JP4660836B2 - コアドリル - Google Patents
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Description
この改善策として、刃先の目詰まりを解消し、目詰まりを無くすためドレッシングを切削中の刃先に供給することが行われたが、ドレッシングによりダイヤモンド砥粒の目は出て、目詰まりは無くなるが、今度は磨耗が早くなり、又、ドレッシングを供給するための装置も必要なため問題があった。又、刃巾の中央に溝を設ける案もあったが、溝に冷却水がまわりにくく、溝が無くなると、前記した目詰まりが発生し問題となった。更に又、刃先巾を広くすると切粉の発生も多くなり、従来の切粉の排出方法では不十分で、切粉により排出口がふさがれるという問題もあった。
円筒状の台金の先端部あるいは全長の外周及び内周を交互に切欠き、前記切欠きにより、台金の先端部あるいは全長の内周と外周に薄肉部と凹部を設け、前記薄肉部の周縁面にダイヤモンドチップを溶接し、又、円筒状の台金の先端部あるいは全長の外周及び内周を交互に切欠き、前記切欠きにより、台金の先端部あるいは全長の内周と外周に薄肉部と凹部を設け、前記薄肉部の周縁面にダイヤモンドチップを溶接し、前記台金の先端部の内周あるいは外周に設けた凹部より、台金の後端部に向け螺旋状またはストレートな巾を有する溝を設けたことである。
台金5aの先端部の内周側に形成される薄肉部1aの切欠き形状は、台金5aの外周面を台金5aと同心の曲面で切欠き、曲面4aを形成している。従い、形成される薄肉部1aの外周面は台金5aと同心なので、薄肉部1aの肉厚は同じ厚さとなる。切欠きされた曲面4aの円周方向の両端部9a、9a及び後端部9c、9cは、切欠きによる強度低下の軽減及び被切削物の切削時の切粉の排出を良好にするためアール形状で、径の大きい台金5aの外周面につなげている。本実施例では、切欠き形状の曲面4aは台金5aと同心としているが、コアドリル101の回転方向とは逆方向に角度を付けて、曲面がねじられるように切欠きを行っても良い。
図1(b)には実施例1で用いられているダイヤモンドチップ2a、2cの一方向から見た刃面形状と台金5aの先端部に溶接した時の配置を示している。又、図2(b)は図1(b)の部分拡大図である。ダイヤモンドチップ2a、2cは共に台金5aと同心で、円弧状の形状であるが、台金5aの内周の薄肉部1aと外周の薄肉部1gにそれぞれ溶接されているので、円弧状の半径は異なっている。ダイヤモンドチップ2aは、台金5aの先端部の外周面を切欠き、台金5aの内周側に形成される薄肉部1aの周縁面に溶接される。ダイヤモンドチップ2aは、上記したように台金5aと同心の円弧状の形状で、ダイヤモンドチップ2aの内周面は台金5aの内周面より内側に突き出た状態で溶接されている。
一方、ダイヤモンドチップ2cは、台金5aの先端部の内周面を切欠き、台金5aの外周側に形成される薄肉部1gの周縁に溶接されている。ダイヤモンドチップ2cは、ダイヤモンドチップ2aと同じように台金5aと同心の円弧状で、ダイヤモンドチップ2cの外周面は、台金5aの外周面より外側に突き出た状態で溶接される。すなわち、台金5aの内周面、外周面よりダイヤモンドチップ2a、2cの一部分の各周面が突き出した状態で溶接されているわけである。
先ず、第1の理由は、被切削物がコンクリートである場合切削が始まると、一般のコアドリルでも大小はあるが、切削面は、大小バラバラに入った骨材をモルタルで固めたコンクリートを切削するので骨材にダイヤモンドチップの切削面が当るたびに小さいが切削抵抗があり、コアドリル自体に小さな振動が発生する。本発明のコアドリル101は、2枚のダイヤモンドチップ2c、2aを径を異にして、オーバーラップしないようにコンクリート面を切削するが、切削面も広く、本発明のコアドリル101も例外ではなく、コアドリル自体に振動が発生する。
第2の理由は、一般のコアドリルにも共通しているが、穿孔時に、コンクリートの骨材の端部にコアドリルの一部刃面が当ると、骨材の無い、切削抵抗の小さい方へ、わずかではあるがコアドリルの心はズレる。しかし、穿孔装置の剛性あるいは穿孔した孔にコアドリル自体がガイドされ、心ズレは切削抵抗が無くなるとコアドリルの心はもとに戻る。従い、一般に穿孔により取り出した円筒状のコアの外径は一定しているが、円筒状の心は心ズレがわずかではあるがあり、コアの外周面にはゆるいうねりのような曲面を有しているが、本発明でも実験結果は同じである。
