JP6523698B2 - チップ接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯鋸刃、丸鋸刃等の鋸刃における鋸刃台金の鋸歯の先端部に、硬質材料からなる硬質チップを電気抵抗溶接によって接合するためのチップ接合方法に関する。

近年、帯鋸刃等の鋸刃の鋸刃本体である鋸刃台金の各鋸歯は、先端部（各鋸歯の先端部）に、超硬又はサーメット等の硬質材料からなる硬質チップを備えることが多くなっている。また、鋸刃台金の鋸歯の先端部に硬質チップを接合する際には、ロウ付けの他に、電気抵抗溶接が用いられている。そして、図８（ａ）（ｂ）を参照して、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に硬質チップ１４を電気抵抗溶接によって接合するための従来の手法について簡単に説明する。なお、図８中、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指している。

鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に形成した鋸歯凹部１２ａが上方向を向いた状態で、第１電極（バイス電極）１６によって鋸刃台金１０を水平方向（左右方向）から把持（保持の一例）する。続いて、第２電極（チップ電極）１８の先端部に形成した電極凹部１８ａと、鋸刃台金１０の鋸歯１２に形成した鋸歯凹部１２ａによって円柱形状の硬質チップ１４を垂直方向（上下方向）から把持する。換言すれば、硬質チップ１４の外周面を鋸刃台金１０の鋸歯１２の鋸歯凹部１２ａに面接触させた状態で、第２電極１８の電極凹部１８ａによって硬質チップ１４を保持する。これにより、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に硬質チップ１４を接合するための準備（硬質チップ１４の接合準備）を行うことができる。

硬質チップ１４の接合準備を行った後に、第２電極１８を第１電極１６側へ加圧して、換言すれば、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に対して硬質チップ１４を加圧する。そして、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に対して硬質チップ１４を所定の圧力で加圧した状態で、第１電極１６と第２電極１８との間に溶接電流（直流又は交流の溶接電流）を通電して電気エネルギーを供給する。これにより、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部と硬質チップ１４をジュール熱（抵抗熱）によって溶融させて、硬質チップ１４を鋸刃台金１０の鋸歯１２側へ相対的に押し込むことで、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に接合することができる。なお、硬質チップ１４の相対的な押し込み量が所定の押し込み量に達した後、又は溶接電流の通電時間が所定の通電時間を経過した後に、第１電極１６と第２電極１８との間の溶接電流の通電を停止する。

続いて、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に対して硬質チップ１４を加圧した状態で、鋸刃台金１０と鋸歯１２の先端部と硬質チップ１４との接合部（接合部を含む）の温度が下がるまで放置する。そして、鋸刃台金１０の鋸歯１２の先端部に対する硬質チップ１４の加圧を解除して、第１電極１６による把持状態を解除する。これにより、鋸歯１２の先端部に硬質チップ１４を備えた鋸刃台金１０を、第１電極１６から取り外すことができる。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１から特許文献３に示すものがある。

特開２０１１−１６７８０７号公報 特開２０１１−２５５４４４号公報 特開２００１−２７７０４３号公報

ところで、硬質チップ（硬質チップ１４）の材料は非常に高価であり、材料コストが高くなる。また、硬質チップを切れ刃形状（最終形状）に成形するための研磨加工の時間（研磨時間）が長く、研磨コストが高くなる。そのため、従来から、硬質チップの体積（例えば、硬質チップの外径寸法）を小さくして、硬質チップの材料コストの削減、及び硬質チップを切れ刃形状に成形するための硬質チップの研磨コストの削減、換言すれば、鋸刃の製造コストの削減を図りたいという要望がある。

