JPH055605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、特に大型の被加工物（以下、ワーク
という。）を効率的かつ精密に切断する装置に関
し、更に詳しくは通常の切断工具では切断が不可
能であるような、例えば大径のシリコン、化合物
半導体結晶、ガラス、センダスト、ニユーセラミ
ツクスなどの硬脆材、更にはFRM、鉄筋コンク
リートなどの複合材を金属帯体を主構成とするブ
レードをもつて新規な加工メカニズムを駆使して
効率的にかつ精密に切断するブレード切断方法と
装置に関するものである。 （従来の技術） 従来、鋼材、銅合金、アルミ合金等の一般的な
金属材料からなる棒材、塊材、管材等の切断に
は、炭素工具鋼、合金工具鋼から作られた帯状鋼
板の長手方向端面に沿つてノコ刃が形成された、
所謂「金ノコ」が使われる。その加工メカニズム
は“研削”ではなく“切削”であるため、セラミ
ツクス、ガラス、石英、金属基複合材料、金属間
化合物、超硬合金等の硬脆材料の切断は不可能で
ある。 こうした特殊材料からなる棒材、塊材、管材を
切断する方法には、通常、次の如き２つの方法が
ある。 その１つは、高速で回転する外周縁に砥粒層を
形成した円板砥石にワーク２を押し当てて切断す
る「外周刃切断法」であり、他の方法は内円周の
縁に砥粒層を形成したドーナツ形状の砥石円板を
高速で回転させ、その内円中にワーク２を挿入
し、同ワーク２を前記砥石円板の内円周に押し当
てながら切断する「内周刃切断法」である。 これらの切断法のうち、前者の「外周刃切断
法」は多分野に適用され極めて一般的な方法であ
り、これはスペーサを挟んで所定の間隔で多数枚
の円板砥石を積層して、１個のワーク２を所望の
厚みをもつて同時に多数切断する、所謂「マルチ
切断」をも可能としているため切断効率が高い。
しかし、この外周刃による切断では、切断深さは
円板外径の1/3程度までが限度で、同一径の円板
砥石でそれ以上の大きさをもつワーク２を切断し
ようとすれば、加工中に刃が逃げて反り易くな
り、加工精度の点で加工が不可能となる。従つ
て、どうしても大径材料の切断が要求されるとき
は、その大きさに合わせて砥石自体の径も大きく
しなければならない。しかるに、砥石径が大きく
なればなる程、砥石の振れ、機械の運転精度等の
阻害要因が増え、益々精度の高い切断をすること
が困難になる。 一方、「内周刃切断法」は円板の外周を支持し
て回転させるものであるから、内円の径の範囲内
で比較的大きなワークを高精度に切断することが
可能であるが、装置の構造上から前記外周刃によ
る場合の如く、同時に多数の切断製品を得ること
が不可能であり、切断効率が低いという欠点があ
る。 これら２種類の切断法の欠点を補うものとして
多数枚の帯状鋼板（以下、ブレードという。）を
所定の間隔で並設し、一定の張力を与えてフレー
ムに取り付け、フレームを往復運動させて切断す
る方式のもの（以下、マルチブレード切断法とい
う。）が開発されている。この切断法は最近の半
導体技術の進展に伴ない、その素材の一つである
硬脆材料を高精度にかつ大量に加工する必要が生
じてきたことにより開発されたものである。 ブレードを使う切断には、通常３種類があり、
その１つは上記した如く端面にノコ刃が成形され
た金ノコによる切断であり、他の２つは固定砥粒
と遊離砥粒による研削切断である。 前記金ノコによる切断対象は専ら既述したよう
に一般金属材であり、他の特殊な材料の切断には
使われない。 一方、固定砥粒を用いる場合は鋼板の側端に砥
粒層からなるチツプを取り付けるもので、通常、
大理石、石灰岩、砂岩等の切り易い材料の荒切断
に適用される。 しかし、上記の如く硬脆素材を高精度に切断す
る場合は専ら遊離砥粒が使われる。この遊離砥粒
によるマルチブレード切断法につき第３図及び第
４図を参照しつつ述べると、SK材の帯鋼で厚さ
が、0.1〜0.3mm程度の細長いブレード１′の多数
枚を、スペーサを介して互いに平行に所定の間隔
をおいて配置しフレーム１０に取付治具４を用い
