(57)【要約】【課題】作業効率を向上し得るダイヤモンドカッターを提供する。【解決手段】ダイヤモンドカッター１は、円盤状の基板１０の外周部にダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１１を有している。基板１０における切断時の切断代２１への対向面には、該切断時の切断代２１に当接可能となる、断面形状が外周部から回転中心に向かうに伴って厚みが大きくなる傾斜部１３が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の基板の外周部にダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃を有するダイヤモンドカッターにおいて、
上記基板における切断時の切断代への対向面には、該切断時の切断代に当接可能となる、断面形状が外周部から回転中心に向かうに伴って厚みが大きくなる傾斜部が形成されていることを特徴とするダイヤモンドカッター。
【請求項２】
前記傾斜部の断面形状は、基板の外周部から回転中心に向かうに伴って途中から湾曲して厚みが大きくなっていることを特徴とする請求項１記載のダイヤモンドカッター。
【請求項３】
前記切断用切刃は、基板の外周部から半径方向外方に向かって突出するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のダイヤモンドカッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石材、コンクリート等の被切断材を切断する円盤状のダイヤモンドカッターに関するものである。詳細には、円盤状のダイヤモンドカッターにて石材、コンクリート等の被切断材を切断するときの切断代の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば石材、コンクリート等の被切断材を切断する場合には、円盤状のダイヤモンドカッターが使用されている。この種のダイヤモンドカッターとしては、例えば特許文献１に開示された切断カッターが知られている。
【０００３】
特許文献１に開示された切断カッター１００は、図５に示すように、円盤状の基板１１０の外周縁に複数のダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１０１を有している。そして、上記切断カッター１００では、特に、基板１１０の内周部に、軸方向に貫通する複数のスリット１０２を有している。これらスリット１０２は、基板半径方向における振動モードの節の領域に設けられ、該スリット１０２内には樹脂が充填されている。
【０００４】
この結果、特許文献１に開示された切断カッター１００では、振動モードの節の領域すなわち節又は節に近い部分にスリット１０２を設けることによって、スリット１０２内の樹脂層により振動減衰を行い、騒音を最大限に抑制するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６６９３２号公報（２００２年３月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の特許文献１に開示された切断カッター１００では、騒音については考慮されているが、例えば石材、コンクリート等の被切断材を切断する場合に、切断代を除去することについては開示されていない。
【０００７】
ここで、例えば、上記従来の特許文献１に開示された切断カッター１００にて例えば石材１２０を切断する場合には、図６に示すように、円盤状の基板１１０の半径ｒよりも浅いところまで切断する。このとき、それ以上深く切断すると、切断代１２１の上端１２１ａが円盤状の切断カッター１００の回転シャフト軸１１１に当接するので、それ以上深く切断できない。このため、切断カッター１００の切断作業を一旦中断せざるを得ない。
【０００８】
そして、切断を継続するには、切断カッター１００の切断状態を解除し、切断代１２１をハンマー等で打ち付けることにより、切断代１２１を破壊する。或いは、切断カッター１００を水平にして切断代１２１の下端部を切断する。これにより、切断代１２１が取り除かれるので、円盤状の基板１１０は、さらに深い位置まで切断することができるようになる。
【０００９】
このように、石材１２０を円盤状の切断カッター１００にて切断する場合、石材１２０の切断と切断カッター１００の切断解除と切断代１２１の破壊とを繰り返しながら、より深く石材１２０を切断していかなければならない。
【００１０】
