JPH10102531A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の目標方向に対して容易に切削作業を進
行させることができる切削装置を提供する。 【解決手段】 切削装置のエンドミル４を駆動する油圧
モータ３への油圧の供給方向を、切換弁３０に対する切
換信号発生手段４０からの切換信号により、切換時間設
定手段４１により設定された所定時間毎に切り換えるこ
とにより、エンドミル４の正回転時と逆回転時における
切削抵抗を相殺するようにした。また、切削装置に一対
のエンドミル５１、５２を備え、これらのエンドミル５
１、５２が同一回転数で反対方向に回転するようにし
て、エンドミル５１、５２に働くトータルの切削抵抗が
打ち消し合われるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路の舗装面等を
掘削及び切削する切削装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路工事や、上下水道管、電力管、通信
管、ガス管などの埋設工事において、既に舗装された地
面（舗装面）を掘削及び切削する切削装置（掘削装置）
としては、例えば、本出願人による特願平８−３９８９
２号に提案がなされている。

【０００３】この切削装置は図９〜図１２に示すような
ものであり、パワーショベル等の油圧作業機本体１のア
ーム２の先端のホルダ５に着脱可能に装着された油圧モ
ータ３のモータシャフト３Ａには、この油圧モータ３に
より回転駆動され、舗装面の掘削及び切削を行うエンド
ミル４が、その結合軸部８を介して同軸的に取り付けら
れている。

【０００４】ここで、アーム２は互いに連結したアーム
部２Ａ、２Ｂから構成され、複数の油圧シリンダ６Ａ、
６Ｂ、６Ｃの伸縮動作により、任意の角度に屈曲して、
先端側に保持したエンドミル４を、所定の掘削及び切削
位置に移動させることができるようになっている。

【０００５】一方、エンドミル４は、図１１、図１２に
示すように、そのエンドミル本体７の回転軸に垂直な先
端面に掘削面１１を、エンドミル本体７の外周面に切削
面１２を、それぞれ備えている。この掘削面１１には、
掘削用の刃具である掘削ビット２１Ａ、２１Ｂが、ま
た、切削面１２には、切削用の刃具である切削ビット２
２がビット列を形成しつつ、ぞれぞれ設けられている。

【０００６】このような構成により、切削装置のエンド
ミル４は、図１３に構成図で示すように、油圧作業機械
本体１側の油圧源２８から作動油の供給を受けた油圧モ
ータ３の回転方向にしたがって回転し、掘削ビット２１
Ａ、２１Ｂで、エンドミル４の回転軸方向への掘削を行
った後、さらに、回転するエンドミル４を舗装面に対し
て水平方向に移動させることにより、切削ビット２２
で、舗装面を所定の深さおよび幅で切削（または切断）
するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の切削装置では、エンドミル４は、切削作業中
に、一定の回転方向（正回転方向）にのみ回転するもの
であるので、以下に述べるような問題点があった。

【０００８】すなわち、図１４に示すように、切削作業
中のエンドミル４には、油圧作業機本体１（またはアー
ム２）がエンドミル４を所定の進行方向に移動させよう
とする送り力の他に、エンドミル４の切削ビット２２が
舗装面側から受ける切削抵抗（図中に背分力として示し
た）が送り力と垂直方向に働くため、この送り力と背分
力との合力であるエンドミル４による切削力の方向（す
なわち、切削の実際の進行方向）は、送り力の方向（す
なわち、切削の目標方向）とは一致しない。

【０００９】このため、図１５に破線で示すような目標
の切削穴２５を作成しようとして、単純にこの切削穴２
５の方向に送り力を発生させたのでは、切削装置により
実際になされる切削穴２６は、図に実線で示すように、
目標の切削穴から背分力の方向にずれたものとなってし
まう。したがって、従来の切削装置では、切削を狙いの
方向に正確に行うのは容易でなかった。

【００１０】本発明は、これらの問題点に着目してなさ
れたもので、所定の目標方向に対して容易に切削作業を
進行させることができる切削装置を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、外周側面
に切削用の刃具を備え回転軸を中心に回転するエンドミ
ルと、このエンドミルを回転駆動する駆動手段と、前記
エンドミルに水平方向の送り力を与える送り手段とを備
えた切削装置において、前記駆動手段による前記エンド
ミルの回転方向を所定時間毎に交互に切り換える回転方
向切換手段を備えた。

