JP3197520B2 - ダイヤモンドチップソー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は木材や難削材等種々
の材料の切削に使用されるチップソーに関するものであ
り、更に詳しくは円盤状本体の外周にダイヤモンド焼結
体からなるダイヤモンドチップと他の硬質材からなる硬
質チップとを任意に配置固着を行ったダイヤモンドチッ
プソーに関するものである。尚、ここでのダイヤモンド
焼結体とは、超硬合金等の支持部材に多結晶ダイヤモン
ド層が形成されたものを指す。

【０００２】

【従来の技術】パーティクルボードやＭＤＦ等の木質系
ボード，サイディングボード等の窯業系ボード、及びＦ
ＲＰ等の複合材料、これらはいずれも一般に難削材と呼
ばれている材料である。チップソーを用いてこれら難削
材を切削する場合には、通常著しくチップソーの刃先摩
耗が進行する。そのため耐摩耗性の高い材質のチップを
チップソーの刃先に固着して使用することにより工具の
長寿命化が図られている。耐摩耗性の高い材質のチップ
としてはダイヤモンドチップが最適であるが、チップソ
ーのチップ全数をダイヤモンドチップに置き替えること
はダイヤモンドが高価なため、現状では全面的に採用す
ることが困難である。

【０００３】そこでチップソーとして円盤外周に配置す
る刃体数を減らしてダイヤモンドチップを設けた刃体の
みを配置することも考えられるが、これではチップ刃先
の相互の間隔が大きくなりすぎ、被削材１０の板厚によ
っては図６（ａ）（ｂ）に示すように被削材１０を切削
した場合に形成されるスリット状の削除部分としての挽
き溝１０ａ内にチップ１２が全く存在しない状態が瞬間
的に生じる。この状態となったときには、挽き溝１０ａ
の左右の溝壁や溝底に接しているチップが存在しない。
従って溝１０ａの幅はチップソーの刃厚と原理的には同
一の幅を有しているが、チップソー台金１１の円盤部の
厚さは刃厚よりも小さく、溝１０ａの幅とチップソー台
金１１円盤部とに間隙ができ、また溝底に接している部
分もないのでチップソー自体が左右に振れやすくなり、
被削材１０の切断面の品質が劣化する。尚、刃厚の意味
はＪＩＳのＢ４８０５の定義に従う。また、本明細書で
は刃幅とは正面視においてチップの刃厚方向の寸法を指
し、半径方向の位置が変わればその寸法は同一とは限ら
ない。

【０００４】この欠点を解消するために通常は刃体数を
減少させることなくダイヤモンドよりも安価な硬質材料
からなる硬質チップをダイヤモンドチップと組み合わせ
て使用することにより可能な限り振れを予防している。
硬質材料としては超硬合金，サーメット，セラミック，
工具鋼，ステライト等が考えられる。そしてこれら硬質
材料からなる硬質チップとダイヤモンドチップとを混在
させた従来のダイヤモンドチップソーでは硬質チップの
刃先の形状とダイヤモンドチップの刃先の形状とを同一
形状となし、最大刃幅は正面視で刃厚と同じかこれに近
く切削半径も同様となしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたダ
イヤモンドチップソーでは硬質チップの刃先の形状をダ
イヤモンドチップの刃先の形状と同一となし切削半径も
同一となしていたので、硬質チップがダイヤモンドチッ
プと同一切削作用を行うことになる。そのため硬質チッ
プの刃先がダイヤモンドチップの刃先よりも早く摩耗す
る。そして難削材を切削した場合にはこの摩耗速度が一
層大きくなる。

【０００６】このように硬質チップの摩耗が進行すると
刃先が後退して切削半径が小さくなり被削材を切削しな
くなる。その結果切削はダイヤモンドチップのみで行
い、硬質チップはダイヤモンドチップが切削を行った個
所において単に被削材と強く接触を行い擦るだけの状態
となる。

【０００７】硬質チップはダイヤモンドチップと同一形
状から摩耗したものであるため切刃部分全面にわたって
被削材と接触し摩擦することとなり、摩擦抵抗が非常に
大きく、チップソー全体としての切削動力が著しく大き
くなるという問題を有していた。その上摩擦による熱の
発生も増大し、被削材やチップソーに好ましくない影響
を与える可能性が生じるという問題を有していた。

