(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシャンクと前記シャンクの先端の刃部とを有するビットと、
前記ビットの前記シャンクの内部から前記刃部に、粒状二酸化炭素である固体の二酸化炭素を連続的に供給する固体二酸化炭素供給手段と、
を備え、
前記固体二酸化炭素供給手段は、前記固体の二酸化炭素が供給されるホッパーと、モータによって駆動されて前記固体の二酸化炭素を運搬するスクリューコンベアと、供給されるエアによって前記固体の二酸化炭素を前記ビットの内部に供給するスイベルと、を備え、
前記ビットは、前記固体二酸化炭素供給手段により供給された前記固体の二酸化炭素を連続的に前記刃部から放出しつつ被加工物の穿孔加工を行なう、乾式穿孔加工装置。
【請求項２】
前記ビットは、前記シャンクの内部から前記シャンクの外部に通じるスリット部を有する、請求項１に記載の乾式穿孔加工装置。
【請求項３】
前記スリット部は、前記シャンクの周方向への幅よりも前記シャンクの長手方向への長さの方が大きい、請求項２に記載の乾式穿孔加工装置。
【請求項４】
前記シャンクの前記スリット部の肉厚は、前記シャンクの前記スリット部ではない部分の肉厚よりも厚い、請求項２又は３に記載の乾式穿孔加工装置。
【請求項５】
前記スリット部は、前記刃部から前記シャンクの外部に連続的に開口している、請求項２〜４のいずれか１項に記載の乾式穿孔加工装置。
【請求項６】
前記刃部は、中央に前記シャンクの外部から前記シャンクの内部に通じるコア孔部を有し、前記コア孔部の内径は前記シャンクの内径よりも小さい、請求項１〜５のいずれか１項に記載の乾式穿孔加工装置。
【請求項７】
前記刃部の外径は前記シャンクの外径よりも大きい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の乾式穿孔加工装置。
【請求項８】
ホッパーに供給される粒状二酸化炭素である固体の二酸化炭素をモータによって駆動されるスクリューコンベアが運搬し、供給されるエアによって前記固体の二酸化炭素をスイベルがビットの内部に供給し、
前記ビットは、筒状のシャンクと前記シャンクの先端の刃部とを有しており、前記ビットの前記シャンクの内部から前記刃部に前記固体の二酸化炭素を連続的に供給し、前記固体の二酸化炭素を連続的に前記刃部から放出しつつ被加工物の穿孔加工を行なう、乾式穿孔加工方法。
【請求項９】
前記ビットとして、前記シャンクの内部から前記シャンクの外部に通じるスリット部を有する前記ビットを用いる、請求項８に記載の乾式穿孔加工方法。
【請求項１０】
前記ビットとして、前記シャンクの周方向への幅よりも前記シャンクの長手方向への長さの方が大きい前記スリット部を有する前記ビットを用いる、請求項９に記載の乾式穿孔加工方法。
【請求項１１】
前記ビットとして、前記シャンクの前記スリット部の肉厚が前記シャンクの前記スリット部ではない部分の肉厚よりも厚い前記ビットを用いる、請求項９又は１０に記載の乾式穿孔加工方法。
【請求項１２】
前記ビットとして、前記刃部から前記シャンクの外部に連続的に開口している前記スリット部を有する前記ビットを用いる、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の乾式穿孔加工方法。
【請求項１３】
前記ビットとして、前記刃部の中央に前記シャンクの外部から前記シャンクの内部に通じるコア孔部を有し、前記コア孔部の内径が前記シャンクの内径よりも小さい前記ビットを用いる、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の乾式穿孔加工方法。
【請求項１４】
前記ビットとして、前記刃部の外径が前記シャンクの外径よりも大きい前記ビットを用いる、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の乾式穿孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式穿孔加工装置及び乾式穿孔加工方法に関し、特に冷却のために液体を用いない乾式穿孔加工装置及び乾式穿孔加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤やコンクリート等に穿孔加工を行なう装置としては、穿孔加工を行なうビットの刃部に冷却用の水や液を供給しつつ穿孔加工を行なう装置が知られている。しかしながら、冷却のために水や液を用いることが出来ない状況がある。そのため、冷却のために液体を用いないで穿孔加工を行なう乾式穿孔加工装置が提案されている。例えば、特許文献１には、固体の二酸化炭素を気化させることによって得られた低温の気体の二酸化炭素を刃先に供給しつつ穿孔加工を行なう装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公平２−３０２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような乾式穿孔加工装置では、冷却に液体を用いる穿孔加工装置に比べて冷却の効率が低く、ビットの磨耗が激しく、加工のためのコストが高い欠点がある。そのため、乾式穿孔加工装置は現状ではあまり普及しておらず、冷却効率等の点で改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より冷却効率を向上させた乾式穿孔加工装置及び乾式穿孔加工方法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】
