(57)【要約】      （修正有）【課題】穿孔スピンドルを装置本体から外すことなしに穿孔スピンドル内の削り滓を容易に除去できるとともに、穿孔スピンドルを装置本体から外して交換することなしに穿孔すべき孔の深さに応じて対応できるように構成した偏心型穿孔装置を提供する。【解決手段】偏心型穿孔装置は、駆動モータを内蔵した装置本体１０と、先端１５ａに掘削刃１６を備え、後端１５ｂを開放した中空体から成る穿孔スピンドル１５と、装置本体１０に取付けられ、装置本体１０内の駆動モータの出力軸に対して偏心して穿孔スピンドル１５を回転自在に把持するように構成した把持手段２０と、装置本体１０内の駆動モータの出力軸から穿孔スピンドル１５へ回転運動を伝達する回転伝達手段とを有する。【選択図】図２
2017052211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータ（１）を内蔵した装置本体（１０）と、
先端（１５ａ）に掘削刃（１６）を備え、後端（１５ｂ）を開放した中空体から成る穿孔スピンドル（１５；３１）と、
装置本体（１０）に取付けられ、装置本体（１０）内の駆動モータ（１）の出力軸（１４）に対して偏心して穿孔スピンドル（１５；３１）を回転自在に把持するように構成した把持手段（２０）と、
装置本体（１０）内の駆動モータ（１）の出力軸（１４）から穿孔スピンドル（１５；３１）へ回転運動を伝達する回転伝達手段（２６、２７）と
を有すること
を特徴とする偏心型穿孔装置。
【請求項２】
穿孔スピンドル（１５；３１）の後端（１５ｂ）から流体を供給又は吸引する手段（１７）を有すること
を特徴とする請求項１記載の偏心型穿孔装置。
【請求項３】
穿孔スピンドル（１５；３１）の後端（１５ｂ）から流体を供給又は吸引する手段（１７）が排気ポンプを備え、穿孔スピンドル（１５；３１）内を負圧に維持するように構成したこと
を特徴とする請求項２記載の偏心型穿孔装置。
【請求項４】
装置本体（１０）内の駆動モータ（１）の出力軸（１４）と穿孔スピンドル（１５；３１）の軸線とが互いに平行に離間してのびること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の偏心型穿孔装置。
【請求項５】
回転伝達手段が、装置本体（１０）内の駆動モータの出力軸（１４）に固定した駆動歯車（２６）と、把持手段（２０）に穿孔スピンドル（１５；３１）と同心に設けられ、駆動歯車（２６）と噛合う従動歯車（２７）とから成ること
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の偏心型穿孔装置。
【請求項６】
装置本体（１０）内の駆動モータの出力軸（１４）と穿孔スピンドル（１５；３１）の軸線とが互いに角度を成して設けられること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の偏心型穿孔装置。
【請求項７】
回転伝達手段が、はすばかさ歯車から成ること
を特徴とする請求項６記載の偏心型穿孔装置。
【請求項８】
装置本体（１０）内の駆動モータ（１）の出力軸（１４）と穿孔スピンドル（１５；３１）の軸線との角度を調整できるように構成したこと
を特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の偏心型穿孔装置。
【請求項９】
把持手段（２０）が穿孔スピンドル（１５；３１）をその軸線方向に沿って移動可能に把持すること
を特徴とする請求項１〜請求項８の何れか一項記載の偏心型穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばコンクリートのような硬度の高い物質層に穿孔する偏心型穿孔装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中空体の先端に掘削刃を装着した穿孔スピンドルを電動機で回転駆動させてコンクリートのような硬度の高い物質層に穿孔する穿孔装置は従来公知である。このような公知の穿孔装置は、図５に示すように、普通、電動機や流体力モータのような駆動モータＡの出力軸Ｂに穿孔スピンドルＣが同芯に接続され、また穿孔作業中に穿孔スピンドルＣが摩擦熱により高温に晒されるため、穿孔作業中穿孔スピンドルＣの先端に装着した掘削刃に冷却水を連続して又は間欠的に供給するように構成されている。
