(57)【要約】【課題】円盤状の台金の外周縁部にギザギザ刃を形成し得る台金とは別体の所定硬度の波形セグメントを複数固着することで、所定強度で目的に応じた刃の深さが容易に得られると共に切断刃自体の寿命を延ばして安価に形成し得る回転切断刃を提供する。【解決手段】中心位置に取付孔が形成された円盤状の台金と、複数の山部と谷部を有した波形形状の基材の内周面が台金の外周縁部に固着されると共に基材の外周縁部が研磨されることによりギザギザ刃が形成された波形セグメントとを備えることを特徴とする。前記台金が鋼板で形成されると共に波形セグメントが超硬合金で形成され、これらがロー付け接合もしくはレーザー接合される。また、隣接して固着される一対の波形セグメントの長手方向の端面間に所定の隙間が設けられると共に、台金の隙間に対応した位置に当該隙間に連通する状態で歪み吸収溝が設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心位置に取付孔が形成された円盤状の台金と、複数の山部と谷部を有した波形形状の基材の内周面が前記台金の外周縁部に固着されると共に前記基材の外周縁部が研磨されることによりギザギザ刃が形成された波形セグメントと、を備えることを特徴とする回転切断刃。
【請求項２】
前記台金が鋼板で形成されると共に前記波形セグメントが超硬合金で形成され、これらがロー付け接合もしくはレーザー接合されることにより、複数の前記波形セグメントが前記台金の外周縁部に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の回転切断刃。
【請求項３】
隣接して固着される一対の前記波形セグメントの長手方向の端面間に所定の隙間が設けられると共に、前記台金の前記隙間に対応した位置に当該隙間に連通する状態で歪み吸収溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転切断刃。
【請求項４】
前記隙間及び歪み吸収溝は、これらを結ぶ直線が前記台金の回転方向の前方側に傾斜していることを特徴とする請求項３に記載の回転切断刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、コンバイン等に搭載された脱穀装置に設けられて、脱穀されたワラ等を切断するための回転切断刃に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、コンバインの脱穀装置に設けられる回転切断刃は、例えば特許文献１に開示されている。この回転切断刃１０１は、図８に示すように、円盤状に形成され、中心位置に設けられた取付孔を介して、脱穀装置の回転可能な回転軸１０３に一定間隔で複数枚取り付けられている。そして、各回転切断刃１０１は、円盤状の台金１０２の外周縁部全域にプレスによって凹凸面を一体形成し、この凹凸面を台金１０２の盤面に対して斜めに研削することで、台金１０２の外周縁先端に鋭利なギザギザ刃１０２ａが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、このような回転切断刃１０１にあっては、台金１０２の素材としての鋼板外周部の円周上全域に凹凸面を形成する構造であるため、素材そのものの靱性により、凹凸の数と高さが制限されて研削で得られる刃の深さも制限されてしまう。また、コンバインが大型化され、供給されるワラの量が多くなればなる程、その切断を効率良く行う必要があるが、この切断を効率良く行うためには、刃の深さを深くする必要がある。そこで、一枚の鋼板の外周部に深さの深い刃を形成することも考えられるが、この場合、成形自体に無理があり、成形を無理に行えば素材に亀裂が入って安全に使用できる切断刃とはならないのが実情である。【０００５】  また、鋼板からなる台金１０２の外周縁部に凹凸面をプレス成形し、この凹凸面を研削することでギザギザ刃１０２ａを一体形成する構造では、元々鋼板で形成されるギザギザ刃１０２ａに十分な強度（硬度）を確保することが難しくその刃先が摩耗したり損傷し易く、回転切断刃１０１の寿命を十分に延ばすことも困難となる。その結果、回転切断刃１０１を例えば大型のコンバインの脱穀装置に使用した場合、回転切断刃１０１の使用枚数が多いことから、その交換作業が非常に面倒になる等、回転切断刃１０１の維持管理費等が嵩んでコスト高になり易い。【０００６】  本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、円盤状の台金の外周縁部に、ギザギザ刃を形成し得る台金とは別体の所定硬度の波形セグメントを複数固着することで、所定強度で目的に応じた刃の深さが容易に得られると共に切断刃自体の寿命を延ばして安価に形成し得る回転切断刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、中心位置に取付孔が形成された円盤状の台金と、複数の山部と谷部を有した波形形状の基材の内周面が前記台金の外周縁部に固着されると共に前記基材の外周縁部が研磨されることによりギザギザ刃が形成された波形セグメントと、を備えることを特徴とする。