JP2023148073A - セグメントチップ - Google Patents

Abstract

【課題】切断作業の開始直後から優れた切れ味を発揮するセグメント型ブレードを形成可能なセグメントチップを提供する。【解決手段】セグメントチップ１０は、円板形状の台金３０の外周に沿って所定間隔ごとに固着され、台金３０の厚さ方向に積層された３層の砥材層１１，１２，１３を備え、台金３０の厚さ方向の端面１０ａに位置する砥材層１１から数えて２番目に位置する砥材層１２の外周に、台金３０の円周方向に沿った溝Ｍを備えている。溝Ｍの横断面形状は、溝Ｍの底部から離れるに連れて拡幅したテーパ形状をなし、砥材層１２は、複数の貫通孔４１が開設された多孔金属板４０と、貫通孔４１に充填された砥粒部（超砥粒を含む部分１２ａ）と、を備えている。【選択図】図３

Description

本発明は、石材、鉄筋コンクリート、アスファルトなどの切断作業に使用されるセグメント型ブレードの構成部材であるセグメントチップに関する。

石材、鉄筋コンクリート、アスファルトなどの切断作業に使用されるセグメント型ブレードの構成部材であるセグメントチップについては、従来、様々な形状、構造を有するものが提案されているが、本発明に関連するものとして、例えば、特許文献１に記載された「セグメントチップ」がある。

この「セグメントチップ」は、３層以上の奇数層の砥材層を備え、当該セグメントチップの厚さ方向の端面から数えて偶数番目に位置する砥材層が、超砥粒を含む部分と、超砥粒を含まない部分と、備えたことを特徴とするものである。

特許文献１に記載された「セグメントチップ」によって形成されたセグメント型ブレードは、切断作業の進行に伴い、超砥粒を含まない偶数番目に位置する砥材層が、奇数番目に位置する砥材層よりも早く摩耗し、偶数番目に位置する砥材層の外周が凹形状となるので、切粉の逃げ道となり、切粉の排出性が向上し、被切断物との接触面積が低下することによって加工負荷が低減し、優れた切れ味が得られる。

特開２０１７－７０８７号公報

特許文献１に記載された「セグメントチップ」によって形成されたセグメント型ブレードは、切断作業の開始後、偶数番目に位置する砥材層の外周が摩耗して凹形状となることによって優れた切れ味を発揮するのであるが、切断作業の初期段階における切断速度が低いので、本発明が属する業界（技術分野）では、切断作業の開始直後から優れた切れ味を発揮するセグメントチップが要請されている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切断作業の開始直後から優れた切れ味を発揮するセグメント型ブレードを形成可能なセグメントチップを提供することにある。

本発明に係るセグメントチップは、円板形状の台金の外周に沿って所定間隔ごとに固着されるセグメントチップであって、前記台金の厚さ方向に積層された３層以上の奇数層の砥材層を備え、前記台金の厚さ方向の端面に位置する前記砥材層から数えて偶数番目に位置する砥材層の外周に、前記台金の円周方向に沿った溝を備えたことを特徴とする。

前記セグメントチップにおいては、前記溝の横断面形状が、前記溝の底部から離れるに連れて拡幅したテーパ形状部を有することが望ましい。

前記セグメントチップにおいては、前記偶数番目に位置する砥材層が、複数の貫通孔が開設された多孔金属板と、前記貫通孔に充填された砥粒部と、を備えたものであることが望ましい。

前記セグメントチップにおいては、前記多孔金属板は多孔ステンレス板であることが望ましい。

前記セグメントチップにおいては、前記溝の最大幅を前記セグメントチップの厚さの３０％～６０％とし、前記溝の幅方向に対向する面のなす角度を４５度～７５度とし、前記溝の深さを０．４ｍｍ～１．０ｍｍとすることができる。なお、前記溝の最大幅が、セグメントチップの厚さの６０％を超えると、奇数番目に位置する砥材層の欠けによる偏摩耗や寿命低下が生じ易くなり、３０％未満であると、被削材との接触面積が増加して切れ味の低下が生じするので、前述した３０％～６０％の範囲が好適である。

前記セグメントチップにおいては、前記多孔金属板の厚さを前記セグメントチップの厚さの５％～４０％とすることができる。

本発明により、切断作業の開始直後から優れた切れ味を発揮するセグメント型ブレードを形成可能なセグメントチップを提供することができる。

本発明の実施形態であるセグメントチップを使用したセグメント型ブレードを示す側面図である。 図１に示すセグメント型ブレードの一部拡大図である。 図２中のＡ－Ａ線における一部省略断面図である。 図３中のＢ－Ｂ線における一部省略断面図である。 図３中のＣ－Ｃ線における一部省略断面図である。 切断試験に供したセグメント型ブレードの仕様を示す図表である。 切断試験条件を示す図表である。 切断試験の結果を示すグラフである。

