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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-29
(45)【発行日】2022-07-07
(54)【発明の名称】鋸刃
(51)【国際特許分類】
B23D 61/12 20060101AFI20220630BHJP
【ＦＩ】
B23D61/12 B
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018119508
(22)【出願日】2018-06-25
(65)【公開番号】P2020001098
(43)【公開日】2020-01-09
【審査請求日】2021-03-18
(73)【特許権者】
【識別番号】390014672
【氏名又は名称】株式会社アマダ
(73)【特許権者】
【識別番号】504279326
【氏名又は名称】株式会社アマダマシナリー
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100101247
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
(74)【代理人】
【識別番号】100095500
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
(74)【代理人】
【識別番号】100098327
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
(72)【発明者】
【氏名】小藪 恵太
【審査官】中川 康文
(56)【参考文献】
【文献】特公平０７－０４９１６８（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１４－１７６９６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－３３３６２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２６３３２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１６５０２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２５１５２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３４９５１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１１９８６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５３６２５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１２４５０３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実用新案登録第２６０３６３６（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】特許第３２８３５７２（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０１６３４１６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０４６０４９３３（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｄ ４５／００－６５／０４
Ｂ２７Ｂ ２５／００－３３／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削の際の移動方向に繰り返し形成された複数の歯を有する帯状であって、前記複数の歯のうちの少なくとも一歯が、
－５０°以上かつ－２０°以下の負のすくい角で形成されたすくい面と、
前記すくい面と歯底部との間に、前記すくい面を含む仮想平面と交わり、歯元側が前記移動方向の前方側となるよう前記移動方向に対し１４５°以上１７０°以下の角度をなす当て面と、を有する鋸刃。
【請求項2】
前記当て面は、前記仮想平面と交わる位置に対する前方側と後方側とに延在し前記移動方向において少なくとも２ｍｍ以上の範囲に形成されていることを特徴とする請求項１記載の鋸刃。
【請求項3】
歯高が３ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の鋸刃。
