JP6721817B2 - チップソー - Google Patents

Description

本発明は、円板状の台金の外周縁に多数のチップ固着部が形成され、このチップ固着部に超硬チップがそれぞれロー付け固着されたチップソーに関する。

従来、刈払い用に使用されるチップソーは、例えば特許文献１に開示されている。このチップソーは、台金の外周縁に所定間隔で中心位置の取付孔方向に向けて窪んだ多数の刃室が形成され、この刃室部分に凹部形状のチップ固着部が形成され、このチップ固着部に超硬チップがそれぞれロー付け固着されている。このとき、超硬チップは、チップソーの回転方向前方側となる掬い面と、この掬い面の先端に回転方向後方側に向けて所定角度傾斜した先端面と、この先端面の後端と前記掬い面の下端との間に形成された台金を表面側から見た正面視で略Ｊ字形状の背面及び底面からなる固着面を有している。

そして、この超硬チップの固着面には、その厚さ方向（チップソーの板厚方向）の両側面に一定幅の鍔がそれぞれ設けられることで超硬チップの固着面に溝が形成され、この溝が台金のチップ固着部に嵌め込み状態とされて、超硬チップの固着面が台金のチップ固着部にロー付け固着されるようになっている。

特開２０１１−２１７７１２号公報

しかしながら、このようなチップソーにあっては、超硬チップの固着面の鍔（溝）により、台金のチップ固着部との接触面積が大きくなり、ロー付け強度を所定に確保することができるものの、超硬チップの掬い面と背面とが略平行に形成されて、この固着面がチップ固着部に単に挿入された状態でロー付け固着されている。そのため、超硬チップのチップ固着部に対する抜け（脱落）方向の強度がロー付け強度のみとなり、例えば刈払い作業中に刃先である超硬チップが地面に当たったり小石等と接触して、超硬チップ自体が強い衝撃を受けた場合に、ロー付け状態によっては超硬チップがチップ固着部から脱落する虞がある等、超硬チップに長期に亘り十分な固着力を確保することが難しい。

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、超硬チップと台金のチップ固着部との間に超硬チップの脱落防止機構を設けつつ、超硬チップの固着面の所定位置に溝を設けてロー付け面積を増大させることで、構造上の強度とロー付け自体の強度で超硬チップのチップ固着部に対する固着力を十分に高めて、長期に亘り超硬チップの脱落を確実に防止し得る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の刃室部分に設けられた凹部からなるチップ固着部と、該チップ固着部にロー付け固着される超硬チップを備えるチップソーにおいて、前記超硬チップは、前記台金の回転方向前方側で下端部に脱落防止部を有する掬い面と、該掬い面の先端後方側に所定角度傾斜して設けられた先端面と、該先端面の後端部に連接されて前記掬い面と平行な背面と、該背面の下端に連接された傾斜面と、該傾斜面の下端と前記掬い面の下端との間に設けられた底面とを有し、前記超硬チップの背面部分のみに鍔が板厚方向の両側面にそれぞれ一体形成され、該鍔で形成される溝の深さが前記背面の長手方向において同一に設定されると共に、前記溝の下端部と前記傾斜面との連結部分が曲面形状に形成され、当該超硬チップの前記脱落防止部を前記チップ固着部の刃室側開口端部に形成した脱落防止部に回転しつつ係合させ、当該超硬チップの前記鍔で形成される溝を前記チップ固着部に嵌め込み装着した状態で、当該超硬チップの前記背面と傾斜面及び底面が前記チップ固着部にロー付け固着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、前記超硬チップの脱落防止部及び前記チップ固着部の脱落防止部が、前記超硬チップ及び台金の板厚方向の全域に亘って設けられてその周面が半円弧形状の突条もしくは溝であることを特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、前記超硬チップの溝が、当該溝を台金の前記チップ固着部に嵌め込んで装着する際に、当該超硬チップの前記脱落防止部を中心とした回転装着動作に支障のない深さに設定されると共に、前記鍔で前記チップ固着部の両側面が閉塞される深さであることを特徴とする。

