(57)【要約】【課題】複数のカッタ本体のうち欠け等の発生したカッタ本体のみを交換でき、カッタ本体の交換作業性を向上する。【解決手段】ロータリカッタ１１は、樹皮剥ぎ用機械のアームの先端部にロータリ軸１４を介して回転可能に取付けられる。また、ロータリカッタ１１は、ロータリ軸１４にスプライン嵌合される円筒状のカッタ保持部材３１と、このカッタ保持部材３１の外周面より半径方向外側に突出する切刃部３２ｂを有しカッタ保持部材３１の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられた複数のカッタ本体３２とを備える。【選択図】図１
2020044825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹皮剥ぎ用機械のアームの先端部にロータリ軸を介して回転可能に取付けられるロータリカッタであって、
前記ロータリ軸にスプライン嵌合される円筒状のカッタ保持部材と、
前記カッタ保持部材の外周面より半径方向外側に突出する切刃部を有し前記カッタ保持部材の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられた複数のカッタ本体と
を備えたことを特徴とするロータリカッタ。
【請求項２】
前記カッタ保持部材が、外周面に円周方向に所定の間隔をあけて前記ロータリ軸の軸線方向に延びてそれぞれ形成された複数の凹条を有し、
各カッタ本体が、前記ロータリ軸の軸線方向に延びて形成され前記各凹条に前記ロータリ軸の軸線方向から挿入可能な取付部と、前記取付部の長手方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向に延びた状態で前記取付部と一体的に形成された前記切刃部とをそれぞれ有し、
前記各取付部が前記各凹条にそれぞれ挿入された状態で前記複数の取付部の両面が一対の挟持板により挟持されることにより、前記複数のカッタ本体が前記カッタ保持部に取付けられた請求項１記載のロータリカッタ。
【請求項３】
所定の厚さの金属板をレーザカットすることにより外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝が形成された同形同大の保持部材素片を複数枚作製する工程と、
前記複数枚の保持部材素片を積層することにより前記凹溝が連なって凹条が形成されたカッタ保持部材を作製する工程と、
ロストワックス精密鋳造法により前記凹条に挿入可能な取付部を切刃部と一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体を作製する工程と、
各取付部を前記各凹条にそれぞれ挿入した状態で前記複数の取付部の両面を一対の挟持板で挟持することにより前記複数のカッタ本体を前記カッタ保持部材に取付ける工程と
を含むロータリカッタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹皮剥ぎ用機械のアームの先端部に回転可能に取付けられるロータリカッタと、そのロータリカッタを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状のカッタ主体の表面にこのカッタ主体から刃体が突出して形成された樹皮剥ぎ用カッタが開示されている（例えば、特許文献１（請求項１〜４、段落［００１０］、［００１２］、図１〜図４）参照。）。この樹皮剥ぎ用カッタでは、各刃体の断面形状が左右対称に形成され、ロータリバーカ（樹皮剥ぎ用機械）のアーム先端部に回転可能に取付けられる。そして、刃体は、カッタ主体の表面に複数本の凸条に形成される。また、カッタ主体の内周面には内側フランジが設けられ、この内側フランジとボス部の外側フランジがボルトによって連結固定される。更に、カッタは、ボス部を駆動軸に挿入した後に、ロックナットを駆動軸の雄ねじ部に螺合することによって駆動軸に結合される。なお、カッタ主体とボス部が一体構造に形成されることができる。
【０００３】
このように構成された樹皮剥ぎ用カッタでは、樹皮剥ぎ作業を行うと、刃体の角部が摩耗して、樹皮の剥ぎ取り機能が低下すると、ボルトを外してカッタ主体の内側フランジをボス部の外側フランジから取外した後、カッタを裏返して再びカッタ主体の内側フランジをボス部の外側フランジに装着する。この結果、刃体の角部に樹皮の剥ぎ取り作用を行わせると、樹皮の剥ぎ取り機能が復活する。このように、カッタ主体の表面に設けられた刃体の形状を左右対称に形成したので、１つの刃体に剥ぎ取り作業を行わせる角部が２か所あり、一方の角部が摩耗した場合でも刃体の向きを変えるだけで剥ぎ取り作業が続けられる。従って、一度に２か所の角部を研磨しておくことにより、研磨作業の回数を従来に比べて半分に減らすことができるので、樹皮剥ぎ作業の効率が向上する。