以下、図１～図８に基づいて、本発明の実施形態であるセグメントチップ１０並びにこれを用いて形成したセグメント型ブレード１００について説明する。

図１，図２に示すように、セグメント型ブレード１００（以下、ブレード１００と略記することがある）は、台金３０の外周に沿って複数のセグメントチップ１０を所定間隔ごとに固着することによって形成されている。セグメント型ブレード１００を形成するセグメントチップ１０は、図３に示すように、その台金３０の厚さ方向に重なり合うように形成された３つの砥材層１１，１２，１３を備えている。

図３に示すように、セグメントチップ１０の台金３０厚さ方向の一方の端面１０ａから数えて１番目に位置する砥材層１１は全体的に超砥粒２０を含んでいる。また、端面１０ａから数えて３番目に位置する砥材層１３も、砥材層１１と同様に、全体的に超砥粒２０を含んでいる。砥材層１１，１３を形成するボンドはＷ，ＷＣ，Ｃｏ，Ｓｎ，Ｆｅ，Ｃｕなどで構成される組成であるが、これらに限定するものではない。

一方、セグメントチップ１０の端面１０ａから数えて２番目に位置する砥材層１２は、超砥粒２０を含む部分１２ａと、超砥粒２０を含まない部分１２ｂと、を備えている。砥材層１２において超砥粒２０を含む部分１２ａの組成は砥材層１１，１３の組成と同じである。

また、図３，図４に示すように、セグメントチップ１０の端面１０ａから数えて２番目に位置する砥材層１２の外周には、台金３０の円周方向に沿って形成された溝Ｍを備えている。溝Ｍは台金３０の中心に向かって凹んだ形状をなし、溝Ｍの長手方向はセグメントチップ１０の回転方向（台金３０の回転方向）と一致している。図３に示すように、溝Ｍの横断面形状は、溝Ｍの底部（砥材層１２の外周）から離れるに連れて連続的に拡幅したテーパ形状（倒立台形形状）をなしている。

図３，図４に示すように、セグメントチップ１０の端面１０ａから数えて２番目に位置する砥材層１２は、複数の貫通孔４１が開設された多孔金属板４０と、貫通孔４１に充填された砥粒部（超砥粒を含む部分１２ａ）と、を備えている。図４に示すように、砥材層１２は、複数の円形の貫通孔４１が千鳥状に開設された多孔金属板４０（例えば、ステンレス鋼製のパンチングメタルなど）を基材とし、それぞれの貫通孔４１に砥材層１１，１３と同じ組成の砥材を充填することによって形成されている。

セグメントチップ１０においては、貫通孔４１の内径は３．０ｍｍ、セグメントチップチップ１０の長さＨ方向の貫通孔４１の配置間隔は貫通孔４１の内径の１．０倍～１２．０倍（例えば、９ｍｍ）であり、セグメント１０の高さＸ方向の貫通孔４１の配置間隔は貫通孔４１の１．０倍～４．０倍（例えば、５ｍｍ）であるが、これらの数値に限定するものではない。

セグメントチップ１０においては、溝Ｍの最大幅Ｗをセグメントチップ１０の厚さＴの３０％～６０％とし、溝Ｍの幅方向に対向する二つの内側面のなす角度を４５度～７５度とし、溝Ｍの深さを０．４ｍｍ～１．０ｍｍとすることが望ましい。

セグメントチップ１０においては、多孔金属板４０の厚さはセグメントチップ１０の厚さＴの８％～２５％とすることが望ましいが、本実施形態においては、前述したように、多孔金属板４０の厚さを０．７ｍｍとしている。

図１に示すセグメント型ブレード１００を使用して、被切断材（例えば、アスファルトなど）を切断すると、セグメントチップ１０の外周に溝Ｍを備えているため、切断作業の開始直後から、セグメントチップ１０の端面１０ａから数えて奇数番目（１番目、３番目）に位置する砥材層１１，１３によって切断が進行するので、セグメントチップ１０と被切断物との接触面積は小さくなり、これにより、加工負荷が低減され、切断作業の開始直後から優れた切れ味を発揮する。

また、セグメントチップ１０の端面１０ａから数えて奇数番目（１番目、３番目）に位置する砥材層１１，１３の切断作用によって生じた切粉は、横断面形状がテーパ形状をした溝Ｍ（図３参照）の内側面に沿って溝Ｍの中央に流れ込むので、切粉の排出性が良好である。

さらに、セグメントチップ１０の端面１０ａから数えて偶数番目（２番目）に位置する砥材層１２が、複数の貫通孔４１が開設された多孔金属板４０と、貫通孔４１に充填された砥粒部（超砥粒を含む部分１２ａ）と、を備えたことにより、切断作業中、２番目の砥材層１２が、１番目の砥材層１１及び３番目の砥材層１３より早く摩耗するので、切断作業の終了時期に至るまで、溝Ｍは初期の形状を保つことができる。

