JP2000510773A

JP2000510773A - 割り溝付き研磨材工具

Info

Publication number: JP2000510773A
Application number: JP10523637A
Authority: JP
Inventors: マウジュード，モハメッド
Original assignee: ノートンカンパニー
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 2000-08-22
Also published as: DE69708914T2; CN1238717A; ATE210003T1; KR20000057165A; TW474857B; EP0946333B1; EP0946333A1; CA2271806A1; US5868125A; WO1998022260A1; DE69708914D1

Abstract

(57)【要約】極端な耐摩耗性材料を切断するための研磨材工具は、通常割り溝付きで矩形状の外見を備えた新規の研磨材セグメントを含む。このセグメントは、主研磨材の単体ベインと、セグメントの長さに沿って全面的に延在する第１の結合材とを含む。ベインとベインに一致する面の向かい側の面との間のギャップは第２の結合材と、任意に二次的な研磨材とで占められ、すなわち複数の分割された研磨材領域を形成する。このセグメントは種々の切削端の曲面に合わせて適用でき、すなわち、回転及び往復運動する鋸ブレード、及びコアドリルビットに使用することができる。主研磨材及び第１の結合材が加圧成形され、グリーンベインを作るためにベイン中間品を形成して、ベイン成形型内で予備焼結される。グリーンベインはセグメント成形型に配置されて、その後第２の結合材と任意に二次的な研磨材が、分割された研磨材領域を作りだすために、ベインとセグメント面の間隙に置かれる。このセグメントが焼結される。

Description

【発明の詳細な説明】割り溝付き研磨材工具発明の分野本発明は工業材料を切削加工及び研削加工する工具に関し、さらに具体的には割り溝付き研磨材セグメントを備えた工具及びそのような工具の製造方法に関する。発明の背景及び概要研磨材工具は、コアの穿孔加工、機械部品を作成するための原材料の研削加工、及び組積構造物、タイル、金属及びコンクリートのような構造材料の切削加工、のような種々の工業用途を備える。一般的に、これらの工具は、硬くて好ましくは金属のコアの切削端に固定された一つまたはそれ以上の研磨材セグメントを含む。これらの工具の研磨材の構成要素は、結合材中に埋め込まれた硬質で微細に分割された微粒子からほとんど実質的になる。他のものの中で結合材は、研磨材粒子が加工部材に所望の切削効果を出せることができる形状で研磨材の構成要素に保持される。酸化アルミニウム、炭化珪素等のような適度に硬い研磨材が、多くの材料を切削するために使用できる。非常に硬質のダイヤモンド、立方晶窒化ボロンのようないわゆる超砥粒が、強靭な例えば非常に耐摩耗性であるコンクリートのような材料を切削するために好ましい。超砥粒を含有する工具の価格は、超砥粒成分が非常に高価であるために、一般的に高くなる。靭性のある材料を十分に切削でき、そのうえに研磨材成分がほとんど超砥粒である工具より高価でない研磨材工具を開発すことに非常に関心がもたれている。優れた研磨材工具を製造する一つのアプローチは、研磨材の構成要素中に超砥粒と非超砥粒の双方を協動せることである。このようにして、超砥粒は少ないが、同一の総容積の研磨材を含有する工具が、一層高価で１００％が超砥粒である工具と同様に切削を行うことができる。例えば、米国特許第５，１５２，８１０号及び第４，９４４，７７３号は、非常に有利な結果と著しく低い価格とが超砥粒の一部をゾルゲルアルミナ研磨材で置き換えることによって達成できることを教示する。米国特許第５，４４３，４１８号は、この技術の利点を示す。それは、少なくとも一つの超砥粒成分と、実質的に微結晶体のアルミナの均一に配向したフィラメント状粒子と、を結合在中に分散させた研磨材工具を開示する。しかしながら、超砥粒／非超砥粒を組み合わせたタイプの工具の性能は、切削速度と工具寿命との間に妥協が含まれることが認められる。切削速度は、如何に速く所定の工具が特定のタイプの材料に切り込めるかの尺度である。工具寿命は、工具のブレードが有効に維持されるかの継続期間である。一般的に、速く切削する研磨材工具は寿命が短く、長く持ちこたえる工具はゆっくり切削する。所定の作業性の改良を与えるために、周囲に沿って区画された研磨材セグメントを備えた所定の区分けされた研磨材工具が開示される。１９８０年８月一日付けの日本の特開昭５５−１０５０６８号公報は、石切削ノイズレベルが切断ホイールのダイヤモンド研磨材領域の間の周囲に沿って非ダイヤモンド領域を装入することによって減少できることを教示する。国際特許出願ＷＯ９２／０１５４２号は、切削工具の回転方向に対してカッターセグメントの長さに渡って、粒のサイズと形式と濃度及び結合材のタイプを変えることによって種々の摩耗特性を達成する工具を開示する。最近、切削速度と工具寿命の双方を改良した所定の高性能研磨材工具が開発された。例えば、米国特許第５，５１８，４４３号は、高切削速度と超寿命との改良された組み合わせを達成した研磨材工具を開示し、それは、加工部材を、好ましく濃縮された研磨材粒の互い違いの領域と、接触させることによって達成される。工具寿命を低下することなく高切削速度となる最新技術は、切削セグメントの幾何学的に複雑な規定領域内に選択的な濃度を備えることを含む。あいにく、研磨材の構成要素中に種々の研磨材濃度と結合材タイプを備える研磨材工具の製造方法は、複雑で高価である。したがって、この新しい研磨材の構成要素は従来の構成要素に比較していくぶん繊細である。すなわち、異なる研磨材と結合材タイプとの区域で構成される研磨材の構成要素は、製造中及び使用中に、少なくとも部分的に時期尚早な分解を起こしやすい。したがって、本発明の目的は、コンクリート、タイル、組積構造物及び金属のような固い材料を切削することが可能である低製造価格で高性能な研磨材工具を提供することである。さらに具体的には、かなり有効で高価な超砥粒含有工具より超砥粒成分の少ない容積濃度で具体化される固い材料を切削するための研磨材工具を提供することである。本発明の別の目的は、それぞれの研磨材セグメントに種々の研磨材組成物の別々に規定した複数の区域を含む研磨材工具の設計によって、安全、快削性、高速切削、長寿命の切削性能を提供することである。さらに、本発明の別の目的は、それぞれの研磨材セグメントに種々のタイプの複数の帯域と研磨材粒の濃度及び大きさと結合材とを有するにもかかわらず、製造するに簡単で速くて安価である固い材料用の高性能研磨材工具を提供することである。さらに本発明の目的は、高性能研磨材工具用の研磨材セグメントを製造するための簡単な方法を提供することである。なおさらに別の本発明の目的は、今までに入手できたより破損の少ない高性能研磨材工具を製造かつ組立可能な、構造的に強くて複数に区画された研磨材セグメントを提供することである。高い完全性と迅速な製造方法によって、新規の工具は優れた生産性を備えることが期待される。すなわち、従来の複雑に構成された研磨材工具の製造と比較して、それぞれの工具を製造するために消費されるエネルギーと材料、及び製造単位速度が改良できる。したがって、本発明のさらなる目的は、切削作業の全価格をかなり減少した高性能で強靭な切削をする研磨材工具を提供すことである。したがって、製造工業において遭遇する広範囲の種々の固い材料を切断するために、特に充分に適合する割り溝付き形状のセグメントを新たに提供する。