JP6059073B2 - 拡径用ドリルビット - Google Patents

Description

本発明は、主として、コンクリート等の躯体に穿孔した下穴の一部を拡径するための拡径用ドリルビットに関するものである。

従来、この種の拡径用ドリルビットとして、コンクリート等の躯体に穿孔したストレート形状の下穴に挿入して用いられ、下穴の最奥部を拡径するアンダーカットドリル装置が知られている（特許文献１参照）。
このアンダーカットドリル装置は、下穴に挿入される中空円筒状の筒体と、下穴の開口縁部に着座し、ベアリングを介して筒体を回転自在に支持する当て部材と、同軸上において筒体にスライド自在に係合し、筒体と一体回転するシャフトと、筒体の先端側に設けられ、外周面に４つのガイド溝を有する円錐台形状のコーン部と、シャフトの先端部に取り付けられ、各ガイド溝に係合する４つのアームと、４つアームの先端部外面に交互に設けた２つの切刃および２つのガイド部と、を備えている。
切刃およびガイド部は、シャフトを引き上げた状態で筒体の内側に位置している。下穴に挿入した筒体およびシャフトを一体回転させ、シャフトを下動させてゆくと、コーン部のガイド溝により４つのアームが下動しながら外側に開いてゆく。これにより、切刃が下穴の内周面を研削し、下穴の底部（最奥部）に拡径部を形成する。

特開２００５−２８０２４３号公報

このような従来のアンダーカットドリル装置では、切刃を有するアームをコーン部の外周面でガイドする構造となっているため、コーン部を筒体で支持せざるを得ず、構造が極めて複雑になる問題があった。また、シャフトの外側にアーム、コーン部および筒体を配置する構造となるため、全体が太径となり、比較的細径の下穴に使用することができない問題があった。

本発明は、単純な構造で、細径の下穴にも対応可能な拡径用ドリルビットを提供することをその課題としている。

本発明の拡径用ドリルビットは、躯体に穿孔した下穴に挿入して用いられ、下穴の一部を研削により拡径するための拡径用ドリルビットであって、下穴の一部を研削する共に、軸心部に任意の１の径方向に延在する係合孔を有する切刃部と、係合孔を介して、切刃部が径方向に移動可能に係合する係合部を有する切刃保持部と、先端部で、切刃保持部を介して切刃部を支持するシャンク部と、を備え、切刃部および係合部は、回転に伴う遠心力により、切刃部が径方向に移動してシャンク部に対し偏心回転するように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、シャンク部が回転すると切刃保持部が回転し、さらに切刃保持部の係合部から係合孔を介して切刃部に回転動力が伝達される。この場合、切刃部および係合部は、回転に伴う遠心力により、切刃部が径方向に移動してシャンク部に対し偏心回転するように構成されているため、シャンク部が回転を開始すると、遠心力により切刃部が径方向に移動して偏心回転する。これにより、径方向における切刃部の突出部分が、下穴の一部に接触してこれを研削する。このように、遠心力を利用して切刃部を偏心回転させる構造であるため、構造を極めて単純なものとすることができると共に、細径の下穴にも容易に対応させることができる。

この場合、係合部から係合孔への回転力の伝達は、径方向においてシャンク部の回転中心から逆方向に離間した２つの作用点を介して行われ、回転中心から一方の作用点までの距離と他方の作用点までの距離とが異なることが好ましい。

回転に伴う遠心力は、Ｆ＝ｍｒω²で表され、回転中心からの距離が大きくなるほど遠心力は大きくなる。
この構成によれば、径方向において、回転中心から一方の作用点までの距離と他方の作用点までの距離とが異なることで、切刃部は、作用点までの距離が長い方に振られるようにして移動する。すなわち、回転する切刃部は、径方向において、遠心力により偏心する方向に力を受けて移動（偏心）する。これにより、偏心回転する切刃部の突出部分により、下穴の一部を研削することができる。

この場合、軸方向に直交する面内において、係合部は、径方向に延在する楔状に形成され、係合孔は、係合部より長く径方向に延在する矩形状に形成されていることが好ましい。

同様に。軸方向に直交する面内において、係合部は、径方向に延在する矩形状に形成され、係合孔は、係合部より長く径方向に延在する矩形状に形成されていることが好ましい。

これらの構成によれば、単純な構造で、シャンク部の回転を、切刃保持部から切刃部に適切に伝達することができると共に、これにより生ずる遠心力により、切刃部を径方向に円滑にスライド移動させることができる。

