(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の基板の外周面および外周部側面に砥粒を一層配列してろう付けした切断ホイールにおいて、基板の外周部に一定間隔で基板半径方向にスリットを設けて砥粒層形成範囲をセグメントチップ状に形成し、前記砥粒層形成範囲のホイール回転方向前部側の砥粒粒径を後部側の砥粒粒径より大きくし、ホイール回転方向前部側と後部側の砥粒粒径の比を、後部側１００に対して前部側を１２０〜２００の範囲としたことを特徴とする切断ホイール。
【請求項２】
ホイール回転方向前部側から後部側にかけて砥粒粒径を連続的または段階的に変化させた請求項１記載の切断ホイール。
【請求項３】
ホイール回転方向前部側の砥粒粒径を大きくする範囲を、セグメントチップ状の砥粒層形成範囲の周方向長さにおいて１０〜４０％の範囲とした請求項１または２記載の切断ホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート、コンクリート二次製品、セメント系建材、窯業系建材などの切断に用いられる切断ホイールにかかり、詳しくは、ろう付けにより基板に一層配列する砥粒の配列を改良してホイールの切れ味と寿命を向上させた切断ホイールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート、コンクリート二次製品、セメント系建材、窯業系建材などの切断用として、円盤状の基板の外周部に砥粒をろう付け法により一層配列した切断ホイールが使用されている。このような切断ホイールには、切れ味に優れ、しかもその切れ味が長期にわたって安定的に持続することが要求される。ところが、切断ホイールは切断作業の進行に伴い切れ味と寿命が低下する。
【０００３】
その主な原因として、基板への砥粒の固着状態が不安定で砥粒が脱落しやすいこと、チップポケットが小さいこと、砥粒間隔のコントロールが不十分なために切断作業中に切粉によって目詰まりが生じることが挙げられる。とくに砥粒間隔に関しては、基板の表面に砥粒を所定の配列状態に配設するのが難しく、砥粒どうしが近接した状態にある部分においては、切粉が排出されにくく、切れ味の低下につながる。
【０００４】
ろう付け法による切断ホイールの製造において、砥粒を均一に分散させるための方策として、特開平９−１９８６７号公報には、金属被覆したダイヤモンド砥粒を基板外周面と金型の間隙に充填し、基板と金型を加熱しながら銀ろうを間隙に溶浸させる切断ホイールの製造方法が開示されている。また特開平１０−１１８９３７号公報には、１個または集合した複数個の超砥粒の一層によって作用砥粒を形成し、作用砥粒間の外周方向の間隔を作用砥粒の粒径以上とした切断ホイールが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特開平９−１９８６７号公報に記載の切断ホイールは、基板の外周面に連続的に環状の砥粒層を形成したものであるので、切断時に発生する切粉の排出性が良くないという難点がある。一方、特開平１０−１１８９３７号公報に記載の切断ホイールは基板外周部に基板半径方向のスリットを複数個設けているので、切粉の排出性は良好である。しかし、この切断ホイールにおいては、スリットとスリットの間の砥粒層形成範囲において、ホイール回転方向にみた砥粒の分布が均一に分散配置されている。このため、切断ホイールの使用に伴って、各スリット間のホイール回転方向前部に含まれる砥粒は、回転方向後部に比べて破砕磨耗の程度が大きく、逆に回転方向後部は殆ど磨耗していないという状況が生じる。
【０００６】
このような磨耗の違いは、各スリット間の砥粒層が最初に被削材に食い込む先端部が被削材への食い込み量も多く加工量が大きくなること、切断中発生する切粉を掻き出し、外部へ排出することが切断においては必要であるが、切粉掻き出しの面でも先端部により多く負担がかかること、セグメントは最初に被削材に食い込む先端部がより大きな衝撃を受けること、などから、回転方向前部の摩耗が大になるものと考えられる。このようにホイール回転方向にみて砥粒を均一に分散配置した従来の切断ホイールでは、回転方向先端部が早く磨耗し以下のような問題を生じる。
【０００７】
（１）先端部の砥粒が少なくなるため、被削材への食い込みが充分でなく切れ味が低下する。（２）先端の端面が丸まって面積が減少するため、切粉の掻き出し効果が低下する。（３）後部に使用可能な砥粒層を残した状態で切れ味低下のため切断ホイールが使用できなくなり、全体として不経済である。
