JPH11170110A

JPH11170110A - コールドソー

Info

Publication number: JPH11170110A
Application number: JP35609197A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Oishi; 雄弘大石; Tetsuro Takagi; 哲朗高木
Original assignee: Kanefusa Corp
Current assignee: Kanefusa Corp
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】被加工材の切断時に振動の発生し難い形状の
丸鋸の提供。【解決手段】円盤形の丸鋸を皿状に形成する。そして
刃底の最も深い位置と中心部との高低差であらわすひず
み量δを丸鋸の刃底径寸法Ｄ、厚さ寸法ｔとの無次元の
関係式Ｋ＝１０００・δ・ｔ²／Ｄで示す係数Ｋが２．
０〜５．９となるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄鋼あるいは非鉄金
属を切断する丸鋸に関するものであり、さらに詳しくは
切断中に被加工材に挽き曲がりが発生し難いコールドソ
ー（冷間丸鋸）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼や非鉄金属（銅，アルミニュウム合
金等）の金属塊例えばインゴット、ビレット等をコール
ドソーにて切断する場合、丸鋸としては座屈を生ぜず、
また挽き曲がりの起きないように切削の安定性を保持す
るうえで剛性を低下せしめないよう厚みに余裕をもたせ
た台金厚みとなしていた。そして台金が厚い場合にはそ
の外周先端部に設けられる切刃部は更に幅の大なる寸法
を有することになる。従ってこのような丸鋸により切削
を行えば台金厚みが厚い分だけ被加工材に対して余分な
切削屑を生成させることになり、被加工材にロスが生じ
る。また切断動力も大きくならざるを得なかった。

【０００３】そこで通常丸鋸による加工においては被加
工材に余分な切削屑を生成させることをなくし、切断除
去部分を少なくして製品の歩留まりを向上させるため、
厚さの薄い台金を用いることが望まれている。しかし台
金厚みを限界近くまで薄くした薄鋸は横方向の剛性が低
下し切削回転時に振動が生じやすく、座屈の発生する臨
界回転数が低下する。そして臨界回転数以下の状態で使
用しても丸鋸の直進に対する安定性が悪くなり、被加工
材の切断面の真直度及び切削面の粗さが悪くなるという
問題があった。

【０００４】従ってこの問題を解消させるために、台金
の両側面に通常０．０３〜０．０５ｍｍの間隙をもたせ
て接近する少なくとも一対の振れ止めを挟みつける状態
で鋸刃が被加工材に作用する点（切削点）付近に設け、
一定寸法以上丸鋸が振れて横方向に変位が生じたとき、
台金に振れ止めパッドが接触して、丸鋸が大きく変位す
ることを防止する方法が行われている。

【０００５】この振れ止めを設けた所謂ガイドソーとし
ては、丸鋸の台金と振れ止めのパッド面との金属接触を
防止し、また台金のうち外周先端部の切刃部に近い切削
域付近の静的剛性を高めるために、振れ止めを切削点に
近づけ、外部ノズルまたはパッド面内部の孔から油又は
水と空気との混合流体をパッド面と台金との間隙に吹き
付けるようにしている。このものは振れ止め装置として
は臨界回転数に近い回転数で使用しても直進性及び防振
効果が得られ、被加工材の切断面粗さが改善されるとい
う効果があるものの、反面油や水が飛び散るため環境が
悪くなるという問題及び油や水が付着することを避けね
ばならない被加工材には適用出来ないという問題を有し
ている。

【０００６】この問題を補うものとしては圧縮空気のみ
を振れ止めのパッド面内部の直径１〜２ｍｍの孔から吹
き付ける乾式ガイドも考えられているが、空気圧が低い
場合には振れ止めとして必要な剛性が得られず、空気圧
が高い場合には空気の圧縮性に起因するニューマチック
ハンマ現象が発生して、台金が振動するという不都合が
生じ、ガイドとしての利用価値が低くなるという問題が
あった。

【０００７】また別の方法として台金の横方向の変位と
速度に対して電磁石の引力と空気の押圧力とを制御して
台金の剛性を高めるようとするものがある。このものは
乾式であること、振れ止め装置を台金の片側だけに設置
すればよいという利点があるが、反面制御システムが非
常に複雑になり、圧縮空気特有の不安定現象に対して有
効な抑止動作をさせることが難しいという問題を有して
いた。