本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、超硬チップの掬い面の下端部に設けた脱落防止部が、台金のチップ固着部の脱落防止部に係合回転しつつ、超硬チップの鍔で形成される溝をチップ固着部に嵌め込み装着した状態で、超硬チップがチップ固着部にロー付け固着されるため、脱落防止部で超硬チップのチップ固着部からの抜け（脱落）が凹凸構造で阻止されると共に、超硬チップの背面の溝により超硬チップの固着面とチップ固着部のロー付け面積を増大でき、構造上の強度とロー付け自体の強度で超硬チップのチップ固着部に対する固着力を十分に高めて、長期に亘り超硬チップの脱落を防止することができる。

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、超硬チップとチップ固着部の脱落防止部が超硬チップと台金の板厚方向の全域に亘って設けられてその周面が半円弧形状の突条もしくは溝であるため、超硬チップをチップ固着部に装着した際に、超硬チップの台金の板厚方向に対する捻れ等の位置変化を防止でき、チップ固着部に超硬チップを安定装着して一層強固な固着状態を得ることができる。

また、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、超硬チップの溝を台金のチップ固着部に嵌め込んで装着する際に、溝の深さが超硬チップの装着動作に支障のない深さに設定されると共に、溝両側の鍔でチップ固着部の両側面を閉塞できるため、超硬チップをその回転操作をスムーズに行いつつチップ固着部に簡単かつ正確に装着できると共に、超硬チップの固着面とチップ固着部間の隙間を鍔で確実に閉塞できて、超硬チップの固着状態をより一層安定化することができる。

本発明に係わるチップソーの一実施形態を示す一部破断した正面図 同図１の要部の拡大図 同超硬チップの（ａ）が正面図、（ｂ）が左側面図、（ｃ）が右側面図、（ｄ）が平面図、（ｅ）が底面図 同超硬チップの装着方法の説明図 同超硬チップの変形例を示す断面図

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３は、本発明に係わるチップソーの一実施形態を示している。図１に示すように、チップソー１は、円板状で複数の軽量孔３が形成された台金２を有し、この台金２の中心位置には、図示しない例えば刈払い機への取付孔４が形成されている。また、台金２の外周縁２ａには、台金２の中心位置方向に窪んだ刃室（ガレット）５が一定間隔で多数形成され、この刃室５に連続する状態でチップ固着部６がそれぞれ形成されている。そして、各チップ固着部６には、超硬合金からなるチップ７（超硬チップ７という）がそれぞれロー付け固着されている。

前記台金２のチップ固着部６は、図２に示すように、前面６ａ、底面６ｂ、傾斜面６ｃ及び背面６ｄを有して窪み（凹部）形状に形成されると共に、前面６ａの刃室５側の開口端には台金２の表裏面から見た正面視（断面）で半円弧形状の凸部８（脱落防止部）が一体形成されている。このとき、凸部８は台金２の板厚方向の全域に亘って形成された突条とされ、その外周面は所定アール寸法の円弧面とされると共に、凸部８の刃室５側は、刃室５の回転方向イの後端部に曲面で連接されている。

また、前記前面６ａの下端には、前記底面６ｂが直角状態で連設され、この底面６ｂは前記刃室５の最深部５ａより台金２の外周縁２ａ側に位置し、底面６ｂの後端部には前記傾斜面６ｃを介して前面６ａと平行な前記背面６ｄが連設されている。これにより、チップ固着部６は、正面視で略Ｊ字形状を呈し、このチップ固着部６の回転方向イ前方側の開口端となるＪ字の先端部分に前記凸部８が設けられている。なお、台金２の前記刃室５の回転方向イ先端部には、回転方向イの後方側の刃室５内及び台金２の外周縁２ａ側に所定寸法張り出した張り出し部９がそれぞれ一体形成されている。この張り出し部９により回転方向イ後方側の超硬チップ７が保護されるようになっている。

