JP2010264529A - 回転鋸及びその研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チップの側面に形成される研削条痕を回転鋸の接線方向に延出させてチップの切断性能を向上させるとともに、前記研削条痕を得ながら所定の側面逃げ角が形成できる回転鋸研削装置を得る。
【解決手段】円板状の基板（１１）の外周部に固着したチップ（１２）の側面（１２ａ）に回転鋸（１０）の接線方向に延びる研削条痕（Ｋ）を形成する。また、研削部位に位置するチップ（１２−１）の外側方に回転鋸（１０）の回転軸心と略直交して回転するとともに、外周面が前記チップ（１２−１）の側面（１２ａ）に対面する回転砥石（２７）を設け、前記回転砥石（２７）をチップ（１２−１）の側面（１２ａ）方向に移動させる砥石移動装置（Ｍ１）と、前記チップ（１２−１）を前進方向に移動させるチップ移動装置（３５）とを設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、外周部にチップが固着された回転鋸及びその研削装置に関するものである。

従来の技術として特許文献１があった。即ち、図１３に示すように、外周にチップ２が固着された円板状のチップソー１の両側をチップ回転機構３により挟持し、チップソー１の左右両側に砥石回転機構５により回転されるカップ形のダイヤモンドホイール４を配置するとともに、該ダイヤモンドホイール４の回転軸心Ｏ３を、チップソー１の回転軸心Ｏ１と平行する軸心Ｏ２に対してチップ２の側面向心角に相当する角度Ｅ１で傾斜させ、図１４に示すように、前記ダイヤモンドホイール４をチップソー１の回転軸心Ｏ１方向に移動させるとともに、各ダイヤモンドホイール４を互いに接近する方向に移動させることにより、その外周側面４ａで対象とするチップ２の両側面２ａを研削するようにしたものがあった。

前記特許文献１は、ダイヤモンドホイール４をチップソー１の回転軸心Ｏ１方向に移動させながら、その外周側面でチップ２の両側面２ａを研削するようにしていたので、チップ２の側面２ａに形成される研削条痕（砥石マーク）がチップソー１の回転円に対して逆向きの円弧状となる。このため、被切断物を切断する際に前記チップ両側面２ａの被切断物に対する摩擦抵抗が増してチップ２が加熱され、チップ２の耐久性が低下するものであった。また、ダイヤモンドホイール４の回転軸心Ｏ３をチップソー１の回転軸心Ｏ１と平行する軸心Ｏ２に対して一方向にのみ傾斜させるようにしていたので、チップ２の側面向心角を得ることはできるも、チップの側面逃げ角は０度となるため、必要とする側面逃げ角を得るためには、別途研削する必要があった。

他の従来技術として、円板状の回転鋸の外周に固着されたチップのすくい面にその先端から基部方向に延びる研削条痕、及び該チップの逃げ面に回転方向に延びる研削条痕を形成したものがあった。このものは、被切断物を切断する際に、切屑がすくい面の研削条痕に沿って流れ、また、被切断物の切断底面がチップの逃げ面の研削条痕に沿って摺動することになるので、切断時におけるチップのすくい面及び逃げ面の発熱が抑制されることになる。
しかしながら、チップの側面は、回転砥石の回転軸心を回転鋸と平行する軸心に配置し、これを回転鋸の軸心方向に移動させてその外周側面で研削されるようになっていたので、特許文献１と同様に、チップの側面に形成される研削条痕は回転鋸の回転円に対して逆向きの円弧状となり、被切断物を切断する際にチップ両側面の発熱を抑制することができなかった。

特開平６−２６２４３０号公報 特開２００５−２３１０１６号公報

本発明は、チップ側面の研削条痕を回転鋸の接線方向に延出させて切断性能を高くする回転鋸、及びチップ側面の研削条痕を回転鋸の接線方向に延出させながら、必要とする側面逃げ角を形成して回転鋸の切断性能を高くすることができる研削装置を得ることを目的とする。

