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発明の名称 ドリル工具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−44135
公開日 平成10年(1998)2月17日
出願番号 特願平9−60573
出願日 平成9年(1997)3月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 暁秀 (外3名)
発明者 ペーター マウテ / ハンネス ヴァハター / ロルフ シュパンゲンベルク / ヴィリー シェーネンベルガー / トーマス アイルレ
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 既成のドリル孔(26)内にバックカット加工を施すためのドリル工具であって、ほぼ円筒形状のシャフト(1, 21)と、ドリル方向とは反対側でシャフト(1, 21)に同軸的に接続する装着端部(3, 23)と、シャフト(1, 21)から半径方向に突出するよう、シャフト(1, 21)の長手方向に沿って配列された一連の切削要素(5, 25)とを具え、装着端部(3, 23)に近接する側で互いに隣接する一対の切削要素(5, 25)間の間隔(A2, A3, A4, A(N-1),AN)を、装着端部(3, 23)から離間する側で互いに隣接する一対の切削要素(5, 25)間の間隔(A1, A2, A3, A4, A(N-1))よりも大としたことを特徴とするドリル工具。
【請求項2】 請求項1記載のドリル工具において、互いに隣接する一対の切削要素(5, 25)間の最大間隔(AN)を、互いに隣接する一対の切削要素(5, 25)間の最小間隔(A1)の約1.5 倍〜約4倍としたことを特徴とするドリル工具。
【請求項3】 請求項1又は2に記載のドリル工具において、切削要素(5, 25)のシャフト(1, 21)からの半径方向突出量(R)を、シャフト(1, 21)の直径の約0.05倍〜約0.20倍としたことを特徴とするドリル工具。
【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載のドリル工具において、切削要素(5)を支持する支持体(7)を具え、これに対応してシャフト(1)に形成した凹部(12)内に前記支持体(7)を装着可能としたことを特徴とするドリル工具。
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項に記載のドリル工具において、シャフト(1)のドリル方向側端面(13)から、シャフト(1)及び装着端部(3)に対して偏心的に配置され、かつ、切削要素(5)に直径線上で対向するドリル端(2)を突出させたことを特徴とするドリル工具。
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載のドリル工具において、シャフト(21)の長手方向軸線に対して垂直な面内におけるシャフト(21)の断面積は、シャフト(21)の両端部領域に向けて減少させることを特徴とするドリル工具。
【請求項7】 請求項6記載のドリル工具において、シャフト(21)の中間領域における最大断面積を、シャフト(21)の端部領域における最小断面積の約1.1 倍〜約1.3 倍としたことを特徴とするドリル工具。
発明の詳細な説明
【0001】
【技術分野】本発明は、既成のドリル孔内にバックカット加工を施すためのドリル工具、特に、ほぼ円筒形状のシャフトと、ドリル方向とは反対側でシャフトに同軸的に接続する装着端部と、シャフトから半径方向に突出するよう、シャフトの長手方向に沿って配列された一連の切削要素とを具えるドリル工具に関するものである。
【0002】
【背景技術】拡開アンカー等による拡開圧力を伴わずに構造部材を基盤に固定する場合、基盤中の既成ドリル孔内に硬化可能な化学的接着剤を充填してアンカーロッドを固定することは既知である。このようなドリル孔を形成するためには、ダイヤモンドを被着した中空クラウンが使用可能である。ドリル孔内壁面の表面あらさは、基盤材料に応じて極小とする。アンカーロッドに作用する大きな引張荷重を接着剤によって基盤に良好に伝達可能とするため、接着剤は硬化状態でドリル孔内壁と形状結合し得るように協働させるのが有利である。すなわち、ドリル孔内壁の少なくとも一部は粗面とし又は所定のプロファイルを有することが必要である。
【0003】ヨーロッパ特許第 0 289 988 A1 号明細書に記載されたドリル工具においては、シャフトから半径方向に突出する一連の切削要素を、シャフトの長手方向に沿って配列した構成とされている。さらに、シャフトに対してドリル方向とは反対側で同軸的に接続する装着端部が、ドリル装置と結合可能とされている。
【0004】ドリル工具がドリル装置によって回転駆動されると、切削要素がシャフトの片側のみに設けられているため、ドリル工具はアンバランス回転運動を行う。その結果、ドリル孔内壁には円周方向の少なくとも一部に亙って延在するバックカット領域が形成される。そして、アンカーロッドは、硬化可能な接着剤と結合することにより、前記形状結合を形成しつつドリル孔内に係止されるものである。
