JP7013282B2

JP7013282B2 - 芝刈り機

Info

Publication number: JP7013282B2
Application number: JP2018039350A
Authority: JP
Inventors: 陽一布施; 涼太山田
Original assignee: Yamabiko Corp
Current assignee: Yamabiko Corp
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2022-01-31
Anticipated expiration: 2038-03-06
Also published as: JP2019149995A; EP3545745A1; US11166411B2; US20190274245A1

Description

本発明は、芝刈り機、特に、無人自走式の所謂ロボット芝刈り機（robotic lawn mower）として使用できる芝刈り機に関するものである。

芝刈り機は、回転駆動されるブレードディスクの外周部に、薄板状の刈刃片を遊びのある状態で複数軸支して、ブレードディスクを回転させたときの遠心力を利用して、刈刃片をブレードディスクの外周部から放射状に突出させる作業部を備えたものが開発されている。このような芝刈り機の作業部は、無人自走式で作業を行う、所謂ロボット芝刈り機に多く採用されている。

このような芝刈り機の作業部における刈刃片の取り付けは、一般に、刈刃片に設けられる取り付け孔に軸ボルトを遊びのある状態で挿入し、その軸ボルトをブレードディスクの外周部にねじ止め固定（ボルト・ナット固定）している（下記特許文献１参照）。

特開２０１６－１８５０９９号公報

このような芝刈り機の作業部では、刈刃片は、作業中に芝の抵抗を受けて軸ボルトの周囲を揺動するので、刈刃片の取り付け孔の内縁が軸ボルトやナットの外周面に摺接することになる。この際、刈刃片が薄厚であるため、摺接部の接触圧力が高くなり、軸ボルトやナット或いは刈刃片の取り付け孔内縁が摩耗することになる。このため、軸ボルトとナット、及び刈刃片は、消耗部品になっており、設定された作業時間毎にこれらの消耗部品を頻繁に交換することが余儀なくされている。

また、作業を長時間継続すると、刈草や塵が、軸ボルトと刈刃片の取り付け孔内縁との隙間に入り込んで、刈草等が軸ボルトに絡み付き易くなり、多くの刈草等が軸ボルトに絡み付くと、刈刃片が軸ボルトに固定された状態になってしまう。このような状態になると、作業中に小石などの障害物が刈刃片に当たった場合に、刈刃片を逃がしてやることができなくなるため、刈刃片の変形や破損が起こり易くなる。

本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、刈刃片をブレードディスクに取り付ける取り付け部の耐久性を高めて、消耗部品の交換頻度を低減すること、また、刈刃片が絡み付いた刈草などによって固定されてしまうのを抑止して、刈刃片の変形や破損を抑止すること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明による芝刈り機は、以下の構成を具備するものである。

フィールドを走行する走行機体に芝刈り作業を行う作業部を搭載させた芝刈り機であって、前記作業部は、フィールドに対向した状態で回転駆動されるブレードディスクと、該ブレードディスクの外周部に揺動自在に取り付けられる刈刃片とを備え、前記ブレードディスクに前記刈刃片を取り付ける取り付け部は、前記ブレードディスクのフィールド対向面に交差するように取り付けられる軸部材と、該軸部材が隙間を持って挿入される中空の筒状部材とを備え、前記筒状部材の外周に前記刈刃片が固定され、前記筒状部材に前記軸部材を挿入した状態で、前記軸部材が前記ブレードディスクに取り付けられるとともに、前記筒状部材は、下端部に拡径部が設けられ、前記刈刃片の取り付け孔に前記筒状部材を挿入した状態で、前記刈刃片を前記拡径部に押圧する締結部材を前記筒状部材に挿入していることを特徴とする芝刈り機。

このような構成を備えた芝刈り機によると、刈刃片をブレードディスクに取り付ける取り付け部の耐久性を高めて、消耗部品の交換頻度を低減することができる。また、刈刃片が絡み付いた刈草などによって固定されてしまうのを抑止して、刈刃片の変形や破損を抑止することができる。

