JP2014176956A

JP2014176956A - 鋸刃

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Publication number: JP2014176956A
Application number: JP2014006444A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nagano; 裕二長野; Katsuhiko Kawabata; 勝彦川端
Original assignee: Amada Co Ltd; Amada Machine Tools Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd; Amada Machine Tools Co Ltd
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2034-01-17
Also published as: WO2014125905A1; CN204867639U; JP6349090B2

Abstract

【課題】ワークの切断面をより高精度に切断することのできる鋸刃を提供する。
【解決手段】母材３に形成した複数の鋸歯５〜１１の先端部に硬質チップ１５〜２１を備えた鋸刃であって、前記複数の鋸歯は、先端側が幅広の台形状であって直線状の先端縁１７Ａの両端部に面取り部１７Ｂを形成した第１チップ１７を備えた第１の後続歯７と、前記先端縁１７Ａから突出した先端刃部１５Ａを、先端側が幅狭になる台形状に形成した第２チップ１５を備えて歯高寸法が前記第１の後続歯１７よりも大きな先行歯５と、前記第１の後続歯７と同一歯高寸法であって前記第１チップの一方の面取り部１７Ｂから幅方向に突出した突出刃部１９Ｂを有する第３チップ１９を備えた第２の後続歯９と、前記第１の後続歯７と同一歯高寸法であって前記第１チップ１７の他方の面取り部１７Ｂから幅方向に突出した突出刃部２１Ｂを有する第３チップ２１を備えた第３の後続歯１１、である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークとしての金属材料を切断する丸鋸刃，帯鋸刃などのごとき鋸刃であって、鋸歯の先端部に、超硬合金、サーメット、セラミック、高速度工具鋼などのごとき適宜の硬質チップを備えた鋸刃に係り、さらに詳細には、ワークにおいて対向した切断面をそれぞれ別個に仕上げ加工を行う一対の後続歯を備えた鋸刃に関する。

従来より、ワークとしての例えば金属材料を切断する切断装置として、帯鋸盤が使用されている。帯鋸盤によってワークの切断を行うとき、高精度な切断面を得るための切断や、例えばアルミブロックの高速切断（鋸速１０００ｍ以上／分）等において、より高効率な切断を実現するには、帯鋸刃の振動を抑制して切断面の精度向上を図ることが重要である。なお、帯鋸刃の振動を抑制することは、切断面の精度向上のみならず、騒音の低減、切断時の歯欠け等の切断トラブルの防止、及び鋸刃寿命の向上にもつながるものである。

鋸刃には、ワークの切断方向（帯鋸刃においては走行方向、丸鋸においては回転方向）に対して左右方向（上記切断方向から見たときの左右方向）に振り出しを行ったアサリ歯を備えた構成の鋸刃があり、この種の鋸刃においては、各鋸歯の共振を避けるために、各鋸歯間のピッチを不等ピッチにする構成が採られている。さらに切断時の鋸刃の振動を抑制するために、先端側が幅広の形状（台形状）の撥形（鳩尾形状）の鋸歯、すなわちバチアサリタイプの鋸歯を備えたバチアサリ鋸刃がある。

上記バチアサリ鋸刃は、各鋸歯の先端部に超硬合金等の硬質チップを備えた構成が一般的である。上記硬質チップは、ワークの切断方向から見て左右対称形に形成してあるのが一般的であり、その形状としては、先端側が左右方向に幅広の台形状や、先端側が幅狭の台形状に形成した種々の形状がある。上記バチアサリ鋸刃において、ワークの切断面を仕上げ加工するバチ形鋸歯は、歯高寸法（基準位置から歯先（先端部）までの寸法）が小さく、先端側が左右方向に最も広いバチ形状であって、このバチ形鋸歯における先端縁の左右両端部によって切断面の仕上げ加工を行うことになる。

すなわち、前記バチ形鋸歯によってワークの切断面の仕上げ加工を行う場合、上記バチ形鋸歯における先端縁の左右両端部は、鋸刃に備えた先行歯によって加工された切断溝内において常に対向した切断面の仕上げ加工を行っている状態にある。すなわち、左右両端側は、対向した切断面によって常に左右方向に拘束された状態にある。したがって、前記バチ形鋸歯の製造誤差などによって歯形精度に僅かなバラツキ等があると、ワークの切断加工時における左右両側の負荷（切削抵抗）が変動し、切曲りや歯欠けを生じ易いものである。

なお、バチ形鋸歯を備えた鋸刃には種々の構成の鋸刃がある。そのうち、本発明に関係すると思われる鋸刃の先行例として特許文献１，２がある。

特開２０００−２６３３２７号公報特許第４７２７９１９号公報

前記特許文献１には、歯高寸法が大きく、先端側が幅狭になる台形状の先行歯（特許文献１の図６には符号２１で示されている）を備えると共に、上記先行歯によって切断された切断溝を拡開する左右方向の平歯（同上、符号１９，２３で示されている）を備えた鋸刃が記載されている。前記左右方向の平歯は、切断溝を拡開すべく機能するものであるから、大きな切削抵抗が作用し、この切削抵抗に起因する左右方向の大きな分力が作用するものである。したがって、特許文献１の図９に示されているように、切断面の面粗度（Ｒｍａｘ）は３０μｍにもなるものであり、ワークの切断面をより高精度に仕上げ加工するには、さらなる改良が望まれるものである。

