JP 2021-183371 A 2021.12.2(57)【要約】【課題】加工屑を高い回収率で回収できる集塵ドリル装置を提供する。
【解決手段】ドリル本体１０が、先端にドリルチップ１１を有するリード部１２と、リード部１２に連結される
連結部１５と、リード部１２の先端から連結部１５の外周面１５ａに接続される貫通孔１６，１７と、を有し、ドリルチップ１１が、リード部１２より外径が大きく構成され、密閉体２０が貫通穴２５と、被加工物Ｍに設置される設置面２６と、設置面２６の反対側の非設置面２７と、貫通穴２５と接続する連結孔２８と、を有する本体２１と、非設置面２７に設けられ連結部１５と同じ径又は小さい径の孔２３ａを有し気密性を有する材質で構成された第１弾性体２３と、を有し、ドリル本体１０が、孔２３ａを貫通して被加工物Ｍに当接するように構成され、連結孔２８とフィルター３０が気密性を保持して接続された集塵ドリル装置１を提供する。
【選択図】図３

(2)JP 2021-183371 A 2021.12.2【特許請求の範囲】【請求項１】
加工屑を集塵する集塵ドリル装置であって、ドリル本体と、密閉体と、加工屑を集塵するフィルターと、を有し、
前記ドリル本体が、先端にドリルチップを有するリード部と、
前記リード部に連結される連結部と、
前記リード部の先端から前記連結部の外周面に接続される貫通孔と、を有し、
前記ドリルチップが、前記リード部より外径が大きく構成されており、前記密閉体が、前記ドリルチップ及び前記連結部の外径より大きな貫通穴と、被加工物に設置される設置面と、前記設置面の反対側の非設置面と、側面を貫通して前記貫通穴と接続する連結孔と、を有する本体と、前記非設置面に設けられ前記連結部の外径と同じ径又は小さい径の孔を有し気密性を有する材質で構成された第１弾性体と、を有し、
前記ドリル本体が、前記密閉体に設けられた前記第１弾性体の前記孔を貫通して前記被加工物に当接するように構成され、前記密閉体の前記連結孔と前記フィルターが気密性を保持した状態で接続されている集塵ドリル装置。
【請求項２】
前記リード部の長さが、前記ドリル本体が前記被加工物を加工可能な深さと前記密閉体の高さと前記第１弾性体の厚さの和よりも短い、請求項１に記載の集塵ドリル装置。
【請求項３】
前記ドリル本体において、前記リード部が分離可能に構成されている、請求項１又は請求項２に記載の集塵ドリル装置。
【請求項４】
前記フィルターが、集塵した前記加工屑を漏洩することなく前記連結孔から取り外し可能に構成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の集塵ドリル装置。
【請求項５】
前記密閉体が、前記設置面に前記ドリルチップの外径より大きな径の孔を有し気密性を有する材質で構成された第２弾性体を有する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の集塵ドリル装置。
【請求項６】
前記第１弾性体又は前記第２弾性体の少なくとも一方が、前記本体と一体成形されている、請求項５に記載の集塵ドリル装置。
【請求項７】
前記フィルターにおいて、前記連結孔が接続されていない側に負圧を発生する装置の吸引口が接続されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の集塵ドリル装置。
【請求項８】
前記連結部の前記外周面において前記貫通孔から空気を注入する、請求項１から請求項
７のいずれか１項に記載の集塵ドリル装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本開示は、加工に伴い発生する加工屑を収集する集塵ドリル装置に関する。
【背景技術】【０００２】
コンクリートや石材等を穿孔する際に発生する切粉や粉塵等を穿孔と同時に回収可能な吸塵ドリルが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】【特許文献】

