JP2011254794A - 刈払い用チップソー - Google Patents

Abstract

【課題】台金の曲げ応力を十分に高めると同時に、小石等の上方への跳ね飛ばしを極力抑えることが可能で安全性に優れ、かつチップを雑木等に直角に入れることができて良好な切れ味が容易に得られる刈払い用チップソーを提供する。
【解決手段】台金が、その中心部分に刈払い機への取付孔が形成された取付平坦部と、該取付平坦部の外側に反刈払い機側に突出する状態で形成された段差部と、該段差部の外側に台金の外周縁方向に向けて前記取付平坦部と略平行に延設された刃先平坦部とを備え、前記段差部の高さは、取付平坦部を刈払い機に取付ボルトで取り付けた際に、該取付ボルトの突出寸法より大きく設定されると共に、前記刃先平坦部に、反刈払い機側に突出した略半球状の突出部が取付孔と同心円状に複数個形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、刈払い機に装着されて雑草や雑木（雑木等という）を刈払いする際に使用される刈払い用チップソーに関する。

従来、刈払い用のチップソーとしては、例えば図８及び図９に示すものが知られている。このチップソー１０１は、図８に示すように、円板状の台金１０２の中心部分の平坦部１０２ａに刈払い機１０４への取付孔１０３が形成されると共に、平坦部１０２ａの外側周囲に下方に膨らんだ円環状の膨出部１０２ｂが形成されている。また、台金１０２の膨出部１０２ｂの外側には、刃先部１０２ｃが前記平坦部１０２ａ方向に反った状態で形成されている。

そして、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、台金１０２の刃先部１０２ｃ先端のチップ固着部１０５には、掬い面１０６ａ、１０７ａと先端面１０６ｂ、１４０７ｂを有するチップ１０６、１０７がそれぞれロー付けされている。すなわち、図９（ａ）のチップ固着部１０５は、段差状に形成され、このチップ固着部１０５にチップ１０６の二つの固着面１０６ｃ、１０６ｄがロー付けされている。また、図９（ｂ）のチップ固着部１０５は窪んだ溝状に形成され、このチップ固着部１０５にチップ１０７の三つの固着面１０７ｃ〜１０７ｅからなる平面視半円弧形状の固着面がロー付けされている。なお、台金の刃先部先端にチップがロー付けされたチップソーとしては、例えば特許文献１に開示されている。

実開平０６−２４４２９号公報

しかしながら、このようなチップソー１０１にあっては、膨出部１０２ｂの内側の凹部内に刈払い機１０４への取付ボルト１０８を位置させることができて、取付ボルト１０８の頭部の外部への露出を防止してその摩耗や変形等を抑制できるという利点が得られるものの、台金１０２の刃先部１０２ｃにロー付けされるチップ１０６、１０７（刃先）による、雑木等の切断性能が劣るという問題点を有している。

すなわち、前記チップソー１０１の場合、台金１０２の刃先部１０２ｃにチップ１０６、１０７をロー付けした後に、プレス（絞り）加工により膨出部１０２ｂを成形する製造方法が採用されていることから、台金１０２のスプリングバックにより台金１０２の膨出部１０２ｂの外側が図８で上方に反った状態となる。その結果、刃先であるチップ１０６、１０７の突出方向が台金１０２の平坦部１０２ａに対して角度を持ち平坦部１０２ａと略同一方向の平面とならず、刃先が雑木等に直角に入り難くなって、その切断性能が劣ることになる。

また、台金１０２のチップ固着部１０５にロー付けされるチップ１０６、１０７が、図９（ａ）に示す形態でロー付けされる場合は、切れ刃となるチップ１０６の掬い面１０６ａを大きく確保できるものの、ロー付け面積（固着面積）が少なくチップ１０６の脱落が発生し易い。逆に、図９（ｂ）に示す形態でロー付けされる場合は、ロー付け面積をある程度大きくできるものの、切れ刃となるチップ１０７の掬い面１０７ａの面積が小さくなり易く、切れ味を向上させるためにチップ１０７を再研磨して、チップソー１０１の寿命を延ばすことが困難である等、いずれの形態のチップソー１０１においても、一長一短を有している。