【請求項4】
外周部において周方向に繰り返し形成された複数の歯を有する円盤状であって、前記複数の歯のうちの少なくとも一歯が、
－５０°以上かつ－２０°以下の負のすくい角で形成されたすくい面と、
前記すくい面と歯底部との間に、前記すくい面を含む仮想平面と基準位置で交わり、歯元側が切削方向の前方側となるよう前記基準位置における接線に対し１４５°以上１７０°以下の角度をなす当て面と、を有する鋸刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋸刃に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に、切削で切り出した切削屑をカールさせ、その切削屑を、隣接する二つの歯の間の空間であるガレットから外部に排出し易くする帯鋸刃が記載されている。
特許文献２に、歯の先端に面取り部を有する鋸刃が記載されている。
特許文献２に、歯の先端に面取り部を有する鋸刃が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３２８３５７２号公報
【文献】実用新案登録第２６０３６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載された帯鋸刃は、切削屑をカールさせるための歯面形状として、すくい面に接続した円弧状の切削誘導面を有する。切削で切り出された切削屑は、切削抵抗に伴う発熱で高温となった状態でこの円弧状の切削誘導面に沿って移動するためカールする。カールした切削屑は、ガレットに目詰まりしにくく容易に排出される。
【0005】
一般に、切削誘導面を有する歯面形状では、すくい面のすくい角が０°又は正値とされている。これにより、切り出された切削屑が切削誘導面に誘導され易くなっている。
すくい角が０°のすくい面は、鋸刃の進行方向に直交する面である。すくい角が正値のすくい面は、歯先から歯元に向かうに従って、鋸刃の進行方向とは反対の後方側に傾斜する面である。
すくい角が０°のすくい面は、鋸刃の進行方向に直交する面である。すくい角が正値のすくい面は、歯先から歯元に向かうに従って、鋸刃の進行方向とは反対の後方側に傾斜する面である。
【0006】
近年、帯鋸盤の大型化，高剛性化，及び高馬力化が進んだことから、低炭素鋼を主とする鉄系材料の切断加工において、切断速度の高速化が図られている。
切断速度の高速化に伴い、環状帯鋸刃は、尖鋭な歯先に微少な欠け（チッピング）が生じる可能性が高くなっている。そのため、環状帯鋸刃を、歯先に特許文献２に記載されたような面取り部を有するものにする、或いは、すくい角が負値となるすくい面を有するものにしていた。
切断速度の高速化に伴い、環状帯鋸刃は、尖鋭な歯先に微少な欠け（チッピング）が生じる可能性が高くなっている。そのため、環状帯鋸刃を、歯先に特許文献２に記載されたような面取り部を有するものにする、或いは、すくい角が負値となるすくい面を有するものにしていた。
【0007】
しかしながら、歯先に面取り部を形成する、或いはすくい角が負値のすくい面を形成すると、切削屑は、面取り部、或いはすくい面に沿って切り出され、切削誘導面に誘導されずに歯底部に対し大きい角度で当たるようになる。そのため、切削屑はカールせず折り重なるように交互に屈曲してガレットに詰まり、ガレットからの排出に不具合が生じたり、歯先の欠損が生じる場合があった。
【0008】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削屑が良好に排出される鋸刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明は次の構成を有する。
１） 切削の際の移動方向に繰り返し形成された複数の歯を有する帯状であって、
前記複数の歯のうちの少なくとも一歯が、
－５０°以上かつ－２０°以下の負のすくい角で形成されたすくい面と、
前記すくい面と歯底部との間に、前記すくい面を含む仮想平面と交わり、歯元側が前記移動方向の前方側となるよう前記移動方向に対し１４５°以上１７０°以下の角度をなす当て面と、を有する鋸刃である。
２） 前記当て面は、前記仮想平面と交わる位置に対する前方側と後方側とに延在し前記移動方向において少なくとも２ｍｍ以上の範囲に形成されていることを特徴とする１）に記載の鋸刃である。
３） 歯高が３ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする１）又は２）に記載の鋸刃である。
４） 外周部において周方向に繰り返し形成された複数の歯を有する円盤状であって、
