JPH11309711A

JPH11309711A - ダイヤモンドソーブレード及びそれに用いるダイヤモンド砥石の製造方法

Info

Publication number: JPH11309711A
Application number: JP12061798A
Authority: JP
Inventors: Takuma Yoshida; 琢磨吉田; Wataru Kagohashi; 亘籠橋; Mokichi Kobayashi; 茂吉小林
Original assignee: Toho Titanium Co Ltd; Sankyo Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Toho Titanium Co Ltd; Sankyo Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリートや石材などの硬脆材に研削や切
断などの加工を施す際、優れた切れ味と共に、高い工具
寿命が保障されるダイヤモンドソーブレード並びにその
製造方法を提供する。【解決手段】金属製基板の先端にダイヤモンド砥石を
一体に結合した構造のダイヤモンドソーブレードであっ
て、該ダイヤモンド砥石に設けた少なくとも１条のスリ
ットに、充填材を埋設してなるダイヤモンドソーブレー
ド並びに、ボンドとダイヤモンド砥粒とが所定の割合で
混合された複数のダイヤモンド層一次成形体の間に、予
め所定の割合に加工された板状の充填材に挟持すると共
に、同様予め所定寸法に加工された下地層一次成形体を
当接するかたちで焼結用モールドにセットしたのち、加
圧焼結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートや石
材などに代表される硬脆材に対して研削や切断加工を施
す場合、優れた切れ味を示すと共に、高い工具寿命の実
現を可能としたダイヤモンドソーブレード及びそれに用
いるダイヤモンド砥石の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】石材やコンクリート構造物などの硬脆材
に研削や切断加工を施すために用いられる工具として、
従来からダイヤモンドソーブレードが汎用されている。
これらダイヤモンドソーブレードは、円盤状の金属製基
板の先端にダイヤモンド砥粒、ボンド並びに下地層と呼
ばれる金属製基台とで形成されたチップ又はセグメント
と総称されるダイヤモンド砥石（以下「チップ」という
ことがある。）を取り付け、上記円盤状の金属製基板
（以下「ブレード」ということがある。）の回転を介し
て硬脆材を切削する機構により研削や切断加工が施こさ
れる。

【０００３】回転工具によって動力を与えられたダイヤ
モンドソーブレードが、コンクリートなどの硬脆材に対
して切削作業を施す際に、鋭い切れ味を示すための理想
的条件は、動力を与えるための回転工具のパワーと、そ
のパワーに伴なうブレードの周速度に見合った必要最小
限の数のダイヤモンド砥粒が、鋭いエッヂを有する状態
で、該ダイヤモンド砥粒を保持するボンドの先端からよ
り大きく突き出し、かつその状態を可能な限り長時間維
持しながら被削材に食い込み、それを破壊しつつ切り屑
として高速で排出ところにある。

【０００４】一方、ダイヤモンドソーブレードの切れ味
を良くするためには、被削材に当接するチップの先端の
面積をできるだけ小さくし、被削材への先端砥粒の食い
込みを良くすることが必要である。この場合、先端砥粒
の必要数を確保するためには、ボンドに対するダイヤモ
ンドのコンセントレーション（以下、「コンセント」と
いうことがある。）を高くする必要がある。

【０００５】上記の如く、切れ味を良くするために、チ
ップ先端面積を極端に小さくし、しかもダイヤモンドコ
ンセントを必要以上に高くすると、ボンド部分の絶対体
積が小さくなり、ダイヤモンド砥石全体としての強度に
影響するため望ましくないという課題を残していた。砥
石部が大きく摩砕した場合は、そこでダイヤモンドソー
ブレードの寿命となり、また、小さな欠けが生じた場合
でもその直後の加工作業にて砥石部の摩耗が激しくな
り、結果として、安定した寿命性能を発揮することは困
難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、ダイヤモ
ンドソーブレードの切れ味を良くするためには、高品質
のダイヤモンド砥粒を使用し、かつチップ先端の刃先の
面積を極力小さく設計し、しかもボンドに対するダイヤ
モンド砥粒のコンセントを高くすることが望まれるが、
チップ先端の刃先面積を小さくすると共に、ボンドに対
するダイヤモンド砥石のコンセントを高くすることは、
結果としてダイヤモンド砥粒を保持して結合材の役割を
果すボンドの絶対体積が減少するので、チップを構成す
るダイヤモンド砥石全体の寿命性能が損なれるという問
題が残されていた。

【０００７】また、ダイヤモンドソーブレードの切れ味
を良くするための手段として、上記のようにチップ先端
の刃先面積を小さくするためには、チップを薄刃化す
る。ソーブレード外周面に溶着するチップの数を減ら
してチップ比を小さくする。チップに特定の切り欠き
（スリット）を入れる。という三手段が考えられ、従来
公知の手段として周知である。

