JPH11285977A

JPH11285977A - 回転切断砥石

Info

Publication number: JPH11285977A
Application number: JP10088889A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Iwata; 邦裕岩田; Masanori Matsukawa; 正範松川
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Diamond Industries Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Diamond Industries Co Ltd
Priority date: 1998-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】砥石の使用初期における砥粒の目替わりを早
め、外周側表層部の切れ味を上げることによって、使用
初期における切れ味低下を少なくし、かつ切れ味低下期
間を短縮する。【解決手段】切断砥石１０は、スリット１１を等間隔
で設けた台金１２の外周面にセグメントチップ１３を固
着し、このセグメントチップ１３の、表層部１３ａと内
側部１３ｂとの境界面１３ｃをセグメントチップ１３の
回転方向に沿って傾斜面となるように形成し、この境界
面１３ｃより外側の表層部１３ａのダイヤモンド砥粒の
集中度を１２とし、内側部１３ｂのダイヤモンド砥粒の
集中度を１８として、表層部１３ａの磨耗度を内側部１
３ｂの磨耗度より大きくしている。

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回転切断砥石に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素）
砥粒やダイヤモンド砥粒などの超砥粒を樹脂やメタルや
ビトリファイドなどのボンドで固めた超砥粒チップを台
金の外周に複数個取り付けた回転切断砥石が、石材、コ
ンクリート、耐火物などの切断に用いられている。

【０００３】このような切断砥石には、切れ味に優れ、
しかもその切れ味が使用の初期から長期にわたって安定
的に持続することが要求される。ところが、図７の
（ａ）に示すように、砥石の新品時のチップ面は完全砥
粒Ｄａが多いので、砥石の使用はじめのときは切れ味は
良いが、切断作業の進行に伴い切れ味が低下する。その
原因は、切断作業の進行に伴って砥粒が磨耗し、図７の
（ｂ）に示すように、鋭利さが失われた磨滅砥粒Ｄｂが
抵抗となって切れ味を低下せるためである。

【０００４】しかし、切れ味が低下した後、さらに切断
作業を続けると、図７の（ｃ）に示すように、磨滅砥粒
Ｄｂは脱落し、一方で砥粒の目替わりが生じて新しい完
全砥粒Ｄａが出現して切れ刃となるので、再び切れ味は
良くなって、以後は安定した切断作業を続けることがで
きるようになる。

【０００５】ところが、実際の切断作業時に、上記の砥
石の切れ味の変化の過程を把握していないと、使用初期
に砥石の切れ味が悪くなったときに、作業者が切れ味の
低下による砥石のドレッシング時期と誤って判断してし
まうことがあり、結果として砥石の寿命を低下させる原
因となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような砥粒の磨滅
による砥石の切れ味の低下を抑制する対策として、特願
平８−３１２０４０号において本出願人は、ダイヤモン
ド砥粒層とＣＢＮ砥粒層を区画形成し、低破砕性砥粒で
あるダイヤモンド砥粒の保持力をＣＢＮ砥粒の保持力の
６０〜９５％とした超砥粒砥石を提案した。このような
構造によって、使用に伴い先にダイヤモンド砥粒が脱落
して遊離状態となり、この遊離したダイヤモンド砥粒が
ダイヤモンド砥粒よりも高破砕性を有し未脱落のＣＢＮ
砥粒に衝突し、ＣＢＮ砥粒の一部を破壊して鋭利な状態
とする。これによって、磨滅砥粒による切れ味の低下を
抑制することができる。

【０００７】しかしながらこの場合でも、砥石の使用は
じめにおける切れ味とその後の使用初期における切れ味
の差は依然として存在するので、切れ味低下時にドレッ
シング時期と誤って判断することを完全になくすことは
できない。また、切れ味が安定するまでの時間が短縮さ
れるわけでもない。