【０００８】本発明は従来の技術の有するこのような問
題に鑑みなされたものであり、その目的とするところ
は、ダイヤモンドチップと硬質チップとを混在させたダ
イヤモンドチップソーにおいて難削材を切削した場合で
あっても硬質チップの摩耗に対し被削材との摩擦抵抗の
少ないダイヤモンドチップソーを提供しようとするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載された本発明のダイヤモンドチップソ
ーは、円盤状台金の外周複数個所に先端を直線の平刃と
するダイヤモンド焼結体からなるダイヤモンドチップを
設けた刃体を配置し、これらダイヤモンドチップを設け
た刃体間の任意位置に硬質材からなるチップの形状が正
面視で刃厚と同じかこれに近い最大刃幅を有する硬質チ
ップを設けた刃体を配置したダイヤモンドチップソーで
あって、硬質チップの形状は刃先の刃厚中央位置が等辺
山形に突出した左右対称形をなし、該刃厚中央位置にお
ける該硬質チップの切削半径を同位置のダイヤモンドチ
ップの切削半径に対し−０．１ｍｍ乃至＋０．１ｍｍと
なし刃厚中央位置の山形先端の両側の切削半径をダイヤ
モンドチップの切削半径より順次低くしたものである。

【００１０】上述のダイヤモンドチップソーによれば硬
質チップの刃先の形状（正面視の形状）をダイヤモンド
チップの刃先の形状と異ならしめ、刃先部を山形となし
たので、硬質チップの摩耗が進んでいない切削初期に
は、山形の先端部分が挽き溝の溝底中央をさらに細い溝
を削成しながら通過するので、従来の硬質チップを混在
させたダイヤモンドチップソーより全体的な切削動力が
低減し、横揺れに対する安定性もよい。また挽き溝の左
右の溝壁や溝底に接する硬質チップでありながら、被削
材により摩耗させられる硬質チップの刃先部が狭小な面
積となり、被削材との摩擦抵抗が大きくなることはな
く、切削動力の増大につながることはない。そのため摩
擦による発熱も僅かで、被削材及びチップソーに悪影響
を与えることはない。従って被削材の切削面を良好な状
態に保ちながら切削を続行させることが出来る。

【００１１】また請求項２に記載された本発明のダイヤ
モンドチップソーは、刃厚中央位置におけるダイヤモン
ドチップの切削半径よりも０．１ｍｍ小さい半径位置に
おける硬質チップの刃幅を刃厚寸法に対し０〜１／３と
なしたものである。また請求項３に記載された本発明は
のダイヤモンドチップソーは、刃厚中央位置におけるダ
イヤモンドチップの切削半径よりも０．１ｍｍ小さい切
削半径位置において、硬質チップの山形先端を平状に形
成させたものである。これら請求項のダイヤモンドチッ
プソーによれば、請求項１に記載した作用がより確実に
得られるものである。

【００１２】また請求項４に記載された本発明のダイヤ
モンドチップソーは、ダイヤモンドチップとして、被削
材の右側切削用のダイヤモンドチップ右と被削材の左側
切削用のダイヤモンドチップ左とを形成し、この二種類
のダイヤモンドチップと硬質チップとを刃体に適宜配置
したものである。上述のダイヤモンドチップソーによれ
ば実際に切削に大きく関与するダイヤモンドチップソー
を被削材の右側切削用と左側切削用とに分けたので、全
体としての切削抵抗が減少し、例えば手で扱う電動工具
の場合には作業者への負担が軽くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづき説明する。図１は本発明のダイヤモンドチップ
ソーの部分側面図であり、円盤状の台金１の外周には全
周にわたって複数個所にチップ取付用の刃体１ａが配設
されている。この刃体１ａにはダイヤモンドチップ２を
ろう付した刃体が配置されている。上記刃体は通常は等
間隔であるが不等間隔でもよい。また２つのダイヤモン
ドチップ２の刃体間に存在する複数の刃体１ａにはそれ
ぞれ硬質チップ３が配置されている。

【００１４】図２（ａ）は図１のＡ−Ａ視図であり、台
金１の板厚よりも大きな厚さの刃厚に等しい刃幅を有す
るダイヤモンドチップ２が取り付けられている。ダイヤ
モンドチップ２は先端側の刃幅方向両端２ａ，２ｂと台
金１の中心側の刃幅方向両端２ｃ，２ｄとにより台形状
の鍬形をなしていて、先端２ａ，２ｂ間が直線の平刃状
で、２ａ，２ｂ間が刃厚Ｔと同じ最大の刃幅寸法を有し
ている。

【００１５】図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ視図であり、台
金１の板厚よりも大きな厚さの刃幅を有する硬質チップ
３が取り付けられている。硬質チップ３は刃幅方向にお
いて等辺山形に突出した先端３ａ、台金１の中心側両端
３ｂ，３ｃ及び中間部の突き出した両端３ｄ，３ｅによ
り左右対称の五角形状をなしていて、３ｄ，３ｅ間が刃
厚Ｔと同じかこれに近い刃幅を有している。

