JP7519785B2 - 鋸刃 - Google Patents

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Description

本発明は、鋸刃に関する。
特許文献1に、切削騒音が抑制される鋸刃が記載されている。
特許文献1に記載された鋸刃は、組として繰り返し形成された複数の歯のピッチである歯先ピッチが、それぞれ異なっている。また、この鋸刃は、切削溝の全幅に対して同一の分割幅を切削する複数のアサリ歯が、所定のアサリパターンで繰り返し形成されており、各アサリパターンに該当する複数の歯のピッチである歯先機能ピッチがそれぞれ異なっている。
この鋸刃は、ワークピースの切削時にアサリパターンの繰り返し等によって生じる切削振動の共振が抑制されて切削騒音が低減する、とされる。
特開2009-233782号公報
特許文献1に記載された鋸刃よりも、さらに切削騒音を低減することが望まれる。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削騒音をより低減できる鋸刃を提供することにある。
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) 鋸歯として形成された、第1の切削幅で切削する第1機能を有する2つの直歯と、第2の切削幅で切削する第2機能を有する3つの左アサリ歯と、第3の切削幅で切削する第3機能を有する3つの右アサリ歯とが、一定の順番で配置された歯組繰り返して有する鋸歯部を備え、
前記一定の順番は切削時の走行方向の反対側に向け、直歯、右アサリ歯、左アサリ歯、右アサリ歯、直歯、左アサリ歯、右アサリ歯、左アサリ歯の順とされ、
前記3つの左アサリ歯を左アサリ歯機能組とし、
前記3つの右アサリ歯を右アサリ歯機能組とし、
一の鋸歯組の前記左アサリ歯機能組において隣接する前記左アサリ歯の歯先ピッチを走行方向の前側から第1ピッチ,第2ピッチとし、最後方の前記左アサリ歯と前記一の鋸歯組の後方側に隣接する前記鋸歯組の最前の前記左アサリ歯との歯先ピッチを第3ピッチとし、
前記一の鋸歯組の前記右アサリ歯機能組において隣接する前記右アサリ歯の歯先ピッチを走行方向の前側から第4ピッチ,第5ピッチとし、最後方の前記右アサリ歯と前記一の鋸歯組の後方側に隣接する前記鋸歯組における最も走行方向側の前記右アサリ歯との歯先ピッチを第6ピッチとしたときに、
前記第1ピッチ,前記第2ピッチ,及び前記第3ピッチが第1の大小関係をもって互いに異なり、
前記第4ピッチ,前記第5ピッチ,及び前記第6ピッチが第2の大小関係をもって互いに異なり、
前記鋸歯の歯先面積の大小を、逃げ面の突出部の有無及び前記突出部が有る場合の突出量の違い、又は逃げ面の抉り部の有無及び前記抉り部が有る場合の抉り量の違いで設定される歯先質量の大小に対応づけたときに
前記第1ピッチ,前記第2ピッチ,及び前記第3ピッチそれぞれにおいて、走行方向と反対側の前記左アサリ歯の前記歯先面積の大小関係が前記第1の大小関係と一致し、
前記第4ピッチ,前記第5ピッチ,及び前記第6ピッチそれぞれにおいて、前記走行方向と反対側の前記右アサリ歯の前記歯先面積の大小関係が前記第2の大小関係と一致する鋸刃。
2) 前記鋸歯組における前記2つの直歯の歯先ピッチを第7ピッチとし、後方側の前記直歯と前記一の鋸歯組の後方側に隣接する前記鋸歯組における最も走行方向側の前記直歯との歯先ピッチを第8ピッチとし、前記第7ピッチと前記第8ピッチとの大小関係を第3の大小関係としたときに、
前記第7ピッチ及び前記第8ピッチそれぞれにおいて、走行方向と反対側の前記直歯の前記歯先面積の大小関係が、前記第3の大小関係と一致する1)に記載の鋸刃である。
3) 前記鋸刃は、帯鋸刃である1)又は2)に記載の鋸刃である。
本発明によれば、切削騒音をより低減できる、という効果が得られる。
図1は、本発明の実施の形態に係る鋸刃の実施例1である帯鋸刃91Aを示す部分側面図である。 図2は、図1における下面図である。 図3は、帯鋸刃91Aで切削溝Wmを形成する際の切削幅W1~W3を示す模式的断面図である。 図4は、帯鋸刃91Aにおける鋸歯の側面形状の違いを説明する図である。 図5は、歯先面積の異なる鋸歯の側面形状を示す図であり、(a)が歯先面積S、(b)が歯先面積M、(c)は歯先面積Lの鋸歯を示す側面図である。 図6は、本発明の実施の形態に係る帯鋸刃の実施例2である帯鋸刃91Bを示す部分側面図である。 図7は、図6における下面図である。 図8は、歯先面積の異なる鋸歯の形成例を示す鋸歯の側面形状を示す図である。 図9は、歯先面積の異なる鋸歯の他の形成例を示す鋸歯の側面形状の違いを説明する図である。 図10は、図9に示される鋸歯の側面形状を示す図であり、(a)が歯先面積S、(b)が歯先面積M、(c)は歯先面積Lの鋸歯を示す側面図である。 図11は、実施例1,2及び比較例1,2の、切削時の鋸刃速度と生じる音の音圧レベルとの関係を示すグラフである。
