JP5308139B2

JP5308139B2 - 丸鋸刃

Info

Publication number: JP5308139B2
Application number: JP2008315517A
Authority: JP
Inventors: 正樹大場; 悟西尾
Original assignee: Kanefusa KK
Current assignee: Kanefusa KK
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-12-11
Also published as: CN101745699A; JP2010137323A; CN101745699B

Description

この発明は、丸鋸刃に関し、更に詳細には、丸鋸本体の外周縁部に設けられた歯部の間に、該外周縁部から回転中心側へ向けて切込まれたスリットを備えた丸鋸刃に関するものである。

木質系材料や鉄鋼材料等の切削に用いられる丸鋸刃１０は、図６に示すように、円形の台金から丸鋸本体１２が構成され、該丸鋸本体１２の外周縁部から外方へ突出する歯部１４が所定ピッチで複数設けられている(特許文献１参照)。各歯部１４は、丸鋸本体１２の外周縁部から延出する歯体１６と、該歯体１６の回転方向に臨む面に設けられた切削歯１８とから構成され、隣接する歯部１４,１４の間には、切削時に被削材から生ずる切屑を収容して排出する歯室(歯袋ともいう)２０が形成されている。この歯室２０は、隣接する歯部１４,１４の外縁を連ねるよう湾曲形成されており、歯室２０の最も凹んだ部位である歯底部２２は、丸鋸刃１０の回転方向後方の歯部１４側に偏倚している。

ところで、使用時の丸鋸刃１０は高速回転されるので、丸鋸本体１２の外周側が遠心力により外方へ膨張して、丸鋸本体１２に僅かな歪みが発生する。そこで、任意の歯底部２２から回転中心Ｏ側へ切込んだスリット２４を形成して、このスリット２４により使用時の丸鋸本体１２の歪みを許容し得るようになっている。
特開２００５−１１９２０５号公報

ところが、前記歯底部２２は、前述したように、回転方向後方の歯部１４側に偏倚して設けられているので、歯底部２２から切込まれるスリット２４も回転方向後方の歯部１４側に偏倚して形成されることとなる。このように、スリット２４が一方の歯部１４側に偏って設けられると、当該歯部１４の剛性が他方の歯部１４に比べて著しく低下してしまう。剛性の低下した歯部１４は、切削時の振動(切削振動)が相対的に大きくなるため、被削材の切削面質が低下する原因となっていた。

また、歯底部２２にスリット２４を形成すると、切削時に生ずる切屑がスリット２４内に詰まり易く、当該スリット２４の機能が低下する虞がある。そこで、スリット２４に合成樹脂等を充填することで、スリット２４に切屑が詰まるのを防止することは可能であるが、これでは、工程数が増加して製品コストが嵩む別の問題が生じてしまう。

そこで、この発明は、従来の技術に係る丸鋸刃に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、スリットを挟む一方の歯部の剛性が極端に低下するのを防止して、切削面の品質向上を図り得る丸鋸刃を提供することを目的とする。また、切削時の切屑がスリットに詰まり難くした丸鋸刃を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、本発明に係る丸鋸刃は、
丸鋸本体の外周縁部から外方へ突出するよう複数の歯部が設けられると共に、該外周縁部における隣接する歯部の間から丸鋸本体の回転中心側へ向けてスリットが所要深さで切込まれた丸鋸刃において、
前記スリットの開放端と回転中心とを結ぶ線分が、回転方向後方の歯部における歯先と回転中心とを結ぶ線分に対してなす切込位置角度を、該スリットを挟む両歯部の歯先がなす中心角の０.２５倍〜０.５倍の範囲内に設定し、
前記スリットの終端と回転中心とを結ぶ線分が、回転方向後方の歯部における歯先と回転中心とを結ぶ線分に対してなす終端位置角度を、前記中心角の０.２５倍〜０.５倍の範囲内に設定したことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、スリットの開放端の形成位置を所定条件に設定することで、スリットを挟む一方の歯部の剛性が極端に小さくなるのを防止することができる。従って、歯部の切削振動が大きくなるのを防止して、切削面の品質向上を図り得る。また、スリットの終端の形成位置を所定条件に設定することで、スリットを挟む一方の歯部の剛性が極端に小さくなるのを防止し得る。従って、歯部の切削振動が大きくなるのを防止し、切削面の品質向上を図り得る。