【００１２】第２の発明は、外周側面に切削用の刃具を
備えるとともに互いに平行に配置される一対のエンドミ
ルと、この一対のエンドミルをそれぞれの回転軸を中心
に互いに反対方向に回転駆動する駆動手段と、前記エン
ドミルに水平方向の送り力を与える送り手段とを備え
た。

【００１３】

【作用】第１の発明では、垂直に支持したエンドミル
を、送り手段の水平方向の送り力により、水平方向に移
動させて切削を行うが、この場合、エンドミルの回転方
向は、所定の時間間隔で正回転と逆回転が均等に繰り返
されるので、エンドミルが切削の対象物から受ける反力
である背分力（切削抵抗）は、エンドミルの正回転時と
逆回転時とで逆方向になり、この背分力を原因とする実
際の切削方向の送り力の方向からのずれは、正回転時と
逆回転時とで相殺し合う結果、大略の切削の進行方向を
送り力の方向と一致させることができ、所定の目標方向
に対して容易に切削作業を進行させることができる。

【００１４】第２の発明では、垂直に支持した一対の平
行なエンドミルを、送り手段の水平方向の送り力によ
り、両エンドミルを結ぶ線と直交する方向へと水平方向
に移動させて切削を行うが、一対のエンドミルは互いに
反対方向に同一回転数で回転しているため、各エンドミ
ルが切削の対象物から受ける背分力は互いに打ち消し合
い、一対のエンドミルは送り力の方向に真っすぐに進行
するので、所定の目標方向に対して容易に切削作業を進
行させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１６】図１〜図４には、本発明の第１の実施の形
態を示す。

【００１７】この実施の形態では、切削装置は、例えば
図９〜図１２に示すような従来の切削装置と同様の構成
を備えるとともに、図１に示すように、エンドミル４を
駆動する油圧モータ３を反転可能なものとし、この油圧
モータ３に供給される作動油の流れの方向を切り換える
切換手段として切換弁３０を備えている。

【００１８】この切換弁３０の切換は、切換指令信号発
生手段４０から発信される切換指令信号により制御さ
れ、切換指令信号がＯＦＦの定常状態では、切換弁３０
は、油圧源３１からＰポート３２へと供給された作動油
を、Ａポート３３から油圧モータ３のＣポート３４へと
供給し、油圧モータ３のＤポート３５から切換弁３０の
Ｂポート３６へと還流した作動油を、Ｔポート３７から
タンク３８へと戻すことにより、油圧モータ３の回転方
向（すなわちエンドミル４の回転方向）を正回転とする
ようになっている。

【００１９】一方、切換指令信号がＯＮとなったときに
は、切換弁３０は図２に示すように弁ポジションを切り
換えて、油圧源３１からＰポート３２へと供給された作
動油を、Ｂポート３６から油圧モータ３のＤポート３５
へと供給し、油圧モータ３のＣポート３４から切換弁３
０のＡポート３３へと還流した作動油を、Ｔポート３７
からタンク３８へと戻すことにより、油圧モータ３の回
転方向（すなわちエンドミル４の回転方向）を逆回転へ
と切り換えるようになっている。

【００２０】一方、切換指令信号発生手段４０には切換
時間設定手段４１から所定の切換時間（切換指令信号Ｏ
Ｎ時間Ｔａおよび切換指令信号ＯＦＦ時間Ｔｂ）が入力
され、切換指令信号発生手段４０は、図３に示すよう
に、切換指令信号ＯＮ時間Ｔａにわたって切換指令信号
をＯＮとして、切換指令信号ＯＦＦ時間Ｔｂにわたって
切換指令信号をＯＦＦとするＯＮ／ＯＦＦ動作を繰り返
す。

【００２１】これにより、エンドミル４は時間Ｔａにわ
たる正回転と、時間Ｔｂにわたる逆回転を繰り返す。こ
の場合、切換指令信号ＯＮ時間Ｔａと、切換指令信号Ｏ
ＦＦ時間Ｔｂは等しく採れば、結局エンドミル４は、所
定の時間（Ｔａ＝Ｔｂ）ごとに正逆回転を繰り返すこと
となる。

【００２２】なお、切換指令信号ＯＮ時間Ｔａおよび切
換指令信号ＯＦＦ時間Ｔｂは自由に設定が可能であり、
切削の対象物に合わせて適切に設定すればよい。

【００２３】次に第１の実施の形態の作用を説明する。

【００２４】舗装面を掘削及び切削するにあたり、ま
ず、図９に示す切削装置の油圧シリンダ６Ａ、６Ｂ、６
Ｃを伸縮させつつアーム２を操作し、油圧モータ３によ
り回転するエンドミル４を所定の掘削場所に移動させ
る。その後、舗装面に垂直にエンドミル４をセットし、
そのまま垂直方向に回転させつつ押し込むことにより、
掘削ビット２１Ａ、２１Ｂが掘削穴を形成し、さらに、
このエンドミル４を垂直に保持したまま、アーム２の操
作で舗装面と平行方向に送り力を受けて移動して、切削
面の１２の切削ビット２２により舗装面を切削（または
切断）していく。

