JP5744480B2 - 切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃 - Google Patents

Description

本発明は、剪断式破砕機等に用いられる切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃に関する。

従来、プラスチック、木片、紙、金属、ゴム、繊維、及び皮革等の固形状の被破砕物を剪断破砕する剪断式破砕機が知られている。例えば、この種の剪断式破砕機として、本出願人が先に出願した剪断式破砕機がある（特許文献１参照）。

図２９の剪断式破砕機を示す横断面図と、図３０に示すＡ−Ａ断面図とに示すように、この剪断式破砕機１００は、回転軸１０１、１０２の軸方向に、複数の回転刃１０３がスペーサ１０４を挟んで交互に設けられている。スペーサ１０４は、図２９に示すように、回転刃１０３の基部を軸方向に位置決めできる外径に形成され、これによって、回転刃１０３を軸方向に位置決めして着脱自在に取り付けている。

これらの回転刃１０３は、図２９に示すように、回転軸１０１、１０２に着脱自在に取り付けられている刃台部１０６と、この刃台部１０６の周囲を取り囲むように着脱自在に取り付けられている分割式の切断刃１０５とを有しており、回転方向Ｒ側に回転する回転刃１０３の互いに対向する側面間には、例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の軸方向隙間を設けた状態で互いの切断刃１０５が噛合うようにオーバーラップした状態で配置されている。この回転刃１０３の外周に設けられた切断刃１０５は、被破砕物１２０を引き込むとともに、互いに対向する回転刃１０３どうし間での剪断作用によって被破砕物１２０を破砕する。

また、切断刃１０５の取付面には係合段部１０７が設けられており、この係合段部１０７が刃台部１０６に設けられた係合突起１０８と係合して破砕反力を受けるようになっている。この分割式の切断刃１０５は、外向きに突出する刃先部の回転方向に尖った先端エッジ部１０９と、側面外縁部に沿って形成されたサイドエッジ部１１０（側縁）とを具備している。

これらエッジ部１０９、１１０は、剪断破砕によって早期摩耗するが、これらのエッジ部１０９、１１０を有する切断刃１０５を分割式とすることにより、エッジ部１０９、１１０が磨耗しても切断刃１０５のみを交換できるようにしている。

ところで、この種の剪断式破砕機１００における切断刃１０５は、先端エッジ部１０９で被破砕物の引き込み及び破砕を行い、この先端エッジ部１０９及びサイドエッジ部１１０で剪断破砕を行うため、先端エッジ部１０９及びサイドエッジ部１１０に早期摩耗が生じる。

この早期摩耗としては、先端エッジ部１０９及びサイドエッジ部１１０が丸味を帯びた状態（ラウンド状）となる摩耗であり、この摩耗が生じると破砕性能が低下して破砕効率が落ちてしまう。また、被破砕物によってはエッジ部１０９、１１０に欠損等が生じることがあり、この欠損が生じても、破砕性能が低下して破砕効率が低下してしまう。そのため、このような摩耗・欠損（これら「摩耗」と「欠損」とを総称して「磨損」と言う。）が発生した場合には、一般的に、その都度新しい切断刃１０５に交換している。

しかしながら、上記したような分割式の切断刃１０５を採用している破砕機であっても、例えば１台で数十個の切断刃１０５が使用されており、交換のために多くの費用と労力を要する。

しかも、このような切断刃１０５は、耐摩耗性を高めるために全体が合金工具鋼のような高価な材料で製造されており、上記したように多くの切断刃１０５が使用されている剪断式破砕機１００の場合には、その切断刃１０５の全てを新品に交換しようとすると多大な費用を要する。また、資源の有効活用にならない。

特開平８−３２３２３２号公報

ところで、上記したように、磨損した切断刃１０５の全てを新品に交換するには多大な費用を要するため、磨損が生じた切断刃１０５のエッジ部１０９、１１０に硬化肉盛溶接材を肉盛り溶接し、その肉盛り溶接した部分を規定のエッジ部１０９、１１０に再生加工して切断刃１０５自体を再利用しようとする考えがある。

しかし、このような再生は、作業者の熟練度によって肉盛り溶接の品質や状態が異なり、仕上がりに差が生じて安定した品質を保つのは難しい。しかも、多数の切断刃１０５を再生するには非常に多くの時間と労力を要するため、実現化は難しい。

一方、仮に、切断刃１０５のエッジ部を自動機械で再生する場合、切断刃１０５のエッジ部の形状が、外向きに突出する刃先部の回転方向に向かって尖った先端エッジ部１０９と、この先端エッジ部１０９に連続する曲面形状のサイドエッジ部１１０とで形成されているため、そのようなエッジ部の一部が磨損しているような場合に、その部分で自動機械による自動肉盛り溶接が停止してしまうトラブル（以下、「チョコ停」という）が発生し、自動肉盛り溶接の再開のために再起動などの処置によって現状復帰させるまで、設備が停止して生産効率を低下させてしまうことがある。しかし、切断刃１０５の再生において、この「チョコ停」を防止するための有効な対策はない。

また、再生加工されて再生された切断刃１０５は、新品と略同様に被破砕物１２０を引き込むことができて、強力に剪断破砕することができるものが望まれており、そのためには、肉盛り溶接部を先端エッジ部１０９及びサイドエッジ部１１０の磨耗した範囲の全体に亘って形成することが考えられる。

しかし、このようにすると肉盛り溶接材料の費用が嵩み、切断刃１０５の再生加工に要する手間と時間が多く掛かるという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、先端エッジ部及びサイドエッジ部が摩耗した切断刃を、少ない溶接材料を使用して、安定した高い品質の切断刃に効率良く再生することができる切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃を提供することを目的としている。

本発明に係る切断刃の再生方法は、固定部と、この固定部から外向きに突出する刃先部とを備え、前記刃先部は、回転方向に向かって尖った先端エッジ部を有し、前記刃先部を含む側面外縁部にサイドエッジ部を有する補修される切断刃の再生方法であって、前記切断刃の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して面取り加工を行う面取り工程と、前記面取り加工が行われた前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して肉盛り溶接を行なう肉盛り溶接工程と、前記切断刃の肉盛り溶接部を所定の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部の形状となるように再生加工する加工工程とを備え、前記サイドエッジ部に形成されたサイド肉盛り溶接部のうち、前記切断刃の側面上に延びる側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面からその本体の外周面に対して垂直方向の寸法が、前記切断刃の外周面上に延びる外面肉盛り溶接部における、前記切断刃の厚み方向の寸法の１〜３倍となるように肉盛溶接を行うことを特徴とするものである。

本発明に係る切断刃の再生方法によると、まず、補修される切断刃の先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して面取り加工を行う（面取り工程）。次に、面取り加工が行われた先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して肉盛り溶接を行なう（肉盛り溶接工程）。しかる後に、切断刃の肉盛り溶接された部分を所定の先端エッジ部及びサイドエッジ部の形状となるように再生加工する（加工工程）。このようにして、補修される切断刃を再生して再利用できるようにすることができる。

そして、サイドエッジ部に形成されたサイド肉盛り溶接部のうち、切断刃の側面上に延びる側面肉盛り溶接部は、切断刃の本体の外周面からその本体の外周面に対して垂直方向の寸法が、切断刃の外周面上に延びる外面肉盛り溶接部における、切断刃の厚み方向の寸法の１〜３倍となるように、肉盛り溶接工程で肉盛り溶接をする。

これによって、再生加工後の側面肉盛り溶接部を含むサイド肉盛り溶接部のサイドエッジ部に対する結合力、及び再生加工後の側面肉盛り溶接部による剪断力を発揮するための刃としての強度を、新品の切断刃に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。

この発明に係る切断刃の再生方法において、再生加工後の前記側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の側面よりも突出し、かつ、再生加工後の前記外面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成されるものとすることができる。

このように、再生加工後の側面肉盛り溶接部が、切断刃の側面よりも突出するように形成すると（側面の全体に亘って形成せずに）、サイドエッジ部のうち被破砕物を剪断破砕するために刃としての機能を果たす部分のみを側面肉盛り溶接部によって再生することができる。これによって、側面肉盛り溶接部の材料費を削減して、再生加工の手間と時間の削減を図ることができる。

そして、再生加工後の外面肉盛り溶接部を、切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成すると、切断刃の外周面を滑らかな平面として形成することができる。これによって、切断刃を回転させて被破砕物を剪断破砕するときに、切断刃の外周面と被破砕物との接触による摩擦抵抗及び衝突による衝突抵抗の低減を図ることができ、切断刃を回転させるための駆動エネルギを削減することができる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記先端エッジ部に形成された先端肉盛り溶接部のうち、前記刃先部の前記回転の半径方向の外側に形成された逃げ面上に延びる逃げ面肉盛り溶接部は、前記先端肉盛り溶接部の先端縁部からその先端縁部に対して垂直方向の寸法が、前記刃先部の前記回転の半径方向の内側に形成された掬い面上に延びる掬い面肉盛り溶接部における、前記先端肉盛り溶接部の先端縁部からその先端縁部に対して垂直方向の寸法よりも大きいものとすることができる。

これによって、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部を含む先端肉盛り溶接部の先端エッジ部に対する結合力、及びこの逃げ面肉盛り溶接部による被破砕物を引き込むための引込み強度を、新品の切断刃に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。つまり、切断刃が回転して刃先部が被破砕物を引き込むための引込み力は、掬い面肉盛り溶接部よりも逃げ面肉盛り溶接部に対して大きく働くので、逃げ面肉盛り溶接部を先端エッジ部の逃げ面に対して広い範囲で強力に結合させることによって、回転する切断刃の刃先部によって被破砕物を強力に引き込むことができる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、再生加工後の前記逃げ面肉盛り溶接部は、前記刃先部の前記逃げ面の略全体に形成されているものとすることができる。

このようにすると、逃げ面の強度の向上を図ることができるので、切断刃が回転するときに逃げ面に被破砕物が衝突したり擦れても、逃げ面の磨耗や損傷を低減することができる。よって、切断刃の寿命の向上を図ることができる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、再生加工後の前記逃げ面肉盛り溶接部、及び再生加工後の前記掬い面肉盛り溶接部は、それぞれが形成されている前記切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成されているものとすることができる。

