JP2015223149A

JP2015223149A - 刈払い機用カッタの回転板

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Publication number: JP2015223149A
Application number: JP2014111255A
Authority: JP
Inventors: 利光望月; Toshimitsu Mochizuki
Original assignee: HOUSE BM CO Ltd
Current assignee: HOUSE BM CO Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2034-05-29
Also published as: JP6415112B2

Abstract

【課題】刈払い機用カッタ１０の回転板２０であって、当該回転板２０に複数の刃部３０がそれぞれろう付けによって固着される際に加熱されても高い強度を維持することが可能なものを、提供する。【解決手段】回転板２０の外周縁部に複数の切欠が形成され、それぞれの切欠２４を周方向の両側から挟む部分のうち回転方向後ろ側の部分に刃部固着部位２５が設定され、互いに周方向に隣り合う刃部固着部位２５同士の間の位置に複数の放熱用貫通穴２７が形成されている。各放熱用貫通穴２７は、その少なくとも一部が刃部固着部位２５に対して半径方向について重複し、かつ、当該放熱用貫通穴２７よりも半径方向の外側の回転板２０の部位２８を周方向に連続させる形状を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、刈払い機において回転駆動されるカッタの回転板であって、円形の外周部を有し、この外周部に複数の刃部が固着されるものに関する。

従来、刈払い機に用いられるカッタとして、特許文献１に記載されるものが知られている。このカッタは、円盤状の台金と、この台金の周縁部に沿って並ぶ複数の位置にそれぞれ固着される複数の刃部と、を有する。具体的に、前記台金の周縁部には、その周方向に間欠的に並ぶ複数の切欠が形成され、前記台金において各切欠を周方向両側から挟む部分のうち回転方向後ろ側の部分に、それぞれ刃部が固着される。前記台金は工具鋼からなる一方、各刃部は超硬合金からなり、前記台金の各所にろう付けされる。

特開２０１２−１２５１８１号公報

前記の刈払い機用カッタでは、その本体である回転板を構成する前記台金に対して前記各刃部をろう付けする際に当該回転板を高温（例えば７００°Ｃ）まで加熱しなければならず、この加熱に伴い、当該回転板が焼きなましされてその強度が低下するおそれがある。具体的に、回転板である前記台金の母材が例えばＳＫ５からなる場合、当該母材には適当な熱処理（焼き入れ）によって高い硬度（例えばロックウェル硬さＨＲ_Ｃ＝６０）が与えられるが、この母材は前記刃部のろう付けの際に７００°Ｃまで加熱されることにより軟化する。そして、その加熱された領域が大きいほど、前記母材は元の高い強度を著しく失うことになる。

本発明は、このような事情に鑑み、刈払い機用カッタの回転板であって、当該回転板に複数の刃部がそれぞれろう付けによって固着される際に加熱されても高い強度を維持することが可能なものを、提供する。

本発明者は、回転板に貫通穴を設けることにより放熱面積を増やし、これにより、ろう付けの際の加熱により広範囲に亘って強度に影響するような温度上昇が生ずるのを抑え込むことに想到した。しかし、前記貫通穴の形成は前記回転板の加熱時だけでなく使用時における剛性も低下させてしまうため、当該貫通穴を無制限に形成することはできない。

本発明は、このような観点からなされたものである。すなわち、本発明が提供するのは、刈払い機において回転駆動される刈払い機用カッタを構成する回転板であって、その回転中心軸を中心とする円に沿った外周縁部を有し、この外周縁部において周方向に間欠的に並ぶ複数の位置に半径方向の外向きに開放された形状の切欠が形成され、それぞれの切欠を周方向の両側から挟む部分のうち回転方向後ろ側の部分にそれぞれ刃部がろう付けによって固着される刃部固着部位が設定されるとともに、互いに周方向に隣り合う刃部固着部位同士の間の位置に複数の放熱用貫通穴が形成されたものであり、かつ、各放熱用貫通穴は、その両側の前記刃部固着部位に対して当該放熱用貫通穴の少なくとも一部が半径方向について重複し、かつ、当該放熱用貫通穴よりも半径方向の外側の回転板の部位を周方向に連続させる形状を有するものである。

