JP7728141B2 - 帯鋸刃及び帯鋸刃の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯鋸刃及び帯鋸刃の製造方法に関する。

帯鋸刃の歯列に硬質材料をコーティングするため、その帯鋸刃を渦巻コイル状に巻いてコーティング装置内に入れコーティング処理する方法が、特許文献１に記載されている。

特許第５１７４４６７号公報

特許文献１に記載された方法は、帯鋸刃のコーティング処理方法として一般的であり、帯鋸刃の製造工程の最終段階で行われる。この方法において帯鋸刃を渦巻コイル状に巻く際には、径方向に隣接する歯列間に隙間を形成するため、帯鋸刃と共に帯状のスペーサを重ねて巻く。この隙間を形成することで歯列へのコーティングを良好に行うことができる。

ところで、従来、帯鋸刃の歯列が厚さ方向である左右方向に振り出したアサリ歯を有する場合は、直歯を振り出し加工によってアサリ歯に加工した後に、コーティングを行う。
この場合、コーティングによってアサリ歯の振り出し方向の内側となる面（内面）と外側となる面（外面）とで、形成されるコート層の厚さに違いが生じ得る。すなわち、内面は振り出しの傾きの影になるため、形成されるコート層の厚さが振り出しの傾きの表となる外面よりも薄くなる傾向にある。従って、帯鋸刃の特にアサリ歯においてコート層の厚さ斑が生じる。
そこで、帯鋸刃がアサリ歯を有していても、コート層の厚さ斑がない帯鋸刃及び帯鋸刃の製造方法が望まれている。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、次の１），２）の構成を有する。
１） 帯状で無端状の胴部と、前記胴部の一縁側に、アサリ歯を含む所定数の歯の組である歯列が繰り返し形成された歯部と、前記歯部の前記歯の表面に形成されたコート層と、を備え、前記アサリ歯は、振り出し方向の外面の前記コート層に凹部としての第１圧痕部を有し、前記第１圧痕部の前記凹部における前記コート層の厚さは、前記コート層の前記凹部以外の部分の厚さよりも薄い帯鋸刃である。
本発明の一態様の１）によれば、アサリ歯の振り出し加工の前にコート層が形成されたことが明らかでアサリ歯にコート層の厚さ斑がない。
２） 帯状で無端状の胴部と、前記胴部の一縁側に、アサリ歯を含む所定数の歯の組である歯列が繰り返し形成された歯部と、前記歯部の前記歯の表面に形成されたコート層と、を備えた帯鋸刃の製造方法であって、
前記歯がすべて直歯である中間ブレードの前記歯に対して前記コート層を形成するコート層形成工程を実行した後に、所定の前記歯を振り出して前記アサリ歯にする振り出し加工を実行する帯鋸刃の製造方法である。
本発明の一態様の２）によれば、アサリ歯の振り出し加工の前にコート層が形成されるのでアサリ歯にコート層の厚さ斑がない。

本発明の一態様によれば、帯鋸刃の特にアサリ歯にコート層の厚さ斑がない、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帯鋸刃の実施例である帯鋸刃１の製造に用いる第１中間ブレード１Ａ及びスペーサ２を示す図であり、図１（ａ）は第１中間ブレード１Ａの部分側面図及び上面図の２面図、（ｂ）はスペーサ２の部分側面図及び上面図の２面図である。 図２は、第１中間ブレード１Ａとスペーサ２とを重ねて巻いたコイル体Ｃを示す平面図である。 図３は、図２におけるＦ３領域の拡大図である。 図４は、コーティング装置７によるコイル体Ｃのコーティング処理を説明するための模式図である。 図５は、歯部１２にコート層１３が形成された第２中間ブレード１Ｂを示す部分側面図である。 図６は、図５におけるＳ６－Ｓ６位置での断面図である。 図７は、第２中間ブレード１Ｂに対し振り出し加工を説明するための図であり、図７（ａ）は加工直前の状態を示す断面図であり、図７（ｂ）は加工中の状態を示す断面図である。 図８は、第２中間ブレード１Ｂに対し振り出し加工を施した第３中間ブレード１Ｃを示す部分上面図である。 図９は、第３中間ブレード１Ｃをループ状に接合して帯鋸刃１とする接合工程を説明するための図である。 図１０は、帯鋸刃１における歯１２ａの表面状態を示す部分側面図であり、図１０（ａ）は右側面図、図１０（ｂ）は左側面図である。 図１１は、帯鋸刃１における歯１２ａの断面を示す図であり、図１１（ａ）は部分断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）における圧痕部Ｔ８１の拡大図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）における圧痕部Ｔ８２の拡大図である。 図１２は、比較例の帯鋸刃１０１における歯１１２ａの表面状態を示す部分側面図であり、図１２（ａ）は右側面図、図１２（ｂ）は左側面図である。 図１３は、比較例の帯鋸刃１０１における歯１１２ａの断面を示す図であり、図１３（ａ）は部分断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）における圧痕部Ｔ１８１の拡大図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）における圧痕部Ｔ１８２の拡大図である。

