特許 6975449 集塵型穿孔機のスイベル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6975449

(24)【登録日】2021年11月10日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】集塵型穿孔機のスイベル装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 7/02 20060101AFI20211118BHJP

   B23Q 11/00 20060101ALI20211118BHJP

   B28D 1/14 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   B28D7/02

   B23Q11/00 M

   B28D1/14

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-182718(P2017-182718)

(22)【出願日】2017年9月22日

(65)【公開番号】特開2019-55574(P2019-55574A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2020年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】505082039

【氏名又は名称】株式会社 ＫＯＮＮＯＰＲＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100148688

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 裕行

(72)【発明者】

【氏名】金野 充

【審査官】 山本 裕太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１９８９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０７１８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−００７８５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６６３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４１６８７５３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１６５５３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２８Ｄ ７／０２

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２８Ｄ １／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端に筒状ドリルが装着され、他端に回転駆動装置が装着されるメインシャフトと、該メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように形成され、前記メインシャフトを回転自在に支持するアウターカバーと、該アウターカバーと前記メインシャフトとの間に、前記メインシャフトの周方向に沿って環状に形成された空気室と、該空気室と連通するように前記アウターカバーに設けられ、吸引装置が接続される吸引パイプと、前記メインシャフトの内部に、前記筒状ドリルの内方と前記空気室とを連通するように形成された空気通路と、を備えた集塵型穿孔機のスイベル装置であって、
前記空気通路は、前記メインシャフトの端部に前記筒状ドリルの内方と連通する入口を有し前記メインシャフトの軸方向に沿って形成された第１空気通路と、該第１空気通路と連通する接続口と前記空気室と連通する出口を有する第２空気通路とから成り、
該第２空気通路は、前記メインシャフトの軸方向から見て前記接続口が前記出口よりも前記メインシャフトの回転方向の前方に位置するように、前記メインシャフトの径方向に対して傾斜して形成されており、
前記メインシャフトの中程に、前記メインシャフトの軸方向に対して傾斜した上面を有するフランジ部が形成され、該フランジ部の上面に、前記メインシャフトの周方向に間隔を隔てて前記第２空気通路の出口が複数形成され、これら出口の前記メインシャフトの周方向の間隔が、前記接続口の前記メインシャフトの周方向の間隔よりも広い、ことを特徴とする集塵型穿孔機のスイベル装置。

【請求項2】

前記第１空気通路が、前記メインシャフトの内部に軸方向に沿って断面円状に形成され、前記第２空気通路が、前記メインシャフトの軸方向から見たとき、前記第１空気通路の接線方向に沿って形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。

【請求項3】

前記アウターカバーが、前記メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように略筒状に形成され、そのアウターカバーの内周面に、前記空気室を区画するカバー凹部が周方向に沿って形成され、該カバー凹部と対向するように、前記メインシャフトの外周面に、シャフト凹部が周方向に沿って形成され、該シャフト凹部と前記カバー凹部とが対向することで、前記メインシャフトと前記アウターカバーとの間に、前記空気室が環状に区画され、前記空気室を区画する前記カバー凹部と前記シャフト凹部との上下の接続部が、滑らかな曲線で接続されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。

【請求項4】

前記メインシャフトと前記アウターカバーとの間に、前記空気室を挟むように前記メインシャフトの軸方向に間隔を隔てて一対のベアリングが配設され、前記メインシャフトおよび前記アウターカバーの少なくとも一方に、前記ベアリングの少なくとも一部を覆う防塵フランジが形成されている、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。

【請求項5】

前記メインシャフトの内部に、前記第１空気通路の中心に位置して、軸方向に沿ってセンターロッドが設けられ、該センターロッドの先端が前記第１空気通路の入口よりも突出されており、前記センターロッドの外周面と前記第１空気通路の内周面との間隔が、前記第２空気通路の通路内径よりも狭い、ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の集塵型穿孔機のスイベル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筒状ドリルを回転させてコンクリート等を穿孔しつつその際に発生する切粉や粉塵を吸引除去する集塵型穿孔機のスイベル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

