JP2014065134A

JP2014065134A - 旋削装置用カッタ

Info

Publication number: JP2014065134A
Application number: JP2012213938A
Authority: JP
Inventors: Kuniyoshi Muramatsu; 国吉村松
Original assignee: ACTTEC CO Ltd
Current assignee: ACTTEC CO Ltd
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】
ダイヤモンド砥粒が脱落しにくく目詰まりせず、効率よく旋削可能な旋削装置用カッタを提供することにある。
【解決手段】
カッタ本体の旋削面に、ダイヤモンド砥粒が溶着されており、ダイヤモンド砥粒の粒径の番手が、２０番〜３０番であることを特徴とすると共に、カッタ本体が、円柱部と円柱部の端部側の円錐部とからなり、円柱部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有し、円柱部の外周径が、溝から隣接する他の溝の区間を単位として、カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、既設管の切削や削孔や拡孔や研削等の旋削を行うための旋削装置に用いる旋削装置用カッタに関する。

従来より、ガス導管、水道管、下水道管等の地中埋設管（既設管）を再生する方法として、既設管内に新たな配管を行う方法や既設管の内面にライニング材を配置させる方法等が行われている（特許文献１参照）。

通常、本管である既設管には、支管が接続されており、上記の既設管を再生させる方法のいずれにおいても、単に既設管の内面に処置を施すと支管が既設管に接続されないままの状態となってしまう。このため、処置が施された既設管の内側又は支管側から、既設管の塞がれた位置を削孔し、既設管側と支管とを連通させるようにする。この連通作業に、旋削装置が用いられる。

この旋削装置としては、例えば特許文献２に示されるようなものがある。特許文献２における旋削装置は、挿管可能な胴回りの車体の前部に、先端に回転カッタを有する切削部を備え、この切削部をリフト部やリーチ部やスイング部で上下・左右に移動させつつ、回転カッタで、再生された既設管を削孔するものである。

従来の旋削装置のカッタ（回転カッタ）は、旋削面に超硬合金やダイヤモンドのビットが埋め込まれたり接着されており、カッタが回転することにより、ビットが再生された既設管を削孔することになる。

特開２０１１−１２１２８２号公報特開２０００−９７３８８号公報

しかしながら、従来のカッタは、そもそも塩ビ管等の従来の既設管を削孔するためのもので、ポリエステル等の高硬度の管材を削孔しようとするとビットが欠けたり脱落したり目詰まりしてしまって、削孔することができなかったり、著しく削孔に時間が掛かってしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ダイヤモンド砥粒が脱落しにくく目詰まりせず、効率よく旋削可能な旋削装置用カッタを提供することにある。

請求項１記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体の旋削面に、ダイヤモンド砥粒が溶着されていることを特徴とする。

請求項２記載の旋削装置用カッタは、ダイヤモンド砥粒の粒径の番手が、２０番〜３０番であることを特徴とする。

請求項３記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体が、円柱部と円柱部の端部側の円錐部とからなり、円柱部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有し、円柱部の外周径が、溝から隣接する他の溝の区間を単位として、カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することを特徴とする。

請求項４記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体の円錐部の頂点又は頂点付近から、円錐部の辺縁方向に向かって複数の切込を有することを特徴とする。

請求項５記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体が、一方の端部側が解放された円筒部からなり、円筒部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有し、円筒部の外周径が、溝から隣接する他の溝の区間を単位として、カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することを特徴とする。

請求項６記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体が、一方の端部側が解放された円筒部からなり、円筒部の外周面に円筒部を複数に分割する軸方向に伸びる複数の溝を有し、分割された円筒部のカッタ本体の回転方向側の端部側角部に、のこぎり刃状の凹凸を有することを特徴とする。

請求項７記載の旋削装置用カッタは、円筒部の内周側の肉厚が、端部側から他端側に向かって増し、内周面が端部側から他端側に向かって所定角度傾斜していることを特徴とする。

請求項８記載の旋削装置用カッタは、縮径部には、ダイヤモンド砥粒が溶着されていないことを特徴とする。

請求項９記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体が、円柱部と円柱部の端部側の逆椀状部とからなり、円柱部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有することを特徴とする。

