(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をなす台金と、前記台金の先端に沿って固着された複数の砥粒層セグメントとを有し、該砥粒層セグメントの研削面のビット回転方向の前方側に位置する部分が回転方向の前方側に向かうにしたがい台金に近づく凸曲面とされてなるビットを用いた穿孔方法であって、
前記ビットを台金の軸線回りに回転させ、各砥粒層セグメントを被削材に切り込ませつつ、ビット本体内にエアーと共に遊離砥粒を導入し、砥粒層セグメントの研削面と被削材との間に前記遊離砥粒を供給しつつ被削材の加工を行うことを特徴とするビットを用いた穿孔方法。
【請求項２】
前記ビットにおいて、前記凸曲面が台金の砥粒層セグメントとの固着面まで続くことを特徴とする請求項１に記載されたビットを用いた穿孔方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物等に円形の孔を形成する等の用途に使用されるビットを用いた穿孔方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のビット１０は、図５に示すように、円筒状をなす台金１と、この台金１の基端側に同軸に設けられた軸部２と、前記台金１の先端に周方向に一定間隔で固着されたメタルボンド砥石からなる複数の砥粒層セグメント３からなるものであり、前記軸部２が駆動装置に連結される。そして、駆動装置によりビット１０を回転させつつ、コンクリート構造物等の被削材Ｗに押し当てることにより、砥粒層セグメント３で被削材Ｗを穿孔加工して円筒状の貫通孔または孔を形成する。
穿孔加工の際には砥粒層セグメント３の先端の研削面３ａの発熱を抑え、切り粉の排出を促すために、前記軸部２の内周を通してビット１０内に研削媒体４が連続的に供給される。このような研削媒体４として、一般には水等の研削液が用いられ、湿式で被削材Ｗの穿孔加工が行われる。
このとき、切り粉と水が混ざりあってヘドロ状になった研削液が排出されるが、排出される研削液すべてを回収するのは難しく、周辺環境を汚してしまい、とくに屋内などでの加工では不具合を生じる。
このような問題を解決するために、研削媒体４として水に代えてＳｉＣやアルミナ等の遊離砥粒とともにエアーを用いて、乾式で穿孔加工を行うことが提案されているが、砥粒層セグメント３の先端の研削面３ａと被削材Ｗとの界面に研削媒体４がうまく供給されず、研削媒体４のほとんどが各砥粒層セグメント３間の隙間から外周側に流れ出し、砥粒層セグメント３が目詰まりしやすくなって、切り粉の排出性が悪くなるという欠点を有していた。
【０００３】
また、上述のビットとは別に、以下に記載するようなビットが提案されている。この一例を示すビット２０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、円筒状をなす台金１の先端に沿って周方向に一定間隔で固着された砥粒層セグメント１３を有し、該砥粒層セグメント１３の研削面１３ａのビット回転方向Ｔの前方側に台金１側に傾斜する平面状の傾斜面１３ｂが形成されているものである。この場合、前記傾斜面１３ｂが設けられているために、被削材Ｗの穿孔加工中に、研削媒体４が傾斜面１３ｂに誘導されるようにして砥粒層セグメント１３の研削面１３ａと被削材Ｗとの界面に供給されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、砥粒層セグメント１３の傾斜面１３ｂにより、研削面１３ａと傾斜面１３ｂとの境界線１３ｃが稜線として形成されているために、研削面１３ａと被削材Ｗとの界面にうまく巻き込まれずに供給されにくい。さらに、ビット２０の回転方向Ｔと略直交するような壁面１３ｄがビット回転方向Ｔの前方側に形成されていることから、この壁面１３ｄにより傾斜面１３ｂに流動しようとする研削媒体４が遮られて、各砥粒層セグメント１３間の隙間から外周側に排出される量が依然として多い。これらのことから、外周側に流れ出る研削媒体４の量が多くなり、研削面１３ａと被削材Ｗとの界面に供給される研削媒体４の量がなお不十分であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、研削媒体の砥粒層セグメントの研削面への供給を良好にして、砥粒層セグメントの切れ味を良好に保ち、目詰まりを防ぐことのできるビットを用いた穿孔方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項１に記載のビットを用いた穿孔方法では、 円筒状をなす台金と、前記台金の先端に沿って固着された複数の砥粒層セグメントとを有し、該砥粒層セグメントの研削面のビット回転方向の前方側に位置する部分が回転方向の前方側に向かうにしたがい台金に近づく凸曲面とされてなるビットを用いた穿孔方法であって、ビットを台金の軸線回りに回転させ、各砥粒層セグメントを被削材に切り込ませつつ、ビット本体内にエアーと共に遊離砥粒を導入し、砥粒層セグメントの研削面と被削材との間に遊離砥粒を供給しつつ被削材の加工を行うことを特徴とする。
