JP3247885B2

JP3247885B2 - 刈り払い機の刃材

Info

Publication number: JP3247885B2
Application number: JP18811099A
Authority: JP
Inventors: 英廣春日; 孝男笹井; 英道那須
Original assignee: 株式会社日本機材
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2002-01-21
Anticipated expiration: 2019-07-01
Also published as: JP2000184815A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として草刈り
機、芝刈り機などの刈り払い機の刃材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、草刈り機、芝刈り機などには、動
力源としなるエンジンより駆動力を伝達されて高速で回
転する刃材が装備されている。この刃材は、厚さ１〜２
ｍｍ程度の鋼鉄板を製品形状に打ち抜き、周縁部に切削
等で刃部を形成したものが用いられている。例えば、図
９（ａ）（ｂ）に示すように、円板状の鋼板５１の周縁
部に切削等で刃付けを行い刃部５２を形成した刃材５３
や、同図（ｃ）に示すように、円板状の鋼板５１の周縁
部に異なる材質よりなる金属チップ５４を接合して、切
削性能と耐久性能を向上させた刃材５５が用いられてい
る。また、稀にナイロン製等のプラスチック単体による
刃材も存在する。

【０００３】図９（ａ）に示す刃材５３の場合、刃数は
刃部強度や製造コストの制約があるため４枚から多くて
も３６枚程度形成されている。刃材５３が１回転したと
きの切削可能量は、刃材５３に形成された刃部５２の総
延長と、被切断物が刃部５２に接触するときの接触角度
で決まる。即ち、刃部５２を大型化するか或いは刃数を
増やすことで被切断物への刃部５２の接触量を増やし、
また刃部５２は被切断物に対して垂直に接触するような
刃部形状とすることで、切削量を増やすことができる。
よって、４枚刃よりなる刃材５３の場合、３０〜４０ｍ
ｍほどの大型の刃部５２が形成されている。これらの刃
部５２は被切断物に対してほぼ垂直に接触するようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図９（ａ）（ｂ）に示
す刃材５３は、切削性に優れているが、切断性の持続性
に劣る。即ち、草刈り機等において、砂利、小石等の硬
質な物に接触すると、刃部５２が欠けてしまい切れ味が
低下してしまう。また、図９（ｃ）に示す鋼板５１に金
属チップ５４を接合して刃材５５を形成したものは、切
断性や切断性能の持続性には優れているが、製造コスト
が高くなる。これらはいずれも、金属製であるので、重
くて錆易く、切断時の衝撃吸収性及び切断面への異物
（砂利・小石等）混入の飛散防止性に劣るという課題が
あった。また、刃こぼれやチップの脱落等により著しく
切断性が低下するという課題もあった。また、プラスチ
ック単体よりなる刃材は、軽量で、錆に強く、衝撃吸収
性及び安全性には優れているが、切断性や耐久性に劣る
という課題があった。

【０００５】特に、図９（ａ）（ｂ）に示す刃材５３の
場合、刃部５２が大きく被切断物への接触角が垂直に近
い程、個々の刃部５２に加わる衝撃が強くなるため、高
速回転する刃部５２と被切断物との間には大きな衝撃力
が作用する。このため、刃材５３が作業中に金属片や小
石等の高硬度の異物に接触した場合、該異物は勢い良く
弾き飛ばされるか、強い衝撃によって刃部５２自体が欠
けて飛散する場合がある。異物との衝突で刃部５２に欠
けや鈍化が生じた場合には、刃数の少ない刃材５３ほど
切断性が急激に低下する。また、刃数を４枚刃から３６
枚刃に増やした刃材５３を用いたとしても刃部５２に加
わる衝撃は軽減できるが、異物の飛散するおそれはあ
る。図９（ｃ）に示す刃材５５の場合には、比較的重量
のある金属チップ５４が衝撃により脱落して飛散するお
それがあった。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、被切断物と刃部との接触距離を十分確保して切断
性及び耐久性を向上させ、軽量で錆びない刈り払い機の
刃材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。即ち、プラスチック基材を
ベースとした支持部の周縁部に、熱硬化性樹脂中に砥粒
を分散した結合材をコーティングしてなる刃部が一体に
形成されていることを特徴とする。