一方、硬質チップの接合強度試験を行った結果、硬質チップの体積を小さくすると、硬質チップの接合強度の平均値が低下して、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率が高くなることが確認された。即ち、現状の実施品である硬質チップ（外径寸法が鋸刃台金の厚み寸法の２．５倍）と、比較品である硬質チップ（外径寸法が鋸刃台金の厚み寸法の１．５倍）を用意し、鋸刃台金の鋸歯の先端部に実施品を接合した場合（従来例の場合）と比較品を接合した場合（比較例の場合）について接合強度試験を行った。その結果をまとめると、図９に示すように、比較例の場合には、従来例の場合に比べて、硬質チップの接合強度の平均値が低下していることが確認された。従来例の場合には、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率が１％であるのに対して、比較例の場合には、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率が１０％であることが確認された。これらは、硬質チップの体積（又は硬質チップの外径寸法）が小さくなったことにより、鋸刃台金の鋸歯の先端部と硬質チップの接触面積（接合面積）が減少したことの他に、硬質チップのオーバーヒートを招き易くなって、適切な接合を行う条件範囲が狭まったことによるものと考えられる。なお、一例として、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率とは、硬質チップの接合強度が５０ｋｇｆ未満になる発生率のことをいい、５０ｋｇｆは、硬質チップの接合状態を安定させるための基準の接合強度である。図９は、硬質チップの接合強度が５０ｋｇｆ未満の発生率、５０以上１００ｋｇｆ未満の発生率、１００以上１５０ｋｇｆ未満の発生率、１５０以上２００ｋｇｆ未満の発生率、及び２００以上２５０ｋｇｆ未満の発生率を表している。

また、従来例の場合には、硬質チップにクラックが発生することはないものの、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、比較例の場合には、硬質チップが鋸刃台金の厚さ方向に対して傾いた状態で接合され、硬質チップにクラックが発生するケースがあることが確認された。これは、溶接電流の通電中における硬質チップの温度分布（ヒートバランス）に偏り（鋸刃台金の厚さ方向の偏り）が発生した状態で、硬質チップが鋸刃台金の鋸歯側へ相対的に押し込まれたことによるものと考えられる。

つまり、硬質チップの体積を小さくして、鋸刃の製造コストの削減を図りつつ、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率を低減し、かつ硬質チップにおけるクラックの発生を防止することは困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規なチップ接合方法を提供することを目的とする。

本発明の特徴は、鋸刃における鋸刃台金の鋸歯の先端部に、硬質材料からなる硬質チップを電気抵抗溶接によって接合するためのチップ接合方法において、第１電極によって保持された前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に対して、第２電極によって保持された前記硬質チップを相対的に加圧した状態で、前記第１電極と前記第２電極との間、換言すれば、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップとの間に溶接電流を通電して電気エネルギーを供給することにより、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップの接触部周辺（接触部を含む）のみをジュール熱（抵抗熱）によって仮接合（溶着）する１次通電工程（仮接合工程）と、前記１次通電工程の終了後に、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に対して前記硬質チップを相対的に加圧した状態で、前記第１電極と前記第２電極との間に溶接電流を通電して、前記１次通電工程における電気エネルギーよりも高い電気エネルギーを供給することにより、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップをジュール熱によって溶融させて、前記硬質チップを前記鋸刃台金の前記鋸歯側へ相対的に押し込むことで、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に接合（本接合）する２次通電工程（本接合工程）と、を具備したことを要旨とする。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲の記載において、「保持」とは、狭義の保持の意だけでなく、支持及び把持を含む広義の保持の意である。

本発明の特徴によると、前記１次通電工程において前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップとの間に電流の通路としての仮接合部（溶着部）が形成されるため、前記２次通電工程において、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップとの間の初期の電気抵抗を低く安定させることができる。これにより、前記２次通電工程における前記硬質チップの温度分布（ヒートバランス）を前記鋸刃台金の厚さ方向（前記硬質チップの軸方向）に沿って均一な状態に近づけて、前記硬質チップの接合を安定させることができる。

