ダイヤモンドカッター|コンクリート・タイルを高能率切断

ダイヤモンドカッター

ダイヤモンドカッターは、工業用ダイヤモンド粒子を金属ボンドに保持させ、円盤外周で被削材を研削切断する砥工具である。コンクリート、モルタル、タイル、磁器質、石材、アスファルト、ガラス繊維強化プラスチックなど脆性材料の乾式・湿式切断に広く用いられ、ディスクグラインダや卓上切断機、タイルソーに装着して使用する。リム(外周)に配したダイヤモンド砥粒が高周速で工作物表面を微小破砕し、ボンドが摩耗して新たな砥粒が自生的に露出することで切れ味を維持するのが基本原理である。

構造と作用原理

リムは鋼製コアにボンド(鉄・コバルト・青銅系など)でダイヤモンド砥粒を固着した層から成る。切断中は砥粒の先端が脆性破壊を誘起し、砥粒が鈍ればボンドが選択的に摩耗して新しい尖鋭砥粒が現れる「自生発刃」が起こる。溝(ガレット)や分割セグメントは熱を逃がし、目詰まりを緩和し、熱応力による歪みやセグメント脱落を抑制する役割を持つ。

リム形状と接合方法の種類

代表的なリムは、欠けを抑える連続リム(タイル・磁器向け)、冷却性と排出性に優れたセグメントリム(コンクリート・アスファルト向け)、両者の中間特性を持つターボリムである。セグメントの固定はレーザー溶接、ろう付け、焼結があり、レーザー溶接は高熱負荷の乾式に強く、連続リムは微細チッピングを嫌う用途に適する。

材料適合とボンド硬度

硬い石材・磁器のように砥粒が摩耗しにくい材料には「やわらかい」ボンドを選び、砥屑が多く摩耗が進みやすいアスファルト・緑化コンクリートには「かたい」ボンドを選ぶのが原則である。砥粒濃度や粒度も切れ味と仕上げに影響し、微細チップ抑制には細粒・高濃度が有利である。鉄系金属はダイヤモンドと反応しやすく著しく摩耗を進めるため一般に不適であり、金属切断にはCBNを用いるのが妥当である。

補足:ダイヤモンドと鉄の反応

高温域でダイヤモンド中の炭素は鉄と反応・拡散し、砥粒の化学的摩耗(グラファイト化)が進行する。このため鉄鋼切断では切れ味・寿命が急激に低下し、発熱・焼き付きやセグメント損傷の原因となる。

代表的な仕様と周速度

外径はφ105/125/180/230が一般的で、角形グラインダの内径はφ22.23が主流である。最大許容回転数(rpm)と周速度(m/s)の表示を超えてはならない。周速度は v=πDn/60 で与えられ、たとえばφ125でn=12,000 rpmなら v≒78.5 m/s となる。薄刃(1.2~1.6 mm)は切断抵抗が低く熱も少ないが、たわみやすく直進性に注意を要する。

乾式と湿式の使い分け

乾式は携行性に優れるが発熱・粉じんが多いため断続切込みと空転冷却を基本とする。湿式は冷却・集じんに優れ、タイル・石材の欠けを抑制できる。給水ラインや防滴構造の機械が必要で、電気安全とスリップ防止に留意する。

作業手順とコツ

マーキング→表面スコア→浅い多段切込みの順で進め、押し付けず自重+わずかな送りで直進する。側面研削は厳禁で、切断溝が閉じる方向のクランプを避け、材料の自重で挟み込まない支持を取る。焼け色や火花増大が出たら休止し、ドレッシングストーンで目直しして再開する。

粉じん・騒音対策

コンクリート粉じんには結晶シリカが含まれうるため、湿式切断または集じん機+HEPA相当のフィルタを併用し、防じんマスク、保護メガネ、聴覚保護具を装着する。屋内は陰圧化や養生を施し、周辺環境への飛散と騒音に配慮する。

安全・規格・表示

使用前にクラック・歪み・フランジ面の異物を点検し、保護カバーを装着する。矢印方向の回転、適正フランジ径、最大回転数の遵守は必須である。国内ではJIS、欧州ではEN 13236等の安全規格に基づく表示が用いられ、適合品の選定が望ましい。キックバック防止のための直角保持と安定支持も重要である。

メンテナンスとトラブル

切れ味低下(グレージング)は硬質材料を短時間トレースして目直しする。セグメント焼け・脱落は過負荷、側圧、冷却不足が主因で、刃種の見直しと切り込み深さの抑制が有効である。振れ・ビビリはコア歪みやフランジ汚れを疑い、保管は湿気・錆を避け平置きで変形を防ぐ。

主な用途

鉄筋コンクリートの溝切り、モルタル撤去、タイル・磁器の仕上げ切断、御影石・大理石の切断、アスファルト舗装の伸縮目地切り、ALC・スレートの開口加工、FRP・ガラス系材料の切断などに用いられる。用途ごとにリム形状・ボンド・粒度を適合させ、適正周速度と冷却条件を確保することが肝要である。

仕様例(目安)

φ125×刃厚1.6×内径22.23(連続リム・湿式):磁器タイルの欠け抑制に有効。φ230×刃厚2.4(セグメント・乾式):コンクリートの能率重視に適合。最大周速度80 m/s級、連続切断1分+空転冷却30秒などの運用を守り、ダイヤモンドカッターの性能を安定して引き出す。