JP2016030301A - 金属切断用丸鋸 - Google Patents

Abstract

【課題】 切削性向上の効果が限定的でなく、しかも製作において作業者に高い熟練性が要求されず、簡単且つ安価に製造することができるようにする。【解決手段】 円板状台金２の外周に鋸刃３が一定間隔をあけて突設され、該鋸刃３にチップ５が固定された金属切断用丸鋸１において、チップ５の横逃げ面６がその全長にわたって形成された段差１０を介して上段の第一逃げ面７と下段の第二逃げ面８とに分けられ、第二逃げ面８は段差１０から横逃げ面６の後縁まで形成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、鋼管等の金属材の切断に用いられる金属切断用丸鋸に関する。

一般に金属切断用丸鋸は、円板状台金の外周に一定間隔をあけて鋸刃が突設され、該鋸刃の回転方向側に形成された台座にチップが固定されたものである。

そして、前述した基本構造を有する丸鋸において、切削性能の向上や寿命の長期化等を図るために種々の技術的特徴を有するものが知られている。

具体的には、正の外周逃げ角を有する外周逃げ面を設け、且つ０°の横逃げ角を有する横逃げ面を設けた切刃チップが、円盤形状の丸鋸本体外周にて径方向外方に突出した刃体にロウ付け等で接合されてなる金属切断用丸鋸において、該切刃チップの外周逃げ面と横逃げ面とで形成されるコーナ部に、横逃げ面のすくい面側外周端から０．１〜１．０ｍｍ離れた位置を基点として回転後方に延びる窪みを設けたものが知られている。

また、円板状台金の外周に一定間隔をあけて鋸刃が形成され、該鋸刃にチップが固定された金属切断用丸鋸において、チップの横逃げ面が第一逃げ面と第二逃げ面とに分けられ、第一逃げ面は横逃げ面の前縁から後方へ所定幅だけ設けられ、第二逃げ面は、第一逃げ面の後側に設けられ且つ台金の厚さ方向における高さが第一逃げ面よりも低く形成され、前記第一逃げ面が前記チップの両側にカップ砥石を当接させることで形成されており、前記第二逃げ面がチップ両側にリング砥石を当接させて凹弧状に形成したものも知られている。

更に、円板状台金の外周に一定間隔をあけて鋸刃が形成され、該鋸刃にチップが固定された金属切断用丸鋸において、チップの横逃げ面が第一逃げ面と第二逃げ面とに分けられ、第二逃げ面は、台金の半径方向においては上縁から下縁に至る途中まで形成され、チップの前後方向については後縁から前縁寄り部分まで形成されており、残りの部分が第一逃げ面となされ、また第二逃げ面は、台金の厚さ方向における高さが第一逃げ面よりも低く形成されたものも知られている。

特開２００２−１６１４号公報 特許第４７０２８０４号公報 特開２０１１−９３０９２号公報

前述した従来例のうち、切刃チップの外周逃げ面と横逃げ面とで形成されるコーナ部に、横逃げ面のすくい面側外周端から０．１〜１．０ｍｍ離れた位置を基点として回転後方に延びる窪みを設けたものは、切刃チップのコーナ部付近における熱クラックによるチッピングの発生を抑え、また各切刃チップにおいて横逃げ面の外周端が被削材切断面から受ける鋸厚み方向の横荷重を緩和することができる等の利点を有するものの、前記窪みによる効果は限定的なものであった。

次に、カップ砥石によって第一逃げ面を形成し、リング砥石によって第二逃げ面を形成した金属切断用丸鋸によれば、種々の優れた切削性能が得られるものであるが、前述した通り、各砥石による研磨加工を前提とするものであった。

また、チップの横逃げ面が第一逃げ面と第二逃げ面とに分けられ、第二逃げ面は、台金の半径方向においては上縁から下縁に至る途中まで形成され、チップの前後方向については後縁から前縁寄り部分まで形成されており、残りの部分が第一逃げ面となされた金属切断用丸鋸の場合、前述したコーナ部に窪みを有するものと同様、所定の加工精度と手間を要することから、製作者に加工作業の熟練性が要求されるという不都合があった。

本発明の目的は、切削性の向上の効果が限定的でなく、しかも製作において作業者に高い熟練性が要求されず、簡単且つ安価に製造することができる金属切断用丸鋸を提供することにある。

