KR101227555B1

KR101227555B1 - 비일정 높이 톱니를 가진 왕복 운동하는 톱날 및 관련 방법

Info

Publication number: KR101227555B1
Application number: KR1020097027659A
Authority: KR
Inventors: 아시프 엘리스톤; 윌리엄 비. 코브; 스티븐 에이. 햄튼
Original assignee: 어윈 인더스트리얼 툴 컴퍼니
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2013-01-29
Also published as: US8210081B2; CA2691130A1; CA2691130C; KR20100025558A; AU2008261674B2; AU2008261674A1; JP5237365B2; EP2167293A4; EP2167293B1; CN101743103A; US20080307936A1; JP2010528892A; EP2167293A1; BRPI0813149A2; WO2008154591A1; MX2009013617A; US20130032014A1

Abstract

톱날에 탈착 가능하게 맞물리도록 척을 포함하는 휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날은 연장된 축선을 가지며 왕복톱에 톱날을 부착하도록 척에 의해 맞물림 가능한 슴베를 포함한다. 톱은 복수의 절단 톱니를 형성하는 절삭 에지를 갖는 톱날부를 더 포함한다. 절삭 에지는 연속적인 톱니의 그룹으로 된 반복되는 패턴을 형성한다. 각각의 톱니 그룹은 길이로 약 1/2 인치보다 작으며, 복수의 횡방향으로(laterally) 오프셋되는 톱니, 하나 이상의 상대적으로 높은 제 1 톱니 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 세 2 톱니를 포함한다. 톱니 세팅에 앞서, 하나 이상의 상대적으로 높은 제 1 톱니는 하나 이상의 상대적으로 낮은 제 2 톱니보다 적어도 약 0.002인치 더 높다.

Description

비일정 높이 톱니를 가진 왕복 운동하는 톱날 및 관련 방법{RECIPROCATING SAW BLADE HAVING VARIABLE-HEIGHT TEETH AND RELATED METHOD}

본 특허 출원은 "비일정 높이 톱니를 가진 왕복 운동하는 톱날 및 관련 방법"이란 발명의 명칭을 가진 2007년 6월 12일 출원된 미국 가 특허 출원 번호 60/934,262호 및 현재 공개된 부분으로서 여기에 전체적으로 참조된 2007년 12월 21일에 출원된 미국 특허 출원 번호 11/963,474호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 톱날에 관한 것으로, 및 더 상세하게는, 높은 및 낮은 반복되는 패턴의 톱날을 포함하는 왕복운동하는 톱날 및 관련 방법에 관한 것이다.

왕복 기계 톱(reciprocating saw machine)은 톱날과 탈착 가능하게 맞물리고 피 가공물(work piece)을 통과해 왕복 운동으로 톱날을 구동하는, 척을 포함하는 손으로 들고 쓰는 전원 톱(hand-held power saw)이다. 왕복운동은 오비탈 절단 작업(orbital cutting action), 일직선 또는 선형 절단 작업 또는 각도 절단 작업일 수 있다. 왕복톱(reciprocating saw)은 때로는 리사이프 톱(recip saw), 또는 지그톱(jig saw)으로 표시되며, 왕복 운동 톱날 역시 가끔 리사이프 톱날(recip blades) 또는 지그톱 톱날(jig saw blades)로 표시된다. 왕복톱(reciprocating saw)은 전형적으로 전기 모터(예를 들면, 코드 또는 코드없는 톱)에 의해 구동되거나, 공기압으로 구동된다. 잘 알려진 왕복톱은 밀워키 일렉트릭 툴 코퍼레이션(Milwaukee Electric Tool Corporation)사의 "Sawzall^TM" 및 포터케이블 코퍼레이션(Porter-Cable Corporation)사의 "Tiger Saw^TM"이름의 상표로 판매되고 있다.

전형적인 왕복톱날은 톱날의 한 쪽 면을 따라 서로에 대해 축방향으로 이격된 복수의 톱니에 의해 형성된 절삭 에지, 및 절삭 에지에 대해 톱날의 반대 측면(opposite side)에 형성된 비 작업성 에지를 갖는 톱날부를 포함한다. 왕복톱의 척에 탈착 가능하게 연결되는 톱날에 대한 슴베(tang)는 톱날의 내측 단부로부터 연장된다. 전형적인 왕복톱날은 최대화된 마모 저항과 최대화된 내구성 사이의 트레이드 오프(trade-off)에 대한 필요를 겪었다. 더 단단한 톱날 재료는 더 많은 내마모성이 있는 경향이 있고, 반면 더 연질의 톱날 재료는 더 내구성을 가지는 경향이 있다. 내구성은 균열에 저항적이고 강건하며(robust), 및/또는 충격을 견디는 능력을 보이는 톱니와 관련이 있다.

왕복톱날의 톱니는 전형적으로 절삭 팁(cutting tip), 팁의 한쪽면에 형성된 경사면(rake face), 및 팁으로부터 연장되고 경사면에 대해 팁의 반대쪽 면에 형성된 여유 표면(clearance surface)을 포함한다. 경사면은 기준 평면에 대한 수직 축선에 대해 경사각을 형성하고, 여기서 기준 평면은 실질적으로 동일한 높이를 갖는 연속적인 톱니, 예컨대 연속적인 세팅 안된 톱니(unset teeth)의 팁들 사이에 연장하는 평면에 의해 정의될 수 있다. 여유 표면(clearance surface)은 기준 평면에 대해 여유각(clearance angle)을 형성한다.

왕복톱날의 절단 성능에 영향을 주는 하나의 방법은 절단 톱니의 여유각을 수정하는 것이다. 예를 들면, 여유각을 증가시키는 것은 톱니가 더 빠르게 절단하는 것을 허용할 수 있다. 그러나, 더 큰 여유각을 갖는 톱니는 더 미세하여 더 얕은 여유각(shallower clearance angles)을 갖는 톱니보다 균열되기 더 쉬울 수 있다.

왕복운동 절단 패턴은 톱날 이빨에 매우 남용적이기 때문에, 여유각을 제한하는 필요성은 왕복톱날에 대해 특히 민감하다. 절단하는 동안, 한 방향으로 계속해서 움직이는 띠톱(band saw) 날과 같은 다른 타입의 톱날과 대조하여 왕복톱날은 공작물을 통해 오비탈, 선형 및/또는 각도 절단 작업에서, 앞뒤로 진동하여서 톱니의 모든 측면에 실질적인 힘을 발생시킨다.

추가적으로, 왕복톱날은 각각의 스트로크 동안 제로(0)로부터 최대 속도까지 가속하고 각각 스트로크 동안 다시 제로까지 돌아가야만 하기 때문에, 톱날은 전방 스트로크의 일부분, 전형적으로 전방 스트로크의 약 50% 보다 적은 동안만 최적화된 절단 속도에 있다. 더욱이, 각각의 스트로크의 크기는 매우 짧아서 즉 전형적으로 약 3/4인치 내지 약 11/4인치까지이다. 결과적으로, 톱니의 반복되는 패턴 수를 최대화하기 위해 왕복톱날은 상대적으로 짧게 반복되는 약 1/2 인치 또는 그보다 적은 톱니 패턴을 갖는다.

종래 기술에 따른 띠톱날은 높은-낮은 톱니 및 비일정 여유각(varying clearance angle)이 채용되었다. 예를 들면, 몇몇의 띠톱날은 되풀이되는 패턴의 톱니의 그룹을 가졌고 그 중에서 각 그룹은 상대적으로 높은 팁을 가진 톱니 및 상대적으로 낮은 팁을 가진 톱니를 포함한다. 띠톱날은 또한 비일정 여유각을 갖는 톱니를 채용하였다. 높은-낮은 톱니 및/또는 상대적으로 (예를 들면, 약 35° 또는 더 큰) 경사진 여유각을 갖는 톱니를 왕복톱날에 적용하는 것은 종래 기술로 알려져 있다. 상기 지시된 대로, 띠톱과 현격한 대조로, 예를 들면, 왕복톱은 리사이프 톱날이 남용적인 왕복톱 절단 작업에 영향받기 쉬운 휴대용 전원 톱이다. 따라서, 경사면이 실질적인 절단력에 영향받기 쉬울 뿐 아니라, 톱니의 뒷면(back sides) 상에 형성된 여유 표면도 복귀하는 스트로크 상의 실질적인 절단력에 마찬가지로 영향받기 쉽다. 특히 리사이프 톱날은 톱니 균열 또는 치핑(chipping)으로부터 고장나기 쉽다. 따라서, 높은-낮은 톱니가 리사이프 톱날에 적용된다면, 상대적으로 높은 톱니는 지나치게 노출되고 과도한 절단력에 영향받기 쉬워서, 균열 또는 치핑에 좀더 영향받기 쉽다고 믿어진다. 유사하게, 상대적으로 (예를 들면, 약 35° 또는 더 큰) 경사진 여유각이 리사이프 톱니에 적용된다면 그러한 좁은 포함된 각도를 갖는 어떠한 톱니도 너무 상세하여 상대적으로 남용되는 왕복운동 절단 작업 및 관련된 절단력을 견딜 수 없어서, 조기 균열 또는 치핑에 영향받기 쉽다는 것이 믿어진다. 따라서, 절단 수명 및/또는 내구성과 같은 선행 기술의 리사이프 톱날의 성능은 항상 원하는 수준에 있는 것은 아니어 왔다.

본 발명의 목적은 하나 이상의 전술된 선행 기술의 단점 및/또는 결점을 극복하는 것이다.

제 일 양태에 따라, 본 발명은 톱날에 탈착하능하게 맞물리도록 하는 척을 포함하는 휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날로 지시된다. 왕복톱날은 긴 축선(elongated axis)을 가지며 상기 왕복톱에 상기 톱날을 부착하기 위해 상기 왕복톱의 척과 맞물리고 있는 슴베(제 1 수단)를 포함한다. 톱날부는 복수의 절단 톱니(제 2 수단)에 의해 형성되는 절삭 에지를 갖는다. 상기 절단 톱니는 연속적인 톱니의 그룹으로 된 반복되는 패턴을 형성하고, 톱니의 각 그룹은 길이가 약 1/2 인치보다 작고, 복수의 세팅 톱니, 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니를 포함한다. 톱니 세팅에 앞서 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니가 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니보다 약 0.002 인치 더 높다. 본 발명의 소정의 실시예에서, 톱니 세팅에 앞서 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니와 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니 사이의 높이에 있어서의 차이가 약 0.003 인치 내지 약 0.006 인치의 범위 내이고, 소정의 실시예에서 약 0.0035 인치 내지 약 0.005인치 범위 내이다.

본 발명의 현재 양호한 실시예에서, 상기 상대적으로 높은 톱니가 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하고, 상기 상대적으로 낮은 톱니가 상기 제 1 여유각보다 더 큰 하나 이상의 제 2 여유각을 형성한다. 양호하게는, 상기 제 1 여유각은 약 35°와 같거나 더 작고, 상기 제 2 여유각은 약 35°보다 더 크다. 소정의 실시예에서, 제 1 여유각은 약 25° 내지 약 35° 범위 내이고, 제 2 여유각은 약 35° 내지 약 45° 범위 내이다.

본 발명의 소정의 실시예에서, 톱니의 각 그룹은 하나 이상의 세팅 안된 리딩 톱니, 및 복수의 세팅 트레일링 톱니를 포함한다. 그러한 소정의 실시예에서, 하나 이상의 세팅 안된 리딩 톱니는 상대적으로 높은 톱니이고, 상기 복수의 트레일링 톱니 중 하나 이상은 상대적으로 낮은 톱니이다. 이러한 소정의 실시예에서, 세팅 트레일링 톱니 중 하나 이상은 상대적으로 높은 톱니이다. 복수의 세팅 트레일링 톱니는 서로에 대해 상이한 세팅 크기를 형성한다. 이러한 소정의 실시예에서, 복수의 세팅 트레일링 톱니는 상대적으로 무겁게 세팅된(heavy set) 크기를 형성하는 하나 이상의 제 1 세팅 톱니, 상대적으로 가볍게 세팅된 크기를 형성하는 하나 이상의 제 2 세팅 톱니를 포함한다. 이러한 소정의 실시예에서, 무겁게 세팅된 크기를 형성하는 상기 하나 이상의 제 1 세팅 톱니는 상대적으로 낮은 톱니이고, 상대적으로 가볍게 세팅된 크기를 형성하는 상기 하나 이상의 제 2 세팅 톱니는 상기 무겁게 세팅된 톱니보다 더 높다. 이러한 소정의 실시예에서, 하나 이상의 상대적으로 낮은 무겁게 세팅된 톱니는 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 가볍게 세팅된 톱니에 비해 더 경사진 여유각을 형성한다.

소정의 실시예에서, 톱니의 각 그룹이 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니 사이에 세팅 안된 톱니를 포함한다. 이러한 소정의 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니의 각각은 하나 이상의 상대적으로 높은 세팅 톱니, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 세팅 톱니를 포함한다. 이러한 소정의 실시예에서, 세팅 안된 톱니는 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하고, 상기 세팅 톱니는 하나 이상의 제 2 여유각을 형성하며, 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 하나 이상의 제 2 여유각보다 더 작다.