このような形状を有する各放熱用貫通穴は、当該放熱用貫通穴の形成による回転板全体の剛性の著しい低下を避けながら、前記各刃部固着部位に前記刃部がろう付けによって固着される際に回転板の広範囲に亘って著しい温度上昇が生ずるのを阻止することができ、これにより、当該回転板の強度の低下を抑止することが、できる。

具体的に、前記刃部固着部位は、これに前記刃部をろう付けするために高温まで加熱されるが、その熱は、当該刃部固着部位とこれに隣り合う刃部固着部位との間に介在する前記放熱用貫通穴から（より正確には当該放熱用貫通穴を囲む回転板の縁部から当該放熱用貫通穴内へ）効率よく逃がされる。しかも、当該放熱用貫通穴は、互いに隣り合う刃部固着部位同士の間に介在しかつ当該放熱用貫通穴の少なくとも一部が当該刃部固着部位と半径方向について重複する形状を有するので、一の刃部固着部位が加熱される際にその熱が周方向に伝達されるのを有効に抑制し、高温まで加熱される部位をごく局所に限定することができる。従って、仮に加熱された刃部固着部位が局所的に多少軟化しても回転板全体の強度が著しく下がるのを防ぐことができる。

一方、前記放熱用貫通穴は、互いに隣り合う刃部固着部位同士の間に介在する位置、すなわちこれらの刃部固着部位から周方向に離れた位置にあり、かつ、当該放熱用貫通穴の半径方向の外側の回転板の部位を周方向に連続させる形状を有するので、当該放熱用貫通穴が回転板の外周部の剛性、特に各刃部固着部位近傍の剛性に与える影響は小さい。よって、当該放熱用貫通穴の存在にかかわらず良好な刈払い機能を確保することが可能である。

前記放熱用貫通穴の少なくとも一部（好ましくは全部）は、その周方向の寸法よりも半径方向の寸法が大きい形状を有することが、好ましい。当該形状を有する放熱用貫通穴は、その相対的に小さい周方向の寸法によって、当該放熱用貫通穴とその周方向の両側の刃部固着部位との周方向の距離を大きく確保して高い剛性を維持しながら、相対的に大きい半径方向の寸法によって大きな放熱面積を稼ぐことが可能である。

具体的に、当該放熱用貫通穴としては、例えば、周方向成分よりも半径方向成分が大きい方向に延びる長孔が、好適である。

一方、前記各刃部固着部位に対応する切欠は、当該刃部固着部位よりもさらに半径方向の内側の位置まで延びる形状を有することが、望ましい。このような形状の切欠は、当該刃部固着部位のすぐ近傍で放熱にきわめて有効な放熱面積を稼ぐことを可能にする。

さらに、当該切欠は、前記回転板の外周面上に位置する当該切欠の開口の幅よりも当該開口の半径方向の内側において周方向に広がる形状を有することが、好ましい。このように前記切欠の半径方向外側の開口の幅を小さくすることによって、当該切欠内に小石等が入り込んで回転板の回転により飛散することを抑止できる一方、当該開口よりも半径方向の内側の領域で切欠が周方向に広がることで大きな放熱面積を稼ぐことが可能である。

前記各切欠と前記各放熱用貫通穴との関係については、当該放熱用貫通穴は、半径方向について前記各切欠と重複する第１穴部と、前記各切欠よりも半径方向の内側に位置しかつ前記第１穴部とつながる第２穴部と、を含む形状を有するのが、好ましい。前記第２穴部は、前記切欠よりも半径方向の内側に位置することによって、周方向についての回転板の剛性の低下を避けながら、前記第１穴部の放熱面積に加えてさらなる放熱面積を増やすことを可能にする。

