JP3889126B2

JP3889126B2 - Wire saw and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3889126B2
Application number: JP22004197A
Authority: JP
Inventors: 雅松原; 大地吉田
Original assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Asahi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 1997-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2017-07-31
Also published as: JPH1148034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤソー及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、ビーズとワイヤの接合強度が大きく、軽量で屈曲性に優れ、ワイヤの損傷と破断を効果的に防止し、石材、コンクリート、鉄筋コンクリートなどの切断に好適に用いることができるワイヤソー及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超砥粒を固着した円筒状のビーズが、スチールワイヤなどに数珠状に連なって多数個固定されたワイヤソーは、ビーズソーとも呼ばれ、広く知られている。このようなワイヤソーは、ワイヤの端をつないでエンドレス状とし、張力を与えてプーリ駆動することにより、コンクリート構築物の切断や、石材の切断などに使用される。ワイヤソーによる切断は、ソーブレードによる切断に比べて騒音の発生が少なく、装置が簡単であり、水中での切断が可能などの特長を有するため広く使用されている。
従来、ビーズとワイヤの接着は、ゴムによる接着又はスリーブのかしめにより行われ、さらに、ワイヤ及びビーズ外周のスリーブの露出面が加硫ゴムにより被覆されていた。しかし、ビーズ外周面とゴムの接着力が弱く、使用中に接着破壊を起こして水が浸入し、錆を発生し、ついにはワイヤの破断に至るおそれがある。また、ビーズ内周面とワイヤをゴムにより接着した場合、ワイヤソーの使用時にはビーズに大きな力がかかるため、ビーズとワイヤの接着破壊を起こしてビーズが回転したり、ワイヤが破断するという事故のおそれがある。スリーブのかしめによりビーズをワイヤに固定した場合は、かしめた部分に応力が集中するために、ワイヤソーの使用中にワイヤがかしめ部分で破断するという事故のおそれがある。
このようなワイヤソーの損傷を防ぐために、種々の検討が行われている。例えば、実開平６−２４８２５号公報には、ビーズ台金内周部の摩耗を防止し得るワイヤソーとして、台金の内周部に硬質クロムメッキを施したビーズとコイルばねをワイヤに交互にはめ込んだワイヤソーが提案されている。また、実開平５−２９６２７号公報には、ワイヤとビーズの固定強度が大きく、ワイヤの損傷を防止し得るワイヤソーとして、ビーズ間にコイルばねを補強材として埋め込んだゴム製のスペーサをはめ込んだワイヤソーが提案されている。しかし、スペーサの焼付けや射出成形時にコイルばねを埋め込む作業は煩雑で手間がかかり、経済的に有利にワイヤソーを製造することは困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ビーズとワイヤの接合強度が大きく、軽量で屈曲性に優れ、ワイヤの損傷と破断を効果的に防止し、石材、コンクリート、鉄筋コンクリートなどの切断に好適に用いることができるワイヤソー及びその製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、超砥粒層の内周にコイルばねを接合したビーズを有するワイヤソーがビーズとワイヤの接合強度が大きく、さらに、超砥粒と金属粉末からなる圧縮成形体にコイルばねを装填し、加熱焼結することにより、形成される超砥粒層とコイルばねが焼結の時に同時に接合され、容易にビーズが得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）超砥粒層の内周にコイルばねを接合したビーズを有することを特徴とするワイヤソー、
（２）超砥粒層とコイルばねがロウ材を介して接合されてなる第(１)項記載のワイヤソー、
（３）ワイヤが合成樹脂又はゴムによって被覆されてなる第(１)項又は第(２)項記載のワイヤソー、
（４）超砥粒を含む金属粉末をリング状に圧縮成形した成形体のリング内周面にコイルばねを装着し、加熱焼結により超砥粒層を形成するとともにコイルばねと超砥粒層を接合してビーズとしたのち、ワイヤにビーズを挿通し、固定することを特徴とするワイヤソーの製造方法、
（５）超砥粒層とコイルばねを加熱焼結して接合したのち、コイルばねと超砥粒層をロウ付けする第(４)項記載のワイヤソーの製造方法、及び、
（６）ワイヤにビーズを挿通したのち、超砥粒層表面部分を除く部分を合成樹脂又はゴムにより被覆するとともにビーズを固定する第(４)項記載のワイヤソーの製造方法、
