JPH08507978A - 研削工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 耐久性のある切削用部材のために任意的にメッシュ材料の助けを借りて保持用材料の表面を通して突き出した複数の粒子を含む研削材で切削用部材が製作され、そしてこれらの切削用部材は選択的に連続又は不連続であって、且つ空間的にコア（25）の作業エッジ（29）に沿って取り付けられる。切削用部材のうちのあるもの又は切削用部材のうちの一部分（28）は素材の除去のために配列され、そしてあるもの（26）はゲージ維持のために配列される。これらの個々の部分は独立しているので、要求されるように、より多くの素材除去部分を含み、ゲージ維持部分を少なくすることができる。あるいはまた、切削用部材は素材除去を行うためコアを横切ってジグザグにすることができる一方、これらの部材の側面がゲージ維持の機能を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 研削工具 関連出願の相互参照 この出願は、1993年３月２日に第5,190,568号特許として発行される、同じ発 明者により1991年８月７日に出願された同時係属出願第741678号の部分継続出願 であり、この同時係属出願は、1991年６月10日出願の第712989号出願及び、1989 年１月30日に出願され、現在では特許第4,925,457号となっている第303924号出 願の部分継続出願である、1990年１月22日に出願され、現在特許第5,049,165号 となっている第467958号出願の部分継続出願である。 発明の背景 発明の分野 この発明は、一般的に言えば切削工具に関し、より詳しく言えば切削作用をも たらすのに研削材粒子を利用する切削工具に関する。 従来技術の検討 コンクリート、石材、セラミック、ガラス、複合材料等のような材料に関連す る切削技術の分野では、丸のこのためのディスク、帯のこのためのバンド、鎖の こ（チェーンソー）のためのリンク、あるいはガングソーのための金属ストリッ プといったような、コアを利用し、そしてこのコアに複数の切削用部材を付着さ せることがよく知られている。従来技術の切削用部材は典型的に、複数のダイヤ モンド又はそのほかの硬質の研削材粒子を埋め込まれたマトリックス材料を含む 。切削が進むにつれて切り溝内でコアが動かなくなら ないようにコアよりも幅の広い切削用部材を製作することも知られている。しか し、従来技術の切削用部材を使用すると、切削用部材は、切削が進むにつれて切 削用部材の幅が減少し、切り溝を狭くして、切削作用の効率を低下させるように 摩滅しがちである。 切削用部材についての問題を解決しようとする従来技術の努力には、より硬質 の粒子が部材の中央よりも側面にあるようにして、側面が所望の切り溝幅をより 長く維持するように摩滅するよう切削用部材を変更することが含まれている。同 様に、切削用部材のいろいろな形状や外形（プロファイル）が、摩滅パターンを 変えようとして工夫されている。 従来技術の切削用部材での主要な困難のうちの一つは、硬質粒子がマトリック ス材料に均一に分配されないという事実に関連している。使用中にマトリックス 材料から一つの粒子が外れると、それにより隣接する粒子に対する支持が取り除 かれて、隣接粒子は切削処理に実質的に関与することなく失われる。結果として 、切削用部材に関連する問題を解決しようとする上述の従来技術の努力の成功は 限られていた。 発明の概要 本発明は、切削工具として使用するためのコアに取り付けられる切削用部材を 提供し、これらの切削用部材は上記の特許出願に従って製作される。マトリック ス材料内に硬質粒子の場所を定め（すなわち硬質粒子を配置しあるいは所定の位 置につけ）そして支持するためにメッシュ材料を使用することにより、切削中の 硬質粒子の損失が最小限になり、硬質粒子が切削用部材から簡単に失われると言 うよりも使用されるようになる。更に、切削用部材は、使用時に切削くずを取り 除くための十分な通路を提供し且つ研削液を供給及び 排出するためコアに沿って間隔をあけられる。本発明による切削用部材は、複数 の形状と配置を含んで一つの切削用部材の効果を達成することができ、従って切 削装置を駆動するための全動力が低下し、研削液を供給するため及び研削液と切 削くずを取り出すための通路が増加し、そして一部の目的についてそのほかのも のよりも多数の切削用部材を採用する機会が与えられる。 図面の簡単な説明 本発明のこれら及びこのほかの特徴と利点は、添付の図面とともに下記の詳し い説明を検討することから明らかになろう。添付の図面において、 第１図は本発明により製造された切削用部材を取り付けた丸のこを示す部分側 面図であり、 第２図は第１図の２−２線に実質的に沿った拡大断面図であり、 第２Ａ図は第２図と同様であるがそれを変更した形態を示しており、 第３図は第１図の３−３線に実質的に沿った断面図であり、 第３Ａ図は第３図と同様であるがそれを変更した形態を示しており、 第４図は第１図の４−４線に実質的に沿った拡大断面図であり、 第４Ａ図は第４図と同様であるがそれを変更した形態を示しており、 第５図及び第６図は第２図及び第４図と同様の断面図であるが、変更した切削 工具の形態を示しており、 第７〜９図は第２〜４図と同様であるが、切削用部材の別の変更形態を示して おり、 第10〜12図は第２〜４図と同様であるが、切削用部材の別の変更 形態を示しており、 第13図は異なった形態の切削用部材を取り付けた丸のこを示す上平面図であり 、 第14図は本発明により製造されたケーブルソーを示す斜視図であり、 第15図は第14図に示したソーの変更形態を示す側面図であり、 第16図は上述の米国特許出願第741678号明細書に開示された付形した（contou red）材料のブロックを示す斜視図であり、 第17図は第16図に示したブロックの平面図であって、ブロックから切り取ろう とする形状を例示しており、 第17Ａ、17Ｂ及び17Ｃ図は第17図に示したブロックから切り取った材料片から 作った切削用部材を例示し、 第18図は本発明により製作した工具の切削エッジを示す側面図であり、 第19図は本発明により製作しそして後にコアに取り付けるのに適合させた切削 セグメントの正面側面図であり、 第20図は本発明により製作して後にコアへ取り付けられた複数の切削用部材を 示す部分図であり、 第21図は本発明により製作した切削用部材の変更形態を示す部分斜視図であり 、 第22図及び第23図は第18図と同様の部分図であって異なった変更形態を示して いる。 