WO2013098963A1 - 金属切断用チップソー - Google Patents

Abstract

【課題】　アーク溶接鋼管や電縫鋼管等をその管内にある連続形状の内面ビードごと切断する場合でも、鋸刃におけるチップの破損を有効に抑制することができるようにする。 【解決手段】　円板状台金２の外周に鋸刃３が所定間隔で突設され、各鋸刃３にチップ５が固定され、隣り合う鋸刃３間が刃室６となっているチップソー１であって、外径Ｄが２５０ｍｍ以上であって、刃室６の入口開口幅Ｗ２が前記外径の０．６～１．２％の範囲内となされている。また、必要に応じて刃室６におけるチップ面５ａおよびチップ対向面６ａがいずれも当該チップソー１の回転方向と反対側へ傾いている。

Description

金属切断用チップソー

　本発明は、管内面にビードがある溶接鋼管の切断に好適な金属切断用チップソーに関する。

　アーク溶接鋼管や電縫鋼管等では、鋼管の製造の際に、その内外面にビードが生じ、そのうち、外面のビードについては、鋼管外面に専用カッターのバイトを当接させて容易に切削除去することができる。一方、鋼管内面のビードは、通常、トリマーなどの切削装置を鋼管内に通して、そのバイトによって内面ビードを切削した後、該ビードを鋼管内でビードチョッパーによって細かく切断するのであるが、その際、ビードが完全に細かく切断しきれないのが通常であり、そのため、この種金属切断用チップソーで、前記鋼管を所定の長さに切断する際に管内に残った細かく切断されていない前記内面ビードも同時に切断することとなる。

特開２０００－８４７３１号公報 特開２０００－２１８４３１号公報 特開２００８－１７８９２５号公報 特開平６－２４６５３５号公報

　しかしながら、図１４に示すように、従来のこの種チップソー５１は、台金５２の外周に一定間隔で突設された鋸刃５３間における刃室５４から鋼管切断時に発生する切り屑を容易に排出するために、刃室５４において、鋸刃５３のチップ５５のチップ面５８とその対向面５６を、それぞれ当該チップソー５１の中心から外周方向へ伸びる中心線に対して当該チップソー５１の回転方向側へ傾いた角度α１・α２とすることで、刃室５４の上部入口開口５４ａを広くしており、そのため、前項で述べた鋼管を内面ビードごと切断する際に、該内面ビードによってチップ５５が早期に破損し、当該チップソー５１の寿命が短く、また前述した刃室５４内への内面ビードの入り込み状況によって鋼管の切断数に大きなバラツキが生ずるという問題もあった。

　またこの他、手持ち式小型切断機等に用いられる比較的小径のチップソーでは、鋸刃におけるチップ後方部分を通常より大きくして該部分に突起を設けるといったことも行われているが、このようなチップソーは、ワークへの過度の切り込み防止や台金の強度向上を図ったものであり、前述した内面ビードによるチップ破損の防止には何ら寄与しないものであった。

　本発明の目的は、アーク溶接鋼管や電縫鋼管等をその管内にある連続形状の内面ビードごと切断する場合でも、鋸刃におけるチップの破損を有効に抑制することができるチップソーを提供することにある。

　請求項１記載の本発明は、円板状台金の外周に鋸刃が所定間隔で突設され、各鋸刃にチップが固定され、隣り合う鋸刃間が刃室となっているチップソーにおいて、外径が２５０ｍｍ以上であって、刃室入口の開口幅が前記外径の０．６～１．２％の範囲内となされているものである。

　本発明の発明者は、溶接鋼管の内面ビードの幅が溶接鋼管の外径に比例し、また該溶接鋼管を切断するチップソーの外径も溶接鋼管の外径に比例することから、チップソーの刃室内への内面ビードの進入防止対策として刃室の入口開口幅を狭く設定するのにあたり、溶接鋼管の外径に対する前記刃室入口開口幅を基準とすることが普遍的且つ適切であることを見出し、本発明を完成させたものである。

