(57)【要約】穿孔箇所にて発生する削屑をきわめて円滑に排出して、良好な穿孔効率を維持し、きわめて容易に被削物に穴部を形成するための穿孔工具、穿孔装置および穿孔工法。外周面に螺旋状の溝部が形成されたシャフトと、このシャフトの先端部に固定されたビットとを有する穿孔工具を用いて、シャフトを高速回転させることによりビットが被削物に穴部を形成する。この際に、螺旋状の溝部の高速回転によって気流が発生し、削屑を排出する。
2003002320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトの先端部に固定された円盤状のビットとを有する工具と、該工具を回転駆動する回転駆動装置とを備え、切削屑が粉状となる脆性の被削材に穴部を形成する穿孔装置であって、
前記工具には、シャフトの外周面に前記ビットの先端まで延びる螺旋状の溝部が形成されていて、前記回転駆動装置により２５０ｍ／ｍｉｎ以上の回転数で回転される。
【請求項２】
請求項１に記載の穿孔装置であって、
前記螺旋状の溝部が、前記回転駆動装置による回転方向の後方側へ向かい前記シャフト後端側へ向かう傾斜により、前記工具の回転とともに前記シャフトの先端側から後端側へ向かう前記溝部に沿った気流を発生させるように設けられている。
【請求項３】
請求項１に記載の穿孔装置であって、
前記工具に、前記シャフトを貫通してビットの先端に至り、該ビット近傍と前記シャフト後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
【請求項４】
請求項１に記載の穿孔装置であって、
前記螺旋状の溝部が、前記回転駆動装置による回転方向後方側へ向かい前記シャフト先端側へ向かう傾斜により、前記工具の回転とともに前記工具の後端から先端へ向かう前記溝部に沿った気流を発生させるように設けられ、
前記工具に、前記シャフトを貫通してビットの先端に至り、該ビットの先端側と前記シャフトの後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
【請求項５】
シャフトと、該シャフトの先端部に固定された円盤状のビットとを有する穿孔工具であって、
前記シャフトの外周面に前記ビットの先端まで延びる螺旋状の溝部が形成されていて、２５０ｍ／ｍｉｎ以上の回転数で回転されることにより、切削屑が粉状となる脆性の被削材に穴部を形成する。
【請求項６】
請求項５に記載の穿孔工具であって、
前記螺旋状の溝部が、回転方向の後方側へ向かい前記シャフト後端側へ向かう傾斜により、回転とともに前記シャフトの先端から後端へ向かう前記溝部に沿った気流を発生させるように設けられている。
【請求項７】
請求項５に記載の穿孔工具であって、
前記シャフトを貫通してビットの先端に至り、該ビット近傍と前記シャフトの後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
【請求項８】
請求項５に記載の穿孔工具であって、
前記螺旋状の溝部が、回転方向後方側へ向かい前記シャフト先端側へ向かう傾斜により、回転とともに前記シャフトの後端から先端へ向かう前記溝部に沿った気流を発生させるように設けられているとともに、
前記シャフトを貫通してビットの先端に至り、該ビット近傍と前記シャフトの後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
【請求項９】
シャフトの先端にビットが固定された穿孔工具を回転駆動して、切削屑が粉状となる脆性の被削材に穴部を形成する穿孔工法であって、
前記穿孔工具の回転によって、前記ビット近傍と前記シャフト後端側の大気との間を流れる気流を生じさせながら穿孔する工程を有する。
【請求項１０】
請求項９に記載の穿孔工法であって、
前記穿孔工具の回転によって生じる前記気流が、前記穿孔工具の外側を先端側から後端側へ向かって流れる排気流である。
