(57)【要約】【課題】湿式切断の場合は勿論、ドライ切断においてもセグメントの自生作用が維持でき切断作業を継続できる切断カッターを提供する。【解決手段】切断カッター１００は、略円板状に形成された基板１０１、基板１０１の外周縁上に接合されたセグメント１０２からなる。基板１０１の外周には台座部１０３、ウォーターウェイ１０４が形成されている。本発明は、ウォーターウェイ１０４の溝幅を従来のものよりも拡張し、更に、セグメントを接合しない台座部を複数も受けている。このようにすることで、本発明に係る切断カッターは、切粉の排出が促進されているため、ドライ切断を行っても熱によるセグメントの硬化を生じさせずにその自生作用を維持し、長時間切断可能なものとなる【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外周縁上に切削刃であるセグメントを複数接合してなる略円板状の切断カッターにおいて、
前記セグメントが接合される台座部、隣接する前記台座部の間に形成された溝状のウォーターウェイを備え
前記ウォーターウェイは、溝幅１０〜２０ｍｍであり、先端にＲを有する略ストレート形状となっており、
更に、セグメントを接合しない台座部を、１以上のセグメントを接合した台座部の間に設けてなる切断カッター。
【請求項２】
前記台座部の数、前記溝幅、及び、基板の外径、の間に下記関係が成立するように台座部が形成された請求項１記載の切断カッター。
【数１】
2009012126.tif 000004
【請求項３】
前記セグメントを接合しない台座部の上面が、セグメントを接合する台座部の上面より低位置となっている請求項１又は請求項２記載の切断カッター。
【請求項４】
前記セグメントを接合しない台座部の上面が、隣接する台座部上面の端部と連通する略円弧形状の幅広の溝を形成する請求項３記載の切断カッター。
【請求項５】
前記セグメントを接合しない台座部の上面が、隣接する台座部上面の端部と連通する略台形状の幅広の溝を形成する請求項３記載の切断カッター。
【請求項６】
前記セグメントを接合しない台座部の上面が、隣接する台座部上面の端部と連通する略Ｖ字状の幅広の溝を形成する請求項３記載の切断カッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート製品、コンクリート構造物、石材等の切断に用いられる円板状の切断カッターに関する。詳しくは、通常の湿式切断のみならずドライ切断を行う際にも、長時間の切断を行うことができる切断カッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート製品、コンクリート構造物、石材等の切断において、従来から図４のような切断カッターが知られている（例えば、特許文献１記載の切断カッター）。この切断カッターは、円板形状の基板の外周に、ダイヤモンド等の硬質砥粒をバインダーで結合した切削刃（セグメント）が複数溶接されている。切断カッターの基板においては、セグメントが接合される台座部分と、それらの間に切断の進行に応じて生じる切粉を排出するためのウォーターウェイとよばれる溝が形成されている。ウォーターウェイの先端は、基板に衝撃が加わった際にクラックを防止するため、鍵穴状に加工されている。
【特許文献１】特開２００２−６６９３２号公報
【０００３】
この切断カッターを用いる切断作業においては、通常、切断カッターの冷却及び切粉の排出を促進するため作業部位に切削水を供給しつつ作業がなされる。その一方で、例えば、天井面を切断する場合等、切削水の供給量が確保できない場合や作業現場によっては切削水を全く使用できない場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
切削水の供給が不十分、或いは、切削水がない場合であっても従来の切断カッターによる切断作業は可能である（以下、このような状態での切断をドライ切断と称する）。しかしながら、ドライ切断においては、基板の冷却が不十分であるため、以下のような問題がある。
【０００５】
冷却が不十分である場合、まず、セグメントの自生作用が低下するという問題がある。セグメントは、切断の進行に応じて、硬質砥粒の摩耗消失、バインダーの摩耗、新たな硬質砥粒の出現、を繰り返す自生作用を有し、これにより長時間の切断が可能となる。しかし、セグメントが冷却されずに高温状態が続くと、バインダーが硬化するため、新たな硬質砥粒が出にくくなるため自生作用が低下する。このような場合、切断ができなくなる。
【０００６】
また、切断カッターの基板は、張りを持たせるために焼入れ処理がなされることが多い。しかし、冷却がなされず高温となると焼き鈍された状態となり軟化し張りがなくなってしまう。そして、軟化した基板はブレが生じやすくなり切断作業が困難となる。