本発明の実施の形態に係る鋸刃の実施例を、実施例1,2の鋸刃91A,91Bにより説明する。鋸刃91A,91Bは帯鋸刃であるので、以下、それぞれ帯鋸刃91A,91Bと称する。
(実施例1)
図1及び図2を参照して実施例1の帯鋸刃91Aを説明する。図1は、帯鋸刃91Aの部分側面図であり、図2は、帯鋸刃91Aの下面図である。
図1に示されるように、帯鋸刃91Aは、帯状の胴部1と胴部1の一方の縁部に形成された鋸歯部2Aとを有する。
鋸歯部2Aは、複数の歯の組である鋸歯組G1が胴部1の長手方向に繰り返し形成されて構成されている。この例において、鋸歯部2Aは、N個の鋸歯組G1-1,G1-2,・・・,G1-N(Nは3以上の正の整数)を有するものとする。
図1及び図2に示されるように、鋸歯組G1は、直歯機能組CGとして直歯C11,C12と、左アサリ歯機能組LGとして左アサリ歯L11,L12,L13と、右アサリ歯機能組RGとして右アサリ歯R11,R12,R13との8つの鋸歯を有する。直歯機能組CG,左アサリ歯機能組LG,右アサリ歯機能組RGをまとめて鋸歯機能組とも称する。
鋸歯組G1における8つの鋸歯の配設順は、直歯C11を基準Aとして切削時の走行方向DRaの反対方向に向け、直歯C11、右アサリ歯R11,左アサリ歯L11,右アサリ歯R12,直歯C12,左アサリ歯L12,右アサリ歯R13,左アサリ歯L13である。
図3は、帯鋸刃91AでワークWPを切削して切削溝Wmを形成する際に分担される切削幅を示す模式的断面図である。
図3に示されるように、切削溝Wmの全幅Waに対し、直歯機能組CGは、直歯C11で示される切削幅W1の切削を担当する。左アサリ歯機能組は、左アサリ歯L12で示される切削幅W3の切削を担当する。右アサリ歯機能組は、右アサリ歯R12で示される切削幅W2の切削を担当する。
また、図1及び図2に示されるように、鋸歯組G1において、隣接する歯の歯先間の走行方向DRaにおける距離である歯先ピッチは、連続する4つの歯先ピッチP11,P12,P13,P14を一つの歯先ピッチパターンPT1とし、この歯先ピッチパターンPT1を繰り返すように設定されている。
帯鋸刃91Aにおいて、4つの歯先ピッチP11~P14は互いに異なっている。歯先ピッチP11~P14の具体的寸法例は、次のとおりである。
歯先ピッチP11:8.3mm
歯先ピッチP12:6.9mm
歯先ピッチP13:6.2mm
歯先ピッチP14:7.6mm
詳しくは、歯先ピッチP11は、直歯C11と右アサリ歯R11との間、及び直歯C12と左アサリ歯L12との間の歯先ピッチに設定されている。歯先ピッチP12は、右アサリ歯R11と左アサリ歯L11との間、及び左アサリ歯L12と右アサリ歯R13との間の歯先ピッチに設定されている。歯先ピッチP13は、左アサリ歯L11と右アサリ歯R12との間、及び右アサリ歯R13と左アサリ歯L13との間の歯先ピッチに設定されている。歯先ピッチP14は、右アサリ歯R12と直歯C12との間、及び左アサリ歯L13と次の鋸歯組G1-2における先頭の直歯C11との間の歯先ピッチに設定されている。
鋸歯組G1の8つの鋸歯は、切削溝の全幅に対し分担された切削幅毎に機能分類されている。詳しくは、鋸歯組G1は、3種類の機能違いの歯群に分類される。
この3種類の歯群は、直歯機能組CG,左アサリ歯機能組LG,及び右アサリ歯機能組RGである。直歯機能組CGは直歯C11,C12であり、左アサリ歯機能組LGは左アサリ歯L11~L13であり、右アサリ歯機能組RGは右アサリ歯R11~R13である。
同一機能で分類された複数の鋸歯のピッチを、歯先機能ピッチと称する。
帯鋸刃91Aでは、直歯機能組CGに対応した歯先機能ピッチとして直歯歯先機能ピッチ,右アサリ歯機能組に対応した歯先機能ピッチとして右アサリ歯歯先機能ピッチ,及び左アサリ歯機能組に対応した歯先機能ピッチとして左アサリ歯歯先機能ピッチが設定される。
具体的には、直歯機能組CGを構成する複数の鋸歯の歯先ピッチを直歯歯先機能ピッチと称し、図1及び図2に示されるように、帯鋸刃91Aにおいて直歯機能組CGの直歯C11,C12についての直歯歯先機能ピッチは直歯歯先機能ピッチKPC11の1種類となる。直歯歯先機能ピッチKPC11は、歯先ピッチP11~P14の和である。
歯先ピッチP11~P14に上述の寸法例を適用すると、
KPC11=P11+P12+P13+P14=8.3mm+6.9mm+6.2mm+7.6mm=29mm
である。
左アサリ歯機能組LGを構成する複数の鋸歯の歯先ピッチを左アサリ歯歯先機能ピッチと称し、図1及び図2に示されるように、左アサリ歯機能組の左アサリ歯L11~L13の左アサリ歯歯先機能ピッチは、左アサリ歯歯先機能ピッチKPL11~KPL13の3種類となる。
左アサリ歯歯先機能ピッチKPL11は、歯先ピッチP12,P13との和である。
