JP6527914B2 - 丸鋸用の鋸刃、鋸刃を製造するための方法及び丸鋸盤 - Google Patents

Description

本発明は請求項１のプリアンブルに記載の丸鋸用の鋸刃、そのような鋸刃を有する丸鋸盤及びそのような鋸刃を製造するための方法に関する。

この種の鋸刃は、一部又は数部よりなる円板状の鋸身を含み、その外周に分散して多数の鋸歯が配置されている。鋸身の中心には、鋸身を駆動軸に固定するための手段−これは、もっとも単純な場合、駆動軸を通すための穴と鋸身を確動駆動固定するためのノッチからなる−が設けられている。鋸歯は鋸身に一部に形成されていてよく、これは、特に、鋸身が円周方向に配置された鋸歯と共に単一材料で形成されたことを意味している。ただし、適用分野に応じて、鋸歯は別個に製造されて、鋸身に取り付けられていてもよく、あるいは、鋸歯が超硬合金ブレード又はセラミックブレードを備えているように構成されていてもよい。鋸身は、通例、金属製であるが、ただし本発明の範囲において、他の材料例えば特にセラミック製とすることも考えられる。

この種の鋸刃はさまざまな形で、例えば機械式ハンドツール、現場向け又は木材、石板等を鋸挽きする作業場向けのハンドヘルド丸鋸及び工業的規模の丸鋸盤に使用される。これらは、一般に鋸挽き台として形成された、鋸挽きされるべき少なくとも一つの被加工材用の固定式又は可動式支持台を有すると共に、固定式又は可動式の鋸刃保持装置及び鋸刃が取り外し可能に取り付けられた駆動軸を備えた駆動装置を有する。

特に、丸鋸盤による工業的使用時及びまた、特に、金属材料の鋸挽きに際し、鋸挽きされるべき被加工材への鋸歯の食い込み時ないし鋸挽き経路に潤滑液を供給することが不可欠である。鋸挽き速度が高速であれば、さらにまた、冷却効果を生み出すことのできるだけの単位時間当たり液体量を鋸歯に供給することが必須である。

したがって、従来、丸鋸盤は鋸刃の外周に冷却潤滑エマルジョンを供給する装置、つまり、冷却潤滑エマルジョンを−しかも鋸挽きされるべき被加工材料に鋸歯が接触する可能な限り直前に−ノズルによるか単純なエマルジョン流出によって、鋸刃の外周及び鋸歯に吹き付け、滴下又は噴射するための装置を含んでいる。

従来の方法による鋸刃への冷却潤滑エマルジョンの供給は、それが望み通りの目標指向正確度をもって行なうことができないことは明白である。さらに、丸鋸の場合には、鋸刃の外周の、鋸歯が鋸挽きされるべき被加工材料に食い込む箇所にできるだけ近いところに冷却潤滑エマルジョンを供給することは当然のことながら困難である。というのも、そうした場所は鋸挽きの進捗に応じて変化するからである。

こうした問題を上述した従来の方法によるよりも優れた形で解決すべく、独国特許出願公開第３７０８３６０号明細書においては、丸鋸用の鋸刃を−二枚の互いに平行な、スペーサによって互いに離間させられたディスクから合成し、スペーサの間に、したがって、鋸身の内部に、液体冷媒が鋸刃の外周に達するまで流れることのできる流路が形成されるようにして−数部に製造することが提案されている。これによって、液体冷媒を鋸刃の中心領域において同所に的確に導入することが可能であり、次いで、該冷媒は同所から鋸刃内部を延びる流路を通って鋸刃の外周へ導かれ、こうして、鋸歯に提供されることができる。

同様な解決方法は独国特許出願公開第１０２００７０２２３１０号明細書からも知られている。該文献にあっても、丸鋸用の鋸刃は、液体冷媒が鋸刃の中心領域から発して鋸刃外周に達するまで流れることのできる流路が内部に形成されるようにして、数部に製造されている。

しかしながら、上記公知の、数部に構成されて、内部に流路を備えた鋸刃は、その製造の点でコスト高になるのみならず、その自立安定性及び振動挙動が流路と数部構成によって不適切な影響を受けることも懸念される。ただし特に問題なのは、内部に形成された流路に起因する鋸身の厚さないし鋸刃の厚さである。というのも、鋸挽きされるべき被加工材料の鋸挽き経路は、言うまでもなく、鋸刃の鋸身がうまくはまるだけの幅を有していなければならないからである。しかも、鋸挽き経路の幅が太くなればなるほど、それだけ多くの材料が鋸挽き時に鋸挽き屑となり、これはコスト高になるがゆえに、回避されなければならない。

