JP2007001069A - 切削装置及び切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 冷却水を用いずに被削物の切削を行なっても好適に切削可能な切削装置及びこれを用いた切削方法を提供する。
【解決手段】 回転軸１を備え該回転軸１を軸線Ｏ１回りに回転させる回転駆動手段２に支持され回転軸１と同軸Ｏ１で回転する切削工具４を備えた切削装置Ａに、切削工具４に冷却気体を接触させて切削工具４を冷却する冷却装置５を具備する。また、この冷却装置５によって供給する冷却気体の温度を−５℃〜−４０℃とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、コンクリート構造物等の被削物の切削に用いられる切削装置及び切削方法に関する。

従来、コンクリート構造物等の穿孔や切断、溝切りなどの切削には、コアビット（切削工具）を備えたコアドリルや、例えばダイヤモンドブレード（切削工具）を備えたウォールカッターなどの切削装置が用いられている。

コアドリルは、例えばコンクリート構造物（被削物）の穿孔やコア試料の採取などに用いられ、減速機付のモータなどの回転駆動手段と、回転駆動手段の回転軸に軸線方向を一致させつつ接続され先端に切刃を備えた略円筒状のコアビットとが主な構成要素とされている。

この種のコアドリルは、被削物に固定された略平盤状の台座と一体形成され台座の下面に直交する方向に延設された支柱に、支持部材を介して軸線方向に進退自在に回転駆動手段を支持させて使用される。支柱に支持されたコアドリルは、コアビットを軸線回りに高速回転させ、支柱に沿って軸線方向を保ちつつ移動して切刃を被削物に切り込ませることで被削物の切削が可能とされる。また、切削時には、略円筒状のコアビット内に冷却水を供給することにより、高速回転して被削物と接触するコアビットの特に切刃の冷却や、切削時の摩擦抵抗の低減、粉塵の飛散防止などが図られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、ウォールカッターは、例えばコンクリート構造物の壁やスラブなど（被削物）の切断や溝切りなどに用いられており、減速機付のモータなどの回転駆動手段と、回転駆動手段の回転軸に軸線方向を一致させつつ環装される略円板状のブレードとが主な構成要素とされている。また、被削物に固定されるガイドレールと、ガイドレールに接続されガイドレールに沿って進退自在とされた支持枠と、支持枠に支持されブレードの下端側を突出させつつ被覆するブレードカバーとが具備されたものがある。この種のウォールカッターでは、回転駆動手段が、支持部材を介して支持枠に支持され、回転軸の軸線方向とガイドレールの延設方向とに直交する方向に軸線方向を配して並設された支持枠の２つの軸部に沿って進退自在とされている。

このように構成されたウォールカッターは、ブレードカバーで被覆された状態のブレードを軸線回りに高速回転させつつ回転駆動手段をブレードとともに支持枠の軸部に沿って移動し、ブレードの外周に形成された切刃を被削物に切り込ませ、且つ支持枠をガイドレール上で移動することにより被削物の切断や溝切りなどを行なうことが可能とされる。また、切削時には、ブレードカバー内で高速回転するブレードの軸線に直交する両側面に向けて、この両側面に沿って設けられた多数の散水孔を有するパイプから冷却水が吐出され、この冷却水によってブレードの特に切刃の冷却や、切削時の摩擦抵抗の低減、粉塵の飛散防止などが図られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−３５４９０４号公報 特開平９−３００３４０号公報

しかしながら、上記の通り、一般に、コアドリルやウォールカッターといった切削装置では、冷却水を供給しつつ切削を行なうため、切粉などの切削屑が混ざった水（泥水）を回収することに多くの労力を要し、この回収した泥水の処理にも多くの労力と費用を要するという問題があった。また、冷却水を用いて切削を行う場合には、冷却水を使用せずに乾式で行なう場合と比較して、切削屑の回収率が低下するという問題もあった。

この一方で、特にコアドリルにおいては、冷却水を用いずに乾式で切削可能なコアビットも存在する。しかしながら、この種のコアビットは、切削時に発生する高温の熱に対する耐熱性や、被削物との摩擦接触に対する耐摩耗性が付与されているものの、やはり悪条件下での使用となるため切削時に熱膨張を生じて食い込みが生じたり、切削量が少ないうちに切刃の破損が生じる場合があるといった問題があった。