　また、チップソーの外径が２５０ｍｍ未満の場合には、刃室の入口開口幅が狭くなり過ぎると共に、切断効率の低下につながることから、チップソーの外径を２５０ｍｍ以上としたものである。更に、刃室の入口開口幅がチップソーの外径に対して０．６％未満の割合の場合にも切断効率の低下する一方、同１．２％を越える場合には内面ビードの進入防止効果が十分に得られないことから、鋼管外径に対する刃室の入口開口幅の割合を０．６～１．２％とすることが適切であることを見出したものである。

　すなわち、本発明の発明者は、刃室への内面ビード進入防止対策として刃室の入口開口幅の適切で普遍的な基準を着想すると共に、該基準に基づく適切な数値範囲を見出し、本発明を完成させたものである。

　また、チップソーの外径は、前述した観点から更に３８０ｍｍ以上とするのがより好ましい。

　請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載のチップソーについて、チップの頂部高さ位置が鋸刃の頂部高さ位置より高く、且つこれら高さ位置の差は管の内面ビードの厚さ以下となされており、チップの頂部逃げ面は、台金の円周方向から見て両側に下降する傾斜面を有する略山形状となされ、チップの頂部逃げ面につづく鋸刃の頂部面の両側角部に面取りが形成されていることを技術的特徴とするものである。

　前記請求項２記載のチップソーにおいて、チップの頂部高さ位置と鋸刃の頂部高さ位置の差は、被切断材である溶接鋼管の内面ビードの厚さ以下とするのが好ましい。

　請求項３記載の本発明は、前記請求項１または請求項２記載のチップソーについて、刃室におけるチップ対向面が、当該チップソーの回転方向と反対側へ傾いている平面または凹面であることを技術的特徴とするものである。

　請求項４記載の本発明は、前記請求項１～請求項３のうちのいずれか一項記載のチップソーについて、刃室におけるチップ面が、当該当該チップソーの回転方向と反対側へ傾いていることを技術的特徴とするものである。

　請求項１記載の本発明に係るチップソーは、外径が２５０ｍｍ以上であって、刃室入口の開口幅が前記外径の０．６～１．２％の範囲内であり、これは刃室入口の開口幅を当該チップソーの外径を基準として非常に狭い幅とするものであり、これにより溶接鋼管内にある内面ビードが刃室内に進入し難く、また内面ビードが刃室内に入る場合でも、刃室入口の開口幅が狭いため、内面ビードは当該チップソーの台金を貫通するように縦にしか入らないため、当該チップソーの回転によって容易に折損され、当該チップソーのチップの損傷を有効に抑制することが可能となる。

　また、溶接鋼管の切断時に長い切り屑が生ずる場合でも、該切り屑は本発明に係るチップソーの前述した狭い刃室入口開口およびこれに続く狭い刃室によって容易に折損して該刃室から即座に排出されるという利点もある。

　請求項２記載の本発明に係るチップソーによれば、溶接鋼管の切断性能が更に向上すると共に、刃室の入口開口から内面ビードが進入することを有効に防止することができ、また鋸刃の頂部逃げ面の略山形形状に対応して鋸刃の頂部面の両側角部に面取りが形成されているため、当該チップソーによる溶接鋼管の切断時において、鋸刃頂部が溶接鋼管に接触して切断性能の低下を招くことが有効に防止される。

　請求項３記載の本発明に係るチップソーは、請求項１記載のチップソーについて、前記刃室におけるチップ対向面が、当該チップソーの回転方向と反対側へ傾いている平面または凹面となっているため、これが前述した刃室入口開口の狭隘さと相俟ってワークの切り屑の折損が更に容易に行えるという利点がある。

　すなわち、請求項２記載の本発明に係るチップソーによれば、ワークの切り屑は、狭隘な刃室入口開口から刃室内に進入すると共に、当該チップソーの回転方向と反対方向へ傾いたチップ対向面によって屈曲させられることとなり、その結果、該切り屑が更に容易に折損するのである。

