JP3605557B2 - Cutting blade for drilling holes in walls and the like, and punching device equipped with the cutting blade - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一例として建物の壁面または天井面等に孔を明ける装置に関し、特に建設過程にあるマンション、住宅、オフィスビルなどにおいて、各種の電気、電灯、電話もしくはガス配管等を行うに当って必要とされる屋内ボックス用の開口部を形成させるための穿孔装置に係る。
【0002】
さらに詳しく述べると、前記の如き建設または建築現場若しくはリフォーム中の住宅などにおいては、内装用の壁面等で隠蔽された個所に、前記の配線または配管の接続端を引き込んだボックスが取り付けられている。通常、このボックスの開口面には所定のコンセントその他のスイッチ器具類が組み込むことになるが、組み込みに際しては、壁材等で隠されている前記ボックスの対応壁面等を予め開口させる必要が生じるので、通常は前記ボックスに対応する個所を、所望の大きさに開口するための切削刃及びその切削刃を備える穿孔装置を提供せんとしたものである。
【0003】
【従来の技術】
本発明は、上記のような需要に応えるための壁面または天井面等に対する穿孔装置に関し、以下、この種の穿孔装置の従来型について略述する。かっては電動ドリルや帯鋸などを用い、ドリルによる穿孔後に帯鋸を引き廻して所定の形状を有する開口部を形成させるようにしていたが、かかる手法では、孔明けに多くの時間を要するだけでなく、熟練した者の手作業が必要となり、その場合にあっても、開口部の大きさが不揃いになったり、形状が一定しない等の不具合を免れなかった。
【0004】
そこで、最近においては実開56−113801号公報、または特許第2521223号(特開平6−143247号)、特開平10−156825号公報などに開示されているような専用の孔明け工具が開発されているが、これら専用の孔明け工具を用いたとしても、以下に述べるような難点のあることが判明した。すなわち、前記の先行公報に記載されている装置を試作した上で実際にテストをしてみると、前記従来型の穿孔装置には、次のような構造上の不備があることが確認された。まず、先行する実用新案の装置について述べる。このものは、2軸のスプロケットローラに懸架した無端状ローラチェンに対して、小刀のような切削刃を一定の間隔を保って多数突出させた構成であるから、壁材への喰いつきそれ自体に大きな抵抗を要し、その上、一旦喰いこんだ刃先をローラチェンで引き廻すにも、負荷が大きすぎて到底実用にならないことが判明した。
【0005】
これに対し、前記特許公報等に示される装置は、切削刃を比較的高さのある無端ベルト状に形成したものであるから、前記した従来型の工具に較べて壁面への喰いつきは優れているが、喰いつき後の刃の挙動として、ボード層厚が増すと(12mm以上)切削刃が壁の肉厚部に向かってラッパ状に拡がるので、そのために刃を手元に抜き出せないという致命的な欠点があることが判明した。
本発明者の考察によれば、穿孔中に切削刃がラッパ状に拡がってしまうのは、該切削刃を回動させるスプロケットホイールが4軸方式なるが故にホイール自体を小径とせざるを得ず、そのため、肉厚を極く薄くした切削刃でないと駆動し得ないといった実情にあった。しかも4軸のうちの1軸のみを駆動させる構成であって、切削する孔の形状も略四辺形であったから、無端状の切削刃は、前記4辺のうちの1辺のみは切削中に緊張状態に保たれるが、従動側のスプロケットに懸架されている残り3辺のベルト状切削刃には緩みが生じ、切削刃それ自体が薄いことと相俟って切削中に刃が蛇行してしまったり、或いはラッパ状に変形してしまって、切削後に当該刃先を抜き出せなくなるという不具合が生じていた。
【0006】
この種の穿孔装置にあっては、前記の不具合は致命的な欠陥で、このことは、最近の建築仕様に合致させるためにも実用性に富んだ製品の開発が望まれていた。すなわち、前記従来型の穿孔装置にあっては、これまでの建築仕様である厚さ、12mm程度の石膏ボード製壁材が一枚構成のときには、たとえ刃先がラッパ状に拡がっても、何とか穿孔可能であったが、最近における耐火力強化の要望や、防音効果を高めるなどの特別仕様が一般化してくると、壁材として用いる前記石膏ボード等もこれを2枚重ねに用いる必要が生じている。かかる実情から、壁材等が1枚であるか2枚であるかを問わず、また、壁材の厚みにも影響されずに、円滑に目的を遂行し得る新規な孔明け工具の開発が要請されている。
【0007】
ちなみに、前記2枚重ねの建築仕様にあっては、ときによると、これら2枚の壁材が互いに密着しておらず、その間に隙間が形成されている場合があり、それに伴って穿孔にあたって厚みが増えるだけでなく、穿孔時の負荷も変る等、穿孔条件も苛酷になっている実情にある。かかる条件下においては、前記先行特許に係る工具は、刃先の出を調整する機能がないので、所定の目的を達成し得ないでいる。
【0008】
