JP2014065135A - ドリルビット付属工具 - Google Patents

Abstract

【課題】部材を十字穴付ビスで固定する際、穿孔に用いたドリルビットを外してネジ締め用の十字形ビットに交換しなくても、ネジ締めすることが出来るドリルビット付属工具を提供する。
【解決手段】ドリルビット付属工具１は、片方の端部に十字形ヘッド３を、他の端部には、ドリルビットの六角形をしたシャンクに装着される六角形孔４と、シャンクに装着された状態を維持するシャンク把持機構２を有し、電動工具などに装着され把持されているドリルビットの上に装着して使用される。
【選択図】図１

Description

電動工具やエアー工具などに装着され、主としてコンクリートで造られた床、壁、天井などに穿孔するために用いられるドリルビットの、六角形をしたシャンクに装着されて使用されるドリルビット付属工具であって、十字穴付ビスを回転させるための十字形ヘッドと、ドリルビットのシャンクに装着された状態を維持するシャンク把持機構を有するドリルビット付属工具に関する。

コンクリートの床にフローリング床用の断熱材や木材を固定したり、壁や天井に金具などを固定したりする時は、コンクリートに孔を明け、金属製のビスをねじ込んで、断熱材や木材や金具などを固定する方法が採用されることが多い。
この時に使われるビスは、頭部に十字形の溝が付いていて、ネジ部の直径が４ｍｍ程度のものが一般的で、太いものでも８ｍｍ程度である。ビスがねじ込まれるコンクリートの孔は、ビス直径より１ｍｍ程度小さな直径になるよう穿孔される。

このような、穿孔、その後のビス締付け、という一連の作業は、電動工具やエアー工具などの回転装置と、これに装着されて回転する、コンクリート穿孔用のドリルビット及びビス締付け用の十字形ビットを用いて、一人の作業者で行うことが一般的である。作業では、まず、ドリルビットを回転装置に装着固定してコンクリートに穿孔し、次に、ドリルビットをはずし、代わりに十字形ビットを装着し、ビスを孔に押し付けながら回転して締付ける。つまり、ひとつの回転装置に、穿孔用のドリルビットと、ビス締付け用の十字形ビットを交互に装着し、穿孔とビス締付けを行うことになる。

穿孔中は、コンクリート切削時に発生する比較的大きな衝撃や振動で、ドリルビットが振動し破損する危険がある。この危険を低減するためには、ドリルビットの振動が増幅しないよう、電動工具などの回転装置で強固にドリルビットを把持しておく必要がある。

ドリルビットを把持する機構は、電動工具などの回転装置の、ドリルビット把持ヘッドに組み込まれていて、穿孔中の衝撃や振動で把持力が低下したり消滅したりしないよう、常に把持力を維持する方向に力を加えてくれるバネなどを用いた把持力維持機構が採用されている。従って、ドリルビットをこの回転装置に着脱する時は、バネに逆らう方向に力を加えて把持機構を操作し、把持力をほぼゼロの状態にしてから着脱する必要がある。

穿孔と締付けの一連の作業では、最初に穿孔を行うが、この穿孔では図９の正面図及び図５の右側面図で示されるドリルビット１４が使われる。ドリルビット１４は、穿孔ヘッド１２と六角シャンク９で構成され、ドリルビット１４が電動工具で強固に把持されるよう、六角シャンク９にはドリルビット把持溝１０が加工されている。

このようなドリルビット１４を図１１で示すように電動工具１６に装着する。電動工具１６としては、充電式のバッテリー１７で駆動される電動工具１６を使うと便利である。通常は直径が４ｍｍ程度の小さな孔をコンクリートに明ける作業が多いので、バッテリー駆動のモータ出力でも十分対応できる上に、重量が２Ｋｇ程度と軽量なので片手で取り扱うことができる。その上、動力供給用の電気コードが不要なので、移動性に優れ、工事現場で作業者が場所を変えながら穿孔や締付け作業を行うのに極めて都合が好い。

