特許 7559046 チップソー及びチップソーの製造方法

(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】2024-09-20

(45)【発行日】2024-10-01

(54)【発明の名称】チップソー及びチップソーの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23D 61/02 20060101AFI20240924BHJP

   B23D 47/00 20060101ALI20240924BHJP

   B27B 33/08 20060101ALI20240924BHJP

   B28D 1/04 20060101ALI20240924BHJP

【ＦＩ】

B23D61/02 Z

B23D47/00 E

B27B33/08 A

B28D1/04 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022505962

(86)(22)【出願日】2021-03-03

(86)【国際出願番号】 JP2021008089

(87)【国際公開番号】W WO2021182213

(87)【国際公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-09-13

(31)【優先権主張番号】P 2020043845

(32)【優先日】2020-03-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000165398

【氏名又は名称】兼房株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】淺香 慶一

(72)【発明者】

【氏名】渡部 友朗

【審査官】荻野 豪治

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１４１８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０２２１５３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開平０６－０７１１１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－０９８２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４２４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－２０１１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５２８８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１７８３０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０６０４１２０８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５００１７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３３７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第４７６６７９４（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５０３６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２３Ｄ ４５／００ － ６５／０４

Ｂ２７Ｂ ３３／０８

Ｂ２８Ｄ １／００ － ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

切断時に用いられるチップソーであって、
円盤状の台金と、
前記台金の外周に接合される複数の切削用チップと、
前記複数の切削用チップの相互間の周方向のピッチを有し、
前記ピッチは、最大ピッチと、最小ピッチを含み、前記最大ピッチの大きさと前記最小ピッチの大きさの比率が３倍以上であり、すべての前記ピッチは、互いに素の関係であるチップソー。

【請求項2】

請求項１に記載のチップソーであって、
前記複数の切削用チップは、前記ピッチを構成する第１チップと第２チップを含み、前記第１チップと前記第２チップがそれぞれ前記台金の本体から径方向外方に突出する第１刃体と第２刃体のそれぞれに接合され、
前記第１刃体と前記第２刃体の間には、前記台金の前記本体から径方向外方に突出しかつ切削用チップが接合されていないダミー刃体が設けられ、
前記ダミー刃体と前記第１刃体の間、および前記ダミー刃体と前記第２刃体の間のそれぞれに前記切削用チップを研磨する際に使用される送り棒が挿入される挿入凹部が形成されているチップソー。

【請求項3】

請求項１または２に記載のチップソーであって、
第１ピッチと第２ピッチと第３ピッチを含む前記ピッチで配置された複数の隣接する前記切削用チップからなるチップ組を複数有し、
前記第１ピッチと前記第２ピッチと前記第３ピッチのそれぞれの大きさの差は、（１０／前記複数の切削用チップの個数）°以上であるチップソー。

【請求項4】

チップソーの製造方法であって、
円盤状の台金に接続される複数の切削用チップの相互間の周方向の複数のピッチ中のすべての前記ピッチが互いに素であり、かつ前記複数のピッチ中の最大ピッチの大きさと最小ピッチの大きさの比率が３倍以上であるように前記各ピッチを求め、
前記各ピッチにおいて前記複数の切削用チップを前記台金の外周に接合する、チップソーの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の１つの形態は、チップソー及びチップソーの製造方法に関する。チップソーは、例えば木材及び木質材料、外壁等の窯業系材料、パイプ等の鉄鋼材料やアルミニウム等の非鉄金属材料の被削材を切断する。

【背景技術】

【0002】

チップソーは、円盤状の台金と、台金の外周に接合された複数の切削用チップを有する。切削用チップは、例えば超硬合金や多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）焼結体で構成される。切削用チップは台金の周方向に所定の間隔（ピッチ）を空けて配置される。切削用チップは、台金の周方向にすくい面が向く姿勢で台金に接合される。チップソーを台金の円盤状の中心を通る軸回りに回転させることで、切削用チップのすくい面の端縁の切れ刃が被削材を切削する。複数の切削用チップが被削材を断続的に切削して被削材に溝を形成する。これによりチップソーで被削材を切断できる。

【0003】

各切削用チップは、被削材を切削する際に被削材から切削抵抗を受ける。切削抵抗の台金の厚み方向（横方向）の成分は、チップソーを横方向に加振して切削振動を生じさせる。加振力は、ピッチを空けて配置された各切削用チップが被削材を切削するたびに断続的に発生する。各切削用チップが被削材を切削するたびに発生する加振力の断続周波数（Ｈｚ）は、下記の式（１）によって求められる。

【0004】

（式１）断続周波数（Ｈｚ）＝｛３６０×回転数（ｒｐｍ）｝／｛６０×ピッチ（°）｝
切削振動を引き起こす加振周波数は、多くの場合に断続周波数、または断続周波数の整数倍の高調波の周波数、または断続周波数の整数分の１倍の低調波の周波数である。加振周波数とチップソーの固有振動数が一致すると、共振現象によってチップソーに大きい切削振動が発生する。チップソーの切削振動が大きくなると、切削動力や切削騒音が増加する。さらに被削材に柄飛び等の欠損が生じ易くなるため、被削材の切断品質が悪化し得る。