一方、前記超硬チップ７は、図３（ａ）〜（ｅ）に示すように構成されている。すなわち、超硬チップ７は、台金２の回転方向イ前方側で上端部に傾斜部７ａ１を有する掬い面７ａと、この掬い面７ａの傾斜部７ａ１先端に前記回転方向イ後方側に向けて所定角度傾斜して設けられた先端面７ｂと、この先端面７ｂの後端部に連設された背面７ｃと、この背面７ｃの下端に連設された傾斜面７ｄと、この傾斜面７ｄと前記掬い面７ａの下端との間に設けられ掬い面７ａの下端に直角状態て連設された底面７ｅを有している。

このとき、前記掬い面７ａと背面７ｃは、前記チップ固着部６の前面６ａ下端と背面６ｄと同様に平行に形成されている。これらの背面７ｃと傾斜面７ｄ、底面７ｅ及び掬い面７ａの下端部とで超硬チップ７の固着面が形成されている。また、背面７ｃには、その板厚方向の両側面に鍔１０をそれぞれ一体形成することで、背面７ｃの長手方向に沿って所定深さの溝１１が形成され、この溝１１の幅寸法ｗは、前記台金２（チップ固着部６）の板厚寸法と略同一に設定されている。また、前記先端面７ｂは、掬い面７ａ側の面と背面７ｃ側の面とで正面視で山形形状に形成されている。

また、前記超硬チップ７の掬い面７ａの下部には、正面視で半円形状の凹部１２（脱落防止部）が一体形成されている。この凹部１２は、前記チップ固着部６の凸部８と同様に、超硬チップ７の板厚方向の全域に溝として設けられると共に、その内周面も凸部８の外周面と合致する円弧面で形成されている。これにより、後述する如く超硬チップ７をチップ固着部６にセットする際に、係合している凸部８と凹部１２が超硬チップ７の略回転中心となって、超硬チップ７が回転しつつ、図２に示すように、チップ固着部６に嵌合装着されるようになっている。

なお、超硬チップ７の背面７ｃに形成される溝１１の深さは、長手方向において同一に設定されるが、溝１１の上下端部が先端面７ｂ及び傾斜面７ｄに位置することから、当該部分の溝１１の深さは、各面７ｂ、７ｄに対応して順次浅くなるように設定され、特に、溝１１の下端部の傾斜面７ｄに対応する部分は曲面形状となっている。また、超硬チップ７の凹部１２は、超硬チップ７の掬い面７ａと背面７ｃ間の寸法ｗ１に対して例えば１／５程度の深さに設定されると共に、凹部１２の開口幅ｗ２は、超硬チップ７の高さｈに対して例えば１／６程度に設定されている。

次に、このように構成された超硬チップ７の台金２のチップ固着部６に対する固着方法の一例を、図４に基づいて説明する。先ず、前述した形状に形成された超硬チップ７と、この超硬チップ７の形状に対応した形状のチップ固着部６が形成された台金２を準備する。そして、図４（ａ）に示すように、超硬チップ７を台金２の刃室５内に位置させた状態で、該超硬チップ７の凹部１２をチップ固着部６の凸部８に係合させる。

この状態で図４（ｂ）の矢印ロの如く超硬チップ７を回転（回動）させる。この超硬チップ７の回転時の回転中心は、互いに係合している半円形の凸部８と凹部１２となり、超硬チップ７の回転により、超硬チップ７の底面７ｅと傾斜面７ｄがチップ固着部６内に徐々に挿入される。この超硬チップ７のチップ固着部６への挿入時に、超硬チップ７の背面７ｃに設けた溝１１が、チップ固着部６に徐々に嵌め込まれ、つまり背面７ｃの一対の鍔１０でチップ固着部６が挟まれた状態となる。

このとき、超硬チップ７の背面７ｃの下部に傾斜面７ｄが設けられると共に、チップ固着部６にも対応した傾斜面６ｃが設けられたり、超硬チップ７の背面７ｃと傾斜面７ｄとの連結部分が曲面で形成されていること、及び前述した溝１１の深さや幅寸法、鍔１０の幅等の各種設定により、超硬チップ７の凸部８を中心とした回動動作がスムーズに開始されることになる。

