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JP6151659B2 - 芝刈機 - Google Patents

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Description

本発明は、カッタブレードを改良したロータリ式芝刈機の技術に関する。
ロータリ式芝刈機は、下方が開放されているハウジング内に収納されたカッタブレードを、芝草に沿って回転させることにより、該芝草を刈るものである。近年、芝刈機のカッタブレードの改良が進められている。このような芝刈機の技術としては、例えば特許文献1が知られている。
特許文献1で知られている芝刈機は、下方が開放されたハウジングと、該ハウジング内に位置して該ハウジングの上下方向に延びた回転軸と、該回転軸を回転中心として回転可能に該ハウジング内に収納された上部及び下部カッタブレードとを含む。該上部カッタブレードは、芝草を刈るために回転方向の前縁に形成された刃を有する。該下部カッタブレードは、回転方向の前縁に形成された刃と、該回転方向の後縁から後上方へ湾曲しつつ延びた左右のエアリフト部とを有する。該上部及び下部カッタブレードを有した芝刈機は、芝刈り性能を確保することができる。
該カッタブレードの回転に伴って、芝刈機には騒音が発生する。該芝刈機の使用場所によっては、芝刈り性能よりも騒音抑制性能を重視することがある。これに対し、芝刈り性能を重視したカッタブレードと、騒音抑制性能を重視したカッタブレードとを準備しておき、該芝刈機の使用場所によって、両者を適宜交換することが考えられる。しかし、これでは2種類のカッタブレードを準備するので、芝刈機のコストが増すとともに、使っていない方のカッタブレードを保管するのが面倒である。
特開2006−67918号公報
本発明は、単一の該カッタブレードに、「芝刈り性能」と「騒音抑制性能」という、互いに異なる2つの性能を付加することができる技術を、提供することを課題とする。
請求項1に係る発明によれば、下方が開放されたハウジングと、該ハウジング内に位置して該ハウジングの上下方向に延びた回転軸と、該回転軸を回転中心として回転可能に前記ハウジング内に収納されたカッタブレードとを含む、芝刈機において、前記カッタブレードは、前記回転軸に対し水平方向の両方へ延びた細長い部材であって、長手方向の両端部に一対の屈曲部が形成され、該一対の屈曲部は、前記回転軸の軸方向から見て、互いに逆向きに屈曲しており、前記カッタブレードには、前記一対の屈曲部のなかの凸面状の縁に形成された一対の凸側の刃と、該一対の屈曲部のなかの凹面状の縁に形成された一対の凹側の刃とが設けられており、前記一対の凸側の刃の刃先角度は、前記一対の凹側の刃の刃先角度よりも、小さく設定されていることを特徴とする芝刈機が提供される。
請求項1に係る発明では、細長いカッタブレードの長手方向の両端部に、一対の屈曲部が形成されている。該一対の屈曲部は、回転軸の軸方向から見て、互いに逆向きに屈曲している。該カッタブレードには、該一対の屈曲部のなかの凸面状の縁に形成された一対の凸側の刃と、該一対の屈曲部のなかの凹面状の縁に形成された一対の凹側の刃とが設けられている。該一対の凸側の刃の刃先角度は、該一対の凹側の刃の刃先角度よりも小さい。
該一対の凸側の刃が回転方向前側となるように、該カッタブレードを回転させた場合には、該一対の凸側の刃によって芝草を刈る(裁断する)ことができる。このときの、該芝草に対する刃の入射角は小さい。芝草を裁断するときの、該一対の凸側の刃にかかる抵抗(負荷)を軽減することができる。しかも、刈った後の芝地の芝草面を、きれいな仕上がり面とすることができる。つまり、芝刈機の仕上がり性能を高めることができる。
さらには、該凸側の刃の刃先角度に比べて、該凹側の刃の刃先角度は大きい。該凹側の刃の刃先角度が大きいので、該カッタブレードの回転後方の空気の流れの乱れが増す。このため、該カッタブレードの回転後方に生じる負圧領域が増す。芝地に生えている芝草を立たせる力が発生し易い。この結果、芝草の刈り残しを少なくして満遍なく刈る性能、つまり芝刈機の芝刈り性能を高めることができる。