なお、カッタ主体とボス部が一体構造に形成される場合、ロックナットを外してカッタを駆動軸から引抜いた後に、カッタを裏返して再び駆動軸に嵌入してロックナットを駆動軸の雄ねじ部に螺合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−８５１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の特許文献１に示された樹皮剥ぎ用カッタでは、カッタ主体の内側フランジとボス部の外側フランジがボルトによって連結固定される場合、カッタ主体の内側フランジをボス部の外側フランジに取付けるときに、両フランジの芯がずれ易く、芯がずれたまま取付けると、カッタがふれ回って異常振動が発生するため、両フランジの芯を一致させるのに多くの時間を要し、カッタの裏返し作業や交換作業の作業性が低下する不具合があった。また、上記従来の特許文献１に示された樹皮剥ぎ用カッタでは、カッタ主体とボス部が一体構造に形成される場合、ボス部と駆動軸の嵌合がスプライン嵌合であるため、ボス部を駆動軸に挿脱するのに多くの時間を要し、カッタの裏返し作業や交換作業の作業性が低下する問題点があった。更に、上記従来の特許文献１に示された樹皮剥ぎ用カッタでは、カッタの各刃体の断面形状を左右対称に形成することにより、カッタを裏返して使用できるけれども、刃体の一方の角部に欠け、割れ又は摩耗が発生し、かつ複数の刃体の他方の角部に欠け、割れ又は摩耗が発生すると、欠けた刃体のみを交換することができず、カッタ自体を交換する必要があり、カッタ自体が比較的大きいため、予備のカッタの保管場所を広く確保しなければならない問題点もあった。
【０００６】
本発明の第１の目的は、複数のカッタ本体のうち欠け等の発生したカッタ本体のみを交換でき、カッタ本体の交換作業性を向上できる、ロータリカッタ及びその製造方法を提供することにある。本発明の第２の目的は、複数のカッタ本体のうち欠け等の発生した比較的小さいカッタ本体のみを交換でき、これにより予備のカッタ本体を比較的狭い場所に保管できる、ロータリカッタ及びその製造方法を提供することにある。本発明の第３の目的は、カッタ本体をロストワックス精密鋳造法により作製することにより、木材（原木）の乾燥状態に適合する硬さや粘りのある鋼種をカッタ本体の材質として選定できる、ロータリカッタの製造方法を提供することにある。本発明の第４の目的は、金属板のレーザカットによる同形同大の保持部材素片の作製及びこれらの保持部材素片の積層により、寸法精度の良好なカッタ保持部材を作製できる、ロータリカッタの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点は、図１、図４及び図１７に示すように、樹皮剥ぎ用機械１２のアーム１３の先端部にロータリ軸１４を介して回転可能に取付けられるロータリカッタ１１であって、ロータリ軸１４にスプライン嵌合される円筒状のカッタ保持部材３１と、このカッタ保持部材３１の外周面より半径方向外側に突出する切刃部３２ｂを有しカッタ保持部材３１の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられた複数のカッタ本体３２とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に図１、図９及び図１１〜図１６に示すように、カッタ保持部材３１が、外周面に円周方向に所定の間隔をあけてロータリ軸１４の軸線方向に延びてそれぞれ形成された複数の凹条３１ｆを有し、各カッタ本体３２が、ロータリ軸１４の軸線方向に延びて形成され各凹条３１ｆにロータリ軸１４の軸線方向から挿入可能な取付部３２ａと、取付部３２ａの長手方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向に延びた状態で取付部３２ａと一体的に形成された切刃部３２ｂとをそれぞれ有し、各取付部３２ａが各凹条３１ｆにそれぞれ挿入された状態で複数の取付部３２ａの両面が一対の挟持板３３，３４により挟持されることにより、複数のカッタ本体３２がカッタ保持部３１に取付けられたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の観点は、図１、図９及び図１１〜図１３に示すように、所定の厚さの金属板をレーザカットすることにより外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝３１ｅが形成された同形同大の保持部材素片３１ａを複数枚作製する工程と、複数枚の保持部材素片３１ａを積層することにより前記凹溝３１ｅが連なって凹条３１ｆが形成されたカッタ保持部材３１を作製する工程と、ロストワックス精密鋳造法により凹条３１ｆに挿入可能な取付部３２ａを切刃部３２ｂと一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体３２を作製する工程と、各取付部３２ａを各凹条３１ｆにそれぞれ挿入した状態で複数の取付部３２ａの両面を一対の挟持板３３，３４で挟持することにより複数のカッタ本体３２をカッタ保持部材３１に取付ける工程とを含むロータリカッタ１１の製造方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の観点のロータリカッタでは、円筒状のカッタ保持部材をロータリ軸にスプライン嵌合し、複数のカッタ本体をカッタ保持部材の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けるので、複数のカッタ本体のうち欠け等の発生したカッタ本体のみを交換できる。この結果、カッタ本体の交換作業性を向上できる。また、各カッタ本体は比較的小さいので、予備のカッタ本体を比較的狭い場所に保管できる。