【０００８】ところが、上記のチップの薄刃化は、同
時にブレードそのものを薄くすることが求められ、それ
が原因して回転中に横振れを起こし、切削精度を著しく
損ねたりするなど、ソーブレードそのものの剛性の確保
が困難となる。またのチップの数を減少させる方法
は、加工中の１チップ当りの負荷が極端に上昇し、衝撃
によるチップの偏摩耗を惹起し、その耐久性が著しく低
下する。さらに、上記のチップに溝などの切り欠きを
入れる方法は、砥石部の肉厚が極端に薄くなると、チッ
プ本体の耐久性が損なわれるために、設計上困難とな
り、しかもチップに深い溝を設けることは、チップを効
率よく製造する上では大きな阻害要因となり、チップの
コストを著しく上昇させる原因となる。

【０００９】本発明者らは、上記従来技術に残された種
々の課題を解決すべく、鋭意検討した結果、チップ先端
のダイヤモンド砥石の面積を小さくするために設けたス
リットに、補強手段を構ずることによってチップ本体の
強度を確保し、優れた切れ味を維持しながら、その耐久
性を向上し得ることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるダイヤモンドソーブレードは、金属製
基板と、該金属製基板の先端にダイヤモンド砥石を一体
に結合した構造のダイヤモンドソーブレードであって、
該ダイヤモンド砥石の円周方向に沿って設けた少なくと
も１条のスリットに、充填材を埋設してなることを主要
な構成上の特徴とするものである。また、該ダイヤモン
ドソーブレードに用いるダイヤモンド砥石の製造方法と
しては、ダイヤモンド砥石部の原料となるメタルボンド
およびダイヤモンド砥粒とが所定の割合に混合された複
数のダイヤモンド層一次成形体の間に、予め所定寸法に
加工された板状の充填材を挟持すると共に、同様予め所
定寸法に加工された下地層一次成形体を当接するかたち
で焼結用モールドにセットし、これを加圧焼結すること
によって、後加工なしでスリットを有するダイヤモンド
砥石の一体構造物が得られることを構成上の特徴とする
ものである。

【００１１】本発明における好ましい態様は、上記スリ
ットに埋設される充填材が、ダイヤモンド砥石より摩耗
し易く、かつ、熱膨張率の少ない材質からなり、しかも
ある程度の機械的強度を有することが望まれる。具体的
にはカーボン、グラファイト、炭素繊維等の炭素系材
料、マイカ、二硫化モリブデン、多孔質セラミックス、
Ｐｂ−Ｃｕ系固体潤滑材、金属粉末焼結体およびこれら
の混合物などの中から適宜に選択される。

【００１２】

【発明の実施の形態】ダイヤモンドソーブレードによる
良好な切れ味を得るためには、前述のように、ダイヤモ
ンド砥石部の先端面積比を小さくし、かつダイヤモンド
コンセントを高くすることが必要である。すなわち先端
面積を小さくすることによって、先端ダイヤが被削材に
食い込みやすくなり、一方、面積比を小さくしていった
場合に、先端砥粒の必要数を確保するためには、ボンド
に対するダイヤモンドのコンセントを高くすることが必
要である。

【００１３】ところが、先端面積を小さくして、かつ、
ダイヤモンドのコンセントを高くすることは、同時に砥
石中の金属ボンドの占める割合が減少することを意味す
ることとなり、結果として砥石部としての強度そのもの
が低下することとなる。

【００１４】しかしながら、上記手段により、このダイ
ヤモンド砥石に、該ダイヤモンド砥石の円周方向に沿っ
て設けたスリットに、充填材を埋設した本発明の構造に
よると、該充填材が砥石の肉薄部の補強材となり、砥石
部全体としての必要強度が保たれ、砥石部の欠けや割れ
を防止することができる。すなわちこの構造により、高
い切削速度と安定した砥石寿命を両立して得ることがで
きる。該スリットは、１個のチップに少なくとも１条と
するのが好ましく、必要に応じ２条以上とすることも妨
げない。

【００１５】ところで、切削時に発生する切削屑は回転
運動による遠心力によって生ずる駆動力を介して、円滑
に後方系外に排出され、刃先面に滞留介在する現象は効
果的に阻止される。同時にダイヤモンド砥石のスリット
に埋設された充填材は、切削時に徐々にかつ適度に摩耗
し、切削作業の推移と共に、充填材埋設部が常に砥石先
端面よりも少し窪む形を維持しながら、砥石部の摩耗と
共に充填材埋設部の摩耗も進行する。

