JP6022670B2 - 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複数の切刃部と、複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、切刃保持部は、複数の切刃部を移動可能に保持する複数の切刃開口部を有し、各切刃部は、断面円弧状の外周部を有する切刃本体と、切刃本体を支持すると共に、切刃開口部に対し径方向にスライド自在に係合するリブ部と、リブ部の基部側に設けられ、切刃保持部に対し抜け止めとなる抜止め部と、を有していることを特徴とする。

この構成によれば、下穴に挿入した状態でシャンク部を回転させると、ビット部の複数の切刃部は、それぞれ遠心力を受け径方向外側にスライド移動する。すなわち、切刃保持部と共に回転する複数の切刃部は、遠心力により径方向外側に拡開するようにスライド移動し、下穴の一部を研削し拡径させる。この場合、複数の切刃部を遠心力でスライド移動させる構成であるため、構造を単純化することができる。また、下穴に挿入される複数の切刃部は、切刃保持部と共に径方向に集約して配置することができると共に、従来技術のような外筒を必要としない。したがって、細径の下穴にも対応（拡径）させることができる。
また、遠心力により径方向外側に移動する切刃部は、そのリブ部が切刃保持部の切刃開口部に案内されてスライド移動する。この場合、各リブ部が、切刃開口部に対し径方向にスライド自在に係合しているため、切刃本体は、径方向外側に平行移動する。これにより、下穴（の一部）を均一に研削することができる。また、抜止め部により、径方向外側に移動する切刃本体の移動端位置が規制されるため、切刃部の切刃保持部からの脱落を防止することができると共に、下穴の拡径寸法を一定にすることができる。

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、下穴の一部を研削する複数の切刃部と、複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、切刃保持部は、複数の切刃部を移動可能に保持する複数の切刃開口部を有し、各切刃部は、断面円弧状の外周部を有し、切刃開口部に対し径方向にスライド自在に係合する切刃本体と、切刃本体の基部側に設けられ、切刃保持部に対し抜け止めとなる抜止め部と、を有していることを特徴とする。

この構成によれば、下穴に挿入した状態でシャンク部を回転させると、ビット部の複数の切刃部は、それぞれ遠心力を受け径方向外側にスライド移動する。すなわち、切刃保持部と共に回転する複数の切刃部は、遠心力により径方向外側に拡開するようにスライド移動し、下穴の一部を研削し拡径させる。この場合、複数の切刃部を遠心力でスライド移動させる構成であるため、構造を単純化することができる。また、下穴に挿入される複数の切刃部は、切刃保持部と共に径方向に集約して配置することができると共に、従来技術のような外筒を必要としない。したがって、細径の下穴にも対応（拡径）させることができる。
また、切刃本体が、径方向外側に平行移動するため、下穴（の一部）を均一に研削することができる。また、抜止め部により、切刃部の切刃保持部からの脱落を防止することができると共に、下穴の拡径寸法を一定にすることができる。

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、下穴の一部を研削する複数の切刃部と、複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、各切刃部は、断面円弧状の外周部を有すると共に、径方向に延びるスライド孔を有し、切刃保持部は、各スライド孔を介して、複数の切刃部を径方向にスライド自在に保持する複数の摺接保持部を有していることを特徴とする。

この構成によれば、下穴に挿入した状態でシャンク部を回転させると、ビット部の複数の切刃部は、それぞれ遠心力を受け径方向外側にスライド移動する。すなわち、切刃保持部と共に回転する複数の切刃部は、遠心力により径方向外側に拡開するようにスライド移動し、下穴の一部を研削し拡径させる。この場合、複数の切刃部を遠心力でスライド移動させる構成であるため、構造を単純化することができる。また、下穴に挿入される複数の切刃部は、切刃保持部と共に径方向に集約して配置することができると共に、従来技術のような外筒を必要としない。したがって、細径の下穴にも対応（拡径）させることができる。
また、遠心力により径方向外側に移動する切刃部は、摺接保持部に案内されてスライド移動する。これにより、切刃部は、径方向外側に平行移動するため、下穴（の一部）を均一に研削することができる。また、摺接保持部により、径方向外側に移動する切刃部の移動端位置が規制されるため、切刃部の切刃保持部からの脱落を防止することができると共に、下穴の拡径寸法を一定にすることができる。

