JP6857398B2

JP6857398B2 - 帯鋸の刃先熱処理加工装置及び刃先熱処理加工方法

Info

Publication number: JP6857398B2
Application number: JP2017194670A
Authority: JP
Inventors: 仁望月
Original assignee: SOTEC HAMAMATSU CO., LTD.
Current assignee: SOTEC HAMAMATSU CO., LTD.
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2017-10-04
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-10-04
Also published as: JP2019065368A

Description

本発明は、帯鋸の刃先を焼入れするための帯鋸の刃先熱処理加工装置及び刃先熱処理加工方法に関し、詳しくは、帯鋸の刃先に燃焼炎を噴射するとともに水冷して硬質組織を形成するための熱処理加工加工装置及び刃先熱処理加工方法に関する。

従来、帯鋸の製造において、刃先の加工を行った後に、刃先を焼入れする熱処理作業がある。このような帯鋸の焼入れ処理は、例えば、特許文献１（実公平１−７７１１号公報）に示されるように、帯鋸を一歯ごとに間欠的に移送する帯鋸送り装置と、帯鋸移送線上の特定位置において鋸刃を加熱するために鋸刃に接近した作業位置と鋸刃から隔離した休止位置との間に亘って変異可能な加熱バーナーを有する加熱装置とから構成され、この加熱装置の加熱バーナーをその作業位置において帯鋸移送線方向に所定範囲で往復移動させている。

実公平１−７７１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の熱処理装置は、バーナーの位置が所定範囲で往復移動することは、移動する帯鋸の刃先位置とずれる場合があり、走行する帯鋸の刃先先端位置に正確に加熱バーナーを噴射することが困難である。
また、加熱バーナーが往復移動で移送されることから加熱処理に時間がかかるという問題点がある。
そこで、本発明は上記問題点を解決するために、帯鋸の刃先の熱処理加工を安定して行うことができる帯鋸の刃先熱処理加工装置及び刃先熱処理加工方法を提供することを目的とする。

（１）本発明の帯鋸の刃先熱処理加工装置は、
部材を支持するための機枠と、
帯鋸を走行させるための電動モータなどの帯鋸走行手段と、
走行する帯鋸の刃先を加熱するための加熱バーナーと、
加熱バーナーで加熱された帯鋸を冷却するための冷却挟持体と、
走行する帯鋸の下面に当接して帯鋸の上下位置を決定するための帯鋸支持部材と、
を有し、
前記冷却挟持体の冷却水の吐出口の直下近辺には凹部が備えられており、
前記吐出口から吐出された冷却水を前記凹部に蓄積して通過する帯鋸を冷却するようにしたことを特徴とする。
（２）本発明の帯鋸の刃先熱処理加工装置は、上記（１）において、
前記冷却挟持体の一方の裏側冷却挟持体には、
斜め方向に穿設された導水孔が設けられており、
走行する帯鋸と接触する摺接面の途中に排出口が設けられており、
前記導水孔に導入された冷却水が前記排出口から排出されるとともに、
前記排出口から排出された冷却水が、前記摺接面との隙間を縫って前記吐出口から吐出されるようにしたことを特徴とする。
（３）本発明の帯鋸の刃先熱処理加工方法は、
部材を支持するための機枠と、
帯鋸を走行させるための電動モータなどの帯鋸走行手段と、
走行する帯鋸の刃先を加熱するための加熱バーナーと、
加熱バーナーで加熱された帯鋸を冷却するための冷却挟持体と、
走行する帯鋸の下面に当接して帯鋸の上下位置を決定するための帯鋸支持部材と、
を有し、
前記冷却挟持体の冷却水の吐出口の直下近辺には凹部が備えられており、
前記吐出口から吐出された冷却水を前記凹部に蓄積して通過する帯鋸を冷却するようにしたことを特徴とする。
（４）本発明の帯鋸の刃先熱処理加工方法は、上記（３）において、
前記冷却挟持体の一方の裏側冷却挟持体には、
斜め方向に穿設された導水孔が設けられており、
走行する帯鋸と接触する摺接面の途中に排出口が設けられており、
前記導水孔に導入された冷却水が前記排出口から排出されるとともに、
前記排出口から排出された冷却水が、前記摺接面との隙間を縫って前記吐出口から吐出されるようにしたことを特徴とする。

