JP2013188856A - ドリル駆動装置及びドリル駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工具に送りを付与しつつ必要に応じて冷却媒体を供給し、かつ切粉を適切に除去することが可能なドリル駆動装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係るドリル駆動装置は、固定部、移動機構、冷却媒体又は潤滑媒体の供給部、ケーシング及び抑止手段を備える。前記移動機構は、工具を保持し、前記固定部に対して前記工具を軸方向に移動させる。前記冷却媒体又は潤滑媒体の供給部は、前記移動機構とともに移動する。前記ケーシングは、前記固定部に固定され、前記移動機構の少なくとも前記工具の先端側を覆い、かつ集塵用の分岐路を形成する。前記抑止手段は、前記供給部及び前記移動機構の少なくとも一方の移動による前記集塵用の風圧の低下を抑止する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、ドリル駆動装置及びドリル駆動方法に関する。

従来、ドリルを駆動させるハンドツールの１つとして、ドリル内に形成された流路に切削油を供給することが可能なドリル駆動装置が知られている。また、手持ち式のドリル駆動装置には、ドリルの軸方向に送りを与える機構を有するものがある。このようなドリルの送り動作を行うことが可能な多くのドリル駆動装置では、ドリルを保持するホルダと共に切削油の給油口が移動する構造を有している。このため、ドリルに所望の送りを付与した状態で、給油口からドリル内にミストエア等の切削油を供給することができる（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２２８０４９号公報

手持ち式のドリル駆動装置を用いてワークを穿孔する場合には、切粉を適切に除去することが重要な課題である。これは自動穿孔装置に着脱して使用するドリル駆動装置においても同様である。

そこで、本発明は、工具に送りを付与しつつ必要に応じて冷却媒体を供給し、かつ切粉を適切に除去することが可能なドリル駆動装置及びドリル駆動方法を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るドリル駆動装置は、固定部、移動機構、冷却媒体又は潤滑媒体の供給部、ケーシング及び抑止手段を備える。前記移動機構は、工具を保持し、前記固定部に対して前記工具を軸方向に移動させる。前記冷却媒体又は潤滑媒体の供給部は、前記移動機構とともに移動する。前記ケーシングは、前記固定部に固定され、前記移動機構の少なくとも前記工具の先端側を覆い、かつ集塵用の分岐路を形成する。前記抑止手段は、前記供給部及び前記移動機構の少なくとも一方の移動による前記集塵用の風圧の低下を抑止する。
また、本発明の実施形態に係るドリル駆動方法は、移動機構により工具を保持し、固定部に対して前記工具の軸方向に前記移動機構を移動させるステップと、前記移動機構とともに移動する供給部を介して冷却媒体又は潤滑媒体を供給するステップと、前記固定部に固定されたケーシングに形成された集塵用の分岐路を介して集塵するステップと、前記供給部及び前記移動機構の少なくとも一方の移動による前記集塵用の風圧の低下を抑止するステップとを有する。

本発明の実施形態に係るドリル駆動装置及びドリル駆動方法によれば、工具に送りを付与しつつ必要に応じて冷却媒体を供給し、かつ切粉を適切に除去することができる。

本発明の第１の実施形態に係るドリル駆動装置の構成を示す絨断面図。 図１に示すケーシングを保護カバーで覆った状態における上面図。 本発明の第２の実施形態に係るドリル駆動装置の構成を示す絨断面図。 図３に示す逆止弁の左側面図。 本発明の第３の実施形態に係るドリル駆動装置の構成を示す絨断面図。

本発明の実施形態に係るドリル駆動装置及びドリル駆動方法について添付図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るドリル駆動装置の構成を示す絨断面図である。

ドリル駆動装置１は、ドリル等の回転工具２に回転軸方向の送りを付与して被加工対象となるワーク３を穿孔することが可能な手持ち式のハンドツールである。そのため、ドリル駆動装置１は、オペレータが手で握るためのグリップ４をボディ５に設けて構成される。

ボディ５は、固定部６及び移動機構７を有する。固定部６はグリップ４に固定される。一方、移動機構７は、固定部６に対して工具２の軸方向に移動し、かつ工具２の軸方向を中心に回転できるように構成されている。移動機構７を移動及び回転させるためのメカニズムは任意である。例えば、移動機構７を移動させるための機構として、エア式のシリンダ機構が挙げられる。一方、移動機構７を回転させるための機構としては、エア式のモータが挙げられる。従って、移動機構７を移動及び回転させるための動力源８が、適宜ボディ５に接続或いは設置される。