独国特許出願公開第３７０８３６０号明細書 独国特許出願公開第１０２００７０２２３１０号明細書

したがって、本発明の目的は、従来の鋸刃の安定性とその厚さを保持しつつ、鋸歯への液体、特に冷却潤滑エマルジョンの効果的な供給を可能とする、冒頭に述べたタイプの鋸刃、そのような鋸刃を備えた丸鋸盤及びそのような鋸刃を製造するための方法を提案することである。

上記課題は、請求項１に記載の特徴を有する鋸刃、請求項１２に記載の特徴を有する丸鋸盤及び請求項１１に記載の特徴を有する方法によって達成される。本発明による鋸刃の好ましい実施態様は請求項２から１０に記載したとおりである。本発明による丸鋸盤の有利な実施態様は請求項１３から１５に記載したとおりである。

したがって、一部又は数部よりなる円板状の鋸身を有し、その外周に多数の鋸歯が配置され、かつ、その中心に鋸刃を駆動軸に固定するための手段が設けられた本発明による丸鋸用の鋸刃は、鋸身の少なくとも一方の側面に液体を誘導するための開いた流路が形成され、これらの流路が特に彫刻、例えばレーザ彫刻によって鋸身の当該側面に彫り刻まれていることを特徴とする。

例えば、溝、水路又は誘導線の趣旨の窪みとして形成されていると同時に、必要に応じて、深さ及び／又は構造を変化させて設けられていてよい本発明の開いた流路は、鋸刃の回転運動から生ずる遠心力を利用して、液体、したがって一般に冷却潤滑エマルジョンを、外周から離間した鋸身の領域から、外周に向かって、したがって、鋸歯に向かって誘導する。鋸挽きが進むと、したがって一般に、特に多くの鋸歯が鋸挽きされるべき被加工材料に食い込んでいる場合には、鋸挽きされるべき被加工材により、鋸挽き経路において、該被加工材が蓋のように作用して該経路を封鎖するために、開いた流路の封止が起こることになる。鋸挽きされるべき被加工材料の外部では、一般に存在する液体と鋸身との間の粘着作用によって、液体は少なくともその大半が開いた流路に沿って誘導される。鋸身において、中央領域の材料厚さが周縁領域の材料厚さよりも薄く形成されていれば、鋸刃の回転運動に際し、液体を開いた流路内に保持する遠心力成分さえ生ずることになる。

鋸刃の回転によって作用する遠心力は本発明による流路内を誘導される液体を鋸身の外周に向かって加速させるため、流路が鋸歯の間、つまり、鋸刃の刃溝を終端としていれば、液体は鋸挽き屑を刃溝から流し出すことができる。場合により、これによって機械式の刃溝ブラシなしですますことが可能である。ただし、いずれにせよ、鋸刃の外周に場合によって付着している鋸挽き屑が、鋸挽きされるべき被加工材に鋸歯が再び噛みこむ際に、鋸挽き経路内に一緒に引きずり込まれる危険はいっそう低下することになる。

したがって、本発明によって設けられている、鋸身の一方の側面又は双方の側面の開いた流路は、液体、特に冷却潤滑エマルジョンを従来の鋸刃及び従来の丸鋸盤よりも効果的に鋸歯の領域に供給することを可能にし、しかもその際、鋸刃を構造的に複雑に、高いコストをかけて製造する必要もなく、かつ、鋸刃の幅、したがって発生する鋸挽き経路の幅を拡大させることもない。

開いた流路は自動車のタイヤ溝に倣って形成され、使用される液体の粘性及び粘着性並びに鋸刃のジオメトリ及び回転速度に適合されていてよい。特に、これらの開いた流路は、その中を誘導される液体を鋸刃の回転とそれによって生ずる遠心力によって鋸身の外周に向かって加速すべく、弓形の経路を有していてよい。

使用される液体の本発明の開いた流路による所期の誘導をさらに補完すべく、本発明の範囲において、流路を備えた鋸身の側面の表面又は、必要に応じ、鋸身の両側側面に撥液性コーティングを施しておくことができる。これは、鋸身の少なくとも一方の側面に撥液性コーティングを施し、その後に、液体を誘導するための開いた流路を、好適にはレーザ彫刻によって彫り込むようにする本発明になる方法によって特に効果的に達成することができる。彫り込みによって撥液性コーティングが剥ぎ取られるために、こうして発生する開いた流路にはまさに撥液性コーティングが欠落していることになる。

