JP3870158B2

JP3870158B2 - 構造用鋸ブレード

Info

Publication number: JP3870158B2
Application number: JP2002511941A
Authority: JP
Inventors: クランナ，マーク，ティー
Original assignee: アメリカン・ソー・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー・インコーポレイテッド
Priority date: 2000-07-18
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: WO2002006020A9; WO2002006020A1; AU2001278950A1; EP1324863A1; KR20030068121A; MXPA03000521A; TW498003B; EP1324863B1; CA2415816A1; KR100506547B1; EP1324863A4; US6601495B2; JP2004504170A; BR0112604B1; BR0112604A; US20020029679A1; CA2415816C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋸ブレードに係り、特に山形鋼（角鉄）、Ｉ型ビーム、管材及びその他の構造用鋼材の切断に適した鋸ブレードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
構造用帯鋸ブレードは従来、山形鋼、Ｉ型ビーム、管材及びその他の構造用鋼材の切断に用いられている。このような用途において、帯鋸ブレードは、冷却水をほとんど使わずに、毎分約３００面フィートという比較的早いスピードで作業することができる。通常、冷却水は、切込部の入口よりも２から３フィート前方の位置でブレードにミスト状に吹きかけられる。ある種の従来の構造用帯鋸ブレードでは、ブレードのガレット（gullet）に切り屑(chip)のカールが過度に堆積してしまう。この切り屑の堆積は切断領域に向かって後方に付勢される。最も重要なことは、主すくい面（rake face）と直接接触するように付勢されることである。その結果、切削抵抗と、すくい面に対する全体（総）切り屑接触長さとの両方が増大し、ブレードに伝達される熱量が増加してブレード全体の寿命に悪影響を与える。ある場合には、熱の積み重ね（build−up）により切り屑がブレードの切削エッジに溶着してしまい、切り屑が離脱されるときに切削エッジが破損することがある。
【０００３】
固体ブロックに対して、構造用鋼材を切断する場合、例えば、断続的な切削（切断）が必要となる。この断続的な切削の頻度（程度）は、切削されるワークピースの形状及び／又は構造(configuration)による。従来の構造用帯鋸ブレードによる断続的な切削は、かなりの騒音及びブレードの振動を引き起こし、また、ブレードの各歯間における不均等な負荷を引き起こす。これによって、他の切削作業と比較して、歯の破損・剥がれ（strippage）の率が高くなる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、従来技術における一乃至二つ以上の上記欠点及び不都合な点を解消することにある。
【０００５】
【発明の概要】
本発明は、互いに間隔を隔てて配置された多数の歯によって規定される切削端（切削エッジ）備えた帯鋸ブレードのような、構造用鋸ブレードに関する。鋸ブレードの各々の歯は、先端部と、先端部の一側に形成されるすくい面と、先端部のすくい面と反対側に形成され、第１鋭形逃げ角を規定する第１クリアランス面とを備える。第２クリアランス面が、第１クリアランス面の先端部と反対側に連続して形成され、その第２クリアランス面は第１鋭形逃げ角よりも小さい第２鋭形逃げ角を規定する。さらに、第３クリアランス面が、第２クリアランス面の第１クリアランス面と反対側に連続して形成され、その第３クリアランス面は、第１及び第２逃げ角よりも大きい第３鋭形逃げ角を規定する。
【０００６】
各々の歯の溶接域が、先端部と鋸ブレードのバックエッジとの間に形成される。溶接域はブレードの長手方向に沿って、歯の一側から他側までほぼ延出する。すくい面突起が、先端と反対側のすくい面に連続して、かつ溶接域にわたり形成される。すくい面突起は、すくい面によって規定される平面に対して外側に突出し、第２及び第３クリアランス面は、歯のすくい面突起と反対の外側に突出する。第２及び第３クリアランス面の少なくとも一つが、歯のすくい面突起と反対側で溶接域にわたり設けられる。これにより、溶接域における歯の幅が増加する。
【０００７】
本発明の好適実施形態に従えば、鋸ブレードは構造用帯鋸ブレードであり、第１鋭形逃げ角は、ブレードのバックエッジによって規定される平面に対して約２０°から約３５°の範囲内であり、ブレードのバックエッジに対して約２７°が最適である。第２鋭形逃げ角はブレードのバックエッジによって規定される平面に対して約５°から約２０°の範囲内であり、ブレードのバックエッジに対して約１５°が最適である。第３鋭形逃げ角はブレードのバックエッジによって規定される平面に対して約４０°から約５５°の範囲内であり、ブレードのバックエッジに対して約４６．５°が最適である。
