JP6081352B2 - 切下げツール - Google Patents

Description

本発明は、切下げツール（ｕｎｄｅｒｃｕｔｔｉｎｇ ｔｏｏｌ）に関する。いくつかの実施形態では、本発明は、コンクリート、セメント、岩等のパイロットボアにおいて切下げを生成するための切下げツールを対象とするが、本発明の範囲は、必ずしも、それらに限定されない。

切下げツールは、市販されており、コンクリート等のボア壁内に切下げを生成するために使用される。

既存の切下げツールは、複雑であって、通常、多くの可動部分を有し、ボア壁に対して切断部分を付勢することによって、ボアを適切に切下げることを可能にする。例えば、特許文献１は、孔の壁を切下げるために、ラムを使用して切断刃を外側に付勢することによって、円錐台形（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ）の切下げを円筒形の孔に拡掘するための回転式電動ツールを開示している。

既存の切下げツールに関する問題は、ツールのいくつかが、オペレータによるコンスタントな再調節を必要とするため、孔を切下げるためにかかる時間が、比較的に長くなり得ることである。

いくつかの事例では、切下げツールは、偏心回転を使用して、切下げを達成する。これらの切下げツールに関する問題は、切下げツールを、切下げられるボアと整合させるための特殊アダプタを必要とすることである。

既存の切下げツールに関する別の不利点は、ボア壁に対して、切断部分を付勢するために使用される複雑な機構が、ツールが、ボア孔から除去され得る前に係脱される必要があることであるが、これは、時間がかかり、いくつかの事例では、ツールが、ボア内に詰まってしまうことがある。安全性もまた、既存の切下げツールに関する大きな懸念であって、多くのオペレータは、ドリルに取り付けたまま、ツールを調節する。これらの状況におけるドリルの偶発的起動は、深刻な傷害をもたらし得る。

米国特許第４，５０２，５５４号明細書

本発明の目的は、前述の不利点または問題のうちの１つ以上を克服または改善する、または、少なくとも消費者に有用な選択肢を提供する切下げツールを提供することである。

本明細書における、背景材料または情報あるいは先行刊行物のいずれの参照も、オーストラリアまたは任意の他の国に関わらず、任意の材料、情報、または刊行物が、当技術分野における共通の一般知識の一部を形成する、あるいは別様に正当な先行技術であることの承認を構成するものではないことは、明白に理解されるであろう。

本発明の第１の実施形態によると、ボアにおいて切下げを生成するための切下げツールであって、切下げられるボアの中に少なくとも部分的に挿入されることができるツール本体と、切下げツールが、十分に回転されると、少なくとも１つの楔が、遠心力によって外側に変位されるように、ツール本体に移動可能に取り付けられている、少なくとも１つの楔と、少なくとも１つの楔が、外側に変位されている場合に、外側に変位され、切下げられるボアに切り入るように適合されている、少なくとも１つの切断表面とを備える、切下げツールが提供される。

「楔」への参照は、本明細書では、１つの楔も指し得る。「切断表面」への参照は、本明細書では、１つの切断表面も指し得る。

一実施形態では、ツール本体は、シャフトに接続するように適合され得る。通常、ツール本体は、シャフト上の対応するネジ山付き部分に取り付くネジ山付き部分を有するであろう。ツール本体は、シャフトにボルト締、連結、固定、保持、係止、搭載、固着、溶接される、および／またはシャフトへの任意の好適な種類の取り付け手段を有し得る。シャフトは、ドリル、切断機械等に取り付けられ得る。代替として、ツール本体は、ドリル、切断機械等に取り付くように適合され得る。ツール本体は、通常、好適な金属材料から作製される。代替として、ツール本体は、好適な材料選択チャートに従って、合金、ポリマー、セラミック、複合材料、および／または任意の材料から作製され得る。ツール本体は、１つ以上の接続点を有し、１つ以上の楔をツール本体に取り付けられ得る。

