(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金の外周に硬質チップからなる同一の鋸刃を固着してなる丸鋸において、
前記丸鋸は、刃厚全体に渡り形成された平坦な面からなる第１すくい面の外周端に形成された各切刃が、上辺刃と左右の斜辺刃とからなる左右対称略台形状に形成された同形状の富士山形刃であり、
各鋸刃における上辺刃の長さが、刃厚の１／５乃至１／２に設定されると共に第１すくい角が−３０°乃至３０°に設定され、切刃から逃げ面にかけて分割溝を形成した
ことを特徴とする丸鋸。
【請求項２】
斜辺刃が上辺刃に対して１０°乃至３０°傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の丸鋸。
【請求項３】
切刃の分割溝を上辺刃と斜辺刃との交点位置付近に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の丸鋸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄鋼材料，非鉄金属材料，合成樹脂等あるいはこれらの複合材料の切断、溝付け等を行うのに好適な丸鋸に関する。
さらに詳しくは、加工時にばりの発生し易いパイプ類，異形材（サッシ材，アングル材等）や形鋼（山形鋼，Ｈ形鋼等）の切断等に好適な丸鋸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の丸鋸として例えば次のようなものが知られている。パイプの外周に沿って丸鋸によってダウンカットで切削される場合にパイプの内側に支障のある長いリング状のばりの発生をなくすることを目的としたものに、例えば実開平６−７４２２８号が知られている。このものは金属切断用丸鋸に関するもので、図１に示すような超硬質のチップが用いられている。すなわち第１すくい面とその両側のリード面の外縁にわたり刃先線が形成され、前記第１すくい面とリード面の下に第２すくい面が形成された鋸刃を構成する複数の硬質チップを円板状台金の外周部に設けた丸鋸において、前記両側のリード面外縁のコーナ部に傾斜角２５°乃至３５°の面取り部を設けたものである。
【０００３】
また、特開平８−２１５９３１号が知られている。このものは丸鋸に関するもので図２に示すような刃が用いられている。即ち円板状とされた台金の外周縁に刃体が定ピッチ毎に形成され、該各刃体には逃げ面に所要の切屑分割用溝を有する刃が取り付けられ各刃はその逃げ面が略山形状に形成され第１すくい面とで形成する切刃は山形をなし、第１すくい面の両側に面取り部が切欠き形成されているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のものは何れも長いばりの発生を防止するとともに寿命を長くするように改善されたものであるが、未だその成果は充分に満足できる迄には至っていない。
前者のものは鋸刃の第１すくい面の左右にリード面を形成するとともにリード面外縁のコーナ部に面取り部を設けた構成である。また後者のものは鋸刃の第１すくい面の左右に大きな切欠き面取り部を形成するとともに外周切刃を山形とした構成である。このため製造コストの点において問題がある。また切屑の円滑な流れが期待通りに行かず切断面への切屑の溶着が起こるという問題がある。
そして特にパイプ材やアングル材などの切断は中実の棒状材と異なり断続切削が強く作用し、またばり発生についてもパイプ材等の内側、外側の両側に生じることから切刃にチッピングが生じやすい問題がある。
本発明は従来技術の上述の問題点に鑑みなされたもので、本発明の目的とするところは、特にばりの発生し易い形状の材料例えばパイプ材に対して、ばり発生の低減，加工面粗さの向上、切刃欠損の防止，加工時間の短縮、加工寿命の延長を可能とする丸鋸を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を構成するために本願発明の台金の外周に硬質チップからなる同一の鋸刃を固着してなる丸鋸は、刃厚全体に渡り形成された平坦な面からなる第１すくい面の外周端に形成された各切刃が、上辺刃と左右の斜辺刃とからなる左右対称略台形状に形成された同形状の富士山形刃であり、各鋸刃における上辺刃の長さが、刃厚の１／５乃至１／２に設定されると共に第１すくい角が−３０°乃至３０°に設定され、切刃から逃げ面にかけて分割溝を形成したものである。また、斜辺刃が上辺刃に対して１０°乃至３０°傾斜しているものである。また、切刃の分割溝を上辺刃と斜辺刃との交点位置付近に設けたものである。
