JP2000167774A - ダイヤモンドカッターの製造方法及びダイヤモンドカッター並びにダイヤモンドカッター製造治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的はダイヤモンド層を形成
するダイヤモンド粒子が互いに所定間隔をもってダイヤ
モンド層に固着され、ダイヤモンド粒子の固着強度を高
めてダイヤモンド粒子の脱落を防止できるダイヤモンド
カッターの製造方法及びダイヤモンドカッター並びにダ
イヤモンドカッター製造治具を提供する。 【解決手段】 ダイヤモンドカッターＣの製造方法
は、基板１０にバインダとボンド粉とを混練したボンド
（登録商標）ペーストを取着させるボンドペースト取着
工程と、ボンドペースト取着工程の後で所望に穿孔され
たスクリーン３０をボンドペースト取着範囲に被覆する
スクリーン被覆工程と、ボンドペーストを被覆したスク
リーン３０上から粘性物質４０を塗布する塗布工程と、
塗布工程の後でスクリーン３０を取り除くスクリーン除
去工程と、スクリーン３０の穿孔部分３１から粘性物質
４０が付着したボンドペースト面にダイヤモンド砥粒２
２を接触させるダイヤモンド砥粒付着工程と、脱バイン
ダ処理後ボンドを溶融させることによって基板１０とダ
イヤモンド層を一体に形成する。

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
ーの製造方法及びダイヤモンドカッター並びにダイヤモ
ンドカッター製造治具に係り、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の
製造方法及びダイヤモンドカッター並びにダイヤモンド
カッター製造治具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、取り付け部を有する基板の外周に
ダイヤモンド層が形成されたダイヤモンドカッターは公
知である。そして、このようなダイヤモンドカッターと
しては、例えば特公昭５５−２２１９４号公報で示され
ているように、「一時的な結合剤を使用して金属基材表
面にダイヤモンド結晶とろう付け用合金の粒子を附着さ
せて組立てたものを造る工程と、該組合せを還元性雰囲
気または真空中で約１３００℃以下の温度迄に加熱して
ろう付け用合金を熔融する工程、該組合せを冷却して該
ろう付け用合金を固化させダイヤモンドを基材に結合す
る工程よりなり、ここに該ろう付け用合金はニッケルお
よびコバルトからなる群から選ばれた１種または２種の
金属の少なくとも５０重量％、クロムの２〜２６重量
％、および硼素、珪素、燐より成る群より選ばれた１種
または２種以上の元素の合計１２重量％以下よりなる、
金属基材にダイヤモンド結晶を結合する」技術が知られ
ている。

【０００３】また特開平９−２７２０６０号公報で示さ
れているように、「化学的または物理的に表面処理され
た前記砥石刃取付部に、有機糊剤と結合材として自溶合
金粉末の混合物を塗布し、その後乾燥させ、さらに有機
糊剤を塗布し、砥粒を散布し、乾燥させ次いで、非酸化
性雰囲気中において９００〜１１５０°Ｃの加熱温度に
加熱し、前記自溶合金の融着により前記砥石刃取付部に
前記砥粒を固定し、前記加熱温度から徐々に冷却する」
技術が知られている。

【０００４】上記従来技術では、基板等に取着させたボ
ンドペーストにダイヤモンド砥粒を附着させるときに篩
を利用したり、直接散布することにより、ダイヤモンド
層を形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ダイヤ
モンド砥粒を篩や散布することによっているため、ダイ
ヤモンド層を形成するボンドペーストにダイヤモンド粒
子が、一部分に団塊となって附着したり、ダイヤモンド
粒子同士が隣接して結合することになり、ダイヤモンド
粒子の固着が弱くなるという不都合があった。すなわ
ち、このようにダイヤモンド粒子が団塊になったり、ダ
イヤモンド粒子が隣接した状態は、ダイヤモンド粒子を
固定するためのボンドペーストが、ダイヤモンド粒子の
周りに少ない状態となり、ダイヤモンド粒子の固着力の
低下を意味するものである。

