JP2010214688A - ドリル用コアビット - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリートのコアとの間に発生する摩擦を減少させると共に、穿孔時に発生した切削屑を外部に容易に排出することができる。
【解決手段】軸心に冷却剤流路２５を形成したシャンク２１と、シャンク２１の先端に固着され、内側が冷却剤流路２５に連通する研削砥石６と、を備え、研削砥石６は、ダイアモンドコアビットであって、２つのスリット間隙３４，３４を存して対峙した、外径が異なる略半円状の２つの研削刃部３１ａ，３１ｂを有しているものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、コンクリート、タイル、レンガ、石材等の穿孔作業に際し、電動ドリルに装着して用いるドリル用コアビットに関するものである。

従来のドリル用コアビットは、半径方向の内面および外面がシャンクの内面および外面より突出している複数の研削チップと、周方向の一端の半径方向内面に切欠を設けることにより、研削チップ一端の半径方向の厚みを薄くした研削チップと、この研削チップの切欠した側に隣接し、研削チップと隣接する側に切欠を設けた研削チップを具備している（特許文献１参照）。

特開２０００−１２７１４７号公報

このようなドリル用コアビットでは、対向する研削チップの外周面が、穿孔したコンクリートの穴壁に接触するため、回転する研削砥石と穴壁との間に大きな摩擦力が生じ、過剰な摩擦熱が発生して穿孔作業性の悪化する、という問題があった。しかも、穿孔により生ずるコンクリートのコアが、シャンク側から冷却剤の流れを阻害するため研削砥石と穴壁との間に冷却剤が回りにくく、この部分に切削屑が詰まりやすくなり、この点でも作業性が悪化する問題があった。

本発明は、研削砥石と自身が穿孔した穴壁との間の摩擦を軽減することができるドリル用コアビットを提供することを課題としている。

本発明のドリル用コアビットは、軸心に冷却剤流路を形成したシャンクと、シャンクの先端に固着され、内側が冷却剤流路に連通する研削砥石と、を備え、研削砥石は、外径が異なる略半円状の２つの研削刃部を有していることを特徴とする。

この構成によれば、冷却剤流路を介してシャンクから研削砥石に冷却剤を供給しながら研削砥石を回転させて、対象物に穿孔を行う。この場合、外径の大きい方の研削刃部にならって対象物に穿孔が行われるため、外径が小さい方の研削刃部と穿孔された穴壁との間に微小な隙間が生ずる。すなわち、研削砥石と穴壁との接触面積を従来のものに比してほぼ半減させることができ、研削砥石と穴壁との間の摩擦を極端に軽減することができる。また、穿孔時にできる切削屑がこの隙間を介して切削刃部から外部へ流れやすく、また同時にこの隙間により冷却剤の流れを促進することができる。

この場合、２つの研削刃部は、内径が異なることが好ましい。

この構成によれば、２つの研削刃部の内径が異なるため、周方向のどの箇所においても、２つの研削刃部がコンクリートのコアを挟み込むような状態にはならない。このため、一方の研削刃部のコアに対する径方向内側への力が、他方の研削刃部側に逃げ、回転による摩擦力を極端に減少させることができる。そのため、摩擦熱の発生による研削刃部の目詰まり等を抑制することができる。

これらの場合、２つの研削刃部の先端部は、内側周縁部および外側周縁部がそれぞれ面取りされ、先端面が帯状の円環を為すように同径でかつ同一幅に形成されていることが、好ましい。

この構成によれば、穿孔作業の開始時における穿孔対象物への研削砥石のかじり付きにおいて、２つの研削刃部の外径が異なっていても、先端のぶれを抑制することができる。

これらの場合、２つの研削刃部は、周方向に連続する単一の研削チップで構成されていることが、好ましい。

この構成によれば、２つの研削刃部が連続するため、騒音および振動を極端に少なくすることができ、同時に研削性能を向上させることができる。

同様に、２つの研削刃部は、周方向に間隔を在して対抗配置され、それぞれが単一の研削チップで構成されていることが、好ましい。

この構成によれば、各研削刃部を比較的簡単に作製することができると共に、特に細径の研削砥石に有用である。

これらの場合、研削砥石は、ダイヤモンド砥石であることが、好ましい。

この構成によれば、穿孔対象物が、石材やコンクリート等の硬質材料であっても、挿填穴の開口縁部を効率よく研削（穿孔）することができる。

以上のように、本発明のドリル用コアビットによれば、研削砥石とコンクリートのコアとの間の摩擦を軽減することができると共に、この部分の詰まりを防止することができるため、研削不能となることがなく、研削作業の作業効率を向上させることができる。