前記特許文献２の図７〜図１２にも、特許文献１に記載の構成と同様の構成が記載されている。この特許文献２に記載の構成は、特許文献１における先行歯、左右方向の平歯に相当する先行歯及び左右方向の平歯を同一高寸法に構成したものであるから、特許文献１と同様の問題を有するものである。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、母材に適宜間隔に形成した複数の鋸歯の先端部に硬質チップを備えた鋸刃であって、
前記複数の鋸歯は、
先端側が前記母材の厚さ方向に幅広の台形状であって直線状の先端縁の両端部に面取り部を形成した第１チップを備えた第１の後続歯と、
前記第１チップにおける前記先端縁から突出した先端刃部を、先端側が幅狭になる台形状に形成した第２チップを備えて歯高寸法が前記第１の後続歯の歯高寸法よりも大きな先行歯と、
前記第１の後続歯と同一歯高寸法であって前記第１チップの一方の面取り部から幅方向に突出した突出刃部を有する第３チップを備えた第２の後続歯と、
前記第１の後続歯と同一歯高寸法であって前記第１チップの他方の面取り部から幅方向に突出した突出刃部を有する第３チップを備えた第３の後続歯、であることを特徴とするものである。

また、前記鋸刃において、前記先行歯の歯高寸法と前記第１後続歯の歯高寸法との間の歯高寸法であって、前記先行歯による切断溝を拡開する第２の先行歯を備えていることを特徴とするものである。

また、前記鋸刃において、１つの鋸歯パターン内に、前記第１の後続歯を複数備えていることを特徴とするものである。

また、前記鋸刃において、１つの鋸歯パターンにおける前記第２，第３の後続歯の総数は、前記第１の後続歯の個数と前記先行歯の個数との和に等しい、又は上記和より少ないことを特徴とするものである。

また、前記鋸刃において、前記先行歯及び第１，第２，第３の後続歯は、同一形状の硬質チップを研削することによって形成してあることを特徴とするものである。

また、前記鋸刃において、前記第２，第３の後続歯における前記突出刃部の突出量は０．２０ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲であることを特徴とするものである。

また、前記鋸刃において、前記第２，第３の後続歯は、前記１つの鋸歯パターンの後側に備えられていることを特徴とするものである。

また、母材に適宜間隔に形成した複数の鋸歯の先端部に硬質チップを備えた鋸刃であって、ワークの切断加工時にワークに対して先行して切込みを行う先行歯と、当該先行歯による切断溝を拡開すべくワークの切削を行う第１の後続歯と、前記第１の後続歯によるワークの切断面の仕上げ加工を行う第２，第３の後続歯を備え、前記第１の後続歯は先端側が前記母材の厚さ方向に幅広の台形状であって、直線状の先端縁の両端部に面取り部を形成した構成であり、第２の後続歯は前記第１の後続歯と同一の歯高寸法であって、前記第１後続歯の一方の面取り部から、前記第１の後続歯の面取り部を形成する前の幅方向への突出量に相当する突出量でもって幅方向へ突出した突出刃部を備えた構成であり、第３の後続歯は前記第１の後続歯と同一の歯高寸法であって、前記第１後続歯の他方の面取り部から、前記第１の後続歯の面取り部を形成する前の幅方向への突出量に相当する突出量でもって幅方向へ突出した突出刃部を備えた構成であることを特徴とするものである。

本発明によれば、第２，第３の後続歯は、第１の後続歯と同一歯高寸法であって、上記第１の後続歯における直線状の先端縁の両端部に形成した面取り部からそれぞれ反対側方向へ突出した突出刃部がワークの切断に寄与するものである。前記面取り部は小さな面取りであり、かつ前記突出刃部の突出量は小さなものであるから、前記第２，第３の後続歯に作用する切削抵抗は小さく、かつ鋸刃によるワークの切断時における左右方向への分力は小さく抑制されるものである。したがって、ワークの対向した切断面は、前記第２，第３の後続歯によって高精度に加工されるものである。

本発明の実施形態に係る鋸刃における複数の鋸歯における基本的な構成は先行歯、第１，第２，第３の後続歯から構成されることを示す鋸刃の説明図である。図１に示した鋸刃を、図１（Ａ）に示した矢印Ｘ方向の反対方向に見た場合における各鋸歯の重なり合い、及び各鋸刃の歯高寸法の関係、形状を示した説明図である。本発明の第２実施形態に係る鋸刃の説明図である。第２の実施形態に係る鋸刃を、図２に準じて表わした説明図である。第３の実施形態に係る鋸刃の説明図である。第３の実施形態に係る鋸刃を、図２に準じて表わした説明図である。複数の先行歯を備えた場合の鋸刃の説明図である。鋸刃のピッチパターン、アサリパターンの説明図である。鋸刃のピッチパターン、アサリパターンの説明図である。ワークの切断加工の実験に使用した鋸刃の説明図である。実験結果を示す説明図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る鋸刃について説明するに、本発明は丸鋸刃及び帯鋸刃の両方に実施可能であるが、帯鋸刃に実施した場合について例示し説明することとする。

