JP3817574B1

JP3817574B1 - 横穴加工装置

Info

Publication number: JP3817574B1
Application number: JP2006026629A
Authority: JP
Inventors: 重徳和田; 裕之渡辺; 朋志堀川; 秀則宍戸
Original assignee: 株式会社サルーテ
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: JP2007203418A

Abstract

【課題】手摺の中空支柱を補修する際の支柱根本に横方向から簡単且つ正確に穴空け作業を可能とする。
【解決手段】横穴加工装置１０は、手摺と床面との間の隙間に配置可能なフレーム部材１２と、フレーム部材１２の手前側に突出された入力軸１６の回転をフレーム内側の横方向に配置された出力軸１８に伝達するベベルギア装置１４と、ベベルギア装置１４の出力軸１８に固定されてドリル２２を着脱自在に装着するチャック２０と、ドリル２２と同軸に貫通された通し穴２６にドリル先端を位置させた案内部材２５をドリル２２と平行に伸縮移動自在に保持して加工対象物の側面に押し当てるドリル案内機構２４と、ドリル先端に相対した加工対象物の反対側面に当押し当てられる押し当て部材２８と、レバー３６の操作により押し当て部材２８をドリル先端に相対した加工対象物に反対側面に押し当てた状態でフレーム部材１２を加工対象物側に移動させ、回転するドリル２２を加工対象物の横面に押し当てて穴を空けさせるリンクレバー機構２７とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製管体からなる手摺支柱の補修工事の穴あけに使用するハンディ型の横穴加工装置に関する。

従来、公共住宅、マンション等の集合住宅のバルコニーに設けられた手摺は、長期間にわたって風雨に晒されているため、管体で形成されている支柱内に雨水等が浸入して溜まり、金属製の管体が内部からも腐食され、支柱が脆く折れ易くなり、手摺の機能を果たさなくなり、大きな事故につながる恐れがある。

このような手摺支柱を補修する方法として、中空支柱の根元部に所定径の穴を穿設し、この穴から中空支柱内に溜まっている水を抜き取り、その後に、穴からエポキシ等の硬化性樹脂を注入し中空支柱内に充填する方法が提案されている（特許文献１）。
特開２００５−２１３７４０号公報特開平１１−３２０２２４号公報特開２０００−２４００７９号公報特開２００１−１３８１１４号公報

このような手摺の中空支柱の補修法にあっては、ベランダに設置されている既設の手摺の根本部分にドリルを使用して補修作業使用する穴を空ける作業が必要になるが、穴の加工位置としては、穴加工による支柱の強度低下を必要最小限に抑えるため、支柱の横方向から穴を空ける必要があり、手摺の下部と床面との間の空いている部分からハンドドリルを入れて穴空けすることになるが、作業スペースが狭いために作業が煩雑で手間と時間かかり、集合住宅の全戸を対象とした補修工事に相当の期間を必要とし、補修費用も高くなる問題がある。

またベランダによっては、手摺と床面の間がせまいために横からハンドドリルを入れることができず、手前から斜めにハンドドリルで穴を空けることとなり、穴を支柱の横に正確に空けられないため、強度上の問題を引き起こす恐れもある。

本発明は、手摺の中空支柱を補修する際の支柱根本に横方向から簡単且つ正確に穴空け作業ができる横穴加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、横穴加工装置を提供する。本発明の横穴加工装置は、
手摺下部の隙間に配置可能なフレーム部材と、
フレーム部材の手前側に突出された入力軸の回転をフレーム内側の横方向に配置された出力軸に伝達するベベルギア装置と、
ベベルギア装置の出力軸に固定されてドリルを着脱自在に装着するチャックと、
ドリルと同軸に貫通された通し穴にドリル先端を位置させた案内部材をドリルと平行に伸縮移動自在に保持して加工対象物の横面に押し当てるドリル案内機構と、
ドリル先端に相対した加工対象物の反対側面に当押し当てられる押し当て部材と、
レバー操作により押し当て部材をドリル先端に相対した加工対象物の反対側に押し当てた状態でフレーム部材を加工対象物側に移動させ、回転するドリルを加工対象物の横面に押し当てて穴を空けさせるリンクレバー機構と、
を備えたことを特徴とする。