て固定する。この際、全ブレード１′には均一に
弾性限界程度の引張力を与える。以上のセツトを
終えてから、これらブレード群の側端面をワーク
２に所定の押圧力を与えながら押し当て、ブレー
ド１′とワーク２の接触部を中心に砥粒を油、水
等の液体に溶いだスラリー状の加工液をスラリー
供給部５′から供給しつつ、ブレード１′を長さ方
向に往復動させてワーク２を切断する。 この往復動はフライホイール１１の回転をコネ
クテイングロツド１２の直線運動に変換すること
により行われ、フライホイール１１はＶベルト１
４を介してモータ１３により回転駆動される。コ
ネクテイングロツド１２と係合するフライホイー
ル１１上の固定子はフライホイール１１の半径方
向にその位置を摺動調節が可能であり、この位置
調整を行なうことにより往復動速度と幅が調整さ
れる。勿論、モータ１３も変速可能なものであ
る。 こうして、同時に多数の切断製品を得る。な
お、第３図は竪型のフライホイールが使われてい
る機種の例であり、図中６はスプリング、１５は
ウエイト、１６はパウダータンクである。第４図
は横型のフライホイールを使用する例である。 遊離砥粒による切断メカニズムは、ブレード
１′とワーク２との隙間に加工液を供給すること
により、両者間の隙間に砥粒を導入し、ブレード
１′とワーク２との間の相対運動で前記砥粒を転
がし引きづつて、或はその間にワーク２が砥粒に
よりこすられて、ワーク２に微少な破壊を起こし
切断を進行させるものである。これは、所謂ラツ
ピング加工と同様の原理に基づくものである。 遊離砥粒によるマルチ切断法独特の利点は以下
に挙げる点にある。 (1) 一度の切断加工で同時に大きな多数枚の切断
製品が得られる。 (2) 加工原理がラツピングと同様であるため、加
工熱の発生が少なくパウダー状の砥粒が使える
ため加工歪層が小さい。 (3) ラツピング式切断であるため、特に硬脆材料
の切断に適している。 このように、遊離砥粒によるマルチブレード切
断法は、大きな硬脆材を精度良く同時に多数切断
できるという特徴をもつものであるが、既述した
固定砥粒、即ち円板砥石により切断する一般の切
断法に較べると、ブレード一枚当りの単位時間内
におけるワークの加工除去量は極めて少なく、従
つてブレード一枚当りの加工速度は一般砥石切断
の場合に較べて著しく低いものである。それ故、
マルチ切断が可能ではあつても、一度の切断に要
する時間は通常の砥石切断に比較すると格段に長
く、従つて切断能率も期待する程に高くなるもの
ではない。 これらの事情を踏まえたとき、その切断法が適
用される範囲は特殊な分野に限定されてしまう。
この切断法には、以上に加えて次に挙げる様々な
問題点もある。 まず、この切断法では上記した如く液体に多量
の砥粒を混入し、スラリー状で常時切断部に供給
し続けるものであるため、約1/3の砥粒が消費さ
れてしまい、そのためにダイヤモンド、CBN等
の高価な超砥粒が使用できず、砥粒としては硬度
が低く安価なSiC（GC）砥粒の如きものしか使い
切れないのが現状である。その結果、ワークもモ
ース硬度が７以下の比較的軟らかくかつ脆いもの
に限定されることになる。 次に、この切断法は油などを媒体にしたスラリ
ー状の遊離砥粒を切断部に供給しつつ加工するも
のであるから、装置自体とその周辺の汚染と悪臭
が甚だしく、環境衛生の点からも好ましいもので
はない。 更に、この切断法は、その加工原理がラツピン
グ加工と同様であるので、ワークとブレードが共
にそれより硬度の高い遊離砥粒でこすられるため
にブレードの寿命が短く、ワークによつて加工を
終了する以前に頻繁にブレードの交換を余儀なく
せられ、上記加工速度の低さに加えて頻繁に機械
を停止せざるを得ず、装置の稼働効率を一段と低
下させている。そして、こうした加工途中におけ
る頻繁なブレード交換は、特に最近その開発・実
用化の進展が著しい新素材を切断する場合に顕著
であり、ブレード交換時の切断面が変化して製品
としての価値を失うことが多い。 かくて、遊離砥粒によるマルチブレード切断法