そして、超硬チップ７を図４（ｃ）に示すように、矢印ロ方向にさらに回転させると、超硬チップ７の底面７ｅがチップ固着部６の底面６ｂ部分に嵌め込まれた状態となり、この状態から、さらに超硬チップ７を矢印ロ方向に回転させることにより、図４（ｄ）に示すように、超硬チップ７の底面７ｅがチップ固着部６の底面６ｂに完全に接触するか僅かな隙間を有すると共に、超硬チップ７の前面７ａ、背面７ｃ及び傾斜面７ｄが、チップ固着部６の前面６ａ、背面６ｄ及び傾斜面６ｃに略接触した状態となり、超硬チップ７がチップ固着部６に完全に嵌め込まれる。

この嵌め込み装着時に、超硬チップ７とチップ固着部６の前述した各種設定により、超硬チップ７が回転する際に、超硬チップ７の前記固着面（特に背面７ｃや傾斜面７ｄ）がチップ固着部６の背面６ｄ、傾斜面６ｃ等に当接して、超硬チップ７の回転動作ができなくなること等が防止され、超硬チップ７のスムーズな回転動作、すなわち超硬チップ７のスムーズな装着動作が得られることになる。

これにより、凸部８と凹部１２が嵌合（係合）しつつ超硬チップ７の背面７ｃの溝１１がチップ固着部６の背面６ｄに嵌合した状態で、超硬チップ７がチップ固着部６に装着される。この装着状態において、超硬チップ７は、凹部１２と凸部８の係合によりチップ固着部５からの図４（ｄ）の矢印ハ方向に移動、すなわち超硬チップ７のチップ固着部６からの抜け（脱落）が凹凸構造で規制されると共に、鍔１０により超硬チップ７のチップ固着部６の板厚方向の移動（ズレ）も規制された状態となる。

この超硬チップ７の装着を全てのチップ固着部６に対して行い、各チップ７が装着された台金２をロー付け装置にセットし、高周波の誘導加熱でチップ固着部６を加熱すると共に、該加熱部分にフラックスを介して銀ローを当接させる。これにより銀ローが溶融して、超硬チップ７の前面７ａ（凹部１２）、底面７ｅ、傾斜面７ｄ、背面７ｃ及び鍔１０内面と、チップ固着部６の前面６ａ（凸部８）、底面６ｂ、傾斜面６ｃ、背面６ｄ及びチップ固着部６の表裏面との間に銀ローが浸透して、超硬チップ７がチップ固着部６にロー付け固着される。

この超硬チップ７のロー付け作業時に、超硬チップ７がチップ固着部６に抜けと板厚方向のズレが規制された状態となっていることから、例えば全ての超硬チップ７が装着された台金２をロー付け装置にセットしても、超硬チップ７の装着状態を安定化させることができて、例えばロー付け作業の自動化が可能になる等、ロー付け作業を容易かつ効率的に行うことができる。そして、このロー付け状態においても、超硬チップ７は、前面７ａ、底面７ｅ、傾斜面７ｄ、背面７ｃの各面と鍔１０の両内面によりチップ固着部６にロー付け固着されると共に、凹部１２と凸部８間もロー付け固着されることになり、ロー付けの固着面積を従来に比較して最大限増大できると共に凹凸構造により、超硬チップ７とチップ固着部６（台金２）との間に従来にない異次元の固着力が得られることになる。

このように、前記チップソー１によれば、超硬チップ７の前面７ａ下部に設けた凹部１２が、チップ固着部６の掬い面６ａ下部に設けた凸部８に回転しつつ係合すると共に、超硬チップ７の背面７ｃに設けた溝１１がチップ固着部６に嵌め込まれた状態とされて、超硬チップ７とチップ固着部６の各固着面がそれぞれロー付け固着されるため、超硬チップ７の鍔１０や凹部１２とチップ固着部６の凸部８等により、超硬チップ７とチップ固着部６の接触面積（ロー付け面積）を増大させることができ、ロー材による固着強度を高めることができると共に、超硬チップ７の凹部１２とチップ固着部６の凸部８との係合で、超硬チップ７のチップ固着部６から外周縁方向への抜けを凹凸構造で確実に防止することができる。

