JP6336191B1 - 回転カッタ研削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本来回転自在な回転カッタを一時的に回転不能にできる回転カッタ研削装置を提供する。【解決手段】回転カッタ６の支持軸21からずれた位置の揺動軸22を中心として前記回転カッタ６と平行に揺動するカッタ支持レバー２を備えた回転カッタ研削装置１において、支持軸21は、回転カッタ６を保持して一体に回転する軸本体21を、カッタ支持レバー２の上面に設けた軸受け214に挿入した状態で回転自在に支持するように構成され、軸本体21は、カッタ支持レバー２及び/又は軸受け214の上面26,215に接面させる当接面212,213を設け、カッタ支持レバー２を貫通する接続軸52により前記カッタ支持レバー２の下面27に上面53を摺接させるカッタ固定レバー５に接続し、カッタ固定レバー５は、接続軸52を中心とする旋回方向でカッタ支持レバー２に向けて傾斜したカム面51を上面53に設けてなる。【選択図】図３

Description

本発明は、回転カッタ研削装置に関する。

草刈機等に使用される回転カッタは、例えば回転カッタの支持軸からずれた位置の揺動軸を中心として前記回転カッタと平行に揺動するカッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置により、刃（正確には刃先のチップ）の腹（すくい角を形成する面）及び背（逃げ角を形成する面）を研削する。カッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置は、カッタ支持レバーのほか、研削砥石の姿勢及び位置を固定した状態でグラインダを保持するグラインダ保持部と、刃の間に掛合させたピンを前記回転カッタの半径方向内向きに付勢した状態で前記半径方向に移動自在としたラチェットレバーとをベースに備えて構成される。

カッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置は、カッタ支持レバーを揺動させて刃の腹又は背をグラインダの研削砥石に接近させると、ラチェットレバーのピンが刃の間に掛合させた回転カッタが回転を抑制された状態で刃の腹又は背に研削砥石を当接させて研削される。そして、カッタ支持レバーを揺動させて刃の腹又は背をグラインダの研削砥石から離反させると、ラチェットレバーのピンが刃の背を乗り越えて回転方向上流の刃の間に移動することにより、前記ピンが乗り越えた刃の数だけ回転カッタを回転させる（通常、１つ送り又は２つ送り）。

このように、カッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置は、回転カッタの刃を送って回転させるため、カッタ支持レバーを揺動させなければならない。簡易な回転カッタ研削装置は、カッタ支持レバー（操作レバー）を手動で揺動させる（例えば特許文献１）。しかし、回転カッタは、刃の数が多く、すべての刃の腹及び背を研削するには、カッタ支持レバーを手動で揺動させることに大変な労力を要する。そこで、近年では、モータの回転運動を利用して、カッタ支持レバーを自動で揺動させる回転カッタ研削装置も提案されている（例えば特許文献２）。

特開2014-046393公報 特開2014-226732公報

カッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置は、カッタ支持レバーの揺動が手動又は自動かを問わず、研削作業の開始前、カッタ支持レバーの揺動により接近する刃の腹又は背に研削砥石を接面させるため、グラインダの姿勢及び位置を特定する調整作業が必要となる。グラインダの調整作業は、ラチェットレバーのピンが刃の間に掛合した状態で実施される。グ研削砥石を刃の背に当接させる場合、研削砥石を刃の背に押し当てても力が回転カッタの中心に向けられるため、回転カッタは回転しない。このため、ラチェットレバーのピンが刃の間からずれることはなく、カッタ支持レバーを揺動させて回転カッタを回転させると、ラチェットレバーのピンが刃の間を正しく移動して、研削砥石を刃の背に正しく当接させることができる。

しかし、グラインダの研削砥石を刃の腹に当接させる場合、研削砥石を刃の腹に押し当てると力が回転カッタの回転方向に向けられるため、回転カッタが回転する。この場合、研削砥石が刃の腹を押す量によって、ラチェットレバーのピンが刃の間からずれることがあった。ラチェットレバーのピンが刃の間からずれた状態でカッタ支持レバーを揺動させると、ラチェットレバーのピンが刃の間を正しく移動できず、研削砥石が刃の腹からずれてしまい、場合によって研削砥石が刃の背に直交して押し当てられることもあった。これは、刃の破損を招くため、好ましくない。

