図面 (/)

技術 鋸刃及びその製造方法

出願人 株式会社アマダホールディングス株式会社アマダマシンツール
発明者 押部勝彦辻本晋
出願日 2008年8月20日 (12年4ヶ月経過) 出願番号 2008-211674
公開日 2010年3月4日 (10年9ヶ月経過) 公開番号 2010-046732
状態 特許登録済
技術分野 鋸引き
主要キーワード 代表サイズ 歯先先端 金属切断用 手持ち工具 案内歯 スクイ角 スクイ面 切断ワーク
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年3月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

耐チッピング性耐摩耗性切削抵抗の低減化に優れた鋸刃を提供する。

解決手段

鋸刃であって、当該鋸刃における鋸歯スクイ角をθ,歯角をβ,逃げ角をαとしたとき、スクイ角θは17°≦θ≦40°,歯角βは35°≦β≦58°,逃げ角αは15°以上であり、上記スクイ角θと歯角βと逃げ角αの和は90°で、前記鋸歯のスクイ面5と接する円弧状のチップカーラー部7の半径rは鋸歯ピッチ又は当該鋸刃の平均鋸歯ピッチの10%±4%であり、前記チップカーラー部7の扇角γは85°±20°であり、前記チップカーラー部7と当該鋸歯の歯底側から伸びガレット形成面3との交差部11から当該鋸歯の歯先までの寸法hは、(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)である。

概要

背景

一般的に、鋸刃においてバイメタル鋸刃といえば、刃部胴部材質が異なる鋸刃のことを指し、胴部に強靱性バネ鋼を使用し、刃部に超硬合金サーメットセラミック高速度工具鋼などの硬質材料を使用した鋸刃のことであるが、業界で、バイメタル鋸刃と言えば刃部に高速度工具鋼を使用した鋸刃を指す場合がある。

鋸刃において、1個の鋸歯を見ると、当該鋸歯は一般的な切削バイトと同様にスクイ角逃げ角及び歯先の角度である歯角(スクイ面逃げ面とのなす角)でもって定義することが可能であり、このスクイ角と逃げ角と歯角の和は90°である。

鋸刃には様々な種類があり、人が手に持って切削を行う、ハンドハクソー大工さんが使用する手鋸の様な手持ち工具としての鋸刃の様なものまであるが、ここでは、主に、電動モーター動力を利用して切削加工を行う鋸盤について述べる。

鋸盤は、鋸刃の形状から、丸鋸盤帯鋸盤に大別され、用途から木工用と金属用に大別される。丸鋸盤と帯鋸盤それぞれに、木工用と金属用があるので、鋸刃の形状と用途で分類すると4種類となる。丸鋸盤には丸鋸刃が使用され、帯鋸盤には帯鋸刃が使用される。

木工用と金属用に使用される鋸刃の大きな違いは、スクイ角にある。木工用鋸刃はワークが木材であるがゆえに、切れ味重視した大きなスクイ角が設けられており、一般的に20°〜30°程度である。なお、金属用鋸刃のスクイ角については、一般的に0°〜15°程度である。すなわち、木工用と金属用では、切断するワークの特性が著しく異なるため、使用される鋸刃の歯先形状は、基本的な設計思想が異なる。

次に、丸鋸刃と帯鋸刃の大きな違いを金属用について述べる。

株式会社アマダカッティングホームページ掲載されている金属切断用の丸鋸刃の代表サイズの刃厚は2.0〜2.7mmまであるが、丸鋸刃のスタンダード品(すなわち、一般的な代表例)と書かれてあるHSSハイス)の丸鋸刃に注目すると、刃厚は2.5mmとなっている。刃厚というのは、切り溝幅に相当する歯先先端部の幅のことなので、丸鋸本体の厚みである厚は一般的に85%程度であるので2.5×0.85=2.1mm程度である。

また、この丸鋸刃が使用される丸鋸盤は、CM−400という丸鋸盤に使用される。この丸鋸盤CM−400は、前記同様株式会社アマダカッティングのホームページに掲載されているものである。CM−400で切断できるワークの最大径中実材で直径60mm、パイプの場合で直径90mmと記載されている。つまり、鋸厚2.1mm程度で直径90mm以下のワークを切断するものである。

同じく、株式会社アマダカッティングのホームページに掲載されている金属切断用の鋸刃でベストセラーブレード(すなわち、一般的な代表例)と記載のあるSGLBという商品の帯厚は、0.9〜1.6mmまで記載されている。帯厚というのは、切り溝幅に相当する寸法のことではなく、前記丸鋸刃における鋸厚に相当するものである。

また、この帯鋸刃が使用される帯鋸盤を、前記同様に株式会社アマダカッティングのホームページで探すと、最も小型の帯鋸盤になるが、HA−250という商品が掲載されている。このHA−250に使用する帯鋸刃の帯厚は0.9mmで、切断できるワークの最大径は直径250mmとある。

以上について、まとめると
丸鋸刃:鋸厚2.1mm、切断ワーク最大直径90mm
帯鋸刃:帯厚0.9mm、切断ワーク最大直径250mm
であり、歯先を支え鋸刃本体の厚みが、丸鋸刃に比べて、帯鋸刃は半分程度であることがわかる。これは、丸鋸刃に較べて、帯鋸刃の場合は、切削抵抗に対する剛性が著しく小さいことと歯先の強度が小さいことを意味する。また、切断するワークの大きさは、帯鋸刃に較べて剛性のある丸鋸刃の方が小さいので、直径90mm以下における小径材での切削パフォーマンスは丸鋸盤の方が格段に優れており、よって使用される丸鋸刃も帯鋸刃とは全く違う思想で設計されている。

金属用の丸鋸刃は、鋸厚が大きいために、大きな切削抵抗を支えることができるので、1歯当りの切込みを大きくすることが可能である。その歯先は大きな切込みに耐えられるように75°前後の大きな歯角を有している。スクイ角も一般的に10°以下と小さく、中にはネガティブなスクイ角を設けたものもある。すなわち、金属用の丸鋸刃は、歯先の剛性があり、チッピングに強いが、切れ味が悪い。しかし、切れ味が悪い部分については、丸鋸刃本体の剛性が大きいので、丸鋸盤の方で強制的な切り込みを行うことによりリカバーしている。この様な切削方法を帯鋸刃では実用化した例はなく、丸鋸刃と帯鋸刃では基本的な設計思想が異なり、帯鋸刃は2つのホイール曲げられ、歯先がワーク方向を指向するように2つのインサートられるので、鋸刃本体の剛性を大きくするには限界がある。

更に、金属切断用の帯鋸刃で、特に、バイメタル帯鋸刃の刃材の材質については、高速度工具鋼を使用したものと、タングステンカーバイトを主成分とする超硬合金を使用したものの2種類が実用化されている。一般的に、超硬合金は非常に硬いが、非常に脆いために、チッピングを起こし易く、鋭利な歯先エッジを形成することは困難である。これは、帯鋸刃の場合も同様であり、超硬合金を使用した金属切断用の帯鋸刃の歯角は大きく、スクイ角も10°以下である。