【０００６】
本発明は、筒状のシャンクとシャンクの先端の刃部とを有するビットと、ビットのシャンクの内部から刃部に、粒状二酸化炭素である固体の二酸化炭素を連続的に供給する固体二酸化炭素供給手段とを備え、固体二酸化炭素供給手段は、固体の二酸化炭素が供給されるホッパーと、モータによって駆動されて固体の二酸化炭素を運搬するスクリューコンベアと、供給されるエアによって固体の二酸化炭素をビットの内部に供給するスイベルと、を備え、ビットは、固体二酸化炭素供給手段により供給された固体の二酸化炭素を連続的に刃部から放出しつつ被加工物の穿孔加工を行なう乾式穿孔加工装置である。
【０００７】
この構成によれば、乾式穿孔加工装置は、筒状のシャンクと前記シャンクの先端の刃部とを有するビットと、ビットのシャンクの内部から刃部に固体の二酸化炭素を連続的に供給する固体二酸化炭素供給手段とを備える。ビットは、固体二酸化炭素供給手段により供給された固体の二酸化炭素を連続的に刃部から放出しつつ被加工物の穿孔加工を行なう。固体の二酸化炭素を冷媒として用いることにより、気体により冷却を行なう穿孔加工装置に比べて冷却効率を高めることができる。固体の二酸化炭素は連続的にビットの刃部から放出されるため、固体の二酸化炭素が昇華する際に被加工物及びビットから熱を連続的に奪うため、単に固体の二酸化炭素を被加工物に設置して冷却するよりも、冷却効率を高めることができる。さらに、固体の二酸化炭素は昇華して液体とはならないため、水や液を冷媒として用いることが不可能な状況においても穿孔加工を行なうことができる。
【０００８】
この場合、ビットは、シャンクの内部からシャンクの外部に通じるスリット部を有することが好適である。
【０００９】
この構成によれば、ビットは、シャンクの内部からシャンクの外部に通じるスリット部を有するため、穿孔加工により深い穿孔部を形成する場合でも、固体の二酸化炭素を刃部やシャンクに供給し易くなる。
【００１０】
この場合、スリット部は、シャンクの周方向への幅よりもシャンクの長手方向への長さの方が大きいことが好適である。
【００１１】
この構成によれば、スリット部は、シャンクの周方向への幅よりもシャンクの長手方向への長さの方が大きいため、シャンクの長手方向の広い範囲に固体の二酸化炭素を供給することができる。
【００１２】
また、シャンクのスリット部の肉厚は、シャンクのスリット部ではない部分の肉厚よりも厚いことが好適である。
【００１３】
この構成によれば、シャンクのスリット部の肉厚は、シャンクのスリット部ではない部分の肉厚よりも厚いため、シャンクのスリット部ではない部分に比べて強度が低下する可能性があるスリット部の強度を向上させることが可能となる。
【００１４】
また、スリット部は、刃部からシャンクの外部に連続的に開口していることが好適である。
【００１５】
この構成によれば、スリット部は、刃部からシャンクの外部に連続的に開口しているため、冷却が必要な刃部から刃部近傍のシャンクに固体の二酸化炭素を供給し易くなる。
【００１６】
また、刃部は、中央にシャンクの外部からシャンクの内部に通じるコア孔部を有し、コア孔部の内径はシャンクの内径よりも小さいことが好適である。
【００１７】
この構成によれば、刃部は、中央にシャンクの外部からシャンクの内部に通じるコア孔部を有し、コア孔部の内径はシャンクの内径よりも小さいため、コア孔部からシャンク内部に入る被加工物の削り屑は、シャンクの内径よりも小さいことになり、削り屑がシャンク内部に詰まることを防止することができる。
【００１８】
また、刃部の外径はシャンクの外径よりも大きいことが好適である。
【００１９】
この構成によれば、刃部の外径はシャンクの外径よりも大きいため、穿孔加工により被加工物に形成された穿孔部において、穿孔部とシャンク外周との隙間が大きくなるため、被加工物の削り屑は、刃部からシャンクの外部を通って穿孔部の外部に排出され易くなり、削り屑が穿孔部に詰まることを防止することができる。
【００２０】
本発明は、ホッパーに供給される粒状二酸化炭素である固体の二酸化炭素をモータによって駆動されるスクリューコンベアが運搬し、供給されるエアによって固体の二酸化炭素をスイベルがビットの内部に供給し、ビットは、筒状のシャンクとシャンクの先端の刃部とを有しており、ビットのシャンクの内部から刃部に固体の二酸化炭素を連続的に供給し、固体の二酸化炭素を連続的に刃部から放出しつつ被加工物の穿孔加工を行なう乾式穿孔加工方法である。
