JP7288522B2 - 切粉回収具 - Google Patents

Description

本発明は、切粉回収具に関する。

ドリルやキリ等で、対象物（被削物）に孔を加工する際に、切粉が飛散する。飛散した切粉は、掃除して回収しなければならないため、加工作業に手間がかかる。さらに、被削物が導電性を有する金属の場合には、鋭利な端面を持つ切粉が電気品の基板等に付着して電気的な短絡を生じさせるなどの問題がある。また基板等を点検する作業者が、尖った切粉に直接触れて傷つかないよう厚手の手袋を装着することによる作業性の悪化などの問題も懸念される。このため、加工時に切粉が散逸する前に、加工と並行して切粉を回収できることが望ましい。

特許文献１に、メインシャフトの回転を、筒状ドリルによって被切削物を穿孔する際の切削力として用いるのみならず、切削により生じた切粉や粉塵を積極的に排出するための気流発生のためにも利用できる集塵型穿孔機のスイベル装置に係わる技術が開示されている。

特開２０１９－５５５７４号公報

特許文献１の技術は、比較的大型の機械に適用できるものである。これに対し、より簡便な工具であるドリルやキリ等で、被削物に穴を加工するときに排出される切粉を回収する回収具は、内部に詰まった切粉を短時間で取り除けるように、容易に分解できることが望ましい。さらに、被削物を貫通したドリルやキリ等が、被削物の裏側または被削物の内部にある配線や基板等を傷つけないように、ドリルやキリ等の切削深さ（突出量）を調整して所定の切削深さよりも深い位置に、ドリルやキリ等の先端が到達することを抑制する刃体物突出量調整機能が備えることが望ましい。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、刃体物で穴等を加工する際に排出される切粉を回収できるとともに、所定の深さ以上に刃体物が進行することを抑制する刃体物突出量調整機能を備える切粉回収具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、代表的な本発明による切粉回収具の一つは、
被削物を加工する刃体物を駆動する駆動装置に取付けられる切粉回収具であって、
前記刃体物を貫通させて保持し、前記刃体物とともに回転する第１基部と、
前記刃体物を貫通させてなり、前記刃体物の加工に伴い生じる切粉を排出する切粉排出部と、前記刃体物の突出量を調整する突出量調整機構と、を備えた第２基部と、
前記第２基部と前記第１基部とを相対回転可能に連結するベアリングと、を有し、
前記突出量調整機構は、
前記刃体物が貫通する円筒部と、
前記円筒部にテレスコピックに組み合わされる受容部と、
前記円筒部に螺合して位置調整可能に取り付けられ、前記受容部と当接することによって、前記刃体物の軸方向における前記円筒部と前記受容部とを組み合わせた最小長さを調整する長さ調整部と、を有し、
前記円筒部は、前記円筒部の軸方向に沿う一対のクランク状の溝部を有しており、
前記受容部は、径方向に突出した一対の突起部を有しており、
前記突起部が前記溝部に案内される態様で、前記円筒部と前記受容部とが前記刃体物の軸方向に相対変位可能に組み合わされており、
前記突起部が前記長さ調整部に当接することによって、前記最小長さが調整される、
ことにより達成される。

本発明によれば、刃体物で穴等を加工する際に排出される切粉を回収できるとともに、所定の深さ以上に刃体物が進行することを抑制する刃体物突出量調整機能を備える切粉回収具を提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

図１は、ドリルを有する切粉回収具を備える駆動装置の側面図である。 図２は、本実施形態の切粉回収具の斜視図である。 図３は、本実施形態の切粉回収具を構成する各部品を展開した斜視図である。 図４は、ドリルを有する切粉回収具の軸方向に沿う断面図である。 図５は、ドリルを有する切粉回収具を備える駆動装置で穴開け加工する状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ここでは、ドリルやキリ等の刃体物１の軸方向に沿う方向をｘ方向（またはｘ軸）とし、このｘ方向に交差する２方向をそれぞれｙ方向、ｚ方向とする。また、切粉回収具１０を構成する各部位の被削物５０に近い側を先端（先端部、先端側）とし、それらの被削物５０から離れる側（駆動装置５に近い側）を後端（後端部、後端側）と記載する場合がある。

図１は、ドリルを有する切粉回収具を備える駆動装置の側面図である。切粉回収具１０は、駆動装置５の挟持部（チャック）７に挟持されるとともに被削物５０に穴開け加工する刃体物１により、貫通される態様で駆動装置５に備えられる。

