JPH0698620B2 - 回転穿孔工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石材、コンクリート、磁気タイル、ガラス、
セラミック等の硬質非金属材料を穿孔すために用いられ
る回転工具に関する。

〔従来の技術〕

コンクリート、セラミック等の硬質非金属材への穿孔に
は例えば第３図に示すような回転穿孔工具が用いられて
いる。

工具本体２には電源やエアー源によって駆動される駆動
部材が内蔵されており、この駆動部材で中空回転軸８が
回転駆動されるようになっている。中空回転軸８には、
軸方向の貫通孔14を有する回転ドリル18が装着されてお
り、回転ドリル18の先端にはダイヤモンド粒を焼結して
なる切削刃16が固定されている。切削刃16には、回転ド
リル18の流通孔14に連通して冷却用流体の噴出口16aが
形成されている。

中空回転軸８や回転ドリル18等によって回転流路系20が
形成され、工具本体２の外部から供給される冷却用流体
を内部へ導く供給管25等によって固定流路系26が形成さ
れている。回転流路系20と固定流路系26とは流体を案内
可能に連通されている。固定流路系26から導かれた冷却
用流体は回転流路系20を経て切削部材16の噴出口16aか
ら噴出される。そして、冷却用流体の噴出によって摩擦
熱による切削刃16の損耗が抑制される。

上述のように、この種の回転穿孔工具では、基本的に回
転流路系と固定流路系との間で流体を案内可能に接続す
る技術が要求されるが、例えば、特開昭60-201908号公
報では、回転ドリルが装着される中空回転軸の外周面に
螺旋溝を形成し、この螺旋溝の一端側を中空回転軸を取
り巻く給水ユニット本体の固定流路系としての給水口に
臨ませるとともに、他端側を中空回転軸の半径方向に形
成した小孔に臨ませ、回転ドリルと給水口とを連通させ
る構造のものが提案されている。また、特開昭60-26260
8号公報では、中空回転軸に半径方向に開口する放射路
を形成するとともに、この放射路を中空回転軸を取り巻
く外筒に固定された固定流路系としての圧送ホースにス
イベル空間を介して連通させる構造のものが提案されて
いる。このように、回転流路系と固定流路系との接続
は、従来、構造上の差異はあるものの、基本的には総じ
て、固定流路系を回転流路系の流路軸と直交した方向か
ら連通させる構造となっている。

〔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、冷却用流体としては
水や空気が採用されているが、水の場合、切粉による懸
濁水によって作業領域周辺が汚損される問題があり、ま
た、空気の場合では冷却効率が低いという欠点がある。
そこで、冷却効率が高い水の利点と、汚水による汚損問
題を惹起しない空気の利点とを折衷させる観点から水等
の液体を霧化したいわゆるミストが最適流体と考えられ
る。

しかしながら、上述のような構造のものでは、高速回転
する回転流路系にその流路軸と直交して固定流路系が連
通されているため、流路が曲げられることによる流体の
運動エネルギーの減少が避けられず、また、この種の穿
孔工具では、穿孔時における流体の排出空間が狭いため
にこれによって回転流路系の内圧もある程度上昇するの
で、ミストを使用した場合圧力が高い回転流路系の内部
で停滞してミストの大部分が消失し、切削刃を冷却する
ために適正な霧化状態を維持できない問題がある。

また、回転流路系の高速回転によって生じる遠心力が、
固定流路系から回転流路系への半径方向からのミストの
導入を阻止する方向に作用するため、両流路系の連通さ
れる部分でミストが停滞して消失し易いという問題も併
存していた。

一方、実開昭62-201642号公報では固定流路系と回転流
路系とを同一軸線上に連通させて空気を切削刃に供給す
る穿孔工具が提案されてるが、固定流路系と回転流路系
との接続部にグリスを満たしたロータリジョイントを用
いており、グリスによって固定側と回転側との間をシー
ルしているため、ミストのような水分を含んだ流体では
確実なシール効果が期待できず工具本体内にミストが流
出して漏電を起こす恐れがあり使用するとができなかっ
た。

