(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1〜
図6は、本発明に係わるチップソーの一実施形態を示している。
図1に示すように、チップソー1は、全体が所定外径φで本体部2aと刃部2bを有する台金2と、この台金2の外周縁部に後述する所定形態で固着された複数のチップ3を備えている。
【0013】
前記台金2は、例えば炭素鋼板等のプレス加工もしくはレーザー切断加工で外径φの円盤状に形成されて、その中心位置には円形の取付孔6が形成されている。また、台金2は、
図6に示すように、前記本体部2aが板厚t1(例えばt1=0.9mm)に設定されると共に、前記刃部2bが板厚t2(例えばt2=0.75mm)に設定され、この刃部2bに
図1及び
図2に示すように、チップ固着部4と刃室5が対となって多数形成されている。
【0014】
そして、本体部2aの板厚t1と刃部2bの板厚t2により、
図6に示すように、本体部2aの左右両側面(表裏面)の外周端2a1と刃部2bの左右両側面(表裏面)の内周端2b1とが垂直もしくは若干傾斜した連接面7でそれぞれ連接されている。これにより、刃部2bが本体部2aに段差状に連接されると共に、その厚さが本体部2aに対して所定寸法(例えば0.1〜0.3mm)薄い板厚t2の刃部2bが、本体部2aの板厚方向の中央に立設状態とされている。
【0015】
この刃部2bの台金2へ形成は、外径φで刃部2bに相当する外周縁部に刃室5とチップ固着部4が形成された台金2の外周縁部の両側面を、所定幅wで所定深さ(前記所定寸法)で研磨することにより形成されている。この研磨幅wの内周端である刃部2bの内周端2b1は、
図2に示すように、刃室5の最も深い底5aより台金2の中心O方向に寸法L2(
図2及び
図6参照)で位置するように設定されている。また、刃部2bに形成されるチップ固着部4は、
図1に示すように、連続する七個のチップ固着部4a〜4gが一組(一ブロック)となり、このチップ固着部4a〜4gが台金2の外周縁に六組(六ブロック)形成されている。
【0016】
このとき、各組の七個のチップ固着部4a〜4gは、
図5に示すように、隣接するピッチ固着部4a〜4g間の各ピッチp1〜p7が全て異なる、すなわち不均一となるように設定されている。つまり、隣接する各チップ固着部4a〜4gに後述する如く固着される各チップ3の刃先3eと、台金2の中心0を結ぶ直線間のピッチp1〜p7が、全て同一とならず、回転方向イに向けて順に大きくなるように(p1>p2>p3>p4>p5>p6>p7でp1+p2+p3+p4+p5+p6+p7=60度)に設定されている。
【0017】
なお、各組の七個のチップ固着部4a〜4gの形成は、例えばプレス加工もしくはレーザー切断加工で台金素材を成形する際に同時に形成されることになる。また、前記台金2の本体部2aの径方向の略中央部と外周部には、
図1に示すように、レーザー加工により両側面に貫通する状態のスリットからなる歪み吸収溝8が円周方向に等間隔で複数個(
図1では合計12個)形成されている。
【0018】
一方、前記チップ3は、例えば超硬合金で形成され、
図2に示すように、台金2の回転方向イの前方側となる掬い面3aと、掬い面3aの先端に後方側に連接する状態で設けられた先端面3bと、左右のアサリ面を形成する側面3c1、3c2(3c2は
図4参照)と、前記先端面3bの後端と掬い面3aの下端との間に略J字(もしくは略L字)形状に形成された固着面3d等を有している。そして、掬い面3aの上端と先端面3bの前端とで刃先3eが形成されている。
【0019】
また、チップ3は、前記掬い面3aを台金2の板厚方向において、
図3及び
図4に示すように、所定角度θ2(例えばθ2=15度)傾斜する傾斜面とすることにより、左側面3c1が右側面3c2よりも高くなる「左刃」と、この「左刃」と逆で右側面3c2が左側面3c1よりも高くなる「右刃」と、前記角度θ2=0度で前記先端面3bを台金2の左右側面に向けて傾斜しない平坦とした「平刃」を形成するようになっている。なお、
図4に示すように、「平刃」用のチップ3の刃先3eの高さは、「左刃」及び「右刃」用のチップ3の刃先3eの高さよりも寸法h(例えばh=0.15mm)低くなるように設定されている。
【0020】
前記「左刃」「右刃」及び「平刃」用の各チップ3は、その両側面3c1、3c2間の寸法(幅)が、底面3f側が狭く前記刃先3e側が所定寸法大きく、すなわち、
図3に示すアサリ角θ3(例えばθ3=3度)を有している。また、
図4に示す各チップ3の刃先3eの幅寸法(最大幅)t3は、前記台金2(本体部2a)の板厚t1より所定寸法(例えば0.2〜0.3mm)大きく(t3>t1)設定されている。さらに、前記「左刃」と「右刃」用のチップ3の刃先3eの幅寸法t3は、同一(例えば1.2mm)に設定され、「平刃」用のチップ3の刃先3eの幅寸法t3は、「左刃」や「右刃」用のチップ3に対して若干小さく(例えばt3=1.1mm)設定されている。