第3の理由は、本発明の原因によるものであるが、切削が始まると、ダイヤモンドチップ2aと2cの切削面のオーバーラップしない図2(b)で示すスキマ巾S部分のコンクリートは、前記スキマ巾Sの外周はダイヤモンドチップ2cの内周面D1により切削され、又、スキマ巾Sの内周面はダイヤモンドチップ2aの外周面D2により切削される。すなわちスキマ巾Sのコンクリートは両側面より切削されるので、スキマ巾Sにあるコンクリートには歪が残り、くずれやすい状態になっているが、特にコンクリートの場合は、骨材、砂セメント等、硬さが違い、性質の異なる材料より成り、骨材を切削する時の切削抵抗は、骨材を固めているモルタルに影響し、接着力を弱め、スキマ巾Sが小さいと、前記スキマ巾Sはくずれてしまう。
以上の第1から第3の理由はスキマ巾Sに個別に作用するのではなく、総合的に加わるのでスキマ巾Sがあっても、切削される円溝は、ダイヤモンドチップ2cの外周側とダイヤモンドチップ2aの内周側の円溝の巾となる。
ダイヤモンドチップ2a、2cへの冷却と切粉の混じった泥水のための水は、本発明では、コアドリル101内部から、台金5aの先端部に供給されやすいように台金5aの先端部内周面にテーパ面より成る凹部3eを設け、水の流れる抵抗を小さくして水を流れやすくしている。又、ダイヤモンドチップ2a、2cの冷却は、台金5aの先端部の内周側と外周側に交互に形成した薄肉部1a、1gにダイヤモンドチップ2a、2cを溶接しているので、従来のように台金の先端周縁面に隣り合わせに順に並べ溶接したダイヤモンドチップと比べ、同じ円周上のダイヤモンドチップは、ほぼ等間隔離れているので切削による熱の上昇は小さく、冷却効果は良くなっている。
実施例1では、台金5aの先端の内周側には、形成した薄肉部1aにダイヤモンドチップ2aを溶接し、台金5aの先端の外周に形成した薄肉部1gにダイヤモンドチップ2cを溶接し、ダイヤモンドチップ2aと2cの巾を合せ、更に図2(b)のスキマ巾Sを加えた巾の円溝を切削するので、従来の台金の先端周縁に順に隣り合わせに一列にダイヤモンドチップを溶接した場合に比べ、切粉は多くなり、従い、切粉の混じった泥水も多くなる。
本発明のように、同じ外径の穿孔径でも、円溝の巾があるので、従来よりコンクリートの切粉が増え、従い、切粉の混じった泥水が大量に増えると大きな問題が発生するが、切粉の混じった泥水の排出で、コアドリルの場合の問題は、刃先に隣接する排出口である。従来は、台金の外周と、前記台金の外周より突き出したダイヤモンドチップとの間に出来るスキマを利用していたが、この場合、切粉の量が増え、従い、切粉の混じった泥水が増えると排出口につまりやすく、又、泥水の流れが悪くなりバック圧となり、結果、切削効率も下がる問題があった。
ダイヤモンドチップを溶接している台金の先端部近くが切粉の混じった泥水のはじめの排出口となるが、前記排出口を切粉の混じった泥水がスムーズに流れれば、後は、図示しないコアドリル101をコンクリート表面でおおう吸塵パットによる真空を利用した吸塵ポンプの力により切粉の混じった泥水は排出できる。
そこで本発明は、増えた切粉の混じった泥水の排出をよくするため、台金5aの先端の外周を等間隔で切欠き曲面4aから成る凹部3aを4ヶ所設けるとともに、切欠き曲面4aは薄肉部1aを形成するので、薄肉部1aの周縁にダイヤモンドチップ2aを溶接し、前記ダイヤモンドチップ2aが切削した切粉を直接、ダイヤモンドチップ2aの真下の凹部3aに排出する。前記凹部3aは曲面4aを有する広い容積を有するので、泥水の流れは抵抗が小さく、凹部3aに流れ込み、その後、台金5aの外周に沿って排出される。
ダイヤモンドチップ2cの切削した切粉は、台金5aの外周と、前記台金5aの外周より突き出したダイヤモンドチップ2cとの間にできるスキマより排出するが、凹部3aが隣接して設けられているので、一部は、前記凹部3aに流れ排出するので、全体として、切粉の混じった泥水の排出が良好に行える効果がある。