상기 왕복톱은 상기 톱날이 최후방 위치와 최전방 위치 사이의 왕복 운동으로 움직임을 야기한다. 상기 왕복 운동은 i)상기 톱날이 상기 최후방 위치에 있을 때 상기 톱날의 기준점의 제 1 위치와 ii) 상기 톱날이 상기 최전방 위치에 있을 때 상기 기준점의 제 2 위치 사이에 연장되는 운동 축선을 형성한다. 절삭 에지는 상기 동일한 높이를 실질적으로 갖는 연속적인 톱니의 팁 사이에 연장되는 대략적인 절단선을 형성한다. 본 발명의 다른 양태에 따라, 상기 절단선이 상기 운동 축선에 대해 약 3°보다 더 큰 예각으로 배향된다. 이러한 소정의 실시예에서, 예각은 약 41/2° 내지 약 6° 범위 내이다. 소정의 실시예에서, 슴베는 상기 운동 축선에 대해 약 3° 보다 더 큰 예각으로 상기 절단선을 배향시키는데 적어도 기여하는 상기 절단선에 대해 슴베 예각으로 배향된 긴 축선을 형성한다.

본 발명의 소정의 실시예에서, 각 그룹은 하나 이상의 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니, 상기 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니에 후속하며 상기 톱날부의 일 면으로 세팅되는 제 1 복수의 세팅 톱니, 상기 제 1 복수의 세팅 톱니에 후속하는 하나 이상의 제 2 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니, 및 상기 하나 이상의 제 2 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니에 후속하며 상기 제 1 복수의 세팅 톱니에 대해 상기 톱날의 반대 측면(opposie side)으로 세팅되는 제 2 복수의 세팅 톱니를 포함한다. 이러한 소정의 실시예에서, 복수의 상기 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니 중 하나 이상은 서로에 대해 상이한 높이 및 상이한 세팅 크기를 형성한다. 소정의 실시예에서, 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니의 하나 이상은 상대적으로 가볍게 세팅된 하나 이상의 중간 높이 톱니(intermediate height tooth) 및 상대적으로 무겁게 세팅된 하나 이상의 낮은 톱니를 포함한다. 상기 중간 높이 톱니는 상기 상대적으로 높은 톱니 및 낮은 톱니의 높이들 사이의 높이를 형성하며, 톱니 세팅에 앞서 각각의 중간 높이 톱니 및 인접한 높은 톱니 및 낮은 톱니 사이의 높이에서의 차이가 적어도 약 0.002 인지이다.

본 발명의 소정의 실시예에서, 톱니의 각 그룹은 하나 이상의 상대적으로 거친 피치(coarse pitch) 및 하나 이상의 상대적으로 고운 피치(fine pitch)를 포함하는 비일정 피치 패턴을 형성한다. 이러한 소정의 실시예에서, 톱니의 각 그룹은 상대적으로 거친 피치를 형성하는 세팅 안된 레이커 톱니를 포함한다.

다른 양태에 따라, 본 발명은 다음 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다:

왕복톱의 척 내에 긴 축선을 갖는 슴배 및 복수의 절단 톱니에 의해 형성된 절삭 에지를 갖는 톱날부를 포함하는 왕복 톱날을 장착하는 단계-. 상기 절단 톱니는 연속적인 톱니의 그룹으로 된 반복되는 패턴을 형성하고, 톱니의 각 그룹은 길이가 약 1/2 인치보다 작으며, 복수의 세팅 톱니, 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니를 포함하는 상이한 종류의 복수의 톱니를 포함한다. 톱니 세팅에 앞서 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니가 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니보다 적어도 약 0.002 인치 더 높다-;

전방 및 후방 스트로크 사이의 왕복운동 절단 작업으로 상기 왕복톱에 의해 상기 왕복톱날을 구동시키는 단계; 및

상기 왕복 운동으로 구동된 왕복톱날로 공작물을 맞물리는 것에 의해 상기 공작물을 절단하는 단계-, 순차로, 각각의 복수의 전방 스트로크 동안, 상기 공작물에 상기 동일한 종류의 다중 톱니를 맞물리고, 상기 상대적으로 낮은 톱니에 비해 상기 상대적으로 높은 톱니로 상대적으로 더 높은 칩 하중을 받고, 상기 상대적으로 낮은 톱니를 상기 선행하는 상대적으로 높은 톱니에 의한 치핑 또는 손상으로부터 보호하며, 및 상기 상대적으로 높은 톱니에 비해 더 높은 속도로 상기 상대적으로 낮은 톱니로 상기 공작물을 절단하는 상기 공작물을 절단하는 단계를 포함한다-.

왕복톱날을 구동시키는 단계는 최후방 위치와 최전방 위치 사이의 왕복 운동으로 상기 왕복톱날을 구동시키는 단계를 포함한다. 상기 왕복 운동은 i) 상기 톱날이 상기 최후방 위치에 있을 때 상기 톱날의 기준점의 제 1 위치와 ii) 상기 톱날이 상기 최전방 위치에 있을 때 상기 기준점의 제 2 위치 사이에 연장하는 운동 축선을 형성한다. 상기 절삭 에지는 상기 동일한 높이를 실질적으로 갖는 연속적인 톱니의 팁 사이에 연장되는 대략적인 절단선을 형성한다. 본 발명의 다른 양태에 따라, 상기 왕복톱날이 상기 운동 축선에 대해 약 3°보다 더 큰 예각으로 상기 절단선을 위치시키거나 배향시키는 단계를 더 포함한다. 이러한 소정의 실시예에서, 절단선을 예각으로 위치시키거나 배향시키는 단계는 (i) 상기 슴베의 긴 축선이 상기 절단선에 대해 예각을 형성하도록 상기 슴베를 제공하는 단계, 및 (ii) 상기 절단선이 상기 운동 축선에 대해 예각으로 맞춰지도록 상기 척내에 상기 슴베를 장착하는 단계를 포함한다.

본 발명의 왕복톱날의 하나의 장점은 절단 톱니 사이의 높이 차이가 선행 기술 리사이프 톱날과 비교하여 개선된 절단 속도 및/또는 내구성과 같은, 상당히 개선된 성능을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 왕복톱날은 선행 기술 왕복톱날에 비해 증가된 칩 생산성, 및 개선된 절단 속도를 제공하면서 더 높은 절단력을 견딜수 있다.

본 발명의 현재 양호한 실시예의 다른 장점은 더 높은 절단력을 더 잘 견디고 증가된 절단 속도를 가능하게하는 튼튼한, 내마모성 절삭 에지의 제공을 포함한다. 상대적으로 얕은 여유각을 갖는 높은 톱니는 상대적으로 경사진 여유각을 갖는 낮은 톱니보다 더 튼튼하여서, 더 적게 튼튼한 더 낮은 톱니를 보호한다. 따라서, 더 낮은 톱니가 보호되기 때문에, 전형적인 왕복톱날의 것보다 더 경사진 여유각을 가질 수 있어서, 더 빠르고 적은 이송분력으로 절단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 현재 양호한 실시예의 톱니 패턴의 중요한 장점은 상대적으로 경사진 여유각이 강화된 절단 속도를 촉진시키면서 더 얕은 여유각을 갖는 톱니가 강화된 내구성을 촉진시킨다는 것이다. 따라서, 본 발명의 왕복톱날은 통상적인 왕복톱날과 비교하여 상당히 개선된 톱날 수명, 및 톱날 수명을 걸친 절단 성능을 제공할 수 있다.

본 발명의 소정의 현재 양호한 실시예의 또다른 장점은 절단에지에 의해 형성된 평면과 톱의 왕복운동에 의해 형성된 평면 사이에 형성된 예각의 절단각이 톱날의 내구성에 물질적으로 충격을 주는 바 없이 절단 속도를 한층 더 강화시킬 수 있다는 것이다. 소정의 실시예에서, 이러한 예각은 적어도 부분적으로 슴베가 절삭 에지(예를 들면, 연속적인 세팅 안된 톱니 또는 동일한 높이의 톱니 사이의 연장되는 선)에 대해 예각으로 연장되는 결과를 가져온다. 절단각이 더 경사질수록, 높은 톱니 및 낮은 톱니 사이의 높이 차이는 더 커져서 이러한 높이 차이에 의해 제공되는 절단 성능에 영향이 더 커진다. 또 다른 장점은 톱의 왕복운동에 의해 형성된 평면과 절삭 에지 평명 사이에 형성된 예각의 절단각은 톱날의 복귀 스트로크상의 톱니의 여유 표면에 하중을 증가시키지 않아서, 내구성을 감소시키는 것 없이 성능을 더 향상시킨다는 것이다.

본 발명 및/또는 그 실시예의 다른 목적 및 장점은 다음의 현재 양호한 실시예의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의하여 더욱 명백하게 된다.

도 1A는 왕복톱날의 반복되는 톱니 패턴의 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 1B는 도 1A의 반복되는 톱니 패턴의 평면도이고;

도 2A는 왕복톱날의 반복되는 톱니 패턴의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 2B는 도 2A의 반복되는 톱니 패턴의 평면도이고;

도 3A는 왕복톱날의 반복되는 톱니 패턴의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 3B는 도 3A의 반복되는 톱니 패턴의 평면도이고;

도 4는 왕복톱날의 반복되는 톱니 패턴의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 5는 왕복톱날의 반복되는 톱니 패턴의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 6은 왕복톱의 척 내에 장착된 왕복톱날에 대한 부분 측면 정면도이고;

도 7은 선행 기술 왕복톱날과 비교하여 본 발명의 왕복톱날의 실시예에 대한 테스트 결과를 도시한 테이블이고;

도 8은 선행 기술 왕복톱날과 비교하여 본 발명의 왕복톱날의 실시예에 대한 테스트 결과를 도시한 테이블이고;

도 9는 비일정 톱니 높이 및/또는 물결 패턴을 형성하는 세트를 갖는 왕복톱날의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 10은 또 다른 비일정 톱니 높이 및/또는 물결 패턴을 형성하는 세트를 갖는 왕복톱날의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 11은 또 다른 비일정 톱니 높이 및/또는 물결 패턴을 형성하는 세트를 갖는 왕복톱날의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 12는 복수의 좌측 또는 복수의 우측 어느 한쪽의 트레일링 톱니(trailing teeth)에 의해 교대로 후속되는 세팅 안된 레이커 톱니(unset raker teeth)를 갖는 왕복톱날의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고;

도 13은 비일정 피치 패턴을 형성하는 왕복톱날의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이고; 및

도 14는 또 다른 비일정 피치 패턴을 형성하는 왕복톱날의 또 다른 실시예에 대한 측면 정면도이다.

도 1A 및 도 1B에서, 본 발명의 왕복톱날의 제 1 실시예는 도면 번호 100에 의해 전체적으로 지시된다. 톱날(100)은 왕복톱에서 이용된다. 왕복톱은 전형적으로 휴대용 톱날에 탈착 가능하게 맞물려서 왕복운동으로 톱날을 구동하기 위한 척을 포함하는 휴대성 전원 톱이다. 왕복톱은 때때로 리사이프 톱 또는 지그톱(jig saw)로 표시되며 이러한 용어는 여기서 동의어로 사용된다. 왕복톱은 전형적으로 (코드 또는 코드없는) 전기 모터에 의해 구동되거나, 공기압으로 구동된다. 왕복톱은 오비탈, 선형 및/또는 각도를 포함하는 어떠한 다양한 절단 작업에서 구동된다. 왕복톱날은 왕복톱의 척 내에서 톱날을 장착하기 위한 적어도 하나 이상의 슴베를 포함하는 톱날이다. 왕복톱날은 때때로 리사이프 톱날 또는 지그톱날(jig saw blade)로 표시되며 이러한 용어는 여기서 동의어로 사용된다.

리사이프 톱날(100)은 복수의 순환하거나 반복되는 패턴을 갖는 톱니, 즉, 비일정 높이 및 여유각을 갖는, 톱니 패턴(105)을 포함한다. 도 1B에서 도시된 바와 같이, 톱날(100)은 톱날(100)의 측면들 사이에 연장하는 종방향 축선 "LA" 및 횡방향 축선 "TA"을 형성한다. 양호하게는, 횡방향 축선(TA)은 톱날(100)의 측면 및/또는 종방향 축선(LA)에 수직이다.

도 1A 및 도 1B에 전형적으로 도시된 바와 같이, 각각의 톱니 패턴은 적어도 하나의 높은 톱니 및 적어도 하나의 낮은 톱니를 포함하는 복수의 톱니를 포함한다. 더 큰 높이를 갖는 톱니는 "높은 톱니(high teeth)"로 표시될 수 있고, 더 낮은 높이를 갖는 톱니는 "낮은 톱니(low teeth)"로 표시될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 각 그룹의 높은 톱니는 그룹에서 더 낮은 톱니가 갖는 것보다 더 큰 높이 및 더 얕은 즉, 더 작은, 여유각을 갖는다.

도 1A 및 도 1B에 도시된 실시예에서, 반복되는 톱니 패턴(105)은 세팅 안된 리딩(unset leading), 즉 레이커 톱니(raker teeth), 제 1 트레일링 세팅 톱니(115R), 및 제 2 트레일링 세팅 톱니(115L)를 포함하는 3 개의 톱니 패턴이다. 도 1B에 도시된 바와 같이, 트레일링 톱니(115R 및 115L)는 서로에 대해 톱날의 반대 측면에 횡방향으로(laterally) 세팅된다. 따라서, 세팅 톱니(115R 및 115L)의 측면은 톱날(100)의 각각의 면에 대해 기울어진 각도를 형성하고, 각각의 세팅 톱니의 바깥쪽 모서리는 톱날의 각각의 면으로부터 횡방향으로(laterally) 연장한다. 도 1B에 보여질 수 있는 바와 같이, 톱날의 절단 방향으로부터 볼 때, 세팅 톱니(115L)는 톱날(100)의 좌측에 세팅되어서 "좌측 세팅(left set)"으로 표시되며, 세팅 톱니(115R)는 톱날(100)의 우측에 세팅되어서 "우측 세팅(right set)"으로 표시된다. 여기서 이용되는 바와 같이, 지정 "L"은 좌측 세팅 톱니를 표시하고 지정 "R"은 우측 세팅 톱니를 표시한다.

