JP2006281340A

JP2006281340A - ワイヤソー

Info

Publication number: JP2006281340A
Application number: JP2005102065A
Authority: JP
Inventors: Ayanori Tanaka; 文徳田中; Yoji Niizawa; 洋二新澤; Yasunori Motomatsu; 靖範本松
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】ビーズの長手方向について均一に摩耗が進行し、振動や偏摩耗の発生を抑制することができるワイヤソーを提供する。
【解決手段】ワイヤソー１の進行方向側からビーズ３を見たときには、ビーズ３の前方端面７に砥粒６が固着されている。固着される砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１１０％以上１６０％以下としている。また、ワイヤソー１の進行方向の反対側からビーズ３を見たときには、ビーズ３の後方端面８に砥粒６が固着されている。固着される砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１０５％以上１３０％以下としている。ビーズ３の前方端面７から後方に向かって、砥粒３個から８個分の間隔を隔てた位置Ａで、前方端面７と平行となるように、ビーズ３の断面に砥粒６が固着されている。この位置での砥粒の集中度は超砥粒層の集中度の１１０％以上１６０％以下としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なう際に用いられるワイヤソーに関する。

石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なうに際して、超砥粒層を固着した円筒状のビーズが、スチールワイヤなどに数珠状に連なって多数個固定されたワイヤソーが用いられている。このようなワイヤソーは、ワイヤの端をつないでエンドレス状とし、張力を与えてプーリ駆動することにより、上記の被削材の切断などに使用される。

従来のワイヤソーにおいては、ビーズの形状は円柱形であり、このビーズの表面に砥粒が不規則または疎らに点在するように固着されている。ワイヤソーを用いた切断においては、ワイヤソーの進行方向に向かって前方端面に大きな負荷がかかるため、切断が進むに従って前方端面が大きく摩耗し、弾丸状の摩耗形状を呈するようになる。

このような摩耗形状となってしまうと、被削材へのビーズの食い込みが少なくなり、切れ味が低下する。また、切断時に振動が発生するとともに、偏摩耗の原因となり、寿命の低下につながる。

本発明者は、ビーズにかかる負荷を均等化し、ビーズの前方端面の摩耗を抑制して、ビーズの前方端面の形状を維持できるようにしたワイヤソーを発明し、その内容が特許文献１に記載されている。

特開平９−２２５７３６号公報

このワイヤソーは、ワイヤソーの進行方向に対して前方側から後方側に向かって漸次的または段階的に砥粒集中度を小さくし、あるいは金属結合材の硬質物質の含有率を漸次的または段階的に低くして、ワイヤソーの進行方向に対して前方側から後方側に向かってビーズの耐摩耗性を低下させることによって、前方端面の形状を維持することを意図したものである。

しかし、摩耗が進むにつれて、ビーズの前方側と後方側とでビーズの直径が異なるようになりやすく、このような形状となると、作用面が不確定となって振動が発生し、寿命低下の原因となる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ビーズの長手方向について均一に摩耗が進行し、振動や偏摩耗の発生を抑制することができるワイヤソーを提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明は、砥粒を結合材で結合した超砥粒層が円筒状台金の表面に形成され、断面が円形であるビーズがワイヤの長手方向に間隔を置いて配置されたワイヤソーにおいて、前記ビーズの前方端面に砥粒が固着され、この前方端面での砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１１０％以上１６０％以下であることを特徴とするワイヤソーである。

切断時に最も衝撃の大きい前方端面に砥粒を配置することにより、砥粒が耐摩耗材として作用するため、前方側が弾丸状に摩耗することを防止して、ビーズの前方端面の形状を維持することができる。そのため、ビーズの長手方向について均一に摩耗が進行し、振動や偏摩耗の発生を抑制することができる。

前方端面に固着される砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１１０％未満であると、ビーズ前方の端面形状が弾丸状になりやすくなって好ましくなく、１６０％を超えると、砥粒が被削材に食込みにくくなり、切れ味が悪く、振動を発生して好ましくない。ここで、超砥粒層の集中度とは、超砥粒層中に均等に含まれている砥粒の集中度のことをいう。

本発明においては、前記ビーズの後方端面に砥粒が固着され、この後方端面での砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１０５％以上１３０％以下であることを特徴とする。
後方端面に固着される砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１０５％未満であると、後方端面の角だれが発生して好ましくなく、１３０％を超えると、後方端面が硬めに作用するため好ましくない。

本発明においては、前記ビーズの前方端面から後方に向かって、砥粒３個から８個分の間隔を隔てた位置で、前方端面と平行となるように、ビーズの断面に砥粒が固着され、この位置での砥粒の集中度は超砥粒層の集中度の１１０％以上１６０％以下であることを特徴とする。

前方端面に砥粒を配置することに加えて、補強的手段として、ビーズの前方端面から後方に向かって、砥粒３個から８個分の間隔を隔てた位置で、前方端面と平行となるように、ビーズの断面に砥粒を固着することにより、ビーズの前方側半分での異常摩耗をさらに効果的に抑制することができる。
この位置に固着される砥粒の集中度は超砥粒層の集中度の１１０％未満であると、形状くずれを発生しやすくなって好ましくなく、１６０％を超えると、硬めに作用し振動を発生しやすくなるため好ましくない。

本発明によると、ビーズの長手方向について均一に摩耗が進行し、振動や偏摩耗の発生を抑制することができる。

以下に、本発明のワイヤソーをその実施の形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施の形態に係るワイヤソーを示す。図１（ａ）はワイヤソーの全体図であり、図１（ｂ）はワイヤソーの進行方向側からビーズを見たときのビーズの拡大図であり、図１（ｃ）はワイヤソーの進行方向に対して垂直な方向から見たときのビーズの拡大図である。また、図１（ｄ）はワイヤソーの進行方向と反対側からビーズを見たときのビーズの拡大図である。

