JP2015065907A

JP2015065907A - 草刈機用回転刃およびこれを用いた草刈機

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Publication number: JP2015065907A
Application number: JP2013203321A
Authority: JP
Inventors: 山田　策次; Sakuji Yamada; 策次山田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13

Abstract

【課題】旋回するコード状切断部材の先端で雑草等の切断を行うようにガイド部材を備えた草刈機用回転刃において、より効率的な切断作業を行うことができる草刈機用回転刃を供する。【解決手段】草刈機用回転刃Ａ１は、草刈機Ｂの回転刃取付け軸１４に取付けられて回転させられる保持部材１００と、保持部材１００に基端側が保持され、先端側が半径方向外方に導出させられたコード状切断部材４ａと、保持部材１００の下位において当該保持部材１００に対してその回転軸心を中心として相対回転可能なガイド部材２００と、を備え、保持部材１００には、その上面側において、半径方向外方に向けて開放する周溝１７５を形成する保護部材１７０が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、草刈機用回転刃およびこれを用いた草刈機に関する。

田畑の土手等に生育する雑草等を除去するための器具として、携帯型動力草刈機がある。この草刈機は、刈払機とも呼ばれるタイプのものであり、小型エンジンによって発生させられる回転動力を操作管の先端の回転刃取付け軸に取付けた回転刃に伝えるように構成されており、作業者は、スロットルレバーによってエンジンないしこれによって回転させられる回転刃の回転を制御しつつ、操作管を振回して所望の草刈り作業を行なう。操作管の先端には、操作管に通挿された伝動軸の軸線方向に対して回転刃取付け軸の軸線方向に角度を持たせるためにベベルギヤを組み込んだギヤケースが取付けられており、回転刃は、ギアケースから延びる回転刃取付け軸に対して取付けられる。

この種の携帯型動力草刈機に適した回転刃として、特許文献１に示されたものがある。同文献に示された回転刃は、本願の発明者が提案したナイロンコード（コード状切断部材）式の回転刃であり、草刈機の回転刃取付け軸に取付けられて、回転刃取付け軸とともに回転し、コード状切断部材を保持する保持部材に加え、この保持部材に対してその回転軸を中心として回転可能に支持されたガイド部材を装備している点に特徴づけられる。

上記構成を備える特許文献１の回転刃においては、ガイド部材には回転刃取付け軸からの回転力が伝達されないので、たとえば、ガイド部材が地面に接した状態においてはこのガイド部材が回転せず、保持部材のみが高速回転をする。そして、雑草等の切断対象は、ガイド部材により、このガイド部材の外周よりも内方への進入が阻止されるので、高速旋回するコード状切断部材の先端部分によって効率的に切断されるという優れた機能を有する。

また、雑草等には、地面から垂直に茎が延びる直立型のもののほか、アサガオ類などのつる性の雑草がある。このようなつる性の雑草のつるは、直径２〜３ｍｍでしなやかに撓み、地面を這い、または、他の雑草類に巻き付くように数ｍにも及んで延び、しかも、引っ張り力に対して強いという性質をもっている。このようなつる性の雑草の場合、特許文献１の回転刃では、高速旋回するコード状切断部材がつるに当たっても、つるは切断されることがなく、コード状切断部材にからんだまま保持部材が回転することにより、保持部材とギヤボックスとの間の隙間に巻き付いてしまい、草刈り作業が継続不能となることがあった。

国際公開ＷＯ２００７／０２３７５８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、旋回するコード状切断部材の先端で雑草等の切断を行うようにガイド部材を備えた草刈機用回転刃において、より効率的な切断作業を行うことができる草刈機用回転刃およびこれを用いた草刈機を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供される草刈機用回転刃は、草刈機の回転刃取付け軸に取付けられて回転させられる保持部材と、上記保持部材に基端側が保持され、先端側が半径方向外方に導出させられたコード状切断部材と、上記保持部材の下位において当該保持部材に対してその回転軸心を中心として相対回転可能なガイド部材と、を備えた草刈機用回転刃であって、上記保持部材には、その上面側において、半径方向外方に向けて開放する周溝を形成する保護部材が設けられていることを特徴とする。