また、雑木等の刈払い作業においては、作業者が雑木等の根本を狙うため、刃先であるチップ１０６、１０７が小石等の下側に入り込み易く、小石等を上方に跳ね飛ばしたり、あるいはチップ１０６、１０７の破損等による飛散で、作業者が思わね人身事故に巻き込まれる虞がある。これらの事故は、チップソー１０１が受ける荷重方向も様々であることから、チップソー１０１の回転数による台金１０２の共振や、チップソー１０１自体の振動により刈払い機１０４への取付部となるフランジ部分に繰り返し応力が集中し、該取付部分から台金１０２に亀裂が生じ、チップソー１０１が刈払い機１０４から外れること等の原因と重畳して発生する場合が多く、安全性の観点から、台金１０２自体に曲げ応力の強さが求められている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、台金の曲げ応力を十分に高めると同時に、小石等の上方への跳ね飛ばしを極力抑えることが可能で安全性に優れ、かつチップを雑木等に直角に入れることができて良好な切れ味が容易に得られる刈払い用チップソーを提供することにある。また、他の目的は、前記目的に加え、台金の刃先部先端のチップ固着部に対するチップのロー付け面積を大きくしつつ、十分な大きさの掬い面を確保できて、チップの脱落等を抑制して安全性を一層高めると共に、切れ味の低下を抑えて寿命を延ばすことが可能な刈払い用チップソーを提供することにある。

かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、円板状の台金の外周縁にチップ固着部が形成されると共に、該チップ固着部に掬い面と先端面及び固着面を有するチップがロー付けされた刈払い用チップソーにおいて、前記台金は、その中心部分に刈払い機への取付孔が形成された取付平坦部と、該取付平坦部の外側に反刈払い機側に突出する状態で形成された段差部と、該段差部の外側に台金の外周縁方向に向けて前記取付平坦部と略平行に延設された刃先平坦部とを備え、前記段差部の高さは、前記取付平坦部を刈払い機に取付ボルトで取り付けた際に、該取付ボルトの突出寸法より大きく設定されると共に、前記刃先平坦部に、反刈払い機側に突出した略半球状の突出部が前記取付孔と同心円状に複数個形成されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記突出部の刃先平坦部に対する突出寸法が、５〜７ｍｍで球径の１／５〜１／３であることを特徴とする。さらに、請求項３に記載の発明は、前記突出部が、前記チップ３〜５個に対して１個形成されていることを特徴とする。また、請求項４に記載の発明は、前記チップの固着面の厚さ方向の両側に、鍔がそれぞれ形成されていることを特徴とし、この場合、前記鍔は、請求項５に記載の発明のように、側面視Ｌ字形状に形成されていることが好ましい。

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、台金が取付平坦部と段差部及び略半球状の複数の突出部を有する刃先平坦部とを備え、段差部の高さが取付平坦部を刈払い機に取付ボルトで取り付けた際に、該取付ボルトの突出寸法より大きく設定されているため、段差部により台金に円形の窪み部が形成され、この窪み部で台金の曲げ応力を十分に高めることができて、高速回転時の台金の共振等を抑制できると共に、突出部により刃先と地面との間に所定の間隙を維持できて、チップによる小石等の上方への跳ね飛ばしを極力抑えて、刈払い作業時の安全性を高めることできる。また、チップが固着される刃先平坦部と取付平坦部が略平行に形成されているため、、刈払い作業時にチップを雑木等に直角に入れることができて、良好な切れ味のチップソーを容易に得ることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、刃先平坦部に形成される略半球状の突出部の突出寸法が、５〜７ｍｍで球径の１／５〜１／３に設定されているため、地面上の小石等の下側にチップが入り込むのを確実に防止しつつ、チップにより雑木等を適正な高さで切断（刈払い）することができると共に、突出部自体に十分な剛性を確保することができる。

さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、突出部がチップ３〜５個に対して１個形成されているため、突出部の個数を最適数として、安全性と切断性能の両方を満足し得るチップソーを容易に得ることができる。