は、現在実用化されている難加工素材は勿論のこ
と、今後続々と実用化されるであろうと予想され
るニユーセラミツクス、複合材料、金属間化合物
等の難加工新素材に対してはその採用が不可能で
あるとされている。 （発明の目的） 従つて、本発明はマルチブレード切断法の長所
を生かし、その短所を補つた新たな切断メカニズ
ムによるブレード切断装置を提供しようとするも
のである。 即ち、本発明の目的の１つは加工効率の低いラ
ツピングによる切断を排除し、固定砥粒をもつブ
レードを使つて大きな材料をより速く、精密に切
断することにある。 また、本発明の他の目的は、電気化学的な作用
を利用してブレードの目詰まりを無くし、刃の切
れ味をより長く持続させることにある。従つて、
砥粒の消費を少なくし、ブレードの寿命を従来よ
り格段に増大させることで、超砥粒を用いても十
分な経済性を確保することにある。 更に本発明の他の目的は、単なる機械的な除肉
作用に頼ることなく、他に電気的、電気化学的作
用を付加し、更には他の加工原理をも加えて、そ
れらの作用が複合的になされるような新規な加工
メカニズムを提供することにある。 この加工原理により本発明は超砥粒の使用を可
能とすることと相挨つて、金属、ニユーセラミツ
クスは勿論、複合材料等の物性の異なるあらゆる
大型素材の精密切断を可能にすることを目的とす
ることにある。 本発明は、これらの目的に加えてワークとブレ
ード間の相対運動速度を高め、より加工速度を上
げることもその目的の１つとしている。 （目的を達成するための手段及び作用） このため、本発明は「細長い金属帯の側端面に
導電性砥粒層を形成した少なくとも一枚のブレー
ドと、同ブレードの少なくとも一端に設けられる
引張り手段と、ブレードの前記砥粒層と被加工物
との間に所望の押付力を与える押付け手段と、ブ
レードと被加工物間でブレードの長手方向に相対
運動を与える駆動手段と、ブレードの前記砥粒層
の側端面に接近して配置される電極と、同電極と
ブレード間にブレード側が連続的又は断続的にプ
ラスとなるような電圧を印加するドレス電源と、
少なくともブレードと被加工素材の加工部及び前
記電極とブレードとの間に導電性加工液を供給す
る手段とを備えることを特徴とするブレード式切
断装置」がその基本的な構成であり、これにブレ
ードと被加工物間に被加工物側が連続的又は断続
的にプラスとなるような電圧を印加し、更にはブ
レード、被加工物及び加工液のうち少なくとも１
つに超音波振動を与え、同時に後述する各実施の
態様をもつて上記各目的を達成するための手段と
するものである。 本発明の構成は、その作用とともに以下の説明
から更に十分理解されるであろう。 本発明者等は、上記した従来の切断法がもつ各
問題点を踏まえ、種々検討を重ねた結果、大きな
ワークを同時に多数の製品に切断できるブレード
切断法を採用することが最も有利であるという認
識に至つた。 しかも、本発明に係るブレード切断装置では遊
離砥粒を用いるラツピングによる切断メカニズム
ではなく、これに代わる全く新しい加工原理に基
づく切断法を導入することにより飛躍的に加工能
率を向上せしめ得ることを発見し、そのための装
置の開発に着手した。 そこで、まず本発明者等は、上記の如き遊離砥
粒加工に代わる加工メカニズムを探究した結果、
まず均一な素材のみから構成される金属プレード
に代えて、その長手方向側端面に砥粒を固めて刃
を形成したブレードを使用すると共に、遊離砥粒
を含有するスラリーに代えて通常の研削液をワー
クとブレードの接触部分（切断部分）に供給しつ
つ、ワークとブレード間に所定の押圧力を加えて
ブレードの長手方向に相対運動を与えながら切断
加工を行えば、従来のブレード切断では予想もつ
かない速い加工速度で切断が可能となることを知
つた。 砥粒としては、固着砥粒であるため消耗の少な
いこと、及び加工能率を向上させる点からダイヤ
モンド、CBN等の超砥粒が好適である。 しかし、このような固着砥粒による刃付ブレー
ドを使用するだけでは、ワークによつては加工中
