JP5827281B2

JP5827281B2 - 切断ブレード

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Publication number: JP5827281B2
Application number: JP2013173640A
Authority: JP
Inventors: 智青木; 博三白石
Original assignee: サンゴバン株式会社
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2033-08-23
Also published as: EP3036064A1; US9427846B2; JP2015039760A; EP3036064A4; US20150056901A1; WO2015027181A1

Description

本発明は石材やコンクリートなどを切断するための切断ブレードに係わり、特に騒音を低減した切断ブレードに関する。

従来から石材やコンクリート等を切断する工具として、ダイヤモンド、又はＣＢＮ等の超砥粒とＮｉ、Ｃｏ等の金属粉を混合して焼成したセグメントチップを円形基板の外周面にろう接又はレーザー溶接した切断ブレードが知られている。このような切断ブレードでは、切断時に発生する騒音が従来より問題となっており様々な消音タイプの切断ブレードが提案されているが、最近は切断時だけでなく、切断ブレードを高速で空転した際の騒音についても低減するよう求められてきている。

騒音を低減する切断ブレードの第１の従来技術として、特許文献１（特許第３３４７６７５号公報）に記載の切断砥石の基板スリット構造について説明する。本公報記載の切断砥石の基板スリット構造は、スリット両端面に凹凸を設け、凹部と凸部で発生した空気渦がスリット部全体から発生する大きな空気渦をかき消すことにより、基板の固有振動モードを抑制し、砥石を回転させたときにスリット部で発生する笛吹き音を低減している。

騒音を低減する切断ブレードの第２の従来技術として、特許文献２（実開平６−６５９号公報）に記載の切断砥石について説明する。本公報記載の切断砥石は、円盤状の基板外周端面上に一定間隔でセグメントチップを配置し、かつ、セグメントチップ間に複数の基板スリットを半径方向に対して−１０°〜＋１０°の範囲で、それぞれ異なった角度で設けている。これにより、回転時に生じる空気渦の方向や大きさが、各スリットによりそれぞれ異なるため互いに相殺され、笛吹き音が低減する。

また騒音を低減する目的では無いが、基板外周部にスリットとこのスリットに連結した円形孔を設け、円形孔周辺での乱流の発生を防止する従来技術が、特許文献３（特許第３４４４８１９号公報）に開示されている。次に本公報記載の回転円盤砥石について図５を参照して説明する。図５に示す本公報記載の回転円盤砥石は、基板５１の外周面上にセグメントチップ５２を一定間隔で配し、セグメントチップ５２間の基板外周部にスリット長の異なるスリット５３，５４を交互に配置している。

またスリット内部に角部や凹凸部が存在すると、セグメントチップの周囲の切粉が滞留し易くなるので、円形孔５５の回転方向の内面とスリットとが段差のない連続した形状とする。具体的には、回転円盤砥石の回転方向と逆方向に円形孔を偏心させるか、基板半径方向に平行な部分のスリット巾を広げるように構成する。このような構成により、スリットに流れ込んだ切粉の流れが乱流により乱れたり、局部的に滞留し、セグメントチップ５２と基板５１との境界部分で摩耗が生じるのを防止している。

特許第３３４７６７５号公報

実開平６−６５９号公報

特許第３４４４８１９号公報

特許文献１記載の第１の従来技術は、出願人が実際に試作品を作成し騒音レベルを評価したところ、騒音が問題となる２ＫＨｚ近辺での騒音レベルは、工事現場で許容できる騒音レベルよりも大きいことが判明した。本公報に記載の製造条件及び使用条件と、本出願人の製造条件および使用条件とが異なる可能性があるものの、いずれにしても、製造条件及び使用条件が多少変更されると笛吹き音などの騒音が発生することから、騒音を安定して低減することは困難である。

