JPH10180703A - 円板状回転工具 - Google Patents
円板状回転工具Info
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- JPH10180703A JPH10180703A JP8356279A JP35627996A JPH10180703A JP H10180703 A JPH10180703 A JP H10180703A JP 8356279 A JP8356279 A JP 8356279A JP 35627996 A JP35627996 A JP 35627996A JP H10180703 A JPH10180703 A JP H10180703A
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- JP
- Japan
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- vibration
- base metal
- hammering
- disk
- rotary tool
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D63/00—Dressing the tools of sawing machines or sawing devices for use in cutting any kind of material, e.g. in the manufacture of sawing tools
- B23D63/18—Straightening damaged saw blades; Reconditioning the side surface of saw blades, e.g. by grinding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D47/00—Sawing machines or sawing devices working with circular saw blades, characterised only by constructional features of particular parts
- B23D47/005—Vibration-damping
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 丸鋸の台金の剛性や臨界回転数を低下させる
ことなく切削時の横振動を抑制した円板状回転工具を提
供する。 【解決手段】 円板状回転工具の台金を回転軸を中心と
して扇形に２乃至２２領域の偶数領域に区分けし、隣合
う領域で異なる大きさの残留応力を発生させ、該残留応
力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とが周方向に
交互に配置されることにより切削時の台金の横振動を抑
制するものである。
ことなく切削時の横振動を抑制した円板状回転工具を提
供する。 【解決手段】 円板状回転工具の台金を回転軸を中心と
して扇形に２乃至２２領域の偶数領域に区分けし、隣合
う領域で異なる大きさの残留応力を発生させ、該残留応
力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とが周方向に
交互に配置されることにより切削時の台金の横振動を抑
制するものである。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は丸鋸や切断砥石等の
ように厚みの薄い鋼板等からなる金属製台金の外周に切
刃や砥粒を設けた円板状回転工具に関する。さらに詳し
くは台金の円周方向の残留応力による緊張状態を変化さ
せることで円板の厚み方向の振動即ち横振動を抑制した
円板状回転工具に係るものである。
ように厚みの薄い鋼板等からなる金属製台金の外周に切
刃や砥粒を設けた円板状回転工具に関する。さらに詳し
くは台金の円周方向の残留応力による緊張状態を変化さ
せることで円板の厚み方向の振動即ち横振動を抑制した
円板状回転工具に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】厚みの薄い円板状回転工具は切削中に程
度の差こそあれ横振動を生じることは広く知られてい
る。切削中の切刃が被削材に食い込んだときに切刃を横
方向に交互に振らせようとする励振周波数と台金の固相
振動数とが一致するか近接していると、有害な横振動が
生じる。その結果、切断面を悪化させ、工具寿命を低下
させることとなる。
度の差こそあれ横振動を生じることは広く知られてい
る。切削中の切刃が被削材に食い込んだときに切刃を横
方向に交互に振らせようとする励振周波数と台金の固相
振動数とが一致するか近接していると、有害な横振動が
生じる。その結果、切断面を悪化させ、工具寿命を低下
させることとなる。
【０００３】従来、切削中の横振動を抑制するために、
円板状回転工具の外周から半径方向に台金半径の５〜２
０％の長さの外周スリット（以下「スリット」）を数本
形成していた。スリットのない円板状回転工具は前記し
たように励振周波数と台金の固有振動数とが一致するか
近接した回転数で有害な横振動が生じる。台金には複数
の固有振動数が飛び飛びに存在するが、実際、何れの回
転数でも固有振動数の内の一つが呼応し横振動が生じ
る。ところが、スリットを形成することによりスリット
本数に対応した特定の振動モードの横振動は励起されに
くくなる。
円板状回転工具の外周から半径方向に台金半径の５〜２
０％の長さの外周スリット（以下「スリット」）を数本
形成していた。スリットのない円板状回転工具は前記し
たように励振周波数と台金の固有振動数とが一致するか
近接した回転数で有害な横振動が生じる。台金には複数
の固有振動数が飛び飛びに存在するが、実際、何れの回
転数でも固有振動数の内の一つが呼応し横振動が生じ
る。ところが、スリットを形成することによりスリット
本数に対応した特定の振動モードの横振動は励起されに
くくなる。
【０００４】この理由は以下のようである。台金の振動
モードは節円数と節直径数とで表されるが、この振動モ
ードは節円数と節直径数とが同数でそれぞれ固有の振動
数で振動する二つの定常振動（節の位置が台金上に固定
されている振動）から構成される。円板はこの二つの定
常振動の固有振動数がほとんど同じであるため、二つの
定常振動が連成して進行波からなる連成振動を生じ、有
害な横振動となる。ところが、円板にスリットを形成す
ると、スリットの本数に対応した特定の振動モードの二
つの定常振動の固有振動数の差が大きくなり、連成振動
が生じにくくなる。このことは木材学会誌Ｖｏｌ．41，
ＮＯ．８，722 −790 頁「丸のこ切削時の横振動に対す
るスリットの効果」に示されている。
モードは節円数と節直径数とで表されるが、この振動モ
ードは節円数と節直径数とが同数でそれぞれ固有の振動
数で振動する二つの定常振動（節の位置が台金上に固定
されている振動）から構成される。円板はこの二つの定
常振動の固有振動数がほとんど同じであるため、二つの
定常振動が連成して進行波からなる連成振動を生じ、有
害な横振動となる。ところが、円板にスリットを形成す
ると、スリットの本数に対応した特定の振動モードの二
つの定常振動の固有振動数の差が大きくなり、連成振動
が生じにくくなる。このことは木材学会誌Ｖｏｌ．41，
ＮＯ．８，722 −790 頁「丸のこ切削時の横振動に対す
るスリットの効果」に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、円板状
回転工具の台金の外周にスリットを形成すると、台金の
横方向の剛性が低下するとともに、台金が座屈する回転
数即ち臨界回転数も低下するという問題がある。台金の
剛性や臨界回転数の低下を抑制するために、ハンマリン
グ、ヒートテンション、ショットビーニングといった腰
入れ処理が行われてきた。腰入れ処理の目的は歯根近く
の台金の外縁部に均一な引張残留応力を発生させようと
するものであり、横振動の抑制には効果がなかった。よ
って切削中の有害な横振動を充分抑制するためには、ス
