JPS5852769B2 - 帯鋸盤における可変切削方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、帯鋸盤における鋸刃速度を１定周期で自動
的に変更する切削方法及び装置に関わり、更に詳細には
、帯鋸刃の移動速度を、１つの被切断材の切削中に頻繁
に、最適鋸刃移動速度より高速、又は低速に変更し、１
定時間後にもとの移動速度にもどすという変更を、自動
的に行って切削する帯鋸盤による切削方法と装置に関す
るものである。

従来帯鋸盤による金属材料の切断においては、１つの被
切断材を切削中に鋸刃の移動速度を変えることはなかっ
た。

往復式の鋸盤では、鋸刃が切削作業を行わないもどり方
向の移動を速くする方法及び装置は公知であるが、切削
中の移動速度ではない。

往復の運動機構に偏芯機構を使っている形式のものは、
切削作業中に低速から高速に移り、続いて低速に移って
１ストロークを了ることになるが、これは往復式の鋸盤
の宿命的なもので、目的をもって切削中の鋸刃の移動速
度を変化させたものではない。

帯鋸盤においては、切削作業を行う工具は往復式の鋸盤
に比べると、ずっと薄い刃を循還させて切削する機械で
、刃物のもどり行程はなく、普通は刃物の移動速度は１
切断中に変化させることはないし、切削抵抗によって移
動速度が下るような駆動力では１歯あたりの負荷が過大
になって帯鋸刃の歯欠けや、帯鋸刃の破断をおこすこと
から実用にならないのである。

又帯鋸盤では、被切断材の材質、寸法（切削長とも云い
、帯鋸刃が被切断材に同時に接触する最大寸法）、所要
面粗さなどによって、歯数と、帯鋸刃の移動速度と、切
り込み速さとに１定の推奨値が決められていて、この推
奨値で切断作業を行えば、切断の質と量とともに、工具
寿命が最も長（、騒音の発生も低く押えられる。

ところで、帯鋸盤による切断作業継続中に、上記した特
定被切断材に対して、特定推奨値で切断を繰り返して行
くと、刃物の摩耗以外の理由で振動音が回を重ねる毎に
増大し、１定の騒音値に達することが判明し、仮りに特
定の数カット後に鋸刃の移動速度を許され限度内（推奨
調速の７０％程度）での切断を数カット行い、再び元の
推奨値で切断を行えば、騒音レベルが１つの推奨鋸刃速
度で切断を続ける場合より低く維持できることが発見さ
れた。

さらにこの発見を発展させて、１つの材料の切断に適用
し、例えば丸棒の切断に当り、推奨調速か４０ｍ／分の
とき、２分毎に２７ｍ／分に調速を落して切削を継続し
た場合と、終始４０ｍ／分で切削を継続した場合とを、
第１図に重ね合わせて示した。

第１図で明らかな点は、推奨値よりおそい鋸刃速度で切
削した場合、切り込み速さは変えていないので当然重切
削となり、騒音値は高く現われるが、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで
示した推奨鋸刃速度切削範囲では明らかに騒音値が推奨
値で終始した場合を下廻っていることである。

発明者は、上記の現象が発生するのは、前回切削時にび
びり（振動）のために削り残された凹凸を、その次にや
やずれて倣うように振動しながら削りとって行くために
、機械構造系に固有振動を持続せしめるような位相ずれ
を持つ変動切削を起すからであると考え、再生びびりと
名付けている。

元来、帯鋸盤は他の切削工具と異り薄い帯状の刃を工具
とし、本体バイスより広く離れた鋸刃ガイドで支持され
、実際に切削を営む左右ガイドの中間部は、強（張られ
た張力だけで維持されているものであるから、少し大き
な切削抵抗に遭遇すると、帯鋸刃は上方へ逃げる傾向が
あるので、上記のようなびびり現象や、再生びびり現象
をおこし易いと云えるのである。

本発明は、上記現象を利用すべく、１切断作業中に頻繁
に鋸刃速度を周期的に変化させて、騒音の少い機能的な
切断を行うとともに、工具寿命を長く保ち、質のよい切
断の実現を目的としたものであり、前記第１図に示した
結果からして、推奨値より高速の鋸刃速度を、推奨速度
切削時間より短い時間のサイクルで実施する方が、より
望ましいと考える。

