JP2022102550A - 軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量気泡コンクリートパネルへの穿孔加工の際に生じる切削粉Ｄが、穿孔された孔の内部に滞留することを防ぐことができて、尚且つ、回転式の切削刃を有する切削装置に広く適用可能な軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置を提供すること。【解決手段】穿孔具１と、集塵機構２と、を備え、集塵機構２は、底面のみが開口している集塵フード２１と、集塵フード２１内にガスＡを吹き入れるガス吹き入れ管２２と、集塵フード２１から切削粉Ｄを収集する粉塵収集管２３と、を備えてなる、穿孔装置１０とする。【選択図】図１

Description

本発明は、軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置に関する。

軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネルの製造現場、或いは、これを用いた建設作業現場等においては、例えば、当該ＡＬＣパネルの内部に埋設されている埋込金物の開口部（ナット部分）を、パネル表面に露出させるために、各種の穿孔装置による穿孔加工が行われている。

ここで、上記のような穿孔加工を行う際には、当然に穿孔された孔の周辺においてＡＬＣパネルの削り滓である切削粉が発生する。この切削粉が、穿孔された孔の内部に滞留して堆積してしまうと、堆積した切削粉が、切削装置の切削刃の劣化、これによる切削抵抗の増大、更には、これに起因する駆動モーターの故障、或いは、切削面の荒れや、穿孔の位置やサイズの加工精度の低下、或いは、ＡＬＣパネルの割れ、欠け等、様々な不具合を引き起こす原因となる。

例えば、穿孔加工時に生ずる粉塵を収集する方法として、コンクリートや石材等に穿孔する場合において、中空のドリルの先端の穴から霧状の水を含む圧縮空気を供給しながらで穿孔する方法が知られている。そして、この方法によれば、粉塵を湿らせることによって周囲への過度な飛散を回避しながら、当該粉塵を孔の中から吹き出すことができるとされている（特許文献１）。

又、岩盤等に穿孔する際に生ずる「くり粉（粉塵及び破砕片）」を収集する方法として、圧縮空気によって駆動されるドリルロッドの先端から排出される空気によって、上記の「くり粉」を孔の内部から吹き出す方法が知られている（特許文献２）。

但し、上記各穿孔方法は、何れも、穿孔加工に使用されるドリルが、先端から空気を吹き出すことができる中空構造を有するものであることが必須とされている。しかしながら、穿孔加工の対象がＡＬＣパネルである場合には、製造工場内及び各建築現場の何れにおいても頻繁に穿孔加工処理が行われることもあり、ＡＬＣパネル用の穿孔装置には、必ずしも切削刃に空気を通す中空構造が存在しない場合も多い。尚、ＡＬＣパネル用の穿孔装置において十分な穿孔加工性能を担保するためには、最低でもドリルの回転速度を、最小でも１５００ｒｐｍとする必要があり、１００００ｒｐｍ以上とすることもある。このような高速で回転するドリルを中空構造として、適量の圧縮空気を安定的に通すことは技術的に難易度が高い。したがって、このような装置を上記現場に配備することは難しく、費用対効果の面でも明らかに不利である。そこで、ドリル自体の構造に制限されずに、回転式の切削刃を有する既存の切削装置において、広く且つ容易に適用可能な切削粉の収集手段が求められていた。

特開平３－３８３１１号公報 特開平６－３８３１１号公報

本発明は、軽量気泡コンクリートパネルへの穿孔加工の際に生じる切削粉が、穿孔された孔の内部に滞留することを防ぐことができて、尚且つ、回転式の切削刃を有する切削装置に広く適用可能な軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、集塵フードと、集塵フード内にガスを吹き入れるガス吹き入れ管を備える穿孔装置とすることによって、上記課題を解決し得ることに想到し、本発明を完成するに至った。具体的に、本発明は以下のものを提供する。

（１） 軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置であって、回転軸の先端に切削刃が設置されてなる穿孔具と、集塵機構と、を備え、前記集塵機構は、円形の開口底面を有し、前記切削刃の側方と上方とを覆って配置される集塵フードと、前記集塵フード内にガスを吹き入れるガス吹き入れ管と、前記集塵フードから切削粉を収集する粉塵収集管と、を備える、穿孔装置。

（１）の穿孔装置によれば、回転式の切削刃を有する切削装置に広く適用可能な構成からなるものでありながら、軽量気泡コンクリートパネルへの穿孔加工の際に生じる切削粉が穿孔された孔の内部に滞留することを防ぐことができる。

（２） 複数の前記ガス吹き入れ管を備え、各々の前記ガス吹き入れ管による前記ガスの吹き入れを間欠的に行うことによって、前記集塵フードの内円周方向に沿った旋回気流が発生するように、ガスの吹き入れ間隔を制御するガス吹き入れ間隔制御機構を更に備える、（１）に記載の穿孔装置。

