(57)【要約】【課題】生産性および耐久性を向上させることができる刃具を提供すること。【解決手段】被加工物を加工する刃具１０であって、所定の刃間隔を空けて一方向Ｓに複数設けられた刃部２０ａと、前記刃部２０ａが設けられた基盤部３０とを備え、前記刃間隔のうち少なくとも一つの刃間隔が他の刃間隔と異なっている。これにより、加工機械等を含む系の振動数と共振することを防止することができ、びびり振動の発生を防止することができる。そのため、生産性および耐久性を向上させることができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を加工する刃具であって、
所定の刃間隔を空けて一方向に複数設けられた刃部と、
前記刃部が設けられた基盤部とを備え、
前記刃間隔のうち少なくとも一つの刃間隔が他の刃間隔と異なっている刃具。
【請求項２】
少なくとも３つ以上の前記刃部からなる刃部群を備え、
前記刃部群における前記刃間隔が全て異なっており、前記刃部群が前記一方向に周期的に複数設けられている請求項１に記載の刃具。
【請求項３】
前記刃部群における前記刃部の刃高が全て異なっている請求項２に記載の刃具。
【請求項４】
前記刃高が、当該刃部と前記一方向に隣り合う他の刃部との間の刃間隔に対して一定の割合とされている請求項３に記載の刃具。
【請求項５】
前記一定の割合が５０％以下である請求項４に記載の刃具。
【請求項６】
前記刃部群における複数の刃間隔は、前記一方向に隣り合う刃間隔よりも小さくなっている小刃間隔と、前記一方向に隣り合う刃間隔よりも大きくなっている大刃間隔とからなり、
前記刃部群における前記小刃間隔および前記大刃間隔の設定数がそれぞれ半分ずつとされ、前記小刃間隔および前記大刃間隔がそれぞれ連続している請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の刃具。
【請求項７】
前記刃部群における複数の刃間隔は、平均の刃間隔との偏差がプラスとなるプラス刃間隔と、前記偏差がマイナスとなるマイナス刃間隔とからなり、
前記刃部群における前記プラス刃間隔および前記マイナス刃間隔の設定数がそれぞれ半分ずつとされ、前記プラス刃間隔および前記マイナス刃間隔がそれぞれ連続している請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の刃具。
【請求項８】
前記刃間隔の変動係数が０．１５以下である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の刃具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、被加工物を加工する刃具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被加工物を加工するために、種々の刃具が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
このような刃具は、均等に刃間隔を空けて一定方向に複数設けられた刃部と、これら刃部が設けられた基盤部とを備えている。そして、一定の時間間隔で被加工物に刃部が周期的に接触することにより、被加工物が加工される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−７８５０２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような刃具では、加工機械等を含む系の振動数と共振してしまい、びびり振動が生じてしまうため、送り速度を上げることができないだけでなく、寿命が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
以上に鑑みて、本考案は、生産性および耐久性を向上させることができる刃具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に記載する刃具は、被加工物を加工する刃具であって、所定の刃間隔を空けて一方向に複数設けられた刃部と、前記刃部が設けられた基盤部とを備え、前記刃間隔のうち少なくとも一つの刃間隔が他の刃間隔と異なっている。
【考案の効果】
【０００７】
本願の一観点によれば、生産性および耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の実施形態としてのメタルソーを示す平面図である。