移動機構７の先端には、コレット９を介して工具２を保持するためのコレットホルダ１０が設けられる。すなわち、工具２のシャンクがコレット９に挿入された状態で、コレット９をコレットホルダ１０により保持することができる。これにより、工具２を強固にドリル駆動装置１の移動機構７に保持することができる。更に、移動機構７の移動によって、工具２を固定部６に対して軸方向に移動させることができる。すなわち、工具２に軸方向の送り動作を与えることができる。

一方、工具２と一体化した移動機構７が回転することによって、工具２が回転する。このため、ブッシュ１１を圧入した穿孔冶具１２等を利用してワーク３の穿孔を行うことができる。

また、ドリル駆動装置１は、必要に応じて、工具２内又は工具２近傍に冷却ミスト、切削油、油性クーラント、水溶性クーラント等の冷却媒体を供給する機能を有している。そのために、ドリル駆動装置１のボディ５には、冷却媒体の供給部１３が設けられる。そして、冷却媒体の供給系と接続されるノズルを供給部１３に接続することによって工具２内又は工具２近傍に冷却媒体を供給することができる。

冷却媒体は、工具２内に冷却媒体の流路が形成されているか否か等の工具２の構造に依存する経路を通ってワーク３に噴射される。典型的な例では、冷却媒体が工具２内に形成された工具軸方向の流路に導かれる。従って、供給部１３から工具２内を経由して工具２の先端からワーク３に向かう冷却媒体の流路Ｘが形成される。

工具２は、移動機構７の駆動によって送り動作する。従って、冷却媒体の供給部１３は、工具２を保持する移動機構７のコレットホルダ１０近傍に固定される。これにより、送り方向Ｆの任意の位置にある工具２に、工具２のシャンク側から冷却媒体を供給することができる。つまり、冷却媒体の供給部１３は、移動機構７とともに移動し、工具２がどの位置にあっても冷却媒体を供給することができるように構成されている。

更に、ドリル駆動装置１は、必要に応じて集塵系を接続できるように構成されている。すなわち、ドリル駆動装置１には、切粉を除去する集塵機能を設けることができる。そのために、ボディ５の固定部６には、移動機構７の少なくとも工具２の先端側及び移動機構７から突出した工具２のシャンク側を覆う筒状のケーシング１４を固定することができる。

ケーシング１４の先端には、工具２を外部に突出させるための貫通孔１５が設けられる。そして、ケーシング１４をボディ５に装着した場合には、工具２がケーシング１４から突出し、工具２の先端によってワーク３を穿孔することができる。尚、工具２のシャンク側とともに移動機構７を保護するケーシング１４は、一般にはノーズピースと称される。

更に、ケーシング１４の側面には、冷却媒体の供給部１３を外部に突出させるための間隙１６が設けられる。供給部１３は、移動機構７と共に工具２の送り方向Ｆに移動する。従って、供給部１３を通すための間隙１６の長さは、供給部１３の可動範囲をカバーできる長さとされる。また、供給部１３をケーシング１４から様々な方向に突出させることができるように、ケーシング１４の側面には、周方向に複数の間隙１６を設けることができる。

また、ケーシング１４の任意の位置には集塵用の分岐路１７が形成される。そして、集塵用の分岐路１７を集塵ホース等によって集塵系と接続することができる。これにより、ケーシング１４の分岐路１７から集塵のための吸気を行うことができる。

但し、ケーシング１４には、供給部１３を突出させるための単一又は複数の間隙１６が設けられている。そこで、集塵時において供給部１３を突出させるための間隙１６を塞ぎつつ供給部１３をスムーズに工具２の送り方向Ｆに移動させることが可能な保護カバー１８でケーシング１４の側面を覆うことができる。

図２は、図１に示すケーシング１４を保護カバー１８で覆った状態における上面図である。

図１及び図２に示すように、保護カバー１８は、ゴム等の可撓性又は弾性を有する筒状の部材の側面に切込み１９を設けて構成することができる。すなわち、保護カバー１８の内径は、ケーシング１４の外径にフィットするサイズとされる。更に、供給部１３の可動範囲をカバーする切込み１９が保護カバー１８の側面に設けられる。

このため、供給部１３は、ケーシング１４の間隙１６及び保護カバー１８の切込み１９を介して突出した状態で工具２の送り方向Ｆに移動することができる。また、ケーシング１４内における気圧が大気圧よりも小さくなった場合には、保護カバー１８の切込み１９を形成する端部が、ケーシング１４側に撓むこととなる。これにより、供給部１３が存在しない位置におけるケーシング１４の間隙１６が保護カバー１８によって塞がれる。