本発明の一実態形態に係る穿孔装置の外観図である。 実施形態に係るコアビット廻りの斜視図である。 実施形態に係るコアビットの部分裁断側面図である。 実施形態に係るコアビットの構造図である。 実施形態の変形例に係るコアビットの構造図である。 第２実施形態に係るコアビットの構造図である。 第２実施形態の変形例に係るコアビットの構造図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明のドリル用コアビット（以下、「コアビット」という。）、およびこれが装着される穿孔装置の一実施形態について説明する。この穿孔装置は、電動ドリルの先端に冷却剤供給アタッチメントを介してコアビットを装着し、コンクリート（壁体）に穿孔作業を行うものである。また、コアビットは、いわゆるダイヤモンドコアビットで構成されている。

図１に示すように、穿孔装置１は、先端にコンクリートＣを研削するための研削砥石６を装着したコアビット２と、これを回転させる動力源たる電動ドリル３と、コアビット２と電動ドリル３との間に介設した冷却剤供給アタッチメント７を有する冷却剤供給ユニット４と、研削砥石６に供給した冷却剤（冷却液）をコンクリートＣの切削屑と共に回収する冷却剤回収ユニット（図示省略：後述する突当てブロックにチューブ接続される）と、冷却剤供給アタッチメント７を保持すると共にコアビット２の穿孔をガイドするガイドユニット５と、を備えている。

穿孔作業では、冷却剤供給ユニット４からコアビット２の先端に冷却剤を供給すると共に、ガイドユニット５を介してコアビット２を要穿孔箇所にあてがい、電動ドリル３によりコアビット２を回転させ、その研削砥石６でコンクリートＣを穿孔する。また、コアビット２の先端に供給された冷却剤は、コンクリートＣの切削屑と混合した状態で、後述する突当てブロック１５を介して冷却剤回収ユニットに回収される。

冷却剤供給ユニット４は、冷却剤を貯留する加圧式の冷却剤タンク１１と、コアビット２と電動ドリル３との間にこれらと同軸上に介設した冷却剤供給アタッチメント７と、冷却剤タンク１１と冷却剤供給アタッチメント７とを接続する冷却剤チューブ１２とで構成されている。冷却剤は、冷却剤チューブ１２を介して冷却剤タンク１１から冷却剤供給アタッチメント７に加圧供給され、コアビット２をコンクリートＣに突き当てる動作に連動して、冷却剤供給アタッチメント７からコアビット２の内部を通ってその先端に供給される。なお、冷却剤はアルコール含むものを用いることが好ましい。

ガイドユニット５は、冷却剤供給アタッチメント１１の外周面に固定された取付けブロック１４と、コンクリートＣに突き当てられると共に冷却剤回収ユニットへの接続口（図示省略）を有する突当てブロック１５と、取付けブロック１４および突当てブロック１５間に渡した２本の伸縮ロッド１６，１６と、一方の伸縮ロッド１６に巻装したコイルスプリング１７とで構成されている。コアビット２がコンクリートＣに切り込んでゆくときには、突当てブロック１５は伸縮ロッド１６に弾力的に押圧されるようにして、穿孔穴Ａの縁部に突き当てられ、コアビット２の穿孔をガイドする。

図２ないし図４に示すように、コアビット２は、コンクリートＣを穿孔する研削砥石６と、先端部に研削砥石６を保持すると共に基端部で冷却剤供給アタッチメント７に装着されるシャンク２１とで構成される。シャンク２１は、先端に研削砥石６を固着したロッド状のシャンク本体２２と、シャンク本体２２の基端部側に連なり、冷却剤供給アタッチメント７に装着される円筒状の接合凹部２３とで、一体に形成されている。そして、この接合凹部２３には、冷却剤供給アタッチメント７の先端部に設けた接合凸部８が嵌合する。すなわち、コアビット２は、冷却剤供給アタッチメント７の先端部に着脱自在に装着されている。なお、シャンク本体２２と接合凹部２３とを別体とし、これらをねじ接合等により接合するようにしてもよい。

