(57)【要約】【課題】ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを提供する。【解決手段】ワイヤソー１においては、円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形である円柱形ビーズ２が、ワイヤ３の長手方向に対して間隔をおいて配列されている。この円柱形ビーズ２が任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズ４が配置されている。楕円形ビーズ４は、その長軸の方向を順次変化させて、ワイヤ３の長手方向に間隔を置いて配置されている。【選択図】  図１
2006205315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形である円柱形ビーズがワイヤの長手方向に間隔を置いて配置され、前記円柱形ビーズが任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズが配置されていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
前記楕円形ビーズは、その長軸の方向を順次変化させて、ワイヤの長手方向に間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤソー。
【請求項３】
前記楕円形ビーズが被削材と接触する支点から前記楕円形ビーズに対して引いた垂線と、前記楕円形ビーズの長軸とのなす角度が、１０°以上６０°以下の範囲で順次変化するように配置されていることを特徴とする請求項２記載のワイヤソー。
【請求項４】
前記楕円形ビーズ１個に対して、前記円柱形ビーズが３個以上３０個以下の割合で配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なう際に用いられるワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
石材、コンクリート、建材、その他の切断を行なうに際して、超砥粒層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が用いられている。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、上記の被削材の切断などに使用される。
【０００３】
従来のワイヤソーにおいては、ビーズの形状は円柱形であり、ワイヤの端を撚ってつなぐことによって、これらのビーズが自転するようにして、ビーズの特定の面ばかりが摩耗することのないようにしている。
しかし、実際には円柱形のビーズを効果的に自転させることは難しく、切断加工中における被削材とのビーズの接触面は不確定であり、ビーズ表面のある部分が接触面となって研削に寄与すると、その面が削れることによって研削面として安定してしまい、特定の面ばかりが摩耗する偏摩耗を生じてしまう。その結果、ビーズに偏摩耗を生じて短寿命となる。
ビーズの偏摩耗を防止することを目的としたワイヤソーが、特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１５６６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このワイヤソーは、超砥粒ビーズの間に、これより大粒径の超砥粒を用いたビーズを配置することによってビーズの偏摩耗を抑制しようとするものであるが、一旦偏摩耗を起こしたビーズは、被削材との接触面においてさらに摩耗が進行するため、偏摩耗を十分に抑制することができない。
ビーズに偏摩耗が生じると、切り込み方向に対して不安定となり、加工面が波打つようになる。また、ビーズの研削面が有効に使用されないため、ワイヤソーの寿命が著しく低下する。
【０００６】
ビーズの偏摩耗を防止するために、ワイヤソーの撚り回数を変化させたり、加工機械のプーリ軸を互いに傾けたりする等の手段をとることも可能であるが、ワイヤソーの撚り回数を変化させるとワイヤソーの機械への取付けが困難となる。また、加工機械のプーリ軸を互いに傾けると、ライナ（ワイヤソーを受ける部分）の寿命が短くなる等の問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、本発明のワイヤソーは、円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形である円柱形ビーズがワイヤの長手方向に間隔を置いて配置され、前記円柱形ビーズが任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズが配置されていることを特徴とする。