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JP 2021-183371 A 2021.12.2【０００３】【特許文献１】特開２０１８−１５８５３８号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術では、回収した切粉や粉塵等の加工屑について、その成分等を精密に分析する目的に使用する場合には、加工した穴の中やドリル等に加工
屑が残留して回収率が低くなるため、正確な分析ができないという問題があった。
【０００５】
そこで、本開示は、加工屑を高い回収率で回収できる集塵ドリル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために以下によって把握される。
（１）本発明の集塵ドリル装置は、加工屑を集塵する集塵ドリル装置であって、ドリル
本体と、密閉体と、加工屑を集塵するフィルターと、を有し、前記ドリル本体が、先端にドリルチップを有するリード部と、前記リード部に連結される連結部と、前記リード部の先端から前記連結部の外周面に接続される貫通孔と、を有し、前記ドリルチップが、前記
リード部より外径が大きく構成されており、前記密閉体が、前記ドリルチップ及び前記連結部の外径より大きな貫通穴と、被加工物に設置される設置面と、前記設置面の反対側の非設置面と、側面を貫通して前記貫通穴と接続する連結孔と、を有する本体と、前記非設
置面に設けられ前記連結部の外径と同じ径又は小さい径の孔を有し気密性を有する材質で構成された第１弾性体と、を有し、前記ドリル本体が、前記密閉体に設けられた前記第１弾性体の前記孔を貫通して前記被加工物に当接するように構成され、前記密閉体の前記連結孔と前記フィルターが気密性を保持した状態で接続されている集塵ドリル装置。
（２）上記（１）において、前記リード部の長さが、前記ドリル本体が前記被加工物を加工可能な深さと前記密閉体の高さと前記第２弾性体の厚さの和よりも短い。
（３）上記（１）又は（２）において、前記ドリル本体において、前記リード部が分離可能に構成されている。
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記フィルターが、集塵した前記加工屑を漏洩することなく前記連結孔から取り外し可能に構成されている。
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記密閉体が、前記設置面に前記ドリルチップの外径より大きな径の孔を有し気密性を有する材質で構成された第２弾性体を有する。
（６）上記（５）において、前記第１弾性体又は前記第２弾性体の少なくとも一方が、前記本体と一体成形されている。
（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記フィルターにおいて、前記連結孔が接続されていない側に負圧を発生する装置の吸引口が接続されている。
（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記連結部の前記外周面において前
記貫通孔から空気を注入する。
【発明の効果】【０００７】
本開示によれば、加工屑を高い回収率で回収できる集塵ドリル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】【０００８】【図１】本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置の全体概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置の加工状態を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置の集塵方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置の集塵方法を説明する図である。

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JP 2021-183371 A 2021.12.2【図５】本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置の集塵方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置の集塵方法を説明する図である。
【図７】一般的なドリルを使用した場合の集塵方法を示す図である。
【図８】従来の吸塵ドリルを使用した場合の集塵方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】【０００９】
以下、添付図面を参照しながら各実施形態について詳細に説明する。
なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号又は符号を付している。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の全体概略図である。
図１を用いて、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１を説明する。
【００１１】
固定フレーム１００は、支持板１０７に３本から４本程度の柱部材１０２を支持板１０７の下方からねじ１０５で固定している。支持板１０７には、スペーサー１２５を介して密閉体２０がねじ１２８で固定されている。密閉体２０は、本体２１の下側の設置面２６に第２弾性体２２が設けられており、スペーサー１２５と本体２１の間には第１弾性体２３が設けられている。設置面２６は、加工の際、第２弾性体２２を介して被加工物Ｍに設置される。
【００１２】
可動フレーム１０１は、支持板１０６の上面に軸受を内蔵する軸受部１２２が設けられており、チャック１２０にシャンクホルダー１２１を介して固定されているドリル本体１０が回転可能に支持されている。
【００１３】
可動フレーム１０１は、支持板１０６に固定フレーム１００の柱部材１０２の外径とほぼ同寸法の穴が設けられており、柱部材１０２に沿って上下動ができるように設けられている。柱部材１０２の外周に圧縮ばね１０３の内周が沿うように挿入され、支持板１０６を押し上げるように構成されており、支持板１０６は柱部材１０２の端部１０２ａに当接して停止している。支持板１０６にはストッパー１２４が設けられており、支持板１０７にはストッパー１０４が設けられている。ストッパー１２４の端面とストッパー１０４の端面が当接するまでの範囲で可動フレーム１０１が上下動可能に構成されている。
【００１４】
密閉体２０の本体２１の側面には連結孔２８が貫通して設けられており、連結孔２８とフィルター３０の接続部３１は、気密性を保持した状態で接続される。図１においては、
チューブ４０によって接続されている。フィルター３０において、チューブ４０によって連結孔２８が接続されていない側である接続部３２に負圧を発生する装置であるバキュー
ムポンプ５０の吸引口５０ａがチューブ４１によって接続されている。
【００１５】
図２は、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の加工状態を示す概略図である。
図２において、ドリル本体１０によって被加工物Ｍの加工を進めていくに伴い可動フレーム１０１が下がっていき、圧縮ばね１０３によって固定フレーム１００と可動フレーム
１０１との間に生じる反発力が大きくなる。この反発力が被加工物Ｍに設置されている設
置面２６の第２弾性体２２に作用し、第２弾性体２２が圧縮されて厚さが薄くなるとともに、被加工物Ｍと密着して気密性を有するようになる。
第２弾性体２２を必要以上に圧縮するのを防止するために、支持板１０６には停止部材
１０８が設けられており、停止部材１０８が被加工物Ｍに当接することで第２弾性体２２の圧縮が停止する。
【００１６】
図３、図４は、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の集塵方法を説明する第１の場合の図である。
図３、図４を用いて、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の集塵方法を説明する

