JP6975449B2 - 集塵型穿孔機のスイベル装置 - Google Patents
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Description
(1)筒状ドリルによって被切削物を穿孔するため回転駆動装置により回転されるメインシャフトの内部には、気流の通路となる第1空気通路および第2空気通路が形成されている。ここで、第1空気通路と第2空気通路とを接続する接続口は、メインシャフトの軸方向から見て、第2空気通路の出口よりもメインシャフトの回転方向前方に位置し、第2空気通路がメインシャフトの径方向に対して傾斜して形成されている。
(2)このため、メインシャフトの回転に伴って、第1空気通路内の空気および切粉等は、積極的に接続口から第2空気通路に取り込まれ、出口から排出されることになる。すなわち、第2空気通路が、メインシャフトの回転に伴って、第1空気通路内の空気および切粉等を取り込んで空気室に排出するポンプとして機能する。
(3)このように、メインシャフトの回転が、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られるのみならず、切粉等を積極的に排出するための気流発生のためにも利用されるため、吸引装置に吸い込まれる空気流の流量流速が増し、筒状ドリルの内方の空気および切粉等を効率よく排出できる。
(4)吸い込みの空気流の流量流速が増すため、その分、切粉等の除去回収量を増やすことができる。また、空気流による筒状ドリルの刃先(ビット)の冷却効果を高めることができ、空気流の吹き飛ばしによるビットの目詰まり防止効果を高められる。
図1に、本実施形態に係る集塵型穿孔機Mのスイベル装置1の使用状態を示す。本実施形態に係るスイベル装置1には、回転駆動装置(電動モーター等)2、筒状ドリル3および吸引装置のホース4が装着され、これら全体で集塵型穿孔機Mを構成する。この集塵型穿孔機Mは、図2(a)に示すように、路面R(コンクリート路面、アスファルト路面等)を筒状ドリル3によって鉛直下方に穿孔し、所定寸法の円柱状の試料S(サンプル)を採取するものである。
図2(a)に、本実施形態に係るスイベル装置1及びそれに装着された筒状ドリル3の側断面図を示し、図2(b)に、スイベル装置1のメインシャフト5内に形成された空気通路11(第1空気通路6、第2空気通路7)の配置を示し、図3にスイベル装置1の平面図を示す。なお、図2(a)においては、作図の都合上、メインシャフト5の上部に接続される回転駆動装置2(図1参照)と、吸引パイプ10に接続されるホース4とが省略されている。
図2(a)に示すように、鉛直姿勢とされたメインシャフト5の上部には、回転駆動装置2(電動モーター等、図1参照)が接続される断面四角状のチャック部5aが形成され、メインシャフト5の下部には筒状ドリル3が装着される雄ネジ部5bが形成され、メインシャフト5の内部には、筒状ドリル3の内方の空気および切粉等(切粉、粉塵)をメインシャフト5とアウターカバー8との間に形成された空気室9に移送するための空気通路11(第1空気通路6、第2空気通路7)が形成されている。
図2(a)に示すように、アウターカバー8は、メインシャフト5の中程を周方向に囲繞するように略筒状に形成され、ベアリング16を介してメインシャフト5に回転自在に装着されている。アウターカバー8の内周面には、空気室9を区画するカバー凹部8aが周方向に沿って形成され、このカバー凹部8aと対向するように、メインシャフト5の外周面には、シャフト凹部5cが周方向に沿って形成されている。カバー凹部8aとシャフト凹部5cとが対向することで、メインシャフト5とアウターカバー8との間に、環状の空気室9が区画される。
図2(a)、図3に示すように、アウターカバー8には、空気室9と連通する吸引パイプ10が装着されている。すなわち、筒状のアウターカバー8には、径方向に貫通孔が形成されており、貫通孔に吸引パイプ10が取り付けられている。吸引パイプ10には、図1に示すように吸引装置に繋がる吸引ホース4(フレキシブルホース)が接続される。吸引装置は、大型の電機掃除機の如き構造であり、空気室9内の空気を切粉等(筒状ドリル3で路面Rを穿孔する際に生じた切粉や粉塵等)と共に吸い出し、切粉等をフィルタで捕集して空気のみを大気に排出する。捕集した切粉や粉塵(コンクリート等)は再利用できる。なお、回収した切粉や粉塵(コンクリート)から塩素成分を除去することで、より強いコンクリートに再生できる。
