JP7149358B2 - 砥粒帯鋸刃 - Google Patents

Description

本発明は、例えば石英ガラス、光学ガラス、セラミックス、又はシリコン等からなるワークの切断加工又は溝加工等の切削加工に用いられる砥粒帯鋸刃（電着帯鋸刃）に関する。

広く普及している一般的な砥粒帯鋸刃は、連続型とセグメント型と歯切り型の３つのタイプからなるものである。連続型の砥粒帯鋸刃においては、エンドレス状の台金の一側縁部に、ダイヤモンド砥粒等の砥粒を含む砥粒層が全周（砥粒帯鋸刃の全周）に亘って帯状に連続して電着されている。セグメント型の砥粒帯鋸刃においては、エンドレス状の台金の一側縁部に、砥粒を含む複数のセグメント砥粒層が周方向（砥粒帯鋸刃の周方向）に間隔を置いて電着されている。歯切り型の砥粒帯鋸刃においては、エンドレス状の台金の一側縁部に周方向に間隔を置いて凸状に形成された複数の歯に、砥粒を含む砥粒層がそれぞれ電着されている（後述の実施例参照）。

連続型の砥粒帯鋸刃においては、砥粒層が全周に亘って帯状に連続して電着されており、砥粒の量が多いことから、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷が小さく、砥粒の脱落を抑えて、安定した切削加工を行うことができる。しかしながら、切削加工中に、ワークと砥粒帯鋸刃との間に隙間がほとんどなく、ワークと砥粒帯鋸刃との間に切削油等の切削液を安定的に供給し又はワークと砥粒帯鋸刃との間から切屑を安定的に排出することが困難である。その結果、ワークの切削長が長く又は砥粒帯鋸刃の送り速度が高い切削条件において、切れ味が低下して、ワークの切断面の切れ曲がりが発生することになる。

一方、セグメント型の砥粒帯鋸刃においては、複数のセグメント砥粒層の周方向の離隔によって、ワークと砥粒帯鋸刃との間に隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性を高めて、良好な切れ味を維持することができる。同様に、歯切り型の砥粒帯鋸刃においても、歯切りによる複数の砥粒層の周方向の離隔によって、ワークと砥粒帯鋸刃との間に隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性を高めて、良好な切れ味を維持することができる。しかしながら、セグメント型及び歯切り型の砥粒帯鋸刃においては、砥粒の量が少なく、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷が大きくなる。その結果、ワークの切削長が長く又は砥粒帯鋸刃の送り速度が高い切削条件において、砥粒の脱落が多くなり、ワークの切断面の切れ曲がりが発生することになる。

そして、一般的な砥粒帯鋸刃に代わり、砥粒の脱落を抑えつつ、切削液の供給性及び切屑の排出性を高めることができる砥粒帯鋸刃が開発されている（特許文献１参照）。その先行技術に係る砥粒帯鋸刃の構成を簡単に説明すると、次の通りである。

先行技術に係る砥粒帯鋸刃においては、エンドレス状の台金の一側縁部に、砥粒層が全周（砥粒帯鋸刃の全周）に亘って帯状に連続して電着されている。また、砥粒層の一側縁部（一側部）には、帯厚方向の一方側へ突出した複数の第１突出部が周方向（砥粒帯鋸刃の周方向）に等間隔に形成されている。砥粒層の他側縁部（他側部）には、帯厚方向の他方側へ突出した複数の第２突出部が周方向に等間隔に形成されている（後述の実施例参照）。

従って、先行技術に係る砥粒帯鋸刃においては、砥粒層が全周に亘って帯状に連続して電着されており、砥粒の量が多いことから、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷が小さく、砥粒の脱落を抑えて、安定した切削加工を行うことができる。また、複数の第１突出部の周方向の離隔及び複数の第２突出部の周方向の離隔によって、ワークと砥粒帯鋸刃の間に隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性を高めて、良好な切れ味を維持して、ワークの切断面の切れ曲がりを抑えることができる。

特許４３９７１９３号公報

しかしながら、ワークの切削長がより長く又は砥粒帯鋸刃の送り速度がより高い高負荷の切削条件においては、ワークと砥粒帯鋸刃との間に切削液を供給し難くなったり、ワークと砥粒帯鋸刃との間から切屑を排出し難くなったりする。その結果、切れ味が低下して、ワークの切断面の切れ曲がりが発生することになる。つまり、高負荷の切削条件において、良好な切れ味を維持して、ワークの切断面の切れ曲がりを抑えて、安定した切削加工を行うことは容易でないという問題がある。