【０００６】本発明の目的は、ダイヤモンド層を形成す
るダイヤモンド粒子が互いに所定間隔をもってダイヤモ
ンド層に固着され、ダイヤモンド粒子の固着強度を高め
てダイヤモンド粒子の脱落を防止できるダイヤモンドカ
ッターの製造方法及びダイヤモンドカッター並びにダイ
ヤモンドカッター製造治具を提供することにある。

【０００７】

【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の製造方法によれば、取付部が形
成された基板と、該基板の外周端面に取着されたダイヤ
モンド層と、を備えたダイヤモンドカッターの製造方法
において、前記基板にバインダとボンド粉とを混練した
ボンドペーストを取着させるボンドペースト取着工程
と、該ボンドペースト取着工程の後で所望に穿孔された
スクリーンを前記ボンドペースト取着範囲に被覆するス
クリーン被覆工程と、前記ボンドペーストを被覆したス
クリーン上から粘性物質を塗布する塗布工程と、該塗布
工程の後で前記スクリーンを取り除くスクリーン除去工
程と、前記スクリーンの穿孔部分から粘性物質が付着し
た前記ボンドペースト面にダイヤモンド砥粒を接触させ
るダイヤモンド砥粒付着工程と、脱バインダ処理後前記
ボンドを溶融させることによって基板とダイヤモンド層
を一体に形成してなる構成とすることにより、解決され
る。

【０００８】上記のように、ボンドペースト取着工程の
後で所望に穿孔されたスクリーンを前記ボンドペースト
取着範囲に被覆するスクリーン被覆工程と、前記ボンド
ペーストを被覆したスクリーン上から粘性物質を塗布す
る塗布工程を行なうことにより、ボンドペーストに塗布
される粘性物質は、スクリーンを除去すると、スクリー
ンの小孔が形成された範囲だけとなる。したがって、ス
クリーンを除去した後でダイヤモンド砥粒を接触させる
と、ダイヤモンド粒子は、粘性物質が塗布された個所、
すなわちスクリーンに形成された小孔の位置に付着する
ことになる。このようにしてスクリーンに形成された小
孔にしたがって、ダイヤモンド粒子を所定間隔で付着さ
せたダイヤモンド層を形成することができる。

【０００９】また、上記課題は、請求項２に係るダイヤ
モンドカッターによれば、取付部が形成された基板と、
該基板の外周端面に取着されたダイヤモンド層と、を備
えたダイヤモンドカッターであって、前記ダイヤモンド
層はボンドペーストにより所定間隔でダイヤモンド砥粒
が配列されて前記基板に固定されている構成とすること
により、解決される。

【００１０】このようなダイヤモンド層はボンドペース
トにより所定間隔でダイヤモンド砥粒が配列されて前記
基板に固定されているダイヤモンドカッターによれば、
ダイヤモンド粒子が所定間隔で配置されているために、
ダイヤモンド粒子の固着強度が高まる。そして、ダイヤ
モンド層に均一にダイヤモンド粒子を配置して固着され
ているために、被切削材に対して均一な切り口となり、
切削がスムーズに行なわれることになる。

【００１１】さらに、上記課題は、請求項３に係るダイ
ヤモンドカッター製造治具によれば、取付部が形成され
た基板と、該基板の外周端面に取着されたダイヤモンド
層と、を備えたダイヤモンドカッターの製造過程で用い
られるダイヤモンドカッター製造治具であって、ダイヤ
モンド層となる部分を被覆するスクリーン部材と、該ス
クリーン部材に所望間隔で形成された多数の小孔とから
形成されている構成とすることにより、解決される。