また、シャンク２１の軸心には、コンクリートＣのコアを呼び込むと共に、冷却剤の流路となる冷却剤流路２５が形成されている（図３参照）。一方、上記の接合凸部８の軸心にも、この冷却剤流路２５に連なるアタッチメント側冷却剤流路８ａが形成されており、冷却剤は、冷却剤供給アタッチメント７からこの冷却剤流路２５を通って研削砥石６の先端に供給される（図３参照）。また、研削により生ずるコンクリートＣのコアは、研削砥石６から冷却剤流路２５に相対的に導かれる。なお、冷却剤流路２５に導かれたコアは、適宜、冷却剤供給アタッチメント７からコアビット２を外して取り出されるようになっている。

接合凹部２３は、シャンク本体２２より太径に形成されており、その周面には１８０°対称位置に「Ｌ」字状に形成した一対の係止溝２６が形成されている。一方、接合凹部２３に嵌合する上記の接合凸部８には、一対の係止溝２６に対応する一対の係止ピン９が植設されており、一対の係止溝２６の開放部分を一対の係止ピン９に位置合わせした後、接合凹部２３を接合凸部８に押し込み更に回転させることにより、接合凹部２３が接合凸部８に抜止め状態で装着される（いずれも図２参照）。また、接合凹部２３と接合凸部８との間には、先端側に位置して、冷却剤をシールするための第１Ｏリング２７および第２Ｏリング２８が介設されると共に、尾端側に位置して、振動吸収用の第３Ｏリング２９が介設されている（図３参照）。これにより、コアビット２と冷却剤供給アタッチメント７との接合部分からの冷却剤の漏れが防止され、且つこの部分で穿孔作業時に生ずる振動が吸収される。

研削砥石６は、図３および図４に示すように、ダイヤモンド砥粒と結合剤とを焼結して形成した、いわゆるダイヤモンド砥石であり、間隔を在して対向配置した、略半円状の２つの研削チップ３１ａ，３１ｂ（研削刃部）と、先端に２つの研削チップ３１ａ，３１ｂを固着した円筒状のチップベース３２とで構成されている。チップベース３２の基端部内周面には、雌ねじ３２ａが形成され、これに対応してシャンク本体２２の先端部外周面には、雄ねじ２２ａが形成されている。これにより、研削チップ３１ａ，３１ｂが磨耗した場合に、この部分で研削砥石６を外して交換できるようになっている。なお、チップベース３２とシャンク本体２２とを一体に形成してもよい。

２つの研削チップ３１ａ，３１ｂは、それぞれチップベース３２の軸心を中心とする略半円の円弧状を為し、周方向に２つのスリット間隙３４，３４を存して対向配置されている。また、２つの研削チップ３１ａ，３１ｂは、内径が同一であって外径が異なる形状に形成されている。すなわち、一方の厚肉側の研削チップ３１ａは外径が大きく厚肉に、他方の薄肉側の研削チップ３１ｂは外径が小さく薄肉に形成されており、両研削チップ３１ａ，３１ｂの内側空間には、冷却剤の流路兼コアの導入路が構成されている。図４に示すように、例えば研削砥石（両研削チップ３１ａ，３１ｂの外径）６の径Ｄを６ｍｍとした場合、一方の研削チップ３１ａの肉厚Ｔ１を１．５ｍｍ、他方の研削チップ３１ｂの肉厚Ｔ２を１．０ｍｍとする。また、スリット間隙３４は、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とする。なお、研削砥石（比較的太径）６によっては、各研削チップ３１ａ，３１ｂをそれぞれ２分割（計４チップ）してもよい。

このコアビット２によるコンクリート（壁体）Ｃへの穿孔では、研削砥石６の内側から冷却剤を供給しながら、中心部を残すようにしてコンクリートＣを断面リング状に研削してゆく。また、中心部に残ったコンクリートＣのコアは、研削砥石６の内側からシャンク本体２２の冷却剤流路２５に相対的に進入してゆく。なお、冷却剤流路２５の径は、コアの径より太径に形成されていることは、いうまでもない。そして、所定の深さの穿孔穴Ａを穿孔してコアビット２を引き抜くことにより、コアも同時に取り除かれ、穿孔穴Ａの穿孔が完了する。

