JP2004130398A

JP2004130398A - カッター刃

Info

Publication number: JP2004130398A
Application number: JP2002294947A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mazaki; 真崎　繁; Takeshi Kawahara; 川原　剛
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Diamond Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp; Nippon Diamond Co Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】薄肉に形成されたカッター刃において、切断作業時の振動を抑制することで、深切込みが可能で騒音の低いカッター刃を提供すること。
【解決手段】中央に取付穴２が設けられた円盤形状の台金３と、台金３の周縁部に設けられた刃部５とを有するカッター刃１において、取付穴２の周辺部の台金３の少なくとも一側面にボス部４を有しており、ボス部４は、円環形状板材６が低融点金属を介して台金３の側面に接合されることによって形成されていることを特徴とする。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高速回転することによってコンクリート材や石材を切断するカッター刃に関し、とくに肉厚の薄いカッター刃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カッター刃は一枚ものの鋼板から形成された円形の台金が用いられ、その中央には回転工具（図示せず）に取り付けるための取付穴が形成され、周縁部には刃部が設けられている。（例えば、特許文献１参照。）また、刃部が台金より厚く形成されることで、切断作業中において、台金と切断面との間に隙間が形成され、台金と切断面との接触を回避する構成とされている。また、切断速度の向上や、切断溝幅の狭小、切断によるカッター刃の温度上昇の抑制などの効果を得るためにカッター刃が薄肉に形成されていた。このように、薄肉に形成されたカッター刃においては、その強度的な点より刃部の厚みに対する切り込み深さの制限があり、刃部の厚みの１０倍程度の切り込み深さが限界として切断作業に用いられていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３５６７１号公報（第１−２項、第１０図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような薄肉に形成されたカッター刃において、刃部の厚みに対する切り込み深さを従来より深くし、切断作業に用いたいという要求があった。しかし、薄肉に形成されたカッター刃においては、切り込み深さを深くしたときに振れが発生してしまい、切断作業が安定しないだけでなく、被切断材に損傷を与えるという問題があった。このような問題を解決するために、カッター刃の台金および刃部を厚肉に形成して強度を向上させることが考えられるが、この場合には、上述したようなカッター刃を薄肉に形成したことによる効果を得ることができなくなる。
また、カッター刃による切断作業時に生じる騒音を低減させたいという要求があった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、薄肉に形成されたカッター刃において、切断作業時の振動を抑制することで、深切り込みが可能で騒音の低いカッター刃を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るカッター刃は、中央に取付穴が設けられた円盤形状の台金と、該台金の周縁部に設けられた刃部とを有するカッター刃において、前記台金の一側面には前記取付穴の周辺部にボス部が設けられ、他側面には該取付穴から離間した位置にリング状凸部が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
この発明のカッター刃において、取付穴の周辺部の台金の一側面にボス部を有し、他側面の取付穴から離間した位置にリング状凸部を有するので、同じ厚みの刃部を有する従来のカッター刃と本発明のカッター刃を比較した場合に、本発明のカッター刃は、強度が高くなり、切断時の振れが抑制される。これにより、厚みに対する深い切り込み深さを深くしても、安定して切断作業を行うことができ、被切断材の損傷を防止することができる。つまり、従来より刃部の厚みの薄いカッター刃で深切り込みをすることができるので、狭い切り溝幅で切断作業を行うことができ、切り粉の発生量を低減させるとともに、回転工具に係る負荷を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明に係るカッター刃は、中央に取付穴が設けられた円盤形状の台金と、該台金の周縁部に設けられた刃部とを有するカッター刃において、前記台金の両側面には前記取付穴の周辺部にボス部が設けられ、該ボス部は円環形状板材が低融点金属を介して前記台金の側面に接合されることによって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明のカッター刃において、取付穴の周辺部の台金の両側面に設けられたボス部によってカッター刃が補強されるので、切断時の振れが抑制される。これにより、深切り込み作業においても、安定して切断作業を行うことができ、被切断材の損傷を防止することができる。また、円環形状板材が低融点金属を介して前記台金の側面に接合されることでボス部が形成されているので、低融点金属によって台金および円環形状板材の微小な振動を吸収する効果が得られる。
