特許 7374417 チップソーのチップ取付構造及び方法

(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】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】チップソーのチップ取付構造及び方法

(51)【国際特許分類】

   B24D 3/00 20060101AFI20231030BHJP

   B23D 61/18 20060101ALI20231030BHJP

   B24D 5/08 20060101ALI20231030BHJP

   B24D 99/00 20100101ALI20231030BHJP

   B24D 3/06 20060101ALI20231030BHJP

   B28D 1/04 20060101ALI20231030BHJP

   B28D 1/06 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

B24D3/00 310F

B23D61/18

B24D5/08

B24D99/00 C

B24D3/00 320B

B24D3/06 A

B28D1/04 Z

B28D1/06

B24D3/00 340

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019108617

(22)【出願日】2019-06-11

(65)【公開番号】P2020199599

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-05-30

(73)【特許権者】

【識別番号】591282205

【氏名又は名称】島根県

(73)【特許権者】

【識別番号】391016509

【氏名又は名称】株式会社守谷刃物研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100081673

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100141483

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 生吾

(72)【発明者】

【氏名】瀧山 直之

(72)【発明者】

【氏名】名原 啓博

(72)【発明者】

【氏名】植田 優

(72)【発明者】

【氏名】若槻 博美

(72)【発明者】

【氏名】山根 康太

(72)【発明者】

【氏名】永田 廉

【審査官】大光 太朗

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１２－５３２７８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｄ ３／００

Ｂ２３Ｄ ６１／１８

Ｂ２４Ｄ ５／０８

Ｂ２４Ｄ ９９／００

Ｂ２４Ｄ ３／０６

Ｂ２８Ｄ １／０４

Ｂ２８Ｄ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具本体となるブレード（２）に多数のチップ（１）を所定間隔毎に取付け、上記チップ（１）をチップ（１）に対応したブレード（２）側の受溝（１６）に圧入固定したチップソーのチップ取付構造であって、上記チップ（１）の取付面側に突設形成された脚部（１２ａ）の少なくとも一部が上記受溝（１６）内への圧入により該受溝（１６）の形状に沿って塑性変形する変形部（１２ｂ）を形成し、前記チップ（１）がブレード（２）側に抜き取り可能に係止されるとともに、チップ（１）の取付面側にブレード（２）を挿入するスリット（１１）を設け、該スリット（１１）内に下向きの脚部（１２ａ）を突設したチップソーのチップ取付構造。

【請求項2】

チップ（１）に複数本の脚部（１２ａ）を設け、該脚部（１２ａ）の先端に変形部（１２ｂ）を設けるとともに、受溝（１６）内の底部に圧入により該変形部（１２ｂ）を受け入れて変形させる変形溝（１６ｂ）を設けた請求項１に記載のチップソーのチップ取付構造。

【請求項3】

少なくとも２本の脚部（１２ａ）を設け、該２本の脚部（１２ａ）の先端に設けた変形部（１２ｂ）がハ字形に末広がりに変形してなる請求項１又は２に記載のチップソーのチップ取付構造。

【請求項4】

チップ（１）がワーク（３）の加工に関わる加工作用面側の研削層（７）と該研削層（７）を一体的に付着させるチップ本体（６）とからなり、少なくとも脚部（１２ａ）を塑性変形可能な軟質材で形成した請求項１～３のいずれかに記載のチップソーのチップ取付構造。

【請求項5】

研削層（７）が硬質の粒状物からなる研削材（９）と軟質の金属材料を含み、チップ本体（６）と焼結結合された請求項４に記載のチップソーのチップ取付構造。

【請求項6】

研削材（９）が粒状のダイヤモンドである請求項５に記載のチップソーのチップ取付構造。

【請求項7】

金属材料又は金属材料とチップ本体（６）の材料がＣｕを主成分としＳｎを１～３０ｗｔ％，Ｎｉを０～１０ｗｔ％含む請求項５又は６に記載のチップソーのチップ取付構造。

【請求項8】

工具本体からなるブレード（２）の端縁に所定間隔毎に予めチップ取付用の多数の受溝（１６）を切欠形成し、該受溝（１６）に加工作用面に研削層（７）を設けたチップ（１）を圧入固定するチップの取付方法であって、上記研削層（７）と一体形成されたチップ本体（６）に突設した取付用の脚部（１２ａ）を上記受溝（１６）に圧入する際に、脚部（１２ａ）側に設けた変形部（１２ｂ）を受溝（１６）内の変形溝（１６ｂ）に圧入することにより該変形溝（１６ｂ）の形状に沿って塑性変形させてチップ（１）をブレード（２）に係止固定するチップソーのチップ取付方法。