このような構成では、穿孔する際、両研削チップ３１ａ，３１ｂの外周面とコンクリートＣの穴壁との間に摩擦が生じるが、この場合、外径の大きい方の研削チップ３１ａに倣ってコンクリートＣに穿孔が行われるため、外径が小さい方の研削チップ３１ｂと穿孔された穴壁との間に微小な隙間が生ずる。すなわち、研削砥石６と穴壁との接触面積を従来のものに比してほぼ半減させることができ、研削砥石６と穴壁との間の摩擦を極端に軽減することができる。また、穿孔時にできる切削屑がこの隙間を介して切削刃部から外部へ流れやすく、また同時にこの隙間により冷却剤の流れを促進することができる。したがって、切れの良いよいコアビット２を構成することができ、研削作業の作業効率を格段に向上させることができる。なお、一方の研削チップ（３１ａ，３１ｂ）が半円を越える円弧状のものであってもよい。

次に、図５を参照して、上記第１実施形態の研削砥石６の変形例について、上記と異なる部分を主に説明する。この変形例の研削砥石６では、上記第１実施形態の一方の研削チップ３１ａに相当する一方の厚肉チップ部４１ａと、他方の研削チップ３１ｂに相当する他方の薄肉チップ部４１ｂとから成る単一の研削チップで構成されている。厚肉チップ部４１ａおよび薄肉チップ部４１ｂは、それぞれチップベース３２の軸心を中心とする略半円の円弧状を為しており、この場合には、厚肉チップ部４１ａおよび薄肉チップ部４１ｂが周方向に連続して対向配置されている。この場合も、例えば研削砥石６の径Ｄを６ｍｍとしたときに、厚肉チップ部４１ａの肉厚Ｔ１を１．５ｍｍ、薄肉チップ部４１ｂの肉厚Ｔ２を１．０ｍｍとする。

このような構成では、上記の実施形態と全く同様の作用・効果を奏すると共に、厚肉チップ部４１ａおよび薄肉チップ部４１ｂが連続するため、騒音および振動を極端に少なくすることができ、同時に研削性能を向上させることができる。なお、この場合も、一方の研削チップ部（４１ａ，４１ｂ）が半円を越える円弧状のものであってもよい（他方は半円未満の円弧状）。また、厚肉チップ部４１ａと薄肉チップ部４１ｂとの連続部分は、同図のように単なる段部とするものの他、面取り形状とし滑らかに連続させるようにしてもよい。

次に、図６を参照して、本発明の研削砥石６の第２実施形態について、上記と異なる部分を主に説明する。この実施形態の研削砥石６では、略半円状の２つの研削チップ５１ａ，５１ｂが、外径および内径が異なる形状に形成され、且つ研削砥石６（両研削チップ５１ａ，５１ｂ）の先端部は、内側周縁部および外側周縁部がそれぞれ面取りされ、先端面６ａが平面視帯状の円環を為すように同径でかつ同一幅に形成されている。そしてこの場合も、一方の太径側の研削チップ５１ａおよび他方の細径側の研削チップ５１ｂは、それぞれチップベース３２の軸心を中心とする略半円の円弧状を為し、周方向に２つのスリット間隙３４，３４を存して対向配置されている。

すなわち、一方の研削チップ５１ａと他方の研削チップ５１ｂとは、略同一の厚みを有しているが、一方の研削チップ５１ａは、他方の研削チップ５１ｂに比してその外径および内径において大きく形成されている。また、一方の研削チップ５１ａは、その内側周縁部が小さく面取りされ、外側周縁部が大きく面取りされている。逆に、他方の研削チップ５１ｂは、その内側周縁部が大きく面取りされ、外側周縁部が小さく面取りされている。これにより、穿孔開始時にコンクリート（壁体）Ｃに切り込んでゆく研削砥石６の先端面６ａが、両研削チップ５１ａ，５１ｂ間に亘って帯状の円環を為すように同径でかつ同一幅に形成されている。この場合も、例えば研削砥石（両研削チップ５１ａ，５１ｂの外径）６の径Ｄを６ｍｍとしたときに、各研削チップ５１ａ，５１ｂの肉厚Ｔを１．０ｍｍ〜１．５ｍｍとし、またスリット間隙３４を、０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とする。なお、研削砥石（比較的太径）６によっては、各研削チップ５１ａ，５１ｂをそれぞれ２分割（計４チップ）してもよい。

