(57)【要約】【課題】両側縁をアールか、これに近似した多角形に裁断した鋸素材を接合して帯鋸歯を製作することで、熟練した目立士でなくても既存の設備を使用して帯鋸歯の新作及び目立仕上げが容易にできる帯鋸歯を提供すること。【解決手段】帯鋸歯の材料帯鋼１を、製作する帯鋸歯Ａの背盛量に基づいて求めた背縁部のアールＲ１及び歯縁部のアールＲ2か、これらアールに近似の多角形となるように両側縁を裁断して鋸素材4を形成し、この鋸素材４の両端末を接合することで歯縁部３と背縁部２に背盛の機能を果たす直径差が生じた帯鋸身７を得ること。【選択図】図１
2010167552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯鋸歯の材料帯鋼を、製作する帯鋸歯の背盛量に基づいて求めた背縁部のアール及び歯縁部のアールか、これらアールに近似の多角形となるように両側縁を裁断して鋸素材を形成し、
この鋸素材の両端末を接合することで、歯縁部と背縁部に背盛の機能を果たす直径差が生じた帯鋸身を得る
ことを特徴とする帯鋸歯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種材料の挽割り切断等に使用する帯鋸歯に関する。
【背景技術】
【０００２】
帯鋸歯は、材料鋼板の両側縁を真っ直ぐに裁断して鋸素材を形成し、この鋸素材の歯縁部に歯抜器で歯型を作り、次に、鋸素材の両端を接合して無端の帯鋸身とする。そして、この帯鋸身の歯縁部と背縁部に緊張帯を生じさせるための腰入れと、歯縁部の緊張帯と背縁部の緊張帯に緊張力差を生じさせるための背盛を行い、更に、この帯鋸身に生じている歪を除く水平仕上げを行う。その後、抜いた歯型の先端にアサリを付け、最後に歯の研磨を行って帯鋸歯を製作しており、製作された帯鋸歯は使用すると歯が磨耗するだけでなく、上記した水平の狂いや、腰入れの度合いや背盛量の変化を生じるのでその都度、目立て仕上げを行うものであることは、非特許文献１により知られている。
【０００３】
上記帯鋸歯の目立仕上げにおいて、腰入れと背盛は帯鋸身の緊張力を下げたい部分に圧延ロールを掛けて伸ばす所謂ロール掛けで行うものであり、ロール掛けの位置、間隔、圧力等の僅かな違いで大きく結果が異なる極めて微妙な作業であって、しかも、腰入れを適切に行った後、背盛を行うと背縁部の緊張力が減少するため、腰入の度合が変化して不適切なものになってしまい、腰入れをし直して適切な度合に戻すと、今度は背盛の量が不適切になってしまうという問題があるから、この腰入れと背盛の作業は、専ら多年の経験を積んだ熟練目立士によって行われているが、熟練した目立士は老齢化で現場を去ってやがて居なくなってしまうので、その対策として帯鋸歯の腰入れ背盛を自動化する帯鋸用自動ロール機（特許第２９０３２６号）が発明さて市場提供されている。しかしながら、この機械を使用すると多額の設備費が必要となるので、業界では斯かる設備投資を行わずに適切な腰入れと背盛の効果が得られる帯鋸歯の出現を強く要望していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】帯鋸目立技術と製材その理論と実際  社団法人全国林業改良普及協会  昭和５１年１１月１日四版発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記要望を満たすためになされたもので、両側縁をアールか、これに近似した多角形に裁断した鋸素材を接合して帯鋸歯を製作することで、熟練した目立士でなくても既存の設備を使用して帯鋸歯の新作及び目立仕上げが容易にできる帯鋸歯を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る帯鋸歯は、下記の技術手段を採用することで前記課題の解決を図るものである。
