特許 6126408 拡径用ドリルビット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6126408

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】拡径用ドリルビット

(51)【国際特許分類】

   B28D 1/14 20060101AFI20170424BHJP

【ＦＩ】

   B28D1/14

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-29880(P2013-29880)

(22)【出願日】2013年2月19日

(65)【公開番号】特開2014-159093(P2014-159093A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2016年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】506162828

【氏名又は名称】ＦＳテクニカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001623

【氏名又は名称】特許業務法人真菱国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 正吾

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−２３４７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０２６９２７５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０１５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１１２９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２７１４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５６−０４６６９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００５−２８０２４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｄ １／１４

Ｅ２１Ｂ １０／３２

Ｂ２３Ｂ ２９／０３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

躯体に穿孔した下穴に挿入して用いられ、前記下穴の一部を研削により拡径するための拡径用ドリルビットであって、
前記下穴に挿入され、シャンク部の先端部に切刃部を設けた複数の個別ビット部を有すると共に、複数の前記個別ビット部を環状に配置したビット部と、
基端側で動力源側の回転軸に着脱自在に装着され、先端側で複数の前記個別ビット部の先端側が径方向外側に拡開可能となるように、前記ビット部を基部において同軸上に保持するホルダーシャフト部と、
同軸上において基端側が前記ホルダーシャフト部にスライド自在に保持されると共に、先端側が複数の前記個別ビット部の内側に係合し、前記ホルダーシャフト部に対する相対的な後退に伴って、複数の前記個別ビット部を径方向外側に拡開させる作動ロッド部と、を備え、
複数の前記個別ビット部は、全体が断面円状の輪郭を為すようにそれぞれ円弧状断面に形成され、且つ前記ホルダーシャフト部に保持される係合基部が幅狭であって外側の円弧状段部を存して厚肉に形成され、
前記ホルダーシャフト部は、前記各係合基部に外側から接触するアウターホルダおよび内側から接触するインナーホルダを有し、
前記アウターホルダの内周面には、前記各円弧状段部が抜止め状態に掛け止めされる環状掛止め部が形成され、
前記インナーホルダの外周面には、前記環状掛止め部に対峙し、前記各個別ビット部の拡開中心となる環状突起部が形成されていることを特徴とする拡径用ドリルビット。

【請求項2】

前記インナーホルダの外周面には、前記各個別ビット部の拡開に際し、前記各係合基部の側面をガイドする複数のガイド突起部が形成されていること特徴とする請求項１に記載の拡径用ドリルビット。

【請求項3】

前記作動ロッド部の先端部は、前記ビット部の先端から突出しており、
前記作動ロッド部の先端が前記下穴の穴底に当接した状態で、前記回転軸を介して前記ホルダーシャフト部が押し込まれることにより、前記作動ロッド部の前記ホルダーシャフト部に対する相対的な後退が為されることを特徴とする請求項１または２に記載の拡径用ドリルビット。

【請求項4】

前記作動ロッド部の先端部に着脱自在に取り付けられ、前記ビット部の前記下穴への挿入深さを調整可能な複数の調整アタッチメントを、更に備え、
前記複数の調整アタッチメントは、相互に長さが異なることを特徴とする請求項３に記載の拡径用ドリルビット。

【請求項5】

前記ビット部の先端から突出する先端部の、長さが異なる複数の作動ロッド部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の拡径用ドリルビット。

【請求項6】

前記作動ロッド部は、複数の前記個別ビット部の内側に係合する先太りのテーパー部を有し、
前記テーパー部に係合する前記各個別ビット部の内側は、平面形状に形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拡径用ドリルビット。

【請求項7】

前記ビット部の先端部に冷却剤を供給するために、
前記ホルダーシャフト部は、軸心部にシャフト内流路を有し、前記作動ロッド部は、軸心部に前記シャフト内流路に連通するロッド内流路を有していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の拡径用ドリルビット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、主として、コンクリート等の躯体に穿孔した下穴の一部を拡径するための拡径用ドリルビットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の拡径用ドリルビットとして、コンクリート等の躯体に穿孔したストレート形状の下穴に挿入して用いられ、下穴の最奥部を拡径するアンダーカットドリル装置が知られている（特許文献１参照）。
この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、下孔の底部（最奥部）に拡径部を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２８０２４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような従来のアンダーカットドリル装置では、切刃を有するアームをコーン部の外周面でガイドする構造となっているため、コーン部を筒体で支持せざるを得ず、構造が極めて複雑になる問題があった。また、シャフトの外側にアーム、コーン部および筒体を配置する構造となるため、全体が太径となり、比較的細径の下穴に使用することができない問題があった。