本発明は従来技術のもつ上記のような問題点に鑑みてな
されたものであって、固定流路系と回転流路系との連通
部分でのミストの停滞を起こさず効率的に切削刃を冷却
することのでき、しかも、工具本体内へミストが漏洩す
る恐れのない、回転穿孔工具を提供することを主な目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記課題を解決するために、軸方向の流通
孔を有するとともに先端に切削刃を有する回転ドリル
と、この回転ドリルが前端に装着され上記流通孔に連通
する流通孔が軸方向に貫通されるとともに工具本体に支
持されて回転駆動される中空回転軸と、工具本体に支持
され外部から供給されるミストを前記工具本体の内部へ
導くとともに中空回転軸の後端面に軸線を一致して前端
面が対向配置された供給管と、中空回転軸の後端外周に
設けられた回転接続体と、供給管の前端外周に回転接続
体と対向して設けられた固定接続体と、回転接続体と固
定接続体の対向面間に配置され供給管と中空回転軸との
隙間からのミストの漏洩を阻止するシール部材と、回転
接続体と固定接続体との間に介在されるスラストベアリ
ングとを備えたものである。

〔作用〕

工具本体外部から供給されるミストは供給管から工具本
体内に導かれ、中空回転軸の後端から中空回転軸の流通
孔を通過した後、回転ドリルの流通孔から切削刃へ供給
される。

中空回転軸の後端外周に設けられた回転接続体と供給管
の前端外周に設けられた固定接続体とが対向配置され、
両接続体の対向面間に配置されたシール部材によって供
給管から中空軸へ導入されるミストの外部への漏洩が阻
止される。

また、両接続体の間に介在されたスラストベアリングに
よって、シール部材に過大な圧接力が負荷されることが
防止される。

〔実施例〕

第１図乃至第２図はこの発明の一実施例を示す。

なお、従来例と同一部分は同一符号で示す。

工具本体２の内部には、後半部側に軸方向の流通孔４を
有するとともに前半部側に流通孔４に連通するテーパ状
の装着孔６を有する中空回転軸８がラジアル玉軸受10、
12を介して回転可能に設置されている。中空回転軸の前
端には装着孔６によって、軸方向の流通孔14を有すると
ともに先端にダイヤモンド粒を焼結してなる切削刃16を
有する回転ドリル18が固定されている。

これらの中空回転軸８と回転ドリル18とによって回転流
路系20が形成されている。また、工具本体２の上方側に
開口端を有し、軸方向の流通孔22を有する供給管24によ
って、切削刃16を冷却するために工具本体２の外部から
噴霧器等の手段によって供給されるミストＭを内部へ導
く固定流路系26が形成されている。供給管24は工具本体
２内において、中空回転軸８の後方位置で軸受42により
支持されている。そして回転流路系20と固定流路系26と
は固定接続体27と回転接続体29で連通されている。

中空回転軸８の後半部側には歯車28が固定されている。
中空回転軸８の下方に平行して図示しない駆動源によっ
て回転駆動される従動軸30が玉軸受32、34を介して回転
可能に設置されている。従動軸30の一端側には中空回転
軸８の歯車28に噛み合う歯車36が固定されており、他端
側には駆動源の駆動歯車に噛み合う歯車38が固定されて
いる。従って駆動源の動作により従動軸30を介して中空
回転軸８が回転駆動される。回転ドリル18の後端部には
装着孔６に対応するテーパーシャンク部18aが形成され
ており、また、このテーパーシャンク部18aの端部と装
着孔６の奥部にはそれぞれ、中空回転軸８の逆回転方向
をもって螺合する雄ねじ部18b、雌ねじ部6aが形成され
ている。これにより、回転ドリル18は空回りと抜け落ち
とを阻止された状態で中空回転軸８に装着される。