【0005】

加振周波数とチップソーの固有振動数の一致を抑制できるランダムピッチのチップソーが従来提供されている。特許第３０３０７０５号公報と特許第６４７２８７５号公報には、ランダムピッチのチップソーが開示されている。ランダムピッチのチップソーでは、各ピッチの大きさにばらつきが設けられている。そのため各切削用チップと対応する各断続周波数にばらつきが生じる。これにより加振周波数が分散され、チップソーの固有振動数と一致する加振周波数による加振力を抑制できる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のランダムピッチのチップソーでは、加振周波数の分散に改良の余地があった。例えば、下記の現象は従来知られていなかったが、この度、発明者が下記の現象を発見した。すなわち加振周波数による加振力は、断続周波数を中心とする狭い周波数領域に集中する傾向がある。そのため加振周波数のピークとチップソーの固有振動数が一致する際に、切削振動の振幅が大きくなる場合がある。そこで切削振動を効果的に抑制できるチップソーをこの度、提案する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の１つの特徴によればチップソーは、切断時に用いられる。チップソーは、円盤状の台金と、台金の外周に接合される複数の切削用チップを有する。複数の切削用チップの相互間には、周方向のピッチが形成される。ピッチは、最大ピッチと、最小ピッチを含み、最大ピッチの大きさと最小ピッチの大きさの比率は３倍以上である。

【0008】

断続周波数は、切削用チップのピッチと反比例の関係がある。そのため断続周波数の最大値と最小値の比率も３倍以上になる。これにより加振周波数は、広い周波数領域で分散される。そのためチップソーの固有振動数と一致する加振周波数による加振力を小さくできる。かくしてチップソーの切削振動を効果的に抑制できる。

【0009】

本開示の他の特徴によれば複数の切削用チップの配置が、台金の円盤状の中心を通る回転軸に対し、回転非対称である。ここで回転非対称とは、回転軸を中心に回転させる際に３６０°回転させないと同じ形状にならない性質を示す。したがって断続周波数の非周期性が大きくなる。そのため加振周波数をより分散し易い。これにより加振周波数による加振力を更に分散して小さくできる。

【0010】

本開示の他の特徴によれば複数の切削用チップは、ピッチを構成する第１チップと第２チップを含む。第１チップと第２チップがそれぞれ台金の本体から径方向外方に突出する第１刃体と第２刃体のそれぞれに接合される。第１刃体と第２刃体の間には、台金の本体から径方向外方に突出しかつ切削用チップが接合されていないダミー刃体が設けられる。ダミー刃体と第１刃体の間、およびダミー刃体と第２刃体の間のそれぞれに切削用チップを研磨する際に使用される送り棒が挿入される挿入凹部が形成される。

【0011】

なお切削用チップは、例えば研磨位置に位置決めされて回転する砥石を近づけられることで研磨される。複数の切削用チップは、台金を所定の角度で回転させることで研磨位置へ順に送られる。例えば送り棒を台金の挿入凹部に挿入させかつ台金の周方向に沿って移動させる。これにより台金が所定の角度分だけ回転する。したがって挿入凹部を所定のピッチの間に設けることで、ピッチの最大値よりも小さい角度で送り棒によって台金を回転させることができる。これにより切削用チップをスムーズに効率良く研磨することができる。

【0012】

本開示の他の特徴によればチップソーは、円盤状の台金と、台金の外周に接合される複数の切削用チップを有する。複数の切削用チップの相互間には、周方向のピッチが形成される。ピッチの比が互いに素の関係の第１ピッチと第２ピッチと第３ピッチを含む。

【0013】

断続周波数は、切削用チップのピッチと反比例の関係がある。そのため少なくとも３つの大きさのピッチによって各断続周波数が分散される。しかも各断続周波数の比がそれぞれ互いに素の関係になっている。異なる断続周波数の高調波が重なる場合は、互いの公倍数の周波数となる場合である。互いに素の関係である断続周波数の公倍数は、非常に大きい周波数となる。大きい周波数での切削振動は発生し難いことから、チップソーの切削振動を抑制できる。

【0014】

本開示の他の特徴によればチップソーは、第１ピッチと第２ピッチと第３ピッチを含むピッチで配置された複数の隣接する切削用チップからなるチップ組を複数有する。したがって互いに素の関係である少なくとも３つの大きさのピッチの組合せによって各断続周波数が分散される。さらにチップソーは、チップ組を繰り返し有することで形成し易い。また切削用チップが多いチップソーは、全てのピッチを互いに素の関係で設定すると各ピッチの差が小さくなり易い。そこでチップ組の繰り返しを許容することにより、互いに素の関係である各ピッチの差を所定以上に大きくできる。これによりチップソーの固有振動数と一致する加振周波数による加振力を小さくできる。

【0015】

本開示の他の特徴によれば第１ピッチと第２ピッチと第３ピッチのそれぞれの大きさの差は、（１０／複数の切削用チップの個数）°以上である。したがって各断続周波数の大きさに所定以上の差を設けることができる。そのため各断続周波数が互いに近づくことを抑制できる。これによりチップソーの固有振動数と一致する加振周波数による加振力を小さくできる。

