特開 2024-128264 穿孔装置、集塵方法、及び、集塵装置

(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】P2024128264

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】穿孔装置、集塵方法、及び、集塵装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20240913BHJP

   B28D 7/02 20060101ALI20240913BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20240913BHJP

   B23B 47/34 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

B28D1/14

B28D7/02

B23Q11/00 M

B23B47/34 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037150

(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）】

3C011

3C036

3C069

【Ｆターム（参考）】

3C011BB15

3C036HH15

3C069AA04

3C069BA09

3C069BB01

3C069BC03

3C069BC04

3C069CA07

3C069DA07

3C069EA01

(57)【要約】

【課題】チューブ内に堆積した粉塵を集塵することが可能な穿孔装置、集塵方法、及び、集塵装置を提供する。
【解決手段】穿孔装置１０は、先端に刃が配置された円筒形状のチューブ２２を有するコアビット２１と、コアビット２１を回転させる回転機構部３０と、回転機構部３０に連結されたコアビット２１を、チューブ２２の中心軸Ａに沿って移動させる直動機構部４０と、を備える。穿孔装置１０は、コアビット２１を第１回転速度で回転させながら前進させることにより穿孔を行う。穿孔装置１０は、コアビット２１をチューブ２２の内径に応じて設定される第２回転速度で回転させることで、穿孔により生じた粉塵をチューブ２２内に舞った状態とし、この状態で集塵装置１００によって粉塵を吸引する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端に刃が配置された円筒形状のチューブを有するコアビットと、
前記コアビットを回転させる回転機構部と、
前記回転機構部に連結された前記コアビットを、前記チューブの中心軸に沿って移動させる直動機構部と、を備え、
前記コアビットを第１回転速度で回転させながら前進させることにより穿孔する穿孔装置であって、
前記穿孔により生じた粉塵が前記チューブ内に堆積した前記コアビットを前記チューブの内径に応じて設定される第２回転速度で回転させることで、前記チューブ内に舞った状態の前記粉塵を集塵装置によって吸引する
ことを特徴とする穿孔装置。

【請求項2】

前記第２回転速度を角速度ω［ｒａｄ／ｓｅｃ］とし、重力加速度をｇ［ｍ／ｓｅｃ^２］とし、前記チューブの内径をｒ［ｍ］として表したときに、
前記角速度ωは、０．７５×√（ｇ／ｒ）＜ω＜１．２５×√（ｇ／ｒ）を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。

【請求項3】

前記第２回転速度は、前記第１回転速度よりも小さい
ことを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔装置。

【請求項4】

先端に刃が配置された円筒形状のチューブを有するコアビットを第１回転速度で回転させながら前進させることで穿孔を行う際に生じる粉塵であって、前記チューブ内に堆積した前記粉塵を前記穿孔後に吸引する集塵方法であって、
前記チューブの内径に応じて設定される第２回転速度で前記コアビットを回転させることにより前記チューブ内で舞った状態の前記粉塵を吸引する
ことを特徴とする集塵方法。

【請求項5】

前記チューブの内径が小さいほど前記第２回転速度が大きくなるように前記コアビットを回転させた状態で前記粉塵を吸引する
ことを特徴とする請求項４に記載の集塵方法。

【請求項6】

先端に刃が配置された円筒形状のチューブを有するコアビットを第１回転速度で回転させながら前進させることで穿孔を行う際に生じる粉塵であって、前記チューブ内に堆積した前記粉塵を前記穿孔後に吸引する集塵装置であって、
前記チューブの内径に応じて設定される第２回転速度で前記コアビットを回転させることにより前記チューブ内で舞った状態の前記粉塵を吸引する
ことを特徴とする集塵装置。

【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コアビットを備える穿孔装置、並びに、コアビットを用いた穿孔に伴って生じる粉塵を吸引する集塵方法及び集塵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート等の構造物を穿孔するための穿孔装置の一例は、中空の円筒形状を有するチューブの先端に刃が配置されたコアビットを回転させながら穿孔対象物に押し当てることで穿孔を行う（例えば、特許文献１参照）。この種の穿孔装置では、穿孔中に発生した粉塵（切粉）をチューブの内部から吸引して排出しながら穿孔を行う。