도 1A에 도시된 바와 같이, 세팅 안된 톱니(110)는 제 1 높이(130)를 형성하고, 세팅 톱니(115L 및 115R)는 제 2 높이(135)를 형성한다. 보여진 바와 같이, 세팅 안된 톱니 높이(130)는 세팅 톱니의 높이(135)보다 더 크고, 세팅된 것과 세팅 안된 톱니 사이의 높이 차이는 ΔH로 표시된다. 여기서 기술된 본 발명의 본 실시예 및 다른 실시예에서 각각의 톱니의 높이는 각각의 톱니의 팁(예를 들면, 팁(145))과 팁 아래에 위치된 톱날(100)의 선택된 기준 평면 사이의 거리로서 측정된다. 도 1A에서, 절삭 에지(112)는 연속적인 세팅 안된 톱니(110)들의 팁(145) 사이의 연장하는 선에 의해 나타내고, 톱날의 백 에지(back edge, 미도시)에 평행한 기준 평면은 파선(140)에 의해 지시된다. 따라서, 설명된 실시예에서, 톱니의 높이(130, 135)는 각각의 팁과 기준 평면(140) 사이의 거리로서 측정된다. 그러나, 여기서 가르침에 기초하여 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는 것처럼, 톱니 높이는 백 에지 또는 톱니의 팁 아래에 위치된 다른 기준 평면에 대해 측정될 수 있다. 추가적으로, 이러한 실시예에서, 및 여기서 기술된 본 발명의 다른 실시예에서, 세팅 톱니(set teeth)의 높이는 톱니 세팅(tooth set)에 앞서 측정된다. 세팅 톱니의 높이가 톱니가 세팅된 후 측정될 수 있어서, 높은 톱니 및 낮은 톱니 사이의 높이 차이가 톱니가 세팅된 후 결정될 수 있다 할지라도 높이 및 세팅되고 있는 톱니에 앞서 높이 차이를 측정하고 및/또는 결정하는 것은 전형적으로 용이하다.

도시된 실시예에서, 높은 세팅 안된 톱니의 높이(103)와 낮은 세팅 톱니의 높이(135) 사이의 톱니 세팅에 앞선 높이 차이(ΔH)는 적어도 약 0.002 인치이며, 양호하게는 약 0.003 인치 내지 약 0.006 인치 범위 내이고, 더욱 양호하게는 약 0.0035 인치 내지 약 0.005 인치 범위이다. 여기서 숫자가 세팅된 것과 세팅 안된 톱니의 높이 사이의 차이로서 높이 차이(ΔH)를 도시한다 하여도 여기서 제공된 측정은 톱니 세팅 후가 아니라, 톱니 세팅에 앞선 ΔH 측정이다. 현 실시예에서, 세팅 톱니(115L 및 115R)가 동일한 높이를 가질지라도, 각각의 세팅 톱니(115L 및 115R)의 높이가 동일한 그룹의 각각의 세팅 안된 톱니 높이(130)보다 낮다면, 대안적으로 높이 차이의 어떠한 조합을 형성할 수 있다. 높은 톱니 및 낮은 톱니 사이의 높이 차이(ΔH)는 절단될 재료 타입, 톱날의 구조 재료와 같은 다양한 인자에 의존하여 및 목표된 절단 속도 및/또는 목표된 톱날 수명과 같은 목표된 절단 성능에 의존하여 일정하지 않을 수 있다. 따라서, 여기서 기술된 톱니 높이 및 높이 차이는 단지 예시적이며 목표된 바에 따라 변할 수 있거나, 또는 다른 한편으로 특정의 어플리케이션의 요구사항을 충족하기 위해 필요한 것으로 간주되어 변할 수 있다.

톱니 패턴(105)의 각각의 톱니는 경사 표면(180, rake surface), 및 팁(145)으로부터 연장되고 경사 표면(180)에 대해 팁의 반대 측면에 위치되는 적어도 하나의 여유 표면(185)을 형성한다. 도 1A에 도시된 바와 같이, 각각의 여유 표면(185)은 절삭 에지(112)와 같은, 기준 평면에 대한 여유각(190)을 형성한다. 도시된 실시예에서, 상대적으로 높은 엔셋 톱니(110)는 더 낮은 세팅 톱니(115L 및 115R)의 각도보다 더 작은 여유각을 형성한다.

도 1A에 도시된 바와 같이, 각각의 높은 세팅 안된 톱니(110)는 제 1 여유각 "A"를 형성하고, 각각의 낮은 세팅 톱니(115L 및 115R)는 제 2 여유각 "B"를 형성한다. 본 발명의 도시된 실시예에서, 높은 세팅 안된 톱니의 제 1 여유각(A)은 양호하게는 약 35°보다 작고, 더 양호하게는 약 25°내지 약 35°범위 내이며, 가장 양호하게는 약 28° 내지 약 33°범위 내이다. 도 1A 및 도 1B의 실시예에서, 제 1 여유각(A)은 약 30°이다. 또한 본 발명의 도시된 실시예에서, 제 2 여유각(B)은 양호하게는 약 35°보다 크고, 더 양호하게는 약 35°내지 약 45°범위 내이며, 가장 양호하게는 약 38° 내지 약 43°범위 내이다. 도 1A 및 도 1B의 실시예에서, 낮은 세팅 톱니의 제 2 여유각(B)은 약 40°이다. 이러한 여유각 및 범위가 도 1A 및 도 1B의 실시예를 참조하여 기술된다 할지라도, 이것은 여기에 개시된 본 발명의 다른 실시예에 동등하게 적용될 수 있다. 추가적으로, 여기서 가르침에 기초하여 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는 것처럼, 여기에 기술된 특정한 높이 차이 및 여유각은 단지 예시적이며, 수많은 다른 높이 차이, 여유각, 및 이들의 조합은 절단될 재료, 목표된 절단 속도, 및/또는 톱날의 목표된 마모 수명과 같은 어떠한 수많은 차이 인자에 의존하여 동등하게 채용될 수 있다. 추가적으로, 목표한다면, 높은 톱니 및 낮은 톱니는 동일한 여유각을 가질 수 있고, 더 높은 톱니는 비일정 여유각을 가질 수 있고 및/또는 더 낮은 각도는 비일정 여유각을 가질 수 있다.

도 2A 및 도 2B는 4개 톱니 반복 패턴(205)를 가진 톱날(200)을 도시한다. 리사이프 톱날(200)의 특징은 아래에 기술된 특징을 제외하고 리사이프 톱날(100)과 유사하므로, 숫자"1" 대신 숫자"2"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용될 것이다.

도 2A 및 도 2B에 도시된 바와 같이, 높은 톱니 및 낮은 톱니는 세팅될 수 있고, 톱니는 각도가 비일정하도록 세팅될 수 있다. 4개의 톱니 패턴(205)은 두 쌍의 세팅 톱니를 포함하며, 각각의 쌍은 상이한 세팅 크기(set magnitudes)를 가진다. 높은 세팅 톱니(220R 및 220L)의 제 1 쌍은 기준 평면(240)에 대해 측정되는 제 1 높이(230)를 가지고, 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L)의 제 2 쌍은 기준 평면(240)에 대해 측정되는 제 2 더 낮은 높이(235)를 가진다. 보여질 수 있는 바와 같이, 톱니(220R, 220L)의 제 1 높이(230)는 톱니(215R 및 215L)의 제 2 높이(235)보다 더 높다. 높은 세팅 톱니(220R, 220L)는 제 1 세팅 크기로 세팅되고, 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L)는 높은 톱니의 제 1 세팅 크기보다 더 큰 제 2 크기로 세팅된다. 따라서, 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L)의 모서리는 각각의 높은 세팅 톱니(220R, 220L)의 모서리가 연장하는 것보다 횡방향으로(laterally) 더 멀리 연장한다. 추가적으로, 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L)는 더 높은 세팅 톱니(220R, 220L)의 제 1 여유각(A)보다 더 경사진 제 2 여유각(B)을 형성한다. 도시된 실시예에서, 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L) 각각은 약 40°의 상대적으로 경사진 제 2 여유각(B)을 가지고, 높은 세팅 톱니(220R, 220L) 각각은 약 30°의 상대적으로 얕은 제 1 여유각(A)을 갖는다. 보여질 수 있는 대로, 이러한 실시예에서, 높은 세팅 톱니(220R, 220L)는 각각의 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L) 사이에 위치되며, 역도 또한 같아서, 이들은 동일한 방향으로 연속적인 톱니 세팅 쌍을 형성한다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 제 1 연속적인 쌍의 톱니(215R 및 220R)는 우측으로 세팅되고, 제 2 연속적인 쌍의 톱니(215L 및 220L)는 좌측으로 세팅된다. 본 발명의 이러한 그리고 다른 실시예의 하나의 장점은 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L)가 더 빠른 절단 시드(cutting seeds)를 촉진하도록 상대적으로 경사진 적극적인 절단 표면을 제공하면서, 상대적으로 높은 세팅 톱니(220R, 220L)는 개선된 톱날 수명을 조장하도록 각각의 낮은 세팅 톱니(215R 및 215L)를 보호한다는 것이다.

도 3A 및 도 3B는 세팅 안된 레이커 톱니를 추가하여, 톱날(200)과 유사한 톱날(300)을 도시한다. 톱날(300)의 특징은 아래에 기술된 특징을 제외하고 톱날(200)과 유사하므로, 숫자"2" 대신 숫자"3"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용될 것이다. 톱날(300)은 제 1 높이(330)를 갖는 세팅 안된 레이커 톱니(310)를 포함하는 5개 톱니 패턴(305)를 형성하며, 제 1 쌍의 높은 세팅 톱니(320R, 320L)는 또한 제 1 높이(330)를 가지고, 제 2 쌍의 낮은 세팅 톱니(315R 및 315L)는 제 2 높이(335)를 가진다. 보여질 수 있는 바와 같이, 세팅 안된 레이커 톱니(310)는 낮은 우측 세팅 톱니(315R), 높은 우측 세팅 톱니(320R), 낮은 좌측 세팅 톱니(315L) 및 높은 좌측 세팅 톱니(320L)에 의해 수반된다. 보여질 수 있는 바와 같이, 톱니 높이는 기준 평면(340)에 대해 측정된다. 여기서 설명된 다른 실시예와 마찬가지로, 모든 높은 높니는 동일한 높이(330)를 갖는 것으로 보여질 지라도, 이러한 톱니는 톱니 세팅에 앞서 동일한 톱니 높이를 나타내지만; 톱니 세팅 후에 높은 세팅 톱니 바깥쪽 모서리(outer corners)는 높은 세팅 안된 톱니의 바깥쪽 모서리보다 약간 더 낮다. 높은 톱니의 제 1 높이(330)는 낮은 톱니의 제 2 높이(335)보다 더 크다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 높은 세팅 톱니(320R, 320L)는 제 1 세팅 크기로 세팅되고, 낮은 세팅 톱니(315R, 315L)는 제 1 세팅 크기보다 더 큰 제 2 크기로 세팅된다.

도시된 실시예에서, 높은 세팅 안된 레이커 톱니(310), 및 세팅 톱니(320R, 320L) 각각은 낮은 세팅 톱니(315R, 315L)의 제 2 여유각(B)과 비교하여 상대적으로 작고 얕은 제 1 여유각(A)을 형성한다. 대안적으로, 목표한다면, 높은 세팅 톱니(320R, 320L)는 낮은 세팅 톱니(315R, 315L)의 제 2 여유각(B)과 동일하거나 상이한 상대적으로 경사진 제 2 여유각(B)을 또한 형성할 수 있다. 일례에서, 낮은 세팅 톱니(315R, 315L)는 약 40°의 제 2 여유각(B)을 형성하고, 높은 세팅 안된 레이커 톱니(310) 및 높은 세팅 톱니(320R, 320L)는 약 30°의 상대적으로 얕은 제 1 여유각(A)을 형성한다.

도 4는 세팅 톱니 쌍 사이에 위치된 세팅 안된 레이커 톱니를 갖는 세팅 톱니 쌍을 포함하는 6개 톱니 패턴(405)을 구비한 톱날(400)을 도시한다. 달리, 리사이프 톱날(400)의 특징은 아래에 기술된 특징을 제외하고 톱날(300)과 유사하므로, 숫자"3" 대신 숫자"4"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다.