【００２１】
この場合、ビットとして、シャンクの内部からシャンクの外部に通じるスリット部を有するビットを用いることが好適である。
【００２２】
この場合、ビットとして、シャンクの周方向への幅よりもシャンクの長手方向への長さの方が大きいスリット部を有するビットを用いることが好適である。
【００２３】
また、ビットとして、シャンクのスリット部の肉厚がシャンクのスリット部ではない部分の肉厚よりも厚いビットを用いることが好適である。
【００２４】
また、ビットとして、刃部からシャンクの外部に連続的に開口しているスリット部を有するビットを用いることが好適である。
【００２５】
また、ビットとして、刃部の中央にシャンクの外部からシャンクの内部に通じるコア孔部を有し、コア孔部の内径がシャンクの内径よりも小さいビットを用いることが好適である。
【００２６】
また、ビットとして、刃部の外径がシャンクの外径よりも大きいビットを用いることが好適である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の乾式穿孔加工装置及び乾式穿孔加工方法によれば、固体の二酸化炭素を冷媒として用いることにより、気体により冷却を行なう穿孔加工装置に比べて冷却効率を高めることができる。固体の二酸化炭素は連続的にビットの刃部から放出されるため、固体の二酸化炭素が昇華する際に被加工物及びビットから熱を連続的に奪うため、単に固体の二酸化炭素を被加工物に設置して冷却するよりも、冷却効率を高めることができる。さらに、固体の二酸化炭素は昇華して液体とはならないため、水や液を冷媒として用いることが不可能な状況においても穿孔加工を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態に係る乾式穿孔加工装置の全体の構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は第１実施形態に係るノンコア型のビット先端の正面図であり、（ｂ）は第１実施形態に係るノンコア型のビット先端の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である。
【図３】（ａ）は第２実施形態に係るノンコア型のビット先端の正面図であり、（ｂ）は第２実施形態に係るノンコア型のビット先端の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面視であり、（ｄ）は（ａ）のＡ’−Ａ’線による断面視である。
【図４】（ａ）は第３実施形態に係るコア型のビット先端の正面図であり、（ｂ）は第３実施形態に係るコア型のビット先端の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である。
【図５】（ａ）は第４実施形態に係るコア型のビット先端の正面図であり、（ｂ）は第４実施形態に係るコア型のビット先端の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である。
【図６】（ａ）は第５実施形態に係るコア型のビット先端の正面図であり、（ｂ）は第５実施形態に係るコア型のビット先端の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である。
【図７】（ａ）は第６実施形態に係るコア型のビット先端の正面図であり、（ｂ）は第６実施形態に係るコア型のビット先端の側面図であり、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である。
【図８】第７実施形態に係る乾式穿孔加工装置の全体の構成を示す斜視図である。
【図９】第８実施形態に係る乾式穿孔加工装置の全体の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る乾式穿孔加工装置及び乾式穿孔加工方法について説明する。
【００３０】
図１に示すように、本発明の第１実施形態の乾式穿孔加工装置１０は、被加工物Ｗを直接加工するビット１００ａの他に、ビット１００ａを冷却するための冷媒である粒状二酸化炭素Ｃをビット１００ａに供給するためのホッパー１２、モータ１４、スクリューコンベア１６、供給パイプ１８、真空発生器２０、スイベル部３０及びチャック３２を備えている。
【００３１】
ホッパー１２は、粒状二酸化炭素Ｃを流下させるための漏斗状の装置である。ホッパー１２は、上部に粒状二酸化炭素Ｃを供給するための長方形の開口部を有している。ホッパー１２の上部の開口部に供給される粒状二酸化炭素Ｃは、固体となる温度まで冷却された粒状の二酸化炭素である。粒状二酸化炭素Ｃの直径は６ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、３ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２．９ｍｍ以下が好ましい。