左アサリ歯歯先機能ピッチKPL12は、歯先ピッチP14,P11,P12の和である。左アサリ歯歯先機能ピッチKPL13は、歯先ピッチP13,P14,P11の和である。
歯先ピッチP11~P14に上述の寸法例を適用すると、
KPL11=P12+P13=6.9mm+6.2mm=13.1mm
KPL12=P11+P12+P14=8.3mm+6.9mm+7.6mm=22.8mm
KPL13=P11+P13+P14=8.3mm+6.2mm+7.6mm=22.1mm
KPL11<KPL13<KPL12 ・・・ (式1)
である。
右アサリ歯機能組RGを構成する複数の鋸歯の歯先ピッチを、右アサリ歯歯先機能ピッチと称することにすると、右アサリ歯機能組の右アサリ歯R11~R13の右アサリ歯歯先機能ピッチは、右先機能ピッチKPR11~KPR13の3種類となる。
詳しくは、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR11は、歯先ピッチP12,P13との和である。右アサリ歯歯先機能ピッチKPR12は、歯先ピッチP14,P11,P12の和である。右アサリ歯歯先機能ピッチKPR13は、歯先ピッチP13,P14,P11の和である。
上述から明らかなように、帯鋸刃91Aにおいて、左アサリ歯歯先機能ピッチKPL11と、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR11とは等しく、左アサリ歯歯先機能ピッチKPL12と右アサリ歯歯先機能ピッチKPR12とは等しい。
すなわち、
KPR11=P12+P13=6.9mm+6.2mm=13.1mm
KPR12=P11+P12+P14=8.3mm+6.9mm+7.6mm=22.8mm
KPR13=P11+P13+P14=8.3mm+6.2mm+7.6mm=22.1mm
KPR11<KPR13<KPR12 ・・・ (式2)
である。
帯鋸刃91Aは、鋸刃の外形形状が、それぞれが属する機能違いの歯群に関連して異なる大きさの歯先面積に分類されるよう決められている。この例において、歯先面積は、小さい方から順に歯先面積S,M,Lの3種類である。
歯先面積は、鋸歯の側面視における歯底位置から先端側の部分の面積である。
帯鋸刃91の鋸歯部2Aにおいて、すべての鋸歯の歯底位置は、図1に示されるように、胴部1の縁部と平行な歯底線LN上にある。
図1において、歯先面積Lの鋸歯にはクロスハッチングを付し、歯先面積Mの鋸歯にはハッチングを付し、歯先面積Sの鋸歯は無地として区別している。
例えば、図1において、右アサリ歯機能組RGに含まれる右アサリ歯R11,R12,R13それぞれの歯先面積の大きさは、走行方向DRa側に隣接する右アサリ歯との間の右アサリ歯歯先機能ピッチの大きさに応じて決められている。
詳しくは、歯先面積の大小関係を、上述のように歯先面積S<歯先面積M<歯先面積Lとすると、(式2)の関係に基づき、
走行方向DRa側の右アサリ歯歯先機能ピッチが、最小の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR11となる右アサリ歯R12の歯先面積を、最小の歯先面積Sとする。
走行方向DRa側の右アサリ歯歯先機能ピッチが、3つのうちの中間の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR13である右アサリ歯R11の歯先面積を、中間の歯先面積Mとする。
走行方向DRa側の右アサリ歯歯先機能ピッチが、最大の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR12である右アサリ歯R13の歯先面積を、最大の歯先面積Lとする。
図4に示されるように、実施例1において、鋸歯T1の歯先面積S,M,Lの違いは、すくい角θa及び逃げ角θbを共通とし、逃げ面T1aに突出部T1bを設けるか否か、及び突出部T1bを設けた場合の突出量の大小で設定されている。
具体的には、突出部T1bを設けない場合(実線)の歯先面積を歯先面積Sとする。そして、突出部T1bを第1の突出高さで設けた場合の歯先面積を歯先面積Mとすると、突出部T1bを第1の突出高さよりも高い第2の突出高さで設けた場合の歯先面積が歯先面積Lとなる。
これにより、図5に示されるように、逃げ面T1aの突出形状違いで歯先面積が異なる3種類の鋸歯形状が設定される。
図5(a)は、歯先面積Sの鋸歯形状であって、図1に示されるように、例えば直歯C11が該当する。
図5(b)は、歯先面積Mの鋸歯形状であって、図1に示されるように、例えば右アサリ歯R11が該当する。
図5(c)は、歯先面積Lの鋸歯形状であって、図1に示されるように、例えば左アサリ歯L11が該当する。
