JP7079475B2 - 拡径孔部の穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、被穿孔物に予め形成された有底孔の奥部に孔径を大きくした拡径孔部を形成するための穿孔装置に関する。

コンクリート壁等の被穿孔物に対して他の部品や構造物等を取り付ける場合に、コンクリート壁面に開設された有底の取付け孔内にアンカーボルトを固定し、該アンカーボルトに他の部品や構造物等を取り付ける手法が広く実施されている。図９(b)に示すように、取付け孔９は壁面９１に開口を向けた有底の細孔９２と、該細孔９２の奥底部に形成された拡径孔部９０とを備えている。アンカーボルトは拡径した頭部を有して、該頭部が拡径孔部９０に嵌まる。以下の記載では、取付け孔９の奥部に向かう方向を前方、逆方向を後方とする。

この取付け孔を穿孔するための穿孔装置は、種々提案されており、出願人も特許文献１に示すものを開示している。図８は、従来の穿孔装置１の分解側面図である。穿孔装置１は、前端部に拡径ガイドブロック２２が設けられたボウジョーと呼ばれるシャフト２と、シャフト２が嵌まる透孔３２が中心部に開設され、先端部に複数の切刃３０を設けた切削体３と、該切削体３に連結されて、内部に透孔３２と連通してシャフト２を受け入れる挿通孔４０を開設したシャンク４とを備えている。シャフト２は、切削体３とシャンク４内を通る。シャフト２は後端部にバネ受け入れ穴２１を開設し、該バネ受け入れ穴２１の前側に軸線Ｌに直交した貫通孔２０を開設している。拡径ガイドブロック２２は前方に向かって拡がるテーパ面２５を形成している。

切削体３は、前記の透孔３２が開設された切削体本体３４の前端部から脚片３１を前方に突出して構成される。各脚片３１の先端部に切刃３０が設けられる。シャンク４の側面には貫通孔２０に重なる長孔４２が開設されている。シャフト２は切削体３の透孔３２を通ってシャンク４の挿通孔４０に挿入され、この状態で、シャンク４の外側からは、固定ピン１６が長孔４２及び貫通孔２０に挿入される。シャンク４の挿通孔４０とシャフト２のバネ受け入れ穴２１の間には、圧縮バネ５が設けられ、該圧縮バネ５によりシャフト２は前方に、シャンク４は後方に付勢される。

穿孔装置１を使用し続けると、切刃３０が摩耗するから、切削体３を交換する必要がある。この場合は、シャンク４及びシャフト２から固定ピン１６を引き抜き、シャンク４とシャフト２の係合状態を解除する。次に、シャフト２をシャンク４の前端部から引き出し、シャンク４と切削体３の連結を外す。切削体３を交換し、上記と逆手順の動作を行って、穿孔装置１を組み立てる。

特開２０１８-１６９０号

特許文献１に示す穿孔装置では、切削体３を交換する為に、シャンク４とシャフト２の係合状態を解除する工程と、シャフト２をシャンク４の前端部から引き出す工程と、シャンク４と切削体３の連結を外す工程の３工程が必要である。出願人は、もっと素早く切削体を交換し、穿孔作業を効率化することを着想した。
本発明は、切削体を素早く交換することができる穿孔装置を提供することにある。

被穿孔物に開設された有底孔の奥底部に拡径孔部を形成するための穿孔装置であって、
有底孔に挿入されるガイド部と該ガイド部に連続した筒体を備えたガイドスリーブと、
該筒体内に前後移動可能に設けられるスライド体と、
該スライド体より前方に位置して、前記筒体内にてスライド体に揺動可能に設けられるビットホルダと、
該ビットホルダより前方に位置して、ビットホルダに着脱自在に嵌められ、前端部に切刃を設けた拡径用ビットを備え、
拡径用ビットはスライド体の前後移動に伴って、切刃が有底孔の底部から離間した第１の位置と、第１の位置よりも切刃が有底孔の底部に接近した第２の位置との間を前後移動可能に設けられ、
前記ガイド部は拡径用ビットの第１の位置から第２の位置への前進に伴って切刃を拡径孔部に対応した有底孔の側面部分に案内するガイド片と、ビットホルダから外された拡径用ビットの通過を許す大きさに形成された開口を有する。