【００１１】
本発明の第２の観点のロータリカッタでは、複数の各カッタ本体の取付部をカッタ保持部材の複数の凹条にそれぞれ挿入し、この状態で複数の取付部の両面を一対の挟持板で挟持することにより、複数のカッタ本体がカッタ保持部材に取付けられるので、一対の挟持板のうち一方の挟持板を取外して、再び一方の挟持板を取付けるという簡単な作業でカッタ本体を交換できる。この結果、カッタ本体の交換作業性を更に向上できる。
【００１２】
本発明の第３の観点のロータリカッタの製造方法では、比較的薄い金属板をレーザカットすることにより外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝が形成された同形同大の保持部材素片を複数枚作製し、これらの保持部材素片を積層することにより凹溝が連なって凹条が形成されたカッタ保持部材を作製するので、寸法精度の良好なカッタ保持部材を作製できる。また、ロストワックス精密鋳造法により凹条に挿入可能な取付部を切刃部と一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体を作製するので、木材（原木）の乾燥状態に適合する硬さや粘りのある鋼種をカッタ本体の材質として選定できる。更に、各取付部を各凹条にそれぞれ挿入した状態で複数の取付部の両面を一対の挟持板で挟持することにより複数のカッタ本体をカッタ保持部材に取付けるので、一対の挟持板のうち一方の挟持板を取外して、複数のカッタ本体のうち欠け等の発生したカッタ本体のみを交換した後、再び一方の挟持板を取付けるという簡単な作業でカッタ本体を交換できる。この結果、カッタ本体の交換作業性を更に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明実施形態のロータリカッタを含む図１７のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】そのロータリカッタを示す図１４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】そのロータリカッタを示す図４のＣ矢視図である。
【図４】そのロータリカッタを示す図３のＤ矢視図である。
【図５】カッタ本体を示す図６のＥ矢視図である。
【図６】カッタ本体を示す図５のＦ矢視図である。
【図７】カッタ本体を示す図５のＧ矢視図である。
【図８】カッタ本体を示す図６のＨ矢視図である。
【図９】カッタ本体を示す取付部側から見た斜視図である。
【図１０】カッタ本体を示す切刃部側から見た斜視図である。
【図１１】カッタ保持部材の第１挟持片の正面図である。
【図１２】カッタ保持部材の第２挟持片の正面図である。
【図１３】カッタ保持部材の正面図である。
【図１４】図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図１５】第２挟持片を取外した状態を示すロータリカッタの斜視図である。
【図１６】第２挟持片を取付けた状態を示すロータリカッタの斜視図である。
【図１７】そのロータリカッタが取付けられた樹皮剥ぎ用機械の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１７に示すように、ロータリカッタ１１は、樹皮剥ぎ用機械１２のアーム１３の先端部にロータリ軸１４を介して回転可能に取付けられる。樹皮剥ぎ用機械１２は、リングバーカ又はロータリバーカとも呼ばれ、機台１６と、この機台１６に所定の間隔をあけてそれぞれ載置された機枠１７及び電動モータ１８とを備える。機枠１７にはリング枠１９が回転可能に装着され、このリング枠１９と電動モータ１８の駆動軸１８ａとの間にはベルト２１が掛け渡される。そして、リング枠１９は電動モータ１８によって回転駆動される。また、リング枠１９の正面には、３本のアーム１３が支軸２２を中心に揺動可能に取付けられるとともに、３本のエアシリンダ２３の基端が揺動可能に取付けられる。そして、アーム１３の基端部はエアシリンダ２３のピストンロッド２３ａの先端部に連結され、アーム１３の先端部にはロータリカッタ１１がロータリ軸１４を介して回転可能に取付けられる。各エアシリンダ２３への圧縮エアの給排によって各ロータリカッタ１１がリング枠１９の中心部に集合するように付勢されることにより、各ロータリカッタ１１に木材（原木）の樹皮を剥ぎ取り可能な圧接力が生じるようになっている。
