JP2011045983A - チップソー - Google Patents

Abstract

【課題】 段ボール積層材の切断時に発生する返りを無くしかつ、紙粉の発生を抑止する。
【解決手段】 第１チップ２及び第２チップ３がチップ回転方向Ｆへ向けて配列される。第１チップ２は刃先エッジ２ｄを台金４の厚さ範囲から左側へ張り出して位置し、かつ刃内側面２ｃが台金４の厚さから右へ張り出さない状態に位置している。第２チップ３は刃先エッジ２ｄを台金４の厚さ範囲から右側へ張り出して位置し、かつ内側面２ｃが台金４の厚さから左へ張り出さない状態に位置している。
【選択図】図３

Description

本発明は段ボール積層材のように軟らかい物の切断に適したチップソーに関する。

包装容器リサイクルの観点から、包装用梱包緩衝材としてリサイクル可能な段ボール積層材が使用されている。段ボール積層材を包装容器に加工する際に、切断手段としてチップソーが使用される。一般に木材の切断に使用されるチップソーは、頭頂部に回転面に対して垂直或いはやや斜めとなった切断稜で、被加工物を削ることにより切断するものであるため、このようなチップソーを段ボール積層材の切断に使用すると、切り屑や紙粉が舞い上がり作業環境を悪くするとともに、切屑は紙繊維が破壊されており再生にも利用できなかった。

従来、段ボール積層材を切断する際に発生する切り屑や紙粉を減らすために、例えば特許文献１に開示されるようなチップソーが知られている。

ここに開示されるチップソーは、鋸刃チップの刃先エッジをナイフ形状とするもので、刃先エッジにより段ボール積層材を切り裂き、さらに左右に押し開くものである。このような、鋸刃チップの刃先エッジをナイフ形状としたものの他の例として、特許文献２及び３に示されるものもある。

これらの従来技術従来のチップソーにおいては、発生する切り屑や紙粉が抑えられるものの、段ボール積層材を切断する際に、刃先エッジで段ボール積層材を左右に押し開くものであるため、段ボール積層材の切断面に押し開かれたダンボール紙の返りが残ってしまい、包装容器としての見栄えが劣るという問題があった。

また、特許文献４は、刈払い機用回転カッターが開示されている。このカッターは、円周方向にロウ付けされ隣接した刃（チップ）の横すくい角を互いに反対方向にするものであるが、隣接した刃のすくい面の範囲が同じ範囲であり、またすくい面はロウ付け後に研削された面ではない。

このようなカッターを仮に段ボール積層材に用いると、ダンボール紙切断面の両側に返りが生じるのみでなく、ロウ付けの際に生じる刃（チップ）の位置誤差、ロウ付けによる歪みや変形によって、すくい面が一様ではなく、連続素材であるダンボール紙の切断抵抗により異音や振動が発生する。

実用新案登録第３１４８２８７号公報 特開２００８−３０７６２５号公報 特開平１０−３３７６８７号公報 特開２００６−２８８２６８号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであって、段ボール積層材などの柔らかい物の切断時に発生する返りを無くしかつ、紙粉の発生を抑止するチップソーを提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、円板状の台金の外周部に間隔を置いて円周方向へ列設された複数刃台に、回転方向前側に突出するようチップを固定したチップソーにおいて、前記チップのうち第１チップは、回転方向前側に向けた面が前記刃台上で刃外側面から刃内側面にかけて１５度〜６０度の範囲で研削された刃面を持ち、前記台金の回転面の外側に刃外側面と刃面により台金の半径方向に長さを持つ刃先エッジが形成され、前記チップのうち第２チップは、回転方向前側に向けた面が前記刃台上で刃外側面から刃内側面にかけて１５度〜６０度の範囲で第１チップとは対称となる角度に研削された刃面を持ち、前記回転面の反対側外側に刃外側面と刃面による第１チップと同一の角度を持つ刃先エッジが形成され、前記第１或いは第２チップの一方の刃面は他方の刃先エッジが通過する面までには至らない内側で終端しており、かつ前記研削により前記第１及び第２チップの刃面は等間隔であり、前記第１及び第２チップの刃先エッジの外周側先端から回転方向後側に掛けて刃外側面と面取り面によって回転円接線に対して+１０乃至〜−６０度傾斜した頭部稜が形成され、前記面取り面は前記刃面に連続していることを特徴とする。