本発明の帯鋸の熱処理加工装置は、従来の職人技のような経験が不要であり、刃先の位置に精確に加熱バーナーの燃焼炎を噴射でき、安定した走行で刃先を焼入れでき、熱処理加工時間が短縮され、短い技術習得期間で同品質の帯鋸の刃先を熱処理加工することができる。

実施形態の帯鋸の熱処理加工装置を示す全体概略正面図である。実施形態の帯鋸の熱処理加工装置を示す全体概略斜視図である。実施形態の帯鋸の熱処理加工装置における加熱バーナー１３及び冷却挟持体１４の拡大斜視図である。実施形態の加熱バーナー１３及び冷却挟持体１４の概略説明図である。実施形態の冷却挟持体１４の摺接面１４ｇにおける冷却水の排出状態を示す概略説明図である。実施形態の熱処理加工装置における実施の状態を示す概略説明図である。

図１は、本発明の実施形態の帯鋸の熱処理加工装置を示す全体概略正面図である。
図２は、本発明の実施形態の帯鋸の熱処理加工装置を示す全体概略斜視図である。
実施形態の帯鋸の熱処理加工装置１０は、図１及び図２の全体概略図に示すように、各部材を支持するための機枠１１と、帯鋸５０を走行させるための電動モータなどの帯鋸走行手段１２と、走行する帯鋸５０の刃先５０ａを加熱するための加熱バーナー１３と、加熱バーナー１３で加熱された帯鋸５０を冷却するための冷却挟持体１４と、走行する帯鋸の下面に当接して帯鋸の上下位置を決定するための帯鋸支持部材１５と、が備えられている。

なお、本熱処理加工装置に適用できる帯鋸としては、例えば、上下幅：５０〜２００ｍｍ程度、鋸板の厚み：０．６５〜１．４５ｍｍ程度、長さ：５〜１０ｍ程度のものが挙げられる。

次に、図１、図２に加えて、図３の加熱バーナー１３及び冷却挟持体１４の拡大斜視図、図４の加熱バーナー１３及び冷却挟持体１４の概略説明図、図５の冷却挟持体１４の摺接面１４ｇにおける冷却水の排出状態を示す概略説明図、図６の実施形態の熱処理加工装置における実施の状態を示す概略説明図、を併せて用い、帯鋸の熱処理加工装置に備えられている各部材について、詳細に説明する。

＜帯鋸走行手段＞
帯鋸走行手段１２は帯鋸５０を走行させるための電動モータなどの駆動手段である。
帯鋸走行手段１２には、駆動手段に連結されたフリー側の表側鋸送りローラー１２ａと、駆動側の裏側鋸送りローラー１２ｂとが対向して設けられており、これらの表側鋸送りローラー１２ａと裏側鋸送りローラー１２ｂとによって帯鋸５０が挟持されて、帯鋸５０を、図示において左から右方向に走行させるようになっている。
また、操作盤３０のスイッチを操作することによって、機枠１１に連結された帯鋸押さえ手段１２ｃを、表側鋸送りローラー１２ａを帯鋸側に移動させて、帯鋸５０の走行をＯＮ（走行開始）、ＯＦＦ（走行停止）させることができる。
なお、焼入れする刃先の範囲（熱処理する上下の幅）は、帯鋸走行手段１２における表側鋸送りローラー１２ａの回転速度を変えることによって、帯鋸の走行スピードを調整することができる。すなわち、帯鋸を高速で走行させれば、焼入れする刃先の範囲（以下、刃先焼入れ予定部Ａという）は幅狭となり、低速で走行させれば、刃先焼入れ予定部Ａの範囲は幅広となる。

