JP7482713B2 - フープ材及び帯鋸刃の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯鋸盤によってワーク材（金属ワーク）の切削加工を行う際に用いられる帯鋸刃を取り出すフープ材及び帯鋸刃の製造方法に関する。

近年、超耐熱合金等の難削材からなるワーク材、又は大型のワーク材の高速切断の需要が高まっている。その需要に応えるために、鋸の背側に上り勾配傾斜と下り勾配傾斜とを組み合わせた帯鋸刃（以下、揺動帯鋸刃）が開発されている（特許文献１参照）。揺動帯鋸刃の構成等について簡単に説明すると、次のようになる。

特許文献１は、揺動帯鋸刃の鋸背に、複数の凹部の鋸背の成形加工を長手方向（帯鋸刃の長手方向）に沿って連続して形成している。各凹部は、鋸刃走行方向に向かって帯幅を広げる第１傾斜面と、鋸刃走行方向に向かって帯幅を狭める第２傾斜面とで構成している。

前述の構成によると、鋸刃案内装置のバックアップローラが鋸背を押圧すると、帯鋸刃がワーク材に対して上下方向に揺動しながら切削する。これにより、帯鋸刃の切削長を短くして、ワーク材の切削抵抗を小さくすることができる。その結果、帯鋸刃の長寿命化を図りつつ、難削材からなるワーク材、又は大型のワーク材を高速切断することができる。

揺動帯鋸刃を製造する際は、歯切り加工済みのフープ材の状態の帯鋸刃を製品長に対応して切断し、帯鋸刃の両端面を突き合わせてエンドレス溶接し、無端状に形成する。その後、帯鋸刃の鋸背に複数の凹部を鋸背の成形加工によって形成する。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１の他に、特許文献２及び特許文献３に示すものがある。

特許第６４６７７３７号公報 特許第４５２９０３２号公報 特許第３２６５２１７号公報

ところで、揺動帯鋸刃のエンドレス溶接前に鋸背の成形加工を行うと、接合箇所の帯幅寸法が異なる可能性があるので、エンドレス溶接を高精度に行うためには、エンドレス溶接後に鋸背の成形加工を行うのが一般的である。しかしながら、揺動帯鋸刃のエンドレス溶接後に鋸背の成形加工を１本ずつ行う加工手順は、エンドレス溶接前に、歯切り形成と鋸背の成形加工を連続して行う場合と比べて、鋸背の成形加工の加工効率が著しく低く、揺動帯鋸刃の生産性を高めることが困難である。繰り返しになるが、揺動帯鋸刃の生産性の向上を図るよう、帯鋸刃のエンドレス溶接前に鋸背の成形加工（傾斜加工）を行うと、帯幅寸法が場所によって異なってくるので、溶接個所での帯幅寸法が一致する可能性は低くなり、エンドレス溶接を高精度に行うことが困難であるという課題がある。

ところで、前述の課題は、例えば、特許文献２及び特許文献３に示すような振動帯鋸刃においても同様に生じる。振動帯鋸刃の鋸背には、凹部を含む複数の凹凸部が長手方向に沿って形成されている。なお、揺動と振動との一致と相違について、以下のように定義する。一致点は所定振動数及び所定振幅で往復同する動作であり、相違点は比較論となるが、１０Ｈｚ以上の振動数及び／又は一歯の切込み量以下の振幅を振動と称し、それ以外を揺動と称すこととする。即ち、揺動はゆらぎ、揺り動かす様であり、振動は小刻みに揺れる様であることを鋸刃の切削作用に置き替えた定義である。

そこで、本発明は、揺動帯鋸刃又は振動帯鋸刃の生産性の向上を図りつつ、帯鋸刃のエンドレス溶接を高精度に行うことができる、新規な構成からなる帯鋸刃を取り出すフープ材及び帯鋸刃の製造方法を提供することを目的とする。

本実施態様に係るフープ材は、複数の鋸歯を有する刃部と前記刃部の反対側の鋸背とを有し、所定の製品長の無端状の帯鋸刃が取り出されるフープ材であって、前記帯鋸刃の走行方向に沿って配された、 第１製品長の間隔の複数の第１平坦部とｎ個の凹部とが連なるパターン、および、第２製品長Ｌ２の間隔の複数の第２平坦部とｎ個でないｍ個の凹部とが連なるパターンの鋸背を備えている。