【請求項１１】
請求項９に記載の穿孔工法であって、
前記穿孔工具を先端側から後端側まで貫通する貫通孔内に、前記穿孔工具の回転によって生じる前記気流とは逆方向の気流を流す。
【請求項１２】
請求項９に記載の穿孔工法であって、
前記穿孔工具の回転によって生じる前記気流が、前記穿孔工具の外側を後端側から先端側へ向かって流れる吸気流であって、前記穿孔工具を先端側から後端側まで貫通する貫通孔内に、前記吸気流とは逆方向の排気流を流す。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、コンクリートなどを穿孔するための穿孔工具、穿孔装置および穿孔工法に関する。
背景技術
近年、建築物の老朽化による外壁のタイルの剥落を防止することが行われている。その方法はたとえば、タイルやタイル目地に、下地のコンクリートにまで到達する穴を形成し、この穴からタイルの裏側に樹脂を注入することによりタイルを固定するものである。
従来、コンクリートに穴を形成するには、回転する超硬ドリルに振動あるいは打撃を行わせて被削物を穿孔するハンマードリルや振動ドリルなどが用いられている。このハンマードリルや振動ドリルによる穿孔作業は、機械音が大きく作業による振動や騒音が構築物全体に伝達してしまうという欠点を有しており、騒音により周囲に迷惑をかけるだけでなく、タイルの剥落を促進させ、かえって構築物を傷めてしまうという問題がある。
この問題に対処するために、棒状あるいは円筒状のシャフト先端に円盤状のビットを備える３〜１５ｍｍ程度の細径の穿孔工具と、この穿孔工具を軸線まわりに回転駆動させる回転駆動装置とを備えたハンディドリルなどの穿孔装置が用いられる場合がある。この穿孔装置のビットとしては、結合相の中に超砥粒が分散配置されて形成されたものや、超硬合金で形成されたものが用いられている。このビットを被削物に圧接させた状態で高速回転させることにより微粉末状の削屑を生成しながら被削物を削るので、ハンマードリルや振動ドリルに比べて騒音が小さく、被削物に振動を与えずに穿孔することが可能となっている。
このような穿孔装置では、形成した穴部の壁面とビットあるいはシャフトとの間を削屑が通過して排出されるのであるが、この穴が深くなるにつれて微粉末状の削屑は穴の内部に溜まり、排出されにくくなる。削屑を排出しやすくするための流体を送り込む場合にも、この流体が円滑に供給排出されなくなってしまう。そして、形成された穴部の底に削屑が溜まると、ビットが被削物に接することができなくなって穿孔することができない。さらに、ある深さまで穴が形成されると、削屑がまったく排出されなくなり、それ以上ビットを進行させることができなくなってしまうので、小径かつ深い穴を形成することは難しい。
また、削屑が刃先先端部（穴底）だけでなく、工具外周（穴内側面）に滞留することにより、工具回転のブレーキとなって回転数が落ちて穿孔効率が低下し、さらに熱の発生、ロー付けされたチップの脱落等の問題が生じるおそれもある。
穿孔箇所からの削屑の排出を良好に行うため、シャフトを中空にするとともに穴部にコア芯を形成しながら穿孔するコアビットを用いれば、削屑量を減少させることができ、またこの孔から水や気体等の流体を外部から穿孔箇所に送り込んで、削屑を排出させることができる。
しかしながら、水を送り込んで削屑を排出させる従来の湿式工法では、作業箇所周囲が水浸しとなったり、微粉末状の削屑を含んだ汚水が飛び散ったりして周辺を汚染し、さらに穿孔装置に加えて清掃装置が必要となるなどの問題があるため好ましくない。
また、上述したたとえば３〜１５ｍｍ程度の細径の穿孔工具の場合にはコアビットにすることができないため、細径の穴に対して大量の削屑が発生し、また削屑を排出させるための流体を穿孔した穴の開口部からでなければ送り込めないため、発生した削屑を排出させることも極めて困難となる。