【０００７】
請求項１に係る発明は、帯鋸歯の材料帯鋼を、製作する帯鋸歯の背盛量に基づいて求めた背縁部のアール及び歯縁部のアールか、これらアールに近似の多角形となるように両側縁を裁断して鋸素材を形成し、この鋸素材の両端末を接合することで歯縁部と背縁部に背盛の機能を果たす直径差が生じた帯鋸身を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明の効果  鋸素材の両側縁を帯鋸歯の適正な背盛量に基いて求めた背縁部のアールと歯縁部のアールか、これらアールに近似の多角形に裁断すると、この鋸素材を接合して製作した帯鋸身は、歯縁部と背縁部に僅かな直径差が生じるため、目立仕上げをして帯鋸機の上下の鋸車に掛けて緊張したとき、上記直径差によって歯縁部の緊張力は背縁部の緊張力よりも大であり、帯鋸身の背縁部は材料との摩擦で発熱するだけなのに対し、歯縁部は材料の切削と摩擦の両方で発熱するため、背縁部よりも熱膨張による伸びが大きくても、上記の通り背縁部よりも直径が小さいため、伸びた状態でも背縁部より大きい緊張力が保持されて挽曲がりを生じない背盛効果を果たす。従って、帯鋸歯の目立仕上げにおいては、帯鋸身の水平仕上げをして腰入を行なうか、水平仕上げだけをして腰入は省いても、上記直径差による背盛効果で適切な背盛量を有しているので、従来は多年の経験を積んだ熟練目立士にしかできないとされた帯鋸歯の新作や目立て仕上げが熟練しない作業者でも簡単に早く行うことができて、使用する設備は既存のもので足り、設備投資の必要もないと云う極めて経済的効果が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る帯鋸歯を示す斜視図。
【図２】同上帯鋸歯の背縁部と歯縁部のアールをバックゲージから求める説明図。
【図３】同上アールと弦線に基づいて両者間の距離を座標で求める説明図。
【図４】（１）（２）（３）（４）は、帯鋸歯の材料帯鋼と、この材料帯鋼から形成した鋸素材を示す平面図。
【図５】同上帯鋸身の腰入れ状態を示す説明図。
【図６】完成した帯鋸歯を鋸車へ懸張した側視の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明に係る帯鋸歯の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１において符号Ａは、本発明に係る帯鋸歯を示す。この帯鋸歯Ａは、材料帯鋼１を製作する帯鋸歯について適正とされる背盛量に基づいて求めた背縁部２のアールＲ１と、歯縁部３のアールＲ２に合うアールか、これらアールに近似した多角形となるように両側縁を裁断して鋸素材４を形成し、この鋸素材４を両方の端末５と端末６で接合して歯縁部３と背縁部２に背盛の機能を果たす直径差が生じて僅かながら円錐形をなす帯鋸身７を製作し、この帯鋸身７に後記の通り目立て仕上げを施して帯鋸歯Ａを得るものである。
【００１２】
上記材料帯鋼１は、帯鋸歯に必要な特性を有する材料で薄い帯状に製作してロール巻きにしたものを、帯鋸歯Ａの長さに応じた寸法に切断して図３（１）に示す通りの方形板とし、この方形板から複数の鋸素材４が取れるようにしてある。
【００１３】