以下に、金属切断用帯鋸刃の一般的なスクイ角および歯角とは、具体的に、どの程度なのか、について考察する。

また、以下の参照文献は、金属切断用の帯鋸刃で、歯先に高速度工具鋼(HSS、ハイスともいう)を使用した例が含まれると考えられる、特許出願を参照に用いる。

まず、USP4,292,871は、1979年2月1日の出願である。
この中で、レギュラー刃についての一般的な角度、歯角54°〜55°、逃げ角35°〜36°が記載されており、レギュラー刃というのは、スクイ角が0°という説明がある。(セクション1の50〜65行参照

すなわち、(1)スクイ角が0°、歯角54°〜55°である。なお、スクイ角0°の帯鋸刃は現在も使用されている。

同じく、USP4,292,871の明細書の中で、典型的なフック刃(ポジティブスクイ角)として、(2)スクイ角5°〜10°、歯角50°〜51°、逃げ角30°以上という記載がある。

次に、特開平8−174334は、優先日1994年9月27日を主張した出願である。
この中で、従来の鋸刃として、(3)スクイ角10°、歯角48°、逃げ角32°の記載(段落0010〜0017参照)がある。

更に、特開2005−118949は、2003年10月17日の出願である。
ここに、一般的な鋸刃として、スクイ角10°±5°、逃げ角30°±10°の記載(段落0008参照)がある。この場合、スクイ角は5°〜15°で、逃げ角は20°〜40°ということがあるが、スクイ角が5°の時には、逃げ角は40°、スクイ角が15°の時には、逃げ角は20°と考えるのが普通であるので、歯角は、90°−5°−40°=45°から90°−15°−20°=55°が一般的と考えられる。
すなわち、(4)スクイ角が5°〜15°、歯角45°〜55°である。

上より、金属切断用帯鋸刃の一般的なスクイ角、歯角は、1979年当時も今も大きな変化は無く、上記の最小と最大値をとると、スクイ角が0°〜15°、歯角45°〜55°程度である。特に、スクイ角が15°を超えないのは、金属切断用帯鋸刃のための歯切り機械仕様が、15°を超えないためである。下記する特別な発明の先行事例の中で、スクイ角あるいは歯角についての記載が無い場合は、これらの値を参照するものとする。

以下、特別な先行事例、すなわち、これまでの研究事例について、考察する。

前記USP4,292,871には、(5)スクイ角4°〜7°、歯角53°〜61°、逃げ角25°〜31°と記載されている。(セクション3の35行参照)

前記特開平8−174334には、大きな歯角の歯として、(6)スクイ角7°〜10°、歯角55°〜68°、逃げ角15°〜30°と記載されており、具体的に実験で使用した鋸刃は、(7)スクイ角7.5°、歯角59.5°、逃げ角23°と記載(段落0010〜0017参照)されている。

特開2005−349512は、2004年6月9日の出願であり、スクイ角10°、背角70°の記載(段落0018参照)が有る。背角というのは歯角とスクイ角を合わせた値であり、歯角は70°−10°=60°である。すなわち、(8)スクイ角10°、歯角60°である。

USP5,018,421は、1988年4月7日の出願であり、(9)スクイ角7°〜12.5°、歯角61°〜64°の記載(セクション2の35、40行参照)がある。また、この発明の実験用の鋸刃として、(10)スクイ角7.5°、歯角62.5°の記載(TABLE1参照)が有る。

特開平6−716は、1992年6月18日の出願であり、逃げ角32.5°、スクイ角9°の記載がある(図3参照)。すなわち、(11)スクイ角9°、歯角48.5°である。

特開平11−19821は、優先日1997年5月8日を主張した出願である。
この中には、逃げ角15〜45°、特に20〜35°が好適とあり、逃げ角が45°以上になると、ワークに対する切り込み性は向上するものの歯先が鋭角となり剛性が低下すると共に摩耗が進行し易くなると記載されており、逃げ角45°の時のスクイ角は0°、歯角は45°と考えられる。

また、逃げ角15°以下になると、剛性は向上するものの切り込み性が低下し易いと記載(段落0036参照)されている。前記逃げ角が15°の場合のスクイ角、歯角についての記載はないが、前記の一般的な金属切断用帯鋸刃のスクイ角の最大値15°と推定すると、歯角は90°−15°−15°=60°と推定される。すなわち、(12)スクイ角0°〜15°、歯角45°〜60°と推定される。

特開平11−147201は、優先日1997年9月8日を主張した出願である。
この中には、塑性変形でスクイ角を大きくした鋸刃の発明が記載されており、スクイ角5°〜30°の記載(請求項3参照)がある。

歯角についての記載はないが、この場合は、前記の一般的な金属切断用帯鋸刃の歯角45°〜55°と考えられる。すなわち、(13)スクイ角5°〜30°、歯角45°〜55°と推定される。

特開平11−28615は、1998年5月15日の出願である。(段落0039参照)
スクイ角を一定とした時
逃げ角αA:30°〜40°、αB:27°〜40°、αC:20°〜35°
逃げ角を一定とした時
スクイ角θA:4°〜15°、θB:3°〜13°、θC:0°〜11°
スクイ角、逃げ角を問わずに
歯角βA:40°〜50°、βB:40°〜55°、βC:45°〜75°
この様に、歯先の角度について、個別に記載されており、スクイ角と歯角の関係については明記されていないが、少なくとも、スクイ角0°〜15°、歯角40°〜75°の範囲の研究が行われたことがわかる。

但し、スクイ角が15°で歯角が75°という組み合わせは実現的ではない。なぜならば、逃げ角が0°になってしまうからである。前記特開平11−19821に示されている様に、逃げ角は15°程度必要ということを考えると、スクイ角が15°の時に歯角が60°と考えるのが自然である。すなわち、この発明の研究の範囲は、組み合わせを考慮すると、(14)スクイ角0°〜15°、歯角40°〜75°の範囲内であるが、最小逃げ角15°と考えられる。

特許第3870158号は、優先日2000年7月18日を主張した出願である。この中には、(15)スクイ角5°〜10°(図は8°)、歯角45°〜65°(図は55°)、逃げ角20°〜35°(図は27°)の記載(段落0015〜0020参照)がある。

以上の特許出願で、説明の中で付記した数字をまとめると、次のようになる。
(1)スクイ角0°、歯角54°〜55°(逃げ角35°〜36°)
(2)スクイ角5°〜10°、歯角50°〜51°(逃げ角29°〜35°)
(3)スクイ角10°、歯角48°(逃げ角32°)
(4)スクイ角5°〜15°、歯角45°〜55°(逃げ角20°〜40°)
(5)スクイ角4°〜7°、歯角53°〜61°(逃げ角22°〜33°)
(6)スクイ角7°〜10°、歯角55°〜68°(逃げ角12°〜28°)
(7)スクイ角7.5°、歯角59.5°(逃げ角23°)
(8)スクイ角10°、歯角60°(逃げ角20°)
(9)スクイ角7°〜12.5°、歯角61°〜64°(逃げ角13.5°〜22°)
(10)スクイ角7.5°、歯角62.5°(逃げ角20°)
(11)スクイ角9°、歯角48.5°(逃げ角32.5°)
(12)スクイ角0°〜15°、歯角45°〜60°(逃げ角15°〜45°)
(13)スクイ角5°〜30°、歯角45°〜55°(逃げ角5°〜40°)
(14)スクイ角0°〜15°、歯角40°〜75°の範囲内であるが、最小逃げ角15°(逃げ角15°〜50°)
(15)スクイ角5°〜10°、歯角45°〜65°(逃げ角15°〜40°)