また、超硬チップ７の凹部１２とチップ固着部６の凸部８が、超硬チップ７や台金２の板厚方向の全域に一体形成されて凹凸係合されると共に、超硬チップ７の背面７ｃに設けた溝１１がチップ固着部６に嵌め込まれた状態となるため、チップ固着部６に対する超硬チップ７の板厚方向に対する位置（角度）の変化や抜け方向への移動を規制して、その装着状態を安定化させることができる。また、超硬チップ７の掬い面７ａ下部に設けられる凹部１２の深さが、超硬チップ７の掬い面７ａと背面７ｃの寸法ｗ１に対して１／５程度と比較的小さく設定されているため、凹部１２による超硬チップ７自体の弱体化を防止することもできる。

これらのことから、超硬チップ７の台金２に対する固着力を十分に高めることができて、超硬チップ７のチップ固着部６からの脱落を防止（抑制）しチップソー１自体の寿命を大幅に延ばすことが可能になり、従来にない長期に亘り使用可能なチップソー１を容易かつ安価に提供することが可能になる。

なお、前記チップソー１の場合、基本的に台金２の材質の剪断応力が超硬チップ７の固着力となり、ＪＩＳＢ９２１２に規定されている台金２と超硬チップ７の接合強度（超硬チップ部分に１０００Ｎの加重を１分間かけても剥離がないこと）の基準を十分に満足できることが確認されている。この基準は、外形が２３０〜２５５ｍｍのチップソーが、４０００〜５０００ｒ／ｍの回転で使用される場合でも、刃飛びの事故が絶えないことから厳しく規定されているものであり、前記チップソー１の場合、この基準を、背面に溝１１を有する超硬チップ７と台金２のチップ固着部６とを凹凸係合させつつ、超硬チップ７を回転させながらセットしてロー付け固着するという、従来では全く考えられなかった構造（固着方式）を採用することで解決している。

また、チップ固着部６の凸部８及び超硬チップ７の凹部１２が所定径の半円形状で形成され、この凹凸部分が略回転中心となるように形成されると共に、超硬チップ７の背面７ｃの下端に傾斜面７ｄ等が設けられているため、凹部１２と凸部８を係合させつつ超硬チップ７のチップ固着部６に対する回転動作をスムーズに行うことができる。また、前述したように超硬チップ７のチップ固着部６への装着位置の安定化により、例えばチップソー１の全てのチップ固着部６に超硬チップ７を装着した状態で各超硬チップ７を連続的にロー付けすることができる。

さらに、チップ固着部６の凸部８が、チップ固着部６の回転方向イ前方側で台金２の中心位置方向にチップ固着部６の底面６ｂより深く窪んだ刃室５側の開口端に設けられているため、凸部８の形成をプレス加工等により容易に加工できると共に、超硬チップ７のロー付け時に深さの深い刃室５を利用して、チップ固着部６に超硬チップ７を回転させつつ簡単に装着することができる。

また、超硬チップ７の溝１１（鍔１０）がチップ固着部６の略背面６ｄに対応する背面７ｃ部分にのみ一体形成されているため、例えば鍔１０を背面７ｃから底面７ｅの全域に設けた場合に比較して、超硬チップ７の装着作業をよりスムーズに行いつつ、超硬チップ７の底面７ｅとチップ固着部６の底面６ｂとの接触状態を外部から確認できて、例えば超硬チップ７の寸法不良等による装着不良を的確に排除でき、全ての超硬チップ７により一層安定した装着状態が得られると共に、超硬チップ７自体の形状を簡略化することができる。

これらのことから、超硬チップ７のチップ固着部６へのロー付け作業を自動化により効率化したり、超硬チップ７自体を安価に形成できると共に、チップソー１の製造時の固着力に関する検査業務も含めた製造コストの大幅な低減化を図ることができる等、今までにない超硬チップ７の台金２に対する究極の固着力を備えたチップソー１を容易に製造することが可能になる。