【００２５】この場合、エンドミル４には図４に示すよ
うに、その回転方向に応じて、送り力の方向（目標方
向）から左右にθだけずれた方向に切削力が働き、この
切削力の方向がエンドミル４による実際の切削の進行方
向となる。

【００２６】ところで、本発明では、エンドミル４の回
転は所定の時間（Ｔａ＝Ｔｂ）ごとに正逆回転を繰り返
すようになっているので、正回転時の目標方向からのず
れと逆回転時の目標方向からのずれとが相殺する結果、
全体として切削は目標方向へと進行する。

【００２７】この様子を図５に示す。図示されるよう
に、エンドミル４による切削の実際の進行方向は図に実
線の矢印で示したように、一点鎖線で示した目標方向か
らずれているが、この正回転および逆回転によるずれが
相殺されて、切削穴４８は目標方向に沿ったものとでき
る。

【００２８】図６〜図８には本発明の第２の実施の形態
を示す。

【００２９】この実施の形態では、図６に示すように、
切削装置の油圧モータ５０に、一対のエンドミル５１、
５２を備えている。

【００３０】油圧モータ５０の回転をこれらのエンドミ
ル５１、５２に伝える結合軸６２と６４は、それぞれ、
軸受け５５、５６と軸受け５７、５８を介して、油圧モ
ータ５０のフランジ部５３にネジ結合されたフレーム５
４に、回転自在に、かつ互いに所定の間隔で平行に支持
されている。

【００３１】結合軸６２、６４のエンドミル５１、５２
側の端部は、小径部６２ａ、６４ａの先に断面六角形形
状の結合部６２ｂ、６４ｂを備えており、これらの結合
部６２ｂ、６４ｂが、エンドミル５１、５２に形成され
た結合部６２ｂ、６４ｂと同形断面の結合穴５１ａ，５
２ｂに挿入されている。さらに、小径部６２ａ、６４ａ
を挟み込むドーナツ型プレート８１、８２を、ボルト８
３、８４で固定することにより、結合軸６２、６４とエ
ンドミル５１、５２は、一体に回転するように相互に固
定されている。

【００３２】一方、結合軸６２の油圧モータ５０側の端
部は、油圧モータ５０のモータシャフト６０にギア結合
している。また、結合軸６４の油圧モータ５０側の端部
は、ギア６５の内周面にギア結合し、さらに、このギア
６５は、モータシャフト６０の外周に一体に形成された
ギア６６と噛合している。

【００３３】これにより、油圧モータ５０の駆動力が、
結合軸６２、６４に入力される。なお、この場合、ギア
６５と６６は同一径のものであるので、結合軸６２、６
４は、互いに逆方向に同一回転数で回転する。

【００３４】なお、エンドミル５１、５２は、エンドミ
ル４と同様に、これらの先端面である掘削面６８に掘削
ビット７０、７１を、また、これらの外周面である切削
面７２に切削ビット７３をそれぞれ備え、これらのビッ
トにより掘削及び切削を行うようになっている。

【００３５】次に第２の実施の形態の作用を説明する。

【００３６】切削装置は、アーム２を操作によりエンド
ミル５１、５２を所定の掘削場所に移動させ、舗装面に
セットしたエンドミル５１、５２を垂直方向に回転させ
つつ押し込むことにより、掘削ビット７０、７１が掘削
穴を形成し、さらに、エンドミル５１、５２を垂直に保
持したまま、アーム２の操作による送り力で、２つのエ
ンドミル５１、５２の回転軸を結ぶ線と直交する方向に
（舗装面と平行方向に）移動させ、切削面の７２の切削
ビット７３により舗装面を切削（または切断）してい
く。

【００３７】この場合、図７に示すように、エンドミル
５１、５２にはそれぞれその回転方向（例えばエンドミ
ル５１を正回転、エンドミル５２を逆回転とする）に応
じて、目標方向に向かう送り力と垂直な背分力（切削が
なされる舗装面側から受ける切削抵抗）を受け、各エン
ドミル５１、５２による切削力の方向は、それぞれ、こ
の背分力の分だけ送り力の方向（切削の目標方向）から
ずれる。