【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】

粉塵を吸引しながら穿孔を行った場合であっても、穿孔後のチューブ内には穿孔中に発生した粉塵が堆積して残存している場合がある。このような場合に、チューブ内に堆積した粉塵を集塵することが要求される。

【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、先端に刃が配置された円筒形状のチューブを有するコアビットと、前記コアビットを回転させる回転機構部と、前記回転機構部に連結された前記コアビットを、前記チューブの中心軸に沿って移動させる直動機構部と、を備え、前記コアビットを第１回転速度で回転させながら前進させることにより穿孔する穿孔装置であって、前記穿孔により生じた粉塵が前記チューブ内に堆積した前記コアビットを前記チューブの内径に応じて設定される第２回転速度で回転させることで、前記チューブ内に舞った状態の前記粉塵を集塵装置によって吸引する。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、チューブ内に堆積した粉塵を集塵することができる。

【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、粉塵が堆積したチューブの断面図である。

【図4】図４は、集塵工程において、コアビットを第２回転速度で回転させた状態のチューブの断面図である。

【図5】図５は、集塵工程におけるチューブ内を撮影した画像（Ａ）～（Ｃ）であって、それぞれ異なる回転速度でチューブを回転させたときのチューブ内の画像である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図１～図５を用いて、本発明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。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を介して集塵装置１００に接続される。集塵装置１００は、チューブ２２の基端側（穿孔対象物と反対側）からチューブ２２内の空気を吸引し、これによってチューブ２２の内部に位置する粉塵を集塵する。

【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、軸方向に移動可能な状態で、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。引掛部材４６は、穿孔後にコアビット２１を引き抜く際に、コアビット２１と回転機構部３０との連結が意図せず外れた場合にコアビット２１と係合することで、コアビット２１を所定の位置まで移動させる。

【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を下方から支持される。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。保持部５０は、コアビット２１をカップリング部３１に対して着脱する際に、２つの当接部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、チューブ２２を回転不能かつ直動不能に保持する。

【0027】

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、直動機構部４０、保持部５０、及び、集塵装置１００の各部の動作を制御する。制御装置は、例えば、遠隔で操作可能に構成される。

【0028】

［穿孔の手順］
穿孔対象物に穿孔を行う穿孔方法は、穿孔工程と、集塵工程とを含む。なお、以下に示す集塵工程は、本発明の集塵方法の一例である。

【0029】

穿孔工程では、まず、フォークリフトによって第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、集塵装置１００に接続する。制御装置は、集塵装置１００によってカップリング部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。

【0030】

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のモータを駆動することで、コアビット２１を所定の第１回転速度で回転させながら穿孔対象物に向けて前進させる。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の刃は、穿孔対象物に対して円環形状に切削を行なう。切削によって発生した粉塵は、集塵装置１００の吸引による空気の流れと回転するチューブ２２の遠心力とにより、チューブ２２の後方側に移動することで集塵用ホースＨから排出される。

【0031】

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、穿孔対象物におけるコアビット２１の内部に位置する部分がコアビット２１とともに引き抜かれて穿孔対象物に長孔が形成される。穿孔後には、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ことで穿孔対象物からコアビット２１を引き抜く。以上の手順により穿孔工程が完了する。

【0032】

集塵工程は、穿孔工程が完了した後に行われる。集塵工程では、まず、制御装置は、回転機構部３０のモータ３２を駆動することで、コアビット２１を所定の第２回転速度で回転させる。第２回転速度は、チューブ２２内に残留した粉塵がチューブ２２内で舞った状態となる速度である。第２回転速度は、チューブ２２の内径に応じて設定される。集塵工程では、チューブ２２の内径が小さいほど第２回転速度が大きくなるようにチューブ２２を回転させる。例えば、制御装置は、操作者がチューブ２２の内径の値を入力することによって、入力された内径の値に応じた第２回転速度でコアビット２１を回転させる。