【００１５】
ロータリ軸１４の基部はアーム１３の先端部に一対のベアリング２４，２６を介して回転可能に取付けられる（図１７）。また、ロータリ軸１４の先端部にはスプライン軸部１４ａが設けられ、スプライン軸部１４ａの先端には雄ねじ部１４ｂが設けられる（図１）。このスプライン軸部１４ａにロータリカッタ１１のスプライン孔１１ａが嵌入されて、雄ねじ部１４ｂにロックナット２７を螺合することにより、ロータリカッタ１１はロータリ軸１４とともに回転するように構成される。なお、図１７中の符号１４ｃ，１４ｃは、ロータリ軸１４のうち一対のベアリング２４，２６間に嵌着された、即ち嵌入した後に溶接にて固定された２列の従動スプロケットである。これらの従動スプロケット１４ｃ，１４ｃにはローラチェーン（図示せず）がそれぞれ掛けられ、これらのローラチェーンはアーム１３内を通って２列の駆動スプロケット（図示せず）に掛けられ、更にこれらの駆動スプロケットは回転駆動機構（図示せず）に接続される。
【００１６】
一方、ロータリカッタ１１は、ロータリ軸１４にスプライン嵌合される円筒状のカッタ保持部材３１と、このカッタ保持部材３１の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられた複数のカッタ本体３２とを備える（図１）。カッタ保持部材３１は、所定の厚さの金属板を用いて、中心に第１スプライン孔部３１ｂを有する同形同大の円板状に形成した複数枚の保持部材素片３１ａを積層することにより、円筒状に形成される。但し、複数枚の保持部材素片３１ａのうち両端に位置する２枚の保持部材素片３１ａ，３１ａには、第１湾曲凹面３１ｃ，３１ｃの一部に逃げ勾配３８，３９の一部となる傾斜面３１ｄ，３１ｄがそれぞれ形成される（図２、図１３及び図１４）。
【００１７】
また、各保持部材素片３１ａの外周面には、円周方向に所定の間隔をあけて形成された複数の凹溝３１ｅと、隣り合う凹溝３１ｅ間に第１スプライン孔部３１ｂに向って窪んで形成された複数の上記第１湾曲凹面３１ｃとが形成される（図１３及び図１４）。複数の保持部材素片３１ａを積層して形成されたカッタ保持部材３１は、上記凹溝３１ｅが連なることにより、外周面に円周方向に所定の間隔をあけかつロータリ軸１４の軸線方向に延びて形成された複数の凹条３１ｆを有する（図１及び図１４〜図１６）。これらの凹条３１ｆは、カッタ保持部材３１の外周面から略中心（中心から所定の距離だけずれた位置）に向って延びて形成され、凹条３１ｆの長手方向に沿って最も外側に幅の広い第１凹条３１ｇが形成され、最も内側に幅の広い第２凹条３１ｈが形成され、第１凹条３１ｇと第２凹条３１ｈとの間に幅の狭い第３凹条３１ｉが形成される（図１４）。具体的には、第１凹条３１ｇと第２凹条３１ｈは同一の幅に形成され、第３凹条３１ｉは第１凹条３１ｇ及び第２凹条３１ｈより狭い幅に形成される。上記第２凹条３１ｈは扁平四角形状に形成され、第２凹条３１ｈ及び第３凹条３１ｉによりＴ字型凹条が形成される。更に、カッタ保持部材３１には、第１スプライン孔部３１ｂの周囲に円周方向に等間隔に４つの通孔３１ｊが形成される。なお、カッタ保持部材３１の表面硬度はロータリ軸１４の表面硬度より小さく設定される。具体的には、カッタ保持部材３１の表面硬度は、好ましくはＨＲＣ２８〜ＨＲＣ３２、更に好ましくはＨＲＣ３０に設定され、ロータリ軸１４の表面硬度は、好ましくはＨＲＣ４０〜ＨＲＣ４４、更に好ましくはＨＲＣ４２に設定される。これは、ロータリ軸１４が摩耗せずに、ロータリカッタ１１が摩耗することにより、樹皮剥ぎ用機械１２の内部に組込まれるロータリ軸１４を交換するより、樹皮剥ぎ用機械１２の外部に取付けられるロータリカッタ１１を交換する方が容易だからである。
【００１８】
一方、カッタ本体３２は、カッタ保持部材３１の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられる（図１、図３及び図１４〜図１６）。各カッタ本体３２は、ロータリ軸１４の軸線方向に延びて形成され各凹条３１ｆにロータリ軸１４の軸線方向から挿入可能な取付部３２ａと、取付部３２ａの長手方向に対して所定の角度θ1だけ傾斜した方向に延びた状態で取付部３２ａと一体的に形成された切刃部３２ｂとをそれぞれ有する（図５〜図１０）。取付部３２ａ及び切刃部３２ｂは、ＳＫＤ１１等の合金工具鋼や、ＳＫＨ３等の高速度工具鋼により一体的に形成される。また、取付部３２ａは、第１凹条３１ｆにロータリ軸１４の軸線方向から挿入可能な第１凸条３２ｃと、第２凹条３１ｈにロータリ軸１４の軸線方向から挿入可能な第２凸条３２ｄと、第３凹条３１ｉにロータリ軸１４の軸線方向から挿入可能な第３凸条３２ｅとからなる（図５、図８、図１０及び図１４）。第１凸条３２ｃと第２凸条３２ｄは同一の幅に形成され、第３凸条３２ｅは第１凸条３２ｃ及び第２凸条３２ｄより狭い幅に形成される。