図2(a)に示すように、メインシャフト5の下部の雄ネジ部5bには、筒状ドリル3が装着される。筒状ドリル3は、円筒部3aと、円筒部3aの上部開口を蓋する円板部3bと、円板部3bの中心に形成された円孔に取り付けられた筒状の接続部3cとを備えており、筒状の接続部3cの内周面にはメインシャフト5の雄ネジ部5bと螺合する雌ネジ部が3d形成されている。円筒部3aの下端には、実質的に被切削物(路面R)を切削するビット18が、図1に示すように、周方向に間隔を隔てて複数溶接されている。
図2(a)に示すように、メインシャフト5の内部には、筒状ドリル3の内方と空気室9とを連通する空気通路11(第1空気通路6、第2空気通路7)が形成されている。第1空気通路6は、メインシャフト5の中心に軸方向に沿って断面円状に形成されており、メインシャフト5の端部(下端)に筒状ドリル3の内方と連通する入口12を有する。一方、第2空気通路7は、第1空気通路6に連通する接続口13と、空気室9に連通する出口14とを有し、メインシャフト5の周方向に間隔を隔てて複数形成されている。
図2(a)、図2(b)に示すように、メインシャフト5の中程には、メインシャフト5の軸方向に対して傾斜した上面19を有するフランジ部20が形成されており、フランジ部20の上面19に、第2空気通路7の出口14が、メインシャフト5の周方向に等間隔を隔てて複数(本実施形態では5個)形成されている。出口14が形成されたフランジ部20の上面19の周長は、接続口13が形成された第1空気通路6の内周面の周長よりも長い。この結果、出口14同士のメインシャフト5の周方向の間隔は、接続口13同士のメインシャフト5の周方向の間隔よりも広がる。よって、メインシャフト5の剛性を低下させることなく、第2空気通路7の数を増やすことができる。
図2(a)に示すように、メインシャフト5とアウターカバー8との間には、空気室9を挟むようにメインシャフト5の軸方向に間隔を隔てて一対の環状のベアリング16が配設されている。そして、メインシャフト5およびアウターカバー8には、空気室9とベアリング16との間に位置して、空気室9内の切粉や粉塵などのダストがベアリング16に侵入することを防止するための防塵フランジ21が、ベアリング16の少なくとも一部を覆うように形成されている。
図1、図2(a)に示すように、本実施形態に係るスイベル装置1を用いた集塵型穿孔機Mによって被切削物である路面R(コンクリート路面、アスファルト路面等)を穿孔する際には、回転駆動装置2によってメインシャフト5を回転すると共に、吸引装置を作動させて吸引パイプ10内を吸引する。
図2(b)に示すように、本実施形態に係るスイベル装置1においては、第2空気通路7は、メインシャフト5の軸方向から見たとき、断面円状に形成された第1空気通路6の接線方向(半径と直交する方向)に沿って形成されている。
図2(a)、図2(b)に示すように、本実施形態においては、メインシャフト5の中程に、メインシャフト5の軸方向に対して傾斜した上面19を有するフランジ部20が形成されており、フランジ部20の上面19に、メインシャフト5の周方向に等間隔を隔てて第2空気通路7の出口14が複数(本実施形態では5個)形成されている。これにより、これら出口14のメインシャフト5の周方向の間隔が、接続口13のメインシャフト5の周方向の間隔よりも広がる。よって、メインシャフト5の剛性を低下させることなく、第2空気通路7の数を増やすことができる。
図2(a)に示すように、本実施形態においては、メインシャフト5およびアウターカバー8には、空気室9とベアリング16との間に位置して、空気室9内のダスト(切粉や粉塵)がベアリング16に侵入することを防止するための防塵フランジ21が、ベアリング16の少なくとも一部を覆うように形成されている。
図2(a)に示すように、本実施形態においては、メインシャフト5の内部には、第1空気通路6の中心に位置して、軸方向に沿ってセンターロッド15が設けられ、センターロッド15の先端15aが第1空気通路6の入口12(メインシャフト5の下端開口)よりも突出されている。これにより、筒状ドリル3の内方において、円柱状の路面サンプルSが地面から切り離されて吸い上げられたとき、路面サンプルSの頂面がセンターロッド15の下端15aに当接し、第1空気通路6の入口12が路面サンプルSで塞がれる事態を防止できる。