【０００６】
この丸鋸によるガス管等の鋼管の切断において、上辺刃と左右の斜辺刃とによって富士山形に切刃が形成されているので、鋼管は略逆Ｖ字形状に切削されていく。このため切断時における切削抵抗が小さく、切断が進行して被切断材の残り部分が少なくなった際にも、残り部分を切断面の外方へ押圧することなく丸鋸の切削力や押圧力に伴う応力が少なく作用し、押し出される内皮は押し出し量の小さいうちに斜辺刃の切刃によって切断分離され大ばりは発生しない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図３の金属，樹脂等の切断用丸鋸１は円板状台金３の外周部に硬質チップの鋸刃２が配設されている。刃厚Ｔの鋸刃２は図４に示すようにすくい角θ１の第１すくい面２ａと、第１すくい面２ａの下にすくい角θ２の第２すくい面２ｂが形成されている。第１すくい面２ａの外周端に形成された切刃は、その左右に斜辺刃２ｄが左右対称に形成されていて外周切刃は略台形状の富士山形刃をなす。ここで中央の外周切刃を上辺刃２ｃと称する。斜辺刃２ｄは上辺刃２ｃに対して傾斜角θ３をなす。
【０００８】
さらに上辺刃２ｃと斜辺刃２ｄとの交点位置近くの上辺刃に切刃から逃げ角θ４の逃げ面２ｅにかけて切粉を分割する分割溝２ｆが形成されている。
このような丸鋸において、刃厚Ｔに対する上辺刃２ｃの長さｔ（以下上辺刃長と称す）の比率と大ばり発生頻度、加工面粗さの実験を行った。なお、ここで大ばりとは刃厚をＴとしたときＴ／２以上の長さのばりをいうものとする。
【０００９】
予備実験
（その１）  刃厚Ｔに対する上辺刃長ｔの比ｔ／Ｔと大ばり発生頻度及び加工面粗さの関係
○丸鋸仕様  φ360 ×2.7 ×120(直径×刃厚×刃数)
第１すくい角θ１＝−１０°
斜辺刃の傾斜角度θ３＝２０°
逃げ角θ４＝１０°
分割溝２ｆは上辺刃２ｃと斜辺刃２ｄの交点２個所の内の片方に設け、後続する次の切刃には反対側の交点近くの交互に設ける。
○被削材    ＳＴＫＭ１３Ａ  φ５７×５（パイプ径×肉厚）
○切断条件
切削速度（周速）・・・Ｖ＝３００ｍ／分
１刃当たりの送り・・・Ｓｚ＝０．０２５ｍｍ／刃
切削方式・・・パイプ材に平行かつ真下に丸鋸主軸を配し、丸鋸を真上に上昇させて切削する。
【００１０】
実験結果
図５に示すとおりであって、内面に発生する大ばりの発生頻度は上辺刃長ｔ／Ｔが１／５乃至１／１では殆どなく、１／５以下で急激に増大する。加工面粗さ（ＪＩＳ０６０１による測定）の最大高さはｔ／Ｔが１／３から１／１と広くなるに従い次第に悪くなるが、使用上差し支えない最大高さの３０μｍとなる値は０乃至１／２である。従って両者の望ましい上辺刃長ｔと刃厚Ｔの比ｔ／Ｔは１／５乃至１／２であった。
【００１１】
（その２）  斜辺刃２ｄの傾斜角度θ３とばり寸法との関係
○丸鋸仕様  予備実験その１と同じ
上辺刃長  ｔ＝Ｔ／３
○他の条件は予備実験その１と同じ
実験結果
図６に示すとおりであって、ばり寸法から使用上差し支えない寸法は、０．５ｍｍとなる傾斜角度θ３は４０°迄であり、望ましい値は０°乃至３０°である。
以上の実験により内面に発生する大ばり発生頻度、面粗さ及びばり寸法は、刃厚Ｔに対する上辺刃長ｔの比ｔ／Ｔや斜辺刃の傾斜角度θ３の影響を受けることが判明した。
【００１２】
このように予備実験その１，その２により大ばりの発生を抑制し、望ましい加工面粗さを維持し、ばり寸法を極力小さくすることができる切刃形状の範囲を見出すことができた。
この予備実験にもとづき本発明の富士山形切刃と平刃との寿命の比較試験を行った。
【００１３】
〔実施例〕
その１
図４の形状の富士山形刃を有する丸鋸を製作し、ばり寸法を抑制する効果があるとされる図７の形状の平刃を有する丸鋸との切断比較試験を行った。
○丸鋸仕様      予備実験その１と同じ
ａ．富士山形刃
上辺刃長  ｔ＝Ｔ／３
第１すくい角  θ１＝−１０°
