JP5127631B2 - 帯鋸刃 - Google Patents

Description

本発明は、直歯及び左右のアサリ歯の複数の鋸歯を備えた帯鋸刃に係り、さらに詳細には、ワークの切断（切削）時に左右のアサリ歯に作用する左右方向の分力によってアサリ歯が内方向へ変形されて、ワークに切削した切削溝の幅が小さくなることを抑制することのできる帯鋸刃に関する。

金属製の大きなワークの切削（切断）を行う場合、帯鋸刃を備えた帯鋸盤が使用される。前記帯鋸刃は、直歯及び左右のアサリ歯の複数の鋸歯を備えた構成である。帯鋸刃によってワークの切断を行うとき、切削によって生じた切り屑の排出性をよくするために、各鋸歯におけるスクイ面に、切り屑を螺旋状に巻くためのチップカーラー部を備えた帯鋸刃が開発されている（例えば特許文献１，２，３，４参照）。

ところで、左右のアサリ歯を備えた帯鋸刃における左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置は、帯鋸刃の製造方法により、帯鋸刃の背部又は基準位置から一定の距離である（特許文献５参照）。
特開平６−７１６号公報 特開２００５−３４９５１２号公報 特許第３８７０１５８号公報 特開２００３−３３４７２１号公報 特開平１１−１９８２２号公報

特許文献１〜４には、鋸歯の形状に関する記載はあるものの、左右のアサリ歯のアサリ振出しを行う場合のアサリ曲げ位置及びアサリ曲げ線の長さに関しては何等の記載もない。特許文献５に記載の帯鋸刃には、左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置が同一高さ位置であり、かつアサリ曲げ線の長さが全て等しい旨記載されている。

前述のごとき従来の帯鋸刃によってワークの切断を行うと、帯鋸刃に備えた左右のアサリ歯のアサリ幅（アサリ振出量）に対応した幅寸法の切削溝がワークに形成されることになる。しかし、ワークの切断（切削）時には左右のアサリ歯に左右方向の分力が作用するので、左右のアサリ歯が内方向へ変形されて、前記切削溝の幅寸法が規定値より小さくなることがあり、また切断によってワークの内部応力が解放されて、切削溝の幅寸法が小さくなり、場合によっては帯鋸刃が挟み込まれる狭窄現象が生じて帯鋸刃が動かなくなることがある。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、直歯及び左右のアサリ歯の複数の鋸歯を備え、かつ各鋸歯の間にガレット部を備えた帯鋸刃であって、前記各鋸歯におけるスクイ面に、ワークの切削時に生じた切り屑を螺旋状に巻くためのチップカーラー部を備え、前記左右のアサリ歯における逃げ面の歯元側への長さを、直歯における逃げ面の歯元側への長さよりも長く形成し、前記左右のアサリ歯の逃げ面に、隣接した後続の鋸歯側へ突出した補強部を備え、前記左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置を、この補強部に設けてあることを特徴とするものである。

また、前記帯鋸刃において、左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置は同一高さ位置であり、この左右のアサリ歯のアサリ曲げ線の長さは、同一高さ位置における直歯のアサリ曲げ線相当幅寸法よりも大きいことを特徴とするものである。

また、前記帯鋸刃において、前記チップカーラー部とガレット部の底部との間に、前記チップカーラー部よりも、帯鋸刃の進行方向の反対側に窪んだ凹部を備え、かつこの凹部とガレット部の底部とを曲率半径の大きな円弧状部でもって接続してあることを特徴とするものである。

また、前記帯鋸刃において、左右のアサリ歯のアサリ振出量が大きなアサリ歯のアサリ曲げ線は、アサリ振出量の小さなアサリ歯のアサリ曲げ線よりも長いことを特徴とするものである。

本発明によれば、各鋸歯のスクイ面にチップカーラー部を備えているので、チップカーラー部を備えていない鋸歯に対して、スクイ面が隣接した先行歯側へ突出した突出部を備えた態様となる。さらに逃げ面において、逃げ面の歯元側への長さを長く形成、又は隣接した後続の鋸歯側への突出した補強部を備えた態様となる。よってこれらの位置に左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置を設けたので、アサリ曲げ線長さが従来に比較して長くなるものであり、左右のアサリ歯に作用する左右方向の分力に対する抗力が大きくなる。したがって、左右方向の分力に起因する左右のアサリ歯の内方向への変形を抑制することができ、ワークの切削時における切削溝の幅寸法が小さくなることを抑制できることとなり、前述したごとき問題を解消することができるものである。