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図３は、集塵ドリル装置１におけるドリル本体１０が被加工物Ｍを加工可能な深さまで加工した場合を示している。すなわち、図２においてストッパー１２４の端面とストッパ
ー１０４の端面が当接した場合を示した図である。
【００１７】
図３（ａ）において、ドリル本体１０は、先端にドリルチップ１１を有するリード部１
２と、後端に設けられチャック１２０にシャンクホルダー１２１を介して固定するためのシャンク部１４と、リード部１２とシャンク部１４の間になり、リード部１２に連結される連結部１５を有している。図３（ａ）において、リード部１２には螺旋溝１２ａが設けられているが、これに限定されるものではない。
リード部１２の先端に固定され、被加工物Ｍを加工する刃であるドリルチップ１１は、
リード部１２と分離可能に構成されていてもよいし、リード部１２と一体構造になっていてもよい。ドリルチップ１１は、被加工物Ｍの材質や加工の目的等に応じて適宜適切なドリルチップ１１が選択され、切削加工用のドリル類に限定されるものでなく、例えば、研削加工用の砥石等であってもよい。切削加工用の場合には、例えば、超硬合金、高速度工
具鋼、合金工具鋼、炭素工具鋼、セラミックス、サーメット等の材質のものが選択される。研削加工用の場合には、例えば、ダイヤモンド砥石、アルミナ系砥石、炭化ケイ素系砥
石、アルミナジルコニア系砥石等が選択される。
ドリル本体１０は、リード部１２の先端から連結部１５の外周面１５ａに接続される貫通孔１６、１７と、を有している。図３（ａ）に示すように、貫通孔１６、１７は、貫通孔１６がドリル本体１０の軸中心においてリード部１２の先端から連結部１５まで設けられ、連結部１５の外周面１５ａから中心に向けた横穴である貫通孔１７が貫通孔１６と接続するように構成されていてもよい。
【００１８】
以下の説明において、連結部１５の外径ｄ１、ドリルチップ１１の外径ｄ２、リード部
１２の外径ｄ３とする。
密閉体２０は、ドリルチップ１１の外径ｄ２及び連結部１５の外径ｄ１より大きな貫通穴２５と、被加工物Ｍに設置される設置面２６と、設置面２６の反対側の非設置面２７と、側面を貫通して貫通穴２５と接続する連結孔２８と、設置面２６に設けられ、連結部１５の外径ｄ１より大きな孔２２ａを有し、気密性を有する材質で構成された第２弾性体２２と、非設置面２７に設けられ連結部１５の外径ｄ１と同じ径又は小さい径の孔２３ａを有し、気密性を有する材質で構成された第１弾性体２３と、を有している。
なお、密閉体２０において、設置面２６が被加工物Ｍに密着して気密性を有する場合には、第２弾性体２２がない構成であってもよい。例えば、設置面２６と被加工物Ｍが極めて精度の高い平面で構成されており、被加工物Ｍに設置面２６が密着して気密性を有する場合である。あるいは、密閉体２０の本体２１が弾性を有する材質で構成されており、設置面２６が被加工物Ｍに密着して気密性を有する場合等である。
【００１９】
第２弾性体２２と第１弾性体２３は、弾性と気密性を有する材質で構成されており、例
えば、ゴムや樹脂等で構成されている。ゴムや樹脂で構成する場合、例えば、ポリウレタ
ン、ポリオレフィン、天然ゴム、合成ゴム（クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム等）及びこれらの独立気泡発泡体である。
また、第１弾性体２３又は第２弾性体２２の少なくとも一方が、本体２１と一体成形されている構成であってもよい。例えば、本体２１が気密性と弾性を有するゴム等で構成されており、設置面２６が被加工物Ｍに密着して気密性を有する場合には、本体２１と第２弾性体２２が一体成形された構成にすることができる。
同様に、本体２１が気密性と弾性を有するゴム等で構成され、非設置面２７に連結部１５の外径ｄ１と同じ径の孔が設けられている場合には、本体２１と第１弾性体２３が一体成形された構成にすることができる。
更に、本体２１、第１弾性体２３及び第２弾性体２２が全て一体成形されている構成で