【0016】

本開示の他の特徴は、チップソーの製造方法に関する。円盤状の台金に接続される複数の切削用チップの相互間の周方向の各ピッチの比が少なくとも３つの互いに素である整数を含むように各ピッチを求める。各ピッチにおいて複数の切削用チップを台金の外周に接合する。断続周波数は、切削用チップのピッチと反比例の関係がある。そのため少なくとも３つの大きさのピッチによって各断続周波数が分散される。しかも各断続周波数の比がそれぞれ互いに素の関係になっている。異なる断続周波数の高調波が重なる場合は、互いの公倍数の周波数となる場合である。互いに素の関係である断続周波数の公倍数は、非常に大きい周波数となる。大きい周波数での切削振動は発生し難いことから、チップソーの切削振動を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１実施形態に係るチップソーの正面図である。

【図2】図１中ＩＩ部分の拡大正面図である。

【図3】第１実施形態に係るチップソーのピッチを示す表である。

【図4】ピッチ比率と切削振動の最大振幅を示すグラフである。

【図5】実験例１のチップソーのピッチを示す表である。

【図6】実験例２のチップソーのピッチを示す表である。

【図7】実験例３のチップソーのピッチを示す表である。

【図8】実験例４のチップソーのピッチを示す表である。

【図9】実験例５のチップソーのピッチを示す表である。

【図10】実験例６のチップソーのピッチを示す表である。

【図11】実験例７のチップソーのピッチを示す表である。

【図12】実験例３のチップソーの切削振動を示すグラフである。

【図13】実験例４のチップソーの切削振動を示すグラフである。

【図14】実験例５のチップソーの切削振動を示すグラフである。

【図15】実験例６のチップソーの切削振動を示すグラフである。

【図16】実験例７のチップソーの切削振動を示すグラフである。

【図17】等ピッチのチップソーの切削振動を示すグラフである。

【図18】ピッチの違いによる断続周波数と加振力の関係を示すグラフである。

【図19】図１８に示す各チップソーのピッチを概略的に示す図である。

【図20】切削用チップの研磨処理を概略的に示す斜視図である。

【図21】チップソーの製作のフローチャートである。

【図22】第２実施形態に係るチップソーの正面図である。

【図23】第２実施形態に係るチップソーのピッチを示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本開示の第１実施形態を図１～２１に基づいて説明する。図１に示すようにチップソー１は、円盤状の台金２と、台金２の外周に接合される複数の切削用チップ１０を有する。チップソー１は、例えば複数の台金２を接合させた構成ではなく、切断時に単体で用いられる。チップソー１は、例えば充電バッテリ式の電動丸のこや定置式のチップソー切断機等の切削工具に回転可能に装着される。チップソー１は、台金２を回転させて各切削用チップ１０で被削材に溝を形成し、最終的に被削材を切断する。被削材は、例えば木材及び木質材料、樹脂系材料、複合材料、あるいはサイディングボード等の窯業系材料である。あるいは被削材は、炭素鋼、一般構造圧延鋼、クロムモリブデン鋼、ステンレス鋼、鋳鉄等の鉄鋼材料、あるいは例えばアルミ及びアルミ合金、銅及び銅合金等の非鉄金属である。

【0019】

図１に示すように台金２の中心部には台金２の板厚方向に貫通する略円形の取付孔３が設けられる。取付孔３に切削工具の回転軸が挿入されて、チップソー１が切削工具に装着される。切削工具の回転軸が回転することで、台金２の中心２ａを中心としてチップソー１が図１において時計回りに回転する。台金２の周縁には、台金２の径方向外方に突出する複数の突出部４，７が所定の間隔を有して設けられる。突出部４は、チップソー１の回転方向前方の端部に矩形状に切欠かれたチップシート６を有する。チップシート６に切削用チップ１０が接合される。

【0020】

図１に示すように突出部（ダミー刃体）７は、突出部（第１刃体）４ａと突出部（第２刃体）４ｂの間に設けられる。第１刃体４ａと第２刃体４ｂには、切削用チップ（第１チップ）１０ｄと切削用チップ（第２チップ）１０ｅがそれぞれ接合される。ダミー刃体７は、チップシート６を有さずに台金２の径方向外方に突出する。そのためダミー刃体７には、切削用チップ１０が接合されていない。突出部４，７の間には、周方向に窪む歯室（挿入凹部）５が形成される。そのため歯室５は、隣接する突出部４同士、隣接する第１刃体４ａとダミー刃体７の間、あるいは隣接する第２刃体４ｂとダミー刃体７の間に設けられる。歯室５は、台金２の周方向に所定角度の間隔で設けられる。台金２の円盤面には、歯室５から台金２の径方向内方へ延びる外部スリット８が複数設けられる。外部スリット８は設けられていなくても良い。外部スリット８に加えてまたは外部スリット８の代わりに内部スリットを設ける場合がある。内部スリットは、両端が台金２の中央領域に位置し、例えば歯室５に対して開放していない。

【0021】

図２に示すように切削用チップ１０は、チップソー１の回転方向前方にすくい面１０ａを有する。切削用チップ１０は、台金２の径方向外方に逃げ面１０ｂを有する。すくい面１０ａと逃げ面１０ｂの交差する部分に切れ刃１０ｃが形成される。各切れ刃１０ｃは、径方向において同じ高さに設定されている。各切削用チップ１０は、周方向にピッチ１１を空けて配置される。ピッチ１１は、台金２の中心２ａ（図１参照）を中心とする周方向の角度である。ピッチ１１は、例えば中心２ａと各切削用チップ１０の切れ刃１０ｃを通る仮想線を想定した際に、隣接する各仮想線間の角度である。チップソー１の外径は、例えば５０～２００ｍｍである。外径が１２５ｍｍのチップソー１において、ピッチの１°は周方向長さ１．０９ｍｍに相当する。