【００３２】
ホッパー１２により流下された粒状二酸化炭素Ｃは、モータ１４により駆動されるスクリューコンベア１６により、スクリューコンベア１６の搬送の端部に接続された供給パイプ１８に運搬される。供給パイプ１８は、断熱材により被覆されている。これにより、供給パイプ１８に結露した水が凍ることで粒状二酸化炭素Ｃの供給が不安定となることを防止することができる。供給パイプ１８の一端はスクリューコンベア１６に接続され、供給パイプ１８の他端は真空発生器２０の真空ポート２２に接続されている。
【００３３】
真空発生器２０のエア供給ポート２４からは高圧の空気流であるエアＡが供給され、真空発生器２０の排気ポート２６から排気される。真空発生器２０の排気ポート２６は、ビット１００ａに到るスイベル３０に接続されている。これにより真空発生器２０側の気圧が低くなり、スクリューコンベア１６から供給パイプ１８及びスイベル３０を介して粒状二酸化炭素Ｃがビット１００ａに供給される。なお、エアＡの供給量は、０．１９ｍ３／ｍｉｎ（１９０Ｌ／ｍｉｎ）以上であることが好ましい。エアＡは２．２ｋＷ（３ＰＳ）程度の出力のコンプレッサで供給されることが好ましい。これにより、粒状二酸化炭素Ｃの供給量は８０〜９０ｇ／ｍｉｎとすることが好ましい。
【００３４】
スイベル３０は、図示していない動力源により回転させられるチャック３２で把持されたビット１００ａの内部に粒状二酸化炭素Ｃを供給する。スイベル３０は、従来の水を冷媒とする穿孔加工装置で用いられる物とは異なり、粒状二酸化炭素Ｃを冷媒として用いるため、冷媒の供給経路は水を冷媒とする従来型のスイベルよりも広いことが好ましい。
【００３５】
ビット１００ａは、円筒状のシャンク１１０とシャンク１１０の先端の刃部１２０とを有する。ビット１００ａは、ホッパー１２、モータ１４、スクリューコンベア１６、供給パイプ１８、真空発生器２０及びスイベル部３０により、シャンク１１０の内部から供給された粒状二酸化炭素Ｃを連続的に刃部１２０から放出しつつ被加工物Ｗの穿孔加工を行なう。
【００３６】
本実施形態では、冷媒として粒状二酸化炭素Ｃを用いるため、ビット１００ａの形状も従来型の物と異なる。図２（ａ）に示すように、本実施形態のビット１００ａは、刃部１２０の中央に切屑をビット１００ａの外部から内部へと通すコア孔部を有しないノンコア型のビットである。これにより、ビット１００ａの径が１６ｍｍ程度に小さい場合に切屑がシャンク１１０内に詰まることを防止することができる。刃部１２０には、例えばダイヤモンドやＣＢＮなどの超砥粒がメタルボンド等により固着されている。刃部１２０には、中心を刃部１２０の中心とし、中心角が７０〜９０°程度の扇形状の供給孔部１３０が設けられている。供給孔部１３０は、シャンク１１０内部から供給された粒状二酸化炭素Ｃを外部に放出可能とされている。
【００３７】
本実施形態のビット１００ａの側面図である図２（ｂ）及び図２（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である図２（ｃ）に示すように、刃部１２０の直径はシャンク１１０の外径よりも大きい。刃部１２０の直径はシャンク１１０の外径よりも少なくとも１ｍｍ以上大きいことが好ましい。ビット１００ａは、シャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に通じるスリット部１４０を有する。スリット部１４０は、シャンク１１０の周方向への幅よりもシャンク１１０の長手方向への長さの方が大きい。
【００３８】
以下、本実施形態の乾式穿孔加工装置１０の作用について説明する。乾式穿孔加工装置１００は、円筒状のシャンク１１０とシャンク１１０の先端の刃部１２０とを有するビット１００ａと、ビット１００ａのシャンク１１０の内部から刃部１２０に粒状二酸化炭素Ｃを連続的に供給するホッパー１２、モータ１４、スクリューコンベア１６、供給パイプ１８、真空発生器２０及びスイベル部３０とを備える。ビット１００ａは、ホッパー１２、真空発生器２０等により供給された粒状二酸化炭素Ｃを連続的に刃部１２０から放出しつつ被加工物Ｗの穿孔加工を行なう。固体の二酸化炭素を冷媒として用いることにより、気体により冷却を行なう穿孔加工装置に比べて冷却効率を高めることができる。粒状二酸化炭素Ｃは連続的にビット１００ａの刃部１２０から放出されるため、固体の二酸化炭素が昇華する際に被加工物Ｗ及びビット１００ａから熱を連続的に奪うため、単に固体の二酸化炭素を被加工物Ｗに設置して冷却するよりも、冷却効率を高めることができる。さらに、固体の二酸化炭素は昇華して液体とはならないため、水や液を冷媒として用いることが不可能な状況においても穿孔加工を行なうことができる。
【００３９】
また、ビット１００ａは、シャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に通じるスリット部１４０を有する。このため、穿孔加工により深い穿孔部を形成する場合でも、固体の二酸化炭素を刃部１２０やシャンク１１０に供給し易くなる。