図１を参照するに、本発明の第１の実施形態に係る帯鋸刃１は、一般的な帯鋸刃と同様に帯状の胴部３を備えており、この胴部３の一側部には直歯５，左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂの複数の鋸歯を適宜のピッチＰ１〜Ｐ５の間隔で備えている。そして、前記各鋸歯の間にはそれぞれガレット部１１が備えられている。なお、前記ピッチＰ１〜Ｐ５はそれぞれ同一ピッチ又は異なるピッチでもよいものであり、所望のピッチとすることができる。図２を参照するに、前記各鋸歯におけるスクイ角θと歯角βと逃げ角αとの和は９０°であって、切削抵抗の低減効果及び耐摩耗性を兼ね備えるための構成として前記スクイ角θ，歯角βは、１０°≦θ，４０°≦βに設定してある。そして、前記各鋸歯におけるスクイ面１３には、ワーク（図示省略）の切断（切削）時に連続的に生じた切り屑を螺旋状に巻くための円弧状のチップカーラー部１５が備えられている。

上記チップカーラー部１５の半径ｒ、当該チップカーラー部１５の前側（図１において右側）のガレット部１１を含むピッチＰの１０％±０．５ｍｍに設定してある。すなわち、例えばピッチＰ１でガレット部１１を形成する鋸歯９Ａの場合のチップカーラー部１５の半径ｒは、（Ｐ１×０．１）±０．５ｍｍとなり、以下同様に、鋸歯７Ａの場合には（Ｐ２×０．１）±０．５ｍｍとなるものである。したがって、チップカーラー部１５の半径ｒは、ピッチＰの寸法が大きくなるほど大きくなるものであり、このように設定することにより、種々のピッチＰの寸法に対応した適正な半径ｒに設定できるものである。

なお、前記チップカーラー部１５の半径ｒを設定するには、１グループに含まれる全鋸歯のピッチＰｔの平均値を使用することも可能である。このように全ピッチＰｔの平均値を用いることにより各鋸歯におけるチップカーラー部１５の半径が等しくなるので、各ピッチＰ１〜Ｐ５がそれぞれ異なる場合であっても、チップカーラー部１５の形成がより容易になるものである。

前記チップカーラー部１５の扇角γ、すなわち前記スクイ面１３とチップカーラー部１５の円弧との接続部１５Ａと、前記ガレット部１１における後部側凹曲面部（凹曲線部）１７とチップカーラー部１５の円弧との交点１５Ｂとの間の円弧を含む角度は９０°±２５°に設定してある。すなわちチップカーラー部１５の円弧は半径ｒの約１／４円の円弧に形成してある。そして、前記交点１５Ｂの位置は、各鋸歯の歯先Ｔから前記交点１５Ｂまでの高さ寸法ｈが（２ｒ×１．１）±（２ｒ×１．１）×０．２の条件を満たす位置である。

ところで、鋸歯によってワークを切削したときに生じた切り屑は鋸歯におけるスクイ面１３に沿ってチップカーラー部１５に至り、チップカーラー部１５の半径ｒと扇角γからなる円弧部において切り屑に巻き癖が付与されて螺旋状に巻かれるものである。ここで、前記寸法ｈが［（２ｒ×１．１）−（２ｒ×１．１）×０．２］より小さくなると、切り屑が螺旋状に巻けずにチップカーラー部１５で目詰まりを生じることがある。また、［（２ｒ×１．１）＋（２ｒ×１．１）×０．２］より大きくなると、チップカーラー部１５に切り屑が達するまでに切り屑の温度が低下して巻き癖が生じ難くなる。したがって、前記寸法ｈは［（２ｒ×１．１）±（２ｒ×１．１）×０．２］の範囲に設定することが望ましいものである。

また、前記チップカーラー部１５の半径ｒが（Ｐ×０．１−０．５）より小さくなると、ピッチに対応した切り屑長さに比べ半径ｒおよびそれに対応した寸法ｈが小さいため切り屑が充満し、目詰まりを起こすという問題があり、（Ｐ×０．１＋０．５）より大きくなると、半径ｒに対応した寸法ｈがが大きくなるため、切り屑に十分な巻き癖が付与される前に温度低下し、十分巻き癖がつかず、長く伸びた切り屑が発生し、その切り屑が切り溝と鋸刃の胴部に挟まり切断面に凹凸を発生させるという問題があるので、チップカーラー部１５の半径ｒは（Ｐ×０．１±０．５）の範囲に設定することが望ましいものである。

