JPH0615524A - 非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための装置 - Google Patents
非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための装置Info
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- JPH0615524A JPH0615524A JP7129893A JP7129893A JPH0615524A JP H0615524 A JPH0615524 A JP H0615524A JP 7129893 A JP7129893 A JP 7129893A JP 7129893 A JP7129893 A JP 7129893A JP H0615524 A JPH0615524 A JP H0615524A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非晶質鋼薄板の堆積物を横断して伸びる切断
面に沿って該堆積物を剪断するための装置を提供する。 【構成】 装置は、堆積物の両側に配置される２個の刃
１２，１４を含んでいる。各々の刃の第１の表面３０，
３６は、その刃のかど３４，４０上の１点を通りかつ切
断面に垂直な基準面５０，５２に対して所定のレーキ角
αを成して配置される。２個の刃のレーキ角の和は５〜
３５°の範囲内の負の値を有する。また、両方の刃は高
圧下で圧縮成形されかつコバルトの融点を越える温度下
で焼結された炭化タングステン粒子およびコバルト粒子
から実質的に成る焼結炭化物切削材料から作製されてい
て、炭化タングステン粒子はサブミクロンの平均粒度を
有しており、かつコバルトは焼結炭化物切削材料の１５
重量％以上（通例は約１６重量％）を占めている。
面に沿って該堆積物を剪断するための装置を提供する。 【構成】 装置は、堆積物の両側に配置される２個の刃
１２，１４を含んでいる。各々の刃の第１の表面３０，
３６は、その刃のかど３４，４０上の１点を通りかつ切
断面に垂直な基準面５０，５２に対して所定のレーキ角
αを成して配置される。２個の刃のレーキ角の和は５〜
３５°の範囲内の負の値を有する。また、両方の刃は高
圧下で圧縮成形されかつコバルトの融点を越える温度下
で焼結された炭化タングステン粒子およびコバルト粒子
から実質的に成る焼結炭化物切削材料から作製されてい
て、炭化タングステン粒子はサブミクロンの平均粒度を
有しており、かつコバルトは焼結炭化物切削材料の１５
重量％以上（通例は約１６重量％）を占めている。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、非晶質鋼薄板の堆積物を剪断
するための装置に関するものである。
するための装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】非晶質鋼は極めて硬い材料であって、そ
れを剪断するために使用される刃の顕著な摩耗が大きな
問題となっていた。かかる摩耗は、切断作業を繰返して
実施した場合に刃が鈍化、チッピングまたはそれらの両
方を示すことを特徴とするものである。
れを剪断するために使用される刃の顕著な摩耗が大きな
問題となっていた。かかる摩耗は、切断作業を繰返して
実施した場合に刃が鈍化、チッピングまたはそれらの両
方を示すことを特徴とするものである。
【０００３】米国特許第４９４２７９８号明細書中に
は、従来の剪断装置に比べて刃の摩耗の低減を示す改良
された剪断装置が開示されている。この発明における改
良は、一方または両方の刃が負のレーキ角を有するとい
う特殊な構造の剪断刃を使用することによって達成され
た。使用された刃の材料は、焼結炭化タングステンのご
とき通常の切削材料であることが該特許明細書中に記載
されている。かかる材料の実例としてカーボロイ(Carbo
loy)の品番８９５および８８３が挙げられているが、こ
れらは６％のコバルトを含有する焼結炭化タングステン
である。
は、従来の剪断装置に比べて刃の摩耗の低減を示す改良
された剪断装置が開示されている。この発明における改
良は、一方または両方の刃が負のレーキ角を有するとい
う特殊な構造の剪断刃を使用することによって達成され
た。使用された刃の材料は、焼結炭化タングステンのご
とき通常の切削材料であることが該特許明細書中に記載
されている。かかる材料の実例としてカーボロイ(Carbo
loy)の品番８９５および８８３が挙げられているが、こ
れらは６％のコバルトを含有する焼結炭化タングステン
である。
【０００４】上記の特許明細書には、かかる刃に関する
一連の試験結果が記載されている。かかる試験に際して
は、アライド・シグナル・コーポレーション(Allied-Si
gnalCorporation) 製のメトグラス(Metglas) ２６０５
−Ｓ２非晶質鋼から成る厚さ約０．００１インチの薄板
１０枚を重ね合わせた堆積物を切断する作業が、刃の破
損が起こるまで繰返された。その結果、刃の破損が起こ
るまでに１０枚の薄板の堆積物を６００００回にわたっ
て切断することができた。
一連の試験結果が記載されている。かかる試験に際して
は、アライド・シグナル・コーポレーション(Allied-Si
gnalCorporation) 製のメトグラス(Metglas) ２６０５
−Ｓ２非晶質鋼から成る厚さ約０．００１インチの薄板
１０枚を重ね合わせた堆積物を切断する作業が、刃の破
損が起こるまで繰返された。その結果、刃の破損が起こ
るまでに１０枚の薄板の堆積物を６００００回にわたっ
て切断することができた。
【０００５】上記のごとき結果は、従来の剪断装置を用
いて達成された結果に比べれば極めて良好なものである
が、各堆積物中に含まれる非晶質鋼薄板の枚数が１０枚
よりも実質的に多くなると、刃の寿命が大幅に短縮する
ことに注意すべきである。たとえば、堆積物の厚さが薄
板１０枚から１５枚に増加すると、（上記の特許明細書