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あってもよい。この場合には、密閉体２０を安価に量産することができる。
【００２０】
そして、ドリル本体１０が、密閉体２０に設けられた第２弾性体２２の孔２２ａと第１弾性体２３の孔２３ａ又は本体２１が第１弾性体２３、第２弾性体２２と一体成形されている構成においてこれらに相当する孔を貫通して被加工物Ｍに当接し、被加工物Ｍを加工するように構成されている。
【００２１】
図３（ａ）に示す状態において、密閉体２０の設置面２６に設けられた第２弾性体２２は、図２に示す圧縮ばね１０３による反発力により圧縮されて被加工物Ｍと密着しており、十分な気密性を有している。また、第２弾性体２２も気密性を有するため、設置面２６と被加工物Ｍとの間において、高い気密性が保持されている。
【００２２】
ドリル本体１０の連結部１５の外径ｄ１と密閉体２０の非設置面２７に設けられた第１弾性体２３の孔２３ａは同じ径又は小さい径であるため、図３（ｂ）において、連結部１５の外周面１５ａは、Ｂ部において、第１弾性体２３の孔２３ａと接した状態になり、気密性を有している。連結部１５の外径ｄ１と孔２３ａが同じ径の場合には、外径ｄ１と孔２３ａの内径Ｄ１の差、すなわち、（ｄ１−Ｄ１）は、好ましくは−０．３ｍｍ以上０．
３ｍｍ以下、より好ましくは−０．２ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、更に好ましくは−０．１
ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であるのがよい。
一方、第１弾性体２３が非常に弾性の幅が大きい材質である場合には、孔２３ａの径は外径ｄ１より非常に小さくすることができる。これによって、連結部１５と第１弾性体２３の気密性を高くするとともに、この状態を安定させることができる。例えば、外径ｄ１と孔２３ａの内径Ｄ１の差（ｄ１−Ｄ１）が１０ｍｍ程度であってもよく、あるいは、外径ｄ１が１０ｍｍ程度である場合に、孔２３ａの内径Ｄ１が１ｍｍ程度であってもよい。
また、第１弾性体２３の孔２３ａが１ｍｍ程度であって、孔２３ａの中心から放射状の切込みが設けられており、ドリル本体１０が第１弾性体２３の孔２３ａの周辺部分を被加工物Ｍの側に変形させて挿入されるようにしてもよい。この場合、変形した第１弾性体２３が連結部１５と密着することで気密性が確保される。
更に、孔２３ａは設けられなく、１点を中心とした放射状の切込みだけが設けられているようにしてもよい。切込みは、例えば、十文字状の切込みであってもよく、第１弾性体
２３の材質や厚さに応じて、適宜、切込みの本数や大きさを調整することができる。
第１弾性体２３は弾性を有しており、延び縮みするため、連結部１５の外径ｄ１が孔２３ａより大きい場合でもドリル本体１０は回転可能である。但し、孔２３ａの内面を損傷しないようにするため、連結部１５の表面は表面粗さが良好であって、滑らかな仕上げとなっていることが望ましい。
【００２３】
被加工物Ｍの加工に際して、まずドリル本体１０が密閉体２０に設けられた第１弾性体
２３の孔２３ａと第２弾性体２２の孔２２ａを貫通して通していき、被加工物Ｍを加工する。このため、ドリル本体１０の先端に設けられたドリルチップ１１、リード部１２が順次、孔２３ａを通過し、更に、孔２２ａを通過するとともに、連結部１５の外周が孔２３ａと摺接した状態、すなわち、摺動可能に接触した状態になる。
そして、連結部１５の外径ｄ１、ドリルチップ１１の外径ｄ２、リード部１２の外径ｄ３は、好ましくは、外径ｄ１、外径ｄ２、外径ｄ３の順に外径が大きく構成されている。
すなわち、外径ｄ１＞外径ｄ２＞外径ｄ３の関係にあることが好ましいが、これに限定されるものではない。
外径ｄ１＞外径ｄ２＞外径ｄ３の関係にある場合であって、孔２３ａの径が、一番大きな連結部１５の外径ｄ１と同じ径である場合には、孔２３ａの内周がドリルチップ１１、リード部１２と接触することはない。
一方、ドリルチップ１１の径が連結部１５の外径ｄ１より大きい場合には、ドリル本体
１０が回転した状態でドリルチップ１１が孔２３ａを通ると、ドリルチップ１１が孔２３