請求項１記載の本発明は、円板状台金の外周に鋸刃が一定間隔をあけて突設され、該鋸刃における回転方向側面に形成された台座にチップが固定された金属切断用丸鋸において、チップの横逃げ面がその全長にわたって形成された段差を介して上段の第一逃げ面と下段の第二逃げ面とに分けられ、第一逃げ面は横逃げ面の前縁からその後方の段差まで形成され、第二逃げ面は段差から横逃げ面の後縁まで形成されているものである。

請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載の金属切断用丸鋸について、段差がチップの横逃げ面の前縁寄り部分に形成されて、第一逃げ面が横逃げ面の前縁から前縁寄り部分までの狭い範囲で形成され、第二逃げ面が横逃げ面の前縁寄り部分から後縁までの広い範囲で形成されていることを特徴とするものである。

請求項３記載の本発明は、前記請求項１または請求項２記載の金属切断用丸鋸について、第一逃げ面の幅が０．２〜０．６ｍｍ、段差が０．０２〜０．０７ｍｍであることを特徴とする。また更に好適には、第一逃げ面の幅が０．３〜０．４ｍｍ、段差が０．０３〜０．０５ｍｍにおいて、特に安定した性能が得られる。

請求項４記載の本発明は、前記請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載の金属切断用丸鋸について、前記チップ前面のすくい面が、外縁方向に広がる傾斜面と傾斜面から内方へ伸びる凹弧状の湾曲部と湾曲部の内方に形成された顎部で構成されていることを特徴とするものである。

請求項５記載の本発明は、前記請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載の金属切断用丸鋸について、顎部がその前側の刃室内へ突出しているものである。

前記請求項１記載の本発明に係る金属切断用丸鋸は、その各鋸刃のチップの横逃げ面における上段の第一逃げ面がチップの全長にわたって形成されているため、該第一逃げ面が鋼管等の金属製被切断材に対して少ない接触面積で安定的に接触することとなり、そのため、切断抵抗の少ない切削が可能であり、またこれに伴って横逃げ面の磨耗が大幅に抑えられると共に高い切削加工精度が得られる一方、被切断材の切断面も良好な平滑面となるため、バリの発生がなく、バリ取り作業も省略され、しかも鋼管等の切断時に高周速（８００〜１２００ｍ／ｍｉｎ）での作業が行えるため、従来に比べて作業能率の大幅な向上が可能となる。

また、本発明の金属切断用丸鋸は、前述したような総合的な切断性能の向上に伴って、寿命が長く、薄肉化も可能であり、また金属材切断時の省電力化も図られる等、種々の実用的利点を有するものである。

また、請求項２以下の本発明に係る金属切断用丸鋸によれば、前述した種々の効果が更に高められる。

そして、従来の多面的な横逃げ面を有するチップを備えた金属切断用丸鋸に比べて、前述した種々の効果がより顕著に齎され、また製造においても高い熟練性が要求されることがなく、容易に得られる。

本発明の実施形態を示す金属切断用丸鋸の鋸刃部分を後方から見た拡大斜視図である。 同実施形態の丸鋸における外周の一部を拡大して示す部分拡大側面図である。 同実施形態の丸鋸における外周の一部を拡大して示す部分拡大平面図である。 同実施形態の丸鋸において、鋸刃部分を回転方向側から見た拡大正面図である。 同実施形態の丸鋸における鋸刃部分を前方から見た拡大斜視図である。 面取り施したチップを有する丸鋸の実施形態を示す鋸刃部分の拡大正面図である。 他の実施形態に係る鋸刃部分を前方から見た拡大斜視図である。 同実施形態の丸鋸において、鋸刃部分を回転方向側から見た拡大正面図である。 横逃げ面における磨耗面積とカット数との関係を示すグラフである。 比較例に係る丸鋸の試験結果を示す画像であって、（ａ）が１０００カットでの丸鋸の横逃げ面を示し、（ｂ）が同カットでのパイプの切断面を示す。 実施形態に係る丸鋸の試験結果を示す画像であって、（ａ）が１０００カットでの丸鋸の横逃げ面を示し、（ｂ）が同カットでのパイプの切断面を示す。 実施形態に係る丸鋸の試験結果を示す画像であって、（ａ）が８０００カットでの丸鋸の横逃げ面を示し、（ｂ）が同カットでのパイプの切断面を示す。 実施形態に係る丸鋸において、第一逃げ面の幅との関連におけるチップの欠損発生数と被削材のカット数との関係を示すグラフである。 実施形態に係る丸鋸において、段差寸法との関連におけるチップの欠損発生数と被削材のカット数との関係を示すグラフである。