（２）の穿孔装置によれば、集塵フード内に旋回気流を発生させることにより、穿孔された孔の内部から切削粉をより効率良く吹き出すことができる。

（３） 前記ガス吹き入れ管のガス吹き出し方向が、前記集塵フードの内円周方向に沿った旋回気流が発生するように、平面視における集塵フードの直径方向から前記旋回気流の流れの方向に向けて傾けられている、（１）又は（２）に記載の穿孔装置。

（３）の穿孔装置によれば、より確実に集塵フード内に所定方向に向けた旋回気流を発生させて、穿孔された孔の内部から切削粉をより効率良く吹き出す装置とすることができる。

本発明によれば、軽量気泡コンクリートパネルへの穿孔加工の際に生じる切削粉が穿孔された孔の内部に滞留することを防ぐことができて、尚且つ、回転式の切削刃を有する切削装置に広く適用可能な軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置を提供することができる。

本発明の穿孔装置の斜視図である。 本発明の穿孔装置の側断面図である。 図２の穿孔装置の動作・作用効果を模式的に示す図面である。

以下、本発明の「軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置（以下、単に「穿孔装置」とも言う）」の実施形態について説明する。但し、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。

＜穿孔装置＞
図１から図３の各図に示す穿孔装置１０は、軽量気泡コンクリートパネル２０の表面に任意の開口径及び深さの孔を形成する加工（本明細書において「穿孔加工」と言う）を行う装置である。穿孔装置１０は、上記各図に示される通り、穿孔加工を行う穿孔具１と、切削粉を収集する集塵機構２とを備える。

［穿孔具］
穿孔具１は、図１から図３の各図に示す通り、回転軸１２と、その一方の先端に接合される切削刃１１とからなる切削器具である。穿孔具１は、穿孔加工の処理対象である軽量気泡コンクリートパネル２０に所望の孔を開けることができる機能を有するものであれば足りる。本発明の穿孔装置１０においては、穿孔具１を、集塵機能を発揮するための構成（例えば、従来技術における圧縮空気を先端から排出するための中空構造等）を別途に備えるものとすることは不要である。

［集塵機構］
集塵機構２は、図１から図３の各図に示されているように、集塵フード２１と、集塵フード２１内にガスを吹き入れるガス吹き入れ管２２と、集塵フード２１から切削粉Ｄを収集する粉塵収集管２３と、を備える。

集塵フード２１は、円形の開口底面を有し、且つ、切削刃１１の側方と上方とを隙間なく覆って配置する。このように配置することか可能な集塵フード２１の好ましい形状の一例として、図２に示すような、底面側が開口されている「略円筒状の形状」を挙げることができる。但し、本発明の集塵フードは上記形状に限定はされない。例えば、切削刃１１の側方と上方とを隙間なく覆って配置することができるものであれば、半球形状や釣鐘形状の部材であってもよい。

尚、本発明における集塵フード２１の形状について、上述の「略円筒状の形状」とは、詳細には、少なくとも切削刃１１を取り囲む側壁部分が円環状であればよいことを意味する。又、集塵フード２１の底面側は外縁が円形の開口部分とされている。

集塵フード２１の天面側については、円形の平面形状であってもよい。この場合は、集塵フードの全体形状が円筒形状となる。但し、集塵フード２１の天面側の形状は、図２に示されるように、天面の中心部近傍の一部の高さが、その周囲の他の一部からなる円環部分よりも高くなっている形状、換言すれば、底面径のより小さい円筒が天面側に重ねられてなり、その相対的に小さい円筒部分が、切削刃１１の回転軸１２を取り囲んでいる形状であることがより好ましい。

上述した各形状からなる集塵フード２１を形成する材料は、気密性を有し、上記各形状に成形加工が可能なものであり、且つ、ＡＬＣパネル片が飛散した場合の衝撃等に対する強度を保持して安全性を担保する材料であることが求められる。例えば、ＭＣナイロン等のエンジニアリングプラスチックを用いることもできるが、経済性の面も加味すると、鉄やアルミニウム、その他の各種の金属製とすることが好ましい。

そして、上述した何れかの形状からなる集塵フード２１は、図２に示すように、切削刃１１の側方と上方とを隙間なく覆って配置される。尚、ここで言う「隙間なく覆う」とは、集塵フード２１に完全な気密性が要求されることまでを意味するものではない。本明細書において、上記の「隙間なく覆う」とは、少なくとも、切削粉Ｄが当該集塵フードの外に飛散することを防止することができる程度の気密性が保持されるように集塵フード２１を切削刃１１の周囲に配置することを意味する。

ガス吹き入れ管２２は、集塵フード２１の外部から集塵フード２１内にガスを吹き入れることができるように、集塵フード２１の外部から内部に挿入される管状の部材である。ガス吹き入れ管２２の挿入箇所においても、集塵フード２１の上記程度の気密性は充分に保持されるようにする。

集塵機構２は、ガス吹き入れ管２２を通じて、集塵フード２１内の切削刃１１の周辺に向けて吹き込まれるガスの風圧によって、切削粉を、穿孔された孔の内部から吹き出すことができる。尚、ガスＡは圧縮空気であることが好ましい。