　請求項４記載の本発明に係るチップソーは、チップ面が当該チップソーの回転方向と反対方向へ傾いた構造となされているため、前述した構成の本発明のチップソーによって容易に折損されたワークの切り屑が当該チップソーの回転に伴ってスムーズに刃室から排出されるという効果を有する。

実施形態に係るチップソーの全体正面図であって、その中心線に対するチップ面角度やチップ対向面角度を示すものである。 実施形態１に係るチップソーの外周部分の拡大正面図である。 実施形態２に係るチップソーの外周部分の拡大正面図である。 実施形態３に係るチップソーの外周部分の拡大正面図である。 実施形態１に係るチップソーの外周における刃室部分を拡大して示す正面図である。 同チップソーにおけるチップ部分の拡大図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）がすくい面側の側面図、（ｃ）が平面図である。 実施形態のチップソーによる鋼管の切断状況を示す正面断面図である。 同じく実施形態のチップソーによる鋼管の切断状況を示す平面断面図である。 同じく実施形態のチップソーによる鋼管の切断において、刃室内での切り屑の発生から排出までの状況を示す正面断面図である。 実施形態４に係るチップソーの外周部分の拡大正面図である。 同実施形態に係るチップソーの外周における刃室部分を拡大して示す正面図である。 同実施形態に係るチップソーの外周部分の拡大平面図である。 同実施形態に係るチップソーの外周における鋸刃部分の拡大斜視図である。 従来のチップソーの外周における刃室部分を拡大して示す正面図である。 比較例に係るチップソーの刃室部分を拡大して示す正面図である。 比較例に係るチップソーにおけるチップ部分の拡大図であって、（ａ）が正面図、（ｂ）がすくい面側の側面図、（ｃ）が平面図である。

　次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明するが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。

　（実施形態１）

　図１および図２に示すように、本実施形態のチップソー１は、円板状台金２の外周に一定間隔をあけて鋸刃３が突設され、鋸刃３における当該チップソー回転方向（矢印Ａと反対方向）側面に正面から見てＬ字形の台座部４が形成され、台座部４に縦長方形のチップ５がロウ付け等で固定されており、また各鋸刃３間が刃室６となっている。

　そして、チップソー１の外径Ｄは、２５０ｍｍ以上であって、刃室６の入口の開口幅Ｗ２が前記外径Ｄの０．６～１．２％の範囲内となされているものである。

　また、本実施形態のチップソー１における前記鋸刃３は、正面から見て略横長方形であって、チップ５のチップ面５ａは当該チップソー１の中心Ｃから外周方向に伸びる中心線ＣＬを基準として当該チップソーの回転方向と反対方向（矢印Ａ方向）へ傾いたマイナス角度α１の形態で設けられており、また刃室６におけるチップ５の対向面６ａも当該チップソーの回転方向と反対側（矢印Ａ方向）へ傾いたマイナス角度α２の形態となされている。

　本実施形態では、刃室６の底部６ｂは凹弧形状であり、該底部６ｂから上方へ立ち上がる前記チップ対向面６ａは、ほぼ直線状であり、チップ対向面６ａから鋸刃３の頂部３ａに至る角部７が凸弧状となされている。

　（実施形態２）

　図３に示すように、本実施形態のチップソー２１は、その全体形状並びにチップ２５の固定形態が前記実施形態１と同様であるが、本実施形態では刃室２６におけるチップ対向面２６ａが当該チップソーの回転方向と反対方向（矢印Ａ）へ実施形態１よりも大きく傾いたマイナス角度α２形態となされており、またチップ対向面２６ａから鋸刃２３の頂部２３ａに至る角部２７が略逆Ｖ字状に尖った形態となされている。

　（実施形態３）

　図４に示すように、本実施形態のチップソー３１は、その全体形状並びにチップ３５の固定形態および刃室３６におけるチップ対向面３６ａから鋸刃３３の頂部３３ａに至る角部３７の形態が前記実施形態１と同様であるが、本実施形態では刃室３６におけるチップ対向面３６ａが当該チップソー３１の回転方向と反対方向（矢印Ａ）へ傾いた凹弧状となされている。

