JP3876378B2 - チップソー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、丸鋸や帯鋸等の鋸の各歯体にチップを接合したチップソーに関し、殊に木材、合成樹脂、金属、これらの複合材料、その他木質系や窯業系材料等の切断や溝付けを好適に行ない得るチップソーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋸における各歯体の先端に超硬合金からなるチップを接合したチップソーとして、例えば図１６に示す丸鋸１０が広く知られている。この丸鋸１０の歯体に接合されるチップの形状は、その切削対象物の性状に応じて種々のものが提案されているが、木質ボード等の切削・切断用に好適なチップの形状として、ホローフェイス(hollow face)型が存在する。本発明は、このホローフェイス型チップソーの製造時に直面する困難性に鑑み提案されたものであるので、先ずホローフェイス型のチップ形状の内容を図１７を参照して説明する。
【０００３】
図１７は、チップソーにおけるホローフェイス型チップ１２の概略構成を示す説明図であって、(１)は該チップ１２を、図１６において丸鋸１０の回転方向に対し逆らう方向から見た正面図である。また図１７の(２)は該チップ１２の平面図であり、(３)は該チップ１２の左側面図である。すなわちチップ１２は、丸鋸１０における各歯体１４に形成したチップ座１６にろう付されているが、図１７の(２)に示すように、該チップ１２のすくい面１２ａに円弧状をなす窪みが設けられている。このように円弧状の窪み(ホロー)をすくい面１２ａに有し、かつ等角度の横すくい角を左右に形成しているチップ１２をもって、所謂ホローフェイス型チップと称している。
【０００４】
本明細書中では以下の用語が頻繁に使用されるので、その用語の意味を併せて説明しておく。
・すくい面 チップを丸鋸の回転方向に対し逆らう方向から見た面であって、図１７の(１)に示す如く該チップの正面となる部分である。
・側逃げ面 チップの左右側面であって、丸鋸の回転方向に対し逆らう方向に向けて所要の逃げ角が形成された部分をいう。図１７の(３)には、チップ１２における左側逃げ面１２ｂが表れている。
・外周逃げ面 チップの上端面であって、丸鋸の回転方向に対し逆らう方向に向けて所要の逃げ角が形成された部分をいう。図１７の(２)には、チップ１２における外周逃げ面１２ｃが表れている。
【０００５】
前述したホローフェイス型のチップ１２は、図１７(２)に示すように、該すくい面１２ａの左右に正の横すくい角が形成される結果として、対応的に左右の側切刃１８,１８が設けられることになる。従って左側切刃だけのチップおよび右側切刃だけのチップを交互に組み合わせたチップソー(ＪＩＳ−Ｂ４８０５のＣ型)に比較して、前記ホローフェイス型のチップソーは、左右に側切刃があり左右対称形であるので、被削材を切削・切断した際に終端部でのバリの発生や欠けが少なく、しかも切削・切断時の直進性が殊に優れている、という利点を有している。また同等の切削・切断効果を奏するのであれば、ホローフェイス型のチップソーは、前述した他のチップソーに比べて少ない歯数のチップソーで足りる利点もある。
【０００６】
従来のチップソーには、その各歯体に接合されるチップの材質として超硬合金が用いられている。そこで前記の如く、チップに円弧状の窪みを形成して所謂ホローフェイス型のチップソーを得るには、図１８の(１)に示すように、歯幅Ｗを有するチップ１２のすくい面１２ａの前方に小径の回転砥石１９を位置させ、該すくい面１２ａの中心と該砥石１９の回転中心とを整列させる。次いで回転砥石１９を回転させてすくい面１２ａに当接させると共に、図１８の(２)に示す如く該砥石１９を上下に昇降させることで、該すくい面１２ａに円弧状の窪みが研削されて左右の側切刃に横すくい角θを有するホローフェイス型のチップソーが得られる。なおチップソーにおけるすくい面前方の歯室の大きさは、前記回転砥石１９の侵入を許容し得る寸法であることが最低限必要とされる。
【０００７】
ところで一部の切削工具の分野では、チップの耐久性(耐摩耗性)を向上させるために、前述した超硬合金よりも更に硬い超高圧焼結体である多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体材からなるチップや、立方晶窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体材からなるチップが使用されている。この種のチップは、図１９に示すように、超硬合金の基材２０の表面に多結晶焼結体層(ＰＣＤ層やＣＢＮ層)２２を形成した超高圧焼結体ブランク２４から所要形状に切り出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらＰＣＤ焼結体材やＣＢＮ焼結体材からなるチップは、超硬合金よりも更に硬い特性を有しているから、該チップをホローフェイス型に加工すれば、木質系ボード等に対して理想的なチップソーが得られると思われる。このためには、例えば図１９に示すように、前記ＰＣＤ層を形成した超高圧焼結体ブランク２４から、放電式ワイヤカットによりＰＣＤチップ１２を切り出し、該ＰＣＤチップ１２をチップソーの歯体に接合した後(または接合に先立って)、該チップ１２のすくい面１２ａに円弧状の窪みを形成する必要がある。しかし、この窪みを形成する個所は、前述の如く超硬合金よりも更に硬く、しかも高価なダイヤモンド層(ＰＣＤ)であるから、該チップの一部を円弧状に研削除去することは技術的に殆ど不可能であり、仮に研削し得るとしても製造コストが極めて嵩んでしまう。従って、ＰＣＤ等の多結晶焼結体チップを使用したホローフェイス型チップソーは実用化されていないのが現状である。
【０００９】
【発明の目的】
この発明は、従来のチップソーに内在している前述した欠点を好適に解決するべく提案されたものであって、ＰＣＤの如き超高圧焼結体のチップを使用したチップソー、例えばホローフェイス型チップソーを実用的なコストで製造し、かつ提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るチップソーは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体からなる複数個のチップが、該チップの前記多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように、鋸の厚み方向に隣接して左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合されていることを特徴とする。