中に開示された刃の構造および材料を用いて）刃の破損
が起こるまでに実施し得る切断回数は平均して１０００
０未満に減少する。それ故、このように厚さの増大した
非晶質鋼薄板堆積物（すなわち、薄板１５枚の堆積物）
を切断する場合、刃の破損が起こるまでにより多くの回
数の切断を可能にするような刃が要望されているのであ
る。
いて達成された結果に比べれば極めて良好なものである
が、各堆積物中に含まれる非晶質鋼薄板の枚数が１０枚
よりも実質的に多くなると、刃の寿命が大幅に短縮する
ことに注意すべきである。たとえば、堆積物の厚さが薄
板１０枚から１５枚に増加すると、（上記の特許明細書
中に開示された刃の構造および材料を用いて）刃の破損
が起こるまでに実施し得る切断回数は平均して１０００
０未満に減少する。それ故、このように厚さの増大した
非晶質鋼薄板堆積物（すなわち、薄板１５枚の堆積物）
を切断する場合、刃の破損が起こるまでにより多くの回
数の切断を可能にするような刃が要望されているのであ
る。
【０００６】
【発明の概要】本発明の実施の一態様に従って述べれ
ば、上記の特許明細書中に開示されたものと実質的に同
じ形状および物理的関係を有する１対の相対的に運動可
能な刃を含む剪断装置が提供される。ただし、上記の特
許明細書中に開示されている刃の材料を使用する代り
に、特定の焼結炭化物（cemented carbide）切削材料が
両方の刃に対して使用される。かかる焼結炭化物切削材
料は高圧下で圧縮成形されかつコバルトの融点を越える
温度下で焼結された炭化タングステン粒子およびコバル
ト粒子から実質的に成っていて、圧縮成形前の炭化タン
グステン粒子はサブミクロンの平均粒度を有しており、
かつコバルトは焼結炭化物切削材料の約１６重量％を占
めている。このような刃を使用することにより、刃の破
損が起こるまでに、上記のごとき２６０５−Ｓ２非晶質
鋼から成る厚さ約０．００１インチの薄板１５枚を重ね
合わせた堆積物を平均して約３５０００回以上にわたっ
て切断することができた。
ば、上記の特許明細書中に開示されたものと実質的に同
じ形状および物理的関係を有する１対の相対的に運動可
能な刃を含む剪断装置が提供される。ただし、上記の特
許明細書中に開示されている刃の材料を使用する代り
に、特定の焼結炭化物（cemented carbide）切削材料が
両方の刃に対して使用される。かかる焼結炭化物切削材
料は高圧下で圧縮成形されかつコバルトの融点を越える
温度下で焼結された炭化タングステン粒子およびコバル
ト粒子から実質的に成っていて、圧縮成形前の炭化タン
グステン粒子はサブミクロンの平均粒度を有しており、
かつコバルトは焼結炭化物切削材料の約１６重量％を占
めている。このような刃を使用することにより、刃の破
損が起こるまでに、上記のごとき２６０５−Ｓ２非晶質
鋼から成る厚さ約０．００１インチの薄板１５枚を重ね
合わせた堆積物を平均して約３５０００回以上にわたっ
て切断することができた。
【０００７】添付の図面を参照しながら以下の詳細な説
明を読むことにより、本発明は一層明確に理解されよ
う。
明を読むことにより、本発明は一層明確に理解されよ
う。
【０００８】
【好適な実施の態様の詳細な説明】先ず図１を見ると、
２個の刃１２および１４を有する装置によって剪断すべ
き非晶質鋼薄板１１の堆積物１０が示されている。それ
らの刃の各々は、後記に詳述される特殊な焼結炭化物材
料から成っている。上方の刃１２は鋼製のブロック１６
に設けられた切欠き１７内に嵌め込まれ、そして適当な
結合剤でブロック１６に固定されている。下方の刃１４
は同様な鋼製のブロック２０に設けられた切欠き２２内
に嵌め込まれ、そして適当な結合剤でブロック２０に固
定されている。図示された実施の態様においては、下方
のブロック２０は静止しているのに対し、上方のブロッ
ク１６は鉛直方向に運動し得るようになっている。とは
言え、本発明はそれのみに限定されるわけではないので
あって、たとえば、両方のブロックが運動し得るように
構成されていてもよいし、あるいは上方のブロックの代
りに下方のブロックが運動し得るように構成されていて
もよい。
２個の刃１２および１４を有する装置によって剪断すべ
き非晶質鋼薄板１１の堆積物１０が示されている。それ
らの刃の各々は、後記に詳述される特殊な焼結炭化物材
料から成っている。上方の刃１２は鋼製のブロック１６
に設けられた切欠き１７内に嵌め込まれ、そして適当な
結合剤でブロック１６に固定されている。下方の刃１４
は同様な鋼製のブロック２０に設けられた切欠き２２内
に嵌め込まれ、そして適当な結合剤でブロック２０に固
定されている。図示された実施の態様においては、下方
のブロック２０は静止しているのに対し、上方のブロッ
ク１６は鉛直方向に運動し得るようになっている。とは
言え、本発明はそれのみに限定されるわけではないので
あって、たとえば、両方のブロックが運動し得るように
構成されていてもよいし、あるいは上方のブロックの代
りに下方のブロックが運動し得るように構成されていて
もよい。
【０００９】上方の刃１２は、互いに他を横断するよう
に配置された２つの表面３０および３２を有すると共
に、それらが交わることによって形成されたかど３４を
有している。同様に下方の刃１４は、互いに他を横断す
るように配置された２つの表面３６および３８を有する
と共に、それらが交わることによって形成されたかど４
０を有している。
に配置された２つの表面３０および３２を有すると共
に、それらが交わることによって形成されたかど３４を
有している。同様に下方の刃１４は、互いに他を横断す
るように配置された２つの表面３６および３８を有する
と共に、それらが交わることによって形成されたかど４
０を有している。
【００１０】堆積物１０の切断は、堆積物１０を横断し
て伸びる鉛直方向の切断面４２に沿って行われる。両方
の刃のかど３４および４０は、その切断面４２と整列し
ながらそれの両側に位置している。両方の刃の表面３２
および３８は、切断面４２に平行に位置すると共に、切
断面４２と整列しながらそれの両側に位置している。な
