JP3420427B2 - ダイヤモンドワイヤーソーにおけるダイヤモンドビーズ - Google Patents

ダイヤモンドワイヤーソーにおけるダイヤモンドビーズ

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JP3420427B2
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直樹 峠
文徳 田中
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Noritake Co Ltd
Noritake Super Abrasive Co Ltd
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Noritake Co Ltd
Noritake Super Abrasive Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D61/00Tools for sawing machines or sawing devices; Clamping devices for these tools
    • B23D61/18Sawing tools of special type, e.g. wire saw strands, saw blades or saw wire equipped with diamonds or other abrasive particles in selected individual positions
    • B23D61/185Saw wires; Saw cables; Twisted saw strips

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、石材やコンクリー
ト及び建材その他を切断するためのダイヤモンドワイヤ
ーソーに係り、特にダイヤモンドビーズがワイヤ芯材周
りで回転することなく良好な切断及びダイヤモンドビー
ズの異常な早期摩耗の抑制を可能とした構成に関する。 【0002】 【従来の技術】ダイヤモンドワイヤーソーは、たとえば
実公平5−24413号公報に記載されているように、
ワイヤを挿入可能な環状断面を持つ基体の外周面にダイ
ヤモンド層を電着法やメタル焼結によって形成したダイ
ヤモンドビーズを備えたものである。そして、このダイ
ヤモンドビーズをワイヤ芯材に一定間隔で配列すると共
に、取付けを強固にするためにダイヤモンドビーズとワ
イヤ芯材との間にゴム材料(NBR,SBRなど)やポ
リウレタン等の熱可塑性樹脂材料を介在させている。 【0003】ところが、切断中にダイヤモンドビーズに
衝撃が加わってその所定の固定位置からずれたり、ダイ
ヤモンドビーズが周方向に回転してしまうことがある。
このため、ダイヤモンドビーズの異常な早期摩耗が生じ
たり、ワイヤ芯材がダイヤモンドビーズ内面と接触によ
って摩耗し、ワイヤ芯材が切損する恐れもある。 【0004】これに対して、特公平7−22886号公
報には、ダイヤモンドビーズのワイヤ芯材周りでの回転
を生じないようにした構成が記載されている。 【0005】図5はこの公報に記載されたダイヤモンド
ビーズであって、図示のように、ワイヤ芯材が差し込ま
れる基体51の周りにダイヤモンド層52を形成してい
る。そして、基体51の内周面には軸線方向に合計4個
の条溝53を刻んでいる。 【0006】このような条溝53を備えていれば、樹脂
による射出成形時の取り付け用の合成樹脂を、これらの
条溝とワイヤ芯材との間にも充填することができるの
で、基体51はしっかりとワイヤ芯材に固定され、その
位置ずれ等を効果的に防止し得る。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】条溝53は、基体51
の軸線と平行に走っているので、ワイヤ芯材に対しては
その周方向に4ヵ所でこれらの条溝53をワイヤ芯材の
周面に対峙させることができ、充填される合成樹脂もワ
イヤ芯材に対してはその周方向の4ヵ所を拘束する。し
たがって、基体51も同様にその内周面が4ヵ所で充填
合成樹脂によって拘束され、周方向への拘束力をワイヤ
