JP2006088285A

JP2006088285A - ドリル装置

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Publication number: JP2006088285A
Application number: JP2004278675A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Oda; 裕幸尾田; Yukio Terunuma; 由喜夫照沼; Masayuki Ogura; 政幸小倉
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06

Abstract

【課題】作業効率を向上させ低消費電力なドリル装置を提供する。
【解決手段】中間ハウジング５には穿孔時に発生する被削材粉を吸引する負圧吸引手段である第２ファン１２が駆動軸８に同軸固定されている。中間ハウジング５は、それぞれ第２ファン１２に連通するダストパック１３が取付けられる排出部５Ａと図示せぬ吸入部とを有している。ドリル刃１８は、刃部１９を有しその軸心には流体貫通路１８ａが形成されている。ドリル刃１８の外周には、刃部１９から後端に向って延びる逃がし溝１８ｂが形成されている。逃がし溝１８ｂには、流体貫通路１８ａに連通する流体排出口１８ｃが形成されている。集塵カップ２０、第１パイプ２１等は刃部１９と図示せぬ吸入部とを連通する連通部を構成している。図示せぬコンプレッサによって流体貫通路１８ａ及び流体排出口１８ｃを介して、圧縮空気が刃部１９へ送られる。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート壁等の構造体に穴を穿設するためのドリル装置に関する。

従来のドリル装置について、図５に基づいて説明する。図５はドリル装置１０１の構成図を示している。ドリル装置１０１は、コンクリート壁等に穿孔を行うドリル装置本体１０２、圧縮空気を後述の流体排出口１１９ｂ（図６）又はスリット２１９ｂ（図８）へ供給するためのコンプレッサ１３０及び被削材粉を集塵するための集塵機１１０から構成されている。そしてドリル装置本体１０２は、図示せぬモータと、このモータの駆動力により回転される図６に示すドリル刃１１８または図７及び図８に示すドリル刃２１８を有している（例えば、特許文献１及び２参照）。

ドリル刃１１８は、略円柱形状をなし、その軸心にはコンプレッサ１３０からの圧縮空気を流すための流体貫通路１１８ａが形成されている。またドリル刃１１８は、その先端に主にダイヤモンド粉末を含有させた粉末焼結金属により構成される略円柱形状の刃部１１９を有している。刃部１１９には、その被削材に当接する面及び側面に亘って、横断溝１１９ａが形成されている。そして、刃部１１９の被削材に当接する面の横断溝１１９ａの軸心から偏心した位置には、流体貫通路１１８ａに連通する流体排出口１１９ｂが形成されている。

図７はドリル刃２１８の刃部２１９近傍の軸心に沿った断面図、図８はドリル刃２１８を被削材に当接する側から見た正面図である。ドリル刃２１８は、刃部２１９以外はドリル刃１１８とほぼ同様の形状をしている。刃部２１９は、略円柱形状をなし、主にダイヤモンド粉末を含有させた粉末焼結合金により構成される。刃部２１９の被削材に当接する面には、その全体を曲面状に窪ませた凹部２１９ａが形成されている。また、刃部２１９には、その被削材に当接する面及び側面に開口し、流体貫通路２１８ａに連通するスリット２１９ｂが形成されている。

次に、ドリル装置１０１の動作について説明する。図示せぬモータを駆動させることによってドリル刃１１８または図７及び図８に示すドリル刃２１８が回転し、ドリル装置本体１０２を被削材に押し当て穿孔を行う。穿孔により大量の被削材粉が発生する。この被削材紛は、流体排出口１１９ｂ又はスリット２１９ｂから排出される圧縮空気により穴から排出され、集塵機１１０により集塵される。

次に、従来の他のドリル装置について、図９に基づいて説明する。図９はドリル装置３０１の断面詳細図を示している。以下、穿孔方向を前方として説明する。図９に示すドリル装置３０１は、ハウジング３０４を外郭としており、ハウジング３０４前端に穿孔箇所であるドリル刃３１８が設けられている。ハウジング３０４内には、ドリル装置３０１の動力となるモータ３０７が内蔵されている。モータ３０７より駆動軸３０８が前方に向かって延設されており、この駆動軸３０８にはモータ３０７を空冷する第１ファン３０９が同軸固定されている。

