JP4427811B2 - チップソー - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋸歯板に形成される歯形部に刃体としてのチップを着脱可能に設けるチップソーに関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
実開昭49−77591号
【特許文献2】
特開平7−68502号
従来、鋸歯板の側縁に形成される歯形部に、その切削方向前側の取付部に平面視でコの状に形成した超硬質合金製の刃体としてチップ(以下超硬チップと言う)を嵌合し、これをろう付けによって固定するチップソーは、上記文献1,2に示されるように既に公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報で示される構成のチップソーは、超硬チップを歯形部に嵌合させた場合は、部分的な欠損に対しては個々のチップを加熱して取り外して交換ろう付した後に、他と歯形を揃えるための修正研摩を行い、摩耗の場合は全体を均一に揃えるように研摩する必要があり、いずれの場合も鋸全体を目立専門工場や専門業者の下で行う必要があり、多くは外部業者に委託している。またチップを溶接したものも同様であり、この場合部分的なチップ交換は一層困難である。
【0004】
このため上記従来方法では、目立のための修理費が嵩むほか、加工場への往復の搬送費や搬送時間等が距離に応じて嵩むこととなり、予備のチップソーを準備する必要がある等の経済的ロスが大きいという欠点があった。
また、これを解決するために本特許出願人は先に特願2002―の発明を提案して目立て作業の労力削減とコスト低減に寄与させているが、チップの組み立て時にチップの差込嵌合抵抗が大きい時には、不測に応力集中が発生してチップが破損する心配もあり更なる解決課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明によるチップソーは、第1に、鋸歯板2に形成した歯形部3の取付部10にチップ5を取り付けたチップソー1において、刃面18を有する刃部13の両側に接合片15を一体的に設けて嵌合溝16を形成したチップ5にすると共に、歯形部3の取付部10に上記嵌合溝16の溝底面に接し、切削方向に対して掬い角を有する刃部受面9と、該刃部受面9の下方で刃部13の底部19面に接する底部受面6を形成し、上記チップ5の嵌合溝16を歯形部3に差込嵌合して両側の接合片15で狭持固定すると共に、チップ(5)の嵌合溝(16)奥部に嵌合時の応力集中を防ぐ逃がし空間部(20)を形成したことを特徴としている。
【0006】
第2に、刃部13の底部19面と底部受面6とを、チップ5の刃先17に切削圧を受けた際に当該切削圧によって生じる押圧力及び回転モーメントを受け止めて鋸歯板2に対するチップ5の固定を保持する構造にしたことを特徴としている。
【0007】
第3に、チップ5の嵌合溝16を歯形部3と締まり嵌め嵌合によって着脱可能に固定したことを特徴としている。
【0008】
第4に、チップ5が熱処理可能な鋼材で形成されたものであることを特徴としている。
【0009】
第5に、チップ5が焼結成形されたものであることを特徴としている。
【0010】
第6に、チップ5が表面硬化処理されたものであることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図面において符号1はチップソーの1例として示す製材用の帯鋸であり、このチップソー1は図1で示すように、この種バンドソーに使用されるものと同様に、スチール製の板帯部材を無端帯状に形成した鋸歯板2の一側縁に、所定の歯ピッチを有して形成される歯形部3の切削方向下手側(前方向)に、本発明に係わる固定構造によってチップ(刃体)5を圧入することにより製作され、図示しない駆動輪と従動輪間にチップソー1を巻き掛け、図1の矢印で示す切削方向に向けて回転駆動をすることにより
、木材等の被切削材Wを切削する。
