WO2007122679A1 - 板状刃物および固定治具 - Google Patents

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Hiroshi Nakamura
Hiroshi Watanabe
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Kanefusa Kabushiki Kaisha
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    • B23K2103/04—Steel or steel alloys

Definitions

  • the present invention relates to a plate-shaped cutter in which a blade serving as a blade is welded to an edge along the longitudinal direction of a base serving as a rectangular plate-shaped base, and a cutting edge is formed on the blade. Further, the present invention relates to a fixing jig for positioning and fixing the base metal and the blade metal when the base metal and the blade metal are fixed.
  • a cylindrical cutting tool called a powerful cylinder is rotatably disposed on a planer that processes a surface of a work material into a flat surface for wood processing or similar processing.
  • a plate or the like is cut by a planer blade provided on the outer peripheral surface of the planer cylinder.
  • a conventional planer blade used for such plane cutting is, for example, as shown in Patent Document 1.
  • both end edges (wood side: edge) along the longitudinal direction of the cemented carbide formed into a rectangular plate shape are polished and formed, and cutting edges are formed on both wood sides to form a blade part.
  • the cutting edge shown as a conventional example has a blade formed on both sides of the tree along the longitudinal direction, and the cutting edge of one blade cannot be used by using it for plane cutting.
  • the planer blade is replaced in the opposite direction so that the cutting edge of the other blade can be newly used.
  • the entire cutting blade is replaced and the used cutting blade is discarded.
  • Patent Document 1 Real Fairness 2-23371
  • the planer blade shown as a conventional example is designed to replace the entire planer blade when the blades on both sides cannot be used.
  • the cemented carbide that constitutes a kana blade is more expensive than steel, etc., and the kana blade has a cemented carbide power, and the blade portion that accounts for a small percentage of the entire blade.
  • the entire planer blade for wear Replacing was a factor that caused poor running efficiency and increased running costs.
  • the inventor of the present application when conceiving the invention, correlates the crack 'strain generated when welding a metal plate having a hard sintered force to a base metal made of steel and the cross-sectional area of the metal plate. In order to confirm this, the following experiment was conducted.
  • Base metal Carbon steel S45C annealed material
  • the bar graph shown in Fig. 12 (a) represents the number of cracks in the blade 70 at each blade cross-section S.
  • the bar graph shown in Fig. 12 (a) represents the number of cracks in the blade 70 at each blade cross-section S.
  • the number of cracks generated is the blade cross-sectional area. It can be seen that it increases with the size of S.
  • the graph shown in FIG. 12 (b) represents the relationship of the wood side strain amount ⁇ in each blade cross section S.
  • the experiment was performed when the width dimension of the base metal 72 was changed with 100 mm width: 5 to 30 mm thickness: 1.5 mm. As a result, it was not confirmed that the blade 70 had cracks, but only the wood side distortion was confirmed.
  • the inventor of the present application is convinced that laser welding can be performed without generating cracks in the blade metal 70 if the blade metal cross-sectional area S of the blade metal 70 is about 5.0 mm 2 or less. It came to. As described above, if it succeeds in suppressing the strain (especially wood side strain) that increases as the blade cross-sectional area S decreases, the use of expensive hard sintered bodies can be greatly reduced.
  • the invention of the present application was able to be achieved with the conviction that it could be applied to a plate-shaped blade such as a planer blade. That is, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems inherent in the conventional technology, and can reduce the product cost and suppress distortion caused by the difference in thermal expansion coefficient. It is an object of the present invention to provide a plate-shaped blade free from cracks. It is another object of the present invention to provide a fixing jig capable of reducing distortion and cracking during welding of a plate-shaped blade.
  • a plate-shaped blade according to claim 1 is a rectangular plate-shaped base metal made of steel and serving as a base metal part, and a longitudinal length of the base metal.
  • a blade that extends along the edge and is formed of a hard sintered body and serves as a blade is fixed by a welding layer in which a base metal is mainly melted by a high-power beam such as a laser, and the blade The cutting edge is formed so that the cross-sectional area of gold is set to 0.5 to 5.0 mm 2 .
  • the base part is made of an inexpensive material. By doing so, the product cost of the entire blade can be reduced. Further, since the blade is fixed by a welding layer in which the base metal part is melted mainly by the laser, the heat input amount during welding can be reduced as much as possible, and the influence of thermal expansion can be suppressed.
  • the blade is fixed to both edge portions of the base metal along the longitudinal direction facing the short direction.
  • the engaging portion is provided in the central portion in the short direction of the base metal.
  • the engagement portion can be engaged with the fixing jig for fixing the base metal during welding, and the base metal side caused by the temperature change of heating and cooling. Distortion can be suppressed.
  • the engaging portion is constituted by a concave portion or a convex portion extending continuously or discontinuously in the longitudinal direction on one surface of the base metal.
  • the fixing jig can be engaged with the concave portion or the convex portion. Therefore, the entire longitudinal direction of the base metal can be fixed in an engaged state, and the tree side distortion of the base metal can be suppressed.
  • the invention according to claim 5 is configured such that the engaging portion has a plurality of through-hole forces provided so as to penetrate in the thickness direction at a predetermined interval in the longitudinal direction of the base metal.
  • the fixing jig can be engaged with the through holes. it can. Accordingly, the entire longitudinal direction of the base metal can be fixed in an engaged state, and the wooden side distortion of the base metal can be suppressed.
  • the engagement portion and the engaged portion are engaged by the base metal support portion and the base metal fixture that are engaged with the engagement portion via the engaged portion. In this state, the base metal was clamped from the thickness direction to suppress the occurrence of distortion, and the blade was fixed.
  • the blade is laser welded to the base sandwiched between the base support and the base fixture that engages the engaged part with the engaging part.
  • the deformation of the base metal during welding and cooling is reduced, and the distortion of the entire blade can be suppressed.
  • a fixing jig according to claim 7 is provided to fix a blade made of a hard sintered body to a rectangular plate-shaped base metal.
  • a base metal that is provided on a base and extends along the longitudinal direction of the base metal, and engages with an engaging part provided on the base metal via an engaged part to support one side of the base metal.
  • a pressing portion which is detachably attached to one side of the base and sandwiching the base metal support portion and is provided at predetermined intervals in the longitudinal direction, is applied to the other surface of the base metal supported by the base metal support portion.
  • a first base metal fixture capable of holding the base metal between the base metal support part,
  • a second base metal fixture capable of abutting the pressing portions provided at intervals and sandwiching the base metal with the base metal support portion
  • the first or second base metal fixture and the base metal support are detachably attached to one side or the other side of the base metal base where the base metal support portion is sandwiched and the base metal fixture is not attached.
  • the blade metal With the base metal clamped between the base metal support and the base metal support attached to one side of the base, the blade metal is positioned and fixed by the blade base fixture attached to the other base. After attaching the second base metal fixture to the other side of the base from which the blade base fixture was removed, clamping the base metal with the base metal support, and then removing the first base metal fixture to remove the base metal The blade is positioned and secured with the blade fixing tool attached to one of the bases from which the first base metal fixing tool is removed. Structure to suppress the occurrence of gold distortion It is characterized by that.
  • the product cost can be reduced, and the distortion of the entire blade is suppressed to a range in which the distortion can be corrected. This makes it possible to perform good processing. Further, according to the fixing jig according to the present invention, it is possible to suppress the distortion of the base metal that occurs during welding and cooling within a range in which the distortion can be corrected.
  • FIG. 1 is a front view showing a planer blade according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of a planer blade according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a fixing jig according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a front view showing a fixing jig according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view showing a fixing jig according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a front view showing a base metal before welding.
