(57)【要約】【課題】比較的廉価なACモータ又はDCモータを用いながら、複雑化することなく、また別途制御装置等を必要としない自動化された回転カッタの研磨装置を提供する。【解決手段】回転カッタ５を保持して前記回転カッタ５と平行に揺動するカッタ保持部１と、前記回転カッタ５に研磨砥石61を向けてグラインダ６を保持するグラインダ保持部２と、前記回転カッタ５の刃53の背に掛合させるラチェットレバー３とから構成される回転カッタ５の研磨装置において、カッタ保持部１は、揺動軸12から離れた位置にカム周回軌道141を設け、前記カム周回軌道141の内側に回転軸711を位置させた電気モータ７をベース４に固定し、前記回転軸711に取り付けた回転アーム71をカム周回軌道141と平行に回転させ、かつ前記カム周回軌道141に掛合させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転カッタを正転方向へ回転自在に保持し、ベースに軸着されて前記回転カッタと平行に揺動するカッタ保持部と、
前記カッタ保持部の保持する回転カッタに研磨砥石を向けてグラインダを保持し、ベースに対して位置固定するグラインダ保持部と、
基端をベースに位置固定し、先端を回転カッタの半径方向内向きに付勢して、前記回転カッタの刃の背に掛合させるラチェットレバーとから構成され、
揺動するカッタ保持部をグラインダ保持部に接近離反させ、回転カッタの刃をグラインダの研磨砥石に間欠的に当接させる回転カッタの研磨装置において、
カッタ保持部は、揺動軸から離れた位置にカム周回軌道を設け、
前記カム周回軌道の内側に回転軸を位置させた電気モータをベースに固定し、前記回転軸に取り付けた回転アームをカム周回軌道と平行に回転させ、かつ前記カム周回軌道に掛合させたことを特徴とする回転カッタの研磨装置。
【請求項２】
カッタ保持部は、ベースに向けて開いたカム開口の内周面をカム周回軌道とし、電気モータが回転させる回転アームを前記内周面に摺接させ、かつ前記回転アームの回転方向に掛合させた請求項１記載の回転カッタの研磨装置。
【請求項３】
カッタ保持部は、回転カッタの刃がグラインダの研磨砥石に当接したときの回転アームの位置から始まる空回り軌道をカム周回軌道に設けた請求項１又は２いずれか記載の回転カッタの研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転カッタの研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
草刈り機等に用いられる回転カッタ（チップソー又は丸鋸刃）の各刃は、例えば円盤状の研磨砥石を備えたグラインダ（研磨工具）により研磨される。しかし、作業者がグラインダを手に持って回転カッタの各刃を正しく研磨することは難しく、良好な研磨を実現するには作業者がグラインダを用いた研磨作業に熟練する必要がある。そこで、グラインダを位置固定し、回転カッタを前記グラインダに向けて接近離反させる研磨装置が提案されている（特許文献１）。こうした研磨装置を用いることにより、熟練者でなくても回転カッタの各刃を正確かつ良好に研磨できる。また、回転カッタ及びグラインダがいずれもベースに対して位置固定されるため、回転カッタやグラインダが不用意な向きに動いて作業者を傷つける虞がない。
【０００３】
特許文献１が開示する研磨装置は、回転カッタを正転方向へ回転自在に保持し、ベースに軸着されて前記回転カッタと平行に揺動するカッタ保持部と、前記カッタ保持部の保持する回転カッタに研磨砥石を向けてグラインダを保持し、ベースに対して位置固定するグラインダ保持部と、基端をベースに位置固定し、先端を回転カッタの半径方向内向きに付勢して、前記回転カッタの刃の背に掛合させるラチェットレバーとから構成される。カッタ保持部は、操作レバーを突出させており、作業者が前記操作レバーを押し引きすることにより、カッタ保持部を揺動させる。回転カッタの正転方向とは、刃の腹を進行方向に向けた回転方向を意味する。
【０００４】
