JPH10505014A - 同期化された鋸用可変歯の配置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 歯の複数の繰返しグループからなる歯付き切刃を有する可変ピッチ帯鋸が提供される。各グループは、１本のあさり抜き先行歯と、刃の対向側面から横方向に交互にあさりを付けた複数のあさり付き歯を含んでいる。各歯は、所定の切断平面に配置された切刃と、その歯と該所定の切断平面と同一平面の切刃を有する次の先行鋸歯との間の累積ピッチ距離とを有している。目領域の大きさが同じ累積ピッチを有する全ての歯について同じになるように、各歯の目領域の大きさはその歯の累積ピッチ距離に正比例させられている。歯グループの各々は、高さおよび横方向のあさりの程度の異なる歯を含むことができる。グループの全ての歯の歯間隔が均一になるのを避けるために、各グループの歯の数本は、該歯の１本の歯先からその歯に隣接する歯の歯先までで測定されたピッチを有している。

Description

【発明の詳細な説明】 同期化された鋸用可変歯の配置 本出願は、本出願のために放棄された、1995年３月23日に出願された名称が“ 同期化された鋸用可変歯の配置”なる同時係属特許出願第08/408,847号の一部継 続出願である。 発明の技術分野 本発明は、帯鋸刃用の歯の配置に関し、特に、切断方向において該歯の各々に 先行する目領域が各該歯の累積ピッチ距離に正比例しており、少なくともいくつ かの歯が、該歯の歯先と工作物との接触によって生じる律動的反復を防止するた めに大きさの異なるピッチ距離分だけ他の歯から分離されていることを特徴とす る鋸歯の配置に関する。 発明の背景技術 “可変ピッチ”歯パターンを有する鋸歯縁によって、均一な時間間隔で工作物 と接触する均一間隔歯による過剰な騒音および振動の問題が避けられ、その最終 的な結果として、相当に騒音レベルが低下し、刃の寿命が延長することは、帯鋸 刃業者には以前から知られていた。帯鋸刃は一般的に、その他の切断工具および その他のタイプの鋸とは分離されて、別個の切断工具技術の一部門として発達し てきたのであるが、切断作業の信頼性を高めるために円筒ホールソーの切刃に可 変ピッチ歯パターンを使用することが通常の習慣でもあった。 歴史的には、“可変ピッチ”鋸歯パターンは、鋸刃の切断方向に連続する歯の 対の間のピッチが漸進的に変化するように配置された鋸歯の繰返しグループから なる。この変化は、例えば鋸の隣接する歯の歯先の間のピッチ距離のように、隣 接歯の対応地点間のピッチ距離において生じる。鋸の前端から始まり、鋸の後端 に向かって延在するピッチ変化は一般的に、密から粗へ、再び粗から密へ、また はその逆の順序で繰り返す。 帯鋸刃業者は、鋸歯のパターンに関して“密”および“粗”と言った場合、一 つの隣接する先行する歯の対の間のピッチ距離が、パターン中の他の隣接する後 続する歯の対の間の粗なまたはより大きなピッチ距離に対して密なまたはより小 さいと見なすであろう。鋸に沿った所定の基準線から測定して、ある歯が他の歯 よりも高いまたは低いことを意味するのではない。 可変ピッチタイプ鋸刃におけるこれまでの試みの例が、米国特許第2,227,864 号および第2,568,870号に開示されている。両特許とも、刃の前端により密な歯 を有し、歯が次第に粗くなり、その後再び密になる鋸を開示している。この繰返 しが鋸の全長にわたって繰り返される。目も同じパターンをたどっている。従っ て、これらの特許は、ピッチと目の大きさの両方を漸進的に変えることに関する 。 米国特許第4,179,967号（1983年に再発行特許第31,433号として再発行）は、 鋸に沿って配置された隣接する歯の間の目の深さおよびピッチ距離が最初は最も 粗な歯である先行するあさりの付けられていないかき歯11から最も密な歯15まで 漸進的に減少し、その後再び先行する歯と同じ特性を有する歯まで漸進的に増大 することを特徴とする、図１〜図３に示された可変ピッチ帯鋸刃を開示している 。これらの歯は異なったすくい角を有しており、後続する歯は横方向に交互に同 じ程度だけあさりが付けられている。'967号特許の後者の形状の方が、特に騒音 および振動の軽減に関しては、上記'864号特許および'870号特許よりも効果があ るが、一方、特に横断面の大きな切断の困難な材料を切断する時には、このよう な全ての可変ピッチ刃において、切断速度が低下するという共通の傾向がある。 このような刃の欠点は、図１にＣで示されるように、特に高い送り速度で運転中 に刃によって切断されるチップ材料の大きさを収容するには小さすぎる目が存在 することに由来することが明らかにされている。 発明の開示 本発明の主要な目的は、可変ピッチ刃の効果を損なわずにその欠点を克服する 改良された鋸歯の配置を提供することにある。 本発明の追加的な目的は、歯を折らず、帯鋸刃に見られるような従来の可変ピ ッチ鋸歯配置に匹敵する送り速度で切断の困難な工作物を切断することが可能な 鋸歯の配置を提供することにある。 本発明の他の目的は、従来よりも横断面の比較的大きな工作物の切断により効 率的な鋸歯切断工具を提供することにある。 本発明の更なる目的は、従来技術の従来の可変ピッチ帯鋸よりも横方向偏向お よび騒音発生が起こりにくい鋸歯切断工具を提供することにある。 本発明によれば、帯鋸の切刃は、刃の対向側面に対して横方向にあさりの付け られた複数の歯を各々が含んだ複数の歯の繰返しグループを含む。各々の歯は、 所定の切断平面に配置された切刃と、その歯と一般的にはその歯と同じ切断平面 に配置された切刃を有する次に先行する歯との間の累積ピッチ距離に正比例する 目領域とを有することを特徴としている。