＜加熱バーナー＞
加熱バーナー１３は、走行する帯鋸５０の刃先５０ａを加熱するための手段である。
加熱バーナー１３は、走行する帯鋸５０を加熱して、帯鋸の走行方向に沿って刃先５０ａを加熱するための加熱器具である。走行する帯鋸５０の刃先５０ａに向けて燃焼炎を照射するように、２台の表裏側の加熱バーナー１３が設けられている。
なお、加熱バーナー１３から照射する燃焼炎のガス組成は、アセチレンガスなどの溶接用のガスでもよいが、短時間で高温領域に加熱できるようにするため、水素ガスとすることが好ましい。

＜冷却挟持体＞
冷却挟持体１４は、加熱バーナー１３で加熱された帯鋸を冷却するための金属製の冷却部材である。冷却挟持体１４の材質としては、リン青銅などの銅合金、鉄などの熱伝導性に優れた金属が挙げられる。これにより加熱バーナー１３で加熱された後の帯鋸５０の冷却効果が向上し、さらに刃先５０ａの焼入れ効果を増すことができる。
冷却挟持体１４は、走行する帯鋸５０の前側及び反対の裏側に接するように、表側冷却挟持体１４ａ及び裏側冷却挟持体１４ｂが設けられており、表側冷却挟持体１４ａ及び裏側冷却挟持体１４ｂで帯鋸５０を挟む（クランプする）ようにして接触（摺接）させて冷却する。

裏側冷却挟持体１４ｂの上方内部には、挟持体内部に冷却水を導水するための導水孔１４ｃが斜め方向に穿設されており、その入口１４ｅに連結された水管１４ｆから冷却水が導入されて、帯鋸５０との摺接面１４ｇの途中に設けられた排出口１４ｄから排出されるようになっている。

排出口１４ｄの形状は、円筒形状の導水孔１４ｃが摺接面１４ｇで斜めにカットされた楕円形状（断面が楕円形状）をしている。

また、冷却挟持体１４の前方（帯鋸が導入される側）には、表側冷却挟持体１４ａと裏側冷却挟持体１４ｂとをクランプしたときに、楕円形状の排出口１４ｄから排出された冷却水が摺接面１４ｇの隙間から吐出される吐出口１４ｉが形成されている。この吐出口１４ｉから吐出される冷却水によって、吐出方向と対向して走行する（図面では右方向）帯鋸５０の刃先５０ａが急冷され、焼入れ処理が行われるようになる。

さらに、刃先５０ａに吐出された冷却水は、走行する刃先５０ａと衝突して吐出口１４ｉ近辺に集積して盛り上がった水山５１（図５の５１）となる。
このように吐出口１４ｉ近辺に水山５１が形成されると新規な冷却水が流入が止まり、刃先５０ａの冷却効果が弱まる。
そこで、水山５１を効率よく排出して新規の冷却水を刃先５０ａに接触させるために、冷却挟持体１４の吐出口１４ｉの直下近辺に凹部１４ｈを形成し、前記吐出口１４ｉから吐出された冷却水を前記凹部１４ｈに蓄積して、通過する帯鋸５０を冷却するようにしている。
本実施形態では、帯鋸５０の進行方向と略直角方向に、深さ１０ｍｍ、幅２０ｍｍの凹部１４ｈを形成し、その両端部に堰１４ｊを設けて冷却水を蓄積するようにしている。これによって、吐出口１４ｉで盛り上がった水山５１を、速やかに排出して新規の冷却水を呼び込んで刃先５０ａに接触させるようにするとともに、吐出口１４ｉの近辺の直下に形成された凹部１４ｈに蓄積された冷却水と接触させることによって、通過する帯鋸５０を冷却することができる。
なお、前記凹部１４ｈの深さや幅は、帯鋸の種類（幅、厚みなど）によって適宜決定される。