このようにすると、再生加工後の刃先部の逃げ面及び掬い面を滑らかな平面として形成することができる。これによって、切断刃を回転させて被破砕物を剪断破砕するときに、刃先部の逃げ面及び掬い面と被破砕物との接触による摩擦抵抗及び衝突による衝突抵抗の低減を図ることができ、切断刃を回転させるための駆動エネルギを削減することができる。

なお、再生加工後の刃先部の逃げ面及び掬い面を滑らかな平面として形成したときでも、先端エッジ部の面取り部に残された面取り肉盛り溶接部は、逃げ面及び掬い面に形成された溶接層と強固に結合しており、これによって先端エッジ部に強固に結合している。この溶接層は、逃げ面肉盛り溶接部及び掬い面肉盛り溶接部を肉盛り溶接したときに逃げ面及び掬い面が溶融して形成されたものである。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部の磨耗量の程度の異なる前記切断刃を、その磨耗量の程度に応じて複数のグループに分けるグループ分け工程を備え、前記面取り工程は、それぞれの前記各グループに属する前記切断刃の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して、前記各グループごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線又は基準面を通る位置に面取り加工を行うものとすることができる。

この切断刃の再生方法によると、まず、先端エッジ部及びサイドエッジ部の磨耗量の程度の異なる補修される切断刃を、その磨耗量の程度に応じて複数のグループに分ける（グループ分け工程）。次に、それぞれの各グループに属する切断刃の先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して、各グループごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線又は基準面を通る位置に面取り加工を行う（面取り工程）。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記肉盛り溶接工程は、前記各グループごとに定めた肉盛り量の肉盛り溶接を、前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して行なうものとすることができる。

このように、切断刃の先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して肉盛り溶接する肉盛り量が、各グループごとに定められているので、各グループに属する切断刃に対して肉盛り溶接するときの溶接機の溶接条件（例えば溶接トーチの送り速度、肉盛り溶接材の供給速度）を、例えば同一にすることができる。これによって、切断刃に対する肉盛り溶接の自動化を図ることができ、肉盛り溶接の品質の向上及び安定を図ることができ、溶接コストの低減を図ることができる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記肉盛り溶接工程において、前記面取り加工が行われた前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対しての肉盛り溶接を自動溶接機で行なうものとすることができる。

このように、肉盛り溶接を自動溶接機で行なうと、作業者の労力の削減、摩耗した切断刃の再生作業の効率の向上、再生した切断刃の品質の安定化を図ることができる。更に、剪断式破砕機における切断刃のランニングコストの削減が可能となる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記グループ分け工程は、前記切断刃の前記刃先部の厚み方向の幅寸法に基づいて、前記切断刃を複数の前記グループに分けるものとすることができる。

このように、切断刃の刃先部の厚み方向の幅寸法に基づいて、切断刃を複数のグループに分けるようにすると、この切断刃の刃先部を含む側面外縁部に形成されているサイドエッジ部の幅方向の磨耗量を正確に測定することができる。これによって、サイドエッジ部に対して、各グループごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線又は基準面を通る位置に適格に面取り加工を行うことができる。このように、適格に面取り加工ができると、その面取り部に対して必要とされる肉盛り量の溶接を正確に行うことができ、これによって、サイドエッジ部における切断刃の厚み方向の幅寸法を新品と略同一となるように再生加工することができる。

その結果、例えば互いに対向して設けられている２つの回転する切断刃のそれぞれに形成されているサイドエッジ部どうしが、互いに重なり合うことによって被破砕物を剪断破砕する場合に、そのサイドエッジ部どうしの隙間を、略設計値となるように補修することができ、被破砕物を効率よく剪断破砕することができる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記面取り加工が行なわれた前記切断刃を所定温度に予熱処理する予熱工程と、前記肉盛り溶接された前記切断刃を所定温度で後熱処理する後熱工程とを備え、前記肉盛り溶接工程は、前記予熱処理され、かつ、前記切断刃の面取りが行なわれている前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に硬化肉盛溶接材を連続的に供給して自動肉盛り溶接を行ない、
前記加工工程は、前記後熱処理された前記切断刃の肉盛り溶接部分に対して前記再生加工するものとすることができる。

このように、切断刃を予熱処理すると、面取りが行なわれている先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して、良好な肉盛り溶接を可能とすることができ、これによって、硬化肉盛溶接材を連続的に供給して、自動溶接機によって自動肉盛り溶接をすることが可能となる。そして、切断刃を後熱処理することによって、切断刃の残留応力を除去することができ、割れや変形を防止できる。

この発明に係る切断刃の再生方法において、前記予熱工程と、前記肉盛り溶接工程と、前記後熱工程との間における前記切断刃の移動をロボットで行うものとすることができる。

このようにすれば、先端エッジ部及びサイドエッジ部が複雑な形状の切断刃であっても、肉盛り溶接前の予熱処理から溶接後の後熱処理までの切断刃の移動を迅速に安定して行うことができる。

本発明に係る切断刃の再生設備は、固定部と、この固定部から外向きに突出する刃先部とを備え、前記刃先部は、回転方向に向かって尖った先端エッジ部を有し、前記刃先部を含む側面外縁部にサイドエッジ部を有する補修される切断刃を再生加工する切断刃の再生設備において、前記切断刃の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して面取り加工を行う面取り機と、前記面取り加工が行われた前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して肉盛り溶接を行なう肉盛り溶接機と、前記切断刃の肉盛り溶接部を所定の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部の形状となるように再生加工する加工機とを備え、前記サイドエッジ部に形成されたサイド肉盛り溶接部のうち、前記切断刃の側面上に延びる側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面からその本体の外周面に対して垂直方向の寸法が、前記切断刃の外周面上に延びる外面肉盛り溶接部における、前記切断刃の厚み方向の寸法の１〜３倍となるように、前記肉盛り溶接機によって肉盛り溶接することを特徴とするものである。

本発明に係る切断刃の再生設備によると、先端エッジ部、及びサイドエッジ部を有する補修される切断刃を再生加工することができる。

まず、面取り機は、切断刃の先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して面取り加工を行う。次に、肉盛り溶接機が、面取り加工が行われた先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して肉盛り溶接を行ない、そして、加工機が、切断刃の肉盛り溶接部分を所定の先端エッジ部及びサイドエッジ部の形状となるように再生加工する。このようにして、補修される切断刃を再生して再利用できるようにすることができる。

そして、サイドエッジ部に形成されたサイド肉盛り溶接部のうち、切断刃の側面上に延びる側面肉盛り溶接部は、切断刃の本体の外周面からその本体の外周面に対して垂直方向の寸法が、切断刃の外周面上に延びる外面肉盛り溶接部における、切断刃の厚み方向の寸法の１〜３倍となるように、肉盛り溶接機で肉盛り溶接をする。

これによって、再生加工後の側面肉盛り溶接部を含むサイド肉盛り溶接部のサイドエッジ部に対する結合力、及び再生加工後の側面肉盛り溶接部による剪断力を発揮するための刃としての強度を、新品の切断刃に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。

この発明に係る切断刃の再生設備において、再生加工後の前記側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の側面よりも突出し、かつ、再生加工後の前記外面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成されるように、前記加工機によって再生加工するものとすることができる。

このようにすると、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

この発明に係る切断刃の再生設備において、前記先端エッジ部に形成された先端肉盛り溶接部のうち、前記刃先部の前記回転の半径方向の外側に形成された逃げ面上に延びる逃げ面肉盛り溶接部は、前記先端肉盛り溶接部の先端縁部からその先端縁部に対して垂直方向の寸法が、前記刃先部の前記回転の半径方向の内側に形成された掬い面上に延びる掬い面肉盛り溶接部における、前記先端肉盛り溶接部の先端縁部からその先端縁部に対して垂直方向の寸法よりも大きくなるように、前記肉盛り溶接機によって肉盛り溶接するものとすることができる。

このようにすると、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

この発明に係る切断刃の再生設備において、再生加工後の前記逃げ面肉盛り溶接部は、前記刃先部の前記逃げ面の略全体に形成されるように、前記加工機によって再生加工するものとすることができる。

このようにすると、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

この発明に係る切断刃の再生設備において、再生加工後の前記逃げ面肉盛り溶接部、及び再生加工後の前記掬い面肉盛り溶接部は、それぞれが形成されている前記切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成されるように、前記加工機によって再生加工するものとすることができる。

このようにすると、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

この発明に係る切断刃の再生設備において、前記切断刃の再生設備は、補修される前記切断刃を、磨耗量の程度に応じて複数のグループに分けてグループごとに再生加工するためのものであり、前記面取り機は、それぞれの前記各グループに属する前記切断刃の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して、前記各グループごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線又は基準面を通るように面取り加工を行うものとすることができる。

この切断刃の再生設備によると、先端エッジ部、及びサイドエッジ部を有する補修される切断刃を、磨耗量の程度に応じて複数のグループに分けてグループごとに再生加工することができる。

そして、面取り機は、それぞれの各グループに属する切断刃の先端エッジ部及びサイドエッジ部に対して、各グループごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線又は基準面を通るように面取り加工を行うことができる。

この発明に係る切断刃の再生設備において、前記肉盛り溶接機は、前記各グループごとに定めた肉盛り量の肉盛り溶接を、前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して行なうものとすることができる。

このようにすると、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

この発明に係る切断刃の再生設備において、前記肉盛り溶接機は、自動溶接機とすることができる。

このようにすると、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

本発明に係る剪断式破砕機用切断刃は、本発明に係る切断刃の再生方法によって再生されたものである。

本発明に係る剪断式破砕機用切断刃によると、側面肉盛り溶接部を含むサイド肉盛り溶接部のサイドエッジ部に対する結合力、及び側面肉盛り溶接部による剪断力を発揮するための刃としての強度を、新品の切断刃に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。これ以外も、切断刃の再生方法で説明したのと同様に作用する。

本発明に係る切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃によると、再生加工された切断刃の、側面肉盛り溶接部を含むサイド肉盛り溶接部のサイドエッジ部に対する結合力、及び側面肉盛り溶接部による剪断力を発揮するための刃としての強度を、新品の切断刃に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。従って、再生加工された切断刃の品質を新品の切断刃に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。しかも、少ない溶接材料を使用して、安定した品質の切断刃に効率良く再生することができる

