JPH0635617B2

JPH0635617B2 - 帯鋸の腰入れ方法

Info

Publication number: JPH0635617B2
Application number: JP5257087A
Authority: JP
Inventors: 昌巳野口; 二郎梅津; 勲松本; 正司河原; 誠二江原
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 1987-03-06
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPS63219522A

Description

【発明の詳細な説明】 a. 産業上の利用分野本発明は、帯鋸の製造工程において、帯鋸素材を腰入れ
加工する方法に関するものである。

b. 従来の技術一般に、材料に力を加えると一定の変形を起こすが、加
える力を徐々に増すとそれに応じて変形量が大となる。
ところが、材料の形状、力の加え方によっては、その加
える力がある大きさに達すると、それ迄の変形とは全然
別異の変形に突然移行する現象すなわち座屈現象が生じ
る。

帯鋸の場合、上述の如き座屈現象が熱応力によって起こ
ることがある。なお、この座屈現象が生じるメカニズム
は次の如くである。

帯鋸を用いて木材、木質材料（プラスチックを含む）等
の被切断物を切削するときには、帯鋸の歯辺部及びその
近傍に摩擦熱が発生するが、その際に帯鋸の鋸背側の部
分には摩擦熱が殆ど発生しないため、帯鋸の歯辺部と鋸
背部との間に比較的大きな温度勾配を生じる。しかし
て、歯辺部に発生する摩擦熱のために歯辺部近傍の縁部
は長手方向に伸びようとするが、その他の部分の抵抗に
より伸びることができないため、当該その他の部分に引
張力が付与され、その反作用として歯辺部近傍の縁部に
圧縮応力を生じることとなる。従って、帯鋸の歯辺部と
鋸背部との間で膨脹する割合が大きく異なり、歯辺部近
傍の縁部が膨脹するのに伴いその縁部に圧縮応力が発生
すると共に当該その他の部分に引張応力が発生し、その
結果、これらの間に応力勾配を生じる。

熱応力が大となって帯鋸の歯辺部がある温度まで上昇す
ると、それまで平面的に伸び縮みしていたものが急に別
の種類の変形（例えば、帯鋸が断面くの字状に曲がる変
形）が生じる。このような変形即ち座屈を生じると、帯
鋸はもはや切削不能となり、切削作業に支障を来たすこ
ととなる。

そこで、従来より、上述の如き摩擦熱による座屈の発生
を防止するために、帯鋸素材に腰入れ加工を行なうよう
にしている。この腰入れ加工は、帯鋸素材の巾方向の中
央部分を塑性展伸処理又は熱処理を施すことにより行な
われ、これにより歯辺部近傍の縁部において長手方向に
引張内力が付与され、切削時に熱応力として歯辺部及び
その近傍に生じる長手方向の圧縮応力が打消されること
となって座屈が効果的に防止される。

ところで、この種の腰入れ方法としては、ローラ加工法
による塑性展伸処理、或いは火焔加熱法による熱処理が
従来より行なわれている。

上述のロール加圧法は、第５図に示すように、帯鋸素材
ａの歯辺部ｂと鋸背部ｃとの間の中央部分ｄを一対の金
属ローラｅ，ｆにて強力に挾持・押圧しつつ、その長手
方向に移動させながら塑性展伸加工する方法であり、そ
の作業に当っては、第６図において鎖線で示す複数の軌
道Ｒに沿って順次ロールをかけて腰入れを行なうように
している。

また、上述の火焔加熱法は、例えば酸素−アセチレン焔
等の火焔を第７図に示す如く帯鋸素材ａの中央箇所ｇに
向けて吹き付けて熱処理する方法であり、その作業に当
っては、火焔を前記中央箇所ｇに沿って長手方向に移動
させながら加熱して腰入れを行なうようにしている。

ｃ．発明が解決しようとする問題点しかしながら、上述のようなローラ加圧法や火焔加熱法
は次に述べるような大きな問題点があった。

まず、ロール加圧法の場合には、ハンマーで帯鋸素材を
たたいて塑性展伸処理を行なう古典的なハンマー打法に
比べて勘やコツ等の熟練を必要としないが、前加工の精
度の良否によって影響を受け易く、腰入れの局部的強弱
を生じ易い。従って、腰入れ強度が加工の全面に亘って
不均一となる場合が多く、このような場合には、再三繰
り返してローラ加圧を行なうか、或いは、ハンマー打法
を併用するようにしていた。このため、生産効率が非常
に悪く、しかも一定の加工条件下で均一な腰入れ強度を
得ることが困難であり、自動化を図ることができないと
いった大きな問題点があった。