【0005】

本発明は、単純な構造で、細径の下穴にも対応可能な拡径用ドリルビットを提供することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の拡径用ドリルビットは、躯体に穿孔した下穴に挿入して用いられ、下穴の一部を研削により拡径するための拡径用ドリルビットであって、下穴に挿入され、シャンク部の先端部に切刃部を設けた複数の個別ビット部を有すると共に、複数の個別ビット部を環状に配置したビット部と、基端側で動力源側の回転軸に着脱自在に装着され、先端側で複数の個別ビット部の先端側が径方向外側に拡開可能となるように、ビット部を基部において同軸上に保持するホルダーシャフト部と、同軸上において基端側がホルダーシャフト部にスライド自在に保持されると共に、先端側が複数の個別ビット部の内側に係合し、ホルダーシャフト部に対する相対的な後退に伴って、複数の個別ビット部を径方向外側に拡開させる作動ロッド部と、を備え、複数の前記個別ビット部は、全体が断面円状の輪郭を為すようにそれぞれ円弧状断面に形成され、且つホルダーシャフト部に保持される係合基部が幅狭であって外側の円弧状段部を存して厚肉に形成され、ホルダーシャフト部は、各係合基部に外側から接触するアウターホルダおよび内側から接触するインナーホルダを有し、アウターホルダの内周面には、各円弧状段部が抜止め状態に掛け止めされる環状掛止め部が形成され、インナーホルダの外周面には、環状掛止め部に対峙し、各個別ビット部の拡開中心となる環状突起部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、ビット部を下穴に挿入した状態で、動力源を回転駆動させると、ホルダーシャフト部およびビット部が一体回転する。この状態で、ホルダーシャフト部に対し作動ロッド部を相対的に後退させると、作動ロッド部が、複数の個別ビット部を径方向外側に拡開させる。すなわち、作動ロッド部を相対的に後退させると、回転する複数の個別ビット部が径方向外側に拡開して、各個別ビット部の切刃部が下穴の一部を研削し拡径させる。この場合、複数の個別ビット部は基部でホルダーシャフト部に保持され、先端側が複数の個別ビット部の内側に係合する作動ロッド部により拡開される構成であるため、作動ロッド部を直接ホルダーシャフト部に保持する構造とすることができ、構造を単純化することができる。また、下穴に挿入される複数の個別ビット部（ビット部）と作動ロッド部とは、径方向に集約して配置することができると共に、従来技術のような外筒を必要としない。したがって、細径の下穴にも対応（拡径）させることができる。
また、各個別ビット部は、その円弧状段部がアウターホルダの環状掛止め部に掛け止めされるようにして、抜止め状態を維持する。また、拡開する各個別ビット部は、インナーホルダの環状突起部に接触する部分を中心に回動する。個別ビット部の係合基部は、インナーホルダの環状突起部により浮き上がった状態で保持され、この浮き上がり代が、各個別ビット部の回動のための空間となる。このように、複数の個別ビット部をその基部側を中心に円滑に拡開させることができる。また、各切刃部は円弧状を為すため、拡開が進むに従って、各切刃部の研削部位が円弧状の周面全体から中間部分に移行する。すなわち、研削が進むに従って切刃部の摩擦抵抗が小さくなるため、研削を円滑に進めることができる。

【0007】

この場合、インナーホルダの外周面には、各個別ビット部の拡開に際し、各係合基部の側面をガイドする複数のガイド突起部が形成されていることが好ましい。
この構成によれば、複数のガイド突起部により、拡開（回動）する各個別ビット部を、回転反力（ねじれ）に抗して外側に拡開させることができる。

【0008】

この場合、作動ロッド部の先端部は、ビット部の先端から突出しており、作動ロッド部の先端が下穴の穴底に当接した状態で、回転軸を介してホルダーシャフト部が押し込まれることにより、作動ロッド部のホルダーシャフト部に対する相対的な後退が為されることが好ましい。

【0009】

この構成によれば、通常の穿孔作業の要領で、回転駆動する動力源を押し込むことで、ホルダーシャフト部に対し作動ロッド部を相対的に後退させることができ、拡径作業を簡単且つ迅速に行うことができる。この場合、ビット部は、前進しながら拡開することで、下穴を拡径することになる。したがって、各個別ビット部における切刃部は、外周面のみならず先端面にも形成されている。なお、複数の個別ビット部が所望の拡開寸法（拡径寸法）となったところで、複数の個別ビット部の先端が下穴の穴底に突き当たるようにすること、或いは作動ロッド部のスライド端がホルダーシャフト部により位置規制されること好ましい。このようにすれば、作業者をして拡径作業の完了を容易に認識することができる。