に目詰まりを起こし、次第に切れ味が低下すると
いう問題が残つた。 そこで本発明者は、この目詰まりの点に着目
し、これを解決すべく次の研究に入つた。 砥石が目詰まりを起こし易いこと、及びこの目
詰まりを無くすべく砥石にドレスを行うことは良
く知られている。通常のドレスは、加工中の砥石
に連続的或は断続的にドレツサを押し当てて目詰
まりと共に表面の砥粒を機械的に除去し、砥石の
整形を行なつている。従つて、本発明にもこのよ
うなドレツサによるドレツシングを種々試みた。
しかし、通常のドレツサではブレード側の砥粒の
消耗が激しく、意外にブレード寿命が短いことが
判明し、同時にドレツサ側のダイヤモンドの消耗
等によりドレツサの保全・交換に手間のかかるこ
とを知つた。これは、特にニユーセラミツクス等
の硬脆材、或はねばりの強いアルミ系、ニツケル
系複合材の切断に顕著であり、到底実用化が困難
であるという結論に達した。 本発明者等は、これら通常のドレツサに代わる
ものを探究した結果、ブレードの砥粒固着部に導
電性を与えると共に研削液にも導電性を有するも
のを使用し、ブレードの砥粒層（刃）に導電性と
耐食性を有し、かつ加工が容易な材料（たとえば
黒鉛、或は黒鉛を含む焼結材）からなる電極を接
近させ或は軽く接触させてブレードと電極間に同
ブレードが連続的又は断続的にプラスとなるよう
な電圧を印加し、前記研削液を供給しながら加工
すると最高の切れ味を長期間持続することを知つ
た。これは上記砥粒層に電解・放電作用が働いて
ドレスされる結果、加工中の目詰まりが起らない
ことによるものであり、しかも砥粒層には当該ド
レス作用によつては殆んど機械的な剥離が起らな
いため、砥粒の消費が少なく、同時にドレツサで
ある電極にも殆んどその消耗が見られず、格段に
加工速度が向上し長時間の使用が可能となるもの
である。 ブレードへの砥粒の固着手段としてはメタルボ
ンド、レジンボンド、電着のいずれもが採用でき
る。メタルボンドの場合、ボンドメタルとしては
銅合金、鉄合金、ニツケル合金などを使うことが
でき、レジンボンドではエポキシ樹脂、フエノー
ル樹脂その他の樹脂或はこれらの混合物を固着剤
とし、導電性をもたせるためにこれに金属粉末を
混合する。或は樹脂で固めた砥粒層に金属をメツ
キ含浸させることも可能であり、更には砥粒を金
属で被覆して使用することもある。電着にはメツ
キ層としてニツケル及びニツケル合金、銅及び銅
合金、鉄及び鉄合金等が採用できる。 更に、本発明者等は、以上の加工法に加えてワ
ークとブレードの間に連続的又は断続的にワーク
側がプラスになる如く電圧を印加すると、ワーク
に対し砥粒による研削作用と電解作用及び放電作
用の三作用が相乗的効果をもつて働き、加工速度
が更に大巾に増大することを知つた。 これは、本発明にとつて上記ドレス電圧の印加
と共に切断メカニズムを構成する重要な要素の１
つである。その作用原理につき通常の電解研削と
大きく異なる点につき説明すると、本発明にあつ
てはワークとブレード刃部との間に相当の大きさ
の押圧力を加えている点で前記電解研削とは区別
されることを十分に理解されるべきである。 電解研削は良く知られている如く、ワーク電極
（＋）と砥石電極（−）の間は丁度上記ブレード
とドレス電極の関係と同様、殆んど接触するか否
かの位置関係を保持させ、ワーク表面に電解作用
を起こさせて電解生成物を砥石で掻き落とすよう
にして除去するものであるが、本発明の場合には
ワークに対しブレードの砥粒層を十分な力をもつ
て押し付け、砥粒による機械的な研削作用が十分
に発揮されるようにしている点で大きく異なる。
そして本発明によれば、ワークが金属材料の場合
にはワークと砥粒層の間で同時に電解と放電が共
に起こり、またワークが非金属材料の場合には同
時に放電が起こるという点は注目すべき点であ
る。 その作用原理は推測の域を出ないが、非導電性
物質である砥粒は常時ワークに接触しているが、
砥粒の囲りに混在し或は砥粒を被覆する導電性物
質（金属）はワークに対し接触・非接触を繰り返
し、上記導電性の研削液を介してこの導電性物質