  • FIG. 7 is a front view showing a blade and a base before welding.
  • FIG. 8 is a front view showing a planer blade immediately after welding.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing a planer blade and a base metal support according to a modified example.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing a planer blade and a base metal support according to another modification.
  • FIG. 11 is a diagram showing experimental examples and experimental results, where (a) shows a base metal and a blade to be welded, (b) shows an explanatory diagram of wood side distortion, and (c) shows a measurement result. It is a table
  • FIG. 12 is a graph showing experimental results, where (a) shows the number of cracks generated in each blade cross-sectional area, and (b) shows the amount of wood-side strain with respect to the blade cross-sectional area.
  • a planer blade (plate-shaped blade) 10 includes a base metal 12 serving as a base of the planer blade 10, and a blade 14 and 14 laser-welded to the base metal 12. And welded layers (beads) 16, 16 generated when the blades 14, 14 are welded to the base metal 12.
  • the base metal 12 is a steel plate such as tool steel or structural steel formed in a rectangular plate shape, and has one side on both sides along its longitudinal direction, for example, an edge on the back 18 side (wood side 12a 12b), linear blades 14 and 14 having a cross-sectional area of about 2.0 to 5.0111111 2 are laser welded.
  • This blade 14 is made of a hard sintered body such as a cemented carbide or a polycrystalline diamond sintered body, laser-welded to the both wood sides 12a and 12b, and then polished to form a cutting edge. This constitutes the blade part of the blade 10.
  • a high power density beam 56 is applied from the laser irradiation source 54 to the base 12 side as a main contact portion of the base 12 and the blade 14.
  • the melted portion becomes the weld layer 16 and the blade 14 is fixed to the base metal 12.
  • the “cross-sectional area” used in the description indicates a cross-sectional area when the blade 14 is cut in a direction perpendicular to the longitudinal direction (see the blade 14 in FIG. 1).
  • the linear blade 14 having a cross-sectional area of about 2.0 to 5.0 mm 2 is used when the blade 14 after welding is polished to form a cutting edge. It is also the force required to make the area about 0.5 mm 2 or more.
  • a blade 14 having a cross-sectional area of 3.0 mm 2 or less is preferable.
  • the cross-sectional area of the blade 14 is 0.5 mm 2 or less when the cutting edge is formed, durability as the blade portion cannot be obtained, so it is preferable that after grinding (after forming the cutting edge)
  • the cross-sectional area of the blade 14 is set to 1.0 mm 2 or more.
  • a recess (engagement portion) 22 that engages with a fixing jig 20 described later is formed on the back surface (one surface) 18 of the base metal 12.
  • the recess 22 is formed at the center in the short (width) direction on the back surface 18 of the base metal 12 in a groove shape extending continuously over the entire longitudinal direction of the base metal 12. Therefore, by engaging with a base metal support portion 24 (described later) of the fixing jig 20, the function of suppressing deformation of the base metal 12 is exhibited.
  • the recesses 22 are continuously formed on the back surface 18 of the base metal 12, but a plurality of recesses are provided at predetermined intervals (discontinuously) along the longitudinal direction of the back surface 18 of the base metal 12. May be.
  • the fixing jig 20 used to support and fix the planer blade 10 during laser welding includes a rigid base 26 and a center position in the width direction of the base 26.
  • the base metal support 24 provided on the base plate is integrally formed.
  • the base 26 has a first bottom portion 28 formed at the center in the width direction as the deepest depth, and a second bottom portion 30 and a third bottom portion 32 so as to rise one step to the left and right sides. Are formed into a symmetrical stepped structure.
  • the base metal support portion 24 is formed by protruding from the first bottom portion 28 of the base 26 by a required height, and the upper portion of the base metal support portion 24 is engaged with the concave portion 22 of the planer blade 10.
  • An engaged portion 24a having a substantially the same cross-sectional shape as the concave portion 22 is provided.
  • the length of the base metal support 24 in the longitudinal direction is set to be the same as or slightly larger than the length in the longitudinal direction of the cutter blade 10, and is configured to be able to engage with the entire recess 22 of the cutter blade 10. That is, as shown in FIG. 4, the planer blade 10 is supported on the base metal support 24 in a state where the entire recess 22 is engaged with the engaged portion 24a.
  • the height of the base metal support 24 is such that when the powerful blade 10 is supported on the engaged portion 24a, the surface (other surface) of the planer blade 10 (base 12) 34 force 3Set to approximately match the height of the bottom 32.
  • the fixing jig 20 includes a first base metal fixture (base metal fixture) 36 and a second base metal fixture (base metal fixture) which are detachably disposed on the base 26. ) 38, and the first and second base metal fixtures 36 and 38 are attached to the base 26, so that the base metal 12 is sandwiched by the base metal support 24 in the thickness direction. That is, the first and second base metal fixtures 36 and 38 are opposite to the wood sides 12a and 12b on the welding side of the blade 14 with respect to the base 12 supported by the base support 24 in the base 26.
  • the base metal 12 is clamped and fixed by either one of the first and second base metal fixtures 36 and 38 and the base metal support 24.
  • the left side of the base metal support 24 is called one (side) and the right side is called the other (side).
  • the first base metal fixture 36 is detachably attached to one side
  • the second base metal fixture 38 is detachably attached to the other side.
  • the first base metal fixture 36 is used when the blade 14 is welded to the other wooden side 12a of the base metal 12, and the first base metal fixture 36 has a plate-like fixture body 36a.
  • a plurality of pressing portions 40 inclined downward in cross section are formed on the other side edge portion at predetermined intervals along the longitudinal direction of the fixture body 36a (see FIG. 3).
  • the pressing portion 40 comes into contact with the surface 34 of the base 12 supported by the base support 24 and presses downward.
  • the fixture body 36 a is placed on the third bottom portion 32 on one side, and the pressing portion 40 is placed on the base 12. Screwed by a pair of fixing bolts 42,42.
  • the pressing portion 40 does not completely cover the surface 34 of the base metal 12; Is slightly exposed upward. Further, as shown in FIG. 5, the width dimension of the open end 40a of each pressing part 40 is set smaller than the distance dimension 1 between the pressing parts 44, 44 in the second base metal fixture 38 described later.
  • the distance 1 between the pressing portions 40, 40 of the first base metal fixture 36 is fixed to the second base metal fixture 36.
  • the width of the open end 44a of the pressing portion 44 in the tool 38 is set to be larger.
  • the second base metal fixture 38 used when welding one side of the base metal 12 has basically the same configuration as the first base metal fixture 36, and the fixture body A plurality of pressing portions 44 are provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the side edge portion on one side of 38a.
  • these pressing portions 44 are configured to contact and press against the surface 34 of the base metal 12 supported by the base metal supporting portion 24. Is done.
  • the pressing portion 44 of the second base metal fixture 38 has a width dimension of the open end 44a smaller than the gap size 1 between the press portions 40, 40 of the first base metal fixture 36.
  • the mutual pressing portions 40, 44 face each other between the opposing pressing portions 44, 44, 40, 40. . That is, when both the first and second base metal fixtures 36 and 38 are attached to the base 26 at the same time, the base 12 can be connected to the base support 24 without the respective pressing portions 40 and 44 interfering with each other. It can be pinched.
  • the second base metal fixture 38 is attached to the base 26, the same as the first base metal fixture 36, the same Fastened by a pair of fixing bolts 52,52.
  • the fixing jig 20 includes a blade fixing tool 46 for supporting the blade 14 with respect to the base metal 12.
  • a blade fixing tool 46 for supporting the blade 14 with respect to the base metal 12.