（実施例）
図１は、本発明の実施の形態に係る帯鋸刃の実施例である帯鋸刃１の製造に用いる第１中間ブレード１Ａ及びスペーサ２を示す図であり、図１（ａ）は第１中間ブレード１Ａの部分側面図及び上面図の２面図、（ｂ）はスペーサ２の部分側面図及び上面図の２面図である。
帯鋸刃１は、長尺帯状の第１中間ブレード１Ａを素材とし、製造工程が進むにつれて得られる中間体の第２中間ブレード１Ｂ及び第３中間ブレード１Ｃを経て、第３中間ブレード１Ｃを所定長に切断したものを無端状に接合して形成される。

まず、帯鋸刃１の製造方法について図１及び図２～図９を参照して説明する。
図２は、第１中間ブレード１Ａとスペーサ２とを重ねて巻いたコイル体Ｃを示す平面図である。図３は、図２におけるＦ３領域の拡大図である。図４は、コーティング装置７によるコイル体Ｃのコーティング処理を説明するための模式図である。図５は、歯部１２にコート層１３が形成された第２中間ブレード１Ｂを示す部分側面図である。図６は、図５におけるＳ６－Ｓ６位置での断面図である。図７は、第２中間ブレード１Ｂに対し振り出し加工を説明するための図であり、図７（ａ）は加工直前の状態を示す断面図であり、図７（ｂ）は加工中の状態を示す断面図である。図８は、第２中間ブレード１Ｂに対し振り出し加工を施した第３中間ブレード１Ｃを示す部分上面図である。図９は、第３中間ブレード１Ｃを無端状に接合して帯鋸刃１とする接合工程を説明するための図である。

初めに、素材として所定長の第１中間ブレード１Ａと、製造治具として第１中間ブレード１Ａと同等長さのスペーサ２を用意する。
第１中間ブレード１Ａは、図１（ａ）の部分二面図として示されるように、長尺帯状の胴部１１と胴部１１の一縁側（上縁側）に形成された歯部１２とを有する。歯部１２は、胴部１１の長手方向に連続して形成された複数の歯１２ａを有する。この歯１２ａは直歯である。
スペーサ２は、金属製の長尺の帯状部材である。スペーサ２の幅は第１中間ブレード１Ａの胴部１１の幅よりも少し小さく、厚さは厚さＬ２として示される。

次に、図２に示されるように、第１中間ブレード１Ａとスペーサ２とを、歯部１２の反対側の縁部を揃えて重ね、渦巻コイル状に重ね巻きしてコイル体Ｃを形成する。図２では簡略化のため、第１中間ブレード１Ａは実線で示され、スペーサ２は一点鎖線で示されている。
コイル体Ｃは、図３に示されるように、径方向に隣接する第１中間ブレード１Ａの間にスペーサ２が介在した状態で渦巻コイル状に重ね巻きされたものである。
第１中間ブレード１Ａの歯１２ａはすべて直歯であるから、径方向に隣接する第１中間ブレード１Ａの間の最小となる隙間Ｌａは、胴部１１同士の隙間であってスペーサ２の厚さＬ２である。

