JP2007222148A - 草苅用カッタ− - Google Patents

Abstract

【課題】 手持用の草苅用カッタ−は、樹脂製カッタ−、薄鋼板の外円周に鋸刃のものが使用され、草苅時に混在の硬い木や竹を時にはコンクリ−ト等にカッタ−を接触し、カッタ−の切れの低下・刃の欠けで作業者の疲れ、カッタ−の取替え等で負担が大で危険！
【解決手段】
草苅機に使用のカッタ−で、回転円板（１１）の同一円周上に回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）を数個を軸受ブッシュ（１５）を介して取付ける。
軸受ブッシュの端部は回転円板にカシメにて締結させ、回動ブッシュｃｏ．（１２Ａ）に使用のカッタ−（１３）にはコンクリ−トに打込み等のステンレス鋼材の釘を使用する。
回動ブッシュ（１２）のセンタ−（Ｂｏ）から偏心した位置にカッタ−（釘）を取付の保持する孔（１２Ｄ）と嵌合させ、構成された草苅用のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）を市販の草苅機に装着して課題を含め、特に安全なるカッタ−を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、手持用の草苅機に使用される草苅用カッタ−に関する。

従来の草苅用カッタ−は、薄鋼板の外円周に鋸刃のものが多く使用され、中央の取付孔（１１Ｄ該当）を草苅機の回転軸（３Ａ該当）に嵌合し、その後に取付ねじ（９Ａ該当）にて固定され使われている。（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）

取付け構造は、内部を回転電動軸が通る搾状操作部の先端部に所定の角度をなして突出した回転軸（３Ａ）があり、回転軸の先端部にスプライン嵌合したフランジ状の受座部材と押え座金とを有しており、受座部材側に鋸刃の軸穴に嵌合する軸部が形成され、その軸部に軸穴を嵌合させた鋸刃が受け部と押え座金に挟持され、回転軸の先端部に設けた軸方向のねじ穴又は先端を伸延させた雄ねじと、これに嵌合するボルト又はナットにより押え座金を押し締めつけ固定されるようになっている。（例へば、特許文献２参照）

草苅機の使用は、一般的に草がはえている地面から回転しているカッタ−（通常は、鋸刃）を少し離して鋸刃の回転面は地面との平行状態を維持すると共に左右に往復させながら前進移動する。（例えば、非特許文献２参照）

特開２００２−２５３０２６号公報／金蔵鋸工業（株） 特開２００２−３６００２９号公報／金蔵鋸工業（株） 株式会社マキタ 「園芸商品カタログ２００５」カタログＮｏ．Ｚ１５１８７Ａ１ 頁１９ 株式会社マキタ 「園芸商品カタログ２００５」カタログＮｏ．Ｚ１５１８７Ａ１ 頁１４、１６

発明が解決しょうとする課題

従来の草苅用の鋸刃は、草苅の効率を上げるために往復型のものよりエンジジまたは、電動式のモ−タ−の回転力を利用した円板の外周に鋸刃を設けてたものが使用される。
これらの鋸刃の材質は、目的によりナイロン又は金属製のものが使用される。尚、金属製のものは、より切れ味を良くするため又は、耐久性を良くするために外周の一部に越硬金属（例えば、ダイヤモンドのチップ）を溶着・ろう付けなどをして使用している。

しかし、草苅の使用中に固い木又は石・ブロックに回転部の刃物部のカッタ−（刃物）が接触したときには、刃部の小さい欠けで切れ味が劣ったり、又は切削部の破損が生じたりして切削困難だったりしていた。なお、破損部が回転飛散したりして危険防止（含，第三者・作業者など）のために安全カバ−をつけたりしたものもある。

一方、カッタ−は手持用の草苅機に使用されるために回転部の刃物部のカッタ−が固い物に接触したときには、その衝撃力の反動が草苅りのハンドルから作業者の手に伝達されたりして作業性・作業疲労などをする弊害が作業中に見受けられることもあった。
刃の破損時は、人命の危険のみならず・草苅機の破損にて作業停止となる事もあった。

本発明は、このような従来のものが有していた問題をメカニズム的に解決しようとするものであり、簡素にして従来から汎用の手持用の草苅機にすぐ使用可能（互換性があり）で半永久的に使用にたえるものを提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

