JP6923879B2 - 拡径孔部付き孔の穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート等の被穿孔物に対して所定深さのドリル孔を穿孔するのと同時に、孔奥に孔径を大きくした拡径孔部を削成する拡径孔部付き孔の穿孔装置に関する。

コンクリート等の被穿孔物にアンカーボルトを植設する場合、軸方向にスリットを設けた円筒体を先端部に組み付けたアンカーボルトを用いることがある。該アンカーボルトを植設するには、被穿孔物に所定の深さでドリル孔を穿設し、このドリル孔に前記アンカーボルトの先端部を挿入してから孔内で円筒体を拡開させる。これにより、アンカーボルトはドリル孔から抜け難くなる。

このアンカーボルトの引抜き強度は、ドリル孔の孔壁と、拡開された切溝付き円筒体との接合強度によって大きく左右される。そこで、アンカーボルトの植設基部に対応してドリル孔の孔奥に、孔壁を切削して孔径を大きくした拡径孔部を予め削成しておくと、アンカーボルトの引抜き強度を格段に大きくすることが出来る。

このために、従来より被穿孔物に対して所定深さのストレートなドリル孔を穿孔するとともに、このドリル孔の孔奥に拡径孔部を削成する拡径孔部付き孔の穿孔装置が種々提案されている。

この種の穿孔装置として、出願人は以前に図７に示す穿孔装置１を提案している(特許文献１参照)。以下の記載では、穿孔装置が被穿孔物に対して進行する方向を前方、逆方向を後方とする。これは、後端部にシャンク２０を、前端部側にフランジ２１を夫々有する本体２と、該本体２が嵌まる筒状のスリーブ３と、直線状のドリル孔を穿孔するための穿孔刃４０が先端に固着されたドリル刃体４と、該ドリル刃体４の側面に沿って前後に移動自在に設けられ先端部に拡径孔部を削成するための切削刃５０を設けた拡径孔部削成部材５と、本体２に対してスリーブ３を前方に付勢する第１の圧縮バネ７と、ドリル刃体４に対して拡径孔部削成部材５を後方に付勢する第２の圧縮バネ７０と、本体２の内部に枢軸８０を中心として上下に揺動可能に設けられたカム片８を設けている。ドリル刃体４の側面内側には、前方に向かって拡径する傾斜面４５が形成されている。スリーブ３の上面には凹部３０が形成され、スリーブ３と本体２は図示しない係止機構によって連結され、一体に回転する。

図８(a)-(c)は、従来の穿孔装置１を用いた穿孔作業手順を示す図である。穿孔作業前は、カム片８の一端部は拡径孔部削成部材５の上端に接し、他端部はスリーブ３の凹部３０の底面に接する。作業者は、本体２のシャンク２０を電動工具(図示せず)に取り付けて被穿孔物６０の表面に穿孔刃４０を押し当て本体２とスリーブ３を一体に回転させながら被穿孔物６０内に下降させて、ドリル孔を穿孔する(図８(a))。スリーブ３の下面が被穿孔物６０の表面に当接すると、スリーブ３の下降が止まる。しかし、本体２は第１の圧縮バネ７に抗して下降を続けるから、カム片８及び枢軸８０も下降する。カム片８の他端部は凹部３０の底面に接しているから、枢軸８０の下降により、カム片８は枢軸８０を中心として、反時計方向に回転して拡径孔部削成部材５を第２の圧縮バネ７０に抗して下向きに押す。切削刃５０は傾斜面４５に沿ってドリル刃体４の側方に突出し、ドリル孔側壁の切削を行う。本体２のフランジ２１がスリーブ３の上端面に接すると、本体２の下降が停止する(図８(b))。この後、本体２とスリーブ３の回転を停止し、本体２を被穿孔物６０に押し込む力を抜くと、第２の圧縮バネ７０によって拡径孔部削成部材５が押し上げられて、切削刃５０がドリル刃体４内に引っ込む。この結果、図８(c)に示すように、孔奥に拡径孔部６２が削成された拡径孔部付きのドリル孔６１が被穿孔物６０に形成される。

