(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の台金と、
前記台金の軸方向一端に接合され穿孔機と接続するためのアダプター部材と、
前記台金の軸方向他端に接合された超砥粒を含有する焼結チップとからなり、
前記台金が、軸方向中央よりもチップの接合された端部寄りに設けられた嵌合部において接着剤を用いて嵌合接合する二つの部材からなり、
前記嵌合部において接合する二つの台金部材のうち一方に設けられた大径孔と他方に設けられた小径孔とによって形成される貫通孔および前記貫通孔に密着嵌合し接着剤により前記貫通孔に取り付けられるピンよりなるピン機構が設けられており、
前記台金の交換が前記接着剤が溶かされ前記ピン及び前記台金が分離することにより行われることを特徴とするコアビット。
【請求項２】
円筒状の台金と、
前記台金の軸方向一端に接合され穿孔機と接続するためのアダプター部材と、
前記台金の軸方向他端に接合された超砥粒を含有する焼結チップとからなり、
前記台金が、軸方向中央よりもチップの接合された端部寄りに設けられた嵌合部において接着剤を用いて嵌合接合する二つの部材からなり、
前記台金の交換が前記接着剤が溶かされ前記台金が分離することにより行われ、
前記焼結チップの形状が、前記台金との接合面に対向する側において、前記台金の円周の接線と平行する面に対し面対称のテーパー角度を有する略屋根型となっていることを特徴とするコアビット。
【請求項３】
前記台金の厚さが２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコアビット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コンクリート、アスファルト、石材等の穿孔するためのコアビット、特に建築物、土木構造物に後施工で穿孔を行なうためのコアビットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリート構造物等を穿孔する際に使用されるビットとして、三点式のもの（図６）と、一体式のもの（図７）とがあった。
【０００３】
三点式のものは、図６に示すとおり、分離可能な三種の部材、すなわちアダプター側台金部材２１、中間台金部材２２およびチップ側台金部材２３とからなり、各部材が分離可能である。図に示すとおり、アダプター側台金部材２１、中間台金部材２２およびチップ側台金部材２３はいずれも円筒形状である。チップ側台金部材２３は、一端にダイヤモンドを含有した焼結チップ２６がロー接などで接合され、他端にネジ加工（３０）が施されている。中間台金部材２２は、両端にネジ加工が施されている。アダプター側台金部材２１は、一端にアダプター２４が接合部９において溶接され、他端にネジ加工（２７）が施されている。アダプター２４には、穿孔機械を接続するための機構（一般的にはネジ機構）が施されている。アダプター側台金部材２１、中間台金部材２２、チップ側台金部材２３は、その一端又は両端に施されたネジ加工された部分により互いに螺合して一つのコアビット２０となっている。
【０００４】
三点式のコアビットは、中間台金部材２２の数を増やすことにより、深い穿孔にも対応でき、汎用性が高い。また、穿孔により焼結チップが磨耗した場合、チップ側台金部材２３だけを交換することが可能であり、このためアダプター側台金部材２１と中間台金部材２２を繰り返し使用できて経済的である。しかし、三点式のコアビットは各部材を互いに螺合するためのネジ加工が必要であり、また各部材の剛性を得る必要があり、このため台金の素材がある程度の厚みを有することが求められた。この結果、全体的に重量が重くならざるを得なかった。このため、穿孔を行なう焼結チップの厚さも必然的に厚くなり、穿孔に大きな力を必要とすることから大型の機械が必要となり、機械の移動や設置に大きな労力を要した。また、各部材が分離可能で互いに螺合している構造であるため穿孔時の振動が分断され、ビット自体の穿孔振動音は比較的小さいが、機械が大型であるために、機械音が大きく、結果的に大きな騒音が発生していた。また、各部材の螺合を取り外すためには専用の工具が必要である点で不便であり、また、強く締まりこんだ場合等には、取り外しに大きな力が必要となり、台金が破損することもあった。
【０００５】
