(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合材の穿孔に用いる手持式のエアドリルであって、
供給された圧縮エアにより回転するドリルと、
この圧縮エアを排気するマフラーと、
穿孔により生じた切削切粉を吸塵する吸塵口が開口している、前記ドリルの周囲を閉塞するためのフードと、
前記マフラーの周囲を覆うように取り付けられて前記マフラーから排気された排気エアを取り込むエアアダプタと、
粉末状のセチルアルコールを収納する、前記エアドリルの本体に固定された冷却タンクと、
前記エアアダプタと前記冷却タンクとを連通して前記排気エアを前記冷却タンクに案内するエア取込管と、
前記冷却タンク内で前記粉末状のセチルアルコールと混合した前記排気エアを前記ドリルに向けて前記フードの内部に噴射するエア供給管と、
を備えることを特徴とするエアドリル。
【請求項２】
前記エア取込み管は、前記エア供給管よりも内径が大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載したエアドリル。
【請求項３】
前記エア取込管およびエア供給管がビニール製のチューブであることを特徴とする請求項１に記載したエアドリル。
【請求項４】
前記エアアダプタがプラスチック製であることを特徴とする請求項１に記載したエアドリル。
【請求項５】
前記冷却タンクが透明なプラスチック材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載したエアドリル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はエアドリルの冷却装置に係り、特に供給された圧縮エアでドリルを回転して被加工部材を穿孔するエアドリルに設けられ、ドリルを冷却するエアドリルの冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の冷却集塵装置は、これまで種々のタイプのものが提案されている。
例えば、特開昭５８−５９７４６号公報にはドリルをフードで囲み、このドリルの中心に向けて四方から切削油ミストを噴射しドリルを冷却すると共に、フード内を吸引し切削油ミストや切粉を集塵ダストから排出する工作機械の冷却集塵装置が開示されている。
【０００３】
また、特開平３−３７１３号公報に開示されたプリント基盤穴明機のプレッシャフットは、プレッシャフット内をホースを介して切粉吸引装置に連通してプレッシャフット内を負圧状態にすると共に、プレッシャフットの先端付近から圧縮空気をドリルの接線方向に向けて水平に噴射する。この圧縮空気は、プレッシャフット内でほぼ断熱状態で膨脹するので、温度が急激に低下してドリルを冷却すると同時に切粉を巻き込んで切粉吸引装置に排出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、繊維強化プラスチック（以下ＣＦＲＰと呼す）等の複合材は、高強度であるばかりでなく加工熱が素材に分散しにくい為、ＣＦＲＰ等の複合材に穴を開ける場合、刃物に加工熱が籠り、刃先が摩耗して短時間で切れ味が悪くなる。そして、ＣＦＲＰ等の複合材を穿孔する場合、従来の工作機械の冷却集塵装置のように切削油ミストを噴射しドリルを冷却する方法や、従来のプリント基盤穴明機のプレッシャフットのように圧縮空気の断熱膨脹で温度を低下する方法では、ドリルの冷却が十分に行われないという問題がある。また、従来の工作機械の冷却集塵装置やプリント基盤穴明機のプレッシャフットの場合は、切削油ミストや圧縮空気を導入する手段を新たに設ける必要があるために重量が増加するので、エアドリルのように手に持って使用するものに取り付けると重量が重くなり取扱いが困難になるという問題がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は上記従来技術が有する問題を解消し、ＣＦＲＰ等の複合材の穿孔時にドリルを十分に冷却することができ、かつ、軽量化を図ることができるエアドリルの冷却装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する、請求項１に記載した手段は、
複合材の穿孔に用いる手持式のエアドリルであって、
供給された圧縮エアにより回転するドリルと、
この圧縮エアを排気するマフラーと、
穿孔により生じた切削切粉を吸塵する吸塵口が開口している、前記ドリルの周囲を閉塞するためのフードと、