本発明は、特に安全性を第一に想定して上記目的を達成するためにカッタ−に該当する釘（くぎ）の重さを有効に利用したメカニックス（機構）で目的を達するものである。
即ち、草苅機の原動機のエンジン又は、電動機（モ−タ−）の回転数を利用した回転軸（３Ａ）に刃物を装着の草苅用の回転円板（１１Ａ）を押え座金（８Ｂ）・取付けねじ（９Ａ）を介して取り付け、この回転円板の同一円周位置上に４ケの回動ブッシュ（１２）は、軸受ブッシュ（１５）を介して両側の回転円板（１１）に軸受端部をカシメで固定されている。尚、回転円板の中央はプレス加工等で孔（１１Ｄ）あきになっている。

草苅用のカッタ−／（頭付き釘）１３を保持する孔（１２Ｄ）は、回動ブッシュ（１２）の厚みの真ん中（位置）で回動ブッシュのセンタ−から偏心した所に設けてある。
なお、カッタ−（頭付き釘）の抜け止めの為に端部に、ねじ付きストッパ−（１４）を設けている。頭付き釘（カッタ−）の外径（１３Ａ）と回動ブッシュの孔（１２Ｄ）の嵌合では、自由に回動する程度のスキマ嵌合になっている。

また、柔らかい草・固い草、笹・ススキ等の苅り目的に応じて回転円板に使用のカッタ−（又は、頭付き釘）の使用個数は、回転円板のバランスのよいこと、苅り取草の密集度合いにより３ケ，５ケ，６ケのもの等から選択使用する。

図１は、草苅時のカッタ−（頭付き釘）の位置と作業内容の概要を示した。本発明の草苅用のカッタ−は、「頭付きの釘」のものをカッタ−（刃）として用い草苅機の伝動用主軸の回転軸（３Ａ）に取付けて使用するもので、草苅用のエンジンの回転軸（３Ａ）の回転数（Ｎ）に伴い回転円板（１１）に取付けの回動ブッシュ（１２）に設置されたカッタ−の重心点の重さ（ｗ）に遠心力（Ｆｍ）が働き、この力より回動ブッシュを図の様に回転方向に回動させるに伴いカッタ−（釘）が回転円板の外側の（イ）（ロ）〜（ハ）向きに変えていく。（ハ）位置にての草苅で固い草、小さい木・竹（実例で、φ１０ミリ迄はカットは容易で、最大φ２０ミリまで可能である）を切るのは、接触の角度とその作用力の有効利用（切削抵抗・切断効率的）面から力学的にベストである。

一方、（イ）の状態／回転軸（３Ａ）の回転数（Ｎ）が低速の時はカッタ−（頭付き釘）の向きは、回転円板（１１）の径の接線方向の（イ）位置に近く殆ど草苅の役目しない。（エンジンの回転数を低速側にしている時で草苅をしない時の状態の姿）

また、カッタ−（頭付き釘）の位置が（イ）と（ハ）の任意の中間位置（ロ）にある状態は、草苅の刃が斜め位置になっていて、軟らかい草・木等の草苅の使用時である。

発明の効果

図２の本発明は、頭付き釘（１３）をカッタ−として回動ブッシュ（１２）のセンタ−から偏心（ずらした）した位置にセットし、２枚の回転円板（１１）の間に回動ブッシュが円周の同一線上に４ケ使用した構成のものである。（尚、回転円板の径の大きさでカッタ−間のピッチの都合で３ケ，５ケ又は６ケの設計仕様に変更をする。）

イ）草苅の使用中に固い木又は石・ブロックに回転部の刃物のカッタ−（釘）が接触した時にカッタ−は、回転方向と逆方向に回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）が回る作動をする為に、破損しなく安全である。．．．図７の作動説明図を併用参照

ロ）本発明品のカッタ−は、高炭素鋼材（例，マルテンサイト系ステンレス／ＳＵＳ４１６）のコンクリ−トに打ち込み用（設計されている）の釘を使用したもので充分に草苅は勿論、φ１０ミリ程度の笹・木などを容易にカットする。（確認済）

時の切れ味が悪く作業者の手に疲労の負担をかける。また、カッタ−の取替え、カッタ−の刃の目の修復に時間・苦労を要する等で経済効果も悪かった。

ハ）図６の本発明の第２実施例の「草苅用カッタ−／アッシ− 」を使用すると、作業時のカッタ−の切削の回転半径（Ｒ１＜Ｒ２）を２段階の大きさで１っのカッタ−にて対応する事が出来、草苅作業面も美形で円滑な草苅で作業者の疲労も少ない。

の準備も必要であり、又その取替えに時間がかかり作業の効率も悪かった。
ニ）又、軟らかい畑地・砂地等では、土地表面の掘り起こし作業も容易に出来る為、地中に空気（酸素）の補給も出来るので農作物の生育に農耕用としても役たつ。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。