また、シャンク部の回転中心に対し、径方向における切刃部の一方の半部の重量と他方の半部の重量とが異なることが好ましい。

回転に伴う遠心力は、Ｆ＝ｍｒω²で表され、重量が大きくなるほど遠心力は大きくなる。
この構成によれば、径方向における切刃部の一方の半部の重量と他方の半部の重量とが異なることで、切刃部は、重量の大きい方に振られるようにして移動する。すなわち、回転する切刃部は、径方向において、遠心力により偏心する方向に力を受けて移動（偏心）する。これにより、偏心回転する切刃部の突出部分により、下穴の一部を研削することができる。

この場合、一方の半部と他方の半部とは、形状が異なることが好ましい。

同様に、一方の半部および他方の半部のいずれか一方には、錘が組み込まれていることが好ましい。

同様に、一方の半部および他方の半部のいずれか一方には、抜き孔が形成されていることが好ましい。

これらの構成によれば、単純な構造で、シャンク部の回転を、切刃保持部から切刃部に適切に伝達することができると共に、これにより生ずる遠心力により、切刃部を径方向に円滑にスライド移動させることができる。

また、径方向に逆向きに、且つ軸方向に重ねて配設した２つの切刃部を備え、係合部は、２つの切刃部に対応する２つの部分係合部を有していることが好ましい。

この構成によれば、２つの切刃部は、径方向において相互に逆向きに偏心しながら回転する。このため、回転バランスが維持され、回転ブレが抑制される。したがって、２つの切刃部の回転が安定し、下穴の拡径を円滑に行うことができる。

一方、切刃保持部は、下穴に嵌挿されると共に、切刃部およびシャンク部よりも太径に形成された太径嵌合部を有していることが好ましい。

この構成によれば、切刃保持部の一部として回転する太径嵌合部が、下穴に嵌挿する径に形成されているため、これを回転ブレを防止する部材として機能させることができる。したがって、研削時の切刃保持部や切刃部の回転が安定し、切刃部による下穴の拡径を、短時間で円滑に行うことができる。

また、基端側で動力源側の回転軸に着脱自在に装着され、先端側でシャンク部を同軸上に支持するシャフト部を、更に備えることが好ましい。

この構成によれば、動力源側からの冷却剤の導入等を適切に行うことができる。

また、切刃部に冷却剤を供給するために、シャフト部は、軸心部にシャフト内流路を有し、シャンク部は、シャフト内流路に連なるシャンク内流路を有していることが好ましい。

この構成によれば、シャフト内流路およびシャンク内流路を介して、動力源側から切刃部に冷却剤を供給することができる。これにより、下穴の拡径を円滑に且つ効率良く行うことができる。なお、冷却剤として、冷却液、圧縮エアー、冷却ガス等を用いることが好ましい。

さらに、シャフト部およびシャンク部のいずれか一方に取り付けられ、下穴の開口縁部に当接して切刃部の下穴への挿入深さを調整可能な調整アタッチメントを、更に備えることが好ましい。

この構成によれば、調整アタッチメントにより、切刃部の下穴への挿入深さ（挿入位置）を調整することができ、下穴の任意の深さ位置に対し拡径を行うことができる。

本発明の他の拡径用ドリルビットは、躯体に穿孔した下穴に挿入して用いられ、下穴の一部を研削により拡径するための拡径用ドリルビットであって、 先端部が円弧状に形成され、径方向に延在する単一の切刃部と、切刃部を径方向にスライド自在に保持する切刃保持部と、先端部で、切刃保持部を介して切刃部を支持するシャンク部と、を備え、切刃部は、回転に伴う遠心力により、先端部が切刃保持部から突出するように径方向に移動することを特徴とする。

この構成によれば、シャンク部が回転すると、切刃保持部を介して切刃部が回転する。切刃部が回転すると、切刃部に作用する遠心力により、切刃部は、径方向に移動し、その先端部が切刃保持部から突出する。これにより、径方向における切刃部の突出部分が、下穴の一部に接触してこれを研削する。このように、遠心力を利用して切刃部を偏心回転させる構造であるため、構造を極めて単純なものとすることができると共に、細径の下穴にも容易に対応させることができる。