上述のように、帯鋸刃91Aの鋸歯部2Aにおける各鋸歯の機能を、切削で形成される切削溝の全幅に対して各鋸歯に分担された切削幅である分割幅で分類すると、帯鋸刃91Aは、直歯C11,C12,C13と、右アサリ歯R11,R12,R13と、左アサリ歯L11,L12,L13との3種類に分類される。
一般に、帯鋸刃の切削時には、機能毎の鋸歯の配列である繰り返しパターンに対応した周波数の基音及びその倍音が音として発生し、作業者などに切削騒音として聴取される。
帯鋸刃91Aは、左アサリ歯に対応した左アサリ歯歯先機能ピッチKPL11~KPL13を(式1)に示されるように互いに異なる値とし、右アサリ歯に対応した右アサリ歯歯先機能ピッチKPR11~KPR13を(式2)に示されるように互いに異なる値としている。
これにより、右アサリ歯R11~R13及び左アサリ歯L11~L13から切削時に生じる各鋸歯の音の周波数が集中せず分散して、共振の発生が抑制されると共に、切削速度等の切削条件によって共振が生じた場合の共振周波数の音圧が低減される。
さらに、帯鋸刃91Aは、上述のように、同一機能の複数の鋸歯について、歯先面積を走行方向DRa側の歯先機能ピッチの大小に応じて異ならせている。
切削時に同一機能の鋸歯から生じる音の周波数の高低は、上述の右アサリ歯歯先機能ピッチ及び左アサリ歯歯先機能ピッチのみならず鋸歯の歯先質量にも影響を受ける。
具体的には、歯先質量の大きい鋸歯の方が小さい鋸歯よりも切削時に生じる音の周波数は低くなる。
そこで、上述のように、帯鋸刃91Aは、同一機能の複数の鋸歯について、歯先質量の大小に対応する歯先面積を、走行方向側の歯先機能ピッチの大小に応じて大小となるように異ならせている。例えば、最小の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR11が走行方向DRa側のピッチとなる右アサリ歯R12は、最小の歯先面積Sで形成されている。
これにより、右アサリ歯R12は、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR11が最小であることで切削時に生じる音の周波数が他の右アサリ歯歯先機能ピッチの鋸歯よりも高くなることに加え、右アサリ歯R12は、最小の歯先面積S、すなわち最小の歯先質量を有することにより、切削時に生じる音の周波数がさらに高い方にシフトする。
一方、最大の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR12が走行方向DRa側のピッチとなる右アサリ歯R13は、最大の歯先面積Lで形成されている。
これにより、右アサリ歯R13は、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR12が最大であることで切削時に生じる音の周波数が他の右アサリ歯歯先機能ピッチの鋸歯よりも低くなることに加え、右アサリ歯R13は、最大の歯先面積L、すなわち最大の歯先質量を有することにより、切削時に生じる音の周波数がさらに低い方にシフトする。
これらから、切削時に、中間の歯先面積Mを有する右アサリ歯R11で生じる音の周波数と、右アサリ歯R12で生じる音の周波数との差及び右アサリ歯R13で生じる音の周波数との差、がそれぞれ大きくなる。
すなわち、帯鋸刃91Aは、切削時に右アサリ歯R11~R13それぞれで生じる音の周波数が、互いに、より離隔して分散し、共振の発生がより抑制されると共に、切削速度等の切削条件によって共振が生じた場合の共振周波数の音圧がより低減される。
歯先質量の大小が歯先面積の大小に依存することは、各鋸歯の歯先の材質及び厚さが、それぞれ概ね均質及び均一とみなせることによる。
上述の右アサリ歯機能組における効果は、左アサリ歯機能組である左アサリ歯L11~L13についても同様に得られる。
すなわち、最小の左アサリ歯歯先機能ピッチKPL11が走行方向DRa側のピッチとなる左アサリ歯L13は、最小の歯先面積Sで形成されている。
これにより、左アサリ歯L13は、左アサリ歯歯先機能ピッチKPL11が最小であることで切削時に生じる音の周波数が他の左アサリ歯歯先機能ピッチの鋸歯よりも高くなることに加え、左アサリ歯L13は、最小の歯先面積S、すなわち最小の歯先質量を有することにより、切削時に生じる音の周波数がより高い方にシフトする。
一方、最大の左アサリ歯歯先機能ピッチKPL12が走行方向DRa側のピッチとなる左アサリ歯L11は、最大の歯先面積Lで形成されている。
これにより、左アサリ歯L11は、左アサリ歯歯先機能ピッチKPL12が最大であることで切削時に生じる音の周波数が他の左アサリ歯歯先機能ピッチの鋸歯よりも低くなることに加え、左アサリ歯L11は、最大の歯先面積L、すなわち最大の歯先質量を有することにより、切削時に生じる音の周波数がさらに低い方にシフトする。
これらから、切削時に、中間の歯先面積Mを有する左アサリ歯L12で生じる音の周波数と、左アサリ歯L13で生じる音の周波数との差及び左アサリ歯L11で生じる音の周波数との差、がそれぞれ大きくなる。
