(57)【要約】【課題】掬い面に欠損が生じることを抑制することができ、しかも切削能率や切削精度の向上を図ることができる円盤形回転カッターを提供する。【解決手段】円板２２の外周に、複数種類の刃を周方向に沿って等間隔おきで配列する。複数種類の刃は、円板２２の中心を通る軸線と平行な刃先２５１を有する平刃２５と、台形の刃先２６１，２７１をそれぞれ有する第１，第２台形刃２６，２７とにより構成する。各刃２５〜２７の掬い面２５２〜２７２を一つの平面により構成する。第１，第２台形刃２６，２７の刃先２６１の先端縁を同じ高さにするとともに、平刃２５の刃先２５１よりも高くなるように形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に被支持部を有する円板の外周に複数種類の刃を前記円板の周方向に沿って相互間隔をおいて配列した円盤形回転カッターにおいて、
前記各刃の掬い面を一つの平面により構成し、
前記複数種類の刃を、前記円板の中心を通る軸線と平行な刃先を有する平刃と、先端縁を平刃の刃先より狭い幅に形成した台形の刃先を有する台形刃とにより構成し、
前記台形刃を複数種類設けるとともに、各種類の台形刃の刃先を刃幅方向における異なる位置に配置し、
その台形刃の刃先の先端縁を平刃の刃先の中央部に対応する位置に配置するとともに、その刃先の先端縁を平刃の刃先よりも高く形成したことを特徴とする円盤形回転カッター。
【請求項２】
平刃の刃幅と台形刃の刃幅と等しくし、各刃の刃幅方向の両端が回転方向において一致することを特徴とする請求項１に記載の円盤形回転カッター。
【請求項３】
複数種類の台形刃はその刃先の高さが同じであることを特徴とする請求項１または２に記載の円盤形回転カッター。
【請求項４】
異なる種類の台形刃の刃先が刃幅方向において隣り合う領域に位置することを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の円盤形回転カッター。
【請求項５】
平刃の刃先が刃幅方向の領域おける両外側の領域の切削を分担し、台形刃の刃先が内側の領域の切削を分担することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の円盤形回転カッター。
【請求項６】
台形刃は２種類であって、それらの刃先は平刃の刃幅方向の中心線の両側に対応する位置にそれぞれ分かれて配置されていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の円盤形回転カッター。
【請求項７】
台形刃は３種類であって、それらの刃先は平刃の刃幅方向の中心線の両側に対応する位置と、刃幅方向の中央に対応する位置とに配置されていることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の円盤形回転カッター。
【請求項８】
前記平刃がひとつ置きに配置されていることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の円盤形回転カッター。
【請求項９】
前記各台形刃の刃先の両側の傾斜縁及びその傾斜縁に連続する逃げ面の斜面の角度が等しいことを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の円盤形回転カッター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば鉄道用レール等の金属材を切断することに用いられる円盤形回転カッターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の円盤形回転カッターとしては、中心に被支持部を有する円板の外周に、ダイヤモンド砥粒よりなる切削部を設けた構成が知られている。この構成においては、構造が簡単で安価に製作することができる反面、ダイヤモンド砥粒が早期に脱落して、切削能力に支障を来すおそれがあった。
【０００３】
一方、中心に被支持部を有する円板の外周に、複数のチップ状の刃を周方向に沿って等間隔おきで配列した円盤形回転カッターも従来から使用されている。この円盤形回転カッターにおいては、各刃が円板の中心を通る軸線と平行な刃先を有する同一形状の平刃から構成されていると、平刃の刃幅に相当する幅広の切り屑が発生するため、切削箇所からの切り屑の排出が円滑ではない。このため、このような円盤形回転カッターにおいては、切削能率や切削精度が低下するというおそれがあった。
【０００４】