前記マフラーの周囲を覆うように取り付けられて前記マフラーから排気された排気エアを取り込むエアアダプタと、
粉末冷媒としてのセチルアルコールを収納する、前記エアドリルの本体に固定された冷却タンクと、
前記エアアダプタと前記冷却タンクとを連通して前記排気エアを前記冷却タンクに案内するエア取込管と、
前記冷却タンク内で前記セチルアルコールと混合した前記排気エアを前記ドリルに向けて前記フードの内部に噴射するエア供給管と、
を備えることを特徴としている。
【０００７】
【作用】
本発明によれば、マフラーから排気されて断熱膨脹作用で温度が低下した排気エアを、エア取込み手段で取り込こんで冷却タンク内に導く。
冷却タンク内に導かれた排気エアは、粉末冷媒と混合されて粉末冷媒による気化作用で冷却される。
そして、冷却タンク内で粉末冷媒と混合された混合エアはフード内に噴射される。
したがって、フード内のドリルは、断熱膨脹作用および気化作用で低温となった排気エアで冷却され、同時に、ドリルに付着した粉末冷媒で熱奪される。
これにより、ドリルは、低温化された排気エアと粉末冷媒とで二重に冷却される。
【０００８】
【実施例】
以下本発明によるエアドリルの冷却装置を図を参照して説明する。
図１において、全体を符号１で示したエアドリルは、エアドリル本体２のグリップ部２ａにエアホース３が取り付けられている。エアホース３は、図示しないエア供給源に連通されている。このエア供給源から供給された圧縮エアでドリル５に回転力が付与される。一方、この圧縮エアは、エアホース３を介してドリル本体２内のマフラー４まで案内され、マフラー４から排気される。ドリル５はスピンドル６（図２参照）の先端部に設けられ、スピンドル６はスピンドルスリーブ６ａに回動自在に支持されている。スピンドルスリーブ６ａはドリル本体２に固定されている。
【０００９】
また、エアドリル本体２にはスピンドルスリーブ６ａに平行となるようにピストンスリーブ７が伸縮自在に支持されている。ピストンスリーブ７の先端部にはテンプレートフット８が固定され、テンプレートフット８は穴８ｂ（図２参照）を介してスピンドルスリーブ６ａに慴動自在に支持されている。図２に示すように、テンプレートフット８にはフード部８ａが形成され、スピンドル６およびドリル５は穴８ｂを介してフード部８ａ内に嵌入されている。テンプレートフット８には吸塵アダプタ９がねじ１０、１０等を介して固定され、吸塵アダプタ９の吸塵口９ａはフード部８ａ内に開口している。これにより、ドリル５で穿孔する際に生じる切削切粉が吸塵口９ａを介して吸塵アダプタ９に導かれ、吸塵アダプタ９を介して図示しない吸塵装置に回収される。なお、吸塵アダプタ９はアルミニューム材で形成されている。
【００１０】
図１に示したエアドリルの冷却装置は、エア取込み手段１１、冷却タンク１２およびエア供給管１３を備えている。エア取込み手段１１はエアアダプタ１４を有し、エアアダプタ１４はプラスチック等の合成樹脂で円筒形状に形成されている。エアアダプタ１４はマフラー４の外周を覆うようにマフラー４に嵌め込まれている。エアアダプタ１４の周面には穴１４ａが形成され、マフラー４は穴１４ａを介して排気を行う。
【００１１】
エアアダプタ１４の周面にはナット１５を介してエアコック１６が取り付けられ、エアアダプタ１４内とエアコック１６が連通されている。エアコック１６にはエア取込み管１７の一端が取り付けられ、エア取込み管１７の他端は後述する冷却タンク１２の左端部に取り付けられている。これにより、エアアダプタ１４内のマフラー４はエアコック１６、エア取込み管１７を介して冷却タンク１２内に連通される。なお、エア取込み管１７は、ビニール製のチューブで直径が８．０ｍｍに形成され、断熱効果がある。
【００１２】
前述した冷却タンク１２は、透明のプラスッチック材で円筒状に形成され、冷却タンク１２内にはセチルアルコール等の粉末冷媒１８が収納されている。このように、冷却タンク１２を透明なプラスッチック材で形成したので粉末冷媒１８の残量を目視で容易に知ることができる。冷却タンク１２はタンクストッパ１９を介してエアドリル本体２の上部に横向きに固定されている。
【００１３】
すなわち、タンクストッパ１９は略Ｕ字状に形成され、一端部がねじ２０、２０でエアドリル本体２の上部に固定されている。また、タンクストッパ１９には冷却タンク１２が外周にねじ２１ａおよびナット２１ｂを介して取り付けられている。これにより、上述したように冷却タンク１２はタンクストッパ１９を介してエアドリル本体２の上部に横向きに固定される。
