JPH1058329A - ダイヤモンド切断砥石のセグメントチップ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 台金１０の外周に固着するセグメントチ
ップ１１の切断作用面の回転方向と交差する方向に、少
なくとも３本以上の溝１２を形成し、かつ切断作用面の
接触面積を全表面積の３０〜７０％とした。 【効果】 砥粒保持力を維持しつつセグメントチップの
切断作用面の接触面積を減少させることができるため、
ツルーイング、ドレッシングに要する時間を短縮するこ
とができる。また、切断作用面上の完全砥粒を適正な範
囲に設定できるため、自生作用をスムーズに行うことが
でき、これによって、使用初期の消費電力の上昇が無く
安定した切れ味が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、石材、コンクリー
ト、耐火物などの切断に用いられる切断砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、石材、コンクリート、耐火物
などの切断用として、鉄やアルミニウム製等の台金外周
に、ダイヤモンド砥粒層やＣＢＮ砥粒層からなるセグメ
ントチップが固着された切断砥石が使用されている。

【０００３】使用にあたっては、一般砥石を用いてツル
ーイング、ドレッシングを行い、セグメントチップの外
周を真円に近い状態に形成すると共に、ダイヤモンド砥
粒を結合剤レベルより突出させる処置が施される。

【０００４】ツルーイングは、研削砥石の研削作用面を
砥石軸の中心に対して同心に成形する形直し作業で、ホ
イール作用面にある凸部を削り落として振れを無くし、
また、円弧状、凸状、凹状、その他の特殊な形状のホイ
ールが磨耗により変形したものを削り直して正しい形に
成形される。

【０００５】ドレッシングは目だし作業とも言われ、ホ
イールに手を加えて本来の性能を回復させる操作のこと
で、研削作業による目詰まりなどで切れ味が低下したホ
イールの修復の場合と、ツルーイングされたホイール表
面の砥粒を突出させる場合があり、スティックを回転し
ているホイールに押し当てて切りくずを除去したり、ボ
ンド剤を適当量削り落とすのが一般的方法である。

【０００６】このようなツルーイング、ドレッシング作
業において、その作業効率は、セグメントチップの研削
作用面の面積に反比例する。研削作用面の面積が広くな
ればなるほど、作業効率は低下することとなるが、従来
のセグメントチップは、その全表面が非作用面であるた
め、上記ツルーイングなどの作業効率が悪い。

【０００７】また、セグメントチップを構成するダイヤ
モンド砥粒やＣＢＮ砥粒は、一般砥石に比べ硬く、ドレ
ッシング後の総砥粒の７０〜９０％が、完全砥粒として
切断作用面に突出した状態で存在するようになり、この
ダイヤモンド切断砥石を用いて被削材を切断すると、以
下の問題を生じる。

【０００８】１）完全砥粒が多いドレッシング直後は切
れ味が良いが、切断が進むにつれ砥粒の磨滅および脱落
が生じ切れ味が低下する。このため、切断条件を下げな
ければならず、加工能率が大幅に低下し、最悪の場合、
継続切断ができなくなることもある。 ２）砥粒の磨滅および脱落によりボンドテールと被削材
が擦れあい消費電力が上昇したり、大きな振動が発生す
る。このため、被削材の加工表面に欠けや割れなどが発
生し、加工精度が低下する。 ３）振動が発生すると異常に早いダイヤモンドセグメン
トチップの磨耗が生じ、その結果工具寿命が極端に短く
なる。 ４）切れ味の低下に伴い、切断音が高くなり、作業環境
が悪くなる。

【０００９】この対策として、研削作業に伴い磨滅した
砥粒が脱落するとともにボンドマトリックスも磨耗して
自生発刃作用を促し、うまく目変わりさせることが考え
られるが、従来の切断砥石ではこのような目変わりがス
ムーズに進みにくい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、特開昭５９−１
４８２５９号公報及び実公平５−３３２５５号公報にお
いて開示された、外周面に溝を形成した切断砥石、ある
いは特開昭６１−３５７４２号公報に記載された、セグ
メントチップの外周形状を波形に形成したものでは、ツ
ルーイング及びドレッシング作業における上記問題点を
ある程度は解消することができる。

【００１１】しかしながら、特開昭５９−１４８２５９
号公報及び実公平５−３３２５５号公報に開示されたも
のは、溝と溝との間隔が長いため、ボンドテールが長く
なり結果として、初期目変わりのときにたたき現象を発
生しやすい。また、特開昭６１−３５７４２号公報に記
載されたものは、切断中の接触面積が小さくなり、被削
材の加工表面に欠けや割れを発生しやすく、その結果加
工精度が低下する。

