JPH0326441A - 回転穿孔工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば石材、コンクリート、磁器タイル、
ガラス、セラミック等の硬質非金属材への穴開けに用い
られる回転穿孔工具に関する．〔従来の技術〕 この種の回転穿孔工具では、穿孔時の摩擦熱による切削
刃の損耗が激しいため、切削刃の寿命低下抑制の観点か
ら水や空気等の流体を供給して冷却する手段が講じられ
ているが、水の場合には懸濁水によって作業周辺が汚損
され、また、空気の場合には汚水による汚損は避けられ
るものの、切屑飛散や冷却効率の低さ等の欠点があるこ
とから、水を霧化したいわゆるミストが両者の利点を併
せ持つ最適流体として採用されるようになった．従来、
工具本体に装着される回転ドリルにはその長手方向に貫
通孔が形威され、回転ドリルの先端に固着される切削刃
には回転ドリルの貫通孔に連通して噴出口が形戒されて
いる．そして、工具本体の外部に設けられるミスト供給
装置によってミストが工具本体内部へ供給され、回転ド
リルの貫通孔を案内されて切削刃から噴出されるように
なっている． １スト供給装Ｗとしては、コンブレソづ一等のエアー源
からの圧縮空気を案内する圧縮空気通路に水タンクに接
続された給水管を臨まゼ、圧縮空気の速度による負圧作
用によって水を吸引し霧化させる構造となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、この種の穿孔工具では、良好な穿孔状態を得
るには通常、ドリル回転数が数千回転の能力を要求され
る．そして、このような高速回転では、非穿孔状態にお
いても遠心力作用によって空気の切削刃への通り抜けが
悪く、穿孔時には通気抵抗がさらに高まる。

このため、上述のようなｌ′ｌｌｉ造の竃スト供給袋置
を有するものでは、水の吸引作用を空気流速のみに頼る
ため、空気流速の低下によってミスト生成能力が落ち、
冷却不足で依然として摩擦熱による切削刃の早Ｊ！Ｊｌ
ｉｎ耗を来していた．〔課題を解決するための手段〕 この発明は、上記Ｒｉ！ｌｌを解決するため、圧縮空気
の流速の低下に拘らずミスト生成を行える構造とするこ
とによって冷却能力を高め、これにより切削刃の損耗を
曲制することを企図したもので、軸方向のＭＡＩＬを有
するとともに先端ｊ、こ切削刃を有する回転ドリルを備
え、工具本体の外部に設けられるミスト供給装置で生成
された冷却流体としてのミストを前記回転ドリルに導い
て前記切削刃から噴出させるようにして成る回転穿孔１
具において、前記ミスト供給袋置は、吐出口を有（７こ
の吐出口から水が吐出するようにエアー源からの圧縮空
気で圧力を（＝ｔ与された給水タンクと、この給水タン
クに圧力を｛」与する圧縮空気とは別個Ｇこ前記エアー
源からの圧縮空気を案内するエアー供給部と、このエア
ー供給部と前記給水タンクの吐出［］コとが合流される
ごスト生成部とから成る構造としたものである． ［作　用］ この発明によれば、同一のエアー源からの圧縮空気がそ
れぞれ、給水タンクとエアー供給部に送られる。給水タ
ンク内の水は圧縮空気によって加圧され、吐出口から強
制的に吐出されて逅ス１・生底部に送られる。これと並
行してエアー供給部からの空気かもスト生成部に流入し
、水と合流して水が霧化される。