従って、保護カバー１８で側面が保護されたケーシング１４をボディ５に装着した状態でケーシング１４の分岐路１７から集塵のための吸気を行うと、吸気によってケーシング１４内の気圧が低下し、供給部１３が存在しない位置におけるケーシング１４の間隙１６が保護カバー１８によって塞がれる。この結果、工具２を突出させるためのケーシング１４の貫通孔１５から集塵用の分岐路１７に向かう気流の流れＹが生じる。すなわち、集塵系を駆動させて吸気を行うと、吸気による保護カバー１８の撓みによって冷却媒体の供給部１３用の間隙１６からの空気の漏れが無視できる程度に低減される。

更に、工具２に送り動作を与えることによって冷却媒体の供給部１３が移動したとしても、供給部１３の移動に追従する保護カバー１８の切込み１９によってケーシング１４の間隙１６が閉塞される。つまり、冷却媒体の供給部１３の移動経路に沿って切込み１９を設けた可撓性の保護カバー１８が、供給部１３の移動による集塵用の風圧の低下を抑止する抑止手段として機能する。このため、工具２に送り動作を与えて冷却媒体を供給しながら穿孔し、かつ穿孔によって生じた切粉の吸塵を良好な集塵効率で行うことができる。

尚、冷却媒体の供給部１３用の間隙１６からの空気の漏れを一層低減させる観点及び集塵用の風圧を良好に保つ観点からは、集塵用の分岐路１７を、少なくとも冷却媒体の供給部１３よりも工具２の先端側に設けることが望ましい。より好適には、図１に示すようにケーシング１４の先端付近に設けられる。

つまり以上のようなドリル駆動装置１は、工具軸方向に送り動作する工具２の先端近傍に冷却媒体を供給する機能を有し、かつ切削によって生じる切粉を吸塵できるように、工具２とともに送り動作する冷却媒体の供給部１３の移動のために設けられたケーシング１４の間隙１６を可撓性の保護カバー１８で覆うようにしたものである。

このため、ドリル駆動装置１によれば、穿孔時において必要に応じて冷却媒体の供給及び吸塵動作の一方又は双方を行うことができる。すなわち、冷却媒体の供給用のノズルをドリル駆動装置１の供給部１３に接続し、工具２の移動に伴って供給部１３が移動したとしても吸塵時においてケーシング１４内からの空気の漏れを十分な程度に抑制することができる。このため、冷却媒体の供給機能を維持しつつ吸塵機能も動作させることができる。

（変形例）
上述した例では、冷却媒体の供給部１３の移動による集塵用の風圧の低下を抑止する抑止手段として可撓性の保護カバー１８を設けたドリル駆動装置１について説明した。但し、集塵用の風圧低下の抑止機能が得られれば、他の構造を有する抑止手段をドリル駆動装置１に設けることができる。

例えば、ケーシング１４に設けられる供給部１３の移動用の複数の間隙１６を、それぞれ可撓性を有し、かつ切込みを設けた保護カバーで塞ぐようにしてもよい。但し、単一の筒状の保護カバー１８を用いて複数の間隙１６を塞ぐようにすれば、供給部１３の移動用に設けるべき保護カバーの切込みを１つにすることができる。このため、吸塵用の風圧の低下をより良好に抑止し、集塵効率を向上させることができる。

抑止手段の別の例としては、冷却媒体の供給部１３の移動に追従して開閉する線状のファスナを設けた保護カバーが挙げられる。線状のファスナとしては、衣類等の開閉に用いられる線ファスナが代表的である。線ファスナは、スライダを動かして左右のエレメント（務歯）同士を組合わせることによって開閉する線状のファスナである。

特にスライダを所定の間隔で２つ設け、スライダ間が開くように線ファスナを構成すれば、スライダ間から供給部１３を突出させる一方、他の部分を閉塞することができる。また、供給部１３の移動に追従して、一定の間隔を保ちつつ一対のスライダを移動させることができる。

線状のファスナの別の例としては、主としてポリエチレン等の樹脂で構成される袋の開閉に用いられるスライドチャックが挙げられる。スライドチャックは、一対の樹脂素材にそれぞれ線状に設けられた凹凸の噛み合いによって開閉させることが可能なチャックを、スライダ駒を用いて開閉するファスナである。従って、線ファスナの場合と同様に、供給部１３のサイズをカバーする間隔で２つのスライダ駒を設け、スライダ駒間が開くようにスライドチャックを構成すれば、供給部１３の移動に追従して開閉する抑止手段として用いることができる。