同じく前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願と別の発明に係るチップソーは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出されてなる複数個のチップが、該チップの前記多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように鋸の厚み方向に隣接して、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合されていることを特徴とする。
また同じく前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願と更に別の発明に係るチップソーは、焼結体からなる複数個のチップが鋸の厚み方向に隣接させた状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合され、これら複数個のチップは、その少なくとも両外側に位置するチップが超高圧焼結体を材質としているチップソーにおいて、
前記超高圧焼結体のチップは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出され、該チップの多結晶焼結体層面が前記鋸のすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように隣接して、左右の側切刃に正の横すくい角を付与していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るチップソーにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。明細書中の実施例では、チップソーの歯体１４に接合される超高圧焼結体チップ１２として多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体材を選択した場合につき説明するが、立方晶窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体材からなるチップであってもよいことは勿論である。なお図１６〜図１９に関して説明した部材については、既出の符号と同じ符号を付するものとする。
【００１３】
実施例に係る超高圧焼結体チップ１２は、図１９で説明したＰＣＤ層２２を形成した超高圧焼結体ブランク２４から、例えば放電式ワイヤカットにより図１の(２)に示すように横すくい角分(最大４５°)だけ傾斜させた状態で細かく切り出される。なお、４５°を越える傾斜角度で切り出すと、鋭角な稜線に欠けが生じ易くなる。この斜めに切り出されたチップ１２を２個用意し、これら２個のチップ１２,１２を図１および図２(１)に示すように、丸鋸１０における歯体１４の厚み方向に隣接させる。この際にＰＣＤ層２２の側に窪みが形成されるように設定することで、０゜を越えかつ４５゜以下の横すくい角が得られる。そして両チップ１２,１２は、スポット溶接、レーザ溶接、ろう付等の手段によって予め相互に仮接合しておく。但し、この仮接合は必須のものではない。図１は、このように鋸１０の厚み方向に隣接させた２個のチップ１２,１２の仮接合状態を示すものであって、(１)は丸鋸１０の回転方向に対し逆らう方向から観察した場合の正面図、(２)は平面図、(３)は左側面図である。
【００１４】
このように仮接合された２個のチップ１２,１２は、図２に示すように、丸鋸１０の歯体１４に切欠形成したチップ座１６に、例えばろう付により直接的に接合される。すなわち２個のチップ１２,１２は、図２(３)に示す歯体１４のチップ座１６に着座し得るように、図１(２)に破線で示す左側の部分が予め研削除去されて平面とされる。この部位は超硬合金を材質としているから、例えば放電ワイヤカット等の手段による切断も可能である。なおチップ１２の当該部位を平面に研削しない場合は、前記チップ座１６の形状を該チップ１２の接合予定面の形状に合致させることが推奨される。
【００１５】
このようにして得られた２個のチップ１２,１２は、図２の(３)に示す如く、前記チップ座１６に、例えばろう付等の公知の接合手段で接合される。チップ座への接合手段としてろう付を採用した場合は、ろう剤は鋸の厚み方向に隣接させたチップ１２,１２の間に隙間があれば、該隙間にも流れ込むので、チップ相互の接合力を増加させる利点がある。またチップ座１６へのチップ１２の接合をろう付で行なう場合で、両チップ１２,１２もろう付されている場合は、チップ同士のろう付に使用するろう剤の融点は、チップ座１６へのチップ１２のろう付に使用するろう剤の融点より高いものを選択することが望ましい。
【００１６】
この場合に２個のチップ１２,１２におけるＰＣＤ層(多結晶焼結体層)２２,２２の表面は、図２の(２)に示す如く、前記丸鋸１０におけるすくい面１２ａを構成している。また夫々のチップ１２は、該すくい面１２ａ上に窪みを形成するように隣接し、その結果として左右の側切刃１８,１８に正の横すくい角を付与している。
【００１７】
前記チップ座１６に接合された２個のチップ１２,１２は、図２の(３)に示す如く外周逃げ面１２ｃが研削により形成されると共に、図２の(２)に示す如く、左および右の側逃げ面１２ｂ,１２ｂが同じく研削により形成される。この場合も、これら研削される部位は殆ど超硬合金を材質とする部分なので、その研削加工に困難はない。これによりＰＣＤ層２２を有するチップ１２に前述のホローフェイス加工を施した丸鋸(チップソー)１０が容易に得られる。
【００１８】
ところで図２に示したチップソーでは、チップ座１６に対するチップ１２の接合面積は丸鋸１０の厚みに制約され、充分な面積が確保されているとは必ずしもいえない。そこで図３(１)および(２)に示すように、チップ１２(の超硬合金基材２０)と前記チップ座１６との間に鍵形をなす超硬合金製の補助片２６を介在させて、夫々をろう付等で接合することが提案される。これによれば、チップ１２の接合面積は丸鋸１０の厚みに制約されることがなく、前記補助片２６に許容される厚みに依存し得るので、接合強度を増大させることができる。