＜冷却挟持体締め付けネジ＞
冷却挟持体締め付けネジ１８は、帯鋸を冷却する表側冷却挟持体１４ａを、裏側冷却挟持体１４ｂ方向に押しつけるための手段である。締め付けネジ１８を正転又は逆転させることによって、表側冷却挟持体１４ａと裏側冷却挟持体１４ｂとの隙間を調整することができ、
帯鋸を挟持体内にセットする場合は、締め付けネジ１８を逆転させることによって隙間を開け、
帯鋸を挟持体によって冷却する場合は、締め付けネジ１８を正転させることによって隙間を閉じて、走行する帯鋸と挟持体とが接触するようにする。

＜冷却装置＞
冷却装置１９は、裏側冷却挟持体１４ｂに冷却水を送るための装置であり熱処理加工装置に付随して設けられているものである。冷却装置１９で形成された冷却水は、冷却挟持体１４の内部に導水孔１４ｃの入口１４ｅの連結する水管１４ｆに搬送され、裏側冷却挟持体１４ｂを冷却するようにしている。

＜帯鋸支持部材＞
帯鋸支持部材１５は機枠１１と連結され、帯鋸５０の表裏及び下端と接触して、走行中の帯鋸を安定して支持するための部材である。帯鋸支持部材１５の底部は、走行する帯鋸の下端部に当接して、帯鋸５０の上下位置を、下記の帯鋸上下調整ハンドル１６によって調整できるようになっている。

＜帯鋸上下調整ハンドル＞
帯鋸上下調整ハンドル１６は、走行する帯鋸５０を支持する帯鋸支持部材１５を上下に移動させるための部材である。機枠１１の上方に設けられた帯鋸上下調整ハンドル１６を、正転又は逆転させることにより、スクリューネジ１７を介して、ボルト１７ａで連結された上下機構１７ｂを上下させることによって、上下機構１７ｂに連結された帯鋸支持部材１５を上下に移動させることができる。
これにより、走行する帯鋸を上下方向（帯鋸の幅方向）に移動させるようにすることができ、帯鋸の刃先５０ａの刃先焼入れ予定部Ａを、加熱バーナー１３の燃焼炎が照射される（当たる）位置に合わせることができる。

なお、実施形態では、帯鋸上下調整ハンドル１６の１回転で、帯鋸支持部材１５を１ｍｍ上方又は下方に移動できるようになっている。

次に、本実施形態の装置に帯鋸をセットした状態を示す図５を用いて、帯鋸に熱処理加工をする方法を説明する。
まず、熱処理加工（焼入れ）しようとする帯鋸５０を、表側帯鋸送りローラ１２ａと裏側帯鋸送りローラ１２ｂの間、及び、表側冷却挟持体１４ａと裏側冷却挟持体１４ｂの間にセットして、冷却挟持体締め付けネジ１８によって表側冷却挟持体１４ａを軽く押し付けて、帯鋸５０をクランプする。
下記の手順に基づき帯鋸の熱処理加工を実施する。

（ａ）帯鋸上下調整ハンドル１６を回して、帯鋸支持部材１５の上下位置を調整して、刃先５０ａ位置を帯鋸の刃先５０ａの刃先焼入れ予定部Ａを、加熱バーナー１３の燃焼炎が照射される位置に合わせる。
（ｂ）そして、操作盤３０の帯鋸走行操作スイッチをＯＮにして、帯鋸５０を走行させる表側帯鋸送りローラ１２ａを回転させて、帯鋸５０を走行させる。
（ｃ）冷却装置を作動させて、吐出口から冷却水が吐出して走行する帯鋸の刃先５０ａを冷却していることを確認する。
（ｄ）操作盤３０の加熱バーナー点火スイッチをＯＮにする。
（ｅ）刃先の焼け具合（加熱されて赤く変色した色）で刃先温度が所定温度よりも高くなっていることを確認し、帯鋸の走行速度を調整する。
（ｆ）加工終了後、操作盤３０により帯鋸の走行を停止させる。
これにより、加熱バーナー１３が消火し、帯鋸５０の走行が停止され、加工を終了する。
作業終了時は、ガスボンベ元栓を閉め、電源を切る。
このような操作手順により、同じ品質の熱処理加工ができる。

