(57)【要約】【課題】長寿命であって、かつ鋸歯の歯欠けが生じにくい鋸刃を提供する。【解決手段】鋸歯(TS)は、掬い面(1)に設けられ、切削方向側に突出する突起部(2)と、突起部(2)に対し歯先側に接続する凹状の第１の弧部(1a)と、からなるチップカーラー部(9)と、逃げ面において切削方向とは反対側に突出して設けられ、歯先線(T)からの距離ｔが、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍの範囲内で一定となる当接部(6)を有する突出部(8)と、を備えた。【選択図】図１
2015009296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋸歯を有する鋸刃であって、
前記鋸歯は、
掬い面に設けられ、切削方向側に突出する突起部と前記突起部に対し歯先側に接続する凹状の第１の弧部とからなるチップカーラー部と、
逃げ面において前記切削方向とは反対側に突出して設けられ、歯先線からの距離ｔが、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍの範囲内で一定となる当接部を有する突出部と、
を備えたことを特徴とする鋸刃。
【請求項２】
複数の鋸歯を有する鋸刃であって、
前記鋸歯は、
掬い面に設けられ、切削方向側に突出する突起部と前記突起部に対し歯先側に接続する凹状の第１の弧部とからなるチップカーラー部と、
逃げ面において前記切削方向とは反対側に突出すると共に、前記歯先から離れるほど歯先線に近づいて前記歯先線との最短の距離ｔが、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍ  を満たすよう設けられた当接部と、
を備えたことを特徴とする鋸刃。
【請求項３】
前記鋸歯は、
歯底に接続する凹状の第２の弧部を有し、
前記第１の弧部が半径Ｒａの円弧で前記第２の弧部が半径Ｒｂの円弧であるときに、
Ｒａ≦０．５Ｒｂ  を満たしていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鋸刃。
【請求項４】
前記鋸歯の掬い角が、１５°以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋸刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋸刃に係り、特に、金属の切断に好適な帯鋸刃、丸鋸刃などの鋸刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属を切断する鋸刃に対しては、寿命が長いこと及び鋸歯の歯欠けが生じ難いことが要望されており、従来、それぞれを実現する種々の技術が検討されてきている。
【０００３】
前者の長寿命化については、そのための技術を採用した鋸刃の一例が、本願出願人の出願に係る特許文献１に開示されている。
具体的には、特許文献１に記載された鋸刃は、概略、歯先の掬い面側に、歯先側から、所定長さの直線部と凹円弧状であって内側端が歯先から切削方向前方に突出する切屑誘導面とが接続形成されている。
これにより、切屑誘導面により切削の際の切り屑を、弦巻状に多数生成することができるので、鋸歯が目詰まりする虞がなく、鋸刃の長寿命化が図れる。
【０００４】
後者の歯欠け防止については、そのための技術を採用した鋸刃の一例が、本願出願人の出願に係る特許文献２に開示されている。
具体的には、特許文献２に記載された鋸刃は、概略、歯先後方の逃げ面に突起部が形成されている。
これにより、仮に歯欠けが生じた場合でも、突起部がワークの切削溝の底部に当接して後続する鋸歯の切り込み量を制限するので、後続する鋸歯の歯欠けが防止できる。
【０００５】
この突起部に関連するものとして、本願出願人の出願に係る特許文献３（図３など）には、切り屑を螺旋状に巻くためのチップカーラー部をスクイ面に備えると共に、逃げ面に、後方向へ突出した補強部を備えた構成の帯鋸刃が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２８３５７２号公報
【特許文献２】特許第４４６４４７３号公報