【００１０】
また、本発明に係るカッター刃は、中央に取付穴が設けられた円盤形状の台金と、該台金の周縁部に設けられた刃部とを有するカッター刃において、前記台金の片側面または両側面には、前記取付穴から離間した位置にリング状凸部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明のカッター刃において、取付穴から離間した位置の台金の片側面または両側面に設けられたリング状凸部によってカッター刃が補強されるので、切断時の振れが抑制される。これにより、深切り込み作業においても、安定して切断作業を行うことができ、被切断材の損傷を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係るカッター刃は、上述したカッター刃であって、前記ボス部は、円環形状板材が低融点金属を介して前記台金の側面に接合されることによって形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明のカッター刃において、円環形状板材が低融点金属を介して台金の側面に接合されることによって、ボス部が形成されているので、切断作業時の騒音を低減させることができる。つまり、低融点金属は台金および円環形状板材よりも軟質であるので、低融点金属によって台金および円環形状板材の微小な振動を吸収することができ、微小な振動による騒音を抑制するのである。このように微小な振動が吸収されることによって、被切断材の損傷を防止するとともに、刃部の欠損も防止することができる。また、このようにボス部と台金とが接合されて形成されているので、一枚の材料を削り出すことで台金にボス部を形成するより低コストで形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るカッター刃は、上述したカッター刃であって、前記リング状凸部は、前記刃部の焼結工程と同時に行われるプレス加工工程における塑性変形を利用して形成されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明のカッター刃において、前記刃部の焼結工程と同時に行われるプレス加工工程における塑性変形を利用してリング状凸部が形成されているので、リング状凸部を形成するために加工工程を増やす必要がなく、低コストでリング状凸部を有するカッター刃を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１、図２に示すように、カッター刃１は、円盤形状の台金３と、台金３の一側面に設けられたボス部４と、台金３の周縁部に設けられた刃部５とを備えて構成されている。台金３は、厚さｔ１のＳＫ材等の炭素鋼により形成されており、その中央に回転工具の回転軸（図示せず）への取付に用いられる取付穴２が設けられており、取付穴２を中心として複数の冷却孔３ａ（図において８個）が等間に隔環状配列されている。ボス部４は、台金３と同じＳＫ材の円環形状板材６が台金３に接合されることにより形成されており、円環形状板材６の内径は取付穴２と同寸法とされ、円環形状板材６と取付穴２とが同軸となるように接合されている。また、台金３の円環形状板材６が接合されている面に対し反対側の面には、リング状凸部９が形成されている。
【００１７】
刃部５は、ダイヤモンド砥粒と金属粉末とが焼結されることによって形成されており、刃部５は台金３の周縁部を挟み込むように形成されているので、刃部５の厚さｔ２は台金３の厚さｔ１よりも厚肉とされている。また、刃部５の両面には表裏において交互となるように複数の溝部７が等間隔に形成されており、溝部７はカッター刃１の径方向に対して傾斜するように設けられている。
【００１８】
また、台金３と円環形状板材６とは、刃部５に用いられている金属粉末よりも低温で融解する低融点金属によって接合されている。これにより、台金３と円環形状板材６との間には、低融点金属による接合層８が形成されることになる。また、低融点金属はＳＫ材よりも軟質であるので、台金３および円環形状板材６よりも接合層８は軟質に形成されている。
【００１９】
また、ボス部４の外径からカッター刃１の外径までの寸法Ｌ１は、カッター刃１の強度と切り込み深さとの兼ね合いによって設定される。つまり、刃部５の厚さｔ２を厚くせずにカッター刃１の強度を向上させるためには、ボス部４の外径を大きく設定することが必要となるが、寸法Ｌ１が短くなってしまうことより切り込み深さが制限されてしまうのである。これより、刃部５の厚さｔ２に対して十分な強度を有するとともに、最大限の切り込み深さを得ることができるように寸法Ｌ１が設定される。本実施の形態において、寸法Ｌ１は、刃部５の厚さｔ２に対して２０〜４０倍となるように設定されている。
【００２０】