また、請求項４に記載の発明によれば、請求項１ないし３に記載の発明の効果に加え、チップの厚さ方向の両側に鍔がそれぞれ形成されているため、両側の鍔により台金のチップ固着部に対するチップのロー付け面積を大きくして、チップの台金からの脱落を抑制することができると共に、チップ自体に十分な大きさの掬い面を確保できて、例えばチップの再研磨が可能になる等、チップソーの切れ味の低下を抑えてその寿命を延ばすことができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、チップの鍔が側面視略Ｌ字形状に形成されているため、チップのチップ固着部への嵌め込みを容易かつ確実に行うことができて、ロー付け作業の能率を向上させつつ、より大きなロー付け面積を確保することができる。

本発明に係わる刈払い用チップソーの一実施形態を示す平面図 同そのＡ−Ａ線に沿った矢視図 同図２の要部の拡大図 同図１のＢ部の（ａ）が拡大図、（ｂ）がその分解斜視図 同刈払い機への取付状態を示す図 同台金の曲げ応力の測定結果を示すグラフ 同その測定方法の説明図 従来の刈払い用チップソーの刈払い機への取付状態を示す図 同そのチップの固着状態を示す図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は、本発明に係わる刈払い用チップソーの一実施形態を示している。図１〜図３に示すように、刈払い用チップソー１（チップソー１という）は、円板状で多数の軽量孔３ａ、３ｂが形成された台金２を有し、この台金２の中心位置には、後述する刈払い機５への取付孔４が形成されている。

また、台金２は、取付孔４の外側に所定幅の取付平坦部２ａが形成され、この取付平坦部２ａの外側に反刈払い機５側に向けて高さ寸法ｈ１突出した段差部２ｂが形成されると共に、この段差部２ｂの外側に刃先平坦部２ｃが形成されている。そして、台金２には、前記段差部２ｂによりその内側に裏面視円形の空間状の窪み部６が形成されると共に、取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃが平行に形成されることにより、刃先としてのチップ７の指向方向（外側への突出方向）と取付平坦部２ａが平行（同一方向の平面）となるように設定されている。

また、前記台金２の刃先平坦部２ｃには、複数個（図では１０個）の突出部８が、前記取付孔４と同心円状に一定間隔で形成されている。この各突出部８は、略半球状に形成され、図３に示すように、チップ７の先端から距離寸法Ｌ＝１５ｍｍ以上を有し、かつ球径ｄの１／５〜１／３（好ましくは１／４）の高さを有する如く形成されることで、刃先平坦部２ｃからの突出寸法がｈ２＝５〜７ｍｍとなるように設定されている。この突出部８の突出寸法ｈ２や距離寸法Ｌの設定により、後述する如く、突出部８自体の剛性が確保されると共に、小石等の上方への跳ね飛ばしを抑制するようになっている。

さらに、前記台金２の外周縁である刃先平坦部２ｃ先端には、刃室（ガレット）１０とチップ固着部１１（図１参照）が一定間隔で多数形成され、各チップ固着部１１には、超硬合金からなる前記チップ７がロー付けされている。このとき、チップ７は、図４に示すように、掬い面７ａと先端面７ｂ及び４つの固着面７ｃ〜７ｆを有する如く形成されると共に、３つの固着面７ｃ〜７ｅの厚さ方向の両側に鍔７ｇが側面視で略Ｌ字形状にそれぞれ形成されている。また、このチップ７の各固着面７ｃ〜７ｆの形状に対応して、前記チップ固着部１１は窪み形状に形成されている。

そして、前記チップ７は、台金２のチップ固着部１１に、次のようにしてロー付けされている。すなわち、チップ７を台金２のチップ固着部１１に、図４（ａ）の矢印イ方向から差し込むことにより、チップ７の一対の鍔７ｇ間に台金２が挟まれた状態となり、この状態で、４つの固着面７ｃ〜７ｆとチップ固着部１１、及び一対の鍔７ｇの内面と台金２の図４（ｂ）に示す両側面２ｄがそれぞれロー付けされる。これにより、チップ７のチップ固着部１１に対するロー付け面積が大幅に拡大することになる。なお、台金２のチップ固着部１１に固着されたチップ７は、鍔７ｇの部分が台金２の両側面から所定寸法突出して、この寸法があさり寸法となっている。