この場合、前記第１穴部は前記回転板の半径方向に沿って延びる形状を有し、前記第２穴部は、前記回転板の半径方向に対して回転方向の前側に傾斜する方向に延びる形状を有する部分を含むことが、望ましい。前記第１穴部は、前記回転板の半径方向に沿って延びることにより、当該第１穴部とその周方向の両側の切欠との間の回転板の寸法を大きく確保して剛性を確保することを可能にする。さらに、前記第２穴部は、前記回転板の半径方向に対して回転方向の前側に傾斜する方向に延びる形状を有する部分を含むことにより、刃部が草刈り時に受ける荷重により生ずる応力を有効に分散することができる。

また本発明は、刈払い機において回転駆動される刈払い機用カッタを提供する。この刈払い機用カッタは、前記の回転板と、この回転板の前記各刃部固着部位にそれぞれろう付けによって固着された複数の刃部と、を備える。

また本発明は、当該刈払い機用カッタを製造するための方法を提供する。この方法は、前記回転板を形成する工程と、当該回転板の刃部固着部位を一つずつ加熱してその加熱した刃部固着部位に刃部をろう付けによって固着する工程と、を含む。

以上のように、本発明によれば、刈払い機用カッタの回転板であって、当該回転板に複数の刃部がそれぞれろう付けによって固着される際に形状を保持するための剛性を確保することが可能なものが、提供される。さらには、この回転板の利用によって剛性に優れた刈払い機用カッタ、及び、当該回転板の熱変形を抑えながら前記刈払い機用カッタを製造することが可能な方法が、提供される。

本発明の実施の形態に係る刈払い機用カッタが用いられる刈払い機の例を示す斜視図である。前記刈払い機用カッタの平面図である。前記刈払い機用カッタの回転板の外周部を示す平面図である。前記刈払い機用カッタの回転板の外周部に刃部が固着された状態を示す平面図である。

本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る刈払い機用カッタ１０が用いられる刈払い機の例を示す。この刈払い機は、前記刈払い機用カッタ１０と、この刈払い機用カッタ１０を回転駆動する刈払い機本体１２と、を備える。

前記刈払い機本体１２は、一方向に延びる本体軸１４と、この本体軸１４の上端に設けられた原動機１６と、本体軸１４の下端に設けられたギアケース１８と、を有する。本体軸１４は、原動機１６が生成する動力をギアケース１８に伝達する機構を内蔵し、ギアケース１８は当該動力によって回転駆動される出力軸を有する。

前記刈払い機用カッタ１０は、前記ギアケース１８の出力軸に着脱可能に連結され、その連結状態で当該出力軸と一体に回転駆動されることにより、刈払い機能を発揮する。具体的に、当該刈払い機用カッタ１０は、図２〜図４に示される回転板２０と、図２及び図４に示される複数の刃部３０と、を備え、これらの刃部３０が前記回転板２０に固着されるとともに、当該回転板２０が前記出力軸に連結される。

前記回転板２０は、円板状をなし、その中心部が前記出力軸に連結される。具体的に、この実施の形態に係る回転板２０は、円形の内側部２０Ａと、その半径方向外側に位置する外周部２０Ｂと、を有し、前記内側部２０Ａの中心部に、前記出力軸が挿通可能な中央穴２１が形成されている。この実施の形態に係る回転板２０は、工具に適した特殊鋼、例えばＳＫ５により形成されるが、その材質は特に限定されない。

前記外周部２０Ｂは、前記内側部２０Ａを囲む円環状をなす。当該外周部２０Ｂは、前記中央穴２１の中心と同心の円形状をなす外周面２３を有する。当該外周部２０Ｂにおいてその周方向に並ぶ複数の位置にそれぞれ切欠２４が形成されている。各切欠２４は、半径方向の外向きに開放された形状を有する。

図３及び図４に示すように、前記外周部２０Ｂにおいて前記各切欠２４を周方向の両側から挟む部分のうち回転方向（図３及び図４に示される矢印Ａの方向）の後ろ側に刃部固着部位２５が設定され、当該刃部固着部位２５に前記各刃部３０が固着されている。