この種の工具は、切削途中においても切削刃そのものに常時、強大な駆動力と推進力とを与えておかないと、壁面を構成する強靭な表面貼りの石膏ボードなどを切り裂くことができない。すなわち、従来型の機種は、前述のように4軸方式なるがゆえに比較的小径のスプロケットで切削刃を回動させ、しかもその一つを駆動させている関係にあるので、切削刃に対して有効に働く駆動力は、動力源に連なるスプロケットホィールのみに限定され、他の3軸は従動するだけの構成であったから、従動側のスプロケットは単に回転を伝えるだけに過ぎず、切削刃に対して積極的に駆動力や推進力を与えることができなかった。それゆえ切削刃全体を均一に駆動しながら、しかも大きな抵抗を受けながら推進させて行くには、力不足で、初期の切削能力を実現させることができなかった。更にまた、従来型にあっては、壁面の厚みに対応した切削深さを調節することもできず、単に押し切ることを狙っただけの構成であったから、開口部内のボックスに接続されている配線や配管を傷つける虞れがあった。その上、切削刃の端縁に形成されている突起(アサリ)の部分も従来型にあっては、期待するだけの切れ味を発揮せず、この点でも実用性に乏しかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ここにおいて本発明は、壁材または天井材等の建物の内壁面等に孔を明けるための穿孔装置または穿孔用の工具であって、駆動源の回転力を効率よく切削刃に伝達して比較的小さな負荷で穿孔できるようになし、しかも前記従来型のように壁材等を切削中に、切削刃がラッパ状に拡がることのない新規な穿孔装置を提案せんとしたものである。また、前記の切削刃の刃先が使用に伴って摩耗したときにも、切削刃の交換作業が容易に行え、さらには、刃先の切れ味を鋭利にするための工夫をも加味して、この種の孔明け工具として従来にない画期的な改良を加えたものである。
【0010】
特に、本発明にあっては、前記ベルト状切削刃を用いた従来型の孔明け装置においては、解決することが出来なかった問題点、すなわち、現今の建築物に往々にして要求される2枚重ねの壁材に対してもスムーズに穿孔できるような実用性の高い孔明け装置を提供せんとしたものである。
【0011】
さらにまた、カッターを構成する帯鋼は薄過ぎても厚すぎても円滑に切削し得ず、装置全体の構成と相俟って適切な切削刃を開発すべく種々研究しつつテストを繰り返した結果、ここに実用に供し得るだけの構成を見出して、汎用機としての機能を発揮する新規な穿孔装置を完成し得るに至った。
また、切削刃の先に異物が接触し、刃に過大なトルクが加わった場合その衝撃を吸収し、切削刃への損傷を防止できるようにした手段をも組み込んだものである。
その上では、前記した穿孔装置としての使い勝手を改善するべく前記以外の点でも、様々な手当を講じて対象となる壁材の厚みや硬さ等に適した刃高に、切削刃の突出量を制御することができるようにして前記従来型の不具合を悉く解消させたものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記のような諸問題を解決すべく鋭意取り組んだ結果、切り取る開口部の形状は、必ずしも角丸矩形状でなくても目的を達しうることに着目して、切削時における切削刃の形状を、比較的大きな円弧と円弧とを直線で結んだ断面小判形とするなら、前記した切削刃の駆動時に生ずる刃の緩み乃至は蛇行を解消させ得ることを見出し、さらには、切削刃の駆動力を最大限に維持するには、前記従来型に比べ、比較的大径の駆動スプロケットを用いることが肝要であることに着目して本発明を完成させるに至った。
【0013】
すなわち、請求項1の発明は、自由状態で円筒形を維持する鋼製切削刃であり、その切削刃の根元部にタイミングベルトを有し、かつそのタイミングベルトがスプロケットプーリの周面に係合する硬質ゴム層と、その硬質ゴム層の裏面に配置する発泡性合成樹脂層とからなる2層構造の積層体で構成されていると共に、前記硬質ゴム層と発泡性合成樹脂層の両露出端面がシリコン樹脂のカバーで被覆されていることを特徴とする切削刃である。
そのような構成とした場合には、過大な衝撃トルクを吸収し切削刃の損傷を防止できる。また、タイミングベルトのゴム割れを防ぐと共に、ゴムの寿命をも延ばすことが可能となる。
請求項2の発明は、自由状態で円筒形を維持する鋼製切削刃であり、その切削刃の根元部にタイミングベルトを有し、かつそのタイミングベルトがスプロケットプーリの周面に係合する硬質ゴム層と、その硬質ゴム層の裏面に配置する発泡性合成樹脂層からなる2層構造の積層体で構成されていると共に、前記硬質ゴム層と発泡性合成樹脂層の両露出端面がシリコン樹脂のカバーで被覆されている切削刃と、該切削刃を回動させる駆動機構とをケーシング内に収納させた穿孔装置であって、前記駆動機構を回転主軸に沿った方向で、ケーシングの開口部前面に対して前進または後退できるように取付けると共に、該駆動機構は2軸式のスプロケットプーリを有し、さらに前記プーリの一方を、他方のプーリに対して離隔或いは接近させることができるように配設して、前記2個のプーリを近づけると無端状の切削刃が緩んでプーリから外れ、遠ざけると前記切削刃が緊張するように前記2個のプーリに対して切削刃が懸架されていることを特徴とする壁面等に孔を明ける装置である。
上記の発明は、切削刃の回動用プーリを従来型のように4カ所に配置するようなことなく、2軸式として4軸よりも大きな径の駆動用プーリを採用し、それによって駆動機構そのものを従来型に比べ、故障の少ない簡単な構成として、切削刃に対する駆動力伝達面積を増大させると同時に、切削刃そのものがスプロケットプーリに接触せずに回動する面積を小さくして、切削刃の蛇行や曲がりが生じないようにしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を一実施例である図示の装置に基づいて具体的に説明する。図1は、本装置の縦断面図であって、符号1は、一例として断面小判形の筒状ケーシングであって、該ケーシングの片側(図において右側)は開口し、他側は、該ケーシングと一体に成形された比較的肉厚の軸受部2を有する側板3で塞がれている。前記ケーシング1に形成された軸受部2の中央部には、外側(図において左側)に向って軸筒4が取付けられ、かつこの軸筒内にはスプリング4aが縮設され、それにより前記主軸5に対して、常時、図に矢印で示す方向に突出するような傾向を付与しておく。また、前記主軸5の一端5aは、これを前記軸筒4内を経由させた上で、ケーシング外に突出させ、その軸端には電動ドリルなどの駆動源6がセットされる。主軸5の他端であるケーシング側の端部5bには、下記に説明する切削刃の駆動機構7が装着される。