前記複数の歯のうちの少なくとも一歯が、
－５０°以上かつ－２０°以下の負のすくい角で形成されたすくい面と、
前記すくい面と歯底部との間に、前記すくい面を含む仮想平面と基準位置で交わり、歯元側が切削方向の前方側となるよう前記基準位置における接線に対し１４５°以上１７０°以下の角度をなす当て面と、を有する鋸刃である。
１） 切削の際の移動方向に繰り返し形成された複数の歯を有する帯状であって、
前記複数の歯のうちの少なくとも一歯が、
－５０°以上かつ－２０°以下の負のすくい角で形成されたすくい面と、
前記すくい面と歯底部との間に、前記すくい面を含む仮想平面と交わり、歯元側が前記移動方向の前方側となるよう前記移動方向に対し１４５°以上１７０°以下の角度をなす当て面と、を有する鋸刃である。
２） 前記当て面は、前記仮想平面と交わる位置に対する前方側と後方側とに延在し前記移動方向において少なくとも２ｍｍ以上の範囲に形成されていることを特徴とする１）に記載の鋸刃である。
３） 歯高が３ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする１）又は２）に記載の鋸刃である。
４） 外周部において周方向に繰り返し形成された複数の歯を有する円盤状であって、
前記複数の歯のうちの少なくとも一歯が、
－５０°以上かつ－２０°以下の負のすくい角で形成されたすくい面と、
前記すくい面と歯底部との間に、前記すくい面を含む仮想平面と基準位置で交わり、歯元側が切削方向の前方側となるよう前記基準位置における接線に対し１４５°以上１７０°以下の角度をなす当て面と、を有する鋸刃である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、切削屑が良好に排出される、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
（実施例）
本発明の実施の形態に係る鋸刃の実施例を、帯鋸刃５１により説明する。
図１は、帯鋸刃５１の一部を示す側面図である。
帯鋸刃５１は、環状に形成されており、帯鋸盤に装着されて循環移動し被切削材を切断する。
帯鋸刃５１は、帯状の胴部５１１と、胴部５１１の幅方向の一方側の縁部に繰り返し形成された複数の歯１を含む歯部５１２と、を有する。
高性能な帯鋸盤に用いられる帯鋸刃５１は、一般的に、胴部５１１と歯部５１２とを合わせた全幅が５４ｍｍ又は６７ｍｍであり、厚さは１．６ｍｍである。
本発明の実施の形態に係る鋸刃の実施例を、帯鋸刃５１により説明する。
図１は、帯鋸刃５１の一部を示す側面図である。
帯鋸刃５１は、環状に形成されており、帯鋸盤に装着されて循環移動し被切削材を切断する。
帯鋸刃５１は、帯状の胴部５１１と、胴部５１１の幅方向の一方側の縁部に繰り返し形成された複数の歯１を含む歯部５１２と、を有する。
高性能な帯鋸盤に用いられる帯鋸刃５１は、一般的に、胴部５１１と歯部５１２とを合わせた全幅が５４ｍｍ又は６７ｍｍであり、厚さは１．６ｍｍである。
【0013】
図１に示されるように、胴部５１１の幅方向長さを胴幅Ｈｗ、歯部５１２の幅方向長さを歯高Ｈｂとする。
説明の便宜のため、胴幅Ｈｗの幅方向中心に、長手方向に延びる仮想の基準線ＬＮ５１を設定する。基準線ＬＮ５１と胴部５１１における歯部５１２の反対側の端面５１３は平行である。
隣接する二つの歯１，１との間の谷形状の部分がガレットＧとなる。
説明の便宜のため、胴幅Ｈｗの幅方向中心に、長手方向に延びる仮想の基準線ＬＮ５１を設定する。基準線ＬＮ５１と胴部５１１における歯部５１２の反対側の端面５１３は平行である。
隣接する二つの歯１，１との間の谷形状の部分がガレットＧとなる。
【0014】
図２は、図１に示された隣接する二つの歯１，１を含むＡ部拡大図である。
帯鋸刃５１の、帯鋸盤における循環移動の移動方向は矢印ＤＲａで示されている。また、移動方向における前後の向きも、矢印ＤＲａに付記されている。移動方向は、鋸刃５１の切削方向である。
帯鋸刃５１の、帯鋸盤における循環移動の移動方向は矢印ＤＲａで示されている。また、移動方向における前後の向きも、矢印ＤＲａに付記されている。移動方向は、鋸刃５１の切削方向である。
【0015】
歯１の先端部位には硬質の切削チップ１１が溶接により接合されている。切削チップ１１は、研磨によって所定の刃先形状に形成されている。
隣接する二つの歯１，１の間のガレットＧにおける谷底となる歯底部１３は、胴部５１１における歯部５１２側の縁部となっている。
隣接する二つの歯１，１の間のガレットＧにおける谷底となる歯底部１３は、胴部５１１における歯部５１２側の縁部となっている。
【0016】
