JP5939615B2 - 穿孔用ドリル - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートや石材等に対する穿孔用ドリルに関し、より詳細には、穿孔作業におけるコンクリート粉塵等の飛散を防止する吸塵型の穿孔用ドリルに関する。

吸塵型の穿孔用ドリルとして、例えば、特許文献１、２のようなものがある。従来の吸塵型の穿孔用ドリルは、電動機に接続されるシャンク部から切刃部が設けられるドリル部まで吸塵孔が形成され、先端部には吸塵孔に挿通する集塵穴が設けられている。

ドリル本体には、吸塵孔と挿通する排出穴が形成されており、排出穴の位置に吸塵機（吸引器）と接続可能な吸塵用アダプタを取り付けられる。切刃部によって削られた粉塵等は、集塵穴、吸塵孔、排出穴を通って吸塵機に吸引されて、穿孔時の粉塵等の飛散が防止される。吸塵用アダプタは、ドリル本体の回転に対し静止した状態で取り付けられ、ホース等を介して吸塵機（吸引器）に接続される。

特開平９−２７２１１８号公報 特開２０１０−２０１７３３号公報

特許文献１、２のように穿孔用ドリルの切刃部が設けられるドリル部は、シャンク部が形成されるドリル本体と一体に形成されているので、例えば、切刃部が破損したり、異なる孔径での穿孔作業を行う場合、ドリル本体全体を電動機から取り外さなければならない。このため、交換の手間が掛かるとともに、ドリル部を含むドリル本体全体を交換するため、コストが高くなる課題があった。

一方で、切刃部が形成されるドリル部とドリル本体とを着脱自在に構成し、ドリル本体に対してドリル部を取り外し可能にすることが考えられるが、穿孔作業では、電動機等のドリル駆動手段によって穿孔用ドリルを回転させつつ、回転軸方向に打撃（振動）を連続して加えているので、例えば、ドリル本体に対してドリル部をねじ嵌合によって取り付けると、嵌め合いが強固になり過ぎてしまい、ドリル部をドリル本体から取り外し難くなってしまう。

また、コンクリート構造体に穿孔する場合、コンクリート構造体内部に既設されている鉄筋等を避けて孔を穿孔する必要があるが、鉄筋等が邪魔で所定の深さまで穿孔できないことがある。従来は、鉄筋等によって穿孔が途中で阻害されると、穿孔途中の孔を広げて（拡大して）鉄筋を避けるように同じ位置付近において再度穿孔したり、穿孔途中のドリル本体を上下左右に傾けて鉄筋等を避けるようにコンクリート構造体の穿孔面に対して略鉛直方向ではなく、斜めに穿孔していた。

しかしながら、再穿孔によって孔の径が広がるため、孔に注入される注入材が広がった孔の体積分余分に必要となる問題があった。また、鉄筋を避けるようにコンクリート構造体の穿孔面に斜めに穿孔すると、従来の穿孔用ドリルではドリル本体から切刃部が形成されるドリル部までがほぼ同じ大きさの径に形成されているので、ドリル本体を斜めにして角度をつけた穿孔によって孔の入口付近の径がドリル部の径よりも広がり、注入材が余分に必要となるとともに、斜めに穿孔された孔に設けられるアンカー部材を台直ししなければならない問題があった。

本発明の目的は、ドリル部とドリル本体とを個別に構成するとともに、ドリル本体に対してドリル部を容易に着脱できる吸塵型の穿孔用ドリルを提供することにある。

さらに本発明の他の目的としては、鉄筋等を含むコンクリート構造体に穿孔する場合に穿孔の途中で鉄筋等によって穿孔作業が阻害される場合であっても、不要な孔径の拡張を抑制しつつ、鉄筋等を避けながら穿孔作業が可能な吸塵型の穿孔用ドリルを提供することにある。

本発明の穿孔用ドリルは、ドリル駆動手段によって径方向に回転しつつ回転軸方向に振動が連続して加えられ、被穿孔対象物に打撃を加えながら穿孔するための穿孔用ドリルである。穿孔用ドリルは、前記ドリル駆動手段に装着されるドリル本体と、前記ドリル本体の先端に設けられ、切刃部が形成されるドリル部と、前記ドリル部の先端から前記ドリル本体の回転軸方向に延びる吸塵孔と、を有する。前記ドリル本体には、前記ドリル部が設けられる先端に向かって前記ドリル本体の外径が小さいテーパ状の装着部が形成され、前記ドリル部は、前記装着部のテーパ状の外周面の径と合致するテーパ状の接触面を有し、前記装着部が挿入される装着孔が形成されている。そして、前記装着孔の接触面が、前記ドリル本体の先端から前記回転軸方向内側に延びる前記装着部における前記ドリル本体部の外周面と面接触し、前記ドリル部が前記ドリル本体に嵌合した状態で固定されているとともに、前記ドリル部の外径が前記ドリル本体の外径よりも大きく形成されており、前記ドリル本体の外周面から径方向外側に延設され、前記面接触を解除するための前記回転軸方向からの前記ドリル部に対する打撃を許容する段差部が形成されていることを特徴とする。

