JP2003117837A

JP2003117837A - 切断用ブレード

Info

Publication number: JP2003117837A
Application number: JP2001309645A
Authority: JP
Inventors: Mineo Onishi; 峰夫大西; Akihiro Koike; 昭博小池
Original assignee: Allied Material Corp
Current assignee: Allied Material Corp
Priority date: 2001-10-05
Filing date: 2001-10-05
Publication date: 2003-04-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数の基板を重ね合わせた消音タイプのブレ
ードで、騒音防止効果を低下させることなく基板の強度
を向上させる。【解決手段】中央部に取付穴６が設けられ、外周縁に
複数の切溝５が設けられた複数の基板３と、前記複数の
基板３の外周に接合された砥粒層２とを有し、前記複数
の基板３は離隔材８を介して重ね合わせ点溶接４と砥粒
層２の焼結により固定されるとともに、前記離隔材８は
前記基板３側面の周縁部と外周面を除く領域に設けら
れ、前記切溝５の半径方向長さは前記基板３の直径の１
％以上５％以下とし、前記点溶接４は前記切溝５の周囲
及び前記取付穴の周囲にのみ行う。また、前記切溝５の
周囲の点溶接４は、前記切溝５を取り囲むように４ヶ所
以上設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、石材やコンクリー
トを切断するためのブレードに係り、特に切断時の騒音
を低減させたブレードで、製造コストを低減させながら
基板の強度を向上させたブレードに関し、特に手持ち式
の電動工具用として使用すると、より良好な効果が得ら
れるブレードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、石材やコンクリートを切断す
る工具の一つとして、円板状の基板の外周縁に砥粒層を
設けたブレードがある。このようなブレードでは、切断
時に発生する騒音が問題となり、様々な消音タイプのブ
レードが提案されている。ブレードの使用方法の一つと
して、手持ち式の電動装置に取り付けて切断を行うもの
がある。このようなブレードにおいても作業環境の改善
のために、近年では消音タイプのブレードが要求され、
様々なブレードが提案されている。

【０００３】手持ち式の電動工具に取り付けて使用する
ブレードは、設置式の切断装置に取り付けるブレードに
比べて径が小さく厚みも薄い。また、手持ち式で使用す
るが故に、被削材にブレードを切り込んでいく際に真っ
直ぐに送ることは困難であり、基板には曲げようとする
力が加わりやすい。そのため、切断速度や寿命と共に基
板の強度が非常に重要視される。

【０００４】消音タイプのブレードとして、例えば特開
平８−８５０６６号公報に記載のブレードがある。この
例を図２に示す。このブレードは３枚の基板３の間に離
隔材８を介して点溶接４を行って接合した後、外周縁に
砥粒層２を接合したものである。離隔材８は、カーボン
粉末などが使われ、基板３側面全体にカーボンスプレー
などを吹き付けて形成されている。また基板３を３枚と
した場合、従来は３枚の基板をできるだけ接合しないよ
うにして、発生した騒音を相互に打ち消すことに重点を
置いて設計されていた。すなわち、基板３間には空隙部
１０と当接部９が形成され、切断時に各基板から発生す
る振動で当接部９が擦れ合い、この擦れ合いによる熱エ
ネルギーにより振動エネルギーを減衰させて、騒音の発
生を防止しようとするものである。なお、当接部９は、
図２において３ｄで示される星形の外周側に位置してい
る。従って当接部９と基板３の中心部の距離は一定では
ない。なお、図２（ｂ）のＤ部拡大図が図２（ｃ）であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のような手持ち式
の電動工具に取り付けて使用するブレードでは、基板の
強度が重要視されるにも関わらず、消音タイプのブレー
ドでは、複数の基板を接合しているため、１枚当たりの
基板の厚みは薄くなり、強度が低下するという問題が発
生する。

【０００６】基板の強度を向上させるには、焼入れた基
板やＳＵＳ材の基板を使用することが考えられる。基板
の外周に砥粒層を形成するのに、レーザー溶接やろう付
けにより接合するブレードの場合はこれらの基板を使用
することで、強度を向上させることも可能である。

【０００７】しかしながら、基板の外周に砥粒層成形体
（砥粒と結合材を混合し加圧成形したもの）を形成した
後、基板と砥粒層成形体を加圧及び加熱し、砥粒層の焼
結と同時に基板に接着させる同時焼結品では、焼入れた
基板やＳＵＳ材の基板を使用すると次のような問題があ
る。焼入れた基板を使用したものは、焼結時に高温にな
るため焼戻されてしまい、基板の硬度が低下してしま
う。また、ＳＵＳ材の基板を使用したものは，基板に直
接Ｃｕメッキができないという問題が残る。基板に砥粒
層を強固に接着させるためには、Ｃｕメッキを施すこと
が必要となるが、ＳＵＳ材の場合、下地メッキとしてＮ
ｉメッキを施し、その上にＣｕメッキを行う必要があ
り、コストアップにつながってしまう。以上のような問
題から、特に同時焼結品では焼入れた基板やＳＵＳ材の
基板の使用は採用しにくい。

