特開 2018-1645 ダイヤモンドコアビット及びそれを用いた穿孔方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-1645(P2018-1645A)

(43)【公開日】2018年1月11日

(54)【発明の名称】ダイヤモンドコアビット及びそれを用いた穿孔方法

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20171208BHJP

【ＦＩ】

   B28D1/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-133339(P2016-133339)

(22)【出願日】2016年7月5日

(71)【出願人】

【識別番号】598091527

【氏名又は名称】中央総業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001782

【氏名又は名称】特許業務法人ライトハウス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 昌二郎

【テーマコード（参考）】

3C069

【Ｆターム（参考）】

3C069AA04

3C069BA09

3C069BB01

3C069BB02

3C069CA10

3C069DA02

3C069EA05

(57)【要約】

【課題】
ダイヤモンドコアビットを取付けたドリルをメタルセンサに接続した場合に、ダイヤモンドコアビットの刃部が、建造物内部に埋設された鉄筋等に接触した際に流れる微弱電流をメタルセンサが感知するまでの所要時間を短縮させ、鉄筋等の損傷を十分に防止することができるダイヤモンドコアビットを提供する。
【解決手段】
円筒状のボディの開口端部の円周上に刃部を設けたダイヤモンドコアビットであって、刃部が、ダイヤモンド砥石と、導電性部材とからなる、ダイヤモンドコアビット。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状のボディの開口端部の円周上に刃部を設けたダイヤモンドコアビットであって、
刃部が、ダイヤモンド砥石と、導電性部材とからなる、ダイヤモンドコアビット。

【請求項2】

導電性部材が、銅、銀、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、及び鉄からなる群より選ばれる一種以上の金属、または該金属を含む合金である、請求項１に記載のダイヤモンドコアビット。

【請求項3】

刃部において、導電性部材が、被切削面と接触するように配置されている、請求項１または２に記載のダイヤモンドコアビット。

【請求項4】

刃部が、ダイヤモンド砥石からなるダイヤモンド砥石層と、導電性部材からなる導電性部材層と、ダイヤモンド砥石層との順で積層して構成されており、各層の側面が被切削面と接触するように配置されている、請求項１〜３のいずれかに記載のダイヤモンドコアビット。

【請求項5】

ボディ内部に、軸方向に沿って、リード線が埋設されており、リード線の刃部側端部が、導電性部材と接続されている、請求項１〜４のいずれかに記載のダイヤモンドコアビット。

【請求項6】

ダイヤモンドコアビットを用いて建造物に孔をあける穿孔方法であって、請求項１〜５のいずれかに記載のダイヤモンドコアビットが、刃部と建造物に埋設されている金属とが接触したことを感知できるメタルセンサに接続されていることを特徴とする、穿孔方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄筋コンクリート建造物等の穿孔作業に用いるダイヤモンドコアビット及びそれを用いた鉄筋コンクリート建造物等に孔をあける穿孔方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、コンクリートや石材などに孔をあける穿孔作業においては、ダイヤモンド砥石を用いたドリルビットが汎用されている。ドリルビットには、通常、作業性や耐久性などが求められることが多く、例えば、特許文献１では、穿孔性能及び寿命性能を向上させるために、ドリルビットを構成するダイヤモンド砥石の先端部にスリットを設け、該スリットにグラファイトなどの充填材を埋設してなる乾式用ドリルビットが開示されている。

【0003】

ところで、鉄筋コンクリート建造物等の耐震強度の調査のために耐震診断用のコア（テストピース）を採取する際や、ガス、水道、電気、冷暖房器具などの配管工事を行う際など、比較的に大きな孔径の孔をあける際に用いる穿孔用工具としては、ダイヤモンドコアビットが広く用いられている（例えば、特許文献２）。ダイヤモンドコアビットは、円筒状のボディの先端の円周部にダイヤモンド砥石からなる刃部を有しており、ダイヤモンドコアビットの回転運動によって、鉄筋コンクリート建造物等を穿孔する。

【0004】

鉄筋コンクリート建造物等には、鉄筋や配管などが埋設されているが、穿孔作業によって鉄筋を損傷させてしまった場合は、建造物の強度が低下し、また、配管を損傷させてしまった場合は、ガスや水の漏洩に起こるなどといった問題が生じる。そのため、鉄筋コンクリート建造物等を穿孔する際には、埋設されている鉄筋や配管などを損傷させないように作業することが重要である。

【0005】

ダイヤモンドコアビットを用いた穿孔作業においては、鉄筋等の損傷を防ぐために、ダイヤモンドコアビットをメタルセンサに接続することが行われている。メタルセンサは、ダイヤモンドコアビットの刃部が鉄筋等に接触した場合に流れる微弱電流を感知し、駆動機構（コアドリル）への電力の供給を遮断することができる。