本発明によれば、前記２次通電工程における前記硬質チップの温度分布を前記鋸刃台金の厚さ方向に沿って均一な状態に近づけて、前記硬質チップの接合を安定させることができるため、前記硬質チップの体積を小さくしても、前記硬質チップの接合強度を十分に確保しつつ、前記鋸刃台金の厚さ方向に対する前記硬質チップの傾きを低減することができる。よって、本発明によれば、前記硬質チップの材料コストの削減、及び切れ刃形状に成形するための硬質チップの研磨コストの削減、換言すれば、前記鋸刃の製造コストの削減を図りつつ、前記硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率を低減し、かつ前記硬質チップにおけるクラックの発生を防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るチップ接合方法を説明する模式図であって、鋸刃台金の左面側（厚さ方向の一方側）から見た図である。 図２は、本発明の実施形態に係るチップ接合方法を説明する模式図であって、鋸刃台金の鋸歯の掬い面側から見た図である。 図３（ａ）は、本発明の実施形態の変形例１を説明する模式図、図３（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例２を説明する模式図であって、図３（ａ）（ｂ）は、鋸刃台金の左面側から見た図である。 図４（ａ）は、本発明の実施形態の変形例３を説明する模式図、図４（ｂ）は、本発明の実施形態の変形例４を説明する模式図であって、図４（ａ）（ｂ）は、鋸刃台金の左面側から見た図である。 図５は、本発明の実施形態に係るチップ接合方法における１次通電工程の終了後の様子を示す写真図であって、鋸刃台金の右面側（厚さ方向の他方側）から見た写真図である。 図６は、発明例の場合における硬質チップの接合強度と発生率との関係を示すグラフ図である。 図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、発明例の場合における硬質チップの接合状態を示す写真図、図７（ａ）は、鋸刃台金の鋸歯の掬い面側から見た写真図、図７（ｂ）は、鋸刃台金の左面側から見た写真図、図７（ｃ）は、鋸刃台金の右面側から見た写真図である。 図８（ａ）（ｂ）は、鋸刃台金の鋸歯の先端部に硬質チップを電気抵抗溶接によって接合するための従来の手法を説明する模式図であって、図８（ａ）は、鋸刃台金の鋸歯の掬い面側から見た図、図８（ｂ）は、鋸刃台金の左面側から見た図である。 図９は、従来例の場合と比較例の場合における硬質チップの接合強度と発生率との関係を示すグラフ図である。 図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、比較例の場合における硬質チップの接合状態を示す写真図、図１０（ａ）は、鋸刃台金の鋸歯の掬い面側から見た写真図、図１０（ｂ）は、鋸刃台金の左面側から見た写真図、図１０（ｃ）は、鋸刃台金の右面側から見た写真図である。

本発明の実施形態、実施形態の変形例、及び実施例について図面を参照して説明する。なお、図面中、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向、「Ｕ」は、上方向、「Ｄ」は、下方向をそれぞれ指している。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るチップ接合方法は、帯鋸刃又は丸鋸刃等の鋸刃（図示省略）における鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に円柱形状の硬質チップ２４を電気抵抗溶接によって接合するため方法であって、(i)接合準備工程、(ii)１次通電工程（仮接合工程）、(iii)放置工程（放熱工程）、(iv)２次通電工程（本接合工程）、(v)３次通電工程（焼鈍工程）、及び(vi)台金取り外し工程を具備している。また、本発明の実施形態に係るチップ接合方法の実施には、電気抵抗溶接装置２６が用いられている。

本発明の実施形態に係るチップ接合方法における各工程の具体的な内容を説明する前に、電気抵抗溶接装置２６の構成について簡単に説明する。

電気抵抗溶接装置２６は、装置本体（図示省略）を具備しており、この装置本体には、鋸刃台金２０を水平方向（左右方向）から把持（保持の一例）する第１電極（バイス電極）２８が設けられており、この第１電極２８は、鋸刃台金２０との間の電気抵抗（接触抵抗）を低くするため、銅合金により構成されている。また、装置本体における第１電極２８の上方には、溶接ヘッド３０が上下方向へ移動可能に設けられており、この溶接ヘッド３０は、シリンダ等のアクチュエータ３２の駆動により上下方向（鉛直方向）へ移動するものである。更に、溶接ヘッド３０には、硬質チップ２４を保持する第２電極（チップ電極）３４が設けられており、この第２電極３４は、硬質チップ２４との間の電気抵抗を低くするため、銅合金により構成されている。第２電極３４の先端部（下端部）には、硬質チップ２４の外周面に対応した形状の電極凹部３４ａが形成されている。そして、装置本体の適宜位置には、第１電極と第２電極との間に溶接電流（直流又は交流の溶接電流）を通電して電気エネルギーを供給する溶接電源３６が設けられている。溶接電源３６の電極端子３６ａは、導電ケーブル３８を介して第１電極２８に接続されており、溶接電源３６の電極端子３６ｂは、導電ケーブル４０を介して第２電極３４に接続されている。なお、溶接ヘッド３０の移動方向は上下方向（鉛直方向）になっているが、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に形成した平坦面２２ａに対して略垂直方向であれば、上下方向でなくても構わない。