本実施態様に係る帯鋸刃の製造方法は、複数の鋸歯を有する刃部と前記刃部の反対側の鋸背とを有し、所定の製品長で切断し両端をエンドレス溶接して無端状の帯鋸刃とするフープ材を用い、前記フープ材の前記鋸背を、前記帯鋸刃の走行方向に沿って配された、 第１製品長の間隔の複数の第１平坦部とｎ個の凹部とが連なるパターン、および、第２製品長Ｌ２の間隔の複数の第２平坦部とｎ個でないｍ個の凹部とが連なるパターンを有するものとし、前記フープ材から、前記第１平坦部で切断しエンドレス溶接して無端状にした第１の製品長の帯鋸刃と、前記第２平坦部で切断しエンドレス溶接して無端状にした第２の製品長の帯鋸刃との２種類の帯鋸刃を製造可能とする。

本発明によれば、フープ材の状態で、歯切り加工に続いて鋸背の成形加工を行っても、エンドレス溶接用の接合箇所の帯幅寸法を一定に保つことができ、以って、揺動帯鋸刃又は振動帯鋸刃の生産性の向上を図りつつ、エンドレス溶接を高精度に行うことができる。

図１は、第１実施形態に係る帯鋸刃を示す模式図である。 図２は、第１実施形態に係る帯鋸刃の一部を示す模式図である。 図３は、複数の平坦部が第１製品長となる所定長の間隔をあけて鋸刃走行方向に沿って配置されたフープ材の状態の帯鋸刃の一部を示す模式図である。 図４は、第１実施形態に係る帯鋸刃のエンドレス溶接を行う様子を示す模式図である。 図５は、第１実施形態に係る帯鋸刃の製造過程を示す模式図である。 図６は、第２実施形態に係る帯鋸刃のフープ材の状態を示す概念図である。

以下、第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「帯幅方向」とは、帯鋸刃の鋸刃走行方向（長手方向）に直交する方向のことをいう。「帯幅寸法」とは、帯幅方向の寸法のことをいう。図面中、「ＤＭ」は、鋸刃走行方向を指している。

（第１実施形態）
図１から図３に示すように、第１実施形態に係る帯鋸刃１０は、帯鋸盤（図示省略）によってワーク材（金属ワーク）の切削加工を行う際に用いられる揺動帯鋸刃である。また、帯鋸刃１０は、強靱性の高い合金鋼からなる胴部１２と、高速度工具鋼（ハイス）や硬質合金、サーメット、セラミックス等からなる刃部１４とを備えている。刃部１４は、鋸刃進行方向に沿って連続して形成された複数の鋸歯１６を有しており、複数の鋸歯１６は、帯鋸刃１０の歯先１０ｔを有している。説明の便宜上、鋸歯１６を誇張して図示しており、実際の鋸歯１６の枚数は、図中の鋸歯１６の枚数に比べて非常に多い。帯鋸刃１０は、歯先１０ｔ側の反対側に、鋸背１０ｂを有している。フープ材を所定長Ｌに切断して、その両端をエンドレス溶接すれば無端状になり、ジョイント部１０ｊが形成される。つまり、帯鋸刃１０は、フープ材から所定長Ｌの無端状鋸刃を構成する帯鋸刃である。

鋸背１０ｂには、複数の凹部１８が鋸背の成形加工によって鋸刃走行方向に沿って連続して形成されている。凹部１８は、鋸刃走行方向に向かって帯幅を広げる第１傾斜面１８ａと、鋸刃走行方向に向かって帯幅を狭める第２傾斜面１８ｂで構成している。帯鋸刃１０が帯鋸盤に搭載されたとき、鋸刃案内装置のバックアップローラが鋸背１０ｂを押圧すると、その傾斜によってワーク材に対して帯鋸刃１０が揺動しながら切削する。説明の便宜上、凹部１８を誇張して図示しており、実際の凹部１８の最大凹み量は、帯鋸刃１０の帯幅寸法に比べて極めて小さく、例えば１．０ｍｍ程度である。

なお、複数の凹部１８が鋸刃走行方向に沿って連続して形成される代わりに、間隔をあけて形成されてもよい。また、第１傾斜面１８ａ及び第２傾斜面１８ｂは平面である代わりに、曲面であっても構わない。更に、凹部１８の第１傾斜面１８ａと第２傾斜面１８ｂとの間に平坦面（図示省略）を形成してもよい。

