JPWO2016080107A1 - アンカー穴の形成方法および拡径装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力により切刃部を径方向に移動させて拡径部を研削する場合の、遠心力の適正化を図ることができるアンカー穴の形成方法および拡径装置を提供する。【解決手段】コンクリート製の定着体（２）に穿孔した下穴部（３）に、拡径用ドリルビット（２０）を挿入した後、拡径用ドリルビット（２０）を回転させ、遠心力により拡径用ドリルビット（２０）の切刃部（３１）を径方向に移動させながら下穴部（３）の一部を研削して拡径部（４）を形成する、後施工アンカー（１００）用のアンカー穴（１）の形成方法であって、拡径部（４）を研削するために加えられる遠心力の最低値が、０．７５Ｎ、好ましくは１．１Ｎである。

Description

本発明は、後施工アンカーがアンカリングされるアンカー穴の形成方法に関し、特に下穴部の一部に拡径部を形成するアンカー穴の形成方法および拡径装置に関するものである。

従来、この種の下穴部の一部に拡径部を形成するアンカー穴の形成方法として、アンダーカットドリル装置を用いて行う方法が知られている（特許文献１参照）。この場合のアンカー穴は、樹脂系アンカーをアンカリングするためのものであり、下穴は、比較的大径（直径９０ｍｍ程度以上）に形成されている。
アンダーカットドリル装置は、下穴に挿入される中空円筒状の筒体と、下穴の開口縁部に着座し、ベアリングを介して筒体を回転自在に支持する当て部材と、同軸上において筒体にスライド自在に係合し、筒体と一体回転するシャフトと、筒体の先端側に設けられ、外周面に４つのガイド溝を有する円錐台形状のコーン部と、シャフトの先端部に取り付けられ、各ガイド溝に係合する４つのアームと、４つアームの先端部外面に交互に設けた２つの切刃および２つのガイド部と、を備えている。
切刃およびガイド部は、シャフトを引き上げた状態で筒体の内側に位置している。下穴に挿入した筒体およびシャフトを一体回転させ、シャフトを下動させてゆくと、コーン部のガイド溝により４つのアームが下動しながら外側に開いてゆく。これにより、切刃が下穴の内周面を研削し、下穴の底部（最奥部）に拡径部を形成する。

特開２００５−２８０２４３号公報

このような、従来のアンダーカットドリル装置による拡径部の形成方法では、装置構成が複雑になるため、樹脂系アンカー用の太径の下穴（アンカー穴）には適用できるが、金属拡張アンカー用の細径の下穴（アンカー穴）には適用できない問題がある。
例えば、遠心力を利用して、４つのアームを外側に開くようにすれば、筒体とシャフトとを一体化することができ、全体として装置構成の単純化を図ることができる。しかし、このようにして、細径の下穴（アンカー穴）に対応させることができたとしても、各アームに付与される遠心力が十分でないと、下穴を研削して拡径部を形成することはできない。或いは、下穴の研削に時間を要し、作業効率に見合うような短時間で拡径部を形成することはできない。
遠心力の大小は、付与対象物の重量、回転半径、角速度のパラメーターで決定され、このうち重量と回転半径とは、形成するアンカー穴の径により制約を受ける。また、角速度は、ドリル本体の回転数により制約を受ける。

本発明は、遠心力により切刃部を径方向に移動させて拡径部を研削する場合の、遠心力の適正化を図ることができるアンカー穴の形成方法および拡径装置を提供することを課題としている。

本発明のアンカー穴の形成方法は、コンクリート製の定着体に穿孔した下穴部に拡径用ドリルビットを挿入した状態で、拡径用ドリルビットを回転させ、拡径用ドリルビットの切刃部を、遠心力により径方向に移動させながら下穴部の一部を研削して拡径部を形成する、後施工アンカー用のアンカー穴の形成方法であって、拡径部を研削するために加えられる遠心力の最低値が、０．７５Ｎであることを特徴とする。

この場合、拡径部を研削するために加えられる遠心力の最低値が、１．１Ｎであることが好ましい。

これらの構成によれば、後述するように、下穴部に拡径寸法が０．３ｍｍ以上（研削深さが０．１５ｍｍ以上）の拡径部を形成することができる。すなわち、拡径部を研削するために加えられる遠心力が、最低値０．７５Ｎ、より好ましくは１．１Ｎとすることで、下穴部に短時間で適切な拡径部を形成することができる。