このように構成されたチップソー１は、次のようにして製造される。すなわち、先ず、台金素材（炭素鋼板等の生材）をプレスの絞り加工により加工して、取付孔４を有する前記取付平坦部２ａと、段差部２ｂと、刃室１０やチップ固着部１１、軽量孔３ａ、３ｂ及び突出部８を有する刃先平坦部２ｃを成形する。この絞り加工時に、前記窪み部６の図２に示す各寸法は、刃先平坦部２ｃ側のアールがＲ１＝４〜１０ｍｍ（好ましくは５ｍｍ）、取付平坦部２ａ側のアールがＲ２＝５〜１５ｍｍ（好ましくは６ｍｍ）、取付平坦部２ａの直径がφ１＝８５ｍｍ、窪み部６の直径がφ２＝１２５ｍｍ等に設定されている。これらの寸法設定により、炭素鋼板等からなる台金素材を絞り加工しても、窪み部６部分の割れ等が防止され、刃先平坦部２ｃの振れやあおりが抑制されるようになっている。

そして、台金素材を加工して台金２を作製したら、この台金２を例えば高周波の誘導加熱を利用して焼入れすると共に焼き鈍しする熱処理を行う。この熱処理時に、台金２を加熱加圧状態で行うことにより、取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃの反り等が防止されて、互いに平行な取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃが成形される。台金２の熱処理が終了したら、例えばショットブラスト処理による表面処理を行ったり、台金２の各チップ固着部１１にチップ７を例えば高周波の誘導加熱を利用してロー付けする。

そして、チップ７の掬い面７ａ、先端面７ｂ及び両側面等の研磨を行い、仕上げ処理することにより、チップソー１が製造される。つまり、前記チップソー１の場合、チップ７がロー付けされる前の台金２を、加熱加圧状態で熱処理することにより、取付平坦部２ａや刃先平坦部２ｃがスプリングバックで反ることを防止できて、取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃに平行状態を得ることが可能となる。

このように構成されたチップソー１は、図５に示すように、刈払い機５の回転伝達シャフト５ａ先端の鋸受けフランジ５ｂに、鋸割止カバー５ｃ、鋸押えフランジ５ｄ及び取付ボルト９を介して取り付けられる。この取付時に、チップソー１の取付平坦部２ａの反刃先平坦部２ｃ側の面を鋸受けフランジ５ｂの面に当接させることにより、チップソー１の窪み部６内に取付ボルト９が位置した状態となり、その際、段差部２ｂの高さ寸法ｈ１により、取付ボルト９の頭部が窪み部６内に位置して外側（図５において下方）に突出しないようになっている。

なお、チップソー１の取付平坦部２ａの幅（有効平坦部幅で前記寸法φ１）は、刈払い機５の鋸受けフランジ５ｂの外径より所定寸法大きく設定されており、取付平坦部２ａが鋸受けフランジ５ｂのフランジ面の全域に密着した状態となっている。この取付状態で、刈払い機５を作動させることによりチップソー１が回転すると、その刃先平坦部２ｃ先端のチップ７が例えば雑木に略直角に入る状態となって、雑木がスムーズに切断されることになる。

図６は、前記チップソー１における台金２の曲げ応力を測定した結果を示すグラフである。この場合の曲げ応力は、図７に示すように、本願発明の前記台金２の測定試料Ｓ１と、段差部２ｂを有さない平板状の台金４種類の測定試料Ｓ２〜Ｓ５について、各試料Ｓ１〜Ｓ５の外周縁が円環状の支持台１３上に位置するように載置し、各測定試料Ｓ１〜Ｓ５を、その取付孔４を利用して所定の試験力（単位：キロニュートン）が得られる直径７０ｍｍの治具１４の下端に固定する。そして、治具１４の試験力を変化させつつ下降させ、各試験力による測定試料Ｓ１〜Ｓ５のストローク（変形量）を測定することによって行った。

