專利名稱：具有高度可變的齒的往復鋸片及其相關方法
技術領域：
本發明涉及鋸片，并且更具體地說，涉及包括由高齒及低齒構成的重復齒型的往 復鋸片及其相關方法。
背景技術：
往復鋸床為一種手持動力據，其包括用于可拆卸地接合鋸片并且驅動鋸片往復運 動通過工件的夾頭。該往復運動可以是軌跡切削作用、直線或線性切割作用、或斜向切割 作用。往復鋸有時也被稱之為豎鋸或豎線鋸，并且往復鋸片同樣有時也被稱之為豎鋸片或 豎線鋸片。往復鋸通常由電動機驅動(例如，有線或無線鋸)，或者氣動驅動。Milwaukee 電動工具公司(Milwaukee Electric Tool Corporation)銷售的"Sawzall "牌往復鋸和 PorterCable公司(PorterCable Corporation)銷售的"Tiger Saw "牌往復鋸是知名的 往復鋸。 典型的往復鋸片包括具有切割刃和非工作刃的鋸片部分，該切割刃由沿著鋸片的 一側相對于彼此軸向間隔開的多個齒所限定，該非工作刃形成在鋸片相對于切割刃的相對 側上。用于將鋸片可拆卸地連接于往復鋸的夾頭的柄腳從鋸片的內部端延伸。典型的往復 鋸片一直在尋求使耐磨性最大和耐用性最大之間的平衡。越硬的鋸片材料越耐磨，而越軟 的鋸片材料越耐用。耐用性與堅固的、抗斷裂的和/或顯現出抗沖擊能力的齒相關聯。
往復鋸片的齒通常包括切割尖端、形成在尖端一側上的前刀面、和從尖端延伸并 且形成在尖端相對于前刀面的相對側上的后刀面(clearancesurface)。前刀面相對于垂直 于參考平面的軸線形成前角，該參考平面可以由在由具有大致相同的高度的連續齒，例如 連續的未設定齒(皿setteeth)構成的尖端之間延伸的平面所限定。后刀面相對于參考平 面形成后角。 影響往復鋸片的切割性能的一種方式是改變切割齒的后角。例如，增大后角可使 得齒能夠切割得更快。然而，具有更大后角的齒可能更為脆弱，并由此比具有更緩后角的齒 更有可能斷裂。 限制后角的需求對于往復鋸片來說是尤其至關重要的，這是因為往復切割模式對 鋸齒是非常有害的。與切割期間在一個方向上持續運動的諸如帶狀鋸片的其它類型的鋸片 相比，往復鋸片在軌跡、線性和/或斜向切割作用下往復擺動通過工件，并由此在齒的所有 側上產生了相當大的力。 此外，由于往復鋸片在每個行程中都必須從零加速到最大速度并再回到零，因此，鋸片只在向前行程的一部分期間處于最佳切割速度，通常小于向前行程的約50%。此外，每個行程的長度都非常短，即，通常為約3/4英寸到約1-1/4英寸。因此，往復鋸片具有相對較短的約為1/2英寸或更短的重復齒型，以便使重復齒型的數目最大化。
現有技術的帶狀鋸片已經采用了高_低齒和變化的后角。例如，有些帶狀鋸片具有由成組的齒構成的重復齒型，其中，每個組包括具有相對較高尖端的齒和具有相對較低尖端的齒。帶狀鋸片還采用了具有變化的后角的齒。傳統的觀念已告誡人們不要再在往復鋸片上應用高-低齒和/或具有相對陡的后角(例如，約35。或更大)的齒。正如前面所指出的那樣，與帶狀鋸完全不同的是，例如，往復鋸為使往復鋸片承受有害的往復切割作用的手持動力鋸。因此，不但前刀面承受相當大的切割力，而且形成在齒的背面的后刀面也同樣在返回行程中承受相當大的切割力。往復鋸片特別容易因為齒斷裂或碎裂而失效。因此，人們相信，如果在往復鋸片上應用高_低齒，則相對高的齒將過度遭受并且承受過大的切割力，并由此更加容易斷裂或碎裂。同樣，人們相信，如果在豎齒上應用相當陡的后角(例如，約35°或更大)，則具有這種緩夾角的任意齒將會太脆弱而不能承受相對有害的往復切割作用及相關的切割力，并因此而導致過早斷裂或碎裂。因此，現有技術的往復鋸片的性能，例如切割壽命和/或耐久性，將不會一直處于所希望的程度。
本發明的目的是克服現有技術的上述缺陷和/或劣勢中的一個或多個。

發明內容
根據第一方面，本發明涉及一種用于在便攜式動力往復鋸中使用的往復鋸片，該往復鋸包括用于可拆卸地接合鋸片的夾頭。往復鋸片包括具有延長了的軸線并且能夠與往復鋸的夾頭接合以便將鋸片附連至往復鋸的柄腳。鋸片部分具有由多個切割齒限定的切割刃。切割齒限定出連續組的齒的重復齒型，各組齒的長度小于約半英寸，各組齒包括多個設定齒、至少一個相對高的齒、和至少一個相對低的齒。在齒設定之前，該至少一個相對高的齒比該至少一個相對低的齒高至少約0. 002英寸。在本發明的一些實施方式中，在齒設定之前，該至少一個相對高的齒和該至少一個相對低的齒之間的高度差在約0. 003英寸到約0. 006英寸的范圍內，并且在一些這種實施方式中，在約0. 0035英寸到約0. 005英寸的范圍內。 在本發明的當前優選實施方式中，相對高的齒限定出至少一個第一后角，并且相對低的齒限定出至少一個大于第一后角的第二后角。優選地，第一后角小于或等于約35。，并且第二后角大于約35。。在一些實施方式中，第一后角在約25。到約35°的范圍內，并且第二后角在在約35。到約45°的范圍內。 在本發明的一些實施方式中，各組齒包括至少一個未設定前導齒和多個設定尾齒。在一些這種實施方式中，該至少一個未設定前導齒為相對高的齒，并且多個設定尾齒中的至少一個為相對低的齒。在一些這種實施方式中，設定尾齒中的至少一個為相對高的齒。在一些實施方式中，多個設定尾齒相對于彼此限定出不同的設定幅度。在一些這種實施方式中，多個設定尾齒包括限定出相對重型設定幅度的至少一個第一設定齒、和限定出相對輕型設定幅度的至少一個第二設定齒。在一些這種實施方式中，限定出重型設定幅度的至少一個第一設定齒為相對低的齒，并且限定出相對輕型設定幅度的該至少一個第二設定齒高于重型設定齒。在一些這種實施方式中，該至少一個相對低的重型設定齒比該至少一個
6相對高的輕型設定齒限定出更陡的后角。 在本發明的一些實施方式中，各組齒在第一組多個設定齒和第二組多個設定齒之間包括未設定齒。在一些這種實施方式中，第一組多個設定齒和第二組多個設定齒中的每一組包括至少一個相對高的設定齒、和至少一個相對低的設定齒。在一些這種實施方式中，未設定齒限定出至少一個第一后角，設定齒限定出至少一個第二后角，并且該至少一個第一后角小于該至少一個第二后角。 往復鋸驅使本發明的往復鋸片在最后面的位置與最前面的位置之間往復運動。往復運動限定出在下述位置之間延伸的運動軸線，即i)當鋸片處于最后面的位置時的鋸片的參考點的第一位置，和ii)當鋸片處于最前面的位置時的參考點的第二位置。往復鋸的切割刃限定出在具有大致相同高度的連續齒的尖端之間延伸的模擬切割線。根據本發明的其它方面，切割線定向成相對于運動軸線成大于約3。的銳角。在一些這種實施方式中，該銳角在約4-1/2°到約6°的范圍內。在一些實施方式中，柄腳限定出相對于切割線成銳角定向的延長了的軸線，并且該銳角的柄角至少有助于將切割線定向為相對于運動軸線成大于約3°的銳角。 在本發明的一些實施方式中，各組齒包括至少一個第一相對高的未設定齒、跟隨在該第一相對高的未設定齒的后面并且設定至鋸片部分的一側的第一組多個設定齒、跟隨在第一組多個設定齒后面的至少一個第二相對高的未設定齒、和跟隨在該至少一個第二相對高的未設定齒的后面并且相對第一組多個設定齒設定至鋸片部分的相對側的第二組多個設定齒。在一些這種實施方式中，第一組多個設定齒和第二組多個設定齒中的至少一組中的多個設定齒相對于彼此限定出不同的設定幅度和不同的高度。在一些這種實施方式中，第一組多個設定齒和第二組多個設定齒中的至少一組包括至少一個相對輕型設定的中間高度的齒、和至少一個相對重型設定的低的齒。中間高度的齒限定出在相對高的齒的高度與相對低的齒的高度之間的高度，并且在齒設定之前，各個中間高度的齒與相鄰的高齒和低齒之間的高度差為至少約0. 002英寸。 在本發明的一些實施方式中，各組齒限定出變節距齒型，該變節距齒型包括至少一個相對粗糙的節距和至少一個相對精細的節距。在一些這種實施方式中，各組齒包括限定出相對粗糙的節距的未設定間齒(unset raker tooth)。
