JP2000033571A - ダイヤモンドカッター用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製造方法並びにダイヤモンドカッター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、従来ロー付け技術で
製造されていた厚いダイヤモンドカッターを、同時焼結
技術で製造することを安価で大量に製造可能なダイヤモ
ンドカッター用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製
造方法並びにダイヤモンドカッターを提供する。 【解決手段】 中心に取付孔が形成された基板２０
と、この基板２０の外周端面に間隙をおいて所定間隔で
取着されたダイヤモンドチップと、基板２０の面の所定
位置に基板保護用のチップと、を備えたダイヤモンドカ
ッターの製造方法において、焼結金型に、基板２０と、
この基板２０の外周端面及び片側面又は両側面に圧粉体
３１，４１を配置し、焼結金型を加圧・加熱して圧粉体
３１，４１を焼結すると同時に基板２０に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイヤモンドカッタ
ー用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製造方法並び
にダイヤモンドカッターに係り、特に石材、コンクリー
トなどの切断に用いるのに好適なダイヤモンドカッター
用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製造方法並びに
ダイヤモンドカッターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のダイヤモンドカッターの
製造技術としては、ダイヤモンド砥粒と金属粉との混合
粉を焼結して作ったダイヤモンドチップを鋼製基板の外
周にロー付け又は溶接によって固着する技術が知られて
いる。

【０００３】また混合粉を冷間プレスで圧縮成形して圧
粉体とし、この圧粉体を基板の外周に設置し、ホットプ
レス（焼結炉）で圧粉体を焼結すると同時に基板に接合
する技術（いわゆる同時焼結法）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ロー付け技術は、
主として厚いカッター（厚さ４ｍｍ以上）又は湿式切断
用カッターの製造技術として用いられている。これは、
ダイヤモンドチップを基板のチップ取付け端面にろう材
を用いてろう付けする場合においては、そのろう材の融
点が高いとき、その接合作業に際して、チップの構成材
料が酸化、炭化されることから、ろう材としては、比較
的融点の低いものを用いざるを得ないため、接合面積を
大きくする必要があることにもよるものである。また、
厚いカッターを製造する場合、ロー付け技術では１枚１
枚製造しなければならないので、生産効率が悪く、コス
ト高になるという不都合がある。

【０００５】また、同時焼結法は比較的薄いカッター
（厚さ３．５ｍｍ程度まで）の製造技術に用いられてい
る。同時焼結法は、チップと基板との接合強度を確保す
るために、基板におけるチップ取付け端面上で、チップ
粉体材料を加圧しつつ焼結する技術であり、チップを基
板のチップ取付け端面より肉厚方向に張出すように形成
すると、首の部分の摩耗が激しくなるため、図１２及び
図１３に示すように、基板の外周に切欠溝を形成し、そ
の溝部にチップの延長部分を固着した技術が提案されて
いる（特開平８−９０４２５号公報参照）。この技術で
は、外観上、弓形のダイヤモンドチップの一部分を内周
側へ部分的に延長した部分をもち、弓形部分と内側の延
長部分の厚さが同じになっている。

【０００６】しかし、基板の外周から切欠溝をチップの
配置される延長部分にまで形成し、この延長された切欠
溝にチップを配設すると、延長部分のチップに相当する
材料が多量に必要になり、製造コストが上昇するという
不都合があるため、前記したような薄いカッターにしか
用いることができなかったものである。