【0033】

次いで、制御装置は、集塵装置１００によってカップリング部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。集塵装置１００は、チューブ２２内の空気を、チューブ２２の基端側から吸引する。これにより、チューブ２２内に残留した粉塵を排出する。以上の手順により集塵工程が完了する。

【0034】

集塵工程の第２回転速度は、例えば、コアビット２１を高速で回転させる穿孔工程の第１回転速度よりも小さい。これにより、穿孔に要する時間を削減できるとともに、穿孔後に好適に集塵を行うことができる。

【0035】

［実施形態の作用］
図３に示すように、穿孔によって生じた粉塵Ｐは、その一部が穿孔工程で集塵装置１００によってチューブ２２の内部から排出されるものの、穿孔工程が完了した段階でもチューブ２２内に残存している場合がある。

【0036】

例えば、穿孔工程後にコアビット２１の回転が停止されると、チューブ２２内の粉塵Ｐは、チューブ２２内の下部に堆積する。この状態で集塵装置１００による集塵を行っても、粉塵Ｐに含まれる粒子同士の凝集力や、チューブ２２の内周面に対する粒子の付着力によって粉塵Ｐが集塵されにくい場合がある。また、チューブ２２の中心軸Ａと直交する断面内において、集塵装置１００の吸引によって生じる気流の強さの差異によっても、粉塵Ｐが集塵されにくい場合がある。

【0037】

図４に示すように、本実施形態の集塵工程では、コアビット２１を回転させた状態でチューブ２２内の空気を吸引する。これにより、集塵工程では、粉塵Ｐがチューブ２２内に舞った状態で集塵が行われる。なお、図４では、コアビット２１を第１方向Ｒ１に回転させる場合を例示しているが、第１方向Ｒ１と反対の方向に回転させてもよい。

【0038】

粉塵Ｐがチューブ２２内に舞った状態、すなわち、粉塵Ｐがチューブ２２内で分散した状態で吸引を行うことで、粉塵Ｐに含まれる粒子同士の凝集力や、チューブ２２の内周面に対する粒子の付着力が弱められた状態で集塵を行うことができる。また、チューブ２２の中心軸Ａと直交する断面内において、集塵装置１００の吸引によって生じる気流の強弱が存在する場合でも、粉塵Ｐに含まれる粒子が当該断面内において相対的に吸引力が強い位置に達したときに吸引される。

【0039】

［第２回転速度］
以下、第２回転速度について詳述する。集塵工程におけるコアビット２１の回転速度として設定される第２回転速度は、チューブ２２の内径ｒ［ｍ］に応じて設定される速度であって、粉塵Ｐがチューブ２２内で舞う速度である。

【0040】

具体的には、チューブ２２が回転すると、粉塵Ｐがチューブ２２の回転に追従してチューブ２２内を移動する。このとき、粉塵Ｐには遠心力Ｆが作用する。遠心力Ｆは、チューブ２２の内径ｒ、粉塵Ｐの単位質量ｍ［ｋｇ］、及び第２回転速度としての角速度ω［ｒａｄ／ｓｅｃ］を用いてＦ＝ｍｒω^２として近似することができる。

【0041】

例えば、集塵工程におけるコアビット２１の回転速度が過剰に大きい場合、チューブ２２内の粉塵Ｐは、遠心力Ｆによってチューブ２２の内周面に張り付いた状態となる。そのため、粉塵Ｐの大部分は、チューブ２２の内周面に沿ってチューブ２２内を回転する状態となる。

【0042】

逆に、集塵工程におけるコアビット２１の回転速度が過剰に小さい場合、チューブ２２内の粉塵Ｐに作用する遠心力Ｆが小さくなる。これにより、粉塵Ｐがチューブ２２の回転に追従しにくくなるため、粉塵Ｐの大部分は、チューブ２２の下部に堆積したままの状態となる。