図４において、１は、手持用の草苅機（Ｗ）に使用される原動機のエンジン又はモ−タ−である。２は、作業者が草苅機を手でつかまえるためのハンドルである。
３は、内部は中空で主軸回転軸をもっており外部はエンジン（１）と水平回転／伝動部（５）とを連結する伝動用主軸である。４は、カッタ−の破損又は切削時の草・竹などの飛散するのを防止して作業者などの保護するための安全カバ−である。
５は、草苅用のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）を取付けるところの水平回転／伝動部である。６は、作業者が草苅機を肩から吊して使用する吊り紐（図示せず）である。

１２Ａは、偏心した位置にカッタ−（１３）を保持する孔（１２Ｄ）を持つ、ドウナツ型した円筒形の回動ブッシュ（１２）に、本発明の要の草苅用のカッタ−（釘）１３、カッタ−の抜止め用のストッパ−（１４）から構成される回動ブッシュＣｏ．である。
回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）の４ケを回転円板（１１Ａ，１１Ｂ）で挟み回動ブッシュのセンタ−に軸受用のブッシュ（１５）を挿入して、軸受ブッシュの両端部を回転円板の側面でカシメ加工を行う。回動ブッシュＣｏ．を円周上に配置して構成されたものが「草苅用のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）である。
なお、使用条件により回動ブッシュＣｏ．は、３，５，６ケの使用（組合せ）となる。

以下に個々の詳細を記す。
１１は、回動ブッシュ（１２）を取付けの鋼の板材にて製作の回転円板である。
１１Ａは、草苅機（Ｗ）の受座部材（８Ａ）に取付け孔（φＤ１）を持つ回転円板。１１Ｂは、水平回転／伝動部（５）の外部を覆うために内側には孔（φＤ２）をもつ草苅機（Ｗ）に取付けの回転円板である。（取付け孔は、φＤ２＞φＤ１である）
なお、回転円板は、同一円周線上に回動ブッシュ用の軸受ブッシュ（１５）と嵌合の孔（１１Ｃ）を４ケ設けたものでテンレス鋼板（ＳＵＳ３０３）材を使っている。

１２は、草苅用のカッタ−（釘）／（１３）を保持する孔（１２Ｄ）とカッタ−の抜け止め用ストッパ−（１４）と螺合するネジ（１２Ｂ）をもち、内側は本品の支点となり、また軸受の役目をするブッシュの径（１５Ａ）と嵌合の孔（１２Ｃ）をもつステンレス鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０３）材にて製作の回動ブッシュである。
なお、回動ブッシュの両側には、回転円板（１１Ａ，１１Ｂ）で挟まれ、軸受ブッシュ（１５）の両端部は、カシメにて成形されて軸受ブッシュの抜け防止をしている。

１３は、土木工事でコンクリ−トに使用の市販の頭付きコンクリ−ト釘（実例／φ５×７５−３０ｇ使用）のステンレス鋼（ＪＩＳ規格／ＳＵＳ４０４Ｃ）材で、表面硬さは、ＨＲＣ＞５７のものを使用の「草苅用のカッタ−／（釘を刃として利用した）」である。
１４は、草苅用のカッタ−（１３）の抜止め用のもので一端はねじ（１４Ａ）をもち、他端（１４Ｂ）は、磨耗防止で硬さ（ＨＲＣ＞４０）を持つねじ付きストッパ−である。
１５は、回動ブッシュ（１２）のセンタ−にて嵌合する軸受で外径が一段と小径になる段付きの両端（１５Ｂ）の径を回転円板（１１）の該当の孔（１１Ｃ）に軸受ブッシュの径（１５Ａ）を組付けて、その後に両端をカシメして回動ブッシュ（１２）が抜けない様に用いて固定するステンレス鋼（ＪＩＳ規格４２０Ｊ２）材の軸受ブッシュである。

図４は、エンジン（１）、ハンドル（２）、伝動用主軸（３）、安全カバ−（４）、水平回転／伝動部（５）で構成されている手持用草苅機（Ｗ）の斜視の外観図であり、図の下側に草苅のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）が取付けられているが、草苅のカッタ−／アッシ−の取付けの詳細を具体的に図示したものが図５である。

本発明の草苅のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）を市販の一般の草苅機（Ｗ）に取付ける時の説明を図５において説明をする。尚、これらの構成のものは、市販の手持用草苅機（Ｗ）の駆動及び草苅用のカッタ−の装着する所を示していて、本発明の草苅のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）をこれらの部品の名称を使い説明する。