ハウジング３０４の後方下部からはハウジング３０４と一体のハンドル３０３が延設されている。ハンドル３０３はモータ３０７の駆動を制御するトリガ３０３Ａを備えている。また、第１ファン３０９の前方には負圧吸引手段である第２ファン３１２が駆動軸３０８に同軸固定されている。ハウジング３０４の第２ファン３１２の半径方向外方には、第２ファン３１２及びハウジング３０４の外部に連通する排出部３０４Ａが設けられており、排出部３０４Ａにはダストパック３１３が取付けられている。また、ハウジング３０４の第２ファン３１２の半径方向外方であって排出部３０４Ａの位置と異なる位置には、第２ファン３１２及び後述する吸塵ホースに連通する図示せぬ吸入部が設けられている。

ハウジング３０４の前方には、駆動軸３０８の回転を図示せぬピストンの往復運動に変換する運動変換部３１４Ａ及び駆動軸３０８の回転を減速するための減速機構３１４Ｂが設けられている。減速機構３１４Ｂの出力側からは、図示せぬ出力軸が駆動軸３０８と平行に前方に向って延びている。図示せぬ出力軸は、図示せぬピストンと連結されており図示せぬピストンの往復運動と共に往復運動する。そして、図示せぬ出力軸の前端部からドリル刃３１８が延設されている。ドリル刃３１８は、その先端にロウ付け固定された超合金製で尖頭形状の刃部３１９を有している。またドリル刃３１８の外周には、刃部３１９から後端に向って延びる逃がし溝３１８ｂが螺旋状に形成されている。

刃部３１９の周囲には、刃部３１９及びドリル刃３１８の前端部を覆う集塵カップ３２０が設けられている。また、集塵カップ３２０は、互いに連通する中空状の第１パイプ３２１と一体に構成されている。第１パイプ３２１は、ハウジング３０４に固定された中空状の図示せぬ第２パイプの前端に嵌挿されている。図示せぬ第２パイプの後端には、図示せぬ第２パイプと連通する図示せぬ吸塵ホースが取付けられており、図示せぬ吸塵ホースの反第２パイプ側は前述の図示せぬ吸入部に取付けられている。

次に、ドリル装置３０１の動作について説明する。刃部３１９を被削材３４０に押し当てトリガ３０３Ａを引くことによりモータ３０７に電流が流れて駆動軸３０８が回転する。駆動軸３０８の回転と共に第２ファン３１２も回転する。この駆動軸３０８の回転は、減速機構３１４Ｂ等を介してドリル刃３１８に伝達され、同時に駆動軸３０８の回転は、運動変換部３１４Ａにより図示せぬピストンの往復運動に変換され、刃部３１９に回転力と打撃力が同時に付与され被削材３４０への穿孔が開始される。

そして、穿孔により大量の被削材粉が発生する。この被削材粉は、高速で回転する逃がし溝３１８ｂに沿って集塵カップ３２０内まで排出される。集塵カップ３２０内の被削材粉は、第２ファン３１２による負圧吸引によって、第１パイプ３２１の方へ流れ図示せぬ第２パイプ、図示せぬ吸塵ホース及び図示せぬ吸入部を通過して、ハウジング３０４内に侵入する。次に被削材粉は、第２ファン３１２による半径方向外方への空気の流れにより排出部３０４Ａの方へ流れダストパック３１３に集塵される（例えば、特許文献３参照）。

実公平７−２１７９号公報特公平５−６１０４５号公報実公平６−４４６１３号公報

しかし、従来のドリル装置１０１では、刃部１１９及び刃部２１９は、それを構成するダイヤモンド粉末を徐々に磨耗させながら被削材を穿孔するため、穿孔作業を繰返すと横断溝１１９ａや凹部２１９ａが減少すると共にスリット２１９ｂの開口部も減少し、被削材粉の十分な排出能力が徐々に低下する。このため、ドリル装置本体１０２とは別体の集塵機１１０を設け被削材粉を除去していたが、作業者が移動をする場合にはドリル装置本体１０２、コンプレッサ１３０及び集塵機１１０の３つの装置を運ばなければならず、作業性の低下を招いていた。また、外壁工事等においては、狭い足場にコンプレッサ１３０及び集塵機１１０の両方を置くことが困難な場合があった。更に、穿孔時には上記３つの装置が同時に動作するため、作業場の電気供給量を超過して、過負荷電流保護装置（電源ブレーカ）が作動し、穿孔作業中に電力が停止される場合があった。

一方、ドリル装置３０１では、第２ファン３１２のみによって被削材粉を吸引するため、吸引力が弱く集塵カップ３２０内の被削材粉しか集塵することができなかった。このため、穿孔作業終了後に穿孔穴に被削材粉が残留してしまうことが多かった。穿孔穴は主にアンカー打込みや外壁補修用の樹脂を充填する目的で形成されるため、被削材粉が穿孔穴い残った場合は除去する必要がある。一日に１０００個以上穿孔する外壁補修工事においては、この除去作業に多大な労力を要することとなる。