ワイヤソー１においては、ワイヤ２に円柱形のビーズ３が多数個固定されており、ワイヤ２にはゴム被覆がなされている。ビーズ３は、ビーズ台金４の外周に砥粒を結合材で結合した超砥粒層５を設けることによって形成されている。図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、ワイヤソー１の進行方向側からビーズ３を見たときに、ビーズ３の前方端面７に砥粒６が固着されている。前方端面７に固着される砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１１０％以上１６０％以下としている。

また、図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、ワイヤソー１の進行方向の反対側からビーズ３を見たときに、超砥粒層５の後方端面８に砥粒６が固着されている。後方端面８に固着される砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１０５％以上１３０％以下としている。

また、図１（ｃ）に示すように、ビーズ３の前方端面７から後方に向かって、砥粒３個から８個分の間隔を隔てた位置Ａで、前方端面７と平行となるように、超砥粒層５の断面に砥粒６が固着されている。この位置での砥粒６の集中度は超砥粒層５の集中度の１１０％以上１６０％以下としている。

以下に、具体的な試験例を示す。
図１に示す構造のワイヤソーを作製し、切断試験を行った。
作製したワイヤソーの超砥粒層の仕様を表１に示し、試験条件を表２に示す。

表１の発明品においては、ワイヤソー１の超砥粒層５の集中度は５０としている。超砥粒層５の集中度が５０であるというのは、ビーズ３の前方端面７に固着される砥粒６、ビーズ３の後方端面８に固着される砥粒６、およびＡの位置の断面での砥粒６を含まずに、超砥粒層５全体に均一に含まれる砥粒の集中度が５０であることを意味する。
発明品においては、集中度が５０である超砥粒層５に対して、そのビーズ３の前方端面７に固着される砥粒６の集中度を６５とし、ビーズ３の後方端面８に固着される砥粒６の集中度を６０とし、Ａの位置の断面での砥粒６の集中度を６５としている。
従って、発明品では、ビーズ３の前方端面７に固着される砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１１０％以上１６０％以下である１３０％であり、ビーズ３の後方端面８に固着される砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１０５％以上１３０％以下である１２０％であり、Ａの位置の断面での砥粒６の集中度は、超砥粒層５の集中度の１１０％以上１６０％以下である１３０％となっている。

試験後のビーズの摩耗形態を図２に示す。
図２は、従来品と、特許文献１に記載された構成を有するワイヤソー（比較品）と、発明品とについて、切断後のビーズの形状を示したものである。

従来品（ａ）は、ビーズ３の前方側での摩耗が激しく、前方側の径が小さくなっている。また、比較品（ｂ）では、ビーズ３の前方側から後方側に向かってビーズ３の径が小さくなっている。これに対し、図２（ｃ）に示す発明品では、ビーズ３の前方側と後方側とで摩耗が均等となり、ビーズ３の径が一定に保たれる。

試験中の切れ味の推移を図３に示す。図３における切れ味指数は、加工初期での切れ味を１００として表したものである。発明品では、切断加工中において切れ味が良好に維持されているのに対して、従来品と比較品では、ビーズの摩耗が均等ではないために、加工が進むにつれて切れ味が低下している。

ビーズ３の前方端面７に固着される砥粒６の集中度が、超砥粒層５の集中度の１１０％未満であると、ビーズ３の摩耗形状は図２（ａ）に示すようになり、１６０％を超えると、ビーズ３の摩耗形状は図２（ｂ）に示すようになる。また、ビーズ３の後方端面８に固着される砥粒６の集中度が、超砥粒層５の集中度の１０５％未満であると、ビーズ３の摩耗形状は図２（ｂ）に示すようになり、１３０％を超えると、ビーズ３の摩耗形状は図２（ａ）に示すようになる。また、ビーズ３の前方端面７から後方に向かって、砥粒３個から８個分の間隔を隔てた位置Ａで、前方端面７と平行となるように、超砥粒層５の断面に砥粒６を固着する際に、この位置での砥粒６の集中度が超砥粒層５の集中度の１１０％未満であると、ビーズ３の摩耗形状は図２（ａ）に示すようになり、以上１６０％を超えると、ビーズ３の摩耗形状は図２（ｂ）に示すようになる。従って、それぞれのケースについての切れ味の推移は、図３に示すようになる。

本発明によると、ビーズの長手方向について均一に摩耗が進行し、振動や偏摩耗の発生を抑制することができるワイヤソーとして利用することができる。

本発明の実施の形態に係るワイヤソーを示す図である。試験後のビーズの摩耗形態を示す図である。試験中の切れ味の推移を示す図である。

符号の説明

１ワイヤソー
２ワイヤ
３ビーズ
４ビーズ台金
５超砥粒層
６砥粒
７前方端面
８後方端面

Claims

砥粒を結合材で結合した超砥粒層が円筒状台金の表面に形成され、断面が円形であるビーズがワイヤの長手方向に間隔を置いて配置されたワイヤソーにおいて、前記ビーズの前方端面に砥粒が固着され、この前方端面での砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１１０％以上１６０％以下であることを特徴とするワイヤソー。
前記ビーズの後方端面に砥粒が固着され、この後方端面での砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１０５％以上１３０％以下であることを特徴とする請求項１記載のワイヤソー。
前記ビーズの前方端面から後方に向かって、砥粒３個から８個分の間隔を隔てた位置で、前方端面と平行となるように、ビーズの断面に砥粒が固着され、この位置での砥粒の集中度が超砥粒層の集中度の１１０％以上１６０％以下であることを特徴とする請求項１または２記載のワイヤソー。