【0043】

したがって、第２回転速度ωは、粉塵Ｐがチューブ２２内の下部に堆積せず、かつ、粉塵Ｐがチューブ２２の内周面に張り付かない程度の大きさに設定される。換言すると、第２回転速度ωは、粉塵Ｐが遠心力Ｆによってチューブ２２の下部から上部に持ち上げられ、かつ、粉塵Ｐが上部に達した際に、粉塵Ｐに作用する重力Ｗによって遠心力Ｆが打ち消されることで粉塵Ｐが落下する程度の大きさに設定される。特に、チューブ２２のなかで最高点となる中心軸Ａの直上もしくはその近傍で、重力Ｗによって粉塵Ｐに作用する遠心力Ｆが打ち消されることが好ましい。

【0044】

粉塵Ｐに作用する重力Ｗは、重力加速度ｇ［ｍ／ｓｅｃ^２］を用いてＷ＝ｍｇとして表される。第２回転速度ωは、中心軸Ａの直上において遠心力Ｆが重力Ｗによって打ち消される状態となるために、Ｆ＝Ｗすなわちｍｒω^２＝ｍｇを満たすように設定される。したがって、第２回転速度ωは、ω＝√（ｇ／ｒ）満たすように設定される。

【0045】

これにより、チューブ２２の下部に位置する粉塵Ｐは、遠心力Ｆによってチューブ２２の下部から上部に持ち上げられる。また、チューブ２２の上部に達した粉塵Ｐは、遠心力Ｆが重力Ｗによって打ち消されることによってチューブ２２の上部から下部に落下する。チューブ２２の回転に伴って粉塵Ｐがこのような動きを繰り返すことにより、粉塵Ｐがチューブ２２内で舞った状態となる。

【0046】

なお、粉塵Ｐは、チューブ２２の内周面よりも中心軸Ａに近い位置に存在する。そのため、実際に粉塵Ｐに作用する遠心力Ｆは、中心軸Ａから粉塵Ｐまでの距離と内径ｒとの差異の分だけ、ｍｒω^２よりも小さい。したがって、ω＝√（ｇ／ｒ）を満たすように第２回転速度ωを設定することで、少なくとも中心軸Ａの直上において実際に粉塵Ｐに作用する遠心力Ｆが重力Ｗよりも小さくなる。これにより、遠心力Ｆによって粉塵Ｐをチューブ２２の下部から上部に持ち上げつつ、粉塵Ｐが遠心力Ｆによってチューブ２２の内周面に張り付くことを抑制できる。

【0047】

第２回転速度ωは、０．７５×√（ｇ／ｒ）＜ω＜１．２５×√（ｇ／ｒ）を満たすことが好ましい。さらに、第２回転速度ωは、０．８×√（ｇ／ｒ）≦ω≦１．２×√（ｇ／ｒ）を満たすことがより好ましい。第２回転速度ωを上記の範囲内に設定することで、粉塵Ｐがチューブ２２内の下部に堆積せず、かつ、粉塵Ｐがチューブ２２の内周面に張り付かない程度の遠心力Ｆを粉塵Ｐに付与できる。

【0048】

図５には、集塵工程におけるチューブ２２の内部を撮影した画像（Ａ）～（Ｃ）を示す。画像（Ａ）は、第２回転速度ω＝０．７５×√（ｇ／ｒ）でチューブ２２を回転させた状態のチューブ２２の内部を撮影したものである。画像（Ｂ）は、第２回転速度ω＝√（ｇ／ｒ）でチューブ２２を回転させた状態のチューブ２２の内部を撮影したものである。画像（Ｃ）は、第２回転速度ω＝１．２５×√（ｇ／ｒ）でチューブ２２を回転させた状態のチューブ２２の内部を撮影したものである。なお、画像（Ａ）～（Ｃ）の撮影には、内径ｒ＝０．１ｍのチューブ２２を用いた。