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ａの内周と接触して、孔２３ａを損傷してしまい、連結部１５と孔２３ａとの気密性が損なわれてしまう。したがって、この場合には、ドリル本体１０を回転させないで、ドリル
チップ１１が孔２３ａを通過するまで挿入し、その後でドリル本体１０を回転させるようにして、孔２３ａの損傷を防ぐ。
なお、ドリルチップ１１の径よりリード部１２の径が大きい場合には、ドリルチップ１
１が被加工物Ｍを加工した後、リード部１２が被加工物Ｍの中に入っていくことができな
くなる。したがって、ドリルチップ１１が、リード部１２より外径が大きく構成されている。すなわち、外径ｄ２＞外径ｄ３の関係にある。
また、第２弾性体２２の孔２２ａの径は、ドリルチップ１１の外径ｄ１より大きく構成されているため、ドリルチップ１１、それよりも小さい径のリード部１２と接触することはない。
【００２４】
この状態で、密閉体２０の連結孔２８にチューブ４０によって接続されたフィルター３０と更にチューブ４１によって接続されたバキュームポンプ５０において、バキュームポ
ンプ５０を動作させると、チューブ４１、フィルター３０、チューブ４０、連結孔２８の順に空気が吸引されて空気の流れが発生する。この空気の流れは、被加工物Ｍの加工された加工穴Ｍ１の内周とドリル本体１０のリード部１２の外周の隙間、ドリル本体１０の軸中心において先端から連結部１５まで設けられ、連結部１５の外周面１５ａに接続される貫通孔１６、１７の中を通って外部へと至る空気の流路によって、貫通孔１７から吸引されて貫通孔１６、フィルター３０を経て、バキュームポンプ５０に至る。
これによって、貫通孔１７からバキュームポンプ５０の排気口５０ｂへと至る空気の流れ（気流）が構成される。
このように形成されている空気の流路は、何れの加工深さの時点においても、必ず加工
穴Ｍ１の底部を経由しており、比較的狭い流路にすることで、バキュームポンプのような風量が比較的少ない負圧を発生する装置であっても、加工屑を運搬するのに十分な流速を発生することができる。
【００２５】
以下、加工屑を含まず空気のみの気流をＡｉｒ１とし、加工屑を含む空気の気流をＡｉｒ２とする。図３（ａ）において、白い矢印がＡｉｒ１を示し、黒い矢印がＡｉｒ２を示しており、Ａｉｒ１、Ａｉｒ２の意味及び図における矢印の表記は図３以降全て共通である。
ドリル本体１０が被加工物Ｍを加工する前は、貫通孔１７からバキュームポンプ５０の排気口５０ｂへと至る気流は全てＡｉｒ１である。
ドリル本体１０のドリルチップ１１が被加工物Ｍを加工すると、ドリル本体１０の先端において加工屑が発生し、貫通孔１７から吸引されて貫通孔１６を経てドリル本体１０の先端まで流れているＡｉｒ１がこの加工屑を巻き込んで移送する状態となり、これ以降の気流はＡｉｒ２となる。そして、このＡｉｒ２がリード部１２と加工穴Ｍ１の間を流れて上昇し、密閉体２０、連結孔２８、チューブ４０を経てフィルター３０に至る。フィルタ
ー３０では０．３μｍ程度の非常に細かい粒子も含めてほぼ全ての加工屑が収納される。
フィルター３０を通過した気流は再びＡｉｒ１となり、チューブ４１を経て、バキューム
ポンプ５０の排気口５０ｂから排出される。
【００２６】
図４は、集塵ドリル装置１におけるドリル本体１０が被加工物Ｍを加工可能な深さまで加工する前の場合を示している。すなわち、図２においてストッパー１２４の端面とストッパー１０４の端面が当接していない場合を示した図である。
ドリル本体１０によって被加工物Ｍを加工する際、まずドリル本体１０のドリルチップ
１１が被加工物Ｍの表面を加工することから始まり、リード部１２の螺旋溝１２ａを有する範囲までが加工穴Ｍ１に入っている状態で加工をしていく。この場合には、加工により発生する加工屑は、螺旋溝１２ａの回転により生じる排出効果により上方に排出され、バキュームポンプ５０により発生する気流により移送されてフィルター３０に収容される。

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螺旋溝１２ａが設けられていない場合には、螺旋溝１２ａの回転による排出効果が生じないため、加工屑は、加工穴Ｍ１の中に堆積していき、その上面付近の加工屑は、バキュームポンプ５０により発生する気流により移送されてフィルター３０に収容される。
【００２７】
図４に示す場合には、密閉体２０に設けられた第１弾性体２３の孔２３ａとドリル本体
１０のリード部１２が対向しているが、リード部１２の外径ｄ３は孔２３ａより小さい場
合には、第１弾性体２３とリード部１２は接触しないで隙間が生じており、この隙間を空気が流れることができ、Ａｉｒ１が流れる。このため、バキュームポンプ５０の吸引により発生する気流の殆どが第１弾性体２３とリード部１２の隙間で生じてドリル本体１０の先端から設けられている貫通孔１６、１７を通る気流は非常に弱くなり、この気流による加工屑の排出は限定的であり、チューブ４０を通過する気流はＡｉｒ１が多く、これにＡｉｒ２が混じる程度になる。このため、ドリル本体１０の先端付近には加工屑が残留した状態になる。
【００２８】
その後、加工の深さが深くなると、図３（ｂ）に示すように、連結部１５の外周面１５
ａと第１弾性体２３の孔２３ａがＢ部において接した状態になり、気密性が発生するようになる。
したがって、図３（ａ）に示すように、バキュームポンプ５０の吸引により発生する気流のほぼ全てが、ドリル本体１０の貫通孔１６、１７から密閉体２０の連結孔２８を経てフィルター３０に至る気流となる。すなわちドリル本体１０の先端に至るＡｉｒ１が加工
屑を巻き込んでＡｉｒ２となり、この気流によって、図４に示す状態において残留していた加工屑を含め、ドリル本体１０の先端でドリルチップ１１が加工して発生する加工屑はその殆どがフィルター３０に収納され、加工穴Ｍ１の中には加工屑が残らない状態になる。この際、ドリル本体１０の先端から上昇して密閉体２０を経てチューブ４０を流れる気流はＡｉｒ１になっている。このような気流による加工屑の回収はドリル本体１０において、リード部１２に螺旋溝１２ａがある場合でもない場合でも同様である。
一部の加工屑は加工穴Ｍ１の内周面、密閉体２０の内部、チューブ４０の内面等に付着するが、これもわずかであり、加工屑の９０％以上、多くの場合には９５％程度がフィル
ター３０の中に収納される。すなわち、加工屑の回収率が９０％から９５％程度の高い回収率を確保することができる。
【００２９】
フィルター３０は、集塵した加工屑を収納した状態でチューブ４０、４１から取り外し可能に構成されている。例えば、フィルター３０がカセット構造になっており、内部に集塵した加工屑を収納した状態で外部に漏洩することなく接続部３１、３２においてチュー
ブ４０、４１から取り外すことができるようになっている。
このように構成することによって、被加工物Ｍを加工して回収した加工屑をフィルター
３０に収納した状態で取り外し、別の被加工物Ｍを加工する際には新たなフィルター３０を取り付けて加工して加工屑を回収することができる。このように、加工する単位でフィルター３０の中に加工屑を収納して取り外すことができ、他の加工との間で加工屑の混入、コンタミネーションを発生させることを防止できるため、被加工物Ｍについて極めて精密な分析をすることができる。
なお、分析する単位でフィルター３０を交換する用途の場合には、加工屑が付着するド
リル本体１０、密閉体２０、チューブ４０等も分析する単位で交換することが必要になる。
【００３０】
図３において、連結部１５の外周面１５ａと第１弾性体２３の孔２３ａが接した状態になって気密性が発生し高率回収が可能な範囲をｐ、ドリル本体１０の先端から連結部１５の下端までのリード部１２の長さをｑ、ドリル本体１０によって被加工物Ｍを加工可能な
深さをｒ、密閉体２０の高さをｓ、第１弾性体２３の厚さをｔとすると、ｐ＝（ｒ＋ｓ＋ｔ）−ｑとなる。