本発明は、上記事情を鑑み、冷却水を用いずに被削物の切削を行なっても好適に切削可能な切削装置及びこれを用いた切削方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の切削装置は、切刃を備えた切削工具と、該切削工具を支持して軸線回りに回転させる回転駆動手段とを備え、前記軸線と同軸で回転する前記切刃によって被削物の切削を行なう切削装置において、前記切削工具に冷却気体を接触させて該切削工具を冷却する冷却装置が備えられていることを特徴とする。

また、本発明の切削装置においては、前記切削工具が、略円筒状に形成され先端に前記切刃を備えるコアビットであってもよい。

さらに、本発明の切削装置においては、前記切削工具が、略円板状に形成され外周に前記切刃を備えるブレードであってもよい。

本発明の切削方法は、切刃を備えた切削工具と、該切削工具を支持して軸線回りに回転させる回転駆動手段とを備え、前記軸線と同軸で回転する前記切刃によって被削物の切削を行なう方法であって、前記切削工具に冷却気体を接触させつつ前記切削工具の前記切刃を前記被削物に切り込ませることを特徴とする。

また、本発明の切削方法においては、−５℃〜−４０℃の前記冷却気体を前記切削工具に接触させることが望ましい。

本発明の切削装置及び被削物の切削方法によれば、回転軸と同軸で回転する切削工具に冷却気体を接触させて被削物の切削を行なうことによって、切削工具を常に低温状態に維持することができ、切削時に被削物との接触に伴う発熱によって熱膨張が生じることを防止できるため、切削時の食い込みや切削量が少ないうちに切刃の破損が生じることを防止できる。これにより、乾式で切削を行なっても円滑且つ安定した切削作業を促すことができ、好適に切削を行なうことが可能となる。また、乾式で切削を行なえることにより、従来の冷却水を用いた場合と比較して、作業現場の周囲に切削屑が混ざった水が飛散したり大量に流れ出したりすることがなく、切削屑の回収を確実に行なうことが可能となる。

また、切削工具が円筒状のコアビットである場合においては、例えばコアビットの内孔に冷却気体を供給してコアビットに接触させることで、コアビットの内孔から切刃に向けて冷却気体を供給することができる。これにより、特に切削時に被削物内で高速回転される切刃を低温状態で維持することができるため、切削時の食い込みや切刃の破損を防止することが可能となる。また、この場合には、コアビットの内孔側から切刃に供給された冷却気体がコアビットの外周面側から被削物の外部に排出されるため、この冷却気体の流動とともに切削屑を外部に排出することが可能となる。よって、切削時の食い込みをより確実に防止することができる。

さらに、切削工具が円板状のブレードである場合においては、例えば回転とともに被削物に切り込まれ発熱を伴って被削物の外部に出現する切刃に冷却気体を接触させることで、常に低温状態の切刃を被削物に切り込ませることができる。よって、乾式で切削を行った場合においても、切削時の食い込みや切削量が少ないうちの刃部の破損を防止することが可能となる。

本発明の切削方法においては、−５℃〜−４０℃の冷却気体を切削工具に接触させることによって、確実に切削工具を低温に維持することが可能となり、乾式で切削を行った場合においても好適に切削を行なうことが可能となる。

以下、図１から図５を参照し、本発明の第１実施形態に係る切削装置及びこれを用いた被削物の切削方法について説明する。

本実施形態は、例えばコンクリート構造物（被削物）の切削に用いられる切削装置及び被削物の切削方法に関するものであり、特に切削工具が穿孔やコア試料の採取などに用いられるコアビットであるコアドリル（切削装置）及びこれを用いた切削方法に関するものである。

本実施形態のコアドリルＡは、図１から図２に示すように、回転軸１を備えこの回転軸１を軸線Ｏ１回りに回転させる例えば減速機付のモータなどの回転駆動手段２と、略円筒状に形成され先端に被削物の切削に供する切刃３を備えたコアビット４と、略Ｔ字状に形成されコアビット４に冷風（冷却気体）を供給する冷却装置５と、回転軸１とコアビット４との間に介装され回転軸１とコアビット４とを互いの軸線Ｏ１方向を一致させつつ一体とするとともに、冷却装置５が接続された冷風注入用アタッチメント６とが主な構成要素とされている。