【図２】図１のメタルソーの一部を拡大して示す部分拡大図である。
【図３】刃部の各設定値の例を示す表であって、（ａ）は図１の刃部の設定値を示す表、（ｂ）は他の設定値を示す表、（ｃ）はさらに他の設定値を示す表である。
【図４】刃間隔が均等の通常メタルソーと、本実施形態におけるメタルソーとの効果の違いを示す表である。
【図５】図１のメタルソーの他の実施形態を示す平面図である。
【図６】刃部の各設定値の例を示す表であって、（ａ）は図５の刃部の設定値を示す表、（ｂ）は他の設定値を示す表、（ｃ）はさらに他の設定値を示す表である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
（実施形態）
以下、本考案の実施形態におけるメタルソー（刃具）について説明する。
図１は、メタルソー１０を示す平面図である。
メタルソー１０は、工具鋼、高速度工具鋼または超硬合金を母材とし、または超硬合金を刃先にロー付けした円盤状に形成された丸鋸刃である。このメタルソー１０は、円盤状に形成された基盤部３０と、この基盤部３０の外周部に一体に設けられた複数の刃部群２０とを備えている。
基盤部３０は、不図示の取り付け部を備えており、この取り付け部を介して加工機械等に取り付けられるようになっている。
【００１０】
複数の刃部群２０は、それぞれ同一の構成であり、これら刃部群２０が基盤部３０の周方向Ｓに周期的かつ連続的に複数設けられている。
ここでは、一つの刃部群２０について説明し、同一の構成である他の刃部群２０についての説明は省略する。
図２または図３に示すように、刃部群２０は、複数の刃部２０ａを備えている。なお、図２において、それぞれの刃部を２０ａの記号で示しており、記号２０ａに隣接して示している括弧内の数字は、図３に示す「刃部Ｎｏ」に対応している。例えば、図２に示す刃部２０ａ（１）は、図３に示す「刃部Ｎｏ」の「１」に対応している。
本実施形態においては、刃部群２０は、８個の刃部２０ａを備えている。すなわち、８個の刃部２０ａによって一つの刃部群２０を構成している。
【００１１】
これら８個の刃部２０ａは、それぞれ所定の刃間隔Ｐを空けて周方向Ｓに連続的に複数設けられており、かつそれぞれ所定の刃高Ｈに設定されている。それぞれの刃部２０ａの間は、基盤部３０の径方向Ｒに没する凹部２０ｂとされている。
なお、刃間隔Ｐとは、一の刃部２０ａの先端と、周方向Ｓに隣り合う他の刃部２０ａの先端との間隔をいう。例えば、一の刃部２０ａ（１）の先端と、周方向Ｓに隣り合う刃部２０ａ（２）の先端との間隔をいうものである。なお、周方向Ｓとは、右回りと左回りのどちらでも構わないが、ここでは例えば右回りに設定している。
また、刃高Ｈとは、径方向Ｒにおける凹部２０ｂの最深部から刃部２０ａの先端との間の高さをいう。
【００１２】
これら８個の刃部２０ａのそれぞれの刃間隔Ｐおよび刃高Ｈは全て異なっている。
具体的には、図３（ａ）に示すように、以下のように設定されている。
・刃部２０ａ（１）：刃間隔Ｐ６．６３ｍｍ、刃高Ｈ３．０６ｍｍ
・刃部２０ａ（２）：刃間隔Ｐ５．９３ｍｍ、刃高Ｈ２．７５ｍｍ
・刃部２０ａ（３）：刃間隔Ｐ５．３４ｍｍ、刃高Ｈ２．４７ｍｍ
・刃部２０ａ（４）：刃間隔Ｐ５．０２ｍｍ、刃高Ｈ２．３３ｍｍ
・刃部２０ａ（５）：刃間隔Ｐ５．７０ｍｍ、刃高Ｈ２．６４ｍｍ
・刃部２０ａ（６）：刃間隔Ｐ６．２７ｍｍ、刃高Ｈ２．８９ｍｍ
・刃部２０ａ（７）：刃間隔Ｐ６．９７ｍｍ、刃高Ｈ３．２３ｍｍ
・刃部２０ａ（８）：刃間隔Ｐ７．１７ｍｍ、刃高Ｈ３．３２ｍｍ
【００１３】
なお、刃部２０ａ（１）の刃間隔Ｐとは、一の刃部２０ａ（１）の先端と、周方向Ｓの右回りに隣り合う他の刃部２０ａ（２）の先端との間隔である。また、刃部２０ａ（１）の刃高Ｈとは、一の刃部２０ａ（１）に周方向Ｓの右回りに隣り合う他の刃部２０ａ（２）との間の凹部２０ｂの最深部と、一の刃部２０ａ（１）の先端との間の径方向Ｒにおける高さである。
同様に、刃部２０ａ（２）の刃間隔Ｐとは、一の刃部２０ａ（２）の先端と、周方向Ｓの右回りに隣り合う他の刃部２０ａ（３）の先端との間隔である。また、刃部２０ａ（２）の刃高Ｈとは、一の刃部２０ａ（２）に周方向Ｓの右回りに隣り合う他の刃部２０ａ（３）との間の凹部２０ｂの最深部と、一の刃部２０ａ（２）の先端との間の径方向Ｒにおける高さである。