請求項２に係る丸鋸刃では、切込位置角度は、スリットを挟む両歯部の間に設けられた歯室の歯底部と回転中心とを結ぶ線分が、回転方向後方の歯部における歯先と回転中心とを結ぶ線分に対してなす歯底位置角度より大きくなるよう設定されている。
請求項２の発明によれば、切屑が飛来し易い歯底部を避けた位置にスリットを設けることで、該スリットに切屑が詰まるのを抑制し得る。また、スリットを歯底部以外に設けることで、該歯底部の剛性が低下するのを防止して、歯底部に割れが生ずるのを抑制し得る。

本発明に係る丸鋸刃によれば、スリットを挟む一方の歯部の剛性が極端に小さくなるのを防止して、切削面の品質向上を図り得る。また、スリットに切屑が詰まるのを抑制することができる。

次に、本発明に係る丸鋸刃につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、実施例では、丸鋸刃として、各歯体に硬質チップが設けられたチップソーを例に説明する。また、従来例で説明した部材と同一の部材については、同じ符号を付して説明することとする。

図１は、実施例に係る丸鋸刃３０の全体を示す正面図であって、円形状の台金からなる丸鋸本体１２の外周縁部に、複数の歯部１４が同一のピッチ間隔で設けられている。丸鋸本体１２は、使用時に回転中心Ｏを中心として一方向(回転方向)へ高速回転されるようになっている。前記歯部１４は、丸鋸本体１２の外周縁部から外方へ延出する歯体１６と、該歯体１６の回転方向側に臨む面(すくい面１４ａ)に設けられて、被削材の切削を行なう硬質チップ３２とを備えている。

丸鋸本体１２の外周縁部における隣接する歯部１４,１４の間には、被削時の切屑を収容する歯室２０が形成されている。この歯室２０は、回転中心Ｏ側へ凹む湾曲形状をなしており、最も凹んだ歯底部２２は、回転方向後方の歯部１４側へ偏倚している。なお、本実施例における歯室２０とは、回転方向後方の歯部１４におけるすくい面１４ａから、回転方向前方の歯部１４における背面(回転方向後方の縁部)１４ｂに至るまでの部位により囲まれる領域を指す。

図１に示すように、実施例に係る丸鋸刃３０は、丸鋸本体１２の外周縁部に略９０°の位相差でスリット３４が４つ設けられている。各スリット３４は、丸鋸本体１２の外周縁部における隣接する歯部１４,１４の間であって、前記歯底部２２を避けた位置から切込まれている。各スリット３４は、例えば、レーザー加工等により、回転中心Ｏに対して回転方向前方へ僅かに偏倚する方向へ直線的に切込まれている。ここで、スリット３４の具体的な形成位置について詳細な説明をするため、以下の定義を行なう。なお、以下の説明で、スリット３４を挟んで回転方向前方の歯部１４を前歯１４Ａ、回転方向後方の歯部１４を後歯１４Ｂと呼ぶ場合がある。

先ず、スリット３４を挟む両歯部１４,１４における硬質チップ３２,３２の歯先３６,３６が回転中心Ｏに対してなす中心角を歯先中心角θとする。また、後歯１４Ｂの歯先３６と回転中心Ｏとを結ぶ線分を基準仮想線Ｌとし、スリット３４を切込む位置(スリット３４の開放端３４ａ)と回転中心Ｏとを結ぶ線分を切込位置線ｌとする。更に、スリット３４の終端３４ｂと回転中心Ｏとを結ぶ線分を終端位置線ｍとし、前記歯底部２２と回転中心Ｏとを結ぶ線分を、歯底位置線ｎとする。そして、切込位置線ｌが基準仮想線Ｌに対してなす角度を切込位置角度α、終端位置線ｍが基準仮想線Ｌに対してなす角度を終端位置角度β、歯底位置線ｎが基準仮想線Ｌに対してなす角度を歯底位置角度γと夫々定義する。

そして、実施例に係るスリット３４は、(１) 切込位置角度αが、歯先中心角θの０.２５倍〜０.５倍の範囲内となり、(２) 終端位置角度βが、歯先中心角θの０.２５倍〜０.５倍の範囲内となるよう設定されている。換言すれば、基準仮想線Ｌに対し歯先中心角θの０.２５倍の角度をなす線分(図２の破線ｐ)と、基準仮想線Ｌに対し歯先中心角θの０.５倍の角度をなす線分(図２の破線ｑ)とが囲む仮想領域Ｓ内に、スリット３４の開放端３４ａおよび終端３４ｂが含まれるようになっている。すなわち、切込位置角度αが歯先中心角θの０.２５倍より小さいと、スリット３４が後歯１４Ｂ側へ偏倚し過ぎとなり、後歯１４Ｂの剛性が前歯１４Ａに比べて大きく低下してしまう。一方、切込位置角度αが歯先中心角θの０.５倍より大きいと、今度は、スリット３４が前歯１４Ａ側へ偏倚し過ぎとなり、該前歯１４Ａの剛性が後歯１４Ｂに対して大きく低下してしまう。終端位置角度βについても、同様である。

