JPH03161278A - ダイヤモンドソーブレード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、石材、コンクリート、耐火物等の切断に用い
るダイヤモンドソーブレードに関するものである。

［従来の技術コ 石材、コンクリート、耐火物等を切断するソーブレード
は第４図及び第５図に示したように、台金とよばれる鋼
製円板１の外周にダイヤモンド砥粒を含んだセグメント
２が、ロー付、溶接又は一体焼結などの方法で結合され
ている。台金の外周にはＵ形又は鍵形のスロット３が設
けられ、スロット３にあわせてセグメント２が断続的に
結合されている。この構成のダイヤモンドソーブレード
を、その中心の取付孔４を利用して切断機の主軸に取付
けて回転させ、石材やコンクリート及び耐火物を切断す
る。

この用途のダイヤモンドソーブレードに用いられる砥粒
の粒度は、３０メッシュ（約５９０ａｍ〉から６０メッ
シュ（約１８０μｍ）で、４０〜５ｏメッシュ（約４２
０μｍ〜２９７μｍ）が最も多く用いられている。セ゛
グメント中の砥粒量は、集中度（４．４ｃｔ／ｃｃをｌ
ＯＯと表示）で表わされ、ダイヤモンドソーブレードで
は、１５〜４０が多く、特に２０〜３０が多い。セグメ
ントの製造方法はダイヤモンドと、ボンド材とよばれる
金属粉末とを混合して所定形状の金Ｆ４型又は黒鉛型に
充填して加圧成形したものを６００℃〜工０００℃の温
度で焼成するのが一般的である。

Ｃ発明が解決しようとする課題コ ダイヤモンドソーブレードの性能はダイヤモンド集中度
によって変化し、一般的にダイヤモンド集中度が低い場
合、切れ味が良くなるが寿命は短くなる。それ故に、ダ
イヤモンド砥粒の分布が不均一だと、部分的に集中度が
異なることになり、切れ味が不安定になる。又ボンド材
として用いられる金属粉末は一般に３２５メッシュ（約
４４μｍ）より細かいものが用いられ、ダイヤモンド砥
粒の粒度とは大きく異なるため、均一に混合することが
難しい、混合時にダイヤモンド砥粒の偏りを生じ、セグ
メント間で集中度が異なったり、又、型に充填した時に
型の上部や側面にダイヤモンド砥粒が偏る傾向がある。

このようなセグメント間の集中度のバラツキやセグメン
ト内での砥粒の偏りは、集中度の低い部分が異常摩耗す
るといった問題点につながる。

ダイヤモンドソーブレードの性能を安定させるためには
セグメント内の砥粒分布を均一にすることが重要で、実
際にダイヤモンドソーブレードの性能評価法として外周
に表れている砥粒数を数えてその均一性を見ることが行
われる。

又、従来のセグメントの成形方法では、加圧成形する時
，型に接しているダイヤモンド砥粒や型のグイとパンチ
の間に入り込んだダイヤモンド砥粒が型を傷つけるため
、型の消耗を早め、型の寿命を短くし、製造コストを押
し上げるという問題点があった。

これを解決するために金属粉末とダイヤモンド砥粒を混
合するときパラフィン等の潤滑剤を加えて均一な混合を
企てる方法があるが、その効果は充分ではない。

又、金属粉末を顆粒状にしてダイヤモンド砥粒と同程度
の大きさにする方法、或いは金属粉末顆粒の重量をダイ
ヤモンド砥粒の重量と同程度にする方法がある。これら
の方法により、砥粒分布の均一性は大幅に改善された。

しかし、型の消耗が早いという問題点は残されたままで
ある。

一方ではダイヤモンド砥粒を、あたかも糖衣錠のように
、電気めっき、無電解めっき、物理蒸着法或いは粉末コ
ーティングにより、金属で被覆することが可能となり、
このような被覆砥粒を用いることにより型の寿命を約１
０倍伸ばすことが可能となった。この技術としては被覆
砥粒のみで製造する方法、或は被覆砥粒と金属粉末を混
合して製造する方法、金属被覆砥粒と顆粒金属粉末とを
混合して製造する方法がある．これらの方法のうち、砥
粒分布を最も均一にできるのは被覆砥粒のみで製造する
方法である。

ところがここで新たな問題点が発生した。

それはこの方法で作られたセグメントは第６図に示した
ように、砥粒が規則正しく配列されるので層状構造とな
りダイヤモンドブレードを使用した時のセグメントの摩
耗方向に対して集中度が交互に増減し、この影響で切れ
味に波が発生するようになった。層状構造になる現象は
ほぼ次のように説明できる。