とワークの間で非接触時に電解作用が生じ、接
触・非接触の移行点で微少ではあるが強大なエネ
ルギをもつ放電作用が生じるものと考察される。
ここで、特に注目すべき点は本発明に使用するブ
レードの砥粒層は導電性物質からなる部分と非導
電性物質である砥粒層からなる部分を交互に並べ
た所謂セグメント形式に形成する必要はなく、既
述した如くワークに接触する刃部を導電性物質が
介在する全体として砥粒層が形成されるように構
成すれば足りる点である。 第１図は、以上述べた本発明の代表的な構成例
を略示したものである。 図中、１はブレードでその本体１−１は通常
NS鋼等の特殊鋼が使われ、長さ100〜900m／ｍ、
厚さ0.1〜0.8m／ｍ、巾５〜15m／ｍの細長い金
属帯であり、同本体１−１の１側端面には第５図
に示す如く砥粒層１−２が形成される。 この砥粒層１−２は既述した如く導電性であ
り、ブレード１の１側端面に連続して砥粒層１−
２を設ける所謂連続刃（第５図ａ）に、或は間欠
的に砥粒層１−２を設ける所謂切欠刃（第５図
ｂ）として形成される。ブレード１の両端はスペ
ーサを介し、或は介することなく取付治具４に固
定され、図示せぬフレーム内で前記取付治具４の
位置を調整することでブレード１に引張力を与え
る。 ２はワークであり、ワーク取付台２′に接着剤
により固定される。ワーク取付台２′の下面には
圧縮スプリング６を内蔵したベローズが取り付け
られ、更にその下面を例えばテコ等により常に一
定の加圧力Ｆが上方にかかるようにしている。 ブレード１をワーク２上で往復動させる機構
は、例えば第３図及び第４図に示した従来公知の
機構が採用できる。７はブレード１の砥粒層端面
に対向して接触するか否かの程度で配設された黒
鉛、銅等からなるドレス電極であり、同電極７と
ブレード１との間には、ブレード１側が連続的又
は断続的にプラスとなる如く取付治具４を介して
ドレス電源８により電圧が印加される。このドレ
ス電圧の大きさは通常30V程度で良い。 また、ブレード１とワーク２との間にも、ワー
ク２側が連続的又は断続的にプラスとなるように
電圧を印加する加工電源９が装備される。この加
工電圧は通常は120〜200V程度である。 そして、これらドレス電源８及び加工電源９と
しては、直流電源、交流電源は勿論のこと、パル
ス電源の使用も可能である。 ５は導電性の加工液を加工部とドレス電極７に
供給するための加工液供給ノズルである。加工液
としては、後述する如く例えばNaNO₃を僅かに
含有する導電性加工液が使われる。 以上は１個のワークを多数のブレードにより複
数にスライスする、所謂マルチブレード切断装置
の例であるが、本発明はマルチ切断に限るもので
はなく、１枚のブレードを使つてワークを切断す
る場合も当然に包含するものである。 第２図はその例を示し、従来の金ノコ切断機に
改良を加えて本発明装置としたもので、機台１
７′に１端が枢着されたアーム１８の下面にコ字
状ブレード固定枠４′が摺動自在に嵌着されてい
る。同ブレード固定枠４′の両端間にブレード１
が固定されると共に、同ブレード固定枠４′の一
部はモータ１３により回転駆動されるホイール１
１の偏心位置とコネクテイングロツド１２を介し
て連結される。また、機台には前記ブレード１の
刃部に対向してワーク固定治具２′を介してワー
ク２が固設されるようになつている。 以上は、従来の金ノコ機の構造であるが、本発
明では、これらの構成に加えて、電極７，７をブ
レードの砥粒部に接触するか否かの近さで導電性
の支杆７′，７′を介してアーム１８に固定し、ド
レス電線８によりブレード１と同電極７，７との
間にブレード１側が連続的又は断続的にプラスと
なる如く電圧を印加するように構成すると共に、
ブレード１とワーク２との間にも加工電源９から
ブレード１側がマイナスとなる如く別の電圧が印
加されるように構成されている。 ここで、ブレード１は勿論上記マルチ切断に使
われるブレードと同様の構成で何ら差支えない
が、刃の部分は砥粒を適当な結合剤と共に固めた
チツプをブレード端面にロウ付け等で固着させて