みスト生成部で生威された〕ストは回転ドリルへ導かれ
、切削刃から噴出させられる．〔実施例〕 第ｌ図乃至第３図はこの発明の一実施例を示す．工具本
体２には、軸方向の貫通孔４を有ずる同転ドリル６が装
着されており、この回転ドリル６は電源やエアー課等の
駆動手段をもって回転駆動されるようになっている。回
転ドリル６の先端ｌこは、貢通孔４に連通した噴出口８
を有する例えばダイヤモンド粒の焼結体で形威される切
削刃１ｏが固着されている． また、工具本体２の上面には箋スト供給装置１２が設置
されている．このミスト供給装ＩＦ１２は基本的に、前
端に吐出口ｌ４を有する筒状の給水タンクｌ６と、この
給水タンクｌ６に並設された単管としてのエアー供給部
ｌ８及び吐出口１４とエアー供給部１８が合流ずるミス
トｑ成部２０とから構成される。給水タンク１６はカー
トリンジタイプとして例えばバンド２２．２４等で容易
に着脱できるように固定することができる。給水タンク
１６の後端ら：は給気管２６が接続されており，この給
気管２６の他端とエアー供給部ｌ８の後端はそれぞれ、
コンプレ・ンサー等のエアー源２８の送気ｉ！′３０の
端部に分岐状態に接続されている。

このため、給水タンクｌ６とエアー供給部１８には同圧
の圧縮空気が送られる。

給水タンクｌ６には、筒状をなすタンク本体３２の前後
端にそれぞれ、封止板３４．３６がねｊ；込み等の手段
をもって設置されている。各封止仮３４、３６にはそれ
ぞれ、０リング３８　４ｏが嵌められており、タンク本
体３２の気密性ないし水密性を保持できるようになって
いる。まｔ・、タンク本体３２の内部には、給気管２６
からの空気圧で作動する摺動体４２が設霞されている。

この摺動体４２には、摺動時の気密性が保持されるよう
に０リング４４が２個嵌められている．摺動体４２を設
けることによって、工具本体２の使用状態による給水タ
ンク１６の傾斜に拘らず水Ｗは吐出に良好な状熊に保持
される． 給気管２６は、例えば一端がタンク本体３２内に臨むよ
うに封止板３６に螺合されるプラグ４６と、送気管３０
に接続される短管４８及びこれらを接続するカブラ５０
とから構或できる．また、吐出口ｌ４は、例えば一端が
タンク本体３２内に臨むように封止仮３４に螺合される
カブラ５２と、このカブラ５２に接続される吐出管５４
とから構成することができる． エアー源２８からの圧縮空気は送気管３０の端部で分岐
されてエアー供給部１Ｂと、給水タンク１６とに送られ
る．圧縮空気が給気管２６を経てタンク本体３２内に流
入すると、その圧力で摺動体４２が矢印Ｌ方向に移動す
る．摺動体４２の移動により、タンク本体３２に溜めら
れていた水Ｗは吐出口１４から強制的に吐出される．ま
た、タンク本体３２の前端をなす封止板３４には、水Ｗ
を充填するための充填口５６が形放されており、この充
填口５６はキャップ５日で閉塞されている．カートリッ
ジタイプとして用いない場合には、空になった状態で充
填口５６から水が充填される．この場合、充填圧により
摺動体４２は矢印Ｌの方向と逆方向に押し戻される． 摺動体４２の移動によって吐出される水Ｗとエアー供給
部ｌ８からの圧縮空気はミスト生成部２０へ送られる．
ミスト生成部２０は、例えばケーシング６０と、このケ
ーシング６０に取り付けられる水量調整器６２及びミス
トの流れを開閉する開閉コック６４とから構戊すること
ができる．水量調整器６２には、ケーシング６０に固定
して案内筒６６が形威され、この案内筒６６には、下方
に二一ドル６８を有する調整ツマｔ７０が螺合されてい
るａｍ整ツマξ７０にはナット７２が螺合されており、
このナット７２によって調整ツマミ７０は案内筒６６に
対し任意の位置でロックされる．ケーシング６０の内面
には二一ドル６日を案内するノズル７４が形威されてい
る．ノズル７４は、吐出口１４の吐出管５４の先端に連
通されるとともに、その先端をエアー供給部１８内に臨
まされている。従って、調整ツマξ７０を操作すること
によってエアー供給部Ｉ８への注水量が調整される．エ
アー供給部ｌ８へ送られた水Ｗぱエアー供給部ｌ８内を
流れる圧縮空気によって霧化される．なお、この例にお
いて、ニードル６８の先端角は実験結果を踏まえて約９
°に設定されている．一方、開閉コック６４には、エア
ー供給部１８の圧縮空気の開閉ないしその流量調整を可
能に形威されたコック本体７６が設置され、このコック
本体７６には操作ハンドル７日が固定されている．開閉
コック６４の操作によって、ξス｝Ｍの開閉並びにその
流量調整がなされる．ミスト生威部２０で生或されたく
ストＭはエアー供給部１８の先端部を経て工具本体２の
内部へ供給される．このように、給水タンク１６の水を
加圧してエアー供給部ｌ８内へ強制的に送る構造とする
ことによって、回転ドリル６の高速回転下での遠心力な
いし穿孔時の通気抵抗によるエアー供給部１８内の空気
流速の低下に拘らずミスト生成を行うことができる．ま
た、給水タンクｌ６を工具本体２に固定するカートリッ
ジタイプないしコンパクトタイプとすることにより、穿
孔作業における工具本体２の取扱いが容易となり、作業
性の向上を図ることができる。

