JP4656717B2 - 超硬鋸刃 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、胴部に超硬歯材を接合してなる高歯と低歯を有する超硬鋸刃に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、被削材を例えば帯鋸盤で切削加工する際に用いられる工具である超硬鋸刃の基本的な製造方法では、胴部を構成する胴材と歯部を構成する歯材とをロー付けや電気抵抗加熱により接合し、研削加工等により歯を成形して鋸刃として完成させるのが一般的である。
【0003】
図26(A)〜(C)に示されているように、完成した帯鋸刃BSの形状は、バチ歯101とベベル歯103の2枚構成となっており、ベベル歯103の帯幅H1の方がバチ歯101の帯幅H2よりも高く(H1>H2)高歯となっていて、バチ歯101は低歯となっている。
【0004】
また、図27および図28を参照するに、胴部105とバチ歯101およびベベル歯103の超硬歯材107、109との接合部の接合境界線111における左右両端点P1、P2間の水平方向の距離Xと垂直距離Yが高歯および低歯とも同等である構成となっている。
【0005】
しかし、実切削において、高歯であるベベル歯103は切削時の下降方向への切込みによる影響が大きく、帯鋸刃BSの刃先にかかる切削力によってベベル歯103の刃先113には大きな切削力が負荷として生じるので欠け易いという特徴を持っている。
【0006】
このような欠け易い性格(欠け性)を防止するために、歯角α(図27参照)を大きくしたりしているが、歯角αを大きくすると、逆に帯鋸刃BSの歯先にかかる切削力も増加して、ついには切削不可能となる場合も考えられる。また、低歯であるバチ歯101は左右に振り出しているため被削材の左右方向への切込みによる影響を受ける。
【0007】
このため、帯鋸刃BSの帯幅H1が高いベベル歯103については、被削材への食いつき性と切削効率を考えるとバチ歯101よりも強度が必要であると考えられる。また、低歯については、帯鋸刃BSの左右のブレを抑制して、切曲りを減少させることが望まれている。
【0008】
一方、高低差を有する帯鋸刃BSの胴部105と超硬歯材107、109とを接合した後、歯先113を研削加工により成形した帯鋸刃BSの接合部の接合境界線111の長さが異なっている帯鋸刃BSはない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図26および図27を参照するに、前述のように、帯幅H1、H2の高低差は、超硬歯材107、109の成形量を変化させたり、帯鋸刃BSの背115から歯底117までの距離を変えることによって行っているが、胴部105と超硬歯材107、109の接合部の接合形態は、高歯のベベル歯103と低歯のバチ歯101で同一である。すなわち、接合部の接合境界線111の左右両端点が成す水平方向の距離Xと垂直方向の距離Yが同一であり、且つ、接合境界線111の長さも同一である。
【0010】
このため、被削材の高速切断や難削材切断の場合、高歯であるベベル歯103に過大な負荷がかかって歯欠けが発生したり、低歯で左右に振り出しているバチ歯101の歯先のコーナーのチッピングが発生し、切断面が悪くなったり等切削性能を十分発揮できなくなるという問題がある。
【0011】
この発明の目的は、以上のような従来の技術の問題点に着目してなされたものであり、鋸刃の歯先強度アップを図って、多品種少量切断と納期厳守も含めた切断作業の高能率化、長寿命化、コスト低減等に対応することのできる超硬鋸刃を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、胴部に超硬歯材を接合してなる高歯と低歯を有する超硬鋸刃であって、胴部(7)と超硬歯材(9)との接合部の接合境界線(11)が円弧状の曲線であり、当該接合境界線(11)の水平方向の投影距離(X0)と垂直方向の投影距離(Y0)とが同一のタイプIと、前記水平方向の投影距離(X0)が垂直方向の投影距離(Y0)よりも小さいタイプIIと、前記水平方向の投影距離(X0)が垂直方向の投影距離(Y0)よりも大きいタイプIIIとから、高歯と低歯に対して異なるタイプを選択して接合してあり、少なくとも前記接合境界線(11)の前記タイプI及びII又はIIIを備え、前記高歯の接合部又は前記低歯の接合部に異なる2タイプを備えていることを特徴とするものである。
【0013】
従って、胴部と超硬歯材の接合部の水平方向の投影距離もしくは垂直方向の投影距離が異なるように構成して、超硬鋸刃の上下方向の強度を増したり、あるいは超硬鋸刃の走行方向の強度を増したりして、被削材の種類や切削速度に対応した超硬鋸刃とする。また、接合境界線の長さが長くなるので、超硬歯材と胴部との間の接合力が増加する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0019】
図1(A)〜(C)には、この発明に係る超硬鋸刃1の実施の形態が示されている。図1(A)を参照するに、超硬鋸刃1の形状は、バチ歯3とベベル歯5とから構成されており、ベベル歯5の帯幅H1の方がバチ歯3の帯幅H2よりも高く(H1>H2)高歯となっていて、バチ歯3は低歯となっている。図1(B)には、バチ歯3とベベル歯5は交互に配置されている構成が示されている。図1(C)には、側面図が示されている。