このように、少なくとも集塵時において冷却媒体の供給部１３の移動に追従して開閉することによって、供給部１３を突出させるためにケーシング１４に設けられる間隙１６を塞ぐ閉塞手段を抑止手段としてドリル駆動装置１に設けることができる。例えば、上述したような冷却媒体の供給部１３の移動範囲に合わせて切込み１９を設けた可撓性のカバーや線状のファスナを閉塞手段としてドリル駆動装置１に設けることができる。

（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態に係るドリル駆動装置の構成を示す絨断面図である。

図３に示されたドリル駆動装置１Ａでは、集塵用の風圧の低下を低減させるための抑止手段の構成が図１に示すドリル駆動装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すドリル駆動装置１と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

ドリル駆動装置１Ａには供給部１３及び移動機構７の移動による集塵用の風圧の低下を抑止する抑止手段として、ケーシング１４内に逆止弁２０が設けられる。

図４は、図３に示す逆止弁２０の左側面図である。

図４に示すように、逆止弁２０は、中央に貫通孔２０Ａを有する円盤状の構造を有する可撓性部材又は弾性体の円盤状部材２０Ｂで構成することができる。また、円盤状部材２０Ｂの直径方向に任意数の複数の切込み２０Ｃを設けることによって逆止弁２０としての機能を得ることができる。

このように構成された逆止弁２０は、貫通孔に工具２を通した状態で移動機構７と集塵用の分岐路１７との間におけるケーシング１４内に固定される。逆止弁２０の貫通孔の直径は、工具２の直径未満とすることが好適である。この場合、逆止弁２０を、移動機構７側に向かって撓むように構成することができる。

そうすると、集塵用の分岐路１７から吸気した場合に、逆止弁２０よりも分岐路１７側におけるケーシング１４内が大気圧よりも小さい圧力となる。一方、逆止弁２０の移動機構７側におけるケーシング１４内は、供給部１３の移動用の間隙１６を介して外部と連通している。従って、逆止弁２０の移動機構７側におけるケーシング１４内は、概ね大気圧程度となる。

この結果、逆止弁２０の両側における圧力差によって逆止弁２０が分岐路１７側に押し付けられる。このため、工具２と逆止弁２０とが接触し、工具２と逆止弁２０との間における空隙からの空気の漏れを低減させることができる。換言すれば、供給部１３の移動用の間隙１６から移動機構７とケーシング１４との間を経由するエアの流れを十分に低減させることができる。

この結果、工具２を突出させるためのケーシング１４の貫通孔１５から集塵用の分岐路１７に向かう風圧の低下を防止することができる。すなわち、冷却媒体の供給部１３及び移動機構７の移動による集塵用の風圧の低下を逆止弁２０によって抑止することができる。これにより、穿孔部位に冷却媒体を供給する場合であっても、良好な集塵効率で切粉の集塵を行うことができる。

このような第２の実施形態におけるドリル駆動装置１Ａによれば、第１の実施形態におけるドリル駆動装置１と同様な効果を得ることができる。また、様々な直径を有する工具２をドリル駆動装置１に取り付ける場合であっても、工具２の直径に合わせて、工具２の周囲に生じる空隙を塞ぐことができる。

（第３の実施形態）
図５は本発明の第３の実施形態に係るドリル駆動装置の構成を示す絨断面図である。

図５に示されたドリル駆動装置１Ａでは、集塵用の風圧の低下を低減させるための抑止手段の構成が図１に示すドリル駆動装置１と相違する。他の構成および作用については図１に示すドリル駆動装置１と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

ドリル駆動装置１Ｂには供給部１３及び移動機構７の移動による集塵用の風圧の低下を抑止する抑止手段として、ケーシング１４内に円盤状部材３０が設けられる。円盤状部材３０の中心には、工具２の直径に合わせた貫通孔が設けられる。そして、円盤状部材３０は、貫通孔に工具２を通した状態で移動機構７と集塵用の分岐路１７との間におけるケーシング１４内に固定される。

この結果、集塵用の分岐路１７から吸気した場合に、供給部１３の移動用の間隙１６から移動機構７とケーシング１４との間を経由するエアの流れを十分に低減させることができる。すなわち、円盤状部材３０は、ケーシング１４内の集塵用の分岐路１７近傍における圧力を調整する圧力調整板として機能する。

