JP2001232628A - 穿孔機の先端部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径の穿孔に用いられる穿孔機において、穿
孔機の先端部の構造をさらに改良し、冷却剤の供給を効
率化して研削能率を高める。 【解決手段】 中空の回転軸の先端にドリルを取り付
け、回転軸内部の流路を通じて供給される冷却剤をドリ
ルの先端に向けて噴出させながら穿孔する穿孔機の回転
軸１の先端を冷却剤噴出孔３以外は閉塞し、水平断面に
おいて円周方向の一部が開放された内部空間を有する超
砥粒セグメント４を閉塞部２の外面に取り付けてドリル
を構成するとともに、回転軸１の中空部６先端の中心よ
り偏心した位置から閉塞部２の外面の周縁位置に向けて
斜め方向に冷却剤を噴出する冷却剤噴出孔３を閉塞部２
に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート、石
材、建材、ガラスなどに穿孔を行う穿孔機、とくに小径
の穿孔を行う穿孔機の先端部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば建造物のコンクリート壁に化粧
板を取り付ける場合、コンクリート壁にアンカーボルト
用の小径の孔を多数穿孔する必要がある。このような小
径の穿孔機として、回転軸の先端に切削部を有するドリ
ルを取り付けた穿孔機が用いられている。

【０００３】この種の穿孔機の基本的な構成は、中空の
回転軸の先端にドリルを取り付け、回転軸内部の流路を
通じて供給される空気や水などの流体を回転軸の先端か
ら噴出させながらドリルを回転させ、切削屑を流体とと
もに吸引しながら穿孔するものであり、いわゆるノンコ
アドリルと称されるものである。流体として圧搾空気を
用いる乾式穿孔機として、特公平３−４３６５号公報お
よび実公平６−２５３０７号公報に記載の穿孔機があ
る。

【０００４】特公平３−４３６５号公報に記載の穿孔機
における先端部構造は、図５（ａ）の底面図および同図
（ｂ）の縦断面図に示すように、回転軸５１の先端の切
削部５３に窪状先端面５４と側面とにわたって開口する
スリット５５を形成するとともに、スリット５５と先端
面５４との交差部分に切刃５６を形成したものである。
穿孔時には、回転軸５１の流路５２内を通った圧搾空気
がスリット５５から噴出し、切刃５６を冷却する。この
穿孔機によれば、高速回転下において空気を容易かつ円
滑に供給することができて、ドリルの熱劣化を抑制でき
るとともに、切削能率の向上を図ることができ、また、
ドリルの冷却と切削屑の排出、回収のための空気循環が
穿孔中維持されるので、全体を通じて良好な穿孔作業を
行うことができるとされている。

【０００５】実公平６−２５３０７号公報に記載の穿孔
機における先端部構造は、図６（ａ）の底面図および同
図（ｂ）の縦断面図に示すように、冷却剤の流路６２を
有する回転軸６１の先端の切削部６３にコ字型に開口す
る開放空間６５を形成するとともに、開放空間６５と先
端面６４との交差部分に切刃６６を形成し、さらに、開
放空間６５を形成する内壁面に切削部６３の基部中心に
向かって傾斜したテーパ面６７を設けたものである。こ
のテーパ面６７を設けたことにより、切削部内部の被切
削材がテーパ面６７によって小さく破砕されやすくな
る。

【０００６】また、流体としてエアゾール式冷却剤を用
いる湿式穿孔機として特開平１１−１０４２５号公報に
記載の穿孔機がある。この穿孔機におけるドリル構造
は、図７（ａ）の底面図および同図（ｂ）の縦断面図に
示すように、中空の回転軸７１の先端を、冷却剤の噴出
孔７７を残し閉塞して平坦面７８とし、この平坦面７８
にスリット７５を形成した切削部７３を設けたドリル構
造である。このドリル構造は、噴出孔７７を回転軸中心
からずらすことにより、噴出孔７７の詰まりを防止する
ようにしたものである。