すなわち、帯鋸刃91Aは、切削時に左アサリ歯L11~L13それぞれで生じる音の周波数が、互いに、より離隔して分散し、共振の発生がより抑制されると共に、切削速度等の切削条件によって共振が生じた場合の共振周波数の音圧がより低減される。
直歯機能組CGについては、直歯歯先機能ピッチKPC11が一定であるため、直歯C11と直歯C12は同じ歯先面積で形成されている。この例では、歯先面積を最小の歯先面積Sにして、可聴帯域内で、聴覚の感度特性により高切削速度で騒音として知覚されにくい高音側へシフトするように構成されている。
上述のように、帯鋸刃91Aは、同一機能の複数の鋸歯の歯先機能ピッチの大小に基づいて、その複数の鋸歯それぞれの歯先面積の大小を決めている。これにより、帯鋸刃91Aは切削騒音がより低減される。
(実施例2)
図6及び図7を参照して実施例2の帯鋸刃91Bを説明する。図6は、帯鋸刃91Bの部分側面図であり、図7は、帯鋸刃91Bの下面図である。
帯鋸刃91Bは、帯鋸刃91Aに対し次の2点が異なる。一つ目は、帯鋸刃91Aは、連続する4つの歯先ピッチが一つの歯先ピッチパターンとして構成されていたのに対し、帯鋸刃91Bは、連続する8つの歯先ピッチが一つの歯先ピッチパターンとして構成されている点である。二つ目は、直歯の歯先面積が2種類あるという点である。
図6に示されるように、帯鋸刃91Bは、帯状の胴部1と胴部1の一方の縁部に形成された鋸歯部2Bとを有する。
鋸歯部2Bは、複数の歯の組である鋸歯組G2が胴部1の長手方向に繰り返し形成されて構成されている。
図6及び図7に示されるように、鋸歯組G2は、直歯C21,C22と、左アサリ歯L21,L22,L23と、右アサリ歯R21,R22,R23との8つの鋸歯を有する。
鋸歯組G2における8つの鋸歯の配設順は、直歯C21を基準Aとして切削時の走行方向DRaの反対方向に向け、直歯C21、右アサリ歯R21,左アサリ歯L21,右アサリ歯R22,直歯C22,左アサリ歯L22,右アサリ歯R23,左アサリ歯L23の順である。
また、鋸歯組G2において、隣接する歯の歯先間の走行方向DRaにおける距離である歯先ピッチは、連続する8つの歯先ピッチP21,P22,P23,P24,P25,P26,P27,P28を一つの歯先ピッチパターンとし、この歯先ピッチパターンPT2を繰り返すように設定されている。
帯鋸刃91Bにおいて、8つの歯先ピッチP21~P28において、歯先ピッチP21~P24と、歯先ピッチP25~P28とは、直歯C21,C22の走行側の歯先ピッチとなる歯先ピッチP24と歯先ピッチP28とが異なり、歯先ピッチP21~P23と歯先ピッチP25~P28とが同じになるよう対応づけられている。歯先ピッチP21~P28の具体的寸法例は、次のとおりである。
歯先ピッチP21:8.3mm
歯先ピッチP22:6.9mm
歯先ピッチP23:6.2mm
歯先ピッチP24:7.6mm
歯先ピッチP25:8.3mm
歯先ピッチP26:6.9mm
歯先ピッチP27:6.2mm
歯先ピッチP28:7.0mm
詳しくは、歯先ピッチP21は、直歯C21と右アサリ歯R21との間、及び直歯C22と左アサリ歯L22との間に設定されている。歯先ピッチP22は、右アサリ歯R21と左アサリ歯L21との間、及び左アサリ歯L22と右アサリ歯R23との間に設定されている。歯先ピッチP23は、左アサリ歯L21と右アサリ歯R22との間、及び右アサリ歯R23と左アサリ歯L23との間のピッチに設定されている。
鋸歯組G2の8つの鋸歯は、切削溝の全幅に対して分担された切削幅毎に機能分類されている。詳しくは、鋸歯組G2は、3種類の機能の違いの歯群に分類される。
この3種の歯群は、直歯機能組CG,左アサリ歯機能組LG,及び右アサリ歯機能組RGである。直歯機能組CGは直歯C21,C22であり、左アサリ歯機能組LGは左アサリ歯L21~L23であり、右アサリ歯機能組RGは右アサリ歯R21~R23である。
同一機能を有する複数の鋸歯のピッチを、歯先機能ピッチと称する。
帯鋸刃91Bでは、直歯機能組CGに対応した直歯歯先機能ピッチ,右アサリ歯機能組RGに対応した右アサリ歯歯先機能ピッチ,及び左アサリ歯機能組LGに対応した左アサリ歯歯先機能ピッチが設定される。
直歯機能組CGを構成する複数の鋸歯の歯先ピッチを直歯歯先機能ピッチと称し、図6及び図7に示されるように、帯鋸刃91Bにおいて直歯機能組CGの直歯C21,C22についての直歯歯先機能ピッチは直歯歯先機能ピッチKPC21及び直歯歯先機能ピッチKPC22の2種類となる。
図6及び図7に示されるように、直歯歯先機能ピッチKPC21は、歯先ピッチP21~P24の和であり、直歯歯先機能ピッチKPC22は、歯先ピッチP25~P28の和である。
歯先ピッチP21~P28に上述の寸法例を適用すると、
KPC21=P21+P22+P23+P24=8.3mm+6.9mm+6.2mm+7.6mm=29mm