本発明は、前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、円板状の基板の外周部に固着されたチップの側面に回転鋸の接線方向に延びる研削条痕を形成したものである。
請求項２に係る発明は、研削部位に位置するチップの外側方に回転鋸の回転軸心と略直交して回転するとともに、外周面が前記チップの側面に対面する回転砥石を設け、前記回転砥石をチップの側面方向に移動させる砥石移動装置と、前記チップを前進方向に移動させるチップ移動装置とを設ける構成にしたものである。
請求項３に係る発明は、前記研削部位に位置するチップの両側外方にそれぞれ回転鋸の回転軸心と略直交して回転する回転砥石を設けたものである。
請求項４に係る発明は、前記回転砥石の回転軸心を、回転鋸の回転軸心と直交する軸線に対して傾斜する方向に回動させる砥石回動装置を設けたものである。

請求項１に係る発明は、チップの側面に形成される研削条痕が回転鋸の接線方向に延びているので、被切断物を切断する際にチップ両側面の被切断物に対する摩擦抵抗が低減してチップの発熱が抑制され、該チップの耐久性が高くなる。
請求項２に係る発明は、回転砥石をチップの側面に接触させて研削すると、チップ側面に発生する研削条痕が回転鋸の接線方向に延びることになり、切断時の摩擦抵抗、及び発熱が低減することになる。また、チップ移動装置でチップを前進方向に移動させる移動量と、砥石移動装置で回転砥石をチップの側面方向に移動させ移動量との比を設定することにより、チップの側面逃げ角を刃先側で小さく、後部側で大きくする等、刃先側と後部側とで変化させることができる。
請求項３に係る発明は、一対の回転砥石でチップの両側を同時に研削することになるので、研削時間が短縮することになる。
請求項４に係る発明は、砥石回動装置によって回転砥石の回転軸心を調節することにより、チップの側面向心角が容易に設定できるとともに、一種類の回転砥石でチップの側面を円滑に研削することができる。

本発明による回転鋸の第１実施例を示す部分平面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図１の要部側面図である。 本発明による研削装置の第１実施例を示す平面図である。 図４の要部拡大図である。 図５のVI-VI相当の要部拡大図である。 研削装置の側面図である。 図７の要部拡大図である。 本発明による研削装置の第２実施例を示す部分側面図である。 図９の平面図である。 本発明による回転鋸の第２実施例を示す部分側面図である。 図１１のXII-XII拡大断面図である。 従来例を示す平面図である。 図１３のXIV-XIV相当の要部拡大図である。

図１〜図３において、１０は回転鋸であり、円板状の基板１１の外周に超硬のチップ（刃）１２を所定ピッチで固着してなる。前記チップ１２の両側面１２ａは、図３に示すように、研削条痕Ｋがが回転鋸１０の接線方向に延長形成されている。また、先端切れ刃１２ｂから後方に至る０〜３ｍｍ部位の刃先側面部、本例では約０．４ｍｍ（Ｔ）に至る刃先側面部１２ａ−１が回転砥石２７の外周面によって刃厚方向に凹む円弧凹面に形成されるとともに、該円弧凹面によって側面逃げ角Ｓが０．１〜５．０度、本例では約０．３度となるように形成され、前記円弧凹面の後端Ｔから後面１２ｅに至る側面後部１２ａ−２は、前記刃先側面部１２ａ−１よりも大きい側面逃げ角、例えば約２度の側面逃げ角となるように形成されている。これにより、刃先部の剛性を高くして磨耗、欠損を防止するとともに、切削時における両側面１２ａの摩擦抵抗を軽減する。
なお、本例では、前記チップ１２のすくい面１２ｃのすくい角Ａ、及び逃げ面１２ｄの逃げ角Ｃはともに約１０度となっている。

図４は前記チップ１２の側面１２ａを研削する第１実施例の研削機である。図４において、１５は研削機であり、機台１６に左右（図４において上下）一対の取付けベース１７を取り付ける。該取付けベース１７は、後述の相対する回転砥石２７の対向点Ｐ１（図４、図７）を中心として機台１６の前部に回動可能に取り付け、砥石回動装置、即ちベース回動シリンダ（又はベース回動サーボモータ）１７ａによって前記対向点Ｐ１を中心として回動調節される。前記各取付けベース１７にそれぞれＸ軸モータＭ１によって互いに左右接離方向（図４において上下方向）に移動される一対のＸ軸台１８を取り付け、各Ｘ軸台１８にＹ軸モータＭ２によってＹ軸方向（図４において左右方向）に移動されるＹ軸台１９を取り付け、各Ｙ軸台１９にそれぞれ砥石ユニット２５を左右（図４において上下）並列に取り付ける。