【００１２】そこで、本発明は、上記の問題点を解消
し、短時間でツルーイング、ドレッシングができるとと
もに、使用始めから終わりまで安定した切れ味が得られ
るダイヤモンド切断砥石を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】ツルーイングやドレッシ
ング作業を効率良く行えるようにするためには、セグメ
ントチップを小さくし、接触作用面の面積を減少させる
ことで対処可能であるが、単純にセグメントチップを小
さくした場合、接着強度、セグメントチップ強度が低下
し、また、製造上のコストが高くなるため、好ましくな
い。

【００１４】本発明者は上記目的を達成するために鋭意
研究の結果、上記問題を発生させることなく、かつツル
ーイング等の作業効率を向上させる手段として、台金の
外周に超砥粒層からなるセグメントチップが固着された
ダイヤモンド切断砥石において、前記セグメントチップ
の切断作用面の回転方向と交差する方向に３本以上の溝
を形成し、切断作用面の接触面積を全表面積の３０〜７
０％とした。

【００１５】ここで、台金としては、従来知られている
鉄、アルミニウムなど様々な材質や構造のものが使用で
き、また超砥粒としては、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥
粒を用いることができる。

【００１６】また、切断作用面の接触面積が全表面積の
３０％未満（溝の面積が７０％超）であると、被削材を
切削する完全砥粒数が少なく、このため一個の砥粒に加
わる力が大きくなって破砕しやすくなる。また、切断作
用面の接触面積が７０％超（溝の面積が３０％未満）に
なると、完全砥粒数が多くなり、初期の目変わりのとき
にたたき現象を発生するため、切断作用面の接触面積を
全表面積の３０〜７０％とする必要がある。また上記構
成によってセグメントチップの切断作用面の接触面積を
減少させることができ、これによって、ツルーイング、
ドレッシングに要する時間を短縮できる。

【００１７】形成する溝の形状は、逆台形若しくはＶ字
形として、セグメント高さの減少に伴い徐々に接触面積
が増えるように形成することが望ましい。これにより溝
部と平坦部との段差および間隔を徐々に小さくし、安定
した切断性能が持続できる。

【００１８】このような溝と溝との間隔、すなわち、中
間砥粒層部の幅は、４〜１２ｍｍの範囲が望ましい。砥
粒層部の幅が４ｍｍ未満であと、砥粒の保持力が弱くな
って脱粒が多くなり、切れ味が低下する。さらに１２ｍ
ｍを越えると、ボンドテールが増加したたき現象が発生
しやすい。

【００１９】また、形成する溝の深さは、０．５〜２ｍ
ｍとする。溝の深さが０．５ｍｍ未満であると、比較的
短時間で磨耗によって溝の効果がなくなるため、上記範
囲が望ましい。さらに、溝の深さは、０．５〜２ｍｍの
範囲でセグメントチップ毎に変えることもできるし、異
なる深さの複数の溝を同一セグメントに形成することも
できる。このようにすることによって、均一な溝を形成
したものに比べ、特に被削材との接触面積が徐々に増大
でき安定した切断性能が得られる。

【００２０】また、溝の形成方向はセグメントの幅方向
すなわち回転方向と直行する方向や、また回転方向と直
角方向に対し傾斜を付けて形成することもできる。回転
方向と直角方向に対し傾斜を付けた場合、回転方向と直
行する方向に溝を形成した場合に比べ、特に溝の長さを
長くすることができ、接触面積を小さくすることができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態を示
す切断砥石、図２は図１の切断砥石に使用したセグメン
トチップの斜視図で、１０は台金、１１は台金１０の外
周面に固着されたセグメントチップを示す。また、セグ
メントチップ１１の外周面には、回転方向と直行する方
向（幅方向）に４条の溝１２が形成されている。これに
よって、切断作用面の接触面積を全表面積の５０％とし
ている。

【００２２】また溝１２の幅は１〜３ｍｍ、深さは０．
５〜２．０ｍｍとし、各溝１２間に形成された中間砥粒
層部１５は４〜１２ｍｍの範囲とする。また溝１２は図
３に明瞭に示すように、逆台形で、セグメント高さの減
少に伴い徐々に接触面積が増えるようにしている。

【００２３】このように、切断作用面上に上記条件の複
数の溝１２を形成することによって、砥粒保持力やチッ
プ強度などの強度を維持しつつ、セグメントチップの切
断作用面の接触面積を減少させることができるため、ツ
ルーイング、ドレッシングに要する時間を短縮できる。
また、ボンドテールの発生が効果的に防止され、これに
よって、従来発生しやすかったたたき現象が効果的に防
止できる。

