(57)【要約】【課題】電子材料を切断する場合のように高いレベルの精度が要求される切断に用いられる切断カッターにおいて、高速送りのように加工効率を高めて切断作業を行う際にも、切断抵抗を小さくし、切粉の排出を促進して切断性能を良好に維持することが可能な外周刃精密切断カッターを提供する。【解決手段】砥材層３の基板外周端側の面３ａには、砥粒２とボンド材５との境界領域近傍には通常の大きさのボンドテール６が形成されているが、基板側面側の面３ｂでは、ボンドテール６の長さが砥粒の平均粒径の１．５倍以下となるようにしている。そのため、基板側面側の面３ｂにおいては、ボンドテール６によって切粉と研削液の流れが阻害されることがなく、切粉の排出効果を高め、研削液を有効に注入することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の外周側に砥粒をボンド材で結合した砥材層が形成された外周刃精密切断カッターにおいて、前記砥材層の基板側面側の面の、砥粒とボンド材との境界領域近傍に形成されるボンドテールの長さが砥粒の平均粒径の１．５倍以下であることを特徴とする外周刃精密切断カッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品や電子材料等の切断に用いられる外周刃精密切断カッターに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子業界で使用される材料である、ネオジウム、ガラス、水晶、セラミックス等を切断するために、外周刃精密切断カッターが用いられている。この外周刃精密切断カッターは、鉄基板の外周にダイヤモンドやｃＢＮなどの超砥粒を用いて砥材層を形成して構成され、通常その外径は１００〜２００ｍｍ、厚みは０．５〜１．０ｍｍであり、砥粒径は３０〜１６０μｍである。
【０００３】
外周刃精密切断カッターを用いた切断加工の効率化の要求に対して、マルチ加工という方法が採用されている。これは、１つのフランジに複数枚の外周刃精密切断カッターをセットし、一度に多数の被切断材を切断する方法である。このマルチ加工においては、外周刃精密切断カッターの基板の剛性が弱いと基板が傾斜し、刃と刃の間の距離が安定せず、被切断材の寸法精度が悪くなるという問題点がある。
【０００４】
この問題点を解決するために、超硬合金を基板として用いた切断カッターが特許文献１において開示されている。この切断カッターによると、基板素材のヤング率が鉄基板に比べて２〜３．５倍高いため、基板の加工負荷による曲がりなどが発生せず、安定した切断寸法精度が得られるとされている。また、高剛性素材であるサーメットやセラミックスなどを用いても、同様の性能が得られることが確認されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１７４４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この外周刃精密切断カッターの一般的な研磨仕上げは、基板の側面側と外周側に形成された砥材層を一般砥石またはダイヤモンド砥石を用いてツルーイングやドレッシングを行うことによってなされる。その様子を図５に示す。
図５（ａ）は、砥材層３の基板側面側の面３ｂを一般砥石２０によって研磨する様子を示し、図５（ｂ）は、砥材層３の基板外周端面側の面３ａを一般砥石２０によって研磨する様子を示している。この研磨によって、切断刃の厚みや外径寸法精度を確保しており、厚さ精度を確保するために、砥材層３の側面を強制的に削っているため仕上げ面は砥粒が潰れた状態となる。
【０００７】
このようにして砥材層３を研磨すると、図６に示すように、砥粒２とボンド材５との境界領域近傍に、一般砥石の研磨方向と同一方向で、砥粒の背面にボンド材５が盛り上がった状態のボンドテール６が形成される。
通常、切断刃で被削材を切断するときには、切断する力と同じ大きさの力、いわゆる反力が砥粒にかかり、この反力より砥粒を保持する力が小さいと砥粒は脱落する。この砥粒の脱落を防ぐためには、ボンドテールは必要不可欠なものである。特に、大型の道路カッターや石材切断カッターなどの高負荷切断においては、砥粒保持の効果が性能に大きく影響する。
【０００８】
一方、ボンドテールは切断加工中に被切断材に接触して切断抵抗となる。特に、精密加工用の薄刃の切断カッターにおいては、切断抵抗は大きな問題となる。また、図６（ｃ）に示すように、ボンドテール６が矢印で示す研削液の流れを阻害し、切粉の排出が悪くなるという問題も生じる。これらの問題は、図６（ｃ）に示すボンドテール６の長さＬの如何によっては顕著となる。
【０００９】