【０００７】本発明の目的は、従来ロー付け技術で製造
されていた厚いダイヤモンドカッターを、同時焼結技術
で製造することを安価で大量に製造可能なダイヤモンド
カッター用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製造方
法並びにダイヤモンドカッターを提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、基板の外周だけでな
く、片側面又は両側面にも圧粉体を配置して同時焼結技
術によりコストダウンを図ることが可能なダイヤモンド
カッター用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製造方
法並びにダイヤモンドカッターを提供することにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、チップの接合力
を高くし、チップ割れやチップ脱落を防止できると共
に、基板摩耗防止、研削効果を向上させ、良好な切断面
が得られるダイヤモンドカッター用焼結金型及びダイヤ
モンドカッターの製造方法並びにダイヤモンドカッター
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
ダイヤモンドカッター用焼結金型によれば、外周部に所
定間隔で形成された切削用圧粉体を位置させる溝と、基
板保護用圧粉体を配置する溝と、を備えた第１の焼結金
型と、該第１の焼結金型と対向する外周部に所定間隔で
形成された切削用圧粉体を位置させる溝を備えた第２の
焼結金型と、を備えた構成とすることにより、解決され
る。

【００１１】また、上記課題は、ダイヤモンドカッター
の製造方法によれば、中心に取付孔が形成された基板
と、該基板の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着さ
れたダイヤモンドチップと、前記基板の面の所定位置に
基板保護用のチップと、を備えたダイヤモンドカッター
の製造方法において、焼結金型に、前記基板と、該基板
の外周端面及び片側面又は両側面に圧粉体を配置し、前
記焼結金型を加圧・加熱して圧粉体を焼結すると同時に
基板に固着することにより、解決される。

【００１２】さらに、上記課題は、中心に取付孔が形成
された基板と、該基板の外周端面に間隙をおいて所定間
隔で取着されたダイヤモンドチップと、前記基板の面の
所定位置に基板保護用のチップと、を備えたダイヤモン
ドカッターの製造方法において、前記基板と、該基板の
外周端面及び片側面又は両側面に圧粉体を配置した焼結
金型を複数重ねて、ホットプレスで加圧・加熱して焼結
するダイヤモンドカッターの製造方法によっても、解決
される。

【００１３】さらに、上記課題は、本発明に係るダイヤ
モンドカッターによれば、中心に取付孔が形成された基
板と、該基板の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着
されたダイヤモンドチップと、前記基板の面の所定位置
に基板保護用のチップと、を備えたダイヤモンドカッタ
ーにおいて、前記基板の前記基板保護用のチップが配置
される面は、外周からの切り溝となっていない面とさ
れ、前記基板の外周端面及び片側面又は両側面に圧粉体
を配置し、圧粉体を焼結して圧粉体を前記チップとして
基板に固着されてなる構成とすることにより、解決され
る。

【００１４】上記のように本発明のダイヤモンドカッタ
ー用焼結金型及びダイヤモンドカッターの製造方法は、
複数の焼結金型を重ねて加圧・加熱するために、大量生
産が可能となる。また本発明のダイヤモンドカッター
は、基板の外周に延長部分用の切欠溝が形成されていな
いので、内側の延長部分が基板の側面に貼り付けられた
ような形になり、延長部分が薄いので、コスト低減につ
ながる。そして内側延長部分にもダイヤモンド砥粒が含
まれているので、基板の摩耗を防止するだけでなく、研
削効果も生じ、良好な切断面が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係るダイヤモンドカッタ
ー用焼結金型は、二つの焼結用金型６０，７０からなる
割型から形成されている。第１の金型６０は、外周部に
所定間隔で形成された切削用圧粉体３１を位置させる溝
６１と、基板保護用圧粉体４１を配置する６２溝と、を
備えている。第２の焼結金型７０は、上記第１の焼結金
型６０と対向する外周部に所定間隔で形成された切削用
圧粉体３１を位置させる溝７１を備えている。このよう
な焼結金型６０，７０を用いることにより、切削用粉体
３１と基板保護用圧粉体４１と基板２０とを一体に固着
することができる。

【００１６】また、本発明に係るダイヤモンドカッター
１０の製造方法は、中心に取付孔１１が形成された基板
２０と、この基板２０の外周端面に間隙をおいて所定間
隔で取着された切削用ダイヤモンドチップ３０と、前記
基板２０の面の所定位置に基板保護用チップ４０と、を
備えたダイヤモンドカッターの製造方法である。