【０００８】また、手持ち式の切断用ブレードをカップ
形ホイールの代用として、切断刃の側面部分を使用して
面取りを行うなど、誤った使用方法により基板が割れる
という問題も起こりうるが、上記のような消音タイプの
ブレードでは基板の厚みが薄くなり基板強度が低下し易
いため、余計に基板が割れるような危険性が高くなる。

【０００９】以上のようなことから、本発明は基板同士
の接合を最適化することにより、切断性能や消音効果を
低下させずに基板の強度を向上させることができ、低コ
ストで製造できるブレードを提案するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のブレードの第１
の特徴として、中央部に取付穴が設けられ、外周縁に複
数の切溝が設けられた複数の基板と、前記複数の基板の
外周に接合された砥粒層とを有し、前記複数の基板は離
隔材を介して重ね合わせ点溶接と砥粒層の焼結により固
定されるとともに、前記離隔材は前記基板側面の周縁部
と外周面を除く領域に設けられ、前記切溝の半径方向長
さは前記基板の直径の１％以上５％以下とし、前記点溶
接は前記切溝の周囲及び前記取付穴の周囲に行われたこ
とである。

【００１１】本発明の第２の特徴として、前記切溝の周
囲の点溶接は、前記切溝を取り囲むように４ヶ所以上設
けたことである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の切断用ブレードを図１に
示す。このブレードは、３枚の基板３が重ね合わせら
れ、基板３同士が点溶接４によって接合されている。基
板３全面にはＣｕメッキが施されており、基板３の外周
縁には砥粒層２が形成され、砥粒層２の焼結と同時に基
板３に接合されている。また、砥粒層２は基板３にまた
がるように設けられている。これにより、複数の基板３
は砥粒層２によっても接合され、基板３と砥粒層２の接
合強度も向上する。基板３の中央部には取付穴６が設け
られており、外周縁には複数の切溝５が設けられてい
る。

【００１３】基板３同士が接する面には、離隔材８が形
成されている。離隔材８は、図１の点線で示された内側
の領域に、カーボン粉末などのスプレーを基板３表面に
吹き付けるなどの方法で形成される。離隔材８を設ける
のは、砥粒層２の焼結の際に基板３の表面間が融着、拡
散などにより接合するのを防止するためである。この離
隔材８は、基板３同士が接する側面のほぼ全体にわたり
設けられるが、図１に示す３ｂの領域すなわち点線の外
側である外周縁近傍及び切溝５の周囲には設けられず、
３ａの領域に形成する。具体的には、基板３の外周縁か
ら１ｍｍ幅程度の範囲内には設けられない。また、切溝
５の周囲は３〜４ｍｍ幅の範囲内には設けられない。こ
れにより、焼結時に砥粒層２および基板３にかかる圧力
により離隔材８の形成されない部分３ｃは基板３同士が
焼き付き補助的に接合される。基板３の材質としては、
炭素工具鋼、機械構造用鋼、合金工具鋼、機械構造用炭
素鋼を使用するのが好適である。なお、離隔材は極めて
薄いものであるが、説明のため図では離隔材の厚みを強
調して記載している。

【００１４】取付穴６の周囲及び切溝５の周囲には点溶
接４が行われ、基板３同士が接合されている。切溝５周
囲の点溶接４は切溝５の内周側から周方向側にかけて行
うが、切溝１ヶ所に対し点溶接４を４ヶ所以上、切溝５
を取り囲むように行い、少なくとも２ヶ所は切溝５より
基板３内周側に行うことが望ましい。この理由は、切断
時に切溝５の周囲に応力が集中するが、点溶接４および
上記の基板３同士の焼き付きで集中的に接合することに
より強度を向上させ、しかも他の部分は基板３同士が接
合されず、擦れ合いやすくなって切断時の騒音防止効果
が高くなるためである。また、切溝５の底から基板３内
周側に向けて割れが発生しやすいが、この割れやすい基
板３内周側に２ヶ所以上の点溶接４を行うことで基板３
の補強ができる。

【００１５】点溶接４を行う位置は、切溝５から３〜６
ｍｍ程度の位置が適している。切溝５に近すぎると切溝
５にまで点溶接４の焼きが入り、基板３が変形したとき
に割れが入りやすくなる。また、遠すぎると基板３の強
度が低下したり、騒音防止効果が低下する。

