JP5757642B2 - ヘリカルブレードカッター - Google Patents

Description

本発明は、鋼板のエッジトリミングに使用されるヘリカルブレードカッターに関し、具体的には、外面が円筒状周面である円形ボディの外周面に、チップ列からなるブレードが、回転中心軸に対して傾斜しつつ円周方向に所定間隔で取付られると共に、ブレードの傾斜方向と逆方向に回転中心軸が傾斜した状態で回転駆動されるヘリカルブレードカッターに関する。

電縫管製造ラインでは、鋼板の幅揃えのためにエッジトリマーと呼ばれる切削機を通って鋼板が成形装置へ進入する。ここにおけるエッジトリマーの一つとして、特許文献１に記載されたヘリカルブレードカッターがある。

ヘリカルブレードカッターは、図１３に示すように、外面が円筒状周面である円形ボディ１０の外周面に、円周方向、すなわち回転方向Ｘに所定間隔で取付られた複数の直線状のブレード２０を有している。各ブレード２０は、複数の切削チップ２１が円形ボディ１０の回転中心軸方向の一端側から他端側へかけて直線状に整列することにより構成されると共に、その回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線Ｐに対して回転方向Ｘの後方へ角度αで後傾している。この後傾角αは、軸方向におけるねじれ角αと呼ばれており、そのねじれ角αと同じ傾斜角度で円形ボディ１０の外周面に斜めに刻設された複数のスリット状の切り込み１２内に、前記ブレード２０はチップホルダー３０及び楔状のチップ固定部材４０と共に挿入され、固定されている。

具体的に説明すると、円形ボディ１０の外周面には、回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線Ｐに対してねじれ角αと同じ角度で傾斜した凹状の円弧面１１が、周方向に所定間隔で形成されると共に、隣接する円弧面１１，１１間の部分から回転方向前方の円弧面１１の部分にかけてスリット状の切り込み１２が形成されている。各切り込み１２には、図１４に示すように、ブレード２０を構成する複数の切削チップ２１が、チップホルダー３０に保持されてほぼ完全に嵌め込まれており、これらの回転方向前方に複数の切削チップ２１に各対応して切り込み１２内に嵌め込まれた複数の楔状のチップ固定部材４０が切り込み１２の底面にねじ止めされることにより、複数の切削チップ２１はチップホルダー３０と共に切り込み１２内に固定されている。

円形ボディ１０の切り込み１２内に保持された直線状のブレード２０は、円形ボディ１０の半径線Ｒに対して回転方向Ｘの後方へβの角度で後傾している。この後傾角βは、半径線Ｒに対する負の方向のすくい角β（以下、単にすくい角β）と呼ばれており、円形ボディ１０の外周面の接線Ｔに対する仰角方向の傾斜角、すなわち仰角と一致する。楔状のチップ固定部材４０の上面は、切り屑ポケットを形成するために、円形ボディ１０の円弧面１１に連続する円弧面となっている。

運転では、このヘリカルブレードカッターは、回転中心軸がブレード２０の傾斜方向と逆方向に前傾した状態で回転駆動される。具体的には、回転中心軸Ｏは鋼帯進行方向前方に前記ねじれ角αに近似した角度γで傾斜しており、その結果、鋼帯進行方向後方にねじれ角αで後傾したブレード２０は、鋼帯のエッジに僅かの後傾角（α−γ）をもって当接することになる（図４参照）。ヘリカルブレードカッターの回転方向Ｘは鋼帯の進行方向Ｙと同じであるが、回転速度が鋼帯の進行速度より速いため、その速度差により鋼帯のエッジ切削が行われる。軸方向におけるねじれ角α及びすくい角βは、エッジを直角かつ平坦に切削するのに必要不可欠の要件である。

ヘリカルブレードカッターの特徴は多いが、幾つかを列挙すると次のとおりである。ブレード２０が所定のねじれ角α及びすくい角βを有し、２方向の後傾角〔（α−γ）及びすくい角β〕をもって鋼帯のエッジ部に当たるために円滑な引き切りになり、その一方で切削距離は比較的小さく抑制される。このためブレード２０における各切削チップ２１の負担は小さい。エッジ部における切削弧が楕円になるため、最大切り屑厚さが小さくなり、この点からも切削チップ２１の負担が軽減される。一つのブレード２０に注目した場合、切削代に応じて切削位置が順次移動していくため、切削チップ２１の温度上昇が抑制され、これによる複数のチップ２１の磨耗の均等化が可能となるので、この点からも切削チップ２１の負担軽減も期待できる。