切粉回収具１０は、先端側の前部（第２基部）２０と、前部２０に後続するとともに後端側の後部（第１基部）３０と、から構成される。前部２０は、刃体物１が被削物５０を加工した時に生じる切粉４２を排出する機能と、刃体物１に沿う前部２０のｘ方向の長さを調整して、刃体物１の先端部から前部２０の先端部まで突出量Ｌを調整する機能と、を有する。後部３０は、刃体物１を挟持する機能を有する。

刃体物１の軸と共にｘ軸回りに回転する回転部Ｒは、切粉回収具１０の後部３０と、駆動装置５の挟持部７を含む。作業者は、一方の手を前部２０に添えるとともに、他方の手で駆動装置５の把持部（グリップ部）６を保持して、被削物５０に穴開け加工することができる。作業姿勢によって、一方の手を前部２０に添えることが難しい場合は、添えなくても良い。

穴開け加工する時に生じる切粉４２は、刃体物１に刻まれた螺旋溝（ドリルの刃先に形成される螺旋状の溝）に案内されて、前部２０の内部を通って、切粉回収部４０に一時的に溜められる。切粉回収部４０は、切粉をその内部に一時的に蓄える機能を有していればよく、容器、または、袋などを用いることができる。作業者は、切粉回収部４０に溜められた切粉４２を所定の場所（回収箱等）へ必要に応じて破棄することができる。

図２は、本実施形態の切粉回収具の斜視図である。図３は本実施形態の切粉回収具を構成する各部品を展開した斜視図であり、図４はドリルを備える切粉回収具の軸方向に沿う断面図である。なお、穴開け加工を開始した時には前部２０と後部３０とは、離間した状態であるが、所定の穴深さＬに到達する穴開け加工終了時には、前部２０と後部３０とは近接または当接した状態となる。

切粉回収具１０は、刃体物１に貫通される態様で配置される前部２０と、前部２０の後端部に備えられるベアリング６０の内輪に嵌合するとともに貫通した刃体物１を挟持する後部３０と、から構成される。前部２０と後部３０とは独立しており、これら両者は機械的に接続されていない。

前部２０は、被削物５０に当接する当接部２２と、刃体物１が排出する切粉４２を内部を通して切粉回収部４０へ排出する円筒部２４と、円筒部２４に対しｘ方向に位置調整可能に螺合することによって前部２０の軸方向の最小長さを調整する長さ調整部２６と、ベアリング６０の外輪が取り付けられた受容部２８と、から構成される。

円筒部２４は、当接部２２の雄ネジ部２２ｂが螺合するネジ部を有するとともに、刃体物１から排出される切粉４２を切粉回収部４０に案内する切粉排出部２４ｄと、前部２０のｘ方向の長さ寸法を調整する部位と、を備える。

当接部２２は、刃体物１で被削物５０（図５参照）を穴開け加工した時に被削物５０に当接し、刃体物１が被削物５０に進入するのに伴って円筒部２４とともに受容部２８側に変位し、刃体物１が所定の突出量（深さ）Ｌまで被削物５０に進入した際に係止され、刃体物１の先端部が突出量Ｌ以上に被削物５０に向けて進行することを抑制する部位である。

当接部２２は、切粉案内部２４ａのｘ方向の端部に備えられるネジ部に螺合する雄ネジ部２２ｂと、刃体物１が貫通する貫通開口２２ｃとを有する。なお、突出量または突出寸法Ｌは、刃体物１のｘ方向の先端部から、最も後端側へ変位した当接部２２の先端側までの寸法である。突出寸法Ｌを調整する機構については後述する。

円筒部２４は、当接部２２が螺合する部位に続いて切粉案内部２４ａを備える。切粉案内部２４ａは、切粉回収部４０を併設しており、刃体物１の加工で生じる切粉は、切粉案内部２４ａおよび切粉排出部２４ｄの内部を経て切粉回収部４０へ導かれる。

当接部２２を切粉案内部２４ａにねじを介して固定する構成によって、当接部２２から切粉案内部２４ａを経て切粉排出部２４ｄに至る空間に切粉が詰まった際に、ねじを緩めて当接部２２を切粉案内部２４ａから取り外すことができるため、外したあとの開口部から詰まった切粉４２を容易に取り除くことができる。