【００１９】
図２および図３に関して説明したチップソーは、何れもすくい面となる両チップ１２,１２のＰＣＤ層２２,２２の隣接により窪みを形成することで、先に述べた所謂ホローフェイス型としたものであった。このように隣接し合う両チップ１２,１２により窪みを形成する例としては、図４〜図７に示す如く、種々のものが提案される。すなわち図４は、鋸の厚み方向に隣接する２個の超高圧焼結体チップ１２,１２の間に、通常の超硬合金製チップ２８を介在させるようにした例である。
【００２０】
また図５〜図７は、同じく両チップ１２,１２により窪みを形成するものではあるが、図２〜図４の例とは異なって、両チップ１２,１２における相互の接合位置を左右で非対称とした例である。すなわち図５は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の横すくい角も不等となるようにした例である。図６は、両チップ１２,１２の接合位置を前後方向(回転方向)に偏倚させて左右非対称とした例を示しているが、左右の横すくい角は等しくなっている。更に図７は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の側切刃１８,１８の位置を前後方向に偏倚させた例である。この例の場合には、左右の横すくい角は等しくなっている。従って回転方向に対する左右の側切刃１８,１８が同一平面に位置していない点で、図５に示した例とは相違している。
【００２１】
次に図８は、両チップ１２,１２のすくい面１２ａ,１２ａにより膨らみを形成するように隣接させた例を示すもので、これにより左右の側切刃１８,１８には負の横すくい角が付与される。このようにすくい面に膨らみを持たせるように隣接させた両チップ１２,１２も、該すくい面に窪みを持たせた図１〜図７の例に係るチップ群と同様に、中間に第３のチップを介在させたり、相互の接合位置が左右で非対称となるように構成したりすることができる。
【００２２】
先に説明した一連の実施例は、何れもチップ１２のすくい面１２ａに「窪み」または「膨らみ」を形成したものであったが、以下の図９〜図１４に示す如く、外周逃げ面１２ｃに「窪み」を形成したり、また図１５に示す如く、外周逃げ面１２ｃに「膨らみ」を形成したりするようにしてもよい。すなわち図９は、図１９に示した超高圧焼結体ブランク２４から切り出した２個のチップ１２,１２を、前記丸鋸１０における歯体１４の厚み方向に隣接させた状態を示すものである。この場合に各チップ１２は、前記ブランク２４から先端傾き角η(図９の(１)参照)と、９０°−刃先角α(図９の(３)参照)との分だけ傾斜させた状態で切り出される。従ってこの場合は、チップ１２におけるＰＣＤ層２２は外周逃げ面１２ｃを構成することになる。これら２個のチップ１２,１２は、図１に関して説明したと同様にスポット溶接等の手段によって予め相互に仮接合される。
【００２３】
このように仮接合された２個のチップ１２,１２は、図１０に示すように、歯体１４のチップ座１６にろう付等により直接的に接合される。すなわち２個のチップ１２,１２におけるＰＣＤ層２２,２２の表面は、図１０の(１)〜(３)に示すように、前記丸鋸１２における外周逃げ面１２ｃを構成すると共に、隣接し合う両チップの外周逃げ面１２ｃ,１２ｃにより窪みを形成している。これにより左右の側切刃１８,１８には、正の先端傾き角が付与されている。そして前記チップ座１６に接合後の２個のチップ１２,１２は、図１０の(３)に示す如くすくい面１２ａが研削により形成されると共に、図１０の(２)に示す如く、左および右の側逃げ面１２ｂ,１２ｂが同じく研削により形成される。
【００２４】
図９および図１０に関して説明したように、外周逃げ面となる両チップ１２,１２のＰＣＤ層２２,２２により窪みを形成する例としては、図１１〜図１４に示すように、種々のものが提案される。すなわち図１１は、鋸の厚み方向に隣接する２個の超高圧焼結体チップ１２,１２の間に、通常の超硬合金製チップ２８を介在させるようにした例である。
【００２５】
また図１２〜図１４は、同じく両チップ１２,１２により外周逃げ面に窪みを形成するものではあるが、図９〜図１１の例とは異なり、両チップ１２,１２における相互の接合位置を左右で非対称とした例である。すなわち図１２は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の先端傾き角も不等となるようにした例である。図１３は、両チップ１２,１２の接合位置を半径方向に偏倚させて左右非対称としたものであるが、左右の先端傾き角は等しくなっている例である。更に図１４は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の側切刃１８,１８の位置を半径方向に偏倚させた例である。この場合に、左右の先端傾き角は等しくなっている。従って回転方向に対する左右の側切刃１８,１８が同一半径に位置していない点で、図１２に示した例とは相違している。但し、図９〜図１４の何れの実施例にあっても、夫々のチップ１２により外周逃げ面上に窪みを形成するように隣接する結果として、外周切刃３０,３０の左右端に正の先端傾き角が付与されている点で共通している。
【００２６】
更に図１５は、両チップ１２,１２により外周逃げ面１２ｃ,１２ｃに膨らみを形成するよう隣接させた例を示すものであって、これにより左右の側切刃１８,１８には負の先端傾き角が付与される。このように外周逃げ面に膨らみを持たせるように隣接させた両チップ１２,１２も、該外周逃げ面に窪みを持たせた図９〜図１４の例に係るチップ群と同様に、中間に第３のチップを介在させたり、相互の接合位置が左右で非対称となるように構成したりすることができる。
【００２７】