拡径孔部の形成時
ガイド部を有底孔に挿入した状態で、スライド体を回転させながら前方に押し込み、拡径用ビットを第１の位置から第２の位置へ向けて前進させる。切刃はガイド片に沿って有底孔の側面に案内される。拡径用ビットはビットホルダを介してスライド体に揺動可能に設けられているから、スライド体に対して揺動する。切刃は拡径孔部に対応した有底孔の側面に向かって移動することを許され、第２の位置に達する。
拡径用ビットの交換時
拡径用ビットを第１の位置に設定し、ビットホルダに着脱自在に嵌められた拡径用ビットをビットホルダから外す。開口は拡径用ビットの通過を許す大きさに形成されているから、交換すべき拡径用ビットを開口を通って穿孔装置から取り出すことが出来る。交換用の拡径用ビットを開口を通って、ビットホルダに取り付ければ、拡径用ビットの交換が完了する。
本発明に係る穿孔装置では、拡径用ビットを開口を通ってビットホルダに対して着脱するだけで、切削体である拡径用ビットの交換が出来る。これにより、素早く切削体を交換し、穿孔作業を効率化することができる。

本実施形態に係る穿孔装置の分解正面図である。 (a)はスライド体の平面図、(b)はスライド体の一部を破断した正面図、(c)は(b)の右側面図である。 (a)はビットホルダの正面図、(b)は(a)の下面図、(c)は(a)の右側面図である。 リングを巻き付けたビットホルダの断面図である。 (a)はガイドスリーブの正面図、(b)は(a)の平面図である。 (a)は、組み立てられた穿孔装置を細孔に挿入した状態を示す正面図であり、(b)は拡径孔部を形成する状態を示す正面図である。 拡径用ビットを交換する作業を示す正面図である。 従来の穿孔装置の分解側面図である。 (a)は拡径孔部を形成する前の細孔を、(b)は拡径孔部が形成された取付け孔を夫々示す。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳述する。
先ず、本発明の穿孔装置によって形成される孔を説明する。図９(a)に示すように、コンクリート壁等の被穿孔物９１には当初一般的なドリルによって有底で円筒状の細孔９２が開設される。本実施形態に係る穿孔装置は、該細孔９２の奥底部に図９(b)に示す拡径孔部９０を形成するための穿孔装置である。細孔９２の奥部にかかる拡径孔部９０を有する取付け孔９に、頭部が拡大したアンカーボルト(図示せず)を挿入することにより、該アンカーボルトは抜け強度が増大する。特に、被穿孔物９１が構造物の天井等である時は、この抜止め効果が高い。

図１は、本実施形態に係る穿孔装置１の分解正面図である。穿孔装置１は、後端部に回転電動機が接続されて回転駆動されるシャンク４と、該シャンク４に螺合するスライド体７と、スライド体７の前端部に揺動可能に設けられる長尺状のビットホルダ８と、該ビットホルダ８の前端部からビットホルダ８に着脱自在に取り付けられる長尺状の拡径用ビット３５と、スライド体７とビットホルダ８と拡径用ビット３５が前後移動可能に嵌まる２段筒状のガイドスリーブ６を備えて構成される。シャンク４とスライド体７とビットホルダ８と拡径用ビット３５とガイドスリーブ６は何れも金属製である。スライド体７とビットホルダ８と拡径用ビット３５とガイドスリーブ６とは、シャンク４の軸線Ｌに同軸に設けられる。ガイドスリーブ６は後端部に、スライド体７の前後移動を案内する長孔６０を開設している。シャンク４の前端部には外ネジ４３が設けられ、スライド体７の後端部には第１凹部７８が形成されている。第１凹部７８の周面には内ネジ７９が形成され、該内ネジ７９がシャンク４の外ネジ４３に螺合する。シャンク４が回転すると、スライド体７も一緒に回転する。
尚、スライド体７とシャンク４は、互いに螺合により結合されるとした。しかし、これに代えて、スライド体７とシャンク４を一体に形成してもよい。

図２(a)はスライド体７の平面図、(b)はスライド体７の一部を破断した正面図、(c)は(b)の右側面図である。前記の如く、スライド体７の後端部は、シャンク４と螺合し、該螺合時にはスパナを使用するから、スライド体７の後端部周面には、スパナ掛け用の平坦面７７が形成されている。スライド体７の前端部には、軸線Ｌに直交した第１貫通孔７０が開設され、スライド体７がガイドスリーブ６に嵌まった状態で、ガイドスリーブ６の長孔６０及び第１貫通孔７０を通って第１ピン(後記する)が嵌まる。長孔６０の幅は第１ピンの径に略等しい。スライド体７にて、第１貫通孔７０よりも前端側からは、一対の第１支持片７１が互いに平行に前方に突出し、各第１支持片７１には第２貫通孔７２が軸線Ｌに直交して開設されている。両第１支持片７１の間には、ビットホルダ８の後端部が嵌まり、該後端部に軸線Ｌに直交して第３貫通孔８０が開設されている。第１支持片７１には、第２ピン７３が両第２貫通孔７２及び第３貫通孔８０を貫通して嵌まる。これにより、ビットホルダ８はスライド体７に揺動可能に設けられ、且つビットホルダ８はスライド体７と共に回転する。