なお、前記ケーシング1の開口面における形状は、これを図2に鎖線で示すように、上部のみを平坦な直線状に成形しておくことができ(同図の符号1c参照)このようにした場合には、本装置を使用して壁面等に穿孔するときに、装置そのものを壁面に描いた罫書き線に沿ってセットすることが容易となるので、位置決めがし易い。
以下、駆動機構の詳細について説明する。同機構7は、前記ケーシング1の内側に納まるような平面形状の枠体8と、該枠体を前後から挟着する同形状の2枚の当板9,9並びにそれらを一体に組み付けるビス8aとから成り、駆動機構全体がケーシング内において前進または後退可能なように装着する。
また、前記の枠体8の中央部には前記主軸5を貫通させた上で、該主軸の端部5bを、ケーシング1の開口端側に位置する外側の当板9に固着すると共に、駆動機構7内において、該枠体8内に露出する主軸5の部分に駆動ギヤ10を取り付け、かつこのギヤに対しては、主軸と平行に配設した伝導軸11を介して伝導ギヤ12を噛み合わせる。一方、主軸5を中心として、前記ギヤ12の反対側に位置する枠体8の内部上方には、別の支軸13を取付けると共に、この支軸には、図2に示すように、主軸と直交する方向に移動自在とした摺動ブロック14を適宜のクリアランスを保って嵌め込み、それによって前記摺動ブロックが図において上下方向に移動すると、該支軸13の先端に固着した下記説明のスプロケットプーリ14も該ブロックの摺動に伴って上下に移動するように組み付ける。なお、前記摺動ブロック14aを上下動させるには、図2に明示する調節ネジ14bを介して行うもので、該ネジを回動させるに当っては、ケーシング1の頂部に形成した長孔1bを利用する。
【0016】
また、駆動機構の一部として下記構成の切削刃駆動用プーリを取付ける。すなわち、主軸5を中心として、図において上下対称に取付けられた伝導軸11と支軸13の各延長端には、それぞれ切削刃を駆動するためのプーリ14,15を固定関係を保って軸着した上で、これら両プーリに対して無端状の切削刃16を懸架する。
【0017】
以下、切削刃とタイミングベルトとの装着状態について説明する。、図1〜3に示すとおり、刃の根元部には内側に向かって凹凸部を形成させたタイミングベルト17がとりつけられ、この凹凸部に前記プーリ14,15の周面に設けられた歯車状の凹凸が噛み合うような構成となっている。
以下、前記の無端状切削刃とタイミングベルト並び該ベルトとが無端状切削刃の根元部に取付けられている状態を詳しく説明する。先ず、無端状切削刃16の構成について述べると、切削刃自体の厚みを100〜200μmとし、かつバネ性を有する帯鋼またはステンレス鋼で、例えば、ビッカース硬度500前後のステンレス鋼で構成させると共に、該切削刃の根元部に設けたタイミングベルト17を、前記スプロケットプーリの周面に係合する凹凸を形成させた硬質ゴム層17aと、該ゴム層17aの裏面に積層したネオプレン樹脂層等の発泡性合成樹脂層17bとで構成させる。すなわち、前記硬質ゴム層と発泡性樹脂層から成る積層体でタイミングベルトを構成させた上で、このものを切削刃の根元部に対しシリコン樹脂等の適宜の接着剤を用いて、強固に接着させる(符号17c参照)。なお、前記積層体の露出端面を図7で示すように、シリコン樹脂からなるカバー17cで被覆しておくのがよく、このようにすると過大なトルクが加わった場合でも積層体が剥がれるようなことがない。
【0018】
その上では、タイミングベルトの中間層として、歯型の凹凸を有する硬質ゴム層の下面にネオプレン樹脂等の発泡性合成樹脂製スポンジ層を介在させて切削刃に過大なトルクが加わった場合においても、一時的な過負荷を当該スポンジ層の捩れにより吸収させ、切削刃の損傷と、タイミングベルトの破損を防止することができ、ひいては対象物を損なわずに穿孔させることができる。
なお、タイミングベルトを説明する図7からも明らかなように、スプロケットプーリ15の上下両面には、それぞれ外れ止めの鍔板が設けられ、かつ、上板15aの径を下板15bの径よりも若干小さくしておいて、切削刃の交換がし易いようになっている。
【0019】
次に、切削刃の先端縁に形成させた鋸刃16aについて説明する。図5及び図8(a)〜(c)から明らかなように、切削刃の端縁部には、山形状の鋸刃を形成させると共に、該鋸刃の腹の部分にピラミッド状の突起16bまたは船底状の突起16cを設けておくのがよく、それにより切削刃の切れ味を鋭利に保つと同時に切削刃それ自体の切削速度が速まり、同時に寿命を長からしめる効果を発揮させる。なお、前記した突起16aまたは16bを左右で幾分角度の異なる傾斜面としたときには、長めの傾斜状尖端を、切削刃の切断時における刃の進行方向に向かって突き進むような方向に向けておくのを可とする。
【0020】
