JP3539679B2 - ダイヤモンドブレードのセグメント構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート、アスファルト、石材などの切断に用いるダイヤモンドブレードのセグメント構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これらの用途に用いるダイヤモンドブレードはスール製円盤の外周にセグメントチップを装着した構造を有するもので、鉄筋入りのコンクリートや硬質石材などを切断した際、台やモンド砥材が衝撃や発熱により劣化をきたし切刃が鈍化して切味が低下する。
【０００３】
切味を維持するためには、ダイヤモンド砥材を保持している結合剤が摩耗することで、劣化したダイヤモンド砥材が脱落し、新たにセグメントチップ中のダイヤモンドが出現する、いわゆる目替りが繰替えされることが必要である。
【０００４】
一般に、正常な目替りでは切れ刃として働く劣化していない完全な砥材、破砕したり摩耗した砥材、および脱落した砥材の割合は、１：１：１である。
【０００５】
新品時は結合剤をグラインダーなどで強制的に除去し、ダイヤモンドを露出させるため、完全砥粒の割合が目替り後よりも多い。このため、新品時は砥粒に加わる力が分散され、切断を続けるとダイヤモンド砥材の破砕や摩耗は進行するものの、脱落には至らず、劣化した砥材が表面に数多く残る所謂目つぶれ状態になり切味が持続しないことがある。
【０００６】
従来においては、次のことが提案されている。
特開昭６４−４５５７４号公報には、アルミナ、炭化珪素等ダイヤモンドとほぼ同じ粒径の粒子を５〜４０容量％添加することが開示されている。
特開平９−１０３９１６号公報には、１００μｍ程度までの黒鉛粒子を添加することが開示されている。
特許第２９９４４６６号明細書には、超砥粒を含む研磨セグメントと超砥粒を含まないセグメントとを区画して取り付けること、また、超砥粒以外の第２の研磨剤を含むことが開示されている。
いずれの発明も砥材層外周面に着目したものではなく、本発明の外周部分の砥材数の調整とは別の目的であり、新品初期の砥材数の調整には効果がない。
【０００７】
切味を重視して、砥粒数を減らすためにセグメントチップ全体の集中度（セグメントチップに含まれるダイヤモンドの割合： ダイヤモンドの体積がセグメントチップの体積の２５％のときを集中度１００とする）を低くすれば、すなわち砥粒数を減らせばブレードの寿命が損なわれる。
【０００８】
寿命を重視したブレードでは、砥粒数を増やす必要があるが、新品時は結合剤をグラインダーなどで強制的に除去し、ダイヤモンドを露出させるため、完全砥粒の割合が目替り後よりも多い。このため、砥粒に加わる力が分散され、切断を続けるとダイヤモンド砥材の破砕や摩耗は進行するものの、脱落には至らず、劣化した砥材が表面に数多く残る所謂目つぶれ状態、切味不良が問題となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、ダイヤモンドブレードの新品時の切味および目替りの問題を解決するにあたって、寿命を落とすことなく安定した切味のダイヤモンドブレードのセグメント構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のセグメント構造は、円盤状の台金の外周に装着したセグメントチップ外周の切断作用面に、ダイヤモンド砥材と略同径であり、セグメントチップを焼成する温度より高い融点の材料からなるヌープ硬さが常温で２５００Ｋｇ／ｍｍ^２以下の粒子を、切断作用面表面から粒径の１〜３倍の深さに埋め込み、且つ、前記セグメントチップ外周面におけるダイヤモンド砥材と埋め込む粒子との数の割合を２：１〜１：４としたことを特徴とする。
【００１２】
埋め込む粒子をセグメントチップの外周面に前述の割合で幾何学的に配列することで、ダイヤモンド砥材を効果的に分散することができる。粒子を埋め込む深さは、使用条件にもよるがダイヤモンド砥粒の１〜３倍以内で目替りができる。
【００１３】
これによって、新品時は完全砥粒数が過度に多くならず、良好な切れ味が得られる。また、セグメントチップ中の粒子が先に磨耗し、ダイヤモンド砥材に働く力が増大することで切れ味が良く、劣化したダイヤモンドもスムーズに目替りする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例を参照しながら説明する。
図１は本発明のダイヤモンドブレードのセグメントチップ構造における実施例の外周面を示す拡大図であり、１は円盤状スチール台金、２はセグメントチップ、３は埋め込んだ粒子を示す。図２は、半径が３５５ｍｍの円盤状スチール台金１の外周に装着したそれぞれ長さ４７ｍｍ、幅３．３ｍｍ、高さが１０ｍｍのセグメントチップ２に粒子３を埋め込んだ状態の（ａ），（ｂ），（ｃ）の３形態の実施例を示す。
【００１５】
セグメントチップ２は、本例では集中度が３０のメタルボンドからなり、そこに球状のカーボンを外周より１粒分の深さに粒子３として固着した。
（ａ）の場合は、ブレードの回転方向に対し直角になるように粒子３を配列した。
（ｂ）の場合は、各粒子３が等間隔になるように配列した。
（ｃ）の場合は、厚み方向中心から側面に向かい斜線を形成するように配列した。
【００１６】
【実施例】
本実施例と比較例を次の切断条件でコンクリートを切断した結果、本発明の実施例の場合、前記の３形態（ａ），（ｂ），（ｃ）ともに消費電力は目替り後と大きな差がなく初期より切れ味が良好であったが、比較例は初期の消費電力が増大しており、切れ味が悪かったことを示している。
【００１７】
また、硬質石材（白御影石）を切断した結果、前記の３形態（ａ），（ｂ），（ｃ）ともに消費電力は目替り後と大きな差がなく初期より切れ味が良好であった。比較例は初期の消費電力が大きく、切れ味が低下して行き、目つぶれにより切断不能となった。
【００１８】
試験条件
切断ブレード
寸法：３７５Ｄ×４７Ｌ×３．３Ｔ×１０Ｘ×２１Ｎ×２７Ｈ
ダイヤモンド：ＳＤ４０
集中度：３０
【００１９】
【表１】

