JP7106046B2 - ホールソー - Google Patents

Description

本発明は、ホールソーに関し、特に穿孔した部材内側又は穿孔側とは反対側への切粉の落下を従来に比べてより一層低減したホールソーに関する。

流体管の穿孔時に切片を確実に管の外部に取り出すために、先端にホールソーを形成したエンドミル内にマグネットが設けられた切り屑回収装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３－２５１５１０号公報

しかしながら、穿孔後の切片の保持は可能であっても切粉の回収量は少なかった。よって、穿孔後の切片及び切粉の回収効率の向上が求められていた。

これに鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、穿孔した部材内側又は穿孔側とは反対側への切粉及び切片の落下を従来に比べてより一層低減したホールソーを提供することである。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係るホールソーは、磁性材料から成る配管に円状の貫通孔を形成するホールソーであって、先端に複数の切刃を有する筒状の本体部と、本体部に形成され、隣接する切刃同士を連結する切欠部と、本体部の内側において本体部の軸方向に移動自在に設けられ、配管に当接可能なマグネット部と、を備え、マグネット部は、磁力を有する回収部を有し、切欠部における前記本体部の軸方向に沿った大きさは、切刃が配管の本体部の軸方向に沿った厚さに対して貫通孔を形成する間、回収部における本体部の軸方向に沿った厚みの上側に常に切欠が形成される大きさであり、前記切欠部は、前記貫通孔を形成する間、前記切欠部を介して切粉が前記本体部内に入り込む大きさを有する。

本発明に係るホールソーにおいて、マグネット部は、本体部内に配置された状態でその周囲に間隙が形成されることが好ましい。

本発明に係るホールソーにおいて、マグネット部は、本体部に対して着脱可能に取付けられることが好ましい。

本発明に係るホールソーにおいて、前記マグネット部は、付勢部を有し、付勢部は、回収部が当接する部材に向かって回収部を付勢し、回収部の初期位置において、回収部の当接面が本体部の先端位置にあることが好ましい。

本発明では、切欠部及びマグネット部を特定の大きさに形成したことで、穿孔中においては切粉が切欠部を介して本体部内に入り込んで良好にマグネット部に付着され、穿孔完了時においては穿孔部位から切り抜かれた切片もマグネット部に付着される。このため、本発明によれば、切片の落下防止はもとより、穿孔した部材内側又は穿孔側とは反対側への切粉の落下を従来に比べてより一層低減したホールソーを提供することができる。

また、本発明によると、本体部内でマグネット部の周囲に間隙が形成されることで、マグネット部に切粉が大量に付着可能な領域を確保することができるので好ましい。

更に、本発明によると、マグネット部を本体部に対して着脱可能にすることで、穿孔前の準備、穿孔後の切粉、切片及びマグネット部の本体部からの取り出し、マグネット部の保守管理等が容易となり、作業効率が向上するので好ましい。

更に、本発明によると、マグネット部の付勢部が回収部を穿孔対象物である部材に向かって付勢することで、磁力を有する回収部が部材に対して常に当接した状態を維持することができるので好ましい。

図１は、本発明に係るホールソーを備えた工具の一例を示した斜視概略図である。 図２は、図１の工具における穿孔部を示した断面概略図である。 図３は、図２の穿孔部における駆動部の一部を拡大して示した概略図である。 図４は、図３の駆動部の一部を分解して示した概略図である。 図５は、穿孔前の駆動部を示した概略図である。 図６は、穿孔中の駆動部を示した概略図である。 図７は、穿孔後の駆動部を示した概略図である。 図８は、穿孔後の駆動部の一部を分解して示した概略図である。

本発明に係るホールソーの一実施形態について、図１～図４を参照しつつ説明する。
なお、図１は、本発明に係るホールソーを備えた工具１００の一例を示した斜視概略図である。また、図２は、図１の工具１００における穿孔部１０１を示した断面概略図である。図３は、図２の穿孔部１０１における駆動部１０２の一部を拡大して示した概略図である。図４は、図３の駆動部１０２の一部を分解して示した概略図である。

図１に示すように、工具１００は、穿孔部１０１と把持部１０３とを有する。工具１００は、配管Ｐの側面に貫通孔を形成する穿孔作業を行うための電動工具である。配管Ｐは、工具１００による穿孔対象物であり、本発明における「部材」の一例である。配管Ｐは磁性材料、例えば鉄、コバルト、ニッケル等を含む筒体であり、内部に都市ガス、水等の各種流体が流通可能となっている。
なお、本発明に係るホールソーを備えた工具の穿孔対象物は、図示した円筒形状の配管Ｐに限定されず、板状体等であっても良い。