前部２０は、刃体物１の突出量を調整する突出量調整機構を有している。突出量調整機構は、円筒部２４と、円筒部２４に組み合わせられる受容部２８と、円筒部２４に設けられるネジ部２４ｂに螺合する長さ調整部２６と、から構成される。

円筒部２４の後端部には、図２，３に示すように、ネジ部２４ｂと、ｘ方向に沿ったクランク状の溝部２４ｃがｚ方向両側に備えられる。受容部２８の円筒状の先端部には、一対の突起部２８ｔが径方向に突出して備えられる。受容部２８の円筒部の外径は、円筒部２４の内径より少し小さく、受容部２８は、小円筒部２８ｂの突起部２８ｔを溝部２４ｃに沿わせることによって、テレスコピックに円筒部２４に内挿されて組み合わせることができる。これにより、円筒部２４と受容部２８とはｘ方向に相対変位可能であるが、相対回転不能に連結される。

図４において、受容部２８の先端部と、この先端部が至る円筒部２４のｘ方向の中程との間に弾性体（ばね）６２が備えられる。弾性体６２は、前部２０を先端側に付勢するために備えられており、弾性体６２が受容部２８に対して円筒部２４を先端側に付勢することによって、当接部２２が被削物５０に押し付けられる。当接部２２が被削物５０に当接される状態で、刃体物１が被削物５０の穴開け加工のために回転すると、被削物５０から生じた切粉４２は、当接部２２の貫通開口２２ｃと刃体物１との間を通り、切粉回収具１０の内部に導かれて切粉回収部４０へ一時的に蓄積される。これにより穴開け加工現場に切粉が飛散することを抑制できる。

また、刃体物１を重力方向上方に向けて天井等に穴開け加工する時、作業者の一方の手で前部２０を添えることができない場合でも、前部２０は被削物５０（この場合は天井）へ当接する状態を容易に維持できるので、同様に切粉４２が飛散することを抑制できる。

長さ調整部２６は、ネジ部２４ｂに螺合して円筒部２４のｘ方向に移動可能であり、所望の位置に位置決めされる。長さ調整する場合、円筒部２４のネジ部２４ｂに長さ調整部２６を螺合した後、突起部２８ｔを溝部２４ｃに案内しながら、受容部２８の円筒部を円筒部２４に組み込む。その後、長さ調整部２６をｘ軸（刃体物１の軸）回りに相対回転させることにより、長さ調整部２６はネジ部２４ｂの調整量Ｍの範囲内でｘ方向に進退するため任意に位置決めできる。また、突起部２８ｔは長さ調整部２６に当接することで移動が制限されるため、前部２０のｘ方向の寸法を調整できる。長さ調整部２６をｘ方向に分割して備えることで、ダブルナットの作用を利用して、長さ調整部２６の緩みを抑制するようにしてもよい。

受容部２８は、円筒部２４の内径より小さい外径の小円筒部２８ｂと、小円筒部２８ｂに接続するともにベアリング６０を保持する大円筒部２８ｇと、からなる。小円筒部２８ｂと大円筒部２８ｇは、刃体物１の軸と同軸に備えらえる。小円筒部２８ｂは、その先端部に、一対の突起部２８ｔを備える。大円筒部２８ｇは、ベアリング６０の外輪を嵌合させており、後部３０の側が開放して、ベアリング６０の内輪が後方へと突き出している。

また、受容部２８の突起部２８ｔが案内される溝部２４ｃをクランク状に備えることによって、例えば、他方の手で駆動装置５を把持した作業者が、一方の手を円筒部２４に添えることなく刃体物１の先端部を下方に向けた際に、突起部２８ｔが溝部２４ｃのクランク部に係止されるので、円筒部２４の受容部２８からの意図しない分離を抑制できる。突起部２８ｔの強度を高めるために、突起部２８ｔの突出方向に交差する断面形状を、ｘ方向に沿う長軸を有する楕円形にしてもよい。

後部３０は、その内部を軸方向に貫通する刃体物１を挟持する刃体物挟持部３２と、刃体物１を挟持した状態の刃体物挟持部３２を締め付けて刃体物１の脱落を抑制する筒状の締付部３４と、から構成される。締付部３４の断面外形は六角形であるが、これに限られない。