そこで、本発明は、作業効率を向上させ低消費電力なドリル装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に収容されたモータと、該モータの回転を減速するための減速手段と、該減速手段により減速された該モータの回転を出力するための出力軸と、略円柱形状であって、一端は被削材を穿孔するための尖頭形状の刃部を有し、かつ該ハウジング外に位置し、他端は該出力軸に固定され、軸心に流体貫通路が形成され、外周の該一端から該他端に向って直線又は曲線状の逃がし溝が形成され、該刃部近傍の該逃がし溝には該流体貫通路に連通する流体排出口が形成され、該モータの駆動力により回転されるドリル刃と、該流体貫通路および該流体排出口を介して、該刃部へ流体を供給する流体供給手段と、穿孔時に発生する被削材粉を吸引する負圧吸引手段とを備え、該負圧吸引手段は、該ハウジングに内蔵され、該ハウジングには、それぞれ該負圧吸引手段に連通する吸入部及び排出部が設けられ、該刃部から該吸入部に亘って、該刃部と該吸入部とを連通する連通部が設けられ、該排出部には、集塵袋が取付けられることを特徴としている。

請求項１に記載のドリル装置によれば、穿孔時に発生する全ての被削材粉を流体供給手段からの流体と逃がし溝とによって、連通部まで排出することができるので、ハウジング内に設けられた負圧吸引手段による負圧吸引のみにより、容易に被削材粉の集塵を行うことができる。従って、集塵に必要な部材をコンパクトに構成することができ、作業者の労力低減が可能となる。また、外壁工事等では流体供給手段のみを足元に置いての作業となるので、作業性の向上を図ることができる。更に、集塵機等の集塵手段を別途設ける必要がなくなるので、ドリル装置全体の消費電力を低減することができる。

また、被削材粉は流体供給手段からの流体及び逃がし溝によって穿孔作業中に排出されるため、穿孔後に穴から被削材粉を取り除く必要がなくなるので、作業性の向上を図ることができる。また、逃がし溝をドリル刃の一端から他端に向って形成しているので、穿孔時の刃部の磨耗による逃がし溝の容積変化を僅かにすることができ、被削材粉の刃部から逃がし溝への排出性能の低下を防止することができる。また、流体排出口を刃部ではなく逃がし溝に形成しているため、刃部が磨耗しても流体排出口の開口部の面積は変化せず、排出する流体の流量を常に一定にすることができ、安定した流体の排出性能を維持することができる。

本発明の実施の形態によるドリル装置について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１に示すドリル装置１は、ドリル装置本体２及びコンプレッサ３０を主な構成としており、コンクリート躯体等にねじを取付けるためのアンカー埋設用の浅い孔を穿孔するために用いられる。ドリル装置本体２については、穿孔方向を前方向として説明する。図２にはドリル装置本体２の全体構造を示しており、後方よりハンドル３、リアハウジング４、中間ハウジング５、フロントハウジング６の順に接続されてハウジングを構成する。

リアハウジング４内には、ドリル装置本体２の動力となるモータ７が内蔵されている。モータ７より駆動軸８が前方に向って延設されており、この駆動軸８にはモータ４を冷却する第１ファン９が同軸固定されている。ハンドル３はトリガ３Ａを備えており、ハンドル３内部には、トリガ３Ａに連動するスイッチング回路３Ｂが内蔵されて、トリガ３Ａの動作によりモータ７の駆動を制御している。ハンドル３の下端には、図示せぬ電源に接続された電源コード３Ｃが延設されている。

リアハウジング４内の第１ファン９前方には第１壁１０が設けられ、中間ハウジング５の前方には第２壁１１が設けられ、第１壁１０及び第２壁１１は軸受を介して駆動軸８を回転可能に支承している。また、駆動軸８の第１壁１０の前方には、負圧吸引手段である第２ファン１２が駆動軸８に同軸固定されている。中間ハウジング５の第２ファン１２の半径方向外方には、第２ファン１２及び中間ハウジング５の外部に連通する排出部５Ａが設けられている。そして、排出部５Ａには、ダストパック１３が着脱可能に取付けられている。また、中間ハウジング５の第２ファン１２の半径方向外方であって排出部５Ａの位置と異なる位置には、第２ファン１２及び後述する吸塵ホース２３に連通する吸入部５Ｂ（図１）が設けられている。