日本国特許第５８０６７８２号

図７及び図８に示す従来の穿孔装置１を用いた穿孔作業手順では、作業者は本体２のフランジ２１がスリーブ３の上端面に接することにより、拡径孔部６２付きのドリル孔６１が形成されたことが判る。しかし、一旦穿孔装置１が拡径孔部６２付きのドリル孔６１から抜かれると、被穿孔物６０の外側からは拡径孔部６２付きのドリル孔６１が正しく形成されたか否かが判らない。
そこで、出願人は拡径孔部６２付きのドリル孔６１が形成された後に、被穿孔物６０の表面にて、ドリル孔６１の近傍に拡径孔部６２付きのドリル孔６１が形成されたことを示すマーキングを付すことを着想した。この場合、穿孔装置１にて拡径孔部６２付きのドリル孔６１を形成するのと同時に、マーキングを付すことが出来れば、マーキングを別途付す手間を省くことが出来る。
本発明の目的は、拡径孔部付きのドリル孔を形成するのと同時に、マーキングを付すことが出来る穿孔装置を提供することにある。

被穿孔物に対して前後に延びた所定深さのドリル孔を穿孔する穿孔装置であって、
前端部に穿孔刃を設け、側面に前後に延びたガイド溝を形成したドリル刃体を備えた本体と、
前端部に被穿孔物の表面に接する当て面を形成し、ドリル刃体が前後移動可能に嵌まるスリーブと、
前端部に切削刃を設けており前記ドリル刃体のガイド溝に前後方向に摺動自在に設けられ、前記ドリル刃体に対して前方に移動する際に前記切削刃がガイド溝に沿って前記ドリル刃体の側方へ突出する拡径孔部削成部材と、
前記本体に揺動可能に支持され、一端部がスリーブ内部に当接し、他端部が拡径孔部削成部材に当接したカム片とを備え、
前記拡径孔部削成部材は、前記ドリル刃体に対して前方に移動した際に、被穿孔物の表面にてドリル孔の周囲に当接するマーキング部材を有し、又はマーキング部材と連繋し、
前記スリーブの当て面が被穿孔物に接した状態で、更に前記本体が前方に移動することにより、前記カム片の揺動によって前記拡径孔部削成部材は前記ガイド溝に沿って前方に移動するとともに、前記マーキング部材が被穿孔物の表面にてドリル孔の周囲に当接する。

本発明に係る穿孔装置では、スリーブの当て面が被穿孔物に接した状態で、更にドリル刃体が前進すると、カム片の揺動によって拡径孔部削成部材はガイド溝に沿って前進して、切削刃がドリル刃体の側方へ突出して拡径孔部を形成する。これとともに、マーキング部材が被穿孔物の表面にてドリル孔の周囲に当接し、マーキングを付す。
即ち、穿孔装置によって、被穿孔物に拡径孔部付きのドリル孔を形成するのと同時に、マーキングを付すことが出来るので、マーキングを別途付す手間を省くことが出来る。

穿孔装置の分解正面図である。 (a)は、スリーブの拡大断面図であり、 (b)は、(a)の下面図、(c)は、スリーブにドリル刃体が挿入された状態を図１のＡ-Ａ線を含む面にて破断した断面図である。 拡径孔部削成部材の拡大図である。 (a)-(c)は、穿孔装置の穿孔動作を示す図である。 ドリル孔の正面図である。 嵌め筒を拡大した詳細図である。 従来の穿孔装置を示す分解図である。 (a)-(c)は、従来の穿孔装置を用いた穿孔作業手順を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。本実施形態にあっては、穿孔時に被穿孔物の表面にマーキングを付すことに特徴があるが、先ず穿孔装置１の全体構成を説明する。