しかしながら、このような切断工程では、切断カッター１００の切断作業を逐一中断しなければならないので、作業効率が良くないという問題点を有している。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、作業効率を向上し得るダイヤモンドカッターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様におけるダイヤモンドカッターは、上記の課題を解決するために、円盤状の基板の外周部にダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃を有するダイヤモンドカッターにおいて、上記基板における切断時の切断代への対向面には、該切断時の切断代に当接可能となる、断面形状が外周部から回転中心に向かうに伴って厚みが大きくなる傾斜部が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
上記の発明によれば、基板における切断時の切断代への対向面には、該切断時の切断代に当接可能となる、断面形状が外周部から回転中心に向かうに伴って厚みが大きくなる傾斜部が形成されている。
【００１４】
このため、例えば石材、コンクリート等の被切断材を切断する場合に、基板の半径内の或る深さまで切断すると、切断代の上端が基板の傾斜部に当接する。この結果、切断代には、切断時の基板の最深位置近傍を支点とし、かつ当接部分を作用点として、該切断代を外部に押し出そうとする曲げモーメントが作用する。それゆえ、その曲げモーメントによる曲げ応力によって、切断代の支点位置の部分が破断され、切断代が落下することにより該切断代が除去される。
【００１５】
このように、本発明では、切断時においては、基板の傾斜部によって切断代が途中で自動的に除去されるので、切断代の上端がダイヤモンドカッターの軸に当接することがない。このため、切断作業を途中で中断することなく所望の深さまで継続して切断することができる。
【００１６】
したがって、作業効率を向上し得るダイヤモンドカッターを提供することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様におけるダイヤモンドカッターでは、前記傾斜部の断面形状は、基板の外周部から回転中心に向かうに伴って途中から湾曲して厚みが大きくなっているとすることができる。
【００１８】
これにより、円盤状の基板の断面形状は、外周部は厚みが薄く、途中から軸に近づく程湾曲した曲線で厚さが徐々に増加している。この結果、被切断材への切断の最初の頃は基板の厚みが薄いので、従来の平板からなる基板と同様に或る程度の深さまで切断することができる。
【００１９】
一方、或る程度を超える深さまで切断したときには、基板の湾曲した傾斜部における厚みが厚くなった部分に切断代が当接する。そして、切断代が当接している状態でさらに深く切断すると、切断代の上端に対して基板の湾曲した傾斜部による側方への押圧力が作用し、この押圧力はさらに深く切断するに伴って増加する。この結果、片持ち梁の固定端としての切断代の最下端の位置での曲げ応力が大きくなり、切断代が破断されることになる。
【００２０】
したがって、切断代の破壊強度と曲げ応力とのバランスを考慮して切断代を容易に破壊する位置にて基板の傾斜部と切断代の上端とを当接させることができる。
【００２１】
また、本発明の一態様におけるダイヤモンドカッターでは、前記切断用切刃は、基板の外周部から半径方向外方に向かって突出するように形成されていることが好ましい。
【００２２】
これにより、基板の外周においては基板の材質よりも硬質なダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃が被切断材に先に接触する。この結果、切断効率の高いダイヤモンドカッターを提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の一態様によれば、作業効率を向上し得るダイヤモンドカッターを提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１におけるダイヤモンドカッターにて被切断材を切断する状態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は上記ダイヤモンドカッターにおける基板の構成を示す断面図であり、（ｂ）は上記ダイヤモンドカッターにおける基板の構成を示す底面図である。
【図３】本実施の形態の実施例において使用したダイヤモンドカッターの基板の構成を示す平面図である。
【図４】（ａ）は本実施の形態の実施例で使用した上記ダイヤモンドカッターにて石材を切断する状態を示す断面図であり、（ｂ）は切断代が剥がれた状態を示す断面図である。
【図５】従来の特許文献１に開示された切断カッターの構成を示す平面図である。