【0010】

一方、作動ロッド部の先端部に着脱自在に取り付けられ、ビット部の下穴への挿入深さを調整可能な複数の調整アタッチメントを、更に備え、複数の調整アタッチメントは、相互に長さが異なることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、複数の調整アタッチメントにより、ビット部の下穴への挿入深さを段階的に調整することができ、下穴の任意の深さ位置に対し拡径を行うことができる。

【0012】

同様に、ビット部の先端から突出する先端部の、長さが異なる複数の作動ロッド部を備えていることが好ましい。

【0013】

この構成によれば、複数の作動ロッド部により、ビット部の下穴への挿入深さを段階的に調整することができ、下穴の任意の深さ位置に対し拡径を行うことができる。

【0014】

また、作動ロッド部は、複数の個別ビット部の内側に係合する先太りのテーパー部を有し、テーパー部に係合する各個別ビット部の内側は、平面形状に形成されていることが好ましい。

【0015】

この構成によれば、作動ロッド部のテーパー部で、複数の個別ビット部を均一に且つ簡単に拡開させることができる。また、テーパー部と各個別ビット部の内側とが点接触となるため、拡開の際の摺動抵抗を軽減することができる。なお、テーパー部は、各個別ビット部の先端部内側に係合することが好ましい。

【0016】

さらに、ビット部の先端部に冷却剤を供給するために、ホルダーシャフト部は、軸心部にシャフト内流路を有し、作動ロッド部は、軸心部にシャフト内流路に連通するロッド内流路を有していることが好ましい。

【0017】

この構成によれば、ホルダーシャフト部および作動ロッド部を介して、動力源側からビット部（複数の個別ビット部）の先端部（切刃部）に冷却剤を供給することができる。このため、下穴の拡径を円滑に且つ効率良く行うことができる。なお、冷却剤として、冷却液、圧縮エアー、冷却ガス等を用いることが好ましい。

【0022】

そして、作動ロッド部は、複数の個別ビット部の内側に係合する先細りのテーパー部を有し、テーパー部に係合する各個別ビット部の内側は、平面形状に形成されていることが好ましい。

【0023】

この構成によれば、作動ロッド部のテーパー部で、複数の個別ビット部を均一に且つ簡単に拡開させることができる。また、テーパー部と各個別ビット部の内側とが点接触となるため、拡開の際の摺動抵抗を軽減することができる。なお、テーパー部は、各個別ビット部の先端部内側に係合することが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】実施形態に係る拡径用ドリルビットを穿孔装置に装着した状態の外観図である。

【図2】第１実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。

【図3】拡径用ドリルビットのビット部廻り（ａ）および各個別ビット部（ｂ）の斜視図である。

【図4】拡径用ドリルビットの拡径動作を示す説明図である。

【図5】第１実施形態の変形例に係るビット部の構造図である。

【図6】第２実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。

【図7】第２実施形態の変形例に係る拡径用ドリルビットの構造図である。

【図8】第３実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。

【図9】第３実施形態の変形例に係る拡径用ドリルビットの構造図である。

【図10】第４実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る拡径用ドリルビットについて説明する。この拡径用ドリルビットは、主として、アンカーを打ち込むためにコンクリートや石材等の躯体に形成した下穴に対し、その最深部を拡径するものであり、打ち込んだアンカーの引抜き強度を高め得るものである。ダイヤモンドコアドリル等で穿孔したストレート形状の下孔は、微小な軸ブレにより開口部側が広く奥側が狭く穿孔され、実質上、微小なテーパー形状となる。このため、打ち込んだアンカーに、地震等による大きな力が繰り返し加わると、経時的に引抜き強度が低下する。拡径用ドリルビットは、このようなアンカーの経時的な引抜き強度の低下を防止すべく、下穴と同様の作業要領で下穴の一部を拡径するものである。

【0032】

図１は、拡径用ドリルビットを穿孔装置に装着した状態の外観図である。同図に示すように、穿孔装置１は、手持ちの電動ドリル２と、電動ドリル２に装着した冷却液アタッチメント３とを有し、この冷却液アタッチメント３に拡径用ドリルビット１０が装着される。すなわち、拡径用ドリルビット１０は、動力源を構成する穿孔装置１（電動ドリル２）の冷却液アタッチメント３における回転軸３ａに着脱自在に装着して用いられる。

【0033】

この回転軸３ａ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３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３を介して拡径用ドリルビット１０の先端部に供給される。実施形態の穿孔装置１では、冷却液アタッチメント３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Ｈを穿孔した後、穿孔用ドリルビットに代えて拡径用ドリルビット１０を装着し、下穴Ｈの最奥部Ｈａ（穴底部）を拡径するようにしている。