一体式のものにおいては、図７に示すとおり、三点式のコアビット２０（図６）に存する三種の台金が一体化されて一つの円筒形状の台金部材３１となっている。台金部材３１の一端には穿孔機械と接続するためのアダプター３３が接合部９において溶接され、他端にはダイヤモンドを含有した焼結チップ３２がロー接などで接合されている。一体式のものにあっては、三点式のものに存する各部材を接合するためのネジ加工が不要であるため、部材の厚さが三点式のものよりも薄くなっており、全体の重量も軽くなっている。しかし、一体式のコアビットは台金部材の厚さが薄く、また台金部材に分断部がないため、穿孔時には穿孔振動が台金部材全体に共鳴して大きな騒音が発生した。さらに、台金部材が分離できないため、焼結チップが磨耗した場合には、全体を廃棄せざるを得なかった。
【０００６】
また、従来の一体式のコアビットを軽量化することを目的としたコアビットとして、特開平１１−１９８１３０に記載のコアビットがある（図８）。図８に示すコアビット４０は、カップリング４３（本願の「アダプター部材」に相当）、これと一端が嵌合接合するチューブ４１（本願の「台金」に相当）、およびチューブの他端に取り付けられたチップ４２とによって構成されている。カップリング４３とチューブ４１との接合部には、両者の接合を補助するためのピン４４が取り付けられている。しかし、コアビット４０は、カップリングの材料としてアルミ合金材又はプラスチック材を使用して、素材そのものを軽くすることによってコアビット全体を軽量化することを前提としている。このため、カップリングとチューブの接合位置についての工夫、および焼結チップの形状についての工夫はみられない。
【０００７】
特開平１１−１９８１３０に記載のコアビットにあっては、チューブの胴中に嵌合部を設けていないために、穿孔振動がチューブ全体に共鳴し、大きな穿孔音を発生させる。また、カップリングの再利用は可能であるが、チューブ全体を破棄する必要があり、不経済である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ビルの改築等の現場では、高所や狭い場所での穿孔作業となるので、軽くコンパクトで作業性の良い穿孔機械およびビットが必要となる。そこで前述の一体式のものや小型の穿孔機を使用しての穿孔が近年増加しているが、一体式のものには、前述の問題点があるため、そのような問題点のないコアビットの出現が待たれていた。
【０００９】
本発明は、コンクリート構造物等を穿孔する際に使用されるビットであって、以下に述べるとおりの、前記従来のコアビットの問題点を解決することのできるものを提供することを課題とする。すなわち、ビットの台金の厚みが薄くて全体の重量が軽く、機械全体が小さくコンパクトで移動や設置に大きな労力を必要とせず、その結果作業性が良く高所や狭い場所での穿孔作業が可能なものを提供することを課題とする。また、穿孔時の騒音が少ないものを提供することを課題とする。さらに、深い穿孔に容易に対応できて汎用性が高く、かつ、穿孔により焼結チップが磨耗した場合に部品交換が可能で、コアビット全体を廃棄することを要しないものを提供することを課題とする。さらに、各部材の取り外しが容易なコアビットを提供することを課題とする。
【００１０】
さらに、焼結チップが磨耗した際に廃棄する部材が、特開平１１−１９８１３０よりも小さくて済み、再利用できる部分をより多く確保できるコアビットを提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願においては、円筒状の台金と、前記台金の軸方向一端に接合され穿孔機と接続するためのアダプター部材と、前記台金の軸方向他端に接合された超砥粒を含有する焼結チップとからなり、前記台金が、軸方向中央よりもチップの接合された端部寄りに設けられた嵌合部において接着剤を用いて嵌合接合する二つの部材からなることを特徴とするコアビットを提供する。
【００１２】
台金の素材は問わない。アルミ合金やプラスチックでもよいし、コスト・強度・加工性から、ごく一般的な鉄系のものでもよい。
【００１３】
台金を互いに嵌合する二つの部材で構成することにより、穿孔の際に発生する振動音が嵌合部により遮断されコアビット全体が共鳴することを防止できる。
【００１４】
台金の嵌合を接着剤によって行なうことにより、嵌合部をシンナー等の溶剤に浸ける、あるいはトーチ等を用いて熱することにより、台金に大きな力を加えずに嵌合部を外すことができる。この結果、焼結チップが磨耗した場合の部品交換が容易となり、台金の再利用を図ることができる。
【００１５】