また、拡径用ドリルビットの回転数が、２５００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下であることが好ましい。

この場合、拡径用ドリルビットの回転数が、９０００ｒｐｍ以上２００００ｒｐｍ以下であることが好ましい。

この構成によれば、後述するように、拡径用ドリルビットの回転数を、２５００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下とすることで、より好ましくは９０００ｒｐｍ以上２００００ｒｐｍ以下とすることで、下穴部に対する拡径部の拡径寸法を、０．５ｍｍ以上とすることができる。また、拡径用ドリルビットの動力源に市販の電動ドリルを用いて、適正な拡径部を形成することができる。

また、１の拡径部を形成するための拡径用ドリルビットの回転駆動時間が、５ｓ以上２０ｓ以下であることが好ましい。

この構成によれば、拡径用ドリルビットの回転駆動時間、すなわち拡径部の形成作業時間を５ｓ以上２０ｓ以下とすることにより、短時間で作業効率良く拡径部を形成することができる。

一方、切刃部が、１００／１２０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下の粒子径を有するダイヤモンド切刃で構成されていることが好ましい。

この場合、切刃部が、５０／６０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下の粒子径を有するダイヤモンド切刃で構成されていることが好ましい。

これらの構成によれば、切刃部に作用する遠心力が比較的小さくても、下穴部の内周面を効率良く研削することができる。特に、ダイヤモンド切刃の研削性能にコストを加味すると、切刃部を５０／６０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下とすることが好適である。

本発明の拡径装置は、上記したアンカー穴の形成方法に用いる拡径用ドリルビットと、拡径用ドリルビットを回転させる電動ドリルと、から成る穿孔装置であって、拡径用ドリルビットは、拡径部を研削する複数の切刃部と、複数の切刃部を、それぞれ径方向に移動可能に保持する切刃保持部と、切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、切刃保持部に対し径方向に外側に拡開するように移動することを特徴とする。

この構成によれば、下穴部に挿入した状態でシャンク部を回転させると、ビット部の複数の切刃部は、それぞれ遠心力を受け径方向外側に移動する。すなわち、切刃保持部と共に回転する複数の切刃部は、遠心力により径方向外側に拡開するように移動し、下穴部の一部を研削し拡径させる。この場合、複数の切刃部を遠心力で移動させる構成であるため、構造を単純化することができる。また、下穴部に挿入される複数の切刃部は、切刃保持部と共に径方向に集約して配置することができ、細径の下穴部にも対応（拡径）させることができる。

実施形態に係るアンカー穴の断面図である。 実施形態に係るアンカー穴の拡径部を形成するための拡径装置の構造図である。 拡径用ドリルビットのビット部廻りの分解斜視図である。 実施形態に係るアンカー穴にアンカリングされる後施工アンカーの構造図である。 拡径用ドリルビットの回転数と切刃部のダイヤモンド粒子径とを変化させて形成された、拡径部の拡径寸法の試験結果の図である。 試験に用いた切刃部の寸法図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るアンカー穴の形成方法および拡径装置について説明する。このアンカー穴は、下穴部の奥側に拡径部を有するものであり、コンクリート躯体等のコンクリート製の定着体に形成（穿孔）される。以下、アンカー穴の形態について詳細に説明すると共に、このアンカー穴の拡径部を形成するための拡径用ドリルビットを有する拡径装置、およびこのアンカー穴にアンカリングされる専用の後施工アンカー（金属拡張アンカー）について説明する。

図１は、実施形態に係るアンカー穴の断面図である。同図に示すように、アンカー穴１は、コンクリート製の定着体２（例えばコンクリート躯体やコンクリート基礎）に形成されている。アンカー穴１は、定着体２に穿孔されたストレート形状の下穴部３と、下穴部３の奥部（先端部）に、下穴部３よりも太径に形成された拡径部４とを有している。拡径部４は、２箇所の環状段部５を存して下穴部３から外側に張り出した円筒状の部分で構成されている。また、下穴部３は、拡径部４を挟んで開口部３ａ側の長い開口側穴部３ｂと、穴底側の短い底側穴部３ｃと、を有している。