なお、実施例では、スリット３４の両端３４ａ,３４ｂのみならず、スリット３４の全体が前記仮想領域Ｓ内に収まるよう設定されている。また、実施例では、スリット３４の切込み方向の関係から、切込位置角度αが終端位置角度βより小さくなっている。しかしながら、上記数値範囲内であれば、切込位置角度αおよび終端位置角度βを同一としたり、切込位置角度αを終端位置角度βより大きくしてもよい。

更に、スリット３４は、前記歯底部２２を避けた位置から切込まれている。すなわち、(３) 前記切込位置角度αは、歯底位置角度γより大きくなるよう設定される。この条件を満たすことで、スリット３４の開放端３４ａが歯底部２２より前歯１４Ａ側に偏倚することとなり、スリット３４の切込み位置が歯底部２２回転方向側へズレることとなる。

以上に説明したように、実施例に係る丸鋸刃３０では、上記(１)〜(３)の条件を満たすことで、スリット３４は、一方の歯部１４に偏倚することなく、バランスよい位置に形成される。従って、スリット３４を挟む一方の歯部１４の剛性が極端に小さくなるのを防止することができる。これにより、歯部１４の切削振動が抑制され、切削面の品質向上を図ることができる。また、スリット３４を歯底部２２を避けた位置から切込むことで、切削時の切屑がスリット３４に詰まるのを抑制し得る。しかも、スリット３４を歯底部２２以外に設けることで、歯底部２２に割れが生ずるのを抑制し得る。

(実験例)
次に、本発明に係る丸鋸刃３０の効果を確認するため、スリット３４を設ける位置を変化させて、前歯Ａおよび後歯１４Ｂの剛性を比較する実験を行なった。本実験では、丸鋸刃３０の仕様を外径φ２２０ｍｍ、丸鋸本体１２の厚み(台金厚み)０.８ｍｍ、歯部１４の数(歯数)２４とし、スリット３４の終端３４ｂを、回転中心Ｏを中心とする半径８０.５ｍｍの円上に位置させた。そして、切込位置角度αを歯先中心角θの０.０倍〜０.９倍の範囲で０.１ずつ変えて、各切込位置角度αにおける前歯１４Ａおよび後歯１４Ｂの横方向(丸鋸の回転軸方向)の剛性(横剛性)を測定した。なお、本実験では、丸鋸刃３０をφ１５０ｍｍのフランジで固定した状態とした。また、各スリット３４を丸鋸本体１２の外周縁部から回転中心Ｏへ向けて直線的に切込んで形成した。従って、前記切込位置角度αと終端位置角度βは、同一の値となる。

実験結果を図３のグラフに示す。なお、グラフにおいて網掛けした領域は、切込位置角度αが歯先中心角θの０.２５倍〜０.５倍の範囲を示している。グラフに示すように、後歯１４Ｂは切込位置角度αが大きくなるにつれて横剛性が大きくなることが分かる。一方、前歯１４Ａは、切込位置角度αが大きくなるにつれて横剛性が小さくなっている。そして、切込位置角度αが歯先中心角θの０.４倍のときに、前歯１４Ａおよび後歯１４Ｂの横剛性が略同一となっている(交差している)。すなわち、切込位置角度αが歯先中心角θの０.３倍、０.４倍および０.５倍とした丸鋸刃３０では、前歯１４Ａおよび後歯１４Ｂの横剛性の差が小さくなって、一方の歯部１４の剛性が極端に小さくなることはない。一方、切込位置角度αが歯先中心角θの０.０倍〜０.２倍の丸鋸刃３０では、後歯１４Ｂの剛性が前歯１４Ａに比較して小さくなっている。また、切込位置角度αを歯先中心角θの０.６倍〜０.９倍とした丸鋸刃３０では、前歯１４Ａの剛性が後歯１４Ｂに比べて小さくなっている。

