(57)【要約】【課題】脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる薄刃ブレードを提供する。【解決手段】Ｃｕ−Ｓｎ、ＣｏまたはＮｉをベースとするメタル基材１１に、超砥粒２１を分散させてなり、メタル基材を軸周りに回転させることにより被切断材を切断加工する薄刃ブレード１０であって、メタル基材に、短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９以上の形状を有するガラスフィラー２５が混入されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ−Ｓｎ、ＣｏまたはＮｉをベースとするメタル基材に、超砥粒を分散させてなり、
前記メタル基材を軸周りに回転させることにより被切断材を切断加工する薄刃ブレードであって、
前記メタル基材に、短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９以上の形状を有するガラスフィラーが混入されていることを特徴とする薄刃ブレード。
【請求項２】
前記ガラスフィラーの粒径が、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の薄刃ブレード。
【請求項３】
前記メタル基材に対する前記ガラスフィラーの含有率が、３０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄刃ブレード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄刃ブレードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品（フィルター、発振子）などに用いられる水晶や石英などの硬脆材料（被切断材）に溝加工を施したり、切断することによって個片化したりする加工には、高精度が要求されており、このような溝加工や切断加工など（以下、「切断加工」と省略する。）には、円形薄板状の薄刃ブレードが使用されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の薄刃ブレード（メタルボンド超砥粒砥石）は、Ｃｕ−Ｓｎ組成のブロンズ系メタル基材（メタルボンド）に、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＷＣおよびＢ４Ｃから選択された１種類または２種類以上の硬質粒子と、ＭｏＳ２、Ｃｒ２Ｏ３および黒鉛から選択された１種類または２種類以上の軟質粒子とが、分散されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９４３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような構成を有する薄刃ブレードは、自生発刃作用が持続しないために、ガラスやセラミックなどの脆性材料を加工する場合には、良好な品質の加工材を得ることができないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる薄刃ブレードを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明に係る薄刃ブレードは、Ｃｕ−Ｓｎ、ＣｏまたはＮｉをベースとするメタル基材に、超砥粒を分散させてなり、前記メタル基材を軸周りに回転させることにより被切断材を切断加工する薄刃ブレードであって、前記メタル基材に、短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９以上の形状を有するガラスフィラーが混入されていることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、球体に近い形状を有するガラスフィラーが混入されているため、ガラスフィラー同士が凝集することなく均一に分散し、自生発刃作用を持続させることができる。したがって、脆性材料に対しても長寿命で、かつ高品位な加工を施すことができる。
【０００７】
また、本発明に係る薄刃ブレードにおいて、前記ガラスフィラーの粒径が、３０μｍ以下であることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、粒径の小さいガラスフィラーを使用するため、ガラスフィラー自体が加工中に被切断材と接触して、被切断材の品位を劣化させるのを防止することができる。したがって、脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる。
【０００８】
また、本発明に係る薄刃ブレードにおいて、前記メタル基材に対する前記ガラスフィラーの含有率が、３０ｖｏｌ％以下であることを特徴としている。
本発明に係る薄刃ブレードによれば、ガラスフィラーの含有率を３０ｖｏｌ％以下に制限することにより、薄刃ブレード自体の耐摩耗性が損なわれるのを防止することができるとともに、剛性が低下するのを防止することができる。したがって、脆性材料に対しても高品位な加工を施すことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る薄刃ブレードによれば、球体に近い形状を有するガラスフィラーが混入されているため、自生発刃作用を持続させることができる。したがって、脆性材料に対しても長寿命で、かつ高品位な加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における薄刃ブレードの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図２のＢ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１は、薄刃ブレードの正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図２のＢ部拡大図である。なお、本実施形態の薄刃ブレードは、ガラスやセラミックなどの脆性材料を切断する場合に使用するものである。
