JP3374082B2 - ダイヤモンドカッターの製造方法及びダイヤモンドカッター - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はダイヤモンドカッタ
ーの製造方法及びダイヤモンドカッターに係り、特に石
材、コンクリートなどの切断に用いるのに好適なダイヤ
モンドカッターの製造方法及びダイヤモンドカッターに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のダイヤモンドカッターの
製造技術としては、ダイヤモンド砥粒と金属粉との混合
粉を焼結して作ったダイヤモンドチップを鋼製基板の外
周にロー付け又は溶接によって固着する技術が知られて
いる。

【０００３】また混合粉を冷間プレスで圧縮成形して圧
粉体とし、この圧粉体を基板の外周に設置し、ホットプ
レス（焼結炉）で圧粉体を焼結すると同時に基板に接合
する技術（いわゆる同時焼結法）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ロー付け技術は、
主として厚いカッター（厚さ４ｍｍ以上）又は湿式切断
用カッターの製造技術として用いられている。これは、
ダイヤモンドチップを基板のチップ取付け端面にろう材
を用いてろう付けする場合においては、そのろう材の融
点が高いとき、その接合作業に際して、チップの構成材
料が酸化、炭化されることから、ろう材としては、比較
的融点の低いものを用いざるを得ないため、接合面積を
大きくする必要があることにもよるものである。また、
厚いカッターを製造する場合、ロー付け技術では１枚１
枚製造しなければならないので、生産効率が悪く、コス
ト高になるという不都合がある。

【０００５】また、同時焼結法は比較的薄いカッター
（厚さ３．５ｍｍ程度まで）の製造技術に用いられてい
る。同時焼結法は、チップと基板との接合強度を確保す
るために、基板におけるチップ取付け端面上で、チップ
粉体材料を加圧しつつ焼結する技術であり、チップを基
板のチップ取付け端面より肉厚方向に張出すように形成
すると、首の部分の摩耗が激しくなるため、図１２及び
図１３に示すように、基板の外周に切欠溝を形成し、そ
の溝部にチップの延長部分を固着した技術が提案されて
いる（特開平８−９０４２５号公報参照）。この技術で
は、外観上、弓形のダイヤモンドチップの一部分を内周
側へ部分的に延長した部分をもち、弓形部分と内側の延
長部分の厚さが同じになっている。

【０００６】しかし、基板の外周から切欠溝をチップの
配置される延長部分にまで形成し、この延長された切欠
溝にチップを配設すると、延長部分のチップに相当する
材料が多量に必要になり、製造コストが上昇するという
不都合があるため、前記したような薄いカッターにしか
用いることができなかったものである。

【０００７】本発明の目的は、従来ロー付け技術で製造
されていた厚いダイヤモンドカッターを、同時焼結技術
で製造することにより安価で大量に製造可能なダイヤモ
ンドカッターの製造方法及びダイヤモンドカッターを提
供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、基板の外周だけでな
く、片側面又は両側面にも圧粉体を配置して同時焼結技
術によりコストダウンを図ることが可能なダイヤモンド
カッターの製造方法及びダイヤモンドカッターを提供す
ることにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、チップの接合力
を高くし、チップ割れやチップ脱落を防止できると共
に、基板摩耗防止、研削効果を向上させ、良好な切断面
が得られるダイヤモンドカッターの製造方法及びダイヤ
モンドカッターを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
ダイヤモンドカッターの製造方法によれば、中心に取付
孔が形成された基板と、該基板の外周端面に間隙をおい
て所定間隔で取着されたダイヤモンドチップと、前記基
板の面の所定位置に基板保護用のチップと、を備えたダ
イヤモンドカッターの製造方法において、前記基板の外
周部に所定間隔で形成された切削用圧粉体を位置させる
溝と、前記基板の面の所定位置に基板保護用圧粉体を位
置させる溝と、を備えた第１の焼結金型と、該第１の焼
結金型と前記基板を挟んで対向する外周部に、所定間隔
で形成された切削用圧粉体を位置させる溝と、前記基板
の面の所定位置に基板保護用圧粉体を位置させる溝と、
を備えた第２の焼結金型と、を用い、前記基板と、該基
板の外周端面及び前記基板の片側面又は両側面に、前記
切削用圧粉体と、該切削用圧粉体より厚さの薄い基板保
護用圧粉体とを配置し、前記焼結金型を加圧・加熱する
ことにより圧粉体を焼結すると同時に、基板に固着する
ことにより、解決される。