ここでベベルギア装置の入力軸に、ハンドドリル装置を連結して回転駆動する。ベベルギア装置の入力軸を回転駆動する駆動装置をフレーム部材に搭載しても良い。

ベベルギア装置、チャック装置及びドリル案内機構を一体化ユニットとし、一体化ユニットを加工対象物のサイズに応じてフレーム部材に対し位置調整自在に固定する。

ドリル案内機構は、案内部材の通し穴の穴径を、ドリル外径に対しドリルを回転可能な公差をもつ穴径（最小値と最大値の差）とすることが望ましい。

ドリル案内機構は、
案内部材の通し穴の両側に平行移動方向に向けて固定された一対の筒部材と、
ベベルギア装置側に固定されて先端を一対の筒部材に挿入した一対のロッド部材と、
一対の筒部材の各々に収納され、ロッド部材を押し出す方向に付勢する一対のスプリングと、
を備える。

本発明によれば、ベランダに設置されている既設の手摺の下部と床面との間の空間に本発明の横穴加工装置をセットして手摺の中空支柱の付け根部分に対する補修作業に使用する横方向からの穴空け作業を簡単且つ容易に行うことができ、集合住宅の全戸を対象とするような補修工事の期間を短縮し、補修費用を低減することができる。

また手摺の強度を確保するために、支柱の根元部分に正確に横方向の穴を空けることができ、補修工事の穴加工に伴う手摺強度の低下を必要最小限に抑えることができる。

また支柱に対し案内部材を押し当てた状態で、その通し穴を貫通してドリル先端を支柱外面に押し当てて穴空けすることで、支柱の穴が案内部材の通し穴に連続した穴として加工され、これによって加工した横穴のエッジ部分にバリが発生せず、穴空け後のバリ取りを必要としない、きれいな仕上がりの横穴を空けることできる。

図１は集合住宅のバルコニーに設けられた手摺の中空支柱の補修工事に使用する横穴をあける横穴加工装置の説明であり、平面的に見た状態で示している。

図１において、本実施形態の横穴加工装置１０は、ほぼＬ字型に形成されたフレーム部材１２を有し、フレーム部材１２は前フレーム１２ａと横フレーム１２ｂで構成されている。フレーム部材１２の前フレーム１２ａの裏側にはユニットフレーム１５によりベベルギア装置１４が配置されている。

ベベルギア装置１４は前フレーム１２ａ側から手前に入力軸１６を突出し、ここにハンドドリル装置４８をチャックで接続して駆動回転を入力する。ベベルギア装置１４は入力軸１６からの回転を直交する横方向に変換し、出力軸１８に回転を出力する。出力軸１８にはチャック２０が装着され、チャック２０にドリル２２が着脱自在に取り付けられている。

ドリル２２に対してはドリル案内機構２４が設けられている。ドリル案内機構２４はドリル２２の先端部分を貫通する通し穴２６を備えた案内部材２５をドリル２２の軸方向に伸縮移動自在に設けている。

ドリル２２の先端に相対した左側にはリンクレバー機構２７が設けられている。リンクレバー機構２７はドリル２２に相対する位置に押し当て部材２８を配置し、押し当て部材２８は駆動軸３２の先端に固定され、またドリル２２側に加工対象となる手摺の中空支柱を位置決めするためのＶ字溝３０を形成している。

押し当て部材２８を固定した駆動軸３２は横フレーム１２ｂを貫通して左側に取り出され、また横フレーム１２ｂの外側端部には固定軸３４が固定されている。固定軸３４にはレバー３６の先端が作用点軸３８により連結され、レバー３６は更に駆動軸３２に支点軸４０により連結されている。