これらの中で、(6)の例は逃げ角が小さすぎる範囲を含んでいるが、(6)、(13)および(14)の3例の範囲が、他の全ての例を含んでいる。なお、(1)〜(15)において、括弧内に示した逃げ角は、計算値であるので、その計算方法により、文献記載の値とは多少異なる場合がある。
USP4292871号公報
特開平8−174334号公報
特開2005−118949号公報
特開2005−349512号公報
USP5018421号公報
特開平6−716号公報
特開平11−19821号公報
特開平11−147201号公報
特開平11−28615号公報
特許第3870158号公報

概要

耐チッピング性耐摩耗性,切削抵抗の低減化に優れた鋸刃を提供する。鋸刃であって、当該鋸刃における鋸歯のスクイ角をθ,歯角をβ,逃げ角をαとしたとき、スクイ角θは17°≦θ≦40°,歯角βは35°≦β≦58°,逃げ角αは15°以上であり、上記スクイ角θと歯角βと逃げ角αの和は90°で、前記鋸歯のスクイ面5と接する円弧状のチップカーラー部7の半径rは鋸歯ピッチ又は当該鋸刃の平均鋸歯ピッチの10%±4%であり、前記チップカーラー部7の扇角γは85°±20°であり、前記チップカーラー部7と当該鋸歯の歯底側から伸びガレット形成面3との交差部11から当該鋸歯の歯先までの寸法hは、(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

鋸刃であって、当該鋸刃における鋸歯スクイ角をθ,歯角をβ,逃げ角をαとしたとき、スクイ角θは17°≦θ≦40°,歯角βは35°≦β≦58°逃げ角αは15°以上であり、上記スクイ角θと歯角βと逃げ角αの和は90°で、前記鋸歯のスクイ面と接する円弧状のチップカーラー部の半径rは鋸歯ピッチ又は当該鋸刃の平均鋸歯ピッチの10%±4%であり、前記チップカーラー部の扇角γは85°±20°であり、前記チップカーラー部と当該鋸歯の歯底側から伸びガレット形成面との交差部から当該鋸歯の歯先までの寸法hは、(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)であることを特徴とする鋸刃。

請求項2

請求項1に記載の鋸刃において、鋸刃に備えられた複数の鋸歯の歯高高低差があることを特徴とする鋸刃。

請求項3

請求項1又は2に記載の鋸刃において、前記鋸歯の歯先に硬質コーティングが施されていることを特徴とする鋸刃。

請求項4

請求項1、2又は3に記載の鋸刃において、前記鋸歯は、歯切り加工された状態のままにあることを特徴とする鋸刃。

請求項5

鋸刃の製造方法であって、鋸刃における鋸歯のスクイ角をθ,歯角をβ,逃げ角αとしたとき、17°≦θ≦40°,35°≦β≦58°,15°<αであってθ+β+α=90°、鋸歯のスクイ面と接する円弧状のチップカーラー部の半径rは鋸歯のピッチ又は鋸刃の平均ピッチの10%±4%、当該チップカーラー部の扇角rは85°±20°、前記チップカーラー部と鋸歯の歯底側から伸びるガレット形成面との交差部から鋸歯の歯先までの寸法hが(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)で表わされる鋸歯の歯切り加工を行った後、前記スクイ角θ,歯角β,逃げ角αをそのままの状態に保持して左右のアサリ歯アサリ出しを行うことを特徴とする鋸刃の製造方法。

技術分野

0001

本発明は鋸刃係り、さらに詳細には、ワークを切削(切断)加工するときの切削抵抗の低減,耐チッピング性の向上,耐摩耗性の向上を図った鋸刃に関する。

背景技術

0002

一般的に、鋸刃においてバイメタル鋸刃といえば、刃部胴部材質が異なる鋸刃のことを指し、胴部に強靱性バネ鋼を使用し、刃部に超硬合金サーメットセラミック高速度工具鋼などの硬質材料を使用した鋸刃のことであるが、業界で、バイメタル鋸刃と言えば刃部に高速度工具鋼を使用した鋸刃を指す場合がある。

0003

鋸刃において、1個の鋸歯を見ると、当該鋸歯は一般的な切削バイトと同様にスクイ角逃げ角及び歯先の角度である歯角(スクイ面逃げ面とのなす角)でもって定義することが可能であり、このスクイ角と逃げ角と歯角の和は90°である。

0004

鋸刃には様々な種類があり、人が手に持って切削を行う、ハンドハクソー大工さんが使用する手鋸の様な手持ち工具としての鋸刃の様なものまであるが、ここでは、主に、電動モーター動力を利用して切削加工を行う鋸盤について述べる。

0005

鋸盤は、鋸刃の形状から、丸鋸盤帯鋸盤に大別され、用途から木工用と金属用に大別される。丸鋸盤と帯鋸盤それぞれに、木工用と金属用があるので、鋸刃の形状と用途で分類すると4種類となる。丸鋸盤には丸鋸刃が使用され、帯鋸盤には帯鋸刃が使用される。

0006

木工用と金属用に使用される鋸刃の大きな違いは、スクイ角にある。木工用鋸刃はワークが木材であるがゆえに、切れ味重視した大きなスクイ角が設けられており、一般的に20°〜30°程度である。なお、金属用鋸刃のスクイ角については、一般的に0°〜15°程度である。すなわち、木工用と金属用では、切断するワークの特性が著しく異なるため、使用される鋸刃の歯先形状は、基本的な設計思想が異なる。

0007

次に、丸鋸刃と帯鋸刃の大きな違いを金属用について述べる。

0008

株式会社アマダカッティングホームページ掲載されている金属切断用の丸鋸刃の代表サイズの刃厚は2.0〜2.7mmまであるが、丸鋸刃のスタンダード品(すなわち、一般的な代表例)と書かれてあるHSSハイス)の丸鋸刃に注目すると、刃厚は2.5mmとなっている。刃厚というのは、切り溝幅に相当する歯先先端部の幅のことなので、丸鋸本体の厚みである厚は一般的に85%程度であるので2.5×0.85=2.1mm程度である。

0009

また、この丸鋸刃が使用される丸鋸盤は、CM−400という丸鋸盤に使用される。この丸鋸盤CM−400は、前記同様株式会社アマダカッティングのホームページに掲載されているものである。CM−400で切断できるワークの最大径中実材で直径60mm、パイプの場合で直径90mmと記載されている。つまり、鋸厚2.1mm程度で直径90mm以下のワークを切断するものである。

0010

同じく、株式会社アマダカッティングのホームページに掲載されている金属切断用の鋸刃でベストセラーブレード(すなわち、一般的な代表例)と記載のあるSGLBという商品の帯厚は、0.9〜1.6mmまで記載されている。帯厚というのは、切り溝幅に相当する寸法のことではなく、前記丸鋸刃における鋸厚に相当するものである。