図４に示されるように、このコイル体Ｃをコーティング装置７に投入してコーティング処理を施す。
以下、コーティング処理をする前のコイル体Ｃを処理前コイル体Ｃａと称し、コーティング処理をした後のコイル体Ｃを処理後コイル体Ｃｂと称する。

コーティング処理の方法はＰＶＤ(Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ)方法で行うが、それに限定されるものではなく、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法であっても構わない。
第１中間ブレード１Ａにおいて少なくともコーティング処理する範囲は、歯部１２の表面であって、処理前コイル体Ｃａにおいてスペーサ２が接触していない部分である。また、コーティング処理する範囲において、影になる部分と影にならない部分とで蒸着層の厚さに違いが生じて斑が発生する。

コーティング処理を所定の条件で実施した後、処理後コイル体Ｃｂを取り出して巻きをほどく。処理後コイル体Ｃｂからは、第１中間ブレード１Ａの歯部１２に対してコーティング処理がなされた第２中間ブレード１Ｂが得られる。

図５及び図６に示されるように、第２中間ブレード１Ｂには、コーティング処理により、スペーサ２が接触していなかった歯部１２と胴部１１における歯部１２側の縁部とに跨ってコート層１３（網点付き部分）が形成される。コート層１３（図５参照）は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）の層であってもよいし、チタンカーボンナイトライド（ＴｉＣＮ）やクロミウムナイトライド（ＣｒＮ）であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。

次に、第２中間ブレード１Ｂの複数の直歯である歯１２ａのうちの所定の歯を、アサリ出し機を用いて左方又は右方に振り出してアサリ歯とする振り出し加工を実行する。
図７（ａ）に示されるように、アサリ出し機８は、第２中間ブレード１Ｂを厚さ方向に挟んで支持する固定部８１と、歯１２ａの側面に対し局所的に当たって矢印ＤＲ１で示される厚さ方向に押す加工部８２とを有する。

アサリ出し機８は、固定部８１が、第２中間ブレード１Ｂの歯部１２が固定部８１から突出して露出するように胴部１１を挟んで固定する。
次いで、図７（ｂ）に示されるように、加工部８２を歯１２ａの一方側から厚さ方向に押して歯１２ａを矢印ＤＲ２に示されるように他方側に曲げて振り出す。

第２中間ブレード１Ｂの所定の歯に対し、アサリ出し機８によって左方向及び右方向のいずれかにこの振り出し加工を行い、図８に示される第３中間ブレード１Ｃを得る。
第３中間ブレード１Ｃは、歯部１２として、例えば複数の歯１２ａのうちの連続して形成された５個を一つの歯列ＴＧとし、この歯列ＴＧが長手方向に繰り返し形成されたものとする。
図８に示された歯列ＴＧは、アサリ歯を含む所定数の歯の組である。具体的には、歯列ＴＧは、切削方向（矢印ＤＲ３）側から、右アサリ歯Ｒｗ，左アサリ歯Ｌｎ，右アサリ歯Ｒｎ，左アサリ歯Ｌｗ，及び直歯Ｓの５個の歯の組である。左アサリ歯Ｌｗ及び右アサリ歯Ｒｗは、左アサリ歯Ｌｎ及び右アサリ歯Ｒｎよりも振り出し量が大きい。歯列ＴＧの構成は、この図８に示されたものに限定されない。

次に、図９に示されるように、第３中間ブレード１Ｃにおける胴部１１両端同士を突き当てた接合部Ｐｍで溶着して無端状化し、帯状で無端状の帯鋸刃１を得る。

上述の帯鋸刃１の製造方法は、コーティング処理をする時点で歯部１２の歯１２ａはすべて直歯であり、コーティング処理後に所定の直歯をアサリ歯にする振り出し加工を実行する。そのため、コーティング装置７でコーティング処理するコイル体Ｃで重ね巻きするスペーサ２は、厚さＬ２のものでよい。
このように、帯鋸刃１の製造方法は、コーティング処理が、すべて直歯に対して行われる。そのため、アサリ歯に対してコーティング処理を行う場合のように、振り出し方向の影となる内面と表となる外面とでコート層の厚さに違いが生じて斑になる、ということはない。すなわち、帯鋸刃１の製造方法によれば、コート層１３の厚さがコーティング範囲において均一となる。