また、カッター刃１は、図３に示すようなプレス金型１０が用いられるプレス加工工程によって刃部５が焼結されるとともに、台金３に円環形状板材６が接合される。プレス加工工程に用いられるプレス金型１０は、台金３および円環形状板材６をプレス加工する内側上方金型１１および内側下方金型１２と、刃部５をプレス加工する刃部上方金型１３および刃部下方金型１４と、刃部５の外周を形成する外周環状金型１５とを備えて構成されている。内側上方金型１１には、円環形状板材６に対応する凹部１５が形成されており、内側下方金型１２には、台金３と当接する面に環状凹溝１６が形成されている。また、内側上方金型１１および内側下方金型１２は、同寸法の外径を有する略円盤形状をしており、内側上方金型１１の外周側に刃部上方金型１３が設置され、内側下方金型１２の外周側に刃部下方金型１４が設置され、刃部上方金型１３および刃部下方金型１４の外周側に外周環状金型１５が設置される。
【００２１】
プレス加工工程において、まず、内側下方金型１２、刃部下方金型１４、および外周環状金型１５が設置された状態で、内側下方金型１２の上に台金３が載置され、円環形状板材６が接合される範囲に低融点金属粉末８’が敷設され、低融点金属粉末８’の上に円環形状板材６が配設される。つぎに、内側上方金型１１を台金３および円環形状板材６の上面に当接させ、内側上方金型１１と外周環状金型１５との間に所定量のダイヤモンド砥粒と金属粉末とを投入する。このとき、台金３の周縁部と刃部下方金型１４との間隙にも満遍なくダイヤモンド砥粒と金属粉末とが配置されるために、台金３を載置する前にあらかじめ内側下方金型１２の上にダイヤモンド砥粒と金属粉末とを配置しておいてもよい。
【００２２】
このあと、刃部上方金型１３を内側上方金型１１と外周環状金型１５との間に挿入させる。そして、内側上方金型１１および内側下方金型１２と、刃部上方金型１３および刃部下方金型１４とによって所定の圧力を加えた状態で、プレス金型１０全体を加熱することで、低融点金属粉末８’によって接合層８が形成されて台金３に円環形状板材６が接合されてボス部４が形成されるとともに、刃部５が焼結形成される。このとき、内側下方金型１２に環状凹溝１６が設けられているので、内側下方金型１２に当接していない台金３の側面の一部が下方に突出するように塑性変形し、リング状凸部９が形成される。
【００２３】
このように形成されたカッター刃１は、カッター刃１のボス部４、つまり台金３と円環形状板材６とが狭持されて回転工具の回転軸（図示せず）に固定され、高速回転されることによって切断作業に用いられる。このとき、カッター刃１にボス部４が設けられているので、切り込み深さを深くしても振れが抑制され、安定して切断作業を行うことができ、被切断材の損傷を防止することができる。これにより、ボス部４の外径からカッター刃１の外径までの寸法Ｌ１の切り込みが可能となる。つまり、寸法Ｌ１は刃部５の厚さｔ２に対して２０〜４０倍に設定されているので、切り込み深さはｔ２に対して２０〜４０倍とされ、これは、同じ刃部の厚さを有する従来のカッター刃１における切り込み深さの約２倍の切り込み深さで切り込みをすることができるということである。
【００２４】
また、従来より深切り込みに用いられていたカッター刃より薄肉に形成されているので、切れ味がよく、切断速度を向上することができる。また、切断時の抵抗を抑制することができるので、回転工具の負荷を低減させることができるとともに、カッター刃１の発熱を抑制することができる。また、切り溝幅を狭くすることができるので、切り粉の発生量を低下させることができるとともに、被切断材を有効に活用することができる。また、振動が抑制されていることより、たとえば手持ちの回転工具を用いた場合に、カッター刃１の台金３と被切断材の切断面とが接触する、いわゆる工具のセリを防止する効果が得られ、これによってもカッター刃１の発熱を抑制することができる。
【００２５】
また、台金３と円環形状板材６との間には低融点金属による接合層８が設けられており、接合層８によって微小な振動が吸収されるので、被切断材の損傷を防止することができるとともに、騒音の発生を抑制することができる。また、刃部５の欠損を防止することもできる。また、円環形状板材６を台金３に接合するプレス加工工程は、刃部５の焼結工程と同時に行われるので、従来のカッター刃のプレス加工工程において一部の金型を変更することで対応することができる。また、一枚の材料を削り出して台金３にボス部４を形成する場合と比較して、材料が少なくてすむだけでなく、薄物を削った場合に生じる変形の矯正加工が不要であるので、低コストで形成することができる。
【００２６】
また、台金３に円環形状板材６が接合される面の他方の面に形成されるリング状凸部９によっても、カッター刃１の強度を向上させる効果が得られる。リング状凸部９は、プレス加工工程における塑性変形を利用して形成されるので、削り出し加工や接合加工によって形成するよりも低コストで加工することができる。また、プレス加工工程は刃部５の焼結工程と同時に行われるので、リング状凸部９を形成するために加工工程を増やす必要がなく、加工コストを抑えることができる。
【００２７】
本発明の実施例と比較例とを用いて切断作業を行った実験結果を表１に示す。実施例として、外径が４インチ、刃部の厚みが１ｍｍ、台金の厚みが０．８ｍｍ、ボス部の厚みが２ｍｍ、ボス部の外径が４８ｍｍのカッター刃を使用した。比較例１として外径が４インチ、刃部の厚みが１．２ｍｍ、台金の厚みが０．８ｍｍのカッター刃を使用した。比較例２として外径が４インチ、刃部の厚みが１．８ｍｍ、台金の厚みが１．６ｍｍで、リブが設けられているカッター刃を使用した。リブは台金の中央部の一部を側面方向に突出するように絞り加工によって変形させて形成されている。
