JP2007061943A

JP2007061943A - ろう付け工具

Info

Publication number: JP2007061943A
Application number: JP2005249934A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Wada; 篤和田
Original assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】切断や研削等において研削作用をなす超砥粒の台金への保持強度を向上し、断続的な研削作用によって効率を高めることのできるろう付け工具を提供する。
【解決手段】ろう付け工具は、多数の超砥粒３１を台金２にろう付けしてなるろう付け工具であって、砥粒層３が、研削方向に沿って複数個の砥粒３２を配置された幅を有する帯状に形成され、隣合う帯状の砥粒層３の間に空隙部４が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイヤモンドや立方晶窒化ほう素（ＣＢＮ）等の超砥粒を台金にろう付けしたろう付け工具に関するものである。

従来、ろう付け工具は、ダイヤモンドやCBNなどの超砥粒を、金属製の台金の表面に金属からなるろう材によって固定したものである。これは、砥粒の保持が金属によってされていることに加え、金属ろうが砥粒の表面に盛り上がった状態で保持することができ、砥粒を保持する力が大きく、切れ味、耐摩耗性が優れていることから、ガラス、セラミックス、半導体材料、石材、コンクリートや各種建材等の切断、研削、穿孔さらに砥石のドレッシングにも広く用いられている。砥粒の配置については、一般的には、砥粒を研削面の全面にランダムにろう付けするものであるが、砥粒の配置を工夫したものとして、特許文献１と特許文献２の発明がある。特許文献１の発明では、台金表面にV溝を形成し、V溝に砥粒を一列に配置している。また、特許文献２の発明では、複数個の砥粒を円形状に集合させた多数の砥粒集合体を研削方向と直交する方向においてわずかだけ重ね合わせて配置している。
特開平１０−３４５４０号公報特開２００４−２７６２１８号公報

しかし、特許文献１のものでは、一列の溝には、1個の砥粒が横方向に配置されるものであるから、一列の内では、研削方向に単数の砥粒しか存在せず、研削の際の外力によって砥粒が離脱する傾向がある。そのため、V溝によって抵抗力を与えているが、V溝の加工が必要となる。特許文献２のものでは、砥粒を円形状に集合させた多数の砥粒集合体を研削方向と直交する方向においてわずかだけ重ね合わせることから、砥粒集合体同士の精密な位置決めが必要となる上に、研削方向と直行する方向において、砥粒の分布が不均一となることから、素材の切断が均一に進行せず、砥粒も研削方向と直交する位置によって早く磨耗してしまう箇所が生じる問題がある。

本発明は、従来技術の上記問題を解決するためになされたものであり、切断や研削等において研削作用をなす超砥粒の台金への保持強度を向上し、断続的な研削作用によって研削効率を高めることのできるろう付け工具を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明のろう付け工具は、多数の超砥粒を台金にろう付けしてなるろう付け工具であって、砥粒層が、研削方向に沿って複数個の砥粒を配置された幅を有する帯状に形成され、隣合う帯状の砥粒層の間に空隙部が形成されていることを特徴とする。本発明のろう付け工具によれば、研削方向に複数個配置された砥粒のろう材による保持強度が向上する。また、隣り合う砥粒層の間に空隙部が形成されているために、砥粒による研削が断続的なものとなって切れ味が増す。さらに、空隙部によって、切り粉の排出が促進される。

また、砥粒層の幅を、砥粒の平均粒径の３倍以上、１０倍以下とし、空隙部の幅を砥粒層の幅の０．３倍以上とする場合は、研削方向に複数個配置された砥粒のろう材による保持強度の向上と、砥粒による切削を断続的なものとする上での望ましい数値範囲とすることができる。