回転カッタは、カッタ保持部の揺動に従ってグラインダ保持部に接近離反し、刃をグラインダの研磨砥石に間欠的に当接させる。特許文献１が開示する研磨装置は、ラチェットレバーの先端（ラチェットピン又はラチェット爪）を回転カッタの刃の背に掛合させているので、カッタ保持部をグラインダ保持部から離反させると、ラチェットレバーが突っ張って刃一つ分又は刃２つ分だけ回転カッタを回転（正転）させる。逆に、カッタ保持部をグラインダ保持部に接近させるとラチェットレバーの先端が刃の腹に倣って逃げ、そのまま回転カッタの刃をグラインダの研磨砥石に当てる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平07-112317号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が開示する研磨装置は、回転カッタ及びグラインダを安定して保持でき、作業者が操作レバーを押し引きするだけで、簡単に回転カッタを刃一つ分又は刃２つ分だけ回転させ、多数の刃をグラインダの研磨砥石に順次当てることができる点を有する。しかし、回転カッタの刃の数は多く、操作レバーによるカッタ保持部の押し引きは、前記歯の数だけ必要になるとすれば、無視できない労力が掛かることになる。実際には、刃は複数回に分けて研磨砥石に何度も当てる必要があることから、操作レバーを押し引きする回数は刃の数の数倍となり、前記労力も当然数倍に跳ね上がる。
【０００７】
カッタ保持部をグラインダ保持部に接近離反させる揺動は、操作レバーの押し引き量や周期が一定であることから、自動化が検討される。最も簡易には、回転が制御できるステッピングモータ又はサーボモータの回転軸を揺動軸としてカッタ保持部を揺動させることが考えられる。しかし、ステッピングモータ又はサーボモータは高価であり、また必要な制御装置が研磨装置の取り扱いの簡便さを損ねる等、現実的には採用し難い。これに対し、比較的廉価なACモータ又はDCモータを用いる場合、連続回転する回転軸からカッタ保持部の揺動を作り出す運動変換手段が、研磨装置を複雑化させる懸念がある。そこで、比較的廉価なACモータ又はDCモータを用いながら、複雑化することなく、また別途制御装置等を必要としない自動化された研磨装置を開発するため、検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
検討の結果開発したものが、回転カッタを正転方向へ回転自在に保持し、ベースに軸着されて前記回転カッタと平行に揺動するカッタ保持部と、前記カッタ保持部の保持する回転カッタに研磨砥石を向けてグラインダを保持し、ベースに対して位置固定するグラインダ保持部と、基端をベースに位置固定し、先端を回転カッタの半径方向内向きに付勢して、前記回転カッタの刃の背に掛合させるラチェットレバーとから構成され、揺動するカッタ保持部をグラインダ保持部に接近離反させ、回転カッタの刃をグラインダの研磨砥石に間欠的に当接させる回転カッタの研磨装置において、カッタ保持部は、揺動軸から離れた位置にカム周回軌道を設け、前記カム周回軌道の内側に回転軸を位置させた電気モータをベースに固定し、前記回転軸に取り付けた回転アームをカム周回軌道と平行に回転させ、かつ前記カム周回軌道に掛合させた回転カッタの研磨装置である。
【０００９】
本発明の研磨装置は、回転軸が連続回転する電気モータ（ACモータ又はDCモータ）を用い、カッタ保持部に設けたカム周回軌道の内側に回転軸を配して連続回転させる回転アームを前記カム周回軌道に掛合させている。これにより、回転アームとカム周回軌道との掛合部位が回転アームに従って回転運動しながら、カム周回軌道を回転アームの回転方向に押し、カッタ保持部を揺動させる。カム周回軌道は、回転アームとの掛合部位が離れないように移動させる閉じた周回軌道（起点及び終点が一致する軌道）で、例えば回転アームに掛合突起を設けた場合、前記掛合突起を嵌合させる周回溝がカム周回軌道になる。カッタ保持部は、回転アームに押される範囲で揺動することから、カッタ保持部の揺動軸から電気モータの回転軸までの距離を半径とする円弧長が回転アームの長さの約２倍となる角度の範囲で揺動する。
【００１０】
カッタ保持部は、ベースに向けて開いたカム開口の内周面をカム周回軌道とし、電気モータが回転させる回転アームを前記内周面に摺接させ、かつ前記回転アームの回転方向に掛合させた構成が好ましい。カム開口は、例えばカッタ保持部が有する揺動板に設け、内側に回転アームを収める部分で、ベースに対して開きながら、前記揺動板を貫通しないカム穴や、ベースに対して開き、前記揺動板を貫通するカム孔として構成される。前記構成のカッタ保持部は、カム開口の内周面をカム周回軌道とすることにより、回転アームを前記カム開口に収めることができ、また回転アームがカム周回軌道から逸脱する虞をなくすことができる。回転アームは、先端部分を直接カム周回軌道に摺接させてもよいが、抵抗を減らし、また摩擦による損耗を回避するため、前記先端部分に設けた摺動ローラをカム周回軌道に摺接させるとよい。