手動でカッタ支持レバーを揺動させる場合、カッタ支持レバーの揺動量や揺動開始角又は揺動終了角を調整することにより、ラチェットレバーのピンが刃の間からずれても、研削砥石が刃の腹からずらさずに当接させることもできる。しかし、自動でカッタ支持レバーを揺動させる場合、カッタ支持レバーの揺動量や揺動開始角又は揺動終了角を細かく調整できないため、ラチェットレバーのピンが刃の間からずれると、研削砥石を刃の腹に当接できなくなる。研削砥石を正しく刃の腹に当接させることのできない問題は、研削作業前の不用意に回転カッタの回転でも生ずる。そこで、本来回転自在な回転カッタを一時的に回転不能にできるカッタ支持レバーの支持軸について、検討した。

検討の結果開発したものが、回転カッタの支持軸からずれた位置の揺動軸を中心として前記回転カッタと平行に揺動するカッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置において、
支持軸は、回転カッタを保持して一体に回転する軸本体を、カッタ支持レバーの上面に設けた軸受けに挿入した状態で回転自在に支持するように構成され、
軸本体は、カッタ支持レバーの上面に当接させる下端当接面又は、軸受けの上面に接面させる環状当接面を設け、カッタ支持レバーを貫通する接続軸により前記カッタ支持レバーの下面に上面を当接させるカッタ固定レバーに接続し、カッタ固定レバーは、接続軸を中心とする旋回方向でカッタ支持レバーに向けて傾斜したカム面を上面に設けてなり、接続軸を中心にカッタ固定レバーを旋回させてカム面をカッタ支持レバーの下面に潜り込ませ、前記カム面の厚みだけカッタ支持レバーに対してカッタ固定レバーを押し下げることにより、接続軸を介して軸本体を下方に引っ張り、軸本体の下端当接面をカッタ支持レバー上面に押し付けるか、又は軸本体の環状当接面を軸受けの環状上面に押し付けて、一時的に回転カッタを回転不能にすることを特徴とする回転カッタ研削装置である。

本発明の回転カッタ研削装置は、カッタ固定レバーを追加したカッタ支持レバーのほかは、従来同様、研削砥石の姿勢及び位置を固定した状態でグラインダを保持するグラインダ保持部と、刃の間に掛合させたピンを前記回転カッタの半径方向内向きに付勢した状態で前記半径方向に移動自在としたラチェットレバーとをベースに備えて構成される。カッタ固定レバーは、グラインダ保持部やラチェットレバー等と干渉しない向きでカッタ支持レバーから突出させ、平面視形状を決定する。

本発明は、支持軸が軸本体を軸受けにそのまま挿入して前記軸本体が正逆どちらにも回転自在な構造、コイルスプリングにより軸本体を軸受けに押し付けて前記軸本体の正逆の回転を抑制した構造、軸本体と軸受けとの間にワンウェイクラッチを介装して前記軸本体が一方向にしか回転しない構造のいずれにも適用できる。いずれの構造の支持軸であっても、軸本体は、回転刃の回転中心に軸芯を一致させた円柱状で、軸受けは、回転刃の回転中心に仮想軸芯を一致させた円筒状である。

これから、軸本体は、下端面を当接面として、筒状とした軸受けの開放された下端面から覗くカッタ支持レバーの上面に接面させる。また、軸本体は、側面の上下方向途中に設けた段差の環状面を当接面とし、軸受けの上端に形成される環状面や、軸受けの内周面に設けた段差の環状面である上面に、接面させる。接面する関係にある軸本体又は軸受けの部分は、転写関係にあれば平坦面でなくても構わない（例えば転写関係にある錐体側面同士を接面させる）。また、軸本体とカッタ支持レバーとが接面する部分や、軸本体と軸受とが接面する部分は、１箇所あればよいが、複数あっても構わない。