前記各刃部３０は、例えば超硬合金により形成され、直方体状の本体部分３２と、刃先３４と、を有する。図３に示すように、前記刃部固着部位２５には、前記刃部３０の本体部分３２に対応する形状の切欠２６が形成され、この切欠２６に前記本体部分３２が嵌合された状態で、当該本体部分３２の外側面と前記切欠２６を画定する前記刃部固着部位２５の内側面との境界部分がろう材（例えば銀ろう）によりろう付けされ、これにより当該本体部分３２が当該刃部固着部位２５に固着されている。この固着状態において、前記刃部３０は、その刃先３４が回転方向の前側を向くように、前記半径方向に対して傾斜した姿勢で前記外周部２０Ｂに固着されている。

さらに、この刈払い機用カッタ１０の回転板２０には、その特徴として、複数の放熱用貫通穴２７が形成されている。各放熱用貫通穴２７は、互いに周方向に隣り合う刃部固着部位２５同士の間の位置にそれぞれ形成されている。各放熱用貫通穴２７は、その両側の前記刃部固着部位２５に対して当該放熱用貫通穴２７の少なくとも一部が半径方向について重複し、かつ、当該２８を周方向に連続させる形状を有する。つまり、放熱用貫通穴２７は前記外周部２０Ｂの外周面２３につながることなくこれよりも内側の位置で当該外周面２３から独立している。

このような形状を有する各放熱用貫通穴２７は、当該放熱用貫通穴２７の形成による回転板２０全体の剛性の著しい低下を避けながら、前記各刃部固着部位２５に前記刃部３０がろう付けによって固着される際に回転板２０の広範囲に亘って著しい温度上昇が生ずるのを阻止することができ、これにより、当該回転板２０の強度の低下を抑止することが、できる。

具体的に、前記刈払い機用カッタ１０は、前記回転板２０を例えばプレス加工及びその後の焼入れ等の熱処理によって形成することと、当該回転板２０の刃部固着部位２５を一つずつ加熱してその加熱した刃部固着部位２５に刃部３０をろう付けすること（具体的には、当該刃部固着部位２５に形成される切欠２６に前記刃部３０の本体部分３２が嵌合した状態で当該刃部固着部位２５と当該本体部分３２との境界部分に溶融したろう材を与えてろう付けを行うこと）と、を含む方法によって製造されることが可能であるが、そのろう付けのために刃部固着部位２５に与えられた熱は、回転板２０の広範囲にわたって広がる前に当該刃部固着部位２５とこれに隣り合う刃部固着部位２５との間に介在する前記放熱用貫通穴２７から（より正確には当該放熱用貫通穴２７を囲む回転板２０の縁部２９から当該放熱用貫通穴２７内へ）効率よく逃がされる。しかも、当該放熱用貫通穴２８は、互いに隣り合う刃部固着部位２５同士の間に介在しかつ当該放熱用貫通穴２５の少なくとも一部が当該刃部固着部位２５と半径方向について重複する形状を有するので、一の刃部固着部位２５が加熱される際にその熱が周方向に伝達されるのを有効に抑制し、これにより、回転板２０において高温となる部位をごく局所的に抑えることが可能である。従って、仮に加熱された刃部固着部位２５が局所的に多少軟化しても回転板２０全体の強度が著しく下がるのを防ぐことができる。

一方、前記放熱用貫通穴２７は、互いに隣り合う刃部固着部位２５同士の間に介在する位置、すなわちこれらの刃部固着部位２５から周方向に離れた位置にあり、かつ、当該放熱用貫通穴２７の半径方向の外側の回転板２０の部位２８を周方向に連続させる形状を有するので、当該放熱用貫通穴２７が回転板２０の外周部の剛性、特に各刃部固着部位２５の近傍の剛性に与える影響は小さい。よって、当該放熱用貫通穴２７の存在にかかわらず良好な刈払い機能を確保することが可能である。