伝動用主軸（３）からの回転力は回転軸（３Ａ）をへて受座部材（８Ａ）にきているので本発明の「草苅のカッタ−／アッシ−（１０Ａ」を取付けるときは、草苅のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）の回転円板（１１Ａ）の内径（φＤ１）に押え座金（８Ｂ）の外径（φｄ）を挿入して押え座金（８Ｂ）の端面で座金（９Ｂ）と取付ねじ（９Ａ）を用いて回転軸（３Ａ）にねじ込む事で、草苅のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）を固定する。
手持用草苅機（Ｗ）のハンドル（２）を握ってエンジン（１）の回転数を上昇させれば伝動用主軸（３）を介して水平回転／伝動部（５）内の回転軸（３Ａ）に結合した受座部材（８Ａ）に取付けの本発明の「草苅のカッタ−アッシ−（１０Ａ）」を回動して草苅をすることができる。

図７において、本発明の回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）の動きの作動説明を一つの回動ブッシュＣｏ．を例にする。
図７の（１３）は、（草苅用の）刃の役目をするカッタ−（釘）で本発明では、土木工事でコンクリ−ト等に打込み時に使用のステンレス鋼材の「頭付き釘」を用いている。
頭付き釘（１３）の位置で／仮想線（イ）で示すところは、草苅時のエンジンの回転数が低速の時のものである。頭付き釘（１３）の位置／実線（ハ）で示す所は、エンジンの回転数が最高時である。また、頭付き釘（１３）の位置／点線（ロ）のところは、前記の任意の中間速を示している。

次に、回転軸（３Ａ）の回転数の上昇に伴う前記の（イ）、（ロ）、（ハ）の位置に於けるカッタ−（１３）／（釘）の遠心力（Ｆｍ；ｋｇ）の値は、（式１）による。

但し、 Ｗ＝カッタ−（釘の重さ／ｋｇ）＝０．０３０（ｋｇ）
（実例値） Ｇ＝重力の加速度（ｍ／Ｓ^２）＝９．８（ｍ／Ｓ^２）
Ｎ＝回転軸（ロ−タ−）回転数（ｒｐｍ）≒５０００（ｒｐｍ）
π＝定数≒３．１４
Ｒｍ＝（カッタ−（釘）重心点〜回転軸の間）の長さ≒変数
≒〔０．０８８ｍ〜０．１０４ｍ〕＝Ｆｘ（Ｒｍ）
（Ｒｍ１時） （Ｒｍ３時）

次に、回転軸（３Ａ）の回転数の上昇に伴う、前記の諸々（イ）、（ロ）、（ハ）の位置での回動ブッシュＣｏ．／（１２Ａ）を回動させるモ−メント（Ｍｎ）は、
Ｍｎ＝（ａ）×（Ｆｍ） ――― （式２）
但し、ａ＝（釘）の重心点（Ｗｏ．）の遠心力（Ｆｍ）の作用線上に直交す る回動ブッシュＣｏ．のセンタ−（Ｂｏ）までの距離（ｍ）
Ｆｍ＝カッタ−（釘）の重心点の遠心力．．．（式１の値／使用）
即ち、回転円板（１１）に取付けの回動ブッシュＣｏ．／（１２Ａ）のカッタ−（釘）／（１３）の向き（開度）は、エンジンの回転数の上昇に伴い遠心力（Ｆｍ）の増大で回動ブッシュＣｏ．に回動モ−メントが働き（イ）、（ロ）、（ハ）の様に変化する。
なお、前記の計算は、回転ブッシュ（１２）の各摺動の潤滑・摩擦係数等を無視した時のもので参考に記した。
且つ、草苅時の最大切断力（Ｆ）は、Ｆ≒（Ｆｍ３×Ｓｉｎ θ）――（式３）
にて求め得るが、符号のＲｍ３，θの定義は、図７・符号の説明の項に記載している。

本発明の草苅機の草苅用の「カッタ−／アッシ−（１０Ａ）」．．．正面図 本発明の図１に使用の「回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）」．．．正面図 本発明の「回動ブッシュＣｏ．」／図２のＡ視図．．．（側面図） 市販用草苅機に本発明の「カッタ−／アツシ−」の取付け斜視図 市販用草苅機に本発明の草苅用の「カッタ−／アツシ−」の取付け図 本発明の草苅用の「カッタ−／アツシ−」の第２実施例（正面図）（回動ブッシュ支点の取付け半径Ｒ（Ｒ１＜Ｒ２）が異なる第２実施例） 本発明の「回動ブッシュＣｏ．」のメカニズムの作動説明図（回転軸の回転数の変化に伴う回動ブッシュＣｏ．の動き変化）