カッタ固定レバーは、カム面をカッタ支持レバーに向けて旋回させると、前記カム面がカッタ支持レバーの下面とカッタ固定レバーの上面との間に割り込み、カッタ支持レバーに対して押し下げられる。カッタ固定レバーの上面をカッタ支持レバーの下面に当接させるとは、カッタ支持レバーの下面とカッタ固定レバーの上面との間にカム面を割り込ませることができるように、カッタ固定レバーの上面がカッタ支持レバーの下面に接面させる状態にあるほか、カム面の高さ未満の範囲で、カッタ固定レバーの上面がカッタ支持レバーの下面に近接させた状態を含む。

カム面は、接続軸を中心とする旋回方向でカッタ支持レバーに向けた傾斜面を有すれば、例えば平坦な傾斜面を有する側面視くさび状のブロックでもよい。しかし、カッタ固定レバーは、球面状のカム面を設けた構成が好ましい。球面状のカム面は、カッタ固定レバーの上面から上方に凸な球面の一部で、カッタ固定レバーの上面に別部材を取り付けて形成してもよいし、カッタ固定レバーの下面から押し上げて形成してもよい。また、球面状のカム面は、カッタ固定レバーの上面と表面との境界を明確に設けてもよいし、カッタ固定レバーの上面と表面とがなだらかに連続するように前記境界をなくしてもよい。

本発明の回転カッタ研削装置は、カッタ固定レバーの旋回操作により、支持軸に保持させた回転カッタを一時的に回転不能にできる。回転カッタは、カッタ固定レバーを逆向きに旋回操作すれば、再び回転自在になる。グラインダの研削砥石を刃の腹に当接させる調整作業は、回転カッタの回転不能な状態で実行すれば、ラチェットレバーのピンが刃の間からずれなくなる。こうして、調整作業で刃の腹に当接させた研削砥石が、回転カッタが回転してもずれなくなり、間違いなく、前記刃の腹を研削できるようになる。これは、特に自動でカッタ支持レバーを揺動させる回転カッタ研削装置に好適な効果である。

球面状のカム面は、カッタ支持レバーの下面に対してどのような角度でも円滑に潜り込めるほか、前記下面に対して一点で押圧するため、カッタ支持レバーの下面とカッタ固定レバーの上面との間に割り込ませた際、カッタ固定レバーをがたつかせない利点がある。また、球面状のカム面は、カッタ固定レバーの下面から押し上げて形成することができるため、カッタ固定レバーの製造コストを抑制できる利点もある。更に、カッタ固定レバーの下面から押し上げて形成する球面状のカム面は、ハンマーで凹ませる又は更に押し上げることで、利用者がカッタ固定レバーの上面からの突出量を調整できる利点もある。

本発明を適用した回転カッタ研削装置の一例を表す平面図である。 本例の回転カッタ研削装置を表す正面図である。 図１中Ａ矢視部分におけるカッタ支持レバー及びカッタ固定レバーの関係を表す部分破断側面図である。 カッタ固定レバーを旋回させた本例の回転カッタ研削装置を表す平面図である。 図４中Ｂ矢視におけるカッタ支持レバー及びカッタ固定レバーの関係を表す部分破断側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明を適用した回転カッタ研削装置１は、図１（回転カッタ６は仮想線表示）及び図２に見られるように、回転カッタ６の支持軸21からずれた位置の揺動軸22を中心として前記回転カッタ６と平行に揺動するカッタ支持レバー２と、研削砥石311の姿勢及び位置を固定した状態でグラインダ31を保持するグラインダ保持部３と、刃61b,61bの間に掛合させたピン41を前記回転カッタ６の半径方向内向きに付勢した状態で前記半径方向に移動自在としたラチェットレバー４とをベース11に備えて構成される。