【００４０】
また、スリット部１４０は、シャンク１１０の周方向への幅よりもシャンク１１０の長手方向への長さの方が大きい。そのため、シャンク１１０の長手方向の広い範囲に固体の二酸化炭素を供給することができる。
【００４１】
また、刃部１２０の外径はシャンク１１０の外径よりも大きい。このため、穿孔加工により被加工物Ｗに形成された穿孔部において、穿孔部とシャンク１１０の外周との隙間が大きくなる。このため、被加工物Ｗの削り屑は、刃部１２０からシャンク１１０の外部を通って穿孔部の外部に排出され易くなり、削り屑が穿孔部に詰まることを防止することができる。
【００４２】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態では、図３（ａ）に示すように、ビット１００ｂの刃部１２０の形状は上記第１実施形態のビット１００ａと同様である。しかし、本実施形態のビット１００ｂの側面図である図３（ｂ）、図３（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である図３（ｃ）及び図３（ａ）のＡ’−Ａ’による断面視である図３（ｄ）に示すように、ビット１００ｂのシャンク１１０は、２つのスリット部１４１，１４２を有している。これにより、粒状二酸化炭素Ｃを供給する効率が上記第１実施形態のビット１００ａよりも高くなる。また、ビット１００ｂのシャンク１１０のスリット部１４１，１４２の肉厚は、シャンク１１０のスリット部１４１，１４２ではない部分の肉厚よりも厚い肉厚部１１１が形成されている。肉厚部１１１の厚みは、シャンク１１０の肉厚部１１１ではない部分の厚みよりも、１ｍｍ以上大きい厚みか、２倍以上の厚みであることが好ましい。
【００４３】
本実施形態では、シャンク１１０のスリット部１４１，１４２の肉厚は、シャンク１１０のスリット部１４１，１４２ではない部分の肉厚よりも厚い肉厚部１１１が形成されている。このため、シャンク１１０のスリット部１４１，１４２ではない部分に比べて強度が低下する可能性があるスリット部１４１，１４２の強度を向上させることが可能となる。特に、本実施形態のビット１００ｂのように、２つのスリット部１４１，１４２がシャンク１１０に設けられ、強度が低下し易い場合に有効である。
【００４４】
以下、本発明の第３実施形態について説明する。本発明の第３実施形態のビット１００ｃでは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、刃部１２０は、中央にシャンク１１０の外部からシャンク１１０の内部に通じるコア孔部１３２を有し、被加工物Ｗの切屑がコア孔部１３２からシャンク１１０の内部を通って排出可能なコア型のビットとされている。このため、ビット１００ｃの径が２８〜３０ｍｍ程度に大きい場合に切屑がシャンク１１０内に詰まることを防止することができる。また、コア孔部１３２の内径はシャンク１１０の内径よりも小さい。本実施形態の例では、コア穴部１３２の内径は６〜８ｍｍ程度なのに対し、シャンク１１０の内径は１８〜２０ｍｍ程度とされている。コア穴部１３２の内径は、シャンク１１０の内径の１／２〜１／３以下であることが好ましい。
【００４５】
本実施形態のビット１００ｃでは、刃部１２０には、中心を刃部１２０の中心とし、中心角が５０〜７０°程度の一対の扇形状の供給孔部１３１が設けられている。供給孔部１３１はコア穴部１３２と連続して開口している。供給孔部１３１は、シャンク１１０内部から供給された粒状二酸化炭素Ｃを外部に放出可能とされている。
【００４６】
本実施形態では、ビット１００ｃの刃部１２０は、中央にシャンク１１０の外部からシャンク１１０の内部に通じるコア孔部１３２を有し、コア孔部１３２の内径はシャンク１１０の内径よりも小さい。そのため、コア孔部１３２からシャンク１１０の内部に入る被加工物Ｗの削り屑は、シャンク１１０の内径よりも小さいことになり、削り屑がシャンク１１０の内部に詰まることを防止することができる。
【００４７】
以下、本発明の第４実施形態について説明する。本発明の第４実施形態では、図５（ａ）に示すように、ビット１００ｄの刃部１２０の形状は上記第３実施形態のビット１００ｃと同様である。しかし、本実施形態のビット１００ｄの側面図である図５（ｂ）及び図５（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である図５（ｃ）に示すように、ビット１００ｄは、シャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に通じるスリット部１４３を有する。スリット部１４３は、シャンク１１０の周方向への幅よりもシャンク１１０の長手方向への長さの方が大きい。スリット部１４３は、刃部１２０のコア孔部１３２から供給孔部１３１を介してシャンク１１０の外部に連続的に開口している。このため、冷却が必要な刃部１２０から刃部１２０近傍のシャンク１１０に粒状二酸化炭素Ｃを供給し易くなる。また、上記第２実施形態のビット１００ｂと同様に、本実施形態のビット１００ｄでは、ビット１００ｄのシャンク１１０のスリット部１４３の肉厚は、シャンク１１０のスリット部１４３ではない部分の肉厚よりも厚い肉厚部１１１が形成されている。肉厚部１１１の厚みは、シャンク１１０の肉厚部１１１ではない部分の厚みよりも、１ｍｍ以上大きい厚みか、２倍以上の厚みであることが好ましい。このため、シャンク１１０のスリット部１４３ではない部分に比べて強度が低下する可能性があるスリット部１４３の強度を向上させることが可能となる。