【0049】

画像（Ａ）のように√（ｇ／ｒ）として算出される値と比較して第２回転速度ωが小さい場合には、チューブ２２内の下部に堆積する粉塵Ｐの量が多くなる。また、画像（Ｃ）のように√（ｇ／ｒ）として算出される値と比較して第２回転速度ωが大きい場合には、粉塵Ｐがチューブ２２の内周面に張り付く状態となるため、チューブ２２の中心軸Ａの近傍に存在する粉塵Ｐの量が少なくなる。画像（Ａ）や画像（Ｃ）の状態では、粉塵Ｐに含まれる粒子同士の凝集力や、チューブ２２の内周面に対する粒子の付着力、チューブ２２の断面内における気流の強弱などの影響によって、粉塵Ｐが吸引されにくくなる。

【0050】

これに対して、画像（Ｂ）のように第２回転速度ωがω＝√（ｇ／ｒ）を満たすように設定されることで、粉塵Ｐがチューブ２２内に舞った状態、すなわち、粉塵Ｐがチューブ２２内で分散した状態とすることができる。これにより、チューブ２２内の粉塵Ｐを好適に集塵できる。

【0051】

［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）集塵工程において、コアビット２１を第２回転速度ωで回転させることによりチューブ２２内に堆積した粉塵Ｐが舞った状態で吸引を行うことで、チューブ２２内の粉塵Ｐを好適に集塵できる。

【0052】

（２）第２回転速度ωが０．７５×√（ｇ／ｒ）＜ω＜１．２５×√（ｇ／ｒ）を満たすように設定されることで、粉塵Ｐがチューブ２２内の下部に堆積せず、かつ、粉塵Ｐがチューブ２２の内周面に張り付かない程度の遠心力Ｆを粉塵Ｐに付与できる。

【0053】

（３）穿孔工程では相対的に大きな速度である第１回転速度で穿孔を行い、かつ、穿孔後の集塵工程では相対的に小さな速度である第２回転速度ωで集塵を行うことで、穿孔工程に要する時間を削減できるとともに、集塵工程で好適に集塵を行うことができる。

【0054】

（４）集塵工程において、チューブ２２の内径ｒが小さいほど第２回転速度ωが大きくなるようにチューブ２２を回転させることで、粉塵Ｐをチューブ２２内で好適に舞った状態とすることができる。

【0055】

［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。

【0056】

・第２回転速度ωは、堆積した粉塵Ｐがチューブ２２内で舞う程度の大きさであれば特に限定されない。例えば、集塵工程における第２回転速度ωが穿孔工程における第１回転速度と同じであってもよいし、第２回転速度ωが第１回転速度よりも大きくてもよい。

【0057】

・第２回転速度ωは、「√（ｇ／ｒ）」として算出される値に対して任意の係数をかけることで補正を行った値でもよい。例えば、チューブ２２の内周面に対する粉塵Ｐに含まれる粒子の付着力が大きい場合など、粉塵Ｐがチューブ２２の内周面に張り付きやすい場合には、第２回転速度ωを小さくして遠心力Ｆを弱めてもよい。また、粉塵Ｐの量が多く堆積した粉塵Ｐの厚みが大きい場合など、粉塵Ｐがチューブ２２の上部に持ち上がりにくい場合には、第２回転速度ωを大きくして遠心力Ｆを強めてもよい。このとき、粉塵Ｐがチューブ２２内の下部に堆積せず、かつ、粉塵Ｐがチューブ２２の内周面に張り付かないのであれば、第２回転速度ωが０．７５×√（ｇ／ｒ）以下でもよいし、１．２５×√（ｇ／ｒ）以上でもよい。

【符号の説明】

【0058】

ω…第２回転速度（角速度）、Ａ…中心軸、Ｆ…遠心力、Ｈ…集塵用ホース、Ｐ…粉塵、ｒ…内径、Ｒ１…第１方向、Ｗ…重力、１０…穿孔装置、１１…支持枠、２０…穿孔部、２１…コアビット、２２…チューブ、２３…ビット部、３０…回転機構部、３１…カップリング部、４０…直動機構部、５０…保持部、１００…集塵装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】