なお騒音の発生は、公害上の問題ばかりでなく、騒音の
発生中は切削が殆んど進行していないことは、以前から
よく知られており、騒音をなくすことは、切削能率の向
上にも役立つことは明白である。

以下、添付図面によってこの発明の好適１実施例を説明
する。

第２図は、この発明を実施した横型帯鋸盤１の概略正面
図を示す。

この横型帯鋸盤１は、長方形の箱状の機台３と、その上
に設けられる加工材台５と、この加工材台５に載置され
被切断材Ｗを把持するバイス７、及びほぼＣ型の構造を
成す鋸刃ヘッド９から構成されている。

モして鋸刃ヘッド９には、所定の間隔を隔てて、ハウジ
ング部１１及び１３が形成されている。

鋸刃ヘッド９は、その一端と、機台３とを回動自在に枢
着するヒンジピン１５を介して、油圧シリンダ１７のご
とき適宜な手段によってバイス７に挾持された被切断材
Ｗに対して上下するように構成される。

しかしながら、この発明は、たとえば鋸刃ヘッド９が単
数または複数の垂直な案内手段に沿って全体的に垂直に
上下する型式のものを含み、あらゆる型式の帯鋸盤に適
用可能である。

鋸刃ヘッド９のハウジング部１１および１３内には、駆
動および従動ホイール１９および２１が回転自在に収納
されており、この両ホイール１９゜２１には無端の帯鋸
刃２３が懸回されている。

駆動および従動ホイール１９および２１は、はぼ平行に
間隔を成した車軸２５および２７に、おのおの回転可能
に装着され、かつ互にラジアル方向にほぼ整合する。

また、帯鋸刃２３を適宜に緊張せしめるために、ホイー
ルの１つで通常従動ホイール２１が、他のホイール、す
なわち通常駆動ホイール１９よりほぼラジアル方向に適
宜な手段（図示省略）によって、その車軸２７とともに
牽引または蓄勢される。

駆動ホイール１９は、後述する変速制御機構を介してモ
ーターの如き回転駆動装置によって動力駆動され、そし
て駆動ホイール１９に懸回された帯鋸刃２３を駆動して
、これを軌道運動せしめ、他方従動ホイール２１は、帯
鋸刃２３が駆動ホイール１９によって駆動されるにした
がって自由に回転する。

帯鋸刃２３は、その刃先が駆動ホイール１９および従動
ホイール２１の軸方向内側の外縁より突出する状態にて
駆動ホイール１９および従動ホイール２１に懸回される
。

また、帯鋸刃２３は、切削が行なわれる切削部域にて、
その平らな両側面が加工材台５に対して垂直をなすよう
に、鋸刃ガイド２９および３１によって滑動自在に案内
保持される。

帯鋸刃２３を案内保持する鋸刃ガイド２９および３１は
、おのおのガイドアーム３３および３５の下端に着脱自
在に保持される。

ガイドアーム３３および３５は、鋸刃ヘッド９に固定さ
れた梁部材３７によって、これより垂下する状態にて保
持される。

また、ガイドアーム３３および３５の双方、またはいず
れか一方は被切断材Ｗの切削長に応じて鋸刃ガイド２９
および３１の間の間隔を調整するために、帯鋸刃２３の
懸張部に平行な方向に梁部材３７に沿って調整移動が呵
能である。

また、鋸刃ガイド２９および３１は、通常帯鋸刃２３に
切削油を供給するように構成されている。

鋸刃ガイド２９および３１は、帯鋸刃２３の振動を減じ
る効果もなすが、振動はこれらのみによって軽減するに
はあまりに激しく、したがって帯鋸刃２３は、駆動ホイ
ール１９および従動ホイール２１を回動する際に依然と
して激しく振動する。

すでに明らかなとおり、鋸刃ヘッド９が加工材台５に対
して下降するにしたがって、駆動ホイール１９および従
動ホイール２１上を回動する帯鋸刃２３がバイス７によ
って加工材台５上に把持される被切断材Ｗを切断するも
のである。

なお、図中３９は、梁部材３７に対してガイドアーム３
３ 、３５を固定解放自在の固定ねじである。

この発明は、前述のように駆動ホイール１９の車軸２５
と、モータの如き回転駆動装置との間に被切断材Ｗの切
削加工中に帯鋸刃２３の移動速度を周期的に変化させる
ように制御する変速制御機構を介設したことを要旨とす
るもので、以下、この機構について詳述する。