【特許文献３】特許第５１２７６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、寿命が長いこと及び鋸歯の歯欠けが生じ難いこと、それぞれを改善するための提案はされているものの、双方を改善する鋸刃についての具体的な提案はされてなく、市場からその実現が多いに期待されているのが実状である。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、長寿命であって、かつ鋸歯の歯欠けがこれまで以上に生じにくい鋸刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１）複数の鋸歯(TS)を有する鋸刃(51)であって、
前記鋸歯(TS)は、
掬い面(1)に設けられ、切削方向側に突出する突起部(2)と前記突起部(2)に対し歯先側に接続する凹状の第１の弧部(1a)とからなるチップカーラー部(9)と、
逃げ面において前記切削方向とは反対側に突出して設けられ、歯先線(T)からの距離ｔが、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍの範囲内で一定となる当接部(6)を有する突出部(8)と、
を備えたことを特徴とする鋸刃（51）である。
２）  複数の鋸歯(TSA)を有する鋸刃(51A)であって、
前記鋸歯(TSA)は、
掬い面(1)に設けられ、切削方向側に突出する突起部(2)と前記突起部(2)に対し歯先側に接続する凹状の第１の弧部(1a)とからなるチップカーラー部(9)と、
逃げ面において前記切削方向とは反対側に突出すると共に、前記歯先から離れるほど歯先線(T)に近づいて前記歯先線(T)との最短の距離ｔが、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍ  を満たすよう設けられた当接部(6)と、
を備えたことを特徴とする鋸刃(51A)である。
３）  前記鋸歯(TS)(TSA)は、
歯底(3)に接続する凹状の第２の弧部(1b)を有し、
前記第１の弧部(1a)が半径Ｒａの円弧で前記第２の弧部(1b)が半径Ｒｂの円弧であるときに、
Ｒａ≦０．５Ｒｂ  を満たしていることを特徴とする１）又は２）記載の鋸刃(51)(51A)である。
４）  前記鋸歯(TS)(TSA)の掬い角(θa)が、１５°以上であることを特徴とする１）〜３）のいずれか一つに記載の鋸刃(51)(51A)である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、長寿命であって、かつ鋸歯の歯欠けが生じにくい、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋸刃の実施例１である帯鋸刃５１を説明するための部分側面図である。
【図２】帯鋸刃５１を説明するための下面図である。
【図３】帯鋸刃５１による切断で生じる切り屑を説明するための鋸歯ＴＳ近傍の側面図である。
【図４】本発明の実施例の形態に係る鋸刃の実施例２である帯鋸刃５１Ａを説明するための部分側面図である。
【図５】帯鋸刃５１Ａを説明するための下面図である。
【図６】耐歯欠け性能を確認する試験に供試した鋸刃Ａ〜鋸刃Ｄを説明する表である。
【図７】耐歯欠け性能を確認する試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態に係る鋸刃について、実施例により図１〜図７を参照して説明する。
【００１３】
（実施例１）
図１及び図２に、実施例１の帯鋸刃５１が示されている。図１は、帯鋸刃５１の一部分の側面図であり、図２は、図１に対応した下面図である。
帯鋸刃５１は、図示しない帯鋸盤に装着され、図１の走行方向Ｖに循環走行されることで被切断物を切断する。走行方向Ｖは、被切断物を切断する際の切削方向でもある。
【００１４】
帯鋸刃５１は、帯状の胴部ＤＢと、その一側部に様々な間隔で形成された複数の鋸歯ＴＳ（ＴＳ１〜ＴＳ３）を有している。
鋸歯ＴＳには、アサリ歯である鋸歯ＴＳ１，ＴＳ２と、直歯である鋸歯ＴＳ３と、があり、帯鋸刃全長に亘り、これら三つの鋸歯ＴＳが、様々な間隔でそれぞれ複数個形成されて帯鋸刃全体が構成される。図２に示された例では、鋸歯ＴＳ１が右アサリ歯であり、鋸歯ＴＳ２が左アサリ歯となっている。
【００１５】
胴部ＤＢの幅方向の所定位置には、走行方向に延びる基準線ＫＬが仮想設定されている。