駆動軸に鋸刃を固定するための手段が鋸身に載設された少なくとも一個のフランジを含んでいる場合には、本発明の範囲において、開いた流路の少なくとも一部の区間がフランジの下側に延びること、したがって、流路がフランジの下側にまで達しているのが好ましい。この場合、好ましくはフランジと鋸身の当該側面との間に液溜めが形成されていてよく、流路の少なくとも一部が同所内部に達し、同所から液体が流路を通って基本的に鋸身の外周に向かって誘導されるようにすることができる。

この場合、液溜めへの液体の供給は、フランジ部への液体供給によって行なうことが可能であり、あるいは、駆動軸を介して行なうこともでき、後者にあっては、駆動軸に、接続口からフランジと鋸身の当該側面との間に形成された液溜めにまで延びる液体通流路が配置されている。

本発明による丸鋸盤における駆動軸による液体の供給は、フランジなしでも有利に行なうことが可能であるが、それは液体通流路の配置された駆動軸が、液体を接続口から鋸刃が駆動軸に固定される領域にまで誘導するのに特に適しているからである。該鋸刃固定領域は一般に鋸刃の中央領域であるために、液体は、この場合、鋸刃の回転運動により、該中央領域から本発明による開いた流路を経て鋸刃の外周領域にまで、特に、鋸歯又は鋸歯間の刃溝にまで誘導されることができる。

多くのケースにおいて、本発明による鋸刃には、少なくとも一つのホルダと、鋸身との少なくとも一時的な滑り接触のための滑り具を含むガイド装置が備えられている。この種のケースにおいて、鋸刃が本発明による開いた流路を備え、しかも該流路の一部区間がこのガイド装置によって掃引される領域内を延び、特に、鋸身のこの領域から発して基本的に鋸身の外周にまで延びる流路を備えている場合には、このガイド装置を介して液体の供給を行なうことも可能であり、この場合、ガイド装置のホルダはそのために液体接続口を備えている。この場合には、駆動軸を介した液体の供給も、鋸刃と共に回転するフランジを介した液体の供給も不要である。副次的効果として、好適には、滑り具にも液体、したがって特に冷却潤滑エマルジョンが供給される。この種のガイド装置はできるだけ鋸刃の外周近くに配置されているため、液体が本発明による開いた流路を通って鋸歯に達するまでに経なければならない路程は特に短く、流路が鋸挽き経路において鋸挽きされた材料によってカバーされる領域は特に大きい。

以下、本発明によって形成された鋸刃に関する複数の実施形態を、添付の図面によって詳細に示し、説明する。図面はそれぞれ以下を示している。

本発明によって形成された鋸刃の斜視図及び詳細拡大図である。 本発明による鋸刃のさらに別の実施形態の平面図である。 図１に示した鋸刃の平面図である。 本発明による鋸刃のさらに別の実施形態の平面図である。 本発明による鋸刃のさらに別の実施形態の平面図である。 本発明による鋸刃のさらに別の実施形態の平面図である。 ガイド装置付き鋸刃の斜視図である。 本発明による鋸刃のさらに別の実施形態の平面図である。 本発明による鋸刃のさらに別の実施形態の平面図である。 図９に示した鋸刃とガイド装置の斜視図である。

図１から１０は本発明によって形成された鋸刃の種々相異した実施形態を示す図であり、その際、図中において、同一又は互いに対応する要素にはそれぞれ同一の符号を付してある。したがって、すべての実施形態につきすべての詳細が繰り返して説明されているわけではない。

図１は、その外周が多数の円周方向に配置された鋸歯３に移行する、本実施形態において、一部に形成された鋸身２からなる鋸刃１を斜視図により−詳細拡大図と共に−示したものである。鋸身２の中心には（ここでは見えない）穴が位置し、該穴を通して駆動軸４が差し込まれている。駆動軸４と鋸身２との回転確動式結合は、一定数のねじ６によって鋸身２に固定されたフランジ５によって達成される。

フランジ５と鋸身２との間には、駆動軸４内の（不図示の）液体通流路によって供給される冷却潤滑エマルジョンのための液溜めが位置している。

図中に見ることができる鋸身２の側面には多数の流路７が彫り刻まれており、該流路は、図１の詳細拡大図が示すように、一方で、フランジ５の下側まで入り込み、同所で液溜めに達し、他方で、鋸身２の外周において鋸歯３の間の刃溝８に至っている。