図１を参照するに、本発明の第１の実施形態に係る鋸刃１Ａは、母材（帯鋸刃の場合には帯状であり、丸鋸刃の場合には円板状である）３を備えており、この母材３には、一般的な鋸刃と同様に複数の鋸歯５，７，９，１１が適宜間隔に、かつ適宜配置で備えられている。上記各鋸歯５，７，９，１１のそれぞれの間にはガレット１３が備えられている。そして、前記各鋸歯５，７，９，１１の先端部には、例えば超硬合金等のごとき適宜材質の硬質チップ１５，１７，１９，２１が一体的に固定してある。

前記鋸歯５は、ワーク（図示省略）の切断を行うときに、ワークに対して最初に切込みを行う先行歯（以後、先行歯５と称す）であって、前記母材３の基準位置から前記硬質チップ１５の直線状の先端刃部１５Ａ（図２参照）までの歯高寸法が最も大きな鋸歯である。前記硬質チップ１５は、ワークに対する切込み方向（図１（Ａ）において矢印Ｚ方向）に対して直交するワークの切断方向Ｘ（帯鋸刃においては走行方向、丸鋸刃においては回転方向が相当する）から見た場合、先端側（前記先端刃部１５Ａ側）が幅広になる台形状の硬質チップを研削加工することによって形成してある。

すなわち、前記硬質チップ１５は、先端側が前記母材３の厚さ方向（図２において左右方向、図１（Ａ）の矢印Ｘの反対方向から見ての左右方向、以後、左右方向とは、この左右方向を称することとする）に幅広になる台形状の硬質チップを研削加工することによって、図２（Ｂ）に示すように、幅方向の両側に、先端側が互に接近する傾斜面１５Ｂが対称に形成してある。換言すれば、前記硬質チップ１５の先端側は、先端側が幅狭になる台形状に形成してある。

前記鋸歯７は、前記先行歯５によってワークに形成された幅がＷ１（図２（Ａ）参照）の切断溝（切削溝）を、幅Ｗ２の切断溝に拡開する作用をなす第１の後続歯であって、前記先行歯５の歯高寸法よりも小さな歯高寸法に構成してある。この第１の後続歯７に備えた硬質チップ１７の当初の形状は、前記先行歯５における硬質チップ１５の当初の形状と同一形状である。そして、前記先行歯５よりも歯高寸法を小さくすべく研削加工することによって直線状の先端縁（切削刃部）１７Ａが形成してあり、この先端縁の両端部には面取り部１７Ｂが形成してある。上記面取り部１７Ｂは、前記先行歯５における前記傾斜面１５Ｂと平行な傾斜面に形成してある。前記傾斜面１５Ｂと前記面取り部１７Ｂとの大きさを比較すると、面取り部１７Ｂは極めて小さなものである。

前記鋸歯９は、第２の後続歯であって、前記第１の後続歯７によってＷ２の幅に拡開された切断溝の一側をＷ３だけ僅かに拡開する作用をなすものである。鋸歯１１は第３の後続歯であって、前記第１の後続歯７によってＷ２の幅に拡開された切断溝の他側をＷ３だけ僅かに拡開する作用をなすものである。

前記第２，第３の後続歯９，１１の歯高寸法は前記第１の後続歯７の歯高寸法と等しく構成してある。すなわち、鋸歯は４種類であって、歯高寸法は２種類に構成してある。そして、第２，第３の後続歯９，１１における硬質チップ１９，２１の初期形状は前記先行歯５、第１の後続歯７における硬質チップ１５，１７の初期の形状と同一形状であって、研削加工を行うことにより、図２（Ｃ），（Ｄ）に示すごとき形状に形成してある。前記第２，第３の後続歯９，１１における硬質チップ１９，２１は、図２（Ｃ），（Ｄ）に示すように、互に対称形状に形成してある。

すなわち、第２後続歯９における硬質チップ１９における先端縁１９Ａの一端部には、ワークの対向した一方の切断面の仕上げ加工を行うために、前記第１後続歯７における硬質チップ１７の一方の面取り部１７Ｂから幅方向に僅かに突出する鋭角の突出刃部１９Ｂが形成してある。そして、上記先端縁１９の他端部には、ワークの切断時にワークの他方の切断面に非接触状態を保持する逃げ面１９Ｃが形成してある。第３後続歯１１における硬質チップ２１は、前記硬質チップ１９と対称形状であるから、前記硬質チップ１９における各部の機能と同様の機能を奏する部位には、硬質チップ１９に準じた符号を付して示すこととして重複した説明は省略する。