根據其它方面，本發明涉及一種方法，包括下述步驟 將往復鋸片安裝在往復鋸的夾頭內，該往復鋸片包括具有延長了的軸線的柄腳和具有由多個切割齒限定的切割刃的鋸片部分。切割齒限定出連續組的齒的重復齒型，各組齒的長度小于約半英寸，并且各組齒包括多個不同種類的齒，這多個不同種類的齒包括多個設定齒、至少一個相對高的齒、和至少一個相對低的齒。在齒設定之前，該至少一個相對高的齒比該至少一個相對低的齒高至少約0. 002英寸； 利用往復鋸在往復切割作用下在向前行程與向后行程之間驅使往復鋸片；以及
通過使工件與往復驅動的往復鋸片接合，并且依次在多個向前行程中的每個期間，使相同種類的多個齒與工件相接合來切割工件，與相對低的齒相比較，相對高的齒承受更高的切割載荷，利用在前的相對高的齒來保護相對低的齒不會碎裂或不受損害，并且與相對高的齒相比較，使用相對低的齒以更高的速度來切割工件。 驅動步驟包括驅動往復鋸片在最后面的位置與最前面的位置之間往復運動。該往復運動限定出在下述位置之間延伸的運動軸線，即i)當鋸片處于最后面的位置時的鋸片的參考點的第一位置，和ii)當鋸片處于最前面的位置時的參考點的第二位置。切割刃限定出在具有大致相同高度的連續齒的尖端之間延伸的模擬切割線。根據本發明的其它方面，該方法進一步包括將切割線設置成或定向為相對于運動軸線成大于約3°的銳角的步驟。在一些實施方式中，將切割線設置或定向成銳角的步驟包括(i)設置柄腳，以是柄腳的延長了的軸線相對切割線限定出銳角，和/或(ii)將柄腳安裝在夾頭內，從而將切割線定向成相對于運動軸線成銳角。 本發明的往復鋸片的一個優點在于，與現有技術的往復鋸片相比，切割齒之間的高度差能夠提供明顯改善的性能，例如改善了的切割速度和/或耐久性。因此，與現有技術的往復鋸片相比，本發明的往復鋸片能夠承受更大的切割力，提供了增大了的切割總產量和改善了的切割速度。 本發明的當前優選實施方式的其它優點包括提供堅固、耐磨的切割刃，其能夠更好地承受更大的切割力并且能夠提高切割速度。具有相對緩后角的高齒比具有相對陡后角的低齒更加耐用，因此能夠保護耐用度更小的低齒。因此，由于較低的齒受到保護，因此它們能夠擁有比典型的往復鋸片更加陡的后角，從而能夠切割得更快，并且使用更小的進給力。因此，本發明的當前優選實施方式的齒型的明顯優勢在于，相對陡的后角有助于提高切割速度，而具有相對緩后角的齒有助于提高耐久性。因此，本發明的往復鋸片與常規往復鋸片相比，能夠提供顯著提高的鋸片壽命，并且整個鋸片壽命期內提供改善了的切割性能。
本發明的一些當前優選實施方式的其它優勢在于，形成在由切割刃限定的平面和由鋸的往復運動限定的平面之間的銳角的切割角能夠進一步提高切割速度，而不會實質影響鋸片的耐久性。在一些實施方式中，該銳角至少部分是因為相對于切割刃(例如，在連續的未設定齒的尖端或具有相同高度的齒的尖端之間延伸的線)成銳角延伸的柄腳所導致的。切割角越陡，高齒及低齒之間的高度差就越大，從而使對于這種高度差所提供的切割性能的影響也就越大。其它的優點在于，在鋸片的返回行程中，形成在切割刃平面和由鋸的往復運動所限定的平面之間的銳角的切割角并未增加齒的后刀面上的載荷，從而進一步改善了性能，而不會降低耐久性。 本發明和/或其實施方式的其它目的和優點將會通過考慮到下面對當前優選實施方式和附圖的詳細說明而變得更加明顯。


圖1A為往復鋸片的重復齒型的實施方式的側視立面圖； 圖IB為圖1A的重復齒型的俯視平面圖； 圖2A為往復鋸片的重復齒型的另一個實施方式的側視立面圖； 圖2B為圖2A的重復齒型的俯視平面圖； 圖3A為往復鋸片的重復齒型的另一個實施方式的側視立面圖； 圖3B為圖3A的重復齒型的另一個實施方式的俯視平面圖； 圖4為往復鋸片的重復齒型的另一個實施方式的側視立面圖； 圖5為往復鋸片的重復齒型的另一個實施方式的側視立面圖； 圖6為安裝在往復鋸的夾頭內的往復鋸片的局部側視立面 圖7為顯示本發明的往復鋸片的實施方式的測試結果與現有技術的往復鋸片相比較的圖表； 圖8為顯示本發明的往復鋸片的實施方式的測試結果與現有技術的往復鋸片相比較的表； 圖9為具有可變齒高和/或形成波狀齒型的設定的往復鋸片的另一個實施方式的側視立面圖； 圖10為具有另一可變齒高和/或形成波狀齒型的設定的往復鋸片的另一個實施方式的側視立面圖； 圖11為具有另一可變齒高和/或形成波狀形齒型的設定的往復鋸片的另一個實施方式的側視立面圖； 圖12為具有交替繼之以多個左設定的或多個右設定的尾齒的未設定間齒的往復鋸片的另一個實施方式的側視立面圖； 圖13為限定出可變節距齒型的往復鋸片的另一個實施方式的側視立面圖；禾口
圖14為限定出另一可變節距齒型的往復鋸片的另一個實施方式的側視立面圖。
具體實施例方式
在圖IA和IB中，一般用附圖標記IOO來表示本發明的第一實施方式的往復鋸片。鋸片ioo用于往復鋸中。往復鋸為一種通常手持的便攜式動力鋸，并包括用于可拆卸地接合鋸片并且驅動鋸片往復運動的夾頭。往復鋸有時也被稱之為豎鋸或豎線鋸，并且所使用的這些術語在這里含義相同。往復鋸通常由電動機(有線或無線)驅動，或者氣動驅動。可以在包括軌跡、直線和/或斜向切割作用的多種切割作用中的任一種作用下驅動往復鋸。往復鋸片為包括用于將鋸片安裝在往復鋸的夾頭內的至少一個柄腳的鋸片。往復鋸片有時也稱之為豎鋸片或豎線鋸片，所使用的這些術語在這里含義相同。 往復鋸片IOO包括多個再現或重復的齒型，S卩，齒型105，其具有可變的高度和后角。如圖1B所示，鋸片100限定出縱向軸線"LA"和在鋸片100的側部之間延伸的橫向軸線"TA"。優選地，橫向軸線TA與鋸片100的側部和/或縱向軸線LA垂直。
正如圖1A和1B典型所示，每個齒型包括具有至少一個高齒和至少一個低齒的多個齒。可以將具有更高高度的齒稱為"高齒"，并將具有較低高度的齒稱為"低齒"。在本實施方式中，每組中的高齒比該組中的低齒具有更高的高度且更緩、即更小的后角。
在圖1A和1B所示的實施方式中，重復的齒型105為包括未設定前導齒或間齒110、第一設定尾齒115R和第二設定尾齒115L的三齒型。如圖1B所示，尾齒115R和115L相對彼此橫向設定在鋸片的相對側。因此，設定齒115R和115L的側部相對于鋸片100的相應側形成了斜角，并且每個設定齒的外轉角從鋸片的相應側橫向延伸。正如從圖1B中可以看出的那樣，當從鋸片的切割方向觀察時，設定齒115L設定在鋸片IOO的左側，因此稱為"左設定"齒，設定齒115R設定在鋸片100的右側，因此稱為"右設定"齒。正如這里所使用的那樣，標記"L"表示左設定齒，而標記"R"表示右設定齒。 如圖1A所示，未設定齒110限定出第一高度130，設定齒115L和115R限定出第二高度135。正如所見，未設定齒的高度130大于設定齒的高度135，并且設定齒與未設定齒之間的高度差稱作AH。于此所述的本發明的該實施方式和其它實施方式中的每個齒的高度可以按照相應齒的尖端(例如，尖端145)與位于尖端下方的所選擇的鋸片100的參考 平面之間的距離來進行測量。在圖1A中，切割刃112用在連續的未設定齒110的尖端145 之間延伸的線來表示，平行于鋸片的背刃(未示出)的參考平面用虛線140表示。因此，在 所示實施方式中，齒高130、135按照相應的尖端與參考平面140之間的距離來測量。然而， 正如本領域技術人員根據這里的教導能夠認識到的那樣，也可以相對于背刃或位于齒的尖 端下方的任意其它參考平面來測量齒高。此外，在本實施方式以及于此所述的本發明的其 它實施方式中，在齒設定之前測量設定齒的高度。雖然可以在設定齒之后測量設定齒的高 度，并由此在設定齒之后確定高齒與低齒之間的高度差，但是，在設定齒之前就測量和/或 確定高度和高度差通常會更加容易。 在所示實施方式中，齒設定之前高的未設定齒的高度130和低的設定齒的高度 135之間的高度差A H至少為約0. 002英寸，優選地在約0. 003英寸到約0. 006英寸的范圍 內，更加優選地是在約0. 0035英寸到約0. 005英寸的范圍內。應該注意，雖然在這里的附圖 將高度差AH顯示為設定齒的高度與未設定齒的高度之間的差，但是，這里所提供的測量 值為在齒設定之前而不是之后的AH測量值。雖然在當前實施方式中，設定齒115L、115R具 有相同的高度，但是，它們也可以交替限定高度差的任意組合，只要各個設定齒115L、115R 的高度低于相同組的相應的未設定齒的高度130。高齒及低齒之間的高度差AH可以根據 多種因素而改變，例如待切割材料的類型、鋸片的構成材料，和諸如所希望的切割速度和/ 或所希望的鋸片壽命之類的所希望的切割性能。因此，這里所描述的齒高和高度差只是示 例性的，并且可以根據需要或者被視為是滿足特定應用的需求所必需的其它情況而改變。