また、前記ドリル本体は、前記吸塵孔に挿通して径方向に開口する吸塵排出穴を有することができ、前記段差部から前記吸塵排出穴までの前記ドリル本体の外径を、前記ドリル部の外径よりも小さく形成するように構成することができる。

また、前記ドリル部の外径に応じた大きさに穿孔される被穿孔対象物の孔の内部に前記ドリル本体が位置した際に、前記ドリル本体と前記穿孔される被穿孔対象物の孔の内壁面との間に所定の隙間が形成されるとともに、前記ドリル本体を前記被穿孔対象物の孔から抜かずに前記所定の隙間を介して前記ドリル本体を傾けて穿孔することを許容するように、前記ドリル本体の外径を前記ドリル部の外径よりも小さく形成するように構成することができる。

本発明によれば、ドリル本体とドリル部とがテーパ状の接触面を介して接続されているので、ドリル本体に対してドリル部を容易に着脱することができ、交換の手間及びコストを低減させることができる。

実施例１の吸塵型の穿孔用ドリルの外観斜視図である。 実施例１の吸塵型の穿孔用ドリルの断面図である。 実施例１の吸塵型の穿孔用ドリルの使用例を示す図である。 実施例１のドリル本体の先端に装着されるドリル部の接続構造を示した図である。 実施例１の吸塵型の穿孔用ドリルを用いたコンクリート構造体に対する穿孔工程の一例を示す図である。 従来の吸塵型の穿孔用ドリルを用いたコンクリート構造体に対する穿孔工程の一例を示す図である。 図５および図６に示した穿孔工程に対応するコンクリート構造体に穿孔される孔の上面図であり、（ａ）は実施例１の吸塵型の穿孔用ドリルを用いた孔、（ｂ）は従来の吸塵型の穿孔用ドリルを用いた孔である。

本発明の実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施例１）
図１から図７は、本発明の実施例１を示す図である。図１及び図２に示すように、本実施例の穿孔用ドリル１は、ドリル駆動手段１００のチャック部１１０に装着されるシャンク部３１を有するドリル本体３と、ドリル本体３の先端に着脱可能に装着されるドリル部４とを含んで構成される。

ドリル本体３は、回転軸方向（長さ方向）に長尺状に形成されており、シャンク部３１が形成される端部と反対側の先端３５にドリル部４が装着される装着部３６が形成されている。装着部３６は、シャンク部３１から延設されるシャフト部３２の先端部に設けられ、先端３５に向かってシャフト部３２の径が先細りのテーパ状に形成されている。

ドリル本体３には、内部に先端３５からドリル本体３の回転軸方向に延びる吸塵孔３７が形成されている。シャフト部３２とシャンク部３１との間の所定の位置に吸塵孔３７に挿通して径方向に開口する吸塵排出穴３３が形成されている。吸塵排出穴３３は、シャフト部３２とシャンク部３１との間の吸塵用アダプタ５０が設けられるアダプタ装着部３４に形成されている。吸塵用アダプタ５０は、環状に形成されており、アダプタ装着部３４にドリル本体３の回転に対し静止した状態で取り付けられ、係止リング５１によって回転軸方向への移動が阻止されている。

吸塵孔３７は、ドリル部４によって削られた粉塵等を吸塵排出穴３３に導く通路であり、先端３５の開口部３７ａからアダプタ装着部３４（吸塵排出穴３３）まで同じ径Ｄ３の大きさに形成されている。

ドリル部４は、先端に切刃部４１を備えており、ドリル本体３の装着部３６のテーパ状の周面の径と合致する接触面４２を有する装着孔４３が形成されている。装着穴４３は、切刃部４１が設けられるドリル部４の先端部４１ａの端面に開口する集塵穴４４と挿通している。集塵穴４４と挿通する装着穴４３にドリル本体３の装着部３６が挿入されることにより、集塵穴４４と吸塵孔３７とが連通し、集塵穴４４から粉塵等が取り込まれ、吸塵孔３７を介して吸塵排出穴３３から穿孔される孔の外部に排出される。本実施例の穿孔用ドリル１の吸塵孔３７は、ドリル部４の装着孔４３及び装着孔４３と集塵穴４４との経路を含むことができ、ドリル部４から吸塵排出穴３３まで穿孔用ドリル１の回転軸方向に延設されている。