請求項１０記載の旋削装置用カッタは、カッタ本体の逆椀状部の頂点又は頂点付近から、逆椀状部の辺縁方向に向かって複数の切込を有することを特徴とする。

請求項１及び請求項２の発明によれば、カッタ本体の旋削面にダイヤモンド砥粒が溶着されていることから、ダイヤモンド砥粒が脱落しにくく目詰まりせず、効率よく旋削が可能である。

請求項３の発明によれば、カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することから、削孔時に、カッタ本体の外周面と削孔途中の孔の端面との摩擦が減り、効率よく削孔することができる。また、溝の角部により効率よく拡孔することができる。

請求項４の発明によれば、カッタ本体の円錐部の頂点又は頂点付近から、円錐部の辺縁方向に向かって複数の切込を有することから、切込の角部により効率よく旋削することができる。

請求項５の発明によれば、カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することから、削孔時に、カッタ本体の外周面と削孔途中の孔の端面との摩擦が減り、効率よく削孔することができる。また、円筒部が溝により切り取られ、その切り取られた円筒部の角部により効率よく拡孔することができる。

請求項６の発明によれば、円筒部のカッタ本体の回転方向側の端部側角部にのこぎり刃状の凹凸を有することから、効率よく削孔することができる。

請求項７の発明によれば、円筒部の内周側の肉厚が、端部側から他端側に向かって増し、内周面が端部側から他端側に向かって所定角度傾斜していることから、管を削孔して抜き取った後の管壁片を円筒部の内周から容易に脱離させることができる。

請求項８の発明によれば、縮径部にダイヤモンド砥粒が溶着されていないことで、削孔時に、カッタ本体の外周面と削孔途中の孔の端面との摩擦がより少なくなり、効率よく削孔することができる。

請求項９の発明によれば、円柱部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有することから、円柱部の角部により効率よく拡孔することができる。

請求項１０の発明によれば、カッタ本体の逆椀状部の頂点又は頂点付近から、逆椀状部の辺縁方向に向かって複数の切込を有することから、切込による角部により効率よく旋削することができる。

本発明に係る旋削装置用カッタの一例を示す説明図である。同旋削装置用カッタの構造を示す説明図である。本発明に係る旋削装置用カッタの他の一例を示す説明図である。同旋削装置用カッタの構造を示す説明図である。同旋削装置用カッタの円筒部の構造を示す説明図である。同旋削装置用カッタの縦端面を示す説明図である。本発明に係る旋削装置用カッタのさらに他の一例を示す説明図である。同旋削装置用カッタの構造を示す説明図である。

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る旋削装置用カッタの一例を示す説明図である。図２は、同旋削装置用カッタの構造を示す説明図である。図３は、本発明に係る旋削装置用カッタの他の一例を示す説明図である。図４は、同旋削装置用カッタの構造を示す説明図である。図５は、同旋削装置用カッタの円筒部の構造を示す説明図である。図６は、同旋削装置用カッタの縦端面を示す説明図である。図７は、本発明に係る旋削装置用カッタのさらに他の一例を示す説明図である。図８は、同旋削装置用カッタの構造を示す説明図である。

本発明に係る旋削装置用カッタは、既設管の切削や削孔や拡孔等の旋削を行うための旋削装置に用いるものである。より具体的には、ガス導管、水道管、下水道管等の地中埋設管（既設管）を再生する方法として、既設管内に新たな配管を行う方法や既設管の内面にライニング材を配置させる方法等が行われているが、通常、本管である既設管側の管には、支管が接続されており、既設管を再生させる方法のいずれにおいても、単に既設管の内面に処置を施すと支管が既設管に接続されないままの状態となってしまう。このため、処置が施された既設管の内側又は支管側から、管の塞がれた位置を削孔し、既設管側と支管とを連通させるようにする必要があり、この連通作業に、旋削装置が用いられる。そして、旋削装置用カッタは、旋削装置によって回転され、既設管の切削や削孔や拡孔等の旋削を行う。

尚、旋削装置用カッタは、管の切削や削孔や拡孔に限らず、管の内部に突出した木の根等の異物を切削したり、例えばヒューム管等の管の内面の整形等の削りにも用いることが可能であり、旋削とは、旋削装置用カッタが回転しつつ切削や削孔や拡孔等を行うという広い意味である。