その結果、各歯の目領域は、各歯の切 断能力の深さに対応するために、所定の面積分だけ変更される。該歯の少なくと もいくつかの歯は、該歯の他の歯を分離するピッチ距離とは異なるピッチ距離分 だけ該歯の他の歯から離れている。従って、刃は均一な時間間隔で該歯の歯先と 工作物との接触によって生じる律動的反復を防止するのに十分な歯から歯へのピ ッチ変化を有している。 本発明の上記およびその他の目的ならびに効果は、以下の例示的な実施形態の 記述を以下の図面を参照して読むことにより、より容易に明らかになるであろう 。 図面の簡単な説明 図１は、従来技術の鋸刃の一部の側面図である。 図２は、ファントム図の部分を有する図１の鋸刃部の頂面図である。 図３は、切取られた部分を有する図２の３−３に沿って拡大された断面図であ る。 図４は、本発明の１つの実施形態の図１に類似した図である。 図５は、ファントム図の部分を有する図４の鋸刃部の頂面図である。 図６は、切取られた部分を有する図５の６−６に沿って拡大された断面図であ る。 図７は、ピッチと目領域との関係を示すパラメータを図解した目および歯配置 の概略図である。 図８は、本発明の他の実施形態の図４に類似した図である。 図９は、ファントム図の部分を有する図８の鋸刃部の頂面図である。 図10は、切取られた部分を有する図９の10−10に沿って拡大された断面図であ る。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１〜図３に図示されているのは、１本のあさり抜き先行歯11と、それに続く 複数の交互にあさりを付けた後続歯12〜17とを各々が含んでいる歯の繰返しグル ープまたはパターンからなる従来技術の可変ピッチ帯鋸刃10である。図２に示さ れた歯16Ｌおよび17Ｌは、図１との関連で論議される歯11〜17の主グループの先 頭または前方の歯のグループである。図２および図３に示されたように、あさり 抜き歯11は、刃の鋸引き平面を形成し、刃の側面19および21に対して平行である 対称形の平面ｐを有している。図１に示されたように、歯11〜17の全ては、刃10 の後縁24に関してほぼ同じ高さＨ−１である。図３に示されたように、歯11の歯 先は平面ｖに配置されており、一方、歯12，14および16は平面ｗに配置され、歯 13，15および17は平面ｘに配置されている。 図１に最もよく示されているように、目18は、図１にＣで図解されたようなチ ップが形成される各歯面11 〜17 の直前に配置されている。従って、例えば、 歯11が工作物Ｍの中を切断方向ａおよび送り方向ｆに動くにつれて、工作物から 切取られたチップは歯11の面に沿ってその歯の目領域の中でコイル状になる。も し刃の平面におけるいずれかの目領域が、個々の歯が切断することができる大き さのチップを受け入れるのには小さすぎる場合には、その目が事実上“弱いリン ク”となり、目詰まりを起こすことが認識されるであろう。万一そんなことにな った場合には、目がその機能を果たすことができないだけではなく、詰まった目 の近くの多数の歯が工作物に完全に切り込むことができにくくなることもあり、 その結果、刃が横方向にぐらぐらし、ただでさえ困難な作業が一層困難になるこ とがある。目領域の各々には図１の歯11〜17の各々に対応してそれぞれＡ11〜Ａ 17の記号が付けられており、目の各々はピッチ距離Ｐ11〜Ｐ17に縦方向に対応し ている刃の平面における領域として形成されている。連続歯の歯先とそのための 目領域との間の間隔は、図７にも図示されているように、目ｈの深さと目の半径 と逃げ角φとによって決まることになる。 図１に図解されたように、可変ピッチタイプ帯鋸刃の連続歯の間のピッチ距離 が歯毎に変化し、個々の目も面積が比例して減少するので、切断中のチップ材料 が目のいくつかに詰まる傾向がある。これが特に問題となるのが、図１に図示さ れているような工作物Ｍに対する歯の切断運動の方向における横断面が比較的大 きい金属のような、切断が困難な材料を切断する場合である。かかる材料を切断 している時には、その結果として一般的には、単体のコイル状チップＣが目領域 のそれぞれの中に形成される。横断面の比較的大きい工作物を切断する時には、 歯が工作物と接触状態にあり、チップＣを各歯の個々の目によって運ぶか、個々 の目の中に収容しなければならない限りは、切断されるチップが次第に大きくな る。特定の問題のある切断状況においては、工作物から切断された材料のチップ が目に詰まることがあるために、詰まった目領域に続く歯の切刃が次の切断パス まで工作物の中に更に切り込むことができなくなる。かかる目詰まりの影響とし ては、かかる切刃によるトラッキングの喪失、望ましくないぐらつき、直線切断 平面からの鋸刃の偏向、早すぎる歯折れ、および切断不能がある。しかしながら 、かかる大きな欠点があるにもかかわらず、可変ピッチ刃が帯鋸刃業界で相変わ らず主流であるのは、上記の事例のように、目詰まりの結果として刃がぐらつき 、それが振動の問題および刃の破損さえ引き起こす場合を除けば、振動が抑えら れ、切断が比較的スムーズで、騒音が減るからである。 この状況においては、切断工具業者には、帯鋸刃が、帯鋸の間隔をあけられた ドライブプーリとアイドラプーリの上方でループさせられている場合には、大部 分のその他のタイプの鋸の場合の往復運動とは違って、その切断平面が工作物に 対して一方向に動くように駆動されることが理解されるであろう。切断作業中に は往復運動する鋸は、かかる運動によって生じたチップを破砕する、および／ま たは目から取り除くのに適しているが、一方、帯鋸は一般的にはかかるチップを 破砕するのには適していない。