【００１１】
また、カッタ保持部は、回転カッタの刃がグラインダの研磨砥石に当接したときの回転アームの位置から始まる空回り軌道をカム周回軌道に設けるとよい。空回り軌道は、回転アームの先端部分が回転アームの回転方向に掛合しないカム周回軌道の一部を意味し、前記先端部分が描く円弧軌道に等しく、回転アームが空回りする部分である。こうして、カム周回軌道に空回り軌道を設けることにより、回転アームが前記空回り軌道を通過している間、カッタ保持部の揺動を停止させることができる。空回り軌道は、回転カッタの刃がグラインダの研磨砥石に当接したときの回転アームの位置から始まるので、回転カッタの刃をグラインダの研磨砥石に当接させた状態を僅かな時間保持できるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の研磨装置は、比較的廉価なACモータ又はDCモータを用いながら、複雑化することなく、また別途制御装置等を必要とせずに、カッタ保持部の揺動を自動化することができ、製造コストの上昇を抑えながら、研磨作業における作業者の労力を大幅に低減できる効果をもたらす。また、カム周回軌道と回転アームを回転させる電気モータとを、操作レバーを押し引きしてカッタ保持部を揺動させる既存の研磨装置に追加すれば、本発明の研磨装置にすることができるため、例えば本発明の研磨装置におけるカッタ保持部に操作レバーを設けて、通常自動化により研磨作業の労力を低減しながら、必要により操作レバーを押し引きして手作業による研磨作業ができる作業態様の柔軟性を確保できる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した回転カッタの研磨装置の一例を表した平面図である。
【図２】本例の研磨装置の正面図である。
【図３】回転アームが空回り軌道の始端から終端に向けて回転した状態を表した図１相当平面図である。
【図４】回転アームが空回り軌道の終端から更に回転した状態を表した図１相当平面図である。
【図５】回転アームが回転し、カッタ保持部をグラインダ保持部から最も遠ざけた状態を表した図１相当平面図である。
【図６】回転アームが回転し、カッタ保持部をグラインダ保持部に接近させ始めた状態を表した図１相当平面図である。
【図７】回転アームが回転し、次に研磨する刃を研磨砥石に当接させた状態を表した図１相当平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の研磨装置は、図１及び図２に見られるように、従来装置と構成がほぼ同じで、カッタ保持部１、グラインダ保持部２、そしてラチェットレバー３をベース４に備えて構成される（便宜上、配線及び電気モータ７のスイッチは図示略）。本発明の研磨装置は、電気モータ７により、回転カッタ５をグラインダ保持部２が保持するグラインダ６の研磨砥石61に向けて接近離反させる揺動運動をカッタ保持部１に与える。従来はカッタ保持部１に設けた操作レバーにより作業者が前記カッタ保持部１に揺動運動を与えていた。これから、本発明の研磨装置も、電気モータ７を停止させ、カッタ保持部１に設けた操作レバーにより、前記カッタ保持部１に揺動運動を与えるようにすることもできる。
【００１５】
カッタ保持部１は、揺動軸12を介して一端側をベース４に軸着した揺動板11と、前記揺動板11の他端側に立設したカッタ支持柱13とから構成され、前記揺動板11の揺動軸12とカッタ支持柱13との中間にカム開口14を設けている。カッタ支持柱13は、雄ネジを突出させたワンウェイクラッチ131を設け、前記雄ネジに中心孔を嵌合させた回転カッタ５を固定ナット132で位置固定する。これにより、回転カッタ５は、ワンウェイクラッチ131が許容する正転方向（図１中左回り、後掲図７参照）へ回転自在に保持され、揺動板11が前記回転カッタ５と平行に揺動する。本例のカッタ保持部１は、前記揺動運動を円滑にするため、水平方向全方向へ転動する支持ローラ111をカッタ支持柱13直下に設けている。