【０００８】また、ガラスクロス、ガラスチョップドマ
ット又は綿布などの補強材を、ノボラックタイプのフェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性結合材により
コーティングしたものを用いても良く、或いは補強材と
してガラスクロスに綿布又は紙を積層したものを用いて
も良い。また、支持部の結合材としてエポキシ変性樹脂
又はレゾールタイプのフェノール樹脂を用いても良く、
結合材に充填材として硫酸バリウム又は炭酸カルシウム
を添加しても良い。また、刃部の砥粒の粒径として１０
μｍ〜８００μｍ、砥粒の種類として、ＳｉＣ、ＷＣ、
Ｂ₄Ｃ、ＴｉＣ、ＺｒＣ等のカーバイド化合物、アルミ
ナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物、又はナイトライ
ド、シリサイト、ＴｉＡｌ、ＮｉＡｌ、ＺｒＡｌ、Ｎｉ
Ｔｉ等の金属間化合物を用いても良く、また結合材中に
充填材としてアルミナを添加しても良く、結合材として
ノボラックタイプのフェノール樹脂を用いても良い。或
いは，綿布又は紙などの基材に、熱硬化性樹脂中に砥粒
を分散させた結合材によりモールドされてなる刃部を、
プラスチック基材をベースとした支持部に重ね合わせて
一体化してなるようにしても良い。また、支持部の周縁
部にほぼ全周にわたって刃部が形成されているのが好ま
しく、刃部の外形形状は、多角形状に形成されていたり
円環状の刃部の周囲に楔状の切欠が形成されたものであ
っても良い。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の態様
を添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施の態様
は、主として草刈り機、芝刈り機などの刈り払い機の刃
材について説明する。図１は刈り払い機の刃材の組成を
示す図表、図２は支持部の組成の変形例を示す図表図
３は刃部の組成の変形例を示す図表、図４〜図６は刃材
の一例を示す平面図である。

【００１０】先ず、図１〜図４を参照して刈り払い機の
刃材について、その組成と共に説明する。図４におい
て、１は刃材であり、草刈り機、芝刈り機などの刈り払
い機に用いられ、動力源となるエンジンより駆動力を伝
達されて高速で回転する。刃材１は、プラスチック基材
をベースとした支持部２の周縁部に複数箇所に、熱硬化
性樹脂中に砥粒を分散した結合材をコーティングしてな
る刃部３が一体に形成されている。支持部２の中央部に
は、刈り払い機の動力伝達部（図示せず）に着脱可能な
取り付け穴４が形成されている。支持部２を形成するプ
ラスチック基材の一例としては、ガラスクロス、ガラス
チョップドマット、綿布などの補強材を、結合材として
ノボラックタイプのフェノール樹脂によりコーティング
されたものが好適に用いられる（図１参照）。

【００１１】刃部３は、支持部２の刃部相当位置にバイ
ンダー（熱硬化性樹脂）中に砥粒を分散させ、必要に応
じて充填材等を添加した結合材をロールコーター若しく
はスクリーン印刷法により塗布されて、熱硬化させて形
成される。この砥粒は、大きすぎても接着性が低下し、
小さすぎても切断性が低下することから、粒径はおよそ
１０μｍ〜８００μｍのものが好適に用いられる。ま
た、砥粒の種類として、ＳｉＣ、ＷＣ、Ｂ₄Ｃ、Ｔｉ
Ｃ、ＺｒＣ等のカーバイド化合物、アルミナ、酸化マグ
ネシウム等の金属酸化物、又はナイトライド、シリサイ
ト、ＴｉＡｌ、ＮｉＡｌ、ＺｒＡｌ、ＮｉＴｉ等の金属
間化合物が好適に用いられ、砥粒の分散バランスを整え
るためには充填材としてアルミナを充填しても良い。ま
た、刃部３の結合材としては接着強度の高いノボラック
タイプのフェノール樹脂が好適に用いられる（図１参
照）。尚、図１は、刃材１としてＩ〜IXタイプの組成を
例示してあり、支持部２と刃部３との組合せが好適であ
る実施例について例示してある。

【００１２】次に、支持部２の他の組成例について図２
を参照して説明する。支持部２の番号Ｉ、II・・は図１
の刃材１の組成に対応しているものとする。例えば刃材
１のタイプＩにおいて、支持部２の結合材をエポキシ変
性樹脂に変更しても良いし、タイプIVにおいて、支持部
２の充填材としてバライタ（硫酸バリウム）を添加して
も良い。また、タイプVII において支持部２の補強材を
綿布からガラスクロス／綿布を織り込む織布（アラミド
繊維織布）に変更しても良い。