また特許文献２記載の第２の従来技術は、スリットの角度変更によって騒音の低減を図っているが、砥石の回転数や砥石の外径等の条件に応じてスリットの傾斜角度を逐一設計し直さなければならないという問題がある。また全ての種類の砥石に対して、騒音を安定して抑制することは現実的に困難である。

さらに特許文献３記載の回転円盤砥石は、首下摩耗を低減するために、円形孔５５の回転方向の内面とスリットとを段差のない連続した形状とするため、回転円盤砥石の回転方向と逆方向に円形孔を偏心させるか、基板半径方向に平行な部分のスリット幅を広げるように構成することを特徴としているが、高音における騒音については一切記載されていない。すなわち、本発明の切断ブレードでは騒音低減用ホールが笛吹き音の低減に本質的に重要であるが、本公報には騒音低減用ホールについての記載、あるいは示唆は全く無い。本出願人は、本公報記載の回転円盤砥石と同様な切断ブレードを作成し騒音レベルを評価したが、騒音の低減効果は殆ど無かった。この理由については次のように考えられる。すなわち本公報記載の回転円盤砥石は、首下摩耗を低減する為の円形孔５５は存在するものの、円形孔５５の中心を逆回転方向に半径の長さだけわずかに偏心させただけであり、この円形孔５５は本発明による騒音低減用ホールとは異なって、笛吹き音を本質的に低減する作用は無いものと考えられる。

本発明は、空転時に発生する笛吹き音のような騒音を安定かつ確実に低減する切断ブレードを提供する。

本発明の請求項１に係る切断ブレードは、円形基板外周面に複数のセグメントチップを配し、各セグメントチップ間の基板外周部に出口スロットを形成した切断ブレードにおいて、前記出口スロットに連結し、前記円形基板の半径方向に対して所定角度及び所定幅で前記円形基板に形成された中央スロットと、前記中央スロットに連結し、前記切断ブレードの回転方向に前記中央スロットから所定奥行き長さで突出し、かつ所定高さを有する騒音低減用ホールと、を備え、前記所定高さ及び前記所定角度によらず、前記所定奥行き長さが１０ｍｍ以上であることを特徴としている。また、前記所定高さが５ｍｍ以上で、かつ前記所定奥行き長さが５ｍｍ以上であるように構成しても良い。

また本発明の請求項６に係る切断ブレードは、円形基板外周面に複数のセグメントチップを配し、各セグメントチップ間の基板外周部に出口スロットを形成した切断ブレードにおいて、前記出口スロットに連結し、前記円形基板の半径方向に対して所定角度及び所定幅で前記円形基板に形成された中央スロットと、前記中央スロットに連結し、前記切断ブレードの回転方向に前記中央スロットから所定奥行き長さで突出し、かつ所定高さを有する騒音低減用ホールと、を備え、前記所定高さが５ｍｍ以上で、かつ前記所定奥行き長さが５ｍｍ以上であることを特徴としている。さらに前記所定高さ及び前記所定角度によらず、前記所定奥行き長さが１０ｍｍ以上であるように構成しても良い。また、前記所定奥行き長さ、前記所定幅、前記所定高さがそれぞれ各５ｍｍ以上であって、前記所定角度が５度以上であるように構成しても良い。

また、前記中央スロットと前記騒音低減用ホールの共通領域から前記騒音低減用ホールの終端までの全長が所定値以上であるように構成しても良く、前記全長が７．５ｍｍ以上であって、かつ前記所定奥行き長さが２．５ｍｍより大きいように構成しても良い。

本発明の切断ブレードは、比較的単純な構造で、切断ブレードの全使用回転数において笛吹き音等による騒音レベルを許容値以下まで安定かつ確実に低減することが出来る。

また本発明による切断ブレードは、切断ブレード全体の機械的強度を低下することが無いようにスロット及び騒音低減用ホールを設けており、笛吹き音の発生に伴う強い振動も生じないことから、切断ブレードの信頼性向上と切断ブレードの寿命延長とを図ることが出来る。この為、作業者は良好な作業環境で作業を行うことが出来、作業効率が改善する。