各鋸歯ＴＳの歯先４は、基準線ＫＬから歯高Ｈとなる位置に形成されている。すなわち、歯先４を連結した歯先線Ｔは、基準線ＫＬと平行である。
鋸歯ＴＳ１〜ＴＳ３の側面視形状は共通なので、以下、鋸歯ＴＳ２を代表の鋸歯ＴＳとして説明し、区別を必要とする場合に、鋸歯ＴＳ１〜ＴＳ３にて記載する。
【００１６】
鋸歯ＴＳは、走行方向Ｖの前方側において、歯先４から歯底３に向かう掬い面１に、連続して形成された二つの凹状の弧部１ａ，１ｂと、弧部１ａと弧部１ｂとの接続部位として切削方向側に突出してなる突起部２を有している。
弧部１ａ，１ｂは、例えば各半径Ｒａ,Ｒｂなる円弧状に形成されている。
弧部１ａと突起部２とにより、チップカーラー部９が構成される。
【００１７】
鋸歯ＴＳには、走行方向Ｖの後方側の逃げ面において、歯先４から歯高Ｈを減小させる方向に傾斜した歯先傾斜部５と、歯先傾斜部５の後端に接続し基準線ＫＬからの高さが歯高Ｈよりも距離ｔだけ低い位置に基準線ＫＬと平行に、すなわち距離ｔを一定として形成された当接部６と、当接部６と鋸歯ＴＳの後方側の歯底３とを連結する傾斜部７と、を有する突出部８が設けられている。
【００１８】
一般的に、帯鋸刃では、歯底３に連接する弧部１ｂの半径Ｒｂは、過度の応力集中を避けるために比較的大きく設定される。
一方、チップカーラー部９の弧部１ａは、その半径Ｒａをできるだけ小さい値にする。これにより、切削により生じる切り屑ＳＷ１の態様を、小さい半径のカール状にしたり、短く切断した状態（短切断状と称する）にすることができる。図３は、チップカーラー部９により、切り屑ＳＷ１がカール状となる例を示している。
【００１９】
切り屑ＳＷ１をカール状や短切断状にすることで、切り屑ＳＷ１と掬い面１との摺動接触の時間が短くなり、摺動接触により発生する摩擦熱が減少する。
従って、切り屑ＳＷ１が鋸歯ＴＳに溶着することがなく、かつ円滑に排出されるので、切り屑が溶着した状態で切削が継続された場合に生じ易い歯欠けを防止することができ、鋸歯ＴＳが長寿命となる。
【００２０】
チップカーラー部９の弧部１ａは、その半径Ｒａが小さい程、切り屑ＳＷ１の態様はカール状より短切断状が多くなる。
例えば、一般的に鋸刃で設定される半径Ｒｂに対し、半径Ｒａを半分以下の小径にすると、切り屑ＳＷ１は概ね短切断状になる。
切り屑ＳＷ１と掬い面１との摺動接触で発生する摩擦熱は、切り屑ＳＷ１の態様が短切断状の方が少ない。
従って、半径Ｒａは小さい方が好ましく、切り屑ＳＷ１の態様がほぼ短切断状となる、Ｒａ≦０．５Ｒｂ  にするとより良い。
【００２１】
また、チップカーラー部９を設けたことにより、切り屑ＳＷ１が歯底３に接触することがないので歯底３に傷が付かない。
従って、胴部ＤＢにおいて、傷による破断が誘発されることがなく、帯鋸刃５１の長寿命化が図れる。
【００２２】
被切削材に対し、鋸歯ＴＳによる切断が正常に行われているときには、切削が施されている切削部（溝状）の底部には鋸歯ＴＳの先端部分（歯先４近傍）のみが接触し、突出部８が接触することはない。
ここで、何らかの理由で、ある鋸歯ＴＳの歯先４に欠けが生じた場合、帯鋸刃５１における鋸歯ＴＳには、突出部８が設けられているので、その突出部８の当接部６が切削部の底部に接触する。
【００２３】
一般に、帯鋸刃による切断では、切り込みに対する背分力により、帯鋸刃には切り込み方向ＣＨ（走行方向Ｖに直交する図１の矢印ＣＨ方向）とは反対方向に湾曲する撓みが生じている。
そのため、突出部８を設けていない場合、歯先４に欠けが生じると、背分力由来の撓み量の大部分が戻り、この戻りにより後続の鋸歯ＴＳの切り込み量が過大となって、連続的な歯欠けを誘発する可能性がある。
【００２４】
これに対し、実施例の帯鋸刃５１では、突出部８を設けて、歯先４に欠けが生じた場合に突出部８が被切削材に当接するようにしているので、撓みの戻り量は、高さ方向の距離ｔに制限される。
従って、後続の鋸歯ＴＳの切り込み量が過大になることはなく、連続的な歯欠け（以下、連続歯欠けと称する）の誘発が阻止される。
【００２５】
発明者の検証により、距離ｔは、次のように設定すると連続歯欠けを効果的に防止できることが判明した。
【００２６】
鋸歯ＴＳは、使用時間が長くなる程、切削による摩耗で小さくなる。
具体的には、歯高Ｈについて約０．０５ｍｍ小さくなる。