作動周囲を有する新規の研磨材セグメントは；作動周囲に沿った長さ；作動周囲に沿う研磨材セグメントのそれぞれの側を規定し、内側面に実質的に平行な外側面からセグメント幅によって区分された内側面；主研磨材と第１の結合材とを含み、研磨材セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そしてセグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断する脈状部材のベイン(vein)、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部；及び内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含むベイン；を含んでなる。また、本発明にしたがい、少なくとも一つ、好ましくは強靭なコアに装着された割り溝付き研磨材セグメントを複数備える。割り溝付き研磨材セグメントは、コアドリルビット、回転往復鋸ブレード、及びその他の研磨材工具を提供するために、都合良く使用することができる。さらに、割り溝付き研磨材セグメントの製造方法及び、割り溝付き研磨材セグメントをコアに装着することを含む研磨材工具の製造方法を提供する。図面の簡単な説明図１は、本発明にしたがう鋸ブレード区画に適合させた研磨材セグメントの一つの実施例の斜視図であり、図２Ａは、本発明の研磨材セグメントの一部分の平面図であり、斜めにセグメントを横断するベインを示し、図２Ｂは、本発明の研磨材セグメントの一部分の平面図であり、内側面および外側面に直角に横断するベインを示し、図３は、本発明にしたがう研磨材工具ブレードまたはホイールの側部の立面図を示し、図４は、新しい研磨材工具の製造方法においてベインを形成するために有効な成形型の斜視図であり、図５は、新しい研磨材工具の製造方法においてセグメント形状を仕上げるために有益な成形型の斜視図であり、図６Ａは、本実施例にさらに記載されるＯ字状の割り溝付き研磨材セグメントの斜視図であり、且つ図６Ｂは、本実施例にさらに記載されるＩ字状の割り溝付き研磨材セグメントの斜視図である。詳細な説明それらの一つにおいて、本発明は、図１に示すような割り溝付きの外観をした研磨材工具用の研磨材セグメントである。研磨材セグメントは、内側面２と図からは隠れている外側面４とを構成する実質的に平行な二つの面を有する。これらの面がセグメントの向かい合うそれぞれの側部を形成する。研磨材セグメントは、端部１２から端部１４までに延在するその長さと、内側面と外側面との間の距離で規定されるセグメント幅ｗと、により特徴付けられる。研磨材セグメントは単一のベイン(vein)１６を含み、ベインは内側面２の端部１２で始まって内側面２の端部１４で終結する非線形通路の長さに沿って連続的に延在する。ベインは、内側面上の面１８ａと１８ｃと１８ｅと、図では隠れている外側面の面１８ｂと１８ｄと、に互い違いに一致する。ベインは、セグメント幅より小さい一定のベイン幅Ｔを備える。すなわち、ベインは、内側面または外側面のどちらかの面とセグメントに沿うそれぞれの長手方向の位置で一致し、そして、研磨材セグメントの反対側の面と一致したセグメント幅を横断しないうちに、その長さに沿った面距離Ｆに対応するその面と一致して残留する。本発明の重要な態様は、ベインがセグメントの一端から他端まで単体形状で連続的に延在することである。特別な理論に限定されることを望むのでなくて、連続的な単体構造が研磨材セグメントに大きな強度を与え、研磨材工具の製造を促進すると考えられる。セグメント長さに沿う各長手方向の位置で、ベインはセグメントの一側部を構成する。ベインとセグメントのもう一方の側の面との間の空間は、区分けされた研磨材領域２０ａ〜２０ｅを規定する。ベインと区分けされた研磨材領域の双方は、図からは隠れた底面２２から研磨材セグメントの頂面２４まで全高さに渡って延在する。それぞれの区分けされた研磨材領域の容積が第２の結合材で占められる。任意に、二次的な研磨材を第２の結合材に分散することができる。ベインがセグメント幅を横断することが重要である。本発明の研磨材セグメントの最も基本的な実施態様において、ベインはセグメント幅を一回横断して、内側面と外側面とのそれぞれとその長さに沿って必ず一回一致する。図１の実施例は、ベインが面間を複数回、具体的には４回横断する。すなわち、研磨材セグメント領域２０ａ〜２０ｅの個数と、研磨材セグメント当たりのベイン面の一致表面１８ａ〜１８ｅの個数とは、ベインがセグメント幅を横断する回数に１を加算した数に等しい。図２Ａおよび図２Ｂは、長手方向ベイン部１８ａおよび１８ｂを接続するために、セグメント幅を横断するベイン１６の種々の実施態様を平面図に示し、それによって、区分けされた研磨材領域２０ａおよび２０ｂを孤立させる。この図において、同一の構成要素は同一の参照番号で示される。図２Ａに示すように、横断ベイン部２１は、この面に直角な方向に対して角度Ａで斜めに横断する。ベインが一つの面で全長手方向の位置で研磨材セグメントの全長に沿って一致するために、面距離Ｆの合計、すなわち長手方向のベイン部の長さの合計は、一つのセグメント長さにほぼ等しくなる。さらに、長手方向のベイン部は、内側面と外側面とで一致させるために、その長さに沿って順次互い違いにする必要がある。これらの特徴が、主研磨材部と二次的な研磨材部との双方の表面が、研磨材セグメントが作用動作にあるときに、交互に加工部材の所定点に接触する。このために、隣接する長手方向ベイン部、例えば１８ａと１８ｂとが、重なり合わせたりまたはさらに離すことによってあまり片寄らせてはならないことは理解できる。すなわち、傾斜角Ａの絶対的な数値は、あまり大きくすべきでない。好ましくは、角Ａは約０〜４５度であり、さらに好ましくは約０〜約３０度である。図２Ｂは、この面にまさしく直角をなす横断ベイン部２３を示す。長手方向の横断ベイン部の幅Ｎは、隣合う区分けされた研磨材セグメントの間の最も接近した距離を規定する。横断ベイン部の幅は、所望の構造完全性を与えるために、長手方向のベイン幅と同じ大きさとすべきである。最大横断ベイン部の幅は特に臨界はない。しかしながら、数値Ｎを増加することは、ベインが常に高価な主研磨材を含有するので、研磨材セグメントの価格を上昇させることを認識すべきである。したがってＮは、好ましくは長手方向のベイン部の幅Ｔの約０．５〜２倍、さらに、好ましくは約０．９〜１．１倍にする。他の実施態様が本発明の請求の範囲内にあることは考慮される。例えば、ベインと区分けされた研磨材領域との間の横断面界面が、図２Ａの点線１９で示すように、曲面を示すことができる。また、コーナー１７は。応力を開放するために丸み付けすることができる。上記のように、ベインは主研磨材と第１の結合材を含み、区分けされた研磨材領域は第２の結合材を含む。第２の結合材は第１の結合材と同一にするかまたは違えることができる。任意に、二次的な研磨材が第２の結合材中に分散させることができる。二次的な研磨材は、広範囲の種類の研磨材から選びだすことができる。しかしながら、ベインの研磨材強度と区分けされた研磨材領域とが相違した所望の優れた機能を達成することが重要である。研磨材強度の違いは、加工部材の所定点が工具を加工部材に対して作用的に移動するような種々の切削特性を備えた物質と、繰り返し接触しうることと、を保証する。本発明のこの態様は、研磨材セグメントの内側面及び外側面のそれぞれは、主研磨材部と二次的な研磨材部の連続がセグメント長さに沿って存在することを示す図３の側面図から明らかになる。二次的な研磨材を使用する場合、研磨材強度の違いは、二次的な研磨材とは相違する硬さ粒の主研磨材の使用によって達成することができる。二次的な研磨材の粒材料は主研磨材と同一にすることもできる。勿論、その時は主研磨材と二次的な研磨材との粒は同一の硬さを備える。このような場合に、所望の研磨材強度の相違を達成するためには、区分けされた領域の研磨材粒の濃度をベインよりも実質的に相違させる必要がある。