【００１３】次に、刃部３の他の組成例について図３を
参照して説明する。刃部３の番号Ｉ〜IXは図１の刃材１
の組成に対応しているものとする。本実施例は、図１の
支持部２に対して刃部３を予め別個に成形して重ね合わ
せて一体化するものである。具体的には、綿布又は紙な
どの基材に、熱硬化性樹脂（例えばノボラックタイプの
フェノール樹脂）中に砥粒を分散した結合材によりモー
ルドされてなる刃部３を、ガラスクロス、ガラスチョッ
プドマット又は綿布などの補強材に熱硬化性樹脂（例え
ばノボラックタイプのフェノール樹脂）をコーティング
してなる支持部２に重ね合わせて熱圧着させたり、接着
剤により貼り合わせたりして一体化しても良い。

【００１４】次に刃材１の成形例について図４〜図６を
参照して説明する。図４は図１に示すように、支持部２
の四方の所要部位に刃材３を形成した実施例を示す。こ
れは刃材１の本体となる支持部２をプレス金型に搭載
し、刃部３に相当する部位に砥粒、結合材、充填材など
の混合物を塗布して、金型をクランプして熱圧着して一
体成形したものである。或いは図３に示すように、砥
粒、充填材等をガラス織布又は紙等にコーティングした
ものをレゾールタイプのフェノール樹脂を介してプレス
して貼り合わせて刃部３を形成しておき、これを図１に
示す支持部２とプリプレグを介して熱圧着するか、接着
剤を介して貼り合わせて一体化したものである。このよ
うに、支持部２と刃部３を一体化してなる刃材１を切断
成形しても良いが、歩留りや切断金型の保守を考慮する
と、図５に示すように、予め支持部２の一部に刃材３を
形成した矩形の刃構成部材５をクロスするように（例え
ば直交するように）重ね合わせて一体化させたもののう
ち、支持部２の所要部位を切断するようにするのが好ま
しい。また、刃構成部材５は矩形に限らず、例えば図６
に示すように、三角形の頂点をカットしたような多角形
により支持部２と刃部３とを形成しておき、この刃構成
部材５を重ね合わせて一体化させたものにより形成して
も良い。

【００１５】被切断物とできるだけ長い接触距離（時
間）を確保できるため、図７（ａ）に示すように、刃部
３は支持部２の周縁部にほぼ全周にわたって形成されて
いるのが好ましい。特に本発明の場合には、刃部３がバ
インダー中に鋭利な角を持つ高硬度鉱物などの砥粒を分
散させて形成されているので、砥粒の粒径は任意に選択
でき、粒径の小さなものを用いることにより刃材１の周
縁部に多数の刃部３を形成できる。図７（ａ）の場合に
は、四角形を基本形状としながら、各コーナー部に面取
り加工或いは丸み加工が施されており、各辺の中央部に
は弓形の溝３ａが形成されている。拡大図に示すよう
に、刃材１の周縁部に形成された刃部３には砥粒による
微細な刃６が形成されている。また、刃部３の外形形状
は、図７（ｂ）に示すように、多角形状（四角形，六角
形，八角形等）に形成されていても良く、図７（ｃ）に
示すように、円環状の刃部３の周囲になめらかな楔状の
切欠３ｂが形成されているものであっても良い。この切
欠３ｂの数は被切断物の種類の応じて増減しても良く、
切欠３ｂの深さも適宜変更しても良い。図７（ａ）
（ｂ）の刃材１は回転方向を問わないが、図７（ｃ）の
刃材１は被切断物を円弧部分３ｃに形成された微細な刃
６により切断すべく反時計回り方向に回転させて使用す
るのが好ましい。このように、刃部３のうち円弧部分３
ｃにより被切断物を切断するようにしたので、被切断物
が刃部３に接触した際の遠心方向の逃げを低減すると共
に、刃部３のほぼ全周にわたって切断可能となるので、
被切断物との長い接触距離を確保して切断性能を向上で
きる。