【０００８】本発明が解決すべき課題は、砥石の使用初
期における砥粒の目替わりを早め、外周側表層部の切れ
味を上げることによって、使用初期における切れ味低下
を少なくし、かつ切れ味低下期間を短縮することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の回転切断砥石
は、台金の外周に複数個の超砥粒チップを取り付けた回
転切断砥石において、前記超砥粒チップの外周側表層部
の磨耗度を内側部の磨耗度よりも大きくしたことを特徴
とする。

【００１０】超砥粒チップの外周側表層部の磨耗度を内
側部の磨耗度よりも大きくすることにより、砥石の使用
初期において外周側表層部の磨耗が早く進み、砥粒の目
替わりが早く生じる。これにより、使用初期における切
れ味低下の期間が短縮されて切れ味安定期に早く達する
ことができるとともに、ドレッシング時期と誤って判断
することも防止できる。

【００１１】外周側表層部と内側部の磨耗度の差異は、
被切断物の種類や切断加工条件によって異なるが、たと
えば被切断物が石材、コンクリート、耐火物で、砥石の
外径が１０００〜１５００ｍｍ、回転周速度が２０〜４
０ｍ／ｓｅｃの場合は、内側部の磨耗度に対する外周側
表層部の磨耗度の割合が１５０〜２００％の範囲である
のが好ましい。この割合が１５０％未満であると、砥粒
の目替わりを早くすることができずに磨滅砥粒ばかりと
なり、２００％超になると、砥粒保持力が低下し脱落し
てしまう。

【００１２】内側部より磨耗度を大きくする外周側表層
部の厚みは、砥粒径の２倍以上とするのが望ましい。そ
の理由を図５及び図６を参照して説明する。図５は砥石
の使用経過と切れ味の関係を定性的に示す図であり、図
６は砥石使用の各時点における砥粒の磨滅と脱落の状態
を模式的に示す図である。図５のの時点では図６の
（ａ）に示すように、完全砥粒が多いので切れ味がよ
い。図５のの時点では図６の（ｂ）に示すように、完
全砥粒が磨滅砥粒となり切れ味が悪くなる。図５のの
時点では図６の（ｃ）に示すように、磨滅砥粒が脱落し
始め切れ味が回復し始めるものの、まだ切れ味が悪い。
図５のの時点では図６の（ｄ）に示すように、の時
点であった磨滅砥粒が脱落するので切れ味がよくなる
が、まだ不安定である。図５のの時点になると図６の
（ｅ）に示すように、砥粒が２層目に目替わりしたこと
になり、この時点以降、切れ味が安定する。すなわち、
１層目の砥粒の目替わりが終わって切れ味が安定するの
は、チップ表面から少なくとも砥粒径以上の厚みの磨耗
が進んだ時点となるので、外周側表層部の厚みを砥粒径
の２倍以上とする。これにより、１層目の砥粒の目替わ
りが終わって切れ味が安定する時期と外周側表層部が磨
耗して内側部に移行する時期がほぼ同じとなり、使用初
期から切れ味安定期までを通じて良好な切れ味を得るこ
とができる。

【００１３】ここで、前記磨耗度の差異を設ける外周側
表層部と内側部との境界面を、超砥粒チップの回転方向
およびまたは幅方向に沿って傾斜面となるように形成す
ることができる。境界面を傾斜面とすることによって、
砥石の使用初期における砥粒層の磨耗度の変化および砥
粒の目替わりの生じかたの変化が緩やかとなり、切れ味
安定期に円滑に移行する。

【００１４】外周側表層部の磨耗度を内側部の磨耗度よ
りも大きくすることは、外周側表層部の砥粒の集中度を
内側部の砥粒の集中度より小さくするか、あるいは外周
側表層部の結合剤の強度を内側部の結合剤の強度より小
さくすることにより達成することができる。砥粒の集中
度を小さくすると、砥粒１粒あたりにかかる負荷が大き
くなるため、砥粒が脱落しやすくなる。また、結合剤の
強度を小さくすると、砥粒保持力が低下し、早く砥粒が
脱落するようになる。