【０００７】また、実開平５−３９９１３号公報には、
研削部材中央に貫通孔を備えるとともに、この貫通孔か
ら研削部材の外周部に連結する研削液供給孔を形成した
研削穿孔工具が記載されている。この研削穿孔工具で
は、研削部材の先端面外周部分に研削液が多く供給さ
れ、能率よく研削できるとされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】実際の穿孔作業におい
て、乾式穿孔機の場合は、回転軸中空部の先端が閉塞さ
れていないので、圧搾空気の噴出口が目詰まりすること
はないが、湿式穿孔機の場合は、回転軸中空部の先端が
冷却剤噴出孔以外は閉塞されているので、冷却剤噴出孔
が目詰まりしやすい。上記の特開平１１−１０４２５号
公報に記載の穿孔機は、冷却剤噴出孔を回転軸中心から
ずらすことにより、噴出孔の詰まりを防止したものであ
るが、この穿孔機では、噴出孔が回転軸中心からずれて
いるといってもその偏心量は僅かで、冷却剤は切り屑の
密度の高い中心付近に噴出されるので切り屑が被加工材
に直接当たり、冷却効果が弱くなる。また、ドリル回転
時における周速が高く、研削抵抗が最も高い部分である
ドリル外周部分に冷却剤が効率的に供給されず、十分な
研削能率を得ることができない。また、実開平５−３９
９１３号公報に記載の研削穿孔工具は、研削部材に開放
空間が形成されていないので、研削部材と被研削材が密
着した状態にあり、貫通孔の開口部付近の冷却には効果
があるが、その他の部分の冷却効果が著しく悪くなり、
また、切り屑が詰まりやすいという問題がある。

【０００９】本発明が解決すべき課題は、小径の穿孔に
用いられる穿孔機において、穿孔機の先端部の構造をさ
らに改良し、冷却剤の供給を効率化して研削能率をさら
に高めることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、中空の回転軸
の先端にドリルを取り付け、回転軸内部の流路を通じて
供給される冷却剤をドリルの先端に向けて噴出させなが
ら穿孔する穿孔機において、前記回転軸の先端を冷却剤
噴出孔以外は閉塞し、水平断面において円周方向の一部
が開放された内部空間を有する超砥粒セグメントを前記
閉塞部の外面に取り付けてドリルを構成するとともに、
前記回転軸の中空部先端の中心より偏心した位置から前
記閉塞部の外面の周縁位置に向けて斜め方向に冷却剤を
噴出する冷却剤噴出孔を前記閉塞部に形成したことを特
徴とする。

【００１１】本発明の穿孔機においては、回転軸の中空
部先端の中心より偏心した位置から閉塞部の外面の周縁
位置に向けて斜め方向に冷却剤を噴出する噴出孔を閉塞
部に形成したことにより、噴出孔から噴出される冷却剤
はドリル外周部に向かって噴出されることになり、研削
抵抗が最も高い外周部分に冷却剤が効率的に供給され、
十分な研削能率を得ることができる。

【００１２】噴出孔の回転軸中心からの偏心量および傾
斜角は、ドリルの外径やセグメントの高さに応じて、冷
却剤がドリル外周部分に供給されるように設定する。本
発明の対象とする小径の穿孔機の場合は、噴出孔の軸線
と回転軸の軸線とのなす角度は、５〜４５度とするのが
望ましい。この傾斜角が５度未満では、従来の穿孔機の
場合と同様に冷却剤がドリル外周部に効率よく供給され
ない。一方、傾斜角が４５度を超えて大きくなると、ド
リル外周部に向けて噴出させた冷却剤が外周部に滞留し
にくくなる。また、回転軸は小径で閉塞部の肉厚も薄い
ので、この閉塞部に偏心させた状態で４５度を超える大
きい傾斜角の孔を設けることは設計上困難を伴う。

【００１３】冷却剤の噴出孔を傾斜させると噴出孔の長
さが長くなるので、その分、冷却剤が噴出孔を通過する
ときの抵抗が大きくなり、冷却剤の円滑な供給が阻害さ
れることになる。そこで、中空部の先端を円錐状に形成
し、その頂角を９０〜１７０度とするのが望ましい。前
記したように、噴出孔の傾斜角を５〜４５度とすると、
噴出孔の軸線と円錐状の頂面とが直角になるための頂角
は９０〜１７０度となる。