さらに本発明による切断ブレードは、スロットの幅、高さ、角度と騒音低減用ホールの奥行き長さを適切に設定することにより、切粉の排出を良好に行うことが可能であり、また、スロットを介しての冷却水の供給を円滑に行うことが出来る。この為、首下摩擦については大幅に改善することが出来る。

図１（ａ）は本発明の実施の形態に係わる切断ブレードの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図２（ａ）は切断ブレードの回転方向とセグメントチップの構造との関係を説明する為の説明図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の部分拡大図である。図１に示す切断ブレードの部分拡大図である。標準品及び本発明による切断ブレードの騒音評価を示す図である。特許文献３記載の回転円盤砥石の平面図である。

以下に本発明の切断ブレードの実施の形態について、図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態に係わる切断ブレードの平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。本実施の形態による切断ブレードは、炭素工具鋼材（ＳＫ材）等からなる金属製円形基板１１の外周面上に、等間隔で超砥粒と金属粉などのバインダを混合して焼成して形成したセグメントチップ１２がろう接又はレーザー溶接により接合されている。

各セグメントチップ１２間には切断ブレードの略径方向にスロット１３が形成され、このスロット１３により冷却水などの研削液を研削箇所に円滑に供給し、研削箇所を冷却すると共に研削により生じた切粉を排出するように構成する。またスロット１３は、切断ブレードによりコンクリートなどの切断を行う際、応力集中を防ぎ、かつ切断衝撃を緩和するように作用する。また１４はセンターホール、１５は固定用ピン孔であり、図示しない切断装置に設けた駆動エンジンの回転軸をセンターホール１４に貫通させ、さらに固定用ピン孔１５を用いて切断ブレードを固定する。このような構成により、切断ブレードを図１に示すように、切断ブレードの切断方向、例えば時計回り方向に所定の回転速度で回転し、コンクリート舗装面などにセグメントチップ１２を切り込んで切断加工を行う。

次に本発明の切断ブレードにおいて極めて重要な構成要素である切断ブレードの回転方向とセグメントチップの構造との関係について図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図２（ａ）に示すように、円形基板１１の外周部に接合された、セグメントチップ１２は、金属粉とダイヤモンド等の超砥粒２１を混合し規定の重量を焼結用グラファイト型に充填し加熱加圧し焼成される。この焼成されたセグメントチップ１２は、切れ刃になる超砥粒２１が突出しておらず切削機能を有していない為、円形基板１１に接合された後、切断ブレードの使用回転方向に合わせて砥石で研削し超砥粒２１を使用回転方向に合わせて突出させる作業（ドレッシング）を行う。図２（ｂ）に示すように、このドレッシング作業にて突出させた超砥粒２１は、使用回転方向前方に切れ刃となる超砥粒２１を露出させ、回転方向後端では金属粉が除去されていない部分（ボンドテール）２２を有している。このボンドテール２２は研削抵抗から超砥粒２１を保持し、超砥粒２１の脱落を防いでいる。この為、ドレッシングで規定された使用回転方向と反対方向で使用した場合には、切れ刃である超砥粒２１が露出していない方向から被切削材２３に超砥粒２１が当たる為に切削性能が得られず、研削抵抗に対する保持力も著しく低い為に超砥粒２１が脱落し、切削工具として機能しなくなる。