【００１２】このようなスクリーン部材によれば、スク
リーン部材に形成する小孔の間隔や数を調整することに
より、ダイヤモンド粒子を一定間隔で所望数配置するこ
とが可能となり、ダイヤモンドカッターにおけるダイヤ
モンド粒子の配置調整が可能となる。またダイヤモンド
粒子が団塊になったり、隣接して配置されることがない
ために、各ダイヤモンド粒子が溶融ボンドによって確実
に基板に固定できることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】ここでは、ダイヤモンドカッター
としてダイヤモンドチップを用いた例を示すが、これに
限定されるものではなく、基板に直接ダイヤモンド層を
形成してもよい。本発明のダイヤモンドカッターＣは、
基板１０にダイヤモンドチップ２０を取着しており、こ
のダイヤモンドチップは、基台にバインダペーストとボ
ンド粉とを混練したボンドペーストを取着させ、ボンド
ペースト取着範囲に所望に穿孔されたスクリーンを被覆
し、このスクリーン上から粘性物質を塗布し、塗布工程
の後でスクリーンを取り除き、スクリーンの穿孔部分か
ら粘性物質が付着したボンドペースト面にダイヤモンド
砥粒を接触させ、脱バインダ処理後ボンドを溶融させる
ことによって基板とダイヤモンド層を一体に形成するこ
とにより製造することが可能となる。

【００１４】以上のように、ダイヤモンド砥粒のばらつ
きがなく、均等に配置することが可能となり、ダイヤモ
ンド層の全ての部分で切削が均等に行うことが可能とな
る。

【００１５】

【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。

【００１６】図１乃至図６は本発明に係る実施例を示す
ものであり、図１はダイヤモンドカッターの一例として
ダイヤモンドチップとして適用したときの製造工程を示
す説明図、図２乃至図４は製造工程の拡大説明図、図５
は製造工程のブロック図、図６はダイヤモンドカッター
の一例を示す正面図である。また図７はダイヤモンドカ
ッター製造治具としてのスクリーンの例を示す説明図で
ある。

【００１７】本例のダイヤモンドカッターＣは、図６で
示すように、基板１０と、ダイヤモンドチップ２０と、
ダイヤモンド粒子（砥粒）２２と、を主要構成要素とし
ており、ダイヤモンドチップ２０は、基台２１とダイヤ
モンド粒子（砥粒）２２とを固定するボンドペースト層
２３から構成されている。そして上記円形基板１０の外
周に、ダイヤモンド粒子（砥粒）２２が取着されたダイ
ヤモンドチップ２０を焼結等により固着している。

【００１８】本例の基板１０は、鋼製であり、この鋼製
基板１０は中心に取付孔１１が形成され、円形形状とし
て形成されている。本例の基板１０は、冷間プレスで成
形されている。また、本例の基板１０は、外周端面が同
一円の面に形成され、所定間隔で冷却用溝等が形成され
ているものを用いている。このとき、基板１０の外周端
面に若干の凹凸等が形成されている場合には、基台２１
を基板外周端面と整合するような形状に成形する。しか
し、外周端面に若干の凹凸等が形成されたり、溝を設け
ていないものを用いても良い。

【００１９】次に本発明に係るダイヤモンドカッターＣ
の製造方法について、図１乃至５を参照して説明する。
本発明のダイヤモンドカッターＣは、基板１０にダイヤ
モンドチップ２０を取着しており、このダイヤモンドチ
ップ２０は、基台２１にバインダペーストとボンド粉と
を混練したボンドペースト２３を取着させ、ボンドペー
スト取着範囲に所望に穿孔されたスクリーン３０を被覆
し、このスクリーン３０上から粘性物質４０を塗布し、
塗布工程の後でスクリーン３０を取り除き、スクリーン
３０の穿孔部分から粘性物質４０が付着したボンドペー
スト面にダイヤモンド砥粒２２を接触させ、少なくとも
ボンドペースト２３中のバインダを除去した後、ダイヤ
モンド砥粒２２の周辺部分のボンドを溶融させて基板１
０とダイヤモンド層を一体に形成することにより製造す
る。これをさらに詳細に説明する。