本発明の一実施形態に係る切断刃の再生方法を説明するための新品の切断刃の斜視図である。 同実施形態に係る同再生方法によって再生される切断刃を示す図であり、(a) は磨耗した切断刃の斜視図、(b) は磨耗した切断刃のグループ分けするための検査の状態を示す斜視図である。 図２(a)に示す再生される切断刃の先端エッジ部及びサイドエッジ部に面取り加工を施した切断刃示す斜視図である。 同実施形態に係る切断刃の再生方法を使用して再生された切断刃を示す斜視図である。 同実施形態に係る切断刃の再生方法を使用して再生する手順を示す図であり、(a) は新品の切断刃のサイドエッジ部の断面図、(b) は磨耗後面取り加工したサイドエッジ部の断面図である。 同実施形態に係る切断刃の再生方法を使用して再生する手順を示す図であり、(a) は肉盛り溶接したサイドエッジ部の断面図、(b) は再生加工したサイドエッジ部の断面図である。 同実施形態に係る切断刃の再生方法を使用して再生する手順を示す図であり、(a) は新品の切断刃の先端エッジ部の断面図、(b) は磨耗後面取り加工した先端エッジ部の断面図である。 同実施形態に係る切断刃の再生方法を使用して再生する手順を示す図であり、(a) は肉盛り溶接した先端エッジ部の断面図、(b) は再生加工した先端エッジ部の断面図である。 同実施形態に係る同再生方法によって再生される切断刃の各グループと刃先部の幅寸法等との関係を示す図である。 同実施形態に係る同再生方法によって再生される切断刃の各グループと刃先部の幅寸法と基準線等との関係を示す図である。 同実施形態に係る同再生方法の各工程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る切断刃の再生設備を示す平面図である。 図１２に示す同再生設備のハンドリングロボットを示す図であり、(a) は側面図、(b) は図１３(a) に示すＢ矢視図である。 図１２に示す同再生設備の多軸保持機を示す図であり、(a) は平面図、(b) は側面図である。 図１２に示す同再生設備の自動溶接機を示す側面図である。 図１２に示す同再生設備による切断刃の再生方法を示すフローチャートである。 同実施形態の同再生設備が備える予熱機へ切断刃を移動させた状態を示す斜視図である。 同実施形態の同再生設備が備える多軸保持機に切断刃が保持された状態を示す斜視図である。 同実施形態の同再生設備が備える自動溶接機で切断刃の先端エッジ部に肉盛り溶接をする状態を示す図であり、(a) は斜視図、(b) は側面図である。 (a) 〜(c) は、図１９に示す先端エッジ部の肉盛り溶接時における手順を示す斜視図である。 同実施形態の同再生設備が備える自動溶接機で切断刃のサイドエッジ部に肉盛り溶接をする状態を示す斜視図である。 (a)、(b) は、図２１に示すサイドエッジ部の肉盛り溶接時における手順を示す斜視図である。 図２２に示すサイドエッジ部とは異なるサイドエッジ部に肉盛り溶接をする状態を示す斜視図である。 図２３に示すサイドエッジ部の肉盛り溶接時における手順を示す斜視図である。 図２４に示すサイドエッジ部の肉盛り溶接後にスラグを除去する状態を示す斜視図である。 (a) は、肉盛り溶接後の検査の状態を示す斜視図であり、(b) は手修正の状態を示す斜視図である。 同実施形態の同再生設備が備える後熱機へ後熱処理時に切断刃を移動させた状態を示す斜視図である。 (a) は図２７に示す後熱処理を行った後の切断刃を配設した回転刃を示す側面図であり、(b) は他の一体式切断刃を示す側面図である。 従来の剪断式破砕機を示す横断面図である。 図２９に示す剪断式破砕機のＡ−Ａ断面図である。

以下、本発明に係る切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃（以下、単に「切断刃」と言うこともある。）の一実施形態を、図１〜図３０を参照して説明する。図1に示す新品の切断刃３は、図２９及び図３０に示す剪断式破砕機１００に取り付けて、或る一定時間以上使用すると、先端エッジ部３１、及びサイドエッジ部３２が磨耗して破砕性能が低下し、その結果、破砕効率が低下してしまうのが現状である。

図２(a) は、この磨耗した切断刃３を示す斜視図である。この斜視図で示すように、切断刃３の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２が磨耗によって丸味を帯びた状態となり、エッジ部３２に欠損が生じることもある。

このように、特にサイドエッジ部３２が磨耗して、図２(b) に示す刃先部１２７の幅Ｗの寸法が小さくなると、破砕機１００に取り付けられているこの磨耗した切断刃３の互いに対向する側面間には、規定以上の隙間が形成されることになり、破砕効率が低下してしまうことになる。

そこで、本発明に係る切断刃の再生方法及びその再生設備１を使用して、このように磨耗した切断刃３の先端エッジ部３１、及びサイドエッジ部３２に対して補修（再生処理）を行なうことによって、磨耗した切断刃３を再生して再利用できるようにすることができる。

このように再生処理される切断刃３（摩耗する前の新品の切断刃）は、図１に示すものであり、図２９及び図３０に示すものと同等のものであって、外向きに突出する刃先部１２７の回転方向Ｒ側に尖った先端エッジ部３１と、側面外縁部に沿って形成されたサイドエッジ部３２とを備えている。そして、切断刃３の取付面（固定部１２５の下面）には係合段部１０７が設けられており、この係合段部１０７が、図３０に示す刃台部１０６に設けられた係合突起１０８と係合して破砕反力を受けるようになっている。

これらエッジ部３１、３２は、図２に示すように、剪断破砕によって摩耗するが、これらのエッジ部３１、３２を有する切断刃３は、分割式であるので、エッジ部３１、３２が磨耗しても、刃台部１０６を交換せずに切断刃３のみを交換できるようになっている。

また、図１に示す１２６は、ボルト挿通孔である。このボルト挿通孔１２６は、切断刃３を刃台部１０６に対して着脱自在に取り付けるための固定ボルトを挿通するためのものである。

次に、この実施形態に係る切断刃の再生方法を説明する。この切断刃の再生方法は、図３に示す摩耗した切断刃３の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して、図３に示すように、面取り加工を行う面取り工程と、面取り加工が行われた先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して肉盛り溶接を行なう肉盛り溶接工程と、図4に示すように、切断刃３の肉盛り溶接部を所定の先端エッジ部３１（１３１）及びサイドエッジ部３２（１３０）の形状となるように再生加工する加工工程とを備えている。このようにして、補修される切断刃３を再生して再利用できるようにすることができる。

次に、まず、この実施形態に係る切断刃の再生方法のうち、サイドエッジ部３２に対する肉盛り溶接工程で形成されるサイド肉盛り溶接部１２８の形状（再生加工前）（図６(a)参照）、及び加工工程で形成される再生加工後のサイド肉盛り溶接部１３０の形状（図６(b)参照）について、図１〜図６を参照して説明する。

この図６(a)に示す再生加工前のサイド肉盛り溶接部１２８の形状は、図６(b)に示す再生加工された切断刃３の、側面肉盛り溶接部１３０ａを含むサイド肉盛り溶接部１３０のサイドエッジ部３２に対する結合力、及び側面肉盛り溶接部１３０ａによる剪断力を発揮するための刃としての強度を、新品の切断刃３に近付けたり、それ以上にすることができるものである。

図５(a)は、新品の切断刃３の例えば刃先部１２７におけるサイドエッジ部３２の断面図である。このときの刃先部１２７の刃幅は、Ｗである。

図５(b) は、摩耗した切断刃３のサイドエッジ部３２に対して面取り加工を行った状態を示す断面図である（面取り工程）。面取り部Ｔの幅は、Ｍである。

図６(a)は、面取り加工が行われたサイドエッジ部３２に対して肉盛り溶接を行った状態を示す断面図である（肉盛り溶接工程）。

この図６(a)に示すように、サイドエッジ部３２に形成されたサイド肉盛り溶接部１２８のうち、切断刃３の側面３ａ上に延びる側面肉盛り溶接部１３０ａは、切断刃３の本体の外周面３ｂからその本体の外周面３ｂに対して垂直方向の寸法Ｌ１が、切断刃３の外周面３ｂ上に延びる外面肉盛り溶接部１３０ｂにおける、切断刃３の厚み方向の寸法Ｌ２の約１．５倍（好ましくは１〜３倍）となっている。

図６(b) は、切断刃３の肉盛り溶接されたサイド肉盛り溶接部１２８を所定のサイドエッジ部３２の形状となるように再生加工した状態を示す断面図であるする（加工工程）。

この図６(b) に示すように、再生加工後の側面肉盛り溶接部１３０ａは、切断刃３の側面３ａよりも突出し、側面肉盛り溶接部１３０ａの刃幅が新品の刃先部１２７の刃幅Ｗと同一となるように形成されている。そして、再生加工後の外面肉盛り溶接部１３０ｂは、切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成されている。

次に、上記のように構成されたサイドエッジ部３２の再生方法の作用を説明する。図６(a)に示すように、側面肉盛り溶接部１３０ａの寸法Ｌ１を、外面肉盛り溶接部１３０ｂの寸法Ｌ２の約１．５倍（好ましくは１〜３倍）とすることによって、再生加工後の側面肉盛り溶接部１３０ａを含むサイド肉盛り溶接部１３０のサイドエッジ部３２に対する結合力、及び再生加工後の側面肉盛り溶接部１３０ａによる剪断力を発揮するための刃としての強度を、新品の切断刃３に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。

従って、再生加工された切断刃３の品質を新品の切断刃３に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。しかも、少ない溶接材料を使用して、安定した品質の切断刃３に効率良く再生することができる。

そして、図６(b) に示すように、再生加工後の側面肉盛り溶接部１３０ａが、切断刃３の側面３ａよりも突出するように形成すると（側面３ａの全体に亘って形成せずに）、サイドエッジ部３２のうち被破砕物を剪断破砕するために刃としての機能を果たす部分のみを側面肉盛り溶接部１３０ａによって再生することができる。これによって、側面肉盛り溶接部１３０ａの材料費を削減して、再生加工の手間と時間の削減を図ることができる。