　（実施形態４）

　図１０～図１３に示すように、本実施形態のチップソー４１は、前記実施形態１のチップソー１と全体的な形状が同様であるが、本実施形態のチップソー４１では、チップ４５の頂部高さ位置Ｈ１が鋸刃４３の頂部高さ位置Ｈ２より高く、且つこれら高さ位置Ｈ１とＨ２の差Ｇが内面ビードの厚さ以下となされ、またチップ４５の頂部逃げ面４５ａは、刃室４６のすくい面Ｓ側（矢印Ｅ方向）から見て両側に下降する傾斜面Ｋを有する略山形状となされ、チップ４５の頂部逃げ面４５ａにつづく鋸刃４３の頂部面４３ａの両側角部に面取り４３ｂが形成されているものである。

　本実施形態のチップソー４１では、面取り４３ｂは鋸刃４３の頂部面４３ａにおける両側角部の全長にわたって設けたが、全長にわたらず、部分的に設ける場合もある。

　次に、本発明に係る以下の実施例および比較例のチップソーを用いて溶接鋼管の切断試験を行った。切断条件は、当初の切込み時が周速３００ｍ／ｍｉｎ、送り速度１０．０ｍｍ／ｓｅｃ、管切削時が周速５５０ｍ／ｍｉｎ、送り速度３０．０ｍｍ／ｓｅｃ、切抜け時が周速４００ｍ／ｍｉｎ、送り速度１０．０ｍｍ／ｓｅｃであって、溶接鋼管に対するチップソーの切込み時と管切削時と切抜け時においてそれぞれ切断条件を変更して行った。

　（実施例１）

　図５および図６に示すように、本発明の実施例に係るチップソーは、外径が５５０ｍｍ、刃幅Ｗ１が３．５ｍｍ、台金厚Ｔが３．０ｍｍ、刃数が９０ｚ、刃室入口の開口幅Ｗ２が４．４ｍｍ（チップソー外径に対する割合＝０．８％）、チップ面の傾斜角度α１が－７度、チップ対向面の角度α２が－７度、すくい面のすくい角度α３が－１５度、逃げ角α４が８度、チップの頂部高さ位置と鋸刃の頂部高さ位置との差が０．３ｍｍのチップソーを製造し、該チップソーを用いてＳＴＫＭ１３Ａ、φ８９．１×３．５ｔの溶接鋼管であって、管内にバイトで切削されて繋がった状態の内面ビードがあるものを切断した。

　その結果、２００～３００カット（平均カット数＝２５０カット）の溶接管切断が行えた。

　本実施例のチップソーによる溶接鋼管の切断は、図７に示すように、溶接鋼管Ｐに対して、そのｆ１側から前記チップソー１が切り込んでｆ２側へ切り進むのであるが、この際、チップソー１の刃室６の入口開口６ｃは前述した通り、所定の狭隘な幅となされているため、鋼管Ｐの内面ビードＢは刃室６内に進入せず、その結果、当該チップソー１による鋼管Ｐの切断がスムーズに行われ、チップ５の破損が有効に抑制される。

　また、図８に示すように、チップソー１の刃室６内に内面ビードＢが進入するとしても該内面ビードＢは、当該チップソー１を貫通するようにチップソー１に対して縦にしか入らないため、鋼管Ｐの切断に伴って折損して刃室６内から排出されることとなるため、チップ５を損傷することなく、鋼管Ｐの切断が安定的して効率的に行える。

　更に、図９に示すように、本発明に係るチップソー１によれば、鋼管Ｐの切断の際、発生する切り屑Ｊは、チップソー１における狭隘な刃室入口開口６ｃから円弧状に刃室６内へ進入し、狭隘な刃室６内で容易に折損して当該チップソー１の回転に伴って刃室６外へ排出される。またこの時、本発明に係るチップソー１では、チップ面５ａが当該チップソー１の回転方向と反対方向（矢印Ａ方向）へ傾いたマイナス角度設定となされているため、前記折損した切り屑Ｊは更に容易に刃室６外へ排出される。また、このような作用効果は本発明のいずれのチップソーにおいても奏される。