  • the blade fixing fixture 46 is attached to the corresponding second bottom portion 30 on the other side, The entire blade 14 can be supported and fixed in contact with the wood side 12a.
  • one side of the blade fixing tool 46 is formed in a mountain shape, and a notch 48 capable of holding the blade 14 is provided on the top thereof. That is, for example, when the blade fixing tool 46 is attached to the other side of the base 26, the cutout portion 48 comes close to the wood side 12a, and between the cutout portion 48 and the wood side 12a. The blade 14 is clamped.
  • the blade fixing tool 46 when the blade fixing tool 46 is attached to the base 26, the blade 14 is pressed and fixed to the base 12 by slightly sliding in the direction of approaching and separating from the base support 24. Composed. Accordingly, the operator inserts the blade 14 between the base metal 12 and the notch 48, and the blade fixing tool 46 is slid to the base 12 side to fix the blade 14.
  • the blade fixing member 46 is fastened by a pair of fixing bolts 50 and 50 in the same manner as the first and second base metal fixing members 36 and 38. Further, when the blade 14 is welded to one wooden side 12b of the base metal 12, the blade fixing tool 46 is attached to the second bottom portion 30 on one side.
  • a groove-like recess 22 is formed over the entire longitudinal direction on the back surface 18 of the base metal 12 having a rectangular cross-sectional steel material force. At this time, the recess 22 is formed so as to be positioned at the center of the back surface 18 in the width direction.
  • the base metal 12 is placed on the base metal support 24. At this time, the engaged portion 24a of the base metal support portion 24 and the concave portion 22 are engaged in close contact, and the base metal 12 is positioned in the width direction over the entire longitudinal direction.
  • the first base metal fixture 36 is placed on the third bottom portion 32 on the other side, and the pressing portion 40 is brought into contact with the surface 34 of the base metal 12 so that the base plate is fixed from the fixing bolts 42 and 42. Tighten 26mm.
  • the first base metal fixture 36 has a plurality of pressing portions 40 in which all the longitudinal directions of the base metal 12 are aligned. The body is pressed at regular intervals.
  • the blade 14 is fixed via a blade fixing tool 46. That is, the blade fixing tool 46 is temporarily fixed to the second bottom portion 30 on the other side, and the cutout portion 48 is opposed to the base metal 12. Then, the blade 14 is inserted between the base 12 and the notch 48, and the blade fixing tool 46 is slid to the base 12 side so that the blade 14 contacts the wood side 12a with a predetermined pressure. In this state, the blade fixing tool 46 is fixed with the fixing bolts 50 and 50. Thereby, the blade 14 is positioned and fixed in contact with the other wooden side 12a of the base metal 12. Further, as shown in FIG. 4, the contact portion between the blade 14 and the wood side 12a is exposed upward. As shown in FIG.
  • the blade 14 at the stage before welding is formed into a rod shape as a whole by forming a hard sintered body in a circular cross section, for example.
  • the cross section of the blade 14 is not necessarily limited to a circle, and the cross section may be a triangle or a quadrangle.
  • the base metal 12 is sandwiched and fixed by the first base metal fixture 36 and the base metal support 24, and further the blade metal 14 is fixed by the blade metal fixture 46. And wood side 12a are welded.
  • This welding is performed by laser welding that can be heated by a pin point to suppress deformation and distortion of the base metal 12 and the blade 14 and consequently the welding heat input can be reduced as much as possible.
  • this laser irradiation source 54 can be a CO laser or YAG laser.
  • the base metal 12 is melted by irradiating the high power density beam 56 mainly on the base metal 12 side at the contact portion between the other wood side 12a and the blade 14.
  • a portion of the base metal 12 melted by the laser is welded to the blade 14 and becomes a weld layer 16 after cooling, so that the blade 14 is welded. Achieved. That is, at the time of welding, the base metal support portion 24 engages with the concave portion 22, and the first base metal fixture 36 clamps and fixes the base metal 12 with the upward force being pressed. It can suppress suitably.
  • the amount of heat input to the base metal 12 can be reduced, and the thermal expansion of the base metal 12 can be further reduced.
  • the blade 14 is always supported and fixed in its entire length by the blade fixing tool 46, reliable welding can be performed and distortion of the blade 14 itself can be suppressed.
  • the blade 14 is welded to one wood side 12b.
  • the blade fixing tool 46 is removed from the base 26.
  • the second base metal fixture 38 is fixed to the base 26 with the first base metal fixture 36 attached. That is, the second base metal fixture 38 is placed on the third bottom portion 32 on the other side, and the pressing portions 44 are faced between the press portions 40, 40 of the first base metal fixture 36.
  • the second base metal fixture 38 is attached to the other side of the base 26.
  • the entire base metal 12 is sandwiched between the base metal support portions 24 by the first and second base metal fixtures 36 and 38.
  • the fixing bolts 42 and 42 are removed, and the first base metal fixture 36 is removed from the base 26.
  • the blade base fixture 46 is attached to one side of the base 26, and the blade 14 is attached.
  • the base metal 12 is brought into contact with one wooden side 12b.
  • the blade 14 is laser welded to one wooden side 12b, and the blade 14 is attached.
  • the second base metal fixture 38 and the blade base fixture 46 are left to stand for a while to cool down, as shown in FIG.
  • the weld layers 16 and 16 on both wood sides 12a and 12b are fixed to the blades 14 and 14, respectively.
  • distortion correction and polishing finish are performed on both wood sides 12a and 12b to form cutting edge ridges, and a simple blade 10 as shown in FIG. 1 is completed.
  • the base metal 12 is always fixed while being sandwiched between the first and second base metal fixtures 36 and 38 and the base metal support 24 during the period from welding to cooling.
  • Deformation (tree side distortion) of the base metal 12 can be suitably suppressed. Therefore, even if the base metal 12 having a relatively cheap steel material strength is used, the planer blade 10 with suppressed distortion can be manufactured, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the base metal 12 is made of a relatively inexpensive material such as steel. By using the material, the product cost of the powerful blade 10 can be reduced. Further, the blades 14 and 14 provided on the both wood sides 12a and 12b are fixed by the weld layers 16 and 16 in which the base metal 12 is mainly melted by laser welding, so that the heat input during welding is minimized. And the influence of thermal expansion can be suppressed. In addition, since the blades 14 and 14 are provided on the both wood sides 12a and 12b, the directions of strain due to thermal expansion face each other in a balanced state, and the powerful deformation of the entire blade 10 can be further suppressed.
  • the fixing jig 20 can be engaged with the concave portion 22. Therefore, the base metal The base metal 12 can be fixed in a state of being engaged over the entire longitudinal direction of the 12, and distortion generated when the base metal 12 is welded can be suppressed. That is, by engaging the concave portion 22 with the base metal support portion 24 and further pressing with the first and second base metal fixtures 36 and 38, the base metal 12 can be securely clamped and fixed. Therefore, it is possible to suppress deformation of the base metal 12 that becomes warp or bends.
  • the base metal 12 is supported in an engaged state by the base metal support portion 24, and further, the base is supported by the first and second base metal fixtures 36 and 38. Since the metal 12 can be fixed in a pressed state, the base metal 12 can be fixed at all times during welding and cooling, and deformation of the base metal 12 can be suppressed. In addition, since the entire blade 14 is fixed in contact with the base metal 12 with the required pressure by the blade fixing tool 46, the blade 14 can be reliably welded and distortion of the blade 14 is suppressed. can do.
  • the projecting portion 58 extending over the whole can be adopted as the engaging portion.
  • the engaged portion of the base metal support portion 24 is formed as a concave portion 24 b that can be engaged with the convex portion 58.