冷風注入用アタッチメント６は、図２及び図３に示すように、第１アタッチメント部６ａと第２アタッチメント部６ｂとからなり、第１アタッチメント部６ａは、略円筒状に形成されるとともにその軸線Ｏ１方向の一端６ｃから他端６ｄまでの間に１つの段差部６ｅが設けられ、一端６ｃから段差部６ｅまでの外径に対して段差部６ｅから他端６ｄまでの外径が小径とされている。また、この第１アタッチメント部６ａには、一端６ｃから段差部６ｅに向けて延びる軸線Ｏ１中心の第１内孔６ｆと、他端６ｄから第１内孔６ｆに向けて延びる軸線Ｏ１中心の第２内孔６ｇとが設けられており、これら第１内孔６ｆと第２内孔６ｇとは不連続とされている。また、第１アタッチメント部６ａには、外面から第２内孔６ｇの一端６ｃ側の内面に貫通する貫通孔６ｈが設けられている。

ここで、第１内孔６ｆの内面には雌ネジの螺刻が施され、回転駆動手段２の回転軸１の外面に形成された雄ネジと螺合されて互いを一体とすることが可能とされている。また、段差部６ｅから他端６ｄまでの外面には雄ネジの螺刻が施され、コアビット４の後述する接続部４ａの内面に形成された雌ネジと螺合されて互いを一体とすることが可能とされている。

他方、第２アタッチメント部６ｂは、略円筒状に形成されているとともに、軸線Ｏ１方向の一端６ｉ側と他端６ｊ側とにそれぞれ径方向内側に延出された延出部６ｋが設けられている。これにより、第２アタッチメント部６ｂは、外径を一定としつつ各延出部６ｋの内径が、延出部６ｋで挟まれた軸線Ｏ１方向内側部分の内径よりも小径とされている。また、第２アタッチメント部６ｂには、軸線Ｏ１方向略中央位置に、外面から内面に向けて貫通する貫通孔６ｌが設けられ、これとともに貫通孔６ｌと連通し外面から径方向外側に突出する円筒状の突出部６ｍが設けられている。さらに、第２アタッチメント部６ｂの外面には、径方向外側に延びる棒状部材６ｎが取り付けられている。

このように構成された第１アタッチメント部６ａと第２アタッチメント部６ｂとは、第２アタッチメント部６ｂの内孔に第１アタッチメント部６ａが挿通されて冷風注入用アタッチメント６を形成している。また、第２アタッチメント部６ｂの一端６ｉと他端６ｊとにそれぞれ設けられた延出部６ｋの軸線Ｏ１方向に沿う端面（内面）が、必要に応じてシール材やベアリング等を介して、第１アタッチメント部６ａの一端６ｃから段差部６ｅまでの外面と摺動可能に密着されて第２アタッチメント部６ｂが第１アタッチメント部６ａに支持されている。これにより、第１アタッチメント部６ａと第２アタッチメント部６ｂとの間には内空部６ｑが画成され、この内空部６ｑを通じて第１アタッチメント部６ａの貫通孔６ｈと第２アタッチメント部６ｂの貫通孔６ｌとが連通状態とされる。

冷却装置５は、いわゆるボルテックスノズルと称されるものであり、図２及び図４から図５に示すように、対向する２つの吐出口５ａ、５ｂとこれら吐出口５ａ、５ｂに直交する方向に向けて開けられた給気口５ｃとを備える略Ｔ字管状の装置本体５ｄと、装置本体５ｄの内部に設けられたボルテックスチューブ５ｅとから構成されている。給気口５ｃには、図１に示すように、給気管５ｆの一端が接続され、この給気管５ｆの他端には、圧力空気を給気口５ｃに送るコンプレッサー７が除油フィルター８や除湿フィルター９、ガスクーラー１０を介して接続されている。