ところで、前記第２，第３の後続歯９，１１における硬質チップ１９，２１の初期状態の形状は、前記第１の後続歯７における硬質チップ１７の初期状態の形状（面取り部１７Ｂを形成する前の形状）と同一である。したがって、前記突出刃部１９Ｂ，２１Ｂの左右方向への突出量は、前記第１後続歯７における硬質チップ１７に面取り部１７Ｂを形成する前の左右方向（幅方向）への突出量に相当する突出量である。

前述したごとき鋸刃１Ａ（帯鋸刃）を帯鋸盤に装着して金属製のワークの切断を行う場合、鋸刃１Ａは、図１に示す矢印Ｘ方向へ走行駆動され、ワークに対して矢印Ｚ方向に切り込むことになる。上述のように、ワークに対して鋸刃１Ａの切込みを行うとき、歯高寸法が最も大きな先行歯５がワークに対して最初に切込みを行うことになる。

先行歯５がワークに対して切込みを行う際、当該先行歯５における硬質チップ１５の形状は、鋸刃１Ａの切断方向（図２において紙面に垂直な方向）に対して左右対称に傾斜面１５Ｂが形成してあるので、ワークに対する先行歯５の切込みが良好に行われる。そして、上記硬質チップ１５の先端刃部１５Ａがワークに切込むと、鋸刃１Ａの切断方向への案内機能を奏し、切断方向に対して直交する方向（図２において左右方向）への振動を抑制するものである。すなわち、切曲がりを生じることなく直進性の良好な切断加工が行われる。

前述のごとく、先行歯５がワークに切込んで、図２（Ａ）に示す幅Ｗ１の切断溝を形成すると、次に第１後続歯７がワークに切込んで、前記切断溝をＷ２の幅に拡開する。そして、第２，第３の後続歯１９，２１における突出刃部１９Ｂ，２１Ｂが第１後続歯７における僅かな面取り部１７Ｂから幅方向に突出して、切断溝の対向した切断面を、当該切断面に対する切込み量Ｗ３で切削し、ワークの切断溝の幅をＷ４に拡開することになる。

前述のごとく、切断溝の幅をＷ２からＷ４へ拡開するとき、第２，第３の後続歯９，１１が対向したワークの切断面に対する切込み量Ｗ３は、切断溝の幅Ｗ４に対して極めて小さな量であり、２Ｗ３／Ｗ４の比は約０．０８に設定してある。したがって、第２，第３の後続歯９，１１は切断溝幅Ｗ４の約４％（両側で約８％）の拡開をそれぞれ行うにすぎないものである。例えばＷ４＝２．４ｍｍの場合にはＷ３＝０．１ｍｍとなるものであって、対向した切断面に対する切込み量は小さなものである。よって、ワークの切断を行う際の第２，第３の後続歯９，１１に作用する切削抵抗は、先行歯５、第１後続歯７の切削抵抗に比較すると極めて小さなものであり、かつ前記切断面に対して垂直な方向の分力（左右方向の分力）も小さなものであり、前記左右方向の分力に起因する振動を抑制することができるものである。

したがって、鋸刃１Ａによるワークの切断加工時に、ワークの切断溝を間にして対向した切断面を高精度に切断加工することができるものである。

なお、前記第２，第３の後続歯９，１１による切込み量Ｗ３は、上述に限ることなく、０．１ｍｍ以下に設定することも可能である。すなわち切込み量Ｗ３を小さくする程、左右方向の分力が小さくなり、切断面をより高精度に加工することができるものである。なお、摩耗等を考慮すると、０．０３ｍｍ以上が望ましいものである。

ところで、前記構成より理解されるように、先行歯５によって切断された幅Ｗ１の切断溝に対して、さらに切込んでＷ２の幅に拡開する機能は第１の後続歯７によるものである。そして、第２，第３の後続歯９，１１は第１の後続歯７の歯高寸法と同一の歯高寸法であるから、ワークに対する切込みは幅Ｗ３の部分であって極めて小さなものである。換言すれば、第２，第３の後続歯９，１１によるワークに対する切込み方向の仕事量は極めて小さなものである。

そして、前記第２，第３の後続歯９，１１における突出刃部１９Ｂ，２１Ｂはそれぞれ片方の切断面に作用するのみであって、上記突出刃部１９Ｂ，２１Ｂの反対側にはそれぞれ逃げ面１９Ｃ，２１Ｃが形成してあるので、横方向からの強い衝撃や切削抵抗等を受けた場合に、前記反対側へ弾性変形し得るものである。したがって、ワークの切断時における歯欠けを防止でき、切断面の精度向上を図ることができるものである。すなわち、第２，第３の後続歯９，１１は、対向した切断面をそれぞれ個別に仕上げ加工を行うものであるから、第２，第３の後続歯９，１１は、ワークの対向した切断面間に挟圧されるようなことがないものである。

