JP4957890B2 - 回転刃及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば雑木等の切断に使用して好適な回転刃及びその製造方法に関する。

従来、雑木等の切断に使用される回転刃としては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示のものが知られている。このうち特許文献１に開示の回転刃は、円板状の台金の外周縁に多数のチップ取付部を形成し、このチップ取付部に超硬チップを銀ロウでそれぞれロウ付け固着したものである。また、特許文献２に開示の回転刃は、鋼板からなる台金の外周縁に、回転方向先端側に鋭角な刃を有する刃部を直接形成して、全体形状を丸鋸形状に形成したものである。
特開平１１−３３２３４８号公報 特開２００５−１７６７４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示の回転刃においては、刃部としての超硬チップにより雑草や極めて細い雑木に対して所望の切断性能が得られるものの、台金に形成したチップ取付部に該台金と異金属の超硬チップを固着する必要があるため、超硬チップ固着のために例えば４６％程度の銀が含有された銀ロウが必要となり、限りある銀資源の節約という面で好ましくない。また、チップ固着のためにフラックスも必要となって、このフラックスが加熱によって気化して飛散し易く作業環境等を悪化させたり作業者の人体呼吸系に悪影響を与え易く、その対策費用がかかる等、回転刃の製造上の諸問題を抱えている。さらに、台金に固着された超硬チップにより草木を切断することから、例えば外径が１００ｍｍ以上の雑木を切断（刈払い）しようとする場合に、超硬チップに加わる負荷が多くなり、超硬チップの固着状態によってはチップが欠ける場合がある等、回転刃の寿命の面でも好ましくない。

一方、特許文献２に開示の回転刃においては、台金に刃部を直接形成するため、特許文献１に開示の回転刃の持つ製造上の諸問題はある程度解決できるものの、刃部が台金の外周縁を板厚方向に薄くなる状態で形成することにより回転方向の先端側に鋭角な刃が形成、すなわち刃部の厚さが台金の板厚より薄くなるように形成されていることから、例えば外径が１００ｍｍ以上の雑木を切断しようとする場合に、切断時に発生する雑木の樹液が切断部に詰まって、回転刃に過大な負荷が掛かり良好な回転状態が得られ難くなると共に、回転刃が取り付けられる刈払機のエンジンへの負担も大きくなって、これらの寿命低下が懸念される虞がある。

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、製造上の諸問題を解決して回転刃を安価に形成し得ると共に、雑木等を効率良く切断できて回転刃等の寿命を延ばすことが可能な回転刃及びその製造方法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（回転刃）は、前記刃部は、台金自体を板厚方向で回転方向に対して交互に折り曲げることで、その折曲先端が台金の表裏面より板厚方向に所定寸法突出してその回転方向の端部に刃先が形成された折曲部と、該折曲部の刃先の回転方向の前方に歯室を介して形成された制限刃とを有すると共に、高周波誘導加熱により焼入れされて所定の硬度を有し、前記刃先の板厚方向に対する角度α１と反刃先側の同角度α２がα１＞α２に設定され、前記刃先の板厚方向の幅ｗ１と反刃先側の同幅ｗ２がｗ１＞ｗ２に設定され、かつ、前記制限刃の高さが前記折曲部の高さより低く設定されて前記刃先の外周縁が台金の最も外側に位置することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明（回転刃の製造方法）は、中心位置の取付穴と外周縁部に制限刃を有する刃部を形成し得る刃部形成部とを具備する円板状の台金を成形する基板成形工程と、該基板成形工程で得られた台金の前記刃部形成部を台金の板厚方向で回転方向に対して交互に折り曲げることで、その折曲先端が台金の表裏面より板厚方向に所定寸法突出してその回転方向の端部に刃先を有する折曲部が形成されると共に、該折曲部の刃先の板厚方向に対する角度α１と反刃先側の同角度α２がα１＞α２に設定され、前記刃先の板厚方向の幅ｗ１と反刃先側の同幅ｗ２がｗ１＞ｗ２に設定され、かつ、前記制限刃の高さが前記折曲部の高さより低く設定されて前記刃先の外周縁が台金の最も外側に位置する前記刃部を成形する刃部成形工程と、該刃部成形工程で得られた刃部を高周波誘導加熱により焼入れする焼入れ工程と、該焼入れされた刃部を研磨する研磨工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、台金の外周縁部に所定間隔で形成された刃部が、台金自体を板厚方向に折り曲げると共にその折曲先端が台金表裏面より板厚方向に所定寸法突出して回転方向端部に刃先が形成された折曲部と、この折曲部の回転方向の前方に歯室を介して形成された制限刃とを備えるため、台金に超硬チップを固着する必要がなくなり、銀等の資源の節約を図ることができたり、フラックスが不要となって作業環境の悪化や人体呼吸系への悪影響を防ぐことができる等、回転刃の製造上の諸問題を解決して、コストを低減化させ安価な回転刃を得ることができる。また、折曲部により樹液等の詰まりを抑制して比較的外径の大きな雑木であっても回転刃自体や刈払機への負担を軽減しつつ良好に切断できて、回転刃等の寿命を延ばすことができる。