【００１１】なお、前記ダイヤモンドカッターの製造方
法において、前記基板と、該基板の外周端面及び前記基
板の片側面又は両側面に切削用圧粉体と基板保護用圧粉
体とを配置した焼結金型を複数重ねた後、該焼結金型を
加圧・加熱することにより、圧粉体を焼結すると同時
に、基板に固着させるようにしても良い。

【００１２】さらに、上記課題は、本発明に係るダイヤ
モンドカッターによれば、中心に取付孔が形成された基
板と、該基板の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着
された切削用ダイヤモンドチップと、前記基板の面の所
定位置に基板保護用チップと、を備えたダイヤモンドカ
ッターにおいて、前記基板の前記基板保護用チップが配
置される面は、前記基板の片側面又は両側面であって、
前記基板保護用チップは、前記基板の外周端面に取着さ
れる切削用ダイヤモンドチップに連続して、前記切削用
ダイヤモンドチップよりも薄く形成されるとともに、前
記基板の片面に貼着若しくは前記基板の両側面から挟持
するように、前記基板の中心に向けて形成されてなる構
成とすることにより、解決される。

【００１３】 上記のように本発明のダイヤモンドカッタ
ーの製造方法は、複数の焼結金型を重ねて加圧・加熱す
るために、大量生産が可能となる。また本発明のダイヤ
モンドカッターは、基板の外周に延長部分用の切欠溝が
形成されていないので、内側の延長部分が基板の側面に
貼り付けられたような形になり、延長部分が薄いので、
コスト低減につながる。そして内側延長部分にもダイヤ
モンド砥粒が含まれているので、基板の摩耗を防止する
だけでなく、研削効果も生じ、良好な切断面が得られ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係るダイヤモンドカッタ
ー１０の製造方法は、中心に取付孔２１が形成された基
板２０，５０と、この基板２０，５０の外周端面に間隙
をおいて所定間隔で取着された切削用ダイヤモンドチッ
プ３０と、前記基板２０，５０の面の所定位置に基板保
護用チップ４０と、を備えたダイヤモンドカッターの製
造方法である。

【００１５】本発明に係るダイヤモンドカッターの製造
方法では、二つの焼結用金型６０，７０からなる割型が
使用される。第１の金型６０は、基板２０，５０の外周
部に所定間隔で形成された切削用圧粉体３１を位置させ
る溝６１と、基板保護用圧粉体４１を配置する溝６２
と、を備えている。第２の焼結金型７０は、上記第１の
焼結金型６０と対向する外周部に所定間隔で形成された
切削用圧粉体３１を位置させる溝７１と、基板保護用圧
粉体４１を位置させる溝７２とを備えている。このよう
な焼結金型６０，７０を用いることにより、切削用粉体
３１と基板保護用圧粉体４１と基板２０，５０とを一体
に固着することができる。

【００１６】 そして前記した焼結金型６０，７０に、前
記基板２０，５０と、この基板２０，５０の外周端面及
び、基板２０，５０の片側面又は両側面に圧粉体３１，
４１を配置する。次に、圧粉体３１，４１と基板２０，
５０とが配置された焼結金型６０，７０を、加圧・加熱
して圧粉体３１，４１を焼結すると同時に、基板２０，
５０と切削用ダイヤモンドチップ３０と基板保護用チッ
プ４０とを一体に固着成形する。