【００４８】
以下、本発明の第５実施形態について説明する。本発明の第５実施形態のビット１００ｅでは、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記第３及び第４実施形態より大きな径の孔の穿孔加工を行なうため（例えば、直径５０ｍｍ以上、直径５０ｍｍ〜５３ｍｍ程度のの孔の穿孔加工）、刃部１２０は、シャンク１１０の外径よりも１〜３ｍｍ大きい外径であり、シャンク１１０の内径よりも１〜３ｍｍ小さい内径の円環状をなす。これにより、刃部１２０は、シャンク１１０の外部からシャンク１１０の内部に通じ、シャンク１１０の内径よりも１〜３ｍｍ小さい直径のコア孔兼供給孔部１３３を有する。このため、ビット１００ｅの径が大きい場合にも、少ない切削量で大きな径の孔の穿孔加工が可能となる。また、穿孔加工時にコア孔兼供給孔部１３３からシャンク１１０の内部に入った切削屑は、刃部１２０ではない部分まで進入すると、シャンク１１０との間の隙間が大きくなるため、ビット１００ｅの径が大きい場合にも切屑がシャンク１１０内に詰まることを防止することができる。
【００４９】
また、コア孔兼供給孔部１３３は、シャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に粒状二酸化炭素Ｃを放出可能である。刃部１２０には、９個の刃部スリット１２１が設けられている。９個の刃部スリット１２１は刃部１２０を略９等分するように設けられている。刃部スリット部１２１は、刃部１２０のコア孔兼供給孔部１３３からシャンク１１０の外部に連続的に開口している。このため、冷却が必要な刃部１２０から刃部１２０近傍のシャンク１１０に粒状二酸化炭素Ｃを供給し易くなる。また、刃部スリット１２１により、切削屑を効率良く排出し、切削効率が向上する。
【００５０】
以下、本発明の第６実施形態について説明する。本発明の第６実施形態では、図７（ａ）に示すように、ビット１００ｆの刃部１２０の形状は、上記第５実施形態のビット１００ｅと同様である。しかし、本実施形態のビット１００ｆの側面図である図７（ｂ）及び図７（ａ）のＡ−Ａ線による断面視である図７（ｃ）に示すように、ビット１００ｆは、シャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に通じる２個のスリット部１４４を有する。２個のスリット部１４４は、刃部１２０の周方向の０°の位置と２００°の位置とに非対称に設けられている。刃部１２０のスリット部１４４が設けられていない部位は、５個の刃部スリット１２１により、略等間隔に分割されている。スリット部１４４は、シャンク１１０の周方向への幅よりもシャンク１１０の長手方向への長さの方が大きい。スリット部１４４は、刃部１２０のコア孔兼供給孔部１３３から供給孔部１３１を介してシャンク１１０の外部に連続的に開口している。このため、冷却が必要な刃部１２０から刃部１２０近傍のシャンク１１０に粒状二酸化炭素Ｃを供給し易くなる。
【００５１】
以下、本発明の第７実施形態について図８を参照しながら説明する。第７実施形態の乾式穿孔加工装置２１０が第１実施形態の乾式穿孔加工装置１０と異なる点は、供給パイプ１８及び真空発生器２０が設けられていない点と、スクリューコンベア２１６が直接スイベル部２３０に接続されている点である。乾式穿孔加工装置２１０は、被加工物Ｗを加工するビット１００ａと、粒状二酸化炭素Ｃをビット１００ａに供給するためのホッパー２１２と、モータ２１４と、スクリューコンベア２１６と、フレキシブルジョイント２１８と、スイベル部２３０と、チャック２３２とを備えている。
【００５２】
ホッパー２１２は、第１実施形態のホッパー１２と同様、粒状二酸化炭素Ｃを流下させるための装置である。また、ホッパー２１２は、図示していない封止部により封止されており、その内部は気密構造となっている。ホッパー２１２の内部に供給されている粒状二酸化炭素Ｃは、その直径が第１実施形態と同様６ｍｍ以下のビーズ状となっている。
【００５３】
ホッパー２１２から流下した粒状二酸化炭素Ｃは、モータ２１４により駆動されるスクリューコンベア２１６により、スクリューコンベア２１６の一端に接続されたスイベル部２３０に供給される。モータ２１４は、フレキシブルジョイント２１８を介してスクリューコンベア２１６の他端に接続されており、スクリューコンベア２１６を回転させる動力をスクリューコンベア２１６に伝達する。