切削チップ１１は、先端部位に面取り部１１ａが形成されている。面取り部１１ａの先端部１１ｔは、歯底部１３から歯高Ｈｂの位置にある。
面取り部１１ａは、歯先側から歯元側に向かうに従って進行方向（矢印ＤＲａ）の前方側に傾斜する面取り面１１ａ１を有して形成されている。
面取り面１１ａ１は、実質的に切削におけるすくい面である。従って、面取り面１１ａ１を含む仮想平面である面取り基準面ＬＮｂと、基準線ＬＮ５１に直交する直交基準面ＬＮｖと、のなす劣角である角度θＡは、負値（－）のすくい角となっている。以下、角度θＡを便宜的にすくい角θＡと称する。面取り面１１ａ１はすくい面１１ａ１とも称する。
面取り部１１ａは、歯先側から歯元側に向かうに従って進行方向（矢印ＤＲａ）の前方側に傾斜する面取り面１１ａ１を有して形成されている。
面取り面１１ａ１は、実質的に切削におけるすくい面である。従って、面取り面１１ａ１を含む仮想平面である面取り基準面ＬＮｂと、基準線ＬＮ５１に直交する直交基準面ＬＮｖと、のなす劣角である角度θＡは、負値（－）のすくい角となっている。以下、角度θＡを便宜的にすくい角θＡと称する。面取り面１１ａ１はすくい面１１ａ１とも称する。
【0017】
切削チップ１１の形状において、先端部１１ｔから後方側は、胴部５１１側に接近するよう傾斜する逃げ面１１ｃとされ、面取り部１１ａから胴部５１１側へは、直交基準面ＬＮｖに概ね平行なチップ前面１１ｂとされている。
【0018】
歯１は、切削チップ１１と歯底部１３とを繋ぐ外形形状において、切削チップ１１側から、連結部１２，繋ぎ部１５ａ，当て部１４，及び繋ぎ部１５ｂを有する。繋ぎ部１５ａ，１５ｂは、それぞれ側面視で滑らかな曲線となる部分であって、歯部５１２に力が付与されたときの応力集中を抑制する。
連結部１２は、端面として概ね直交基準面ＬＮｖに沿った連結面１２ａを有し、当て部１４は、端面として前方側が歯底部１３に接近するように傾斜して延在する当て面１４ａを有する。
図２に示されるように、歯底部１３は、基準線ＬＮ５１と平行に形成されている。歯底部１３を含み基準線ＬＮ５１に平行で紙面に直交する平面を、歯底基準面ＬＮ１３とする。
連結部１２は、端面として概ね直交基準面ＬＮｖに沿った連結面１２ａを有し、当て部１４は、端面として前方側が歯底部１３に接近するように傾斜して延在する当て面１４ａを有する。
図２に示されるように、歯底部１３は、基準線ＬＮ５１と平行に形成されている。歯底部１３を含み基準線ＬＮ５１に平行で紙面に直交する平面を、歯底基準面ＬＮ１３とする。
【0019】
当て部１４の当て面１４ａは、次のように形成されている。
まず、歯底基準面ＬＮ１３から歯先側に所定の距離Ｈａ隔てた位置に、歯底基準面ＬＮ１３と平行に当て位置基準面ＬＮａを設定する。
次に、側面視において、当て位置基準面ＬＮａと面取り面１１ａ１を含む面取り基準面ＬＮｂとの交点を求め、当て部基準位置Ｐ１とする。
当て部基準位置Ｐ１を中心とし、当て位置基準面ＬＮａに対し図２の反時計回り方向に鈍角の当て角θＢをなす面を設定し、当て面１４ａとする。
まず、歯底基準面ＬＮ１３から歯先側に所定の距離Ｈａ隔てた位置に、歯底基準面ＬＮ１３と平行に当て位置基準面ＬＮａを設定する。
次に、側面視において、当て位置基準面ＬＮａと面取り面１１ａ１を含む面取り基準面ＬＮｂとの交点を求め、当て部基準位置Ｐ１とする。
当て部基準位置Ｐ１を中心とし、当て位置基準面ＬＮａに対し図２の反時計回り方向に鈍角の当て角θＢをなす面を設定し、当て面１４ａとする。
【0020】
当て面１４ａは、側面視において、基準線ＬＮ５１の延びる方向の、少なくとも当て部基準位置Ｐ１を含む距離Ｌａとなる範囲が平面となるように形成される。そのため、距離Ｈａは、少なくとも繋ぎ部１５ｂを形成できるように設定する。
【0021】
後述のように、当て部基準位置Ｐ１は距離Ｌａの中央に位置しているとよい。また、距離Ｌａは、２ｍｍ以上にするとよい。
そのため、距離Ｈａは、側面視において、当て部基準位置Ｐ１が、当て面１４ａと繋ぎ部１５ｂとの接続点Ｐ３から基準線ＬＮ５１の延びる方向に１ｍｍ以上の位置となるよう設定するとよい。
そのため、距離Ｈａは、側面視において、当て部基準位置Ｐ１が、当て面１４ａと繋ぎ部１５ｂとの接続点Ｐ３から基準線ＬＮ５１の延びる方向に１ｍｍ以上の位置となるよう設定するとよい。
【0022】
上述の歯１の形状において、すくい角θＡは、－５０°～－２０°の範囲α内で設定されている。また、当て角θＢは、１４５°～１７０°の範囲β内で設定されている。
【0023】
まず、すくい角θＡの範囲αについて、図３及び図４を参照して詳述する。
図３は、負値領域のすくい角θＡ（°）と、切削におけるびびり発生率（％）と、の関係を示すグラフである。切削及び測定の条件は次のとおりである。