好ましくは、上記保持部材には、当該保持部材の比重より大の比重をもち、上記保持部材と合わせた保持部材構成体の慣性質量を増大させる質量増大部材が付属させられている。

好ましくは、上記質量増大部材は、上記保持部材の質量の０．５〜２．０倍の質量を有する。

好ましくは、上記保持部材は大部分が樹脂で形成されており、上記質量増大部材は金属で形成されている。

好ましくは、上記質量増大部材は、上記保持部材の上面側に設置した所定厚みの板状をしており、上記保護部材は、上記質量増大部材の上面に設置されている。

好ましくは、上記ガイド部材は、樹脂製である。

好ましくは、上記コード状切断部材は、ナイロン製である。

好ましくは、上記保持部材は、上記回転刃取付け軸に連結されてこの回転刃取付け軸と一体回転するとともに、上記コード状切断部材の基端側を巻回状態で収容する本体部と、上記本体部に対してその上位に位置し、上記回転刃取付け軸の軸方向に所定のストロークで移動可能かつ上記回転刃取付け軸周りに相対回転操作可能に組み合わされ、上記コード状切断部材の基端側端部が連結された操作部と、上記操作部を上記軸方向の一方方向に付勢する弾性部材と、上記操作部が上記弾性部材の弾力によって上記ストロークにおける所定位置にあるときこの操作部と上記本体部との相対回転を阻止するとともに、上記操作部が上記弾性部材の弾力に抗して上記所定位置から移動させられたときにこの操作部と上記本体部との相対回転を許容するクラッチ機構と、を備える。

好ましくは、上記クラッチ機構は、上記操作部において回転方向に沿って設けられた複数の第１係合部と、上記本体部において回転方向に沿って設けられた複数の第２係合部と、を有しており、上記第１係合部と上記第２係合部とが係合することにより、上記操作部と上記本体部との相対回転が阻止される。

本発明の第２の側面によって提供される草刈機は、動力源と、この動力源の動力によって回転駆動される回転刃取付け軸と、を備え、上記回転刃取付け軸には、上記本発明のだ１の側面に係る刈機用回転刃が取付けられていることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る草刈機用回転刃およびこれを用いた草刈機の一例の全体斜視図である。本発明の一実施形態に係る草刈機用回転刃の縦断面図である。図２に示す草刈機用回転刃の作用説明用縦断面図である。図２のIV-IV線に沿う断面図である。図２に示す草刈機用回転刃の作用説明用一部平面図である。図５の一部拡大図である。図２に示す草刈機用回転刃の一部底面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図７は、本発明に係る草刈機用回転刃およびこれが用いられた草刈機の一実施形態を示している。図１によく表れているように、草刈機Ｂにおいては、操作管１２の基端側には、駆動源としての小型エンジン１１が連結されており、その回転出力が、操作管１２に内挿された伝動軸１３を介して操作管先端部に伝達される構成となっている。小型エンジン１１としては、作業者の携帯性を考慮して、たとえば排気量が２５ｃｃ程度のものが用いられる。操作管１２の基端には小型エンジン１１が直接的に取り付けられる場合もあるし、フレシキブルな伝動軸を介してたとえば背負い枠に搭載されるエンジンが連結される場合もある。図２および図３によく表れているように、操作管１２の先端部のギヤケース１６には、回転刃取付け軸１４が支持され、この回転刃取付け軸１４と伝動軸１３とは、ギヤケース１６内に組み込まれたベベルギヤ機構（図示略）によって連携されている。回転刃取付け軸１４には、その外周にスプラインが形成されているとともに、軸端には、軸方向に延びるねじ穴１４ａが形成されている。

上記回転刃取付け軸１４には、本発明によって特徴づけられる回転刃Ａ１が取り付けられる。

この回転刃Ａ１は、図２および図３によく表れているように、上記回転刃取付け軸１４に取付けられて回転させられ、かつ、コード状切断部材の一例としてのナイロンコード切断刃４ａを保持する保持部材１００と、この保持部材１００に対してその回転軸心（回転刃取付け軸１４と同一軸心）を中心として相対回転可能なガイド部材２００とを備えている。

本実施形態では、保持部材１００は、回転刃取付け軸１４にスプライン嵌合される支持ピース１５０と、下部ピース１１０と、これら支持ピース１５０と下部ピース１１０との間に挟持されるように支持されるナイロンコード収容ケース１２０と、このナイロンコード収容ケース１２０に重ねられるカバー体１４０（操作部）とを備えている。下部ピース１１０は、回転刃取付け軸１４のねじ穴１４ａに螺合される取付けボルト１５に外嵌されている。

支持ピース１５０は、回転刃取付け軸１４に対して相対回転不能にスプライン嵌合するスプライン孔１５１ａを有するボス部１５１と、このボス部１５１の下端から水平方向外方に延びるフランジ部１５２と、このフランジ部１５２の周部上面から上方に延びる筒部１５３と、この筒部１５３の上部から水平方向外方に突出する環状突部１５５とを有しており、フランジ部１５２の下面中心部には、短軸円柱状の膨出部１５４が形成されている。下部ピース１１０は、中心孔１１１ａを有するボス部１１１と、水平方向外方に延びるフランジ部１１２とを有し、フランジ部１１２の上面中央には、短軸円柱状の膨出部１１３が形成されており、この膨出部１１３の外径は、支持ピース１５０の膨出部１５４と同じである。これら支持ピース１５０と下部ピース１１０とは、たとえばアルミニウムなどの所定の強度を有する金属によって形成されている。