上述のように、帯鋸刃１は、歯１２ａの表面にコート層１３を形成した後に振り出し加工が行われて製造される。そのため、振り出し加工において、アサリ出し機８の固定部８１及び加工部８２は、コート層１３の上から押し付けられるので加工部８２及び固定部８１のエッジにおいて従来とは異なる特徴的な圧痕部が形成される。この圧痕部について、図１０及び図１１を参照し、右方向に振り出された右アサリ歯Ｒｗを例として説明する。

図１０は、帯鋸刃１における歯１２ａの表面状態を示す部分側面図であり、図１０（ａ）は右側面図、図１０（ｂ）は左側面図である。図１１は、帯鋸刃１における歯１２ａの断面を示す図であり、図１１（ａ）は部分断面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）における圧痕部Ｔ８１の拡大図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）における圧痕部Ｔ８２の拡大図である。

図１０（ａ），図１１（ａ），及び図１１（ｂ）に示されるように、右アサリ歯Ｒｗの歯１２ａの振り出し方向の内面１２ａ１となる右側面の根本部分には、固定部８１による圧痕部Ｔ８１（第２圧痕部Ｔ８１）が形成される。圧痕部Ｔ８１は、胴部１１の長手方向に延びる直線状に、歯１２ａの長手方向の全体に亘り明確に視認される。
図１０（ｂ），図１１（ａ），及び図１１（ｃ）に示されるように、右アサリ歯Ｒｗの歯１２ａの振り出し方向の外面１２ａ２となる左側面の歯高方向（上下方向）の中央部位には、加工部８２による圧痕部Ｔ８２（第１圧痕部Ｔ８２）が形成される。圧痕部Ｔ８２は、切削方向ＡＲ３側が下方となるように傾斜した直線状に、歯１２ａの長手方向の全体に亘り明確に視認される。

すなわち、帯鋸刃１において、圧痕部Ｔ８１，圧痕部Ｔ８２，及びコート層１３には、歯１２ａにコート層１３をコート層形成工程として形成した後に振り出し加工を振り出し加工工程として実行することで次の（イ），（ロ），（ハ）の特徴が生じる。
（イ）コート層１３を形成した後に、固定部８１によって屈曲部１２ｃが形成される。そのため、コート層１３は、歯１２ａの表面における屈曲部１２ｃから胴部１１側の領域が、固定部８１との擦れなどによって剥がれた部分が生じ、コート層１３の形成密度が低い状態となっている（図１０及び図１１では、コート層１３の網点を非表示としてある）。すなわち、コート層１３は、圧痕部Ｔ８１を境界として歯先側と胴部側とで形成密度が異なっている。これとコート層１３に対する加工部８２の押圧とによって、歯１２ａの表面に形成される圧痕部Ｔ８１は、明確に視認される。
（ロ）コート層１３を形成した後に、加工部８２によって凹部１２ｂが形成される。そのため、凹部１２ｂのコート層１３ｂは、コート層１３の他の部分（凹部以外の部分）よりも圧縮されて厚さが小さく（薄く）なっている。
（ハ）コート層１３を形成した後に、加工部８２によって凹部１２ｂが形成される。そのため、コート層１３の表面に明確に視認される圧痕部Ｔ８２が形成される。

これに対し、従来の、アサリ歯を形成した後にコーティング処理をする製造方法で製造した比較例の帯鋸刃１０１に形成される圧痕部Ｔ１８１，Ｔ１８２は、図１２及び図１３に示されるものになる。
図１２は、比較例の帯鋸刃１０１における歯１１２ａの表面状態を示す部分側面図であり、図１２（ａ）は右側面図、図１２（ｂ）は左側面図である。図１３は、比較例の帯鋸刃１０１における歯１１２ａの断面を示す図であり、図１３（ａ）は部分断面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）における圧痕部Ｔ１８１の拡大図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）における圧痕部Ｔ１８２の拡大図である。

