(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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８−３９８９２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２２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２１Ａ、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２５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。
【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。
【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３０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ＯＮ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ＯＦＦ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、６Ｃ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には参考例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５４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，５２ｂ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８３、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、６４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】
次に参考例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、５２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。
【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】参考例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
【図１】
0003633734.tif 000002
【図２】
0003633734.tif 000003
【図３】
0003633734.tif 000004
【図４】
0003633734.tif 000005
【図５】
0003633734.tif 000006
【図６】
0003633734.tif 000007
【図７】
0003633734.tif 000008
【図８】
0003633734.tif 000009
【図９】
0003633734.tif 000010
【図１０】
0003633734.tif 000011
【図１１】
0003633734.tif 000012
【図１２】
0003633734.tif 000013
【図１３】
0003633734.tif 000014
【図１４】
0003633734.tif 000015
【図１５】
0003633734.tif 000016