穿孔部１０１は配管Ｐを穿孔する部位である。穿孔部１０１については図２～図４を参照しつつ後述する。また、把持部１０３は、穿孔位置がズレないように配管Ｐと穿孔部１０１との相対位置が不動となるように保持する部位である。本実施形態において把持部１０３は、配管Ｐの外面に所定の範囲で当接する当接部１０４を有し、２つの当接部１０４によって一方側と他方側とから配管Ｐの周面を挟み込んで、両当接部１０４をボルト締めして固定されている。

続いて図２に示すように、穿孔部１０１は、駆動部１０２とボディ部１０５とを有する。駆動部１０２については図３及び図４を参照しつつ後述する。また、ボディ部１０５は、上記把持部１０３に固定的に取付けられる部位であり、回転駆動する駆動部１０２の軸がブレを生じないように支持する。

図３に示すように駆動部１０２は、駆動軸１０６とホールソー１とを有する。駆動軸１０６は、適宜の動力源からの駆動力が回転として一端部に伝達されて回転する軸体であり、他端部に後述のホールソー１が取付けられている。

ホールソー１は、本体部２と切欠部３とマグネット部４とを備える。

本体部２は、先端に複数の切刃５を有する円筒体である。切刃５は、本体部２を構成する筒状体の端部が研磨されて成る部位であり、穿孔対象物に対して摺動することで穿孔対象物を切削可能に形成されている。切刃５は本体部２の周面に沿って円状に配列されて成る。本体部２は、その先端側である、図面では下方に示した一端部側が穿孔対象物に当接する。また、本体部２は、その先端側とは反対側である、図面では上方に示した他端部側が駆動軸１０６の他端部に対して固定的に取付けられる。これにより、駆動軸１０６が受けた回転が本体部２に伝達されて、本体部２も回転することができるようになっている。

切欠部３は、本体部２に形成され、隣接する切刃５同士を連結する。具体的に切欠部３は、本体部２の周面に形成された切欠部位であり、一の切刃５から本体部２の他端部側に延在し、隣接する他の切刃５まで直線的及び曲線的に形成される。なお、図３に示す「Ｘ」は、切欠部３が形成される本体部２の先端から、切欠部３における本体部２の他端部側の端部までの、本体部２の軸線に沿った切欠部３の大きさ（以下、単に「切欠部３の大きさ」と称することがある）である。

マグネット部４は、特に図２に示すように、駆動軸１０６及び本体部２に挿入されている。マグネット部４の具体的な構造としては、駆動軸１０６及び本体部２から引き抜いた状態で図４に示すように、回収部４１、軸部４２及びスリーブ４３が設けられている。

回収部４１は、例えばネオジム磁石等の永久磁石を用いて円盤状に形成され、磁性材料を含む穿孔対象物を引き寄せることができる。なお、図３に示す「Ｙ」は、マグネット部４における本体部２の軸線に沿った回収部４１の厚み（以下、単に「マグネット部４の厚み」と称することがある）である。
本発明において回収部は永久磁石に代えて、穿孔時のみ導電することにより穿孔対象物を引き寄せる電磁石であっても良い。

軸部４２は、回収部４１の一端面に固定的に取付けられる軸体である。また、スリーブ４３は、筒体であり軸部４２の一部が挿入されると共に、駆動軸１０６の他端部に保持されて成る。

軸部４２の周囲にはコイルスプリング４４が軸部４２に沿って巻回配置されている。コイルスプリング４４によって、回収部４１及び軸部４２は図３に示す初期位置を維持することができる。なお、コイルスプリング４４は、本発明における付勢部の一例である。付勢部としては、コイルスプリング４４に代えて、空気バネ、たけのこバネ、板バネ又はエラストマー等を用いることができる。

また、軸部４２のスリーブ４３に挿入される部位の周側面において、楕円形状の長穴であるスライド穴４５が、楕円の長軸が軸部４２の軸線に一致するように形成されている。

更に、スリーブ４３に固定されて成る係止ピン４６がスライド穴４５に挿通されることで、軸部４２がスリーブ４３に対して挿抜されるときに、軸部４２の可動範囲は係止ピン４６がスライド穴４５の一端から他端まで移動する範囲内に限定される。すなわち、スライド穴４５及び係止ピン４６により、軸部４２の可動範囲が規制されることとなる。