このようにヘリカルブレードカッターは、ブレード２０及びブレード２０を構成する各切削チップ２１の負担が小さいのが特徴であるが、これを前述したエッジトリマーに使用した場合、次のような問題がある。

ヘリカルブレードカッターは、ブレード２０と鋼板エッジ部の接触が本来の切削代程度に維持されるように、エッジ部検出センサや倣い装置により鋼板の幅方向の変位に追従するのが通例であるが、鋼板のキャンバーが大きいとか板幅が変化するといった材料側の状況が急変する事態が生じると、鋼板のエッジ部がブレード２０を構成する切削チップ２１に衝突して切削チップ２１やチップホルダー３０を損傷させることがある。

チップホルダー３０の回転方向後方は、ホルダー保持部１８であり、隣接する円弧面１１，１１に挟まれた部分であるが、切り込み１２が形成されているために本質的に厚みが薄くなっている。その上、回転方向後方の円弧面１１のため、外周部（先端部）ほど厚みが薄くなっている。このため、チップホルダー３０に損傷が及ぶと、このホルダー保持部１８も簡単に損傷する。具体的には先端部は折れ、基部側は曲がる。

円形ボディ１０は、焼入などの熱処理を施された高硬度の材料からなるため、肉盛りなどの修復は困難であり、曲げを修復する加工も難しい。このため、円形ボディ１０の一部が損傷しても、その全体の廃棄、交換を余儀なくされる。円形ボディ１０は材料コストが高価であるだけでなく、表面に形成される多数の円弧面１１及び切り込み１２が円周面上で２方向の傾斜をもつ三次元的な形状であるため、複雑な加工が必要となり、加工コストも著しく嵩み、その後の熱処理コストも必要なため、非常に高価な製品となり、その廃棄、交換は大きな経済的な損失となる。

また、切削チップ２１の損傷が円形ボディ１０のホルダー保持部１８に及ばず、切削チップ２１やチップホルダー３０に止まった場合は、これらを交換するが、その交換はチップ固定部材４０の取り外しを始め、切り込み１２内での手作業となるため、その作業に手数がかかる。ヘリカルブレードカッターを新規に作製する場合のブレード２０の取付け作業も、同様に切り込み１２内での手作業となるため手数がかかる。

特開平８−４７８１１号公報

本発明の目的は、ブレードの損傷に伴う経済的損失を可及的に抑制できると共に、ブレードの取付け、交換が容易であり、更には製造コストも安価な経済性及び取扱い性に優れたヘリカルブレードカッターを提供することにある。

本発明が対象とするヘリカルブレードカッターでは、前述したとおり円形ボディの軸方向におけるねじれ角αとすくい角βが重要であり、ブレードが取付けられる円形ボディの役割も、この角度設定にあり、それを除けば、単なるブレードの取付けベースであり、且つブレードの位置決め部材に過ぎない。

本発明者は、ブレードが取付けられる円形ボディのかかる役割に着目し、円形ボディへのブレードの取付け形態について鋭意検討した。その結果、ブレードの取付け部は、円弧溝と切り込みの組合せである必要はなく、円形ボディの軸方向におけるねじれ角αとすくい角βに相当する仰角方向の傾斜を持たせた取付け面を段差を介して円周方向に連続させた段差構造で十分であるとの結論に達した。

すなわち、円形ボディの外周面に軸方向におけるねじれ角αとすくい角βをもたせたブレード取付け面を形成するならば、そのブレード取付け面はすくい角βに相当する仰角方向の傾斜を有し、その結果として段差が生じることにより、円形ボディの外周面はブレード取付け面が段差を介して円周方向に連続した段差構造となるのである。ここにおける段差は、基本的にはすくい角βによるもので高さが低く、しかも軸方向におけるねじれ角αと組み合わされるために、円形ボディの軸方向一端側から他端側へかけて高さが変化するものの、ブレードを保持するチップホルダーの位置決めや位置ずれ防止には十分であり、回転方向前方のブレード取付け面と組み合わされるならば断面Ｌ字状の有効なブレード取付け部となることが判明した。