フロントハウジング６内には、駆動軸８の回転を減速するための減速機構１４が設けられている。減速機構１４の出力側からは、出力軸１５が駆動軸８と平行に前方に向って延びている。出力軸１５の前端部は、フロントハウジング６より突出し、出力軸１５の前方部には後述のドリル刃１８に形成された雄ネジと螺合する雌ネジが形成されている。フロントハウジング６の出力軸１５の延びる方向の中間には、軸受を介して出力軸１５を支承する第３壁１６が設けられている。出力軸１５の前端部には空気通路１５ａが出力軸１５の前端面に開口して軸方向に穿設されている。出力軸１５の空気通路１５ａの後端付近には、外部及び空気通路１５ａに連通する空気供給穴１５ｂが穿孔されている。

フロントハウジング６の第３壁１６より前方と出力軸１５との間に画成される空間には充填部材１７が配置されており、充填部材１７と出力軸１５とによって出力軸１５の外周に空気供給穴１５ｂを介して空気通路１５ａに連通する環状空間１７ａが画成されている。更に、フロントハウジング６の環状空間１７ａに対向する部分には、外部に連通するプラグ装着穴６ａが形成され、充填部材１７には、環状空間１７ａ及びプラグ装着穴６ａに連通するプラグ挿入穴１７ｂが形成されている。プラグ装着穴６ａ及びプラグ挿入穴１７ｂには、圧縮空気吸入プラグ３１が挿入配置されている。圧縮空気吸入プラグ３１には圧縮空気を供給するエアホース３２が取付けられている。

ドリル刃１８は、その後端の雌ねじが出力軸１５の雄ネジと螺合することにより、出力軸１５の前端から延設されている。ドリル刃１８の軸心には、空気通路１５ａに連通する流体貫通路１８ａが形成されている。図３に示すようにドリル刃１８は、その先端にロウ付け固定された超合金製で尖頭形状の刃部１９を有している。またドリル刃１８の外周には、刃部１９から後端に向って延びる逃がし溝１８ｂが螺旋状に形成されている。そして、逃がし溝１８ｂの刃部１９近傍には、流体貫通路１８ａに連通する流体排出口１８ｃが形成されている。

刃部１９の周囲には、刃部１９及びドリル刃１８の前端部を覆う集塵カップ２０が設けられており、集塵カップ２０の刃部１９に対向する部分にはドリル刃１９の直径よりも大きい穴が形成されている。また、集塵カップ２０は、互いに連通する中空状の第１パイプ２１と一体に構成されている。第１パイプ２１は、フロントハウジング６に固定された中空状の第２パイプ２２の前端に嵌挿され、第２パイプ２２に対して図示せぬバネにより前方へ付勢されており、第２パイプ２２内に後退可能である。

第２パイプ２２の後端には、第２パイプ２２と連通する吸塵ホース２３が取付けられており、吸塵ホース２３の反第２パイプ２２側は前述の吸入部５Ｂに取付けられている。そして、集塵カップ２０、第１パイプ２１、第２パイプ２２及び集塵ホース２３によって連通部を構成している。

コンプレッサ３０は、エアホース３２が接続される空気吐出口３３及び図示せぬ電源に接続されたコンプレッサ用電源コード３４を備えている本体部３５及び、圧縮空気を貯留するエアータンク３６を主として構成され、容易に持ち運び可能な寸法、重量である。

次に、以上の構成による穿孔装置１の動作について説明する。コンプレッサ用電源コード３４を図示せぬ電源に接続し、エアータンク３６内の圧縮空気を空気排出口３３、エアホース３２及び空気通路１５ａ等を介して流体排出口１８ｃから排出させる。この状態で図１に示すように、刃部１９を被削材４０に押し当てトリガ３Ａを引くことによりスイッチング回路３ＢがＯＮとなりモータ７に電流が流れて駆動軸８が回転する。駆動軸８の回転と共に第１ファン９及び第２ファン１２も回転する。この駆動軸８の回転は、減速機構１４等を介してドリル刃１８に伝達され、刃部１９により被削材４０への穿孔が開始される。この時、刃部１９の先端は尖頭形状であるため、最初に押し当てた位置からずれることなく穿孔可能である。

穿孔中は流体排出口１８ｃから排出された圧縮空気が刃部１９及びドリル刃１８に当たるので、穿孔時の刃部１９と被削材４０との摩擦による刃部１９及びドリル刃１８の温度上昇を防止することができる。また、穿孔が進行するにつれて刃部１９及びドリル刃１８等は前方へ移動し、集塵カップ２０及び第１パイプ２１は被削材４０に当接しているため移動できないが、第１パイプと第２パイプ２２との間に介装された前述の図示せぬバネの付勢力に逆らって第２パイプ２２はドリル装置本体２と共に前方へ移動可能なので、穿孔作業に支障を生じることはない。

