ｆ２を垂直抗力として第１係止面３７Ａから受ける第１面２４Ｂの摩擦力は、第２係止面３７Ｂから受ける第２面２４Ｃの摩擦力よりも小さい。したがって、相対的に摩擦力が大きい第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが穿孔時に離間することで、穿孔時における係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が低減される。

【0062】

仮に、穿孔時における係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が大きい場合には、係合部２４が連結部３５に噛み込み易くなる。その結果、係合部２４と連結部３５との連結を解除するために要する力が、保持部５０がチューブ２２を固定した状態でチューブ２２を保持する力よりも大きくなる場合がある。この場合、コアビット２１とカップリング部３１との連結の解除ができなくなる。この点、穿孔時における係合部２４と連結部３５との間の摩擦力を低減することで、穿孔対象物からの摩擦力Ｆ１が大きい場合などであっても、係合部２４が連結部３５に噛み込むことを抑制できる。これによって、コアビット２１とカップリング部３１との連結を容易に解除することができる。

【0063】

［実施形態の作用：引き抜き時］
以下、図１１を参照して穿孔後にコアビット２１を引き抜く際（以下、引き抜き時）の係合部２４及び連結部３５の状態について説明する。

【0064】

図１１に示すように、引き抜き時には、図１０に示す状態から、穿孔時と同様にカップリング部３１が第１方向Ｒ１に回転することで、係合部２４と連結部３５との連結部分を介してカップリング部３１の回転力がコアビット２１に伝達される。同時に、直動機構部４０が回転機構部３０を穿孔対象物から後退させることで、コアビット２１の係合部２４にはカップリング部３１の連結部３５からの後方に向かう引き抜き力Ｆ３が作用する。

【0065】

コアビット２１の引き抜き時には、コアビット２１の回転速度とカップリング部３１の回転速度との差異により、コアビット２１に第１方向Ｒ１の慣性力Ｆ４が作用する場合がある。慣性力Ｆ４は、凹部３８に位置する係合部２４と連結部３５との連結が解除される方向の力である。慣性力Ｆ４は、例えば、コアビット２１とカップリング部３１とが同じ回転速度で回転する状態からカップリング部３１の回転速度が減速した際に、コアビット２１に作用する。例えば、穿孔中に穿孔対象物の一部が折れるなどして、穿孔後のチューブ２２内に当該一部が残留する場合には、特に慣性力Ｆ４が大きくなる。

【0066】

このとき、慣性力Ｆ４が第１面２４Ｂと第１係止面３７Ａとの間の摩擦力よりも大きくなると、引き抜き力Ｆ３と慣性力Ｆ４とによって、第１面２４Ｂが第１係止面３７Ａを滑るようにして、係合部２４が第２係止部３７の先端に向けて移動する。これによって、係合部２４と連結部３５との連結が緩められる。そして、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが当接する位置まで係合部２４が移動すると、第２係止面３７Ｂから受ける第２面２４Ｃの摩擦力によって、連結部３５から受ける係合部２４の摩擦力が大きくなる。すなわち、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間の摩擦力によって、緩められた係合部２４と連結部３５との連結が外れてしまうことを抑制できる。このとき、受け部３４の底面３４Ｓとチューブ２２の端面２２Ｓとの間に配置された弾性部材３９の反力によって、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間の摩擦力をより高めることができる。

【0067】

なお、図１１では、引き抜き時において、第１面２４Ｂが第１係止面３７Ａから離間した状態を図示しているが、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが当接したときに、第１面２４Ｂと第１係止面３７Ａとが当接していてもよい。また、引き抜き時において、コアビット２１に伝達される回転力に対して引き抜き力Ｆ３が大きい場合には、慣性力Ｆ４が作用していない状態でも、引き抜き力Ｆ３によって第２面２４Ｃが第２係止面３７Ｂに当接する状態となる。このような場合でも、第２面２４Ｃが第２係止面３７Ｂに当接していることから、係合部２４と連結部３５との連結が外れることを抑制できる。

【0068】

［実施形態の作用：引掛部材］
以下、図１２を参照して引掛部材４６の作用について説明する。
図１２に示すように、コアビット２１の引き抜き時において、仮にコアビット２１とカップリング部３１との連結が意図せず解除された場合では、引掛部材４６の引掛面４６Ｓ２と係合部２４の第２面２４Ｃとが対向する。

【0069】

この状態で、直動機構部４０が回転機構部３０を穿孔対象物から後退させると、直動機構部４０の可動部４２と連動して移動台４５に配置された引掛部材４６が後退する。すると、引掛部材４６の引掛面４６Ｓ２が係合部２４の第２面２４Ｃに当接することで、引掛部材４６が係合部２４に引っ掛かる。これにより、コアビット２１とカップリング部３１との連結が意図せず解除された場合であっても、直動機構部４０と連動して移動する引掛部材４６によってコアビット２１を穿孔対象物から引き抜くことができる。

【0070】

［実施形態の効果］
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）穿孔時において、第１面２４Ｂが連結部３５に当接し、かつ、第２面２４Ｃが連結部３５から離間することで、係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が小さくなるため、係合部２４の連結部３５への噛み込みを抑制できる。一方で、コアビット２１の引き抜き時において、第２面２４Ｃが連結部３５に当接することで、係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が大きくなるため、係合部２４と連結部３５との連結が意図せず外れることを抑制できる。すなわち、コアビット２１と回転機構部３０との連結が意図せず解除されることを抑制しつつ、保守時にはコアビット２１と回転機構部３０との連結を容易に解除できる。