台金5bの先端部の外周面を切欠き、台金5bの内周側に形成される薄肉部1bの切欠き形状は、台金5bの円筒状の心と平行な線を中心に含む平面4bを形成し、前記平面4bの切欠きにより凹部3bを設けている。切欠いた平面4bの台金5bの後端部9e,9eは、図4に示すようにアール形状で、台金5bの外周につながっている。平面4bは、台金5bの円筒状の心と平行な線を含む中心に平材として形成しているが、平面4bは、コアドリル102の回転方向とは逆方向に角度を付けた平面としても良い。後記する実施例3でも同じである。一方、台金5bの先端部の内周面を切欠き、台金5bの外周側に形成される薄肉部1eの切欠き形状は、台金5bと同心の曲面4fを形成して、凹部3fを形成している。曲面4fは台金5bと同心なので薄肉部1eの肉厚は同じ厚さである。曲面4fは、台金5bと同じで内周を切欠き、曲面4fを形成しているが、コアドリル102の回転方向とは逆方向に角度を付けて、曲面がねじられるように切欠きを行っても良い。
ダイヤモンドチップ2a、2dは共に台金5bと同心で、円弧状であるが、台金5bの内周の薄肉部1bと外周の薄肉部1eにそれぞれ溶接されているので、円弧状の半径は異なっている。ダイヤモンドチップ2aは、台金5bの先端部の外周面を切欠き、台金5bの内周側に形成される薄肉部1bの周縁面に溶接されている。ダイヤモンドチップ2aは、上記したように台金5bと同心の円弧状の形状で、ダイヤモンドチップ2aの内周面は、台金5bの内周面より内側に突き出た状態で溶接される。実施例1のダイヤモンドチップ2aと同じである。
一方、ダイヤモンドチップ2dは、台金5bの先端部の内周面を切欠き、台金5bの外周側に形成される薄肉部1eの周縁面に溶接されている。ダイヤモンドチップ2dは、ダイヤモンドチップ2aと同じように台金5bと同心の円弧状で、ダイヤモンドチップ2dの外周面は、台金5aの外周面と面一に溶接されている。実施例1のダイヤモンドチップ2cのように台金5aの外周から突き出して溶接されると、切削によりダイヤモンドチップ2cの外周は徐々に磨耗して、切削する孔径もダイヤモンドチップ2cの磨耗に従い、孔径が徐々に小さくなっていくが、実施例2では、コンクリートにあけられる孔径はダイヤモンドチップ2dの外径であり、台金5bの外周と同じであり、同一径の孔があけられる利点がある。
実施例2におけるダイヤモンドチップ2a、2dへの給水と切削により発生した切粉の排出方法は実施例1とは異なっている。即ち、実施例2の給水は、台金5bの内周に回転と逆方向で180度の対称位置から、2本の螺旋溝8bを台金5bの内周の後端部から、台金5bの先端部の凹部3fまで設けた点である。螺旋溝8bを台金5bの後部内周端から台金5bの先端に向け設けることにより、給水する水は回転に伴い、螺旋溝8bを通りダイヤモンドチップ2a、2dに確実に、強制的に供給される利点があり、実施例1よりもダイヤモンドチップへの冷却効果は良くなる。特に切削が始まり、切削したコンクリートの円筒状のコアが台金5bの内側に入ってくると、給水される水は、実施例1の場合は、台金5aの内周とコンクリートの円筒状のコアの外周とのスキマから入ってくるだけであり、実施例2のように前記スキマと溝8bの合せた箇所から多量の給水があるのとでは大きな違いがある。
凹部3bは、台金5bの先端の外周側に、外周を4等分した位置に4ヶ所設けられ、2本の独立した螺旋溝8bが、台金5bの後端部まで設けられている。凹部3bは4ヶ所あり、異なる独立した螺旋溝が2本通っているので、ダイヤモンドチップ2dによる切削した切り粉も、水の混じった泥水として十分排出する能力があり、排出効果を高めている。
実施例3は、実施例1、2と異なるところは、先ず、台金5cの先端部の内周の切欠き形状が異なり、関連して、薄肉部1hの形状が異なっている。次に異なる点は、薄肉部1bに溶接するダイヤモンドチップ2bと台金5cとの関係が異なり、次に異なる点は、台金5cの外周に設けた螺旋溝8aが、実施例2より短い点である。
先ず、台金5cの先端部の内周側の切欠き形状と薄肉部1hについて説明する。台金5cの内周に形成される薄肉部1hの切欠き形状は、底部が平面4hで、前記平面4hの両端9f、9fはアール形状で、台金5cの内周面につながり、凹部3hを形成し、前記凹部3hは台金5cの後端部から先端部まで連続して形成されている。薄肉部1hのダイヤモンドチップを溶接する周縁面の形状は実施例1と同じである。