一方、該カッタブレードを裏返して、該カッタブレードを回転軸に取り付けた場合には、該一対の凹側の刃の向きは、カッタブレードの回転方向前側となる。該凹側の刃によって芝草を刈る(裁断する)ことができる。
該一対の凸側の刃の、刃先角度が小さいので、該カッタブレードの回転後方の空気の流れの乱れが少ない。このため、該カッタブレードの回転後方に生じる負圧領域(後側の負圧領域)は小さい。これに対し、該一対の凹側の刃の刃先角度が大きいので、該凹側の刃と芝地との間に発生する負圧領域(前側の負圧領域)が増す。従って、該前側の負圧領域の増大現象によって、該後側の負圧領域の減少現象を補うことができる。よって、芝地に生えている芝草を立たせる力を補うことができる。この結果、芝草の刈り残しを少なくして満遍なく刈る性能、つまり芝刈機の芝刈り性能を確保することができる。
さらには、該一対の凸側の刃の刃先角度が小さいので、該凸側の刃の表面や裏面を通過する空気は、該凸側の刃の刃先付近でスムーズに合流し、剥離しにくい。この結果、芝刈り時において、該カッタブレードの回転に伴う風切り音等の騒音の発生を抑制することができる。
しかも、該一対の屈曲部は、回転軸の軸方向から見て、互いに逆向きに凸状となるように屈曲している。このため、該一対の凹側の刃が回転方向前側となるように、該カッタブレードを回転させた場合には、該カッタブレードの回転に伴って発生する風が、ブレード外周方向へ流れないように、該一対の屈曲部によって抑制することができる。この結果、該カッタブレードの回転に伴う騒音の発生を抑制する性能、つまり芝刈機の騒音抑制性能を高めることができる。
このように、該一対の凸側の刃が回転方向前側となるように、該カッタブレードを回転させた場合には、芝刈機の芝刈り性能を高めることができる。一方、該カッタブレードを裏返して、該一対の凹側の刃が回転方向前側となるように、該カッタブレードを回転させた場合には、芝刈機の騒音抑制性能を高めることができる。従って、単一の該上部カッタブレードに、「芝刈り性能」と「騒音抑制性能」という、互いに異なる2つの性能を付加することができる。
本発明の実施例1に係る芝刈機の左側面図である。 図1に示される上部カッタブレードを上、下及び側方から見た構成と断面した構成を示す図である。 図1に示される下部カッタブレードの斜視図である。 図1に示される上部及び下部カッタブレードを斜め上から見た構成と上、下及び側方から見た構成を示す図である。 図4の5矢視線に沿った図である。 図4に示された上部カッタブレードを裏返して下部カッタブレードと組み付けた構成の図である。 本発明の実施例2に係る芝刈機の上部カッタブレードの分解図である。 図7に示された中央部と右の端部材の結合部分の拡大した分解図である。 図8に示された中央部に右の端部材を結合した構成の断面図である。 図7に示された上部カッタブレードを裏返した構成の斜視図である。 図7に示された中央部と右の端部材とを切り替え機構を用いて結合する手順を示す説明図である。
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
実施例1に係る芝刈機について、図1〜図6に基づき説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従う。
図1に示されるように、芝刈機10は、芝草を刈る歩行型自走式作業機であって、ハウジング11と、該ハウジング11の前部に備えた左右の前輪12と、該ハウジング11の後部に備えた左右の後輪13と、該ハウジング11の中央の内部に収納された芝刈用の上部及び下部カッタブレード14,15と、該ハウジング11の上部に備えたエンジン16(動力源16)と、該ハウジング11から後方へ延びた操作ハンドル17とからなる。なお、動力源16はエンジンに限定されず、例えば電動モータであってもよい。
該芝刈機10は、該エンジン16によって該上部及び下部カッタブレード14,15を回転させることにより、芝草を刈り取るとともに、該ハウジング11内に空気の流れ(旋回風の旋回流)を発生させ、該旋回流により、該上部及び下部カッタブレード14,15によって刈った芝草を刈り芝収納体22に送り込んで収納することができる。以下、該上部及び下部カッタブレード14,15によって刈られた芝草のことを「刈り芝」という。
