低振動型ソーブレード

【課題】石材等の硬脆材とりわけタイル材などの超硬脆材からなる被削材に対して、精度良く切断加工などの研削作業が可能な低振動型のソーブレードを提供する。
【解決手段】
円形の鋼製基板の外周縁部に、ダイヤモンド砥粒若しくはＣＢＮ砥粒からなる超砥粒層を形成せしめてなるソーブレードにおいて、前記鋼製基板の中心に設けられたセンター孔を介して、当該鋼製基板の外周方向における概略１／２部分に、繊維強化プラスチックを素材としてなり、その中心部分に電動工具スピンドルへの取付け孔が形成された雄雌一対のフランジが、該基板の両側面から挟持するようにして、一体として装着された低振動型ソーブレード。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は石材やコンクリートに代表される各種建材を切断加工する際に好適に用いられる研削工具に係り、詳しくは御影石や大理石に代表される天然石、或いは人工大理石、タイル、瓦、煉瓦、サイディングボード等の人工石材、さらには繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）や炭素繊維強化プラスチックス（ＣＦＲＰ）に代表される硬質合成樹脂製のスラブ板（平板）等を、高い精度を以って切断加工するための、ダイヤモンド砥粒若しくはＣＢＮ（立方晶窒素ホウ素焼結体）砥粒からなる砥粒層を、鋼製の円形基板の外周縁部に形成せしめてなるソーブレードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、建築用資材として各種天然石や人工大理石等（以下、単に「石材」ということがある。）に加えて、上記のような各種硬質材料が広く用いられ、これらの硬質材料からなる被削材を所望の寸法・形状に切断加工する研削工具としては、円盤状の鋼製基板（以下、「基板」ということがある。）の外周縁部に、ダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒からなる超砥粒（以下、単に「超砥粒」ということがある。）と各種結合材を主成分とする超砥粒層を、連続的にかつ一体的に結合したリムタイプのソーブレードと、該超砥粒と各種結合材からなる超砥粒チップを、鋼製基板の外周縁部に設けたキー溝若しくはＵ溝を介して、所定の間隔を隔てて間歇的に結合したセグメントタイプのソーブレードとに大別され、それぞれの用途に応じて広汎に用いられている。なお、上記ソーブレードは当業者間においては一般にダイヤモンドカッター若しくは単にカッターと呼ばれることもあるが、これらのソーブレードは通常グラインダー、サンダー等の手持ち式回転電動工具のスピンドルに、軸心に対して直交状態で嵌挿して締結されて切断加工等の手作業に供されているが、手持ち式電動工具の高速回転に伴ってソーブレードが振動して手ぶれが生じ、作業者の負担が増すと共にソーブレードとしての快速性能が低下し、その加工精度が低下するという現象が避け難いものであった。
【０００３】
手持ち式電動工具の高速回転に伴うソーブレードの振動を抑制して、作業者の負担を軽減すると共にその快速性能を維持するために、従来から数多くの提案がなされている。一例としてソーブレードの基板として複数の鋼製円盤を用い、該鋼製円盤を超砥粒層の焼結と円盤間における点溶接によって構成したソーブレードが提案され、台金（基板）の剛性を維持することによって振動を抑制することによって、併せて騒音の発生を軽減した旨報告されている（例えば、特許文献１参照）。また、基板の外周縁部に設けられた超砥粒層より内側に、該超砥粒層と同心円状にドーナツ状に浅い溝を設け、基板と被削材との擦れ合い（所謂胴擦れ）を防ぐと共に、基板の振動を抑制するダイヤモンドカッター（例えば、特許文献２参照）、更には、磁器タイル等の硬質材を精度よく切削し得るダイヤモンドカッターとして、基板の外周縁部に設けられる超砥粒層に比較して、該超砥粒層近傍の基板の厚さを薄くし、一方、基板中央部分にあって被削材に対する切り込み深さに達しない部分の基板の厚さを、それより厚く形成することにより基板の剛性を確保して、基板の振動を抑制することによって精密切断を可能としたとするダイヤモンドカッター（例えば、特許文献３参照）など、すでに数多くの提案がなされ実用に供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９９４９０号公報
