JP2007223031A - 特に石材等を切削するためのダイヤモンド工具を得る方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実質的にブレード状の切削工具の切削部であって、研摩粒子がそのマトリックス中において均一に分布した切削部を得る方法を提供する。
【解決手段】建築材料切削用の実質的にブレード状の切削工具のための研磨部を少なくとも１つ得る方法であって、少なくとも１種の研磨成分と、成形可能なペースト状材料をベースとする少なくとも１種の充填用マトリックス成分とを含む混合物を予め用意する工程と、金型（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）の少なくとも１つの座部（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）に前記混合物を射出成形する工程とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイヤモンドブレード切削工具、例えば、石、ガラス、セメント材料等のような建築材料の切削用のソーブレード又はディスクを得る方法に関するものである。

ディスク（業界用語では「フレキシブル」とも呼ばれる）及びダイヤモンドソーブレードは、公知のように、通常、鋼製又は銅製の芯材、又は支持基部本体と、前記の芯材の外周に固定され、等間隔で配置された１以上の研磨セグメント又はプレートとを備えた切削工具であり、これら研磨セグメント又はプレートは、ディスクの場合には、明らかに円形のリムセクタとして構成されている。前記の研磨セグメントは、通常は、金属粉末マトリックス中の工業用ダイヤモンド合金を焼結、例えば、高温焼結することによって得られる。

ダイヤモンドディスクは、金属製芯材の外側の円周全体を連続して覆っている単一の周辺セグメント（このような周辺セグメントは１個の円形リムとして構成されている）、又は、円形セクタとして構成され、互いに所定の角距離だけ離間するように配置された数個の周辺セグメントを有していることが通常予測される。

単一の円形リム型の周辺セグメントを備えたダイヤモンドディスク（セラミックスの切削によく用いられる）、及び数個の周辺セグメントを有するディスクの多くは、通常、これらの周辺セグメントを芯材に直接焼結することによって作成される。

数個の周辺セグメントを備えた別のタイプのダイヤモンドディスクは、まず周辺セグメントを焼結法によって作成する。次に、これらの周辺セグメントの鋼製の芯材への固定処理を、レーザー光源によって、又はろう付け若しくは半田ろう付け法によって行うことにより作成される。ろう付けによる固定は、芯材とセグメントとの接触領域において、ろう材として使用される金属（例えば、鋼製の芯材及び周辺セグメントよりも溶融温度が低い銀合金）を溶融することにより、芯材とセグメントとを、これらを溶融することなく固定することによって行われる。

試作品、特殊な製品、又は小型の製品シリーズを作るためのダイヤモンドディスクの製造は、前記の方法の代わりに、酸素アセチレントーチを用いた半田ろう付けによって行われる。

また、いわゆる「電着」ダイヤモンドディスクは、鋼製の芯材の周辺部分に工業用ダイヤモンドを電解析出させる方法によって作成される。

ダイヤモンドディスクの金属部分を保護するため、特に、このディスクが冷却液（水）の存在下で使用するものとして設計され、よって、錆の発生や、ディスクの機械的特徴を劣化させ得るその他の腐食剤の影響を受けるおそれがある場合には、ディスクには、通常、保護ワニスが塗布される。また、ディスクを１以上の好適な保護材料の層で被覆することができる。

しかしながら、従来の方法によって得られる研磨セグメントを備えたディスク又はブレードでは、金属マトリックス中におけるダイヤモンドの良好な分布を確保することができなかった。

このため、例えば、セメントブロック又はその他の比較的硬質で耐久性のある材料にディスク又はブレードを作用させ、これによりセグメントの金属マトリックスを消耗させてさらなるダイヤモンドを表面に持ってくる、すなわち露出させることにより、ディスク又はブレードを、予め決められた時間間隔で「目直し」する必要があった。

さらに、何回目の作業サイクルの後に、ディスク又はブレードの目直しを行う必要があるのかを、前もって定めることは不可能である。実際には、数個のセグメントのみが目直しを必要とし、その他のセグメントは依然として十分な個数のダイヤモンドを外側の作業面に有している可能性もあることを考慮することが必要である。したがって、良好な切削操作を確実に行うためには、研磨セグメントの頻繁なメンテナンス操作と併せて管理を行ない、よって、作業パラメータを調節することが必要であることは明白である。

セグメントを金属製芯材へ固着するには、金属製芯材への研磨セグメントの焼結、ろう付け、半田ろう付け、又は電気分解を有効に実施するため、かなり複雑な、よってコストの高い設備が必要となる。

