(57)【要約】【課題】硬質かつ脆いワークを切断する際に、該ワークの切断部に欠け、亀裂等を発生させることなく、迅速に切断できるブレークソーを得る。【解決手段】円板状の台金（７）の外周部に多数の粉砕刃を円周方向及び軸方向に配列してなる粉砕カッター（６）を設け、軸方向同位置となるグループ粉砕刃（８）内の各粉砕刃（８ａ〜８ｄ）の歯丈（Ｈ）を台金（７）の反回転方向に向けて順次高く（Ｓ1〜Ｓ3）し、前記粉砕カッター（６）の一方の側部に外周部に多数の切断刃（１５ｃ）を一列状に有する切断カッター（１５）を同軸に設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の台金（７）の外周部に多数の粉砕刃（８〜１３）を円周方向及び軸方向に配列してなる粉砕カッター（６）を設け、軸方向同位置となるグループ粉砕刃（８）内の各粉砕刃（８ａ〜８ｄ）の歯丈（Ｈ）を台金（７）の反回転方向に向けて順次高く（Ｓ1〜Ｓ3）し、前記粉砕カッター（６）の一方の側部に外周部に多数の切断刃（１５ｃ）を一列状に有する切断カッター（１５）を同軸に設けたことを特徴とするブレークソー。
【請求項２】
グループ粉砕刃（８）内の各粉砕刃（８ａ〜８ｄ）の歯丈（Ｈ）を台金（７）の反回転方向に向けて０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で順次高くしたことを特徴とする請求項１記載のブレークソー。
【請求項３】
粉砕刃（８〜１３）に横すくい角（λ）を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のブレークソー。
【請求項４】
横すくい角（λ）は１０度〜４５度としたことを特徴とする請求項３記載のブレークソー。
【請求項５】
粉砕刃（８〜１３）に先端傾き角（χ）を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のブレークソー。
【請求項６】
先端傾き角（χ）は１０度〜３０度としたことを特徴とする請求項５記載のブレークソー。
【請求項７】
切断カッター（１５）は複数枚にすると共に、粉砕カッター（６）側から反粉砕カッター（６）側に向けて順次小径にしたことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載のブレークソー。
【請求項８】
各切断カッター（１５）の直径寸法の差は３ｍｍ〜６ｍｍとしたことを特徴とする請求項７記載のブレークソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の壁、床、間仕切り、屋根等に用いられるＡＬＣパネル、あるいはケイ酸カルシウム成形板、木毛セメント板、パルプセメント板、石綿セメントパーライト板、石綿セメントサイディンク板などの窯業系建築用パネル等の新建材（以下ワークという）を切断するブレークソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、図７に示すものがあった。図７において、１はブレークソーであり、ボス部２ｂの外周部に多数の粉砕刃２ａを円周方向及び軸方向に配列してなる粉砕カッター２を設け、該粉砕カッター２の一側部に、外周部に多数の切断刃３ａを一列状に有する大径の仕上げ用丸鋸３を同軸に設けてなり、仕上げ用丸鋸３によりワーク４を切断するとともにその切断端面４ａを仕上げ、粉砕カッター２で端材４ｂを粉砕するようにしたものがあった。
【特許文献１】特開平１０−１０９２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のものは、各粉砕刃２ａの歯丈が全て等しくなっていたので、回転後続側の粉砕刃が回転先行側の粉砕刃と同じ回転軌跡上を回転することになり、粉砕刃２ａの食込み量が少なくなり、ブレークソー１の送り速度を高くすることができなかった。さらに、上記従来のものは、横すくい角及び又は先端傾き角を有しない平歯となっていたので、先端切刃２ｃの幅方向全域が同時に垂直方向からワーク４に食い込むこととなり、粉砕時にワーク４への負荷が大きなものとなるものであった。この結果、切断時間が延引するとともに、図６の仮想線Ａで示すように、切断終了時にワーク４の振動により製品側にまで欠けや亀裂等が発生するものであった。
【０００４】