また、前記チップカーラー部１５の扇角γは、９０°±２５°に設定してある。すなわち、ワークの切削時に鋸歯の歯先で削り取られた切り屑はスクイ面１３に沿ってチップカーラー部１５へ連続的に流れ、このチップカーラー部１５において半径ｒ，扇角γの関係において切り屑が螺旋状に巻かれる先端部の曲率が決定されるものである。ここで、前記扇角γが（９０°−２５°）より小さくなると、充分な巻き癖が付与できず、切断面に凹凸を発生させるという問題があり、（９０°＋２５°）より大きくなると、その扇形の内部だけに切り屑が収まってしまい、結果として有効ガレットが小さくなり目詰まりになるという問題があるので、扇角γは９０°±２５°の範囲に設定することが望ましいものである。

以上のごとき説明より理解されるように、帯鋸刃１によるワークの切断加工時に生じた切り屑をコンパクトにカーリングするには、鋸歯における歯先のピッチ（又は平均ピッチ）Ｐの寸法に対応してチップカーラー部１５の半径ｒ，扇角γを設定し、上記半径ｒに対応して歯先の前記高さ寸法ｈを設定することが望ましいものである。

前述のように、鋸歯にチップカーラー部１５を備えることにより、隣接した先行歯（帯鋸刃１の進行方向の前側に位置する鋸歯）側へ突出した突出部をスクイ面１３に備えた形態となり、チップカーラー部１５を備えていない通常の鋸歯（例えば想像線１７Ａの凹曲線で示される鋸歯）よりも鋸歯の幅寸法（帯鋸刃１の進行方向と同方向の幅寸法）が大きくなるものである。

また、前記各鋸歯の逃げ面１９は前記歯先Ｔから所望範囲に亘って同一逃げ角αで傾斜した傾斜面に形成してあり、この逃げ面１９の端部１９Ａの歯先Ｔからの高さ寸法は前記寸法ｈよりも小さく設定してある。

そして、前記逃げ面１９の前記歯先Ｔから前記端部１９Ａまでの、帯鋸刃１の進行方向（走行方向）の寸法Ｅは、直歯５の寸法Ｅ０よりも左右の各アサリ歯９Ａ，７Ａ，９Ｂ，７Ｂにおける各寸法Ｅ１〜Ｅ４を大きく設けてある。

すなわち、前記逃げ面１９の後側（図１において左側）に連続した第２逃げ面２１を鋸歯のより後側に配置する構成として、左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂの幅寸法を直歯５の幅寸法より大きく設定してある。既に理解されるように、前記逃げ面１９の帯鋸刃１の走行方向の寸法Ｅを大きくするほど端部１９Ａが歯先Ｔからより後方に位置することとなり、鋸歯の幅寸法が大きくなるものである。

換言すれば、各鋸歯の逃げ角αが等しいことにより、各鋸歯における逃げ面１９の歯元側への長さ、すなわち歯先Ｔから逃げ面１９の端部１９Ａまでの長さを長く形成することにより、第２の逃げ面２１は前記チップカーラー部１５から離れることとなり、鋸歯の幅寸法（帯鋸刃１の走行方向の幅寸法、図２においての左右方向の幅寸法）が大きくなるものである。

前述のように、直歯５の前記寸法Ｅ０よりも左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂの寸法Ｅ１〜Ｅ４を大きくすることは、図２（ｂ）に斜線で示した領域Ｑが逃げ面１９の後方向に突出した補強部を構成することになるものである。

前記左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂのアサリ曲げ位置２３は、例えば帯鋸刃１の背部などの基準位置から一定の高さ位置であり、前記チップカーラー部１５における前記交点１５Ｂとガレット部１１における底部１１Ｂとの間であって前記交点１５Ｂに近接した位置に設定してある。そして、前記アサリ曲げ位置２３においてアサリ振出を行ったアサリ曲げ線２５は帯鋸刃１の走行方向（進行方向）と平行に形成してある。

既に理解されるように、左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂのアサリ曲げ位置２３での幅寸法（アサリ曲げ線長さ）Ｓ１〜Ｓ４は、直歯５においてアサリ曲げ位置２３に相当する高さ位置の幅寸法（アサリ曲げ線相当幅寸法）Ｓ０より大きなものである。なお、左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂの左右方向へのアサリ振出量Ｌｎ，Ｒｎはそれぞれ等しいので、前記左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂのアサリ曲げ位置２３での幅寸法は等しく設定してある。