図１２（ａ），図１３（ａ），及び図１３（ｂ）に示されるように、右アサリ歯Ｒｗの歯１１２ａの右側面の根本部分には、固定部８１による圧痕部Ｔ１８１が形成されている。圧痕部Ｔ１８１は、胴部１１の長手方向に延びる直線状に、薄くわずかに、場合によって歯１１２ａの一部に視認される。
図１２（ｂ），図１３（ａ），及び図１３（ｃ）に示されるように、右アサリ歯Ｒｗの歯１１２ａの左側面の歯高方向（上下方向）の中央部位には、加工部８２による圧痕部Ｔ１８２が形成されている。圧痕部Ｔ１８２は、切削方向ＡＲ３側が下方となるように傾斜した直線状に、薄くわずかに、場合によって歯１１２ａの一部に視認される。

比較例の帯鋸刃１０１において、圧痕部Ｔ１８１，圧痕部Ｔ１８２，及びコート層１１３には、歯１１２ａにコート層１１３を形成した後に振り出し加工を実行することで次の（ニ），（ホ），（へ）の特徴が生じる。
（ニ）固定部８１によって歯１１２ａの表面に屈曲部１１２ｃを形成された後にコート層１１３を形成する。そのため、屈曲部１１２ｃを境界として刃先側と胴部側とでコート層１１３の形成密度はほぼ同じになる。
（ホ）加工部８２によって凹部１１２ｂが形成された後にコート層１１３を形成する。そのため、凹部１１２ｂのコート層１３ｂは、コート層１１３の他の部分と比較して厚さがほぼ同じとなっている。
（へ）屈曲部１１２ｃ及び凹部１１２ｂが形成された後に、屈曲部１１２ｃ及び凹部１１２ｂを覆うようにコート層１１３を形成する。そのため、屈曲部１１２ｃ及び凹部１１２ｂはコート層１１３に隠れ、圧痕部Ｔ１８１，Ｔ１８２は部分的に視認し難い或いは視認できない場合がある。

上述のように、実施例の帯鋸刃１は、コート層１３を形成した後に振り出し加工を実施することで、製造した製品そのものにも従来の製品とは異なる特徴的な構成が生じている。
すなわち、帯鋸刃１の特徴である（イ），（ロ），（ハ）は、比較例の帯鋸刃１０１における（ニ），（ホ），（へ）のそれぞれに対応する相違点であり、帯鋸刃１ならではの特徴的構成として帯鋸刃１を他の帯鋸刃と区別可能とするものである。

上述のように、本発明の一態様の帯鋸刃１は、帯状で無端状の胴部１１と、胴部１１の一縁側に、アサリ歯Ｒｗを含む所定数の歯１２ａの組である歯列ＴＧが繰り返し形成された歯部１２と、その歯部１２の歯１２ａの表面に形成されたコート層１３と、を備え、アサリ歯Ｒｗは、振り出し方向の外面１２ａ２のコート層１３に凹部１２ｂとしての第１圧痕部Ｔ８２を有し、第１圧痕部Ｔ８２の凹部１２ｂにおけるコート層１３の厚さは、コート層１３の凹部１２ｂ以外の部分の厚さよりも薄くなっている。

また、この帯鋸刃１は、さらにアサリ歯Ｒｗが、振り出し方向の内面１２ａ１のコート層１３の外面に屈曲部１２ｃとしての第２圧痕部Ｔ８１を有し、コート層１３は、第２圧痕部Ｔ８１を境界として歯先側よりも胴部１１側の形成密度が低くなるものであってよい。