よって、一方の後続歯９に左右方向の振動が生じた場合であっても、当該一方の後続歯９が左右方向に弾性変形して左右方向の振動を吸収することができる。すなわち、第２，第３の後続歯９，１１は左右方向の振動が生じたような場合であっても、他方の後続歯に、当該振動の影響を付与するようなことがなく、ワークの切断面の切断精度向上を図ることができるものである。

ところで、前記各特許文献に記載の構成の鋸刃においても、ワークの対向した切断面の加工を行う後続の各鋸歯は、ワークの切断面に対して個別に作用するので、切断面に対して直交する方向の分力（左右方向の分力）によって弾性変形し得るものである。しかし、前記各鋸歯は、先行歯によって加工した切断溝をさらに拡開すべく機能するものであって（各後続歯による切断幅の和は、先行歯の切断幅にほぼ等しい）、各後続の鋸歯には、大きな切削抵抗が作用するものである。よって、左右方向の分力も大きくなり、左右方向に振動を生じ易くなり、ワークの切断面を、面粗度（Ｒｍａｘ）３０μｍ以下の高精度に加工することは難しいものである。

既に理解されるように、ワークの対向した切断面をより高精度に切断加工するには、鋸刃の直線走行性が良好であり、かつ切断面を加工する鋸刃に作用する左右方向の分力を小さくして左右方向の振動を抑制することが必要である。この要望に対応して、前記鋸歯１Ａにおける先行歯５はワークに対して最初に切込みを行い、第１の後続歯７における硬質チップ１７の先端縁１７Ａから突出した先端刃部１５Ａを備えると共に左右両側に対称形の傾斜面１５Ｂを備えた構成であるから、鋸刃の直線切削性が良好であり、左右方向への振動を効果的に抑制し得るものである。

そして、前記鋸刃１Ａにおける第１の後続歯１７は、前記先行歯５によって切断された切断溝を拡開する作用をなすものであり、第２，第３の後続歯１９，２１は、切断溝を拡開する機能を抑制して、切断面の仕上げ加工機能を向上すべく左右方向の分力の発生を抑制した構成であるから、ワークの切断面を高精度に加工することができるものである。換言すれば、第２，第３の後続歯９，１１は、ワークの切断面の仕上げ加工専用の鋸歯（切断面の拡開機能よりも切断面の精度向上機能を重視した鋸歯）であり、ワークの切断面をより高精度に切断することができるものである。

図３，４は、本発明の第２実施形態に係る鋸刃１Ｂである。この第２の実施形態に係る鋸刃１Ｂにおいて、前記鋸刃１Ａと同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして、重複した説明は省略する。

この第２の実施形態に係る鋸刃１Ｂは、前記鋸刃１Ａの構成に対して第２の先行歯２３を、第１の後続歯７と第２後続歯９との間に備えた構成である。この第２先行歯２３の歯高寸法は、前記先行歯５の歯高寸法よりは小さく、前記第１後続歯７の歯高寸法よりも大きく設定してある。そして、第２先行歯２３に備えた硬質チップ２５には、前記先行歯５における硬質チップ１５の先端刃部１５Ａよりも左右方向に幅広の先端刃部２５Ａを備えている。この先端刃部２５Ａの左右両端側は、前記硬質チップ１５の傾斜面１５Ｂから左右方向に突出してあり、上記左右両端側には、前記傾斜面１５Ｂと平行な傾斜面２５Ｂが形成してある。

すなわち、第２の実施形態に係る鋸刃１Ｂにおいては５枚の鋸歯（５，７，９，１１，２３）からなるアサリパターンに構成してあり、歯高寸法は３種類に構成してある。この鋸刃１Ｂにおいては、左右対称形状の硬質チップ（１５，１７，２５）が３個となり、前記鋸刃１Ａの場合（２個）に比較して多い構成であるから、左右方向の振動がより効果的に抑制されると共に、鋸刃１Ｂの直進性がより向上するものである。また、鋸歯数が多いことにより各鋸歯によってワークの切断を分担することとなり、各鋸歯の切削抵抗が減少し、振動が抑制されるものである。

したがって、当該鋸刃１Ｂは、前記鋸刃１Ａよりもワークの切断面の精度向上を図ることができると共に、各鋸歯の切削抵抗が抑制されることにより、鋸刃寿命の向上を図ることができ、高効率の切断加工を行うことができるものである。

図５，６は、第３の実施形態に係る鋸刃１Ｃの構成を示すもので、前述した実施形態の鋸刃１Ａ，１Ｂの構成と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することにし、重複した説明は省略する。

この第３の実施形態に係る鋸刃１Ｃは、前記第２先行歯２３の歯高寸法と前記第１後続歯７の歯高寸法との中間の歯高寸法の第３の先行歯２７を備えると共に、前記第１後続歯７を２枚備えた構成である。前記第３先行歯２７における硬質チップ２９は、第２先行歯２３における硬質チップ２５の先端刃部２５Ａよりも左右方向に幅広の先端刃部２９Ａを備えている。そして、上記先端刃部２９Ａの左右両端側は、前記硬質チップ２５の傾斜面２５Ｂから左右方向に突出してあり、上記左右両端側には、前記傾斜面２５Ｂと平行な傾斜面２９Ｂが形成してある。