態様の詳しい説明 次に、これらの図面と、例示として提示される本発明の態様により詳しく論及 するが、本発明で利用される硬質粒子含有材料は米国特許第4,925,457号、同第5 ,092,910号及び同第5,049,165号各明 細書に開示されたもののような材料であることを理解すべきである。この材料は 、1992年７月24日出願の同時継続米国出願第919040号明細書中の教示に従って製 造することができ、またこの材料は、米国特許第5,190,568号明細書に開示し特 許請求の範囲（クレーム）に記載されたものに従ってもよい。本発明は、これら の出願及び特許明細書に開示された材料を利用する新しい工具に関するものであ り、そのような材料は、メッシュが複合研削材料の一体部分であるかそれとも取 り除かれているかに関わりなくメッシュ材料と称される。とは言え、本発明は事 実上任意の複合研削材料（研削材粒子と保持媒体との混合、研削材粒子の保持媒 体での被覆及び／又は研削材粒子と保持媒体との集成、焼結、含浸、硬化、接着 、めっき、ろう付け、融着、堆積、埋め込み等により、あるいはこれら及びこの ほかの手法の任意の組み合わせにより製造されたもの）を利用することができる 、ということを理解すべきである。この材料の利用の成功は、マトリックス材料 中の研削材粒子の濃度、分布の均一性、そしてマトリックス材料中の研削材粒子 の保持率に直接関係する。濃度、均一性及び保持率が高くなればなるほど、本発 明において複合材料を利用するのがうまくいく。 図面のうちの第１図は、周縁に複数の切削用部材を取り付けたコア25を含む丸 のこを示している。当業者は、コア25の周縁に切削用部材を取り付けることは当 該技術分野において周知であるが、切削用部材そのものは本発明において独特な ものであることを理解しよう。容易に認められる違いは、切削用部材は周縁に沿 って配分される異なる外形を含むことであり、別の違いは、切削用部材が上述の メッシュ材料を含むことである。 第１図から、三つの異なる外形の切削用部材のあることが分かり、これらの外 形は26、28及び29で指示されていて、それらはそれぞれ 第２図、第３図及び第４図に示されている。二つの部材28が続いているのが認め られよう。これは下記で更に検討される。 切削用部材26はコア25の片側に固定され、コア25の周縁のエッジ30に実質的に 整合させられる。結果として、部材26は切り溝の側面のみを切削し、ゲージ（標 準寸法）維持部材として働く。切削用部材29はコア25の反対側に取り付けられ、 本質的に部材26の鏡像となる。こうして、部材29は切り溝の反対側のみを切削す る。 切削用部材28はコア25の周縁エッジ30に取り付けられ、そして素材（stock） 除去のために用いられて、切り溝の底部において作用する。部材28の幅は、部材 26の幅、コア25の幅及び部材29の幅の合計に等しいことが認められよう。切削用 部材28は材料を切削して切り溝をもたらし、そしてコア25が切り溝の中へ進むに つれて、部材26と29がゲージ維持部材として働いて切り溝の幅を維持し、そして 素材除去部材28のエッジ31と32を保護するのを助ける。 切削用部材28は素材除去のために用いられので、部材26及び29よりも多数の部 材28をコアに配置してもよい。こうして、第１図に示したように、一つの部材26 の次に二つの部材28が続き、その後に一つの部材29が続き、そしてこの一連の順 番がコア25の周縁を通して繰り返される。この設計を変更したものを第２Ａ、３ Ａ及び４Ａ図に示す。切削用部材28′は幅がコア25′の幅とほぼ等しく、切削用 部材26′と29′は切削用部材28′の側面を覆う。この設計は、側面が摩耗する工 具を特別に保護する。部材26、26′と29、29′は研削材粒子及び濃度が部材28及 び28′と異なってもよい、ということに注目すべきである。大抵の場合には、部 材26、29、26′及び29′は部材28及び28′よりも小さい研削材粒子を含む。これ は、切削した工作物の表面をより滑らかにする。 第１図に示したコア25は円形ではあるが、このほかのコアを使っ ても、切削用部材26、28及び29の用途と機能は同じであることを理解すべきであ る。例えば、帯のこの作業エッジに沿って、鎖のこリンクのエッジに沿って、ガ ングソーのエッジに沿って、あるいはホールソーの作業エッジ、ドリル又はドリ ルビットの作業エッジに沿ってさえも、切削用部材を配置することができよう。 ここにおいてコアと称するのは、この広い意味において解釈されるべきである。 図面のうちの第１〜４Ａ図に示した装置の働きを考えれば、複数の素材除去部 材28、28′がコア25の周縁にそって分布し、これらの部材28、28′は硬質粒子を マトリックス材料内に配置及び／又は保持するためメッシュ材料で製作されるこ とが理解されよう。部材28、28′は、複数の研削材粒子が保持用表面にしっかり と且つ均一に配分された他の研削材料から製作してもよい。切削用部材が普通に 見られるように劣化するのは部材の角が丸くなるときである。第一に、メッシュ 材料の使用は角の硬質粒子が損失するのを遅らせ、そしてゲージ部材26、26′と 29、29′が完全な切り溝の維持を助ける。部材26、28及び29のおのおのの間又は 26′、28′及び29′のおのおのの間には、くずの容易な除去を可能にし、また使 用する場合には研削液の流れを可能にすることができる間隔があけられる。切削 用部材26、28及び29は、コア25の指示された歯に別々に配置することができる。 次に図面のうちの第５図と第６図を見ると、コアは25ａで指示され、切削用部 材は34と35で指示されている。先に説明した態様におけるように、部材34と35は コア25ａの作業用の周縁に沿って配分される。 一つの形態の従来技術の切削用部材は、外側のエッジが最初に切削して切り溝 の底にＶ字形を生じるように配列される。Ｖ字形の目的は、切削装置を切り溝内 で正確に且つ真っ直ぐに走り続けさせる ことである。第５図と第６図に示した取り合わせは同様であるが、Ｖ字形は二つ の別にされた材料片により形成される。