次に図３を参照してスロット１３及び騒音低減用ホール３３についてより詳細に説明する。図３において、３１は各セグメントチップ間に設けられた出口スロット、３２は出口スロット３１に連結し円形基板１１の径方向と角度αをなして円形基板１１に設けられた中央スロット、３３は中央スロット３２に連結し、円形基板１１の略円周方向に形成された騒音低減用ホールである。またＷは中央スロット３２の幅、Ｘは騒音低減用ホール３３の奥行き長さ、Ｈは騒音低減用ホール３３の高さをそれぞれ表す。図３に示すように騒音低減用ホール３３は、位置Ｐ１から研削方向（切断ブレード回転方向）にほぼ水平方向に向かって伸びており、位置Ｐ２で略円弧に沿って騒音低減用ホール３３が形成される。位置Ｐ１と反対側の騒音低減用ホール３３の壁は、同様に、位置Ｐ３から回転方向にほぼ水平方向に向かって伸びるように構成される。ここで位置Ｐ１，Ｐ３はそれぞれ、中央スロット３２と騒音低減用ホール３３との境界線の位置を表す。騒音低減用ホール３３の奥行き長さＸとしては、図３に示すように、位置Ｐ１と位置Ｐ３との水平方向における中間位置から位置Ｐ２までの長さとして定義するが、この定義は一例であって、中央スロット３２と騒音低減用ホール３３の連結部からの騒音低減用ホール３３の深さ（奥行き）を表す寸法であれば、他の定義であっても良い。また騒音低減用ホール３３について、位置Ｐ２から回転方向に略円弧で形成された場合を示したが他の形状であっても構わない。また首下摩耗対策として超鋼チップを中央スロット３２の壁に沿って設けても良い。この場合、中央スロット３２の幅Ｗは超鋼チップを設けない場合の幅よりも実質的に小さくなるが、本明細書において幅Ｗは最終的な中央スロットの構造における寸法幅として定義する。

本実施の形態による切断ブレードの騒音評価を行う為の事前評価として、現在標準品として用いられているスロットの先端部に円形ホールを設けたいわゆるキースロットタイプ（Ｋスロットタイプ）と、スロットの先端部がＵ字形のＵスロットタイプの２タイプの切断ブレードについて騒音評価を行った。Ｕスロットタイプの切断ブレードについては、表１に示すように、スロット角度αを−１０°、０°（垂直）、＋１０°の３種類とした試作品を作成した。ここで角度αは図３で説明したと同様に、スロットの径方向に対する傾きを表す。その他のディメンションとしてはキースロットタイプ、Ｕスロットの２タイプとも、セグメントチップの高さ１２ｍｍを含む外径が４８１ｍｍ、円形基板の厚さが２．６ｍｍ、スロットの幅Ｗを６ｍｍとした。騒音測定は冷却水の供給を停止し、エンジン回転数を３０００回転／分で切断ブレードを空転させ、切断装置の右側面から１ｍ離れた位置に騒音計（ＲＩＯＮ社製普通騒音計 NL-22）を設置し、騒音の周波数毎に騒音レベルを測定した。また、バックグランドの騒音を測定するために、切断装置に切断ブレードを装着しない状態での騒音についても測定した。表１で×は高音での騒音（笛吹き音）が発生することを表している。

図４（ａ）は、表１の条件によるキースロットタイプの切断ブレードとＵスロットタイプの切断ブレードの各試作品の騒音評価結果であり、横軸は騒音の周波数、縦軸は騒音レベル（ｄｂ）である。また、Machineで示す騒音は切断装置に切断ブレードを装着しない状態でのバックグランド騒音を表している。従って、キースロットタイプ、Ｕスロットタイプの各切断ブレードの実際の騒音レベルは、Machineで示されたバックグランド騒音を差し引いた値となる。図４（ａ）で、キースロットタイプ、Ｕスロットタイプの各切断ブレードとも２ＫＨｚ近くでピーキングが発生しており、これが笛吹き音の原因である。表１及び図４（ａ）から、角度αが０°のキースロットタイプ、Ｕスロットタイプの各汎用切断ブレード、及びＵスロットタイプの切断ブレードのスロットを−１０°、及び＋１０°傾けたいずれの切断ブレードにおいても笛吹き音が発生し、これらの切断ブレードでは騒音対策が困難であることを示唆している。