この場合、下穴部３は、コアドリル、振動ドリル、ハンマードリル等で穿孔される。また、拡径部４は、後述する拡径用ドリルビット２０を有する拡径装置１０により形成される。なお、拡径部４は、コーン形の筒状であってもよい。

次に、図２および図３を参照して、拡径装置１０について説明する。図２は、拡径用ドリルビット２０を有する拡径装置１０の構造図であり、図３は、拡径用ドリルビット２０のビット部廻りの分解斜視図である。両図に示すように、拡径装置１０は、動力源である手持ちの電動ドリル１１と、電動ドリル１１に装着した冷却液アタッチメント１２と、冷却液アタッチメント１２に装着した拡径用ドリルビット２０と、を有している。すなわち、拡径用ドリルビット２０は、冷却液アタッチメント１２の先端部に設けた回転軸１３に着脱自在に装着されている。

回転軸１３には、冷却液の流路が形成される一方、冷却液アタッチメント１２は、図外の冷却液供給装置が接続されており、冷却液は、この冷却液供給装置から冷却液アタッチメント１２を介して拡径用ドリルビット２０に供給される。実施形態の拡径装置１０では、冷却液アタッチメント１２に穿孔用ドリルビット（例えば、ダイアモンドコアビット）を装着して下穴部３を穿孔した後、好ましくは穿孔用ドリルビットに代えて拡径用ドリルビット２０を装着し、下穴部３の奥部を拡径するようにしている。

拡径用ドリルビット２０は、先端部で下穴部３の拡径を行うビット部２１と、基端側で電動ドリル１１側の回転軸１３（冷却液アタッチメント１２）に着脱自在に装着され、先端側でビット部２１を基部において同軸上に支持するシャフト部２２と、を備えている。

ビット部２１は、下穴部３を研削する２つの切刃部３１と、２つの切刃部３１を径方向に移動自在に保持する切刃保持部３２と、切刃保持部３２を介して２つの切刃部３１を支持するシャンク部３３と、を有している。この拡径用ドリルビット２０では、ビット部２１を下穴部３に挿入した状態で、電動ドリル１１により拡径用ドリルビット２０を回転させることで、遠心力により、２つの切刃部３１が径方向外側に拡開（移動）させる。

シャフト部２２は、その小口の部分で、冷却液アタッチメント１２の回転軸１３に螺合されている。シャフト部２２の軸心部には、冷却液用のシャフト内流路３５が形成されている。シャフト内流路３５は、基端側で冷却液アタッチメント１２に連通すると共に、先端側で後述するビット内流路３６に連通している。

図３に示すように、ビット部２１は、上述のように、シャフト部２２の先端から延びるシャンク部３３と、シャンク部３３の先端に設けた円筒状の切刃保持部３２と、切刃保持部３２に保持された２つの切刃部３１と、を有している。この場合、下穴部３の内径に対し、２つの切刃部３１の外径は僅かに小径に形成されている。また、２つの切刃部３１の外径に対し、切刃保持部３２の外径は同一か僅かに小径に形成されている。一方、シャンク部３３の軸心部および切刃保持部３２の内側には、上記のシャフト内流路３５に連通するビット内流路３６が構成されている。ビット内流路３６に導入された冷却液は、後述する切刃保持部３２の２つのスリット部５５から２つの切刃部３１に向かって、下穴部３内に放出される。

切刃保持部３２は、２つの切刃部３１を外周面に沿うように保持する保持部本体４１と、保持部本体４１が取り付けられる保持部受け４２と、を有している。保持部受け４２は、基端側がシャンク部３３に連結されており、先端側内周面には、保持部本体４１が螺合する雌ねじ４４が形成されている。実施形態のものは、保持部受け４２、シャンク部３３およびシャフト部２２が一体に形成されている。

保持部本体４１は、フランジ状の先端フランジ部５１と、先端フランジ部５１に連なり、２つの切刃部３１を保持する円筒保持部５２と、円筒保持部５２に連なる円筒ねじ部５３と、を有している。また、保持部本体４１は、先端フランジ部５１の中心部先端に設けた尖塔部５４と、円筒保持部５２および円筒ねじ部５３の部分に形成した２つのスリット部５５と、を有している。この場合、先端フランジ部５１、円筒保持部５２、円筒ねじ部５３および尖塔部５４は、一体に形成されている。なお、尖塔部５４は、下穴部３の孔底に突き当てられ、ビット部２１の回転ブレを防止する。