ナイロンコード収容ケース１２０は、支持ピース１５０の膨出部１５４と下部ピース１１０の膨出部１１３とに中心孔１２１ａが同時に外嵌され、支持ピース１５０のフランジ部１５２の下面と下部ピース１１０のフランジ部１１２の上面との間に挟持される内向フランジ部１２１と、この内向フランジ部１２１の外周につながる環状のハウジング部１２２とを備え、たとえば樹脂一体成形によって形成される。ハウジング部１２２は、円筒状の内周壁１２２ａ、この内周壁１２２ａの下端から水平に延びるドーナツ円板状の底壁１２２ｂ、およびこの底壁１２２ｂの外周部から垂直上方に延びる円筒状の外周壁１２２ｃによって囲まれており、上方が開放する溝状とされている。

カバー体１４０は、ナイロンコード収容ケース１２０のハウジング部１２２の上方開放部分を塞ぐようにして配置されている。本実施形態では、カバー体１４０は、ドーナツ円板状の天板部１４１と、この天板部１４１の内周縁から下垂し、ハウジング部１２２の内周壁１２２ａに上下スライド移動可能に外嵌される筒胴部１４３と、天板部１４１の外周縁から下垂し、ハウジング部１２２の外周壁１２２ｃに上下スライド移動可能に外嵌される周壁部１４２と、筒胴部１４３の内周面から内方に突出する環状突部１４４とを有し、たとえば樹脂一体成形により形成される。

カバー体１４０の天板部１４１の上面には、たとえば、鉄などの、ハウジング部１２２やカバー体１４０を構成する樹脂に対して比重が大の材質からなる質量増大部材１３０が、接着やねじ付けなどの手段（図示略）により固定されている。この質量増大部材１３０は、ドーナツ円板状をしており、その外径はカバー体１４０の外径よりやや大きく、外周には、好ましくはローレット１３２が形成されている。なお、この質量増大部材１３０は、保持部材１００（支持ピース１５０、下部ピース１１０、ナイロンコード収容ケース１２０およびカバー体１４０）の総質量の０．５〜２．０倍の質量を有するように、適宜材質、外径、厚みが設定される。

質量増大部材１３０の上面にはさらに、雑草や塵埃等が半径方向内方に進入するのを阻止するための保護部材１７０が取付けられている。この保護部材１７０は、図２によく表れているように、ドーナツ円板状の底面部１７１と、この底面部１７１の外周から上方に向けて起立する筒部１７２と、この筒部１７２の上端から半径方向外方に延出するフランジ部１７３とを有する。フランジ部１７３の外周には、好ましくは、ローレット１７７が設けられる。底面部１７１は、その内径が質量増大部材１３０の内径と略一致させられている。この保護部材１７０は、たとえば、底面部１７１に開けたねじ通し孔１７６を通したねじ１７４を質量増大部材１３０に開けたねじ孔１３７にねじ込むなどして、質量増大部材１３０の上面に固定される。質量増大部材１３０の上面にこのような保護部材１７０を設けることにより、質量増大部材１３０と、筒部１７２の外周と、フランジ部１７３とが協働して、半径方向外方に向けて開放する断面コ字状の周溝１７５が形成される。この保護部材１７０は、樹脂または金属によって形成することができ、金属で形成する場合、上記質量増大部材１３０と協働してフライホイール効果を発揮することができる。なお、本実施形態における保護部材１７０は、筒部１７２は、上下方向に延びる円筒状をしていて、フランジ部１７３との境界が明確であるが、たとえば、筒部１７２からフランジ部１７３にかけて、上方に向かうほど拡径するラッパ状ないしアサガオ状としてもよい。要するに、保護部材１７０は、質量増大部材１３０の上面と協働して、半径方向外方に向けて開放する周溝１７５が形成されるように構成すればよい。

このカバー体１４０は、筒胴部１４３がハウジング部１２２の内周壁１２２ａに外嵌されるとともに、環状突部１４４が支持ピース１５０の筒部１５３の外面に嵌合し、かつ、周壁部１４２がハウジング部１２２の外周壁１２２ｃに外嵌された状態で、所定ストロークで上下方向に移動可能であるとともに、回転刃取付け軸１４周りに回転可能である。また、支持ピース１５０の環状突部１５５の下面とカバー体１４０の環状突部１４４の上面との間には、圧縮コイルバネ１５６が介装されており、これにより、カバー体１４０は、常時、下方に向けて付勢されている。