つまり、従来の穿孔装置では、細径深穴を形成することが困難であり、穴が深くなるにつれて穿孔効率が低下してしまうだけでなく、穴の径によっては目的とする深さまで穿孔することができないという問題があった。また、このような穿孔装置は、穿孔工具と回転駆動装置だけでなく、流体を送り込むためのコンプレッサ等の装置も必要となるため、装置全体が大がかりとなってしまうという問題があった。
発明の開示
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、穿孔箇所にて発生する削屑をきわめて円滑に排出して、良好な穿孔効率を維持し、きわめて容易に被削物に穴部を形成することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の第１実施態様に係る穿孔装置は、シャフトと、このシャフトの先端部に固定された円盤状のビットとを有する工具と、この工具を回転駆動する回転駆動装置とを備え、切削屑が粉状となる脆性の被削材に穴部を形成する穿孔装置であって、工具には、シャフトの外周面に前記ビットの先端まで延びる螺旋状の溝部が形成されていて、回転駆動装置により２５０ｍ／ｍｉｎ以上の回転数で回転される。
この発明によれば、ビットの回転によって被削物を研削して穴部を形成するとともに、シャフトが高速回転することによって螺旋状の溝部が穴部内に気流を発生させる。
本発明の第２実施態様に係る穿孔装置は、第１実施態様の穿孔装置において、螺旋状の溝部が、回転駆動装置による回転方向の後方側へ向かいシャフト後端側へ向かう傾斜により、工具の回転とともにシャフトの先端側から後端側へ向かう溝部に沿った気流を発生させるように設けられている。
この発明によれば、シャフトの高速回転によって工具先端側から後端側へ向かう気流が発生し、この気流により穴部内の粉状切削屑が穴部外へ排出される。したがって穿孔部分に切削屑が滞留して穿孔を妨げることがなく、従来形成が困難であった細径深孔を容易に形成することができる。また、穿孔と同時に切削屑が穿孔部分から排出されるので、切削屑排出のために流体を穿孔部分に送り込む装置や、流体を送り込むための特別な構造が不要であり、穿孔装置全体の簡易化、省力化が実現される。
本発明の第３実施態様に係る穿孔装置は、第１または第２実施態様の穿孔装置において、工具に、シャフトを貫通してビットの先端に至り、ビット近傍とシャフト後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
この発明によれば、穴部内壁とシャフトとの間にシャフトの高速回転による一方向の気流が発生する一方で、工具に穿孔部分と穴部外の大気とを連通させる貫通孔を設けることにより、貫通孔内に逆方向の気流が発生するので、空気の流れが円滑になる。例えば、シャフトの高速回転によって穴部内壁とシャフトとの間に排気流が発生する場合には、この貫通孔内に吸気流が発生する。また、この貫通孔を介して、空気等の気体、水やアルコール等の液体、ミストなどを送り込むこともでき、より効率よく削屑を排出させることができるだけでなく、穿孔部分の冷却も可能となる。
本発明の第４実施態様に係る穿孔装置は、第１実施態様の穿孔装置において、螺旋状の溝部が、回転駆動装置による回転方向後方側へ向かいシャフト先端側へ向かう傾斜により、工具の回転とともに工具の後端から先端へ向かう溝部に沿った気流を発生させるように設けられ、工具に、シャフトを貫通してビットの先端に至り、ビットの先端側とシャフトの後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
この発明によれば、穴部内壁とシャフトとの間にシャフトの高速回転による吸気流が発生する一方で、工具に穿孔部分と穴部外の大気とを連通させる貫通孔を設けることにより、貫通孔内に排気流が発生するので、空気の流れが円滑になるとともに、切削屑を貫通孔から排出させながら、被削物を穿孔することができる。したがって、貫通孔を介して切削屑を回収することができるので、切削屑を飛散させずに穿孔を行うことが可能となる。
