JP6857398B2 - 帯鋸の刃先熱処理加工装置及び刃先熱処理加工方法 - Google Patents

帯鋸の刃先熱処理加工装置及び刃先熱処理加工方法 Download PDF

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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 (4)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
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