先端フランジ部５１と保持部受け４２とは同径に形成され、円筒保持部５２に保持された切刃部３１を、微小な間隙を存して軸方向に挟み込むように配設されている。詳細は後述するが、各切刃部３１は、スリット部５５を介して円筒保持部５２に保持されており、この状態で円筒ねじ部５３が保持部受け４２の雌ねじ４４に螺合している。また、２つのスリット部５５は、円筒保持部５２および円筒ねじ部５３の周方向において、１８０°点対称位置に形成されている。

各切刃部３１は、切刃保持部３２の外周面に沿うように設けた切刃本体６１と、切刃本体６１の内側に突設されたリブ部６２と、リブ部６２の先端に設けた抜止め部６３と、を有している。切刃本体６１と抜止め部６３とは、略１／４円弧の断面形状を有しており、リブ部６２がスリット部５５に対し径方向にスライド自在に係合している。

したがって、切刃保持部３２に保持された２つの切刃部３１は、回転によって生ずる遠心力により、径方向外側に平行移動するように拡開する。すなわち、拡開の初期状態において、切刃本体６１の内面が上記の円筒保持部５２の外周面に接触し、拡開の完了状態において、抜止め部６３の外面が円筒保持部５２の内周面に接触する。

切刃本体６１は、断面円弧状のダイヤモンドの切刃で構成されており、研削用のダイヤモンドは外周部に設けられている。これにより、下穴部３の奥部内周面が研削され、所定の拡径寸法に拡径される。なお、周方向において、２つの切刃部３１が初期状態にあるこの部分の径は、下穴部３の径より０．５〜１．０ｍｍ程度細径に形成されており、ビット部２１の下穴部３への挿入が円滑に行えるようになっている。なお、切刃本体６１は、超硬合金等の金属の切刃であってもよい。

この拡径用ドリルビット２０を用いた拡径作業では、先ず拡径装置１０において拡径用ドリルビット２０を装着し、そのビット部２１を下穴部３に挿入する。ビット部２１の尖塔部５４を下穴部３の底側穴部３ｃに突き当てるように挿入したら、電動ドリル１１を駆動して拡径用ドリルビット２０を回転させる。また同時に或いは相前後して、シャフト内流路３５およびビット内流路３６を介して、切刃部３１に冷却液を供給する。

拡径用ドリルビット２０が回転すると、２つの切刃部３１に遠心力が作用し、２つの切刃部３１は外側に拡開してゆく。また、ビット内流路３６の先端部から放出された冷却液も、遠心力により、２つの切刃部３１の内側部分で放射状に広がり、切刃部３１の拡開を促進する。これにより、回転するビット部２１の切刃本体６１が、下穴部３の内面を研削し、下穴部３の奥部に拡径部４が形成されてゆく。やがて、抜止め部６３が保持部本体４１により位置規制され、或いは所定時間経過すると、拡径部４が所定の拡径寸法に拡径される。

このように、ビット部２１を下穴部３に挿入し回転させるだけで、下穴部３に拡径部４を簡単且つ短時間で形成することができる。また、２つの切刃部３１を、遠心力により拡開される構成であるため、装置構成を単純化することができる。さらに、２つの切刃部３１は、切刃保持部３２と共に径方向に集約して配置することができるため、細径の下穴部３に対しても適切な拡径部４を形成することができる。

なお、本実施形態では、下穴部３の穿孔および拡径部４の研削に際し、冷却液アタッチメント１２を介して冷却液を供給するようにしている（湿式）が、必ずしも冷却液を用いる必要はない（乾式）。例えば、下穴部３の穿孔では、振動ドリルやハンマードリルを用い、拡径部４の研削では、電動ドリル１１に拡径用ドリルビット２０を直接装着して用いるようにしてもよい。

