JP2006516892A - 草刈機やエッジトリマー等に用いる切断ヘッド - Google Patents

Abstract

草刈機やエッジトリマー等に用いられる回転ワイヤ切断ヘッドであって、このヘッドは、切断ワイヤ（３００）用の通路と、該ワイヤを固定する係止部（４００）とを有し、係止部（４００）は、係止部（４００）と背面との間でワイヤを固定するのに適している。本発明によると、係止部は、ワイヤを横断する方向に少なくとも一つの凹部（４０３）を有し、該凹部の少なくとも一側で係止部とワイヤとが接触している。

Description

本発明は、一般的には刈り取り機や刈り取り用具といった野菜を切断するための回転ワイヤ装置に関する。

この型の装置において、ワイヤがすり減るなどした場合に、すり減った際に交換される個々の束を形成している供給部から取り出される一又はそれ以上の切断ワイヤは、取り付けられている回転する切断ヘッドに対して堅固に係止される必要がある。

この点について、ワイヤを固定するための様々な技術が知られている。

これらの技術の一つは、ワイヤに圧力をかけるために、ばね及び／又はヘッドが回転することにより発生する遠心力により駆動されるカムのような移動式係止部と、係止部と対向して設けられ、係止部との間にワイヤを部分的に固定するための支持背面壁とを使用する。US-A-4301642、US-A-4355510、及びEP-A-0824854 これらの技術に関する。

固定効果を改善するために、係止部は、ワイヤの素材（通常、ポリアミドにより形成されている）をよりよく固定することのできる一列の歯を有することも知られている。

これらの部材があるにもかかわらず、ワイヤが十分効率良くヘッドに保持されないことが起こりうる。 そのような状況の下、特に、かなり硬い又は厚い障害物や野菜に切断ワイヤが直面する際に、ワイヤに働く牽引力により、ワイヤが固定装置に対して移動したり、場合によっては（ワイヤの束のために）ヘッドから滑り落ちうる。

このような欠点は、ワイヤが（特別な又は充填されたポリアミドのような）硬い素材から、その全て又は一部が形成されている場合、及び／又はワイヤが、ワイヤと係止部の間の接触の良くない断面を有する場合にも特に容易に現れる。

本発明は、先行技術におけるこれらの制限を緩和したり、ワイヤのよりよく固定することを目的とする。

この目的のために、本発明は、切断ワイヤ用の通路と、ワイヤを固定する係止部とを有し、係止部が係止部と背面との間でワイヤを固定する草刈機やエッジトリマーに用いられる切断ヘッドにおいて、係止部は、ワイヤを横断する断面に少なくとも一つの凹部を有し、凹部の少なくとも一側で係止部とワイヤとが接触していることを特徴とする切断ヘッドを提供する。

切断ヘッドの、好ましいが限定するものではない態様は、以下のようなものである。

係止部は、ワイヤを把持する部材を有する。

ワイヤを把持する部材は、歯部からなる。

係止部は、長手方向の溝を有する。

溝は、円形断面を有する。

溝は、角形断面を有する。

溝は、炬形断面を有する。

溝は、ワイヤの幅よりも小さな幅を有する。

係止部は、ワイヤの断面に対して略相補する形状の断面を有する。

溝は、Ｖ字形状断面を有する。

溝は、円弧状断面を有する。

係止部は、カムからなる。

係止部は、平行に移動可能なシューからなる。

本発明は、上述された切断ヘッドと、前記ヘッドを回転させるモータとを備えたことを特徴とする草刈機やエッジトリマー等の植物用切断装置も提供する。

本発明の他の態様、目的、有益な点は、限定しない実施の形態や添付図面を参照として、本発明の好ましい実施の形態に関する以下の詳細な記載からより明白に示される。

主要なこととして、図面において、同一または同様の要素又は部分は、可能であれば、同じ参照番号により同定されている。

図１乃至図３には、参照番号１００として包括的に示される本発明による草刈機やエッジトリマー等に用いる切断ヘッドが示されており、切断ヘッドは、本質的に完全に慣習的な方法で固定装置と共同する対応するプレートだけでなく、固定装置２０２（ワッシャー、ナット、回転機構）のために設けられる駆動シャフト２００の末端に取り付けるのに適している。