【0021】
このように構成された各チップ3は、
図1及び
図5に示すように、台金2の刃部2bのチップ固着部4にそれぞれ固着されている。すなわち、一個の「平刃」用のチップ3と、それぞれ三個の「左刃」及び「右刃」用のチップ3を、
図1に示すように、台金2の反回転方向イに沿って、
図1で「平刃」をA、「左刃」をB、「右刃」をCとした場合、A−B−C−B−C−B−C−A・・・のように固着されている。また、
図2及び
図6に示すように、刃部2bのチップ固着部4に固着された各チップ3の底面3fと刃室5の底5a間の寸法L1は、例えばL1=1〜5mmに設定されて、各チップ3の下部に厚さの薄い刃部2bが必ず位置するように設定されている。
【0022】
つまり、一個の「平刃」用のチップ3とそれぞれ三個の「左刃」及び「右刃」用のチップ3の合計七個のチップ3を一組とし、これが前記台金2の外周線に沿って各組の各チップ固着部4a〜4gにそれぞれ固着されている。これにより、前述したように、台金2の刃部2bに形成される六組の七個の隣接するチップ固着部4a〜4gが不均一ピッチに設定されていることから、各組の連続する七個の各チップ3もそのピッチp1〜p7が不均一状態で固着されることになる。
【0023】
次に、前記チップソー1の製造方法の一例について説明する。先ず、取付孔6を有する本体部2aと、この本体部2aの外周縁に刃室5及びチップ固着部4を有する台金素材を、炭素鋼板のプレス加工もしくはレーザー切断加工により成形する。そして、この成形した台金素材の外周縁部の両側面(表裏面)を研磨して、本体部2aの外周側に前記刃部2bを形成する。また、超硬合金で成形され前記「左刃」「右刃」及び「平刃」用の各チップ3を形成し得る所定形状に成形されたチップ素材を所定数準備する。
【0024】
そして、熱処理した台金2の刃部2bの六組の各七個のチップ固着部4a〜4gに同一形状の各チップ3をそれぞれ固着する。このとき、例えば治具に垂直状態でセットされた台金2の刃部2bのチップ固着部4に、準備したチップ素材の固着面をセットし、刃部2bのチップ固着部4とチップ素材の固着面との接触部分にロー材を当接させた状態で、接触部分を高周波の誘導加熱を利用して所定温度まで加熱する。
【0025】
これにより、ロー材が溶融してチップ固着部4とチップ素材の固着面との間に進入して、チップ素材が刃部2bのチップ固着部4にロー付け固着される。この作業を、台金2を回転させつつ各チップ固着部4にチップ素材を順にロー付けすることにより、台金2の刃部2bの全ての組の全てのチップ固着部4にチップ素材がそれぞれロー付け固着される。
【0026】
全てのチップ固着部4にチップ素材がロー付け固着されたら、このチップ素材が固着された台金2を研磨機にセットし、各チップ素材を研磨する。この研磨は、各チップ素材の掬い面、先端面、両側面等を研磨することで行われる。このとき、チップ素材の先端面の研磨は、
図2に示す角度θ1(例えばθ1=15度)で研磨し、チップ素材の掬い面の研磨は、前記「平刃」用のチップ素材の場合は、平坦に研磨し、前記「左刃」と「右刃」用のチップ素材の場合は、前記角度θ2で斜めに研磨する。
【0027】
また、各チップ素材の各面の研磨は、研磨部位毎に、すなわち例えば掬い面を順に研磨した後に先端面を順に研磨し、その後両側面を順に研磨すること等で行われる。そして、各面を研磨することで「平刃」「左刃」「右刃」用のチップ3が刃部2bに所定の形態で固着されたチップソー素材が得られ、このチップソー素材に対して塗装や印刷等の仕上げ処理することでチップソー1が製造される。つまり、前記チップソー1の場合、本体部2aの外周縁部に段差状の刃部2bを連接状態で一体に設けて、その厚さを本体部2aより薄くすると共に、刃部2bの各チップ固着部4に、連続する七個のチップ3を不均一ピッチで六組固着するようにしている。
【0028】
このように前記チップソー1によれば、台金2が本体部2aの外周側に本体部2aより薄く一体形成されて、複数の刃室5とチップ固着部4を有する刃部2bを有し、チップ3が「左刃」と「右刃」及び「平刃」用として刃部2bのチップ固着部4に所定の形態で固着されているため、本体部2aの外周側に本体部2aより厚さの薄い刃部2bを位置させることができて、切り幅を狭くして切断時の直線性を向上させることができると共に、切断抵抗を少なくして切断作業の作業性を向上させることができ、かつ切削屑の発生を少なくして、良好な切断面を容易に得ることができる。
【0029】
また、板厚t2の刃部2bの内周端2b1が、板厚t1の本体部2aの左右両側面の刃室5の底5aより所定寸法台金2の中心0側に位置する外周端2a1と連接面7により段差状にそれぞれ連接されて、本体部2aの板厚t1方向の中央に位置しているため、台金2の左右両側面に刃部2bを均一な連接面(段差)を介して一体形成でき、切断時の直線性や切断作業の作業性の一層の向上等を図ることができる。