本願発明によれば、第１チップ及び第２チップの刃先エッジにより、段ボール積層材が切り裂かれ、続いて研削により角度・間隔が整えられた刃面の案内作用で切断面を左右へ押してチップが段ボール積層材中を移動するに要するスペースを生成させる。この結果、段ボール積層材には「返り」が生じることになるが、刃先エッジは台金の回転面の両側を通過して「返り」が生じた段ボール積層材の部分の外側から切り落とすため、段ボール積層材の切断面には「返り」を残さない。一方、段ボール積層材の切断は、もっぱら刃先エッジの切り裂きにより行われるため、紙粉の発生が抑止される。

チップソーを示す側面図である。 第１チップの側面図である。 第１チップを半径方向から見た平面図である。 第１チップを回転方向正面から見た正面図である。 第１チップ及び第２チップを回転方向に重ねた正面図である。

以下、本実施例について図面を参照して説明する。
チップソーには、チップのロー付け方法として、大きく千鳥刃、両測刃、片刃の刃形を有するものが知られている。本実施例のチップソー１は、このうちの千鳥刃を構成するものである。一般に千鳥刃は、チップを表裏交互に台金から出してロー付けして、台金から飛び出した一方側の側面を研磨したものである。

図１に示すように、本実施例に係るチップソー１は、円形の台金４と、第１チップ２及び第２チップ３からなっている。本例では台金４は半径Ｄが約４５５ｍｍ、厚さＴ０１が約１．８ｍｍである。台金４の中心位置ｐには図示しない回転駆動軸に固定するための円形透孔１ａが形成されている。

台金４の外周には半径方向外方に突出する３０個の刃台１ｂが円周方向に等ピッチで形成されている。各刃台１ｂ間には、半径方向内方に窪む刃袋１ｃが形成されている。各刃台１ｂの先部に超硬合金など硬質材で形成された第１チップ２及び第２チップ３のいずれか一つが円周方向へ交互にロウ付けされている。第１チップ２及び第２チップ３は、刃台１ｂよりも回転方向Ｆの前側に突出した状態で固定されている。台金４の回転面に対して、第２チップ３と第１チップ２とは相互に左右対称形状となっている。

図２、図３及び図４を参照して第１チップ２について代表的に説明する。図２は、第１チップ２の側面図である。図２において、第１チップ２は、回転方向Ｆへ向けられた刃面２ａと、その裏側の刃外側面２ｂとにより、ナイフ形状の刃先エッジ２ｄを構成している。刃先エッジ２ｄは、台金４の回転面の外側半径方向に形成するものとなる。刃面２ａは、第１チップを台金４の刃台１ｂ上にロー付けした後に研削した面である。第１チップ（第２チップについても同様）をロウ付けされた段階では、台金４に対して不揃いとなる。チップをロウ付けした台金４を研削機に設定し、一定の間隔・角度となるように回転砥石（ダイヤモンドホイール）で研削することより、各チップ間の刃面２ａ（刃面３ａ）の間隔と、角度を等しく（刃面２ａと刃面３ａとは左右対称の同一角）する。尚、刃台１ｂが第１チップ２及び第２チップ３よりも回転方向Ｆの前側から後退していることで、刃面２ａ（刃面３ａ）を研削する際に台金４が研削機の回転砥石に干渉しないようになっている。