該ハウジング11は、下端面(芝地Grに対向する面)だけが全面的に開放された、いわゆる下方が開放されたハウジングである。該ハウジング11は、該上部及び下部カッタブレード14,15によって刈られた芝草を、旋回風によって旋回運動させつつ、刈り芝搬出通路21へ向かわせるためのスクロール部を有した、平面視渦巻状の部材、つまり渦巻ケーシング(spiral case、scroll case)である。該刈り芝搬出通路21の後端にはグラスバッグ等の刈り芝収納体22を取付け可能である。刈り芝は、ハウジング11の内部で出力軸16a回りを旋回しながら刈り芝搬出通路21へ送られる。
該ハウジング11は、機体の役割を兼ねており、上面に該エンジン16を重ねてボルト止めすることによって、一体的に組み付けたものである。該エンジン16は、下端から下方の芝地Grへ向かって該ハウジング11内まで延びた、出力軸16aを有する。該出力軸16aは、該ハウジング11内に位置して、該ハウジング11の上下方向に延びた回転軸である。結果として、該出力軸16a(回転軸16a)は、水平な芝地Gr、つまり地面Grに対して略垂直になる。
該回転軸16aには、ハウジング11内において、クラッチ(図示せず)を介して該上部及び下部カッタブレード14,15が取り付けられている。エンジン16によって上部及び下部カッタブレード14,15を駆動することにより、該上部及び下部カッタブレード14,15は、ハウジング11内において、回転軸16a(軸心SC)を回転中心として回転可能である。
図2(a)は、図1に示された上部カッタブレード14を上から見た構成を表している。図2(b)は、図2(a)に示された上部カッタブレード14を下から見た構成を表している。図2(c)は、図2(a)に示された上部カッタブレード14を側方から見た構成を表している。図2(d)は、図2(a)の矢視線d−d線方向の断面を表している。
図2に示されるように、該上部カッタブレード14は、回転軸16a(軸心SC)に対し水平方向の両方へ延びた、平面視略平板状の細長い部材、つまり平面視略帯板状の部材である。より詳しく述べると、該上部カッタブレード14は、回転軸16a(軸心SC)に対し水平方向に真っ直ぐな、平板によって構成されている。
該上部カッタブレード14の板面14a,14bは、回転軸16aの軸方向を向いている。以下、回転軸16a(軸心SC)に対し、軸方向の一方の板面14aのことを「一方の板面14a」という。該一方の板面14aに対し、反対側の板面14bのことを「他方の板面14b」という。例えば、図2(a)に示されるように、上部カッタブレード14を上から見た面14a、つまり表面14aのことを、「一方の板面14a」とする。また、図2(b)に示されるように、上部カッタブレード14を下から見た面14b、つまり裏面14bのことを、「他方の板面14b」とする。
該上部カッタブレード14の長手方向の両端部31,31には、一対の屈曲部32,32が形成されている。該一対の屈曲部32,32は、回転軸16aの軸方向から見て、互いに逆向きに屈曲している。つまり、該上部カッタブレード14は、平面視で、いわゆるブーメラン状に形成されている。
該カッタブレード14には、一対の屈曲部32,32のなかの、凸面状の縁32a,32aに形成された一対の凸側の刃33,33と、凹面状の縁32b,32bに形成された一対の凹側の刃34,34とが設けられている。
該一対の凸側の刃33,33と該一対の凹側の刃34,34とは、互いに逆向きとなる、片切り刃である。詳しく述べると、該一対の凸側の刃33,33は、水平な他方の板面14bの縁の部位を刃先とし、一方の板面14aへ向かって上り勾配に傾いている。一方、該一対の凹側の刃34,34は、水平な一方の板面14aの縁の部位を刃先とし、他方の板面14bへ向かって上り勾配に傾いている。
図2(d)に示されるように、該一対の凸側の刃33,33の刃先角度θ1は、該一対の凹側の刃34,34の刃先角度θ2よりも、小さく設定されている(θ1<θ2)。
図3に示されるように、該下部カッタブレード15は、回転軸16aに対し水平方向の両方へ延びた、平面視略平板状の細長い部材、つまり平面視略帯板状の部材である。該下部カッタブレード15の長手方向の両端部41,41は、該下部カッタブレード15の回転方向Raの前縁42に形成された左右の刃43,43と、該前縁42から後上方へ湾曲しつつ延びた左右のエアリフト部44,44とを有している。該左右のエアリフト部44,44は、該下部カッタブレード15が回転方向Raへ回転したときに、空気の旋回流及び上昇気流を発生させるための部分である。