ここで、この冷却装置５は、給気管５ｆと給気口５ｃとを通じて装置本体５ｄ内に供給された圧縮空気が、ボルテックスチューブ５ｅによって装置本体５ｄ内で高速回転させられて渦流を生じることにより圧縮、膨張させられ冷風と熱風とに分離するものとされている。そして、分離された冷風と熱風は、冷風が装置本体５ｄの一方の吐出口５ｂから、熱風が他方の吐出口５ａから吐出するものとされている。このため、この冷却装置５は、装置本体５ｄの、冷風を吐出する一方の吐出口５ｂ側の端部が、図２及び図３に示した第２アタッチメント部６ｂの突出部６ｍに挿通されつつ接続されて冷風注入用アタッチメント６と一体とされている。

コアビット４は、図２及び図３に示すように、略円筒状に形成され、先端４ｂに被削物の切削に供されるダイヤモンドチップ等からなる複数の切刃３が設けられている。また、このコアビット４は、後端４ｃから若干先端４ｂ側の部分が、冷風注入用アタッチメント６の第１アタッチメント部６ａの段差部６ｅから他端６ｄまでの部分と螺合される接続部４ａとされ、接続部４ａの先端４ｂ側の端部から先端４ｂまでの部分が、接続部４ａよりも内径、外径ともに大きく形成された本体部４ｄとされている。本体部４ｄの先端４ｂに設けられた複数の切刃３は、それぞれが周方向に沿って形成されるとともに先端４ｂから軸線Ｏ１方向に凸設され、周方向に等間隔で設けられている。

ついで、上記の構成からなるコアドリル（切削装置）Ａを用いて被削物の切削を行なう方法について説明する。

はじめに、図１に示すように、被削物Ｗに、支柱１１の軸線が所定の方向となるよう台座１２を取り付け、これとともに、支持部材１４を介して支柱１１に回転駆動手段２を支持させてコアドリルＡを設置する。また、ここでは、図３に示すように、椀状に形成され、底板１３ａの軸心Ｏ１中央にコアビット４の外径と略等しい径の中心孔を有する集塵カバー１３を、中心孔にコアビット４を挿通しつつ設置している。このとき、コアビット４で支持された集塵カバー１３は、その開口側の端部１３ｂを被削物Ｗに当接させた状態とされている。

ついで、回転駆動手段２を駆動しコアビット４を軸線Ｏ１回りに高速回転させる。このとき、冷風注入用アタッチメント６の第１アタッチメント部６ａは、回転駆動手段２の回転軸１と一体に軸線Ｏ１回りに高速回転され、これに接続されたコアビット４に回転力を伝達しコアビット４を軸線Ｏ１回りに高速回転させる。一方、第１アタッチメント部６ａが摺動可能に挿通された第２アタッチメント部６ｂは、例えば図２に示した棒状部材６ｎを固定支持することで回転されずに定位置に保持されている。

ついで、支柱１１に沿って被削物Ｗ側に支持部材１４を移動することにより回転駆動手段２を移動してコアビット４の切刃３を被削物Ｗに切り込ませる。さらに回転駆動手段２を支柱１１に沿って被削物Ｗ側に移動することで被削物Ｗを切削してゆく。一方、このとき、コンプレッサー７から、除油フィルター８と除湿フィルター９を介して油分や湿気を取り除きつつ、且つガスクーラー１０を介して例えば１０℃〜２０℃程度に調整された圧縮空気を、約０．７ＭＰａ程度の圧力をもって冷却装置５に送気する。送気された圧縮空気は、冷却装置５のボルテックスチューブ５ｅによって高速回転させられ冷風（冷却気体）と熱風とに分離される。このうち、−５℃〜−４０℃程度の冷風が一方の吐出口５ｂから吐出され、図３に示すように、第２アタッチメント部６ｂの貫通孔６ｌを介して、第１アタッチメント部６ａと第２アタッチメント部６ｂとの間に画成された内空部６ｑに送られる。内空部６ｑに送られた冷風は、高速回転している第１アタッチメント部６ａの貫通孔６ｈを通じて第２内孔６ｇに供給されるとともに、この第２内孔６ｇに連通するコアビット４の内孔に供給されコアビット４と接触する。