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、下穴の一部を研削する複数の切刃部と、複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、各切刃部は、断面円弧状の外周部を有する切刃本体と、切刃本体を支持する断面「Ｃ」字状のスライド部と、を有し、切刃保持部は、各スライド部を介して、複数の切刃部を径方向にスライド自在に且つ抜止め状態に保持する抜止め保持部を有していることを特徴とする。

この構成によれば、下穴に挿入した状態でシャンク部を回転させると、ビット部の複数の切刃部は、それぞれ遠心力を受け径方向外側にスライド移動する。すなわち、切刃保持部と共に回転する複数の切刃部は、遠心力により径方向外側に拡開するようにスライド移動し、下穴の一部を研削し拡径させる。この場合、複数の切刃部を遠心力でスライド移動させる構成であるため、構造を単純化することができる。また、下穴に挿入される複数の切刃部は、切刃保持部と共に径方向に集約して配置することができると共に、従来技術のような外筒を必要としない。したがって、細径の下穴にも対応（拡径）させることができる。
また、切刃部が、径方向外側に平行移動するため、下穴（の一部）を均一に研削することができる。また、抜止め保持部により、切刃部の切刃保持部からの脱落を防止することができると共に、下穴の拡径寸法を一定にすることができる。

ところで、断面円弧状の外周部は、切刃保持部の回転中心に対する円弧より曲率の大きい円弧で構成されていることが好ましい。

この構成によれば、各切刃部は、円弧状の外周面の中間部分で、下穴を研削することとなる。したがって、回転初期に引っ掛かりを生ずることがなく、且つ外周面の全域で研削する場合に比しい切刃部の摩擦抵抗（研削抵抗）が小さくなる。このため、研削を円滑に進めることができる。

これらの場合、各切刃部には、錘が組み込まれていることが好ましい。

この構成によれば、各切刃部に強い遠心力を作用させることができるため、下穴の研削を促進することができ、その拡径を短時間で行うことができる。

また、切刃保持部は、先端部に同軸上に位置して突設した尖塔部を有していることが好ましい。

この構成によれば、尖塔部を下穴の穴底に押し当てて回転させることで、下穴の最奥部を拡径することができる。また、回転に際し、穴底との摩擦を極力小さくすることができると共に、ビット部の回転ブレを抑制することができる。

さらに、切刃保持部は、下穴に嵌挿されると共に、非拡開状態の複数の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、複数の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。

さらに、複数の切刃部は、１８０°点対称位置に配設した２つの切刃部で構成されていることが好ましい。

この構成によれば、切削性能を損なうことなく、切刃部廻りを単純な構造でコンパクトに構成することができる。

一方、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、動力源側から冷却剤の導入等を適切に行うことができる。

この場合、シャフト部は、シャンク部が着脱自在に接合される接合凸部を有し、シャンク部は、接合凸部に接合される接合凹部を有し、径方向において、接合凸部と接合凹部との間に介設された第１緩衝部材と、軸方向において、接合凸部と接合凹部との間に介設された第２緩衝部材と、更に備えることが好ましい。

この構成によれば、研削により生ずる振動を、径方向および軸方向において適切に吸収することができる。したがって、下穴の研削を適切に行うことができると共に、切刃部や切刃保持部等の耐久性を向上させることができる。

また、複数の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、軸心部にシャフト内流路に連通す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、動力源側から複数の切刃部に冷却剤を供給することができる。このため、下穴の拡径を円滑に且つ効率良く行うことができる。また、シャンク内流路の先端から放出する冷却剤により、複数の切刃部に拡開力を作用させることができる。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複数の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、複数の切刃部の下穴への挿入深さ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。

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斜視図である。 拡径用ドリルビットのビット部廻りの構造図（ａ）、および分解構造図（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２実施形態に係る拡径用ドリルビットのビット部廻りの断面図（ａ）および構造図（ｂ）である。 第３実施形態に係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。 第４実施形態に係る拡径用ドリルビットのビット部廻りの断面図（ａ）および構造図（ｂ）である。 第５実施形態に係る拡径用ドリルビットのビット部廻りの断面図（ａ）および構造図（ｂ）である。 第６実施形態に係る拡径用ドリルビットのビット部廻りの断面図である。 第７実施形態に係る拡径用ドリルビットのビット部廻りの断面図である。 第８実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。 第９実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。 第１０実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図（ａ）、および分解構造図（ｂ）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１０が装着される。すなわち、拡径用ドリルビット１０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１０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１０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１０の構造図である。同図に示すように、拡径用ドリルビット１０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を研削する複数（実施形態のものは２つ）の切刃部２１と、複数の切刃部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を介して複数の切刃部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１０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１０を回転させることで、遠心力により、複数の切刃部２１が径方向外側に拡開する（図５参照）。

