(57)【要約】      （修正有）【課題】切断加工時に生じ得るチップの損傷等を抑制でき、切断性能の低下を抑制できるチップ付き丸鋸刃、を提供する。【解決手段】丸鋸刃１は、円盤状の台金２と、台金の外周から径方向に突出するように台金に接合されたチップ１０を有する。チップは、径方向外方に向く逃げ面１３と、逃げ面の厚み方向の両側に位置する側面１４と、逃げ面と側面の間に形成されかつ逃げ面に対して面取り角度を有する面取り１４ａと、逃げ面または面取りがすくい面１２と交差する交線の切れ刃１１を有する。チップは、逃げ面と側面の間でかつ切れ刃よりも回転方向後側の位置を起点として回転方向後方に延出する逃がし１５を有する。逃がしは、回転方向前側領域の前端高さ１５ｂよりも回転方向後側領域の後端高さ１５ｃが低くなるように逃げ面に対して角度を形成する底面１５ａを有する。【選択図】図２
0003235345.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
チップ付き丸鋸刃であって、
円盤状の台金と、
前記台金の外周から径方向に突出するように前記台金に接合されたチップを有し、
前記チップは、
径方向外方に向く逃げ面と、
前記逃げ面の厚み方向の両側に位置する側面と、
前記逃げ面と前記側面の間に形成されかつ前記逃げ面に対して面取り角度を有する面取りと、
前記逃げ面または前記面取りがすくい面と交差する交線の切れ刃と、
前記側面の径方向外側に位置しかつ前記切れ刃よりも回転方向後側の位置を起点として回転方向後方に延出する逃がしを有し、前記逃がしは、回転方向前側領域の径方向高さよりも回転方向後側領域の径方向高さが低くなるように前記逃げ面に対して角度を形成する底面を有するチップ付き丸鋸刃。
【請求項２】
請求項１に記載のチップ付き丸鋸刃であって、
前記逃がしの前記底面は、前記台金の径方向に対して略直交するチップ付き丸鋸刃。
【請求項３】
請求項１または２に記載のチップ付き丸鋸刃であって、
前記チップは、径方向内側において回転方向前方から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する第１面と、前記第１面から回転方向後方に延出する第２面と、前記第２面の後端からまたは前記第２面の前記後端よりも後方で径方向外方に延出する第３面を有し、
前記チップは、回転方向前方に前記すくい面を有し、前記すくい面には、回転方向後方に向けて円弧状にブレーカーが凹設されているチップ付き丸鋸刃。
【請求項４】
請求項３に記載のチップ付き丸鋸刃であって、
前記チップは、前記第２面と前記第３面の間において、前記第２面の前記後端から回転方向後方に向けて径方向外方に延出して前記第３面に継続する第４面を有するチップ付き丸鋸刃。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、被削材切断加工に用いられる円盤状でありかつ外周に複数のチップが装着されるチップ付き丸鋸刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被削材を高速で切断する装置として、例えば刃厚が２ｍｍで円盤状の丸鋸刃を利用して切断加工する丸鋸切断機が知られている。丸鋸刃は、被削材に溝を形成することで被削材を切断する。被削材は、例えば鉄鋼材料またはアルミニウム等の非鉄鋼材料等である。チップ付きの丸鋸刃は、円盤状の台金と、台金の外周に所定間隔で装着された複数のチップを有する。チップは、例えば超硬合金やサーメットで形成された硬質チップである。
【０００３】
従来、側面形状が平面状で横逃げ角が０°のチップを有するチップ付き丸鋸刃が提供されている。側面の径方向外周部において、被削材との摩擦によって熱膨張と熱収縮が繰り返され、ヒートクラックを起点とした欠けが発生することがある。特許文献１に記載されるように側面の径方向外周部に逃がしを設け、被削材との摩擦を低減させる構成が従来考案されている。しかしながらヒートクラックを十分に抑制できるように摩擦を低減するため、チップに更なる改善が求められている。