【００１４】また、噴出孔を傾斜させると、回転軸の閉
塞部先端面と噴出孔の軸線とが直角にならないので、噴
出孔の断面積より開口面積が広くなり、噴出された冷却
剤が開口部周囲に広がってドリル外周部に効率的に供給
されなくなる。そこで、閉塞部の先端を円錐状に形成
し、その頂角を９０〜１７０度とするのが望ましい。前
記したように、噴出孔の傾斜角を５〜４５度とすると、
噴出孔の軸線と円錐状の頂面とが直角になるための頂角
は９０〜１７０度となる。

【００１５】前記セグメントの内部空間を形成する内壁
面には、セグメント先端側の面積が減少する方向の傾斜
面を形成するのが望ましい。この内壁面に傾斜面を形成
することにより、切削屑の破砕に寄与する面積が大きく
なって破砕が促進され、切削屑の排出性が高まる。

【００１６】セグメントに用いる超砥粒は、従来の超砥
粒ドリルに用いられているダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥
粒を用いることができる。これらの砥粒をメタルボンド
で結合、保持して所定形状のセグメントとし、このセグ
メントを回転軸の閉塞部先端に接合してドリルとする。
冷却剤の噴出口はセグメント取り付け面以外の部分に開
口するように形成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態に
おける穿孔機の先端部構造を示す図で、（ａ）は底面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【００１８】本実施形態の先端部１０の構造は、回転軸
１先端の閉塞部２の先端に、円周方向の一部が開放され
た内部空間を有するセグメント４をろう付けにより接合
してドリルを構成したものである。セグメント４は、ダ
イヤモンド砥粒をメタルボンドで結合、保持したもので
ある。

【００１９】この先端部構造においては、回転軸１先端
の閉塞部２に、中空部６の先端の中心より偏心した位置
から閉塞部２の外面の周縁位置に向けて斜め方向に冷却
剤を噴出する噴出孔３を閉塞部２に形成している。噴出
孔３の軸線と回転軸１の軸線とのなす角度θ１は１５度
である。噴出孔３を傾斜させて設けたことにより、噴出
孔３から噴出される冷却剤がドリルを構成するセグメン
ト４の先端の外周部に向かって噴出されることになり、
研削抵抗が最も高いセグメント４の外周部分に冷却剤が
効率的に供給され、十分な研削能率を得ることができ
る。

【００２０】図２は本発明の第２の実施形態における穿
孔機の先端部構造を示す図で、（ａ）は底面図、（ｂ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【００２１】本実施形態の先端部２０の構造は、第１の
実施形態の先端部構造におけるセグメント４に代えて、
セグメント５を取り付けたものである。セグメント５
は、内部空間を形成する内壁面に、セグメント先端側の
面積が減少する方向の傾斜面５ａを形成したものであ
る。この傾斜面５ａを形成したことにより、切削屑の破
砕に寄与する面積が大きくなって破砕が促進され、破砕
屑の排出性もよくなる。

【００２２】図３は本発明の第３の実施形態における穿
孔機の先端部構造を示す図で、（ａ）は底面図、（ｂ）
は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【００２３】本実施形態の先端部３０の構造は、第２の
実施形態の先端部構造における中空部６先端の形状を変
更したものである。冷却剤の噴出孔３を傾斜させた状態
で、中空部６先端面と噴出孔３の軸線とが直角になるよ
うに、中空部６の先端を円錐状に形成し、その頂面６ａ
のなす頂角θ２を１５０度としている。このように中空
部６の先端を円錐状にすることにより、噴出孔３の長さ
が第１、第２実施形態の場合よりも短くなり、冷却剤が
噴出孔３を通過するときの抵抗が少なくなる。

【００２４】図４は本発明の第４の実施形態における穿
孔機の先端部構造を示す図で、（ａ）は底面図、（ｂ）
は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【００２５】本実施形態の先端部４０の構造は、第３の
実施形態の先端部構造における閉塞部２の先端の形状を
変更したものである。冷却剤の噴出孔３を傾斜させた状
態で、閉塞部７の先端面と噴出孔３の軸線とが直角にな
るように、閉塞部７の先端を円錐状に形成し、その頂面
７ａのなす頂角θ３を１５０度としている。このように
閉塞部７の先端を円錐状にして閉塞部７先端面と噴出孔
３の軸線とを直角にすることによって、噴出孔３の開口
部で冷却剤が広がることがなく、冷却剤はセグメント８
の先端の外周部に向かって噴出され、効率的な冷却がで
きる。また、本実施形態においては、閉塞部７の先端が
円錐状をなしているので、セグメント８の底面は閉塞部
７の先端の形状に対応した形状になっている。