芝刈り機の外観斜視図である。芝刈り機の内部構造図（（ａ）が上面図、（ｂ）が側面図）である。芝刈り機における作業部の側面図である。刈刃片をブレードディスクに取り付ける取り付け部を示した説明図（（ａ）が側面図、（ｂ）が背面図）である。刈刃片をブレードディスクに取り付ける取り付け部を示した断面図である。刈刃片をブレードディスクに取り付けるための部品を示した説明図（（ａ）が分解斜視図、（ｂ）が組立図）である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１には、芝刈り機の外観を示している。芝刈り機１は、筐体１Ａを備えており、この筐体１Ａの内部に後述する作業部と走行部を備えている。この芝刈り機１は、無人自走式であり、フィールドを走行しながら、フィールドの芝生を所定の高さに刈り揃えるものである。

図２は、図１における筐体１Ａを取り外した図であり、芝刈り機１の内部構造を示している。芝刈り機１は、走行機体２と、走行機体２に搭載される作業部３を備えている。走行機体２には、駆動車輪２０と、駆動車輪２０を駆動する駆動部２１と、舵取り車輪２２と、舵取り車輪２２を制御する舵取り調整部２３などを備えている。

作業部３は、走行機体２のフレーム２４に対して上下高さを調整自在に取り付けられている。図示の例では、５個の作業部３が走行機体２に搭載されているが、その数は適宜設定することができる。この例では、個々の作業部３は、フレーム２４に対して平行リンク２５を介して昇降自在に装備されており、連結フレーム２６によって連結されて、一体に上下高さが調整自在になっている。

この作業部３は、芝刈り作業を行うものであり、図３に示すように、モータ３０とモータ３０によって回転駆動されるブレードディスク３１を備えている。モータ３０は、鉛直に配置される駆動軸を備えており、この駆動軸がブレードディスク３１の中心に取り付けられている。ブレードディスク３１は、鉛直に配置される駆動軸に略直交する平面を備えており、この平面がフィールドに対向した状態で回転駆動される。

ブレードディスク３１の外周部には、刈刃片３２が揺動自在に取り付けられている。また、ブレードディスク３１の下方には、刈刃片３２を保護する保護板３３が設けられている。刈刃片３２は、ブレードディスク３１の回転によって、遠心力でブレードディスク３１の外側に突出する。

このような芝刈り機１は、フィールドを走行しながら芝刈り作業を行うものであり、無人自走走行する走行機体２に対して作業部３の高さを調整して、ブレードディスク３１を回転駆動することで、ブレードディスク３１の外周部に揺動自在に取り付けられた刈刃片３２を放射状に突出させて、フィールドの芝生を所定の高さに刈り揃える。作業中、刈刃片３２は芝の抵抗とブレードディスク３１の回転駆動による遠心力を受けて微小角度範囲内を常に動いている。また、作業中に刈刃片３２が大きな抵抗を受けると、抵抗から逃げるように、刈刃片３２はブレードディスク３１の回転方向とは反対側に退避し、その後は、ブレードディスク３１の回転駆動による遠心力で、刈刃片３２はブレードディスク３１から突出した状態になる。作業部３の高さは、芝生の刈り高さに応じて適宜調整される。

図４及び図５は、ブレードディスク３１に刈刃片３２を取り付ける取り付け部４を示している。取り付け部４は、ブレードディスク３１のフィールド対向面に交差するように取り付けられる軸部材４０と、軸部材４０に隙間を持って挿入される中空の筒状部材４１とを備えている。軸部材４０は、具体的には軸ボルトであり、下端にフランジが設けられ、ブレードディスク３１に固定されるナット体４２に結合することで、ブレードディスク３１の底面に取り付けられる。

筒状部材４１は、所謂カラーであり、筒状部材４１の外周に刈刃片３２が固定され、筒状部材４１に軸部材４０を挿入した状態で、軸部材４０がブレードディスク３１に取り付けられる。筒状部材４１は、下端部に拡径部４１Ａが設けられ、図６に示すように、刈刃片３２の取り付け孔３２Ａに筒状部材４１を挿入した状態で、刈刃片３２を拡径部４１Ａに押圧する抜け止めリング４３を筒状部材４１に挿入して、刈刃片３２と筒状部材４１とが一体化するように固定している。刈刃片３２と筒状部材４１とを一体化するには、その他の締結部材を用いても良く、リベット、ねじ止め、溶接などを用いることができる。