そのため、鋸歯ＴＳが摩耗しても、被切断材を切断中に突出部８が被切断材に接触しないようにするため、初期状態で０．０５ｍｍ＜ｔ  を満たすことが必要である。
また、帯鋸刃５１は、切削中に切り込み方向ＣＨに振動している。
この振動の振幅は、最大０．１ｍｍが見込まれる。
従って、被切断材を切断中に帯鋸刃５１に振動が生じていても、突出部８が被切断材に接触しないようにするため、０．１ｍｍ＜ｔを満たすことが必要である。
すなわち、切断が正常に行われているときに、切削部の底部に鋸歯ＴＳの突出部８が接触しないようにするためには、摩耗の影響と振動の影響とを合算にて考慮し、  ０．１５ｍｍ＜ｔ  を満足するように設定する必要がある。
【００２７】
一方、切り込み量と大きな歯欠けの発生との関係を、鋸歯ＴＳの一歯当たりの切り込み量を０．１ｍｍを最小値として０．１ｍｍ刻みで増加させることで調べた。
その結果、切り込み量が０．７ｍｍ以上で、大きな歯欠けの発生が認められた。
この結果は、歯欠けが発生した鋸歯ＴＳの次の（後続の）鋸歯ＴＳに歯欠けが生じないようにするためには、次の鋸歯ＴＳに、０．７ｍｍ以上の切り込み量を与えてはいけないことを意味している。
すなわち、距離ｔを、ｔ＜０．６ｍｍ  を満たすように設定すればよい。
【００２８】
これらの検証結果から、距離ｔの有効範囲について、摩耗及び振動の影響を考慮して下限値を設定し、切り込み量の影響を考慮して上限値を設定する。
すなわち、距離ｔを、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍ  にすることで、連続歯欠けを効果的に防止することができる。
【００２９】
上述のように、実施例１の帯鋸刃５１は、チップカーラー部９における弧部１ａの半径の最適化と、鋸歯ＴＳに設けられた突出部８における当接部６の高さ位置の最適化と、により、歯欠けを効果的に防止することができる。
また、帯鋸刃５１は、チップカーラー部９の弧部１ａの半径の最適化により、切り屑の態様が、短切断状となり、鋸歯ＴＳに溶着することなく円滑に排出されるので、鋸歯ＴＳは、長寿命となる。
【００３０】
（実施例２）
図４及び図５に、実施例２の帯鋸刃５１Ａが示されている。図４は、帯鋸刃５１Ａの一部分の側面図であり、図５は、図４に対応した下面図である。
帯鋸刃５１Ａは、実施例１の帯鋸刃５１に対して、掬い角θａをより適切に設定したものである。
具体的には、掬い角θａは、値が大きい方が切削抵抗が少なく、各鋸歯ＴＳＡへかかる負荷が小さくなるので、歯欠けがより生じにくい。
チップカーラー部９と突出部８との両方を備えた帯鋸刃５１は、掬い角θａを１５°以上に設定することで（この設定をしたものを帯鋸刃５１Ａとする）、歯欠けがより生じ難くなることが、発明者の検討により明らかになった。
【００３１】
帯鋸刃５１Ａは、更に当接部６が基準線ＫＬと非平行に形成されていてもよい。
具体的には、当接部６を、その後方側が歯先線Ｔに近くなるように歯先線Ｔに対し角度θｂで傾斜させ、当接部６の後方側端部６ａと歯先線Ｔとの切り込み方向ＣＨの距離を距離ｔとしてもよい。すなわち、当接部６を歯先線Ｔとの最短距離が距離ｔとなるように形成してもよい。
角度θｂは限定されず、０°＜θｂであればよい。
帯鋸刃５１Ａにおいて、距離ｔは、帯鋸刃５１と同様、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍ  と設定する。
【００３２】
また、帯鋸刃５１Ａは、アサリパターンについて、直歯Ｓである鋸歯ＴＳＡ３と、左右の振出量が大きい右アサリ歯Ｒｗである鋸歯ＴＳＡ１及び左アサリ歯Ｌｗである鋸歯ＴＳＡ５と、左右の振出量が小さい右アサリ歯Ｒｎである鋸歯ＴＳＡ４及び左アサリ歯Ｌｎである鋸歯ＴＳＡ２と、で構成してもよい。
帯鋸刃全長に亘り、これら五つの鋸歯ＴＳＡが、様々な間隔でそれぞれ複数個形成されて帯鋸刃全体が構成される。
【００３３】
実施例２の帯鋸刃５１Ａも、実施例１の帯鋸刃５１から得られる効果を奏する。さらに、掬い角θａを１５°以上としているので、歯欠けがより生じ難くなっている。
【００３４】
発明者は、実施例１の帯鋸刃５１及び実施例２の帯鋸刃５１Ａの耐歯欠け性能を確認する試験を行い良好な結果を得たので、以下に説明する。
図６は、試験に供した帯鋸刃（鋸刃Ａ〜鋸刃Ｄ）の仕様を示した表である。
比較例１，２は、帯鋸刃５１に対し、チップカーラー部９及び突出部８の有無が異なるものである。