【0022】

図１に示すようにチップソー１は、１０個の各切削用チップ１０の間に１０個のピッチ１１ａ～１１ｊを有する。ピッチ１１ａ～１１ｊは、例えば図３に示す製作時角度で設定される。ピッチ１１ａ～１１ｊは、ピッチ１１ａからチップソー１の回転方向前方へ向けて順番に１３：５３：１７：４７：１９：４３：２３：３７：２９：３１の比の関係である。すなわちピッチ１１ａ～１１ｊは、全刃互いに素の関係である。最大のピッチ１１ｂと最小のピッチ１１ａの比率（ピッチ比率）は、５３：１３で概ね４倍、例えば３～５倍である。ピッチ１１ａ～１１ｊの差の最小値は２°である。なお図３，５～１１に示す各ピッチは、大きさの順で並べたものであり、周方向の並び順を示すものではない。

【0023】

図１に示すようにチップソー１は、台金２の周方向に並んだ３個以上の切削用チップ１０と３個以上の互いに異なるピッチ１１を具備するチップ群１２を有する。チップ群１２は、例えばピッチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、各ピッチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃの回転方向後端または前端に位置する３個の切削用チップ１０で構成される。チップ群１２のピッチ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと３個の切削用チップ１０は、台金２の周方向に交互に並ぶ。チップソー１は、ピッチ１１ａ～１１ｊの大きさは全て異なるため、チップ群１２を繰り返して有しない形状である。したがってピッチ１１の並びは、台金２の中心２ａを通る回転軸を中心に回転させる際、３６０°回転させないと同じ形状にならない回転非対称である。チップ群１２は、例えば台金２の周方向に交互に並んだ他の３個のピッチと他の３個の切削用チップ１０で構成されても良い。あるいはチップ群１２は、４個またはそれ以上のピッチと、ピッチと同数の切削用チップ１０で構成されていても良い。

【0024】

図１，３を参照してピッチ１１ａ～１１ｊを設定してチップソー１を製造する流れを説明する。まずピッチ１１ａ～１１ｊの比率を互いに素の関係で設定する。台金２の全周の３６０°をピッチ１１ａ～１１ｊの各比率で割り振った角度（°）を求める。各角度（°）の小数点以下を四捨五入で丸め処理（端数処理）した角度（°）を求める。丸め処理した角度の合計が３６０°である場合は、丸め処理した角度を製作時角度に設定する。丸め処理した角度の合計が３６０°より大きい場合は、１つまたは複数のピッチ１１を１°切り下げて合計を３６０°にする。丸め処理した角度の合計が３６０°より小さい場合は、１つまたは複数のピッチ１１を１°切り上げて合計を３６０°にする。図３に示す例では、丸め処理した角度の合計が３６１°である。そのため３３°のピッチを１°切り下げて３２°を製作時角度に設定する。これによりピッチ１１ａ～１１ｊの合計が３６０°になる。整数になるように丸め処理したが、桁を変えて小数点以下で丸め処理しても良い。

【0025】

次に各ピッチ１１の大きさに基づいて台金２の外周に突出部４を設ける。各突出部４の回転方向前方の端部にチップシート６を設ける。各チップシート６に切削用チップ１０を接合する。ピッチ１１が大きい場合には隣接する突出部４の間に、径方向外方に突出するダミー刃体７を形成する。例えば最大値であるピッチ１１ｂの両端の第１刃体４ａと第２刃体４ｂの間にダミー刃体７を形成する。これにより第１刃体４ａとダミー刃体７の間、および第２刃体４ｂとダミー刃体７の間に歯室５が形成される。

【0026】

図４に示すようにピッチ１１の最大値と最小値のピッチ比率と、台金２の板厚方向におけるチップソー１の最大振幅の関係を示した。実験の結果、ピッチ比率（倍）と空転時の振幅を除いた切削振動の最大振幅（ｍｍ）の間に以下の式（２）で示す相関関係があることがわかった。

【0027】

（式２）最大振幅（ｍｍ）＝１．２３１６×ｅｘｐ（－０．６９２×ピッチ比率）
実験結果の回帰式によれば、ピッチ比率が３倍のチップソーの最大振幅は、ピッチ比率が２倍のチップソーの概ね半分である。またピッチ比率が３倍のチップソーの最大振幅は、ピッチ比率が１倍である等ピッチのチップソーの概ね４分の１である。ピッチ比率が４倍のチップソーの最大振幅は、ピッチ比率が３倍のチップソーの概ね半分である。従来のチップソーのピッチ比率は、概ね１～２倍である。そのためピッチ比率を３倍以上に設定することで、チップソー１の最大振幅を従来よりも半分以上抑制できると考えられる。ピッチ比率が過大な場合においては、最大振幅をより抑制できるが、過大なピッチ比率が悪影響を及ぼす時がある。例えば１つのピッチが他のピッチに比べて大きくなる。大きいピッチの後のチップが大きな厚みで被削材を切断する場合が生じる。この場合、前記チップには、他のチップに比べて大きな切削抵抗が加わる。そのため最大振幅を効果的に抑制できるピッチ比率は、３倍以上であり、より好ましくは５倍以下であると考えられる。