6개 톱니 패턴(405)은 제 1 높이(430)를 갖는 2개의 세팅 안된 레이커 톱니(410)를 포함하며, 2개의 높은 세팅 톱니(420R 및 420L)는 또한 톱니 세팅에 앞서 제 1 높이(430)를 가지고, 2 개의 낮은 세팅 톱니(415R 및 415L)는 톱니 세팅에 앞서 제 2 높이(435)를 가진다. 도시된 실시예에서, 톱니 높이는 기준 평면(440)에 대해 측정된다. 세팅 안된 레이커 톱니(410) 및 높은 세팅 톱니(420R, 420L)의 제 1 높이(430)는 낮은 세팅 톱니(415R, 415L)의 제 2 높이(435)보다 크다. 높은 세팅 톱니(420R, 420L)는 제 1 세팅 크기로 세팅되고, 낮은 세팅 톱니(415R, 415L)는 제 1 세팅 크기보다 더 큰 제 2 세팅 크기로 세팅된다. 따라서, 이러한 실시예의 톱니 패턴은, 높은 가볍게 좌측 세팅된 톱니(high, light left set tooth, 420L), 낮은 무겁게 우측 세팅 톱니(low, heavy right set tooth, 415R), 높은 세팅 안된 레이커 톱니(410), 낮은 무겁게 좌측 세팅 톱니(415L) 및 높은 가볍게 우측 세팅 톱니(420R)에 의해 후속되는, 높은 세팅 안된 레이커 톱니(410)에 의해 형성된다. 이러한 실시예에서, 세팅 안된 레이커 톱니(410) 각각은 높은 및 낮은 세팅 톱니 양쪽의 제 2 여유각(B)과 비교하여 상대적으로 작은 제 1 여유각(A)을 형성한다. 도시된 실시예에서, 높은 세팅 톱니(420R, 420L)는 낮은 세팅 톱니(415R, 415L)와 실질적으로 동일한 여유각(B)을 형성한다. 일 실시예에서, 낮은 세팅 톱니(415R, 415L) 및 높은 세팅 톱니(420R, 420L) 각각은 약 40°의 제 2 여유각(B)을 형성하고, 높은 세팅 안된 레이커 톱니(410) 각각은 약 30°의 제 1 여유각(A)을 형성한다. 그러나, 여기서 가르침에 기초하여 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는 것처럼, 이러한 여유각은 단지 예시적이며, 수많은 다른 여유각이 채용될 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 높은 세팅 톱니(420R, 420L)는 낮은 세팅 톱니(415R, 415L)의 여유각(B)보다 더 얕은 여유각을 형성할 수 있거나, 세팅 안된 레이커 톱니(410)와 동일한 여유각을 형성할 수 있다.

도 5는 서로에 대해 상이한 높이 및 세팅 크기를 형성하는 우측 세팅 톱니 제 1쌍, 및 서로에 대해 상이한 높이 및 세팅 크기를 형성하는 좌측 세팅 톱니의 제 2쌍에 의해 후속되는, 한 쌍의 세팅 안된 레이커 톱니를 포함하는 6개 톱니 패턴(505)을 갖는 톱날(500)을 도시한다. 달리, 톱날(500)의 특징은 아래에 기술된 특징을 제외하고 톱날(300)과 유사하므로, 숫자"3" 대신 숫자"5"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다.

6개 톱니 패턴(505)은 제 1 높이(530)를 갖는 2개의 세팅 안된 레이커 톱니(510)를 포함하며, 2개의 제 1 높은 세팅 톱니(520R 및 520L)는 또한 톱니 세팅에 앞서 제 1 높이(530)를 가지고, 2 개의 제 2 낮은 세팅 톱니(515R 및 515L)는 톱니 세팅에 앞서 제 2 높이(535)를 가진다. 도시된 실시예에서, 톱니 높이는 기준 평면(540)에 대해 측정된다. 세팅 안된 레이커 및 높은 세팅 톱니의 제 1 높이(530)는 낮은 세팅 톱니의 제 2 높이(535)보다 더 크다. 보여질 수 있는 바와 같이, 2개의 높은 세팅 안된 레이커 톱니(510)는, 좌측 세팅 톱니 쌍(515L, 520L)에 의해 차례로 후속되는 우측 세팅 톱니 쌍(515R, 520R)에 의해 수반된다. 높은 세팅 톱니(520R, 520L)는 제 1세팅 크기로 세팅되고, 그리고 낮은 세팅 톱니(515R, 515L)은 제 1 세팅 크기보다 큰 제 2 세팅 크기로 세팅된다(즉, 낮은 톱니는 "무겁게 세팅(heavy set)"되고 높은 톱니는 "가볍게 세팅"된다). 이러한 실시예에서, 세팅 안된 레이커 톱니(510) 각각은 세팅 톱니(515R, 520R, 515L, 520L)의 제 2 여유각(B)과 비교하여 상대적으로 작은 제 1 여유각(A)을 형성한다. 일 실시예에서, 낮은 세팅 톱니(515R, 515L) 및 높은 세팅 톱니(520R, 520L) 각각은 약 40도°의 제 2 여유각(B)을 형성하고, 높은 세팅 안된 레이커 톱니(510) 각각은 약 30°의 제 1 여유각(B)을 형성한다. 그러나, 여기에서 교시되는 것에 기초하여 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 어떠한 수많은 여유각도 동등하게 채용될 수 있다. 예를 들면, 높은 세팅 톱니는 낮은 세팅 톱니보다 더 얕은 여유각을 형성할 수 있거나, 또는 레이커 톱니와 실질적으로 동일한 여유각을 형성할 수 있다.

목표된다면, 왕복톱날은 세팅 안된 톱니가 상대적으로 경사진 여유각을 형성하는 낮은 톱니이도록 설계될 수 있고, 세팅 톱니는 상대적으로 얕은 여유각을 형성하는 높은 톱니이도록 설계될 수 있다. 따라서, 비일정 높이 및 여유각은 위에 도시된 것고 비교하여 반대일 수 있다. 추가적으로, 목표된다면, 높은 톱니 및 낮은 톱니는 실질적으로 동일한 여유각을 형성할 수 있다. 추가적으로, 위에 기술된 낮은 톱니가 실질적으로 동일한 높이를 갖는 것으로 도시된다 할지라도, 낮은 톱니 사이의 높이는 (높은 톱니보다 더 낮게 남아 있으면서)비일정할 수 있다. 유사하게, 다중 높은 톱니를 갖는 톱니 패턴에서, 높은 톱니 모두는 실질적으로 동일한 높이를 가질 수 있거나, 또는 높이가 높은 톱니 사이에서 일정하지 않을 수 있다.

도 1A 및 도 3A 내지 도5에 도시된 실시예에서, 세팅 안된 톱니 또는 톱니들은 세팅 톱니와 실질적으로 동일한 경사각(rake angle)을 가진다. 용어 "경사각"은 전술된 톱날의 백 에지에 평행한 기준 평면과 같은 기준 평면, 및 연속적인 세팅 안된 톱니 또는 실질적으로 서로 동일한 높이를 갖는 다른 연속적인 톱니의 팁들 사이에서 연장하는 다른 기준 평면, 및 왕복톱의 왕복운동에 의해 형성되는 운동 축선 중 하나 이상에 수직한 선에 대한 톱니 면의 각도를 나타낸다. 경사각은 왕복운동 절단 작업의 전방 방향에 대해 전방으로의 톱니 각도일 때 양이고, 왕복 운동 절단 작업의 전방 방향에 대해 후방으로의 톱니 각도일 때 음이다. 도 1A에 도시된 바와 같이, 리사이프 톱날의 전방 즉 절단 방향은 화살표(182)에 의해 지시된다. 다른 실시예에서, 세팅 안된 톱니 또는 톱니들은 세팅 톱니의 경사각과 다른 경사각을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 모든 톱니는 약 0°인 경사각을 갖는다. 그러나, 목표된다면, 낮은 톱니는 양의 경사각이 (즉, 경사면의 베이스가 팁의 후방일 수 있도록) 제공될 수 있거나, 또는 더 빠른 절단 속도를 달성하는 것을 더 촉진하도록, 높은 톱니보다 더 양의 경사각이 제공될 수 있다.

세팅 톱니의 다중 쌍을 도시하는 그러한 실시예에서, 예를 들면, 도 2A 내지 도 5에서, 비일정 세팅 크기가 도시된다. 대안적으로, 목표된다면, 세팅 톱니 쌍은 모두 동일하거나 실질적으로 동일한 세팅 크기를 가질 수 있다.

전술된 톱니 패턴에서 각각의 톱니는 인접하는 톱니의 팁들 사이에서 측정되는, 또는 목표된다면, 인접하는 톱니 사이의 임의의 복수의 다른 상응하는 포인트 사이에 측정되는 각각의 톱니 간격(tooth spacing)을 형성한다. 톱니 간격은 톱니 피치의 역(즉, 1/피치)이다. 따라서, 예를 들면, "18 피치" 톱니 간격은 인접하는 톱니 사이의 1/18 또는 약 0.055 인치의 포인트 대 포인트이다. 전에 기술된 실시예에서, 톱니 간격은 톱니 패턴 전체에서 실질적으로 일정하다. 그러나, 톱니 간격은 톱니 사이에서 일정하지 않을 수 있고, 및/또는 톱니 패턴의 톱니 사이에 미리 결정된 패턴에 따라 일정하지 않을 수 있다. 각각의 톱니 패턴은 또한 각각의 인치당 톱니("TPI")의 수를 형성한다. 본 발명의 현재 양호한 실시예는 약 6 TPI 내지 약 24 TPI의 범위 내에 있고, 형성없이 6, 8, 10, 14, 18, 및 24 TPI를 포함한다. TPI 및 피치 사이의 관계에 대한 예로서, 6 TPI는 0.166피치(즉, 1/6)에 상응하고, 18 TPI는 0.056 피치에 상응하고, 및 24 TPI는 0.041 피치에 상응한다.

도 6으로 돌아와서, 다른 왕복톱날은 일반적으로 도면 번호(600)로 지시된다. 리사이프 톱날(600)은 전술된 리사이프 톱날과 실질적으로 유사하므로, 번호 "6"에 의해 선행되는 또는 다른 리드 숫자 대신에 숫자 "6"에 의해 선행되는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다. 왕복톱날(600)은 백 에지(655)와 반대편에 반복되는 톱니 패턴(605)을 갖는 긴 톱날부(650)를 포함한다. 슴베(660)는 톱날(600)이 척(675) 또는 왕복톱의 다른 클리핑 장치와 탈착 가능하게 맞물리도록 톱날부(650)의 내측 단부로부터 연장된다. 도 6의 화살표에 지시된 봐와 같이, 왕복톱은 톱날(600)이 도면에서 우측으로의 전방 스트로크 및 도면에서 좌측으로의 후방 스트로크에 의해 형성되는 왕복 운동으로 움직이는 것을 야기한다. 각각의 스트로크 동안, 리사이프 톱날(600)은 도면에서 좌측으로의 최후방 위치와 도면에서 우측으로의 최전방 위치 사이를 움직인다. 척(675)은 왕복톱에 리사이프 톱날을 탈착 가능하게 고정하도록 기술 분야에서 평균적인 통상의 지식을 가진 자에 알려진 방식으로 슴베(660)에 맞물린다. 척(675)은 현재 알려진, 또는 나중에 알려지게 되는 왕복톱의 어떠한 수많은 척 또는 다른 클리핑 기구의 형태를 취할 수 있고, 예를 들면, 왕복톱에 슴베를 고정하도록 슴베를 수용하는 유지 칼라(retaining collar)를 포함한다. 그것을 통해 삽입되는 못 또는 핀과 같은 연결 요소가 톱에 리사이프 톱날을 고정하도록 하기 위하여 슴베(660)는 하나 이상의 슴베 구멍(690)을 가질 수 있고, 칼라(680)는 하나 이상의 칼라 구멍(685)을 가질 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 리사이프 톱날(600)은 (i)동일한 높이의 계속되는 세팅 안된 톱니의 팁 사이에 연장하는 선과 같은, 리사이프 톱날(600)의 톱니에 의해 형성된 절단선과, (ii) 축선, 즉, 리사이프 톱날(600)의 왕복운동에 의해 형성된, 예를 들면 도 6의 "M" 축선으로 도시된, 운동 축선 사이에 형성된 예각(672)을 형성한다. 운동 축선(M)은 i)톱날이 도면에서 좌측으로 최후방 위치에 있을 때 톱날의 기준점의 제 1 위치와, ii)톱날이 도면에서 우측으로 최전방 위치에 있을 때 기준점의 제 2 위치 사이에서 연장된다. 기준점은 톱날(600) 상에 위치되는 어떠한 점일 수 있다.

현 실시예에서, 슴베(660)는 톱날부(650)에 대한 예각에 위치되어서, 슴베(660)의 긴 축선이 절삭 에지(670)에 의해 형성된 절단선에 대한 슴베 예각(665)을 형성한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 슴베각(665)은 절단선과 운동 축선(M) 사이에 형성된 절단 각(672)과 실질적으로 같다. 그러나, 다른 실시예에서, 절단각(672)은 슴베각(665)과 상이할 수 있다. 예를 들면, 슴베각(665)은 절단각(672)보다 작을 수 있고, 목표된 절단각(672)을 달성하도록 왕복 운동의 M축선에 대한 예각으로 척(675)에 장착될 수 있다. 따라서, 목표된 절단각(672)은 목표된 슴베각(665)을 제공하는 것에 의해, 왕복톱 상의 톱날(600)의 장착되는 각도에 의해, 또는 슴베각(665)과 왕복톱 상의 톱날(600)의 장착되는 각도의 조합에 의해 단독으로 달성될 수 있다.

절단각(672)은 양호하게는 약 3°보다 크다. 일반적인 문제로서, 절단각(672)이 클수록 높은-낮은 톱니의 높이 차이(ΔH)에 대한 증가된 절단각 효과가 커지고, 따라서 톱날의 절단 작업에 대한 효과가 커진다. 절단각(672)이 증가됨에 따라, 높은-낮은 톱니의 높이 차이(ΔH)를 효과적으로 증가시켜서, 더 낮은 절단각에 의해 취할 수 있는 것보다 높은 톱니가 공작물에서 더 큰 톱밥을 취하는 것을 야기한다. 그러나 상대적으로 경사진 절단각의 다른 이점은 복귀 스트로크 동안 톱니의 여유 표면상의 충격을 감소시킬 수 있다는 것이다. 상대적으로 경사진 절단각은 약 41/2°또는 더 크다. 상대적으로 경사진 절단각을 구현하는 본 발명의 왕복톱날은 양호하게는 약 41/2°내지 약 6°의 범위 내에서 절단각을 형성하며, 예시적인 절단각으로서 41/2°, 5°, 51/2°및 6°를 포함한다. 그러나, 여기서 가르쳐진 것에 기초하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 본 발명의 왕복톱날은 현재 알려진, 또는 후에 알려지게 되는, 어떠한 수많은 상이한 절단각 및/또는 슴베각을 형성하며, 전혀 절단각을 형성하지 않거나, 통상적인 (약 3°또는 더 작은)절단각을 형성할 수 있다.