【００１５】砥粒の集中度を調節する場合は、外周側表
層部の砥粒の集中度を、内側部の砥粒の集中度の６０〜
９０％とするのが好ましい。内側部に対する外周側表層
部の砥粒の集中度の割合が６０％未満であると、作用す
る砥粒が著しく少なくなるため、最初から切れ味不足と
なり、一方９０％超になると、内側部との差が小さくな
り、砥粒が脱落せずに切れ味安定期への移行が遅くな
る。

【００１６】また、結合剤の強度を調節する場合は、外
周側表層部の結合剤の強度を、内側部の結合剤の強度の
６０〜９０％とするのが好ましい。内側部に対する外周
側表層部の結合剤の強度の割合が６０％未満であると、
砥粒の保持力が著しく低下して切れ味不足となり、一方
９０％超になると、内側部との差が小さくなり、砥粒が
脱落せずに切れ味安定期への移行が遅くなる。

【００１７】本発明の回転切断砥石において使用する超
砥粒は、従来公知のダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒など
を使用することができ、また使用するボンドも従来公知
のレジンボンド、メタルボンド、ビトリファイドボンド
などを使用することができる。また、超砥粒チップの形
状や台金への接着構造も従来公知の種々の形状や接着構
造を採用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
切断砥石の正面図、図２は図１の部分拡大図である。本
実施形態の切断砥石１０は、スリット１１を等間隔で設
けた台金１２の外周面にセグメントチップ１３を固着
し、このセグメントチップ１３の、外周側表層部の磨耗
度を内側部の磨耗度よりも大きくしたものである。

【００１９】切断砥石１０の各部の寸法は、台金１２の
外径１００５ｍｍ、同厚み５ｍｍ、セグメントチップ１
３の数８０個、同長さ２５ｍｍ、同高さ１５ｍｍ、同厚
み７．５ｍｍである。

【００２０】本実施形態の切断砥石１０においては、セ
グメントチップ１３の磨耗度の差異を設ける表層部１３
ａと内側部１３ｂとの境界面１３ｃを、図２に示すよう
に、セグメントチップ１３の回転方向に沿って傾斜面と
なるように形成し、この境界面１３ｃより外側の表層部
１３ａのダイヤモンド砥粒の集中度を１２とし、内側部
１３ｂのダイヤモンド砥粒の集中度を１８として、表層
部１３ａの磨耗度を内側部１３ｂの磨耗度より大きくし
ている。

【００２１】このように、傾斜面とした境界面１３ｃを
境にして表層部１３ａの磨耗度を内側部１３ｂの磨耗度
より大きくしたことにより、切断砥石１０の使用初期に
おける砥粒層の磨耗が早くなって砥粒の目替わりが早く
生じ、かつ、磨耗度の変化および砥粒の目替わりの生じ
かたの変化が緩やかとなり、早い時期に安定した切断作
業に円滑に移行することができた。

【００２２】図３は切断砥石１０の使用初期におけるセ
グメントチップ１３の磨耗の状態を示す図であり、同図
の（ａ）は新品の状態、（ｂ）は使用初期の中間期の状
態、（ｃ）は切れ味安定期の状態をそれぞれ示す。

【００２３】同図の（ａ）に示す状態の新品の切断砥石
１０を使用しはじめると、表層部１３ａが磨耗し、同図
の（ｂ）に示す中間状態を経て同図の（ｃ）に示す安定
状態となる。このとき、表層部１３ａと内側部１３ｂと
の境界面１３ｃが、回転方向に沿って傾斜面となってい
るので、磨耗の急激な変化はなく、安定状態に円滑に移
行する。

【００２４】本発明の切断砥石の効果を確認するため、
図１および図２に示した切断砥石１０と、砥粒集中度の
差異以外は切断砥石１０と同じ仕様の従来の切断砥石を
用いて切断作業を行い、切れ味の変化を調査した。〔切断作業条件〕切断機：門型切断機被切断材：白御影石寸法２０００×３００×６００
ｍｍ砥石回転数：４８０ｒｐｍ切込深さ：５ｍｍ総切込３００ｍｍ送り速度：３０００ｍｍ／ｍｉｎ