を提供するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のワイヤソーは、超砥粒層の内周にコイルばねを接合したビーズを有する。図１は、本発明のワイヤソーに用いるビーズの製造方法の説明図である。本発明においては、従来のビーズに用いられた円筒状スリーブの代わりにコイルばねを使用する。図１(ａ)は、コイルばね１の側面図である。使用するコイルばねの内径は、ワイヤソーに使用するワイヤの外径よりもわずかに大きいものを選択する。使用するコイルばねの長さには特に制限はなく、ビーズの超砥粒層の長さとワイヤソーのビーズのピッチ間隔の間の任意の長さとすることができる。コイルばねの長さがビーズの超砥粒層の長さと等しい場合、ワイヤはビーズが存在する部分のほかはコイルばねでは覆われない。コイルばねの長さがビーズのピッチ間隔と等しい場合、ワイヤは全面がコイルばねにより覆われる。
使用するコイルばねの形状には特に制限はなく、例えば、圧縮コイルばね、引張コイルばねなどを挙げることができる。使用するコイルばねの材料には特に制限はなく、例えば、硬鋼線、ピアノ線、炭素鋼オイルテンパー線、クロムバナジウム鋼オイルテンパー線、シリコンクロム鋼オイルテンパー線、シリコンマンガン鋼オイルテンパー線、ステンレス鋼線などを挙げることができる。コイルばねには、超砥粒層をロウ付けした後にブラスメッキなどの被覆を施すことができる。ブラスメッキなどの被覆を施すことにより、ビーズとゴムなどの被覆材との接着強度を向上することができる。
【０００６】
図１(ｂ)は、超砥粒圧縮成形体２の平面図及び側面図である。超砥粒圧縮成形体は、超砥粒と金属粉末を混合し、リング状に圧縮成形することにより作製することができる。リング状の超砥粒圧縮成形体は、加熱焼結により収縮するので、あらかじめ収縮率を考慮してその外径を選定することが好ましい。超砥粒圧縮成形体の内径は、リング内周面にコイルばねを装着できるよう、コイルばねの外径よりわずかに大きくすることが好ましい。超砥粒としては、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒を挙げることができる。金属粉末としては、例えば、銅、銅合金、コバルト、ニッケル、コバルト−ニッケル合金、鉄などの粉末を挙げることができる。
本発明においては、リング状の超砥粒圧縮成形体をコイルばねに装着して加熱焼結する。図２は、加熱焼結の状態を示す断面図である。図２(ａ)に示すように、リング状の超砥粒圧縮成形体２をコイルばね１に装着して加熱焼結すると、図２(ｂ)に示すように、リング状の超砥粒圧縮成形体より超砥粒層３が形成されるとともに、収縮により超砥粒層は超砥粒圧縮成形体より外径、内径ともに小さくなり、コイルばねに焼結と同時に接合される。図１(ｃ)は、超砥粒層がコイルばねに接合された状態を示す側面図である。本発明において、焼結方法には特に制限はなく、例えば、マッフル炉、誘電加熱炉、抵抗加熱炉などを用いて焼結することができる。焼結雰囲気には特に制限はないが、酸化防止のために、水素ガス、アンモニア分解ガス、窒素ガス、水素−窒素混合ガス、アルゴンガスなどの雰囲気中の焼結、あるいは、真空焼結を行うことができる。超砥粒圧縮成形体の焼結を還元雰囲気中で行うと、超砥粒層が収縮しやすくなり、コイルばねとの接合強度が向上するので特に好ましい。
【０００７】
本発明においては、ビーズの超砥粒層とコイルばねが、ロウ材を介して接合されることが好ましい。本発明に用いるロウ材には特に制限はなく、例えば、銀ロウ、銅ロウ、黄銅ロウ、アルミニウム合金ロウ、りん銅ロウ、パラジウムロウ、金ロウ、ニッケルロウなどを挙げることができる。
本発明においては、リング状の超砥粒圧縮成形体を加熱焼結して超砥粒層としたのち、コイルばねに装着してロウ付けにより接合することができる。焼結により超砥粒層を作製したのちにコイルばねにロウ付けすることにより、コイルばねの熱劣化を防止することができる。
本発明においては、超砥粒層とコイルばねを接合してなるビーズをワイヤに挿通し、ビーズを固定する。超砥粒層とコイルばねを接合してなるビーズには、あらかじめブラスメッキなどの被覆を施し、あるいは、接着剤を塗付することができる。ブラスメッキなどの被覆や接着剤の塗付により、ビーズと合成樹脂、ゴムなどの被覆材との接着強度を向上することができる。
本発明において使用するワイヤには特に制限はなく、例えば、ＪＩＳＧ３５３５に規定されている航空機用ワイヤロープのような、細素線を撚り合わせた線状体を、さらに複数本撚り合わせたワイヤを好適に使用することができる。使用するワイヤの外径は、コイルばねの内径よりわずかに細いものとすることが好ましい。本発明において、ビーズをワイヤに固定する方法には特に制限はなく、例えば、合成樹脂又はゴムによりビーズをワイヤに固定することができる。合成樹脂又はゴムによりビーズをワイヤに固定する場合は、同時にワイヤを合成樹脂又はゴムにより被覆することが好ましい。ワイヤを合成樹脂又はゴムで被覆することにより、ワイヤの傷と腐食を防ぎ、ワイヤソーの寿命を延ばすことができる。
【０００８】
本発明において、合成樹脂又はゴムによりワイヤを被覆し、ビーズをワイヤに固定する方法には特に制限はないが、ビーズをワイヤに挿通して金型内に設置し、金型内に合成樹脂を射出成形し、あるいは、金型内で生ゴムを加硫することにより、ビーズのコイルばねとともにワイヤを合成樹脂又はゴムで被覆し、ビーズをワイヤに固定することが好ましい。図３は、金型の断面図である。図３(ａ)は、金型のキャビティの構造を示す。金型のキャビティ４は、ワイヤソーのビーズのピッチ間隔と同じ間隔をおいて設けられたビーズ部５と、ビーズ部を連結するワイヤ部６からなる。キャビティのビーズ部は、ビーズを超砥粒層部分において金型に保持し、コイルばねの露出部に合成樹脂又はゴム被覆を施すための空間を有し、ワイヤ部は、ワイヤに合成樹脂又はゴム被覆を施すための空間を有している。ビーズのコイルばねの長さがビーズのピッチ間隔と等しい場合は、金型のキャビティはビーズ部のみからなる。図３(ｂ)は、金型にビーズ及びワイヤを設置した状態を示す。ビーズ７をワイヤ８に挿通し、ビーズをビーズ部に１個ずつ嵌設し、ビーズ及びワイヤを設置して金型を閉じる。