【００２６】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００２７】（１）回転軸の中空部先端の中心より偏心
した位置から閉塞部の外面の周縁位置に向けて斜め方向
に冷却剤を噴出する噴出孔を閉塞部に形成することによ
り、噴出孔から噴出される冷却剤はドリル外周部に向か
って噴出されることになり、研削抵抗が最も高い外周部
分に冷却剤が効率的に供給され、十分な研削能率を得る
ことができる。

【００２８】（２）冷却剤の噴出孔を傾斜させた状態で
中空部先端面と噴出孔の軸線とが直角になるように中空
部の先端を円錐状に形成することにより、中空部から噴
出孔への冷却剤の円滑な流入が保たれる。

【００２９】（３）冷却剤の噴出孔を傾斜させた状態で
閉塞部先端面と噴出孔の軸線とが直角になるように閉塞
部の先端を円錐状に形成することにより、噴出孔の開口
部で冷却剤が広がることがなく、冷却剤はドリル先端の
外周部に向かって噴出され、効率的な冷却ができる。

【００３０】（４）ドリルを構成する超砥粒セグメント
の内部空間を形成する内壁面に、セグメント先端側の面
積が減少する方向の傾斜面を形成することにより、切削
屑の破砕に寄与する面積が大きくなって破砕が促進さ
れ、切削屑の排出性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態における穿孔機の先端部構造を
示す図である。

【図２】 第２実施形態における穿孔機の先端部構造を
示す図である。

【図３】 第３実施形態における穿孔機の先端部構造を
示す図である。

【図４】 第４実施形態における穿孔機の先端部構造を
示す図である。

【図５】 従来の穿孔機のドリル構造の例を示す図であ
る。

【図６】 従来の穿孔機のドリル構造の例を示す図であ
る。

【図７】 従来の穿孔機のドリル構造の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２，７ 閉塞部 ３ 冷却剤噴出孔 ４，５，８ セグメント ５ａ，８ａ 傾斜面 ６ 中空部 ６ａ，７ａ 頂面 １０，２０，３０，４０ 穿孔機の先端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 誠也 福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地 ノリタケダイヤ株式会社内 (72)発明者 松川 正範 福岡県浮羽郡田主丸町大字竹野210番地 ノリタケダイヤ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C037 AA05 BB00 DD07 FF09 3C063 AA10 AB05 BA03 BB02 BC02 BH05 EE16 FF18 FF20 FF23 3C069 AA04 BA09 BB01 BB02 CA01 CA07 CA11 DA06 DA07 EA01 EA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空の回転軸の先端にドリルを取り付
   け、回転軸内部の流路を通じて供給される流体をドリル
   の先端に向けて噴出させながら穿孔する穿孔機におい
   て、前記回転軸の先端を流体噴出孔以外は閉塞し、水平
   断面において円周方向の一部が開放された内部空間を有
   する超砥粒セグメントを前記閉塞部の外面に取り付けて
   ドリルを構成するとともに、前記回転軸の中空部先端の
   中心より偏心した位置から前記閉塞部の外面の周縁位置
   に向けて斜め方向に流体を噴出する流体噴出孔を前記閉
   塞部に形成したことを特徴とする穿孔機の先端部構造。
2. 【請求項２】 前記流体噴出孔の軸線と前記回転軸の軸
   線とのなす角度が５〜４５度である請求項１記載の穿孔
   機の先端部構造。
3. 【請求項３】 前記回転軸の中空部の先端が円錐状をな
   し、その頂角が９０〜１７０度である請求項１または２
   記載の穿孔機の先端部構造。
4. 【請求項４】 前記閉塞部の先端が円錐状をなし、その
   頂角が９０〜１７０度である請求項１ないし３のいずれ
   かに記載の穿孔機の先端部構造。
5. 【請求項５】 前記セグメントの内部空間を形成する内
   壁面にセグメント先端側の面積が減少する方向の傾斜面
   を形成した請求項１ないし４のいずれかに記載の穿孔機
   の先端部構造。