【0006】

しかし、従来のダイヤモンドコアビットは、その刃部が、非常に絶縁性の高いダイヤモンド砥石のみで形成されているため、刃部が鉄筋等に接触した場合に流れる微弱電流をメタルセンサが感知するまでに１〜２秒ほどの時間を要し、鉄筋等の損傷を十分に防止できるものではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１０−２７８０３６号公報

【特許文献2】特開２０１４−２８４８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の課題は、ダイヤモンドコアビットをメタルセンサに接続した場合に、ダイヤモンドコアビットの刃部が鉄筋等に接触した際に流れる微弱電流をメタルセンサが感知するまでの所要時間を短縮させ、鉄筋等の損傷を十分に防止することができるダイヤモンドコアビットを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、円筒状のボディの開口端部の円周上に刃部を設けたダイヤモンドコアビットであって、刃部が、ダイヤモンド砥石と、導電性部材とからなる、ダイヤモンドコアビットに関する。

【0010】

本発明は、さらに、導電性部材が、銅、銀、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、及び鉄からなる群より選ばれる一種以上の金属、またはこれらを含む合金であることが好ましい。

【0011】

本発明は、さらに、刃部において、導電性部材が、被切削面と接触するように配置されていることが好ましい。

【0012】

本発明は、さらに、刃部が、ダイヤモンド砥石からなるダイヤモンド砥石層と、導電性部材からなる導電性部材層と、ダイヤモンド砥石層との順で積層して構成されており、各層の側面が被切削面と接触するように配置されていることが好ましい。

【0013】

本発明は、さらに、ボディ内部に、軸方向に沿って、リード線が埋設されており、リード線の刃部側端部が、導電性部材と接続されていることが好ましい。

【0014】

本発明は、ダイヤモンドコアビットを用いて建造物に孔をあける穿孔方法であって、上記に記載のダイヤモンドコアビットが、刃部と建造物に埋設されている金属とが接触したことを感知できるメタルセンサに接続されていることを特徴とする穿孔方法に関する。

【発明の効果】

【0015】

本発明のダイヤモンドコアビットは、刃部の一部に電気抵抗率の低い導電性部材が設けられている。そのため、本発明のダイヤモンドコアビットを取付けたドリルを、メタルセンサに接続した場合、ダイヤモンドコアビットの刃部が鉄筋等に接触した際に流れる微弱電流をメタルセンサが感知するまでの所要時間を短縮させ、駆動機構（コアドリル）への電力の供給を素早く遮断することができる。その結果、穿孔作業において、鉄筋等の損傷が発生すること十分に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明のダイヤモンドコアビットの一態様の側面図である。

【図2】本発明のダイヤモンドコアビットの一態様の底面図である。

【図3】本発明のダイヤモンドコアビットの一態様の断面図である。

【図4】本発明の穿孔方法におけるアース回路形成の一態様を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明するが、本発明の趣旨に反しない限り、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

【0018】

図１は、本発明のダイヤモンドコアビットの一態様の側面図である。図２は、図１を開口端部から見た底面図である。図３は、図２に示されたＸ−Ｘの線分で切断した状態を示す断面図である。図示するように、本実施の形態に係るダイヤモンドコアビット１は、ボディ２と、ダイヤモンド砥石６及び導電性部材７とからなる刃部３と、切欠部４と、リード線５とを備えている。

【0019】

本実施の形態に係るダイヤモンドコアビット１は、以下のように構成されている。ボディ２の開口端部の円周上に、複数の刃部３及び切欠部４が、等間隔で交互に設けられている。刃部３は、ダイヤモンド砥石６からなるダイヤモンド砥石層と、導電性部材７からなる導電性部材層と、ダイヤモンド砥石層とが、この順でダイヤモンドコアビットの径方向に積層されて形成されており、各層の側面が被切削面と接触するように配置されている。リード線５は、ボディ２の内部に、ダイヤモンドコアビット１の回転軸方向に沿って埋設されており、リード線５の刃部３側端部が、導電性部材７に接続されている。

【0020】

図４は、本発明の穿孔方法における、アース回路形成の一態様を示す図である。ダイヤモンドコアビット１は、アース線を介して、メタルセンサ８に接続されている。メタルセンサ８は、アース線を介してダイヤモンドコアビット１に接続されるとともに、他のアース線を介して、アース付き電源コンセント９に接続され、接地されている。金属１０は、コンクリート１１に埋設されている。ダイヤモンドコアビット１の先端が、金属１０と接触した場合、ダイヤモンドコアビット１−金属１０−アース付き電源コンセント９−メタルセンサ８間で、図中に矢印で示すようなアース回路が形成される。メタルセンサ８は、このように形成された回路内を流れる微弱電流を感知する。