お、両方の刃の表面３２および３８は切断面４２にでき
るだけ近接して配置されている。
て伸びる鉛直方向の切断面４２に沿って行われる。両方
の刃のかど３４および４０は、その切断面４２と整列し
ながらそれの両側に位置している。両方の刃の表面３２
および３８は、切断面４２に平行に位置すると共に、切
断面４２と整列しながらそれの両側に位置している。な
お、両方の刃の表面３２および３８は切断面４２にでき
るだけ近接して配置されている。
【００１１】切断作業の開始時には、図１に示されるご
とく、刃１２および１４は堆積物１０の両側に配置され
ている。これらの刃１２および１４は、上方のブロック
１６に連結された（図３中にブロックで示されている）
適宜の位置決め・作動手段４５によって上記のごとくに
配置される。切断は、かど３４が切断面に平行な方向に
沿いながらかど４０に向かって下方に移動するように上
方の刃１２を運動させることによって達成される。かか
る運動の結果、先ず最初に堆積物１０が下方に移動して
下方の刃１４の接触作用面３６に接触し、次いで堆積物
１０が僅かに下方に屈曲することによって堆積物１０の
上面が上方の刃１２の接触作用面３０に接触する。その
後、上方のかど３４が堆積物１０を横切って下方に移動
し、そして下方のかど４０のそばを通過する。このよう
な下方への運動が行われる間に、堆積物１０は切断面４
２に沿って剪断されることになる。上方の刃１２のかか
る下方への運動は、位置決め・作動手段４５を操作する
ことによって達成される。
とく、刃１２および１４は堆積物１０の両側に配置され
ている。これらの刃１２および１４は、上方のブロック
１６に連結された（図３中にブロックで示されている）
適宜の位置決め・作動手段４５によって上記のごとくに
配置される。切断は、かど３４が切断面に平行な方向に
沿いながらかど４０に向かって下方に移動するように上
方の刃１２を運動させることによって達成される。かか
る運動の結果、先ず最初に堆積物１０が下方に移動して
下方の刃１４の接触作用面３６に接触し、次いで堆積物
１０が僅かに下方に屈曲することによって堆積物１０の
上面が上方の刃１２の接触作用面３０に接触する。その
後、上方のかど３４が堆積物１０を横切って下方に移動
し、そして下方のかど４０のそばを通過する。このよう
な下方への運動が行われる間に、堆積物１０は切断面４
２に沿って剪断されることになる。上方の刃１２のかか
る下方への運動は、位置決め・作動手段４５を操作する
ことによって達成される。
【００１２】上方の刃１２の接触作用面３０は、かど３
４上の１点を通りかつ切断面４２および上方の刃１２の
運動方向に垂直な基準面５０に対して負のレーキ角αを
成して配置されている。図示された実施の態様において
は、かかる基準面５０は水平面である。同様に、下方の
刃１４の接触作用面３６は、かど４０上の１点を通りか
つ切断面４２および上方の刃１２の運動方向に垂直な基
準面５２に対して負のレーキ角αを成して配置されてい
る。図示された実施の態様においては、かかる基準面５
２はやはり水平面である。
４上の１点を通りかつ切断面４２および上方の刃１２の
運動方向に垂直な基準面５０に対して負のレーキ角αを
成して配置されている。図示された実施の態様において
は、かかる基準面５０は水平面である。同様に、下方の
刃１４の接触作用面３６は、かど４０上の１点を通りか
つ切断面４２および上方の刃１２の運動方向に垂直な基
準面５２に対して負のレーキ角αを成して配置されてい
る。図示された実施の態様においては、かかる基準面５
２はやはり水平面である。
【００１３】剪断用の刃（たとえば１２）においては、
接触作用面（３０）が上記のごとき基準面（５０）内に
位置する場合に比べてかど（３４）がより大きい角を成
すように接触作用面（３０）が傾斜しているならば、そ
れは負のレーキ角を有するものと見なされる。本発明の
実施の一態様に従えば、刃１２および１４のそれぞれに
ついて１０〜１５°の範囲内の負のレーキ角が使用され
る。なお、レーキ角については後記に一層詳しい説明が
行われる。
接触作用面（３０）が上記のごとき基準面（５０）内に
位置する場合に比べてかど（３４）がより大きい角を成
すように接触作用面（３０）が傾斜しているならば、そ
れは負のレーキ角を有するものと見なされる。本発明の
実施の一態様に従えば、刃１２および１４のそれぞれに
ついて１０〜１５°の範囲内の負のレーキ角が使用され
る。なお、レーキ角については後記に一層詳しい説明が
行われる。
【００１４】図１および２に示された実施の態様におい
ては、上方の刃１２に剪断角が設けられているが、この
場合におけるそれの値は約２１°である。かかる剪断角
は、図２中に角６０として示されている。剪断角とは、
切断面４２内において見た場合、刃１２のかど３４が基
準面５０と成す角を指している。かかる切断角が０°よ
りも実質的に大きくなるようにすれば、刃１２のかど３
４は刃１２の長さ方向に沿って徐々に作用を及ぼすこと
になる。図示された実施の態様においては、下方の刃１
４の剪断角は０°であり、従って実質的に剪断角は存在
しないことになる。
ては、上方の刃１２に剪断角が設けられているが、この
場合におけるそれの値は約２１°である。かかる剪断角
は、図２中に角６０として示されている。剪断角とは、
切断面４２内において見た場合、刃１２のかど３４が基
準面５０と成す角を指している。かかる切断角が０°よ
りも実質的に大きくなるようにすれば、刃１２のかど３
４は刃１２の長さ方向に沿って徐々に作用を及ぼすこと
になる。図示された実施の態様においては、下方の刃１
４の剪断角は０°であり、従って実質的に剪断角は存在
しないことになる。
【００１５】両方の刃の表面３２および３８の間におけ
る離隔距離は、できるだけ小さく保たれると共に、剪断
装置の長い運転期間を通じて実質的に一定の値に維持さ
れることが重要である。そのためには、刃１２および１
４並びにそれらを担持するブロック１６および２０の支
持構造物ができるだけ大きい剛性を有する必要がある。
このような支持構造物は図３中に７０および７２として