【0005】この既知のドリル工具においては、互いに隣接する一対の切削要素が等間隔に配置されている。したがって、ドリル孔の内壁に作用する引張力が、アンカーロッドと硬化可能な接着剤とを介して、ドリル孔の全長に亙って均等に配分される。すなわち、ドリル孔の開口領域に及ぼされる大きな引張力が基盤に伝達される。このことは、ドリル孔の開口領域における損傷を招来し、固定性能の劣化につながる恐れがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、容易かつ経済的に製造可能であり、硬化可能な接着剤によりアンカーロッドをドリル孔内に確実に係止することのできるドリル工具を提案することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するために、本発明によるドリル工具は、ほぼ円筒形状のシャフトと、ドリル方向とは反対側でシャフトに同軸的に接続する装着端部と、シャフトから半径方向に突出するよう、シャフトの長手方向に沿って配列された一連の切削要素とを具え、装着端部に近接する側で互いに隣接する一対の切削要素間の間隔を、装着端部から離間する側で互いに隣接する一対の切削要素間の間隔よりも大としたことを特徴とするものである。
【0008】本発明のドリル工具によれば、装着端部に近接する側で互いに隣接する一対の切削要素間の間隔を、装着端部から離間する側で互いに隣接する一対の切削要素間の間隔よりも大としたことにより、ドリル工具で形成するバックカット領域の多くをドリル孔の底部近傍領域に配置することが可能となる。すなわち、アンカーロッドに作用する引張荷重の大部分が、接着剤を介してドリル孔の底部近傍領域で確実に基盤に伝達される。その結果、ドリル孔の開口領域に集中荷重が負荷される事態を回避することが可能となる。
【0009】一連の切削要素間の間隔は、負担すべき引張荷重の大きさ、ドリル孔の深さ、ドリル孔が形成された基盤の強度等に依存する。互いに隣接する一対の切削要素間の最大間隔は、互いに隣接する一対の切削要素間の最小間隔の約 1.5倍から約4倍とするのが有利である。例えば、深いドリル孔における切削要素間の間隔は、浅いドリル孔における間隔より大とする。間隔の増大は、用途に応じて一定又は可変とすることができる。
【0010】バックカット領域の深さは、シャフトに対する切削要素の半径方向突出量に依存する。硬化した接着剤の強度により、バックカット領域が形成可能となる深さは変化する。例えば、接着剤の強度が高ければ、バックカット領域は深く形成することが可能である。また、接着剤の強度が低い場合には、バックカット領域は若干浅く形成すると共に互いに近接させて配置する。切削要素のシャフトからの半径方向突出量は、シャフト直径の約0.05倍から約0.20倍とするのが有利である。なお、切削要素は例えば硬質金属製とすることができる。
【0011】バックカット加工に使用される切削要素は当然に摩耗するため、切削要素は随時に交換可能とする必要がある。この場合、一連の切削要素を共通の支持体により支持すると共に、これに対応してシャフトに形成した凹部内に当該支持体を装着可能として、切削要素を迅速に交換可能とするのが有利である。例えば、支持体とシャフトにおける凹部の断面形状をダブテール、いわゆる「鳩尾形状」とすることにより、支持体をシャフトの凹部内で半径方向で固定可能とする。このような凹部を、シャフトの長手方向軸線に対して平行に延在させると共に片側開放形状とする場合には、支持体を容易かつ確実に交換可能である。切削要素は、例えばロウ付け等により支持体に固定することができる。
【0012】本発明によるドリル工具においては、シャフトのドリル方向側端面から、シャフト及び装着端部に対して偏心的に配置され、かつ、切削要素に直径線上で対向するドリル端を突出させることができる。この場合、ドリル孔の底部に接触するドリル端は、ドリル工具がドリル装置によって回転駆動される際にドリル工具がアンバランスに回転するための回転中心点を限定する。例えば、シャフトを円筒形状とする場合には、シャフトに設けられた切削要素は同時にドリル孔内壁に接触し、同一深さの複数のバックカット領域を形成することができる。これらのバックカット領域は、ドリル孔内壁の円周の一部に亙り円弧状に延在する。
【0013】本発明によるドリル工具において、シャフトの長手方向軸線に対して垂直な面内におけるシャフトの断面積は、シャフトの両端に向けて減少させるのが好適である。この場合には、例えばシャフトの中間領域よりも両端部領域において若干浅目のバックカット領域を形成することが可能である。
【0014】ドリル工具の製造技術及び製品強度を考慮し、シャフトの中間領域における最大断面はシャフトの端部領域における最小断面の約1.1 倍から約1.3 倍とするのが有利である。