一方、更なる高能率化の要求に応えるために、高速送りによる切断が行われている。しかし、従来の外周刃精密切断カッターで高速送りをすると、切断抵抗が大きくなり、被切断材の寸法精度が悪くなる。切れ味を確保するために砥材の集中度や結合度を調整すると寿命が短くなるという問題がある。また、切断抵抗を軽減するために、砥材層側面にバックテーパを形成したものがある。このバックテーパとは、砥材層の刃先から中心側に向かって設けられたテーパ形状のことをいい、通常２０μｍ〜５０μｍ程度の逃がしが設けられる。しかし、例えば砥粒の粒径が１２０μｍの場合に５０μｍの逃がしを設けることは、切断抵抗の低減には効果があるが、切刃となる砥粒の先端をつぶすことになり、砥粒自身の耐摩耗材としての働きがなくなり、摩耗が促進され被削材の加工溝の幅寸法精度に影響を与える。
【００１０】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、電子材料を切断する場合のように高いレベルの精度が要求される切断に用いられる切断カッターにおいて、高速送りのように加工効率を高めて切断作業を行う際にも、切断抵抗を小さくし、切粉の排出を促進して切断性能を良好に維持することが可能な外周刃精密切断カッタ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】
【００１１】
以上の課題を解決するために、本発明は、基板の外周側に砥粒をボンド材で結合した砥材層が形成された外周刃精密切断カッターにおいて、前記砥材層の基板側面側の面の、砥粒とボンド材との境界領域近傍に形成されるボンドテールの長さが砥粒の平均粒径の１．５倍以下であることを特徴とする外周刃精密切断カッターである。
ボンドテールとは、砥粒とボンド材との境界領域近傍において、ボンド材が盛り上がった状態で形成された領域のことをいう。ボンドテールの長さを砥粒の平均粒径の１．５倍以下とすることによって、切断加工時においてボンド材が被切断材と接触しにくくなり、切断抵抗を小さくすることができる。また、ボンドテールによって切粉と研削液の流れが阻害されることがなくなり、切粉の排出効果を高め、研削液を有効に導入することができるため、良好な切れ味を維持することができる。
【００１２】
ボンドテールの長さは、使用した砥粒の粒度や集中度、結合材、および仕上げ研磨に用いられる一般砥石の砥粒の粒度、硬度、結合材によって異なるが、通常よく用いられる、砥粒径０．１２ｍｍ、集中度７５で砥粒層を形成した切断カッターを、ＧＣ１２０の一般砥石で仕上げ研磨を行ったときに形成されるボンドテールの長さは、砥粒の平均粒径の１．５倍より大きくなる。しかし、ボンドテールがこの程度の長さを有すると、切断加工時においてボンド材が被切断材と接触して切断抵抗となるとともに、研削液の流れを阻害してしまい、良好な切れ味を維持することができなくなる。
本発明においては、一般砥石で研磨した後に加工方向を反転させて再度研磨する方法によって、ボンドテールの長さを砥粒の平均粒径の１．５倍以下として、切断抵抗を小さくし、研削液の流れを確保することを可能としている。
【００１３】
前記砥材層の基板外周端側の面には、砥材層の基板側面側の面に形成されるボンドテールの長さを超えるボンドテールが形成されてもよい。
砥材層の基板外周端側においては、このようなボンドテールを形成することにより、砥粒保持力を強固にすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、切断加工時においてボンド材が被切断材と接触しにくくなり、切断抵抗を小さくすることができる。また、ボンドテールによって切粉と研削液の流れが阻害されることがなくなり、切粉の排出効果を高め、研削液を有効に導入することができるため、良好な切れ味を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の外周刃精密切断カッターを、その実施の形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る外周刃精密切断カッターを示す。図１（ａ）はその正面図であり、同図（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。
円盤状の基板１の外周側にダイヤモンド等の砥粒２を固着した砥材層３が形成され、基板１の中心には、切断機の回転軸を取付けるための取付穴４が設けられている。この取付穴４に、紙面に直交する方向に切断機の回転軸を取付けて、基板１を矢印に示す方向に回転することによって、その外周に形成された砥材層３が基板１の回転方向に回転して、外周刃精密切断カッター１０が被切断材を切断する。
【００１６】
図２（ａ）は、外周刃精密切断カッターの砥材層を拡大したものである。また、図２（ｂ）は砥材層の拡大図である。砥材層３の基板外周端側の面３ａでは、砥粒２とボンド材５との境界領域近傍に通常の大きさのボンドテール６が形成されているが、基板側面側の面３ｂでは、ボンドテール６の長さが砥粒の平均粒径の１．５倍以下となるようにしている。図２（ｂ）に示すものは、ボンドテール６の長さが微少であり、ボンド材５の表面が略平坦面状となっている場合である。