さらに、刃部２０ａ（８）の刃間隔Ｐとは、一の刃部２０ａ（８）の先端と、周方向Ｓの右回りに隣り合う他の刃部群２０における他の刃部２０ａ（１）の先端との間隔である。また、刃部２０ａ（８）の刃高Ｈとは、一の刃部２０ａ（８）に周方向Ｓの右回りに隣り合う他の刃部群２０における他の刃部２０ａ（１）との間の凹部２０ｂの最深部と、一の刃部２０ａ（８）の先端との間の径方向Ｒにおける高さである。
【００１４】
一の刃部群２０におけるそれぞれの刃部２０ａの刃高Ｈは全て異なっているものの、刃間隔Ｐに対する高さの割合である高さ割合は一定とされている。ここでは、高さ割合は４６％に設定されている。なお、高さ割合の数値は正確に全て一致しているわけではないが、これらは公差の範囲であり、おおよそ４５から４９％の範囲内であれば一定の割合となる。
また、図３（ａ）における間隔差分とは、一の刃間隔Ｐと周方向Ｓに隣り合う他の刃間隔Ｐとの差分をいうものである。すなわち、間隔差分は、以下の式で表される。
間隔差分＝一の刃間隔−周方向Ｓに隣り合う他の刃間隔
【００１５】
つまり、一の刃間隔Ｐが周方向Ｓに隣り合う他の刃間隔Ｐよりも小さい場合、間隔差分がマイナスとなり、大きい場合、間隔差分がプラスとなる。
そして、一の刃部群２０における刃間隔Ｐは、間隔差分がプラスとなる大刃間隔と、間隔差分がマイナスとなる小刃間隔とからなっている。図２においては、刃間隔Ｐ８,Ｐ１,Ｐ２,Ｐ３が大刃間隔となり、刃間隔Ｐ４,Ｐ５,Ｐ６,Ｐ７が小刃間隔となる。
一の刃部群２０において、大刃間隔が４つ設定され、小刃間隔が４つ設定されている。すなわち、大刃間隔および小刃間隔の設定数は、刃部２０ａの設定数８個に対して半分の４つずつとされている。つまり、大刃間隔および小刃間隔の設定数は以下の式で表される。
大刃間隔の設定数＝一の刃部群における刃部の数／２
小刃間隔の設定数＝一の刃部群における刃部の数／２
さらに、大刃間隔および小刃間隔は周方向Ｓに連続して設定されている。すなわち、刃間隔Ｐ８からＰ１〜Ｐ３と大刃間隔が連続しており、刃間隔Ｐ４〜Ｐ７と小刃間隔が連続している。
【００１６】
また、図３（ａ）における間隔偏差とは、一の刃間隔Ｐと平均間隔との差分をいうものである。なお、平均間隔とは、刃間隔Ｐ１〜Ｐ８の平均をいう。すなわち、間隔偏差は、以下の式で表される。
間隔偏差＝一の刃間隔−平均間隔
【００１７】
つまり、一の刃間隔Ｐが平均間隔よりも小さい場合、間隔偏差がマイナスとなり、大きい場合、間隔偏差がプラスとなる。
そして、一の刃部群２０における刃間隔Ｐは、間隔偏差がプラスとなるプラス刃間隔と、間隔偏差がマイナスとなるマイナス刃間隔とからなっている。図２においては、刃間隔Ｐ１,Ｐ６,Ｐ７,Ｐ８がプラス刃間隔となり、刃間隔Ｐ２,Ｐ３,Ｐ４,Ｐ５がマイナス刃間隔となる。
一の刃部群２０において、プラス刃間隔が４つ設定され、マイナス刃間隔が４つ設定されている。すなわち、プラス刃間隔およびマイナス刃間隔の設定数は、刃部２０ａの設定数８個に対して半分の４つずつとされている。つまり、プラス刃間隔およびマイナス刃間隔の設定数は以下の式で表される。
プラス刃間隔の設定数＝一の刃部群における刃部の数／２
マイナス刃間隔の設定数＝一の刃部群における刃部の数／２
さらに、プラス刃間隔およびマイナス刃間隔は周方向Ｓに連続して設定されている。すなわち、刃間隔Ｐ６〜Ｐ８からＰ１とプラス刃間隔が連続しており、刃間隔Ｐ２〜Ｐ５とマイナス刃間隔が連続している。
【００１８】
また、刃間隔Ｐの変動係数は、０．１２に設定されている。変動係数は、平均間隔に対する刃間隔Ｐのバラツキの関係を示すものである。なお、変動係数は、以下の式で表される。
変動係数＝標準偏差／平均間隔
【００１９】
なお、前述した刃間隔Ｐおよび高さ割合等の数値は、あくまでも一例であって、適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、図３（ｂ）に示すように、刃間隔Ｐおよび高さ割合（４１％）を設定してもよい。また、図３（ｃ）に示すように、刃間隔Ｐおよび高さ割合（３６％）を設定してもよい。これら刃間隔Ｐや高さ割合の設定数値によって、刃高Ｈ、間隔差分、平均間隔、間隔偏差、標準偏差および変動係数は変動することになる。
【００２０】
次いで、メタルソー１０の利用方法について説明する。
まず、基盤部３０の不図示の取り付け部を介して、加工機械に基盤部３０が取り付けられる。そして、加工機械が駆動されると、基盤部３０の中心部を回転中心としてメタルソー１０が周方向Ｓに回転する。この状態から、メタルソー１０が送られて被加工物に接触し、被加工物に対して切削加工が行われる。そして、所望の加工が行われた後、加工機械の駆動が停止され、メタルソー１０の回転が停止し、被加工物の加工が終了する。