(穿孔装置の全体構成)
図１は、穿孔装置１の分解正面図である。穿孔装置１は、後端部にシャンク２０を、前端部に前後に延びたドリル刃体４を夫々有する本体２と、該本体２が嵌まる筒状のスリーブ３と、該ドリル刃体４の側面に沿って前後に移動自在に設けられ先端部に拡径孔部を削成するための切削刃５０を設けた拡径孔部削成部材５と、本体２に対してスリーブ３を前方に付勢する第１の圧縮バネ７と、ドリル刃体４に対して拡径孔部削成部材５を後方に付勢する第２の圧縮バネ７０と、本体２の内側に枢軸８０を中心として前後に揺動可能に設けられたカム片８を設けている。第１及び第２の圧縮バネ７、７０が、本願発明の第１及び第２の付勢部材に該当する。被穿孔物にはコンクリート壁等が想定され、本体２、スリーブ３、拡径孔部削成部材５は何れも金属から形成される。本体２上にて、シャンク２０とドリル刃体４の間には、フランジ２１、嵌め筒２２、摺動筒２３が後側から前側に向かって順に設けられている。摺動筒２３に前記の枢軸８０が取り付けられ、嵌め筒２２の側面には後記するように、第１の圧縮バネ７の後端部が嵌まる凹溝２４が開設されている。本体２とスリーブ３は中心軸Ｌに同軸に設けられ、該中心軸Ｌは穿孔装置１の回転中心軸でもある。

ドリル刃体４の先端部には、被穿孔物に直線状のドリル孔を穿孔するための穿孔刃４０が固着されている。ドリル刃体４の側面には、穿孔刃４０に達しないように軸方向に延びたガイド溝４４が設けられ、拡径孔部削成部材５はガイド溝４４に沿って前後に摺動する。ガイド溝４４の前端部分には前方外向きに傾斜した傾斜面４５が形成されている。

図２(a)は、スリーブ３の拡大断面図であり、図２(b)は、図２(a)の下面図、図２(c)は、スリーブ３にドリル刃体４が挿入された状態を図１のＡ-Ａ線を含む面にて破断した断面図である。スリーブ３の上面には凹部３０が形成され、該凹部３０の下側には中空体３１が設けられている。中空体３１の中心部には、凹部３０に連続した嵌め孔３２が凹部３０と同軸に形成されている。中空体３１上にて嵌め孔３２の周囲には、前後に延びた複数のバネ挿入孔３３、軽量化用孔３４及び嵌め孔３２に連なった１つのマーキング軸挿入孔３５が開設されている。スリーブ３の下面にてマーキング軸挿入孔３５の下側には透孔３６が開設され、この透孔３６の役目は後記する。凹部３０の側壁には、枢軸８０が嵌まる長孔３７が開設され、該長孔３７の幅は枢軸８０の径に略等しい。該枢軸８０が長孔３７に嵌まることによって本体２とスリーブ３が中心軸Ｌを中心として一体となって回転し、また本体２の前後方向の移動が案内される。スリーブ３の前端部は、被穿孔物６０の表面に接する当て面３８を形成している。
尚、バネ挿入孔３３、軽量化用孔３４の位置及び数は図２(b)に示されたものに限定されない。

前記のフランジ２１は凹部３０の上面周縁に接する大きさに、嵌め筒２２は凹部３０に嵌まる大きさに夫々形成される。第１の圧縮バネ７はバネ挿入孔３３に対応して複数設けられて、バネ挿入孔３３に挿入される。第１の圧縮バネ７は自由長さがスリーブ３の前後長さより稍長く設けられ、後端部が嵌め筒２２の凹溝２４の前端部に嵌まる。これにより、第１の圧縮バネ７は本体２に対してスリーブ３を常に前方に付勢する。バネ挿入孔３３に嵌まった複数の第１の圧縮バネ７が周方向に等間隔に配置されれば、スリーブ３は周方向に沿って略均等に付勢されるから、スリーブ３を安定して前方に付勢することが出来る。また、第２の圧縮バネ７０はマーキング軸挿入孔３５に嵌まって、下端がスリーブ３の底面に接する。
ドリル刃体４が嵌め孔３２に嵌まった状態では、図２(c)に示すように、ドリル刃体４のガイド溝４４に拡径孔部削成部材５の一部(後記する支持片５１)が接している。ガイド溝４４の幅は、ガイド溝４４に接する拡径孔部削成部材５の一部分の幅に略等しく、拡径孔部削成部材５がドリル刃体４に対して位置ずれすることを防ぐ。

