JPS63243223A - 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るある。

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するが、その際に帯鋸の鋸背部の部
分には摩擦熱が発生しないため、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
辺部に発生す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、歯辺部近傍あ縁
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が生じる。

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（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
鋸は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、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
ー打法の他に、ローラ加圧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。

上述のローラ加圧法は、第６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７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膠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８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問題点 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、ローラ加圧法の場合には、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℃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３０（ＩＪＩ
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（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。

ｄ０問題点を解決するための手段 上述の問題点を解決するために、本発明では、帯鋸の製
造工程で行なわれる腰入れ方法において、帯鋸素材を焼
入れ及び焼戻し処理した後に、この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
帯状部分を焼戻し温度以下の所定温度に高周波誘導加熱
して冷却することにより、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５図を参照し
て説明する。

第１図は、焼入れ及び焼戻し工程を経て得られた腰入れ
加工すべき帯鋸素材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〜第４図は本発明に係る帯鋸素材の腰入れ
方法を実施するために用いられる装置を示すものであっ
て、同図において、４は高周波誘導加熱コイル、５ａ、
５ｂは高周波誘導加熱コイル４の側部近傍に対向配置さ
れた一対の冷却ジャケット、６は高周波誘導加熱コイル
４に高周波電流を供給する高周波電源である。

上述の高周波誘導コイル４は、直列接続された一連の導
電性パイプ材から成り、このパイプ材の両端が高周波電
源６に接続されている。このコイル４は、第２図に明示
する如く、はぼ４角形状にそれぞれ引き回されかつ互い
に対向するように配設された一対のコイル本体部７ａ、
７ｂと、これら一対のコイル本体部？ａ、７ｂの一端を
互いに連結する連結部８と、一方のコイル本体部７ｂの
他端に接続されかつ前記連結部８に対して平行に配設さ
れた連結部９と、コイル本体７ａ、７ｂ及び高周波電源
６０間にそれぞれ配設されたリード部１０ａ、　１０ｂ
とをそれぞれ具備している。なお、このコイル４を構成
するパイプ材の中空部１１（第３図参照）には、コイル
冷却水が図外の供給源から供給されてその内部を一方向
に流動するように構成されている。

また、上述の冷却ジャケット５ａ、５ｂは、片面に多数
のパンチ孔１２をそれぞれ有する箱状部材から成り、こ
れらの冷却ジャケット５ａ、５ｂには図外の冷却水供給
源から導入管１３ａ、　１３ｂをそれぞれ介して冷却水
が供給されるようになっている。

さらに、既述の高周波誘導加熱コイル４及び冷却ジャケ
ラ）５ａ、５ｂは、図外の支持部材にて相対位置を規制
された状態で固定配置されている。なお、第２図及び第
４図に示す如く、冷却ジャケット５ａ、　５ｂは高周波
誘導加熱コイル４に対して帯鋸素材ｌの移動方向（矢印
Ａ方向）の後方側近傍位置に配置されている。

次に、このような装置を用いて帯鋸素材１を腰入れ加工
する際の手順に付き述べる。

まず、鋼板を所定形状にプレス打抜きし、焼入れ及び焼
戻し処理して得られた平板状の素材をエンドレス状にす
べ（その両端を溶接にて互いに連結し、その後にアサリ
出し加工及び仕上げ歯研を順次行なう。このようにして
得られた帯鋸素材１を図外の支持部材により第２図及び
第３図に示す如く垂直状に立て、この状態で支持固定す
る。そして、図外の駆動機構を作動させることにより、
前記支持部材と共に帯鋸素材ｌを第２図及び第４図にお
いて矢印Ａ方向に回動させる一方、高周波誘導加熱コイ
ル４に高周波電源６から高周波電流を供給し、帯鋸素材
ｌのうち、歯辺部２の近傍の縁部１５及び鋸背部３の近
傍の縁部１６を除いた中央の帯状部分Ｌ（第１図及び第
３図参照）を、焼戻し温度以下の温度となるように順次
に移動加熱する。これと同時に、冷却ジャケット５ａ、
５ｂに冷却水を供給してパンチ孔１２から冷却水を噴射
し、帯鋸素材１の中央の帯状部分りを高周波誘導加熱後
に直ちに冷却する。その結果、前記帯状部分りには圧縮
応力が発生すると共に、これに対応して前記両縁部１５
，１６に引張内力が付与されることとなる。