また、第２凸条３２ｄは扁平四角形状に形成され、第２凸条３２ｄ及び第３凸条３２ｅによりＴ字型凸条が形成される。更に、第２凸条３２ｄの一方のコーナ部には比較的大きな面取り３２ｆが形成される（図８、図１３及び図１４）。これにより第２凹条３１ｈを第２凸条３２ｄに相応する形状に形成できるので、隣り合う第２凹条３１ｈ間の肉厚を大きく確保でき、カッタ保持部材３１の強度を増大できる。なお、上記所定の角度θ1は、好ましくは１８度〜２２度、更に好ましくは２０度に設定される（図６）。ここで、上記所定の角度θ1を１８度〜２２度の範囲内に限定したのは、１８度未満ではカッタ本体３２の切刃部３２ｂで剥ぎ取られた樹皮（切り屑）をスムーズに排出できず、２２度を超えると切刃部３２ｂの刃先に負担が掛かって刃先が短期間で消耗してしまうからである。
【００１９】
カッタ本体３２の各取付部３２ｂがカッタ保持部３１の各凹条３１ｆにそれぞれ挿入された状態で複数の取付部３２ａの両面が一対の挟持板３３，３４で挟持されることにより、複数のカッタ本体３２がカッタ保持部材３１に取付けられる（図１）。これにより、切刃部３２ｂはカッタ保持部材３１の外周面より半径方向外側に突出して設けられる（図１、図４及び図１４）。一対の挟持板３３，３４のうち一方の挟持板３３は、中心に形成された大径の孔３３ａと、この大径の孔３３ａの周囲に円周方向に等間隔に形成された４つのねじ孔３３ｂと、外周面に円周方向に等間隔に形成された複数の第２湾曲凹面３３ｃとを有する（図１１）。上記大径の孔３３ａは、ロータリ軸１４のスプライン軸部１４ａに嵌入されたカラー３６に遊嵌される（図１）。また、一対の挟持板３３，３４のうち他方の挟持板３４は、中心に形成された第２スプライン孔部３４ａと、この第２スプライン孔部３４ａの周囲に円周方向に等間隔に形成された４つの透孔３４ｂと、外周面に円周方向に等間隔に形成された複数の第３湾曲凹面３４ｃとを有する（図１２）。更に、一方の挟持板３３は他方の挟持板３４より厚く形成される。
【００２０】
カッタ本体３２の各取付部３２ａがカッタ保持部３１の各凹条３１ｆにそれぞれ挿入された状態で複数の取付部３２ａの両面を一対の挟持板３３，３４で挟持したときに、カッタ保持部材３１の第１スプライン孔部３１ｂと他方の挟持板３４の第２スプライン孔部３４ａが連通し（図１）、カッタ保持部材３１の通孔３１ｊと一方の挟持板３３のねじ孔３３ｂと他方の挟持板３４の透孔３４ｂが連通し（図１）、カッタ保持部材３１の第１湾曲凹面３１ｃと一方の挟持板３３の第２湾曲凹面３３ｃと他方の挟持板３４の第３湾曲凹面３４ｃが滑らかに連なるように構成される（図２）。そして、ボルト３７（例えば、ボタンキャップボルト）を透孔３４ｂ及び通孔３１ｊに挿入してねじ孔３３ｂに螺合することにより、カッタ本体３２とカッタ保持部３１が一体化される（図１）。また、第２湾曲凹面３３ｃは第１湾曲凹面３１ｃの一方の傾斜面３１ｄに連なるように傾斜して形成され、これにより第１湾曲凹面３１ｃから第２湾曲凹面３３ｃにかけて逃げ勾配３８が形成され、第３湾曲凹面３４ｃは第１湾曲凹面３１ｃの他方の傾斜面３１ｄに連なるように傾斜して形成され、これにより第１湾曲凹面３１ｃから第３湾曲凹面３４ｃにかけて逃げ勾配３９が形成される（図２）。更に、第１スプライン孔部３１ｂと第２スプライン孔部３４ａが連通することにより、ロータリカッタ１１のスプライン孔１１ａが構成され、このスプライン孔１１ａをロータリ軸１４のスプライン軸部１４ａに嵌入することにより、カッタ保持部材３１がロータリ軸１４にスプライン嵌合される（図１）。
【００２１】
このように構成されたロータリカッタ１１の製造方法を説明する。先ず、所定の厚さの金属板をレーザカットすることにより、外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝３１ｅ及び複数の第１湾曲凹面３１ｃが形成されかつ中心に第１スプライン孔部３１ｂが形成された同形同大の保持部材素片３１ａを複数枚作製する。これにより寸法精度の良好な保持部材素片３１ａを作製できる。なお、金属板の厚さは、８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、９ｍｍであることが更に好ましい。金属板としては、Ｓ４５Ｃ、ＳＫ５、ＳＫ７等の鋼板を用いることが好ましい。ここで、金属板の厚さを８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内に限定し、金属板の材質を上記鋼板に限定したのは、レーザカットにより寸法精度の良好な保持部材素片３１ａを作製するためである。また、複数枚の保持部材素片３１ａのうち両端に位置する２枚の保持部材素片３１ａ，３１ａには、レーザカットにより第１湾曲凹面３１ｃの一部に逃げ勾配３８，３９の一部となる傾斜面３１ｄ，３１ｄがそれぞれ形成される（図２、図１３及び図１４）。更に、この実施の形態では、１２個の凹溝３１ｅと１２個の第１湾曲凹面３１ｃが形成された保持部材素片３１ａを３枚作製する。次いで、複数枚の保持部材素片３１ａを積層することにより、凹溝３１ｅが連なって形成された凹条３１ｆを有するカッタ保持部材３１を作製する。