【0021】

ボディ２は、中空円筒状で、開口端部の円周上に複数の刃部３が溶接又はロウ付けされている。図示はしないが、開口端部の逆側端部は、回転動力を発生させる駆動機構（コアドリル）と接続するためのシャンクが形成されている。また、ボディ２の内部には、リード線５が埋設されており、ボディ２の回転軸方向の導電性を向上させている。ボディ２の材料としては、特に制限はないが、ロウ材との拡散性が良く、安価であることから、鉄系合金などの金属材料を用いることが好ましい。また、リード線５をボディ２に埋設しない場合は、例えば、銅系合金またはアルミニウム合金など、導電性の高い金属を用いることが好ましい。

【0022】

刃部３は、ダイヤモンド砥石６と導電性部材７によって形成されている。ダイヤモンド砥石６は、ダイヤモンド砥粒をメタルボンド等に分散させ、それを焼結することで得られる。ダイヤモンドは非常に硬い物質であるため、切削性能に優れ、コアドリルビットの刃部の素材として好適に用いられる。しかし、その一方で、ダイヤモンドは絶縁性が非常に高いため、導電性に乏しい。そこで、本発明は、刃部３の一部に電気抵抗率の低い導電性部材７を用いることにより、刃部３全体としての導電性を向上させている。

【0023】

刃部３の回転軸方向の導電性をより向上させるために、刃部３は、導電性部材７が、被切削面と接触するように形成されていることが好ましく、導電性部材７が、被切削面と接触する側の端部から、ボディ２と接触する側の端部までを貫通するように形成されていることがより好ましい。

【0024】

刃部３の構造として最も好ましいのは、図２に示すように、ダイヤモンド砥石６からなるダイヤモンド砥石層と、導電性部材７からなる導電性部材層と、ダイヤモンド砥石層とが、この順でダイヤモンドコアビットの径方向に積層され、かつ、各層の側面が被切削面と接触するよう形成されている構造である。導電性部材層を構成する導電性部材７は、ダイヤモンド砥石層を構成するダイヤモンド砥石６よりも柔らかく、破損しやすいが、導電性部材層をダイヤモンド砥石層で挟み込むことにより、導電性部材層の破損を抑え、磨耗の程度を、ダイヤモンド砥石層の磨耗の程度と同程度とすることができる。本実施の形態では、導電性部材層と被切削面とが常に接触した状態で穿孔作業を行うことができ、ダイヤモンドコアビット１をメタルセンサ８と接続した場合に、ダイヤモンド砥石６を介さないアース回路の形成が可能となるため、メタルセンサ８がアース回路内を流れる微弱電流を感知するまでの所要時間を短縮することができる。また、上述のように、導電性部材層を構成する導電性部材７は、ダイヤモンド砥石層を構成するダイヤモンド砥石６よりも柔らかいため、強度に劣るが、上記のような構成とすることで、刃部３の強度を保つことができる。さらに、本実施の形態では、ダイヤモンド砥石層と被切削面との接触面積が常にほぼ一定となるため、切削性能を一定に保つことができる。

【0025】

刃部３を、図２に示すような積層構造とした場合、導電性部材層の厚さは、特に限定されず、ダイヤモンドコアビットの用途や求められる性能に応じて、適宜設計することができる。導電性部材層を備えることにより、メタルセンサ８がアース回路内を流れる微弱電流を感知するまでの時間を短縮することができる。

【0026】

本発明においては、すべての刃部が、ダイヤモンド砥石６と導電性部材７とから構成されている必要はなく、刃部の少なくとも１つが、ダイヤモンド砥石６と導電性部材７とから構成されていれば、メタルセンサ８がアース回路内を流れる微弱電流を感知するまでの時間を短縮することができる。

【0027】

導電性部材７に用いる材料としては、例えば、電気抵抗率が低い材料を用いることが好ましい。刃部３の一部を電気抵抗率の低い導電性部材７で形成することにより、刃部３の導電性を向上させ、刃部３が建造物内に埋設されている金属に接触した際にアース回路を流れる微弱電流をメタルセンサ８が感知するまでの所要時間を短縮することができる。

【0028】

導電性部材７に用いる材料としては、上記の電気抵抗率を満たすものならば特に制限なく用いることができ、例えば、銅、銀、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、及び鉄からなる群より選ばれる一種以上の金属、または該金属を含む合金などが挙げられる。これらの中でも、電気抵抗率が低く、耐熱性が高く、また安価であるといった点から、銅が好ましい。