本例の回転カッタ研削装置１は、モータ12を利用してカッタ支持レバー２を揺動させる自動式である。ベース11は、金属板の四辺を下向きに折り曲げ、左右に折り曲げた側面を脚部とし、平面視長方形の平面を有する箱体である。モータ12は、ベース11の平面の下面側に取り付け、前記平面の上面側に突出された回転軸（図示略）に、前記回転軸に同心とした平面視円形の金属板からなるクランク14を取り付けている。モータ12の操作盤13は、ベース11の脚部を構成する側面の一方に設けている。

金属棒体である連結ロッド15は、前記クランク14の周縁と、カッタ支持レバー２の先端側に設けた連結軸151とに掛け渡され、クランク14の回転運動をカッタ支持レバー２の揺動運動に転換する。カッタ支持レバー２は、両端に位置する揺動軸22と連結軸151の間で、前記連結軸151寄りの上面26に支持軸21を設けている。これにより、支持軸21が支持する回転カッタ６は、連結軸151の往復運動量相当する大きさで揺動させることができる。

カッタ支持レバー２は、支持軸21の上端に備えた金属製の受け円盤24に回転カッタ６を接面状態で載せ、前記回転カッタ６を押さえカップ25で押さえた状態でカッタ固定ノブ23を支持軸21に捩じ込むことにより、回転カッタ６を支持軸21と一体化する。これにより、支持軸21が回転すれば、同方向に回転カッタ６が回転するが、支持軸21が回転不能になれば、回転カッタ６も回転不能になる。本例は、受け円盤24に繋がる軸本体211と、前記軸本体211を挿入する軸受け214との間にワンウェイクラッチ217を介装し、支持軸21として一方向にのみ回転自在としている（図１中左回転）。

グラインダ保持部３は、金属板を折り曲げて形成した保持ブラケット32に、研削砥石311の姿勢を特定した状態でグラインダ31を保持し、前記保持ブラケット32をベース11にブラケット固定ノブ33で固定して、研削砥石311の姿勢及び位置を固定する。具体的な研削砥石311の姿勢及び位置は、研削する回転カッタ６の大きさや種類、グラインダ31の大きさや種類によって異なる。本例は、研削砥石311に最接近した回転カッタ６が、刃61aの腹を当接させる姿勢及び位置で研削砥石311を固定している（図１参照）。

ラチェットレバー４は、側面視略Ｃ字状に折り曲げられた金属板からなるレバー用ブラケット42の上面に、カッタ支持レバー２の支持軸21に向けて付勢された状態で軸着された金属板で、先端に上向きの金属棒体であるピン41を立てている。本例のラチェットレバー４は、レバー用ブラケット42に支持された捻りコイルバネにより付勢されている。レバー用ブラケット42は、回転カッタ６の大きさに応じてラチェットレバー４のピン41の位置を調節できるように、ベース11の長手方向（図１中左右方向）に位置調整可能で、ブラケット固定蝶ネジ43によりベース11に固定される。

カッタ固定レバー５は、カッタ支持レバー２と連動レバー15との間から真っ直ぐに延びる金属板で、支持軸21と同軸で前記カッタ支持レバー２に取り付けられる。カッタ固定レバー５は、カッタ支持レバー２や連動レバー15に干渉しなければ、本例と違った位置又は方向に突出したり、曲がる又は折れて突出したりしてもよい。本例のカッタ固定レバー５は、支持軸21の軸本体211からカッタ支持レバー２を貫通して延びる接続軸52に、前記カッタ支持レバー２の下面27に上面53を当接させた状態で取り付ける。接続軸52は、回転支持レバー２の揺動により緩まないように、逆ネジのボルトである。

本例のカッタ固定レバー５は、下面54から押し上げることにより、上面53に膨出した球面状のカム面51を設けている（図３中拡大部分参照）。本例のカッタ固定レバー５は、接続軸52であるボルトの頭に下面54を掛合させ、前記接続軸52に対して緩く嵌合しただけで、軸本体211の回転に連動しない。しかし、カッタ固定レバー５は、上面53をカッタ支持レバー２の下面25に当接させているので、カッタ支持レバー２が揺動するだけでは、カム面51がカッタ支持レバー２の下面25に潜り込まない（図１参照）。