一般的に、非常に高容積濃度の所定研磨材物質を含有する研磨材セグメントの所定の部分は、低容積濃度の同一研磨材物質を含有する他の部分よりも研磨的に強くなる。したがって、主研磨材と二次的な研磨材とが同一であるときは、例えば、ベイン内により高い研磨材強度を達成するためには、ベイン内の研磨材容積濃度を区分けされた研磨材領域内の容積濃度より高くする必要がある。好ましくは、セグメントの一部分の濃度が他の部分の濃度の約２倍にする必要がある。研磨材粒は結合材中に均一分散される。主研磨材と二次的な研磨材とのそれぞれは、単一の研磨材物質または一種以上の混合物とすることができる。ダイヤモンド及び立方晶窒化ボロンのように一般的に超砥粒として知られている非常に硬い研磨材物質が、本発明に使用することができる。非超砥粒物質も使用することができる。本発明に使用できる代表的な非超砥粒は、酸化アルミニウム、硼化珪素、炭化珪素、窒化珪素、炭化タングステン、ガーネット、軽石等を含む。超砥粒と非超砥粒とが、主研磨材と二次的な研磨材との部分のいずれかまたは双方に存在させることができる。好ましい非超砥粒は、双方が参照によりここに取り入れたCottringer等の米国特許第４，６２３，３６４号、及びLeitheiser等の米国特許第４，３１４，８２７号に記載されるような、微結晶体のアルミナである。また、参照によりここに取り入れた米国特許第５，１９４，０７２号、及び米国特許第５，２０１，９１６号に記載されるゾルゲルアルミナのフィラメント状研磨材粒子が好ましい。「微結晶体のアルミナ」は焼成ゾルゲルアルミナであり、このアルミナのアルファアルミナの結晶が基本的に均一であり、一般的には直径で約１０μｍより小さく好ましくは約５μｍ未満最も好ましくは約１μｍ未満である。結晶は高角度粒界で隣接する結晶から区分けされた実質的に均一な結晶学的方位の領域である。ゾルゲルアルミナ研磨材がアルファアルミナ先駆物質のゾルまたはゲルを乾燥することによって寛容的に作られ、先駆物質は一般的であるが本質的でないベーマイトであり、乾燥したゲルを所望の大きさと形状の粒子を形成すること、その後それらをアルファアルミナの形に変換するために充分高い温度で焼成することである。簡単なゾルゲル法は、参照によりここに取り入れた米国特許第４，３１４，８２７号、及び米国特許第４，５１８，３９７号、及び英国特許願書２，０９９，０１２号に記載される。ゾルゲル法の特に所望する形状では、アルファアルミナ先駆物質が、アルファアルミナ自体の格子定数に限りなく近い格子定数のような、及びこの格子定数と同一結晶組織とを有する材料に「種付け」する。この「種」は可能な限り微細に分割した形で添加され、ゾルまたはゲルによって均一に分散される。それは最初から添加することができ、或いはその場で形成することができる。種の機能はアルファの形に変態を起こさせることであり、種の存在を必要としないときよりも、かなり低い温度で先駆物質によって均一に生じさせる。この方法は、アルファアルミナの個々の結晶が非常に均一で本質的に直径がすべてサブミクロンである結晶組織を作りだす。適切な種は、アルファアルミナ自体含むが、アルファ酸化第２鉄、チタン酸ニッケルのような他の化合物、及び複数の他の化合物を含み、アルファアルミナの格子定数とほとんど同一の格子定数であり、先駆物質からアルファアルミナの発生を起こさせるに有効であり、このような種が存在せず転換が通常生じるより下の温度である。このようなゾルゲル法の例は、米国特許第４，６２３，３６４号、第４，７４４，８０２号、第４，７８８，１６７号、第４，８８１，９７１号、第４，９５４，４６２号、第４，９６４，８８３号、第５，１９２，３３９号、第５，２１５，５５１号及び第５，２１９，８０６号、参照によりここに取り入れた記載、及びその他多くに記載される。剛性のある材料を切断する工具に対しては、ベインまたは区分けされた研磨材領域に少なくとも１種の研磨材が超砥粒物質を含有する必要がある。ベインに対しては区分けされた研磨材領域より大きな硬さを備えることが通常望まれる。したがって、好ましくは超砥粒物質が主研磨材の構成要素である。さらに好ましくは、主研磨材が超砥粒であり、二次的な研磨材が非超砥粒である。二次的な研磨材及び第２の結合材は所定の研磨材セグメント内の各二次的な研磨材領域において相違させることができるので、セグメント内の二次的研磨材領域の全てにおいて同一の組成を有するセグメントを作ることは容易にする必要がある。したがって、セグメントの二次的な研磨材領域の全ては同一組成であることが好ましく、それは、二次的な研磨材と、第２の結合材と、研磨材粒子の容積濃度とである。所定の好ましい実施態様においては、主研磨材はダイヤモンドまたは立方晶窒化ボロンであり、二次的な微結晶体のアルミナである。本発明にしたがう割り溝付き研磨材セグメントは、種々の強靭な材料の複合加工部材の切削用に特に効果的である。用語「複合加工部材」は、研磨材に関し特に異なる抵抗を有する成分の異質混合物である材料を意味する。金属ケーブル、パイプ、組積構造物とタイルのようなセラミックからなる建設物取り壊し材料、及び鉄筋強化コンクリートが二つのよい例である。金属とセラミックの異なる耐摩耗性のために、一つのものに対して理想的な研磨材は他のものに対しては効果的でないことが判明した。さらに複合材料の一つの成分が、他の成分を切断するために、その能力に対して選ばれた研磨材にさらに時期尚早な摩耗をもたらす。単一のセグメント内での主研磨材と二次的な研磨材との組合せが、複合加工部材を切断する本発明の研磨材工具を可能にする。セラミックと金属との複合加工部材を切削するための割り溝付き研磨材工具の好ましい実施態様においては、主研磨材はダイヤモンドであり、二次的な研磨材は、立方晶窒化ボロン、炭化タングステンのような超硬合金、またはそれらの混合物である。第１の結合材と第２の結合材との組成物は、この技術において一般的なタイプのいずれでもよい。例えば、ガラスまたはビトリファイド、レジノイドまたは金属、並びに金属充填レジノイド結合、リジン充満ビトリファイド結合のようなハイブリット結合材を有効に使用できる。金属とビトリファイドとの結合材が好ましく、建築工業において遭遇する特に強靭な材料を切断するために設計された工具に対しては、金属がさらに好ましい。ベイン及び／または区分けされた研磨材領域の組成物は、任意に有孔性のフォーマー(former)及び他の研磨材を含むことができる。代表的な有孔性のフォーマーと他の研磨材は、ポリテトラフルオロエチレン、中空セラミック球体（例えばバブルアルミナ）及びグラファイト、銀、ニッケル、銅、硫酸カリウム、氷晶石及びカイヤナイトの粒子を含む。有孔性のフォーマーを使用するときは、区分けされたセグメント形状の構造完全性を維持するために、バブルアルミナのような密閉したセル型が好ましい。別の形状においては、本発明は、切削作用がコアに取り付けられた一つまたは二つ以上のセグメントによって実施される全ての研磨材工具に適用できる。このような最も一般的な工具は、コアドリルビット、回転及び往復運動する鋸歯ブレード、及び研削用のカップホイールである。このような研磨材工具のコアは、一般的に耐久力があり強靭な構造であり、工具鋼のような好ましくは硬化された金属である。剛性のあるプラスチックコア好ましくは強化されたプラスチックが使用できる。コアは、通常工具を保持する手段、例えばビット用のシャフト、心棒のホイールの回転用の中央穴を備えた金属盤、及び手工具を握り用のハンドルを含む。コアは作動周囲を備え、ほとんどの工具は作動周囲に沿って複数の研磨材セグメント空間部分を含む。「作動周囲」よって切削端または表面を規定する工具の曲線特性が意味づけられる。例えば、コアドリルビットにおいては、作動周囲は、一つまたは複数の研磨材セグメントが装着されるドリルビットの環状端部である。