【００５４】
スイベル部２３０は、図示していない動力源により回転させられるチャック２３２で把持されたビット１００ａの内部に粒状二酸化炭素Ｃを供給する。スイベル部２３０に供給された粒状二酸化炭素Ｃは、スイベル部２３０内部の軸の回転により粉砕されて、より直径が小さいスノー状となる。よって、ビット１００ａの内部にはスノー状の粒状二酸化炭素Ｃが供給されるため、ビーズ状の粒状二酸化炭素Ｃが供給される場合と比較して一層冷却効果を高めることができる。
【００５５】
また、スイベル部２３０には、高圧の空気流であるエアＡが供給されるようになっており、スイベル部２３０に供給されたエアＡはビット１００ａの内部を介して刃部１２０に供給される。なお、上述したように、ホッパー２１２の内部は気密構造となっているため、エアＡがホッパー２１２側に向かうことはなく、刃部１２０のみへの供給が可能となっている。
【００５６】
本実施形態では、供給パイプ１８及び真空発生器２０を省略し、スクリューコンベア２１６を直接スイベル部２３０に接続させた乾式穿孔加工装置２１０となっているため、構成を簡易にすることができ、装置の小型化が可能となるため持ち運びがしやすくなり携帯性を高めることができる。なお、本実施形態でも、第１実施形態のように、ビット１００ａがシャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に通じるスリット部１４０を有することが好ましく、この場合、穿孔加工により深い穿孔部を形成する場合でも固定の二酸化炭素を刃部１２０やシャンク１１０に供給し易くなる。さらに、本実施形態では、ビット１００ａの代わりに、第２〜第６実施形態のビット１００ｂ〜１００ｆのいずれかを用いるようにしてもよい。
【００５７】
以下、本発明の第８実施形態について図９を参照しながら説明する。第８実施形態の乾式穿孔加工装置３１０において、スクリューコンベア３１６が直接スイベル部３３０に接続されている点は第７実施形態の乾式穿孔加工装置２１０と同様である。一方、本実施形態の乾式穿孔加工装置３１０が第７実施形態の乾式穿孔加工装置２１０と異なる点は、フレキシブルジョイント２１８が設けられていない点と、エアＡが直接スクリューコンベア３１６の軸内に供給される点である。乾式穿孔加工装置３１０は、ビット１００ａと、粒状二酸化炭素Ｃをビット１００ａに供給するためのホッパー３１２と、モータ３１４と、スクリューコンベア３１６と、伝達機構３１８と、スイベル部３３０と、チャック３３２とを備えている。
【００５８】
ホッパー３１２は、ホッパー２１２と同様、粒状二酸化炭素Ｃを流下させるための装置であり、図示していない封止部で封止されており、その内部は気密構造となっている。ホッパー３１２の内部の粒状二酸化炭素Ｃは、第７実施形態と同様、ビーズ状となっている。
【００５９】
ホッパー３１２から流下した粒状二酸化炭素Ｃは、モータ３１４により駆動されるスクリューコンベア３１６により、スクリューコンベア３１６の一端に接続されたスイベル部３３０に供給される。モータ３１４は、スクリューコンベア３１６の下部に取り付けられており、その出力軸は伝達機構３１８を介してスクリューコンベア３１６の他端に接続されている。伝達機構３１８は、モータ３１４の出力軸とスクリューコンベア３１６の軸とを接続するとともに、モータ３１４の出力をスクリューコンベア３１６の軸に伝達する。
【００６０】
また、スクリューコンベア３１６は、その軸が中空になっており、軸内には高圧の空気流であるエアＡが供給されるようになっている。このようにスクリューコンベア３１６の軸内にエアＡが供給されることにより、スクリューコンベア３１６内部での切屑等の詰まりを防止できるようになり安定した穿孔を行えるようになっている。スクリューコンベア３１６の軸内に供給されたエアＡはスイベル部３３０及びビット１００ａを介して刃部１２０に供給される。なお、上述したように、ホッパー３１２の内部は気密構造となっているため、エアＡがホッパー３１２側に向かうことはなく、刃部１２０のみへの供給が可能となっている。
【００６１】
スイベル部３３０は、第７実施形態と同様、回転させられるチャック３３２で把持されたビット１００ａの内部に粒状二酸化炭素Ｃを供給する。スイベル部３３０に供給された粒状二酸化炭素Ｃは、スイベル部３３０内部の軸の回転により粉砕されて、より直径が小さいスノー状となる。よって、ビット１００ａの内部にはスノー状の粒状二酸化炭素Ｃが供給されるため、ビーズ状の粒状二酸化炭素Ｃが供給される場合と比較して一層冷却効果を高めることができる。
【００６２】