ここで、切断ヘッドは、駆動シャフト２００の回転軸と同軸を有する二つのディスク形状部１１０a、１１０bをかぶせて組み立てることにより得られ、切断ヘッドは、二つのディスク形状部の正面をお互いに合わせて、後述するようにワイヤの束を通してこれらの束を保持するように配置される。

図１にはシャフト２００を組み立てる前の切断ヘッド１００が示されており、図２と図３は各々、部分的な切取図と正面図により、シャフト上に取り付けられた切断ヘッドを示している。

図４において、ディスク形状部１１０（図１乃至図３における部分１１０aと１１０bの一つ）は、切断ヘッドの完成品を構成している。駆動シャフト２００を通すことのできる中心穴１１０が設けられている。

この部分１１０は、一連の４５°のベベル１１１、１１１’（外方ベベル）、１１１”（中心ベベル）を有し、内部では突出した部分の境界を決め、外部では凹んでいる部分の境界を決める。本実施の形態におけるベベルの全体的な外形は、円形であり、この外形から一定の距離の位置に固定されているディスクの外形に従っている。

特に、二つのベベル１１１、１１１”は直線状にお互い隣接して延在しており、切断ワイヤ束通路の第一領域１１２の境界になっている。この通路は第一開口部１１３と第二開口部１１５において外部に対して開口し、切断ワイヤの束を放出している。領域１１２が沿って延在する軸Ａは、ディスク形状部の中心ＣからＤで示される一定の距離だけ離れて配置されている。

開口部１１３において、ベベルの湾曲半径は小さくなっており、ワイヤの束が配置された場合には、ワイヤの束を単純に導く。

ワイヤ放出口１１５において、ベベル１１１”は 湾曲した支持部１２０の形を定め、好ましくは傾斜を変えることなく一方でワイヤ通過部１１２と連結するとともに、他方で３つのベベルに連結して形成される円状の周辺部に連結している。湾曲した支持部１２０は、切断時、特に切断ヘッドの回転中に切断を妨げて壊れる原因となる障害物と接触する（切断ヘッドの回転方向は、矢印Fで示されている）場合に、ワイヤの束を支持している。本発明の一つの態様として、ワイヤ通路１１２が部分１１０の中心C、すなわち切断ヘッドの回転軸から横方向にオフセットしているので、湾曲した支持部１２０は、中心Cから幾何学的に延在したワイヤ通路を有する先行技術における湾曲半径よりも遥かにおおきな湾曲半径を有することができるのは重要である。

特に先行技術においては、切断ヘッドの中心部は必然的にシャフトにより占有されているので、一方で切断ワイヤの束の固定部を設け、他方で湾曲した支持表面を設けるための軸方向の空間をほとんど得ることができなかった。

これに対して、本発明の部材により、湾曲半径Rを遥かに大きくすることができ、湾曲半径Rを距離Dと（少なくとも部分的には）同等、又はかなり大きくすることができる。

湾曲した支持部は、（異なる半径の円形部分を有する円、楕円、放射線等といった）あらゆる湾曲した幾何学形状であればよい。特に、一つ又はそれ以上の一定の湾曲した半径及び/又は連続的に変化する湾曲した半径であればよい。

湾曲した支持部の湾曲はあまり突出していないので、ワイヤ素材にはあまり力がかからないため、ワイヤの束の疲労と同様に動きはかなり減り、このことは、切断するための（歯等の）部材及び／又は回転する際のノイズを減らす（凹部や突出部等の）部材及び／又は例えば消耗を防止するための（充填したポリアミド等の）異なる材料部を備える現在の切断ワイヤにとってはとても重要なことである。