以下に、具体例を述べる。

１体斑 （１）　　帯鋸素材１の材質　　　ＳＫＳ　５１（２）
帯鋸素材１の寸法 （３）帯鋸素材１の高周波加熱領域（帯状部分Ｌ）（４
）加熱条件 （ｉ）高周波電源６の周波数　　２００ｋＨｚ（ｉｉ）
入力　　　　　１５ｋｗ （ｉｉｉ　）加熱温度　　　３８０℃ （帯鋸素材１の焼戻し温度　４００℃）（ｉｖ）帯鋸素
材１の移動速度　　３０１／分（ｖ）冷却液　　　　水 （ｖｉ）冷却液の流量　５０ｆ／分 この具体例によって得られた帯鋸素材１の表面の長手方
向に沿う残留応力を測定したところ、第５図に示す如き
結果を得た。

第５図に示す測定結果から明らかなように、高周波誘導
加熱前の帯鋸素材１の残留応力は破線で示される如くそ
の全域に亘って＋５ｋｇｆ／ｍｍ”程度であったが、高
周波誘導加熱後は、帯鋸素材１のうち高周波誘導加熱し
た中央の帯状部分りの残留応力は実線で示される如＜　
　１５ｋｇｆ／ａｍ２程度の充分な圧縮応力が発生して
いるのが認められる。そして、高周波誘導加熱後の帯鋸
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１５及び鋸背部３の近傍の縁部１６の
画部分には＋８ｋｇｆ／ｍｍ”程度の引張内力が発生し
ているのが認められる。

従って、この具体例によれば、帯鋸素材ｌには極めて良
好な腰入れ加工がなされていることが確認された。

このようにして得られた帯鋸は、高周波誘導加熱にて圧
縮応力が付与された中央の帯状部分りの存在により、歯
辺部２の近傍の縁部１５には予め引張内力が付与されて
いるので、帯鋸による切削時に歯辺部２及びその近傍の
縁部１５に摩擦力が発生してその内部に圧縮応力が生じ
ても、前記帯状部分り及び鋸背部３の近傍の縁部１６に
引張力を及ぼす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
を用いて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ラ加圧
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ｌの両縁部１５゜１
６を除いた中央の帯状部分りを高周波′誘導加熱するよ
うにしているので、高い加熱温度により強い腰入れをし
ても帯鋸素材１の在留応力分布は巾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、本発明の一実施例に付き述べたが、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１５を除く全ての部分（前記帯状部分り
及び縁部１６から成る帯状部分Ｌ’　）を比較的低い加
熱温度となるように高周波誘導加熱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多少生じるが、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、腰入れ強度の強弱は、高周波誘導加熱条件及び冷
却条件等を調整することによって容易に調整、可能であ
る。

また、既述の実施例ではエンドレス状の帯状素材１を回
動させるようにしたが、この帯状素材１を固定しておき
、高周波誘導加熱コイル４及び冷却ジャケット５ａ、５
ｂを移動させて腰入れ加工するようにしてもよい。

ｅ９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に焼
戻し温度以下の所定温度に高周波誘導加熱して冷却する
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、もって前記両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、簡単な高周波誘導加
熱処理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、高周波誘導加熱方
式を利用しているため、従来のハンマー法や火焔加熱法
の場合のような勘やコツ等の熟練を要することなく、帯
鋸素材を短時間のうちにしかも正確に焼戻し温度以下の
所要の温度に加熱することができ、また従来のローラ加
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。

従って、腰入れ加工の自動化並びに省力化を図ることが
可能となる。

また、高周波誘導加熱による加熱温度の調整は容易であ
り、この加熱温度の調整並びに冷却条件等の調整により
、腰入れ強度の調整を正確かつ容易に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５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図は本発
明に係る帯鋸素材の腰入れ方法を実施するための装置を
概略的に示す斜視図、第３図は帯鋸素材及び高周波誘導
加熱コイルの要部を示す縦断面図、第４図は前記腰入れ
装置の平面図、第５図は高周波誘導加熱処理の前後にお
ける帯鋸素材の表面の長手方向の残留応力の測定結果を
示すグラフ、第６図及び第７図は従来のロール加圧法に
よる帯鋸素材の腰入れ加工方法を説明するためのもので
あって、第６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７図は帯鋸素材の
ローラ軌道を示す平面図、第８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ための断面図で
ある。 １・・・帯鋸素材、　　　　　　　２・・・歯辺部、３
・・・鋸背部、 ４・・・高周波誘導加熱コイル、 ５ａ、５ｂ・・・冷却シャケ・ノド、　　６・・・高周
波電源、１５、１６・・・縁部、 Ｌ・・・縁部１５，１６を除く中央の帯状部分、Ｌ′・
・・縁部１５を除く帯状部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯鋸の製造工程で行なわれる腰入れ方法において、帯鋸
   素材を焼入れ及び焼戻し処理した後に、この帯鋸素材の
   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
   に延びる帯状部分を焼戻し温度以下の所定温度に高周波
   誘導加熱して冷却することにより、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。