支持軸21は、図３に見られるように、カッタ支持レバー２の上面26に固定された軸受け214に、回転カッタ２を保持する軸本体211を挿入して構成される。軸本体211は、段差を挟んで小径の挿入部分を形成した金属製の円柱ブロックで、前記段差を環状当接面212、下端平面を下端当接面213とする。軸受け214は、軸本体21の挿入部分218に隙間を残して内周面が形成される金属製の筒体で、上端面を環状上面215とする。また、軸受け214は、開放された下端面からカッタ支持レバー２の上面26を覗かせる。

軸本体211は、挿入部分218を軸受け214に挿入すると、環状当接面212を軸受け214の環状上面215に当接させ、下端当接面213をカッタ支持レバー２の上面26に当接させる。挿入部分218は、下端当接面213から挿入部分216の軸芯に沿って設けたボルト穴216を設けている。挿入部分218は、カッタ支持レバー２及びカッタ固定レバー５の挿通孔219,55を通じて下方から差し込んだ接続軸52となるボルトを前記ボルト穴216に捻じ込んでいる。

接続軸52であるボルトは、ボルト頭をカッタ固定レバー５の下面54に掛合した状態で、カッタ固定レバー５の上面53がカッタ支持レバー２の下面27に接面するまで、ボルト穴216に捻じ込む。カッタ支持レバー２及びカッタ固定レバー５の挿通孔219,55は、接続軸52の外径より内径が大きい。これにより、軸本体211は、カッタ支持レバー２の揺動やカッタ固定レバー５の旋回に影響されることなく、回転する。また、接続軸52であるボルトは、ボルト頭をカッタ固定レバー５の下面54に掛合するため、軸受け214に対する軸本体211を抜け止めする。

本例の支持軸21は、軸受け214の内周面上段に設けたワンウェイクラッチ217により軸本体211の挿入部分218を支持し、軸本体211を一方向にのみ回転させる図１中左回転）。このとき、環状当接面212及び環状上面215や下端当接面213及びカッタ支持レバー２の上面26の当接は、軸本体211の回転を邪魔しない程度の摩擦力を発生させるのみで、回転カッタ６は回転自在な状態にある。これにより、カッタ支持レバー２が揺動すると、ラチェットレバー４のピン41が回転カッタ６の刃61bを乗り越えていくことで、前記回転カッタ６が回転する。

回転カッタ４を一時的に回転不能にする場合、図４（回転カッタ６は仮想線表示）に見られるように、カッタ固定レバー５を右回りに旋回させ、カム面51をカッタ支持レバー２の下面27に潜り込ませる。本例のカッタ固定レバー５は、揺動軸22に当接させれば、カム面51がカッタ支持レバー２の下面27に確実に潜り込み、かつ外れるおそれがない。このように、カム面51がカッタ支持レバー２の下面27に確実に潜り込ませるため、カッタ固定レバー５の旋回範囲を規制するストッパをベース11に設けてもよい。

カム面51がカッタ支持レバー２の下面27に潜り込むと、図５に見られるように、カッタ支持レバー２の下面25に当接していたカッタ固定レバー５の上面53が、わずかな隙間（図５中ΔＳ）だけ離れる（図５中拡大部分参照）。これは、カッタ支持レバー２に対してカッタ固定レバー５が押し下げられたことを意味する。ここで、接続軸52であるボルトがボルト頭をカッタ固定レバー５の下面54に掛合させているので、カッタ固定レバー５が押し下げられると、前記接続軸52を介して挿入部分218を下方に引っ張ることになる。