【0071】

（２）第１係止面３７Ａが第１面２４Ｂよりも長いことから、穿孔時には第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間に間隙Ｇが形成される。これにより、穿孔時における係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が低減されることで、係合部２４の連結部３５への噛み込みが抑制される。また、コアビット２１の引き抜き時に係合部２４と連結部３５との連結が解除される方向の慣性力Ｆ４がチューブ２２に作用する場合がある。このとき、第２面２４Ｃが第２係止面３７Ｂに当接することで、係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が大きくなる。これにより、係合部２４と連結部３５との連結が外れることを抑制できる。

【0072】

（３）受け部３４の底面３４Ｓとチューブ２２の端面２２Ｓとの間に配置された弾性部材３９によって、係合部２４と連結部３５とが当接する接触力を高めることができる。これにより、引き抜き時における第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間の摩擦力をより高めることができる。

【0073】

（４）保持部５０によってコアビット２１のチューブ２２を一時的に固定した状態で、回転機構部３０を第２方向Ｒ２に回転させることで、カップリング部３１とチューブ２２との連結を解除できる。また、連結が解除されたコアビット２１のチューブ２２を固定した状態で、回転機構部３０を第１方向Ｒ１に回転させることにより、カップリング部３１の連結部３５にチューブ２２の係合部２４を嵌合させてチューブ２２とカップリング部３１とを連結できる。したがって、コアビット２１のチューブ２２を固定するための保持部５０を設けることで、コアビット２１と回転機構部３０との連結、及びその解除を遠隔で行うことができる。

【0074】

（５）穿孔装置１０が引掛部材４６を備えることで、コアビット２１の引き抜き時にコアビット２１と回転機構部３０との連結が意図せず解除された場合でも、連結が解除されたコアビット２１を引掛部材４６によって引き抜くことができる。

【0075】

［変更例］
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0076】

・引掛部材４６が直動機構部４０の可動部４２と連動する構成に代えて、引掛部材４６が可動部４２との動作とは別に独立して移動する構成でもよい。
・引掛部材４６は、例えば、本体部２２Ａと大径部２２Ｃとの間の段差など、コアビット２１の外周面に位置する係合部２４以外の段差に当接することで、コアビット２１を引っ掛ける構成でもよい。

【0077】

・穿孔装置１０において、コアビット２１と回転機構部３０との連結が意図せず解除されることが十分に抑制される場合には、引掛部材４６を割愛してもよい。
・穿孔装置１０が保持部５０を備える構成に代えて、保持部５０と同等の機能を有する保持装置を用いてコアビット２１のチューブ２２を固定してもよい。

【0078】

・弾性部材３９の厚さや材質は、係合部２４と連結部３５とが当接する際に十分な接触力が得られるように任意に選択すればよい。また、係合部２４と連結部３５とが当接する際に十分な接触力が得られるのであれば、弾性部材３９は省略されてもよい。

【0079】

・係合部２４及び連結部３５の構成は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、図１３及び図１４に示すように、係合部２４において、第２面２４Ｃが第１面２４Ｂに対して突き当て面２４Ａ側に位置し、かつ、第２係止面３７Ｂが第１係止面３７Ａよりも第２係止部３７の基端側に位置する構成でもよい。この場合、第２係止面３７Ｂは、第２面２４Ｃよりも周方向の長さが長い。

【0080】

図１３に示すように、穿孔時には、カップリング部３１から伝達される回転力によって、係合部２４が凹部３８のうち第２係止部３７の基端側に移動する。このとき、第２係止面３７Ｂが第２面２４Ｃよりも周方向の長さが長いことで、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間に間隙Ｇが形成される。これにより、穿孔対象物からの摩擦力Ｆ１が大きい場合であっても、穿孔時に係合部２４が連結部３５に噛み込むことを抑制できる。

【0081】

図１４に示すように、コアビット２１の引き抜き時には、コアビット２１の回転速度とカップリング部３１の回転速度との差異により、コアビット２１に慣性力Ｆ４が作用する場合がある。すると、第１面２４Ｂが第１係止面３７Ａを滑るようにして、係合部２４が凹部３８のうち第２係止部３７の先端側に移動する。そして、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとが当接する位置まで係合部２４が移動することで、第２面２４Ｃと第２係止面３７Ｂとの間の摩擦力によって、係合部２４と連結部３５との間の摩擦力が大きくなる。以上説明した作用によって、図１３及び図１４に示す係合部２４及び連結部３５の構成であっても、（１）の効果に準じた効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0082】

θ１…第１角度、θ２…第２角度、Ａ…中心軸、Ｇ…間隙、Ｒ１…第１方向、Ｒ２…第２方向、１０…穿孔装置、１１…支持枠、２０…穿孔部、２１…コアビット、２２…チューブ、２２Ａ…本体部、２２Ｂ…基端部、２２Ｃ…大径部、２２Ｓ…端面、２３…ビット部、２４…係合部、２４Ａ…突き当て面、２４Ｂ…第１面、２４Ｃ…第２面、３０…回転機構部、３１…カップリング部、３２…モータ、３４…受け部、３４Ｓ…底面、３５…連結部、３６…第１係止部、３６Ａ…被突き当て面、３７…第２係止部、３７Ａ…第１係止面、３７Ｂ…第２係止面、３８…凹部、３９…弾性部材、４０…直動機構部、４１…ガイドレール、４２…可動部、４５…移動台、４６…引掛部材、５０…保持部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】