実施形態に係る拡径用ドリルビットを穿孔装置に装着した状態の外観図である。 第１実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。 拡径用ドリルビットのビット部廻りの分解斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。 拡径用ドリルビットの拡径動作を示す説明図である。 第１実施形態の変形例に係る切刃部廻りの断面図である。 第２実施形態に係る拡径用ドリルビットの切刃部廻りの分解斜視図（ａ）および断面図（ｂ）である。 第２実施形態の変形例に係る切刃部廻りの断面図である。 第３実施形態に係る拡径用ドリルビットの切刃部廻りの分解斜視図である。 第４実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。 第５実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。 第６実施形態に係る拡径用ドリルビットの切刃部廻りの断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る拡径用ドリルビットについて説明する。この拡径用ドリルビットは、主として、アンカーを打ち込むためにコンクリートや石材等の躯体に形成した下穴に対し、その一部を拡径するものであり、打ち込んだアンカーの引抜き強度を高め得るものである。ダイヤモンドコアドリル等で穿孔したストレート形状の下穴は、微小な軸ブレにより開口部側が広く奥側が狭く穿孔され、実質上、微小なテーパー形状となる。このため、打ち込んだアンカーに、地震等による大きな力が繰り返し加わると、経時的に引抜き強度が低下する。拡径用ドリルビットは、このようなアンカーの経時的な引抜き強度の低下を防止すべく、下穴と同様の作業要領で下穴の一部を拡径するものである。

図１は、拡径用ドリルビットを穿孔装置に装着した状態の外観図である。同図に示すように、穿孔装置１は、手持ちの電動ドリル２と、電動ドリル２に装着した冷却液アタッチメント３とを有し、この冷却液アタッチメント３に拡径用ドリルビット１０Ａが装着される。すなわち、拡径用ドリルビット１０Ａは、動力源を構成する穿孔装置１（電動ドリル２）の冷却液アタッチメント３における回転軸３ａに着脱自在に装着して用いられる。

この回転軸３ａには、冷却液の流路が形成される一方、冷却液アタッチメント３は、図外の冷却液供給装置が接続されており、冷却液は、この冷却液供給装置から冷却液アタッチメント３を介して拡径用ドリルビット１０Ａの先端部に供給される。実施形態の穿孔装置１では、冷却液アタッチメント３に穿孔用ドリルビット（例えば、ダイアモンドコアビット）を装着して下穴Ｈを穿孔した後、穿孔用ドリルビットに代えて拡径用ドリルビット１０Ａを装着し、下穴Ｈの最奥部Ｈａを拡径するようにしている。

図２は、第１実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ａの構造図である。同図に示すように、拡径用ドリルビット１０Ａは、先端部で下穴Ｈの拡径を行うビット部１１と、基端側で穿孔装置１の回転軸３ａ（冷却液アタッチメント３）に着脱自在に装着され、先端側でビット部１１を基部において同軸上に支持するシャフト部１２と、を備えている。

また、ビット部１１は、下穴Ｈを研削する切刃部２１と、切刃部２１を径方向に移動自在に保持する切刃保持部２２と、切刃保持部２２を介して切刃部２１を支持するシャンク部２３と、を有している。この拡径用ドリルビット１０Ａでは、ビット部１１を下穴Ｈに挿入した状態で、穿孔装置１により拡径用ドリルビット１０Ａを回転させることで、切刃部２１が偏心回転し下穴Ｈを研削する（図４（ｂ）参照）。

シャフト部１２は、冷却液アタッチメント３の回転軸３ａに着脱自在に装着される太径部３１と、太径部３１の先端に設けられ、シャンク部２３を支持する細径部３２とを有している。細径部３２には、ビット部１１（シャンク部２３）が取り付けられるビット取付け部３４が形成されている。ビット取付け部３４は、雌ねじで構成されており、ビット取付け部３４の奥壁には、これに螺合したシャンク部２３との間をシールするＯリング３５が配設されている。

太径部３１には、その小口に窪入形成した雌ねじ部３７が形成され、この雌ねじ部３７が、冷却液アタッチメント３の回転軸３ａの雄ねじ部（図１参照）に螺合される。図示しないが、太径部３１にはスパナ用の工具掛け部が形成されており、シャフト部１２は、雌ねじ部３７の部分で冷却液アタッチメント３、すなわち穿孔装置１に着脱自在に装着される。

シャフト部１２を構成する太径部３１および細径部３２は、ステンレスやスチール等により一体に形成され、その軸心部には、冷却液用のシャフト内流路３８が形成されている。シャフト内流路３８は、基端側で冷却液アタッチメント３に連通すると共に、先端側で、シャンク部２３に形成したシャンク内流路４７（後述する）に連通している。このように、シャフト部１２を冷却液アタッチメント３の回転軸３ａに装着すると、このシャフト内流路３８およびシャンク内流路４７を介して、ビット部１１の先端部に冷却液の通液が可能となる。

