JP2006088288A - 円形カッター、及びそのプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度が高く、かつ切削時に発生する騒音を低く抑えられる円形カッター、及びその円形カッターを簡易に成形できるプレス成形方法を提供する。
【解決手段】円盤状の本体部３の外周に切削刃３４を備えた円形カッター１の本体部３を、少なくとも２枚の積層された金属板４，６で、それぞれの金属板４，６が所定箇所で固着されており、更に金属板４，６の双方に本体部３と同心円状の複数の突部１０，１２が連続して形成され、かつ金属板の径方向に沿った断面において突部１０，１２が、本体部３の外方に突出した円弧状で、かつ突部間に形成された各金属板４，６の合わせ面内側に突出した環状の突状部１１，１３を、対向する金属板４，６に形成された突部１０，１２の円弧内面に位置させて円形カッター１を構成した。これにより強度が高く、騒音の発生を抑えた円形カッター１を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、球面状に湾曲した円形カッターで、マンホールの補修工事などにおいて路面を円形に切断する円形カッター、及び円形カッターを球面状に成形するプレス成形方法に関し、特に強度と制振性が高く、良好な切削効率を備え、切断時の騒音を低減させた円形カッターに関する。

マンホールを補修する工事では、球面状に湾曲させた円形カッターを用いてマンホールの外周に沿って路面を切断しマンホールを路面から取り外すことがある。このような路面の切断に用いる円形カッターは、球面状に湾曲させた金属製の本体部の外周にダイヤモンドの刃を備え、図９に示すように支持軸３０の端部に円形カッター１を取り付け、マンホール３２の中心に支持軸３０の先端を回動自在に設置し、円形カッター１を回転させながら支持軸３０を回動させてマンホール３２の外方のアスファルト部分を円形に切断していた。そして路面からマンホール３２の基礎部分（図示せず。）を取り外して補修工事を行う。

ところが従来のプレス成形方法では、平板な金属板を球面状の本体部に成形するのは金属のスプリングバックが大きいことなどから困難であり、従来はへら絞り加工を用いて本体部を球面状に成形していた。

特開２００３−１４５４３１号公報

しかしながらへら絞り加工は、回転させた金属板にへらを押し当て徐々に金属板を変形させていくことから手間と時間がかかり、円形カッターの製造コストが高くなっていた。また平板な金属板を所望の球面形状に形成するには作業者の熟練を必要とした。

更に周方向に沿った本体部の厚みに変動があったり、本体部に変形やゆがみがあると、円形カッターを回転させたときの振動源となり、切削効率の低下や騒音を発生させる原因となることがあった。

本発明は、強度が高く、かつ切削時に発生する騒音を低く抑えられる円形カッター、及びその円形カッターを簡易に成形できるプレス成形方法を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、円形カッターを次のように構成した。

円盤状の本体部の外周に切削刃を備えた円形カッターにおいて、本体部が、少なくとも２枚の積層された金属板で、それぞれの金属板が所定箇所で固着されており、更に前記金属板の双方に該本体部と同心円状の複数の突部が連続して形成され、かつ金属板の径方向に沿った断面において該突部が、金属板の合わせ面外側に突出した円弧状で、かつ前記突部間に形成された各金属板の合わせ面内側に突出した環状の突状部を、対向する金属板の合わせ面内側に形成された突部の円弧内面に位置させて円形カッターを構成した。

円形カッターは、平板状のみでなく球面状のカッターも含む。平板上のカッターとしては、円板上の本体部の外周に切削刃を備えた直線切削用の円形カッターであり、球面状のカッターとしては、球面状に形成された本体部の外周に切削刃を備え、本体部の中心から延びる支持軸の先端を回動自在に設置させ、支持軸の設置点を中心とした円に沿って切削する円形カッターなどである。

本体部は基本的に２枚の積層した金属板で構成しているが、金属板の間に単数、あるいは複数の金属板、更には樹脂材等金属以外の材質からなる板材を適宜介在させてもよい。

積層する金属板は両者等しい厚みでなくともよく、また材質が両者異なっていてもよい。金属板を相互に固着する手段は、スポット溶接が好ましいが、かしめによっても、またそれらを組み合わせてもよい。金属板どうしの固着は、金属板の間に空隙を備え、かつ金属板どうしが使用中に分離されることがないように、その数、位置、間隔、手段等を適当に選択して行う。

円形カッターを形成する方法は、複数枚の金属板を積層し、積層した金属板を適宜スポット溶接等により互いに固着させ、この積層された金属板を、凹及び凸の球面状の成形面に沿って形成された、同心円状の突部先端を有する一対の金型を用い、金型の一方の型の突部先端の間に対向する他の型の突部先端を交互に向かい合わせてプレス成形する。

