(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向の円周上に少なくとも２箇所以上の凸又は凹形状が連続し変形した円筒状のシャンクと該シャンクの一端外周縁に沿って複数の円弧状又はリング状の切削チップを付けたコアドリルであって、前記、切削チップは、前記シャンクの隣合う凸部又は凹部に係わり、前記シャンクに付けられ、前記、切削チップの内周面は、前記シャンクの凸部又は凹部の内周面と面一であることを特徴とするコアドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
この発明はコンクリート構造物等のコンクリートを穿孔するために円筒状のシャンクの一端にダイヤモンド粒をボンドに混入し、焼結した切削チップを付けたコアドリルに関し、詳しくは軸方向の円周上に２箇所以上の凸又は凹形状を有する変形した円筒状のシャンクと該シャンクに付ける切削チップの配置に関する。
【従来の技術】
【０００３】
コンクリート構造物の耐震補強工事にあと施工アンカーに分類される接着系アンカーが多数使用されている。接着系アンカーはカプセルに入った接着剤と鉄筋の組合せで、穿孔した孔に埋込み使用されるが、コンクリートの穿孔は、従来、ハンマードリルや削岩機が使用されていた。しかし、ハンマードリルや削岩機は、騒音、振動、粉塵等で公害が発生し問題があった。粉塵については吸塵装置付のハンマードリル装置が開発されたが、騒音、振動に付いては未解決で問題があった。そこで従来、配管用の穴あけ等に使用されていたダイヤモンド粒をボンドに混入し焼結した切削チップ、所謂ダイヤモンドチップと呼んでいる切削チップを付けたコアドリルが改良され使用され始めている。耐震補強用に使用される接着系アンカーは、最も多く使用される建築関係では鉄筋の呼び名Ｄ１６，Ｄ１９、Ｄ２２が大半使用され、穿孔径はそれぞれ、ほぼ２０ミリ、２５ミリ、３０ミリであり、同穿孔深さはコンクリートの状態や設計条件により異なるが、鉄筋径（呼び名）の７〜１０倍である。土木関係のコンクリート構造物になると、更に穿孔深さが深くなる場合が多い。しかし、従来のコアドリルは穿孔径が直径６０ミリ以上と大きく、穿孔径が大きいため、堅牢に作ってあるため重量があり重く、穿孔深さも穿孔径の２倍前後が大半であり、さらに１ヶ所に於ける穿孔本数も５本前後で多くても１０本位であった。しかし、耐震補強工事のように従来より細径で穿孔深さが深く、１ヶ所で３０〜５０本以上というような一度に多くの穿孔作業は無かった。又、１ヶ所で多数の穿孔作業を行うこと、既存の使用している建築物に行う作業なので、従来とは比較にならない穿孔作業のスピード化が強く要望され、コアドリルの軽量化が求められていた。
【０００４】
以上の要望から、現在は、コアドリルのシャンクとしては軽量で、耐久性および靭性のある円筒形状のパイプが使用されている。
特開２００２−５９３０５は、本発明者がコンクリート構造物の耐震補強工事用を目的として提案した装置である。本装置は、コアドリルのシャンクがパイプ形状の状態で接続する装置であり、同明細書中の図６は同装置に用いる４枚のダイヤモンド・チップである刃先を等間隔で、パイプ形状の一端にレーザー溶接（以下、単に「溶接」という。）で付けたコアドリルの例を示している。該コアドリルのシャンクとしてのパイプは耐震補強用で、穿孔深さが深いので長いものとなっている。コアドリルの刃部には、鉄筋Ｄ１６、Ｄ１９、Ｄ２２を用いる場合には、穿孔径がそれぞれほぼ２０、２５、３０ミリであり、１分間３０００〜７０００回転という速い回転を必要とし、コアドリルのシャンクとしてのパイプの刃部にはコンクリートを切削する切削力が加わり、同時に刃部の先端部分とパイプをチャッキングして回転と回転力を与える部分との間に大きな捩りが働くことになり、又、刃部が骨材に片当りして切削すると曲りも生ずることになり、現在より更にシャンクとしてのパイプの強度と軽量化が要求されているが、シャンクとしてのパイプの強度上、パイプの肉厚を薄くして軽量化するには限度があり問題があった。
【０００５】
又、現在、使用されている大径から小径までのコアドリルは、コアドリルのシャンクの一端に複数の切削チップあるいはリング状の切削チップがシャンクの肉厚に対し、外側と内側に０．５〜１．５ミリ位それぞれ出っ張って溶接されている。この理由は、コアドリル装置の操作性からくることもあるが、主にコアドリルの切削チップとしての刃先へ供給する水の通路と水とコンクリートの切粉の混水を排出する通路を確保するためで、この水は刃先と反対側のシャンクをチャッキングする部分の上部よりシャンク内に供給されるが、供給する水の通路としては、コアドリルとしての切削が始まると、穿孔したコンクリートのコアがシャンク内に入り、このコアとシャンクの内径との間にできたスキマが全周にでき、このスキマが水の通路となり、同時に供給された水とコンクリートの切粉の混じった混水は穿孔したコンクリートの孔壁とシャンクの外径との間に全周にわたりできたスキマが通路となり、穿孔した孔の外に排出される。
【０００６】
又、切削チップとしての刃先は使用により最終的にはほとんど全部使い切るように設計製作してはいるが、実際はコンクリートの状態が建築物の工事区分毎に異なり、刃先厚さの外側が内側に比べ冷却水としての水のまわりも悪く、又、周速が速いので摩耗する場合が多い。刃先の摩耗はコンクリートを構成している骨材の種類、同硬さに影響される場合が多く、建築物の古いものは骨材として川ジャリが使用されている場合が多い。しかし、工事が区分けして発注されている関係上、コンクリートの圧縮強度が同じならば、同一工事の建築物でも骨材として、川ジャリ、あるいは川ジャリと砕石、あるいは砕石のみの使用という、いろいろな骨材が工事の区分毎に使用されているので、刃先の摩耗にはいろいろなケースが発生する。