ディスク形状部１１０は、ワイヤの束の通路部１１２の断面において、後述するワイヤを固定するシューをうける空洞１１４も有している。ここでは、この空洞はワイヤ通過部に対し開口するとともに、逆側の側面においてワイヤ通路１１２の軸Aに対して一定の角度で配向している垂直で斜めになっていない表面と、軸Aから最も離れた表面１１６の末端に隣接した位置に、後に詳述するようにシュー圧力バネをくさびで留める一方のふさがった凹み１１７とを有している。

また図４に示されるように、穴１１８は、同様に設計された一又はその他のディスク形状部１１０を組み立てるネジ又はスタッドを通すのに適している。

最終的に図４には、上述した部材に対して１８０°回転させた対称を有し、第二のワイヤの束のためのいくつかの第二の通路、支持部、固定装置を有する部分１１０が示されており、これらの部材は、「プライム」符号のついた同じ参照符号により同定される。

図５には、図４に示された部材を有する第一のディスク形状部１１０aと、鏡面対象の対応する部材を有する第二のディスク形状部１１０ｂとを、組立てられたときにこれらの全ての部材がもう一方の部分１１０aに含まれる対応した部材の上部に設けられるよう組立てることにより完成する切断ヘッドがより詳しく示されている。

このような組立体は、一定の菱形をしたワイヤ束通路を形成する。略四角形であって、ヘッド内に形成される通路の横断面よりのわずかに小さな横断面の切断ワイヤの束を使用することにより、これらの通路は、各ワイヤの束の隆起部が切断効率を改善して切断するための誘導部を構成するように束を保持する。

しかしながら、そのようなヘッドは、ワイヤ通路内でトラップされずに係合するならば、どのような横断面の切断ワイヤの束に使用されてもよい。

図４に記載される部材を基にして、図５には、垂直方向に同じ高さに配置されるとともに、正確な半径方向から斜め方向であって正反対の方向へとヘッドからでている二つのワイヤを有する切断ヘッドが示されている。

図６は、第三のヘッドの中間部を有する別のディスク形状部１１０ｃの正面図である。

この部分１１０ｃは図４に示されたような二セットの部材を有し、各々は対面し、好ましくは９０°オフセットしている。これらの部材セットの一方は部分１１０ａと同様の部材を形成し、これらの部材セットの他方は部分１１０ｂと同様の部材を形成する。結果として、中間部１１０ｃに合わせるために、部分１１０ａと１１０ｂの部材はお互いに９０°オフセットしている。

このように、完成された切断ヘッドは、正反対に対置した放出口を設けた二つのワイヤの束を有する上層と、正反対に対置した放出口を設け、二つのワイヤの束を有するとともに、第一の上層とは９０°オフセットしている下層とを有する。

この切断ヘッドは図７に正面図が示されている。この図には１１３acと１１３cbで示される二つの開口が示されており、９０°オフセットするとともに、二つの高さに配置している。ワイヤを放出する開口はこの図には示されていない。

二つの高さにワイヤを配置することにより、ワイヤ高さのプレーン間の距離を選ぶ場合、切断プラント材料を有益に切断することができる。特に、図７において、二つのワイヤ高さの各プレーン間Pab、Pbcの距離H２が（ほぼ通路の高さに対応する）ワイヤの高さH１の１.８倍以上であり、好ましくは同じ高さH１の５倍以下であれば、特に十分に切断することができる。たとえば、幅４mmの四角形の横断面を有するワイヤを用いた場合、対角線はほぼ５.６mmであり、切断プレーン間の高さ方向のオフセットは約１０mmより大きくなる。

このような構成において、上述したようにワイヤ放出口の互いの角度がオフセットしている場合には、好ましく切断することができる。上述したように放出口が円周方向に規則的に間隔を置いて配置されることが好ましい。

しかしながら、（上層の部材と下層の部材の間の角度のオフセットが９０°でない場合に特におこる）ワイヤ放出口が不規則な間隔を置いて配置されている場合であっても、満足のいく結果を得ることができる。