ツール本体は、通常、実質的に円筒形の形状である。代替として、ツール本体は、断面が実質的に環状、円錐、楕円、卵形、長方形、円形、正方形、三角形、多角形等である形状を有し得る。切下げツールは、切下げられるボアにおいて回転可能であるべきである。ツール本体は、通常、少なくとも部分的に管状である。代替として、ツール本体は、実質的に、中実であり得る。ツール本体は、１つ以上の接続点を有し、楔がツール本体に取り付けられ得る。接続点は、ツール本体内の孔、ネジ山付きボア、スロット、開口部等であり得る。代替として、接続点は、ツール本体上のアーム、フィンガ、連結部材、支持部、突起等であり得る。

一実施形態では、楔は、交換可能であり得る。楔は、所望の量だけ拡がるように、過剰な旋回、摺動、屈曲等が制限され得、通常、楔は、所望の量だけ拡がると、ツール本体の一部が楔に当接する、および／または楔の一部分を接続することによって、過剰な旋回、摺動、屈曲等が制限される。代替として、ツール本体は、楔が、過剰な旋回、摺動、屈曲等をするのを制限するよう適合されている突起を有し得る。突起は、楔が拡がることができる量を調節するように、調節可能であり得る。

楔の拡がりはまた、回転の速度を制御することによって制御され得、遠心力が、重力に対抗して、楔に作用し、楔は、回転が増加するのに伴って、拡がる。通常、切下げツールが回転しておらず、直立位置（すなわち、楔が、ツールの下側端）にあり、楔に作用する他の力が存在しない場合、楔は、旋回、摺動、屈曲等が可能であること、楔を外側に付勢する遠心力がないこと、および／または楔の重力（すなわち、重力楔を下方に付勢する重力）によって、退縮位置にあり、この退縮位置は、切下げツールをボア内に降下させる。楔はまた、ツールが回転していない場合、バネによって、退縮位置に付勢され得、これは、ボア内へのツールの挿入を補助し得る。

楔は、通常、好適な硬質金属材料から作製される。代替として、楔は、好適な材料選択チャートに従って、合金、ポリマー、セラミック、複合材料、および／または任意の材料から作製され得る。

一実施形態では、楔は、１つ以上の接続部分を有し得る。楔上の１つ以上の接続部分は、ツール本体上の１つ以上の接続点に接続され得る。通常、接続部分および接続点は、ピン、割りピン、ボルト、ケーブルクランプ、連結具、ダボ、フック、キーパー、リベット、ネジ、締結具等の接続部材を使用して接続される。代替として、楔およびツール本体は、捕捉配置、摺動継手、蝶番、可撓性材料、溶接等を使用して、一緒に接続されることができる。好ましくは、接続されると、楔は、依然として、移動することができ、例えば、本体に対して、旋回、摺動、屈曲等することができる。個々の楔を有する利点は、交換することができることである。接続点、接続部分、および／または接続部材は、通常、受ける任意の力を克服するために十分なサイズおよび強度である。

別の実施形態では、楔は、ツール本体と一体的に形成され得る。ツール本体および楔の材料は、楔を拡がらせるために十分に可撓性であり得る。代替として、楔とツール本体との間の材料は、楔を拡がらせるために十分に可撓性であり得る。楔は、楔を拡がらせる一方、依然として、十分な強度を提供する、楔とツール本体との間に成形された部分を有し得る。楔とツール本体との間の成形された部分は、楔より狭くてもよい。

一実施形態では、切断表面は、１つ以上の研磨パッドを含み得る。通常、切断表面は、ダイヤモンド研磨パッドである。切断表面は、タングステンパッドであり得る。切断表面は、鉱物研磨材、石研磨材、金属研磨材、天然研磨材、合成研磨材、接合された研磨材、コーティングされた研磨材等の研磨材料から作製され得る。代替として、切断表面は、好適な材料選択チャートに従って、金属、合金、セラミック、および／または任意の材料等の硬化された材料から作製され得る。切断表面は、鋸歯状、突起、鋭利縁、加工硬化縁等を有し得る。切断表面は、熱処理および／または耐摩耗加工され得る。