図２および図３に示すように、ビット部１１は、シャフト部１２（細径部３２）の先端部に設けたシャンク部２３と、シャンク部２３の先端に設けた切刃保持部２２と、切刃保持部２２に保持された切刃部２１と、を有している。シャフト部１２から入力した回転動力は、シャンク部２３を介して切刃保持部２２に伝達され、更に切刃保持部２２から切刃部２１に伝達されて、切刃部２１を回転させる。

切刃部２１は、外周部がダイヤモンドの切刃で構成されると共に、その軸心部に任意の１の径方向（図示のＡ−Ｂ方向）に延在する係合孔４１を有している。係合孔４１は、その断面が隅部にアールを持たせた矩形状（長方形）に形成され、切刃部２１を軸方向に貫通している。また、切刃部２１の中心と係合孔４１の中心とは合致している。切刃部２１は、シャンク部２３と同径に形成されおり、実施形態のものは、下穴Ｈの径より０．５〜１．０ｍｍ程度細径に形成されている。

切刃保持部２２は、切刃部２１を保持する係合部４３と、係合部４３の先端側に連なるフランジ状の太径嵌合部４４と、を有している。係合部４３には、係合孔４１を介して切刃部２１が径方向に移動可能に係合している。

太径嵌合部４４は、下穴Ｈに嵌挿されると共に、ビット部１１において最も太径に形成されている。すなわち、太径嵌合部４４は、切刃部２１やシャンク部２３より僅かに太径に形成され、且つ下穴Ｈ（の最奥部Ｈａ）より僅かに細径に形成されている。ビット部１１を下穴Ｈに挿入して回転させると、太径嵌合部４４は、下穴Ｈに嵌挿された状態で回転する。この場合、太径嵌合部４４に対し、下穴Ｈが、冷却液を潤滑剤とした軸受として機能し、ビット部１１の回転ブレが防止される。これにより、切刃部２１による下穴Ｈ（拡径部）の研削が円滑に行われる。

また、太径嵌合部４４には、係合部４３の先端部が嵌合する溶着孔４４ａが形成されている。溶着孔４４ａの断面形状は、係合部４３の断面形状と相補的形状となっており、溶着孔４４ａに係合部４３の先端部を嵌合し、溶着（ろう接または溶接）するようになっている。このようにして、係合部４３に太径嵌合部４４が一体的に取り付けられている。すなわち、係合部４３に切刃部２１を装着し、この状態で、係合部４３の先端部に太径嵌合部４４を溶着するようになっている。これにより、切刃部２１は、軸方向において、僅かな間隙を存して、シャンク部２３の先端と太径嵌合部４４との間に挟み込まれるようにして、切刃保持部２２に保持されている。

係合部４３は、シャンク部２３の先端から軸方向に延在しており、実施形態のものは、シャンク部２３と一体に形成されている。係合部４３の断面は、角部をアール形状に面取りした矩形状（長方形）に形成されおり、矩形状の切刃部２１の係合孔４１が係合するようになっている。この場合、係合部４３と係合孔４１とは、幅方向において嵌り合う寸法公差に形成される一方、係合部４３の径方向（延在方向）の長さは、係合孔４１の径方向（延在方向）の長さより短く形成されている。そして、この長さ方向（径方向）寸法差分、係合部４３は、シャンク部２３に対し径方向に偏心して取り付けられている。また、切刃部２１は、この寸法差分、係合部４３に対し径方向にスライド移動可能に係合している。

図３（ｂ）に示すように、ビット部１１（シャンク部２３）の回転中心Ｏから、係合部４３の一方（Ａ側）の短辺までの距離Ｌ１と他方の短辺（Ｂ側）までの距離Ｌ２とは、Ｌ１＞Ｌ２の関係にある。また、Ｌ１−Ｌ２＝ΔＬ分、係合孔４１に対し係合部４３が短く形成されている。すなわち、このΔＬが、切刃部２１の移動代、言い換えれば偏心代となる。また、このΔＬ×２＝Δ２Ｌが、切刃部２１による下穴Ｈの拡径寸法となる（図４（ｂ）参照）。なお、係合孔４１と係合部４３との間に生ずる間隙は、必ずしもΔＬでなくてもよい。

一方、係合部４３から係合孔４１（切刃部２１）への回転動力の伝達は、図示の作用点Ｐ１と作用点Ｐ２とを介して行われると仮想できる。したがって、係合部４３から係合孔４１に回転動力が伝達する際に、ΔＬに比例する遠心力の差が生ずる。このため、切刃部２１は、この遠心力の差分の力でＡ側に振られ、Ａ方向（径方向）にスライド移動する。その結果、切刃部２１は、偏心回転することとなり、下穴Ｈに接触してこれを研削する。

