JP5142911B2 - 切り粉排出用補助アタッチメント - Google Patents

Description

本発明は鉄筋コンクリートやＦＲＰ（繊維強化プラスチック）等のような比較的硬質ないし靭性に優れた構造物、例えば管、船体、建物の基礎、壁、床、天井、柱、堤防、溝等を穿孔する際に発生する切り粉を排出する際に生じる不具合を防止する技術に関し、特に、コアビットを備えるコアドリル装置に用いる切り粉排出用補助アタッチメントに関するものである。

鉄筋コンクリートやＦＲＰ等（以下、被削物とする。）を穿孔する場合、中空円筒状のコアビットを備えたコアドリル装置が使用される。コアドリル装置による被削物の穿孔中には、穿孔に伴って切り粉が発生し、作業者の視界を遮って作業を困難にさせるだけでなく、作業者が切り粉を吸い込むことで健康を害する恐れが高くなる。また、穿孔作業の進行に伴い切り粉がコアビットに設けられた穿孔刃の周辺に溜まってしまうと、コアビットの回転抵抗を増加させるだけでなく、コアビットが停止し穿孔不能となってしまう場合もある。従って、快適に穿孔作業を進めるためには、切り粉を作業環境や穿孔刃の周辺から速やかに排出することが要求される。

そこで、切り粉を作業環境周辺へ飛散させることなく、穿孔刃の周辺から効果的に除去する方法が提案されている。例えば、特許文献１に示すように、穿孔刃の周辺に、潤滑、放熱および切り粉の飛散防止等の目的で給水を行う方法がある。

また、給水が困難な場合には、特許文献２に示すように、冷却流体管から排出される冷却流体と共にコアドリル外へ排出される切り粉をパット等で集塵する方法がある。

特開２００３−９４４３３号公報 特開２００２−３０１７１４号公報

しかし、被削物の穿孔位置によっては、パット等をコアビット周辺に設置することが出来ず、コアドリル外へ排出される切り粉を集塵出来ない場合がある。このような場合に切り粉を集塵する方法としては、コアドリル装置に吸引装置を接続し、穿孔刃周辺で生じる切り粉を中空円筒状のコアビットの内部を介して吸引装置へ切り粉を排出する方法（以下、内部集塵方法とする。）がある。

ところで、中空円筒状のコアビットを用いた場合、穿孔作業の進行とともにコアビット内部には「被削物が刳り貫かれた部分」（以下、コアとする。）が残る。内部集塵方法により穿孔作業が正常に行われている場合、切り粉はコアビット内部を介して問題なく排出される。

しかし、穿孔作業中にコアがコアビットの内部で折れてしまうことがあり、この場合、折れたコアは吸引装置の吸引力により吸い寄せられてコアビット内部の吸引口を塞いでしまい、切り粉が内部集塵方法により排出される経路を遮断してしまう。このままの状態で穿孔作業を続けると、切り粉が飛散して作業環境を害することとなるだけでなく、穿孔刃周辺に切り粉が溜まり穿孔効率が低下することとなる。更に、吸引装置にも過剰な負荷をかけることとなり、吸引装置の寿命が短縮してしまう恐れがある。

従ってこのような状況となった場合、まず穿孔作業を停止してコアドリル装置からコアビットを脱着し、次にコアビット内部から折れたコアを除去し、その後、再度コアドリル装置へコアビットを装着して穿孔作業を再開するという手順を踏む必要があり、作業効率の低下に著しく影響する。また、作業条件によっては穿孔作業を途中で停止することが出来ない場合もあり、作業が終了するまでコアを除去することが出来ないことから、切り粉が飛散し穿孔効率が低下した状態で穿孔作業を継続しなければならないこともあった。

本発明は、以上のような背景のもとになされたものであり、コアビットの内部から切り粉を吸引し排気するコアドリル装置において、穿孔作業中にコアビット内部でコアが折れて吸引口を遮断しまっても、切り粉を排出することが可能な切り粉排出用補助アタッチメントを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明者等は、コアビット内部でコアが折れた状態であっても、内部集塵方法により切り粉の回収を継続することのできる方法について種々の検討を重ねた結果、コアビット内部に設置することでコアが吸引口を遮断するのを防止することが可能となる特定の形状を有するアタッチメントを見出し、本発明を想到するに到った。