シャフト部１２は、その小口に窪入形成した雌ねじ部３１を有し、この雌ねじ部３１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、シャフト部１２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３１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の軸心部には、冷却液用のシャフト内流路３２が形成されている。シャフト内流路３２は、基端側で冷却液アタッチメント３に連通すると共に、先端側で後述するビット内流路３４に連通している。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３２およびビット内流路３４と、冷却液アタッチメント３とが連通し、冷却液アタッチメント３からの冷却液の通液が可能となる。

図２、図３および図４に示すように、ビット部１１は、シャフト部１２の先端から延びるシャンク部２３と、シャンク部２３の先端に設けた円筒状の切刃保持部２２と、切刃保持部２２に保持された２つの切刃部２１と、を有している。この場合、下穴Ｈの内径に対し、２つの切刃部２１の外径は僅かに小径に形成されている。また、２つの切刃部２１の外径に対し、切刃保持部２２の外径は僅かに小径に、さらに切刃保持部２２の外径に対し、シャンク部２３の外径は小径に形成されている。

一方、シャンク部２３の軸心部および切刃保持部２２の内側には、上記のシャフト内流路３２に連通するビット内流路３４が構成されている。ビット内流路３４に導入された冷却液は、後述する切刃保持部２２の２つのスリット部５５（切刃開口部）から２つの切刃部２１に向かって、下穴Ｈ内に放出される。なお、ビット内流路３４のうち、シャンク部２３に形成されている部分により、シャンク内流路３４ａが構成されている。また、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（詳細は、後述する）。

切刃保持部２２は、２つの切刃部２１を外周面に沿うように保持する保持部本体４１と、保持部本体４１が取り付けられる保持部受け４２と、を有している。保持部受け４２は、基端側がシャンク部２３に連結されており、先端側内周面には、保持部本体４１が螺合する雌ねじ４４が形成されている。実施形態のものは、保持部受け４２、シャンク部２３およびシャフト部１２が一体に形成されている。もっとも、これら保持部受け４２、シャンク部２３およびシャフト部１２を適宜別体とし、ねじや溶接により接合する構成であってもよい。また、保持部受け４２は、シャンク部２３より太径に形成されており、これらの内部には、雌ねじ４４の部分を含んでビット内流路３４が構成されている。

保持部本体４１は、フランジ状の先端フランジ部５１と、先端フランジ部５１に連なり、２つの切刃部２１を保持する円筒保持部５２と、円筒保持部５２に連なる円筒ねじ部５３と、を有している。また、保持部本体４１は、先端フランジ部５１の中心部先端に設けた尖塔部５４と、円筒保持部５２および円筒ねじ部５３の部分に形成した複数（２つ）のスリット部５５（切刃開口部）と、を有している。この場合、先端フランジ部５１、円筒保持部５２、円筒ねじ部５３および尖塔部５４は、一体に形成されていることが好ましい。なお、円筒保持部５２および円筒ねじ部５３の内側は、ビット内流路３４の一部として機能する。

先端フランジ部５１と保持部受け４２とは同径に形成され、円筒保持部５２に保持された切刃部２１を、微小な間隙を存して軸方向に挟み込むように配設されている。詳細は後述するが、各切刃部２１は、スリット部５５を介して円筒保持部５２に保持されており、この状態で円筒ねじ部５３が保持部受け４２の雌ねじ４４に螺合している。なお、保持部本体４１を保持部受け４２に螺合するために、先端フランジ部５１に工具掛け部を設けることが好ましい（図示省略）。

円筒ねじ部５３は、外周面に雄ねじが形成されているものの、円筒保持部５２と同径に形成されている。また、２つのスリット部５５は、円筒ねじ部５３の基端から円筒保持部５２に向かって切り込むようにして形成されている。さらに、２つのスリット部５５は、円筒保持部５２および円筒ねじ部５３の周方向において、１８０°点対称位置に形成されている。したがって、各切刃部２１は、円筒ねじ部５３の基端、すなわち小口からスライドさせるようにして、円筒保持部５２に装着される。また、保持部本体４１は、２つの切刃部２１を装着してから保持部受け４２に取り付けられる。