切削用部材34は、内側のエッジ36が主と してゲージ維持面として働き、一方外側のエッジ38が素材除去のために用いられ るように角度をつけられる。同様に、切削用部材35は、反対方向に角度をつけら れて、内側のエッジ39が主としてゲージ維持面として働く一方、外側のエッジ40 は主として素材除去のために用いられる。これらの切削用部材の取り合わせはＶ 字形に限定されず、それはＸ字形、Ｌ字形等でもよいことを理解すべきである。 切削用部材34と35は、第１図に示したようにコア25ａの周縁に沿って配分され 、従って、研削液の流れとくずの除去における上述の利点が実現される。 第１〜４図に示した装置のもう一つの変更を示す、図面のうちの第７〜９図に 注目する。コアは25ｂで指示され、そして三つの切削用部材は41、42及び44で指 示される。本発明のこの態様では、部材41はコア25ｂの周縁のところの部分45と 、コアの側面の周縁のところの部分46を含む。こうして、部材41は、部分45での 加工素材の除去と部分46でのゲージの保持の両方を行う。 切削用部材42は、実質的にコア25ｂの周縁にあり、素材除去のために用いられ る。最後の部材44は部材41の反対のものであり、素材除去のための部分45′とゲ ージ維持のための部分46′を持つ。 このように、第７〜９図に示された部材はコアの片側の一つのゲージ維持部材 と、コアの他の側の一つのゲージ維持部材に対し、素材除去用の三つの部材を提 供することが分かるであろう。更に、角ばった角を持つ適当な切り溝を維持する のは難しいので、この装置は底の丸くなった切り溝を提供する。切削用エッジが 丸くされる場合には研削用部材は効率的でなくなるが、切り溝の維持はより容易 であり、そのため長期の効率が向上する。 第10〜12図は、第７〜９図に示した取り合わせのもう一つの変更を例示してい る。コアは25ｃで指示され、切削用部材は48、49及び50で指示されている。部材 48、49及び50のそれぞれは半円形であるが、それらはコア25ｃに関して異なる向 きにされる。 部材48は、半円の直線部分51をコア25ｃの側面と平行にして、コア25ｃの一方 の側に取り付けられる。結果として、円周のうちの一方の端部がコア25ｃの周縁 52に隣接して、いくらかの素材除去を行う一方で、円周のうちの中央部はゲージ 維持面として働く。 部材49は、半円の直線部分51′をコア25ｃの側面と垂直にして、コア25ｃの周 縁に取り付けられる。こうして、半円の中央部分が素材除去を行う一方で、側面 51′の相対する端部がゲージを維持する。 最後に、部材50は部材48と同様であるが、コア25ｃの反対側に取り付けられる 。半円の直線側は51″で示され、機能は部材48の検討から理解されよう。 図面のうちの第13図は、本発明によるもう一つの変更を示している。第13図に 示した装置は第５図及び第６図に示したものと同様である。第５図と第６図では 、切削用部材34と35は一般にコア25ａに対して接線方向に配置されて、次いでコ アの一方の側あるいは他方へ角度をつけられる。第13図では、切削用部材54は斜 めに配置され、そのため部材54はコア25ｂの割線に沿って位置し、次いでこの割 線に関して角度をつけられる。図示したように、前縁がコア25ｄの右側と左側で 連続的になるように、連続する切削用部材54を反対方向に曲げることができる。 切削用部材54の配置の結果として、部材のエッジのみが工作物に接して切削を 果たす。切削用部材が摩滅するにつれて、部材のそのほかの部分が工作物と接触 する。こうして、切削用部材54は実質的 に全部の部材が使用されるまで有効に働く。その間ずっと、各部材54の小さな領 域のみが工作物と接触し、そのため動力消費量が最小になり、くずを取り除くた めの通路があいたままにされる。 次に、図面のうちの第14図と第15図に注目する。これらの図は両方とも、複数 の切削用部材を柔軟なケーブルあるいは他の同様のものに取り付けて製造された ソー（のこぎり）を例示している。 第14図においては、柔軟性のケーブル55が示され、このケーブルにはそれに沿 って複数の切削用部材56と58が間隔をあけて配置されている。全ての部材56と58 は実質的に同様であるが、二つのグループが反対方向に向けられている。切削用 部材56と58は円錐台状にされており、部材56はそれらの底面を図の左側に向けら れ、一方部材58はそれらの底面を右に向けられている。このような取り合わせは 、ケーブル55の動きの方向に関わらず均等の切削をもたらす。 別の取り合わせを第15図に示す。ケーブル55ａには複数の切削用部材56ａがそ れに沿って間隔をあけて配置され、全ての部材56ａはそれらの底面を左側に向け ている。従って、切削作用は、ケーブル55ａの動きの方向に応じていくらか異な ることがある。 上述の説明から、切削用部材56、58及び56ａは少なくともそれらの表面が、先 に検討したように複合メッシュ材料を含むことができる複合研削材から製作され ることが理解されよう。結果として、これらの部材は最小限の硬質粒子の損失で 強力に切削し、そして切削エッジが摩滅するにつれて、表面の隣接領域が切削エ ッジとしてふるまう。このプロセスは、全部の切削用部材が使用されるに至るま で続く。 図面のうちの第16図は、上記の米国特許第5,190,568号明細書に開示された材 料片を示しており、この材料は59で一般的に指示されていて、起伏60がある。同 じ材料59を第17図に示し、この材料59か ら切り取ろうとする様々な形状が破線で指示されている。例えば、第７〜９図に 示した切削用部材41、42及び44を、そのような部材を製造するための手法を例示 するため第17図に示す。同様に、部材48と49を示し、また部材26と28を示す。材 料59は、米国特許出願第919040号明細書に開示された技術により製造してもよく 、単純な（例えば弓形の）材料片又は複雑に付形した材料片であってもよく、こ こに開示されたような切削部材を提供するためにレーザー等により切断してもよ い。 第17図はまた、材料59から切り取ろうとする材料片57も示しており、向きは材 料片57の長さが起伏又は波形60を横切って延びるようなものであることが認めら れよう。得られた材料片57の用途は第17Ａ、17Ｂ及び17C図で示される。 