斜辺刃の傾斜角  θ３＝２０°
逃げ角  θ４＝１０°
分割溝２ｆ  富士山形刃には上辺刃と斜辺刃との交点２個所の内の片方に設け、後続する次の切刃には反対側の交点に設けて、交互に配した。
ｂ．平刃
第１すくい角  θ１＝−１０°
逃げ角  θ４＝１０°
刃厚Ｔ  富士山形刃と同じ
分割溝２ｆ、刃厚の１／３の位置に左右交互に設けた。
被削材      予備実験その１と同じ
切断条件    予備実験その１と同じ
切削方式    予備実験その１と同じ
【００１４】
〔切断結果〕
図８に示すとおりであって、平刃はばり寸法０．８ｍｍのばりが発生する迄に６０００カット（切削面積４．９ｍ2 ）であったのに対し、富士山形刃は１２０００カット（切削面積９．８ｍ2 ）であった。富士山形刃は平刃の約２倍加工が可能である。
【００１５】
〔実施例〕
その２
図９の形状の富士山形刃を有する丸鋸を製作し、加工面粗さを向上させる効果があるとされる図１０の形状のコーナ面取り平刃を有する丸鋸との切断比較試験を行った。
○丸鋸仕様        φ420 ×3.5 ×100
ａ．富士山形刃
上辺刃長  ｔ＝Ｔ／４
第１すくい角  θ１＝−３０°
斜辺刃の傾斜角  θ３＝２５°
逃げ角  θ４＝−１０°
分割溝      実施例その１と同じ
ｂ．コーナ面取り平刃
第１すくい角  θ１＝−３０°
面取り角  θ５＝４５°
コーナ面取り  ＝０．５ｍｍ
逃げ角  θ４＝１０°
分割溝    実施例その１の平刃と同じ
○被削材    ＳＣＭ４３５    φ２６×３．５
○切断条件
切削速度（周速）・・・Ｖ＝３００ｍ／分
１刃当たりの送り・・・Ｓｚ＝０．０３０ｍｍ
切削方式        ・・・予備実験その１と同じ
【００１６】
〔切断結果〕
図１１に示すとおりであって、加工面が最大高さ１００μｍの粗さになるまでにコーナ面取り平刃は４０００カット（切削面積１ｍ2 ）であるに対し、富士山形刃は１２０００カット（切削面積３ｍ2 ）である。約４倍加工が可能である。
なお平刃の最大高さはカット数が少ない時点から大きいので１００μｍにおいて比較した。
【００１７】
〔実施例〕
その３
実施例その１と同じ富士山形刃を有する丸鋸と平刃を有する丸鋸を製作して刃のコーナ部（切刃の両端）のチッピングの発生状況を確認する切断比較試験を行った。なお図７の平刃はチッピングの発生が起こり易いといわれているものである。
○丸鋸仕様      φ360 ×3.2 ×90
その他の条件は実施例その１と同じ
○被削材        ＳＵＪ２  φ５６×５
○切断条件
切削速度（周速）・・・Ｖ＝２００ｍ／分
１刃当たりの送り・・・Ｓｚ＝０．０２５ｍｍ
切削方式        ・・・予備実験その１と同じ
【００１８】
〔切断結果〕
図１２に示すとおりであって、全刃のコーナ部にチッピングが発生する（１００％）まで切断を行うと、平刃は３０００カット（切削面積２．４ｍ2 ）であるに対し、富士山形刃は５５００カット（切削面積４．４ｍ2 ）である。富士山形刃は平刃の２倍近くの加工が可能である。
【００１９】
〔実施例〕
その４
図１３に示すような富士山形刃を有する丸鋸と図１４に示すような先行刃と図１５に示す仕上刃とを交互に組み合わせた従来公知の組刃を有する丸鋸を製作し切断比較試験を行った。
○丸鋸仕様      φ440 ×3.6 ×100
○富士山形刃
上辺刃長  ｔ＝Ｔ／３
第１すくい角  θ１＝１０°
斜辺刃の傾斜角  θ３＝２０°
逃げ角  θ４＝１０°
分割溝  実施例その１と同じ
○組刃
先行刃
上辺刃長  ｔ＝Ｔ／３
第１すくい角  θ１＝１０°
斜辺刃の傾斜角  θ３＝４５°
逃げ角  θ４＝１０°
仕上刃（平刃）
第１すくい角  θ１＝１０°
逃げ角  θ４＝１０°
先行刃，仕上刃とも分割溝なし
○被削材    内面塩ビ被覆ＳＧＰ管    φ48.6×3.5 ，塩ビ厚み  １．５ｍｍ
○切断条件
切削速度（周速）・・・Ｖ＝３００ｍ／分
１刃当たりの送り・・・Ｓｚ＝０．０１３５ｍｍ／刃
切削方式        ・・・予備実験その１と同じ
【００２０】
〔切断結果〕
図１６に示すとおりであって、内面に発生するばり寸法が０．８ｍｍに達するのに、組刃は７０００カットであるに対し、富士山形刃は１５０００カットであった。富士山形刃は従来の組刃の約２倍加工が可能である。