次に、上記実施例1の構成の作用を説明する。図4(a)は、上部カッタブレード14(カッタブレード14)の一方の板面14aを上側にして、上部及び下部カッタブレード14,15を回転軸16aに取り付けた状態を表している。図4(b)は、図4(a)に示された上部及び下部カッタブレード14,15を、上から見た構成を表している。図4(c)は、図4(a)に示された上部及び下部カッタブレード14,15を、側方から見た構成を表している。図4(d)は、図4(a)に示された上部及び下部カッタブレード14,15を、下から見た構成を表している。図5は、図4(a)の5矢視方向から見た、つまり上部及び下部カッタブレード14,15を長手方向の端から見た構成を表している。
図4及び図5に示されるように、上部カッタブレード14の一方の板面14a(表面14a)を上向きにして、該上部カッタブレード14を回転軸16aに取り付けた場合には、該一対の凸側の刃33,33の向きは、上部及び下部カッタブレード14,15の回転方向Ra前側となる。
該上部カッタブレード14は、該一対の凸側の刃33,33が回転方向Ra前側となるように回転する。該凸側の刃33,33によって、芝草を刈る(裁断する)ことができる。該凸側の刃33,33の刃先角度θ1は、比較的小さい。このため、該芝草に対する該凸側の刃33,33の入射角は小さい。芝草を裁断するときの、該凸側の刃33,33にかかる抵抗(負荷)を軽減することができる。しかも、刈った後の芝地Gr(図1参照)の芝草面を、きれいな仕上がり面とすることができる。つまり、芝刈機10(図1参照)の仕上がり性能を高めることができる。
さらには、該凸側の刃33,33の刃先角度θ1に比べて、該凹側の刃34,34の刃先角度θ2は大きい。該凹側の刃34,34の刃先角度θ2が大きいので、該上部カッタブレード14の回転後方の空気の流れの乱れが増す。このため、該上部カッタブレード14の回転後方に生じる負圧領域が増す。芝地Grに生えている芝草を立たせる力が発生し易い。この結果、芝草の刈り残しを少なくして満遍なく刈る性能、つまり芝刈機10の芝刈り性能を高めることができる。
この場合には、図4(a)及び図5に示されるように、該上部カッタブレード14の凸側の刃33の刃先の、少なくとも一部は、該下部カッタブレード15の刃43よりも回転方向Ra側に位置している。
図5に示されるように、該凹側の刃34,34の刃先角度θ2が大きいので、該凹側の刃34,34と、下部カッタブレード15のエアリフト部44の上面44aとの、間に発生する負圧は、比較的大きい。
一方、図6に示されるように、該上部カッタブレード14を裏返して、つまり他方の板面14b(裏面14b)を上向きにして、該上部カッタブレード14を回転軸16aに取り付けた場合には、該一対の凹側の刃34,34の向きは、上部及び下部カッタブレード14,15の回転方向Ra前側となる。該凹側の刃34,34によって芝草を刈る(裁断する)ことができる。
図6(a)は、上部カッタブレード14の他方の板面14bを上側にして、上部及び下部カッタブレード14,15を回転軸16aに取り付けた構成を表している。図6(b)は、図6(a)に示された上部及び下部カッタブレード14,15を、上から見た構成を表している。図6(c)は、図6(a)に示された上部及び下部カッタブレード14,15を、側方から見た構成を表している。図6(d)は、図6(a)に示された上部及び下部カッタブレード14,15を、下から見た構成を表している。
該一対の凸側の刃33,33の、刃先角度θ1が小さいので、該上部カッタブレード14の回転後方の空気の流れの乱れが少ない。このため、該上部カッタブレード14の回転後方に生じる負圧領域(後側の負圧領域)は小さい。これに対し、該一対の凹側の刃34,34の刃先角度θ2が大きいので、該凹側の刃34,34と芝地Gr(図1参照)との間に発生する負圧領域(前側の負圧領域)が増す。従って、該前側の負圧領域の増大現象によって、該後側の負圧領域の減少現象を補うことができる。よって、芝地Grに生えている芝草を立たせる力を補うことができる。この結果、芝草の刈り残しを少なくして満遍なく刈る性能、つまり芝刈機10の芝刈り性能を確保することができる。