0011

また、この帯鋸刃が使用される帯鋸盤を、前記同様に株式会社アマダカッティングのホームページで探すと、最も小型の帯鋸盤になるが、HA−250という商品が掲載されている。このHA−250に使用する帯鋸刃の帯厚は0.9mmで、切断できるワークの最大径は直径250mmとある。

0012

以上について、まとめると
丸鋸刃:鋸厚2.1mm、切断ワーク最大直径90mm
帯鋸刃:帯厚0.9mm、切断ワーク最大直径250mm
であり、歯先を支え鋸刃本体の厚みが、丸鋸刃に比べて、帯鋸刃は半分程度であることがわかる。これは、丸鋸刃に較べて、帯鋸刃の場合は、切削抵抗に対する剛性が著しく小さいことと歯先の強度が小さいことを意味する。また、切断するワークの大きさは、帯鋸刃に較べて剛性のある丸鋸刃の方が小さいので、直径90mm以下における小径材での切削パフォーマンスは丸鋸盤の方が格段に優れており、よって使用される丸鋸刃も帯鋸刃とは全く違う思想で設計されている。

0013

金属用の丸鋸刃は、鋸厚が大きいために、大きな切削抵抗を支えることができるので、1歯当りの切込みを大きくすることが可能である。その歯先は大きな切込みに耐えられるように75°前後の大きな歯角を有している。スクイ角も一般的に10°以下と小さく、中にはネガティブなスクイ角を設けたものもある。すなわち、金属用の丸鋸刃は、歯先の剛性があり、チッピングに強いが、切れ味が悪い。しかし、切れ味が悪い部分については、丸鋸刃本体の剛性が大きいので、丸鋸盤の方で強制的な切り込みを行うことによりリカバーしている。この様な切削方法を帯鋸刃では実用化した例はなく、丸鋸刃と帯鋸刃では基本的な設計思想が異なり、帯鋸刃は2つのホイール曲げられ、歯先がワーク方向を指向するように2つのインサートられるので、鋸刃本体の剛性を大きくするには限界がある。

0014

更に、金属切断用の帯鋸刃で、特に、バイメタル帯鋸刃の刃材の材質については、高速度工具鋼を使用したものと、タングステンカーバイトを主成分とする超硬合金を使用したものの2種類が実用化されている。一般的に、超硬合金は非常に硬いが、非常に脆いために、チッピングを起こし易く、鋭利な歯先エッジを形成することは困難である。これは、帯鋸刃の場合も同様であり、超硬合金を使用した金属切断用の帯鋸刃の歯角は大きく、スクイ角も10°以下である。

0015

以下に、金属切断用帯鋸刃の一般的なスクイ角および歯角とは、具体的に、どの程度なのか、について考察する。

0016

また、以下の参照文献は、金属切断用の帯鋸刃で、歯先に高速度工具鋼(HSS、ハイスともいう)を使用した例が含まれると考えられる、特許出願を参照に用いる。

0017

まず、USP4,292,871は、1979年2月1日の出願である。
この中で、レギュラー刃についての一般的な角度、歯角54°〜55°、逃げ角35°〜36°が記載されており、レギュラー刃というのは、スクイ角が0°という説明がある。(セクション1の50〜65行参照

0018

すなわち、(1)スクイ角が0°、歯角54°〜55°である。なお、スクイ角0°の帯鋸刃は現在も使用されている。

0019

同じく、USP4,292,871の明細書の中で、典型的なフック刃(ポジティブスクイ角)として、(2)スクイ角5°〜10°、歯角50°〜51°、逃げ角30°以上という記載がある。

0020

次に、特開平8−174334は、優先日1994年9月27日を主張した出願である。
この中で、従来の鋸刃として、(3)スクイ角10°、歯角48°、逃げ角32°の記載(段落0010〜0017参照)がある。

0021

更に、特開2005−118949は、2003年10月17日の出願である。
ここに、一般的な鋸刃として、スクイ角10°±5°、逃げ角30°±10°の記載(段落0008参照)がある。この場合、スクイ角は5°〜15°で、逃げ角は20°〜40°ということがあるが、スクイ角が5°の時には、逃げ角は40°、スクイ角が15°の時には、逃げ角は20°と考えるのが普通であるので、歯角は、90°−5°−40°=45°から90°−15°−20°=55°が一般的と考えられる。
すなわち、(4)スクイ角が5°〜15°、歯角45°〜55°である。

0022

上より、金属切断用帯鋸刃の一般的なスクイ角、歯角は、1979年当時も今も大きな変化は無く、上記の最小と最大値をとると、スクイ角が0°〜15°、歯角45°〜55°程度である。特に、スクイ角が15°を超えないのは、金属切断用帯鋸刃のための歯切り機械仕様が、15°を超えないためである。下記する特別な発明の先行事例の中で、スクイ角あるいは歯角についての記載が無い場合は、これらの値を参照するものとする。

0023

以下、特別な先行事例、すなわち、これまでの研究事例について、考察する。

0024

前記USP4,292,871には、(5)スクイ角4°〜7°、歯角53°〜61°、逃げ角25°〜31°と記載されている。(セクション3の35行参照)

0025

前記特開平8−174334には、大きな歯角の歯として、(6)スクイ角7°〜10°、歯角55°〜68°、逃げ角15°〜30°と記載されており、具体的に実験で使用した鋸刃は、(7)スクイ角7.5°、歯角59.5°、逃げ角23°と記載(段落0010〜0017参照)されている。

0026

特開2005−349512は、2004年6月9日の出願であり、スクイ角10°、背角70°の記載(段落0018参照)が有る。背角というのは歯角とスクイ角を合わせた値であり、歯角は70°−10°=60°である。すなわち、(8)スクイ角10°、歯角60°である。

0027

USP5,018,421は、1988年4月7日の出願であり、(9)スクイ角7°〜12.5°、歯角61°〜64°の記載(セクション2の35、40行参照)がある。また、この発明の実験用の鋸刃として、(10)スクイ角7.5°、歯角62.5°の記載(TABLE1参照)が有る。

0028

特開平6−716は、1992年6月18日の出願であり、逃げ角32.5°、スクイ角9°の記載がある(図3参照)。すなわち、(11)スクイ角9°、歯角48.5°である。

0029

特開平11−19821は、優先日1997年5月8日を主張した出願である。
この中には、逃げ角15〜45°、特に20〜35°が好適とあり、逃げ角が45°以上になると、ワークに対する切り込み性は向上するものの歯先が鋭角となり剛性が低下すると共に摩耗が進行し易くなると記載されており、逃げ角45°の時のスクイ角は0°、歯角は45°と考えられる。

0030

また、逃げ角15°以下になると、剛性は向上するものの切り込み性が低下し易いと記載(段落0036参照)されている。前記逃げ角が15°の場合のスクイ角、歯角についての記載はないが、前記の一般的な金属切断用帯鋸刃のスクイ角の最大値15°と推定すると、歯角は90°−15°−15°=60°と推定される。すなわち、(12)スクイ角0°〜15°、歯角45°〜60°と推定される。