カバー体１４０の筒胴部１４３の下端には、複数の矩形の凹入部１４５ａを周方向に等ピッチで形成することにより、下方に突出する複数の矩形の係合突部１４５が形成されている。一方、ハウジング部１２２の底壁１２２ｂの内周部上面には、上記凹入部１４５ａに嵌合しうる複数の矩形の係合突部１３１が形成されている。この係合突部１３１のハウジング部１２２の半径方向幅は、カバー体１４０の筒胴部１４３の厚みと対応している。ハウジング部１２２の係合突部１３１は、カバー体１４０の隣接する係合突部１４５間の凹入部１４５ａとの周方向の位置が一致したとき凹入部１４５ａに嵌合し、こうしてハウジング部１２２の係合突部１３１とカバー体１４０の係合突部１４５とは、相互係合状態となり、カバー体１４０のハウジング部１２２ないしナイロンコード収容ケース１２０に対する相対回転が阻止される。また、このようなハウジング部１２２の係合突部１３１とカバー体１４０の係合突部１４５との係合状態は、カバー体１４０が圧縮コイルバネ１５６によって常時下方に付勢されていることにより、安定的に維持される。

また、質量増大部材１３０の外周、もしくは保護部材１７０のフランジ部１７３の外周をつかむなどしてカバー体１４０を圧縮コイルバネ１５６の付勢力に抗して上方に引き上げると、カバー体１４０の係合突部１４５とハウジング部１２２の係合突部１３１との係合状態が解除され、カバー体１４０をハウジング部１２２ないしナイロンコード収容ケース１２０に対して相対回転させることが可能となる。上記したように、質量増大部材１３０の外周にローレット１３２が形成され、また、保護部材１７０のフランジ部１７３の外周にローレット１７７が形成されているので、質量増大部材１３０の外周もしくは保護部材１７０のフランジ部１７３の外周をつかんでカバー体１４０を引き上げ、回転させる操作が容易となる。また、保護部材１７０のフランジ部１７３の下方には、周方向外方に開放する周溝１７５が形成されているので、この周溝１７５が指掛け部として機能し、フランジ部１７３の外周をつかんでカバー体１４０を引き上げる操作かよりしやすくなる。

図２、図３および図５に表れているように、カバー体１４０の天板部１４１の適所には、周方向に隣接する一対の孔１４７が形成されており、これら孔１４７に一連長尺のナイロンコード４の長手方向中心付近を通し、実質的に２本となったナイロンコード４がナイロンコード収容ケース１２０のハウジング部１２２に収容されている。本実施形態では、カバー体１４０の筒胴部１４３に外嵌されるようにして、巻き胴部材１３５が設けられており、ナイロンコード４は、この巻き胴部材１３５の外周に巻き取られた状態でハウジング部１２２に収容されている。２本のナイロンコード４の先端側は、ナイロンコード収容ケース１２０にその直径方向に対向するように２箇所開けた導出孔１２３からそれぞれ外部に導出され、このように導出された部分の先端側が、ナイロンコード切断刃４ａとして機能することになる。なお、本実施形態では、導出孔１２３は、ナイロンコード収容ケース１２０の外周壁１２２ｃに形成した貫通孔１２４に、耐摩耗性に優れたアルミ製の筒状カラー１２５が装着された構成とされている。また、質量増大部材１３０には、カバー体１４０の天板部１４１に設けた一対の孔１４７を臨ませる貫通穴１３３が設けられており、この貫通穴１３３を通じてナイロンコード４の装填が可能である。ナイロンコード４は、たとえば直径３ｍｍのものが使用される。

ハウジング部１２２の直径は、たとえば直径約１００ｍｍ、質量増大部材１３０の直径は、たとえば、１１０ｍｍである。保護部材１７０については、そのフランジ部１７３の外径が質量増大部材１３０の直径より小であればよく、それに伴い、筒部１７２の外径は、フランジ部１７３の外径よりも小となる。

図２、図３および図４から理解されるように、カバー体１４０をナイロンコード収容ケース１２０に対して相対回転させると、このカバー体１４０の筒胴部１４３に巻き胴部材１３５を介して巻回保持されたナイロンコード４が、カバー体１４０とともにナイロンコード収容ケース１２０に対して相対回転させられる。すなわち、カバー体１４０の回転操作に応じて、導出孔１２３から導出されるナイロンコード切断刃４ａの長さを調節することができる。ここで、カバー体１４０をナイロンコード収容ケース１２０に対してナイロンコード巻取り方向に相対回転させると、ナイロンコード切断刃４ａの延出長さを短縮することができ、逆に、ナイロンコード繰り出し方向に相対回転させると、ナイロンコード切断刃４ａの延出長さを延長することができる。

ガイド部材２００は、中心筒部２１１およびこの中心筒部２１１の下端から延出する円板部２２０を備え、好ましくは樹脂により一体成形されている。円板部２２０の厚みは、たとえば４ｍｍである。本実施形態においては、円板部２２０は、水平平板状であり、その外周部には、複数の凹部２４０が形成されている。本実施形態では、この複数の凹部２４０は、円板部２２０の円形外周縁から凹入するように、周方向に等ピッチで形成されている。なお、このガイド部材２００の円板部２２０の下面は、少なくとも、複数の凹部２４０が形成される周縁領域以外は、平坦としてある。また、このガイド部材２００の上面には、このガイド部材２００の上面とナイロンコード収容ケース１２０との間の隙間を塞ぐようにして、環状凸部２５０が設けられている。