【特許文献２】特開２００３−８０４６４号公報
【特許文献３】特開２００２−２０５２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術において、特許文献１に記載のソーブレードは円形基板の外周縁部に設けられた切欠き溝により、超砥粒層が該外周縁部に間歇的に設けられたセグメントタイプのソーブレードであるが、前記基板の具体的構造は中央の鋼製円盤の両側面にそれよりやや小径の鋼製円盤を突き合わせ、外周縁部における超砥粒層の焼結と突き合わされた該円盤間における所用個所を、点溶接することによって一体として形成されている。従って該基板は実質的に三層構造の鋼製円盤より成り、すぐれた剛性が確保されて電動工具の高速回転に伴う振動は抑制され、所期の目的である騒音防止効果も期待できるが、基板そのものの構造が複雑となり、コスト面における課題のほかにブレード全体の厚みが災いして、例えば磁器タイルなどの超硬質材料の精密切削には不向きなものであった。
【０００６】
一方、特許文献２で提案されるダイヤモンドカッターは基板そのものが一体もので構成され、該基板の外周縁部に設けられた超砥粒層の近傍に、同心円状に浅い溝をドーナツ状に形成することによって、カッターの振動の要因ともなる被削材と基板との擦れ合い、即ち胴擦れを効果的に抑制するものであるが、基板全体の厚さが増すことにより結果的にカッターそのものの厚さが増し、例えば磁器タイル等の超硬質材料を精密切断加工ためには未解決な要因が残されていた。
【０００７】
更に特許文献３に記載のダイヤモンドカッターによれば、その実施例からも明らかなように超砥粒層の厚さに対して、該超砥粒層が取着される円形基板の外周縁部近傍部分の厚さを若干薄く形成し、その内側部分をそれより厚く形成することにより基板の剛性を維持し、磁器タイル等の切断加工に供した際に優れた精度を維持し得る旨報告されている。然しながら一定の厚さを有する被削材に対しては、超砥粒層部分に比較して厚めに形成された基板の内側部分が妨げとなり、被削材に接触して切断面に所謂チッピングという角欠けを発生させる上に、電動工具の主軸（スピンドル）への当該ダイヤモンドカッターの取付けが、所謂鋼鉄同士の接触によって行われるため、電動工具の高速回転に伴なって発生する熱が、直接的にダイヤモンドカッター基板に伝導して振動を誘発する要因となる上に、基板全体としての重量も作業の妨げになるなど、更に改善を望まれる課題が残されていた。
【０００８】
本発明はかかる従来技術に残された課題を解決することを目的とするものであるが、円形基板の外周縁部に超砥粒層を取着してなるソーブレードをデイスクグラインダーなどの電動工具に装着して石材や各種建設材料等の硬脆材の切断加工などに供した際、電動工具の高速回転に伴うソーブレードの振動要因の一つがソーブレードの加熱によってもたらされることが知られている。そこで種々検討した結果、該ソーブレード加熱の要因として電動工具の高速回転に伴うスピンドルの加熱が影響している点に着目し、該電動工具スピンドルからの熱伝導を極力抑制することによって、ソーブレード基板の加熱を防ぎ、併せてソーブレードの振動を大幅に低減しうるという知見を得て本発明を完成するに至った。即ち、本発明は各種石材や建設材料等の硬脆材とりわけ磁器タイル等の超硬質材料等の研削加工に供した際、作業者の負担を効果的に軽減できると同時に、優れた快削性能を発揮して高精度で所望の研削加工を可能とした低振動型ソー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】
【０００９】