本発明の第５実施態様に係る穿孔工具は、シャフトと、シャフトの先端部に固定された円盤状のビットとを有し、シャフトの外周面にビットの先端まで延びる螺旋状の溝部が形成されていて、２５０ｍ／ｍｉｎ以上の回転数で回転されることにより、切削屑が粉状となる脆性の被削材に穴部を形成する。
この発明によれば、ビットの回転によって被削物を研削して穴部を形成するとともに、シャフトが高速回転することによって螺旋状の溝部が穴部内に気流を発生させる。
本発明の第６実施態様に係る穿孔工具は、第５実施態様の穿孔工具において、螺旋状の溝部が、回転方向の後方側へ向かいシャフト後端側へ向かう傾斜により、回転とともにシャフトの先端から後端へ向かう溝部に沿った気流を発生させるように設けられている。
この発明によれば、高速回転させることによって、工具先端側から後端側へ向かう気流を発生させる穿孔工具を得ることができる。つまり、この気流により穴部内の粉状切削屑を穴部外へ排出することができるので、穿孔部分に切削屑が滞留して穿孔を妨げることがなく、従来形成が困難であった細径深孔を容易に形成することができる。
本発明の第７実施態様に係る穿孔工具は、第５または第６実施態様の穿孔工具において、シャフトを貫通してビットの先端に至り、ビット近傍とシャフトの後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
この発明によれば、穿孔時に高速回転されることにより、穴部内壁とシャフトとの間にシャフトの高速回転による一方向の気流を発生させる一方で、貫通孔内に逆方向の気流が発生するので、円滑に排気吸入を行いながらの穿孔が可能となる。例えば、シャフトの高速回転によって穴部内壁とシャフトとの間に排気流が発生する場合には、この貫通孔内に吸気流が発生し、円滑に切削屑が排出される。また、この貫通孔を介して、空気等の気体、水やアルコール等の液体、ミストなどを送り込むこともでき、より効率よく削屑を排出させることができるだけでなく、穿孔部分の冷却も可能となる。
本発明の第８実施態様に係る穿孔工具は、第５実施態様の穿孔工具において、螺旋状の溝部が、回転方向後方側へ向かいシャフト先端側へ向かう傾斜により、回転とともにシャフトの後端から先端へ向かう溝部に沿った気流を発生させるように設けられているとともに、シャフトを貫通してビットの先端に至り、ビット近傍とシャフトの後端側の大気とを連通する貫通孔が設けられている。
この発明によれば、穿孔時の高速回転により、穴部内壁とシャフトとの間に吸気流を発生させる一方で、貫通孔内に排気流が発生するので、切削屑を貫通孔から排出させながら穿孔することが可能となる。したがって、貫通孔を介して切削屑を回収することができ、切削屑を飛散させずに穿孔を行うことが可能となる。
本発明の第９実施態様に係る穿孔工法は、シャフトの先端にビットが固定された穿孔工具を回転駆動して、切削屑が粉状となる脆性の被削材に穴部を形成する穿孔工法であって、穿孔工具の回転によって、ビット近傍とシャフト後端側の大気との間を流れる気流を生じさせながら穿孔する。
この発明によれば、ビットの回転によって被削物を研削して穴部を形成するとともに、穴部内に気流を発生させるので、この気流により例えば穴部外から穿孔部分へ水等の流体を送り込んだり、粉状の切削屑を穴部外へ排出させることが可能となる。
本発明の第１０実施態様に係る穿孔工法は、請求項９の穿孔工法において、穿孔工具の回転によって生じる気流が、穿孔工具の外側を先端側から後端側へ向かって流れる排気流である。
この発明によれば、穿孔時に排気流を発生させるので、この排気流により穿孔部分から切削屑を穴部外に排出させることができ、切削屑の滞留のために穿孔不能となることを防止し、円滑に穿孔することが可能となる。