【０００７】
切削チップの刃先の摩耗は、刃巾の外側あるいは内側のいずれかが摩耗しても、又、同時に刃巾の外側と内側が摩耗しても、上記した水の通路から見て、供給される水の通路が狭くなり、刃先としての切削チップの冷却が不十分となり、同時にコンクリートの切粉の排出も悪くなり、切削抵抗が大きくなり問題があった。更に、切削チップとしての刃巾の摩耗により、刃厚が薄くなり、同一径のパイプ端部に溶接されているので、刃先は部分的に欠けたり、溶接部より取れることも多く、切削チップを残したまま新しいコアドリルに交換することになり問題があった。又、シャンクの内側に出っ張って溶接される切削チップの部分は水の供給上必要であるが、切削したコンクリートのコアはシャンクの内側に入り、穿孔後、切削チップ側から抜く時は、シャンクの内側に出っ張った刃部に引っ掛かり、簡単に抜くことができず問題があった。
【０００８】
本発明の円筒状のシャンク及びダイヤモンド・チップに関する先行公報としては実公平４−３７７１９、特公平６−９２０８３、特開２００１−９６５２６等があるが、前記３件の公報は、先に述べたシャンクがパイプ形状のものに比べ、太径のシャンクであり、シャンク自体が重く問題があった。又、ダイヤモンド・チップとしての刃先については、実公平４−３７７１９は複数個の研粒セグメントＡとブロンズセグメントＢが、ほぼ密接上に交互に、かつ、両セグメントＡ、Ｂの端面が、ほぼ面一となるにしている
が、切削したコンクリートの切粉を外部に逃がす排出口が無いので問題があった。又、特公平６−９２０８３と特開２００１−９６５２６は切削した切粉を螺旋状にした溝から排出しているが、溝巾を広げることはシャンク自体の強度上の限度があり、問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は上記従来技術に於ける問題点に鑑みなされたもので、本発明は細径で靭性があり強度の高いシャンクと、シャンクの形状によりダイヤモンド・チップである刃先をシャンクに安定して、強固に溶接が可能で、かつ、刃先を確実に冷却すると共に切粉を確実に排出し、かつ、刃先を無駄なく使いきる構造とし、回転抵抗を小さくして、穿孔によりシャンク内に入ったコアを取出し易くすることが出来るコアドリルを提供することをその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
解決手段は、軸方向の円周上に少なくとも２箇所以上の凸又は凹形状が連続し変形した円筒状のシャンクと該シャンクの一端外周縁に沿って複数の円弧状又はリング状の切削チップを付けたコアドリルであって、前記、切削チップは、前記、シャンクの隣合う凸部又は凹部に係わり、前記、シャンクに付けられ、前記、切削チップの内周面は、前記、シャンクの凸部又は凹部の内周面と面一であることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関わるコアドリルの具体的な実施の形態を図面に基づき説明するが、本願発明の範囲は以下に説明される実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１は本発明の実施例を示す図で、シャンク２の軸を途中から切断し、そこから切削チップ５の方向を見た図で、シャンク２と切削チップ５の溶接した時の位置関係を示した図である。図２は、シャンク２の立体図を示す。図１においてシャンク２の円周上を３等分したところに凸部３を連続して設けた変形した円筒状のパイプ形状のシャンク２の一端面に３個の同形状の円弧状の切削チップ５を溶接している。
【００１３】
図１及び図２において、シャンク２は軸方向の円周を３等分したところに設けた凸部３と、同心で凸部３より小径となる凹部４とよりなる細長い変形したパイプ形状であり、凸部３と凹部４はリブ７により繋がる構造となっているので、シャンク２が長くなっても、従来の断面が単に丸いパイプ形状に比べ、同じパイプの肉厚でも、又更に薄い肉厚になっても、コアドリルのシャンクとして使用した場合、切削抵抗により生ずる曲がり、捩りに対し強い構造となっている。シャンク２は引抜きによるドローイングにより製作する方法が精度が高く、安くできる。
【００１４】
同形状の３箇所より成る円弧状の切削チップ５は、シャンク２の隣合う凸部３のリブ７と凸部３の一部分に係わり、凹部４が中心になるようにして、シャンク２の一端外周面に溶接されている。従来の丸いパイプ形状に溶接された切削チップに比べ、径が異なる連続した２つの円周上に溶接されているので、安定し巾広く溶接されているのと同じような効果となり、切削抵抗による切削チップの飛び、あるいは切削チップ５が摩耗しても、かけたり、飛ぶことが少ないわけである。
【００１５】
図１に於いて、切削チップ５はシャンク２の隣合う凸部３と凹部４を繋ぐリブ７−１と７−２の間の凹部４の間に位置し、異なる２つの円周上に凹部４を中心にして対象となるようにリブ７−１、リブ７−２と凸部３の一部分に係わり凹部４に溶接されている。他の２個の切削チップも同様に溶接されている。２つの切削チップ５の間は、切削チップ５の無い、２つの切削チップ５で囲まれた開口部６となっている。該開口部６は、切削チップ５が溶接されているとシャンク２の軸方向の反対側となる部分より供給される水が、切削チップ５を冷却すると共に切削チップ５が切削したコンクリートの切粉を穿孔した孔の孔壁とシャンク２の外周部及び凹部４との間より孔外に排出するためのものである。