【0020】
図2(A)〜(C)には、この発明に係る超硬鋸刃1の胴部7と超硬歯材9との接合部の接合形態タイプが示されている。図2(A)に示されているタイプIは、従来より一般的に用いられているタイプと同様であり、接合境界線11の左右両端点P1、P2が成す水平方向の投影距離Xと垂直方向の投影距離Yが同一(X=Y)の場合である。
【0021】
図2(B)に示されているタイプIIは、水平方向の距離Xよりも垂直方向の距離Yの方が長い(X<Y)場合である。また、図2(C)に示されているタイプIIIは、水平方向の距離Xの方が垂直方向の距離Yよりも長い(X>Y)場合である。
【0022】
図3には被削材別接合形態タイプの組み合わせが示されている。接合形態タイプの組み合せとしては、全部で8種類考えられるが、高歯と低歯の二つについて使用すること、および同一接合形態タイプを高歯と低歯に使用しないことを考慮すると、実際にはケースNO.3、5、6、7の場合が使用可能となる。
【0023】
また、図4には歯別接合形態タイプの組み合わせが示されている。高歯であるベベル歯5と低歯であるバチ歯3について使用する接合形態タイプの組み合わせは全部で9種類考えられるが、ケースNO.1、5、9についてはバチ歯3とベベル歯5は同一タイプであるので、同一接合形態タイプを使用しないことを考慮すると、実際にはケースNO.2、3、4、6、7、8の場合が使用可能となる。
【0024】
以上の結果から、接合部の接合曲線長さが増加され、且つ、歯先強度もアップするので、従来歯欠け等で切削性能を十分発揮されなかった難削材の切削においても、切削性能をアップさせることがができる。また、胴部7と超硬歯材9の接合部の接合境界線11の左右両端点P1、P2が成す水平方向距離Xと垂直方向距離Y(図2参照)、形状を被削材に応じて対応させることにより各歯の切断能力を発揮させることができるので、より高速切断が可能となり急な納期切断にも対応できるようになった。
【0025】
(実施例1)
図5には、この発明に係る超硬鋸刃13の第1実施例が示されている。この超硬鋸刃13は低歯としてのバチ歯15と高歯としてのベベル歯17の高低差を有する2種からなる歯形構成となっている。そして、低歯であるバチ歯15として、前述の図2(A)に示されているタイプIの接合部の接合形態を採用し、高歯であるベベル歯17として前述の図2(B)に示されているタイプIIの接合形態を採用しており、図3中NO.6に該当するものである。
【0026】
すなわち、本超硬鋸刃13においては、低歯のバチ歯15については胴部19と超硬歯材21の接合部の接合境界線23の両端点P1、P2が成す水平方向の距離Xと垂直距離Yが等しくX=Yである。
【0027】
一方、高歯のベベル歯17における水平方向の距離Xと垂直距離Yとの関係は、X<Yとなっており、図6に示されているように、接合境界線23の長さはL1→L2へと拡大して接合密着性がアップしている。これにより、図7に示されているように、歯先強度がアップされ、さらに、図8に示されているように、切削時の超硬鋸刃13の進行方向から受ける切削力Fxに対して強度アップが図られているため切削時の鋸刃にかかる負荷への耐力がアップして切削能力を向上させている。
【0028】
以上の結果から、切断の上下方向の刃先の強度がアップするので高速切削に適するものであり、従来高速切断において歯欠け等で切削性能を十分発揮できなかった工具鋼や炭素鋼等の切削においても、切削性能をアップさせることがができる。また、刃先強度をアップされたことにより、高速切断が可能となり急な納期切断にも対応できるようになった。
【0029】
(実施例2)
図9には、この発明に係る超硬鋸刃25の第2実施例が示されている。この超硬鋸刃25は低歯としてのバチ歯27と高歯としてのベベル歯29の高低差を有する2種からなる歯形構成となっている。そして、低歯であるバチ歯27として、前述の図2(A)に示されているタイプIの接合部の接合形態を採用し、高歯であるベベル歯29として前述の図2(C)に示されているタイプIIIの接合形 態を採用しており、図3中NO.5に該当する。
【0030】
すなわち、本超硬鋸刃25においては、バチ歯27における接合部の接合境界線23の両端点P1、P2が成す水平方向の距離Xと垂直距離Yが等しくX=Yである。
【0031】
一方、高歯のベベル歯29における水平方向の距離Xと垂直距離Yとの関係は、X>Yとなっており、接合境界線23の長さはL1→L2へと拡大して接合密着性がアップしている。
【0032】
以上の結果から、図10に示されているように、強度がアップされ、さらに、図11に示されているように、切削時の超硬鋸刃25の下降方向から受ける切削力Fyに対して強度アップが図られているため切削時の鋸刃にかかる負荷への耐力がアップして、図12に示されているように、中速で切削加工を行っている被削材の切削に対しては、従来よりも切削性能を大きく向上させている。さらに、図13に示されているように、歯欠け数は減少している。
【0033】
(実施例3)
