JP2012143818A

JP2012143818A - 電動鋸用鋸刃

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Publication number: JP2012143818A
Application number: JP2011001554A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Izumi; 智幸和泉; Yasuhiro Matsuda; 康弘松田
Original assignee: MAYA KOGYO KK; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: MAYA KOGYO KK; Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2011-01-06
Publication date: 2012-08-02
Anticipated expiration: 2031-01-06
Also published as: JP5622595B2

Abstract

【課題】
切断効率、切断品質を損なうことなくパイプ等のワークが切断可能な不等ピッチ刃の電動鋸用鋸刃を提供する。
【解決手段】
アサリ曲げ加工を行わない直歯と左右方向にアサリ加工を行ったアサリ歯を備え、直歯左アサリ歯、直歯、右アサリ歯（左右アサリ歯の順は逆でもよい）で一つのアサリパターンとし、このアサリパターンを繰り返し配置して鋸刃を構成する。アサリ歯（９ｄ、９ｅ）のピッチＰ４と直歯９ｃのピッチＰ３は不等とし、左アサリ歯９ｅ、右アサリ歯９ｅのピッチＰ４及び振りだし量Ｗ２はすべて同一に設定した。また、アサリ歯（９ｄ、９ｅ）に続く直歯９ｃのピッチＰ３が小さく、直歯９ｃに続くアサリ歯（９ｄ、９ｅ）のピッチＰ４が大きくなるように設定した。
【選択図】図６

Description

本発明は鋸刃を往復運動させる電動鋸に使用される電動鋸用鋸刃に関するものである。

金属製のパイプ等のワークを切断する切断装置として、鋸刃を往復運動させる電動鋸が広く使用されている。この電動鋸に使用される鋸刃は、材質的には高速度工具鋼を歯先に使用し、強靭性合金鋼を胴部に使用した、いわゆるバイメタル鋸刃が一般的に使用される。また、形状的には鋸刃の歯先のピッチを複数種に設定した不等ピッチとして切削騒音の低減をはかったり、アサリ歯の振りだし量を変化させて切り粉の細分化をはかり、各鋸歯に作用する切削抵抗の低減をはかった鋸刃などが実用化されている。一般的に歯先を左右方向に曲げて、アサリ加工を行った鋸刃はワークの切削時にアサリの加工方向に対して反対側に、切削抵抗を受けて振られるために、左右の切削バランスを取らないと、切り曲がりの要因となる。また、特許文献１に示すように、電動鋸用鋸刃において最先端の歯の歯先と最基端の歯の歯先を結ぶ直線に対して、各歯の歯先を結ぶ線が歯元方向に向けて湾曲するように構成したものが知られている。

特開２００１−１７９５３６号公報

ここで図１〜図４を用いて特許文献１に示すような従来の鋸刃の構造を説明する。図１は従来の電動鋸用鋸刃の歯の配置状況を示す部分拡大図であり、（１）は側面図であり、（２）は底面図である。鋸刃１は鋸刃胴体２の厚さ方向に対してアサリの曲げ加工が行われていない直歯３と、左方向に曲げ加工を行った左アサリ歯４ａ、４ｂと右方向に曲げ加工を行った右アサリ歯５ａ、５ｂを有する。左右のアサリ歯の左右方向への振りだし量Ｗ１は一定であり、各鋸歯の歯先ピッチＰａ〜Ｐｅはすべて異なるピッチに構成され、いわゆる不等ピッチである。直歯３と次の直歯３の間には、４つのアサリ歯が配置される。

従来の鋸刃１によれば、左右のアサリ歯のピッチが不等であるため、左右の歯で切削量の相違が生じてくる。このことは、左右で受ける切削抵抗の相違を意味しており、切削抵抗を受けて鋸歯が振られる量が左右で違うことはすなわち、切削時の直進性が失われ、切り曲がりが発生しやすいことを示しており、切断効率、作業品質の低下を招き、改善の必要があった。