帯鋸刃１０は、フープ材を所定長Ｌに切断して、その両端をエンドレス溶接して無端状の帯鋸刃（無端状鋸刃）を構成する。図３に示すように、フープ材を所定長Ｌに切断したときに溶接する帯幅寸法が一定となるように、フープ材の鋸背１０ｂに、第１傾斜面１８ａ及び第２傾斜面１８ｂで構成された凹部１８の無い複数の平坦部２０を備えている。平坦部２０は、凹部１８と凹部１８とを離隔する。また、平坦部２０は、エンドレス溶接を行うために必要な長さを有しており、即ち、溶接時に圧力をかけて盛り上がった溶接部を研磨しても、溶接部の周囲に影響しない程度の長さを確保している。

図３は、フープ材の状態での２つの平坦部２０間の距離が帯鋸刃１０の第１製品長Ｌ１となることを示したものである。尤も、製品長に相当する距離の中に平坦部２０は複数あってもよい。なお、平坦部２０で仕切られた鋸歯１６の構成と凹部１８の構成は、帯鋸刃１０の揺動開始と揺動終了を構成する所定周期となっている。帯鋸刃１０は、その平坦部２０で仕切られた鋸歯１６の構成と凹部１８の小構成を複数構成して為されたエンドレスの周期を成している。

製品長さとなる所定長Ｌに対応した平坦部２０に垂直の帯幅平面部Ｆには、エンドレス溶接可能な溶接予定箇所Ｐが含まれ、帯幅平面部Ｆは、その部分は梨地等で目視できるように目印を附してもよい。なお、図面上は更にその溶接部となる推定位置を分かり易く説明するため、便宜上ハッチングドットを施して示している。また、帯幅平面部Ｆには、エンドレス溶接可能な位置（溶接予定箇所Ｐ）を示すために、指標２２を例えばインクジェット方式でマーキングしてもよい。なお、マーキングは、インクジェット方式の代わりに、レーザマーキング方式等の他の方式を用いてもよい。

図３及び図４に示す平坦部２０の鋸刃走行方向の長さは、帯鋸刃１０を無端状にするエンドレス溶接を行う際に、平坦部２０を溶接機２４の一対のサイドゲージ２６とセンターゲージ２８に当接して、溶接機２４の一対の電極バイス３０に固定可能な長さに設定されている。

ここで、帯鋸刃１０のエンドレス溶接について簡単に説明すると、図４に示すように、帯鋸刃１０の製品長さＬに対応した平坦部２０を一対のサイドゲージ２６に当接させながら、帯鋸刃１０の両端面をセンターゲージ２８に当接させて、一対の電極バイス３０が帯鋸刃１０の両端側をそれぞれクランプする。その後、センターゲージ２８を帯鋸刃１０の両端面の間から遠ざけて、一対の電極バイス３０が通電加熱しながら帯鋸刃１０の両端面同士を押付け、帯鋸刃１０を無端状に溶接する。なお、帯鋸刃１０の平坦部２０を一対のサイドゲージ２６に当接させる代わりに、帯鋸刃１０の歯先１０ｔを一対のサイドゲージ２６に当接させてもよいが、平坦部２０を当接させる場合と比較すると溶接作業の安定性は劣る。

続いて、第１実施形態の作用効果について説明する。

製品長さＬに対応した平坦部２０が溶接予定箇所Ｐ、センターゲージ２８と一対の電極バイス３０と一対のサイドゲージ２６を配置可能な長さを確保しているため、フープ材の両端面に直角な両平坦部２０が整合した状態で水平に保たれ、その平坦部２０に対して垂直な溶接面を得ることができる。これにより、図５に示すように、フープ材の状態で、歯切り加工後に続けて鋸背の成形加工を行っても、エンドレス溶接の接合箇所の帯幅寸法を一定に保つことができる。ここで、歯切り加工には、複数の鋸歯１６のアサリ出し加工も含まれる。

従って、第１実施形態によれば、歯切り加工後に続けて鋸背の成形加工が可能でフープ材の加工効率を高めて、帯鋸刃（揺動帯鋸刃）１０の生産性の向上を図りつつ、専用のエンドレス溶接個所を設けることで、帯鋸刃１０のエンドレス溶接を高精度に行うことができる。特に、平坦部２０がセンターゲージ２８と一対のサイドゲージ２６に当接可能な長さに設定されているため、帯鋸刃１０のエンドレス溶接をより高精度に行うことができる。