鋸刃１の回転運動によって、フランジ５の下側の液溜めにおいて液体に遠心力が作用し、その結果、液体は、図１の詳細拡大図が示すように、流路７内で鋸刃１の外周に向かって加速されることになる。粘着力と流路７が湾曲して延びていることにより、液体は基本的に流路７内に留まり、こうして、確実に鋸歯３の間の刃溝８内へと導かれる。とりわけ、鋸歯３が鋸挽きされるべき被加工材料の鋸挽き経路を通過する際には、鋸挽き経路内で流路７が被覆されることとなり、これは流路７が湾曲して延びていることによってさらに補強される。鋸身２の側面は、流路７の外部では、撥液性コーティングが施されていてよく、これにより、液体はいっそうよく流路７内を誘導されることになる。

図３は図１に示した鋸刃１の平面図を示し、他方、図２はまったく同じように形成された鋸刃１の同様な平面図を示しているが、ただしこの場合、双方の流路７は鏡像状に反転された弓形の経路を有している。図２及び３において鋸刃１は反時計回りに回転することから、図２に示した実施形態の流路７の弓形の経路にあって、流路７を誘導される液体は鋸身２の中心近傍領域ではまず主として回転方向に加速されると共に、他方で、半径方向加速度が増大するため、流路７内においてますます多くの液体が鋸刃１の外周に向かって近づくことになる。

次いで、液体は流路７から高速で刃溝８内に流出し、こうして、液体は刃溝８から鋸挽き屑を流し出すことができる。

図４及び５はまた、流路７の経路が鏡像化された、本発明によって形成された鋸刃１の二つの実施形態の平面図を示している。これらの鋸刃１は、流路７を除いて、先行する実施形態と同じに形成されている。

図６は、その流路７が半径方向に真っ直ぐに延びた鋸刃１の平面図を示したものである。この場合また、その他の特徴は先行する実施形態の特徴と同じである。

図７は鋸刃１の斜視図であり、該鋸刃はまた一体形成された鋸歯３を有する鋸身２からなり、かつ、駆動軸４に着座して、フランジ５によって駆動軸に固定されている。これはさらにガイド装置９を有し、このガイド装置は特に二枚のホルダ１０を有し、その間に、鋸身２をガイドする（不図示の）超硬合金製滑り具が配置されている。ガイド装置９はグリップ１１を有し、このグリップによってガイド装置を開いて、鋸刃１及び、必要に応じ、ホルダ１０の間に配置された滑り具も交換することが可能である。

この実施形態の特徴は、鋸身２の側面に設けられた流路７がフランジ５に達するまで延びておらず、単に、ガイド装置９の滑り具によって掃引される領域から出発して、それぞれ、鋸歯３の間の刃溝８にまで延びている点にある。というのも、流路７を通って誘導されることとなる液体、したがって、一般に冷却潤滑エマルジョンは、この場合、ガイド装置９の液体接続口１２を経てガイド装置内に誘導され、同所でさらに流路７に転送されるからである。

この実施形態は、流路７が比較的短く形成されているだけでよく（ただし、この実施形態にあっても、流路をフランジ５の下側まで到達させるようにすることは排除されているわけではない）、かつ、流路７内の液体路程が比較的短いという利点を有する。また、ガイド装置９の液体接続口１２を介した液体の供給もシンプルである。他方、ガイド装置９のホルダ１０は原理上鋸身２のできるだけ外周近くに配置されているため、鋸刃１の鋸挽き領域は双方のホルダ１０とそれらの滑り具の間にあるアングル領域に位置している。そのため、流路７は液体が基本的に、鋸歯が鋸挽きされるべき被加工材料に食い込むときに初めて、鋸歯３の間に流出するように形成されていなければならない。

図８と９は、それらの流路がまた鏡像状に形成されて、鋸身２の中心部にまで達していない態様の、本発明による鋸刃１の二つの実施形態の平面図を示したものである。これらの実施形態の流路７は、図１０が示しているように、むしろガイド装置９と連携するようにして設けられている。この場合、流路７の弓形の経路は次のように、すなわち、（液体接続口１２を経て）ガイド装置９に供給される液体７が、まず回転方向に加速され、次いで速度が増して、それにともなって遠心力が増すと、流路７のうち半径方向に延びる区間に達し、同所で液体が基本的になお半径方向に加速されて、できるだけ高速で鋸刃１の刃溝８に達するように最適化されている。