回転鋸ブレードの作動周囲は、環状コアの外周である。コアドリルビット及び回転鋸ブレードのような湾曲した作動周囲を備えた工具においては、研磨材セグメントは、作動周囲の曲率にセグメントを一致させるために、その長さに沿って湾曲または曲げられる。上記の割り溝付き研磨材セグメントは、ほとんど溶接することによってコアーに装備される。上記のように、割り溝付き研磨材セグメントは基本的に四角柱形状を備えている。一般的、研磨材セグメントの長さが作動周囲に取り付けられる。すなわち、研磨材セグメントはコアに取り付けられ、切削する際に加工部材の表面にセグメントの内側面と外側面とが垂直になるようにする。研磨材セグメントの幅はそれが取り付けられたコアの縁部の厚みより少なくとも大きくする。この発明の研磨材工具はアンダーカットのような当業界で既知の現象を被ることが有るので、それによって、切断される加工部材の壁は、工具が加工部材に進入するように、コアを浸食する。アンダーカットを避けるために、その幅を縁部の厚みより僅かに大きくすることが好ましい。図３は本発明にしたがう研磨材工具のブレードの側面図である。動力運転切削装置のアーバーの軸にホイールを装着するために、このホイール３０は中央穴３４が開けられた金属盤３２を含み、矢印で示した方向にホイール回転を促進する。複数の研磨材セグメント３６と３７の底面２２は金属板のリム３３も対してそれらの長さに沿って溶接することによって装着される。各研磨材セグメント３６と３７は、図面に面して内側面で示され、「ＰＡ」で示される主研磨材のベイン１６と、第２の研磨材の数個の区分けされた研磨材領域、すなわち「ＳＡ］で示される２０ｂとを含んで成る。このベインは各研磨材セグメントの間を２回横断し、したがって、この研磨材の三つの部分が図で見ることができる。反対側から見たホイールの図は、端部１２と１４で二つの区分けされた領域がみられ、ベインの主研磨材は各研磨材セグメントの面に一致するすることが容易に判明する。研磨材セグメントはリムに沿って間隙３８によって離間配置され、この間隙が複数の研磨材セグメントの先導端１２を与えて他のセグメントの間でホイールの各回転に対して加工部材に作用する。また、図示されたホイールは、リムから盤の中心に向かって半径方向に延在するスロット３９を任意に含む。このスロットの目的は切削作用中に常に使用される冷却剤の循環を促進し、加工部材から切断された破片の除去を促進する。スロットは離間したセグメントの間の互い違いの間隙の下方に示されるが、他の形状が可能であり本発明の範囲内にあることが考えられる。例えば、スロットは各間隙に及び間隙の間の周囲位置に間に存在することができる。個数、位置及び深さ、すなわち半径方向の寸法のようなスロット形状因子は、当業界において既知の方法によって、所定の切削作業の要求に適応させて選ばれる。図３に示す研磨材セグメントの全てをベインが同回数横断し、及びこのセグメントの内側面の全てがホイールの同一面に存在するが、本発明の範囲はこのように限定されない。実際に、図示された実施態様の形状は、主研磨材と第２の研磨材との間の不釣合接触を、ホイールの反対側の加工部材に与えることが理解できる。すなわち、図示されたホイールの側面と接触する加工部材の部分が、反対側が別の側において当てはまるので、二次的な研磨材より２倍の主研磨材と接触する。このような不釣合接触が特定の適用に対して望ましいが、しかしながら、主研磨材と二次的な研磨材との接触のより釣り合った比率が、別の適用に対して好ましいことが認められる。したがって、異なる数のベイン横断を有する研磨材セグメントは、同一のホイールで使用することができ、研磨材接触の比率を釣り合わせるために別のセグメント形態が使用できる。工具の各面上で主研磨材と二次的な研磨材との比率を調整するために用いられる別の因子は、面距離Ｆである。図３において、全ての面距離は同一である。面距離を変化させた本発明にしたがう割り溝付き研磨材セグメントを設計することは可能である。例えば、図３に示される区分けされた研磨材領域全ての面距離を増加させること、対応する目視し得るＰＡ面の面距離を増加してホイールのこの面上に露出する主研磨材と二次的な研磨材の量をさらに厳密に釣り合わせること、をもくろむことができる。このような設計変更は、ホイールの反対面上に同一の効果を備えさせ、その面では少ないＰＡ面が拡張されそしてさらに多くの区分けされた研磨材領域が組み込まれる。セグメントの長さに沿った面距離の変更は、このセグメントの構造剛性に悪影響を及ぼす。容易に組み立てら丈夫な研磨材セグメントを提供を目的とする基本的な観点から、好ましくは各セグメントの全ての面距離をほとんど等しくする。もう一つの態様においては、本発明はコアドリルビットである。このコアは金属の環状であり、加工部材に面して円形状の切削端が存在する作動周囲を規定するために、端部で中空である。用語「コア」は研磨材工具の部品を指定するために使われ、他のものと共に、研磨材セグメントを支持する。用語「コアドリルビット」は、加工部材に環状の穴を穿孔するために一般的に使用される回転研磨材工具を意味する。図示しない環状コアの他端部は穿孔装置のチャックにはめ込んで適合させるるために、このビットはこの中央軸の周りを回転することができ、加工部材に向かって軸方向に前進させることができる。研磨材セグメントは、各セグメントの底面をこのコアに溶接することによってその端部に装着される。通常矩形の研磨材セグメントの長さは、ドリルビット端部の曲率に一致するように弓形状に湾曲する。定義された環状厚みのために、このセグメントは、円形のリップ、すなわち内側半径と外側半径をそれぞれ備えるエッジに配置される。好ましくは、セグメントの幅及び曲率は、改削性と上記アンダーカットを防止するためにセグメントが環状のコアを片持ちになるようにする。すなわち、研磨材セグメントの内側面は環状の内側半径未満の半径の円弧に沿って湾曲させ、その外側面は環状の外側半径より大きな半径の円弧に沿って湾曲させる。コアドリルビットにおいては、幾つかの研磨材ブレードと同様に、ビットは「可逆」であることが望ましい。すなわち、ビットが、その中心軸に関して時計方向及び反時計方向のいずれにも回転することによって、作用することができる。ビットの回転が逆転したときに、加工部材に対して作用する各セグメントの端部が同様であることを確実にするため、割り溝付きセグメントを使用し、全ての研磨材セグメントのベインがセグメント幅を偶数回横断することが好ましい。これが、セグメント当たり奇数個の区分けされた研磨材領域を与え、セグメントが長手方向に対称形になることを確実にする。特に好ましい研磨材セグメントにおいては、ベインはセグメント幅を２回横断する。また、図６Ａと図６Ｂに見られるように、コアドリルビットの研磨材セグメントは、図６Ａに例示されるＯ字形状、及び図６Ｂに例示されるＩ字形状によって確認することができる。これらの形状の表示は、奇数個の区分けされた研磨材領域を与えるために、ベインがその幅を偶数回横断するセグメントに適用される。このようなセグメントにおけるベインは二つの方法のうちの一つの作動周囲の曲率に一致させ湾曲させ、Ｏ字形状セグメントに対しては、ベインは外側面すなわちビットの外側に相当する面と奇数個一致させ、Ｉ字形状セグメントに対しては、ベインは内側面と奇数個一致させる。ビットの作動周囲に沿ったセグメント形状の配置程度は、種々の切削特性を達成するために変化させることができる。それぞれの研磨材セグメント形状を群にして使用することができる。他の組合せは、二つ以上のタイプのセグメントを含む組合せを一つの研磨材工具について選択することができる。例えば、ベインがセグメント幅を奇数回横断するセグメントを含む工具は、Ｏ字形状セグメントとＩ字形状セグメントとを互いに工具に備えることができる。