本発明において、合成樹脂又はゴムによりワイヤを被覆し、ビーズをワイヤに固定する方法には特に制限はなく、例えば、上述のようにビーズ及びワイヤを金型内に設置したのち、合成樹脂又は生ゴムを射出してビーズ内周面とワイヤの間隙並びにワイヤ及びビーズのコイルばねの露出面に充填し、金型により合成樹脂を冷却して固化し、あるいは、金型よりの加熱によりゴムを加硫することができる。また、ビーズをビーズ部に嵌設する際に、ワイヤ及びビーズのコイルばねの露出面に生ゴムのシートを被せ、金型を閉じることによりビーズ内周面とワイヤの間隙並びにワイヤ及びビーズのコイルばねの露出面に生ゴムを充填し、金型よりの加熱によりゴムを加硫することができる。合成樹脂が固化し、あるいは、ゴムが加硫されると、ワイヤ及びビーズのコイルばねの露出面が合成樹脂又は加硫ゴムによって被覆されるとともに、ビーズは合成樹脂又は加硫ゴムの接着効果によってワイヤに固定される。
【０００９】
本発明のワイヤソーにおいては、ビーズにコイルばねが一体化して接合されているので、ビーズとコイルばねを交互にワイヤに挿通する必要がなく、作業の合理化が可能となる。また、超砥粒層がコイルばねに接合されているので、ビーズの超砥粒層部分以外は自在に曲げることができ、ワイヤソー全体の屈曲性が向上し、破断が少なくなる。さらに、ワイヤソー全体が軽量化し、作業中に機械に与える負荷が低減され、高速運転が可能となる。
本発明に使用する合成樹脂には特に制限はなく、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂などを挙げることができる。本発明に使用するゴムには特に制限はなく、例えば、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどを挙げることができる。生ゴムには、加硫剤及び加硫促進剤を配合し、その他必要に応じて、可塑剤、粘着剤、素練促進剤、硬化剤、発泡剤、補強剤、充填剤、老化防止剤、着色剤、難燃剤、接着助剤などを配合することができる。
【００１０】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例１
線径１.１mm、コイル外径７.４mmのピアノ線材（ＳＷＰ）製のコイルばねを、有効巻数７で長さが１２.５mmになるよう切断し、図１(ａ)に示す形状のコイルばねとした。
金属粉末に粒度４０／５０の人造ダイヤモンド砥粒を集中度５０になるよう配合して金型を用いて圧縮成形し、図１(ｂ)に示すリング状の圧縮成形体を得た。リング状の圧縮成形体にコイルばねを装着し、ダイヤモンド砥粒層とコイルばねを焼結の時に同時に接合し、図１(ｃ)に示す形状のビーズを得た。ダイヤモンド砥粒層の寸法は、長さ６.５mm、外径１０.２mmであった。
このビーズに銀ロウ付けを行い、ビーズを完成した。さらに同じ操作を繰り返して、同じビーズ１,０００個を作製した。
ＪＩＳＧ３５３５に規定する、Ａ３号、Ａ７×１９、外径４.７６mmの炭素鋼ワイヤを長さ１０.０ｍに切断し、図３に示す形状を有し、ピッチ２５mmで上記のビーズに対応するビーズ部を設け、ワイヤ部の内径が８.０mmである金型を用いて、ゴムによるビーズのワイヤへの固定と、ワイヤ及びビーズのコイルばねの被覆を行った。
金型を１６５℃に加熱し、ワイヤの露出面及びビーズのコイルばねに生ゴムのシートを巻き付け、ビーズを金型のビーズ部に嵌設する作業を手早く繰り返して、金型キャビティのビーズ部とワイヤ部を充たし、直ちに金型を閉じて加圧し、７分間加硫を行った。同じ操作を繰り返し、全周１０.０ｍのワイヤソーを完成した。同じワイヤソーを、さらに２本、同様にして作製した。
このワイヤソーの１本を用いて、鉄筋コンクリートブロックの切断を行った。鉄筋コンクリートブロックは、１,２００mm×９００mmの切断面に、直径１６mmの鉄筋４２本を有し、圧縮強度が４００×１０^-1ＭPaである。使用機械は、出力１８.５kW、プーリー径８００mm、最大張力１５０kgf、周速０〜３０ｍ／秒のダイヤモンドワイヤソー切断機であり、切断条件は、周速２０ｍ／秒、水量７.５リットル／分、切断速度２０mm／分、張力１５０kgfとした。１本のワイヤソーにより、上記の条件で、鉄筋コンクリートブロックの切断を２０回行った。２０回切断後のワイヤソーには、錆の発生やビーズ寄りはもちろん、被覆ゴムの接着破壊も認められなかった。
ワイヤソーの他の１本を用いて、疲労試験を行った。直径５００mmのプーリー２個にワイヤソーをかけ、張力８００kg、ワイヤソーの速度２０ｍ／秒の条件で３０時間走行させた。その後、ｎを１〜２０の自然数として、撚り継ぎ箇所から１５ｎ番目と１５ｎ＋１番目の２個のビーズがワイヤ片に接着している試験片２０個を切り出した。また、疲労試験を行わない残りの１本のワイヤソーからも、同様にして試験片２０個を切り出した。
万能試験機［(株)島津製作所、ＡＧ−２０ｋＮＣ］を用い、試験片のビーズをチャックで掴んで、引張速度１０mm／分で試験を行い、接着破壊に至るまでの最大荷重を求めて接着強度とした。疲労試験を行わない試験片の接着強度は、２８２〜３００kgfであった。また、疲労試験後の試験片の接着強度は、２７０〜２８０kgfであった。
