NTBシステム（新型帯鋸製材システム）

一般的に、帯鋸盤で帯鋸を掛ける鋸車の接触面（＝鋸車面）は、平坦に研磨されます。しかし、平坦な鋸車面に素材のままの帯鋸をかけても、鋸は安定しません。そのため、目立士さんは、腰入れと背盛り（バック）加工を帯鋸に施す必要がありました。

この加工を全周に亘って均一に施すことや、帯鋸盤や製材条件に合うように加工の程度を変えるには、経験と勘が求められました。

“速く挽ける鋸には強い腰入れをするべき”という観念を持つ目立士さんは少なくありません。しかし、強い腰を入れた鋸は、鋸割れが発生しやすく、鋸を修復する手間が増え、鋸の寿命を縮めてしまうという欠点があり、高速製材が可能な帯鋸の製作は非常に困難なものでした。

平坦な鋸車面上を帯鋸が安定して走行できるように、帯鋸に腰入れと背盛り加工が施してありました。機械の状態に鋸を合わせる発想。目立士の技能と経験的な判断が必要でした。

歯を抜いた帯鋼を円柱形に溶接接合し、鋸身を金属ローラーで何度も圧延し、幅中央部を湾曲させ（腰入れ加工）、歯のない縁（背側）の円周を長くする（背盛り）加工を行っていました。

腰入れ加工の様子。金属ローラーを押し当てる位置と強さを変化させながら行います。

Ｔ＆Ｉ は考えました。ロールやヒートを入れるから鋸身が弱くなり、割れやすくなるのではないかと（※）。背盛りした環状の帯鋸を切り開いて延ばせば、アーチ状になるのだから、素材をアーチ状に削ってみればいいのでは?

※現時点では、必ずしもロールやヒートが素材を痛めているのではなく、極端な緊張力分布や過剰なヒート処理が鋸割れの原因と推測されます。

早速、やってみると、背盛りだけをしたものと同じ形状の帯鋸ができました。その後、アーチ半径をいろいろ変えて、従来の帯鋸盤に掛けて実験を繰り返すと、従来の製材速度でなら挽けるアーチ形状がだいたい特定できたのです。これは、意外とすんなりうまくいき、2012年7月に特許第5050043を取得することができました。

規格品として流通している7インチ（178mm）幅で長さ7600mmの素材からアーチ形状を研削加工で切り出すと、幅が約19ｍｍ少なくなり、歩留まりが悪い。

そこで、帯鋸素材を特殊鋼メーカーに特別にお願いして、所定の曲りになるように製造してもらい、社内の研削機械により精密に加工することで歩留りを向上させています。しかし、腰入れ無でアーチ研削した帯鋸では、さらに速く挽こうとすると挽き曲がりを起こし、また、何かの拍子に鋸が前後しやすい状況でした。

 

ここからがＴ＆Ｉの試行錯誤と苦悩の連続でした。新型帯鋸で高速製材を実現するまで、実に4年の歳月を費やすことになりました。

 

鋸車面を様々な形状に加工し、鋸を掛けてみましたが、なかなか鋸が落ち着く形状が見つかりませんでした。ある時、鋸車の中央にゴムを焼入れてみました。するとこれがすんなりとうまくいき、70ｍ/分で製材することができたのです。しかし、3週間もすると、鋸は幅の中央で鋸割れを起こしてしまいました。この時、平坦に作ったはずのゴムの形状が変化していました。また、帯鋸を鋸車に掛けた時に、鋸は幅方向で独特の反りをすることに気づきました。これが、大きなきっかけとなり、ある確信をもって、新型の帯鋸にフィットする鋸車面形状の追究を進めることができるようになり、2013年1月にアーチ研削だけの帯鋸で80ｍ/分の製材を実現することができるようになりました。この鋸車面形状の凹凸は1/100ｍｍオーダーの非常に微細なものです。

実は、鋸車面形状だけでなく、帯鋸盤の振動、おが粉への配慮、鋸車の高速回転化、セリー位置の重要性、帯鋸盤の振りの重要性など、開発過程で高速製材のために帯鋸盤に求められる様々な要求が見えてきました。そこで新しい高速型帯鋸盤には、それらを反映した設計が施されることになりました。

さて話はまた帯鋸に戻って、高速製材ができるようになったと思っていた矢先、またまた問題発生です。アーチ研削だけの鋸では、鋸によっては挽き肌が悪かったり、挽き曲がりを起こしたり、場合によってはバックしたりとまだ不安定な要素が残っていたのです。

一難去ってまた一難。そこで、Ｉは考えました。鋸そのものの反りを何とかしよう。
Ｉの目立士としての長年の経験がものを言いました。帯鋸を鋸車に掛けた際に鋸身が反るのを抑える処理だけを施す方法を見い出したのです。

この新型帯鋸は、すこぶる安定して、高速製材が実現できるようになり、最高速度90m/分を達成できました。（挽幅や樹種により、安定的に製材できる速度は変わります。）これまでの苦労が報われた瞬間でした。

また、この新型帯鋸は従来の帯鋸と違い、アーチ研削により一定の背盛りが与えられており、腰入れもされていないので、歯先研磨により摩り込まれて鋸幅が減っても腰を入れ直す必要がありません。

現在までのところ、新鋸から35ｍｍ摩り込んでも、高速製材性能は維持できることを確認しています。さらにこの新型帯鋸に特徴的なこと、いや、Ｔ＆Ｉが理想と捉えていたことは、従来のように帯鋸への緊張力が歯側と背側のみに強く分布するのではなく、歯側と背側にはいくぶん強い緊張力が働くものの、鋸身全体にも緊張力を分布させ、鋸身全体で座屈に強くしたいということでした。

実際に、鋸の張り具合を手やひずみゲージで確かめ、また鋸車面と帯鋸との接触面との接触圧力を発色の強さで知ることができるプレスケール（富士フィルム製）を用いた検証を繰り返すことで、現在は理想と考えていたものに極めて近い接触状態となっています。