【００１６】これら作用は、脆くかつ摩耗性が適度に高
い特性を持つ充填材が砥石部のスリットに埋設されてい
ることにより、砥石強度の向上と良好な切れ味とが両立
されることによってもたらされるものである。したがっ
て、スリットへの充填物質が本発明の充填材以外の物、
例えば曲げ強度が高く、摩耗性が低い金属の場合は、砥
石の補強にはなるが、この金属面に被削材が直接当た
り、これが切削抵抗になって、高い切削速度を発揮する
ことはできない。

【００１７】本発明のダイヤモンドソーブレード用ダイ
ヤモンド砥石の製造方法は、ダイヤモンド砥石部の原料
となるメタルボンドおよびダイヤモンド砥粒とが所定の
割合で混合された複数のダイヤモンド層一次成形体の間
に、予め所定寸法に加工された板状の充填材を挟持する
と共に、同様予め所定寸法に加工された下地層一次成形
体を当接するかたちで焼結用モールドにセットし、これ
を加圧焼結することによって、あと加工なしでスリット
を有するダイヤモンド砥石の一体構造物を得ることにあ
る。上記の方法により、砥石部にスリット空間を設ける
従来例のように、焼結後放電加工などの二次加工を施す
必要がなく、かつ焼結後には砥石部として一体構造の物
が得られるという点において、本発明の製造方法は非常
に量産性に優れた方法である。

【００１８】本発明において使用される充填材は、通常
市販のカーボン、グラファイト、炭素繊維等の炭素系材
料、マイカ、二硫化モリブデン、多孔質セラミックス、
Ｐｂ−Ｃｕ固体潤滑剤、金属粉末焼結体およびこれらの
混合物など、ダイヤモンド砥石より易摩耗性、且つ熱膨
張率の少ない成形体を、適宜に選択して用いることがで
き、この充填材すなわち充填材スペーサーの幅として
は、０. ２mm以上の範囲でダイヤモンド砥石の幅に応じ
て広くするようことが好ましい。充填材スペーサーの幅
が０. ２mm未満であると、ダイヤモンド砥石に設けたス
リットが充分に作用せず、切削速度が著しく低下する。

【００１９】以下本発明の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の実施の形態におけるダイヤモ
ンドソーブレードのチップ部回りを示す斜視図であり、
図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示す。図中、チッ
プ１０は金属製基板４の１歯４ａの先端に下地層３を介
してダイヤモンド砥石（混合層１）を形成したものであ
る。すなわち、ダイヤモンド砥石を構成するダイヤモン
ド砥粒とボンドとの混合層１に設けられたスリット２並
びに該スリット２に埋設された充填材５は、砥石の肉薄
になった部分を補強する役割を果たし、これによって砥
石部全体としての必要強度が保たれて、砥石部の欠けや
割れを防止することができる。つまり、この構造による
と、ダイヤモンド砥石の刃先面積を小さくし、高い切削
速度と安定した砥石寿命を両立して得ることができる。

【００２０】また、同時にダイヤモンド砥石のチップ１
０のスリット２に埋設された充填材５は、切削時に徐々
にかつ適度に摩耗し、切削作業の推移と共に、充填材埋
設部の先端が常に砥石先端面よりも少し窪む形を維持し
ながら、砥石部の摩耗に先行して充填材埋設部の摩耗が
進行する。従って、スリット２のエッヂの部分と、ボン
ドとダイヤモンド砥粒の混合層１の刃先表面に突き出し
たダイヤモンド砥粒が、被削材に効果的に食い込み、優
れた切れ味を長期間にわたって保障する。

【００２１】図３はチップの他の形態を示すもので、ダ
イヤモンド砥石の円周方向に沿って３条のスリット２
ａ、２ｂ、２ｃを形成し、このスリットに充填材５を埋
設したものである。また、図４はチップの他の形態を示
すもので、チップ１０は小チップ７ａ〜７ｄをジクザク
状に配置し、小チップ７ａ〜７ｄにそれぞれスリット２
ａ〜２ｄを形成したものである。図３及び図４に示すチ
ップにおいても、図１に示すものと同様の効果を奏す
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例並びに比較例により、
更に具体的に説明する。