上記変速制御機構は、第３図、第４図に示すように、駆
動ホイール１９を回転自在に軸支するノ・ウジング１１
の裏面に機枠４１が固設され、この機枠４１には変速機
構４３を介して回転駆動装置で言うところの交流モータ
の如き電動機４５が装着されている。

電動機４５０回転軸４７には、円筒形の被嵌合部４９を
有する固定プーリ５１がキ一部材５３を介して１体的に
固定され、また固定プーリ５１の被嵌合部４９には、キ
一部材５５を介して可動プーリ５７が、固定プーリ５１
に対して、被嵌合部を摺動移動して接近離反自在に設け
である。

又前記固定プーリ５１の被嵌合部４９の先端には、被螺
嵌部材６１がベアリング５９の外輪を保持し、かつ係止
部材７９を経て機枠４１に係合されていて回転を阻止さ
れている。

さらにベアリング５９は、ベアリング押え６３、及び回
転軸４７に螺合するボルト６５によって保持されている
。

前記可動プーリ５７の円筒外周部には、ベアリング６７
を介して螺合部材６９が回転自在に嵌挿され、との螺合
部材６９は、前記被螺嵌部材６１のねじ部６１ａに螺合
するとともに、螺合部材６９の鍔部７１と環状部材７３
との間でスプロケット７５０前後面を挾持し、ボルト７
７によって固定している。

なお第３図に示されたように、伝達ベルト９７の着脱と
テンション調製の便のために、電動機４５ごと駆動側の
コンブ−ＩＪ５１，５７が、後述する従動側コンブ−Ｉ
７８３ 、８５に対して軸間距離を調整する機構と、こ
れにともなって、後述するチェノ１２９の着脱と、テン
ション調整のために、やはり後述する変速バンドルシャ
フト９９の位置を調整する機構が設けられているが、２
組のコンプーリを使う無段変速機においては、公知の技
術であるので説明を省略した。

次に、第５図に示すように、前記ハウジング１１の裏面
に設けられた機枠４１には、駆動ホイール１９の車軸２
５とギヤの如き伝達手段（図示せず）を介して回転軸２
５ａが連結されている。

この回転軸２５ａには、第５図に示すようにキ一部材８
１ａ、８１ｂを介して固定プーリ８３と可動プーリ８５
とが軸支されており、可動プーリ８５の内壁面には、所
定の間隔を隔てて複数の案内棒８７が植設されている。

上記案内棒８７ば、固定プーリ８３の側壁に形成された
案内孔８９を貫通し、その先端部は支持部材９１を介し
て固定プーリ８３の筒状支持部９３に沿って、その外周
をスライドするようになっている。

前記固定プーリ８３の外壁と案内棒８７の支持部材９１
との間には、可動プーリ８５を常時固定プーリ８３側に
付勢するコイルスプリングの如き弾性部材９５が介設さ
れている。

前記回転軸４７に取付げられた駆動側の固定プーリ５１
及び可動プーリ５７と、車軸２５と連結する回転軸２５
ａに取付けられた従動側の固定プ−リ８３及び可動プー
リ８５とには、コンプーリ一式無段変速機独特の断面台
形の巾広のベルト９７が掛回わされている。

また前記ハウジング１１の裏面でノ・クランプに直交す
る外向に設けた機枠４１には、第３図に示すように、回
転軸４７及び２５ａとほぼ所定の間隔を保ちその間隔を
少しく調整可能に円筒体９８が取付げられており、また
この円筒体９８の内部には、機枠４１面から直立する変
速・・ンドルシャフト９９が軸受１０１（第６図参照）
を介して回転自在に支承されている。

前記変速・・ンドルシャフト９９の先端には、ピン１０
３を介してスプロケット１０５が取付けられており、ま
た機枠４１に直立して設けられた変速バンドルシャフト
９９のスプロケットを越えた先端には、ポールロック１
０７を介して変速・・ンドル１０９が一体的に固定され
ている。