このような取り付け部４によると、刈刃片３２は、図４（ｂ）に示すように、ブレードディスク３１のフィールド対向面に対して略垂直に取り付けられる軸部材（軸ボルト）４０の周りに揺動自在に取り付けられるが、刈刃片３２と筒状部材４１とが一体に揺動するので、刈刃片３２の揺動に対して、軸部材４０の外周面と筒状部材４１の内周面とは、比較的広い面積で面接触することになる。このため、従来技術のように、薄い刈刃片３２の取り付け孔の内縁が直接軸に摺接するものと比較すると、軸部材４０や刈刃片３２の取り付け孔３２Ａの摩耗を抑制することができる。これによると、軸部材４０と筒状部材４１を消耗部品とした場合にも、交換頻度を極力低減することが可能になる。

刈刃片３２の取り付け孔３２Ａと筒状部材４１の外周面とは、隙間なく固定されることになる。作業中、刈刃片３２は、芝の抵抗とブレードディスク３１の回転駆動による遠心力の両方を受けることで、微小角度範囲内で常に動いているので、刈刃片３２が一体に固定されている筒状部材４１も、微小角度範囲内で常に動いている。この際、軸部材４０の外周面と筒状部材４１の内面との間の隙間は、軸部材４０が比較的広い範囲で筒状部材４１に覆われており、また、筒状部材４１自体の動きも微小角度範囲に抑えられているので、刈刃片３２の取り付け孔３２Ａと筒状部材４１の外周面との間に刈草などが侵入することは少なくなり、軸部材４０に刈草などが絡み付くのを抑止することができる。

更に、軸部材４０と筒状部材４１との間の隙間に入り込む異物は、この隙間を比較的大きくしておくことで、詰まりの発生を抑止することができ、前述したように、微小角度範囲で常に動いている筒状部材４１から受ける振動で、隙間に入り込んだ異物を下方に向けて排出することができる。また、図５に示すように、筒状部材４１の内径を下端部に向けて大きくして、筒状部材４１と軸部材４０との隙間Ｔが拡がるように、末広がり状に形成することで、隙間に入り込んだ異物を下方に向けて排出する効果を更に高めることができる。これによって、刈刃片３２が固定されてしまい、障害物から刈刃片３２を逃がすことができなくなる不具合を解消することができる。

また、作業中に刈刃片３２が障害物に衝突するなどして、図５に示すような上向きの強い荷重Ｆが刈刃片３２に加わった場合には、抜け止めリング４３が外れて、刈刃片３２が上方に逃げるので、このような場合にも刈刃片３２の損傷を抑止することができる。そして、通常の作業時には、刈刃片３２は筒状部材４１に固定されているので、刈刃片３２の高さ方向の移動が規制されており、芝に対する刈刃高さを一定に維持することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１：芝刈り機，１Ａ：筐体，
２：走行機体，２０：駆動車輪，２１：駆動部，２２：舵取り車輪，
２３：舵取り調整部，２４：フレーム，２５：平行リンク，
２６：連結フレーム，
３：作業部，３０：モータ，３１：ブレードディスク，
３２：刈刃片，３２Ａ：取り付け孔，３３：保護板，
４：取り付け部，４０：軸部材，４１：筒状部材，４２：ナット体，
４３：抜け止めリング

Claims

フィールドを走行する走行機体に芝刈り作業を行う作業部を搭載させた芝刈り機であって、
前記作業部は、フィールドに対向した状態で回転駆動されるブレードディスクと、該ブレードディスクの外周部に揺動自在に取り付けられる刈刃片とを備え、
前記ブレードディスクに前記刈刃片を取り付ける取り付け部は、
前記ブレードディスクのフィールド対向面に交差するように取り付けられる軸部材と、該軸部材が隙間を持って挿入される中空の筒状部材とを備え、
前記筒状部材の外周に前記刈刃片が固定され、前記筒状部材に前記軸部材を挿入した状態で、前記軸部材が前記ブレードディスクに取り付けられるとともに、
前記筒状部材は、下端部に拡径部が設けられ、前記刈刃片の取り付け孔に前記筒状部材を挿入した状態で、前記刈刃片を前記拡径部に押圧する締結部材を前記筒状部材に挿入していることを特徴とする芝刈り機。
前記筒状部材は、下端部に向けて前記軸部材との隙間が拡がっていることを特徴とする請求項１記載の芝刈り機。
前記走行機体は、フィールドを無人自動走行可能であり、前記作業部は、筐体の内部に配備されることを特徴とする請求項１又は２記載の芝刈り機。