第17Ａ図において、切削用部材は57ａで指示されており、そして付形された表 面が、この付形された表面が切り溝の底で素材を取り除くために使用されるよう 切り溝の壁に対して垂直になるような向きにされることが分かるであろう。材料 片57ａの側面は、もちろん、切り溝の壁を維持するためにジグザグ形になってい る。 切削用部材57aは、溶接あるいはこのほかの既知の技術によりコア25ｅに取り 付けられ、そして図示したように、充填材が部材57ａとコア27ｅの間で使用され る。 第17Ｂ図は、部材57ａから90°回転した切削用部材57bを図示している。こう して、部材のジグザグ面が切り溝の底において素材除去を行い、その一方で付形 された面がゲージ維持面として働く。部材57ｂは標準的な手法でコア25ｆに取り 付けられる。 第17Ｃ図に示した取り合わせは、二つの材料片57ｃと57ｄをコア25ｇに取り付 けているという点で第17Ａ図と第17Ｂ図に示したものを組み合わせたものである 。材料片57dは材料片57bと同様にコア 25ｇに直接取り付けられ、そのため付形された面がゲージ維持面として働く。し かし、材料片57ｃは材料片57ｄのジグザグ面に取り付けられるため、材料片57ｃ の付形された面が切り溝の底と接触して素材の除去を行う。図示したように、材 料片57ｃと材料片57ｄの間で充填材を使用してもよい。充填材は複数種の研削材 粒子を含むことができる。 当業者には、第17Ｃ図に示したような集成体は別個に集成することができ、そ して充填材を焼結及び／又は融着させ、及び／又はろう付けしてから、後にこの 集成体をコアに固定してもよいことが理解されよう。 図面のうちの第18図は、切削装置の切削エッジを示している。第18図に示され た装置は、帯のこもしくはガングソーの一部分のエッジでよく、あるいは丸のこ の真っ直ぐにしたエッジであってもよい。切削装置の全体の形状は重要ではない 。第18図においては、コア61に起伏のある二つの切削用部材62及び64が取り付け られている。第18図に示したように、切削用部材62及び64は真っ直ぐな部分66に つながる弓形の部分65を含む。弓形部分65のエッジはコア61に取り付けられ、そ してこの弧はコア自体を越えて外側に及んでいる。真っ直ぐな部分66は弓形部分 の端部につながり、そしてもちろん、切削を助けるために追加の研削材料を提供 する。 弓形部分65は上記のように製作することができ、この部分65は例として第17図 に示したようになる。従って、第18図に示されたエッジは素材除去のための切削 エッジとして働く一方、部分65の湾曲した面はゲージ維持面を助けることが理解 されよう。部分66が弓形であってもよいことを理解すべきである。 第19図は、第１１図に示したのと同様な切削用部材を図示しているが、第19図 に示された切削用部材は、容易に製造して後のコアへ の取り付けの際に容易に取り付けられるようにされている。図に示したように、 切削用部材68は取り付け用部材69に取り付けられる。この取り付け用部材69はコ ア70にはまるようにＵ字形にされるが、とは言えこのほかの多数の形状を使用す ることができることが理解されよう。ここに示したように、取り付け用部材69は コア70に、レーザーにより行われる溶接を含めて仮付け溶接によって容易に付け ることができる。 第20図は、第19図に示した取り合わせの変更を示している。第20図では、切削 用部材71は上記の特許出願又は特許明細書で検討された方法のうちの一つで製作 され、これらの部材71はそれらと一体のアンカー72とともに製作される。コア74 は、セグメント71が成形処理により損なわれない限り、樹脂材料であっても、複 合材料であっても、あるいは金属であってもよい。 第21図は、丸のこの刃の断片部分を示しているが、形態は丸のこに限定されな い。第21図の装置は、二つの波形の材料片を一緒に配置して製作され、そしてそ の結果得られたものは中央の不連続のウェブ75とともに管状の部材76が点在する ものになる。上記の検討から、この形状はエッジ78に沿って切削を行う一方、管 状部材76の側面79がゲージ維持面として働くことが理解されよう。更に、くずは 管状部材79間の谷80でも、管状部材79の開口81を通しても除去することができる 。研削液及び／又は潤滑剤は、開口81と谷80を通して供給することができる。 第21図に例示した構造は更に、研削用部材として用いることができる。管状部 材の側面79がこの装置の素材除去部分として働くことができる一方、谷80がくず の除去を可能にする。研削装置として使用する場合のこの装置の形状はほとんど 無限に変えることができ、そして切削装置として使おうと研削装置として使おう と、管状部材 76は一般には図示したように矩形でよく、あるいは丸くしても、楕円形にしても 、又は多角形にしてもよい。 複数の第21図に例示した構造を、工具をより厚くするようなやり方で一緒にし てもよい。この場合には、研削材料のハニカム状の構造が形成される。この構造 は、直接の製造により、あるいは付形した部品を製造してこれらの部品を後にろ う付け、融着、接着又は溶接により集成して形成することができる。溶接には、 レーザー溶接及び電子ビーム溶接も、もっと通常の手法も含めることができる。 その結果得られた構造体は、研削砥石、ルーター、リーマー、ドリルその他のも ので使用することができる。ハニカムの表面は、素材除去及び／又はゲージ維持 の機能を果たすことができる。開口81は、研削液、潤滑剤又は界面活性物質、中 性又は還元性ガスを加工域へ配給するのに使用することができる。更に、開口81 及び／又はカレー（calleys）80に、固形物、多孔質又は粉末材料、ペースト及 びプラスチック材料、布帛、先端複合材料等、並びにこのような材料のうちの任 意のものの組み合わせを含めて、いろいろな材料を充填することができる。これ らの材料は、潤滑剤として（例えば二ケイ化モリブデン、グラファイト、ガラス ）、工作域へ配給されるべき潤滑剤又は他の媒体のためのキャリヤーとして、及 びハニカム構造の補強材として機能することができる。 第22図は、第18図に示した取り合わせの変形を図示している。第22図では、切 削用部材82と84は真っ直ぐなセグメントから製作されるが、全般の形態は第18図 におけるのと同じである。更に、二つの切削用部材82と84の間に充填材85がある 。コア88に取り付けられた切削用部材の谷に充填材86があってもよい。