尚、前フレーム１２ａには位置決めボルト３１が取り付けられており、押し当て部材２８と案内部材２４の間に加工対象物として矩形の中空支柱を配置する際に、位置決めボルト３１を前方に突出させて矩形の中空支柱に対する位置決めを行えるようにしている。この位置決めボルト３１は円形の中空支柱に穴空けする場合には必要ない。

前フレーム１２ａの背後に設けているユニットフレーム１５は、前フレーム１２ａの開口４２を貫通したボルト４４に対するナット４６の締め付けで位置決め固定されており、ユニットフレーム１５の位置は押し当て部材２８と案内部材２５の間に穴あけ作業の際に位置する取っ手の中空支柱のサイズに応じて位置を調整して固定される。

尚、ユニットフレーム１５のフレーム部材１２の位置を調整するナット４６は位置決め調整の際に工具を必要とすることから、工具を必要とせずにナット４６にレバーを取り付けた構造のものを使用してもよい。

図２は本実施形態におけるベベルギア装置１４、ドリル案内機構２４及びリンクレバー機構２７の内部構造を一部断面にて示した説明図である。

ベベルギア装置１４にあっては、ユニットフレーム１５に固定しており、ユニットフレーム１５はフレーム部材１２の開口４２に対するボルト４４の貫通に対するナット４６の装着で開口４２の任意の位置に位置決め固定されている。

ベベルギア装置１４は入力軸１６の先端にベベルギア５０を設けており、ベベルギア５０に直交する出力軸１８側にベベルギア５２を設けてかみ合わせ、入力軸１６の回転を直交する出力軸１８に連結している。入力軸１６は一対のベアリング５４により回転自在に指示され、また出力軸１８も一対のベアリング５４により回転自在に指示されている。

ドリル案内機構２４はドリル２２の先端側に配置した案内部材２５をドリル２２の両側の平行となる位置に筒部材５６を溶接などにより固定しており、一方、ベベルギア装置１４側にユニットフレーム１５に一端を固定したロッド部材５８の先端を筒部材５６に抜け止めリンクをつけて挿入し、筒部材５６の中にスプリング６０を組み込み、ロッド部材５８に対し、筒部材５６によるガイドをもって案内部材２５を加工対象物側に付勢し、固定側となるフレームユニット１５に対し案内部材２５をドリル２２の軸方向に伸縮自在に保持している。

リンクレバー機構２７は先端に押し当て部材２８を固定した駆動軸３２を横フレーム１２ｂの軸穴３３に隙間を持って挿通し、レバー３６の支点軸４０を中心とした作用点軸３８の回動に伴うフレーム部材１２の横方向の動きを妨げないようにしている。

図３は本実施形態の横穴加工装置で補修作業の為の穴あけを行う集合住宅のベランダなどに設置された手摺の説明図である。

図３において、ベランダコンクリート６８の先端部にはアンカープレート７０が配置され、アンカープレート７０に補強材７２を溶接などにより固定し、補強材７２に上部から手摺６２の中空支柱６４を嵌め入れた状態でコンクリートを打ち込んで手摺６２を固定しており、更にベランダコンクリート６８の外側に塗装を行って塗装膜７３を形成している。

手摺６２は上部に横方向に笠木材６５を配置し、下部には下弦材６６を配置し、笠木材６５と下弦材６６の間には横方向に柵部材（図示せず）が一定間隔で配置されている。

このような手摺６２にあっては、長期間にわたる風雨による隙間からの雨水の浸入や、低温化における結露などにより中空支柱６４の底部に水７６が溜り、補強部材７２が腐食劣化を起こし、更にはベランダコンクリート６８の亀裂から水が滲みだして塗装膜が膨らむような現象を起こす。

このような手摺６２の腐食による問題を解消するため、中空支柱６４の補修作業が必要となり、この補修作業は中空支柱６４の根元部分に横方向から横穴７６を加工し、横穴７６から中空支柱６４側に溜っている水７５を抜き取り、その後に横穴７６からエポキシなどの硬化性樹脂を注入して中空支柱６４の根元部分に充填する。