次に、図４を参照して、このようにして形成されたアンカー穴１に定着（アンカリング）される後施工アンカーについて説明する。
図４は、後施工アンカーの構造図である。同図に示すように、後施工アンカー１００は、アンカー穴１に挿入される円筒状のアンカー本体１１１と、アンカー本体１１１の先端側に設けた２つの拡開片１１２と、２つの拡開片１１２を内側から拡開させるコーン部１１３と、を備えている。また、後施工アンカー１００は、アンカー本体１１１をアンカー穴１に挿入したときに、アンカー本体１１１の拡径部４に対応する位置に、複数の拡開片１１２をスライド自在に支持する２つのガイド開口部１１４を備えている。

すなわち、拡径部４に対応するアンカー本体１１１の下部には、アンカー本体１１１の軸方向に直交するように２つのガイド開口部１１４が形成され、この２つのガイド開口部１１４に、２つの拡開片１１２がスライド自在に支持されている。この場合、アンカー本体１１１と２つの拡開片１１２とは、別体に形成され、またこれらとコーン部１１３とも別体に形成されている。そして、アンカー本体１１１、２つの拡開片１１２およびコーン部１１３は、軟質のスチールやステンレス等で構成され、いわゆる金属拡張アンカーを構成している。

アンカー本体１１１は、段付きの内周面を有して円筒状に形成され、連結ボルト等（図示省略）が取り付けられる基端側のボルト支持部１２１と、コンクリートの定着体２に定着される先端側の躯体定着部１２２と、で一体に形成されている。

ボルト支持部１２１は、その内周面に雌ねじ部１２５を有しており、雌ねじ部１２５には、後述するコーン部１１３の雄ねじ部１４２が螺合すると共に、支持対象物のための吊りボルトや繋ぎボルトなどの連結ボルト（一般的には、全ねじボルト）がねじ込まれる。すなわち、雌ねじ部１２５には、コーン部１１３が螺合すると共に、アンカー本体１１１をアンカー穴１に定着（アンカリング）した後、連結ボルトが取り付けられるようになっている。

躯体定着部１２２の内周面には、上記の雌ねじ部１２５に連なると共に、後述するコーン部１１３のコーン部本体１４１が遊挿される遊挿孔１３１が形成されている。また、躯体定着部１２２には、その軸方向に直交するように上記の２つのガイド開口部１１４が形成されている。各ガイド開口部１１４は、躯体定着部１２２の半径方向に貫通形成されており、２つのガイド開口部１１４は、１８０°点対称位置に配設されている。また、各ガイド開口部１１４は、拡開片１１２と相補的形状に形成されている。そして、２つのガイド開口部１１４には、拡径部４に係止される２つの拡開片１１２が、半径方向にスライド自在に保持されている。

さらに、躯体定着部１２２の先端部、すなわちアンカー本体１１１の先端部には、２つの回転止め突起１３２が設けられている。２つの回転止め突起１３２は、アンカー本体１１１の先端部において、相互に１８０°点対称位置に突設されている。各回転止め突起１３２は、先端が鋭角な突起で形成され、雄ねじ部１４２（コーン部１１３）の締め込みに伴うアンカー本体１１１の連れ回りを防止する。

２つの拡開片１１２は、断面矩形に形成され、それぞれ上記のガイド開口部１１４にスライド自在に保持されている。このため、２つの拡開片１１２は、１８０°点対称位置に配設され、且つ後施工アンカー１００（アンカー本体１１１）をアンカー穴１に挿入したときの、拡径部４に対応する位置に配設されている。各拡開片１１２は、径方向の先端側半部が平面視扇状に形成されている。具体的には、拡開片１１２の先端側半部は、その開き角度がアンカー本体１１１の中心から９０°の角度を為すように形成されている。

一方、各拡開片１１２のコーン部１１３に臨む内端部は、コーン部１１３のテーパー角に倣った（同じ角度）傾斜面１３５を有している（図４（ａ），（ｃ）参照）。拡開片１１２の内端は、平坦な斜面で形成されているため（図４（ｂ）参照）、コーン部１１３は、拡開片１１２に１か所で線状に接触し、これを径方向の外方にスライド移動させる。

一方、各拡開片１１２の拡径部４に臨む外端部（係止側端部）は、アンカー本体１１１（躯体定着部１２２）の外周面に倣った円弧面１３６を有している（図４（ｂ）参照）。そして、各拡開片１１２は、アンカー本体１１１の外周面に対し非突出状態となるように、アンカー本体１１１に仮固定されている。なお、拡開片１１２の断面形状は、円形や三角形等任意である。