第５図ｂに示す切欠刃として形成すると良い。 なお、この他、図示は省略したが切断部と電極
部には上記加工液が供給されるようになつてい
る。 以上の如く構成された単ブレード切断装置によ
つても、一般的な金属材料は勿論のこと、従来の
金ノコ機では切断が不可能であつた上記硬脆材料
等を効率的に且つ精密に切断することが可能とな
つた。 さて、発明者等は以上述べた如き多様な構成に
加えて様々な検討を加えた結果、更に次に述べる
如き知見を得た。 即ち、発明者等は端面に砥粒層を形成したブレ
ードの側面の物理的状態が加工速度に及ぼす影響
を検討した結果、ブレード本体の側面に絶縁被膜
を形成すると、電解・放電作用が活発となり、加
工速度が大巾に向上することを知つた。これは、
前記絶縁被膜の存在によつて、直接切断加工に寄
与しないブレード側面とワーク２との間の電解・
放電作用が抑止され、直接切断加工に寄与する刃
の端面（即ち、ワーク２と接触するブレード１の
側端面）とワーク２との間の電解・放電作用に加
工電力の全てが費やされるためであると考えられ
る。なお、この絶縁被膜はブレード本体１と砥粒
層の側面全体に形成しても良いし、或はブレード
本体１の側面のみに形成するようにしても良い。 更に、発明者等は切断加工に際して、ワークを
ブレード側面に垂直な軸の回りに回転又は揺動さ
せると、加工速度が更に向上することを発見し
た。この事実は、ワークに前記回転運動又は揺動
運動を与えつつ切断加工を施す場合には、刃の端
面とワークとの接触は、回転、揺動運動を与えな
い場合には「線接触」であるのに対し「点接触」
となり、放電作用及び機械研削作用が線接触の場
合よりずつと効率的にワーク２に作用するためで
ある。 ワーク２に回転運動を与えることは、以上の外
につぎのような大きなメリツトがある。 即ち、従来のブレード切断法では、取付治具に
固定されたブレード１′，１′……群とブレード
１′，１′……群に押しつけられたワーク２のいず
れか一方を又はその双方を往復動させてワーク２
を切断するが、ブレード群１′，１′……を固定す
る取付治具及びフレーム、並びにワークは通常鋳
鉄或は特殊鋼を使用するためかなり重く、大きな
慣性モーメントを有するために、往復動のサイク
ル数が大きくなると装置の振動が甚だしくなる。
また、前記往復動は回転運動を直線運動に変換し
ていることも高速化ができない原因となつてい
る。それ故、ワークと工具（ブレード）の相対速
度を余り大きくできず、高々10〜40m／min程度
で一般の砥石切断なみの相対速度、即ち1000m／
minのオーダーの相対速度は到底実現が不可能で
ある。 しかし、ここで予めワーク２を円柱状に成形
し、その中心軸がブレード側面に垂直になるよう
にしてその囲りは回転しつつ切断すれば、装置を
振動させることなく一般の砥石切断なみの相対速
度が実現でき、飛躍的に加工速度をアツプするこ
とができる。 さらに発明者等は、加工液の供給法につき検討
した結果、ブレード１とワーク２の接触部分に、
ノズル等によつて加工液を供給しながら加工を行
うよりも、ワーク２及びブレード１を固定したブ
レード取付治具４の全体を、加工液に浸漬して切
断加工を行なう方が刃の切れ味がよく、加工速度
が高いことを発見した。これは、後者の場合の方
がワークとブレード刃の接触部分への加工液の浸
透が十分に行なわれることと、その部分における
加工液の循環が良いためであると考えられる。 最後に発明者等は、ワーク、ブレード、及び加
工液のいずれか１つに、或はそれらの２つ以上に
超音波振動を与えると、ブレード刃の目詰まりが
抑止され、加工中電解ドレスのみを施した場合に
比較して切れ味を一層良好に維持できることを発
見した。 このうち、加工液に超音波振動を与える場合に
は、ブレードの刃の端面に超音波振動の腹が来る
ようにすると、特に有効である。 （実施例） 以下、本発明の実施例を従来のブレードによる
切断例と比較例とを挙げて詳述する。 ここで、本発明を実施するにあたり、使用する
装置の基本的な構成部分の概略につき、第１図及