各切刃部２１は、切刃保持部５２の外周面に沿うように設けた切刃本体６１と、切刃本体６１の内側に突設されたリブ部６２と、リブ部６２の先端に設けた抜止め部６３と、を有している。切刃本体６１と抜止め部６３とは、略１／４円弧の断面形状を有しており、リブ部６２がスリット部５５に対し径方向にスライド自在に係合している。すなわち、切刃保持部５２（保持部本体４１）の外側に切刃本体６１が位置すると共に、内側に抜止め部６３が位置し、この状態で、リブ部６２がスリット部５５に対しスライド自在に係合している。

したがって、切刃保持部２２に保持された２つの切刃部２１は、回転により生ずる遠心力により径方向外側に拡開する。すなわち、拡開の初期状態において、切刃本体６１の内面が上記の円筒保持部５２の外周面に接触し、拡開の完了状態において、抜止め部６３の外面が円筒保持部５２の内周面に接触する（図５参照）。もっとも、本実施形態の切刃本体６１は、研削による目減りを考慮して十分な厚みを有しており、実際には、拡径部の研削を時間で管理（１０秒〜２０秒程度）することが好ましい。したがって、抜止め部６３が円筒保持部５２に接触する状態となったら、切刃部２１の交換（寿命）を考慮することとなる。なお、実施形態における下穴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、切刃部２１のスライド移動を０．１〜２ｍｍ程度とすることが好ましい。

また、切刃本体６１に対し、リブ部６２および抜止め部６３を軸方向において同寸法としたが、リブ部６２および抜止め部６３を短く形成してもよい。もっとも、詳細は後述するが、冷却液により切刃部２１の拡開を促進するために、リブ部６２や抜止め部６３を、軸方向或いは周方向に大きく形成するようにしてもよい。

切刃本体６１は、断面円弧状のダイヤモンドの切刃で構成されており、研削用のダイヤモンドは外周部に設けられている。これにより、下穴Ｈの最奥部Ｈａ内周面が研削され、所定の寸法に拡径される。また、この研削に際し切刃部２１には、強い遠心力が作用することが好ましい。このため、切刃本体６１の内面には、錘６５を設けることが好ましい（図３において、仮想線で示す）。錘６５は、例えば鉛やタングステン等の比重の重いものとする。

切刃本体６１は円弧状を為すため、拡開が進むに従って、その研削部位が円弧状の周面全体から中間部分に移行する（図５参照）。すなわち、研削が進むに従って切刃本体６１の摩擦抵抗が小さくなるため、研削を円滑に進めることができる。とっとも、切刃本体６１の円弧状の外周部を、切刃保持部２２の回転中心に対する円弧より曲率の大きい円弧で構成しておいてもよい。また、研削初期における研削抵抗を小さくすべく、切刃本体６１の周方向の先端側（回転方向の先端側）は、面取り形状とすることも好ましい。なお、周方向において、２つの切刃部２１が初期状態にあるこの部分の径は、下穴Ｈの径より０．５〜１．０ｍｍ程度細径に形成されており、ビット部１１の下穴Ｈへの挿入が円滑に行えるようになっている。

次に、図１および図５を参照して、拡径用ドリルビット１０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Ａ等に下穴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Ａ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１０を装着し、そのビット部１１を下穴Ｈに挿入する（図５（ａ）参照）。ビット部１１の尖塔部５４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１０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３２およびビット内流路３４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１０が回転すると、２つの切刃部２１に遠心力が作用し、２つの切刃部２１を外側に拡開してゆく（図５（ｂ）参照）。また、ビット内流路３４の先端部から放出された冷却液も、遠心力により、２つの切刃部２１の内側部分で放射状に広がり、切刃部２１の拡開を促進する。これにより、回転するビット部１１の切刃本体６１が、下穴Ｈの内面を研削し、下穴Ｈの最奥部Ｈａが拡径されてゆく。やがて、抜止め部６３が保持部本体４１により位置規制され、或いは所定時間経過すると、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１０の回転を停止させる（冷却液の供給も停止）。これにより、２つの切刃部２１に作用する遠心力がゼロとなり、２つの切刃部２１が閉じるように初期状態に戻る。続いて、ビット部１１を引き抜くようにする。

このように、第１実施形態では、ビット部１１を下穴Ｈに挿入し回転させだけで、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、複数の切刃部２１を、遠心力により拡開される構成であるため、装置構成を単純化することができる。さらに、２つの切刃部２１は、切刃保持部２２と共に径方向に集約して配置することができるため、細径の下穴Ｈに対しても適切な拡径を行うことができる。