また、平坦部２０に垂直の帯幅平面部Ｆにエンドレス溶接可能な位置（溶接予定箇所Ｐ）を示す指標２２がマーキングされているため、作業者が溶接予定箇所Ｐの位置を容易に認識でき、帯鋸刃１０の製造能率を高めることができる。

（第２実施形態）
図６に示すように、第２実施形態に係る帯鋸刃１０Ａは、フープ材の状態において、鋸背１０ｂの一部を構成する複数の第１平坦部３２及び第２平坦部３４を備えている。複数の第１平坦部３２は、第１製品長Ｌ１の間隔をあけて鋸刃走行方向に沿って配されている。複数の第２平坦部３４は、第２製品長Ｌ２の間隔をあけて鋸刃走行方向に沿って配されている。言い換えれば、このフープ材は、複数の凹部１８がｎ個連なるパターンと、複数の凹部１８がｎ個でないｍ個連なるパターンとが共存して構成されている。いずれかの第１平坦部３２は、第２平坦部３４を兼用している。なお、製品長に相当する距離の中に第１平坦部３２及び第２平坦部３４は、それぞれ複数あってもよい。

第１製品長Ｌ１に対応した第１平坦部３２に垂直の第１帯幅平面部Ｆ１には、エンドレス溶接可能な第１溶接予定箇所Ｐ１が含まれている。第２製品長Ｌ２に対応した第２平坦部３４に垂直の第２帯幅平面部Ｆ２には、エンドレス溶接可能な第２溶接予定箇所Ｐ２が含まれている。その組み合わせ次第で、いずれかの第１帯幅平面部Ｆ１は、第２帯幅平面部Ｆ２を兼用することができる。

従って、第２実施形態の構成によると、前述の第１実施形態と同様の作用効果を奏する他に、フープ材の状態から製品長又は組み合わせパターン数の異なる２種類の帯鋸刃（無端状鋸刃）を取り出すことができ、フープ材の状態の帯鋸刃１０Ａの汎用性を高めることができる。

なお、本発明は、前述の第１実施形態及び第２実施形態の説明に限るものでなく、例えば、揺動帯鋸刃である帯鋸刃１０に適用した技術的思想を振動帯鋸刃（図示省略）に適用する等、適宜の変更を行うことにより、様々な態様で実施可能である。そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の第１実施形態及び第２実施形態に限定されないものである。

１０ 帯鋸刃（揺動帯鋸刃）
１０ｔ 歯先
１０ｂ 鋸背
１２ 胴部
１４ 刃部
１６ 鋸歯
１８ 凹部
１８ａ 第１傾斜面
１８ｂ 第２傾斜面
２０ 平坦部
Ｆ 帯幅平面部
Ｐ 溶接予定箇所
２２ 指標
２４ 溶接機
２６ サイドゲージ
２８ センターゲージ
３０ 電極バイス
１０Ａ 帯鋸刃（揺動帯鋸刃）
３２ 第１平坦部
３４ 第２平坦部
Ｆ１ 第１帯幅平面部
Ｆ２ 第２帯幅平面部
Ｐ１ 第１溶接予定箇所
Ｐ２ 第２溶接予定箇所

Claims (2)

1. 複数の鋸歯を有する刃部と前記刃部の反対側の鋸背とを有し、所定の製品長の無端状の帯鋸刃が取り出されるフープ材であって、
   前記帯鋸刃の走行方向に沿って配された、第１製品長の間隔の複数の第１平坦部とｎ個の凹部とが連なるパターン、および、第２製品長Ｌ２の間隔の複数の第２平坦部とｎ個でないｍ個の凹部とが連なるパターンの鋸背を備えたフープ材。
2. 複数の鋸歯を有する刃部と前記刃部の反対側の鋸背とを有し、所定の製品長で切断し両端をエンドレス溶接して無端状の帯鋸刃とするフープ材を用い、
   前記フープ材の前記鋸背を、前記帯鋸刃の走行方向に沿って配された、第１製品長の間隔の複数の第１平坦部とｎ個の凹部とが連なるパターン、および、第２製品長Ｌ２の間隔の複数の第２平坦部とｎ個でないｍ個の凹部とが連なるパターンを有するものとし、
   前記フープ材から、前記第１平坦部で切断しエンドレス溶接して無端状にした第１の製品長の帯鋸刃と、前記第２平坦部で切断しエンドレス溶接して無端状にした第２の製品長の帯鋸刃との２種類の帯鋸刃を製造可能とする帯鋸刃の製造方法。

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