【００２２】
次に、ロストワックス精密鋳造法によりカッタ保持部材３１の凹条３１ｆに挿入可能な取付部３２ａを切刃部３２ｂと一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体３２を作製する。ロストワックス精密鋳造法は、金型で成形したロウをツリーに付けてセラミックコーティングを施した後に、ロウ型のロウを溶かして鋳型を作製し、この鋳型に溶融した金属を流込んで所望の形状の部品を作製する方法である。上記鋳型に流し込む金属としては、ＳＫＤ１１等の合金工具鋼や、ＳＫＨ３等の高速度工具鋼を用いることが好ましいが、木材（原木）の乾燥状態に適合する硬さや粘りのある鋼種をカッタ本体３２の材質として選定できる。また、取付部３２ａ及び切刃部３２ｂの一体成形後の焼入れ温度は１０２０℃〜１０３０℃の範囲内であることが好ましく、焼入れ硬度はＨＲＣ５０〜ＨＲＣ６３の範囲内であること好ましい。ここで、焼入れ硬度をＨＲＣ５０〜ＨＲＣ６３の範囲内に限定したのは、ＨＲＣ５０未満ではカッタ本体３２が摩耗してしまい、ＨＲＣ６３を超えるとカッタ本体３２が硬くなり過ぎて破損してしまうからである。なお、焼入れした後に、カッタ本体３２の靱性を高めるために、５００℃程度の温度で２回焼戻しの熱処理を施すことが好ましい。また、この実施の形態では、１２個のカッタ本体３２を作製する。
【００２３】
更に、各取付部３２ａを各凹条３１ｆにそれぞれ挿入した状態で複数の取付部３２ａの両面を一対の挟持板３３，３４で挟持することにより複数のカッタ本体３２をカッタ保持部材３１に取付ける。ここで、ボルト３７（例えば、ボタンキャップボルト）を他方の挟持板３４の透孔３４ｂとカッタ保持部材３１の通孔３１ｊに挿入して一方の挟持板３３のねじ孔３３ｂに螺合することにより、カッタ本体３２とカッタ保持部３１が一体化されて、ロータリカッタ１１が完成する（図１、図３、図４及び図１６）。なお、上記一対の挟持板３３，３４は、保持部材素片３１ａと同様に、金属板（Ｓ４５Ｃ、ＳＫ５、ＳＫ７等の鋼板）をレーザカットすることにより作製することが好ましい。一対の挟持板３３，３４のうち一方の挟持板３３は、レーザカットにより、その中心に大径の孔３３ａが形成され、この大径の孔３３ａの周囲に円周方向に等間隔に４つの下孔が形成され、外周面に円周方向に等間隔に複数の第２湾曲凹面３３ｃが形成される（図１１）。また、一対の挟持板３３，３４のうち他方の挟持板３４は、レーザカットにより、中心に第２スプライン孔部３４ａが形成され、この第２スプライン孔部３４ａの周囲に円周方向に等間隔に４つの透孔３４ｂが形成され、外周面に円周方向に等間隔に複数の第３湾曲凹面３４ｃが形成される（図１２）。なお、４つの下孔には、タップ加工を施すことにより４つのねじ孔３３ｂがそれぞれ形成される。また、一方の挟持板３３の第２湾曲凹面３３ｃは、レーザカットにより第１湾曲凹面３１ｃの一方の傾斜面３１ｄに連なるように傾斜して形成され、これにより第１湾曲凹面３１ｃから第２湾曲凹面３３ｃにかけて逃げ勾配３８が形成される（図２）。更に、他方の挟持板３４の第３湾曲凹面３４ｃは、第１湾曲凹面３１ｃの他方の傾斜面３１ｄに連なるように傾斜して形成され、これにより第１湾曲凹面３１ｃから第３湾曲凹面３４ｃにかけて逃げ勾配３９が形成される。
【００２４】
このように製造されたロータリカッタ１１の使用方法を説明する。ロータリカッタ１１のスプライン孔１１ａをロータリ軸１４のスプライン軸部１４ａに嵌入した後に、ロータリ軸１４の雄ねじ部１４ｂにロックナット２７を螺合することにより、ロータリカッタ１１が樹皮剥ぎ用機械１２に取付けられる。このとき、ロータリカッタ１１の他方の挟持板３４の表面がロータリ軸１４のスプライン軸部１４ａの先端面より突出しているため、ロータリ軸１４の雄ねじ部１４ｂにロックナット２７を螺合したときに、カッタ保持部材３１とカッタ本体３２とが大きな力で圧接され、カッタ保持部材３１とカッタ本体３２とがずれ動くことはない。そして、樹皮剥ぎ用機械１２を稼働させて、リング枠１９及びロータリカッタ１１が回転している状態で、木材（原木）が搬送装置（図示せず）によりリング枠１９の中心に送り込まれると、エアシリンダ２３への圧縮エアの給排によって各ロータリカッタ１１がリング枠１９の中心部に集合するように付勢される。この結果、ロータリカッタ１１により木材（原木）の樹皮が剥ぎ取られる。
【００２５】
一方、図１４に示すように、例えば、ロータリカッタ１１の外径Ｄ1を１５５ｍｍに設定した場合、カッタ保持部材３１の第１湾曲凹面３１ｃの曲率半径Ｒ1が８ｍｍと大きく形成され、切刃部３２ｂの刃先からカッタ保持部材３１の第１湾曲凹面３１ｃの底部までの距離ｄ1が２１ｍｍと深く形成される。また、図２に示すように、この実施の形態では、第１湾曲凹面３１ｃから第２湾曲凹面３３ｃにかけて逃げ勾配３８（例えば、θ2＝２０度）が形成され、第１湾曲凹面３１ｃから第３湾曲凹面３４ｃにかけて逃げ勾配３９（例えば、θ2＝２０度）が形成される。このように構成することにより、第１〜第３湾曲凹面３１ｃ，３３ｃ，３４ｃ内の切り屑はロータリカッタ１１の両側からスムーズに排出される。