図５および図６に詳示するように、凹部２４０は、その底部（最深部）２４１からハウジング部１２２の回転方向（矢印Ｎ方向）前方側に続く第１傾斜部２４２と、底部２４１からハウジング部１２２の回転方向後方側に続く第２傾斜部２４３とをそれぞれ有する。ガイド部材２００の半径方向ｒに対する第１傾斜部２４２の第１傾斜角度θ₁は、半径方向ｒに対する第２傾斜部２４３の第２傾斜角度θ₂より大となっている。第１傾斜角度θ₁は、好ましくは６０°〜８０°の範囲に設定され、第２傾斜角度θ₂は、好ましくは０°〜２０°の範囲に設定され、凹部２４０の深さｄは、好ましくは５〜１５ｍｍに設定される。図示するガイド部材２００では、その直径を約３５０ｍｍとしており、凹部２４０の深さｄは約７ｍｍに、第１傾斜角度θ₁は７５°に、第２傾斜角度θ₂は０°に設定してある。したがって、この場合、凹部２４０の開口幅ｗは、約２６ｍｍである。

本実施形態のガイド部材２００ではまた、凹部２４０は、ガイド部材２００の周方向に連続して設けている。したがって、隣り合う凹部２４０間は、三角山状の突起を構成する。本実施形態のガイド部材２００では、この突起の頂部、および、各凹部２４０の底部は、半径１〜２ｍｍ程度のアールを設けている。また、本実施形態のガイド部材２００では、第１傾斜部２４２および第２傾斜部２４３は、ともに直線状に延びるように形成しているが、これに限定されず、それぞれ、若干凸または凹にラウンドしていてもかまわない。

本実施形態のガイド部材２００ではまた、図２および図３によく表れているように、凹部２４０の内面、すなわち、第１傾斜部２４２および第２傾斜部２４３の内面は、ガイド部材２００の下面から続き、上方に向かうほどガイド部材２００の半径方向外方に変位するように傾斜する主傾斜面２４４と、ガイド部材２００の上面から続き、下方に向かうほどガイド部材２００の半径方向外方に変位するように傾斜する副傾斜面２４５とを組み合わせた面としてある。本実施形態のガイド部材２００では、その厚みが上記したように約４ｍｍであり、主傾斜面の半径方向幅ｗ₁は約１０ｍｍ、副傾斜面の半径方向幅ｗ₂は約２ｍｍである。

図２、図３および図５に表れているように、このガイド部材２００における中心筒部２１１の内面には、ベアリング２３０の外輪２３１が圧入保持されている。

回転刃取付け軸１４に対する回転刃Ａ１の取付けは、たとえば、次のようにして行われる。まず、支持ピース１５０、下部ピース１１０、ナイロンコード収容ケース１２０、カバー体１４０を組み合わせ、ナイロンコード４を上記のようにナイロンコード収容ケース１２０内に収容した状態の保持部材１００を、支持ピース１５０のボス部１５１のスプライン孔１５１ａを回転刃取付け軸１４にスプライン嵌合させることにより、回転刃取付け軸１４に保持させる。次いで、ガイド部材２００を、これに圧入保持させたベアリング２３０の内輪２３２を下部ピース１１０のボス部１１１の下端に突き当てた状態において保持する。次いで、取付けボルト１５をベアリング２３０の内輪２３２、下部ピース１１０のボス部１１１に通挿しつつ、回転刃取付け軸１４の軸端に設けたねじ穴１４ａにねじ込む。これにより、回転刃取付け軸１４ないし支持ピース１５０と、取付けボルト１５の頭部１５ａとの間に、下部ピース１１０のボス部１１１、およびベアリング２３０の内輪２３２が挟圧固定される。このとき、同時に、ナイロンコード収容ケース１２０の内向フランジ部１２１が支持ピース１５０のフランジ部１５２と下部ピース１１０のフランジ部１１２との間に挟圧されるので、このナイロンコード収容ケース１２０もまた、回転刃取付け軸１４、支持ピース１５０および下部ピース１１０と一体化される。図２および図３に表れているように、ベアリング２３０および取付けボルト１５の頭部１５ａは、ガイド部材２００の中心筒部２１１内に収容された恰好で組み立てられるので、ガイド部材２００の平板状の円板部２２０の下面側には、何ら突起物が存在しない。

上記のように回転刃取付け軸１４に取付けられた状態において、この回転刃Ａ１は、回転刃取付け軸１４の回転に伴い、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａが上記ガイド部材２００の上面よりもわずかに上位の位置で回転させられ、一方、ガイド部材２００は、ベアリング２３０によって、回転刃取付け軸１４ないし保持部材１００に対して回転自由な状態となる。このことはすなわち、ガイド部材２００は、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａの回転中においても、草刈機Ｂの小型エンジン１１の回転駆動力を受けて回転することはなく、外物に接触するなどした場合に、回転しない状態を維持することができることを意味する。