【０００３】
かかる穿孔装置では、穿孔作業が進むにつれて、削り滓が穿孔スピンドルの内部に溜まって詰まってしまうため、定期的に穿孔装置から穿孔スピンドルを外して内部に詰まった削り滓を取り除かなければならず、作業性の上で効率の悪さが問題であった。
【０００４】
この問題を解決するため、穿孔スピンドル内に連通した吸引装置を設けて穿孔スピンドルの内部から削り滓を吸出したり、穿孔スピンドル内に加圧流体を噴射して穿孔スピンドル内に溜まった削り滓を押し流す手段も提案されてきた。しかし、このような削り滓除去手段は、装備も大がかりとなり、コストが掛かるだけでなく穿孔作業の行われることになる環境によっては使用することができず、しかも削り滓の詰まりを完全に避けることも実質的に困難である。
【０００５】
また、穿孔すべき孔の深さが深い場合には、穿孔スピンドルを長いものに交換したり、穿孔スピンドルを継足して使用されている。このような交換作業や継足し作業も駆動モータの出力軸に直接取付ける方式では、穿孔時の反力に耐えるように駆動モータの出力軸に堅固に取付ける必要があるため、穿孔スピンドルの交換作業や継足し作業は極めて大変である。一方、穿孔すべき孔の深さが深くなればなるほど、穿孔スピンドル内に詰まる削り滓の量も増えるので、その除去には手間がかかることになる。特に、作業員が近づけない或いは連続して作業できる時間の限られたような作業現場では、穿孔作業に伴う穿孔スピンドル内の削り滓の除去は、かかる作業現場から離れた場所で行う必要があり、穿孔に掛る時間に比べて、その他の作業時間が長くなり、効率的な作業を行う上で妨げとなっていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、穿孔スピンドルを装置本体から外すことなしに穿孔スピンドル内の削り滓を容易に除去できるように構成した偏心型穿孔装置を提供することを目的としている。
【０００７】
本発明はまた、穿孔スピンドルを装置本体から外して交換することなしに穿孔すべき孔の深さに応じて対応できるように構成した偏心型穿孔装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的は、本発明によれば、
駆動モータを内蔵した装置本体と、
先端に掘削刃を備え、後端を開放した中空体から成る穿孔スピンドルと、
装置本体に取付けられ、装置本体内の駆動モータの出力軸に対して偏心して穿孔スピンドルを回転自在に把持するように構成した把持手段と、
装置本体内の駆動モータの出力軸から穿孔スピンドルへ回転運動を伝達する回転伝達手段と
を有すること
を特徴とする偏心型穿孔装置によって達成される。
【０００９】
本発明による偏心型穿孔装置はさらに、穿孔スピンドルの後端から流体を供給又は吸引する手段を有し得る。
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、穿孔スピンドルの後端から供給される流体は加圧空気であり得る。代わりに、穿孔スピンドルの後端から供給される流体は加圧液体であり得る。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、穿孔スピンドルの後端から流体を供給又は吸引する手段は、好ましくは、排気ポンプを備え、穿孔スピンドル内を負圧に維持するように構成され得る。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、装置本体内の駆動モータの出力軸と穿孔スピンドルの軸線とは互いに平行に離間してのび得る。この場合には、回転伝達手段は、装置本体内の駆動モータの出力軸に固定した駆動歯車と、把持手段に穿孔スピンドルと同心に設けられ、駆動歯車と噛合う従動歯車とから成り得る。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、装置本体内の駆動モータの出力軸と穿孔スピンドルの軸線とは互いに角度を成して設けられ得る。