本発明にしたがう研磨材セグメントは標準組み立て法にしたがう。一般的に、本発明に使用される結合材は、粘性液体または自由流動する微細粉末のような液体状形態で供給する。最終的には、典型的な熱溶融または化学反応によって結合材は、それぞれの研磨材粒子を埋め込んだ固体に硬化する。最初に、主研磨材と第１の結合材とが、結合在中に所望の容積濃度の研磨材を含有し、均一に分布して混合される。好ましくは、この組成物は加圧成形されたときに形状を保持するために適切なペースト状の固さを備え、図４に示す形状の成形型５０に分配されるまで充分に液状である。この分散物は上部ラム５２と下部ラム５３の間のキャビティ５１に置かれる。これらのラムは、セグメントのベイン５４を予備成形するために加熱することなく互いに圧縮される。ベイン予備成形物はその後「予備焼成」または冷間加圧成形して、理論密度の少なくとも約５０〜５５％を有する「グリーン」ベインを達成する。用語「理論密度」は、結合材の純成分の重量平均密度を意味する。例えば、仮説に基づく８０ｗｔ％Ｃｕ（密度８．８ｇ／ｃｍ³）／２０ｗｔ％Ｓｎ（密度７．３ｇ／ｃｍ³）の理論密度は、８．５ｇ／ｃｍ³になり、冷間加圧成形されたグリーンベインは、少なくとも約４．２〜４．７ｇ／ｃｍ³になる。予備焼成は、約６５０〜７００℃でベルト炉内でＨ₂／Ｎ₂混合物のような不活性ガス雰囲気中で、或いは約７５０〜７８０℃で高周波加熱で１２０秒行うことができ、または冷間加圧成形によって行われる。これに関連して、「グリーン」は、ベインが切断用務においては構造剛性を維持するために充分な強度でないが、しかしいわゆる「グリーン強度」は、その後の組み立て作業工程における取扱においてはその強度を維持するに充分である。黒鉛炭素の汚染は、予備焼成が含まれる場合は、実質的にこの組み立て工程段階で避ける必要がある。黒鉛を含む成形型が、不活性ガスのブランケットまたは真空の下で連携して使用することができるが、黒鉛の汚染を抑制するために、セラミックの成形型が好ましい。任意の変更では、必要であるより長いグリーンベインが、べイン成形型で作ることが可能でありその後レーザーで適切な長さに切断される。別の工程において、二次的な研磨材と第２の結合材とが、結合材中に所望の研磨材の容積密度で均一分布に混合される。図５に示すように、ベインの予備成形品５４は、適切な形状の上部ラム６２と下部ラム６３を備えた成形型６０に移される。二次的な研磨材の分散物が、ベインとこれらのラムの間に置かれて、区分けされた研磨材領域６４が作られる。複合セグメントは、約４０００〜７５００ポンド／in²の圧力と約７５０〜９７５℃で、約１８０〜２００ｓの間加圧成形されて、結合材を完全に硬化させることによって、本発明の割り溝付き研磨材セグメントを形成する。これらの硬化条件は、金属結合材に対して典型である。実際の硬化温度は、選択された結合材に依存して変化させる。割り溝付きセグメントが組み立てられたのちに、セグメントは当業界で機知であるろう付けまたはレーザー溶接のような種々の方法によってコアに装着される。割り溝付き研磨材セグメントを組み立てるための標準方法は、レーザー溶接に対して特に適切である。レーザー溶接可能な第２の結合材は、区分けされた研磨材領域を形成すること及びコアにセグメントを装着するためにレーザー溶接可能な下部表面を提供することの双方に有利に用いることができる。これは、セグメントの最終寸法よりわずかに大きく作ったセグメント成形型を使用することによって達成される。例えば、８ｍｍの高さの成形型は７ｍｍ高さのセグメントを作るために使用することができる。ベインは、成形型に隣接し且つ下部面に沿った薄い帯状キャビティから離れ、上部面を備えたセグメント成形型内に置かれる。レーザー溶接可能な第２の結合材が、区分けされた領域に充填され且つセグメントの下部に帯を形成するために、成形型に付け加えられる。このような方法におけるセグメントの形成はさらに利点があり、区分けされた領域は、セグメント成形型が閉じられて加圧成形したときに、第２の結合材で均一に完全に充填される。レーザー溶接は、乾式切断適用に設計された工具を製造するために、セグメントをコアに装着する好ましい方法である。実施例実施例１．コアドリルビットの製造金属コアに装備された複数の割り溝付きセグメントを備えたコアドリルビットは、次のように準備された。すなわち、ベイン組成物：第１の結合材において、体積で１０．６〜１５％の範囲のタイプ３５／４５Ｕ．Ｓ．メッシュサイズの金属被覆したダイヤモンド（高級鋸粒度）濃度の３種類のベイン組成物が準備された。自由流動する粉末混合物ＶＣ１が、ダイヤモンド粒とコバルト粒子からなる金属粉末を混合することによって作られた。別のベイン粉末混合物ＶＣ２が、同じダイヤモンド粒と、コバルト粒子と銅／錫粉末からなる金属粉末混合物と、から準備された。さらに別の粉末粒子ＶＣ３が、ダイヤモンド粒と、銅／錫粉末と鉄粒子とクロム硼化物からなる金属粉末混合物と、を用いて同様に準備した。全ての金属粉末の粒子サイズは、４００ＵＳメッシュより小さかった。区分けされた研磨材領域の組成物：二次的な研磨材を第２の結合材混合物と混合することによって準備した。一つの粉末混合物ＳＡＲＣ１においては、二次的な研磨材が種付けするゾルゲルアルファアルミナの２ｖｏｌ％であった。ＳＡＲＣＩの第２の結合材は、銅／錫及びコバルト粉末を含んでなる金属粉末であった。この粉末の最大粒子サイズは２００ＵＳメッシュであった。第２の粉末混合物ＳＡＲＣ２は、コバルト粉末と、銅／錫粒子とニッケル／クロム粉末と鉄とクロム硼化物とからなる金属粉末の混合物と、で被覆した２１ｗｔ％の炭化タングステン粒子（＞３２５ＵＳメッシュ）であった。ＳＡＲＣ２の全ての粒子は、１００ＵＳメッシュサイズより小さかった。第３の粉末混合物ＳＡＲＣ３は、立方晶窒化ボロンを第２の粉末混合物に混ぜたものであった。セグメントの組み立て：割り溝付きコアドリルビット研磨材セグメントは、ベイン組成物ＶＣ１〜ＶＣ３と、区分けされた研磨材領域組成物ＳＡＲＣ１〜ＳＡＲＣ３との種々の組成物から準備された。Ｏ字形状及びＣ字形状の割り溝付き研磨材セグメントの幾何学形状はそれぞれ６Ａと図６Ｂに示され、示された全ての寸法はミリメーターである。各セグメントは通常３ｍｍ幅×７ｍｍ高さ×２４ｍｍ長さであり、約０．５０４ｃｍ³の総セグメント容積である。一般的に、ベイン容積は総計の７０％である。ダイヤモンド含有量は割り溝付きセグメントの総計に対して０．６５〜０．７５カラットの範囲であった。各セグメントは、図６Ａ及び図６Ｂに示す幾何学形状のグリーンベインを形成するために適切な予備成形ベイン成形型内に、選ばれたセグメント組成物をまず配置することによって製造された。充填されたベイン成形型７５０〜７８０℃に加熱され１０００ｐｓｉで１２０秒加圧成形され、５０％を越える理論密度を備えたグリーンベインが形成された。その後、グリーンベインがセグメント成形型内に配置され、文末された研磨材領域のためのキャビティが選択されたＳＡＲＣ粉末混合物で充填された。焼結後、成形型が周囲温度で加圧成形され、ベイン周囲の選択されたＳＡＲＣ粉末混合物が圧縮された。その後、成形型は約７５０℃で約１８０〜２００秒間加圧成形され、それによって、最終研磨材セグメントを製造する材料を焼結した。上記のように組み立てられた９個の割り溝付き研磨材セグメントが、鋼チューブの１０．２ｃｍ（４インチ）直径の端部の下部面にろう付けされた。二つのこのようなビットは、特に、それぞれが９個のＯ字形状のビット、及び連続して交互に５個のＯ字形状と５個のＩ字形状のビットで組み立てられた。このチューブの対抗する端部は動力ドリルのチャックに装着するために形状であった。実施例２及び比較例１〜４本発明にしたがうコアドリルビットと、割り溝なし研磨材セグメントビットとが、表１に示すような結果と条件の下でコアドリル試験機に配置された。