齒型105中的各個齒限定出前刀面180，和從尖端145延伸并且位于尖端相對于前 刀面180的相對側上的至少一個后刀面185。如圖1A所示，各個后刀面185相對于例如切 割刃112的參考平面限定出后角190。在所示實施方式中，相對高的未設定齒110比較低的 設定齒115R、115L限定出更小的后角。 如圖1A所示，各個高的未設定齒110限定出第一后角"A"，各個低的設定齒115R、 115L限定出第二后角"B"。在所示的本發明的實施方式中，高的未設定齒的第一后角A優 選地小于約35。，更優選地為在約25。到約35°的范圍內，并且最為優選地為在約28。到 約33°的范圍內。在圖1A和1B的實施方式中，第一后角A為約30。。同樣，在所示的本 發明的實施方式中，第二后角B優選地大于約35。，更優選地為在約35。到約45°的范圍 內，并且最為優選地為在約38。到約43°的范圍內。在圖1A和1B的實施方式中，低的設 定齒的第二后角B為約4(T 。雖然這些后角及其范圍是參考圖1A和1B的實施方式進行 描述的，但是它們同樣可以應用于這里所披露的本發明的其它實施方式。此外，正如本領域 技術人員根據這里的教導能夠認識到的那樣，這里所描述的具體的高度差和后角只是示例 性的，同樣也可以根據多種不同因素中的任意因素，例如，待切割的材料、所希望的切割速 度和/或鋸片的所希望的抗磨壽命來采用多種其它的高度差、后角及其組合。此外，如果希 望，高齒和低齒可以具有相同的后角，高齒可以具有可變的后角，和/或低齒可以具有可變 的后角。 圖2A和2B顯示了具有四-齒重復齒型205的鋸片200。除了下面描述的特征外， 往復鋸片200的特征類似于往復鋸片100，因此，將在前面加上數字"2"來代替數字"1"的 類似的附圖標記用于表示類似的元件。
如圖2A和2B所示，高齒和低齒都可以進行設定，并且這些齒可以設定成各不相同 的角度。四齒型205包括兩對設定齒，每對具有不同的設定幅度。第一對高的設定齒220R、 220L具有相對于參考平面240測量的第一高度230，并且，第二對低的設定齒215R、215L具 有相對于參考平面240測量的第二高度235。正如可以看出的那樣，齒220R、220L的第一高 度230大于齒215R、215L的第二高度235。將高的設定齒220R、220L設定為第一設定幅度， 并且將低的設定齒215R、215L設定為大于高齒的第一設定幅度的第二設定幅度。因此，低 的設定齒215R、215L的轉角比相應高的設定齒220R、220L的轉角橫向延伸得更遠。此夕卜， 低的設定齒215R、215L限定出比高的設定齒220R、220L的第一后角A更陡的第二后角B。 在所示實施方式中，低的設定齒215R、215L各具有約40。的相對陡的第二后角B，并且高的 設定齒220R、220L各具有約30。的相對緩的第一后角A。正如可以看到的那樣，在本實施 方式中，高的設定齒220R、220L位于相應低的設定齒215R、215L之間，反之亦然，以使它們 形成了設定在同一方向上的多對連續齒。如圖2B所示，第一對連續齒215R、220R設定在右 側，第二對連續齒215L、220L設定在左側。本發明的該實施方式及其它實施方式的一個優 點在于，低的設定齒215L、215R提供了相對陡的主動切割表面，以有助于更快的切割速度， 而相對高的設定齒220L、220R保護了相應的低齒215L、215R，以有助于提高的鋸片壽命。
圖3A和3B顯示了與鋸片200類似的鋸片300，外加未設定間齒。除了下述特征 外，鋸片300的特征類似于鋸片200，因此，將在前面加上數字"3"代替數字"2"的類似的附 圖標記用于表示類似的元件。鋸片300限定出五齒型305，其包括具有第一高度330的未 設定間齒310、同樣具有第一高度330的第一對高的設定齒320R及320L，和具有第二高度 335的第二對低的設定齒315R及315L。正如可以看出的那樣，未設定間齒310緊隨在低的 右設定齒315R、高的右設定齒320R、低的左設定齒315L和高的左設定齒320L之后。正如 可以看出的那樣，相對于參考平面340來測量齒高。正如這里所示的其它實施方式一樣，雖 然所有的高齒都顯示為具有同一高度330，這些齒在齒設定之前展示了相同的齒高；但是， 在齒設定之后，高的設定齒的外轉角稍低于高的未設定齒的外轉角。高齒的第一高度330 高于低齒的第二高度335。如圖3B所示，將高的設定齒320R及320L設定為第一設定幅度， 并且將低的設定齒315R及315L設定為大于第一設定幅度的第二設定幅度。
在所示實施方式中，高的未設定間齒310和設定齒320R、320L各限定出與低的設 定齒315R、315L的第二后角B相比相對小或緩的第一后角A。或者，如果希望，高的設定齒 320R、320L也可以限定出與低的設定齒315R、315L的第二后角B相同或不同的相對陡的第 二后角B。在一個示例中，低的設定齒315R、315L限定出約為40。的第二后角B，并且高的 未設定間齒310和高的設定齒320R、320L限定出約為30°的相對緩的第一后角A。
圖4顯示了具有六齒型405的鋸片400，其包括多對設定齒，其中未設定間齒位于 多對設定齒之間。此外，除了下述特征外，往復鋸片400的特征類似于往復鋸片300，因此， 前面加上數字"4"代替數字"3"的類似的附圖標記用于表示類似的元件。
六齒型405包括具有第一高度430的兩個未設定間齒410、在齒設定之前同樣具有 第一高度430的兩個高的設定齒420R及420L、和在齒設定之前具有第二高度435的兩個低 的設定齒415R及415L。在所示實施方式中，相對于參考平面440來測量齒高。未設定間齒 410和高的設定齒420R、420L的第一高度430大于低的設定齒415R、415L的第二高度435。 將高的設定齒420R、420L設定為第一設定幅度，并且將低的設定齒415R、415L設定為大于
11第一設定幅度的第二設定幅度。因此，本實施方式的齒型由高的未設定間齒410及緊隨其 后的高的輕型的左設定齒420L、低的重型的右設定齒415R、高的未設定間齒410、低的重型 的左設定齒415L和高的輕型的右設定齒420R限定。在本實施方式中，未設定間齒410各 限定出與高的設定齒和低的設定齒的第二后角B相比相對小的第一后角A。在所示的實施 方式中，高的設定齒420R、420L限定出與低的設定齒415R、415L大致相同的后角B。在一個 示例中，低的設定齒415R、415L和高的設定齒420R、420L各限定出約為40。的第二后角，并 且高的未設定間齒410各限定出約為30。的第一后角。然而，正如本領域技術人員根據這 里的教導能夠認識到的那樣，這些后角只是示例性的，也可以采用多種其它的后角。例如， 相對高的設定齒420R、420L可以限定出比低的設定齒415R、415L的后角B更緩的后角，或 者可以限定出與未設定間齒410相同的后角。 圖5顯示了具有六齒型505的鋸片500，其包括一對未設定間齒，該對未設定間齒 后面緊跟著相對彼此限定出不同高度及設定幅度的第一對右設定齒，和相對彼此限定出不 同高度及設定幅度的第二對左設定齒。此外，除了下述特征外，鋸片500的特征類似于鋸片 300，因此，在前面加上數字"4"代替數字"3"的類似的附圖標記用于表示類似的元件。