본 발명의 바람직한 현재 실시예에서, 반복되는 톱니 패턴은 약 3과 약 10 톱니 사이를 포함한다. 또한, 톱날의 절단 방향으로의 톱니의 그룹 또는 각각의 반복 패턴의 길이는 양호하게는 약 1/2 인치와 같거나 그보다 더 작다. 양호하게는, 반복 패턴의 길이는 왕복톱의 각각의 스트로크 동안 적어도 두개의 같은 종류(like species) 톱니로 공작물을 절단하는 것을 용이하게 하고, 상대적으로 짧은 (약 1/2인치 또는 더 작은) 반복 패턴은 이러한 목적 달성을 용이하게 한다. 여기서 교시되는 것에 기초하여 본 발명의 기술 분야에 속한 통상적인 지식을 가진자에 의해 인식될 수 있는 봐와 같이, 톱날의 형태 및/또는 톱날의 어플리케이션(들)에 의존하여, 반복되는 톱니 패턴은 상이한 톱니수를 포함하거나, 또는 상이한 길이를 형성한다. 왕복톱날은 하나보다 많은 반복되는 패턴보다 많은 것을 포함할 수 있거나, 또는 추가적인 톱니가 반복되는 패턴의 톱니의 그룹들 사이에 위치될 수 있다. 본 발명의 소정의 실시예에서, 톱니 패턴은 재료가 절단되기 적합할 만큼 거칠다. 양호하게는, 어떠한 주어진 시간에 공작물과 맞물리는 적어도 약 2 내지 3의 인접 톱니가 있고, 더 양호하게는 톱니에 걸쳐 절단 하중을 분배시키도록 동일한 종류의 다중 톱니가 절단 스트로크 동안 공작물에 맞물린다. 따라서, 같은 종류의 톱니가 상대적으로 멀리 떨어진 상대적으로 긴 반복 패턴을 채용하는 것은 바람직하지 않을 수 있는데, 이는 같은 종류의 톱니가 동일한 절단 스트로크 동안 공작물을 충분히 맞물리는 것을 방해하는 경향이 있기 때문이다.

본 발명의 톱니 패턴의 하나의 장점은 튼튼하고, 내마모성의 절삭 에지에 증가된 절단 효율을 제공하고 결과적으로 증가된 절단 속도를 제공한다는 것이다. 본 발명의 전술된 실시예에서, 상대적으로 얕은 여유각을 갖는 높은 톱니는 낮은 톱니보다 더 튼튼하여 더 경사진 여유각을 갖는 낮은 톱니를 보호한다. 높은 톱니는 더 높은 칩 하중을 부담하여 낮은 톱니를 보호한다. 또한, 낮은 톱니는 낮은 톱니의 모서리의 손상 또는 치핑에 대하여 보호하기 위해 같은 세팅 방향의 선행하는 높은 톱니에 의해 생성된 윤곽(profiles) 내에서 또는 실질적인 내에서 모서리 세팅을 갖는다.

본 발명의 소정의 실시예에서, 세팅 톱니는 세팅 안된 리딩 톱니(또는 톱니들)보다 더 낮기 때문에 세팅 톱니의 모서리는 노출 되지 않거나, 또는 선행하는 세팅 안된 리딩 톱니(톱니들)의 윤곽 바깥 쪽으로 약간만 노출된다. 따라서, 더 약하고, 더 빠른 절단 세팅 트레일링 톱니가 세팅 안된 리딩 톱니에 의해 실질적으로 보호되어서, 선행 기술의 리사이프 톱날과 비교하여 증가된 절단 속도 및/또는 내구성을 촉진시킨다. 따라서, 오프셋된 트레일링 톱니는 더 경사진 여유 각을 형성할 수 있으며, 목표된다면, 톱날의 내구성을 감소시키는 것없이 더 빠른 절단 속도를 촉진시키는 양의 경사각을 형성할 수 있다. 더욱이, 세팅 크기가 일정하지 않은 세팅 톱니를 갖는 그러한 실시예에서, 이러한 구성은 세팅 톱니에 대한 보호를 제공할 뿐 아니라, 세팅 톱니에 의해 제공되는 절단 표면을 증가시키는 것에 의해 절단 파워를 증가시킨다.

따라서, 낮은 톱니가 보호되기 때문에, 전형적인 왕복톱날의 것보다 훨씬 더 경사진 여유각를 보유할 수 있고, 따라서 더 큰 효율과 더 적은 이송 분력(feed force)으로 절단할 수 있다. 따라서, 상대적으로 경사진 여유각을 갖는 톱니는 상대적으로 빠른 절단 속도를 촉진시키면서, 상대적으로 얕은 여유각을 갖는 높은 톱니는 톱날 내구성을 촉진시킨다. 따라서, 여기서 기술된 리사이프 톱날은 선행 기술의 리사이프 톱날과 비교하여 중요하게 개선된 톱날 수명, 및 톱날 수명 전체에 걸친 절단 성능을 제공할 수 있다.

도 7은 전형적인 왕복톱날과 비교하여 본 발명의 왕복톱날의 실시예에 대한 테스트 결과를 도시한다. 이러한 실시예에서, 레이블된 "칩 모델(Chip Model)"은 높은 세팅 안된 리드 레이커 톱니 및 낮은 트레일링 세팅 톱니를 구비한 톱니 패턴을 갖는다. 세팅 안된 리드 레이커 톱니는 약 30°의 여유각을 갖고, 트레일링 세팅 톱니 각각은 약 40°의 여유각을 갖고, 세팅 안된 리드 레이커 톱니는 톱니 세팅에 앞서 트레일링 세팅 톱니보다 약 0.004 인치 더 높다. 이러한 톱니 패턴은 "칩 모델" 톱날의 높이 차이 또는 여유각 특징을 갖지 않는 "R&D 제어"로 레이블된, 전형적인 왕복톱날에 대하여 테스트되었다.

도 7에서, 제 1 열은 특정 재료에 대해 수행된 별개의 테스트를 나타내는 "테스트#"을 지시하며, 그 테스트에서 재료가 "R&D 제어" 날과 "칩 모델" 날 양쪽에 의해 많은 횟수로 절단되어서 각각의 톱날이 절단에 실패하기 전에 절단이 얼마나 많이 재료에 실행될 수 있는지를 결정한다. 제 2 열은 절단되고 있는 재료를 지시하고(즉, 재료는 형태 "A","B","C" 및 "D"이다), 제 3 열은 "R&D 제어"에 대한 결과(즉, 절단되고 있는 각각의 상이한 재료에 대한 절단에 실패하기 전 각각의 톱날이 실행했던 절단 횟수)를 지시하고, 제 4 열은 "칩 모델" 즉 본 발명을 구현하는 톱날의 결과(즉, 절단 실패에 앞서 성취된 절단 횟수)를 지시하며, 그리고 제 5 열은 본 발명의 톱날에 의해 제공되는 개선된 결과(즉, 3열에 4 열을 비교)를 도시한다.

각각의 테스트에서, 톱날은 그룹당 6 내지 8개의 톱날의 그룹들로 테스트된다. 절단 실패전 각각의 톱날이 실행한 절단 횟수는 평균하여 도 7의 각각의 테스트에 리스트된 절단 횟수를 생성한다. 도 7 및 도 8의 구성 부분에 형성된 "절단"은 테스트될 톱날과 맞춰진 왕복톱에 의해 재료에 대한 미리 결정된 부분 의 완성된 통과 절단(cutting through)을 나타낸다. 시간의 총량, 즉, 톱날이 재료의 폭을 통과하여 또는 재료의 미리 결정된 부분을 통과하여 절단하는데 요구되는 절단 시간을 관찰하며, 그리고 절단 시간을 임계 절단 시간(threshold cutting time)에 비교하여 절단 실패가 결정되었다. 재료의 타입 및 톱날에 적용되는 다운포스(downforce) 총량을 포함하는 인자는 임계 절단 시간을 계산하는데 있어서 고려된다. 재료를 완전히 절단하는데 요구되는 시간이 임계 절단 시간을 초과하였을 때 톱날은 절단 실패한 것으로 고려된다. 본 실시예에서, 각각의 절단에 대한 평균 절단 시간이 실행된 마지막 3 개의 절단 작업 각각의 절단 시간, 즉 현재의 절단 및 2 개의 직전 절단을 평균하여 계산되었다. 이러한 평균 절단 시간이 임계 절단 시간을 초과할 때, 톱날은 절단 실패한것으로 간주되었다. 도 7에 리스트된 절단 횟수는 평균 절단 시간이 임계 절단 시간을 초과(즉, 절단 실패)하기 전에 "R&D 제어" 또는 "칩 모델" 톱날 한쪽의 그룹이 실행할 수 있었던 평균 절단 횟수이다.

예를 들면, 도 7의 재료 C로서 도시된, 약 25 파운드의 다운포스에 의해, 1인치 직경 블랙 파이프에 왕복톱을 통해 적용된 톱날의 경우에 대해, 임계 절단 시간은 45초인 것으로 결정되었다. 이 테스트에서 재료를 통과 절단하는데 45초보다 긴 시간이 걸린 톱날은 절단 실패한 것으로 간주된다. 각각의 톱날은 재료에 수많은 절단을 실행하도록 재료에 적용되었다. 각각의 절단에 대한 절단 시간은 관찰되고 최근 3개의 절단에 대한 평균 절단 시간이 계속하여 계산되었다. 절단이 점점 더 실행됨에 따라, 톱날은 마모되고, 각각은 절단은 완성하는데 더 오래 걸린다. 평균 절단 시간이 일단 임계 절단 시간을 초과하면, 톱날은 절단 실패한 것으로 평가된다. 이러한 실패에 앞서 재료에 실행된 절단 횟수는 톱날의 내구성의 측정으로 기록되었다. 그룹에서 각각 톱날에 대한 기록된 절단 횟수는 평균되어 도 7에 도시된 절단 횟수를 결정하였다.

보여질 수 있는 바와 같이, 예를 들면, RC674로 레이블된 테스트에서 "칩 모델" 톱날은 절단 실패 전에 평균 53.5 절단을 실행할 수 있었으며, 반면 "R&D 제어" 톱날은 절단 실패 전에 평균 22.9 절단을 실행할 수 있었을 뿐이다. 따라서 "칩 모델" 톱날은 "R&D 제어" 톱날보다 약 133% 더 큰 내구성을 보여준다. 도 7의 테이블에 도시된 바와 같이, 본 발명의 "칩 모델" 실시예는 선행기술인 "R&D 제어" 톱날보다 일반적으로 훨씬 더 내구성이 좋고, 즉 절단 실패전에 현저히 많은 절단을 실행한다.

도 8은 "R&D 제어" 톱날에 비교하여 "칩 모델" 실시예의 추가적인 테스트 결과를 도시한다. 도 8의 "R&D 제어" 및 "칩 모델" 톱날은 도 7의 것과 유사하다. 도 8은 또한 왕복톱의 왕복 운동에 대한 절단 각도를 갖는 왕복톱날의 실시예에 대한 테스트 결과를 보여준다. 절단 각도를 갖는 이러한 왕복톱날은 "6°슴베 칩 모델"로 레이블된다. 여기 "6°슴베 칩 모델" 실시예는 "칩 모델"과 유사하나, 또한 약 6°의 절단 각도를 순차적으로 형성하는, 약 6°의 슴베 각도를 포함한다. "6°슴베 칩 모델" 및 "칩 모델" 톱날 양쪽은 "칩 모델" 실시예의 높이 차이 또는 여유각 특징, 또는 "6°슴베 칩 모델" 실시예의 슴베 및 절단 각도 특징을 갖지 않는 전형적인 "R&D 제어" 톱날에 대비하여 테스트된다. 도 8의 테이블은 각각의 톱날이 절단 실패 전에 각각의 재료 상에 실행했던 절단 횟수를 보여준다.

도 8에서, 제 1 열은 특정한 재료 상에 실행되었던 테스트를 나타내는 "테스트 #"를 지시하며, 테스트에서 재료는 "R&D 제어" 톱날, "칩 모델" 톱날, 및 "6°슴베 칩 모델" 톱날에 의해 각각의 톱날이 절단 실패하기 전에 얼마나 많이 절단이 재료상에 실행될 수 있는지를 결정하는 시간 횟수로 절단된다. 제 2 열은 절단되고 있는 재료를 지시하고(즉, 재료가 형태 "A","B","C" 및 "D"이다), 제 3 열은 "R&D 제어"에 대한 결과(즉, 절단되고 있는 각각의 상이한 재료에 대한 절단이 실패하기 전 각각의 톱날이 실행했던 절단 횟수)를 지시하고, 제 4 열은 "칩 모델" 톱날에 대한 결과를 지시하며, 제 5열은 "6°슴베 칩 모델" 톱날에 대한 결과를 지시하며, 제 6 열은 "R&D 제어" 톱날에 대해 본 발명의 "6°슴베 칩 모델" 톱날에 의해 제공되는 개선된 결과(즉, 열 5를 열 3에 비교)를 지시한다.