試験された全てのビットは１０．２ｃｍ直径であった。試験されたビットは次に示すとおりである。実施例２：工具は、区分けされた研磨材領域の組成物範囲に、ダイヤモンドの主研磨材ベイン組成物ＶＣ２と、炭化タングステンの二次的な研磨材ＳＡＲＣ２と、の９個の割り溝付きセグメントを備えた。工具は実施例１に記載された手順にしたがって組み立てられた。比較例１：このビットは複数の研磨材セグメントを備えた。研磨材セグメントは、セグメントの半分の外側切断面及びもう一方の内側切断面上の種付けゾルゲルアルミナ棒の層を有する結合材からなる。比較例２：このビットは、全てのセグメントの互い違いの外側層と内側層の切断面が種付けゾルゲルアルミナ棒で硬化されたのを除き、比較例１と同じ構造を備えた。比較例３：このビットは、互い違いの外側層と内側層との切断面がゾルゲルアルミナ棒で硬化され、ゾルゲルアルミナ粒子が結合材によって分散されたことを除き、比較例１と同じ構造を備えた。比較例４：Norton Co.，Worcester，Massachusettsの商業生産されたコアドリルビット。比較例１から３のビットは、商業生産装置によって製造された試作品に近いものである。試験は適合する強力コアドリルを使用して硬化したコンクリート加工部材を穿孔することにより行い、速度、出力及び作業中の浸透比率(penetration rate)を測定して記録した。実施例２及び比較例１〜３のビット全てが、作業中に速い浸透比率（ＲＯＰ）と比較例４の製造ビットより大きな摩耗性能とを備えた。しかしながら、比較例４のビットは低出力ドリルモーターで駆動するために設計されたものであることに注目する必要がある。他のもので同様の条件で作用させる試みが、すり減って鈍くなった低出力ビットで行った。低出力ビットを目直しするための試みがこの問題を解決しなかった。したがって、このビットに対して表に示した限定された資料に対する条件は他のビットのそれらと重なりあわない。特に実施例２は、低速度と９００回転／分で低電流で比較例１〜３の摩耗性能を越えた。高速度と高電流においてのみ比較例２のビットが実施例２の性能をわずかに越えた。しかしながら、この条件で、本発明にしたがうビットが、６７％の切断速度改良が示された（ＲＯＰ６．２対３．７）。新規のビットは、高速度及び低電流の下で、かなりのＲＯＰで、並外れた特別優れた摩耗性能が示された。実施例２のビットは、比較例１〜３のビットより快削性がわずかに劣った。それは非常に強固で、資料は速度とビット重量との広い範囲に渡って優れた性能を示す。本発明の特別な形状が図面及び実施例において説明のために選択したが、先の記載は本発明のこれらの形状を記載する目的のための特別なことを示すものであり、請求項に規定される本発明の範囲を限定することを意図するものでない。表１ビット速度アンペア試験間隔浸透比率摩耗性能 (rev/min) （コア） (cm/min) （メーター/mm) 実施例１ 900 22 4-8 6.2 7.9 450 22 9-11 5.6 1.5 450 17 13-17 5.4 2.6 900 17 18-27 3.6 16 比較例１ 900 22 6-10 5.5 1.5 450 22 11 4.5 0.20 450 17 12-13 4.1 0.43 900 17 14-18 4.4 1.3 比較例２ 900 22 2-7 3.7 8.6 450 22 8-9 4.2 0.66 450 17 10-12 4.0 0.75 900 17 13-21 4.0 2.5 比較例３ 900 22 4-10 5.4 1.5 450 22 11 4.7 0.25 450 17 12 3.8 0.085 900 17 13-17 3.8 1.0 比較例４ 450 11 1-4 3.6 0.92 900 11 5-18 3.0 4.3

【手続補正書】【提出日】平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２）【補正内容】請求の範囲１．作動周囲を備える研磨材セグメントであって、前記作動周囲に沿った長さ、前記作動周囲に沿う研磨材セグメントのそれぞれの側を規定し、内側面に実質的に平行な外側面からセグメント幅によって区分された内側面、主研磨材と第１の結合材とを含み、前記研磨材セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、を含んでなる作動周囲を備えることを特徴とする研磨材セグメント。２．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の研磨材セグメント。３．前記第２の結合材が、前記第１の結合材と同一であることを特徴とする請求項１に記載の研磨材セグメント。４．各区分された研磨材領域が、さらに第２の研磨材を含み、該第２の研磨材が前記主研磨材と同一であり、前記ベイン部の前記主研磨材の容積濃度が前記区分された研磨材領域の第２の研磨材の容積濃度の少なくとも２倍であることを特徴とする請求項２に記載の研磨材セグメント。５．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一の長さであることを特徴とする請求項１に記載の研磨材セグメント。６．前記ベイン部が、前記内側面と外側面との法線方向に対して約０〜４５度の傾斜した角度で前記セグメント幅を横断することを特徴とする請求項１に記載の研磨材セグメント。７．横断するベイン部が、長手方向ベイン部のベイン幅の０．５〜２倍の範囲内でベイン幅を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨材セグメント。８．作動周囲を備えるコア、及び前記作動周囲に沿って配置される少なくとも一つの研磨材セグメントを含む研磨材工具であって各研磨材セグメントが、前記作動周囲に沿った長さ、前記作動周囲に沿う研磨材セグメントのそれぞれの側を規定し、内側面に実質的に平行な外側面からセグメント幅によって区分された内側面、主研磨材と第１の結合材とを含み、前記研磨材セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定する内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、を含んでなる研磨材セグメントを含むことを特徴とする研磨材工具。９．コアが内側半径と外側半径とを有する円形状の作動周囲を規定する端部で金属管状中空体であり、且つ内側面が内側半径未満の弓状の曲率半径であり且つ外側面が前記外側半径より大きい弓状の曲率半径であるように、研磨材セグメントが前記作動周囲に沿って弓形状に湾曲することを特徴とするコアドリルビット。１０．コアが環状の金属盤であり、研磨材セグメントが前記盤の周囲に沿って配置されることを特徴とする回転鋸ブレード。１１．コアが、実質的に線型作動周囲を備える金属板であることを特徴とする往復鋸ブレード。１２．割り溝形状を備えた研磨材工具セグメントの製造方法において、（ａ）グリーンベインを形成するため、主研磨材及び第１の研磨材を含む材料を予備成形する工程、（ｂ）前記グリーンベインと成形型との間の区分された研磨材領域の複数のキャビティを規定する前記グリーンベインの容積より大きな容積の研磨材工具セグメント成形型内に前記ベインを配置する工程、（ｃ）区分された研磨材領域のキャビティを二次的な結合材で充填すること、（ｄ）前記ベインと前記第２の結合材を硬化するために、有効存続時間の温度と圧力で研磨材工具セグメント成形型内で前記グリーンベインと前記二次的な結合材とを成形して、それによって、機能的に完全な研磨材工具セグメントを製造する工程、を含む方法であって、割り溝形状が、セグメント長さ、セグメント幅、セグメントの対向するそれぞれの側を定義し、前記セグメント幅によって区分された実質的に平行な内側面と外側面、前記セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、によって定義されることを特徴とする研磨材工具セグメントの製造方法。