(57)【要約】【課題】部品点数及び加工工数が少なくて大幅なコストダウンが図れる他に、刃体の損傷が防止できる。【解決手段】軟鋼等より成る円板状の基体１０と、基体１０の外周にろう付け固着されたリング状の硬質合金製の刃体２０、２１とより構成されている。基体１０と刃体２０、２１との接合面は、テーパ部１２、１３及び２２、２３より成り、両者のテーパ部１２、１３及び２２、２３をろう付け固着した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟鋼等より成る円板状の基体と、この基体の外周にろう付け固着されたリング状の硬質合金製の刃体とより構成された剪断用丸刃において、前記基体と前記刃体との接合面は、テーパ部より成り、両者のテーパ部をろう付け固着したことを特徴とする剪断用丸刃。
【請求項２】
前記基体の接合面は、外周が中心から両側に傾斜したテーパ部が形成され、前記刃体の接合面は、内周に前記基体のテーパ部とほぼ同じテーパ角度でテーパ部が形成され、前記基体の外周の両側に前記刃体がろう付け固着されているいることを特徴とする請求項１記載の剪断用丸刃。
【請求項３】
軟鋼等より成る円板状の基体と、この基体の外周にろう付け固着されたリング状の硬質合金製の刃体とより構成され、前記基体と前記刃体との接合面は、テーパ部より成り、両者のテーパ部をろう付け固着して１組の丸刃構成品を構成し、この丸刃構成品の２組を前記テーパ部の下方側の側面で合わせ、２組の丸刃構成品の基体をボルトで固定したことを特徴とする剪断用丸刃。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板、紙等を剪断加工するギャングスリッター、サイドトリマー等と呼称される剪断用丸刃に関する。
【背景技術】
【０００２】
超硬合金、セラミック、サーメット等から成る硬質合金製の刃体を軟鋼材の支持部材を介して調質鋼、軟鋼材等より成る基体（台金）に固定したものとして、例えば特許文献１が挙げられる。また刃体を直接基体に固定したものとして特許文献２が挙げられる。
【特許文献１】特開平６−３２０３２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２６９３６号公報
【０００３】
特許文献１は、リング状に形成された刃体と、多数の間隙が形成された支持部材と、この支持部材を介して前記刃体に嵌着される基体とからなっている。そこで、刃体の内周に支持部材をろう付けし、この支持部材の内周に基体を冷しばめ又は焼ばめにより嵌着させる。そして、支持部材と基体とに跨がるように穿設した適当数の透孔の厚さ方向の中央にピンを挿入位置させ、更に透孔の両側から前記ピンの両端部に溶接肉盛りを施して固定している。
【０００４】
特許文献２は、一方の側面の外周側にリング状段部が設けられることにより他方の側面の外周にフランジ部が形成された基体（台金）と、この基体の前記リング状段部に嵌め込まれるリング状の刃体（刃部材）とからなっている。また前記基体のリング状段部の底面は、該基体の中心に向かうに従って漸次深くなってゆくような所定角のテーパー状に形成されている。前記刃体は、該刃体の一側面が前記基体の底面に倣う傾斜面を備えた皿形状のリング状に形成されている。そこで、基体のリング状段部に刃体を嵌合させ、両者をろう付けによって一体に固着している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、基体と刃体との間に支持部材を介在させ、支持部材と基体との間には複数の固定手段（支持部材と基体とに跨がるように穿設した適当数の透孔の厚さ方向の中央にピンを挿入位置させ、更に透孔の両側から前記ピンの両端部に溶接肉盛りを施して固定）を設ける必要がある。このように、多くの加工工数及び多数の部材を必要とし、コスト高になる。また支持部材に基体を冷しばめ又は焼ばめにより嵌着させる時に、刃体に刃欠け、割れ等が生じないように、冷しばめ等の締め代が重要となり、この点から非常にコスト高になる。
【０００６】
特許文献２は、刃体と基体のみからなり、基体に刃体をろう付けするのみでよいので、大幅にコストダウンが図れる。しかし、刃体を基体のリング状段部のボス部に嵌合させて両者をろう付けするので、このろう付け時における加熱により、熱膨張係数の大きい基体のリング状段部のボス部外径の熱膨張による応力が、熱膨張係数が小さい高硬度の刃体に直接作用する。