このような構成では、第１実施形態と同様に、外径の大きい方の研削チップ５１ａに倣って穿孔が行われるため、外径が小さい方の研削チップ５１ｂと穿孔されたコンクリートＣの穴壁との間に微小な隙間が生じ、研削砥石６と穴壁との間の摩擦を極端に軽減することができる。また、穿孔時にできる切削屑がこの隙間を介して切削刃部から外部へ流れやすく、且つこの隙間により冷却剤の流れを促進することができる。

一方、２つの研削チップ５１ａ，５１ｂの内径も異なるため、細径の研削チップ５１ｂのコアに対する径方向内側への力が、太径の研削チップ５１ａの側に逃げ、回転による摩擦力を極端に減少させることができる。そのため、摩擦熱の発生による研削刃部の目詰まり等を抑制することができる。したがって、切れの良いよいコアビット２を構成することができ、研削作業の作業効率を格段に向上させることができる。なお、この場合も、一方の研削チップ（５１ａ，５１ｂ）６が半円を越える円弧状のものであってもよい（他方は半円未満の円弧状）。

次に、図７を参照して、上記第２実施形態の研削砥石６の変形例について、上記と異なる部分を主に説明する。この変形例の研削砥石６では、上記第２実施形態の一方の研削チップ５１ａに相当する一方の太径チップ部６１ａと、他方の細径チップ５１ｂに相当する他方の細径チップ部６１ｂとから成る単一の研削チップで構成されている。太径チップ部６１ａおよび細径チップ部６１ｂは、それぞれチップベース３２の軸心を中心とする略半円の円弧状を為しており、この場合には、太径チップ部６１ａおよび細径チップ部６１ｂが周方向に連続して対向配置されている。この場合も、例えば研削砥石６の径Ｄを６ｍｍとしたときに、太径チップ部６１ａおよび細径チップ部６１ｂの肉厚Ｔを、それぞれ１．０ｍｍ〜１．５ｍｍとする。

このような構成では、上記の第２実施形態と全く同様の作用・効果を奏すると共に、太径チップ部６１ａおよび細径チップ部６１ｂが連続するため、騒音および振動を極端に少なくすることができ、同時に研削性能を向上させることができる。なお、この場合も、一方の研削チップ部（６１ａ，６１ｂ）６が半円を越える円弧状のものであってもよい（他方は半円未満の円弧状）。また、太径チップ部６１ａと細径チップ部６１ｂとの連続部分は、同図のように単なる段部とするものの他、面取り形状とし滑らかに連続させるようにしてもよい。

２：コアビット ６：研削砥石 ２１：シャンク ２２：シャンク本体 ２５：冷却剤流路 ３１ａ：研削チップ ３１ｂ：研削チップ ３４：スリット間隙 ４１ａ：厚肉チップ部 ４１ｂ：薄肉チップ部 ５１ａ：研削チップ ５１ｂ：研削チップ ６１ａ：太径チップ部 ６１ｂ：細径チップ部

Claims (6)

1. 軸心に冷却剤流路を形成したシャンクと、
   前記シャンクの先端に固着され、内側が前記冷却剤流路に連通する研削砥石と、を備え、
   前記研削砥石は、外径が異なる略半円状の２つの研削刃部を有していることを特徴とするドリル用コアビット。
2. 前記２つの研削刃部は、内径が異なることを特徴とする請求項１に記載のドリル用コアビット。
3. 前記２つの研削刃部の先端部は、内側周縁部および外側周縁部がそれぞれ面取りされ、先端面が帯状の円環を為すように同径でかつ同一幅に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のドリル用コアビット。
4. 前記２つの研削刃部は、周方向に連続する単一の研削チップで構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のドリル用コアビット。
5. 前記２つの研削刃部は、周方向に間隔を在して対抗配置され、それぞれが単一の研削チップで構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のドリル用コアビット。
6. 前記研削砥石は、ダイヤモンド砥石であ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ドリル用コアビット。

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