回転方向Ｆにおいて刃面２ａの後方には、刃内側面２ｃが続いている。刃内側面２ｃは、台金４の回転面に一致されている。また、第１チップ２の頭部にはチップソー１の回転円接線から傾斜した頭部稜２ｆが形成されており、さらに刃面２ａに連続する面取り面２ｅが形成されている。刃面２ａと面取り面２ｅとにより、側部稜２ｉが形成されている。面取り面２ｅも刃面２ａと同様に、ロー付け後に研削した面である。刃外側面２ｂは、従来の千鳥刃のチップソーと同様に、ロー付け後に研磨されている。

刃先エッジ２ｄのすくい角θ１は台金４の直径線Ｌ０１と刃先エッジ２ｄに沿った直線Ｌ０２との交叉角で表されるものである。回転方向Ｆに対して刃先エッジ２ｄの頭部が後退側に傾く角度をマイナス側と定義すると、本実施例ではすくい角θ１は、−５度である。この角度θ1は、頭部が後退側への傾き−３０度から前進側への傾き＋１５度の範囲とすることができる。−３０度よりも大きいと、刃先エッジ２ｄが、段ボール積層材に突き刺さるように入り込む効果が少なくなる。また、頭部が前進側へ＋１５度以上とすると、段ボール積層材に突き刺さり、切り裂くのではなく引きちぎるように作用するため、切断面が荒れる原因となる。

本実施例では、頭部稜２ｆはチップソー１の外周円接線Ｌ０６から回転中心に向かって傾斜しており、頭部稜２ｆの延長線Ｌ０５とチップソー１の回転円接線Ｌ０６との交叉角である外周逃げ角θ４は、接線Ｌ０６から回転中心側から離れる角度をマイナス側と定義すると、本実施例では＋６度である。外周逃げ角θ４は、回転円接線Ｌ０６に対して回転中心から離れる方向に傾斜する傾き−６０度から、回転中心に向かって傾斜する傾き＋１０度までの範囲とすることができる。頭部稜２ｆの先端を−６０度より大きくすると、切裂抵抗が大きくなり、また回転中心に向かって傾斜する傾きを＋１０度より大きくすると、送り速度によるが頭部稜２ｆによる切裂きが期待出来なくなると共に、チップが弱くなる。

図３は、チップソー１を半径方向から見た平面図である。図３において、刃先エッジ２ｄの先端Ｖ角度θ２は、面取り面を表す直線Ｌ０３と、チップ回転面Ｌ０４との交叉角で表されるもので、本例では４０度である。先端Ｖ角度θ２は、１５度乃至６０度の範囲とすることができる。好ましくは１５度乃至４５度である。４５度を超えると切削抵抗が増大し、１５度未満であるとチップが弱くなる。６０度を超えると、段ボール積層材を刃面２ａ、３ａで摺り潰すようになり、粉塵が増加する。

図４は、チップ回転半径方向から第１チップ２を見た正面図である。面取り面２ｅと刃外側面２ｂとがなす頭部Ｖ角度θ５は、本実施例においては４５度である。頭部Ｖ角度θ５は、１５度乃至６０度とすることができる。

なお、図３に示すように、刃内側面２ｃにはこれをチップ回転方向Ｆの後方へ向け台金４に近づけるように傾斜させるスクイ角として５度が付けられている。この角度により、刃先エッジ２ｄにより押し開いた切断面と、刃内側面２ｃとの接触が少なくなり摩擦抵抗と摩擦熱を低減できる。また、チップ回転中心側へ向けて台金４の厚さ中央面側に近接させるように傾斜させる側面向心角（あさり角）を付けることが好ましい。

第１チップ２は、さらに、図２Ａに示すように刃面２ａと底面２ｇを結合する面取り面２ｈが形成され、面取り面２ｈと刃袋１ｃの外形線とが側方視で段差のないように結合されている。

第１チップ２の各部の寸法を例示すると、高さＨ１（図４）は約５ｍｍ、チップ回転方向Ｆの長さＦ１（図２）は約４．５ｍｍ、厚さＴ０２（図３）は約１．７ｍｍ、刃先エッジ２ｄの長さは約４ｍｍ、底面２ｇの前後方向Ｆの長さＦ２（Ｆ２）は約３．５ｍｍである。