被切削材：ＳＵＪ３（高炭素クロム軸受鋼） 丸棒 直径２００（ｍｍ）
切削速度：２００（ｍ／ｍｉｍ）
切削率：４００（ｃｍ２／ｍｉｍ）
測定回数：４本カット分の平均
図３は、負値領域のすくい角θＡ（°）と、切削におけるびびり発生率（％）と、の関係を示すグラフである。切削及び測定の条件は次のとおりである。
被切削材：ＳＵＪ３（高炭素クロム軸受鋼） 丸棒 直径２００（ｍｍ）
切削速度：２００（ｍ／ｍｉｍ）
切削率：４００（ｃｍ２／ｍｉｍ）
測定回数：４本カット分の平均
【0024】
図４は、負値領域のすくい角θＡ（°）と、切削抵抗（×１０３Ｎ）と、の関係を示すグラフである。切削及び測定の条件は次のとおりである。
被切削材：Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼） 丸棒 直径２５０（ｍｍ）
切削速度：６０（ｍ／ｍｉｍ）
切削率：２００（ｃｍ２／ｍｉｍ）
測定回数：５本カット分の平均
被切削材：Ｓ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼） 丸棒 直径２５０（ｍｍ）
切削速度：６０（ｍ／ｍｉｍ）
切削率：２００（ｃｍ２／ｍｉｍ）
測定回数：５本カット分の平均
【0025】
図３に示されるように、すくい角θＡが負値として小さいほど（負値の絶対値が大きいほど）びびり発生率が低下するため、すくい角θＡは負値として小さいほど好ましい。特に－２０°以下では、びびり発生率が３０％以下となってより好ましい。
一方、図４に示されるように、すくい角θＡが負値として小さいほど（負値の絶対値が大きいほど）切削抵抗が増加するため、すくい角θＡは、負値として大きいほど好ましい。切削抵抗は、特にすくい角θＡが－５５°以下で急激に大きくなるので、－５０°以上であるとよい。
これらの結果は、被切削材が鉄系材料であれば同様に得られる。
一方、図４に示されるように、すくい角θＡが負値として小さいほど（負値の絶対値が大きいほど）切削抵抗が増加するため、すくい角θＡは、負値として大きいほど好ましい。切削抵抗は、特にすくい角θＡが－５５°以下で急激に大きくなるので、－５０°以上であるとよい。
これらの結果は、被切削材が鉄系材料であれば同様に得られる。
【0026】
これらの結果から、すくい角θＡは、－５０°以上、かつ－２０°以下の範囲αで設定するとよい。
【0027】
図５は、帯鋸刃５１を用いて被切削材Ｗの切削を行ったときの、切削屑Ｗｔの生成状態を説明するための側面図である。帯鋸刃５１の進行方向(矢印ＤＲａ)は、左方向である。
用いた帯鋸刃５１は、すくい角θＡが範囲α内の－３０°とされ、当て面１４ａの当て角θＢが範囲β内の１５０°とされている。
用いた帯鋸刃５１は、すくい角θＡが範囲α内の－３０°とされ、当て面１４ａの当て角θＢが範囲β内の１５０°とされている。
【0028】
面取り面１１ａ１によって削り取られた切削屑Ｗｔは、面取り面１１ａ１に沿って切り出される（矢印ＤＲｂ）。
当て面１４ａは、面取り面１１ａ１を含む面取り基準面ＬＮｂに対し、当て部基準位置Ｐ１において当接角度θＣで交差する。
当接角度θＣは、この例において、すくい角θＡが－３０°、当て角θＢが１５０°であるから、
当接角度θＣ＝θＢ－｜θＡ｜－９０＝１５０－３０－９０＝３０（°）
と求められる。
当て面１４ａは、面取り面１１ａ１を含む面取り基準面ＬＮｂに対し、当て部基準位置Ｐ１において当接角度θＣで交差する。
当接角度θＣは、この例において、すくい角θＡが－３０°、当て角θＢが１５０°であるから、
当接角度θＣ＝θＢ－｜θＡ｜－９０＝１５０－３０－９０＝３０（°）
と求められる。
【0029】
歯１によって切り出された切削屑Ｗｔは、面取り面１１ａ１に沿う方向に切り出され（矢印ＤＲｂ参照）、当て面１４ａに対し、当接位置Ｐ２において当て面１４ａとのなす角度を、ほぼ当接角度θＣとして当接する。
当接角度θＣは３０°であって、切削屑Ｗｔが、当て面１４ａに対し比較的伏せた姿勢で当接する、いわゆる薄く当接する角度となっている。そのため、切削屑Ｗｔは、当て面１４ａに当接後、曲がりながら滑らかに移動してカール状となる（矢印ＤＲｃ）。
当接角度θＣは３０°であって、切削屑Ｗｔが、当て面１４ａに対し比較的伏せた姿勢で当接する、いわゆる薄く当接する角度となっている。そのため、切削屑Ｗｔは、当て面１４ａに当接後、曲がりながら滑らかに移動してカール状となる（矢印ＤＲｃ）。
【0030】
切削屑Ｗｔが良好にカールする当て角θＢの範囲である範囲βを、実験により明らかにした。範囲βが明らかになったことで範囲βに対応した当接角度θＣの範囲γも求めることができた。