  • a plurality of protrusions 58 may be provided at predetermined intervals (discontinuously) along the longitudinal direction. Furthermore, as shown in FIG.
  • each through hole 60 penetrates the plate surface of the base metal 12 in the thickness direction, and the engaged portion of the base metal support portion 24 is inserted and engaged therewith.
  • the engaged portion of the base metal support portion 24 is composed of a plurality of protruding portions 24c that can be inserted through the through holes 60 correspondingly.
  • the height of each protrusion 24c is set so as not to protrude from the surface 34 of the base metal 12 when the protrusion 24c is inserted into the through hole 60.
  • the cutter blade 10 shown in the embodiment is provided with the blades 14 and 14 on the both wood sides 12a and 12b.
  • the blade on either one of the wood sides is provided. It may be formed of gold14.
  • the fixing jig 20 is used to fix the planer blade 10. Although described, it can also be used to fix other plate-shaped blades.
  • the case where the blade 14 is welded from the other wood side 12a (the right side in FIG. 4) and then the one wood side 12b (the left side in the figure) is welded is shown. It is of course possible to weld from side 12b.

Abstract

　製品コストが低廉で、しかも歪の少ない板状刃物を提供する。 　かんな刃は、鋼材からなる台金１２と、台金１２の長手方向に沿う両木側１２ａ,１２ｂに沿ってレーザ溶接される刃金１４,１４とから基本的に構成される。また、台金１２の裏面１８には、固定治具２０における台金支持部２４の被係合部２４ａと係合可能な凹部２２が設けられる。かんな刃の製造工程においては、台金１２を、被係合部２４ａに係合させた状態で台金支持部２２上に固定し、更に、第１台金固定具３６によって押圧状態で挟持固定する。また刃金１４は、刃金固定具４６を介して木側１２ａに当接状態で固定する。そして、木側１２ａおよび刃金１４の接触部において、主として台金１２側をレーザ溶接することで、刃金１４が台金１２に取付けられる。

Description

明 細 書
板状刃物および固定治具
技術分野
[0001] 本発明は、矩形板状の台金部となる台金の長手方向に沿う端縁部に刃部となる刃 金を溶接し、該刃金に切刃稜を形成した板状刃物および台金と刃金との固着作業に 際して台金と刃金とを位置決め固定する固定治具に関するものである。
背景技術
[0002] 木材加工またはこれに類する加工にぉ 、て被削材の表面を平面に加工するかん な盤には、力んな胴とよばれる円筒状の切削工具が回転自在に配設され、該かんな 胴の外周面に設けられたかんな刃により板材等の切削を行なうようになっている。こ のような平面切削に使用される従来のかんな刃は、例えば、特許文献 1に示すように
、矩形板状に成形した超硬合金等の長手方向に沿う両端縁部 (木側：コバ)を研磨カロ ェし、両木側に切刃稜を形成して刃部とされる。そして、通常 4枚程度のかんな刃が 前記かんな胴本体に取付けられ、各かんな刃の切刃稜の部分がかんな胴の外周面 力も僅かに突出するようになっている。なお、従来例として示した前記かんな刃は、長 手方向に沿う両木側に刃部が形成されており、平面切削に使用することにより一方の 刃部の切刃稜が使用できなくなった場合は、かんな刃を反対向きに付け替えて他方 の刃部の切刃稜を新たに使用し得るようになつている。更に、他方の刃部の切刃稜も 使用できなくなった場合にはかんな刃ごと取り替えられ、使用済みのかんな刃は廃棄 されている。
特許文献 1 :実公平 2— 23371号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] このように、従来例として示したかんな刃は、両側の刃金が使用できなくなった場合 にかんな刃全体を交換するよう設計されている。ところが、かんな刃を構成する超硬 合金は、鋼材等に比べて高価なものであり、かんな刃全体が超硬合金力もなるかん な刃にお 、て、刃物全体に占める割合の小さな刃部の摩滅のためにかんな刃全体 を取り替えることは、経済効率が悪ぐランニングコストが増大する要因となっていた。
[0004] そこで、かんな刃の主体となる台金を廉価な鋼材力 形成し、該台金に刃部となる 超硬合金等の刃金を別体的に溶接することで、かんな刃全体の製品コストを抑制す ることが考えられる。しかしながら、台金と刃金とを異なる材質から形成した場合、当 然、両部材の熱膨張率も相違することから、溶接および冷却時における両部材の変 形量に差異が生まれる。すなわち、一般的に鋼材は超硬合金よりも熱膨張率が高い ので、加熱時および冷却時の膨張，収縮変化が超硬合金よりも相対的に大きくなり、 溶接後のかんな刃に大きな内部応力が残留する。この残留応力により、かんな刃の 全体に亘つて修正できないほどの歪みが発生したり、刃金にクラックが発生したりす る問題がある。従って、硬質焼結体力 なる刃金を鋼力 なる台金に溶接することに より製造された実用的なかんな刃は、未だ提供されていないのが現状であった。なお 、溶接よりも低温の蠟付けによって刃金を台金に接合することで、前記したような刃金 を接合する際に生じる歪みやクラックを力なり抑制することは可能であるが、刃金の断 面積が相当大きくて蠟付け面積が十分に確保できるものに限られてしまう。これは蝌 付け面積が不十分な接合では接合強度が不足して、切削刃物としての使用に耐えら れないからである。よって、断面積が小さな線状の刃金が蠟付けされたかんな刃等の 切削刃物は実用化されていなかった。
[0005] ここで、本願の発明者は、発明を想到するに当たって鋼材からなる台金に硬質焼 結体力 なる刃金を溶接したときに生ずるクラック '歪みと、刃金の断面積との相関性 を確認するため、以下の実験を行なった。
〈溶接条件〉図 11(a)参照
台金：炭素鋼 S45Cの焼鈍材
長さ 100 幅 14.5 厚み 1.5 (mm)
刃金：超硬合金 K30GIS B 4053の K種）
長さ 100 幅 1.5〜5.6 厚み 1. 7 (mm)
レーザ装置： CWレーザ 出力 1.3kW 送り速さ 1.5mZ分
すなわち、断面積 (刃金断面積 S)の異なる刃金 70を台金 72にレーザ溶接し、室温 で放置冷却した後に刃金 70に生じたクラック数および木側歪み量 δ (図 11(b)参照） を測定した。なお、溶接時においては、クランプ装置によって台金 70 ·刃金 72を挟持 固定した。この実験で得られた測定結果を図 11(c)に示す。