一実施形態では、切断表面は、楔に取り付けられ得る。切断表面は、楔上に接合、鑞接、溶接、圧着、糊着、締結され得る。代替として、切断表面は、楔によって保持され得る。

別の実施形態では、切断表面は、楔の一部として、一体的に形成され得る。楔は、切断表面を提供するように成形され得る。楔は、切断表面であるように適合され得る。楔は、切断表面であり得る。楔は、鉱物研磨材、石研磨材、金属研磨材、天然研磨材、合成研磨材、接合された研磨材、コーティングされた研磨材等の研磨材料から作製され得る。代替として、楔は、好適な材料選択チャートに従って、金属、合金、セラミック、および／または任意の材料等の硬化された材料から作製され得る。楔は、鋸歯状、突起、鋭利縁、加工硬化縁等を有し得る。楔は、熱処理および／または耐摩耗加工され得る。

一実施形態では、切下げツールが、回転している場合、楔および／または切断表面に作用する遠心力は、楔および／または切断表面を外側に変位させる。回転速度の増加は、遠心力を増加させるであろう。通常、楔とツール本体との間の角度は、楔が、遠心力の増加によって、変位されるのに伴って、増加する。楔とツール本体との間の角度は、静止時、通常、０度に近い。代替として、ツール本体と楔との間の角度は、静止時、１８０度により近くてもよく、楔とツール本体との間の角度は、楔が、遠心力の増加によって、変位されるのに伴って、減少し得る。好ましくは、切下げツールは、切下げを形成するために十分な力によって、楔を外側に変位させるために十分な遠心力を提供する速度で回転される。切下げツールによって形成される切下げは、通常、楔および／または切断表面が、外側に変位される様式により、円錐台形の形状であろう。

本発明の切下げツールは、コンクリート、セメント、岩、プラスチック、ポリマー、セラミック、石積み、木材、金属、骨、ガラス、複合材料、ゴム等の材料を切下げるために使用され得る。

本発明の切下げツールは、ドリル、ハンドドリル、大型ドリル、大型リグ、切断機械、機械加工ツール等と併用され得る。ドリル、リグ、機械等は、切断される構造に取り付けられ、および／または別様に、切断によって生成されるトルクに抵抗するように支持され得る。

本発明の切下げツールは、任意の好適なサイズであり得る。切下げツールは、遠心力が、切下げられる材料を切断するために十分である必要があるため、通常、標準的ドリルに合うドリルビットと比較して、比較的に大きい。しかしながら、切下げツールはまた、より小型サイズであり得、この場合、切下げツールの回転速度は、十分な遠心力を提供するように増加される必要があり得る。

本発明の切下げツールは、楔の角度および／または遠心力を制御するために、任意の好適な制御方法を使用して、切下げツールの回転速度を調節することによって、制御され得る。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
ボアにおいて切下げを生成するための切下げツールであって、
ａ．切下げられるべきボアの中に少なくとも部分的に挿入されることができるツール本体と、
ｂ．前記ツール本体に移動可能に取り付けられている少なくとも１つの楔と、
ｃ．少なくとも１つの切断表面と
を備え、
前記少なくとも１つの楔は、前記切下げツールの回転による遠心力によって外側に変位され、前記少なくとも１つの切断表面は、前記少なくとも１つの楔が外側に変位されている場合に、前記切下げられるべきボアに切り入るように適合されている、
切下げツール。
（項目２）
前記少なくとも１つの楔は、前記ツール本体に旋回可能に取り付けられている、項目１に記載の切下げツール。
（項目３）
前記少なくとも１つの楔は、前記ツール本体と一体的に形成されている、項目１に記載の切下げツール。
（項目４）
前記少なくとも１つの楔は、前記ツール本体に摺動可能に取り付けられている、項目１に記載の切下げツール。
（項目５）
前記少なくとも１つの楔は、可撓性材料によって前記ツール本体に取り付けられている、項目１または３に記載の切下げツール。
（項目６）
前記少なくとも１つの楔は、前記ツール本体の下側端に取り付けられている、項目１〜項目５のいずれか一項に記載の切下げツール。
（項目７）
前記少なくとも１つの切断表面は、少なくとも１つの楔のうちの少なくとも１つの一部分である、項目１〜項目６のいずれか一項に記載の切下げツール。
（項目８）
前記少なくとも１つの切断表面は、前記少なくとも１つの楔のうちの少なくとも１つに取り付けられている、項目１、２、３、４、５または６に記載の切下げツール。
（項目９）
前記切下げツールは、２つ以上の楔を有している、項目１〜項目８のいずれか一項に記載の切下げツール。
（項目１０）
前記切下げツールは、前記ボア内に実質的に円錐台形の切下げを形成するように適合されている、項目１〜項目９のいずれか一項に記載の切下げツール。
（項目１１）
前記少なくとも１つの楔の所望の外側変位が達成されると、前記少なくとも１つの楔および／またはその一部は、前記切下げツールおよび／またはその一部に当接し、前記ボアの過剰な切下げを防止する、項目１〜項目１０のいずれか一項に記載の切下げツール。
（項目１２）
前記切下げツールは、ドリル、ハンドドリル、大型ドリル、大型リグ、切断機械、機械加工ツール等に取り付くように適合されている、項目１〜項目１１のいずれか一項に記載の切下げツール。
（項目１３）
実質的に、添付の図面を参照して本明細書に説明される切下げツール。