これらの 充填材85と86はコア88を示すため部分的に取り除かれている。充填材は、切削用 部材82及び84のと同じあるいは異なる性質、寸法及び濃度の研削材 粒子を含むことができる。部材84は、第18図に示したのと同様の丸い形状を有す ることができる。部材84はなくしてもよくて、部材82は付形された面を形成する ことになる。 第23図は、第18図に示した装置又は第22図に示した装置の変形と考えることが できる切削用部材を例示している。第23図においては、切削用部材を形成するた めの個々の形状は第17図に65で示したとおりであるが、しかしながら材料片は実 質的にコアの中心に配置される。第23図では、コアは90で指示され、切削用部材 は9Ｌ92及び94で指示されている。 第18図の材料片65では端部がコア上にあり弓状の部分がコアの側面を越えて延 びているのに対して、材料片91、92及び94は実質的にコア90の中心に配置されて いて端部はコア90の一方の側にあり、弓状の部分はコア90の他方の側にある。更 に、連続する材料片は直前の材料片に関して逆にされている。このように、部材 91と92はそれらの端部がコア90の一方の側にあるのに、部材94はその端部がコア 90の反対の側にある。部材94の端部を部材91及び92の中に配置することができる ことを理解すべきである。 従って、第23図に示した取り合わせは、ジグザグパターンが不連続ではあるが 、切削部材の素材除去面にジグザグパターンを効果的にもたらすことが理解され よう。具体的な造作は異なるとは言うものの、一般的な作用は第18図及び第22図 に示した装置の場合と実質的に同じである。全ての場合に、素材除去のためのジ グザグパターンとゲージ維持のための付形された面とがある。 従って、本発明は、切削を効率的にし、切り溝の幅を維持する一方で、動力の 要求量を最小にする切削部材を提供することが分かるであろう。これらの切削用 部材は、それらで使用されるダイヤモンドあるいはその他の硬質粒子を十分に使 用するため長い間もつよう に設計される。 もちろんながら、ここに提示された本発明の特定の態様は例示としてのみのも のであり、決して限定するつもりのものではなく、従って請求の範囲に記載され た本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更や改変を行うことが でき、且つ同等のものを十分に利用することができるということは、当業者に理 解されよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年９月３０日 【補正内容】 明細書 次に、これらの図面と、例示として提示される本発明の態様により詳しく論及 するが、本発明で利用される硬質粒子含有材料は米国特許第4,925,457号、同第5 ,092,910号及び同第5,049,165号各明細書に開示されたもののような材料である ことを理解すべきである。この材料は、1992年７月24日出願の同時継続米国出願 第919040号明細書中の教示に従って製造することができ、またこの材料は、米国 特許第5,190,568号明細書に開示し特許請求の範囲（クレーム）に記載されたも のに従ってもよい。本発明は、これらの出願及び特許明細書に開示された材料を 利用する新しい工具に関するものであり、そのような材料は、メッシュが複合研 削材料の一体部分であるかそれとも取り除かれているかに関わりなくメッシュ材 料と称される。とは言え、本発明は事実上任意の複合研削材料（研削材粒子と保 持媒体との混合、研削材粒子の保持媒体での被覆及び／又は研削材粒子と保持媒 体との集成、焼結、含浸、硬化、接着、めっき、ろう付け、融着、堆積、埋め込 み等により、あるいはこれら及びこのほかの手法の任意の組み合わせにより製造 されたもの）を利用することができる、ということを理解すべきである。この材 料の利用の成功は、マトリックス材料中の研削材粒子の濃度、分布の均一性、そ してマトリックス材料中の研削材粒子の保持率に直接関係する。濃度、均一性及 び保持率が高くなればなるほど、本発明において複合材料を利用するのがうまく いく。 図面のうちの第１図は、周縁に複数の切削用部材を取り付けたコア25を含む丸 のこを示している。当業者は、コア25の周縁に切削用部材を取り付けることは当 該技術分野において周知であるか、切削用部材そのものは本発明において独特な ものであることを理解しよう。容易に認められる違いは、切削用部材は周縁に沿 って配分される異なる外形を含むことであり、別の違いは、切削用部材が上述の メッシュ材料を含むことである。 第１図から、三つの異なる外形の切削用部材のあることが分かり、これらの外 形は26、28及び29で指示されていて、それらはそれぞれ第２図、第３図及び第４ 図に示されている。それぞれ第２、３及び４図に示される二つの引き続く部材28 と、部材29のあることが認められよう。二つの部材28が続いているのが認められ よう。これは下記で更に検討される。 切削用部材26はコア25の片側に固定され、コア25の周縁のエッジ30に実質的に 整合させられる。結果として、部材26は切り溝の側面のみを切削し、ゲージ（標 準寸法）維持部材として働く。切削用部材29はコア25の反対側に取り付けられ、 本質的に部材26の鏡像となる。こうして、部材29は切り溝の反対側のみを切削す る。 第17Ａ図において、切削用部材は57ａで指示されており、そして付形された表 面が、この付形された表面が切り溝の底で素材を取り除くために使用されるよう 切り溝の壁に対して垂直になるような向きにされることが分かるであろう。材料 片57ａの側面は、もちろん、切り溝の壁を維持するためにジグザグ形になってい る。 切削用部材57ａは、溶接によりあるいはこのほかの既知の技術によりコア25ｅ に取り付けられ、そして図示したように、充填材が部材57aとコア27ｅの間で使 用される。 第17Ｂ図は、部材57ａから90°回転した切削用部材57bを図示している。こう して、部材のジグザグ面が切り溝の底において素材除去を行い、その一方で付形 された面がゲージ維持面として働く。部材57ｂは標準的な手法でコア25ｆに取り 付けられる。 第17Ｃ図に示した取り合わせは、二つの材料片57ｃと57ｄをコア25ｇに取り付 けているという点で第17Ａ図と第17Ｂ図に示したものを組み合わせたものである 。