도 8에 지시된 각각의 테스트에 대한 순서는 도 7에 지시된 테스트 각각과 유사한다. 각각의 경우에 톱날은 그룹당 약 6 내지 8 개의 톱날 그룹들로 테스트되었다. 각각의 톱날에 대해 절단 실패전 각각의 톱날이 실행한 절단 횟수는 평균하여 도 8의 각각의 테스트에 리스트된 절단 횟수를 생성한다. 톱날이 재료의 폭을 통과하여 또는 재료의 미리 결정된 부분을 통과하여 절단하는데 요구되는 절단 시간을 관찰하며, 그리고 절단 시간을 임계 절단 시간에 비교하여 절단 실패가 결정되었다. 도 8에 지시된 절단 횟수는 평균 절단 시간이 임계 절단 시간을 초과(즉, 절단 실패)하기 전에 "R&D 제어" 또는 "칩 모델" 또는 "6°슴베 칩 모델" 톱날 중 하나의 그룹이 실행할 수 있었던 평균 절단 횟수이다. 도 8의 테이블에 도시된 바와 같이, "6°슴배 칩 모델" 및 "칩 모델" 실시예 양쪽은 선행 기술 "R&D 제어" 톱날보다 현저하게 개선된 내구성을 보여주며, 즉 절단 실패전에 현저하게 더 많은 절단을 실행한다.

도 9 내지 도 12는 본 발명을 구현하는 추가적인 예시 왕복톱날을 도시한다. 이러한 톱날의 각각의 톱날부는 톱날 부분의 일 면에 세팅되며 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니에 후속하는 제 1 복수의 세팅 톱니, 적어도 하나의 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니, 제 1 복수의 세팅 톱니에 후속하는 적어도 하나의 제 2 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니, 및 제 1 복수의 세팅 톱니에 대해 톱날부의 반대 측면에 세팅되며 적어도 하나의 제 2 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니에 후속하는 제 2 복수의 세팅 톱니를 포함하는 반복되는 톱니 패턴 또는 그룹을 갖는다. 이러한 소정의 실시예에서, 복수의 적어도 하나의 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니는 각각에 대해 상이한 세팅 크기 및 상이한 높이를 형성한다.

도 9에서, 왕복톱날(700)은 도 1 내지 도 8과 관련하여 전술된 왕복톱날과 유사하므로, 숫자"1" 내지 "6" 대신 숫자"7"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다. 리사이프 톱날(700)은 제 1 복수 좌측 세팅 톱니(707)에 의해 후속되는 세팅 안된 높은 톱니(710), 제 1 복수 톱니(707)를 후속하는 제 2 세팅 안된 높은 톱니(710), 및 제 2 세팅 안된 높은 톱니(710)를 후속하는 제 2 복수 우측 세팅 톱니(709)를 포함하는 10개 톱니 패턴(705)를 포함한다. 대안적으로, 제 1 복수 톱니(707)는 우측 세팅일 수 있고, 제 2 복수 톱니(709)는 좌측 세팅일 수 있다. 제 1 복수 톱니(707) 및 제 2 복수 톱니(709)의 적어도 하나는 상대적으로 가볍게 세팅된 적어도 하나의 중간 높은 세팅 톱니(intermediate high set tooth, 717L 및/또는 717R), 및 상대적으로 무겁게 세팅된 적어도 하나의 낮은 세팅 톱니(715L 및/또는 715R)를 포함한다.

좀 더 상세하게는, 제 1 복수 톱니(707)는, 톱날(700)의 톱날부 좌측에 모두 세팅되는 두개의 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(717L) 및 두개의 낮은 무겁게 세팅된 톱니(715L)를 포함하고 제 2 복수 톱니(709)는, 톱날부 우측에 모두 세팅되는 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(717R) 및 두개의 낮은 무겁게 세팅된 톱니(715R)를 포함한다. 세팅 안된 높은 톱니(710)는 제 1 높이(730)를 갖고, 낮은 세팅 톱니(715L ,715R)는 제 2 높이(735)를 갖고, 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(717L, 717R)는 제 3 높이(732)를 갖는다. 제 1 높이(730)는 제 3 높이(732)보다 더 크고, 제 3 높이(732)는 제 2 높이(735)보다 더 크다. 일 실시예에서, 톱니 세팅에 앞서 각각의 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(717L, 717R)와 각각의 선행하는 세팅 안된 톱니(710) 사이의 높이에 있어서 차이는 적어도 약 0.002 인치이고, 톱니 세팅에 앞서 낮은 세팅 톱니와 각각의 중간 높이 세팅 톱니 사이의 높이에 있어서 차이는 적어도 약 0.002 인치이다. 여기서 교시된 것에 기초한 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 수많은 다른 높이 차이가 같게 채용될 수 있다. 중간 높이 세팅 톱니(717L, 717R)는 제 1 세팅 크기로 세팅될 수 있고, 낮은 세팅 톱니(715L 및 715R)는 제 1 세팅 크기보다 더 큰 제 2 크기로 세팅될 수 있다.

복수의 톱니(707 및 709)의 각각의 톱니 세팅 및 높이 크기의 하나 이상은 물결 높이 및/또는 세팅 디자인을 형성하도록 세팅 톱니가 위치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 톱니 높이의 크기는 점진적으로 감소하고 톱니 세팅의 크기는 점진적으로 증가하며, 그리고 나서 곡선을 따라, 톱니 높이의 크기는 점진적으로 증가하고 톱니 세팅의 크기는 점진적으로 감소한다. 결과적으로 톱날(70)의 절단 부분의 긴 축선을 따라 높이의 진행(progression of height) 및/또는 세팅 크기는 물결 같은 패턴을 형성한다. 예를 들면, 도 9에 도시된 대로, 복수 톱니(707)의 5개 톱니 진행은 제 1 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(717L), 두개의 낮은 무겁게 세팅된 톱니(715L), 및 제 2 중간 가볍게 세팅된 톱니(717L)에 의해 연속적으로 후속되는 세팅 안된 높은 톱니(710)를 포함한다. 복수 톱니(709)는 세팅 안된 높은 톱니(710)의 유사한 패턴 및 상응하는 우측 세팅 톱니를 보여준다.

일 실시예에서, 세팅 안된 높은 톱니(710)는 중간 가볍게 세팅된 톱니(717L, 717R) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(715L, 715R)의 여유각과 비교하여 상대적으로 작은 여유각을 가진다. 중간 가볍게 세팅된 톱니(717L, 717R)는 낮은 세팅 톱니(715L, 715R)의 여유각과 실질적으로 동일한 각각 여유각을 가질 수 있고 세팅 톱니의 여유각은 서로 상이할 수 있다. 예를 들면, 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니는 낮은 무겁게 세팅된 톱니보다 더 얕은 여유각을 형성할 수 있으나, 그러면 더 경사진 여유각은 세팅 안된 높은 톱니이다. 대안적으로, 패턴(705)에서 모든 톱니는 대략 동일한 여유각을 갖는다. 일예에서, 중간 가볍게 세팅된 톱니(717L, 717R) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(715L, 715R)는 각각 약 40°의 여유각을 갖고, 세팅 안된 높은 톱니(710)는 각각 약 30°의 여유각을 갖는다.

도 10에서, 본 발명을 구현하는 다른 왕복톱날은 도면 번호(800)에 의해 일반적으로 지시된다. 왕복톱날(800)은 도 1 내지 도 9와 관련하여 전술된 왕복톱날과 실질적으로 유사하므로, 숫자"1" 내지 "7" 대신 숫자"8"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다.

리사이프 톱날(800)은 제 1 복수 좌측 세팅 톱니(807)에 의해 후속되는 세팅 안된 높은 톱니(810), 제 1 복수 톱니(807)를 후속하는 제 2 세팅 안된 높은 톱니(810), 및 제 2 세팅 안된 높은 톱니(810)를 후속하는 제 2 복수 우측 세팅 톱니(809)를 포함하는 8개 톱니 패턴(805)를 포함한다. 대안적으로, 제 1 복수 톱니(807)는 우측 세팅일 수 있고, 제 2 복수 톱니(809)는 좌측 세팅 톱니일 수 있다. 제 1 복수 톱니(807) 및 제 2 복수 톱니(809)의 적어도 하나는 상대적으로 가볍게 세팅된 적어도 하나의 중간 높은 세팅 톱니(817L 및/또는 817R), 및 상대적으로 무겁게 세팅된 적어도 하나의 낮은 톱니(815L 및/또는 815R)를 포함한다.

좀 더 상세하게는, 제 1 복수 톱니(807)는, 톱날(800)의 톱날부 좌측에 모두 세팅되는 중간 가볍게 세팅된 톱니(817L) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815L)를 포함하고 제 2 복수 톱니(809)는, 톱날부 우측에 모두 세팅되는 중간 가볍게 세팅된 톱니(817R) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815R)를 포함한다. 세팅 안된 높은 톱니(810)는 제 1 높이(830)를 갖고, 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815L ,815R)는 제 2 높이(835)를 갖고, 중간 가볍게 세팅된 톱니(817L, 817R)는 제 3 높이(832)를 갖는다. 제 1 높이(830)는 제 3 높이(832)보다 더 크고, 제 3 높이(832)는 제 2 높이(835)보다 더 크다. 일 실시예에서, 톱니 세팅에 앞서 각각의 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(817L, 817R)와 각각의 선행하는 세팅 안된 톱니(810) 사이의 높이에 있어서 차이는 적어도 약 0.002 인치이고, 톱니 세팅에 앞선 낮은 무겁게 세팅된 톱니와 각각의 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니 사이의 높이에 있어서 차이는 적어도 약 0.002 인치이다.

도 9의 톱니 패턴(705)과 유사하게, 패턴(805)의 세팅 톱니는 위치될 수 있으며, 이로 인해 복수의 톱니(807 및 809)에서 각각 톱니의 세팅 및 높이 크기의 하나 이상은 물결 패턴을 형성하기 위해 곡선을 따라 연속적으로 진행한다. 예를 들면, 도 10에서 도시된 바와 같이, 복수 톱니(807)의 4개 톱니 진행은 제 1 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(817L), 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815L), 및 제 2 중간 높은 가볍게 세팅된 톱니(817L)에 의해 연속적으로 후속되는, 세팅 안된 높은 톱니(810)를 포함한다. 복수 톱니(809)는 세팅 안된 높은 톱니(810)의 유사한 패턴 및 상응하는 우측 세팅 톱니를 보여준다.

일 실시예에서, 세팅 안된 높은 톱니(810)는 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(817L, 817R) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815L, 815R)와 비교하여 상대적으로 작은 여유각을 가진다. 중간 높이 톱니(817L,817R)은 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815L 및 815R)의 여유각과 실질적으로 동일한 각각 여유각을 가질 수 있고, 또는 세팅 톱니의 여유각이 일정하지 않을 수 있다. 대안적으로, 톱니 패턴(805)에서 모든 톱니는 대략 동일한 여유각을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 중간 높이 가볍게 세팅된 톱니(817L, 817R) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(815L, 815R) 각각 약 40°의 여유각을 갖고, 세팅 안된 높은 톱니(810)는 각각 약 30°의 여유각을 갖는다.

도 11에서, 본 발명을 구현하는 다른 왕복톱날은 도면 번호(900)에 의해 일반적으로 지시된다. 왕복톱날(900)은 도 1 내지 도 10와 관련하여 전술된 왕복톱날과 실질적으로 유사하므로, 숫자"1" 내지 "8" 대신 숫자"9"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다.

왕복톱날(900)은 제 1 복수 좌측 세팅 톱니(907)에 의해 후속되는 세팅 안된 높은 톱니(910), 제 1 복수 톱니(907)를 후속하는 제 2 세팅 안된 높은 톱니(910), 및 제 2 세팅 안된 높은 톱니(910)를 후속하는 제 2 복수 우측 세팅 톱니(909)를 포함하는 10개 톱니 패턴(905)를 포함한다. 제 1 복수 톱니(907) 및 제 2 복수 톱니(909)의 적어도 하나는 적어도 하나의 높은 상대적으로 가볍게 세팅된 톱니, 및 적어도 하나의 낮은 상대적으로 무겁게 세팅된 톱니를 포함한다. 적어도 하나의 높은 상대적으로 가볍게 세팅된 톱니는 선행하는 세팅 안된 톱니(910)의 높이와 대략 같거나 더 작은 톱니 세팅에 앞서 높이를 형성한다.

좀 더 상세하게는, 제 1 복수 톱니(907)는, 톱날(900)의 톱날부 좌측에 모두 세팅되는 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L)를 포함하고 제 2 복수 톱니(909)는, 톱날부 우측에 모두 세팅되는 높은 가볍게 세팅된 톱니(920R) 및 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915R)를 포함한다. 높은 세팅 안된 톱니(910)는 제 1 높이(930)를 갖고, 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L ,915R)는 제 1 높이(930)보다 더 낮은 제 2 높이(935)를 갖고, 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R)는 톱니 세팅에 앞서 높이(930)과 대략 동등한 높이를 갖는다. 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R)는 제 1 세팅 크기로 세팅될 수 있고, 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L, 915R)는 제 1 세팅 크기보다 더 큰 제 2 크기로 세팅될 수 있다.

일 실시예에서, 높은 세팅 안된 톱니(910)는 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L, 915R)의 여유각에 비교하여 상대적으로 작은 여유각을 갖는다. 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R)는 높은 세팅 안된 톱니(910)의 여유각에 실질적으로 동등한 여유각을 갖을 수 있다. 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R)의 여유각은 대안적으로 높은 세팅 안된 톱니(910)의 여유각보다 더 클 수 있다. 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R) 각각은 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L, 915R)의 여유각과 실질적으로 동일한 여유각을 가질 수 있고, 세팅 톱니의 여유각은 일정하지 않을 수 있다. 대안적으로, 톱니 패턴(905)에서 모든 톱니는 대략 동일한 여유각을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L, 915R) 각각은 약 40°의 여유각을 갖고, 높은 세팅 안된 톱니(910) 및 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R)는 각각 약 30°의 여유각을 갖는다.