図14には、この発明に係る超硬鋸刃31の第3実施例が示されている。この超硬鋸刃31は図3におけるNO.3に対応するものであり、低歯としてのバチ歯33と高歯としてのベベル歯35の高低差を有する2種からなる歯形構成となっている。そして、低歯であるバチ歯33として、前述の図2(C)に示されているタイプIIIの接合部の接合形態を採用し、高歯であるベベル歯35として前 述の図2(B)に示されているタイプIIの接合形態を採用している。
【0034】
すなわち、本超硬鋸刃31においては、低歯のバチ歯33については、前述の第2実施例(図9参照)におけるバチ歯27と同じタイプIIIをバチ歯33に採 用しており、胴部19と超硬歯材21の接合部の接合境界線23の両端点P1、P2が成す水平方向の距離Xと垂直距離Yの関係が、X>Yである。これにより、切削時の鋸刃の下降方向に対する切削力Fyに対する低歯の強度アップを発揮させるような形状となっている。
【0035】
一方、高歯のベベル歯35における水平方向の距離Xと垂直距離Yとの関係は、X<Yとなっており、図15に示されているように、切削時の超硬鋸刃31の進行方向に対する切削力Fxに対する高歯の強度アップを発揮させるような形状となっている。
【0036】
以上の結果から、切削をスムーズに効率よく行うことができる。特に、この第3実施例の超硬鋸刃31は、低速で切削する被削材の切削性能の向上を図ることができる。
【0037】
(実施例4)
図16には、この発明に係る超硬鋸刃37の第4実施例が示されている。この超硬鋸刃37は、前述した図3におけるタイプNO.7に対応するものであり、低歯としてのバチ歯39、41と高歯としてのベベル歯43の高低差を有する2種からなる歯形構成となっている。そして、低歯であるバチ歯39、41として、前述の図2(A)に示されているタイプIおよび図2(C)に示されているタイプIIIの接合形態を採用し、高歯であるベベル歯43として前述の図2(B) に示されているタイプIIの接合形態を採用している。
【0038】
すなわち、本超硬鋸刃37においては、全てのベベル歯43には、前述の第1実施例(図5参照)でベベル歯17に使用したものと同じタイプIIを採用しており、接合部の接合境界線23の両端点P1、P2が成す水平方向の距離Xと垂直距離Yとの関係は、X<Yとなっており、図17および図18に示されているように、切削時の超硬鋸刃37の進行方向に対する切削力Fxに対する高歯の強度アップを発揮させるような形状となっている。
【0039】
一方、低歯のバチ歯39については、水平方向の距離Xと垂直距離Yの関係が、X=YであるタイプIと、X>YであるタイプIIIを採用し、切 削時の鋸刃の下降方向に対する切削力Fyに対する低歯の強度アップと、耐騒音、振動対策として同一パターンの繰り返し周期性を改善させるための形状としている。
【0040】
以上の結果から、切削をスムーズに効率よく行うことができる。また、図19に示されているように、切削時の騒音、振動の抑制を図ることができる。特に、この第4実施例の超硬鋸刃37は、中速で切削する難削材の切削性能の向上を図ることができる。
【0041】
(実施例5)
図20には、この発明に係る超硬鋸刃45の第5実施例が示されている。この超硬鋸刃45は、前述した図3におけるタイプNO.7に対応するものであり、高歯としてのベベル歯47には前述の図2(C)に示されているタイプIIIを採 用し、低歯としてのバチ歯49、51には前述の図2(A)に示されているタイプIおよび図2(B)に示されているタイプIIの接合形態を採用している。
【0042】
すなわち、本超硬鋸刃45においては、前述の第2実施例(図9参照)で採用したベベル歯29と同じタイプIIIを全てのベベル歯47に採用して、接合部の 接合境界線23の両端点P1、P2が成す水平方向の距離Xと垂直距離Yとの関係をX>Yとし、図21および図22に示されているように、切削時の鋸刃の下降方向に対する切削力Fyに対する高歯の強度アップを発揮させるようにしている。
【0043】
一方、低歯のバチ歯49、51については、水平方向の距離Xと垂直距離Yの関係が、X=YであるタイプIと、X<YであるタイプIIを採用し、図22に示されているように、切削時の鋸刃の進行方向に対する切削力Fxに対する低歯の強度アップと、耐騒音、振動対策として同一パターンの繰り返し周期性を改善させるための形状としている。
【0044】
以上の結果から、切削をスムーズに効率よく行うことができる。また、切削時の騒音、振動の抑制を図ることができる。特に、この第5実施例の超硬鋸刃45は、低速で切削する難削材の切削性能の向上を図ることができる。
【0045】
なお、この発明は前述の発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他の態様で実施し得るものである。従って、前述した各実施例の構成に限らず、超硬鋸刃のバチ歯とベベル歯において胴部と超硬歯材との接合部形態が異なるように構成したものでもよい。
【0046】