【００２６】
樹皮剥ぎ用機械１２の振動や騒音の変化により、ロータリカッタ１１のカッタ本体３２に欠け等が発生したと判断すると、先ず、樹皮剥ぎ用機械１２を停止して、ロックナット２７をロータリ軸１４の雄ねじ部１４ｂから外し、ボルト３７（例えば、ボタンキャップボルト）を一方の挟持板３３のねじ孔３３ｂから外して、カッタ保持部材３１の通孔３１ｊ及び他方の挟持板３４の透孔３４ｂから引抜く。次いで、他方の挟持板３４をロータリ軸１４から外して、欠け等の発生したカッタ本体３２の取付部３２ａをカッタ保持部材３１の凹条３１ｆから引抜くことにより、欠け等の発生したカッタ本体３２をカッタ保持部材３１から取外す。次に、予備のカッタ本体３２の取付部３２ａをカッタ保持部材３１の凹条３１ｆに挿入することにより、予備のカッタ本体３２をカッタ保持部材３１に取付けた後に、他方の挟持板３４をロータリ軸１４に嵌入する。更に、ボルト３７（例えば、ボタンキャップボルト）を透孔３４ｂ及び通孔３１ｊに挿入してねじ孔３３ｂに螺合した後に、ロックボルト２７をロータリ軸１４の雄ねじ部１４ｂに螺合する。このような簡単な作業で、欠け等の発生したカッタ本体３２を予備のカッタ本体３２に交換できる。
【００２７】
なお、上記実施の形態では、１２個の凹溝と１２個の第１湾曲凹面が形成された保持部材素片を３枚作製し、これらの保持部材素片を積層することにより１２個の凹条が形成された単一のカッタ保持部材を作製し、更にこれらの凹条に挿入される１２個のカッタ本体を作製したが、これらの数に限定されるものではない。例えば、切り屑が多く発生する特殊木材（原木）などの樹脂を剥ぐ場合、８個の凹溝と８個の第１湾曲凹面が形成された保持部材素片を３枚作製し、これらの保持部材素片を積層することにより８個の凹条が形成された単一のカッタ保持部材を作製し、更にこれらの凹条に挿入される８個のカッタ本体を作製してもよい。これにより、隣り合うカッタ本体間の距離が広がるので、切り屑が詰まり難くなる。この結果、カッタ本体の刃先に掛かる負担を低減できる。
【００２８】
また、上記実施の形態では、カッタ保持部材の凹条のうち第２凹条を扁平四角形状に形成し、カッタ本体の取付部の第２凸条を第２凹条に相応する形状に形成したが、第２凹条を第３凹条より広い幅に形成できれば、第２凸条を円形状、楕円形状、扁平多角形状又はその他の形状に形成し、カッタ本体の取付部の第２凸条を第２凹条に相応する形状に形成してもよい。更に、上記実施の形態では、樹皮剥ぎ用機械に３本のアームを取付、これらのアームの先端に３個のロータリカッタをそれぞれ取付けたが、樹皮剥ぎ用機械に４本又は５本以上のアームを取付、これらのアームの先端に４個又は５個以上のロータリカッタをそれぞれ取付けてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１１  ロータリカッタ
１２  樹皮剥ぎ用機械
１３  アーム
１４  ロータリ軸
３１  カッタ保持部材
３１ａ  保持部材素片
３１ｅ  凹溝
３１ｆ  凹条
３２  カッタ本体
３２ａ  取付部
３２ｂ  切刃部
３３，３４  挟持板
【図１】
2020044825.tif 000003
【図２】
2020044825.tif 000004
【図３】
2020044825.tif 000005
【図４】
2020044825.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月17日(2019.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹皮剥ぎ用機械のアームの先端部にロータリ軸を介して回転可能に取付けられるロータリカッタであって、
前記ロータリ軸にスプライン嵌合される円筒状のカッタ保持部材と、
前記カッタ保持部材の外周面より半径方向外側に突出する切刃部を有し前記カッタ保持部材の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられた複数のカッタ本体と
を備え、
前記カッタ保持部材が、外周面に円周方向に所定の間隔をあけて前記ロータリ軸の軸線方向に延びてそれぞれ形成された複数の凹条を有し、
各カッタ本体が、前記ロータリ軸の軸線方向に延びて形成され前記各凹条に前記ロータリ軸の軸線方向から挿入可能な取付部と、前記取付部の長手方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向に延びた状態で前記取付部と一体的に形成された前記切刃部とをそれぞれ有し、
前記各取付部が前記各凹条にそれぞれ挿入された状態で前記複数の取付部の両面が一対の挟持板により挟持されることにより、前記複数のカッタ本体が前記カッタ保持部に取付けられた