ところで、図5〜7に示すように、一例として前記の肉厚を有しバネ性のあるステンレス鋼の無端状の切削刃は、それ自体弾力性に富んでいるから、これを自由状態に放置しておくと、このものは図6に示すような円筒形を維持する。かかる状態にある切削刃を図1〜3に示すとおり、スプロケットプーリ14、15に懸架した後、該プーリの一方、すなわち図において上方に位置するプーリ14の支軸13を、摺動ブロック14aを介して下方のプーリ15から離隔させてゆくと、前記切削刃は、次第に緊張した状態に変化しつつ、その緊張が限界状態に至る。このようにして切削刃16の根元部におけるタイミングベルト17を緊張させると、該ベルトは前記プーリ14,15に密着、係合するので、該プーリの回動がベルトを介して切削刃に対し伝達される。
【0021】
ちなみに無端状切削刃16の根元部には、硬質ゴム層と発泡性樹脂層から成る2層構造のタイミングベルト17が接着されているので、該ゴム層に設けた歯車状の凹凸17aが前記したプーリ14および15に係合して該プーリの駆動力により、一定の方向に回動すると同時に、図に矢印で示す方向に主軸5の回転を強力に伝達する。
【0022】
前述のように、本発明にあっては、切削刃を駆動するスプロケットプーリとして、比較的大径の2つのプーリを用いるようにした結果、切削刃を構成する帯鋼の展張ないしは懸張も円滑に行えるようになった。すなわち、切削刃それ自体が2つの円弧を直線で結んだ形で懸張されるので、スプロケットに接触しない直線部分が2辺のみとなり、その上、前記スプロケットの両円弧の大きさを穿孔面積に対応した広がりまで大きくすることができるので、駆動力伝達面が4軸方式に比べて大きくなり、その結果、切削時における切削刃それ自体の捩れや蛇行を防止できるだけでなく、大きなトルクが得られる。
しかも、大径の回動プーリを採用することにより、切削刃そのものを肉厚にすることができるようにしたものである。すなわち、その厚さも100〜200μmの比較的厚手のものが使用可能となったから、壁面への喰い付きもよくなり、併せて耐久力にも優れることが判明した。
【0023】
無端状切削刃の先端部分である鋸歯状の刃先16aは、これを図1に示すように、ケーシング1の開口端1aに向けて配設すると共に、前記開口端には、刃先の出入りを案内する外ガイド20を嵌め込むと共に、外ガイド20の内側には、プーリカバー21が取付けられる。一例として、前記カバーは、ケーシング1の側板3に植設された支持杆22を介してネジ止めされるもので、該カバー21と外ガイド20との間には、前記の切削刃16が出入りできるだけの隙間が形成されている。外ガイド20の表面に突出しているピン20aは、壁面等に孔を明ける際の位置決め用として使用し、さらに前記プーリカバー21の表面に突出するピン21aも同様な用途に用いるほか、孔明け後の切削屑を外部に取出すための引抜き用のピンとしても使用する。
【0024】
なお、本発明においては、前記切削刃の突出高さ、厳密にいうと、ケーシング1の開口端から突き出る刃先の長さを調節するため、主軸5の駆動側の軸端近くに、図9 に示すような高さl(小文字のエル)が種々ことなる複数個の樹脂製または金属製のストップカラー23を用意しておき、これらカラーを適宜選択した上で、その何れかを1個または複数個(場合によっては、高さの低いものを2個同時に)使用して、これを主軸5の軸端5aと軸筒4の間に嵌め込んで主軸5の突出長さを調整し、それによって、切削刃の有効突出量を調節できるようにしておく。符号24は前記ストップカラーの着脱時に使用する抜け止め用リングである。図1に符号Lで示す距離は前記ストップカラーを嵌着したときの刃の有効突き出し量を示すもので、前記カラーの数との高さに応じ、突出長さを任意に設定し得る。
【0025】
上記の構造を備えた孔明け装置を使用して建物の内壁に所定の孔を穿孔したいときには、まず、予め定められている個所、若しくは孔明け個所が不明な場合には、適宜の磁気センサ等の位置探索装置を使用して孔明け個所を決定し、その上で、当該個所に向けて本装置の正面側に位置する穿孔面(図3参照)を穿孔対象の壁面に据えて押し付ける。このようにすると、本装置の前面から突出している外ガイド20及びプーリカバー21の表面から突出しているガイドピン20a及び21aが押し付けられた壁面に対して突き刺さり、それによって穿孔位置が安定に保持される。次いで、本装置の駆動用主軸5の一端5aに嵌着された電動ドリル等の駆動源6を介して主軸5に回転力を付与すると、それに伴って、主軸に取付けられた駆動ギヤ10と、それに噛み合う伝導ギヤ12が回転し、さらに該ギヤと同一軸に取付けられたスプロケットプーリ15が回転する。このスプロケットプーリと、該プーリと並行に設けられた従動側のスプロケットプーリ14との間には、無端状の切削刃16が懸張されているので、駆動側プーリの回転は当該切削刃に設けられたタイミングベルト17を介して伝達される。このようにして切削刃16を駆動した後、前記駆動源である電動ドリル等のハンドルを把持して前記主軸5を押し込むと、それに伴って図1に示す駆動機構7の全体がケーシング1の開口面より逐次押し出されてゆき、該刃は壁面に喰い込みつつ当該壁材を切り取ってゆく。切削刃の突き出し量は、主軸5の首の部分に嵌入したストップカラー23の高さ(l)によって定まり、高さの低いカラーを用いれば、突き出し量L(図1参照)は大きくなる。このようにして開口すべき壁面の厚みに応じた突き出し量を任意に設定することができる。
【0026】
次に切削刃6が使用に伴って摩耗し、その結果切れ味が悪くなったり、或いは、何らかの理由によって損傷した場合には、これを新品と交換する必要があるので、以下、その場合について説明する。既に述べたように、切削刃16によって通常の操作により切削作業を遂行するときには、図示のように切削刃そのものは、上下2本のスプロケットプーリ14,15により常時緊張状態を保って懸架されているから、電動ドリル6を介して主軸5を駆動し、かつ該ドリルを掴んで本装置を壁面に押し付ければ、それに伴って切削刃16が前進して自動的に壁体を切り取ってゆく。