略示されている。下部の支持構造物７０は下方の刃を担
持するブロック２０を静止状態に保持するために役立
ち、また上部の支持構造物７２は上方のブロック１６を
案内して鉛直方向の運動を行わせるために役立つ。実施
の一態様においては、表面３２および３８間の離隔距離
は０．０００５インチである。
る離隔距離は、できるだけ小さく保たれると共に、剪断
装置の長い運転期間を通じて実質的に一定の値に維持さ
れることが重要である。そのためには、刃１２および１
４並びにそれらを担持するブロック１６および２０の支
持構造物ができるだけ大きい剛性を有する必要がある。
このような支持構造物は図３中に７０および７２として
略示されている。下部の支持構造物７０は下方の刃を担
持するブロック２０を静止状態に保持するために役立
ち、また上部の支持構造物７２は上方のブロック１６を
案内して鉛直方向の運動を行わせるために役立つ。実施
の一態様においては、表面３２および３８間の離隔距離
は０．０００５インチである。
【００１６】上記の米国特許明細書中に指摘されている
通り、刃に設けられた負のレーキ角は刃の摩耗寿命を長
くするために顕著な貢献を示す。図１〜３に示された実
施の態様においては両方の刃に負のレーキ角が設けられ
ているが、一方の刃のみに負のレーキ角が設けられてい
る場合でもそれの利益を得ることができる。このような
場合には、図４に示されるごとく、他方の刃はレーキ角
が０°である標準的な構造を有していればよい。
通り、刃に設けられた負のレーキ角は刃の摩耗寿命を長
くするために顕著な貢献を示す。図１〜３に示された実
施の態様においては両方の刃に負のレーキ角が設けられ
ているが、一方の刃のみに負のレーキ角が設けられてい
る場合でもそれの利益を得ることができる。このような
場合には、図４に示されるごとく、他方の刃はレーキ角
が０°である標準的な構造を有していればよい。
【００１７】上記の米国特許明細書中に記載されている
通り、上記のごとき剪断装置において負のレーキ角を使
用することによって刃の摩耗寿命の顕著な改善を得るた
めには、２個の刃上に存在するレーキ角の和は少なくと
も５°以上で約３５°以下の範囲内の負の値を有する必
要がある。負のレーキ角の和が大きくなるほど、刃上に
生じる横方向のスラストは大きくなり、従って切断作業
時に刃同士を引離そうとする傾向が強くなる。両者間の
離隔距離が極めて小さい値に制限されなければ、切り口
の品質は顕著に悪化する。このような理由から、負のレ
ーキ角の和の最大値は約３５°である必要がある。な
お、各々の刃に関する好適なレーキ角は８〜１５°の範
囲内にあればよい。
通り、上記のごとき剪断装置において負のレーキ角を使
用することによって刃の摩耗寿命の顕著な改善を得るた
めには、２個の刃上に存在するレーキ角の和は少なくと
も５°以上で約３５°以下の範囲内の負の値を有する必
要がある。負のレーキ角の和が大きくなるほど、刃上に
生じる横方向のスラストは大きくなり、従って切断作業
時に刃同士を引離そうとする傾向が強くなる。両者間の
離隔距離が極めて小さい値に制限されなければ、切り口
の品質は顕著に悪化する。このような理由から、負のレ
ーキ角の和の最大値は約３５°である必要がある。な
お、各々の刃に関する好適なレーキ角は８〜１５°の範
囲内にあればよい。
【００１８】上記の米国特許明細書中に記載されている
ごとく、刃の寿命を測定するための試験が実施された。
その場合に使用された剪断装置は、上記に記載された剪
断装置と同様な構造を有すると共に、６％のコバルトを
含有する焼結炭化タングステンから作製された刃（一層
詳しく述べれば、カーボロイの品番８９５から成る上方
の刃およびカーボロイの品番８８３から成る下方の刃）
を有していた。上記の米国特許明細書によれば、これら
の試験はアライド・シグナル・コーポレーション製のメ
トグラス２６０５−Ｓ２非晶質鋼から成りかつ約３．３
インチの幅および約０．００１インチの厚さを有する薄
板１０枚を含む実質的に同一の堆積物に関して実施され
た。かかる堆積物は、長尺の薄板を図１および２に示さ
れるごとくに整列状態で重ね合わせることによって形成
された。こうして重ね合わされた薄板を図１中の切断面
４２に沿って切断した後、堆積物を長さ方向に沿って所
定の距離だけ前進させ、そして再び新たな切断面に沿っ
て切断した。刃の破損の結果として切り口の品質が不良
と判定されるまで上記ごとき作業を繰返した。各回の切
断作業に際しては、堆積物の全厚を横切って上方の刃を
１回だけ下方に移動させ、次いでその刃を図１の位置に
まで戻して次回の切断作業に備えた。
ごとく、刃の寿命を測定するための試験が実施された。
その場合に使用された剪断装置は、上記に記載された剪
断装置と同様な構造を有すると共に、６％のコバルトを
含有する焼結炭化タングステンから作製された刃（一層
詳しく述べれば、カーボロイの品番８９５から成る上方
の刃およびカーボロイの品番８８３から成る下方の刃）
を有していた。上記の米国特許明細書によれば、これら
の試験はアライド・シグナル・コーポレーション製のメ
トグラス２６０５−Ｓ２非晶質鋼から成りかつ約３．３
インチの幅および約０．００１インチの厚さを有する薄
板１０枚を含む実質的に同一の堆積物に関して実施され
た。かかる堆積物は、長尺の薄板を図１および２に示さ
れるごとくに整列状態で重ね合わせることによって形成
された。こうして重ね合わされた薄板を図１中の切断面
４２に沿って切断した後、堆積物を長さ方向に沿って所
定の距離だけ前進させ、そして再び新たな切断面に沿っ
て切断した。刃の破損の結果として切り口の品質が不良
と判定されるまで上記ごとき作業を繰返した。各回の切
断作業に際しては、堆積物の全厚を横切って上方の刃を
１回だけ下方に移動させ、次いでその刃を図１の位置に
まで戻して次回の切断作業に備えた。
【００１９】上記の米国特許明細書には、上記のごとき
薄板１０枚の堆積物に関する一連の試験が詳述されてい
る。これらの試験においては、６％のコバルトを含有す
る焼結炭化タングステンから成りかつ１５°の負のレー