本発明の第１１実施態様に係る穿孔工法は、第９または第１０実施態様の穿孔工法において、穿孔工具を先端側から後端側まで貫通する貫通孔内に、穿孔工具の回転によって生じる気流とは逆方向の気流を流す。
この発明によれば、貫通孔を有する穿孔工具の内周側と内周側とで、穿孔工具により分断された気流が互いに反対方向に円滑に流れるので、より効率よく削り屑を排出することができる。
本発明の第１２実施態様に係る穿孔工法は、第９実施態様の穿孔工法において、穿孔工具の回転によって生じる気流が、穿孔工具の外側を後端側から先端側へ向かって流れる吸気流であって、穿孔工具を先端側から後端側まで貫通する貫通孔内に、吸気流とは逆方向の排気流を流す。
この発明によれば、排気流が流れる貫通孔を介して、切削屑を穿孔部分から被削物外部へ排出させることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１および図２において、符号１０は穿孔装置であり、符号２０はこの穿孔装置１０において被削物Ｃに当接し穿孔する穿孔工具１３を回転駆動するダイレクトモータ（回転駆動装置）である。この穿孔装置１０は、ダイレクトモータ２０を内部に有するハウジング１６に固定された把持部３０を備え、手に持って穿孔作業を行うことができるハンディドリル１０であり、把持部３０に設けられたトリガー３１の操作によって、オンオフを操作することができるように構成されている。
ダイレクトモータ２０は、ハウジング１６内に配置されている円筒状のロータ１７およびロータ１７の周囲に設けられた円筒状のステータ１８から構成されている。ロータ１７の中心に形成された挿通孔１７ａには、円柱状の回転軸１１が圧入されている。回転軸１１は、ハウジング１６の上壁部１６ａおよび下壁部１６ｂの内側に配置された軸受１９ａ、１９ｂによってその両端部が回転自在に支持されている。すなわち、軸受１９ａ、１９ｂは、ロータ１７の中心に挿通された回転軸１１の上下端部近傍を支持するようになっており、回転軸１１およびこの回転軸１１が挿通されたロータ１７に作用するスラスト方向の力とラジアル方向の力とを受けることが可能な構成となっている。また、ハウジング１６の後端部には、回転軸１１の後端部を収める上部ハウジング２１が取り付けられている。
符号２５は、ダイレクトモータ２０のハウジング１６内における図の上方側にて、回転軸１１に接触するようにその周方向に配設されたブラシ部である。ダイレクトモータ２０は、このブラシ部２５を介して把持部３０内部に組み込まれた電源（図示せず）から駆動電流を供給されて駆動する。なお、このダイレクトモータ２０には、本実施形態ではブラシ付モータを用いているが、ブラシレスモータを用いてもよい。
ダイレクトモータ２０の中心に備えられた回転軸１１の先端部には、アダプタ１２を介して穿孔工具１３が着脱可能に連結されている。回転軸１１に直結された穿孔工具１３は、シャフト１４の先端部にビット１５が固定された構造とされている。シャフト１４は、気流の形成のために穴部Ｈの内壁とシャフト１４との間に空間が必要であるので、ビット１５よりも小径の棒状部材からなり、外周面には螺旋状の溝部１４ａが形成されている。この溝部１４ａの本数やねじれ角などは、一般的なツイストドリルと同様に形成すると、効率よく気流を発生させることができるので好ましい。
なお、図１および図２に示す穿孔工具１３は、溝部１４ａが回転方向後方側に向かって後端側へ向かう螺旋状に、すなわち巻方向を右ねじ状に形成されていて、穿孔工具１３を右回転させることにより、シャフト１４に沿ってビット１５近傍から後端側に流れる排気流を生じさせることができる。これとは反対に、回転方向前方側へ向かって後端側へ向かう螺旋状、すなわち左巻の溝部を形成して右回転されるシャフトを用いれば、シャフトに沿って先端側に流れる吸気流を生じさせることができる。