【0031】
図６は、すくい角θＡが－４５°の場合の、当て面１４ａの当て角θＢと切削屑Ｗｔの非カール化率との関係を示すグラフである。非カール化率は、切削屑Ｗｔの所定生成数に対するカール生成失敗の個数比率であって、切削加工中の切削屑生成状態を撮影した映像を観察して求めた。
【0032】
実際の切断加工では、切削屑Ｗｔの全数がカール化しなくても、約半数がカール化すれば目詰まりを生じることなくガレットＧから比較的良好に排出される。すなわち、非カール化率は５０％未満であるとよい。図６に示される結果を得た切削及び測定の条件は次のとおりである。
【0033】
被切削材：ＳＵＪ３（高炭素クロム軸受鋼） 丸棒 直径２００（ｍｍ）
すくい角θＡ：－４５°
切削速度：２００（ｍ／ｍｉｍ）
切削率：４００（ｃｍ２／ｍｉｍ）
測定回数：４本カット分の平均
すくい角θＡ：－４５°
切削速度：２００（ｍ／ｍｉｍ）
切削率：４００（ｃｍ２／ｍｉｍ）
測定回数：４本カット分の平均
【0034】
図６に示されるように、当て角θＢが１４５°～１７０°の範囲βで、非カール化率が４０％以下となり、カール化による切削屑Ｗｔの排出が安定して良好となった。また、当て角θＢが１５０°～１６４°の範囲β２で非カール化率が２０％以下となり、切削屑Ｗｔの排出がより良好となった。
さらなる実験で、当て角θＢが範囲β内にあれば、すくい角θＡが範囲α内のいずれの値であっても、非カール化率が５０％未満、すなわち、カール化率が５０％以上となり、切削屑Ｗｔの排出が良好となることが明らかとなった。
さらなる実験で、当て角θＢが範囲β内にあれば、すくい角θＡが範囲α内のいずれの値であっても、非カール化率が５０％未満、すなわち、カール化率が５０％以上となり、切削屑Ｗｔの排出が良好となることが明らかとなった。
【0035】
次に、切削屑Ｗｔのカール化を、当て面１４ａに当接する切削屑Ｗｔの当接角度θＣの観点から説明する。
切削屑Ｗｔのカール化率は、当接角度θＣに依存する。すなわち、切削屑ＷｔのガレットＧからの排出の良好程度は、当接角度θＣに依存する。
すくい角θＡが範囲α内、かつ当て角θＢが範囲β内にある場合、当接角度θＣの最大値θＣ１は、すくい角θＡが範囲αの最大値の－２０°で、当て角θＢが範囲βの最大値の１７０°のときに得られる。一方、当接角度θＣの最小値θＣ２は、すくい角θＡが範囲αの最小値の－５０°で、当て角θＢが範囲βの最小値の１４５°のときに得られる。
切削屑Ｗｔのカール化率は、当接角度θＣに依存する。すなわち、切削屑ＷｔのガレットＧからの排出の良好程度は、当接角度θＣに依存する。
すくい角θＡが範囲α内、かつ当て角θＢが範囲β内にある場合、当接角度θＣの最大値θＣ１は、すくい角θＡが範囲αの最大値の－２０°で、当て角θＢが範囲βの最大値の１７０°のときに得られる。一方、当接角度θＣの最小値θＣ２は、すくい角θＡが範囲αの最小値の－５０°で、当て角θＢが範囲βの最小値の１４５°のときに得られる。
【0036】
すなわち、
最大値θＣ１＝θＢ－｜θＡ｜－９０＝１７０－２０－９０＝６０（°）
最小値θＣ２＝θＢ－｜θＡ｜－９０＝１４５－５０－９０＝５（°）
となる。
最大値θＣ１＝θＢ－｜θＡ｜－９０＝１７０－２０－９０＝６０（°）
最小値θＣ２＝θＢ－｜θＡ｜－９０＝１４５－５０－９０＝５（°）
となる。
【0037】
当接角度θＣが９０°から遠く０°に近いほど、切削屑Ｗｔは当て面１４ａに近い傾斜姿勢で当接するので、カール化し易いのは明らかである。従って、すくい角θＡが範囲α、かつ当て角θＢが範囲β内にあれば、当接角度θＣが０°を超え６０°以下の範囲γにおいて、切削屑Ｗｔは、当て面１４ａに当接した後、当て面１４ａから繋ぎ部１５ｂの面に沿って良好にカール化される。
【0038】
当接位置Ｐ２は、ばらつきのない理想的な状況では当て部基準位置Ｐ１とほぼ一致する。しかしながら、実際の切削では、当接位置Ｐ２は、切削屑Ｗｔの切り出し方向のばらつきなどによって当て部基準位置Ｐ１に対してずれる場合がある。
上述の切削屑生成状態の観察から、当接位置Ｐ２は、切削屑Ｗｔの切り出し方向のばらつきによって、帯鋸刃５１の進行方向の前後それぞれにばらつくことを確認した。ばらつき量は、前後それぞれ１ｍｍ以下であって、位置のばらつきは、当て部基準位置Ｐ１を中心としてほぼ正規分布となった。
このことから、当て面１４ａは、例えば、当て部基準位置Ｐ１に対し、進行方向の前方向及び後方向それぞれ１ｍｍの２ｍｍを距離Ｌａとした範囲が、少なくとも当て角θＢの平面として延在するよう形成されているとよい。
