JP3830457B2

JP3830457B2 - ブレード

Info

Publication number: JP3830457B2
Application number: JP2003089055A
Authority: JP
Inventors: 和志崎田; 誠也緒方; 洋二新澤
Original assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd; Noritake Super Abrasive Co Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004291183A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石材、コンクリート、グリーンコンクリート、アスファルト、耐火物などの溝入れ等に用いられるブレードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石材、コンクリート、耐火物などの溝入れ用の砥石として、ダイヤモンド等の砥粒を含んだセグメントを、円盤状の台金に一体に結合した構造のブレードが用いられている。
溝入れにおいては、溝幅分の材料をブレードによって除去するため、ブレードのセグメントの幅は、溝幅と同等の幅が必要となる。溝幅が広くなるほど材料の削除量が増えるため、ブレードのセグメント中の砥粒を材料に食い込ませて駆動するために、大型の溝入れ機械が必要となる。
また、溝幅が広くなると、ブレードのセグメント中の砥粒に対してかかる溝入れ機械の出力が分散される。そのため、材料への砥粒の食い込みが浅くなる。
【０００３】
このような材料への砥粒の食い込みを改善するものとして、セグメントに溝（スリット）を形成してセグメントを分断し、セグメントの実質的な長さを短くしたダイヤモンド切断砥石がある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５参照）。
また、セグメントにスリットを設け、このスリット内に充填材を埋設したダイヤモンドソーブレードがある（例えば、特許文献２、特許文献６参照）。
しかし、これらのいずれにおいても、セグメントの先端の面積を小さくして、材料への砥粒の食い込みを良くする効果はあるものの、溝入れ部分の材料を全て研削作用で取り除く必要があった。また、砥粒の劣化が激しい硬質コンクリートや石材などの硬質材料の溝入れに用いるためには、食い込みの改善は不充分であった。
【０００４】
また、材料への砥粒の食い込みを改善したものとして、セグメントに研磨セグメントと超砥粒を含むセグメントを交互に配置するか、超砥粒セグメントに超砥粒含有濃度の高低を与え、超砥粒含有濃度の異なる超砥粒セグメントを交互に分散させた研磨工具がある（例えば、特許文献７参照）。
この研磨工具では、工具の使用によって生じるセグメントの摩耗高さに差をつけることで、結果的にセグメント先端の面積を小さくして、材料への砥粒の食い込みを良くすることができる。
しかし、この構成によると、セグメントの製造が複雑となり、製造コストが高く、実用性に欠ける。かつ、溝入れ部分の材料を全て研削作用で取り除く必要があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１２８６７１号公報（段落番号０００９から００１２）
【特許文献２】
特開昭５８−１０４６１号公報（図８から図１３）
【特許文献３】
特開平１０−３２９０３４号公報（図１、図７）
【特許文献４】
特開平１０−５８３３０号公報（図１、図２、図５）
【特許文献５】
特開２００１−１５０３５３号公報（図１）
【特許文献６】
特開平１１−３０９７１１号公報（段落番号００１２から００１４）
【特許文献７】
特表平９−５０８５８９号公報（図２，図３）
【０００６】
溝入れされる材料への砥粒の食い込みが浅くなると、溝入れによって発生する材料の切粉が小さくなる。
ブレードにおいては、セグメント中のボンドが切粉によって摩耗し、摩滅した砥粒が脱落して新たな砥粒がセグメント表面に現れる自生発刃が進行し、これによって、ブレードの溝入れ性能が持続する。
しかし、溝入れによって発生する材料の切粉が小さくなると、切粉によるセグメント中のボンドの摩耗が起こりにくくなり、自生発刃の進行が妨げられる。これによって、溝入れの効率が低下する事態を生じる。
【０００７】
本発明者は、以上の問題を解決するために、セグメントが円盤状の台金の外周部に設けられたブレードにおいて、前記セグメントの外周面側に開口した凹部が設けられ、前記凹部は、前記セグメントの外周面から深さ方向に所定の位置までは同じ幅を有し、前記所定の位置から内周側においては、内周側に向かうほど幅が狭くなる形状を有するブレードを発明した（特願２００２−２７９８７９）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のブレードを高脆性以外の材料、例えばグリーンコンクリート、アスファルトに用いて溝入れを行うと、切削する場合に発生する切粉は高脆性材料に比較して大きく粘りのある切粉を発生するために凹部内のテーパだけでは適切な大きさに破壊できない場合があった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、切削時に大きく粘りのある切粉が発生する場合に凹部内で適切な大きさに破壊することが可能なブレードを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明のブレードにおいては、セグメントが円盤状の台金の外周部に設けられたブレードにおいて、前記セグメントの外周面側に開口した凹部が設けられ、前記凹部は、前記セグメントの外周面から深さ方向に所定の位置までは同じ幅を有し、前記所定の位置から内周側においては、内周側に向かうほど幅が狭くなる形状を有し、前記凹部の両側面の一部をボンド材によって連結した連結部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このように凹部を形成することにより、凹部のうち、セグメントの外周面に近い側は幅が広くなっており、凹部に接触する材料の破片はこの幅が広い部分に取りこまれる。