【００１６】
グラインダ保持部２は、ベース４に固定され、グラインダ６の本体部分を締め付けて保持するグラインダ保持バンド21をベース４に固定して構成される。グラインダ６は、ベース４に対して研磨砥石61を直交させたり、少し傾けたりして、前記グラインダ保持バンド21に保持させることができ、これにより当接する回転カッタ５の刃51（又は刃52）に対する研磨砥石61の当接具合を調整できる。本例は、研磨砥石61をベース４に直交させている。このほか、グラインダ保持バンド21をベース４に軸着し、回転カッタ５と平行にグラインダ６を傾けて、回転カッタ５の刃51（又は刃52）に対して研磨砥石61を半径方向斜めから当接するようにすることもできる。本例は、回転カッタ５の刃51（又は刃52）に対して研磨砥石61を半径方向から当接させている。
【００１７】
ラチェットレバー３は、ベース４に位置固定されたラチェット支柱31から回転カッタ５に向けて先端を延ばした棒体で、回転カッタ５の刃53（又は刃54）の背に掛合する先端に、前記刃53（又は刃54）に倣って転動するラチェットピン32を設けている。ラチェット支柱31は、下端に捻りコイルバネを内蔵し、ラチェットピン32を設けた先端を、回転カッタ５の半径方向内向きに付勢している（後掲図３ほか、破線矢印参照）。これにより、カッタ保持部１がグラインダ保持部２から遠ざかると、ラチェットレバー３は前記ラチェットピン32を刃53より正転方向下流の刃54等の腹に当てながら乗り越えていき（後掲図３〜図５参照）、カッタ保持部１がグラインダ保持部２に接近すると、ラチェットピン32が刃54の背に掛合してラチェットレバー３を突っ張らせ、回転カッタ５を刃２つ分だけ正転させる。
【００１８】
本発明は、電気モータ７から出力される連続回転運動をカッタ保持部１の揺動運動に変換するカム機構に特徴がある。本例は、前記カム機構をカム開口14及び回転アーム71により構成している。カム開口14は、カッタ保持部１をグラインダ保持部２に最も近づけた状態（図１参照）で、平面視横長かつ左右及び上下に非対称な楕円形状で揺動板11を貫通するカム孔で、内周面をカム周回軌道141としている。また、回転カッタ５の刃51（又は刃52）が研磨砥石61に当接した状態を一定時間維持するため、空回り軌道142を前記カム周回軌道141に設けている。本例の空回り軌道142は、前記カッタ保持部１をグラインダ保持部２に最も近づけた状態（図１参照）で、前記平面視形状における右上四分円弧部分に設けている。
【００１９】
電気モータ７は、ベース４の下面に固定され、前記ベース４を上面に向けて貫通させた回転軸111を上記カム開口14の内側に突出させて回転アーム71を取り付け、前記回転アーム71端に設けた摺動ローラ72を、カム開口14の内周面であるカム周回軌道141に、回転アーム71の回転方向（右回り方向）で掛合させている。本例の研磨装置は、前述の通り、電気モータ７がベース４の下面に突出した格好になるので、電気モータ７より長い脚41をベース４の四隅に設け、前記ベース４の下面下方に電気モータ７を収める空間を確保している（図２参照）。電気モータ７は、ベース４に設けられたON/OFFスイッチ（図示略）により作動又は停止させる。
【００２０】
カッタ保持部１がグラインダ保持部２に向けて揺動運動により接近離反する過程を、カッタ保持部１がグラインダ保持部２に接近し、回転カッタ５の刃51がグラインダ保持部２の保持するグラインダ６の研磨砥石61に当接した状態（図１参照）から、回転アーム71を１回転させて説明する。説明の便宜上、図１、図３〜図７において、現在研磨砥石61に当接している回転カッタ５の刃51と、現在ラチェットピン32を背に掛合させている回転カッタ５の刃53とを対応付け、それぞれにハッチングを施し、また前記回転カッタ５の刃51の次に研磨される一つ飛ばしの刃52と、前記刃52を研磨砥石61に当接させたときにラチェットピン32を背に掛合させる回転カッタ５の刃54とを対応させて、それぞれクロスハッチングを施している。
【００２１】