KPC22=P25+P26+P27+P28=8.3mm+6.9mm+6.2mm+7.0mm=28.4mm
KPC22<KPC21 ・・・ (式3)
である。
左アサリ歯機能組LGを構成する複数の鋸歯の歯先ピッチを左アサリ歯歯先機能ピッチと称し、図6及び図7に示されるように、左アサリ歯機能組L21~L23の左アサリ歯歯先機能ピッチは、左アサリ歯歯先機能ピッチKPL21~KPL23の3種類となる。
左アサリ歯歯先機能ピッチKPL21は、歯先ピッチP22,P23との和である。
左アサリ歯歯先機能ピッチKPL22は、歯先ピッチP24,P25,P26の和である。左アサリ歯歯先機能ピッチKPL23は、歯先ピッチP27,P28,P21の和である。
歯先ピッチP21~P28に上述の寸法例を適用すると、
KPL21=P22+P23=6.9mm+6.2mm=13.1mm
KPL22=P24+P25+P26=7.6mm+8.3mm+6.9mm=22.8mm
KPL23=P27+P28+P21=6.2mm+7.0mm+8.3mm=21.5mm
KPL21<KPL23<KPL22 ・・・ (式4)
である。
右アサリ歯機能組RGを構成する複数の鋸歯の歯先ピッチを右アサリ歯歯先機能ピッチと称し、図6及び図7に示されるように、右アサリ歯機能組RGの右アサリ歯R21~R23の右アサリ歯歯先機能ピッチは、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR21~KPR23の3種類となる。
右アサリ歯歯先機能ピッチKPR21は、歯先ピッチP22,P23との和である。左アサリ歯歯先機能ピッチKPR22は、歯先ピッチP24,P25,P26の和である。左アサリ歯歯先機能ピッチKPR23は、歯先ピッチP27,P28,P21の和である。
歯先ピッチP21~P28に上述の寸法例を適用すると、
KPR21=P22+P23=6.9mm+6.2mm=13.1mm
KPR22=P24+P25+P26=7.6mm+8.3mm+6.9mm=22.8mm
KPR23=P27+P28+P21=6.2mm+7.06mm+8.3mm=21.5mm
KPR21<KPR23<KPR22 ・・・ (式5)
である。
帯鋸刃91Bは、鋸刃の外形形状が、それぞれが属する機能違いの歯群に関連して複数に異なる大きさの歯先面積に分類されるよう決められている。この例において、歯先面積は、小さい方から歯先面積S,M,Lの3種類である。
図6において、歯先面積Lの鋸歯にはクロスハッチングを付し、歯先面積Mの鋸歯にはハッチングを付し、歯先面積Sの鋸刃は無地として区別している。
帯鋸刃91Bにおける歯先面積の違いは、実施例1の帯鋸刃91Aの場合と同様に、すくい角θa及び逃げ角θbを共通とし、逃げ面T1aにおける突出部T1bの有無、及び突出部T1bが有りの場合の突出高さの違いで設定されている。
例えば、図6において、右アサリ歯機能組RGに含まれる右アサリ歯R22,R23,R24それぞれの歯先面積の大きさは、走行方向DRa側に隣接する右アサリ歯との間の右アサリ歯歯先機能ピッチの大きさに応じて決められている。
歯先面積の大小関係は、歯先面積S<歯先面積M<歯先面積Lであるから、
上述のKPR21<KPR23<KPR22の関係に基づき、
走行方向DRa側の右アサリ歯歯先機能ピッチが、最小の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR21となる右アサリ歯R22は、最小の歯先面積Sとする。
走行方向DRa側の右アサリ歯歯先機能ピッチが、中間の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR23となる右アサリ歯R21は、中間の歯先面積Mとする。
走行方向DRa側の右アサリ歯歯先機能ピッチが、最大の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR22である右アサリ歯R23は、最大の歯先面積Lとする。
また、図6に示されるように、帯鋸刃91Bにおいて、直歯機能組CGに含まれる直歯C21,C22それぞれの歯先面積の大きさは、走行方向DRa側に隣接する直歯との間の直歯歯先機能ピッチの大きさに応じて決められている。
歯先面積の大小関係は、歯先面積S<歯先面積Lであるから、
上述の(式3)であるKPC22<KPC21の関係に基づき、
走行方向DRa側の直歯歯先機能ピッチが、小さい方の直歯歯先機能ピッチKPC22となる直歯C21の歯先面積を歯先面積Sとし、走行方向DRa側の直歯歯先機能ピッチが、大きい方の直歯歯先機能ピッチKPC21となる直歯C22の歯先面積を歯先面積Lとする。
これにより、切削時に、直歯C21で生じる音の周波数と直歯C22で生じる音の周波数とが集中せず分散して、共振の発生が抑制されると共に、切削速度等の切削条件によって共振が生じた場合の共振周波数の音圧がより低減される。