つまり、図６(a)に示すように、側面肉盛り溶接部１３０ａの寸法Ｌ１を、外面肉盛り溶接部１３０ｂの寸法Ｌ２の約１．５倍（好ましくは１〜３倍）とする意義は、図６(b)に示すように、再生加工後の側面肉盛り溶接部１３０ａは、被破砕物を剪断破砕するために刃としての機能を果たすためのものであり、この機能を十分に果たすことができるようにすると共に、側面肉盛り溶接部１３０ａの材料費を削減して、再生加工の手間と時間の削減を図るためである。

そして、外面肉盛り溶接部１３０ｂは、加工工程で除去されるにも拘わらず、面取り部Ｔの外側の範囲（寸法Ｌ２の範囲）に亘って形成しているのは、面取り部Ｔに形成された面取り肉盛り溶接部の、面取り部Ｔに対する溶接を確実に行うことができるようにするためである。そして、側面肉盛り溶接部１３０ａの寸法Ｌ１を、外面肉盛り溶接部１３０ｂの寸法Ｌ２の約１．５倍（好ましくは１〜３倍）とすることによって、側面肉盛り溶接部１３０ａが上記機能を果たすようにすることができる。

また、図６(b) に示すように、再生加工後の外面肉盛り溶接部１３０ｂを、切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成することによって、切断刃３の外周面３ｂを滑らかな平面として形成することができる。これによって、切断刃３を回転させて被破砕物を剪断破砕するときに、切断刃３の外周面３ｂと被破砕物との接触による摩擦抵抗及び衝突による衝突抵抗の低減を図ることができ、切断刃３を回転させるための駆動エネルギを削減することができる。

ただし、上記実施形態では、図６(b) に示すように、再生加工後の外面肉盛り溶接部１３０ｂを、切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成したが、これに代えて、再生加工後の外面肉盛り溶接部１３０ｂを、新品の切断刃３の外周面３ｂとなるように形成してもよい。

次に、この切断刃の再生方法のうち、先端エッジ部３１に対する肉盛り溶接工程で形成される先端肉盛り溶接部１２９の形状（再生加工前）（図８(a)参照）、及び加工工程で形成される再生加工後の先端エッジ部３１における先端肉盛り溶接部１３１の形状（図８(b)参照）について、図７及び図８等を参照して説明する。

この切断刃の再生方法も、上記と同様に、図３に示すように、面取り工程と、肉盛り溶接工程と、図4に示すように、再生加工する加工工程とを備えている。このようにして、補修される切断刃３を再生して再利用できるようにすることができる。

図７(a)は、新品の切断刃３の刃先部１２７における先端エッジ部３１の断面図である。

図７(b) は、摩耗した切断刃３の先端エッジ部３１に対して面取り加工を行った状態を示す断面図である（面取り工程）。面取り部Ｔの幅は、Ｍである。

図８(a)は、面取り加工が行われた先端エッジ部３１に対して肉盛り溶接を行った状態を示す断面図である（肉盛り溶接工程）。

この図８(a)に示すように、再生加工前の先端エッジ部３１に形成された先端肉盛り溶接部１２９のうち、刃先部１２７の回転Ｒの半径方向の外側に形成された逃げ面１３２上に延びる逃げ面肉盛り溶接部１３１ａは、逃げ面１３２の全体に形成され、かつ、先端肉盛り溶接部１２９の先端縁部からその先端縁部に対して垂直方向の寸法Ｌ３が、刃先部１２７の回転Ｒの半径方向の内側に形成された掬い面１３３上に延びる掬い面肉盛り溶接部１３１ｂにおける、先端肉盛り溶接部１２９の先端縁部からその先端縁部に対して垂直方向の寸法Ｌ４よりも大きい寸法（例えば約１．５倍以上）となっている。

図８(b) は、切断刃３の肉盛り溶接された先端肉盛り溶接部１２９を所定の先端エッジ部３１の形状となるように再生加工した状態を示す断面図であるする（加工工程）。

この図８(b) に示すように、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａは、刃先部１２７の逃げ面１３２の全体に形成されている。そして、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａ、及び再生加工後の掬い面肉盛り溶接部１３１ｂは、それぞれが形成されている切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成されている。

次に、上記のように構成された先端エッジ部３１の再生方法の作用を説明する。図８(a)に示すように、再生加工前の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａの寸法Ｌ３を、再生加工前の掬い面肉盛り溶接部１３１ｂの寸法Ｌ４よりも大きい寸法（例えば約１．５倍以上）とすることによって、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａを含む先端肉盛り溶接部１３１の先端エッジ部３１に対する結合力、及びこの逃げ面肉盛り溶接部１３１ａによる被破砕物を引き込むための引込み強度を、新品の切断刃３に近付けることができるし、それ以上にすることも可能である。

つまり、刃先部１２７は、切断刃３が回転するときに、被破砕物を引き込むように機能するものであり、この刃先部１２７が被破砕物を引き込むための引込み力は、図８(b) に示す再生加工後の掬い面肉盛り溶接部１３１ｂよりも、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａに対して大きく働くので、逃げ面肉盛り溶接部１３１ａを先端エッジ部３１の逃げ面１３２に対して広い範囲（逃げ面１３２の全体）で強力に結合させることによって、回転する切断刃３の刃先部１２７によって被破砕物を強力に引き込むことができる。

そして、図８(b) に示すように、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａが、刃先部１２７の逃げ面１３２の略全体に形成されるようにすると、逃げ面１３２の強度の向上を図ることができるので、切断刃３が回転するときに逃げ面１３２に被破砕物が衝突したり擦れても、逃げ面１３２の磨耗や損傷を低減することができる。よって、切断刃３の寿命の向上を図ることができる。

また、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａ、及び再生加工後の掬い面肉盛り溶接部１３１ｂは、それぞれが形成されている切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成されるようにすると、再生加工後の刃先部１２７の逃げ面１３２及び掬い面１３３を滑らかな平面として形成することができる。これによって、切断刃３を回転させて被破砕物を剪断破砕するときに、刃先部１２７の逃げ面１３２及び掬い面１３３と被破砕物との接触による摩擦抵抗及び衝突による衝突抵抗の低減を図ることができ、切断刃３を回転させるための駆動エネルギを削減することができる。

なお、再生加工後の刃先部１２７の逃げ面１３２及び掬い面１３３を滑らかな平面として形成したときでも、先端エッジ部３１の面取り部Ｔに残された面取り肉盛り溶接部は、逃げ面１３２及び掬い面１３３に形成された溶接層と強固に結合しており、これによって先端エッジ部３１に強固に結合している。この溶接層は、逃げ面肉盛り溶接部１３１ａ及び掬い面肉盛り溶接部１３１ｂを肉盛り溶接したときに逃げ面１３２及び掬い面１３３が溶融して形成されたものである。

そして、図８(b)に示す再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａの寸法Ｌ３‘、及び掬い面肉盛り溶接部１３１ｂの寸法Ｌ４’は、図８(a)に示す再生加工前の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａの寸法Ｌ３、及び掬い面肉盛り溶接部１３１ｂの寸法Ｌ４よりも少し小さくなっている。

また、上記実施形態では、図８(b) に示すように、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａ、及び再生加工後の掬い面肉盛り溶接部１３１ｂは、それぞれが形成されている切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成したが、これに代えて、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａ、及び再生加工後の掬い面肉盛り溶接部１３１ｂの両方又はいずれか一方を、新品の刃先部１２７の逃げ面１３２又は掬い面１３３となるように形成してもよい。

更に、図８(b) に示すように、再生加工の前後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａは、逃げ面１３２の全体に形成したが、これに代えて、逃げ面１３２の一部に形成してもよい。

次に、磨耗した切断刃３のグループ分けを行なうようにする切断刃の再生方法について説明する。この切断刃の再生方法は、図１１に示すように、磨耗した切断刃３のグループ分けを行なうグループ分け工程（ステップＳ１０１）、磨耗した切断刃３に対して面取り加工を行う面取り工程（ステップＳ１０２）、面取り加工が行われた切断刃３に対して予熱処理を行なう予熱工程（ステップＳ１０３）、面取り部の溶接の起点に対して肉盛り溶接する起点肉盛り溶接工程（ステップＳ１０４）、面取り部に対して肉盛り溶接する肉盛り溶接工程（ステップＳ１０５）、肉盛り溶接された切断刃３に対して後熱処理する後熱工程（ステップＳ１０６）、及び後熱処理された切断刃３に対して再生加工（仕上げ加工）する加工工程（ステップＳ１０７）を備えている。

図１１に示すグループ分け工程（ステップＳ１０１）は、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の磨耗量の程度の異なる切断刃３を、その磨耗量の程度に応じて複数のグループに分ける工程である。この複数のグループは、図９に示すように、この実施形態では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５つのグループである。ただし、これ以外の数のグループに分けるようにしてもよい。

そして、磨耗した切断刃３をＡ〜Ｅの５つのグループに分ける方法として、例えば図２に示すように、作業者が、磨耗した切断刃３の刃先部１２７の厚み方向の幅寸法Ｗを所定の検査器具８４を使用して測定し、この幅寸法Ｗに基づいて、切断刃３をＡ〜Ｅの５つのグループに分けている。

図９に示すように、例えば新品の切断刃３の刃先部１２７の幅寸法ＷをＷ１とする。そして、磨耗量の最も小さいグループをＡとし、磨耗量が大きくなるにつれてＢ〜Ｅにグループ分けされる。ただし、Ｅグループは、磨耗量が大き過ぎるために肉盛り溶接によっては、補修することができないグループとしている。

各グループの幅寸法Ｗは、Ａグループは、Ｗ１未満Ｗ２以上（例えば７５〜７２．５ｍｍ）、Ｂグループは、Ｗ２未満Ｗ３以上（例えば７２．５〜７０ｍｍ）、Ｃグループは、Ｗ３未満Ｗ４以上（例えば７０〜６７．５ｍｍ）、Ｄグループは、Ｗ４未満Ｗ５以上（例えば６７．５〜６５ｍｍ）、Ｅグループは、Ｗ５未満（例えば６５ｍｍ未満）である。

図１０は、切断刃３の刃先部１２７を示す部分拡大断面図である。この断面図に示すように、新品の切断刃３の刃先部１２７の断面形状は、略直角に形成され、その幅寸法Ｗは、Ｗ１で表されている。刃先部１２７のサイドエッジ部３２の磨耗が大きくなるにつれて、このサイドエッジ部３２の丸味の半径が大きくなり、幅寸法Ｗが、Ｗ１、Ｗ２、・・・、Ｗ５と順次小さくなっている。各幅寸法Ｗ１、Ｗ２、・・・、Ｗ５によって５つの各グループＡ〜Ｅが区分けされている。