ところで、前記実施形態においては、超硬チップ７の前面７ａに脱落防止部としての凹部１２を設け、チップ固着部６の前面６ａに脱落防止部としての凸部８を設けたが、図５（ａ）に示すように、超硬チップ７の前面７ａに凸部８を設けチップ固着部６に凹部１２（図示せず）を設ける構成としても良い。また、超硬チップ７の背面７ｃに形成される溝１１（鍔１０）の形態も、参考例としての図５（ｂ）に示すように、その下端を底面７ｅまで延長しても良く、この場合、溝１１の深さを背面７ｃと傾斜面７ｄとで異ならせる（例えば図示するように背面７ｃ側の深さを深くする）こともできる。

なお、前記実施形態においては、超硬チップ７の固着面となる背面７ｃ、傾斜面７ｄ及び底面７ｅの形状を略Ｊ字形状としたが、本発明はこれに限定されず、溝１１の深さ等によっては略Ｌ字形状に形成しても良いし、底面７ｅや傾斜面７ｄを曲面で形成したり、あるいは先端面７ｂや掬い面７ａを平坦な一つの面で形成する等、超硬チップ７自体の形状は、チップ固着部６の凹部形状に対応し、回動しつつ嵌め込み装着が可能な適宜の形状を採用することができる。また、前記実施形態における、超硬チップ７の個数、刃室５の形状等のチップソー１自体の形態は、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に変更することができる。

本発明は、円板状の台金の外周縁に紹硬チップが固着されて、刈払い用、木材・金属・石材等の各材料の切断（加工）用の全てのチップソーに利用できる。

１・・・チップソー、２・・・台金、２ａ・・・外周縁、３・・・軽量孔、４・・・取付孔、５・・・刃室、５ａ・・・最深部、６・・・チップ固着部、６ａ・・・前面、６ｂ・・・底面、６ｃ・・・傾斜面、６ｄ・・・背面、７・・・超硬チップ、７ａ・・・掬い面、７ｂ・・・先端面、７ｃ・・・背面、７ｄ・・・傾斜面、７ｅ・・・底面、８・・・凸部（脱落防止部）、１０・・・鍔、１１・・・溝、１２・・・凹部（脱落防止部）。

Claims (3)

1. 円板状の台金の外周縁の刃室部分に設けられた凹部からなるチップ固着部と、該チップ固着部にロー付け固着される超硬チップを備えるチップソーにおいて、
   前記超硬チップは、前記台金の回転方向前方側で下端部に脱落防止部を有する掬い面と、該掬い面の先端後方側に所定角度傾斜して設けられた先端面と、該先端面の後端部に連接されて前記掬い面と平行な背面と、該背面の下端に連接された傾斜面と、該傾斜面の下端と前記掬い面の下端との間に設けられた底面とを有し、
   前記超硬チップの背面部分のみに鍔が板厚方向の両側面にそれぞれ一体形成され、該鍔で形成される溝の深さが前記背面の長手方向において同一に設定されると共に、前記溝の下端部と前記傾斜面との連結部分が曲面形状に形成され、
   当該超硬チップの前記脱落防止部を前記チップ固着部の刃室側開口端部に形成した脱落防止部に回転しつつ係合させ、当該超硬チップの前記鍔で形成される溝を前記チップ固着部に嵌め込み装着した状態で、当該超硬チップの前記背面と傾斜面及び底面が前記チップ固着部にロー付け固着されていることを特徴とするチップソー。
2. 前記超硬チップの脱落防止部及び前記チップ固着部の脱落防止部は、前記超硬チップ及び台金の板厚方向の全域に亘って設けられてその周面が半円弧形状の突条もしくは溝であることを特徴とする請求項１に記載のチップソー。
3. 前記超硬チップの溝は、当該溝を台金の前記チップ固着部に嵌め込んで装着する際に、当該超硬チップの前記脱落防止部を中心とした回転装着動作に支障のない深さに設定されると共に、前記鍔で前記チップ固着部の両側面が閉塞される深さであることを特徴とする請求項１または２に記載のチップソー。

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