JPH0588224U - 草刈り刃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】刈り刃母材の熱による硬度の低下及び軟化を起
こすことなく、より厚い硬化層を形成して、草刈り刃の
耐久性を高くする。 【構成】合金または無機非金属材料の粉末を刈り刃母材
６に超音速で衝突させる超音速溶射によって、前記刈り
刃母材６の刃部５を含む部位に前記合金または無機非金
属材料の溶射皮膜７を形成する。このとき、合金または
無機非金属材料の粉末はタングステンカーバイド系の超
硬合金、クロムカーバイド系の合金、セラミックス等を
使用している。また、溶射皮膜７を形成した刈り刃母材
６には凹凸面８が形成され、刈り刃母材６と溶射皮膜と
の間に生じる滑りや剥離等を防止している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、草刈り刃に関し、詳しくは合金または無機非金属材料を刃部に皮膜 形成した草刈り刃に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種の技術として、炭素鋼板又は合金工具鋼鋼板を熱処理して刃付け をした草刈り刃が提案されている。しかしながら、この草刈り刃では刈り刃母材 の強度は維持されるが、刃部の磨耗が早く、刃部の再刃付け研磨を頻繁にしなけ ればならず煩雑であると共に、作業効率も低下するという問題があった。そこで 、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、刃持ちを良くし、刃先の磨耗を少なくし て、再刃付け研磨の回数を少なくする目的で、刃先の一部に切欠き溝５１を形成 し、この切欠き溝５１へ超硬合金製のチップ５２を銀ろう付け（溶融点６００℃ 〜８００℃）によって固着させ刃先の耐磨耗を図る技術が提案されている。

【０００３】 しかしながら、刃先磨耗に対する耐久性は大幅にアップした反面、銀ろう付け 部分のチップ５２の固着強度が不足してチップ５２の脱落が発生したり、また、 銀ろう付け時には刈り刃母材５３が高温となることから、刈り刃母材５３の切欠 き溝５１周辺部が、焼なまされて硬度が低下して軟化するなどの不具合があった 。さらに、再研磨を繰り返すことによって前記チップ５２が磨滅すると、刈刃母 材５３の軟化した切欠き溝５１周辺部が刃先となる為、前記鋼板を熱処理した草 刈り刃よりも甚だしく磨耗が大きくなり、草刈り刃としての用をなさなくなると いう問題を有していた。

【０００４】 そこで、固着強度の弱い銀ろう付けに代わってチップ５２を溶接して固着する 方法（実開平１−１６７８３３）が提案されている。この方法において、確かに 、刈刃母材５３に対するチップ５２の固着強度は大きくすることができる。しか し、一般的に、硬度が高く刃持ちの良い材質のチップは熱に弱く、特に溶接時に は溶接割れを起こし易いという問題がある。従って、溶接で刈り刃母材５３にチ ップ５２を固着するには、溶接割れのない硬度の低い材質のチップを使用しなけ ればならず、「銀ろう付け」用チップに比べて磨耗の進行が速いという問題があ った。また、刈り刃母材５３が焼きなまされ硬度が低下するとともに、一刃毎に 溶接加工が必要であるので工数がかかるという問題もあった。

【０００５】 また、刈り刃母材５３の板厚み方向への切欠き溝５１を設けて、超硬チップ５ ２を嵌め込みろう付けするのではなく、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、刈 り刃母材５３の平面方向に形成された肉薄部５４に超硬チップ５２を取着する方 法（実開平２−３２２５号）が提案されている。この方法では、前記切欠き溝５ １がプレス切欠きで簡単に溝が形成されるのに比して、肉薄部５４を形成する為 にフライス等により一刃毎に削り込まなくてはならず工数がかるという問題があ るとともに、ロー付け周辺部の焼なまりによる硬度低下も発生する。