そこで、本発明は、台座に内部応力による歪が発生することを抑制する砥粒帯鋸刃を提供することを目的とする。

本発明の態様は、ワークの切削加工に用いられる砥粒帯鋸刃であって、砥粒帯鋸刃は、エンドレス状の台金と、台金の一側縁部に周方向に沿って電着されかつ刃先側が同一平面上に形成されかつ砥粒を含む砥粒層とを具備する。砥粒層は、砥粒帯鋸刃の帯厚方向の一方側へ突出した複数の第１突出部と、砥粒帯鋸刃の帯厚方向の他方側へ突出した複数の第２突出部とを含む。台金の一側縁部に砥粒層を複数の領域に分断する複数の分断部が周方向に間隔を置いて形成され、砥粒層はニッケルめっきによって電着され、砥粒層における複数の領域の周方向の長さは、交互に変化している。

本発明の態様によると、前述のように、前記台金の一側縁部に前記砥粒層が前記周方向に沿って電着されている。これにより、前記砥粒帯鋸刃を構成する砥粒の量が多く、１個当たりの前記砥粒にかかる切削負荷が小さく、砥粒の脱落を抑えることができる。

また、前述のように、前記砥粒層に帯厚方向の両側へそれぞれ突出した複数の前記第１突出部及び複数の前記第２突出部が前記周方向に間隔を置いて形成されている。これにより、複数の前記第１突出部の離隔及び複数の前記第２突出部の離隔によって、ワークと前記砥粒帯鋸刃との間に隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性を高めることができる。

更に、前述のように、前記台金の一側縁部に複数の前記分断部が前記周方向に間隔を置いて形成されている。これにより、複数の前記分断部の空間、換言すれば、前記砥粒層を前記帯厚方向に横断する複数の空間によって、ワークと前記砥粒帯鋸刃との間に十分な隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性をより高めることができる。

本発明によれば、前述のように、砥粒の脱落を抑えつつ、ワークと前記砥粒帯鋸刃との間に十分な隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性をより高めることができる。そのため、本発明によれば、ワークの切削長がより長く又は砥粒帯鋸刃の送り速度がより高い高負荷の切削条件においても、良好な切れ味を維持して、ワークの切断面の切れ曲がりを抑えて、安定した切削加工を行うことができる。

図１（ａ）は、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の刃先側（切削作用部側）から見た図、図１（ｂ）は、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。図１（ｃ）は、図１（ｂ）におけるIC-IC線に沿った拡大断面図、図１（ｄ）は、図１（ｂ）におけるID-ID線に沿った拡大断面図、図１（ｅ）は、図１（ｂ）におけるIE-IE線に沿った拡大断面図である。 図２（ａ）は、第２実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の刃先側から見た図、図２（ｂ）は、第２実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。図２（ｃ）は、図２（ｂ）におけるIIC-IIC線に沿った拡大断面図、図２（ｄ）は、図２（ｂ）におけるIID-IID線に沿った拡大断面図、図２（ｅ）は、図２（ｂ）におけるIIE-IIE線に沿った拡大断面図である。 図３（ａ）は、第３実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の刃先側から見た図、図３（ｂ）は、第３実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。 図４（ａ）は、第４実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の刃先側から見た図、図４（ｂ）は、第３実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。 図５（ａ）は、第５実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の刃先側から見た図、図５（ｂ）は、第５実施形態に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。 図６（ａ）は、比較例１に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図、図６（ｂ）は、比較例２に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図、図６（ｃ）は、比較例３に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。 図７（ａ）は、比較例４に係る砥粒帯鋸刃の一部を刃先側から見た図、図７（ｂ）は、比較例４に係る砥粒帯鋸刃の一部の側面図である。 図８（ａ）は、比較品１の切削試験の結果として３カット後のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。図８（ｂ）は、比較品２の切削試験の結果として３カット後のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。図８（ｃ）は、比較品３の切削試験の結果として１カット後のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。図８（ｄ）は、比較品４の切削試験の結果として３カット後のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。 図９（ａ）は、実施品１の切削試験の結果として３カット後のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。図９（ｂ）は、実施品２の切削試験の結果として３カット後のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。図９（ｃ）には、実施品２の切削試験の結果として３カット後の分断部周辺のダイヤモンド砥粒の脱落状態を示す刃先側から見た写真図である。 図１０は、実施品１、実施品２、及び比較品１～４の切削試験の結果として、ダイヤモンド砥粒の脱落度合い及びワークの切断面の切れ曲がり量を示す表図である。 図１１は、実施品１、実施品１Ａ～１Ｄの切削試験の結果として、分断部の割合とダイヤモンド砥粒の脱落度合いとの関係を示す表図である。 図１２は、実施品１、実施品１Ｅ～１Ｈの切削試験の結果として、分断部の割合とワークの切断面の切れ曲がり量との関係を示す表図である。