土木建築の分野においては、道路、橋梁、建築物等を構成するコンクリート、レンガ、アスファルト等の構造材を筒状ドリルによって穿孔し、所定寸法の円柱状の試料（サンプル）を採取する、或いは工事に必要な円孔を形成すること（所謂コア抜き）が行われている。このように、筒状ドリルによって被切削物（コンクリート等）を穿孔する際、切粉や粉塵（以下、切粉等という）が発生するため、切粉等を除去・回収することが好ましい。

【0003】

円孔を穿孔をしつつ切粉等を除去・回収する装置として、一端に筒状ドリルが装着され、他端に回転駆動装置が装着されるメインシャフトと、メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように形成され、メインシャフトを回転自在に支持するアウターカバーと、アウターカバーとメインシャフトとの間に、メインシャフトの周方向に沿って環状に形成された空気室と、空気室と連通するようにアウターカバーに設けられ、吸引装置が接続される吸引パイプと、メインシャフトの内部に、筒状ドリルの内方と空気室とを連通するように形成された空気通路とを備えた集塵型穿孔機のスイベル装置が知られている（特許文献１〜４参照）。

【0004】

かかる集塵型穿孔機のスイベル装置によれば、回転駆動装置によって回転駆動されるメインシャフトの中程に、吸引装置に接続される吸引パイプを備えたアウターカバーが回転自在に装着されているので、回転駆動装置によってメインシャフトを回転させてもアウターカバーが静止した状態となる。よって、メインシャフトを回転駆動装置によって回転させると共に吸引パイプに接続された吸引装置を作動させることにより、メインシャフトに装着された筒状ドリルによって被切削物（コンクリート等）を穿孔でき、穿孔の際に発生した切粉等（切粉、粉塵）は、筒状ドリルの内方からメインシャフトの内部に形成された空気通路を通ってメインシャフトとアウターカバーとの間に形成された空気室に吸い出され、空気室から吸引パイプを通って吸引装置に吸い込まれる。

【0005】

この結果、筒状ドリルによって被切削物（コンクリート等）を穿孔する際に発生した切粉等を吸引装置に回収でき、作業環境および周辺環境の悪化を防止できる。回収した切粉等（コンクリート等）は再利用できる。なお、回収した切粉等から塩素成分を除去することで、より強いコンクリートに再生できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１６−７８５２号公報

【特許文献2】特開２００３−１９７１０号公報

【特許文献3】特開平１０−３２９１３４号公報

【特許文献4】特開昭５８−４９２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、従来の集塵型穿孔機のスイベル装置においては、筒状ドリルを回転させるメインシャフトの内部に形成された空気通路は、単に空気および切粉等を吸引装置に移送するための通路として利用されているのみであり、メインシャフトの回転力によって積極的に空気および切粉等を排出させる工夫が為されておらず、改善の余地が残されている。

【0008】

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、メインシャフトの回転を、筒状ドリルによって被切削物を穿孔する際の切削力として用いるのみならず、切削により生じた切粉や粉塵を積極的に排出するための気流発生のためにも利用でき、筒状ドリルの内方の空気および切粉等を効率よく排出できる集塵型穿孔機のスイベル装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述した目的を達成すべく創案された本発明によれば、一端に筒状ドリルが装着され、他端に回転駆動装置が装着されるメインシャフトと、メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように形成され、メインシャフトを回転自在に支持するアウターカバーと、アウターカバーとメインシャフトとの間に、メインシャフトの周方向に沿って環状に形成された空気室と、空気室と連通するようにアウターカバーに設けられ、吸引装置が接続される吸引パイプと、メインシャフトの内部に、筒状ドリルの内方と空気室とを連通するように形成された空気通路と、を備えた集塵型穿孔機のスイベル装置であって、空気通路は、メインシャフトの端部に筒状ドリルの内方と連通する入口を有しメインシャフトの軸方向に沿って形成された第１空気通路と、第１空気通路と連通する接続口と空気室と連通する出口を有する第２空気通路とから成り、第２空気通路は、メインシャフトの軸方向から見て接続口が出口よりもメインシャフトの回転方向の前方に位置するように、メインシャフトの径方向に対して傾斜して形成されており、メインシャフトの中程に、メインシャフトの軸方向に対して傾斜した上面を有するフランジ部が形成され、フランジ部の上面に、メインシャフトの周方向に間隔を隔てて第２空気通路の出口が複数形成され、これら出口のメインシャフトの周方向の間隔が、接続口のメインシャフトの周方向の間隔よりも広い、ことを特徴とする集塵型穿孔機のスイベル装置が提供される。