材料片57ｄは材料片57ｂと同様にコア25ｇに直接取り付けられ、そのため付形 された面がゲージ維持面として働く。しかし、材料片57ｃは材料片57ｄのジグザ グ面に取り付けられるため、材料片57ｃの付形された面が切り溝の底と接触して 素材の除去を行う。図示したように、材料片57ｃと材料片57ｄの間で充填材を使 用してもよい。充填材は複数種の研削材粒子を含むことができる。 当業者には、第17Ｃ図に示したような集成体は別個に集成することができ、そ して充填材を焼結及び／又は融着させ、及び／又はろう付けしてから、後にこの 集成体をコアに固定してもよいことが理解されよう。 図面のうちの第18図は、切削装置の切削エッジを示している。第18図に示され た装置は、帯のこもしくはガングソーの一部分のエッ ジでよく、あるいは丸のこの真っ直ぐにしたエッジであってもよい。切削装置の 全体の形状は重要ではない。第18図においては、コア61に起伏のある二つの切削 用部材62及び64が取り付けられている。第18図に示したように、切削用部材62及 び64は真っ直ぐな部分66につながる弓形の部分65を含む。弓形部分65のエッジは コア61に取り付けられ、そしてこの弧はコア自体を越えて外側に及んでいる。真 っ直ぐな部分66は弓形部分の端部につながり、そしてもちろん、切削を助けるた めに追加の研削材料を提供する。 第21図は、丸のこの刃の断片部分を示しているが、形態は丸のこに限定されな い。第21図の装置は、二つの波形の材料片を一緒に配置して製作され、そしてそ の結果得られたものは中央の不連続のウェブ75とともに管状の部材76が点在する ものになる。上記の検討から、この形状はエッジ78に沿って切削を行う一方、管 状部材76の側面79がゲージ維持面として働くことが理解されよう。更に、くずは 管状部材79間の谷80でも、管状部材79の開口81を通しても除去することができる 。研削液及び／又は潤滑剤は、開口81と谷80を通して供給することができる。 第21図に例示した構造は更に、研削用部材として用いることができる。管状部 材の側面79がこの装置の素材除去部分として働くことができる一方、谷80がくず の除去を可能にする。研削装置として使用する場合のこの装置の形状はほとんど 無限に変えることができ、そして切削装置として使おうと研削装置として使おう と、管状部材76は一般には図示したように矩形でよく、あるいは丸くしても、楕 円形にしても、又は多角形にしてもよい。 複数の第21図に例示した構造を、工具をより厚くするようなやり方で一緒にし てもよい。この場合には、研削材料のハニカム状の構造が形成される。この構造 は、直接の製造により、あるいは付形した部品を製造してこれらの部品を後にろ う付け、融着、接着又は溶接により集成して形成することができる。溶接には、 レーザー溶接及び電子ビーム溶接も、もっと通常の手法も含めることができる。 その結果得られた構造体は、研削砥石、ルーター、リーマー、ドリルその他のも ので使用することができる。ハニカムの表面は、素材除去及び／又はゲージ維持 の機能を果たすことができる。開口81は、研削液、潤滑剤又は界面活性物質、例 えば中性又は還元性ガスといったようなもの、を加工域へ配給するのに使用する ことができる。 更に、開口81及び／又は谷80に、固形物、多孔質又は粉末材料、ペースト及びプ ラスチック材料、布帛、先端複合材料等、並びにこのような材料のうちの任意の ものの組み合わせを含めて、いろいろな材料を充填することができる。これらの 材料は、潤滑剤として（例えば二ケイ化モリブデン、グラファイト、ガラス）、 工作域へ配給されるべき潤滑剤又は他の媒体のためのキャリヤーとして、及びハ ニカム構造の補強材として機能することができる。 請求の範囲 １．コア、このコアの作業エッジ、及び当該コアと構造的に別個の保持用マト リックス材料から製作されてその中に複数の硬質粒子を有する複数の切削用部材 を含む切り溝切削工具であって、当該硬質粒子のうちの少なくとも一部はメッシ ュ材料により整然と分配されており、また上記切削用部材は工作物に接触してそ の工作物に切り溝を切削するため上記コアの上記作業エッジに取り付けられてそ れに沿って点在しており、上記複数の切削用部材の各切削用部材は単一の切削用 部材を効果的にもたらすため複数の外形を含んでおり、当該切削用部材のおのお のは第一の部分と第二の部分を含み、当該第一の部分は適用された切削力を上記 コアの少なくとも幅の全体にわたって上記工作物に垂直に伝えるようにして切り 溝の底で速やかに素材を除去するため上記コアの上記作業エッジに沿って配列さ れてそれに取り付けられており、上記第二の部分はゲージ維持用部材として上記 コアの上記作業エッジに沿って配列されてそれに取り付けられ、且つ上記適用さ れる力に対し横向きに上記コアに配置されている切り溝切削工具。 ２．前記第二の部分が前記切り溝の底に接触しそして素材の除去を助ける、請 求の範囲第１項記載の切削工具。 ３．前記第一の部分の硬質粒子が前記第二の部分の硬質粒子と異なる、請求の 範囲第１項記載の切削工具。 ４．前記第一の部分の前記硬質粒子が前記第二の部分の前記硬質粒子よりも大 きい、請求の範囲第３項記載の切削工具。 ５．コア、このコアの作業エッジ、及び工作物に接触して当該工作物に切り溝 を切削するため上記コアに取り付けられた複数の切削用部材を含む切削工具であ って、当該複数の切削用部材が切り溝の 底に接触して当該切り溝の深さを増加させるため上記コアの上記作業エッジに隣 接した素材除去部分、当該切り溝の幅を維持するための上記作業エッジに隣接し 且つ上記コアの片側の第一のゲージ維持部分、及び当該切り溝の幅を維持するた めの上記作業エッジに隣接し且つ上記コアの反対側の第二のゲージ維持部分を有 し、当該複数の切削用部材のうちの第一の群が上記素材除去部分を持ち、当該複 数の切削用部材のうちの第二の群が上記第一のゲージ維持部分を持ち、そして当 該複数の切削用部材のうちの第三の群が上記第二のゲージ維持部分を持っており 、当該切削用部材の第一の群、第二の群及び第三の群が上記コアの上記作業エッ ジに沿って点在している切削工具。 ６．前記第二の群の切削用部材が前記切り溝の底に接触するため前記コアを取 り巻いて延びる素材除去部分を含み、そして前記第三の群の切削用部材が前記切 り溝の底に接触するため前記コアを取り巻いて延びる素材除去部分を含む、請求 の範囲第５項記載の切削工具。 ７．コア、このコアの作業エッジ、及び当該コアと構造的に別個の保持用マト リックス材料から製作されてその中に複数の硬質粒子を有する複数の切削用部材 を含む切削工具であって、当該硬質粒子のうちの少なくとも一部はメッシュ材料 により分配されており、且つ工作物に接触してその工作物に切り溝を切削するた め上記コアの上記作業エッジに取り付けられそれに沿って点在しており、上記コ アは第一の側面と第二の側面を有し、上記切削用部材のおのおのは第一の部分と 第二の部分を含み、当該第一の部分は上記コアの上記第一の側面を越えて延び、 また当該第二の部分は上記コアの上記第二の側面を越えて延びており、上記切削 用部材は更に、適用された切削力を上記コアの少なくとも幅の全体にわたって上 記工作物に垂 直に伝えるようにして切り溝の底に接触するための素材除去部分を含み、この素 材除去部分は上記コアの上記作業エッジの14長さに沿いそして上記切り溝の幅に 概して等しい有効全体幅である幅を持ち、そして上記第二の部分はゲージ維持部 材として上記コアに配列されそして上記適用される切削力に対して横向きに配置 されている切削工具。 ８．複数の第一の部分及び第二部分を含み、当該複数の第一の部分がそれらの 間に第一の通路を画定しており、当該複数の第二の部分がそれらの間に第二の通 路を画定している、請求の範囲第７項記載の切削工具。 ９．前記切削用部材が互いに対し概して平行な一対の切削用部材からなり、そ して更にこれらの対の切削用部材の間に充填材を含む、請求の範囲第８項記載の 切削工具。 10．前記素材除去部分が前記有効幅を与えるジグザグ形状を有する、請求の範 囲第７項記載の切削工具。 11．材料の除去作業を行うための工具であって、作業面を有しそしてメッシュ 材料から製作されており、複数の付形された切削用部材を含んでいて、当該付形 された切削用部材はそれらの側面で流路を画定しており、上記複数の切削用部材 が隣接した流路が当該工具を通して開口を画定するように集成されている工具。 12．前記開口が当該工具の前記作業面に対し概して垂直に延びている、請求の 範囲第11項記載の工具。 13．前記開口が当該工具の前記作業面に対し概して平行に延びている、請求の 範囲第11項記載の工具。 14．前記流路のうちの少なくとも一部に異質の材料が充填されている、請求の 範囲第８項記載の工具。 15．前記流路のうちの少なくとも一部に異質の材料が充填されて いる、請求の範囲第11項記載の工具。 16．メッシュタイプの材料を用いて整然と配分された複数の超研削材粒子を含 む保持用マトリックスを含む研削材から研削工具を製造するための方法であって 、当該研削材の付形体を用意する工程、この付形体をコアに取り付けようとする 形状にした複数の切削用部材を得るために切り取る工程、そしてこれらの複数の 切削用部材を上記コアへ取り付ける工程を含む研削工具製造方法。 17．前記付形体を切り取る工程がレーザー、ウォータージェット、電食（elec trical erosion）、及びそれらの組み合わせからなる群から選ばれた手段により 当該付形体を切り取る工程を含む、請求の範囲第16項記載の方法。 18．前記複数の切削用部材をコアへ取り付ける工程が溶接、レーザー溶接、ろ う付け、接着、及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれた手段により取り 付けることを含む、請求の範囲第16項記載の方法。 19．前記超研削材粒子をメッシュタイプの材料で整然と配分し、そして当該メ ッシュタイプの材料が前記研削材の一部として取り込まれる、請求の範囲第16項 記載の方法。 20．前記メッシュタイプの材料が前記切削用部材の一部分である、請求の範囲 第１項記載の切り溝切削工具。 21．前記切削用部材の前記第二の部分が前記第一の部分より大きな工作物接触 領域を有する、請求の範囲第１項記載の切り溝切削工具 22．前記コアが工作物に関して所定の横向きのない長手方向の柔軟性部材を含 む、請求の範囲第１項記載の切り溝切削工具。 23．前記切削用部材の前記第二の部分の幅が前記第一の部分より広い、請求の 範囲第１項記載の切り溝切削工具。 24．前記コアと前記切削用部材が一体に製作されている、請求の範囲第７項記 載の切削工具。 25．前記切削用部材の前記第一の部分が前記コアの前記作業エッジの周縁エッ ジにそれに沿って取り付けられそして間隔をあけている、請求の範囲第１項記載 の工具。 26．前記切削用部材の前記第二の部分が前記コアの前記作業エッジの周縁エッ ジに取り付けられてそれに実質的に整合されている、請求の範囲第１項記載の工 具。 27．前記コアの前記切削用部材の前記第二の部分が当該コアの反対側に取り付 けられている、請求の範囲第１項記載の工具。 28．前記コアの前記作業エッジに沿って点在する前記切削用部材が、当該コア の当該作業エッジの周縁エッジに沿って、隣接してあるいは垂直に、又は実質的 に整合して、間隔をあけられている、請求の範囲第１項記載の工具。 29．前記切削用部材の前記第一の部分が前記コアの前記作業エッジの周縁エッ ジに沿って取り付けられ間隔をあけている、請求の範囲第７項記載の工具。 30．前記切削用部材の前記第二の部分が前記コアの前記作業エッジの周縁エッ ジに取り付けられてそれに実質的に整合されている、請求の範囲第７項記載の工 具。 31．前記コアの前記切削用部材の前記第二の部分が当該コアの反対側に取り付 けられている、請求の範囲第７項記載の工具。 32．前記コアの前記作業エッジに沿って点在する前記切削用部材が、当該コア の当該作業エッジの周縁エッジに沿って、隣接してあるいは垂直に、又は実質的 に整合して、点在している、請求の範囲第７項記載の工具。 33．前記切削用部材のうちの少なくとも一つが付形体として形作 られており、前記コアの前記周縁エッジに取り付けられてそれに沿って点在して いる、請求の範囲第１項記載の工具。 34．前記切削用部材の第一の部分が前記付形体を含む、請求の範囲第33項記載 の工具。 35．前記切削用部材の第二の部分が前記付形体を含む、請求の範囲第33項記載 の工具。 36．前記切削用部材の第一及び第二の部分が前記付形体を含む、請求の範囲第 33項記載の工具。 37．