本発明の実施形態（第１～第５実施形態）について図１から図５を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「帯厚方向」とは、砥粒帯鋸刃の厚み方向のことをいい、「帯幅方向」とは、砥粒帯鋸刃の幅方向ことをいい、「周方向」とは、砥粒帯鋸刃の周方向のことをいう。図１から図５において、「Ｔ」は、帯厚方向、「Ｗ」は、帯幅方向、「Ｃ」は、周方向、「Ｒ」は、砥粒帯鋸刃の走行方向（進行方向）をそれぞれ指している。

（第１実施形態）
図１（ａ）から図１（ｅ）に示すように、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃１０は、例えば石英ガラス、光学ガラス、セラミックス、又はシリコン等からなるワーク（図示省略）の切断加工又は溝加工等の切削加工に用いられものである。また、砥粒帯鋸刃１０は、帯鋸盤（図示省略）における複数の鋸刃ホイール（図示省略）に巻回して装着される。

砥粒帯鋸刃１０は、エンドレス状の台金１２を具備しており、台金１２は、例えばバネ鋼又はステンレス鋼等の高靱性の帯鋼からなるものである。また、台金１２の帯幅（帯幅方向の長さ）は、用途に応じて適宜に設定されるが、通常、１０～１００ｍｍに設定されている。台金１２の帯厚（帯厚方向の長さ）は、用途に応じて適宜に設定されるが、通常、０．２～２．０ｍｍに設定されている。

台金１２の一側縁部には、砥粒層１４がニッケルめっきによって台金１２の周方向に沿って電着されており、砥粒層１４は、ダイヤモンド砥粒、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）砥粒、又は酸化アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）砥粒等の砥粒を含んでいる。また、砥粒の粒度は、用途に応じて適宜に設定されるが、通常、＃３２５／４００～＃４０／５０、好ましくは、＃２３０／２７０～＃４０／５０に設定されている。

砥粒層１４の一側縁部（一側部）には、帯厚方向の一方側へ突出した複数の第１突出部１６が周方向に間隔を置いて形成されている。砥粒層の他側縁部（他側部）には、帯厚方向の他方側へ突出した複数の第２突出部１８が周方向に間隔を置いて形成されている。複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８は、周方向に沿って帯厚（台金１２の厚み）の中心線に対称となるように整合して配置されている。また、各第１突出部１６の周方向の長さＳ１は、一定の長さであるが、一定の長さでなくてもよい。第１突出部１６間の間隔Ｓ２は、一定の長さであるが、一定の長さでなくてもよい。更に、各第２突出部１８の周方向の長さＫ１は、各第１突出部１６の周方向の長さＳ１と同じであって、一定の長さであるが、一定の長さでなくてもよい。第２突出部１８間の間隔Ｋ２は、第１突出部１６間の間隔Ｓ２と同じであって、一定の長さであるが、一定の長さでなくてもよい。なお、説明の便宜上、図１（ｂ）において、第１突出部１６の側面視形状の一部を省略している。

台金１２の一側縁部には、砥粒層１４を複数の領域（切削領域）Ａに分断する複数の分断部２０が周方向に間隔を置いて形成されている。換言すれば、台金１２の一側縁部には、砥粒層１４のない複数の非砥粒層２０が周方向に間隔を置いて形成されている。また、砥粒層１４の各領域Ａには、複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８が含まれている。

砥粒層１４の各領域Ａの周方向の長さＰ１は、一定の長さであり、５００ｍｍ以下、好ましくは、２０～５００ｍｍに設定されている。砥粒層１４の各領域Ａの周方向の長さＰ１を５００ｍｍ以下に設定したのは、５００ｍｍを超えると、ワークの切削長が長い場合に、砥粒帯鋸刃１０の切削作用を奏する部分に分断部２０が存在しないことが多くなり、切削油等の切削液の供給性及び切屑の排出性が悪化することが懸念されるからである。砥粒層１４の各領域Ａの周方向の長さＰ１を好ましくは２０ｍｍ以上に設定したのは、２０ｍｍ未満であると、砥粒帯鋸刃１０を構成する砥粒の量を多くして、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷を十分に小さくすることが困難になるからである。