また、上記したように、平歯はその先端切刃２ｃの幅方向全域が同時に垂直方向からワークに食い込むことになるため、該先端切刃２ｃに作用する衝撃が大きくなってこの部の磨耗・損傷が激しくなり、粉砕歯２の取り替え頻度が増大し、生産性の低下やコスト増大の要因ともなっていた。本発明は、ブレークソーの送り速度を高くすることができながら、ワークの切断終了時に該ワークに欠けや亀裂の発生がなく、さらに粉砕歯の磨耗・損傷を低減させて経済性を向上させた新規なブレークソーを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１に係る発明は、円板状の台金の外周部に多数の粉砕刃を円周方向及び軸方向に配列してなる粉砕カッターを設け、軸方向同位置となるグループ粉砕刃内の各粉砕刃の歯丈を台金の反回転方向に向けて順次高くし、前記粉砕カッターの一方の側部に外周部に多数の切断刃を一列状に有する切断カッターを同軸に設ける構成にしたものである。
請求項２に係る発明は、前記グループ粉砕刃内の各粉砕刃の歯丈を台金の反回転方向に向けて０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で順次高くしたものである。
請求項３に係る発明は、前記粉砕刃に横すくい角を設けたものである。
請求項４に係る発明は、前記横すくい角を１０度〜４５度としたものである。
請求項５に係る発明は、前記粉砕刃に先端傾き角を設けたものである。
請求項６に係る発明は、前記先端傾き角を１０度〜３０度としたものである。
請求項７に係る発明は、前記切断カッターを複数枚にすると共に、粉砕カッター側から反粉砕カッター側に向けて順次小径にしたものである。
請求項８に係る発明は、前記各切断カッターの直径寸法の差を３ｍｍ〜６ｍｍとしたものである。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に係る発明は、軸方向同位置となる各粉砕刃の歯丈が台金の反回転方向に向けて順次高くなっているので、歯丈が順次高くなる回転後続側の粉砕刃の回転軌跡が回転先行側の回転軌跡よりも順次大径となり、回転後続側の粉砕刃の食込みが円滑に行われることになる。このため、ワークに大きな負荷を与えることなく、ブレークソーの送り速度を高くすることができることで、生産性の向上を図ることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、軸方向同位置となる各粉砕刃の歯丈を台金の反回転方向に向けて０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で順次高くしたので、ブレークソーの送り速度を高くしても１刃当たりの切削量が少なくなり、切屑の空気搬送に支障を来さなくなる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、粉砕カッターの各粉砕刃に横すくい角を持たせたので、各粉砕刃の先端切刃がその一端側から他端側に向かって順次ワークに食い込むこととなり、粉砕時にワークに及ぼす負荷が非常に小さくなる。この結果、切断時において、ワークの振動が少なくなり、切断終了時にワークの製品側の切断終端部に欠け、亀裂等が発生しなくなる。また、先端切刃がその幅方向一端側から他端側に向かって順次ワークに食い込むことになるため、先端切刃に作用する衝撃が小さくなってこの部の磨耗・損傷が低減し、粉砕歯の取り替え頻度が少なくなって生産性が高くなるとともに、コストが低減することなる。また、上記したように、粉砕時にワークに及ぼす負荷、先端切刃に作用する衝撃の減少により、ブレークソーを回転させるモーターの負荷が軽減することになる。このため、粉砕カッターの幅（軸方向の長さ）を増大させて広幅な端材を粉砕することにより、生産性をより高くすることができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記各粉砕刃の横すくい角を１０度〜４５度とすることにより、ワーク負担が小さくなるとともに、ワークをより微細に粉砕でき、切削粉の集塵をより効率的にできる。特に、横すくい角を１５度〜３０度とすると、ワークへの負担が非常に小さくなるとともに、切断終了時に切断終端部の欠けや亀裂の発生がなくなるのでより好ましい。
【００１０】