リットを長くする必要があった。スリット部付近の台金
の横方向の剛性はスリットの長さとともに低下するの
で、横振動も大きくなりスリット部付近にある切刃によ
るツースマークが深くなったり、ひどい場合にはスリッ
ト部付近の台金が塑性変形したり割れたりする問題があ
る。
回転工具の台金の外周にスリットを形成すると、台金の
横方向の剛性が低下するとともに、台金が座屈する回転
数即ち臨界回転数も低下するという問題がある。台金の
剛性や臨界回転数の低下を抑制するために、ハンマリン
グ、ヒートテンション、ショットビーニングといった腰
入れ処理が行われてきた。腰入れ処理の目的は歯根近く
の台金の外縁部に均一な引張残留応力を発生させようと
するものであり、横振動の抑制には効果がなかった。よ
って切削中の有害な横振動を充分抑制するためには、ス
リットを長くする必要があった。スリット部付近の台金
の横方向の剛性はスリットの長さとともに低下するの
で、横振動も大きくなりスリット部付近にある切刃によ
るツースマークが深くなったり、ひどい場合にはスリッ
ト部付近の台金が塑性変形したり割れたりする問題があ
る。
【０００６】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは台
金の剛性や臨界回転数を低下させることなく、切削時の
横振動を抑制できる円板状回転工具を提供しようするも
のである。具体的には台金の円周方向にハンマリング等
によりむらのある不均一な残留応力を発生させ、回転中
の台金の横方向の剛性や臨界回転数を上昇させるための
腰入れ処理を行うとともに、特定の振動モードの二つの
定常振動の固有振動数の差を大きくすることで、そのモ
ードの連成振動を抑制しようとするものである。
題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは台
金の剛性や臨界回転数を低下させることなく、切削時の
横振動を抑制できる円板状回転工具を提供しようするも
のである。具体的には台金の円周方向にハンマリング等
によりむらのある不均一な残留応力を発生させ、回転中
の台金の横方向の剛性や臨界回転数を上昇させるための
腰入れ処理を行うとともに、特定の振動モードの二つの
定常振動の固有振動数の差を大きくすることで、そのモ
ードの連成振動を抑制しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するために、円板状回転工具の台金を回転軸を中心と
して扇形に２乃至２２領域の偶数領域に区分けし、隣合
う領域で異なる大きさの残留応力を発生させ、該残留応
力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とが周方向に
交互に配置されることにより台金の横振動を抑制するも
のである。
成するために、円板状回転工具の台金を回転軸を中心と
して扇形に２乃至２２領域の偶数領域に区分けし、隣合
う領域で異なる大きさの残留応力を発生させ、該残留応
力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とが周方向に
交互に配置されることにより台金の横振動を抑制するも
のである。
【０００８】残留応力を発生させる手段が台金の一部を
伸ばす加工であるものとする。残留応力を発生させる手
段が台金の一部を縮める加工であるものとする。残留応
力を発生させる手段が台金の一部を伸ばす加工と縮める
加工とを組合せたものであるこのような加工を施すこと
により台金の横方向の剛性や臨界回転数を低下させるこ
となく特定の振動モードの二つの定常振動の固有振動数
の差を大きくすることができ、台金の横振動を効果的に
抑制することができた。
伸ばす加工であるものとする。残留応力を発生させる手
段が台金の一部を縮める加工であるものとする。残留応
力を発生させる手段が台金の一部を伸ばす加工と縮める
加工とを組合せたものであるこのような加工を施すこと
により台金の横方向の剛性や臨界回転数を低下させるこ
となく特定の振動モードの二つの定常振動の固有振動数
の差を大きくすることができ、台金の横振動を効果的に
抑制することができた。
【０００９】
【発明の実施の形態】円板状回転工具の台金の横振動モ
ードは、同心円上の節円の数（節円数ｍ）と中心に対し
等角度間隔の節直径の数（節直径数ｎ）で表される。本
実施例では節円数ｍ＝０のときの横振動を抑制すること
について説明する。
ードは、同心円上の節円の数（節円数ｍ）と中心に対し
等角度間隔の節直径の数（節直径数ｎ）で表される。本
実施例では節円数ｍ＝０のときの横振動を抑制すること
について説明する。
【００１０】台金の振動モードの一例を図１に示す。実
線及び破線の直径線は節直径で、この場合、ｍ＝０，ｎ
＝２であり、同じ節円数で同じ節直径数の定常振動は二
つある。図の実線で示した定常振動ａと破線で示した定
常振動ｂである。定常振動ｂは定常振動ａの全ての節に
腹が位置する。定常振動ａと定常振動ｂの固有振動がほ
ぼ同じであると、切削中にこの二つの定常振動が連成し
て台金の回転方向に進行する前進波又は台金の回転とは
逆方向に進行する後進波が形成される。
線及び破線の直径線は節直径で、この場合、ｍ＝０，ｎ
＝２であり、同じ節円数で同じ節直径数の定常振動は二
つある。図の実線で示した定常振動ａと破線で示した定
常振動ｂである。定常振動ｂは定常振動ａの全ての節に
腹が位置する。定常振動ａと定常振動ｂの固有振動がほ
ぼ同じであると、切削中にこの二つの定常振動が連成し
て台金の回転方向に進行する前進波又は台金の回転とは
逆方向に進行する後進波が形成される。
【００１１】これら前進波又は後進波の周波数と切刃が
被削材に食い込むときの励振周波数が一致するか接近し
ていると、前進波又は後進波の周波数で振幅が非常に大
きくなり有害な横振動が発生する。また回転工具の回転
数を増やしていくと、後進波は後方への伝播速度と回転
工具の周速とが一致する回転数のときに、空間に固定し
た位置からの観察に対して振動波形を固定したように伝
播が停止した状態となる。この時の回転数が臨界回転数
であり、横方向の力に対して台金が容易に変形し切削中
であれば座屈を生じることとなる。
被削材に食い込むときの励振周波数が一致するか接近し
ていると、前進波又は後進波の周波数で振幅が非常に大
きくなり有害な横振動が発生する。また回転工具の回転
数を増やしていくと、後進波は後方への伝播速度と回転
工具の周速とが一致する回転数のときに、空間に固定し
た位置からの観察に対して振動波形を固定したように伝
播が停止した状態となる。この時の回転数が臨界回転数
であり、横方向の力に対して台金が容易に変形し切削中
であれば座屈を生じることとなる。
【００１２】本実施例でのハンマリングは打撃面が楕円
形の同じ大きさの２個のハンマを台金の上，下面に楕円
の長軸を同じ向きに対向して配置する。これらのハンマ
を油圧プレスにより７５ｋＮの荷重で台金に押し付け、
ハンマリングを行った。ハンマリングは台金を伸ばす加
工である。ショットビーニングも同じ種類の加工であ
る。なおハンマリングの位置は各実施例において示す。
形の同じ大きさの２個のハンマを台金の上，下面に楕円
の長軸を同じ向きに対向して配置する。これらのハンマ
を油圧プレスにより７５ｋＮの荷重で台金に押し付け、
ハンマリングを行った。ハンマリングは台金を伸ばす加
工である。ショットビーニングも同じ種類の加工であ
る。なおハンマリングの位置は各実施例において示す。
【００１３】本発明の丸鋸静止時の固有振動数を測定す
る装置を図２ａにもとづき説明する。機台に軸受により
回転可能に軸承した回転軸１の一端はプーリ及びベルト
を介してインバータで回転数の制御できるモータ２に連
結されており、他端は実験用丸鋸Ｓが２枚のフランジ３
を介在してナットで締着されている。
る装置を図２ａにもとづき説明する。機台に軸受により
回転可能に軸承した回転軸１の一端はプーリ及びベルト
を介してインバータで回転数の制御できるモータ２に連
結されており、他端は実験用丸鋸Ｓが２枚のフランジ３
を介在してナットで締着されている。
【００１４】静止した丸鋸Ｓに横振動を励起する電磁マ
グネット５は、台金の外縁近くに配置され、関数発生器
６から出力される正弦波電圧を増幅器７を介して電磁マ