軸部４２がスリーブ４３に対して図２及び図３に示した状態よりも更に挿入された場合は、コイルスプリング４４が軸部４２とスリーブ４３との間で短縮されて付勢力が作用するので、軸部４２及びスリーブ４３が図２及び図３に示した初期状態への復元しようとする。

マグネット部４は、図４に示すように、駆動軸１０６及び本体部２に対して挿抜可能に設けられ、着脱自在である。具体的には、スリーブ４３の周面には凹部である係合溝４７が１周に亘って形成されている。また、図２及び図４に示すように、駆動軸１０６にはスリーブ４３の係合溝４７に係合可能な凸部である係合部６が固定的に設けられている。

係合部６と係合溝４７とが係合することで、駆動軸１０６内にマグネット部４が挿入された状態で保持することができる。係合溝４７の深さとしては、回収部４１の本体部２からの引出し操作を手動等で行うことで、係合部６との係合状態を容易に解除可能な程度の深さに形成されている。

係合溝４７はスリーブ４３の周面の全周に亘って形成されているので、係合部６と係合溝４７とが係合している状態で駆動軸１０６が回転したとしても、係合部６が係合溝４７に沿ってスリーブ４３の周面上を摺動する。これにより、マグネット部４には回転力が伝達されない又はされ難くなっている。よって、マグネット部４が当接することになる配管Ｐ及び切片等を安定的に保持することができる。

以上の構成により、マグネット部４は、回収部４１及び軸部４２が本体部２の内側において本体部２の軸方向に移動自在に設けられ、回収部４１が穿孔対象物である上記配管Ｐに当接可能となっている。

図３に示すように、切欠部３の大きさＸは、マグネット部４の厚みＹより大きく形成されている。換言すると、マグネット部４の回収部４１は、切欠部３を介して本体部２の周側面から露出している。更に、マグネット部４における回収部４１は、図２及び図４に示すように、本体部２内に配置された状態でその周囲、つまり回収部４１と本体部２及び切刃５の内面との間、並びに、回収部４１の軸部４２の接続部位周辺等に間隙が形成される。
これらの構成による作用については、穿孔工程についての説明と共に図５～図８を参照しつつ後述する。

ここで、図５～図８を参照しつつ本実施形態に係るホールソー１の使用形態について説明する。なお、図５～図８では、ホールソー１の穿孔形態を示すために工具１００における駆動部１０２の一部のみを拡大して示している。
図５は、穿孔前の駆動部１０２を示した概略図である。図６は、穿孔中の駆動部１０２を示した概略図である。図７は、穿孔後の駆動部１０２を示した概略図である。図８は、穿孔後の駆動部１０２の一部を分解して示した概略図である。

まず、穿孔対象物である配管Ｐの外面に対してマグネット部４の回収部４１が当接させた状態に駆動部１０２を配置する。このとき、図５に示すように、切刃５の一部も配管Ｐの外面に当接する。この状態で回収部４１は磁性材料を含む配管Ｐを引き付けて接触状態を維持し続ける。

図５には図示しないが、この状態で図１に示した把持部１０３により、駆動部１０２を有する穿孔部１０１と配管Ｐとの相対位置が固定される。もっとも、配管Ｐの穿孔位置に穿孔部１０１を位置決めした上で把持部１０３により穿孔部１０１を固定した後に、回収部４１を配管Ｐに当接させても良い。

次に、配管Ｐに対して駆動部１０２を押し付けつつ、適宜の動力源を作動させて駆動部１０２を回転駆動する。これにより、図６に示すように、配管Ｐの外面を摺動する切刃５が配管Ｐを切削しつつ穿孔する。このとき、回収部４１は配管Ｐの外面に当接したままであるので、漸次、切刃５のみが配管Ｐに埋没した状態となる。切刃５が配管Ｐに埋没していくことで相対的に、回収部４１は軸部４２と共に本体部２の他端部側に配管Ｐの外面によって押し込まれる。また、回収部４１及び軸部４２が本体部２に対して押し込まれると、回収部４１及び軸部４２が押し戻される方向にコイルスプリング４４の付勢力が生じる。これにより、回収部４１は穿孔中及び穿孔後に配管Ｐに対して当接した状態を維持することができる。