び第２図につき改めて説明する。 第１図はマルチブレード切断装置であり、第３
図及び第４図に示した従来装置と異なる点は、ブ
レード１が導電性の砥粒層を有する点、切断部に
ドレス電極（マイナス極）７，７を配し同電極７
と取付治具（プラス極）４間をドレス電源を介し
て通電可能にしている点、ワーク（プラス極）２
と取付治具（マイナス極）４間を加工電源を介し
て結んでいる点及び加工液供給ノズル５からは導
電性の加工液が供給される点である。 第２図は単ブレード切断装置を示し、従来の金
ノコ機にドレス電源８、ドレス電極７，７、加工
電源９を装備し、ドレス電源８からはドレス電極
７，７がマイナス極、ブレード１側がプラス極と
なるように通電可能であり、加工電源９からはワ
ーク側がプラス極、ブレード側がマイナス極とな
るように通電が可能になつている。また、図示し
てはいないが加工液供給ノズルが切断部に臨んで
いることは上記マルチブレード切断の場合と同じ
である。 まず、マルチ切断実施例につき説明する。 実施例 (1) 120m／ｍ×120m／ｍ×300m／ｍの硬脆材で
あるセンダスト合金の鋳塊を従来の遊離砥粒を使
つた従来のブレード切断法、固着砥粒の刃付ブレ
ードと加工液を使用した比較切断法、及び本発明
装置による切断法により、それぞれ第１表に示す
条件で薄切し、その加工能率及びブレードの摩耗
の度合を比較した。

【表】 以上の結果から明らかなように、従来法及び比
較法に較べ、本発明装置による切断では切断速度
（切込速度）が20倍〜４倍と格段に大きく、かつ
ブレードの摩耗量は桁違いに少ないことが分る。
特に、ここで注目すべき点はブレード交換回数で
ある。本発明装置による切断ではいずれもブレー
ド交換が零で最後まで一気に切断が可能であつた
が、従来装置による切断では４回、比較法による
切断で２回の交換が必要であつた。ブレード交換
は本発明の如く精密切断を目的とする場合には、
致命的な欠陥となる。何となれば、如何に細心の
注意を払つてブレードを交換しても、ブレードの
交換部でワークの加工面に歪みが発生し、製品と
しての価値を失うことによる。 更に、従来装置による切断では、ブレードの再
使用が不可能な状態にまでブレードの摩耗が進
み、加工の途中で４回もブレードを交換しなけれ
ばならず、そのための時間も加わつて実際には完
全切断に要する時間は切込速度から計算した時間
以上に非常に長くなつている。 また、比較法による切断の場合、切込速度は加
工の初期にはかなり速かつたが、目詰まりのた
め、次第に遅くなり、途中で２回のブレードの交
換が必要であつた。切込速度も平均的には低い値
に留まつた。 一方、本発明装置による切断の場合は切込速度
が速いうえに、刃の摩耗が少なく、この結果機械
を停止する必要なく完全切断に要する時間は従来
法に較べて格段に短縮され、かつ切断断面も均一
なものが得られ、本発明の画期的効果を実証して
いる。 実施例 (2) つぎのような４種類のブレードの各々を使用し
て難削材であるNi−Ti超弾性合金の鋳塊（56wt
％Ni−44wt％Ti，100m／ｍ×100m／ｍ×
250m／ｍ）を切断し、ブレード刃の形状及びブ
レード側面の絶縁コーテイングが切断速度に及ぼ
す影響を調べた。 ブレード側端面に長さを5m／ｍ間隔で砥粒
層を固着した部分と砥粒層のついていない部分
を、交互にブレード全長に亘つて設けたもの…
…ブレードＡ（切欠き刃ブレード）。 ブレードＡの両側面にイオン化メツキ法によ
り厚さ約5μｍの窒化硅素の絶縁皮膜を形成し
たもの……ブレードＢ（切欠き刃ブレード）。 全長に亘つて端面に刃を一様に連続して着け
たブレード……ブレードＣ（連続刃ブレード）。 ブレードＣの側面にブレードＢと同じく絶縁
皮膜を形成したもの……ブレードＤ（連続刃ブ
レード）。 加工条件は下記のほかは実施例(1)と同じであ
る。 ○ ブレード取付板数：各場合とも10枚づつ ○ 荷重（全荷重）：６Kg ○ 加工電圧：120V（D.C.） ○ ドレス電圧：30V（D.C.） 結果は第２表に示す通りであつた。

