JP4408425B2 - バンドソー及びバンドソーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、バンドソーとバンドソーの製造方法とに関する。

下記特許文献１及び２には、シリコンインゴット等のワークに対する溝入れ加工や切断加工等に用いるバンドソー（エンドレスカッター）が記載されている。このようなバンドソーは、金属からなるバンド状の平板形状を成す台金を備え、台金は、長手方向に伸びる二つの端縁のうち一方の端縁に刃部を有する。この刃部では、ダイヤモンド等の超砥粒が台金に電着されている。

図５に上述のバンドソーの使用形態を示す。図５に示すように、バンドソー１１がワーク１２に対する溝入れ加工や切断加工等に用いられる際には、バンド状の台金１３が二つのプーリ１４及び１５に巻架された状態で使用される。プーリ１４及び１５のうち例えばプーリ１４がモータ等によって回転駆動されることにより台金１３が周回走行する。この台金１３の周回走行に伴って刃部１６も周回走行する。このように刃部１６が周回走行することによってワーク１２に対する溝入れや切断が可能となる。
特開昭６３−２８３８７０号公報 特開昭６３−３００８７４号公報

特許文献１に記載のバンドソーには、金属による補強基体が台金の表面に設けられている。この補強基体によって台金の剛性が向上するため台金に振れが生じにくくなる。故に、このバンドソーでは切断精度の向上が見込まれる、とされている。しかし、この場合、台金表面に設けられた補強基体の分だけ厚みが増すため、台金とワークとの隙間が、補強基体を設けない場合に比較して狭くなる。従って、加工の際に台金とワークとの間に大きな摩擦が生じたり、切粉やクーラント（冷却液）が排出されにくくなったりするため、良好な切れ味を保つことが困難となる。

特許文献２に記載のバンドソーには、台金表面に複数の溝や穴が設けられている。この溝や穴によって周回走行中の台金に生じる引っ張り力が増強される。そして、この増強された引っ張り力により刃部の振れが抑制されて精密加工が可能になる、とされている。しかし、台金表面に設けられた溝では台金の厚みが薄くなっており、また、台金に設けられた穴では台金の一部が刳り貫かれ、表裏が貫通されている。このため、台金の剛性が低下することとなる。

そこで、本発明の課題は、剛性に優れるとともに、良好な切れ味と高い切断精度とを有するバンドソーとバンドソーの製造方法とを提供することである。

本発明は、バンド状の平板形状を成す台金と、台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうち一方の端縁部に砥粒が固着されて設けられた刃部とを備え、台金の二つの表面のうち一方の表面には凹パターンが設けられ、他方の表面には前記凹パターンに対応する位置に凸パターンが設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、台金の二つの表面のうち、一方の表面には凹パターンが設けられ、他方の表面にはこの凹パターンに対向する位置に凸パターンが設けられている。この凹凸パターンによって、台金は優れた剛性を有することとなり、刃部の振れが低減する。よって、良好な加工直進性を有する台金が得られる。ここで、加工直進性とは、ワークの加工時に台金の進行方向が保たれる性質であり、加工直進性が良好だと高い加工精度が実現できる。更に、台金の厚みをより薄くした場合であっても台金に十分な剛性が確保できる。このため、ワークを加工する際に台金とワークとの隙間が狭くなって台金とワークとの間に大きな摩擦が生じたり、切粉やクーラント（冷却液）が排出されにくくなる等の不都合が回避でき、良好な切れ味が確保できる。

本発明は、バンド状の平板形状を成す台金と、台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうち一方の端縁部に砥粒が固着されて設けられた刃部とを備え、台金の表面にはプレス成形による凹パターン及び凸パターンが設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、台金の表面に凹パターン及び凸パターンが設けられているので、台金は優れた剛性を有することとなり、刃部の振れが低減する。よって、良好な加工直進性を有する台金が得られる。更に、台金の厚みをより薄くした場合であっても台金に十分な剛性が確保できる。このため、ワークを加工する際に台金とワークとの隙間が狭くなって台金とワークとの間に大きな摩擦が生じたり、切粉やクーラントが排出されにくくなる等の不都合が回避でき、良好な切れ味が確保できる。また、プレス成形を用いているため、凹パターン及び凸パターンを台金の表面に容易に設けることができる。

更に、本発明では、台金の表面のうち刃部が設けられた部位に凹パターン及び凸パターンが設けられていてもよいし、台金の表面のうち刃部が設けられた部位を除く領域に凹パターン及び凸パターンが設けられていてもよい。