さらに、この実施の形態では、より高い放熱性能を回転板２０に与えるべく、各切欠２４及び各放熱用貫通穴２７の形状が設定されている。

具体的に、前記各刃部固着部位２５に与えられた切欠２４は、当該刃部固着部位２５のすぐ近傍で放熱にきわめて有効な放熱面積を稼ぐため、当該刃部固着部位２５よりもさらに半径方向の内側の位置まで延びる形状を有する。さらに、当該切欠２４は、外周部２０Ｂの外周面２３につながる外側部２４ａと、その半径方向内側に位置する奥側部２４ｂとを有し、それぞれに異なる形状が与えられている。すなわち、前記外側部２４ａの周方向の寸法は、前記外周面２３上における当該切欠２４の開口の幅（より正確には刃先３４のすぐ横に形成される開口の幅Ｗ）とほぼ同じ寸法であるのに対し、前記奥側部２４ｂは、当該幅Ｗよりも当該開口の半径方向の内側において周方向に広がる形状（この実施の形態では前記幅Ｗよりも大きな直径を有する略円形上記）をなしている。このように前記切欠２４の半径方向外側の開口の幅Ｗを小さくする（例えば２ｍｍ程度にする）ことによって、当該切欠２４内に小石等が入り込んで回転板２０の回転により飛散することを抑止できる一方、当該開口よりも半径方向の内側の領域で切欠２４の奥側部２４ｂが周方向に広がることで大きな放熱面積を稼ぐことが可能である。

一方、前記放熱用貫通穴２７は、当該放熱用貫通穴２７の周方向の寸法よりも半径方向の寸法が大きい形状を有する。具体的には、周方向成分よりも半径方向成分が大きく方向に延びる長孔となっている。このような形状を有する放熱用貫通穴２７は、その相対的に小さい周方向の寸法によって、当該放熱用貫通穴２７とその周方向の両側の刃部固着部位２５との周方向の距離を大きく確保して高い剛性を維持しながら、相対的に大きい半径方向の寸法によって大きな放熱面積を稼ぐことが可能である。

より具体的に、当該放熱用貫通穴２７は、前記切欠２４と連携する好ましい形状として、半径方向について前記各切欠２４と重複する第１穴部２７ａと、前記各切欠２４よりも半径方向の内側に位置しかつ前記第１穴部２７ａとつながる第２穴部２７ｂと、を含む形状を有する。前記第２穴部２７ｂは、前記切欠２４よりも半径方向の内側に位置することによって、周方向についての回転板２０の剛性の低下を避けながら、前記第１穴部２７ａの放熱面積に加えてさらなる放熱面積を増やすことを可能にする。

さらに、この実施の形態に係る前記第１穴部２７ａは、前記回転板２０の半径方向に沿って延びる形状を有するのに対し、前記第２穴部２７ｂは、前記回転板２０の半径方向に対して回転方向の前側に傾斜する方向に延びる形状を有する。前記第１穴部２７ａは、前記回転板２０の半径方向に沿って延びることにより、当該第１穴部２７ａとその周方向の両側の切欠２４との間の回転板２０の寸法を大きく確保して剛性を確保することを可能にする。さらに、前記第２穴部２７ｂは、前記回転板２０の半径方向に対して回転方向の前側に傾斜する方向に延びる形状を有することにより、刃部３０が草刈り時に受ける荷重により生ずる応力を有効に分散することができる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。特に、放熱用貫通穴２７や切欠２４の形状については、種々の変形が可能である。

例えば、前記放熱用貫通穴２７は、円形であってもよい。しかし、この場合、放熱用貫通穴２７の直径を小さくすると高い放熱性能が得られにくく、逆に直径を大きくすると回転板２０全体の剛性が低下するため、その直径の設定が難しいが、前記のように周方向の寸法よりも直径方向の寸法が大きく形状、特に、半径方向の成分が大きい方向に延びる長孔の形状は、高い放熱性能と回転板２０全体の十分な剛性との両立を容易にする。

また、放熱用貫通穴２７が長孔である場合でも、その形状は、前記のように第１穴部２７ａと第２穴部２７ｂとの間で屈曲した形状に限定されず、例えば直線状のものや、全体が均一の曲率で湾曲した形状であってもよい。いずれの場合も、切欠２４よりも半径方向の内側に位置する第２穴部２７ｂが回転方向の前側に傾斜した形状を有することにより、応力集中を有効に緩和することが可能である。