これにより、刃体に割れ、刃欠け等の損傷が生じ易いという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、特許文献２と同様に部品点数及び加工工数が少なくて大幅なコストダウンが図れる他に、刃体の損傷が防止できる剪断用丸刃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、軟鋼等より成る円板状の基体と、この基体の外周にろう付け固着されたリング状の硬質合金製の刃体とより構成された剪断用丸刃において、前記基体と前記刃体との接合面は、テーパ部より成り、両者のテーパ部をろう付け固着したことを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、上記請求項１において、前記基体の接合面は、外周が中心から両側に傾斜したテーパ部が形成され、前記刃体の接合面は、内周に前記基体のテーパ部とほぼ同じテーパ角度でテーパ部が形成され、前記基体の外周の両側に前記刃体がろう付け固着されているいることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、軟鋼等より成る円板状の基体と、この基体の外周にろう付け固着されたリング状の硬質合金製の刃体とより構成され、前記基体と前記刃体との接合面は、テーパ部より成り、両者のテーパ部をろう付け固着して１組の丸刃構成品を構成し、この丸刃構成品の２組を前記テーパ部の下方側の側面で合わせ、２組の丸刃構成品の基体をボルトで固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
ろう付け時の高温により熱膨張係数の大きい基体は、刃体に応力が作用する。基体と刃体をろう付け固着する接合面は、テーパ部より成るので、ろう付け時の高温により熱膨張係数の大きい基体が膨張しても刃体は基体のテーパ部に沿って軸方向に移動するので、刃体２０、２１への応力が大きくならなく割れずに済む。基体の応力は、刃体に働く応力と、テーパ部に沿った応力となる。即ち、刃体に作用する応力は、テーパ部の角度によって軽減されるので、基体に刃体を直接ろう付けしても刃体に損傷は生じない。また基体に刃体を直接ろう付けした構成より成り、部品点数及び加工工数が少なくて大幅なコストダウンが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の剪断用丸刃の第１の実施の形態を図１及び図２により説明する。剪断用丸刃は、図１に示すように、調質鋼、軟鋼材等よりなる基体１０と、この基体１０の外周にろう付けされた超硬合金、セラミック、サーメット等から成る硬質合金製の２個の刃体２０、２１とから成っている。基体１０には、円板状の中心部に切断装置の回転軸等へ取付けるための取付け孔１１が形成されている。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、基体１０の外周は、中央が突出した山形形状で、外周のほぼ中心から両側にθ角度で傾斜したテーパ部１２、１３が形成されている。２個の刃体２０、２１は、基体１０の外周とほぼ同じ外径より成るリング状に形成されている。２個の刃体２０、２１の内周は、基体１０のテーパ部１２、１３に対応して該テーパ部１２、１３のテーパ角度θとほぼ同じテーパ角度θでテーパ部２２、２３が形成されている。
【００１４】
そこで、基体１０のテーパ部１２、１３と刃体２０、２１のテーパ部２２、２３間にろう材を介在させ、刃体２０、２１は軸方向に移動できるようにして所定の高温（約７００°Ｃ）で加熱する。これにより、基体１０に刃体２０、２１が一体にろう付け固着される。この場合、ろう付け時の高温により熱膨張係数の大きい基体１０が膨張しても刃体２０、２１は基体１０のテーパ部１２、１３に沿って軸方向に移動するので、刃体２０、２１への応力が大きくならなく割れずに済む。
【００１５】
また刃体２０、２１に掛かる応力について考察すると、基体１０は、図２（ｂ）に示すように、刃体２０、２１に応力Ｆが作用する。本実施の形態においては、基体１０と刃体２０、２１とは、テーパ部１２、１３と２２、２３でろう付けされるので、応力Ｆは、刃体２０、２１に働く応力Ｆ１と、テーパ部２２、２３に沿った応力Ｆ２となる。即ち、刃体２０、２１に作用する応力Ｆ１は、Ｆ１＝Ｆ・Ｓｉｎθとなる。
【００１６】
そこで、θが３０°の場合は、Ｆ１＝０．５Ｆとなり、刃体２０、２１に作用する応力Ｆ１は５０％軽減される。θが４５°の場合は、Ｆ１≒０．７・Ｆとなり、刃体２０、２１に作用する応力Ｆ１は３０％軽減される。このように、基体１０と刃体２０、２１とをテーパ部１２、１３と２２、２３で接続することにより、基体１０の熱膨張による刃体２０、２１に及ぼす応力Ｆ１が軽減されるので、基体１０に刃体２０、２１を直接ろう付けしても刃体２０、２１に損傷は生じない。実験の結果、θは２０°〜５０°の範囲であれば良好な結果が得られた。ここで、応力Ｆ１は刃体２０、２１に直接加わる応力であり、刃体２０、２１を損傷させる応力となるので、できるだけ小さい方が良い。応力Ｆ２は刃体２０、２１をテーパ部１２、１３と２２、２３に沿って移動させる応力であり、この応力Ｆ２が働くと、刃体２０、２１又は基体１０は応力Ｆ２を打ち消す方向に移動しようとするので、刃体２０、２１に与える影響は小さい。
【００１７】