また、穿孔により大量の被削材粉が発生する。この被削材粉は、流体排出口１８ｃから排出された圧縮空気により高速で回転する逃がし溝１８ｂに沿って集塵カップ２０内まで排出される。集塵カップ２０内の被削材粉は、当該圧縮空気と第２ファン１２による負圧吸引とによって、第１パイプ２１の方へ流れ第２パイプ２２、吸塵ホース２３及び吸入部５Ｂを通過して、中間ハウジング５内に侵入する。次に被削材粉は、第２ファン１２による半径方向外方への空気の流れにより排出部５Ａの方へ流れダストパック１３に集塵される。

本実施の形態では、穿孔時に発生する全ての被削材粉をコンプレッサ３０の圧縮空気と逃がし溝１８ｂによって、集塵カップ２０まで排出することができるので、中間ハウジング内に設けれた第２ファン１２による負圧吸引のみにより、容易に被削材粉の集塵を行うことができる。従って、集塵に必要な部材をコンパクトに構成することができ、作業者は作業時にドリル装置本体２と、コンプレッサ３０との２つの装置だけを持っての移動となるので、作業者の労力低減が可能となる。また、外壁工事等ではコンプレッサ３０のみを足元に置いての作業となるので、作業性の向上を図ることができる。更に、集塵機等の集塵手段を別途設ける必要がなくなるので、ドリル装置１全体の消費電力を低減することができる。

また、逃がし溝１８ｂを刃部１９からドリル刃１８の後端まで形成しているので、穿孔時の刃部１９の磨耗による逃がし溝１８ｂの容積変化を僅かにすることができ、被削材粉の刃部１９から逃がし溝１８ｂへの排出性能の低下を防止することができる。また、流体排出口１８ｃを刃部１９ではなく逃がし溝１８ｂに形成しているため、刃部１９が磨耗しても流体排出口１８ｃの開口部の面積は変化せず、排出する圧縮空気の流量を常に一定にすることができ、安定した圧縮空気の排出性能を維持することができる。

また、被削材粉は圧縮空気及び逃がし溝１８ｂによって穿孔作業中に排出されるため、穿孔後に穴から被削材粉を取り除く必要がなくなるので、作業性の向上を図ることができる。

本発明によるドリル装置は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、刃部１９は超合金製であったが、セラミック等、その他の強固な材質であっても良い。また、出力軸１５に空気供給穴１５ｂを形成し、ここから圧縮空気を供給したが、図４に示すようにドリル刃１８の後端付近に空気供給穴１８ｄを形成しても良い。

本発明の実施の形態に係るドリル装置の構成図。本発明の実施の形態に係るドリル装置の断面詳細図。本発明の実施の形態に係るドリル刃の斜視図。本発明の実施の形態に係るドリル刃の変更例の斜視図。従来のドリル装置の構成図。従来のドリル装置に用いられるドリル刃の斜視図。従来のドリル装置に用いられる他のドリル刃の刃部近傍の軸方向に沿った断面図。図７のドリル刃を被削材に当接する側から見た正面図。従来の他のドリル装置の断面詳細図。

符号の説明

１ドリル装置３ハンドル４リアハウジング５中間ハウジング
５Ａ排出部５Ｂ吸入部６フロントハウジング７モータ
１２第２ファン１３ダストパック１４減速機構１５出力軸
１８ドリル刃１８ａ流体貫通路１８ｂ逃がし溝１８ｃ流体排出口
１９刃部２０集塵カップ２１第１パイプ２２第２パイプ
２３集塵ホース

Claims

ハウジングと、
該ハウジング内に収容されたモータと、
該モータの回転を減速するための減速手段と、
該減速手段により減速された該モータの回転を出力するための出力軸と、
略円柱形状であって、一端は被削材を穿孔するための尖頭形状の刃部を有し、かつ該ハウジング外に位置し、他端は該出力軸に固定され、軸心に流体貫通路が形成され、外周の該一端から該他端に向って直線又は曲線状の逃がし溝が形成され、該刃部近傍の該逃がし溝には該流体貫通路に連通する流体排出口が形成され、該モータの駆動力により回転されるドリル刃と、
該流体貫通路および該流体排出口を介して、該刃部へ流体を供給する流体供給手段と、
穿孔時に発生する被削材粉を吸引する負圧吸引手段と、を備え、
該負圧吸引手段は、該ハウジングに内蔵され、
該ハウジングには、それぞれ該負圧吸引手段に連通する吸入部及び排出部が設けられ、該刃部から該吸入部に亘って、該刃部と該吸入部とを連通する連通部が設けられ、
該排出部には、集塵袋が取付けられることを特徴とするドリル装置。