次に図１，２に示す本発明による切断ブレードの騒音評価について説明する。下記の表２に示す騒音評価に用いた本発明による各切断ブレードのセグメントチップ１２の高さ及び外径、円形基板１１の厚さは表１の切断ブレードと同一であり、幅Ｗが５ｍｍ、角度αが０°である。なお、奥行き長さＸが５ｍｍ、高さＨが５ｍｍの試作品の角度と騒音レベルとの関係については、表３を用いて後に詳述する。表２に示すように、騒音低減用ホール３３の奥行き長さＸを２．５ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍとし、騒音低減用ホール３３の高さＨを２ｍｍ，３ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍとした試作品を作成し、騒音を評価した。

表２から騒音低減用ホール３３の奥行き長さＸが１０ｍｍの場合、騒音低減用ホール３３の高さＨの値にかかわりなく高音での騒音（笛吹き音）レベルが許容値以下となることがわかる。また、実験結果から高さＨが１０ｍｍの場合について奥行き長さＸが２．５ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍの場合の変化を見ると、奥行き長さＸが大きくなると高音での騒音が小さくなることがわかり、さらに奥行き長さＸが長くなった場合についても騒音の抑制効果は継続する。従って、高さＨが２ｍｍ〜１０ｍｍの場合、奥行き長さＸを１０ｍｍ以上とすれば高音での騒音を許容値以下まで低減することが可能である。また、笛吹き音を低減するためには、上記の条件の場合、奥行き長さＸを５ｍｍ以上必要であることがわかる。さらに、奥行き長さＸが５ｍｍで、高さＨが３ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍの場合の騒音レベルを比較すると、高さＨが大きくなるほど騒音レベルが小さくなることがわかる。

また図４（ｂ）は表２で太枠で囲んだ条件、すなわち、高さＨが５ｍｍで奥行き長さＸが２．５ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍの場合の各試作品の騒音レベルを評価したグラフであり、図４（ｃ）は奥行き長さＸが１０ｍｍで、高さＨが２ｍｍ，５ｍｍ，１０ｍｍの各試作品の騒音レベルを評価したグラフである。図４（ｂ）から騒音周波数が２ＫＨｚ近くで奥行き長さＸが２．５ｍｍと５ｍｍの場合、ピーキングが生じるのに対して、奥行き長さＸが１０ｍｍではピーキングが消滅することがわかる。一方図４（ｃ）から奥行き長さＸが１０ｍｍの場合、高さＨが少なくとも２ｍｍ以上であればピーキングが生じず、高音での騒音が発生しないことがわかる。

次に図１，２に示す本発明による切断ブレードの騒音評価について説明を続行する。下記の表３に示す騒音評価に用いた本発明による各切断ブレードのセグメントチップ１２の高さ及び外径、円形基板１１の厚さは表１の切断ブレードと同一であり、幅Ｗが５ｍｍ、奥行き長さＸが５ｍｍ、高さＨが５ｍｍで角度αが０°，５°，１５°，２０°とした試作品を作成し、騒音を評価した。

表３及び表３をグラフ化した図４（ｄ）から、角度αを大きくすると高音での騒音が低減することがわかる。すなわち、図４（ｄ）で２ＫＨｚ近くのピーキングは角度αが０°→５°→１５°の順に減少し、角度αが１５°ではほぼピーキングは消滅する。しかしながら、角度αのみを大きくするだけでは表１で説明したように、全ての条件において高音における騒音を低減することは出来ない。表３の条件は奥行き長さＸが５ｍｍの条件であり、表２からこの条件（Ｘ＝５ｍｍ、高さＨが５ｍｍと１０ｍｍの間）を考察すると、本条件はピーキングが発生するか否かの限界条件に近い条件と考えられ、本条件下において角度αを大きくすることにより、限界条件からピーキングが減少する方向に条件変更がなされると考えられる。