【００２４】図４及び図５は、セグメントチップの他の
実施の形態を示す斜視図であり、図４に示す実施の形態
においては、溝１３を回転方向と直角方向に対し傾斜を
付けて形成している。また図５に示す実施の形態におい
ては、溝１４をＶ字状としている。このような溝形状に
よっても、溝及び中間砥粒層を上記範囲とすることで、
上記と同様の効果を奏することができる。

【００２５】

【実施例】図１に示す実施例品と、外周面に溝が形成さ
れていない比較例１、また実公平５−３３２５５号に記
載された比較例２を、表１に示す仕様でダイヤモンド切
断砥石を製作した。これらを用いて、表２に示す条件で
比較切断試験を行った。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】図６は消費電力の推移を示すグラフ、表３
は切断性能を示す表で、これらに示す通り、比較例１は
切断面積の増大に伴い消費電力が最大７．５ｋＷまで上
昇し大きな振動が発生した。その後消費電力は減少した
が、セグメントチップは１０ｍ² に対し、２．５ｍｍの
磨耗を示した。これに対し、比較例２は最大消費電力は
５．３ｋＷまでの上昇に止まったが、実施例は低い消費
電力で推移し、振動の発生もみられず良好な切れ味を示
した。また、溝が無くなった後も安定した消費電力を示
した。

【００２９】

【表３】

【００３０】また、図７は中間砥粒層の幅の変化とたた
き発生の関係を示すグラフであり、横軸は中間砥粒層の
幅（ｍｍ）、左の縦軸はたたき発生頻度（％）、右の縦
軸は脱落砥粒の割合（％）を示す。

【００３１】これからも明らかなように、中間砥粒層の
幅４〜１２ｍｍの範囲においては、極端な脱粒を発生さ
せることなく、たたきの発生を効果的に防止することが
できることがわかる。なおこのような傾向は、通常使用
される大きさのすべての砥粒層において確認された。

【００３２】

【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。

【００３３】（１）本発明によって、砥粒保持力を維持
しつつセグメントチップの切断作用面の接触面積を減少
させることができるため、ツルーイング、ドレッシング
に要する時間を短縮することができる。

【００３４】（２）切断作用面の接触面積を全表面積の
３０〜７０％とすることによって、切断作用面上の完全
砥粒を適正な範囲に設定できるため、自生作用をスムー
ズに行うことができ、これによって、使用初期の消費電
力の上昇が無く安定した切れ味が得られる。

【００３５】（３）ボンドテールを適切な長さに設定で
きるため、使用初期から低い消費電力で推移し、大きな
振動の発生がない。このため、被削材表面や角に欠けや
チッピングの発生がなく、加工精度が向上する。

【００３６】（４）切れ味良好なため、加工能率を高め
ることができ、また、切断音を低く抑えることができ、
作業環境を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態を示す切断砥石の全体
図である。

【図２】 図１の切断砥石に使用したセグメントチップ
の斜視図である。

【図３】 セグメントチップに形成した溝部分の拡大正
面図である。

【図４】 セグメントチップの他の実施の形態を示す斜
視図である。

【図５】 セグメントチップの他の実施の形態を示す斜
視図である。

【図６】 消費電力の推移を示すグラフである。

【図７】 中間砥粒層の幅の変化とたたき発生の関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 台金 １１ セグメントチップ １２，１３，１４ 溝 １５ 中間砥粒層部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台金の外周に超砥粒層からなるセグメン
   トチップが固着されたダイヤモンド切断砥石において、
   前記セグメントチップの切断作用面の回転方向と交差す
   る方向に少なくとも３本以上の溝を形成し、かつ切断作
   用面の接触面積を全表面積の３０〜７０％としたことを
   特徴とするダイヤモンド切断砥石のセグメントチップ構
   造。
2. 【請求項２】 前記溝の形状を、逆台形又はＶ字形と
   し、セグメントチップの磨耗に伴い徐々に接触面積が増
   えるようにしたことを特徴とする請求項１記載のダイヤ
   モンド切断砥石のセグメントチップ構造。
3. 【請求項３】 前記溝の深さが０．５〜２ｍｍであるこ
   とを特徴とする請求項１，２記載のダイヤモンド切断砥
   石のセグメントチップ構造
4. 【請求項４】 前記溝の形成方向を回転方向と直角方向
   に対し傾斜させたことを特徴とする請求項１，２，３記
   載のダイヤモンド切断砥石のセグメントチップ構造。
5. 【請求項５】 前記複数の溝間に形成された中間砥粒層
   の幅が、４〜１２ｍｍの範囲であることを特徴とする請
   求項１〜４記載のダイヤモンド切断砥石のセグメントチ
   ップ構造。