キ角を有する（上記の刃１２および１４と同等な）刃を
用いて切断作業が実施された。（一方の刃はカーボロイ
の品番８９５から成り、また他方の刃はカーボロイの品
番８８３から成っていた。）このような刃を用いた場
合、刃の破損が起こるまでに６００００回の切断を行う
ことができた。
薄板１０枚の堆積物に関する一連の試験が詳述されてい
る。これらの試験においては、６％のコバルトを含有す
る焼結炭化タングステンから成りかつ１５°の負のレー
キ角を有する（上記の刃１２および１４と同等な）刃を
用いて切断作業が実施された。（一方の刃はカーボロイ
の品番８９５から成り、また他方の刃はカーボロイの品
番８８３から成っていた。）このような刃を用いた場
合、刃の破損が起こるまでに６００００回の切断を行う
ことができた。
【００２０】かかる結果は従来の剪断装置を用いて達成
された結果に比べれば極めて良好なものであるが、各堆
積物中に含まれる非晶質鋼薄板の枚数が１０枚よりも実
質的に多くなると、刃の寿命が大幅に短縮することに注
意すべきである。たとえば、堆積物の厚さが薄板１０枚
から１５枚に増加すると、（上記の米国特許明細書中に
開示された刃の構造および材料を用いて）刃の破損が起
こるまでに実施し得る切断回数は平均して１００００未
満に減少するのである。
された結果に比べれば極めて良好なものであるが、各堆
積物中に含まれる非晶質鋼薄板の枚数が１０枚よりも実
質的に多くなると、刃の寿命が大幅に短縮することに注
意すべきである。たとえば、堆積物の厚さが薄板１０枚
から１５枚に増加すると、（上記の米国特許明細書中に
開示された刃の構造および材料を用いて）刃の破損が起
こるまでに実施し得る切断回数は平均して１００００未
満に減少するのである。
【００２１】本発明に従えば、上記の米国特許明細書中
に開示されたものと実質的に同じ構造を有するが下記の
重要な点でそれとは異なる剪断装置を使用することによ
り、非晶質鋼薄板１５枚の堆積物を遥かに多くの回数に
わたって切断し得ることが判明した。本発明の剪断装置
においては、上記のごとき試験に際して上記の米国特許
明細書中で使用された材料の代りに、特定の焼結炭化物
切削材料が両方の刃に対して使用される。かかる焼結炭
化物切削材料は高圧下で圧縮成形されかつコバルトの融
点を越える温度下で焼結された炭化タングステン粒子お
よびコバルト粒子から実質的に成っていて、圧縮成形前
の炭化タングステン粒子はサブミクロンの平均粒度を有
しており、かつコバルトは焼結炭化物切削材料の約１６
重量％を占めている。このような特定の材料は、アメリ
カ合衆国ペンシルバニア州ラトローブ市所在のファンス
チール・ハイドロ・カーバイド(Fansteel Hydro Carbid
e)社からＨＣ−ＵＳ１６として入手することができる。
製造業者の規格に従えば、この材料は８４（±０．５）
％の炭化タングステンおよび１６（±０．５）％のコバ
ルトから成る組成を有している。それのロックウェルＡ
硬さは９０．８（±０．７）であり、密度は１３．８５
（±０．１５）であり、また抗折力は最小５０００００
ポンド／平方インチである。それの炭化タングステン粒
子は０〜１ミクロンの平均粒度を有しており、また４ミ
クロンまでの粗粒を若干含有している。なお、カッコ内
の数字は製造業者の規格によって許容される公称値から
の偏差であることに注意されたい。前記特許請求の範囲
においては、刃の材料中に存在する成分の比率を定義す
る際、あるいは刃の材料の硬さ、密度または抗折力を定
義する際に「約」という用語が使用されているが、これ
は上記のごとき偏差の範囲内に含まれる値を包括するた
めのものである。
に開示されたものと実質的に同じ構造を有するが下記の
重要な点でそれとは異なる剪断装置を使用することによ
り、非晶質鋼薄板１５枚の堆積物を遥かに多くの回数に
わたって切断し得ることが判明した。本発明の剪断装置
においては、上記のごとき試験に際して上記の米国特許
明細書中で使用された材料の代りに、特定の焼結炭化物
切削材料が両方の刃に対して使用される。かかる焼結炭
化物切削材料は高圧下で圧縮成形されかつコバルトの融
点を越える温度下で焼結された炭化タングステン粒子お
よびコバルト粒子から実質的に成っていて、圧縮成形前
の炭化タングステン粒子はサブミクロンの平均粒度を有
しており、かつコバルトは焼結炭化物切削材料の約１６
重量％を占めている。このような特定の材料は、アメリ
カ合衆国ペンシルバニア州ラトローブ市所在のファンス
チール・ハイドロ・カーバイド(Fansteel Hydro Carbid
e)社からＨＣ−ＵＳ１６として入手することができる。
製造業者の規格に従えば、この材料は８４（±０．５）
％の炭化タングステンおよび１６（±０．５）％のコバ
ルトから成る組成を有している。それのロックウェルＡ
硬さは９０．８（±０．７）であり、密度は１３．８５
（±０．１５）であり、また抗折力は最小５０００００
ポンド／平方インチである。それの炭化タングステン粒
子は０〜１ミクロンの平均粒度を有しており、また４ミ
クロンまでの粗粒を若干含有している。なお、カッコ内
の数字は製造業者の規格によって許容される公称値から
の偏差であることに注意されたい。前記特許請求の範囲
においては、刃の材料中に存在する成分の比率を定義す
る際、あるいは刃の材料の硬さ、密度または抗折力を定
義する際に「約」という用語が使用されているが、これ
は上記のごとき偏差の範囲内に含まれる値を包括するた
めのものである。
【００２２】上記のごとき剪断装置においてかかる特定
の材料（すなわち、ＨＣ−ＵＳ１６）を両方に刃に対し
て使用することにより、刃の破損を生じることなく、約
０．００１インチの厚さを有する非晶質鋼薄板１５枚の
堆積物を平均約３６０００回にわたって切断することが
できた。このような優れた成績は全く意外なものと思わ
れた。なぜなら、見掛け上は僅かな点でしかＨＣ−ＵＳ
１６と違わない他のコバルト含有焼結炭化物切削材料に
ついて同等の試験を行ったところ、遥かに短い刃の寿命
が認められたからである。たとえば、図１〜３に示され
たような構造を有する剪断装置において、一方の刃をフ
