JPS604689B2 - 高分子弾性体製回転刃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、安全で、石や木片のような障害物に衝突する
際の衝撃により破壊することのない強鞍な高分子弾性体
製の刈払機用円板型回転刃に関する。

従来から、鋼製の回転刃を備えた動力式刈払機（以下、
芝刈用等に供される場合も含めて刈払機と呼ぶ）が雑草
の刈払いや芝生の手入れに広く利用されている。

この刈払機は作業性が良好である点及び草丈に制限を受
けない点及び人力で自由に移動できる点で極めて便利な
ものではあるが、何分刃が数千回転／分の高速で回転し
ているため、万一直接人体に触れたり或いは折損した刃
体が飛散したときは甚だ危険である。かつ、鋼製の刃は
凹凸ね激しい不斉地や障害物の多い場所では使用できな
い。そこで、フリードランダー等の米国特許第３３４３
３５０号等による高分子弾性体製の回転刃が提案されて
いる。

この回転刃は扇平なポリウレタン製棒状体の両縁に片テ
ーパ−の刃を附けたものであって、高速回転下ではかな
りの切断能力を有するが、切断された背の高い雑草が駆
動軸にからみつき易い欠点があり、かつ刃中が広いので
、硬質の材料が用いられたときは、やはり人体にとって
危険である。以上の背景に鑑み、本願発明者は既に昭和
５３王特許願第１０１１５ぴ号（特開昭５５一２９９２
び号）の発明を提出し、ウレタンェラストマーなどの高
分子弾性体から作られた円盤形本体の周囲に放射状の中
の狭い刃体を備えると共に、該刃体の根本附近の本体上
に丸い緩衝孔を穿たれた回転刃を提供した。

この改良された回転刃においては、刃体の刃中が比較的
狭くなるので硬質の材料を用いても刃体の屈操性は良好
であり、従って、剛い障害物に衝突した場合でも刃の破
損や切損は起りにくくなる。しかしながら、高分子弾性
体が金属に比し伸縮性に富むため、高速回転時に円周方
向に伸びるのは避けられないことであり、このため取付
用ナットに弛みを生じ易い。そこで本発明者は先に特顔
昭５３−ｌｏｌｌ５ぴ号の発明を完成し、支持部の中央
部に剛体性のコアその他の補強手段を設けることを提案
した。

この改良によれば、回転時の伸びは刃の中央部では無視
しうる程度に抑えられる、しかしながら、このような補
強手段を附加したり、さらには緩衝孔を設けたりするこ
との欠点として不規則なウェルドラィンの発生が見られ
るようになった。周知の如く、ゥェルドラィンは鋳こま
れた樹脂がキャビティーの末端へ到達する途中で不規則
に冷却されたり又は樹脂が不均一に流れることにより起
こるものであるから、コアや緩衝孔のような障害物は明
らかにウェルドラィン形成の要因となる。しかるに、こ
のウェルドラィンは、断層や歪にたとえられるもので、
その部分が構造上の欠陥となることは避けられないから
、若し本ラインが刃体の根本部分に生じるときは刃体の
破断抵抗性を著しく弱め、等角放射状に多数の刃を設け
た趣旨が失われるようになる。本発明は緩衝孔や埋設コ
ァ等を有する高分子弾性体製回転刃において、生成した
ゥェルドラィンが概ね刃体の中心線方向へ向って存在す
るような改良された回転刃に関するものである。本発明
は以上の議題を解決しようとして多くの試行錯誤を繰り
返した結果、円板状支持部の中心部から溶融した樹脂を
射入することによって以上の問題点が解決できることを
見出した。即ち、本発明の要旨は、中心の取付孔周辺に
剛性コアを一体的に埋設又は貼着されている高分子弾性
体で作られた円板状支持部と、該支持部の周囲からほぼ
放射状に突出して一体的に形成された高分子弾性体製刃
体とから成る回転刃であって、前記支持部及び前記刃体
が、該支持部の中心部から高分子弾性体材料が射入され
て形成され、かつ前記支持部は前記剛性コアの埋設又は
貼着部分以外であって、前記刃体の各根本付近に緩衝孔
又は緩衝用凹所を設けられていることを特徴とする高分
子弾性体製回転刃に係る。

本発明回転刃の素材である高分子弾性体は、製作手段と
して射出成形手段が採用される関係から、先ず熱可塑性
を有することが要求されるが、その他発明品の目的から
して、耐摩耗性、耐屈曲性及び引き裂き抵抗性に優れた
材料であることが望ましい。