【0028】

図５にピッチ１１ａ～１１ｊ（図１参照）の実験例１を示す。実験例１のピッチ１１ａ～１１ｊは、全刃互いに素の関係である。ピッチ比率は、１２７：４３で概ね３倍である。台金２の全周の３６０°を各比率で割り振った角度（°）の小数第２位を四捨五入で丸め処理した角度（°）を求める。丸め処理した角度の合計が３６０．２°であるため、２９．１°，３４．３°のピッチをそれぞれ０．１°切り下げて２９°，３４．２°に設定する。各ピッチ１１ａ～１１ｊの差の最小値は２．６°である。

【0029】

図６にピッチ１１ａ～１１ｊ（図１参照）の実験例２を示す。実験例２のピッチ１１ａ～１１ｊは、全刃互いに素の関係である。ピッチ比率は、１３１：７３で概ね１．８倍である。台金２の全周の３６０°を各比率で割り振った角度（°）の小数第２位を四捨五入で丸め処理した角度（°）を求める。丸め処理した角度の合計が３６０°であるため、丸め処理した角度を製作時角度に設定する。各ピッチ１１ａ～１１ｊの差の最小値は１．４°であり、図３，５に示す実験例よりも小さい。

【0030】

図７～１１にピッチ１１（図１参照）の実験例３～７をそれぞれ示す。実験例３～７のチップソーは、１１個の切削用チップ１０と１１個のピッチ１１を有する。ピッチ１１は、全刃互いに素の関係である。台金２の全周の３６０°を各比率で割り振った角度（°）の小数第３位を四捨五入で丸め処理した角度（°）を求める。実験例３～５，７では、丸め処理した角度の合計が３６０°であるため、丸め処理した角度を製作時角度に設定する。実験例６のように丸め処理した角度の合計が３６０°より大きい場合は、１つまたは複数のピッチ１１を０．０１°切り下げて合計を３６０°にする。実験例６では、３８．８３°，４０．０５°のピッチをそれぞれ０．０１°切り下げて３８．８２°，４０．０４°に設定した。丸め処理した角度の合計が３６０°より小さい場合は、１つまたは複数のピッチ１１を０．０１°切り上げて合計を３６０°にする。

【0031】

図７に示すように実験例３のピッチ１１（図１参照）は、ピッチ比率が８３：２３で概ね３．６倍である。各ピッチ１１の差の最小値は２．４４°である。図８に示すように実験例４のピッチ１１は、ピッチ比率が８９：２９で概ね３．０６倍である。各ピッチ１１の差の最小値は２．１９°である。図９に示すように実験例５のピッチ１１は、ピッチ比率が１１３：５３で概ね２．１３倍である。各ピッチ１１の差の最小値は１．５６°である。図１０に示すように実験例６のピッチ１１は、ピッチ比率が１９７：１２７で概ね１．５５倍である。各ピッチ１１の差の最小値は０．８１°である。図１１に示すように実験例７のピッチ１１は、ピッチ比率が４５７：３８３で概ね１．１９倍である。各ピッチ１１の差の最小値は０．３１°である。このようにピッチ比率が小さくなるほど各ピッチ１１の差の最小値が小さくなる傾向がある。

【0032】

実験例３～７のランダムピッチのチップソーについて被削材を切削する際の切削振動を測定した。図１２～１６に示すように、ピッチ比率が大きくなるほど切削振動の振幅が抑制される傾向があった。特にピッチ比率が概ね３．０６倍以上の実験例３，４のチップソーにおいて、切削振動の振幅が小さく抑制された。例えば図１３に示す実験例４のチップソーの切削振動は、図１６に示す実験例７のチップソーの切削振動の概ね１０～３０％の振幅である。さらに図１２，１３に示すように実験例３，４のチップソーにおいて、切削開始時を除いた切削中の切削振動が略一定であった。

【0033】

図１８にピッチが相違する各チップソーの断続周波数と加振力の関係を示す。図１８に示す等ピッチのチップソーは、図１９で模式的に示すように同じ大きさのピッチ４１で配置された複数の切削用チップ１０を有する。図１８に示すランダムピッチのチップソーは、図１９で模式的に示すように比率が１：２であるピッチ４２とピッチ４３において周方向に交互に配置された複数の切削用チップ１０を有する。図１８に示す互いに素の関係のランダムピッチのチップソーは、図１９で模式的に示すように互いに素の関係の大きさのピッチ１１ａ～１１ｃ，１１ｈ～１１ｊで配置された複数の切削用チップ１０を有する。全刃互いに素の関係のランダムピッチは、どの２つのピッチを選んでも互いに素の関係を有する。３種類のチップソーは、それぞれ１０個の切削用チップ１０（図１参照）を有し、６０００ｒｐｍの回転数で使用される。