芯材との間に作用させることができる。 【0008】ところが、基体51がワイヤ芯材周りに回
転する向きに対しては拘束力によって基体51の回動を
抑えることはできるが、軸線方向への拘束力はさほど期
待できない。したがって、切断速度すなわち基体51の
軸線方向への移動速度が大きい場合では、ワイヤ芯材に
対して位置ずれを生じることがあり、ダイヤモンドビー
ズの早期摩耗を招いて、寿命の低下及びワイヤ芯材の切
損等の事故を発生する恐れがある。 【0009】このように、従来のダイヤモンドビーズで
はワイヤ芯材に対する位置ずれが確実に防止できず、切
断作業の効率の低下や工具自身の寿命の低下が避けられ
ないという問題がある。 【0010】本発明において解決すべき課題は、ワイヤ
芯材の周方向及び軸線方向へのいずれに対してもダイヤ
モンドビーズが位置ずれしないようにして切断効率及び
工具寿命の向上を図ることにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は、ワイヤ芯材を
差し通すと共に被覆材と共に固着される台金を備えるダ
イヤモンドビーズにおいて、前記台金の内周に、前記ワ
イヤ芯材のワイヤ撚り方向と逆向きの捩じれを持つ条溝
を形成してなることを特徴とする。 【0012】 【発明の実施の形態】図1は本発明のダイヤモンドビー
ズの例を示す概略縦断面図である。 【0013】ダイヤモンドビーズは、中空円筒状の台金
1とその外周面に固着した砥材層2とから構成され、図
2に示すように台金1の中にワイヤ芯材3を通すと共
に、ゴム材料や熱可塑樹脂の被覆層4を一体に接合した
構成を持つ。そして、台金1の内周面には螺旋を描く条
溝を刻んでいる。 【0014】図1の(a)に示す台金1の条溝1aは、
ワイヤ芯材3がいわゆるZ撚りの場合に適合させたもの
であり、同図の(b)に示す台金1の条溝1bはワイヤ
芯材3がいわゆるS撚りの場合に適合させたものであ
る。これらの条溝1a,1bは、台金1の内周に複数の
条とするほか、1本の条だけを設けるようにしてもよ
い。また、条溝1a,1bは図示の例では台金1の軸線
方向の全長に刻んでいるが、その条の方向に断続的に凹
部を形成したものとしてもよい。 【0015】図2に示すワイヤ芯材3はS撚りであり、
これに対しては図1の(b)のダイヤモンドビーズを使
用する。すなわち、多数のワイヤを束ねて撚ることによ
って形成されるワイヤ芯材3はこれらのワイヤが螺旋状
に捩じられたものの集合体であり、S撚りの場合では図
2に示すように1本1本のワイヤが左下がりの傾斜を持
つような形態となる。これに対し、図1の(b)のダイ
ヤモンドビーズでは、台金1の条溝1bは逆向きの傾斜
を持ち、ワイヤ芯材3のワイヤの捩じり姿勢と条溝1b
の姿勢とは逆向きになっている。 【0016】ダイヤモンドビーズは被削材に対する切断
過程では、ワイヤ芯材3の撚り方向に回転しながら被削
材の周りを移動する。このとき、台金1の内周とワイヤ
芯材3との間に圧入されている合成樹脂等の被覆層4が
条溝1bの中まで充填されているので、ワイヤ芯材3周
りの台金1の回転が抑制される。そして、条溝1bは螺
旋状であってしかもその捩じれ方向がワイヤ芯材3の撚
り方向とは逆向きなので、台金1の軸線方向においては
条溝1bとワイヤ芯材3のワイヤとは交錯する関係とな
っている。このため、台金1はワイヤ芯材3の軸線方向
の動きも拘束され、ワイヤ芯材3の移動に対しても台金
1は位置ずれを生じることなく安定保持される。 【0017】 【実施例】図3は本発明のダイヤモンドビーズのより具
体的な例であり、同図の(a)は軸線方向より見た正面
図、同図の(b)は同図(a)のA−A線矢視による断
面図である。 【0018】図示の例は図4に示すZ撚りのワイヤ芯材
3に取り付けられるものであり、図1及び図2に示した
ように、ダイヤモンドビーズは台金1とその周面に固着
した砥材層2とによって構成され、ワイヤ芯材3との間
を含めて合成樹脂またはゴムを素材とした被覆層4を一
体に接合している。そして、台金1の条溝1aはワイヤ
芯材3のワイヤの撚り方向に対して逆向きの捩じり方向
として軸線方向の全長に4本刻まれている。このよう
な、条溝1aを設けることによって、先に述べたように