【０００８】
また、本発明の好適実施形態に従えば、すくい面突起は、すくい面の表面から最も突出した表面領域を規定し、その表面領域は、あさり付けされていない歯の先端部の切削面から、下側に所定深さだけ間隔を隔てて配置される。この深さは、約０．０７６２ｃｍから約０．２５４ｃｍの範囲であり、最も好ましくは、約０．１１４３ｃｍから約０．１９０５ｃｍの範囲である。さらに、すくい面突起は、すくい面の平面と直交し、約０．０１２７ｃｍから約０．１５２４ｃｍの範囲内の厚さを規定することが望ましい。
【０００９】
さらに本発明の好適実施形態に従えば、ブレードは広げられた（extended）ピッチパターンを規定する。ピッチパターンは、各ピッチパターン毎にあさりパターンを有する少なくとも約９個の歯からなることが好ましい。また、本発明の帯鋸ブレードの好適実施形態は、それぞれのピッチパターンにおいて、種々の水平高さ及びあさりパターンを有する。
【００１０】
本発明の鋸ブレードにおける一つの利点は、それぞれクリアランス角に規定される第２及び第３クリアランス面の位置と、すくい面突起とによって、従来の構造用鋸ブレードと比べて、溶接域における各々の歯の幅（ブレードの長手方向に沿った厚さ）が著しく増すことである。これにより、従来のブレードの問題であった歯の剥がれに対する効力がかなり改善される。本発明の好適実施形態の他の利点は、異なるのレベル高さと歯のあさり付けが各々の歯の作業において比較的深く、細い切り屑を提供することであり、これにより、従来の鋸ブレードに比べて歯に働くトルク負荷を低減できる。本発明の鋸ブレードにおける他の利点は、広げられたピッチパターンが同じ方向にあさり付けされた歯間に比較的一定の歯間距離が規定されることであり、従来の鋸ブレードに比べて、さらに騒音及び振動を削減し、これにより，ブレードの寿命も高められる。
【００１１】
本発明における他の利点は、好適実施形態の詳細な説明と添付される図面とから直ちに明らかにされるだろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１及び図２において、本発明を具体化する構造用帯鋸ブレードが参照番号１０で示される。帯鋸ブレード１０は、その切断（切削）方向が矢印ａで示され、フィード方向（送り方向）が矢印ｂで示される。帯鋸ブレード１０は、１４個の歯ピッチパターンを有し、定期的に繰り返し又は連続される複数の歯パターンを構成する。各ピッチパターンは、参照番号１２，１４，１６，１８，２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６，３８で示される１４個の連続する歯のグループによって規定される。図１に示されるように、各々の歯は、各ピッチ又は歯間隔Ｐ１〜Ｐ１４で規定される。本発明の好適実施形態において、ピッチ又は歯間隔とは、図１に示されるように、近接する歯の先端部間の測定値（距離）のことである。しかしながら、ピッチ又は歯間隔は、近接する歯間における、あらゆる対応点の間の測定値でもよいことが、この開示に基づき、当業者に認識されるだろう。
【００１３】
図２及び図３に示されるように、帯鋸ブレード１０の各歯は、先端部（チップ）４０と、先端部の一側に形成されるすくい面４２と、先端部のすくい面と反対側に形成され、ブレードのバックエッジ４６に対して第１鋭形逃げ角（acute relief angle）Ａを規定する第１クリアランス面４４とを有する。第２クリアランス面４８が、第１クリアランス面４４の先端部４０と反対側に連続して形成され、その第２クリアランス面は、ブレードのバックエッジ４６に対して第２鋭形逃げ角Ｂを規定する。第２鋭形逃げ各Ｂは第１鋭形逃げ角よりも小さい。また、第３クリアランス面５０が、第２クリアランス面４８の第１クリアランス面４４と反対側に連続して形成され、その第３クリアランス面５０は、ブレードのバックエッジ４６に対して第３鋭形逃げ角Ｃを規定する。第３鋭形逃げ角Ｃは第１及び第２逃げ角よりも大きい。
【００１４】
図２に破線で示されるように、各歯の電子ビーム溶接域５２が先端部４０と鋸ブレードのバックエッジ４６との間に形成される。電子ビーム溶接域５２は、ブレードの長手方向に沿って、歯の一側から他側までほぼ延出する。すくい面突起５４が、すくい面の先端部４０と反対側に連続して形成される。すくい面突起５４は溶接域５２にわたり設けられる。図２及び図３に示されるように、すくい面突起５４は、すくい面４２によって規定される平面に対して外側に突出し、第２及び第３クリアランス面４８，５０はそれぞれ、歯のすくい面突起とは反対の外側に突出する。図から分かるように、第２及び第３クリアランス面４８，５０の少なくとも一つが、すくい面突起５４とは歯の反対側で溶接域５２にわたり設けられる。これにより、溶接域における歯の幅（厚さ）が増加する。
【００１５】