【０００４】
チップ付き丸鋸刃を用いて、例えば中心軸に対して非対称な異形材を切断する場合や、複数の被削材をまとめて切断する多本切りを行う場合がある。これらの切断加工の際、被削材のクランプ状態が不安定になって被削材が動く場合がある。被削材が動くことで、丸鋸刃の回転方向と交差する方向の力がチップに加わる。台金に対してねじられる力がチップに作用することで、チップが台金から剥離する場合がある。そのためチップの剥離を抑制できる丸鋸刃が求められている。
【０００５】
従来、すくい面にブレーカーが形成されたチップを有する金属加工用のチップ付き丸鋸刃が提供されている。ブレーカーは、チップの厚み方向から見て弧状に形成される。切れ刃で生成される切屑は、ブレーカーの弧状面に沿って送り出されることによりばね状に形成される。ばね状の切屑の弾性力を利用して、切屑を被削材に形成された溝または丸鋸刃の歯室から排出できる。
【０００６】
チップ付き丸鋸刃を用いて、例えば低炭素鋼の被削材を切断する場合がある。低炭素鋼の被削材から切出された切屑がブレーカーでばね状に形成される際、切屑を強く巻き過ぎることがある。強く巻かれた切屑が被削材の切断面を擦過することで、チップと被削材の切断面の間でカジリが発生してしまう。そのため切屑を適切な形状に制御し、丸鋸刃の歯室から速やかに排出できるチップ付き丸鋸刃が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８９５９０６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のようにチップ付き丸鋸刃において、チップの欠損、剥離、被削材とのカジリ等の発生により切断性能が低下する場合がある。したがって切断加工時に生じ得るチップの損傷等を抑制でき、切断性能の低下を抑制できるチップ付き丸鋸刃が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の一つの特徴によるとチップ付き丸鋸刃は、円盤状の台金と、台金の外周から径方向に突出するように台金に接合されたチップを有する。チップは、径方向外方に向く逃げ面と、逃げ面の厚み方向の両側に位置する側面と、逃げ面と側面の間に形成されかつ逃げ面に対して面取り角度を有する面取りと、逃げ面または面取りがすくい面と交差する交線の切れ刃を有する。チップは、側面の径方向外側に位置しかつ切れ刃よりも回転方向後側の位置を起点として回転方向後方に延出する逃がしを有する。逃がしは、回転方向前側領域の径方向高さよりも回転方向後側領域の径方向高さが低くなるように逃げ面に対して角度を形成する底面を有する。
【００１０】
したがって逃がしの回転方向後側領域の径方向高さを低くすることで、回転方向後側においてチップの接合面積を拡げることができる。そのためチップシートに対するチップの接合強度の低下を抑制できる。これによりチップの剥離を抑制でき、切断性能の低下を抑制できる。
【００１１】
本開示の他の特徴によると逃がしの底面は、台金の径方向に対して略直交する。したがって逃がしの回転方向長さが長くならないようにしながら逃がしの面積を大きくできる。そのため逃げ面と側面の強度を損なわないようにしながら、熱クラックの発生を抑制できる領域を広く取ることができる。また、再研磨を実施した場合でも逃がしが残るため、切削時に生じる熱クラックの発生を抑制することができる。
【００１２】
本開示の他の特徴によるとチップは、径方向内側において回転方向前方から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する第１面を有する。チップは、第１面から回転方向後方に延出する第２面を有する。チップは、第２面の後端からまたは第２面の後端よりも後方で径方向外方に延出する第３面を有する。チップは、回転方向前方にすくい面を有する。すくい面には、回転方向後方に向けて円弧状にブレーカーが凹設されている。
【００１３】