本発明の変形例を図4(前実施形態の図2(b)に対応する図)に示す。変形例に係るスイベル装置は、第2空気通路7がカーブ状に形成されている点を除き、前実施形態と同様の構成となっている。すなわち、第2空気通路7がメインシャフト5の軸方向から見てメインシャフト5の径方向に対して傾斜して形成されているの概念には、ストレート状に傾斜されているもののみならず、カーブ状に傾斜されているものも含む。かかる変形例においても、前実施形態と同様の作用効果を奏する。
2 回転駆動装置
3 筒状ドリル
4 吸引装置の吸引ホース
5 メインシャフト
6 第1空気通路
7 第2空気通路
8 アウターカバー
9 空気室
10 吸引パイプ
11 空気通路
12 入口
13 接続口
14 出口
15 センターロッド
16 ベアリング
19 上面
20 フランジ部
21 防塵フランジ
M 集塵型穿孔機
X メインシャフトの回転方向
R 路面
Claims (5)
- 一端に筒状ドリルが装着され、他端に回転駆動装置が装着されるメインシャフトと、該メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように形成され、前記メインシャフトを回転自在に支持するアウターカバーと、該アウターカバーと前記メインシャフトとの間に、前記メインシャフトの周方向に沿って環状に形成された空気室と、該空気室と連通するように前記アウターカバーに設けられ、吸引装置が接続される吸引パイプと、前記メインシャフトの内部に、前記筒状ドリルの内方と前記空気室とを連通するように形成された空気通路と、を備えた集塵型穿孔機のスイベル装置であって、
前記空気通路は、前記メインシャフトの端部に前記筒状ドリルの内方と連通する入口を有し前記メインシャフトの軸方向に沿って形成された第1空気通路と、該第1空気通路と連通する接続口と前記空気室と連通する出口を有する第2空気通路とから成り、
該第2空気通路は、前記メインシャフトの軸方向から見て前記接続口が前記出口よりも前記メインシャフトの回転方向の前方に位置するように、前記メインシャフトの径方向に対して傾斜して形成されており、
前記メインシャフトの中程に、前記メインシャフトの軸方向に対して傾斜した上面を有するフランジ部が形成され、該フランジ部の上面に、前記メインシャフトの周方向に間隔を隔てて前記第2空気通路の出口が複数形成され、これら出口の前記メインシャフトの周方向の間隔が、前記接続口の前記メインシャフトの周方向の間隔よりも広い、ことを特徴とする集塵型穿孔機のスイベル装置。 - 前記第1空気通路が、前記メインシャフトの内部に軸方向に沿って断面円状に形成され、前記第2空気通路が、前記メインシャフトの軸方向から見たとき、前記第1空気通路の接線方向に沿って形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。
- 前記アウターカバーが、前記メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように略筒状に形成され、そのアウターカバーの内周面に、前記空気室を区画するカバー凹部が周方向に沿って形成され、該カバー凹部と対向するように、前記メインシャフトの外周面に、シャフト凹部が周方向に沿って形成され、該シャフト凹部と前記カバー凹部とが対向することで、前記メインシャフトと前記アウターカバーとの間に、前記空気室が環状に区画され、前記空気室を区画する前記カバー凹部と前記シャフト凹部との上下の接続部が、滑らかな曲線で接続されている、ことを特徴とする請求項1または2に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。
- 前記メインシャフトと前記アウターカバーとの間に、前記空気室を挟むように前記メインシャフトの軸方向に間隔を隔てて一対のベアリングが配設され、前記メインシャフトおよび前記アウターカバーの少なくとも一方に、前記ベアリングの少なくとも一部を覆う防塵フランジが形成されている、ことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。
- 前記メインシャフトの内部に、前記第1空気通路の中心に位置して、軸方向に沿ってセンターロッドが設けられ、該センターロッドの先端が前記第1空気通路の入口よりも突出されており、前記センターロッドの外周面と前記第1空気通路の内周面との間隔が、前記第2空気通路の通路内径よりも狭い、ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。
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