【００１６】ダイヤモンドチップソーの未使用状態にお
いて、ダイヤモンドチップ２の先端２ａ，２ｂの平刃状
の位置に対する硬質チップ３の山形先端である刃幅中央
の刃先位置３ａとはほぼ同一円周上望ましくは切削半径
差で−０．１ｍｍ乃至＋０．１ｍｍの範囲内に位置して
いる。したがってダイヤモンドチップ２の直線の平刃状
と図１から、硬質チップの刃厚中央位置の山形先端から
両側に行くにつれ切刃は下がり硬質チップの切削半径は
同位置のダイヤモンドチップの切削半径より順次低くな
る。

【００１７】更にダイヤモンドチップ３２及び硬質チッ
プ３３について図３（ａ）（ｂ）に示すように側部切刃
３２ａ・３２ｃ，３２ｂ・３２ｄ及び３３ｄ・３３ｂ，
３３ｅ・３３ｃを仮想線にて示す図２（ａ）（ｂ）の形
状に比して短くして切削抵抗を小さくすることも可能で
ある。

【００１８】各実施例においては、刃先の両端及び山形
先端に角部を形成するように説明したが、状況によりＣ
面取り、丸面取りを設けてもよい。これにより角部の欠
けを防止できる。

【００１９】〔実験結果〕 硬質チップ３の先端山形を種々変形させ，また取り付け
位置を変更させて、被削材として窯業系ボードを切削す
る実験を行った。その結果ダイヤモンドチップ２の直前
に位置する硬質チップ３の刃先山形尖端が最も大きく摩
耗するが、硬質チップの形状や切削条件の変更等により
値にバラツキがあるものの刃厚中央位置におけるダイヤ
モンドチップ切削半径よりも概ね０．０５〜０．１ｍｍ
切削半径が小さくなった時点で摩耗の進行が鈍化し、ダ
イヤモンドチップとの切削半径差がほぼ平衡状態となる
ことが判明した。

【００２０】そしてこの切削半径の減少により硬質チッ
プの刃先刃幅が尖鋭状態から徐々に拡大されるが、刃先
刃幅が多くの場合Ｔ／３に達するまでは切削抵抗が大き
く変わることがなく、測定値の変動範囲内にとどまり隠
れてしまうため、目立つものではないことが判明した。
これに反し切削条件の変更等により刃先刃幅がＴ／３を
越えて大きくなった場合には切削抵抗が大きく増大し目
立つようになるという結果となった。

【００２１】従って硬質チップ３の刃幅方向の形状とし
ては、刃厚中央位置におけるダイヤモンドチップの切削
半径よりも０．１ｍｍ小さい半径位置における硬質チッ
プの刃幅を刃厚寸法の１／３を越えないようにすること
が望ましい。尚、切削抵抗の増大は切削動力値を測定す
ることで判断した。

【００２２】通常硬質チップ３の刃先はダイヤモンドチ
ップ２の刃先位置から多ければ約０．１ｍｍ小さくなる
点まで摩耗が進行する。そこで硬質チップ３の取り付け
位置を順次変更させて、硬質チップ３の山頂点３ａの位
置を下げていき切削をくり返し行ったところ、ダイヤモ
ンドチップ２の刃先から約０．１ｍｍ切削半径方向に小
さい位置における硬質チップ３の刃幅を刃厚の１／４と
なした場合には、硬質チップ３の刃先が摩耗してもほぼ
確実に切削抵抗が増大しないことが判明した。このこと
から硬質チップ３の山形先端は通常尖端状をなしている
が、幅寸法をもたせる場合にはダイヤモンドチップの切
削半径よりも０．１ｍｍ小さい半径位置で硬質チップの
刃幅を望ましくは刃厚Ｔの１／４を越えないようになす
と良好な切削を行うことが出来ると思われる。

【００２３】即ちこれ以降硬質チップ３の取り付け位置
を切削半径方向に下げても摩耗により切削抵抗に変化が
生じることはなく、例えば硬質チップ３の刃先山頂点３
ａをダイヤモンドチップ３の刃先位置から０．１ｍｍ切
削半径方向に小さい位置に一致させた場合には硬質チッ
プ３の刃先は殆ど摩耗することがない。このとき硬質チ
ップ３は切削には殆ど関与するものではなく、単に切削
時のチップソー全体の横振れを防止するためにのみ作用
することになる。