したがってチップの径方向内側領域は、第１〜第３面によって径方向内方に向けて凸の形状に形成される。チップシートには、チップの外形に倣った凹形状が形成される。チップの径方向内側の接合部とチップシートとの凹凸係合によって、チップの接合面積を広く取ることができかつチップをチップシートに強固に装着できる。これにより台金に対してねじられるようにチップに作用する力に対抗して、チップの剥離を抑制できる。
【００１４】
本開示の他の特徴によるとチップは、第２面と第３面の間において、第２面の後端から回転方向後方に向けて径方向外方に延出して第３面に継続する第４面を有する。したがってそれぞれ異なる方向に延出する第１〜第４面がチップシートに接合されるため、チップをチップシートに対して精度良く位置決めして接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】チップ付き丸鋸刃の側面図である。
【図２】図１中ＩＩ部分の拡大側面図である。
【図３】チップのすくい面側から見た正面図である。
【図４】チップの逃げ面側から見た上面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本開示の好ましい実施形態を、図１〜４に基づいて説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが、同じ機能を有する同じ要素を意味する。本実施形態では、金属加工用のチップ付きの丸鋸刃１を例示する。図１に示すように丸鋸刃１は、円盤状の台金２と、台金２の外周に装着された複数のチップ１０を有する。台金２を回転させることで各チップ１０が被削材に溝を形成し、最終的に被削材を切断する。被削材は、例えば炭素鋼、一般構造圧延鋼、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等の鉄鋼材料、あるいはアルミ及びアルミ合金、銅及び銅合金等の非鉄金属である。被削材は、例えば管状のチューブ材またはパイプ材、棒状または柱状の中実材等であって丸鋸刃１によって所定の長さに切断される。被削材は、例えば常温で切断される。
【００１７】
図１に示すように台金２は、円盤状の本体部２ａと、本体部２ａの中心部で台金２の厚み方向に貫通する略円形の取付孔３を有する。取付孔３に丸鋸切断機の回転軸が挿入される。丸鋸刃１は、台金軸心２ｂを中心にして本体部２ａの周方向に回転する。台金２の外周に並ぶ複数のチップ１０は、回転方向前方から順に被削材に到達して被削材を切削する。丸鋸刃１の外径は、例えば２００ｍｍ〜５００ｍｍで、例えば２８５ｍｍである。台金２は、例えば鋼製である。台金２の厚さ２ｃ（図３参照）は、好ましくは０．６〜１．８ｍｍで、例えば１．８ｍｍである。
【００１８】
図１，２に示すように台金２は、本体部２ａの外周から径方向外方に突出する複数の突出部４を有する。複数の突出部４は、本体部２ａの外周の周方向に等間隔のピッチ４ａを開けて形成される。隣接する突出部４の間には歯室５が形成される。突出部４には、回転方向前方において径方向外方に開口するチップシート６が形成される。各チップシート６にチップ１０が装着される。丸鋸刃１は、好ましくは４０個〜２００個、例えば８０個のチップ１０を有する。
【００１９】
図２〜４に示すようにチップ１０は、例えば４．０５ｍｍの径方向の高さ１０ｅを有する。チップ１０は、回転方向前側のすくい面１２と、径方向外側の逃げ面１３を有する。すくい面１２と逃げ面１３の交差部分には、切れ刃１１が形成される。切れ刃１１は、台金２の厚さ２ｃよりもわずかに大きい刃厚１０ｄで厚み方向に延出する。刃厚１０ｄは、好ましくは０．８ｍｍ〜２．０ｍｍであって、例えば２．０ｍｍである。
【００２０】
図２に示すチップ１０は、例えば超硬合金やサーメットで形成された硬質チップである。超硬合金は、例えば炭化タングステンと結合剤であるコバルトを混合し、焼結することで得られる。サーメットは、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮ等と結合剤であるコバルトを混合し、焼結することで得られる。チップ１０の表面には、耐摩耗性を向上させるコーティングを施しても良い。