ドリルビット１４を電動工具１６のドリルビット把持機構１９に装着して把持するには、電動工具１６を床に置いて膝などで支持するか、電動工具１６を両膝で挟んで支持するなどして簡単には動かない状態にし、次にドリルビット把持機構１９を右手で回転する、または穿孔軸方向に移動する、などの操作をして、ドリルビット１４の六角シャンク９を把持機構１９に挿入出来る状態にする。この状態を維持しながら、左手に持ったドリルビット１４の六角シャンク９をドリルビット把持機構１９に挿入し、その後、右手をドリルビット把持機構１９から離すと、ドリルビット把持機構１９が、図示していないバネの作用で復帰作動し、ドリルビット１４はドリルビット把持機構１９によって強固に把持される。

ドリルビット１４の装着を完了したら、穿孔が必要な場所に移動し、電動工具１６のグリップ１８を手で持ちながら、穿孔ヘッド１２をコンクリートの床、壁、天井などの穿孔したい位置に当接し、電動工具１６を作動してドリルビット１４を回転し、穿孔する。

その後、穿孔された孔を使って、断熱材や木材、金具などを固定する時は、図１２に示されるような、ビスヘッド２１に十字形溝２２が形成された十字穴付ビス２０を使うのだが、この十字穴付ビス２０をコンクリートに穿孔した孔にねじ込むには、図１０の正面図、図５の右側面図で示されるような、十字形ビット１５を、予め、電動工具１６に取り付ておく必要がある。

そのためには、まず、電動工具１４に装着され穿孔で使われていたドリルビット１４を取り外す必要がある。その時は、ドリルビット１４を電動工具１６に装着した時と同じように、まず、電動工具１６を床に置いて膝で支持したり、両膝で挟んで支持したりして簡単には動かない状態にし、次にドリルビット把持機構１９を右手で回転、または軸方向に移動するなどの操作をしてドリルビット１４を取り外せる状態にし、左手でドリルビット１４を電動工具１６から引き抜く。

このようにしてドリルビット１４を電動工具１６から取り外したら、今度は、左手で十字形ビット１５を持ち、十字形ビット１５の六角シャンク９をドリルビット把持機構１９に挿入し、右手をドリルビット把持機構１９から離す。すると、ドリルビット把持機構１９が、図示していないバネの作用で復帰作動し、十字形ビット１５は強固に把持される。

このようにして電動工具１６に装着されていたドリルビット１４を十字形ビット１５に交換し終えたら、十字穴付ビス２０の十字形溝２２に、十字形ビット１５の十字形ヘッド３を挿入し、予めコンクリートに穿孔されていた孔に十字穴付ビス２０の先端を押し当てながら電動工具を作動すると、十字穴付ビス１２は回転してコンクリートの孔の中にねじ込まれてゆき、断熱材、木材、金具などの固定が行われる。

以上で述べたように、コンクリートなどに穿孔し、十字穴付ビスを締付けて断熱材、木材、金具などを固定する作業では、電動工具などの回転装置に、穿孔用のドリルビットと締付け用の十字形ビットを交互に着脱する作業が必要であるが、この着脱作業では、電動工具を作業現場の床などの平坦な処に置いて膝で押さえたり、または両膝で挟んだりして動かないように支持し、右手で電動工具のドリルビット把持機構、左手でドリルビットまたは十字形ビットを取り扱う必要があるため、作業姿勢が不安定で、作業性も悪い。

また、天井などに穿孔したりネジ固定したりするために踏み台に立って作業する場合は、平坦な場所がなく、ドリルビットの着脱は困難なので、一旦、踏み台から降りて平坦な場所に移動し、着脱作業をすることが安全で好ましい。しかし、踏み台から降りたり、また昇ったりすることで作業能率が低下する。従って、踏み台に立ったまま、電動工具を左右の膝の間に挟んで支持し、右手でドリルビット把持機構を操作して、左手でドリルビットを着脱してもよいが、不安定な作業体勢になるので、踏み台から作業者が落下し負傷するなどの安全面の問題も想定される上に、電動工具を落として破損する、ドリルビットを落として紛失する、などという問題も起きやすい。