【0015】バックカットとドリル孔内壁との間の遷移領域における硬化後の接着剤によるノッチ作用を防止すべく、切削要素は、例えば円筒形状に形成すると共に先端に向けてテーパーを有する略円錐形状の切削端部を設ける。このような切削要素によれば、遷移領域においてアールの付されたバックカット領域を形成することが可能である。
【0016】
【最良の実施形態】以下、本発明を図示実施例について一層具体的に詳述する。
【0017】図1,図2及び図3に示すドリル工具は、既成のドリル孔26内にバックカット領域28を形成するために使用される これらドリル工具は シャフト1, 21とドリル方向と反対側でシャフト1. 21に同軸的に接続する装着端部3, 23と シャフト1, 21から半径方向に突出するよう シャフト1, 21の長手方向軸線に沿って配列された複数の切削要素5, 25とを具えている 切削要素5, 25は、円錐状の切削端を有する略円筒形状に形成する【0018】装着端部3, 23は、図示しないドリル装置に結合可能である。そのために、軸線方向両端が閉鎖した長手方向溝4, 24を装着端部3, 23の各側に形成し、ドリル工具をドリル装置に対して軸線方向に係止すると共に一体的に回転可能とする【0019】本発明においては、装着端部3, 23に接近する側で互いに隣接する一対の切削要素5, 25間の間隔A2, A3, A4, A(N-1), ANを、装着端部3, 23から離間した側で互いに隣接する一対の切削要素5, 25 間の間隔A1, A2, A3, A4, A(N-1)よりも大とする。間隔A1, A2, A3, A4, A(N-1), ANは、負担すべき引張荷重の大きさ、ドリル孔26の深さ ドリル孔26を形成した基盤Uの強度等に依存する。互いに隣接する一対の切削要素5,25間の最大間隔ANは、互いに隣接する一対の切削要素5, 25間の最小間隔A1の約1.5 倍から約4倍とする。最小間隔A1は、ドリル孔の深さが 60 mm〜100 mmの場合には例えば6mmとすることができる。
【0020】図1及び図2に例示したドリル工具のシャフト1は、略円筒形状に形成されている。シャフト1におけるドリル方向側の端面13からは 切削要素5に直径線上で対向する位置でシャフト1及び装着端部3に対して偏心的に配置されたドリル端2を、ドリル方向前方に向けて突出させる。シャフト1の長手方向軸線に対して半径方向の偏心量Vをもって配置されたドリル端2は、偏心素子6に形成された受孔11内にロウ付け等により固定する【0021】偏心素子6はシャフト1に着脱可能に取付けられるものとする。そのために偏心素子6に外ねじ8を設け、この外ねじ8をシャフト1に設けた対応する内ねじ9と結合可能とする。ドリル端2は、偏心素子6における外ねじ8に対向する側から、外ねじ8の長手方向軸線に対して平行に突出させる。シャフト1に対する偏心素子6の自然回動を防止するため、ねじロッド等よりなるクランプ素子10を設ける。この場合、内ねじ9の長手方向軸線に対して垂直な半径方向に延在するねじ孔内にクランプ素子10を締結することにより、偏心素子6を外ねじ8の領域で押圧して確実に把持可能とするものである。
【0022】切削要素5を支持するために、レール状の支持体7を凹部12内に配置する。この凹部12は、例えばドリル方向側の端面に向けて開放した長手方向溝として形成することが可能である この場合には 支持体7が確実に交換可能となるのみならず、凹部12におけるドリル方向側の開口を偏心素子6で閉鎖することにより、支持体7をシャフト1に対して軸線方向に固定することも可能である。
【0023】図2に示すように、支持体7および凹部12はいわゆる「鳩尾」断面形状を有するため、支持体7はシャフト1の凹部12内で半径方向に固定することができる。切削要素5は、ロウ付け等によって支持体7に固定する。支持体7に切削要素5を固定するに当たり、支持体7に対する切削要素5の半径方向での突出量はバックカットの加工深度を規定するものである。
【0024】図3に示したドリル工具は、既成のドリル孔26の底部まで到達する ダイヤモンドを被着した中空クラウン(図示せず)により形成したドリル孔26は 本実施例では表面Oを有するコンクリート基盤U内に設ける。
【0025】シャフト21の長手方向軸線に対して垂直な面内におけるシャフト21の断面積は、シャフト21の両端に向けて減少させる シャフト21におけるドリル方向側の遊端は、凸湾曲面22として形成する シャフト21の中間領域における最大断面積は、シャフト21の端部領域における最小断面積の約1.1 倍から約1.3 倍とする。
【0026】ドリル孔26の直径は、最大断面領域におけるシャフト21の直径にほぼ一致すると共に、切削要素25のシャフト1からの半径方向突出量にもほぼ相当する。シャフト21における切削要素25の半径方向の突出量Rは共通であり、例えば、シャフト21の直径が10mmから35mmの場合には突出量Rを約2mmとする。




 

 


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