【0027】
このように通常の使用状態にあっては、切削刃16を懸張している上下2本のスプロケットプーリ14,15のうち、一方のプーリ14の支軸は、駆動機構7内において軸線と直交する方向に移動する摺動ブロック14aに取付けられ、かつこのブロックには、該ブロックを上下に摺動させるための調整ネジ14bが螺合している。切削刃16が切削状態にある間は、前記ネジ14bにより前記ブロックが図において上方に位置しているので、該ブロックに嵌入している軸13を介してスプロケットプーリは最も上方の位置に置かれているから、このプーリと、他方のプーリである軸位置固定のプーリとは、互いに最も離れた位置にあり、したがって当該両プーリの間に懸架されている切削刃16は、緊張状態を保っている。
【0028】
ところで、前記切削刃16を交換するときには、前記摺動ブロック14aに螺合している調整ネジ14bを緩めて該フロックを図において下方に摺動させ、それによって、スプロケット14と15の間を接近させて切削刃16に緩みを生じさせる。すなわち、該刃の根元に形成しているタイミングベルト17をスプロケットの歯型から外して取り出し、新しい切削刃と交換するようになす。
【0029】
次に、切削刃が正常な切削状態にあるとき、仮りに壁内に壁材料以外の異物が存在した場合について説明する。既に述べたように、切削刃16の根元部に取り付けられているタイミングベルト17は、歯型を形成した硬質ゴム製の噛み合い部17aの下層にスポンジ樹脂層17bが介在しているので、切削刃がボードに食い込んで過大なトルクが発生した時にはその衝撃を吸収すると同時に、そのトルクを駆動側であるモータにつたえて、回転が停止するのである。
【0030】
【発明の効果】
本発明の装置は、従来型の4軸式プーリ方式とは異なり、比較的大径の2軸式スプロケットプーリにより切削刃を駆動するものであるから、切削刃がプーリに接触している面積は4軸式に較べ、遥かに大きく、したがって大きな駆動力が得られる。また、切削中、切削刃がプーリに接していない辺は左右2辺だけであるから、当該切削刃それ自体が肉厚に形成されていることもあって、切削中、刃が材料に対して斜めに喰い込む虞れがなく、常時垂直に押し込まれ、その結果、鋭利な切り口が得られる。
また、切削刃の交換に際しても駆動用プーリそのものを位置移動させて切削刃そのものを緩める方式であるから、刃の差し替えが容易である等の効果も奏する。
【0031】
さらに、切削刃に駆動力を伝達するタイミングベルトの中間層として、スポンジ層が介在しており、換言すれば、歯型を形成した硬質ゴム製ベルトの下層に合成樹脂製のスポンジ層が介在しているので、刃それ自体に過度な負荷がかかった場合には、前記スポンジ層に捩れが生じて衝撃を緩和すると同時に、刃の回動が停止される。
【0032】
さらにまた、切削刃の先端である鋸刃の腹にピラミッド状または船底状の突起を形成させたときには、当該突起が、切削中、被切削材料に対して鋭利に喰い付くと共に、切り口が美麗に仕上がる上に、切削速度が早まる等の効果を奏する。
【0033】
さらにまた、切削刃の先端である鋸刃の腹にピラミッド状または船底状の突起を形成させたときには、当該突起が、切削中、被切削材料に対して鋭利に喰い付くと共に、切り口が美麗に仕上がる上に、切削速度が早まり、刃の寿命を延長させる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本装置の縦断側面図。
【図2】図1のX−X線における横断面図。
【図3】図1のY−Y線における横断面図。
【図4】本装置の正面図。
【図5】本装置における切削刃の側面図。
【図6】図5のZ−Z線における断面図。
【図7】切削刃の根元部における一部の拡大断面図。
【図8】(a)は切削刃先端に形成した鋸刃部分の一部拡大平面図、(b)は同じく断面図、(c)は別の実施例を示す拡大断面図。
【図9】(a)は、ストップカラーの側面図にして、一部を切り欠いて示した。(b)は、前記ストップリングの正面図、(c)は、同じく縦断面図である
【符号の説明】
1:ケーシング
2:軸受部
3:側板
4:軸筒
5:主軸
6:駆動源
7:駆動機構
8:枠体
9:当板
10:駆動ギヤ
11:伝導軸
12:伝導ギヤ
13:支軸
14:摺動ブロック
15:プーリ
16:切削刃
17:タイミングベルト
20:外ガイド
21:プーリカバー
22:指示杆
23:ストップカラー
24:抜け止め用リング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for drilling a hole in a wall surface or a ceiling surface of a building as an example, and particularly in an apartment, a house, an office building, and the like in the course of construction, in performing various types of electricity, lights, telephones, gas pipes, and the like. A perforation device for forming the required opening for an indoor box.