上記課題を解決すための本発明による低振動型ソーブレードは、中心部分に電動工具への取付け孔を有する円形の鋼製基板の外周縁部に、連続的にダイヤモンド砥粒若しくはＣＢＮ砥粒からなる超砥粒層を形成せしめてなるソーブレードであって、該ソーブレードの前記鋼製基板の中心に設けられたセンター孔を介して、当該鋼製基板の外周方向における略１／２部分に、繊維強化プラスチックを素材としてなり、その中心部に電動工具スピンドルへの取付け孔が形成された雄雌一対のフランジが、該基板の両側面から挟持するようにして一体として装着されてなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明による上記ソーブレードは、前記雄雌一対のフランジがガラス繊維を含む繊維強化プラスチックを素材として形成されることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに本発明による上記ソーブレードは、前記円形の鋼製基板の板厚が０．４〜１．０ｍｍ、の範囲内にあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による低振動型ソーブレードによれば、中心部分にセンター孔を有する円形の鋼製基板の外周縁部に、連続的にダイヤモンド砥粒若しくはダイヤモンド砥粒からなる超砥粒層を形成せしめてなるソーブレードであって、該ソーブレードの鋼製基板のセンター孔を介して、繊維強化プラスチックを素材として形成された雄雌一対のフランジが、該鋼製基板をその左右両側面から挟持するようにして、かつ鋼製基板の外周方向の概略１／２部分を覆うように一体として装着されている。ここで本発明における前記鋼製基板のセンター孔は、電動工具のスピンドルに直接的に取り付け可能な取付け孔ではなく、該鋼製基板を左右両側面から挟持する前記雄雌一対の繊維強化プラスチック製のフランジが、該センター孔を介して嵌合することにより鋼製基板と一体化され、電動工具スピンドルへの取付けは外フランジの中心に予め設けられた取付け孔を介して行われる。
【００１３】
また、繊維強化プラスチック製フランジによって補強された本発明によるソーブレードは、鋼製基板そのものを従来公知のソーブレードの基板と比較して大幅に薄くすることが可能となり、該基板の外周縁部に取着される超砥粒層もより薄く形成することができ、ソーブレード全体のスリム化と軽量化を同時に達成してもなお十分な剛性が維持されると同時に、切り刃となる超砥粒層を薄くすることによって、磁器タイルなどの超硬脆材からなる被削材に対する切り込みを容易にし、当該被削材研削面の角欠けやひび割れなど、所謂チッピング現象をも防止して高精度の研削面を得ることができる。また、本発明による上記ソーブレードは電動工具への取付けに際し、該工具のスピンドルに鋼製基板が直接的に接触することがなく、繊維強化プラスチック製フランジの中心部に予め設けられた取付け孔を介して装着されるため、高速回転によってもたらされる電動工具スピンドルの加熱が、基板そのものに伝達することが大幅に制限され、基板の加熱に起因するソーブレードの振動を大幅に低減することに寄与する。
【００１４】
なお、本発明において用いられる上記繊維強化プラスチック製フランジは、その厚みを極力薄く形成した円盤状鋼製基板の振動を抑制するために効果的に作用すると同時に、電動工具スピンドルへの取付けに際しては座金の代用としても機能する。ところが当該フランジの厚みが増すと前記スピンドルへのソーブレード締結に際して螺合不足が生じて強固な締結が損なわれる惧れが生じるため、フランジそのものの厚みを極力薄くすることが要求されるが、当該フランジを薄くすると強度不足が生じて振動抑制の効果も損なわれる。その強度を補うために種々検討した結果、その素材としての繊維強化プラスチックに、ガラス繊維を含ませることによってその強度が補われて所期の成果が得られることが確認された。
【００１５】