【0034】

図２は、第１実施形態に係る拡径用ドリルビットの構造図である。同図に示すように、拡径用ドリルビット１０は、先端部で下穴Ｈの拡径を行うビット部１１と、基端側で穿孔装置１の回転軸３ａ（冷却液アタッチメント３）に着脱自在に装着され、先端側でビット部１１を基部において同軸上に保持するホルダーシャフト部１２と、基端側でホルダーシャフト部１２の軸心にスライド自在に保持されると共にビット部１１に挿通する作動ロッド部１３と、を備えている。ビット部１１を下穴Ｈに挿入した状態で、穿孔装置１により拡径用ドリルビット１０を回転させながら押し込むことで、作動ロッド部１３が相対的に後退しビット部１１を拡開させる（図４参照）。

【0035】

ホルダーシャフト部１２は、穿孔装置１（冷却液アタッチメント３）に着脱自在に装着されるシャフト本体２１と、同軸上においてシャフト本体２１の先端から延びるホルダ取付部２２と、同軸上においてホルダ取付部２２の先端から延びるインナーホルダ２３と、インナーホルダ２３を囲繞した状態でホルダ取付部２２に取り付けられたアウターホルダ２４と、を有している。そして、インナーホルダ２３とアウターホルダ２４との間隙には、上記のビット部１１がその基部において保持されている。

【0036】

シャフト本体２１は、その小口に窪入形成した雌ねじ部３１を有し、この雌ねじ部３１が、冷却液アタッチメント３の回転軸３ａの雄ねじ部（図１参照）に螺合される。図示しないが、シャフト本体２１にはスパナ用の工具掛け部が形成されており、ホルダーシャフト部１２は、雌ねじ部３１の部分で冷却液アタッチメント３、すなわち穿孔装置１に着脱自在に装着される。

【0037】

シャフト本体２１、ホルダ取付部２２およびインナーホルダ２３は、一体に形成されており、これらの軸心部には、作動ロッド部１３をスライド自在に保持するスライド孔３２が形成されている。スライド孔３２には、コイルばね３４が設けられており、後退位置にスライドした作動ロッド部１３を前進位置（ホーム位置）に戻し得るようになっている。

【0038】

また、スライド孔３２は、シャフト本体２１等の軸心部にあって、冷却液アタッチメント３に連通する冷却液用のシャフト内流路３５を兼ねている。このため、スライド孔３２は、基端側において上記の雌ねじ部３１と連通し、先端側において作動ロッド部１３と連通している（詳細は後述する）。ホルダーシャフト部１２を冷却液アタッチメント３の回転軸３ａに装着すると、このシャフト内流路３５と冷却液アタッチメント３とが連通し、冷却液アタッチメント３からの冷却液の通液が可能となる。なお、作動ロッド部１３の基部にはＯリング３６が設けられており、シャフト内流路３５の液密性が担保されると共に、作動ロッド部１３の無用な脱落が防止される。

【0039】

ホルダ取付部２２は、シャフト本体２１より細径に形成され、且つシャフト本体２１の先端からに先方に延在するように形成されている。ホルダ取付部２２の外周面には雄ねじが形成され、この部分にアウターホルダ２４が螺合している。

【0040】

図２および図３に示すように、インナーホルダ２３は、ホルダ取付部２２より細径に形成され、且つホルダ取付部２２から先方に延在するように形成されている。また、インナーホルダ２３は、円筒状のインナー本体４１と、インナー本体４１の先端部外周面に突設した断面楔状の環状突起部４２と、インナー本体４１の外周面に突設した４つのガイド突起部４３と、を有している。各ガイド突起部４３は、軸方向に長い長円形に形成されており、４つのガイド突起部４３は、周方向に均等に配置されている。詳細は後述するが、個別ビット部５１の係合基部５７は、その内面が環状突起部４２に接触し、且つ隣接する２つのガイド突起部４３に挟まれるように配設されている。

【0041】

アウターホルダ２４は、円筒状のアウター本体４５と、アウター本体４５の先端部内周面に突設した環状掛止め部４６と、を有している。アウター本体４５の基部側内周面には、雌ねじが形成されており、アウターホルダ２４は、この部分でホルダ取付部２２に着脱自在に螺合している。なお、図示しないが、アウター本体４５の外周面には、アウターホルダ２４を螺合するための工具掛け部が形成されている。

【0042】

環状掛止め部４６は、断面楔状に形成されており、アウター本体４５の先端部において内側に突出している。詳細は後述するが、個別ビット部５１の係合基部５７に連なる円弧状段部５８が、この環状掛止め部４６に係合し、各個別ビット部５１（ビット部１１）の抜け止めが為されるようになっている。そして、ホルダ取付部２２に装着したアウターホルダ２４の環状掛止め部４６は、インナーホルダ２３の環状突起部４２に対峙するように、軸方向において近傍に配設されている。