【0010】

本発明に係る集塵型穿孔機のスイベル装置においては、第１空気通路が、メインシャフトの内部に軸方向に沿って断面円状に形成され、第２空気通路が、メインシャフトの軸方向から見たとき、第１空気通路の接線方向に沿って形成されていてもよい。

【0011】

本発明に係る集塵型穿孔機のスイベル装置においては、アウターカバーが、メインシャフトの中程を周方向に囲繞するように略筒状に形成され、そのアウターカバーの内周面に、空気室を区画するカバー凹部が周方向に沿って形成され、カバー凹部と対向するように、メインシャフトの外周面に、シャフト凹部が周方向に沿って形成され、シャフト凹部とカバー凹部とが対向することで、メインシャフトとアウターカバーとの間に、空気室が環状に区画され、空気室を区画するカバー凹部とシャフト凹部との上下の接続部が、滑らかな曲線で接続されていてもよい。

【0012】

本発明に係る集塵型穿孔機のスイベル装置においては、メインシャフトとアウターカバーとの間に、空気室を挟むようにメインシャフトの軸方向に間隔を隔てて一対のベアリングが配設され、メインシャフトおよびアウターカバーの少なくとも一方に、ベアリングの少なくとも一部を覆う防塵フランジが形成されていてもよい。

【0013】

本発明に係る集塵型穿孔機のスイベル装置においては、メインシャフトの内部に、第１空気通路の中心に位置して、軸方向に沿ってセンターロッドが設けられ、センターロッドの先端が第１空気通路の入口よりも突出されており、センターロッドの外周面と第１空気通路の内周面との間隔が、第２空気通路の通路内径よりも狭いものであってもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る集塵型穿孔機のスイベル装置よれば、次のような効果を発揮できる。
（１）筒状ドリルによって被切削物を穿孔するため回転駆動装置により回転されるメインシャフトの内部には、気流の通路となる第１空気通路および第２空気通路が形成されている。ここで、第１空気通路と第２空気通路とを接続する接続口は、メインシャフトの軸方向から見て、第２空気通路の出口よりもメインシャフトの回転方向前方に位置し、第２空気通路がメインシャフトの径方向に対して傾斜して形成されている。
（２）このため、メインシャフトの回転に伴って、第１空気通路内の空気および切粉等は、積極的に接続口から第２空気通路に取り込まれ、出口から排出されることになる。すなわち、第２空気通路が、メインシャフトの回転に伴って、第１空気通路内の空気および切粉等を取り込んで空気室に排出するポンプとして機能する。
（３）このように、メインシャフトの回転が、筒状ドリルによって被切削物を穿孔する際の切削力として用いられるのみならず、切粉等を積極的に排出するための気流発生のためにも利用されるため、吸引装置に吸い込まれる空気流の流量流速が増し、筒状ドリルの内方の空気および切粉等を効率よく排出できる。
（４）吸い込みの空気流の流量流速が増すため、その分、切粉等の除去回収量を増やすことができる。また、空気流による筒状ドリルの刃先（ビット）の冷却効果を高めることができ、空気流の吹き飛ばしによるビットの目詰まり防止効果を高められる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る集塵型穿孔機のスイベル装置に、回転駆動装置、筒状ドリルおよび吸引装置のホースが装着された状態を示す斜視図である。

【図2】本実施形態に係る集塵型穿孔機のスイベル装置の説明図であり、（ａ）はスイベル装置及びそれに装着された筒状ドリルの側断面図、（ｂ）はメインシャフト内に形成された第１空気通路および第２空気通路の説明図である。