本発明のヘリカルブレードカッターは、かかる知見を基礎として完成されたものであり、外面が円筒状周面であり周方向に回転駆動される円形ボディの外周面に、回転中心軸に平行な外周面上の直線に対して所定のねじれ角αで傾斜した少なくとも１個の直線状のブレードが前記外周面に取付けられたヘリカルブレードカッターにおいて、前記円形ボディの外周面に、回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線Ｐに対して前記ブレードのねじれ角αと同じ角度で傾斜すると共に外周面の周方向の接線Ｔに対して回転方向前方へ向かって前記外周面の上方へ傾斜してその上方への傾斜が前記ブレードに前記円形ボディの半径線Ｒに対する負の方向のすくい角βを付与するブレード取付け面が、前記上方への傾斜に伴って生じる段差を介して形成されており、ブレード取付け面と前記段差とで囲まれた断面Ｌ状のブレード取付け部に、前記ブレードがチップホルダーを介して脱着可能に取付けられていることを構成上の特徴点としている。

直線状のブレードは、通常は多数個が円形ボディの外周面周方向に所定間隔で取付けられるが、１個の場合もあり、また２個とか３個といった少数個が外周面周方向に所定間隔で取付けられることもある。また、チップホルダーは、円形ボディ外周面のブレード取付け面上に固定されるが、ブレードを構成する複数のチップを介して衝撃を受けたときに回転方向後方への回転モーメントを生じる。この回転モーメントに対抗するために、チップホルダーは、ブレード取付け面に対して両側部をねじ止めされると共に、両側のねじ止め部の間の部分を、両側のねじ止め部をつなぐ線より回転方向前方でねじ止めされる構成が好ましい。

各段差に関しては、円形ボディの回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線Ｐに対する傾斜に伴って、前記段差の高さが回転中心軸方向の一端側から他端側にかけて連続的に変化することになる。

本発明のヘリカルブレードカッターにおいては、前記ブレードは、直線状に配列された複数の切削チップからなり、ブレード取付け面と前記段差とで囲まれた断面Ｌ状のブレード取付け部にあってブレード取付け面にねじ止めされた前記チップホルダーに収容される。

そして、チップホルダー内の複数の切削チップは、各切削チップの回転方向前方においてチップホルダーにねじ止めされる楔状のチップ固定部材により切削チップ毎にチップホルダー内に脱着可能に固定される。楔状のチップ固定部材を円形ボディの外周面上のブレード取付け面ではなく、チップホルダーにねじ止めすることにより、ブレードはチップホルダー及びチップ固定部材を含めてユニット化され、チップカセット方式の合理的構造となる。

本発明のヘリカルブレードカッターは、外面が円筒状周面である円形ボディの外周面に直線状の傾斜ブレードを取付ける取付け形態として、外周面の接線に対する仰角方向の傾斜を利用した低い段差構造と、前記チップカセット方式の合理的構造とを用いることにより、ブレードを定位置に確実に固定でき、しかもブレードを構成する切削チップが損傷したときに、その損傷が背後の低い段差に及ぶ危険性がないので、円形ボディの損傷を効果的に抑制できる。したがって、高価な円形ボディの交換頻度を大幅に下げることができ、経済性に優れる。また、円形ボディの外周面に段差を形成する加工は、湾曲面とスリット状の切り込みを形成する加工と比べて加工作業が簡単であるので、円形ボディ自体の製作コストを下げることができ、この点からも経済性に優れる。切削チップが損傷した場合はその交換が必要となるが、切削チップが円形ボディの外周面上に露出しているので、その交換作業が容易であり、製作時のブレード組み付け作業も容易である。したがって製造時の組立性や修理の際の作業性を含め、取扱い性に優れており、これも経済性の向上に寄与する。

本発明の一実施形態を示すヘリカルブレードカッターの使用状態説明図でヘリカルミラーの概略平面図である。 同ヘリカルエッジミラーの概略背面図である。 同ヘリカルエッジミラーにおけるヘリカルブレードカッターの平面図である。 同ヘリカルブレードカッターの側面図である。 同ヘリカルブレードカッターの主要部である外周部の詳細構造を示す斜視図である。 同ヘリカルブレードカッターに使用される傾斜ブレードの詳細構造を示す斜視図である。 同傾斜ブレードに使用されるチップホルダーの詳細構造を示す斜視図である。 同ヘリカルブレードカッターの一部拡大側面図である。 図８中のＡ−Ａ線断面矢示図である。 図８中のＢ−Ｂ線断面矢示図である。 図８中のＣ−Ｃ線断面矢示図である。 図８中のＤ−Ｄ線断面矢示図である。 従来のヘリカルブレードカッターの模式側面図である。 図１３中のＥ−Ｅ線断面矢示図である。