【０００８】
本発明が解決すべき課題は、従来考慮されていないホイール回転方向の耐摩耗性を変化させることによって、ホイール回転方向の前部の切れ味を高め、寿命の長い切断ホイールを得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、円盤状の基板の外周面および外周部側面に砥粒を一層配列してろう付けした切断ホイールにおいて、基板の外周部に一定間隔で基板半径方向にスリットを設けて砥粒層形成範囲をセグメントチップ状に形成し、前記砥粒層形成範囲のホイール回転方向前部側の砥粒粒径を後部側の砥粒粒径より大きくしたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、ホイール回転方向前部側から後部側にかけて砥粒粒径を連続的に変化させたり、また２段階あるいは３段階に段階的に変化させたりすることができる。その際全体の砥粒数を従来品と同数とし、前部側の砥粒粒径の大きい砥粒数と後部側の砥粒粒径の小さい砥粒数とをバランスさせることもできる。
【００１１】
また、ホイール回転方向前部側の砥粒粒径を大きくする高切れ味部の範囲は、セグメントチップ状の砥粒層形成範囲の周方向長さにおいて１０〜４０％の範囲とし、この前部側の砥粒粒径を残りの後部側の砥粒粒径の１．２倍以上とするのが望ましい。高切れ味部の範囲が周方向長さの１０％未満であると、切れ味向上効果が期待できず、４０％を超えると、切断時の振動が大きくなり、被研削材のチッピングが大きくなる。また必要以上に粒径が大きい砥粒を使用するとコストも高くなる。
【００１２】
また、前部側と後部側の砥粒粒径の比は、後部側１００に対して前部側が１２０〜２００の範囲とするのが望ましい。この比が１２０より低いと、前部側が高切れ味部として作用するには不十分であり、２００を超えると、切断時の負荷が分散されずに前部側のみに集中するため、前部側の砥粒の脱落が生じて切れ味が低下する。
【００１３】
本発明の切断ホイールにおいては、セグメント状の砥粒層形成範囲のホイール回転方向前部側の砥粒粒径を後部側の砥粒粒径より大きくしたことにより、前部側の切れ味を向上させることができ、また前部側と後部側の砥粒粒径を適正化することにより、セグメント状の砥粒層が偏磨耗することなく、全体として均一に磨耗するようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の第１の実施形態の切断ホイールを説明する図であり、図１の（ａ）は切断ホイールの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２の（ａ）は基板外周部の拡大断面図、（ｂ）は基板の外周面の基板周方向にみた一部の展開図、（ｃ）は基板の外周部側面の基板周方向にみた一部の展開図である。図中、砥粒および砥粒の配置は模式的に示している。
【００１５】
本実施形態の切断ホイール１０は、コンクリートやセメント系建材などの切断用のホイールである。基板１は外径１００ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのスチール製基板であり、砥粒２はダイヤモンド砥粒であり、ろう材３はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系の活性金属入りろうである。
【００１６】
基板１の外周部には切粉排出のためのスリット１１が形成され、各スリット１１の間に砥粒２が配設されている。基板１の外周部は図２の拡大図に示すように、外周面１ａに３列、外周部側面１ｂに２列、砥粒２（２ａ，２ｂ）が基板周方向に間隔をおいて配設され、ろう材３により基板１に固着されている。
【００１７】
つぎに砥粒２の配設状態について説明する。本実施形態の切断ホイール１０においては、図２の（ｂ）および（ｃ）に一部の砥粒層形成範囲を拡大展開して示すように、砥粒２を配設した外周面１ａと外周部側面１ｂを基板周方向に展開した状態で、砥粒層形成範囲のホイール回転方向前部側には粒径の大きい砥粒２ａを配設し、後部側には粒径の小さい砥粒２ｂを配設している。具体的には、砥粒層形成範囲の周方向長さにおいて回転方向前部側の約３５％の範囲に平均粒径約６００μｍの砥粒２ａを配設し、回転方向後部側には平均粒径約３５０μｍの砥粒２ｂを配設している。これにより、前部側の切れ味を向上させながら、後部側によって低振動と負荷の分散を確保することができる。
【００１８】
図３は砥粒の配設形態の別の例を示す図で、基板の外周面の基板周方向にみた一部の展開図である。図中、砥粒および砥粒の配置は模式的に示している。