符号の説明

１０Ａ （草苅用の）カッタ−／アッシ− １ エンジン
１１ 回転円板 ２ ハンドル
１１Ａ、１１Ｂ 回転円板（Ａ、Ｂ） ３ 伝動用主軸
１１Ｃ （軸受ブッシュ用）孔 ３Ａ 回転軸
１１Ｄ （草苅機に取付けの）孔／（φＤ１） ３Ｂ 回転スリ−ブ
１２Ａ 回動ブッシュＣｏ． ４ 安全カバ−
１２ 回動ブッシュ ５ 水平回転／伝動部
１２Ｂ ねじ ６ 吊り紐／図示せず
１２Ｃ （軸受ブッシュと嵌合の）孔 ８Ａ 受座部材
１２Ｄ （カッタ−を保持する）孔 ８Ｂ 押え座金
１３ （草苅用の）カッタ−（釘） ９Ａ 取付ねじ（ボルト）
１３Ａ （溝付き）外径 １３Ｂ （平）頭 ９Ｂ 座金
１４ （ねじ付き）ストッパ− １０ 草苅刃
１４Ａ ねじ １４Ｂ 焼入れ部
１４Ｃ （レンチ用）孔
１５ 軸受ブッシュ
１５Ａ （回動ブッシュと嵌合の）径

Ａｏ 回転軸（ロ−タ−）／センタ−
Ｂｏ 回動ブッシュＣｏ．／センタ−
Ｎ （回転軸の）回転数（ｒｐｍ）
Ｗｏ カッタ−（釘）の重心点
Ｒｍ、 Ｒｍ１、Ｂｍ２、Ｒｍ３
回転軸／センタ−とカッタ−（の向きによる）の重心点の間の距離
Ｒｏ 回転軸／センタ−と回動ブッシュＣｏ．／センタ−の間の距離
ｗ カッタ−（釘の）の重さ
Ｍｎ （回動ブッシュＣｏ．の）回動モ−メント（≒Ｆｍ×ａ）
Ｆｍ、 Ｆｍ１、Ｆ２ｍ、Ｆｍ３
カッタ−（釘の）の重心点の遠心力
ａ、 ａ１、ａ２、ａ３
回動ブッシュＣｏ．の回動モ−メント（Ｍｎ）の計算時の長さ．．．図７参照
θ カッタ−（釘）の重心点の遠心力方向と（釘心）方向の分力の夾角（度）

Claims (2)

1. エンジン等で駆動する手持用の草苅機において、
   イ）円筒形状で、内側の孔（１２Ｃ）は軸受ブッシュ（１５）と嵌合し、偏心した位置に草苅用のカッタ−（釘）（１３）を保持する孔（１２Ｄ）で嵌合させ、カッタ−頭（１３Ｂ）側には、回動ブッシュ（１２）と螺合するストッパ−（１４）を締結してカッタ−の抜け止めをした回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）と、
   ロ）軸受ブッシュ（１５）に前記の回動ブッシュＣｏ．を嵌合させ軸受ブッシュと嵌合の孔を同一円周上に数ケ持つ回転円板（１１Ａ，１１Ｂ）を回動ブッシュＣｏ．の両端面に取付け、軸受ブッシュの両端部を回転円板にカシメ加工を行い、
   ハ）回動ブッシュを挟んだ回転円板内で軸受ブッシュと回動ブッシュＣｏ．とは摺動嵌合してなる、
   以上より構成することを特徴の草苅用のカッタ−／アッシ−（１０Ａ）。
2. イ）回転円板（１１Ａ，１１Ｂ）に半径の異なる（Ｒ１，Ｒ２）同一円周上に軸受ブッシュ（１５）と嵌合の孔（１１Ｃ）を数ケ持ち、
   ロ）且つ、回動ブッシュＣｏ．（１２Ａ）に嵌合の草苅用のカッタ−（釘）の長さ（Ｌ）が異なったものを使用してなる（但し、半径Ｒ２に使用のカッタ−の長さＬ２、半径Ｒ１に使用時のカッタ−の長さＬ１であり、なおＲ２＞Ｒ１、Ｌ２＞Ｌ１）
   以上より構成することを特徴の請求項１の草苅用のカッタ−／アッシ−。

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