円柱形ビーズが任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズが配置されていることによって、楕円形ビーズにより強制的に円柱形ビーズの自転が促進され、円柱形ビーズの特定の面だけが被削材に接触することによる偏摩耗を防止することができる。
【０００９】
本発明においては、前記楕円形ビーズは、その長軸の方向を順次変化させて、ワイヤの長手方向に間隔を置いて配置されていることを特徴とする。
楕円形ビーズが、その長軸の方向を順次変化させて配置されているため、楕円形ビーズが被削材に接触するたびに、この楕円形ビーズより後に被削材に接触する円柱形ビーズの接触面がずれる。そのため、円柱形ビーズは、被削材との接触面が偏ることがない。
【００１０】
本発明においては、前記楕円形ビーズが被削材と接触する支点から前記楕円形ビーズに対して引いた垂線と、前記楕円形ビーズの長軸とのなす角度が、１０°以上６０°以下の範囲で順次変化するように配置されていることを特徴とする。
上記の角度が１０°未満であると、楕円形ビーズが被削材と接触する支点から楕円形ビーズ対して引いた垂線と、楕円形ビーズの重心の位置とが近すぎて、円柱形ビーズに対して強制的に自転を起こさせる機能が低下する。また、６０°を超えても同様に、楕円形ビーズが被削材と接触する支点から楕円形ビーズ対して引いた垂線と、楕円形ビーズの重心の位置とが近すぎて、円柱形ビーズに対して強制的に自転を起こさせる機能が低下する。
【００１１】
本発明においては、前記楕円形ビーズ１個に対して、前記円柱形ビーズが３個以上３０個以下の割合で配置されていることを特徴とする。
楕円形ビーズ１個に対して、円柱形ビーズが３個未満で配置されていると、楕円形ビーズによる自転促進の効果は十分に得られるが、円柱形ビーズが占める割合が少ないために、作用面積が低下して寿命が激減する。また、自転効果が高すぎてワイヤソー全体が不安定な状態となり、振動が発生しやすくなる。その一方、楕円形ビーズ１個に対して、円柱形ビーズが３０個を超えて配置されているときは、円柱形ビーズが占める割合が多いため作用面積が多く、摩耗量は減少するものの、楕円形ビーズが占める割合が少ないために、自転作用が十分に得られず、偏摩耗が発生し、寿命が低下する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、円柱形ビーズの自転が促進され、円柱形ビーズの特定の面だけが被削材に接触することによる偏摩耗を防止することができ、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明のワイヤソーをその実施の形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施の形態に係るワイヤソーを示す。
図１に示すように、ワイヤソー１においては、円筒状台金の表面に超砥粒層を固着して形成された、断面が円形である円柱形ビーズ２が、ワイヤ３の長手方向に対して間隔をおいて配列されている。この円柱形ビーズ２が任意の個数配置される毎に、断面が楕円形の楕円形ビーズ４が配置されている。
【００１４】
楕円形ビーズ４は、その長軸の方向を順次変化させて、ワイヤ３の長手方向に間隔を置いて配置されており、その詳細を図２に示す。
楕円形ビーズ４を図１に示すワイヤ３の左側から右側に向かって順次配置するものとすると、第１番目の楕円形ビーズ４は、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４に対して引いた垂線５と、楕円形ビーズ４の楕円の長軸とが一致するように配置する。次に、第２番目の楕円形ビーズ４は、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４に対して引いた垂線５と、楕円形ビーズ４の長軸とが、所定の角度θをなすように配置する。次に、第３番目の楕円形ビーズ４は、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４対して引いた垂線と、楕円形ビーズ４の長軸とが、所定の角度２θをなすように配置する。このように、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４対して引いた垂線と、楕円形ビーズ４の長軸とが、３θ、４θとなるように、長軸の方向を順次変化させて配置する。
【００１５】
上記のように楕円形ビーズ４を配置すると、楕円形ビーズ４が被削材と接触するたびに、この楕円形ビーズより後に被削材に接触する円柱形ビーズ２は強制的に回転させられることとなる。そのため、この楕円形ビーズ４より後に被削材に接触する円柱形ビーズ２の被削材との接触面が、この楕円形ビーズ４より前に被削材に接触する円柱形ビーズ２の接触面に対してずれる。このような円柱形ビーズ２の接触面のずれが順次生じるため、円柱形ビーズ２の研削に作用する面が特定の面に偏ることなく、まんべんなく研削面を使うことができるため、円柱形ビーズ２の偏摩耗を防止することができる。