以上のごとき説明より理解されるように、本実施形態に係る帯鋸刃１における各鋸歯は、スクイ面１３にチップカーラー部１５を備えることによってスクイ面１３に、隣接して帯鋸刃１の進行方向（走行方向）に先行する先行歯方向へ突出した突出部を備えた形態として前方向（先行歯方向）への幅寸法を大きくし、かつ各鋸歯における逃げ面１９の走行方向への寸法Ｅを大きくして後方向（後続歯方向）への幅寸法を大きくすることによって、鋸歯の全体的幅寸法を大きくしている。そして、この幅寸法の大きな部分にアサリ曲げ位置２３を設定して左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂのアサリ振出しを行うので、左右のアサリ歯におけるアサリ曲げ線２５の長さを、従来の一般的な帯鋸刃におけるアサリ歯のアサリ曲げ線よりも長くすることができる。

したがって、ワークの切断時に左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂに作用する左右方向の分力に対する剛性が向上し、左右方向の分力によってアサリ歯が内方向へ変形する変形量をより小さく抑制することができるものである。よって、ワークの切削時にワークに形成された切削溝の幅寸法が、左右のアサリ歯のアサリ振出量によって規定される幅寸法よりも小さくなることを抑制することができる。ために、切削溝が狭くなって狭窄現象を生じることを防止でき、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。

ところで、前記説明においては、スクイ面１３にチップカーラー部１５を備えた構成において、逃げ面１９の走行方向の寸法Ｅを大きくすることによって鋸歯の幅寸法を大きくしたが、図３に示すように、逃げ面１９に後方向，すなわち隣接した後続の鋸歯側（図３において左側）へ突出した補強部２７を備えた構成とすることも可能である。上記構成とすることにより、補強部２７を備えていない場合のアサリ曲げ線の長さＳＡよりも補強部２７を備えた場合のアサリ曲げ線の長さＳＢを長くすることができるものである。

前述のように、鋸歯の逃げ面１９に補強部２７を備えた構成においては、補強部２７を備えない場合のガレット部１１の底部１１Ｂの曲率半径ＲＡよりも、補強部２７を備えた場合のガレット部１１の底部１１Ｂの曲率半径ＲＢは小さくなる。しかし、この場合、図４に示すように、チップカーラー部１５とガレット部１１の底部１１Ｂとの間に、前記チップカーラー部１５の交点１５Ｂよりも、帯鋸刃１の進行方向（走行方向：図４において右方向）の反対側へ窪んだ凹部２９を備え、この凹部２９と前記ガレット部１１の底部１１Ｂとを円弧状部３１でもって接続することにより、この円弧状部３１の曲率半径ＲＣを前記曲率半径ＲＢより大きくすることができるものである。

したがって、前記凹部２９を備えることによってガレット部１１の底部１１Ｂの曲率半径ＲＣを大きくすることができ、ガレット部１１の底部１１Ｂにおける応力集中を緩和できることとなり、帯鋸刃１の胴疲労寿命による胴破断を抑制することができるものである。

なお、鋸歯の逃げ面１９に補強部２７を設けるに当り、補強部２７の形状は種々の形態とすることができるものである。例えば図５に示すように、逃げ面１９から後方向へ大きく突出した構成とすることも可能である。すなわち、前記凹部２９を備えた構成とすることにより補強部２７を種々の形状でもって後方向へ突出した構成とすることができるものである。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る帯鋸刃１Ａを示すものである。この帯鋸刃１Ａにおいては、直歯５，左アサリ歯７Ａ，右アサリ歯９Ｂの歯高寸法（歯先Ｔの高さ位置）は等しく、また右アサリ歯９Ａと左アサリ歯７Ｂとの歯高寸法は等しいが、左右のアサリ歯７Ｂ，９Ａの歯高寸法は直歯５等の歯高寸法より小さく設けてある。そして、歯高寸法の小さな左右のアサリ歯７Ｂ，９Ａの左右方向へのアサリ振出量Ｌｗ２，Ｒｗ１は、歯高寸法の大きな左右のアサリ歯７Ａ，９Ｂのアサリ振出量Ｌｎ１，Ｒｎ２よりも大きく設けてある。