以下に本発明の一実施形態を説明する。本実施形態のヘリカルブレードカッターは、図１及び図２に示すように、電縫管製造ラインの入口に設置されたヘリカルミラーに搭載されている。ヘリカルミラーは、電縫管製造ラインに進入する鋼帯５０の幅揃えのために両エッジをトリミングするものであり、両側の回転カッターとしてヘリカルブレードカッターＣ，Ｃを装備している。

このヘリカルミラーは、水平な固定ベースＢ１と、固定ベースＢ１の上に鋼帯５０の走行ラインを挟んで横行自在に配置された両側の可動ベースＢ２，Ｂ２とを備えている。両側の可動ベースＢ２，Ｂ２は、図示されないスクリューねじ方式の駆動機構により横行駆動される。ヘリカルブレードカッターＣは、図３及び図４に示すように、各可動ベースＢ２上の支持体Ｓにより鋼帯５０の進行方向へ前傾した姿勢で回転自在に支持されており、支持体Ｓの側方に位置して可動ベースＢ２上に設置されたモーターＭにより鋼帯５０の進行方向と同方向に回転駆動される。

研削では、回転する両側のヘリカルブレードカッターＣ，Ｃの間を、鋼帯５０が図示されない各種のガイドにサポートされながら水平状態で通過する。両側のヘリカルブレードカッターＣ，Ｃの回転周速度が鋼帯５０の進行速度より高速であることにより、鋼帯５０は両エッジが両側のヘリカルブレードカッターＣ，Ｃによりトリミングされる。また、両側の可動ベースＢ２，Ｂ２が横行駆動されることにより、第１に両側のヘリカルブレードカッターＣ，Ｃの間隔が調整され、鋼帯５０の切断後の板幅が設定される。第２に、進行する鋼帯１０の蛇行等の板幅方向の変位に対応して両側の可動ベースＢ２，Ｂ２が同期駆動され、前記変位に両側のヘリカルブレードカッターＣ，Ｃが追従する。

以上が本実施形態のヘリカルブレードカッターを使用したヘリカルミラーの概略説明である。以下に本実施形態のヘリカルブレードカッターの詳細構造を図５〜図７の斜視図、及び図８の一部拡大側面図、並びに及び図９〜図１２の断面図により説明する。

本実施形態のヘリカルブレードカッターは、図５に示すように、外面が円筒状周面である円形ボディ１０と、その外周面上に周方向に所定間隔で配列固定されたブレードユニット６０とを備えている。ブレードユニット６０は、後で詳しく説明するが、ブレード２０を構成する複数の切削チップ２１を、各切削チップ２１に対応する複数の楔形式のチップ固定部材４０により断面Ｌ字型のチップホルダー３０内に固定したチップカセット方式であり、前記ブレード２０が回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線Ｐに対して所定のねじれ角αを持つように傾斜している。

円形ボディ１０は、駆動側（下面側）が開放し反駆動側（上面側）が円環状の取付け部とされた円筒体である。円形ボディ１０の外周面には、ブレードユニット６０がねじ止めされる多数のブレード取付け面１３が、ブレードユニット６０に対応して形成されている。各ブレード取付け面１３は、円形ボディ１０の回転中心軸方向一端側である反駆動側（上側）から、他端側である駆動側（下側）に至る等幅で細長い短冊状の平面であり、回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線Ｐに対して、ブレード２０のねじれ角αに対応する角度αで回転方向Ｘの後方へ後傾している。

この傾斜に伴い、各ブレード取付け面１３は、長手方向両端が円形ボディ１０の軸方向両端側の外周円に対応して傾斜した平行四辺形となる。

各ブレード取付け面１３は又、円形ボディ１０の回転方向Ｘにおいて、円形ボディ１０の外周面の接線Ｔに対して仰角の方向（回転方向Ｘの前方へ向かって上方）へ角度βで傾斜している。この傾斜角βは、円形ボディ１０の半径線Ｒに対する後傾角、すなわちすくい角βをブレード２０に付与する（図８〜図１２参照）。そして、多数のブレード取付け面１３が仰角方向の傾斜角βを有することにより、隣接するブレード取付け面１３，１３の間に段差１４が形成される。各段差１４とその回転方向前方のブレード取付け面１３とは直角に交差しており、両者に囲まれた領域に、ブレードユニット６０が収容される断面Ｌ字状のブレード取付け部１７を形成する（図９〜図１２参照）。