実施例２
線径１.１mm、コイル外径７.４mmのばね用ステンレス鋼線（ＳＵＳ３０４）製のコイルばねを、有効巻数１５で長さが２５.０mmになるよう切断し、図４(ａ)に示す形状のコイルばねとした。
金属粉末に粒度４０／５０の人造ダイヤモンド砥粒を集中度５０になるよう配合して金型を用いて圧縮成形し、図１(ｂ)に示すリング状の圧縮成形体を得た。リング状の圧縮成形体にコイルばねを装着し、ダイヤモンド砥粒層とコイルばねを焼結の時に同時に接合し、図４(ｂ)に示す形状のビーズを得た。ダイヤモンド砥粒層の寸法は、長さ６.５mm、外径１０.２mmであった。このビーズに銀ロウ付けを行い、同じビーズを必要数作製した。
ＪＩＳＧ３５３５に規定する、Ａ３号、Ａ７×１９、外径４.７６mmの炭素鋼ワイヤを長さ１０.０ｍに切断し、上記のビーズを挿通した。コイルばねを自然の状態にしたとき、ワイヤはすべてコイルばねにより覆われた状態となった。ピッチ２５mmで上記のビーズに対応するビーズ部を設け、ワイヤ部の内径が１０.０mmである金型を用いて、ゴムによるビーズのワイヤへの固定と、ビーズのコイルばねの被覆を行った。
金型を１６５℃に加熱し、ビーズのコイルばねに生ゴムのシートを巻き付け、ビーズを金型に嵌設する作業を手早く繰り返して、金型キャビティを充たし、直ちに金型を閉じて加圧し、７分間加硫を行った。同じ操作を繰り返し、全周１０ｍのワイヤソーを完成した。
このワイヤソーを用いて、鉄筋コンクリートブロックの切断を行った。鉄筋コンクリートブロックは、１,２００mm×９００mmの切断面に、直径１６mmの鉄筋４２本を有し、圧縮強度が４００×１０^-1ＭPaである。使用機械は、出力１８.５kW、プーリー径８００mm、最大張力１５０kgf、周速０〜３０ｍ／秒のダイヤモンドワイヤソー切断機であり、切断条件は、周速２０ｍ／秒、水量７.５リットル／分、切断速度２０mm／分、張力１５０kgfとした。１本のワイヤソーにより、上記の条件で、鉄筋コンクリートブロックの切断を２０回行った。２０回切断後のワイヤソーには、錆の発生やビーズ寄りはもちろん、被覆ゴムの接着破壊も認められなかった。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のワイヤソーは、ビーズとワイヤの接合強度が大きく、軽量で屈曲性に優れ、ワイヤの損傷と破断を効果的に防止し、石材、コンクリート、鉄筋コンクリートなどの切断に好適に用いることができる。本発明方法によれば、このようなワイヤソーを合理化された工程により容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のワイヤソーに用いるビーズの製造方法の説明図である。
【図２】図２は、加熱焼結の状態を示す断面図である。
【図３】図３は、金型の断面図である。
【図４】図４は、本発明のワイヤソーに用いるビーズの説明図である。
【符号の説明】
１コイルばね
２圧縮成形体
３超砥粒層
４キャビティ
５ビーズ部
６ワイヤ部
７ビーズ
８ワイヤ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wire saw and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention has a high bonding strength between the bead and the wire, is lightweight and excellent in bendability, effectively prevents damage and breakage of the wire, and is suitably used for cutting stone, concrete, reinforced concrete, and the like. The present invention relates to a wire saw that can be manufactured and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
A wire saw in which a large number of cylindrical beads to which superabrasive grains are fixed is connected in a beaded manner to a steel wire or the like is also called a bead saw and is widely known. Such a wire saw is used for cutting a concrete structure, cutting a stone material, or the like by connecting the ends of the wire into an endless shape and applying a tension to drive the pulley. Cutting with a wire saw is widely used because it generates less noise than a saw blade, has a simple apparatus, and has features that enable cutting in water.
