JPH09123064A - 回転円盤カッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板表面への超砥粒の電着パターンを最適化
することによってより一層有効な回転円盤カッターを提
供すること。 【解決手段】 基板の外周縁にダイヤモンド等の超砥粒
を電着すると共に、基板の両側の表面に超砥粒を更に電
着した回転円盤カッターであって、基板の外周縁であっ
て刃先を形成する外周電着領域と、この外周電着領域の
内周に沿って基板の両側の表面に形成した外周側面電着
領域と、この外周側面電着領域よりも内側に形成した側
面パターン電着領域とを備え、外周電着領域には半径方
向に切開したスリットを複数箇所に設け、外周電着領域
での超砥粒が占める面積比率を８０％以上とし、外周側
面電着領域での超砥粒が占める面積比率を１００％と
し、側面パターン電着領域での超砥粒が占める面積比率
を４０〜６０％とし、更に、外周電着領域の超砥粒の粒
径に対する外周側面電着領域及び側面パターン電着領域
の超砥粒の粒径を４０〜６０％の大きさとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば鋳鉄管や
鋳物湯口等の切断に用いる回転円盤カッターに係り、特
にダイヤモンド又はＣＢＮ砥粒等の超砥粒を電着した回
転円盤カッターに関する。

【０００２】

【従来の技術】鋳物製品の切断に用いられる回転円盤カ
ッターは、円盤状の基板の周面にダイヤモンドやＣＢＮ
砥粒等の超砥粒の層を形成することによって被削材を切
断するというものがその基本的な構成である。

【０００３】この種の回転円盤カッターでは、切断過程
において被削材とカッターの基板の表面との接触を伴い
ながらの基板の高速回転となるため、切断中での摩擦に
よる発熱や振動等が発生することが避けられない。この
ような発熱や振動は、切断面の精度に大きな影響を与え
るほか、熱歪み等の発生の原因ともなるので、極力この
ような現象を抑えることが要求される。

【０００４】たとえば、特公平６−７７９０１号公報に
は、基板の表面に超砥粒を電着することによって、基板
と被削材との直接的な接触を避けるようにし、摩擦熱や
振動の発生を抑制するダイヤモンドカッターが記載され
ている。

【０００５】このダイヤモンドカッターは、ダイヤモン
ド砥粒の電着領域を切刃部と基板中央の締付部との間の
露出側面のほぼ全面にわたって複数個所に散在させたも
のである。そして、基板に電着されたダイヤモンド砥粒
は一つの層であって、このダイヤモンド砥粒は円周端部
が＃２０〜３０メッシュであって、露出側面の電着領域
＃３０メッシュ以下としたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】基板の表面にこのよう
なダイヤモンド砥粒を電着した領域を設けることによっ
て、被削材との間での摩擦による発熱の低減が図られる
ことは明らかであり、無用な振動も抑制される傾向にあ
る。

【０００７】ところが、ダイヤモンド砥粒等の超砥粒は
高価であることから、その必要量が削減されることが好
ましいが、その領域の範囲が小さ過ぎると所期の目的を
果たせなかったり、広過ぎると価格的な面での障害を招
くことになる。

【０００８】すなわち、超砥粒の範囲領域を無闇に大き
くしても、摩擦による発熱の低減及び振動の防止効果を
向上させ得るという結果に至るのではなく、その分布の
最適化によって最良の効果が得られる。このような観点
に立つとき、超砥粒を基板の表面に分布させること自体
は有効ではあるものの、その分布の最適化を図ることに
よってより一層の効果を期待できる。

【０００９】そこで、本発明は、基板表面への超砥粒の
電着パターンを最適化することによってより一層有効な
回転円盤カッターを提供することをその解決課題とした
ものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板の外周縁
にダイヤモンド等の超砥粒を電着すると共に、前記基板
の両側の表面に前記超砥粒を更に電着した回転円盤カッ
ターであって、前記基板の外周縁であって刃先を形成す
る外周電着領域と、該外周電着領域の内周に沿って前記
基板の両側の表面に形成した外周側面電着領域と、該外
周側面電着領域よりも内側に形成した側面パターン電着
領域と、を備え、前記外周電着領域には半径方向に切開
したスリットを複数箇所に設け、前記外周電着領域での
超砥粒が占める面積比率を８０％以上とし、前記外周側
面電着領域での超砥粒が占める面積比率を１００％と
し、前記側面パターン電着領域での超砥粒が占める面積
比率を４０〜６０％とし、更に、前記外周電着領域の超
砥粒の粒径に対する前記外周側面電着領域及び側面パタ
ーン電着領域の超砥粒の粒径を４０〜６０％の大きさと
してなることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】外周電着領域に複数箇所設けるス
リットは、切粉の排出を速やかに促して摩擦熱の発生を
抑えるのに有効に機能する。