中空支柱６４は通常断面円形の部材であるが、物によっては断面矩形の物もある。断面矩形の中空支柱６４は通常内径が４０mmであり、この場合、補修作業のために下弦部材６６の下側の根元部分に空ける横穴７６としては、例えば９mmの横穴を空けることになる。

ここで補修の作業のために空ける穴は手摺６２における中空支柱６４の前方に空ければ十分な作業スペースがあることから、容易に穴あけ加工が容易であるが、中空支柱６４の前方に補修作業の為の穴を開けた場合には手摺６２に加わる前後方向の力による中空支柱６４の崩落低下が顕著となって強度が脆弱になる恐れがある。

これに対し中空支柱６４の横方向から作業用の穴を開けた場合には、横方向には笠木材６５や下弦材６６による支持が行われているため、横方向の穴を開けたとしても中空支柱６４に強度低下はほとんど起きない。このため手摺６２の中空支柱６４の補修作業の際には図３のように必ず横穴７６を空けなければならない。

また横穴７６の穴空け作業の際には横方向からドリルを入れなければならないが、この場合の作業空間Ｓは下弦材６６とベランダコンクリート６８の先端の上部７４との間のわずかな隙間しかなく、このような隙間に通常のハンドドリルを入れて横から穴を開けることは困難であることから、本実施形態の横穴加工装置１０が必要となる。

図４は本実施形態の横穴加工装置１０を用いた手摺の中空支柱６４に対する補修作業のための横穴の穴空け作業の説明図である。

図４において、中空支柱６４における下弦材６６の下側の部分に中空支柱６４が案内部材２５と押し当て部材２８の間となるように手前から差し込んで位置決めする。この中空支柱６４に対する横穴加工装置１０の取り付け時にあっては、レバー３６を外側に回動し、押し当て部材２８をフレーム部材１２に対し左側に移動し、案内部材２５との間を十分に広げて行い、中空支柱６４にセットした後、レバー３６を戻して押し当て部材２８のＶ字溝３０に嵌合することで、ドリル２２に対する中空支柱６４のセンタリングを行う。

続いて図示のように右手でハンドドリル装置４８を持ち、左手でレバー３６を握り、レバー３６を内側に回動（反時計回り）させる。このレバー３６の回動で、押し当て部材２８の駆動軸３２に設けた支点軸４０を中心にレバー３６の先端に設けた図２の作用点軸３８が外側に回動し、フレーム部材１２が中空支柱６４側にドリル２２を押し付ける。

このレバー３６の操作でフレーム部材１２を中空支柱６４側に押し付ける状態で、右手で持っているハンドドリル装置４８のスイッチをオンして回転力をベベルギア装置１４に入力すると、ベベルギア装置１４を介してドリル２２が回転し、ドリル２２は案内部材２５の通し穴を通って先端が中空支柱６４の側面に押し当てられることから、ドリル２２の回転により穴あけ加工が行われる。

中空支柱６４のドリル２２による穴空けが済んだならば、レバー３６に加えている力を離すと、図２に示したドリル案内機構２４の筒部材５６に内蔵しているスプリング６０の力でフレーム１２は元の位置に押し戻され、ドリル２２が中空支柱６４の横穴から抜け出し、穴空けを終了する。

図５及び図６は本実施形態の横穴加工装置１０に設けた案内機構２４による加工の様子を示した説明図である。図５（Ａ）は穴空け開始前の状態であり、押し当て部材２８のＶ字溝３０の押し当てで中空支柱６４がドリル２２に対しセンタリングされ、案内部材２５は図２に示したスプリング６０による力で加工対象となる中空支柱６４の側面に押しあてられている。