内周面の凹部3hは、台金5cの後端部から先端部まで連続して形成されているので、実施例2の螺旋溝8bと異なり、給水はコアドリル103の回転方向に関係なく、又、切削によりコンクリートの円筒状のコアが台金5cの内部に入ってきても、台金5cの内周より深い凹部3hなので、給水に問題はない。凹部3hの加工は、台金5cを円筒状の筒とおねじ付のフランジに分け、円筒状の筒に凹部3hを加工し、後からフランジ部分を溶接すると加工しやすい。凹部3hは台金5cの後端部から、先端部まで台金5cの心と平行して形成しているが、凹部3hをコアドリル103の回転方向とは逆方向の巾の広い螺旋溝にしても良い。
ダイヤモンドチップ2bは、台金5cの先端部の外周面を切欠き、台金5cの内周側に形成される薄肉部1bの周縁面に溶接されている。ダイヤモンドチップ2bは、台金5cと同心の円弧状の形状で、前記ダイヤモンドチップ2bの内周面は台金5cの内周面と面一に溶接されている。
一般にダイヤモンドチップの内周面が台金の内周面より突き出している場合は、ダイヤモンドチップの内周面は、切削を繰り返すに従い、徐々に磨耗して、切削した内径は徐々に大きくなってくる欠点がある。
本実施例3では、ダイヤモンドチップ2bの内周面と台金5cの内周面が面一に溶接されているので、切削されるコンクリート円溝の内周は、ダイヤモンドチップ2bの内周および台金5cの内周面と同径になり、円溝の内周径が変化しない設計が求められる場合に利点となる。
切粉の排出に関する螺旋溝8aは実施例2と同じ2本の螺旋溝8aであるが、本実施例3では、螺旋溝8aは台金5cの途中まで形成し、後は螺旋溝8aの溝底の径で、台金5cの後端部まで連続している。螺旋溝8aは浅い円溝加工の時などは、螺旋溝8aを全長に渡り設ける必要は無く、又軽量化にもなる利点がある。従い、本実施例の螺旋溝8aの切粉の排出の作用、効果は実施例3と同じである。
先ず、台金5dの外周に形成した切欠形状と薄肉部1c、1jについて説明する。
台金5dのテーパ面4cは、台金5dの先端部の外周面を、台金5dの後端部に向い、台金5dの肉厚が、先端部より後端部に向け、漸次厚くなるように形成し、テーパ面凹部4cを形成すると共に薄肉部1cを形成している。。テーパ面なので加工しやすい利点がある。テーパ面4cは、コアドリル104の回転方向とは逆方向に角度を付けて、切欠きしても良い。
一方、台金5dの先端の内周に形成される薄肉部1jの切欠き形状は、台金5dと同心の曲面4jで、台金5dの後端部から先端部まで形成し、凹部3jを形成している。凹部3jの切欠きの両端9h、9hはアール形状で、台金5dの内周面に接する構造としている。
図7(b)は、実施例4のダイヤモンドチップ2b、2cの台金5dにおける配置を示したもので、ダイヤモンドチップ2b、2cは共に台金5dと同心で円弧状の形状であるが、半径は異なっているのは実施例1〜3と同じである。ダイヤモンドチップ2bは、台金5dの先端部の外周面をテーパ面4cで切欠き、台金5dの内周側に形成される薄肉部1cの周縁面に溶接され、前記ダイヤモンドチップ2dの内周面は、台金5dの内周面と面一に溶接しているので、実施例3と同じである。
ダイヤモンドチップ2bの内周面が台金5dの内周面と面一で、又ダイヤモンドチップ2dの外周面が台金5dの外周面と面一に溶接されているので、切削される孔は台金5dの外周、内周と同じになり、上記した実施例2ではダイヤモンドチップ2aの内周の磨耗で、徐々に大きくなり、又、上記した実施例3では、切削される外径がダイヤモンドチップ2cの外周の磨耗により、徐々に小さくなっていくが、本実施例4では、ダイヤモンドチップの磨耗は先端部の切削面だけなので、台金5dの外周と同径になり、結果台金5dの外周、内径と同じ孔が切削される利点がある。従来のように、穿孔した円溝の外径、内径がダイヤモンドチップの磨耗で小さくなったり、大きくなったりしないので、例えば円溝にパイプを固定する場合、用いる接着剤やモルタル等は定量なので、大変便利である。
実施例4の給水は、図7(a)、(b)、図8において、台金5dの内周に台金5dの後端部から台金5dの先端まで、台金5dと同心の曲面4hを有するストレートな凹部3hの溝を設けている。