グネット５に負荷し加振する。また電磁マグネット５に
よる加振位置と同じ側で円周方向に１８０°回転した方
向に渦電流型非接触変位センサ（小野測器製）８が設置
されている。このセンサ８の出力は増幅器９を介してＦ
ＦＴアナライザ（小野測器製）１１で周波数分析するこ
とにより固有振動数を求めた。周波数分析の結果はプロ
ッタ１２に記録される。
グネット５は、台金の外縁近くに配置され、関数発生器
６から出力される正弦波電圧を増幅器７を介して電磁マ
グネット５に負荷し加振する。また電磁マグネット５に
よる加振位置と同じ側で円周方向に１８０°回転した方
向に渦電流型非接触変位センサ（小野測器製）８が設置
されている。このセンサ８の出力は増幅器９を介してＦ
ＦＴアナライザ（小野測器製）１１で周波数分析するこ
とにより固有振動数を求めた。周波数分析の結果はプロ
ッタ１２に記録される。
【００１５】さらに回転軸１と同軸上丸鋸の反対側に中
心を有するギヤモータ１３の出力軸にアームを取り付け
半径方向の任意位置に固定可能な変位センサ１４（小野
測器製）を設ける。そして変位センサ１４をギヤモータ
１３で台金の円周方向360 °回転させ、出力を増幅器１
６を介してペンレコーダ１７に台金の振幅の実効値を記
録した。このようにして半径方向及び円周方向に沿った
横振動の振幅分布を測定し、励起した定常振動モードの
形状を求めた。
心を有するギヤモータ１３の出力軸にアームを取り付け
半径方向の任意位置に固定可能な変位センサ１４（小野
測器製）を設ける。そして変位センサ１４をギヤモータ
１３で台金の円周方向360 °回転させ、出力を増幅器１
６を介してペンレコーダ１７に台金の振幅の実効値を記
録した。このようにして半径方向及び円周方向に沿った
横振動の振幅分布を測定し、励起した定常振動モードの
形状を求めた。
【００１６】実施例その１ 〔供試 丸鋸の処理条件〕 ＮＯ．１（ＮＨ−ＮＳ）：ハンマリング及びスリットな
し ＮＯ．２（ＳＨ−ＮＳ）：半径７５ｍｍおよび１０２ｍ
ｍの同心円周上で１６領域に等区分した放射線との交点
において均等に標準的なハンマリングを施す。 ＮＯ．３（４Ｈ−ＮＳ）：図４に示すよに台金の中周域
を中心角η＝４５°の扇形の８領域に等区分し一つおき
の４領域にハンマリングを行い中周域の円周方向に圧縮
応力（負の応力）を残留させる。Ｓ１はハンマリング領
域を示し、領域内を全て均等にハンマリングすることを
意味するものでなく、その領域内に残留応力の極値がで
きればよい。Ｓ２はハンマリングなしの領域を示す。
し ＮＯ．２（ＳＨ−ＮＳ）：半径７５ｍｍおよび１０２ｍ
ｍの同心円周上で１６領域に等区分した放射線との交点
において均等に標準的なハンマリングを施す。 ＮＯ．３（４Ｈ−ＮＳ）：図４に示すよに台金の中周域
を中心角η＝４５°の扇形の８領域に等区分し一つおき
の４領域にハンマリングを行い中周域の円周方向に圧縮
応力（負の応力）を残留させる。Ｓ１はハンマリング領
域を示し、領域内を全て均等にハンマリングすることを
意味するものでなく、その領域内に残留応力の極値がで
きればよい。Ｓ２はハンマリングなしの領域を示す。
【００１７】ＮＯ．４（５Ｈ−ＮＳ）中心角η＝３６°
の扇形の１０領域に等区分し一つおきの５領域にハンマ
リング、他はＮＯ．３と同じ。 ＮＯ．５（８Ｈ−ＨＳ）：中心角η＝２２．５°の扇形
の１６領域に等区分し一つおきの８領域にハンマリン
グ、他はＮＯ．３と同じ。 ＮＯ．６（ＮＨ−４Ｓ）：ＮＯ．１の丸鋸の外周に４本
のスリットを切ったもの、スリットは幅１ｍｍで歯底か
らの長さ２０ｍｍ（以下同じ）。 ＮＯ．７（ＳＨ−４Ｓ）：ＮＯ．２の丸鋸の外周に４本
のスリットを切ったもの。
の扇形の１０領域に等区分し一つおきの５領域にハンマ
リング、他はＮＯ．３と同じ。 ＮＯ．５（８Ｈ−ＨＳ）：中心角η＝２２．５°の扇形
の１６領域に等区分し一つおきの８領域にハンマリン
グ、他はＮＯ．３と同じ。 ＮＯ．６（ＮＨ−４Ｓ）：ＮＯ．１の丸鋸の外周に４本
のスリットを切ったもの、スリットは幅１ｍｍで歯底か
らの長さ２０ｍｍ（以下同じ）。 ＮＯ．７（ＳＨ−４Ｓ）：ＮＯ．２の丸鋸の外周に４本
のスリットを切ったもの。
【００１８】ＮＯ．８（４Ｈ−４Ｓｎ）：ＮＯ．３の丸
鋸のハンマンリグしていない領域の中央外周に４本のス
リットを切ったもの（図５参照）。 ＮＯ．９（４Ｈ−４Ｓｈ）：ＮＯ．３の丸鋸のハンマリ
ングした領域の中央の外周に４本のスリットを切ったも
の。 ＮＯ．１０（ＮＨ−５Ｓ）：ＮＯ．１の丸鋸の外周に５
本のスリットを切ったもの。 ＮＯ．１１（５Ｈ−５Ｓｎ）：ＮＯ．４の丸鋸のハンマ
リングしてない領域の中央外周に５本のスリットを切っ
たもの。
鋸のハンマンリグしていない領域の中央外周に４本のス
リットを切ったもの（図５参照）。 ＮＯ．９（４Ｈ−４Ｓｈ）：ＮＯ．３の丸鋸のハンマリ
ングした領域の中央の外周に４本のスリットを切ったも
の。 ＮＯ．１０（ＮＨ−５Ｓ）：ＮＯ．１の丸鋸の外周に５
本のスリットを切ったもの。 ＮＯ．１１（５Ｈ−５Ｓｎ）：ＮＯ．４の丸鋸のハンマ
リングしてない領域の中央外周に５本のスリットを切っ
たもの。
【００１９】〔供試丸鋸の仕様〕外径３０５ｍｍ，台金
の厚さ２．２ｍｍ，歯厚３．２ｍｍ，歯数４０で、超硬
質チップはすくい角２０°，先端逃げ角１５°，側面逃
げ角３°，側面向心角１°である。木材切削時に横振動
が励起されやすいように横すくい角５°，先端傾き角１
０°の交互歯とした。台金は合金工具鋼（ＳＫＳ５１）
製で、熱処理によりＨＲＣ４３の硬度にした。
の厚さ２．２ｍｍ，歯厚３．２ｍｍ，歯数４０で、超硬
質チップはすくい角２０°，先端逃げ角１５°，側面逃
げ角３°，側面向心角１°である。木材切削時に横振動
が励起されやすいように横すくい角５°，先端傾き角１
０°の交互歯とした。台金は合金工具鋼（ＳＫＳ５１）
製で、熱処理によりＨＲＣ４３の硬度にした。
【００２０】（被削材）：スプルース気乾材（比重０．
４，含水率９％）挽き高さ４５ｍｍ，長さ１．２ｍ （送材速度）：１２ｍ／ｍｉｎ （切削時の鋸歯先端の木材下面からの突き出し量）：２
ｍｍ （主軸回転数）：Ｎ＝２０００〜５０００ｒ．ｐ．ｍ． （切削方向）：上向き切削 なお切削時における丸鋸，被削材及びセンサの位置関係
は図３に示す。
４，含水率９％）挽き高さ４５ｍｍ，長さ１．２ｍ （送材速度）：１２ｍ／ｍｉｎ （切削時の鋸歯先端の木材下面からの突き出し量）：２
ｍｍ （主軸回転数）：Ｎ＝２０００〜５０００ｒ．ｐ．ｍ． （切削方向）：上向き切削 なお切削時における丸鋸，被削材及びセンサの位置関係
は図３に示す。
【００２１】〔操作〕 （図２ｂ，図２ｃ参照）予めインパクト加振によって求
めておいた台金固有振動数の前後の周波数範囲で加振周
波数を低周波数側から高周波数側にスイープさせ、セン
サ８の前に移動させた電磁マグネット５により加振した
ときの台金の振動変位を電磁マグネット５に対向させた
センサ８で検出し、その実効値をペンレコーダ１７によ
り記録した。加振周波数と台金の固有振動数が一致した
共振状態における変位が実効値で１μｍ−ｒｍｓ（ｒｏ
ｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）程度になるように電磁
マグネットの電圧を初期調整した。加振周波数のスイー
プ速度は、１０Ｈｚ／１２０ｓである。ハンマリングし
た領域の右側の境界で加振した場合を加振位置ψ＝０°
（領域の境目）とした。電磁マグネットとセンサ位置を
固定して台金を反時計方向にそれぞれ角度Δψ＝１１．
２５°ずつ回転させたψの各位置で台金半周にわたって
以上の測定を行った。また全ての実験用の丸鋸の台金に
ついて、加振周波数をゆっくりスイープさせ、同じ節直
径数のモードに対する二つの定常固有振動数を正確に求
めた。
めておいた台金固有振動数の前後の周波数範囲で加振周
波数を低周波数側から高周波数側にスイープさせ、セン
サ８の前に移動させた電磁マグネット５により加振した
ときの台金の振動変位を電磁マグネット５に対向させた
センサ８で検出し、その実効値をペンレコーダ１７によ
り記録した。加振周波数と台金の固有振動数が一致した
共振状態における変位が実効値で１μｍ−ｒｍｓ（ｒｏ
ｏｔ ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ）程度になるように電磁