前記各切欠２４の奥側部２４ｂは、必ずしも円形である必要はない。この奥側部２４ｂの周方向の寸法を大きくとることにより、放熱面積を有効に稼ぐことができる。ただし、この奥側部２４ｂが円形であることは、応力集中を有効に緩和できる利点を伴う。

１０刈払い機用カッタ
２０回転板
２０Ａ内側部
２０Ｂ外周部
２３外周面
２４切欠
２４ａ切欠の外側部
２４ｂ切欠の奥側部
２５刃部固着部位
２７放熱用貫通穴
２７ａ第１穴部
２７ｂ第２穴部
２８放熱用貫通穴よりも半径方向の外側の回転板の部位
２９放熱用貫通穴の縁部
３０刃部
３４刃先

Claims

刈払い機において回転駆動される刈払い機用カッタを構成する回転板であって、その回転中心軸を中心とする円に沿った外周縁部を有し、この外周縁部において周方向に間欠的に並ぶ複数の位置に半径方向の外向きに開放された形状の切欠が形成され、それぞれの切欠を周方向の両側から挟む部分のうち回転方向後ろ側の部分にそれぞれ刃部がろう付けによって固着される刃部固着部位が設定されるとともに、互いに周方向に隣り合う刃部固着部位同士の間の位置に複数の放熱用貫通穴が形成されたものであり、かつ、各放熱用貫通穴は、その両側の前記刃部固着部位に対して当該放熱用貫通穴の少なくとも一部が半径方向について重複し、かつ、当該放熱用貫通穴よりも半径方向の外側の回転板の部位を周方向に連続させる形状を有する、刈払い機用カッタの回転板。
請求項１記載の刈払い機用カッタの回転板であって、前記放熱用貫通穴の少なくとも一部の放熱用貫通穴は、その周方向の寸法よりも半径方向の寸法が大きい形状を有する、刈払い機用カッタの回転板。
請求項２記載の刈払い機用カッタの回転板であって、前記放熱用貫通穴の少なくとも一部の放熱用貫通穴は、周方向成分よりも半径方向成分が大きい方向に延びる長孔である、刈払い機用カッタの回転板。
請求項１〜３のいずれかに記載の刈払い機用カッタの回転板であって、前記各刃部固着部位に対応する切欠は、当該刃部固着部位よりもさらに半径方向の内側の位置まで延びる形状を有する、刈払い機用カッタの回転板。
請求項４記載の刈払い機用カッタの回転板であって、前記切欠は、前記回転板の外周面上に位置する当該切欠の開口の幅よりも当該開口の半径方向の内側において周方向に広がる形状を有する、刈払い機用カッタの回転板。
請求項１〜５のいずれかに記載の刈払い機用カッタの回転板であって、前記放熱用貫通穴は、半径方向について前記各切欠と重複する第１穴部と、前記各切欠よりも半径方向の内側に位置しかつ前記第１穴部とつながる第２穴部と、を含む形状を有する、刈払い機用カッタの回転板。
請求項６記載の刈払い機用カッタの回転板であって、前記第１穴部は前記回転板の半径方向に沿って延びる形状を有し、前記第２穴部は、前記回転板の半径方向に対して回転方向の前側に傾斜する方向に延びる形状を有する部分を含む、刈払い機用カッタの回転板。
刈払い機において回転駆動される刈払い機用カッタであって、請求項１〜７のいずれかに記載の回転板と、この回転板の前記各刃部固着部位にそれぞれろう付けによって固着された複数の刃部と、を備える刈払い機用カッタ。
刈払い機において回転駆動される刈払い機用カッタを製造するための方法であって、請求項１〜７のいずれかに記載の回転板を形成する工程と、当該回転板の刃部固着部位を一つずつ加熱してその加熱した刃部固着部位に刃部をろう付けによって固着する工程と、を含む、刈払い機用カッタの製造方法。