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１０Ａ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１０Ａでは、第１実施形態の先端フランジ部５１に相当する部分が、ビット部１１において、最も太径に形成された太径嵌合部７１となっている。すなわち、太径嵌合部７１は、非拡開状態の２つの切刃部２１やシャンク部２３より僅かに太径に形成され、下穴Ｈ（の最奥部Ｈａ）より僅かに細径（嵌挿する程度）に形成されている。

ビット部１１を下穴Ｈに挿入すると、尖塔部５４が下穴Ｈの穴底に突き当たり、太径嵌合部７１が下穴Ｈの最奥部Ｈａに位置する。この状態で、ビット部１１が回転すると、太径嵌合部７１は、尖塔部５４を回転中心として、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７１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、２つの切刃部２１による下穴Ｈ（拡径部）の研削が円滑に行われる。

また、各切刃部２１の切刃本体６１は、その外周部（外周面）が、切刃保持部２２の回転中心に対する円弧より曲率の大きい円弧で構成されている。これにより、研削時の摩擦抵抗が小さくなるため、研削を円滑に進めることができる。さらに、各切刃部２１の抜止め部６３は、冷却液に対する受圧面積を大きくとるべく、リブ部６２に直交する面でカットされている。

次に、図７を参照して、第３実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｂにつき、主に上記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では、各切刃部２１が、切刃本体６１と抜止め部６３とで構成され、これに対応して、円筒保持部５２および円筒ねじ部５３には、第１実施形態のスリット部５５に相当する広幅の切刃開口部７３が形成されている。

円筒保持部５２は、シャンク部２３と略同径に形成されている。そして、２つの切刃開口部７３は、円筒保持部５２の周方向において１８０°点対称位置に形成されている。円筒保持部５２の内面には、２つの切刃開口部７３に連なる矩形断面のガイド室７４が構成されており、このガイド室７４において、両切刃部２１の抜止め部６３が対峙している。切刃本体６１が切刃開口部７３に、且つ抜止め部６３がガイド室７４に、それぞれガイドされて径方向に外側にスライド移動（拡開）する。また、抜止め部６３が、ガイド室７４と切刃開口部７３との間の段部７５に当接することで、切刃部２１の径方向外側への移動端位置が規制されるようになっている。

各切刃部２１は、外周面（円弧面）が円筒保持部５２の外周面と面一となるように設けた切刃本体６１と、切刃本体６１の基端に設けた板状の抜止め部６３と、を有している。抜止め部６３は、ガイド室７４と切刃開口部７３との間の段部７５により抜け止めとなるように、切刃本体６１より広幅に形成されている。そして、径方向において、切刃本体６１が切刃開口部７３にスライド自在に係合し、抜止め部６３がガイド室７４の内壁面にスライド自在に係合している。

このよう構成では、ビット部１１を下穴Ｈに挿入し回転させだけで、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、２つの切刃部２１を、遠心力により拡開される構成であるため、装置構成を単純化することができる。

次に、図８を参照して、第４実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｃにつき、主に上記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、各切刃部２１が、断面円環状に形成されている。また、切刃保持部２２は、各切刃部２１を遊嵌状態で保持する２つの保持ピン７７を有している。さらに、切刃保持部２２の切刃開口部７３は、切刃部２１の径方向への移動を許容すべく、径方向外側に向かって拡開形状に形成されている。

保持ピン７７は丸棒状に形成され、保持部受け４２の端面から軸方向に延在している。切刃部２１は、その内側において十分な間隙を存して保持ピン７７に保持されており、この間隙寸法が、切刃部２１の径方向への移動代となる。回転より切刃部２１に遠心力が作用すると、切刃部２１は、保持ピン７７との間の遊嵌間隙の範囲内で径方向外側に振られる。これにより、切刃部２１は、下穴Ｈに接触してこれを研削する。また、切刃部２１は、研削時に抵抗を受けて自身も回転する。これにより、研削による切刃部２１の目減りを均一化することができる。

一方、この拡径用ドリルビット１０Ｃでは、円筒ねじ部５３が無く、円筒保持部５２は保持部受け４２と一体に形成されている。また、太径嵌合部７１は、保持部受け４２から延びる２つの保持ピン７７に溶着されている。すなわち、太径嵌合部７１は、各保持ピン７７の先端部が嵌合する２つの溶着孔７１ａを有しており、溶着孔７１ａに保持ピン７７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。より具体的には、保持ピン７７に切刃部２１を装着し、この状態で、保持ピン７７の先端部に太径嵌合部７１を溶着する。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、保持部受け４２と太径嵌合部７１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。