【０００７】
以上のような事情から、十分な切削水を供給できる湿式切断は勿論のこと、ドライ切断においても、切断作業を継続できる切断カッターが望まれていた。そこで、本発明は、このような切断カッターを提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決する本願発明は、基板の外周縁上に切削刃であるセグメントを複数接合してなる略円板状の切断カッターにおいて、前記セグメントが接合される台座部、隣接する前記台座部の間に形成された溝状のウォーターウェイを備え、前記ウォーターウェイは、溝幅１０〜２０ｍｍであり、先端にＲを有する略ストレート形状となっており、更に、セグメントを接合しない台座部を、１以上のセグメントを接合した台座部の間に設けてなる切断カッターである。
【０００９】
本発明は、まず、ドライ切断時における冷却の効率化を図るものである。即ち、従来の切断カッターにおいては、ウォーターウェイの溝幅は４〜６ｍｍとなっており、また、先端が鍵穴形状に加工されている。この形状・寸法は、切削水が十分供給される場合には特に問題がないが、ドライ切断においては幅が狭いため切粉の排出性が悪い。そのため切粉がウォーターウェイに溜まりやすく特に先端には常に切粉が詰まった状態となる。そして、ウォーターウェイ内に切粉が溜まったままであると、その部分の温度上昇が顕著となり、そこから基板及びセグメントへ伝熱してカッター全体が高温となる。本発明では、ウォーターウェイの幅を従来の２倍以上に設定すると共に、ストレート形状とすることで切粉の排出性を向上させ、切粉が溜まり難いものとした。
【００１０】
また、本発明では、全ての台座部にセグメントを接合するのではなく、部分的なものとした。これは、セグメントの設置数を減らすことで、セグメント１個あたりの仕事量を増大させ、その摩耗を促進して自生作用を維持させるためである。切断時の熱の発生源は、セグメントと被切削物との摩擦であるから、熱の発生源を分散させることにより、カッター全体が高温となるのを抑制することにもなる。
【００１１】
以上のように、本発明に係る切断カッターは、ウォーターウェイの形状・寸法、及び、セグメントの配置数の２つの方向性における改良により、ドライ切断時の問題を解消するものである。以下、本発明の構成についてより詳細に説明する。
【００１２】
本発明におけるウォーターウェイの溝幅を１０〜２０ｍｍとするのは、上記の通り、切粉の排出性を確保するためである。この溝幅は、基板の外径により異なる数値を設定しても良い。好ましい幅は、基板の外径によらず、１４〜１６ｍｍ程度である。ウォーターウェイの形状は、先端がＲを有するストレート形状である。従来のもののように、先端に鍵溝を形成すると、切粉が溜まりやすくなる。ウォーターウェイ先端のＲは、３〜１０ｍｍとするのが好ましい。尚、ウォーターウェイの深さ（長さ）については、２０〜４０ｍｍとするのが好ましい。
【００１３】
そして、本発明ではセグメントの配置において、セグメントを接合しない台座部を設定する。この設置パターンとしては、セグメントを接合する台座部と接合しない台座部を交互に設置しても良い（即ち、セグメントを接合する台座部１つの間に、セグメントを接合しない台座部を設置する）。全ての台座部とセグメントを接合する台座部との比率を、好ましくは４０：３８〜２：１、より好ましくは５：４〜２：１、更に好ましくは４：３〜２：１としてセグメントを接合し、規則的にセグメントを接合しない台座部を設置する。
【００１４】
台座部の設置数は、次式で示される数値範囲内にすることが好ましい。本発明では、ウォーターウェイの幅を増大させたことで、台座部の設置数は、従来品よりも少なくなる。本発明者によれば、セグメントの仕事量を適切なものとするには、台座部（セグメント）の数は、次式による設置数としつつ、セグメントを接合しない台座部を適宜に配置することで、振動を抑制しつつ長寿命化を図ることができる。
【数１】
2009012126.tif 000003
【００１５】
ところで、セグメントを接合しない台座部は、被切断対象物との間で空間を形成するため、切断に寄与はしないが、両端のウォーターウェイと共に切粉の排出に利用される。そこで、切粉の排出性をより向上させるためには、セグメントを接合しない台座部が形成する空間をより大きくすることが好ましく、その上面が、セグメントを接合する台座部の上面よりも中心側に低いものが好ましい。
【００１６】
このようなセグメントを接合しない台座部の形状は、図１（ａ）のように、単純にその上面を研削等して低くしても良いが、切粉の排出性を向上させるという目的においては、台座部を凹状にし、両側のウォーターウェイを一体化させて幅広の溝を形成するものが好ましい。例えば、図１（ｂ）のように、セグメントを接合しない台座部の上面が、隣接する台座部上面の端部と連通する略円弧形状の幅広の溝を形成しても良い。この場合、円弧状溝のＲを２０〜６０ｍｍとするのが好ましい。