【0012】
このチップソー1は、鋸歯板2の歯形部3を図1、図3、図4で示すように形成している。即ち、歯形部3は後述する形状のチップ5の底部19を支持する底部受面6を、チップ5の背面7を所定の掬い角(前進角)を有して支持する刃部受面9下部で凹形状に切欠したチップ取付部10を形成している。
【0013】
そして、歯形部3は刃部受面9の先端から切削方向上手側に徐々に低くなる逃がし面11と、該逃がし面11から底部受面6に凹状の湾曲面を有して連なる切削屑の排出面12を一連に形成した歯形にしている。
【0014】
チップ5は図2〜図5で示すように、鋸歯板2の歯形部3に形成される底部受面6と刃部受面9に接合する厚さと高さを有する刃部13とし、該刃部13の両側から後方側に向け、舌片状の接合片(狭持片)15を平面視でコの字状となるように一体的に延設することにより、後方側を開放した凹溝状の嵌合溝16を形成し、且つ側面視の形状を刃部13の刃先角を鋭角状となすように台形状に形成している。
【0015】
これによりチップ5は、刃先17を刃部13前面の平坦な刃面18の上部で先鋭に形成する一方、刃部13の下部に底部19をチップ取付部10に嵌合させ、また接合片15で鋸歯板2を両側より押圧挟持する。
【0016】
この際図示例のチップ5は、各部の寸法を例えば、刃巾Lを2ミリ程度とし刃厚Hを1ミリ程度にし、且つ接合片15の後方への突出長さを2ミリ程度、刃面18の上下高さを8ミリ位にすると共に、前期嵌合溝16の巾は板厚が略1ミリの歯形部に対し、圧入可能な締まり嵌め嵌合をする公差を有して形成している。
【0017】
さらに、チップ5の嵌合溝16の奥部角に円弧状の逃がし加工を施すことにより逃がし空間部20を形成し、鋸歯板2にチップ5を嵌合時の応力を逃がすことで、接合片15の取付割れを防ぐことができる。
【0018】
また接合片15は後端部の厚さ1を肉薄にすることにより、刃側面に逃げ角θを形成することにより、切削時のチップ5の両側面における摩擦を防止するための歯振(あさり)を形成している。尚、上記寸法はこれに限定されるものでなく、木材等の被切削材W毎に求められる刃巾Lで設定される切削巾、或いは鋸歯板2の厚さ等によって強度及び耐久性を有して効率よく切削するように定められる。
【0019】
そして鋸歯板2の材質は、通常用いられるスチールベルトと同様のものを用いることが可能である。またチップ5を構成する材料は、例えば熱処理可能な高速度鋼としてSKH51粉末を用い、金属粉末射出成形工法により成形することができる。
【0020】
次いで、この成形チップを焼き入れ等の熱処理を行って硬質化する。従って、上記のように製作されるチップ5は多数のものを無駄なく廉価に量産できる。
【0021】
以上のように構成されるチップソー1は、鋸歯板2の歯形部3にチップ5の嵌合溝16を位置決めした状態で、適宜な治具又は専用機器等を用いた押し込み或いは叩き込み又は振動等を与える等の嵌込手段によって、図4で示す矢印方向に差し込むと、刃部13の背面7を刃部受面9に沿わせた状態で、底部19を底部受面6に当接させて挿入嵌合することができ、この状態で接合片15は歯形部3の側面を締まり嵌め嵌合によって狭持固定される。
【0022】
従って、チップ5は鋸歯板2に対し従来のもののようにろう付けや溶接等の固定手段で固定することなく、チップ5を歯形部3に差込嵌合することによって狭持固定するので、例えば上記のようなチップソー1の歯形部3にチップ5を溶接やろう付によって2時間程度の取付時間を要するケースでは、本発明の圧入嵌合による固定構造では40分程度に短縮することができ、チップ5の取り付けコスト及び製造コストを低減することができた。
【0023】
さらに、チップ5の嵌合溝16奥部にチップ5が嵌合する時の応力集中を防ぐ逃がし空間部20を形成してあるので、チップ5を歯形部3に奥行き方向に密着させて差込嵌合することが応力集中を少なくして確実にできる。