さらに、従来の方法で得られるディスクやブレードには、前記のように、研磨セグメントを支持する機能のみを有する金属製芯材が使用されているが、これにより、ディスク／ブレードを得るために（鋼）材料を使用する必要が生じる一方、他方においては、ディスクの大きさが同じであれば、有用な切削部の容積が制限されることとなる。

本発明の主たる目的は、実質的にブレード状の切削工具（例えば、ディスク又はブレード）の切削部であって、研摩粒子がそのマトリックス中において均一に分布した切削部を得る方法を提供することである。

本発明の別の目的は、簡単、迅速、かつ経済的に切削部を実質的にブレード状の切削工具に固定する方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、従来の方法と比べてより簡単かつ迅速に切削工具が得られることから、極めて競争力のあるコストで実施可能な切削工具を得る方法を提供することである。

以下の説明によってより明らかとなるこれらの目的及びさらに別の目的は、建築材料切削用の実質的にブレード状の切削工具のための研磨部を少なくとも１つ得る方法であって、少なくとも１種の研磨成分と、成形可能なペースト状材料からなる少なくとも１種の充填用マトリックス成分とを含む混合物を予め用意する工程と、金型内の少なくとも１つの座部に前記混合物を射出成形する工程とを含む方法によって達成される。

本発明の方法は、前記少なくとも１つの座部内に少なくとも１つの芯材支持要素を予め配置する工程と、前記少なくとも１つの芯材支持要素の周辺の一部に前記混合物を射出成形することとを含むことが有利である。

本発明のさらなる態様及び利点は、以下に挙げる本発明に係るダイヤモンド工具を得る方法に関する特定の実施形態に関する詳細な説明によって、より明らかとなるであろう。この説明は、添付図面を参照してなされている。

図１から４は、本発明の４つの異なる実施形態に係る方法を実施するための金型の概略平面図である。

この一式の図面において、同等若しくは類似の部分又は構成要素には同一の参照符号を付与している。

図１において、座部２を備えた金型１が図示されており、座部２には、１以上のダクト３を通して所定の混合物を供給することができる。座部２内には、実質的にブレード状の切削工具用の研磨セグメント又はプレートの支持要素４を配置することができる。研磨セグメント又はプレートは、工具がこの面で被切削材料に食い込む切削面と、通常、切削が実行される面を定め、実質的に切削面を横切る２つの面とを備えている。実質的にブレード状の切削工具とは、例えば、ダイヤモンドソーブレード又はディスクを含む。

支持要素４は、例えば、Ｔ字状部４ａのような突起、又は切欠き部４ｂのような、成形された混合物のための係合保持手段を備えていてもよい。このような係合手段は、各支持要素上に注入されて成形された混合物の回転又は移動を防止する上で好適である。

図２から４を参照すると、ディスク若しくはブレード等の工具、又は一連のセグメント若しくはプレート５を外周面に備えたディスク又はブレードのセクタを受けるように適合された座部２ａ、２ｂ、２ｃを備えた金型１ａ、１ｂ、１ｃが図示されている。

座部２ａ、２ｂ、２ｃには、例えば、芯材を収容することができ、この芯材としては、例えば、ディスク６又はソーブレード７の金属芯材が挙げられる。

セグメント５は、ディスク６の円周又はブレード７の長手方向に伸びた部分に沿って、互いに均一な角距離だけずらして配置されており、これらのディスク又はブレードの意図した用途の機能に応じ、これらが設けられる範囲を長くすることや短くすることができる。

本発明の方法は、少なくとも１種の研磨成分と、成形可能なペースト状材料をベースとする少なくとも１種の充填用マトリックス成分とを含む混合物を、金型の座部２へと直接注入し、この混合物を成形することによって実施することができる。

前記の研磨成分は、工業用ダイヤモンド、炭化タングステン、炭化ケイ素、赤褐色コランダム、窒化ホウ素、炭化ホウ素で構成される群に含まれる少なくとも１つの成分の細粒を含むことが好ましい。