前述した如く、鋸の厚み方向に隣接させた複数個(２個または３個)のチップを使用することは一例であって、単純な窪みや膨らみを形成する以外にも、本発明を広汎に応用することが可能である。また、１つの鋸(丸鋸や帯鋸)に隣接し合うチップの形態を変えて組み合わせたり、従来公知のチップを例えば交互に混在させたりすることも自由である。なお基本的には、隣接し合うチップの隣接面は、隣り合う歯体間において回転方向に整列しない方が望ましい。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係るチップソーによれば、従来技術では不可能であった、多結晶ダイヤモンドの如き超高圧焼結体のチップを使用した、例えばホローフェイス型のチップソーの製造を実用的なコストで可能としたものである。また１つの歯に両側切刃を有するホローフェイス型とすることで、１つの歯に片側しか側切刃を有しない前記ＪＩＳのＣ型チップソーに比較し、高価な超高圧焼結体のチップをより有効に利用することができる。殊に本発明によれば、木質系ボード等の切断に適し、長寿命で切削・切断時の品質に優れたチップソーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋸の厚み方向に隣接させた２個のチップの仮接合状態を示す説明図であって、(１)は丸鋸の回転方向に対し逆らう方向から観察した該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図２】図１に示した両チップを歯体のチップ座に直接的に接合して得たホローフェイス型チップソーの部分説明図であって、(１)はチップ座に接合された両チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図３】チップとチップ座との間に補助片を介在させた状態で接合したホローフェイス型チップソーの部分説明図であって、(１)は該チップの平面図、(２)は該チップの左側面図である。
【図４】２個の超高圧焼結体チップの間に超硬合金製チップを介在させて、ホローフェイス型のチップを構成した例の説明図であって、(１)はチップ群の正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図５】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の横すくい角も不等となるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図６】２個のチップの接合位置を前後方向に偏倚させて左右非対称とし、しかも左右の横すくい角は等しくなるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図７】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の横すくい角は等しいが、左右の側切刃の位置を前後方向に偏倚させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図８】２個のチップのすくい面に膨らみを形成するように隣接させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図９】２個のチップにおけるＰＣＤ層が外周逃げ面を構成するようにした例を示す説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１０】図９に示した両チップを歯体のチップ座に接合して得たチップソーの部分説明図であって、(１)はチップ座に接合された両チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１１】２個の超高圧焼結体チップの間に超硬合金製チップを介在させたチップソーの説明図であって、(１)はチップ群の正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１２】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の先端傾き角も不等となるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１３】２個のチップの接合位置を前後方向に偏倚させて左右非対称とし、しかも左右の先端傾き角は等しくなるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１４】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の先端傾き角は等しいが、左右の側切刃の位置を半径方向に偏倚させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１５】２個のチップの外周逃げ面に膨らみを形成するように隣接させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１６】各歯体の先端に硬質片からなるチップを接合したチップソータイプの丸鋸の側面図である。
【図１７】ホローフェイス型チップの概略構成を示す説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１８】チップソーにおける超硬合金のチップにホローフェイスを付する手段の説明図であって、(１)は回転砥石によりチップのすくい面を研削している状態での平面図、(２)は回転砥石によるチップ研削時の側面図である。
【図１９】超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクと、該ブランクから切り出されるチップとの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 丸鋸
１２ チツプ
１２ａ すくい面
１２ｂ 左側逃げ面
１２ｃ 外周逃げ面
１４ 歯体
１６ チップ座
１８ 左右の側切刃
１９ 回転砥石
２０ 基材
２２ 多結晶焼結体層
２４ 超高圧焼結体ブランク
２６ 補助片
２８ 超硬合金製チップ
３０ 外周切刃
【発明の属する技術分野】
この発明は、丸鋸や帯鋸等の鋸の各歯体にチップを接合したチップソーに関し、殊に木材、合成樹脂、金属、これらの複合材料、その他木質系や窯業系材料等の切断や溝付けを好適に行ない得るチップソーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋸における各歯体の先端に超硬合金からなるチップを接合したチップソーとして、例えば図１６に示す丸鋸１０が広く知られている。この丸鋸１０の歯体に接合されるチップの形状は、その切削対象物の性状に応じて種々のものが提案されているが、木質ボード等の切削・切断用に好適なチップの形状として、ホローフェイス(hollow face)型が存在する。本発明は、このホローフェイス型チップソーの製造時に直面する困難性に鑑み提案されたものであるので、先ずホローフェイス型のチップ形状の内容を図１７を参照して説明する。