次に表２を全長の観点で編集した下記に示す表４を参照して、全長と高音での騒音（笛吹き音）レベルとの関係について説明する。ここで表中に数値として示す全長は、中央スロット３２と騒音低減用ホール３３の共通領域から騒音低減用ホールの終端までの長さを表す。具体的には、図３の位置Ｐ２から右側部分の騒音低減用ホール３３を円弧とすると、全長は奥行き長さＸに（高さＨ／２）を加算した値となる。例えば、奥行き長さＸが１０ｍｍ、高さが５ｍｍの場合、全長は１０ｍｍ＋５ｍｍ／２＝１２．５ｍｍとなる。また表４で×は、騒音レベルが許容値よりも高いことを表し、○は騒音レベルが許容値よりも低いことを表わしている。なお、高さＨが２ｍｍで、奥行き長さＸが２．５ｍｍと５ｍｍの条件については試作を行っていない。

表４から奥行き長さＸが２．５ｍｍ、高さＨが１０ｍｍの条件を除き、全長が７．５ｍｍ以上の場合、騒音が許容値以下となることがわかる。このとき奥行き長さＸが５ｍｍ、高さＨが５ｍｍの条件（条件Ａ）を除き、他の条件は角度αが０°の場合を示している。条件Ａで角度αを０°とした試作品では、騒音レベルが許容値を超えてしまうが、寸法条件を同じにして角度αを５°以上とすることで騒音レベルを許容値以下まで低減することができる。

上記の表１〜表４を用いて説明した本発明による切断ブレードの幅Ｗは、表１の切断ブレードでは６ｍｍ、表２〜表４の切断ブレードでは５ｍｍである。次に幅Ｗを４ｍｍと小さくし、奥行き長さＸ、高さＨについては表４の切断ブレードと同様とし、かつ、角度αについては全て０°とした切断ブレードの騒音評価について、下記に示す表５を参照して説明する。

表５からわかるように、奥行き長さＸが２．５ｍｍ、高さＨが１０ｍｍの条件を除き、全長が７．５ｍｍ以上の場合、角度αを０°としても騒音レベルは許容値以下となることがわかる。また、奥行き長さＸが５ｍｍ、高さＨが５ｍｍ、角度αが０°で幅Ｗが５ｍｍの場合、騒音レベルは許容値を超えていたが、奥行き長さＸが５ｍｍ、高さＨが５ｍｍ、角度αが０°で幅Ｗを４ｍｍに狭くした場合、騒音レベルを許容値以下に低減することができる。

次に全長が長くなると騒音レベルが小さくなる理由について考察する。本発明の切断ブレードは、互いに連結する出口スロット３１、中央スロット３２、騒音低減用ホール３３を有するが、出口スロット３１と中央スロット３２との領域で発生する笛吹き音を、騒音低減用ホール３３により減衰させ、切断ブレード全体としては笛吹き音が発生しないように構成している。すなわち、出口スロット３１と中央スロット３２との領域で発生する空気振動（笛吹き音）に対して、騒音低減用ホール３３はこの空気振動を減衰するように作用する。中央スロット３２と騒音低減用ホール３３との共通領域から騒音低減用ホール３３の終端に至る音響インピーダンスは、高さＨが一定で奥行き長さＸが数ｍｍより長い場合、構造的には全長がほぼ支配的パラメータとなる。全長が長くなると、出口スロット３１と中央スロット３２との領域で発生する空気振動に対する制動力が増加するので、全長を所定値以上とすれば出口スロット３１と中央スロット３２との領域で発生する空気振動（笛吹き音）を大幅に減衰することが出来る。

次に特許文献３記載の回転円盤砥石の形状と、表２で説明した形状との関係について説明する。特許文献３記載の回転円盤砥石の形状としては、表２において、奥行き長さＸが２．５ｍｍ、高さＨが５ｍｍと１０ｍｍの場合にほぼ相当するが、表２からいずれの場合も笛吹き音の低減には効果がないことがわかる。すなわち、本発明による騒音低減用ホール３３は、出口スロット３１、中央スロット３２、騒音低減用ホール３３を含めた全スペースにおける狭帯域の固有振動を抑制するように条件設定がなされるが、特許文献３記載の回転円盤砥石はこれらについての考察は全く無く、狭帯域の固有振動を抑制するような条件についても記載されていない。