【図６】上記切断カッターにて被切断材を切断する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の一実施形態について図１〜図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００２６】
本実施の形態のダイヤモンドカッターは、石材又はコンクリート等の被切断材を切断するときに使用されるものであり、円盤状の基板を有している。
【００２７】
本実施の形態のダイヤモンドカッター１の構成について、図１及び図２の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１は、本実施の形態のダイヤモンドカッター１にて被切断材２０を切断する状態を示す断面図である。図２の（ａ）は、上記ダイヤモンドカッター１の基板１０の構成を示す断面図である。図２の（ｂ）は、上記ダイヤモンドカッター１の基板１０の構成を示す底面図である。
【００２８】
本実施の形態のダイヤモンドカッター１は、図１に示すように、図示しない回転駆動部にて回転駆動される回転シャフト軸２に円盤状の基板１０が取り付けられたものからなっている。
【００２９】
上記基板１０は、例えば複数のネジ３にて取り付け固定されている。尚、ネジ３の個数は限定されないが、複数であることが好ましく、３個以上がさらに好ましい。本実施の形態では、例えばネジ３の数は４個としている。
【００３０】
また、基板１０は、例えば炭化タングステンとコバルト等との粉末とを焼結して作製した焼結炭化物合金等の超硬合金、又はハガネ等の材質からなっており、例えば、直径Ｌ１＝３０ｃｍ程度の円形にてなっている。尚、基板１０の直径Ｌ１は、必ずしも３０ｃｍ程度に限らず、３０ｃｍ〜５０ｃｍ程度でもよい。また、基板１０の外周部に、中心部に向かう複数の切り込みが形成されていてもよい。
【００３１】
さらに、図２の（ａ）（ｂ）に示すように、基板１０の外周部には多数のダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１１が複数形成されている。
【００３２】
本実施の形態では、切断用切刃１１は、基板１０の外周部から半径方向外方に向かって突出するように接合されている。この結果、複数の切断用切刃１１の間には、上記切り込みに相当する隙間が形成されたものとなっている。
【００３３】
このため、基板１０の外周においては基板１０よりも硬質なダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１１が被切断材２０に先に接触する。この結果、切断効率の高いダイヤモンドカッター１を提供することができる。また、基板１０の外周が削れて消耗するのを防止することができる。
【００３４】
次に、本実施の形態のダイヤモンドカッター１の基板１０は、図２の（ａ）に示すように、切断時の後述する切断代２１への対向面には、断面形状が外周部から回転中心に向かうに伴って途中から厚みが大きくなる傾斜部１３が形成されている。そして、この傾斜部１３は、切断時の切断代２１に当接可能となっている。
【００３５】
基板１０の断面形状は、具体的には、基板１０の外周部から回転中心に向かうに伴って同一厚部１２が形成され、同一厚部１２の内側端から、外周部から回転中心に向かうに伴って厚みが大きくなる傾斜部１３が形成されている。この傾斜部１３は、例えば、外周部から回転中心に向かうに伴って湾曲して厚みが大きくなっている。詳細には、湾曲形状は、基板１０の外周部では厚み方向の湾曲の曲率は小さく、中心部に近づくに伴って厚み方向の湾曲の曲率が大きくなっている。この結果、本実施の形態の基板１０の厚さは、例えば、最小厚さＬ３＝２〜５ｍｍ、最大厚さＬ４＝２０〜５０ｍｍとなっている。尚、基板１０の中心部１４は、回転駆動される回転シャフト軸２に当接させるために、平坦となっている。この中心部１４の直径Ｌ５は例えば、５０ｍｍ〜１００ｍｍとなっている。
【００３６】
これにより、円盤状の基板１０の断面形状は、外周部は厚みが薄く、回転シャフト軸２に近づく程曲線的に厚さが徐々に増加している。この結果、被切断材２０への切断の最初の頃は基板１０の厚みが薄いので、従来の平板からなる基板と同様に或る程度の深さまで切断することができる。
【００３７】
一方、或る程度を超える深さまで切断したときには、基板１０の傾斜部１３における厚みが厚くなった部分に切断代２１が当接する。そして、切断代２１が当接している状態でさらに深く切断すると、切断代２１の上端２１ａに対して基板１０の傾斜部１３による側方への押圧力が作用し、この押圧力はさらに深く切断するに伴って増加する。この結果、片持ち梁の固定端としての切断代２１の最下端２１ｂの位置での曲げ応力が大きくなり、切断代２１が破断されることになる。
【００３８】
ここで、本実施の形態では、傾斜部１３が切断代２１の上端２１ａに当接する基板１０の外周からの位置は、切断代２１の破壊強度と曲げ応力とのバランスを考慮したものとなっている、