１３．コアと作動周囲とを備える研磨材工具の製造方法であって、金属コアの作動周囲の沿って割り溝形状を備えた少なくとも一つの研磨材工具セグメントを装着することを含み、前記割り溝形状が、セグメント長さ、セグメント幅、セグメントの対向するそれぞれの側を定義し、前記セグメント幅によって区分された実質的に平行な内側面と外側面、前記セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、によって定義されることを特徴とする研磨材工具の製造方法。１４．前記コアが内側半径と外側半径とを有する円形状の作動周囲を規定する端部で金属管状中空体であり、且つ内側面が内側半径未満の弓状の曲率半径であり且つ外側面が前記外側半径より大きい弓状の曲率半径であるように、前記研磨材セグメントが前記作動周囲に沿って弓形状に湾曲することを特徴とするコアドリルビットの製造方法。１５．コアが環状の金属盤であり、研磨材セグメントが前記盤の周囲に沿って配置されることを特徴とする回転鋸ブレードの製造方法。１６．コアが、実質的に線型作動周囲を備える金属板であることを特徴とする往復鋸ブレードの製造方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２８Ｄ 1/14 Ｂ２８Ｄ 1/14

Claims

【特許請求の範囲】１．作動周囲を備える研磨材セグメントであって、前記作動周囲に沿った長さ、前記作動周囲に沿う研磨材セグメントのそれぞれの側を規定し、内側面に実質的に平行な外側面からセグメント幅によって区分された内側面、主研磨材と第１の結合材とを含み、前記研磨材セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、を含んでなる作動周囲を備える研磨材セグメント。２．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項１に記載の研磨材セグメント。３．前記第２の結合材が、前記第１の結合材と同一である請求項１に記載の研磨材セグメント。４．各区分された研磨材領域が、さらに二次的な研磨材を含むせい請求項２に記載の研磨材セグメント。５．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項４に記載の研磨材セグメント。６．前記第２の研磨材が前記主研磨材と同一であり、前記ベインの前記主研磨材の容積濃度が前記区分された研磨材領域の第２の研磨材の容積濃度の少なくとも２倍である請求項５に記載の研磨材セグメント。７．前記主研磨材が、前記二次的な研磨材より硬い請求項５に記載の研磨材セグメント。８．前記二次的な研磨材が、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化タングステン、硼化珪素、窒化珪素及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項７に記載の研磨材セグメント。９．前記二次的な研磨材が、微結晶性アルファアルミナである請求項７に記載の研磨材セグメント。１０．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一の長さである請求項１に記載の研磨材セグメント。１１．前記ベインが、前記セグメント幅を偶数回横断する請求項１０に記載の研磨材セグメント。１２．前記ベインが、前記セグメント幅を２回横断する請求項１１に記載の研磨材セグメント。１３．前記ベインが、前記内側面と外側面との法線方向に対して約０〜４５度の傾斜した角度で前記セグメント幅を横断する請求項１に記載の研磨材工具。１４．横断するベイン部が、長手方向ベイン部のベイン幅の０．５〜２倍の範囲内でベイン幅を有する請求項１３に記載の研磨材工具。１５．作動周囲を備えるコア、及び前記作動周囲に沿って配置される少なくとも一つの研磨材セグメントを含む研磨材工具であって各研磨材セグメントが、前記作動周囲に沿った長さ、前記作動周囲に沿う研磨材セグメントのそれぞれの側を規定し、内側面に実質的に平行な外側面からセグメント幅によって区分された内側面、主研磨材と第１の結合材とを含み、前記研磨材セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定する内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、を含んでなる研磨材セグメントを含む研磨材工具。１６．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項１５に記載の研磨材工具。１７．前記第２の結合材が、前記第１の結合材と同一である請求項１５に記載の研磨材工具。１８．各区分された研磨材領域が、さらに二次的な研磨材を含むせい請求項１６に記載の研磨材工具。１９．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項１８に記載の研磨材工具。２０．前記第２の研磨材が前記主研磨材と同一であり、前記ベインの前記主研磨材の容積濃度が前記区分された研磨材領域の第２の研磨材の容積濃度の少なくとも２倍である請求項１９に記載の研磨材工具。２１．前記主研磨材が、前記二次的な研磨材より硬い請求項１９に記載の研磨材工具。２２．前記二次的な研磨材が、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化タングステン、硼化珪素、窒化珪素及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項２１に記載の研磨材工具。２３．前記二次的な研磨材が、微結晶性アルファアルミナである請求項２１に記載の研磨材工具。２４．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一の長さである請求項１５に記載の研磨材工具。２５．全ての研磨材セグメントの前記ベインが、前記セグメント幅を偶数回横断する請求項２４に記載の研磨材工具。２６．前記ベインが、前記セグメント幅を２回横断する請求項２５に記載の研磨材工具。２７．前記ベインが、前記内側面と外側面との法線方向に対して約０〜４５度の傾斜した角度で前記セグメント幅を横断する請求項１５に記載の研磨材工具。２８．横断するベイン部が、長手方向ベイン部のベイン幅の０．５〜２倍の範囲内でベイン幅を有する請求項２７に記載の研磨材工具。２９．前記作動周囲に沿って離れて置かれた複数の研磨材セグメントを含む請求項１５に記載の研磨材工具。３０．前記コアが、選択され隣合う研磨材セグメントの間に前記作動周囲から内側に向かって延在するスロットを含む請求項２９記載の研磨材工具。３１．前記コアが内側半径と外側半径とを有する円形状の作動周囲を規定する端部で金属管状中空体であり、且つ内側面が内側半径未満の弓状の曲率半径であり且つ外側面が前記外側半径より大きい弓状の曲率半径であるように、前記研磨材セグメントが前記作動周囲に沿って弓形状に湾曲する請求項２９に記載のコアドリルビット。３２．幾つかの前記研磨材セグメントが、前記内側面と奇数回一致するベインによって規定されるＯ字形状のセグメントであり、残りの全ての研磨材セグメントが内側面と偶数回一致するベインによって規定されるＩ字形状のセグメントである請求項３１に記載のドリルビット。３３．複数のＯ字形状のセグメントが前記作動周囲に沿って連続的に配置され、複数のＩ字形状のセグメントが前記作動周囲に沿って連続的に配置される請求項３２に記載のドリルビット。３４．