その結果、図６に示すように、例えば１．２ｍｍのストローク（変形量）となる試験力を比較すると、本願発明の測定試料Ｓ１は他の測定試料Ｓ２〜Ｓ５に比較して、略３倍以上の大きな試験力を必要とすることが判明した。つまり、本願発明の台金２（測定試料Ｓ１）は、段差部２ｂを有さない平板状の台金（測定試料Ｓ２〜Ｓ５）に比較して、その曲げ応力が大幅に高まり、例えば高速回転時の共振やあおり等の現象が確実に抑制されることになる。

このように、前記チップソー１によれば、台金２が取付平坦部２ａと段差部２ｂ及び刃先平坦部２ｃとを備え、段差部２ｂの高さ寸法ｈ１が取付平坦部２ａを刈払い機５に取付ボルト９で取り付けた際に、該取付ボルト９の突出寸法より大きく設定されているため、段差部２ｂにより台金２の取付平坦部２ａに円形の窪み部６が形成され、この窪み部６で取付ボルト９を保護して頭部の摩耗や変形等を抑制することができ、チップソー１の刈払い機５に対する取り付けや取り外し時に、取付ボルト９を良好に回転操作でき、チップソー１の交換作業をスムーズに行うことができる。

また、切断性能に影響する刃先平坦部２ｃが取付平坦部２ａと平行に設定されているため、従来のように刃先としてのチップ７と取付平坦部２ａ（刈払い機５への取付面）とが角度をもって、チップ７が雑木等に斜めに入ることを防止でき、チップ７を雑木等に略直角に入れることができて、チップソー１に良好な切れ味を容易に得ることができる。

また、台金２の刃先平坦部２ｃに突出部８が複数個一定間隔で形成されているため、この突出部８を刈払い作業時に地面に接触（設置）することで、チップ７の地面への直接的な接触を抑えてチップ７が小石等の下側に入り込むことを防止でき、チップ７による小石等の上方への跳ね飛ばしを抑制することができると共に、突出部８自体で小石等を台金２の裏面（接地面）側において前方や側方に飛ばすことができる。その結果、小石等の上方への跳ね飛ばしによる刈払い作業時の人身事故を防止できる等、刈払い作業時の安全性を高めることができる。

特に、突出部８の突出寸法ｈ２や距離寸法Ｌを前述した如く所定に設定することにより、チップ７により雑木等を適正高さ位置で確実に切断できて所定の切断性能を良好に維持しつつ、チップ７による小石等の上方への跳ね飛ばしを確実に防止することができる。また、突出部８が３〜５個のチップ７に対して１個形成されているため、突出部８の個数を最適数として、安全性と切断性能の両方を満足し得るチップソー１を容易に得ることができる。

また、突出部８の高さ寸法ｈ１が球径ｄの１／５〜１／３に設定されているため、突出部８自体に十分な剛性を確保することができて、その変形等を防止できると共に、突出部８の個数設定により、刈払い作業時の台金２の回転による地面に接触した突出部８から受ける振動を作業者ができるだけ感じないようにすることができる。また、段差部２ｂにより刈払い機５の回転軸部分への雑草等の絡み付きを抑制したり、窪み部６でも小石等を側方に飛ばすことができる等、刈払い作業の作業性の安全性を一層向上させることができる。

さらに、チップ７の厚さ方向の両側にそれぞれ鍔７ｇが形成されているため、両側の鍔７ｇによりチップ固着部９に対するチップ７のロー付け面積を大きくすることができ、チップ７の固着強度を大幅に高めてその脱落を抑制することができると共に、例えばチップ７自体に十分な大きさの掬い面７ａ等を確保できて、チップ７の再研磨が可能になる等、チップソー１の切れ味の低下を抑えてその寿命を延ばすことが可能になる。