適当な材料としては、例えば天然ゴム、合成ゴム、ウレ
タンゴム（ポリウレタンェラストマ−）、ポリエステル
エラストマー、エチレン−プロピレンラバーのような熱
可塑性ェラストマーが挙げられるが、特にウレタンゴム
は、耐熱性がやや低い点を除けば全ての物性において優
れており、しかも、加流のような後処理を必要としない
点で作業性の面でも卓越している。さらに、これら材料
中にシリカ、カーボンブラック、合成繊維、カーボン繊
維、ガラス繊維などの粉体、ステープルを補強材として
混入することによって、引裂強度、耐摩耗性及び伸びを
改善することができる。ステープルの長さは３柳以内と
するのがよい。本発明の回転刃は、円板状の支持部の周
囲からほぼ放射状に突出する刃体を備え、かつ該支持部
における刃体の各根元付近に緩衝孔又は凹所が設けられ
たものであるが、その構造は中心点に対して概ね対称形
状をとることが好ましいため上記緩衝孔又は凹所は各孔
の中心点が回転刃の中心を中心とする円周上に位置する
ことが望ましい。

また、この円周上に位置する各緩衝孔または凹所は原則
として等径で、かつ各緩衝孔又は凹所は、回転刃の中心
から等角放射状に存在するのがよい。さらに、これらの
緩衝孔または凹所は、余りにも回転刃の外縁に接近しす
ぎると、刃体が緩衝を受けた際に切損する恐れがあり、
また離れすぎると緩衝作用が不充分となる。実際上、緩
衝孔又は凹所の外縁と回転刃の外縁との最短距離は３〜
１比舷とすることが好ましい。上記緩衝孔又は凹所の形
状も円形、楕円形のように回転刃の中心と緩衝孔又は凹
所の中心とを結ぶ中心緑に対して対称的なものが好まし
い。なお、半径方向を最軸とする楕円形にすると、射出
成形の際の樹脂の流れが円滑になるので一層好ましい結
果が期待できる。なお、緩衝孔又は凹所の面積が全体の
面積に比して大きくなりすぎると、同じく樹脂の流れが
妨げられるので、面積は可及的小さい方がよい。また、
上記緩衝用の凹所は、支持部の両面に対向して設けられ
、それらの共通する底部の厚さは可及的薄く例えば２柳
以内とするのが適当であり、余り厚くなると所期の緩衝
作用が得うれない。

なお、この緩衝用凹所は成るべく支持部の厚み方向の中
央部に設けることが望ましく、これにより射出された溶
融樹脂の流れが円滑となり、均質な製品を得るための好
ましい状態が得られる。一方、緩衝孔を採用した場合に
は、緩衝孔の内縁にエッジを設けてもよい。刃体は通常
支持部の周囲にそれと一体的に等角放射状に突出させて
設けられ、エッジは突出部の一側若しくは両側及び／又
は突出部の前縁に付される。

しかし、所望により、刃体の中心線は半径方向に対して
若干の傾きを持っていてもよい。いづれにしても、エッ
ジはダブルテーパー型が好ましく、勾配が刃体の１面か
ら他面に向って連続しているシングルテーパー型のもの
では、切れ味が低下するか又は及び刃の摩羊毛がひどく
なる。支持部の中央の取付孔の周囲には、回転により生
じる強大な遠０力によって起こる半径方向への伸び延し
、てはそれによる取付ネジの弛みを制限するため、鉄等
の剛性材料製の円板形コア−を一体的に取り付けるのが
好ましい。コアは支持部内に埋めこまれていてもよく、
また、支持部の一面もしくは両面に固着されていてもよ
い。しかし、いづれにしても、支持部とは何等かの結合
手段により一体化されているべきである。このため、例
えばコアが埋めこまれているときは、該コアに穿たれた
小孔を通して孔の上下両側の弾性体を蓮通させ或いは該
コアの両面に多数の脚を設ける構造が好んで用いられ、
また、コアが本体の１面または両面に存するときは、該
コアは錠、ネジ等の結合手段により支持部に結合されて
いるのがよい。なお、コアの直径は刃の直径の１／２〜
１／視屋度であるのが適当である。以上述べた回転刃を
成形するには、通常上下又は左右に分かれている金型内
にスベーサーピンを介して円板形コアを装着し、型締め
後、中心部（中央部の取付孔の中心位置）から原料の溶
融樹脂を射入する。

これによって各刃体付近のウェルドラィンは、刃体の幅
方向のほぼ中心線付近に生成し、刃体が衝撃を受けた際
にも折損し‘こくい回転刃を作ることができる。これに
反し、キャビティの中心部から離れた位置または複数個
所から射入したときは、熔融樹脂の流れが複雑になり、
従ってウェルドラィンの発生個所も不規則になって、廉
々刃体の根元と緩衝孔または凹所とを結ぶ線上に発生す
。原料樹脂を射出するためのゲートには標準ゲート、フ
ァンゲート、リングゲート、ディスクゲート等、種々の
ものがあり、いずれのゲートによつても射出成形するこ
とはできるが、本発明の回転刃の成形にはファンゲート
を使用するのが好ましい。