従って、後者のタイプの状況においては、チップ 材料は、工作物の中に切り込み、その各目の中に受け取られるまさにそのチップ を実際に作り出す各歯の前縁または前面の前方に配置された各目領域の内部に受 け入れられ、収容されなければならない。従って、かかる歯が工作物の中に入っ てから工作物を出るまでは、チップは必然的に個々の目によって運ばれなければ ならない。万一かかる切断作業の結果として、個々の目領域の内部に全体を受け 取るには横断面が大きすぎるチップが生じた場合には、目領域にはチップが詰ま り、以下で論議されるような、全ての恐ろしい結果を招くことになる。 図４〜図６には、本発明を実施したタイプの帯鋸刃110が図示されている。た しかにいくつかの点においてこの刃110は図１〜図３の刃に類似しているかもし れないが、従来技術の可変ピッチ帯鋸刃を含めた従来技術に比べていくつかの優 れた効果を有している。本発明を実施したタイプの帯鋸刃が、切断の困難な材料 の切断性能を高めることができるだけではなく、切断の困難な材料の横断面を通 常のものよりも大きくすることによって切断作業が一層困難になった場合の切断 性能もより優れたものになっている。以下で実証されるように、本発明を実施し たタイプの刃は、目詰まり、歯折れ、横方向偏向、および刃の破損なしで、かか る困難な作業を実施することが完全に可能であることが示される。好ましい実施 形態においては、図５に最もよく示されているように、本発明は、各グループが 刃の側縁の左右に交互にあさりを付けた複数のあさり付き歯112〜117からなる歯 の複数の繰返しグループを含んでいる。次の先行グループの最後の２本の歯とし て、２本の追加的な歯も116Ｌおよび117Ｌによって示されている。好ましくは、 グループは、１本のあさり抜き先行歯111と、それに続く６本のあさりを付けた 歯を含み、従って、７本歯の繰返しグループを形成する。図６に図解されている ように、歯111〜117の各々の切刃は３つの分離された異なる切断平面ｖ，ｗおよ びｘに配置されており、各歯の目領域はＡ111〜Ａ117によって表されている。 帯鋸刃の運転中の切断上の問題の多くが、可変ピッチおよび目の大きさの相対 的重要性を真の全体像の中で認識することを怠ったことによって生じたものであ ることが認識された。次に、帯鋸刃に関連する切断上の問題は、各歯が形成する ことのできる最大の大きさのチップを受け取るために面積が相関させられている 目を両方の切刃に備えることによって克服することができそうだと考えられた。 この点で、グループの中の各歯によって切断されるチップの大きさは、以下の 式によるその特定の歯の“累積ピッチ”（Ｐｔ）に正比例するその歯の“切取り 部”または“切断の深さ”（ＤＯＣ）の結果であると判断された。 ＤＯＣ＝Ｐｔ×Ｆ/Ｖ ここで： ＤＯＣ＝パターンの中の各歯の切断の深さ Ｐｔ ＝累積ピッチ Ｆ ＝（送り方向ｆにおける）工作物の中への刃の送り速度 Ｖ ＝（切断方向ａにおける）帯速度 グループの中の特定の歯についての“累積ピッチ”は、その特定の歯と、その 特定の歯と同じ切断平面に切刃を有する直近の先行歯との間の総ピッチ距離であ ると定義することができる。いずれかの歯の累積ピッチが大きくなればなるほど 、その特定の切断平面において凹凸のない切断を行うその歯を妨害したり、また はその歯と競合するその他の切刃が累積ピッチ距離の範囲内に存在しない限りは 、切断の深さ（ＤＯＣ）またはその歯が切ることのできる切片の厚さＴ（図１） がそれだけ大きくなる。図４に示されたような歯配置は、切断平面ｖ，ｗおよびｘ の一致に関しては、基本的に図３に図示されたものと同じである。従って、図 ４〜図６の刃のあらゆる右側あさり付き歯、左側あさり付き歯、またはあさり抜 き歯の累積ピッチは、その歯と、右側あさり付き歯、左側あさり付き歯、または あさり抜き歯各々の直前の歯との間のピッチ距離である。特に、右側あさり付き 後続歯114（切断平面ｗ）の直前の右側あさり付き歯は、（２）ピッチ距離分だ け離れた歯112である。従って、歯114，115，116および117の各々は（２）ピッ チ距離の“累積ピッチ”を有すると言うこともできる。歯112および113の各々は 、（３）ピッチ距離の、つまり、歯112および113と先行歯パターンの歯116Ｌお よび117Lとの間のピッチ距離の“累積ピッチ”を有している。歯111は、歯111か ら歯111Ｌまで（７）ピッチ距離の“累積ピッチ”を有している。特に、目の各 領域は、上記の式による各歯によってそれぞれ形成される“切取り部”の大きさ に比例している。 特定の歯によって切断される“チップの大きさ”（ＳＯＣ）は、刃ｐの平面に おいて取られるチップの面積に換算して定義され、切断の深さ（ＤＯＣ）と、図 １に示されたような工作物を貫通する特定の歯の各切断パスについての切断方向ａ に対して平行な工作物の横断面の長さとを掛けることによって決定される。 刃ｐの平面に対して横方向における目の寸法も、鋸歯によって切断されるチッ プの幅も式に含まれていないのは、それらが鋸歯の関数であり、一定だからであ る。従って、全てのその他の変数が一定であるとした場合には、特定の歯の“累 積ピッチ”が大きくなればなるほど、切断の深さがそれだけ大きくなり、その結 果、切断されるチップの厚さもそれに応じて大きくなる。従って、目の各々は、 対応する歯が切断することのできる最大厚さまたは切断の深さのチップを受け取 り、運ぶだけの十分な容量を有していなければならない。 図４に示されたように、（７）ピッチ距離の“累積ピッチ”または“Ｐｔ”を 有するあさり抜き先行歯111は最も深い“切取り部”を工作物から形成すること になり、グループの最大の目領域Ａ111も有するはずである。