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連結部１５の外周面１５ａと第１弾性体２３の孔２３ａが接した状態になり、気密性が発生する条件は、ｐが正の値になる場合であり、これは、リード部１２の長さｑが、ドリル本体１０が被加工物Ｍを加工可能な加工深さｒと密閉体２０の高さｓと第１弾性体２３の厚さｔの和よりも短い場合、すなわち、ｒ＋ｓ＋ｔ＞ｑとなる場合である。
なお、本実施形態において、ストッパー１２４の端面とストッパー１０４の端面が当接し、停止部材１０８が被加工物Ｍに当接した状態、すなわち、ドリル本体１０が被加工物
Ｍを最も深く加工している状態においても、連結部１５に設けられた貫通孔１７は第１弾
性体２３と重ならないでそれよりも上の位置にあるようになっている。こうすることにより、被加工物Ｍを加工する全ての深さにおいて貫通孔１７からフィルター３０を経てバキュームポンプ５０に至る空気の流れが停止しないで発生し続けるようにして、加工屑の回収を確実なものにしている。
【００３１】
図５は、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の集塵方法を説明する第２の場合の図である。
図５は、図３（ａ）と同様に、集塵ドリル装置１におけるドリル本体１０が被加工物Ｍを加工可能な深さまで加工した場合を示している。すなわち、図２においてストッパー１２４の端面とストッパー１０４の端面が当接した場合を示した図である。
したがって、第２弾性体２２も気密性を有するため、設置面２６と被加工物Ｍとの間において、高い気密性が保持されており、ドリル本体１０の連結部１５の外周面１５ａと密閉体２０の第１弾性体２３の孔２３ａが接した状態になっており、この部分においても気密性が保持されている。
【００３２】
図５において、ドリル本体１０の貫通孔１７の開口にバキュームポンプ５５の排気口５５ｂがチューブ４５によって接続されている。バキュームポンプ５５の吸引口５５ａから吸引された空気は、バキュームポンプ５５によって貫通孔１７の中に注入されて貫通孔１６を通過し、ドリル本体１０の先端から抜けて加工穴Ｍ１の内周とドリル本体１０のリード部１２の外周の隙間を流れ、密閉体２０、フィルター３０を経てバキュームポンプ５０の排気口５０ｂへと至る空気の流れ（気流）が構成されている。
すなわち、図３において、バキュームポンプ５０によって構成された気流と同様の気流が構成されるが、バキュームポンプ５５によって貫通孔１７の側から空気を注入して押圧することで、加工屑をより強い気流で確実に移送することができるようになっている点が異なる。このような構成にすることで、特に、被加工物Ｍが比重の大きな金属等であっても、確実に加工屑をフィルター３０に収納することができる。
【００３３】
図５においては、バキュームポンプ５０の吸引口５０ａをフィルター３０の下流側に接続するとともに、バキュームポンプ５５の排気口５５ｂをドリル本体１０の貫通孔１７の開口に接続する構成となっているが、これに限定されるものではなく、図３で示すように
バキュームポンプ５０だけであってもよく、あるいは、バキュームポンプ５０がなくバキュームポンプ５５だけであってもよい。
この構成は、被加工物Ｍの材質や加工屑の大きさ等に応じて、適宜最適な構成が選択される。
なお、上記の説明において、負圧を発生する装置としてバキュームポンプ５０、５５を使用した実施例としているが、これに限定されるものではなく、広く空気を吸引して負圧を発生する装置であれば使用できる。
バキュームポンプ５５は貫通孔１７の側から空気を注入する目的で使用されており、このように外部から空気を注入する機器としては、例えば、エアコンプレッサーであってもよい。
【００３４】
図６は、本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の集塵方法を説明する第３の場合の
図である。