次に実施例によって本発明の回転刃を一層詳しく説明す
る。

第１図および第２図の回転刃は、厚さＴ、半径Ｒ，のウ
レタンゴム製円板状支持部１の周囲から８枚の刃体２，
２・・・・・・が等角放射状に突出した例である。

支持部１の中心部には半径Ｒ２の取付孔３（キー孔３ａ
が突出）があり、この敬付孔３の周囲には中心から半径
Ｒ３の円周上に半径Ｒ４の８個の緩衝孔４，４・・・・
・・が刃体２の根元部に位置するように穿たれ、その内
縁にはエッジ４ａが付されている。この例において、刃
体２は取付孔３と緩衝孔４の中心とを結ぶ線に対し角度
０だけ傾き、刃体２の幅日方向の両綾部にはエッジ２ａ
，２ｂが付されている。また支持部１の中心には、中心
孔半径Ｒ５、半径Ｒ６、厚さｔの鋼製円板コア５が埋設
されており、本例では、このコア５には多数の小孔６，
６…・・・が穿たれていて、この小孔を通じて支持部１
と一体化している。コア５の周縁には対応する支持部両
面に環状のリブ７が設けられ、このものは支持部を補強
すると共に、内部歪みを緩和するのに役立つ。なお、こ
の場合のウェルデイングライン８は、刃体２の中心線付
近に発生しており、刃体の付け根には殆んど存在しない
。参考までに、以上の回転刃の具体的な寸法例は以下の
とおりである。

Ｒ，＝８０肋、Ｔ＝３肋、Ｈ＝１６肌、Ｌ＝（刃板長）
＝２５柳、８＝１０、Ｒ２＝１３柳、Ｒ８＝６０側、Ｒ
４＝ＩＱ肋、Ｒ５＝１５脚、Ｒ６＝４３肋、Ｒ，（緩衝
孔４の外縁と回転刃の外縁との最短距離）＝７肌、ｔ』
１肌、重量＝約１１５夕、第３図は第１図の回転刃を製
造する際の金型の中心部分の一部拡大断面図である。

上部金型９と下部金型１０との間にはキャビティ１１が
あり、中心部の取付孔部に対応する位置１３には原料樹
脂を注入するためのファンゲート１２が設けられている
。また、キャビティ１１内の取付孔周辺部には、交互に
スベーサーピン１４，１４′が交互に突出している。コ
ア５は中央部に取付孔３に対応する孔３′を、また３′
の周囲に２種類の小孔６，６′を有し、後者に前記ピン
１４，１４′が隊まりこみ、コア５の中心をキヤビテイ
ーの中心に一致させて保持する。ファンゲート１２から
溶融した原料樹脂を射出すると、樹脂流はパーティング
ラィンの隙間１５を通って放射状に均一に流れてキヤピ
テイー１１先端の刃体の位置に達するが、この際ウヱル
ドラィンは殆んど支持部の中心と刃体の中心を結ぶ半径
方向に沿って発生するので、成形された回転刃は衝撃に
対し強い抵抗力を示す。

なお、成形された粗製の刃はその中央部をプレス等によ
り打ち抜かれて製品とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の回転刃の一例を示す正面図、第２図
は、第１図の回転刃のＡ−Ａ線における一部拡大断面図
である。 また第３図は、第１図の回転刃を製造する際のキャービ
ティー中心部における金型の状態を示す一部拡大断面図
である。１・・・支持部、２・・・刃体、３・・・取付
孔、３′・・・コアの中心孔、４…緩衝孔、５・・・コ
ア、６，６′・・・小孔、７・・・リブ、８・・・ゥェ
ルドラィソ、９・・・上部金型、１０・・・下部金型、
１１・・・キヤビテイー、１２・・・ファンゲート、１
３・・・取付孔部対応位置、１４，１４′…スベーサー
ピン、１５…パーテイングラインのギャップ。 第１図 第２図 第三図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心の取付孔周辺に剛性コアを一体的に埋設又は貼
   着されている高分子弾性体で作られた円板状支持部と、
   該支持部の周囲からほぼ放射状に突出して一体的に形成
   された高分子弾性体製刃体とから成る回転刃であって、
   前記支持部及び前記刃体が、該支持部の中心部から高分
   子弾性体材料が射入されて形成され、かつ前記支持部は
   前記剛性コアの埋設又は貼着部分外であって、前記刃体
   の各根本付近に緩衝孔又は緩衝用凹所を設けられている
   ことを特徴とする高分子弾性体製回転刃。 ２ 高分子弾性体がポリウレタンエラストマー又はポリ
   エステルエラストマーである特許請求の範囲第１項記載
   の高分子弾性体製回転刃。 ３ 刃体がダブルテーパー型である特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の高分子弾性体製回転刃。