図１１に示す面取り工程（ステップＳ１０２）は、それぞれの各グループＡ〜Ｄに属する切断刃３の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して、各グループＡ〜Ｄごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線Ｋ（Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４）（又は基準面）（図９参照）を通る位置に面取り加工を行う工程である。

これら各グループＡ、Ｂ、・・・、Ｄごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線Ｋ１、Ｋ２、・・・、Ｋ４は、図１０に示すように、磨耗した切断刃３が、グループＡとして判定されたときは、基準線Ｋ１を通る位置に例えば約４５°の面取り加工を行い、面取り部Ｔ１を形成する。そして、同様に、磨耗した切断刃３が、グループＢ、Ｃ、Ｄとして判定されたときは、基準線Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を通るそれぞれの位置に約４５°の面取り加工を行い、面取り部Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を形成する。

次に、基準線Ｋ１〜Ｋ４の設定の仕方について説明する。図１０に示すように、グループＡに属する切断刃３に対しては、基準線Ｋ１を通る位置に面取り加工を行い、面取り部Ｔ１を形成している。この面取り部Ｔ１は、この面取り部Ｔ１に対して肉盛り溶接することによって、新品の切断刃３のサイドエッジ部３２（及び先端エッジ部３１）を形成することができるように設定されている。そして、この面取り部Ｔ１の大きさは、肉盛り溶接するために必要とされる面積を備えており、必要以上に大きくなり過ぎないように設定されている。同様に、基準線Ｋ２〜Ｋ４が設定されている。

なお、この面取り加工は、自動的に機械加工によって行われるように面取り機械のプログラムが設定されている。

図１１に示す予熱工程（ステップＳ１０３）は、図１０に示すように、面取り加工が行なわれた切断刃３を、予熱機６０によって所定温度に予熱処理する工程である。この予熱機６０は、後述する図１２に示す再生設備１に設けられている。

このように、切断刃３を予熱処理すると、面取りが行なわれている先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して、良好な肉盛り溶接を可能とすることができ、これによって、硬化肉盛溶接材を連続的に供給して、自動溶接機５０によって自動肉盛り溶接を良好に行うことができる。

図１１に示す起点肉盛り溶接工程（ステップＳ１０４）は、図１０に示す面取り部Ｔの溶接の起点に対して肉盛り溶接する工程である。つまり、予熱機６０によって予熱処理され、かつ、切断刃３の面取りが行なわれている先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の溶接の起点に対して硬化肉盛溶接材を供給して、自動溶接機５０によってアークスポット自動肉盛り溶接を行なう工程である。

この起点肉盛り溶接は、肉盛り溶接の起点間に肉盛り溶接するときに、溶接の起点で溶接だれを防止することができ、起点間の肉盛り溶接を綺麗に連続的に行うことができるようにするものである。

図１１に示す肉盛り溶接工程（ステップＳ１０５）は、予熱機６０によって予熱処理され、かつ、切断刃３の面取りが行なわれている先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に硬化肉盛溶接材を連続的に供給して、自動溶接機５０によって自動肉盛り溶接を行なう工程である。

そして、この肉盛り溶接工程は、各グループＡ〜Ｄごとに定めた肉盛り量の肉盛り溶接を、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して行なうように設定されている。

このように、切断刃３の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して肉盛り溶接する肉盛り量が、各グループＡ〜Ｄごとに定められているので、各グループＡ〜Ｄに属する切断刃３に対して肉盛り溶接するときの自動溶接機５０の溶接条件（例えば溶接トーチ５５の送り速度、硬化肉盛り溶接材の供給速度）を、例えば同一にすることができる。これによって、切断刃３に対する肉盛り溶接の自動化を図ることができ、肉盛り溶接の品質の向上及び安定を図ることができ、溶接コストの低減を図ることができる。

なお、図１０で二点鎖線１２８で示すものは、グループＣに属する切断刃３のサイドエッジ部３２に肉盛り溶接を行なった状態を示している。

そして、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対しての肉盛り溶接は、図６(a)及び図８(a)に示すように、上記のようにして行う。

図１１に示す後熱工程（ステップＳ１０６）は、面取り部Ｔに肉盛り溶接された切断刃３を、図１２に示す後熱機７０によって所定温度で後熱処理する工程である。

このように、切断刃３を後熱処理することによって、切断刃３の残留応力を除去することができ、割れや変形を防止できる。

図１１に示す加工工程（ステップＳ１０７）は、後熱処理された切断刃３の肉盛り溶接部分を、所定の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２となるように、機械加工によって再生加工する工程である。

そして、切断刃３の肉盛り溶接部分を、所定の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２となるように、機械加工によって再生加工するときは、図６(b) 及び図８(b) に示すように、上記のようにして行う。

なお、図１１に示す予熱工程と、肉盛り溶接工程と、後熱工程との間における切断刃３の移動を図１２に示すハンドリングロボット２０で行うように構成されている。

このように構成することによって、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２が複雑な形状の切断刃３であっても、自動肉盛り溶接前の予熱処理から自動溶接後の後熱処理までの切断刃３の移動を迅速に安定して行うことができる。

次に、切断刃の再生設備１を、図１２を参照して説明する。この切断刃の再生設備１は、切断刃の再生方法を使用することができるものであり、補修される切断刃３（図１に示す切断刃３が使用されて磨耗したもの）を、磨耗量の程度に応じて複数のグループＡ〜Ｅに分けて各グループＡ〜Ｄごとに再生加工することができるものである。

この切断刃の再生設備１は、図９に示すそれぞれの各グループＡ〜Ｄに属する切断刃３の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して、各グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４（又は基準線Ｋを通る基準面）を通るように面取り加工を行う面取り機（図示せず）と、面取り加工が行われた先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して肉盛り溶接を行なう肉盛り溶接機（自動溶接機）５０と、切断刃３の肉盛り溶接部分を所定の（新品の）先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の形状となるように再生加工する加工機（図示せず）とを備えている。

次に、上記のように構成された切断刃の再生方法によって、磨耗した切断刃３を再生する手順、及びその作用について説明する。図１１に示すように、まず、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の磨耗量の程度の異なる補修される切断刃３を、その磨耗量の程度（Ｗ１〜Ｗ２）、（Ｗ２〜Ｗ３）、・・・、（Ｗ５〜）、に応じて例えば５つのグループＡ〜Ｅに分ける（ステップＳ１０１）。次に、図１０に示すように、それぞれの各グループＡ〜Ｄに属する切断刃３の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２に対して、各グループＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４（又はこの基準線を通る基準面）を通る位置に面取り加工を行う（ステップＳ１０２）。

そして、面取り加工が行われた先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の各面取り部Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４に対して肉盛り溶接を行なう（ステップＳ１０４）。しかる後に、切断刃３の肉盛り溶接された部分を例えば新品の先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の形状となるように再生加工する（ステップＳ１０７）。このようにして、補修される切断刃３を再生して再利用できるようにすることができる。

従って、この切断刃の再生方法及び切断刃の再生設備１によると、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２の磨耗量の程度の異なる補修される切断刃３を、その磨耗量の程度に応じて複数のグループＡ〜Ｄに分けて、例えばその磨耗量の小さい切断刃３に対しては、新品のエッジ部３１、３２の表面を基準にしてその表面から浅い位置（例えばＫ１を通る位置）に面取り加工を行い、この浅い位置に形成した面取り部Ｔ１に対して、小さい肉盛りの溶接を行なうことによって、新品と略同様のエッジ部３１、３２を形成できる。よって、このように磨耗量の小さい切断刃３に対しては、肉盛り溶接及び再生加工を少ない手間と時間で行うことができる。

そして、例えば磨耗量の大きい切断刃３に対しては、新品のエッジ部３１、３２の表面を基準にしてその表面から深い位置（例えばＫ４を通る位置）に面取り加工を行い、この深い位置に形成した面取り部Ｔ４に対して、大きい肉盛りの溶接を行なうことによって、新品と略同様のエッジ部３１、３２を形成できる。このように、磨耗量の大きい切断刃３に対しては、肉盛り溶接及び再生加工を規定通り確実に行うことができる。

このように、磨耗量の程度に応じてグループＡ〜Ｄ分けされた切断刃３を、各グループＡ〜Ｄごとに定めた面取り加工、肉盛り溶接、及び再生加工を行うことよって、各グループＡ〜Ｄごとのこれらの各作業を略同一の条件で行うことができる。従って、エッジ部３１、３２が摩耗した切断刃３を効率良く再生することができるとともに、再生した切断刃３の品質を安定させることが可能となる。また、これにより、この切断刃３が使用される剪断式破砕機における切断刃３のランニングコストを大幅に削減することが可能となる。

また、肉盛り溶接を自動溶接機５０で行なう構成とすると、作業者の労力の削減、摩耗した切断刃３の再生作業の効率の向上、再生した切断刃３の品質の安定化を図ることができる。更に、剪断式破砕機における切断刃３のランニングコストの削減が可能となる。

更に、図２及び図９に示すように、切断刃３の刃先部１２７の厚み方向の幅寸法Ｗに基づいて、切断刃３を複数のグループＡ〜Ｅに分けるようにすると、この切断刃３の刃先部１２７を含む側面外縁部に形成されているサイドエッジ部３２の幅方向の磨耗量を正確に測定することができる。これによって、サイドエッジ部３２に対して、各グループＡ〜Ｄごとに定めた肉盛りされる基準となる基準線Ｋ１、Ｋ２、・・・（又は基準線Ｋを通る基準面）を通る位置に適切に面取り加工を行うことができる。このように、適切に面取り加工ができると、その面取り部Ｔ１、Ｔ２、・・・に対して必要とされる肉盛り量の溶接を正確に行うことができ、これによって、サイドエッジ部３２における切断刃３の厚み方向の幅寸法Ｗを新品と略同一のＷ１となるように再生加工することができる。