また、電動鋸でパイプの切断を行う場合、図２に示すように、切断開始間もなくはワーク７と鋸刃１の接触距離Ｌ１が長くなり、歯のピッチが狭い鋸刃では目詰まりが発生して切削効率が低下して発熱を伴い、歯の早期磨耗の原因となる。そのため、この箇所の切削には歯のピッチを広く設定することが望ましい。

図３に示すように切断を進め、鋸刃歯先６がパイプ内径７ａまで達すると、徐々にワーク７と鋸刃１の接触距離Ｌ２は短くなり鋸刃歯先がパイプ直径の中心付近に達した時、接触距離Ｌ２が最短になる。この時、歯のピッチが広いと、切り込み量が過大となって、歯が受ける衝撃が増大し、歯先の欠けや切断作業時の振動が大きくなるので、この箇所の切削には歯のピッチを狭く設定することが望ましい。

図４に示すように、さらにワーク７の切断を進めると徐々にワーク７と鋸刃１の接触距離Ｌ３は長くなり、図３で示した切断開始間もなくと同じ切断条件となる。このようにパイプ切断の場合、１カットの切断作業で、適切な歯ピッチが大きく変化するので、単一の歯ピッチの鋸刃は、不等ピッチ刃に比べ不利である。

以上説明したように、左右のアサリ歯４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂのピッチや直歯３のピッチは、鋸刃１とワーク７との位置関係により最適条件が異なるため、その設定をどのようにするかが難しい。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、切断効率、切断品質を損なうこと無く、パイプ等のワーク切断が可能な不等ピッチ刃を有する電動鋸用鋸刃を実現することである。

本発明の他の目的は、設定する歯の種類や、ピッチを最適化して切断効率を向上させると共に耐久性に優れた電動鋸用鋸刃を実現することである。

上記目的は、電動鋸用鋸刃において２種類の歯ピッチとアサリ曲げ加工を行わない直歯と左右方向にアサリ加工を行ったアサリ歯を設け、直歯、左アサリ歯、直歯、右アサリ歯（左右アサリ歯の順は逆でもよい）で一つのアサリパターンとし、前記アサリパターンの連続で鋸刃を構成する。さらに、左アサリ歯、右アサリ歯のピッチ及び振りだし量はすべて同一に設定する。また、アサリ歯に続く直歯のピッチが小さく、直歯に続くアサリ歯のピッチが大きくなるように設定する。

本発明の電動鋸用鋸刃は鋸刃を往復運動させる電動鋸に使用されるものであり、不等ピッチ刃にして左右アサリ歯の均衡を保っているため、従来の電動鋸用鋸刃と比較して優れた切れ味ないしは切削性能及び耐久性を実現できる。

従来の電動鋸用鋸刃の歯の配置状況を示す部分拡大図であり、（１）は側面図であり、（２）は底面図である。切断開始初期の電動鋸用鋸刃とパイプの関係を示す図である。切断途中の電動鋸用鋸刃とパイプの関係を示す図である。切断終了間際の電動鋸用鋸刃とパイプの関係を示す図である。本発明に係る電動鋸用鋸刃の全体を示す側面図である。本発明に係る電動鋸用鋸刃の歯の配置状況を示す部分拡大図であり、（１）は鋸刃本体８ａの側面図であり、（２）は鋸刃本体８ａの底面図である。本発明に係る電動鋸用鋸刃と従来の電動鋸用鋸刃との切断の実験結果を示すグラフである。

本発明の実施例を図５から図６を用いて説明する。本明細書では鋸刃８の前後左右、上下の方向を図中に示す方向として説明する。図５は本発明に係る電動鋸用鋸刃の全体を示す側面図である。鋸刃８は図示しない電動セーバソーに使用される前後に細長いブレード型の鋸刃であり、鋸刃本体８ａの下部８ｂには複数の歯９が形成されており、複数の歯９の間隔は２種類のピッチで構成されている。鋸刃本体８ａの基端側（後側）には、電動セーバソーへの取付部８ｃが設けられている。各歯９の歯先１０を結んだ線（以下、「歯先線」という）Ａは、鋸刃本体８ａの最も先端側（前端側）の歯９ａの歯先と最も基端側の歯９ｂの歯先とを結ぶ直線（以下、「基準線」という）Ｂに対して凸状になるように湾曲している。

