JPH08224728A - 切削工具 - Google Patents

切削工具

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Publication number
JPH08224728A
JPH08224728A JP5815495A JP5815495A JPH08224728A JP H08224728 A JPH08224728 A JP H08224728A JP 5815495 A JP5815495 A JP 5815495A JP 5815495 A JP5815495 A JP 5815495A JP H08224728 A JPH08224728 A JP H08224728A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cutting
tool
cutting tool
stone material
cutting head
Prior art date
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Pending
Application number
JP5815495A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Toida
秀基 戸井田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TECHNO ISHII KK
Original Assignee
TECHNO ISHII KK
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Filing date
Publication date
Application filed by TECHNO ISHII KK filed Critical TECHNO ISHII KK
Priority to JP5815495A priority Critical patent/JPH08224728A/ja
Publication of JPH08224728A publication Critical patent/JPH08224728A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Drilling And Boring (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】単位時間当りの切削量が大きく、切削加工に要
する作業時間が短く、切削作業の能率アップを図ること
のできる切削工具を提供する。 【構成】工具本体に内蔵した振動素子を振動して、例え
ば、約25KHz の周波数で回転軸を超音波振動させ、同
時に、工具本体に内蔵した電動モータを駆動して、例え
ば、約2500rpm の回転速度で回転軸を高速回転さ
せ、同回転軸に固定した切削ヘッドに超音波振動と回転
力とを同時に付与する。切削工具を構成する切削ヘッド
を石材の切削面に当接して切削加工するので、切削ヘッ
ドの回転力だけで切削するよりも切削効率がよく、単位
時間当りの切削量が大きくなり、切削に要する作業時間
を大幅に短縮して、切削作業の能率アップを図ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、石材、コン
クリート、宝石、結晶体等の被研削物を切削加工する作
業に用いられる切削工具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上述例のような石材を切削加工す
る場合、例えば、工具本体に形成した噴射孔から砥粒を
高速で噴射させ、同噴射孔から噴射される砥粒を石材の
切削面に吹付けて切削加工する噴射式の切削工具を用い
たり、或いは、工具本体に軸受した切削ヘッドを電動モ
ータにより高速回転させ、同切削ヘッドを高速回転させ
ながら石材の切削面に当接して切削加工する回転式の切
削工具を用いたりする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した噴射
式の切削工具により石材を切削加工する場合、噴射孔か
ら噴射される砥粒を石材の切削面に吹付けて切削加工す
るので、石材の切削面に吹付けられた砥粒が周囲に飛び
散ったり、石材の粉塵が多量に発生したりするため、作
業環境が悪くなるという問題点を有している。
【0004】また、回転式の切削工具により石材を切削
加工する場合、高速回転する切削ヘッドの回転力だけで
石材を切削加工するので、例えば、石材の切削面を深く
切削加工したり、石材の切削面を大きく切削加工すると
き、単位時間当りの切削量が少なく、切削作業に手間及
び時間が掛かるため、作業能率が悪いという問題点を有
している。
【0005】この発明は上記問題に鑑み、切削工具を構
成する切削ヘッドに超音波振動と回転力とを同時に付与
することにより、切削加工に要する作業時間を短縮し
て、切削作業の能率アップを図ることができる。且つ、
切削作業に適した環境を維持することのできる切削工具
の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記工具本体に、上記切削ヘッドに対して超音波振動を