その結果、例えば互いに対向して設けられている２つの回転する切断刃３のそれぞれに形成されているサイドエッジ部３２どうしが、互いに重なり合うことによって被破砕物を剪断破砕する場合に、そのサイドエッジ部３２どうしの隙間を、略設計値（例えば０．５〜１．０ｍｍ）となるように補修することができ、被破砕物を効率よく剪断破砕することができる。

次に、切断刃の再生設備を、図１２〜図３０を参照して詳細に説明する。図１２は、切断刃の再生設備を示す平面図であり、主要部を示している。

図１２に示すように、この切断刃の再生設備１の肉盛り溶接を行う構成は、所定範囲で区切られた仕切り壁２内に設けられており、この仕切り壁２内に切断刃３を搬入出させる搬入出機１５と、仕切り壁２内で切断刃３を所定位置に移動させるハンドリングロボット２０と、切断刃３を所定温度まで予熱する予熱機６０と、予熱した切断刃３を所定の溶接姿勢に保つ多軸保持機４０と、この多軸保持機４０で保持した切断刃３に対して硬化肉盛溶接材を自動肉盛り溶接する自動溶接機５０（溶接ロボット）と、肉盛り溶接を行った切断刃３に対して徐冷等の後熱処理を行う後熱機７０とを備えている。搬入出機１５には、切断刃３を載置する載置部１６が設けられ、この載置部１６が搬送部１７によって仕切り壁２の内外に移動させられるようになっている。

また、ハンドリングロボット２０の作業範囲Ｗ２０内には、複数の切断刃３を所定番地に待機させる待機部４と、溶接時に使用するタブ５を載置するタブ台６と、スラグ除去用のブラシ７と、自動溶接機５０の溶接トーチ５５の清掃等を行う溶接トーチ調整機５６とを備えている。切断刃３は、待機部４の所定番地に配置され、切断刃３の種類や予熱時間等が後述する制御装置８０に入力される。この時、後述する「手修正が必要な切断刃」をどの番地に待機させているか等の情報も制御装置８０に入力される。また、タブ５も、タブ台６の所定位置に配置される。

さらに、仕切り壁２の外部には、所定番地に配置された切断刃３の配置座標、タブ５の配置座標、その他の各機器の配置座標に基いてハンドリングロボット２０、多軸保持機４０、自動溶接機５０等の動作を制御する制御装置８０が設置されている。また、予熱機６０と後熱機７０との温度制御等を行う予熱・後熱機制御装置８１と、仕切り壁２の外部の搬入出機１５上に形成された判定部８２において切断刃３の修正等を行う手修正溶接機８３も備えられている。

ハンドリングロボット２０は、待機部４に配置した切断刃３を予熱機６０へ移動、予熱機６０から多軸保持機４０へ移動、多軸保持機４０から後熱機７０へ移動、予熱機６０及び後熱機７０と搬入出機１５との間での移動等が可能であり、切断刃３を作業範囲Ｗ２０内で移動させることができるように設定されている。また、タブ台６上のタブ５、ブラシ７を保持し、多軸保持機４０に保持された切断刃３に接するように移動させることもできる。

予熱機６０は、切断刃３を肉盛り溶接に適した温度まで予熱できる機能を有している。

多軸保持機４０は、切断刃３を保持し、肉盛り溶接の位置に応じて切断刃３の姿勢を変更できる機能を有している。

自動溶接機５０は多軸の自動溶接ロボットであり、作業範囲Ｗ５０内で溶接トーチ５５の位置を変更できるようになっており、溶接トーチ調整機５６は、この溶接トーチ５５の先端のワイヤ長調整、トーチのスパッタ除去、トーチ内部の清掃等を行う機能を有している。

後熱機７０は、ハンドリングロボット２０で開閉口７１から入れた切断刃３を所定温度で徐冷等の後熱処理を行う機能を有している。この後熱機７０は、開閉口７１の外部で載置台７２に載置された切断刃３が搬入され、後熱処理した切断刃３は、開閉口７１と反対側の開閉口から順に搬出するようにしてもよい。

図１３は、図１２に示す再生設備のハンドリングロボット２０の図であり、(a) は側面図、(b) は(a) に示すＢ矢視図である。図１４は、図１２に示す再生設備１の多軸保持機４０を示す図面であり、(a) は平面図、(b) は側面図である。

図１３(a) に示すように、ハンドリングロボット２０としては多関節ロボットが採用されており、床に固定される基台２１と、下部アーム２２、上部アーム２３、及び手首２４を有している。下部アーム２２は、下端部が鉛直な第１軸Ｊ１のまわりに旋回可能に基台２１に設けられるとともに、水平な第２軸Ｊ２のまわりに前後に角変位可能に基台２１に設けられている。下部アーム２２の上端部には上部アーム２３の基端部が、水平な第３軸Ｊ３のまわりに上下に角変位可能に設けられている。上部アーム２３の先端部に取付けられる手首２４は、上部アーム２３の軸線に平行な第４軸Ｊ４のまわりに角変位可能に設けられるとともに、上部アーム２３の軸線に直交する第５軸Ｊ５のまわりで角変位可能となっている。この手首２４に取付けられる把持部２５は、第５軸Ｊ５に直交する第６軸Ｊ６のまわりで角変位可能となっている。

また、この把持部２５には、予熱して高温となった切断刃３（図１２）を可動片２６ａで把持できる第１把持部２６と、図１３(b) に示すように、この第１把持部２６と直交する方向に移動する可動片２７ａを有する第２把持部２７とを備えている。

多関節型ロボット２０の各軸Ｊ１〜Ｊ６に対する各構成の駆動は、それぞれ図示しないサーボモータによって行われ、これらのサーボモータによって、ロボット２０の姿勢が制御され、把持部２５が作業範囲Ｗ２０（図１２）内で移動させられる。また、把持部２５の第１把持部２６と第２把持部２７とは、液圧シリンダ２６ｂ、２７ｂによって開閉される。

図１４(a)、(b) に示すように、多軸保持機４０（ポジショナー）は、基礎上に固定される基台４１と、傾倒部４２、回転部４３、及び保持部４４を有している。傾倒部４２は、水平な第７軸Ｊ７のまわりに傾倒可能に基台４１に設けられている。回転部４３は、傾倒部４２上で第７軸Ｊ７と直交する第８軸Ｊ８のまわりで回転可能なように設けられている。保持部４４は、回転部４３上の所定位置に切断刃３（図１８）を保持するように、位置保持部材４４ａと固定部材４５とを有している。固定部材４５は可動体であり、位置保持部材４４ａとの間で切断刃３を保持する。これにより、保持部４４に保持された切断刃３は、回転部４３の回転と傾倒部４２の傾倒とによって姿勢制御される。

図１５に示すように、自動溶接機５０は多関節ロボットであり、床に固定される基台５１、下部アーム５２、上部アーム５３、及び手首５４を有している。下部アーム５２は、下端部が鉛直な第９軸Ｊ９のまわりで旋回可能なように基台５１に設けられるとともに、水平な第１０軸Ｊ１０のまわりに前後に角変位可能に基台５１に設けられている。下部アーム５２の上端部には上部アーム５３の基端部が、水平な第１１軸Ｊ１１のまわりで上下に角変位可能なように設けられている。上部アーム５３の先端部に設けられる手首５４は、上部アーム５３の軸線と平行な第１２軸Ｊ１２のまわりで回転可能なように設けられるとともに、上部アーム５３の軸線に直交する第１３軸Ｊ１３のまわりで角変位可能となっている。この手首５４に取付けられる溶接トーチ５５は、手首５４の制御によって角変位可能となっている。

この手首５４に設けられた溶接トーチ５５は、下部アーム５２、上部アーム５３、及び手首５４を図示しないサーボモータで駆動することによって姿勢制御される。この溶接トーチ５５の姿勢制御は、多軸保持機４０による切断刃３の姿勢制御とともに行われる。この溶接トーチ５５は、作業範囲Ｗ５０内で移動可能となっている。

図１６は、図１２に示す再生設備１による切断刃の再生方法を示すフローチャートである。このフローチャートと上述した図１２とに基いて、再生設備１による切断刃３の再生方法を以下に説明する。

＜判定＞
まず、摩耗した切断刃３が入庫されると、その切断刃３の摩耗状態から、補修可能か否かの判定が行われる（ステップＳ１）。この判定で、補修不可能と判定されると、再生されることなく処分される（ステップＳ２）。また、補修可能と判定された切断刃３でも、手修正が必要か否かの判断が行われ（ステップＳ３）、手修正が必要な場合は制御装置８０に手修正が必要であることが入力されて記憶される（ステップＳ４）。この手修正が必要か否かの判断は、上記「チョコ停」を生じるような磨損があるか否かで判断される。

また、この判定工程では、図１１のステップＳ１０１に示すように、磨耗した切断刃３のグループ（Ａ〜Ｅ）分けも行なわれる。そして、グループＥに分類された切断刃３は、補修不可能と判定されたものである（ステップＳ２）。

＜必要加工＞
上記判定で補修可能と判定されると、後述する先端エッジ部３１とサイドエッジ部３２とに必要な面取り加工が行われる（ステップＳ５）。この面取り加工は、図１１のステップＳ１０２で説明したように、各グループごとに定めた肉盛り基準線Ｋを通る位置に約４５°の面取りが行なわれる。この面取りは、磨耗したエッジ部３１、３２の均一化、アーク長を一定に保つことによる溶接の安定化、溶融金属の品質一定化、硬度の一定化、等のために行われる。また、この面取り加工としては、肉盛り溶接の肉盛り量、硬化肉盛溶接材料の種類等に応じた面取り加工が行われる。

また、面取りは、平坦面として形成したが、これに代えて、例えば凹状の湾曲面として形成してもよい。

＜予熱処理＞
予熱処理としては、切断刃３の材質、大きさ等に応じて肉盛り溶接に適した温度に予熱できる予熱機６０において所定時間予熱される（ステップＳ６、Ｓ１０３）。

＜手修正＞
予熱処理によって所定温度まで予熱された切断刃３で、手修正が必要と判定されている切断刃３は（ステップＳ７）、搬入出機１５により判定部８２まで移送されて作業者Ｍによる手修正が行われる（ステップＳ８）。この手修正は、次の自動溶接機５０による自動溶接に問題を生じないようにする肉盛り溶接がエッジ部３１、３２に行われる。