図３は、本実施例の穿孔用ドリル１の使用例を示す図である。本実施例の穿孔用ドリル１は、ドリル駆動手段１００のチャック部１１０に装着されるとともに、アダプタ装着部３４に吸塵用アダプタ５０が装着される。吸塵用アダプタ５０は、ホース５３を介して吸塵機５２に接続される。ドリル駆動手段１００は、電動式や油圧式等のドリル駆動装置であり、作業者の操作により穿孔用ドリル１を径方向に回転させるとともに回転軸方向に打撃（振動）を連続して加える。吸塵機５２が穿孔されるコンクリート構造体Ｃから生じる粉塵等を吸い込む。

図４は、ドリル本体３とドリル部４との接続構造の一例を示す図である。図４に示すように、装着部３６は、シャフト部３２の径Ｄ２に対して先端３５の径Ｄ１が小さく形成され、先端３５に向かって傾斜するテーパ状のテーパ周面３６ａを有している。また、装着部３６は、シャフト部３２において先端３５からシャンク部３１方向に向かって所定位置まで形成されている。シャフト部３２に形成される装着部３６の長さは、ドリル部４の装着孔４３の長さに対応している。

装着孔４３は、装着部３６が挿入される開口部の径Ｄ５よりも切刃部４１が設けられる先端側の径Ｄ６が小さいテーパ状に形成されており、装着部３６のテーパ周面３６ａの径と合致する接触面４２が形成されている。装着孔３６の開口部の径Ｄ５は、ドリル本体３の先端３５の径Ｄ１よりも大きく、シャフト部３２の径Ｄ２と同じか径Ｄ２よりも小さく形成されている。

装着部３６のテーパ周面３６ａのテーパ角度とドリル部４の装着孔４３のテーパ状の接触面４２のテーパ角度は同じであり、装着孔４３の接触面４２が、装着部３６のテーパ周面３６ａに面接触することで、ドリル部４がドリル本体３に装着される。このため、穿孔作業中にドリル部４が外れることなく、ドリル本体３の装着部３６にドリル部４が固定される。また、ドリル部４をドリル本体３から取り外す際も、ドリル部４とドリル本体３との間の径の違いによる段差を利用し、穿孔用ドリル１の回転軸方向からドリル部４に対して打撃等を加えることで、テーパ周面３６ａと接触面４２との面接触を解除してドリル本体３からドリル部４を容易に取り外すことができる。

本実施例のテーパ角度は、比較的緩勾配に形成している。例えば、装着部３６の先端３５の径をＡｍｍとした場合、当該先端３５から２５ｍｍ進んだ位置の径の大きさがＡ＋１ｍｍ程度となる勾配、言い換えれば、先端３５の径Ａｍｍに対して２５ｍｍ進んだ位置の径の大きさの増加率が２〜３％となる緩勾配に形成することができる。このようにテーパ角度を緩勾配に形成することで、ドリル本体３とドリル部４との連結性を担保しつつ、テーパによる嵌め合いによって容易にドリル本体３からドリル部４を取り外せるようにすることができる。

装着部３６がドリル部４３の装着孔４３に挿入されて装着された状態では、装着孔４３の接触面４２が装着部３６のテーパ周面３６ａに面接触しつつ、ドリル本体３（装着部３６）の先端３５と、先端の切刃部４１方向の装着孔４３との間に空間が形成されており、集塵穴４４から流入する粉塵等が装着孔４３内に位置する開口部３７ａから吸塵孔３７に導かれる。

そして、装着部３６から吸塵排出穴３３までのドリル本体３の径Ｄ２、すなわち、シャフト部３２の径Ｄ２は、ドリル部４の径Ｄ４よりも小さく形成されている。つまり、コンクリート構造体等の被穿孔対象物に穿孔されるドリル部４の径Ｄ４に応じた孔径に対し、穿孔された孔の内部に位置するドリル本体３（シャフト部３２）の径Ｄ２が小さくなるように形成されている。このため、ドリル部４の径Ｄ４に応じた穿孔される孔の内壁面と当該穿孔される孔の内部に位置するドリル本体３との間には、ドリル部の径Ｄ４とドリル本体部３の径Ｄ２との相違（差分）に応じた隙間が形成されることになる。