【0034】

図１８に示す各チップソーの断続周波数は、式（１）を参照するように各ピッチ（°）と反比例の関係がある。図１８に示すように等ピッチのチップソーは、１０００Ｈｚを中心とする狭い周波数領域に集中しており断続周波数における加振力が大きい。比率が１：２のランダムピッチのチップソーの断続周波数は、２：１の比である１０００Ｈｚと５００Ｈｚを中心として、２つの狭い周波数領域それぞれにピークを有する。１０００Ｈｚを中心とする第１のピークは、例えば等ピッチのチップソーの最大加振力の略４分の３である。５００Ｈｚを中心とする第１のピークは、例えば等ピッチのチップソーの最大加振力の略半分である。

【0035】

全刃互いに素の関係のランダムピッチと対応する各断続周波数は、広い周波数領域で分散される。例えば１０００Ｈｚを中心として前後それぞれに２５０Ｈｚの比較的広い幅を有して分散される。これにより断続周波数の最大加振力が、例えば等ピッチのチップソーの最大加振力の４分の１以下に抑制される。なお図１８において左方の１００Ｈｚに見られる各断続周波数のピークは、チップソーの回転数の６０００ｒｐｍと対応するものである。

【0036】

図１８に示す各チップソーの断続周波数は、式（１）を参照するようにチップソーの回転数と比例の関係がある。そのため、チップソーの回転数を大きくすると断続周波数のピークが高い周波数領域へ移動する。チップソーの固有振動数もチップソーの回転数と相関性がある。例えばチップソーの回転数を大きくすることでチップソーの固有振動数が高い周波数領域へ移動する。しかしながら断続周波数は、チップソーの回転数の変化による移動量がチップソーの固有振動数よりも大きい。そのためチップソーの回転数を変える際に断続周波数とチップソーの固有振動数が一致する場合がある。切削振動は、チップソーの固有振動数と一致する断続周波数の加振力と対応して大きくなる。そのため全刃互いに素の関係のランダムピッチのチップソーは、断続周波数とチップソーの固有振動数が一致し得る周波数領域は広くなる。一方でチップソーの固有振動数と一致する断続周波数の加振力を例えば等ピッチのチップソーの４分の１以下に抑制できる。これにより切削振動を小さく抑制できる。

【0037】

図１７に示すように等ピッチのチップソーの切削振動を、図１２～１６に示す実験例３～７と同条件で測定した。等ピッチのチップソーの切削振動は、図１５に示す実験例６のチップソーよりも振幅が大きい傾向があり、かつ図１６に示す実験例７のチップソーよりも振幅が抑制される傾向がある。これは、等ピッチのチップソーの狭い周波数領域に集中する断続周波数とチップソーの固有振動数との一致量が小さかったためと考えられる。しかしながらチップソーの回転数が変化することで断続周波数の加振力のピークとチップソーの固有振動数が容易に一致し得る。そのため等ピッチのチップソーの切削振動は、チップソーの回転数によって例えば実験例７のチップソーよりも容易に振幅が大きくなり得る。

【0038】

図２０，２１にしたがってチップソー１を製作するフローを説明する。まず図２１に示すステップ（以下、ＳＴと略記する）０１で台金２を作成する。図２０に示すように台金２には、チップシート６を具備する突出部４と、チップシート６を具備しないダミー刃体７が形成される。台金２のチップシート６に切削用チップ１０を接合する（図２１のＳＴ０２）。中心２ａ（図１参照）を中心として台金２が回転するように台金２を研磨装置にセットする（ＳＴ０３）。研磨装置にセットされたチップソー１の切削用チップ１０が順に研磨される（ＳＴ０４）。

【0039】

図２１のＳＴ０４で示す切削用チップ１０の研磨処理の流れを説明する。送り棒３０が台金２の側方から歯室５に進入する（ＳＴ０５）。送り棒３０をチップソー１の回転方向と反対方向（図２０において下方）に所定の距離だけ移動させる。これによりチップソー１が中心２ａ（図１参照）を中心として所定の角度だけ回転する。かくして送り棒３０が切削用チップ１０を研磨位置に送る（ＳＴ０６）。切削用チップ１０が研磨位置に移動すると、送り棒３０が歯室５から台金２の厚み方向に離脱する（ＳＴ０７）。そのため送り棒３０が初期位置に移動する（ＳＴ０８）。砥石３１を回転させて研磨位置の切削用チップ１０に近づける。これにより砥石３１が切削用チップ１０を研磨する（ＳＴ０９）。砥石３１は、切削用チップ１０のすくい面１０ａまたは逃げ面１０ｂ、あるいはその両方を研磨する。チップソー１の全ての切削用チップ１０の研磨が完了していない場合（ＳＴ１０）、送り棒３０が研磨作業の終わった切削用チップ１０の前方の歯室５に進入する（ＳＴ０５）。送り棒３０が各切削用チップ１０を順に研磨位置に送る。これにより全ての切削用チップ１０の研磨が完了するまで研磨処理が行われる。切削用チップ１０の研磨処理が完了すると（ＳＴ１０）、チップソー１の作成が終了する。

【0040】

図１に示すようにチップソー１のピッチ１１は、最大値と最小値のピッチ比率が例えば４倍である。そのため各ピッチ１１に合わせて送り棒３０（図２１参照）で台金２を回転させようとすると、台金２の回転角度を１回の研磨処理の度に変更させる必要がある。図１に示すように歯室５は、台金２の周方向に所定角度の間隔を空けて設けられる。