第２チップ３は上記した第１チップ２と左右対称形状であるほかは変わりないものであるため、各図において対応する部位に同一符号を付して説明を省略する。尚、第２チップ３の部分３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉは、第１チップ２の部分２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ、２ｈ、３ｉに夫々対応する。

図５は、第１チップ及び第２チップを回転方向に重ねた正面図である。第１チップ２及び第２チップ３を図５に示すように、第１チップ２及び第２チップ３と、台金４との関係は、まず第１チップ２については、刃先エッジ２ｄを含む刃外側面２ｂが台金４の厚さ範囲から図面右側へ０．３ｍｍ程度張り出された状態に位置されると共に内側面２ｃが台金４の厚さ範囲から左右方向へ張り出さない状態に位置する。一方、第２チップ３については、刃先エッジ３ｄが台金４の厚さ範囲から図面左側へ０．３ｍｍ程度張り出された状態に位置されると共に刃内側面３ｃが台金４の厚さ範囲から左右方向へ張り出さない状態に位置する。実施例では刃内側面２ｃ、３ｃの位置を台金４の厚さ範囲としているのは、台金４へのチップの接合面積を十分とするためであり、刃内側面２ｃ、３ｃは、夫々刃先エッジ３ｄ、２ｄがチップソー1の回転時に通過する面よりも内側にしておくことが重要である。これにより、刃面２ａ、３ａは、刃先エッジ２ｄ、３ｄが通過する面までには至らない内側で終端する。したがって、第１チップ２と第２チップ３とを同時にその前方から見たとき、これらチップ２、３の刃先エッジ２ｄ、３ｄ間の距離Ｓは２ｍｍ程度となる。

次にチップソー１で積層された段ボール積層材を切断する使用例及び各部の作用について説明する。

上記したチップソー１は透孔１ａに挿嵌された回転駆動軸に同心状に固定された後、回転状態とされ、段ボール積層材に向け送り移動される。

チップソー1が段ボール積層材に到達した後は、第１チップ２及び第２チップ３が不連続的に段ボール積層材に衝突し、その段ボール積層材を切り離す。

第１チップ２は刃先エッジ２ｄで先ず段ボール積層材を台金４の左側面から約０．３ｍｍ左外側へ離れた位置で切り裂き、続いて刃面２ａの案内作用で切断面を右側へ押して第１チップが段ボール積層材中を移動するに要するスペースを生成させ、続いて刃内側面２ｃでこの押し広げた状態（或いは押し潰された状態）を維持し、その後、段ボール積層材中から外方へ抜け出す。第１チップ２が抜け出した後には、段ボール積層材には、刃内側面２ｃ側に押し広げた（或いは押し潰された）ことによる「返り」が生じる。

一方、第２チップ３は刃先エッジ２ｄで先ず段ボール積層材を台金４の右側面から約０．３ｍｍ右外側へ離れた位置で切り裂き、続いて刃面３ａの案内作用で切断面を左側へ押して第２チップが段ボール積層材中を移動するに要するスペースを生成させ、続いて刃内側面３ｃでこのスペースの生成された状態を維持し、その後、段ボール積層材中から外方へ抜け出ることを繰り返す。段ボール積層材を右外側へ離れた位置で切り裂くのは、第１チップ２により「返り」が生じた段ボール積層材の部分の外側から切り落とすためである。以降、第１チップ２と第２チップ３は、一方のチップで発生した「返り」を切り落としながら、段ボール積層材を切断してゆく。チップソー１が切断した段ボール積層材には、第１チップ２の刃先エッジ２ｄから第２チップ３の刃先エッジ３ｄまでの距離Ｓとほぼ同一の幅の隙間が形成される。