本発明に従うと、第１鋭形逃げ角Ａは、ブレードのバックエッジ４６によって規定される平面に対して約２０°から約３５°の範囲内であり、第２鋭形逃げ角Ｂは、ブレードのバックエッジ４６によって規定される平面に対して約５°から約２０°の範囲内であり、第３鋭形逃げ角Ｃは、ブレードのバックエッジ４６によって規定される平面に対して約４０°から約５５°の範囲内である。図示の形態では、第１鋭形逃げ角Ａが約２７°、第２鋭形逃げ角Ｂが約１５°、第３鋭形逃げ角が約４６．５°である。しかしながら、これら角度は、特定の鋸ブレード又は応用（用途）の必要性に応じて適宜調節されうることが、この開示に基づき当業者に認識されるであろう。さらに、本発明の帯鋸ブレードのバックエッジ４６は、階段状でもよく、若しくは、同一出願人による米国特許４、４２３，６５３号（この引例により本願に含められる）に記載されているような不規則な形状部を規定してもよい。このような場合、この中で、バックエッジに対して（参照して）規定される角度は、修正（変更）されたバックエッジの水平又は平面部を参照して規定してもよい。若しくは、例として、あさり付けされていない歯の先端部間を延出する平面を参照して規定することもできる。
【００１６】
図２に示されるように、各歯は、すくい面４２と第１クリアランス面４４との間に形成される刃先角（インクルーデッド・チップ・アングル）Ｄを規定する。本発明に基づく刃先角Ｄは約４５°から約６５°の範囲内である。図示した形態では、刃先角Ｄは約５５°である。しかしながら、これらの角度は、特定の鋸ブレード又は応用の必要性に従って適宜調節されうることが、ここでの開示に基づき当業者に認識されるだろう。
【００１７】
図２に最適に示されるように、すくい面は、先端部４０とすくい面突起５４との間を延出する長さＤ１を規定する。この長さＤ１は、約０．０２５４ｃｍから約０．１０１６ｃｍの範囲内である。図示した形態では、すくい面の長さＤ１は約０．０５０８ｃｍである。
【００１８】
図２に示されるように、第２クリアランス面４８は、第１クリアランス面４４に近接する第１端部と第３クリアランス面５０に近接する第２端部とを有する。第２クリアランス面の第１端部は、あさり付けされていない歯（unset tooth）の先端部の切削面Ｘから下側に深さＤ２だけ間隔が隔てられている。本発明に基づく深さＤ２は、約０．０２５４ｃｍから約０．０７６２ｃｍの範囲である。図示した形態では、深さＤ２は約０．０３０４８ｃｍであり、これは、ブレードの通常又は予想される寿命サイクルの期間にこの表面が磨耗することを防ぐために必要とされる最小深さである。
【００１９】
図３に最適に示されるように、すくい面突起５４は、すくい面４２の表面から最も突出した表面領域５６を規定し、その表面領域５６は、あさり付けされていない歯の先端部の切削面から下側に深さＤ３だけ間隔が隔てられている。この深さＤ３は、約０．０７６２ｃｍから約０．２５４ｃｍの範囲であり、最も好ましくは、約０．１１４３ｃｍから約０．１９０５ｃｍの範囲である。また、図２に示されるように、すくい面突起５４はすくい面の平面と直交する方向に厚さＤ４を規定し、この厚さＤ４は、約０．０１２７ｃｍから約０．１５２４ｃｍの範囲が好ましく、約０．０２５４ｃｍから約０．１０１６ｃｍの範囲が最も好ましい。
【００２０】
図２に示されるように、すくい面は、ブレードのバックエッジ４６によって規定される表面と垂直な面に対して鋭形すくい角Ｅを規定する。鋭形すくい角は、約５°から約１０°の範囲である。図示した形態では、鋭形すくい角Ｅは約８°である。しかしながら、これらの角度は、特定の鋸ブレード又は応用の必要性に従って適宜調節されうることが、ここでの開示に基づき当業者に認識されるだろう。
【００２１】
図３に示されるように、各歯は、先端部４０とガレットの底部５８との間に最大ガレット深さＤ５を規定する。また図示するように、ガレットの底部５８は平坦上であり、平面５８と、第３クリアランス面５０の平面５８に近接する側の端部との間に、半径Ｒ１で規定される接合部が形成される。第２平面６０が、ガレットの底部５８とすくい面突起５４との間に形成される。図３に示されるように、半径Ｒ２が、底部５８と第２平面６０との間の連結部を形成し、半径Ｒ２と各平面との間に接触点（tangency）Ｔを規定する。第２半径Ｒ３は、第２平面６０とすくい面突起５４との間の連結部を形成し、半径Ｒ３と第２平面及びすくい面突起との間に接触点Ｔを規定する。すくい面突起５４は更に、半径Ｒ３とすくい面４２の底部との間を延出する半径Ｒ４によって規定される。従って、図３に示されるように、すくい面突起５４は、実質的に、すくい面の底部における凸形状を規定するものであり、すくい面の表面に対して外側に突出する半径Ｒ４によって形成される。更に、図３に示されるように、すくい面突起５４と半径Ｒ３との間の接触点Ｔのラインは、あさり付けされていない歯の先端部面Ｘとほぼ直交する。この望ましい方向付けによって、アサリ傾斜（set-bend）面における歯の断面積の増加と、最大ガレットキャパシティ（容積）とをバランスした最適な形状（幾何学形状）が提供される。本発明に基づき、アサリ傾斜面における歯の断面積を増加させることの大きな利点は、「あさり崩壊（折れ曲がり）」と、強度増加による有害な振動を防ぐことである。本発明の鋸ブレードによって提供されるガレットキャパシティは、時々、過度に広い断面を有する送り込まれた構造材料を取り扱うのには比較的深く広いガレットを必要とする点において有利である。すくい面突起５４と半径Ｒ３との間の接触点Ｔのラインは全ての適用において先端部面とほぼ直交する必要はないことが、ここでの開示に基づき当業者に認識されるだろう。しかしながら、この接触点ラインは直交する線に対して約±５°の範囲にすることが好ましい。
【００２２】
本発明の図示形態における各歯のピッチ及び半径Ｒ１〜Ｒ４の寸法例が、以下の表にまとめられている。
【００２３】
【表１】

【００２４】