さらには、該一対の凸側の刃33,33の刃先角度θ1が小さいので、該凸側の刃33,33の表面や裏面を通過する空気は、該凸側の刃33,33の刃先付近でスムーズに合流し、剥離しにくい。この結果、芝刈り時において、該上部カッタブレード14の回転に伴う風切り音等の騒音の発生を抑制することができる。
しかも、該一対の屈曲部32,32は、回転軸16aの軸方向から見て、互いに逆向きに凸状となるように屈曲している。このため、該一対の凹側の刃34,34が回転方向Ra前側となるように、該上部カッタブレード14を回転させた場合には、該上部カッタブレード14の回転に伴って発生する風が、ブレード外周方向へ流れないように、該一対の屈曲部32,32によって抑制することができる。この結果、該上部カッタブレード14の回転に伴う騒音の発生を抑制する性能、つまり芝刈機10の騒音抑制性能を高めることができる。
このように、該一対の凸側の刃33,33が回転方向Ra前側となるように、該上部カッタブレード14を回転させた場合には、芝刈機10の芝刈り性能を高めることができる。一方、該上部カッタブレード14を裏返して、該一対の凹側の刃34,34が回転方向前側となるように、該上部カッタブレード14を回転させた場合には、芝刈機10の騒音抑制性能を高めることができる。従って、単一の該上部カッタブレード14に、「芝刈り性能」と「騒音抑制性能」という、互いに異なる2つの性能を付加することができる。
実施例2に係る芝刈機について図7〜図11に基づき説明する。実施例2の芝刈機10Aは、上記図2に示される実施例1の上部カッタブレード14を図7〜図11に示される上部カッタブレード14Aに変更したことを特徴とし、他の構成については実施例1と同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。つまり、実施例2の上部カッタブレード14Aは、実施例1の上部カッタブレード14を、3つの部材51〜53に分解可能な構成にしたことを特徴とする。
具体的に説明すると、図7〜図9に示されるように、該上部カッタブレード14Aは、回転軸16a(軸心SC)に対し水平方向の両方へ延びた、平面視略平板状の細長い部材、つまり平面視略帯板状の部材であって、中央部51と一対の端部材52,53との、3つの部材によって構成されている。以下、理解を容易にするために、該一対の端部材52,53のなかの、一方の端部材52のことを「左の端部材52」、他方の端部材53のことを「右の端部材53」という。
該中央部51は、回転軸16aに取付可能な細長い帯板によって構成されており、長手方向の両端部51a,51aに結合部54,54(中央側結合部54,54)を有している。該左右の端部材52,53は、中央部51の両端部51a,51aに取り外し可能に結合される細長い帯板によって構成されており、長手方向の一端部52a,53aに結合部55,55(端部側結合部55,55)を有している。該中央部51に該左右の端部材52,53を組み合わせて結合することによって、1つの該上部カッタブレード14Aを構成することができる。
組み合わされた該上部カッタブレード14Aの全体構成は、上記図2に示される実施例1の上部カッタブレード14に対して基本的に(実質的に)同じ構成である。該左右の端部材52,53は、中央部51に対して表裏反転することにより、該一対の凸側の刃33,33と該一対の凹側の刃34,34の向きを、変更することが可能である。
該各中央側結合部54,54は、中央部51の表裏方向に段差を有した一対の段差面54a,54bによって構成されている。該一対の段差面54a,54bは、中央部51の幅方向に隣接して位置する。一方の段差面54aは、中央部51の表面に対して凹んだ平坦面である。他方の段差面54bは、中央部51の裏面に対して凹んだ平坦面である。該一対の段差面54a,54bには、板厚方向に貫通したボルト挿入孔54c,54cが形成されている。
該端部側結合部55,55は、各端部材52,53の表裏方向に段差を有した、それぞれ一対の段差面55a,55bによって構成されている。該一対の段差面55a,55bは、各端部材52,53の幅方向に隣接して位置する。一方の段差面55aは、各端部材52,53の表面に対して凹んだ平坦面である。他方の段差面55bは、各端部材52,53の裏面に対して凹んだ平坦面である。該一対の段差面55a,55bには、板厚方向に貫通したボルト挿入孔55c,55cが形成されている。