この問題を解決するには、膝で電動工具を支持する動作をしなくても、両手のみで電動工具とドリルビットを操作してドリルビットの着脱ができるようにすれば好い。例えば、右手で電動工具を支持し、左手でドリルビットを持ちながら、電動工具のドリルビット把持機構を操作しながらドリルビットを着脱する、ということが出来れば、安全で効率的に着脱できる。しかし、ドリルビットは穿孔時の衝撃や振動に耐えられるよう強固に把持されている必要があるため、市販されている電動工具などでは、バネを使った、常にドリルビットを把持する力が維持される機構が採用されているのが普通で、従って、電動工具を床に置いたり、膝で挟んだりして支持しないで、両手だけで、電動工具を支持し、ドリルビット把持機構を操作してドリルビットを着脱することは困難である。

以上で述べたように、電動工具などの回転装置に装着した、ドリルビット、十字形ビットを使って、コンクリートの床や壁、天井などに穿孔し、穿孔した孔に十字穴付ビスで断熱材、木材、金具などを固定する作業においては、ドリルビットと十字形ビットの着脱が必要で、この着脱作業は、床など、平坦でかつ十分な作業スペースを確保できる場所で、両手と膝などを使って行う必要があり、作業性が悪い。また、高所での穿孔やビス締付けを行うために踏み台に立った体勢で着脱作業をする時は、両膝で電動工具を挟んで固定する必要があることから、足元が不安定になる上に、両手でドリルビットと電動工具を操作する必要があるために、作業者の体勢は更に不安定になり、踏み台から落ちて負傷したり、電動工具やドリルビットなどを落として破損する、または紛失する、という問題が発生しがちである。

上記の課題を解決するための本願発明は、左右の手を使うだけで、穿孔とビス締付けができるドリルビット付属工具を提供するものである。ドリルビット付属工具は、穿孔に使われるドリルビットの上に装着してビス締付け時だけに使用される工具で、不要な時は、取り外して、作業ズボンのポケットなどに入れておけばよい。

このドリルビット付属工具には、十字穴付ビスを回転させるための十字形ヘッドと、ドリルビットのシャンクに装着された状態を維持するためのシャンク把持機構が設けられている。シャンク把持機構は、作業中にドリルビット付属工具がはずれることがないよう、ドリルビットのシャンク部をしっかり把持するための機構であるが、ビス締付け時の衝撃や振動は、穿孔時のものと比べ極めて微小なので、電動工具のドリルビット把持機構に比べると、極めて軽量で単純な機構で好い。

例えば直径４ｍｍ程度の鋼球１個と、これを加圧する小さな板バネだけでシャンク把持機構を構成することも可能である。このような、把持力が小さなシャンク把持機構を持つドリルビット付属工具では、右手でドリルビットが装着されている電動工具を持ち、左手に持ったドリルビット付属工具をドリルビットに差しこむようにして押し込んだり引き抜いたりすれば、ドリルビット付属工具をドリルビットに着脱することが出来る。

この方法によれば、両手だけで簡単にドリルビット付属工具の着脱を行うことが出来るため、膝を使って電動工具が動かないよう支持する必要がなく、作業中も足元は安定していて、踏み台に立ったままでも簡単に、かつ安全に着脱作業ができる。穿孔は電動工具に装着されているドリルビットを使い、ビス締付けは、ポケットなどに入れておいたドリルビット付属工具を片手で取り出し、別の手で持った電動工具に装着されているドリルビットにドリルビット付属工具を装着してやれば好い。
ドリルビット付属工具は、全長１５０ｍｍ以下、直径２０ｍｍ以下、で製作することが可能で、重量も１００グラム程度なため、軽量コンパクトで、片手で容易に操作できる。