【００１６】切溝５の半径方向長さは、できるだけ小さ
くすることが望ましい。具体的には、基板３の直径の１
％以上５％以下とする。１％以上とするのは、砥粒層２
と基板３の境界部付近の切粉を効率よく排出するためで
あり、５％以下とするのは基板３のたわみ量を小さくす
るためである。これにより、切断時に砥粒層２に力がか
かっても切溝５間の基板３のたわみ量が少なくなり、さ
らなる強度アップができる。

【００１７】切溝５と隣接する切溝５の間の基板３外周
には、砥粒層２が設けられる。基板３と砥粒層２との接
合は、ろう付け、溶接、同時焼結等が適用できるが、同
時焼結で行うのが望ましい。これは、接合力が強く砥粒
層２が外れるという問題が少ないのに加え、前述のよう
に点溶接４と焼結時の焼き付きにより基板３同士が強固
に接合されているので強度が高く、従来のような焼入れ
基板が焼結時に焼戻されて強度が低下するなどの問題は
起こらない。また、同時焼結では基板３が焼きなまされ
るので、点溶接４の部分の歪みが修正されるという効果
もある。

【００１８】

【実施例】（実験例１）点溶接の位置及び数の選定まず、点溶接４の違いによる基板３強度への影響を見る
ため、点溶接４の位置及び数を変えた仕様のブレードを
５種類作成した。基板３としてＳＣＭ４３５を材料に厚
みが０．４５ｍｍ、直径は９０ｍｍのものと９２ｍｍの
ものを準備した。これらには、予め切溝５を形成し全面
にＣｕメッキを行った。これらの基板３の外周面および
側面の外周縁１ｍｍ幅の部分にテープでマスキングを行
い、離隔材８としてカーボン粉末スプレーを吹き付け
た。次に９２ｍｍの基板３を中央にし両側に９０ｍｍの
基板３を重ね、点溶接４を施して一体化させた。これら
の点溶接４の位置を図４に示す。試験品１は、点溶接４
を切溝５の周方向両側に各１ヶ行ったもので、試験品２
は切溝５周方向に加え、内周側に１ヶ行ったものであ
る。試験品３、４、５は切溝５の周方向両側の各１ヶに
加え内周側の点溶接４をそれぞれ２ヶ、３ヶ、４ヶとし
たものである。また、図４に示した以外に取付穴６の周
囲にも４ヶ所等間隔で行った。以上のようにして一体化
させた３枚の基板３を成形用金型に組み、ダイヤモンド
砥粒と結合材の混合粉を基板３の外周部に充填し加圧成
形して、砥粒層２を形成した。結合材には、Ｃｏ６０％
−Ｃｕ３０％−Ｓｎ１０％のメタルボンドを使用した。
その後、成形用金型を分解し、砥粒層２と基板３の一体
物を取り出し、焼結用金型に組み込んで、８００度にて
焼結を行った。

【００１９】以上のようにして製作したブレードを図５
に示すような装置に取り付け、基板３の塑性変形量を測
定した。ブレード１を固定治具１２に取り付け、砥粒層
２の部分にはクランプ１３を取り付けた。このクランプ
１３に重り１４をつるし、砥粒層２に１０秒間荷重をか
けた。その後荷重を解放し、再び１０秒間荷重をかけ
た。１回目の荷重は１０Ｎとし、その後１０Ｎずつ重り
１４を増やしていった。このようにして１８０Ｎまで荷
重をかけ、基板３の塑性変形量を測定した。その結果を
図６に示す。

【００２０】この結果より、静的基板強度を向上させる
には、点溶接４は切溝５の周囲に４ヶ所以上行うのが最
も効果的であることがわかった。

【００２１】（実験例２）基板厚みと切溝大きさの選定次に基板３厚みと切溝５の大きさによる基板３強度と消
音効果の影響を見るために、切溝５の半径方向長さを７
ｍｍ、５ｍｍ、１ｍｍにした時の基板３強度及び騒音値
と、基板３厚みを０．４５ｍｍ、０．７ｍｍにした時の
基板３強度及び騒音値をそれぞれ比較した。切溝５およ
び基板３の厚み以外の構成については、実験例１の試験
品１と同じ構成とした。基板３の強度の測定について
は、実験例１と同じ方法で行った。また、騒音値は白御
影石を切り込み量２０ｍｍで切断し、切断部分から１ｍ
離れた位置での測定値とした。基板３の仕様を表１に、
結果を表２に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】この結果より、試験品１、８、９、１０を
比較すると、基板３の合計厚みを厚くすれば、強度は向
上するが、それに従い騒音値も高くなる。また試験品
１、６、７を比較すると、基板３の合計厚みを同じまま
で切溝５を浅くすれば、騒音値は変わらずに基板３の強
度が向上することがわかった。以上のことから、騒音値
および基板の強度を向上させるには、基板の厚みを薄く
し切溝の長さを小さくすることで可能であることがわか
った。