この例では、切削時に、直歯C21で生じる音の周波数が高い方へシフトし、直歯C22で生じる音の周波数が低い方へシフトして分散する。
また、右アサリ歯機能組RGにおいて、最小の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR21が走行方向DRa側のピッチとなる右アサリ歯R22は、最小の歯先面積Sで形成されている。
これにより、右アサリ歯R22は、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR21が最小であることで切削時に生じる音の周波数が他の右アサリ歯歯先機能ピッチの鋸刃よりも高くなることに加え、右アサリ歯R22は、最小の歯先面積S、すなわち最小の歯先質量を有することにより、切削時に生じる音の周波数がさらに高い方にシフトする。
一方、最大の右アサリ歯歯先機能ピッチKPR22が走行方向DRa側のピッチとなる右アサリ歯R23は、最大の歯先面積Lで形成されている。
これにより、右アサリ歯R23は、右アサリ歯歯先機能ピッチKPR22が最大であることで切削時に生じる音の周波数が他の右アサリ歯歯先機能ピッチの鋸歯よりも低くなることに加え、右アサリ歯R23は、最大の歯先面積L、すなわち最大の歯先質量を有することにより、切削時に生じる音の周波数がより低い方にシフトする。
そのため、帯鋸刃91Bは、切削時に、中間の歯先面積Mを有する右アサリ歯R21で生じる音の周波数と、右アサリ歯R22で生じる音の周波数との差及び右アサリ歯R23で生じる音の周波数との差、がそれぞれ大きくなる。
これは左アサリ歯機能組LGにおいても同様であり、帯鋸刃91Bは、切削時に、中間の歯先面積Mを有する左アサリ歯L22で生じる音の周波数と、左アサリ歯L21で生じる音の周波数との差及び左アサリ歯L23で生じる音の周波数との差、がそれぞれ大きくなる。
さらに、帯鋸刃91Bは、直歯機能組CGについても、切削時に直歯C21で生じる音の周波数と直歯C22で生じる音の周波数とを異なるものとして分散させている。
これらにより、帯鋸刃91Bは、切削時に、右アサリ歯R21~R23,左アサリ歯L21~L23,及び直歯C21,21のそれぞれの鋸歯で生じる音の周波数が集中せずに分散し、共振の発生がより抑制されると共に、切削速度等の切削条件によって共振が生じた場合の共振周波数の音圧がより低減される。
歯先面積の異なる鋸歯を得る方法として、図8に示されるように、歯底位置の違いを利用してもよい。
例えば、歯底の位置を、歯底線LN1と歯底線LN1より深い位置にある歯底線LN2とのいずれかの線上に設定する。
具体的には、鋸歯T1,T2について、それぞれの歯底を、すくい側及び逃げ側が共に歯底線LN1上にある鋸歯T1、すくい側が歯底線LN2上にあり逃げ側が歯底線LN2上にある鋸歯T2とする。また、鋸歯T3,T4について、それぞれの歯底を、すくい側が歯底線LN1上にあり逃げ側が歯底線LN2上にある鋸歯T3、及びすくい側及び逃げ側が同じ歯底線LN2上にある鋸歯T4と設定する。
この方法によれば、歯先面積の小さい方から、鋸歯T1の歯先面積S、鋸歯T2の歯先面積M-、鋸歯T3の歯先面積M+、鋸歯T4の歯先面積L、の4種類の歯先面積の異なる鋸歯を形成できる。
また、歯先面積の異なる鋸歯を得る他の方法として、図9及び図10に示されるように、鋸歯の逃げ面T1aにおける抉り部T1cの有無、及び抉り部T1cが有りの場合の抉り量の違いを利用してもよい。
図9に示されるように、鋸歯において、すくい角θa及び逃げ角θbを共通とし、逃げ面T1aに抉り部T1cを設けるか否か、及び抉り部T1cを設けた場合の抉り量の大小、で歯先面積の違いが設定されている。
具体的には、図10(a)に示されるように、抉り部T1cを最も深い抉り深さで設けた鋸歯T5の歯先面積を歯先面積Sとする。また、図10(b)に示されるように、鋸歯T5よりも浅い抉り部T1cを設けた鋸歯T6の歯先面積を歯先面積Mとする。また、図10(c)に示されるように、抉り部T1cを設けない鋸歯T7の歯先面積を歯先面積Lとする。
図11は、実施例1の帯鋸刃91A及び実施例2の帯鋸刃91Bと、比較例1の帯鋸刃101及び比較例2の帯鋸刃102との4種類を供試帯鋸刃とし、鋸刃速度と切削時に発生する音の音圧レベルとの関係を示したグラフである。この切削時に発生する音は、作業者には実質的に騒音として聴取される。
音圧測定は、騒音計としてRION社製のNL-42を用い、すべての供試帯鋸刃に対し同一の測定条件のもとで行った。また、グラフにはA特性による最大値をプロットした。
比較例1の帯鋸刃101は、帯鋸刃91Aと同じ鋸歯配列及び歯先ピッチパターンを有するものの、鋸歯部の鋸歯を、歯先面積が鋸歯の機能によらず単に交互に大小となるよう形成したものである。
比較例2の帯鋸刃102は、帯鋸刃101に対し、すべての鋸歯を、歯先面積を同じとして形成したものである。