[0006] この測定結果から、図 12(a)および (b)に示すグラフを得た。図 12(a)に示す棒グラフ は、各刃金断面積 Sでの刃金 70のクラック発生数を表わしている。このグラフ力 明ら かなように、刃金断面積 Sが 2.55mm2〜5.1mm2ではクラックが発生せず、刃金断面 積 Sが 5.95mm2以上となると、クラック発生数が刃金断面積 Sの大きさに応じて増加 することが分かる。また、図 12(b)に示すグラフは、各刃金断面積 Sにおける木側歪み 量 δの関係を表わしている。このグラフから、刃金断面積 Sが小さくなると、木側歪み 量 δが著しく増大することが分かる。すなわち、前記木側歪み量 δは、刃金断面積 S に対して反比例的な相関関係にあると推測することができる。
[0007] 次に、本願発明者は、前記刃金 70を長さ: 100mm幅: 3.0mm厚み: 1.7mm (刃金 断面積 S=5.1mm2)とし、また、前記台金 72を長さ: 100mm幅: 5〜30mm厚み: 1.5 mmとして、台金 72の幅寸法を変化させた場合で前記実験を行なった。その結果、 刃金 70にクラックが発生したものは確認されず、木側歪みの発生のみが確認された
[0008] 以上の実験結果から、本願発明者は、刃金 70の刃金断面積 Sが約 5.0mm2以下 であれば、刃金 70にクラック生ずることなくレーザ溶接が可能であると確信するに至 つた。そして、前述したように、刃金断面積 Sが小さくなるに従って増大する歪み (殊に 、木側歪み)を抑制することに成功すれば、高価な硬質焼結体の使用を大幅に削減 することができ、かんな刃等の板状刃物にも十分応用可能であるとの確信のもと本願 発明を達成することができた。すなわち本発明は、従来の技術に内在する上記問題 に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、製品コストを低廉にし 得ると共に、熱膨張率の相違により発生する歪みが抑制され、クラックの発生のない 板状刃物を提供することを目的とする。また、板状刃物の溶接時における歪みとクラ ックの発生を低減し得る固定治具を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項 1に係る板状刃物は、 鋼材から形成され台金部となる矩形板状の台金と、前記台金における長手方向に沿 う端縁部に沿って延在し、硬質焼結体から形成されて刃部となる刃金とを、レーザ等 の高出力ビームにより主として台金が融解された溶着層で固着し、前記刃金の断面 積が 0.5〜5.0mm2に設定されるよう切刃稜を形成したことを特徴とする。
[0010] 請求項 1の発明によれば、必要最低限の断面積 (5.0mm2以下)力 なる線状の刃 金と台金とを別体としたので、台金部を廉価な素材とすることにより刃物全体の製品 コストを低廉にし得る。また刃金は、レーザにより主として台金部が融解した溶着層に よって固着されるので、溶接時の入熱量を可及的に少なくすることができ、熱膨張の 影響を抑制し得る。
[0011] 請求項 2に係る発明は、前記刃金を、前記台金における短手方向に対向する長手 方向に沿う両端縁部に固着した。
[0012] 請求項 2の発明によれば、台金の両側に刃金を固着したので、熱膨張による歪み の方向が対向して釣り合い、刃物全体の変形 (歪み)を更に抑制することができる。
[0013] 請求項 3に係る発明は、前記台金の短手方向中央部に係合部を設けた。
[0014] 請求項 3の発明によれば、溶接する際に台金を固定する固定治具に係合部を係合 させることが可能となり、加熱 ·冷却の温度変化によって生ずる台金の木側歪みを抑 制することが可能となる。
[0015] 請求項 4に係る発明は、前記係合部を、前記台金の片面において長手方向に連続 または不連続に延在する凹部または凸部から構成した。
[0016] 請求項 4の発明によれば、前記台金の片面に凹部または凸部を形成したので、こ れら凹部または凸部に固定治具を係合させることが可能となる。従って、台金の長手 方向全体を係合状態で固定することができ、台金の木側歪みを抑制することができる
[0017] 請求項 5に係る発明は、前記係合部を、前記台金の長手方向に所定間隔離間して 厚み方向に貫通するよう設けられた複数の通孔力 構成した。
[0018] 請求項 5の発明によれば、前記台金に厚み方向に貫通する複数の通孔を長手方 向に離間して設けたので、該通孔に固定治具を係合させることができる。従って、台 金の長手方向全体を係合状態で固定することができ、台金の木側歪みを抑制するこ とがでさる。 [0019] 請求項 6に係る発明は、前記係合部に被係合部を介して係合する台金支持部と台 金固定具とで該係合部と被係合部とを係合させながら前記台金を厚み方向から挟持 して歪みの発生を抑制した状態で、前記刃金の固着作業を行なった。
[0020] 請求項 6の発明によれば、前記係合部に被係合部を係合した台金支持部と台金固 定具とによって挟持した台金に刃金をレーザ溶接することで、溶接および冷却時に おける台金の変形が軽減されて刃物全体の歪みを抑制することが可能となる。
[0021] 前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、請求項 7に係る固定治具は、 矩形板状の台金に硬質焼結体からなる刃金を固着するに際し、該台金および刃金 を固定する固定治具であって、
基台に設けられて前記台金の長手方向に沿って延在し、該台金に設けられた係合 部に被係合部を介して係合して台金の片面を支持する台金支持部と、
前記基台における前記台金支持部を挟む短手方向の一方に着脱自在に取付けら れ、長手方向に所定間隔で設けた押圧部を台金支持部に支持された台金の他面に 当接して、該台金を台金支持部とで挟持可能な第 1台金固定具と、
前記基台における短手方向の他方に着脱自在に取付けられ、台金支持部に支持 された台金の他面における前記第 1台金固定具の押圧部と干渉しない部位に、長手 方向に所定間隔で設けた押圧部を当接して該台金を台金支持部とで挟持可能な第 2台金固定具と、
前記基台における前記台金支持部を挟む短手方向の一方または他方の前記台金 固定具が取付けられていない側に着脱自在に取付けられ、第 1または第 2台金固定 具と台金支持部とで挟持された台金の長手方向に沿う端縁部に前記刃金を当接さ せた状態で位置決め固定する刃金固定具とからなり、
前記基台の一方に取付けた第 1台金固定具と台金支持部とで台金を挟持したもと で、基台の他方に取付けた刃金固定具で刃金を位置決めして固着作業を行なった 後、刃金固定具を取外した基台の他方に第 2台金固定具を取付けて台金支持部と で台金を挟持した後に第 1台金固定具を取外すことで台金の挟持状態を維持し、第 1台金固定具を取外した基台の一方に取付けた刃金固定具で刃金を位置決めして 固着することで、両端縁部への刃金固着作業による台金の歪発生を抑制するよう構 成したことを特徴とする。
[0022] 請求項 7の発明によれば、台金における長手方向に沿う端縁部の何れか一方に刃 金を固着した後、残る他方に刃金を固着する際に、該台金の台金固定具と台金支持 部とによる挟持状態を維持できるから、溶接および冷却時の温度変化による台金の 変形が軽減されて刃金にクラックを発生させずに刃物全体の歪みを抑制することが 可能となる。
発明の効果
[0023] 本発明に係る板状刃物によれば、製品コストを低廉にし得ると共に、刃物全体の歪 みが歪修正可能な範囲に抑制され、歪み修正後も刃金にクラックの発生がなく精度 の良い加工が可能となる。また、本発明に係る固定治具によれば、溶接および冷却 時に生ずる台金の歪みを歪修正可能な範囲に抑制することが可能となる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]実施例に係るかんな刃を示す正面図である。
[図 2]実施例に係るかんな刃の概略斜視図である。
[図 3]実施例に係る固定治具を示す斜視図である。