このような構成としたことにより、被削材の穿孔加工中に流動している遊離砥粒の一部が前記凸曲面に巻き込まれるようにして研削面と被削材との界面に供給されて、砥粒層セグメントの自生発刃を促し、切れ味を常に良好に保ち、目詰まりを防いで切り屑の排出性も高めることができる。しかも、本発明による穿孔方法を用いたことで、前記遊離砥粒が前記凸曲面に巻き込まれるようにして研削面と被削材との界面に供給されて砥粒層セグメントの自生発刃を促して切れ味を常に良好に保ち、目詰まりを防止する効果が従来に比べて、特に顕著になる。
【０００７】
請求項２に記載のビットを用いた穿孔方法では、ビットの凸曲面が台金の砥粒層セグメントとの固着面まで続くような構成とされている。
このような構成としたことにより、被削材の穿孔加工時に前記研削面と被削材との界面に遊離砥粒が供給されやすく、長期にわたって砥粒層セグメントの良好かつ安定した切れ味が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照しながら説明するが、上述の先行技術と同一または同様の部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図１は本発明の一実施形態によるビットの斜視図、図２は同ビットの先端部の側面図、図３は同ビットの先端部の正面図である。
【００１０】
本発明の実施形態によるビット３０は主に乾式切断加工用であり、円筒形の台金１と、その基端側に小径円筒状の軸部２が同軸状に形成され、台金１の先端側には、図１に示すように、略円弧状をなす複数の砥粒層セグメント２３が、台金１の周方向に一定間隔Ｌを介して一列に並んで例えばろう付け等によって固着されている。
【００１１】
砥粒層セグメント２３は、図２に示すように、平坦で被削材の穿孔加工に用いられる研削面２３ａのビット回転方向Ｔの前方側に位置する部分に、ビット回転方向Ｔの前方側に向かうにしたがい漸次台金１に近づいていくような凸曲面２３ｂが形成されている。さらに、凸曲面２３ｂは砥粒層セグメント２３のビット回転方向Ｔの後方側に位置する研削面２３ａから滑らかに連続して形成されており、凸曲面２３ｂのビット回転方向Ｔの最前方側の端線２３ｃは台金１の砥粒層セグメント２３との固着面１ａまで続いている。
砥粒層セグメント２３の幅は、例えば図３に示すように台金１の肉厚よりも大きく、互いの幅方向の中心を一致させている。
また、砥粒層セグメント２３は、メタルボンド砥石とされ、ＮｉやＣｕ合金等からなる金属結合相中にダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒が分散配置されている。ただし、本発明ではその他の砥粒及び結合剤を使用してもよい。
ここで、砥粒層セグメント２３の研削面２３ａは、凸曲面２３ａが存在することにより、被削材Ｗに接触して研削する面積が従来のビットに比べて小さくなっているので、各砥粒層セグメント２３間に設けられた間隔Ｌを従来のビットよりも小さくして、従来と同程度の研削面積を得るようにしている。
【００１２】
次に、上記ビット３０を使用した乾式での穿孔方法の一例を説明する。
この方法ではまず、ビット３０の軸部２に連結している駆動装置により、ビット３０を軸線回りに回転させ、各砥粒層セグメント２３を被削材Ｗに押し当てて切り込みを開始すると同時に、ビット３０の中空の軸部２を通して台金１の内部に遊離砥粒４ａとエアーを供給する。
【００１３】
遊離砥粒４ａとしては、超砥粒や、あるいはＳｉＣ，Ａｌ2Ｏ3などの一般砥粒が使用可能であり、粉末状態のままエアーとともに供給される。遊離砥粒４ａの平均粒径は必ずしも限定されないが、目立て効果を高めるためには、砥粒層セグメント２３中の砥粒の平均粒径の１００〜３０％程度が好ましい。
【００１４】
台金１内に供給された遊離砥粒４ａとエアーは先端側の切断加工領域に到達したあと、図３に示すように、隣接する砥粒層セグメント２３，２３間の固着面１ａ上に流出して台金１の回転により、砥粒層セグメント２３の凸曲面２３ｂに沿って巻き込まれるようにして、砥粒層セグメント２３の研削面２３ａと被削材Ｗとの界面に入り込み、研削面２３ａに露出する金属結合相を磨耗させて自生発刃作用を促して切れ味を維持する。このような目立てに使用された遊離砥粒４ａは、ビット３０の回転につれ切り粉を伴ってエアーとともに順次ビット３０の外側に排出される。これによって砥粒層セグメント２３の研削面２３ａの目詰まりを防ぐとともに研削面２３ａの焼き付きを抑え、偏磨耗を防いで切り粉の排出を促し、砥粒層セグメント２３の寿命を長くすることができる。
【００１５】
上記のような構成とされたビット及び穿孔方法によれば、被削材Ｗを穿孔加工する際に導入された遊離砥粒４ａとエアーが各砥粒層セグメント２３間の隙間から凸曲面２３ｂに誘導されるようにして、研削面２３ａと被削材Ｗとの界面に供給され、砥粒層セグメント２３の目立てを行い、砥粒層セグメント２３の切れ味が常に良好に維持されるとともに、切り粉の排出性も高められ、熱による磨耗を抑えて長期に亘って良好かつ安定した切れ味が得られる。