ここで、メタルソー１０は刃間隔Ｐが異なっていることから、加工機械等を含む系の振動数と共振することなく加工が行われる。
【００２１】
以上より、本実施形態におけるメタルソー１０によれば、刃間隔Ｐのうち少なくとも一つの刃間隔Ｐが他の刃間隔Ｐと異なっていることから、加工機械等を含む系の振動数と共振することを防止することができ、びびり振動の発生を防止することができる。そのため、生産性および耐久性を向上させることができる。
なお、びびり振動とは、加工時に、工具と被加工物との間で継続的に発生する振動である。
【００２２】
図４は、刃間隔が均等の通常メタルソーと、本実施形態におけるメタルソー１０との効果の違いを示す表である。メタルソー１０によれば、びびり振動の発生を防止することにより、図４に示す種々の効果を奏することができる。例えば、切削寿命（工具寿命）に関して、通常メタルソーが１００であるのに対して、メタルソー１０では１５０〜４００となり、交換頻度を２／３〜１／４に減少させることができる。
また、送り速度（生産性）に関して、通常メタルソーが１００であるのに対して、メタルソー１０では１５０〜６００となり、生産性を１．５〜６倍に向上させることができる。
また、切削抵抗（電力消費）に関して、通常メタルソーが大であるのに対して、メタルソー１０では小となり、加工機械のトラブルを最小化し、電力料を削減することができる。
また、加工時の騒音に関して、通常メタルソーが大であるのに対して、メタルソー１０では小となり、オペレータ疲労を軽減させ、労働環境の改善を図ることができる。
また、切断バリに関して、通常メタルソーが大であるのに対して、メタルソー１０では小となり、後処理工程の短縮を図ることができる。
また、価格に関して、通常メタルソーが１００であるのに対して、メタルソー１０では１２０〜１３０となり、ランニングコストを減少させることができる。すなわち、実勢再研磨価格の概算としては、通常メタルソーが約１，０００〜３，０００円であるのに対して、メタルソー１０では約２，０００〜６，０００となり、イニシャルコストは上がるもののランニングコストを減少させることができる。
【００２３】
また、刃間隔Ｐが全て異なる刃部群２０が周方向Ｓに周期的に複数設けられていることから、設計を容易にしつつ、びびり振動の発生を防止することができる。
また、一の刃部群２０における刃高Ｈが全て異なっていることから、びびり振動の発生をより効果的に防止することができる。
また、刃高Ｈの高さ割合が刃間隔Ｐに対して一定の割合に設定されていることから、設計を容易にしつつ、びびり振動の発生をより効果的に防止することができる。
また、高さ割合が５０％以下に設定されていることから、びびり振動の発生をより効果的に防止することができる。
【００２４】
また、一の刃部群２０における刃間隔Ｐが小刃間隔と大刃間隔とからなり、それぞれの設定数が半分ずつとされ、さらにそれぞれが周方向Ｓに連続していることから、びびり振動の発生をより効果的に防止することができる。
また、一の刃部群２０における刃間隔Ｐがプラス刃間隔とマイナス刃間隔とからなり、それぞれの設定数が半分ずつとされ、さらにそれぞれが周方向Ｓに連続していることから、びびり振動の発生をより効果的に防止することができる。
また、刃間隔Ｐの変動係数が０．１５以下であることから、びびり振動の発生をより効果的に防止することができる。
【００２５】
なお、本考案の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、一の刃部群２０における刃部２０ａの数を８個にしているが、これに限ることはなく、刃部２０ａの設置数は適宜変更可能である。また、刃部群２０の設置数、刃間隔Ｐ、刃高Ｈ、高さ割合、間隔差分、平均間隔、間隔偏差、標準偏差および変動係数なども適宜変更可能であることは言うまでもない。
例えば、図５および図６に示すように、メタルソー１０ａについて、一の刃部群２０における刃部２０ａの設置数を１２個に設定してもよい。さらに、図６（ａ）から（ｃ）に示すように、刃間隔Ｐ、刃高Ｈ、高さ割合（それぞれ４６％、４１％、３６％）、間隔差分、平均間隔、間隔偏差、標準偏差および変動係数を設定してもよい。
【００２６】
また、一の刃部群２０を周期的に複数設けるようにしているが、これに限ることはなく、刃部群２０を設けることなく、それぞれ刃部２０ａを適宜の刃間隔Ｐおよび刃高Ｈ等に設定してもよい。