即ち、本発明は、一端側に穿孔刃を有し、他端側に切り粉を排出する吸引口を有する中空円筒状のコアビットに内挿される切り粉排出用補助アタッチメントであって、その内部が前記吸引口と連通する中空の環状体からなり、前記環状体は、前記穿孔刃側の開口縁部に少なくとも１つの切欠部を有する切り粉排出用補助アタッチメントである。

以下、本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメント（以下、単にアタッチメントと称する場合がある。）について詳細に説明する。まず、本発明に係るアタッチメントは、内部集塵方法により切り粉を排出するコアドリル装置のコアビットに内挿されるものであり、係るコアビットは、一端側に穿孔刃を有し、他端側に被削物を穿孔する際に生じる切り粉を排出する吸引口を有する中空円筒状の構造となっている。

そして、本発明に係るアタッチメントは、その内部が前記吸引口と連通する中空の環状体からなるものである。中空の環状体は、コアビット内に本発明のアタッチメントを配置しても、アタッチメントを配置しない場合と同様に穿孔中にコアビット内部を通じて切り粉を排出させるために、吸引口と連通する。

但し、アタッチメントが中空の環状体からなるのみでは、被削物の穿孔中にコアが折れてしまった場合、コアが吸引されてアタッチメントの穿孔刃側の開口縁部を塞いでしまい、切り粉の吸引が阻害されることとなる。そこで、前記環状体は、このような場合でも切り粉を吸引口から排出可能となるように、前記穿孔刃側の開口縁部に少なくとも１つの切欠部を有する。

ここで、切欠部は、切り粉を問題なく排出することが可能となる隙間が出来れば、いかなる形状（例えば、角型、丸型、Ｖ字型等）のものをアタッチメントの穿孔刃側の開口縁部にどのように設けるかについて、特に制限は無い。例えば、前記穿孔刃側の開口縁部を凹凸面（凹面が切欠部を構成する）とすれば、凸面にコアが接触することとなり、凹面が切り粉を排出させることを可能とする隙間となる。その他、アタッチメントそのものの外観が歯車形状となるように、外部側面を凹凸状にして、凹部（凹部が切欠部を構成する）を吸引口と連通させれば、切り粉が排出可能となるような隙間ができる。また、アタッチメントが中空の環状体であることによって必然的に形成される内壁を凹凸状にして、凹部（凹部が切欠部を構成する）から切り粉が排出可能となるような隙間を設けることもできる。

そして、切欠部は、切り粉を排出することが可能なように、少なくとも１つあればよい。但し、切欠部が１つの場合、コアや堆積した切り粉により塞がれてしまい、切り粉の排出が不可能となってしまうことが考えられる。一方、切欠部が多すぎると、アタッチメントの穿孔刃側の開口縁部の強度が低下してしまい、コア衝突時の衝撃によりアタッチメントが破損する恐れがある。従って、実用的な観点からすれば、切欠部は２〜６つであることが好ましい。

また、本発明に係るアタッチメントは、中空円筒状のコアビットに内挿されるものである。即ち、コアビット内部の穿孔刃と吸引口との間に配置されるものであり、コアビット内部における配置場所は、穿孔中にコアが折れてアタッチメントの穿孔刃側の開口縁部にコアが引きつけられた場合であっても、切り粉を排出することを可能とする本発明の目的を達成できれば、特に限定されない。例えば、コアビット内部であって穿孔刃と吸引口との中間の位置に配置しても良いが、吸引口に最も近い場所に配置すれば、被削物をより深く穿孔することができる。

そして、環状体は、その外周径とコアビットの内径とが略等しいことが好ましい。切り粉は、吸引装置を作動させることで穿孔刃から吸引口へ吸引されることとなるが、環状体の外周径がコアビットの内径と略等しいことにより、切り粉がコアビット内部に蓄積する隙間がなくなり、結果として切り粉の排出効率が増すこととなるからである。例えば、環状体の外周径がコアビットの内径と略等しい関係になく、隙間があるような場合には、隙間に切り粉が入り込んでしまい、切り粉の排出効率が低下することとなる。また、隙間に入り込んだ切り粉がアタッチメントの取り外しを困難にするだけでなく、取り外しの際に切り粉が粉塵となって飛散してしまうこととなる。

更に、本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントは、環状体の内壁面が、吸引口側から穿孔刃側へ開くテーパー状に形成されていることが好ましい。吸引装置により穿孔刃からコアビット内部に吸い上げられた切り粉を効率よく排出することが出来るだけでなく、吸引効率が上がることにより吸引装置に過剰な負荷がかからなくなるからである。