【０００３】
図１７は、チップソーにおけるホローフェイス型チップ１２の概略構成を示す説明図であって、(１)は該チップ１２を、図１６において丸鋸１０の回転方向に対し逆らう方向から見た正面図である。また図１７の(２)は該チップ１２の平面図であり、(３)は該チップ１２の左側面図である。すなわちチップ１２は、丸鋸１０における各歯体１４に形成したチップ座１６にろう付されているが、図１７の(２)に示すように、該チップ１２のすくい面１２ａに円弧状をなす窪みが設けられている。このように円弧状の窪み(ホロー)をすくい面１２ａに有し、かつ等角度の横すくい角を左右に形成しているチップ１２をもって、所謂ホローフェイス型チップと称している。
【０００４】
本明細書中では以下の用語が頻繁に使用されるので、その用語の意味を併せて説明しておく。
・すくい面 チップを丸鋸の回転方向に対し逆らう方向から見た面であって、図１７の(１)に示す如く該チップの正面となる部分である。
・側逃げ面 チップの左右側面であって、丸鋸の回転方向に対し逆らう方向に向けて所要の逃げ角が形成された部分をいう。図１７の(３)には、チップ１２における左側逃げ面１２ｂが表れている。
・外周逃げ面 チップの上端面であって、丸鋸の回転方向に対し逆らう方向に向けて所要の逃げ角が形成された部分をいう。図１７の(２)には、チップ１２における外周逃げ面１２ｃが表れている。
【０００５】
前述したホローフェイス型のチップ１２は、図１７(２)に示すように、該すくい面１２ａの左右に正の横すくい角が形成される結果として、対応的に左右の側切刃１８,１８が設けられることになる。従って左側切刃だけのチップおよび右側切刃だけのチップを交互に組み合わせたチップソー(ＪＩＳ−Ｂ４８０５のＣ型)に比較して、前記ホローフェイス型のチップソーは、左右に側切刃があり左右対称形であるので、被削材を切削・切断した際に終端部でのバリの発生や欠けが少なく、しかも切削・切断時の直進性が殊に優れている、という利点を有している。また同等の切削・切断効果を奏するのであれば、ホローフェイス型のチップソーは、前述した他のチップソーに比べて少ない歯数のチップソーで足りる利点もある。
【０００６】
従来のチップソーには、その各歯体に接合されるチップの材質として超硬合金が用いられている。そこで前記の如く、チップに円弧状の窪みを形成して所謂ホローフェイス型のチップソーを得るには、図１８の(１)に示すように、歯幅Ｗを有するチップ１２のすくい面１２ａの前方に小径の回転砥石１９を位置させ、該すくい面１２ａの中心と該砥石１９の回転中心とを整列させる。次いで回転砥石１９を回転させてすくい面１２ａに当接させると共に、図１８の(２)に示す如く該砥石１９を上下に昇降させることで、該すくい面１２ａに円弧状の窪みが研削されて左右の側切刃に横すくい角θを有するホローフェイス型のチップソーが得られる。なおチップソーにおけるすくい面前方の歯室の大きさは、前記回転砥石１９の侵入を許容し得る寸法であることが最低限必要とされる。
【０００７】
ところで一部の切削工具の分野では、チップの耐久性(耐摩耗性)を向上させるために、前述した超硬合金よりも更に硬い超高圧焼結体である多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体材からなるチップや、立方晶窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体材からなるチップが使用されている。この種のチップは、図１９に示すように、超硬合金の基材２０の表面に多結晶焼結体層(ＰＣＤ層やＣＢＮ層)２２を形成した超高圧焼結体ブランク２４から所要形状に切り出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらＰＣＤ焼結体材やＣＢＮ焼結体材からなるチップは、超硬合金よりも更に硬い特性を有しているから、該チップをホローフェイス型に加工すれば、木質系ボード等に対して理想的なチップソーが得られると思われる。このためには、例えば図１９に示すように、前記ＰＣＤ層を形成した超高圧焼結体ブランク２４から、放電式ワイヤカットによりＰＣＤチップ１２を切り出し、該ＰＣＤチップ１２をチップソーの歯体に接合した後(または接合に先立って)、該チップ１２のすくい面１２ａに円弧状の窪みを形成する必要がある。しかし、この窪みを形成する個所は、前述の如く超硬合金よりも更に硬く、しかも高価なダイヤモンド層(ＰＣＤ)であるから、該チップの一部を円弧状に研削除去することは技術的に殆ど不可能であり、仮に研削し得るとしても製造コストが極めて嵩んでしまう。従って、ＰＣＤ等の多結晶焼結体チップを使用したホローフェイス型チップソーは実用化されていないのが現状である。
【０００９】
【発明の目的】
この発明は、従来のチップソーに内在している前述した欠点を好適に解決するべく提案されたものであって、ＰＣＤの如き超高圧焼結体のチップを使用したチップソー、例えばホローフェイス型チップソーを実用的なコストで製造し、かつ提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るチップソーは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体からなる複数個のチップが、該チップの前記多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように、鋸の厚み方向に隣接して左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合されていることを特徴とする。
同じく前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願と別の発明に係るチップソーは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出されてなる複数個のチップが、該チップの前記多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように鋸の厚み方向に隣接して、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合されていることを特徴とする。