【図3】上記スイベル装置の平面図である。

【図4】本発明の変形例に係るスイベル装置のメインシャフト内に形成された第１空気通路および第２空気通路の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。係る実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0017】

（集塵型穿孔機Ｍ）
図１に、本実施形態に係る集塵型穿孔機Ｍのスイベル装置１の使用状態を示す。本実施形態に係るスイベル装置１には、回転駆動装置（電動モーター等）２、筒状ドリル３および吸引装置のホース４が装着され、これら全体で集塵型穿孔機Ｍを構成する。この集塵型穿孔機Ｍは、図２（ａ）に示すように、路面Ｒ（コンクリート路面、アスファルト路面等）を筒状ドリル３によって鉛直下方に穿孔し、所定寸法の円柱状の試料Ｓ（サンプル）を採取するものである。

【0018】

なお、本実施形態に係るスイベル装置１は、上述した路面Ｒ用の集塵型穿孔機Ｍへの適用に限られず、回転駆動装置２、筒状ドリル３および吸引装置のホース４が装着されることで、橋梁、建築物等を構成するコンクリート、レンガ、アスファルト等の構造材を筒状ドリル３によって穿孔し、所定寸法の円柱状のサンプルを採取する、或いは工事に必要なコア抜きをする集塵型穿孔機（鉛直姿勢の使用に限られない）に適用することもできる。

【0019】

（スイベル装置１）
図２（ａ）に、本実施形態に係るスイベル装置１及びそれに装着された筒状ドリル３の側断面図を示し、図２（ｂ）に、スイベル装置１のメインシャフト５内に形成された空気通路１１（第１空気通路６、第２空気通路７）の配置を示し、図３にスイベル装置１の平面図を示す。なお、図２（ａ）においては、作図の都合上、メインシャフト５の上部に接続される回転駆動装置２（図１参照）と、吸引パイプ１０に接続されるホース４とが省略されている。

【0020】

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る集塵型穿孔機Ｍのスイベル装置１は、一端に筒状ドリル３が装着され、他端に回転駆動装置２が装着されるメインシャフト５と、メインシャフト５の中程を周方向に囲繞するように形成され、メインシャフト５を回転自在に支持するアウターカバー８と、アウターカバー８とメインシャフト５との間に、メインシャフト５の周方向に沿って環状に形成された空気室９と、空気室９と連通するようにアウターカバー８に設けられ、吸引装置が接続される吸引パイプ１０と、メインシャフト５の内部に、筒状ドリル３の内方と空気室９とを連通するように形成された空気通路１１とを備えている。

【0021】

図２（ａ）に示すように、空気通路１１は、第１空気通路６と第２空気通路７とから成っている。第１空気通路６は、メインシャフト５の端部（下端）に筒状ドリル３の内方と連通する入口１２を有し、メインシャフト５の軸方向に沿って形成されている。第２空気通路７は、第１空気通路６と連通する接続口１３と、空気室９と連通する出口１４とを有する。図２（ｂ）に示すように、第２空気通路７は、メインシャフト５の軸方向から見て、接続口１３が出口１４よりもメインシャフト５の回転方向（矢印Ｘ）の前方に位置するように、メインシャフト５の径方向に対して傾斜して、メインシャフト５の周方向に間隔を隔てて複数形成されている。以下、各構成要素について説明する。

【0022】

（メインシャフト５）
図２（ａ）に示すように、鉛直姿勢とされたメインシャフト５の上部には、回転駆動装置２（電動モーター等、図１参照）が接続される断面四角状のチャック部５ａが形成され、メインシャフト５の下部には筒状ドリル３が装着される雄ネジ部５ｂが形成され、メインシャフト５の内部には、筒状ドリル３の内方の空気および切粉等（切粉、粉塵）をメインシャフト５とアウターカバー８との間に形成された空気室９に移送するための空気通路１１（第１空気通路６、第２空気通路７）が形成されている。