ことを特徴とするロータリカッタ。
【請求項２】
所定の厚さの金属板をレーザカットすることにより外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝が形成された同形同大の保持部材素片を複数枚作製する工程と、
前記複数枚の保持部材素片を積層することにより前記凹溝が連なって凹条が形成されたカッタ保持部材を作製する工程と、
ロストワックス精密鋳造法により前記凹条に挿入可能な取付部を切刃部と一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体を作製する工程と、
各取付部を前記各凹条にそれぞれ挿入した状態で前記複数の取付部の両面を一対の挟持板で挟持することにより前記複数のカッタ本体を前記カッタ保持部材に取付ける工程と
を含むロータリカッタの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の第１の観点は、図１、図４、図９及び図１１〜図１７に示すように、樹皮剥ぎ用機械１２のアーム１３の先端部にロータリ軸１４を介して回転可能に取付けられるロータリカッタ１１であって、ロータリ軸１４にスプライン嵌合される円筒状のカッタ保持部材３１と、このカッタ保持部材３１の外周面より半径方向外側に突出する切刃部３２ｂを有しカッタ保持部材３１の外周部に円周方向に所定の間隔をあけて取外し可能に取付けられた複数のカッタ本体３２とを備え、カッタ保持部材３１が、外周面に円周方向に所定の間隔をあけてロータリ軸１４の軸線方向に延びてそれぞれ形成された複数の凹条３１ｆを有し、各カッタ本体３２が、ロータリ軸１４の軸線方向に延びて形成され各凹条３１ｆにロータリ軸１４の軸線方向から挿入可能な取付部３２ａと、取付部３２ａの長手方向に対して所定の角度だけ傾斜した方向に延びた状態で取付部３２ａと一体的に形成された切刃部３２ｂとをそれぞれ有し、各取付部３２ａが各凹条３１ｆにそれぞれ挿入された状態で複数の取付部３２ａの両面が一対の挟持板３３，３４により挟持されることにより、複数のカッタ本体３２がカッタ保持部３１に取付けられたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の第２の観点は、図１、図９及び図１１〜図１３に示すように、所定の厚さの金属板をレーザカットすることにより外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝３１ｅが形成された同形同大の保持部材素片３１ａを複数枚作製する工程と、複数枚の保持部材素片３１ａを積層することにより前記凹溝３１ｅが連なって凹条３１ｆが形成されたカッタ保持部材３１を作製する工程と、ロストワックス精密鋳造法により凹条３１ｆに挿入可能な取付部３２ａを切刃部３２ｂと一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体３２を作製する工程と、各取付部３２ａを各凹条３１ｆにそれぞれ挿入した状態で複数の取付部３２ａの両面を一対の挟持板３３，３４で挟持することにより複数のカッタ本体３２をカッタ保持部材３１に取付ける工程とを含むロータリカッタ１１の製造方法である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の第１の観点のロータリカッタでは、複数の各カッタ本体の取付部をカッタ保持部材の複数の凹条にそれぞれ挿入し、この状態で複数の取付部の両面を一対の挟持板で挟持することにより、複数のカッタ本体がカッタ保持部材に取付けられるので、一対の挟持板のうち一方の挟持板を取外して、再び一方の挟持板を取付けるという簡単な作業でカッタ本体を交換できる。この結果、カッタ本体の交換作業性を更に向上できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第２の観点のロータリカッタの製造方法では、比較的薄い金属板をレーザカットすることにより外周面に円周方向に所定の間隔をあけて複数の凹溝が形成された同形同大の保持部材素片を複数枚作製し、これらの保持部材素片を積層することにより凹溝が連なって凹条が形成されたカッタ保持部材を作製するので、寸法精度の良好なカッタ保持部材を作製できる。また、ロストワックス精密鋳造法により凹条に挿入可能な取付部を切刃部と一体成形した後に焼入れして複数のカッタ本体を作製するので、木材（原木）の乾燥状態に適合する硬さや粘りのある鋼種をカッタ本体の材質として選定できる。更に、各取付部を各凹条にそれぞれ挿入した状態で複数の取付部の両面を一対の挟持板で挟持することにより複数のカッタ本体をカッタ保持部材に取付けるので、一対の挟持板のうち一方の挟持板を取外して、複数のカッタ本体のうち欠け等の発生したカッタ本体のみを交換した後、再び一方の挟持板を取付けるという簡単な作業でカッタ本体を交換できる。この結果、カッタ本体の交換作業性を更に向上できる。