【００２１】
図２〜４に示すように逃げ面１３には、周方向に延出する溝１３ａが形成される。溝１３ａは、逃げ面１３の回転方向前側の切れ刃１１から逃げ面１３の回転方向後方まで延出する。溝１３ａは、丸鋸刃１の回転方向前方から見て略Ｕ字形状である。溝１３ａを設けることにより、切れ刃１１が溝１３ａの左右に分割される。そのため被削材から切削される切屑は、溝１３ａで分割された切れ刃１１によって左右に分割される。溝１３ａは、チップ１０の厚み方向の中心に対して左右いずれかに所定の距離で偏った位置に設けられる。チップ１０は、溝１３ａが厚み方向の中心に対して左方に偏った第１チップ７と、溝１３ａが厚み方向の中心に対して右方に偏った第２チップ８を含む。第１チップ７と第２チップ８は、台金２の周方向に交互に装着される。
【００２２】
図２に示すように台金２の周方向接線と逃げ面１３の間の逃げ角１０ｃは、好ましくは５°〜１５°であり、例えば５°である。台金２の径方向線Ｌ１に対して傾斜するすくい面１２のすくい角１０ｂは、好ましくは−３０°〜−５°であり、例えば−２０°である。
【００２３】
図２，３に示すようにすくい面１２の径方向内側には、回転方向後方に向けて凹設されたブレーカー１２ａが設けられる。ブレーカー１２ａは、チップ１０の厚み方向全体に亘って設けられる。ブレーカー１２ａは、厚み方向から見て円弧状である。切れ刃１１で切削された切屑は、すくい面１２側に送られてブレーカー１２ａによってぜんまいばね状に曲げられる。ブレーカー１２ａで曲げられた切屑は、弾性力を利用して被削材に形成された溝または歯室５から排出される。
【００２４】
図２に示すようにブレーカー１２ａの曲率半径は、チップ１０の高さ１０ｅの２５％以上の長さであり、例えば１．２ｍｍである。チップ１０は、ブレーカー１２ａの径方向内側から台金２の径方向内方に延出する前面２０を有する。ブレーカー１２ａの径方向内側と前面２０が交差する角度１２ｂは、例えば３５°である。ブレーカー１２ａの径方向外側とすくい面１２が交差する角度１２ｃは、例えば３０°である。
【００２５】
図３に示すようにチップ１０は、逃げ面１３の厚み方向両側に側面１４を有する。側面１４は、台金２の径方向に対して０°〜２°の角度、例えば３０′の内側寄りの傾斜角（側面向心角）を有する。側面１４は、このわずかな傾斜によって被削材との間の接触面積が減る。そのため側面１４の切削抵抗が低減する。しかも側面１４が被削材の切断面に対して突出し過ぎない傾斜であるため、切断面の仕上がりを円滑にできる。
【００２６】
図２〜４に示すように逃げ面１３と側面１４の間には、面取り１４ａが形成される。面取り１４ａは、台金軸心２ｂ（図１参照）に対して傾斜しており、例えば４５°の面取り角度１４ｂを有する。面取り１４ａは、その回転方向前方から回転方向後方まで略同じ幅の平面状に形成される。面取り１４ａの厚み方向の幅は、例えば０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍである。
【００２７】
図２〜４に示すように逃げ面１３と側面１４の間には、凹形状の逃がし１５が形成される。逃がし１５は、面取り１４ａの回転方向後方に形成される。切れ刃１１から逃がし１５の回転方向前端までの距離は、例えば０．４５ｍｍである。逃がし１５は、径方向外方および左右方向外方に向けて開口する。逃がし１５の前部は、回転方向前方および左右方向内方に向けて凹の曲面状に形成される。逃がし１５の後部は、径方向線Ｌ１に対して略直交する平面状の底面１５ａに形成される。底面１５ａは、第２面１７と略平行である。
【００２８】