また、本発明は、バンドソーが備えるバンド状の平板形状を成す台金を用意する工程と、台金の表面にプレス成形による凹パターン及び凸パターンを設ける工程と、台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうちの一方の端縁部に砥粒を固着させて刃部を設ける工程とを含むことを特徴とする。本発明によれば、プレス成形を施すことにより、台金の表面に凹パターン及び凸パターンを容易に設けることができる。また、従来のバンドソーでは、台金に腰入れ加工を施すことにより、台金強度の向上、台金の安定走行及び刃部におけるテンションの増加を各々実現し、高精度加工の実現を図っている。しかし、例えば０．３ｍｍ以下の薄い台金に対して、かかる腰入れ加工を施すのは困難である。このような腰入れ加工が困難な薄い台金であっても、本発明に係るプレス成形を施すことは可能であり、腰入れ加工と同様の効果が得られる。従って、本発明に係るプレス成形を、従来の腰入れ加工に替えて用いることが可能となる。なお、本発明では、凹パターン及び凸パターンを設けた後に、台金の長手方向の両端を溶接してエンドレス状に加工してもよいし、或いは、台金をエンドレス状に加工した後に、この台金の表面に凹パターン及び凸パターンを設けてもよい。また、本発明のバンドソーが有する台金は、平板形状における長手方向の両端が溶接等によりつなぎ合わされて成るエンドレス状の台金であってもよいし、或いは、長手方向に両端を有する平板形状の台金であってもよい。

本発明によれば、剛性に優れるとともに、良好な切れ味と高い切断精度とを有するバンドソーとバンドソーの製造方法とが提供できる。

以下、図１〜図３を参照して、本発明を適用した実施形態ついて説明する。なお、以下の図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。図１（ａ）は、実施形態に係るバンドソーの台金表面の様子を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＩ−Ｉ線に沿ってとられた台金の断面図である。また、図２は、実施形態のバンドソーの使用形態を示す図であり、図３は、実施形態に係るバンドソーの製造方法を説明するためのフローチャートである。

バンドソー１０は、図１（ａ）及び図２に示すように、エンドレス状の台金１を備える。この台金１は、可撓性を有する薄いバンド状の平板形状を有する金属板（例えば、ステンレス、スチール等の高張力鋼板等）によって成る。台金１の幅は、例えば１５〜１５０ｍｍ程度であり、周長は、例えば１０００〜１２００００ｍｍ程度であり、厚みは、例えば０．１〜１．５ｍｍ程度である。台金１の二つの端縁部２及び３のうち端縁部３には刃部４が設けられている。刃部４には、例えばダイヤモンド等の超砥粒が台金１の端縁部３に電着やメタルボンドにより固着されている。この超砥粒の平均粒径は、例えば４０〜９００μｍ程度である。

台金１の表面は、長手方向に例えば３〜１５本の帯状の腰入れ部（図示略）が設けられている。この腰入れ部の深さは、例えば５〜１５０μｍ程度である。更に、台金１の二つの表面には凹凸パターン領域５が各々設けられ、各表面に設けられた凹凸パターン領域５は互いに対向する位置にある。そして、この凹凸パターン領域５には、エンボス加工等のようなプレス成形による凹凸パターン（凹パターン及び凸パターン）が台金１の表面に設けられている。この凹凸パターンでは、台金の二つの表面のうち一方の表面に設けた凹パターンに対し、他方の表面にはこの凹パターンに対向する位置に凸パターンが設けられている。すなわち、図１（ｂ）に示すように、凹凸パターン領域５に設けられた凸部５１と凹部５２とは互いに対向する位置に設けられ、凸部５１の高さＤ１及び凹部５２の深さＤ２は共に例えば５〜５００μｍ程度となっている。なお、凹凸パターン領域５に設けられる凹凸パターンとしては様々なパターンが利用可能である。このような凹凸パターンは、プレス成形によって、複数の溝や突条により構成されたものであってもよいし、また、複数の窪みや突起により構成されたものであってもよい。更に、凹凸パターンは、台金１にプレス成形を施して設けたものであってもよいが、台金１の製造時に鋳型を用いて設けたものであってもよい。

図２に示すように、上述のバンドソー１０がワークに対する溝入れ加工や切断加工等に用いられる際には、台金１が二つのプーリ１４及び１５に巻架された状態で使用される。プーリ１４及び１５のうち例えばプーリ１４がモータ等によって回転駆動されることにより台金１が周回走行する。この台金１の周回走行に伴って刃部４も周回走行する。このように刃部４が周回走行することによってワーク１２に対する溝入れや切断が可能となる。