前記砥石ユニット２５は、砥石回転モータＭ３によって回転されるスピンドルヘッド２６をＹ軸（前後）方向に配置し、そのスピンドルの突出端部（図４において右端部）に円板状の回転砥石２７を取り付けてなり、各砥石ユニット２５は、前記取付けベース１７を前端側の回動軸Ｐ１（図４）を中心として回動調節することにより、図５に示すように、回転砥石２７の回転軸心Ｏ４が回転鋸１０回転軸心Ｏ５と直交する軸線Ｈに対して外向きに傾斜できるようになっており、該軸線Ｈに対する回転軸心Ｏ４の傾斜角度Ｅ１を設定することによってチップ１２の側面向心角Ｅ（図１２）を決定する。

前記機台１６の右側に回転鋸１０を支持する鋸支持装置３０を取り付ける。該鋸支持装置３０は、図７に示すように、支持フレーム３１の上部に揺動台３２を図７において左右方向に延出配置し、該揺動台３２の右端部を支持フレーム３１の右端部に取り付けた支点軸３３に上下揺動可能に連結し、揺動台３２の左端部を支持フレーム３１の左部に取り付けた昇降装置３５（チップ移動装置）に連結する。昇降装置３５は、支持フレーム３１の左部に昇降モータＭ４及びねじ軸３８を介して左右方向（Ｙ軸方向）に移動されるスライドベース３６を取り付け、該スライドベース３６と前記揺動台３２の左端部とをアーム３７により、支点ピンＰ２，Ｐ３を介して連結し、前記昇降モータＭ４でねじ軸３８を正逆回転させることにより、揺動台３２を、支点軸３３を中心として上下に揺動させる。

前記揺動台３２に、鋸Ｙ軸モータＭ５及びねじ軸４１を介して左右方向（Ｙ軸方向）に移動される鋸支持台４０を取り付ける。該鋸支持台４０は、鋸支持軸４２及び該鋸支持軸４２を回転させる鋸回転モータＭ６を有し、鋸支持軸４２はＸ軸方向（図４において上下方向）に向けられており、該鋸支持軸４２の端部に前述した回転鋸１０を同軸に挟持固定し、該回転鋸１０を鋸回転モータＭ６によって間欠的に回転させる。

前述した機台１６の前部（図４において右部）に回転鋸１０の外周部を挟持固定するクランプ装置４５を取り付ける。該クラン部装置４５は、回転砥石２７に対面するチップ１２−１（図６、図８）が位置する回転鋸１０の外周部を挟持固定するもので、支持フレーム３１（図７）側に固定される固定挟持辺４６ａと、クランプシリンダ４７によって進退作動される可動挟持辺４６ｂとからなり、前記回転鋸１０の外周部を挟持することによって、研削されるチップ１２−１が研削負荷によって振動するのを防止するためのものである。

なお、前述した各モータＭ１〜Ｍ６はサーボモータからなり、該各モータＭ１〜Ｍ６、及びクランプシリンダ４７等を制御装置で制御することにより、回転鋸１０の各チップ１２の側面１２ａを自動で研削するようになっている。

次に、前述した研削機１５による回転鋸１０の研削態様について説明する。まず、鋸支持軸４２に研削用の回転鋸１０を取り付け、昇降モータＭ４、鋸Ｙ軸モータＭ５を駆動制御し、図６に示すように、回転鋸１０を、初段のチップ１２−１の両側面１２ａが回転砥石２７の外周面に対面する位置に、かつ回転鋸１０の回転軸心Ｏ５が回転砥石２７の回転軸心Ｏ４に対して若干下方にオフセットＦ、本例では約２ｍｍ下方に位置する如く移動させる。

また、研削機１５の取付けベース１７を回動軸Ｐ１を中心として回動調節し、図５に示すように、回転砥石２７の回転軸心Ｏ４を回転鋸１０の回転軸線Ｏ５と直する軸線Ｈに対して外向きに傾斜させる。本例では、前記軸線Ｈに対する回転砥石２７の回転軸心Ｏ４の傾斜角度Ｅ１を約１度とし、これにより、チップ１２の側面向心角Ｅ（図１２）が約１度となるようにする。