また、一の刃部群２０における刃高Ｈが全て異なっているとしたが、これに限ることはなく、刃高Ｈの高さは適宜変更可能である。例えば、一の刃部群２０における刃高Ｈの少なくとも１つが異なって設定されていてもよい。もちろん、全ての刃高Ｈが同じ高さに設定されていてもよい。
また、刃高Ｈが刃間隔Ｐに対して一定の高さ割合に設定されているとしたが、これに限ることはなく、高さ割合は適宜変更可能である。例えば、高さ割合の少なくとも一つが異なっていてもよい。
【００２７】
また、高さ割合が５０％以下に設定されているが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、高さ割合が３０％〜５０％に設定されていてもよいし、３５％〜４５％に設定されていてもよい。さらに、高さ割合が５０％超に設定されていてもよい。
また、刃間隔Ｐが小刃間隔と大刃間隔とで半分ずつとされているが、これに限ることはなく、それらの設定数は適宜変更可能である。すなわち、小刃間隔および大刃間隔の設定数が半分ずつでなくてもよい。
また、小刃間隔および大刃間隔が周方向に連続しているとされているが、これに限ることはなく、連続していなくてもよい。
また、刃間隔Ｐがプラス刃間隔とマイナス刃間隔とで半分ずつとされているが、これに限ることはなく、それらの設定数は適宜変更可能である。すなわち、プラス刃間隔およびマイナス刃間隔の設定数が半分ずつでなくてもよい。
また、プラス刃間隔およびマイナス刃間隔が周方向に連続しているとされているが、これに限ることはなく、連続していなくてもよい。
【００２８】
また、変動係数が０．１２とされているが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、変動係数が０．１〜０．２の範囲であってもよいし、さらには０．１０〜０．１５の範囲であってもよい。もちろん、変動係数が０．１未満であってもよいし、０．２超であってもよい。
また、上記実施形態においては、刃具がメタルソーとされているが、これに限ることはなく、刃具の種類は適宜変更可能である。例えば、刃具として、バンドソー、エンドミル、リーマ、ドリル、サイドカッター、チップソーまたは裁断刃などであってもよい。
【００２９】
既述の実施形態に関し、さらに以下の付記を示す。
（付記１）
被加工物を加工する刃具であって、
所定の刃間隔を空けて一方向に複数設けられた刃部と、
前記刃部が設けられた基盤部とを備え、
前記刃間隔のうち少なくとも一つの刃間隔が他の刃間隔と異なっている刃具。
【００３０】
（付記２）
少なくとも３つ以上の前記刃部からなる刃部群を備え、
前記刃部群における前記刃間隔が全て異なっており、前記刃部群が前記一方向に周期的に複数設けられている付記１に記載の刃具。
【００３１】
（付記３）
前記刃部群における前記刃部の刃高が全て異なっている付記２に記載の刃具。
【００３２】
（付記４）
前記刃高が、当該刃部と前記一方向に隣り合う他の刃部との間の刃間隔に対して一定の割合とされている付記３に記載の刃具。
【００３３】
（付記５）
前記一定の割合が５０％以下である付記４に記載の刃具。
【００３４】
（付記６）
前記刃部群における複数の刃間隔は、前記一方向に隣り合う刃間隔よりも小さくなっている小刃間隔と、前記一方向に隣り合う刃間隔よりも大きくなっている大刃間隔とからなり、
前記刃部群における前記小刃間隔および前記大刃間隔の設定数がそれぞれ半分ずつとされ、前記小刃間隔および前記大刃間隔がそれぞれ連続している付記２から付記５のいずれか一項に記載の刃具。
【００３５】
（付記７）
前記刃部群における複数の刃間隔は、平均の刃間隔との偏差がプラスとなるプラス刃間隔と、前記偏差がマイナスとなるマイナス刃間隔とからなり、
前記刃部群における前記プラス刃間隔および前記マイナス刃間隔の設定数がそれぞれ半分ずつとされ、前記プラス刃間隔および前記マイナス刃間隔がそれぞれ連続している付記２から付記６のいずれか一項に記載の刃具。
【００３６】
（付記８）
前記刃間隔の変動係数が０．１５以下である付記１から付記７のいずれか一項に記載の刃具。
【符号の説明】
【００３７】
１０，１０ａ  メタルソー
２０  刃部群
２０ａ  刃部
３０  基盤部
Ｈ  刃高
Ｐ  刃間隔
Ｓ  周方向（一方向）
【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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