次に、図３を参照して、バンドソー１０の製造方法について説明する。まず、薄いバンド状の平板形状を有する金属板（例えば、ステンレス、スチール等の高張力鋼板等）の長手方向の両端を溶接等によりつなぎ合わせて成るエンドレス状の台金１を用意する（ステップＳ１）。次に、台金１の長手方向に沿って腰入れを行い、３〜１５本の帯状の腰入れ部（図示略）を形成する（ステップＳ２）。この腰入れの後、台金１の二つの表面のうち一方又は両方の表面に対しプレス成形を施すことにより、これら二つの表面に凹凸パターン（凹凸パターン領域５）を設ける（ステップＳ３）。この後、台金１の端縁部３にダイヤモンド等の超砥粒を電着やメタルボンドにより固着して刃部４を設ける（ステップＳ４）。以上のステップＳ１〜Ｓ４の工程によってバンドソー１０が製造される。なお、上記の製造方法は一例であり、金属板にプレス成形を施した後に、この金属板の長手方向の両端を溶接等によりつなぎ合わせてエンドレス状の台金１に加工してもよいし、腰入れ加工を省いてもよい。

以上説明したように、バンドソー１０が備える台金１の表面に凹凸パターンが設けられることによって、台金１は優れた剛性を有することとなり、刃部４の振れが低減する。よって、良好な加工直進性を有する台金１が得られる。更に、台金１の厚みを例えば０．１〜０．５ｍｍ程度と薄くした場合であっても台金１に十分な剛性が確保できる。故に、ワークを加工する際に台金１とワークとの隙間が狭くなって加工の際に台金１とワークとの間に大きな摩擦が生じたり、切粉やクーラントが排出されにくくなる等の不都合が回避でき、良好な切れ味が確保できる。また、プレス成形を用いているので台金１の表面に凹凸パターンを容易に設けることができる。また、刃部４の表面に凹凸パターンが設けられているため、刃部４がワークと断続的に接触するようになって刃部４に生じる摩擦が低減するとともに、切粉やクーラントがこの凹凸パターンを介して排出されやすくなる。このため、刃部４には優れた切れ味が実現できる。また、従来の腰入れ加工を行わなくても、加工容易なプレス成形を台金１の表面に施すことによって、腰入れ加工と同様の効果が容易に得られる。

また、凹凸パターン領域５には凹凸パターンが設けられているため、台金１の表面には多くの凹凸が設けられた状態となっている。故に、バンドソー１０がプーリ１４及び１５に巻架された状態においては、台金１の表面とプーリ１４及び１５の表面との間で比較的大きな摩擦が発生するため、台金１は、周回走行時にプーリ１４及び１５の表面を滑りにくくなる。このため、バンドソー１０の周回走行が効率良く行える。ここで、プーリ１４及び１５の表面は粗面化されたものであってもよい。この場合、台金１がプーリ１４及び１５の表面を滑りにくくなるため、バンドソー１０の周回走行が効率良く行える。

＜変形例＞
なお、本発明は、上記説明したバンドソー１０に限らない。例えば、凹凸パターン領域５の形状は、図１（a）に示すものに限らず、図４（a）〜図４（ｅ）に示す形状であってもよい。

図４（ａ）に示すバンドソー１０ａでは、凹凸パターンが設けられた凹凸パターン領域５ａが、台金１の長手方向に延びている帯状領域となっている。この帯状領域は、端縁部２と端縁部３とからそれぞれ５〜１０ｍｍ程度は離れた領域に設けられ、幅が５〜１０ｍｍ程度となっている。従って、このバンドソー１０ａでは、刃部４の近傍と背部（端縁部２を含む領域）の近傍とに凹凸パターン領域５ａが設けられているため、刃部４の近傍と背部の近傍との剛性が向上し、刃部４に生じる振れが低減できる。故に、このバンドソー１０ａは良好な加工直進性を有する。なお、凹凸パターンが設けられた上記帯状領域（凹凸パターン領域５ｅ）は、上述の図４（ａ）に示すような端縁部３から離隔した位置に設けられたものに限らない。図４（ｂ）に示すバンドソー１０ｂでは、上記帯状領域に対応する凹凸パターン領域５ｂが、刃部４を含む領域に設けられている。このバンドソー１０ｂでは、凹凸パターン領域５ｂに刃部４が含まれているため、特に刃部４の剛性が向上する。このため、刃部４に生じる振れを低減できるので、バンドソー１０ｂは良好な加工直進性を有する。更に、刃部４の表面には凹凸パターンが形成されているため、端縁部３の刃部４で生じる切粉やクーラントの排出がよりスムーズとなる。このため刃部４は切れ味に優れる。