【0041】

送り棒３０を軸方向外方から各歯室５または突出部４，７の切削用チップのない外側の空間に進入させる。続いて送り棒３０を周方向に所定量（例えば同じ角度の間隔）回転させる。歯室５または空間内に侵入した送り棒３０は、歯室５の壁面またはチップに当たり、チップソー１を周方向に押す。これにより台金２を回転させることができ、すべての切削用チップ１０を研磨できる。例えば、図１では３６°以上、４０°未満の一定間隔で送り棒３０を周方向に回転させる。送り棒３０を軸方向外方に退避させ、送り棒３０を周方向へ移動させて、元の位置に戻す。続いて、送り棒３０を軸方向外方から再度、各歯室５または突出部４，７の切削用チップのない外側の空間に進入させる。そして送り棒３０を周方向に回転させる。これら動作を繰り返すことで、チップソー１を回転させることができ、すべての切削用チップ１０の研磨をすることができる。

【0042】

切削用チップ１０を具備しないダミー刃体７が研磨位置に送られた場合、ＳＴ０９（図２１参照）を行わずに送り棒３０をダミー刃体７の回転方向前方の歯室５に進入させる（ＳＴ０５）。あるいはＳＴ０９に代えて、切削用チップ１０を研磨する場合と同様に砥石３１をダミー刃体７の手前で回転（空転）させる。かくして切削用チップ１０の研磨処理をスムーズに行うことができる。

【0043】

上述するようにチップソー１は、切断時に用いられる。チップソー１は、図１に示すように円盤状の台金２と、台金２の外周に接合される複数の切削用チップ１０を有する。複数の切削用チップ１０のピッチ１１は複数の異なる大きさを有する。最大値であるピッチ１１ｂと最小値であるピッチ１１ａの比率は３倍以上である。

【0044】

断続周波数は、切削用チップ１０のピッチ１１と反比例の関係がある。そのため断続周波数の最大値と最小値の比率も３倍以上になる。これにより加振周波数は、広い周波数領域で分散される。そのためチップソー１の固有振動数と一致する加振周波数による加振力を小さくできる。かくしてチップソー１の切削振動を効果的に抑制できる。

【0045】

図１に示すようにピッチ１１の並びは、台金２の円盤状の中心２ａを通る回転軸に対し、回転非対称である。したがって断続周波数の非周期性が大きくなる。そのため加振周波数をより分散し易い。これにより加振周波数による加振力を更に分散して小さくできる。

【0046】

図１に示すように複数の切削用チップ１０は、ピッチ１１ｂを構成する第１チップ１０ｄと第２チップ１０ｅを含む。第１チップ１０ｄと第２チップ１０ｅがそれぞれ台金２の本体から径方向外方に突出する第１刃体４ａと第２刃体４ｂのそれぞれに接合される。第１刃体４ａと第２刃体４ｂの間には、台金２の本体から径方向外方に突出しかつ切削用チップ１０が接合されていないダミー刃体７が設けられる。ダミー刃体７と第１刃体４ａの間、およびダミー刃体７と第２刃体４ｂの間のそれぞれに切削用チップ１０を研磨する際に使用される送り棒３０（図２０参照）が挿入される歯室５が形成される。

【0047】

なお切削用チップ１０は、例えば研磨位置に位置決めされて回転する砥石３１（図２０参照）を近づけられることで研磨される。複数の切削用チップ１０は、台金２を所定の角度で回転させることで研磨位置へ順に送られる。例えば送り棒３０を台金２の歯室５に挿入させかつ台金２の周方向に沿って移動させる。これにより台金２が所定の角度分だけ回転する。したがって歯室５をピッチ１１ｂの間に設けることで、ピッチ１１ｂの最大値よりも小さい角度で送り棒３０によって台金２を回転させることができる。これにより切削用チップ１０をスムーズに効率良く研磨することができる。

【0048】

図１に示すようにチップソー１は、円盤状の台金２と、台金２の外周に接合される複数の切削用チップ１０を有する。複数の切削用チップ１０のピッチ１１は、少なくとも３つの大きさからなる。少なくとも３つの大きさのピッチ１１の比は、それぞれが互いに素の関係である。

【0049】

断続周波数は、切削用チップ１０のピッチ１１と反比例の関係がある。そのため少なくとも３つの大きさのピッチ１１によって各断続周波数が分散される。しかも各断続周波数の比がそれぞれ互いに素の関係になっている。異なる断続周波数の高調波が重なる場合は、互いの公倍数の周波数となる場合である。互いに素の関係である断続周波数の公倍数は、非常に大きい周波数となる。大きい周波数での切削振動は発生し難いことから、チップソー１の切削振動を抑制できる。

【0050】

図３に示すように少なくとも３つの大きさの異なるピッチ１１ａ～１１ｊの差は、（１０／複数の切削用チップ１０の個数）°以上となる１°以上である。したがって各断続周波数の大きさに所定以上の差を設けることができる。そのため各断続周波数が互いに近づくことを抑制できる。これによりチップソー１の固有振動数と一致する加振周波数による加振力を小さくできる。