【０００８】これらの問題を解消するために特開平５−
１１１８２０号が知られている。このものは図５，図６
に示すように薄丸鋸１００において台金１０１の切削域
近傍の両側面にそれぞれ隙間をもたせて一対の対向する
第１ガイド１０２を配設し、ガイド面１０２ａから圧縮
された気体を吹き出させて、ガイド１０２付近で台金１
０１の横方向剛性を増大させる乾式ガイドである。そし
て切削域に近い第１ガイド１０２の剛性を高くすること
により薄丸鋸１００の切削域近くの剛性を高くしてい
る。このものでは第１ガイド１０２において圧縮空気を
吹き出させることにより、ニューマチックハンマ現象が
発生し、振動が起きるが、この振動を抑止するために安
定限界剛性以下の低い静的剛性の第２ガイド１０３を切
削域から離れたテーブル上面近くに設ける。そして低圧
の空気を第２ガイド１０３のガイド面１０３ａから吹き
出させる。この第２ガイド１０３の併設により上記振動
を抑止安定させ、挽き曲がり等加工面の真直度や切削面
粗さを改善するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた特
開平５−１１１８２０号は、丸鋸のガイドが２対台金の
両側に設けられているため丸鋸の交換時には台金厚みが
変わると２対の両側のガイド間隔を調整しなければなら
ず作業が煩わしく、また構造が複雑になっていた。本発
明は従来の技術の有するこのような問題に鑑みなされた
ものであり、その目的とするところは被加工材の切断時
に振動の発生し難い形状の丸鋸を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のコールドソーは、鉄鋼あるいは非鉄金属のビ
レット等を切断するコールドソーであって、該コールド
ソーはほぼ円盤形をなしていて皿状に形成され、前記コ
ールドソーの刃底径寸法をＤ、丸鋸の台金の厚さ寸法を
ｔ、皿状の外周と内周との高低差であらわすひずみ量を
δとなし、これらＤ，ｔ，δ間の無次元化した関係式１
０００・δ・ｔ²／Ｄの値が２．０〜５．９の範囲内と
なるよう好ましくは２．９〜５．９となるよう前記ひず
み量δを設定したものである。上述のコールドソーによ
れば円盤形の丸鋸を皿状に形成し、皿状のひずみ量を丸
鋸の刃底径寸法及び台金の厚さ寸法と一定の関係をもた
せた値となしたので、被加工材を切削面粗度が良好で挽
き曲がりのない状態に切断することが出来る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづき説明する。図１は本発明の丸鋸の形状を示す概
略図である。丸鋸の外周縁部には等間隔に多数の刃体２
と刃室９とが設けられ刃底９ａが形成されている。また
台金１の中心部には鋸軸を挿通する孔３が穿設されてい
る。そして台金１は皿状の円盤形に形成されていて、皿
状の台金１の刃底の最も深い位置と中心部との高低差で
あらわすひずみ量δを有している。なお、刃底径とは刃
底の最も深い部分の直径を指す。

【００１２】図２は本発明の丸鋸を図示しない丸鋸盤の
鋸軸に装着した状態を示す概略説明図である。丸鋸に回
転を与える鋸軸４の先端部に先ず内側フランジ５を挿通
後、台金１を皿状の凹側内面が内側フランジ５と接触す
るように鋸軸４に挿通する。次いで外側フランジ６を装
着しナット７を螺着して丸鋸台金１部分を内外両フラン
ジ５，６にて確実に挟み込む。

【００１３】このように皿状をなしている台金１はフラ
ンジ５，６で挟持されるが、ひずみ量δは０とはなら
ず、わずかに図２において外周縁部が左側に傾いてい
る。この状態にて左側から振れ止め用パッド８を台金１
の外周切削点近傍に接触させる。このとき振れ止め用パ
ッド８のパッド面は内側フランジ５のフランジ面と同一
面となるように位置決めし、台金１をわずかに押圧す
る。そのため振れ止め用パッド８と台金１とはクリアラ
ンスなしで接触する。