また、砥粒層セグメント２３の凸曲面２３ｂが台金１の砥粒層セグメント２３との固着面１ａまで続いていることから、砥粒層セグメント２３が磨耗した際でも、常に凸曲面２３ｂが研削面２３ａに連続して回転方向Ｔの前方側に存在することになり、長期に亘って砥粒層セグメント２３の良好かつ安定した切れ味が得られる。
また、研削媒体４として遊離砥粒４ａとエアーを用いて乾式で被削材Ｗの穿孔加工を行った場合に、遊離砥粒４ａが砥粒層セグメント２３の目立てを行い、切れ味を常に良好に保ち、目詰まりを防止する効果が、従来の乾式での穿孔加工と比較してとくに顕著になる。
【００１６】
また、砥粒層セグメント２３のビット回転方向Ｔの前方側が凸曲面２３ｂとされていることから、被削材Ｗの穿孔によって砥粒層セグメント２３のビット回転方向Ｔの前方側が磨耗して幅が小さくなってしまうことがなく、砥粒層セグメント２３の幅と台金１の肉厚との差で形成される隙間を維持でき、研削媒体や切り粉の逃げを良好に保つことができる。
また、被削材Ｗの種類に応じて、凸曲面２３ｂの形状を変更することによって、切り粉の状態や切削にかかる力をコントロールできる。
【００１７】
なお、本実施の形態では、乾式で被削材の穿孔加工を行ったが、水等の研削液を研削媒体として用いて湿式で被削材の穿孔加工を行った場合でも、凸曲面２３ｂにより研削液を被削材Ｗと研削面２３ａとの界面に誘導でき、乾式の場合と同等の効果が得られる。
【００１８】
次に、本発明によるビットの変形例を説明する。
本変形例によるビット４０は、上述した実施形態とほぼ同様の構成をもち、上述の実施形態とは砥粒層セグメント２３の配置のみが異なる構成とされている。
本変形例によるビット４０は、円筒形の台金１と、その基端側に円筒状の軸部２が同軸状に形成され、台金１の先端側には、図４に示すように、略円弧状をなす複数の砥粒層セグメント２３が、台金１の周方向に隙間なく一列に並んで例えばろう付け等によって固着された構成とされている。
このような構成とされたビット４０を用いた場合、砥粒層セグメント２３の先端に凸曲面２３ｂを設けてもビット全体の研削面２３ａによる研削面積を凸曲面２３ｂのないものと同等以上に維持でき、研削切断効率が良好になる。しかも隣り合う砥粒層セグメント２３，２３間では凸曲面２３ｂによる間隔が形成され研削切断時の発熱を抑え、切り粉の排出を促すことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下に記載するような効果を有する。
すなわち請求項１に記載のビットを用いた穿孔方法によれば、砥粒層セグメントの研削面のビット回転方向の前方側に位置する部分が回転方向の前方側に向かうにしたがい台金に近づく凸曲面とされていることにより、被削材の穿孔加工中に導入されてきた遊離砥粒の一部が前記凸曲面に巻き込まれるようにして研削面と被削材との界面に供給され、砥粒層セグメントの目立てを行い、切れ味を常に安定かつ良好に保ち、目詰まりを防ぐことができ、なおかつ良好な切り粉の排出性が得られる。
しかも、ビットを軸線回りに回転させ、各砥粒層セグメントを被削材に切り込ませつつ、ビット本体内にエアーと共に遊離砥粒を導入し、砥粒層セグメントの研削面と被削材との間に遊離砥粒を供給しつつ被削材の穿孔加工をすることにより、遊離砥粒が凸曲面に巻き込まれるようにして、研削面と被削材との界面に供給されて砥粒層セグメントの目立てを行い、切れ味を常に良好に保ち、目詰まりを防止して、なおかつ良好な切り粉の排出性を得る効果が従来に比べて特に顕著になる。
【００２０】
請求項２に記載のビットを用いた穿孔方法によれば、砥粒層セグメントの先端面のビット回転方向の前方側に位置する凸曲面が台金の砥粒層セグメントとの固着面まで続くことにより、磨耗したときに最後まで凸曲面形状が残るために、長期にわたって砥粒層セグメントの安定かつ良好な切れ味を保つことができ、なおかつ良好な切り粉の排出性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態によるビットを示す先端部の斜視図である
【図２】  本発明の実施形態によるビットを示す要部拡大側面図である。
【図３】  本発明の実施形態によるビットを示す要部拡大正面図である。
【図４】  本発明の実施形態によるビットの変形例を示す要部拡大側面図である。
【図５】  一般的なビットを示す側面断面図である。
【図６】  （ａ）は従来のビットを示す先端部の斜視図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大側面図である。
【符号の説明】
１  台金
１ａ  固着面
２  軸部
２３  砥粒層セグメント
２３ａ  研削面
２３ｂ  凸曲面
２３ｃ  端線
３０，４０  ビット
Ｔ  ビット回転方向
【図１】
0004454116.tif 000002
【図２】
0004454116.tif 000003
【図３】
0004454116.tif 000004
【図４】
0004454116.tif 000005
【図５】
0004454116.tif 000006
【図６】
0004454116.tif 000007