次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

なお、本明細書において、前後左右は、図２を基準とし、前とは当該丸鋸１の回転方向（矢印Ａ方向）側を指し、後とはその反対側を意味する。また左とは図２の図面紙葉の表側を指し、右とは同図面紙葉の裏側を指すものとする。

図１〜図３に示すように、本実施形態に係る金属切断用丸鋸１は、円板状台金２の外周に鋸刃３が一定間隔をあけて突設され、該鋸刃３における前側（回転方向Ａ側面）に形成された台座４にチップ５がロウ付け等で固定されたものである。

そして、当該金属切断用丸鋸１における前記チップ５の横逃げ面６が、その全長（当該丸鋸１の半径方向長）にわたって形成された段差１０を介して上段の第一逃げ面７と下段の第二逃げ面８とに分けられ、第一逃げ面７は横逃げ面６の前縁からその後方の段差１０まで形成され、第二逃げ面８は段差１０から横逃げ面６の後縁まで伸びる平面となされている。

また、本実施形態では、段差１０がチップ５の横逃げ面６の前縁寄り部分に形成されて、第一逃げ面７が横逃げ面８の前縁から前縁寄り部分までの狭い範囲で形成され、第二逃げ面８が横逃げ面６の前縁寄り部分から後縁までの広い範囲で形成されており、更に、第一逃げ面７と第二逃げ面８が円周方向に伸びる互いに平行な面となされている。

図２〜図５に示すように、チップ５の前面のすくい面１３が、外縁方向に広がる所定幅Ｗ１の傾斜面１３ａと傾斜面１３ａから内方へ伸びる凹弧状の湾曲部１３ｂと湾曲部１３ｂの内方に形成された顎部１３ｃで構成されている。

そして、図１、図２および図５に示すように、本実施形態においては、当該金属切断用丸鋸１外周の隣り合う鋸刃３間における刃室１１において、前記チップ３の顎部１３ｃが前側へ突出した構造となされている。

また、図１、図３〜図５に示すように、チップ５の先端逃げ面１２には前後方向に伸びる切粉分割用溝９A・９Ｂが形成され、これら切粉分割用溝９A・９Ｂは、当該丸鋸１外周における隣り合う鋸刃３のチップ５において、左右交互となるように形成されている。

なお、図４に示すように、前記チップ５は、その左右の横逃げ面６において、所定のあさり角αが付されている。

次に、本実施形態に係る金属切断用丸鋸１の製造方法について説明すると、先ず台金２の外周における各台座４に、前述の所定形状にモールド成形したチップ５を固定した後、当該丸鋸１を回転させてチップ５の第一逃げ面７をサイド回し研磨する。

図６に示すように、本実施形態の金属切断用丸鋸１においては、チップ５の横逃げ面６の上縁と先端逃げ面１２の両側縁とが交わる角部に面取り２３を形成する場合もある。

図７および図８に示すように、金属切断用丸鋸２１は、前述した金属切断用丸鋸１の他の実施形態であって、チップ２５の先端逃げ面３２がその中央部分から左右方向へそれぞれ下降する傾斜面３２Ａ・３２Ｂで構成されており、その他の部分は前記実施形態に係る金属切断用丸鋸１と同様であるため、それぞれ同じ符号を付すことによって説明を省略する。

（切断性能試験）

次に、前述した実施形態に係る金属切断用丸鋸１と金属切断用丸鋸１の横逃げ面６に段差１０が形成されていない横逃げ面が面一の比較例に係る丸鋸について実施した切断試験について説明する。

共通仕様としてφ２６０×２．０（１．７）×２５．４Ｈ×１８０Ｚの金属切断用丸鋸であって、台金がＳＫＳ５、チップがサーメットＰ３０相当のものについて、鋸刃周速８００ｍ／ｍｉｎ、送り速度１０５００ｍｍ／ｍｉｎの切断条件で、材質ＳＴＫＲ４００であって、５０ｍｍ×５０ｍｍ×２．３ｍｍ（ｔ）の角パイプの切断を行った。