次に、草刈機Ｂないし回転刃Ａ１の作動について説明する。

草刈機Ｂを用いて草刈り作業を行う際には、たとえば、スロットルレバーを操作するなどしてエンジン１１のスロットルの開度を上げると、小型エンジン１１の回転出力により、回転刃Ａ１のうち、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａが図５のＮ方向に回転させられる。エンジン１１のスロットルの開度を調節することにより、ナイロンコード切断刃４ａの回転数を調節することができる。エンジン１１の回転出力は、伝動軸１３からギヤケース１６内のベベルギヤ（図示略）により減速され、回転刃取付け軸１４を介して保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａへと伝えられる。保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａの回転数は、たとえば５，０００〜６，３００ｒｐｍに達する。本実施形態の場合、回転刃Ａ１の外径（ガイド部材２００の外径）は３５０ｍｍであるので、ガイド部材２００の外周付近でのナイロンコード切断刃４ａの先端部の周速は約４００ｋｍ/ｈに達する。この回転刃Ａ１を地面に沿って移動させてゆくと、雑草等の切断対象は、ガイド部材２００の外周に形成した凹部２４０に進入した瞬間に上記のように高速で旋回するナイロンコード切断刃４ａによる横方向からの強烈な衝突を受け、その衝撃によって難なく切断される。ナイロンコード切断刃４ａは、直径が高々３ｍｍ程度であり、かつ軽量であるが、先端部の周速が上記のようにきわめて高速であるため、雑草等の茎を切断するのには十分な運動エネルギを有しているのである。

より詳しくは、回転刃Ａ１を地面に沿って移動させていくと、雑草等は、図５に示すように、その茎部Ｐが凹部２４０に捕捉された状態で高速旋回するナイロンコード切断刃４ａによる切断作用を受ける。このとき、凹部２４０の第１傾斜部２４２とナイロンコード切断刃４ａとが茎部Ｐを鋏で切るような作用をするが、第１傾斜角度θ₁が６０°〜８０°と大きいので、このときの切断抵抗が少なく、ナイロンコード切断刃４ａの旋回速度が減速するといったことも少ない。さらに詳しくは、実際の動作においては、ナイロンコード切断刃４ａはガイド部材２００の上面上をきわめて高速で旋回するために、ガイド部材２００との間に生じる負圧によってガイド部材２００に接近する傾向をもちながら旋回する。そのため、上記した第１傾斜部２４２とナイロンコード切断刃４ａによる茎部Ｐに対する鋏のような切断作用がより効率的に行えるのである。このような切断作用は、従来の回転刃によっては容易に切断することができなかった、アサガオ類のようなつる性の雑草の刈り取りにもきわめて有効である。また、凹部２４０の内面には、ガイド部材２００の上面から続く副傾斜面２４５を設けているので、上記のようにナイロンコード切断刃４ａがガイド部材２００の上面に接近し、かりに接触に至ったとしても、ナイロンコード切断刃４ａが破損するといった事態になることはない。

なお、ここで、凹部２４０の第２傾斜部２４３についての上記第２傾斜角度θ₂が２０°より大きくなると、凹部２４０の開口幅ｗが広がりすぎ、凹部２４０による雑草の茎部Ｐに対する捕捉力が低下し、切断効率が悪くなる。また、凹部２４０の深さが５ｍｍを下回ると、結果的に凹部２４０の第１傾斜部２４２の長さが短くなり、上記した鋏のような切断作用が低下する。また、凹部２４０の深さが１５ｍｍを上回ると、凹部２４０内に進入しうる雑草等の切断対象の量が多くなりすぎることがあり、このことも、切断効率の低下につながる。

加えて、実施形態の回転刃Ａ１では、保持部材１００に質量増大部材１３０を付属させているので、この質量増大部材１３０がフライホイールの役割をする。そのため、凹部２４０に多数本の雑草が捕捉されたような場合であっても、これをナイロンコード切断刃４ａが切断する際の抵抗によって保持部材１００の回転数が低下することを抑制することができ、このことも、切断対象の効率的な切断に大きく寄与する。

さらに、実施形態の回転刃Ａ１では、質量増大部材１３０の上面に、当該質量増大部材１３０の上面と協働して半径方向外方に開放する周溝１７５を形成する保護部材１７０を設けているので、切断中のつる性の雑草や塵埃が保持部材１００の回転に連れ回って半径方向内方に進入しようとしても、周溝１７５がこれらの雑草や塵埃を捕捉してそれ以上の半径方向内方への進入を阻止することができる。そのため、つる性の雑草や塵埃等がギヤケース１６と保持部材１００との隙間に入り込んだり、圧縮コイルバネ１５６を収容する空間に入り込んだりして、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａが回転不能状態に陥ったり、カバー体を上下させることが困難になったりするといった事態を効果的に回避することができる。