この場合には、回転伝達手段は、はすばかさ歯車から成り得る。
【００１４】
本発明の一実施形態によれば、偏心型穿孔装置において、把持手段は、穿孔スピンドルをその軸線方向に沿って移動可能に把持するように構成され得る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明による偏心型穿孔装置においては、先端に掘削刃を備え、後端を開放した中空体から成る穿孔スピンドルを、把持手段により装置本体内の駆動モータの出力軸に対して偏心して設けているので、穿孔スピンドルを取り外すことなく内部に溜まった削り滓を取り除くことができ、穿孔作業から穿孔スピンドル内の掃除までの一連の作業を効率よく行うことができる。
【００１６】
また、本発明による偏心型穿孔装置において、穿孔スピンドルの後端から流体を供給又は吸引する手段を設けた場合には、穿孔スピンドルの冷却と共に、穿孔スピンドル内への削り滓を穿孔作業と同時に洗い落すことができ、作業の効率を飛躍的に向上させることができる。それにより穿孔スピンドルの先端に設けた掘削刃の冷却効率を高めて寿命を大幅に伸ばすことができるだけでなく、特に穿孔スピンドルの後端から流体すなわち空気を吸引して、穿孔スピンドル内を負圧に維持するように構成した場合には、掘削時の掘削刃の冷却効率の向上と共に、掘削中の粉塵の飛散を大幅に低減でき、作業現場の環境の改善にも役立つ。
【００１７】
また、本発明による偏心型穿孔装置において、把持手段により穿孔スピンドルをその軸線方向に沿って移動可能に把持するように構成した場合には、穿孔スピンドルを装置本体から外したり交換するする必要なしに、穿孔すべき孔の深さに応じて穿孔スピンドルの取付け位置を変えるだけで穿孔すべき孔の深さに適応させることができ、それにより装置の適応性を実質的に向上させることができ、作業性の向上に寄与する。
【００１８】
さらに、装置本体内の駆動モータの出力軸と穿孔スピンドルの軸線とを互いに角度を成して設けた場合には、穿孔すべき母材に対して孔の軸線を一定の角度にして穿孔することができる。
【００１９】
また、本発明による偏心型穿孔装置において、把持手段により穿孔スピンドルをその軸線方向に沿って移動可能に把持するように構成した場合には、穿孔すべき孔の深さに応じて穿孔スピンドルの取付け位置を変えるだけで穿孔すべき孔の深さに適応させることができ、それにより装置の適応性を向上させることができる。
【００２０】
本発明のその他の特徴及び利点は、図面及び図示実施形態についての詳細な説明から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の穿孔装置を示す原理図。
【図２】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図３】図２に示す穿孔スピンドルの把持手段の内部構造を示す拡大縦断面図。
【図４】穿孔すべき孔の深さに応じて穿孔スピンドルの把持位置を変更できるように構成した本発明の別の実施形態を示す概略図。
【図５】従来の同軸型穿孔装置を示す原理図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１には、本発明の穿孔装置の原理図を示し、１は装置本体（図示していない）の内部に設けられた駆動モータであり、その出力軸２には駆動歯車３が取付けられている。４は駆動モータ１の出力軸２に取付けられた駆動歯車３と噛み合う従動歯車で、これら歯車は、装置本体内の駆動モータ１の出力軸２から中空の穿孔スピンドル５へ回転運動を伝達する回転伝達手段を構成している。中空の穿孔スピンドル５は両端が開放しており、中空の穿孔スピンドル５の後端から先端へ向けて矢印で示すように流体例えば冷却水又は冷却空気が供給される。中空の穿孔スピンドル５の先端には掘削刃（図示していない）が装着されており、中空の穿孔スピンドル５自体はステンレス鋼のような鋼材で構成されている。動作においては、駆動モータ１の駆動により、出力軸２から駆動歯車３及び従動歯車４を介して中空の穿孔スピンドル５は回転駆動され、その先端に設けた掘削刃は例えばコンクリートに穿孔するようにされている。