前記付形体の表面が前記工作物の切り溝の壁に垂直に前記作業エッジに配 置されている、請求の範囲第33項記載の工具。 38．前記付形体がジグザグのエッジを持ち、このエッジが前記コアの前記作業 エッジに取り付けられている、請求の範囲第33項記載の工具。 39．前記ジグザグのエッジが前記切削用部材の第一の部分を形成している、請 求の範囲第38項記載の工具。 40．前記付形体の表面が付形された表面を有し、これらの付形された表面が前 記切削用部材の前記第二の部分を形成している、請求の範囲第38項記載の工具。 41．前記切削用部材の前記第一の部分が、その表面が前記工作物の切り溝の壁 に垂直に前記コアの前記作業エッジに取り付けて配置されている付形体を含み、 且つ、前記切削用部材の前記第二の部分が、そのジグザグのエッジが前記工作物 の切り溝の壁に垂直に前記コアの前記作業エッジに取り付けらて配置されている 付形体を含む、請求の範囲第33項記載の工具。 42．前記第一の部分と第二の部分の間に充填材がある、請求の範囲第41項記載 の工具。 43．前記充填材が複数の研削材粒子を含む、請求の範囲第42項記 載の工具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．コア（25、25ａ、25ｂ、25ｃ、25ｄ）、このコアの作業エッジ、及び工作 物に接触して当該工作物に切り溝を切削するため上記コアに取り付けられた複数 の切削用部材（26、28、29、34、35、41、54）を含む切削工具であって、当該複 数の切削用部材が複数群の切削用部材を含み、当該複数群の切削用部材のうちの 第一の群（28、28′、42、49）は切り溝の底の素材除去のために配列されており 、当該複数群の切削用部材のうちの第二の群は上記コアの片側にゲージ維持用と して配列されており、そして当該複数群のうちの第三の群（29、29′、44、50） は上記コアの反対側にゲージ維持用として配列されていて、当該第一の群、当該 第二の群及び当該第三の群が上記コアの上記作業エッジに沿って点在及び配分さ れている切削工具。 ２．前記切削用部材の第二の群（26、26′、46、48）が、前記切り溝の前記底 と接触しそして素材の除去を助ける部分（45）を持ち、前記切削用部材の第三の 群（29、29′、44、50）が、前記切り溝の前記底と接触しそして素材の除去を助 ける部分を持つ、請求の範囲第１項記載の切削工具。 ３．前記複数の切削用部材の各切削用部材が複数の硬質粒子を含み、前記複数 群の切削用部材の前記第一の群における当該硬質粒子が前記第二の群及び前記第 三の群における当該硬質粒子と異なっている、請求の範囲第１項記載の切削工具 。 ４．前記第一の群における硬質粒子が前記第二及び第三の群における硬質粒子 より大きい、請求の範囲第３項記載の切削工具。 ５．コア（25、25ａ、25ｂ、25ｃ、25ｄ）、このコアの作業エッジ、及び工作 物に接触して当該工作物に切り溝を切削するため上記 コアに取り付けられた複数の切削用部材（26、28、29、34、35、41、54）を含む 切削工具であって、当該複数の切削用部材が切り溝の底に接触して当該切り溝の 深さを増加させるため上記コアの上記作業エッジに隣接した素材除去部分（28、 28′、42、49）、当該切り溝の幅を維持するための上記作業エッジに隣接し且つ 上記コアの片側の第一のゲージ維持部分（26、26′、46、48）、及び当該切り溝 の幅を維持するための上記作業エッジに隣接し且つ上記コアの反対側の第二のゲ ージ維持部分（29、29′、44、50）を有し、当該複数の切削用部材のうちの第一 の群が上記素材除去部分を持ち、当該複数の切削用部材のうちの第二の群が上記 第一のゲージ維持部分を持ち、そして当該複数の切削用部材のうちの第三の群が 上記第二のゲージ維持部分を持っており、当該切削用部材の第一の群、第二の群 及び第三の群が上記コアの上記作業エッジに沿って点在している切削工具。 ６．前記第二の群の切削用部材（26、26′、46、48）が前記切り溝の底に接触 するため前記コアを取り巻いて延びる素材除去部分（45）を含み、そして前記第 三の群の切削用部材が前記切り溝の底に接触するため前記コアを取り巻いて延び る素材除去部分を含む、請求の範囲第５項記載の切削工具。 ７．コア（25、25ａ、25ｂ、25ｃ、25ｄ）、このコアの作業エッジ、及び工作 物に接触して当該工作物に切り溝を切削するための上記コアの上記作業エッジに 取り付けられた少なくとも１種の切削用部材を含む切削工具であって、上記コア は第一の側面と第二の側面を持ち、上記切削用部材は上記コアの上記第一の側面 を越えて延びる複数の第一の部分（26、26′、41、48）と上記コアの上記第二の 側面を越えて延びる複数の第二の部分（29、29′、44、50）を含み、上記切削用 部材は更に切り溝の底に接触するための素材除去部分28、 28′、42、49を含み、この素材除去部分は上記作業エッジの長さに沿い且つ上記 切り溝の幅に概して等しい全有効幅である幅を持つ切削工具。 ８．前記複数の第一の部分がそれらの間に第一の通路を画定しており、前記複 数の第二の部分がそれらの間に第二通路を画定している、請求の範囲第７項記載 の切削工具。 ９．前記少なくとも１種の切削用部材が互いに対し概して平行な一対の切削用 部材（82、84）からなり、そして更にこれらの対の切削用部材の間に充填材（86 ）を含む、請求の範囲第８項記載の切削工具。 10．前記素材除去部分が前記有効幅をもたらすジグザグ形状を有する、請求の 範囲第７項記載の切削工具。 11．材料の除去作業を行うための工具であって、作業面を有しそしてメッシュ 材料から製作されており、複数の付形された切削用部材を含んでいて、当該付形 された切削用部材はそれらの側面で流路（80）を画定しており、上記複数の切削 用部材が隣接した流路が当該工具を通して開口（81）を画定するように集成され ている工具。 12．前記開口（81）が当該工具の前記作業面に対し概して垂直に延びている、 請求の範囲第11項記載の工具。 13．前記開口が当該工具の前記作業面に対し概して平行に延びている、請求の 範囲第11項記載の工具。 14．前記流路のうちの少なくとも一部に異質の材料が充填されている、請求の 範囲第７項記載の工具。 15．前記流路のうちの少なくとも一部に異質の材料が充填されている、請求の 範囲第11項記載の工具。