段差１４の高さは、ブレード取付け面１３がブレード２０の軸方向におけるねじれ角αに対応する傾斜を有することに伴い、円形ボディ１０の反駆動側（上側）から駆動側（下側）へかけて漸次高くなっている。

ブレード取付け面１３には、ブレードユニット６０の特にチップホルダー３０を固定するために第１ねじ孔１５及び第２ねじ孔１６が設けられている。第１ねじ孔１５は、ブレード取付け面１３の長手方向両端部（回転方向前方に向かって両側部）に位置しており、第２ねじ孔１６は両側の第１ねじ孔１５，１５をつなぐ線よりも回転方向前方の線上に所定間隔で配置されている。

ブレード取付け面１３に取付けられるブレードユニット６０は、図６（ａ）（ｂ）及び図８〜図１２に詳示されるように、直線状のブレード２０を円形ボディ１０の外周面上に保持するために、ブレード取付け面１３上のブレード取付け部１７に嵌合し、ねじ止めされるチップホルダー３０と、ブレード２０をチップホルダー３０内に保持固定するために、チップホルダー３０にねじ止めされる複数の楔形式のチップ固定部材４０とを具備している。

チップホルダー３０は、図７（ａ）（ｂ）及び図９〜図１２に詳示されるように、円形ボディ１０における短冊状のブレード取付け面１３に対応した横長の金属ブロックであり、両側の側端部を除く部分に、円形ボディ１０の回転方向前方に向かって開放した断面Ｌ字状のブレード収容部３１を有している。ブレード収容部３１の底部上面と後部正面は直交している。

ブレード収容部３１の底部上面は２段になっており、回転方向後方の高い１段目部分３１ａの上が本来のブレード収容部、回転方向前方の低い２段目部分３１ｂの上は、チップ固定部材４０の収容部である。この底部には、当該チップホルダー３０を円形ボディ１０のブレード取付け面１３にねじ止めするために、複数の第１貫通孔３２が横幅方向に所定間隔で設けられると共に、複数のチップ固定部材４０をブレード収容部３１内にねじ止めするために、複数の第３ねじ孔３３が前記第１貫通孔３２を避けつつ複数のチップ固定部材４０の固定位置に対応して設けられている。

ブレード収容部３１の背後は、両側端部を除き、ブレード２０を保持する厚肉のブレード保持部３４となっている。ブレード保持部３４の高さはブレード２０の高さと同じになるように設定されている。ブレード収容部３１の両側端部は、ブレード２０の横方向の位置決めに使用される背の低いチップ状スペーサ２２を収容するスペーサ収容部であり、スペーサ収容部の背後は、チップ状スペーサ２２の高さに合わせて、ブレード保持部３４より背の低いスペーサ保持部３６となっている。

チップホルダー３０の両側の側端部は、板状のねじ止め部３７，３７である。ねじ止め部３７，３７の厚さは、ブレード収容部３１の底部の厚さとほぼ同じである。ねじ止め部３７，３７には、当該チップホルダー３０を円形ボディ１０のブレード取付け面１３にねじ止めするために第２貫通孔３８，３８が設けられている。第２貫通孔３８，３８の各中心をつなぐ線は、ブレード取付け面１３における第１ねじ孔１５と第２ねじ孔１６の位置関係に対応して、第１貫通孔３２の配列線より回転方向後方に位置している。

チップホルダー３０の底面は全幅（長手方向全長）にわたって平坦であり、同じく平坦面からなる背面と直交している。チップホルダー３０の両側面は、当該チップホルダー３０を円形ボディ１０の軸方向両端側の外周面に対応させるために傾斜している。したがって、短冊状のブレード取付け面１３も、これに当接するチップホルダー３０の底面も、厳密には平行四辺形である。