マグネットの電圧を初期調整した。加振周波数のスイー
プ速度は、１０Ｈｚ／１２０ｓである。ハンマリングし
た領域の右側の境界で加振した場合を加振位置ψ＝０°
（領域の境目）とした。電磁マグネットとセンサ位置を
固定して台金を反時計方向にそれぞれ角度Δψ＝１１．
２５°ずつ回転させたψの各位置で台金半周にわたって
以上の測定を行った。また全ての実験用の丸鋸の台金に
ついて、加振周波数をゆっくりスイープさせ、同じ節直
径数のモードに対する二つの定常固有振動数を正確に求
めた。
【００２２】〔試験結果〕 （臨界回転数）丸鋸の静止時および回転中の固有振動数
を測定し、節円数ｍ＝０で節直径数ｎ＝２〜５の各モー
ドについて空間内のある固定点からみた後進波周波数が
０になる臨界回転数を求めた結果を表１に示す。表中の
標記（ｍ，ｎ）は対象としている振動が節円数ｍ，節直
径数ｎの振動モードであることを示す。
を測定し、節円数ｍ＝０で節直径数ｎ＝２〜５の各モー
ドについて空間内のある固定点からみた後進波周波数が
０になる臨界回転数を求めた結果を表１に示す。表中の
標記（ｍ，ｎ）は対象としている振動が節円数ｍ，節直
径数ｎの振動モードであることを示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】スリットがなくハンマリングを施してない
丸鋸ＮＨ−ＮＳが標準ハンマリングを施すことによって
最低臨界回転数（各振動モードに対して測定された臨界
回転数のうちの最低のもの）が約８％上昇し、領域ハン
マリングを施した丸鋸（４Ｈ−ＮＳ，５Ｈ−ＮＳ，８Ｈ
−ＮＳ）では７〜１０％上昇した。しかし、台金の外周
にスリットを切ることによって、４本スリットの丸鋸Ｎ
Ｈ−４Ｓでは約５％、５本スリットの丸鋸ＮＨ−５Ｓで
は約７％の最低臨界回転数の低下が認められた。また、
ＳＨ−ＮＳ，４Ｈ−ＮＳに４本のスリットを、または５
Ｈ−ＮＳに５本のスリットを切ると６〜８％の最低臨界
回転数の低下が認められた。
丸鋸ＮＨ−ＮＳが標準ハンマリングを施すことによって
最低臨界回転数（各振動モードに対して測定された臨界
回転数のうちの最低のもの）が約８％上昇し、領域ハン
マリングを施した丸鋸（４Ｈ−ＮＳ，５Ｈ−ＮＳ，８Ｈ
−ＮＳ）では７〜１０％上昇した。しかし、台金の外周
にスリットを切ることによって、４本スリットの丸鋸Ｎ
Ｈ−４Ｓでは約５％、５本スリットの丸鋸ＮＨ−５Ｓで
は約７％の最低臨界回転数の低下が認められた。また、
ＳＨ−ＮＳ，４Ｈ−ＮＳに４本のスリットを、または５
Ｈ−ＮＳに５本のスリットを切ると６〜８％の最低臨界
回転数の低下が認められた。
【００２５】（定常振動の固有振動数の差『定常振動の
固有振動数の分離現象』）節直径数ｎ＝４に対する測定
結果の図６はハンマリングもスリットもない静止丸鋸Ｎ
Ｈ−ＮＳの場合で、台金加振位置に関係なく、励起した
振動の周波数はほとんど同じで、振幅の実効値には１個
のピークしか現れていない。標準的な均一ハンマリング
を施した丸鋸ＳＨ−ＮＳの場合も同様の傾向であった。
固有振動数の分離現象』）節直径数ｎ＝４に対する測定
結果の図６はハンマリングもスリットもない静止丸鋸Ｎ
Ｈ−ＮＳの場合で、台金加振位置に関係なく、励起した
振動の周波数はほとんど同じで、振幅の実効値には１個
のピークしか現れていない。標準的な均一ハンマリング
を施した丸鋸ＳＨ−ＮＳの場合も同様の傾向であった。
【００２６】また図７は、８領域（η＝22.5°）に領域
ハンマリングした丸鋸８Ｈ−ＮＳの場合で、加振位置に
よって定常振動の二つのモードが励起する場合（例えば
ψ＝０，22.5，45，67.5°…）と、高周波数側（例えば
ψ＝11.25 ，46.25 ，101.25°…）または低周波数側
（例えばψ＝33.75 ，78.75 ，123.75°…）のどちらか
一つの定常振動のモードしか励起しない場合がある。こ
れらの二つの定常振動の振動モードの固有振動数には顕
著な差が認められる。ハンマリングしていない領域の中
央を加振すると高周波数側のみの定常振動の振動モード
が励起し、この振動モードの腹の位置はハンマリングし
ていない領域の中心線に一致した。またハンマリングし
た領域の中央部を加振すると低周波数側の定常振動の振
動モードのみが励起した。このときの節の位置は、ハン
マリングしてない領域の中心線に一致した。
ハンマリングした丸鋸８Ｈ−ＮＳの場合で、加振位置に
よって定常振動の二つのモードが励起する場合（例えば
ψ＝０，22.5，45，67.5°…）と、高周波数側（例えば
ψ＝11.25 ，46.25 ，101.25°…）または低周波数側
（例えばψ＝33.75 ，78.75 ，123.75°…）のどちらか
一つの定常振動のモードしか励起しない場合がある。こ
れらの二つの定常振動の振動モードの固有振動数には顕
著な差が認められる。ハンマリングしていない領域の中
央を加振すると高周波数側のみの定常振動の振動モード
が励起し、この振動モードの腹の位置はハンマリングし
ていない領域の中心線に一致した。またハンマリングし
た領域の中央部を加振すると低周波数側の定常振動の振
動モードのみが励起した。このときの節の位置は、ハン
マリングしてない領域の中心線に一致した。
【００２７】低いほうの定常振動の固有振動数をｆ
ｎ1 、高いほうの定常振動の固有振動数をｆｎ2 、それ
らの差をΔｆｎ＝ｆｎ2 −ｆｎ1 とする。Δｆｎ／ｆｎ
1 として節直径数ｎ＝２〜６に対する固有振動数差の特
性を無次元表示したものを表２に示す。
ｎ1 、高いほうの定常振動の固有振動数をｆｎ2 、それ
らの差をΔｆｎ＝ｆｎ2 −ｆｎ1 とする。Δｆｎ／ｆｎ
1 として節直径数ｎ＝２〜６に対する固有振動数差の特
性を無次元表示したものを表２に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】４領域に領域ハンマリングを施した丸のこ
４Ｈ−ＮＳではｎ＝２，４，６のモードで二つの定常振
動の固有振動数の差が大きくなった。同様に、８領域に
部分ハンマリングを施した丸のこ８Ｈ−ＮＳではｎ＝４
のモードで、また、５領域に部分ハンマリングを施した
丸のこ５Ｈ−ＮＳではｎ＝５のモードで差が大きくなっ
た。すなわち、領域ハンマリングを施した領域数をＨと
すると、Ｈが偶数の場合、ｎ＝ｊ×Ｈ／２（ｊ＝１，
２，３，…）のモードは二つに分離する。同様にＨが奇
数の場合、ｎ＝ｊ×Ｈ（ｊ＝１，２，３，…）のモード
は二つに分離するものと考えられる。固有振動数の高い
ほうの定常振動の振動モードはハンマリングしていない
全ての領域の中央に腹の位置が、また、固有振動数の低
いほうの定常振動の振動モードではハンマリングしてい
ない全ての領域の中央に節の位置がくる。
４Ｈ−ＮＳではｎ＝２，４，６のモードで二つの定常振
動の固有振動数の差が大きくなった。同様に、８領域に
部分ハンマリングを施した丸のこ８Ｈ−ＮＳではｎ＝４
のモードで、また、５領域に部分ハンマリングを施した
丸のこ５Ｈ−ＮＳではｎ＝５のモードで差が大きくなっ
た。すなわち、領域ハンマリングを施した領域数をＨと
すると、Ｈが偶数の場合、ｎ＝ｊ×Ｈ／２（ｊ＝１，
２，３，…）のモードは二つに分離する。同様にＨが奇
数の場合、ｎ＝ｊ×Ｈ（ｊ＝１，２，３，…）のモード
は二つに分離するものと考えられる。固有振動数の高い
ほうの定常振動の振動モードはハンマリングしていない
全ての領域の中央に腹の位置が、また、固有振動数の低
いほうの定常振動の振動モードではハンマリングしてい
ない全ての領域の中央に節の位置がくる。
【００３０】外周に４本のスリットを入れることによっ
て、ｎ＝２，４，６のモードで二つの定常振動の固有振
動数の差が大きくなった。また、５本のスリットを入れ
ることによって、ｎ＝５のモードで二つの定常振動の固
有振動数の差が大きくなった。すなわち、スリット本数
をＳとすると、Ｓが偶数の場合、ｎ＝ｋ×Ｓ／２（ｋ＝
１，２，３，…）のモードは二つに分離する。同様にＳ
が奇数の場合、ｎ＝ｋ×Ｓ（ｋ＝１，２，３，…）のモ
ードは二つに分離する。固有振動数の高いほうの定常振
動の振動モードは全てのスリット位置に腹の位置が、ま
た、固有振動数の低いほうの定常振動の振動モードでは
全てのスリット位置に節の位置がくる。