上記のように構成された本発明による低振動型ソーブレードを、デイスクグラインダーなどの手持ち式電動工具に装着して、例えば磁器タイル等の超硬質材料の精密切断に供した場合、ソーブレード基板の左右両側面における略１／２部分を覆うようにして挟持する繊維強化プラスチック製の前記フランジが、基板の剛性を補うと同時に、電動工具への装着を該フランジの取付け孔を介して行なうことにより、電動工具の高速回転に伴って発生するスピンドルの熱が、ソーブレードの基板に直接的に伝達されるのを未然に防止し、電動工具の高速回転に加えて基板の加熱に起因する基板の振動を効果的に抑制し、当該作業者の負担を大幅に軽減できると同時に優れた精度を以って切断作業を継続し得ることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のフランジ付ソーブレード示す正面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ｂ線間の側面断面図である。
【図３】本発明において用いられる一対のフランジの分離側面図である。
【図４】上記雄フランジの断面図である。
【図５】上記雄フランジの正面図である。
【図６】上記雄フランジに嵌合する雌フランジの断面図である。
【図７】上記雌フランジの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図１から図７に基づいて更に具体的に説明する。
【００１８】
図１及び２に示すように本発明に基づく一実施例よるソーブレード１は、円形の鋼製基板１−１の外周縁部にダイヤモンド砥粒とバインダーとを、所定の割合で混合した後焼結させた超砥粒層１−２が、連続的に結合された所謂リムタイプのソーブレード１であり、本実施例における鋼製基板１−１の軸心部分には予めセンター孔１−４が形成され、該センター孔１−４を介して別体のフランジ２が前記基板１−１の左右両側面から挟持するようにして、かつ一体として取り付けられることにより本発明のフランジ付ソーブレード１が構成されている。
【００１９】
ここで本実施例による鋼製基板１−１は、板厚が０．７ｍｍの工具鋼からの打ち抜き加工によって形成され、外径が９６ｍｍでその中心部にフランジ２の嵌合部分が挿入されるセンター孔１−４が形成され、該センター孔１−４を介して前記雄雌一対のフランジ２が基板１−１のセンターから外周方向の概略１／２部分を、左右両側面から挟持するようにして一体として取り付けられ、その板厚が０．７ｍｍと極めて薄く形成された該基板１−１の剛性を補っている。
【００２０】
図３においては本発明による上記雄雌一対のフランジ２が雄雌それぞれに分離した状態を側面図で示すが、該フランジ２は図４に断面図、図５に正面図で示すようにその背面に電動工具（図示を省略「以下同じ」する。）への受け部２−１−６を有する内側、即ち電動工具側に位置するフランジである雄フランジ２−１と、同じく図６に断面図、図７に正面図で示すようにソーブレード１を挟んでその外側、即ち電動工具スピンドルの締め付けボルト側に位置する雌フランジ２−２によって構成される。上記雄雌一対からなる本発明に基づく本実施例による当該フランジ２は、その間に上記基板１−１を挟持して一体として形成されて本発明のソーブレード１として完成されるが、電動工具への取付けに際しては該工具に予め備えられているホイルワッシャとホイルナットを介して締結される。茲で本実施例による上記雄雌一対のフランジ２は、ガラス繊維を含む繊維強化プラスチックを素材として採用して射出成型加工によって形成されるが、繊維強化樹脂素材としてガラス繊維を採用することによってその強度が補強され、フランジ２そのものの厚みを必要最小限度まで薄くすることを可能とし、当該ソーブレード１の電動工具スピンドルへの締結に際しての螺合不足を未然に解消して強固な締結が保証され、併せて電動工具のスピンドルと鋼製基板との間に介在して両者の直接的な接触を阻むことによって、高速回転に伴って発生するスピンドルの熱が、ソーブレード１の基板に伝達して振動を招くという現象を抑制すると共に、射出成型によって量産性を高めてフランジ２そのものの製造コストを大幅に低減することにも貢献する。
【００２１】