【0043】

図２および図３に示すように、ビット部１１は、複数（図示のものは、４つ）の個別ビット部５１を環状に配置して構成されている。具体的には、ビット部１１は、円筒状のシャンクの先端部に円筒状の切刃を設けたビットを、周方向に４分割した形態を有している。各個別ビット部５１は、ホルダーシャフト部１２に保持される１／４円弧断面のシャンク部５２と、シャンク部５２の先端部に設けた（溶着した）１／４円弧断面の切刃部５３と、を有している（図３（ｂ）参照）。すなわち、複数の個別ビット部５１は、全体が断面円状の輪郭を為すようにそれぞれ円弧状断面に形成されている。

【0044】

図３に示すように、各シャンク部５２は、軸方向に長く延在するシャンク部本体５５と、シャンク部本体５５の先端部内側に設けた係合突起５６と、シャンク部本体５５の基端側に連なる係合基部５７とで構成されている。係合突起５６は、扇状に形成され、その先端面５６ａは平坦面（平面形状）に形成されている。そして、係合突起５６の先端面５６ａに、後述する作動ロッド部１３のテーパー部６２が係合するようになっている。なお、係合突起５６の先端面５６ａは、テーパー部６２の角度に倣った傾斜面とすることが好ましい。また、係合突起５６は、各シャンク部５２の中間部等に設ける構成であってもよい。

【0045】

係合基部５７は、ホルダーシャフト部１２に保持される部位であり、シャンク部本体５５に対し幅狭に形成されている。これにより、４つの係合基部５７が、アウターホルダ２４に挿入可能となっている。また、係合基部５７は、シャンク部本体５５に対し、外側に形成した円弧状段部５８を存して厚肉に形成されている。この場合、複数の個別ビット部５１が閉じた状態（非拡開状態）で、各シャンク部５２の係合基部５７がアウターホルダ２４（アウター本体４５）の内周面に接触し、拡開状態および非拡開状態を問わず、円弧状段部５８がアウターホルダ２４の環状掛止め部４６に掛け止めされている。

【0046】

一方、各係合基部５７は、先端側内周面（ほぼ円弧状段部５８の位置）において、インナーホルダ２３の環状突起部４２に接触すると共に、両側面がインナーホルダ２３の２つのガイド突起部４３に挟まれるように接触している。なお、係合基部５７は、幅狭に形成したシャンク部本体５５の基部に、円弧状段部５８を構成する円弧状の部材を重ね、溶着して構成してもよい。

【0047】

非拡開状態の複数の個別ビット部５１は、各シャンク部５２において、アウターホルダ２４に抜止め状態で掛け止めされ、且つインナーホルダ２３の先端部に接触している。また、インナー本体４１と係合基部５７との間には、環状突起部４２の突出寸法分の間隙が生じている。この状態から拡開状態に移行すると、各シャンク部５２は、環状突起部４２を中心に且つガイド突起部４３にガイドされて回動する。これにより、アウター本体４５に接触していた係合基部５７の基端側がインナー本体４１側に移動し、シャンク部５２（各個別ビット部５１）の回動が許容される。

【0048】

各切刃部５３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面および先端面に設けられている。これにより、下穴Ｈの最奥部Ｈａ内周面が切刃部５３の前進に伴って研削され、所定の寸法に拡径される。なお、実施形態における下穴Ｈの拡径は、アンカーの抜け止めを目的とするものであるため、拡径寸法は微小であってもよい。したがって、切刃部５３の移動を０．１〜２ｍｍ程度とすることが好ましい。

【0049】

また、各切刃部５３は円弧状を為すため、拡開が進むに従って、その研削部位が円弧状の周面全体から中間部分に移行する（図４参照）。すなわち、研削が進むに従って切刃部５３の摩擦抵抗が小さくなるため、研削を円滑に進めることができる。また、研削初期における研削抵抗を小さくすべく、切刃部５３の周方向の先端側（回転方向の先端側）は、面取り形状とすることが好ましい。なお、周方向において、４つの切刃部５３が相互に接触している状態（初期状態）のこの部分の径は、下穴Ｈの径より０．５〜１．０ｍｍ程度細径に形成されており、ビット部１１の下穴Ｈへの挿入が円滑に行えるようになっている。

【0050】

作動ロッド部１３は、基部側でホルダーシャフト部１２にスライド自在に保持された軸部６１と、軸部６１に連なると共に複数の個別ビット部５１の拡開時に上記の係合突起５６に係合する先太りのテーパー部６２と、テーパー部６２に連なると共に下穴Ｈの孔底に突き立てられるニードル部６３と、で一体に形成されている。複数の個別ビット部５１（切刃部５３）が閉じている初期状態では、作動ロッド部１３はホーム位置に有り、ニードル部６３は、切刃部５３から外部に突出している。