ァンスチール・ハイドロ・カーバイド社のＨＣ−ＵＳ１
５焼結炭化物切削材料で作製し、かつ他方の刃を上記の
ごときＨＣ−ＵＳ１６で作製した。この場合には、刃の
破損が起こるまでに薄板１５枚の堆積物を平均約１７０
００回しか切断することができなかった。なお、１４％
のコバルトを含有する焼結炭化タングステン材料である
ＨＣ−ＵＳ１５の性質は、下記表１中に一層詳しく示さ
れている。また、上記のごとき組合せ（およびその他の
組合せ）中におけるＨＣ−ＵＳ１５の性能は下記表２中
に示されている。
の材料（すなわち、ＨＣ−ＵＳ１６）を両方に刃に対し
て使用することにより、刃の破損を生じることなく、約
０．００１インチの厚さを有する非晶質鋼薄板１５枚の
堆積物を平均約３６０００回にわたって切断することが
できた。このような優れた成績は全く意外なものと思わ
れた。なぜなら、見掛け上は僅かな点でしかＨＣ−ＵＳ
１６と違わない他のコバルト含有焼結炭化物切削材料に
ついて同等の試験を行ったところ、遥かに短い刃の寿命
が認められたからである。たとえば、図１〜３に示され
たような構造を有する剪断装置において、一方の刃をフ
ァンスチール・ハイドロ・カーバイド社のＨＣ−ＵＳ１
５焼結炭化物切削材料で作製し、かつ他方の刃を上記の
ごときＨＣ−ＵＳ１６で作製した。この場合には、刃の
破損が起こるまでに薄板１５枚の堆積物を平均約１７０
００回しか切断することができなかった。なお、１４％
のコバルトを含有する焼結炭化タングステン材料である
ＨＣ−ＵＳ１５の性質は、下記表１中に一層詳しく示さ
れている。また、上記のごとき組合せ（およびその他の
組合せ）中におけるＨＣ−ＵＳ１５の性能は下記表２中
に示されている。
【００２３】もう１つの事例を述べれば、図１〜３に示
されたような構造を有する剪断装置において、両方の刃
をケンナメタルＫ−９４焼結炭化物切削材料で作製し
た。この場合には、刃の破損が起こるまでに薄板１５枚
の堆積物を平均約４０００回しか切断することができな
かった。なお、１１．５％のコバルトを含有する焼結炭
化タングステン材料であるＫ−９４はアメリカ合衆国ペ
ンシルバニア州ラトローブ市所在のケンナメタル社(Ken
nametal Inc.) から入手し得るものであって、それの性
質は下記表１中に一層詳しく示されている。
されたような構造を有する剪断装置において、両方の刃
をケンナメタルＫ−９４焼結炭化物切削材料で作製し
た。この場合には、刃の破損が起こるまでに薄板１５枚
の堆積物を平均約４０００回しか切断することができな
かった。なお、１１．５％のコバルトを含有する焼結炭
化タングステン材料であるＫ−９４はアメリカ合衆国ペ
ンシルバニア州ラトローブ市所在のケンナメタル社(Ken
nametal Inc.) から入手し得るものであって、それの性
質は下記表１中に一層詳しく示されている。
【００２４】下記表１中には、図１〜３に示されたよう
な剪断装置において約０．００１インチの厚さを有する
非晶質鋼薄板１５枚の堆積物を切断するために使用した
場合における刃の摩耗性能を試験するために使用された
各種の代表的なコバルト含有焼結炭化物切削材料の性質
が要約して示されている。
な剪断装置において約０．００１インチの厚さを有する
非晶質鋼薄板１５枚の堆積物を切断するために使用した
場合における刃の摩耗性能を試験するために使用された
各種の代表的なコバルト含有焼結炭化物切削材料の性質
が要約して示されている。
【００２５】
【表１】
【００２６】下記表２中には、図１〜３に示されたよう
な剪断装置の刃を表１中の材料で作製し、そして約０．
００１インチの厚さを有する非晶質鋼薄板１５枚の堆積
物を切断した場合における刃の摩耗性能が示されてい
る。
な剪断装置の刃を表１中の材料で作製し、そして約０．
００１インチの厚さを有する非晶質鋼薄板１５枚の堆積
物を切断した場合における刃の摩耗性能が示されてい
る。
【００２７】
【表２】
【００２８】（表２に対する脚注） １）* 一方の刃は分子に示された材料で作製され、また
他方の刃は分母に示された材料で作製されたことを示し
ている。 ２）平均切断回数は千の位まで切り上げて示されてい
る。 ３）**「寿命測定例数」とは、個々の材料の組合せにつ
いて、切断回数の測定が行われた試験例数を表わす。
他方の刃は分母に示された材料で作製されたことを示し
ている。 ２）平均切断回数は千の位まで切り上げて示されてい
る。 ３）**「寿命測定例数」とは、個々の材料の組合せにつ
いて、切断回数の測定が行われた試験例数を表わす。
【００２９】４）個々の材料の組合せに関する試験が複
数の剪断装置において行われた場合には、各々の剪断装
置について平均切断回数を表わす値が計算され、次いで
それらの値を平均することによって表２中の「刃の破損
が起こるまでの平均切断回数」が求められた。 ５）*** 「ゆるみ中止例数」とは、一方の刃のゆるみま
たは脱落のために切断作業が中止された試験例数を表わ
す。個々の材料の組合せについて、同じ剪断装置におい
て試験された全ての「寿命測定例数」に関する「刃の破
損が起こるまでの平均切断回数」よりも大きい切断回数
において刃のゆるみまたは脱落が起こった場合を除き、
かかる試験の結果は平均切断回数の計算に使用されなか
った。
数の剪断装置において行われた場合には、各々の剪断装
置について平均切断回数を表わす値が計算され、次いで
それらの値を平均することによって表２中の「刃の破損
が起こるまでの平均切断回数」が求められた。 ５）*** 「ゆるみ中止例数」とは、一方の刃のゆるみま
たは脱落のために切断作業が中止された試験例数を表わ
す。個々の材料の組合せについて、同じ剪断装置におい
て試験された全ての「寿命測定例数」に関する「刃の破
損が起こるまでの平均切断回数」よりも大きい切断回数
において刃のゆるみまたは脱落が起こった場合を除き、
かかる試験の結果は平均切断回数の計算に使用されなか
った。
【００３０】６）ＨＣ−ＵＳ１６／ＨＣ−ＵＳ１６の組
合せに関するデータは、９ヵ月にわたる商業生産から得