各歯のピッチＰに対するガレット深さＤ５の割合（即ち、Ｄ５／Ｐ）は、比較的深いガレットを確保するために少なくとも約４０％であることが好ましく、約３９％から約４９％の範囲が最も好ましい。図示の形態における、ガレット深さＤ５及びピッチＰ（インチ）の寸法例は、次の通りである。
【００２５】
【表２】

【００２６】
帯鋸ブレード１０の各々の１４個の歯のピッチパターンは、５又は９のあさり（ｓｅｔ）パターンを規定する。従って、図１の実施形態では、第１あさりパターンは、連続する５つの歯３８，１２，１４，１６，１８によって規定され、第２あさりパターンは、次に連続する９つの歯２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６によって規定される。図４に示されるように、第１あさりパターンは、第１あさりなし先導歯３８、第１右側あさり付追従歯１２、第１左側あさり付追従歯１４、第２右側あさり付追従歯１６、及び第２左側あさり付追従歯１８により規定される。第２あさりパターンは、第１あさりなし先導歯２０、第１右側あさり付追従歯２２、第１左側あさり付追従歯２４、第２右側あさり付追従歯２６、第２左側あさり付追従歯２８、第３右側あさり付追従歯３０、第３左側あさり付追従歯３２、他の右側あさり付追従歯３４、他の左側あさり付追従歯３６によって規定される。
【００２７】
図４に示されるように、帯鋸ブレード１０は、同じ方向にあさりが付けられた連続する歯が、互いに異なるあさりの大きさを有するあさりパターンを規定することが好ましい。従って、ある特定のあさり方向の第１歯は「重く（大きく）」あさりが付けられ、同じあさり方向の連続する次の歯は「軽く（小さく）」あさりが付けられるようにしてもよい。従って、図１に示される好適実施形態における１４個の歯から成るピッチパターンにおける、あさりパターンは以下の通りである。
【００２８】
Ｓ−ＲＨ−ＬＨ−ＲＬ−ＬＬ−Ｓ−ＲＨ−ＬＨ−ＲＬ−ＬＬ−ＲＨ−ＬＨ−ＲＬ−ＬＬ−Ｓ−・・・。
【００２９】
Ｓ＝あさりなしかき歯（ｒａｋｅｒｔｏｏｔｈ）
ＲＨ＝右側、あさりの重い歯
ＬＨ＝左側、あさりの重い歯
ＲＬ＝右側、あさりの軽い歯
ＬＬ＝左側、あさりの軽い歯
本発明の図示形態において、重くあさりの付けられた歯（即ち、図１におけるＲＨ又はＬＨの歯）は、あさり付けされていない基準歯の先端部面の下側に、約−０．０１０１６ｃｍから約−０．０１５２４ｃｍの範囲で配置される。この深さは各歯のピッチに依存する。
【００３０】
従って、図４に示されるように、あさりの付けられていない先導歯２０，３８各々は、帯鋸ブレード１０の対称面Ｐに対して対称であり、対称面Ｐにほぼ垂直な切削面Ｘ内に実質的に位置する切削端部を規定する。「重く」あさり付けされた右側追従歯（ＲＨ）（１２，２２，３０）各々は、対称面Ｐ（鋸ブレードの切削方向ａから見た場合）に対して右側に引き出されるように偏向又は傾斜されており、対称面Ｐに対して第１鋭角だけ偏向又は傾斜した切削面ｙ１内に実質的に位置する切削端部を規定する。各第１鋭角は、約６°から約２０°の範囲が好ましく、約１３°が最適である。「軽く」あさり付けされた右側追従歯（ＲＬ）（１６，２６，３４）各々は、対称面Ｐ（鋸ブレードの切削方向ａから見た場合）に対して右側に引き出されるように偏向又は傾斜されており、対称面Ｐに対して第１鋭角よりも小さい第２鋭角だけ偏向又は傾斜した切削面ｙ２内に実質的に位置する切削端部を規定する。各第２鋭角は、約２°から約１２°の範囲が好ましく、約５°が最適である。同様に、「重く」あさり付けされた左側追従歯（ＬＨ）（１４，２４，３２）は、対称面Ｐに対して左側に引き出されるように偏向又は傾斜されており、対称面Ｐに対して第１鋭角だけ偏向又は傾斜した切削面ｚ１内に実質的に位置する切削端部を規定する。各第１鋭角は、約６°から約２０°の範囲が好ましく、約１３°が最適である。また、「軽く」あさり付けされた左側追従歯（ＬＬ）（１８，２８，３６）各々は、対称面Ｐに対して左側に引き出されるように偏向又は傾斜されており、対称面Ｐに対して第１鋭角よりも小さい第２鋭角だけ偏向又は傾斜した切削面ｚ２内に実質的に位置する切削端部を規定する。各第２鋭角は、約２°から約１２°の範囲が好ましく、約５°が最適である。
【００３１】
従って、好適実施形態における鋸ブレードは、様々な（異なる）レベル（又は高さ）とあさり角度（ここでは、「異なるレベル高さ及びあさりパターンとして言及される」によって確立される５つの独特な切断面（ｘ，ｙ１，ｙ２，ｚ１，ｚ２）を規定する。この特徴は、歯の負荷を均一化すること及び削り屑を効果的（効率的）に形成させることにおいて特に有利である。また、この多面切削は、図４の寸法例Ｄ６に規定されるように比較的狭く、また図４の寸法例Ｄ７に規定されるように、比較的深い切断チップ（屑）によって、従来の帯鋸ブレードに比べて効果的な切断を提供する。多面切削方法は、ブレードに対して異なるトルク負荷又は横ねじりを発生させる。これは、軽く及び重くあさり付けされた歯の切削力によって発生するモーメントの大きさ及び方向が異なることが主な理由である。異なるトルク負荷は、横方向へのブレードの動きを最小化及び抑制し、これにより騒音及び振動を大幅に軽減し、ブレードの寿命を長期化する。
【００３２】