【００１７】
また、図１（ｃ）のように、セグメントを接合しない台座部の上面が、隣接する台座部上面の端部と連通して、略台形状の幅広の溝を形成してもよい。更に、図１（ｄ）のように、略Ｖ字状の幅広の溝を形成しても良い。いずれの形状を採用しても、この幅広の溝は、切粉の排出を補助する第２のウォーターウェイとして機能する。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明に係る切断カッターによれば、コンクリート等の切断作業において、切削水の供給がない又は不十分なドライ切断を行う場合であっても、その過熱を抑制することができ、セグメントの自生作用を維持しつつ安定的な作業を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る切断カッターの好適な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
第１実施形態：図２は、本実施形態に係る切断カッターを図示するものである。図２において、切断カッター１００は、略円板状に形成された基板１０１、基板１０１の外周縁上に接合されたセグメント１０２からなる。基板１０１は、焼入れ処理された鋼製であり、切削加工により成形されたものである。セグメント１０２は、ダイヤモンド砥粒をバインダーで結合したものである。セグメントを構成する砥粒は、ダイヤモンドの他、ＣＢＮ、超硬合金等が使用される。セグメント１０２の接合は溶接によるが、銀ろう等のろう材を使用して接合しても良い。
【００２１】
基板１０１の外周には台座部１０３、ウォーターウェイ１０４が形成されている。また、基板の中心側には、Ｓ字形状のスリット１０５が形成されている。これは、切断作業時の基板振動による騒音を低減させるものである。
【００２２】
基板１０１の各部の寸法は、基板外径３０インチ（７６２ｍｍ）、ウォーターウェイ幅１５ｍｍ（深さ３５ｍｍ）であり、台座部の設置数は４０とした。そして、この実施形態において、セグメントを接合しない台座部を１０とし、３つのセグメントを接合した台座部の間に配置した。
【００２３】
第２実施形態：図３は、第２の実施形態に係る切断カッター１１０を図示するものである。この実施形態では、第１実施形態に係る切断カッター１００のセグメントを接合しない台座部の形状を変更し、第２のウォーターウェイとなる円弧状の幅広の溝１０６を形成したものである。
【００２４】
この実施形態における各部の構成は、基本的に第１実施形態と同様であって、図３においては、同一の符号を付する。第２のウォーターウェイである円弧状の幅広の溝１０６は、基板１０１の製造において、切削加工により該当部分を削り出しした。この溝１０６のＲは、４０ｍｍとした。
【００２５】
以上の切断カッターについて、鉄筋コンクリートを試験材料として切断試験を行いその寿命を評価した。切断試験は、電動モーターを備える切断装置に切断カッターを装着し、切削水供給なしの状態で、切断距離１０００ｍｍ、切断深さを５０ｍｍ、１００ｍｍ、１００ｍと段階的に変化させ（切断距離は共通）、切断深さ計２５０ｍｍとする切断作業を１カットとし、切断不能となるまでのカット数を計測した。
【００２６】
まず、従来の切断カッター（図４）の寿命を評価したところ、４カットの途中において、セグメントの硬化が生じると共に基板の過熱が見られたため切断不能となった。これに対し、第１及び第２実施形態に係る切断カッターは、５０カット行ってもセグメントの硬化等が生じず、その後も切断可能な状態であった。このように、本実施形態に係る切断カッターにおいては、切粉の排出性を向上させたことにより、ドライ切断時の寿命が大幅に改善されたことが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る切断カッターの第２のウォーターウェイの形状の例を説明する図。
【図２】第１実施形態に係る切断カッターの外観を示す図。
【図３】第２実施形態に係る切断カッターの外観を示す図。
【図４】従来の切断カッターの外観を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１００、１１０  切断カッター
１０１  基板
１０２  セグメント
１０３  台座部
１０４  ウォーターウェイ
１０５  スリット
１０６  第２のウォーターウェイ
【図１】
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【図２】
2009012126.tif 000006
【図３】
2009012126.tif 000007
【図４】
2009012126.tif 000008