旋削装置用カッタには、様々な形状があるが、その代表的な形状として図１〜図６に示す２つの種類がある。図１及び図２に示す旋削装置用カッタのカッタ本体１０は、円柱部１４と円錐部１２とからなり、また、図３〜図６に示す旋削装置用カッタのカッタ本体２０は、円筒部２２と土台部２８とからなり、さらに、図７及び図８に示す旋削装置用カッタのカッタ本体３０は、円柱部３４と逆椀状部３２とからなる。本実施例では、この３つの形状について説明するが、カッタ本体の形状により限定されるものではない。

カッタ本体１０は、円柱部１４の端部側（削孔方向側）に円錐部１２が形成されている。円錐部１２の傾斜は、管を削孔するのに適した角度を有している。カッタ本体１０は、例えば、機械構造用炭素鋼鋼材（４５Ｃ等）やＦｅ−Ｓ合金（Ｓ５０等）などである（カッタ本体２０及びカッタ本体３０も同様である）。

カッタ本体１０の円錐部１２には、傾斜に沿って複数の切込１２ｂ，１２ｃが穿設されている。また、カッタ本体１０の円柱部１４の外周面には軸方向に伸びる複数の溝１８が穿設されている。そして、円錐部１２の表面及び円柱部１４の表面が、旋削面となっており、また、切込１２ｂ，１２ｃの回転方向に向かう角部や面も旋削面として機能することになる。すなわち、カッタ本体１０は、円錐部１２で管に孔を穿設したり、円柱部１４で削孔した孔を拡孔したり、また、管内に突出した突起物を削り落とす等の旋削に適した形状となっている。

これに対し、カッタ本体２０は、一方の端部側が解放された円筒部２２と、他方の端部側を塞ぐ土台部２８からなる。そして、円筒部２２の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有し、本実施の形態のカッタ本体２０では、この溝が円筒部２２を複数に分割しており、土台部２８の周囲から複数の円弧状の刃が起立しているような形状になっている。尚、カッタ本体２０のように円筒部２２を複数に分割するような溝である必要は必ずしもない。そして、円筒部２２の端面２４ｂ及び表面が、旋削面となっており、また、円筒部２２の溝によって形成された回転方向に向かう角部や面も旋削面として機能することになる。すなわち、カッタ本体２０は、円筒部２２で管を円形にくり抜いて孔を穿設したり、くり抜いた孔を拡孔したりする等の旋削に適した形状となっている。

また、カッタ本体３０は、円柱部３４の端部側（削孔方向側）に逆椀状部３２が形成されている。逆椀状部３２の傾斜は、管を削孔したり管内に突出する管自体や異物を旋削するのに適した角度を有している。

カッタ本体３０の逆椀状部３２には、傾斜に沿って複数の切込３２ｂ，３２ｃが穿設されている。また、カッタ本体３０の円柱部３４の外周面には軸方向に伸びる複数の溝３４ｂ，３８が穿設されている。そして、逆椀状部３２の表面及び円柱部３４の表面が、旋削面となっており、また、切込３２ｂ，３２ｃの回転方向に向かう角部や面も旋削面として機能することになる。すなわち、カッタ本体３０は、逆椀状部３２で管に孔を穿設したり、円柱部３４で削孔した孔を拡孔したり、また、管内に突出した突起物を削り落とす等の旋削に適した形状となっている。