上記の通り、各歯のピッチは、鋸ブレードの長手方向における各歯と、鋸ブレードの切削方向前方の歯の対応点間の距離である。従って、図１に示されるように、近接する歯の先端部の間を測定してもよい。一方、歯のピッチの累積は、各歯と、同じ方向にあさり付けされた鋸ブレードの切削方向において前方の最も近接する歯との間のピッチ距離の合計である。例えば、図１を参照して、あさり付けされていない先導歯２０の累積ピッチは、ピッチ距離Ｐ１４，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の合計である。言い換えれば、鋸ブレードの切断方向ａにおいて、あさりなし先導歯２０と、最も近い前方のあさりなし先導歯３８との間の合計ピッチである。
【００３３】
広げられたあさりパターン（約５つの歯以上）は、比較的能率の悪い歯の負荷を生じさせず、各あさりパターンにおいて、合計ピッチに対する同あさり方向の歯のピッチの割合が、１つの歯から鋸ブレードの切削方向と反対方向の次の歯の方が大きくなるようにする。それによって、鋸ブレードの歯にかかる切屑（ｃｈｉｐ）の負荷が分散される。これは、本発明の出願人による係属中の米国特許出願第０９／４３５、１０８号（名称、「騒音削減及び均等な歯の負荷を特徴とする帯鋸」）に教示されている。これを参照することで本発明に組み込まれたこととする。従って、合計ピッチに対するピッチの割合は、各第２歯の方が対応する第１歯より大きく、各第３歯の方が対応する第１及び第２歯より大きくなっていく。更に、各ピッチパターン内で、最小から最大ピッチへと比較的急な移行がなされる。図１に図示した形態における、ピッチ、累積ピッチ、各歯の累積ピッチに対するピッチの割合が下の表に示される。
【００３４】
【表３】

【００３５】
前記に表で述べられた特定のピッチと累積ピッチの寸法は一例であり、本発明の開示及び有効範囲内で、特定の設計基準又は所望される帯鋸ブレードの特性によって、異なった寸法の数値が選択されうることが、本発明のこの開示に基づき当業者に認識されるであろう。例えば、同一の出願人による米国特許出願第０８／９６７，２７９号（現在米国特許６，００３，４２２号、これを参照することにより本発明に組み込まれる）に示されるように、各歯のガレットエリアは、歯と、前方に位置する同じあさり方向の歯との間の累積ピッチ距離に直接的に比例するようにしても良い。
【００３６】
また本発明に従い、上記表に示されるように、各歯は、それぞれのあさりパターンの、他の複数の歯とは異なるピッチを規定する。また好ましくは、各歯はそれぞれのピッチパターン内で、他の複数の歯とは異なるピッチを規定することが好ましい。上記表に示されるように、本発明における１４個の歯のピッチパターンは、１２の異なるピッチ距離を規定する。本発明におけるこの特徴の利点の一つは、切削作業中に、ワークピース内に入ったり出たりしている各歯が、同時にワークピース内に入ったり出たりする歯又はワークピース内に連続的に入ったり出たりしている他の歯と異なる頻度で力（押し込み）を発生する。これによって、切削作業中の騒音及び振動を軽減し、またブレードの進入を容易にする。各歯の押し込み周期（forcing frequency）ｆは、バンドスピード（“ＢＳ”）とピッチＰに従って、方程式ｆ＝ＢＳ÷５Ｐから決定される。ここで、ｆはサイクル／秒、ＢＳはフィート／分、Ｐはインチである。このように、各歯が、ピッチパターン内の多数の他の歯とは異なるピッチを有することによって、それぞれの歯がワークピースの切断に際して異なった押し込み周期（頻度）を発生する。従って、切断作業中にワークピース内に入ったり出たりしている各歯は通常、同時にワークピース内に入ったり出たりしている他の歯、及び／又はワークピース内に連続的に入ったり出たりしている他の歯とは異なる押し込み周期ｆを発生する。
【００３７】
本発明の好適実施形態における比較的大きなピッチパターン（少なくとも約９個の歯）の有する利点の一つは、従来の鋸ブレード、特に構造用帯鋸ブレードと比べて、同一切削面における歯間距離が短く、かつ歯がほぼ同じ切断深さに到達するため、ある歯とその隣の歯へかかる歯の負荷を容易に均一化でき、ブレードの寿命が改善される。
【００３８】
次に図５〜図７を参照すると、本発明を具現化するもう一つの帯鋸ブレードが、参照番号１１０で示される。帯鋸ブレード１１０は、上述した帯鋸ブレード１０と基本的には同じ構造であるので、同じ構成要素には、頭に１をつけた同じ参照番号が用いられる。帯鋸ブレード１１０の主な違いは、帯鋸ブレード１１０が、次に示すような振動列を有する１０個の異なるピッチパターンの歯を備えていることである。振動列：Ｓ−ＲＬ−ＬＨ−ＲＨ−ＬＬ−Ｓ−ＲＬ−ＬＨ−ＲＨ−ＬＬ−Ｓ…。この振動列は、本発明と同一の出願人による米国特許第５，４１０，９３５号（これを参照することで本願に含められる）に示される５個の歯から成るアサリスキーム（scheme）に基づいている。図５から図７の形態における、ピッチ距離、半径Ｒ１、Ｒ２及びＲ３（図７）、個々の歯のすくい面表面に垂直的なすくい面突起１５４の厚さＤ４は、下記の通りである。
【００３９】
【表４】

【００４０】
逃げ角Ａ、Ｂ、Ｃは、上記図１〜図４の形態と同様であることが好ましい。更に、図６の第１クリアランス面１４４と第２クリアランス面１４８との間の半径Ｒ４は約０．１５２４ｃｍで、第２クリアランス面１４８と第３クリアランス面１５０との間の半径Ｒ５は約０．２０３２ｃｍである。すくい面の長さＤ１は約０．０５８４２ｃｍで、すくい角Ｅは約９８°（又はあさりのない歯の先端部部間を延びる面に対して垂直な線に対して８°）である。しかしながら、これら角度及び寸法は一例であり、特定の鋸ブレード及び／又は応用（用途）の必要性に応じて適宜変更されうることが、この開示に基づき当業者に認識されるであろう。