各分断部（非砥粒層）２０の周方向の長さＰ２は、一定の長さであるが、一定の長さでなくてもよい。また、各分断部２０の周方向の長さＰ２は、１．０ｍｍ以上、好ましくは１．０～６ｍｍに設定されている。各分断部２０の周方向の長さＰ２を１．０ｍｍ以上に設定したのは、１．０ｍｍ未満であると、各分断部２０を形成するためのマスキング処理が困難になるからである。各分断部２０の周方向の長さＰ２を好ましくは６ｍｍ以下に設定したのは、６ｍｍを超えると、砥粒帯鋸刃１０を構成する砥粒の量を多くして、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷を十分に小さくすることが困難になるからである。

砥粒層１４の各領域Ａの周方向の長さＰ１と各分断部２０の周方向の長さＰ２の和に対する各分断部２０の周方向の長さＰ２の割合Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）は、０．２～１７％に設定されている。換言すれば、台金１２の周長（電着帯鋸刃１０の周長）に対する複数の分断部２０における周方向の総長の割合（分断部２０の割合）Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）は、０．２～１７％に設定されている。分断部２０の割合Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）を０．２％以上に設定したのは、０．２％未満であると、切削液の供給性及び切屑の排出性をより高めることが困難になるからである。分断部２０の割合Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）を１７％以下に設定したのは、１７％を超えると、砥粒帯鋸刃１０を構成する砥粒の量を多くして、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷を十分に小さくすることが困難になるからである。

続いて、第１実施形態の作用及び効果について説明する。

前述のように、台金１２の一側縁部に砥粒層１４が周方向に沿って電着され、分断部２０の割合Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）が１７％以下に設定されている。これにより、砥粒帯鋸刃１０を構成する砥粒の量が多くなり、１個当たりの砥粒にかかる切削負荷を十分に小さくして、砥粒の脱落を十分に抑えることができる。

また、前述のように、砥粒層１４に帯厚方向の両側へそれぞれ突出した複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８が周方向に間隔を置いて形成され、砥粒層１４の各領域Ａに複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８が含まれている。これにより、複数の第１突出部１６の離隔及び複数の第２突出部１８の離隔によって、ワークと砥粒帯鋸刃１０との間に隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性を高めることができる。

更に、前述のように、台金１２の一側縁部に複数の分断部２０が周方向に間隔を置いて形成され、分断部２０の割合Ｐ２／（Ｐ１＋Ｐ２）が０．２％以上に設定されている。これにより、複数の分断部２０の空間、換言すれば、砥粒層１４を帯厚方向に横断する複数の空間によって、ワークと砥粒帯鋸刃１０との間に十分な隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性をより高めることができる。

台金１２の一側縁部に複数の分断部２０が周方向に間隔を置いて形成されているため、砥粒層１４をニッケルめっきによって電着する際に、台金１２に内部応力による歪が発生することを抑えることができる。

従って、第１実施形態によれば、前述のように、砥粒の脱落を十分に抑えつつ、ワークと砥粒帯鋸刃１０との間に十分な隙間を確保して、切削液の供給性及び切屑の排出性をより高めることができる。そのため、第１実施形態によれば、ワークの切削長がより長く又は砥粒帯鋸刃１０の送り速度がより高い高負荷の切削条件においても、良好な切れ味を維持して、ワークの切断面の切れ曲がり及びワークの切削面粗さ（切断面粗さ）のバラツキを抑えて、安定した切削加工を行うことができる。

また、第１実施形態によれば、前述のように、砥粒層１４をニッケルめっきによって電着する際に、台金１２に内部応力による歪が発生することを抑えることができる。そのため、第１実施形態によれば、砥粒帯鋸刃１０の製造工程の中から、台金１２の歪を除去する歪取り等の処理を省略して、砥粒帯鋸刃１０の製造コストの低減を図ることができる。

（第２実施形態）
図２（ａ）から図２（ｅ）に示すように、第２実施形態に係る砥粒帯鋸刃２２は、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃１０（図１参照）と同様の構成を有している。以下、砥粒帯鋸刃２２の構成のうち、砥粒帯鋸刃１０と異なる構成について説明する。なお、砥粒帯鋸刃２２における複数の構成要素のうち、砥粒帯鋸刃１０における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

砥粒帯鋸刃２２においては、複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８は、周方向に沿って交互に配置されている。なお、説明の便宜上、図２（ｂ）において、第１突出部１６の側面視形状の一部を省略している。