【００１６】
シャンク２の凹部３の裏側に設けられた凸部８の空間は供給する水の通路である。
【００１７】
又、切削チップ５の外側がシャンク２の凸部３の外側と面一になるまで摩耗する場合が実際にはよくあるが、切削チップ５の高さが残っている場合が多く、凹部８より供給される水により切削したコンクリートの切粉は凸部３に隣接する凹部４で作られた空間に押し出され、孔外へ排出することができ、残った切削チップ５を有効に使用できる。しかし、従来の単にパイプ状のシャンクでは、穿孔した孔とシャンク２の外径側のスキマが無くなり、水とコンクリートの切粉の混水はシャンク内に溜り、孔外への排出が困難となり、穿孔ができなかった。
【００１８】
又、切削チップ５の外側が摩耗し、シャンク２の凸部３の外側面と面一になり、コアドリルが回転すると、凸部３の外周面３ヶ所の長さは全外周面に比べて小さいので、回転抵抗が小さくなるという利点がある。
【００１９】
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【００２０】
排出された切粉の混じった混水は図示しない吸塵装置により外部にある濾過装置に送られ、再度シャンク２に供給される。
【００２１】
図１に於いて、切削チップ５の寸法は、切削チップは外径２５ミリ、内径は２０．０ミリであり、厚さは２．５ミリであり、高さは１０ミリである。一方、シャンク２の凸部３及び凹部４の外側径は２４．０ミリ、２２．０ミリで、肉厚は１．０ミリである。シャンク２と切削チップ５との関係は、シャンク２の凸部３の外周面より０．５ミリ切削チップ５が外側に出ており、シャンク２の凹部４の内周面と面一である。
【００２２】
図１の実施例では、切削チップ５はシャンク２の隣り合う凸部３に係わり溶接されているが、同じ円周上に三等分したところに凸部３が設けられる場合でも凸部３の円周方向の巾を広げ、開口部６の巾を大きくして、切削チップ５の一端が凸部３に係わり、他端が隣り合う凸部３の中央近辺に位置して取付けられても良く、シャンク２の凸部３の形状、切削チップ５の取付け位置は自由にできる。
【００２３】
次に、実施例のコアドリルを用いて穿孔する場合について説明する。先ず、図示しないコアドリル装置をコンクリート面に仮固定し、次にコアドリルを切削チップ５と反対側となるシャンク２の端部をコアドリル装置のコレットチャックに接続する。コレットチャックは駆動部に繋がっている。次に、コアドリル装置を穿孔位置に本固定し、コアドリル装置のスイッチを入れ、コアドリルを回転させる。コアドリルの回転より、わずかに遅れてコアドリルのシャンク２の内側には水が供給される。穿孔作業が始まると、シャンク２の内側より供給される水は図１を正視した状態で、右回転でシャンク２が回転すると、水もシャンク２の回転により若干は回転しながら、遠心力によりシャンク２の内側に押し付けられながら、切削チップ５の内側にまわり、切削チップ５の内周を冷却し、切削チップがコンクリート面に対し垂直に当る切削面に水を供給しながらコンクリートを切削する一方、切削チップ５の回転方向の３つの先端部にはシャンク２の凸部３に対応する内側の凹部８の空間と開口部６が同じ位置に設けられているので、供給される水は凹部８に当り、冷却しながら切削チップ５がコンクリート面に対し垂直に当る面に水を供給しながらコンクリートを切削し、水とコンクリートの切粉の混じった混水を穿孔した孔壁側とシャンク２の外側の凹部４に押し出す。
【００２４】
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【００２５】
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【００２６】
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【００２７】
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【００２８】
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【００２９】
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【００３０】
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【００３１】
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【００３２】
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【００３３】
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【００３４】
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【００３５】
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【００３６】
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【００３７】