[図 4]実施例に係る固定治具を示す正面図である。
[図 5]実施例に係る固定治具を示す平面図である。
[図 6]溶接前の台金を示す正面図である。
[図 7]溶接前の刃金および台金を示す正面図である。
[図 8]溶接直後のかんな刃を示す正面図である。
[図 9]変更例に係るかんな刃および台金支持部を示す概略斜視図である。
[図 10]別の変更例に係るかんな刃および台金支持部を示す概略斜視図である。
[図 11]実験例および実験結果を示す図であって、（a)は溶接される台金および刃金を 示し、（b)は木側歪みの説明図を示し、（c)は測定結果を示す表である。
[図 12]実験結果を示すグラフであって、（a)は各刃金断面積におけるクラック発生数を 示し、（b)は刃金断面積に対する木側歪み量を示す。
発明を実施するための最良の形態
[0025] 次に、本発明に係る板状刃物および固定治具につき、好適な実施例を挙げて、添 付図面を参照して以下に説明する。なお、実施例では、板状刃物としてかんな刃を 想定して説明するが、本発明に係る板状刃物としては、かんな刃に限らず他の刃物 として使用することも可能である。
実施例
[0026] (かんな刃について）
実施例に係るかんな刃 (板状刃物) 10は、図 1および図 2に示すように、かんな刃 10 の基部となる台金 12と、該台金 12にレーザ溶接された刃金 14, 14と、該刃金 14, 14 を台金 12に溶接した際に生じる溶着層 (ビード) 16, 16とから構成される。前記台金 1 2は、工具鋼や構造用鋼等の鋼材を矩形板状に形成したものであって、その長手方 向に沿う両側における片面、例えば裏面 18側の端縁部 (木側 12a, 12b)に断面積約 2.0〜5.01111112程度の線状の刃金14, 14がレーザ溶接されてぃる。この刃金 14は、 超硬合金や多結晶ダイヤモンド焼結体等の硬質焼結体を前記両木側 12a, 12bにレ 一ザ溶接した後に、研磨仕上げされて切刃稜が形成されてかんな刃 10の刃部を構 成するものである。後述するように、台金 12に刃金 14を溶接するに際しては、レーザ 照射源 54より高出力密度ビーム 56を、該台金 12および刃金 14の接触部位の主とし て台金 12側に照射して融解し、その融解部位が溶着層 16となって刃金 14を台金 1 2に固着している。なお、説明中で用いる「断面積」とは、刃金 14を長手方向に対し て直交する方向に縦断した際の断面積を示しいる (図 1の刃金 14参照)。そして、前 記したように断面積が約 2.0〜5.0mm2程度の線状の刃金 14を用いるのは、溶接後 の刃金 14を研磨して切刃稜を形成した際に、その断面積が約 0.5mm2以上とするの に必要だ力もである。但し、断面積の大きな線材は溶接時にクラックが発生し易ぐま た、コストが増加する要因になり得るので、好ましくは、断面積 3.0mm2以下の刃金 1 4がよい。また、切刃稜を形成した際に刃金 14の断面積が 0.5mm2以下となると、刃 部としての耐久性が得られないので、好ましくは、研磨後 (切刃稜を形成後)の刃金 1 4の断面積は 1.0mm2以上に設定される。
[0027] 前記台金 12の裏面 (片面) 18には、後述の固定治具 20と係合する凹部 (係合部) 22 が形成されている。この凹部 22は、前記台金 12の裏面 18における短手 (幅)方向中 央部に、該台金 12の長手方向全体に亘つて連続的に延在する溝状に形成されたも のであって、固定治具 20の台金支持部 24(後述)に係合することで、台金 12の変形 を抑制する機能を発揮する。なお、実施例では、凹部 22を台金 12の裏面 18に連続 的に形成したが、該台金 12の裏面 18の長手方向に沿って複数の凹部を所定間隔 毎 (不連続的)に設けてもよい。
[0028] (固定治具について）
レーザ溶接する際に前記かんな刃 10の支持固定に供される固定治具 20は、図 3 〜図 5に示すように、剛性を有した基台 26と、該基台 26の幅方向中央位置に設けら れる台金支持部 24とが一体形成されている。この基台 26には、図 4に示すように、幅 方向の中央部に形成された第 1底部 28を最深として、その左右両側に 1段づっ上昇 するよう第 2底部 30、第 3底部 32が夫々形成されて、左右対称な段状構造をなして いる。
[0029] 前記台金支持部 24は、基台 26の第 1底部 28から所要高さだけ突出成形されたも のであって、その上部に、前記かんな刃 10の凹部 22に係合するよう該凹部 22と略 同一の断面形状に形成された被係合部 24aが設けられている。この台金支持部 24 の長手方向の寸法は、かんな刃 10の長手方向の寸法と同一、もしくは僅かに大きく 設定されて、かんな刃 10の凹部 22全体と係合し得るよう構成される。すなわち、前記 かんな刃 10は、図 4に示すように、その凹部 22全体が前記被係合部 24aに係合した 状態で台金支持部 24上に支持される。なお、台金支持部 24の高さ寸法は、力んな 刃 10を前記被係合部 24a上に支持した際に、かんな刃 10(台金 12)の表面 (他面) 34 力 前記第 3底部 32の高さと略一致するよう設定される。
[0030] 実施例に係る固定治具 20は、前記基台 26に着脱自在に配設される第 1台金固定 具 (台金固定具) 36および第 2台金固定具 (台金固定具) 38を備え、これら第 1 ·第 2台 金固定具 36, 38を基台 26に取付けることで、前記台金 12を台金支持部 24とで厚み 方向から挟持するようになっている。すなわち、前記第 1 ·第 2台金固定具 36,38は、 基台 26における台金支持部 24で支持されている台金 12に対する刃金 14の溶接側 の木側 12a, 12bとは反対側に取付けられ、第 1 ·第 2台金固定具 36,38の何れか一 方と台金支持部 24とで台金 12を挟持して固定するものである。なお、以下の説明で は、図 4において、台金支持部 24に対して左側を一方 (側)、右側を他方 (側)と呼び、 一方側に第 1台金固定具 36が着脱自在に取付けられ、他方側に第 2台金固定具 38 が着脱自在に取付けられるものとする。
[0031] 前記第 1台金固定具 36は、台金 12における他方の木側 12aに刃金 14を溶接する 際に使用されるものであって、板状に形成された固定具本体 36aの他方側の側縁部 に、断面下方傾斜した押圧部 40が、該固定具本体 36aの長手方向に沿って所定間 隔で複数形成されている (図 3参照)。この押圧部 40は、前記第 1台金固定具 36を基 台 26に取付けた際に、前記台金支持部 24に支持されている台金 12の表面 34に当 接して下方へ押圧する。なお、第 1台金固定具 36を基台 26に取付ける際には、一方 側の第 3底部 32に固定具本体 36aを載置すると共に、該押圧部 40を台金 12上に載 置し、 1対の固定ボルト 42,42によってネジ止めされる。
[0032] 図 4に示すように、第 1台金固定具 36を基台 26に取付けた際に、前記押圧部 40が 台金 12の表面 34を完全に覆うのではなぐ他方の木側 12aが上方に僅かに露出す るようになっている。また、各押圧部 40の開放端 40aの幅寸法は、図 5に示すように、 後述の第 2台金固定具 38における押圧部 44,44間の間隔寸法 1よりも小さく設定さ
2
れると共に、第 1台金固定具 36の押圧部 40,40間の間隔寸法 1は、該第 2台金固定
1
具 38における押圧部 44の開放端 44aの幅寸法よりも大きく設定されている。
[0033] 前記台金 12の一方側を溶接する際に使用される第 2台金固定具 38は、前記第 1 台金固定具 36と基本的に同様な構成となっており、固定具本体 38aの一方側の側 縁部には、その長手方向に沿って複数の押圧部 44が所定間隔で設けられている。 そして、第 2台金固定具 38を基台 26に取付けた際に、これらの押圧部 44が前記台 金支持部 24に支持されている台金 12の表面 34に当接して押圧するよう構成される 。また、前述のように、第 2台金固定具 38の押圧部 44は、その開放端 44aの幅寸法 が前記第 1台金固定具 36の押圧部 40,40間の間隙寸法 1よりも小さく設定され、両