また、ビット内流路３４は、保持部受け４２の先端側で縮径され、端面の中心部に開放されている。この縮径部分により冷却液は、２つの切刃部２１の間に勢い良く放出され、２つの切刃部２１の拡開を促進する。なお、切刃保持部２２は、保持部受け４２の部分で、シャンク部２３に対しねじ接合としてもよい。このようにすれば、切刃部２１が目減りしたときに、切刃保持部２２と切刃部２１とをユニットとして一体に交換することができる。

次に、図９を参照して、第５実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｄにつき、主に上記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では、第４実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｃと異なり、太径嵌合部７１は、円筒保持部５２から延びる２つの接合ピン７９に溶着されている。すなわち、円筒保持部５２の端面には、１８０°点対称位置に２つの接合ピン７９が突設されており、この接合ピン７９を対応する２つの溶着孔７１ａ嵌合し溶着（ろう接または溶接）することで、太径嵌合部７１が円筒保持部５２に取り付けられている。

また、この拡径用ドリルビット１０Ｄの保持ピン７７は、第４実施形態の保持ピン７７と異なり、太径嵌合部７１から延びる２つの先端側保持ピン７７ａと、円筒保持部５２から延びる基端側保持ピン７７ｂとで構成されている。先端側保持ピン７７ａと基端側保持ピン７７ｂとは、同軸上に位置しており、上記の第４実施形態と同様に、断面円環状の切刃部２１を遊嵌状態で保持している。

次に、図１０を参照して、第６実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｅにつき、主に上記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、第４・第５実施形態の保持ピン７７に代えて、断面矩形の２つの摺接ピン８１（摺接保持部）が設けられている。一方、各切刃部２１は、断面円弧状の外周部を有すると共に径方向に長い形状に形成されている。また、各切刃部２１には、径方向に延びるスライド孔８２が形成されており、切刃部２１は、このスライド孔８２の部分で摺接ピン８１に保持されている。

すなわち、切刃部２１は摺接ピン８１に対し、スライド孔８２を介して径方向にスライド自在に保持されている。また、切刃部２１の外周面（円弧面）は、円筒保持部５２の外周面と面一となるように配設されている。回転により切刃部２１が遠心力を受けると、切刃部２１は径方向外側にスライドし、その外周部が円筒保持部５２から突出する。これにより、回転する２つの切刃部２１が同時に下穴Ｈに接触し、下穴Ｈを研削する。また、この場合も、２つの切刃部２１の間に勢い良く放出される冷却液により、２つの切刃部２１の拡開が促進される。

次に、図１１を参照して、第７実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｆにつき、主に上記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１０Ｆでは、各切刃部２１が、断面円弧状の外周部を有する切刃本体８４と、切刃本体８４を支持する断面「Ｃ」字状のスライド部８５と、を有している。また、切刃保持部２２は、各スライド部８５を介して、２つの切刃部２１を径方向にスライド自在に且つ抜止め状態に保持する抜止め保持部８６を有している。

抜止め保持部８６は、抜止めを考慮して断面「Ｈ」字状に形成され、円筒保持部５２と同様に、保持部受け４２と一体に形成されている。回転により切刃部２１が遠心力を受けると、切刃部２１は径方向外側にスライド移動し、下穴Ｈに接触してこれを研削する。また、ビット内流路３４の流路端は、抜止め保持部８６を挟む２箇所で開放されており、この場合も、冷却液は、２つの切刃部２１の間に勢い良く放出され、２つの切刃部２１の拡開を促進する。

次に、図１２を参照して、第８実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｇ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１０Ｇ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１０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８実施形態の拡径用ドリルビット１０Ｇ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９０を、更に備えている。

調整アタッチメント９０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９１と、アタッチメント本体９１に隣接してシャフト部１２に螺合する止めねじ部９２と、アタッチメント本体９１の先端部に設けた円環状の回転受容部９３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９１の内周面および止めねじ部９２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９２を深く螺合した後、アタッチメント本体９１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９１が緩まないように、止めねじ部９２を戻してアタッチメント本体９１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９３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９１および止めねじ部９２は、シャフト部１２と共に回転するが、回転受容部９３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９１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、この実施形態では、調整アタッチメント９０をシャフト部１２に設けるようにしているが、これをシャンク部２３に設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９０を、コンパクトに構成することができる。