以上の実験結果から、切込位置角度αを歯先中心角θの０.２５倍〜０.５倍の範囲内に設定することで、後歯１４Ｂと前歯１４Ａとの剛性の差が小さくなることが分かる。これにより、スリット３４を挟む一方の歯部１４の剛性が極端に小さくなるのを防止して、切削時に生ずる歯部１４の切削振動が抑制され、切削面の品質向上を期待することができる。一方、切込位置角度αが上記範囲以外の場合では、スリット３４を挟む一方の歯部１４の剛性が小さくなり、切削面の品質が低下する虞がある。

(変更例)
なお、実施例では、スリット３４の両端３４ａ,３４ｂを含めたスリット３４全体が前記仮想領域Ｓに含まれる場合を例示した。しかしながら、図４の変更例１に係る丸鋸刃４０のように、スリット４２の開放端４２ａが前記仮想領域Ｓ内に含まれるのであれば、スリット４２の終端４２ｂが仮想領域Ｓからはみ出していてもよい。すなわち、前記切込位置角度αが歯先中心角θの０.２５倍〜０.５倍の範囲内であれば、終端位置角度βは必ずしも歯先中心角θの０.２５倍〜０.５倍の範囲内である必要はない。また、実施例では、スリット３４を直線形状としたが、図５に示す変更例２の丸鋸刃５０のように、湾曲したスリット５２を形成してもよい。変更例２のスリット５２では、開放端５２ａおよび終端５２ｂは前記仮想領域Ｓ内に位置しているが、スリット５２の途中部分は、前記仮想領域Ｓからはみ出している。

実施例では、丸鋸刃としてチップソーを例示したが、丸鋸本体の外周縁部からスリットが切込まれたものであれば、チップソー以外の丸鋸刃であってもよい。また、実施例では、歯部のピッチ間隔を一定とした場合で説明したが、歯部のピッチ間隔は若干相違していてもよい。この場合、実施例で説明した歯先中心角θは夫々異なってくるが、上記(１)〜(３)の条件は、各スリットと該スリットが設けられた両歯部との関係で満たされる必要がある。なお、実施例では、スリットの数を４つ設けた場合を示したが、スリットの設置数については、適宜増減してもよい。

実施例に係る丸鋸刃を示す全体正面図である。実施例に係る丸鋸刃を示す要部拡大図である。実験例の実験結果を示すグラフである。変更例１に係る丸鋸刃を示す要部拡大図である。変更例２に係る丸鋸刃を示す要部拡大図である。従来例に係る丸鋸刃を示す全体正面図である。

符号の説明

１２丸鋸本体，１４歯部，１４Ｂ後歯(回転方向後方の歯部)，２０歯室
２２歯底部，３４,４２,５２スリット，３４ａ,４２ａ,５２ａ開放端
３４ｂ,４２ｂ,５２ｂ終端，Ｏ回転中心，θ 歯先中心角
Ｌ基準仮想線，ｌ切込位置線，ｍ終端位置線，ｎ歯底位置線
α 切込位置角度，β 終端位置角度，γ 歯底位置角度

Claims

丸鋸本体(12)の外周縁部から外方へ突出するよう複数の歯部(14)が設けられると共に、該外周縁部における隣接する歯部(14,14)の間から丸鋸本体(12)の回転中心(O)側へ向けてスリット(34,42,52)が所要深さで切込まれた丸鋸刃において、
前記スリット(34,42,52)の開放端(34a,42a,52a)と回転中心(O)とを結ぶ線分(l)が、回転方向後方の歯部(14B)における歯先(36)と回転中心(O)とを結ぶ線分(L)に対してなす切込位置角度(α)を、該スリット(34,42,52)を挟む両歯部(14,14)の歯先(36,36)がなす中心角(θ)の０.２５倍〜０.５倍の範囲内に設定し、
前記スリット(34,42,52)の終端(34b,42b,52b)と回転中心(O)とを結ぶ線分(m)が、回転方向後方の歯部(14B)における歯先(36)と回転中心(O)とを結ぶ線分(L)に対してなす終端位置角度(β)を、前記中心角(θ)の０.２５倍〜０.５倍の範囲内に設定した
ことを特徴とする丸鋸刃。
前記切込位置角度(α)は、前記スリット(34,42,52)を挟む両歯部(14,14)の間に設けられた歯室(20)の歯底部(22)と回転中心(O)とを結ぶ線分(n)が、回転方向後方の歯部(14B)における歯先(36)と回転中心(O)とを結ぶ線分(L)に対してなす歯底位置角度(γ)より大きくなるよう設定されている請求項１記載の丸鋸刃。