本発明によれば、研削作用をなす超砥粒による効率的な切断や研削等を可能としかつ工具寿命の長いろう付け工具を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明によるろう付け工具の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。図１は、ろう付け工具の一例としてのカッティングホイール１の斜視図である。カッティングホイール１においては、鉄系の素材からなる円板状の台金２の外周面２１及び両側の側面２２に、帯状の砥粒層３が形成されている。隣り合う帯状の砥粒層３の間には空隙部４が設けられている。カッティングホイール１は、研削方向を示す矢印のように回転して砥粒による被削材の切断や研削を行うものである。図２は、台金２の外周面２１に設けられた砥粒層３と空隙部４のそれぞれ一部をカッティングホイール１の側面方向から見た拡大図である。砥粒３は、ダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒であり、ろう材３２によって台金２の表面に固定されている。ろう材としては、Ｎｉ−Ｃｒ系のろう材、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系のろう材、Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒ系のろう材、Ｃｕ−Ｓｉ−Ｔｉ系のろう材等、台金２及び砥粒３１との接着性や砥粒保持力等を考慮して、適宜の金属製ろう材が選ばれる。これらのろう材３２は、ペースト状、粉体状、シート状等の適宜の状態でのろう材が、台金２の表面に自身の粘着力や糊などの接着剤などによって配置され、さらにその上部に砥粒３１を配置された後に、焼成されることにより形成される。
一般に、ろう材３２は、砥粒３１の表面との間の濡れ性の良いものが選択され、焼成後には、ろう材３２は砥粒３１の表面で盛り上がった状態となる。ところで、本実施形態では、帯状の砥粒層３の幅方向すなわちカッティングホイール１の回転方向である研削方向には、複数の砥粒３１が配置されていることから、図２のとおり、１つの砥粒層３内において、隣接した各砥粒３の間のろう材３２は盛り上がったブリッジともいうような保持部を形成する。また、隣り合う帯状の砥粒層３の間には、砥粒層を形成しないようにして、空隙部４を設けている。これらのことは、台金２の両側面２２に設けられた砥粒層３及び空隙部４も同様である。

次に、カッティングホイール１を回転させて、切断や研削を行う際の作動について、台金２の外周面２１に設けられた砥粒層３の場合を図２により説明する。カッティングホイール１が矢印のように回転すると、各砥粒３１が図示しない被削材を研削することになる。本実施形態では、帯状の砥粒層３と空隙部４とが交互に研削方向に沿って配置されていることから、砥粒層３による研削作用は断続的になされ、大きな研削力が働いて、効率的な研削が行われる。ただし、その分、砥粒層３の砥粒には、大きな力が加えられることになるが、１つの砥粒層３内において、研削方向には複数の砥粒３１が設けられていて隣接する砥粒間のろう材３２は、盛り上がったブリッジ状を呈して、砥粒３１を強力に保持していることから、砥粒３は、切断や研削時の研削方向からの外力に対し、強い抵抗力を発揮する。この研削作用の間、空隙部４は、研削作用により生じる切り粉の排出を行うための通路として作用する。湿式で切断や研削が行われる場合は、この空隙部４が切り粉排出とともに冷却液の流通路となる。

ここで、砥粒層３の幅Ａは、砥粒３１の平均粒径の3倍以上、10倍以下が望ましく、空隙部４の幅Ｂは、砥粒層３の幅Ａの０．３倍以上が望ましい。砥粒層３の幅Ａが砥粒３１の平均粒径の3倍よりも狭いと、砥粒層３のほぼ全域にわたって、幅方向に複数の砥粒３１を配置することが困難になる。また、幅Ａが１０倍よりも広く、かつ、空隙部４の幅Ｂが砥粒層の幅Ａの０．３倍よりも狭いと、砥粒層３同士の間に空隙部４を形成することで研削作用を断続的なものとする作用が十分に達成できない。さらには、より十分な断続的な研削作用を行うことと切り粉の良好な排出のためには、空隙部４の幅Ｂは、砥粒層３の幅Ａの０．４倍以上、０．６倍以下がより好ましい。一例として、８０メッシュ（１８０μｍ）の平均粒径のダイヤモンド砥粒を用いた場合、砥粒層３の研削方向での幅Ａを約１ｍｍ、空隙部４の幅Ｂを約０．６ｍｍとすることができる。
以上のような本実施形態にあっては、各砥粒層３には、研削方向に砥粒３１が複数個配置されていることから、隣接する砥粒３１同士の間のろう材３２を高く盛り上がったブリッジ状とすることができ、特に研削方向に沿った前後の砥粒３１同士の間のこのような盛り上がったろう材３２により、研削方向の外力に対する砥粒保持強度が向上する。また、隣り合う砥粒層３の間には空隙部４が形成されているために、砥粒層３による研削作用が断続的なものとなって切れ味が増す。さらに、空隙部４によって、切り粉の排出が促進され、湿式での切断や研削の場合は、冷却液の流通の通路となり、砥粒層３による研削部の冷却が円滑に行われる。

