JP2006043814A - ワイヤソー及び該ワイヤソー用ビーズ - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤソーの使用時に進行方向先端部となる超砥粒が十分な衝撃に耐えて脱落することがなく、且つ先端部への超砥粒の取付けが容易に行えるワイヤソー用ビーズを提供する
【解決手段】
ワイヤソー１に使用されるビーズ１１は、円筒状の台金１２と、台金の作用部１５の作用面１６に１層だけ固着された超砥粒２７で構成される超砥粒層２５とを備える。本体部の軸方向両端部に段部１７が形成され、作用面はこの段部と段部を除いた残余部２０とで構成される。超砥粒は、残余部表面に固着されるとともに、段部に円周方向に並べて固着される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、コンクリートや石材などの切断に使用するワイヤソー及び該ワイヤソー用ビーズに関する。さらに詳細に言えば、円筒状の台金の外周面に設けられた作用面に超砥粒を一層のみ配置して超砥粒層を構成したビーズ及び該ビーズを使用したワイヤソーに関する。

従来からコンクリートや石材などを切断する工具としてワイヤソーが使用されている。ワイヤソーは一般的に、略円筒状の台金の外周面上にダイヤモンド、ＣＢＮなどの超砥粒層を固着して形成したビーズを、金属製ワイヤに所定の間隔で取付け、このワイヤをエンドレスにして使用する。このビーズの超砥粒層として、超砥粒をメタルボンドなどを使用してチップ状に成形したものを使用する場合のほかに、台金の表面に活性ロー材などを用いて超砥粒を直接固着して構成したものがある。このタイプのワイヤソーは、従来のメタルボンド等のものと比較して、超砥粒層の製作が容易で、かつ超砥粒の分布を制御でき、また切味が良いなどの特徴がある。しかし、台金の外周面上に固着された超砥粒は、使用時に進行方向前側となる端部に固着された超砥粒が一番大きな衝撃を受け、摩耗も激しく、脱落もしやすい。

これに対し、例えば特開平７−２９９７２７号では、台金の外周面を切断方向に対して０度から３０度に傾斜したテーパ状に形成し、このテーパ状の外周面上に超砥粒を固着した構成を開示している。

このワイヤソーを使用する場合、テーパの大径側、すなわちビーズの最大径の部分の超砥粒に切断による負荷が集中することとなり、この部分の超砥粒の摩耗が他の部分の超砥粒より著しく激しくなり、他のテーパ部の砥粒が摩耗していなくても最大径部分の砥粒が摩耗すると工具の寿命が尽きてしまう。

特開２０００−６１９２９は、台金の少なくとも進行方向先端側に向かって本体部より縮径するテーパ部を形成し、さらにこのテーパ部に連続して同テーパの最小径と同径のエッジ部を形成したワイヤソーを開示している。

このワイヤソーを使用する場合、台金の進行方向側のテーパ部に固着された砥粒は、切断方向に大きな力が加わったときに脱落し易いという問題がある。また、テーパ部と最大径部との境界部分への超砥粒の固着が難しいという問題もある。

特開平７−２９９７２７ 特開２０００−６１９２９

本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、ワイヤソーの使用時に進行方向先端部となる超砥粒が十分な衝撃に耐えて脱落することがなく、且つ先端部への超砥粒の取付けが容易に行えるワイヤソー用ビーズを提供することをその課題とする。また、そのようなビーズを使用したワイヤソーを提供する。

上記課題を解決するために本発明のワイヤソー用ビーズは、略円筒状の台金と、該台金の外周面に軸方向所定の範囲で設けられた作用面上に一層だけ固着された超砥粒で構成された超砥粒層とを含んで構成する。そしてその作用面は、少なくとも該ワイヤソーの使用時に移動方向前縁側となる端縁部において軸方向所定の幅だけ縮径されて形成された円周方向に延びる段部と、該段部を除いた残余部とで構成される。超砥粒は、この残余部に固着されると共に、段部に円周方向に沿って並べて固着される。

他の実施の形態では、段部に固着された超砥粒は、部分的に残余部の外周面及び段部の軸方向外端面から突出した状態で固着されている。

さらに他の実施の形態では、その段部の深さの寸法は、段部に固着される超砥粒の粒径の２０％〜８０％である。ここでいう段部の深さとは、残余部と段部との半径方向の段差をいう。