コアビット４の内孔に供給された冷風は、コアビット４を冷却するとともに、被削物Ｗのコアビット４によって切削形成された平面視で環状の切削溝Ｗ１の、コアビット４の内面とこの内面側の切削面との間を通り、被削物Ｗと高速回転しつつ接触するコアビット４の切刃３に向けて流れてゆく。さらに、切刃３に供給された冷風は、複数の切刃３の隙間や被削物Ｗと接触する切刃３の先端側を通ってコアビット４の外面とこの外面側の切削面との間に流通される。そして、被削物Ｗに端部１３ｂが当接された集塵カバー１３の内空部１３ｃに排出される。

このように流通する冷風は、被削物Ｗと高速回転しつつ接触して発熱したコアビット４、特に切刃３に接触することでこれらを急激に低温化し、発熱に伴う熱膨張を抑制する。また、被削物Ｗが切刃３により切削されることで生じる粉塵（切削屑）を冷風の流通とともに集塵カバー１３の内空部１３ｃに搬送する。そして、この集塵カバー１３の内空部１３ｃに冷風とともに搬送された切削屑は、例えば集塵カバー１３に内空部１３ｃと管１３ｄを介して接続された図示せぬ集塵機の吸引力によって内空部１３ｃから冷風とともに除去されて集塵機に回収される。

したがって、上記のコアドリル（切削装置）Ａ及び切削方法においては、冷却装置５を備え、被削物Ｗの切削時にコアビット４の内孔に冷風（冷却気体）を供給し、コアビット４と冷却気体を接触させつつ切削を行なうことができるため、コアビット４の切削に伴う発熱を抑制することができる。これにより、乾式で切削を行なってもコアビット４に熱膨張が生じることを防止できるため、例えば切削時にコアビット４が切削溝Ｗ１内に食い込んだり、切削量が少ないうちに切刃３の破損が生じることを防止することが可能となる。よって、円滑且つ安定した切削作業を促すことが可能となる。

また、切削時に冷却気体を供給することにより、切削屑を冷却気体の流通とともに円滑に被削物Ｗの外部に排出することができ、本実施形態に示したように、例えば集塵カバー１３を設けることで容易に切削屑を回収することができる。このため、例えば従来の冷却水を用いて切削を行う場合と比較して、作業現場の周囲に切削屑が混ざった水が飛散したり大量に流れ出したりすることがなく、切削屑の回収を確実に行なうことが可能となる。

さらに、冷却気体の温度を−５℃〜−４０℃とすることによって、確実にコアビット４の発熱を抑制することができ、上記の効果をより確実なものとすることができる。

なお、本発明は、上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、温度が１０℃〜２０℃程度で、圧力が約０．７ＭＰａの圧縮空気を冷却装置５に供給して冷却気体を発生させるものとしたが、この限りではなく、本発明に係る冷却装置５は、ボルテックスチューブ５ｅの仕様や、圧縮空気の圧力や温度に応じて供給する冷却気体の温度を調整することが可能であるため、圧縮空気の温度や圧力は特に限定される必要のないものである。これに関連して、圧縮空気を冷却装置５に供給する手段として、コンプレッサー７を用い、さらにコンプレッサー７から吐出した圧縮空気が除油フィルター８や除湿フィルター９、ガスクーラー１０を介して冷却装置５に供給されるものとしたが、冷却装置５に圧縮空気を供給する手段はコンプレッサー７に限定される必要はなく、且つ除油フィルター８や除湿フィルター９、ガスクーラー１０は必ずしも具備される必要のないものである。

また、本実施形態では、冷却装置５を冷却注入用アタッチメント６に取り付け、この冷却注入用アタッチメント６を介して冷却気体をコアビット４と接触させるものとしたが、図２に示すように、例えば回転駆動手段２に設けられる従来の冷却水供給用の貫通孔２ａに冷却装置５を接続するとともに、回転軸１を直接コアビット４の接続部４ａに接続してコアビット４の内孔に冷却気体を供給してもよいものである。よって、冷却注入用アタッチメント６は必ずしも具備される必要のないものであるとともに、冷却気体をコアビット４に接触させて切削時の発熱を抑制可能であれば冷却気体を供給する構成は特に限定される必要のないものである。これに関連して、冷却気体をコアビット４の内孔に供給するものとしたが、例えばコアビット４の外面に冷却気体を吹きかけるなどして発熱を抑制してもよいものである。