本実施形態では、モータ３１４の出力軸が伝達機構３１８を介してスクリューコンベア３１６の軸に接続された構成の乾式穿孔加工装置３１０となっているため、第７実施形態の乾式穿孔加工装置２１０と比較して、構成をより簡易にすることができ、装置のより一層の小型化が可能となるため持ち運びがしやすくなり携帯性をより一層高めることができる。さらに、本実施形態では、モータ３１４がスクリューコンベア３１６に直接取り付けられているため、装置全体としてのバランスが良くなり作業性を改善させることもできる。なお、本実施形態でも、ビット１００ａがシャンク１１０の内部からシャンク１１０の外部に通じるスリット部１４０を有することが好ましく、さらに、ビット１００ａの代わりに第２〜第６実施形態のビット１００ｂ〜１００ｆのいずれかを用いるようにしてもよい。
【００６３】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６４】
（実験例）
以下、本発明の実験例について説明する。本発明の第１〜第４実施形態に係る乾式穿孔加工装置及びビット１００ａ〜１００ｄにより、コンクリートの被加工物Ｗの穿孔加工を行なった。粒状二酸化炭素は、直径２．９ｍｍの球状のドライアイスを用いた。エアＡの供給量は、１９０Ｌ／ｍｉｎとし、出力３ＰＳのコンプレッサで供給した。これにより、粒状二酸化炭素Ｃの供給量は８０〜９０ｇ／ｍｉｎとなった。
【００６５】
図２に示す本発明の第１実施形態のビット１００ａとしては、刃部１２０の径が１６ｍｍであり、シャンク１１０の外径が１４ｍｍであり、シャンク１１０の内径が１１ｍｍであるものを用いた。供給孔部１３０は、中心を刃部１２０の中心とする中心角が８０°の扇形状である。スリット部１４０は、シャンク１１０の長手方向の長さが１０ｍｍであり、シャンク１１０の幅方向の長さが７ｍｍである。以上の条件により、被加工物Ｗの穿孔加工を行なったところ、深さ１００ｍｍの穿孔加工を問題無く行なうことができた。
【００６６】
図３に示す本発明の第２実施形態のビット１００ｂとしては、刃部１２０の径が１６ｍｍであり、シャンク１１０の外径が１４ｍｍであり、シャンク１１０の内径が１１ｍｍであるものを用いた。供給孔部１３０は、中心を刃部１２０の中心とする中心角が８０°の扇形状である。スリット部１４１は、シャンク１１０の長手方向の長さが２４ｍｍであり、シャンク１１０の幅方向の長さが９ｍｍである。スリット部１４２は、シャンク１１０の長手方向の長さが２２ｍｍであり、シャンク１１０の幅方向の長さが９ｍｍである。肉厚部１１１の厚みは、肉厚部１１１ではない部分の厚みが１．５ｍｍであるのに対し、２．５ｍｍである。以上の条件により、被加工物Ｗの穿孔加工を行なったところ、上記第１実施形態のビット１００ａよりも深い深さ２００ｍｍの穿孔加工を問題無く行なうことができた。
【００６７】
図４に示す本発明の第３実施形態のビット１００ｃとしては、刃部１２０の径が２８ｍｍであり、シャンク１１０の外径が２４ｍｍであり、シャンク１１０の内径が１８ｍｍであるものを用いた。供給孔部１３１は、中心を刃部１２０の中心とする中心角が６０°の一対の扇形状である。コア孔部１３２の内径は８ｍｍである。以上の条件により、被加工物Ｗの穿孔加工を行なったところ、深さ１００ｍｍの穿孔加工を問題無く行なうことができた。
【００６８】
図５に示す本発明の第４実施形態のビット１００ｄとしては、刃部１２０の径が２８ｍｍであり、シャンク１１０の外径が２４ｍｍであり、シャンク１１０の内径が１８ｍｍであるものを用いた。また、本発明の第４実施形態のビット１００ｄとして、刃部１２０の径が３０ｍｍであり、シャンク１１０の外径が２６ｍｍであり、シャンク１１０の内径が２０ｍｍであるものも用いた。刃部１２０の径が２８ｍｍの物も３０ｍｍの物も、供給孔部１３１は、中心を刃部１２０の中心とする中心角が６０°の一対の扇形状である。コア孔部１３２の内径は８ｍｍである。また、刃部１２０の径が２８ｍｍの物も３０ｍｍの物も、肉厚部１１１の厚みは、肉厚部１１１ではない部分の厚みが３ｍｍであるのに対し、５ｍｍである。以上の条件により、被加工物Ｗの穿孔加工を行なったところ、刃部１２０の径が２８ｍｍの物も３０ｍｍの物も、上記第３実施形態のビット１００ｃよりも深い深さ３００ｍｍの穿孔加工を問題無く行なうことができた。
【符号の説明】
【００６９】
１０，２１０，３１０…乾式穿孔加工装置、１２，２１２，３１２…ホッパー、１４，２１４，３１４…モータ、１６，２１６，３１６…スクリューコンベア、１８…供給パイプ、２０…真空発生器、２２…真空ポート、２４…エア供給ポート、２６…排気ポート、３０，２３０，３３０…スイベル部、３２，２３２，３３２…チャック、１００ａ〜１００ｆ…ビット、１１０…シャンク、１１１…肉厚部、１２０…刃部、１２１…刃部スリット、１３０，１３１…供給孔部、１３２…コア孔部、１３３…コア孔兼供給孔部、１４０〜１４４…スリット部、２１８…フレキシブルシャフト、３１８…伝達機構、Ｃ…粒状二酸化炭素、Ａ…エア、Ｗ…被加工物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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