図３は本発明の剪断用丸刃の第２の実施の形態を示す。本実施の形態は、図３（ｂ）に示すように、基体１５と刃体２５とから成っている。ここで、基体１５及び刃体２５の材質は、前記実施の形態と同じ材質となっている。基体１５には、中心部に取付け孔１１が形成され、外周には一側端側よりテーパ角度θでテーパ部１６が形成されている。刃体２５は、外径が基体１５の外径より大きなリング状に形成されており、刃体２５の内周は、基体１５のテーパ部１６に対応して該テーパ部１６のテーパ角度θとほぼ同じテーパ角度θでテーパ部２６が形成されている。
【００１８】
そこで、基体１５のテーパ部１６と刃体２５のテーパ部２６間にろう材を介在させて所定の高温で加熱する。これにより、基体１５に刃体２５が一体にろう付け固着される。本実施の形態においても、ろう付け時の高温により熱膨張係数の大きい基体１５が膨張しても刃体２５は基体１５のテーパ部１６に沿って軸方向に移動するので、刃体２５への応力が大きくならなく割れずに済む。また刃体２５に作用する応力についても、前記実施の形態と同様に、ろう付け時の加熱時には、刃体２５に応力Ｆが作用する。この応力Ｆは、図３（ｃ）に示すように、前記実施の形態と同様に、刃体２５に働く応力Ｆ１と、テーパ部２６に沿った応力Ｆ２となるので、前記実施の形態と同様の効果が得られる。また本実施の形態においては、外周全てを刃体２５とする場合に最適である。
【００１９】
図４は本発明の剪断用丸刃の第３の実施の形態を示す。本実施の形態は、図４（ｂ）に示すように、図１及び図３に示す基体１０、１５の約半分の厚さの基体１７と、この基体１７と同じ厚さより成る刃体２７を、図４（ｃ）に示すように、ろう付け固着している。本実施の形態においても、基体１７及び刃体２７の材質は、前記実施の形態と同じ材質となっている。図４（ｂ）に示すように、基体１７には、中心部に取付け孔１１が形成され、外周には一側端側よりテーパ角度θでテーパ部１８が形成され、また側面にはボルト４０が挿入されるボルト挿入穴１９ａと、ボルト４０が螺合されるネジ部１９ｂが形成されている。刃体２７は、外径が基体１７の外径より大きなリング状に形成されており、刃体２７の内周は、基体１７のテーパ部１８に対応して該テーパ部１８のテーパ角度θとほぼ同じテーパ角度θでテーパ部２８が形成されている。
【００２０】
そこで、基体１７のテーパ部１８と刃体２７のテーパ部２８間にろう材を介在させて所定の高温で加熱する。これにより、基体１７に刃体２７が一体にろう付け固着され、丸刃構成品３０が形成される。本実施の形態においても、ろう付け時の高温により熱膨張係数の大きい基体１７が膨張しても刃体２７は基体１７のテーパ部１８に沿って軸方向に移動するので、刃体２７への応力が大きくならなく割れずに済む。また刃体２７に作用する応力についても、前記実施の形態と同様に、ろう付け時の加熱時には、刃体２７に応力Ｆが作用する。この応力Ｆは、図４（ｄ）に示すように、前記各実施の形態と同様に、刃体２７に働く応力Ｆ１と、テーパ部２８に沿った応力Ｆ２となるので、前記各実施の形態と同様の効果が得られる。
【００２１】
前記のように構成された丸刃構成品３０において、テーパ部１８、２８が下方側の側面３１を平坦に仕上げ研磨した後、２組の丸刃構成品３０の側面３１を合わせると共に、ボルト挿入穴１９ａとネジ部１９ａを合わせ、ボルト挿入穴１９にボルト４０を挿入してネジ部１９ｂに螺合させて２組の丸刃構成品３０を一体に固定する。これにより、図４（ａ）に示すように、剪断用丸刃が得られる。本実施の形態においても、前記第２の実施の形態と同様に、外周全てを刃体２５とする場合に最適である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の剪断用丸刃の第１の実施の形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】（ａ）は図１の構成部品の断面図、（ｂ）はろう付け加熱時に刃体に加わる応力の説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の剪断用丸刃の第２の実施の形態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の構成部品の断面図、（ｃ）はろう付け加熱時に刃体に加わる応力の説明図である。
【図４】（ａ）は本発明の剪断用丸刃の第３の実施の形態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の構成部品の断面図、（ｃ）は（ｂ）の構成部品をろう付け固着した断面図、（ｄ）はろう付け加熱時に刃体に加わる応力の説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０、１５、１７    基体
１２、１３、１６、１８    テーパ部
１９    ボルト挿入穴
２０、２１、２５、２７    刃体
２２、２３、２６、２８    テーパ部
３０    丸刃構成品
４０    ボルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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