【０００８】  また、請求項２に記載の発明は、前記台金が鋼板で形成されると共に前記波形セグメントが超硬合金で形成され、これらがロー付け接合もしくはレーザー接合されることにより、複数の前記波形セグメントが前記台金の外周縁部に固着されていることを特徴とする。【０００９】  さらに、請求項３に記載の発明は、隣接して固着される一対の前記波形セグメントの長手方向の端面間に所定の隙間が設けられると共に、前記台金の前記隙間に対応した位置に当該隙間に連通する状態で歪み吸収溝が設けられていることを特徴とする。このとき、前記隙間及び歪み吸収溝は、請求項４に記載の発明のように、隙間及び歪み吸収溝を結ぶ直線が前記台金の回転方向の前方側に傾斜していることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】  本発明のうち請求項１に記載の発明によれば、波形セグメントの基材の内周面が、中心位置に取付孔が形成された円盤状の台金の外周縁部に固着されると共に、基材の外周縁部が研磨されることにより波形セグメントの外周縁にギザギザ刃が形成されているため、円盤状の台金の外周縁部に、ギザギザ刃を形成し得る所定硬度の波形セグメントを複数固着することで、目的に応じた刃の深さが容易に得られると共に切断刃自体の寿命を延ばして安価な回転切断刃を得ることができる。【００１１】  また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、台金が鋼板で形成されると共に波形セグメントが超硬合金で形成され、これらがロー付け接合もしくはレーザー接合されて互いに固着されているため、波形セグメントの硬度を一層高めることができると共に台金に容易に固着できる等、一層安価で長寿命の回転切断刃を容易に得ることができる。【００１２】  さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、隣接固着される一対の波形セグメントの長手方向の端面間に所定の隙間が設けられると共に、台金の隙間に対応した位置に歪み吸収溝が設けられているため、波形セグメントを固着した際の台金の歪み発生を抑制できると共に、波形セグメント自体の固着状態を安定化させて、回転切断刃の切断性能を長期に亘り維持することができる。【００１３】  また、請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、隙間及び歪み吸収溝を結ぶ直線が台金の回転方向の前方側に傾斜しているため、波形セグメントが切断時に受ける圧力を低減できて、より長期に亘り所定の切断性能を良好に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】  本発明に係わる回転切断刃の一実施形態を示す平面図
【図２】  同その波形セグメントの平面図
【図３】  同図２のＡ−Ａ線に沿った断面図
【図４】  同図２の側面図
【図５】  同波形セグメントの基材を示す斜視図
【図６】  同波形セグメントの台金への固着状態の断面図
【図７】  同波形セグメントの変形例を示す平面図
【図８】  従来の回転切断刃の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は、本発明に係わる回転切断刃の一実施形態を示している。図１に示すように、回転切断刃１は、所定外径の台金２と、この台金２の外周縁部２ａに固着された複数個（図１では１０個）の波形セグメント３を備えている。前記台金２は、例えば炭素鋼板等のプレス加工で円盤状に形成されて、その中心位置には六角形状の取付孔４が形成されている。
【００１６】  前記波形セグメント３は、図２〜図４に示すように、前記台金２よりも硬度が高い例えば超硬合金等で所定長さに形成されて、５つの山部５ａと６つの谷部５ｂを有する波形形状の基材５を有している。このとき、基材５は、谷部５ｂが両端に位置し、山部５ａと谷部５ｂの外周縁と内周縁を結ぶ（つまり幅方向の）稜線Ｌ１と長手方向の谷部５ｂの両端面５ｃが、後述する如く基材５を台金２に固着した際に、図１に示すように、台金２の中心０から外周縁に向けて延びる径線Ｌ２に対して、外周縁側が台金２の回転方向イに向けて所定角度α斜めに傾斜した状態となっている。
【００１７】  また、波形セグメント３は、その基材５の外周縁部を所定角度β＝３０度程度（図３参照）研磨することで、波形セグメント３の外周縁部に先端が鋭利なギザギザ刃３ａが長手方向の全域に亘って形成されている。さらに、各波形セグメント３は、その基材５の内周面が前記台金２の外周面と同一曲率となるように設定されている。