本実施例では、歯先線Ａはほぼ一定の曲率で湾曲しており、各歯９の歯先から基準線Ｂまでの距離は、基準線Ｂの中央付近で最も大きく（距離δ）、鋸刃本体８ａの先端側及び基端側にいく程小さくなる。切削性能及び耐久性が良好となる歯先線Ａの湾曲の程度は、上記基準線Ｂの長さないしは最先端の歯９ａから最基端の歯９ｂまでの距離（実刃長）等により異なるが、本発明者の実験及び研究によれば、実刃長が１００ｍｍ以上４００ｍｍ以下の場合、上記距離δが１２ｍｍ以下であることが好ましい。具体的には、上記実刃長が１００ｍｍ以上２００ｍｍ未満の場合は上記距離δが０．４〜５ｍｍ程度、実刃長が２００ｍｍ以上３００ｍｍ未満の場合は上記距離δが１．５〜９ｍｍ程度、実刃長が３００ｍｍ以上４００ｍｍ未満の場合は上記距離δが３〜１２ｍｍ程度であることが好ましい。

図６は本発明に係る電動鋸用鋸刃の歯の配置状況を示す部分拡大図であり、（１）は鋸刃本体８ａの側面図であり、（２）は鋸刃本体８ａの底面図である。本発明においては鋸刃８のピッチはＰ３、Ｐ４の２種のピッチで構成される。Ｐ３は直歯９ｃに対応するピッチであり長さは２．１１７ｍｍ、Ｐ４はアサリ歯（９ｄ、９ｅ）に対応するピッチであり長さは２．８２２ｍｍである。本実施例ではピッチＰ３とＰ４の寸法比は３：４に設定され、アサリ歯のピッチＰ４の方がピッチＰ３よりも長くなるように設定される。また、図１に示した従来の鋸刃１においては、前端側から右アサリ歯５ｂ、左アサリ歯４ｂ、右アサリ歯５ａ、左アサリ歯４ａと、アサリ歯が連続して複数配置されていたが、本実施例の鋸刃８では、図６に示すように１つのアサリ歯と直歯が交互に配列されている。

鋸刃８の歯は、アサリ加工を行わない直歯９ｃと鋸刃本体８ａの左右方向にアサリ加工を行った右アサリ歯９ｄと左アサリ歯９ｅで構成されており、左右アサリ歯の振りだし量Ｗ２は一定である。歯の配置は、前端側から直歯９ｃ、左アサリ歯９ｄ、直歯９ｃ、右アサリ歯９ｅのアサリパターン１２の繰り返しで構成される。ここで、繰り返しの区間となるアサリパターン１２とピッチの関係は、直歯９ｃと直歯９ｃの後方に設けられるアサリ歯９ｄ又は９ｅとのピッチがＰ３となるように配列される。この構成によると、直歯９ｃのピッチＰ３は狭く、アサリ歯９ｄ、９ｅのピッチＰ４は広くなる。また、ピッチの違いに対応して、ピッチ部の高さＨ４はＨ３よりも大きくなるように構成される。

図６の構成のアサリパターン１２は、直歯９ｃ２本、右アサリ歯９ｄ１本、左アサリ歯９ｅ１本で構成されている為、図１で示したアサリパターンに比べてアサリ歯の間の直歯９ｃが１本多いことになる。すなわち、アサリパターン１２内では右アサリ歯９ｄ、左アサリ歯９ｅ各１回の切削に対して、直歯９ｃは２本あるので、２回切削を行うことになる。このとき、例えばアサリパターン１２が不等ピッチでない単一のピッチであったとき、一つの歯の切削量は同じであるから、直歯９ｃが多い分、直歯９ｃの切削量が左右アサリ歯９ｄ、９ｅの切削量に比べ多くなる。