【００１４】そして必要により振れ止め用パッド８の接
触面には一つまたは複数の孔が設けられていて、振れ止
めパッド８の後方から台金１との接触面に対して気体ま
たは液体を供給する。そして接触面に流体膜を形成させ
台金と接する該流体膜表面をパッド面とすることでクリ
アランスなしによる摩擦抵抗を軽減させる。尚、パッド
８として多孔質物体を用いて、パッドの裏面から流体を
供給するようになしてもよい。この場合、流体用の孔は
直通孔とならないため動的剛性が高く、圧力変動の少な
い振れ止めが得られる。また必要により振れ止めパッド
は両側に設けることもある。

【００１５】続いてこの丸鋸にてビレット等を切断した
場合の作用について説明する。いま鋸軸４が回転させら
れ丸鋸も回転し図示しないビレット等の被加工材に対し
て切断切削が開始されたとする。丸鋸は外周縁部に等間
隔に多数の切刃部２を有しているため、切断切削時には
丸鋸に対して断続的に切削力が加わることになり、丸鋸
に振動が発生する。この振動により通常台金１は図２に
おいて左右に振れるものであるが、本発明の丸鋸は台金
１が図２の取り付け状態において、ひずみ量δをわずか
に有しているため、右方に振れることはなく左方に振れ
ようとする。ところが左方には振れ止め用パッド８がク
リアランスなしで台金１に対しわずかに押圧した状態で
接触しているため丸鋸の振動が抑制されて一定位置を保
持した状態で切断切削を行うことになる。即ち振動なし
の状態にての切断切削を行うため、真直度がよく被加工
材の切断面にツースマークが付かず非常に良好な状態と
なり、面粗度が向上する。

【００１６】次に本発明の丸鋸を用いて行った実験につ
いて説明する。実験条件丸鋸刃底径Ｄ＝７８０ｍｍ、台金厚さｔ＝２．５ｍｍ、
ひずみ量δ＝０．４ｍｍ、被加工材アルミビレット、丸
鋸回転数Ｎ＝１２００ｒｐｍ、振れ止めパッド面は内側
フランジ面と同一面。

【００１７】切断の結果、切断面は良好で、従来のひず
みのない丸鋸を対になるパッドで振れ止めしたものと比
較したところ、切断面粗さは向上した。また、ひずみの
ない丸鋸を片パッド方式で振れ止めしたものでは、振動
によりパッドのない側に振れ、台金がパッド面から離れ
るため安定した切断ができず、被加工材の切断面に凹凸
をともなう明瞭なツースマークが形成され、面粗さが劣
化した。これらのことから、片パッドであっても、鋸軸
装着時にパッド側に押しつけるようなひずみが丸鋸に形
成してあれば直進性が得られることが分かる。

【００１８】更に種々の実験の結果、丸鋸刃底径をＤ，
台金厚さをｔ，ひずみ量をδとするとき、単位を省き無
次元化した係数Ｋの値をＫ＝１０００・δ・ｔ²／Ｄと
表すと、直進性が得られた丸鋸の係数Ｋは特定の範囲に
収まることを見出した。この式をδ＝Ｋ・Ｄ／（１００
０・ｔ²）と書き換えれば、刃底径と台金厚みが指定さ
れたとき、ひずみ量δの範囲の算出が可能となる。丸鋸
刃底径Ｄ，台金厚さｔ，ひずみ量δについてそれぞれの
寸法を各種変更して実験したもののうち好結果を得た寸
法のものを表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１の寸法のものは切断面が良好で、従来
のひずみ量のない平らな円盤状の丸鋸で両側に振れ止め
パッドを有したものに比して切断面粗さが向上した。従
ってこれらの実験から２．０≦Ｋ≦５．９であれば良好
な切断面を得ることが出来ることが判明した。