【0051】

図１に示すチップソー１の製造方法は、まず円盤状の台金２に接続される複数の切削用チップ１０における各ピッチ１１の比を少なくとも３つの互いに素である整数を含む整数であると設定して各ピッチ１１を求める。次に各ピッチ１１において複数の切削用チップ１０を台金２の外周に接合する。断続周波数は、切削用チップ１０のピッチ１１と反比例の関係がある。そのため少なくとも３つの大きさのピッチ１１によって各断続周波数が分散される。しかも各断続周波数の比がそれぞれ互いに素の関係になっている。異なる断続周波数の高調波が重なる場合は、互いに公倍数の周波数となる場合である。互いに素の関係である断続周波数の公倍数は、非常に大きい周波数となる。大きい周波数での切削振動は発生し難いことから、チップソー１の切削振動を抑制できる。

【0052】

次に本開示の第２施形態を図２２，２３に基づいて説明する。図２２に示すチップソー２０は、図１に示すチップソー１の１０個の切削用チップ１０に代えて、４０個の切削用チップ１０を有する。４０個の切削用チップ１０は、周方向に所定のピッチ２２を空けて突出部４のチップシート６に接合される。台金２の円盤面には、蛇行状の制振スリット２１が複数設けられる。台金２の円盤面には、歯室５から台金２の径方向内方へ延びる外部スリット２４が複数設けられる。制振スリット２１と外部スリット２４はいずれか一方のみでも良く、いずれも設けられていなくても良い。

【0053】

図２２に示すようにチップソー２０は、台金２の周方向に並んだ１０個の切削用チップ１０と１０個のピッチ２２ａ～２２ｊを含むチップ組２３を有する。チップ組２３を構成する各切削用チップ１０と各ピッチ２２は、台金２の周方向に交互に並ぶ。チップソー２０にはチップ組２３の繰り返しがある。チップソー２０は、４組のチップ組２３を有する。

【0054】

図２２，２３に示すようにピッチ２２ａ～２２ｉは、ピッチ２２ａからチップソー２０の回転方向前方へ向けて順番に１９：５９：２３：５３：２９：４７：３１：４１：３７の比の関係である。すなわちピッチ２２ａ～２２ｉは、全て大きさが異なり互いに素の関係である。ピッチ２２ａ～２２ｊの内、ピッチ２２ｊは予め９°に設定した。ピッチ２２ａ～２２ｉは、９０°から９°を差し引いた８１°をそれぞれの比率で割り振った角度で設定される。各角度を小数第３位で四捨五入して丸め処理した角度を求める。丸め処理した角度の合計が８１．０１°であった。そのため５．５°のピッチを０．０１°切り下げて５．４９°に設定した。最大のピッチ２２ｂと最小のピッチ２２ａのピッチ比率は、５９：１９で概ね３．１倍である。ピッチ２２ａ～２２ｉの差の最小値は０．４８°である。なおピッチ２２ａ～２２ｉにピッチ２２ｊを含めた場合の差の最小値は０．１６°である。

【0055】

上述するようにチップソー２０は、図２２に示すように互いに素の関係である少なくとも３つの大きさのピッチ２２で配置された複数の隣接する切削用チップ１０からなるチップ組２３を複数有する。したがって互いに素の関係である少なくとも３つの大きさのピッチ２２の組合せによって各断続周波数が分散される。さらにチップソー２０は、チップ組２３を繰り返し有することで形成し易い。また切削用チップ１０が多いチップソー２０は、全てのピッチ２２を互いに素の関係で設定すると各ピッチ２２の差が小さくなり易い。そこでチップ組２３の繰り返しを許容することにより、互いに素の関係である各ピッチ２２の差を所定以上に大きくできる。これにより各ピッチ２２と対応する断続周波数が近づくことを抑制できる。

【0056】

図２３に示すように少なくとも３つの大きさの異なるピッチ２２ａ～２２ｉの差は、（１０／複数の切削用チップ１０の個数）°以上となる０．２５°以上である。したがって各断続周波数の大きさに所定以上の差を設けることができる。そのため各断続周波数が互いに近づくことを抑制できる。これによりチップソー１の固有振動数と一致する加振周波数による加振力を小さくできる。

【0057】

以上説明した各実施形態のチップソー１，２０には様々な変更を加えることができる。例えば外径が５０ｍｍ以下、あるいは外径が２００ｍｍ以上のチップソーに適用しても良い。チップソーに設けられる切削用チップ１０の個数は、例示した個数に限らず３個以上であれば適用することができる。切れ刃１０ｃが同じ高さに設定されたチップソー１を例示した。これに代えて、例えば大きいピッチ１１の回転方向後方の切れ刃１０ｃの高さを低くしても良い。これにより高さの低い切れ刃１０ｃの切削抵抗を小さくでき、切削振動をより抑制することができる。所定のピッチの間に１つに限らず複数のダミー刃体７を設けても良い。

【0058】

ピッチ１１ａ～１１ｊが、全て互いに素の関係であるチップソー１を例示した。これに代えて、例えばピッチ１１ａ～１１ｊのうち３～９個のピッチが、互いに素の関係であっても良い。あるいは、例えばピッチ１１ａ～１１ｊの中に同じ大きさのものがあり、かつ互いに素の関係である少なくとも３つの大きさのピッチを有する構成としても良い。互いに素の関係である少なくとも３つの大きさのピッチ２２を含むチップ組２３を複数有するチップソー２０を例示した。これに代えて、例えば互いに素の関係である少なくとも３つの大きさのピッチを含むチップ組を複数有し、かつチップ組と一致しないピッチを含むチップソーであっても良い。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】