そして、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する他に、次のような効果を奏する。

即ち、複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８が周方向に沿って交互に配置されていることにより、ワークの切削溝の側壁（図示省略）からの切削衝撃を緩和して、ワークの切断面の切れ曲がりをより抑えることができる。

（第３実施形態）
図３（ａ）（ｂ）に示すように、第３実施形態に係る砥粒帯鋸刃２４は、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃１０（図１参照）と同様の構成を有している。以下、砥粒帯鋸刃２４の構成のうち、砥粒帯鋸刃１０と異なる構成について説明する。なお、砥粒帯鋸刃２４における複数の構成要素のうち、砥粒帯鋸刃１０における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

砥粒帯鋸刃２４においては、砥粒層１４の各領域Ａの周方向の長さＰ１は、一定の長さでなく、砥粒層１４における複数の領域Ａの周方向の長さＰ１は、交互に変わっている。換言すれば、砥粒層１４における長い複数の領域Ａ及び短い複数の領域Ａは、周方向に沿って交互に配置されている。なお、説明の便宜上、図３（ｂ）において、第１突出部１６の側面視形状の一部を省略している。

そして、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する他に、次のような効果を奏する。

即ち、砥粒層１４における長い複数の領域Ａ及び短い複数の領域Ａが周方向に沿って交互に配置されていることにより、切削騒音を低減して、作業環境の向上を図ることができる。

（第４実施形態）
図４（ａ）（ｂ）に示すように、第４実施形態に係る砥粒帯鋸刃２６は、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃１０（図１参照）と同様の構成を有している。以下、砥粒帯鋸刃２６の構成のうち、砥粒帯鋸刃１０と異なる構成について説明する。なお、砥粒帯鋸刃２６における複数の構成要素のうち、砥粒帯鋸刃１０における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

砥粒帯鋸刃２６においては、各第１突出部１６の側面視形状（帯幅方向の一方側から見た形状）は、矩形状になっている。図示は省略するが、各第２突出部１８の側面視形状（帯幅方向の他方側から見た形状）は、矩形状であって、各第１突出部１６の側面視形状と同じ形状になっている。また、第１突出部１６間の間隔Ｓ２及び第２突出部１８間の間隔Ｋ２は、一定の長さになっていない。なお、説明の便宜上、図４（ｂ）において、第１突出部１６の側面視形状の一部を省略している。

そして、第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する他に、次のような効果を奏する。

即ち、各第１突出部１６の側面視形状及び各第２突出部１８の側面視形状がそれぞれ矩形状になっていることにより、ワークと第１突出部１６等との接触面積が増えて、ワークの切削面粗さのバラツキをより抑えることができる。また、第１突出部１６間の間隔Ｓ２及び第２突出部１８間の間隔Ｋ２が一定の長さになっていないことにより、切削騒音を低減して、作業環境の向上を図ることができる。

（第５実施形態）
図５（ａ）（ｂ）に示すように、第５実施形態に係る砥粒帯鋸刃２８は、第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃１０（図１参照）と同様の構成を有している。以下、砥粒帯鋸刃２８の構成のうち、砥粒帯鋸刃１０と異なる構成について説明する。なお、砥粒帯鋸刃２８における複数の構成要素のうち、砥粒帯鋸刃１０における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付してある。

砥粒帯鋸刃２８においては、各第１突出部１６の上流側の端面１６ｆは、帯幅方向に対して下流側へ傾斜している。図示は省略するが、各第２突出部１８の上流側の端面１８ｆは、帯幅方向に対して下流側へ傾斜している。そして、各第１突出部１６の上流側の端面１６ｆの帯幅方向に対する傾斜角θ及び各第２突出部１８の上流側の端面１８ｆの帯幅方向に対する傾斜角は、１０～７０度、好ましくは、３５～５５度に設定されている。各第１突出部１６の上流側の端面１６ｆの帯幅方向に対する傾斜角θ等を１０度以上に設定したのは、１０度未満であると、切屑の排出性をより一層高めることが困難になるからである。各第１突出部１６の上流側の端面１６ｆの帯幅方向に対する傾斜角θ等を７０度以下に設定したのは、７０度を超えると、各第１突出部１６等と台金１２との接合強度の低下が懸念されるからである。なお、説明の便宜上、図５（ｂ）において、第１突出部１６の側面視形状の一部を省略している。