接着嵌合部の位置と数は、コアビットの大きさに対応して変更する。しかし、嵌合部の少なくとも一箇所は、台金のチップ側寄りに施す必要がある。嵌合部を台金のチップ側寄りとすることにより、振動の抑制効果が高くなる。すなわち、嵌合した位置で穿孔振動が遮断され制振効果が生じるため、穿孔振動の発生源であるチップから遠い位置で嵌合すると、振動を遮断するまでの距離が長くなり、この結果、抑制効果が少なくなるのである。また、焼結チップが磨耗して交換する際に、より大きな部分の再利用が実現される。
【００１６】
接着嵌合の強度は、嵌合長さの調整により調節する。使用機械の出力等も、これに対応して変更・調節する。
【００１７】
また、本願においては、前記コアビットであって、前記台金の厚さが２ｍｍ以下であることを特徴とするコアビットを提供する。
【００１８】
台金にネジ加工を施す必要がないため、円筒状台金の厚さを２．０ｍｍ以下にすることができるのである。台金の厚さを２．０ｍｍ以下と薄くすることにより、コアビットが軽量化される。
【００１９】
また、本願においては、前記コアビットであって、前記嵌合部においてピン機構が設けられていることを特徴とするコアビットを提供する。ピン機構は、嵌合部の嵌合強度を補強するものとして機能する。また、本願においては、前記コアビットであって、前記ピン機構が嵌合部において接合する二つの台金部材のうち一方に設けられた大径孔と他方に設けられた小径孔とによって形成される貫通孔および当該貫通孔とに密着嵌合するピンよりなることを特徴とするコアビットを提供する。
【００２０】
貫通孔を、このような形状（大径孔と小径孔により形成される段付き形状）とすることにより、接着面積を増やすことによりピンの接着強度が得られるという効果がある。また、これに加えて、ピンの厚さを貫通孔の嵌合部厚さと同じかあるいは若干薄いものとすることにより、製造時の作業性が良くなる。すなわち、ピンが円筒状台金よりも内側又は外側のいずれの側に突出しても、穿孔時に被削財とピンが接触する可能性がある。接触した場合には、穿孔抵抗となり、切れ味（穿孔能力）の低下、最悪の場合にはピンの脱落、円筒状台金の破損等につながる。これらの事態を防ぐべく、ピンの接着位置を確実に円筒状台金の厚さ内に収める必要がある。段付きピンの場合、小径孔側円筒状台金に段付ピンの面があたるまで押込むだけで確実に位置決めができる。
【００２１】
ピンの固定は、円筒状台金の嵌合部を接着材によって固定する際に、これと同時に接着剤によって接着固定をすることが望ましい。
【００２２】
また、本願においては、前記コアビットであって、前記焼結チップの形状が、前記台金との接合面に対抗する側において、前記台金の円周の接線と平行する面に対し面対称のテーパー角度を有する略屋根型となっていることを特徴とするコアビットを提供する。
【００２３】
台金の厚さを２．０ｍｍ以下にする場合には、焼結チップの嵌合の強度を確保するために円筒状台金の焼結チップ接合端部の厚さを２．０ｍｍ程度にすることが望ましい。
【００２４】
焼結チップの形状を円筒状台金との接合面と対抗する面が円筒状台金の外側と内側にテーパ角度を持つ略屋根型形状とすることにより、穿孔振動が抑制され、穿孔振動音を小さくすることができる。このように穿孔振動が抑制されることによって、より剛性の少ない合金、軽い台金の使用が可能になる。
【００２５】
【実施例１】
図１に、本発明の一実施例の断面図を示す。図２に、図１のＡの部分を拡大して示す。コアビット１は、台金２、アダプター部材６、および焼結チップ５を有する。台金２は円筒形状である。アダプター部材６は接合部９において台金２の一端に溶接されている。焼結チップ５は台金２の他端においてロー接等一般的方法によりにより接合されている。アダプター部材６は穿孔機械との接続部を有する。
【００２６】
台金２は、アダプター側台金３およびチップ側台金４からなる。アダプター側台金３とチップ側台金４は、嵌合部Ａにおいて互いに嵌合し接合している。嵌合部Ａにおける嵌合は、アダプター側台金３およびチップ側台金４の一端にそれぞれ設けられた嵌合構造によりなされている。両台金が接する部分には、接着剤１１が塗布されている。接着剤として、弾性接着剤（たとえばエポキシ系弾性接着剤）を使用すると振動抑制効果が上がるが、これに限定されるものではない。
【００２７】
【実施例２】
実施例２は、嵌合部Ａに設けられたピン機構(図２)についての実施例である。ピン機構は、チップ側台金４のアダプター側台金と接する部分に設けられた大径孔１２、およびアダプター側台金３のチップ側台金と接する部分に設けられた小径孔１３によって形成される一つの孔に、当該一つの孔にぴったりとはめ込まれる形状のピン１５(ピン１５は突起１６を有する)を嵌め込む機構である。ピン機構によって、ピン１５に、台金の嵌合部を接着固定する際に、これと同時に、孔に接着固定するのが望ましい。