図11から明らかなように、実施例1,2の帯鋸刃91A,91Bは、比較例1,2に対し、いずれの鋸刃速度においても音圧レベルが低くなっており、歯先面積の大小を歯先機能ピッチの大小に応じて設定することによる騒音低減効果が認められる。音圧レベルは、実施例1,2の帯鋸刃91A,91Bは、比較例1,2に対し約5dBである。
実施例2の帯鋸刃91Bは、実施例1の帯鋸刃91Aよりも音圧レベルが低くなっており、騒音がより低減することが認められる。
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。
実施例1,2の帯鋸刃91A,91Bとして、鋸歯の構成が、直歯及び左右のアサリ歯の3種類の機能に分類される鋸歯部について説明したが、この構成に限定されるものではない。帯鋸刃は、鋸歯部の鋸歯が、より細かいアサリ量に対応した3種類を超える切削幅に分類されるものであってもよい。
実施例1,2として帯鋸刃を説明したが、鋸刃は帯鋸刃に限定されるものではなく、丸鋸刃などであってもよい。
1 胴部
2A,2B 鋸歯部
91A,91B 帯鋸刃
A 基準
C11,C12,C21,C22 直歯
CG 直歯機能組
L11,L12,L13,L21,L22,L23 左アサリ歯
LG 左アサリ歯機能組
R11,R12,R13,R21,R22,R23 右アサリ歯
RG 右アサリ歯機能組
G1,G1-1,G1-2,G2, 鋸歯組
P11~P14,P21~P28 歯先ピッチ
KPC11,KPC21,KPC22 直歯歯先機能ピッチ
KPL11,KPL12,KPL13,KPL21,KPL22,KPL23 左アサリ歯歯先機能ピッチ
KPR11,KPR12,KPR13,KPR21,KPR22,KPR23 右アサリ歯歯先機能ピッチ
LN,LN1,LN2 歯底線
P11~P14,P21~P28 歯先ピッチ
PT1 歯先ピッチパターン
S,M,L 歯先面積
T1~T7 鋸歯
T1a 逃げ面
T1b 突出部
T1c 抉り部
WP ワーク
Wm 切削溝
Wa 全幅
W1,W2,W3 切削幅
θa すくい角
θb 逃げ角

Claims (3)

  1. 鋸歯として形成された、第1の切削幅で切削する第1機能を有する2つの直歯と、第2の切削幅で切削する第2機能を有する3つの左アサリ歯と、第3の切削幅で切削する第3機能を有する3つの右アサリ歯とが、一定の順番で配置された歯組繰り返して有する鋸歯部を備え、
    前記一定の順番は切削時の走行方向の反対側に向け、直歯、右アサリ歯、左アサリ歯、右アサリ歯、直歯、左アサリ歯、右アサリ歯、左アサリ歯の順とされ、
    前記3つの左アサリ歯を左アサリ歯機能組とし、
    前記3つの右アサリ歯を右アサリ歯機能組とし、
    一の鋸歯組の前記左アサリ歯機能組において隣接する前記左アサリ歯の歯先ピッチを走行方向の前側から第1ピッチ,第2ピッチとし、最後方の前記左アサリ歯と前記一の鋸歯組の後方側に隣接する前記鋸歯組の最前の前記左アサリ歯との歯先ピッチを第3ピッチとし、
    前記一の鋸歯組の前記右アサリ歯機能組において隣接する前記右アサリ歯の歯先ピッチを走行方向の前側から第4ピッチ,第5ピッチとし、最後方の前記右アサリ歯と前記一の鋸歯組の後方側に隣接する前記鋸歯組における最も走行方向側の前記右アサリ歯との歯先ピッチを第6ピッチとしたときに、
    前記第1ピッチ,前記第2ピッチ,及び前記第3ピッチが第1の大小関係をもって互いに異なり、
    前記第4ピッチ,前記第5ピッチ,及び前記第6ピッチが第2の大小関係をもって互いに異なり、
    前記鋸歯の歯先面積の大小を、逃げ面の突出部の有無及び前記突出部が有る場合の突出量の違い、又は逃げ面の抉り部の有無及び前記抉り部が有る場合の抉り量の違いで設定される歯先質量の大小に対応づけたときに
    前記第1ピッチ,前記第2ピッチ,及び前記第3ピッチそれぞれにおいて、走行方向と反対側の前記左アサリ歯の前記歯先面積の大小関係が前記第1の大小関係と一致し、
    前記第4ピッチ,前記第5ピッチ,及び前記第6ピッチそれぞれにおいて、前記走行方向と反対側の前記右アサリ歯の前記歯先面積の大小関係が前記第2の大小関係と一致する鋸刃。
  2. 前記鋸歯組における前記2つの直歯の歯先ピッチを第7ピッチとし、後方側の前記直歯と前記一の鋸歯組の後方側に隣接する前記鋸歯組における最も走行方向側の前記直歯との歯先ピッチを第8ピッチとし、前記第7ピッチと前記第8ピッチとの大小関係を第3の大小関係としたときに、
    前記第7ピッチ及び前記第8ピッチそれぞれにおいて、走行方向と反対側の前記直歯の前記歯先面積の大小関係が、前記第3の大小関係と一致する請求項1記載の鋸刃。
  3. 前記鋸刃は、帯鋸刃である請求項1又は請求項2記載の鋸刃。
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