凹部に取りこまれた材料の破片は、凹部の下面側の幅が狭くなっていることと連結部によって、溝入れ機械自体の回転や振動によって破壊されやすくなる。すなわち、凹部に接触する材料は、その破片が凹部内に取りこまれた後、溝入れ機械自体の回転や振動によって破壊されて取り除かれる。これにより、砥粒によって切削された切粉よりも粗い破片を発生させることができる。
また、凹部に取りこまれて破砕された材料の破片によって、セグメント中の砥粒を結合するボンドが摩耗しやすくなる。このように材料の破片を砥粒を結合するボンドに対して研磨剤として機能し、摩滅した砥粒を脱落させて新たな砥粒がセグメントの表面に現れる自生発刃が進行し、ブレードの溝入れ性能が持続する。
また、連結部で破片を破壊して大きさを適切にコントロールすることができるとともに、連結部を形成することによりセグメントチップの表面積が増大して放熱性を高めることができる。
【００１２】
本発明のブレードにおいては、前記連結部の体積が、前記凹部の体積の５％以上５０％以下であることを特徴とする。
連結部の体積が凹部の体積の５％未満であると、連結部を設けたことによって破片を破壊する効果が得られにくくなる。一方、連結部の体積が凹部の体積の５０％を超えると、凹部内の空間の体積を十分に確保することができず、本願発明の効果が得られにくい。
【００１３】
本発明のブレードにおいては、前記凹部の体積を外周側と内周側とに２分したときに、前記凹部の内周側に設けられた連結部の体積を、前記凹部の外周側に設けられた連結部の体積より大きくしたことを特徴とする。
ブレードを用いて切断する際に、セグメントチップは外周側から摩耗していく。このとき、凹部の内周側に設けられた連結部の体積が、凹部の外周側に設けられた連結部の体積より小さいと、セグメントチップの摩耗が進行して、チップ高さが短くなったときに、セグメントチップの強度が不足してチップ割れが生じやすい。このようなチップ割れを防止するためには、凹部の内周側に設けられた連結部の体積を、凹部の外周側に設けられた連結部の体積より大きくしておくことが好ましい。
【００１４】
凹部には、内包物として研磨剤片を充填してもよい。凹部に研磨剤片を充填することにより、この研磨剤片が自生発刃を進行させ、超砥粒ブレードの溝入れ性能を持続させることができる。この研磨剤片は、セグメントの外周面から突出しないように凹部に充填されていることが好ましい。
研磨剤片は、ホワイトアランダム，グリーンカーボン，またはアランダムのうちの少なくとも１種類の砥粒を含むことが好ましい。これによって、セグメント表面がドレッシングされて自生発刃を促進することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明のブレードの一例の正面図である。
また、図２はこのブレードの部分斜視図、図３（ａ）は同平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図１、図２、図３において、符号１はブレードであり、このブレード１は、台金２にセグメント３が固着されて形成されている。セグメント３には、その外周面側に開口した凹部４が設けられている。なお、ここでは、セグメント３が研削材と接触する側を外周側といい、セグメント３が台金に固着されている側を内周側という。
【００１６】
この凹部４の形状は、例えば、開口部において矩形状であって、外周側から内周側に向かう方向（深さ方向）について、セグメント外周面３ａから所定の位置までは同じ幅を有し、この所定の位置から内周側においては、内周側に向かうほど幅が狭くなっている。
凹部４は、図３（ｃ）に示すように、径方向面３ｂと、この径方向面３ｂに対して所定の角度をなすテーパ面３ｃと、平坦面３ｄとによって囲まれた空隙を形成している。
【００１７】
図２に示すように、凹部４内には、凹部４の両側面の一部をボンド材によって連結した連結部５が形成されている。
図３には、セグメント３の外周側に１個の連結部５を設け、セグメント３の内周側に２個の連結部５を設けた例を示している。
また、図４には、凹部４の両側面の広い範囲に亘って複数の連結部５を設けた例を示している。
図４（ａ）はセグメント３の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
上記のいずれの場合も、連結部５を設けた位置及びその個数は一例であって、これに限定されるものではない。
【００１８】
【実施例】
本発明の構成を有するブレード、すなわち、内周側に向かうほど幅が狭くなる形状を有する凹部を設け、この凹部の両側面の一部をボンド材によって連結した連結部が形成されたブレードであって、セグメント高さが７．０ｍｍ、凹部の長さ方向の寸法が３０．０ｍｍ、凹部の幅方向の寸法が２．０ｍｍ、凹部の深さ方向の寸法が５．０ｍｍ、砥粒の粒度が４０meshから５０meshのブレードを用いて、グリーンコンクリートやアスファルトのように、高脆性材料に比較して大きく粘りのある切粉を発生する被削材を用いて研削を行った。
【００１９】