【０００６】 さらに、「超硬合金の粉末を刈り刃母材の刃部において、直接、焼結、接合」 する方法（特開昭５８−６７１１６号、実開昭５９−８３１１２号）が提案され ている。しかし、この方法では、刈り刃母材の硬度低下が甚だしく、又、一刃毎 に焼結接合するため、品質管理及び工数等コストが高くなるという問題があった 。

【０００７】 そこで、「イオン窒化処理硬化」により硬化層を設ける方法（実開昭５５−２ ７０４１）及び「硬質のメッキ」を施す方法（実開昭５７−１１７９４０号、実 開昭５７−１２９３２４号）が提案されている。

【０００８】 図１５（ａ），（ｂ）に示すように、これらの方法は刈り刃母材表面の刃部近 傍に「イオン窒化処理硬化」又は「硬質のメッキ」により、硬化層５５を形成す るものである。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、「イオン窒化処理硬化」により硬化層５５を設ける方法では、 炉内で全体を窒化処理するので、刃先として使用できる部分は大きい反面、イオ ン窒化処理の加工温度が一般的に３５０℃以上でないと密着強度が小さく実用に 耐えることができない。また、イオン窒化処理の加工温度を３５０℃以上にする と、刈り刃母材５３が焼きなまされることによって、刈り刃母材５３は必要硬度 を下回り、強度上の問題が生じる。

【００１０】 そして、イオン窒化の性質上、０．００５mm以上の厚い硬化層５５を形成する ことができず、刈り刃としての耐久性に問題がある。 同様に、「硬質のメッキ」を施す方法においても、硬質メッキの硬化層５５の 厚さは０．０１mm前後が上限とされており、これ以上になると、硬化層５５に微 細クラックが発生して剥離し易くなるという問題が生じる。また、硬化層５５の 厚さが上述の厚みでは、刈り刃としての耐久性に問題がある。

【００１１】 さらに、この硬化層５５を一般的なプラズマ溶射等によって形成すると、刈り 刃母材５３は７００℃程度まで加熱されるため、熱処理により硬化された刈り刃 母材５３の硬度が低下したり、前記刈り刃母材５３が軟化してしまい、刈り刃母 材５３の耐久性を低下させるという問題が発生した。

【００１２】 本考案は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、刈 り刃母材の熱による硬度の低下及び軟化を防止して、より厚い硬化層を形成する ことが可能で、高い耐久性を有する草刈り刃を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記問題点を解決するため、第１の考案は、合金または無機非金属材 料の粉末を刈り刃母材に超音速で衝突させる超音速溶射によって、前記刈り刃母 材の刃部を含む部位に前記合金または無機非金属材料の溶射皮膜を形成したこと をその要旨とする。

【００１４】 また、第２の考案は、第１の考案における合金の粉末が超硬合金からなること をその要旨とする。 さらに、第３の考案は、前記第１又は第２の考案における刈り刃母材に凹凸面 を形成し、その凹凸面上に溶射皮膜を形成したことをその要旨とする。

【００１５】

【作用】

従って、第１の考案によれば、刈り刃母材の刃部を含む部位には、超音速溶射 によって、合金または無機非金属の粉末が超音速という非常に速い速度で刈り刃 母材に衝突される。このため、刈り刃母材の刃部を含む部位の表面には、前記粉 末が超音速で衝突することによって、高い密度でかつ大きい密着力の溶射皮膜が 形成される。

【００１６】 また、第２の考案によれば、第１の考案における合金は超硬合金からなってい て、超音速溶射によって、超硬合金の粉末が超音速という非常に速い速度で刈り 刃母材に衝突される。このため、刈り刃母材の刃部を含む部位の表面には、前記 粉末が超音速で衝突することによって、高い密度でかつ大きい密着力の超硬合金 の溶射皮膜が形成される。従って、その溶射皮膜は高い密度を有しているので、 クラックを発生させることなく、膜厚の大きい溶射皮膜が形成される。