【００１８】  そして、このように形成された波形セグメント３は、基材５の内周面を台金２の外周縁（外周面）に例えばロー付けすることにより、台金２に固着されて一体化されている。このとき、複数個の波形セグメント３のうち、隣接する一対のセグメント３の各基材５は、図１に示すように、その長手方向の斜めの端面５ｃが互いに接触しないように、所定幅ｔ（例えばｔ＝１〜３ｍｍ程度）の隙間６を有して台金２にそれぞれ固着されている。
【００１９】  また、前記隙間６に対応して、台金２の外周縁部２ａには、隙間６に連通する状態で歪み吸収溝７がそれぞれ設けられ、この歪み吸収溝７は、直線溝７ａと円形溝７ｂとで形成されている。この直線溝７ａと円形溝７ｂからなる歪み吸収溝７により、波形セグメント３の基材５を台金２にロー付けする際の熱等による台金２の歪みや変形が抑制されるようになっている。
【００２０】  次に、前記回転切断刃１の製造方法の一例について説明する。先ず、前記取付孔４を有する台金２をプレス加工により成形し、これを熱処理して硬度をＨＲＣ４３程度とする。また、超硬合金で成形された図５に示すような波形セグメント３の基材５を所定数準備する。なお、波形セグメント３は、例えば粉体成形（ＷＣ＋Ｃｏ）で使用目的に応じた所定幅（台金２の径方向の寸法）に成形されている。
【００２１】  そして、熱処理した台金２の外周縁に基材５をロー付けする。このとき、治具に垂直状態でセットされた台金２の外周面に基材５の内周面を載置した状態とし、基材５と台金２の接触部分にロー材を当接させた状態で、接触部分を高周波の誘導加熱を利用して所定温度まで加熱する。これにより、ロー材が溶融して基材５と台金２の接触面間に進入して、図６に示すように、基材５と台金２が固着される。この作業を、台金２を回転させつつ１０個の基材５に対して順に行うことにより、台金２の外周縁の全域に１０個の基材５がロー付け固着される。このとき、各基材５は、台金２に一定間隔で形成されている歪み吸収溝７を位置決め手段として利用しつつ固着される。
【００２２】  全ての波形セグメント３を台金２に固着したら、この波形セグメント３の外周縁部を研磨機により角度βで研磨（研削）することでギザギザ刃３ａが成形されて、前記回転切断刃１が製造される。このギザギザ３ａを成形は、図５に示す基材５の山部５ａをその一方の面（単面）から谷部５ｂにかけて二点鎖線ａで示すように研磨（研削）することで行われ、この研磨により、所望深さのギザギザ刃３ａを有する回転切断刃１が製造される。
【００２３】  このように製造された回転切断刃１は、その取付孔４をコンバインの後部に搭載される脱穀装置の主軸（回転軸）に、その一端側から嵌挿して固定することで一定間隔で複数枚取り付けられる。そして、コンバインの作動で回転軸が回転することにより、回転切断刃１が所定回転数で回転して脱穀されたワラが細かく切断されることになる。
【００２４】  なお、波形セグメント３の基材５の台金２への固着は、誘導加熱を利用したロー付けに限らず、レーザー接合を使用して固着する等、適宜の固着手段を採用することができる。また、波形セグメント３にギザギザ刃３ａを成形する作業は、基材５を台金２に固着した後で行う方法に限らず、予め基材５にギザギザ部を形成しておき、この基材５を台金２に固着した後に、ギザギザ部を研磨して前記ギザギザ刃３ａを形成するようにしても良い。
【００２５】  このように前記回転切断刃１によれば、台金２の外周面に波形セグメント３の基材５の内周面が固着されると共に、基材５の外周縁部が研磨されることにより波形セグメント３の外周縁にギザギザ刃３ａが形成されているため、円盤状の台金２の外周縁部２ａに、台金２より硬度の高い材質からなりギザギザ刃３ａを形成し得る所定強度の波形セグメント３を複数個固着することで、従来のギザギザ刃に比べてその強度（硬度）を高めて回転切断刃１自体の寿命を延ばすことができる。
【００２６】  特に、台金２が炭素鋼板で形成されると共に波形セグメント３が超硬合金で形成され、これらがロー付け接合もしくはレーザー接合されて互いに固着されているため、波形セグメント３の強度を一層高めることができて、長寿命の回転切断刃１を容易に得ることができる。なお、前記回転切断刃１において、波形セグメント３が硬度ＨＲＣ８９の超硬合金の場合、例えばハイス鋼（ＳＫＨ）からなる台金１０２を硬度ＨＲＣ６９に焼入れした従来の回転切断刃１０１と比較すると、約５倍以上の耐久性の違いがある（前記回転切断刃１の方が優れている）ことが判明している。
【００２７】  また、一般的にコンバインの脱穀装置に使用される回転切断刃の場合、波形の単面を研磨したギザギザ刃の高さ（前記山部５ａと谷部５ｂ間の寸法）が新品の２．９９ｍｍ程度から摩耗して１．２ｍｍ程度になると使用不能となる。脱穀装置でワラを切断するためには最低限の高さが必要であり、浅く（高さが低く）なれば負荷抵抗が増して、本体の動力が過負荷状態となり、回転切断刃の交換シグナルとなる。近年、農業の国策により、コンバインの容量も大きく多条刈りとなり、より長時間使用できる回転切断刃が求められているが、前記回転切断刃１は、これらの事情に鑑みてより深いギザギザ刃３ａを得るために開発されたもので、長時間の使用に十分耐え得るようになっている。