図１に示すように、薄刃ブレード１０は、軸線Ｏを中心とした円環形状を有しており、厚さ０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の薄肉板状をなしている。薄刃ブレード１０は、円環形状のメタル基材１１に被切断材を切断など加工するための超砥粒２１が配された、所謂オールブレード構造のものである。メタル基材１１は、例えば、Ｃｕ−Ｓｎにより形成されている。
【００１２】
また、メタル基材１１の正面視略中央に形成された貫通孔１５は、図示しない加工装置の主軸に挿入されて、該加工装置に取り付け可能に構成されている。そして、軸線Ｏ回りに回転されつつ、該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、メタル基材１１の外周縁部によって、例えば電子部品の切断や溝入れなどの超精密加工に使用される。
【００１３】
ここで、本実施形態のメタル基材１１には、ガラスフィラー２５が混入されている。ガラスフィラー２５は、略球形をなしており、その短辺／長辺で表されるアスペクト比は０．９以上のものが用いられている。
また、ガラスフィラー２５の粒径は３０μｍ以下のものが用いられている。
さらに、メタル基材１１におけるガラスフィラー２５の含有率は、３０ｖｏｌ％以下となっている。
【００１４】
本実施形態の薄刃ブレード１０によれば、球体に近い形状を有するガラスフィラー２５がメタル基材１１に混入されているため、メタル基材１１が摩耗してガラスフィラー２５が外周縁に露出してきたときにガラスフィラー２５がスムーズに抜け落ちる。したがって、自生発刃作用を持続させることができる。結果として、脆性材料からなる被切断材に対しても長寿命で、かつ高品位な加工を施すことができる。
【００１５】
また、粒径が３０μｍ以下の粒径の小さいガラスフィラー２５を使用したため、ガラスフィラー２５自体が加工中に被切断材と接触して、被切断材の品位を劣化させてしまうのを防止することができる。
【００１６】
さらに、メタル基材１１に対するガラスフィラー２５の含有率を３０ｖｏｌ％以下としたため、薄刃ブレード１０自体の耐摩耗性が損なわれるのを防止することができるとともに、剛性が低下するのを防止することができる。
【実施例１】
【００１７】
実施例１では、粒度♯８００のダイヤモンド超砥粒を、金属結合層に均一に分散したベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径５８ｍｍ、内径４０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍである。
【００１８】
本発明による発明品１〜４、並びに発明品１〜４と比較するための比較品５は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品１はベースブレードに粒径５μｍのガラスフィラーを混入させて形成し、発明品２はベースブレードに粒径１０μｍのガラスフィラーを混入させて形成し、発明品３はベースブレードに粒径２０μｍのガラスフィラーを混入させて形成し、発明品４はベースブレードに粒径３０μｍのガラスフィラーを混入させて形成した。一方、比較品５はベースブレードに粒径３５μｍのガラスフィラーを混入させて形成した。なお、ガラスフィラーの短辺／長辺で表されるアスペクト比は０．９５のものを用い、ベースブレードにおけるガラスフィラーの含有率は１０ｖｏｌ％とした。また、ベースブレード、発明品１〜４および比較品５をまとめてサンプル品という。
【００１９】
（切断試験１）
切断試験１では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英を用いた。
この切断加工において、角欠けは切断加工されたワーク裏面部のコーナーに欠けが生じているか否かを観察したものである。また、チッピングの大きさを工具顕微鏡で確認した。さらに、切断加工中に、主軸電流値を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径５２ｍｍのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数２００００ｍｉｎ−１、送り速度１０ｍｍ／ｓｅｃとして切断加工を行った。この切断試験１によって得られた角欠け、チッピングの大きさ、主軸電流値を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示すように、角欠けについては、ベースブレードおよび比較品５では角欠けが生じているが、発明品１〜４では角欠けが生じていないことが理解される。また、チッピングおよび主軸電流値については、ベースブレード、比較品５に対して発明品１〜４が小さくなることが理解される。
【００２２】
上記の結果より、本発明に係る発明品１〜４は、ベースブレード、比較品５と比較して、切断されたワークに角欠けが発生するのを防止することができる。また、発明品１〜４は、ベースブレード、比較品５と比較して、チッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。つまり、粒径３０μｍ以下のガラスフィラーをベースブレードに混入させると上記効果が得られることが理解できる。
【実施例２】
【００２３】
実施例２では、粒度♯４００のダイヤモンド超砥粒を金属結合層に均一に分散したベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径５８ｍｍ、内径４０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍである。
【００２４】
本発明による発明品１〜４、並びに発明品１〜４と比較するための比較品５は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品１はベースブレードに粒径１０μｍのガラスフィラーを含有率５ｖｏｌ％となるように混入させて形成し、発明品２はベースブレードに粒径１０μｍのガラスフィラーを含有率１０ｖｏｌ％となるように混入させて形成し、発明品３はベースブレードに粒径１０μｍのガラスフィラーを含有率２０ｖｏｌ％となるように混入させて形成し、発明品４はベースブレードに粒径１０μｍのガラスフィラーを含有率３０ｖｏｌ％となるように混入させて形成した。一方、比較品５はベースブレードに粒径１０μｍのガラスフィラーを含有率３５ｖｏｌ％となるように混入させて形成した。なお、ガラスフィラーの短辺／長辺で表されるアスペクト比は０．９５のものを用いた。また、ベースブレード、発明品１〜４および比較品５をまとめてサンプル品という。