このような問題を解消するため、例えば特許文献１に開示されるような構成の円盤形回転カッターが従来から提案されている。この従来構成においては、図１６に示すように、円板の外周に種類の異なった刃６１，６２が周方向に沿って等間隔おきに配列されている。なお、図１６は各刃６１，６２を直線的に配列して描いてある。一方の刃６１の先端部には、その掬い面６１１に凸条６１２を形成することにより、切削領域の幅方向中央部分を切削する刃幅の刃先６１３が設けられている。また、他方の刃６２の先端部には、その掬い面６２１に凹溝６２２を形成することにより、切削領域の幅方向両側部分を切削する刃幅の一対の刃先６２３が設けられている。
【特許文献１】特開昭５９−７３２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この従来の円盤形回転カッターにおいては、各刃６１，６２の掬い面６１１，６２１に凸条６１２または凹溝６２２を形成する必要があるため、各刃６１，６２の加工が面倒になって、製作コストが高くなる問題を避けることができない。また、刃６１，６２の掬い面６１１，６２１が凹凸状になっているため、使用時に掬い面６１１，６２１の凸部に破損が生じやすいものであった。しかも、刃先６１３，６２３が切削領域の中央部と両側部とを単調に繰り返し切削するものであるため、その切削能力は充分ではない。
【０００６】
また、図示はしないが、平刃と１種類の台形刃とを組み合わせた円盤形回転カッターも公知である。しかしながら、この公知の円盤形回転カッターにおいても、前記特許文献１に記載された円盤形回転カッターの問題を含んでいる。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、刃の加工が容易で製作コストを低減することができるとともに、刃の破損が生じることを抑制することができ、しかも切削にともなって発生する切り屑を幅狭にすることができて、切削能率や切削精度の向上を図ることができる円盤形回転カッターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、中心に被支持部を有する円板の外周に複数種類の刃を前記円板の周方向に沿って相互間隔をおいて配列した円盤形回転カッターにおいて、前記各刃の掬い面を一つの平面により構成し、前記複数種類の刃を、前記円板の中心を通る軸線と平行な刃先を有する平刃と、先端縁を平刃の刃先より狭い幅に形成した台形の刃先を有する台形刃とにより構成し、前記台形刃を複数種類設けるとともに、各種類の台形刃の刃先を刃幅方向における異なる位置に配置し、その台形刃の刃先の先端縁を平刃の刃先の中央部に対応する位置に配置するとともに、その刃先の先端縁を平刃の刃先よりも高く形成したことを特徴とする。なお、ここで、平刃の刃先の中央部とは、その刃先の両端部間の位置を指す。
【０００９】
従って、この発明の円盤形回転カッターにおいては、各刃の掬い面に凸条や凹溝等を形成する必要がないため、各刃の加工を容易に行うことができて、製作コストを低減することができる。また、各刃の掬い面が一つの平面により構成されているため、円盤形回転カッターによる金属材等の切断のための切削時に、各刃の掬い面に欠損が生じることを抑制することができる。しかも、平刃と複数種類の台形刃とよりなる刃が配列されているため、金属材等の切削時に発生する切り屑を幅狭にすることができる。よって、切り込み力に優れ、切り屑を切削箇所から円滑に排出することができて、切削抵抗を低減でき、切削能率や切削精度の向上を図ることができる。
【００１０】
前記構成において、平刃の刃幅と台形刃の刃幅と等しくし、各刃の刃幅方向の両端が回転方向において一致するように構成することが、切削効率上や耐久性の上から望ましい。
前記の構成において、複数種類の台形刃はその刃先の高さが同じであることが製造上や切削精度の上から好ましい。
【００１１】
前記の構成において、異なる種類の台形刃の刃先が刃幅方向において隣り合うことが切削効率及び切削精度上好ましい。
前記の構成において、平刃の刃先が刃幅方向の領域おける両外側の領域の切削を分担し、台形刃の刃先が内側の領域の切削を分担することが切削効率及び切削精度上望ましい。しかも、このように構成した場合には、各刃の刃幅寸法が大きい円盤形回転カッターにおいても、金属材等の切削時に発生する切り屑を幅狭にすることができる。
【００１２】
台形刃は２種類であって、それらの刃先は平刃の刃幅方向の中心線の両側に対応する位置にそれぞれ分かれて配置されていることが切削効率上及び切削精度上好ましい。
台形刃は３種類であって、それらの刃先は平刃の刃幅方向の中心線の両側に対応する位置と、刃幅方向の中央に対応する位置とに配置されていることが好ましい。
【００１３】