また同じく前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願と更に別の発明に係るチップソーは、焼結体からなる複数個のチップが鋸の厚み方向に隣接させた状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合され、これら複数個のチップは、その少なくとも両外側に位置するチップが超高圧焼結体を材質としているチップソーにおいて、
前記超高圧焼結体のチップは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出され、該チップの多結晶焼結体層面が前記鋸のすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように隣接して、左右の側切刃に正の横すくい角を付与していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係るチップソーにつき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。明細書中の実施例では、チップソーの歯体１４に接合される超高圧焼結体チップ１２として多結晶ダイヤモンド(ＰＣＤ)焼結体材を選択した場合につき説明するが、立方晶窒化硼素(ＣＢＮ)焼結体材からなるチップであってもよいことは勿論である。なお図１６〜図１９に関して説明した部材については、既出の符号と同じ符号を付するものとする。
【００１３】
実施例に係る超高圧焼結体チップ１２は、図１９で説明したＰＣＤ層２２を形成した超高圧焼結体ブランク２４から、例えば放電式ワイヤカットにより図１の(２)に示すように横すくい角分(最大４５°)だけ傾斜させた状態で細かく切り出される。なお、４５°を越える傾斜角度で切り出すと、鋭角な稜線に欠けが生じ易くなる。この斜めに切り出されたチップ１２を２個用意し、これら２個のチップ１２,１２を図１および図２(１)に示すように、丸鋸１０における歯体１４の厚み方向に隣接させる。この際にＰＣＤ層２２の側に窪みが形成されるように設定することで、０゜を越えかつ４５゜以下の横すくい角が得られる。そして両チップ１２,１２は、スポット溶接、レーザ溶接、ろう付等の手段によって予め相互に仮接合しておく。但し、この仮接合は必須のものではない。図１は、このように鋸１０の厚み方向に隣接させた２個のチップ１２,１２の仮接合状態を示すものであって、(１)は丸鋸１０の回転方向に対し逆らう方向から観察した場合の正面図、(２)は平面図、(３)は左側面図である。
【００１４】
このように仮接合された２個のチップ１２,１２は、図２に示すように、丸鋸１０の歯体１４に切欠形成したチップ座１６に、例えばろう付により直接的に接合される。すなわち２個のチップ１２,１２は、図２(３)に示す歯体１４のチップ座１６に着座し得るように、図１(２)に破線で示す左側の部分が予め研削除去されて平面とされる。この部位は超硬合金を材質としているから、例えば放電ワイヤカット等の手段による切断も可能である。なおチップ１２の当該部位を平面に研削しない場合は、前記チップ座１６の形状を該チップ１２の接合予定面の形状に合致させることが推奨される。
【００１５】
このようにして得られた２個のチップ１２,１２は、図２の(３)に示す如く、前記チップ座１６に、例えばろう付等の公知の接合手段で接合される。チップ座への接合手段としてろう付を採用した場合は、ろう剤は鋸の厚み方向に隣接させたチップ１２,１２の間に隙間があれば、該隙間にも流れ込むので、チップ相互の接合力を増加させる利点がある。またチップ座１６へのチップ１２の接合をろう付で行なう場合で、両チップ１２,１２もろう付されている場合は、チップ同士のろう付に使用するろう剤の融点は、チップ座１６へのチップ１２のろう付に使用するろう剤の融点より高いものを選択することが望ましい。
【００１６】
この場合に２個のチップ１２,１２におけるＰＣＤ層(多結晶焼結体層)２２,２２の表面は、図２の(２)に示す如く、前記丸鋸１０におけるすくい面１２ａを構成している。また夫々のチップ１２は、該すくい面１２ａ上に窪みを形成するように隣接し、その結果として左右の側切刃１８,１８に正の横すくい角を付与している。
【００１７】
前記チップ座１６に接合された２個のチップ１２,１２は、図２の(３)に示す如く外周逃げ面１２ｃが研削により形成されると共に、図２の(２)に示す如く、左および右の側逃げ面１２ｂ,１２ｂが同じく研削により形成される。この場合も、これら研削される部位は殆ど超硬合金を材質とする部分なので、その研削加工に困難はない。これによりＰＣＤ層２２を有するチップ１２に前述のホローフェイス加工を施した丸鋸(チップソー)１０が容易に得られる。
【００１８】
ところで図２に示したチップソーでは、チップ座１６に対するチップ１２の接合面積は丸鋸１０の厚みに制約され、充分な面積が確保されているとは必ずしもいえない。そこで図３(１)および(２)に示すように、チップ１２(の超硬合金基材２０)と前記チップ座１６との間に鍵形をなす超硬合金製の補助片２６を介在させて、夫々をろう付等で接合することが提案される。これによれば、チップ１２の接合面積は丸鋸１０の厚みに制約されることがなく、前記補助片２６に許容される厚みに依存し得るので、接合強度を増大させることができる。
【００１９】
図２および図３に関して説明したチップソーは、何れもすくい面となる両チップ１２,１２のＰＣＤ層２２,２２の隣接により窪みを形成することで、先に述べた所謂ホローフェイス型としたものであった。このように隣接し合う両チップ１２,１２により窪みを形成する例としては、図４〜図７に示す如く、種々のものが提案される。すなわち図４は、鋸の厚み方向に隣接する２個の超高圧焼結体チップ１２,１２の間に、通常の超硬合金製チップ２８を介在させるようにした例である。
【００２０】