【００１７】 さらに、ダイヤモンドカッター１０の製造
方法は、基板２０，５０と、この基板２０，５０の外周
端面及び片側面又は両側面に切削用圧粉体３１と基板保
護用圧粉体４１を配置した焼結金型６０，７０を複数、
例えば、数個、数十個、数百重ねて、ホットプレス（焼
結炉）で加圧・加熱することにより、圧粉体３１，４１
を焼結すると同時に、基板２０，５０に固着させてもよ
い。このように構成することにより、大量生産をするこ
とが可能となる。

【００１８】 また、本発明に係るダイヤモンドカッター
１０は、中心に取付孔２１が形成された基板２０，５０
と、この基板２０，５０の外周端面に間隙をおいて所定
間隔で取着された切削用ダイヤモンドチップ３０と、前
記基板２０，５０の面の所定位置に基板保護用チップ４
０と、を備えている。このダイヤモンドカッター１０に
おいて、前記基板２０，５０の前記基板保護用チップ４
０が配置される面は、基板２０，５０の片側面又は両側
面であって、基板保護用チップ４０は、基板２０，５０
の外周端面に取着される切削用ダイヤモンドチップ３０
に連続して、基板２０，５０の片面に貼着若しくは基板
２０，５０の両側面から挟持するように、基板２０，５
０の中心に向けて形成される。

【００１９】 本発明のダイヤモンドカッター１０によれ
ば、焼結でチップ３０，４０が結合されているので、ロ
ー付けに比して、ダイヤモンドチップ３０，４０の接合
力が高くなり、カッターの安全性が向上する。また基板
２０，５０には基板保護用チップ４０が取り付けられて
いるので、基板２０，５０の摩耗防止だけでなく、研削
効果も生じ、良好な切断面が得られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施形態について、図を参
照して説明する。なお、以下に説明する部材、配置等
は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿
って各種改変することができることは勿論である。

【００２１】 図１乃至図４は本発明の第１の実施態様を
示すものであり、図１はダイヤモンドカッターの平面
図、図２は図１のＣ−Ｃ線によるダイヤモンドカッター
の断面図、図３はダイヤモンドカッターの製造に用いる
金型の部分断面説明図、図４は図３の金型で製造された
ダイヤモンドカッターの部分断面図である。

【００２２】 本例のダイヤモンドカッター１０は、切断
や溝切りで用いられる直線切り用ダイヤモンドカッター
の例を示すものである。本例では、基板５０が平面状と
なっており、基板５０の外周面に所定間隔で切削用チッ
プ３０が固着され、基板５０の両側面に基板保護用チッ
プ４０が配置された例を示すものである。

【００２３】 すなわち、本例のダイヤモンドカッター１
０は、直線状の円板からなる基板５０の外周端部に所定
位置で切削用チップ３０と、基板５０の両面に基板保護
用チップ４０が形成されたものである。

【００２４】 本例の焼結金型６０，７０は左右対称の割
型で形成されており、図３で示すように、金型６０，７
０には、切削用チップ３０となる切削用圧粉体３１を配
置するための配置部６１，７１と、この配置部６１，７
１から同一面となり中心に向けて先細りのくさび状とな
っている基板保護用チップ４０となる基板保護用圧粉体
４１のための溝部６２，７２と、基板５０が位置する空
間部Ｋとから構成されている。

【００２５】 そして、先ず、一方の焼結金型６０の配置
部６１に、予め成形されている切削用圧粉体３１を配置
し、次に、溝部６２に予め成形された基板保護用圧粉体
４１を配置する。また他方の焼結金型７０の溝部７２に
も予め成形された基板保護用圧粉体４１を配置する。こ
のとき、両方の焼結金型６０，７０の溝部６２，７２に
基板保護用圧粉体４１を配置するが、下側に位置する溝
部６２には、基板保護用圧粉体４１はそのまま配置する
ことで、位置固定が可能であるが、上側に位置する基板
保護用圧粉体４１の場合には、脱落防止のために、焼結
金型７０と基板保護用圧粉体４１とを仮接合して、脱落
防止をしておく。