前記の成形可能なペースト状材料は、オレフィン重合体；スチロール、塩化ビニル又は酢酸ビニルの共重合体；ポリビニルエーテル；ポリアクリレート樹脂；線状ポリアミド；混合ポリアミド及びポリアミン生成物；ポリアミド（ＰＡ）；ポリメタクリルアミド；ポリアミドイミド；ポリエーテルイミド；熱可塑性ポリウレタン重合体；結晶化ＰＡ塊；非晶質ポリアミド；可撓性ＰＡ共重合体；熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）；ポリエチレン、エチレンの共重合体、ポリプロピレン、ポリブチレン−１、ポリメチルペンテン、又はスチレン重合体等のポリオレフィン；ＰＶＣ等の塩化ビニル重合体；フッ化ポリマー；ポリ（メタ）アクリル系プラスチック材料；ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）成形塊；ポリカーボネート；ポリアルキレンテレフタレート（ＰＴＰ）；ポリアリーレート；酸化物−硫化物（ＰＰＳ）−線状ポリアリール硫化物；変性ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）；ポリアリールエーテル（ケトン、ポリスルホン、ＰＥＥＫ）；ポリスルホン（ＰＳ）；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）及びこれらの混合物を含む群から選択することができる。

前記の金型の座部２には、少なくとも１つの芯材支持要素４を予め配置することができ、この芯材支持要素４上に、前記のように混合物が直接塗布される。そして、支持要素４に接触している混合物を成形することにより、例えば、従来技術に関して述べたものと同様の方法、すなわち、半田付け、ろう付け、半田ろう付けによって、ディスク又はブレードの金属製の芯材又は基部本体（例えば、鋼又は銅製）に固定することが可能なセグメント又はプレートが得られる。

本発明の方法によれば、金型１ａ、１ｂ、１ｃのそれぞれの座部２ａ、２ｂ、２ｃに対し、例えば、ディスク６（図２及び３）又はブレード７（図４）の形状で構成された基部本体若しくは支持芯材、又はこのような芯材の一部分を予め配置し、金型を閉じ、少なくとも１種の研磨要素と、成形可能なペースト状材料からなる少なくとも１種の充填用マトリックス成分とを含む混合物をディスク／ブレードの芯材の周辺部６ａ、７ａに注入し、この混合物を成形することがさらに可能である。

特に、金型の座部２ｂ、２ｃがディスク／ブレードのセクタを定めている図３及び４に関しては、このような工程が繰り返し行われる。各工程では、毎回異なるディスク／ブレードの芯材のセクタを座部２ｂ、２ｃに予め配置し、各工程は、研磨セグメント又はプレートがディスク／ブレードの芯材全体に設けられるまで続けられる。

少なくとも１種の研磨要素と、成形可能なペースト状材料からなる少なくとも１種の充填用マトリックス要素とを含む混合物を、金型１ａ、１ｂ、１ｃに予め配置された芯材又は基部本体の外周面に限らず、その頂部にも注入し、これにより補強された切削工具を得ることも可能である。このような場合には、芯材は、注入されて成形された材料の支持補強部材として作用する。

このような方法の変形例は、前記のように既に混合物が注入されて成形されている芯材を備えたディスクの周辺領域に、混合物を注入することを含む。このような方法は、混合物を芯材へと供給するように適合された多数のノズルと、混合物を芯材の周辺部分へと供給するように適合された他のノズルとを備えた単一の金型、又は２つの異なる金型を用いて実施できる。

本発明に係る方法の別の実施形態は、金型１ａ、１ｂ、１ｃの座部２ａ、２ｂ、２ｃに混合物を注入し、座部内で混合物を成形し、これにより、研磨成分及び充填成分の混合物のみによって構成され、金属製芯材を含まないディスク／ブレードを得ることによって実施される。このようなディスク又はブレードの一例は、例えば、手動の汎用機械を用いた切削、又は研削作業に使用することができる。

先に明確にした混合物の射出成形により、混合物自体を座部２、２ａ、２ｂ、２ｃへと送る際にダクト３内で起こる継続的な混合によって、充填用マトリックス中における研磨成分の良好な分布が得られる。

さらに、本発明の方法によれば、研磨セグメント又はプレートがディスク／ブレードの外周面に沿って均一に分布したディスク又はブレードを作成することが可能である。これは、一旦金型を適切に作成してしまえば、２つの隣接するセグメントが、予め決めた距離とは異なる距離で離間した状態で固着してしまうというリスクはなくなるからである。

さらに、本発明の方法は、半田付け、ろう付け等を行う設備が不要であり、特定の座部を備えた金型があれば十分であることから、これまでに提案されてきた方法と比べ、はるかに簡単かつ迅速に実施することができる。