六齒型505包括具有第一高度530的兩個未設定間齒510、在齒設定之前同樣具有 第一高度530的兩個高的設定齒520R及520L、和在齒設定之前具有第二高度535的兩個低 的設定齒515R及515L。在當前實施方式中，相對于參考平面540來測量齒高。未設定間齒 和高的設定齒的第一高度530大于低的設定齒的第二高度535。正如可以看出的那樣，兩個 高的未設定間齒510后面緊跟著一對右設定齒515R、520R，這對右設定齒515R、520R后面又 緊跟著一對左設定齒515L、520L。將高的設定齒520R、520L設定為第一設定幅度，并且將低 的設定齒515R、515L設定為大于第一設定幅度的第二設定幅度(S卩，低齒為"重型設定"，并 且高齒為"輕型設定")。在本實施方式中，未設定間齒510各限定出與設定齒515R、520R、 515L、520L的第二后角B相比相對小的第一后角A。在一個示例中，低的設定齒515R、515L 和高的設定齒520R、520L各限定出約為40°的第二后角B，并且高的未設定間齒510各限 定出約為30。的第一后角A。然而，正如本領域技術人員根據這里的教導能夠認識到的那 樣，也可以采用多種其它的后角中的任意后角。例如，高的設定齒可以限定出比低的設定齒 更緩的后角，或者可以限定出與間齒相同的后角。 如果需要，往復鋸片可以設計為使得未設定齒為限定出相對陡的后角的低齒，并 且設定齒為限定出相對緩的后角的高齒。因此，與前面所示相比，可以使可變的高度和后角 變得相反。此外，如果需要，高齒及低齒可以限定出大致相同的后角。此外，雖然前述低齒 示出為具有大致相同的高度，但是低齒中的高度可以變化(同時保持低于高齒)。同樣，在 具有多個高齒的齒型中，高齒可以具有大致相同的高度，或者高度可以在高齒中有所不同。
在圖1A和3A-5所示的實施方式中，未設定齒具有與設定齒大致相同的前角。術
語"前角"指的是齒面相對于垂直于參考平面和/或由往復鋸的往復運動所限定的運動軸 線的線的角度，該參考平面諸如平行于上述鋸片的背刃的參考平面、在連續的未設定齒或 彼此具有大致相同高度的其它連續齒的尖端之間延伸的另一個參考平面。當齒角相對于往 復切割作用的前進方向向前時，前角是正的，當齒角相對于往復切割作用的前進方向向后 時，前角是負的。如圖1A所示，往復鋸片的前進或切割方向由箭頭182指出。在其它實施 方式中，未設定齒可以具有與設定齒的前角不同的前角。在所示的實施方式中，所有的齒具有約為零度的前角。然而，如果需要，低齒可以設有正前角(即，使得前刀面的基部在尖端 的后面)，或者可以設有比高齒更大的正前角，以便更加有助于獲得更快的切割速度。
在那些顯示了多對設定齒的實施方式中，例如，圖2A-5，顯示了可變的設定幅度。
作為替代，如果需要，這些對設定齒可以具有相同或大致相同的設定幅度。
上述齒型中的各個齒都限定出在相鄰齒的尖端之間測量的、或者如果需要，在相 鄰齒之間的多個其它的對應點中的任意點之間測量的各自的齒間距。齒間距是齒節距的倒 數(即，1/節距)。因此，例如，"18節距"的齒間距為相鄰齒之間點到點的1/18或約0. 055 英寸。在前述實施方式中，齒間距在整個齒型中大致為常數。然而，齒間距可以在齒之間變 化，和/或可根據齒型的齒中的預定齒型而變化。各個齒型也限定出各自的每英寸的齒數 ("TPI")。本發明的當前優選實施方式落入到約6TPI到約24TPI的范圍內，并且包括但不 限于6、8、10、14、18和24TPI。作為TPI和節距之間的關系的一個示例，6TPI對應于0. 166 節距(即，1/6) ， 18TPI對應于0. 056節距，24TPI對應于0. 041節距。 轉向圖6，另一個往復鋸片通常用附圖標記600來表示。往復鋸片600大致類似于 上述往復鋸片，因此，在前面加上數字"6"或在前面加上數字"6"來代替其它引導數字的類 似附圖標記用于表示類似的元件。往復鋸片600包括延長了的鋸片部分650，其具有與背刃 655相對的重復齒型605。柄腳660從鋸片部分650的內端延伸，以使得鋸片600能夠與夾 頭675或往復鋸的其它夾持裝置可拆卸地接合。正如圖6中的箭頭所指，往復鋸使鋸片600 在由向前行程限定的往復運動中運動到圖中的右側，并且在由后向行程所限定的往復運動 中運動到圖中的左側。在各個行程期間，往復鋸片600在圖中左側的最后面的位置和圖中 右側的最前面的位置之間運動。夾頭675以本領域技術人員熟知的方式接合柄腳660，以便 將往復鋸片可拆卸地緊固至往復鋸。夾頭675可以表現為多種夾頭或為當前已知或稍后便 知的往復鋸的其它夾持機構中的任意一種的形式，并可以包括，例如，接收柄腳以便將柄腳 緊固于往復鋸的擋圈680。柄腳660可以具有一個或多個柄腳孔690，并且圈680可以具有 一個或多個圈孔685，以使得能夠將例如雙頭螺栓或銷的連接元件插入穿過圈孔685，從而 將往復鋸片緊固于鋸。 如圖6所示，往復鋸片600限定出銳角的切割角672，其形成在下述兩條線之間， 即(i)由往復鋸片600的齒所限定出的切割線，例如在具有相同高度的連續的未設定齒的 尖端之間延伸的線，和(ii)軸線，即，由往復鋸片600的往復運動限定的運動軸線，例如圖 6中示出為軸線"M"。運動軸線M在下述位置之間延伸，即i)當鋸片處于圖中左側的最后 面的位置中時鋸片的參考點的第一位置，和ii)當鋸片處于圖中右側的最前面的位置中時 參考點的第二位置。參考點可以是位于鋸片600上的任意點。 在當前實施方式中，柄腳660相對于鋸片部分650成銳角設置，以致柄腳660的延 長了的軸線相對于由切割刃670限定的切割線限定出銳角的柄角665。如圖6所示，柄角 665與形成在切割線和運動軸線M之間的切割角672大致相等。然而，在其它實施方式中， 切割角672可以不同于柄角665。例如，柄角665可以小于切割角672，并且柄腳660可以相 對于往復運動軸線M以銳角安裝在夾頭675中，從而獲得所希望的切割角672。因此，可以 僅僅通過設置所希望的柄角665，通過將鋸片600傾斜安裝在往復鋸上，或者通過柄角665 與鋸片600在往復鋸上的傾斜安裝的組合來獲得所希望的切割角672。
切割角672優選地大于約3。。作為一般準則，切割角672越大，增大的切割角對
13高-低齒的高度差AH的影響就越大，并且因此對鋸片的切割作用的影響越大。由于增大 了切割角672，其有效地增大了高-低齒的高度差AH，并且因此使高齒比它們另外具有較 小切割角時能夠更大程度地切去工件。相對陡的切割角的另一個優點在于，其可以在返回 行程期間減少齒的后刀面上的沖擊。相對陡的切割角為約4-1/2°或更大。本發明具體體 現為相對陡的切割角的往復鋸片優選地限定出在約4-1/2°到約6°的范圍內的切割角， 并且包括作為示例的4-1/2° 、5° 、5-1/2°和6°的切割角。然而，正如本領域技術人員根 據這里的教導能夠認識到的那樣，本發明的往復鋸片可以限定出當前已知或稍后變得可知 的多種不同的切割角和/或柄角中的任意一種，并且可以根本不限定切割角，或者限定出 常規的切割角(約為3。或更小)。 在本發明的當前優選實施方式中，重復齒型包括約3齒到約10齒。同樣，在鋸片切 割方向中的各個重復齒型或各組齒的長度優選地小于或等于約1/2英寸。優選地，重復齒 型的長度有利于同種類的至少兩個齒在往復鋸的各個行程期間切割工件，并且，相對短的 重復齒型(約為1/2英寸或更小)有助于實現該目的。正如本領域技術人員根據這里的教 導能夠認識到的那樣，根據鋸片的類型和/或鋸片的應用，重復齒型可以包括不同的齒數， 或者限定出不同的長度。往復鋸片可以包括多于一個的重復齒型，或者可以在重復齒型的 各組齒中設置額外的齒。在本發明的一些實施方式中，齒型對于待切割的材料而言是盡可 能地粗糙。優選地，在任意給定時間，至少存在接合工件的約2到3個相鄰的齒，并且最為 優選地是，在切割行程期間相同種類的多個齒接合工件，以便跨越該齒來分布切割載荷。因 此，可能并不希望采用相對長的重復齒型，其中相同種類的齒相對遠離，這是因為這將會在 同一切割行程期間傾向于防止足夠多的相同種類的齒接合工件。 本發明的齒型的一個優點在于，它們提供了堅固的、耐磨的并且帶有提高的切割 效率并由此提高的切割速度的切割刃。在本發明的上述實施方式中，具有相對緩的后角的 高齒比具有更陡后角的低齒更加堅固，并保護低齒。高齒承受更高的切割載荷，并保護低 齒。同樣，低齒具有設定在由具有相同設定方向的在前的高齒所形成的輪廓內或大致在該 輪廓內的轉角，以保護低齒的轉角不會碎裂或不受損害。 在本發明的一些實施方式中，由于設定齒低于未設定的前導齒，因此設定齒的轉 角或者未露出，或者僅僅稍露出于在前的未設定前導齒的輪廓外部。