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【００３８】
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【００３９】
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【００４０】
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【００４１】
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【００４２】
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【００４３】
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【００４４】
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【００４５】
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【００４６】
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【００４７】
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【００４８】
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【００４９】
実施例では、シャンク２の凹部４の内周面と切削チップ５の内周面が面一に溶接されているので、コンクリートを穿孔した時、切削されたコンクリートのコアはシャンク７２の中に入っていくが、コンクリートのコアの径は、計算上は切削チップ５の内径と同じのなるが、実際はコンクリートの中は、大小の骨材が不規則に混在していることと、シャンク２が長いシャンクなので、切削チップの付いた部分は、切削中骨材の当り方により振れ、切削チップ５の内径よりコンクリートのコア径は小径となる。穿孔によりシャンク２の中に入っているコンクリートのコアは、所定の深さの穿孔後、コアドリルをコンクリートより抜くと、コンクリートのコアはコンクリートの中にコンクリートに付いた状態で残っているか、あるいは、コンクリートの状態、穿孔状態によりコンクリートの中で途中から折れているか、シャンク２の中に入っている。シャンク２の中に入っている時は、シャンク２を軽く打てば、シャンク２から安易に抜ける。
【００５０】
実施例では、チップ５はシャンク２の凹部３を中心にして、リブ７−１、７−２をこえて、凸部２、３の一部分に溶接したが、シャンクと切削チップとの強固な溶接が必要な場合は、シャンク２の凸部３と凹部４をそれぞれ６箇所に増し、切削チップ５をシャンクの凸部を中心にして左右の凹部をまたぎ、隣の凸部の一部分に溶接すれば良い。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、上記したような形態で実施されるので、以下の効果がある。
▲１▼  軸方向の円周上に２箇所以上の凸又は凹形状を連続した円筒状のシャンクにすることにより、シャンクの剛性が増し、切削による曲り、捩り強く、かつ、軽量のシャンクが得られる。
▲２▼  切削チップはシャンクに設けられた凸部と凹部の両方の係わり、径が異なる連続した円周上の一端面にレーザー溶接されるので、巾の広い面積に取付けられるのと同じような効果のある安定した強固なレーザー溶接となる。
▲３▼  シャンクに設けた凸部又は凹部形状により
ａ．切削チップへ供給する水の通路ができ、切削チップの刃巾が摩耗しても切削チップへ確実に水を供給できる。
ｂ．コンクリートの切粉と混った水の排出通路ができた。
ｃ．穿孔時、刃巾の外側が摩耗した時、コンクリートに直接シャンクの接する部分が減り、回転抵抗が小さくなった。
▲４▼  上記▲２▼と▲３▼ａ、ｂにより切削チップを無駄なく使い切ることができる。
▲５▼  シャンクの内径と切削チップの内径を同径にすることで、穿孔によりシャンク中に入ったコンクリートのコアは刃先側から簡単に取出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コアドリルの実施例で、シャンクの途中を切断し、切断した所から切削チップの方向を見た図
【図２】  実施例のシャンクの斜視図。
【符号の説明】
１、                                          …コアドリル
２、                                          …シャンク
３、                                          …シャンクの凸部
４、                                          …シャンクの凹部
５、                                          …切削チップ
６、                                          …開口部
７、７−１、７−２、                          …リブ
８、                                          …シャンクの内側凸部
【図１】
0004217808.tif 000002
【図２】
0004217808.tif 000003