また、火焔加熱法の場合には、400℃前後の温度となる
ように帯鋸素材ａの中央箇所ｇを例えば30cmの長さずつ
加熱しながら長手方向の全体を段階的に加熱処理するの
に勘やコツを必要とし、このような腰入れ加工を全面に
亘って均一に行なうには可成りの熟練を必要とする。し
かも、帯鋸素材ａの焼戻し温度は400 ℃位であるため、
400℃前後の火焔加熱により帯鋸素材ａに軟化を生じ、
硬さむらを生じ易い。このため、一回の火焔加熱処理で
は良好な腰入れを行なうことができないのが現状であ
る。よって、この方法は、作業性が悪く、均質な製品を
得ることが困難であり、自動化を図ることも不可能であ
った。

本発明は、上述の如き実状に鑑みて発明されたものであ
って、その目的は、勘やコツ等の熟練を全く必要とする
ことなく能率的にかつ均質な腰入れ加工を施すことがで
き、しかも自動化を図り得る帯鋸の腰入れ方法を提供す
ることにある。

d. 問題点を解決するための手段上述の問題点を解決するために、本発明では、帯鋸素材
の歯辺部近傍の縁部に隣接しかつ前記帯鋸素材の長手方
向に延びる帯状部分にショット粒を投射することによっ
て、前記帯状部分の長手方向に圧縮応力を発生せしめ、
もって前記縁部の長手方向に引張内力を付与するように
している。

以下、本発明の一実施例に付き第１図〜第４図を参照し
て説明する。

第１図は、腰入れ加工すべき帯鋸素材１の平面図を示す
ものであって、同図において、２は帯鋸素材１の一側部
に形成された歯辺部、３は歯辺部２の反対側に形成され
た平坦状の鋸背部である。

また第２図は、上述の帯鋸素材１をショットピーニング
加工するための機構を示すものであって、同図におい
て、４はコンプレッサー方式のショット粒投射装置、５
は帯鋸素材１の歯辺部２及びその近傍の縁部６を遮蔽す
る遮蔽部材、７は帯鋸素材１の鋸背部３及びその近傍の
縁部８を遮蔽する遮蔽部材である。上述のショット粒投
射装置４は図外のコンプレッサから圧縮空気を供給する
導管９と、図外のショット粒供給源からショット粒を供
給する導管10とがそれぞれ連結された装置本体11を備え
ており、圧縮空気の作用によりショット粒が装置本体11
の射出孔12から高速で投射されるように構成されてい
る。なお、図示を省略したが、このショット粒投射装置
４は互いに対向する位置にそれぞれ配設されており、こ
れらの間に被加工物である帯鋸素材１の一部が配置され
るようになっている。

次に、焼入れ及び焼戻し処理を完了した平板状の帯鋸素
材１をエンドレスベルト状にすべくその両端を溶接した
後に、腰入れ加工を施す際の操作に付き述べる。

まず、第２図及び第３図に示す如く、図外の支持用治具
にて帯鋸素材１を垂直状に立てた状態で支持固定すると
共に、帯鋸素材１を歯辺部２及び鋸背部３に遮蔽部材
５，７をそれぞれ取付ける。しかる後、図外の駆動機構
によりエンドレス状の帯鋸素材１を回動（第２図におい
ては紙面に直交する方向に水平移動）させながら、一対
のショット粒投射装置４から帯鋸素材１の両面に向けて
ほぼ直角にショット粒を投射する。これにより、前記遮
蔽部材５，７の間帯状部分Ｌ（第１図及び第３図参照）
にショットピーニング加工を施す。

本方法の具体例は次の通りである。

具体例 (1) 帯鋸素材１の材質 SKS51 (2) 帯鋸素材１の寸法鋸背部３から歯底部13までの巾Ｗ（第１図参照） 120mm 板厚 0.8mm (3) 帯鋸素材１のショット粒投射領域（帯状部分Ｌ）Ｌ＝90mmであり、かつ、鋸背部３と歯底部13との中央箇
所ｇからそれぞれ45mmの部分 (4) 加工条件＜イ＞ショット粒の直径 0.8mm ＜ロ＞ショット粒の硬さ HRC58 ＜ハ＞ショット粒の材質鋳鋼＜ニ＞ショット粒の投射速度 40m/s ＜ホ＞ショット粒の投射角度 90゜＜ヘ＞帯鋸素材１の移動速度 30mm／ｓ＜ト＞ショット粒投射装置に供給される圧縮空気の圧力
（ゲージ圧）５kg／mm^２この具体例によって得られた帯鋸素材１の表面の残留応
力を測定したところ第４図に示す如き結果を得た。第４
図に示す測定結果からわかるように、ショットピーニン
グ加工前の帯鋸素材１の残留応力は破線で示される如く
その全域に亘って＋５kg／mm^２程度であったが、ショッ
トピーニング加工後は、帯鋸素材１のうちショット粒を
投射した帯状部分Ｌには実線で示される如く−30kg f／
mm^２程度の充分な圧縮応力が発生しているのが認められ
る。そして、ショットピーニング加工後の帯鋸素材１の
うち前記帯状部分Ｌ以外の領域すなわち歯辺部２の近傍
の縁部６及び鋸背部３の近傍の縁部８の両部分には＋10
をkg f／mm^２程度の引張内力が発生しているのが認めら
れる。