て、ｎ＝２，４，６のモードで二つの定常振動の固有振
動数の差が大きくなった。また、５本のスリットを入れ
ることによって、ｎ＝５のモードで二つの定常振動の固
有振動数の差が大きくなった。すなわち、スリット本数
をＳとすると、Ｓが偶数の場合、ｎ＝ｋ×Ｓ／２（ｋ＝
１，２，３，…）のモードは二つに分離する。同様にＳ
が奇数の場合、ｎ＝ｋ×Ｓ（ｋ＝１，２，３，…）のモ
ードは二つに分離する。固有振動数の高いほうの定常振
動の振動モードは全てのスリット位置に腹の位置が、ま
た、固有振動数の低いほうの定常振動の振動モードでは
全てのスリット位置に節の位置がくる。
【００３１】さらに、領域ハンマリングの施されている
丸のこ４Ｈ−ＮＳ，５Ｈ−ＮＳにおいて、領域ハンマリ
ングを施していない領域の中央に外周スリットを入れた
丸のこの４Ｈ−４Ｓｎまたは５Ｈ−５Ｓｎでは、ｎ＝４
またはｎ＝５のモードの二つの定常振動の固有振動数の
差が丸のこ４Ｈ−ＮＳ，ＮＨ−４Ｓまたは５Ｈ−ＮＳ，
ＮＨ−５Ｓより大きくなった。
丸のこ４Ｈ−ＮＳ，５Ｈ−ＮＳにおいて、領域ハンマリ
ングを施していない領域の中央に外周スリットを入れた
丸のこの４Ｈ−４Ｓｎまたは５Ｈ−５Ｓｎでは、ｎ＝４
またはｎ＝５のモードの二つの定常振動の固有振動数の
差が丸のこ４Ｈ−ＮＳ，ＮＨ−４Ｓまたは５Ｈ−ＮＳ，
ＮＨ−５Ｓより大きくなった。
【００３２】〔定常振動の固有振動数の差と横振動の振
幅の二乗平均値の関係〕同じ節円数で同じ節直径数でも
定常振動ａとｂとがあり、丸鋸切削時におけるこのモー
ドの横振動の振幅の二乗平均値は定常振動のそれぞれ
（ａとｂ）二乗平均値の平均になる。即ち次のような数
式となる。
幅の二乗平均値の関係〕同じ節円数で同じ節直径数でも
定常振動ａとｂとがあり、丸鋸切削時におけるこのモー
ドの横振動の振幅の二乗平均値は定常振動のそれぞれ
（ａとｂ）二乗平均値の平均になる。即ち次のような数
式となる。
【数１】
【００３３】そこで切削時の丸鋸の横振動のレベルを台
金の平均振動エネルギーに関係がある振幅の二乗平均値
で評価した。ＮＨ−ＮＳと４Ｈ−ＮＳの丸鋸において発
生した横振動の振幅の二乗平均値を各節直径数ごとに、
即ち各振動モードごとに示す図８，図９において、各図
中の△，○，□印は節直径数ｎ＝３，４，５に対応す
る。これらの図において、ｎ＝３のモードでは、ＮＨ−
ＮＳと４Ｈ−ＮＳの結果の間に明確な差は認められな
い。等角度間隔の４領域にハンマリングを施した４Ｈ−
ＮＳでは、ｎ＝４のモードの振動に対する振幅の二乗平
均値が、ＮＨ−ＮＳの場合より極めて小さくなってい
る。
金の平均振動エネルギーに関係がある振幅の二乗平均値
で評価した。ＮＨ−ＮＳと４Ｈ−ＮＳの丸鋸において発
生した横振動の振幅の二乗平均値を各節直径数ごとに、
即ち各振動モードごとに示す図８，図９において、各図
中の△，○，□印は節直径数ｎ＝３，４，５に対応す
る。これらの図において、ｎ＝３のモードでは、ＮＨ−
ＮＳと４Ｈ−ＮＳの結果の間に明確な差は認められな
い。等角度間隔の４領域にハンマリングを施した４Ｈ−
ＮＳでは、ｎ＝４のモードの振動に対する振幅の二乗平
均値が、ＮＨ−ＮＳの場合より極めて小さくなってい
る。
【００３４】このように横振動の振幅の二乗平均値を比
較することにより、ハンマリングの振動抑制効果を明瞭
に示すことができた。そこで、ｎ＝４およびｎ＝５のモ
ードについて、Ｃ＝０．５（但し歯の並びが交互歯とす
ると歯が材料に当たる時の台金を左右に振ろうとする周
波数は２歯で１周期であり、Ｃ＝０．５となした）の励
起周波数〔Ｃ×歯数×回転数／６０；回転数（ｒｐ
ｍ）〕で発生した台金の横振動の振幅の二乗平均値を台
金の厚さの二乗ｈ2 により無次元化したときの最大値お
よび平均値と無次元化した固有振動数の差Δｆｎ／ｆｎ
1 との関係を図１０および図１１に示した。
較することにより、ハンマリングの振動抑制効果を明瞭
に示すことができた。そこで、ｎ＝４およびｎ＝５のモ
ードについて、Ｃ＝０．５（但し歯の並びが交互歯とす
ると歯が材料に当たる時の台金を左右に振ろうとする周
波数は２歯で１周期であり、Ｃ＝０．５となした）の励
起周波数〔Ｃ×歯数×回転数／６０；回転数（ｒｐ
ｍ）〕で発生した台金の横振動の振幅の二乗平均値を台
金の厚さの二乗ｈ2 により無次元化したときの最大値お
よび平均値と無次元化した固有振動数の差Δｆｎ／ｆｎ
1 との関係を図１０および図１１に示した。
【００３５】なおｎ＝４のモードではＣ＝０．５の励起
周波数による共振点および共振点から２５００ｒｐｍだ
け高い回転数までの範囲を、またｎ＝５のモードでは１
５００ｒｐｍだけ高い回転数までの範囲を考察の対象と
した。図にみられるように最大値，平均値の場合とも両
者の間の関係は、両対数グラフ上で極めてよい直線関係
にあり、同じ節直径数ｎの二つの定常振動の振動モード
間の固有振動数の差が大きな丸鋸ほど切削時の横振動の
発生に対する抑制効果が優れていることがわかる。
周波数による共振点および共振点から２５００ｒｐｍだ
け高い回転数までの範囲を、またｎ＝５のモードでは１
５００ｒｐｍだけ高い回転数までの範囲を考察の対象と
した。図にみられるように最大値，平均値の場合とも両
者の間の関係は、両対数グラフ上で極めてよい直線関係
にあり、同じ節直径数ｎの二つの定常振動の振動モード
間の固有振動数の差が大きな丸鋸ほど切削時の横振動の
発生に対する抑制効果が優れていることがわかる。
【００３６】そこで上記をまとめると従来型の鋸（ＳＨ
−４Ｓ）は４スリット設けることで、節直径数ｎ＝２，
４，６のモードの振動に対して定常振動の固有振動数の
差が大きい。本発明の鋸（４Ｈ−ＮＳ）は節直径数ｎ＝
２，４，６のモードの振動に対して定常振動の固有振動
数の差が大きい。本発明の鋸（５Ｈ−ＮＳ）は節直径数
ｎ＝５のモードの振動に対して定常振動の固有振動数の
差が大きい。本発明の鋸（８Ｈ−ＮＳ）は節直径数ｎ＝
４のモードの振動に対して定常振動の固有振動数の差が
大きい。即ち、このモードでの横振動抑制効果を持つこ
とを示している。また、実際に挽き高さ４５ｍｍ，長さ
１．２ｍのスプルース気乾材（比重０．４，含水率９
％）の切削を行った結果においても、横振動が抑制され
ていることが確認された。
−４Ｓ）は４スリット設けることで、節直径数ｎ＝２，
４，６のモードの振動に対して定常振動の固有振動数の
差が大きい。本発明の鋸（４Ｈ−ＮＳ）は節直径数ｎ＝
２，４，６のモードの振動に対して定常振動の固有振動
数の差が大きい。本発明の鋸（５Ｈ−ＮＳ）は節直径数
ｎ＝５のモードの振動に対して定常振動の固有振動数の
差が大きい。本発明の鋸（８Ｈ−ＮＳ）は節直径数ｎ＝
４のモードの振動に対して定常振動の固有振動数の差が
大きい。即ち、このモードでの横振動抑制効果を持つこ
とを示している。また、実際に挽き高さ４５ｍｍ，長さ
１．２ｍのスプルース気乾材（比重０．４，含水率９
％）の切削を行った結果においても、横振動が抑制され
ていることが確認された。
【００３７】よって本発明では臨界回転数を低下させる
ことなく、横振動を抑制することができる。台金剛性の
低下や臨界回転数の低下が用途上問題なければ、本発明
の鋸にスリットを形成することで、さらに横振動抑制に
効果がある。スリットの位置は残留応力の極小値のある
領域に設けるのが効果的で、極小値のある領域であれば
スリットは外周域または内周域のいずれに設けても良
い。このスリットに樹脂等を充填しても良い。ハンマリ
ングの個所により各節直径数に対する定常振動の固有振
動数の差が変化するので、切削条件により適正な領域区
分数やハンマリング条件を選定すればよい。
ことなく、横振動を抑制することができる。台金剛性の
低下や臨界回転数の低下が用途上問題なければ、本発明
の鋸にスリットを形成することで、さらに横振動抑制に
効果がある。スリットの位置は残留応力の極小値のある
領域に設けるのが効果的で、極小値のある領域であれば
スリットは外周域または内周域のいずれに設けても良
い。このスリットに樹脂等を充填しても良い。ハンマリ
ングの個所により各節直径数に対する定常振動の固有振
動数の差が変化するので、切削条件により適正な領域区
分数やハンマリング条件を選定すればよい。
【００３８】標準的なハンマリングで外周に円周方向の
均一な引張応力を発生させるのではなく、重要なことは