そして、第５実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する他に、次のような効果を奏する。

即ち、各第１突出部１６の上流側の端面１６ｆ及び各第２突出部１８の上流側の端面１８ｆが帯幅方向に対して下流側へそれぞれ傾斜していることにより、切屑の排出性をより一層高めて、高負荷の切削条件においても、より安定した切削加工を行うことができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、適宜の変更を行うことにより、その他、種々の態様で実施可能である。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。

本発明の実施例（比較例１～４、実施品１、実施品１Ａ～１Ｈ、実施品２、比較品１～４、及び切削試験）について図６から図１２を参照して説明する。

なお、図６及び図７において、「Ｔ」は、帯厚方向、「Ｗ」は、帯幅方向、「Ｃ」は、周方向をそれぞれ指している。

（比較例１）
図６（ａ）に示すように、比較例１に係る砥粒帯鋸刃３０は、一般的な連続型の砥粒帯鋸刃である。砥粒帯鋸刃３０においては、エンドレス状の台金１２の一側縁部に、ダイヤモンド砥粒等の砥粒を含む砥粒層３２が全周（砥粒帯鋸刃３０の全周）に亘って帯状に連続して電着されている。

（比較例２）
図６（ｂ）に示すように、比較例２に係る砥粒帯鋸刃３４は、一般的なセグメント型の砥粒帯鋸刃である。砥粒帯鋸刃３４においては、エンドレス状の台金１２の一側縁部に、ダイヤモンド砥粒等の砥粒を含む複数のセグメント砥粒層３６が周方向に間隔を置いて電着されている。

（比較例３）
図６（ｃ）に示すように、比較例３に係る砥粒帯鋸刃３８は、一般的な歯切り型の砥粒帯鋸刃である。砥粒帯鋸刃３８においては、エンドレス状の台金１２の一側縁部に間隔を置いて形成された複数の歯４０に、ダイヤモンド砥粒等の砥粒を含む砥粒層４２がそれぞれ電着されている。

（比較例４）
図７（ａ）（ｂ）に示すように、比較例４に係る砥粒帯鋸刃４４は、先行技術に係る砥粒帯鋸刃（特許第４３９７１９３号公報参照）である。砥粒帯鋸刃４４においては、エンドレス状の台金１２の一側縁部に、ダイヤモンド砥粒等の砥粒を含む砥粒層４６が台金１２の全周に亘って連続して電着されている。また、砥粒帯鋸刃１０（図１参照）と同様に、砥粒層４６には、帯厚方向の両側へそれぞれ突出した複数の第１突出部１６及び複数の第２突出部１８が周方向に間隔を置いて形成されている。なお、説明の便宜上、図７（ｂ）において、第１突出部１６の側面視形状の一部を省略している。

（実施品１、実施品１Ａ～１Ｈ、実施品２、及び比較品１～４）
第１実施形態に係る砥粒帯鋸刃を実施品１及び実施品１Ａ～１Ｈとして、第２実施形態に係る砥粒帯鋸刃を実施品２としてそれぞれ試作した。また、比較例１に係る砥粒帯鋸刃を比較品１として、比較例２に係る砥粒帯鋸刃を比較品２として、比較例３に係る砥粒帯鋸刃を比較品３として、比較例４に係る砥粒帯鋸刃を比較品４としてそれぞれ試作した。

ここで、実施品１において、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１（図１（ａ）参照）を３０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２（図１（ａ）参照）を１ｍｍに設定した。実施品１Ａにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を３０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を５ｍｍに設定した。実施品１Ｂにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を３０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を６ｍｍに設定した。実施品１Ｃにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を３０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を７ｍｍに設定した。実施品１Ｄにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を３０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を１０ｍｍに設定した。

実施品１Ｅにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を１００ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を１ｍｍに設定した。実施品１Ｆにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を５００ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を１ｍｍに設定した。実施品１Ｇにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を５５０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を１ｍｍに設定した。実施品１Ｈにおいて、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を７００ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を１ｍｍに設定した。実施品２において、砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を３０ｍｍ、分断部の周方向の長さＰ２を１ｍｍに設定した。

実施品１、実施品１Ａ～１Ｈ、実施品２において、第１突出部の周方向の長さＳ１（図１（ａ）参照）、第１突出部間の間隔Ｓ２（図１（ａ）参照）、第２突出部の周方向の長さＫ１（図１（ａ）参照）、第２突出部間の間隔Ｋ２（図１（ａ）参照）をそれぞれ５ｍｍに設定した。比較品２において、セグメント砥粒層の周方向の長さ、セグメント砥粒層間の間隔をそれぞれ５ｍｍに設定した。比較品４において、第１突出部の周方向の長さ、第１突出部間の間隔、第２突出部の周方向の長さ、第２突出部間の間隔をそれぞれ５ｍｍに設定した。