【００２５】
（切断試験２）
切断試験２では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのパイレックスガラス（登録商標）を用いた。
この切断加工において、上述した切断試験１と同様に、角欠け、チッピングの大きさ、および主軸電流値を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径５２ｍｍのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数２００００ｍｉｎ−１、送り速度１５ｍｍ／ｓｅｃとして切断加工を行った。この切断試験２によって得られた角欠け、チッピングの大きさ、主軸電流値を表２に示す。
【００２６】
【表２】
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【００２７】
表２に示すように、角欠けについては、ベースブレードおよび比較品５では角欠けが生じているが、発明品１〜４では角欠けが生じていないことが理解される。また、チッピングおよび主軸電流値については、ベースブレード、比較品５に対して発明品１〜４が小さくなることが理解される。
【００２８】
上記の結果より、本発明に係る発明品１〜４は、ベースブレード、比較品５と比較して、切断されたワークに角欠けが発生するのを防止することができる。また、発明品１〜４は、ベースブレード、比較品５と比較して、チッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。つまり、ベースブレードにガラスフィラーの含有率が３０ｖｏｌ％以下になるように、ガラスフィラーをベースブレードに混入させると上記効果が得られることが理解できる。
【実施例３】
【００２９】
実施例３では、粒度♯６００のダイヤモンド超砥粒を金属結合層に均一に分散した電鋳ブレードからなるベースブレードを作製した。このベースブレードの各寸法は、外径５８ｍｍ、内径４０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍである。
【００３０】
本発明による発明品１〜４、並びに発明品１〜４と比較するための比較品５は、ベースブレードと同じ材料を用い、発明品１はベースブレードに短辺／長辺で表されるアスペクト比が１のガラスフィラーを混入させて形成し、発明品２はベースブレードに短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９５のガラスフィラーを混入させて形成し、発明品３はベースブレードに短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９２のガラスフィラーを混入させて形成し、発明品４はベースブレードに短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９のガラスフィラーを混入させて形成した。一方、比較品５はベースブレードに短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．８７のガラスフィラーを混入させて形成した。なお、ガラスフィラーの粒径は１０μｍのものを用い、ベースブレードにおけるガラスフィラーの含有率は１５ｖｏｌ％とした。また、ベースブレード、発明品１〜４および比較品５をまとめてサンプル品という。
【００３１】
（切断試験３）
切断試験３では、上記各サンプル品のブレードを使用して、ワークの切断加工を行った。なお、ワークとしては、長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのＡｌ２０３を用いた。
この切断加工において、上述した切断試験１と同様に、角欠け、チッピングの大きさ、および主軸電流値を測定した。
なお、切断装置は、各ブレードを外径５２ｍｍのフランジによってその主軸を狭着して、主軸回転数１８０００ｍｉｎ−１、送り速度１０ｍｍ／ｓｅｃとして切断加工を行った。この切断試験３によって得られた角欠け、チッピングの大きさ、主軸電流値を表３に示す。
【００３２】
【表３】
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【００３３】
表３に示すように、角欠けについては、ベースブレードおよび比較品５では角欠けが生じているが、発明品１〜４では角欠けが生じていないことが理解される。また、チッピングおよび主軸電流値については、ベースブレード、比較品５に対して発明品１〜４が小さくなることが理解される。
【００３４】
上記の結果より、本発明に係る発明品１〜４は、ベースブレード、比較品５と比較して、切断されたワークに角欠けが発生するのを防止することができる。また、発明品１〜４は、ベースブレード、比較品５と比較して、チッピングが小さく抑えられるとともに、主軸電流値も小さく、すなわち低い抵抗で切断可能であることが理解される。つまり、短辺／長辺で表されるアスペクト比が０．９以上のガラスフィラーをベースブレードに混入させると上記効果が得られることが理解できる。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、メタル基材１１をＣｕ−Ｓｎで形成した場合の説明をしたが、ＣｏやＮｉを用いて形成してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０…薄刃ブレード  １１…メタル基材  ２１…超砥粒  ２５…ガラスフィラー  Ｏ…軸線（軸）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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