【００１４】
冷却タンク１２の右端部にはエア供給管１３の左端部が連通され、エア供給管１３の右端部は吸塵アダプタ９に形成された噴射口９ｂに連通されている。噴射口９ｂはフード部８ａ内に開口している。したがって、冷却タンク１２はエア供給管１３を介して、フード部８ａ内に連通されている。なお、エア供給管１３は、ビニール製のチューブで直径が６．５ｍｍに形成され、断熱効果がある。このように、エア供給管１３の内径（６．５ｍｍ）はエア取込み管１７の内径（８．０ｍｍ）より小さく設定されているので、混合エアはフード部８ａ内に圧縮噴射される。
【００１５】
次に前記のように構成された本発明によるエアドリルの冷却装置の作用を説明する。
まず、テンプレートフット８をＣＦＲＰ３０（図２参照）の表面に当接してフード部８ａ内を密封し、エアドリル１を作動して圧縮エアでドリル５を回転する。これにより、ＣＦＲＰ３０がドリル５で穿孔される。一方、エアドリル１の作動と同時に、圧縮エアがマフラー４から排気されて断熱膨脹作用で温度が低下する。この排気エアはエアアダプタ１４に充填され、エアコック１６で適宜調圧され、エア取込み管１７を介して冷却タンク１２内に案内される。冷却タンク１２内に案内された排気エアはセチルアルコール等の粉末冷媒１８と混合され、粉末冷媒１８の気化作用で温度が低下する。なお、一般に図示しないエア供給源から供給される圧縮エアの温度は２２゜Ｃ程度であり、マフラー４から排気された排気エアの温度は断熱膨脹作用で１６゜Ｃ程度まで低下する。そして、冷却タンク１２内で冷却された混合エアの温度は気化作用で１０゜Ｃ程度まで低下する。
【００１６】
冷却タンク１２内で冷却された排気エアと粉末冷媒１８との混合エアは、エア供給管１３を介して噴射口９ｂからドリル５に向けてフード部８ａ内に噴射される。
これにより、フード８ａ内には、断熱膨脹作用および粉末冷媒１８の気化作用の２つの作用で温度が低下した排気エアと、排気エアと混合された粉末冷媒１８が充填される。
そして、粉末冷媒１８はドリル５に付着して熱奪することによりドリル５を冷却する。  したがって、加工熱の籠ったドリル５は排気エアと粉末冷媒１８とで二重に冷却される。
【００１７】
なお、フード部８ａ内に充填された混合エアは、ドリル５で穿孔する際に生じた切削切粉とともに吸塵口９ａを介して吸塵アダプタ９に導かれ、吸塵アダプタ９を介して図示しない吸塵装置に回収される。これにより、人体および作業環境の安全が図られる。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によるエアドリルによれば、マフラーから排気されて断熱膨脹作用で温度が低下した排気エアを、エア取込み手段で取り込こんで冷却タンク内に導く。
冷却タンク内に導かれた排気エアは、粉末冷媒と混合されて粉末冷媒による気化作用で冷却される。
そして、冷却タンク内で粉末冷媒と混合された混合エアはフード内に噴射される。
したがって、フード内のドリルは、断熱膨脹作用および気化作用で低温となった排気エアで冷却され、同時に、ドリルに付着した粉末冷媒で熱奪される。
これにより、ドリルは、低温化された排気エアと粉末冷媒とで二重に冷却される。
【００１９】
したがって、ＣＦＲＰ等の複合材の穿孔時にドリルを十分に冷却することができる。
これにより、ドリルの寿命が、従来のエアドリルの場合と比較してＣＦＲＰの穿孔時で７５パーセント延長した。
また、エアドリルから排出された圧縮エアを冷却タンク内の粉末冷媒で冷却するので冷却タンクの重量増加を最小限に抑えて、使い勝手のよい冷却装置付きエアドリルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエアドリルの冷却装置をエアドリルに装着した状態を示した斜視図。
【図２】本発明によるエアドリルの冷却装置の要部を拡大して示した要部拡大図。
【図３】図１の断面Ａ−Ａ線に沿って縦方向に切断した状態を示したＡ−Ａ線の縦断面。
【符号の説明】
１  エアドリル
４  マフラー
５  ドリル
８ａ  フード
９ａ  吸塵口
９ｂ  噴射口
１０  ねじ
１１  圧縮エア取込み手段
１２  冷却タンク
１３  エア供給管
１８  冷却冷媒
３０  ＣＦＲＰ（被加工部材）
【図１】
0003685822.tif 000002
【図２】
0003685822.tif 000003
【図３】
0003685822.tif 000004