【００２８】
【実施例３】
図３は、本発明の台金についての別の実施例を示した断面図である。アダプター側台金３とチップ側台金４との中間に中間台金８が設けられている。アダプター側台金３と中間台金８とは嵌合部Ｂにおいて接合されている。中間台金８とチップ側台金４とは、嵌合部Ａにおいて接合されている。実施例３においても、嵌合部は、Ａ、Ｂ、いずれも図２に示した嵌合部Ａと同様である。
【００２９】
振動音を抑えるためには、嵌合部Ｂと嵌合部Ａの嵌合長さがＡ＞Ｂとなるのが望ましい。
【００３０】
【実施例４】
図４に、本発明の台金についての、望ましくない例、実施例４を示す。実施例４では、台金２がアダプター側台金３およびチップ側台金４からなる点、および、両台金が嵌合部Ａで示す機構により接合している点、は実施例１と同一であるが、嵌合部Ａを、台金のチップ方に設けずアダプター方に設けた。
【００３１】
【実施例５】
図５に、超砥粒を含有した焼結チップの形状についての、実施例５を示す。当該焼結チップは、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４のいずれにおいても適用できる。実施例５に係る焼結チップの形状は、図５に示すとおり台金との接合面と対抗する側が、台金の円周の接線と平行する面に対し面対称のテーパー角を有する略屋根型となっている。傾斜は、台金の円周方向接線と平行する面に対し面対象となっている。穿孔圧力Ｆを与えたとき、穿孔対象物と直接接する面が図に示すとおりのテーパ角度を有するので、穿孔反力ｆ１、およびｆ２が、チップの穿孔方向中心軸Ｃに向って発生し、この結果穿孔振動が抑制され、穿孔振動音が小さくなる。また、チップでの穿孔振動が抑制されることで、台金の素材として、より剛性の少ないもの言い換えれば軽いものの使用が可能となる。従来の焼結チップ（角型のチップ）を、本願に係る焼結チップとの対比のために図６および図７に示す。
【００３２】
【実験結果】
本発明の効果を認識する為に本発明の実施例１、実施例３および実施例４を、従来の三点式のコアビット（図６）および一体式のコアビット（図７）と比較した。比較は、重量について（表１）、打音による制振効果について（表２）、実際にコンクリートブロックを穿孔した場合の穿孔音について（表３）、の三つの観点で行なった。
【００３３】
実験において、各実施例に係る装置は、以下のとおりとした。また、実施例１、実施例３、実施例４のいずれについても嵌合部Ａ乃至嵌合部Ｂには実施例２のピン機構を設け、また、実施例１、実施例３、実施例４のいずれについてもチップの形状は実施例５に示すものを用いた。
【００３４】
実施例１において、アダプター側台金３の軸方向長さは２９７ｍｍ、チップ側台金３の軸方向長さは７０ｍｍ、台金の外径は１０８ｍｍ、台金の厚さは、２．０ｍｍとした。嵌合部Ａの嵌合長さは１５ｍｍとした。
【００３５】
実施例３において、アダプター側台金３の軸方向長さは７０ｍｍ、中間台金８の軸方向長さは２４７ｍｍ、チップ側台金４の軸方向長さは７０ｍｍ、嵌合部Ｂの長さが１５ｍｍ、嵌合部Ａの長さは２０ｍｍで、台金２外径は１０８ｍｍ、台金２の厚さは２．０ｍｍとした。
【００３６】
実施例４において、アダプター側台金３の長さは７０ｍｍ、チップ側台金４の軸方向長さは２９７ｍｍ、嵌合部Ａの嵌合長さは１５ｍｍで、台金の外径は１０８ｍｍ、円筒状台金の厚さは２．０ｍｍとした。
【００３７】
【表１】
0004832688.tif 000002
【００３８】
重量を表１に示す。三点式のコアビットは穿孔負荷が大きい、嵌合をネジで行っている為に台金全体の剛性が必要になり筒状の台金の厚さが３．０ｍｍであり、更にアダプター部の肉厚も厚くなっており、その重量は３．７ｋｇと重い。従来の一体式のコアビット及び、本発明の実施例１、実施例３、および実施例４では、台金剛性を三点式コアビットの場合ほど必要としない為に、その重量は２．５ｋｇと大幅に軽くすることが可能になっている。
【００３９】
【表２】
0004832688.tif 000003
【００４０】
打音を表２に示す。４ｇの鋼球を糸につなぎ、２００ｍｍの振り子状とし９０度の角度から振り下ろし円筒状台金のセグメント側端面から３０ｍｍの位置を打ち、打点と同一面で距離１ｍの位置で打音を測定した。従来の一体式のコアビットと比較して本発明の実施例１および実施例３は大幅に打音が小さくなり制振効果が高くなっている。本発明の望ましくない構成の実施例４では従来の一体式のコアビットと大きな差は認められない。