図３に見られるように、刃41を研磨砥石61に当接させた状態（図１参照）から回転アーム71が回転（右回転）する（図３中黒塗り矢印参照）と、しばらくは空回り軌道142に沿って摺動ローラ72を移動させていくだけになるので、図３に見られるように、揺動板11は姿勢を変化させず、刃51を研磨砥石61に当接させた状態を維持できる。刃51を研磨するには、研磨砥石61に一定時間当接させておく必要がある。空回り軌道142は、こうした刃51の研磨に必要な一定時間を確保する。一定時間は、カム周回軌道141に占める空回り軌道142の角度の割合で決定される。例えば、回転アーム71が２秒で１回転する場合、カム周回軌道141に占める空回り軌道142の角度を50度にすれば、一定時間＝２秒×50度/360度＝約0.3秒となる。
【００２２】
図４に見られるように、回転アーム71が更に回転していく（図４中黒塗り矢印参照）と、摺動ローラ72が空回り軌道142から外れてカム周回軌道141に移り、回転アーム71の回転方向に掛合を始めるので、図４に見られるように、揺動板11が揺動し始め（図４中白抜き大矢印参照）、回転カッタ５の刃51が研磨砥石61から離れる。こうしてグラインダ保持部２に対して後退する回転カッタ５は、ラチェットレバー３のラチェットピン32を、それまで当接させていた刃53の背から離して、正転方向下流側の刃（刃53及び刃54の間の刃）の腹に当接させるようになる。回転カッタ５は、ワインウェイクラッチ131により、正転方向（図４中左回転方向）にのみ回転が許され、逆転できないため、ラチェットピン32が回転カッタ５に対して相対的に回転カッタ５の逆転方向（図４中右回転方向）に移動していくことになる。
【００２３】
図５に見られるように、回転アーム71がグラインダ保持部２と反対側を向くぐらいまで回転する（図５中黒塗り矢印参照）と、前記回転アーム71がカム周回軌道141を押して、カッタ保持部１をグラインダ保持部２から最大限遠ざける。ラチェットレバー３は、グラインダ保持部２に対して後退する回転カッタ５により、ラチェットピン32を背に当接させていた刃53の正転方向下流側の刃（刃53及び刃54の間の刃）を乗り越えさせる。ラチェットレバー３は、回転カッタ５の半径方向内向きに付勢されているので、ラチェットピン32が回転カッタ５から離れることはなく、前記ラチェットピン32は刃の平面視形状に沿って移動していくことになる。
【００２４】
図６に見られるように、回転を進める回転アーム71が揺動板11をグラインダ保持部２に向けて押し始める状態に至ると、先にラチェットピン32を背に掛合させていた刃53から刃２つ分だけ回転方向下流にある刃54の背側にラチェットピン32が移動する。そして、更に回転アーム71が回転を進めると、ラチェットピン32が回転カッタ５に対して相対的に回転カッタ５の正転方向（図７中左回転方向）に移動していく。このとき、回転カッタ５は、ワンウェイクラッチ131により逆転方向に回転できないので、刃54の背に当接させたラチェットピン32に押されて正転方向に回転する。ラチェットピン32は、刃２つ分だけ回転方向下流にある刃54の背に当接しているので、回転カッタ５の回転量は刃２つ分である。
【００２５】
こうして回転アーム71が１回転すると、図７に見られるように、最初研磨砥石61に当接させていた刃51の正転方向下流側に位置する刃52を研磨砥石61に当接させるように、回転カッタ５も刃２つ分だけ正転する。これは、操作レバーによりカッタ保持部１を揺動させていた従来の研磨装置も同様であり、本発明が従来の研磨装置におけるカッタ保持部１の揺動運動を電気モータ７で実現していることを意味する。本発明の研磨装置は、こうしたカッタ保持部１の揺動運動を、作業者の労力に頼ることなく、電気モータ７により一定のリズムで繰り返すことができる点に効果がある。
【符号の説明】
【００２６】
１  カッタ保持部
11  揺動板
12  揺動軸
13  カッタ支持柱
14  カム開口
141  カム周回軌道
142  空回り軌道
２  グラインダ保持部
３  ラチェットレバー
31  ラチェット支柱
32  ラチェットピン
４  ベース
５  回転カッタ
51  研磨した刃
52  次に研磨する刃
53  研磨した刃に対応した刃
54  次に研磨する刃に対応した刃
６  グラインダ
61  研磨砥石
７  電気モータ
71  回転アーム
711  回転軸
72  摺動ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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