[0002]
More specifically, the construction or building site as described above or Renovation In a middle house or the like, a box is drawn in a place concealed by a wall surface for interior or the like, into which a connection end of the wiring or piping is drawn. Normally, predetermined outlets and other switch devices are incorporated into the opening surface of this box. However, when assembling, it is necessary to open a corresponding wall surface of the box, which is hidden by a wall material or the like, in advance. , Usually to open the area corresponding to the box to the desired size Cutting blade and drilling device provided with the cutting blade Is provided.
[0003]
[Prior art]
The present invention relates to a perforation device for a wall surface or a ceiling surface or the like to meet the demand as described above. Hereinafter, a conventional type of this type of perforation device will be briefly described. In the past, using an electric drill or band saw, the band saw was drawn around after drilling to form an opening having a predetermined shape, but this method not only requires a lot of time for drilling but also In this case, a manual operation by a skilled person is required, and even in such a case, problems such as irregularities in the size of the openings and inconsistencies in the shape were unavoidable.
[0004]
Therefore, recently, a dedicated drilling tool has been developed as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-113801, Japanese Patent No. 252223 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-143247), Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-156825, and the like. However, it has been found that even if these dedicated drilling tools are used, there are difficulties as described below. That is, when a device described in the above-mentioned prior publication was prototyped and actually tested, it was confirmed that the conventional punching device had the following structural defects. . First, the device of the preceding utility model will be described. This is a configuration in which a large number of cutting blades, such as knives, are protruded at a constant interval from an endless roller chain suspended on a two-axis sprocket roller, so that the wall material itself is bitten. In addition, it was found that even if the blade edge once bitten was pulled around with a roller chain, the load was too large to be practically used.
[0005]
On the other hand, the apparatus disclosed in the patent publication and the like has a cutting blade formed in the shape of an endless belt having a relatively high height, so that the bite on the wall surface is superior to the conventional tool described above. However, as the behavior of the blade after biting, as the thickness of the board layer increases (12 mm or more), the cutting blade expands in a trumpet shape toward the thick part of the wall, so that the blade cannot be pulled out at hand. It turned out that there was a real disadvantage.
According to the study of the present inventor, the reason why the cutting blade expands in a trumpet shape during drilling is that the sprocket wheel for rotating the cutting blade has a four-axis system, so the wheel itself has to be reduced in diameter, For this reason, there has been a situation in which the blade cannot be driven unless the cutting blade is extremely thin. In addition, since only one of the four axes is driven, and the shape of the hole to be cut is also substantially a quadrilateral, the endless cutting blade requires only one of the four sides during cutting. Although kept in tension, the remaining three belt-shaped cutting blades suspended on the driven sprocket become loose, and the blades meander during cutting in conjunction with the thinness of the cutting blades themselves. Or the shape of the blade is deformed in a trumpet shape, and the cutting edge cannot be pulled out after cutting.
[0006]
In this type of perforator, the above-mentioned problem is a fatal defect, and it has been desired to develop a product having high practicality in order to meet recent building specifications. That is, in the conventional drilling device, when a wall material made of gypsum board having a thickness of about 12 mm, which is a conventional architectural specification, is constituted by one piece, even if the blade edge is spread in a trumpet shape, the drilling is managed. Although it was possible, the recent demand for fire resistance enhancement and special specifications such as increasing the soundproofing effect have become common, and the gypsum board used as a wall material also needs to be used in two layers. I have. Under such circumstances, development of a new drilling tool that can smoothly accomplish its purpose regardless of whether the number of wall materials is one or two, and is not affected by the thickness of the wall materials, has been developed. Has been requested.
[0007]
By the way, in the construction specifications of the two-ply construction, sometimes these two wall materials are not in close contact with each other and a gap is formed between them. In addition to the increase in drilling, the drilling conditions also become severe, for example, the load at the time of drilling changes. Under such conditions, the tool according to the above-mentioned patent does not have a function of adjusting the protrusion of the cutting edge, and thus cannot achieve a predetermined purpose.