図２〜４に示すように底面１５ａは、回転方向前方から後方に向けて逃げ面１３に対して近づくように、逃げ面１３に対して傾斜する。逃がし１５の底面１５ａから逃がし１５の回転方向前側の逃げ面１３までの前端高さ１５ｂは、例えばチップ１０の高さ１０ｅの１０〜２０％であり、例えば０．６ｍｍである。逃がし１５の底面１５ａの回転方向後方から逃げ面１３までの後端高さ１５ｃは、前端高さ１５ｂよりも低く、例えば０．５ｍｍである。底面１５ａの厚み方向の幅は、回転方向前方から回転方向後方まで略同じで、例えば切れ刃１１の刃厚１０ｄの５〜２０％であり、例えば０．２ｍｍである。
【００２９】
図２に示すようにチップ１０の径方向内側領域は、厚み方向から見て略台形状である。チップ１０の径方向内側には、それぞれ平面状である第１面１６、第２面１７、第３面１８、第４面１９が設けられる。第１面１６は、前面２０の径方向内側領域から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する。第１面１６は、台金２の径方向に延出する径方向線Ｌ１に対して傾斜角度１６ａを有する。傾斜角度１６ａは、好ましくは３０°〜６０°であり、例えば４５°である。第１面１６の回転方向長さは、例えばチップ１０の回転方向長さの２０〜４０％であり、例えば１．０ｍｍである。第２面１７は、第１面１６の回転方向後端を起点として、径方向線Ｌ１と直交して延出する。第２面１７は、チップ１０の最も径方向内側の位置に配置される。
【００３０】
図２に示すように第３面１８は、逃げ面１３の回転方向後端から径方向内方に向けて径方向線Ｌ１と略平行に延出する。第４面１９は、第２面１７と第３面１８の間に設けられて第２面１７と第３面１８を連結させる。第４面１９は、第２面１７の回転方向後方から径方向外方に延出する。第４面１９は、径方向線Ｌ１に対して傾斜角度１９ａを有する。傾斜角度１９ａは、好ましくは３０°〜６０°であり、例えば４５°である。第４面１９の回転方向長さは、例えばチップ１０の回転方向長さの１０〜３０％であり、例えば０．５ｍｍである。第４面１９の回転方向後端１９ｂは、第３面１８と交差し、前面２０の径方向内側よりも径方向内側に位置する。
【００３１】
図２に示すようにチップシート６には、チップ１０の外形に倣って形成される平面状の第１面６ｂ、第２面６ｃ、第３面６ｄ、第４面６ｅが設けられる。チップシート６の第１面６ｂ、第２面６ｃ、第３面６ｄ、第４面６ｅには、チップ１０が銀ろう等によってろう付けされる。チップ１０の前面２０の径方向内側領域は、チップシート６の回転方向前端６ａと略同じ位置に配置される。
【００３２】
上述するように丸鋸刃１は、図２，３に示すように円盤状の台金２と、台金２の外周から径方向に突出するように台金２に接合されたチップ１０を有する。チップ１０は、径方向外方に向く逃げ面１３と、逃げ面１３の厚み方向の両側に位置する側面１４と、逃げ面１３と側面１４の間に形成されかつ逃げ面１３に対して面取り角度１４ｂを有する面取り１４ａと、逃げ面１３または面取り１４ａがすくい面１２と交差する交線の切れ刃１１を有する。チップ１０は、側面１４の径方向外側に位置しかつ切れ刃１１よりも回転方向後側の位置を起点として回転方向後方に延出する逃がし１５を有する。逃がし１５は、回転方向前側領域の前端高さ１５ｂよりも回転方向後側領域の後端高さ１５ｃが低くなるように逃げ面１３に対して角度を形成する底面１５ａを有する。
【００３３】
したがって逃がし１５の回転方向後側領域の後端高さ１５ｃを低くすることで、回転方向後側においてチップ１０の接合面積を拡げることができる。そのためチップシート６に対するチップ１０の接合強度の低下を抑制できる。これによりチップ１０の剥離を抑制でき、切断性能の低下を抑制できる。
【００３４】
図２に示すように逃がし１５の底面１５ａは、台金２の径方向に対して略直交する。したがって逃がし１５の回転方向長さが長くならないようにしながら逃がし１５の面積を大きくできる。そのため逃げ面１３と側面１４の強度を損なわないようにしながら、熱クラックの発生を抑制できる領域を広く取ることができる。また、再研磨を実施した場合でも逃がし１５が残るため、切削時に生じる熱クラックの発生を抑制することができる。
【００３５】