図８は図７における切断ヘッドを上方から見た概略図を示している。この切断ヘッドには、３つのワイヤの束３００が挿入されており、ワイヤの束３００はワイヤ放出口１１５から放出するとともに、開口部１１３近傍で止められている。この図には、ワイヤの束を受けるための湾曲した支持表面１２０も示されている。ヘッドの回転方向は矢印Fで示されている。

さらに、前述されているように、部分１１０c型の二つ又はそれ以上の中間部と、二つの末端部１１０a、１１０を使用することにより、ヘッドは、あらゆる高さになることができる。

例えば、上部と下部の部材が互いに６０°オフセットしている中間部を使用し、上方部分と下方部分１１０ａ、１１０ｂの間に二つの中間部をもうけることにより、円周方向に規則的に配置したワイヤ放出口を有する３層の切断ヘッドを得ることができる。

図８Ａには、縦方向によって示された、個々のワイヤの束３００に用いられるヘッドによって形成された湾曲した支持表面１２０の斜視図が示されている。

湾曲した支持表面は、二つの隣接するディスク形状部１１０ａ、１１０ｂの湾曲した支持部１２０ａ、１２０ｂ（図５に示されている型）により形成され、湾曲した支持表面は、各々の部分の４５°のベベル１１１”に順次形成されている。

そのため、湾曲した支持表面は、９０°の角度を有するＶ字の断面を有し、この断面は通路の放出口におけるワイヤ３００の横断面に調和している。このように、支持表面は、あらゆる場合、特に、ワイヤが植物からの抵抗をうけ、支持表面120上に支持されている場合に、切断するのに最適な方向にワイヤを保持するために使用されている。

通常、湾曲した支持表面の断面はワイヤの横断面の型に合わせて適用される。この点に関して、円形の横断面を有するワイヤを用いる場合であっても、凹んだ円形断面を有する湾曲した支持部にワイヤを配置することができる。このことにより、ワイヤが前記部分に配置された場合には、切断面においてワイヤの軌道を安定させることにより、ワイヤにかかる疲労を小さくすることができるとともに、切断効率をよくすることができる。特に、このことにより、切断方向（使用時における垂直方向）に対して垂直方向にかかる無駄な動的エネルギーを解消することができる。

図９及び図１０には、一対のディスク形状部（一の切断レベルを持つ装置の基本構造における部分１１０ａと１１０ｂ）内に取り付けられているワイヤ固定機構が示されている。この機構は、本体内に配置されたシュー４００を有し、シュー４００は、一方のディスク形状部１１０ａ（図４参照）内に形成された空洞１１４と、他方のディスク形状部１１０ｂ内に形成された対応するとともに並列する空洞とによって形成されている。

このシュー４００は、ワイヤ通路１１２の軸Ａを横断して延在する複数の歯４０４を有するとともに、前記通路内１１２において係合された切断ワイヤ３００をつかむ第一の面と、上述された第一の面に対して斜めに延在するとともに、本体の後面に配置され、二つのディスク形状部の表面１１６によって形成される反対の面とを有する。

圧力バネ５００は、二つのディスク形状部の一方が塞がっている凹み１１７により連結されて形成されるバネシートと、シューの最も高い部分に配置されるシューの圧力部に形成される凹み４０８との間で作動する。

逆側の側面（前方側面）において、シューはより前方に配置された歯４０４から上方の斜めに配向している傾斜断面４０６を有する。

予め好ましい長さに切断されているワイヤの切断束３００は、放出口１１５から設けられたワイヤ通路１１２内で、図９に示す矢印Ｆ’の方向で係合されている。このようにして、ワイヤの束は、バネ５００の（緩やかな）力と反対方向にシュー４００の後部面を押し、本体の後面１１６、１１６に対してスライドさせることにより、ワイヤの束を通すのに必要な量だけシューを上昇させることができる。図９に示されるように、図９におけるワイヤの束の左方末端が開口部１１３に達するまで、ワイヤの束は押されることが好ましい。このようにして、操作者は、ワイヤが固定するシューを超えて十分に係合されていることを確認することができる。前方傾斜断面４０６によってワイヤの束が導かれることにより、ワイヤの束を正確にシュー４００の歯側を通すことができる。