後続歯112および11 3の第１対は、その各々が（３）ピッチ距離のＰｔを有しており、これらの歯の 各々が次に大きな“切取り部”を形成し、基本的には同じ面積であるが、Ａ111 よりは小さい目領域Ａ112およびＡ113を有することになるという事実を示してい る。各々が（２）ピッチ距離のＰｔを有する残りの歯114〜117は、各々がグルー プの歯の中で最小の切取り部を形成し、やはり相互には等しいが、Ａ112および Ａ113よりは小さい目領域Ａ114〜Ａ117を有することになる。 図４〜図６の７本歯のグループは３種類のピッチ距離を有しており、３種類の 大きさのチップを形成する。その結果、パターンは、３種類の大きさの、つまり 、所定のチップ貯蔵および/または運搬能力を有する0.0185，0.0146および0.011 2の目を有している。更に、歯の少なくともいくつかは、残りの歯の間とピッチ 距離とは異なるピッチ距離分だけその他の歯から分離されているが、一方、７本 歯のグループの歯の全てがそうなっているわけではない。図４に最もよく示され たように、歯114〜117のピッチは実質的に全て等しい。 一連の均一間隔の鋸歯が直面することのある１つの問題が、各々の歯の歯先が 律動的反復を伴って工作物と接触することである。その結果、鋸刃が、大きなば ねのように、共振または調和振動数で単方向振動音波を受けることになる。 図４においては、歯111の対応する目領域がそうであるように、ピッチＰ111が 最大であることが注目される。次の２本の歯112および113のそれぞれのピッチは 、 示されたように、相互に等しいが、Ｐ111よりは実質的に小さい。更に、図４に おいては、次の４本の歯Ｐ114〜Ｐ117の歯先の間で測定されたピッチは全てが一 般的に相互に等しいが、一方、各々が２本の先行歯112および113のピッチよりも 実質的に小さい。従って、図４の実施形態においては、目領域のＡ111〜Ａ117の 各々の大きさは、対応する歯111〜117の累積ピッチに正比例している。ピッチ距 離Ｐ111〜Ｐ117の各々が、対応する歯111〜117の累積ピッチに正比例していると も言える。最後に、図４に示され、上に説明されたように、刃110の歯の各グル ープは、１本のあさり抜き先行歯111と６本の交互あさり付き歯112〜117を含ん でいる。切断速度、歯トラッキングおよび歯折れの問題、ならびに、相関してい るが、同じようにやっかいな騒音および刃の振動の問題を克服するという限りに おいて、この歯配置は改良であることが明らかになっているが、一方、騒音およ び振動に関しては更なる改良が望ましい。 過剰な刃の振動および騒音は、従来技術においては、最初は目の深さおよびピ ッチが漸進的に増大し、次には目の深さおよびピッチが漸進的に減少し、短い歯 の方が長い歯よりもすくい角が正になるあさり付き歯の使用によって解決されて きた問題である。歯配置は、すでに説明され、図１〜図３に図解された米国再発 行特許第31,433号に開示され、請求されている。この歯の配置は、可変ピッチ帯 鋸刃の最新技術としてかなり幅広く受け入れられるようになった。 帯鋸刃の運転中に発生する共振または調和振動数を制限、防止またはゼロにす るために考えるべき最も重要なことは、均一間隔の鋸歯の直接的な結果である律 動的反復を避けることである。図４の刃110が一定速度で駆動されている場合に は、歯111〜117が、歯111を先頭に連続的に工作物の中を通過するので、その結 果として、歯の後続対が工作物と係合するための時間間隔は比較的アナログシー ケンスとなる。 ｄ/ｄ/ｓ/ｄ/ｓ/ｓ/ｓの場合、歯の後続対が動いて、工作物と係合する ための時間間隔に関して、“ｄ”は“異なる”を意味し、“ｓ”は“同じ”を意 味する。 もしこれが図４の７本の歯ではなく、５本の歯であるが、その他の点では類似 している場合には、タイミングシーケンスはｄ/ｄ/ｓ/ｄ/ｄとなる。いずれの場 合にも、少なくともこれらの隣接ピッチ変化が、共鳴または調和レベルへの振動 音波の増強による激化を十分に防止、克服またはゼロにすることできる。 本発明のもう１つの特徴によれば、目領域が切断すべきチップの大きさに対応 するために同期化されている場合には、あらゆる歯の目の大きさをそのピッチと は無関係に変えることが可能である。図７には、２本の連続鋸歯およびその目が 図解されている。そこに図示されている歯は、刃110のような、どんな帯鋸刃で もよく、歯はまた、114，115および116のような、どんな連続歯でもよい。各目 と歯のグループの中の歯の各々のチップ切断能力の大きさとを相関させることの 重要性を認識した後には、答える必要がある唯一残っている疑問点は、工作物と 接触する鋸歯の歯先における振動の律動的発生または音波の発生を防止するのに 十分なだけのピッチ差が刃の連続歯の間に存在しているかどうかということであ る。上記のように、帯鋸刃110のピッチＰ114〜Ｐ117は全て等しく、万一この配 置が騒音または振動の問題を引き起こす場合には、チップ材料の目の中に供給す る歯のピッチに対する目の１つの形状を変えることによって、この問題を克服す ることができる。特に、図７に示されたように、歯114および115の歯先の間で測 定されたピッチはＰ115であり、歯116および115の歯先の間で測定されたピッチ はＰ116'である。ピッチ115はＰ116'の距離よりも長いことが示されている。 図解されたように、歯116の目領域についての逃げ角φ、およびＲ１，Ｒ２お よびＲ３によって示されたような異なる曲率半径を変えることによって、その面 積が歯115の目の面積と同じになるように、目を118'の形に変えることもできる 。