続いて、本発明の実施形態に係るチップ接合方法における各工程の具体的な内容について説明する。

(i)接合準備工程
鋸刃台金２０の鋸歯２２の平坦面２２ａが上方向を向いた状態で、第１電極２８によって鋸刃台金２０を水平方向から把持する。続いて、アクチュエータ３２の駆動により溶接ヘッド３０を下方向へ移動させることにより、第２電極３４の電極凹部３４ａと鋸刃台金２０の鋸歯２２の平坦面２２ａによって円柱形状の硬質チップ２４を垂直方向（上下方向）から把持する。換言すれば、硬質チップ２４の外周面を鋸刃台金２０の鋸歯２２の平坦面２２ａに左右方向（鋸刃台金２０の厚さ方向）に沿って線接触させた状態で、第２電極３４の電極凹部３４ａによって硬質チップ２４を保持する。これにより、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に硬質チップ２４を接合するための準備（接合準備）を行うことができる。

ここで、鋸刃台金２０は、例えば、ばね鋼等の合金鋼からなり、硬質チップ２４は、例えば、超硬又はサーメット等の硬質材料からなるものである。また、硬質チップ２４の外径寸法Sは、鋸刃台金２０の厚み寸法Tの０．５〜２．０倍になっている。鋸刃台金２０の厚み寸法Tの０．５倍以上にしたのは、０．５倍未満であると、硬質チップ２４の体積が小さくなって、２次通電工程時における接合温度が安定せず、また、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４の接触面積（接合面積）が小さくなって、硬質チップ２４の接合強度を十分に確保することが困難になるからである。鋸刃台金２０の厚み寸法Tの２．０倍以下にしたのは、２．０倍を超えると、硬質チップ２４の材料コスト及び研磨コストが増大するからである。

(ii)１次接合工程（仮接合工程）
接合準備工程の終了後に、アクチュエータ３２の駆動により溶接ヘッド３０及び第２電極３４を下方向（第１電極１６側）へ加圧して、換言すれば、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に対して硬質チップ２４を下方向へ加圧する。そして、アクチュエータ３２の駆動により鋸刃台金２０に対して硬質チップ２４を所定の圧力で下方向へ加圧した状態で、溶接電源３６によって第１電極２８と第２電極３４との間、換言すれば、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との間に溶接電流を通電して電気エネルギーを供給する。これにより、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４をジュール熱によって溶融させて、硬質チップ２４を鋸刃台金２０の鋸歯２２側へ相対的に押し込むことで、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に仮接合（溶着）する。換言すれば、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４の接触部周辺（接触部を含む）のみをジュール熱によって仮接合する。なお、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との接触部周辺のみを仮接合した後に、第１電極２８と第２電極３４との間の溶接電流の通電を停止する。

ここで、１次通電工程において、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４を線接触させた状態で、第１電極２８と第２電極３４との間の溶接電流の通電を開始している。また、一例として、１次通電工程における溶接電流は、６００〜８００Ａ（アンペア）であって、１次通電工程における第１電極２８と第２電極３４との間の通電時間は、２０〜５０ミリ秒間であって、鋸刃台金２０に対する硬質チップ２４の押し込み量は、０．１ｍｍ以下である。

(iii)放置工程（放熱工程）
１次接合工程の終了後に、アクチュエータ３２の駆動により鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に対して硬質チップ２４を所定の圧力で下方向へ加圧しかつ第１電極２８と第２電極３４との間の溶接電流の通電を停止した状態で、所定時間（例えば、１秒間）放置する。これにより、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との仮接合部周辺（仮接合部を含む）に生じた熱を放熱することができる。

(iv)２次通電工程（本接合工程）
放置工程の終了後に、アクチュエータ３２の駆動により鋸刃台金２０に対して硬質チップ２４を所定の圧力で下方向へ加圧した状態で、溶接電源３６によって第１電極２８と第２電極３４との間に溶接電流を通電して、１次通電工程における電気エネルギーよりも高い電気エネルギーを供給する。これにより、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４をジュール熱によって溶融させて、硬質チップ２４を鋸刃台金２０の鋸歯２２側へ相対的に押し込むことで、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に接合（本接合）することができる。なお、硬質チップ２４の相対的な押し込み量が所定の押し込み量に達した後、又は溶接電流の通電時間が所定の通電時間を経過した後に、第１電極２８と第２電極３４との間の溶接電流の通電を停止する。

ここで、一例として、２次通電工程における溶接電流は、８００〜１２００Ａ（アンペア）であって、２次通電工程における第１電極２８と第２電極３４との間の通電時間は、０．１〜０．３秒間であって、鋸刃台金２０に対する硬質チップ２４の押し込み量は、０．１〜０．３ｍｍである。