すなわち、図23〜図25を参照するに、バチ歯の水平距離X1、ベベル歯の水平距離X2、バチ歯の垂直距離Y1、ベベル歯の垂直距離Y2の組み合せは、図23に示されているように、全部で16通り考えられる。ここで、「0」は同じ、「1」は異なるを意味している。例えば、図24を参照するに、この場合はX1≠X2であり、これ以外の値が同じ場合は、図23中NO.5に該当する。また、図25を参照するに、X1=Y2のみ同じでそれ以外の値が異なる場合は、図23中NO.7に該当する。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による超硬鋸刃では、高歯と低歯の2歯の胴部と超硬歯材の接合部の水平方向の投影距離もしくは垂直方向の投影距離が異なるように構成して、超硬鋸刃の上下方向の強度を増したり、あるいは超硬鋸刃の走行方向の強度を増したりすることにより、被削材の種類や切削速度に対応した超硬鋸刃とすることができる。また、接合境界線の長さが長くなるので、超硬歯材と胴部との間の接合力を増加して、歯欠けの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明に係る超硬鋸刃の実施の形態の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図2】(A)はタイプI、(B)はタイプII、(C)は、タイプIIIの超硬鋸刃の接 合部の拡大図である。
【図3】被削材別接合形態タイプ組み合わせ表である。
【図4】歯別接合形態タイプ組み合わせ表である。
【図5】(A)はこの発明に係る超硬鋸刃の第1実施例の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図6】従来と本発明の接合曲線長さの比較図である。
【図7】従来と本発明の歯先強度の比較図である。
【図8】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図9】(A)はこの発明に係る超硬鋸刃の第2実施例の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図10】従来と本発明の歯先強度の比較図である。
【図11】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図12】従来と本発明の切断面積の比較図である。
【図13】従来と本発明の歯欠け数の比較図である。
【図14】(A)はこの発明に係る超硬鋸刃の第3実施例の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図15】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図16】(A)はこの発明に係る超硬鋸刃の第4実施例の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図17】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図18】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図19】第1実施例と第4実施例における騒音の比較図である。
【図20】(A)はこの発明に係る超硬鋸刃の第5実施例の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図21】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図22】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図23】バチ歯およびベベル歯の接合曲線のX方向長さとY方向長さの組み合せ表である。
【図24】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図25】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図26】(A)は従来の超硬鋸刃の断面図、(B)は平面図、(C)は側面図である。
【図27】従来の超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【図28】超硬歯材と胴部との接合部の拡大図である。
【符号の説明】
1 超硬鋸刃
7 胴部
9 超硬歯材
11 接合境界線
15 バチ歯(低歯)
17 ベベル歯(高歯)

Claims (1)

  1. 胴部に超硬歯材を接合してなる高歯と低歯を有する超硬鋸刃であって、胴部(7)と超硬歯材(9)との接合部の接合境界線(11)が円弧状の曲線であり、当該接合境界線(11)の水平方向の投影距離(X0)と垂直方向の投影距離(Y0)とが同一のタイプIと、前記水平方向の投影距離(X0)が垂直方向の投影距離(Y0)よりも小さいタイプIIと、前記水平方向の投影距離(X0)が垂直方向の投影距離(Y0)よりも大きいタイプIIIとから、高歯と低歯に対して異なるタイプを選択して接合してあり、少なくとも前記接合境界線(11)の前記タイプI及びII又はIIIを備え、前記高歯の接合部又は前記低歯の接合部に異なる2タイプを備えていることを特徴とする超硬鋸刃。
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