また図5で示すように、チップソー1は切削方向の回転によって、鋸歯板2に固定された複数のチップ5は被切削材Wを刃巾Lで切削し、製材作業等をスムースに行なうことができる。
【0024】
このとき図3で示されるように、チップ5は切削に伴い刃先17に切削抵抗を受けると、刃部受面9の掬い角方向に沿った下方分力が底部19の底部受面6に加わり、チップ5と鋸歯板2との結合をより確実にしながら切削をスムースに行う。またチップ5に切削時に図3の上部の矢印で示される切削圧は加わると、歯形部3には刃部受面9の上部を支点とした回転モーメントが発生するが、チップ5の下端側では、底部受面6において上記回転モーメントを受け止めるので、例え刃先17に大きな切削負荷が掛かったとしてもチップ5は外れることはない。
【0025】
そして、切削時に発生する切削屑は、刃面18から排出面12を経て接合片15の下端に沿って下方に向けて強制的に排出する。
【0026】
またチップソー1は従来のように、ろう付け等の固定手段によることなく、チップ5は歯形部3に圧入嵌合することにより着脱可能に固定するので、例えばチップ5が摩耗したり欠けたりした場合に、チップソー全体の補修や交換を必要としないで、摩耗したチップ5のみを鋸歯板2から外し、新たなチップ5だけを付け替えることにより、使用を可能な状態に復元できる。
【0027】
さらに、チップソー1の使用に伴い全チップ5の刃面18の研ぎ直し、或いは切削巾の変更等を要するような場合には、既設のものを外した鋸歯板2に対し、全チップ5を新たなもの、或いは別の大きさや形状のチップ5と交換することにより、付け替えればよいから、例えば鋸歯板2を使用者側の手元に残した状態で、チップ5を消耗品として研ぎ直し依頼又は新たに購入依頼をしたり、又は交換用のチップ5又は別サイズのチップ5を予め準備しておくことにより、使用者側でも鋸歯板2に対し、新たなチップ5の取付固定を簡単に行うことができる。
【0028】
この場合本発明では、チップ5の嵌合溝16奥部にチップ5が嵌合する時の応力集中を防ぐ逃がし空間部20を形成してあるので、チップ5を歯形部3に奥行き方向に密着させてガタのない状態で差込嵌合することが確実にできる。
従って、従来のもののようにチップソー1を製造メーカー又は修理メーカーに送料と時間を掛けてメンテナンス作業依頼をする等の、無駄を解消することができる。
【0029】
また熱処理可能な粉末材SKH51等を用い、焼入れ等の硬化手段によって硬質化させたチップ5は、交換だけでなく取り付けたままでの目立て研摩も可能であり、刃部13及び接合片15に超硬チップの様な脆さを伴うこともなく靭性を有するので、チップ5の嵌合及び着脱可能な固定を簡単に行うことができる。また、SKS51鋼材の帯鋸歯と比較し、目立て回数を大きく低減することができ
、さらにチップ5に表面硬化処理としてTiN処理したものは、目立て研摩回数を従来の鋸歯にステライトを溶接した場合に比し略4分の1程度に少なくすることができる。
【0030】
尚、本実施形態では上記のような熱処理可能な粉末材でチップ5を製作したが、粉末材は上記のものに特定することなく、例えば耐腐食性のあるSUS420J2のようなもので製作すればさびにくい。また上記の鋼材を引き抜きなどの手段によってチップ5を製造することもできる。
【0031】
本発明によるチップソー1は、嵌合溝16を形成したチップ5を鋸歯板2に嵌合させ、両側の接合片15で歯形部を狭持固定することにより、ろう付け固定を省き着脱可能に固定するが、反嵌込方向に強制的な外圧を加えて取り外すことを可能とするような耐熱性、耐油性を備えた接着剤を、必要によりチップ5と鋸歯板2に用いることは差し支えない。
【0032】
またチップ5の嵌合溝16内面は必ずしも並行又は平面である必要はなく、着脱嵌合可能な範囲で、緩やかな傾斜面、湾曲面、屈曲した面にし、或いは内面に係止用の僅かな凸凹を設ける等の加工を施して、チップ5の固定力を高めることも可能である。
【0033】