また、チップ７の鍔７ｇが側面視略Ｌ字形状に形成されているため、チップ７のチップ固着部９への嵌め込みを容易に行うことができると共に、一対の鍔７ｇ間の間隔寸法を台金２と略同一に設定することで、チップ７と台金２の位置関係が一義的に決定され、前記あさり寸法を簡単かつ確実に設定することができる等、ロー付け作業や研磨作業等の能率を向上させることができて、チップソー１のコストダウンを図ることが可能になる。

また、チップソー１が、台金素材をプレス加工して、取付平坦部２ａと段差部２ｂ及び刃先平坦部２ｃを成形する工程と、該工程で得られた台金２を熱処理する工程と、該熱処理後にチップ７をロー付けする工程等により製造されるため、取付ボルト９を保護して頭部の摩耗等を抑制し、刈払い機５に対する交換作業等をスムーズに行うことができたり、刃先平坦部２ｃの反りを防止して良好な切れ味が得られるチップソー１を容易かつ安価に製造することができる。

特に、台金素材の絞り加工時に、窪み部６のアール寸法Ｒ１、Ｒ２を前述した寸法に設定することにより、台金素材として炭素鋼板を使用しても、窪み部６の加工時の割れ等を防止することができ、台金２のコストアップを極力抑えることができる。また、熱処理する工程を加熱加圧状態で行うことにより、取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃとが平行に設定されるため、取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃの平行度を容易かつ確実に確保できて、一層良好な切れ味のチップソー１を安価に得ることができる。

なお、前記実施形態においては、チップ７が４つの固着面７ｃ〜７ｆを有するように形成したが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の固着面を有してその両側に鍔７ｇをそれぞれ有する形態であれば良い。また、前記実施形態においては、取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃが完全に平行である場合について説明したが、本発明の取付平坦部２ａと刃先平坦部２ｃは刃先が雑木等に略直角に入ることが可能な概ね平行であれば良い。さらに、前記実施形態における、チップ固着部１１の個数や形状、台金２の取付平坦部２ａの幅や段差部２ｂの高さ寸法ｈ１等も一例であって、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。

本発明は、円板状の台金の外周縁にチップが固着されて雑草等の刈払いに使用される全ての刈払い用チップソーに利用できる。

１・・・刈払い用チップソー、２・・・台金、２ａ・・・取付平坦部、２ｂ・・・段差部、２ｃ・・・刃先平坦部、４・・・取付孔、５・・・刈払い機、６・・・窪み部、７・・・チップ、７ａ・・・掬い面、７ｂ・・・先端面、７ｃ〜７ｆ・・・固着面、７ｇ・・・鍔、８・・・突出部、９・・・取付ボルト、１０・・・刃室、１１・・・チップ固着部、ｈ１・・・段差部の高さ寸法、ｈ２・・・突出部の突出寸法。

Claims (5)

1. 円板状の台金の外周縁にチップ固着部が形成されると共に、該チップ固着部に掬い面と先端面及び固着面を有するチップがロー付けされた刈払い用チップソーにおいて、
   前記台金は、その中心部分に刈払い機への取付孔が形成された取付平坦部と、該取付平坦部の外側に反刈払い機側に突出する状態で形成された段差部と、該段差部の外側に台金の外周縁方向に向けて前記取付平坦部と略平行に延設された刃先平坦部とを備え、
   前記段差部の高さは、前記取付平坦部を刈払い機に取付ボルトで取り付けた際に、該取付ボルトの突出寸法より大きく設定されると共に、前記刃先平坦部に、反刈払い機側に突出した略半球状の突出部が前記取付孔と同心円状に複数個形成されていることを特徴とする刈払い用チップソー。
2. 前記突出部の刃先平坦部に対する突出寸法が、５〜７ｍｍで球径の１／５〜１／３であることを特徴とする請求項１に記載の刈払い用チップソー。
3. 前記突出部が、前記チップ３〜５個に対して１個形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の刈払い用チップソー。
4. 前記チップの固着面の厚さ方向の両側に、鍔がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の刈払い用チップソー。
5. 前記鍔が、側面視Ｌ字形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の刈払い用チップソー。

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