【００４１】
【表３】
0004832688.tif 000004
【００４２】
実際にコンクリートブロックを穿孔した場合の穿孔音を表３に示す。穿孔位置と同一面で距離１ｍの位置で測定を行った。本発明の各実施例のコアビット及び一体式のコアビットの穿孔には、従来の一体式のコアビットで一般的に使用する出力の穿孔機を使用した。また、従来の三点式のコアビットの穿孔には三点式のコアビットで一般的に使用する出力の穿孔機を使用した。
【００４３】
穿孔初期の穿孔音を比較すると、実施例１および実施例３（図１、３）では非常に穿孔音が抑制されている。望ましくない構成で制作された本発明の実施例４では、従来の一体式のコアビットに比べれば若干低い騒音レベルになっているが大きな効果は示していない。従来の三点式のコアビットでは穿孔音は抑制されているが使用機械自体の機械音が大きく騒音レベルは高いものになっている。何れのビットも穿孔深さが６ｃｍを超える深さになると穿孔騒音は機械音のレベルと同等の値で推移する。
【００４４】
実施例１および実施例３のチップ側台金の嵌合部を、トーチで熱する方法、及びシンナーに浸ける方法で、嵌合部を手動で大きな力をかけずに外すことが出来た。特殊な工具を使用する必要はなかった。トーチで熱する方法では、約３０秒間トーチで熱することで完全に接着樹脂は焼失し簡単に取り外すことが出来た。シンナーに浸す方法では、約２４時間シンナーの浴槽に浸しておくことで接着樹脂の接着力はなくなり、簡単に取り外すことが出来た。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、円筒状の台金の一端に穿孔機械との取り付け部を有し、他端側に超砥粒を含有した焼結チップが接合されたコアビットにおいて、 前記円筒状台金の胴中に嵌合部を設け、該嵌合部を接着剤にて接合することにより、焼結チップが被削剤を穿孔することにより発生する穿孔振動音を嵌合部により遮断しコアビット全体が共鳴することを防止して、穿孔振動音の少ないコアビットを実現している。
【００４６】
本発明によるコアビットは従来の一体式のコアビットの持つ軽量で作業性の良い利点を備え、穿孔振動音が大きいという欠点を解決し、更に従来の三点式のコアビットの持つ穿孔により焼結チップが磨耗した場合円筒状ビット部だけの交換が可能である利点を備えることで、高所や狭い場所での作業効率が高く、ビルの改築等で社会生活を営む環境に近く、作業騒音を嫌う場所での使用を容易にし、更に焼結チップが磨耗した場合にビット全体を廃棄する必要をなくし経済性が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施例の縦断面図。
【図２】図１の嵌合部Ａの拡大図。
【図３】本発明に係る一実施例の縦断面図。
【図４】本発明に係る望ましくない実施例の縦断面図。
【図５】本発明に係るチップについての一実施例を示す説明図。
【図６】従来の三点式のコアビットの縦断面図。
【図７】従来の一体式のコアビットの縦断面図。
【図８】従来のコアビットの縦断面図。
【符号の説明】
１・・・コアビット
２・・・台金
３・・・アダプター側台金
４・・・チップ側台金
５・・・焼結チップ
６・・・アダプター部材
８・・・中間台金
９・・・接合部
１１・・・接着剤
１２・・・大径孔
１３・・・小径孔
１５・・・ピン
１６・・・突起
１９・・・穿孔対象物
２０・・・コアビット
２１・・・アダプター側台金部材
２２・・・中間台金部材
２３・・・チップ側台金部材
２４・・・アダプター
３０・・・コアビット
３１・・・台金部材
３２・・・焼結チップ
【図１】
0004832688.tif 000005
【図２】
0004832688.tif 000006
【図３】
0004832688.tif 000007
【図４】
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【図５】
0004832688.tif 000009
【図６】
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【図７】
0004832688.tif 000011
【図８】
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