【表】 この表からブレード刃の切欠き及びブレード側
面の絶縁が切断速度の改善に極めて有効であるこ
とが理解できる。 一方、ブレードの刃の摩耗は切欠刃の方が刃の
単位長さ当りの荷重が大きいために当然大きくな
る。また側面絶縁を施すと、加工電流が刃の端面
に集中的に流れるために刃の摩耗も多くはなる
が、加工速度が改善される割にはその摩耗量の増
加は少なく、この面からもブレードの側面に絶縁
皮膜を形成することは有効であると云える。 実施例 (3) 直径100m／ｍ、長さ300m／ｍの金属間化合物
TiAlの円柱状素材を本発明装置により切断する
際、素材に円柱の中心軸のまわりの回転運動を
与えた場合、素材にブレード側面に垂直で円柱
の中心軸に平行でかつその下方偏心位置60m／ｍ
のところを走る軸を揺動軸とする左右10度づつの
揺動を与えた場合の双方について切断速度を比較
した。 なお、加工条件は下記のほかは実施例(2)の場合
と同じである。 ○ ブレードサイズ：0.4m／ｍ×10m／ｍ（巾）
×500m／ｍ（長） ○ 刃部の材質：180メツシユCBN砥粒使用のメ
タルボンド砥石（CBNコンセント100） ○ 刃部の形状：刃部長さ3m／ｍ、刃のない
部分2m／ｍが交互に続く切欠刃 連続刃 ○ 側面絶縁有り

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細長い金属帯の側端面に導電性砥粒層を形成
   した少なくとも一枚のブレードと、同ブレードの
   少なくとも一端に設けられる引張り手段と、ブレ
   ードの前記砥粒層と被加工物との間に所望の押付
   力を与える押付け手段と、ブレードと被加工物間
   でブレードの長手方向に相対運動を与える駆動手
   段と、ブレードの前記砥粒層の側端面に接近して
   配置される電極と、同電極とブレード間にブレー
   ド側が連続的又は断続的にプラスとなるような電
   圧を印加するドレス電源と、少なくともブレード
   と被加工素材の加工部及び前記電極とブレードの
   間に導電性加工液を供給する手段とを備えること
   を特徴とするブレード切断装置。 ２ 細長い金属帯の側端面に導電性砥粒層を形成
   した少なくとも一枚のブレードと、同ブレードの
   少なくとも一端に設けられる引張り手段と、ブレ
   ードの前記砥粒層と被加工物との間に所望の押付
   力を与える押付け手段と、ブレードと被加工物間
   でブレードの長手方向に相対運動を与える駆動手
   段と、ブレードの前記砥粒層の側端面に接近して
   配置される電極と、同電極とブレード間にブレー
   ド側が連続的又は断続的にプラスとなるような電
   圧を印加するドレス電源と、ブレードと被加工物
   間に被加工物側が連続的又は断続的にプラスとな
   るような電圧を印加する加工電源と、少なくとも
   ブレードと被加工物の加工部及び前記ドレス電極
   とブレードの間に導電性加工液を供給する手段と
   を備えることを特徴とするブレード切断装置。 ３ 細長い金属帯の側端面に導電性砥粒層を形成
   した少なくとも一枚のブレードと、同ブレードの
   少なくとも一端に設けられる引張り手段と、ブレ
   ードの前記砥粒層と被加工物との間に所望の押付
   力を与える押付け手段と、ブレードと被加工物間
   でブレードの長手方向に相対運動を与える駆動手
   段と、ブレードの前記砥粒層の側端面に接近して
   配置される電極と、同電極とブレード間にブレー
   ド側が連続的又は断続的にプラスとなるような電
   圧を印加するドレス電源と、ブレードと被加工物
   間に被加工物側が連続的又は断続的にプラスとな
   るような電圧を印加する加工電源と、少なくとも
   ブレードと被加工物の加工部及び前記ドレス電極
   とブレードの間に導電性加工液を供給する手段
   と、前記ブレード、被加工物及び加工液の少なく
   とも１つに超音波振動を与える超音波発振手段と
   を備えることを特徴とするブレード切断装置。