【００２３】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図２において、１０は穿孔装置の装置本体を示し、該装置本体１０は、本体ケーシング１１と、本体ケーシング１１の上面部に設けられたハンドル１２と、ハンドル１２に設けられたトリガースイッチ１３と、本体ケーシング１１の内部に収納されて設けられた駆動モータ（図示していないが、駆動モータの出力軸は図３に１４で示されている）とを備えている。図２において、符号１５は、中空円筒状の穿孔スピンドルを示しており、この穿孔スピンドル１５は、その両端が開放しており、その先端１５ａにはダイヤモンドカッタ１６が固着されている。また、後端１５ｂは後述する把持手段２０のチャック２１に固定される。
さらに、図２中、符号１７は流体供給手段を示しており、該流体供給手段１７は、その一端１７ａが流体供給源１７ｂに接続され、他端１７ｃが前記把持手段２０のチャック２５に固定される。
これにより、流体供給源１７ｂは、流体供給手段１７及び把持手段２０を介して中空円筒状の穿孔スピンドル１５に繋がり、穿孔スピンドル１５の内部に流体を供給することができるように構成されている。
流体としては加圧下の水又は空気が作業環境に応じて選択できる。
【００２４】
流体供給手段１７は、流体供給源１７ｂの代わりに、排気ポンプに接続され流体吸引手段として実施することもできる。それにより穿孔スピンドル１５内を負圧に維持するように構成され得る。すなわち穿孔中の孔の内壁と穿孔スピンドル１５の先端のダイヤモンドカッタ１６に沿って雰囲気が穿孔スピンドル１５内に吸引され、それによりダイヤモンドカッタ１６は冷却されると共に穿孔スピンドル１５内に穿孔時に生じる粉塵を吸込み、穿孔スピンドル１５内に削り滓が溜って詰まったり粉塵が周囲に飛散するのを実質的に低減することができる。このことは、冷却水を使用できない作業環境（例えば電子機器の設けられている環境）や粉塵の飛散を極力抑えたい作業環境（例えば原子力関連施設）において特に有用である。
【００２５】
符号２０は装置本体１０に固定される穿孔スピンドル１５の把持手段であり、穿孔スピンドル１５を把持するチャック２１と、流体供給手段１７を把持するチャック２５とを備えている。
【００２６】
把持手段２０は図３に示すように、駆動モータの出力軸１４を覆い、本体ケーシング１１に一体的に固着された取付け部材２２に軸受装置２３を介して固定されている。すなわち、把持手段２０は、チャック２１によって固定される穿孔スピンドル１５と連通する円筒状保持部材２４を有し、円筒状保持部材２４の外周部には、駆動モータの出力軸１４に装着した駆動歯車２６と噛み合う従動歯車２７が固着され、出力軸１４の動力によって回転するように構成されている。
前記チャック２１は円筒状保持手段２４に固定されており、これにより、チャック２１に固定された穿孔スピンドル１５は円筒状保持手段２４と共に回転する。
把持手段２０は、さらにチャック２５を有し、このチャック２５は、流体供給手段１７を回転可能に固定する。これにより、チャック２５に固定された流体供給手段１７は円筒状保持手段２４と連通するが、回転はしない。
上記したように構成された穿孔装置によれば、装置本体１０に設けられた駆動モータの出力軸１４に対して穿孔スピンドル１５が偏心して設けられ、かつ、穿孔スピンドル１５を把持する把持手段２０が円筒状保持部材２４を備え、該円筒状保持部材２４を介して流体供給手段又は流体吸引手段と穿孔スピンドル１５の内部とが連通するように構成されている。これにより、穿孔スピンドル内に流体を供給したり、穿孔スピンドル内から流体を吸引したりすることが可能になり、穿孔スピンドル１５を効率よく冷却することが可能になる。
【００２７】
図４には、本発明の別の実施形態を示す。
図１〜図３に示した実施例では、把持手段２０は円筒状保持部材２４を備え該円筒状保持部材２４に固定されたチャック２１で穿孔スピンドル１５の一端を固定していたが、この実施例では、把持手段３０は、穿孔スピンドル３１の一端を固定するのではなく、穿孔スピンドル３１の長手方向中間部分を把持するように構成されている。