【００１９】
図３（ａ）の例では、基板１の外周面１ａに２列の砥粒２ａ，２ｂが配設され、ろう材により基板１に固着されている。ホイール回転方向前部側の約３５％の範囲には平均粒径約６００μｍの砥粒２ａが配設され、回転方向後部側には平均粒径約３５０μｍの砥粒２ｂが配設されている。
【００２０】
図３（ｂ）の例では、基板１の外周面１ａに１列の砥粒２ａ，２ｂ，２ｃが配設され、ろう材により基板１に固着されている。ホイール回転方向前部側の約３０％の範囲には平均粒径約６００μｍの砥粒２ａが配設され、ホイール回転方向後部側の約３０％には平均粒径約３５０μｍの砥粒２ｂが配設され、残りの中央部には平均粒径約４５０μｍの砥粒２ｃが配設されている。
【００２１】
図３（ａ）、（ｂ）の実施形態の場合も、ホイール回転方向前部側の砥粒粒径を後部側に比して大きくしているので、前部側の切れ味を向上させながら、後部側によって低振動と負荷の分散を確保することができる。
【００２２】
第１の実施形態の切断ホイール１０の製造手順はつぎの通りである。
・基板１として外径１００ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのスチール製基板を準備する。
・砥粒２ａとして平均粒径約６００μｍのダイヤモンド砥粒を、砥粒２ｂとして平均粒径約３５０μｍのダイヤモンド砥粒を準備する。
・直径０．６０ｍｍの孔と直径０．３５ｍｍの孔を図２の（ｂ）および（ｃ）に示すかたちに配列したスクリーンを用いて、基板１の外周面１ａと外周部側面１ｂに有機接着剤を塗布する。
・この有機接着剤の上に砥粒２ａ，２ｂを配置する。この状態で砥粒２ａ，２ｂは基板１の外周面１ａと外周部側面１ｂに図２の（ｂ）および（ｃ）に示すかたちに配列される。
・これを乾燥炉中で１２０℃、１時間乾燥させ、砥粒を仮固定する。
・三次元移動が可能なアプリケータ（吐出機）を用いて、接着部にろう材とバインダーの混合物を砥粒粒径の約１／２の高さに塗布する。
・これを非酸化性雰囲気中で１０００℃、１時間加熱し、砥粒を基板に本固定する。
図３の実施形態の切断ホイールの製造手順も、基本的には上記の製造手順と同様である。
【００２３】
〔試験例〕
図１に示した実施形態の切断ホイール（発明品１）と図３（ａ）に示した実施形態の切断ホイール（発明品２）、および、第１実施形態の基板と同じ形状で同じ数の砥粒を基板周方向に均等に配設した切断ホイール（比較品）を製造して切断加工試験を行った。
【００２４】
〔試験条件〕
切断機械  ：日立製丸のこ  Ｃ４ＹＡ１
機械回転数：１３０００ｍｉｎ−１
被切断材  ：押し出し成形セメント板
切り込み量：１５ｍｍ／ｐａｓｓ
切断方式  ：乾式切断
送り速度  ：負荷電流８Ａになるよう調節
【００２５】
表１に試験結果を示す。
【表１】
0003649700.tif 000002
【００２６】
発明品１，２の切断速度およびホイール寿命は、比較品の切断速度およびホイール寿命を１００としたときの指数で示す。同表からわかるように、ホイール回転方向前部側の砥粒粒径を大きくして切れ味を高めた発明品１，２の切断ホイールは、比較品の切断ホイールに比べて切断速度、ホイール寿命とも１．３〜１．５倍程度に向上している。
【００２７】
【発明の効果】
セグメント状の砥粒層形成範囲のホイール回転方向前部側の砥粒粒径を後部側の砥粒粒径より大きくしたことにより、前部側の切れ味を向上させることができ、また前部側と後部側の砥粒粒径を適正化することにより、セグメント状の砥粒層が偏磨耗することなく、全体として均一に磨耗するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の切断ホイールを説明する図であり、（ａ）は切断ホイールの正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】  （ａ）は図１の切断ホイールの基板外周部の拡大断面図、（ｂ）は基板の外周面の基板周方向にみた一部の展開図、（ｃ）は基板の外周部側面の基板周方向にみた一部の展開図である。
【図３】  砥粒の配設形態の別の例を示す図である。
【符号の説明】
１  基板
１ａ  外周面
１ｂ  外周部側面
２，２ａ，２ｂ，２ｃ  砥粒
３  ろう材
１０  切断ホイール
１１  スリット
【図１】
0003649700.tif 000003
【図２】
0003649700.tif 000004
【図３】
0003649700.tif 000005