＜肉盛り溶接＞
手修正が不要な切断刃３及び手修正を行った切断刃３は、自動溶接機５０によってエッジ部３１、３２に後述するように肉盛り溶接３０が行われる（ステップＳ９、Ｓ１０４、Ｓ１０５）。また、この肉盛り溶接３０は、図１１のステップＳ１０４、Ｓ１０５で説明したように行なわれる。
この肉盛り溶接３０としては、アーク溶接により、面取りを行ったエッジ部３１、３２に行われる。この肉盛り溶接時には、予め制御装置８０に入力されている切断刃３の溶接位置と、多軸保持機４０の座標、自動溶接機５０の溶接トーチ５５先端の座標等によって最適な位置となるように各軸Ｊ１〜Ｊ１３を制御しながらエッジ部３１、３２の一端部から他端部まで連続的に行われる。

＜点検＞
肉盛り溶接３０を行った後、その肉盛り溶接３０によって盛られた肉に不足部分等を生じていないかが作業者によって点検される（ステップＳ１０）。この点検時に肉盛り不足の部分がある場合には、手修正によって補修されて必要な量の硬化肉盛溶接材料が肉盛りされる（ステップＳ１１）。

＜後熱処理＞
上記したように先端エッジ部３１とサイドエッジ部３２とに肉盛り溶接３０が行われた切断刃３は、その後、所定温度で徐冷等の後熱処理が行われる（ステップＳ１２、Ｓ１０６）。この後熱処理により、摩耗した切断刃３のエッジ部３１、３２への硬化肉盛溶接材の肉盛り溶接３０が完了する。

＜粗加工＞
肉盛り溶接３０が行われた切断刃３は、まず、縦型ミーリングマシン等により、肉盛りされたサイドエッジ部３２と先端エッジ部３１の背面の余肉が粗加工によって除去される（ステップＳ１３）。

＜仕上加工＞（再生加工）
次に、ロータリ研磨機等により、両側面の研磨と、先端エッジ部３１の研磨等が行われ、切断刃３の先端エッジ部３１とサイドエッジ部３２とが再生加工されて所定の新品の切断刃３と略同等の形状のエッジ部に仕上げられる（ステップＳ１４、Ｓ１０７）。

なお、これら＜粗加工＞＜仕上加工＞の機械加工は、例えば、工具マガジンに格納した複数の切削工具を自動的に交換する自動工具交換機能を有し、目的に合わせてコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）の指令によって工具を自動的に交換して、異種の機械加工を１台で行うことができる工作機械（マシニングセンタ）で行うようにしてもよい。

以下、図１７〜図２７に基いて、図１６のフローチャートに示す主要な工程を詳細に説明する。なお、以下の説明でも分割式切断刃３を例にし、上述した図面中で説明した構成には同一符号を付して、その説明は省略する。

図１７は、図１６に示すフローチャートの予熱処理時（ステップＳ６）に予熱機６０へ切断刃３を移動させた状態を示す斜視図である。図１８は、図１６に示すフローチャートの予熱処理後の切断刃３を多軸保持機４０に保持した状態を示す斜視図である（ステップＳ９）。

図１７に示すように、予熱機６０は、切断刃３を載置する支持台６１と、この支持台６１と一体的に開閉する蓋体６２が水平方向にスライドするようになっており、図示するように、支持台６１に切断刃３を載置した状態で蓋体６２を閉じれば、切断刃３が予熱機６０内に格納される。この予熱機６０の支持台６１への切断刃３の載置は、待機部４の所定番地に配置された切断刃３をハンドリングロボット２０が把持して移動させることにより行われる。この予熱機６０により、切断刃３の材質や大きさ等に応じて肉盛り溶接に適した温度（例えば、１５０〜５００℃程度）まで予熱される。

図１８に示すように、予熱機６０による予熱処理が完了した切断刃３は、ハンドリングロボット２０によって多軸保持機４０へ移動させられ、多軸保持機４０の保持部４４に保持される。この切断刃３の保持は、保持部４４の位置保持部材４４ａに当接するようにハンドリングロボット２０で移動させられた切断刃３が、固定部材４５と位置保持部材４４ａとによって挟まれて保持される。

また、図１６に示す手修正が必要か否かの判断（ステップＳ３）で手修正が必要と判断された切断刃３は、この多軸保持機４０に保持される前に搬入出機１５で判定部８２まで移動させられて手修正が行われる（図１２）。

図１９は、図１６に示すフローチャートの肉盛り溶接時（ステップＳ９）における切断刃３の先端エッジ部３１を溶接する状態を示す図面であり、図１９(a) は斜視図、図１９(b) は側面図である。図２０(a) 〜(c) は、図１９に示す先端エッジ部３１の溶接時における手順を示す斜視図である。図２１は、同肉盛り溶接時（ステップＳ９）における切断刃３のサイドエッジ部３２を溶接する状態を示す斜視図であり、図２２(a)、(b) は、図２１に示すサイドエッジ部３２の溶接時における手順を示す斜視図である。図２３は、図２２に示すサイドエッジ部３２とは異なるサイドエッジ部３２を溶接する状態を示す斜視図であり、図２４は、図２３に示すサイドエッジ部３２の溶接時における手順を示す斜視図である。なお、図２０、図２２、図２４では、説明上、切断刃３を水平にした状態にし、切断刃３の各角位置（端部位置）に記号(A) 〜(F) を付し、作業順に(1) 〜(9) を付して説明する。

図１９(a) に示すように、多軸保持機４０に保持された切断刃３のエッジ部３１、３２への肉盛り溶接は、まず先端エッジ部３１に行われる。この先端エッジ部３１は、回転方向前側に尖っているので、ハンドリングロボット２０によって先端エッジ部３１における溶接機５０と反対側（下面側）（以下、「反溶接機側」と言うこともある。）にタブ５を当てた状態で、上側から自動溶接機５０の溶接トーチ５５によって肉盛り溶接が行われる。つまり、図１９(b) に示すように、タブ５を先端エッジ部３１の下面に沿うように溶接トーチ５５と反対側（反溶接機側）に当て、溶接トーチ５５によって上側から溶接することにより、肉盛り溶接の肉が溶接トーチ５５と反対側に盛られるのを防止して、溶接後の先端エッジ部３１への再生加工（仕上げ加工）が容易に行えるようにしている。このタブ５（当て板）は、耐火性のセラミック製ブロックや銅などの金属製ブロックが用いられる。

また、この溶接トーチ５５による溶接姿勢としては、基本として溶接トーチ５５の先端を真下方向に向けた下向き溶接で、水平からやや登り勝手となるように切断刃３の姿勢を保ちながら行われる。この溶接姿勢は、多軸保持機４０によって切断刃３の姿勢が最適な姿勢となるように制御され、自動溶接機５０によって溶接トーチ５５の姿勢が制御される。

図２０(a) 〜(c) に示すように、先端エッジ部３１への肉盛り溶接の詳細は、図２０(a) のように、まず先端エッジ部３１の厚み方向両端部の(A)、(B)の位置（溶接起点）に溶接トーチ５５でアークスポット肉盛り溶接３３、３４を順に行う［(1)、(2)］。この溶接は、図１１のステップＳ１０４の溶接基点の肉盛り溶接である。そして、図２０(b) に示すように、その先端エッジ部３１のアークスポット溶接３３、３４間に肉盛り溶接３０が連続的に行われる［(3)］。この肉盛り溶接３０は、先にアークスポット肉盛り溶接３３を行った(A) 位置から(B) 位置に向けて行われ、アークスポット肉盛り溶接３３、３４による効果的な溶接だれ防止を図っている。また、図２０(c) に示すように、この例では、２層の肉盛り溶接３０を行うようにしている。この先端エッジ部３１への肉盛り溶接３０は、最も磨耗しやすいので２層以上が好ましい。

次に、図２１に示すように、切断刃３のサイドエッジ部３２に肉盛り溶接がされる。この肉盛り溶接も、溶接トーチ５５による溶接姿勢としては、基本として溶接トーチ５５の先端を真下方向に向けた下向き溶接で、水平からやや登り勝手となるように切断刃３の姿勢を制御しながら行われる。この溶接姿勢も、多軸保持機４０によって切断刃３の姿勢が最適な姿勢となるように制御され、自動溶接機５０によって溶接トーチ５５の姿勢が制御される。

図２２(a) 、(b) に示すように、このサイドエッジ部３２への肉盛り溶接３０は、図２２(a) に示すように、切断刃３の反回転方向端部における鋭角部の厚み方向両端部(C)、(D) 位置に、アークスポット溶接３５、３６を順に行い［(4)、(5)］、図２２(b) に示すように、そのアークスポット溶接３５、３６を行った端部(C)、(D) 位置から先端エッジ部３１の(A)、(B) 位置に向けて肉盛り溶接３０が連続的に行われる［(6)、(7)］。この肉盛り溶接３０も、先に行ったアークスポット溶接３５の(C) 位置から先端エッジ部３１の(A) 位置に向けて行われ、アークスポット溶接３５、３６による効果的な溶接だれ防止を図っている。

次に、図２３に示すように、先端エッジ部３１を間に挟む他方のサイドエッジ部３２に肉盛り溶接がされる。この肉盛り溶接も、溶接トーチ５５による溶接姿勢としては、基本として溶接トーチ５５の先端を真下方向に向けた下向き溶接で、水平からやや登り勝手となるように切断刃３の姿勢を制御しながら行われる。この溶接姿勢も、多軸保持機４０によって切断刃３の姿勢が最適な姿勢となるように制御され、自動溶接機５０によって溶接トーチ５５の姿勢が制御される。

図２４に示すように、このサイドエッジ部３２への肉盛り溶接３０は、サイドエッジ部３２の回転方向端部の(E)、(F) 位置から先端エッジ部３１の(A)、(B) 位置に向けて肉盛り溶接３０が連続的に行われる［(8)、(9)］。この回転方向端部(E)、(F) 位置は、端部の角が鋭角ではないため、上記したようなアークスポット溶接３５、３６を行うことなく肉盛り溶接３０が行われる。

図２５は、図２４に示すサイドエッジ部の溶接後にスラグ除去する状態を示す斜視図である。上記したようにして、切断刃３の先端エッジ部３１とサイドエッジ部３２とに肉盛り溶接３０（図２４）が完了すると、その肉盛り溶接３０のスラグを除去するためにハンドリングロボット２０が第１把持部２６でブラシ７を把持し、サイドエッジ部３２に沿ってブラシ７を移動させることによってスラグが除去される。