【００２０】はじめにペースト用バインダとボンド粉と
を混練してボンドペースト２３を作成する。ボンドペー
スト２３を構成するペースト用バインダとボンド粉は、
公知の材料を使用するものであり、本例で使用するボン
ドペースト２３としては、ダイヤとの化学的親和力の高
いＴｉ、Ｃｒ等を含むボンドであり、ダイヤに対するボ
ンドの濡れが良く、ダイヤ保持力がかなり強化されてい
る。基台２１（基板１０）との接着力は、ボンドと基台
２１（基板１０）が化学的に結合され、溶融に伴う拡散
もあるので、接着力は比較的強固となる。具体的にはＣ
ｕ−Ｓｎ−Ｔｉ系や、Ｎｉロウ系のボンドと、各種のバ
インダ用ペーストを用いてボンドペーストを形成してい
る。

【００２１】本例で用いる粘性物質４０としては、例え
ば、市販の水溶性メチルセルロースを約３．３倍量の水
で希釈した有機糊剤、その他糊材等の粘着のある物質を
使用する。

【００２２】なお溶融のボンド合金化は９４０℃〜９８
０℃が適正温度範囲であり、ボンドとダイヤの濡れ具合
が良好となる。また適正脱脂条件について説明すると、
脱脂の昇温速度が速すぎると急激なバインダの分解ガス
でボンドとダイヤの飛散が生じる。そこで、真空脱脂は
バインダ熱分解温度まで５℃／ｍｉｎで昇温し２０ｍｉ
ｎ保持の条件が有効である。使用金属粉としては、ブロ
ンズ粉が溶融温度が低めで溶融状態が安定している。ま
たＣｕＰの添加をすることにより、濡れ性を改善するこ
とができる。

【００２３】次に図１に示すように、上記混練されたペ
ースト用バインダとボンド粉からなるボンドペースト２
３を、ディスペンサなどの射出機や刷毛を使用して、ダ
イヤモンドチップ２０を構成する基台２１に塗布等によ
り取着する。そして、次に述べるスクリーン３０を固着
させないように、若干の所定時間を経過させて、乾燥さ
せる。

【００２４】次いで、基台２１のボンドペースト２３の
取着範囲にスクリーン３０を被覆する。本例のスクリー
ン３０は、断面コ字状の枠体であり、ボンドペースト２
３が取着された基台端部に嵌合可能に形成されている。
スクリーン３０はボンドペースト２３の取り付けを考慮
して、基台２１より若干大き目で基台２１と略同形状に
形成されている。そして、基台２１にスクリーン３０を
被覆するように嵌合させる。

【００２５】なおスクリーン３０は基台端部を連続して
被覆するように形成しても良く、或いは所定長さに形成
し、この所定長さに形成された複数のスクリーン３０を
用いて基台端部を被覆するように構成しても良い。スク
リーン３０には、所望箇所に多数の小孔３１が穿孔され
ており、この小孔３１を介して、粘性物質４０が基台２
１に塗布されるように構成されている。

【００２６】本例のスクリーン３０は、アルミ等の金属
から形成されている。このようにスクリーン３０を金属
製とすることにより、表面や小孔３１に付着した粘性物
質４０を取り除いて再使用することが可能となり、低コ
スト化を実現するとともに、廃棄物を減少させて環境へ
の影響を抑えることができる。またスクリーン３０を単
一金属で形成することにより、リサイクルが可能となり
資源の有効利用を図ることが可能となる。

【００２７】上記スクリーン３０の形状は、上記形状に
限定されるものではなく、基台２１（基板１０）の端部
形状に合わせて、各種形成するものである。例えば図７
（ａ）に示すスクリーン３０は、端部側が薄く中心部に
向けて厚みが増した形状の基台２１（基板１０）に用い
られるものであり、図７（ｂ）に示すスクリーン３０
は、端部がアール形状の基台２１（基板１０）に用いら
れるものである。さらに図７（ｃ）に示すスクリーン３
０は端部側が薄く、且つ端部がアール形状の基台２１
（基板１０）に用いられるものである。