【００１２】また、基板に対する各電着領域における超
砥粒がそれぞれの領域の中で占める面積比率の設定及び
粒径の関係を先の構成のように最適化することによっ
て、切粉の速やかな排出から基板の表面の保護が図られ
るほか、被削材との接触面積を適正にする操作によって
抵抗を小さく保った切断が可能となり、各種の被削材に
対して効率的で精度も高い切断が可能となる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の回転円盤カッターの一実施例
であってその要部の一部を拡大して示す正面図、２は図
１の姿勢のカッターの平面図、図３は図１のＡ−Ａ線矢
視による拡大縦断面図である。

【００１４】図において、金属製の円盤状の基板１の中
央には切断装置の回転主軸を通すための装着孔１ａを
開、この装着孔１ａの周りを回転主軸に設けたフランジ
への環状突き当て面１ｂとしている。そして、図におい
て、斜線を施した各領域にダイヤモンド砥粒等の超砥粒
２が電着され、これらの超砥粒２の電着領域は、基板１
に対する面積比率及びその砥粒の径の大きさを因子とし
てその分布パターンが決定されるものである。なお、図
示の例では基板１の外径は約３００ｍｍである。

【００１５】図４は電着領域のパターン４ｂ各領域での
面積比率を説明するための図である。

【００１６】同図の（ａ）に示すように、超砥粒２は、
基板１の外周縁に沿う外周電着領域３，この外周電着領
域３の内側に沿って形成した外周側面電着領域４及びこ
の外周側面電着領域４と環状突き当て面１ｂの境界部分
までを示す側面パターン電着領域５とにそれぞれ分布さ
せたものである。

【００１７】基板１の外周縁に形成された外周電着領域
３は、図３に示すように基板１の外周端及び表裏両面に
かけて分布したものであり、図１に示すように、それぞ
れの間に９０度のピッチ角を持たせた４箇所に電着しな
いスリット３ａが位置している。すなわち、これらのス
リット３ａは、未電着のゾーンであって基板１の表面に
施した化粧めっきの層が露出した状態として形成された
ものである。そして、この外周電着領域３がその半径方
向に占める基板１の表面に対する面積比率は８０％程度
であり、更にスリット３ａを設けることによって、切粉
の排出の促進や目詰まりの防止及び空冷効果の向上を図
るようにしている。

【００１８】外周側面電着領域４は、その領域範囲で占
める超砥粒の面積比率を１００％としたものであり、そ
の幅は約１０ｍｍ以内とする。このように面積比率を１
００％とすることによって、切粉の排出通路となりやす
い外周側面電着領域４に相当する部分の切粉による基板
１へのダメージをなくすことが可能となる。

【００１９】また、側面パターン電着領域５は、その領
域範囲で占める超砥粒の面積比率を４０〜６０％とした
ものであり、その超砥粒の分布パターンは基板１の半径
方向のどの位置でも同じように基板１の保護が可能とな
るように設定する。なお、面積比率が４０％よりも低い
と、基板１の保護が充分でなくて耐摩耗性にも劣る傾向
にあり、６０％以上であれば抵抗が増加して切削性に影
響を及ぼす。

【００２０】このような各電着領域３〜５の分布及びそ
れぞれの面積比率に加えて、各領域での超砥粒の大きさ
もそれぞれに設定する。

【００２１】すなわち、外周電着領域３の超砥粒の大き
さを基準としたとき、外周側面及び側面パターン電着領
域４，５に分布させる超砥粒は４０〜６０％の砥粒径と
する。なお、砥粒径が６０％以上であると切粉を排出さ
せるための逃がしの作用が低下して切削性に影響を及ぼ
すことになり、また４０％以下では基板１の保護及び耐
摩耗性の面で好ましくない。

【００２２】図５は側面電着パターン５の面積比率を４
０〜６０％に特定した理由を示す実験結果を示すグラフ
である。

【００２３】この実験において使用したカッターは、外
径が３０５ｍｍ、厚さが３ｍｍ及び砥粒径比を５０％と
したものであり、被削材はダクタイル鋳鉄であってその
外径は３００ｍｍで管厚は１４ｍｍである。また、カッ
ターはポータブル電動工具の主軸に固定され、その回転
数は３９００ｒｐｍである。

【００２４】図４で説明した側面パターン電着領域５の
それぞれについての面積比率を３０，４０，５０，６
０，７０％とした５種類を用意し、これらについて平均
消費電力及び平均切断速度を測定した結果が図５に示し
たグラフである。これから判るように、面積比率が６０
％を超えると摩擦による抵抗が増加して平均消費電力が
増加しているが、これは被削材との接触の際の摩擦抵抗
の増加に起因していることは明らかである。また、面積
比率が４０〜６０％の範囲では平均切断速度は高く維持
され、この範囲が最適であることが確認される。

【００２５】なお、実験の終了後にカッターの基板１の
側面を目視によって確認すると、面積比率が３０％のも
のだけがその表面の電着部が剥離していて、基板１自身
にも表面の損傷が見られた。