(v)３次通電工程
２次通電工程の終了後に、アクチュエータ３２の駆動により鋸刃台金２０に対して硬質チップ２４を所定の圧力で下方向へ加圧した状態で、溶接電源３６によって第１電極２８と第２電極３４との間に溶接電流を通電する。これにより、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップとの接合部周辺（接合部を含む）をジュール熱によって加熱して焼鈍することができる。なお、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップとの接合部周辺を加熱した後に、第１電極２８と第２電極３４との間の溶接電流の通電を停止する。

ここで、一例として、３次通電工程における溶接電流は、５００〜７００Ａ（アンペア）であって、２次通電工程における第１電極２８と第２電極３４との間の通電時間は、０．７〜１．０秒間サイクルである。

(vi)台金取り外し工程
３次通電工程の終了後に、アクチュエータ３２の駆動により鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に対して硬質チップ２４を所定の圧力で下方向へ加圧した状態で、鋸刃台金２０と鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との接合部周辺の温度が下がるまで放置する。そして、アクチュエータ３２の駆動により溶接ヘッド３０を上方向へ移動させて、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に対する硬質チップ２４の加圧を解除し、第１電極２８による把持状態を解除する。これにより、鋸歯２２の先端部に硬質チップ２４を備えた鋸刃台金２０を、第１電極２８から取り外すことができる。

なお、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に硬質チップ２４を接合した後に、鋸刃台金２０の残りの鋸歯２２の先端部に対しても、本発明の実施形態に係るチップ接合方法によって硬質チップ２４を接合する。また、鋸刃台金２０の各鋸歯２２の先端部に硬質チップ２４を接合した後に、各硬質チップ２４の掬い面側、逃げ面側、左面側、及び右面側に対して研磨加工を行うことにより、各硬質チップ２４を切れ刃形状（最終形状）に成形する（仕上げる）。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

１次通電工程において、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との間に電流の通路としての仮接合部（溶着部）が形成されるため、２次通電工程において、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部の表面に形成された酸化膜、異物の混入等の外的要因による影響を少なくして、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との間の初期の電気抵抗を低く安定させることができる。特に、２次通電工程を開始する前に、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との仮接合部周辺に生じた熱を放熱しているため、２次通電工程において、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との間の初期の電気抵抗をより安定させることができる。これにより、２次通電工程における硬質チップ２４の温度分布（ヒートバランス）を左右方向（鋸刃台金２０の厚さ方向）に沿って均一な状態に近づけて、硬質チップ２４の接合（接合状態）を安定させることができる。

１次通電工程において、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４を線接触させた状態で、第１電極２８と第２電極３４との間の溶接電流の通電を開始しているため、１次通電工程において、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との間の初期の電気抵抗を安定させることができる。これにより、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との間に左右方向に沿って連続した仮接合部を形成することができ、硬質チップ２４の接合をより安定させることができる。

鋸刃台金２０が０．７重量％以上のカーボンを含有する場合には、２次通電工程において鋸刃台金２０が局所的に焼き入れされるが、３次通電工程において鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップとの接合部周辺を焼鈍のためにジュール熱によって加熱しているため、鋸刃台金２０の金属組織を安定させて、鋸刃台金２０の硬度を下げることができる。

従って、本発明の実施形態によれば、２次通電工程における硬質チップ２４の温度分布を左右方向（鋸刃台金２０の厚さ方向）に沿って均一な状態に近づけて、硬質チップ２４の接合をより安定させることができるため、硬質チップ２４の体積（又は硬質チップ２４の外径寸法）を小さくしても、硬質チップ２４の接合強度を十分に確保しつつ、鋸刃台金２０の厚さ方向に対する硬質チップ２４の傾きを低減させることができる。よって、本発明の実施形態によれば、硬質チップ２４の材料コストの削減、及び切れ刃形状に成形するための硬質チップ２２の研磨コストの削減、換言すれば、鋸刃の製造コストの削減を図りつつ、硬質チップ２４の接合強度不足による不具合の発生率を低減し、かつ硬質チップ２４におけるクラックの発生を防止することができる。

鋸刃台金２０が０．７重量％以上のカーボンを含有する場合であっても、鋸刃台金２０の金属組織を安定させて、鋸刃台金２０の硬度を下げることができるため、鋸刃の破損を防止して、鋸刃の寿命を向上させることができる。