実施品１、実施品１Ａ～１Ｈ、実施品２、及び比較品１～４において、台金の帯幅を６７ｍｍ、台金の厚みを１．３ｍｍ、周長（砥粒帯鋸刃の周長）を９５６０ｍｍにそれぞれ設定した。また、１社の電着メーカに砥粒層等の電着を依頼し、実施品１、実施品１Ａ～１Ｈ、実施品２、及び比較品１～４において、ダイヤモンド砥粒の粒度（＃６０／８０）、ダイヤモンド砥粒の集中度、及びダイヤモンド砥粒の埋め込み量をそれぞれ同じに設定した。

（切削試験）
帯鋸盤（株式会社アマダマシンツール製、ＰＣＳＡＷ－７２０）における一対の鋸刃ホイール（図示省略）に実施品１を巻回して装着した。そして、所定の切削条件（鋸速３３０ｍ／分及び送り速度１５ｍｍ／分）の下で、石英ガラスからなる５００ｍｍ角のワークに対して切断加工を実施品１の切削試験として行った。同様に、一対の鋸刃ホイールに実施品２及び比較品１～４を順次巻回して装着し、前記所定の切削条件の下で、石英ガラスからなる５００ｍｍ角のワークに対して切断加工を実施品２及び比較品１～４の切削試験として順次行った。なお、切削試験には、切削液として水溶性切削油を使用し、原則として、３カットの切断加工を行ったが、比較品３の切削試験の場合には、１カットの切断加工のみを行った。

そして、実施品１、実施品２、及び比較品１～４の切削試験の結果として、ダイヤモンド砥粒の脱落状態の様子をまとめると、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）及び図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すようになる。また、実施品１、実施品２、及び比較品１～４の切削試験の結果として、ダイヤモンド砥粒の脱落度合い及びワークの切断面の切れ曲がり量をまとめると、図１０に示すようになる。なお、本実施例において、ワークの切断面の切れ曲がり量とは、３カット後のワークの切断面の上端を基準として、ワークの切断面が手前側又は奥行き側に傾斜した場合における最大量のことである。

即ち、図８（ａ）及び図１０に示すように、比較品１の場合には、ダイヤモンド砥粒の脱落は少なかったが、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．５０ｍｍと大きくなった。これは、ダイヤモンド砥粒の量が多いことから、１個当たりのダイヤモンド砥粒にかかる切削負荷が小さいが、高負荷の切削条件において水溶性切削油の供給性及び切屑の排出性が悪化したことによるものと考えられる。本実施例において、高負荷の切削条件とは、切削長が５００ｍｍと長くかつ送り速度が１５ｍｍ／分と高い切削条件のことをいう。

図８（ｂ）及び図１０に示すように、比較品２の場合には、ダイヤモンド砥粒の脱落は多く、４カット目以降の切削加工ができない状態であった。これは、ダイヤモンド砥粒の量が比較品１のダイヤモンド砥粒の半分程度で少ないことから、高負荷の切削条件において１個当たりのダイヤモンド砥粒にかかる切削負荷が増大したことによるものと考えられる。

図８（ｃ）及び図１０に示すように、比較品３の場合には、１カット目の切削加工で、ダイヤモンド砥粒の脱落が激しく、２カット目以降の切削加工ができない状態であった。これは、ダイヤモンド砥粒の量が比較品２のダイヤモンド砥粒よりも少ないことから、高負荷の切削条件において１個当たりのダイヤモンド砥粒にかかる切削負荷がより増大したことによるものと考えられる。

図８（ｄ）及び１０に示すように、比較品４の場合には、ダイヤモンド砥粒の脱落は少なく、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．２０ｍｍで比較品１の場合に比べて少なくなった。これは、ダイヤモンド砥粒の量が多いことから、１個当たりのダイヤモンド砥粒にかかる切削負荷が小さいこと、及び複数の第１突出部の周方向の離隔等によってワークと砥粒帯鋸刃の間に隙間を確保して、水溶性切削油の供給性及び切屑の排出性を高めることができたことによるものと考えられる。しかしながら、比較品４の場合には、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．２０ｍｍ未満にできず、ワークの切断面の切れ曲がりを十分に抑えることができなかった。これは、高負荷の切削条件において水溶性切削油の供給性及び切屑の排出性が悪化したことによるものと考えられる。