こうして、軸受け214に対して軸本体211が押し付けられることになり（図５中黒塗り矢印参照）、環状当接面212及び環状上面215や下端当接面213及びカッタ支持レバー２の上面26はそれぞれ圧接状態となり、軸本体211の回転を阻害する程度の摩擦力を発生させ、回転カッタ６を回転不能にする。軸本体211は、軸受け214に対して物理的に固定されているわけではない。しかし、圧接した環状当接面212及び環状上面215や下端当接面213及びカッタ支持レバー２の上面26に発生する摩擦力は、回転カッタ６の回転を極めて困難とし、事実上、回転不能にする。

回転カッタ６は、図４に見られるように、例えばグラインダ31の研削砥石311を刃61aの腹に当接させる研削作業の準備として、グラインダ31の研削砥石311の姿勢及び位置を決定する際、回転不能にする。グラインダ31の研削砥石311を刃61aの腹に当接させる研削作業の準備は、支持軸21に回転カッタ６を取り付けた状態で、前記回転カッタ６が最も右方に振れる位置までカッタ支持レバー２を揺動させる。そして、回転カッタ６が最も右方に振れる位置までカッタ支持レバー２を揺動させた状態で、ラチェットレバー４のピン41を刃61b,61bの間に掛合させる。

そして、ラチェットレバー４のピン41を刃61b,61bの間に掛合させたまま、グラインダ31の研削砥石311を刃61aの腹に当接させる。このとき、回転カッタ６が回転不能であると、研削砥石311を刃61aの腹に強く押し当てても回転カッタ６が回転しなくなり、ラチェットレバー４のピン41が61b,61bの間からずれない。これにより、カッタ支持レバー２を揺動させると、ラチェットレバー４のピン41が刃61bの間を正しく移動し、研削砥石311が刃61aの腹からずれずに正しく研削できる利点が得られる。この利点は、本例のような自動式の回転カッタ研削装置１に最も効果が現れるが、手動式の装置でも効果がある。

１ 回転カッタ研削装置
11 ベース
12 モータ
13 操作盤
14 クランク
15 連結ロッド
151 連結軸
２ カッタ支持レバー
21 支持軸
211 軸本体
212 環状当接面
213 下端当接面
214 軸受け
215 環状上面
216 ボルト穴
217 ワンウェイクラッチ
218 挿入部分
22 揺動軸
23 カッタ固定ノブ
24 受け円盤
25 押さえカップ
26 上面
27 下面
３ グラインダ保持部
31 グラインダ
311 研削砥石
32 グラインダ用ブラケット
33 ブラケット固定ノブ
４ ラチェットレバー
41 ピン
42 レバー用ブラケット
43 ブラケット固定蝶ネジ
５ カッタ固定レバー
51 カム面
52 接続軸
53 上面
54 下面
55 ボルト穴
６ 回転カッタ
61a 刃
61b 刃

Claims (2)

1. 回転カッタの支持軸からずれた位置の揺動軸を中心として前記回転カッタと平行に揺動するカッタ支持レバーを備えた回転カッタ研削装置において、
   支持軸は、回転カッタを保持して一体に回転する軸本体を、カッタ支持レバーの上面に設けた軸受けに挿入した状態で回転自在に支持するように構成され、
   軸本体は、カッタ支持レバーの上面に当接させる下端当接面又は、軸受けの上面に接面させる環状当接面を設け、カッタ支持レバーを貫通する接続軸により前記カッタ支持レバーの下面に上面を当接させるカッタ固定レバーに接続し、
   カッタ固定レバーは、接続軸を中心とする旋回方向でカッタ支持レバーに向けて傾斜したカム面を上面に設けてなり、
   接続軸を中心にカッタ固定レバーを旋回させてカム面をカッタ支持レバーの下面に潜り込ませ、前記カム面の厚みだけカッタ支持レバーに対してカッタ固定レバーを押し下げることにより、接続軸を介して軸本体を下方に引っ張り、軸本体の下端当接面をカッタ支持レバー上面に押し付けるか、又は軸本体の環状当接面を軸受けの環状上面に押し付けて、一時的に回転カッタを回転不能にすることを特徴とする回転カッタ研削装置。
2. カッタ固定レバーは、球面状のカム面を設けた請求項１記載の回転カッタ研削装置。
   

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