さらに、実施形態の回転刃Ａ１では、ガイド部材２００の上面に、ガイド部材２００とナイロンコード収容ケース１２０との間の隙間を塞ぐように環状凸部２５０を形成しているので、切断中あるいは切断後の雑草や塵埃等がガイド部材２００とナイロンコード収容ケース１２０との隙間に奥深く入り込んでガイド部材２００が保持部材１００とロック状態になるといった事態を効果的に回避することができる。

さらに、本実施形態の回転刃Ａ１においては、ガイド部材２００の下面が平坦であるので、このガイド部材２００を地面に安定して接地させたまま、地面をすべらせ、雑草等を根元付近で切り揃えることができる。なお、ガイド部材２００の凹部２４０には、主傾斜面２４５が設けられているので、地面に接地させたガイド部材２００を地面にそってすべらせる際の抵抗を少なくすることができる。

このようなことから、本実施形態に係る回転刃Ａ１によれば、この回転刃Ａ１の重量を地面にあずけるようにしつつ、地面に沿って前後左右どの方向に移動させても、その方向の先にある雑草等を刈ることができるのであり、疲労が少なく、かつ、作業効率が著しく高まる。

上記のように、本実施形態の回転刃Ａ１においては、ガイド部材２００の平坦な下面を接地させながら切断作用を行うので、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａが高速回転している状態においても、ナイロンコード切断刃４ａの先端が地面に直接接触しにくくなる。したがって、高速旋回するナイロンコード切断刃４ａが地面の小石や砂を跳ね飛ばしたりすることがなく、安全であり、また、ナイロンコード切断刃４ａの先端が無駄に磨耗することもない。なお、仮に、ナイロンコード切断刃４ａの先端が硬質物体に接触したとしても、衝撃はナイロンコード切断刃４ａが曲げ変形することによって吸収されるので、回転刃Ａ１が衝撃によって破損するということはなく、また、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａの回転数が低下するということもない。

保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａが高速回転させられた使用状態においては、保持部材１００のカバー体１４０は、圧縮コイルバネ１５６によって常時下方向に付勢されており、図２に示すように、下動位置にある状態が維持される。このとき、カバー体１４０の係合突部１４５とハウジング部１２２の係合突部１３１とが係合しており、ナイロンコード収容ケース１２０に対するカバー体１４０の相対回転が阻止されている。したがって、ナイロンコード切断刃４ａは、高速回転させられても、導出孔１２３からの延出長さが略一定に維持される。

ナイロンコード切断刃４ａは、使用を継続することによって、先端部において摩耗や切損等が起こり、導出孔１２３からの延出長さが次第に短くなっていく。このような場合には、小型エンジン１１を停止して回転刃Ａ１を静止させたうえでカバー体１４０を引き上げると、図３に示すように係合突部１４５，１３１どうしの相互係合状態が解除され、カバー体１４０と、ナイロンコード収容ケース１２０とは、相対回転が許容される状態となる。ここで、カバー体１４０をナイロンコード収容ケース１２０に対してナイロンコード繰り出し方向に相対回転させると、ナイロンコード切断刃４ａの延出長さを延長することができる。この際、係合突部１４５，１３１の形成ピッチ相当分カバー体１４０を回転させて再び係合突部１４５，１３１を相互係合させることにより、ほぼ、係合突部１４５，１３１の形成ピッチに相当する長さずつ（たとえば、１０〜１５ｍｍずつ）、ナイロンコード切断刃４ａを延長することができる。

本実施形態では、カバー体１４０を引き上げて上動させるといった簡単な操作によって、ナイロンコード収容ケース１２０に対するカバー体１４０の相対回転を許容する状態にすることができ、ナイロンコード切断刃４ａの延出長さを調節することができる。

ガイド部材２００の直径は種々変更可能である。ガイド部材２００の直径は、たとえば、３００〜５００ｍｍの範囲で変更可能である。ガイド部材２００の直径が５００ｍｍの場合、保持部材１００の回転数を６３００ｒｐｍとすると、ガイド部材２００の周速、すなわち、ナイロンコード切断刃４ａの先端の速度は、約６００ｋｍ／ｈにまで達することとなる。前述したように、回転刃Ａ１において回転させられる部分は、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａだけであり、比較的大径のガイド部材２００が回転させられるわけではないので、このようなナイロンコード切断刃４ａの先端部の旋回速度を達成し、かつ、質量増大部材１３０によるフライホイール効果により、その先端部の旋回速度を維持することができるのである。このような回転刃Ａ１を用いれば、ナイロンコード切断刃４ａが描く円弧の直径が大きくその周速も高速であるために、より広い面積の領域の草刈り作業を非常に効率よく行うことができる。