尚、カッタ本体１０、カッタ本体２０及びカッタ本体３０が装着された旋削装置が削孔作業可能な管の太さは、例えばφ２００ｍｍ程度の大きさからである。

カッタ本体１０、カッタ本体２０及びカッタ本体３０の旋削面として、ダイヤモンド砥粒が溶着された溶着部１２ａ，１４ａ，２２ａ，３２ａ，３４ａを形成している。また、切込１２ｂ，１２ｃ，３２ｂ，３２ｃ及び溝３４ｂ，３８の回転方向に向かう部分も、旋削面としてダイヤモンド砥粒が溶着されている。さらに、内周面２２ｂ、側端面２２ｃ及びのこぎり刃状凹凸部２４（歯室２４ａ、端面２４ｂ）も、旋削面としてダイヤモンド砥粒が溶着されている。このように、原則的には、カッタ本体１０、カッタ本体２０及びカッタ本体３０の旋削を行う面が旋削面であり、その旋削面のすべてにダイヤモンド砥粒が溶着されるが、例えば、カッタ本体１０の円錐部１２の表面のすべてにダイヤモンド砥粒を溶着させる必要はなく、現に旋削の機能を持たせたい部分（切込や溝によって形成された角部等も含む）を旋削面としてダイヤモンド砥粒を溶着させるようにすればよい。ダイヤモンド砥粒の粒径の番手は、２０番〜３０番が望ましい。ダイヤモンド砥粒の溶着は、例えば、まず旋削面にボンドを塗布し、その上からダイヤモンド砥粒を敷き、真空及び還元性雰囲気で電気加熱することにより行われる。

カッタ本体１０の円柱部１４の外周径は、溝１８から隣接する他の溝１８の区間を単位として、カッタ本体１０（図２の矢印方向）の反回転方向に向かって縮径している縮径部１６を有する（図２）。この縮径部１６の径差Ａは、０ｍｍ〜約２ｍｍである。尚、縮径部１６には、ダイヤモンド砥粒は溶着されていない。

カッタ本体２０の円筒部２２の外周径が、分割された円筒部２２（溝から隣接する他の溝の区間）を単位として、カッタ本体２０（図４の矢印方向）の反回転方向に向かって縮径している縮径部２６を有する（図４）。この縮径部２６の径差Ｂは、０ｍｍ〜約２ｍｍである。尚、縮径部２６には、ダイヤモンド砥粒は溶着されていない。

カッタ本体２０の分割された円筒部２２は、図５に示すように、カッタ本体２０の回転方向側の端部側角部に、のこぎり刃状の凹凸であるのこぎり刃状凹凸部２４を有している。のこぎり刃状凹凸部２４は、カッタ本体２０の回転方向側の端部側角部に歯室２４ａを穿設すると共に、円筒部２２の端面２４ｂをカッタ本体２０の回転方向から反回転方向に向かって傾斜させることにより形成されている。そして、のこぎり刃状凹凸部２４のすくい角θａは、０°〜約３０°であり、外周逃げ角θｂは、約３°〜約２０°である。

また、カッタ本体２０は、図６に示すように、円筒部２２の内周側の肉厚が、解放された端部側から他端側に向かって増し、内周面２２ｂが端部側から他端側に向かって所定角度θｃ傾斜している。角度θｃは、約５°〜約２０°である。さらに、円筒部２２の溝によって区切られた回転方向に向かう面の回転中心とのなす角度θｄは、約０°〜約３０°となっており、円筒部２２の回転方向の角部が鋭角となっている。

以上のように本実施の形態における旋削装置用カッタによれば、カッタ本体１０，２０，３０の旋削面にダイヤモンド砥粒が溶着されていることから、ダイヤモンド砥粒が脱落しにくく目詰まりせず、効率よく旋削が可能である。本実施の形態における旋削装置用カッタは、特に、ポリエステル等の高硬度の管材の削孔に適しており、ダイヤモンド砥粒の粒径の番手は、２０番〜３０番が望ましい。

また、カッタ本体１０の円柱部１４及びカッタ本体２０の円筒部２２に、カッタ本体１０，２０の反回転方向に向かって縮径している縮径部１６，２６を有することから、削孔時に、カッタ本体１０，２０の外周面と削孔途中の孔の端面との摩擦が減り、効率よく削孔することができる。

さらに、縮径部１６，２６にダイヤモンド砥粒が溶着されていないことで、削孔時に、カッタ本体１０，２０の外周面と削孔途中の孔の端面との摩擦がより少なくなり、効率よく削孔することができる。

また、カッタ本体２０は、円筒部２２のカッタ本体２０の回転方向側の端部側角部にのこぎり刃状の凹凸（のこぎり刃状凹凸部２４）を有することから、効率よく削孔することができる。また、円筒部２２の端面２４ｂにのこぎり刃状凹凸部２４が設けられていることで、管を鋸をひくように鋭利に切り抜くことができる。