図９（ａ）及び図１０に示すように、実施品１の場合には、ダイヤモンド砥粒の脱落が極めて少なく、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．０５ｍｍで比較品２及び比較品３の場合に比べて十分に少なくすることができた。これは、複数の第１突出部の離隔等の他に、複数の分断部の空間によってワークと砥粒帯鋸刃との間に十分な隙間を確保して、高負荷の切削条件においても水溶性切削油の供給性及び切屑の排出性を維持できたことによるものと考えられる。

図９（ｂ）（ｃ）及び図１０に示すように、実施品２の場合にも、ダイヤモンド砥粒の脱落が極めて少なく、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．０４ｍｍで比較品２及び比較品３の場合に比べて十分に少なくすることができた。これにより、複数の第１突出部及び複数の第２突出部が周方向に沿って交互に配置されていても、周方向に沿って帯厚（台金の厚み）の中心線に対称となるように整合して配置されている場合と同様の効果を奏することが確認された。

実施品１、実施品１Ａ～１Ｄの切削試験の結果として、分断部の割合とダイヤモンド砥粒の脱落度合いとの関係をまとめると、図１１に示すようになる。

即ち、図１１に示すように、実施品１、実施品１Ａ、実施品１Ｂの場合には、ダイヤモンド砥粒の脱落が極めて少ない状態であることが確認された。また、実施品１、実施品１Ｃ、実施品１Ｄの場合には、ダイヤモンド砥粒の脱落が少ないことが確認された。つまり、分断部の割合を１７％以下に設定することにより、高負荷の切削条件においてもダイヤモンド砥粒の脱落をより十分に抑えることができることが判明した。

実施品１、実施品１Ｅ～１Ｈの切削試験の結果として、分断部の割合とワークの切断面の切れ曲がり量との関係をまとめると、図１２に示すようになる。

即ち、図１２に示すように、実施品１の場合、実施品１Ｅ～１Ｈの場合において、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．２０ｍｍ未満になり、ワークの切断面の切れ曲がりを十分に抑えることができることが確認できた。特に、実施品１の場合、実施品１Ｅの場合、実施品１Ｆの場合には、ワークの切断面の切れ曲がり量が０．１０ｍｍ未満になり、ワークの切断面の切れ曲がりをより十分に抑えることができることが確認できた。つまり、分断部の割合を１７％以下に設定しかつ砥粒層の領域の周方向の長さＰ１を５００ｍｍ以下に設定することにより、高負荷の切削条件においてもワークの切断面の切れ曲がりを十分に抑えることが判明した。

１０ 第１実施形態に係る電着帯鋸刃
１２ 台金
１４ 砥粒層
１６ 第１突出部
１６ｆ 第１突出部の上流側の端面
１８ 第２突出部
１８ｆ 第２突出部の上流側の端面
２０ 分断部（非砥粒層）
Ａ 領域（切削領域）
２２ 第２実施形態に係る砥粒帯鋸刃
２４ 第３実施形態に係る砥粒帯鋸刃
２６ 第４実施形態に係る砥粒帯鋸刃
２８ 第５実施形態に係る砥粒帯鋸刃
３０ 比較例１に係る砥粒帯鋸刃
３２ 砥粒層
３４ 比較例２に係る砥粒帯鋸刃
３６ セグメント砥粒層
３８ 比較例３に係る砥粒帯鋸刃
４０ 歯
４２ 砥粒層
４４ 比較例４に係る砥粒帯鋸刃
４６ 砥粒層

Claims (2)

1. ワークの切削加工に用いられる砥粒帯鋸刃であって、
   エンドレス状の台金と、
   前記台金の一側縁部に周方向に沿って電着されかつ刃先側が同一平面上に形成されかつ砥粒を含む砥粒層と、を具備し、
   前記砥粒層は、
   前記砥粒帯鋸刃の帯厚方向の一方側へ突出した複数の第１突出部と、
   前記帯厚方向の他方側へ突出した複数の第２突出部と、を含み、
   前記台金の一側縁部に前記砥粒層を複数の領域に分断する複数の分断部が前記周方向に間隔を置いて形成され、
   前記砥粒層はニッケルめっきによって電着され、
   前記砥粒層における複数の領域の周方向の長さは、交互に変化している、
   砥粒帯鋸刃。
2. 前記第１突出部同士の間隔及び前記第２突出部同士の間隔は前記周方向に沿ってそれぞれ変化している、請求項１に記載の砥粒帯鋸刃。

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