【００４１】
さらに、本発明におけるマルチピッチ、あさりパターンは、同様にあらゆる数の他のピッチ及び／又はあさりパターンに適用できることが、この開示に基づき当業者に認識されるであろう。例えば、本発明のもう一つの実施例は、上記のように、振動する９個の歯のあさりパターンを有する９歯のピッチパターンを採用している。
【００４２】
本発明の一つの利点は、第２及び第３鋭形クリアランス角Ｂ，Ｃによってそれぞれ規定される第２及び第３クリアランス面４８，１４８，５０，１５０とすくい面突起５４，１５４との組み合わせにより、従来の構造用帯鋸と比べて溶接域における歯の横断面（切断面）の幅又は厚さが大幅に増加する点にある。これによって、従来のブレードと比べて歯の剥がれに対する抵抗力が向上する。本発明の好適実施形態では、これらの特徴により、溶接域の長さ(又は歯の幅)は、従来の歯形状に対して２５％から７５％ほど増加する。更に、すくい面突起５４自身は、溶接域の長さ(又は歯の幅)を従来の歯形状に対して１５％から４０％ほど増加させる。
【００４３】
従って、本発明の比較的長い溶接域の界面は、断続切断を行うときに歯の摩耗が生じる歯の最も弱い部分に優れた機械的特性をもたらす。本発明のこれらの特徴によるもう一つの利点は、幅広い歯の形状により歯の強度が増加し、それによってブレードの振動及び騒音と、振動及び騒音に付随して生じる歯の負荷の非一貫性（不均一）を最小にする。
【００４４】
本発明の他の利点は、本発明の第１すくい角Ｅ、第１鋭形クリアランス角Ａ、刃先角Ｄが、構造の完成度及び歯の剥がれを防ぐために比較的頑丈な歯の必要性と、切削力（抵抗）を低減するために正すくい角の必要性とのバランスをとっていることである。
【００４５】
更に、本発明の他の利点は、すくい面突起が、熱くなった切り屑を外側に導き、すくい面から排除する点にあり、これにより、ブレードへの熱伝達を最小とし、初期のフランク及びクレーター磨耗を防ぐ。本発明のこれらの特徴は、従来の帯鋸が直面していた、切り屑のブレードの切削エッジへの溶着と、それにより生じていたブレードの破損を防止する。
【００４６】
上述したように、本発明の可変（異なる）ピッチパターンは、各歯がワークピースに入ったり出たりする際に種々の押し付け頻度を生じさせることによって、振動を最小限にする。また、あさりの大きさのあさりパターンは、各セット歯がワークピースに入ったり出たりする際にブレードに異なる大きさのトルク負荷を生じさせることによって、振動を最小限にする。各歯のあさりの大きさ（すなわち、軽い又は重い）によって、ブレードにかかるトルクの大きさ（又は中心線からのねじれ）が決まる。一定（均一）の繰り返されるねじれ負荷は、振動及び更なる騒音を引き起こし、結果としてブレードの寿命を縮める。従って、本発明のあさりパターンは、ランダム又は異なるトルク負荷を提供することでこのような一定のねじれ負荷を防ぎ、これにより、一定の負荷により生じる振動及び騒音を大幅に軽減し、従来の構造用帯鋸ブレードと比較してブレードの寿命を長くする。
【００４７】
本発明の他の利点は、上述した比較的急なピッチの移行（変更）と、異なるレベル又は高さの歯によって決定される５つの異なる切断面との協働作用によって、従来の構造用帯鋸ブレードと比較して、歯の負荷及び切り屑形状をより均一にすることである。この多面切断コンセプトは、ブレードの送り軌道によって決まる切削面を最小にすると共に、比較的厚く、細い切り屑を形成することで、より能率的な切断作業を提供する。このように、比較的細く、深い切り屑（切り込み）は、ブレードに働くトルクを減少させ、さらに騒音、振動を削減する。これにより、ブレードの寿命が改善される。
【００４８】
付随した請求項に規定された本発明の範囲から逸脱しない限り、本発明の上記に記載、又は他の実施例において、数値の変更及び修正が行われてもよいことが、ここでの開示により、当業者に認識されるであろう。例えば、歯は、ここで開示したものとは異なる数のセット、ピッチ、あさりパターン及び／又はピッチパターンとしてもよい。また、各歯は一つ以上のすくい面を有しても良い。同様に、ブレードはあさりなしの歯を有する必要はなく、すべての歯が左又は右どちらかにあさり付けされてもよく、上記記載と同様又は類似のあさりパターンに従うことが好ましい。また、第１、第２及び／又は第３クリアランス面は、直線状である必要はなく、一又は複数の上記面が曲線を伴う面としてもよい。更に、本発明の好適実施形態は帯鋸ブレードであるが、ここでの開示により、糸鋸、レシプロ鋸、弓鋸、ホール鋸、丸鋸などのような他の数多くあるタイプの鋸ブレードにも適用できる。従って、この好適実施形態の詳細な説明は、制限的意図としてではなく、実証例として認識されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を具体化する構造用帯鋸ブレードの側面の概略図である。
【図２】図２は、図１で示された帯鋸ブレードの部分拡大側面図であり、帯鋸ブレードの典型的な歯の構造を詳細に示している。
【図３】図３は、図１で示された帯鋸ブレードの部分拡大側面図であり、帯鋸ブレードの典型的な歯の構造をさらに詳細に示している。