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図６は、図３（ａ）と同様に、集塵ドリル装置１におけるドリル本体１０が被加工物Ｍを加工可能な深さまで加工した場合を示している。すなわち、図２においてストッパー１２４の端面とストッパー１０４の端面が当接した場合を示した図である。
したがって、第２弾性体２２も気密性を有するため、設置面２６と被加工物Ｍとの間において、高い気密性が保持されており、ドリル本体１０の連結部１５の外周面１５ａと密閉体２０の第１弾性体２３の孔２３ａが接した状態になっており、この部分においても気密性が保持されている。
【００３５】
図６に示すドリル本体１０において、リード部１２が分離可能に構成されている。すな
わち、ドリルチップ１１が付いたリード部１２が、シャンク部１４、フランジ部１８が付いた連結部１５と分離可能に構成されている。
【００３６】
リード部１２は、螺旋溝１２ａの上端より上の部分に段差があって少し細いインロー部
１２ｂがあり、後端側に雄ねじ１２ｃが設けられている。
連結部１５は、下端からインロー部１２ｂと同径のインロー穴部１５ｂがあり、その上部に雌ねじ１５ｃ、穴１５ｄが設けられている。
【００３７】
リード部１２の雄ねじ１２ｃを連結部１５のインロー穴部１５ｂに挿入して雄ねじ１２ｃと雌ねじ１５ｃを螺合させ、リード部１２の段差面１２ｄが連結部１５の端面１５ｅに当接する状態まで締める。この状態で、インロー部１２ｂと同径のインロー穴部１５ｂが嵌合した状態となり、リード部１２と連結部１５の中心軸を一致させるように機能する。
ドリル本体１０は一方向のみに回転して被加工物Ｍを加工し、その回転方向は雄ねじ１２ｃと雌ねじ１５ｃの螺合を締める方向になっており、これによって螺合状態が緩むことを防止している。
【００３８】
リード部１２の先端から後端まで貫通孔１６が設けられ、これが、連結部１５の雌ねじ
１５ｃ、穴１５ｄを経て貫通孔１７に接続されて気流が流れる流路が構成されている。
【００３９】
このように、ドリル本体１０において、リード部１２を分離可能に構成することで、被加工物Ｍの種類や加工の内容に合わせて様々な工具を接続することができるようになる。
このような工具は、ドリル本体１０に代表されるような切削加工用のドリル類に限定されるものでなく、例えば、研削加工用の砥石等であってもよい。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る集塵ドリル装置１によれば、被加工物Ｍを加工した際に生じる加工屑を高い回収率で回収することができる。
これによって、加工屑について精密な分析をして被加工物Ｍの性状について確認するよ
うな目的に効果的に使用することができる。加工屑を高い回収率で回収することで偏りのないサンプルを収集することが可能となり、これにより、より精密な分析ができるためである。
また、加工後に加工穴Ｍ１から加工屑を除去する作業を効率化することができる。
【００４１】
図７は、一般的なドリルを使用した場合の集塵方法を示す図である。
図７（ａ）において、密閉体２２０、フィルター３０、バキュームポンプ５０は本発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１の場合と同様である。一方、ドリル本体２１０には、
図３における貫通孔１６、１７に相当する孔が設けられていない。
【００４２】
密閉体２２０の第２弾性体２２２が被加工物Ｍに密着しており、十分な気密性を有している。
これに対して、図７（ｂ）に示すとおり、リード部２１２の外周面２１２ｂと第１弾性
体２２３の孔２２３ａとの間には隙間Ｄが空いているため、この部分の気密性がない。