【００２８】また、スクリーン３０は上記金属製に限ら
ず、紙製或いは樹脂フィルム製とすることもできる。紙
製や樹脂フィルム製のスクリーン３０とすれば、製造時
において、各基台２１（基板１０）に常に新しいスクリ
ーン３０を使用することが可能となり、生産効率の向上
を図ることができる。

【００２９】そして基台２１に配設されたスクリーン３
０に、粘性物質４０をディスペンサなどの射出機や刷毛
を使用して塗布する。塗布された粘性物質４０は、スク
リーン３０の小孔３１を介して基台２１に付着する。

【００３０】粘性物質４０を塗布後、基台２１からスク
リーン３０を取り外す。スクリーン３０が取り外された
基台２１表面には、図３に示すように、スクリーン３０
の小孔３１と同様のパターンで粘性物質４０が付着して
いる。

【００３１】次に基台２１にダイヤモンド砥粒２２を付
着させる。ダイヤモンド砥粒２２としては通常４０〜５
０メッシュのダイヤモンド粒子を使用する。ダイヤモン
ド砥粒２２は、図１及び図３に示すように、予め作業台
等の上に所定量が載せられており、このダイヤモンド砥
粒２２中に前記基台２１の粘性物質４０が付着した側を
接触させ、基台２１にダイヤモンド砥粒２２を付着させ
る。

【００３２】次に基台２１にダイヤモンド砥粒２２を一
体に形成するため、加熱炉の炉内にセットし、排気を行
う。処理は、乾燥、昇温、減圧脱脂、溶融、炉冷（真空
冷却）、取り出しの順で行なう。なお製造における加熱
条件としては、温度１２０℃で乾燥し、５℃／ｍｉｎで
昇温し、脱脂は、１８０℃２０ｍｉｎ保持〜３８０℃２
０ｍｉｎ保持で行なうと好適である。次に溶融について
昇温を３０℃／ｍｉｎで行い、９００℃〜１１００℃で
１５ｍｉｎ保持する。次に、炉冷（真空冷却）を行なう
が、約７℃／ｍｉｎで行なう。さらに外熱炉体移動を６
００℃で行ない、その後取り出す。なお上記では、溶融
接合時の炉内真空度１０−５〜１０−６Ｔｏｒｒとして
いる。

【００３３】上記製造工程により、基台２１にダイヤモ
ンド粒子を単一層に保持したダイヤモンドチップ２０を
得ることができる。そしてこのダイヤモンドチップ２０
を基板１０に取着してダイヤモンドカッターＣが形成さ
れる。なお上記実施例では複数の基台２１にダイヤモン
ド砥粒２２を取着させ、基台２１を基板１０に貼着した
構成例を示したが、基板１０に直接ダイヤモンド砥粒２
２を取着させた構成としても良い。またダイヤモンドカ
ッターＣとしては、円形基板の外周にダイヤモンド層が
形成されたダイヤモンドホイール、筒状の一方端面側に
ダイヤモンドチップを取りつけたコアビット、皿状のダ
イヤモンドカッター等各種形態のものとすることが可能
である。

【００３４】上記各種形態のダイヤモンドカッターを製
造するときも、スクリーンとしては、上記各ダイヤモン
ド層を形成する構成に合わせて、各種形成するものであ
る。スクリーンの形状をダイヤモンドチップの形状に合
わせて構成することにより、所望形状のダイヤモンド砥
粒層を取着することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明に係るダイヤモンド
カッターの製造方法によれば、ボンドペースト取着工程
の後で所望に穿孔されたスクリーンを前記ボンドペース
ト取着範囲に被覆するスクリーン被覆工程と、前記ボン
ドペーストを被覆したスクリーン上から粘性物質を塗布
する塗布工程を行なうことにより、ボンドペーストに塗
布される粘性物質は、スクリーンを除去すると、スクリ
ーンの小孔が形成された範囲だけとなる。したがって、
スクリーンを除去した後でダイヤモンド砥粒を接触させ
ると、ダイヤモンド粒子は、粘性物質が塗布された個
所、すなわちスクリーンに形成された小孔の位置に付着
することになる。このようにしてスクリーンに形成され
た小孔にしたがって、ダイヤモンド粒子を所定間隔で付
着させたダイヤモンド層を形成することができる。