【図４】図４は、図１で示された帯鋸ブレードのライン４−４に沿った部分切断断面図である。
【図５】図５は、本発明の構造用帯鋸ブレードの他の実施例で、側面の概略図である。
【図６】図６は、図５で示された帯鋸ブレードの部分拡大側面図であり、帯鋸ブレードの典型的な歯の構造をさらに詳細に示している。
【図７】図７は、図５で示された帯鋸ブレードの部分拡大側面図であり、帯鋸ブレードの典型的な歯の構造をさらに詳細に示している。
【符号の説明】
４２、１４２すくい面
４４、１４４第１クリアランス面
４８、１４８第２クリアランス面
５０、１５０第３クリアランス面
５２、１５２溶接域
５４、１５４すくい面突起
Ａ第１鋭形逃げ角
Ｂ第２鋭形逃げ角
Ｃ第３鋭形逃げ角

Claims

互いに間隔を隔てて配置された多数の歯によって規定される切削端を備えた鋸ブレードであって、
各歯が、
先端部と、
上記先端部の一側に形成されたすくい面と、
上記先端部の上記すくい面と反対側に形成され、第１鋭形逃げ角を規定する第１クリアランス面と、
上記第１クリアランス面の上記先端部と反対側に連続して形成され、上記第１鋭形逃げ角よりも小さい第２鋭形逃げ角を規定する第２クリアランス面と、
上記第２クリアランス面の上記第１クリアランス面と反対側に連続して形成され、上記第１及び第２逃げ角よりも大きい第３鋭形逃げ角を規定する第３クリアランス面と、
上記先端部と上記鋸ブレードのバックエッジとの間で、かつ上記すくい面の上記先端部と反対側に形成され、上記ブレードの長手方向に沿って、歯の一側から他側まで延出する溶接域と、
上記先端部と反対側の上記すくい面に連続して、かつ上記溶接域にわたり形成されたすくい面突起とを備え、
上記すくい面突起は、上記すくい面によって規定される平面に対して外側に突出し、上記第２及び第３クリアランス面は、上記歯の上記すくい面突起とは反対の外側に突出し、上記第２及び第３クリアランス面の少なくとも一つが、上記歯の上記すくい面突起とは反対側で上記溶接域にわたり設けられ、それにより上記溶接域における歯の幅が増加することを特徴とする鋸ブレード。
上記第１鋭形逃げ角が、２０°から３５°の範囲内である請求項１記載の鋸ブレード。
上記第２鋭形逃げ角が、５°から２０°の範囲内である請求項１記載の鋸ブレード。
上記第３逃げ角が、４０°から５５°の範囲内である請求項１記載の鋸ブレード。
各歯が、上記第１クリアランス面とすくい面との間に形成される刃先角を規定し、その刃先角が４５°から６５°の範囲内である請求項１記載の鋸ブレード。
上記すくい面が、上記先端部とすくい面突起との間に、０．０２５４ｃｍから０．１０１６ｃｍの範囲内である長さを規定する請求項１記載の鋸ブレード。
上記第２クリアランス面が、上記第１クリアランス面に近接する第１端部と上記第３クリアランス面に近接する第２端部とを有し、上記第２クリアランス面の上記第１端部は、あさり付けされていない歯の先端部の切削面から下側に、０．０２５４ｃｍから０．０７６２ｃｍの範囲内の深さだけ間隔を隔てて配置される請求項１記載の鋸ブレード。
上記すくい面突起は、上記すくい面の表面から最も突出した表面領域を規定し、その最大突出表面領域は、あさり付けされていない歯の先端部の切削面から下側に、０．０７６２ｃｍから０．２５４ｃｍの範囲内の深さだけ間隔を隔てて配置される請求項１記載の鋸ブレード。
上記最大突出表面領域の深さが、０．１１４３ｃｍから０．１９０５ｃｍの範囲内である請求項８記載の鋸ブレード。
上記すくい面突起は、上記すくい面の平面と直交する方向に、０．０１２７ｃｍから０．１５２４ｃｍの範囲内の厚さを規定する請求項１記載の鋸ブレード。
上記すくい面突起の厚さが、０．０１２７ｃｍから０．１０１６ｃｍの範囲内である請求項１０記載の鋸ブレード。
各歯は、上記すくい面突起の上記先端部と反対側にガレットを規定し、各ガレットは上記ガレット底部と上記歯の上記先端部との間に深さを規定し、各歯は更に、連続する歯の上記先端部間にピッチ距離を規定し、各歯の上記ガレット深さが上記ピッチ距離の少なくとも４０％である請求項１記載の鋸ブレード。
上記すくい面が、あさり付けされていない歯の上記先端部間を延びる面と垂直な面に対して鋭形すくい角を規定し、その鋭形すくい角は５°から１０°の範囲内である請求項１記載の鋸ブレード。
複数の歯が少なくとも９個の歯のピッチパターンを形成する請求項１記載の鋸ブレード。
上記歯ピッチパターンは少なくとも１４個の歯からなり、各ピッチパターンは少なくとも１２の異なるピッチ距離を規定する請求項１４記載の鋸ブレード。
上記鋸ブレードは、少なくとも９個の歯のピッチパターンと、各ピッチパターン内の少なくとも一つのあさりパターンとを規定する請求項１４記載の鋸ブレード。
上記歯が、同じ方向にあさり付けされた連続する歯が、対称面に対して互いに異なるあさり角度を有するあさりパターンを規定する請求項１記載の鋸ブレード。
上記歯が、異なる水平高さ及びあさりパターンを有する請求項１７記載の鋸ブレード。
各歯が、上記すくい面突起の上記すくい面と反対側に形成されたガレットと、上記すくい面突起と上記ガレットとの間に形成された接触ラインとを規定し、上記接触ラインは少なくとも二つのあさり付けされていない歯の先端部間を延びる平面と直交する面に対して５°の範囲内である請求項１記載の鋸ブレード。
互いに間隔を隔てて配置された多数の歯によって規定される切削端を備えた鋸ブレードであって、
各歯が、
先端部と、