実施形態の切刃部２１は、研削による目減りを考慮して上記のΔＬが設計されており、拡径部の研削を時間管理（１０秒程度）で行うようにしている。したがって、Ａ側において、係合孔４１の短辺に係合部４３の短辺が当接するようになったら、切刃部２１を交換（寿命）することとなる。下穴Ｈの拡径は、アンカーの引抜き強度を高めるものであるため、拡径寸法は微小であってもよい。したがって、拡径に要する切刃部２１のスライド移動は、０．１〜２ｍｍ程度（時間管理）とすることが好ましい。

なお、本実施形態では、係合部４３をシャンク部２３と一体に形成しているが、係合部４３と太径嵌合部４４とを一体に形成し、係合部４３をシャンク部２３にねじ止めする構成としてもよい。かかる場合には、切刃部２１が寿命となった時に、係合部４３（切刃保持部２２）をシャンク部２３から外し、切刃部２１のみを交換することが可能となる。

図２に示すように、シャンク部２３は、基端部外周面に雄ねじ部４６を有して円筒状に形成され、この雄ねじ部４６の部分で、上記シャフト部１２のビット取付け部３４に取り付けられている。シャンク部２３の内部には、上記のシャフト内流路３８に連なるシャンク内流路４７が形成され、シャンク内流路４７は、シャンク部２３の先端に設けた小孔４８を介して、切刃部２１側に開放されている。シャフト内流路３８から供給された冷却液は、シャンク内流路４７を通って、小孔４８から切刃部２１に向かって放出される。なお、冷却液に代えて、圧縮エアーや冷却ガスを用いることも可能である。

次に、図１および図４を参照して、拡径用ドリルビット１０Ａによる下穴Ｈの拡径作業について説明する。この拡径作業では、予め対象となるコンクリート躯体Ｃ等にストレートの下穴Ｈが形成されているものとする。なお、この場合のコンクリート躯体Ｃには、コンクリート製の外壁、内壁、スラブの他、基礎や梁等が含まれる。下穴Ｈは、例えば上記の穿孔装置１にダイアモンドコアビットを装着した穿孔作業により形成される。

拡径作業では、先ず穿孔装置１に拡径用ドリルビット１０Ａを装着し、そのビット部１１を下穴Ｈに挿入する（図４（ａ）参照）。ビット部１１を下穴Ｈの穴底に突き当てるように挿入したら、電動ドリル２を駆動して拡径用ドリルビット１０Ａを回転させる。また同時に或いは相前後して、シャフト内流路３８およびビット内流路４７を介して、切刃部２１に冷却液を供給する。

拡径用ドリルビット１０Ａ（シャフト部１２）が回転すると、遠心力により切刃部２１が径方向にスライド移動し、偏心回転する（図４（ｂ）参照）。偏心回転する切刃部２１は、その突出部分が下穴Ｈの周壁に接触しこれを研削する。すなわち、偏心回転する切刃部２１により、下穴Ｈの最奥部Ｈａが拡径されてゆく。やがて、所定時間の経過を経て、下穴Ｈの最奥部Ｈａが所定の寸法に拡径される。

ここで作業者は、電動ドリル２をＯＦＦし、拡径用ドリルビット１０Ａの回転を停止させる（冷却液の供給も停止）。拡径用ドリルビット１０Ａが停止したら、ビット部１１を下穴Ｈから引き抜くようにする。

次に、図５を参照して、第１実施形態におけるビット部１１の変形例について説明する。この変形例に係るビット部１１では、係合部４３が、断面楔状に形成されている。また、切刃部２１は、上記の切刃部２１と同一の形態を有している。この場合も、係合部４３の径方向（延在方向）の長さは、係合孔４１の径方向（延在方向）の長さより短く形成されている。そして、この長さ方向（径方向）寸法差分、係合部４３はシャンク部２３に対し径方向に偏心して取り付けられている。また、切刃部２１は、この寸法差分、係合部４３に対し径方向に移動可能に係合している。したがって、切刃部２１は、偏心回転し下穴Ｈを研削する。

以上のように、第１実施形態では、切刃部２１がシャンク部２３に対し偏心回転するように構成されているため、ビット部１１を下穴Ｈに挿入し回転させるだけで、下穴Ｈの最奥部Ｈａを簡単且つ短時間で拡径することができる。また、ビット部１１の構造を極めて単純なものとすることができる。しかも、切刃部２１の径を小さく形成できる限りにおいて、細径の下穴Ｈにも容易に対応させることができる。例えば、外壁補修に用いるアンカーピンニング工法の注入口付きアンカーピンのための、下穴Ｈに拡径部を形成する場合等に、好適である。