Conventionally, bonding of beads and wires is performed by bonding with rubber or caulking of a sleeve, and the exposed surfaces of the sleeves around the wires and beads are covered with vulcanized rubber. However, the adhesive strength between the outer peripheral surface of the beads and the rubber is weak, and there is a risk that the adhesive breaks down during use, water enters, rusts, and eventually the wire breaks. In addition, if the inner peripheral surface of the bead and the wire are bonded with rubber, a large force is applied to the bead when a wire saw is used, which may cause an accident that the bead rotates due to the bond failure between the bead and the wire or the wire breaks. There is. When the beads are fixed to the wire by caulking the sleeve, stress concentrates on the caulked portion, which may cause an accident that the wire breaks at the caulked portion during use of the wire saw.
Various studies have been made to prevent such damage to the wire saw. For example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-24825, as a wire saw capable of preventing the wear of the inner periphery of the bead base, beads and coil springs with hard chrome plating applied to the inner periphery of the base are alternately fitted into the wire. A wire saw has been proposed. Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-29627 discloses a wire saw in which a rubber spacer in which a coil spring is embedded as a reinforcing material is inserted between beads as a wire saw that has a high strength for fixing a wire and a bead and prevents damage to the wire. Has been proposed. However, the operation of embedding the coil spring during the baking of the spacer or the injection molding is complicated and time-consuming, and it is difficult to manufacture a wire saw economically advantageously.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a wire saw that has a high bonding strength between beads and wires, is lightweight and excellent in flexibility, effectively prevents damage and breakage of wires, and can be suitably used for cutting stone, concrete, reinforced concrete, and the like. The object is to provide a manufacturing method.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a wire saw having a bead having a coil spring bonded to the inner periphery of a superabrasive grain layer has a high bonding strength between the bead and the wire. By loading a coil spring on a compression molded body made of abrasive grains and metal powder and heating and sintering, the superabrasive grain layer to be formed and the coil spring are joined simultaneously at the time of sintering, and beads can be easily obtained. As a result, the present invention has been completed based on this finding.
That is, the present invention
(1) A wire saw having beads with a coil spring bonded to the inner periphery of a superabrasive layer,
(2) The wire saw according to item (1), wherein the superabrasive layer and the coil spring are joined via a brazing material.
(3) The wire saw according to item (1) or (2), wherein the wire is covered with a synthetic resin or rubber.
(4) A coil spring is mounted on the inner peripheral surface of a ring of a compact obtained by compression-molding metal powder containing super abrasive grains into a ring shape, and a super abrasive grain layer is formed by heat sintering, and the coil spring and super abrasive grain layer A method of manufacturing a wire saw, wherein the bead is inserted into the wire and fixed,
(5) The method of manufacturing a wire saw according to (4), wherein the superabrasive layer and the coil spring are joined by heating and sintering, and then the coil spring and the superabrasive layer are brazed.
(6) The method of manufacturing a wire saw according to item (4), wherein after inserting the bead into the wire, the portion excluding the superabrasive layer surface portion is covered with a synthetic resin or rubber and the bead is fixed.
Is to provide.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The wire saw of the present invention has beads in which a coil spring is joined to the inner periphery of the superabrasive grain layer. FIG. 1 is an explanatory view of a method for producing beads used in the wire saw of the present invention. In the present invention, a coil spring is used instead of the cylindrical sleeve used in the conventional bead. FIG. 1A is a side view of the coil spring 1. The inner diameter of the coil spring used is selected to be slightly larger than the outer diameter of the wire used for the wire saw. The length of the coil spring used is not particularly limited, and may be any length between the length of the superabrasive layer of the beads and the pitch interval of the beads of the wire saw. If the length of the coil spring is equal to the length of the superabrasive layer of beads, the wire is not covered by the coil spring except where the beads are present. When the length of the coil spring is equal to the pitch interval of the beads, the entire surface of the wire is covered with the coil spring.