上記構成より明らかなように、第３の実施形態に係る鋸刃１Ｃは、７枚の鋸歯（５，７，２３，７，２７，９，１１）を順次備えたアサリパターンであって、歯高寸法は４種類の歯高寸法である。前記第３の先行歯２７は、第２先行歯２３によって拡開された切断溝をさらに拡開する作用をなすものである。すなわち、鋸刃１Ｃにおいては、歯高寸法が小さくなるほど先端刃部の左右方向の幅寸法が大きな構成であって、切削抵抗が各鋸歯（５，２３，２７，７）に分散されることとなり、各鋸歯の切削抵抗がより小さく抑制され、切削抵抗に起因する振動の発生を抑制し得るものである。

上記鋸刃１Ｃの構成においては、左右対称形状の硬質チップの数がより多くなり、左右方向の振動がより効果的に抑制されると共に直進性がより向上するものである。そして、鋸刃１Ｃにおいては、第１後続歯７を複数備えていることにより、第２，第３の後続歯９，１１のワークに対する切込み方向の切込み量をより小さくして切削抵抗をより小さくすることができる。したがって、切込み方向の切削抵抗をより小さくして、切削抵抗に起因する振動をより小さくすることができ、ワークの切断面の加工精度をより高精度な切断面とすることができるものである。

すなわち、前記鋸刃１Ｃにおいては、第２，第３の後続歯９，１１における硬質チップ１９，２１における先端縁１９Ａ，２１Ａのワークに対する切込み量はほぼ零になり、ワークに対する切込みは突出刃部１９Ｂ，２１Ｂのみとなり、ワークの切断面の仕上げ加工専用に使用される形態となるものである。したがって、切断面の切断精度がさらに向上するものである。

既に理解されるように、硬質チップの先端部に先端刃部を備え、左右両側に傾斜面を備えた先行歯を、図７に示すように、４歯以上備える構成とすることにより、鋸刃に作用する切削抵抗を各鋸歯に分散して、各鋸歯の切削抵抗をより小さくすると共に直進性の向上を図ることができるものである。なお、先行歯の数は所望数とすることができる。

また、図３に示した鋸刃１Ｂは、形状の異なる鋸歯５，７，２３，９，１１の５歯で構成されるアサリパターンである。そして、ピッチパターンは、図８に示すように、ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３が繰り返される３枚のピッチパターンＰＰ（３）とする。すなわち、この場合、ピッチパターンとアサリパターンでは、３×５＝１５枚パターンとなる。このように、ピッチパターン数とアサリパターン数とを異なる枚数として組合せることにより、複雑な歯形パターンを実現できるものである。

図９は、図５に示した鋸刃１Ｃを、ピッチＰ１〜Ｐ６が繰り返される６枚のピッチパターンＰＰ（６）とし、かつ７枚の鋸歯（５，７，２３，７，２７，９，１３）からなるアサリパターンでは、６×７＝４２枚パターンとなるものである。

ところで、鋸刃の構成とワークの切断面の表面粗さとの関係を調べるために、図１０の（Ａ）〜（Ｄ）に示すごとき鋸刃ＮＯ．１〜ＮＯ．４を作成して切断実験を行った。図１０（Ａ）に示すＮＯ．１の鋸刃は、第１先行歯５、第２先行歯２３及び左右両端側がワークの切断面に同時に作用する撥形鋸歯３１を備えた構成である。そして、撥形鋸歯３１が第２先行歯２３から左右方向に突出してワークの切削を行う突出刃部の突出量を０．２８ｍｍとしてある（切断溝全幅の約２３％の拡開を行う構成）。

図１０（Ｂ）〜図１０（Ｄ）に示したＮＯ．２〜ＮＯ．４の鋸刃は図４に示した鋸刃と同一の５枚歯の構成であって、鋸歯５，２５，１７は、ＮＯ．１の鋸刃における鋸歯５，２３，３１の歯高寸法と等しく構成してある。そして、ＮＯ．２の鋸刃における鋸歯１７からの鋸歯１９，２１における突出刃部１９Ｂ，２１Ｂの左右方向への突出量は０．２０ｍｍ（切断溝全幅の約１７％の拡開を行う構成）である。同様の構成において、ＮＯ．３の鋸刃における突出刃部１９Ｂ，２１Ｂの左右方向の突出量は約８％、ＮＯ．４の鋸刃における突出量は約４％である。

なお、図１０（Ａ）に示したＷは、各歯の切り込み方向の仕事量である。この切り込み方向の仕事量で構成された長方形の面積が突出刃部の仕事量であり、面積が小さいほど仕事量は小さいことを表している。