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したがって、バキュームポンプ５０の吸引によって生じる気流は、隙間Ｄを通過する気流（Ａｉｒ１）が主となる。このＡｉｒ１がリード部２１２の螺旋溝２１２ａの排出効果
によって上方に排出された加工屑の一部を巻き込んでフィルター３０に移送するにとどまり、加工が終了した際には大部分の加工屑は加工穴Ｍ１の中に残留したままとなる。この際、チューブ４０を流れるのはＡｉｒ１が主であり、Ａｉｒ２がこれにわずかに混じる状態である。
【００４３】
したがって、ドリル本体２１０の先端に設けられたドリルチップ２１１によって被加工
物Ｍを加工する際に発生する加工屑は、殆ど回収されないで加工穴Ｍ１内に残留し、図７で示す集塵ドリル装置２００による加工屑の回収率は非常に低い結果となる。
【００４４】
図８は、従来の吸塵ドリルを使用した場合の集塵方法を示す図である。
図８において、ドリル本体３１０は先端から貫通孔３１６、３１７が設けられており、貫通孔３１７からアダプター３２０につながり、チューブ３４０によって集塵機３３０に接続されている。集塵機３３０は吸引ポンプとフィルターの機能を有するものである。
【００４５】
ドリル本体３１０の先端に設けられたドリルチップ３１１によって被加工物Ｍを加工する際に発生する加工屑は、集塵機３３０によって生じる気流によって貫通孔３１６、３１７、アダプター３２０、チューブ３４０を経て、集塵機３３０に回収される。
すなわち、図８に示す集塵ドリル装置３００では、ドリル本体３１０に設けられた細い貫通孔３１６、３１７の中を加工屑が通ることから、貫通孔３１６、３１７の中に加工屑が残留してしまう。また、集塵機３３０の中においても、フィルター機能を有すス部分に加工屑が付着して残留してしまう。したがって、集塵ドリル装置３００による加工屑の回収率は非常に低い結果となる。
【００４６】
また、集塵機３３０において、フィルター機能を有する部分は、加工屑を収納した状態でこれを漏洩することなく取り外すことができるように構成されていない。
このため、集塵ドリル装置３００によっては、１つの穴を加工した際に発生する加工屑
を他の穴を加工した際に発生する加工屑と混ぜることなく分離して、高い回収率で回収することは困難である。
このため、集塵ドリル装置３００は、加工する穴単位で精密な分析をする用途に使用することができない。
【００４７】
以上説明したように、発明の実施形態に係る集塵ドリル装置１によれば、被加工物Ｍを加工した際に生じる加工屑を非常に高い回収率で回収することができる。
また、加工する単位でフィルター３０の中に加工屑を収納して取り外すことができ、他の加工との間で加工屑の混入、コンタミネーションを発生させることを防止できるため、被加工物Ｍについて極めて精密な分析をすることができる。これによって、加工屑について精密な分析をして被加工物Ｍの性状について正確に把握するような目的に効果的に使用することができる。
更に、加工屑が加工穴Ｍ１の中に殆ど残らないため、加工後に加工穴Ｍ１から加工屑を除去する作業を効率化することができる。
【００４８】
以上、具体的な実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を実施しても良い。
本実施形態において、ドリル本体１０の連結部１５とリード部１２の外径が等しく構成
されていてもよい。この場合、連結部１５とリード部１２は連続した構成として境界を定める必要がない。すなわち、連結部１５とリード部１２が一体化した構成にすることができる。この場合、外径はドリルチップ１１が大きく、連結部１５とリード部１２は等しく、ドリルチップ１１より小さくなっている。すなわち、ｄ２＞ｄ１＝ｄ３の関係になって

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いる。
【００４９】
このように、本発明は、具体的な実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良を施したものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】【００５０】
１
集塵ドリル装置
１０
ドリル本体
１１
ドリルチップ
１２リード部
１２ａ 螺旋溝
１２ｂ インロー部
１２ｃ 雌ねじ１２ｄ 段差面
１４
シャンク部
１５
連結部
１５ａ 外周面
１５ｂ インロー穴部
１５ｃ 雌ねじ
１５ｄ 穴
１５ｅ 端面
１６
貫通孔
１７
貫通孔
１８
フランジ部
２０
密閉体
２１
本体
２２
第２弾性体
２２ａ 孔
２３
第１弾性体
２３ａ 孔
２５
貫通穴
２６
設置面
２７
非設置面
２８
連結孔
３０
フィルター
３１
接続部
３２
接続部
４０
チューブ
４１
チューブ
４５
チューブ
５０
バキュームポンプ
５０ａ 吸引口
５０ｂ 排気口５５
バキュームポンプ
５５ａ 吸引口
５５ｂ 排気口１００ 固定フレーム
１０１ 可動フレーム
１０２ 柱部材

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(13)

１０３
１０４
１０５
１０６
１０７
１０８
１２０
１２１
１２２
１２４
１２５
１２６
１２８
２００
２１０
２２０
３００
３１０
３２０
３３０
３４０
Ｍ
Ｍ１

【図１】

圧縮ばね
ストッパー
ねじ
支持板
支持板
停止部材
チャック
シャンクホルダー
軸受部
ストッパー
スペーサー
スペーサー
ねじ
集塵ドリル装置
ドリル本体
密閉体
集塵ドリル装置
ドリル本体
アダプター
集塵機
チューブ
被加工物
加工穴

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【図２】

(14)

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

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【図７】

【図８】

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(16)JP 2021-183371 A 2021.12.2

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フロントページの続き(72)発明者 古瀬貴広

福島県双葉郡大熊町夫沢字北原５番

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

大熊分析・研究

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

大熊分析・研究センター内(72)発明者 雛哲郎

福島県双葉郡大熊町夫沢字北原５番
センター内
Ｆターム(参考) 3C011 BB03

BB05

3C036 HH09

HH15