また、図４（ｃ）に示すバンドソー１０ｃでは、凹凸パターンが設けられた凹凸パターン領域５ｃが、台金１の長手方向に対し略垂直に端縁部３から端縁部２に向かって延びた略矩形状領域となっている。この凹凸パターン領域５ｃは、台金１の長手方向に所定間隔毎に複数設けられている。故に、このバンドソー１０ｃでは、端縁部３の刃部４で生じる切粉やクーラントが、隣り合う凹凸パターン領域５ｃ間を介してスムーズに排出される。このため、バンドソー１０ｃは良好な切れ味を有する。なお、上述した略矩形状領域は、図４（ｃ）に示すような台金１の長手方向に対し略垂直に延びたものに限らない。図４（ｄ）に示すバンドソー１０ｄでは、上述の略矩形状領域が図示のような形状（凹凸パターン領域５ｄ）となっているため、端縁部３の刃部４で生じる切粉やクーラントの排出がよりスムーズとなる。このため、バンドソー１０ｄは良好な切れ味と加工直進性とを有する。

図４（ｅ）に示すバンドソー１０ｅでは、凹凸パターンが、複数のＸ字形状を示す領域が台金１の長手方向に連続して連なって成る凹凸パターン領域５ｅに設けられている。すなわち、この凹凸パターン領域５ｅでは、端縁部３から端縁部２に向かって延びている二つの領域が長手方向に対し互いに異なる方向に（逆向きに）傾いて設けられている。このように、凹凸パターンが設けられた領域が、複数の異なる方向に延びているため、台金１の剛性がより向上する。このため、台金１の振れが低減できる。故に、バンドソー１０ｅは良好な加工直進性を有する。

（ａ）は、実施形態に係るバンドソーの台金表面の様子を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＩ−Ｉ線に沿ってとられた台金の断面図である。 実施形態に係るバンドソーの使用形態を示す図である。 実施形態に係るバンドソーの製造方法を説明するためのフローチャートである。 （ａ）〜（ｅ）は、実施形態に係るバンドソーが有する他の台金表面の様子を示す図である。 従来のバンドソーの使用形態を示す図である。

符号の説明

１…台金、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ…バンドソー、２，３…端縁部、４…刃部、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ…凹凸パターン領域。

Claims (6)

1. バンド状の平板形状を成す台金と、
   前記台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうち一方の端縁部に砥粒が固着されて設けられた刃部とを備え、
   前記台金の二つの表面のうち一方の表面には凹パターンが設けられ、他方の表面には前記凹パターンに対向する位置に凸パターンが設けられており、
   前記台金の表面のうち前記刃部が設けられた部位と前記刃部が設けられた部位を除く領域との両方に前記凹パターン及び前記凸パターンが設けられている、
   ことを特徴とするバンドソー。
2. バンド状の平板形状を成す台金と、
   前記台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうち一方の端縁部に砥粒が固着されて設けられた刃部とを備え、
   前記台金の表面にはプレス成形による凹パターン及び凸パターンが設けられており、
   前記台金の表面のうち前記刃部が設けられた部位と前記刃部が設けられた部位を除く領域との両方に前記凹パターン及び前記凸パターンが設けられている、
   ことを特徴とするバンドソー。
3. バンドソーが備えるバンド状の平板形状を成す台金を用意する工程と、
   前記台金の表面のうち前記刃部が設けられた部位と前記刃部が設けられた部位を除く領域との両方にプレス成形による凹パターン及び凸パターンを設ける工程と、
   前記台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうちの一方の端縁部に砥粒を固着させて刃部を設ける工程と
   を含むことを特徴とするバンドソーの製造方法。
4. バンド状の平板形状を成す台金と、
   前記台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうち一方の端縁部に砥粒が固着されて設けられた刃部とを備え、
   前記台金の二つの表面のうち一方の表面には凹パターンが設けられ、他方の表面には前記凹パターンに対向する位置に凸パターンが設けられており、
   前記台金の表面のうち前記刃部が設けられた部位を除く領域に前記凹パターン及び前記凸パターンが設けられている、
   ことを特徴とするバンドソー。
5. バンド状の平板形状を成す台金と、
   前記台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうち一方の端縁部に砥粒が固着されて設けられた刃部とを備え、
   前記台金の表面にはプレス成形による凹パターン及び凸パターンが設けられており、
   前記台金の表面のうち前記刃部が設けられた部位を除く領域に前記凹パターン及び前記凸パターンが設けられている、
   ことを特徴とするバンドソー。
6. バンドソーが備えるバンド状の平板形状を成す台金を用意する工程と、
   前記台金の表面の前記刃部が設けられた部位を除く領域にプレス成形による凹パターン及び凸パターンを設ける工程と、
   前記台金の長手方向に延びる二つの端縁部のうちの一方の端縁部に砥粒を固着させて刃部を設ける工程と
   を含むことを特徴とするバンドソーの製造方法。
   
   

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