さらに、本実施形態の切削装置Ａは、台座１２に設けられた支柱１１に支持部材１４を介して支持されるコアドリルＡであるものとして説明を行なったが、本発明は、例えば手持ち式のコアドリルに適用されてもよいものであるとともに、コアを形成しないノンコアドリルに適用されてもよいものである。

ついで、図４から図１０を参照し、本発明の第２実施形態に係る切削装置及び切削方法について説明する。本実施形態においては、第１実施形態に共通する構成に対して同一符号を付し、その詳細についての説明を省略する。

本実施形態は、例えばコンクリート構造物（被削物）の切削に用いられる切削装置及び被削物の切削方法に関するものであり、特に切削工具が壁やスラブなどの切断や溝切りなどに用いられるブレードのウォールカッター（切削装置）及びこれを用いた切削方法に関するものである。

本実施形態のウォールカッターＢは、図６から図８に示すように、例えば回転軸１を備えこの回転軸１を軸線Ｏ１回りに回転させる減速機付のモータなどの回転駆動手段２と、回転駆動手段２の回転軸１に軸線Ｏ１方向を一致させつつ環装される略円板状のブレード２０と、略Ｔ字状に形成されブレード２０に冷風（冷却気体）を吹きかける冷却装置５とが主な構成要素とされている。また、被削物Ｗに固定されるガイドレール２１と、ガイドレール２１に接続されガイドレール２１に沿って進退自在とされた支持枠２２と、支持枠２２に支持されブレード２０の下端２０ａ側を突出させつつ被覆するブレードカバー２３とが具備されている。

回転駆動手段２は、支持部材１４を介して支持枠２２に支持されている。このとき、回転駆動手段２は、回転軸１の軸線Ｏ１方向とガイドレール２１の延設方向とに直交する方向に軸線Ｏ２方向を配して並設された支持枠２２の２つの軸部２４に沿って昇降可能とされている。

本実施形態のブレード２０は、図７から図１０に示すように、略円板状に形成された例えば鋼製の基板２０ｂと、この基板２０ｂの外周縁に沿って設けられた複数のセグメントチップ（切刃）３とから構成されている。基板２０ｂには、中心軸心Ｏ１に、回転駆動手段２の回転軸１が嵌合される図示せぬ中心孔が設けられている。セグメントチップ３は、基板２０ｂの外周縁に径方向外側に向けて突設されており、基板２０ｂの外周縁に沿って円弧状を呈する所定幅で形成されているとともに、基板２０ｂの厚さよりも若干大きな厚さで形成されている。また、このようにそれぞれ形成された複数のセグメントチップ３は、周方向に等間隔で配設されている。

ブレードカバー２３は、図７から図８に示すように、略矩形箱状に形成されているとともに、下面（下端）２３ａが開口され、この開口部分からブレード２０の下端２０ａ側を突出可能とされている。一方、上面（上端）２３ｂは、被覆するブレード２０の曲率半径と略等しい曲率半径を有する円弧状に形成されている。また、このブレードカバー２３を支持する支持枠２２側の一側面２３ｃには、幅方向略中央に下端２３ａから上端２３ｂに向けて延びて開口する開口部２３ｄが形成されており、この開口部２３ｄに支持枠２２に支持された回転駆動手段２の回転軸１が挿通され、この回転軸１の先端側にブレード２０が環装支持されている。ここで、回転駆動手段２しいては回転軸１とブレード２０とが支持枠２２の２つの軸部２４に沿って昇降自在とされているため、開口部２３ｄは、回転軸１が上昇し開口部２３ｄの上端側に位置された際にブレード２０が全てブレードカバー２３内に配されるような高さ寸法を有して形成されている。また、ブレードカバー２３は、被覆するブレード２０がブレードカバー２３の厚さ方向中央より、若干、支持枠２２側の一側面２３ｃと対向する他側面２３ｅ側に配置されている。

さらに、ブレードカバー２３の一側面２３ｃには、開口部２３ｄと平行に開けられたスリット部２３ｆが形成されている。このスリット部２３ｆには、図７に示すように、第１実施形態と同様の冷却装置５の冷風（冷却気体）を吐出する一方の吐出口５ｂ側の端部が挿通され、この冷却装置５は、回転駆動手段２を支持枠２２に昇降可能に接続する支持部材１４に適宜手段で接続されて支持されている。これにより、冷却装置５は、回転駆動手段２が支持枠２２の２つの軸部２４に沿う方向に昇降するとともに、これに従動して移動可能とされる。よって、スリット部２３ｆは、回転駆動手段２の昇降に従動する冷却装置５が好適に昇降可能な高さ寸法を有して形成されている。