（本発明の実施形態の変形例）
図３（ａ）に示すように、本発明の実施形態の変形例１においては、円柱形状の硬質チップ２４（図２参照）に代えて、三角柱形状の硬質チップ４２を用いている。この場合には、第２電極３４の電極凹部３４ａの形状は、硬質チップ４２の外側面（外周面）に対応した形状を呈しており、硬質チップ４２の外側面が鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部に線接触するように、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部には、凸曲面２２ｂが形成されている。

図３（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の変形例１においては、円柱形状の硬質チップ２４に代えて、略三角柱形状（三角柱形状に近似した形状）の硬質チップ４４を用いている。この場合には、第２電極３４の電極凹部３４ａの形状は、硬質チップ４４の外側面に対応した形状を呈しており、硬質チップ４４の外側面が鋸刃台金２０の鋸歯２２の平坦面２２ａに線接触するように、硬質チップ４４の少なくともいずれかの外側面（変形例１においては各外側面）には、左右方向へ延びた突起列（突起部）４４ａが形成されている。硬質チップ４４の突起列４４ａの先端角θは、１６０〜１７６度になっていることが好ましい。硬質チップ４４の突起列４４ａの先端角θを１７６度以下にしたのは、１７６度を超えると、１次通電工程において硬質チップ４４の外側面が鋸刃台金２０の鋸歯２２の平坦面２２ａに面接触するおそれがあるからである。硬質チップ４４の突起列４４ａの先端角θを１６０度以上としたのは、１６０度未満であると、硬質チップ４４の接合後における硬質チップ４４の研磨量を十分に低減することが困難になるからである。

図４（ａ）に示すように、本発明の実施形態の変形例３においては、円柱形状の硬質チップ２４に代えて、扇柱形状（断面扇形状）の硬質チップ４６を用いている。この場合には、第２電極３４の電極凹部３４ａの形状は、硬質チップ４６の外側面（外周面）に対応した形状を呈している。

図４（ｂ）に示すように、本発明の実施形態の変形例４においては、円柱形状の硬質チップ２４に代えて、半円柱形状の硬質チップ４８を用いている。この場合には、第２電極３４の電極凹部３４ａの形状は、硬質チップ４８の外側面（外周面）に対応した形状を呈している。また、本発明の実施形態の変形例４においては、先行の鋸歯２２（図示省略）と第２電極３４との干渉を回避するために、鋸歯２２の平坦面２２ａを水平方向に対して傾斜させた状態で、第１電極２８（図１及び図２参照）によって鋸刃台金２０を把持している。

なお、硬質チップ４２（４４，４６，４８）の断面積は、鋸刃台金２０の厚み寸法の０．５〜２．０倍を直径とする仮想の円の断面積の範囲内になっている。これは、硬質チップ２４の外径寸法S（図２参照）を規定した理由と同じ理由によるものである。

そして、本発明の実施形態の変形例１から変形例４においては、硬質チップ４２（４４，４６，４８）の形状が硬質チップ２４に比べて切れ刃形状（最終形状）に近いため、硬質チップ４２（４４，４６，４８）の接合後における硬質チップ４２（４４，４６，４８）の研磨量を十分に低減できる。そのため、本発明の実施形態の変形例１から変形例４においては、硬質チップ４２（４４，４６，４８）の材料コストの他に、硬質チップ４２（４４，４６，４８）の研磨コストを削減でき、鋸刃の製造コストのより一層の削減を図ることができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、次のように種々の態様で実施可能である。例えば、鋸刃台金２０が０．５重量％以下のカーボンを含有する場合には、３次通電工程を省略しても構わない。また、鋸歯２２の先端部に硬質チップ２４を備えた鋸刃台金２０を第１電極２８から取り外した後に、鋸刃台金２０の鋸歯２２の先端部と硬質チップ２４との接合部付近に対して再度焼鈍処理を施しても構わない。

そして、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態及び実施形態の変形例に限定されないものでなく、鋸刃台金２０の鋸歯２２（各鋸歯２２）の先端部に硬質材料からなる硬質チップ２４（４２，４４，４６，４８）が本発明の実施形態に係るチップ接合方法によって接合された帯鋸刃又は丸鋸刃等の鋸刃にも及ぶものである。