上記先端部の一側に形成されたすくい面と、
上記先端部の上記すくい面と反対側に形成され、第１鋭形逃げ角を規定する第１クリアランス面と、
上記先端部と上記鋸ブレードのバックエッジとの間で、かつ上記すくい面の上記先端部と反対側に形成され、上記ブレードの長手方向に沿って、歯の一側から他側まで延出する溶接域と、
上記先端部と反対側の上記すくい面に連続して、かつ上記溶接域にわたり形成されると共に、上記すくい面によって規定される平面に対して外側に突出し、上記溶接域における歯の幅を増加させると共に歯剥がれに対する抗力を向上させる第１手段と、
上記歯の上記第１手段とは反対の外側に突出すると共に、上記歯の上記第１手段と反対側で上記溶接域にわたり設けられ、上記溶接域における歯の幅を更に増加させると共に歯剥がれに対する抗力を更に向上させる第２手段とを備えたことを特徴とする鋸ブレード。
上記歯が、異なる水平高さ及びあさりパターンを規定する請求項２０記載の鋸ブレード。
上記第１手段が、上記先端部と反対側の上記すくい面に連続して、かつ上記溶接域にわたり形成され、上記すくい面によって規定される平面に対して外側に突出するすくい面突起を備えた請求項２０記載の鋸ブレード。
上記第２手段が、上記第１クリアランス面の上記先端部と反対側に連続して形成され、上記第１鋭形逃げ角よりも小さい第２鋭形逃げ角を規定し、上記歯の上記第１手段と反対側で上記溶接域にわたり設けられ、それによって上記溶接域における歯の幅を増加させる第２クリアランス面を備えた請求項２０記載の鋸ブレード。
各歯が、上記第１クリアランス面の上記先端部と反対側に連続して形成され、上記第１鋭形逃げ角よりも小さい第２鋭形逃げ角を規定する第２クリアランス面を備え、上記第２手段が、上記第２クリアランス面の上記第１クリアランス面と反対側に連続して形成され、上記第１及び第２逃げ角よりも大きい第３鋭形逃げ角を規定し、上記歯の上記第１手段と反対側で上記溶接域にわたり設けられ、それによって上記溶接域における歯の幅を増加させる第３クリアランス面で規定された請求項２０記載の鋸ブレード。
各歯は、上記第１手段の上記すくい面と反対側に形成されるガレットと、上記第１手段と上記ガレットとの間に形成される接触ラインとを規定し、上記接触ラインは少なくとも二つのあさり付けされていない歯の先端部間を延びる平面と直交する面に対して５°の範囲内である請求項２０記載の鋸ブレード。
互いに間隔を隔てて配置された多数の歯によって規定される切削端を備えた鋸ブレードであって、
各歯が、
先端部と、
上記先端部の一側に形成されたすくい面と、
上記先端部の上記すくい面と反対側に形成され、第１鋭形逃げ角を規定する第１クリアランス面と、
上記先端部と上記鋸ブレードのバックエッジとの間で、かつ上記すくい面の上記先端部と反対側に形成され、上記ブレードの長手方向に沿って、歯の一側から他側まで延出する溶接域と、
上記先端部と反対側の上記すくい面に連続して、かつ少なくとも上記溶接域の上記すくい面と近接する側の端部にわたり形成されると共に、上記すくい面によって規定される平面に対して外側に突出し、上記溶接域における歯の幅を増加させると共に歯剥がれに対する抗力を向上させる手段とを備え、
上記多数の歯が異なる水平高さ、及びあさりパターンを規定することを特徴とする鋸ブレード。
上記歯剥がれに対する抗力を向上させる手段が、上記先端部と反対側の上記すくい面に連続して、かつ上記溶接域にわたり形成され、上記すくい面によって規定される平面に対して外側に突出するすくい面突起で規定された請求項２６記載の鋸ブレード。
上記歯剥がれに対する抗力を向上させる手段が更に、上記第１クリアランス面の上記先端部と反対側に連続して形成され、上記第１鋭形逃げ角よりも小さい第２鋭形逃げ角を規定し、上記歯の上記すくい面突起と反対側で上記溶接域にわたり設けられ、それによって上記溶接域における歯の幅を増加させる第２クリアランス面で規定された請求項２７記載の鋸ブレード。
各歯が、上記第１クリアランス面の上記先端部と反対側に連続して形成され、上記第１鋭形逃げ角よりも小さい第２鋭形逃げ角を規定する第２クリアランス面を備え、上記歯剥がれに対する抗力を向上させる手段が、上記第２クリアランス面の上記第１クリアランス面と反対側に連続して形成され、上記第１及び第２逃げ角よりも大きい第３鋭形逃げ角を規定し、上記歯の上記すくい面突起と反対側で上記溶接域にわたり設けられ、それによって上記溶接域における歯の幅を増加させる第３クリアランス面で更に規定された請求項２７記載の鋸ブレード。
各歯は、上記歯剥がれに対する抗力を向上させる手段の上記すくい面と反対側に形成されるガレットと、上記手段と上記ガレットとの間に形成される接触ラインとを規定し、上記接触ラインは少なくとも二つのあさり付けされていない歯の先端部間を延びる平面と直交する面に対して５°の範囲内である請求項２６記載の鋸ブレード。
対称面の右側にあさり付けされた多数の右側あさり付歯と、対称面の左側にあさり付けされた多数の左側あさり付歯とによって、異なる水平高さ及びあさりパターンが形成され、第１右側及び左側あさり付歯はそれぞれ、対称面に対して第１鋭角であさり付けされ、第２右側及び左側あさり付歯はそれぞれ、対称面に対して上記第１鋭角よりも小さい第２鋭角であさり付けされる請求項２６記載の鋸ブレード。
上記第１鋭角は６°から２０°の範囲内であり、上記第２鋭角は２°から１２°の範囲内である請求項３１記載の鋸ブレード。