【００２４】〔考察〕 切削中の刃先の様子を実際に観察することは困難である
ため，上記実験結果にもとづき説明図として１例を図４
に示し考察する。

【００２５】直径が１１０ｍｍのダイヤモンドチップソ
ー本体台金の外周に等間隔に２４個所のチップ取付用の
刃体を設け、このうち３個所に等間隔にダイヤモンドチ
ップを固着し、残り７個所ずつ計２１個所に硬質チップ
を取り付けるものとする。チップソー本体の回転数を１
２０００ｒｐｍ、被削材５の送り速度を５ｍ／ｍｉｎと
すればダイヤモンドチップ第１刃が通過してから第２刃
が通過するまでに移動する被削材５の進み量ｆｚは、 ｆｚ＝被削材の送り速度／（チップソー回転数×ダイヤ
モンドチップ刃数）＝５０００／（１２０００×３）＝
０．１４ｍｍである。

【００２６】被削材５に対しダイヤモンドチップ第１刃
の先端が通過した軌跡をイ、ダイヤモンドチップ第２刃
の先端が通過した軌跡をロとする。これら２つの軌跡の
うちダイヤモンドチップ第１刃が被削材５を削り始める
点を５ａ，削り終わる点を５ｂとし、ダイヤモンドチッ
プ第２刃が被削材５を削り始める点を５ｃ、削り終わる
点を５ｄとする。

【００２７】この５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより囲まれ
た帆布状の部分を２つのダイヤモンドチップの刃体間に
設けられた７個の硬質チップが通過し切削することにな
る。ダイヤモンドチップ第１刃の直後に通過する硬質チ
ップについては、被削材５の進み量は０．１４ｍｍ÷８
＝０．０１７５ｍｍという僅かの量であり、硬質チップ
の山形先端の０．０１７５ｍｍという僅かの突出量で被
削材を切削することになる。

【００２８】しかしダイヤモンドチップ第１刃から遠い
硬質チップほど山形先端部を多く突出させたと同じ状態
で山の斜面で切削を行うことになり、順次大きな切削力
を受けるようになる。従ってダイヤモンドチップ第２刃
の直前にある硬質チップが最も大きく先端部を突出させ
て山の斜面で切削を行い、最も大きな切削力を受けるこ
とになり、そのため最も大きく摩耗することになる。

【００２９】このような状態に対し更に次の如き条件が
加味される。即ちチップソーは使用開始直前においては
各硬質チップ共切れ味が鋭く、被削材５の上記帆布状の
部分５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ内をそれぞれ切り残しなく
切削すると考えられる。しかし使用開始後ある時間が経
過すると徐々に硬質チップの摩耗が進行する。そして各
硬質チップの摩耗が大きくなると、それぞれの硬質チッ
プによる切削時に切り残し部が生じるようになり、後か
ら切削に関与する硬質チップほど、それ以前の硬質チッ
プによる切り残し部分を余分に切削しなければならない
という状態になる。従ってより一層摩耗が促進される。

【００３０】上記例ではダイヤモンドチップ１刃分に対
する被削材５の送り量は０．１４ｍｍであるが、これは
被削材５が送られる移動方向の量である。この移動方向
の量を各チップの切削半径方向の寸法ｔｍに変換する
と、被削材とチップソーとの一般的な切断位置の関係か
ら被削材５の板厚のほぼ中間部において半分程度になる
ので、 ｔｍ＝ｆｚ／２＝０．１４／２＝０．０７ｍｍとなる。 即ち本例では硬質チップが０．０７ｍｍ摩耗した時点で
摩耗の進行は鈍化し、ダイヤモンドチップとの半径差が
ほぼ平衡状態になると考えられる。

【００３１】〔他の実施例〕 図５は他の実施例を示したものであって、上述の説明で
示したダイヤモンドチップを二種類に区分して被削材に
挽き溝を切削加工する場合の溝の左半分を切削するダイ
ヤモンドチップ左６と、溝の右半分を切削するダイヤモ
ンドチップ右７とに分割する。そしてこの二種類のダイ
ヤモンドチップ６，７を交互に円盤状本体台金１のチッ
プ取り付け用の刃体１ａに固着させたものである。

【００３２】図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ視図であ
り、ダイヤモンドチップ左６を示したものであって、左
先端６ａと右側中央の最も突出した点６ｄとの間が最大
刃幅Ｔ１を有していて、先端中央位置６ｅにて折れ曲が
った変形５角形状をなしている。