この方式によって、ピッチのパラメータと目の大きさのパラメータを相互に無 関係に制御することが可能であることが発見されている。この例においては、目 領域と同様に、歯114，115および116の間のピッチも同じである図４の場合とは 違って、図７に図解されたように、ピッチＰ１とＰ２は異なっているが、一方、 目Ａ115とＡ116の面積はまだ等しい。本発明によれば、目領域を独立して制御し つつ、ピッチに対する制御を維持することができる。更に、運転速度低下および 目詰まりの問題という欠点を伴わずに可変ピッチの利点を得ることが可能になる のである。 ピッチと同様に、目領域も全て等しい図８に示されたように、このアプローチ と歯211〜215の均一ピッチの中断とを併用することもできる。切断の困難な材料 の切断に使用した場合には、この刃は深刻な騒音および振動問題を起こしやすい 。しかしながら、本発明によれば、図７に示されたように、例えば、その目の形 状を変えることによって、213および214のような歯のピッチを変えるために、上 記の方法を使用することが可能になる。目の形状を変えることによって、目領域 Ａ213およびＡ214はやはり累積ピッチに正比例することになる。従って、振動と 目詰まりの問題の両方に同時に対処するために、目の面積は等しいままで、少な くとも２回ピッチを変えることが可能であった。 このコンセプトはいくつかの点で図１〜図３の従来技術の刃とは対照的である 。特に、同じ累積ピッチを有する刃10の歯12および13は各々が異なる目領域Ａ12 およびA13を有しており、一方、本発明の教えによれば、これらの歯は同じチッ プ貯蔵要件を有しており、従って、同じ目領域を有していなければならない。同 様に、歯14〜17は各々が同じ累積ピッチ距離を有し、異なる目領域Ａ14〜Ａ17を 有しているが、本発明によれば、目領域は全て同じでなければならない。それに 加えて、本発明の歯114〜116の目領域Ａ114〜Ａ117は、従来技術の最小の目領域 Ａ14およびＡ15よりも大きい。従って、本発明の可変ピッチ鋸刃の歯パターンは 、従来技術の可変ピッチ設計と比較した場合には、送り速度を高めることと、特 定の歯ピッチによって切断される横断面を大きくすることが可能である。本発明 はこれらの効果を提供するとともに、同時に、目詰まり、刃のぐらつきまたは直 線切断からの偏向、および過剰な摩耗をなくすのである。 それぞれ図１〜図３および図４〜図６の刃として一般的に同じ構造を有する２ 種類の鋸歯について、鋸歯の切断方向における帯速度Ｖおよび送り速度Ｆが一定 で、工作物Ｍの長さが2.125”（5.4cm）であるものとして、比較試験が行われた 。 例１（従来技術：図１〜図３） 上記のデータから明らかなように、最大の累積ピッチを有する歯11が、約0.00 44平方インチ（2.83平方mm）の最大のチップを作り出す。歯12および13はいずれ も同じ累積ピッチを有しており、基本的には約0.0021平方インチ（1.4平方mm） の同じ大きさのチップを作り出す。歯14〜17は全てが最小の累積ピッチ距離を有 しており、各々が約0.0011〜0.0012平方インチ（0.71〜0.77平方mm）のチップを 作り出す。しかしながら、それにもかかわらず、歯14，15および16の目領域と同 様に、目領域Ａ13およびＡ14の面積が異なっていることが注目されるであろう。 例２（本発明：図４〜図６） 本発明に基づく例２によれば、例えば図４〜図６に図解されたように、歯111 が 最大の累積ピッチを有しており、約0.0044平方インチの最大のチップを作り出す 。歯112および113はいずれも（３）ピッチ距離の同じ“累積ピッチ”を有してお り、基本的には約0.0020平方インチ（1.29平方mm）の同じ大きさのチップを作り 出す。歯114〜117は全てが（２）ピッチ距離の同じ“累積ピッチ”を有しており 、各々が約0.0012平方インチ（0.77平方mm）のチップを作り出す。 本発明の他の実施形態においては、歯の高さおよび横方向のあさりの程度を変 えることができる。例えば図８〜図10に図示されているように、繰返し５本歯パ ターンは、１本のあさり抜き先行歯211と、それに続く交互にあさりを付けた後 続歯212〜215とを含んでいる。図８によれば、後続歯の最初212および最後215は 、あさり抜き先行歯211とほぼ同じ高さＨ−１であり、図８および図９に図示さ れているように、各々が平面ｐの対向側面に対して比較的“軽い”あさりを付け ている。後続歯213および214はいずれもグループの残りの歯よりも高さが低くＨ −２、各々が平面ｐの対向側面に対して比較的“重い”あさりを付けている。図 ９に図示されているように、パターン中の各歯211〜215の切断先はそれぞれ独自 の切断平面ｖ，ｗ，ｘ，ｙおよびｚの中に配置されている。 上記のように、各歯の累積ピッチは、この場合には先行歯パターンの対応歯で ある同一平面切刃を有する次の先行歯に関して決定される。例えば、図７および 図８に図示されているように、歯215と同一平面切刃を有する次の先行歯は、先 行歯パターンの対応歯215Ｌである。５本の歯が後続する同一平面歯の間に配置 されているので、パターン中の各歯は、合計（５）ピッチ距離に等しい“累積ピ ッチ”を有している。従って、本発明の教えるところによれば、各歯が同じ累積 ピッチを有しているので、全ての歯は同じ大きさの目領域も有することになり、 もしピッチが目領域に比例している場合には、全ての歯の歯先の間隔が同じにな り、切断の困難な材料を切断する際にこのタイプの刃を使用した場合には、かな りの騒音問題が十中八九は発生することになる。 