突部先端は、例えば金型に同心円状の段差を形成し、その段差の角部を用いる。尚突部先端は段差に限るものではなく、突出させた他の形状で形成してもよい。

突部先端を結んで形成される成形面は、成形しようとする形状にほぼ等しく形成されている。但しプレス金型を完全に閉じた際、突部先端により金属板が押圧変形されるとともに、突部先端に直接接する金属板だけでなくその金属板に積層された金属板も裏面側に凸状に押圧変形されるように加圧する。また突部先端は、押圧した後金属板の表面に同心円状の線状痕が生じるような角度で金属板に当接することが好ましいが、線状痕はなくともよい。

尚、積層した金属板をスポット溶接等により固着させた後プレス成形したが、個別に金属板をプレス成形した後金属板を相互に固着させてもよい、

本発明の円形カッターは、本体部に複数の円弧状の突部が同心円状に連続して形成されているので強度が向上し、本体部にゆがみや変形が発生せず、かつ交互に形成された突部により金属板の間に空隙が形成されるので、制振性が高まり、切削効率を高め、切削時に発生する騒音を抑制できる。また、突部の内面に、対向する金属板の突状部が接するので、より強度と制振性が向上され、騒音の発生を防止できる。

本発明の円形カッターの成形方法によれば、マンホールの補修工事用に用いられる球面状に湾曲した円形カッターで、積層された金属板のそれぞれに、半径方向に連続した同心円状の突部を、対向した金属板の突部と半径方向にずれた位置となるように有する本体部を容易に、かつ正確にプレス成形できる。

本発明にかかる円形カッター及びプレス成形方法について説明する。

円形カッター１は、図３に示すように球面状に湾曲させた本体部３の外周部分に、図２に示すようにダイヤモンド刃３４が溶着などにより固定されている。円形カッター１は、例えば図９に示すように円形カッター１の中心に回転支持軸３０の一端を取り付け、他端をマンホール３２の中心に設置し、円形カッター１を駆動機構（図示せず。）等により回転させながら回転支持軸３０を設置点を中心として周回させ、マンホール３２の周囲のアスファルトを円形に切断する。

本体部３は図１に示すように、金属板４と金属板６の２枚の金属板からなり、金属板４を内側にしてスポット溶接により両者が固着してある。スポット溶接は、本体部３の外周付近で間隔を狭く密に施してある。尚スポット溶接でなくともよく、また本体部３に均等に固着点を施してもよい。

金属板４と金属板６は円盤状で、球面状に湾曲しており、金属板４の表面には円弧状に突出した突部１０が、また金属板６には円弧状に突出した突部１２がそれぞれ同心円状に、かつ各円弧を連続させて外方に向けて形成してある。

突部１０及び突部１２は、図１に示すように本体部３の外周部分で幅が狭く、中心部分で幅が広くなるよう形成され、更に突部１０と突部１２とは半径方向に互いにずらして形成してある。すなわち隣合った２つの突部１２の間に形成される環状の突状部１３が突部１０の円弧内面の頂点付近に位置し、同様に、突部１０の間に形成されている環状の突状部１１が突部１２の円弧内面の頂点付近に位置している。更に突状部１１や１３は、それぞれ対向する突部１２や突部１０の内周面に接していることが好ましい。

また金属板４と金属板６の間には、突部１０と突部１２により空気層１８が形成されている。

したがって円形カッター１は、本体部３に突部１０と突部１２が設けられているので強度が高くなり、使用中のぶれやゆがみが少なく円滑に効率よく路面を切断できる。金属板６の間に空気層１８が形成されているので、音の減衰率が高くなり、騒音の発生を抑えることができる。また強度が向上するので、高い耐久性が得られる。これらにより、効率よくマンホールの補修工事が進行できる。

次に円形カッター１の成形方法について説明する。

円形カッター１の成形に用いる金型２０を図７に示す。金型２０は、雄型２２と雌型２４からなる。

雄型２２は、図８（図７の雄型２２を表裏反転したものである。）及び図４に示すように径の異なる円板を径の大きさに従って順次積層したように階段状に形成されている。更に雄型２２の各段差の角部は、ほぼ直角に屈曲した突部先端２３となっており、個々の突部先端２３を結んで形成される成形面Ａは、図に示すように本体部３の内面にほぼ等しい球面を形成している。

雌型２４は、図７及び図４に示すように雄型２２に対応した円形の階段状の凹面を有するように形成されている。雌型２４の各段差の角部は雄型２２と同様直角に屈曲し、突部先端２５となっており、個々の突部先端２５を結んで形成される成形面Ｂは、図４に示すように本体部３の外面にほぼ等しい球面を形成している。

更に雄型２２の突部先端２３と雌型２４の突部先端２５は、金型２０を完全に閉じた際、金属板４及び６に本体部３の所望の形状を越えた過剰な変形が加えられるように形成してある。