そして、ガス吹き入れ管２２は、集塵フード２１の内円周方向に沿った旋回気流が発生するように構成することが好ましい。穿孔された孔の周辺にも吹き入れられたガスの旋回気流を発生させることによって、回転する切削刃１１の周囲の全周域から、均等に漏れなく切削粉を吹き出すことが可能となる。又、吹き出された切削粉を、穿孔された孔の周囲から吹き飛ばして、穿孔された孔の中に切削粉が再度沈降することを防ぐこともができる。

又、上記の旋回気流は穿孔具１の回転軸１２及び切削刃１１の回転方向と同方向に進行する旋回気流であることが好ましい。これにより、旋回気流による切削刃１１周辺に付着する切削粉の吹き出し効果を更に高めることができる。

上記のような旋回気流を発生させるためのガス吹き入れ管２２の好ましい設置態様として、図３に示すように、ガス吹き入れ管２２のガス吹き出し方向が、平面視における集塵フードの直径方向から旋回気流の流れの方向に向けて傾ける設置態様を挙げることができる。ガス吹き入れ管２２をこのように設置することにより、図３に示すように、ガス吹き入れ管２２から吹き入れられたガスＡによって、集塵フード２１の内円周方向に沿った旋回気流を所望の方向に向けて発生させることができる。尚、ガス吹き入れ管２２は、一つであってもよいが、図２、３に示すように２つ設置することがより好ましい。又、それ以上の複数のガス吹き入れ管２２を設置してもよい。ガス吹き入れ管２２が複数設置される場合は、全てのガス吹き入れ管２２のガス吹き出し方向が、平面視における集塵フードの直径方向から旋回気流の流れの方向に向けて傾ける態様でガス吹き入れ管２２を設置することが好ましい。

又、集塵機構２は、上記のような旋回気流を発生させるための他の構成として、ガス吹き入れ管２２を複数設置した上で、個々のガス吹き入れ管２２の動作について、それぞれのガスの吹き入れ間隔を制御するガス吹き入れ間隔制御機構（図示せず）を更に備えさせることが好ましい。各々のガス吹き入れ管２２によるガスの吹き入れを適切なタイミングで間欠的に行うことによって、集塵フード２１の内円周方向に沿った旋回気流が発生するようにすることもできる。又、ガス吹き入れ間隔制御機構の設置と、上述のガス吹き出し方向の最適化とを、併せて行うことが最も好ましい。

又、本発明の穿孔装置１０においては、集塵フード２１の容積を、稼働時における集塵フード２１内の粉塵濃度を１５０ｇ／ｍ^３以下に保持できるように、空気投入量と併せて適宜調整すればよい。従って、集塵フード２１の底面の直径は、目安としての一例として、ガス量を調整して粉塵濃度を適正範囲に調整することを前提として、切削刃１１の回転径（切削孔の直径）との差を２０ｍｍ以上確保し、尚且つ、その４倍以下とすることが好ましい。例えば、切削刃の回転径が直径３０ｍｍである場合であれば、集塵フード２１の底面の内径は、５０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下とすることが好ましい。集塵フード２１の底面の直径を上記範囲とすることにより、切削刃１１が集塵フードに接触する危険を確実に回避しながら、集塵フード２１内の旋回気流の速度の安定性を向上させることができる。

以上、詳細を説明した穿孔装置１０によれば、穿孔穴に残留する切削粉を除去しながら穿孔加工処理を行うことができる。その結果、穿孔精度も向上し、又、切削抵抗の増大を防ぐことで円滑な穿孔作業を安定的に継続することができる。

１ 穿孔具
１１ 切削刃
１２ 回転軸
２ 集塵機構
２１ 集塵フード
２２ ガス吹き入れ管
２３ 粉塵収集管
１０ 穿孔装置
２０ 軽量気泡コンクリートパネル
Ａ ガス
Ｄ 切削粉

Claims (3)

1. 軽量気泡コンクリートパネル用の穿孔装置であって、
   回転軸の先端に切削刃が設置されてなる穿孔具と、
   集塵機構と、を備え、
   前記集塵機構は、
   円形の開口底面を有し、前記切削刃の側方と上方とを覆って配置される集塵フードと、
   前記集塵フード内にガスを吹き入れるガス吹き入れ管と、
   前記集塵フードから切削粉を収集する粉塵収集管と、を備える、
   穿孔装置。
2. 複数の前記ガス吹き入れ管を備え、
   各々の前記ガス吹き入れ管による前記ガスの吹き入れを間欠的に行うことによって、前記集塵フードの内円周方向に沿った旋回気流が発生するように、前記ガスの吹き入れ間隔を制御するガス吹き入れ間隔制御機構を更に備える、
   請求項１に記載の穿孔装置。
3. 前記ガス吹き入れ管のガス吹き出し方向が、前記集塵フードの内円周方向に沿った旋回気流が発生するように、平面視における前記集塵フードの直径方向から前記旋回気流の流れの方向に向けて傾けられている、
   請求項２に記載の穿孔装置。

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