【請求項9】

チップ本体（６）に突設した少なくとも２個の変形部（１２ｂ）の先端を圧入時に互に逆向きに変形させ、チップ抜き取り時には上記各変形部（１２ｂ）を復元方向に且つ抜き取り可能に再変形させる請求項８に記載のチップソーのチップ取付方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は主としてコンクリート成型物や石材グラスファイバー製品，カーボン繊維製品，鉱物質の材料等の硬質材の切断加工に適するチップソーのチップ取付構造及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に例えば上記のような硬質材の切断には、特許文献１に示すバンドの側端にダイヤモンドチップを付設したダイヤモンドチップソーや、特許文献２に示す円板状の台金にチップを取付けたチップソーが知られている。

【0003】

上記チップソーにおいては、超硬金属の焼結体チップ又はダイヤモンドを含む焼結体チップを工具本体にロウ付やレーザー溶接等により接合して製造するほか、ダイヤモンドを電着により分散メッキして固着させる方法が知られている。

【0004】

その他特許文献３に示すように硬質の刃先材料の焼結材を焼成型に収容し、硬質のチップ本体材料を充填して再焼成したものを、鋸板に圧入嵌合して取付ける木工用バンドソーが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平５－３３７９３３号公報

【文献】特開２０１３－１９３２００号公報

【文献】特開２０１０－２３４４９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし上記特許文献１～２のチップソーはチップの高温高圧下での焼成等のために大掛かりな生産設備を必要とし、チップの取付けをろう付等によって行うため作業工程も多く作業性も悪いという問題があった。

【0007】

また特許文献３のチップは着脱交換可能な嵌込み式なのでチップの装着や取外しが簡単に行える利点があるが、石材やコンクリートの切断ではチップ自体に多大な負荷が掛り、固着力に問題があるほか、チップ自体は刃先部の一次成形（焼成）と、本体部材料を充填した二次成形（焼成）の２回の焼成を行い、差込み固定のための寸法管理にも難点があった。その他石材やコンクリート材等の硬質材の切断には、ブレードに対するチップの圧入嵌合のみではチップの固定力が不十分であった。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための本発明は、第１に工具本体となるブレード２に多数のチップ１を所定間隔毎に取付け、上記チップ１をチップ１に対応したブレード２側の受溝１６に圧入固定したチップソーのチップ取付構造であって、上記チップ１の取付面側に突設形成された脚部１２ａの少なくとも一部が上記受溝１６内への圧入により該受溝１６の形状に沿って塑性変形する変形部１２ｂを形成し、前記チップ１がブレード２側に抜き取り可能に係止されるとともに、チップ１の取付面側にブレード２を挿入するスリット１１を設け、該スリット１１内に下向きの脚部１２ａを突設したことを特徴としている。

【0009】

第２に、チップ１に複数本の脚部１２ａを設け、該脚部１２ａの先端に変形部１２ｂを設けるとともに、受溝１６内の底部に圧入により該変形部１２ｂを受け入れて変形させる変形溝１６ｂを設けたことを特徴としている。

【0010】

第３に、少なくとも２本の脚部１２ａを設け、該２本の脚部１２ａの先端に設けた変形部１２ｂがハ字形に末広がりに変形してなることを特徴としている。

【0011】

第４に、チップ１がワーク３の加工に関わる加工作用面側の研削層７と該研削層７を一体的に付着させるチップ本体６とからなり、少なくとも脚部１２ａを塑性変形可能な軟質材で形成したことを特徴としている。

【0012】

第５に、研削層７が硬質の粒状物からなる研削材９と軟質の金属材料を含み、チップ本体６と焼結結合されたことを特徴としている。

【0013】

第６に、研削材９が粒状のダイヤモンドであることを特徴としている。

【0014】

第７に、金属材料又は金属材料とチップ本体６の材料がＣｕを主成分としＳｎを１～３０ｗｔ％，Ｎｉを０～１０ｗｔ％含むことを特徴としている。

【0015】

第８に、工具本体からなるブレード２の端縁に所定間隔毎に予めチップ取付用の多数の受溝１６を切欠形成し、該受溝１６に加工作用面に研削層７を設けたチップ１を圧入固定するチップの取付方法であって、上記研削層７と一体形成されたチップ本体６に突設した取付用の脚部１２ａを上記受溝１６に圧入する際に、脚部１２ａ側に設けた変形部１２ｂを受溝１６内の変形溝１６ｂに圧入することにより該変形溝１６ｂの形状に沿って塑性変形させてチップ１をブレード２に係止固定することを特徴としている。

【0016】

第９に、チップ本体６に突設した少なくとも２個の変形部１２ｂの先端を圧入時に互に逆向きに変形させ、チップ抜き取り時には上記各変形部１２ｂを復元方向に且つ抜き取り可能に再変形させることを特徴としている。