図４には本発明に基づく本実施例による雄フランジ２−１の側面を断面図で示し、図５に於いてはその正面図を占めすが、その中心部分には図示を省略するホイルワッシャを介して電動工具の主軸（スピンドル）へ締結するためのスピンドル取付け孔２−１−１が形成され、電動工具側に位置する背面には工具受け部２−１−６、その反対側の正面には電動工具への締結の際に締め代となる凹部２−１−４と、該凹部２−１−４に連なって対応する雌フランジ２−２に嵌合する際に用いられる嵌合溝２−１−３が形成された基板センター孔１−４挿入部２−１−２が形成されている。
【００２２】
一方、上記雄フランジ２−１に対応する雌フランジ２−２の側面を図５において同じく断面図で示すが、その中心部分には、間に上記基板１−１を介して前記雄フランジ２−１の基板センター孔挿入部２−１−３を受け入れる嵌合孔２−２−１が形成され、該嵌合孔２−２−１の一端には、前記雄フランジ２の基板センター孔挿入部２−１−２に形成された嵌合溝２−１−３に対応する嵌合凸部２−２−２が形成されている。前記雄フランジ２−１の該雌フランジ２−２の基板１−１側に対応する部分には、前記雄フランジ２−１の凹部２−１−４と同様に凹部２−２−３が形成され、電動工具への締結に際して締め代として作用し、そのスプリング効果によってソーブレード１の電動工具への強固な締結に寄与する。
【００２３】
このように本発明に基づく上記実施例によるフランジ２は、電動工具側に位置する前記雄フランジ２−１と、基板１−１を介してその外側に位置する雌フランジ２−２とによって構成されるが、該雄フランジ２−１の基板センター孔挿入部２−１−２に形成された前記嵌合溝２−１−３と、該雌フランジ２−２の嵌合孔２−２−１に形成された前記嵌合凸部２−２−２とが、その間に前記基板１−１を左右両側面から挟み込むようにして嵌合し、基板１−１を中心にしてその中心部分から外周方向の概略１／２部分を覆うように一体として構成され、本発明による低振動型ソーブレードが提供される。
【００２４】
なお、上記実施例によって得られた基板の厚さが０．７ｍｍで、超砥粒層を含む外径が１０５ｍｍのソーブレードを用意し、該ソーブレードのセンター孔を介して同じく上記実施例によって得られたフランジを取付けた本発明によるフランジ付のソーブレードと、該フランジを取り付けない状態でのソーブレードとを、回転数１２，０００（／毎分）の手持ち式電動工具に取り付け、磁器タイルを被削材とする複数回の切断試験に供して両者の振り幅を測定した結果、フランジを取り付けないタイプのソーブレードの振り幅の平均値が０．４４ｍｍであるのに対し、本発明によるフランジ付のソーブレードの平均値は０．２３ｍｍであり、作業者の切断作業の負荷は著しく軽減されていることが確認された。
【符号の説明】
【００２５】
１ソーブレード
１−１基板
１−２超砥粒層
１−３貫通孔
１−４センター孔
２フランジ
２−１雄フランジ
２−１−１スピンドル取付け孔
２−１−２雌フランジ凸嵌合溝
２−１−３基板センター孔挿入部
２−１−４凹部
２−１−５基板抑え面
２−１−６工具受け部
２−１−７雌フランジへの嵌入凸部
２−２雌フランジ
２−２−１嵌合孔
２−２−２嵌合凸部
２−２−３凹部
２−２−４基板抑え面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部分に電動工具への取付け孔を有する円形の鋼製基板の外周縁部に、連続的にダイヤモンド砥粒若しくはＣＢＮ砥粒からなる超砥粒層を形成せしめてなるソーブレードであって、該ソーブレードの前記鋼製基板の中心に設けられたセンター孔を介して、当該鋼製基板の外周方向における略１／２部分に、繊維強化プラスチックを素材としてなり、その中心部分に電動工具スピンドルへの取付け孔が形成された雄雌一対のフランジが、前記基板の両側面から挟持するようにして一体として装着されてなることを特徴とする低振動型ソーブレード。
【請求項２】
前記雄雌一対のフランジがガラス繊維を含む繊維強化プラスチックを素材として形成されることを特徴とする請求鋼１に記載の低振動型ソーブレード。
【請求項３】
前記円形の鋼製基板の板厚が０．４〜１．０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の低振動型ソーブレード。

【図１】