前記の構成において、前記平刃がひとつ置きに配置されていることが切削効率上好ましい。このように構成すれば、平刃に切削負荷が集中することを防止できる。
前記各台形刃の刃先の両側の傾斜縁及びその傾斜縁に連続する逃げ面の斜面の角度が等しくなるように加工するとよい。このようにすれば、各刃の加工を容易に行うことができて、製作コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、刃の加工が容易で製作コストを低減することができるとともに、使用時に掬い面に欠損が生じることを抑制することができ、しかも切り屑を幅狭にすることができて、切削抵抗を低減でき、切削能率や切削精度の向上を図ることができるとう効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図７に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態の円盤形回転カッター２１は、金属製の円板２２を備えている。円板２２の中心は、図示しない切削機における駆動モータの回転軸２０に取り付けるための取付孔２３を含む被支持部２４となっている。円板２２の外周には、硬質金属チップよりなる複数種類の刃２５，２６，２７が円板２２の円周方向に沿って等間隔おきに配列されている。
【００１６】
図２〜図７に示すように、前記複数種類の刃２５〜２７は、円板２２の中心を通る軸線と平行な刃先２５１を有する平刃２５と、台形の刃先２６１，２７１をそれぞれ有する第１台形刃２６及び第２台形刃２７とにより構成されている。前記台形の刃先２６１，２７１は、それぞれ平刃２５の刃先と平行な先端縁２６１１，２７１１と、その先端縁２６１１，２７１１の両側に位置する傾斜縁２６１２，２７１２とにより構成されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、平刃２５は、円板２２の外周に刃ひとつ置きに位置するように配置されている。第１台形刃２６及び第２台形刃２７は、ひとつ置きの平刃２５間に交互に位置するように配置されている。
【００１８】
図２及び図３に示すように、前記各刃２５，２６，２７の掬い面２５２，２６２，２７２は、凹凸面でなく一つの平面により構成されている。
また、図４に示すように、各刃２５，２６，２７の刃先２５１，２６１，２７１の刃幅α１は、同じになるように形成され、刃先２５１，２６１，２７１の両端が各刃２５，２６，２７の回転方向において一致したところに位置している。台形刃２６，２７の刃先２６１，２７１の先端縁２６１１，２７１１の刃幅は、平刃２５の刃先２５１の刃幅より狭く形成されている。さらに、図２及び図３に示すように、各刃２５，２６，２７の掬い角θ１は０度、逃げ角θ２は１０度になるように形成されている。この掬い各θ１は、０度〜２０度の範囲内の値が選択される。また、逃げ角θ２は、５度〜２５度の範囲内の値が選択される。
【００１９】
図４〜図７に示すように、前記第１台形刃２６の刃先２６１の先端縁２６１１と第２台形刃２７の刃先２７１の先端縁２７１１とは、同じ高さ位置に配置されるとともに、それらは平刃２５の刃先２５１よりも高い位置に配置されている。また、前記第１台形刃２６の刃先２６１の両端と第２台形刃２７の刃先２７１の両端とは、平刃２５の刃先２５１よりも低い位置に配置されている。
【００２０】
第１台形刃２６の刃先２６１及び第２台形刃２７の刃先２７１は、平刃２５の刃幅方向の中心線を介して左右対称位置において対応するように、すなわち刃幅方向において隣り合うように形成されている。従って、第１，第２台形刃２６，２７の刃先２６１，２７１の先端縁２６１１，２７１１の回転軌跡は、刃幅方向において連続する。さらに、図４に示すように、第１，第２台形刃２６，２７の刃先２６１，２７１の傾斜縁２６１２，２７１２、２６１３，２７１３及びその傾斜縁２６１２，２７１２、２６１３，２７１３から後方に続く斜面は、左右対称の角度で、しかも、それらの角度が等しくなるように形成されている。
【００２１】
そして、図４に示すように、この円盤形回転カッター２１においては、刃幅方向の切削領域において、各刃２５，２６，２７の刃先２５１，２６１，２７１が切削領域β１〜β４をそれぞれ分担する。すなわち、刃先２５１が外側の２箇所の切削領域β１，β２を担当し、刃先２６１，２７１が内側の隣り合う２箇所の切削領域β３，β４を担当する。
【００２２】
さて、この円盤形回転カッター２１においは、平刃２５，第１台形刃２６及び第２台形刃２７の掬い面２５２，２６２，２７２が一つの平面により構成されている。そのため、この円盤形回転カッター２１を製作する際には、従来構成の円盤形回転カッターとは異なり、刃の掬い面に凸条や凹溝等の特別の加工を行う必要がなく、各刃２５〜２７の加工を容易に行うことができる。よって、円盤形回転カッター２１の製作コストを低減することができる。