ブレード２０は、横に整列した複数個（ここでは６個）の切削チップ２１からなる。複数個の切削チップ２１は、全て同じ形状で、薄い直方体であり、チップホルダー３０のブレード収容部３１の底部上、特にその１段目部分３１ａの上に、両側の背の低いチップ状スペーサ２２，２２と共に整列配置される。そして、この状態でチップ列の前方、すなわちチップ列とその回転方向前方のチップホルダー３０のブレード保持部３４との間に、楔形式のチップ固定部材４０及びチップ状スペーサ２２，２２用の幅狭のチップ固定部材４１，４１を、各チップ部材に対応して挿入し、チップホルダー３０のブレード収容部３１の底部上、特にその２段目部分３１ｂにねじ止めすることにより、切削チップ列からなるブレード２０は、両側のチップ状スペーサ２２，２２と共にブレード収容部３１内の定位置（１段目部分３１ａの上）に固定される。

チップ固定部材４０及び４１のねじ止めに関連して、これらには取付けねじ７２のための第３貫通孔４２がそれぞれ設けられている。

ブレード２０の回転方向前方に位置する固定部材４０，４１の上面は、ブレード２０による切削に伴って生じる切り屑のポケットを形成すために、切削チップ２１の上面より低くされ、且つ下に凸の湾曲面となっている。また、ブレード２０の回転方向後方に位置するブレード保持部３４の回転方向後方上部には、下に凸の湾曲面からなる面取り部３９が形成されている。この面取り部３９は、チップホルダー３０をブレード取付け面１３に固定した状態で、円形ボディ１０の駆動側（下側）から反駆動側（上側）へかけて漸次深くなるように設計されており、反駆動側（上側）の端部において固定部材４０，４１の湾曲した上面と連続し、完全な切り屑ポケットを形成する。

次に、ブレードユニット６０を円形ボディ１０のブレード取付け面１３へ取り付ける方法について説明する。

円形ボディ１０のブレード取付け面１３にチップホルダー３０を取り付ける。具体的には、円形ボディ１０のブレード取付け面１３にチップホルダー３０を載せ、チップホルダー３０の両側端部に設けられた第２貫通孔３８，３８を通して、取付けねじ７０，７０をブレード取付け面１３の両端部に形成された第１ねじ孔１５，１５にねじ込む。取付けねじ７０，７０にはカラー７３が組み合わされる。これと共に、ブレード収容部３１の底部に形成された複数の第１貫通孔３２を通して、複数の取付けねじ７１をブレード取付け面１３の中央部に形成された複数の第２ねじ孔１６にねじ込む。これを繰り返すことにより、円形ボディ１０の全てのブレード取付け面１３にチップホルダー３０が固定される。

全てのブレード取付け面１３にチップホルダー３０が固定されると、各チップホルダー３０のブレード収容部３１に所定個数の切削チップ２１を整列配置し、その両側のスペーサ収容部に、背の低いチップ状スペーサ２２，２２をセットする。この状態で各切削チップ２１の前方、より詳しくは、切削チップ２１とその回転方向前方のブレード取付け面１３に固定されたチップホルダー３０のブレード保持部３４との間に、楔形状のチップ固定部材４０を押し込むと共に、両側のチップ状スペーサ２２，２２の前方、より詳しくは、両側のチップ状スペーサ２２，２２とその回転方向前方の両側のスペーサ保持部３６，３６と間に、同じく楔形状のチップ固定部材４１，４１を押し込む。そして、チップ固定部材４０及び４１の第３貫通孔４２を通して取付けねじ７２をブレード収容部３１の底部に設けられた第３ねじ孔３３にねじ込む。

これにより、切削チップ２１とその回転方向前方のチップホルダー３０のブレード保持部３４との間に楔形状のチップ固定部材４０が圧入される共に、両側のチップ状スペーサ２２，２２とその回転方向前方のスペーサ保持部３６，３６と間に、同じく楔形状のチップ固定部材４１，４１が圧入され、その結果、ブレード２０を構成する複数の切削チップ２１が、回転方向前方の複数のチップ固定部材４０と回転方向後方のブレード保持部３４との間に固定される。同様に、ブレード２０の両側のチップ状スペーサ２２，２２が、回転方向前方の複数のチップ固定部材４１，４１と回転方向後方のスペーサ保持部３６，３６と間に固定される。