この例では１スト供給装置ｌ２において、給水タンクｌ
６を工具本体２に一体的に固定する簡易タイプとして示
したが、例えば穿孔作業を持続させるために給水タンク
ｌ６を別体として容積を大きくする横戒とすることもで
きる．この一例を第４図に示す。なお、前記例と同一部
分は同一符号で示し、重複する機能説明は省略する．く
スト供給装置８０は基本的に、上端に吐出口８２を有し
工具本体２と個別に設置される給水タンク８４と、この
給水タンク８４に一部分が一体的に形威されるエアー供
給部８６及び前記例と同じく工具本体２に設置されるミ
スト生成部２０とから構或される．給水タンク８４には
、上面が開口されたドラム状のタンク本体８日にその上
面を閉塞して封止仮９０が設置されている．封止板９０
にはＯリング９２が嵌められており、タンク本体８８に
対する気密性が保持されている。封止板！）０には、咄
Ｌ字状のブラグ９４がその一端をタンク本体８｝３内に
臨ませて螺合されており、このブラグ９４の外方端部に
はエアー源２日の送気管３０の端部が接続されている。

吐出口８２は、例えば封止板９０に螺合されるカプラ−
１６と、，このカブラ９６に接続される叶出管９８及び
タンク本体８８内に垂下状態でカブラ９６に接続される
給水管１００とから構成される。

エアー供給部８Ｇは、例えば封止板９０に螺合されるカ
ブラ１０２と、このカブラ１０２に接続されるエアー供
給管１０４及びブラグ９４とカブラ１０２間を結ぶ連通
管１０６とから構威される。

連通管１０６の径は、カブラ１０２に対しては密接に嵌
合し、ブラグ９４に対してはその＝一部を出める大きさ
に設定されている。これにより、ブラグ９４を経た圧縮
空気は、エアー供給部８６と給水タンクＢ４とに分岐さ
れる．水Ｗはタンク本体８８内に流入する圧縮空気で加
圧され、給水管１００等を介してａス１・生成部２０へ
送られる。また、エアー供給部８６において連通管１０
６を除く構造とすることもできるが、水Ｗが満杯状態あ
るいはそれに近い時、振動等による液面の振れ乙こよっ
て水Ｗがエアー供給部８６内に吸引されることが実際使
用により確認されており、連通管１０６を設置すること
によってこれを回避できる。

なお、前記各例においては単一のエア−１２８からの圧
縮空気を一つの送気管３０で分岐さ｛Ｌ゛る構造とした
が、例えばエアー供給部１８と給水タンク１６に対し個
別のエアー源を対応させる構造とすることもできる． 次に工具本体２の内部ｔｌｌ造と、ａス］・供給装置１
２あるいは８０で生成されたミスｌＭが工具本体２内に
導かれ、回転ドリル６を経て切削部材８から噴出される
過程を第５図に基づいて説明する。