【0030】
また、「左刃」「右刃」「平刃」用のチップ3が、台金2の回転方向イに対して所定の形態でチップ固着部4にそれぞれ固着されているため、各刃の特徴を生かしながら、
被切削材としての例えば木材を効率的に切削できると共に、一層良好な切断面を得ることができる。特に、「左刃」「右刃」用及び「平刃」用のチップ3がチップ固着部4にそれぞれ固着された際に、各チップ3の底面3fと刃室5の底5aとの間に所定の寸法L1が確保されているため、各チップ3の底面3f下部に板厚t2の薄い刃部2を必ず位置させることができて、切削屑のつまりが抑制されて、その後方への排出をスムーズに行うことができる。
【0031】
さらに、チップ3が、三個の「左刃」及び「右刃」用のチップ3と一個の「平刃」用のチップ3の合計七個のチップ3が一組となり、これらが台金2の外周線に沿って六組配設されているため、切断時の直線性をより一層向上させることができると共に、良好な切断面と負荷の少ない切断作業を行うことができる。
【0032】
特に、各組のチップ3が、隣接するチップ3間のピッチp1〜p7が異なるように、つまり、隣接するチップ3間のピッチp1〜p7が、台金2の回転方向イに沿って順に大きくなるように設定されているため、切断作業時に発生する切り屑を回転方向イの後方側に効率的に排出しつつ切断できて、チップソー1の直線性や切断作業の作業性のより一層の向上等を図ることができる。これらにより、前記チップソー1を、例えば被切削材としての木材の切断に使用した場合には、木材をその繊維の方向に係わらず、直線的で軽く、かつ綺麗な切断面を得つつ切断することが可能になる。
【0033】
ところで、前記実施形態においては、チップ3の幅寸法(最大幅)t3を台金2の本体部2aの板厚t1より大きく設定したが、本発明はこれに限定されず、
図7に示すように構成することもできる。すなわち、
図7(a)に示すように、チップ3の最大幅となる刃先の幅寸法t3を台金2の本体部2aの板厚t1と同一(t3=t1)に設定したり、
図7(b)に示すように、チップ3の幅寸法t3を台金2の板厚t1より小さく(t3<t1)設定する。
【0034】
このとき、
図7(a)のチップ3の幅寸法t3と台金2の板厚t1が同一の場合は、切断時の台金2(チップソー1)の振れ(ブレ)を少なくできると共に、綺麗な切断面が得られる。また、
図7(b)のチップ3の幅寸法t3が台金2の板厚t1より小さい場合は、切断時に台金2と被切削材が擦れる状態となり、台金2の振れを極力小さくすることができる。
【0035】
このように、チップ3の幅t3と台金2の板厚t1は、被切削材の種類や台金2の外径φの大小に応じて、最適な形態が使用される。この
図7(a)(b)においては、チップ3の幅寸法t3が刃先3e(先端面3b先端)と固着部3dの全域において同一、すなわちアサリ角θ3=0で示しているが、
図6と同様に、チップ3の両側面3c1、3c2に所定のアサリ角θ3を設定して、刃先3eの最大幅寸法t3を台金2の本体部2aの板厚t1と同一かもしくは小さくしても良い。
【0036】
また、前記実施形態のチップソー1の各構成は、木工用に限らず、例えば前記超硬チップに代えてPCDダイヤモンド結晶体を使用したチップソー1に適用して、例えば窯業系サイディングボード等のボードの切断にも使用することができる。このようなボードの場合、主原料としてセメント質原料及び繊維質原料を用いて板状に成形され建築物の外装板として使用されるが、チップソーによる切断的に粉塵が多く発生し易い。そこで、本発明に係わる構成のチップソー1を使用すれば、従来のチップソーより刃厚(前記幅寸法t3)を薄くできるため、前述した効果の他に、粉塵の量を減少させることができて、対環境作業性を向上させることができるという効果を奏することができる。
【0037】
なお、前記実施形態においては、「平刃」「左刃」及び「右刃」用の三種類のチップ3を七個、所定の形態で六組連設することにより、本体部2aの外周側に刃部2bを形成したが、本発明はこの構成に限定されず、例えば「左刃」と「右刃」用のチップ3をそれぞれ二個もしくは一個として、合計五個もしくは三個のチップ3を一組としても
良い。
【0038】
さらに、前記実施形態においては、台金2にスリット状の歪み吸収溝8を設けたが、例えば前記歪み吸収溝8間に円形形状等の歪みや振れ防止用の適宜の開口を複数個設けることもできる。また、前記実施形態においては、台金2の外周縁部の両側面を研磨することで刃部2bを形成したが、台金2の一方の側面のみを研磨して刃部2bを形成しても良いし、刃部2bの形成も研磨に限らずプレス加工等を利用しても良い。また、前記実施形態における、台金2の刃部2bの刃室5やチップ固着部4の形状、チップ3自体の形状等も一例であって、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。