砥粒の分布を最も良くするには砥粒を粒度のそろった球
形に金属被覆することである。実験的には４　０／５　
０メッシュ（平均粒径３５０μｍ）のダイヤモンド砥粒
を用いて、ボンド材としてコバルト粉末を使用し集中度
２５のセグメントを作ろうとすると金属被覆砥粒の直径
は約１．２ｍｍφとする必要があった。

今、直径１．２＋ｎｍφの金属被覆砥粒を型に充填し、
上図から見たところを模式的に示せば第７図（イ）のよ
うに配列する。この時、Ｘ−Ｘ′断面及びＹ−Ｙ’断面
は、それぞれ第７図（Ｏ）及び（ハ）のようになる。こ
の断面図に示したように上下方向はｌ．ｏｍｍの層間隔
となり、水平方向はその方向により０．４〜０．７ｍｍ
の層間隔となる。これを上下方向に加圧しながら焼或す
ると、上下方向に対して約１７２焼成収縮し、第７図（
二）に示した断面となる。

即ち、水平方向の層間隔は不変で０．　４〜０．１ｍｍ
であり、上下方向は０．　　５＋＋ｏｎの層間隔となる
。このようにして得られたセグメントのＡ面を鋼製台金
の外周にロー付してダイヤモンドブレードを製作し切断
に使用するとＢ面から徐々に摩耗する。砥粒径が３５０
μｍ（０．３５ｍｍ）なので、第３図（二）に示した０
．５ｍｍの層間隔に於て途中ダイヤモンド砥粒が存在し
なくなる。即ち、このようにして製作したダイヤモンド
ソーブレードでは摩耗につれて砥粒が規則正しい配列で
表れる層と砥粒が全く存在しない層が交互に表れる。

実際は、このような明確な形態で表れる訳ではないが、
使用中主軸電流値が一定周期で上昇する現象が表れ、そ
の都度ダイヤモンドソーブレードの外周を観察すると、
表面に表れた砥粒数の変化とよく相関関係がある。本発
明は、上記した問題点、即ち課題を解決するためになさ
れたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、このようにして起る切れ味の変動を一定にす
るために、セグメント内の砥粒の層をダイヤモンドソー
ブレードの円周に対して傾斜させることにより解決しよ
うとするものである。

その方法としては、セグメントの台金接合面にくさび形
の銅合金、鉄合金などの金属を一体形成する方法とセグ
メントを接合する網製円板の外周を傾斜させる方法の２
つの方法によってなし得ることができた。

又、傾斜角の度合は１／７から１／２５０が最適である
ことを発見した。

この傾斜角はセグメント中の砥粒の層間隔の１〜４倍分
セグメントの長さに対して傾斜していれば良い。実験的
には、被覆砥粒の直径の１／２〜２倍を目安とすれば良
いことが分かった。第７図（二）に示した０．５ｍｍが
層間隔である。被覆砥粒の直径は、砥粒径の２倍から３
倍にすることにより、前述の最適集中度の範囲となり、
３０メッシュから６０メッシュの砥粒を用いる時、被覆
砥粒の直径は２．０ｍｍφから０．４ｍｍφとなる。セ
グメントの長さは３０ｍｍから５０ｍｍの範囲にあるの
でその傾斜はセグメント長さ３０ｍ［ｌ１の時４．０ｍ
ｍ傾ける場合が最大で１／７となる。又、セグメント長
さ５０ｍｍで０．２ｍｍ傾ける場合が最小で１／２　５
　０が最小となる。

［実　施　例］ （１）金属被覆砥粒は顆粒法によって製造する。市販の
造粒機を用いて約１００Ｏｒｐｍの条件で回転させ、Ｃ
Ｏの粉末にバインダー（有機系）を約５ｗｔ％混合した
ものを用意する。４０／５０メッシュのダイヤモンド砥
粒を造粒機の中に投入し、そこに用意した粉末を噴露す
る。

約２０分で、１．２ｍｍφの金属被覆砥粒ができる。そ
の後、バインダーを取り去るために４００℃Ｘｌｈｒで
脱脂を行う。この金属被覆砥粒１０１を第１図に示すよ
うに１／ｌ５の傾斜のついた鉄合金１０３を挿入した黒
鉛型の中に充填し、振動を与えて整列させ、１　０００
℃で１５０ｋｇ／ａｎ？の条件で３０分焼成した。この
方法で製作した４０ＬＸ７ｘＸ４ｔのセグメント１０２
を鋼製台金１０４にロー付けし、その外周を同心までツ
ルーイングした２２“φダイヤモンドソーブレードを得
た。このブレードを用いて石材切断機により、御影石を
回転数１０５Ｏｒｐｍ，切込み８ｍｍ、送り３ｍ／ｍｉ
ｎの条件で切断したところ主軸電流２３Ａ、寿命１７ボ
／ｍｍφ（ダイヤモンドソーブレードの外径が１ｍｍ摩
耗する間に切断できた被削材の切断面積）で常に安定し
た性能を示した。これに対して従来ブレードの性能は、
主軸電流は２４〜２９Ａと変動し、寿命は１３ｒｒｌ’
／ｍｍφであった。