上述の切削屑生成状態の観察から、当接位置Ｐ２は、切削屑Ｗｔの切り出し方向のばらつきによって、帯鋸刃５１の進行方向の前後それぞれにばらつくことを確認した。ばらつき量は、前後それぞれ１ｍｍ以下であって、位置のばらつきは、当て部基準位置Ｐ１を中心としてほぼ正規分布となった。
このことから、当て面１４ａは、例えば、当て部基準位置Ｐ１に対し、進行方向の前方向及び後方向それぞれ１ｍｍの２ｍｍを距離Ｌａとした範囲が、少なくとも当て角θＢの平面として延在するよう形成されているとよい。
【0039】
以上詳述した帯鋸刃５１は、歯先に硬質の切削チップ１１を備えている。切削チップ１１は、負値のすくい角θＡで形成されたすくい面１１ａ１（面取り面１１ａ１）を有している。すくい面１１ａ１と歯底部１３との間に、すくい面１１ａ１を含む面取り基準面ＬＮｂに対し当接角度θＣで交差する当て面１４ａが形成されている。当て面１４ａは、帯鋸刃５１の進行方向に対し鈍角の当て角θＢをなす。
ここですくい角θＡは、－５０°以上－２０°以下の範囲αで設定され、当て面１４ａは、当て角θＢが１４５°以上１７０°以下の範囲β、又は、当接角度θＣが０°を超え６０°以下の範囲γとなるように設定されている。
ここですくい角θＡは、－５０°以上－２０°以下の範囲αで設定され、当て面１４ａは、当て角θＢが１４５°以上１７０°以下の範囲β、又は、当接角度θＣが０°を超え６０°以下の範囲γとなるように設定されている。
【0040】
すくい角θＡが範囲α内とされていることで、びびり発生率及び切削抵抗が小さくなっている。その上で、当て角θＢが範囲β内、又は当接角度θＣが範囲γ内とされていることで、切削屑Ｗｔのカール化率が高くなっており切削屑Ｗｔはガレットから良好に排出される。
【0041】
本発明の実施例は、上述した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよい。
【0042】
帯鋸刃５１の替わりに切削チップ１１を有していない変形例の帯鋸刃５１Ａとしてもよい。
図７は、帯鋸刃５１Ａの隣接する二つの歯１Ａ，１Ａを含む拡大側面図であり、図２に対応した図である。歯１Ａは、先端に切削チップ１１が接合されてなく、歯先にすくい角θＡなるすくい面１Ａａが形成されている。他の形状及び寸法関係は、帯鋸刃５１と同じである。
この帯鋸刃５１Ａも、帯鋸刃５１と同様の効果を奏する。
図７は、帯鋸刃５１Ａの隣接する二つの歯１Ａ，１Ａを含む拡大側面図であり、図２に対応した図である。歯１Ａは、先端に切削チップ１１が接合されてなく、歯先にすくい角θＡなるすくい面１Ａａが形成されている。他の形状及び寸法関係は、帯鋸刃５１と同じである。
この帯鋸刃５１Ａも、帯鋸刃５１と同様の効果を奏する。
【0043】
図１に示される帯鋸刃５１において、強度確保の観点から、胴幅Ｈｗが全幅である胴幅Ｈｗ＋歯高Ｈｂの８０％以上となるように、歯高Ｈｂを全幅の２０％未満に設定するとよい。これは、帯鋸刃５１Ａでも同様である。
帯鋸刃５１の全幅は、既述のように５４ｍｍ又は６７ｍｍであるから、歯高Ｈｂは、１０ｍｍ以下とするとよい。
また、図１に示されるように、切削屑Ｗｔが良好にカール化した場合の最大径は、歯先線ＬＮｔと歯底部１３とに接する円Ｃｔの直径Ｄｔとなる。この直径Ｄｔは、歯高Ｈｂと等しい。
帯鋸刃５１の全幅は、既述のように５４ｍｍ又は６７ｍｍであるから、歯高Ｈｂは、１０ｍｍ以下とするとよい。
また、図１に示されるように、切削屑Ｗｔが良好にカール化した場合の最大径は、歯先線ＬＮｔと歯底部１３とに接する円Ｃｔの直径Ｄｔとなる。この直径Ｄｔは、歯高Ｈｂと等しい。
【0044】
経験上、歯１による送り１回分の切削による側面視の除去断面積Ｓｂが、カール状の切削屑Ｗｔが占める側面視の最大径での面積Ｓｔの７割を超えると、目詰まりを生じ易くなることが把握されている。
すなわち、除去断面積Ｓｂ≦面積Ｓｔ×０．７であるとよい。
ここで、面積Ｓｔ＝（歯高Ｈｂ）２×π／４である。
また、帯鋸刃５１の切削における送り量を、一般的な軟鋼切削における０．０３ｍｍとし、被切削材の送り１回分の切削長を１５０ｍｍとすると、被切削材の除去断面積Ｓｂは、０．０３×１５０（ｍｍ２）である。
従って、
歯高Ｈｂ≧（０．０３×１５０×（π／４）×０．７）０．５＝２．８６
となる。これにより、歯高Ｈｂは、少なくとも３．０ｍｍ以上にすると目詰まりが生じにくく良好な排出が促進されるのでよい。
既述のように、歯高Ｈｂは、強度の観点では１０ｍｍ以下がよい。これらから、当て部１４を有する帯鋸刃５１におけるガレットＧの深さは、３．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのがよい。これは、帯鋸刃５１Ａについても同様である。