ビット１５は、たとえばダイヤモンド砥粒をメタルボンドあるいは電着ボンド、レジンボンドなどをバインダ材として固めたダイヤモンドビットであって、図２に示すように一部分を切り欠いた切欠部１５ａを有する円盤状に形成されている。シャフト１４とビット１５とは、図２に示すように溝部１４ａの谷部分と切欠部１５ａとが軸方向に連続するように、周方向位置を一致させて固定されている。
つぎに、上記構成のハンディドリル１０を用いての被削物Ｃの穿孔について説明する。なお、このハンディドリル１０は、ビット１５により粉体状の削屑Ｗを生じるコンクリート、ガラス等の脆性材料の穿孔に適するものである。
まず、被削物Ｃの所定の穴あけ位置に、回転軸１１の軸線が一致するようにハンディドリル１０を配置する。そして、トリガー３１の操作によりダイレクトモータ２０のブラシ部２５を介してロータ１７（あるいはステータ１８）のコイルに通電し、ロータ１７を高速回転させた状態で、ハンディドリル１０を回転軸１１の軸方向に前進させ、ビット１５を所定の圧力で被削物Ｃの表面に当接させると、ビット１５の先端側の面が粉体状の削屑Ｗを生成しながら被削物Ｃを研削し、被削物Ｃにはビット１５の大きさに応じた穴部Ｈが形成される。
さらに、ハンディドリル１０を前進させて、円筒状となった穴部Ｈ内に穿孔工具１３のシャフト１４が入り込むと、螺旋状の溝部１４ａの高速回転によって、図２に示す矢印のように穴部Ｈ内壁とシャフト１４との間の空気が移動されて、シャフト１４に沿って後方へ向かう強力な排気流が発生する。
この気流によって、粉体状の削屑Ｗは強制的かつ円滑に後方へ流され、穴部Ｈ外に排出される。このとき、シャフト１４を周速２５０ｍ／ｍｉｎ以上、好ましくは４００ｍ／ｍｉｎで回転させることにより、削屑Ｗを排出するのに十分な速度の気流を発生させることが可能となっている。
また、この強力な排気流の発生により、穴部Ｈ内が負圧となって、穿孔工具１３（ハンディドリル１０）が前進する方向へと引っ張られる。
以上のように、被削物Ｃに穿孔するビット１５を、外周面に螺旋状の溝部１４ａを有するシャフト１４の先端に固定して穿孔工具１３を構成し、この穿孔工具１３を高速回転させて被削物Ｃを穿孔することにより、形成される穴部Ｈ内に、削屑Ｗを排出させる強力な気流を発生させることができる。この構成により、従来この種の穿孔装置で必要であった削屑Ｗ排出用の送気（送水）装置が不要となるだけでなく、従来の送気装置では削屑Ｗを排出できず穿孔不可能であったような細径深穴の場合においても、効率よく確実に削屑Ｗを排出させることが可能となる。
つまり、穿孔の妨げとなる穴部Ｈ内の削屑Ｗを確実に排出させながら穿孔することができるので、より深い穴部Ｈを形成することが可能となる。
図３に、本願発明による他の実施形態を示す。なお、図１と同一の部材については同じ符号を付して説明を省略する。
図３において、符号４０は、穿孔工具４３を回転駆動することにより被削物を穿孔することができる穿孔装置である。この穿孔工具４３は、溝部４４ｂが形成されたシャフト４４の先端部に、ビット４５が固定された構成となっていて、シャフト４４およびビット４５には、軸方向に貫通する貫通孔４４ａ、４５ａが形成されている。
穿孔工具４０は回転軸４１に固定されており、この回転軸４１と回転軸４１の後端部を収める上部ハウジング５１には、貫通孔４４ａ、４５ａに連通する貫通孔４１ａ、５１ａが形成されている。すなわち、貫通孔４４ａ、４５ａ、４１ａ、５１ａによって、被削物の穿孔部分近傍が外部と連通されることになる。なお、ビット４５に、シャフト４４の貫通孔４４ａ部分まで切欠かれている切欠部が形成されている場合には、ビット４５の貫通孔４５ａは形成しなくてもよい。
この穿孔工具４０を回転駆動させて穿孔作業を行うと、シャフト４４に回転方向後方側へ向かって後端側に向かう螺旋状に溝部が形成されている場合には、シャフト４４に沿って排気流が発生して削屑を排出させる一方、貫通孔４４ａ、４５ａ、４１ａ、５１ａを通じて外部から穿孔部分への吸気が発生する。つまり、この貫通孔４４ａ、４５ａを設けることにより、排気流と吸気流とがシャフト４３によって分断されるので、より円滑に削屑を排出させることが可能となる。