さらに他の実施の形態では、その段部は複数の段からなっている。

本発明は、上記したようなビーズを備えたワイヤソーをも提供する。

本発明においてはビーズを上記の如き構成としたので、作用面端部への超砥粒を固着する作業が容易となる。また、そのビーズを備えたワイヤソーでは、使用時において一番大きな衝撃を受ける作用面端部の超砥粒が段部の底面及び側面により強固に支持されているので、脱落することがない。

以下、本願発明の具体的な実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図１乃至７においてロー材は図示を省略している。図1は本発明の第１の実施の形態に係るビーズ１１を使用したワイヤソー１の部分正面図であり、一部を断面で示している。図２はビーズを拡大して示す正面図で、上半分を断面で示している。図３は、図２中矢印Ａで示す部分の拡大図である。

ワイヤソー１は、公知の通りワイヤ２に所定の間隔でビーズ１１を固定し、さらにワイヤ２をゴムなどの被覆材３で被覆している。本実施の形態でのビーズ１１は貫通孔１３を備えた略円筒状の形をした台金１２を備えており、その軸方向中央部の作用部１５の両側には外径が小さくされた小径部３１、３３が形成されている。作用部１５の外周面が作用面１６となり、その作用面１６上に超砥粒、本実施の形態ではダイヤモンド砥粒２７が活性ロー材を用いて一層だけ固着されて超砥粒層２５を構成している。公知の通り、ワイヤ２が貫通孔１３に挿通され、小径部３１或いは３３をカシメるなどしてビーズ１１をワイヤ２に固定し、被覆材３を図１に示すようにワイヤ２及びビーズ１０の小径部３１、３３に被覆する。

図２において作用部１５の軸方向両側端部には、図３に示されるように、所定の幅と深さを備えた段部或いは肩部１７が形成され、円周方向全周に延びている。すなわち、作用面１６は、軸方向両側の段部１７と、この段部１７を除いた中央の径の大きい残余部２０とから構成されている。そして超砥粒２７は、この残余部２０上に固着されると共に、段部１７にも円周方向に並べて固着されている。この段部１７へ超砥粒２７を固着するには、段部１７の底面１８と側面１９とで位置決めするようにして行えるので、作業が容易で効率的である。

この超砥粒２７は、部分的に残余部２０の外周面及び段部１７の軸方向外端面すなわち作用部１５の外端面１５ａより突出した状態で固着されている。超砥粒２７は、粒径にバラツキがあり小径のものは突出しない場合もありうるが、段部１７における超砥粒２７の内、少なくともこれの半数以上が部分的に突出した状態であることが望ましい。これにより、このワイヤソー１で切断加工をする際に台金１２の作用面１６の軸方向端部が直接被削材に当たるのが防止される。なお、これらの個数が半数以下となると、このような効果を充分に得ることができず、好ましくない。また、段部１７に配置された超砥粒２７に大きな力が作用しても、超砥粒２７を段部１７の底面１８と側面１９とでしっかり支持しているので超砥粒２７が脱落することがない。

なお、上記のように段部１７に配置された超砥粒２７が、段部１７の底面１８と側面１９との両方に接した状態で作用面の円周方向に一列に並び、これらの内、少なくとも半数以上の超砥粒２７が部分的に残余部２０の表面及び作用部１５の軸方向外端面１５ａよりも突出した状態とするには、段部１７の底面１８と側面１９とのそれぞれの寸法をこの超砥粒５の平均粒径の２０％〜８０％とするのが良い。さらに好ましくは４０％〜７０％とする。

図４は第２の実施の形態に係るビーズの一部拡大断面図で、第１の実施の形態についての図３に対応する図であり、対応する部材には同じ番号を付している。第１の実施の形態では、段部１７に固着された超砥粒２７が、残余部２０の外周面及び段部１７の軸方向外端面すなわち作用部１５の外端面１５ａより突出した状態で固着されているが、必ずしも作用部１５の外端面１５ａからは突出 していなくてもよい。第２の実施の形態は図から判るとおり、超砥粒２７は残余部２０の外周面からは突出しているが、作用部１５の外端面１５ａからは突出していない。

図５は第３の実施の形態に係るビーズの一部拡大断面図で、第１の実施の形態についての図３に対応する図であり、対応する部材には同じ番号を付している。第１の実施の形態では段部１７へは超砥粒２７は円周方向１列に配列されているが、この実施の形態では円周方向に複数列、図示の例では２列配列されている。なお、外側の超砥粒が完全に内側の超砥粒の列外に配置される形でも良いし、同じ列の隣合う超砥粒が円周方向で少し隙間が有り、その隙間の部分で内外の列の超砥粒が部分的に他方の列内に入り込む形でも良い（図示省略）。