1
第 1 ·第 2台金固定具 36,38を同時に基台 26に取付けた際に、相互の押圧部 40,44 が対向する押圧部 44,44,40,40間に臨むようになつている。すなわち、両第 1 ·第 2 台金固定具 36, 38を同時に基台 26に取付けた際に、夫々の押圧部 40,44が互いに 干渉することなく台金 12を台金支持部 24とで挟持し得るようになつている。なお、こ の第 2台金固定具 38を基台 26に取付ける場合も、第 1台金固定具 36と同様に、一 対の固定ボルト 52,52によって締着される。
[0034] 実施例に係る固定治具 20は、前記台金 12に対し刃金 14を支持するための刃金固 定具 46を備えている。この刃金固定具 46は、例えば、前記台金 12の他方の木側 12 aに刃金 14を溶接する際に、対応する他方側の前記第 2底部 30に取付けられ、前記 刃金 14を該木側 12aに当接させた状態で、該刃金 14全体を支持固定し得るように なっている。図 4に示すように、刃金固定具 46の一方側の側部は山形状に形成され 、その頂部に前記刃金 14を保持可能な切欠部 48が設けられている。すなわち、例 えば、この刃金固定具 46を基台 26の他方側に取付けた際に、前記切欠部 48が木 側 12aに近接して臨み、該切欠部 48と木側 12aとの間で刃金 14を挟持するようにな つている。なお、この刃金固定具 46は、基台 26に取付ける際に前記台金支持部 24 に対して近接離間する方向へ僅かにスライドさせることで刃金 14を台金 12に押付け て固定するよう構成される。従って、作業者は、前記台金 12と切欠部 48との間に刃 金 14を挿入し、該刃金固定具 46を台金 12側ヘスイラドさせ刃金 14を固定する。な お、この刃金固定具 46は、前記第 1,第 2台金固定具 36,38と同様に、一対の固定ボ ルト 50,50によって締着される。また、台金 12の一方の木側 12bに刃金 14を溶接す る際には、刃金固定具 46は一方側の第 2底部 30に取付けられる。
[0035] (かんな刃の製造について）
次に、本実施例に係る固定治具 20を使用してかんな刃 10を製造する工程を説明 する。先ず始めに、図 6に示す如ぐ断面矩形状の鋼材力もなる台金 12の裏面 18に 、長手方向全体に亘つて溝状の凹部 22を形成する。この時、この凹部 22は、前記裏 面 18の幅方向中央に位置するよう形成される。次に、固定治具 20から前記第 1台金 固定具 36および刃金固定具 46を取外した状態で、前記台金 12を台金支持部 24上 に載置させる。この時、前記台金支持部 24の被係合部 24aと凹部 22とが密着状態 で係合し、前記台金 12は長手方向全体に亘つて幅方向の位置決めがなされる。
[0036] 次に、台金 12の他方の木側 12aに刃金 14を溶接する場合について説明する。先 ず、第 1台金固定具 36を他方側の第 3底部 32上に載置すると共に、前記押圧部 40 を台金 12の表面 34に当接させ、固定ボルト 42,42〖こより基台 26〖こ締着する。この時 、図 3に示すように、第 1台金固定具 36は複数の押圧部 40が台金 12の長手方向全 体を一定間隔毎に押圧した状態となる。
[0037] 次に、前記刃金 14を刃金固定具 46を介して固定する。すなわち、刃金固定具 46 を他方側の第 2底部 30に仮止めし、前記切欠部 48を台金 12に対向させる。そして、 台金 12と切欠部 48との間に刃金 14を挿入し、前記刃金固定具 46を台金 12側ヘス ライドさせて該刃金 14が木側 12aに所定圧で当接した状態で、刃金固定具 46を固 定ボルト 50,50によって固定する。これにより、前記刃金 14は、台金 12の他方の木 側 12aに当接状態で位置決め固定される。また、図 4に示すように、刃金 14と木側 1 2aとの接触部は上方へ向けて露出した状態となっている。なお、図 7に示すように、 溶接前の段階における刃金 14は、硬質焼結体を例えば、断面円形状に形成して全 体で棒状に成形されている。但し、刃金 14の断面は、必ずしも円形に限られる訳で はなぐ断面が三角形や四角形等であっても構わない。
[0038] そして、第 1台金固定具 36および台金支持部 24によって台金 12を挟持固定し、更 に、刃金固定具 46によって刃金 14を固定したもとで、該刃金 14と木側 12aとの溶接 を行なう。この溶接には、台金 12と刃金 14との変形や歪みを抑制するため、ピンボイ ントで加熱でき、結果的に溶接入熱量が可及的に少なくできるレーザ溶接により行な われる。図 4に示すように、このレーザ照射源 54としては、 COレーザや YAGレーザ
2
等の高出力密度ビーム 56を照射可能なレーザ照射装置が殊に好適に使用される。 そして、この高出力密度ビーム 56を、他方の木側 12aと刃金 14との接触部における 主として台金 12側に照射することで、該台金 12を融解させる。これにより、図 8に示 すように、レーザによって融解された台金 12の一部が刃金 14と溶着し、冷却後に溶 着層 16となって固化することで、刃金 14の溶接が達成される。すなわち、溶接時に、 台金支持部 24が前記凹部 22と係合すると共に、第 1台金固定具 36が上方力も押圧 状態で台金 12を挟持固定するので、加熱による台金 12の変形を好適に抑制するこ とができる。しかも、集光性の高いレーザを用いて溶接を行なうので、台金 12への溶 接入熱量が少なくなつて、台金 12の熱膨張を更に低減し得る。し力も、刃金 14は常 に刃金固定具 46によって長手方向全体が支持固定されているので、確実な溶接を 行なうことが可能となり、刃金 14自体の歪みも抑制し得る。
[0039] 前記他方の木側 12aへの溶接が完了し、一方の木側 12bに刃金 14を溶接するに は、先ず始めに、前記刃金固定具 46を基台 26から取外す。そして、前記第 1台金固 定具 36を取付けたまま、第 2台金固定具 38を基台 26に固定する。すなわち、第 2台 金固定具 38を他方側の第 3底部 32に載置すると共に、前記各押圧部 44を前記第 1 台金固定具 36の各押圧部 40,40間に臨ませた状態として、第 2台金固定具 38を基 台 26の他方側に取付ける。この時、図 5に示すように、前記台金 12は、その全体が 第 1および第 2台金固定具 36,38によって台金支持部 24とで挟持された状態となる。 次に、前記固定ボルト 42,42を外して、第 1台金固定具 36を基台 26から取外すと共 に、前記刃金固定具 46を基台 26の一方側に取付け、刃金 14を前記台金 12の一方 の木側 12bに当接させる。そして、上記と同様にして、一方の木側 12bに刃金 14をレ 一ザ溶接し、刃金 14の取付けを行なう。
[0040] 両木側 12a, 12bへの溶接が完了すると、前記第 2台金固定具 38および刃金固定 具 46を取付けた状態のまましばらく放置して冷却を行ない、図 8に示すように、両木 側 12a, 12bの溶着層 16, 16が刃金 14, 14と固着する。冷却後、両木側 12a, 12bに 対して歪修正や研磨仕上げを行なって切刃稜を形成し、図 1に示す如きかんな刃 10 が完成する。このように、溶接から冷却までの間、台金 12は第 1 ·第 2台金固定具 36, 38および台金支持部 24によって挟持された状態で常に固定されているので、加熱 または冷却による台金 12の変形 (木側歪み)を好適に抑制することができる。従って、 比較的廉価な鋼材力もなる台金 12を使用しても歪が抑制されたかんな刃 10を製造 することができ、製造コストを抑えることが可能となる。