【００２６】 そして、焼結金型６０，７０を合わせて型
締めする。このとき、焼結金型６０，７０を数十組重ね
て、前述した圧力と加熱により、不図示の焼結炉（ホッ
トプレス）で焼結させて、基板５０と切削用チップ３０
と基板保護用チップ４０を一体に固着する。図４は焼結
金型６０，７０から外した状態で、基板５０の両側面に
基板保護用のチップ（厚さ０．７ｍｍ）４０が固着され
ている。

【００２７】 図５及び図６は、本発明に含まれる他の例
を示すものであり、図５の例では、基板保護用チップ４
１の配置位置の基板５０側に凹部２２を形成しておき、
この凹部２２形状に合わせて圧粉体４１に凸部４３を形
成したものである。また図６の例では、凹部２２ではな
く貫通孔２４を形成した例を示すものである。

【００２８】 なお図５及び図６の例では、予めの圧粉体
４１に凸部４３を形成した例を示しているが、加圧する
ときに凸部４３や貫通孔２４に圧粉体４１が嵌入するこ
とにより強固に係止するために、凸部４３を形成しない
ように構成することも可能である。

【００２９】 図７乃至図１０はさらに他の実施態様を示
すものであり、図７はダイヤモンドカッターの平面図、
図８は図７のＡ−Ａ線によるダイヤモンドカッターの断
面図、図９は焼結金型の部分拡大平面図、図１０は焼結
後の製品の部分断面図である。

【００３０】 本例のダイヤモンドカッター１０は、曲線
切り用のダイヤモンドカッターであり、図７で示すよう
に、基板２０と、切削用ダイヤモンドチップ３０と、基
板保護用チップ４０と、を主要構成要素としている。

【００３１】 本例の基板２０は、鋼製であり、この鋼製
基板２０は中心に取付孔２１が形成され、皿状の形状と
して形成されている。本例の基板２０は、冷間プレスで
成形されている。また、本例の基板２０としては、外周
端面が同一円の面に形成され、溝等が形成されていない
ものを用いても良く、切削用チップ３０，３０間に溝を
設けたものを用いても良い。なお基板側面に若干の凹凸
等が形成されていても良い。この場合には、後述する基
板保護用ダイヤモンドチップ４０を、基板側面と整合す
るような形状に成形する。

【００３２】 本例の切削用ダイヤモンドチップ３０は、
上記した基板２０の外周に所定間隔で固着されており、
この切削用ダイヤモンドチップ３０と連続するように、
先細り形状の基板保護用チップ４０が基板２０の取付孔
２１に向けて形成されている。本例では切削用ダイヤモ
ンドチップ３０と基板保護用チップ４０は、所定間隔で
１０個等間隔になるように配置されるように形成してい
る。なお図７の例では、切削用ダイヤモンドチップ３０
と基板保護用チップ４０は同数形成した例を示している
が、切削用ダイヤモンドチップ３０と基板保護用チップ
４０は、同数である必要はなく、基板保護用チップ４０
を一つおきに取り付けるように形成することもできる。

【００３３】ダイヤモンドカッター１０は、 焼結金型６
０の外周部の配置部６１に所定形状に予め成形された切
削用圧粉体（厚さ６．４ｍｍ）３１を間隔を置いて所定
数配置した後、予め成形された基板保護用圧粉体（厚さ
１ｍｍ）４１をくさび状の延長溝部６２に配置する。次
に、予め冷間プレスで皿状に成型された鋼製基板２０を
基板保護用圧粉体３１の上に配置して、他方の焼結金型
をかぶせるように配置する。

【００３４】上記各実施例において、 切削用ダイヤモン
ドチップ３０と基板保護用チップ４０は、ダイヤモンド
砥粒と金属粉からなる圧粉体を焼結したダイヤモンドチ
ップから構成されている。金属粉としては、コバルト，
ニッケル，錫等の混合物を用いており、その配分比は、
公知のもののほか、所定のものが用いられる。そして予
め所定形状の圧粉体として形成したものを基板２０に焼
結してチップ３０，４０としている。