刃面２ａ、３ａが左右対称に同じ角度に研削されて滑らかな面とされているため、切り裂かれた段ボール積層材は刃面２ａ、３ａの研削面上を滑る。そして押し広げられている最中に、チップソー１が段ボール積層材から受ける反力は左右同等である。さらに、刃面２ａ、３ａとが等間隔となるように研削されているため、第１チップ２及び第２チップ３とが段ボール積層材を切り裂く時間間隔が一定となり、振動が発生しにくい。この結果、段ボール積層材のような連続素材を切断する際に、チップソー１の直進性を良好にし、切断面の乱れを抑止することができる。

頭部稜２ｆ、３ｆは頭部Ｖ字角が回転方向に沿ったものであるため、切削抵抗が殆ど無く紙粉が発生しにくい。また、側部稜２ｉ、３ｉは、チップソー１の進行方向に対面するものであるが、面取り面２ｅ、３ｅの角度が小さいため、切削には殆ど寄与しない。側部稜２ｉ、３ｉに衝突する段ボール積層材は「返り」として刃面２ｄ、３ｄにより押し込まれるのみである。このため、段ボール積層材の切削はもっぱら刃先エッジ２ｄ、３ｄによる切り裂きにより行われ、紙粉の発生が抑止される。外周逃げ角θ４をマイナス側とすればする程、刃先エッジ２ｄ、３ｄの外周側の頭部稜２ｆ、３ｆに沿っても切裂きが進むようになる。面取り面２ｅ、３ｅは、刃面２ａ、３ａと同様に、頭部稜２ｆ、３ｆにより切裂かれた段ボール積層材を、刃内側面２ｃ、３ｃは刃内側面２ｃ、３ｃ側に押し広げる。反対側の頭部稜２ｆ、３ｆにより、押し広げられ「返り」となった部分の外側が切裂かれる。

上記実施例において、第１チップ２と第２チップ３についての台金４上での配列は任意に変更して差し支えないのであり、例えば、台金４の直径Ｄが比較的大きくて刃台１ｂの数が多いような場合には、同種のものを複数個連続させた後に他種のものへ変える順列を繰り返すように配列することも可能である。

チップソー１は、刃先エッジ２ｄ、３ｄの外周側先端が使用により磨耗する。このような磨耗が生じた場合、面取り面２ｅ、３ｅを研削することより、磨耗した箇所が除去される。

１ チップソー
１ｂ 刃台
２ 第１チップ
３ 第２チップ
４ 台金
２ａ、３ａ 刃面
２ｂ、３ｂ 刃外側面
２ｃ、３ｃ 刃内側面
２ｄ、３ｄ 刃先エッジ
２ｆ、３ｆ 頭部稜
２ｉ、３ｉ 側部稜
Ｆ チップ回転方向
Ｔ０１ 台金４の厚さ
θ１ すくい角
θ２ 先端Ｖ字角
θ４ 外周逃げ角
θ５ 頭部Ｖ字角

Claims (1)

1. 円板状の台金の外周部に間隔を置いて円周方向へ列設された複数刃台に、回転方向前側に突出するようチップを固定したチップソーにおいて、前記チップのうち第１チップは、回転方向前側に向けた面が前記刃台上で刃外側面から刃内側面にかけて１５度〜６０度の範囲で研削された刃面を持ち、前記台金の回転面の外側に刃外側面と刃面により台金の半径方向に長さを持つ刃先エッジが形成され、前記チップのうち第２チップは、回転方向前側に向けた面が前記刃台上で刃外側面から刃内側面にかけて１５度〜６０度の範囲で第１チップとは対称となる角度に研削された刃面を持ち、前記回転面の反対側外側に刃外側面と刃面による第１チップと同一の角度を持つ刃先エッジが形成され、前記第１或いは第２チップの一方の刃面は他方の刃先エッジが通過する面までには至らない内側で終端しており、かつ前記研削により前記第１及び第２チップの刃面は等間隔であり、前記第１及び第２チップの刃先エッジの外周側先端から回転方向後側に掛けて刃外側面と面取り面によって回転円接線に対して+１０乃至〜−６０度傾斜した頭部稜が形成され、前記面取り面は前記刃面に連続していることを特徴とするチップソー。