因此，該更加脆弱、更 快切割設定的尾齒主要由未設定的前導齒予以保護，因此，與現有技術的往復鋸片相比，有 利于提高切割速度和/或耐久性。因此，偏置的尾齒可以限定出更加陡的后角，并且如果需 要，限定出正前角以便在不降低鋸片的耐久性的情況下有助于更快的切割速度。此外，對于 那些具有帶有變化的設定幅度的設定齒的實施方式來說，這種結構不但提供了對設定齒的 保護，同樣通過增大由設定齒提供的切割面而提高了切割功率。 因此，由于低齒受到了保護，因此它們能夠比典型的往復鋸片擁有更加陡的后角， 并且因此能夠以更高的效率及更小的進給力更快地切割。因此，具有相對陡的后角的齒有 助于相對快的切割速度，同時具有相對緩的后角的高齒有助于鋸片的耐久性。因此，這里所 描述的往復鋸片與現有技術的往復鋸片相比，能夠顯著提高鋸片使用年限，并且在整個鋸 片壽命期間提高切割性能。 圖7顯示了本發明的往復鋸片的實施方式與典型往復鋸片相比較的測試結果。標 記為"切屑模型"該實施方式具有帶有高的未設定前導間齒和低的設定尾齒的齒型。未設定前導間齒的后角約為30。，設定尾齒的后角約為40。，并且未設定前導間齒比齒設定之前 的設定尾齒高約0.004英寸。對照標記為"研究與開發控制(R&D控制)"的并不具有"切 屑模型"鋸片的高度差或后角特征的典型的往復鋸片來測試該齒型。 在圖7中，第一列表示"測試#"，其指的是在具體材料上進行的不同測試，其中，用 "R&D控制"鋸片和"切屑模型"鋸片對材料切割多次，以便確定在各個鋸片失效之前能在該 材料上進行多少次切割。第二列表示被切割的材料(即，類型為"A"、"B"、"C"或"D"的材 料)，第三列表示"R&D控制"的結果(即，對于各個不同的被切割的材料來說，在各個鋸片 失效之前所執行的切割次數)，第四列表示具體體現本發明的"切屑模型"鋸片的結果(即， 失效之前所實現的切割次數)，并且第五列表示由本發明的鋸片所提供的改進結果(即，第 4列與第3列的比較結果)。 對于各個測試，在每組約6到8個鋸片的組中測試鋸片。將各個鋸片失效之前所 執行的切割次數求平均值，從而產生列于圖7中的針對各個測試的切割次數。如圖7和8 的上下文中所限定的"切割"指的是用裝配有待測試鋸片的往復鋸來將材料的預定部分完 全切斷。通過觀測鋸片切斷材料的寬度或切斷材料的預定部分所需的時間量，即切割時間， 并且將該切割時間與切割時間閾值進行比較來確定失效。在計算切割時間閾值時考慮包括 材料類型和施加至鋸片的下壓力的大小在內的因素。當完全切斷材料所需的時間超過切割 時間閾值時，就將鋸片視為已經失效。在本實施方式中，通過將所執行的最后三次切割中的 每次，即，當前切割和兩次與其緊鄰的先前切割的切割時間求平均值來計算針對每次切割 的平均切割時間。當該平均切割時間超過切割時間閾值時，則將該鋸片視為已經失效。列 于圖7中的切割次數為一組"R&D控制"或"切屑模型"鋸片在平均切割時間超過切割時間 閾值(即，失效)之前能夠執行的平均切割次數。 例如，對于如圖7中示出為材料C的、經由往復鋸而施加至直徑為1-英寸的非鍍 鋅管的鋸片來說，使用約25磅的下壓力，切割時間閾值被確定為45秒。在該測試中，需要 花費大于45秒來切斷材料的鋸片被視為已經失效。將各個鋸片施加至該材料以在該材料 中執行多次切割。觀測每次切割的切割時間，并且連續計算最近三次切割的平均切割時間。 當進行了越來越多次切割時，鋸片將磨損，并且將花費更長時間來完成每次切割。 一旦平均 切割時間超過切割時間閾值，就可以將鋸片視為已經失效。將失效之前在材料中所進行的 切割次數記錄為鋸片的耐久性的一種度量。將為組中各個鋸片所記錄的切割次數進行平 均，從而確定圖7所示的切割次數。 正如例如在標記為RC674的測試中可以看出的那樣，"切屑模型"鋸片在失效前能 夠進行平均53. 5次切割，而"R&D控制"鋸片在失效之前只能進行平均22. 9次切割。因此， "切屑模型"鋸片顯示為比"R&D控制"鋸片的耐久性高約133%。如圖7的表中所示，本發 明的"切屑模型"實施方式比現有技術的"R&D控制"鋸片通常要耐用得多，S卩，失效之前進 行了明顯更多次切割。 圖8顯示了"切屑模型"實施方式與"R&D控制"鋸片相比較的另外的測試結果。 圖8的"R&D控制"和"切屑模型"鋸片與圖7的類似。圖8同樣顯示了往復鋸片的實施方 式的測試結果，該往復鋸片具有相對于往復鋸的往復運動的切割角。將該具有切割角的往 復鋸片標為"6。柄腳型切屑模型"(6。 Tang Chip Model)。該"6°柄腳型切屑模型"實施 方式類似于"切屑模型"，但是還包括約為6。的柄角，其又限定出約為6。的切割角。將對照不具有"切屑模型"實施方式的高度差或后角特征、或不具有"6。柄腳型切屑模型"實施 方式的柄腳和切割角特征的典型的"R&D控制"鋸片來測試"6。柄腳型切屑模型"及"切屑 模型"鋸片。圖8的表顯示了失效之前各個鋸片在相應的材料上所執行的切割次數。
在圖8中，第一列表示"測試ft"，其指的是在具體材料上進行的測試，其中，用"R&D 控制"鋸片、"切屑模型"鋸片和"6。柄腳型切屑模型"鋸片對材料切割多次，以便確定在各 個鋸片失效之前能在材料上進行多少次切割。第二列表示被切割的材料(即，類型為"A"、 "B"、"C"、"D"、"E"或"F"的材料)，第三列表示"R&D控制"鋸片的結果(即，對于各個不同 的被切割的材料來說，各個鋸片在失效之前執行的切割次數)，第四列表示"切屑模型"鋸片 的結果，第五列表示"6。柄腳型切屑模型"鋸片的結果，并且第六列表示由本發明的"6。柄 腳型切屑模型"鋸片相對于"R&D控制"鋸片所提供的改進結果(即，第5列與第3列的比 較結果)。 圖8中表示的各個測試的過程與圖7中指出的各個測試的類似。在各個測試中， 在每組約6到8個鋸片的組中測試鋸片。將各個鋸片失效之前所執行的切割次數求平均 值，從而產生列于圖8中的針對各個測試的切割次數。通過觀測鋸片切斷材料的寬度或切 斷材料的預定部分所需的切割時間，并且將該切割時間與切割時間閾值進行比較來確定失 效。圖8中表示的切割次數為一組"R&D控制"、"切屑模型"或"6。柄腳型切屑模型"鋸片 在平均切割時間超過切割時間閾值(即，失效)之前能夠執行的平均切割次數。如圖8的 表所示，"6°柄腳型切屑模型"和"切屑模型"實施方式展現出比現有技術的"R&D控制"鋸 片要明顯耐用得多，即，失效之前進行了明顯更多次切割。 圖9-12顯示了具體體現本發明的另外的示例性往復鋸片。這些鋸片的每一個的 鋸片部分具有重復齒型或組，其包括至少一個第一相對高的未設定齒、跟隨在該第一相對 高的未設定齒后面并且設定于鋸片部分的一側的第一組多個設定齒、跟隨在該第一組多個 設定齒后面的至少一個第二相對高的未設定齒、和跟隨在該至少一個第二相對高的未設定 齒后面并且相對于第一組多個設定齒設定于鋸片部分的相對側的第二組多個設定齒。在一 些這種實施方式中，第一組和第二組多個設定齒中的至少一組設定齒中的多個設定齒相對 于彼此限定出不同的設定幅度和不同的高度。 在圖9中，往復鋸片700大致類似于前面參考圖1-8描述的往復鋸片，因此，前面 加上數字"7"代替數字"1"到"6"的類似附圖標記用于表示類似的元件。往復鋸片700包 括十_齒型705，其包括后面是第一組多個左設定齒707的高的未設定齒710、跟隨在第一 組多個齒707后面的第二高的未設定齒710、和跟隨在第二高的未設定齒710后面的第二組 多個右設定齒709。作為替代，第一組多個齒707可以是右設定的，并且第二組多個齒709 可以是左設定的。第一組多個齒707和第二組多個齒709中的至少一組齒包括至少一個相 對輕型設定的中間高度的設定齒717L和/或717R，和至少一個相對重型設定的低的設定齒 715L禾P /或715R。 更具體地說，第一組多個齒707包括兩個中間高度的輕型設定齒717L和兩個低的 重型設定齒715L，其均設定于鋸片700的鋸片部分的左側，并且第二組多個齒709包括中間 高度的輕型設定齒717R和兩個低的重型設定齒715R，其均設定于鋸片部分的右側。高的未 設定齒710具有第一高度730，低的設定齒715L、715R具有第二高度735，并且中間高度的 輕型設定齒717L、717R具有第三高度732。