【００２３】
この円盤形回転カッター２１は、円板２２の被支持部２４において切削機等の回転軸２０に取り付けられて、駆動モータにより図１の矢印方向に回転され、鉄道用レール等の金属材を切削することに使用される。この円盤形回転カッター２１による金属材の切削時には、刃先２５１〜２７１が異なる切削領域β１〜β４を分担して切削する。このため、切削によって生じる切り屑は細分化されて幅狭になる。よって、切り屑を切削箇所から円滑に排出することができて、切削能率や切削精度の向上を図ることができる。また、第１，第２台形刃２６，２７が金属材の異なる位置を切削するとともに、それに続く平刃２５がその両側を切削する。従って、切削領域を狭く分断して切削することになり、この点においても、切削能率や切削精度の向上を図ることができる。
【００２４】
さらに、この金属材の切削時には、円盤形回転カッター２１の各刃２５〜２７の掬い面２５２〜２７２が一つの平面により構成されるとともに、各刃２５〜２７の刃幅α１が同じになるように形成されているため、各刃２５〜２７の掬い面２５２〜２７２に欠損が生じることを抑制することができる。
【００２５】
よって、この実施形態においては、以下の効果を得ることができる。
（１）  刃２５，２６，２７の掬い面２５２，２６２，２７２に凸条や凹溝等の特別の加工を行う必要がなく、円盤形回転カッター２１の製作コストを低減することができる。
【００２６】
（２）  切削によって生じる切り屑が幅狭になるため、切り屑を切削箇所から円滑に排出することができて、切削能率や切削精度の向上を図ることができる。
（３）  各刃２５〜２７の掬い面２５２〜２７２が一つの平面により構成されているため、各刃２５〜２７の掬い面２５２〜２７２に欠損が生じることを抑制することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
さて、この第２実施形態においては、図８〜図１５に示すように、前記第１実施形態における第１台形刃２６及び第２台形刃２７に代えて、第１台形刃３６，第２台形刃３７及び第３台形刃３８が設けられている。そして、図８及び図９に示すように、円板２２の外周に、平刃２５がひとつ置きに位置するように配置されるとともに、第１台形刃３６、第２台形刃３７及び第３台形刃３８がひとつ置きの平刃２５間に同一の配列順序で順に位置するように配置されている。これらの第１〜第３台形刃３６〜３８も前記第１実施形態と同様に、刃先３６１，３７１，３８１、掬い角θ２が零度の単一の平面からなる掬い面３６２，３７２，３８２及び逃げ角１０度の逃げ面３６３，３７３，３８３を備えている。そして、前記各刃先３６１，３７１，３８１は、それぞれ平刃３５の刃先より高い先端縁３６１１，３７１１，３８１１を備えるとともに、その両側の傾斜縁３６１２，３７１２，３８１２、３６１３，３７１３，３８１３を備えている。そして、これらの傾斜縁３６１２，３７１２，３８１２、３６１３，３７１３，３８１３及びこれらの傾斜縁３６１２，３７１２，３８１２、３６１３，３７１３，３８１３から後方に続く斜面は、左右対称角度で、しかも同一角度になっている。
【００２８】
図１１〜図１４に示すように、この第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様に各刃３５，３６，３７，３８の刃先３５１，３６１，３７１，３８１の刃幅α１が同一寸法である。ただし、前記刃幅α１は、第１実施形態の各刃２５，２６，２７の刃先２５１，２６１，２７１の刃幅α１よりも広い値となるように形成されている。そして、図８〜図１１に示すように、第１台形刃３６及び第３台形刃３８の刃先３６１，３８１の先端縁３６１１，３８１１が平刃２５の刃先３５１の刃幅中心を境に間隔をおいて左右対称位置に対応するように配置されるように形成されている。また、第２台形刃３７の刃先３７１の先端縁３７１１が刃幅中心に対応するように配置されるように形成されている。各台形刃３６，３７，３８の刃先３６１，３７１，３８１の先端縁３６１１，３７１１，３８１１は、隣接して連続する切削領域上に位置している。
【００２９】
そして、各刃３５，３６，３７，３８の刃先３５１，３６１，３７１，３８１が切削領域β１〜β５をそれぞれ分担する。すなわち、平刃３５の刃先３５１が外側の２箇所の切削領域β１，β２を担当し、各台形刃３６，３７，３８の刃先３６１，３７１，３８１が内側の３箇所の切削領域β３，β４，β４を担当する。