本願発明に係るドリルビット付属工具を用いると、ビス締付けするための孔を穿孔する時に用いる、ドリルビットが装着され把持された電動工具に、本願発明に係るドリルビット付属工具を軽く装着するだけで、ビス締付け作業を開始することができ、その後、ドリルビット付属工具を片手で引き抜いて取り外せば、ドリルビットを使って穿孔作業を再開することが出来る。従って、穿孔とビス締付けの一連の作業を、連続的に、交互に、効率よく実施でき、作業性が向上するだけでなく、ドリルビット付属工具の着脱は両手だけで簡単に行えるので、安定した作業姿勢を確保でき、高所でも安全に作業することが出来る。

本願発明のドリルビット付属工具の、一つの実施例における正面図 図１の実施例における拡大右側面図 図１の実施例における拡大左側面図 付属工具把持溝付ドリルビットの、一つの実施例における正面図 六角シャンクの右側面図 図１のドリルビット付属工具を図４の付属工具把持溝付ドリルビットに装着した状態を示す正面図 図６の、ドリルビット付属工具を付属工具把持溝付ドリルビットに装着した状態の、拡大右側面図 図６の、ドリルビット付属工具を付属工具把持溝付ドリルビットに装着した状態の、Ａ−Ａ矢視拡大断面図 従来のドリルビットの一つの実施例における正面図 十字形ビットの一つの実施例における正面図 電動工具にドリルビットを装着した状態を示す図 十字穴付ビスの一つの例を示す図

本願発明に係るドリルビット付属工具は、金属部材を主体に製作され、細長い形状をしていて、片方の端部にはドリルビットに装着される六角形孔を、反対側の端部には十字穴付ビスを締付けるための十字形ヘッドを有する。本体中央にはドリルビットの穿孔ヘッドを収納する空間が設けられている。このドリルビット付属工具は、電動工具に装着された穿孔用のドリルビットの上から装着して使用され、電動工具の回転力をドリルビットのシャンクからドリルビット付属工具の先端の十字形ヘッドに伝達して、十字穴付ビスを締付けたり、十字穴付ビスを取り外したりするために使用される。

ビスの締付けや取り外しをする時には、若干の振動が発生する。この振動はドリルビットでコンクリートに穿孔する時に発生するものと比べると極めて微小だが、この振動によってドリルビット付属工具がドリルビットから逸脱すると作業は中断されてしまうので、ドリルビットに装着される側にはシャンク把持機構を設けておくことが必要である。また、可能なら、ドリルビット側にもシャンクの把持をより確実に行えるよう、把持用の溝などを付けておくことが好ましい。

ドリルビット付属工具に設けられるシャンク把持機構では、ドリルビット付属工具を無負荷で回転させた時、自重と回転振動だけでドリルビット付属工具がドリルビットのシャンクから逸脱しない程度の把持力が必要だが、ドリルビット付属工具は、全長１５０ｍｍ以下、直径２０ｍｍ以下、重量も１００グラム程度、とコンパクトで軽量なため、これをドリルビットに把持する力は小さくても好く、鋼球と板バネを使っただけの、軽量で単純な構造のシャンク把持機構を適用することも可能である。

このように軽量で単純な構造のシャンク把持機構をもったドリルビット付属工具では、ドリルビットに軽く押しこむだけでドリルビット付属工具を装着でき、逆に、軽く引けば、ドリルビット付属工具を取り外すことが出来るため、膝を使わず、電動工具とドリルビット付属工具を左右の手で操作するだけで着脱できる。また、このようにして造られたドリルビット付属工具は、軽量コンパクトで、持ち運びや片手での操作性に優れている。

図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図１１、を用いて、本願発明に係るドリルビット付属工具の実施例を説明する。
本願発明によるドリルビット付属工具１のひとつの実施例における正面図を図１に、図１の拡大右側面図を図２に、図１の拡大左側面図を図３に示す。ドリルビット付属工具１は金属製の円柱状の形状で、片方の端面には十字形ヘッド３が、反対の端面には、六角形孔４と、六角形孔４に続いて十字形ヘッド３の方向に伸びる円形５が形成されている。

また、六角形孔４の端部付近には、シャンク把持機構２が設けられている。このシャンク把持機構２は、六角形孔４の外周壁面に設けられた鋼球装着孔１３に装着された鋼球７と、Ｃ型帯状バネ６で構成されていて、鋼球７には、Ｃ型帯状バネ６による加圧力が、六角形孔４の外側から内側に向かう方向で常に働く構造になっている。