さらに、外部機器からこの貫通孔４４ａ、４５ａ、４１ａ、５１ａを介して穿孔部分へ気体や液体、ミスト等を強制的に送り込んでもよく、より円滑な削屑の排出、穿孔が可能になるだけでなく、水やアルコールなどを送り込むことにより穿孔部分の被削物やビット４５を冷却させることも可能となる。
また、シャフト４４に回転方向前方側へ向かって後端側に向かう螺旋状に溝部が形成されている場合には、シャフト４４に沿って吸気流が発生し、これに応じて貫通孔４４ａ、４５ａ、４１ａ、５１ａを通じて穿孔部分から外部への排気流が発生する。穿孔部分で発生する粉状の切削屑は、この排気流と共に各貫通孔を通じて外部へ排出されるので、この貫通孔から回収することができ、穿孔部分周辺に飛び散って作業現場を汚染することを防止できる。また、切削屑を回収して被削物の状態を確認する作業も、容易に行うことができる。
〔実施例〕
図４および図５に示すように、本発明の穿孔工具（シャフト外周から排気するタイプ）と従来の穿孔工具（ノンコアタイプ）とを用いた穿孔能力の比較実験を行った。比較に際し穿孔条件は以下の通りとした。
・被削材      ：無筋コンクリートブロック
・穿孔        ：乾式穿孔
・ビット径    ：従来品と発明品とについて、それぞれψ６．４ｍｍ、ψ１０．５ｍｍ、ψ１２．７ｍｍの３種類
図４は、周速を異ならせて穿孔を行ったときの、各工具の穿孔速度を示すグラフである。穿孔速度は、深さ５０ｍｍの穴を穿孔するのに要する時間を測定し、その測定結果から１分間あたり工具が前進できる距離で示した。したがって、穿孔速度の数値が大きいほど、穿孔工具として優れていることになる。
この図４から、同径の工具で比較するといずれの径の工具も発明品の方が穿孔速度が速く、発明品としては最も穿孔速度が遅いψ１２．７ｍｍの工具も従来品と同等以上の速度で穿孔できることがわかる。
また、ビット径が小さいほど発明品と従来品との差が大きくなるのは、穴が細径であるほど微粉末状の削屑が排出されにくく、本発明の工具による排気流による排出効果が顕著となるためであって、深さ５０ｍｍ、直径ψ１２．７ｍｍ程度の穴であれば従来品を用いた場合でも削屑が排出され易いためと考えられる。
なお、ψ６．４の従来品は、周速を５５０ｍ／ｍｉｎとするとビットが欠落してしまい、穿孔できなかった。これは、穴内から削屑が排出されずに回転抵抗が大きくなるためと考えられる。
図５は、発明品および従来品のビット径ψ６．４ｍｍの工具について、それぞれ周速を２５０ｍ／ｍｉｎ、５００ｍ／ｍｉｎとして、穿孔深さが異なる場合の穿孔速度の差を示すグラフである。
この図５から、いずれの工具も穿孔深さが大きいほど穿孔速度が遅くなる傾向があるものの、穿孔深さ１５ｍｍを超えると如実に穿孔速度が低下する従来品に対し、発明品では殆ど変化がないことがわかる。
つまり、従来の工具では穿孔穴が深くなるほど穴内から削屑が排出されなくなるので、工具を前進させることが困難になるが、発明品では深さに関わらず削屑が確実に穴から排出されるので、深く穿孔しても同様に工具を前進させることができるからである。
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。図示のものでは、ビット１５（４５）の切欠部１５ａは１箇所設けられているのみであるが、ビット１５の強度や穿孔能力を低下させない範囲において、シャフト１４の溝部１４ａの本数にあわせて２箇所あるいはそれ以上設けるような構成であってもよい。