以上述べたことを整理すると下記のようになる。
（１）騒音低減用ホール３３の奥行き長さＸまたは全長、騒音低減用ホール３３の高さＨ、スロット角度αの各変数毎の高音における騒音（笛吹き音）に対する感度は奥行き長さＸまたは全長が最も大きく、奥行き長さＸまたは全長が大きくなると笛吹き音は減少する。
（２）セグメントチップの高さ１２ｍｍを含む外径が４８１ｍｍ、円形基板の厚さが２．６ｍｍの切断ブレードの場合、奥行き長さＸが１０ｍｍを超えると、高さＨの値にかかわりなく笛吹き音は実用上問題無いレベルまで低減する。
（３）幅Ｗが小さくなるほど騒音レベルが小さくなる。
（４）一般的に高さＨが大きくなるほど騒音レベルが小さくなる。
（５）角度αが大きくなるほど騒音レベルが小さくなる傾向がみられる。
（６）幅Ｗが５ｍｍの場合、全長が７．５ｍｍ以上の大部分の条件で騒音レベルは許容値以下となり、一部騒音レベルが許容値を超える条件では、角度αを５°以上とすることで騒音レベルを許容値以下とすることができる。また、幅Ｗが４ｍｍの場合は角度αが０°の場合でも、表５の左下隅の条件を除いて、騒音レベルは許容値以下となる。

上記においては高さＨと騒音との関係について考察したが、高さＨについてはその他に、切断ブレードの機械強度、切断時のクラック対策、切粉の排出性能についても考慮する必要がある。すなわち、高さＨが大きくなると円形基板１１の機械強度が低下し、逆に高さＨが小さくなると、切断時に加わる応力を緩和することが出来ず、円形基板１１にクラックが発生しやすいという問題がある。さらに高さＨが１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度になると、切粉がスロット１３に沿って滞留し円形基板１１が筋状に摩耗して基板強度が低下し、最悪の場合は破断してしまう恐れがある。

また奥行き長さＸについても機械的強度の面から制約がある。すなわち、奥行き長さＸを大きくすると騒音低減用ホール３３同士が接近し、騒音低減用ホール３３間の金属板領域が狭くなって機械的強度が低下する。この為、笛吹き音を低減するためには奥行き長さＸを大きくすることが好ましいが、切断ブレードとしての機械的強度を保つためには奥行き長さＸを小さくすることが必要である。さらに角度αについても、角度αが大きくなると円形基板１１の剛性が低下するという剛性の面からの制限があり、実用上２０°程度が限界である。

また幅Ｗについては、幅Ｗが小さくなるとスロット１３を介して流れる冷却水の供給能力が減少し、冷却能力が不足すると共に、切断時に発生する切粉を円滑に排出することが困難となる。この為、幅Ｗとして最小２ｍｍ以上必要であり、好ましくは３ｍｍ〜８ｍｍ程度が適当と考えられる。なお、幅が２ｍｍの場合においても笛吹き音の発生は抑制されると考えられる。

なお上記の説明において、切断ブレードはいずれも時計回り方向（騒音低減用ホールの突出方向）に回転して騒音を評価しているが、切断ブレードを反時計回り方向（騒音低減用ホールの突出方向の反対方向）に回転した場合は、騒音レベルが増加することがわかった。具体的には、表３の条件の場合、切断ブレードを反時計回り方向に回転した場合は、切断ブレードを時計回り方向に回転した場合に比べて全て騒音値が高くなり、さらに角度αが大きくなると騒音値の増加割合が大きくなることがわかった。また、騒音レベルを低減する効果は切断ブレードを時計回り方向に回転した場合においては角度αが大きいほど大きいことが実験的に確認できた。従って、本発明による切断ブレードにおいて、騒音低減用ホールの突出方向に回転することが騒音を低減する上で極めて有効であることが判明した。