次いで、鋸回転モータＭ６を駆動制御し、図６に示すように、初段のチップ１２−１を、その先端切刃１２ｂが回転鋸１０の回転軸心Ｏ４と直交する線上となる位置に移動させた後、図５に示すように、クランプ装置４５を作動させ、その各挟持辺４６ａ，４６ｂにより前記チップ１２−１が位置する基板１１の外周部を挟持して固定する。

次いで、砥石回転モータＭ３を起動させ、この状態で、Ｘ軸モータＭ１及び昇降モータＭ４を送り込み方向に駆動制御する。即ち、回転砥石２７の外周面をチップ１２−１の側面１２ａの上部に接触させた後、回転砥石２７を前記側面１２ａ方向に移動させつつ、チップ１２−１を上方（後進方向）に移動させる。これにより、チップ１２の側面１２ａに回転鋸１０の接線方向に延びる研削条痕Ｋが形成されることになる。また、前記チップ１２−１の両側面１２ａが、図２に示すように、先端切れ刃１２ｂから後方に約２ｍｍ（Ｔ）に至る刃先側面部１２ａ−１が刃厚方向に凹む円弧凹面に形成されるとともに、該円弧凹面によって側面逃げ角Ｓが０．１〜５．０度、本例では約０．３度となるように形成され、また、前記円弧凹面の後端Ｔから後面１２ｅに至る側面後部１２ａ−２は、前記刃先側面部１２ａ−１よりも大きい側面逃げ角、例えば約２度の側面逃げ角となるように形成される。

前記チップ１２−１の研削が終了すると、前記Ｘ軸モータＭ１及び昇降モータＭ４を退避させ、鋸回転モータＭ６により回転鋸１０を１刃分回転させて次段のチップ１２−２（図６）を研削位置に移動させ、前述と同様の動作を行って該チップ１２−２を研削する。以後、前記動作を繰り返し、回転鋸１０が一周（一回転）した時点で研削を終了する。

なお、本発明は、以下の如くしてもよい、即ち、前記回転鋸１０が一周して全チップ１２が研削された後、ベース回動シリンダ１７ａにより、取付けベース１７を各回転砥石２７の回転軸心Ｏ４が平行となるように回動させ、研削するチップ１２の側面向心角Ｅが０度となるようにする。この状態で前記初段のチップ１２−１を、その側面１２ａの前後方向中間点Ｇ１（図１１）が回転砥石２７の摺接点に位置する如く、鋸回転モータＭ６及び昇降モータＭ４を作動させる。

この状態でＸ軸モータＭ１及び昇降モータＭ４を作動させ、前記側面１２ａの前後方向中間点Ｇ１から後部に至る後部上側面１２ａ−３（図１１，図１２）を０度の側面向心角で研削する。以後、前記動作を繰り返して回転鋸１０を一周させ、図１１，図１２に示すように、チップ１２の後部上側面１２ａ−３の逃がし量を増大させる。これにより、側面１２ａの後部を研削する際に回転砥石２７が隣接するチップ１２に接触するのを防止しながら、チップ１２の後部上側面１２ａ−３の研削量を大きくしてチップ側面１２ａによる切削抵抗を低減させる。

ここで、前記ベース回動シリンダ１７ａをサーボモータに換え、制御装置により、チップ１２の側面１２ａを研削する初期には、図５に示すように、各回転砥石２７の回転軸心Ｏ４を回転鋸１０の回転軸線Ｏ５と直する軸線Ｈに対して１〜１．５度外向きに傾斜させ、側面１２ａが前後方向中間点Ｇ１（図１１）に進行した時点で各回転砥石２７の回転軸心を平行となる如く制御すれば、回転鋸２７を一周させるだけで図１１、図１２に示すように、チップ１２の後部上側面１２ａ−３の逃がし量を増大させることができる。

なお、本発明は、前記回転鋸１０の回転軸心Ｏ４を回転砥石２７の回転軸心Ｏ５と一致、又は若干上方に位置させ、この状態で回転砥石２７をチップ１２−１の側面１２ａ方向に移動させつつ、チップ１２−１を上方に移動させてチップ１２−１の両側面１２ａを研削するようにしてもよい。この場合、回転砥石２７をチップ１２−１の側面１２ａ方向に移動させる移動量と、チップ１２−１を上方に移動させる移動量とを一定の比率にすると、チップ１２−１の両側面１２ａは平滑なテーパー面（側面全域が一定の刻面逃げ角）に研削されることになる。また、チップ１２−１が上方に移動される前段で回転砥石２７のチップ１２−１方向への移動量を少なく、チップ１２−１が上方に移動される後段で回転砥石２７のチップ１２−１方向への移動量を大きくすると、刃先側の側面逃げ角が小さく、後部側の側面逃げ角が大きくなる。