コーン部１１３は、２つの拡開片１１２を半径方向の外方にスライドさせるコーン部本体１４１と、上記の雌ねじ部１２５に螺合し、コーン部本体１４１を押し込む雄ねじ部１４２と、を有している。コーン部本体１４１と雄ねじ部１４２とは一体に形成されており、雄ねじ部１４２をねじ込んでゆくと、コーン部本体１４１は回転しながら前進し、２つの拡開片１１２の間に押し込まれてゆく。

雄ねじ部１４２は、例えば工具溝付きの雄ねじで形成されている。本実施形態の後施工アンカー１００では、例えばトルククラッチ付のドライバドリルにドライバビットを装着して、雄ねじ部１４２をねじ込むようにしている。

コーン部本体１４１は、雄ねじ部１４２に連なる胴部１４５と、胴部１４５に連なるテーパー部１４６と、を有している。テーパー部１４６は、先端部を冠球形状に面取りした逆円錐台形状、すなわち先細りのテーパー形状に形成されている。テーパー部１４６のテーパー角は、各拡開片１１２を定常位置から圧接位置に移動させるものであり、比較的急角度に形成されている。上述のように、ドライバドリルにより、雄ねじ部１４２をねじ込んでゆくと、２つの拡開片１１２は、それぞれ径方向外方にスライド移動する。

このように、後施工アンカー１００によれば、２つの拡開片１１２は、ガイド開口部１１４にスライド自在に支持されているため、コーン部１１３を比較的小さなトルクでねじ込むだけで、各拡開片１１２を半径方向に簡単にスライドさせることができる。すなわち、作業者の熟練度に関係なく、アンカリング作業を簡単且つ安定して行うことができる。また、突出した２つの拡開片１１２が、拡径部４に引っ掛かるように係止されるため、高い引抜き強度を確実に維持することができる。

ところで、切刃部３１に生ずる遠心力を利用して、アンカー穴１に拡径部４を形成する拡径用ドリルビット２０では、切刃部３１の重量や回転半径に制約を受けるため、拡径用ドリルビット２０の回転数を上げて十分な遠心力を得る必要がある。拡径用ドリルビット２０の回転数は、電動ドリル１１の回転数によるため、市販の電動ドリル１１を想定した場合、回転数にも制約が生ずる。また、比較的小さな遠心力で、下穴部３を円滑に研削するためには、切刃部３１におけるダイヤモンドの粒子径も問題となる。

そこで、本実施形態では、切刃部３１に作用する遠心力の適正化、これに関連して拡径用ドリルビット２０の回転数の適正化および切刃部３１におけるダイヤモンド粒子径の適正化を図るべく、以下の試験を実施した。

図５は、拡径用ドリルビット２０の回転数と切刃部３１におけるダイヤモンド粒子径とを変化させたときの、拡径部４の拡径寸法の試験結果を表している。また、図６は、試験に用いた切刃部の寸法図である。この試験では、呼び径Ｍ１０サイズの後施工アンカー１００を定着させるために、形成した下穴部３に、拡径部４を形成している。

図６に示すように、各切刃部３１は、拡径用ドリルビット２０の中心から半径６．６５ｍｍの位置を切刃面とし、下穴部３との間に０．４ｍｍのクリアランスを設けている。すなわち、この試験における下穴部３の径は、１４．１ｍｍ（直径）としている。また、遠心力による切刃部３１の移動寸法は、１．１５ｍｍであり、この移動寸法から上記のクリアランスを減算した値、１．１５ｍｍ−０．４ｍｍ＝０．７５ｍｍが拡径部４の最大研削深さとなる。もっとも、 図５の試験結果では、切刃部３１等の製造上の誤差があるため、実際の試験結果は、最大拡径寸法が１．７ｍｍ（最大研削深さ０．８５ｍｍ）となった。