各歯による切削量のアンバランスは各歯にかかる負荷も不均衡となり、歯の欠け、偏磨耗の原因となり鋸刃寿命に悪影響を与える為、直歯９ｃの切削量を抑えて左右アサリ歯９ｄ、９ｅの切削量とのバランスを整えることが重要である。そのため、本実施例では、直歯９ｃのピッチＰ３をアサリ歯９ｄ、９ｅのピッチＰ４に比べて狭くして一つの直歯９ｃの切削量を抑えて、各歯にかかる負荷の均一化を図るように構成した。また、本発明によると直歯９ｃと直歯９ｃの間隔ＰｓはＰ３＋Ｐ４で一定である。また右アサリ歯９ｄと左アサリ歯９ｅの間隔ＰｗもＰ３＋Ｐ４で一定となり、このことは左右で一定の切削量となることを示す。この結果、左右アサリ歯９ｄ、９ｅにかかる切削抵抗による歯の振れが左右均等となる為、切削時の直進性が良好に保たれることになる。

また、２種類の歯のピッチＰ３、Ｐ４を備えることにより、上述の図２〜図４のパイプ切断時のワーク７と鋸刃１の接触距離の変化に対応可能となった。具体的には、図２に示す切断開始間もなくのワーク７と鋸刃１の接触距離Ｌ１が長い時は、ピッチの広いＰ４の部分で主な切削を行い、Ｐ３部分は前記Ｐ４の切削を補助する切削を行う。図３に示す刃先がワーク７中心付近まで切削が進み、ワーク７と鋸刃１の接触距離Ｌ２が短い時は、歯の切込み量をピッチが狭いＰ３部の歯で切削するので、かかる鋸歯の衝撃が少なくなり、歯の損傷を防ぎ、鋸刃の寿命を延ばすことが可能となる。

以上説明したように、本実施例に係る鋸刃８においては、歯の損傷を防ぐことができ、鋸刃の寿命を大幅に延ばすことができた。また、切削性を大きく向上させることができた。尚、図６に示す鋸刃８では、前端側から直歯９ｃ、左アサリ歯９ｄ、直歯９ｃ、右アサリ歯９ｅのアサリパターン１２の繰り返しで構成したが、右アサリ歯と左アサリ歯の配置を逆にしても良く、前端側から直歯９ｃ、右アサリ歯９ｅ、直歯９ｃ、左アサリ歯９ｄのパターンの繰り返しとしてもよい。

発明者らは、本発明に係る鋸刃８が従来の従来の鋸刃１よりも切削性能及び耐久性が良好であることを確認するために、実用実験を行った。図７は本発明に係る電動鋸用鋸刃と従来の電動鋸用鋸刃との切断試験の実験結果を示すグラフである。電動鋸用鋸刃を装着した電動セーバソー（日立工機株式会社製ＣＲ１３ＶＢＹ）を速度ダイヤル２．５に設定し手持ちにてバイス装置に固定したパイプを切断する。切断方法は電動セーバソーの自重で切り進めていく自由切断とした。

実験に使用した鋸刃仕様は、発明品は歯先材質がハイス（例えば超硬チップ）製全長２００ｍｍ刃幅１８ｍｍ、厚みが１．３ｍｍ、歯ピッチ９と１２（個／ｉｎｃｈ）のコンビネーションであり、アサリパターンは直歯、右アサリ歯、直歯、左アサリ歯で歯先は湾曲形状ある。ここで全長は鋸刃の前後方向の長さであり、刃幅とは図５で見たら上下方向の長さを指す。比較対象である試作品は歯先材質がハイス（例えば超硬チップ）製全長２００ｍｍ、刃幅１８ｍｍ、厚みが１．３ｍｍ、歯ピッチＰ３が１２（個／ｉｎｃｈ）、歯ピッチＰ４が９（個／ｉｎｃｈ）であり、アサリパターンは直歯、左アサリ歯、右アサリ歯であり歯先は湾曲形状である。もうひとつの比較対象である市販品は歯先材質ハイス（材質詳細不明）全長２００ｍｍ、刃幅１８ｍｍ、厚みが１．３ｍｍ、歯ピッチが１０（個／ｉｎｃｈ）であり、アサリパターンは直歯、左アサリ歯、右アサリ歯であって、歯先は直線形状である。切断に使用した鋸刃は各仕様共に２本である。被切断材のパイプはＳＵＳ３０４製５０Ａ管外径６０．５ｍｍ肉厚３．９ｍｍである。実験は鋸刃が切断不能となるまで行い、切断に要する時間を計測した。