There is no restriction | limiting in particular in the shape of the coil spring to be used, For example, a compression coil spring, a tension coil spring, etc. can be mentioned. The material of the coil spring to be used is not particularly limited. For example, hard steel wire, piano wire, carbon steel oil temper wire, chrome vanadium steel oil temper wire, silicon chrome steel oil temper wire, silicon manganese steel oil temper wire, stainless steel A steel wire etc. can be mentioned. The coil spring can be coated with brass plating after the superabrasive layer is brazed. By applying a coating such as brass plating, the adhesive strength between the beads and a coating material such as rubber can be improved.
[0006]
FIG. 1B is a plan view and a side view of the superabrasive compression molded body 2. The superabrasive compression molded body can be produced by mixing superabrasive grains and metal powder and compression-molding them into a ring shape. Since the ring-shaped superabrasive compression molded body shrinks by heating and sintering, it is preferable to select the outer diameter in advance in consideration of the shrinkage rate. The inner diameter of the superabrasive compression molded body is preferably slightly larger than the outer diameter of the coil spring so that the coil spring can be mounted on the inner peripheral surface of the ring. Examples of superabrasive grains include diamond abrasive grains and CBN abrasive grains. Examples of the metal powder include copper, copper alloy, cobalt, nickel, cobalt-nickel alloy, and iron powder.
In the present invention, a ring-shaped superabrasive compression molding is attached to a coil spring and heated and sintered. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of heat sintering. As shown in FIG. 2 (a), when the ring-shaped superabrasive compression molded body 2 is attached to the coil spring 1 and heated and sintered, the ring-shaped superabrasive compression is performed as shown in FIG. 2 (b). The superabrasive grain layer 3 is formed from the molded body, and the superabrasive grain layer is smaller in both outer diameter and inner diameter than the superabrasive compression molded body due to shrinkage, and is joined to the coil spring simultaneously with sintering. FIG.1 (c) is a side view which shows the state with which the superabrasive grain layer was joined to the coil spring. In the present invention, the sintering method is not particularly limited, and for example, the sintering can be performed using a muffle furnace, a dielectric heating furnace, a resistance heating furnace, or the like. There is no particular limitation on the sintering atmosphere, but in order to prevent oxidation, sintering in an atmosphere of hydrogen gas, ammonia decomposition gas, nitrogen gas, hydrogen-nitrogen mixed gas, argon gas, or vacuum sintering is performed. be able to. When the superabrasive compression molded body is sintered in a reducing atmosphere, the superabrasive layer is likely to shrink and the bonding strength with the coil spring is improved, which is particularly preferable.
[0007]
In the present invention, the superabrasive grain layer of beads and the coil spring are preferably joined via a brazing material. The brazing material used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include silver brazing, copper brazing, brass brazing, aluminum alloy brazing, phosphor copper brazing, palladium brazing, gold brazing and nickel brazing.
In the present invention, a ring-shaped superabrasive compression molded body can be heated and sintered to form a superabrasive layer, and then attached to a coil spring and joined by brazing. By producing a superabrasive layer by sintering and brazing the coil spring, thermal deterioration of the coil spring can be prevented.
In the present invention, a bead formed by joining a superabrasive grain layer and a coil spring is inserted into a wire to fix the bead. The beads formed by joining the superabrasive layer and the coil spring can be coated with brass plating in advance, or can be coated with an adhesive. By applying a coating such as brass plating or an adhesive, the adhesive strength between the beads and a coating material such as a synthetic resin or rubber can be improved.
The wire used in the present invention is not particularly limited, and, for example, a wire obtained by twisting a plurality of linear bodies in which fine wires are twisted, such as an aircraft wire rope defined in JIS G 3535. Can be preferably used. The outer diameter of the wire used is preferably slightly thinner than the inner diameter of the coil spring. In the present invention, the method for fixing the beads to the wire is not particularly limited. For example, the beads can be fixed to the wire with a synthetic resin or rubber. When fixing the beads to the wire with a synthetic resin or rubber, it is preferable to simultaneously coat the wire with the synthetic resin or rubber. By covering the wire with synthetic resin or rubber, the wire can be prevented from being damaged and corroded, and the life of the wire saw can be extended.
[0008]
In the present invention, the method of covering the wire with synthetic resin or rubber and fixing the bead to the wire is not particularly limited, but the bead is inserted into the wire and installed in the mold, and the synthetic resin is placed in the mold. It is preferable to coat the wire with a synthetic resin or rubber together with the coil spring of the bead by injection molding or vulcanize the raw rubber in a mold and fix the bead to the wire. FIG. 3 is a cross-sectional view of the mold. FIG. 3A shows the structure of the mold cavity. The mold cavity 4 includes a bead portion 5 provided at the same interval as the pitch interval of the beads of the wire saw, and a wire portion 6 that connects the bead portions. The bead portion of the cavity has a space for holding the bead in the mold in the superabrasive layer and applying a synthetic resin or rubber coating to the exposed portion of the coil spring, and the wire portion has a synthetic resin or rubber on the wire. It has a space for applying a coating. When the length of the coil spring of the beads is equal to the pitch interval of the beads, the mold cavity is composed only of the bead portion. FIG.3 (b) shows the state which installed the bead and the wire in the metal mold | die. The beads 7 are inserted into the wires 8, the beads are fitted one by one into the bead portion, the beads and the wires are installed, and the mold is closed.