例えば、図8及び図9に示されるように、中央部51の一対の段差面54a,54bに対し、右の端部材53(他方の端部材53)の一対の段差面55a,55bを差し込んで、それぞれボルト、ナット56,56によって締め付けることにより、両者を一体的に組み付けることができる。
また、ボルト、ナット56,56を外した後に、中央部51の一対の段差面54a,54bから右の端部材53の一対の段差面55a,55bを抜き取り、右の端部材53を表裏反転させた後に、図10に示されるように再び中央部51の一対の段差面54a,54bに対し、右の端部材53の一対の段差面55a,55bを差し込んで、ボルト、ナット56,56によって締め付けることができる。
図10は、中央部51に対し各端部材52,53を裏返した構成を表している。該中央部51を反転させることなく、該一対の凸側の刃33,33と該一対の凹側の刃34,34の向きを変更することができる。
該中央部51に対する該各端部材52,53の表裏切り替えは、図11に示される切り替え機構60を用いて行うことが可能である。切り替え機構60を用いた表裏切り替え作業は、次の手順による。
先ず、図11(a)に示されるように、中央部51の一対の段差面54a,54bに対し、右の端部材53の一対の段差面55a,55bの位置を合わせる。このときに、図7に示される中央部51に対する左の端部材52(一方の端部材52)の面も合わせる。
次に、該中央部51の一方の面に切り替え機構60をセットする。
次に、該切り替え機構60のピストン61を右の端部材53へ向かって伸ばして、先端部62を図11(b)に示されるように、右の端部材53の一方の面に吸着する。
次に、該切り替え機構60のピストン61を引き戻す。この結果、図11(c)に示されるように、右の端部材53の一対の段差面55a,55bは、中央部51の一対の段差面54a,54bに差し込まれる。
その後に、該中央部51から該切り替え機構60を取り外す。
最後に、中央部51の一対の段差面54a,54bに対し、右の端部材53の一対の段差面55a,55bをボルト、ナット56,56(図9参照)によって締め付けることによって、両者を結合して作業を終了する。
実施例2によれば、上記実施例1と同様の作用、効果を発揮する。さらに実施例2によれば、該中央部51を反転させることなく、該左右の端部材52,53だけを表裏反転させることによって、該一対の凸側の刃33,33と該一対の凹側の刃34,34の向きを、容易に変更することができる。
本発明の作業機10,10Aは、歩行型芝刈機に採用するのに好適である。
10 芝刈機
10A 芝刈機
11 ハウジング
14 カッタブレード(上部カッタブレード)
14A カッタブレード(上部カッタブレード)
16 動力源(エンジン)
16a 回転軸(出力軸)
31 上部カッタブレードの長手方向の端部
32 屈曲部
32a 凸面状の縁
32b 凹面状の縁
33 凸側の刃
34 凹側の刃
Gr 芝地
Ra カッタブレードの回転方向
SC 出力軸の軸心
θ1 凸側の刃の刃先角度
θ2 凹側の刃の刃先角度

Claims (1)

  1. 下方が開放されたハウジングと、該ハウジング内に位置して該ハウジングの上下方向に延びた回転軸と、該回転軸を回転中心として回転可能に前記ハウジング内に収納されたカッタブレードとを含む、芝刈機において、
    前記カッタブレードは、前記回転軸に対し水平方向の両方へ延びた細長い部材であって、長手方向の両端部に一対の屈曲部が形成され、
    該一対の屈曲部は、前記回転軸の軸方向から見て、互いに逆向きに屈曲しており、
    前記カッタブレードには、前記一対の屈曲部のなかの凸面状の縁に形成された一対の凸側の刃と、該一対の屈曲部のなかの凹面状の縁に形成された一対の凹側の刃とが設けられており、
    前記一対の凸側の刃の刃先角度は、前記一対の凹側の刃の刃先角度よりも、小さく設定されていることを特徴とする芝刈機。
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