〔総括〕
以上の各実施例において、富士山形刃の分割溝を上辺刃と斜辺刃との交点に設けたが、交点から外れた位置、すなわち上辺刃上にまたは斜辺刃上に設けても同様の効果が得られた。ただし、分割された切屑の流れ（排出性）は実施例の位置が良い。また、チップの材質として超合金を使用して試験したが、サーメットなど丸鋸に使用できるチップであれば種類を問わない。
【００２１】
上辺刃２ｃの上辺刃長ｔは刃厚Ｔの１／５乃至１／２で、望ましくはほぼ１／３である。第１すくい面２ａの第１すくい角θ１は鉄鋼材料用では−３０°乃至３０°であり、望ましくは−３０°乃至０°である。非鉄金属材料，合成樹脂材料用，樹脂被覆鋼管でも−３０°乃至３０°であるが、望ましくは０°乃至３０°である。
そして鉄鋼材料用では第１すくい角θ１は−３０°より小さいと発熱が大きくなり過ぎ、また振動も大きくなり使用上の問題が生じる。第１すくい角θが０°より大きいと刃欠けが発生し易くなり、寿命が低下するという問題が出る。
非鉄金属材料，合成樹脂材料および樹脂被覆鋼管（例えば塩ビ被覆ＳＧＰ）では第１すくい角θが０°より小さいと発熱が大きくなり過ぎ、振動も大きくなる。３０°より大きいと刃欠けが発生し易くなり寿命が低下する。
【００２２】
【発明の効果】
上述のとおりであるので、本発明の富士山形刃を有する丸鋸は平刃を有する丸鋸に比べて、ばりの発生，コーナ部のチッピングの発生が同じ状態になる迄に約２倍の加工が可能である。また加工面粗さにおいては約４倍の加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の鋸刃の正面図である。
【図２】従来技術の他の鋸刃の正面図である。
【図３】丸鋸の側面図である。
【図４】実施例その１の本発明の鋸刃の富士山形刃を示す拡大図で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図５】予備実験その１の切断結果の大ばり発生頻度及び加工面粗さとｔ／Ｔとの関係を表す図である。
【図６】予備実験その２の切断結果のばり寸法と斜辺刃の傾斜角度との関係を表す図である。
【図７】実施例その１で使用した鋸刃の平刃を示す拡大図で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図８】実施例その１の切断結果のばり寸法とカット数との関係を表す図である。
【図９】実施例その２の本発明の鋸刃の富士山形刃を示す拡大図で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図１０】実施例その２で使用した鋸刃のコーナ面取り平刃で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図１１】実施例その２の切削結果の加工面粗さとカット数との関係を示す図である。
【図１２】実施例その３の切断結果のチッピング発生率を示す図である。
【図１３】実施例その４の本発明の鋸刃の富士山形刃を示す拡大図で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図１４】従来の組刃の先行刃を示す拡大図で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図１５】従来の組刃の仕上刃を示す拡大図で、ａは正面図、ｂは側面図、ｃは上面図である。
【図１６】実施例その４の切断結果のばり寸法とカット数との関係を表す図である。
【符号の説明】
２  鋸刃
２ａ  第１すくい面
２ｂ  第２すくい面
２ｃ  上辺刃
２ｄ  斜辺刃
２ｅ  逃げ面
２ｆ  分割溝
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004164708.tif 000013
【図１３】
0004164708.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004164708.tif 000016
【図１６】
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