なお、回転刃Ａ１においては、２本のナイロンコード４を用いて構成されているが、ナイロンコード４の本数はこれより多くしてもよい。たとえば、４本のナイロンコード４を、ナイロンコード収容ケース１２０の外周壁１２２ｃの４箇所に均等に割り振って設けられた導出孔１２３からそれぞれ外部に導出するように構成することもできる。このようにナイロンコード４の本数、すなわちナイロンコード切断刃４ａの数を増やすと、回転刃Ａ１全体を比較的に速く移動させても雑草を適確に切断することができ、その結果、草刈り作業をより一層効率よく行うことができる。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。

回転刃Ａ１においては、保持部材１００の構成として、カバー体１４０を上下させることにより、ハウジング部１２２に対するカバー体１４０の相対回転不能状態と、相対回転許容状態とを選択できる機構を採用して、簡易な操作によりナイロンコード切断刃４ａの延長長さを調節できるようにしているが、かかる機構を採用するかどうかは、選択事項である。たとえば、一定長さのナイロンコード切断刃を用い、その基端側を適当な形態とした保持部材に着脱可能に取付けるようにしても、もちろんよい。

また、ガイド部材２００の円板部２２０には、複数の貫通穴を形成してもよい。このようにすれば、ガイド部材２００のさらなる軽量化を図ることができる。

さらに、本発明の回転刃Ａ１が取付けられて使用される草刈機は、図１に示したような操作管１２の先端に回転刃取付け軸１４を備える構成のものに限定されず、車輪を有して地面を移動可能なフレームに、エンジン等の動力源およびこの動力源によって回転駆動される回転刃取付け軸を有する、いわゆる自走式の草刈機にも本発明の回転刃Ａ１を取り付けて使用することができる。

Ａ１回転刃
Ｂ草刈機
４ａコード状切断部材（ナイロンコード切断刃）
１４回転刃取付け軸
１００保持部材
１３０質量増大部材
１７０保護部材
１７５周溝
２００ガイド部材

Claims

草刈機の回転刃取付け軸に取付けられて回転させられる保持部材と、上記保持部材に基端側が保持され、先端側が半径方向外方に導出させられたコード状切断部材と、上記保持部材の下位において当該保持部材に対してその回転軸心を中心として相対回転可能なガイド部材と、を備えた草刈機用回転刃であって、
上記保持部材には、その上面側において、半径方向外方に向けて開放する周溝を形成する保護部材が設けられていることを特徴とする、草刈機用回転刃。
上記保持部材には、当該保持部材の比重より大の比重をもち、上記保持部材と合わせた保持部材構成体の慣性質量を増大させる質量増大部材が付属させられている、請求項１に記載の草刈機用回転刃。
上記質量増大部材は、上記保持部材の質量の０．５〜２．０倍の質量を有する、請求項２に記載の草刈機用回転刃。
上記保持部材は大部分が樹脂で形成されており、上記質量増大部材は金属で形成されている、請求項２または３に記載の草刈機用回転刃。
上記質量増大部材は、上記保持部材の上面側に設置した所定厚みの板状をしており、上記保護部材は、上記質量増大部材の上面に設置されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の草刈機用回転刃。
上記ガイド部材は、樹脂製である、請求項１ないし５のいずれかに記載の草刈機用回転刃。
上記コード状切断部材は、ナイロン製である、請求項１ないし６のいずれかに記載の草刈機用回転刃。
上記保持部材は、上記回転刃取付け軸に連結されてこの回転刃取付け軸と一体回転するとともに、上記コード状切断部材の基端側を巻回状態で収容する本体部と、
上記本体部に対してその上位に位置し、上記回転刃取付け軸の軸方向に所定のストロークで移動可能かつ上記回転刃取付け軸周りに相対回転操作可能に組み合わされ、上記コード状切断部材の基端側端部が連結された操作部と、
上記操作部を上記軸方向の一方方向に付勢する弾性部材と、
上記操作部が上記弾性部材の弾力によって上記ストロークにおける所定位置にあるときこの操作部と上記本体部との相対回転を阻止するとともに、上記操作部が上記弾性部材の弾力に抗して上記所定位置から移動させられたときにこの操作部と上記本体部との相対回転を許容するクラッチ機構と、を備える、請求項１ないし７のいずれかに記載の草刈機用回転刃。
上記クラッチ機構は、上記操作部において回転方向に沿って設けられた複数の第１係合部と、上記本体部において回転方向に沿って設けられた複数の第２係合部と、を有しており、
上記第１係合部と上記第２係合部とが係合することにより、上記操作部と上記本体部との相対回転が阻止される、請求項８に記載の草刈機用回転刃。
動力源と、この動力源の動力によって回転駆動される回転刃取付け軸と、を備え、
上記回転刃取付け軸には、請求項１ないし９のいずれかに記載の草刈機用回転刃が取付けられていることを特徴とする、草刈機。