従って、図１に示すように、台金３０の外周に沿って複数のセグメントチップ１０を所定間隔ごとに固着することによって形成されたセグメント型ブレード１００は、切断作業の開始直後から終了時期に至るまでの長時間に亘って前述した優れた切れ味及び良好な切粉の排出性を維持することができ、長寿命化にも有効である。

次に、図１に示すように、台金３０の外周に沿って複数のセグメントチップ１０を所定間隔ごとに固着することによって形成されたセグメント型ブレード１００、並びに、従来のセグメント型ブレード（図示せず）についてアスファルトの切断試験を行ったので、その結果などについて説明する。

図６は切断試験に供した従来のブレード及び本実施形態に係るブレード１００の仕様を示している。図７は従来のブレード及びブレード１００に関する切断試験条件を示している。図８は切断試験を開始後における、切断距離（ｍ）と切断速度（ｍ／ｍｉｎ）との関係を示すグラフであり、縦軸に示す切断速度の数値が大であるほど切れ味が良いことを意味している。

図８を見ると、切断開始後、切断距離１５ｍの段階での従来のブレードの切断速度が約３．４ｍ／ｍｉｎであるのに対し、ブレード１００の切断速度は約４．７ｍ／ｍｉｎであるため、ブレード１００は切断開始の直後から従来のブレードより優れた切れ味を発揮していることが分かる。

また、従来のブレードは切断距離４５ｍの段階まで徐々に切断速度が増大しているが、この時点でもブレード１００の切断速度より低い値であり、この傾向は切断距離９０ｍの段階においても同様であるため、ブレード１００の切れ味は切断開始から切断終了に至るまで従来のブレードより優れていることが分かる。

さらに、ブレード１００の切断速度の変化を示すグラフは切断開始から切断終了に至るまで切断終了時の切断速度に近い値となっているので、ブレード１００は、切断作業の開始直後から終了時期に至るまでの長時間に亘って優れた切れ味を維持し、長寿命であることが分かる。

そのほか、図８に示すグラフを見ると、従来のブレードは安定域に至るまでに切れ味の変動が見られるので、作業者の負担が大きくなるのに対し、ブレード１００は切れ味の変動が小さいので、作業者の負担が小さいことが分かる。

なお、図１～図８に基づいて説明したセグメントチップ１０は本発明に係るセグメントチップの一例を示すものであり、本発明に係るセグメントチップは前述したセグメントチップ１０に限定されるものではない。

本発明のセグメントチップは石材、鉄筋コンクリート、アスファルトなどの切断作業に使用されるセグメント型ブレードなどを製造する産業分野において広く利用することができる。

１０ セグメントチップ
１０ａ 端面
１１，１２，１３ 砥材層
１２ａ 超砥粒を含む部分
１２ｂ 超砥粒を含まない部分
２０ 超砥粒
３０ 台金
４０ 多孔金属板
４１ 貫通孔
１００ セグメント型ブレード
Ｈ セグメントの長さ
ｈ 溝の深さ
Ｍ 溝
ｔ セグメントの端面から数えて２番目に位置する砥材層の厚さ
Ｔ セグメントの厚さ
Ｗ 溝の最大幅
Ｘ セグメントの高さ
θ 溝の内側面のなす角度
φ ブレードの外径

Claims (6)

1. 円板形状の台金の外周に沿って所定間隔ごとに固着されるセグメントチップであって、前記台金の厚さ方向に積層された３層以上の奇数層の砥材層を備え、前記台金の厚さ方向の端面に位置する前記砥材層から数えて偶数番目に位置する砥材層の外周に、前記台金の円周方向に沿った溝を備えたセグメントチップ。
2. 前記溝の横断面形状が、前記溝の底部から離れるに連れて拡幅したテーパ形状部を有する請求項１記載のセグメントチップ。
3. 前記偶数番目に位置する砥材層が、複数の貫通孔が開設された多孔金属板と、前記貫通孔に充填された砥粒部と、を備えた請求項１または２記載のセグメントチップ。
4. 前記多孔金属板が多孔ステンレス板である請求項３記載のセグメントチップ。
5. 前記溝の最大幅が前記セグメントチップの厚さの３０％～６０％であり、前記溝の幅方向に対向する二つの内側面のなす角度が４５度～７５度であり、前記溝の深さが０．４ｍｍ～１．０ｍｍである請求項１～４の何れかの項に記載のセグメントチップ。
6. 前記多孔金属板の厚さが前記セグメントチップの厚さの５％～４０％である請求項３または４記載のセグメントチップ。

Images