従って、図４に示すように、穿孔スピンドル３１は把持手段３０を貫通し、把持手段３０は、穿孔スピンドル３１の任意の中間部分を把持している。
穿孔スピンドル３１は把持手段３０に対して、その軸線方向には移動可能であるが、回転方向には固定され不図示のギヤを介して駆動モータ１の動力が伝達される。把持手段３０は、穿孔すべき孔の深さに応じて穿孔スピンドル３１を軸線方向に移動させ、適当な位置で把持する。この把持している状態においては、穿孔スピンドル３１は軸線方向に対しても固定されている。
図４（ａ）〜（ｄ）は、深い孔を穿孔する場合の実施例を示しており、図面に示すように、始めに把持手段３０で穿孔スピンドル３１の略中間部分を把持して（図４（ａ））、穿孔を開始し（図４（ｂ））、所定の深さまで穿孔した時に、穿孔スピンドル３１を孔から引き抜かずに把持手段３０を穿孔スピンドル３０に対して長手方向上方に移動させ（図４（ｃ））、その位置で把持した後に、再度穿孔を開始して所定の深さまで穿孔する（図４（ｄ））。
深い孔を穿孔する場合、最初から長い穿孔スピンドルを用いて穿孔すると、孔が曲がったり、穿孔スピンドルそのものが損傷したりする場合があるため、従来は、長さの異なる複数の穿孔スピンドル３１を付け替えて穿孔していた。具体的には、最初に短い穿孔スピンドルで穿孔した後、その穿孔スピンドルを孔から引き抜いて、長い穿孔スピンドルに付け替えた後、前記引き抜いた孔に再度穿孔スピンドルを挿入して、さらに深く穿孔していた。
本実施例によれば、深い孔を穿孔する場合でも、途中で穿孔スピンドルを交換する必要がなく、従って、当然のことながら途中で穿孔スピンドルを孔から引き抜く必要もないので、穿孔作業が極めて容易になる。
また、本実施形態による穿孔装置は、例えば、穿孔すべき作業場に穿孔装置をＸＹＺ方向に移動できるようにフレームを形成して用いることにより、把持手段３０の移動が容易になり、正確にかつ容易に穿孔を行うことが可能になる。
上記した実施形態において、穿孔スピンドル３１は、好ましくは両端が開放した筒状体で構成され得、穿孔スピンドル３１の上端からスピンドル内に流体を供給することができ、また、穿孔スピンドル３１の状態からスピンドル内の流体を吸引することができるように構成され得る。
【００２８】
図示実施形態では、穿孔スピンドル１５及び３１は駆動モータの出力軸１４に対してオフセットして平行に設けられているが、代わりに、はすばかさ歯車を用いて、穿孔スピンドル１５及び３１を駆動モータの出力軸１４に対してオフセットして角度を付けて構成することも可能である。その場合、角度は、穿孔角度に合わせて任意に設定できるように構成してもよい。
【００２９】
また図示実施形態では、一本の穿孔スピンドルを用いているが、当然、穿孔すべき孔の深さが深い場合には、複数本の穿孔スピンドルを連結して使用するように構成することも可能である。
【００３０】
以上、一つの特定の実施形態を参照して本発明を説明してきたが、しかし、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。当業者には明らかなように、特許請求の範囲に定義される本発明の範囲から逸脱せずにその他の実施形態が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１  駆動モータ
２  出力軸
３  駆動歯車
４  従動歯車
５  穿孔スピンドル
１０  穿孔装置
１１  ケーシング
１２  ハンドル
１３  トリガースイッチ
１４  出力軸
１５  中空穿孔スピンドル
１５ａ  先端
１５ｂ  後端
１６  ダイヤモンドカッタ
１７  流体供給手段
１７ａ  一端
１７ｂ  流体供給源
１７ｃ  他端
２０  把持手段
２１  チャック
２２  取付け部材
２３  軸受装置
２４  円筒状保持部材
２５  チャック
２６  駆動歯車
２７  従動歯車
３０  把持手段
３１  穿孔スピンドル
【図１】
2017052211.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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