図３(a)はビットホルダ８の正面図、(b)は(a)の下面図、(c)は(a)の右側面図である。ビットホルダ８の中央部には、長手方向に貫通した中心孔８１が開設されている。ビットホルダ８の前端部であって中心孔８１の周壁外側には、外側から鋼球８２が嵌まる球受け凹部８３が設けられ、該鋼球８２の一部が中心孔８１内に飛び出す(図４参照)。中心孔８１の前方から前記の如く拡径用ビット３５が嵌まる。中心孔８１は断面六角形に形成され、中心孔８１に嵌まる拡径用ビット３５の後端部も対応して断面六角形に形成される。これにより、ビットホルダ８と拡径用ビット３５は一体的に回転する。尚、中心孔８１は断面六角形でなくとも、ビットホルダ８と拡径用ビット３５とが一体的に回転することができる形状であればよい。

また、球受け凹部８３から鋼球８２が落下することを防止し、且つ鋼球８２を中心孔８１に向けて内側に付勢すべく、球受け凹部８３の回りにゴム製のリング８４(図４)を巻き付けることが考えられる。しかし、このゴム製のリング８４に代えて金属製のバネ等を巻き付けてもよい。

図１に示すように、拡径用ビット３５は後端部から前端部に向かって、ビットホルダ８の中心孔８１に嵌まる嵌合部３６と、軸線Ｌに向かって凹んだ嵌合凹部３７と拡径用の切刃３０を設けている。嵌合凹部３７には球受け凹部８３から内向きに付勢された鋼球８２が嵌まる。これにより、拡径用ビット３５はビットホルダ８に支持される。

図５(a)、(b)に示すように、ガイドスリーブ６は前記の細孔９２よりも断面が大径の筒体６１と、該筒体６１の径より幅狭で細孔９２に嵌まるガイド部６２を一体に設けている。ガイド部６２は互いに対向して平行に延びた一対の第２支持片６３を備え、両第２支持片６３の一側部はガイド片６４によって接続され、該ガイド片６４に対向する他側部には開口６５が形成されている。尚、開口６５はガイドスリーブ６の前端部まで亘って形成されている。

ガイド片６４は拡径用ビット３５の切刃３０の前後移動を案内するために設けられ、軸線Ｌに平行な第１面６６と、該第１面６６の前端部から斜め内向きに前方に延びた第２面６７を連続して備える。ここで、第１面６６が向く方向と長孔６０が貫通する方向は正確に直交している、即ち第１面６６と長孔６０とは位相を揃える必要がある。第１面６６と長孔６０とは金属の切削加工等によって形成されるから、該加工時の目印として、筒体６１の前端部に平坦な目印面６８を形成している。つまり、第１面６６を形成する際に、筒体６１に目印面６８を形成しておけば、次に長孔６０を開設する際に目印面６８を確認することにより、第１面６６に対して貫通方向が正しい位相、即ち９０度を有するように、長孔６０を形成することが出来る。

図６(a)は、組み立てられた穿孔装置１を細孔９２に挿入した状態、即ち未使用状態を示す正面図であり、(b)は拡径孔部９０を形成する状態を示す正面図である。ガイドスリーブ６の外側から第１ピン１５が長孔６０に挿入され、該第１ピン１５はスライド体７の第１貫通孔７０を貫通する。第１ピン１５がガイドスリーブ６とスライド体７に嵌まっているから、シャンク４の回転によりスライド体７が回転すると、ガイドスリーブ６も回転する。

ガイドスリーブ６のガイド部６２が細孔９２に挿入されて、筒体６１は細孔９２の後方外側に位置する。ガイドスリーブ６の筒体６１内には、圧縮バネ５が挿入され、該圧縮バネ５によりスライド体７とシャンク４は上向きに付勢される。第１ピン１５は長孔６０の周縁後端部に対応、具体的には接しており、長孔６０の前後長さによってスライド体７の前後移動量が定められる。図６(a)に示す状態では、ビットホルダ８と拡径用ビット３５も上向きに付勢されて、切刃３０は細孔９２の底部から離間して第２面６７の後端部に位置する。この時点では未だ拡径孔部９０は形成されない。切刃３０及び拡径用ビット３５のこの位置を第１の位置とする。

穿孔作業時
作業者がシャンク４に回転電動機を取り付け、該回転電動機により、シャンク４を回転させれば、スライド体７、ビットホルダ８、拡径用ビット３５、ガイドスリーブ６も回転する。このとき、図６(b)に示すように、圧縮バネ５に抗して、シャンク４、スライド体７、ビットホルダ８、拡径用ビット３５を前方に、即ち細孔９２の底部に向かって押し込めば、切刃３０は第２面６７(図５(a)参照)に沿って外向きに移動し、開口６５を通って細孔９２の周面を切削する。第１ピン１５が長孔６０の周縁前端部に対応、具体的には接して、スライド体７及び拡径用ビット３５の前進を規制する。このようにして、拡径孔部９０を形成することが出来る。切刃３０及び拡径用ビット３５のこの位置を第２の位置とする。