【００３０】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態に記載の効果と同様な効果を得ることができる。
また、この第２実施形態においては、平刃３５と、第１台形刃３６，第２台形刃３７及び第３台形刃３８との４種類の刃が配列されているため、金属材の切削時に発生する切り屑がこれらの刃２５〜２７によって細分化される。よって、各刃２５〜２７の刃幅α１の寸法が大きい円盤形回転カッター２１においても、切り屑を幅狭にすることができて、切削能率や切削精度の向上を図ることができる。
【００３１】
よって、この第２実施形態においては、第１実施形態の効果に加えて以下の効果がある。
（４）  刃幅が同じであれば、切り屑をさらに細分化できて、切削効率と切削精度を向上できる。言い換えれば、刃幅を広くしても切削精度を維持でき、大径の円盤形回転カッター２１において有効である。
【００３２】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  前記各実施形態において、複数種類の刃２５〜２７あるいは３５〜３８の配列順を任意に変更して構成すること。例えば、各刃２５〜２７あるいは３５〜３８の総計が同数となるように、各刃２５〜２７あるいは３５〜３８を配列すること。
【００３３】
・  台形刃２６，２７あるいは３６，３７，３８の刃先２６１，２７１、３６１，３７１，３８１の高さを相違させること。
・  台形刃２６，２７あるいは３６，３７，３８の刃先２６１，２７１、３６１，３７１，３８１の刃幅を平刃２５、３５の刃先２５１、３５１の幅より狭くすること。
【００３４】
・  台形刃２６，２７あるいは３６，３７，３８の刃先２６１，２７１、３６１，３７１，３８１の先端縁２６１１，２７１１、３６１１，３７１１，３８１１をそれらの端部において相互にラップさせること。
【００３５】
・  台形刃２６，２７あるいは３６，３７，３８の刃先２６１，２７１、３６１，３７１，３８１の先端縁２６１１，２７１１、３６１１，３７１１，３８１１を異なる切断領域に位置するように構成すること。すなわち、前記の先端縁２６１１，２７１１、３６１１，３７１１，３８１１を刃幅方向において離隔して配置すること。このように構成しても、前記第１，第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】第１実施形態の円盤形回転カッターを示す正面図。
【図２】図１の円盤形回転カッターの一部拡大断面図。
【図３】図１の円盤形回転カッターの刃の配列状態を示す展開斜視図。
【図４】図１の円盤形回転カッターの刃を重複して示す拡大図。
【図５】図１の円盤形回転カッターの平刃を示す拡大図。
【図６】図１の円盤形回転カッターの第１台形刃を示す拡大図。
【図７】図１の円盤形回転カッターの第２台形刃を示す拡大図。
【図８】第２実施形態の円盤形回転カッターを示す正面図。
【図９】図８の円盤形回転カッターの一部拡大正面図。
【図１０】図８の円盤形回転カッターの刃の配列状態を示す展開斜視図。
【図１１】図８の円盤形回転カッターの刃を重複して示す拡大図。
【図１２】図８の円盤形回転カッターの平刃を示す拡大図。
【図１３】図８の円盤形回転カッターの第１台形刃を示す拡大図。
【図１４】図８の円盤形回転カッターの第２台形刃を示す拡大図。
【図１５】図８の円盤形回転カッターの第３台形刃を示す拡大図。
【図１６】従来の円盤形回転カッターの刃の配列状態を示す展開斜視図。
【符号の説明】
【００３７】
２１…円盤形回転カッター、２２…円板、２４…被支持部、２５…平刃、２５１…刃先、２５２…掬い面、２６…第１台形刃、２６１…刃先、２６２…掬い面、２７…第２台形刃、２７１…刃先、２７２…掬い面、３５…平刃、３５１…刃先、３５２…掬い面、３６…第１台形刃、３６１…刃先、３６２…掬い面、３６３…逃げ面、３７…第２台形刃、３７１…刃先、３７２…掬い面、３７３…逃げ面、３８…第３台形刃、３８１…刃先、３８２…掬い面、３８３…逃げ面、２６１１…先端縁、２７１１…先端縁、３６１１…先端縁、３７１１…先端縁、３８１１…先端縁、２６１２…傾斜縁、２７１２…傾斜縁、３６１２…傾斜縁、３７１２…傾斜縁、３８１２…傾斜縁、α１…刃幅。
【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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【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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