図９、図１０は研削機１５の第２実施例を示す。このものは、前述した昇降装置３５を省略し、替わりに鋸支持軸４２に、回転鋸１０のチップ１２の直内周部に対応する大径の挟持板５０を一対取付け、該挟持板５０により回転鋸１０の外周全域を挟持し、チップを研削する際には、回転砥石２７をチップ１２−１の側面１２ａ方向に移動させつつ、鋸回転モータＭ６によって回転鋸１０を正回転方向に所定角度回転させて研削されるチップ１２−１を前進方向に移動させるようにしたものである。この場合、前記鋸回転モータＭ６が本発明でいうチップ移動装置を兼務することになる。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。

１０ 回転鋸
１１ 基板
１２ チップ
１２ａ 側面
１２ａ−１ 刃先側面部
１２ａ−２ 側面後部
１２ａ−３ 後部上側面
１２ｂ 先端切刃
１２ｃ すくい面
１２ｄ 逃げ面
１２ｅ 後面
Ａ すくい角
Ｃ 先端逃げ角
Ｓ 側面逃げ角
Ｅ 側面向心角
１５ 研削機
１６ 機台
１７ 取付けベース
１７ａ ベース回動シリンダ又はベース回動サーボモータ（砥石回動装置）
１８ Ｘ軸台
１９ Ｙ軸台
２５ 砥石ユニット
２６ スピンドルヘッド
２７ 回転砥石
３０ 鋸支持装置
３１ 支持フレーム
３２ 揺動台
３３ 支点軸
３５ 昇降装置（チップ移動装置）
３６ スライドベース
３７ アーム
３８ ねじ軸
４０ 鋸支持台
４１ ねじ軸
４２ 鋸支持軸
４５ クランプ装置
４６ａ 固定挟持辺
４６ｂ 可動挟持辺
４７ クランプシリンダ
５０ 挟持板
Ｍ１ Ｘ軸モータ（砥石移動装置）
Ｍ２ Ｙ軸モータ
Ｍ３ 砥石回転モータ（チップ移動装置）
Ｍ４ 昇降モータ
Ｍ５ 鋸Ｙ軸モータ
Ｍ６ 鋸回転モータ（チップ移動装置）
Ｏ４ 回転砥石の回転軸心
Ｏ５ 回転鋸の回転軸心
Ｅ 側面向心角
Ｇ１ 側面の前後方向中間点
Ｈ 回転砥石の平行軸線

Claims (4)

1. 円板状の基板（１１）の外周部にチップ（１２）が所定ピッチで固着された回転鋸（１０）において、前記チップ（１２）の側面（１２ａ）に回転鋸（１０）の接線方向に延びる研削条痕（Ｋ）が形成されてなることを特徴とする回転鋸。
2. 研削部位に位置するチップ（１２−１）の外側方に回転鋸（１０）の回転軸心と略直交して回転するとともに、外周面が前記チップ（１２−１）の側面（１２ａ）に対面する回転砥石（２７）を設け、前記回転砥石（２７）をチップ（１２−１）の側面（１２ａ）方向に移動させる砥石移動装置（Ｍ１）と、前記チップ（１２−１）を前進方向に移動させるチップ移動装置（３５）とを設けたことを特徴とする回転鋸の研削装置。
3. 研削部位に位置するチップ（１２−１）の両側外方にそれぞれ回転鋸（１０）の回転軸心と略直交して回転する回転砥石（２７）を設けたことを特徴とする請求項２記載の回転鋸の研削装置。
4. 回転砥石（２７）の回転軸心（Ｏ４）を、回転鋸（１０）の回転軸心（Ｏ５）と直交する軸線（Ｈ）に対して傾斜する方向に回動させる砥石回動装置（１７ａ）を設けたことを特徴とする請求項３記載の回転鋸の研削装置。

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