[0008]
This type of tool cannot cut a tough gypsum board or the like, which forms a wall surface, unless a strong driving force and a propulsive force are constantly applied to the cutting blade itself even during cutting. That is, since the conventional model uses the four-axis system as described above, the cutting blade is rotated by a relatively small diameter sprocket, and one of them is driven. The effective driving force is limited only to the sprocket wheel connected to the power source, and the other three axes are only driven, so the driven sprocket merely transmits the rotation, Could not actively provide driving or propulsive power. Therefore, in order to drive the entire cutting blade uniformly while driving it while receiving a large resistance, it was not possible to realize the initial cutting ability due to insufficient power. Furthermore, in the conventional type, it was not possible to adjust the cutting depth corresponding to the thickness of the wall surface, and the configuration was merely aimed at pushing off, so the wiring connected to the box in the opening portion And the piping may be damaged. In addition, the projections (sets) formed on the edges of the cutting blades did not exhibit the expected sharpness in the conventional type, and were not practical in this regard.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the present invention is a drilling device or a drilling tool for drilling a hole in an inner wall surface of a building such as a wall material or a ceiling material, and the torque of a driving source is efficiently transmitted to a cutting blade for comparison. The present invention proposes a new perforation apparatus that can perform perforation with a very small load and that does not cause the cutting blade to expand in a trumpet shape while cutting a wall material or the like as in the conventional type. In addition, even when the cutting edge of the cutting blade is worn due to use, the replacement of the cutting blade can be easily performed.Furthermore, in consideration of a device for sharpening the cutting edge, this type of cutting blade is also used. Is a revolutionary improvement that has never been seen before.
[0010]
In particular, in the present invention, a problem that could not be solved by the conventional drilling device using the above-mentioned belt-shaped cutting blade, that is, a problem that is often required in
[0011]
Furthermore, the steel strip forming the cutter cannot be cut smoothly even if it is too thin or too thick, and the tests were repeated while conducting various studies to develop an appropriate cutting blade in conjunction with the configuration of the entire apparatus. As a result, a configuration that can be put to practical use has been found here, and a new punching device exhibiting a function as a general-purpose machine has been completed.
Further, when foreign matter comes into contact with the tip of the cutting blade and an excessive torque is applied to the blade, the impact is absorbed and a means for preventing damage to the cutting blade is incorporated.
In addition, in order to improve the usability as the above-described drilling device, in addition to the above-mentioned points, various allowances are taken to make the blade height suitable for the thickness and hardness of the target wall material, and the amount of protrusion of the cutting blade. Can be controlled to eliminate all of the problems of the conventional type.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has worked diligently to solve the above problems, and as a result, paying attention to the fact that the shape of the opening to be cut out can achieve the purpose even if it is not necessarily a rounded rectangular shape, If the shape of the blade is an oval cross section in which a relatively large arc is connected by a straight line, it has been found that loosening or meandering of the blade caused when the cutting blade is driven can be eliminated. The present invention has been completed by noting that it is important to use a driving sprocket having a relatively large diameter as compared with the conventional type in order to maintain the driving force of the blade to the maximum.
[0013]
That is, the invention of claim 1 is a steel cutting blade that maintains a cylindrical shape in a free state, Its cutting blade At the base of Has a timing belt, and Its timing belt But A hard rubber layer that engages the peripheral surface of the sprocket pulley, It is composed of a laminate having a two-layer structure including a foamable synthetic resin layer disposed on the back surface of the hard rubber layer. And both exposed end faces of the hard rubber layer and the foamable synthetic resin layer. But Covered with silicone resin cover Have been A cutting blade characterized in that:
With such a configuration, an excessive impact torque can be absorbed and damage to the cutting blade can be prevented. Further, it is possible to prevent rubber cracking of the timing belt and extend the life of the rubber.
The invention of
The invention described above adopts a driving pulley having a diameter larger than four axes as a two-axis type, without disposing the pulleys for rotating the cutting blade at four locations as in the conventional type, thereby using the driving mechanism itself. As compared with the conventional type, the simple configuration with less failures increases the driving force transmission area to the cutting blade, and at the same time, the cutting blade itself rotates without contacting the sprocket pulley Do The area is reduced so that the cutting blade does not meander or bend.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on the illustrated apparatus as one embodiment. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the present apparatus. Reference numeral 1 denotes, as an example, a cylindrical casing having an oval cross section. One side (the right side in the figure) of the casing is open, and the other side is the casing. It is closed by a side plate 3 having a relatively
In addition, as for the shape of the opening surface of the casing 1, only the upper part can be formed into a flat straight line as shown by a chain line in FIG. 2 (see reference numeral 1c in the figure). In this case, when the device is used to make a hole in a wall or the like, the device itself can be easily set along a score line drawn on the wall, and thus positioning is easy.
Hereinafter, details of the driving mechanism will be described. The
The
[0016]
Also, a cutting blade driving pulley having the following configuration is attached as a part of the driving mechanism. That is, pulleys 14 and 15 for driving the cutting blades are fixed to the respective extended ends of the transmission shaft 11 and the
[0017]
Hereinafter, the mounting state of the cutting blade and the timing belt will be described. As shown in FIGS. 1 to 3, a
Hereinafter, a state in which the endless cutting blade, the timing belt, and the belt are attached to the root of the endless cutting blade will be described in detail. First, the configuration of the
[0018]
On top of that, even when excessive torque is applied to the cutting blade by interposing a foamable synthetic resin sponge layer such as neoprene resin on the lower surface of the hard rubber layer having tooth type irregularities as the intermediate layer of the timing belt, In addition, the temporary overload is absorbed by the sponge layer torsion, so that damage to the cutting blade and breakage of the timing belt can be prevented, so that the object can be perforated without being damaged.