また、砥粒層３の幅Ａを、砥粒３１の平均粒径の３倍以上、１０倍以下とし、空隙部４の幅Ｂを砥粒層３の幅Ａの０．３倍以上とする場合は、研削方向の幅内に複数個の砥粒３１を配置することによる砥粒３１のろう材３２による保持強度の向上と、砥粒３１による研削作用を断続的なものとして研削効率を向上させることの両者をバランスの取れたものとすることができる。

本実施形態においては、砥粒層３は、研削方向に直交する帯状であり、砥粒層３のピッチすなわち砥粒層３の幅Ａと空隙部４の幅Ｂは一定のものとしたが、図３の（１）に示すように砥粒層３及び空隙部４を研削方向に対して直交しない斜めのものに構成することも、図３の（２）に示すようにらせん状等の曲面に構成することも、図３の（３）に示すように不等ピッチに構成することも可能であり、それぞれの場合に応じた断続的な研削作用を達成することができる。

本実施形態においては、ろう付け工具は、円板状の台金２の外周面２１と両側面２に砥粒層３を形成したカッティングホイール１としたが、図４に示すような薄い台金２の両側面の縁部に砥粒層３を形成した薄刃型のカッティングホイール１であってもよい。さらに、図５に示すように、薄い台金２にスリットＳが形成されている薄刃型のカッティングホイール１であってもよい。これらの場合も、図１、図２の例と同様に、帯状の砥粒層３と空隙部４が交互に配置され、それぞれの砥粒層３には研削方向に複数の砥粒３１が配置されている構成であることはいうまでもない。さらに、図４、図５では、砥粒層３が研削方向に対して傾斜させているが、直交するものでもよく、図３（２）（３）に示したようならせん状のものや不等ピッチのものでもよい。

また、本発明は、外周面２１にだけ砥粒層３を形成したカッターや研削工具、一方の側面２にだけ砥粒層３を形成した研削工具、環状の台金の先端面と内外周面に砥粒層３を形成したコアドリル等、適宜の形態のろう付け工具に適用されるものである。

本発明の実施形態のカッティングホイールの斜視図である。本発明の実施形態のカッティングホイールにおける砥粒層と空隙部と一部をカッティングホイールの側面から見た図である。本発明の実施形態のカッティングホイールにおける砥粒層の変形例を示す構成図である。本発明の実施形態における他のカッティングホイールを示す図である。本発明の実施形態におけるさらに他のカッティングホイールを示す図である。

符号の説明

１‥カッティングホイール、２‥台金、２１‥台金外周面、２２‥台金側面、３‥砥粒層、３１‥砥粒、３２‥ろう材、４‥空隙部

Claims

多数の超砥粒を台金にろう付けしてなるろう付け工具であって、
砥粒層が、研削方向に沿って複数個の砥粒を配置された幅を有する帯状に形成され、
隣合う当該帯状の砥粒層の間に空隙部が形成されていることを特徴とするろう付け工具。
前記砥粒層の幅は、前記超砥粒の平均粒径の３倍以上、１０倍以下であり、前記空隙部の幅は前記砥粒層の幅の０．３倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のろう付け工具。