【００３５】上記各実施例 のダイヤモンドカッター１０
によれば、基板保護用チップ４０は基板２０上に直接固
着されるように形成されるため、従来のような基板２０
に溝を形成して取着した場合に比して、基板保護用チッ
プ４０を薄く形成することが可能となり、また接合力が
向上する。さらに、内側延長部分である基板保護用チッ
プ４０にもダイヤモンド砥粒が含まれているので、基板
２０の摩耗を防止するだけでなく、研削効果も生じ、良
好な切断面が得られる。

【００３６】また、上記各実施例において、 加圧は５０
Ｋｇ／ｃｍ²程度（本発明の対象であるダイヤモンドカ
ッターは、通常の薄いダイヤモンドカッターの製造時よ
り、可成り低めの圧力）、最終温度を８００度〜９００
度、所要時間は６０分〜９０分で焼結する。そして、上
述のようにして成形されたダイヤモンドカッター１０
は、焼結金型６０，７０から外した状態で、基板２０の
外周面に所定間隔で形成された切削用チップ３０が固着
され、基板２０の外側に基板保護用チップ４０が固着さ
れた状態となり、切削用チップ３０の厚さが４ｍｍ、基
板保護用チップ４０の厚さが０．７ｍｍとして形成され
る。

【００３７】 図１１は本発明の特許請求の範囲に含まれ
ない焼結金型を示す説明図である。図１１では焼結金型
６０，７０に圧粉体が配置された状態が示されている。
焼結金型は割型であり、第１の焼結金型としての一方の
金型６０の外周位置には切削用ダイヤモンドチップ３０
を形成する配置部６１が形成され、この配置部６１から
基板保護用チップ４０を形成する先細りの延長溝部（本
例では概略くさび状）６２が形成されている。

【００３８】 また、第２の焼結金型としての他方の金型
７０は、図１１で示すように、上記配置部６１に対向す
る位置に配置溝部７１が形成されている。そしてこれら
の金型６０，７０により基板２０の配置空間Ｋを形成
し、加圧・加熱しながら基板２０と圧粉体３１，４１を
焼結固着する。このとき、一方の焼結金型６０と基板２
０との間に空間ｋ２が形成され、同時に他方の焼結金型
７０と基板２０との間には、空間ｋ３が形成された状態
となる。

【００３９】 これらの空間ｋ２，ｋ３中、一方の金型６
０との空間ｋ２より他方の金型７０との空間ｋ３が大き
いのは、加圧するときに、切削用圧粉体３１だけに圧力
が掛かる場合と、基板保護用圧粉体４１にも圧力が掛か
ることを考慮しているものである。このようにして、焼
結金型６０，７０内に圧粉体３１，４１と基板２０をセ
ットしたものを十数組から数十組重ねて、不図示のホッ
トプレス（焼結炉）で加圧・加熱しながら焼結する。こ
のため、図１１では、一方の焼結金型６０を下側にし
て、切削用圧粉体３１と、基板保護用圧粉体４１と、基
板２０をセットしている。なお、他方の焼結金型７０を
下側にすることも可能であるが、この場合には、基板保
護用圧粉体４１を一方の焼結金型６０に仮に接合するた
めの接合剤により仮止めして、基板保護用圧粉体４１が
脱落しないようにする。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明に係るダイヤモンド
カッターの製造方法によれば、比較的厚い基板を有する
ダイヤモンドカッターについても、同時焼結技術によっ
て効率的な製造が可能となり、大量生産をすることが可
能となる。