また、その切刃部３１（一方のみ）の重量は、測定の結果１．９１ｇ（０．００１９１Ｋｇ）、回転半径（重心までの半径）は、５．７ｍｍ（０．００５７ｍ）である。

また、切刃部３１として、ダイヤモンドの粒子径が１００／１２０メッシュ〜１６／１８メッシュの９種類のものを用いて試験を行った。一方、拡径用ドリルビット２０の回転駆動時間（電動ドリル１１の駆動時間）は、作業効率を考慮して１０秒（１０ｓ）とした。そして、１０ｓの間に拡径寸法が、０．３ｍｍ以上となる拡径部４が形成されるものを適正とした。すなわち、形成された拡径部４が、後施工アンカー１００の引っ掛かりとなるように、少なくとも０．１５ｍｍの切削深さが必要になる（別途行った他の試験で確認（なお、コンクリートの均質性を考慮して安全率を見込むと、０．２５ｍｍであってもよい））。

図５の試験結果に示すように、拡径用ドリルビット２０の回転が高くなるに従って、拡径寸法が大きくなった。すなわち、角速度が大きくなるに従って、拡径寸法も大きくなった。また、ダイヤモンドの粒子径が大きくなるに従って、拡径寸法も大きくなった。

具体的には、低速の２０００ｒｐｍでは、いずれの切刃部３１も拡径寸法が０．３ｍｍに達せず、２５００ｒｐｍで、粒子径２０／３０メッシュ〜１６／１８メッシュの切刃部３１において、０．３ｍｍ以上に達した。３０００ｒｐｍでは、粒子径６０／８０メッシュ〜１６／１８メッシュの切刃部３１において、０．３ｍｍ以上に達し、３５００ｒｐｍでは、粒子径８０／１００メッシュ〜１６／１８メッシュの切刃部３１において、０．３ｍｍ以上に達した。さらに、４０００ｒｐｍ（以上）では、全て切刃部３１において、０．３ｍｍ以上となった。

この結果、拡径用ドリルビット２０の回転数は、２５００ｒｐｍ以上、好ましくは３０００ｒｐｍ以上とすることが適正となる。また、ダイヤモンドの粒径は、１００／１２０メッシュ〜１６／１８メッシュ、切削効率およびコストを考慮すると５０／６０メッシュ〜１６／１８メッシュが好ましい。一方、拡径用ドリルビット２０を回転させる電動ドリル１１は、市販品で４００００ｒｐｍが限界であり、使い勝手、作業効率およびコストを考慮すると、１５０００ｒｐｍ前後が好ましい。

したがって、拡径用ドリルビット２０の回転数は、２５００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下が適正であり、より好ましくは９０００ｒｐｍ以上２００００ｒｐｍ以下となる。また、切刃部３１のダイヤモンド粒子径は、１００／１２０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下が適正であり、より好ましくは５０／６０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下となる。なお、この試験では、作業効率を考慮し、拡径用ドリルビット２０の回転駆動時間を１０ｓとしたが、許容できる回転駆動時間としては、５ｓ〜２０ｓとすることが好ましい。

ところで、拡径用ドリルビット２０の回転数と、切刃部３１に作用する遠心力との関係を考察すると、
周知のように、切刃部３１に使用ずる遠心力：Ｆ［Ｎ］は、重量：ｍ［Ｋｇ］、回転半径：ｒ［ｍ］、角速度：ω［ｒａｄ／ｓ］としたときに、
Ｆ＝ｍｒω^２ …（１）
となる。
また、角速度：ω［ｒａｄ／ｓ］は、回転数：ｆ［Ｈｚ＝１／ｓ］としたときに、
ω＝２πｆ …（２）
となる。
したがって、（１）および（２）から遠心力は、
Ｆ＝ｍｒ（２πｆ）^２ …（２）
となる。

ここで、ｍ＝１．９１ｇ（０．００１９１Ｋｇ）、ｒ＝５．７ｍｍ（０．００５７ｍ）であるから、
回転数：２５００ｒｐｍでは、遠心力：０．７５Ｎ、３０００ｒｐｍでは、遠心力：１．１Ｎとなる。すなわち、遠心力を、最低値０．７５Ｎ、より好ましくは１．１Ｎとすることで、下穴部３に短時間で適切な拡径部４を形成することができる。

この試験で形成したアンカー穴１は、金属拡張アンカーとしてＭ１０サイズの後施工アンカー１００用のものであり、Ｍ１０サイズ以上のものでは、上記拡径用ドリルビット２０の構造上、上記の遠心力以上の遠心力を作用させることが可能となる。また、Ｍ８やＭ６サイズの後施工アンカー１００用のものも、回転数等の調整により、上記の遠心力以上の遠心力を作用させることが好ましい。