図２に示すようにチップ１０は、前面２０の径方向内側から回転方向後方に向けて径方向内方に延出する第１面１６を有する。チップ１０は、第１面１６から回転方向後方に延出する第２面１７を有する。チップ１０は、第２面１７の後端からまたは第２面１７の後端よりも後方で径方向外方に延出する第３面１８を有する。チップ１０は、回転方向前方にすくい面１２を有する。すくい面１２には、回転方向後方に向けて円弧状にブレーカー１２ａが凹設されている。
【００３６】
したがってチップ１０の径方向内側領域は、第１面１６と第２面１７と第３面１８によって径方向内方に向けて凸の形状に形成される。チップシート６には、チップ１０の外形に倣った凹形状が形成される。チップ１０の径方向内側の接合部とチップシート６との凹凸係合によって、チップ１０の接合面積を広く取ることができかつチップ１０をチップシート６に強固に装着できる。これにより台金２に対してねじられるようにチップ１０に作用する力に対抗して、チップ１０の剥離を抑制できる。
【００３７】
図２に示すようにチップ１０は、第２面１７と第３面１８の間において、第２面１７の後端から回転方向後方に向けて径方向外方に延出して第３面１８に継続する第４面１９を有する。したがってそれぞれ異なる方向に延出する第１面１６、第２面１７、第３面１８、第４面１９がチップシート６に接合されるため、チップ１０をチップシート６に対して精度良く位置決めして接合させることができる。
【００３８】
以上説明した本実施形態の丸鋸刃１には様々な変更を加えることができる。金属加工用の丸鋸刃１を例示したが、例えば木材、木質材料等を切削する丸鋸刃に適用しても良い。突出部４が台金２の周方向に等間隔のピッチ４ａで配置される丸鋸刃１を例示した。これに代えてピッチ４ａを不等間隔に代えても良い。溝１３ａの左右位置が異なる２種類のチップ１０（第１チップ７と第２チップ８）を用いて、被削材の溝を左右方向に分割して切削する構成を例示した。これに代えて丸鋸刃１は、溝１３ａの左右位置が異なる３種類以上のチップ１０を有していても良い。Ｕ字状の溝１３ａに代えて、例えばＶ字状の溝を逃げ面１３に設けても良い。
【００３９】
チップ１０の第４面１９は曲面でも良い。あるいはチップ１０に第４面１９を設けず、例えば第２面１７と第３面１８が略直交する構成であっても良い。チップ１０の前面２０と第１面１６が交差する稜線は、チップシート６の回転方向前端６ａよりも径方向外側に配置されていても良い。逃がし１５の底面１５ａは、回転方向前方から回転方向後方に向けてわずかに径方向外方に傾斜していても良い。あるいは逃がし１５の底面１５ａは、後端高さ１５ｃが前端高さ１５ｂよりも低くなる範囲内で、回転方向前方から回転方向後方に向けてわずかに径方向内方に傾斜していても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１…丸鋸刃（チップ付き丸鋸刃）
２…台金、２ａ…本体部、２ｂ…台金軸心、２ｃ…厚さ
３…取付孔
４…突出部、４ａ…ピッチ
５…歯室
６…チップシート、６ａ…回転方向前端、６ｂ…第１面、６ｃ…第２面、６ｄ…第３面
６ｅ…第４面
７…第１チップ
８…第２チップ
１０…チップ、１０ｂ…すくい角、１０ｃ…逃げ角、１０ｄ…刃厚
１０ｅ…高さ
１１…切れ刃
１２…すくい面、１２ａ…ブレーカー、１２ｂ，１２ｃ…角度
１３…逃げ面、１３ａ…溝
１４…側面、１４ａ…面取り、１４ｂ…面取り角度
１５…逃がし、１５ａ…底面、１５ｂ…前端高さ、１５ｃ…後端高さ
１６…第１面、１６ａ…傾斜角度
１７…第２面
１８…第３面
１９…第４面、１９ａ…傾斜角度、１９ｂ…回転方向後端
２０…前面
Ｌ１…径方向線
【図１】
0003235345.tif 000003
【図２】
0003235345.tif 000004
【図３】
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【図４】
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