付与する振動付与手段と、該切削ヘッドに対して回転力
を付与する回転付与手段とを設けた切削工具であること
を特徴とする。
【0007】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の構成と併せて、上記回転付与手段を電力供給源から供
給される電気により回転駆動する電動モータで構成した
切削工具であることを特徴とする。
【0008】請求項3記載の発明は、上記請求項1記載
の構成と併せて、上記回転付与手段を流体供給源から供
給される流体の圧力により回転駆動する流体圧モータで
構成した切削工具であることを特徴とする。
【0009】
【作用】請求項1記載の切削工具は、工具本体に設けた
振動付与手段を駆動して、例えば、約25KHz の周波数
で切削ヘッドを超音波振動させ、同時に、工具本体に設
けた回転付与手段を駆動して、例えば、約2500rpm
の回転速度で切削ヘッドを高速回転させ、工具本体に軸
受した切削ヘッドに超音波振動と回転力とを同時に付与
することで、被切削物の切削面が効率よく切削加工でき
る。
【0010】請求項2記載の切削工具は、上記請求項1
記載の作用と併せて、例えば、交流式又は直流式の電力
供給源から供給される電気により電動モータを駆動し
て、同電動モータの回転力により切削ヘッドを高速回転
させることで、被切削物の切削面が効率よく切削加工で
きると共に、電力供給源から供給される電気の供給量を
増減して電動モータの回転速度を増速又は減速すること
で、切削ヘッドに付与される回転速度及び回転力を可変
調節できる。
【0011】請求項3記載の切削工具は、上記請求項1
記載の作用と併せて、例えば、コンプレッサーやポンプ
等の流体供給源から供給される流体(例えば、気体や液
体等)の移送圧力により流体圧モータを駆動して、同流
体圧モータの回転力により切削ヘッドを高速回転させる
ことで、被切削物の切削面が効率よく切削加工できると
共に、流体供給源から供給される流体の移送圧力を増減
して流体圧モータの回転速度を増速又は減速すること
で、切削ヘッドに付与される回転速度及び回転力を可変
調節できる。
【0012】
【発明の効果】この発明によれば、切削工具を構成する
切削ヘッドに超音波振動と回転力とを同時に付与するの
で、従来例のように切削ヘッドの回転力だけで切削加工
するよりも切削効率がよく、単位時間当りの切削量が大
きくなると共に、切削加工に要する作業時間を大幅に短
縮して、切削作業の能率アップを図ることができる。且
つ、回転付与手段を構成する電動モータ及び流体圧モー
タの回転速度を増速又は減速するだけで、被切削物の硬
度に応じて切削ヘッドに付与される回転速度及び回転力
を可変調節できる。さらに、被切削物の切削面に水や油
等を吹付けることができるので、砥粒や粉塵等が周囲に
飛散するのを積極的に防止でき、切削作業に適した環境
を維持することができる。
【0013】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は被切削物の一例として墓石や石盤等の石
材を切削加工するときに用いられる切削工具を示し、図
1及び図2に於いて、この切削工具1は、中空円筒形状
に形成した工具本体2の中心部軸方向に長尺寸法の回転
軸3を軸受し、同工具本体2の中間部に配設した振動素
子4により回転軸3を超音波振動させ、同工具本体2の
後端部に配設した交流式の電動モータ5により回転軸3
を高速回転させて、同工具本体2に軸受した回転軸3に
超音波振動と回転力とを同時に付与する構造である。
【0014】上述した工具本体2は、中空円筒形状に形
成した軸受ケース2aの中心部軸方向に回転軸3を挿入
し、同軸受ケース2aの中間部内周面に振動素子4及び
増幅コーン5を挿入固定して、同振動素子4及び増幅コ
ーン6の中心部にスリップリング7を介して回転軸3を
挿入している。例えば、約25KHz の高い周波数で振動
素子4を超音波振動させ、同振動素子4により発振され
た超音波振動を増幅コーン6により増幅して、後述する
電動モータ5の回転力により高速回転される回転軸3に
対して超音波振動を付与する。なお、後述する石材Dの
硬度に応じて、上述した回転軸3に付与される周波数を
約25KHz 以下又は以上に設定してもよい。且つ、振動
素子4と対応する軸受ケース2aの中間部外周面に多数
個の各換気孔2b…を所定間隔に隔てて形成し、同軸受
ケース2aの内部空間及び外部空間を各換気孔2b…に
より連通接続して換気するので、軸受ケース2aの内部
温度が必要以上に高温となるのを防止できる。
【0015】且つ、軸受ケース2aに挿入した回転軸3
の前端部と、円錐形状に形成した回転部材8の後端側中
心部とを直結し、同回転部材8の後端側周縁部に固定し
た軸受リング9を、軸受ケース2aの前端側内周面に固
定したアンギュラー型の各ベアリング10,10間に嵌
込んで、同軸受ケース2aに挿入した回転軸3を各ベア
リング10,10により回転可能に軸受している。
【0016】且つ、軸受ケース2aの前端側開口部に閉
塞板11を螺合固定し、同閉塞板11の中心部に形成し
た軸受孔11aに上述した回転部材8の先細側前端部を