また、前記実施形態では穿孔装置を、把持して穿孔作業を行うハンディドリルとしたが、被削物に固定される基台を備え、固定状態で穿孔できる構成としてもよいことはもちろんである。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明の第１実施態様に係る穿孔装置によれば、穿孔時に発生する気流を用いて、切削屑の排出や回収用等用の周辺装置や機構を別途設けなくても、切削屑の排出・回収や、穿孔用の流体の供給等を容易に行うことができる。
本発明の第２実施態様に係る穿孔装置によれば、シャフトの高速回転で生じる排気流により、穴部内の粉状切削屑が穴部外へ排出されるので、穿孔部分に切削屑が滞留して穿孔を妨げることがなく、従来形成が困難であった細径深孔であっても容易に形成することができる。また、穿孔と同時に切削屑が穿孔部分から排出されるので、切削屑排出を流体を穿孔部分に送り込むための周辺装置や、流体を送り込む特別な構造が不要であり、穿孔装置全体の簡易化、省力化が実現される。
本発明の第３実施態様に係る穿孔装置によれば、工具外周側と貫通孔内とで逆方向の気流が円滑に流れるので、切削屑の排出や回収、流体の供給をより円滑に行うことができる。
本発明の第４実施態様に係る穿孔装置によれば、工具外周側と貫通孔内とで逆方向の気流が円滑に流れるので、切削屑を飛散させずに貫通孔を介して容易に回収することができ、作業環境を汚染しない穿孔作業が可能となる。
本発明の第５実施態様に係る穿孔工具によれば、切削屑の排出や回収用等の装置や機構を別途設けなくても、穿孔時に発生する気流を用いて、切削屑の排出・回収や、穿孔用の流体の供給等を容易に行うことができる。
本発明の第６実施態様に係る穿孔工具によれば、穿孔とともに穴部内の粉状切削屑を穴部外へ排出することができるので、穿孔部分に切削屑が滞留して穿孔を妨げることがなく、従来形成が困難であった細径深孔を容易に形成することができる。
本発明の第７実施態様に係る穿孔工具によれば、工具外周側と貫通孔内とで逆方向の気流が発生するので、円滑に排気吸入を行いながらの穿孔が可能となる。
本発明の第８実施態様に係る穿孔工具によれば、工具外周側と貫通孔内とで逆方向の気流が円滑に流れるので、切削屑を飛散させずに貫通孔を介して容易に回収することができ、作業環境を汚染しない穿孔作業が可能となる。
本発明の第９実施態様に係る穿孔工法によれば、穿孔と共に発生させる気流により、例えば粉状の切削屑を穴部外へ排出させたり、穴部外から穿孔部分へ水等の流体を送り込むことが容易となる。
本発明の第１０実施態様に係る穿孔工法によれば、穿孔時に発生させる排気流により、穿孔部分から切削屑を穴部外に容易に排出させて、切削屑の滞留のために穿孔不能となることを防止し、小径深穴を容易に形成することが可能となる。
本発明の第１１実施態様に係る穿孔工法によれば、貫通孔を有する穿孔工具の内周側と内周側とで、穿孔工具により分断された気流が互いに反対方向に円滑に流れるので、より効率よく削り屑を排出することができ、円滑に小径深穴を形成することができる。
本発明の第１２実施態様に係る穿孔工法によれば、排気流が流れる貫通孔を介して、切削屑を穿孔部分から被削物外部へ排出させることができるので、例えばこの貫通孔に切削屑の回収手段を接続することにより、切削屑を飛散させず回収することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施形態による穿孔装置全体を示す側面図である。
図２は本発明の実施形態による穿孔工具の要部を示す斜視図である。
図３は本発明の他の実施形態による穿孔装置全体を示す側面図である。
図４は本発明の穿孔工具と従来の穿孔工具との、各ビット径における穿孔能力の比較を示す図である。
図５は本発明の穿孔工具と従来の穿孔工具との、穿孔深さに応じた穿孔能力の比較を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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