本発明の切下げツールのいくつかの利点として、以下が挙げられる。
１．コスト削減
２．耐久性
３．可動部分が少ないこと
４．構築の簡素化
５．組立の容易性
６．より安全な動作
７．ほとんどの条件下で動作可能であること

次に、本発明の１つ以上の好ましい実施形態が、付随の図面を参照して、一例としてのみ、説明される。
図１は、切下げツールの図である。 図２は、シャフトに接続された切下げツールの図である。 図３は、退縮位置における楔を伴う、切下げツールの図である。 図４は、切下げツールの底面図である。 図５は、変位位置における楔を伴う、切下げツールの図である。 図６は、切下げツールに取り付くように適合されたシャフトの図である。

図１を参照すると、ツール本体１２を有し、６つの楔１２に接続された、切下げツール１０が、示される。ツール本体１２上の接続点１４は、接続部材１６によって、楔１２の接続部分２８に取り付けられる。接続部材１６は、端部で若干変形され、接続点１４から弛緩することを防止する。切断表面２６は、楔１２に取り付けられる。

図２は、シャフト２０に取り付けられた切下げツール１０を示し、切下げツール１０が回転するのに伴って、楔２４が外側に付勢され、ツール本体１２と楔２４との間の角度３０を増加させる。楔２４の角度３０は、図２に示されるように、切下げツールの中間回転速度に相当するであろう。通常、切下げツール１０は、ドリル等（図示せず）に取り付けられ、ボア（図示せず）内に降下され、楔２４は、収縮位置にあって、切下げツール１０をボア内に降下されるであろう。定位置に来ると、切下げツール１０は、回転され、遠心力によって、楔２４を外側に変位させ、切断表面２６をボア（図示せず）の壁に切り入らせるであろう。切下げツールの速度は、楔２４が、十分な角度まで、外側に変位されることを確実にするように制御されるであろう。ボアが切下げられた後、楔２４は、所望の角度にあって、自由に回転するであろう。切下げツールが、回転を停止すると、楔は、退縮位置にあって、ツールを切下げられたボアから除去することができる。楔２４は、通常、静止時、０度に近い角度にあって、次いで、本角度は、切下げツール１０が回転されるのに伴って、増加する。

図３は、ネジ山付き部分１８を伴う、切下げツール１０を示す。ネジ山付き部分１８は、切下げツールを対応するネジ山付きボア２２（図６に示されるように）を有するシャフト２０（図６に示されるように）に取り付ける。楔２４は、部分的に退縮された位置にある。

図４は、ツール本体１２に旋回可能に取り付けられた楔２４を伴う、切下げツール１０を示す。楔２４の接続部分２８は、接続部材１６によって、ツール本体１２の接続点１４に取り付けられる。