次に、図６を参照して、第２実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｂにつき、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。同図に示すように、この拡径用ドリルビット１０Ｂにおけるビット部１１は、断面矩形状に形成された係合部４３が、シャンク部２３と同軸上に配設されている。すなわち、係合部４３の軸心とシャンク部２３の軸心とが合致するように、シャンク部２３の先端に係合部４３が突設されている。また、切刃部２１は、第１実施形態の切刃部２１と同一の形態を有しているが、中心からＡ側に偏った位置に一対の錘５１を有している。各錘５１は、鉛やタングステン等で構成され、軸方向に貫通形成した細孔に埋め込むようにして、組み込まれている。

すなわち、ビット部１１（シャンク部２３）の回転中心Ｏに対し、径方向における切刃部２１の一方の半部の重量と他方の半部の重量とが異なる構成となっている。より具体的には、係合孔の延在方向に直交すると共に回転中心Ｏを通る仮想線Ｑにより切刃部２１を２分すると仮定すると、Ａ側の半部がＢ側の半部より重くなっている。このため、切刃部２１が回転すると、両者に遠心力の差が生じ、切刃部２１はＡ方向にスライド移動する。すなわち、切刃部２１は、偏心回転することとなり、下穴Ｈに接触してこれを研削する。

次に、図７を参照して、第２実施形態のビット部１１における複数の変形例について説明する。
図７（ａ）の第１変形例に係るビット部１１では、切刃部２１のＢ側に、軸方向に貫通する一対の抜き孔５３が形成されている。この構成でも、切刃部２１は、Ａ側の半部がＢ側の半部より重くなり、Ａ方向に移動して偏心回転する。

図７（ｂ）の第２変形例に係るビット部１１では、切刃部２１が、特殊な形状に形成されている。すなわち、切刃部２１は、Ｂ側をカナメとする扇状に形成されている。この構成でも、切刃部２１は、Ａ側の半部がＢ側の半部より重くなり、Ａ方向に移動して偏心回転する。

以上のように、第２実施形態でも、切刃部２１がシャンク部２３に対し偏心回転するように構成されているため、ビット部１１を下穴Ｈに挿入し回転させるだけで、下穴Ｈの最奥部Ｈａを簡単且つ短時間で拡径することができる。また、ビット部１１の構造を極めて単純なものとすることができると共に、細径の下穴Ｈにも容易に対応させることができる。

次に、図８を参照して、第３実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｃにつき、主に第２実施形態と異なる部分について説明する。同図に示すように、この拡径用ドリルビット１０Ｃでは、ビット部１１に２つの切刃部２１が設けられている。各切刃部２１は、上記の図６の切刃部２１と同一の断面形状を有しているものの、軸方向の寸法が１／２に形成されている。そして、一方の切刃部２１は、一対の錘５１がＡ側寄りに位置するように、また他方の切刃部２１は、一対の錘５１がＢ側寄りに位置するように配設されている。

すなわち、２つの切刃部２１は、軸方向に重ねられ、且つ相互に逆方向に配置されて、逆方向に偏心するように係合部４３に支持（係合）されている。そして、係合部４３は、２つの切刃部２１に対応して、２つの部分係合部４３ａを有しているが、いずれもシャンク部２３と同軸上に設けられているため、一体の係合部４３となっている。

このような構成では、ビット部１１が回転すると、２つの切刃部２１は、逆方向に偏心して回転する。したがって、係合部４３（２つの部分係合部４３ａの境界部分）にせん断力が作用するものの、２つの切刃部２１は、重量バランスを維持しながら回転する。したがって、ビット部１１の回転ブレが抑制され、バランス良く回転して下穴Ｈを研削する。

なお、図７の変形例の係る切刃部２１においても、第３実施形態と同様に構成することが可能である。また、第１実施形態を適用して、第３実施形態と同様に構成することが可能である。但し、この場合には、係合部４３を２つの切刃部２１に対応する２つの部分係合部とするが、この２つの部分係合部４３ａは、シャンク部２３に対し偏心しているため、クランク形状（オフセット）に連設した形態となる。

次に、図９を参照して、第４実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｄにつき、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。同図に示すように、この拡径用ドリルビット１０Ｄは、下穴Ｈの最奥部Ｈａを拡径する第１実施形態の拡径用ドリルビット１０Ａと異なり、下穴Ｈの任意の深さ位置を拡径することを意図している。このため、第４実施形態の拡径用ドリルビット１０Ｄは、ビット部１１の下穴Ｈへの挿入深さを調整可能な調整アタッチメント６０を、更に備えている。