【００２５】図４は切断実験結果を示す図であり、横軸
は使用経過、縦軸は切れ味の程度を表す。同図に示すよ
うに、本実施形態の切断砥石１０の場合は、使用初期に
おける切れ味の低下が少なく、しかも早い時点で切れ味
安定期に円滑に移行している。これに対し従来の砥石で
は、使用初期における切れ味の低下が大きく、切れ味安
定期への移行も遅い。

【００２６】さらに、表層部１３ａと内側部１３ｂの砥
粒の集中度、結合剤の強度を種々変えて実験した結果、
内側部の磨耗度に対する外周側表層部の磨耗度の割合が
１５０〜２００％の範囲にあるとき、使用初期における
良好な切れ味と切れ味安定期への早期円滑な移行を確実
に達成できることが確認できた。

【００２７】

【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。

【００２８】（１）超砥粒チップの外周側表層部の磨耗
度を内側部の磨耗度よりも大きくすることによって、使
用初期における切れ味の低下が少なく、しかも早い時点
で切れ味安定期に移行することができる。

【００２９】（２）磨耗度を大きくした外周側表層部の
厚みを砥粒径の２倍以上とすることによって、１層目の
砥粒の目替わりが終わって切れ味が安定する時期と外周
側表層部が磨耗して内側部に移行する時期がほぼ同じと
なり、使用初期から切れ味安定期までを通じて良好な切
れ味を得ることができる。

【００３０】（３）磨耗度の差異を設けた外周側表層部
と内側部との境界面が、超砥粒チップの回転方向および
または幅方向に沿って傾斜面となるように形成すること
によって、砥石の使用初期における砥粒層の磨耗度の変
化および砥粒の目替わりの生じかたの変化が緩やかとな
り、切れ味安定期に円滑に移行することができる。

【００３１】（４）外周側表層部と内側部の砥粒の集中
度およびまたは結合剤の強度を特定の範囲に調節するこ
とによって、使用初期における良好な切れ味と切れ味安
定期への早期移行を確実に達成することができる。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す切断砥石の正面図
である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】図１の切断砥石の使用初期におけるセグメン
トチップの磨耗の状態を示す図である。

【図４】切断実験結果を示す図である。

【図５】砥石の使用経過と切れ味の関係を定性的に示
す図である。

【図６】砥石使用の各時点における砥粒の磨滅と脱落
の状態を模式的に示す図である。

【図７】使用初期における切れ味低下の理由を説明す
る図である。

【符号の説明】

１０切断砥石１１スリット１２台金１３超砥粒チップ１３ａ表層部１３ｂ内側部１３ｃ境界面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】台金の外周に複数個の超砥粒チップを取
り付けた回転切断砥石において、前記超砥粒チップの外
周側表層部の磨耗度を内側部の磨耗度よりも大きくした
ことを特徴とする回転切断砥石。
【請求項２】前記外周側表層部の厚みを砥粒径の２倍
以上とした請求項１記載の回転切断砥石。
【請求項３】前記外周側表層部と内側部との境界面
が、超砥粒チップの回転方向およびまたは幅方向に沿っ
て傾斜面となるように形成した請求項１，２記載の回転
切断砥石。
【請求項４】前記外周側表層部と内側部とで砥粒の集
中度およびまたは結合剤の強度に差異を設けることによ
って磨耗度の差異を設けた請求項１〜３記載の回転切断
砥石。
【請求項５】前記外周側表層部の砥粒の集中度を内側
部の砥粒の集中度の６０〜９０％とした請求項４記載の
回転切断砥石。
【請求項６】前記外周側表層部の結合剤の強度を内側
部の砥粒の結合剤の強度の６０〜９０％とした請求項４
記載の回転切断砥石。