られたものである。 ７）****このデータは２つの試験例に基づいている。一
方の試験例においては、２７６５８回の切断後における
刃のゆるみのために切断作業が中止された。他方の試験
例においては、６０００回の切断後に刃の破損が起こっ
た。
合せに関するデータは、９ヵ月にわたる商業生産から得
られたものである。 ７）****このデータは２つの試験例に基づいている。一
方の試験例においては、２７６５８回の切断後における
刃のゆるみのために切断作業が中止された。他方の試験
例においては、６０００回の切断後に刃の破損が起こっ
た。
【００３１】上記表２中に示された切断作業はいずれ
も、図１〜３に示されたものと同等な剪断装置において
実施された。上記表２から明らかな通り、最後の欄に示
されたごとく１６％のコバルトを含有する焼結炭化物切
削材料（ＨＣ−ＵＳ１６）で作製された２個の刃を使用
した場合には、他の材料で作製された刃を使用した場合
よりも遥かに大きい切断回数を達成することができた。
この材料が優れた性能を示す理由を完全に説明すること
はできないが、靭性（従ってチッピングに抵抗する能
力）の尺度である抗折力が大きいことが重要な要因を成
すものと考えられる。かかる大きい抗折力は、この材料
中に存在するコバルトの比率が比較的高いことによって
可能となる。しかも、炭化タングステン粒子がサブミク
ロンの平均粒度（すなわち、０〜１ミクロンの平均粒
度）を有するため、炭化タングステン含量を過度に低下
させることなしにコバルトの比率を高めることができる
のである。炭化タングステンは切断目的のために役立つ
極めて硬い成分であって、刃の顕著な鈍化（すなわち、
鋭利さの喪失）を生じることなしに効果的な切断を達成
するためにはそれの含量を高く保つ必要がある。上記に
記載された「チッピング」とは、切断作業中に刃先から
粒子が喪失または脱落することを意味している。
も、図１〜３に示されたものと同等な剪断装置において
実施された。上記表２から明らかな通り、最後の欄に示
されたごとく１６％のコバルトを含有する焼結炭化物切
削材料（ＨＣ−ＵＳ１６）で作製された２個の刃を使用
した場合には、他の材料で作製された刃を使用した場合
よりも遥かに大きい切断回数を達成することができた。
この材料が優れた性能を示す理由を完全に説明すること
はできないが、靭性（従ってチッピングに抵抗する能
力）の尺度である抗折力が大きいことが重要な要因を成
すものと考えられる。かかる大きい抗折力は、この材料
中に存在するコバルトの比率が比較的高いことによって
可能となる。しかも、炭化タングステン粒子がサブミク
ロンの平均粒度（すなわち、０〜１ミクロンの平均粒
度）を有するため、炭化タングステン含量を過度に低下
させることなしにコバルトの比率を高めることができる
のである。炭化タングステンは切断目的のために役立つ
極めて硬い成分であって、刃の顕著な鈍化（すなわち、
鋭利さの喪失）を生じることなしに効果的な切断を達成
するためにはそれの含量を高く保つ必要がある。上記に
記載された「チッピング」とは、切断作業中に刃先から
粒子が喪失または脱落することを意味している。
【００３２】上記表２中に示されるごとく、両方の刃が
コバルト含量１６％の材料（ＨＣ−ＵＳ１６）で作製さ
れた場合には「刃の破損が起こるまでの平均切断回数」
は約３６０００であったが、このデータを得るために使
用された剪断装置の一部は長期の商業生産に際してそれ
より遥かに大きい切断回数を達成したことも注目に値す
る。たとえば、コバルト含量１６％の材料（ＨＣ−ＵＳ
１６）から成る両方の刃を使用しながら３ケ月間の商業
生産を行った場合、２０％の剪断装置は刃の破損を生じ
ることなしに約９００００の平均切断回数を達成し、ま
た３３％の剪断装置は刃の破損を生じることなしに約６
００００の平均切断回数を達成したのである。
コバルト含量１６％の材料（ＨＣ−ＵＳ１６）で作製さ
れた場合には「刃の破損が起こるまでの平均切断回数」
は約３６０００であったが、このデータを得るために使
用された剪断装置の一部は長期の商業生産に際してそれ
より遥かに大きい切断回数を達成したことも注目に値す
る。たとえば、コバルト含量１６％の材料（ＨＣ−ＵＳ
１６）から成る両方の刃を使用しながら３ケ月間の商業
生産を行った場合、２０％の剪断装置は刃の破損を生じ
ることなしに約９００００の平均切断回数を達成し、ま
た３３％の剪断装置は刃の破損を生じることなしに約６
００００の平均切断回数を達成したのである。
【００３３】図示された実施の態様においては、各々の
刃は接着剤によって支持ブロックに固定されている。詳
しく述べれば、綿密に機械加工されかつ清浄処理された
ブロックの表面に接着剤の薄層が塗布され、次いで直ち
に表面同士を擦り合わせるようにして刃がブロック内に
配置される。その後、刃に締付圧力を加えながら接着剤
の乾燥および硬化が行われる。刃の固定に際してろう付
けではなく接着剤を使用することの利点の１つは、接合
操作に際して熱を使用することがなく、従って刃の材料
とブロック材料との間における熱膨張率の差のために刃
中に不要の応力が生じないことである。かかる応力は、
刃とブロックとの接合部の早期破壊をもたらすことがあ
る。ろう付けではなく接着剤を使用することのもう１つ
の利点は、刃の交換時期にブロックから刃をより容易に
取外し得ることである。実施の一態様に従えば、アメリ
カ合衆国コネティカット州ニューイントン市所在のロク
タイト社(Loctite Corp.) からロクタイト(Loctite) ３
２４として入手可能な接着剤が使用される。この接着剤
は、適当な活性剤（たとえば、ロクタイト７０７１５）
を下方の表面に（好ましくは吹付けにより）塗布した後
に塗布される。
刃は接着剤によって支持ブロックに固定されている。詳
しく述べれば、綿密に機械加工されかつ清浄処理された
ブロックの表面に接着剤の薄層が塗布され、次いで直ち
に表面同士を擦り合わせるようにして刃がブロック内に
配置される。その後、刃に締付圧力を加えながら接着剤
の乾燥および硬化が行われる。刃の固定に際してろう付