調整アタッチメント６０は、シャフト部１２に螺合する円筒状のアタッチメント本体６１と、アタッチメント本体６１に隣接してシャフト部１２に螺合する止めねじ部６２と、アタッチメント本体６１の先端部に設けた円環状の回転受容部６３と、を有している。

シャフト部１２の外周面には、雄ねじが形成されており、これに対応してアタッチメント本体６１の内周面および止めねじ部６２の内周面には、雌ねじが形成されている。シャフト部１２に対し、止めねじ部６２を深く螺合した後、アタッチメント本体６１を螺合してビット部１１の下穴Ｈへの挿入深さを調整する。調整が完了したら、アタッチメント本体６１が緩まないように、止めねじ部６２を戻してアタッチメント本体６１に接するように締め付ける。なお、シャフト部１２の外周面には、挿入深さを指標する目盛を形成しておくことが好ましい。

回転受容部６３は、例えばスラスト軸受で構成されており、下穴Ｈの開口縁部に当接するようになっている。アタッチメント本体６１および止めねじ部６２は、シャフト部１２と共に回転するが、回転受容部６３によりこの回転を縁切りし、下穴Ｈの開口縁部に回転動力が伝達しないように構成されている。

このような構成では、アタッチメント本体６１のねじ込み深さにより、ビット部１１の下穴Ｈへの挿入深さを調整することができる。すなわち、下穴Ｈの任意の深さ位置に拡径部分を形成することができる。なお、上記実施形態では、調整アタッチメント６０をシャフト部１２に取り付けるようにしているが、これをシャンク部２３に取り付けるようにしてもよい。かかる場合には、調整アタッチメント６０をコンパクトに構成することができる。

次に、図１０を参照して、第５実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｅにつき、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。同図に示すように、この拡径用ドリルビット１０Ｅでは、上記の実施形態と異なりシャフト部１２が無く、電動ドリル２に直接チャッキングして用いるタイプとなっている。切刃保持部２２には、太径嵌合部４４に対峙するように基端保持部７１が設けられ、この太径嵌合部４４と基端保持部７１との間に係合部４３が介設されている。

すなわち、切刃部２１は、僅かな間隙を存して、太径嵌合部４４と基端保持部７１との間に挟み込まれるようにして、係合部４３に係合保持されている。一方、シャンク部２３には、基端部に六角の被チャック部７２が形成され、先端に基端保持部７１が設けられている。なお、基端保持部７１（切刃保持部２２）を、シャンク部２３の先端部にねじ止めする構成としてもよい。

このような、この第５実施形態では、冷却液を供給することなく、下穴Ｈを研削する簡易な拡径用ドリルビット１０Ｅを提供することができる。また、本実施形態は、第２および第３実施形態のビット部１１にも適用可能である。

次に、図１１を参照して、第６実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｆについて説明する。同図に示すように、この拡径用ドリルビット１０Ｆでは、切刃保持部２２が切刃部２１を収容する形態を有し、回転に伴って、切刃部２１が切刃保持部２２の外周面から突出するようになっている。

切刃部２１は、径方向に延在する切刃本体８１と、切刃本体８１の基部に設けた抜止め部８２と、を有している。切刃本体８１の先端部は、切刃保持部２２の外周面に倣う断面円弧状に形成されている。また、抜止め部８２は、切刃本体８１より幅広に形成されている。
一方、切刃保持部２２は、切刃本体８１の径方向へのスライド移動をガイドするガイド部８４と、抜止め部８２のスライド移動をガイドするガイド室８５と、を有している。ガイド部８４とガイド室８５の境界部分には、段部８６が構成されており、この段部８６に抜止め部８２が当接することにより、切刃部２１の抜け止めが為されるようになっている。

切刃保持部２２と共に切刃部２１が回転すると、遠心力により切刃部２１は、Ａ方向に移動する。これにより、切刃部２１の先端部が切刃保持部２２から突出し、下穴Ｈに接触してこれを研削する。この実施形態では、遠心力により切刃部２１が径方向に移動して、切刃保持部２２から突出するため、ビット部１１を下穴Ｈに挿入し回転させるだけで、下穴Ｈの最奥部Ｈａを簡単且つ短時間で拡径することができる。また、ビット部１１の構造を極めて単純なものとすることができると共に、細径の下穴Ｈにも容易に対応させることができる。