その結果は表１と図９のグラフに示す通りであり、具体的には、「廻し研磨」と表記されている比較例の丸鋸では、横逃げ面の磨耗が非常に早く進行して１０００カットまでで前記角パイプの切断面に焼けと多数のバリが発生し、そのため切断の中止を余儀なくされた。一方、「段平」と表記されている実施形態に係る丸鋸１では、比較例のものに比べて磨耗幅および磨耗面積が非常に少なく、５００カットから８０００カットに至る全てにおいて、良好な切断結果が得られた。また、図１０（ａ）は比較例の丸鋸における前記１０００カットでの横逃げ面の実際の撮影画像であるが、磨耗の進行が顕著に表れており、また図１０（ｂ）は同丸鋸による１０００カットでの切断面であるが、非常に荒い面状態となっており、また多数のバリの発生が認められた。

一方、図１１（ａ）は本発明の実施形態に係る丸鋸１における１０００カットでの横逃げ面、図１２（ａ）は同丸鋸１における８０００カットでの横逃げ面の実際の画像であるが、いずれにおいても前記比較例の丸鋸と比べて磨耗の進行が抑えられていることが明確であり、また図１１（ｂ）および図１２（ｂ）のパイプ切断面においても比較例の丸鋸による図１０（ｂ）と比べて明らかに良好な切断面状態となっている。

次に、本実施形態の金属切断用丸鋸１における第一逃げ面７の幅Ｗ２と段差１０の寸法ＬＤに関連した欠損試験を行ったところ、先ず、第一逃げ面７の幅Ｗ２については、図１３の通り、０．３ｍｍでは３０００カットに至るまでチップ５の欠損が抑制され、０．１５ｍｍでは１０００カットまででチップ５の欠損が明らかとなった。また、段差ＬＤについては、図１４の通り、０．０２ｍｍおよび０．０５ｍｍではともに欠損の抑制が明確に認められた。

そして、試験を繰り返し行った結果、第一逃げ面７の幅Ｗ２については、０．２〜０．６ｍｍの範囲で欠損抑制の効果が確認でき、また更に０．３〜０．４ｍｍの範囲において、より安定的であった。また、段差ＬＤについては、０．０２〜０．０７ｍｍの範囲で欠損抑制の効果が確認でき、また更に０．０３〜０．０５ｍｍの範囲において、より安定的であった。

本発明に係る金属切断用丸鋸は、前述した通り、優れた切削性能と長寿命を有し、しかも従来に比べて容易に製造することができるため、鋼管等の金属材の切断分野において幅広い利用が期待できる。

１ 金属切断用丸鋸
２ 台金
３ 鋸刃
４ 台座
５ チップ
６ 横逃げ面
７ 第一逃げ面
８ 第二逃げ面
１０ 段差

Claims (5)

1. 円板状台金の外周に鋸刃が一定間隔をあけて突設され、該鋸刃における回転方向側面に形成された台座にチップが固定された金属切断用丸鋸において、チップの横逃げ面がその全長にわたって形成された段差を介して上段の第一逃げ面と下段の第二逃げ面とに分けられ、第一逃げ面は横逃げ面の前縁からその後方の段差まで形成され、第二逃げ面は段差から横逃げ面の後縁まで形成されている、金属切断用丸鋸。
2. 段差がチップの横逃げ面の前縁寄り部分に形成されて、第一逃げ面が横逃げ面の前縁から前縁寄り部分までの狭い範囲で形成され、第二逃げ面が横逃げ面の前縁寄り部分から後縁までの広い範囲で形成されている、請求項１記載の金属切断用丸鋸。
3. 第一逃げ面の幅が０．２〜０．６ｍｍ、段差が０．０２〜０．０７ｍｍである、請求項１または請求項２記載の金属切断用丸鋸。
4. チップ前面のすくい面が、外縁方向に広がる傾斜面と傾斜面から内方へ伸びる凹弧状の湾曲部と湾曲部の内方に形成された顎部で構成されている、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項記載の金属切断用丸鋸。
5. 顎部がその前側の刃室内へ突出している、請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項記載の金属切断用丸鋸。