けではなく接着剤を使用することの利点の１つは、接合
操作に際して熱を使用することがなく、従って刃の材料
とブロック材料との間における熱膨張率の差のために刃
中に不要の応力が生じないことである。かかる応力は、
刃とブロックとの接合部の早期破壊をもたらすことがあ
る。ろう付けではなく接着剤を使用することのもう１つ
の利点は、刃の交換時期にブロックから刃をより容易に
取外し得ることである。実施の一態様に従えば、アメリ
カ合衆国コネティカット州ニューイントン市所在のロク
タイト社(Loctite Corp.) からロクタイト(Loctite) ３
２４として入手可能な接着剤が使用される。この接着剤
は、適当な活性剤（たとえば、ロクタイト７０７１５）
を下方の表面に（好ましくは吹付けにより）塗布した後
に塗布される。
【００３４】以上、特定の実施の態様に関連して本発明
を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなしに様
々な変更態様が可能であることは当業者にとって自明で
あろう。それ故、前記特許請求の範囲はかかる変更態様
の全てを包括するものと解すべきである。
を説明したが、本発明の範囲から逸脱することなしに様
々な変更態様が可能であることは当業者にとって自明で
あろう。それ故、前記特許請求の範囲はかかる変更態様
の全てを包括するものと解すべきである。
【図１】非晶質鋼薄板の堆積物を剪断するための本発明
装置に含まれる刃を示す、図２中の線１−１に沿って見
た断面図である。
装置に含まれる刃を示す、図２中の線１−１に沿って見
た断面図である。
【図２】図１に示された刃の一方を示す、図１中の線２
−２に沿って見た側面図である。
−２に沿って見た側面図である。
【図３】図１に示された刃を含む本発明装置の概略構成
図である。
図である。
【図４】下方の刃の変形例を示す、図１と同様な断面図
である。
である。
１０ 堆積物 １１ 非晶質鋼薄板 １２ 上方の刃 １４ 下方の刃 １６ ブロック ２０ ブロック ３０ 接触作用面 ３２ 表面 ３４ かど ３６ 接触作用面 ３８ 表面 ４０ かど ４２ 切断面 ４５ 位置決め・作動手段 ５０ 基準面 ５２ 基準面 ７０ 支持構造物 ７２ 支持構造物
Claims (9)
- 【請求項１】 非晶質鋼薄板の堆積物を横断して伸びる
切断面に沿って前記堆積物を剪断するための装置におい
て、(a) 前記堆積物の一方の側において前記堆積物に接
触すべき第１の表面および前記第１の表面を横断しなが
ら前記切断面に対してほぼ平行に配置された第２の表面
をそれぞれに有し、かつ前記第１の表面と前記第２の表
面とが交わることによって形成されたかどをそれぞれに
有するような第１および第２の刃、(b) 切断作業の開始
時において、前記第１および第２の刃の前記かどが前記
堆積物の両側に位置しかつ前記切断面と整列した状態で
前記切断面の両側に位置するように前記第１および第２
の刃を配置するための手段、並びに(c) 切断作業に際し
て一方の刃の前記かどが前記切断面に平行な方向に沿い
ながら他方の刃の前記かどに向かって移動し、それによ
り両方の刃の前記かどの作用下で前記堆積物が前記切断
面に沿って剪断されるように前記一方の刃を運動させる
ための手段をそなえていて、(1) 前記一方の刃の前記第
１の表面は前記一方の刃の前記かど上の１点を通りかつ
前記切断面および前記一方の刃の運動方向に垂直な基準
面に対して所定のレーキ角を成して配置されており、
(2) 前記他方の刃の前記第１の表面は前記他方の刃の前
記かど上の１点を通りかつ前記切断面および前記一方の
刃の運動方向に垂直な基準面に対して所定のレーキ角を
成して配置されており、(3) 各々の刃の前記第１の表面
が前記かどにおいて前記第２の表面と交わる際、前記第
１の表面が前記基準面内に位置する場合に比べて前記か
どがより大きい角を成すように前記第１の表面が傾斜し
ているならばその刃のレーキ角は負であると定義される
場合において、前記一方の刃の前記レーキ角と前記他方
の刃の前記レーキ角との和が５〜３５°の範囲内の負の
値を有し、そして(4) 前記第１および第２の刃の両方が
高圧下で圧縮成形されかつコバルトの融点を越える温度
下で焼結された炭化タングステン粒子およびコバルト粒
子から実質的に成る焼結炭化物切削材料から作製されて
いて、圧縮成形前の前記炭化タングステン粒子はサブミ
クロンの平均粒度を有し、かつ前記コバルトは前記焼結
炭化物切削材料の１５重量％以上を占めることを特徴と
する装置。 - 【請求項２】 前記コバルトが前記焼結炭化物切削材料
の約１６重量％を占める請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記焼結炭化物切削材料が少なくとも約
５０００００ポンド／平方インチの抗折力を有する請求
項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記焼結炭化物切削材料が少なくとも約
９０．８のロックウェルＡ硬さを有する請求項３記載の
装置。 - 【請求項５】 前記第１および第２の刃のそれぞれが８
〜１５°の範囲内の負のレーキ角を有する請求項１記載
の装置。 - 【請求項６】 前記第１および第２の刃のそれぞれが８
〜１５°の範囲内の負のレーキ角を有する請求項２記載
の装置。 - 【請求項７】 前記第１および第２の刃のそれぞれが８
〜１５°の範囲内の負のレーキ角を有する請求項３記載
の装置。 - 【請求項８】 前記切断面内において見た場合、一方の
刃が前記一方の刃の前記かどと前記一方の刃の前記基準
面との間に規定された数度の剪断角を有する請求項１記
載の装置。 - 【請求項９】 前記切断面内において見た場合、一方の
刃が前記一方の刃の前記かどと前記一方の刃の前記基準
面との間に規定された数度の剪断角を有する請求項２記
載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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