なお、前記のダイヤモンド工具を得る方法については、請求項によって定められる権利保護の範囲から逸脱しない限り、多数の改変や変形が可能である。

本発明の第１の実施形態に係る方法を実施するための金型の概略平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る方法を実施するための金型の概略平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る方法を実施するための金型の概略平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る方法を実施するための金型の概略平面図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 金型
２，２ａ，２ｂ，２ｃ 座部
３ ダクト
４ 支持要素
４ａ Ｔ字状部
４ｂ 切欠き部
５ セグメント又はプレート
６ ディスク
７ ソーブレード

Claims (17)

1. 建築材料切削用の実質的にブレード状の切削工具のための研磨部を少なくとも１つ得る方法であって、
   少なくとも１種の研磨成分と、成形可能なペースト状材料をベースとする少なくとも１種の充填用マトリックス成分とを含む混合物を予め用意する工程と、
   金型（１，１ａ，１ｂ，１ｃ）の少なくとも１つの座部（２，２ａ，２ｂ，２ｃ）に前記混合物を射出成形する工程とを備えたことを特徴とする方法。
2. 前記少なくとも１つの座部（２）内に、少なくとも１つの芯材支持要素（４）を予め配置することと、前記少なくとも１つの芯材支持要素（４）の周辺の一部に前記混合物を射出成形することとを含む請求項１に記載の方法。
3. 前記芯材支持要素（４）を、前記切削工具の基部本体（６，７）に挿入及び固定する工程を含む請求項２に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つの芯材支持要素（４）は、前記少なくとも１つの芯材支持要素（４）に対する前記射出成形された混合物の移動を防止するのに適した係止保持手段（４ａ，４ｂ）を少なくとも１つ備えている請求項３に記載の方法。
5. 前記基部本体（６、７）は、金属材料で形成されている請求項３又は４に記載の方法。
6. 前記金属材料は、鋼を含む請求項５に記載の方法。
7. 前記金属材料は、銅を含む請求項５に記載の方法。
8. 前記挿入及び固定工程が、半田付け、ろう付け、半田ろう付けから選択される作業によって行われる請求項３から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの座部（２ａ，２ｂ，２ｃ）に、前記工具の基部本体（６，７）の少なくとも１つの周辺部が予め配置され、前記基部本体（６，７）の前記少なくとも１つの周辺部上に前記混合物が射出成形される請求項１に記載の方法。
10. 前記工具の前記周辺部に、予め決めた距離だけ離間した少なくとも２つの研磨部が同時に成形される請求項９に記載の方法。
11. 前記混合物は、実質的にブレード状の切削工具として構成された座部に射出成形される請求項１に記載の方法。
12. 支持補強部材として作用する基部本体を前記座部内に予め配置することと、前記基部本体の周辺に前記混合物を射出成形して補強された切削工具を得ることとを含む請求項１１に記載の方法。
13. 前記工具が切削ディスクを備えている請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
14. 前記工具が切削ブレードを備えている請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記研磨成分が、工業用ダイヤモンド、炭化タングステン、炭化ケイ素、赤褐色コランダム、窒化ホウ素、炭化ホウ素を含む群から選択される少なくとも１つの成分の細粒を含む請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
16. 前記成形可能なペースト状材料は、オレフィン重合体；スチロール、塩化ビニル又は酢酸ビニルの共重合体；ポリビニルエーテル；ポリアクリレート樹脂；線状ポリアミド；混合ポリアミド及びポリアミン生成物；ポリアミド（ＰＡ）；ポリメタクリルアミド；ポリアミドイミド；ポリエーテルイミド；熱可塑性ポリウレタン重合体；結晶化ＰＡ塊；非晶質ポリアミド；可撓性ＰＡ共重合体；熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）；ポリエチレン、エチレンの共重合体、ポリプロピレン、ポリブチレン−１、ポリメチルペンテン、又はスチレン重合体等のポリオレフィン；ＰＶＣ等の塩化ビニル重合体；フッ化ポリマー；ポリ（メタ）アクリル系プラスチック材料；ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）成形塊；ポリカーボネート；ポリアルキレンテレフタレート（ＰＴＰ）；ポリアリーレート；酸化物−硫化物（ＰＰＳ）−線状ポリアリール硫化物；変性ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）；ポリアリールエーテル（ケトン、ポリスルホン、ＰＥＥＫ）；ポリスルホン（ＰＳ）；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）及びこれらの混合物を含む群から選択したものである請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
17. 請求項１から１６のいずれかに記載の方法によって得られた実質的にブレード状の切削工具。

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