請求項５に係る発明は、粉砕カッターの各粉砕刃に先端傾き角を持たせたので、先端切刃はその一端側から他端側に向かって順次ワークに食い込むこととなり、粉砕時にワークに及ぼす負荷が非常に小さくなる。この結果、切断時において、ワークの振動が少なくなり、切断終了時にワークの製品側の切断終端部に欠け、亀裂等が発生しなくなる。また、先端切刃がその幅方向一端側から他端側に向かって順次ワークに食い込むことになるため、先端切刃に作用する衝撃が小さくなってこの部の磨耗・損傷が低減し、粉砕歯の取り替え頻度が少なくなって生産性が高くなるとともに、コストが低減することなる。また、上記したように、粉砕時にワークに及ぼす負荷、先端切刃に作用する衝撃の減少により、ブレークソーを回転させるモーターの負荷が軽減することになる。このため、粉砕カッターの幅（軸方向の長さ）を増大させて広幅な端材を粉砕することにより、生産性をより高くすることができる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記各粉砕刃の先端傾き角を１０度〜３０度とすることにより、ワーク負担が小さくなるとともに、ワークをより微細に粉砕でき、切削粉の集塵をより効率的にできる。特に、先端傾き角を１０度〜１５度とすると、ワークへの負担が非常に小さくなるとともに、切断終了時に切断終端部の欠けや亀裂の発生がなくなるのでより好ましい。
【００１２】
請求項７に係る発明は、前記切断カッターを複数枚同軸に重ね合わせると共に、粉砕カッター側から反粉砕カッター側に向けて順次小径にしたので、切断終了直前において、ワークの製品側の切断終端部の肉部の残存量が増大し、製品側の切断終端部での振動、応力集中が低減し、該製品側の切断終端部に欠けや亀裂が発生しなくなる。そして、上記切断終端部の肉部は反粉砕カッター側最外端に位置する小径の切断カッターにより切断される。この場合、切断カッターの直径寸法が小さくなればなるほど、周速が小さくなってワークへの負担が軽減することになるので、上記小径の切断カッターによる切断終端部の肉部の切断は円滑に行われることになる。特に前記切断カッターの枚数を３〜４枚とすると、製品側の切断終端部での振動、応力集中の低減効果が大きく、該製品側の切断終端部に欠けや亀裂が発生しなくなるのでより好ましい。
【００１３】
請求項８に係る発明は、切断カッターの直径寸法の差を３ｍｍ〜６ｍｍとしたので、ワークへの負担を段階的に軽減することで、よりワークの振動を効率的に押さえ、欠けや亀裂発生が抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施例を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の実施例を示すブレークソーの説明用要部断面図、図２は本発明によるブレークソーの説明用要部平面図、図３はブレークソーの側面図、図４はグループ粉砕刃内の粉砕刃の歯丈変化を示す説明用側面図、図５は本発明の第２実施例を示すブレークソーの説明用要部断面図、図６はブレークソーにより切断されるワークの一部断面斜視図である。
【００１５】
図１において、５はブレークソーであり、直径約３０３ｍｍ、幅約４７ｍｍとなる粉砕カッター６の右側部に４枚の切断カッター１５（第１切断カッター１５−１，第２切断カッター１５−２，第３切断カッター１５−３，第４切断カッター１５−４）を同軸に取り付けてなる。上記粉砕カッター６は、図３に示すように、Ｓ４５Ｃ材からなる円板状の台金７の外周に鋸歯状の刃台７ａを円周方向に２４個形成し、各刃台７ａの回転面側に刃幅が約９．５ｍｍとなる２４個の超硬合金製のチップ、即ち、粉砕刃８ａ〜１３ａ、８ｂ〜１３ｂ，８ｃ〜１３ｃ，８ｄ〜１３ｄをロウ接合する。上記各粉砕刃は、図２に示すように、横すくい角λ（先端切刃Ｃが台金７の回転方向に傾斜する角度；ＪＩＳのＢ４８０５に規定）が約２５度となるようにする。なお、上記粉砕カッター２の直径、幅及び粉砕刃の数量等はワーク４の種類、ブレークソー６の回転数等によって適宜設定する。
【００１６】
上記各粉砕刃のうち、粉砕刃８ａ〜８ｄを第１グループ粉砕刃８、粉砕刃９ａ〜９ｄを第２グループ粉砕刃９、粉砕刃１０ａ〜１０ｄを第３グループ粉砕刃１０、粉砕刃１１ａ〜１１ｄを第４グループ粉砕刃１１、粉砕刃１２ａ〜１２ｄを第５グループ粉砕刃１２、粉砕刃１３ａ〜１３ｄを第６グループ粉砕刃１３とし、各第１〜第６グループ粉砕刃８〜１３は、それぞれのグループ内の各粉砕刃を軸方向に同位置にした状態で互いに軸方向に偏倚させる。この軸方向の偏倚量は図１に示すように、軸方向に若干オーバーラップさせる。
【００１７】
そして、図４に示すように、各グループ内の粉砕刃の歯丈Ｈ（歯底Ｆから先端切刃Ｃまでの高さ）、例えば第１グループ粉砕刃８内の各粉砕刃８ａ〜８ｄの歯丈Ｈは、台金７の反回転方向に向けて順次高く（Ｓ1 〜 Ｓ3）し、最も高くなる粉砕刃８ｄの直径Ｄは約３０３ｍｍとする。本例では、上記歯丈Ｈの変化量Ｓ1 〜 Ｓ3は共に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲、従って変化量Ｓ1 〜 Ｓ3の合計Ｓ4は０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲とし、好ましくは、上記変化量Ｓ1 〜 Ｓ3は共に０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲とする。
【００１８】
前述した４枚の切断カッター１５は、図１に示すように、粉砕カッター６側からワーク４の最終製品側方向（図１において右方）に向けて順次小径にするとともに、粉砕カッター６側に位置する第１切断カッター１５−１は粉砕カッター６よりも大径となる直径約３１５ｍｍとし、ワーク４側に位置する第４切断カッター１５−４は粉砕カッター６よりも若干小径となる直径約３００ｍｍとし、中間部の第２切断カッター１５−２の直径は粉砕カッター６よりも若干大径となる約３０５ｍｍ、第３切断カッター１５−３の直径は約３１０ｍｍとする。
【００１９】
上記各切断カッター１５はＳ４５Ｃ材からなる厚さ約４ｍｍの円板状の基板１５ａの外周部に鋸歯状の刃台１５ｂを形成し、各刃台１５ｂの回転面側に超硬合金製のチップ、即ち、切断刃１５ｃをロウ接合してなり、第１切断カッター１５−１は２０個の切断刃１５ｃを、第２切断カッター１５−２は１０個の切断刃１５ｃを、第３切断カッター１５−３は１０個の切断刃１５ｃを、第４切断カッター１５−４は２０個の切断刃１５ｃをそれぞれ有する。本例では上記各切断刃１５ｃは、その先端切刃Ｅが切断カッター１５の回転軸心と平行する平刃としたが、これは上記各先端切刃Ｅが切断カッター１５の回転方向に傾斜する横すくい角を有する傾斜刃、あるいは、各先端切刃Ｅが切断カッター１５の半径方向に傾斜する先端傾き角を有する傾斜刃としてもよい。
【００２０】
上記のように、各切断カッター１５の切断刃１５ｃに横すくい角、あるいは先端傾き角を持たせると、ワーク４の切断時に切断刃１５ｃの先端切刃Ｅが、その一端側から他端側に向かって順次ワークに食い込むこととなり、ワーク４に及ぼす負荷が小さくなるとともに、先端切刃に作用する衝撃が小さくなってこの部の磨耗・損傷が低減し、切断カッター１５の取り替え頻度が少なくなって生産性が高くなる。また、粉砕時にワーク４に及ぼす負荷、先端切刃Ｅに作用する衝撃の減少により、ブレークソーを回転させるモーターの負荷が軽減することになる。
【００２１】
上記実施例によれば、ブレークソー５を回転させてワーク４に進行させると、図１に示すように、第１〜第４切断カッター１５−１〜１５−４がワーク４を切断するとともに、最小径の第４切断カッター１５−４が製品となる切断端面４ａを仕上げ、また、粉砕カッター６が端材４ｂを粉砕して行くことになる。この場合、粉砕カッター６の各粉砕刃は台金７の反回転方向に向けて順次高く（Ｓ1 〜 Ｓ3）しているので、歯丈Ｈが順次高くなる回転後続側の粉砕刃の回転軌跡が回転先行側の回転軌跡よりも順次大径となり、回転後続側の粉砕刃の食込みが円滑に行われることになる。このため、ワーク４に大きな負荷を与えることなく、ブレークソー５の送り速度を高くすることができる。この場合、ブレークソー５の回転速度とその送り速度は、各グループ粉砕刃（８）内の各粉砕刃（８ａ〜８ｄ）の切削量が略均等になる如く設定することが好ましい。
【００２２】
また、粉砕カッター６の各粉砕刃８〜１３は横すくい角λを有しているので、各先端切刃Ｃは図２において左部側から右部側に向かって順次ワーク４に食い込んで行くことになり、ワーク４に及ぼす負荷が非常に小さくなる。また、図２に示すように、上記粉砕カッター６の右側（側部）に４枚の切断カッター１５−１〜１５−４をワーク４の製品側（右方）に向けて順次小径にしたので、図１に示すように、切断終了直前において、ワーク４の製品側の切断終端部４ｃの肉部の残存量が段状に増大し、この部が振動したり、この部に応力集中が発生したりしなくなる。そして、上記切断終端部の肉部は反粉砕カッター側最外端に位置する小径の切断カッター１５−４により円滑に切断される。
【００２３】
図６はテスト切断用のワークを示す。図６において、２０はＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）であり、母材２１の内部に補強筋２２が埋設されている。上記母材２１は珪酸質成分と石灰質成分とを主成分として形成され、内部に直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度の多数の気泡を内在し、軽量及び断熱性には富んでいるが、靱性に乏しく大きな衝撃を受けると欠けたり、亀裂が発生したりする脆いものとなっている。上記ＡＬＣは成形後、顧客の注文に応じて母材２１の外周部２１ａを切断して種々の寸法（幅、長さ）に切断した後、出荷される。このとき、上記母材２１の切断に本発明のブレークソー５が使用される。表１は上記ＡＬＣを切断した際における、本発明のブレークソーと従来のブレークソーとの比較表である。