刃体物挟持部３２は、受容部２８の大円筒部２８ｇが保持するベアリング６０の内輪に嵌合する円筒部３２ａと、円筒部３２ａに連続する雄ネジ部３２ｂと、雄ネジ部３２ｂに接続するとともに刃体物１を挟持する複数の爪を周方向に隙間を開けて配置した先細状の爪部３２ｄと、からなる。

図１に示すように、駆動装置５の挟持部７と、挟持部７に挟持される刃体物１と、刃体物１を挟持する後部３０は、刃体物１の加工時に回転する回転部Ｒであり、前部２０は作業者が手で保持することで回転しない部位である。

図４において、締付部３４は、雄ネジ部３２ｂに螺合可能な雌ネジ部と、それに隣接するテーパ状内周面３４ａとを有する。刃体物１を挟持した爪部３２ｄに同軸上で被さる態様で、締付部３４の雌ネジ部を刃体物挟持部３２の雄ネジ部３２ｂに螺合して締め上げると、締付部３４が爪部３２ｄに対して相対移動して、そのテーパ状内周面３４ａが爪部３２ｄを径方向外方より押圧して縮径させるため、刃体物１を挟持した爪部３２ｄが刃体物１をより強固に締め付けることができる。

なお、図２から図４では、ベアリング６０が前部２０の後端部（受容部２８の大円筒部２８ｇ）に備えられる例を説明したが、ベアリング６０を後部３０の前端部に備えても良い。

図５は、ドリルを有する切粉回収具を備える駆動装置で穴開け加工する状態を示す模式図である。図５に示す被削物５０は、対抗する２枚の面板５１、５２と、これら面板とを接続する複数の接続板５３と、からなる押し出し形材である。

被削物５０は、ｙ軸方向に押出成形された押し出し形材であり、面板５１（５２）と接続板５３とで囲まれる空間５５に、ｙ軸方向に沿って配線５６を備える。作業者が本実施形態の切粉回収具１０を備える刃体物１で、配線５６を備える空間５５を構成する面板５１に穴をあける作業を例に挙げて、本実施形態の効果等を説明する。

作業者は、刃体物１と駆動装置５を準備する。駆動装置５は、電力または高圧空気で刃体物１を駆動するものを好適に使用できる。作業者は、駆動装置５の挟持部７に固定された刃体物１に対して、刃体物挟持部３２と締付部３４を嵌入させた後、締付部３４を回して刃体物挟持部３２の爪部３２ｄを刃体物１に強く押圧する。

その後に作業者は、後部３０が固定された刃体物１を、前部２０に挿入し、上述したようにして刃体物１と、前部２０と、後部３０と、駆動装置５と、を一体に組み立てる。前部２０を後部３０に押し当てた状態で、刃体物１の先端部の突出量（寸法）Ｌを、前部２０の長さ調整部２６を回して螺動させ、所定の突出量に調整する。この時の突出量Ｌは、面板５１を貫通した刃体物１の先端部が配線５６に触れない突出量に設定される。

穴開け作業を行おうとする作業者は、一方の手を前部２０に添えるとともに、他方の手で駆動装置５の把持部（グリップ部）６を保持して、刃体物１の先端を被削物５０の面板５１に当てる。このとき、作業者は弾性体６２の付勢力に抗して前部２０を一時的に後方に引くことで刃体物１の先端近傍を露出させることができ、それにより刃体物１の位置決めを容易に行える。さらに作業者が駆動装置５のトリガーを引くことで刃体物１が回転し、面板５１の穴開け作業を行える。穴開け作業中に、作業者が一方の手を前部２０に添えるのみとすれば、弾性体６２の付勢力を用いて前部２０の当接部２２が面板５１に向かって押し付けられるため、面板５１からの切粉４２が周囲に飛散することなく切粉回収部４０に導かれ易くすることができる。

以上の構成によって、作業者が駆動装置５を被削物５０に押し付ける力を維持する場合であっても、突起部２８ｔが長さ調整部２６に当接することにより当接部２２の移動が制限されるため、刃体物１の先端部の突出量Ｌより深い位置に刃体物１の先端部が到達しない。このため、面板５１を貫通した刃体物１の先端部が面板５１の下方の空間５５に備えられる配線５６を傷つけることなく、切粉４２を回収して飛散を抑制しつつ、面板５１に穴を開けることができる。