【００１７】 第３の考案によれば、溶射皮膜が施された面には凹凸面が形成されており、こ の凹凸面によって被溶射面積を大きくし、刈り刃母材と溶射皮膜との滑りを防止 するとともに、前記凹凸面における段差によって、密着強度が大きくなり刈り刃 母材との間に剥離を生じさせない。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案を草刈り機の草刈り刃に具体化した一実施例を図１〜図４に従っ て説明する。

【００１９】 図３はこの実施例における草刈り機１の概略を示す側面図である。この草刈り 機１は、エンジン又はモータ等からなる原動機２にアウタパイプ３とアウタパイ プ３内を挿通する図示しないシャフトが接続され、原動機２の回転がこのシャフ トに伝達されるようになっている。このシャフトの先端部には草刈り刃４が取着 されており、前記シャフトの回転に伴って草刈り刃４が回転するようになってい る。

【００２０】 図１はこの草刈り刃４を示す正面図であり、図２はその側面を示す一部側面図 である。この草刈り刃４は円形状を成しており、その外周には刃部５が等間隔に ８ヵ所設けられている。この刃部５近傍の草刈り刃４の刈り刃母材６の表面には 超音速で溶射されたタングステンカーバイド（ＷＣ）を主成分としコバルト（Ｃ ｏ）を結合剤とした超硬合金の溶射皮膜７が外周と同心円環状に形成されている 。この溶射皮膜７が形成された部分の刈り刃母材６の表面には円形状に貫通しな い浅い溝８が設けられ凹凸面を形成している。この溝８は例えばフライス加工、 プレス、押圧加工等により形成されていて、前記溶射皮膜７と刈り刃母材６との 密着面積を大きくし、境界面での滑りを防止するようになっている。また、前記 溝８の側面に形成された段差部９によって、前記溶射皮膜７が刈り刃母材６から 剥離することを防止するようになっている。この超硬合金の溶射皮膜７の硬度は ＨＲＣ５０〜６７程度であって、この溶射皮膜７が実際に草を刈る為の刈り刃の 役目を果たしている。

【００２１】 次に、刈り刃母材６の表面に超音速で超硬合金を溶射する方法について説明す る。 この方法は一般に「超音速溶射」と呼ばれる技術であって、図４はその「超音 速溶射」に用いられるロケットガン１０を示す断面図である。このロケットガン １０の内部には燃焼室１１と燃焼排気管１２が設けられている。そして、前記燃 焼排気管１２の先端部には加圧エアＡを供給するための供給孔１３が設けられて いる。その供給孔１３から燃焼室１１の後部に向かって環状のエア通路１４が形 成され、前記加圧エアＡが燃焼室１１の後部から燃焼室１１に供給されると同時 に外部から燃焼室１１及び燃焼排気管１２を冷却するようになっている。さらに 、この燃焼室１１の後部には燃料供給孔１５が挿通されており、ＬＰＧやケロシ ン等の燃料Ｇが燃焼室内に供給されるようになっている。また、燃焼排気管１２ の燃焼室１１側の下部には超硬合金の粉末Ｐを収納する為の粉末収納部１６が設 けられ、この粉末収納部１１と燃焼排気管１２との接続部が粉末供給孔１７とな っており、前記超硬合金の粉末Ｐを燃焼排気管１２に供給するようになっている 。

【００２２】 このように構成されたロケットガン１０において、その燃焼室１１に加圧エア Ａと燃料Ｇとが供給されると、図示しない点火装置によって、燃料Ｇが爆発燃焼 し高圧ガスを発生させる。そして、その高圧ガスは前記加圧エアＡによってさら に加圧され燃焼排気管１２に導入される。ここで、前記粉末供給孔１７から燃焼 排気管１２に供給された超硬合金の粉末Ｐは高圧ガスにさらされる。この時、粉 末供給孔１７が形成された燃焼室１１と燃焼排気管１２との境界域は比較的低圧 圏であるため粉末Ｐはスムーズに高圧ガスにさらされ溶融される。そして、燃焼 排気管１２内で加熱及び加速されながらその高圧ガスとともにジェット流となっ て燃焼排気管１２から噴射される。この時、このジェット流の速度は約１３８０ ｍ／ｓの速度に達し、超硬合金の粉末Ｐが刈り刃母材６に衝突される。