Claims (16)

1. 一部又は数部よりなる円板状の鋸身（２）を有し、その外周に分散して多数の鋸歯（３）が配置され、かつ、その中心に鋸刃（１）を駆動軸（４）に固定するための手段（５、６）が設けられた丸鋸用の鋸刃であって、
   前記鋸身（２）の少なくとも一方の側面に、液体を誘導するための開いた流路（７）が備えられ、
   前記鋸身（２）の前記流路（７）が備えられた前記側面の表面には、撥液性コーティングが施されていることを特徴とする鋸刃。
2. 前記流路（７）は、彫刻によって、前記鋸身（２）の前記側面に彫り刻まれていることを特徴とする、請求項１に記載の鋸刃。
3. 前記流路（７）は、レーザ彫刻によって、前記鋸身（２）の前記側面に彫り刻まれていることを特徴とする、請求項２に記載の鋸刃。
4. 前記流路（７）は、前記鋸身（２）の中心領域及び／又は前記鋸身（２）のガイド装置（９）によって掃引される領域から出発して、概して、前記鋸身（２）の外周に向かって延びていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の鋸刃。
5. 前記流路（７）は、前記鋸身（２）の外周において、それぞれ前記鋸歯（３）の間を終端としていることを特徴とする、請求項４に記載の鋸刃。
6. 前記流路（７）は、弓形の経路を有し、その中を通る液体は、前記鋸刃（１）の回転とそれによって引き起こされる遠心力によって、前記鋸身（２）の前記外周に向かって加速されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の鋸刃。
7. 前記鋸刃（１）を駆動軸（４）に固定するための前記手段は、前記鋸身（２）に載設された少なくとも一つのフランジ（５）を含み、
   前記流路（７）の少なくとも一部は、領域的に前記フランジ（５）の下に達していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の鋸刃。
8. 前記フランジ（５）は、自身と前記鋸身（２）の前記側面との間に液溜めを形成し、
   前記流路（７）の少なくとも一部は前記液溜めの内部に達していることを特徴とする、請求項７に記載の鋸刃。
9. 前記フランジ（５）は、前記液溜めと連結した液体供給部を有することを特徴とする、請求項８に記載の鋸刃。
10. 前記鋸刃（１）はガイド装置（９）を有し、
    該ガイド装置（９）は、少なくとも一つのホルダ（１０）と、前記鋸身（２）との少なくとも一時的な滑り接触のための滑り具とを含み、
    前記流路（７）の少なくとも一部は、部分的に前記ガイド装置（９）によって掃引される領域内を延び、
    前記ガイド装置（９）の前記ホルダ（１０）は、液体接続口（１２）を備えていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の鋸刃。
11. 前記鋸身（２）の少なくとも一方の側面に、撥液性コーティングが施され、次いで、液体を誘導するための前記開いた流路（７）が彫り刻まれることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の鋸刃（１）を製造するための方法。
12. 前記流路（７）がレーザ光線によって彫り刻まれることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 鋸挽きされるべき少なくとも一つの被加工材用の固定式又は可動式の支持台と、
    前記鋸刃（１）用の固定式又は可動式の保持装置及び前記鋸刃（１）が取り外し可能に取り付けられた駆動軸（４）を備えた駆動装置を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の鋸刃（１）を有する丸鋸盤。
14. 前記駆動軸（４）は、接続口から、前記鋸刃（１）が前記駆動軸（４）に固定される領域にまで延びる液体通流路を備えることを特徴とする、請求項１３に記載の丸鋸盤。
15. 前記駆動軸（４）は、接続口から、前記フランジ（５）と前記鋸身（２）の一方の側面との間に形成された液溜めにまで延びる液体通流路を備えることを特徴とする、請求項８に記載の鋸刃（１）を有する、請求項１３又は１４に記載の丸鋸盤。
16. 少なくとも一つのホルダ（１０）と、前記鋸身（２）との少なくとも一時的な滑り接触のための滑り具と、を含んだ鋸刃（１）用のガイド装置（９）を備え、
    前記ガイド装置（９）は、液体接続口（１２）を備え、前記鋸刃（１）の前記鋸身（２）の少なくとも一方の側面において、前記流路（７）の少なくとも一部は、前記ガイド装置（９）によって掃引される領域内を延びていることを特徴とする、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の丸鋸盤。

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