図３は、拡径孔部削成部材５の拡大図である。拡径孔部削成部材５は、前後に延びて前端部に拡径部を形成する為の切削刃５０を設けた支持片５１と、該支持片５１の後端部から水平外向きに延びた接続片５２と、該接続片５２の外端部から前方に延びたマーキング軸５３とを備えている。支持片５１は前端部が外向きに弾性変形可能に設けられ、該支持片５１がガイド溝４４に接する。この状態で、切削刃５０は傾斜面４５に臨んで、稍後側に位置する。マーキング軸５３の先端部には、先端が尖ったマーキング部材５４が設けられ、マーキング軸５３は、第２の圧縮バネ７０に嵌まる。マーキング部材５４は被穿孔物６０の表面に浅い溝を形成することが出来る程度の硬度を有する金属製である。第２の圧縮バネ７０は接続片５２の下縁に接して、拡径孔部削成部材５を後方に付勢し、被穿孔物に穿孔しない状態(未穿孔状態)では、マーキング部材５４はスリーブ３の透孔３６から後方に離間している。

(穿孔装置の穿孔動作)
図４(a)-(c)は、穿孔装置１の穿孔動作を示す図である。図４(a)に示す未穿孔状態では、第１の圧縮バネ７によって嵌め筒２２及び本体２が押し上げられ、フランジ２１がスリーブ３の凹部３０の上面周縁から後方に離間している。また、第２の圧縮バネ７０によって拡径孔部削成部材５の切削刃５０は、傾斜面４５に対して後方に位置する。カム片８の一端部は接続片５２の上端に接し、他端部はスリーブ３内にて中空体３１の上面に接する。カム片８の揺動中心である枢軸８０は長孔３７の後端部に位置する。

穿孔開始時には、作業者は本体２のシャンク２０を、例えば電動工具のチャックに取り付けてシャンク２０を把持し、被穿孔物６０の表面にドリル刃体４の穿孔刃４０を押し付ける。次に作業者は、電動工具を駆動して、本体２を回転させながら前進させ、ドリル孔６１を穿孔する。枢軸８０によって本体２に接続されたスリーブ３も本体２と共に回転する。このドリル孔が所定の深さに達してスリーブ３の当て面３８が被穿孔物６０の表面に接すると、図４(b)に示すように、スリーブ３の前進が止まる。

しかし、本体２は第１の圧縮バネ７に抗して前進を続ける。本体２の摺動筒２３の前端部が、スリーブ３の嵌め孔３２に嵌まりながら前進する。マーキング軸５３もマーキング軸挿入孔３５に嵌まって前進を案内される。カム片８の揺動中心である枢軸８０も前進し、カム片８の他端部は前記の如く、スリーブ３内にて中空体３１の上面に接しているから、カム片８は枢軸８０を中心に反時計方向に回転し、カム片８の一端部が拡径孔部削成部材５を前方に押す。支持片５１がガイド溝４４に沿って前進し、切削刃５０が傾斜面４５に沿って外向きに移動し、ドリル刃体４の側方に突出する。スリーブ３と本体２はスリーブ３の前進が停止したまま回転を続けているから、切削刃５０がドリル孔側壁を切削し、拡径孔部６２を形成する。フランジ２１がスリーブ３の上端面に接すると、本体２の下降が停止する(図４(c))。このとき、枢軸８０は長孔３７の前端に達する。なお、このとき、枢軸８０は長孔３７の前端の間に隙間が空いていてもよい。

拡径孔部削成部材５の前進により、マーキング部材５４の先端がスリーブ３の透孔３６を通って被穿孔物６０の表面に押し当たる。即ち、透孔３６はマーキング部材５４を被穿孔物６０の表面に押し当てるために開設されている。拡径孔部削成部材５は本体２とともに回転しているから、被穿孔物６０の表面に環状溝であるマーキングを形成する(図５参照)。

この後、作業者は電動工具の回転駆動を停止して、本体２とスリーブ３の回転を停止し、本体２を被穿孔物６０に押し込む力を抜く。第２の圧縮バネ７０によって拡径孔部削成部材５が押し上げられて、切削刃５０がドリル刃体４内に引っ込む。従来と同様に、図８(c)に示すように、孔奥に拡径孔部６２が削成された拡径孔部付きのドリル孔６１が被穿孔物６０に形成される。