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に記載されているように、本発明のブレークソー５は、４２０００枚（２５２００ｍに相当）切断した時点でワークの切断終端部に欠けが発生したのに対し、従来のブレークソー１は５０００枚（３０００ｍに相当）切断した時点でワークの切断終端部に欠けが発生した。また、本発明のブレークソー５は、上記４２０００枚切断した時点で粉砕刃８〜１３の先端切刃Ｃの磨耗状態（丸み）が目視ではほとんど確認できなかった。これに対し、従来のブレークソー１は上記５０００枚切断した時点で粉砕刃２ａ全体の約１／３に、先端切刃２ｃに丸みを帯びていることが目視により確認できた。このことから、本発明のブレークソーは、従来のものに比し約８．４倍の耐久性を有することが明らかとなった。また、表１には記載しなかったが、ワークの送り速度について、従来のブレークソーと本発明のブレークソーとを比較したところ、従来のブレークソーでは、ワークの送り速度が毎秒１５ｃｍを超えると、ワークへの負荷が大きくなり、ブレークソーのモーターが停止した。これに対し、本発明のブレークソーは、送り速度が毎秒３０ｃｍ程度までブレークソーのモーターは停止がなかった。その結果、生産性が約２倍となった。
【００２６】
図５は第２実施例を示す。図６において、５’はブレークソー、６’は粉砕カッター、１５は切断カッターであり、該切断カッター１５は前述した第１実施例のものと略同様の構造となっている。上記粉砕カッター６’は、各粉砕刃８’〜１３’を、先端傾き角χ（粉砕カッター６’の半径方向に傾斜する角度；ＪＩＳのＢ４８０５に規定）を有する粉砕歯、即ち、先端切刃Ｃ’が粉砕カッター６’の半径方向に傾斜する粉砕歯としたものである。本例では、上記先端傾き角χを約１５度としている。この先端傾き角χは１０度〜３０とすると、ワーク４への負担が軽減するため、モーターの負荷も小さくなり、よりスムースに切断できるとともに、刃への負担も小さいため、磨耗が軽減する。そのため、粉砕カッター６’の寿命が格段に延長し、経済性が向上する。特に、上記先端傾き角χが１０度〜１５度であると、その効果が顕著となる。
【００２７】
その他は前述した第１実施例と略同様の構造となっている。上記第２実施例によれば、ブレークソー５’を回転させてワーク４に進行させると、前述した第１実施例と同様に、第１〜第４切断カッター１５−１〜１５−４がワーク４を切断するとともに、最小径の第４切断カッター１５−４が製品となる切断端面４ａを仕上げる。そして、上記粉砕カッター６’が端材４ｂを粉砕して行くことになる。この場合、上記粉砕カッター６’の各粉砕刃８’〜１３’は先端傾き角χを有しているので、各先端切刃Ｃ’が図４において左部側から右部側に向かって順次ワーク４に食い込んで行くことになり、前述した第１実施例と略同様の作用・効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例を示すブレークソーの説明用要部断面図である。
【図２】本発明によるブレークソーの説明用要部平面図である。
【図３】ブレークソーの側面図である。
【図４】グループ粉砕刃内の粉砕刃の歯丈変化を示す説明用側面図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すブレークソーの説明用要部断面図である。
【図６】ブレークソーにより切断されるワークの一部断面斜視図
【図７】従来例を示すブレークソーの説明用要部断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
４    ワーク
４ａ  切断端面
４ｂ  端材
４ｃ  切断終端部
５（５’）    ブレークソー
６（６’）    粉砕カッター
７    台金
７ａ  刃台
８〜１３    第１〜第６グループ粉砕刃
８ａ〜８ｄ      粉砕刃
９ａ〜９ｄ      粉砕刃
１０ａ〜１０ｄ    粉砕刃
１１ａ〜１１ｄ    粉砕刃
１２ａ〜１２ｄ    粉砕刃
１３ａ〜１３ｄ    粉砕刃
１５    切断カッター
１５ａ  基板
１５ｂ  刃台
１５ｃ  切断刃
１５−１〜１５−４    第１〜第４切断カッター
Ｃ（Ｃ’）    粉砕カッターの先端切刃
Ｅ            切断カッターの先端切刃
Ｈ    粉砕刃の歯丈
Ｓ1 〜 Ｓ3  粉砕刃の歯丈の変化量
λ    横すくい角
χ    先端傾き角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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