[0041] 以上に示したように、実施例に係るかんな刃 10によれば、刃金 14, 14と台金 12とを 別体構成としたので、台金 12を鋼材等の比較的廉価な素材とすることにより、力んな 刃 10全体の製品コストを低廉にし得る。また、両木側 12a, 12bに設けられる刃金 14, 14は、レーザ溶接により主として台金 12が溶解した溶着層 16, 16によって固着され るので、溶接時の入熱量を可及的に少なくすることができ、熱膨張の影響を抑制し得 る。また、両木側 12a, 12bに刃金 14, 14を設けたので、熱膨張による歪みの方向が 対向して釣り合い状態となり、力んな刃 10全体の変形を更に抑制することができる。
[0042] 更に、実施例に係るかんな刃 10によれば、前記台金 12の裏面 18に凹部 22を形成 したので、これら凹部 22に固定治具 20を係合させることが可能となる。従って、台金 12の長手方向全体に亘つて係合した状態で該台金 12を固定することができ、該台 金 12の溶接時に生ずる歪みを抑制することができる。すなわち、前記凹部 22を台金 支持部 24に係合し、更に第 1,第 2台金固定具 36,38によって押圧することで、台金 1 2を確実に挟持固定したもとで溶接でき、台金 12の反りや曲がりとなる変形を抑制す ることが可能となる。
[0043] また、実施例に係る固定治具 20によれば、台金支持部 24によって台金 12を係合 状態で支持し、更に第 1,第 2台金固定具 36,38によって該台金 12を押圧状態で固 定し得るので、溶接および冷却時に常に台金 12を固定することが可能となり、台金 1 2の変形を抑制することが可能となる。また、刃金固定具 46によって刃金 14全体が 台金 12に所要圧力で当接した状態で固定されるので、該刃金 14を確実に溶接する ことができ、刃金 14の歪みを抑制することができる。
[0044] なお、実施例では、台金 12の裏面 18に凹部 22を形成して台金支持部 24に係合さ せる場合を示した力 例えば図 9に示すように、裏面 18の長手方向全体に亘つて延 在する凸部 58を係合部として採用することもできる。この場合、前記台金支持部 24 の被係合部は、この凸部 58に係合し得る凹状部 24bとして形成される。また、凸部 5 8を台金 12の裏面 18に連続的に形成するのではなぐ複数の凸部 58を長手方向に 沿って所定間隔毎 (不連続的)に設けるようにしてもよい。更に、図 10に示すように、 台金 12の係合部として、該台金 12の板面の長手方向に沿って所定間隔毎に設けた 複数の通孔 60を採用することも可能である。夫々の通孔 60は、台金 12の板面を厚 み方向に貫通しており、前記台金支持部 24の被係合部が挿通されて係合するように なっている。この場合、前記台金支持部 24の被係合部は、各通孔 60に対応的に挿 通可能な複数の突状部 24cから構成される。なお、各突状部 24cの高さ寸法は、突 状部 24cが前記通孔 60に挿通した際に前記台金 12の表面 34から突出しないよう設 定される。これにより、前記固定治具 20の台金固定具 36により台金 12を固定した際 に、突状部 24cが台金固定具 36に干渉することがない。
[0045] 更に、実施例で示したかんな刃 10は、両木側 12a, 12bに刃金 14, 14を設けたが、 本発明に係る板状刃物としては、何れか一方の木側に刃金 14を形成したものであつ てもよい。また実施例では、固定治具 20を、かんな刃 10を固定するためのものとして 説明を行なったが、他の板状刃物を固定するために使用することも可能である。更に 実施例においては、他方の木側 12a (図 4の右側)から刃金 14を溶接した後に、一方 の木側 12b (同図左側)を溶接する場合を示したが、始めに一方の木側 12bから溶接 することも勿論可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 鋼材力 形成され台金部となる矩形板状の台金 (12)と、前記台金 (12)における長手 方向に沿う端縁部 (12a,12b)に沿って延在し、硬質焼結体力も形成されて刃部となる 刃金 (14,14)とを、レーザ等の高出力ビームにより主として台金 (12)が融解された溶着 層 (16,16)で固着し、前記刃金 (14,14)の断面積が 0.5〜5.0mm2に設定されるよう切 刃稜を形成した
ことを特徴とする板状刃物。
[2] 前記刃金 (14,14)は、前記台金 (12)における短手方向に対向する長手方向に沿う両 端縁部 (12a, 12b)に固着されている請求項 1記載の板状刃物。
[3] 前記台金 (12)の短手方向中央部に係合部が設けられている請求項 1または 2記載 の板状刃物。
[4] 前記係合部は、前記台金 (12)の片面 (18)において長手方向に連続または不連続に 延在する凹部 (22)または凸部 (58)力 なる請求項 3記載の板状刃物。
[5] 前記係合部は、前記台金 (12)の長手方向に所定間隔離間して厚み方向に貫通す るよう設けられた複数の通孔 (60)力 なる請求項 3記載の板状刃物。
[6] 前記係合部に被係合部 (24a,24b,24c)を介して係合する台金支持部 (24)と台金固定 具 (36,38)とで該係合部と被係合部 (24a,24b,24c)とを係合させながら前記台金 (12)を 厚み方向から挟持して歪みの発生を抑制した状態で、前記刃金 (14,14)の固着作業 が行なわれた請求項 3記載の板状刃物。
[7] 矩形板状の台金 (12)に硬質焼結体からなる刃金 (14)を固着するに際し、該台金 (12) および刃金 (14)を固定する固定治具であって、
基台 (26)に設けられて前記台金 (12)の長手方向に沿って延在し、該台金 (12)に設 けられた係合部 (22,58,60)に被係合部 (24a,24b,24c)を介して係合して台金 (12)の片 面 (18)を支持する台金支持部 (24)と、
前記基台 (26)における前記台金支持部 (24)を挟む短手方向の一方に着脱自在に 取付けられ、長手方向に所定間隔で設けた押圧部 (40)を台金支持部 (24)に支持され た台金 (12)の他面 (34)に当接して、該台金 (12)を台金支持部 (24)とで挟持可能な第 1 台金固定具 (36)と、 前記基台 (26)における短手方向の他方に着脱自在に取付けられ、台金支持部 (24) に支持された台金 (12)の他面 (34)における前記第 1台金固定具 (36)の押圧部 (40)と干 渉しない部位に、長手方向に所定間隔で設けた押圧部 (44)を当接して該台金 (12)を 台金支持部 (24)とで挟持可能な第 2台金固定具 (38)と、
前記基台 (26)における前記台金支持部 (24)を挟む短手方向の一方または他方の 前記台金固定具 (36,38)が取付けられていない側に着脱自在に取付けられ、第 1また は第 2台金固定具 (36,38)と台金支持部 (24)とで挟持された台金 (12)の長手方向に沿 う端縁部 (12a,12b)に前記刃金 (14, 14)を当接させた状態で位置決め固定する刃金固 定具 (46)とからなり、
前記基台 (26)の一方に取付けた第 1台金固定具 (36)と台金支持部 (24)とで台金 (12) を挟持したもとで、基台 (26)の他方に取付けた刃金固定具 (46)で刃金 (14)を位置決め して固着作業を行なった後、刃金固定具 (46)を取外した基台 (26)の他方に第 2台金 固定具 (38)を取付けて台金支持部 (24)とで台金 (12)を挟持した後に第 1台金固定具（ 36)を取外すことで台金 (12)の挟持状態を維持し、第 1台金固定具 (38)を取外した基 台 (26)の一方に取付けた刃金固定具 (48)で刃金 (14)を位置決めして固着することで、 両端縁部 (12a, 12a)への刃金固着作業による台金の歪発生を抑制するよう構成した ことを特徴とする固定治具。
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