（本発明の実施例）
現状の実施品である硬質チップ（外径寸法が鋸刃台金の厚み寸法の２．５倍）よりも小径の硬質チップ（外径寸法が鋸刃台金の厚み寸法の１．５倍、比較品である硬質チップと同じもの）を用意し、本発明の実施形態に係るチップ接合方法によって小径の硬質チップを接合した。また、本発明の実施形態に係るチップ接合方法における１次通電工程の終了後においては、図５に示すように、鋸刃台金の鋸歯の先端部と小径の硬質チップとの間に仮接合部（溶着部）が形成されていることが確認された。

そして、発明の実施形態に係るチップ接合方法によって小径の硬質チップを接合した場合（発明例の場合）について接合強度試験を行った。その結果をまとめると、図６に示すようになる。発明例の場合には、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率が０％であることが確認された。また、図示は省略するが、硬質チップの外径が鋸刃台金２０の厚み寸法の０．５〜２．０倍になっている場合には、同様の結果を得ることが確認された。なお、一例として、硬質チップの接合強度不足による不具合の発生率とは、硬質チップの接合強度が５０ｋｇｆ未満になる発生率のことをいい、５０ｋｇｆは、硬質チップの接合状態を安定させるための基準の接合強度である。図６は、硬質チップの接合強度が５０ｋｇｆ未満の発生率、５０以上１００ｋｇｆ未満の発生率、１００以上１５０ｋｇｆ未満の発生率、１５０以上２００ｋｇｆ未満の発生率、及び２００以上２５０ｋｇｆ未満の発生率を表している。

また、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、発明例の場合には、硬質チップにクラックが発生することはないことが確認された。また、図示は省略するが、硬質チップの外径が鋸刃台金２０の厚み寸法の０．５〜２．０倍になっている場合には、硬質チップにクラックが発生することはないことが確認された。

２０ 鋸刃台金
２２ 鋸歯
２２ａ 平坦面
２４ 硬質チップ
２６ 電気抵抗溶接装置
２８ 第１電極
３０ 溶接ヘッド
３２ アクチュエータ
３４ 第２電極
３４ａ 電極凹部
３６ 溶接電源
３８ 導電ケーブル
４０ 導電ケーブル
４２ 硬質チップ
４４ 硬質チップ
４４ａ 突起列
４６ 硬質チップ
４８ 硬質チップ

Claims (6)

1. 鋸刃における鋸刃台金の鋸歯の先端部に、硬質材料からなる硬質チップを電気抵抗溶接によって接合するためのチップ接合方法において、
   第１電極によって保持された前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に対して、第２電極によって保持された前記硬質チップを相対的に加圧した状態で、前記第１電極と前記第２電極との間に溶接電流を通電して電気エネルギーを供給することにより、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップの接触部周辺のみをジュール熱によって仮接合する１次通電工程と、
   前記１次通電工程の終了後に、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に対して前記硬質チップを相対的に加圧した状態で、前記第１電極と前記第２電極との間に溶接電流を通電して、前記１次通電工程における電気エネルギーよりも高い電気エネルギーを供給することにより、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップをジュール熱によって溶融させて、前記硬質チップを前記鋸刃台金の前記鋸歯側へ相対的に押し込むことで、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に接合する２次通電工程と、を具備したことを特徴とするチップ接合方法。
2. 前記１次通電工程の終了後でかつ前記２次通電工程の開始前に、前記鋸刃台金に対して前記硬質チップを相対的に加圧しかつ前記第１電極と前記第２電極との間の溶接電流の通電を停止した状態で、所定時間放置することにより、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップとの仮接合部周辺に生じた熱を放熱する放置工程を具備したことを特徴とする請求項１に記載のチップ接合方法。
3. 前記２次通電工程の終了後に、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部に対して前記硬質チップを相対的に加圧した状態で、前記第１電極と前記第２電極との間に溶接電流を通電することにより、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップとの接合部周辺をジュール熱によって加熱して焼鈍する３次通電工程を具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップ接合方法。
4. 前記１次通電工程において、前記鋸刃台金の前記鋸歯の先端部と前記硬質チップを線接触させた状態で、前記第１電極と前記第２電極との間の溶接電流の通電を開始することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のチップ接合方法。
5. 前記硬質チップの形状は、円柱形状であって、前記硬質チップの外径寸法は、前記鋸刃台金の厚み寸法の０．５〜２．０倍になっていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のチップ接合方法。
6. 前記硬質チップの形状は、円柱形状以外の形状であって、前記硬質チップの断面積は、前記鋸刃台金の厚み寸法の０．５〜２．０倍を直径とする仮想の円の断面積の範囲内になっていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のチップ接合方法。