また、折曲部の刃先の角度（掬い角）が反刃先側の角度より大きく設定されているため、刃先の切断性能を高めて雑木等を一層良好に切断することができると共に、折曲部の刃先の板厚方向の幅が反刃先側の幅より大きく設定されているため、刃先の剛性を高めて雑木等をより一層良好に切断できると共に、回転刃の寿命を一層延ばすことができる。さらに、折曲部が台金の回転方向に対し板厚方向に交互に突出形成されているため、折曲部の台金両方向への突出寸法に応じた切断幅により、樹液の詰まり等を一層防止した状態で雑木等を効率良く切断することができる。また、刃部が回転方向の前方に歯室を介して設けられた制限刃を有するため、制限刃により雑木等の切断をガイドできて、雑木等をより一層良好かつ効率的に切断することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図７は、本発明に係わる回転刃の一実施形態を示し、図１がその平面図、図２〜図４がその要部の側面図、拡大図、図２のＡ−Ａ線矢視図、図５が製造方法の一例を示す工程図、図６及び図７がその説明図である。

図１において、回転刃１は、例えば板厚ｔ（図２参照）が１．３〜１．４ｍｍで外径が２０３〜２５５ｍｍの鋼板で形成された円板状の台金２を有し、この台金２の中心位置には、図示しない刈払機への取付用の所定内径の取付穴３が形成されると共に、台金２の外周縁部２ａには、多数の刃部４が円周方向に例えば一定間隔で形成されている。この刃部４は、後述する刃先を有する折曲部５と、この折曲部５の前後に歯室７ａ、７ｂを介して形成された制限刃６を有している。

前記折曲部５は、図２〜図４に示すように、台金２の外周縁部２ａをその板厚方向に折り曲げることにより略平坦な外縁部５ａを有する如く形成され、外縁部５ａの幅方向両端縁（折曲先端）が台金２の表裏面から所定寸法ｔ１、ｔ２それぞれ突出状態とされている。この時、隣接する刃部４の折曲部５は、回転方向イに対してその突出方向が台金２の表裏面に交互となるように設定されている。また、折曲部５の外縁部５ａで回転方向イの端部には、台金２の板厚方向に対して掬い角である角度α１（例えば３０度）を有すると共に傾斜面を有する刃先５ｂが形成され、外縁部５ａの反回転方向イの端部となる反刃先側５ｃの端部は、台金２の板厚方向に対して所定の角度α２（例えば２０度）となるように設定されている。

さらに、折曲部５の外縁部５ａの台金板厚方向の最大幅ｗ１、ｗ２は、刃先５ｂ側（ｗ１）が大きく反刃先側５ｃ（ｗ２）が小さく設定されることにより、外縁部５ａの幅方向両端部に回転方向イに対して所定の角度β１、β２が付与されると共に、刃先５ｂの幅方向両端が台金２の表裏面に対して前記寸法ｔ１、ｔ２突出するように設定されている。また、折曲部の前後幅ｗ３（図３参照）は、例えば後述する成形時において１０ｍｍで研磨後に９．０〜９．５ｍｍ程度となるように設定されている。なお、この刃部４の折曲部５の各寸法は一例であって、刃部４の数や台金２自体の大きさ等に応じて適宜に変更可能であることは言うまでもない。また、折曲部５の断面形状は、図４（ａ）〜（ｃ）に示す適宜の形状、これらを組み合わせた形状、あるいは折曲先端部が台金２の表裏面に突出する他の適宜の形状を採用することができる。

前記制限刃６は、折曲部５の前方に形成されることにより、各折曲部５に歯室７ａを介して連続する状態で形成され、この時、制限刃６は台金２を打ち抜き加工することにより、台金２の板厚ｔと同一板厚で形成され、回転方向イの前方側が曲面で形成されている。なお、制限刃６と折曲部５の高さ位置関係は、図３に示すように、制限刃６の高さが折曲部５の高さｈ１に対してｈ２低くなる、すなわち折曲部５の刃先５ｂの外周縁が台金２の最も外側に位置するように設定されている。この制限刃６の形状も、前述した折曲部５の寸法と同様、刃部４の数や台金２の大きさ等に応じて、例えば制限刃６の板厚を台金２の板厚ｔより厚く形成する等、適宜に変更可能である。