【００１７】
図３に、外周刃精密切断カッターを用いて被切断材を切断する様子を示す。外周刃精密切断カッター１０は回転しながら矢印方向に移動して被切断材１１を切断するが、本発明の外周刃精密切断カッター１０では、基板側面側の面３ｂで、ボンドテール６の長さが砥粒の平均粒径の１．５倍以下となっているため、図４に示すように、ボンドテール６によって切粉と研削液の流れが阻害されることがない。そのため、矢印で示すように砥粒２の間を通って切粉が効率的に排出され、研削液が有効に注入される。基板側面側の面３ｂでの研削性能は、被切断材の寸法精度に大きく影響するものであるが、基板側面側の面３ｂの上記の構成により被切断材の寸法精度を高めることができる。
【００１８】
一方、砥材層３の基板外周端側の面３ａには、砥粒２とボンド材５との境界領域近傍に通常の大きさ、例えば砥粒の平均粒径の１．５倍以上の長さのボンドテール６を形成しているが、これは、基板外周端側の面３ａでは、砥粒２の保持力を強固にすることが優先されるからである。
上述したように、基板側面側の面３ｂにおいてボンドテール６の長さを砥粒の平均粒径の１．５倍以下とすることは、一般砥石で研磨した後に加工方向を反転させて再度研磨することによって可能である。このとき、ボンドテールが発生する方向は外周刃精密切断カッターの中心に対して同心円状となる。切粉の排出の観点から見ると、同心円状から角度をつけたものが有効であるが、研磨条件を変化させてもボンドテールをこのように形成することは実質上困難である。
【００１９】
一般砥石で研磨した後に加工方向を反転させて再度研磨する方法で研磨し、ボンドテール６の長さを砥粒の平均粒径の１．５倍以下としたものを実施例とし、同じ寸法、仕様であって、研磨仕上げを一方向のみに行う一般研磨法により行ったものを比較例とした。
以下に、試験例を示す。
以下に示す外周刃精密切断カッターを作製し、研削試験を行った。
寸法  １００Ｄ×０．５Ｔ×４０Ｈ×３Ｈ×０．４Ｅ
仕様  ＳＤ１４０  Ｂ
被切断材材質  ネオジウム
被切断材寸法  ８０Ｌ×３０Ｗ×３Ｔ
【００２０】
試験条件を以下に示す。
研削試験機  スライサー
砥石周速    ２０００ｍ／ｍｉｎ
送り速度    実施例  ６０ｍｍ／ｍｉｎ
比較例  ２５．６０ｍｍ／ｍｉｎ
切り込み量  被切断材の厚み＋０．２ｍｍ
カット距離  ３２ｍ／ブレード
流量        ３．９Ｌ／ｍｉｎ
【００２１】
砥材層の基板側面側の面粗さを表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
研削試験の結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】
2005279841.tif 000004
【００２５】
試験結果から、比較例は、送り速度を遅くすれば消費電力、直径摩耗量ともに小さいが、送り速度を実施例と同等にすると、消費電力が著しく大きくなっている。このことから、比較例と比べて実施例においては、切粉の排出と研削液の注入が有効に行われて、研削性能が高レベルで維持されて、高速送りにも対応できるものであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、電子部品や電子材料等の切断に用いられる外周刃精密切断カッターとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る外周刃精密切断カッターを示す図である。
【図２】（ａ）は、外周刃精密切断カッターの砥材層を拡大した図であり、（ｂ）は砥材層の拡大図である。
【図３】外周刃精密切断カッターを用いて被切断材を切断する様子を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る外周刃精密切断カッターにおいて、切粉と研削液の流れが阻害されることがないことを示す図である。
【図５】（ａ）は、砥材層の基板側面側を一般砥石によって研磨する様子を示し、（ｂ）は、砥材層の基板外周端面側を一般砥石によって研磨する様子を示す図である。
【図６】従来の外周刃精密切断カッターにおいて、ボンドテールが形成されていることを示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  基板
２  砥粒
３  砥材層
３ａ  基板外周端側の面
３ｂ  基板側面側の面
４  取付穴
５  ボンド材
６  ボンドテール
１０  外周刃精密切断カッター
１１  被切断材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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