0031

特開平11−147201は、優先日1997年9月8日を主張した出願である。
この中には、塑性変形でスクイ角を大きくした鋸刃の発明が記載されており、スクイ角5°〜30°の記載(請求項3参照)がある。

0032

歯角についての記載はないが、この場合は、前記の一般的な金属切断用帯鋸刃の歯角45°〜55°と考えられる。すなわち、(13)スクイ角5°〜30°、歯角45°〜55°と推定される。

0033

特開平11−28615は、1998年5月15日の出願である。(段落0039参照)
スクイ角を一定とした時
逃げ角αA:30°〜40°、αB:27°〜40°、αC:20°〜35°
逃げ角を一定とした時
スクイ角θA:4°〜15°、θB:3°〜13°、θC:0°〜11°
スクイ角、逃げ角を問わずに
歯角βA:40°〜50°、βB:40°〜55°、βC:45°〜75°
この様に、歯先の角度について、個別に記載されており、スクイ角と歯角の関係については明記されていないが、少なくとも、スクイ角0°〜15°、歯角40°〜75°の範囲の研究が行われたことがわかる。

0034

但し、スクイ角が15°で歯角が75°という組み合わせは実現的ではない。なぜならば、逃げ角が0°になってしまうからである。前記特開平11−19821に示されている様に、逃げ角は15°程度必要ということを考えると、スクイ角が15°の時に歯角が60°と考えるのが自然である。すなわち、この発明の研究の範囲は、組み合わせを考慮すると、(14)スクイ角0°〜15°、歯角40°〜75°の範囲内であるが、最小逃げ角15°と考えられる。

0035

特許第3870158号は、優先日2000年7月18日を主張した出願である。この中には、(15)スクイ角5°〜10°(図は8°)、歯角45°〜65°(図は55°)、逃げ角20°〜35°(図は27°)の記載(段落0015〜0020参照)がある。

0036

以上の特許出願で、説明の中で付記した数字をまとめると、次のようになる。
(1)スクイ角0°、歯角54°〜55°(逃げ角35°〜36°)
(2)スクイ角5°〜10°、歯角50°〜51°(逃げ角29°〜35°)
(3)スクイ角10°、歯角48°(逃げ角32°)
(4)スクイ角5°〜15°、歯角45°〜55°(逃げ角20°〜40°)
(5)スクイ角4°〜7°、歯角53°〜61°(逃げ角22°〜33°)
(6)スクイ角7°〜10°、歯角55°〜68°(逃げ角12°〜28°)
(7)スクイ角7.5°、歯角59.5°(逃げ角23°)
(8)スクイ角10°、歯角60°(逃げ角20°)
(9)スクイ角7°〜12.5°、歯角61°〜64°(逃げ角13.5°〜22°)
(10)スクイ角7.5°、歯角62.5°(逃げ角20°)
(11)スクイ角9°、歯角48.5°(逃げ角32.5°)
(12)スクイ角0°〜15°、歯角45°〜60°(逃げ角15°〜45°)
(13)スクイ角5°〜30°、歯角45°〜55°(逃げ角5°〜40°)
(14)スクイ角0°〜15°、歯角40°〜75°の範囲内であるが、最小逃げ角15°(逃げ角15°〜50°)
(15)スクイ角5°〜10°、歯角45°〜65°(逃げ角15°〜40°)

0037

これらの中で、(6)の例は逃げ角が小さすぎる範囲を含んでいるが、(6)、(13)および(14)の3例の範囲が、他の全ての例を含んでいる。なお、(1)〜(15)において、括弧内に示した逃げ角は、計算値であるので、その計算方法により、文献記載の値とは多少異なる場合がある。
USP4292871号公報
特開平8−174334号公報
特開2005−118949号公報
特開2005−349512号公報
USP5018421号公報
特開平6−716号公報
特開平11−19821号公報
特開平11−147201号公報
特開平11−28615号公報
特許第3870158号公報

発明が解決しようとする課題

0038

帯鋸刃による鋼材の切断は、丸鋸刃に較べて、大きな寸法のワークが切断できる点で、大きな優位性があるが、帯鋸刃は丸鋸刃に較べて剛性が無いために、単位時間当たりの切断面積は小さい。更に、切断するワークが丸鋸刃に較べて大きいために、ワークを1カットする時間が長くなる。

0039

近年、鋼材を販売する業界では、納期短縮の要望が強く、帯鋸刃による切断についても、切断時間の短縮化が求められている。

0040

従来の帯鋸刃で高速切断を行うと、切削抵抗が大きくなり、鋸刃本体の剛性がないために、切曲りやチッピングを起こし易いので、切削抵抗を低減しなければならないという課題がある。

0041

また、従来の帯鋸刃で高速切断を行うと、ガレット内に切り屑充満して目詰まりを起こし、切断面が粗くなるという課題もある。

0042

前記特許文献4に記載の鋸刃は、歯先に補強部を設けることなく、チッピングを起こさずに、切り屑がスムーズに排出されるように提案されたものである。

0043

既に、前記した通り、この鋸歯の構成は、スクイ角10°、歯角60°であり、特に、スクイ角が小さく、高速切断を行った場合には、切削抵抗の低減が不十分である。

0044

また、スクイ面には、チップカーラーの様な形状が設けられているが、明細書の内容からすると、切り屑をコンパクト化する構成にはなっておらず、高速切断した場合には、ガレット内に切り屑が充満して目詰まりを起こし、切断面が粗くなる。

0045

また、前記特許文献6に記載の鋸歯は、効果的にカールした切り屑を生成するように提案されたもので、チップカーラーを歯先に設けた代表的な帯鋸刃である。

0046

この帯鋸刃で高速切断を行うと、切り屑はコンパクト化されて、目詰まりに対する効果は発揮されるが、既に、前記した通り、鋸歯の構成は、スクイ角9°、歯角48.5°であり、特に、スクイ角が小さく、高速切断を行った場合には、切削抵抗の低減が不十分である。

0047

また、チップカーラーの形状は、歯先のピッチに応じた設定でなければ、効果的な機能を発揮しないが、この点に関しては、何ら示されておらず、歯先のピッチによっては、切り屑のコンパクト化は不十分となる。

0048

また、前記特許文献10に記載の鋸刃は、バイメタルの境界部、すなわち、刃材と胴材溶接された部分の長さ寸法を大きくして、チッピングに対する強度アップをはかるために提案されたものである。

0049

スクイ面の部分は、チップカーラーの様な形状になっているが、明細書の内容からして、切り屑のコンパクト化に関する記述はなく、効果については不明である。

0050

また、これも、既に、前記した通り、スクイ角5°〜10°、歯角45°〜65°であり、特に、スクイ角が小さく、高速切断を行った場合には、切削抵抗の低減が不充分である。

0051

さらに、前記特許文献8に記載の鋸刃における鋸歯の構成に関して、スクイ角5°〜30°の記載(請求項3参照)があり、歯角についての記載はないが、この場合は、前記一般的な金属切断用帯鋸刃の歯角45°〜55°と考えた。