【００２０】
【表２】

注
“初期”はコンクリートでは０〜１０ｍ、白御影石では０〜２０ｍ切断したときの平均消費電力を示す。
“１ｍｍ磨耗後”はセグメントチップ高さが１ｍｍ磨耗したときの消費電力を示す。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば下記の効果を奏する。
（１）埋め込む粒子の融点がセグメントチップの焼成温度よりも高いことから、焼成後もセグメントチップ中に拡散することなくダイヤモンドと略同径の大きさを維持できる。
（２）埋め込む粒子はダイヤモンドよりヌープ硬さで５０％以下のため、硬質材を切断する際は、セグメントチップ中の粒子が先に磨耗し、ダイヤモンド砥材に働く力が増大することで劣化したダイヤモンドが脱落し、スムーズに目替りする。
（３）ダイヤモンドと略同径にすることで、埋め込んだ粒子が磨耗し消滅した際、ダイヤモンド１粒分が脱落したことと同じになり目替りを促進することになる。
（４）上記により、寿命を落とすことなく初期より安定した切れ味のダイヤモンドブレードが得られる。
（５）初期の切れ味を考慮せずに寿命を重視したブレードの設計ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイヤモンドブレードのセグメントチップ構造における実施例の外周面を示す拡大図である。
【図２】セグメントチップに粒子を埋め込んだ状態の（ａ），（ｂ），（ｃ）の３形態の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 円盤状スチール台金
２ セグメントチップ
３ 埋め込んだ粒子

Claims (2)

1. 円盤状の台金の外周に装着したセグメントチップ外周の切断作用面に、ダイヤモンド砥材と略同径であり、セグメントチップを焼成する温度より高い融点の材料からなるヌープ硬さが常温で２５００Ｋｇ／ｍｍ^２以下の粒子を、切断作用面表面から粒径の１〜３倍の深さに埋め込み、
   且つ、
   前記セグメントチップ外周面におけるダイヤモンド砥材と埋め込む粒子との数の割合を２：１〜１：４としたことを特徴とするダイヤモンドブレードのセグメント構造。
2. セグメントチップ外周面におけるダイヤモンド砥材と埋め込む粒子を幾何学的に配列したことを特徴とする請求項１に記載のダイヤモンドブレードのセグメント構造。

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