この状態で図４のようにレバー３６を内側に回動して押し当て部材２８に対しフレーム部材１２を中空支柱６４側に移動させると、図５（Ｂ）のようにフレーム部材１２の移動に伴って、ドリル２２の矢印のように固定側となる中空支柱６４に押し当てられ、ハンドドリル装置４８の回転力を受けてドリル２２が回転することで、中空支柱６４の穴空けが開始され、穴空けにより切削された切粉７８は案内部材２５の通し穴２６を通って外部に排出される。

このとき案内部材２５の通し穴２６は、図４に示したレバー３６の回動によるフレーム部材１２の中空支柱６４側の移動に伴う押し付けを受けて中空支柱６４の側面に押し付けた状態であり、したがってドリル２２による中空支柱６４の穴加工は通し穴２６に連続する穴の加工となる。

図６（Ｃ）はドリル２２が更に前進し中空支柱６４を貫通した状態である。このように中空支柱６４の穴空けが済んだならば、図４でレバー３６に加えた力を弱めることで、図６（Ｄ）のようにドリル２２が後退し、中空支柱６４に対する横穴７６に対する加工作業が完了する。

この加工の済んだ横穴７６は、横穴７６の外側開口エッジにバリは全く発生しておらず、このため横穴７６の加工後に開口エッジのバリを除去するバリ取り作業は必要ない。

横穴７６の加工終了で開口エッジにバリを生じない理由は、図５（Ｂ）に示したように、案内部材２５の通し穴２６を中空支柱６４の外側に押し付け、加工面と通し穴２６との隙間を最小限にし、通し穴２６に連続する穴として横穴７６の加工を行っていることに起因している。

もし案内部材２５の通し穴２６を介さずに直接ドリル２２を中空支柱６４に押し付けて横穴７６を加工すると、横穴７６の外側開口エッジには必ずバリが発生し、穴あけ作業終了時にバリ取り作業を必要とするが、本実施形態にあってはドリル２２を通し穴２６を備えた案内部材２５を介して穴あけ加工することで、加工の済んだ横穴７６のバリ取り作業がまったく必要なくなっている。

ここで中空支柱６４の外形は通常４０ｍｍであり、ドリル２２の外形は９ｍｍであることから案内部材２５を図５（Ａ）のように通し穴２６の部分で押しつけた場合、通し穴２６の外側は中空支柱６４の変形外形が位置することで、若干の隙間を生じている。

しかしながら図５（Ｂ）のようにドリル２２で穴あけ加工を行う際には、図４のレバー３６の操作で案内部材２５を押圧するスプリングのスプリング荷重が増加し、通し穴２６の開口部が中空支柱６４の外形面に強く押し付ており、このため隙間がほとんどなくなることで、通し穴２６に連続した穴加工となり、加工の済んだ横穴７６の外側開口エッジにバリが発生しないものと想定される。もちろん、中空支柱が矩形の場合には、案内部材２５をに通し穴２６の部分で押しつけも隙間は発生せず、バリが発生することはない。

本願発明者による加工実験にあっては、中空支柱６４で外形が３２ｍｍの更に曲率の大きな加工面に対する横穴加工を行ってもバリの発生が認められないことが確認されている。

尚、上記の実施形態にあっては、リンクレバー機構２７をフレーム部材１２の横フレーム１２ｂ側に配置しているが、横方向の先方を小さくしても小型化するため前フレーム１２ａ側に配置しても良い。この場合には、レバー３６の先端を支点軸として押し当て部材２８に連結し、作用点軸を前フレーム１２ａに連結し、レバーは本実施形態の場合とは逆に反時計方向（外側）に回動することで穴あけ作業を行うようになる。

また本実施形態にあっては十分な長さのドリル２２を使用しているが、例えばドリル２２として半分の長さのものを使用する場合には、ドリル案内機構２４の横方向の長さがドリルの長さに応じて小さくでき、これによってフレーム部材１２の横方向が短くなり、更に横穴加工装置１０の小型化軽量化を図ることができる。