また変速バンドルシャフト９９と変速バンドル１０９と
は、スプラインまたはキーの如き連結手段１１１により
連結され、変速バンドル１０９のボス部１０９ａにはピ
ニオンギヤ１１３が設げられている。

前記ボールロック１０７と、スプラインまたはキーの如
き連結手段１１１の動きによって、変速バンドル１０９
に手をかけて、第６図で左手前に引けば、バンドルだけ
が左に移動し、ピニオンギヤ１１３が後述するラック１
１７との係合から外れ、バンドルを手動でまわすことで
、スプロケット１０５は任意の方向に回動し、冒頭に記
述した推奨鋸刃速度に設定することができる。

変速バンドル１０９に設けた前記ピニオンギヤ１１３に
は、機枠４１に設けられた油圧シリンダの如き作動装置
１１５の作動ロッド１１５ａに設けられたラック１１７
が噛合している。

またランク１１７０両端部近傍には、位置調整自在なド
ッグ１１９ａ、１１９ｂが取付げられており、このドッ
グ１１９ａ、１１９ｂは、機台３に取付けられたリミッ
トスイッチの如き検出手段１２１ａ、１２１ｂと移動距
離によって係合するように設けられている。

前記作動装置１１５は、制御機構１２３を介して速度制
御装置１２５に接続されている。

なお、１２９は、変速バンドルシャフト９９に設けたス
プロケット１０５と、螺合部材６９に固定されたスプロ
ケット７５とに掛回わされた伝達チェーンである。

次に上記のような構成から成るこの実施例の作用につい
て説明する。

この実施例は、上述のように被切断材Ｗの切削加工中に
、調速をある一定の範囲で周期的に変化させることを要
旨とするものであるから、作動装置１１５を作動させる
ためのデータを速度制御装置１２５にあらかじめ入力す
る。

先ず加工材台５上のバイス７に丸棒等の被切断材Ｗをク
ランプさせ、このような状態から電動機４５を駆動させ
て切削加工を開始する。

電動機４５を回転駆動すると、回転軸４７に被嵌合部４
９を介して嵌挿された固定プーリ５１と可動プーリ５７
との間の伝達ベルト９７が回転し、これと同時に伝達ベ
ルト９７の一端が掛は回わされた固定プーリ８３、可動
プーリ８５の回転軸２５ａ及び車軸２５が回転して、駆
動ホイール１９及び従動ホイール２１に掛回わされた帯
鋸刃２３が回転する。

このような状態で帯鋸刃２３は、電動機４５０回転駆動
により、一定の切削速度で回転し、油圧シリンダ１７の
作動により鋸刃ヘッド９の下降にともなって被切断材Ｗ
の切削加工が開始される。

ところで、切削加工中に速度制御装置１２５からの指令
により作動装置１１５が作動し、作動ロッド１１５ａが
伸張作動してドッグ１１９ａが検出手段１２１ａに当接
すると作動装置１１５は一旦停止する。

上記作動ロッド１１５ａの伸張作動により、作動ロッド
１１５ａに設げたラック１１７と噛合するピニオンギヤ
１１３が回転し、これと同時に変速バンドルシャフト９
９が一定角度回転する。

変速バンドルシャフト９９が回転すると、スプロケット
１０５も回転し、このスプロケット１０５０回転により
伝達チェーン１２９を介してスプロケット７５が回転し
、被螺嵌部材６１のねじ部６１ａと螺合部材６９の螺合
により可動プーリ５７を固定プーリ５１に対して接近ま
たは離反させる。

上記可動プーリ５７の移動により伝達ベルト９７の摺接
部が変化し、伝達ベルト９７の掛回し位置を変化させる
。

また回転軸４７側の伝達ベルト９７の位置が変化すると
、車軸２５と連結する回転軸２５ａ側の可動プーリ８５
も弾性部材９５の蓄勢力又は伝達ベルトの割り込みによ
って左右に移動し、伝達ベルト９７により回転駆動され
る駆動ホイール１９０回転数を変化させる。

つまり、回転軸４７側の固定プーリ５１及び可動プーリ
５７と、車軸２５と連結する回転軸２５ａ側の固定プー
リ５１及び可動プーリ５７とに掛回されている伝達ベル
ト９７の掛回し径が変化することにより、駆動ホイール
１９の回転数が必然的に変化するのである。

