円周状溝成形による丸のこの熱的安定化

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12660149
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 横地 秀行 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (60124723)
• 研究分担者: 土川 覚 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助手 (30227417) ; 木村 志郎 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (30023443)
• キーワード: 丸のこ / 中央固定回転円板 / 熱座屈 / 摩擦熱 / 熱応力 / 木材 / 固有振動数 / あて材

研究概要

木材を丸のこで縦挽き中に、あてを有する木材の残留内部応力が急激に解放し、のこ歯でない台金面に強く接触することがある。摩擦熱により台金の不均一温度分布に基づく圧縮熱応力が生まれ、丸のこの剛生が低下し切削不能になることがある。極端な場合、丸のこ座屈、破損、労働災害を招く。
そこで、本研究では、挽材中に木材が台金に接触しても摩擦熱が生まれない新しい丸のこをデザインした。台金面に円周状に複数の溝を形成させた丸のこを考案した。溝形状は3角形断面として、溝幅、溝間隔を変化させた。熱的安定性をモデル的に調べるため、比較のための通常の丸のこと溝成形台金丸のこを3000rpmで回転させ、丸のこ半径100mmから150の位置に、50×50mm断面のプナ木口面を10Nの荷重で押付け、サーモグラフィによる丸のこ半径方向温度分布および非接触変位計、FFTスペクトルアナライザによる固有振動数変化を調べた。その結果、通常に溝のない丸のこに比べ、温度上昇は半分以下に抑えられた。溝条件と温度上昇の関係において、木材と丸のこ面の面積が小さくなるほど温度上昇は少なくなり、溝幅および溝間隔が小さいほど摩擦熱抑制効果は高かった。反面、剛生を決定する厚みが小さくなり、固有振動数は低下してしまった。今後は、溝形状の検討が必要となった。