かかる騒音問題に対処するために、図７との関連ですでに記述したように、も し必要があれば、歯の間隔が不均一であることによって起こる過度の律動的反復 を防止するために、ピッチのある程度の変更を刃210の中に組み込むこともでき る。 すでに定義されたように、“目領域”は、例えば、歯211に関して、刃ｐの各 歯 の前面211 と、211の直前先行歯の背面215 と、目の下縁218と、各歯の高さを 表している刃の後縁に平行な歯先に接する線とによって境界をなす平面内の領域 として定義することができる。目領域の決定に際して含めることができる追加的 なパラメータとしては、目の下縁の半径、当該背面歯の逃げ角φおよび先行歯の 逃げ角がある。特に、高い方の歯211，212および215の目領域Ａ211，Ａ212およ びＡ215は線Ｈ−１を使用して決定され、一方、低い方の歯213および214の領域 Ａ213およびＡ214は線Ｈ−２を使用して決定される。従って、異なる高さ線が使 用されるので、目の深さのような、目領域に影響を与えるその他のパラメータは 、歯と歯の間の面積を均一にするために修正されなければならない。 本発明に従って製造されたプロトタイプ帯鋸刃が、市販の帯鋸刃との比較によ る性能評価のために、２種類の切断作業において試験された。プロトタイプの目 の大きさがその歯の各々の累積ピッチ距離に相関させられたことを除けば、従来 技術の刃は全ての点においてプロトタイプと同一であった。15’×1.36”×0.04 2”（4.5ｍ×3.45cm×1.07mm）の、１インチまたは25.4mm当たり歯が4/6本の可 変ピッチパターンを有する従来の市販の刃が、15’×1.36”×0.042”（4.5ｍ× 3.45cm×1.07mm）の、１インチ当たり歯が4/6本の同期化された帯鋸の刃との比 較のために試験された。いずれの場合にも、刃は、帯鋸速度219ＳＦ/min（20.1 ＳＭ/min）および送り速度4.53平方in./min（29.2平方cm/min）で運転されたHem Band Saw 1200 Modelに取り付けられ、同じ工作物、つまり、１束あたり４本の 5/5Ａ36山形鋼を切断するために使用された。その結果は以下の通りであった。 本発明を実施したタイプの刃が、従来技術の刃に匹敵する切断速度とともに優 れた摩耗寿命を有していることが注目されるであろう。 第２の比較試験においては、従来技術の刃およびプロトタイプ刃が、いずれに 場合にも、Hem Band Saw 1400 Modelによって使用され、同じ工作物、つまり、1 8”×7-3/4”（45cm×19.7cm）のＩ形鋼を切断することによって試験された。鋸 の切刃が、両フランジおよびウェブ部を含めたＩ形鋼の横断面に同時に係合する という非常に困難な切断状況が作り出されるように、切断スパンおよびＩ形鋼が 方向を定められた。以下に挙げられた試験結果は、本発明を実施した歯配置の優 れた性能を明確に確認している。つまり、１回の試験運転において、従来技術の 刃は最初の切断時に破損したのである。同期刃は少なくとも４回のＩ形鋼の切断 中には歯を破損せずに切断を続けたが、一方、従来技術の刃No.２は最初の切断 中の歯折れまたは刃の外れによって破損してしまった。更に、たしかに従来技術 の刃No.１は切断試験中に破損はしなかったが、騒音レベルが同期刃の95dBと比 較して100dBとかなり大きいことが注目されるであろう。それに加えて、従来技 術の刃は、同期刃によって実現された直線切断からの横方向偏向がかなり大きか った。試験結果は以下の通りであった。 本発明の好ましい実施形態が、同じ目の深さを有する歯以外の連続歯の間の可 変ピッチ距離を組み合わせるのは、それらの歯が同じ累積ピッチを有しているか らである。結果として、本発明を実施した刃は、現在入手可能な同等の刃よりも 困難な切断作業を行う能力を有している。更に、これらの鋸は、振動および騒音 の減少、ならびに切断平面における偏向の減少を含めた、通常は可変ピッチ刃に よって得られる効果を提供することも可能である。 しかしながら、目領域が特定の累積ピッチの全ての歯について一般的に同じま まであり、従って、本発明の精神および範囲から逸脱していない限りは、当業者 は、刃の歯ピッチを目領域/累積ピッチとは無関係に変更可能であると理解され るべきである。 本発明をその例示的な実施形態により図示および説明したが、当業者は、本発 明の趣旨および範囲から逸脱することなく、歯の繰返しパターンを任意の数の歯 から構成可能であること、その形状および詳細に関する様々なその他の変更、削 除および追加が可能であることが理解されるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月１５日 【補正内容】 請求の範囲の補正（翻訳） １．帯鋸の刃であって、該刃は、 該刃に沿って配置され、その切刃を形成しており、１本のあさり抜き先行歯と 該刃から横方向外向きに延在する複数のあさり付き後続歯とを含んだ歯の複数の 繰返しグループの形で配列されており、該あさり付きおよびあさり抜き歯の各々 が個々の累積ピッチを有しており、該あさり付き歯の少なくとも１本が第１の累 積ピッチを有し、該あさり付き歯の他の少なくとも１本が該第１の累積ピッチと は異なる第２の累積ピッチを有している複数の鋸歯と、 該刃の該切刃に沿って配置されており、各々が歯の隣接対の間に形成され、該 歯の関連する１本の累積ピッチに正比例する領域を形成している複数の目とから なることを特徴とする帯鋸の刃。 ２．