図５は、このドリル孔６１の正面図である。被穿孔物６０の表面にて、ドリル孔６１の周囲には、スリーブ３の前端面が被穿孔物６０の表面と回転摺動することによる円形の擦れ跡領域６４が形成される。該擦れ跡領域６４の内にて、ドリル孔６１の周囲には、マーキング部材５４が被穿孔物６０の表面を切削したことに依る、環状溝のマーキング６３が形成される。マーキング６３を確認することにより、被穿孔物６０の外側からは拡径孔部６２付きのドリル孔６１が正しく形成されたか否かが判る。

本実施形態に係る穿孔装置１にあっては、拡径孔部６２付きのドリル孔６１を形成するのと同時に、マーキング６３を付すことが出来るので、マーキング６３を別途付す手間を省くことが出来る。
マーキング６３の深さを変えたい場合は、枢軸８０から拡径孔部削成部材５との接点とまでの距離を変えた複数のカム片８を予め用意し、カム片８を適宜交換すればよい。

上記の実施形態にあっては、第１の圧縮バネ７の後端部が嵌め筒２２の凹溝２４の前端部に嵌まるとした。これは詳細には、図６に示すように、凹溝２４の前端部には面取り部２５が施され、該面取り部２５に第１の圧縮バネ７の後端部が接している。この凹溝２４は本体２の軽量化の役目も有する。
また、マーキング部材５４は拡径孔部削成部材５と一体に形成されているとしたが、別個の部材で構成した上で、ネジ等で接続してマーキング部材５４が拡径孔部削成部材５と連繋して移動するように移動してもよい。

本発明は、コンクリート等の被穿孔物に対して所定深さのドリル孔を穿孔するのと同時に、孔奥に孔径を大きくした拡径孔部を削成する拡径孔部付き孔の穿孔装置に適用すると有用である。

１ 穿孔装置
２ 本体
３ スリーブ
４ ドリル刃体
５ 拡径孔部削成部材
７ 第１の圧縮バネ
８ カム片
２０ シャンク
４４ ガイド溝
４５ 傾斜面
５０ 切削刃
５４ マーキング部材

Claims (4)

1. 被穿孔物に対して前後に延びた所定深さのドリル孔を穿孔する穿孔装置であって、
   前端部に穿孔刃を設け、側面に前後に延びたガイド溝を形成したドリル刃体を備えた本体と、
   前端部に被穿孔物の表面に接する当て面を形成し、ドリル刃体が前後移動可能に嵌まるスリーブと、
   前端部に切削刃を設けており、前記ドリル刃体のガイド溝に前後方向に摺動自在に設けられ、前記ドリル刃体に対して前方に移動する際に前記切削刃がガイド溝に沿って前記ドリル刃体の側方へ突出する拡径孔部削成部材と、
   前記本体に揺動可能に支持され、一端部がスリーブ内部に当接し、他端部が拡径孔部削成部材に当接したカム片とを備え、
   前記拡径孔部削成部材は、前記ドリル刃体に対して前方に移動した際に、被穿孔物の表面にてドリル孔の周囲に当接するマーキング部材を一体に有し、
   前記スリーブの当て面が被穿孔物に接した状態で、更に前記本体が前方に移動することにより、前記カム片の揺動によって前記拡径孔部削成部材は前記ガイド溝に沿って前方に移動するとともに、前記マーキング部材が被穿孔物の表面にてドリル孔の周囲に当接し、
   前記拡径孔部削成部材とマーキング部材とは、前記スリーブに形成された１つのマーキング軸挿入孔によって前進を案内される、穿孔装置。
2. 前記本体は、後端部に回転駆動用に把持されるシャンクを備えている、請求項１に記載の穿孔装置。
3. 更に前記本体に対してスリーブを前方に付勢する第１の付勢部材と、前記ドリル刃体に対して拡径孔部削成部材を後方に付勢する第２の付勢部材とを備えた、請求項１又は２に記載の穿孔装置。
4. 前記本体は前記ドリル刃体の後側にフランジを設け、該フランジとスリーブの後端部との当接により、前記ドリル刃体の前進が停止される、請求項１乃至３の何れかに記載の穿孔装置。
   

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