【００３８】しかしながら、一対のエンドミル５１、５
２は、互いに反対方向に同一回転数で回転しているの
で、エンドミル５１に対する背分力とエンドミル５２に
対する背分力は互いに打ち消し合い、結局、エンドミル
５１、５２のトータルの切削力は送り力の方向と一致す
る。したがって、エンドミル５１、５２は、図８に矢印
で示すように、切削の目標方向に沿って進行し、切削穴
４９を目標方向に沿ったものとできる。

【００３９】以上のように、本発明によれば、切削作業
の進行方向を容易に目標方向と一致させることができ
る。

【００４０】なお、本発明の切削装置におけるエンドミ
ルを移動させる機構は、以上述べてきた第１及び第２の
実施の形態のような油圧機械本体１やアーム２等に限ら
れるものではなく、エンドミルに所定の方向の送り力を
与える送り手段であれば如何なる構成のものでも構わな
い。

【００４１】

【発明の効果】第１の発明によれば、垂直に支持したエ
ンドミルを、送り手段の水平方向の送り力により、水平
方向に移動させて切削を行うが、この場合、エンドミル
の回転方向は、所定の時間間隔で正回転と逆回転が均等
に繰り返されるので、エンドミルが切削の対象物から受
ける反力である背分力（切削抵抗）は、エンドミルの正
回転時と逆回転時とで逆になり、この背分力を原因とす
る実際の切削方向の送り力の方向からのずれは、正回転
時と逆回転時とで相殺し合い、大略の切削の進行方向を
送り力の方向と一致させることができ、所定の目標方向
に対して容易に切削作業を進行させることができる。

【００４２】第２の発明によれば、垂直に支持した一対
の平行なエンドミルを、送り手段の水平方向の送り力に
より、両エンドミルを結ぶ線と直交する方向へと移動さ
せて切削を行うが、一対のエンドミルは互いに反対方向
に同一回転数で回転しているため、各エンドミルが切削
の対象物から受ける背分力は互いに打ち消し合い、一対
のエンドミルは送り力の方向に真っすぐに進行するの
で、所定の目標方向に対して容易に切削作業を進行させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す構成図である。

【図２】同じく構成図である。

【図３】同じく切換指令信号のＯＮ／ＯＦＦ動作を示す
特性図である。

【図４】同じく送り力と背分力と切削力の相互の関係を
示す説明図である。

【図５】同じく切削穴を示す平面図である。

【図６】同じく他の実施の形態を示す断面図である。

【図７】同じく送り力と背分力と切削力の相互の関係を
示す説明図である。

【図８】同じく切削穴を示す平面図である。切削装置を
示す側面図である。

【図９】切削装置を示す側面図である。

【図１０】エンドミルが油圧モータに装着された様子を
示す側面図である。

【図１１】エンドミルを示す側面図である。

【図１２】エンドミルを示す正面図である。

【図１３】従来の切削装置を示す構成図である。

【図１４】同じく送り力と背分力と切削力の相互の関係
を示す説明図である。

【図１５】同じく切削穴を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 油圧作業機本体 ２ アーム ３ 油圧モータ ４ エンドミル ２２ 切削ビット ３０ 切換弁 ４０ 切換指令信号発生手段 ４１ 切換時間設定手段 ５０ 油圧モータ ５１ エンドミル ５２ エンドミル ７３ 切削ビット

フロントページの続き (72)発明者 篠原 秀明 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 久下沼 淳 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 (72)発明者 一柳 健 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社技術研究所内 (72)発明者 大平 修司 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社技術研究所内 (72)発明者 落合 正巳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周側面に切削用の刃具を備え回転軸を中
   心に回転するエンドミルと、 このエンドミルを回転駆動する駆動手段と、 前記エンドミルに水平方向の送り力を与える送り手段
   と、 を備えた切削装置において、 前記駆動手段による前記エンドミルの回転方向を所定時
   間毎に交互に切り換える回転方向切換手段を備えたこと
   を特徴とする切削装置。
2. 【請求項２】外周側面に切削用の刃具を備えるとともに
   互いに平行に配置される一対のエンドミルと、 この一対のエンドミルをそれぞれの回転軸を中心に互い
   に反対方向に回転駆動する駆動手段と、 前記エンドミルに２つの回転軸を結ぶ線と略直交する水
   平方向の送り力を与える送り手段と、 を備えたことを特徴とする切削装置。