さらに、上記固定力を高めるために、チップ5の材質を鋸歯板2の材質より熱膨張率の小さい材質で形成することにより、切削時の発熱により両者の嵌合が締まる方向に作用させることができるほか、チップ5を加熱状態で嵌合する所謂「焼き嵌め」による取付けも可能となる。
【0034】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようにチップソーを構成したことにより、下記に記載するような効果を奏する。
【0035】
刃面を有する刃部の両側に鋸身を押圧狭持するための接合片を設けて形成した嵌合溝を歯形部に差し込んで押圧状態で嵌合することにより、チップは刃部の背面と底部を刃部受面と底部受面にそれぞれ支持された状態で、両側の接合片によって歯形部を狭持するので、鋸歯板に対するチップの固定を簡単にすることができる。
【0036】
また被切削材を切削するとき、刃部受面の上部を支点として刃部の底部側に生ずる回転モーメントを底部受面で受け止めるので、チップの外れを防止すると共にチップの固定を簡単にすることができる。
【0037】
チップは、従来のもののようにろう付け固定を必須にすることなく、鋸歯板に差込嵌合し接合片で歯形部を狭持固定するので、チップの固定を簡単に行うことができる。またチップは反差込嵌合方向に外せるから、損耗したチップのみの付け替えも簡単にでき、チップソー全体の交換を必要としないから切削コストを低減できる。
【0038】
チップ5の嵌合溝16奥部に、チップ5が嵌合する時の応力集中を防ぐ逃がし空間部20を形成してあるので、チップ5を歯形部3に奥行き方向に密着させてガタのない状態で差込嵌合することが確実にできる。
【0039】
チップを熱処理可能な粉末材で成形し焼入れによって硬質化することにより、刃部及び接合片に靭性を有して、チップの差込嵌合及び着脱可能な固定を破損なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わるチップソーの要部を示す側面図である。
【図2】 図1のA・A線断面図である。
【図3】 図1の歯形部にチップを固定した構成を示す側断面図である。
【図4】 図3の分解斜視図である。
【図5】 図3の背面図である。
【符号の説明】
1 チップソー
2 鋸歯板
3 歯形部
5 チップ
6 底部受面
7 背面
9 刃部受面
10 取付部
12 歯底部
13 刃部
15 接合片
16 嵌合溝
17 刃先
18 刃面
19 底部
20 逃がし空間部
W 被切削材
Claims (6)
- 鋸歯板(2)に形成した歯形部(3)の取付部(10)にチップ(5)を取り付けたチップソー(1)において、刃面(18)を有する刃部(13)の両側に接合片(15)を一体的に設けて嵌合溝(16)を形成したチップ(5)にすると共に、歯形部(3)の取付部(10)に上記嵌合溝(16)の溝底面に接し、切削方向に対して掬い角を有する刃部受面(9)と、該刃部受面(9)の下方で刃部(13)の底部(19)面に接する底部受面(6)を形成し、上記チップ(5)の嵌合溝(16)を歯形部(3)に差込嵌合して両側の接合片(15)で挟持固定すると共に、チップ(5)の嵌合溝(16)奥部に嵌合時の応力集中を防ぐ逃がし空間部(20)を形成したチップソー。
- 刃部(13)の底部(19)面と底部受面(6)とを、チップ(5)の刃先(17)に切削圧を受けた際に当該切削圧によって生じる押厚力及び回転モーメントを受け止めて鋸歯板(2)に対するチップ(5)の固定を保持する構造にした請求項1のチップソー。
- チップ(5)の嵌合溝(16)を歯形部(3)と締まり嵌め嵌合によって着脱可能に固定した請求項1又は2のチップソー。
- チップ(5)が熱処理可能な鋼材で形成されたものである請求項1,2又は3のチップソー。
- チップ(5)が焼結成形されたものである請求項1,2,3又は4のチップソー。
- チップ(5)が表面硬化処理されたものである請求項1,2,3、4又は5のチップソー。
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