【0029】

切欠部４は、冷却水及び／又は切粉を排出するために設けられている。通常、ダイヤモンドコアビットを用いて被切削体への穿孔作業を行う際には、刃部の冷却及び切粉の排出のために、ボディの中空構造内部に冷却水、又はエアが供給される。切欠部４を有することで、冷却水及び／又は切粉を効率的に排出することができ、刃部３の表面に切粉が詰まり、切削性能及び作業性が低下することを防止できる傾向にある。

【0030】

リード線５は、ボディ２の回転軸方向の導電性を向上させるために設けられている。一般的に、ダイヤモンドコアビットのボディには、鉄系合金など導電性のある金属が用いられているが、本実施の形態では、ボディ２を構成する金属よりもさらに導電性の高いリード線５を、ボディ２の内部に回転軸方向に沿って埋設し、さらに、リード線５の刃部３側端部を導電性部材７に接続することで、従来のものよりも回転軸方向の導電性を向上させている。また、図示はしないが、リード線５はボディ２のシャンク側端部と接続されていることが好ましい。このような構成とすることにより、ダイヤモンドコアビット１をメタルセンサ８と接続してアース回路を形成した場合、メタルセンサ８が回路内を流れる微弱電流を感知するまでの所要時間を短縮することができる。また、ボディ２のシャンク側端部を形成する材料として、導電性部材を用いることによって、さらにボディ２の導電性を向上させることができる。

【0031】

本実施の形態の穿孔方法においては、ダイヤモンドコアビット１と、メタルセンサ８と、アース付き電源コンセント９とが、図２に示すようにアース接続されている。また、図示はしないが、ダイヤモンドコアビット１を接続した駆動機構（コアドリル）への電力の供給は、アース付き電源コンセント９に接続されたメタルセンサ８によって行われている。

【0032】

メタルセンサ８は、刃部３が建造物内に埋設されている金属に接触した際に、図２に示すようなアース回路内を流れる微弱電流を感知し、ダイヤモンドコアビット１を接続した駆動機構（コアドリル）への電力の供給を遮断する。メタルセンサ８としては、上記のような機能を有するものであれば、特に制限はなく、市販のものを用いることができる。

【0033】

本実施の形態においては、アース付き電源コンセント９によって、メタルセンサ８を接地しているが、電源コンセントは必ずしもアースされている必要はない。電源コンセントがアースされていない場合は、感知したい埋設金属と導通がとれるように、アース棒などを用いて、メタルセンサ８を接地すれば良い。

【0034】

本実施の形態の穿孔方法では、刃部の導電性が従来のものよりも優れたダイヤモンドコアビット１を用いることにより、刃部３がコンクリート１１に埋設されている金属１０と接触した場合に、アース回路内を流れる微弱電流をメタルセンサ８が感知するまでの所要時間を短縮し、駆動機構（コアドリル）への電力の供給を素早く遮断することができる。その結果、建造物に埋設されている鉄筋や配管等の損傷を十分に防止することができる。

【0035】

なお、ダイヤモンドコアビットを用いた穿孔方法には、穿孔時における刃部の冷却及び切粉の排出を冷却水によって行う湿式のものと、エアによって行う乾式のものがあるが、本発明の穿孔方法は、どちらの方式で行っても良い。

【実施例】

【0036】

以下に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

【0037】

［実施例１］
実施例１として、図１〜３に示すダイヤモンドコアビット１を用いて、ダイヤモンドコアビットの刃部が、金属と接触した際に流れる微弱電流をメタルセンサ８（株式会社ハタヤリミテッド製）が感知するまでの所要時間を測定した。

【0038】

［比較例１］
比較例１として、刃部がダイヤモンド砥石のみで形成され、ボディにリード線が埋設されていない、従来のダイヤモンドコアビットを用いて、ダイヤモンドコアビットの刃部が、金属と接触した際に流れる微弱電流をメタルセンサ８（株式会社ハタヤリミテッド製）が感知するまでの所要時間を測定した。

【0039】

実施例１の測定結果と比較例１の測定結果を比較すると、実施例１の方が、所要時間が短かった。実施例１で用いたダイヤモンドコアビット１は、ダイヤモンドコアビットの刃部が、建造物内部に埋設された鉄筋等に接触した際に流れる微弱電流をメタルセンサが感知するまでの所要時間を、従来のものよりも短縮できることが確認でき、鉄筋等の損傷の防止に効果的であることがわかった。

【符号の説明】

【0040】

１ ダイヤモンドコアビット
２ ボディ
３ 刃部
４ 切欠部
５ リード線
６ ダイヤモンド砥石
７ 導電性部材
８ メタルセンサ
９ アース付き電源コンセント
１０ 金属
１１ コンクリート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】