次に、このような構成の回転刃１の製造方法の一例を図５〜図７に基づいて説明する。図５に示すように、先ず、鋼板のプレスの打ち抜き（切断）加工等により円板形状の台金２の中心位置に取付穴３を成形すると共に、台金２の外周縁部２ａに一定間隔で前記刃部４を形成し得る刃部形成部（図示せず）と制限刃６を成形（Ｋ０１）する。この時、図示しない金型によりプレスと同時に前述した形状の折曲部５や刃先５ｂが刃部形成部に得られるように設定されている。

台金２の加工が終了したら、この台金２の刃部形成部をプレス加工により折り曲げて前記折曲部５を成形（Ｋ０２）する。この成形は、図６及び図７に示すような複数の金型１０ａ〜１０ｃを使用し、金型１０ａ、１０ｂの折曲部５の形状に対応した凸部１１と凹部１２により、平板状の刃部形成部が折り曲げ加工されて、前述した形状の折曲部５が成形される。なお、この折曲部５の成形は、各刃部４毎に成形することもできるし、全ての刃部４を一括して同時に成形することも可能であり、使用する設備状況によって適宜に選択すれば良い。

この工程Ｋ０１の一部と工程Ｋ０２が本発明の刃部成形工程であり、工程Ｋ０２が終了後に、電気炉により台金２の全体を焼入れ（Ｋ０３）すると共に焼戻し（Ｋ０４）して、台金２を所定の硬度に設定する。そして、台金２をハンマーリング（Ｋ０５）して特に刃部４の制限刃６部分や台金２自体を平坦に慣らし、その後、高周波誘導加熱により刃部４を焼入れ（Ｋ０６）すると共に電気炉で焼戻し（Ｋ０７）する。これにより、刃部４が所定の硬度となり、この状態で刃部４を研磨（Ｋ０８）し、その後、図７に斜線で示す刃先５ｂを研磨（Ｋ０９）する。この研磨により、折曲部５の平坦な外縁部５ａやその幅方向両端部等が研磨されると共に、前記刃先５ｂの幅Ｗ３部分が０．５〜１ｍｍ程度、前記傾斜面を有して研磨される等して、切れ味に優れた刃先５ｂが得られることになる。

工程Ｋ０８、Ｋ０９で刃部４を研磨したら、台金２の所定位置に塗装（Ｋ１０）したりマーキング（Ｋ１１）し、その後、梱包（Ｋ１２）して回転刃１の製造が終了する。この塗装工程やマーキング工程等は、必要に応じて適宜の方法を採用すれば良い。なお、この製造方法は一例であって、例えば刃部４の研磨工程を適宜位置に複数工程設ける等、設備状況等に応じて、適宜の工程を採用することができる。

このように、上記実施形態の回転刃１よれば、台金２の外周縁部２ａに所定間隔で形成された刃部４が、台金２自体を板厚方向に折り曲げると共にその折曲先端が台金２の表裏面より板厚方向に所定寸法ｔ１、ｔ２突出した折曲部５と、この折曲部５の回転方向端部に形成された刃先５ｂを備えるため、従来の特許文献１に示す回転刃のように、台金に超硬チップを固着する必要がなくなり、ロウ材が不要となって銀等の資源の節約を図ることができたり、フラックスが不要となる。その結果、作業環境の悪化や人体呼吸系への悪影響を防ぐことができる等、回転刃１の製造上の諸問題を解決して、コストを低減化させ安価な回転刃１を得ることができる。

また、刃部４の台金２の表裏面から突出した折曲部５により、雑木の切断時に発生する樹液等の切断部分への詰まりを抑制することができるため、従来の回転刃（特許文献１及び特許文献２に開示の回転刃）では切断が困難であった、外径が１００ｍｍ程度の雑木であっても、回転刃１自体や刈払機等への負担を軽減しつつ良好に切断できて、回転刃１や刈払機等の寿命を延ばすことができる。