次に、本実施形態の帯鋸の熱処理加工装置を用い実施例を説明する。
幅：１２７ｍｍ、厚み：１．０５ｍｍ、長さ：７ｍの帯鋸の、帯鋸刃５３の刃先を焼き入れした。
このときの帯鋸の走行スピードは、２．５ｍ／分とした。
熱処理加工を終えた帯鋸の刃先５０ａには焼きが入っていることを、ＨＲＣ硬度６３のヤスリでこすって確認した。

本発明の帯鋸の熱処理加工装置は、長年の経験と勘による緊張帯加工（帯鋸刃先焼き入れ加工）を簡単に行うことができる。焼入れ加工された帯鋸は、木材、冷凍魚、冷凍肉、アルミニウム、真鍮などを効率よく切断でき、産業上の利用可能性が極めて高い。

１０：熱処理加工装置
１１：機枠
１２：帯鋸走行手段
１２ａ：表側鋸送りローラー（フリー側）
１２ｂ：裏側鋸送りローラー（駆動側）
１２ｃ；帯鋸押さえ手段
１３：加熱バーナー
１４：冷却挟持体
１４ａ：表側冷却挟持体
１４ｂ：裏側冷却挟持体
１４ｃ：導水孔
１４ｄ：排出口
１４ｅ：導水孔１４ｃの入口
１４ｆ：水管
１４ｇ：摺接面
１４ｈ：凹部
１４ｉ：吐出口
１４ｊ：堰
１５：帯鋸支持部材
１６：帯鋸上下調整ハンドル
１７：スクリューネジ
１７ａ：ボルト
１７ｂ：上下機構
１８：冷却挟持体締め付けネジ
１９：冷却装置
３０：操作盤
５０：帯鋸
５０ａ：刃先
５１：水山
Ａ：刃先焼入れ予定部

Claims

部材を支持するための機枠と、
帯鋸を走行させるための電動モータなどの帯鋸走行手段と、
走行する帯鋸の刃先を加熱するための加熱バーナーと、
加熱バーナーで加熱された帯鋸を冷却するための冷却挟持体と、
走行する帯鋸の下面に当接して帯鋸の上下位置を決定するための帯鋸支持部材と、
を有し、
前記冷却挟持体の冷却水の吐出口の直下近辺には凹部が備えられており、
前記吐出口から吐出された冷却水を前記凹部に蓄積して通過する帯鋸を冷却するようにしたことを特徴とする帯鋸の刃先熱処理加工装置。
前記冷却挟持体の一方の裏側冷却挟持体には、
斜め方向に穿設された導水孔が設けられており、
走行する帯鋸と接触する摺接面の途中に排出口が設けられており、
前記導水孔に導入された冷却水が前記排出口から排出されるとともに、
前記排出口から排出された冷却水が、前記摺接面との隙間を縫って前記吐出口から吐出されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の帯鋸の刃先熱処理加工装置。
部材を支持するための機枠と、
帯鋸を走行させるための電動モータなどの帯鋸走行手段と、
走行する帯鋸の刃先を加熱するための加熱バーナーと、
加熱バーナーで加熱された帯鋸を冷却するための冷却挟持体と、
走行する帯鋸の下面に当接して帯鋸の上下位置を決定するための帯鋸支持部材と、
を有し、
前記冷却挟持体の冷却水の吐出口の直下近辺には凹部が備えられており、
前記吐出口から吐出された冷却水を前記凹部に蓄積して通過する帯鋸を冷却するようにしたことを特徴とする帯鋸の刃先熱処理加工方法。
前記冷却挟持体の一方の裏側冷却挟持体には、
斜め方向に穿設された導水孔が設けられており、
走行する帯鋸と接触する摺接面の途中に排出口が設けられており、
前記導水孔に導入された冷却水が前記排出口から排出されるとともに、
前記排出口から排出された冷却水が、前記摺接面との隙間を縫って前記吐出口から吐出されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の帯鋸の刃先熱処理加工方法。