工具本体２の内部には、後半部側に軸方向の貫通孔１０
日を有するとともに前半部側に貫通孔１０８に連通する
テーバ状の装着孔１１Ｑを有する中空部材１１２がラジ
アル玉軸受１１４．１１６を介して回転可能に設置され
ている。中空部材１１２先端部には装着孔１１０をもっ
て、回転ドリル６が固定されている。

これら中空部材１１２と回転ドリル６とによって回転流
路系ｌ１Ｂが形威されている。工具本体２の上方側には
、軸方向の貫通孔１２０を有するミスト導入管１２２が
設置されており、このもス１導入管１２２の上端には改
スト供給装置１２あるいは８０の先端部としてのエアー
供給部１Ｂあるいは８６の先端部が接続される。主スト
導入管１２２を開目端として固定流路系１２４が形威さ
れている。そして回転流路系１１８と固定流路系１２４
とは接続体１２６で連通されている。

中空部材１１２の後半部側には歯＄１２８が固定されて
いる。中空部’ｔＡ’　１　１　２の下方には平行して
、図示しない駆動部材によって回転駆動される従動軸１
３０がスラスト玉軸受１３２．１３４を介して回転可能
に設置されている。従動軸１３０の一端側には中空部材
１１２の歯車１２Ｂ４こ咄み合う歯車１３６が固定され
ており、他端側には駆動部材の駆動歯車に噛み合・う歯
車１３８が固定されている．従って、駆動部材の動作に
より従動軸１３０を介して中空部材１１２が回転駆動さ
れる。

回転ドリル６の後端部には装着孔１１０に対応ずるテー
パシャンク部６ａが形威されており、また、このテーバ
シャンク部６ａの端部と装着孔１ｌＯの奥部にはそれぞ
れ、中空部材１１２の逆同転方向をもって螺合する雄ね
じ部６ｂ，雌ねじ部１１０ａが形威されている．これに
より、同転ドリル６は空回りと抜け落ちを阻止された状
態で中空部材１１２に装着される。工具本体２の先端部
と中空部材１１２の先端部間には、工具本体２の内部へ
の切削屑の進入を防止するための封止部材１４０が設置
されている。

回転流路系ｌｌＢと固定流路系１２４とを連通させる接
続体１２６は、回転流，路系１１Ｂの開１］端部である
中空部材１１２の後端部に圧入される商状の回転部材１
４２と、この回転部材１４２に同転流路系１．　１　８
の軸方向をもって嵌合されるとともに他端側を軸受１４
４に支持される固定部材１４６とから成っている．固定
部材１４６には、回転流路系１１８の流路軸方向に連通
孔１４６ａが形威されるとともに、容積の大きい溜め部
１４６ｂを介して連通孔１４６ａと直行方向に雌ねじ孔
１４６ｃが形威されている．＃Ｉねし孔１４６Ｃには、
雄ねじが形戒された稟スト導入管１２２の先端部１２２
ａが固定されている．これにより、固定流路系１２４が
回転流路系１１８の開口端に、回転流路系１１Ｂの流路
軸方向をもって連通された状態となる。

固定部材１４６の連通孔１４６ａには、中空部材１１２
の装着孔１１０に至る長さを有するとともに先端部が細
口のテーパ状に形放された細管１４８が圧入されている
．また、回転ドリル６の貫通孔４には、その後端部側の
径大域にスベーサ部材１５０を介して細管１５２が細管
１４Ｂに連通状熊に設置されている．細管１５２の先端
部も細管１４８と同様に細目のテーパ状に形成されてい
る．ところで、ミストの場合、水の粒子が遠心力の作用
を受けて霧化状態の消失が生じるので回転系域での供給
距離はできるだけ短く、また供給経路の径はある程度小
さい方が良い．この観点から、細管１４８によって回転
域での供給距離が短縮され、また、細管１５２によって
回転ドリル６の貫通孔４における径大城での遠心力によ
る不都合が回避される。