これらの特徴点を有する帯鋸刃１は、切削に必要な部分に、製造工程のコーティング処理により、均一な厚さのコート層１３が形成されている。

また、上述のように、本発明の一態様の帯鋸刃の製造方法は、帯状でループ化された胴部１１と、胴部１１の一縁側に、アサリ歯Ｒｗを含む所定数の歯１２ａの組である歯列ＴＧが繰り返し形成された歯部１２と、歯部１２の歯１２ａの表面に形成されたコート層１３と、を備えた帯鋸刃の製造方法であって、歯１２ａがすべて直歯Ｓである中間ブレード１Ａの歯１２ａに対してコート層１３を形成するコート層形成工程を実行した後に、所定の前記歯１２ａを振り出してアサリ歯Ｒｗにする振り出し加工を実行する。

この一態様の帯鋸刃の製造方法は、コート層形成工程であるコーティング処理を直歯のみに対して行う。これにより、均一な厚さのコート層を形成することができる。

また、この一態様の帯鋸刃の製造方法は、さらにコート層形成工程が、中間ブレード１Ａと帯状のスペーサ２とを歯部１２が露出するよう重ね巻きして渦巻コイル状のコイル体Ｃを形成し、形成したコイル体Ｃをコーティング装置７に投入してコート層１３を形成する方法としてよい。

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。

帯鋸刃１の歯列ＴＧのアサリ歯及び直歯の構成は限定されない。コート層１３の材質及び形成方法は限定されない。
スペーサ２の厚さは、帯鋸刃１の種類及びコーティング処理の条件に応じて良好なコート層１３が得られる範囲で可能な限り薄く設定してよい。
これにより、１回のコーティング処理でコート層を形成できる鋸刃長をより長くすることができる。

１ 帯鋸刃
１Ａ 第１中間ブレード
１Ｂ 第２中間ブレード
１Ｃ 第３中間ブレード
１１ 胴部
１２ 歯部
１２ａ 歯
１２ａ１ 内面
１２ａ２ 外面
１２ｂ 凹部
１２ｃ 屈曲部
１３，１３ｂ コート層
２ スペーサ
７ コーティング装置
８ アサリ出し機
８１ 固定部
８２ 加工部
Ｃ コイル体
Ｃａ 処理前コイル体
Ｃｂ 処理後コイル体
Ｌａ 隙間
Ｌ２ 厚さ
Ｌｎ，Ｌｗ 左アサリ歯
Ｐｍ 接合部
Ｒｎ，Ｒｗ 右アサリ歯
Ｔ８１，Ｔ８２ 圧痕部
ＴＧ 歯列
Ｓ 直歯

Claims (4)

1. 帯状で無端状の胴部と、
   前記胴部の一縁側に、アサリ歯を含む所定数の歯の組である歯列が繰り返し形成された歯部と、
   前記歯部の前記歯の表面に形成されたコート層と、
   を備え、
   前記アサリ歯は、振り出し方向の外面の前記コート層に凹部としての第１圧痕部を有し、
   前記第１圧痕部の前記凹部における前記コート層の厚さは、前記コート層の前記凹部以外の部分の厚さよりも薄い帯鋸刃。
2. 前記アサリ歯は、振り出し方向の内面の前記コート層に屈曲部としての第２圧痕部を有し、
   前記コート層は、前記第２圧痕部を境界として歯先側よりも前記胴部側の形成密度が低い請求項１記載の帯鋸刃。
3. 帯状で無端状の胴部と、前記胴部の一縁側に、アサリ歯を含む所定数の歯の組である歯列が繰り返し形成された歯部と、前記歯部の前記歯の表面に形成されたコート層と、を備えた帯鋸刃の製造方法であって、
   前記歯がすべて直歯である中間ブレードの前記歯に対して前記コート層を形成するコート層形成工程を実行した後に、所定の前記歯を振り出して前記アサリ歯にする振り出し加工を実行する帯鋸刃の製造方法。
4. 前記コート層形成工程は、前記中間ブレードと帯状のスペーサとを前記歯部が露出するよう重ね巻きして渦巻コイル状のコイル体を形成し、形成した前記コイル体をコーティング装置に投入してコート層を形成する請求項３記載の帯鋸刃の製造方法。