例えば、ドリル本体３（シャフト部３２）の径Ｄ２を１９ｍｍ、ドリル部４の径Ｄ４を３５ｍｍに形成する場合、ドリル部４の径Ｄ４に応じた穿孔される孔の内壁面とドリル本体３の外周面との間には８ｍｍの間隙が形成される。

図５から図７は、本実施例の穿孔工程を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、被穿孔対象のコンクリート構造体Ｃの内部には、鉄筋等が既設されており、本実施例の穿孔用ドリル１を用いてコンクリート構造体Ｃの穿孔面に対して鉛直に穿孔する途中で、コンクリート構造体Ｃの内部の鉄筋等が邪魔になる場合があり、所定深さまで穿孔することができないことがある。

この場合、本実施例の穿孔用ドリル１では、ドリル部４の径Ｄ４（穿孔された孔の径）よりも穿孔された孔の内部に位置するシャフト部３２の径Ｄ２が細いので、穿孔された孔の内壁面とシャフト部３２の外周面との間に隙間が形成されている。作業者は、図５（ａ）に示す状態から、穿孔された孔に形成されている隙間分、鉄筋を避けるように穿孔用ドリル１を前後左右（又は上下左右）に傾けて再度穿孔を再開することができる（図５（ｂ））。このとき、穿孔面の孔入口付近の端部は穿孔用ドリル１を傾けたことによって削られることなく、鉄筋等に到達する前の孔径（ドリル部４の径Ｄ４）と同じ径の状態で穿孔用ドリル１を傾けて鉄筋を避けるように穿孔することができる。

そして、作業者は、図５（ｂ）に示す状態で穿孔用ドリル１を傾けて穿孔することで、ドリル部４の径Ｄ４に対して穿孔された孔の底部が広がる。その後、シャフト部３２を傾けた方向とは逆方向に穿孔用ドリル１をスライド移動させて、鉄筋等に到達する前の孔径と同じ径を保ったまま、途中から屈折させることなく鉛直方向に穿孔することができる。

このように本実施例の穿孔用ドリル１は、ドリル部４の径Ｄ４（穿孔された孔径）よりも穿孔された孔の内部に位置するシャフト部３２の径Ｄ２が細いので、穿孔された孔とシャフト部３２との間に隙間が形成される。このため、穿孔面の孔入口付近の端部を削ることなく穿孔用ドリル１を傾けて鉄筋を避けながら穿孔できるとともに、穿孔面の孔入口付近の端部から孔の底部にかけて孔径をドリル部４の径Ｄ４よりも大きい広げることなく、コンクリート構造体Ｃに対して真っすぐに穿孔することができる。

これに対して、従来のようにドリル部４の径Ｄ４と穿孔された孔の内部に位置するシャフト部３２の径Ｄ２とが同じである場合、穿孔された孔の内壁面とシャフト部３２の外周面との間に隙間が形成されない。このため、穿孔用ドリル１を傾けて鉄筋を避けるように穿孔するためには、穿孔面の孔入口付近の端部を削らなければならない。図６（ａ）は、従来の穿孔工程を示す図であり、斜線で示すコンクリート構造体Ｃの孔入口付近の端部が削られてしまい、孔径が広がってしまう。また、図６（ｂ）に示すように、鉄筋を避けて途中から斜めに孔を形成しないようにすると、傾けた側とは逆方向に穿孔用ドリルをスライド移動できないため、ドリル部４の径Ｄ４に対応する孔径を孔入口付近の端部から底部まで拡張するように再度削らなければならない。

図７は、コンクリート構造体Ｃに穿孔される孔を上方から見た図であり、図７（ａ）は、本実施例の穿孔用ドリル１を用いた場合、図７（ｂ）は、従来の穿孔用ドリルを用いた場合をそれぞれ示している。

図７（ａ）に示すように、本実施例の穿孔用ドリル１は、ドリル部４の径Ｄ４に対応する孔径に対してシャフト部３２の外周と穿孔された孔の内壁との間に隙間が形成されているので、例えば、シャフト部３２を傾けて穿孔した後に、穿孔用ドリル１を傾けた逆側の方向に距離ｄ１分スライド移動させて、再度穿孔することが可能となる。

これに対して、従来の穿孔用ドリルでは、図７（ｂ）に示すように、上方向に同じ角度傾けると、穿孔された孔の入口付近の端部Ｒ１が削られるとともに、穿孔用ドリルを傾けた逆側の方向にスライド移動させることができないため、ドリル部４の径Ｄ４に対応する孔径を広げるように再度穿孔する必要がある。例えば、本実施例の穿孔用ドリル１（図７（ａ））と同様に距離ｄ１分スライド移動させる場合、図７（ｂ）に領域Ｒ２を余分に削る必要がある。