【００１６】刃部３の刃数を多くすることで被切断物へ
の接触量は少なくなるが、各刃が被切断物の表面を一部
削り取るだけであっても、刃材１のほぼ全周にわたって
微細な刃６が形成されているため、十分な切断性能を発
揮する。図８は刃６の大きさと被切断物８への接触量と
の関係を示す概念図である。図８（ａ）は刃６が大型の
場合で、図８（ｂ）は刃６が小型の場合を示す。図８
（ｂ）のように刃部３に微細な刃６を持つ刃材１を用い
ることにより、刃部３が被切断物７を切断する際に強い
衝撃を与えることがなく、金属片や小石に接触してもそ
れらを激しく飛散させることはない。また、被切断物７
との接触により刃部３に加わる衝撃が小さいため、刃部
３の脱落や鈍化は生じ難く、優れた耐久性を発揮する。
仮に刃部３の一部が欠けても欠損部に新たな砥粒による
微細な刃６が形成されているので切断性が低下すること
はない。

【００１７】上記構成によれば、プラスチック基材をベ
ースとした支持部２の周縁部に、熱硬化性樹脂中に砥粒
を分散した結合材をコーティングしてなる刃部３が一体
に形成されているので、研削成分である砥粒を添加した
ことにより切断性が向上し、しかも砥粒が熱硬化性樹脂
中に分散されているため、切断性の維持が可能となっ
た。また、刃部３の弾性が少ないため異物に接触して刃
部３の破損が生じても、継続使用により破損部周辺が丸
みを帯びるよう摩耗することにより、破損部の外形線が
ほぼ均一にならされて良好な切断性能を維持することが
できる。また、支持部２はプラスチック基材、特にガラ
スクロスなどの補強材を、ノボラックタイプのフェノー
ル樹脂などの結合材によりコーティングされた繊維強化
プラスチック（ＦＲＰ）を用いることにより、刃材１の
衝撃吸収性と強度を共に向上させ、しかも安全性が高
く、軽量で耐久性（耐蝕性）の向上を図ることが可能と
なった。また、支持部２と刃部３との組成を分けて刃材
１を形成することにより、用途に応じた刃材の供給が可
能となり、汎用性を高めることができる。また、刃部３
は支持部２の周縁部にほぼ全周にわたって形成されてい
る場合には、被切断物７との接触距離（時間）が十分確
保でき、しかも刃部３には砥粒による微細な刃６が形成
されているため被切断物７を切断する際に強い衝撃を与
えることがなく、金属片や小石に接触してもそれらを激
しく飛散させることはない。また、被切断物７との接触
により刃部３に加わる衝撃が小さいため、刃部３の脱落
や鈍化は生じ難く、優れた耐久性を発揮できる。また、
刃部３の一部が欠けても欠損部に新たな砥粒による微細
な刃６が形成されているので良好な切断性能を維持する
ことができる。

【００１８】本実施例は、刈り払い機の刃材について例
示したが、刃材の用途としてはこれに限定されるもので
はなく、カッターなどの文房具や鋸や切断機などの工作
機械にも応用可能であり、刃材は支持部に刃部が積層さ
れるタイプでも、支持部と刃部がモールドにより一体に
成形されるタイプのいずれであっても良き、刃部の外形
形状も任意に形成できる等、発明の精神を逸脱しない範
囲内でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんのこと
である。

【００１９】

【発明の効果】本発明の刃材は前述したように、プラス
チック基材をベースとした支持部の周縁部に、熱硬化性
樹脂中に砥粒を分散した結合材をコーティングしてなる
刃部が一体に形成されているので、刃部として研削成分
である砥粒を添加したことにより、切断性が向上し、し
かも砥粒が結合材中に分散されているため、切断性の維
持が可能となった。また、刃部の弾性が少ないため異物
に接触して刃部の破損が生じても、継続使用により破損
部周辺が丸みを帯びるよう摩耗することにより、破損部
の外形線がほぼ均一にならされて良好な切断性能を維持
することができる。また、支持部はプラスチック基材、
特にガラスクロスなどの補強材を、ノボラックタイプの
フェノール樹脂などの結合材によりコーティングされた
繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を用いることにより、
刃材の衝撃吸収性と強度を共に向上させ、しかも安全性
が高く、軽量で耐久性（耐蝕性）の向上を図ることが可
能となった。また、支持部と刃部との組成を分けて刃材
を形成することにより、用途に応じた刃材の供給が可能
となり、汎用性を高めることができる。また、刃部は支
持部の周縁部にほぼ全周にわたって形成されている場合
には、被切断物との接触距離（時間）が十分確保でき、
しかも刃部には砥粒による微細な刃が形成されているた
め被切断物を切断する際に強い衝撃を与えることがな
く、金属片や小石に接触してもそれらを激しく飛散させ
ることはない。また、被切断物との接触により刃部に加
わる衝撃が小さいため、刃部の脱落や鈍化は生じ難く、
優れた耐久性を発揮できる。また、刃部の一部が欠けて
も欠損部に新たな砥粒による微細な刃が形成されている
ので良好な切断性能を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】刈り払い機の刃材の組成を示す図表である。