一方で、本実施形態の冷却装置５には、図７から図１０に示すように、冷風を吐出する端部に、略断面コ字状の被覆部材２５が取り付けられている。この被覆部材２５は、開口する下端２５ａと、上端２５ｂとがブレード２０の外周に沿う円弧状に形成されている。また、被覆部材２５には、開口する下端２５ａ側からブレード２０の外周側の周方向の一部が挿入され、被覆部材２５の内空２５ｃにセグメントチップ３とセグメントチップ３よりやや径方向内側に位置する基板２０ｂが配されている。さらに、被覆部材２５は、その下端２５ａが両側面２５ｄ、２５ｅに直交しつつ内方に突出されており、この突出した先端部分には、ゴム材２５ｆが被覆され、このゴム材２５ｆに多数の繊維部材２５ｇが先端部分から被覆したブレード２０の側面に向けて植設されている。このゴム材２５ｆと繊維部材２５ｇによって、被覆部材２５の下端２５ａ側の開口部分が閉塞状態とされている。

また、この被覆部材２５には、図９に示すように、ブレードカバー２３のスリット部２３ｆから挿入された冷却装置５の端部が接続されている。この冷却装置５の端部は、被覆部材２５の一側面２５ｄのブレード回転方向Ｔ上流側に位置する端部側に接続されており、被覆部材２５の内空２５ｃと冷却装置５が連通されている。

ついで、上記の構成からなるウォールカッター（切削装置）を用いて被削物の切削を行なう方法について説明する。

はじめに、ブレード２０のセグメントチップ３の位置が被削物Ｗの切削ライン上に配されるように調整しつつ、切削ラインに延設方向が平行となるようガイドレール２１を被削物Ｗに固定する。ついで、回転駆動手段２を駆動してブレード２０を軸線Ｏ１回りに高速回転させ、回転駆動手段２を支持枠２２の２つの軸部２４に沿って下降してブレード２０を下降する。そして、ブレード２０の外周縁に設けられたセグメントチップ３を被削物Ｗに切り込む。さらに、ブレード２０を下降して所定の深さまでブレード２０が被削物Ｗを切削した段階で、支持枠２２をガイドレール２１上で走行させる。これにより、所定の深さで切り込まれたブレード２０がその切り込み深さを維持しつつガイドレール２１の延設方向に進んでゆき、被削物Ｗが切削ラインで切断されてゆく。

ここで、本実施形態では、ブレード２０を下降して被削物Ｗに切り込むまでの段階で、第１実施形態と同様に、図１に示すコンプレッサー７から圧縮空気を、除油フィルター８と除湿フィルター９を介し、且つガスクーラー１０を介しつつ冷却装置５に供給する。そして、第１実施形態に示した冷却装置５内のボルテックスチューブ５ｅによって発生した冷風（冷却気体）を端部から吐出させるとともに、冷風を被覆部材２５の内空２５ｃに供給する。このとき、高速回転されるブレード２０の外周縁側が順次被覆部材２５の内空２５ｃを通過するため、この内空２５ｃに供給された冷風が通過するブレード２０の外周縁側と接触しこれを冷却してゆく。また、被覆部材２５の内空２５ｃに冷却気体が吐出される際には、内空２５ｃを通過するブレード２０の外周縁側、特にセグメントチップ３に直接冷風が吹付けられることとなる。さらに、被覆部材２５の繊維部材２５ｇによって内空２５ｃは閉塞状態とされるため、内空２５ｃに供給された冷風は、吐出時に直接吹付けられることも合わせ、確実に通過するブレード２０の外周縁側を冷却する。

このように冷却されたブレード２０のセグメントチップ３は、ブレード２０の回転とともに被削物Ｗに切り込まれ、被削物Ｗと摩擦接触されて仕事に供されることでその温度が上昇する。温度が上昇したセグメントチップ３は、ブレード２０の更なる回転とともに被削物Ｗの外部に導出され再度被覆部材２５の内空２５ｃを通過する。これにより、切削に供されて温度が上昇したセグメントチップ３は、冷却され、再び低温状態で被削物Ｗに切り込まれることとなる。