実施例3の溝は底面が平面であるが、本実施例4では曲面4jなので、開口巾が同じでも凹部3jの断面積が曲面分だけ広く、又、曲面なので水の流れも良く、冷却効果が更に良い方法を提案している。又、実施例3同様、水の流れは回転に関係しない。曲面4jの加工は、台金5dを円筒状の筒とおねじ付フランジの2つに分け、円筒状で曲面4jを加工し、後から台金5dの後端部をフランジとして溶接すると加工しやすい。凹部3jは台金5dの後端部から先端部まで台金5dの心と平行してストレートな巾を形成しているが、凹部3jをコアドリル104の回転方向とは逆方向の巾の広い螺旋溝としても良い。
1a、1b、1c 内周側薄肉部
1e、1f、1g、1h、1j 外周側薄肉部
2a、2b、2c、2d ダイヤモンドチップ
3a、3b、3c、3d 外周側の切欠き凹部
3e、3f、3g、3h、3j 内周側の切欠き凹部
4a、4b、4c、4d 外周側の切欠き形状
4e、4f、4g、4h、4j、 内周側の切欠き形状
5a、5b、5c、5d、5e 台金
7 先端周縁面
8a、8b 螺旋溝
9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h 切欠きの両端部
Claims (9)
- 円筒状の台金の先端部あるいは全長の外周及び内周を交互に切欠き、前記切欠きにより、台金の先端部あるいは全長の内周と外周に薄肉部と凹部を設け、前記薄肉部の周縁面にダイヤモンドチップを溶接したことを特徴とする円溝を切削するコアドリル。
- 円筒状の台金の先端部あるいは全長の外周及び内周を交互に切欠き、前記切欠きにより、台金の先端部あるいは全長の内周と外周に薄肉部と凹部を設け、前記薄肉部の周縁面にダイヤモンドチップを溶接し、前記台金の先端部の内周あるいは外周に設けた凹部より、台金の後端部に向け螺旋状またはストレートな巾を有する溝を設けたことを特徴とする円溝を切削するコアドリル。
- 切欠き形状は、平面又はテーパ面又は曲面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の円溝を切削するコアドリル。
- 台金の内周側の薄肉部に溶接されるダイヤモンドチップの外径は台金の外周側の薄肉部に溶接されるダイヤモンドチップの内径より小さいことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の円溝を切削するコアドリル。
- 台金の内周側の薄肉部に溶接されるダイヤモンドチップの切削面と、台金の外周側の薄肉部に溶接されるダイヤモンドチップの切削面は、被切削物をオーバーラップして切削しないことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の円溝を切削するコアドリル。
- 台金の内周側に形成された薄肉部の周縁面に溶接されるダイヤモンドチップの内径は、台金の内周より小さく台金の内周に突き出し、かつ、台金の外周に形成された薄肉部の周縁面の溶接されるダイヤモンドチップの外径は、台金の外周に突き出していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の円溝を切削するコアドリル。
- 台金の内周側に形成された薄肉部の周縁面に溶接されるダイヤモンドチップの内径は、台金の内周と面一であり、かつ、台金の外周に形成された薄肉部の周縁面の溶接されるダイヤモンドチップの外径は、台金の外周に突き出していることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の円溝を切削するコアドリル。
- 台金の内周側に形成された薄肉部の周縁面に溶接されるダイヤモンドチップの内径は、台金の内周より小さく前記台金の内周に突き出し、かつ、台金の外周に形成された薄肉部の周縁面の溶接されるダイヤモンドチップの外径は、台金の外周と面一でることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の円溝を切削するコアドリル。
- 台金の内周側に形成された薄肉部の周縁面に溶接されるダイヤモンドチップの内径は、台金の内周と面一であり、かつ、台金の外周に形成された薄肉部の周縁面の溶接されるダイヤモンドチップの外径は、台金の外周と面一でることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の円溝を切削するコアドリル。
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