【００２３】 この衝突において、前記粉末Ｐは超音速という非常に速い速度で刈り刃母材６ に衝突される。このため、刈り刃母材６の刃部を含む部位の表面には、超音速で 衝突した前記粉末Ｐが高い密度と大きい密着力で形成され、その粉末Ｐにより超 硬合金の溶射皮膜７が形成される。従って、その溶射皮膜７は高い密度を有して いるので、クラックを発生させることなく、溶射皮膜７が形成される。このとき 、超音速溶射においては、２００℃以下という比較的低温で刈り刃母材６が温度 管理されるので、刈り刃母材６が軟化されることなく、刈り刃母材の強度が維持 された状態で、刈り刃母材６に前記粉末Ｐが溶射される。

【００２４】 さらに、この超硬合金の粉末Ｐが溶射される刈り刃母材６には溝８を設け、溶 着面積を大きくしているので、刈り刃母材６に形成された溶射皮膜７は滑りを起 こすことがなく、前記凹凸面に形成された段差部９によって、刈り刃母材６との 間に剥離が生じない。

【００２５】 以上詳述したように、上記実施例において形成された超硬合金の溶射皮膜７に よる刃部は、刈り刃母材６の温度が２００℃以下に押さえられているので、「イ オン窒化を施した硬化層」の時のように熱硬化された刈り刃母材６が焼きなまさ れて、その硬度を低下させることがない。このため、刈り刃母材６の強度及び剛 性が保たれ安全性及び耐久性ともに向上させることができる。

【００２６】 そして、この超硬合金の溶射皮膜７は、その溶射皮膜７の厚みを「イオン窒化 を施した硬化層」や「硬質メッキ」等に比してかなり厚くすることができる。従 って、高い耐久性の草刈り刃１を提供することができる。例えば、この溶射皮膜 ７の硬度をＨＲＣ６０程度に保証する為であれば、最大０．６４mmまで厚くする ことができる。また、前記最大厚み０．６４mmまでであれば用途に応じて溶射皮 膜の厚みを任意の厚みに簡単に設定できる。

【００２７】 さらに、前述の超硬チップを「銀ろう付け」や「溶接」によって固着する方法 では、超硬チップの脱落や溶接割れ等の問題により、超硬チップの大きさが限定 され、刈り刃は超硬チップが磨滅した時点で寿命となる。しかしながら、この超 硬合金の溶射皮膜７は、溶射面を自由に設定できるので非常に大きい面積（必要 であれば刈り刃母材６の全面）にわたって形成することができる。このため、「 銀ろう付け」や「溶接」によって超硬チップを固着する方法に比して、刈り刃寿 命を大幅に延ばすことができる。そして、刈り刃寿命が延びたことにより経済的 効果を高めることができる。

【００２８】 また、溶射皮膜７が形成された刈り刃母材６には、凹凸面が形成されているの で、溶射皮膜７と刈り刃母材６との密着面積を大きくし、境界面での滑りを防止 することができる。さらに、この凹凸面側部に形成された段差部９によって、前 記溶射皮膜７が剥離することを防止できる。このため、刈り刃としての総合的な 寿命を大幅に延ばすことができる。

【００２９】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、考案の趣旨を逸脱しない 範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）上記実施例では、合金の粉末Ｐとしてタングステン系の超硬合金の粉末 Ｐを使用して超音速溶射によって、前記刈り刃母材６に超硬合金の溶射皮膜７を 形成したが、例えば、クロムカーバイド−コバルト（Ｃｒ−Ｃ−Ｃｏ）からなる 合金の粉末を使用してその溶射皮膜を形成してもよい。