【0051】

また、作動ロッド部１３の軸心部には、冷却液用の上記のシャフト内流路２５に連通するロッド内流路６４が形成されている。そして、ロッド内流路６４の流路端は、テーパー部６２の先端部に形成した横断貫通孔６５により外部に開放されている。複数の個別ビット部５１（切刃部５３）が閉じている初期状態では、作動ロッド部１３の軸部６１先端が係合突起５６に係合しており、上記のコイルばね３４に抗して作動ロッド部１３が後退してゆくと、テーパー部６２が係合突起５６に係合し、４つの個別ビット部５１は外側に拡開する。なお、冷却液に代えて、圧縮エアーや冷却ガスを用いることも可能である（詳細は、後述する）。

【0052】

次に、図１および図４を参照して、拡径用ドリルビット１０による下穴Ｈの拡径作業について説明する。この拡径作業では、予め対象となるコンクリート躯体Ａ等に下穴Ｈが形成されているものとする。なお、この場合のコンクリート躯体Ａには、コンクリート製の外壁、内壁、スラブの他、基礎や梁等が含まれる。下穴Ｈは、例えば上記の穿孔装置１にダイアモンドコアビットを装着した穿孔作業により形成される。

【0053】

拡径作業では、先ず穿孔装置１に拡径用ドリルビット１０を装着し、そのビット部１１を下穴Ｈに挿入する（図４（ａ）参照）。作動ロッド部１３（ニードル部６３）を下穴Ｈの穴底に突き当てるように挿入したら、電動ドリル２を駆動して拡径用ドリルビット１０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２３およびロッド内流路６４を介して、切刃部５３に冷却液を供給する。ここで、穿孔時と同様に、回転を継続しつつ、ハンドリングした電動ドリル２を押し込むようにする。

【0054】

電動ドリル２が押し込まれると、ホルダーシャフト部１２のスライド孔３２と作動ロッド部１３との相互のスライド係合により、穴底に突き当った作動ロッド部１３に対し、ホルダーシャフト部１２およびビット部１１が前進する。すなわち、コイルばね３４に抗して、ビット部１１に対し作動ロッド部１３が相対的に後退する。作動ロッド部１３が相対的に後退してゆくと、作動ロッド部１３のテーパー部６２が個別ビット部５１の係合突起５６に係合し、４つの個別ビット部５１を外側に拡開してゆく。これにより、回転する各個別ビット部５１の切刃部５３が、前進しながら下穴Ｈの内面を研削し、下穴Ｈの最奥部Ｈａが拡径されてゆく（図４（ｂ）参照）。最奥部Ｈａが所定の寸法に拡径されると、作動ロッド部１３の基端がスライド孔３２の穴端（実際には、圧縮したコイルばね３４）に相対的に突き当たり、拡径が完了したことが認識される。

【0055】

ここで作業者は、電動ドリル２を停止させ、下穴Ｈからビット部１１を引き抜く動作に移行する。初期の引抜き動作では、コイルばね３４により作動ロッド部１３を残して、ビット部１１およびホルダーシャフト部１２が引き抜かれてゆく。すなわち、ビット部１１に対し作動ロッド部１３が相対的に前進してゆく。作動ロッド部１３が相対的に前進すると、作動ロッド部１３のテーパー部６２が係合突起５６から外れ、４つの個別ビット部５１は、引き抜かれながら閉じるように初期状態に戻る。ここで、コイルばね３４が伸び切り、ビット部１１と共に作動ロッド部１３も引き抜かれる。

【0056】

このように、第１本実施形態では、ビット部１１を下穴Ｈに挿入して回転させながら、電動ドリル２を押し込むだけで、下穴Ｈの最奥部Ｈａを簡単且つ短時間で拡径することができる。また、複数の個別ビット部５１をその内側に配設した作動ロッド部１３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、複数の個別ビット部５１と作動ロッド部１３とは、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Ｈに対しても適切な拡径を行うことができる。

【0057】

図５は、第１実施形態の変形例に係るビット部１１Ａを表している。同図に示すように、このビット部１１Ａでは、４つの個別ビット部５１が、相互のシャンク部５２において噛み合うように構成されている。すなわち、各シャンク部５２の両側面５２ａが凹凸形状に形成され、隣接するシャンク部５２同士が側面５２ａにおいて相互に噛み合っている。
このような構成では、シャンク部５２同士が噛み合うことにより、回転する４つの個別ビット部５１に生ずる捻り変形が抑制され、回転に対するビット部１１Ａの強度アップを図ることができる。

