JPH01310814A - 帯鋸の腰入れ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、産業上の利用分野 本発明は、帯鋸の製造工程において、帯鋸素材を腰入れ
加工する方法に関するものである。

ｂ、従来の技術 一般に、材料に力を加えると一定の変形を起こすが、加
える力を徐々に増すとそれに応じて変形量が大となる。

ところが、材料の形状、力の加え方によっては、その加
える力がある大きさに達すると、それ迄の変形とは全熱
別異の変形に突然移行する現象すなわち座屈現象が生じ
る。

帯鋸の場合、上述の如き座屈現象が熱応力によって起こ
ることがある。なお、この座屈現象が生じるメカニズム
は次の如くである。

帯鋸を用いて木材、木質材料（プラスチックを含む）等
の被切断物を切削するときには、帯鋸の歯辺部及びその
近傍に摩擦熱が発生ずるが、その際に帯鋸の鋸背部の部
分には摩擦熱が殆ど発生しないため、帯鋸の歯辺部と鋸
背部との間に比較的大きな温度勾配を生じる。しかして
、歯辺部に発生ずる摩擦熱のために歯辺部近傍の縁部は
長手方向に伸びようとするが、その他の部分の抵抗によ
り伸びることができないため、当該その他の部分に引張
力が付与され、その反作用として歯辺部近傍の縁部に圧
縮応力を生じることとなる。従って、帯鋸の歯辺部と鋸
背部との間で膨張する割合が大きく異なり、歯辺部近傍
の縁部が膨張するのに伴いその縁部に圧縮応力が発生す
ると共に当該その他の部分に引張応力が発生し、その結
果、これらの間に応力勾配を生じる。

熱応力が大となって帯鋸の歯辺部がある温度まで上昇す
ると、それまで平面的に伸び縮みしていたものが急に別
の種類の変形（例えば、帯鋸が断面くの字状に曲がる変
形）が生じる。このような変形即ち座屈を生じると、帯
鋸ばもはや切削不能となり、切削作業に支障を来たすこ
ととなる。

そこで、従来より、上述の如き摩擦熱による座屈の発生
を防止するために、帯鋸素材に腰入れ加工を行なうよう
にしている。この腰入れ加工は、帯鋸素材の巾方向の中
央部分を塑性展伸処理又は熱処理を施すことにより行な
われ、これにより歯辺部近傍の縁部において長手方向に
引張内力が付与され、切削時に熱応力として歯辺部及び
その近傍に生じる長手方向の圧縮応力が打消されること
となって座屈が効果的に防止される。

ところで、この種の腰入れ方法としては、ローラ加工法
による塑性展伸処理、或いは火焔加熱法による熱処理が
従来より行なわれている。

上述のロール加圧法は、第８図に示すように、帯鋸素材
ａの歯辺部すと鋸背部Ｃとの間の中央部分ｄを一対の金
属ローラｅ、ｆにて強力に挟持・押圧しつつ、その長手
方向に移動させながら塑性展伸加工する方法であり、そ
の作業に当っては、第９図において鎖線で示す複数の軌
道Ｒに沿って順次ロールをかけて腰入れを行なうように
している。

また、上述の火焔加熱法は、例えば酸素−アセチレン焔
等の火焔を第１０図に示す如く帯鋸素材ａの中央箇所ｇ
に向けて吹き付けて熱処理する方法であり、その作業に
当っては、火焔を前記中央箇所ｇに沿って長手方向に移
動させながら加熱して腰入れを行なうようにしている。

Ｃ９発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述のようなローラ加圧法や火焔加熱法
は次に述べるような大きな問題点があった。

まず、ロール加圧法の場合には、ハンマーで帯鋸素材を
たたいて塑性展伸処理を行なう古典的なハンマー打法に
比べて勘やコツ等の熟練を必要としないが、前加工の精
度の良否によって影響を受は易く、腰入れの局部的強弱
を生じ易い。従って、腰入れ強度が加工の全面に亘って
不均一となる場合が多く、このような場合には、再三繰
り返してローラ加圧を行なうか、或いは、ハンマー打法
を併用するようにしていた。このため、生産効率が非常
に悪く、しかも一定の加工条件下で均一な腰入れ強度を
得ることが困難であり、自動化を図ることができないと
いった大きな問題点があった。

また、火焔加熱法の場合には、４００°Ｃ前後の温度と
なるように帯鋸素材ａの中央箇所ｇを例えば３０ｃｍの
長さずつ加熱しながら長手方向の全体を段階的に加熱処
理するのに勘やコツを必要とし、このような腰入れ加工
を全面に亘って均一に行なうには可成りの熟練を必要と
する。しかも、帯鋸素材ａの焼戻し温度は４００℃位で
あるため、４００℃前後の火焔加熱により帯鋸素材ａに
軟化を生じ、硬さむらを生じ易い。このため、−回の火
焔加熱処理では良好な腰入れを行なうことができないの
が現状である。よって、この方法は、作業性が悪く、均
質な製品を得ることが困難であり、自動化を図ることも
不可能であった。