円形ボディ１０の外周面上に固定された全てのチップホルダー３０に対して以上の作業を行うことにより、その外周面上の全てのブレード取付けブレード１７への全てのブレードユニット６０の取付け、ブレード２０の取付けが完了し、ヘリカルブレードカッターＣが完成する。ヘリカルブレードカッターＣにおける全てのブレード２０は、円形ボディ１０の軸方向におけるねじれ角α及びすくい角βを有する。そして、実際の鋼帯５０のエッジ研削では、前述したとおり、ヘリカルブレードカッターＣは、鋼帯５０が進行するラインの両側に鋼帯５０の進行方向へ角度γで前傾した姿勢で回転自在に支持され、鋼帯５０の進行方向と同方向に回転駆動される。

ヘリカルブレードカッターＣの回転中心軸Ｏは鋼帯進行方向前方に角度γで前傾しているが、ブレード２０は鋼帯進行方向後方にこの前傾角γに近似したねじれ角αで後傾しているために、鋼帯５０のエッジに僅かの後傾角（α−γ）をもって当接することになる（図４参照）。ヘリカルブレードカッターＣは鋼帯５０の進行方向Ｙと同方向に回転駆動されるが、回転周速度が鋼帯５０の進行速度より高速であるため、その速度差により鋼帯５０のエッジを切削する。

切削では、鋼帯５０のエッジ部に複数のブレード２０が順番に切り込んでいく。切り込むブレード２０では切削位置が順次移動していく。移動量は切削代によって異なるものの、切削に使用される切削チップ２１は順次変わっていく。このため、切削チップ２１の温度上昇が抑制され、磨耗が均一に進行することが、このヘリカルブレードカッターＣの特徴の一つであるが、鋼帯５０のキャーバーが大きくなるとか板幅が変化するといった材料側の状況が急変する事態が生じると、鋼板５０のエッジ部がブレード２０を構成する切削チップ２１に衝突して切削チップ２１やチップホルダー３０を損傷させることがある。

特定の切削チップ２１が損傷した場合は、その回転方向前方のチップ固定部材４０をチップホルダー３０におけるブレード収容部３１の底部上から取り外すか、その取付けねじ７２を緩める。これにより、損傷した切削チップ２１の取り外しが可能な状態となり、その切削チップ２１を新しい切削チップ２１と入れ換え、再びチップ固定部材４０をブレード収容部３１の底部にねじ止める。

切削チップ２１の損傷が顕著で、その損傷が後方のブレード保持部３４に及んだとしても、その背後に位置する円形ボディ１０の段差１４にまで及ぶことはない。なぜなら、段差１４の高さが、ブレード保持部３４の高さに比べて著しく低いからである。また、段差１４は高さが低くても、その回転方向前方のブレード取付け面１３と直交しているために、当該ブレード取付け面１３と共同して、ホルダーユニット６０をブレード取付け面１３上の定位置に確実に位置決め保持することができる。

また、切削チップ２１やチップホルダー３０が損傷に至るような衝撃を受けた場合、回転方向後方の段差１４が低いために、チップホルダー３０は背面と底面とが交差するコーナー部を中心として回転方向後方へ大きな回転モーメントを生じる。しかし、このチップホルダー３０は、ブレード取付け面１３に対して両側を取付けねじ７０，７０にて固定されるだけでなく、これらをつなぐ線より前方の線上に並ぶ複数の取付けねじ７１により固定されるため、回転方向後方への大きな回転モーメントに対しても十分な耐力を示すことが可能である。

チップホルダー３０のブレード保持部３４が損傷した場合は、その交換を行う。その手順としては先ず、ブレード２０を構成する全ての切削チップ２１を取り外す。具体的には、全ての切削チップ２１について、その回転方向前方のチップ固定部材４０を、その取付けねじ７２を緩めることにより取り外し、合わせて両側のチップ状スペーサ２２，２２及びそれらのチップ固定部材４１，４１も取り外す。これにより、チップホルダー３０におけるブレード収容部３１が露出する。そして、ブレード収容部３１の底部をホルダー取付け面１３に固定する取付けねじ７０及び７１を緩め、抜き取る。これにより、チップホルダー３０が円形ボディ１０のブレード取付け面１３上から取り外される。

損傷したチップホルダー３０が取り外されると、新しいチップホルダー３０と交換し、円形ボディ１０のブレード取付け面１３に取り付ける。その方法は前述したとおりである。チップホルダー３０が取付けられると、これにブレード２０及びチップ状スペーサ２２をチップ固定部材４０，４１により組み付ける。その方法の詳細は前述したとおりである。