【図２】支持部の組成の変形例を示す図表である。

【図３】刃部の組成の変形例を示す図表である。

【図４】刃材の一例を示す平面図である。

【図５】刃材の一例を示す平面図である。

【図６】刃材の一例を示す平面図である。

【図７】刃材の外形形状を示す平面図である。

【図８】刃の大きさと被切断物への接触量との関係を示
す概念図である。

【図９】従来の刃材の外形形状を示す平面図である。

【符号の説明】

１刃材２支持部３刃部３ａ溝３ｂ切欠３ｃ円弧部分４取り付け穴５刃構成部材６刃７被切断物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−228614（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01D 34/73 B23D 61/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック基材をベースとした支持部
の周縁部に、熱硬化性樹脂中に砥粒を分散した結合材を
コーティングしてなる刃部が一体に形成されていること
を特徴とする刈り払い機の刃材。
【請求項２】前記プラスチック基材は、ガラスクロ
ス、ガラスチョップドマット又は綿布などの補強材を、
ノボラックタイプのフェノール樹脂、エポキシ樹脂など
の熱硬化性結合材によりコーティングしたものを用いた
ことを特徴とする請求項１記載の刈り払い機の刃材。
【請求項３】前記補強材としてガラスクロスに綿布又
は紙を積層されたものを用いたことを特徴とする請求項
２記載の刈り払い機の刃材。
【請求項４】前記支持部の結合材としてエポキシ変性
樹脂又はレゾールタイプのフェノール樹脂を用いたこと
を請求項１記載の刈り払い機の刃材。
【請求項５】前記結合材に充填材として硫酸バリウム
又は炭酸カルシウムを添加したことを特徴とする請求項
１記載の刈り払い機の刃材。
【請求項６】前記刃部の砥粒の粒径として１０μｍ〜
８００μｍ、砥粒の種類として、ＳｉＣ、ＷＣ、Ｂ
₄Ｃ、ＴｉＣ、ＺｒＣ等のカーバイド化合物、アルミ
ナ、酸化マグネシウム等の金属酸化物、又はナイトライ
ド、シリサイト、ＴｉＡｌ、ＮｉＡｌ、ＺｒＡｌ、Ｎｉ
Ｔｉ等の金属間化合物を用いたことを特徴とする請求項
１記載の刈り払い機の刃材。
【請求項７】前記結合材中に充填材としてアルミナを
添加したことを特徴とする請求項６記載の刈り払い機の
刃材。
【請求項８】前記刃部の結合材としてノボラックタイ
プのフェノール樹脂を用いたことを特徴とする請求項１
記載の刈り払い機の刃材。
【請求項９】綿布又は紙などの基材に、熱硬化性樹脂
中に砥粒を分散させた結合材によりモールドされてなる
刃部を、前記プラスチック基材をベースとした前記支持
部に重ね合わせて一体化してなること特徴とする請求項
１記載の刈り払い機の刃材。
【請求項１０】前記支持部の周縁部にほぼ全周にわた
って前記刃部が形成されていることを特徴とする請求項
１記載の刈り払い機の刃材。
【請求項１１】前記支持部の周縁に形成された前記刃
部の外形形状は、多角形状に形成されていることを特徴
とする請求項１０記載の刈り払い機の刃材。
【請求項１２】前記支持部の周縁に形成された前記刃
部の外形形状は、円環状の刃部の周囲に楔状の切欠が形
成されてなることを特徴とする請求項１０記載の刈り払
い機の刃材。