実験結果は図７の通りである。グラフ中の発明品１、発明品２は、図５〜図６で示した実施例の構成の鋸刃８の１本目と２本目の結果である。グラフ中の試作品１、試作品２は、上述した比較対象の電動鋸用鋸刃の１本目と２本目の結果である。市販品１、市販品２は、市販されている電動鋸用鋸刃の１本目と２本目の結果である。この実験結果より、発明品は１本目及び２本目共に切断可能回数が３回で、１カット目の平均の切断時間は９４．５秒／回、２カット目の平均の切断時間は１３５．５秒／回であった。試作品の切断回数は１本目が１回で２本目が２回であり、１カット目の平均の切断時間は８７．５秒／回、２カット目の切断時間は１４１秒であった。市販品は２本共に１回の切断で寿命となってしまい、平均の切断時間は１０９．５秒／回であった。

以上のように、寿命的には発明品が最も優位な結果となった。切断速度は、発明品と試作品の１カット目は７秒差で試作品優位で、２カット目は５．５秒差で発明品が優位であり、総合的にほぼ同等と言えることがわかった。発明品と市販品は発明品が１５秒差で発明品が優位であった。以上の結果より、発明品は電動鋸用鋸刃として優れた切削性能と耐久性を備えていることが確認できた。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の実施例ではピッチＰ３とＰ４の寸法比を３：４に設定したが必ずしもこの比率に限られず、その他の比率に設定しても良い。

１鋸刃２鋸刃胴体
３直歯４ａ、４ｂ左アサリ歯
５ａ、５ｂ右アサリ歯６鋸刃歯先
７ワーク７ａパイプ内径
８鋸刃８ａ鋸刃本体
８ｂ（鋸刃の）下部８ｃ（電動セーバソーへの）取付部
９歯９ａ（最先端の）歯
９ｂ（最基端側の）歯９ｃ直歯
９ｄ右アサリ歯９ｅ左アサリ歯
１０歯先１１歯元
１２アサリパターン
Ａ歯先線Ｂ基準線Ｐ３直刃のピッチＰ４アサリ刃のピッチ
Ｐｗ前のアサリ歯と次のアサリ歯との間隔
Ｐｓ前の直歯と次の直歯との間隔
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ワークと鋸の接触距離
Ｗ１（アサリ歯の）振りだし量Ｗ２（アサリ歯の）振りだし量

Claims

鋸刃を往復運動させる電動鋸に使用される電動鋸用鋸刃であって、２種類の鋸歯ピッチから構成された不等ピッチ鋸刃にして、広い歯ピッチと狭い歯ピッチの２種類のピッチで構成され、前記広いピッチと前記狭いピッチが交互に配列された不等ピッチ刃であり、直歯と左右に振りだしたアサリ歯とからなり、その配列が直歯、右アサリ歯、直歯、左アサリ歯又は直歯、左アサリ歯、直歯、右アサリ歯というように直歯とアサリ歯が交互に配置され、前記アサリ歯に続く前記直歯のピッチが小さく、直歯に続くアサリ歯のピッチが大きいことを特徴とする電動鋸用鋸刃。
直歯と直歯の間隔、アサリ歯とアサリ歯の間隔が共に等しく構成され、アサリ歯の左右の振りだし量が一定であることを特徴とする請求項１に記載の電動鋸用鋸刃。
最先端の歯の歯先と最基端の歯の歯先を結ぶ直線に対して、各歯の歯先を結ぶ線が歯元方向に向けて湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動鋸用鋸刃。