以上のようなことから電動機４５０回転数を同一に設定
していても、駆動ホイール１９０回転数が自動的に変化
し、これによって帯鋸刃２３の調速か変化するのである
。

以上のように、１つの被切断材Ｗの切削加工中に、速度
制御装置１２５からの指令により作動装置１１５を一定
の間隔で周期的に作動させることによって、電動機４５
０回転数を変速機構４３により変化させ、駆動ホイール
１９と従動ホイール２１とに掛回された帯鋸刃２３の調
速を周期的に変化させるのである。

なお、上記の実施例において、帯鋸刃２３の調速の範囲
の設定は、ドッグ１１９ａ、１１９ｂを移動させて作動
ロッド１１５ａのストロークを変化させることにより調
整することができる。

第７図は、変速機構４３における回転軸４７に取付けら
れた駆動プーリ５７の移動手段の他の実施例を示し、こ
の実施例は、前記第１実施例が可動プーリ５７の移動を
被螺嵌部材６１と螺合部材６９とで行なっていたのに対
し、流体圧作動装置１３１により直接作動させるように
したものである。

即ち、シリンダ１３３内の圧力室１３５ａ。１３５ｂへ
供給する作動圧流体の制御を電磁切換弁１３７により行
ない、シリンダ１３３０ストロークはシリンダ１３３の
後端に設けた調整部１４１により行なうものである。

なお、その他の構成は上記第１実施例と同様なので同一
符号を付して説明はｍする。

この発明は、上記のように被切断材の切削工程中に、帯
鋸刃の移動速度を周期的に変化させるように制御するよ
うにしたため、以下のような優れた効果を奏するもので
ある。

■ 被切断材の切削時における振動並びに騒音等を著し
く低減でき、作業環境の改善を図ることができる。

■ 被切断材の切断精度の向上を図ることができるとと
もに帯鋸刃の寿命を長くすることができる。

■ 構成が比較的簡単なため安価に製作できるとともに
メンテナンスが容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基礎となった１切断中に帯鋸刃の移
動速度を変えた場合の騒音値レベルを、終始同一移動速
度で切断した場合の騒音値レベルと重ね合わせて示した
説明図である。 第２図は、本発明を実施した好適対象機例として示した
横型帯鋸盤の正面図である。 第３図は、本発明を実施した横型帯鋸盤の変速機構部分
を示した機械全体としては、部分側面図である。 第４図は、第３図のＩＶ−ＩＶ断面矢視図である。 第５図は、第３図の■−Ｖ断面矢視図である。 第６図は、同じく第３図のＶＩ−ＶＩ断面矢視図である
。 第７図は、帯鋸刃の移動速度を変更するに当って、コン
プーリ式無段変速機の駆動側コンプーリの可動プーリを
直接移動する機構とした、本発明の第２実施例の説明図
である。 図面中の主要な符号の説明、１９・・・・・・駆動ホイ
ール、２１・・・・・・従動ホイール、２３・・・・・
・帯鋸刃、Ｗ・・・・・・被切断材、１２５・・−・・
・速度制御装置、４３・・・・・・変速機構、４５・・
・・・・電動機、１１５・・・・・・作動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動ホイール１９と従動ホイール２１とに掛回され
   た帯鋸刃２３により被切断材Ｗを切削加工する帯鋸盤に
   して、前記被切断材Ｗの切削工程中に、速度制御装置１
   ２５からの指令により作動装置１１５及び変速機構４３
   を制御して、前記帯鋸刃２３の鋸速を周期的に変化させ
   つつ切削加工を行なうことを特徴とする帯鋸盤における
   可変切削方法。 ２ 駆動ホイール１９と従動ホイール２１とに掛回され
   た帯鋸刃２３により被切断材Ｗを切削加工する帯鋸盤に
   して、前記駆動ホイール１９０車軸２５と、この車軸２
   ５を回転駆動する電動機４５との間に、前記駆動ホイー
   ル１９と従動ホイール２１とに掛回された帯鋸刃２３の
   鋸速な、被切断材Ｗの切削加工中に周期的に変化させる
   ための変速機構４３と、この変速機構４３を作動させる
   ための作動装置１１５と、この作動装置１１５の作動を
   制御するための速度制御装置１２５とを設けたことを特
   徴とする帯鋸盤における軒変切削装置。