円板状回転工具の中心が歯底までの半径方向３５〜１０
０％の範囲の周方向に応力のむらを発生させておくこと
である。また試料ＮＯ．１のＮＨ−ＮＳにおける台金の
振幅の実効値の最大値と節直径数ｎとの関係を示すのが
図１２である。ｎ＝２の振動を抑制したいときは４倍の
８区分して一つおきの領域にハンマリングを行うことよ
って最も効果がある。同様にｎ＝５の振動を抑制したい
ときは２倍の１０区分で一つおきの５領域にハンマリン
グを行うことによって抑制できる。ｎ＝２と５の振動を
抑制したいときは内周と外周のどちらかを８区分，１０
区分して同様のハンマリングを行うことにより効果が出
る。
均一な引張応力を発生させるのではなく、重要なことは
円板状回転工具の中心が歯底までの半径方向３５〜１０
０％の範囲の周方向に応力のむらを発生させておくこと
である。また試料ＮＯ．１のＮＨ−ＮＳにおける台金の
振幅の実効値の最大値と節直径数ｎとの関係を示すのが
図１２である。ｎ＝２の振動を抑制したいときは４倍の
８区分して一つおきの領域にハンマリングを行うことよ
って最も効果がある。同様にｎ＝５の振動を抑制したい
ときは２倍の１０区分で一つおきの５領域にハンマリン
グを行うことによって抑制できる。ｎ＝２と５の振動を
抑制したいときは内周と外周のどちらかを８区分，１０
区分して同様のハンマリングを行うことにより効果が出
る。
【００３９】なお、切刃部分の振幅はセンサ１４の位置
の振幅の約２倍となるので、図１２において一般に切断
面の粗さが０．０５ｍｍ−ｒｍｓ以下であれば、サンデ
ィングを軽く行えば仕上がる程度で、０．０１ｍｍ−ｒ
ｍｓ以下であればそのままの面でも実用上利用できる。
の振幅の約２倍となるので、図１２において一般に切断
面の粗さが０．０５ｍｍ−ｒｍｓ以下であれば、サンデ
ィングを軽く行えば仕上がる程度で、０．０１ｍｍ−ｒ
ｍｓ以下であればそのままの面でも実用上利用できる。
【００４０】節直径数は、切削振動ではｎ＝０は発生せ
ず、ｎ≧１２のモードは振動が発生しても振幅は極めて
小さい。よって、ｎ＝１〜１１の振動を抑制すれば横振
動抑制効果は充分得られる。特にｎ＝１〜５の振動を抑
制することが好ましい。円板の振動モードでは、二つの
内一方の定常振動の節直径は残留応力の極小値のある領
域を横切る位置に形成される。これを定常振動ａとする
と、定常振動ａの各節直径の間に定常振動ｂの節直径を
形成する。円板状回転工具の台金を回転軸を中心として
扇形に２４以上の領域に区分けし、残留応力の極大値を
示す領域と極小値を示す領域とを周方向に交互に配置し
ようとした場合、一つ一つの領域が狭くなり明瞭に極値
を形成することが困難となる。例えば２４の領域に区分
けし、領域の一つおきにハンマリングを行った場合、全
体として均一な残留応力を発生させたようになり、横振
動抑制効果は充分に現れない。
ず、ｎ≧１２のモードは振動が発生しても振幅は極めて
小さい。よって、ｎ＝１〜１１の振動を抑制すれば横振
動抑制効果は充分得られる。特にｎ＝１〜５の振動を抑
制することが好ましい。円板の振動モードでは、二つの
内一方の定常振動の節直径は残留応力の極小値のある領
域を横切る位置に形成される。これを定常振動ａとする
と、定常振動ａの各節直径の間に定常振動ｂの節直径を
形成する。円板状回転工具の台金を回転軸を中心として
扇形に２４以上の領域に区分けし、残留応力の極大値を
示す領域と極小値を示す領域とを周方向に交互に配置し
ようとした場合、一つ一つの領域が狭くなり明瞭に極値
を形成することが困難となる。例えば２４の領域に区分
けし、領域の一つおきにハンマリングを行った場合、全
体として均一な残留応力を発生させたようになり、横振
動抑制効果は充分に現れない。
【００４１】従って、目的とするｎ＝１〜１１の、特に
ｎ＝１〜５の振動を抑制するには、周方向に２〜２２の
領域に区分け或いは２〜１０の領域に区分けして、残留
応力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とを周方向
に交互に配置した方が横振動抑制に効果的である。ハン
マリングではその位置に圧縮応力が発生するが、所定領
域に圧縮応力を発生させるのに代わり、引張応力を発生
させて応力分布にむらを作り極大値を形成しても良い。
この場合の例として、ヒートテンション，レーザ加熱処
理等で台金の一部を収縮させる処理を所定の領域に行う
方法があげられる。
ｎ＝１〜５の振動を抑制するには、周方向に２〜２２の
領域に区分け或いは２〜１０の領域に区分けして、残留
応力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とを周方向
に交互に配置した方が横振動抑制に効果的である。ハン
マリングではその位置に圧縮応力が発生するが、所定領
域に圧縮応力を発生させるのに代わり、引張応力を発生
させて応力分布にむらを作り極大値を形成しても良い。
この場合の例として、ヒートテンション，レーザ加熱処
理等で台金の一部を収縮させる処理を所定の領域に行う
方法があげられる。
【００４２】なおヒートテンションとは、米国において
１９８５年に発行された資料名Ｓawing Ｔechnol Ｋey
Ｉmproved Ｐrofits の第75〜82頁、標題Ｕnderstan
dingsaw tensioning 著者名ＳＣＨＡＪＥＲ ＧＳ（Ｗe
yerhaeuser Ｃｏ，Ｗashington) において説明されて
おり、従来から知られている酸素アセチレン焔による加
熱或いは誘電加熱により永久ひずみが生じない範囲で３
０℃〜８０℃に低温加熱する方法である。
１９８５年に発行された資料名Ｓawing Ｔechnol Ｋey
Ｉmproved Ｐrofits の第75〜82頁、標題Ｕnderstan
dingsaw tensioning 著者名ＳＣＨＡＪＥＲ ＧＳ（Ｗe
yerhaeuser Ｃｏ，Ｗashington) において説明されて
おり、従来から知られている酸素アセチレン焔による加
熱或いは誘電加熱により永久ひずみが生じない範囲で３
０℃〜８０℃に低温加熱する方法である。
【００４３】またレーザ加熱処理とは、米国において１
９９３年に発行された資料名Proceeding of SawTech 93
San Francisco,California,October 14-16,1993の第２
３１〜２４４頁、表題Laser Beam Levelling of Circul
ar Saw Blades 、著者名ＴＯＮＳＨＯＦＦ Ｈ Ｋ等に
おいて説明されており、ＣＯ2 レーザビームによる加熱
処理が部分的に残留応力を生じるのに良い方法である。
ヒートテンション，レーザ加熱処理は台金材料と加熱温
度の関係で引張応力が発生しない場合があるので加熱温
度は実験により求めておく必要がある。また、円周方向
に交互に現れる極大値同士、極小値同士の残留応力値は
必ずしも同じである必要はない。
９９３年に発行された資料名Proceeding of SawTech 93
San Francisco,California,October 14-16,1993の第２
３１〜２４４頁、表題Laser Beam Levelling of Circul
ar Saw Blades 、著者名ＴＯＮＳＨＯＦＦ Ｈ Ｋ等に
おいて説明されており、ＣＯ2 レーザビームによる加熱
処理が部分的に残留応力を生じるのに良い方法である。
ヒートテンション，レーザ加熱処理は台金材料と加熱温
度の関係で引張応力が発生しない場合があるので加熱温
度は実験により求めておく必要がある。また、円周方向
に交互に現れる極大値同士、極小値同士の残留応力値は
必ずしも同じである必要はない。
【００４４】実施例その２ 台金の扇形を８等区分し、一つおきの領域のほぼ全域に
ハンマリングした図４に替えた図１３において、残留応
力の極大値が現れるハンマリング領域Ｓ３と極小値が現
れる打撃圧力の強いまたは打数の多いハンマリング領域
Ｓ４とを形成したものである。この場合も区分は必ずし
も等分でなくてもよい。このように残留応力の極大値，
極小値を交互に発生させた場合も実施例その１と同等の
効果を確認できた。
ハンマリングした図４に替えた図１３において、残留応
力の極大値が現れるハンマリング領域Ｓ３と極小値が現