このように、本実施形態のヘリカルブレードカッターにおいては、円形ボディ１０の外周面全周に傾斜して取付けられた直線状のブレード２０が損傷しても、その損傷はチップホルダー３０で止まり、円形ボディ１０に及ぶことはない。したがって、ブレード２０の損傷に伴って円形ボディ１０を交換する事態は回避される。

また、ブレード２０が損傷したり、その損傷がチップホルダー３０に及んだ場合は、これらを交換するが、これらは円形ボディ１０の外周面上に突出しているために、これらの部品がスリット状の切り込み内に取付けられている従来のヘリカルブレードカッターと比べて、その交換作業が容易である。

１０ 円形ボディ
１１ 円弧溝
１２ 切り込み
１３ ブレード取付け面
１４ 段差
１５ 第１ねじ孔
１６ 第２ねじ孔
１７ ブレード取付け部
１８ ホルダー保持部
２０ ブレード
２１ 切削チップ
２２ チップ状スペーサ
３０ チップホルダー
３１ ブレード収容部
３１ａ 底部の１段目部分
３１ｂ 底部の２段目部分
３２ 第１貫通孔
３３ 第３ねじ孔
３４ ブレード保持部
３６ スペーサ保持部
３７ ねじ止め部
３８ 第２貫通孔
４０，４１ チップ固定部材
４２ 第３貫通孔
５０ 鋼板
６０ ブレードユニット
７０，７１，７２ 取付けねじ
７３ カラー
α ブレード２０のねじれ角
β ブレード２０のすくい角
γ ヘリカルブレードカッターの前傾角
Ｏ 円形ボディ１０の回転中心軸
Ｐ 円形ボディ１０の回転中心軸Ｏに平行な外周面上の直線
Ｒ 円形ボディ１０の半径線
Ｔ 円形ボディ１０の外周面に対する接線
Ｘ 円形ボディ１０の回転方向
Ｙ 鋼帯５０の進行方向
Ｃ ヘリカルブレードカッター
Ｂ１ 固定ベース
Ｂ２ 可動ベース
Ｍ モーター

Claims (4)

1. 外面が円筒状周面であり周方向に回転駆動される円形ボディの外周面に、回転中心軸に平行な外周面上の直線に対して所定のねじれ角αで傾斜した少なくとも１個の直線状のブレードが前記外周面の周方向に所定間隔で取付けられたヘリカルブレードカッターにおいて、
   前記円形ボディの外周面に、回転中心軸に平行な外周面上の直線に対して前記ブレードのねじれ角αと同じ角度で傾斜すると共に外周面の周方向の接線に対して回転方向前方へ向かって前記外周面の上方へ傾斜してその上方への傾斜が前記ブレードに前記円形ボディの半径線に対する負の方向のすくい角βを付与するブレード取付け面が、前記上方への傾斜に伴って生じる段差を介して形成されており、
   ブレード取付け面と前記段差とで囲まれた断面Ｌ状のブレード取付け部に、前記ブレードがチップホルダーを介して脱着可能に取付けられており、
   前記ブレードは、直線状に配列された複数の切削チップからなると共に、ブレード取付け面と前記段差とで囲まれた断面Ｌ状のブレード取付け部にあってブレード取付け面にねじ止めされた前記チップホルダー内に収容されており、前記チップホルダー内の複数の切削チップは、各切削チップの回転方向前方において前記チップホルダーにねじ止めされる楔状のチップ固定部材により切削チップ毎に前記チップホルダー内に脱着可能に固定されているヘリカルブレードカッター。
2. 請求項１に記載のヘリカルブレードカッターにおいて、前記チップホルダーは円形ボディ外周面のブレード取付け面に対して両側部をねじ止めされると共に、両側のねじ止め部の間の部分を両側のねじ止め部をつなぐ線より回転方向前方でねじ止めされるヘリカルブレードカッター。
3. 請求項１又は２に記載のヘリカルブレードカッターにおいて、円形ボディの回転中心軸に平行な外周面上の直線に対する傾斜に伴って、前記段差の高さが回転中心軸方向の一端側から他端側にかけて連続的に変化するヘリカルブレードカッター。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のヘリカルブレードカッターにおいて、直線状のブレードは、複数個が円形ボディの外周面周方向に所定間隔で配列されているヘリカルブレードカッター。

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