0052

スクイ角5°〜30°は範囲が広く、一般的な値から、大きい値までを含んでいるが、明細書の中には、歯高によっても異なるようであるが、例として、案内歯のスクイ角15°、第一の対の連続歯17°…19°、…21°とある(段落0008)。これらの値は一般的な値よりも大きく、この様な帯鋸刃で、高速切断を行うと、切削抵抗については、比較的低減されるであろうと推定される。しかし、この帯鋸刃では、切り屑の目詰まりを低減する対策が取られておらず、高速切断した場合には、ガレット内に切り屑が充満して、目詰まりを起こし、切断面が粗くなる。

0053

また、歯切り加工を行った後に、据え込み工具と称される(段落0022)工具を用いて、塑性変形を行い、スクイ角を大きくしている。

0054

すなわち、歯切り加工の後に、二次加工を行うため、コストアップになる。

0055

更に、案内歯に傾斜を設けるために、熱処理の後に、研削加工を行うので、更なるコストアップになる。

0056

以上の様に、特許文献8に記載の鋸刃は、切断面が粗くなるという課題があるにもかかわらず、コストアップになるという課題があり、切削パフォーマンス向上製造コスト低減の両立をはかる必要がある。

0057

上記では、歯角45°〜55°と推定したが、歯先を塑性加工したり、案内歯に傾斜を設けるために研削加工するなど、一般の帯鋸刃とは異なる、特殊性を持っているので、歯角45°〜55°の推定については、妥当かどうかは疑わしいものである。

0058

なお、この明細書には「歯形づけ後に略10°の掬い角を有し得る…」(段落0008)、「その際掬い角は、フライスによって製造可能ではない…」(段落0023)などと記載されており、一般的な歯切り加工機(フライス)で得られる、帯鋸刃のスクイ角が10°であることを示唆している。

0059

また、「歯形づけ後に略10°の掬い角を有し得る案内歯を、掬い角が略15°を有するように塑性変形することは意味がある。」(段落0008)という記載より、この歯切り加工機で得られる最大のスクイ角は10°であると推定される。

0060

最大のスクイ角が10°である歯切り加工機は旧型の機械を示唆しており、現状では、15°程度まで可能である。前記は、一般的に歯切り機械の仕様が15°を超えないことの裏付けにもなっている。

0061

すなわち、従来の鋸刃は、耐チッピング性、切削抵抗の低減効果、耐摩耗性の3要素を互いに関連付けることなく開発されているものであった。そこで、本発明は、鋸刃における鋸歯の耐チッピング性の向上、切削抵抗の低減、耐摩耗性の向上及びガレット内での切り屑の目詰り抑制を図った鋸刃を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0062

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、鋸刃であって、当該鋸刃における鋸歯のスクイ角をθ,歯角をβ,逃げ角をαとしたとき、スクイ角θは17°≦θ≦40°,歯角βは35°≦β≦58°逃げ角αは15°以上であり、上記スクイ角θと歯角βと逃げ角αの和は90°で、前記鋸歯のスクイ面と接する円弧状のチップカーラー部の半径rは鋸歯ピッチ又は当該鋸刃の平均鋸歯ピッチの10%±4%であり、前記チップカーラー部の扇角γは85°±20°であり、前記チップカーラー部と当該鋸歯の歯底側から伸びるガレット形成面との交差部から当該鋸歯の歯先までの寸法hは、(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)であることを特徴とするものである。

0063

また、前記鋸刃において、鋸刃に備えられた複数の鋸歯の歯高に高低差があることを特徴とするものである。

0064

また、前記鋸刃において、前記鋸歯の歯先に硬質コーティングが施されていることを特徴とするものである。

0065

また、前記鋸刃において、前記鋸歯は、歯切り加工された状態のままにあることを特徴とするものである。

0066

また、鋸刃の製造方法であって、鋸刃における鋸歯のスクイ角をθ,歯角をβ,逃げ角αとしたとき、17°≦θ≦40°,35°≦β≦58°,15°<αであってθ+β+α=90°、鋸歯のスクイ面と接する円弧状のチップカーラー部の半径rは鋸歯のピッチ又は鋸刃の平均ピッチの10%±4%、当該チップカーラー部の扇角rは85°±20°、前記チップカーラー部と鋸歯の歯底側から伸びるガレット形成面との交差部から鋸歯の歯先までの寸法hが(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)で表わされる鋸歯の歯切り加工を行った後、前記スクイ角θ,歯角β,逃げ角αをそのままの状態に保持して左右のアサリ歯アサリ出しを行うことを特徴とするものである。

発明の効果

0067

本発明によれば、鋸刃における鋸歯のスクイ角,歯角,逃げ角,チップカーラー部の半径,チップカーラー部の扇角及び前記チップカーラー部とガレット形成面との交差部の位置から歯先までの寸法が適正値となり、鋸歯の切削抵抗の低減,耐チッピング性の向上,耐摩耗性の向上を図ることができると共に切り屑でガレットに目詰りを生じることを防止できるものである。

発明を実施するための最良の形態

0068

図1は本発明の実施形態に係る帯鋸刃1を概念的,概略的に示すものである。帯鋸刃1は、一般的な帯鋸刃と同様に、帯鋸刃1の走行方向(矢印A方向)に見て左右方向にアサリ振りを行なっていない直歯Sと、右方向にアサリ振りを行った複数の右アサリ歯R1,R2と、左方向にアサリ振りを行った複数の左アサリ歯L1,L2を1つのグループとして備えている。

0069

なお、1つのグループにおける直歯Sの数,左右のアサリ歯R,Lの数は任意であり、かつ直歯S,左右のアサリ歯R,Lの配置順は任意である。また、直歯S,左右のアサリ歯R,L間のピッチP1〜P5は任意であり、それぞれ等ピッチであっても異なるピッチでもよいものである。また、1グループ内における直歯S,左右のアサリ歯R,Lの歯高寸法も任意である。さらに、1グループ内における複数の左右のアサリ歯R,Lの左右方向への振り出し量は任意である。

0070

前記帯鋸刃1は、例えばプレス切断加工,ミーリング加工,研削加工またはレーザ切断加工などの適宜の加工方法によって加工されるもので、前記直歯S,左右のアサリ歯R,Lはそれぞれほぼ同一形状に歯切り加工してある。そして、左右のアサリ歯R,Lは歯切り加工された後に、当該左右のアサリ歯R,Lの形状を変更(変形)するための、例えばハンマリング加工などの二次加工を加えることなく、左右方向にアサリ振りの加工のみを行っているものである。

0071

前記直歯S,左右のアサリ歯R,Lの走行方向Aの前側にはそれぞれガレットGが形成してあり、このガレットGを形成するガレット形成面3と各鋸歯(S,R,L)の歯先に備えたスクイ面5との間には、ワーク(図示省略)の切断加工時に連続的に発生する切り屑をカーリングするための円弧状のチップカーラー部7が形成してある。さらに、前記各鋸歯(S,R,L)の歯先にはそれぞれ逃げ面9が形成されている。