【００３０】 さらに、合金の粉末Ｐに代わって、無機非金属材料の粉末Ｐ例えば、アルミナ （Ａｌ₂ Ｏ₃ ）等のセラミックスの粉末を使用して、その溶射皮膜７を形成して もよい。

【００３１】 （２）上記実施例では、円形状の貫通しない溝８を設け凹凸面を形成したが、 例えば、三角形、四角形等の多角形形状、或いは楕円等の自由曲線に囲まれた形 状の溝によって凹凸面を形成してもよい。また、突起等の凸部を設けることによ って凹凸面を形成してもよい。

【００３２】 （３）上記実施例では、前記溝８を刃部５近傍に円環状に設けたが、草刈り刃 全面又は刃部５にのみ設ける等任意の範囲で刈り刃母材６に設けてもよい。この 時、前記溝８の形成範囲に対応して、刈り刃母材６表面に溶射皮膜７を形成する ことができる。

【００３３】 （４）上記実施例では、前記溝８を形成した刈り刃母材６表面に溶射皮膜７を 形成したが、特に、溝８を設けられていない刈り刃母材６表面に溶射皮膜７を形 成してもよく、その形成範囲は、円環状に限らず例えば、刈り刃母材６全面又は 刃部５にのみに形成する等任意の範囲で形成してよい。また、前記溝８に代わっ て、貫通した孔を形成してもよい。このとき、刈り刃母材６に溝８と孔との両方 を形成してもよい。また、溶射皮膜７の表面に、凹凸や孔を形成してもよい。

【００３４】 （５）上記実施例では、刃数が８箇所の草刈り刃に適用したが、その刃数は限 定されるものではなく、例えば、刃数が８よりも少ない草刈り刃又は刃数が８よ りも多い草刈り刃に適用してもよい。

【００３５】 （６）上記実施例では、超音速溶射による溶射皮膜７を円形の草刈り刃に適用 したが、図５（ａ），（ｂ）に示すように四角形の草刈り刃１８に適用してもよ い。

【００３６】 さらに、この草刈り刃１８において、８箇所の刃部１９，２０が形成されてお り、刃部１９にはその表面に、刃部２０にはその裏面に溶射皮膜７を形成しても よい。このとき、表裏両面が草刈り刃として使用でき、例えば、表面を使用した 後、裏面にして草刈り機１のシャフト３に取着することによって、両面使用でき る。

【００３７】 （７）上記実施例において、図６（ａ），（ｂ）に示すように、超音速溶射に よる溶射皮膜７を円形の母材に突起２１を設けた形状の草刈り刃２２に形成して もよい。尚、この草刈り刃２２も前記草刈り刃１８と同様表裏両面が草刈り刃と して使用できる。

【００３８】 （８）上記実施例において、図７（ａ），（ｂ）に示すように、湾曲した形状 の草刈り刃２３に超音速溶射による溶射皮膜７を形成してもよい。 （９）上記実施例において、図８（ａ），（ｂ）に示すように、平刃２４と曲 面刃２５が交互に繰り返して形成された草刈り刃２６刃部に対して、超音速溶射 による溶射皮膜を形成してもよい。

【００３９】 （１０）上記実施例において、図９（ａ）に示すように、長方形状の２枚刃の 草刈り刃２７の刃部２８に対して、超音速溶射による溶射皮膜７を形成してもよ い。また、この時、その溶射面は図９（ｂ），（ｃ）に示すように刈り刃母材６ と面一又は刈り刃母材６よりも盛り上がった形状に溶射皮膜７を形成してもよい 。

【００４０】 （１１）上記実施例において、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、草刈り刃 の各刃部２９に対して、表裏交互に溶射皮膜７を形成してもよい。このとき、刈 り刃母材６よりも盛り上がった部分はアザリとしての役目を果たすことができる 。

【００４１】 （１２）上記実施例において、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、溶射皮膜 ７を表面３０のみでなく逃げ面３１又は裏面３２に形成してもよい。この時、逃 げ面３１又は裏面３２に凹凸８を形成してもよい。