また、このようにスラグ除去する時間を利用し、自動溶接機５０の溶接トーチ５５は、次の溶接に備えて、図１２に示す溶接トーチ調整機５６によってワイヤーの調整、トーチのスパッタ除去、トーチ内部の清掃、ワイヤー長の調整等が行われる。

なお、サイドエッジ部３２に複数層の肉盛り溶接３０をする場合、奇数層と偶数層とで溶接の進行方向を逆にすることにより、溶接ビード終端における凹みを分散させるようにすることができる。

図２６(a) は、図１６に示すフローチャートの肉盛り溶接後の検査（ステップＳ１０）の状態を示す斜視図であり、図２６(b) は手修正の状態を示す斜視図である。図示するように、自動溶接機５０による肉盛り溶接３０が完了すると、その切断刃３は搬入出機１５によって一旦判定部８２に搬出され、作業者Ｍによる目視の検査が行われる（図１２）。この検査は、図２６(a) に示すように、肉盛り溶接３０の盛り量等が検査器具８４によって検査される。この検査で肉盛り量に不足がある場合、図２６(b) に示すように、作業者Ｍが手修正溶接機８３（図１２）の溶接トーチ８３ａによって手作業で肉盛り溶接を行って修正する。

図２７は、図１６に示すフローチャートの後熱処理時（ステップＳ１２）に後熱機７０へ切断刃３を移動させた状態を示す斜視図である。上記したような検査が行われた切断刃３は、再び搬入出機１５によって仕切り壁２の内部に搬入され（図１２）、ハンドリングロボット２０によって後熱機７０の載置台７２に載置され、開閉口７１から後熱機７０内に入れられる。この切断刃３は、後熱機７０内で所定時間の後熱処理が行われる。

この後熱機７０によって後熱処理された切断刃３は、ハンドリングロボット２０によって上述した待機部４の所定番地に戻される（図１２）。この後熱処理された切断刃３は、図示しない加工機によって、粗加工と仕上加工とが行われて、先端エッジ部３１及びサイドエッジ部３２が新品と同様に再生された切断刃３となる。

以上のような図１７〜図２７に示す切断刃の再生方法は、切断刃３に手修正が必要な物が含まれるような場合の説明であり、手修正を行うことによって自動溶接機５０が自動溶接中に上記した「チョコ停」を生じるのを防止する必要が無いような切断刃３のみの場合には、手修正に関する工程を省くようにすればよい。

図２８(a) は、図２７に示す切断刃３を配設した回転刃１０を示す側面図であり、図２８(b) は他の切断刃１１を示す側面図である。

図２８(a) に示すように、再生した分割式の切断刃３によれば、刃台部１０６（図３０と同一構成）の周囲に取付けた状態で先端エッジ部３１と、サイドエッジ部３２の外周縁部の全体とに硬化肉盛溶接材料を肉盛り溶接した回転刃１０として再生することができるので、新品に交換する場合に比べて費用を抑えることができ、更に、切断刃３に要するランニングコストを下げた剪断式破砕設備の運用が可能となる。しかも、回転方向Ｒに回転する回転刃１０のエッジ部の外周縁部の全体が硬化肉盛溶接材料となり、エッジ部３１、３２の硬度が大きい回転刃１０を形成することができる。

また、図２８(b) に示すように、上記実施の形態では分割式切断刃３を例に説明しているが、一体式切断刃１１においても同様に再生することができる。この切断刃３と刃台部１０６とが一体形成された一体式切断刃１１の場合、上述した多軸保持機４０が一体式切断刃１１を保持して姿勢制御できる構成に変更され、先端エッジ部３１の端部から次の先端エッジ部３１の端部までのサイドエッジ部３２が、連続的に自動肉盛り溶接される。そして、この先端エッジ部３１とサイドエッジ部３２とに肉盛り溶接３０を行った一体式切断刃１１によれば、最も仕事をする先端エッジ部３１と、サイドエッジ部３２とが硬度の大きい硬化肉盛溶接材料となった一体式切断刃１１として再生することができるので、新品に交換する場合に比べて費用を抑えることができ、更に、一体式切断刃１１に要するランニングコストを下げた剪断式破砕設備の運用が可能となる。このように、本発明は分割式切断刃３に限定されるものではなく、一体式切断刃１１にも適用できる。

なお、上記実施の形態の再生設備１では、再生する切断刃３に肉盛り溶接３０を行う構成を主に説明したが、入庫された切断刃３のエッジ部３１、３２に対する面取り加工を行う装置、及び肉盛り溶接３０を行った切断刃３にエッジ部３１、３２を再生加工する装置（縦型ミーリングマシン、ロータリ研磨機等）を含めて連続的に作業が行えるように各機械を配置して再生設備を構成するのが好ましく、上記実施の形態の機械配置は一例であり、各機器の配置は上記実施の形態に限定されるものではない。

さらに、上述した実施の形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。

そして、本発明に係る切断刃の再生方法によって再生することができる切断刃は、その摩損の程度によって一定の限界がある。つまり、摩損した切断刃を肉盛り溶接によって新品と同程度の寸法に形成するときに、その肉盛り溶接部を所望の高さに形成するには、一定の限界があるからである。

また、図８(b) に示すように、再生加工後の逃げ面肉盛り溶接部１３１ａを、それが形成されている切断刃３の本体の外周面３ｂと略同一平面上に形成する場合は、逃げ面１３２の磨耗量が所定量以下である切断刃３に対して再生加工することに意義がある。

なぜなら、逃げ面１３２の磨耗量が所定量（例えば１０ｍｍ）を超えると、再生加工後の逃げ面１３２もその磨耗によって半径方向の寸法が小さくなり、これによって、図２９に示すように、切断刃３の逃げ面１３２と、スペーサ１０４の外周面との隙間が大きくなり、この切断刃３の刃先部１２７とスペーサ１０４の外周面との間で被破砕物を効果的に破砕することができないからである。

以上のように、本発明に係る切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃は、先端エッジ部及びサイドエッジ部が摩耗した切断刃を、少ない溶接材料を使用して、安定した高い品質の切断刃に効率良く再生することができる優れた効果を有し、このような切断刃の再生方法、その再生設備、及び剪断式破砕機用切断刃に適用するのに適している。

１ 再生設備
３ 切断刃
３ａ 切断刃の側面
３ｂ 切断刃の外周面
５ タブ
１０ 回転刃
１１ 一体式切断刃
１５ 搬入出機
１６ 載置部
１７ 搬送部
２０ ハンドリングロボット
２５ 把持部
２６ 第１把持部
２７ 第２把持部
３０ 肉盛り溶接
３１ 先端エッジ部
３２ サイドエッジ部
４０ 多軸保持機
４２ 傾倒部
４３ 回転部
４４ 保持部
４５ 固定部材
５０ 自動溶接機
５５ 溶接トーチ
６０ 予熱機
７０ 後熱機
８０ 制御装置
８２ 判定部
８３ 手修正溶接機
８４ 検査器具
１０７ 係合段部
１２５ 固定部
１２６ ボルト挿通孔
１２７ 刃先部
１２８ サイド肉盛り溶接部（再生加工前のサイドエッジ部）
１２９ 先端肉盛り溶接部（再生加工前の先端エッジ部）
１３０ サイド肉盛り溶接部（再生加工後のサイドエッジ部）
１３０ａ 側面肉盛り溶接部（サイドエッジ部）
１３０ｂ 外面肉盛り溶接部（サイドエッジ部）
１３１ 先端肉盛り溶接部（再生加工後の先端エッジ部）
１３１ａ 逃げ面肉盛り溶接部（先端エッジ部）
１３１ｂ 掬い面肉盛り溶接部（先端エッジ部）
１３２ 刃先部の逃げ面
１３３ 刃先部の掬い面
Ｔ 面取り部

Claims (3)

1. 固定部と、この固定部から外向きに突出する刃先部とを備え、前記刃先部は、回転方向に向かって尖った先端エッジ部を有し、前記刃先部を含む側面外縁部にサイドエッジ部を有する補修される切断刃の再生方法であって、
   前記切断刃の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して面取り加工を行う面取り工程と、
   前記面取り加工が行われた前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して肉盛り溶接を行なう肉盛り溶接工程と、
   前記切断刃の肉盛り溶接部を所定の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部の形状となるように再生加工する加工工程とを備え、
   前記サイドエッジ部に形成されたサイド肉盛り溶接部のうち、前記切断刃の側面上に延びる側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面からその本体の外周面に対して垂直方向の寸法が、前記切断刃の外周面上に延びる外面肉盛り溶接部における、前記切断刃の厚み方向の寸法の１〜３倍となるように肉盛溶接を行い、
   再生加工後の前記側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の側面よりも突出し、かつ、
   再生加工後の前記外面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成されることを特徴とする切断刃の再生方法。
2. 固定部と、この固定部から外向きに突出する刃先部とを備え、前記刃先部は、回転方向に向かって尖った先端エッジ部を有し、前記刃先部を含む側面外縁部にサイドエッジ部を有する補修される切断刃を再生加工する切断刃の再生設備において、
   前記切断刃の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して面取り加工を行う面取り機と、
   前記面取り加工が行われた前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部に対して肉盛り溶接を行なう肉盛り溶接機と、
   前記切断刃の肉盛り溶接部を所定の前記先端エッジ部及び前記サイドエッジ部の形状となるように再生加工する加工機とを備え、
   前記サイドエッジ部に形成されたサイド肉盛り溶接部のうち、前記切断刃の側面上に延びる側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面からその本体の外周面に対して垂直方向の寸法が、前記切断刃の外周面上に延びる外面肉盛り溶接部における、前記切断刃の厚み方向の寸法の１〜３倍となるように、前記肉盛り溶接機によって肉盛り溶接し、
   再生加工後の前記側面肉盛り溶接部は、前記切断刃の側面よりも突出し、かつ、
   再生加工後の前記外面肉盛り溶接部は、前記切断刃の本体の外周面と略同一平面上に形成されるように、前記加工機によって再生加工することを特徴とする切断刃の再生設備。
3. 請求項１に記載の切断刃の再生方法によって再生されたことを特徴とする剪断式破砕機用切断刃。

Images