　（実施例２）

　図５および図６に示すように、本発明の実施例に係るチップソーは、外径が５５０ｍｍ、刃幅Ｗ１が３．５ｍｍ、台金厚Ｔが３．０ｍｍ、刃数が１４０ｚ、刃室入口の開口幅Ｗ２が４．４ｍｍ（チップソー外径に対する割合＝０．８％）、チップ面の傾斜角度α１が－７度、チップ対向面の角度α２が－７度、すくい面のすくい角度α３が－１５度、逃げ角α４が８度、チップの頂部高さ位置と鋸刃の頂部高さ位置との差が０．３ｍｍのチップソーを製造し、該チップソーを用いてＳＴＫＭ１３Ａ、φ８９．１×３．５ｔの溶接鋼管であって、管内にバイトで切削されて繋がった状態の内面ビードがあるものを切断した。

　その結果、４００～５００カット（平均カット数＝４５０カット）の溶接管切断が行えた。

　（比較例）

　図１５および図１６に示すように、外径が５５０ｍｍ、刃幅Ｗ１が３．５ｍｍ、台金厚Ｔが３．０ｍｍ、刃数が９０ｚ、刃室入口の開口幅Ｗ２が１１．０ｍｍ（チップソー外径に対する割合＝２．０％）、チップ面６５ａの傾斜角度α１が０度、チップ６５の対向面６６ａの背面角度α２が＋１０度、すくい面のすくい角度α３が－１５度、逃げ角α４が８度のチップソーを製造し、該チップソーを用いてＳＴＫＭ１３Ａ、φ８９．１×３．５ｔの溶接鋼管であって、管内にバイトで切削されて繋がった状態の内面ビードがあるものを切断した。

　その結果、３～２５０カット（平均カット数＝１５０カット）の溶接管切断が行えた。

　前述した各実施例と比較例のチップソーによる溶接鋼管の切断カット数を比較すると、比較例のチップソーでは、カット数が３～２５０とバラツキがあり、またカット数自体も平均カット数が１５０程度であり、低寿命であることが立証された。

　一方、本発明に係る実施例１並びに実施例２のチップソーでは、平均カット数が３５０ないし５５０カットと非常に多く、またカット数のバラツキも少なく、安定した高寿命を確保し得ることが立証された。

　本発明のチップソーは、内面ビードがある溶接鋼管の切断において、従来に比べて寿命が大幅に伸び、安定したカット数を確保することができるため、幅広い利用が期待できる。

　１　チップソー
　２　台金
　３　鋸刃
　５　チップ
　５ａ　チップ面
　６　刃室
　６ａ　チップ対向面
　Ｄ　チップソーの外径
　Ｗ１　刃幅
　Ｗ２　刃室の入口開口幅

Claims (4)

1. 　円板状台金の外周に鋸刃が所定間隔で突設され、各鋸刃にチップが固定され、隣り合う鋸刃間が刃室となっているチップソーにおいて、外径が２５０ｍｍ以上であって、刃室入口の開口幅が前記外径の０．６～１．２％の範囲内となされている、金属切断用チップソー。
2. 　チップの頂部高さ位置が鋸刃の頂部高さ位置より高く、且つこれら高さ位置の差は被切断材である管の内面に生じた内面ビードの厚さ以下となされており、チップの頂部逃げ面は、台金の円周方向から見て両側に下降する傾斜面を有する略山形状となされ、チップの頂部逃げ面につづく鋸刃の頂部面の両側角部に面取りが形成されている、請求項１記載の金属切断用チップソー。
3. 　刃室におけるチップ対向面が、当該チップソーの回転方向と反対側へ傾いている平面または凹面である、請求項１または請求項２記載の金属切断用チップソー。
4. 　刃室におけるチップ面が、当該当該チップソーの回転方向と反対側へ傾いている、請求項１～請求項３のうちのいずれか一項記載の金属切断用チップソー。

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