挿入して、同閉塞板11の軸受孔11aよりも前方に回
転部材8の先細側前端部を適宜長さ突出すると共に、同
回転部材8の突出側前端部に固定したヘッド固定台12
の中心部に対して、例えば、工業用のダイヤモンド、ア
ルミナ、チタン等で形成又は複合してなる高硬度の切削
ヘッド13を軸方向に差込み固定する。
【0017】一方、軸受ケース2aの後端側開口部にブ
ラケット14を介して交流式の減速機付き電動モータ5
を固定し、同電動モータ5を上述した回転軸3の後端部
に直結して、同電動モータ5と家庭用又は工業用の電力
供給源15とを電源コード16で接続している。例え
ば、約2500rpm の回転速度で回転軸3を高速回転さ
せ、上述した振動素子4により超音波振動される回転軸
3に対して回転力を付与する。且つ、軸受ケース2aの
後端側周縁部に電動モータ5が収納される大きさ及び形
状に形成したモータカバー17を固定して、同電動モー
タ5全体をモータカバー17により囲繞している。な
お、後述する石材Dの硬度に応じて、上述した回転軸3
に付与される回転速度を約2500rpm 以下又は以上に
設定してもよい。
【0018】図示実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下、切削工具1による切削方法を説明する。先
ず、作業者Aの手により切削加工する場合、図3に示す
ように、作業者Aの手で切削工具1を把持した後、切削
工具1に内蔵した振動素子4により回転軸3を超音波振
動させ、同工具に内蔵した電動モータ5により回転軸3
を高速回転させて、同回転軸3に固定した切削ヘッド1
3に超音波振動と回転力とを同時に付与する。作業者A
の手で把持した切削工具1を、切削作業台Cに固定され
た石材Dの切削面と対向する上方位置に移動させ、切削
工具1を構成する切削ヘッド13を切削作業台Cに固定
した石材Dの切削面に当接して、例えば、石材Dを適宜
大きさ及び形状に切削加工したり、石材Dの角部を面取
り加工したり、石材Dの切削面に文字や絵等を切削加工
したりする。且つ、例えば、水や油等を石材Cの切削面
に吹付けながら切削加工することで、石粉や粉塵等が周
囲に飛散するのを積極的に防止できる。
【0019】次に、自動切削機Bにより切削加工する場
合、図4に示すように、自動切削機Bを構成するロボッ
トアームBaに切削工具1を固定した後、同機側部に配
設した制御ボックスBbにロボットアームBaの動作プ
ログラムを入力して、同制御ボックスBbに格納された
プログラムに沿ってロボットアームBaを動作させる。
つまり、切削工具1に内蔵した振動素子4により回転軸
3を超音波振動させ、同工具に内蔵した電動モータ5に
より回転軸3を高速回転させて、同回転軸3に固定した
切削ヘッド13に超音波振動と回転力とを同時に付与す
る。自動切削機BのロボットアームBaを制御ボックス
Bbに格納されたプログラムに沿って動作させると共
に、ロボットアームBaに固定した切削工具1を、切削
作業台Cに固定した石材Dの切削面と対向する上方位置
に移動させ、切削工具1を構成する切削ヘッド13を切
削作業台Cに固定した石材Dの切削面に当接して切削加
工する。
【0020】次に、フライス盤Eにより切削加工する場
合、図5に示すように、フライス盤Eを構成する工具固
定部Eaに切削工具1を固定した後、切削工具1に内蔵
した振動素子4により回転軸3を超音波振動させ、同工
具に内蔵した電動モータ5により回転軸3を高速回転さ
せて、同回転軸3に固定した切削ヘッド13に超音波振
動と回転力とを同時に付与する。フライス盤Eを構成す
る可動テーブルEbをX軸方向及びY軸方向に移動させ
ると共に、可動テーブルEbに固定した石材Dを、工具
固定部Eaに固定した切削工具1と対向する下方位置に
移動させ、切削工具1を構成する切削ヘッド13を可動
テーブルEbに固定した石材Dの切削面に当接して切削
加工する。
【0021】以上のように、切削工具1を構成する切削
ヘッド13に超音波振動と回転力とを同時に付与するの
で、従来例のように切削ヘッド13の回転力だけで切削
するよりも切削効率がよく、単位時間当りの切削量が大
きくなると共に、切削加工に要する作業時間を大幅に短
縮して、切削作業の能率アップを図ることができる。且
つ、電力供給源15から供給される電気の供給量を増減
して電動モータ5の回転速度を増速又は減速するので、
石材Dの硬度に応じて切削ヘッド13に付与される回転
速度及び回転力を可変調節できる。さらに、石材Dの切
削面に水や油等を吹付けることができるので、石粉や粉
塵等が周囲に飛散するのを積極的に防止でき、切削作業
に適した環境を維持することができる。
【0022】図6は気体又は液体等の流体により回転駆
動される流体圧モータ19を内蔵した第2実施例の切削
工具1を示し、上述した流体圧モータ19に供給する流
体には、例えば、空気やガス等の気体又は油や水等の液
体を用途に応じて選択使用する。つまり、気体又は液体
等の流体を供給する流体供給源20と、供給用ポンプ2
1とを供給管22で接続し、同供給用ポンプ21の吐出
ポート21aと、工具本体2に内蔵した流体圧モータ1
9の吸入ポート19aとを供給管23で接続し、同供給
用ポンプ21の吸入ポート21bと流体圧モータ19の