【発明の効果】

【0017】

以上のように構成される本発明のチップ取付構造及び方法によれば、次のような効果を奏する。
（１）チップに突設した脚部の塑性変形による変形部が、ブレード側の受溝内に係止されるので、石材やコンクリート材等の硬質材の切断に際してもチップの固定力が維持されて耐久性が高く且つ抜き取り時には上記変形部が塑形状に復元変形するので、チップの着脱交換も容易である。

【0018】

（２）ブレードがチップのスリット内に挿入されて被覆状態で固着されるので、チップの固着も安定し、十分な切断幅も確保できる。

【0019】

（３）チップが研削層とチップ本体とからなるので、チップ本体側の材質を加工条件その他により変更することにより、各種条件に応じたチップが出来るほか、チップの十分な切断能力と、チップの固定力とを各別に確保でき且つチップの脚部の塑性変形による係止も可能となる。
その他の効果は実施の形態の説明中で明らかにする。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明を適用したバンドソーにより石材，コンクリート材等のワークを研削する状態を示す断面図である。

【図2】バンドソーのチップ取付状態を示す部分拡大図である。

【図3】チップに対するダイヤモンドの付着構造を示す拡大断面図である。

【図4】（Ａ），（Ｂ）はダイヤモンドチップの構造とバンドソーブレードへの取付方法を示す側面部分拡大断面図と端面部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図１は本発明を適用したバンドソーで石材又はコンクリート材等のワークを研削加工する作業状態を示す正面図で、多数のダイヤモンドチップ１を所定ピッチ毎に固着したバンドソーの工具本体であるブレード２に対して、板状又はブロック状のワーク３を押接しながら送り作動させて研削切断する上体を示しており、送り作動はワーク３又はバンドソー側のいずれか一方又は両方であっても良い。４はワーク３に形成された切断溝である。

【0022】

チップ１は図２に示すようにチップ本体（基材）６部分をブレード２の研削端側に後述するように嵌着固定されており、その研削（加工）作用面には研削層７が全面にわたって付着固定して形成されている。研削層７は図３に示されるように、チップ本体６の研削作用面に予め形成された横断方向（チップ１の研削作動方向）と略直角に交差する方向の角溝状の凹凸８（凹部８ａ，凸部８ｂ）に沿ってチップ本体６と交互に入り込み合う断面状態で付着しており、全体が焼結処理により一体的に形成されている。

【0023】

上記チップ１の製造に際して、チップ本体６は図４に示すブロック状又は側面視テーブル状の構造で予め射出成形又はプレス成形等によって成形された未焼結のものを用いており（チップ本体６の全体構造等については後述する）、ワーク３の研削加工に関わる加工作用面の角溝８ａを埋めて被覆するように研削材９入りの研削層７が形成されている。上記凹凸８は研削層７のチップ本体６に対する固着強度（脱落防止）と層厚を確保するために有用である。上記凹部８ａは必ずしも角溝である必要はなく、さらに研削方向に沿った角度に形成されていても良い。

【0024】

この研削層７はダイヤモンド粒，セラミック粒，鉱物粒又はこれらを混合した硬質の研削材９と、金属粉末を流動パラフィン，ワセリン，油脂，合成樹脂等のバインダーとを混合した液状又はペースト状の混合物を、未焼結のチップ本体６の凹凸８に塗布又は浸漬（ディッピング）することにより付着乾燥させ、これをチップ本体６とともに、例えば１０００℃前後の加熱下で焼結処理して接合し、一体化させたものである。これらの金属は、ダイヤモンドとの固溶や化合物の生成をもたらさないので、砥粒（研削材）としてのダイヤモンドの機能を妨げない利点がある。

【0025】

上記混合物に加える金属粉末は、本例ではＣｕ（銅）を主成分とするが、Ｓｎ（錫）１～３０ｗｔ％，Ｎｉ（ニッケル）０～１０ｗｔ％の範囲で、ワーク３の加工寸法硬度その他の材質等の加工条件に応じて添加量を調節して調合する。

【0026】

また射出成形材であるチップ本体６の材料も上記金属粉末と同一材料にすることが、混合物との付着強度を高め、後述する工具本体への嵌合固定を容易確実にする上では望ましいが、逆にこれらの機能の確保ができれば、チップ本体６の材質はこれに限定されるものではない。混合物中の金属成分の材質として上記のような金属を選択することにより、研削材９の保持を確実にし、研削（切断）作業中の研削性能の向上を図る効果もある。