【００３６】また、本発明のダイヤモンドカッターによ
れば、ダイヤモンド粒子が所定間隔で配置されているた
めに、ダイヤモンド粒子の固着強度が高まる。そして、
ダイヤモンド層に均一にダイヤモンド粒子を配置して固
着されているために、被切削材に対して均一な切り口と
なり、切削がスムーズに行なわれることになる。

【００３７】さらに、本発明のダイヤモンドカッター製
造治具としてのスクリーン部材によれば、スクリーン部
材に形成する小孔の間隔や数を調整することにより、ダ
イヤモンド粒子を一定間隔で所望数配置することが可能
となり、ダイヤモンドカッターにおけるダイヤモンド粒
子の配置調整が可能となる。またダイヤモンド粒子が団
塊になったり、隣接して配置されることがないために、
各ダイヤモンド粒子が溶融ボンドによって確実に基板に
固定できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明をダイヤモンドカッターの一例としてダ
イヤモンドチップとして適用したときの製造工程を示す
説明図である。

【図２】図１の製造工程の拡大説明図である。

【図３】図１の製造工程の拡大説明図である。

【図４】図１の製造工程の拡大説明図である。

【図５】製造工程のブロック図である。

【図６】ダイヤモンドカッターの一例を示す正面図であ
る。

【図７】ダイヤモンドカッター製造治具としてのスクリ
ーンの例を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 基板 １１ 取付孔 ２０ ダイヤモンドチップ ２１ 基台 ２２ ダイヤモンド砥粒 ２３ ボンドペースト ３０ スクリーン ３１ 小孔 ４０ 粘性物質 Ｃ ダイヤモンドカッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深田 伸男 神奈川県茅ヶ崎市茅ヶ崎３−３−５ 東邦 チタニウム株式会社内 Ｆターム(参考） 3C063 AA02 AB03 BA03 BA12 BB02 BH02 EE31

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取付部が形成された基板と、該基板の外
   周端面に取着されたダイヤモンド層と、を備えたダイヤ
   モンドカッターの製造方法において、前記基板にバイン
   ダとボンド粉とを混練したボンドペーストを取着させる
   ボンドペースト取着工程と、該ボンドペースト取着工程
   の後で所望に穿孔されたスクリーンを前記ボンドペース
   ト取着範囲に被覆するスクリーン被覆工程と、前記ボン
   ドペーストを被覆したスクリーン上から粘性物質を塗布
   する塗布工程と、該塗布工程の後で前記スクリーンを取
   り除くスクリーン除去工程と、前記スクリーンの穿孔部
   分から粘性物質が付着した前記ボンドペースト面にダイ
   ヤモンド砥粒を接触させるダイヤモンド砥粒付着工程
   と、脱バインダ処理後前記ボンドを溶融させることによ
   って基板とダイヤモンド層を一体に形成してなることを
   特徴とするダイヤモンドカッターの製造方法。
2. 【請求項２】 取付部が形成された基板と、該基板の外
   周端面に取着されたダイヤモンド層と、を備えたダイヤ
   モンドカッターであって、前記ダイヤモンド層はボンド
   材料により所定間隔でダイヤモンド砥粒が配列されて前
   記基板に固定されていることを特徴とするダイヤモンド
   カッター。
3. 【請求項３】 取付部が形成された基板と、該基板の外
   周端面に取着されたダイヤモンド層と、を備えたダイヤ
   モンドカッターの製造過程で用いられるダイヤモンドカ
   ッター製造治具であって、ダイヤモンド層となる部分を
   被覆するカバー部材と、該カバー部材に所望間隔で形成
   された多数の小孔とから形成されていることを特徴とす
   るダイヤモンドカッター製造治具。