工具本体２の前端部内周面と中空回転軸８の前端側外周
面との間には、工具本体２の内部への切削屑の侵入を防
止するための封止部材39が設置されている。

固定接続体27は供給管24の前端外周に圧入され、一方、
回転接続体29は中空回転軸８の後端外周に圧入され、一
部相互に嵌合して対向配置されている。

回転接続体29には第２図（Ａ）に示すように、中空回転
軸８に対する圧入孔29aに連設して環状凸部29bが形成さ
れ、この環状凸部29bの外側に環状凹部29cをおいて軸方
向に短く突出した環状凸部29dが形成されている。

一方、固定接続体27には同図（Ｂ）に示すように、供給
管24に対する圧入孔27aに連接して環状凸部29bに嵌合す
る凹部27bが形成され、この凹部27bの周囲に形成された
環状凹部29cと嵌合する環状凸部27cをおいて、環状凸部
29dが嵌合する環状凹部27dが形成されている。

回転接続体29と固定接続体27との内方の対向面間には、
シール部材としてＯリング52が設置される。

Ｏリング52は回転接続体29の環状凹部29cに嵌装され、
対向する固定接続体27の環状突部27cによって押さえら
れる。

また、これらの接続体27、29の外方の対向面間にはスラ
ストベアリング54が設置される。

スラストベアリング54は固定接続体27の環状凹部27d内
に嵌装され、対向する回転接続体29の環状突部29dの端
面と当接される。

また、回転接続体29はスペーサ部材58によって固定接続
体27と対向する側の端面が中空回転軸８の後端面より若
干突出した状態に位置決めされる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、中空回転軸の後端面に軸線を一致し
て前端面が対向配置された供給管を通してミストを回転
する中空回転軸の流通孔内へ導入しているため、供給管
から中空回転軸内への流入時にミストの流れの方向が変
化しないので運動エネルギーの損失がなく、また、中空
回転軸の高速回転による遠心力によって供給管側から中
空回転軸側へのミストの導入が妨げられることがないの
で、ミストの滞留による損失を防止することができ、ミ
ストを効率よく切削刃に供給できる。

その結果、冷却用流体としてのミストの実際的適用を図
ることができ、これにより切削刃の損耗が抑制されて作
業コストの低減とともに作業性の向上を図ることができ
る。

また、供給管と中空回転軸との隙間からの漏洩を阻止す
るためのシール部材を回転接続体と固定接続体の対向面
間に配置するとともに、スラストベアリングを両接続体
間に介在しているため、これらの接続体間に加わる軸方
向荷重がこのスラストベアリングに負荷され、シール部
材に過大な当接力が加わることが防止される。

その結果、シール部材の摩耗が抑制されるので、シール
部材の密封性能を長期にわたり維持することができ、ミ
ストの工具本体内への漏洩に漏電事故等を防止でき、信
頼性を高めることできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る穿孔工具の概略縦断
面図、第２図は固定接続体と回転接続体の断面図、第３
図は従来の穿孔工具の概略斜視図である。 ２……工具本体、４、14、22……流通孔、８……中空回
転軸 16……切削刃、18……回転ドリル、20……回転流路系 24……供給管、26……固定流路系、27……固定接続体 29……回転接続体、52……シール部材 54……スラストベアリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向の流通孔14を有するとともに先端に
   切削刃16を有する回転ドリル18と、 この回転ドリル18が前端に装着され上記流通孔14に連通
   する流通孔４が軸方向に貫通されるとともに工具本体２
   に支持されて回転駆動される中空回転軸８と、 工具本体２に支持され外部から供給されるミストを工具
   本体２の内部へ導くとともに中空回転軸８の後端面に軸
   線を一致して前端面が対向配置された供給管24と、 中空回転軸８の後端外周に設けられた回転接続体29と、 供給管24の前端外周に回転接続体29と対向して設けられ
   た固定接続体27と、 回転接続体29と固定接続体27の対向面間に配置され供給
   管24と中空回転軸８との隙間からのミストの漏洩を阻止
   するシール部材52と、 回転接続体29と固定接続体27との間に介在されるスラス
   トベアリング54とを備えたことを特徴とする回転穿孔工
   具。