なお上記において、騒音低減用ホール３３は図３に示すように位置Ｐ１から研削方向（切断ブレード回転方向）にほぼ水平方向に向かって伸びているとして説明したが、図３記載の騒音低減用ホール３３に加えて、位置Ｐ１から中央スロット３２に連結して研削方向（切断ブレード回転方向）と逆方向に補助的な騒音低減用ホールを設けるように構成しても良い。

また、騒音低減用ホール３３は図３に示すように、必ずしも位置Ｐ１から研削方向（切断ブレード回転方向）にほぼ水平方向に向かってまっすぐ伸びるように構成する必要はなく、騒音低減用ホール３３の先端部を切断ブレードの中心方向、あるいは円周方向に曲げて、への字形、Ｖ字形又はＵ字形、あるいはＬ字の先端部を中心方向、あるいは円周方向に曲げるようにデザインしたＬ字形、あるいはこのＬ字形の先端部に連結してこの先端部より広い空洞部を設けるように構成しても良い。

１１円形基板
１２セグメントチップ
１３スロット
１４センターホール
１５固定用ピン孔
２１超砥粒
２２ボンドテール
２３被切削材
３１出口スロット
３２中央スロット
３３騒音低減用ホール
５１基板
５２セグメントチップ
５３，５４スリット
５５円形孔

Claims

円形基板外周面に複数のセグメントチップを配し、各セグメントチップ間の基板外周部に出口スロットを形成した切断ブレードにおいて、
前記出口スロットに連結し、前記円形基板の半径方向に対して所定角度及び所定幅で前記円形基板に形成された中央スロットと、
前記中央スロットに連結し、前記切断ブレードの回転方向に前記中央スロットから所定奥行き長さで突出し、かつ所定高さを有する騒音低減用ホールと、を備え、
前記所定高さ及び前記所定角度によらず、前記所定奥行き長さが１０ｍｍ以上であることを特徴とする切断ブレード。
前記所定高さが５ｍｍ以上で、かつ前記所定奥行き長さが５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の切断ブレード。
前記所定奥行き長さ、前記所定幅、前記所定高さがそれぞれ各５ｍｍ以上であって、前記所定角度が５度以上であることを特徴とする請求項１記載の切断ブレード。
前記中央スロットと前記騒音低減用ホールの共通領域から前記騒音低減用ホールの終端までの全長が所定値以上であることを特徴とする請求項１記載の切断ブレード。
前記全長が７．５ｍｍ以上であって、かつ前記所定奥行き長さが２．５ｍｍより大きいことを特徴とする請求項４記載の切断ブレード。
円形基板外周面に複数のセグメントチップを配し、各セグメントチップ間の基板外周部に出口スロットを形成した切断ブレードにおいて、
前記出口スロットに連結し、前記円形基板の半径方向に対して所定角度及び所定幅で前記円形基板に形成された中央スロットと、
前記中央スロットに連結し、前記切断ブレードの回転方向に前記中央スロットから所定奥行き長さで突出し、かつ所定高さを有する騒音低減用ホールと、を備え、
前記所定高さが５ｍｍ以上で、かつ前記所定奥行き長さが５ｍｍ以上であることを特徴とする切断ブレード。
前記所定奥行き長さ、前記所定幅、前記所定高さがそれぞれ各５ｍｍ以上であって、前記所定角度が５度以上であることを特徴とする請求項６記載の切断ブレード。
前記中央スロットと前記騒音低減用ホールの共通領域から前記騒音低減用ホールの終端までの全長が所定値以上であることを特徴とする請求項６記載の切断ブレード。
前記全長が７．５ｍｍ以上であって、かつ前記所定奥行き長さが２．５ｍｍより大きいことを特徴とする請求項８記載の切断ブレード。