特に、工具２に送りを付与すると、刃溝がない工具２のシャンク部の側面が円盤状部材３０の貫通孔の内側面と接触又は近接する。このため、良好にエアの漏れを抑制することができる。従って、円盤状部材３０を弾性体等の可撓性を有する材質で構成すれば、一層良好にエアの漏れを抑制することができる。

このため、第３の実施形態におけるドリル駆動装置１Ｂによれば、第１の実施形態におけるドリル駆動装置１と同様な効果を得ることができる。また、非常に簡易な構造を有する円盤状部材３０を設けるのみで、集塵用の風圧を良好に保つことが可能となる。

（他の実施形態）
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。

例えば、各実施形態に例示された、吸塵用の風圧の低下を抑制するための複数の抑止手段をドリル穿孔装置に設けることができる。すなわち、ケーシング１４に設けられる供給部１３の移動用の間隙１６を塞ぐ抑止手段に加え、ケーシング１４内にも逆止弁２０や円盤状部材３０等の抑止手段を設けることができる。これにより、一層集塵効率を向上させることができる。或いは、他の構成を有する抑止手段を単独で用いたり、各実施形態に例示された抑止手段と併用することもできる。

また、上述した各実施形態では、手持ち式のハンドツールとしてのドリル駆動装置１、１Ａ、１Ｂを例示したが、自動穿孔装置に着脱して使用するドリル駆動装置であっても、工具の移動機構が冷却媒体の供給部とともに工具軸方向に送り動作する装置であれば、吸塵用の分岐路を有するケーシング及び吸塵用の風圧の低下を抑制するための抑止手段をドリル穿孔装置に設けることができる。これにより、冷却媒体の供給及び吸塵の双方を併用した穿孔を行うことができる。

更に、上述の各実施形態では、クーラント等の冷却媒体をドリル駆動装置１、１Ａ，１Ｂに供給する場合について説明したが、もちろん潤滑を主目的とする潤滑媒体をドリル駆動装置１、１Ａ，１Ｂに供給するようにすることもできる。

１、１Ａ、１Ｂ ドリル駆動装置
２ 工具
３ ワーク
４ グリップ
５ ボディ
６ 固定部
７ 移動機構
８ 動力源
９ コレット
１０ コレットホルダ
１１ ブッシュ
１２ 穿孔冶具
１３ 供給部
１４ ケーシング
１５ 貫通孔
１６ 間隙
１７ 分岐路
１８ 保護カバー
１９ 切込み
２０ 逆止弁
２０Ａ 貫通孔
２０Ｂ 円盤状部材
２０Ｃ 切込み
３０ 円盤状部材
Ｘ 冷却媒体の流路
Ｙ 気流の流れ
Ｆ 送り方向

Claims (6)

1. 固定部と、
   工具を保持し、前記固定部に対して前記工具を軸方向に移動させる移動機構と、
   前記移動機構とともに移動する冷却媒体又は潤滑媒体の供給部と、
   前記固定部に固定され、前記移動機構の少なくとも前記工具の先端側を覆い、かつ集塵用の分岐路を形成するケーシングと、
   前記供給部及び前記移動機構の少なくとも一方の移動による前記集塵用の風圧の低下を抑止する抑止手段と、
   を備えるドリル駆動装置。
2. 前記抑止手段は、少なくとも集塵時において前記供給部の移動に追従して開閉することによって、前記供給部を突出させるために前記ケーシングに設けられる間隙を塞ぐ閉塞手段を有する請求項１記載のドリル駆動装置。
3. 前記閉塞手段として、前記供給部の移動範囲に合わせて切込みを設けた可撓性のカバーを設けた請求項２記載のドリル駆動装置。
4. 抑止手段を前記ケーシング内に設けた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のドリル駆動装置。
5. 前記集塵用の分岐路を、前記供給部よりも前記工具の先端側に設けた請求項１乃至４のいずれか１項に記載のドリル駆動装置。
6. 移動機構により工具を保持し、固定部に対して前記工具の軸方向に前記移動機構を移動させるステップと、
   前記移動機構とともに移動する供給部を介して冷却媒体又は潤滑媒体を供給するステップと、
   前記固定部に固定されたケーシングに形成された集塵用の分岐路を介して集塵するステップと、
   前記供給部及び前記移動機構の少なくとも一方の移動による前記集塵用の風圧の低下を抑止するステップと、
   を有するドリル駆動方法。

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