上記構成のＮＯ．１〜ＮＯ．４の各鋸刃を、同一材質、同一歯形形状でそれぞれ３本製作してサンプル１，２，３とした。そして、被削材としてアルミニウムの角材（１．６８ｍ×１．６８ｍ）を、鋸速２０００ｍ／分、切込み速度３００ｍｍ／分、帯鋸刃幅８０ｍｍ、厚さ１．６ｍｍ、０．５／０．８Ｐの切削条件で切断を行い、切断面積が１，０００，０００ｃｍ2のときにおける表面粗さＲａ（μｍ）を測定した（測定方法：ＪＩＳＢ０６０１−２００１およびＩＳＯの標準規格）結果は図１１に示すとおりであった。

図１１より明らかなように、ＮＯ．１の鋸刃においての表面粗さＲａは平均約１２μｍであるのに対して、ＮＯ．２の鋸刃においては平均約４．７μｍである。そして、ＮＯ．３の鋸刃においては、平均約３．０μｍであり、ＮＯ．４の鋸刃においては平均約２．７μｍである。

なお、ＪＩＳＢ０６０１：１９９０による表面粗さの適用例によれば、Ｒｍａｘの粗さ区分６．３Ｓが、「良好な機械仕上り面」とされ、このＲｍａｘはＪＩＳＢ０６０１：２０１３による「２０．各種表面粗さの値の対応表」の最大高さ（Ｒｚ）の値なので、Ｒｍａｘ６．３Ｓは三角記号の「▽▽▽」に相当し、かつ、算術平均粗さ（Ｒａ）の３．２より高精度であることを意味している。言い換えれば、Ｒａが３．０μｍ以下のＮＯ．３とＮＯ．４は「良好な機械仕上り面」を奏しているということである。

したがって、鋸刃の切断方向（走行方向）から見た各鋸歯の構成が類似の構成であっても、第２，第３の後続歯における突出刃部１９Ｂ，２１Ｂの左右方向への突出量を小さくすることは、ワークの切断面をより高精度に切断加工するのに有効であることが分かる。また、仕上げ加工を行う鋸歯における左右両端側が対向した切断面に同時に作用する構成（ＮＯ．１の鋸刃）よりも、仕上げ加工を行う鋸歯における左右両端側の一方の端部側が対向した切断面の一方のみに作用する構成（ＮＯ．２〜ＮＯ．４の鋸刃）の方がより高精度に切断面を切断加工できるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、歯先に硬質チップを備えた鋸刃において、ワークの切断面をより高精度に切断加工を行うには、ＮＯ．３〜ＮＯ．４に示すように、先行歯の切断による切断溝の後続歯による拡開機能は切断溝における全幅の約８％以下の拡開を行う程度に小さく抑制することにより、切削抵抗に起因する左右方向の鋸刃の振動を抑制でき、ワークの切断面をより高精度に切断することができるものである。

ところで、既に理解されるように、第１後続歯７における硬質チップ１７の左右の面取り部１７Ｂから第２，第３の後続歯９，１１における硬質チップ１９，２１の突出刃部１９Ｂ，２１Ｂを左右方向へ突出した構成とすることにより、ワークの対向した切断面を高精度に仕上げ加工することができるものである。この際、第１後続歯７は、左右両側に面取り部１７Ｂを備えた構成であって直進性に優れているものであり、第１後続歯７による切断面の加工も比較的良好に行われるものである。

すなわち、第１後続歯７によって比較的良好に切断加工された切断面を、第２，第３の後続歯９，１１における突出刃部１９Ｂ，２１Ｂによって仕上げ加工を行うものであるから、切断面の切断精度がより向上するものである。

ここで、上述のごとき構成を、鋸歯を左右方向振り出し（アサリ出し）を行ったアサリ出し鋸刃に適用することも考えられる。すなわち、上記アサリ出し鋸刃における左右の後続アサリ歯（面取りアサリ歯）に、前記第１後続歯７における硬質チップ１７の面取り部１７Ｂに相当する面取り部を形成する。そして、ワークの切断面の仕上げ加工を行う左右の後続仕上げアサリ歯におけるエッジ部を、前記面取りアサリ歯における面取り部から左右方向へ突出した構成とするものである。

上記構成のアサリ出し鋸刃においては、先行歯によって切削した切削溝（切断溝）を、左右の前記面取りアサリ歯によって拡開する。そして、拡開された切断溝の左右両側に対向した切断面を、左右の後続仕上げアサリ歯によって仕上げ加工を行うことになる。

既に理解されるように、左右の面取りアサリ歯が切断溝を拡開する際、上記面取りアサリ歯には大きな切削抵抗が作用し、かつ左右方向の分力が作用するものである。したがって、左右の面取りアサリ歯により切断されたワークの切断面は、左右の面取りアサリ歯に作用する左右方向の分力に起因する振動の悪影響を受けることとなり、凹凸面に切断加工され易いものである。

上述のように、面取り部を備えた左右の面取りアサリ歯に振動を生じると、上記面取りアサリ歯における面取り部からの左右の後続仕上げアサリ歯におけるエッジ部の左右方向への突出量が変化することになる。このように、左右の後続仕上げアサリ歯におけるエッジ部の左右方向への突出量が変化すると、上記エッジ部に作用する切削抵抗が変化することとなり、左右の後続仕上げアサリ歯に作用する左右方向の分力が変化する。