【００２５】（実験例３）離隔材形成位置の選定基板３の外周部分を強固に接合させるために、離隔材８
を形成する位置の違いによる試験を行った。離隔材８を
形成する位置は基板３の側面とし、３通りのものを用意
した。第１のタイプは、基板３の外周縁近傍の１ｍｍ幅
の領域を除いて設けたもの、第２のタイプは、基板３の
外周縁近傍の１ｍｍ幅の領域と切溝５の周囲の３ｍｍ幅
の領域を除いて設けたもの、第３のタイプは基板３の外
周縁近傍の１０ｍｍ幅の領域を除いて設けたものとし
た。

【００２６】以上の３つのタイプのブレードを製作し、
実験例１と同様の試験を行って基板３の静的強度を確認
した。これらのブレードの仕様及び結果を表３に示す。
この試験で使用するブレードは、基板３の強度を高くす
るため切溝長さを４ｍｍと浅くし、併せて切溝長さ７ｍ
ｍの試験品１も比較のために試験を行った。

【００２７】

【表３】

【００２８】以上の結果から、試験品１１、１２、１３
を比較して、切溝５の周囲には離隔材８を設けず基板３
同士を切溝５周囲で接合することにより強度を高くで
き、基板３強度を向上できることがわかった。また、試
験品１と１１を比較すると、離隔材の形成位置を同じに
しても、切溝長さを小さくし点溶接数を多くすること
で、基板３の強度を大幅に向上できることがわかった。

【００２９】以上の実験例より、本発明のブレードとし
て、実験例１の試験品３、実験例２の試験品６、実験例
３の試験品１３の構成を組み合わせたブレードを製作し
た。また、比較のブレードとして実験例１、実験例２、
実験例３の試験品１の仕様のブレードを製作した。本発
明のブレードを図１、比較のブレードを図３、これら２
種類のブレードの仕様を表４に示す。

【００３０】

【表４】

【００３１】上記の２種類のブレードを用いて、基板３
の静的強度試験、騒音値の測定を行った。試験方法は、
実験例１及び実験例２と同様にした。また、実際に使用
した時の基板耐久性の確認を行った。この試験方法とし
て、手持ち式の電動工具に上記のブレードを取り付け、
回転させながら被削材の面に対して約２０度の角度でブ
レードを接触させて被削材を研削した。そして基板に割
れが入るまでの時間を確認した。

【００３２】この結果、本発明のブレードの静的基板強
度である塑性変形量は０．９ｍｍ、基板に割れが入るま
での時間は２４０分、騒音値は９１ｄｂであったのに対
し、比較のブレードは塑性変形量は２．７ｍｍ、基板に
割れが入るまでの時間は６０分、騒音値は９１ｄｂであ
り、本発明のブレードは消音効果が低下することなく基
板の強度が大幅に向上することがわかった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のブレード
は、消音効果を低下させずに基板の強度を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレードを示す図で、（ａ）は側面
図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ部の拡大図であ
る。

【図２】従来のブレードを示す図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）はＣ−Ｃ断面図、（ｃ）はＤ部の拡大図である。

【図３】実験例の中の試験品１のブレードを示す図で、
（ａ）は側面図、（ｂ）はＥ−Ｅ断面図、（ｃ）はＦ部
の拡大図である。

【図４】実験例１の試験品で、切溝周囲の点溶接の位置
を示す図である。

【図５】実験例１で、基板の塑性変形量を測定するため
の装置の説明図である。

【図６】実験例１で、各試験品の基板の塑性変形量の結
果を示す図である。

【符号の説明】

１ブレード２砥粒層３基板３ａ離隔材を設ける領域３ｂ離隔材を設けない領域３ｃ基板同士の焼き付き部３ｄ凸部４点溶接５切溝６取付穴７貫通穴８離隔材９当接部１０空隙部１１ダイヤルゲージ１２ブレード固定治具１３クランプ１４重り

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央部に取付穴が設けられ、外周縁に複
数の切溝が設けられた複数の基板と、前記複数の基板の
外周に接合された砥粒層とを有し、前記複数の基板は離
隔材を介して重ね合わせ点溶接と砥粒層の焼結により固
定されるとともに、前記離隔材は前記基板側面の周縁部と外周面を除く領域
に設けられ、前記切溝の半径方向長さは前記基板の直径
の１％以上５％以下とし、前記点溶接は前記切溝の周囲
及び前記取付穴の周囲に行われたことを特徴とするブレ
ード。
【請求項２】前記切溝の周囲の点溶接は、前記切溝を
取り囲むように４ヶ所以上設けたことを特徴とする請求
項１記載のブレード。