上記材料帯鋼１の両側縁（背縁部２及び歯縁部３となる部分）をアールか、このアールに近似の多角形に裁断する際のアールＲ１及びＲ２は、製作する帯鋸歯Ａの適切な背盛量を計測するバックゲージ８に基づいて求める。このバックゲージ８は、図２に示す通り帯鋸歯Ａの背縁部２の一方に接する点ａと他方に接する点ｂを結ぶ直線の弦Ｌの中点からアールの頂部までの距離である矢高Ｓを計測して、背盛量が適切であるか否かを判定するものである。従って、このバックゲージ８は弦Ｌの長さの半分の値Ｌ１と矢高Ｓから背縁部２のアールの半径Ｒ１を次の公式によって求めることができる。
Ｒ１＝Ｌ１2／２Ｓ
また、歯縁部３のアールの半径は、上式により求められた背縁部２のアールの半径値から帯鋸身５の巾を減ずることで求められる。
【００１４】
背縁部２と歯縁部３をアールに裁断する半径Ｒ１とＲ２が求められたら、材料帯鋼１を両側縁が半径Ｒ１とＲ２のアールをなすか、又は、これらアールＲ１及びＲ２に近似の多角形をなすように裁断して鋸素材４を形成するが、アール切断が可能な設備を備えないため、近似の多角形裁断を行うこととし、しかも、材料帯鋼１が一連のものであると既存の設備では裁断加工ができないから、材料帯鋼１を２つに分割して、半分ずつ加工を行うことにし、加工に先立って、ＣＡＤを使用することで図３に示す通り背縁部２のアールの半径Ｒ１の円弧ａを描き、この円弧ａの２分割した材料帯鋼１の長さに相当する距離の両端点ｂとｃを結ぶ直線（弦線）ｄを描いて、この直線（弦線）ｄを例えば１０ｍｍピッチで等分割し、これら等分割線ｅ1〜ｅｎが円弧ａ及び直線（弦線）ｄと交わる交点の座標を求めて表を作成することで、刃物の送りを設定する背縁部２の各等分割ｅ1〜ｅｎの長さを求め、歯縁部３についても半径Ｒ１から材料帯鋼１の巾を減じた歯縁部３の半径Ｒ２に基いて、上記同様に刃物の送りを設定する背縁部２の各等分割の長さを求め、これらの値に基づいて材料帯鋼１が１０ｍｍ送られる間に隣り合う等分割線の距離の変化分だけ刃物を進退移動させるようにプログラムを組んでマシニングセンターで加工を行って、図２に示す半径Ｒ１、Ｒ２のアールに近似した多角形をなすように裁断し、図４（２）（３）に示す通りの２つの半鋸素材４、４を形成して、これら半鋸素材４、４を接合部9で接合することで、図４（４）に示す必要長さの鋸素材４が得られるようにしたが、本格的に製造する段階では鋸素材４が一連でも上記した半径のアール切断ができる設備を導入して能率的な形成ができるようにする。
【００１５】
形成された鋸素材４、４は、その歯縁部３に公知の歯抜器（図面省略）を使用して、図４(４）に一部分を示す通り挽材に適した形状とピッチの鋸歯１０の原型を打ち抜きで形成する。
【００１６】
鋸歯１０の原型を形成された上記鋸素材４は、両端縁５と６を接合面積が増すように斜めに削って重ね合わせ、この部分を蝋付け、溶接等で接合すると、図１に示す通り無端状の帯鋸身７が形成されて、この帯鋸身７は背縁部２と歯縁部３の直径が相違し、僅かながら円錐形を呈して背縁部２の直径よりも歯縁部３の直径が小さくなるため背盛の機能を有する帯鋸身７が形成される。
【００１７】
形成された帯鋸身７は、縦歪も横歪もない真平面の状態でないと材料に対する鋸通りが悪くて挽材の精度と能率が悪くなるから、上記歪を公知のストレートゲージを用いて検出し、歪の生じている位置や形態等に応じて歪部を公知のハンマーで叩くか、または公知のロール機でロール掛けすることで水平仕上げを行い歪のない平らな帯鋸身７とする。
【００１８】