切刃５が配管Ｐを切削する際に、細かい切粉Ｇが発生する。上述したように、切欠部３の大きさＸはマグネット部４の回収部４１の厚みＹより大きく形成されているので、図６に黒色の矢印で示したように、切削中に切粉Ｇが切欠部３を介して本体部２内に入り込む。本体部２内に入り込んだ切粉Ｇは、磁力により回収部４１に付着する。上述したように、回収部４１がコイルスプリング４４の付勢力により配管Ｐへの当接状態を常時維持することができるので、穿孔中に回収部４１が配管Ｐから脱離してしまうことがない。これにより、穿孔中は回収部４１による切粉Ｇの回収を常に行うことができる。

更に配管Ｐの穿孔を続けると、全ての切刃５が配管Ｐを貫通して穿孔が完了する。穿孔後は駆動部１０２を配管Ｐから引き抜くと、図７に示すように、本体部２内に切片Ｆが残存した状態となる。穿孔中から穿孔後の除去作業までは、切片Ｆに対して回収部４１が当接状態を維持しており、回収部４１の磁力で切片Ｆ及び切粉Ｇが保持される。

続いて示す図８には、穿孔が完了したホールソー１を配管Ｐから抜去し、更に本体部２から引き出した状態のマグネット部４を示している。穿孔後にマグネット部４を本体部２から引き抜くと、切片Ｆ及び切粉Ｇの除去作業が容易となる。

図７及び８に示すように、配管Ｐにはホールソー１の穿孔によって貫通孔Ｏが形成される。配管Ｐの一部として貫通孔Ｏ内に存在していた部位は、ホールソー１により切り取られてマグネット部４の回収部４１に切片Ｆ及び切粉Ｇとして付着している。切刃５が配管Ｐを貫通するときに、回収部４１が磁力によって切片Ｆの付着状態を維持可能であるので、切片Ｆの配管Ｐ内部への落下を防止することができる。

既存のホールソーにおいては、磁石を用いたホールソーであれば切片Ｆの回収のみを行っていた。しかしながら、これでは切粉Ｇの回収が行われず又は回収量が少量に留まり、穿孔後の配管Ｐの内部に切粉Ｇが大量に落下していた。穿孔対象物が板状物である場合も同様に、穿孔側とは反対側への切粉Ｇの落下が生じていた。よって、従来では配管Ｐの穿孔作業の後は配管Ｐ内の清掃作業が必要であった。

これに対して、本実施形態に係るホールソー１は、切欠部３及びマグネット部４によって、穿孔中及び穿孔後において配管Ｐから発生する切片Ｆだけでなく切粉Ｇも配管Ｐ内への落下を、従来に比べてより一層抑制又は低減される。

なお、穿孔中に発生した切粉Ｇは、配管Ｐの穿孔側でかつ本体部２の外側に、つまり図５～図８に示す配管Ｐの外面上側に溜まっていく可能性があるが、このような切粉Ｇの少なくとも一部は回収部４１に引き寄せられて切欠部３を介して本体部２内に入り込み、回収部４１に付着するので、切粉Ｇの回収効率は良好である。

また、上述したようにマグネット部４は駆動軸１０６及び本体部２が回転駆動しても係合溝４７によって回転が伝達されないことで、穿孔中及び穿孔後において特に切粉Ｇが回転等によって飛散することが無いので、好ましい。

更に、図８に示すように穿孔後にマグネット部４を引き抜く場合、切欠部３からドライバー等を本体部２内に挿入して切刃５側に押し出すことで、回収部４１の引き抜きが簡便である。これにより、マグネット部４からの切片Ｆ及び切粉Ｇの除去作業が容易となる。

上述したように、マグネット部４における回収部４１と本体部２の内面及び駆動軸１０６との間に間隙が形成されているので、本体部２及び駆動軸１０６自体が切片Ｆ及び切粉Ｇの回収部４１への付着を阻害しない。これにより、特に切粉Ｇの回収量向上を図ることができる。