図６は本発明の第４及び第５の実施の形態に係るビーズの部分拡大図であり、第１の実施の形態の図３に対応する図である。（イ）の第４の実施の形態では、ビーズ４１の台金４２の作用部４３の作用面４４の軸方向両端部にそれぞれ階段状に２段の段部４８ａ、４９ａが円周方向に延びて設けられている。そしてこれらの段部４８ａ、４９ａの両方に、前述した第１の実施の形態の場合と同様にして超砥粒４５が配置固定されている。砥粒４５の粒径が大きくて互いに干渉し合う場合には、段部４８ａと４９ａとで円周方向で例えば交互に位置をずらして超砥粒４５を配置する。これ以上の詳細な説明は省略するが、その配置の態様は必要に応じて変更可能である。このように段部を階段状にすることにより、深い切込みを行った場合にも階段状の段部に配置した超砥粒が負荷を分散して受け、又台金の損傷を防ぐことができる。

（ロ）の第５の実施の形態では、ビーズ６１の台金６２の作用部６３の作用面６４の軸方向超端部にそれぞれ階段状に３段の段部６８ａ、６９ａ、７０ａが円周方向に延びて形成されている。そしてそれら３つの段部にそれぞれ超砥粒６５が前述した各実施の形態と同様の態様で配置固定されているが、これの詳細な説明は省略する。

図７は第６の実施の形態に係るビーズ７１部分拡大図である。この実施の形態では、作用部７２は、その軸方向略中央位置に形成された円周溝７３により第１と第２の作用部７４、７５の２つに分割され、それぞれ円周溝７３側の端部には１段の段部７４ａ、７５ａが、反対側の端部には２段の段部７４ｂ、７５ｂが形成され、それぞれに超砥粒７６が列状に配置、固定されている。この実施の形態では、作用部７２の中央部に円周溝７３が形成されているので、切粉の排出がよく切味が優れている。また、乾式或いは少量の冷却液を用いる所謂ミストによる切断に好適に使用できる。

上記各実施の形態では、段部が本体部の両側に形成されているが、段部はワイヤソーの使用時に進行方向前側となる端部だけに形成してもよい。しかし、両側に形成しておくと、ビーズをワイヤに取付ける際に方向を選ぶ必要がなく便宜である。

本発明の第１の実施の形態に係るビーズを使用したワイヤソーの部分正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るビーズの正面図で上半分を断面としている。 図２の矢印A部分の拡大図である。 第２の実施の形態に係るビーズを示す図で、第１の実施の形態に係る図３に対応する図である。 第３の実施の形態に係るビーズを示す図で、第１の実施の形態に係る図３に対応する図である。 第４及び第５の実施の形態に係るビーズを示す図で、第１の実施の形態の図３に対応する部分拡大図である。 第６の実施の形態に係るビーズの部分拡大図である。

符号の説明

１：ワイヤソー ２：ワイヤ １１：台金 １５：本体部
１５ａ：軸方向外端面 １６：作用面 １７：段部 １８：低部
１９：側面 ２０：残余部 ２５：超砥粒層 ２７：超砥粒

Claims (5)

1. 略円筒状の台金と、該台金の外周面に軸方向所定の範囲で設けられた作用面上に一層だけ固着された超砥粒で構成された超砥粒層とを含んでなるワイヤソー用ビーズにおいて、前記作用面は、少なくとも該ワイヤソーの使用時に移動方向前縁側となる該作用面の端縁部において軸方向所定の幅だけ縮径されて形成された円周方向に延びる段部と、該段部を除いた残余部とで構成され、前記超砥粒は、前記残余部に固着されると共に、前記段部に円周方向に沿って並べて固着されていることを特徴とする、ワイヤソー用ビーズ。
2. 請求項１記載のワイヤソー用ビーズにおいて、前記段部に固着されている前記超砥粒は、部分的に前記残余部の外周面より突出した状態で固着されていることを特徴とする、ワイヤソー用ビーズ。
3. 請求項１又は２に記載のワイヤソー用ビーズにおいて、前記段部の深さの寸法は、前記段部に固着される前記超砥粒の平均粒径の２０％〜８０％であることを特徴とする、ワイヤソー用ビーズ。
4. 請求項１乃至３のいずれか１に記載のワイヤソー用ビーズにおいて、前記段部は複数の段からなることを特徴とする、ワイヤソー用ビーズ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１に記載のワイヤソー用ビーズを備えていることを特徴とするワイヤソー。

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