本発明は、上述の如き実状に鑑みて発明されたものであ
って、その目的は、勘やコツ等の熟練を全く必要とする
ことなく能率的にかつ均質な腰入れ加工を施すことがで
き、しかも自動化を図り得る帯鋸の腰入れ方法を提供す
ることにある。

６０課題を解決するための手段 上述の課題を解決するために、本発明では、帯鋸素材の
歯辺部近傍の縁部に隣接しかつ前記帯鋸素材の長手方向
に延びる帯状部分内の多数の散在箇所にショット粒を投
射することによって、前記帯状部分の長手方向に圧縮応
力を発生せしめ、もって前記縁部の長手方向に引張内力
を付与するようにしている。

以下、本発明の一実施例に付き第１図〜第４図を参照し
て説明する。

第１図は、腰入れ加工ずべき帯鋸素材１の平面図を示す
ものであって、同図において、２は帯鋸素材１の一側部
に形成された歯辺部、３は歯辺部２の反対側に形成され
た平坦状の鋸背部である。

また第２図は、上述の帯鋸素材１をショットピーニング
加工するための機構を示すものであって、同図において
、４はコンプレッサ一方式のショット粒投射装置、５は
帯鋸素材１の歯辺部２及びその近傍の縁部６の全面を遮
蔽する遮蔽部材、７は帯鋸素材１の鋸背部３及びその近
傍の縁部８の全面を遮蔽する遮蔽部材、９ａ、　９ｂは
帯鋸素材１の表裏両面のうち前記縁部６と縁部８との間
の帯状部分りをマスキングするマスク板である。上述の
マスク板９ａ、　９ｂは、第２図及び第３図に示すよう
に、多数の円形開孔１０ａ。

１０ｂが縦方向及び横方向にそれぞれ等間隔の箇所に規
則的に形成されている。なお、これらのマスク板９ａ、
　９ｂは図外の保持手段にて帯鋸素材１の帯状部分りを
挟持した状態で帯鋸素材１に固定されるようになってい
る。

また、上述のショット粒投射装置４は図外のコンプレッ
サから圧縮空気を供給する導管１２と、図外のショット
粒供給源からショット粒を供給する導管１３とがそれぞ
れ連結された装置本体１４を備えており、圧縮空気の作
用によりショット粒が装置本体１４の射出口１２から高
速で投射されるように構成されている。

なお、図示を省略したが、このショット粒投射装置４は
互いに対向する位置にそれぞれ配設されており、これら
の間に被加工物である帯鋸素材１の一部が配置されるよ
うになっている。

次に、焼入れ及び焼戻し処理を完了した平板状の帯鋸素
材１をエンドレスヘルド状にすべくその両端を溶接した
後に、腰入れ加工を施す際の操作に伺き述べる。

まず、第２図及び第３図に示す如く、図外の支持用治具
にて帯鋸素材１を垂直状に立てた状態で支持固定すると
共に、帯鋸素材１の歯辺部２及び鋸背部３に遮蔽部材５
，７をそれぞれ取付ける。

次いで、一対のマスク板９ａ、　９ｂを前記遮蔽部材５
゜７の間に挿入して帯鋸素材１の帯状部分りを挟持する
ように帯鋸素材の表裏両面にそれぞれ当てがい、これら
のマスク板９ａ、　９ｂを図外の保持手段にてしっかり
と保持する。なお、この際、マスク板９ａ、　９ｂの円
形開孔１０ａ、　１０ｂは第２図に示すように帯鋸素材
１を隔てて互いに対向した位置に配されるようにセツテ
ィングする。これにより、帯鋸素材１の帯状部分りのう
ち前記円形開孔１０ａ、　１０ｂに対応する点在箇所が
ショットピーニング加工部分Ａとして露出された状態と
なり、その他の部分は遮蔽部材５．７及びマスク板９ａ
、　９ｂにて完全にマスキングされる。

しかる後、図外の駆動機構によりエンドレス状の帯鋸素
材１を回動（第２図においては紙面に直交する方向に水
平移動）させながら、一対のショット粒投射装置４から
帯鋸素材１の両面に向けてほぼ直角にショット粒を投射
する。これにより、前記遮蔽部材５，７の間の帯状部分
りのうち、マスク板９ａ、　９ｂの円形開孔１０ａ、　
１０ｂにそれぞれ対応する部分をショットピーニング加
工する。