前記Ｏ字形状のセグメントと前記Ｉ字形状のセグメントとが、前記作動周囲に沿って互い違いに配置される請求項３２に記載のドリルビット。３５．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一長さである請求項３１に記載のドリルビット。３６．前記コアが環状の金属盤であり、前記研磨材セグメントが前記盤の周囲に沿って配置される請求項２９に記載の回転鋸ブレード。３７．前記コアが、選択され隣合う研磨材セグメントの間に前記作動周囲から内側に向かって延在するスロットを含む請求項３６記載の回転鋸ブレード。３８．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一長さである請求項３６に記載の回転鋸ブレード。３９．前記コアが、実質的に線型作動周囲を備える金属板である請求項１５に記載の往復鋸ブレード。４０．全ての研磨材セグメントの前記ベインが、前記セグメント幅を偶数回横断する請求項３９に記載の往復鋸ブレード。４１．前記コアが、選択され隣合う研磨材セグメントの間に前記作動周囲から内側に向かって延在するスロットを含む請求項４０記載の往復鋸ブレード。４２．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一長さである請求項３９に記載の往復鋸ブレード。４３．割り溝形状を備えた研磨材工具セグメントの製造方法において、（ａ）グリーンベインを形成するため、主研磨材及び第１の研磨材を含む材料を予備成形する工程、（ｂ）前記グリーンベインと成形型との間の区分された研磨材領域の複数のキャビティを規定する前記グリーンベインの容積より大きな容積の研磨材工具セグメント成形型内に前記ベインを配置する工程、（ｃ）区分された研磨材領域のキャビティを二次的な結合材で充填すること、（ｄ）前記ベインと前記第２の結合材を硬化するために、有効存続時間の温度と圧力で研磨材工具セグメント成形型内で前記グリーンベインと前記二次的な結合材とを成形して、それによって、機能的に完全な研磨材工具セグメントを製造する工程、を含む方法であって、割り溝形状が、セグメント長さ、セグメント幅、セグメントの対向するそれぞれの側を定義し、前記セグメント幅によって区分された実質的に平行な内側面と外側面、前記セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、によって定義される研磨材工具セグメントの製造方法。４４．成形する条件が、グリーンベインのグラファイト汚染を避けるために効果的である請求項４３記載の方法。４５．予備成形する条件が、（ａ）セラミックまたは鋼の成形型内で予備成形すること、（ｂ）真空中、不活性ガス雰囲気の下で予備成形すること、（ｃ）ほぼ周囲雰囲気で予備成形すること、の少なくとも一つを含む請求項４４に記載の方法。４６．前記予備成形する条件が、少なくとも約５０〜５５％の理論密度の前記グリーンベインを製造するために有効である請求項４３に記載の方法。４７．前記予備成形する工程が研磨材工具セグメントより長いグリーンベインを成形し、さらに前記研磨材工具セグメント成形型内に前記グリーンベインを配置する以前に、前記グリーンベインを切断する工程を含む請求項４３記載の方法。４８．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項４３に記載の方法。４９．前記第２の結合材が前記第１の結合材と同一である請求項４３記載の方法。５０．区分された研磨材領域のそれぞれが、さらに二次的な研磨材を含む請求項４８に記載の方法。５１．前記主研磨材が、ダイヤモンド、立方晶窒化ボロン及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項５０に記載の方法。５２．前記二次的な研磨材が前記主研磨材と同一であり、前記ベイン内の前記主研磨材の容積濃度が前記区分された研磨材領域の前記二次的な研磨材の容積濃度の少なくとも２倍である請求項５１に記載の方法。５３．前記主研磨材が前記二次的な研磨材より硬い請求項５１に記載の方法。５４．前記二次的な研磨材が、酸化アルミニウム、炭化珪素、炭化タングステン、硼化珪素及び窒化珪素、及びそれらの混合物からなる群から選択される請求項５３に記載の方法。５５．前記二次的な研磨材が微結晶体のアルファアルミナである請求項５３に記載の方法。５６．前記ベインが前記セグメント幅を偶数回横断する請求項４３に記載の方法。５７．前記ベインが前記セグメント幅を２回横断する請求項５６に記載の方法。５８．コアと作動周囲とを備える研磨材工具の製造方法であって、金属コアの作動周囲の沿って割り溝形状を備えた少なくとも一つの研磨材工具セグメントを装着することを含み、前記割り溝形状が、セグメント長さ、セグメント幅、セグメントの対向するそれぞれの側を定義し、前記セグメント幅によって区分された実質的に平行な内側面と外側面、前記セグメントの長さに沿って連続的で全面的に延在し、そして前記セグメント幅より狭い実質的に均一なベイン幅の長手方向ベイン部を規定して、内側面と外側面とのそれぞれの部分で互い違いに一致するために少なくとも一回セグメント幅を横断するベイン、及び長手方向のベイン部に連続して接続する横断ベイン部、及び前記内側面と外側面との間の複数の区分された研磨材領域及び第２の結合材を含む前記ベイン、によって定義される研磨材工具の製造方法。５９．割り溝形状を備える複数の研磨材工具セグメントが、金属コアに装着される請求項５８に記載の方法。６０．選択され隣合う研磨材工具セグメントの間に前記作動周囲から内側に向かい延在するコア内にスロットを設ける工程をさらに含む請求項５９に記載の方法。６１．前記長手方向のベインの全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一長さを有する請求項５８に記載の方法。６２．ほとんどの研磨材のベインが、セグメント幅を偶数回横断する請求項５８に記載の方法。６３．前記ベインが、セグメント幅を２回横断する請求項６２に記載の方法。６４．前記コアが内側半径と外側半径とを有する円形状の作動周囲を規定する端部で金属管状中空体であり、且つ内側面が内側半径未満の弓状の曲率半径であり且つ外側面が前記外側半径より大きい弓状の曲率半径であるように、前記研磨材セグメントが前記作動周囲に沿って弓形状に湾曲する請求項５８に記載のコアドリルビットの製造方法。６５．幾つかの前記研磨材セグメントが、前記内側面と奇数回一致するベインによって規定されるＯ字形状のセグメントであり、残りの全ての研磨材セグメントが内側面と偶数回一致するベインによって規定されるＩ字形状のセグメントである請求項６４に記載のコアドリルビットの製造方法。６６．複数のＯ字形状のセグメントが前記作動周囲に沿って連続的に配置され、複数のＩ字形状のセグメントが前記作動周囲に沿って連続的に配置される請求項６５に記載のコアドリルビットの製造方法。６７．前記Ｏ字形状のセグメントと前記Ｉ字形状のセグメントとが、前記作動周囲に沿って互い違いに配置される請求項６５に記載のコアドリルビットの製造方法。６８．前記長手方向のベイン部の全てが、前記作動周囲に沿って実質的に同一長さである請求項６４に記載のコアドリルビットの製造方法。６９．前記コアが環状の金属盤であり、前記研磨材セグメントが前記盤の周囲に沿って配置される請求項５８に記載の回転鋸ブレードの製造方法。７０．前記コアが、実質的に線型作動周囲を備える金属板である請求項５８に記載の往復鋸ブレードの製造方法。７１．前記ベインが、前記内側面と外側面との法線方向に対して約０〜４５度の傾斜した角度で前記セグメント幅を横断する請求項５８に記載の方法。７２．横断するベイン部が、長手方向ベイン部のベイン幅の０．５〜２倍の範囲内でベイン幅を有する請求項７１に記載の方法。