また図５〜図７は、同じく両チップ１２,１２により窪みを形成するものではあるが、図２〜図４の例とは異なって、両チップ１２,１２における相互の接合位置を左右で非対称とした例である。すなわち図５は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の横すくい角も不等となるようにした例である。図６は、両チップ１２,１２の接合位置を前後方向(回転方向)に偏倚させて左右非対称とした例を示しているが、左右の横すくい角は等しくなっている。更に図７は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の側切刃１８,１８の位置を前後方向に偏倚させた例である。この例の場合には、左右の横すくい角は等しくなっている。従って回転方向に対する左右の側切刃１８,１８が同一平面に位置していない点で、図５に示した例とは相違している。
【００２１】
次に図８は、両チップ１２,１２のすくい面１２ａ,１２ａにより膨らみを形成するように隣接させた例を示すもので、これにより左右の側切刃１８,１８には負の横すくい角が付与される。このようにすくい面に膨らみを持たせるように隣接させた両チップ１２,１２も、該すくい面に窪みを持たせた図１〜図７の例に係るチップ群と同様に、中間に第３のチップを介在させたり、相互の接合位置が左右で非対称となるように構成したりすることができる。
【００２２】
先に説明した一連の実施例は、何れもチップ１２のすくい面１２ａに「窪み」または「膨らみ」を形成したものであったが、以下の図９〜図１４に示す如く、外周逃げ面１２ｃに「窪み」を形成したり、また図１５に示す如く、外周逃げ面１２ｃに「膨らみ」を形成したりするようにしてもよい。すなわち図９は、図１９に示した超高圧焼結体ブランク２４から切り出した２個のチップ１２,１２を、前記丸鋸１０における歯体１４の厚み方向に隣接させた状態を示すものである。この場合に各チップ１２は、前記ブランク２４から先端傾き角η(図９の(１)参照)と、９０°−刃先角α(図９の(３)参照)との分だけ傾斜させた状態で切り出される。従ってこの場合は、チップ１２におけるＰＣＤ層２２は外周逃げ面１２ｃを構成することになる。これら２個のチップ１２,１２は、図１に関して説明したと同様にスポット溶接等の手段によって予め相互に仮接合される。
【００２３】
このように仮接合された２個のチップ１２,１２は、図１０に示すように、歯体１４のチップ座１６にろう付等により直接的に接合される。すなわち２個のチップ１２,１２におけるＰＣＤ層２２,２２の表面は、図１０の(１)〜(３)に示すように、前記丸鋸１２における外周逃げ面１２ｃを構成すると共に、隣接し合う両チップの外周逃げ面１２ｃ,１２ｃにより窪みを形成している。これにより左右の側切刃１８,１８には、正の先端傾き角が付与されている。そして前記チップ座１６に接合後の２個のチップ１２,１２は、図１０の(３)に示す如くすくい面１２ａが研削により形成されると共に、図１０の(２)に示す如く、左および右の側逃げ面１２ｂ,１２ｂが同じく研削により形成される。
【００２４】
図９および図１０に関して説明したように、外周逃げ面となる両チップ１２,１２のＰＣＤ層２２,２２により窪みを形成する例としては、図１１〜図１４に示すように、種々のものが提案される。すなわち図１１は、鋸の厚み方向に隣接する２個の超高圧焼結体チップ１２,１２の間に、通常の超硬合金製チップ２８を介在させるようにした例である。
【００２５】
また図１２〜図１４は、同じく両チップ１２,１２により外周逃げ面に窪みを形成するものではあるが、図９〜図１１の例とは異なり、両チップ１２,１２における相互の接合位置を左右で非対称とした例である。すなわち図１２は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の先端傾き角も不等となるようにした例である。図１３は、両チップ１２,１２の接合位置を半径方向に偏倚させて左右非対称としたものであるが、左右の先端傾き角は等しくなっている例である。更に図１４は、両チップ１２,１２の接合位置を左右で非対称とすると共に、左右の側切刃１８,１８の位置を半径方向に偏倚させた例である。この場合に、左右の先端傾き角は等しくなっている。従って回転方向に対する左右の側切刃１８,１８が同一半径に位置していない点で、図１２に示した例とは相違している。但し、図９〜図１４の何れの実施例にあっても、夫々のチップ１２により外周逃げ面上に窪みを形成するように隣接する結果として、外周切刃３０,３０の左右端に正の先端傾き角が付与されている点で共通している。
【００２６】
更に図１５は、両チップ１２,１２により外周逃げ面１２ｃ,１２ｃに膨らみを形成するよう隣接させた例を示すものであって、これにより左右の側切刃１８,１８には負の先端傾き角が付与される。このように外周逃げ面に膨らみを持たせるように隣接させた両チップ１２,１２も、該外周逃げ面に窪みを持たせた図９〜図１４の例に係るチップ群と同様に、中間に第３のチップを介在させたり、相互の接合位置が左右で非対称となるように構成したりすることができる。
【００２７】
前述した如く、鋸の厚み方向に隣接させた複数個(２個または３個)のチップを使用することは一例であって、単純な窪みや膨らみを形成する以外にも、本発明を広汎に応用することが可能である。また、１つの鋸(丸鋸や帯鋸)に隣接し合うチップの形態を変えて組み合わせたり、従来公知のチップを例えば交互に混在させたりすることも自由である。なお基本的には、隣接し合うチップの隣接面は、隣り合う歯体間において回転方向に整列しない方が望ましい。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係るチップソーによれば、従来技術では不可能であった、多結晶ダイヤモンドの如き超高圧焼結体のチップを使用した、例えばホローフェイス型のチップソーの製造を実用的なコストで可能としたものである。また１つの歯に両側切刃を有するホローフェイス型とすることで、１つの歯に片側しか側切刃を有しない前記ＪＩＳのＣ型チップソーに比較し、高価な超高圧焼結体のチップをより有効に利用することができる。殊に本発明によれば、木質系ボード等の切断に適し、長寿命で切削・切断時の品質に優れたチップソーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋸の厚み方向に隣接させた２個のチップの仮接合状態を示す説明図であって、(１)は丸鋸の回転方向に対し逆らう方向から観察した該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図２】図１に示した両チップを歯体のチップ座に直接的に接合して得たホローフェイス型チップソーの部分説明図であって、(１)はチップ座に接合された両チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図３】チップとチップ座との間に補助片を介在させた状態で接合したホローフェイス型チップソーの部分説明図であって、(１)は該チップの平面図、(２)は該チップの左側面図である。