【００４２】 （１３）上記実施例において、ロケットガン１０に代わって、図１２に示す溶 射ガン３３を使用して超音速溶射を実現してもよい。この溶射ガン３３には、第 １の通路３４から第３の通路３６が形成されており、前記第１の通路３４には圧 縮エアが供給され、溶射ガン３３内部を冷却する。そして、第２の通路３５には 、プロピレン又は水素等の燃焼ガスが供給されると同時に、第３の通路３６に供 給された圧縮エアとの合流地点３７で混合、点火される。そして、その爆発燃焼 で生じた高圧ガスに粉末Ｐがさらされて、超音速で刈り刃母材６に衝突すること によって、溶射するようになっている。

【００４３】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案の草刈り刃によれば、超音速溶射によって、刈り刃 母材の熱による硬度の低下及び軟化を起こすことなく、刈り刃母材の刃部を含む 部位に合金または無機非金属の溶射皮膜を形成したので、より厚い硬化層を形成 することができ、ひいては、高い耐久性を得ることができるという優れた効果が ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具体化した一実施例における草刈り刃
を示す正面図である。

【図２】一実施例において、草刈り刃の刃部のｋ−ｋ線
断面を示す一部拡大断面図である。

【図３】一実施例において、草刈り機を示す全体図であ
る。

【図４】一実施例において、ロケットガンの内部を示す
断面図である。

【図５】（ａ）は本考案における草刈り刃の別例を示す
正面図であって、（ｂ）はそのｌ−ｌ線断面を示す断面
図である。

【図６】（ａ）は本考案における草刈り刃の別例を示す
正面図であって、（ｂ）はそのｍ−ｍ線断面を示す断面
図である。

【図７】（ａ）は本考案における草刈り刃の別例を示す
正面図であって、（ｂ）はその側面を示す側面図であ
る。

【図８】（ａ）は本考案における草刈り刃の別例を示す
一部正面図であり、（ｂ）はそのｎ−ｎ線断面を示す断
面図であり、（ｃ）はそのｏ−ｏ線断面を示す断面図で
ある。

【図９】（ａ）は本考案における草刈り刃の別例を示す
斜視図であって、（ｂ），（ｃ）はそのｐ−ｐ線断面を
示す断面図である。

【図１０】（ａ）は本考案における草刈り刃の別例を示
す一部正面図であって、（ｂ）はそのｑ−ｑ線断面を示
す断面図であって、（ｃ）はｒ−ｒ線断面を示す断面図
である。

【図１１】（ａ），（ｂ）は本考案における草刈り刃の
刃部の別例を示す断面図である。

【図１２】本考案における溶射ガンの内部の別例を示す
断面図である。

【図１３】（ａ）は従来例における草刈り刃を示す正面
図であって、（ｂ）はそのｓ−ｓ線断面を示す断面図で
ある。

【図１４】（ａ）は従来例における草刈り刃を示す正面
図であって、（ｂ）はそのｔ−ｔ線断面を示す断面図で
ある。

【図１５】（ａ）は従来例における草刈り刃を示す正面
図であって、（ｂ）はそのｕ−ｕ線断面を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

５…刃部、６…刈り刃母材、７…溶射皮膜、Ｐ…合金ま
たは無機非金属材料の粉末。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 合金または無機非金属材料の粉末（Ｐ）
   を刈り刃母材（６）に超音速で衝突させる超音速溶射に
   よって、前記刈り刃母材（６）の刃部（５）を含む部位
   に前記合金または無機非金属材料の溶射皮膜（７）を形
   成したことを特徴とする草刈り刃。
2. 【請求項２】 前記合金の粉末（Ｐ）は超硬合金からな
   ることを特徴とする請求項１の草刈り刃。
3. 【請求項３】 刈り刃母材（６）に凹凸面（８）を形成
   し、その凹凸面（８）上に溶射皮膜（７）を形成したこ
   とを特徴とする請求項１又は２の草刈り刃。