次に、図１３を参照して、第９実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｈにつき、主に上記の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１０Ｈは、上記の実施形態と異なりシャフト部１２が無く、電動ドリルに直接チャッキングして用いるタイプとなっている。２つの切刃部２１および切刃保持部２２は、第４ないし第７実施形態のようにユニット化されており、シャンク部２３の先端にねじ接合により取り付けられている。一方、シャンク部２３は、基端部に六角に被チャック部８８を有している。

このような構成では、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１０Ｈを提供することができる。

次に、図１４を参照して、第１０実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｉにつき、主に上記の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１０Ｉは、２つの切刃部２１と切刃保持部２２とがユニット化され、シャンク部２３の先端にねじ接合により取り付けられている。また、シャンク部２３の基端部には接合凹部１０１が形成され、これに対応して、シャフト部１２の先端部には接合凸部１０２が形成されている。そして、この接合凹部１０１と接合凸部１０２との接合部分で、研削時のビット部１１（切刃部２１）に生ずる振動を吸収するようにしている。

この実施形態の切刃保持部２２では、太径嵌合部７１の端面に環状溝１０４が形成される一方、円形保持部５２の端面には、環状溝１０４に対応する環状突起１０５が形成されている。円形保持部５２の切刃開口部７３に切刃部２１を装着し、環状突起１０５に環状溝１０４を嵌め入れて、溶着（ろう接または溶接）することにより、２つの切刃部２１と切刃保持部２２とがユニット化されている。

シャフト部１２は、電動ドリル２側に取り付けられる本体シャフト部１０７と、本体シャフト部１０７から先方に延びる嵌合軸部１０８と、嵌合軸部１０８から先方に延びる動力軸部１０９と、を有している。そして、この嵌合軸部１０８と動力軸部１０９とにより、接合凸部１０２が構成されている。嵌合軸部１０８は、円筒状に形成され、その外周面には、第１Ｏリング１１１（第１緩衝部材）を取り付けるためのリング溝１０８ａが形成されている。動力軸部１０９は、六角の筒状に形成され、電動ドリル２から入力した回転力をシャンク部２３に伝達する。

接合凹部１０１は、嵌合軸部１０８が嵌合する第１凹部１１２と、動力軸部１０９が嵌合する第２凹部１１３と、を有している。第１凹部１１２と嵌合軸部１０８との間には、第１Ｏリング１１１が介設され、冷却液をシールする共に径方向の振動を吸収するようにしている。第２凹部１１３は、動力軸部１０９と相補的形状を有し、動力軸部１０９の回転を第２凹部１１３に伝達可能に、且つ動力軸部１０９に対し第２凹部１１３が軸方向にスライド自在に接合している。なお、動力軸部１０９と第２凹部１１３とは、スプラインやセレーションの接合形態としてもよい。

また、第１凹部１１２と第２凹部１１３との間の環状段部１１４には、第２Ｏリング１１５（第２緩衝部材）が設けられている。接合凸部１０２に接合凹部１０１を接合すると、環状段部１１４と嵌合軸部１０８との間で第２Ｏリング１１５が押し潰される。これにより、冷却液がシールされる共に軸方向の振動が吸収される。同様に、本体シャフト部１０７と嵌合軸部１０８の間の環状段部１１６には、第３Ｏリング１１７（第２緩衝部材）が設けられている。接合凸部１０２に接合凹部１０１を接合すると、環状段部１１６（本体シャフト部１０７の端面）と接合凹部１０１の端面との間で第３Ｏリング１１７が押し潰される。これにより、冷却液がシールされる共に軸方向の振動が吸収される。

２つの切刃部２１は、点対称に配設されているが、回転により振動が発生する。上記の実施形態では、第１Ｏリング１１１により径方向の振動を、第２Ｏリング１１５および第３Ｏリング１１７により軸方向の振動を、それぞれ吸収するようにしているため、作業者に違和感が生ずることがなく、且つビット部１１の耐久性に影響を及ぼすこともなく、下穴Ｈを適切に研削することができる。なお、第２Ｏリング１１５および第３Ｏリング１１７の一方を省略してもよい。