0072

図1(d)に示すように、前記各鋸歯(S,R,L)のスクイ角はθであり、逃げ角はαである。そして、前記スクイ面5と逃げ面9とのなす歯角はβである。したがって、上記スクイ角θと逃げ角αと歯角βとの和は90°になる。そして、前記鋸歯(S,R,L)において、前記円弧状のチップカーラー部7は前記スクイ面5に接する円弧状面を備えた構成であって、このチップカーラー部7の半径はrであり、円弧状面と前記ガレット形成面3との交差部11と前記スクイ面5との接触部13との間の扇角はγである。そして、前記交差部11から鋸歯の歯先(先端部)までの高さ寸法はhである。

0073

ここで、前記高さ寸法はhは、チップカーラー部7の半径rとの関係で(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)に設定してある。すなわち、ワークの切断(切削)時に生じた切り屑は、前記チップカーラー部7の半径rと扇角γとによって定まる円弧部に導かれて巻きぐせが付与される。そして、上記チップカーラー部7において切り屑が1回転されると、そのときの直径は2rとなる。したがって、連続的に発生する切り屑がチップカーラー部7においてカーリングされることを考慮すると、高さ寸法hは2r以上であることが望ましいものである。なお、高さ寸法hは、鋸歯の歯先からチップカーラー部7の高さ位置を規定することになるものである。

0074

前記高さ寸法hが小さすぎると、チップカーラー部7において切り屑が巻けずに、チップカーラー部7で目詰まりを生じることがある。逆に、前記高さ寸法hが大きすぎると、鋸歯の歯先からチップカーラー部7に至る距離が長くなり、切削時に連続的に生じた切り屑がチップカーラー部7に達して充分に巻きぐせが付与される前に温度低下し、切り屑は充分な巻きぐせを付与することが難しくなるものである。

0075

したがって、前記高さ寸法hは、チップカーラー部7の半径rとの関係において(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)の範囲に設定することが望ましいものである。

0076

前述したように、ワークの切削時に生じた切り屑はチップカーラー部7においてカーリングされるものであり、生じる切り屑の長さは、鋸歯(S,R,L)の前側のピッチPの寸法にほぼ等しい長さであるから、前記チップカーラー部7の半径rは鋸歯の前側のピッチPに対応した寸法である。すなわち、図1に示した鋸刃1の場合、例えば右アサリ歯R1の場合は(P1×0.1±P1×0.04)に設定してあり、左アサリ歯L1の場合は(P2×0.1±P2×0.04)に設定してある。

0077

なお、1グループ内において生じる切り屑の長さが大きく異なるものでないので、1グループのピッチPtを1グループの歯数で除した平均ピッチの値を、前記ピッチP1,P2…などの替りに使用することも可能である。このように、平均ピッチの値を用いてチップカーラー部7の半径rを設定した場合、各鋸歯(S,R,L)におけるチップカーラー部7の半径rが等しくなるので、各鋸歯(S,R,L)の加工がより容易になるものである。

0078

ところで、前記チップカーラー部7の半径rが(P×0.1−P×0.04)より小さくなると、ピッチに対応した切り屑長さに比べ半径rおよびそれに対応した寸法hが小さいため切屑が充満し、目詰まりを起こすという問題があり、(P×0.1+P×0.04)より大きくなると、半径rに対応した寸法hが大きくなるため、切り屑に十分な巻きぐせが付与される前に温度低下し、十分な巻きぐせがつかず、長く伸びた切り屑が発生し、その切り屑が切り溝と鋸刃の胴部に挟まり切断面に凹凸を発生させるという問題があるので、チップカーラー部7の半径rは(P×0.1±P×0.04)の範囲に設定することが望ましいものである。

0079

また、前記チップカーラー部7の扇角γは、85°±20°に設定してある。すなわち、ワークの切削時に鋸歯の歯先で削り取られた切り屑はスクイ面5に沿ってチップカーラー部7へ連続的に流れ、このチップカーラー部7において半径r,扇角γの関係において切り屑が巻かれる端部の曲率が決定されるものである。ここで、前記扇角γが(85°−20°)より小さくなると、前記と同様に充分な巻きぐせが付与できず、切断面に凹凸を発生させるという問題があり、(85°+20°)より大きくなると、その扇形の内部だけに切り屑が収まってしまい、結果として有効ガレットが小さくなり目詰まりとなるという問題があるので、漸次扇角γは85°±20°の範囲に設定することが望ましいものである。

0080

上記のごとき説明より理解されるように、帯鋸刃1によるワークの切断加工時に生じた切り屑をコンパクトにカーリングするには、鋸歯における歯先のピッチ(又は平均ピッチ)Pの寸法に対応してチップカーラー部7の半径r,扇角γを設定し、上記半径rに対応して歯先の前記高さ寸法hを設定することが望ましいものである。

0081

前述したごとき各部の設定条件踏まえ図2に示すように、P1=8.5mm,P2=10.2mm,P3=12.3mm,P4=12.7mm,P5=11.3mm,θ=30°,α=24°,β=36°,γ=90°,h=2.42mm,r=1.1mmの帯鋸刃1を作製した。そして、図3に示すように、鋸歯のピッチP1〜P5は鋸刃1のピッチP1〜P5と等しい寸法であって、鋸歯のスクイ角θ=20°,逃げ角α=20°,歯角β=50°,高さ寸法h=2.42mm,半径r=1.1mm,扇角γ=90°の帯鋸刃1Aを作製した。比較のために、同様にピッチP1〜P5を等しくし、チップカーラー部7を省略して、図4に示すように、鋸歯のスクイ角θ=30°,逃げ角α=24°,歯角β=36°の帯鋸刃1B,及び図5に示すように、従来の帯鋸刃として代表的なものとして、スクイ角θ=10°,逃げ角α=30°,歯角β=50°の帯鋸刃1Cを作製した。

0082

そして、前記帯鋸刃1,1A,1B,1Cの4種類の帯鋸刃による切断実験を行った。使用した帯鋸盤は株式会社アマダのHA−400、ワークはJISSKD61 直径252mmである。切削条件としての帯鋸刃の回転速度は40m/min,切削率は40cm2 /minである。上記切削条件でもって前記ワークを20カットしたとき、従来の帯鋸刃1Cの20カット時点での切削抵抗を100%としたときの前記各帯鋸刃1,1A,1Bの値は図6に示すとおりであった。

0083

図6より明らかなように、各帯鋸刃1,1A,1B,1Cによる20カット時点で比較すると、帯鋸刃1Aは切削抵抗が20%減少しているのに対して、帯鋸刃1,1Bは30%減少している。すなわち、従来の帯鋸刃1Cにおける鋸歯のスクイ角θは10°であって、他の帯鋸刃1,1A,1Bにおける鋸歯のスクイ角θに比較して小さいので、帯鋸刃の走行方向(主分力方向)の切削抵抗が大きいものである。そして、帯鋸刃1,1Bの鋸歯におけるスクイ角θは共に30°であって、帯鋸刃1Aにおける鋸歯のスクイ角θ=20°よりも大きいので、帯鋸刃1Aの切削抵抗よりも帯鋸刃1,1Bの切削抵抗が小さなものである。そして、帯鋸刃1,1Bにおける鋸歯のスクイ角θ=30°であって共に等しいので、切削抵抗の減少率はほぼ同一であった。