（２）実施例１と同様の方法で４　０／５　０メッシュ
のダイヤモンド砥粒１０１を用いてＣｏ一３０％Ｗ混合
粉末を被覆しｌ，　　１＋ｕｍφとした被覆砥粒を製作
した。これを黒鉛型に充填整列させ、１２００″Ｃで１
５０ｋｇ／ａｎの条件で５分焼成し、４０ＬＸ７ｘＸ３
ｔのセグメントｌ０２を製作した鋼製合金１０４の外周
は第２図に示したように、外周を同心円に対して１／３
０傾斜させた。この外周に上述のセグメント１０２をロ
ー付けしてその外周を同心までツルーイングして１４’
　φダイヤモンドソーブレードを製作し、道路切断機に
よりコンクリートを切り込み１０ａ′Ｉ１で切断したと
ころ、切断速度ｌ．８ｍ／ｍｉｎ，寿命２　０　０　ｍ
／ｍｍφと安定していたのに対し、従来ブレードの性能
は切断速度ｌ．３　〜１．　　７ｍ／ｍｉｎと変動し、
寿命は１３０ｍ／ｍｍφと短かった。

（３）実施例工と同様の方法で６　０／８　０メッシュ
のダイヤモンド砥粒１０１を用いて、Ｃｏ−８０％Ｃｕ
Ｓｎ合金（Ｃｕ−２０％Ｓｎ）を被覆し、０．４ｍｍφ
とした被覆砥粒を製作した。これを黒鉛型に充填整列さ
せ、７５０℃でｌ○Ｏ　′Ｋｇ／ｃ１ｉの条件で３０分
間焼成して４０ＬＸ７ｘＸ３ｔのセグメント１０２を製
作した。

鋼製合金１０４の外周は第２図に示したように外周を同
心円に対してｌ／１００傾斜させた。

その外周に上述のセグメント１０２をロー付して、その
外周を同心にツルーイングして１６“φダイヤモンドソ
ーブレードを製作し、石材切断機により大理石を１７０
Ｏｒｐｍ，切り込み３０ｍｍ、送り３ｍ／ｍｉｎで切断
したところ、主軸電流値は３４Ａで安定していたのに対
し、従来ブレードの性能は主軸電流３４〜３６Ａと変動
した。

［発明の効果］ （１）ダイヤモンド砥粒が規則正しく分布しており、砥
粒分布の不均一に起因する性能の不安定がなくなる。

（２）砥粒の規則的配列に起因する性能の周囲的変化が
なくなり、常に安定した性能が得られる。

（３）ダイヤモンド砥粒が各層とも、切断方向に対して
一列に規則正しく並んでいるので、ブレード外周面と石
材との接触部は第３図のようになり、石材の切り残し部
がブレード案内の役割りをする。この案内によって切断
溝の曲がりを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るダイヤモンドソーブレードの一例
を示す要部の斜視図、第２図は異なる方法により成形し
た他実施例の要部の斜視図、第３図は本発明のダイヤモ
ンドソーブレードを用いて被削材を切削する状態を示す
断面図、第４図は従来のダイヤモンドソーブレードの一
部の斜視図、第５図は同じく全体の横断面図、第６図は
セグメント内でダイヤモンド砥粒が層状構造に配列して
いる状態を示す斜視図、ｆｆ｛７図は金属被覆砥粒を型
に充填し、更に焼成した状態を示す図で、第７図（イ）
は上面図、第７図（口）は第７図（イ）のｘ−ｘ’線断
面図、第７図（ハ）は同Ｙ−Ｙ’祿断面図、第７図（二
）は焼成後の第７図（イ）ｘ−ｘ’線断面図である。 １０１・・・被覆砥粒　１０２・・セグメント１０４・
・・鋼製台金 第 １ 図 １０１ 第 ４ 図 ２ 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ダイヤモンド砥粒の表面に金属を被覆して球形にした無
   数の金属被覆砥粒を用いて焼成してセグメントを形成し
   、該セグメントを鋼製円板の外周に接合したものにおい
   て、前記セグメント中のダイヤモンド砥粒が規則正しく
   配列し、かつ砥粒配列を鋼製円板の同心円に対して傾斜
   させたダイヤモンドソーブレード。