れる打撃圧力の強いまたは打数の多いハンマリング領域
Ｓ４とを形成したものである。この場合も区分は必ずし
も等分でなくてもよい。このように残留応力の極大値，
極小値を交互に発生させた場合も実施例その１と同等の
効果を確認できた。
【００４５】実施例その３ 台金の扇形を１０等区分し圧縮応力と引張応力を交互に
発生させた場合を図１４に示した。圧縮残留応力が発生
するハンマリング領域Ｓ５と引張残留応力が発生するヒ
ートテンション領域Ｓ６とを交互に形成したもので、ハ
ンマリング領域Ｓ５に極小値がヒートテンション領域Ｓ
６に極大値が現れる。歯根近くの外縁部にはそれぞれ逆
の応力が発生するが総合的には残留引張応力が勝る。本
図では区分数が２×５でＨ＝５である。したがってｎ＝
５のモードの振動が大きく抑制できる。しかしながらＨ
が奇数であるのでｎ＝１０，１５，２０…の横振動も抑
制できる。
発生させた場合を図１４に示した。圧縮残留応力が発生
するハンマリング領域Ｓ５と引張残留応力が発生するヒ
ートテンション領域Ｓ６とを交互に形成したもので、ハ
ンマリング領域Ｓ５に極小値がヒートテンション領域Ｓ
６に極大値が現れる。歯根近くの外縁部にはそれぞれ逆
の応力が発生するが総合的には残留引張応力が勝る。本
図では区分数が２×５でＨ＝５である。したがってｎ＝
５のモードの振動が大きく抑制できる。しかしながらＨ
が奇数であるのでｎ＝１０，１５，２０…の横振動も抑
制できる。
【００４６】実施例その４ 扇形の領域に加えて半径方向同心円的な領域を形成した
図１５において、外側円周全周Ｓ７に一様に強いハンマ
リングを施して歯根近くの外縁部に均一な引張残留応力
を発生させる。中間部に扇形領域を一つおきの領域Ｓ８
に弱いハンマリングを施し、その中間の扇形領域の半径
方向中間部Ｓ９に実施例その３に似たヒートテンション
処理を施して、全体に引張と圧縮の残留応力を加える。
外周部の引張応力によって、外周部の圧縮応力による臨
界回転数の低下が防止される。本図では区分数は２×４
でＨ＝４であるのでｎ＝２のモードの振動が大きく抑制
される。しかしながらＨが偶数であるので、ｎ＝４，
６，８，１０，１２…の横振動も抑制できる。即ち回転
数の変更に伴って発生する色々の周波数に対応できる。
図１５において、外側円周全周Ｓ７に一様に強いハンマ
リングを施して歯根近くの外縁部に均一な引張残留応力
を発生させる。中間部に扇形領域を一つおきの領域Ｓ８
に弱いハンマリングを施し、その中間の扇形領域の半径
方向中間部Ｓ９に実施例その３に似たヒートテンション
処理を施して、全体に引張と圧縮の残留応力を加える。
外周部の引張応力によって、外周部の圧縮応力による臨
界回転数の低下が防止される。本図では区分数は２×４
でＨ＝４であるのでｎ＝２のモードの振動が大きく抑制
される。しかしながらＨが偶数であるので、ｎ＝４，
６，８，１０，１２…の横振動も抑制できる。即ち回転
数の変更に伴って発生する色々の周波数に対応できる。
【００４７】実施例その５ 不等分とした扇形８等区分領域の一つおきの領域にハン
マリングを施し、その外周のハンマリングを施していな
い領域にヒートテンションを施した図１６において、中
間部のハンマリング領域Ｓ１０に圧縮残留応力によって
外周部に引張残留応力を発生させる。さらに外周ヒート
テンション領域Ｓ１１に引張残留応力を発生させたもの
である。残留応力の大きさを変えれば極小値と極大値が
交互に発生する。また中間部のハンマリング領域の外周
部にヒートテンションを行えば明らかな極小値と極大値
が交互に発生する。本図では区分数が２×４でＨ＝４で
あるのでｎ＝２のモードの振動が大きく抑制できる。し
かしながら区分が不等分であるため、他の全てのモード
の横振動の抑制にも効果がある。
マリングを施し、その外周のハンマリングを施していな
い領域にヒートテンションを施した図１６において、中
間部のハンマリング領域Ｓ１０に圧縮残留応力によって
外周部に引張残留応力を発生させる。さらに外周ヒート
テンション領域Ｓ１１に引張残留応力を発生させたもの
である。残留応力の大きさを変えれば極小値と極大値が
交互に発生する。また中間部のハンマリング領域の外周
部にヒートテンションを行えば明らかな極小値と極大値
が交互に発生する。本図では区分数が２×４でＨ＝４で
あるのでｎ＝２のモードの振動が大きく抑制できる。し
かしながら区分が不等分であるため、他の全てのモード
の横振動の抑制にも効果がある。
【００４８】実施例その６ 中間部と外周部とで扇形の区分数を変えた場合を示した
図１７において、中間部は区分数２×４，外周部は２×
３である。中間部の８等区分の一つおきにハンマリング
領域Ｓ１２とヒートテンション領域Ｓ１３，外周部６等
区分の一つおきにヒートテンション領域Ｓ１４を形成し
た。このように中間と外周の分割数を変えることによっ
て外周部に発生した残留応力の大きさの変化を円周方向
にみたときの極大値と極小値のサイクル数を変えること
ができ、図では外周部３サイクル，内周部では４サイク
ルとなり内周部と外周部の別々の効果が同様に得られ
る。
図１７において、中間部は区分数２×４，外周部は２×
３である。中間部の８等区分の一つおきにハンマリング
領域Ｓ１２とヒートテンション領域Ｓ１３，外周部６等
区分の一つおきにヒートテンション領域Ｓ１４を形成し
た。このように中間と外周の分割数を変えることによっ
て外周部に発生した残留応力の大きさの変化を円周方向
にみたときの極大値と極小値のサイクル数を変えること
ができ、図では外周部３サイクル，内周部では４サイク
ルとなり内周部と外周部の別々の効果が同様に得られ
る。
【００４９】
【発明の効果】本発明は上述のようであるので以下の効
果を奏する。丸鋸台金の臨界回転数を下げることなく前
進波，後進波の横振動を抑制できる。すなわち分離した
定常振動の二つのモードの固有振動数の差を大きくする
ことができ、差が大きいほどこのモードの連成振動の発
生を抑制できるもので、切削時に励起される横振動をよ
り効果的に抑制できる残留応力は圧縮，引張の一方又は
双方を組み合わせて発生させることによって顕著な効果
をうることができる。丸鋸台金の横方向の剛性の低下，
臨界回転数の低下が容認される場合は上記処理に加えス
リットを形成することで横振動抑制に一層の効果があ
る。
果を奏する。丸鋸台金の臨界回転数を下げることなく前
進波，後進波の横振動を抑制できる。すなわち分離した
定常振動の二つのモードの固有振動数の差を大きくする
ことができ、差が大きいほどこのモードの連成振動の発
生を抑制できるもので、切削時に励起される横振動をよ
り効果的に抑制できる残留応力は圧縮，引張の一方又は
双方を組み合わせて発生させることによって顕著な効果
をうることができる。丸鋸台金の横方向の剛性の低下，
臨界回転数の低下が容認される場合は上記処理に加えス
リットを形成することで横振動抑制に一層の効果があ
る。
【図１】連成振動の基となる二つの定常振動の節直径の
位置関係を示す図である。
位置関係を示す図である。
【図２】固有振動数を測定する装置の概略を示す図であ
る。
る。
【図３】切削時における丸鋸，被削材，センサの位置関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図４】台金の扇形８等区分の一つおきの領域にハンマ
リングした図である。
リングした図である。
【図５】図４の台金のハンマリングしてない領域中央外
周にスリットを切った図である。
周にスリットを切った図である。
【図６】ハンマリング及びスリットなしのＮＨ−ＮＳの
ｎ＝４モードの台金外周の等角度位置における周波数レ
スポンスを示す図である。
ｎ＝４モードの台金外周の等角度位置における周波数レ
スポンスを示す図である。
【図７】８領域にハンマリングした８Ｈ−ＮＳのｎ＝４
モードの台金外周の等角度位置における周波数レスポン
スを示す図である。
モードの台金外周の等角度位置における周波数レスポン
スを示す図である。
【図８】ＮＨ−ＮＳの台金の横振動の二乗平均値と回転
数の関係を示す図である。
数の関係を示す図である。
【図９】４Ｈ−ＮＳの台金の横振動の二乗平均値と回転
数の関係を示す図である。
数の関係を示す図である。
【図１０】ｎ＝４のモードについて横振動の振幅の二乗