図４は、ドリルビット付属工具１に装着されて用いられる付属工具把持溝付ドリルビット８の正面図で、図５はその右側面図を示す。図９で示された従来のドリルビット１４と同様に、片側に穿孔ヘッド１２が、反対側に六角シャンク９とドリルビット把持溝１０が加工されているが、従来のドリルビット１４にはない、付属工具把持溝１１も加工されている。六角シャンクの六角形の形状と寸法は、従来のドリルビット１４と同一である。

このように造られたドリルビット付属工具１と付属工具把持溝付ドリルビット８を用いて穿孔とネジ締付けを行うには、まず、穿孔するための付属工具把持溝付ドリルビット８を電動工具１６に装着し固定する。

付属工具把持溝付ドリルビット８の、六角シャンク９の六角形と、六角シャンク９に加工されているドリルビット把持溝１０の形状及び寸法は、従来のドリルビット１４の形状及び寸法と同一になるよう加工されているので、電動工具１６に装着する作業も同一である。例えば電動工具１６を両膝の間に挟んで固定し、右手でドリルビット把持機構１９を操作して、左手に持った付属工具把持溝付ドリルビット８を電動工具１６に装着する。装着が完了したら、穿孔作業が必要な場所に移動し、電動工具を作動して付属工具把持溝付ドリルビットを回転し、コンクリートの床や天井などに穿孔する。

穿孔された孔に十字穴付ビス２０を締付ける時は、電動工具１６に装着されている付属工具把持溝付ドリルビット８にドリルビット付属工具１を装着する。装着した状態を図６に、図６の拡大右側面を図７に、図６のシャンク把持機構２の位置におけるＡ−Ａ矢視拡大断面を図８に示す。

ドリルビット付属工具１に加工されている円形孔５の内径は、挿入されるドリルビットの穿孔ヘッド１２の直径より十分大きな寸法で、また六角形孔４の寸法は、挿入されるドリルビットの六角シャンク９の寸法より僅かに大きな寸法で加工されているため、ドリルビットは、六角シャンク９と六角形孔４の間で滑合するように組み合わされていることになる。しかし、シャンク把持機構２では、図８で示されるように、ドリルビット付属工具１に内蔵された鋼球７が、ドリルビット８の六角シャンク９に加工された付属工具把持溝１１に嵌り込んでＣ型帯状バネ６の力でドリルビットの六角シャンク９を加圧しているため、ドリルビット付属工具１と付属工具把持溝付ドリルビット８が一体化した状態が確保され、少々の振動などが加わっても分離することはない。

ドリルビット付属工具１を付属工具把持溝付ドリルビット８に装着する時には、Ｃ型帯状バネ６で加圧された鋼球７が六角シャフト９によって外側方向に押されて移動し、Ｃ型帯状バネ６が変形してその反力で六角シャフト９が強く押されるため、これに打ち勝つ力でドリルビット付属工具１を押しこむことになるが、Ｃ型帯状バネ６の力は小さく、鋼球７も抵抗を受けると回転するので、押し込みに必要な力は２００グラム程度の小さな力で十分である。

このようにして電動工具１６に把持されている付属工具把持溝付ドリルビット８に装着したドリルビット付属工具１の十字形ヘッド３で、図１２に示されるような十字穴付ビス２０をコンクリートに穿孔された孔に押し付けながら電動工具を作動して回転してやれば、回転力は電動工具１６から付属工具把持溝付ドリルビット８の六角シャンク９、ドリルビット付属工具１の六角形孔４、を経由してドリルビット付属工具１の先端の十字形ヘッド３に伝達され、十字穴付ビス２０は回転してコンクリートの孔にねじ込まれていく。