なお、上記複数の本実施形態において、冷却液に代えて、圧縮エアーや冷却ガスを用いる場合には、冷却液アタッチメント３に冷却液供給装置に代えて圧縮エアー供給装置（コンプレッサー等）を接続するか、或いは冷却液アタッチメント３に代えて、液化ガス等のガスボンベを搭載可能な冷却ガスアタッチメントを用いるようにする。

１ 穿孔装置、２ 電動ドリル、３ 冷却液アタッチメント、３ａ 回転軸、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ 拡径用ドリルビット、１１ ビット部、１２ シャフト部、２１ 切刃部、２２ 切刃保持部、２３ シャンク部、３８ シャフト内流路、４１ 係合孔、４３ 係合部、４３ａ 部分係合部、４４ 太径嵌合部、４７ シャンク内流路、５１ 錘、５３ 抜き孔、６０ 調整アタッチメント、８１ 切刃本体、８２ 抜止め部、Ｃ コンクリート躯体、Ｈ 下穴、Ｈａ 最奥部

Claims (14)

1. 躯体に穿孔した下穴に挿入して用いられ、前記下穴の一部を研削により拡径するための拡径用ドリルビットであって、
   前記下穴の一部を研削する共に、軸心部に任意の１の径方向に延在する係合孔を有する切刃部と、
   前記係合孔を介して、前記切刃部が前記径方向に移動可能に係合する係合部を有する切刃保持部と、
   先端部で、前記切刃保持部を介して前記切刃部を支持するシャンク部と、を備え、
   前記切刃部および前記係合部は、回転に伴う遠心力により、前記切刃部が前記径方向に移動して前記シャンク部に対し偏心回転するように構成されていることを特徴とする拡径用ドリルビット。
2. 前記係合部から前記係合孔への回転力の伝達は、前記径方向において前記シャンク部の回転中心から逆方向に離間した２つの作用点を介して行われ、
   前記回転中心から一方の作用点までの距離と他方の作用点までの距離とが異なることを特徴とする請求項１に記載の拡径用ドリルビット。
3. 軸方向に直交する面内において、前記係合部は、前記径方向に延在する楔状に形成され、前記係合孔は、前記係合部より長く前記径方向に延在する矩形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の拡径用ドリルビット。
4. 軸方向に直交する面内において、前記係合部は、前記径方向に延在する矩形状に形成され、前記係合孔は、前記係合部より長く前記径方向に延在する矩形状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の拡径用ドリルビット。
5. 前記シャンク部の回転中心に対し、前記径方向における前記切刃部の一方の半部の重量と他方の半部の重量とが異なることを請求項１ないし４にいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
6. 前記一方の半部と前記他方の半部とは、形状が異なることを特徴とする請求項５に記載の拡径用ドリルビット。
7. 前記一方の半部および前記他方の半部のいずれか一方には、錘が組み込まれていることを特徴とする請求項５に記載の拡径用ドリルビット。
8. 前記一方の半部および前記他方の半部のいずれか一方には、抜き孔が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の拡径用ドリルビット。
9. 前記径方向に逆向きに、且つ軸方向に重ねて配設した２つの前記切刃部を備え、
   前記係合部は、２つの前記切刃部に対応する２つの部分係合部を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
10. 前記切刃保持部は、前記下穴に嵌挿されると共に、前記切刃部および前記シャンク部よりも太径に形成された太径嵌合部を有していることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
11. 基端側で動力源側の回転軸に着脱自在に装着され、先端側で前記シャンク部を同軸上に支持するシャフト部を、更に備えたことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
12. 前記切刃部に冷却剤を供給するために、
    前記シャフト部は、軸心部にシャフト内流路を有し、
    前記シャンク部は、前記シャフト内流路に連なるシャンク内流路を有していることを特徴とする請求項１１に記載の拡径用ドリルビット。
13. 前記シャフト部および前記シャンク部のいずれか一方に取り付けられ、前記下穴の開口縁部に当接して前記切刃部の前記下穴への挿入深さを調整可能な調整アタッチメントを、更に備えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載の拡径用ドリルビット。
14. 躯体に穿孔した下穴に挿入して用いられ、前記下穴の一部を研削により拡径するための拡径用ドリルビットであって、
    先端部が円弧状に形成され、径方向に延在する単一の切刃部と、
    前記切刃部を前記径方向にスライド自在に保持する切刃保持部と、
    先端部で、前記切刃保持部を介して前記切刃部を支持するシャンク部と、を備え、
    前記切刃部は、回転に伴う遠心力により、前記先端部が前記切刃保持部から突出するように前記径方向に移動することを特徴とする拡径用ドリルビット。
    
    

Images