第一高度730大于第三高度732，并且第三高度732大于第二高度735。在一個實施方式中，齒設定之前各個中間高度的輕型設定齒717L、717R與相應的在前未設定齒710之間的高度差至少為約0. 002英寸，并且齒設定之前各個中間高度的設定齒與低的設定齒之間的高度差至少為0.002英寸。正如本領域技術人員根據這里的教導能夠認識到的那樣，同樣可以采用多種其它的高度差。可以將中間高度的輕型設定齒717L、717R設定至第一設定幅度，并且將低的設定齒715R和715L設定至大于第一設定幅度的第二設定幅度。 可以將設定齒設置成使多個齒707及709中的高度和設定一個或多個的幅度形成波狀高度和/或設定設計。在本實施方式中，沿著曲線，齒高的幅度逐漸減小，并且齒設定的幅度逐漸增加，然后齒高的幅度逐漸增大，并且齒設定的幅度逐漸減小。因此，高度和/或設定幅度沿鋸片700的切割部分的延長了的軸線的行進形成了波狀圖形。例如，如圖9所示，多個齒707的五-齒行進包括高的未設定齒710、繼之以第一中間高度的輕型設定齒717L、兩個低的重型設定齒715L、和第二中間高度的輕型設定齒717L。多個齒709展現出了高的未設定齒710以及對應的右設定齒構成的類似的圖形。 在一個實施方式中，與中間高度的輕型設定齒717L、717R和低的重型設定齒715L、715R的后角相比，高的未設定齒710具有相對小的后角。中間高度的輕型設定齒717L、717R可以具有與低的設定齒715L、715R的后角大致相同的后角，或者設定齒的后角可以彼此不同。例如，中間高度的輕型設定齒可以限定出比低的重型設定齒更緩、但是比高的未設定齒更陡的后角。作為替代，齒型705中的所有齒可以具有大致相同的后角。在一個示例中，中間高度的輕型設定齒717L、717R和低的重型設定齒715L、715R具有約40。的后角，并且高的未設定齒710具有約30。的后角。 在圖10中，一般用附圖標記800表示具體體現本發明的另一往復鋸片。往復鋸片800大致類似于前面參考圖1-9描述的往復鋸片，因此，前面加上數字"8"代替數字"1"到"7"的類似的附圖標記用于表示類似的元件。 往復鋸片800包括八-齒型805，其包括其后跟隨有第一組多個左設定齒807的高的未設定齒810、跟隨在第一組多個齒807后面的第二高的未設定齒810、和跟隨在第二高的未設定齒810后面的第二組多個右設定齒809。作為替代，第一組多個齒807可以是右設定齒，并且第二組多個齒809可以是左設定齒。第一組多個齒807和第二組多個齒809中的至少一組齒包括至少一個相對輕型設定的中間高度的齒817L和/或817R，和至少一個相對重型設定的低齒815L和/或815R。 更具體地說，第一組多個齒807包括中間高度的輕型設定齒817L和低的重型設定齒815L，其均設定至鋸片800的鋸片部分的左側，并且第二組多個齒809包括中間高度的輕型設定齒817R和低的重型設定齒815R，其均設定至鋸片部分的右側。高的未設定齒810具有第一高度830，低的重型設定齒815L、815R具有第二高度835，并且中間高度的輕型設定齒817L、817R具有第三高度832。第一高度830大于第三高度832，并且第三高度832大于第二高度835。在一個實施方式中，齒設定之前各個中間高度的輕型設定齒817L、817R與相應的在前未設定齒810之間的高度差至少為約0. 002英寸，并且齒設定之前各個中間高度的輕型設定齒與低的重型設定齒之間的高度差至少為0. 002英寸。 類似于圖9的齒型705，可以將齒型805的設定齒設置成使多個齒807及809中的各個齒的高度和設定的幅度中的一個或多個沿曲線逐漸行進以形成波狀圖形。例如，如圖10所示，多個齒807的四-齒行進包括高的未設定齒810、相繼跟隨著第一中間高度的輕型 設定齒817L、低的重型設定齒815L、和第二中間高度的輕型設定齒817L。多個齒809展示 出了高的未設定齒810以及對應的右設定齒構成的類似的圖形。 在一個實施方式中，與中間高度的輕型設定齒817L、817R和低的重型設定齒 815L、815R的后角相比，高的未設定齒810具有相對小的后角。中間高度的齒817L、817R可 以具有與低的重型設定齒815L和815R的后角大致相同的后角，或者設定齒的后角可以是 可變的。作為替代，齒型805中的所有齒可以具有大致相同的后角。在一個示例中，中間高 度的輕型設定齒817L、817R和低的重型設定齒815L、815R具有約40°的后角，并且高的未 設定齒810具有約30。的后角。 在圖11中，一般用附圖標記900表示具體體現本發明的另一往復鋸片。往復鋸片 900大致類似于前面參考圖1-10描述的往復鋸片，因此，前面加上數字"9"代替數字"1"到 "8"的類似附圖標記用于表示類似的元件。 往復鋸片900包括十-齒型905，其包括其后跟隨有第一組多個左設定齒907的高 的未設定齒910、跟隨在第一組多個齒907后面的第二高的未設定齒910、和跟隨在第二高 的未設定齒910后面的第二組多個右設定齒909。第一組多個齒907和第二組多個齒909 中的至少一組包括至少一個高的相對輕型設定齒、和至少一個低的相對重型設定齒。該至 少一個高的相對輕型設定齒限定出大致等于或小于在前的未設定齒910的高度的齒設定 之前的高度。 更具體地說，第一組多個齒907包括高的輕型設定齒920L和低的重型設定齒 915L，其均設定至鋸片900的鋸片部分的左側，并且第二組多個齒909包括高的輕型設定齒 920R和低的重型設定齒915R，其均設定至鋸片部分的右側。高的未設定齒910具有第一高 度930，低的重型設定齒915L、915R具有低于第一高度930的第二高度935，并且高的輕型 設定齒920L、920R在齒設定之前具有與高度930大致相等的高度。可以將高的輕型設定齒 920L、920R設定至第一設定幅度，并且將低的重型設定齒915R、915L設定至大于第一設定 幅度的第二設定幅度。 在一個實施方式中，與低的重型設定齒915L、915R的后角相比，高的未設定齒910 具有相對小的后角。高的輕型設定齒920L、920R可以具有與高的未設定齒910的后角大致 相同的后角。作為替代，高的輕型設定齒920L、920R的后角可以比高的未設定齒910的后 角大。高的輕型設定齒920L、920R可以具有與低的重型設定齒915L、915R的后角大致相同 的后角，或者設定齒的后角可以是可變的。作為替代，齒型905中的所有齒可以具有大致相 同的后角。在一個示例中，低的重型設定齒915L、915R具有約40。的后角，并且高的未設定 齒910和高的輕型設定齒920L、920R具有約30°的后角。 類似于圖9和10所示的實施方式，可以將低的重型設定齒915L、915R分別設置在 高的輕型設定齒920L、920R之間，從而使齒的高度和/或設定的幅度沿鋸片部分行進呈波 狀齒型。例如，如圖11所示，多個齒907的五-齒行進包括高的未設定齒910、陸續繼之以 第一高的輕型設定齒920L、兩個低的重型設定齒915L、和第二高的輕型設定齒920L。多個 齒909展示出了高的未設定齒910以及對應的右設定齒構成的類似的圖形。
在圖12中， 一般用附圖標記1000表示具體體現本發明的往復鋸片。往復鋸片1000 大致類似于前面參考圖i-i 1描述的往復鋸片，因此，前面加上數字"10"代替數字"1"到
18"9"的類似附圖標記用于表示類似的元件。 往復鋸片1000包括六-齒型1005，其包括其后跟隨有第一組多個左設定齒1007的高的未設定齒1010、跟隨在第一組多個齒1007后面的第二高的未設定齒1010、和跟隨在第二高的未設定齒1010后面的第二組多個右設定齒1009。第一組多個齒1007和第二組多個齒1009中的至少一組包括至少一個低的設定齒。該至少一個低的設定齒限定出大致等于或小于在前的未設定齒1010的高度的高度。正如可以看出的那樣，齒型1005類似于圖11所示的齒型905，除了齒型1005并不包括高于低的設定齒的另一設定齒以外。