【００２１】被加工材１０としてアルミ丸棒材を切断す
る場合、被加工材１０の切断時における切り始め位置と
切り終わり位置のずれ量Ｓは（図３参照）被加工材１０
の直径ｄとずれ量Ｓとの関係では、｜Ｓ｜≦ｄ／２００
が通常ずれ量Ｓの許容値とされている。ずれ量Ｓと係数
Ｋとの関係についての実験結果を示す図表が図４であ
る。ずれ量Ｓは図４の上限の曲線と下限の曲線とに挟ま
れた斜線領域内にある。尚、ずれ量Ｓはパッドの無い側
に振れる場合を正、パッドのある側に振れる場合を負と
した。この図表からｄ／２００以下の場合となるＫの値
を見ると、２．０≦Ｋ≦５．９の範囲であり、この範囲
であれば丸鋸は大きくずれないで、切断切削において良
好な切断面を得るためのＫの範囲であることがわかる。
しかし、Ｋ＞５．９になるとひずみ量δが大きすぎてパ
ッド側に振れる可能性がでてくる。

【００２２】Ｋ＜２．０の場合には図４からずれ量Ｓが
ｄ／２００を越える位置にも分布しており、丸鋸刃底径
Ｄ及び台金厚さｔに対しひずみ量δが不足しているとパ
ッドのない側へ挽き曲がる可能性のあることを示してい
る。丸鋸の外周部が熱膨張しやすい状況の場合、例えば
パッドの接触面に流体を供給することなく切断を続ける
と丸鋸の外周部が内周部より大きく熱膨張することか
ら、切断中はひずみ量δが設定値より小さくなるので、
上限の曲線が点線の位置にずれ２．０≦Ｋ＜２．９の範
囲なるひずみ量δでは十分でないことも実験を繰り返す
中で判明した。すなわち２．９≦Ｋ≦５．９の範囲内と
なるようひずみ量を設定するのが好ましい。尚以上の説
明は台金の片側にパッド１個を設ける場合について述べ
たが、台金の同じ側に複数個のパッドを連続して或いは
間隔をもって設けることも可能である。また台金両側に
パッドを設けた従来の丸鋸盤のパッド位置を調整するこ
とで本発明が応用できることは勿論である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の請求項１及び２に示すコールド
ソーは上述のとおり形成されているので次に記載する効
果を奏する。円盤形の丸鋸を皿状に形成して、刃底の最
も深い位置と中心部とのひずみ量δ、丸鋸の刃底径寸法
Ｄ、台金の厚さ寸法ｔに対する無次元化した関係式Ｋ
＝１０００・δ・ｔ²／ＤにおいてＫの値を実験にもと
づき、２．０≦Ｋ≦５．９好ましくは２．９≦Ｋ≦５．
９となる如くひずみ量δを決定したので被加工材に対し
ツースマークがなく切削面の粗さが良好でずれ量の少な
い切断切削をすることが出来る。そのうえ台金の両側に
パッドを設ける必要がなく、丸鋸盤として構造が簡単に
なり、丸鋸取り替え時台金厚みの変化に対してもパッド
間隔の調整が不要となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の丸鋸の形状を示す概略説明図で、
（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】本発明の丸鋸を鋸軸に装着した状態を示す概略
説明図である。

【図３】丸棒切断時のずれ量Ｓを示す図である。

【図４】ずれ量Ｓと係数Ｋとの関係を示す図表である。

【図５】従来の技術の丸鋸に振れ止めパッドを配設した
場合の説明図である。

【図６】従来の技術の振れ止めパッドの説明図である。

【符号の説明】

１台金４鋸軸８パッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄鋼あるいは非鉄金属のビレット等を切
断するコールドソーであって、該コールドソーはほぼ円
盤形をなしていて皿状に形成され、前記コールドソーの
刃底径寸法をＤ、丸鋸の台金の厚さ寸法をｔ、皿状の外
周と内周との高低差であらわすひずみ量をδとなし、こ
れらＤ，ｔ，δ間の無次元化した関係式１０００・δ・
ｔ²／Ｄの値が２．０〜５．９の範囲内となるよう前記
ひずみ量δを設定したことを特徴とするコールドソー。
【請求項２】上記関係式１０００・δ・ｔ²／Ｄの値
が２．９〜５．９の範囲内となるよう前記ひずみ量δを
設定してなることを特徴とする請求項１記載のコールド
ソー。