すなわち、Ｍ１０サイズ以上のもの（一般的なサイズのもの）であれば、切刃部３１（切刃面）に作用する遠心力を、最低値０．７５Ｎ、より好ましくは１．１Ｎとすることで、０．１５ｍｍ以上の切削深さ（０．３ｍｍ以上の拡径寸法）が得られる。このように形成された拡径部４を有するアンカー穴１に上記の後施工アンカー１００を定着させる（拡開片１１２を圧接させる）と、拡径部４が後施工アンカー１００の引っ掛かりとなる。

１ アンカー穴、２ 定着部、３ 下穴部、４ 拡径部、５ 環状段部、１０ 拡径装置、１１ 電動ドリル、２０ 拡径用ドリルビット、２１ ビット部、２２ シャフト部、３１ 切刃部、３２ 切刃保持部、１００ 後施工アンカー、１１１ アンカー本体、１１２ 拡開片、１１３ コーン部

本発明のアンカー穴の形成方法は、コンクリート製の定着体に穿孔した下穴部に拡径部を形成する拡径用ドリルビットと、拡径用ドリルビットを回転させる電動ドリルと、から成る拡径装置を用い、下穴部に拡径用ドリルビットを挿入した状態で、拡径用ドリルビットを回転させ、拡径用ドリルビットの切刃部を、遠心力により径方向に移動させながら下穴部の一部を研削して拡径部を形成する、後施工アンカー用のアンカー穴の形成方法であって、拡径部を研削するために加えられる遠心力の最低値が、４．３Ｎとなるように、拡径用ドリルビットの回転数を、６０００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下とすることを特徴とする。

この構成によれば、拡径用ドリルビットの回転数を、６０００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下とすることで、十分な拡径寸法の拡径部を短時間で且つ確実に形成することができる。

本発明の拡径装置は、上記したアンカー穴の形成方法に用いる穿孔装置であって、拡径用ドリルビットは、拡径部を研削する複数の切刃部と、複数の切刃部を、それぞれ径方向に移動可能に保持する切刃保持部と、切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、切刃保持部に対し径方向に外側に拡開するように移動することを特徴とする。

Claims (8)

1. コンクリート製の定着体に穿孔した下穴部に拡径用ドリルビットを挿入した状態で、前記拡径用ドリルビットを回転させ、前記拡径用ドリルビットの切刃部を、遠心力により径方向に移動させながら前記下穴部の一部を研削して拡径部を形成する、後施工アンカー用のアンカー穴の形成方法であって、
   前記拡径部を研削するために加えられる遠心力の最低値が、０．７５Ｎであることを特徴とするアンカー穴の形成方法。
2. 前記拡径部を研削するために加えられる遠心力の最低値が、１．１Ｎであることを特徴とする請求項１に記載のアンカー穴の形成方法。
3. 前記拡径用ドリルビットの回転数が、２５００ｒｐｍ以上４００００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のアンカー穴の形成方法。
4. 前記拡径用ドリルビットの回転数が、９０００ｒｐｍ以上２００００ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のアンカー穴の形成方法。
5. １の前記拡径部を形成するための前記拡径用ドリルビットの回転駆動時間が、５ｓ以上２０ｓ以下であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のアンカー穴の形成方法。
6. 前記切刃部が、１００／１２０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下の粒子径を有するダイヤモンド切刃で構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のアンカー穴の形成方法。
7. 前記切刃部が、５０／６０メッシュ以上１６／１８メッシュ以下の粒子径を有するダイヤモンド切刃で構成されていることを特徴とする請求項６に記載のアンカー穴の形成方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のアンカー穴の形成方法に用いる拡径用ドリルビットと、前記拡径用ドリルビットを回転させる電動ドリルと、から成る拡径装置であって、
   前記拡径用ドリルビットは、
   前記拡径部を研削する複数の切刃部と、
   前記複数の切刃部を、それぞれ径方向に移動可能に保持する切刃保持部と、
   前記切刃保持部を支持するシャンク部と、を備え、
   前記複数の切刃部は、回転に伴う遠心力により、前記切刃保持部に対し径方向に外側に拡開するように移動することを特徴とする拡径装置。

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