実施例１，２は、Ｒａ≦０．５Ｒｂ、０．１５ｍｍ＜ｔ＜０．６ｍｍ  の両方を満たすものである。
【００３５】
＜供試鋸刃＞
鋸刃Ａ：実施例１の帯鋸刃５１
鋸刃Ｂ：実施例２の帯鋸刃５１Ａ
鋸刃Ｃ：比較例１（チップカーラー部９有り、突出部８無し）
鋸刃Ｄ：比較例２（チップカーラー部９無し、突出部８有り）
＜試験条件＞
帯鋸盤：株式会社アマダマシンツール製  ＨＫ１０００ＣＮＣ
被切削材：Ｈ形鋼  ＳＳ４００、幅７００ｍｍ、高さ３００ｍｍ
ウェブ厚さ１３ｍｍ、フランジ厚さ２４ｍｍ
鋸刃寸法：帯幅６７ｍｍ、帯厚１．６ｍｍ、帯長８８００ｍｍ
鋸刃ピッチ３／４Ｐ
切削条件：鋸刃回転速度５０ｍ／分、切断時間２分（切削率１１７ｃｍ２／分）
【００３６】
この試験の評価方法は次の通りである。
まず、上記試験条件で被切削材の切断を３０回実施する。
その後、帯鋸刃全周の歯先を目視観察し、大きく歯欠けが生じていると認められた歯先の発生率、すなわち、「歯欠け発生率＝歯欠けが発生したと認められた鋸歯数／帯鋸刃全周の鋸歯数」の百分率（％）を、共試鋸刃毎に求める。
この評価方法で得られた結果を、グラフとして図７に示す。
【００３７】
各鋸刃における歯欠け発生率は次の通りである。
鋸刃Ａ（実施例１）：３．２％
鋸刃Ｂ（実施例２）：１．１％
鋸刃Ｃ（比較例１）：３１％
鋸刃Ｄ（比較例２）：１５．２％
【００３８】
＜評価結果＞
鋸刃Ｃ(比較例１）は、歯欠け発生率は高率であり、連続歯欠けの発生が認められた。
鋸刃Ｄ(比較例２）は、連続歯欠けは認められなかったものの、所々に歯欠けの発生が認められた。歯欠け発生率は比較例１の約半分であった。連続歯欠けが認められなかったのは、突出部８の存在によるものと推察される。
二つの比較例がいずれも１５％以上の高率の歯欠けを発生したのに対し、実施例はいずれも５％以下の極めて低率の歯欠け発生率であった。
鋸刃Ａ（実施例１）は、連続歯欠けは認められなかった。
鋸刃Ｂ（実施例２）は、連続歯欠けは認められず、歯欠け発生率は、実施例１に対して約１／３に減少した。
【００３９】
これらの結果から、突出部８の距離ｔを規定することで、連続歯欠けの発生を抑制できることが確認された。
また、半径Ｒａを規定したチップカーラー部９と、距離ｔを規定した突出部８と、の形成は、いずれか一方を単独で実施する場合（比較例が相当）よりも、実施例のように組み合わせて実施することで、顕著な効果が発揮されることが明らかとなった。
また、半径Ｒａを規定したチップカーラー部９と距離ｔを規定した突出部８とを備えると共に、更に掬い角θａを増加させることにより、歯欠けが更に少なくなることが明らかとなった。
【００４０】
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において別の変形例としてもよい。
本発明の鋸刃は、実施例１及び実施例２で説明した帯鋸刃５１，５１Ａのような帯鋸刃に限定されるものではなく、丸鋸刃などの他の鋸刃であってもよい。
鋸刃の材質は限定されない。例えば、帯鋸刃の場合、胴部を強靱性合金鋼とし、歯先を高速度工具鋼や超硬合金として、両者を接合したいわゆるバイメタル帯鋸刃に適用してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  掬い面、    １ａ，１ｂ  弧部
２  突起部
３  歯底
４  歯先
５  歯先傾斜部
６  当接部、    ６ａ  後方側端部
７  傾斜部
８  突出部
９  チップカーラー部
５１，５１Ａ  帯鋸刃
ＣＨ  切り込み方向
ＤＢ  胴部
Ｈ  歯高
ＫＬ  基準線
Ｌｗ，Ｌｎ  左アサリ歯、    Ｒｗ，Ｒｎ  右アサリ歯、    Ｓ  直歯
Ｒａ，Ｒｂ  半径
ＳＷ１  切り屑
Ｔ  歯先線
ＴＳ，ＴＳ１〜ＴＳ３，ＴＳＡ，ＴＳＡ１〜ＴＳＡ５  鋸歯
ｔ  距離
Ｖ  走行方向
θａ  掬い角、    θｂ  角度
【図１】
2015009296.tif 000003
【図２】
2015009296.tif 000004
【図３】
2015009296.tif 000005
【図４】
2015009296.tif 000006
【図５】
2015009296.tif 000007
【図６】
2015009296.tif 000008
【図７】
2015009296.tif 000009