【００２８】  また、前記回転切断刃１においては、波形セグメント３が台金２とは別体となるため、使用目的に応じて波形セグメント３の幅を所定に設定して、この波形セグメント３を台金２に固着した後に、その外周縁部の単面の一方を研磨することで、所定深さのギザギザ刃３ａを容易に得ることができ、例えば供給されるワラの量が多い場合でも、効率良く切断することができる。また、波形セグメント３を一般的なチップソーのチップと同様に台金２に固着できて、新たな設備投資が不要になると共に、固着作業自体を容易に行うことができる等、回転切断刃１の製造コストを低減させて安価に形成することができる。
【００２９】  さらに、前記回転切断刃１の場合、隣接固着される一対の波形セグメント３（基材５）の長手方向の端面５ｃ間に所定の隙間６が設けられると共に、台金２の隙間６に対応した位置に歪み吸収溝７が設けられているため、長さのある波形セグメント３を固着した際の台金２の歪み発生を抑制できると共に、波形セグメント３自体の固着状態を安定化させて、回転切断刃１の所定の切断性能を長期に亘り維持することができる。また、前記隙間６及び歪み吸収溝７を結ぶ直線が台金２の回転方向イの前方側に傾斜しているため、波形セグメント３が回転切断時に受ける圧力に十分耐えることができて、波形セグメント３の台金２からの脱落等を防止して、回転切断刃１の切断性能をより長期に亘り良好に確保することができる。
【００３０】  これらのことから、コンバイン等の脱穀装置に搭載される回転切断刃１の長寿命化が図れて、その交換頻度を低減させることができ、結果として、大型のコンバイン等に使用される場合でも、その保守点検等の作業を容易に行うことができると共に、乾燥したワラであっても鋭利なギザギザ刃３ａで良好に切断することができる等、農作業の効率化を図ることが可能になる。
【００３１】  なお、前記実施形態においては、波形セグメント３の基材５の長手方向の両端面５ｃや稜線Ｌ１を、回転方向イの前方側に傾斜するようにしたが、本発明はこの構成に限定されず、傾斜方向を回転方向イの後方側に傾斜して設けることも可能である。この場合は、基材５の端面５ｃ等の向きと台金２に設けられる直線溝７ａの向きも前記実施形態とは逆となり、回転切断刃１の回転に伴う被切削物の当接による圧力を後方側に逃がすことができて、波形セグメント３のギザギザ刃３ａの摩耗等を一層抑制することができる。
【００３２】  また、波形セグメント３は、その基材５の長手方向の両端面５ｃ等を回転方向イのいずれかに傾斜する構成に限らず、例えば図７に示すように、基材５の長手方向の両端面５ｃを、前記径線Ｌ２と略一致させると共に、歪み吸収溝７を外周側が若干幅広（もしくは略同一）な直線溝７ａと、この直線溝７ａの底部に形成された略円形溝７ｂで形成しても良い。この場合は、波形セグメント３の山部５ａと谷部５ｂの稜線Ｌ１が前記径線Ｌ２と略一致することから、波形セグメント３自体の成形や、その台金２への固着作業が容易に行えることになる。
【００３３】  さらに、波形セグメント３は、これらの３つの形態のそれぞれに限定されず、これらを適宜に組み合わせる、すなわち、前方に傾斜した波形セグメント３と後方に傾斜した波形セグメント３を交互に設けたり、傾斜の異なる波形セグメント３間に図７に示す波形セグメント３を設ける構成とすることも勿論可能である。また、前記実施形態における、波形セグメント３の使用個数やその山部５ａと谷部５ｂの形態、台金２の取付孔４の形態、歪み吸収溝７の形態等は一例であって、例えば必要する回転切断刃１の外径や取り付けられる回転軸の形態に応じて適宜に変更できる等、本発明の各発明に係わる要旨を逸脱しない範囲において適宜の構成を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】  本発明は、コンバインの脱穀装置に取り付けられてワラを切断する回転切断刃に限らず、単独の脱穀装置自体に取り付けられてワラを切断する回転切断刃としても利用できるし、牧草の刈り取り用や一般の草刈り用の回転切断刃等、回転することで各種被切断物を切断する全ての回転切断刃に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】  １・・・回転切断刃、２・・・台金、２ａ・・・外周縁部、３・・・波形セグメント、３ａ・・・ギザギザ刃、４・・・取付孔、５・・・基材、５ａ・・・山部、５ｂ・・・谷部、５ｃ・・・端面、６・・・隙間、７・・・歪み吸収溝、７ａ・・・直線溝、７ｂ・・・円形溝、Ｌ１・・・稜線、Ｌ２・・・径線。
【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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【図８】
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