도 9 및 도 10에 도시된 실시예와 유사하게, 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L, 915R)는 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L, 920R) 사이에 각각 위치되어서, 톱니의 세팅 및/또는 높이의 크기가 톱날부를 따라 물결 모양 패턴으로 진행한다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 복수 톱니(907)의 5개 톱니 진행은 제 1 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L), 두개의 낮은 무겁게 세팅된 톱니(915L), 및 제 2 높은 가볍게 세팅된 톱니(920L)에 의해 연속적으로 후속되는 높은 세팅 안된 톱니(910)를 포함한다. 복수의 톱니(909)는 높은 세팅 안된 톱니(910) 및 상응하는 우측 세팅 톱니의 유사한 패턴을 보여준다.

도 12에서, 본 발명을 구현하는 왕복톱은 도면 번호(1000)에 의해 일반적으로 지시된다. 왕복톱날(1000)은 도 1 내지 도 11과 관련하여 전술된 왕복톱날과 실질적으로 유사하므로, 숫자"1" 내지 "9" 대신 숫자"10"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다.

리사이프 톱날(1000)은 제 1 복수 좌측 세팅 톱니(1007)에 의해 후속되는 높은 세팅 안된 톱니(1010), 제 1 복수 톱니(1007)에 후속하는 제 2 세팅 안된 높은 톱니(1010), 및 제 2 높은 세팅 안된 톱니(1010)를 후속하는 제 2 복수 우측 세팅 톱니(1009)를 포함하는 6개 톱니 패턴(1005)를 포함한다. 적어도 하나의 제 1 복수 톱니(1007) 및 제 2 복수 톱니(1009)는 적어도 하나의 낮은 세팅 톱니를 포함한다. 적어도 하나의 낮은 세팅 톱니는 선행하는 세팅 안된 톱니(1010)의 높이와 대략 같거나 더 작은 높이를 형성한다. 보여질 수 있는 바와 같이, 톱니 패턴(1005)은 톱니 패턴(1005)이 낮은 세팅 톱니보다 더 높은 추가적인 세팅 톱니를 포함하지 않는 것을 제외하고 도 11에 도시된 톱니 패턴(905)에 유사하다.

좀 더 상세하게는, 제 1 복수 톱니(1007)는 톱날(1000)의 톱날부의 좌측에 모두 세팅되는 세팅 톱니(1015L)를 포함하고, 제 2 복수 톱니(1009)는 톱날부의 우측에 모두 세팅되는 세팅 톱니(1015R)를 포함한다. 높은 세팅 안된 톱니(1010)는 제 1 높이(1030)를 가지고, 낮은 세팅 톱니(1015L, 1015R)는 제 1 높이(1030)보다 더 낮은 제 2 높이(1035)를 가진다. 이러한 실시예에서, 높은 세팅 안된 톱니(1010)는 낮은 무겁게 톱니(1015L, 1015R)의 여유각과 비교하여 상대적으로 작은 여유각을 가진다. 일 실시예에서, 낮은 세팅 톱니(1015L, 1015R) 각각은 약 40°의 여유각을 갖고, 높은 세팅 안된 톱니(1010) 각각은 약 30°의 여유각을 갖는다. 대안적으로, 톱니 패턴(1005)의 모든 톱니는 대략 동일한 여유각을 가질 수 있다. 복수 톱니(1007)의 3 개 톱니 진행은 낮은 무겁게 세팅된 톱니(1015L)에 의해 연속적으로 후속되는 높은 세팅 안된 톱니(1010)를 포함한다. 복수 톱니(1009)는 세팅 안된 높은 톱니(1010) 및 상응하는 우측 세팅 톱니의 유사한 패턴을 보여준다. 목표된다면, 세팅 크기는 더 큰 물결 모양 패턴을 형성하도록 일정하지 않을 수 있다.

도 13으로 돌아와서, 본 발명을 구현하는 다른 왕복톱날은 도면 번호(1100)에 의해 일반적으로 지시된다. 왕복톱날(1100)은 도 1 내지 도 12와 관련하여 전술된 왕복톱날과 실질적으로 유사하므로, 숫자"1" 내지 "10" 대신 숫자"11"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다. 전술된 리사이프 톱날과 비교하여 리사이프 톱날(1100)의 주요한 차이는 리사이프 톱날(1100)이 비일정 피치 패턴을 형성한다는 것이다. 좀 더 상세하게는, 리사이프 톱날(1100)은 낮은 좌측 세팅 트레일링 톱니(1115L) 및 낮은 우측 세팅 트레일링 톱니(1115R)에 의해 후속되는 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니(1110)를 포함하는, 비일정 피치, 3개 톱니 세팅 패턴을 포함한다. 톱니 세팅에 앞서 높은 톱니 및 낮은 톱니 사이의 ΔH는 적어도 약 0.002 인치이고, 도시된 실시예에서 약 0.003 인치이다. 높은 톱니의 제 1 여유각(A)은 낮은 톱니의 제 2 여유각(B)보다 적다. 설명된 실시예에서, 높은 톱니의 제 1 여유각(A)은 30°이고, 낮은 톱니의 제 2 여유각(B)은 약 40°이다. 각 낮은 톱니(1115)는 제 2 여유각(B)을 형성하는 주 여유 표면(a primary clearance surface), 및 제 3 여유각(C)을 형성하는 보조 여유 표면(a secondary clearance surface)을 정의한다. 각 높은 톱니(1110)는 제 1 여유각(A)을 형성하는 주 여유 표면을 정의한다. 주 여유 표면은 주 여유 각(a primary clearance angle)에 관계되고, 보조 여유 표면은 보조 여유 각(a secondary angle)에 관계된다. 양호하게는, 제 3 여유각(C)은 제 2 여유각(B)보다 더 크다. 도시된 실시예에서, 제 1 여유각(A)은 약 30°이고, 제 2 여유각(B)은 약 40°이고, 제 3 여유각(C)은 약 45°이다. 보여질 수 있는 바와 같이, 각각의 세팅 안된 톱니(1110)의 제 1 피치(P1)는 상대적으로 거친 피치이고, 트레일링 톱니(1115R, 1115L)의 제 2피치(P2)는 상대적으로 고운 피치이다. 도시된 실시예에서, 제 1 피치(P1)는 10 피치이고 제 2 피치(P2)는 14피치이고, 그러므로 리사이프 톱날(1100)은 10/14/14 반복되는 피치 패턴을 형성한다. 여기서 가르쳐진 것을 기초로 본 발명의 기술분야에 속한 통상적인 기술자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 이러한 특정 높이 차이, 여유각, 및 피치는 단지 예시적이며, 현재 알려진, 또는 후에 알려지게 될, 어떠한 수많은 상이한 높이 차이, 여유각, 및/또는 피치, 및/또는 어떠한 수많은 상이한 비일정 피치 패턴은 같게 채용될 수 있다.

선행기술의 비일정 피치 리사이프 톱날의 결점 중 하나는 세팅 안된 톱니, 또는 가장 큰 피치 및/또는 걸릿(gullet)이 톱날 상의 상대적으로 약한 지점을 형성하여 조기에 고장난다는 것이다. 본 발명의 비일정 피치 리사이프 톱날의 소정의 현재 양호한 실시예에서 중요한 이점은 가장 큰 걸릿을 갖는 톱니가 상대적으로 높은 톱니 높이 및 얕은 여유각을 가져서, 톱날의 다른 톱니와 비교하여 상대적으로 강건한(robust) 톱니 형태를 가지는, 세팅 안된 레이커 톱니이라는 것이다. 결과적으로, 본 발명의 비일정 피치 리사이프 톱날의 이러한 실시예는 선행 기술 비일정 피치 리사이프 톱날과 비교하여 중요한 개선된 내구성 및/또는 톱날 수명을 제공할 수 있다. 그러나, 본 발명의 리사이프 톱날의 높은 세팅 안된 레이커는 가장 큰 피치 또는 걸릿을 형성할 필요가 없다. 본 발명의 다른 비일정 피치 리사이프 톱날 실시예는 더 작고, 또는 적어도 가장 큰 걸릿은 아닌, 세팅 안된 레이커 톱니를 갖는 비일정 피치 실시예를 형성한다. 예를 들면, 본 발명의 다른 리사이프 톱날 실시예는 낮은 우측 세팅 트레일링 톱니 및 낮은 좌측 세팅 트레일링 톱니에 의해 후속되는 높은 세팅 안된 리딩 톱니를 포함하는 비일정 피치 패턴 및 반복하는 3개 톱니 세팅 패턴을 형성한다. 이러한 실시예에서, 낮은 좌측 세팅 트레일링 톱니는 거친 피치(P1)를 형성하고, 높은 세팅 안된 톱니 및 낮은 우측 세팅 트레일링 톱니 각각은 더 고은 피치(P2)를 형성한다. 다른 점에서, 톱니는 도 13의 리사이프 톱날(1100)의 상응하는 톱니와 동일한 높이 차이 및 여유각을 형성한다. 이러한 리사이프 톱날은 또한 상기 요약된 이유로 인한 절단 속도 및 내구성에 대하여 중요한 이점을 제공할 수 있다.

도 14로 돌아와서, 본 발명을 구현하는 다른 왕복톱날은 도면 번호(1200)에 의해 일반적으로 지시된다. 왕복톱날(1200)은 도 13와 관련하여 전술된 왕복톱날과 실질적으로 유사하므로, 숫자"11" 대신 숫자"12"에 의해 선행하는 동일한 도면 번호는 동일한 요소를 지시하도록 이용된다. 전술된 리사이프 톱날(1100)과 비교하여 리사이프 톱날(1200)의 주요한 차이는 3개 톱니 비일정 피치 패턴을 갖는 6개 톱니 세팅 패턴을 형성한다는 것이다. 보여질 수 있는 봐와 같이, 6개 톱니 세팅 패턴은 두개의 낮은 좌측 세팅 트레일링 톱니(1215)에 의해 후속되는 제 1 높은 세팅 안된 리딩 톱니(1210), 및 두개의 낮은 우측 세팅 트레일링 톱니(1215)에 의해 후속되는 제 2 높은 세팅 안된 리딩 톱니(1210)에 의해 형성된다. 보여질 수 있는 바와 같이, 리사이프 톱날(1200)은 물결 모양 세팅 패턴을 형성한다. 다른 점에서, 리사이프 톱날(1200)은 도 13과 관련하여 전술된 리사이프 톱날(1100)과 동일한 ΔH, 여유각, 및 피치(즉, 반복되는 10/14/14 반복 피치 패턴)를 형성한다.

여기서 교시되는 것에 기초하여 본 발명의 기술 분야에 속한 통상적인 지식을 가진자에 의해 인식될 수 있는 봐와 같이, 어떠한 여기의 변수들은 목표된 바에 의해 또는 다른 한편으로 필요에 의해 변화될 수 있고 및/또는 현재 알려진, 또는 후에 알려지게 될 어떠한 수많은 상이한 비일정 피치 패턴도 같게 채용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다른 비일정 피치 리사이프 톱날은 두개의 낮은 우측 세팅 트레일링 톱니에 의해 후속되는 높은 세팅 안된 리딩 톱니, 및 두개의 좌측 세팅 트레일링 톱니에 의해 후속되는 다른 높은 세팅 안된 리딩 톱니를 포함하는 반복되는 3 개 톱니 비일정 피치 패턴을 구비한 6개 톱니 세팅 패턴을 형성한다. 이러한 실시예에서, 세팅 톱니 및 제 1 트레일링 톱니는 더 고운 피치(P2)를 형성하고, 각각의 제 2 트레일링 톱니는 더 거친 피치(P1)를 형성한다. 한편, 톱니는 도 14의 리사이프 톱날(1200)의 상응하는 톱니와 동일한 높이 차이 및 여유각을 형성한다. 본 발명의 다른 비일정 피치 리사이프 톱날은 6개 톱니 비일정 피치 패턴을 갖는 3개 톱니 세팅 패턴을 형성한다. 이러한 실시예에서, 반복되는 3개 톱니 세팅 패턴은 반대편 세팅 트레일링 톱니(즉, 우측 세팅 트레일링에 의해 후속되는 좌측 세팅 트레일링 톱니, 또는 그 반대)에 의해 후속되는 세팅 안된 리딩 톱니로 구성되고, 6개 톱니 비일정 피치 패턴은 각각의 톱니가 상대적으로 거친 피치(예를 들면, 10 피치)를 형성하는 제 1의 3개 톱니 세팅 패턴 및 각각의 톱니가 상대적으로 고운 피치(예를 들면, 14 피치)를 형성하는 제 2의 3개 톱니 패턴으로 구성된다. 이러한 일 실시예에서, 세팅 안된 톱니는 더 얕은 여유각을 갖는 상대적으로 높은 톱니를 형성하고, 트레일링 세팅 톱니는 더 경사진 여유각을 갖는 상대적으로 낮은 톱니를 형성한다.

여기서 교시되는 것에 의해 기초하여 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에 의하여 인식될 수 있는 바와 같이, 수많은 변경과 수정이 전술된 것 및 첨부된 청구항에서 형성된 본 발명의 사상으로부터 벗어남 없이 본 발명의 다른 실시예에 가해질 수 있다. 예를 들면, 소정의 실시예에서 톱니는 카바이드 팁처리(carbide tipped)되며; 그러나, 톱니는 또한 현재 알려진, 또는 후에 알려지는, 바이메탈 또는 다른 구조물을 포함하는 어떠한 수많은 상이한 구조물을 형성할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 톱날은 티타늄 질화물 코팅(TiN, titanium nitride coating), 알루미늄 티타늄 질화물(AlTiN, aluminum titanium nitride), 또는 이들의 화합물과 같은, 어떠한 수많은 상이한 코팅에 의해 코팅될 수 있고 또는 톱날은 어떠한 코팅도 포함하지 않을 수 있다. 여기에 개시된 톱날의 수많은 다른 특징은 목표된 바, 또는 그렇지 않으면 특정한 어플리케이션의 요구사항을 충족하도록 요구되는 바에 따라 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 대한 이러한 상세한 설명은 제한된 의미와 반대로서, 예시적으로 이루어질 것이다.