また上記の実施形態にあってはハンドドリルとして通常の電源コードをコンセントに差し込んで使用するタイプのものを使用しているが、これ以外に充電型のハンドドリルを使用してもよい。またハンドドリルに替えて、モータなどによる入力軸１６の駆動装置を装置に一体に組み付けるようにしてもよい。

更に本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、また上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

本発明による横穴加工装置の実施形態を示した説明図図１の実施形態の内部構造を一部断面にして示した説明図本実施形態を使用して補修作業用の横穴を囲するベランダ設置の手摺の説明図本実施形態による横穴加工の作業の様子を示した説明図本実施形態におけるドリル案内機構の通し穴による加工の様子を示した説明図図５に続く加工の様子を示した説明図

符号の説明

１０：横穴加工装置
１２：フレーム部材
１２ａ：前フレーム
１２ｂ：横フレーム
１４：ベベルギア装置
１５：ユニットフレーム
１６：入力軸
１８：出力軸
２０：チャック
２２：ドリル
２４：ドリル案内機構
２５：案内部材
２６：通し穴
２７：リンクレバー機構
２８：押し当て部材
３０：Ｖ字溝
３１：位置決めボルト
３２：駆動軸
３３：軸穴
３４：固定軸
３６：レバー
３８：作用点軸
４０：支点軸
４２：開口
４４：ボルト
４６：ナット
４８：ハンドドリル装置
５０，５２：べべルギア
５４：ベアリング
５６：筒部材
５８：ロッド部材
６０：スプリング
６２：手摺
６４：中空支柱
６５：笠木材
６６：下弦材
６８：ベランダコンクリート
７０：アンカープレート
７２：補強材
７３：塗装膜
７４：上縁
７５：水
７６：横穴
７８：切粉

Claims

手摺下部の隙間に配置可能なフレーム部材と、
前記フレーム部材の手前側に突出された入力軸の回転をフレーム内側の横方向に配置された出力軸に伝達するベベルギア装置と、
前記ベベルギア装置の出力軸に固定されてドリルを着脱自在に装着するチャックと、
前記ドリルと同軸に貫通された通し穴にドリル先端を位置させた案内部材を前記ドリルと平行に伸縮移動自在に保持して加工対象物の横面に押し当てるドリル案内機構と、
前記ドリル先端に相対した前記加工対象物の反対側面に押し当てられる押し当て部材と、
レバー操作により押し当て部材を前記ドリル先端に相対した前記加工対象物に反対側に押し当てた状態で前記フレーム部材を前記加工対象物側に移動させ、回転する前記ドリルを加工対象物の横面に押し当てて穴を空けさせるリンクレバー機構と、
を備えたことを特徴とする横穴加工装置。
請求項１記載の横穴加工装置に於いて、前記ベベルギア装置の入力軸に、ハンドドリル装置を連結して回転駆動することを特徴とする横穴加工装置。
請求項１記載の横穴加工装置に於いて、前記ベベルギア装置の入力軸を回転駆動する駆動装置を前記フレーム部材に搭載したことを特徴とする横穴加工装置。
請求項１記載の横穴加工装置に於いて、前記ベベルギア装置、前記チャック装置及び前記ドリル案内機構を一体化ユニットとし、前記一体化ユニットを前記加工対象物のサイズに応じて前記フレーム部材に対し位置調整自在に固定することを特徴とする横穴加工装置。
請求項１記載の横穴加工装置に於いて、前記ドリル案内機構は、前記案内部材の通し穴の穴径を、ドリル外径に対しドリルを回転可能な公差をもつ穴径としたことを特徴とする横穴加工装置。
請求項１記載の横穴加工装置に於いて、前記ドリル案内機構は、
前記案内部材の通し穴の両側に平行移動方向に向けて固定された一対の筒部材と、
前記ベベルギア装置側に固定されて先端を前記一対の筒部材に挿入した一対のロッド部材と、
前記一対の筒部材の各々に収納され、前記ロッド部材を押し出す方向に付勢する一対のスプリングと、
を備えたことを特徴する横穴加工装置。