また、前記帯鋸刃１Ａにおいて、直歯５のアサリ曲げ線相当幅寸法Ｓ０と左右のアサリ歯９Ａ，７Ａ，９Ｂ，７Ｂのそれぞれのアサリ曲げ線長さＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の間には、Ｓ０＜Ｓ２＝Ｓ３＜Ｓ１＝Ｓ４の関係にある。すなわち、アサリ振出量Ｒｗ１，Ｒｗ２の大きなアサリ歯９Ａ，７Ｂのアサリ曲げ線長さＳ１，Ｓ４を、アサリ振出量Ｌｎ１，Ｒｎ２の小さなアサリ歯７Ａ，９Ｂのアサリ曲げ線長さＳ２，Ｓ３より大きく設けてある。換言すれば、アサリ振出量の大きなアサリ歯ほどアサリ曲げ線長さを大きくして左右方向の分力に対する剛性を大きくして内方向への変形を抑制している。

したがって、歯高寸法の小さな左右のアサリ歯のアサリ振出量を、歯高寸法の大きな左右のアサリ歯のアサリ振出量より大きくして切削抵抗の分散化を図った帯鋸刃においても、切削溝が狭くなることを防止でき、前述の帯鋸刃と同様の効果を奏し得るものである。

図７，図８は、図４に示した形状の鋸歯及び類似形状の鋸歯を、図６に示す帯鋸刃における鋸歯に適用した場合を示すものであり、鋸歯の形状が異なるのみであるから、詳細な説明は省略する。

図９は、図１に示した構成の帯鋸刃１を実際に製造した場合の各部の寸法を示すものである。

以上のごとき説明より理解されるように、本実施形態に係る帯鋸刃１においては、左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂにおけるスクイ面１３にチップカーラー部１５を備え、かつ各アサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂにおける逃げ面１９に後側へ突出した補強部を形成して、左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂの幅寸法を、チップカーラー部及び補強部を有しない従来の一般的な左右のアサリ歯よりも幅寸法を大きくしてあるので、左右のアサリ歯７Ａ，７Ｂ；９Ａ，９Ｂにおけるアサリ曲げ線長さをより大きくすることができ、ワークの切削時における左右方向の分力に抗する剛性を大きくすることができ、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。

本発明の実施形態に係る帯鋸刃の構成を示す説明図である。 上記帯鋸刃における鋸歯の詳細説明図である。 鋸歯の別形態を示す説明図である。 鋸歯の別形態を示す説明図である。 鋸歯の別形態を示す説明図である。 帯鋸刃の第２の実施形態を示す説明図である。 帯鋸刃の第３の実施形態を示す説明図である。 帯鋸刃の第４の実施形態を示す説明図である。 実際の帯鋸刃の各部の寸法を示す説明図である。

符号の説明

１ 帯鋸刃
３ 胴部
５ 直歯
７Ａ，７Ｂ 左アサリ歯
９Ａ，９Ｂ 右アサリ歯
１１ ガレット部
１１Ｂ 底部
１３ スクイ面
１５ チップカーラー部
１５Ａ 接続部
１５Ｂ 交点
１７， １７Ａ 後部側凹曲面部（凹曲線部）
１９ 逃げ面
１９Ａ 端部
２１ 第２逃げ面
２３ アサリ曲げ位置
２５ アサリ曲げ線
２７ 補強部
２９ 凹部
３１ 円弧状部
Ｔ 歯先

Claims (4)

1. 直歯及び左右のアサリ歯の複数の鋸歯を備え、かつ各鋸歯の間にガレット部を備えた帯鋸刃であって、前記各鋸歯におけるスクイ面に、ワークの切削時に生じた切り屑を螺旋状に巻くためのチップカーラー部を備え、前記左右のアサリ歯における逃げ面の歯元側への長さを、直歯における逃げ面の歯元側への長さよりも長く形成し、前記左右のアサリ歯の逃げ面に、隣接した後続の鋸歯側へ突出した補強部を備え、前記左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置を、この補強部に設けてあることを特徴とする帯鋸刃。
2. 請求項１に記載の帯鋸刃において、左右のアサリ歯のアサリ曲げ位置は同一高さ位置であり、この左右のアサリ歯のアサリ曲げ線の長さは、同一高さ位置における直歯のアサリ曲げ線相当幅寸法よりも大きいことを特徴とする帯鋸刃。
3. 請求項１に記載の帯鋸刃において、前記チップカーラー部とガレット部の底部との間に、前記チップカーラー部よりも、帯鋸刃の進行方向の反対側に窪んだ凹部を備え、かつこの凹部とガレット部の底部とを曲率半径の大きな円弧状部でもって接続してあることを特徴とする帯鋸刃。
4. 請求項１，２又は３に記載の帯鋸刃において、左右のアサリ歯のアサリ振出量が大きなアサリ歯のアサリ曲げ線は、アサリ振出量の小さなアサリ歯のアサリ曲げ線よりも長いことを特徴とする帯鋸刃。

Images