図５に、凹部に占める連結部分の体積の割合と、被削材を切削する際に生じる破片の平均粒径との関係を示す。図６に、凹部に占める連結部分の体積の割合と切削速度との関係を示す。
上記の被削材の場合、研削によって生じる破片の大きさが約０．１ｍｍから約０．３５ｍｍの範囲であるときに、砥材の自生作用に最も適している。
【００２０】
破片は、砥粒層を構成するボンドと、被削材の間を通りボンドを摩耗させる。破片の大きさが０．１ｍｍ以下だと破片が小さすぎてボンドの摩耗を促進させる効果が少ない。その一方、破片の大きさが０．３５ｍｍ以上だと切削部分に破片が入りこめず、ボンドの摩耗を促進させることができない。
粒度が４０mesh〜５０meshの砥粒を使用した場合、砥粒層を構成するボンドの表面より砥粒が突き出た量、すなわち突出量は砥粒の直径の半分の約０．２ｍｍである。これに切削装置の振動が加わり、砥粒層を構成するボンドと被削材との間に約０．３５ｍｍの隙間ができる。従って、０．３５ｍｍより大きい切粉は切削面の隙間に入り込むことができずボンドを磨耗させることができない。
【００２１】
従来の技術（連結部を設けていない特願２００２−２７９８７９に記載の技術）では、アスファルトの様な、高脆性材料に比較して大きく粘りのある切粉を発生する被削材を研削する際に生じる破片を、凹部内で適切な大きさまで破壊することができないが、本発明のブレードを用いると、図５からわかるように、連結部の体積を凹部の体積の５％以上５０％以下とすることにより、破片の平均粒径を０．１ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とすることができる。研削によって生じる破片の大きさがこの範囲内であると、上述したように、砥材の自生作用に最も適していることから、砥材の自生作用を促進することができる。
このことは、図６に示すように、破片の大きさを約０．１ｍｍから約０．３５ｍｍの範囲とすることができる連結部の体積の割合、すなわち、凹部の体積に対する連結部の体積の割合が５％から５０％の範囲において、切断能率が高い値を保っていることによって実証されている。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると以下の効果を奏することができる。
（１）セグメントが円盤状の台金の外周部に設けられたブレードにおいて、前記セグメントの外周面側に開口した凹部が設けられ、前記凹部は、前記セグメントの外周面から深さ方向に所定の位置までは同じ幅を有し、前記所定の位置から内周側においては、内周側に向かうほど幅が狭くなる形状を有し、前記凹部の両側面の一部をボンド材によって連結した連結部を形成したことにより、大きく粘りのある切粉が切削時に発生する場合に凹部内で適切な大きさに破壊することができる。これにより、破片の大きさを適切な大きさにコントロールして、セグメント外周面の砥粒を結合するボンドを摩耗させ、摩滅した砥粒を脱落させて、新たな砥粒がセグメントの表面に現れる自生発刃を進行させることが容易となる。
【００２３】
（２）連結部の体積を、凹部の体積の５％以上５０％以下とすることにより、凹部内の空間の体積を十分に確保しつつ、連結部を設けたことによって切粉を破砕する効果が得られる。
【００２４】
（３）前記凹部の体積を外周側と内周側とに２分したときに、前記凹部の内周側に設けられた連結部の体積を、前記凹部の外周側に設けられた連結部の体積より大きくしたことにより、セグメントチップの摩耗が進行して、チップ高さが短くなったときに、セグメントチップの強度が不足してチップ割れが生じることを防止することができる。
（４）凹部に研磨剤片を充填することにより、この研磨剤片が自生発刃を進行させ、超砥粒ブレードの溝入れ性能を持続させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブレードの正面図である。
【図２】本発明のブレードの一例についての部分斜視図である。
【図３】（ａ）はセグメントの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）はセグメントの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】凹部に占める連結部分の体積の割合と、被削材を切削する際に生じる破片の平均粒径との関係を示す図である。
【図６】凹部に占める連結部分の体積の割合と切削速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ブレード
２台金
３セグメント
３ａセグメント外周面
３ｂ径方向面
３ｃテーパ面
３ｄ平坦面
４凹部
５連結部

Claims

セグメントが円盤状の台金の外周部に設けられたブレードにおいて、前記セグメントの外周面側に開口した凹部が設けられ、前記凹部は、前記セグメントの外周面から深さ方向に所定の位置までは同じ幅を有し、前記所定の位置から内周側においては、内周側に向かうほど幅が狭くなる形状を有し、
前記凹部の両側面の一部をボンド材によって連結した連結部が形成されていることを特徴とするブレード。
前記連結部の体積が、前記凹部の体積の５％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１記載のブレード。
前記凹部の体積を外周側と内周側とに２分したときに、前記凹部の内周側に設けられた連結部の体積を、前記凹部の外周側に設けられた連結部の体積より大きくしたことを特徴とする請求項２記載のブレード。
前記凹部に研磨剤片が充填されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のブレード。