すなわち、図１に示すように、本実施の形態のダイヤモンドカッター１にて石材又はコンクリート等の被切断材２０を切断するときに、浅い位置で傾斜部１３が被切断材２０の切断代２１に当接した場合には、傾斜部１３の切断代２１への当接時に作用する切断代２１への曲げモーメントが大きくない。このため、切断代２１の下端での曲げ応力も大きくないので、切断代２１が破壊され難い。
【００３９】
一方、本実施の形態では、或る程度の深い位置にて、傾斜部１３が被切断材２０の切断代２１に当接した場合に、傾斜部１３の切断代２１への当接時に作用する切断代２１への曲げモーメントに基づく曲げ応力が切断代２１の破断強度よりも大きくなるので、容易に切断代２１が破断できるものとなっている。
【００４０】
このことを考慮すると、本実施の形態の基板１０の傾斜部１３は、必ずしも最初から湾曲形状になっている必要はなく、後述する図４の（ａ）に示すように、同一厚部１２を経た後、例えば、小さな傾斜角度にて直線的に傾斜する直線傾斜部１３ａが存在し、直線傾斜部１３ａを経た後、中心部に向かって大きな傾斜角度で湾曲形状となって傾斜する湾曲傾斜部１３ｂとなっていてもよい。
【００４１】
上記構成を有する本実施の形態のダイヤモンドカッター１における被切断材２０の切断方法について、図１に基づいて説明する。
【００４２】
本実施の形態のダイヤモンドカッター１を用いて石材又はコンクリート等の被切断材２０を切断する場合には、図１に示すように、回転シャフト軸２を回転させた後、ダイヤモンドカッター１の基板１０の外周を被切断材２０の上端に接触させる。ここで、基板１０の直径Ｌ１＝例えば３０ｃｍであり、切断代２１の幅は例えば５ｍｍ〜２０ｍｍとなるようにする。
【００４３】
この状態で、基板１０を下方に押圧すると、被切断材２０は基板１０によって切断され、基板１０の半径方向のある程度の深さまで切断される。ある程度の深さは、例えば、２０ｍｍ〜１００ｍｍである。
【００４４】
これ以上深く切断すると、本実施の形態のダイヤモンドカッター１では、基板１０に傾斜部１３が形成されているので、切断代２１の上端２１ａの内側が傾斜部１３に当接する。
【００４５】
このため、切断代２１には、切断時の基板１０の最深位置近傍を支点とし、かつ当接部分を作用点として、該切断代２１を外部に押し出そうとする曲げモーメントが作用する。それゆえ、その曲げモーメントによる曲げ応力によって、切断代２１の支点位置の最下端２１ｂが破断され、切断代２１が落下することにより該切断代２１が除去される。
【００４６】
すなわち、従来では、図６に示すように、円盤状の基板１１０の半径ｒの近傍位置の深さまで切断したときには、切断カッター１００の回転シャフト軸１１１に切断代１２１の上端１２１ａが当接するのを回避すべく、切断カッター１００の切断状態を解除し、切断代１２１を破壊した後でなければ切断作業を続けることができなかった。このため、作業効率が良くなかった。
【００４７】
これに対し、本実施の形態では、切断時においては、図１に示すように、基板１０の傾斜部１３によって切断代２１が途中で自動的に除去されるので、切断代２１の上端２１ａが回転シャフト軸２に当接することがない。このため、切断作業を途中で中断することなく所望の深さまで継続して切断することができる。
【００４８】
したがって、本実施の形態では、ダイヤモンドカッター１の作業効率が向上する。
【００４９】
〔実施例〕
本実施の形態のダイヤモンドカッター１に関して、性能確認実験を行った結果について、図３及び図４の（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図３は、本実施の形態の実施例にて使用したダイヤモンドカッター１の基板１０を示す平面図である。図４の（ａ）は本実施の形態の実施例で使用した上記ダイヤモンドカッター１にて石材を切断する状態を示す断面図であり、図４の（ｂ）は切断代２１が剥がれた状態を示す断面図である。
【００５０】
本実施の形態のダイヤモンドカッター１について、性能確認実験を行った。実験で使用したダイヤモンドカッター１の基板１０は、図３に示すように、切断用切刃１１を除いた直径が２６２ｍｍであり、基板１０の外周部に２４個のダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１１を、隙間を有して均等に配している。また、図４の（ａ）に示すように、ダイヤモンドカッター１の基板１０は、外周部から中心に向かって２５ｍｍまでは一定の最小厚さＬ３＝４ｍｍの同一厚部１２が形成されていると共に、そこから中心に向かって２０ｍｍまで厚さが１５°で直線的に厚くなる直線傾斜部１３ａが形成され、さらに、直線傾斜部１３ａの端部から中心に向かって湾曲して厚みが増加する湾曲傾斜部１３ｂが形成されている。
【００５１】