Claims

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날로서,

상기 휴대 전원 왕복톱은 상기 톱날에 탈착가능하게 맞물리는 척을 포함하고,

상기 왕복 톱날은:

긴 축선을 가지며 상기 왕복톱에 상기 톱날을 부착하기 위해 상기 왕복톱의 척과 맞물림 가능한 왕복 톱날 슴베(tang); 및

복수의 절단 톱니에 의해 형성되는 절삭 에지를 갖는 왕복 톱날부로서, 상기 절단 톱니는 연속적인 톱니의 그룹으로 된 반복되는 패턴을 형성하고, 각각의 그룹은 복수의 세팅 톱니, 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니를 포함하며, 톱니 세팅에 앞서 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니가 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니보다 0.002 인치 더 높은 왕복 톱날부;를 포함하고,

상기 상대적으로 높은 톱니가 하나 이상의 제 1 여유각(first clearance angle)을 형성하고, 그리고 상기 상대적으로 낮은 톱니가 상기 제 1 여유각보다 더 큰 상응하는 하나 이상의 제 2 여유각(second clearance angle)을 형성하고,

(ⅰ) 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 톱니의 주 여유각(primary clearance angle)을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 톱니의 주 여유각을 형성하거나, 또는 (ⅱ) 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 톱니의 보조 여유각(secondary clearance angle)을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 톱니의 보조 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

톱니 세팅에 앞서 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니와 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니 사이의 높이에 있어서의 차이가 0.003 인치 내지 0.006 인치의 범위 내인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 여유각은 35°와 같거나 더 작고, 상기 제 2 여유각은 35°보다 더 큰

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 4 항에 있어서,

상기 제 1 여유각은 25° 내지 35° 범위 내이고, 상기 제 2 여유각은 35° 내지 45° 범위 내인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

각각의 그룹은 길이가 1/2 인치보다 작고, 하나 이상의 세팅 안된 리딩 톱니(unset leading tooth), 및 복수의 세팅 트레일링 톱니(set trailing teeth)를 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 6 항에 있어서,

상기 하나 이상의 세팅 안된 리딩 톱니는 상대적으로 높은 톱니(high tooth)이고, 상기 복수의 트레일링 톱니의 하나 이상은 상대적으로 낮은 톱니(low tooth)인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 7 항에 있어서,

상기 세팅 트레일링 톱니의 하나 이상은 상대적으로 높은 톱니인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

각각의 그룹은 하나 이상의 세팅 안된 리딩 톱니 및 복수의 세팅 트레일링 톱니를 포함하고, 그리고

상기 복수의 세팅 트레일링 톱니는 서로에 대해 상이한 세팅 크기를 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 9 항에 있어서,

상기 복수의 세팅 트레일링 톱니는 상대적으로 무겁게 세팅된(heavy set) 크기를 형성하는 하나 이상의 제 1 세팅 톱니, 상대적으로 가볍게 세팅된(light set) 크기를 형성하는 하나 이상의 제 2 세팅 톱니를 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 10 항에 있어서,

무겁게 세팅된 크기를 형성하는 상기 하나 이상의 제 1 세팅 톱니는 상대적으로 낮은 톱니이고, 상대적으로 가볍게 세팅된 크기를 형성하는 상기 하나 이상의 제 2 세팅 톱니는 상기 무겁게 세팅된 톱니보다 더 높은

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 11 항에 있어서,

상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 무겁게 세팅된 톱니는 상기 하나 이상의 제 2 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 가볍게 세팅된 톱니는 상기 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

각각의 그룹이 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니 사이에 세팅 안된 톱니를 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 13 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니의 각각은 하나 이상의 상대적으로 높은 세팅 톱니, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 세팅 톱니를 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 14 항에 있어서,

상기 세팅 안된 톱니는 상기 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하고, 상기 세팅 톱니는 상기 하나 이상의 제 2 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

상기 왕복톱은 상기 톱날의 최후방 위치와 최전방 위치 사이의 왕복 운동으로의 움직임을 야기하며, 상기 왕복 운동은 i)상기 톱날이 상기 최후방 위치에 있을 때 상기 톱날의 기준점의 제 1 위치와 ii) 상기 톱날이 상기 최전방 위치에 있을 때 상기 기준점의 제 2 위치 사이에 연장되는 운동 축선을 형성하며, 상기 절삭 에지는 실질적으로 동일한 높이를 갖는 연속적인 톱니의 팁 사이에 연장되는 절단선을 형성하며, 상기 절단선이 상기 운동 축선에 대해 3°보다 더 큰 예각으로 배향되는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 16 항에 있어서,

상기 예각은 41/2° 내지 6° 범위 내인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 16 항에 있어서,

상기 슴베는 상기 운동 축선에 대해 3° 보다 더 큰 예각으로 상기 절단선을 배향시키는데 적어도 기여하는 상기 절단선에 대해 슴베 예각으로 배향된 긴 축선을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 16 항에 있어서,

상기 상대적으로 높은 톱니는 25° 내지 35°의 범위 내에서 상기 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하고, 상기 상대적으로 낮은 톱니는 35° 내지 45°의 범위 내에서 상기 하나 이상의 제 2 여유각을 형성하고, 상기 슴베 각도는 3° 보다 크며 6°와 같거나 더 작으며, 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니와 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니 사이의 높이 차이가 적어도 0.003 인치인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

각각의 그룹은 하나 이상의 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니, 상기 제 1 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니에 후속하며 상기 톱날부의 일 면으로 세팅되는 제 1 복수의 세팅 톱니, 상기 제 1 복수의 세팅 톱니에 후속하는 하나 이상의 제 2 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니, 및 상기 하나 이상의 제 2 상대적으로 높은 세팅 안된 톱니에 후속하며 상기 제 1 복수의 세팅 톱니에 대해 상기 톱날의 반대 측면으로 세팅되는 제 2 복수의 세팅 톱니를 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 20 항에 있어서,

복수의 상기 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니 중 하나 이상은 서로에 대해 상이한 높이 및 상이한 세팅 크기를 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 복수의 세팅 톱니의 하나 이상은 상대적으로 가볍게 세팅된 하나 이상의 중간 높이 톱니 및 상대적으로 무겁게 세팅된 하나 이상의 낮은 톱니를 포함하며, 상기 중간 높이 톱니는 상기 상대적으로 높은 톱니 및 낮은 톱니의 높이 사이의 높이를 형성하며, 톱니 세팅에 앞서 각각의 중간 높이 톱니 및 인접한 높은 톱니 및 낮은 톱니 사이의 높이에서의 차이가 적어도 0.002 인치인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

각각의 그룹은 하나 이상의 상대적으로 거친 피치 및 하나 이상의 상대적으로 고운 피치를 포함하는 비일정 피치 패턴을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 23 항에 있어서,

각각의 그룹은 상대적으로 거친 피치를 형성하는 세팅 안된 레이커 톱니를 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

각각의 그룹은 복수의 낮은 톱니를 포함하며, 각각의 낮은 톱니는 양의 경사각을 형성하는 경사 면을 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날로서

상기 왕복톱에 상기 톱날을 부착하기 위해 상기 왕복톱과 맞물림 가능한 제 1 수단; 및

복수의 절단용 제 2 수단에 의해 형성된 왕복 톱날 절삭 에지로서, 상기 제 2 수단은 연속적인 톱니의 그룹으로 된 반복되는 패턴을 형성하고, 각각의 그룹은 서로에 대해 상기 절삭 에지의 반대 측면에 횡방향으로(laterally) 세팅되는 복수의 제 2 수단, 하나 이상의 상대적으로 높은 제 2 수단, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 제 2 수단을 포함하며, 횡방향으로(laterally) 세팅되기에 앞서 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 제 2 수단이 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 제 2 수단보다 적어도 0.002인치 더 높은, 복수의 절단용 제 2 수단에 의해 형성된 왕복 톱날 절삭 에지;를 포함하고,

상기 상대적으로 높은 제 2 수단이 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하고, 그리고 상기 상대적으로 낮은 제 2 수단이 상기 제 1 여유각보다 더 큰 상응하는 하나 이상의 제 2 여유각을 형성하고,

(ⅰ) 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 제 2 수단의 주 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 제 2 수단의 주 여유각을 형성하거나, 또는 (ⅱ) 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 제 2 수단의 보조 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 제 2 수단의 보조 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 26 항에 있어서,

상기 제 1 수단은 슴베이고 각각의 제 2 수단은 톱니인

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 27 항에 있어서,

각각의 그룹은 길이가 1/2 인치보다 작고, 상기 왕복톱은 상기 왕복 톱날이 최후방 위치와 최전방 위치 사이의 왕복 운동으로 움직이도록 야기하며, 상기 운동은 i) 상기 톱날이 상기 최후방 위치에 있을 때 상기 톱날의 기준점의 제 1 위치와 ii) 상기 톱날이 상기 최전방 위치에 있을 때 상기 기준점의 제 2 위치 사이에 연장되는 운동 축선을 형성하며, 상기 절삭 에지는 실질적으로 동일한 높이를 갖는 연속적인 제 2 수단 사이에 연장되는 절단선을 형성하며, 상기 왕복톱날이 상기 운동 축선에 대해 3°보다 더 큰 예각으로 상기 절단선을 배향시키도록 하는 수단을 더 포함하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
왕복톱의 척 내에 긴 축선을 갖는 슴배 및 복수의 절단 톱니에 의해 형성된 절삭 에지를 갖는 톱날부를 포함하는 왕복 톱날을 장착하는 단계로서, 상기 절단 톱니가 연속적인 톱니의 그룹으로 된 반복되는 패턴을 형성하고, 각각의 그룹은 복수의 세팅 톱니, 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니, 및 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니를 포함하는 상이한 종류의 복수의 톱니를 포함하고, 톱니 세팅에 앞서 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니가 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니보다 적어도 0.002 인치 더 높은, 왕복 톱날을 장착하는 단계 - 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니가 하나 이상의 제 1 여유각을 형성하고, 그리고 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니가 상기 제 1 여유각보다 더 큰 상응하는 하나 이상의 제 2 여유각을 형성하고, (ⅰ) 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니의 주 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니의 주 여유각을 형성하거나, 또는 (ⅱ) 상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니의 보조 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니의 보조 여유각을 형성함 - ;

전방 및 후방 스트로크 사이의 왕복운동 절단 작업으로 상기 왕복톱에 의해 상기 왕복톱날을 구동시키는 단계; 및

왕복 운동으로 구동된 상기 왕복톱날을 공작물과 맞물리고, 순차로, 각각의 복수의 전방 스트로크 동안, 동일한 종류의 다중 톱니를 상기 공작물과 맞물리고, 상기 상대적으로 낮은 톱니에 비해 상기 상대적으로 높은 톱니로 상대적으로 더 높은 칩 하중을 받고, 선행하는 상기 상대적으로 높은 톱니에 의해 치핑 또는 손상으로부터 상기 상대적으로 낮은 톱니를 보호하며, 및 상기 상대적으로 높은 톱니에 비해 더 빠른 속도로 상기 상대적으로 낮은 톱니로 상기 공작물을 절단하는, 상기 공작물을 절단하는 단계를 포함하는 방법.
제 29 항에 있어서,

각각의 그룹은 길이가 1/2 인치보다 작고,

상기 왕복톱날을 구동시키는 단계는

최후방 위치와 최전방 위치 사이의 왕복 운동으로 상기 왕복톱날을 구동시키는 단계를 포함하며, 상기 왕복 운동은 i) 상기 톱날이 상기 최후방 위치에 있을 때 상기 톱날의 기준점의 제 1 위치와 ii) 상기 톱날이 상기 최전방 위치에 있을 때 상기 기준점의 제 2 위치 사이에서 연장되는 운동 축선을 형성하며, 상기 절삭 에지는 실질적으로 동일한 높이를 갖는 연속적인 톱니의 팁 사이에 연장되는 절단선을 형성하며,

상기 운동 축선에 대해 3°보다 더 큰 예각으로 상기 절단선을 위치시키거나 배향시키는 단계를 더 포함하는 방법.
제 30 항에 있어서,

상기 절단선을 예각으로 위치시키거나 배향시키는 단계는 (i) 상기 슴베의 긴 축선이 상기 절단선에 대해 예각을 형성하도록 상기 슴베를 제공하는 단계, 및 (ii) 상기 절단선이 상기 운동 축선에 대해 예각으로 배향되도록 상기 척 내에 상기 슴베를 장착하는 단계 중 하나 이상을 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 톱니의 주 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 톱니의 주 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 톱니의 보조 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 톱니의 보조 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 26 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 제 2 수단의 주 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 제 2 수단의 주 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 26 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 상대적으로 높은 제 2 수단의 보조 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 상대적으로 낮은 제 2 수단의 보조 여유각을 형성하는

휴대 전원 왕복톱에서 이용하기 위한 왕복톱날.
제 29 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니의 주 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니의 주 여유각을 형성하는

방법.
제 29 항에 있어서,

상기 하나 이상의 제 1 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 높은 톱니의 보조 여유각을 형성하고 그리고 상기 하나 이상의 제 2 여유각이 상기 하나 이상의 상대적으로 낮은 톱니의 보조 여유각을 형성하는

방법.