【００３３】図５（ｃ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ視図であ
りダイヤモンドチップ右７を示したものであって、右先
端７ｄと左側中央の最も突出した点７ａとの間が最大刃
幅Ｔ１を有していて、先端中央位置７ｅにて折れ曲がっ
た変形５角形状をなしている。尚、ダイヤモンドチップ
左６にダイヤモンドチップ右７を重ねた時に現れる左先
端６ａと右先端７ｄとの間隔が刃厚Ｔとなる。

【００３４】図５（ｄ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ視図であ
り硬質チップ６３を示している。硬質チップ６３は刃幅
方向において山形に突出した先端部が頂上点６３ａから
削り取られていて、この位置の切削半径はダイヤモンド
チップ左６及び右７の刃厚中央位置における切削半径よ
り０．１ｍｍ小さく、平状に形成されている。他の部分
は図２（ｂ）と同一である。

【００３５】

【発明の効果】本発明のダイヤモンドチップソーは上述
の如き構成をなしているため次に示す効果を奏する。請
求項１の発明は硬質チップの刃幅方向の形状として山形
の刃先を有する形状となしたので、切削により摩耗させ
られた場合刃先部が狭小な面積となり、被削材との摩擦
抵抗が大きくならず、切削動力も増大しない。そのため
摩擦による発熱も僅かで被削材やチップソーに悪影響を
与えることがない。更に硬質チップの刃先山形を左右対
称となしたので切削時に右または左方向に指向的に作用
する切削抵抗や摩擦抵抗の分力がなく、チップソーの横
振れが発生しない。

【００３６】また請求項２〜３の発明は、請求項１の発
明の効果をより確実に実行できるものである。

【００３７】また請求項４の発明はダイヤモンドチップ
を被削材の左側切削用と右側切削用とに分けてチップソ
ー本体に固着させたので、全体として切削抵抗が減少
し、チップソーに対する被削材の相対的な送りが軽くな
り、例えば手で扱う電動工具の場合には作業性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ダイヤモンドチップソーの部分側面図である。

【図２】チップの刃幅方向正面視図で、（ａ）は図１の
Ａ−Ａ視図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ視図である。

【図３】チップの変形図で（ａ）はダイヤモンドチッ
プ、（ｂ）は硬質チップである。

【図４】切削状態を示す説明図である。

【図５】他の実施例を示す図で、（ａ）はダイヤモンド
チップソーの部分側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ視
図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ視図、（ｄ）は（ａ）のＥ
−Ｅ視図、（ｅ）は（ｄ）のＦ−Ｆ視図である。

【図６】従来技術を示す図で、（ａ）はチップソーと被
削材との関係を示す部分側面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−
Ｇ視図である。

【符号の説明】

１ チップソー本体台金 １ａ チップ取り付け用刃体 ２ ダイヤモンドチップ ３ 硬質チップ ５ 被削材 ６ ダイヤモンドチップ左 ７ ダイヤモンドチップ右

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−148613（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−155733（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−309702（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−15224（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23D 61/04 B27B 33/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円盤状台金の外周複数個所に先端を直線
   の平刃とするダイヤモンド焼結体からなるダイヤモンド
   チップを設けた刃体を配置し、これらダイヤモンドチッ
   プを設けた刃体間の任意位置に硬質材からなるチップの
   形状が正面視で刃厚と同じかこれに近い最大刃幅を有す
   る硬質チップを設けた刃体を配置したダイヤモンドチッ
   プソーであって、硬質チップの形状は刃先の刃厚中央位
   置が等辺山形に突出した左右対称形をなし、該刃厚中央
   位置における該硬質チップの切削半径を同位置のダイヤ
   モンドチップの切削半径に対し−０．１ｍｍ乃至＋０．
   １ｍｍとなし刃厚中央位置の山形先端の両側の切削半径
   をダイヤモンドチップの切削半径より順次低くしたこと
   を特徴とするダイヤモンドチップソー。
2. 【請求項２】 刃厚中央位置におけるダイヤモンドチッ
   プの切削半径よりも０．１ｍｍ小さい半径位置における
   硬質チップの刃幅を刃厚寸法に対し０〜１／３となした
   請求項１に記載のダイヤモンドチップソー。
3. 【請求項３】 刃厚中央位置におけるダイヤモンドチッ
   プの切削半径よりも０．１ｍｍ小さい切削半径位置にお
   いて、硬質チップの山形先端を平面状に形成させた請求
   項１に記載のダイヤモンドチップソー。
4. 【請求項４】 ダイヤモンドチップを被削材の右側切削
   用のダイヤモンドチップ右と被削材の左側切削用のダイ
   ヤモンドチップ左とで形成し、この二種類のダイヤモン
   ドチップと硬質チップとを刃体に適宜配置した請求項１
   に記載のダイヤモンドチップソー。