更具體地說，第一組多個齒1007包括設定齒1015L，其均設定至鋸片1000的鋸片部分的左側，并且第二組多個齒1009包括設定齒1015R，其均設定至鋸片部分的右側。高的未設定齒1010具有第一高度1030，低的設定齒1015L、1015R具有低于第一高度1030的第二高度1035。在本實施方式中，與低的設定齒1015L、 1015R的后角相比，高的未設定齒1010具有相對小的后角。在一個示例中，低的重型設定齒1015L、1015R具有約40。的后角，并且高的未設定齒1010具有約30。的后角。作為替代，齒型1005中的所有齒可以具有大致相同的后角。多個齒1007的三-齒行進包括其后相繼跟隨有低的重型設定齒1015L的高的未設定齒1010。多個齒1009展示出了高的未設定齒1010以及對應的右設定齒構成的類似的圖形。如果需要，可改變設定幅度以形成更多的波狀圖形。 轉向圖13，一般用附圖標記IIOO表示具體體現本發明的另一往復鋸片。往復鋸片1100大致類似于前面參考圖l-12描述的往復鋸片，因此，前面加上數字"ll"代替數字"1"到"10"的類似的附圖標記用于表示類似的元件。往復鋸片IIOO與前面所述的往復鋸片相比的主要差別在于，往復鋸片1100限定出變節距齒型。更具體地說，往復鋸片1100限定出變-節距的三齒設定齒型，其包括第一相對高的未設定齒1110、繼之以低的左設定尾齒1115L和低的右設定尾齒1115R。齒設定之前高齒與低齒之間的AH至少為約0.002英寸，并且在所示的實施方式中為約0. 003英寸。高齒的第一后角A小于低齒的第二后角B。在所示的實施方式中，高齒的第一后角A為約3(T ，并且低齒的第二后角B為約40。。各個低齒1115限定出形成第二后角B的主后刀面、和形成第三后角C的副后刀面。優選地，第三后角C大于第二后角B。在所示的實施方式中，第一后角A為約3(T ，第二后角B為約40° ，并且第三后角C為約45。。正如可以看出的那樣，各個未設定齒1110的第一節距Pl是相對粗糙的節距，而尾齒1115L、1115R的第二節距P2為相對精細的節距。在所示的實施方式中，第一節距P1為10節距，第二節距P2為14節距，因此往復鋸片1100限定出10/14/14的重復節距齒型。正如本領域技術人員根據這里的教導能夠認識到的那樣，這些具體的高度差、后角和節距只是示例性的，并且同樣也可以采用當前已知的或者稍后成為已知的多種不同的高度差、后角和/或節距中的任一種、和/或多種不同的變節距齒型中的任一種。 現有技術的變節距往復鋸片的其中一個缺點在于，未設定齒、或者具有最大節距和/或齒隙的齒在鋸片上限定出相對薄弱的點，并且容易過早失效。本發明的變節距往復鋸片的一些當前優選實施方式的顯著優點在于，具有最大齒隙的齒為具有相對高的齒高以及緩的后角的未設定間齒，因此與鋸片的其它齒相比是相對堅固的齒形。因此，本發明的變節距往復鋸片的這種實施方式與現有技術的變節距往復鋸片相比，能夠提供顯著提高的耐久性和/或鋸片壽命。然而，本發明的往復鋸片的高的未設定間齒無需限定出最大的節距或齒隙。本發明的其它變節距往復鋸片實施方式限定出變節距的實施方式，其具有限定出 更小的，或者至少不是最大的齒隙的未設定間齒。例如，本發明的另一往復鋸片實施方式限 定出重復的3-齒設定齒型和變節距齒型，其包括其后跟隨有低的右設定尾齒和低的左設 定尾齒的高的未設定前導齒。在本實施方式中，低的左設定尾齒限定出粗糙的節距P1，并且 高的未設定齒和低的右設定尾齒各限定出更為精細的節距P2。此外，這些齒限定出與圖13 的往復鋸片1100的對應齒相同的高度差和后角。出于前面所概述的原因，這些往復鋸片也 能夠在切割速度和耐久性方面提供顯著的優點。 轉向圖14，一般用附圖標記1200表示具體體現本發明的另一往復鋸片。往復鋸片 1200大致類似于前面參考圖13描述的往復鋸片，因此，前面加上數字"12"代替數字"11" 的類似的附圖標記用于表示類似的元件。往復鋸片1200與前面所述的往復鋸片1100相比 的主要差別在于，它限定出具有3-齒變節距齒型的6-齒設定齒型。正如可以看出的那樣， 6-齒設定齒型由其后跟隨有兩個低的左設定尾齒1215的第一高的未設定前導齒1210，和 其后跟隨有兩個低的右設定尾齒1215的第二高的未設定前導齒1210所限定。正如可以看 出的那樣，往復鋸片1200限定出波狀設定齒型。此外，往復鋸片1200限定出與前面參考圖 13描述的往復鋸片1100相同的AH、后角和節距(S卩，重復的10/14/14重復節距齒型)。
正如本領域技術人員根據這里的教導能夠認識到的那樣，這些變量中的任意變量 都可以根據希望或相反根據需要予以改變，和/或同樣可以采用當前已知的或稍后成為已 知的任意的多種不同的變節距齒型。例如，本發明的另一變節距往復鋸片限定出具有重復 的3-齒變節距齒型的6-齒設定齒型，其包括后面跟隨有兩個低的右設定尾齒的高的未設 定前導齒和跟隨有兩個低的左設定尾齒的另一高的未設定前導齒。在本實施方式中，設定 齒和第一尾齒限定出精細的節距P2，并且各個第二尾齒限定出粗糙的節距P1。此外，這些 齒限定出與圖14的往復鋸片1200的對應齒相同的高度差和后角。本發明的另一變節距往 復鋸片限定出具有六_齒變節距齒型的三_齒設定齒型。在本實施方式中，重復的三_齒 設定齒型包括跟隨有相反設定的尾齒(即，右設定尾齒跟隨在左設定尾齒的后面，反之亦 然)的未設定前導齒；并且六-齒變節距齒型包括其中各個齒限定出相對粗糙的節距(例 如，10節距)的第一組三-齒設定齒型，和其中各個齒限定出相對精細的節距(例如，14節 距)的第二組三-齒型。在一個這種實施方式中，未設定齒限定出具有更緩后角的相對高 的齒，并且設定尾齒限定出具有更陡后角的相對低的齒。 正如本領域技術人員根據這里的教導能夠認識到的那樣，可在不脫離所附權利要 求所限定的本發明的范圍的情況下，對本發明的上述和其它實施方式作出多種改變和改 良。例如，在一些實施方式中，齒是硬質合金的；然而，這些齒也可以限定為當前已知的或者 稍后成為已知的、包括雙-金屬或其它結構的任意的多種不同的結構。此外，本發明的鋸片 可以涂覆以當前已知的或稍后成為已知的例如氮化鈦涂層(TiN)、氮化鈦鋁(AlTiN)，或者 它們的組合的多種不同涂層中的任一種，或者鋸片可以根本不包括任何涂層。可以根據希 望或者相反根據需要對這里所披露的鋸片的多種其它特征進行改變，以滿足具體應用的需 求。因此，當前優選實施方式的具體描述只是說明性的，而不是限制性的。
權利要求
一種用于在便攜式動力往復鋸中使用的往復鋸片，所述往復鋸包括用于可拆卸地接合所述鋸片的夾頭，所述往復鋸片包括柄腳，其具有延長了的軸線并且能夠與所述往復鋸的夾頭接合以便將所述鋸片附連至所述往復鋸；和鋸片部分，其具有由多個切割齒限定的切割刃，其中，所述切割齒限定出連續組的齒的重復齒型，各組齒的長度小于約半英寸，各組齒包括多個設定齒、至少一個相對高的齒、和至少一個相對低的齒，并且其中，在齒設定之前，所述至少一個相對高的齒比所述至少一個相對低的齒高至少約0.002英寸。
2. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，在齒設定之前，所述至少一個相對高的齒與所 述至少一個相對低的齒之間的高度差在約0. 003英寸到約0. 006英寸的范圍內。
3. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，所述相對高的齒限定出至少一個第一后角，并 且所述相對低的齒限定出至少一個大于所述第一后角的第二后角。
4. 如權利要求2所述的往復鋸片，其中，所述第一后角小于或等于約35。，并且所述第 二后角大于約35。
5. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，所述第一后角在約25。到約35°的范圍內，并 且所述第二后角在約35。到約45°的范圍內。
6. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，各組齒包括至少一個未設定前導齒和多個設 定尾齒。
7. 如權利要求6所述的往復鋸片，其中，所述至少一個未設定前導齒為相對高的齒，并 且所述多個設定尾齒中的至少一個為相對低的齒。