したがって、左右の後続仕上げアサリ歯は、左右方向に作用する分力の変化に起因して左右方向に振動し易くなるものであって、ワークの切断面をより高精度に加工することが難しくなるものである。よって、鋸歯を左右方向に振り出したアサリ出し鋸刃に、前述したごときバチアサリ歯の鋸刃の構成を適用することは難しいものである。

すなわち、アサリ出し鋸刃は、左右方向の振動を生じ易い構成であり、バチアサリ歯の鋸刃は左右方向の振動を抑制して直進性の向上を図った構成であるから、構成が基本的に異なるものである。したがって、バチアサリ歯の鋸刃の構成を、アサリ出し鋸刃に適用すること、逆に、アサリ出し鋸刃の構成をバチアサリ歯の鋸歯に適用することは難しいものである。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ鋸刃
３母材
５鋸歯（先行歯）
７鋸歯（第１の後続歯）
９鋸歯（第２の後続歯）
１１鋸歯（第３の後続歯）
１５硬質チップ
１５Ａ先端刃部
１５Ｂ傾斜面
１７硬質チップ
１７Ａ先端縁（切削刃部）
１７Ｂ面取り部
１９硬質チップ
１９Ａ先端縁
１９Ｂ突出刃部
１９Ｃ逃げ面
２１硬質チップ
２１Ａ先端縁
２１Ｂ突出刃部
２１Ｃ逃げ面
２３第２の先行歯
２５硬質チップ
２５Ａ先端刃部
２５Ｂ傾斜面
２７第３の先行歯
２９硬質チップ
Ｗ切り込み方向の仕事量

Claims

母材に適宜間隔に形成した複数の鋸歯の先端部に硬質チップを備えた鋸刃であって、
前記複数の鋸歯は、
先端側が前記母材の厚さ方向に幅広の台形状であって直線状の先端縁の両端部に面取り部を形成した第１チップを備えた第１の後続歯と、
前記第１チップにおける前記先端縁から突出した先端刃部を、先端側が幅狭になる台形状に形成した第２チップを備えて歯高寸法が前記第１の後続歯の歯高寸法よりも大きな先行歯と、
前記第１の後続歯と同一歯高寸法であって前記第１チップの一方の面取り部から幅方向に突出した突出刃部を有する第３チップを備えた第２の後続歯と、
前記第１の後続歯と同一歯高寸法であって前記第１チップの他方の面取り部から幅方向に突出した突出刃部を有する第３チップを備えた第３の後続歯、であることを特徴とする鋸刃。
請求項１に記載の鋸刃において、前記先行歯の歯高寸法と前記第１後続歯の歯高寸法との間の歯高寸法であって、前記先行歯による切断溝を拡開する第２の先行歯を備えていることを特徴とする鋸刃。
請求項１又は２に記載の鋸刃において、１つの鋸歯パターン内に、前記第１の後続歯を複数備えていることを特徴とする鋸刃。
請求項２又は３に記載の鋸刃において、１つの鋸歯パターンにおける前記第２，第３の後続歯の総数は、前記第１の後続歯の個数と前記先行歯の個数との和に等しい、又は上記和より少ないことを特徴とする鋸刃。
請求項１〜４のいずれかに記載の鋸刃において、前記先行歯及び第１，第２，第３の後続歯は、同一形状の硬質チップを研削することによって形成してあることを特徴とする鋸刃。
請求項１〜５のいずれかに記載の鋸刃において、前記第２，第３の後続歯における前記突出刃部の突出量は０．２０ｍｍ〜０．０５ｍｍの範囲であることを特徴とする鋸刃。
請求項１〜６のいずれかに記載の鋸刃において、前記第２，第３の後続歯は、前記１つの鋸歯パターンの後側に備えられていることを特徴とする鋸刃。
母材に適宜間隔に形成した複数の鋸歯の先端部に硬質チップを備えた鋸刃であって、ワークの切断加工時にワークに対して先行して切込みを行う先行歯と、当該先行歯による切断溝を拡開すべくワークの切削を行う第１の後続歯と、前記第１の後続歯によるワークの切断面の仕上げ加工を行う第２，第３の後続歯を備え、前記第１の後続歯は先端側が前記母材の厚さ方向に幅広の台形状であって、直線状の先端縁の両端部に面取り部を形成した構成であり、第２の後続歯は前記第１の後続歯と同一の歯高寸法であって、前記第１後続歯の一方の面取り部から、前記第１の後続歯の面取り部を形成する前の幅方向への突出量に相当する突出量でもって幅方向へ突出した突出刃部を備えた構成であり、第３の後続歯は前記第１の後続歯と同一の歯高寸法であって、前記第１後続歯の他方の面取り部から、前記第１の後続歯の面取り部を形成する前の幅方向への突出量に相当する突出量でもって幅方向へ突出した突出刃部を備えた構成であることを特徴とする鋸刃。