本方法の具体例は次の通りである。

且体斑 （１）帯鋸素材１の材質　　　　　５ＫＳ５１（２）帯
鋸素材１の寸法 鋸背部３から歯底部１３までの巾Ｗ（第１図参照）　　
　　　　　　　　１２０ｍｍ板厚　　　　　　　　　　
０．８ｍｍ （３）帯鋸素材１の帯状部分Ｌ Ｌ＝９０ｍｍであり、かつ、鋸背部３と歯底部１３との
中央箇所ｇからそれぞれ４５ｎ＋の部分（４）マスク板
９ａ、　９ｂの円形開孔ＩＱａ、　ＩＱｂ　（ショット
粒投射領域） 直径ｒ＝１０ｍｍ 長平方向の間隔Ｌ＋　”’　１０ｍｍ 幅方向の間隔　Ｌ２＝５ｍｍ （５）加工条件 〈イ〉ショット粒の直径　　　０．８ｍｍ〈口〉ショッ
ト粒の硬さ　　　ＨＲＣ５８〈ハ〉ショット粒の材質　
　　鋳鋼 〈二〉ショソ１−粒の投射速度　４０ｍ／ｓ〈ホ〉ショ
ット粒の投射角度　９０゜ 〈へ〉帯鋸素材１の移動速度　３０ｍ／ｓ〈ト〉ショッ
ト粒投射装置に供給される圧縮空気の圧力（ゲージ圧）
　　５ｋｇ／真璽２この具体例によって得られた帯鋸素
材１の表面の残留応力を測定したところ第４図に示す如
き結果を得た。なお、同図において実線は、ショットピ
ーニング加工領域への配列方向（帯鋸素材１の幅方向）
に延びる領域αの残留応力を示し、破線は互いに隣接す
る領域α間の領域βの残留応力を示している。

第４図に示す測定結果かられかるように、ショットピー
ニング加工前の帯鋸素材１の残留応力は破線で示される
如くその全域に亘って＋２〜＋３　ｋｇ　／　ｘ＊　２
程度であったが、ショットピーニング加工後は、帯鋸素
材１のうち前記領域αには実線で示される如く−２０〜
−３０ｋｇ　ｆ　／　ｗ　２程度の範囲においてジグザ
グの圧縮応力が発生しているのが認められる。すなわち
、ショットピーニング加工領域（ショット粒の投射領域
）Ａには−２０ｋｇ　ｆ　／　１１１１　”程度の圧縮
応力が発生しており、帯鋸素材１の幅方向に沿って互い
に隣接する領域Ａ間の領域には更に大きな−３０ｋｇ　
ｆ　／　ｍｕ　２程度の圧縮応力が発生していることが
わかる。

一方、ショットピーニング加工後の帯鋸素材１のうち前
記帯状部分り以外の領域すなわち歯辺部２の近傍の縁部
６及び鋸背部３の近傍の縁部８の画部分には＋５〜＋３
　ｋｇ　ｆ　／　ｍ　２程度の引張内力が発生している
のが認められる。

従って、帯鋸素材１の帯状部分りには圧縮応力が、そし
て縁部６，８には引張内力が発生していることとなるた
め、良好な腰入れ加工がなされていることが確認された
。

すなわち、帯鋸使用時に歯辺部２及びその近傍の縁部６
に摩擦熱が発生してその内部に圧縮応力が生じても、シ
ョットピーニング加工にて圧縮応力が付与された前述の
帯状部分りの存在により前記縁部６には予め引張内力が
付与されているので、前記帯状部分り及び鋸背部３近傍
の縁部８に引張力を及ばずことなく熱膨張することとな
り、従って大きな応力勾配を生じるおそれがない。この
ため、帯鋸の熱座屈現象の発生を効果的に防止できる。

このような効果を確かめるために、本例で得られた帯鋸
素材１をアサリ出し加工及び歯仕上げ加工を施した後に
切削試験を行ったところ、熱座屈という異常現象は全く
発生せず、耐久性についても従来のロール加圧法或いは
火焔加熱法による腰入れ加工と同様であり、良好な結果
を得られた。

ところで、本例の場合は、帯鋸素材１の両縁部６゜８を
除いた帯状部分りの散在個所にショットピーニング加工
を施すようにしているので、強い腰入れをしても帯鋸素
材１の残留応力分布は中方向に沿ってバランスすること
となり、従って帯鋸素材１が反り返ってしまうようなお
それはない。

以上、本発明の一実施例の付き述べたが、本発明は、既
述の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的
思想に基づいて各種の変更が可能である。

例えば、弱い腰入れでよい場合には、帯鋸素材１の歯辺
部２近傍の縁部６を除く全ての部分（前記帯状部分り及
び縁部８）に既述の如きマスク板９ａ、　９ｂを当てが
ってこの部分を弱くショットピーニング加工するように
してもよい。すなわちこの場合には、歯辺部２と鋸背部
３との間に残留応力のアンバランスを生じるが、弱い腰
入れ加工であるため帯鋸素材１が反り返ってしまうよう
なおそれがないからである。なお、ショットピーニング
加工の強弱すなわち腰入れ強度の強弱は、ショット粒の
直径、材質及び硬さ、ショット粒投射時間、ショット粒
投射時間等を調整することによって容易に調整可能であ
る。