典型的には、装置が作動している場合に植物に対する摩擦や衝撃によって、矢印Ｆ’の反対方向にワイヤの束に引力がかかるとすぐに、一方向のロックとして機能するシュー４００は、歯４０４を介して把持することにより、増加する引力よりもかなり大きな保持力をワイヤの束３００にかけることができ、これは、シューの表面４０２と共同して曲率効果を与える本体の傾斜表面１１６、１１６によるものである。

スライドするシューを有する固定機構の特に有益な点は、かみ合うカムなどを有する既知の機構と比較して特に、一方では、シュー本体１１４、１１４の後部面１１６、１１６によりかなり堅固に支持されているシューによりワイヤの束にかかる保持力をかなり強くすることができるとともに、他方では、ワイヤ３００の長さによって、歯４０４がワイヤと共同して作動する範囲を、既知のカム機構よりも遙かに大きくすることができる。

他の有益な点は、（i）ワイヤの束は開口部１１５を通って通路に容易に挿入されるとともに、開口部１１３を通って通路から容易に取り除くことができ、開口部１１３、１１５はヘッドの周縁に配置されていることと、（ii）固定機構が通路とヘッドの周縁との間に配置され、切断装置上にヘッドを取り付けるための部材（シャフトとナットを設けるための凹み）が設けられるヘッドの中心部が、邪魔さないことである。

図９及び図１０に示される実施の形態において、図１０に示されるように、ワイヤの束を保持する歯４０４はワイヤを直線状に横断する方向に延在している。

他の有益な点によると、ワイヤ束係止部（スライドするシュー、回転するカム又は他のグリップ要素のいずれであっても）は、ワイヤをより良く保持するような形状をしている。

このように、図９及び図１０において歯４０４とワイヤとの共同作用は、シューに対向して配置しているワイヤの突起部の位置でのみ行われており、図１１及び図１２に示されるように、歯はワイヤの形状に合わせた断面を有している。これらの図面には、互いに９０°で配向した凹み４０３を有する断面を形成する二列の歯４０４ａ、４０４ｂが示されている。結果として、各列の歯は、四角形の横断面の先端の部分において、ワイヤの全体表面や全体表面の実質的な部分と共同して作用するので、ワイヤを保持するためにシューとワイヤとが共同して作用する範囲は、かなり大きくなる。

より一般的には、あらゆる凹んだ断面は、ワイヤの横断面の形状に関係なくワイヤをより良く受けるために、シュー４００の歯の高さに配置されている。

図１３には、中心が湾曲して凹んだ断面を有するシュー４００の歯の部分と、この凹みの両側に配置された凸状の断面を有する二列の歯４０４ａ、４０４ｂとが示されている。この場合、歯とワイヤとの二列の接触面により把持力が主に増加する。

図１１、図１２及び図１３に示される固定するためのシューにより、記載されたように菱形として設けられた四角形の横断面のワイヤだけでなく、他の多くの横断面をしたワイヤ、特に円形の横断面をしたワイヤに対するワイヤを保持する効率が改善された。

図１４はその部分について、円形の横断面を有する切断ワイヤを用い、ワイヤを受けるのに適した凸部を有し、ワイヤの湾曲半径と歯の断面の湾曲半径が好ましくは互いに等しくなっている歯の列が使用されている場合を示している。

ワイヤに接触する凹んだ断面部分を有するワイヤの係止部は、シューだけでなくカム等の他の要素にも使用することができることがわかる。

このように、図１５及び図１６には、回転軸４０１上に取り付けられたカム４００の助力を受け、圧力バネ５００により作動する円形の横断面を有する切断ワイヤ３００の固定部が示されている。 歯４０４は、軸４０１により形成される回転軸に対して偏心軸をもつ円形部分に配置されている。