また、帯鋸刃５１，５１Ａは、すべての歯が当て部１４を有するものに限定されない。帯鋸刃５１，５１Ａが備える複数の歯１のうちの、必要な歯１について当て部１４を有するものとしてもよい。すなわち、帯鋸刃５１，５１Ａは、複数の歯１のうちの少なくとも一つの歯が当て部１４を有するものであればよい。
すなわち、除去断面積Ｓｂ≦面積Ｓｔ×０．７であるとよい。
ここで、面積Ｓｔ＝（歯高Ｈｂ）２×π／４である。
また、帯鋸刃５１の切削における送り量を、一般的な軟鋼切削における０．０３ｍｍとし、被切削材の送り１回分の切削長を１５０ｍｍとすると、被切削材の除去断面積Ｓｂは、０．０３×１５０（ｍｍ２）である。
従って、
歯高Ｈｂ≧（０．０３×１５０×（π／４）×０．７）０．５＝２．８６
となる。これにより、歯高Ｈｂは、少なくとも３．０ｍｍ以上にすると目詰まりが生じにくく良好な排出が促進されるのでよい。
既述のように、歯高Ｈｂは、強度の観点では１０ｍｍ以下がよい。これらから、当て部１４を有する帯鋸刃５１におけるガレットＧの深さは、３．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下とするのがよい。これは、帯鋸刃５１Ａについても同様である。
また、帯鋸刃５１，５１Ａは、すべての歯が当て部１４を有するものに限定されない。帯鋸刃５１，５１Ａが備える複数の歯１のうちの、必要な歯１について当て部１４を有するものとしてもよい。すなわち、帯鋸刃５１，５１Ａは、複数の歯１のうちの少なくとも一つの歯が当て部１４を有するものであればよい。
【0045】
本発明の実施の形態に係る鋸刃の実施例及び変形例として、帯鋸刃５１及び帯鋸刃５１Ａを説明したが、鋸刃は円盤状の丸鋸刃であってもよい。
丸鋸刃の場合は、基準線ＬＮ５１を直線ではなく円とする。また、当て位置基準面ＬＮａを基準線ＬＮ５１よりも大径で同心の円とし、歯底部１３を円弧状に延びる面とし、当て角θＢを当て部基準位置Ｐ１における接線となす角度として当て面１４ａを同様に設定することができる。
また、鋸刃の外周部において周方向に繰り返して形成された複数の歯のすべてが上述の当て部１４を有していなくてもよく、複数の歯の一部が有するものであってもよい。
丸鋸刃の場合は、基準線ＬＮ５１を直線ではなく円とする。また、当て位置基準面ＬＮａを基準線ＬＮ５１よりも大径で同心の円とし、歯底部１３を円弧状に延びる面とし、当て角θＢを当て部基準位置Ｐ１における接線となす角度として当て面１４ａを同様に設定することができる。
また、鋸刃の外周部において周方向に繰り返して形成された複数の歯のすべてが上述の当て部１４を有していなくてもよく、複数の歯の一部が有するものであってもよい。
【符号の説明】
【0046】
１，１Ａ 歯
１Ａａ すくい面
１１ 切削チップ
１１ａ 面取り部、 １１ａ１ 面取り面
１１ｂ チップ前面、 １１ｃ 逃げ面、 １１ｔ 先端部
１２ 連結部、 １２ａ 連結面
１３ 歯底部
１４ 当て部、 １４ａ 当て面
１５ａ．１５ｂ 繋ぎ部
５１,５１Ａ 帯鋸刃
５１１ 胴部、 ５１２ 歯部、 ５１３ 端面
Ｃｔ 円
Ｄｔ 直径
Ｇ ガレット
Ｈａ 距離、 Ｈｂ 歯高、 Ｈｗ 胴幅
Ｌａ 距離
ＬＮａ 当て位置基準面、 ＬＮｂ 面取り基準面、 ＬＮｔ 歯先線
ＬＮｖ 直交基準面、 ＬＮ５１ 基準線、 ＬＮ１３ 歯底基準面
Ｐ１ 当て部基準位置、 Ｐ２ 当接位置、 Ｐ３ 接続点
Ｓｂ 除去断面積、 Ｓｔ 面積
Ｗ 被切削材、 Ｗｔ 切削屑
θＡ すくい角（角度）、 θＢ 当て角
θＣ 当接角度、 θＣ１ 最大値、 θＣ２ 最小値
α，β，β２，γ （角度の）範囲
１Ａａ すくい面
１１ 切削チップ
１１ａ 面取り部、 １１ａ１ 面取り面
１１ｂ チップ前面、 １１ｃ 逃げ面、 １１ｔ 先端部
１２ 連結部、 １２ａ 連結面
１３ 歯底部
１４ 当て部、 １４ａ 当て面
１５ａ．１５ｂ 繋ぎ部
５１,５１Ａ 帯鋸刃
５１１ 胴部、 ５１２ 歯部、 ５１３ 端面
Ｃｔ 円
Ｄｔ 直径
Ｇ ガレット
Ｈａ 距離、 Ｈｂ 歯高、 Ｈｗ 胴幅
Ｌａ 距離
ＬＮａ 当て位置基準面、 ＬＮｂ 面取り基準面、 ＬＮｔ 歯先線
ＬＮｖ 直交基準面、 ＬＮ５１ 基準線、 ＬＮ１３ 歯底基準面
Ｐ１ 当て部基準位置、 Ｐ２ 当接位置、 Ｐ３ 接続点
Ｓｂ 除去断面積、 Ｓｔ 面積
Ｗ 被切削材、 Ｗｔ 切削屑
θＡ すくい角（角度）、 θＢ 当て角
θＣ 当接角度、 θＣ１ 最大値、 θＣ２ 最小値
α，β，β２，γ （角度の）範囲
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】