また、既述の実施例では、ショットピーニング加工する
部分を円形の点在箇所としたが、円形に限らず正方形や
楕円形等の各種の形状であってもよい。

さらに、一対のマスク板９ａ、　９ｂの円形開孔１０ａ
、１０ｂの対応関係は既述の実施例の如く互いに対向し
ている必要はなく、第５図に示すようにこれらが互いに
ずれた配置関係となるようにしてもよい。このように構
成した場合にも、第６図の実験結果（実験条件は既述の
実施例と同し）から明らかなように、既述の実施例と同
様に、良好な腰入れ加工を施すことができる。

また、ショットピーニング加工する部分は多数の点在箇
所ではなく、例えば第７図に示ずように帯鋸素材１の長
手方向に対して傾斜して前記帯状部分りの上下両縁部付
近にまで延び、かつ互いに等間隔を置いて並列された多
数の散在箇所をショットピーニング加工部分Ｂとしても
よい。これらの何れの場合にも、既述と同様に充分な腰
入れを行なうことができる。

ｅ０発明の効果 以上の如く、本発明は、帯鋸素材の歯辺部近傍の縁部に
隣接しかつ前記帯鋸素材の長手方向に延びる帯状部分内
の多数の散在箇所にショット粒を投射することによって
、前記帯状部分の長手方向に圧縮応力を発生せしめ、も
って前記縁部の長手方向に引張内力を付与するようにし
たものであるから、簡単なショットピーニング加工にて
良好な腰入れ加工が施された帯鋸を得ることができる。

しかも、本発明によれば、従来の火焔加熱法に比べて勘
やコツ等の熟練を要することなく均一な腰入れ強度を得
ることができ、また従来のロール加圧法のような面倒な
繰り返し作業を行なうことなく一回の作業にて能率的に
腰入れ加工を行なうことができる。

さらに、本発明に係る腰入れ方法を実施する装置として
は従来公知のショットピーニング装置を用いればよく、
従って腰入れ加工を自動化して省力化を図ることも容易
に可能である。

また、ショット粒投射速度等の加工条件を変更すること
によって腰入れ強度の調整を容易に行なうことができる
。しかも、本発明に係る方法では帯鋸素材１の帯状部分
りのうちの散在箇所すなわち帯状部分りの一部分のみを
ショットピーニング加工するようにしているので、比較
的強いショットピーニング加工を施しても帯鋸素材１の
変形を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するためのも
のであって、第１図は帯鋸素材の平面図、第２図はショ
ット粒投射機構を示す断面図、第３図は遮蔽部材が取付
けられた帯鋸素材の平面図、第４図はショットピーニン
グ加工前（ショット粒投射前）及びショットピーニング
加工後（ショット粒投射後）の帯鋸素材の残留応力の測
定結果を示すグラフ、第５図及び第６図は本発明の別個
を示すものであって、第５図は第３図と同様の平面図、
第６図は第４図と同様のグラフ、第７図は本発明のさら
に別の例を示す第３図と同様の平面図、第８図及び第９
図は従来のロール加圧法による帯鋸素材の腰入れ加工を
説明するためのものであって、第８図は帯鋸素材を一対
の金属ローラにて挟持・押圧している状態を示す断面図
、第９図は帯鋸素材のローラ軌道を示す平面図、第１０
図は従来の火焔加熱方法による帯鋸素材の腰入れ加工を
説明するだめの断面図である。 １・・・帯鋸素材、 ２・・・歯辺部、 ３・・・鋸背部、 ４・・・コンプレッサ一方式のショット粒投射装置、５
．７・・・遮蔽部材、 ６．８・・・縁部、 ９ａ、　９ｂ・・・マスク板、 １０ａ、１０ｂ　−・・円形開孔、 １６・・・長手状開孔、 Ａ、Ｂ・・・ショットピーニング加工部分。 特許出願人　　電気興業株式会社 代理人　弁理士　　　奥　　山　　尚　　男（ほか２名
） （Ｆ蓋／Ｊ梱γ渚馬ソ （ｙｔｗ／Ｊｌイ）ｑ凹馬巌

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　帯鋸素材の歯辺部近傍の縁部に隣接しかつ前記帯鋸素
   材の長手方向に延びる帯状部分内の多数の散在箇所にシ
   ョット粒を投射することによって、前記帯状部分の長手
   方向に圧縮応力を発生せしめ、もって前記縁部の長手方
   向に引張内力を付与するようにしたことを特徴とする帯
   鋸の腰入れ方法。