さらに、カッタ本体１０の円錐部１２の頂点又は頂点付近から、円錐部１２の辺縁方向に向かって複数の切込１２ｂ，１２ｃを有することから、切込１２ｂ，１２ｃによる角部により効率よく旋削することができる。さらに、カッタ本体１０，３０の円柱部１４，３４の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有することから、円柱部１４，３４の角部により効率よく拡孔することができる。さらに、カッタ本体３０の逆椀状部３２の頂点又は頂点付近から、逆椀状部３２の辺縁方向に向かって複数の切込３２ｂ，３２ｃを有することから、切込３２ｂ，３２ｃの角部により効率よく旋削することができる。

さらに、カッタ本体２０の円筒部２２の内周側の肉厚が、端部側から他端側に向かって増し、内周面が端部側から他端側に向かって所定角度傾斜していることから、管を削孔して抜き取った後の管壁片を円筒部の内周から容易に脱離させることができる。

以上のように、本発明によれば、ダイヤモンド砥粒が脱落しにくく目詰まりせず、効率よく削孔可能な旋削装置用カッタを提供することができる。

１０・・・・カッタ本体
１２・・・・円錐部
１２ａ・・・溶着部
１２ｂ・・・切込
１２ｃ・・・切込
１４・・・・円柱部
１４ａ・・・溶着部
１６・・・・縮径部
１８・・・・溝
２０・・・・カッタ本体
２２・・・・円筒部
２２ａ・・・溶着部
２２ｂ・・・内周面
２２ｃ・・・側端面
２４・・・・のこぎり刃状凹凸部
２４ａ・・・歯室
２４ｂ・・・端面
２６・・・・縮径部
２８・・・・土台部
３０・・・・カッタ本体
３２・・・・逆椀状部
３２ａ・・・溶着部
３２ｂ・・・切込
３２ｃ・・・切込
３４・・・・円柱部
３４ａ・・・溶着部
３４ｂ・・・溝
３８・・・・溝

Claims

既設管の旋削装置用カッタにおいて、カッタ本体の旋削面に、ダイヤモンド砥粒が溶着されていることを特徴とする旋削装置用カッタ。
前記ダイヤモンド砥粒の粒径の番手が、２０番〜３０番であることを特徴とする請求項１記載の旋削装置用カッタ。
前記カッタ本体が、円柱部と該円柱部の端部側の円錐部とからなり、
該円柱部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有し、
該円柱部の外周径が、該溝から隣接する他の該溝の区間を単位として、該カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の旋削装置用カッタ。
前記カッタ本体の円錐部の頂点又は頂点付近から、該円錐部の辺縁方向に向かって複数の切込を有することを特徴とする請求項３記載の旋削装置用カッタ。
前記カッタ本体が、一方の端部側が解放された円筒部からなり、
該円筒部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有し、
該円筒部の外周径が、該溝から隣接する他の該溝の区間を単位として、該カッタ本体の反回転方向に向かって縮径している縮径部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の旋削装置用カッタ。
前記カッタ本体が、一方の端部側が解放された円筒部からなり、
該円筒部の外周面に該円筒部を複数に分割する軸方向に伸びる複数の溝を有し、
分割された該円筒部の該カッタ本体の回転方向側の端部側角部に、のこぎり刃状の凹凸を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の旋削装置用カッタ。
前記円筒部の内周側の肉厚が、前記端部側から他端側に向かって増し、
内周面が該端部側から該他端側に向かって所定角度傾斜していることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の旋削装置用カッタ。
前記縮径部には、前記ダイヤモンド砥粒が溶着されていないことを特徴とする請求項３〜請求項５又は請求項７のいずれかに記載の旋削装置用カッタ。
前記カッタ本体が、円柱部と該円柱部の端部側の逆椀状部とからなり、
該円柱部の外周面に軸方向に伸びる複数の溝を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の旋削装置用カッタ。
前記カッタ本体の逆椀状部の頂点又は頂点付近から、該逆椀状部の辺縁方向に向かって複数の切込を有することを特徴とする請求項９記載の旋削装置用カッタ。