0084

上記帯鋸刃1,1Bにおける鋸歯の構成の差異は、チップカーラー部7の有無である。そこで、前述した帯鋸刃1および帯鋸刃1Bによって同一ワークを同一加工条件でもって切断した切断面の凹凸を測定したところ、図7(a),(b)に示すごとき結果が得られた。すなわち、帯鋸刃1による切断面の凹凸(ワーク中央部付近、鋸刃切込み方向(鋸刃走行方向と垂直方向)約50mmの凹凸形状)は、0.04mmであり、帯鋸刃1Bによる切断面の凹凸は、0.11mmであった。すなわち、帯鋸刃における鋸歯には、チップカーラー部7を備えていることによって切断面の凹凸を小さくできることが確認された。

0085

すなわち、鋸刃における鋸歯のスクイ角θが大きい方が切削抵抗が小さくなり、かつ鋸歯のすくい面5に連続してチップカーラー部7を備えることにより、ワークの切断面の凹凸を抑制することができるものである。

0086

前述したように、切削抵抗に関しては鋸歯のスクイ角θが大きいことが望ましいものと確認できた。そこで、鋸歯のスクイ角θと逃げ角αと歯角βとの和が90°であることから、鋸歯の耐チッピング性,耐摩耗性を確認するために、前記帯鋸刃1における鋸歯のスクイ角θを10°〜41°の範囲で1度毎変更すると共に歯角βを33°〜59°の範囲で1度毎に変更した歯先構成とし、かつチップカーラー部7の半径rを平均鋸歯ピッチの10%±4%,扇角γを85°±20°,高さ寸法hは(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)の範囲に設定した帯鋸刃を作製し、前述した切削条件と同一の切削条件でワークの切削を行った結果は、図8に示すとおりであった。

0087

図8において、太い実線で囲んだ範囲は耐チッピング性は良好であったが、破線で囲んだ範囲は早期チッピングを発生した。すなわち、スクイ角θが小さくなり、また歯角βが小さくなると、早期チッピングを発生し易い傾向にある。そして、図8において▲で示した範囲は耐チッピング性を示す範囲と早期チッピングを生じ易い範囲との中間の範囲であって、あるときには耐チッピング性を示し、またあるときには早期チッピングを示すものであるから、曖昧な範囲であり、実用的な範囲でないと判断される。

0088

耐チッピング性が良好な範囲において、高速切断の実現を図るために、スクイ角θを大きくして、従来の帯鋸刃1Cにおける切削抵抗よりも10%以上の切削抵抗の低減を図ることができる範囲を確認したところ、図8にTで示した範囲は切削抵抗の低減度合が10%以下であり、望ましいものではない範囲である。したがって、スクイ角θは17°以上であることが望ましいものであることは明らかである。

0089

次に、鋸歯の歯先の耐摩耗性について調べたところ、逃げ角α=90°−(スクイ角θ+歯角β)によって逃げ角αを算出すると、逃げ角αが14°以下の範囲、すなわち図8にMで示した範囲は早期摩耗を生じ易い範囲であった。すなわち、耐摩耗性においては、逃げ角αは15°以上であることが望ましいものである。

0090

図8において、◎で示した範囲は、耐チッピング性の向上,切削抵抗の低減効果及び耐摩耗性の向上が確認された範囲である。この範囲は、スクイ角θでは17°≦θ≦40°であり、歯角βでは35°≦β≦58°である。そして逃げ角αは15°以上の範囲であり、スクイ角θ+歯角β+逃げ角α=90°が保持される範囲である。

0091

既に理解されるように、スクイ角θが17°〜40°、歯角βが35°〜58°、逃げ角αが15°以上の範囲で、かつスクイ角θ+歯角β+逃げ角α=90°が保持される範囲の鋸歯であり、当該鋸歯に備えたチップカーラー部7の半径rが鋸歯ピッチP又は平均鋸歯ピッチの10%±4%の範囲、扇角γが85°±20°の範囲、高さ寸法hが(2r×1.1)±0.2(2r×1.1)の範囲であることにより、鋸歯の耐チッピング性,耐摩耗性が向上すると共に切削抵抗の低減効果があり、かつチップカーラー部7に目詰まりを生じることなくワークの切断面の粗さを抑制しての切断を行うことができるものであり、前述したごとき従来の問題を解消し得るものである。

0092

以上のごとき説明より理解されるように、帯鋸刃によってワークの切断を行うとき、耐チッピング性,切削抵抗,耐摩耗性はそれぞれ鋸歯の歯角,スクイ角及び逃げ角に関連しており、かつガレット内での切り屑による目詰りは切り屑をカーリングするためのチップカーラー部の有無に関連しており、このチップカーラー部の半径,扇角及び歯先からの高さ位置は鋸歯ピッチに関連していることを見出し、前記歯角,スクイ角,逃げ角の3要素及びチップカーラー部の半径,扇角及び歯先からの高さ位置を前述のごとく規定することにより、耐チッピング性の向上,切削抵抗の低減及び耐摩耗性の向上を図ることができると共にガレットへの切り屑の目詰りを効率よく防止することができ、前述したごとき従来の問題を解決することができたものである。

0093

なお、鋸歯の耐摩耗性をより向上するには、例えば窒化物炭化物酸化物系の硬質コーティングを行うことが望ましいものである。

0094

図9は第2の実施形態に係る帯鋸刃を示すもので、この帯鋸刃においては左右のアサリ歯Rn,Lnよりも歯高寸法の低い左右のアサリ歯Rw,Lwを備え、この低い左右のアサリ歯Rw,Lwのアサリ振り出し量を、歯高寸法の高い左右のアサリ歯Rn,Lnのアサリ振り出し量よりも大きく構成してある。そして、各鋸歯間のピッチP1〜P5及び各鋸歯のスクイ角θ,逃げ角α,歯角β,チップカーラー部の半径r,扇角γ,高さ寸法hは、図9に示すとおりに設定してある。この帯鋸刃においても前述した帯鋸刃と同様の効果を奏し得るものである。

図面の簡単な説明

0095

本発明の実施形態に係る帯鋸刃を概念的,概略的に示した説明図である。
本発明の実施形態に係る帯鋸刃で、実際に作成したときの各部の寸法を示した説明図である。
第2の実施形態に係る帯鋸刃における鋸歯の構成を示した説明図である。
比較例としての鋸歯の構成を示した説明図である。
比較例としての従来の代表的な鋸歯の構成を示す説明図である。
ワークを切断した実験結果を示す説明図である。
帯鋸刃によるワークの切断面の凹凸の大きさの説明図である。
鋸刃のスクイ角,歯角,逃げ角と耐チッピング性,耐摩耗性,切削抵抗の関係を示す実験結果の説明図である。
さらに別実施形態の帯鋸刃を示す説明図である。

符号の説明

0096

1帯鋸刃
3ガレット形成面
5スクイ面
7チップカーラー部
9逃げ面
11 交差部
13 接触部
S直歯
R右アサリ歯
L左アサリ歯
P1〜P5歯先ピッチ
θスクイ角
α逃げ角
β 歯角
r半径
γ扇角
h 高さ寸法

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