帯鋸の刃であって、該刃は、 該刃に沿って配置され、その切刃を形成しており、複数の繰返しグループの形 で配列されており、各グループが該刃から横方向外向きに延在する複数のあさり 付き歯を含んでおり、該あさり付き歯の各々が累積ピッチを有しており、該あさ り付き歯の少なくとも１本が第１の累積ピッチを有し、該あさり付き歯の他の少 なくとも１本が該第１の累積ピッチとは異なる第２の累積ピッチを有しており、 該歯の少なくともいくつかが該歯の他のいくつかとは異なるピッチ距離を有して いる複数の鋸歯と、 該刃の該切刃に沿って配置されており、各々が歯の隣接対の間に形成され、該 歯の関連する１本の累積ピッチに正比例する領域を形成している複数の目とから なることを特徴とする帯鋸の歯。 ３．請求項13に記載の帯鋸の刃であって、歯の各グループが１本のあさり抜き 先行歯と、少なくとも第１および第２対のあさり付き歯とからなっており、該あ さり抜き歯が少なくとも５の累積ピッチを有し、該第１対のあさり付き後続歯が 少なくとも３の累積ピッチを有し、該第２対のあさり付き後続歯が少なくとも２ の累積ピッチを有していることを特徴とする帯鋸の歯。 ４．請求項２に記載の帯鋸の刃であって、歯の各グループが１本のあさり抜き 先行歯と、少なくとも第１、第２および第３対のあさり付き後続歯とからなって おり、該あさり抜き先行歯が７の累積ピッチを有し、該第１対のあさり付き後続 歯が３の累積ピッチを有し、該第２および第３対のあさり付き歯が２の累積ピッ チを有していることを特徴とする帯鋸の歯。 ５．請求項２に記載の帯鋸の刃であって、歯の各グループが１本のあさり抜き 先行歯と、少なくとも第１および第２対のあさり付き後続歯とからなっており、 該第１対のあさり付き歯の各々が同じ高さであり、該第２対のあさり付き歯の各 々が該第１対のあさり付き歯より高さが低いことを特徴とする帯鋸の歯。 ６．請求項16に記載の帯鋸の刃であって、あさりが付けられる前に、該第１対 のあさり付き歯の各々が該あさり抜き先行歯とほぼ同じ高さであり、該第２対の あさり付き歯の各々が該あさり抜き先行歯より高さが低かったことと、該第２対 のあさり付き歯が該第１対のあさり付き歯より該刃の対向側面から横方向外向き に延在していることを特徴とする帯鋸の刃。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．切刃として刃の縁に沿って配置され、歯の複数の繰返しグループの形で配 列された複数の鋸歯を有し、各グループが、１本のあさり抜き先行歯と、該刃か ら横方向外向きに延在する少なくとも２対のあさり付き歯とを含み、いくつかの 該歯の切刃が１つの切断平面に配置され他のいくつかの該歯の切刃が第２の切断 平面に配置されている改良された帯鋸の刃であって、 該いくつかの歯が第１の累積ピッチを有し、該いくつかの歯に対応するいくつ かの目領域が該第１の累積ピッチに正比例する面積を有し、その結果、該目の各 々に隣接する該歯によって切断されるチップの大きさを収容することができるよ うに、また、該他のいくつかの歯が該第１の累積ピッチとは異なる第２の累積ピ ッチを有し、該他のいくつかの歯と関連する他のいくつかの目領域が該第２の累 積ピッチに正比例する面積を有するように、該刃の歯が相互に配置されているこ とを特徴とする改良された帯鋸の刃。 ２．切刃として刃の縁に沿って配置され、歯の複数の繰返しグループの形で配 列された複数の鋸歯を有し、各グループが、該刃から横方向外向きに延在する少 なくとも２対のあさり付き歯を含んでいる改良された帯鋸の刃であって、 いくつかの該歯の切刃が１つの所定の切断平面に配置され他のいくつかの該歯 の切刃が第２の所定の切断平面に配置され、該いくつかの歯が第１の累積ピッチ を有し、該いくつかの歯に対応するいくつかの目領域が該第１の累積ピッチに正 比例する面積を有し、その結果、該目の各々に隣接する該歯によって切断される チップの大きさを収容することができるように、また、該他のいくつかの歯が該 第１の累積ピッチとは異なる第２の累積ピッチを有し、該他のいくつかの歯と関 連する他のいくつかの目領域が該第２の累積ピッチと正比例する面積を有するよ うに、該刃の刃が相互に配置されており、また、切断の困難な材料を切断する際 に、該刃の連続歯の歯先が工作物と接触することによって生じる律動的反復を防 止し、それによって、該刃に生じる共鳴または調和振動を最小限に抑えるために 、少なくともいくつかの該歯が他のいくつかの該歯とは異なるピッチを有してい る ことを特徴とする改良された帯鋸の刃。 ３．請求項２に記載の改良された帯鋸の刃であって、該歯のグループの各々が 、１本のあさり抜き先行歯と、該刃の対向側面から外向きに延在する少なくとも ２対のあさり付き歯とを含み、該あさり抜き歯の各々が少なくとも５の累積ピッ チを有し、第１対の該あさり付き歯の各々が少なくとも３の累積ピッチを有し、 第２対の後続歯の各々が少なくとも２の累積ピッチを有していることを特徴とす る改良された帯鋸の刃。 ４．請求項２に記載の改良された帯鋸の刃であって、該歯のグループの各々が 更に、先行する位置に１本のあさり抜きすくい歯からなり、該あさり付き歯が、 該刃の対向側面から外向きに延在するために交互にあさりを付けた少なくとも３ 対のあさり付き歯からなり、また、該あさり抜き歯が（７）の累積ピッチを有し 、第１対の該あさり付き歯が（３）の累積ピッチを有し、第２および第３対の該 あさり付き歯が（２）の累積ピッチを有していることを特徴とする改良された帯 鋸の刃。 ５．請求項２に記載の改良された帯鋸の刃であって、該歯のグループの各々が 更に、先行する位置に１本のあさり抜きすくい歯からなり、該あさり付き歯が、 該あさり抜き歯とほぼ同じ高さの第１対の歯と、該第１対のあさり付き歯より高 さの低い第２対の歯とからなることを特徴とする改良された帯鋸の刃。 ６．請求項５に記載の改良された帯鋸の刃であって、該グループが更に、あさ りが付けられる前に、該あさり抜き歯とほぼ同じ高さであった第１の複数の軽あ さり付き歯と、該軽あさり付き歯より高さの低い複数の重あさり付き歯とからな ることを特徴とする改良された帯鋸の刃。 ７．歯の複数の繰返しグループを含む鋸歯の配置からなる切刃を有し、各グル ープが、１本のあさり抜き先行歯と、該刃の対向側面から横方向外向きに延在す る複数のあさり付き歯とを含み、該刃が工作物に対する切断方向に前進させられ た時、切刃が該工作物を切断するのに適している改良された帯鋸の刃であって、 選択された歯の切刃と、ほぼ所定の切断平面上に切刃を有するその歯に先行す る次の歯との間の距離が、少なくとも（２）の累積ピッチになるように、該切刃 の各々が該所定の切断平面上に配置され、該歯の各々が、該切刃の１つによって 工作物から切断される際の材料のチップを受け取るのに適した目を部分的に形成 する歯面を含み、該歯の各々についての該目領域の大きさが該累積ピッチに正比 例しており、それによって、該歯の各々の該切刃によって切断することが可能な 大きさのチップを受け取るために、該目領域が相関させられており、切断の困難 な材料を切断する際に、該刃の連続歯の歯先が工作物と接触することによって生 じる律動的反復を防止し、それによって、該刃に生じる共鳴または調和振動を最 小限に抑えるために、少なくともいくつかの該歯が他のいくつかの該歯とは異な るピッチを有していることを特徴とする改良された帯鋸の刃。 ８．歯の複数の繰返しグループを含む該歯の配置からなる切刃を有し、各グル ープが、１本のあさり抜き先行歯と、該刃の対向側面から横方向外向きに延在す る複数のあさり付き歯とを含み、該あさり付き歯の各々が、あさりが付けられる 前に、該あさり抜き歯とほぼ同じ高さであった第１の複数の軽あさり付き歯と、 該軽あさり付き歯より高さの低い第２の複数の重あさり付き歯とからなり、該刃 が工作物に対する切断方向に前進させられた時、切刃が該工作物を切断するのに 適している改良された帯鋸の刃であって、 選択された歯の切刃と、ほぼ所定の切断平面上に切刃を有するその歯に先行す る次の歯との間の距離が、少なくとも（２）の累積ピッチになるように、該切刃 の各々が該所定の切断平面上に配置され、該歯の各々が、該切刃の１つによって 工作物から切断される際の材料のチップを受け取るのに適した目を部分的に形成 する歯面を含み、該歯の各々についての該目領域の大きさが該累積ピッチに正比 例しており、それによって、該歯の各々の該切刃によって切断することが可能な 大きさのチップを受け取るために、該目領域が相関させられていることを特徴と する改良された帯鋸の刃。 ９．歯の複数の繰返しグループからなる歯付き切刃を有し、各グループが、少 なくとも１本のあさり抜き先行歯と、該刃の対向側面から横方向外向きに交互に あさりを付けた複数のあさり付き歯とからなり、該歯の各々が、切断平面上に配 置された任意の切刃と、該切刃によって工作物から切断されたチップを受け取る ために該歯の各々の前方に配置された目領域とを有する可変ピッチ鋸刃であって 、 該刃の該歯によって実現可能な切断の深さが、以下の式： ＤＯＣ＝Ｐｔ×Ｆ/Ｖ ここで：ＤＯＣ＝該グループ中の各歯の切断の深さ Ｐｔ ＝累積ピッチ Ｆ ＝（送り方向ｆにおける）工作物への刃の送り速度 Ｖ ＝（切断方向ａにおける）帯速度 によって決定され、該累積ピッチは、該刃の各歯の任意の切断平面から、該任意 の切断平面とほぼ同じ平面上にその切断平面を有する該刃の他の１本の歯までの 歯の本数に対応し、該送り速度Ｆおよび該帯速度Ｖは一定の値を取ると考慮して もよく、従って、該ＤＯＣは該累積ピッチＰｔにほぼ正比例し、各歯が該累積ピ ッチに正比例する目領域を有していることを特徴とする可変ピッチ鋸刃。 10．歯の各グループが少なくとも１本のあさり抜き先行歯と複数の交互あさり 付き後続歯とを含み、該歯の各々が切刃と目領域とを有し、鋸歯の切刃を、該歯 のグループを有する鋸刃に備える工程と、以下の式： ＤＯＣ＝Ｐｔ×Ｆ/Ｖ ここで：ＤＯＣ＝該グループ中の各歯の切断の深さ Ｐｔ ＝累積ピッチ Ｆ ＝（送り方向ｆにおける）工作物への刃の送り速度 Ｖ ＝（切断方向ａにおける）帯速度 によって、該鋸刃の各歯によって切断するのに適した大きさのチップを受け取る ための各目領域の大きさを予め決定する工程とからなる鋸刃の製造方法であって 、 該累積ピッチは、該刃の各歯の任意の切断平面から、該任意の切断平面とほぼ 同じ平面上にその切断平面を有する該刃の他の１本の歯までの歯の本数に対応し 、該送り速度Ｆおよび該帯速度Ｖは一定の値を取ると考慮してもよく、従って、 該ＤＯＣは該累積ピッチＰｔにほぼ正比例し、各歯が該累積ピッチに正比例する 目領域を有していることを特徴とする鋸刃の製造方法。 11．請求項10に記載の鋸刃の製造方法であって、該歯の各グループ中の歯と歯 の間のピッチに少なくともいくつかの変更がない場合は更に、該目の大きさに対 して該歯の少なくともいくつかのピッチの１つを変えるために、該ピッチを修正 し、それによって、該ピッチは変えられ、該ピッチに対応する目は同じ状態を保 ち、その結果、少なくともいくつかの該歯が他のいくつかの該歯とは異なるピッ チを有するようになり、切断の困難な材料を切断する際に、該刃の連続歯の歯先 が工作物と接触することによって生じる律動的反復が防止され、それによって、 該刃に生じる共鳴または調和振動を最小限に抑えられる工程を含んでいることを 特徴とする鋸刃の製造方法。