本発明の集塵補助アタッチメントによれば、コアドリル内でコアが折れた場合であっても、切り粉の回収経路を確保することが可能であり、粉塵による作業環境の悪化やコアビットへの負担を防止することができる。

本発明についての特徴をより明確にするべく、以下に実施形態を示す。

第１実施形態：まず、本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントについて説明する。図１〜３は、上記の本願実施形態に使用した本発明に係るアタッチメント２０の斜視図、正面図、断面図を表したものである。アタッチメント２０は中空の環状体となっており、被削物を穿孔する際に発生する切り粉が空洞２１を介して排出される。

そして、アタッチメント２０は、内壁面２２、外側面２３、開口縁部２５から構成される。内壁面２２は、アタッチメント２０が中空の環状体であることにより必然的に形成されるものであり、切り粉の排出効率を考慮してテーパー状となっている。

また、環状体は、その外周径とコアビットの内径とが略等しい円形状となっており、コアビット内部に内挿された場合、外側面２３がコアビット内部との間に隙間なく密着することにより、切り粉がコアビット内部に蓄積する隙間がなくなり、切り粉の排出効率が増すこととなる。

そして、開口縁部２５は、被削物の穿孔中にコアが折れて吸引された場合に、コアと接触する部分である。コア接触時の衝撃により、アタッチメント２０が破損してしまうのを防ぐために設けられたものである。ここで、開口縁部２５には、角型の切欠部８が均等に４か所に設けられており、外観上、アタッチメント２０の穿孔刃側の面は、凹凸面を形成する。このような凹凸面を形成することにより、コアがアタッチメント２０に接触しても、コアと切欠部８との間に切り粉の排出が可能な隙間ができることとなる。

図７は、図１〜３に示した本発明に係るアタッチメント２０をコアビット４に内挿した場合のコアビット４の内部拡大図である。ここで、コアビット４は、穿孔する穴の大きさや穿孔する深さ等の条件に応じて、直径や筒の長さ等の形状が異なる。一般的な規格品としては、直径が１インチ（円の外径２８．３ｍｍ、内径１８．３ｍｍ）から１２インチ（円の外径３０６．３ｍｍ、内径２９５．３ｍｍ）程度のものがある。また、コアビットは、回転駆動軸と接続するアダプター、筒の長さを調整するチューブ、穿孔刃を有するＳＳＳビットの３つの部品からなるものや、これらの部品が一体型になっているものがある。一体型のコアビットでは、穿孔深さには限界があるが、３つの部品からなるコアビットであれば、被削物を穿孔していくと共に適宜チューブを接続して筒の長さを調整することで、目的とする深さまで任意に穿孔することが可能である。

図７に示すように、アタッチメント２０は、コアビット４内部において穿孔刃より最も遠い位置、即ち吸引口５と接するように配置することで、被削物をより深く穿孔することが可能となる。被削物を穿孔した際にコアが折れた場合、折れたコア６（被削物が刳り貫かれた部分）が吸引されて開口縁部２５と接触し、アタッチメント２０の開口部２４を塞いでいる。ここで、図７に示す矢印は、切り粉が排出される経路を表している。穿孔により発生した切り粉は、穿孔刃からコアドリル内壁１６とコア６との間にある隙間を通り、コア６と切欠部８により出来る隙間を介し、吸引口５と連通する空洞２１を通って吸引口５へ排出される。このように、切り粉が前記経路により排出されることで、コア６が折れて吸引されても、切り粉は作業環境周辺へ飛散することはない。

次に、アタッチメント２０を図４に示すコアドリル装置４０のコアビット４の内部に配置し、被削物９の穿孔作業を行った場合について説明する。

まず、コアドリル装置４０は、駆動用モータ１０と、コアビット４を穿孔する面に対し垂直配置できるよう駆動用モータ１０を係止すると共にスライド移動自在とする支持軸１１を備えた支持台座１２からなるものである。このとき、アンカーボルト１３により被削物９に固定された支持台座１２から支持軸１１は垂直に延びており、駆動用モータ本体１０と連結した係合部１４に支持軸１１を通し、ハンドル１５を回転させることでラックアンドピニオン方式により駆動用モータ１０自体が上下動自在となるようにした。そして、駆動用モータ１０より延びる回転駆動軸１には、一端側に穿孔刃７を有し、他端側に吸引口５（図５）を有する中空円筒状のコアビット４が取り付けられている。この状態で駆動用モータ１０を作動させると、回転駆動軸１を介してコアビット４が回転し、ハンドル１５を操作して駆動用モータ１０の位置を適宜調整することにより、穿孔刃７を被削物９に押し当てることで、切り粉を発生させながら被削物９を穿孔することができる。