【００１７】そして前記した焼結金型６０，７０に、前
記基板２０と、この基板２０の外周端面及び片側面又は
両側面に圧粉体３１，４１を配置する。次に、圧粉体３
１，４１と基板２０とが配置された焼結金型６０，７０
を、加圧・加熱して圧粉体３１，４１を焼結すると同時
に、基板２０と切削用ダイヤモンドチップ３０と基板保
護用チップ４０とを一体に固着成形する。

【００１８】さらに、ダイヤモンドカッター１０の製造
方法は、基板２０と、この基板２０の外周端面及び片側
面又は両側面に圧粉体３１，４１を配置した焼結金型６
０，７０を複数、例えば、数個、数十個、数百重ねて、
ホットプレス（焼結炉）で加圧・加熱して焼結してもよ
い。このように構成することにより、大量生産をするこ
とが可能となる。

【００１９】また、本発明に係るダイヤモンドカッター
１０は、中心に取付孔２１が形成された基板２０と、こ
の基板２０の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着さ
れた切削用のダイヤモンドチップ３０と、前記基板２０
の面の所定位置に基板保護用のチップ４０と、を備えて
いる。このダイヤモンドカッター１０において、前記基
板２０の前記基板保護用チップ４０が配置される面は、
外周からの切り溝となっていない面とされている。そし
て前記基板２０の外周端面及び片側面又は両側面に圧粉
体３１，４１を配置し、圧粉体３１，４１を焼結して圧
粉体３１，４１を前記チップ３０，４０として基板２０
に固着した構成とする。

【００２０】本発明のダイヤモンドカッター１０によれ
ば、焼結でチップ３０，４０が結合されているので、ロ
ー付けに比して、ダイヤモンドチップ３０，４０の接合
力が高くなり、カッターの安全性が向上する。また基板
２０には基板保護用チップ４０が取り付けられているの
で、基板２０の摩耗防止だけでなく、研削効果も生じ、
良好な切断面が得られる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施形態について、図を参
照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等
は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿
って各種改変することができることは勿論である。

【００２２】図１乃至図５は本発明の第１の実施態様を
示すものであり、図１はダイヤモンドカッターの平面
図、図２は図１のＡ−Ａ線によるダイヤモンドカッター
の断面図、図３は焼結金型の部分拡大平面図、図４は製
造に用いる金型の部分断面説明図、図５は焼結後の製品
の部分断面図である。

【００２３】本例のダイヤモンドカッター１０は、曲線
切り用のダイヤモンドカッターであり、図１で示すよう
に、基板２０と、切削用ダイヤモンドチップ３０と、基
板保護用チップ４０と、を主要構成要素としている。

【００２４】本例の基板２０は、鋼製であり、この鋼製
基板２０は中心に取付孔２１が形成され、皿状の形状と
して形成されている。本例の基板２０は、冷間プレスで
成形されている。また、本例の基板２０としては、外周
端面が同一円の面に形成され、溝等が形成されていない
ものを用いても良く、切削用チップ３０，３０間に溝を
設けたものを用いても良い。なお基板側面に若干の凹凸
等が形成されていても良い。この場合には、後述する基
板保護用ダイヤモンドチップ４０を、基板側面と整合す
るような形状に成形する。

【００２５】本例の切削用ダイヤモンドチップ３０と基
板保護用チップ４０は、ダイヤモンド砥粒と金属粉から
なる圧粉体を焼結したダイヤモンドチップから構成され
ている。金属粉としては、コバルト，ニッケル，錫等の
混合物を用いており、その配分比は、公知のもののほ
か、所定のものが用いられる。そして予め所定形状の圧
粉体として形成したものを基板２０に焼結してチップ３
０，４０としている。