このため、穿孔面の孔入口付近の端部から底部にかけて穿孔される孔の径がドリル部４の径Ｄ４よりも大きくなってしまう。このように従来の穿孔用ドリルでは、穿孔途中で鉄筋等に阻害された場合、穿孔される孔が大きくなることを抑制することができず、また、穿孔される孔が広がらないように斜めに穿孔する場合、台直しが必要となってしまうが、本実施例では、孔入口付近の端部から底部にかけて穿孔される孔の径をドリル部４の径Ｄ４よりも大きい広げることなく、コンクリート構造体Ｃに対して真っすぐに穿孔することができる。

本実施例によれば、ドリル本体３とドリル部４とがテーパ状の接触面を介して接続されているので、ドリル本体３に対してドリル部４を容易に着脱することができ、交換の手間及びコストを低減させることができる。

さらに、ドリル部４の径Ｄ４よりも穿孔された孔の内部に位置するシャフト部３２の径Ｄ２が細いので、穿孔途中で鉄筋等に阻害された場合でも穿孔される孔入口付近の端部を広げたり、孔入口付近の端部から底部にかけてドリル部４の径Ｄ４よりも大きく広げることなく、真っすぐに穿孔することができる。このため、穿孔された孔に注入される注入材の充填量増加を抑制できるとともに、穿孔される孔を途中から屈折させることなく鉄筋等を避けるように、鉄筋等に到達する前の孔と同じ径を保ったまま、鉛直方向にコンクリート構造体Ｃに穿孔することができ、アンカー部材の台直し作業が不要となる。

また、穿孔途中で鉄筋等に穿孔作業が阻害された場合でも、穿孔用ドリル１を穿孔された孔から抜かずに、そのまま穿孔用ドリル１を傾けて鉄筋等を避けるように穿孔作業を継続することができるので、円滑な穿孔作業が行え、穿孔作業の効率化を図ることができる。

以上、本発明を好適な実施例に則して説明したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で当該技術分野の技術に照らし合わせて多様に変形することが可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められる。

１ 穿孔用ドリル
３ ドリル本体
３１ シャンク部
３２ シャフト部
３３ 吸塵排出穴
３４ アダプタ装着部
３５ 先端
３６ 装着部
３７ 吸塵孔
４ ドリル部
４１ 切刃部
４２ 接触面
４３ 装着孔
４４ 集塵穴
５０ 吸塵用アダプタ
Ｃ コンクリート構造体
Ｐ 鉄筋

Claims (3)

1. ドリル駆動手段によって径方向に回転しつつ回転軸方向に振動が連続して加えられ、被穿孔対象物に打撃を加えながら穿孔するための穿孔用ドリルであって、
   前記ドリル駆動手段に装着されるドリル本体と、
   前記ドリル本体の先端に設けられ、切刃部が形成されるドリル部と、
   前記ドリル部の先端から前記ドリル本体の回転軸方向に延びる吸塵孔と、を有し、
   前記ドリル本体には、前記ドリル部が設けられる先端に向かって前記ドリル本体の外径が小さいテーパ状の装着部が形成され、
   前記ドリル部は、前記装着部のテーパ状の外周面の径と合致するテーパ状の接触面を有し、前記装着部が挿入される装着孔が形成されており、
   前記装着孔の接触面が、前記ドリル本体の先端から前記回転軸方向内側に延びる前記装着部における前記ドリル本体部の外周面と面接触し、前記ドリル部が前記ドリル本体に嵌合した状態で固定されているとともに、
   前記ドリル部の外径が前記ドリル本体の外径よりも大きく形成されており、前記ドリル本体の外周面から径方向外側に延設され、前記面接触を解除するための前記回転軸方向からの前記ドリル部に対する打撃を許容する段差部が形成されていることを特徴とする穿孔用ドリル。
2. 前記ドリル本体は、前記吸塵孔に挿通して径方向に開口する吸塵排出穴が形成され、
   前記段差部から前記吸塵排出穴までの前記ドリル本体の外径が、前記ドリル部の外径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔用ドリル。
3. 前記ドリル部の外径に応じた大きさに穿孔される被穿孔対象物の孔の内部に前記ドリル本体が位置した際に、前記ドリル本体と前記穿孔される被穿孔対象物の孔の内壁面との間に所定の隙間が形成されるとともに、前記ドリル本体を前記被穿孔対象物の孔から抜かずに前記所定の隙間を介して前記ドリル本体を傾けて穿孔することを許容するように、前記ドリル本体の外径が前記ドリル部の外径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載の穿孔用ドリル。

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