また、回転駆動軸１は、内部が空洞になっており、コアビット４とは別に、吸引装置２に接続するホース３が取り付けられている（図４）。穿孔により生じる切り粉は、吸引装置２を作動させると穿孔刃７周辺からコアビット内部を通じて吸引口５へ排出され（図５）、更に回転駆動軸１からホース３を介して吸引装置２へ回収される。

上記のようなコアドリル装置４０のコアビット内部に、図７に示すように吸引口５と接触するようにアタッチメント２０を配置し、被削物９の穿孔作業を行ったところ、切り粉は内部集塵方法により問題なく排出され、作業環境周辺へ飛散することなく作業が終了した。

比較例
次に、アタッチメント２０を用いることなく、コアドリル装置４０により被削物９を穿孔したところ、穿孔途中で切り粉が作業環境周辺へ飛散し始めた。かかる飛散の原因を確かめるべく、吸引装置２を作動させたまま駆動用モータ１０を停止して穿孔作業を中断し、ハンドル１５によりコアビット４を被削物９から引き上げて穿孔部分を観察すると、コア６が途中から折れていた。そこで次にコアビット４内部を目視したところ、図６に示すようにコア６が吸引されてコアビットの吸引口を塞ぎ、切り粉の排出を阻害していた。

第２実施形態
そこで、吸引装置２を停止し、コアビット４内部からコア６を取り出した後、アタッチメント２０を吸引口５と接するようにコアビット内部に配置し、折れたコア６をコアビット内部へ戻して穿孔作業を再開したところ、切り粉は再びコアビット４内部を介して排出され、作業環境周辺へ切り粉が飛散することなく穿孔作業が終了した。

穿孔作業終了後、吸引装置２を作動させたまま駆動用モータ１０を停止し、ハンドル１５によりコアビット４を被削物９から引き上げてコアビット内部を目視したところ、折れたコア６が吸引されてアタッチメント２０の開口縁部２５と接触し、開口部２４（図７）を塞いでいた。即ち、切り粉は図７の矢印にて示すように、穿孔刃７からコアドリル内壁１６とコア６との間にある隙間を通り、コア６と切欠部８により出来る隙間を介し、吸引口５と連通する空洞２１を通って吸引口５へ排出される経路により排出されたことを確認した。

以上の結果から、本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントをコアビット内部に配置すれば、切り粉が作業環境周辺に飛散することを予め防止することが可能となることを確認した。そして、切り粉が飛散した現場であっても、本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントをコアビット内部に配置すれば、切り粉が再度飛散することはなく、快適に穿孔作業を進めることが出来ることがわかった。

本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントの斜視図。 本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントの正面図。 本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントの断面図。 コアドリル装置により被削物を穿孔する図。 回転駆動軸とコアビットの接続部分の内部拡大図。 コアで塞がれた吸引口を示す図。 本発明に係る切り粉排出用補助アタッチメントをコアビット内部に配置し吸引装置を作動しつつ穿孔作業を行った場合のコアビットの内部拡大図。

符号の説明

１ 回転駆動軸
２ 吸引装置
３ ホース
４ コアビット
５ 吸引口
６ コア
７ 穿孔刃
８ 切欠部
９ 被削物
１０ 駆動用モータ
１１ 支持軸
１２ 支持台座
１３ アンカーボルト
１４ 係合部
１５ ハンドル
２０ 粉排出用補助アタッチメント
２１ 空洞
２２ 内壁面
２３ 外側面
２４ 開口部
２５ 開口縁部
４０ コアドリル装置

Claims (3)

1. 一端側に穿孔刃を有し、他端側に切り粉を排出する吸引口を有する中空円筒状のコアビットに内挿される切り粉排出用補助アタッチメントであって、
   その内部が前記吸引口と連通する中空の環状体からなり、
   前記環状体は、前記穿孔刃側の開口縁部に少なくとも１つの切欠部を有する切り粉排出用補助アタッチメント。
2. 環状体は、その外周径とコアビットの内径とが略等しい請求項１に記載の粉排出用補助アタッチメント。
3. 環状体の内壁面が、吸引口側から穿孔刃側へ開くテーパー状に形成されている請求項１又は請求項２に記載の切り粉排出用補助アタッチメント。

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