特に、折曲部５の刃先５ｂの台金２の板厚方向に対する角度α１が反刃先側５ｃの角度α２より大きく設定されていたり、折曲部５の刃先５ｂの幅ｗ１が反刃先側５ｃの幅ｗ２より大きく設定されていることから、刃先５ｂの剛性等を高めて雑木等をより一層良好に切断できて、回転刃１の寿命を一層延ばすことができると共に、折曲部５が台金２の回転方向イに対し板厚方向に交互に突出形成されていることから、折曲部５の台金両方向への突出寸法に応じた切断幅により、樹液の詰まり等を一層防止することができる。また、刃部４が回転方向イの前後に歯室７ａ、７ｂを介して台金２の板厚方向に突出しない制限刃６を有することから、この制限刃６により雑木等の切断をガイドでき、これらにより、雑木等をより一層良好かつ効率的に切断することが可能となる。

この雑木の切断性能については、前述した形状設定の回転刃１を製造して、外径１００ｍｍ程度の湿った雑木の切断実験を行ったところ、その効果が十分に確認されている。すなわち、従来（特許文献１）の回転刃の場合では、３００本程度の切断で回転刃の使用が不可能になるのに対し、本発明の回転刃１の場合は、５００本切断しても使用可能であることが確認されている。また、同時に、切断性能の向上により切断作業時の作業者への負担も大幅に軽減されること等も確認されている。

なお、本発明は、その刃部４の構造上の特徴から雑木等の比較的外径のある被切断物の切断のみに使用することも可能であるが、刈払機に取り付けることにより、従来のチップソー等の回転刃と同様に使用できて、雑木が生い茂る山地等の下草刈り等の刈払い作業にも勿論使用可能である。

さらに、上記実施形態においては、隣接する折曲部５間に制限刃６をそれぞれ設けたが、例えば隣接する折曲部５の一つおき（もしくは複数個おき）に制限刃６を設けることもできる。また、上記実施形態においては、台金２の加工により折曲部５と制限刃６を一体形成したが、本発明は従来の超硬チップとの併用を排除するものでもなく、適宜位置に超硬チップを固着した構造とすることも可能である。

本発明は、刈払機に取り付けられる回転刃に限らず、例えば手持ち可能な電動モータやエンジンの回転軸に直接取り付けられて使用される回転刃等にも適用できる。

本発明に係わる回転刃の一実施形態を示す平面図 同その要部の側面図 同図１の要部の拡大図 同図２のＡ−Ａ線矢視図 本発明に係わる回転刃の製造方法の一例を示す工程図 同その説明図 同他の説明図

１・・・回転刃、２・・・台金、２ａ・・・外周縁部、３・・・取付穴、４・・・刃部、５・・・折曲部、５ａ・・・外縁部、５ｂ・・・刃先、５ｃ・・・反刃先側、６・・・制限刃、７ａ、７ｂ・・・歯室、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ・・・金型、１１・・・凸部、１２・・・凹部。

Claims (2)

1. 中心位置に取付穴が穿設された円板状の台金と、該台金の外周縁部に所定間隔で形成された刃部と、を備え、
   前記刃部は、台金自体を板厚方向で回転方向に対して交互に折り曲げることで、その折曲先端が台金の表裏面より板厚方向に所定寸法突出してその回転方向の端部に刃先が形成された折曲部と、該折曲部の刃先の回転方向の前方に歯室を介して形成された制限刃とを有すると共に、高周波誘導加熱により焼入れされて所定の硬度を有し、
   前記刃先の板厚方向に対する角度α１と反刃先側の同角度α２がα１＞α２に設定され、前記刃先の板厚方向の幅ｗ１と反刃先側の同幅ｗ２がｗ１＞ｗ２に設定され、かつ、前記制限刃の高さが前記折曲部の高さより低く設定されて前記刃先の外周縁が台金の最も外側に位置することを特徴とする回転刃。
2. 中心位置の取付穴と外周縁部に制限刃を有する刃部を形成し得る刃部形成部とを具備する円板状の台金を成形する基板成形工程と、
   該基板成形工程で得られた台金の前記刃部形成部を台金の板厚方向で回転方向に対して交互に折り曲げることで、その折曲先端が台金の表裏面より板厚方向に所定寸法突出してその回転方向の端部に刃先を有する折曲部が形成されると共に、該折曲部の刃先の板厚方向に対する角度α１と反刃先側の同角度α２がα１＞α２に設定され、前記刃先の板厚方向の幅ｗ１と反刃先側の同幅ｗ２がｗ１＞ｗ２に設定され、かつ、前記制限刃の高さが前記折曲部の高さより低く設定されて前記刃先の外周縁が台金の最も外側に位置する前記刃部を成形する刃部成形工程と、
   該刃部成形工程で得られた刃部を高周波誘導加熱により焼入れする焼入れ工程と、
   該焼入れされた刃部を研磨する研磨工程と、
   を備えることを特徴とする回転刃の製造方法。

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