ちなみに、本実施形態のウォールカッターＢは、被削物Ｗを切削した切刃（セグメントチップ）３が切削時に何度となく被削物Ｗの外部に導出されるため、切削とともに発生する切削屑は、比較的外部に排出されやすい。このため、例えば図６に示すように、ブレード２０を被覆するブレードカバー２３に、ブレードカバー２３の内空と繋がる集塵機２６を設けることで、確実に切削屑が回収される。

したがって、上記のウォールカッター（切削装置）Ｂ及びこれを用いた切削方法においては、冷却装置５を備えることで被削物Ｗの切削時にブレード２０の外周縁側に冷風（冷却気体）を接触させることができ、これにより、低温化したセグメントチップ（切刃）３を被削物Ｗに切り込ませることができる。また、ブレード２０の外周縁が内空２５ｃを通過するように、被覆部材２５を設けることで、切削に供されて温度が上昇したセグメントチップ３に冷却気体を接触させることができるため、被削物Ｗに切り込まれるセグメントチップ３を常に低温状態とすることができる。これにより、乾式で切削を行なってもブレード２０に熱膨張が生じることを防止でき、例えば切削時にブレード２０の被削物Ｗへの食い込みが生じたり、切削量が少ないうちにセグメントチップ３の破損が生じることを防止できる。よって、円滑且つ安定した切削作業を促すことが可能となる。

なお、本発明は、上記の第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、冷却気体をブレード２０に接触させる手段として、被覆部材２５を備えるものとしたが、例えば被覆部材２５を用いずに直接冷却装置５からブレード２０に冷却気体を吹付けてもよいものである。また、冷却気体をブレード２０の外周縁側に接触させるものとして説明を行なったが、その他の部分に冷却気体を接触させてもよいものである。さらに、本実施形態の冷却装置５が、支持部材１４に支持され、また、ブレードカバー２３にスリット部２３ｆが設けられて、回転駆動手段２やブレード２０の移動に従動できるものとしたが、これらの構成は特に限定を必要とするものではない。

本発明の第１実施形態に係る切削装置を示す図である。 図１の切削装置の分解斜視図である。 図１の切削装置の冷却気体の流通経路を示す図である。 図１の切削装置に具備される冷却装置を示す図である。 図４の冷却装置の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る切削装置を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る切削装置を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る切削装置を示す図である。 図６から図８の切削装置の冷却装置及び被覆部材を示す図である。 図９の断面図である。

符号の説明

１ 回転軸
２ 回転駆動手段
３ 切刃（セグメントチップ）
４ コアビット（切削工具）
５ 冷却装置
６ 冷風注入用アタッチメント
２０ ブレード（切削工具）
２５ 被覆部材
Ａ コアドリル（切削装置）
Ｂ ウォールカッター（切削装置）
Ｗ 被削物
Ｏ１ 軸線

Claims (5)

1. 切刃を備えた切削工具と、該切削工具を支持して軸線回りに回転させる回転駆動手段とを備え、前記軸線と同軸で回転する前記切刃によって被削物の切削を行なう切削装置において、
   前記切削工具に冷却気体を接触させて該切削工具を冷却する冷却装置が備えられていることを特徴とする切削装置。
2. 請求項１記載の切削装置において、
   前記切削工具が、略円筒状に形成され先端に前記切刃を備えるコアビットであることを特徴とする切削装置。
3. 請求項１記載の切削装置において、
   前記切削工具が、略円板状に形成され外周に前記切刃を備えるブレードであることを特徴とする切削装置。
4. 切刃を備えた切削工具と、該切削工具を支持して軸線回りに回転させる回転駆動手段とを備え、前記軸線と同軸で回転する前記切刃によって被削物の切削を行なう方法であって、
   前記切削工具に冷却気体を接触させつつ前記切削工具の前記切刃を前記被削物に切り込ませることを特徴とする切削方法。
5. 請求項４記載の被削物の切削方法において、
   −５℃〜−４０℃の前記冷却気体を前記切削工具に接触させることを特徴とする切削方法。
   
   

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