図５は、楔２４上に溶接された切断表面を伴う、切下げツール１０を示す。楔２４は、ツール本体１２に旋回可能に取り付けられる。楔２４は、外側に変位された位置にある。

前述の実施形態は、本発明の原理の例証に過ぎず、種々の修正および変更が、当業者に容易に想起されるであろう。本発明は、種々の方法および他の実施形態において、実践および実行可能である。また、本明細書に採用される用語は、説明の目的のためであって、限定として、捉えられるべきではないことを理解されたい。

本明細書および請求項において、該当する場合、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」を含む、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」およびその派生語は、記載されたもののそれぞれを含むが、１つ以上のさらなるものを含むことを排除するものではない。

本明細書を通して、「一実施形態」または「ある実施形態」の参照は、実施形態と関連して説明される、特定の特徴、構造、または特色が、少なくとも本発明の一実施形態に含まれることを意図する。したがって、本明細書を通して、種々の場所における、語句「一実施形態では」または「ある実施形態では」の表出は、必ずしも、すべて、同一実施形態を参照するわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特色は、１つ以上の組み合わせにおいて、任意の好適な様式で組み合わせられ得る。

法規に準拠して、本発明は、構造または方法的特徴に多少なりとも特定的な用語で説明された。本明細書に説明される手段は、本発明を施行する好ましい形態を備えるため、本発明は、図示または説明される具体的特徴に限定されないことを理解されたい。したがって、本発明は、当業者によって適切に解釈される、添付の請求項の適切な範囲内のその形態または修正（該当する場合）の任意のものにおいて請求される。

Claims (6)

1. コンクリート構成要素のボアにおいて円錐台形の切下げを生成するための切下げツール（１０）であって、前記切下げツール（１０）は、
   ａ．規定された断面形状を有するツール本体（１２）であって、前記ツール本体（１２）は、前記ツール本体（１２）の末端部分上に提供された１つ以上の接続点（１４）を有し、前記ツール本体は、シャフト（２０）に取り付けられ、かつ、切下げられるべきボアの中に少なくとも部分的に挿入されるように適合されている、ツール本体（１２）と、
   ｂ．第１の構成において、前記ツール本体の前記断面形状内に実質的に位置付けられた少なくとも１つの楔（２４）であって、各楔は、前記楔を前記ツール本体（１２）のそれぞれの接続点（１４）に取り外し可能かつ旋回可能に取り付けるように構成された接続部材（１６）を有する、少なくとも１つの楔（２４）と、
   ｃ．前記少なくとも１つの楔（２４）に関連付けられている少なくとも１つの研磨表面（２６）と
   を備え、
   第２の構成において、前記少なくとも１つの楔（２４）は、前記切下げツールの回転による遠心力によって、前記それぞれの接続点（１４）によって規定される最大変位角度まで外側に変位され、前記少なくとも１つの研磨表面（２６）は、前記少なくとも１つの楔が外側に変位されている場合に、前記切下げられるべきボアに切り入るように適合されており、
   前記少なくとも１つの楔が遠心力によって外側に変位されていない場合に、前記楔は、前記ツール本体の前記断面形状内に実質的にある、切下げツール。
2. 前記少なくとも１つの楔は、可撓性材料によって前記ツール本体に取り付けられている、請求項１に記載の切下げツール。
3. 前記少なくとも１つの研磨表面は、前記少なくとも１つの楔のうちの少なくとも１つの一部分である、請求項１または請求項２に記載の切下げツール。
4. 前記切下げツールは、２つ以上の楔を有している、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の切下げツール。
5. 前記少なくとも１つの楔の所望の外側変位が達成されると、前記少なくとも１つの楔および／またはその一部は、前記切下げツールおよび／またはその一部に当接し、前記ボアの過剰な切下げを防止する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の切下げツール。
6. 前記切下げツールは、ドリル、ハンドドリル、大型ドリル、大型リグ、切断機械、機械加工ツール等に取り付けるように適合されている、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の切下げツール。

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