【００２６】本例の切削用ダイヤモンドチップ３０は、
上記した基板２０の外周に所定間隔で固着されており、
この切削用ダイヤモンドチップ３０と連続するように、
先細り形状の基板保護用チップ４０が基板２０の取付孔
２１に向けて形成されている。本例では切削用ダイヤモ
ンドチップ３０と基板保護用チップ４０は、所定間隔で
１０個等間隔になるように配置されるように形成してい
る。なお図１の例では、切削用ダイヤモンドチップ３０
と基板保護用チップ４０は同数形成した例を示している
が、切削用ダイヤモンドチップ３０と基板保護用チップ
４０は、同数である必要はなく、基板保護用チップ４０
を一つおきに取り付けるように形成することもできる。

【００２７】本例のダイヤモンドカッター１０によれ
ば、基板保護用チップ４０は基板２０上に直接固着され
るように形成されるため、従来のような基板２０に溝を
形成して取着した場合に比して、基板保護用チップ４０
を薄く形成することが可能となり、また接合力が向上す
る。さらに、内側延長部分である基板保護用チップ４０
にもダイヤモンド砥粒が含まれているので、基板２０の
摩耗を防止するだけでなく、研削効果も生じ、良好な切
断面が得られる。

【００２８】次に本発明に係るダイヤモンドカッター１
０の製造方法について、図を参照して説明する。図３及
び図４は焼結金型６０，７０に圧粉体を配置する場合の
説明図である。まず、本例の焼結金型は割型であり、第
１の焼結金型としての一方の金型６０の外周位置には切
削用ダイヤモンドチップ３０を形成する配置部６１が形
成され、この配置部６１から基板保護用チップ４０を形
成する先細りの延長溝部（本例では概略くさび状）６２
が形成されている。

【００２９】また、第２の焼結金型としての他方の金型
７０は、図４で示すように、上記配置部６１に対向する
位置に配置溝部７１が形成されている。そしてこれらの
金型６０，７０により基板２０の配置空間Ｋを形成し、
加圧・加熱しながら基板２０と圧粉体３１，４１を焼結
固着する。これをさらに詳細に説明する。

【００３０】焼結金型６０の外周部の配置部６１に所定
形状に予め成形された切削用圧粉体（厚さ６．４ｍｍ）
３１を間隔を置いて所定数配置した後、予め成形された
基板保護用圧粉体（厚さ１ｍｍ）４１をくさび状の延長
溝部６２に配置する。次に、予め冷間プレスで皿状に成
型された鋼製基板２０を基板保護用圧粉体３１の上に配
置して、他方の焼結金型７０をかぶせるように配置す
る。このときの状態は、図４で示すように、一方の焼結
金型６０と基板２０との間に空間ｋ２が形成され、同時
に他方の焼結金型７０と基板２０との間には、空間ｋ３
が形成された状態となる。

【００３１】これらの空間ｋ２，ｋ３中、一方の金型６
０との空間ｋ２より他方の金型７０との空間ｋ３が大き
いのは、加圧するときに、切削用圧粉体３１だけに圧力
が掛かる場合と、基板保護用圧粉体４１にも圧力が掛か
ることを考慮しているものである。このようにして、焼
結金型６０，７０内に圧粉体３１，４１と基板２０をセ
ットしたものを十数組から数十組重ねて、不図示のホッ
トプレス（焼結炉）で加圧・加熱しながら焼結する。こ
のため、図４では、一方の焼結金型６０を下側にして、
切削用圧粉体３１と、基板保護用圧粉体４１と、基板２
０をセットしている。なお、他方の焼結金型７０を下側
にすることも可能であるが、この場合には、基板保護用
圧粉体４１を一方の焼結金型６０に仮に接合するための
接合剤により仮止めして、基板保護用圧粉体４１が脱落
しないようにする。