【００１６】
このように、本発明のワイヤソーにおいては、楕円形ビーズ４に、円柱形ビーズ２の自転を促進させる機能を持たせ、この楕円形ビーズ４を適宜の間隔に配置して、円柱形ビーズ２の研削面をまんべんなく使用できるようにしたことに大きな特徴がある。
図２に示す、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４対して引いた垂線と、楕円形ビーズ４の長軸とのなす角度であるθは、１０°以上６０°以下としている。この範囲をはずれると、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４対して引いた垂線と、楕円形ビーズ４の重心の位置とが近すぎて、円柱形ビーズ２に対して強制的に自転を起こさせる機能が低下するからである。
【００１７】
以下に、具体的な作製例と試験例を示す。
図１、図２に示す構成の、楕円形ビーズ４を配置したワイヤソーを作製し、切断試験を行った。試験条件を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2006205315.tif 000003
【００１９】
この試験結果を、図３に示す円柱形ビーズ２の、試験後（１０ｍ2切断後）における、アスペクト比（最小外径ｄ、最大外径Ｄを用いてｄ／Ｄ×１００（％）で表される量）で評価し、その結果を図４に示す。
【００２０】
図４は、楕円形ビーズ４が被削材と接触する支点から楕円形ビーズ４対して引いた垂線と、楕円形ビーズ４の長軸とのなす角度であるθを変化させて、楕円形ビーズ４を配置したときの試験結果であり、θが１０°以上６０°以下であるときに、アスペクト比が良好な値を示している。すなわち、楕円形ビーズ４によって円柱形ビーズ２の自転が有効に促進され、円柱形ビーズ２の偏摩耗がほとんど無い状態が実現されている。また、楕円形ビーズ４を配置していないものは、楕円形ビーズ４を配置したものと比べてアスペクト比が低下しており、偏摩耗が進行していることがわかる。
【００２１】
図５に、円柱形ビーズ２に対する楕円形ビーズ４の配置の割合を変化させてワイヤソーを作製し、ワイヤソーの寿命と円柱形ビーズ２の自転の状況について調査した結果を示す。図５において寿命指数は、１個の楕円形ビーズ４に対して、円柱形ビーズ２を１５個配置したときの寿命を１００として表している。また、自転指数は、１個の楕円形ビーズ４に対して、円柱形ビーズ２を１個配置したときの自転量を１００として表している。
１個の楕円形ビーズ４に対して、円柱形ビーズ２を１個ずつ配置したときは、自転の効果は十分に得られるが、円柱形ビーズ２が占める割合が少ないために、作用面積が低下して寿命が激減する。また、自転効果が高すぎてワイヤソー全体が不安定な状態となり、振動が発生しやすくなる。その一方、１個の楕円形ビーズ４に対して、円柱形ビーズ２を５０個ずつ配置したときは、円柱形ビーズ２が占める割合が多いため作用面積が多く、摩耗量は減少するものの、楕円形ビーズ４が占める割合が少ないために、自転作用が十分に得られず、偏摩耗が発生し、寿命が低下する。また、楕円形ビーズ４を配置していないものは、自転指数が低く、偏摩耗が発生しやすい。
これに対し、１個の楕円形ビーズ４に対して、円柱形ビーズ２を３個以上３０個以下の範囲で配置したときには、寿命指数、自転指数ともに良好である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、ビーズの偏摩耗を防止し、ビーズの研削面を有効に利用して優れた研削能力を有するワイヤソーとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤソーを示す図である。
【図２】楕円形ビーズの配置の様子を示す図である。
【図３】摩耗した円柱形ビーズのアスペクト比を求めるための図である。
【図４】楕円形ビーズが被削材と接触する支点から楕円形ビーズ対して引いた垂線と、楕円形ビーズの長軸とのなす角度を変化させて、楕円形ビーズを配置したときの試験結果を示す図である。
【図５】円柱形ビーズに対する楕円形ビーズの配置の割合を変化させてワイヤソーを作製し、ワイヤソーの寿命と円柱形ビーズの自転の状況について調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ワイヤソー
２  円柱形ビーズ
３  ワイヤ
４  楕円形ビーズ
５  垂線
【図１】
2006205315.tif 000004
【図２】
2006205315.tif 000005
【図３】
2006205315.tif 000006
【図４】
2006205315.tif 000007
【図５】
2006205315.tif 000008