【0058】

次に、図６を参照して、第２実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ａにつき、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。この拡径用ドリルビット１０Ａは、下穴Ｈの最奥部Ｈａを拡径する第１実施形態の拡径用ドリルビット１０と異なり、下穴Ｈの任意の深さ位置を拡径することを意図している。このため、第２実施形態の拡径用ドリルビット１０Ａでは、作動ロッド部１３のニードル部６３が付け替え可能に構成され、且つ長さの異なる複数のニードル部６３が用意されている。

【0059】

作動ロッド部１３におけるテーパー部６２の先端部には、雄ねじが形成され、各ニードル部６３の基端部には、雌ねじが形成されている。すなわち、長さの異なる複数のニードル部６３は、テーパー部６２の先端部に螺合することのより、付け替え可能に構成されている。
これにより、下穴Ｈの穴底にニードル部６３が突き当たった状態で、下穴Ｈ内のおける切刃部５３の位置が区々となり、下穴Ｈの任意の深さ位置に拡径部を形成することができる。なお、テーパー部６２側を雌ねじとし、ニードル部６３側を雄ねじとしてもよい。

【0060】

図７は、第２実施形態の変形例に係る拡径用ドリルビット１０Ｂであり、この拡径用ドリルビット１０Ｂでは、長さの異なる複数の作動ロッド１３が用意されている。複数の作動ロッド１３は、その軸部６１およびテーパー部６２が同一の寸法に形成され、ニードル部６３の長さが異なる形態を有している。
このような構成でも、下穴Ｈの穴底にニードル部６３が突き当たった状態で、下穴Ｈ内のおける切刃部５３の位置が区々となり、下穴Ｈの任意の深さ位置に拡径部を形成することができる。

【0061】

次に、図８を参照して、第３実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｃにつき、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。この拡径用ドリルビット１０Ｃでは、作動ロッド部１３Ａに先細りのテーパー部７３が形成されると共に、作動ロッド部１３Ａが、スライド孔３２に導入した冷却液により前進するようになっている。

【0062】

この場合、作動ロッド部１３Ａは、基端側のピストン部７１と、ピストン部７１の先端から延びる軸部７２と、軸部７２に連なると共に複数の個別ビット部５１の拡開時に上記の係合突起５６に係合する先細りのテーパー部７３と、テーパー部７３に連なると共に係合突起５６に初期状態で係合する初期係合部７４と、で一体に形成されている。

【0063】

一方、スライド孔３２は、シャフト本体２１の部分に設けられ、ピストン部７１をスライド自在に保持する太径スライド孔３２ａと、ホルダ取付部２２およびインナーホルダ２３の部分に設けられ、軸部７２をスライド自在に保持する細径スライド孔３２ｂとで構成されている。そして、太径スライド孔３２ａは、雌ねじ部３１側に装着した押えリング８１との間にシリンダ室を構成している。また、太径スライド孔３２ａと細径スライド孔３２ｂとの間の段部と、ピストン部７１との間には、軸部７２に巻回するように戻しばね８２が介設されている。

【0064】

電動ドリル２を駆動して拡径用ドリルビット１０Ｃを回転させると共に、冷却液アタッチメント３からシャフト内流路３５を兼ねるスライド孔３２（太径スライド孔３２ａ）に冷却液を供給すると、冷却液の液圧により作動ロッド部１３Ａが前進する。すなわち、太径スライド孔３２ａ（シャフト内流路３５）の断面積と、ロッド内流路６４の断面積との差により、ピストン部７１が液圧を受けて前進してゆく。作動ロッド部１３Ａが前進してゆくと、初期係合部７４に続きテーパー部７３が係合突起５６に係合し、４つの個別ビット部５１は外側に拡開する。一方、この状態から冷却液の供給を停止すると、作動ロッド部１３Ａは、戻しばね８２により後退し元の位置に戻る。

【0065】

このように、本実施形態では、ビット部１１を下穴Ｈに挿入して回転させながら、冷却液を導入するだけで、４つの個別ビット部５１は外側に拡開し、下穴Ｈの最奥部Ｈａを簡単且つ短時間で拡径することができる。なお、冷却液に代えて、圧縮エアーや冷却ガスを導入するようにしてもよい（詳細は、後述する）。

【0066】

図９は、第３実施形態の変形例に係る拡径用ドリルビット１０Ｄであり、この拡径用ドリルビット１０Ｄは、ビット部１１の下穴Ｈへの挿入深さを調整可能な調整アタッチメント９０を、更に備えている。
調整アタッチメント９０は、ホルダーシャフト部１２に螺合する円筒状のアタッチメント本体９１と、アタッチメント本体９１に隣接してホルダーシャフト部１２に螺合する止めねじ部９２と、アタッチメント本体９１の先端部に設けた円環状の回転受容部９３と、を有している。