金属板４及び金属板６は、図７に示すように予め中心に孔９を有する円形に形成してあり、スポット溶接により互いに固着してある。金属板４及び金属板６の材質は、鋼、ステンレス等特に問わず、またそれぞれの材質が異なっていてもよい。更に、スポット溶接でなく、かしめ接合等他の接合方法で接合してもよい。

接合した金属板４、６を雌型２４の上に置き、孔９を用いて金型２０と金属板４等との中心を合わせ、プレス機で加圧する。金属板４、６は、雄型２２により押圧され図５に示すように徐々に球面状に成形される。図６に示すように金型２０が完全に閉じられると金属板４、６は、突部先端２３と突部先端２５により、金属板４と金属板６の双方に同心円状の突状部１１、１３が形成され、更にこの突状部１１、１３により押圧されて突部１２と１０が金属板６と金属板４に円弧状に連続して形成される。

これにより本体部３は球面状に形成されるとともに、図１に示すように同心円状の突部１０と１２、及び突状部１１と１３が金属板４と金属板６に形成され、金属板４と金属板６の間に空間１８が設けられる。

金型２０により成形された本体部３の外周に、切削刃３４を取り付けてカッター１を成形する。本体部３には、突部１０等が同心円状に形成され、しかも突部１０と１２により空隙１８を間に有する積層構造に成形される。したがって低騒音で効率よく路面を切断できる円形カッター１を形成できる。

またかかる金属板４等へ行うプレス作業を、金型２０に対する組付けを回転方向に角度を変えて複数回行ってもよい。すると、圧延時などに生じた金属板４等の方向性を打ち消し、周方向に対してより均一な構造の本体部３を成形できる。

更に突部先端２３等を段部の角を用いて形成したが、本発明の金型２０は階段状に限らず他の形状、例えば鋸歯状、あるいは部分的に盛り上げた突起等から突部先端を形成してもよい。

また所望の形状に打ち抜いた金属板を順次積層し、積層した外端面を溶接等により溶着させて金型２０を形成してもよい。すると、低コストで、容易に金型２を製造できる。

また本発明のプレス成形方法は、カッター１の本体部３でなく、他のものを成形してもよく、その形状も球面状に限らず、平面状、円錐状、角錐状、楕円状、また中心をずらした形状としてもよい。

更に本発明にかかる円形カッターは球面状に限らず、図１０に示す円形カッター２のように平板状でもよい。

本発明にかかる円形カッターの一実施形態を示す一部断面図である。 円形カッターを示す正面図である。 本発明にかかる円形カッターを示す断面図である。 本発明にかかるプレス金型の開放した状態を示す図である。 本発明にかかるプレス金型の閉じた途中の状態を示す図である。 本発明にかかるプレス金型を閉じた状態を示す図である。 本発明にかかるプレス金型の開放した状態を示す分解斜視図である。 雄型の一実施形態を示す斜視図である。 カッターの使用例を示す斜視図である。 カッターの他の例を示す断面図である。

符号の説明

１、２ カッター
３ 本体部
４、６ 金属板
９ 孔
１０、１２ 突部
１１、１３ 突状部
１８ 空隙
２０ 金型
２２ 雄型
２４ 雌型
２３、２５ 突部先端
３０ 回転支持軸
３２ マンホール
３４ 切削刃

Claims (5)

1. 円盤状の本体部の外周に切削刃を備えた円形カッターにおいて、
   本体部が、少なくとも２枚の積層された金属板で、それぞれの金属板が所定箇所で固着されており、更に前記金属板の双方に該本体部と同心円状の複数の突部が連続して形成され、かつ金属板の径方向に沿った断面において該突部が、該本体部の外方に突出した円弧状で、かつ前記突部間に形成された各金属板の合わせ面内側に環状に突出した突状部を、対向する金属板の突部の円弧内面に位置させたことを特徴とした円形カッター。
2. 本体部を球面状に形成し、該本体部の中心から延びる回転支持軸の先端を回動自在に設置し、前記回転支持軸の設置点を中心とした円に沿って切削する円形カッターである請求項１に記載の円形カッター。
3. 少なくとも２枚の積層した金属板を相互に固着させ、成形面に沿って複数の同心円状の突部先端を有する金型を用い、該金型の一方の型の突部先端の間に他方の型の突部先端を交互に向かい合わせて前記金属板をプレス成形することを特徴とした請求項１または２に記載の円形カッターのプレス成形方法。
4. 少なくとも２枚の金属板を同時に、あるいは個別にプレス成形した後、プレス成形された該金属板を重ね合わせ相互に固着させる請求項３に記載の円形カッターのプレス成形方法。
5. 金型は、同心円状の段差を複数備え、該段差の角部を突部先端とした請求項３または４に記載のプレス成形方法。

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