水平仕上げされた帯鋸身７は、挽材時に材料との摩擦で発熱するのに加えて、歯縁部３は材料の切削抵抗による発熱もあるから、発熱による温度上昇は歯縁部３が最も高く、中央部では下がって背縁部２は再び上がる。この状態では帯鋸身７の歯縁部３と背縁部２は熱膨張を起こして緊張力が低下するので、この現象を防止して歯縁部３と背縁部２の緊張力を中央部より上げるため、帯鋸身７の中央部を圧延してこの部分の緊張力を下げ、歯縁部３と背縁部２に図４に示す通り緊張帯１１と１２を生じさせる腰入れを公知のロール機を用いて、上記緊張帯１１と１２に挟まれる中間部へ歯縁部３側から背縁部２側へと適切な圧力と間隔でロール掛けを行い、その後、帯鋸身７を裏返して、表側からロール掛けした部分の間へロール掛けをすることで、緊張帯１１及び１２の間は中央部程緊張力が下がるように腰入れを行う。
【００１９】
腰入れされた上記帯鋸身７は、歯抜きで形成された原型の鋸歯１０を挽材の種類等に応じて最良の挽材結果が得られる形状に整える歯形の形成を行うものであり、この歯型の形成は公知の目立機を用いて、帯鋸身4に間歇送りを与え、帯鋸身4が停止する都度、グラインダーを歯抜きされた原型の鋸歯１０へ切り込ませることで、全部の鋸歯１０を一定した形状に揃える歯型の形成を行う。
【００２０】
鋸歯１０に歯型形成を施された帯鋸身４は、該帯鋸身７よりも材料の挽道を広げて帯鋸身７と材料との摩擦を減らすためにアサリ出しを行う。このアサリ出しは、公知のアサリ出し器具を用いて、各鋸歯１０の歯先部を１歯置きに左右へ交互に振り分け、挽道を広げるアサリ出しを行う。
【００２１】
アサリ出しされた帯鋸身７は、鋸歯１０の刃先を鋭利にするため研磨を行う。この研磨は歯型形成と同様公知の目立機を用いて、帯鋸身4に間歇送りを与え、帯鋸身4が停止する都度、グラインダーを鋸歯１０へ切り込ませて歯先を鋭利に研ぎ上げる研磨を行う。
【００２２】
上記の各工程を経て製作された帯鋸歯Ａを、図５に機体を省略して示す上下の鋸車１３と鋸車１４に懸張して緊張装置で緊張する。すると、帯鋸身９は、歯縁部３と背縁部２に生ずる直径差で背縁部２の緊張力よりも歯縁部３の緊張力が大きくなって、挽材を行うとき歯縁部３側は摩擦熱に切削熱が加わるため、摩擦熱しか発生しない背縁部２側よりも発熱が多く熱膨張量による緊張力の低下が背縁部２よりも大きくても、緊張力を背縁部２よりも大きく保持されて帯鋸身９の座屈を生じさない背盛の機能を果たすから、腰入れするだけで背盛は行わなくても、背盛を行ったと同様の条件で挽材が行われて、従来の通常の帯鋸歯と同様の製品の品質と挽材能率が得られ、帯鋸の使用時間も同様であることから、この背盛を作業省くことができる帯鋸歯Ａは実用に供して得るものであることが確認された。
【００２３】
本発明に係る帯鋸歯Ａは、上記の通り予想以上の成果が得られたことから、背盛だけでなく腰入れをも省くことも可能ではないかと考えて、帯鋸歯Ａの形成を帯鋸身７に水平仕上げを施すまでは上記実施形態と同様に行ない、水平仕上げ後の帯鋸身７の腰入れを省いて、形成した鋸歯の歯形を揃える歯形形成と、歯先を左右に振らせるアサリ出しと、歯先を鋭利にする目立てとを行なって完成帯鋸歯Ａとし、この帯鋸歯Ａを図５のように上下の鋸車１３と鋸車１４へ懸張して、緊張装置により緊張させた状態で運転し挽材を行なって見た。その結果、帯鋸歯Ａは歯縁部３と背縁部２との直径差によって生ずる緊張力差によって上下の鋸車１３、１４の定位置に安定し、挽材で帯鋸歯Ａの温度上昇が生じて安定を保持し続けて、材料の切削を腰入を行なった帯鋸歯Ａと同程度の精度及び速度で挽材することができて、本発明に係る帯鋸歯Ａは背盛だけでなく腰入れを省いても実用に供し得るものであることが確認された。
【００２４】
（実験例１）