【００３２】加圧は５０Ｋｇ／ｃｍ²程度（本発明の対
象であるダイヤモンドカッターは、通常の薄いダイヤモ
ンドカッターの製造時より、可成り低めの圧力）、最終
温度を８００度〜９００度、所要時間は６０分〜９０分
で焼結する。そして、上述のようにして成形されたダイ
ヤモンドカッター１０は、焼結金型６０，７０から外し
た状態（図５参照）で、基板２０の外周面に所定間隔で
形成された切削用チップ３０が固着され、基板２０の外
側に基板保護用チップ４０が固着された状態となり、切
削用チップ３０の厚さが４ｍｍ、基板保護用チップ４０
の厚さが０．７ｍｍとして形成される。

【００３３】図６乃至図９は第２の実施態様を示すもの
であり、図６はダイヤモンドカッターの平面図、図７は
図６のＣ−Ｃ線によるダイヤモンドカッターの断面図、
図８はダイヤモンドカッターの製造に用いる金型の部分
断面説明図、図９は図８の金型で製造されたダイヤモン
ドカッターの図５に相当する部分断面図である。なお、
上記第１の実施態様で示した部材、配置等と同様部材・
配置等には同一符号を付して、その説明を省略する。

【００３４】本例のダイヤモンドカッター１０は、切断
や溝切りで用いられる直線切り用ダイヤモンドカッター
の例を示すものである。本例では、基板５０が平面状と
なっており、基板５０の外周面に所定間隔で切削用チッ
プ３０が固着され、基板５０の両側面に基板保護用チッ
プ４０が配置された例を示すものである。

【００３５】すなわち、本例のダイヤモンドカッター１
０は、直線状の円板からなる基板５０の外周端部に所定
位置で切削用チップ３０と、基板５０の両面に基板保護
用チップ４０が形成されたものである。

【００３６】本例の焼結金型６０，７０は左右対称の割
型で形成されており、図８で示すように、金型６０，７
０には、切削用チップ３０となる切削用圧粉体３１を配
置するための配置部６１，７１と、この配置部６１，７
１から同一面となり中心に向けて先細りのくさび状とな
っている基板保護用チップ４０となる基板保護用圧粉体
４１のための溝部６２，７２と、基板５０が位置する空
間部Ｋとから構成されている。

【００３７】そして、先ず、一方の焼結金型６０の配置
部６１に、予め成形されている切削用圧粉体３１を配置
し、次に、溝部６２に予め成形された基板保護用圧粉体
４１を配置する。また他方の焼結金型７０の溝部７２に
も予め成形された基板保護用圧粉体４１を配置する。こ
のとき、両方の焼結金型６０，７０の溝部６２，７２に
基板保護用圧粉体４１を配置するが、下側に位置する溝
部６２には、基板保護用圧粉体４１はそのまま配置する
ことで、位置固定が可能であるが、上側に位置する基板
保護用圧粉体４１の場合には、脱落防止のために、焼結
金型７０と基板保護用圧粉体４１とを仮接合して、脱落
防止をしておく。

【００３８】そして、焼結金型６０，７０を合わせて型
締めする。このとき、焼結金型６０，７０を数十組重ね
て、前述した圧力と加熱により、不図示の焼結炉（ホッ
トプレス）で焼結させて、基板５０と切削用チップ３０
と基板保護用チップ４０を一体に固着する。図９は焼結
金型６０，７０から外した状態で、基板５０の両側面に
基板保護用のチップ（厚さ０．７ｍｍ）４０が固着され
ている。

【００３９】図１０及び図１１は、本発明に含まれる他
の例を示すものであり、図１０の例では、基板保護用チ
ップ４１の配置位置の基板２０側に凹部２２を形成して
おき、この凹部２２形状に合わせて圧粉体４１に凸部４
３を形成したものである。また図１１の例では、凹部２
２ではなく貫通孔２４を形成した例を示すものである。