ネジ締付け作業が全て完了し、再び、コンクリートへの穿孔作業を行う時は、ドリルビット付属工具１を付属工具把持溝付ドリルビット８から取り外す。その時は、電動工具を右手で持ち、左手でドリルビット付属工具を握って引き抜けば好い。引き抜きに必要な力は、装着に必要な力とほぼ同じ２００グラム程度である。引き抜きが完了したら、電動工具に把持されていたドリルビットを使って穿孔作業を再開することができる。

使用するバッテリー式の電動工具１６は３Ｋｇ程度の重量で、片手で持てる重さである。また、ドリルビット付属工具１を付属工具着脱溝付ドリルビット８に着脱する時に必要な力は凡そ２００グラムと小さい。従って、ドリルビット付属工具１の着脱では、電動工具１６のグリップ１８を右手で持って電動工具１６を支持し、左手でドリルビット付属工具１を持ち、付属工具把持溝付ドリルビット８に挿入したり、引き抜ぬいたりすれば好く、従来のように、膝を使って電動工具を固定する動作は必要ない。

以上で述べたように、本願発明によるドリルビット付属工具は、膝を使わずに両手のみで電動工具に把持されているドリルビットに着脱することができるので、穿孔とネジ締付けという一連の作業を効率的におこなえる上に、高所でも、安全に作業することができる。

ドリルビット付属工具は、締付けられている十字穴付ビスを取り外す時にも適用できる。この時は、十字形ヘッドを十字穴付ビスに押しつけて、電動工具を操作し、締付け時と逆の方向にドリルビット付属工具を回転させてやればよい。

ドリルビット付属工具の十字形ヘッドは摩耗しやすい。従って、十字形ヘッド部のみを着脱可能な方法で固定しておけば、十字形ヘッドを交換するだけで、ドリルビット付属工具を長期間使うことが可能になる。また、着磁された十字形ヘッドを使えば、鉄などの磁性材でできた十字穴付ビスを、十字形ヘッドに磁力で把持して操作できるため、作業性が向上する。

なお、ビスの締付け、及び取り外しを行う時、ドリルビット付属工具には電動工具方向に働く力が加わる。この力は、ドリルビット付属工具に加工される六角形孔の深さを十分浅くしておけば、ドリルビット付属工具内の、六角形孔と円形孔の交差する面の円形孔のエッジが、ドリルビットの六角シャンクのエッジ部付近に当接するので、この当接部を経由して、ドリルビットに伝播される。従って、作業中に、ドリルビット付属工具が電動工具方向に動いて不都合が発生する、ということはない。

また、ドリルビット付属工具は付属工具把持溝が加工されていない、図９で示される通常のドリルビットにも適用できる。その場合は、ドリルビット付属工具の把持力は小さくなるので、振動や自重などでドリルビット付属工具がドリルビットから逸脱する危険は高くなる。しかし、ドリルビット把持機構で使われるＣ型帯状バネの板厚を少し厚めにしておいてやれば、バネの反発力を大きくすることができ、付属工具把持溝が付いていないドリルビットに装着した時でも、簡単には逸脱しないだけの把持力が確保できるので、少し注意して作業してやれば、実用は可能である。

１ ドリルビット付属工具
２ シャンク把持機構
３ 十字形ヘッド
４ 六角形孔
５ 円形孔
６ Ｃ型帯状バネ
７ 鋼球
８ 付属工具把持溝付ドリルビット
９ 六角シャンク
１０ ドリルビット把持溝
１１ 付属工具把持溝
１２ 穿孔ヘッド
１３ 鋼球装着孔
１４ 従来のドリルビット
１５ 十字形ビット
１６ 電動工具
１７ バッテリー
１８ グリップ
１９ ドリルビット把持機構
２０ 十字穴付ビス
２１ ビスヘッド
２２ 十字形溝

Claims (1)

1. 電動工具やエアー工具などに装着され、主としてコンクリートで造られた床、壁、天井などに穿孔するために用いられるドリルビットの、六角形をしたシャンクに装着され使用されるドリルビット付属工具であって、十字穴付ビスを回転させるための十字形ヘッドと、ドリルビットのシャンクに装着された状態を維持するシャンク把持機構を有するドリルビット付属工具

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