実験対象の帯鋸歯Ａは、巾１７８ｍｍ、厚さ１．２５ｍｍ、長さ７６００ｍｍのものである。この帯鋸歯を製作するには、先ず、材料帯鋼１を裁断して鋸素材４を形成するので、裁断するアールの半径Ｒ１とＲ２を、同サイズの帯鋸歯の背盛量の検査に使用するバックゲージ８を用いて求めた。即ち、図２に示す通りバックゲージ８の弦長Ｌの半分の長さＬ１と矢高Ｓを計測して、弦長Ｌの半分の長さＬ１が３３５ｍｍであり、矢高Ｓが０．３ｍｍであることを確認した。そして、これらの値から上記公式Ｒ１＝Ｌ１２／２Ｓに基く計算でＲ１は１８７０４１．６６ｍｍであり、歯縁部３のアールＲ2の半径は、背縁部２のアールＲ１の半径１８７０４１．６６ｍｍから帯鋸身７の巾１７８ｍｍを減算して１８６８６３．６６ｍｍであるを算出した。
【００２５】
次に、長さ７６００ｍｍの長い材料帯鋼１では、既存の設備ではアールに近似の多角形裁断をすることができないので、材料帯鋼１は上記７６００ｍｍの半分の３８００ｍｍに接合代を加えた寸法のものを使用した。そして、上記の通りＣＡＤを用いて、材料帯鋼１の定寸送りに対して刃物を進退移動させるプログラムの基礎となる背縁部２と歯縁部３の座標の変化の表を表１及び表２の通りに作成して、この表１及び表２に基きマシニングセンターのプログラムを組んで材料帯鋼１を裁断して背縁部２と歯縁部３が上記アールＲ１とＲ２に近似の多角形となるように裁断を行って、図３（２）（３）に示す通り２枚の鋸素材４、４を形成し、これら２つの鋸素材４、４の対応端に斜めの接合面９、９を形成して、この接合面９、９を蝋付け、溶接等で接合して図３（４）に示す通り長さが７６００ｍｍの鋸素材４とした。
【００２６】
上記の通り鋸素材4が形成されたら、公知の歯抜機を用いて歯縁部３に図３(４）において一部分の拡大を楕円内に示す通りの鋸歯１０を所定のピッチで打ち抜いて鋸歯１０の原型を形成した。
【００２７】
歯抜きで鋸歯１０の原型を形成した鋸素材４は、両端縁５と６に斜めの接合面１３と１４を形成し、これら接合面１３と１４を重ねて公知の蝋付で接合して、図１に示す通りの無端状の帯鋸身７とした。この帯鋸身７は、背縁部２と歯縁部３を半径Ｒ1と半径Ｒ2のアールに近似した多角形に裁断されているため、接合すると歯縁部３の直径よりも背縁部２の直径の方が僅かに大きいため、帯鋸身７が僅かながら円錐形をなして、背縁線３の湾曲度をバックゲージ８で計測して見ると、ほぼ０．３ｍｍの矢高を有して背盛を行った通常の帯鋸歯と同様の状態にあることが確認された。
【００２８】
そこで、この帯鋸身７の水平検査をし、歪がある部分は歪の形状や生じている位置等に応じて公知の通りハンマーで叩くか、ロール機によるロール掛けをして歪を取り除いて水平仕上げをした。
【００２９】
水平仕上げが済んだ帯鋸身７は、歯縁部３と背縁部２に緊張帯を生じさせるため、公知のロール機を使用して腰入れを行った。この腰入れは、図４に示す通り、歯縁部３に帯鋸身７の巾の約２０％を、背縁部２に帯鋸身７の巾の約１５％をそれぞれ残して、その中間部分に表側から図４において実線で示す通り、ほぼ等間隔で７条のロール掛けを全周に亘って行い、表側のロール掛けが終わったら、帯鋸身７を裏返して表側から行った実線のロール掛け線の間に鎖線で示す通りロール掛けを、公知の通り圧力を両端側よりも中央部が次第に高くなるように行い、通常はこの腰入れに続いて行う背盛作業は行わなかった。
【００３０】
腰入れを終わった帯鋸歯Ａは、公知の目立機を用いて歯抜きで作られた原型の鋸歯１０を材料に適した形状に整える歯型の形成を行い、その後、形を整えられた鋸歯１０の刃先を１歯置きに交互に左右へ振らせるアサリ出しを公知のアサリ出し器具を用いて行い、更に、アサリ出しをした各鋸歯１０の刃先を鋭利にするため、公知の目立機を用いては鋸歯１０の歯先を鋭利に仕上る刃先研磨を行って図１に示す通りの帯鋸歯Ａを完成した。
【００３１】