この実施の形態において、カムは、互いの延在方向に略直線となった２列の歯４０４ａ、４０４ｂを有しており（図１６参照）、これらの列は、中心溝４０３により分離されていることが示されている。このような歯の断面により、ワイヤの多くの形状に対し、ワイヤをさらに良く留めることができる。

当然のことだが、本発明は記載されて示された実施の形態に限定されず、当業者は多くの変形例や修正例を提供することができる。

さらに、上述された新しい切断ヘッドの異なる態様は、頻繁に、互いに独立して実行され、また異なる方法で組み合わせることができる。

本発明の一実施の形態による切断ヘッドの３つの側面図。 本発明の一実施の形態による切断ヘッドの３つの側面図。 本発明の一実施の形態による切断ヘッドの３つの側面図。 本発明による切断ヘッドの一部を構成するディスク形状部の概略平面図。 切断ヘッドから組み立てられる二つのディスク形状部の断面図。 他の二つの部分を用いて本発明による別の切断ヘッドを形成することのできるディスク形状中間部の概略断面図。 組み立てられた状態にある別の切断ヘッドの断面図。 ４つの切断ワイヤの束を有する図７に示された切断ヘッドの概略平面図。 一つの束に用いられる切断ヘッドにより決められる湾曲した支持部の斜視図。 ワイヤの束の固定装置に適した図４に示されるディスク形状部の詳細図。 図９におけるＸ−Ｘ線に沿った横断面図。 ワイヤの固定装置の実施の形態の第一の変形例を示す横断面図。 図１１における固定装置に属する固定部材の斜視図。 ワイヤの固定装置の実施の形態の第二の変形例を示す横断面図。 ワイヤの固定装置の第三の変形例を示す横断面図。 ワイヤの固定装置の第四の変形例を示す平面図。 図１５におけるXVI- XVI線に沿った断面図。

Claims (14)

1. 切断ワイヤ（３００）用の通路と、該ワイヤを固定する係止部（４００）とを有し、
   係止部（４００）が係止部（４００）と背面との間でワイヤを固定する草刈機やエッジトリマーに用いられる切断ヘッドにおいて、
   係止部は、ワイヤを横断する断面に少なくとも一つの凹部（４０３）を有し、
   凹部の少なくとも一側で係止部とワイヤとが接触していることを特徴とする切断ヘッド。
2. 係止部は、ワイヤを把持する部材を有することを特徴とする請求項１記載の切断ヘッド。
3. ワイヤを把持する部材は、歯部（４０４）からなることを特徴とする請求項２記載の切断ヘッド。
4. 係止部は、長手方向の溝（４０３）を有することを特徴とする請求項１記載の切断ヘッド。
5. 溝は、円形断面を有することを特徴とする請求項４記載の切断ヘッド。
6. 溝は、角形断面を有することを特徴とする請求項４記載の切断ヘッド。
7. 溝は、炬形断面を有することを特徴とする請求項６記載の切断ヘッド。
8. 溝は、ワイヤ（３００）の幅よりも小さな幅を有することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の切断ヘッド。
9. 係止部（４００）は、ワイヤの断面に対して略相補する形状の断面を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の切断ヘッド。
10. 溝は、Ｖ字形状断面を有することを特徴とする請求項１又は９のいずれかに記載の切断ヘッド。
11. 溝は、円弧状断面を有することを特徴とする請求項１又は９のいずれかに記載の切断ヘッド。
12. 係止部（４００）は、カムからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の切断ヘッド。
13. 係止部（４００）は、平行に移動可能なシューからなることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の切断ヘッド。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の切断ヘッドと、前記ヘッドを回転させるモータとを備えたことを特徴とする草刈機やエッジトリマーに用いられる植物用切断装置。

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