吐出ポート19bとを排出管24で接続している。
【0023】上述した切削工具1により石材Dを切削加
工する場合、上述した作業者Aの手で切削工具1を把持
した後、或いは、自動切削機BのロボットアームBa又
はフライス盤Eの工具固定部Eaに切削工具1を固定し
た後、供給用ポンプ21を駆動力して、工具本体2に内
蔵した流体圧モータ19に流体を連続供給し、同流体圧
モータ19に内蔵した回転羽根19cを流体の移送圧力
により連続回転させる。同時に、流体圧モータ19の回
転羽根19cに直結した回転軸3を高速回転させて、切
削工具1に内蔵した振動素子4により回転軸3を超音波
振動させて、同回転軸3に固定した切削ヘッド13に超
音波振動と回転力とを同時に付与する。切削作業台Cに
固定した石材Dの切削面と対向する上方位置に切削工具
1を移動させ、切削工具1を構成する切削ヘッド13を
切削作業台Cに固定した石材Dの切削面に当接して切削
加工するので、第1実施例と同様に、切削工具1を構成
する切削ヘッド13の回転力だけで石材Cを切削するよ
りも切削効率がよく、単位時間当りの切削量が大きくな
り、切削加工に要する作業時間を大幅に短縮して、切削
作業の能率アップを図ることができる。且つ、流体供給
源20から供給される流体の移送圧力を増減して流体圧
モータ19の回転速度を増速又は減速することで、石材
Dの硬度に応じて切削ヘッド13に付与される回転速度
及び回転力を可変調節できる。
【0024】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の被切削物は、実施例の石材Dに対
応し、以下同様に、振動付与手段は、振動素子4及び増
幅コーン6に対応し、回転付与手段は、電動モータ5
と、流体圧モータ19とに対応するも、この発明は、上
述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【0025】上述の第1,2実施例では、墓石や石盤等
の石材Dを切削加工する作業に切削工具1が用いられて
いるが、例えば、コンクリート、宝石、結晶体等の被研
削物を切削加工する作業にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の電動モータを内蔵した切削工具の
内部構造を示す断面図。
【図2】切削ヘッドの回転状態及び振動状態を示す側面
図。
【図3】作業者による切削工具の取扱い状態を示す斜視
図。
【図4】自動切削機による切削工具の取扱い状態を示す
斜視図。
【図5】フライス盤による切削工具の取扱い状態を示す
斜視図。
【図6】第2実施例の流体圧モータを内蔵した切削工具
の内部構造を示す断面図。
【符号の説明】
A…作業者 B…自動切削機 Ba…ロボットアーム Bb…制御ボックス C…切削作業台 D…石材 E…フライス盤 Ea…工具固定部 Eb…可動テーブル 1…切削工具 2…工具本体 3…回転軸 4…振動素子 5…電動モータ 6…増幅コーン 12…ヘッド固定台 13…切削ヘッド 15…電力供給源 16…電源コード 19…流体圧モータ 20…流体供給源

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】工具本体に軸受した切削ヘッドを回転させ
    ながら被切削物に当接し、該切削ヘッドの回転力により
    被切削物を切削加工する切削工具であって、上記工具本
    体に、上記切削ヘッドに対して超音波振動を付与する振
    動付与手段と、該切削ヘッドに対して回転力を付与する
    回転付与手段とを設けた切削工具。
  2. 【請求項2】上記回転付与手段を、上記電力供給源から
    供給される電気により回転駆動する電動モータで構成し
    た請求項1記載の切削工具。
  3. 【請求項3】上記回転付与手段を、上記流体供給源から
    供給される流体圧により回転駆動する流体圧モータで構
    成した請求項1記載の切削工具。
JP5815495A 1995-02-21 1995-02-21 切削工具 Pending JPH08224728A (ja)

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JP5815495A JPH08224728A (ja) 1995-02-21 1995-02-21 切削工具

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004322233A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Nakamura Tome Precision Ind Co Ltd 硬質脆性板の面取加工方法
CN102554359A (zh) * 2011-12-13 2012-07-11 北京航空航天大学 一种应用于复杂曲面的超声振动倒角装置
US11413654B2 (en) * 2017-08-03 2022-08-16 Kira Corporation Ultrasonic vibration processing device

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