8. 如權利要求7所述的往復鋸片，其中，所述設定尾齒中的至少一個為相對高的齒。
9. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，多個設定尾齒相對于彼此限定出不同的設定 幅度。
10. 如權利要求9所述的往復鋸片，其中，所述多個設定尾齒包括限定出相對重型設定 幅度的至少一個第一設定齒、和限定出相對輕型設定幅度的至少一個第二設定齒。
11. 如權利要求10所述的往復鋸片，其中，限定出重型設定幅度的所述至少一個第一 設定齒為相對低的齒，并且限定出相對輕型設定幅度的所述至少一個第二設定齒高于重型 設定齒。
12. 如權利要求11所述的往復鋸片，其中，所述至少一個相對低的重型設定齒比所述 至少一個相對高的輕型設定齒限定出更陡的后角。
13. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，各組齒在第一組多個設定齒和第二組多個設 定齒之間包括未設定齒。
14. 如權利要求13所述的往復鋸片，其中，所述第一組多個設定齒和所述第二組多個 設定齒中的每一組包括至少一個相對高的設定齒、和至少一個相對低的設定齒。
15. 如權利要求14所述的往復鋸片，其中，所述未設定齒限定出至少一個第一后角，所 述設定齒限定出至少一個第二后角，并且所述至少一個第一后角小于所述至少一個第二后 角。
16. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，所述往復鋸驅使所述往復鋸片在最后面的位 置與最前面的位置之間往復運動，所述往復運動限定出在下述位置之間延伸的運動軸線，即，i)當所述鋸片處于所述最后面的位置中時所述鋸片的參考點的第一位置，和ii)當所 述鋸片處于所述最前面的位置中時所述參考點的第二位置，所述切割刃限定出在具有大致 相同高度的連續齒的尖端之間延伸的模擬切割線，并且所述切割線定向成相對于所述運動 軸線成大于約3。的銳角。
17. 如權利要求16所述的往復鋸片，其中，所述銳角在約4-1/2°到約6°的范圍內。
18. 如權利要求16所述的往復鋸片，其中，所述柄腳限定出相對于所述切割線成銳角 柄角定向的延長了的軸線，所述延長了的軸線至少有助于將所述切割線定向為相對于所述 運動軸線成大于約3。的銳角。
19. 如權利要求16所述的往復鋸片，其中，所述相對高的齒限定出在約25。到約35° 范圍內的至少一個第一后角，所述相對低的齒限定出在約35。到約45°范圍內的至少一 個第二后角，柄角大于約3。并且小于或等于約6。，并且所述至少一個相對高的齒與所述 至少一個相對低的齒之間的高度差為至少約0. 003英寸。
20. 如權利要求l所述的往復鋸片，其中，各組齒包括至少一個第一相對高的未設定 齒、跟隨在所述第一相對高的未設定齒的后面并且設定至所述鋸片部分的一側的第一組多 個設定齒、跟隨在所述第一組多個設定齒后面的至少一個第二相對高的未設定齒、和跟隨 在所述至少一個第二相對高的未設定齒的后面并且相對于所述第一組多個設定齒設定至 所述鋸片部分的相對側的第二組多個設定齒。
21. 如權利要求20所述的往復鋸片，其中，所述第一組多個設定齒和所述第二組多個 設定齒中的至少一組中的多個設定齒相對于彼此限定出不同的設定幅度和不同的高度。
22. 如權利要求21所述的往復鋸片，其中，所述第一組多個設定齒和所述第二組多個 設定齒中的至少一組包括至少一個相對輕型設定的中間高度的齒、和至少一個相對重型設 定的低的齒，其中，所述中間高度的齒限定出在相對高的齒的高度與相對低的齒的高度之 間的高度，并且在齒設定之前，各個中間高度的齒與相鄰的高齒和低齒之間的高度差為至 少約0. 002英寸。
23. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，各組齒限定出變節距齒型，所述變節距齒型 包括至少一個相對粗糙的節距和至少一個相對精細的節距。
24. 如權利要求23所述的往復鋸片，其中，各組齒包括限定出相對粗糙的節距的未設 定間齒。
25. 如權利要求1所述的往復鋸片，其中，各組齒包括多個低齒，并且各個低齒包括限 定出正的前角的前刀面。
26. —種用于在便攜式動力往復鋸中使用的往復鋸片，所述往復鋸片包括 第一裝置，其能夠與所述往復鋸接合以便將所述鋸片附連至所述往復鋸；禾口 切割刃，其由多個第二裝置限定以用于切割，其中，所述第二裝置限定出連續組的齒的重復齒型，各組的長度小于約半英寸，各組包括相對于彼此橫向設定至所述切割刃的相 對側的多個第二裝置、至少一個相對高的第二裝置、和至少一個相對低的第二裝置，并且其 中，在被橫向設定之前，所述至少一個相對高的第二裝置比所述至少一個相對低的第二裝 置高至少約O. 002英寸。
27. 如權利要求26所述的往復鋸片，其中，所述第一裝置為柄腳，并且各個第二裝置為齒。
28. 如權利要求27所述的往復鋸片，其中，所述往復鋸驅使所述往復鋸片在最后面的 位置與最前面位置之間往復運動，所述運動限定出在下述位置之間延伸的運動軸線，即i) 當所述鋸片處于所述最后面的位置時所述鋸片的參考點的第一位置，和ii)當所述鋸片處 于所述最前面的位置時所述參考點的第二位置，所述切割刃限定出在具有大致相同高度的 連續的第二裝置之間延伸的模擬切割線，并且所述往復鋸片進一步包括用于將所述切割線 定向為相對于所述運動軸線成大于約3。的銳角的裝置。
29. —種方法，包括下述步驟將所述往復鋸片安裝在往復鋸的夾頭內，所述往復鋸片包括具有延長了的軸線的柄腳 和具有由多個切割齒限定的切割刃的鋸片部分；其中，所述切割齒限定出連續組的齒的重 復齒型，各組齒的長度小于約半英寸，并且各組齒包括多個不同種類的齒，所述多個不同種 類的齒包括多個設定齒、至少一個相對高的齒、和至少一個相對低的齒；并且其中，在齒設 定之前，所述至少一個相對高的齒比所述至少一個相對低的齒高至少約0. 002英寸；利用所述往復鋸在往復切割作用下在向前行程與向后行程之間驅動所述往復鋸片；以及通過使工件與往復驅動的所述往復鋸片接合，并且依次在多個向前行程中的每個期 間，使相同種類的多個齒與所述工件相接合來切割所述工件，與所述相對低的齒相比較，所 述相對高的齒承受相對更高的切割載荷，利用在前的所述相對高的齒來保護所述相對低的 齒不會碎裂或不受損害，并且與所述相對高的齒相比較，使用所述相對低的齒以更高的速 度來切割所述工件。
30. 如權利要求29所述的方法，其中，驅動所述往復鋸片的步驟包括驅動所述往復鋸 片在最后面的位置與最前面的位置之間往復運動，其中，所述往復運動限定出在下述位置 之間延伸的運動軸線，即，i)當所述鋸片處于所述最后面的位置時所述鋸片的參考點的第 一位置，和ii)當所述鋸片處于所述最前面的位置時所述參考點的第二位置，并且，所述切 割刃限定出在具有大致相同高度的連續齒的尖端之間延伸的模擬切割線，并且所述方法進 一步包括將所述切割線設置成或定向為相對于所述運動軸線成大于約3°的銳角的步驟。
31. 如權利要求30所述的方法，其中，將所述切割線設置或定向成銳角的步驟包括下 述步驟中的至少一個(i)設置所述柄腳，以使所述柄腳的延長了的軸線相對所述切割線 限定出銳角，和(ii)將所述柄腳安裝在所述夾頭內，從而將所述切割線定向成相對于所述 運動軸線成銳角。
全文摘要
一種用于在便攜式動力往復鋸中使用的往復鋸片，所述往復鋸包括用于可拆卸地接合鋸片的夾頭，所述往復鋸片包括具有延長了的軸線并且能夠與夾頭接合以便將鋸片附連至往復鋸的柄腳。所述鋸進一步包括具有限定出多個切割齒的切割刃的鋸片部分。切割齒限定出連續組的齒的重復齒型。各組齒的長度小于約半英寸，并且包括多個橫向偏置的齒、至少一個相對高的第一齒、和至少一個相對低的第二齒。在齒設定之前，至少一個相對高的第一齒比至少一個相對低的第二齒高至少約0.002英寸。
文檔編號B27B33/00GK101743103SQ200880024359
公開日2010年6月16日 申請日期2008年6月11日 優先權日2007年6月12日
發明者威廉·B·科布, 斯蒂芬·A·漢普頓, 阿西夫·埃利斯頓 申請人:愛爾文工業工具公司