【００４０】なお図１０及び図１１の例では、予めの圧
粉体４１に凸部４３を形成した例を示しているが、加圧
するときに凸部４３や貫通孔２４に圧粉体４１が嵌入す
ることにより強固に係止するために、凸部４３を形成し
ないように構成することも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明に係るダイヤモンド
カッター用焼結金型によって厚いダイヤモンドカッター
についても、同時焼結技術によって効率的な製造が可能
となり、大量生産をすることが可能となる。

【００４２】同時焼結法で製造することにより、量産が
可能になるので、コストダウンが図れる。又、ロー付け
法に比べると、ダイヤモンドチップの接合力が高くな
り、カッターの安全性が向上する。基板保護用チップが
取り付けられているので、基板摩耗防止だけでなく、研
削効果も生じ、良好な切断面が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法により製造されたダイヤ
モンドカッターの平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線によるダイヤモンドカッターの
断面図である。

【図３】焼結金型の部分拡大平面図である。

【図４】焼結金型の部分断面説明図である。

【図５】焼結後の製品の部分断面図である。

【図６】本発明の他の例を示すダイヤモンドカッターの
平面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線によるダイヤモンドカッターの
断面図である。

【図８】ダイヤモンドカッターの製造に用いる金型の部
分断面説明図である。

【図９】図８の金型で製造されたダイヤモンドカッター
の図５に相当する部分断面説明図である。

【図１０】他の例を示す金型の部分断面説明図である。

【図１１】さらに他の例を示す金型の部分断面説明図で
ある。

【図１２】従来例の平面図である。

【図１３】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１０ ダイヤモンドカッター １１ 取付孔 ２０，５０ 基板 ２２ 凹部 ２４ 貫通孔 ３０ 切削用ダイヤモンドチップ ３１ 切削用圧粉体 ４０ 基板保護用チップ ４１ 基板保護用圧粉体 ４３ 凸部 ６０，７０焼結用金型 ６１，７１ 溝 ６２，７２ 溝 Ｋ 配置空間 ｋ２，ｋ３ 空間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周部に所定間隔で形成された切削用圧
   粉体を位置させる溝と、基板保護用圧粉体を配置する溝
   と、を備えた第１の焼結金型と、該第１の焼結金型と対
   向する外周部に所定間隔で形成された切削用圧粉体を位
   置させる溝を備えた第２の焼結金型と、を備えたダイヤ
   モンドカッター用焼結金型。
2. 【請求項２】 中心に取付孔が形成された基板と、該基
   板の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着されたダイ
   ヤモンドチップと、前記基板の面の所定位置に基板保護
   用のチップと、を備えたダイヤモンドカッターの製造方
   法において、焼結金型に、前記基板と、該基板の外周端
   面及び片側面又は両側面に圧粉体を配置し、前記焼結金
   型を加圧・加熱して圧粉体を焼結すると同時に基板に固
   着することを特徴とするダイヤモンドカッターの製造方
   法。
3. 【請求項３】 中心に取付孔が形成された基板と、該基
   板の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着されたダイ
   ヤモンドチップと、前記基板の面の所定位置に基板保護
   用のチップと、を備えたダイヤモンドカッターの製造方
   法において、前記基板と、該基板の外周端面及び片側面
   又は両側面に圧粉体を配置した焼結金型を複数重ねて、
   ホットプレスで加圧・加熱して焼結することを特徴とす
   るダイヤモンドカッターの製造方法。
4. 【請求項４】 中心に取付孔が形成された基板と、該基
   板の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着されたダイ
   ヤモンドチップと、前記基板の面の所定位置に基板保護
   用のチップと、を備えたダイヤモンドカッターにおい
   て、前記基板の前記基板保護用のチップが配置される面
   は、外周からの切り溝となっていない面とされ、前記基
   板の外周端面及び片側面又は両側面に圧粉体を配置し、
   圧粉体を焼結して圧粉体を前記チップとして基板に固着
   されてなることを特徴とするダイヤモンドカッター。