穿孔装置１を取付け孔９から取り出す際には、シャンク４の回転及び押し込みを停止し、拡径用ビット３５の前方への押し込みを解除する。圧縮バネ５の付勢力により、拡径用ビット３５は図６(a)に示す第１の位置に戻る。切刃３０は細孔９２に引掛らないから、穿孔装置１を取付け孔９から取り出すことができる。
切刃３０を使用し続けると、切刃３０の摩耗や損傷により、拡径用ビット３５を交換する必要が生じる。本実施形態に係る発明では、この拡径用ビット３５の交換作業性を改善した点に１つの特徴がある。

拡径用ビットの交換手順
図７に示すように、拡径用ビット３５が第１の位置にある状態にて、ガイド部６２の開口６５から作業者の手又は指を挿入し、拡径用ビット３５を掴む。ビットホルダ８の鋼球８２と嵌合凹部３７の嵌合に抗して、拡径用ビット３５を前方に引き抜き、開口６５から取り出す。即ち、開口６５は第１の位置にあってビットホルダ８から外された拡径用ビット３５が通過することが出来る大きさに形成されている。

次に、交換用の拡径用ビット３５を開口６５から挿入し、該拡径用ビット３５の後端部をビットホルダ８の前方から挿入し、嵌合凹部３７を鋼球８２に嵌合させれば、拡径用ビット３５の交換が完了する。尚、拡径用ビット３５が第２の位置にある状態にて、拡径用ビット３５を交換してもよい。

本実施形態に係る穿孔装置１にあっては、拡径用ビット３５を第１の位置に設定し、拡径用ビット３５を開口６５を通ってビットホルダ８に対して着脱するだけで、拡径用ビット３５の交換が出来る。これにより、素早く拡径用ビット３５を交換し、穿孔作業を効率化することができる。尚、拡径用ビット３５は一般的に市販されているビットを用いることも可能である。
また、拡径用ビット３５とビットホルダ８の嵌合構造は上記に限定されない。拡径用ビット３５の凹部とビットホルダ８の突部が嵌合する構造であればよい。更に、拡径用ビット３５に突部を、ビットホルダ８に凹部を設けて、嵌合させる構造であってもよい。要は、拡径用ビット３５がビットホルダ８に対し着脱自在であればよい。

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び/又は機能の詳細を実質的に変更できることは言うまでもない。

本発明は、拡径孔部を形成するための穿孔装置に適用すると有用である。

１ 穿孔装置
４ シャンク
５ 圧縮バネ
６ ガイドスリーブ
７ スライド体
８ ビットホルダ
９ 取付け孔
３０ 切刃
３５ 拡径用ビット
６５ 開口

Claims (4)

1. 被穿孔物に開設された有底孔の奥底部に拡径孔部を形成するための穿孔装置であって、
   有底孔に挿入されるガイド部と前記ガイド部に連続した筒体を備えたガイドスリーブと、
   該筒体内に前後移動可能に設けられるスライド体と、
   該スライド体より前方に位置して、前記筒体内にてスライド体に揺動可能に設けられるビットホルダと、
   該ビットホルダより前方に位置して、ビットホルダに着脱自在に嵌められ、前端部に切刃を設けた拡径用ビットを備え、
   前記拡径用ビットはスライド体の前後移動に伴って、切刃が有底孔の底部から離間した第１の位置と、第１の位置よりも切刃が有底孔の底部に接近した第２の位置との間を前後移動可能に設けられ、
   前記ガイド部は拡径用ビットの第１の位置から第２の位置への前進に伴って切刃を拡径孔部に対応した有底孔の側面部分に案内するガイド片と、ビットホルダから外された拡径用ビットの通過を許す大きさに形成された開口を有し、
   前記ビットホルダには、ビットホルダの長手方向に延びた中心孔が開設され、該中心孔に前記拡径用ビットが嵌まり、ビットホルダの周囲内側に設けられて中心孔に向けて付勢された球が拡径用ビットに形成された凹部に嵌合することにより、前記ビットホルダは拡径用ビットに着脱自在に嵌められる、穿孔装置。
2. 前記筒体には、前後方向に延びた長孔が開設され、ガイドスリーブの外側からは前記長孔を通って前記スライド体に嵌まるピンが挿入され、該ピンが長孔の後端部に対応した位置が第１の位置に対応し、長孔の前端部に対応した位置が第２の位置に対応する、請求項１に記載の穿孔装置。
3. 更に、前記スライド体と連結されて、電動機によって回転駆動されるシャンクが設けられた、請求項１又は２に記載の穿孔装置。
4. 前記スライド体とシャンクは、互いに螺合により結合され、又は一体に形成される、請求項３に記載の穿孔装置。

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