【0027】

次に上記チップ１の形状とバンドソーの工具本体（ブレード）２に対する脱着機構について説明すると、図４，図２はチップ１の構造とブレード２への取付構造を示している。チップ本体６は図４に示すように同図上面の凹凸８を備えた加工作用面に既述の研削層７を形成しており、本例では肉厚０．８００ｍｍ，全長５．００ｍｍ，全高１．５０ｍｍのサイズで、肉厚の中心には、ブレード２を挿入する０．３５ｍｍ幅で３．００ｍｍ深さの下部開放型の角溝状のスリット１１が形成されるとともに、スリット１１の内部にはスリット幅と同一厚みで同図左右幅４．００ｍｍのゲート状の差込部１２が左右２本の脚部１２ａを備えて下向きに突出形成されている。スリット１１の溝幅は圧入による嵌合固定のためにブレード２の板厚より僅かに小サイズ嵌め合い公差にしてある。

【0028】

脚部１２ａは図示するように下端部が細く角柱状の変形部１２ｂを形成し、上方の基端部は台形状に太く形成され、左右幅の中央は台形状の山形のスリット１３となっている他、上記変形部１２ｂは、スリット１１の前後両側壁１４の下端より０．７５ｍｍ程度下向きに突出するように形成されている。

【0029】

他方、ブレード２の一側端側には、上記チップ本体６のスリット１１，１３と差込部１２に対応した形状の差込溝（受溝）１６が、チップ１の取付ピッチ毎に形成されている。但し、上記受溝１６における下端両側の脚受溝１６ａの下端部は、上記スリット１３の傾斜面に対応する台形の山形部の左右の傾斜面に沿ってハ字形に末広がりに開く方向に形成された変形溝（係止溝）１６ｂとなっている。

【0030】

上記チップ１は、図４（Ａ）に示すようにブレード２の受溝１６に差込部１２を差込む方向（矢印ａ₁方向）に押圧しながら差込むことによってブレード２に圧着状態で取付けられる。チップ１を最深部まで差込む途中で、チップ本体６から直角方向に下向きに突出している変形部１２ｂが受溝１６の末広がりの傾斜面に当接すると、押圧力により該傾斜面に沿って外側に向って押広げられ、脚受溝１６ａの下端部の変形溝１６ｂに案内され且つその形状に沿う形で塑性変形し、ブレード２に対してかしめ固定され、抜け出し方向に対して係止される。図４（Ａ）に示すようにこの時変形溝１６ｂ底面と変形部１２ｂの下端との間には僅かなクリアランスが確保される。

【0031】

ブレード２に対するチップ１の上記のような圧入嵌合により、チップ１は研削作動方向に対しては受溝１６の前後内壁面で受け止め係止され、チップ１の抜け出し（脱落）方向に対しては変形部１２ｂと変形溝１６ｂとの係止によって固定される。２本の変形溝１６ｂ及び変形後の変形部１２ｂの形状は、図示するハ字形に限らず、互に逆向きに変形していることが望ましいので、内向きの傾斜方向でも良い。

【0032】

その結果ブレード２の受溝１６には、チップ１の前後両側壁１４と研削層７側とがブレード断面に被さる形で嵌合固着され、図１のワーク３の切断加工に耐える固着強度の確保ができる。他方、チップ１の研削層７が使用により摩耗した時は、チップ１を図２，図４で上向き方向に引抜くことにより、変形部１２ｂが逆変形しながら受溝１６から抜取られ、新しいチップ１との交換着脱が可能となる。

【0033】

ちなみにチップ本体６の材料は、焼結処理の結果物において、脚部１２ａの特に変形部１２ｂが差込圧入時に上記のように塑性変形しながら密接圧着され且つ切断作業時にチップ係止（固定）強度を保持し、抜き取り時には逆形状（ハ字形が元通りの平行又は平行に近い形）に再変形できる材質（例えばＨＶ８０～１２０）であれば足りる。

【0034】

また研削材９としては粒子状のダイヤモンドが最も望ましいが、コストやワークの材質その他の加工条件に応じてセラミックやその他の鉱物を用いることも可能であり、特に研削層の耐摩耗性向上のためにはダイヤモンド粒と混合した方が有効性が高い。

【0035】

この発明は上記実施形態で示したバンドソー以外に工具本体にブレードを備えたジグソー，チェンソー，ホルソー，丸鋸型（回転式）チップー等にも応用できるものである。

【符号の説明】

【0036】

１ チップ
２ 工具本体（ブレード）
３ ワーク
６ 基材（チップ本体）
７ 研削層
８ 凹凸（８ａ：角溝状の凹部，８ｂ：凸部）
９ 研削材（ダイヤモンド粒）
１１ スリット
１２ 差込部
１２ａ 脚部
１２ｂ 変形部
１３ スリット
１４ 側壁
１６ 受溝（差込溝）
１６ａ 脚受溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】