平均値を台金の厚さの二乗により無次元化したときの最
大値および平均値と無次元化した固有振動数の差との関
係を示す図である。
平均値を台金の厚さの二乗により無次元化したときの最
大値および平均値と無次元化した固有振動数の差との関
係を示す図である。
【図１１】ｎ＝５モードについて横振動の振幅の二乗平
均値を台金の厚さの二乗により無次元化したときの最大
値および平均値と無次元化した固有振動数の差との関係
を示す図である。
均値を台金の厚さの二乗により無次元化したときの最大
値および平均値と無次元化した固有振動数の差との関係
を示す図である。
【図１２】台金の振幅の実効値の最大値と節直径数ｎと
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図１３】台金を扇形８等区分の一つおきの領域に極大
値と極小値が現れるハンマリングをした図である。
値と極小値が現れるハンマリングをした図である。
【図１４】台金を扇形１０等区分の一つおきに圧縮圧力
の発生するハンマリング領域と引張応力を発生するヒー
トテンション領域とを形成した図である。
の発生するハンマリング領域と引張応力を発生するヒー
トテンション領域とを形成した図である。
【図１５】外周一様に強いハンマリング領域，中間部に
一つおきに弱いハンマリング領域とヒートテンション領
域を形成した図である。
一つおきに弱いハンマリング領域とヒートテンション領
域を形成した図である。
【図１６】８等区分の一つおきにハンマリング、そのハ
ンマリングのない外周にヒートテンション領域を形成し
た図である。
ンマリングのない外周にヒートテンション領域を形成し
た図である。
【図１７】中間部を８等区分の一つおきにハンマリング
領域とヒートテンション領域を形成し、外周部の６等区
分の一つおきにヒートテンション領域を形成した図であ
る。
領域とヒートテンション領域を形成し、外周部の６等区
分の一つおきにヒートテンション領域を形成した図であ
る。
Ｓ１，Ｓ４，Ｓ１０，Ｓ１２ ハンマリング領域 Ｓ２ ハンマリングしない領域 Ｓ３，Ｓ１１，Ｓ１３，Ｓ１４ ヒートテンション領域
Claims (4)
- 【請求項１】 円板状回転工具の台金を回転軸を中心と
して扇形に２乃至２２領域の偶数領域に区分けし、隣合
う領域で異なる大きさの残留応力を発生させ、該残留応
力の極大値を示す領域と極小値を示す領域とが周方向に
交互に配置されることにより切削時の台金の横振動を抑
制することを特徴とする円板状回転工具。 - 【請求項２】 残留応力を発生させる手段が台金の一部
を伸ばす加工である請求項１に記載の円板状回転工具。 - 【請求項３】 残留応力を発生させる手段が台金の一部
を縮める加工である請求項１に記載の円板状回転工具。 - 【請求項４】 残留応力を発生させる手段が台金の一部
を伸ばす加工と縮める加工とを組合せたものである請求
項１に記載の円板状回転工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35627996A JP3915028B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 円板状回転工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35627996A JP3915028B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 円板状回転工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10180703A true JPH10180703A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3915028B2 JP3915028B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=18448236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35627996A Expired - Fee Related JP3915028B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 円板状回転工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3915028B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048801A1 (fr) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Kanefusa Kabushiki Kaisha | Scie circulaire |
| JP2002059402A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-26 | Kanefusa Corp | 丸 鋸 |
| WO2005108032A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Mcgill Iniversity | Method and mechanism for increasing critical speed in rotating disks and reducing kerf at high speeds in saw blades |
| JP2007111803A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 超音波振動切削装置 |
| JP2009039848A (ja) * | 2007-08-11 | 2009-02-26 | Murata Mfg Co Ltd | 切削工具の振れ抑制方法 |
| CN110361173A (zh) * | 2018-04-02 | 2019-10-22 | 斯凯孚公司 | 状态监视 |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP35627996A patent/JP3915028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048801A1 (fr) * | 1999-02-19 | 2000-08-24 | Kanefusa Kabushiki Kaisha | Scie circulaire |
| JP2002059402A (ja) * | 2000-08-18 | 2002-02-26 | Kanefusa Corp | 丸 鋸 |
| WO2005108032A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Mcgill Iniversity | Method and mechanism for increasing critical speed in rotating disks and reducing kerf at high speeds in saw blades |
| JP2007111803A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Disco Abrasive Syst Ltd | 超音波振動切削装置 |
| JP2009039848A (ja) * | 2007-08-11 | 2009-02-26 | Murata Mfg Co Ltd | 切削工具の振れ抑制方法 |
| CN110361173A (zh) * | 2018-04-02 | 2019-10-22 | 斯凯孚公司 | 状态监视 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3915028B2 (ja) | 2007-05-16 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20041025 |
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