【００２６】図６は外周面電着領域３の超砥粒の砥粒径
比を特定した理由を示すための実験結果のグラフであ
る。なお、カッター及び被削材のそれぞれの諸元は図５
の実験の場合と同じであり、カッターの側面パターン電
着領域５の面積率は５０％としたものである。

【００２７】外周電着領域３の超砥粒の砥粒径を１００
としたときの外周側面電着領域４及び側面パターン電着
領域５のそれぞれの超砥粒の砥粒径を３５，４５，５
０，５５，７５の５種類で実験し、これらの条件のそれ
ぞれについて平均消費電力、平均切断速度及び寿命につ
いて示したものが図６のグラフである。

【００２８】この実験結果から判るように、砥粒径比が
７５％のものではその切断速度と寿命がほかの条件のも
のに比べると格段に低下している。これは、外周電着領
域３と外周側面及び側面パターン電着領域４、５との間
の砥粒径の差が少ないことから、切粉の排出が速やかに
行われないようになり、刃先に残ってしまって目詰まり
を起こす結果、切れ味が悪くなると同時に寿命までもが
短くなってしまう「なお、実験の終了後に基板１の側面
を目視により観察すると、砥粒径比３５％のものだけに
ついて基板１の表面に損傷が見られた。

【００２９】以上のことから、外周電着領域３に対する
外周側面及び側面パターン電着領域４、５の砥粒径比は
４０〜６０％の範囲が最適である。

【００３０】図７から図９は側面パターン電着領域５の
別の分布態様を示す正面図である。

【００３１】これらの分布態様では、各図において基板
１の中心を原点とする直交座標において、第１象限の４
５°の角度の範囲で現れる模様を周方向に展開したもの
である。したがって、この４５°の範囲での超砥粒２の
基板１の表面積に対する面積比を算出すれば、カッター
全体における超砥粒の面積比を得ることができる。

【００３２】なお、これらのいずれの例においても、外
周電着領域３の面積比は８０％以上であり、外周側面電
着領域４のそれは１００％である。そして、超砥粒の粒
径の比は図６で示した条件すなわち外周電着領域３の粒
径に対して４０〜６０％の範囲である。

【００３３】図７の例では、側面パターン電着領域３の
面積比率は４２％であり、図８及び図９の例ではそれぞ
れ５０％及び４７％であり、最適範囲である４０〜６０
％の値に含まれたものである。したがって、これらの各
例においても、先の例と同様に速やかな切粉の排出が可
能であると同時に摩擦による発熱も少ない切断が実現で
きる。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、基板の表面の超砥粒の分布
を最適化することによって、切粉の排出の促進、目詰ま
り防止、空冷効果により切れ味及び耐用性の向上を図る
ことができると共に、基板の表面の損傷も免れる。そし
て、摩擦による発熱も抑えることができ、より一層切れ
味が向上すると同時に連続切断にも充分な耐久性を持つ
カッターが提供できる。また、粒径の比率を変える等の
操作によって生産できるので、コスト面でも改善され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の回転円盤カッターの一実施例であっ
てその要部を一部拡大して示す正面図である。

【図２】 図１のカッターの平面図である。

【図３】 図１のＡ−Ａ線矢視による拡大縦断面図であ
る。

【図４】 同図の（ａ）は超砥粒の電着領域の分布を説
明するための図、同図の（ｂ）は各領域での面積率を示
す線図である。

【図５】 側面電着領域の面積率とカッターの平均切断
速度及び平均消費電力の関係を示すグラフである。

【図６】 砥粒径と消費電力、切断速度及び寿命の関係
を示すグラフである。

【図７】 カッターの別の例であって側面パターン電着
領域の面積比率を４２％とした例の正面図である。

【図８】 側面パターン電着領域の面積比率を５０％と
した例のカッターの正面図である。

【図９】 側面パターン電着領域の面積比率を４７％と
した例のカッターの正面図である。

【符号の説明】

１ ：基板 ２ ：超砥粒 ３ ：外周電着領域 ３ａ：スリット ４ ：外周側面電着領域 ５ ：側面パターン電着領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の外周縁にダイヤモンド等の超砥粒
   を電着すると共に、前記基板の両側の表面に前記超砥粒
   を更に電着した回転円盤カッターであって、前記基板の
   外周縁であって刃先を形成する外周電着領域と、該外周
   電着領域の内周に沿って前記基板の両側の表面に形成し
   た外周側面電着領域と、該外周側面電着領域よりも内側
   に形成した側面パターン電着領域と、を備え、前記外周
   電着領域には半径方向に切開したスリットを複数箇所に
   設け、前記外周電着領域での超砥粒が占める面積比率を
   ８０％以上とし、前記外周側面電着領域での超砥粒が占
   める面積比率を１００％とし、前記側面パターン電着領
   域での超砥粒が占める面積比率を４０〜６０％とし、更
   に、前記外周電着領域の超砥粒の粒径に対する前記外周
   側面電着領域及び側面パターン電着領域の超砥粒の粒径
   を４０〜６０％の大きさとしてなる回転円盤カッター。