【００２８】
実験には、セメントコンクリートと御影石とが用いられ、切断速度、切り溝幅、こば欠け、騒音、切断後の工具温度、および切断時の電流値が測定された。こば欠けとは、切断作業によって切り溝の下端の角部に生じる欠けのことである。切断後の工具温度については、御影石のみ測定された。また、実験には、定格電流５．５Ａ、定格電力３２０Ｗ、定格回転数１２０００ｒｐｍの回転工具が使用された。
【００２９】
【表１】

【００３０】
表１において、実施例の切断速度が最も速いことより、比較例に比べて実施例のカッター刃の切れ味が最も良いことが分かる。また、切り溝幅については、切り溝幅と刃部の厚みとの差を考慮した場合、実施例において最も差が小さいことより、カッター刃の振動が抑制されていることが分かる。こば欠けを観察した結果において実施例が最もこば欠けが少なく、また、騒音について実施例が最も騒音が低いことからも、カッター刃の振動が抑制されていることが分かる。切断後の工具温度および切断時の電流値について実施例が最も低いことより、実施例による切断において切断抵抗が最も低いことが分かる。
【００３１】
以上の実施例と比較例との比較より、本発明の実施例のカッター刃は、切断時の振動が抑制されることによって、切れ味が向上し、切り溝幅が狭くなり、被切断材の損傷を抑制し、騒音が低く、切断抵抗が低減されるという効果を有することが分かる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、台金３の一側面に円環形状板材６が接合され、他側面にリング状凸部９が形成されているが、台金３の両側面に円環形状板材６を接合することで両面にボス部を有するカッター刃としてもよく、台金３の両側面にリング状凸部９が形成されているカッター刃としてもよい。また、ボス部またはリング状凸部９が台金３の片側面にのみ設けられる構成としてもよい。これによっても、従来よりカッター刃の強度を向上させることができ、振動を抑制することができる。また、刃部５の形状や材質は本実施の形態で示した材質以外でもよい。また、接合層８の材質としては、台金３や円環形状板材６よりも軟質な低融点金属で、台金３に円環形状板材６を接合することができればよく、たとえば、銀ローやＣｕ合金などが挙げられる。また、その材料として低融点金属粉末８’と記載したが、粉末以外の形状の低融点金属でもよく、たとえば、金属箔状のものや、半個体状のものでもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るカッター刃によれば、台金の片側面または両側面に、ボス部またはリング状凸部が設けられているので、カッター刃の強度が向上し、切断時の振れを抑制することができる。これにより、被切断材の損傷を防止することができるとともに、切れ味を向上させることができる。また、従来よりも薄いカッター刃で深切り込みをすることができるので、回転工具の負荷を抑制するとともに、材料を有効に活用することができる。
【００３４】
また、ボス部は、台金および円環形状板材よりも軟質な低融点金属を介して、円環形状板材が台金の側面に接合されることによって形成されているので、切断作業時の騒音を低減させることができる。低融点金属によって微小な振動が吸収されることで、被切断材の損傷を防止するとともに、刃部の欠損を防止することができる。また、このようにボス部と台金とが接合されて形成されているので、一枚の材料を削り出して形成するより低コストでカッター刃を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるカッター刃の正面図である。
【図２】カッター刃の断面図である。
【図３】カッター刃のプレス加工工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１　カッター刃
２　取付穴
３　台金
４　ボス部
５　刃部
６　円環形状板材
９　リング状凸部

Claims

中央に取付穴が設けられた円盤形状の台金と、該台金の周縁部に設けられた刃部とを有するカッター刃において、
前記台金の一側面には前記取付穴の周辺部にボス部が設けられ、他側面には該取付穴から離間した位置にリング状凸部が設けられていることを特徴とするカッター刃。
中央に取付穴が設けられた円盤形状の台金と、該台金の周縁部に設けられた刃部とを有するカッター刃において、
前記台金の両側面には、前記取付穴の周辺部にボス部が設けられ、該ボス部は円環形状板材が低融点金属を介して前記台金の側面に接合されることによって形成されていることを特徴とするカッター刃。
中央に取付穴が設けられた円盤形状の台金と、該台金の周縁部に設けられた刃部とを有するカッター刃において、
前記台金の片側面または両側面には、前記取付穴から離間した位置にリング状凸部が設けられていることを特徴とするカッター刃。
請求項１に記載のカッター刃であって、
前記ボス部は、円環形状板材が低融点金属を介して前記台金の側面に接合されることによって形成されていることを特徴とするカッター刃。
請求項１または請求項３に記載のカッター刃であって、
前記リング状凸部は、前記刃部の焼結工程と同時に行われるプレス加工工程における塑性変形を利用して形成されていることを特徴とするカッター刃。