ワイヤ芯材3周りの回転が阻止されると同時に、ワイヤ
芯材3の撚り方向と条溝1aとの交錯とによって、これ
らの間に充填されている被覆層4を介して軸線方向にも
台金1が拘束される。したがって、ワイヤ芯材3が被削
材周りを走行するときも、回転と軸線方向の位置ずれを
伴うことがなく、砥材層2の偏摩耗等が抑制され、効率
的な切断が維持される。 【0019】ここで、砥材層2の外径が11mm及び台
金1の内径を5.2mmとし、条溝1aの幅を1mm及
び深さを0.5mmとして捩じれの傾斜角度を30°の
ダイヤモンドビーズとし、これを直径5mmのワイヤ芯
材3に装着したものを作製した。そして、被覆層4とし
てはゴム材料を用い、台金1どうしの間隔すなわちダイ
ヤモンドビーズのピッチ間隔を30mmとしたダイヤモ
ンドワイヤーソーを作製した。 【0020】一方、これと同サイズであって、特公平7
−22886号公報に記載のように条溝が軸線方向に捩
じれのない直線状として刻んだのダイヤモンドビーズを
用いたダイヤモンドワイヤーソーを形成し、以下の条件
で比較を行った。 【0021】切断条件: (1) 切断機械:原マシナリ− 2W−HD20型 (2) ワイヤーソー周長:21.69m (3) ワイヤーソー移動速度:1600m/分 (4) 被削材:天山御影石 (5) 切断速度:2.0平方メートル/時 この比較試験によって得られた結果は、以下の表1に示
す通りである。 【0022】 【表1】 この試験結果から判るように、本発明を適用したダイヤ
モンドビーズでは比較例に対し、40%以上寿命が向上
している。また、台金のずれ発生数において、比較例の
21個に対し本発明の実施例品では全くなく、台金のワ
イヤ芯材に対する固定力が大幅に改善されていることが
確認された。 【0023】 【発明の効果】本発明により次の効果を奏する。 【0024】(1)切断中の衝撃に対して、ダイヤモン
ドビーズが回転したり、ずれたりすることがなく、安定
した切味が得られる。 【0025】(2)ダイヤモンドビーズの回転やずれの
発生がなく強固に固定されるため、工具寿命が向上す
る。 【0026】(3)ダイヤモンドビーズのずれがなく、
ワイヤー芯材が損傷しないため、ワイヤー芯材の切損が
ない。 【0027】(4)ダイヤモンドビーズの回転やずれが
ないため、高負荷に耐え得ることができ、高速切断及び
作業能率が向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明のワイヤーソーに用いるダイヤモンド
ビーズの例であって、同図の(a)はZ撚りのワイヤ芯
材用及び同図の(b)はS撚りのワイヤ芯材用とした例
の縦断面図である。 【図2】 図1の(b)のダイヤモンドビーズをワイヤ
芯材に装着した例を示す要部の縦断面図である。 【図3】 Z撚りのワイヤ芯材用としたダイヤモンドビ
ーズの例であって、同図の(a)は軸線方向に見た正面
図、同図の(b)は同図(a)のA−A線矢視による縦
断面図である。 【図4】 図3のダイヤモンドビーズをワイヤ芯材に装
着したダイヤモンドビーズワイヤーソーの要部を示す縦
断面図である 【図5】 ダイヤモンドビーズの従来例を示す縦断面図
である。 【符号の説明】 1 :台金 2 :砥材層 3 :ワイヤ芯材 4 :被覆層 【表1】工具寿命
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−126610(JP,A) 特公 平5−61050(JP,B2) 特公 平7−22886(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23D 61/18 B24B 27/06 B28D 1/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 ワイヤ芯材を差し通すと共に被覆材と共
    に固着される台金を備えるダイヤモンドビーズにおい
    て、前記台金の内周に、前記ワイヤ芯材のワイヤ撚り方
    向と逆向きの捩じれを持つ条溝を形成してなるダイヤモ
    ンドワイヤーソーにおけるダイヤモンドビーズ。
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