In the present invention, the method of covering the wire with a synthetic resin or rubber and fixing the bead to the wire is not particularly limited. For example, after the beads and the wire are placed in the mold as described above, the synthetic resin or raw rubber is used. To fill the gap between the inner peripheral surface of the bead and the wire and the exposed surface of the coil spring of the wire and the bead, and cool and solidify the synthetic resin by the mold, or vulcanize the rubber by heating from the mold can do. Further, when the bead is fitted into the bead portion, the exposed surface of the coil spring of the wire and the bead is covered with a raw rubber sheet, and the mold is closed to close the gap between the inner peripheral surface of the bead and the wire, and the coil spring of the wire and the bead. The exposed surface is filled with raw rubber, and the rubber can be vulcanized by heating from a mold. When the synthetic resin is solidified or the rubber is vulcanized, the exposed surfaces of the coil springs of the wire and beads are covered with the synthetic resin or vulcanized rubber, and the beads are bonded by the adhesive effect of the synthetic resin or vulcanized rubber. Fixed to the wire.
[0009]
In the wire saw of the present invention, since the coil spring is integrally joined to the bead, it is not necessary to insert the bead and the coil spring through the wire alternately, and the work can be rationalized. Further, since the superabrasive layer is joined to the coil spring, the portions other than the superabrasive layer portion of the beads can be freely bent, and the flexibility of the entire wire saw is improved and the breakage is reduced. Furthermore, the weight of the entire wire saw is reduced, the load applied to the machine during work is reduced, and high-speed operation is possible.
There is no restriction | limiting in particular in the synthetic resin used for this invention, For example, a polyurethane resin, a polyester resin, a polyolefin resin, a vinyl chloride resin etc. can be mentioned. The rubber used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include natural rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, and chloroprene rubber. Raw rubber contains a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator, and other plasticizers, pressure-sensitive adhesives, peptizers, curing agents, foaming agents, reinforcing agents, fillers, anti-aging agents, and coloring as necessary. An agent, a flame retardant, an adhesion aid and the like can be blended.
[0010]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
A coil spring made of piano wire (SWP) having a wire diameter of 1.1 mm and a coil outer diameter of 7.4 mm is cut so that the length is 12.5 mm with 7 effective turns, and the coil shown in FIG. Spring was used.
An artificial diamond abrasive grain having a particle size of 40/50 was blended with the metal powder so as to have a concentration of 50 and compression molded using a mold to obtain a ring-shaped compression molded body shown in FIG. A coil spring was attached to the ring-shaped compression molded body, and the diamond abrasive grain layer and the coil spring were joined simultaneously at the time of sintering to obtain beads having the shape shown in FIG. The dimensions of the diamond abrasive grain layer were 6.5 mm in length and 10.2 mm in outer diameter.
This bead was silver brazed to complete the bead. Further, the same operation was repeated to produce 1,000 same beads.
A3, A7 × 19, 4.76mm outer diameter carbon steel wire specified in JIS G 3535 is cut to a length of 10.0m, has the shape shown in Fig. 3, and corresponds to the above beads at a pitch of 25mm. The bead part to be provided was provided, and the mold having an inner diameter of the wire part of 8.0 mm was used to fix the bead to the wire with rubber and coat the coil spring of the wire and the bead.
The mold is heated to 165 ° C., a raw rubber sheet is wound around the exposed surface of the wire and the coil spring of the bead, and the work of quickly fitting the bead into the bead part of the mold is repeated quickly. The mold was filled and the mold was immediately closed and pressurized, and vulcanized for 7 minutes. The same operation was repeated to complete a wire saw with a total circumference of 10.0 m. Two more wire saws were made in the same manner.
Using one of the wire saws, the reinforced concrete block was cut. The reinforced concrete block has 42 rebars with a diameter of 16 mm on a cut surface of 1,200 mm × 900 mm and a compressive strength of 400 × 10 ⁻¹ MPa. The machine used is a diamond wire saw cutting machine with an output of 18.5 kW, a pulley diameter of 800 mm, a maximum tension of 150 kgf, and a peripheral speed of 0 to 30 m / second. Cutting conditions are a peripheral speed of 20 m / second, a water volume of 7.5 liters / minute, The cutting speed was 20 mm / min, and the tension was 150 kgf. With one wire saw, the reinforced concrete block was cut 20 times under the above conditions. In the wire saw after cutting 20 times, neither rusting nor beading was observed, and adhesion failure of the coated rubber was not observed.