以上のように図示した実施形態以外にも、本発明の目的を達成可能な範囲で様々な形態を採用することができる。

本発明において切欠部の形状は、特に限定されず、例えば切刃に求められる強度等に鑑みて決定するのが良い。また、上記実施形態において切欠部３は、その形状及び大きさＸが全ての切欠部３で同一となるように均一に形成されている。これに対して、本発明において切欠部は、形状及び本体部の軸線に沿った大きさは均一であることは必須ではなく、例えばホールソーに求められる切削性能及び強度等に鑑みて適宜に設定されるのが良い。なお、切欠部の形状及び大きさにおいて切欠部毎にバラつきがある場合は、最も本体部の軸線に沿って大きく形成された切欠部の大きさを「Ｘ」として採用することができる。

マグネット部の磁力に加えて、穿孔対象物を切り抜いた切片の保持をより確実にする場合、マグネット部及び本体部の略中央部からセンタードリルを突出させるようにしても良い。この場合、センタードリルは、マグネット部の略中央部から突出しつつ、センタードリルのみに駆動源からの回転が伝達されるように配置されるのが良い。
このように配置すると、穿孔前にまずセンタードリルを回転駆動して穿孔対象物に挿通し、更にマグネット部を穿孔対象物に当接させることで、センタードリルによる挿通とマグネット部の磁力とにより切片の保持が強固になる。また、センタードリルによって穿孔部位の中心軸が固定されることになるので、穿孔中に穿孔位置のズレ及びブレが生じ難くなる。

本発明における本体部内に吸引手段を付設することが好ましい。吸引手段としては、本体部の内側の空気を吸引することで、本体部内を少なくとも大気圧より陰圧にする手段である。吸引手段として更に具体的には、例えば本体部に外部に連通する連通孔を設け、この連通孔近傍に本体部の内側から外側に向けて送風可能なファン等を採用することができる。吸引手段を設けることで、穿孔により本体部内に発生する切粉を本体部内に留める事ができ、切欠部から本体部の外側への切粉の排出を低減して、マグネット部での切粉の回収量の更なる向上を図ることができる。

本発明において切欠部の大きさは、穿孔作業が完了するまでマグネット部の穿孔側とは反対面が切欠部を介して露出し続ける大きさであるのが好ましい。換言すると、マグネット部が最も本体部内に押し込まれた状態となる穿孔完了直前の状態において、切欠部がマグネット部よりも他端部側に大きく切り欠かれていることが好ましい。この大きさの切欠部を設けることで、穿孔完了まで切欠部を通って切粉が本体部内に入り込むことができるので、切粉のより一層良好な回収効率を確保することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

１：ホールソー
２：本体部
３：切欠部
４：マグネット部
４１：回収部
４２：軸部
４３：スリーブ
４４：コイルスプリング
４５：スライド穴
４６：係止ピン
４７：係合溝
５：切刃
６：係合部
１００：工具
１０１：穿孔部
１０２：駆動部
１０３：把持部
１０４：当接部
１０５：ボディ部
１０６：駆動軸
Ｐ：配管
Ｏ：貫通孔
Ｇ：切粉
Ｆ：切片
Ｘ：切欠部の大きさ
Ｙ：マグネット部の厚み

Claims (4)

1. 磁性材料から成る配管に円状の貫通孔を形成するホールソーであって、
   先端に複数の切刃を有する筒状の本体部と、
   前記本体部に形成され、隣接する前記切刃同士を連結する切欠部と、
   前記本体部の内側において前記本体部の軸方向に移動自在に設けられ、前記配管に当接可能なマグネット部と、を備え、
   前記マグネット部は、磁力を有する回収部を有し、
   前記切欠部における前記本体部の軸方向に沿った大きさは、前記切刃が前記配管の前記本体部の軸方向に沿った厚さに対して貫通孔を形成する間、前記回収部における前記本体部の軸方向に沿った厚みの上側に常に切欠が形成される大きさであり、前記切欠部は、前記貫通孔を形成する間、前記切欠部を介して切粉が前記本体部内に入り込む大きさを有する、
   ホールソー。
2. 前記マグネット部は、前記本体部内に配置された状態でその周囲に間隙が形成される、請求項１記載のホールソー。
3. 前記マグネット部は、前記本体部に対して着脱可能に取り付けられる、
   請求項１又は２に記載のホールソー。
4. 前記マグネット部は、付勢部を有し、
   前記付勢部は、前記回収部が当接する前記配管に向かって前記回収部を付勢し、前記回収部の初期位置において、前記回収部の当接面が前記本体部の先端位置にある、
   請求項１～３のいずれかに記載のホールソー。

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