さらに、前部２０に長さ調整部２６を備えることによって、前部２０のｘ方向の寸法を任意に調整できるので、仮に研ぎ直し等によって刃体物１のｘ方向寸法が小さくなる場合であっても、それに応じて刃体物１の突出量Ｌを所定の長さに維持できる。

このため、突出量Ｌを常に最適な寸法に維持できるので、所定の穴深さの穴を加工できるとともに、加工面の下方（刃体物１の進行方向）にある配線５６等を刃体物１が傷つけることを抑制できる。

さらに、刃体物１で穴等を加工する際に排出される切粉４２を回収する時に、切粉４２が前部２０の内部などに詰まった時に、前部２０の当接部２２を分解清掃することによって、詰まりを容易に解消できる。

本実施形態によれば、ドリルやキリ等の刃体物で穴等を加工する際に排出される切粉を回収できるとともに、切粉が詰まった時に容易に分解でき、さらに、所定の深さ以上に刃体物が進行することを抑制する刃体物突出量調整機能を備える切粉回収具を提供することができる。

本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１…刃体物、 ５…駆動装置、
６…把持部（グリップ部）、 ７…挟持部、
１０…切粉回収具、 ２０…前部、
２２…当接部、 ２２ｂ…雄ネジ部、
２４…円筒部、 ２４ａ…切粉案内部、
２４ｂ…ネジ部、 ２４ｃ…溝部、
２４ｄ…切粉排出部、
２６…長さ調整部、 ２８…受容部、
２８ｂ…小円筒部、 ２８ｔ…突起部、
２８ｇ…大円筒部、 ３０…後部、
３２…刃体物挟持部、 ３２ａ…円筒部、
３２ｂ…雄ネジ部、 ３２ｄ…爪部、
３４…締付部、 ４０…切粉回収部、
４２…切粉、 ５０…被削物、
５１，５２…面板、 ５３…接続板、
５６…電線、 ６０…ベアリング、
ｘ…軸方向、 ｙ…幅方向、
ｚ…高さ方向、 Ｌ…突出量、
Ｍ…調整量、 Ｒ…回転部

Claims (4)

1. 被削物を加工する刃体物を駆動する駆動装置に取付けられる切粉回収具であって、
   前記刃体物を貫通させて保持し、前記刃体物とともに回転する第１基部と、
   前記刃体物を貫通させてなり、前記刃体物の加工に伴い生じる切粉を排出する切粉排出部と、前記刃体物の突出量を調整する突出量調整機構と、を備えた第２基部と、
   前記第２基部と前記第１基部とを相対回転可能に連結するベアリングと、を有し、
   前記突出量調整機構は、
   前記刃体物が貫通する円筒部と、
   前記円筒部にテレスコピックに組み合わされる受容部と、
   前記円筒部に螺合して位置調整可能に取り付けられ、前記受容部と当接することによって、前記刃体物の軸方向における前記円筒部と前記受容部とを組み合わせた最小長さを調整する長さ調整部と、を有し、
   前記円筒部は、前記円筒部の軸方向に沿う一対のクランク状の溝部を有しており、
   前記受容部は、径方向に突出した一対の突起部を有しており、
   前記突起部が前記溝部に案内される態様で、前記円筒部と前記受容部とが前記刃体物の軸方向に相対変位可能に組み合わされており、
   前記突起部が前記長さ調整部に当接することによって、前記最小長さが調整される、
   ことを特徴とする切粉回収具。
2. 請求項１に記載される切粉回収具において、
   前記第１基部は、
   前記刃体物を挟持する爪部を備えた刃体物挟持部と、
   前記刃体物を挟持するために、前記爪部を径方向外方から押圧する締付部と、
   を有することを特徴とする切粉回収具。
3. 請求項１に記載された切粉回収具において、
   前記円筒部は、前記被削物に当接可能な当接部を備え、
   前記当接部は、加工時に前記刃体物が前記被削物に進入するのに伴って、前記被削物に当接したまま前記受容部側へと相対変位し、前記突起部が前記長さ調整部に当接したときに係止される、
   ことを特徴とする切粉回収具。
4. 請求項３に記載された切粉回収具において、
   前記当接部は、前記円筒部に対して取り外し可能となっており、
   前記切粉排出部は、前記刃体物が貫通する前記当接部の開口と、前記刃体物との間を通して、切粉を排出する、
   ことを特徴とする切粉回収具。

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