この完成した帯鋸歯Ａを、図５に機体を省略して鋸車１３と１４だけを示す製材機の上記鋸車１５と１６に図に示す通りに掛けて緊張し、材木から板取りする作業を行うと、歯縁部３と背縁部２の直径差で背盛の機能が得られるため、帯鋸身７は挽材により発熱しても歯縁部３が適切な緊張力を保持して座屈しないため、挽き曲りがなくて正確な挽材が円滑に行われて、挽材の能率もよく、帯鋸歯の使用できる時間も従来の帯鋸歯と同様であって、他の帯鋸歯と交代で隔週使用を行い、非使用時に切れなくなった刃先の研磨を行うだけで、背盛は勿論、腰入れも行わずに２ヶ月以上使用しているが、良好な鋸通りが保持されて挽材の精度や能率には変化が認められず、所期の目的を達成し得る帯鋸歯であることが確認された。
【００３２】
（実験例２）
この実験例は、実験例１で本発明に係る帯鋸歯Ａが背盛を省けることが実証され、その後の実用試験でも業者から従来の帯鋸歯と変わらない性能であること認められたので、更に、腰入も省くことができるではないかと、実験例1と同サイズの帯鋸歯Ａを、サイズの半分長さの２枚の材料帯鋼１を、歯縁部と背縁部が設定アールに近時する多角形に裁断してから、接合して１枚の鋸素材４とする。この鋸素材４の歯縁部へ鋸歯１０の元形を形成する。鋸歯１０の元形が形成された鋸素材４の両端を接合して、僅かながら円錐形をなすことで背盛効果が得られる無端状の帯鋸身７を形成する。帯鋸身７の水平検査をして歪みがある部分の歪み取りをする。以上の工程は実験例１と同様に行なうことで製作し、この帯鋸身７に腰入れは行なわずに、元形の鋸歯１０を挽材に合う歯型に仕上げて、アサリ出しと歯先を鋭利にする目立てを行なうことで、背盛だけでなくお腰入も省いた帯鋸歯Ａを完成した。
【００３３】
この完成した帯鋸歯Ａを、図５に機体を省略して鋸車１３と１４だけを示す製材機の上記鋸車１５と１６に掛けて緊張し、材木から板取りする作業を行うと、歯縁部３と背縁部２の直径差で背盛の機能が得られるため、帯鋸身７は挽材により発熱しても歯縁部３が適切な緊張力を保持して座屈しないため、腰入をしてなくても挽き曲りを生じない正確な挽材が円滑に行われて、挽材の能率もよく、帯鋸歯の使用できる時間も実験例１の帯鋸歯と同様であって、この発明の帯鋸歯は、帯鋸歯による挽材において不可欠の要件と考えられた腰入を行なわなくても、実用的な挽材ができることが確認された。
因みにこの実験例による挽材は、直径４５ｃｍ、長さ２ｍのアメリカモミ材を挽巾３０ｃｍに挽くものであって、挽材スピードは２８ｍ／分であり、得られた製品の形状精度や肌面状態等の比較においても実験例１の帯鋸歯Ａと何等遜色のないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、帯鋸歯を背盛作業又は背盛と腰入れの両作業が省けるように改良することで、熟練者でなくても挽材性能に優れた帯鋸歯の製作と目立て仕上げが可能となることを実現する。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ  帯鋸歯
１  材料帯鋼
２  背縁部
３  歯縁部
Ｒ１  背縁部のアールの半径
Ｒ２  歯縁部のアールの半径
４  鋸素材
５  一方の端縁
６  他方の端縁
７  帯鋸身
【図１】
2010167552.tif 000003
【図２】
2010167552.tif 000004
【図３】
2010167552.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010167552.tif 000007
【図６】
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