【００２３】実施例１タングステン系ボンドとダイヤモンド砥粒とを混合成形
したダイヤモンド層一次成形体の間に厚さ０．８７mmの
グラファイト板（メカニカルカーボン社製ＭＣ−５）を
挟持すると共に、それに隣接して下地層用一次成形体を
セットするようにして焼結用モールドに仕込、加圧焼結
することによって得られたダイヤモンド砥石を、外径２
８６mm、肉厚２．０mm、の鋼製基板先端部に溶接し、図
１及び図２に示すような構造のダイヤモンドソーブレー
ドを作成した。次いで、上記のダイヤモンドソーブレー
ドをエンジンカッター（排気量；８５ｃｃ）に装着し、
回転数５０００rpm で回転させ、コンクリート板（材
令；１年、骨材粒径；２０mm、板厚；６０mm）に対して
乾式の切り落しの切断作業を試みたところ、基板のブレ
やチップの偏摩耗なども発生せず、しかも冷却水や切削
水を用いずに乾式で連続切断することが出来た。この際
の平均切断速度は１２００mm/minであり、またこのソー
ブレードの砥石部の完耗に達するまでに、１５０ｍの切
断作業が可能であることが確認された。

【００２４】実施例２グラファイトに代えてマイカセラミックスを用いた以外
は、実施例１と同じ文法で図１及び図２に示すようなダ
イヤモンド砥石を形成し、該ダイヤモンド砥石を用いて
実施例１と同じ構造のダイヤモンドソーブレードを作成
した。次いで実施例１と同様の条件で切断作業を試みた
ところ、基板のブレやチップの偏摩耗の発生もなく、し
かも冷却水や切削水を用いることなく乾式で連続切断す
ることが出来た。なお、この際の切断速度は１１０mm／
ｍinであり、このソーブレードの砥石部の完耗に達する
までに１７０ｍの切断作業が可能であることが確認され
た。

【００２５】

【発明の効果】実施例及び比較例からも明らかな如く、
本発明によるダイヤモンドソーブレードは、ダイヤモン
ド砥石に、該ダイヤモンド砥石の円周方向に設けた少な
くとも１条のスリットに、該ダイヤモンド砥石より摩耗
し易く、かつ熱膨張率の少ない耐熱性材質からなる充填
材を埋設することより、被削材に当接するチップの先端
面積を小さくしても、充填材のもたらす補強作用によっ
て、鋭い切れ味と共に安定した工具寿命が保証される。

【００２６】また、本発明によるダイヤモンド砥石の製
造方法は、メタルボンドとダイヤモンド砥粒とで形成さ
れる砥石部に設けるスリットが、複数のダイヤモンド層
一次成形体の間に、予め所定の寸法に加工された板状の
充填材を挟持するかたちで焼結用モールドにセットした
後、加圧焼結することによって形成されるので、放電加
工などの後加工を要さず、ダイヤモンド砥石の一体構造
物が得られるから、極めて効率良く、低コストでのダイ
ヤモンド砥石の量産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るダイヤモンドソーブレードの一部
を示した斜視図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

【図３】本発明に係るダイヤモンドソーブレードのチッ
プ部の他の形態を示した斜視図である。

【図４】本発明に係るダイヤモンドソーブレードのチッ
プ部の他の形態を示した斜視図である。

【符号の説明】

１ダイヤモンド砥粒とボンドとの混合層２２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、スリット３下地層４金属製基板（台金）５充填材１０チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ２４Ｄ 5/12 Ｂ２４Ｄ 5/12 Ｚ 5/14 5/14 (72)発明者小林茂吉神奈川県海老名市本郷1770 三京ダイヤモンド工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製基板と、該金属製基板の先端にダ
イヤモンド砥石を一体に結合した構造のダイヤモンドソ
ーブレードであって、該ダイヤモンド砥石の円周方向に
沿って設けた少なくとも１条のスリットに、充填材を埋
設してなることを特徴とするダイヤモンドソーブレー
ド。
【請求項２】該スリットに埋設される充填材が、該ダ
イヤモンド砥石より摩耗し易く、かつ、熱膨張率の少な
い耐熱性材質からなる請求項１に記載のダイヤモンドソ
ーブレード。
【請求項３】該充填材がカーボン、グラファイト、炭
素繊維等の炭素系材料、マイカ、二硫化モリブデン、多
孔質セラミックス、Ｐｂ−Ｃｕ系固体潤滑材および金属
粉末焼結体から選ばれる１種又は２種以上の混合物であ
る請求項１乃至２に記載のダイヤモンドソーブレード。
【請求項４】メタルボンド及びダイヤモンド砥粒とが
所定の割合で混合されてなる複数のダイヤモンド層一次
成形体の間に、予め所定の寸法に加工された板状の充填
材を挟持すると共に、同様予め所定の寸法に加工された
下地層一次成形体を当接するかたちで焼結用モールドに
セットした後、加圧焼結することによって、後加工なし
でスリットを有するダイヤモンド砥石の一体構造物を得
ることを特徴とするダイヤモンドソーブレード用ダイヤ
モンド砥石の製造方法。