接続体１２６の回転部材１４２と固定部材１４６との内
方の対向面間には、シール部材としてのＯリング１５４
が設置されており、外方の対向面間にはスラスト玉軸受
１５６が設置されている。

また、中空部材１１２と固定部材、１４６との対向面間
には０リング１５８が設置されている。回転部材１４２
はスペーサ部材１６０によって端而が中空部材１１２の
端面より若干突出する状態に位置決めされる．このため
、Ｏリング１５８の径は０リング１５４の径より大きく
、２段階のシール構造となっている． Ｏリング１５４，１５８によって旦スＩ・Ｍの逆流によ
る漏洩が防止され、流路軸方向の一定以上の押圧負荷に
よる０リング１５４，１５８の摩耗がスラスト玉軸受１
５６によって阻止される．このため、ミストＭの漏洩に
よる供給効率の低下や短絡などの不都合が回避されると
ともに、良好なシール性が長期に亘って維持される。

以上の構造により、ミスト供給装１ｆｆｉｌ２あるいは
８０からのミストＭは固定流路系１２４で工具本体２の
内部へ導かれ、接続体１２６によって回転流路系１１Ｂ
の開口端へ直接に案内される．従って、供給経路全体に
亘って霧化状態を良好に維持されて案内され、切削刃ｌ
Ｏから噴出される．これにより、コンクリート等の被加
工材１６２への穿孔時、良好な冷却性によって切削刃１
０の摩擦熱による損耗が抑制される。

なお、この例においては、接続体１２６の回転部材１４
２を中空部材１１２の開口端部として一体威形すること
もできる。また、冷却用流体としてはミストに限らず、
空気や水を使用してもシール性の高い供給状態を得るこ
とができるものである． 〔発明の効果〕 この発明によれば、給水タンクの水はエアー源からの圧
縮空気で加圧されて強制的に吐出されるので、回転ドリ
ルの高速回転下での遠心力ないし穿孔時の通気抵抗によ
るエアー供給部の空気流速の低下に拘らずごスト生成を
行うことができる。

このため、高速回転下での穿孔作業を良好に行えるとと
もに切削刃の早期損耗を抑制することができ、よって作
業コストの低減を図ることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る回転穿孔工具の一部
省略斜視図、第２図及び第３図はそのミスト供給装置部
分における要部断面図で、第２図は給水タンク及びエア
ー供給部の断面図、第３図はミスト生成部の断面図、第
４図は他の実施例の要部断面図、第５図は工具本体の内
部構造を示す断面図である。 Ｍ・・・ミスト、Ｗ・・・水、２・・・工具本体４・・
・貫通孔、６・・・回転ドリル ｌＯ・・・切削刃 ！２． １　４， １６ １日 ２０　・ ８０・・・弓ス１・供給装置 ８２・・・吐出１」 ８４・・・給水タンク ８〔；・・・エアー供給部 ・・ミス１・生成部、２８・・ ・エアー源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 軸方向の貫通孔を有するとともに先端に切削刃を有する
   回転ドリルを備え、工具本体の外部に設けられるミスト
   供給装置で生成された冷却流体としてのミストを前記回
   転ドリルに導いて前記切削刃から噴出させるようにして
   成る回転穿孔工具において、 前記ミスト供給装置は、吐出口を有しこの吐出口から水
   が吐出するようにエアー源からの圧縮空気で圧力を付与
   された給水タンクと、この給水タンクに圧力を付与する
   圧縮空気とは別個に前記エアー源からの圧縮空気を案内
   するエアー供給部と、このエアー供給部と前記給水タン
   クの吐出口とが合流されるミスト生成部とから成ること
   を特徴とする回転穿孔工具。