As is clear from FIG. 7 for explaining the timing belt, the upper and lower surfaces of the
[0019]
Next, the
[0020]
By the way, as shown in FIGS. 5 to 7, as an example, the endless cutting blade made of stainless steel having the above-mentioned thickness and having resiliency is rich in elasticity itself. This keeps it cylindrical as shown in FIG. After the cutting blade in such a state is suspended on the sprocket pulleys 14 and 15 as shown in FIGS. 1 to 3, one of the pulleys, that is, the
[0021]
Incidentally, since a
[0022]
As described above, in the present invention, two relatively large diameter pulleys are used as sprocket pulleys for driving the cutting blade, and as a result, the expansion or suspension of the steel strip forming the cutting blade is smooth. Now you can do it. That is, since the cutting blade itself is suspended in a form in which two arcs are connected by a straight line, there are only two sides of the straight line that do not come into contact with the sprocket. Since it can be enlarged to the corresponding extent, the driving force transmission surface becomes larger than that of the 4-axis system, and as a result, not only can the cutting blade itself be prevented from twisting and meandering during cutting, but also a large torque can be obtained. .
Moreover, the adoption of a large-diameter rotary pulley enables the thickness of the cutting blade itself to be increased. That is, since a relatively thick one having a thickness of 100 to 200 μm can be used, it has been found that the wall has a good bite and the durability is also excellent.
[0023]
As shown in FIG. 1, the
[0024]
In the present invention, in order to adjust the protruding height of the cutting blade, more specifically, the length of the cutting edge protruding from the open end of the casing 1, near the shaft end on the drive side of the
[0025]
When a predetermined hole is to be drilled in the inner wall of a building using the drilling device having the above-described structure, first, if a predetermined location or a drilling location is unknown, an appropriate magnetic sensor or the like is used. Is determined by using the position search device of (1), and a perforated surface (see FIG. 3) located on the front side of the apparatus is pressed toward the perforated portion by placing it on the wall surface to be drilled. In this way, the
[0026]
Next, when the
[0027]
As described above, in the normal use state, of the two upper and lower sprocket pulleys 14 and 15 that suspend the
[0028]
By the way, when replacing the
[0029]
Next, the case where foreign matter other than the wall material is present in the wall when the cutting blade is in a normal cutting state will be described. As described above, the
[0030]
【The invention's effect】
Unlike the conventional four-axis pulley system, the apparatus of the present invention drives the cutting blade with a relatively large-diameter two-axis sprocket pulley, so the area where the cutting blade is in contact with the pulley is small. Compared with the four-axis type, it is much larger, and therefore a large driving force can be obtained. Also, during cutting, the cutting blade is not in contact with the pulley only on the left and right sides, so the cutting blade itself may be formed thick, and during cutting, the blade may There is no danger of biting obliquely, and it is always pushed vertically, resulting in a sharp cut.
In addition, when the cutting blade is replaced, the driving pulley itself is moved to the position to loosen the cutting blade itself, so that the blade can be easily replaced.
[0031]
Further, a sponge layer is interposed as an intermediate layer of the timing belt that transmits a driving force to the cutting blade. In other words, a sponge layer made of synthetic resin is interposed below the hard rubber belt having the tooth mold. Therefore, when an excessive load is applied to the blade itself, the sponge layer is twisted to reduce the impact, and at the same time, the rotation of the blade is stopped.
[0032]
Furthermore, when a pyramid-shaped or ship-bottom projection is formed on the antinode of the saw blade, which is the tip of the cutting blade, the projection bites into the material to be cut during cutting, and the cut edge becomes beautiful. In addition to the finish, it has the effect of increasing the cutting speed.
[0033]
Furthermore, when a pyramid-shaped or ship-bottom projection is formed on the antinode of the saw blade, which is the tip of the cutting blade, the projection bites into the material to be cut during cutting, and the cut edge becomes beautiful. In addition to the finishing, the cutting speed is increased, and effects such as extending the life of the blade are exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical side view of the present apparatus.
FIG. 2 is a transverse sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 3 is a transverse sectional view taken along line YY of FIG. 1;
FIG. 4 is a front view of the present apparatus.
FIG. 5 is a side view of a cutting blade in the present apparatus.
FIG. 6 is a sectional view taken along line ZZ in FIG. 5;
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a part at a root portion of the cutting blade.
8A is a partially enlarged plan view of a saw blade portion formed at the tip of a cutting blade, FIG. 8B is a sectional view of the same, and FIG. 8C is an enlarged sectional view showing another embodiment.
FIG. 9A is a side view of the stop collar, with a part cut away. (B) is a front view of the stop ring, and (c) is a longitudinal sectional view of the same.
[Explanation of symbols]
1: Casing
2: Bearing part
3: Side plate
4: Shaft tube
5: Spindle
6: Drive source
7: Drive mechanism
8: Frame
9: This plate
10: drive gear
11: conduction axis
12: conduction gear
13: Support shaft
14: Sliding block
15: Pulley
16: Cutting blade
17: Timing belt
20: Outside guide
21: Pulley cover
22: pointing rod
23: Stop color
24: Ring for retaining
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