【0067】

シャフト本体２１の外周面には、雄ねじが形成されており、これに対応してアタッチメント本体９１の内周面および止めねじ部９２の内周面には、雌ねじが形成されている。シャフト本体２１に対し、止めねじ部９２を深く螺合した後、アタッチメント本体９１を螺合してビット部１１の下穴Ｈへの挿入深さを調整する。調整が完了したら、アタッチメント本体９１が緩まないように、止めねじ部９２を戻してアタッチメント本体９１に接するように締め付ける。なお、シャフト本体２１の外周面には、挿入深さを指標する目盛を形成しておくことが好ましい。

【0068】

回転受容部９３は、例えばスラスト軸受で構成されており、下穴Ｈの開口縁部に当接するようになっている。アタッチメント本体９１および止めねじ部９２は、シャフト本体２１と共に回転するが、回転受容部９３によりこの回転を縁切りし、下穴Ｈの開口縁部に回転動力が伝達しないように構成されている。

【0069】

このような構成では、アタッチメント本体９１のねじ込み深さにより、ビット部１１の下穴Ｈへの挿入深さを調整することができる。すなわち、下穴Ｈの任意の深さ位置に拡径部分を形成することができる。

【0070】

次に、図１０を参照して、第４実施形態に係る拡径用ドリルビット１０Ｅにつき、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。同図に示すように、この拡径用ドリルビット１０Ｅでは、そのビット部１１Ｂが、円筒状のシャンクの先端部に円筒状の切刃を設けたビットを、軸方向の複数の切込みにより、基部を残して周方向に複数分割した形態を有している。すなわち、ビット部１１Ｂは、円筒状基部１０１と、円筒状基部１０１から延び、割りスリット１０２を存して環状に配置した４つのシャンク部５２と、シャンク部５２の先端部に形成した４つの切刃部５３と、を有している。また、円筒状基部１０１の外側には、ビット部１１Ｂをホルダーシャフト部１２に取り付けるための雄ねじ部材１０３が溶着されている。さらに、各シャンク部５２は、拡開可能となるようにばね性を有している。

【0071】

一方、この場合のホルダーシャフト部１２は、インナーホルダ２３およびアウターホルダ２４が無く、シャフト本体２１と、これに連なると共に内周面に雌ねじを形成したビット取付部１０５と、を有している。そして、ビット部１１Ｂは、その基部に設けた雄ねじ部材１０３により、ホルダーシャフト部１２のビット取付部１０５に着脱自在に螺合されるようになっている。

【0072】

このような構成では、作動ロッド部１３の前進に伴い、各シャンク部５２が撓んで４つの個別ビット部５１が拡開される。この状態から逆に、作動ロッド部１３の後退に伴い、４つの個別ビット部５１が自身のばね性により閉じる。この場合には、円筒状基部１０１により、複数の個別ビット部５１の一体性が維持され、複数の個別ビット部５１を円滑に開閉させることができる。もっとも、シャンク部５２を別体とし、雄ねじ部材１０３によりこれを一体化するようにしてもよい。

【0073】

なお、本実施形態では、個別ビット部５１の個数を４つとしたが、２つ、３つ、５つ等であってもよい。また、各シャンク部５２を円弧状断面としたが、矩形断面等であってもよい。さらに、冷却液に代えて、圧縮エアーや冷却ガスを用いる場合には、冷却液アタッチメント３に冷却液供給装置に代えて圧縮エアー供給装置（コンプレッサー等）を接続するか、或いは冷却液アタッチメント３に代えて、液化ガス等のガスボンベを搭載可能な冷却ガスアタッチメントを用いるようにする。

【符号の説明】

【0074】

１ 穿孔装置、２ 電動ドリル、３ 冷却液アタッチメント、３ａ 回転軸、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 拡径用ドリルビット、１１，１１Ａ，１１Ｂ ビット部、１２ ホルダーシャフト部、１３，１３Ａ 作動ロッド部、２１ シャフト本体、２２ ホルダ取付部、２３ インナーホルダ、２４ アウターホルダ、３２ スライド孔、３５ シャフト内流路、４２ 環状突起部、４３ ガイド突起部、４６ 環状掛止め部、５１ 個別ビット部、５２ シャンク部、５３ 切刃部、５６ 係合突起、５７ 係合基部、５８ 円弧状段部、６１ 軸部、６２ テーパー部、６３ ニードル部、６４ ロッド内流路、７１ ピストン部、７２ 軸部、７３ テーパー部、９０ 調整アタッチメント、１０１ 円筒状基部、Ａ コンクリート躯体、Ｈ 下穴、Ｈａ 最奥部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】