【0023】

図２（ａ）に示すように、メインシャフト５の内部には、断面円形の第１空気通路６の中心に位置して、軸方向に沿ってセンターロッド１５がネジで取り付けられており、センターロッド１５の先端（下端）１５ａは、第１空気通路６の入口１２よりも下方に突出されている。また、センターロッド１５の外周面と第１空気通路６の内周面との間隔は、第２空気通路７（断面円形）の内径よりも狭くなっている。これにより、センターロッド１５と第１空気通路６との間を通過した礫等（礫、コンクリート破片等）は、詰まることなく第２空気通路７を通過する。

【0024】

（アウターカバー８）
図２（ａ）に示すように、アウターカバー８は、メインシャフト５の中程を周方向に囲繞するように略筒状に形成され、ベアリング１６を介してメインシャフト５に回転自在に装着されている。アウターカバー８の内周面には、空気室９を区画するカバー凹部８ａが周方向に沿って形成され、このカバー凹部８ａと対向するように、メインシャフト５の外周面には、シャフト凹部５ｃが周方向に沿って形成されている。カバー凹部８ａとシャフト凹部５ｃとが対向することで、メインシャフト５とアウターカバー８との間に、環状の空気室９が区画される。

【0025】

図２（ａ）に示すように、空気室９を区画するカバー凹部８ａとシャフト凹部５ｃとの上下の接続部は、滑らかな曲線で接続されている。これにより、筒状ドリル３の内方から第１空気通路６および第２空気通路７を通って空気室９に流入する空気流は、空気室９内の上部および下部において流れが阻害されることなく上下方向にスムーズに転向され、空気室９内にて矢印で示す渦流が生成される。また、アウターカバー８には、回り止めロッド１７が取り付けられている。回り止めロッド１７は、メインシャフト５が回転した際、図１に示すように、回転駆動装置２の一部に押し付けられることで、アウターカバー８の供回りを防止する。

【0026】

（吸引パイプ１０）
図２（ａ）、図３に示すように、アウターカバー８には、空気室９と連通する吸引パイプ１０が装着されている。すなわち、筒状のアウターカバー８には、径方向に貫通孔が形成されており、貫通孔に吸引パイプ１０が取り付けられている。吸引パイプ１０には、図１に示すように吸引装置に繋がる吸引ホース４（フレキシブルホース）が接続される。吸引装置は、大型の電機掃除機の如き構造であり、空気室９内の空気を切粉等（筒状ドリル３で路面Ｒを穿孔する際に生じた切粉や粉塵等）と共に吸い出し、切粉等をフィルタで捕集して空気のみを大気に排出する。捕集した切粉や粉塵（コンクリート等）は再利用できる。なお、回収した切粉や粉塵（コンクリート）から塩素成分を除去することで、より強いコンクリートに再生できる。

【0027】

（筒状ドリル３）
図２（ａ）に示すように、メインシャフト５の下部の雄ネジ部５ｂには、筒状ドリル３が装着される。筒状ドリル３は、円筒部３ａと、円筒部３ａの上部開口を蓋する円板部３ｂと、円板部３ｂの中心に形成された円孔に取り付けられた筒状の接続部３ｃとを備えており、筒状の接続部３ｃの内周面にはメインシャフト５の雄ネジ部５ｂと螺合する雌ネジ部が３ｄ形成されている。円筒部３ａの下端には、実質的に被切削物（路面Ｒ）を切削するビット１８が、図１に示すように、周方向に間隔を隔てて複数溶接されている。

【0028】

図２（ａ）に示すように、ビット１８の厚さは円筒部３ａの肉厚よりも大きく、ビット１８によって円状に切削された路面Ｒの溝Ｇと円筒部３ａとの間には、所定の隙間が形成される。よって、回転駆動装置２および吸引装置を作動させて路面Ｒを穿孔すると、筒状ドリル３の外方の空気は、矢印で示すように、路面Ｒから円筒部３ａの外周面と溝Ｇとの隙間を通って円筒部３ａの下端に至り、円筒部３ａの下端においてビット１８同士の周方向の隙間を通過して円筒部３ａの内周面と溝Ｇとの隙間を通って筒状ドリル３の内方に至り、第１空気通路６および第２空気通路７を通って空気室９に至り、空気室９から吸引パイプ１０および吸引ホース４を通って吸引装置に吸い出される。