【図４】２個の超高圧焼結体チップの間に超硬合金製チップを介在させて、ホローフェイス型のチップを構成した例の説明図であって、(１)はチップ群の正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図５】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の横すくい角も不等となるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図６】２個のチップの接合位置を前後方向に偏倚させて左右非対称とし、しかも左右の横すくい角は等しくなるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図７】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の横すくい角は等しいが、左右の側切刃の位置を前後方向に偏倚させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図８】２個のチップのすくい面に膨らみを形成するように隣接させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図９】２個のチップにおけるＰＣＤ層が外周逃げ面を構成するようにした例を示す説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１０】図９に示した両チップを歯体のチップ座に接合して得たチップソーの部分説明図であって、(１)はチップ座に接合された両チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１１】２個の超高圧焼結体チップの間に超硬合金製チップを介在させたチップソーの説明図であって、(１)はチップ群の正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１２】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の先端傾き角も不等となるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１３】２個のチップの接合位置を前後方向に偏倚させて左右非対称とし、しかも左右の先端傾き角は等しくなるようにした例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１４】２個のチップの接合位置を左右で非対称とし、左右の先端傾き角は等しいが、左右の側切刃の位置を半径方向に偏倚させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１５】２個のチップの外周逃げ面に膨らみを形成するように隣接させた例の説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１６】各歯体の先端に硬質片からなるチップを接合したチップソータイプの丸鋸の側面図である。
【図１７】ホローフェイス型チップの概略構成を示す説明図であって、(１)は該チップの正面図、(２)は該チップの平面図、(３)は該チップの左側面図である。
【図１８】チップソーにおける超硬合金のチップにホローフェイスを付する手段の説明図であって、(１)は回転砥石によりチップのすくい面を研削している状態での平面図、(２)は回転砥石によるチップ研削時の側面図である。
【図１９】超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクと、該ブランクから切り出されるチップとの概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 丸鋸
１２ チツプ
１２ａ すくい面
１２ｂ 左側逃げ面
１２ｃ 外周逃げ面
１４ 歯体
１６ チップ座
１８ 左右の側切刃
１９ 回転砥石
２０ 基材
２２ 多結晶焼結体層
２４ 超高圧焼結体ブランク
２６ 補助片
２８ 超硬合金製チップ
３０ 外周切刃
Claims (3)
- 超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体からなる複数個のチップが、該チップの前記多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように、鋸の厚み方向に隣接して左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合されていることを特徴とするチップソー。
- 超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出されてなる複数個のチップが、該チップの前記多結晶焼結体層がすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように鋸の厚み方向に隣接して、左右の側面切刃に正の横すくい角を付与した状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合されていることを特徴とするチップソー。
- 焼結体からなる複数個のチップが鋸の厚み方向に隣接させた状態で鋸の各歯体に直接的に接合され、該チップは歯体への接合に先立って、該鋸の厚み方向に隣接させた状態で予め相互に接合され、これら複数個のチップは、その少なくとも両外側に位置するチップが超高圧焼結体を材質としているチップソーにおいて、
前記超高圧焼結体のチップは、超硬合金の基材に多結晶焼結体層を形成した超高圧焼結体ブランクから斜めに切り出され、該チップの多結晶焼結体層面が前記鋸のすくい面を構成すると共に、夫々のチップによりすくい面上に窪みを形成するように隣接して、左右の側切刃に正の横すくい角を付与している
ことを特徴とするチップソー。
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