なお、本実施形態では、切刃部２１の個数を２つとしたが、３つ以上であってもよい。また、切刃部２１の拡開を促進すべく、シャンク部２３の先端に冷却液用のノズルを設け、切刃部２１の抜止め部６３に内側から冷却液を吹き付ける構成としてもよい。一方、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。さらに、本実施形態の切刃本体６１では、ダイヤモンドの切刃を用いるようにしているが、ダイヤモンドの他、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼、超硬合金、セラミック、サーメット、立方晶窒化ほう素等の切刃を用いてもよい。

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、１０，１０Ａ 拡径用ドリルビット、１１，１１Ａ 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、３２ シャフト内流路、３４ ビット内流路、３４ａ シャンク内流路、４１ 保持部本体、４２ 保持部受け、５１ 先端フランジ部、５２ 円筒保持部、５３ 円筒ねじ部、５４ 尖塔部、５５ スリット部、６１，８４ 切刃本体、６２ リブ部、６３ 抜止め部、６５ 錘、７１ 太径嵌合部、７３ 切刃開口部、７７ 保持ピン、８１ 摺接ピン、８２ スライド孔、８５ スライド部、８６ 抜止め保持部、９０ 調整アタッチメント、１０１ 接合凹部、１０２ 接合凸部、１１１ 第１Ｏリング、１１５ 第２Ｏリング、１１７ 第３Ｏリング、Ａ コンクリート躯体、Ｈ 下穴、Ｈａ 最奥部

Claims (13)

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複数の切刃部と、
   前記複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、
   前記切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、
   前記複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、前記切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、
   前記切刃保持部は、前記複数の切刃部を移動可能に保持する複数の切刃開口部を有し、
   前記各切刃部は、断面円弧状の外周部を有する切刃本体と、前記切刃本体を支持すると共に、前記切刃開口部に対し径方向にスライド自在に係合するリブ部と、前記リブ部の基部側に設けられ、前記切刃保持部に対し抜け止めとなる抜止め部と、を有していることを特徴とする拡径用ドリルビット。
2. 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複数の切刃部と、
   前記複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、
   前記切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、
   前記複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、前記切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、
   前記切刃保持部は、前記複数の切刃部を移動可能に保持する複数の切刃開口部を有し、
   前記各切刃部は、断面円弧状の外周部を有し、前記切刃開口部に対し径方向にスライド自在に係合する切刃本体と、前記切刃本体の基部側に設けられ、前記切刃保持部に対し抜け止めとなる抜止め部と、を有していることを特徴とする拡径用ドリルビット。
3. 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複数の切刃部と、
   前記複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、
   前記切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、
   前記複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、前記切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、
   前記各切刃部は、断面円弧状の外周部を有すると共に、径方向に延びるスライド孔を有し、
   前記切刃保持部は、前記各スライド孔を介して、前記複数の切刃部を径方向にスライド自在に保持する複数の摺接保持部を有していることを特徴とする拡径用ドリルビット。
4. 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複数の切刃部と、
   前記複数の切刃部を、それぞれ径方向にスライド移動可能に保持する切刃保持部と、
   前記切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、
   前記複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、前記切刃保持部に対し径方向外側に拡開するようにスライド移動し、
   前記各切刃部は、断面円弧状の外周部を有する切刃本体と、前記切刃本体を支持する断面「Ｃ」字状のスライド部と、を有し、
   前記切刃保持部は、前記各スライド部を介して、前記複数の切刃部を径方向にスライド自在に且つ抜止め状態に保持する抜止め保持部を有していることを特徴とする拡径用ドリルビット。
5. 前記断面円弧状の外周部は、前記切刃保持部の回転中心に対する円弧より曲率の大きい円弧で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
6. 前記各切刃部には、錘が組み込まれていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
7. 前記切刃保持部は、先端部に同軸上に位置して突設した尖塔部を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
8. 前記切刃保持部は、前記下穴に嵌挿されると共に、非拡開状態の前記複数の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７のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
9. 前記複数の切刃部は、１８０°点対称位置に配設した２つの切刃部で構成され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. 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９のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。
11. 前記シャフト部は、前記シャンク部が着脱自在に接合される接合凸部を有し、
    前記シャンク部は、前記接合凸部に接合される接合凹部を有し、
    径方向において、前記接合凸部と前記接合凹部との間に介設された第１緩衝部材と、
    軸方向において、前記接合凸部と前記接合凹部との間に介設された第２緩衝部材と、更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の拡径用ドリルビット。
12. 前記複数の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、軸心部に前記シャフト内流路に連通す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１０または請求項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１０ないし１２のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。

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