【0029】

（第１空気通路６、第２空気通路７）
図２（ａ）に示すように、メインシャフト５の内部には、筒状ドリル３の内方と空気室９とを連通する空気通路１１（第１空気通路６、第２空気通路７）が形成されている。第１空気通路６は、メインシャフト５の中心に軸方向に沿って断面円状に形成されており、メインシャフト５の端部（下端）に筒状ドリル３の内方と連通する入口１２を有する。一方、第２空気通路７は、第１空気通路６に連通する接続口１３と、空気室９に連通する出口１４とを有し、メインシャフト５の周方向に間隔を隔てて複数形成されている。

【0030】

図２（ｂ）に示すように、第２空気通路７は、メインシャフト５の軸方向から見たとき、接続口１３が出口１４よりもメインシャフト５の回転方向Ｘの前方に位置するように、メインシャフト５の径方向に対して傾斜して、メインシャフト５の周方向に間隔を隔てて複数形成されている。これにより、メインシャフト５の回転に伴って、第１空気通路６内の空気が積極的に接続口１３から第２空気通路７に取り込まれて出口１４から排出され、第２空気通路７が、第１空気通路６内の空気を空気室９に排出するポンプとして機能する。なお、第２空気通路７の数は、本実施形態では５であるが、２以上であれば幾つでも構わない。

【0031】

図２（ｂ）に示すように、本実施形態においては、第２空気通路７は、メインシャフト５の軸方向から見たとき、断面円状に形成された第１空気通路６の接線方向（半径と直交する方向）に沿ってストレート状に形成されている。このため、メインシャフト５の回転（矢印Ｘ）に伴って、第１空気通路６内の空気および切粉等が遠心力によって第１空気通路６の内周面に押し付けられた際、かかる空気および切粉等が第１空気通路６の接線方向に接続された第２空気通路７に効率よく取り込まれることになる。

【0032】

（フランジ部２０）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、メインシャフト５の中程には、メインシャフト５の軸方向に対して傾斜した上面１９を有するフランジ部２０が形成されており、フランジ部２０の上面１９に、第２空気通路７の出口１４が、メインシャフト５の周方向に等間隔を隔てて複数（本実施形態では５個）形成されている。出口１４が形成されたフランジ部２０の上面１９の周長は、接続口１３が形成された第１空気通路６の内周面の周長よりも長い。この結果、出口１４同士のメインシャフト５の周方向の間隔は、接続口１３同士のメインシャフト５の周方向の間隔よりも広がる。よって、メインシャフト５の剛性を低下させることなく、第２空気通路７の数を増やすことができる。

【0033】

（防塵フランジ２１）
図２（ａ）に示すように、メインシャフト５とアウターカバー８との間には、空気室９を挟むようにメインシャフト５の軸方向に間隔を隔てて一対の環状のベアリング１６が配設されている。そして、メインシャフト５およびアウターカバー８には、空気室９とベアリング１６との間に位置して、空気室９内の切粉や粉塵などのダストがベアリング１６に侵入することを防止するための防塵フランジ２１が、ベアリング１６の少なくとも一部を覆うように形成されている。

【0034】

図２（ａ）において、上段のベアリング１６の防塵フランジ２１は、メインシャフト５に形成されており、アウターカバー８の内周面に周方向に沿って形成された凸部２２と重なることで、防塵効果が高められている。一方、下段のベアリング１６の防塵フランジ２１は、アウターカバー８に形成されており、メインシャフト５の外周面に周方向に沿って形成された凸部２３と重なることで、防塵効果が高められている。なお、防塵フランジ２１は、上述とは逆の配置でもよく、上下各段のベアリング１６の夫々について、メインシャフト５およびアウターカバー８の少なくとも一方に形成されていればよい。

【0035】

（作用・効果）
図１、図２（ａ）に示すように、本実施形態に係るスイベル装置１を用いた集塵型穿孔機Ｍによって被切削物である路面Ｒ（コンクリート路面、アスファルト路面等）を穿孔する際には、回転駆動装置２によってメインシャフト５を回転すると共に、吸引装置を作動させて吸引パイプ１０内を吸引する。