A fatigue test was conducted using another wire saw. A wire saw was placed on two pulleys having a diameter of 500 mm, and was run for 30 hours under the conditions of a tension of 800 kg and a wire saw speed of 20 m / sec. Then, 20 test pieces in which the 15n-th and 15n + 1-th two beads were bonded to the wire pieces were cut out from the twisted joint, where n was a natural number of 1-20. Further, 20 test pieces were similarly cut out from the remaining one wire saw that was not subjected to the fatigue test.
Using a universal testing machine [Shimadzu Corp., AG-20kNC], grip the test piece beads with a chuck, perform a test at a tensile speed of 10 mm / min, and obtain the maximum load until the adhesive breaks. It was. The adhesive strength of the test piece not subjected to the fatigue test was 282 to 300 kgf. Moreover, the adhesive strength of the test piece after the fatigue test was 270 to 280 kgf.
Example 2
A coil spring made of a stainless steel wire for spring (SUS304) having a wire diameter of 1.1 mm and a coil outer diameter of 7.4 mm is cut so as to have a length of 25.0 mm with 15 effective turns and is shown in FIG. The coil spring was shaped.
An artificial diamond abrasive grain having a particle size of 40/50 was blended with the metal powder so as to have a concentration of 50 and compression molded using a mold to obtain a ring-shaped compression molded body shown in FIG. A coil spring was attached to the ring-shaped compression molded body, and the diamond abrasive grain layer and the coil spring were joined simultaneously at the time of sintering to obtain beads having the shape shown in FIG. The dimensions of the diamond abrasive grain layer were 6.5 mm in length and 10.2 mm in outer diameter. The beads were silver brazed to produce the required number of the same beads.
A No. A3, A7 × 19, carbon steel wire with an outer diameter of 4.76 mm as defined in JIS G 3535 was cut to a length of 10.0 m, and the above beads were inserted. When the coil spring was in a natural state, all the wires were covered with the coil spring. A bead portion corresponding to the above beads was provided at a pitch of 25 mm, and a bead was fixed to the wire with rubber and a coil spring of the bead was coated using a mold having an inner diameter of the wire portion of 10.0 mm.
The mold is heated to 165 ° C., a sheet of raw rubber is wound around the coil spring of the bead, and the work of fitting the bead into the mold is quickly repeated to fill the mold cavity, immediately close the mold and pressurize, 7 Vulcanization was performed for a minute. The same operation was repeated to complete a wire saw with a total circumference of 10 m.
Using this wire saw, the reinforced concrete block was cut. The reinforced concrete block has 42 rebars with a diameter of 16 mm on a cut surface of 1,200 mm × 900 mm and a compressive strength of 400 × 10 ⁻¹ MPa. The machine used is a diamond wire saw cutting machine with an output of 18.5 kW, a pulley diameter of 800 mm, a maximum tension of 150 kgf, and a peripheral speed of 0 to 30 m / second. Cutting conditions are a peripheral speed of 20 m / second, a water volume of 7.5 liters / minute, The cutting speed was 20 mm / min, and the tension was 150 kgf. With one wire saw, the reinforced concrete block was cut 20 times under the above conditions. The wire saw after cutting 20 times showed no rusting or beading, and no adhesion failure of the coated rubber.
[0011]
【The invention's effect】
The wire saw of the present invention has a high bonding strength between beads and wires, is lightweight and excellent in flexibility, effectively prevents damage and breakage of the wire, and can be suitably used for cutting stone, concrete, reinforced concrete, and the like. According to the method of the present invention, such a wire saw can be easily manufactured by a streamlined process.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a method for producing beads used in the wire saw of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of heat sintering.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a mold.
FIG. 4 is an explanatory diagram of beads used in the wire saw of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coil spring 2 Compression molding 3 Superabrasive layer 4 Cavity 5 Bead part 6 Wire part 7 Bead 8 Wire

Claims

A wire saw comprising beads having a coil spring joined to the inner periphery of a superabrasive layer.

The wire saw according to claim 1, wherein the superabrasive layer and the coil spring are joined via a brazing material.

The wire saw according to claim 1 or 2, wherein the wire is coated with a synthetic resin or rubber.

A coil spring is attached to the inner peripheral surface of a ring formed by compression molding metal powder containing superabrasive grains into a ring shape, and a superabrasive grain layer is formed by heating and sintering, and the coil spring and the superabrasive grain layer are joined. A method of manufacturing a wire saw, wherein the beads are inserted into a wire and then fixed.

5. The method of manufacturing a wire saw according to claim 4, wherein the superabrasive layer and the coil spring are joined by heating and sintering, and then the coil spring and the superabrasive layer are brazed.

The method of manufacturing a wire saw according to claim 4, wherein after the beads are inserted into the wire, a portion excluding the surface portion of the superabrasive layer is covered with a synthetic resin or rubber and the beads are fixed.