上記の基板１０を装着したダイヤモンドカッター１を用いて、被切断材２０としての石材を切断した。この石材は、墓石用の石材である。
【００５２】
その結果、図４の（ａ）に示すように、被切断材２０が約２５ｍｍ強まで切断され、切断代２１の上端２１ａが直線傾斜部１３ａに位置したときに、石材の切断代２１の上端２１ａが該傾斜部１３における直線傾斜部１３ａに当接し、図４の（ｂ）に示すように、切断代２１が根本つまり切断用切刃１１が存在する位置から剥がれた。尚、切断用切刃１１の外周方向長さは１０ｍｍである。このときの切断代２１の厚さは例えば８ｍｍであった。
【００５３】
その後、ダイヤモンドカッター１の基板１０をさらに下方移動させることにより、該墓石を最後まで連続して切断することができた。
【００５４】
この結果、本実施の形態のダイヤモンドカッター１にて被切断材２０を継続して最後まで一気に切断できることが確認できた。
【００５５】
このように、本実施の形態のダイヤモンドカッター１は、円盤状の基板１０の外周部にダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１１を有している。そして、基板１０における切断時の切断代２１への対向面には、該切断時の切断代２１に当接可能となる、断面形状が外周部から回転中心に向かうに伴って厚みが大きくなる傾斜部１３が形成されている。
【００５６】
このため、例えば石材、コンクリート等の被切断材２０を切断する場合に、基板１０の半径内の或る深さまで切断すると、切断代２１の上端２１ａが基板１０の傾斜部１３に当接する。この結果、切断代２１には、外部に押し出そうとする曲げモーメントが作用する。それゆえ、その曲げモーメントによる曲げ応力によって、切断代２１の支点位置の部分が破断され、切断代２１が落下することにより該切断代２１が除去される。
【００５７】
したがって、作業効率を向上し得るダイヤモンドカッター１を提供することができる。
【００５８】
また、本実施の形態におけるダイヤモンドカッター１では、傾斜部１３の断面形状は、基板１０の外周部から回転中心に向かうに伴って途中から湾曲して厚みが大きくなっている湾曲傾斜部１３ｂを有している。
【００５９】
これにより、円盤状の基板１０における湾曲傾斜部１３ｂの断面形状は、外周部は厚みが薄く、途中から軸に近づく程湾曲した曲線で厚さが徐々に増加している。この結果、被切断材２０への切断の最初の頃は基板１０の厚みが薄いので、従来の平板からなる基板と同様に或る程度の深さまで切断することができる。
【００６０】
一方、或る程度を超える深さまで切断したときには、基板１０の傾斜部１３における厚みが厚くなった部分に切断代２１が当接する。そして、切断代２１が当接している状態でさらに深く切断すると、片持ち梁の固定端としての切断代２１の最下端の位置での曲げ応力が大きくなり、切断代２１が破断されることになる。
【００６１】
したがって、切断代２１の破壊強度と曲げ応力とのバランスを考慮して切断代２１を容易に破壊する位置にて基板１０の傾斜部１３と切断代２１の上端２１ａとを当接させることができる。
【００６２】
また、本実施の形態におけるダイヤモンドカッター１では、複数の切断用切刃１１は、基板１０の外周部から半径方向外方に向かって突出するように形成されている。
【００６３】
これにより、基板１０の外周においては基板１０の材質よりも硬質なダイヤモンド砥粒が接合された切断用切刃１１が被切断材２０に先に接触する。この結果、切断効率の高いダイヤモンドカッター１を提供することができる。また、基板１０の外周が削れて消耗するのを防止することができる。
【００６４】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、本実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、石材又はコンクリート等の被切断材を切断するダイヤモンドカッターに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１        ダイヤモンドカッター
２        回転シャフト軸
３        ネジ
１０        基板
１１        切断用切刃
１２        同一厚部
１３        傾斜部
１３ａ      直線傾斜部（傾斜部）
１３ｂ      湾曲傾斜部（傾斜部）
１４        中心部
２０        被切断材
２１        切断代
２１ａ      上端
２１ｂ      最下端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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