【００４１】 同時焼結法で製造することにより、量産が
可能になるので、コストダウンが図れると共に、基板保
護用チップは、基板の片側面に貼着するか、基板を挟持
するように形成されるため、高価な圧粉体のロスが効果
的に省略される。又、ロー付け法に比べると、ダイヤモ
ンドチップの接合力が高くなり、カッターの安全性が向
上する。基板保護用チップが取り付けられているので、
基板摩耗防止だけでなく、研削効果も生じ、良好な切断
面が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る製造方法により製造されたダイヤ
モンドカッターの平面図である。

【図２】図１のＣ−Ｃ線によるダイヤモンドカッターの
断面図である。

【図３】ダイヤモンドカッターの製造に用いる金型の部
分断面説明図である。

【図４】図３の金型で製造されたダイヤモンドカッター
の部分断面説明図である。

【図５】他の例を示す金型の部分断面説明図である。

【図６】さらに他の例を示す金型の部分断面説明図であ
る。

【図７】他の構成のダイヤモンドカッターを示す平面図
である。

【図８】図７のＡ−Ａ線によるダイヤモンドカッターの
断面図である。

【図９】焼結金型の部分拡大平面図である。

【図１０】焼結後の製品の部分断面図である。

【図１１】本発明の特許請求の範囲に含まれない焼結金
型の部分断面説明図である。

【図１２】従来例の平面図である。

【図１３】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１０ ダイヤモンドカッター １１ 取付孔 ２０，５０ 基板 ２２ 凹部 ２４ 貫通孔 ３０ 切削用ダイヤモンドチップ ３１ 切削用圧粉体 ４０ 基板保護用チップ ４１ 基板保護用圧粉体 ４３ 凸部 ６０，７０ 焼結用金型 ６１，７１ 溝 ６２，７２ 溝 Ｋ 配置空間 ｋ２，ｋ３ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24D 5/12 B24D 3/00 B24D 5/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心に取付孔が形成された基板と、該基板
   の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着されたダイヤ
   モンドチップと、前記基板の面の所定位置に基板保護用
   のチップと、を備えたダイヤモンドカッターの製造方法
   において、 前記基板の外周部に所定間隔で形成された切削用圧粉体
   を位置させる溝と、前記基板の面の所定位置に基板保護
   用圧粉体を位置させる溝と、を備えた第１の焼結金型
   と、該第１の焼結金型と前記基板を挟んで対向する外周
   部に、所定間隔で形成された切削用圧粉体を位置させる
   溝と、前記基板の面の所定位置に基板保護用圧粉体を位
   置させる溝と、を備えた第２の焼結金型と、を用い、 前記基板と、該基板の外周端面及び前記基板の片側面又
   は両側面に、前記切削用圧粉体と、該切削用圧粉体より
   厚さの薄い基板保護用圧粉体とを配置し、 前記焼結金型を加圧・加熱することにより圧粉体を焼結
   すると同時に、基板に固着することを特徴とするダイヤ
   モンドカッターの製造方法。
2. 【請求項２】前記基板と、該基板の外周端面及び前記基
   板の片側面又は両側面に切削用圧粉体と基板保護用圧粉
   体とを配置した焼結金型を複数重ねた後、該焼結金型を
   加圧・加熱することにより、圧粉体を焼結すると同時
   に、基板に固着することを特徴とする請求項１記載のダ
   イヤモンドカッターの製造方法
3. 【請求項３】中心に取付孔が形成された基板と、該基板
   の外周端面に間隙をおいて所定間隔で取着された切削用
   ダイヤモンドチップと、前記基板の面の所定位置に基板
   保護用チップと、を備えたダイヤモンドカッターにおい
   て、 前記基板の前記基板保護用チップが配置される面は、前
   記基板の片側面又は両側面であって、 前記基板保護用チップは、前記基板の外周端面に取着さ
   れる切削用ダイヤモンドチップに連続して、前記切削用
   ダイヤモンドチップよりも薄く形成されるとともに、前
   記基板の片面に貼着若しくは前記基板の両側面から挟持
   するように、前記基板の中心に向けて形成されてなるこ
   とを特徴とするダイヤモンドカッター。