【0036】

すると、筒状ドリル３によって路面Ｒ（コンクリート路面等）に円孔が切削され、筒状ドリル３のビット１８によって切削された路面の切粉や粉塵（コンクリート等）が、図２（ａ）に矢印で示すように、筒状ドリル３の内方、メインシャフト５内の第１空気通路６および第２空気通路７、メインシャフト５とアウターカバー８との間の空気室９、吸引パイプ１０を通って、吸引装置に吸引される気流と共に除去される。

【0037】

ここで、本実施形態に係るスイベル装置１においては、図２（ｂ）に示すように、メインシャフト５内の第１空気通路６と第２空気通路７とを接続する接続口１３が、メインシャフト５の軸方向から見て、第２空気通路７の出口１４よりもメインシャフトの回転方向（矢印Ｘ）の前方に位置し、第２空気通路７がメインシャフト５の径方向に対して傾斜して形成されている。

【0038】

このため、メインシャフト５の回転に伴って、第１空気通路６内の空気および切粉等は、積極的に接続口１３から第２空気通路７に取り込まれ、出口１４から排出されることになる。すなわち、第２空気通路７が、メインシャフト５の回転に伴って、第１空気通路６内の空気および切粉等を空気室９に排出するポンプとして機能する。

【0039】

このように、メインシャフト５の回転が、筒状ドリル３によって被切削物である路面Ｒを穿孔する際の切削力として用いられるのみならず、切粉や粉塵を積極的に排出するための気流発生のためにも利用されるため、吸引装置に吸い込まれる空気流の流量流速が増し、筒状ドリル３の内方の空気および切粉・粉塵を効率よく排出できる。よって、被切削物である路面Ｒの切粉や粉塵（コンクリート等）が穿孔の周囲に飛散する事態を可及的に抑制でき、作業環境および周辺環境の悪化を防止できる。

【0040】

また、吸引装置に吸い込まれる空気流の流量流速が増すことで、筒状ドリル３の内方が負圧となる度合が高まる。このため、図２（ａ）に矢印で示すように、筒状ドリル３の外方の空気が、路面Ｒの溝Ｇと筒状ドリル３との隙間を通り、筒状ドリル３の下端のビット１８において折り返し、筒状ドリル３の内方に流入する流量流速が増加する。よって、空気流による筒状ドリル３のビット１８の冷却効果が高まり、ビット１８の劣化を抑制できる。また、ビット１８を通過する空気流の吹き飛ばし効果が高まるため、ビット１８の目詰まりを適確に防止できる。

【0041】

（第２空気通路７の接線配置について）
図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係るスイベル装置１においては、第２空気通路７は、メインシャフト５の軸方向から見たとき、断面円状に形成された第１空気通路６の接線方向（半径と直交する方向）に沿って形成されている。

【0042】

このため、メインシャフト５の回転に伴って、遠心力によって第１空気通路６の内周面に押し付けられた空気および切粉・粉塵が、第１空気通路６の接線方向に接続された第２空気通路７に効率よく取り込まれる。従って、吸い込みの空気流の流量流速を適確に増大させることができる。この結果、切粉や粉塵を効率よく吸い込んで排出でき、ビット１８の冷却効果、ビット１８の目詰まり防止効果を高められる。

【0043】

（フランジ部２０について）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、本実施形態においては、メインシャフト５の中程に、メインシャフト５の軸方向に対して傾斜した上面１９を有するフランジ部２０が形成されており、フランジ部２０の上面１９に、メインシャフト５の周方向に等間隔を隔てて第２空気通路７の出口１４が複数（本実施形態では５個）形成されている。これにより、これら出口１４のメインシャフト５の周方向の間隔が、接続口１３のメインシャフト５の周方向の間隔よりも広がる。よって、メインシャフト５の剛性を低下させることなく、第２空気通路７の数を増やすことができる。