従って、この帯鋸素材１は良好な腰入れ加工がなされて
いることが確認された。

すなわち、帯鋸使用時に歯辺部２及びその近傍の縁部６
に摩擦熱が発生してその内部に圧縮応力が生じても、シ
ョットピーニング加工にて圧縮応力が付与された前述の
帯状部分Ｌの存在により前記縁部６には予め引張内力が
付与されているので、前記帯状部分Ｌ及び鋸背部３近傍
の縁部８に引張力を及ぼすことなく熱膨脹することとな
り、従って大きな応力勾配を生じるおそれがない。この
ため、帯鋸の熱座屈現象の発生を効果的に防止できる。

このような効果を確かめるために、本例で得られた帯鋸
素材１をアサリ出し加工及び歯仕上げ加工を施した後に
切削試験を行ったところ、熱座屈という異常現象は全く
発生せず、耐久性についても従来のロール加圧法或いは
火焔加熱法による腰入れ加工と同様であり、良好な結果
を得られた。

ところで、本例の場合は、帯鋸素材１の両縁部６，８を
除いた帯状部分Ｌにショットピーニング加工を施すよう
にしているので、強い腰入れをしても帯鋸素材１の残留
応力分布は巾方向に沿ってバランスすることとなり、従
って帯鋸素材１が反り返ってしまうようなおそれはな
い。

以上、本発明の一実施例の付き述べたが、本発明は、既
述の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的
思想に基づいて各種の変更が可能である。

例えば、弱い腰入れでよい場合には、帯鋸素材１の歯辺
部２近傍の縁部６を除く全ての部分（前記帯状部分Ｌ及
び縁部８）を弱くショートピーニング加工するようにし
てもよい。すなわちこの場合には、歯辺部２と鋸背部３
との間に残留応力のアンバランスを生じるが、弱い腰入
れ加工であるため帯鋸素材１が反り返ってしまうような
おそれがないからである。なお、ショートピーニング加
工の強弱すなわち腰入れ強度の強弱は、ショット粒の直
径、材質及び硬さ、ショット粒投射速度、ショット粒投
射時間等を調整することによって容易に調整可能であ
る。

ｅ．発明の効果以上の如く本発明は、帯鋸素材の歯辺部近傍の縁部に隣
接しかつ前記帯鋸素材の長手方向に延びる帯状部分にシ
ョット粒を投射することによって、前記帯状部分の長手
方向に圧縮応力を発生せしめ、もって前記縁部の長手方
向に引張内力を付与するようにしたものであるから、簡
単なショットピーニング加工にて良好な腰入れ加工が施
された帯鋸を得ることができる。しかも、本発明によれ
ば、従来の火焔加熱法に比べて勘やコツ等の熟練を要す
ることなく均一な腰入れ強度を得ることができ、また従
来のロール加圧法のような面倒な繰り返し作業を行なう
ことなく一回の作業にて能率的に腰入れ加工を行なうこ
とができる。

さらに、本発明に係る腰入れ方法を実施する装置として
は従来公知のショットピーニング装置を用いればよく、
従って腰入れ加工を自動化して省力化を図ることも容易
に可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明するためのも
のであって、第１図は帯鋸素材の平面図、第２図はショ
ット粒投射機構を示す断面図、第３図は遮蔽部材が取付
けられた帯鋸素材の平面図、第４図はショットピーニン
グ加工前（ショット粒投射前）及びショットピーニング
加工後（ショット粒投射後）の帯鋸素材の残留応力の測
定結果を示すグラフ、第５図及び第６図は従来のロール
加圧法による帯鋸素材の腰入れ加工を説明するためのも
のであって、第５図は帯鋸素材を一対の金属ローラにて
挾持・押圧している状態を示す断面図、第６図は帯鋸素
材のローラ軌道を示す平面図、第７図は従来の火焔加熱
方法による帯鋸素材の腰入れ加工を説明するための断面
図である。１……帯鋸素材、２……歯辺部、３……鋸背部、４……コンプレッサー方式のショット粒投射装置、５，７……遮蔽部材、６，８……縁部、 13……歯底部、Ｗ……帯鋸素材１の幅、Ｌ……帯鋸素材１の帯状部分（帯鋸素材１のショット粒
投射領域）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】帯鋸素材の歯辺部近傍の縁部に隣接しかつ
前記帯鋸素材の長手方向に延びる帯状部分にショット粒
を投射することによって、前記帯状部分の長手方向に圧
縮応力を発生せしめ、もって前記縁部の長手方向に引張
内力を付与するようにしたことを特徴とする帯鋸の腰入
れ方法。