【0044】

すなわち、図２（ｂ）において、第２空気通路７の数を増やすと接続口１３同士の間隔が狭くなってメインシャフト５の剛性低下を招くが、メインシャフト５にフランジ部２０を設けてそのフランジ部２０の上面１９に出口１４を形成することで、フランジ部２０の出口１４同士の間の部分２４が補強部材として機能し、メインシャフト５の剛性が向上する。よって、第２空気通路７の数を可及的に増やすことができ、空気流の流量を増大させることができる。

【0045】

また、フランジ部２０の上面１９に出口１４を形成することで、図２（ａ）に示すように、第２空気通路７が斜め上方（メインシャフト５の径方向かつ軸方向の斜め方向）に形成されることになる。従って、第１空気通路６から第２空気通路７を通って空気室９に至る空気の流れがスムーズになり、空気流の流量流速を稼ぐことができる。

【0046】

（防塵フランジ２１について）
図２（ａ）に示すように、本実施形態においては、メインシャフト５およびアウターカバー８には、空気室９とベアリング１６との間に位置して、空気室９内のダスト（切粉や粉塵）がベアリング１６に侵入することを防止するための防塵フランジ２１が、ベアリング１６の少なくとも一部を覆うように形成されている。

【0047】

よって、ダストがベアリング１６に侵入することが抑制され、信頼性・耐久性が向上する。ベアリング１６にダストが侵入蓄積してベアリング１６がスムーズに回転しなくなると、メインシャフト５の回転速度が低下し、被切削物の切削性能の低下を招くばかりでなく、アウターカバー８がメインシャフト５と供回りする事態も生じ得るため、好ましくない。本実施形態においては、防塵フランジ２１によって、上述の不具合を抑制できる。

【0048】

（センターロッド１５について）
図２（ａ）に示すように、本実施形態においては、メインシャフト５の内部には、第１空気通路６の中心に位置して、軸方向に沿ってセンターロッド１５が設けられ、センターロッド１５の先端１５ａが第１空気通路６の入口１２（メインシャフト５の下端開口）よりも突出されている。これにより、筒状ドリル３の内方において、円柱状の路面サンプルＳが地面から切り離されて吸い上げられたとき、路面サンプルＳの頂面がセンターロッド１５の下端１５ａに当接し、第１空気通路６の入口１２が路面サンプルＳで塞がれる事態を防止できる。

【0049】

また、図２（ａ）に示すセンターロッド１５は、被切削物である路面Ｒ（コンクリート路面等）を筒状ドリル３で切削した際に生じた礫や破片を、第１空気通路６の入口１２（メインシャフト５の下端開口）とセンターロッド１５との間に捕集し、礫等が吸い上げられて第１空気通路６または第２空気通路７に詰まって閉塞する事態を防止する。詳しくは、センターロッド１５の外周面と第１空気通路６の内周面との間隔は、第２空気通路７（断面円形）の内径よりも狭くなっており、センターロッド１５と第１空気通路６との間を通過した礫は、途中で詰まることなく第２空気通路７を通過する。

【0050】

（変形例）
本発明の変形例を図４（前実施形態の図２（ｂ）に対応する図）に示す。変形例に係るスイベル装置は、第２空気通路７がカーブ状に形成されている点を除き、前実施形態と同様の構成となっている。すなわち、第２空気通路７がメインシャフト５の軸方向から見てメインシャフト５の径方向に対して傾斜して形成されているの概念には、ストレート状に傾斜されているもののみならず、カーブ状に傾斜されているものも含む。かかる変形例においても、前実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0051】

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、筒状ドリルを回転させてコンクリート等を穿孔しつつその際に発生する切粉や粉塵を吸引除去する集塵型穿孔機のスイベル装置に利用できる。

【符号の説明】

【0053】

１ スイベル装置
２ 回転駆動装置
３ 筒状ドリル
４ 吸引装置の吸引ホース
５ メインシャフト
６ 第１空気通路
７ 第２空気通路
８ アウターカバー
９ 空気室
１０ 吸引パイプ
１１ 空気通路
１２ 入口
１３ 接続口
１４ 出口
１５ センターロッド
１６ ベアリング
１９ 上面
２０ フランジ部
２１ 防塵フランジ
Ｍ 集塵型穿孔機
Ｘ メインシャフトの回転方向
Ｒ 路面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】