JP2015188339A

JP2015188339A - 芝刈機

Info

Publication number: JP2015188339A
Application number: JP2014066621A
Authority: JP
Inventors: 俊介栗岡; Shunsuke Kurioka
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-11-02
Anticipated expiration: 2034-03-27
Also published as: JP6228056B2

Abstract

【課題】ハウジング内に発生する空気の渦流を抑制して騒音抑制性能を高めつつ、芝刈り性能を確保すること。【解決手段】下方を開放したハウジング１１に収納された、カッタブレード１４を有する芝刈機１０である。該カッタブレードは、該ハウジングの上下方向に延びた回転軸１５ａに対し、水平方向の両方へ延びた細長い部材である。該カッタブレードの長手方向の両端部には、回転方向Ｒａの前縁から後上方へ湾曲しつつ延びたエアリフト部４４，４４が形成されている。該ハウジングの周壁部１１ｂの内周面１１ｅのなかの、該エアリフト部の回転軌跡４６に対向する位置１１ｆには、全周にわたって複数の翼部５０が形成されている。該複数の翼部は、該周壁部の内周面から内方へ突出した上下に細長い凸条、又は該内周面から凹んだ上下に細長い凹条であって、該エアリフト部の湾曲方向Ｒｄに対して反対側Ｒｅに傾いている。【選択図】図４

Description

本発明は、カッタブレードを収納するためのハウジング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、芝刈機のハウジング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カッタブレードとを含む。該カッタブレードは、長手方向の両端部に、回転方向の前縁に形成された刃と、回転方向の後縁に形成されたエアリフト部とを有する。該ハウジングの周壁部の内周面には、垂直な複数の凸状部と複数の凹状部とが、周方向に交互に形成されている。

該カッタブレードが回転すると、凹状部には、負圧が発生することにより、空気の渦流が発生する。この結果、該ハウジングの周壁部の内周面での風速が増加して、芝草を立たせる効果が増す。その分、該カッタブレードの回転速度を下げても、芝刈り性能を確保できる。該回転速度が減少することによって、芝刈機の騒音を抑制することができる。

しかし、芝刈機の芝刈り性能を高める観点から、該カッタブレードの回転速度を下げられない場合があり得る。また、該ハウジングの大きさを変更することなく、芝刈機の芝刈り性能を、より一層高める場合には、該カッタブレードの回転速度を一層増す必要がある。該カッタブレードの回転速度を下げられない場合や、増す必要がある場合には、芝刈機の騒音を抑制するための、何等かの騒音対策が必要となる。

さらには、特許文献１で知られている芝刈機は、騒音が発生する要因の１つとされている、該ハウジング内の空気の渦流を増加させるものであり、騒音源の渦流は消えない。

実開平４−１１７５３５号公報

本発明は、ハウジング内に発生する空気の渦流を抑制して騒音抑制性能を高めつつ、芝刈り性能を確保することができる、芝刈機の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り、前記カッタブレードの長手方向の両端部は、回転方向の前縁に形成された刃と、前記前縁から後上方へ湾曲しつつ延びて旋回流及び上昇気流を発生させるためのエアリフト部とを有し、前記ハウジングは、前記カッタブレードの回転中心を基準とした平面視略円形状断面の周壁部を有し、該周壁部の内周面のなかの、前記エアリフト部の回転軌跡に対向する位置には、全周にわたって複数の翼部（ディフューザ）が形成され、該複数の翼部は、前記周壁部の内周面から内方へ突出した上下に細長い凸条、又は該内周面から凹んだ上下に細長い凹条であって、前記エアリフト部の湾曲方向に対して反対側に傾い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、ハウジングの略円形状の周壁部の内周面のなかの、エアリフト部の回転軌跡に対向する位置には、全周にわたって複数の翼部（ディフューザ）が形成されている。該複数の翼部は、上下に細長い凸条又は凹条に形成されており、該エアリフト部の湾曲方向に対して反対側に傾いている。

一般に、カッタブレードが回転すると、該カッタブレードの回転方向後端から空気が剥離して、渦流が発生する。該渦流は、騒音の原因となり得る。該渦流は、カッタブレードの回転による遠心力により、ハウジングの周壁部の内周面に沿って周方向へ流動する。

このときに、請求項１に係る発明では、該エアリフト部の湾曲方向に対して反対側、つまり前上方に傾いている複数の翼部が障害となり、該渦流を崩壊させて、散乱させる。このため、該渦流は乱されて、より小さい渦、又は、より乱れた乱流となる。従って、渦流の大きさが小さくなり、且つ、渦流の運動エネルギーが低減する。結果的に、該カッタブレードの回転方向後端から空気が剥離することによって発生した渦流による、騒音を抑制することができる。つまり、該カッタブレードの回転によってハウジング内に発生する、空気の渦流を抑制して、騒音抑制性能を高めることができる。しかも、該カッタブレードの回転速度に関係なく、騒音抑制性能を高められる。

さらには、該エアリフト部の湾曲方向に対して、該複数の翼部が反対側に傾いているので、ハウジングの開放された下方から、該ハウジング内に吸入した空気の上昇流を、該複数の翼部によって上向きに案内することができる。つまり、上昇流を阻害しない。従って、芝地に生えている芝草を、上昇流により立たせて、カッタブレードにより、効率よく刈ることができる。この結果、芝刈機の芝刈り性能を確保することができる。

さらには、該複数の翼部は、ハウジングの周壁部の内周面の全周にわたって形成されている。しかも、該複数の翼部は、上下に細長く且つ周方向に傾いている。このため、該複数の翼部は、略円形状の該周壁部を補強するための補強用リブの役割を果たすことができる。従って、該周壁部の剛性を高めることができる。

本発明の実施例１に係る芝刈機の左側面図である。図１に示される芝刈機の平面図である。図１に示されるハウジングとカッタブレードの断面図である。図１に示される芝刈機の底面図である。図３に示されるカッタブレードの側面構成と平面構成と外周縁部の構成とを示す図である。図４の６−６線に沿った断面図である。図３に示されるハウジング及び翼部を下方から見た斜視図である。図３に示されるハウジングと翼部とカッタブレードの関係を拡大して上から見た断面図である。図８に示されるハウジングと翼部とカッタブレードの関係をハウジングの内側から見た展開図である。図８に示される翼部を上から見た拡大断面図である。図１０に示される翼部を先端側から見た図である。本発明の実施例２に係る芝刈機のハウジングと翼部とカッタブレードの関係をハウジングの内側から見た展開図である。本発明の実施例３に係る芝刈機のハウジングと翼部とカッタブレードの関係を上から見た断面図である。

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１１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い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌｅは左側、Ｒｉは右側、Ｕｐは上側、Ｄｗは下側、ＣＬは機幅中心（機幅中心線）を示す。

図１及び図２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１２，１２と、該ハウジング１１の後部に備えた左右の後輪１３，１３と、該ハウジング１１の中央の内部に収納された芝刈用のカッタブレード１４と、該ハウジング１１の上部に備えたエンジン１５（動力源１５）と、該ハウジング１１から後方へ延びた操作ハンドル１６とからなる。なお、動力源１５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、図２に示されるように平面視において、該エンジン１５によって該カッタブレード１４を時計回り方向（矢印Ｒａ方向）に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内に矢印Ｒｂのような空気の流れ（旋回風の旋回流）を発生させ、該旋回流により、該カッタブレード１４によって刈った芝草を刈り芝収納体２２（図１参照）に送り込んで収納することができる。以下、該カッタブレード１４によって刈られた芝草のことを「刈り芝」という。

図３に示されるように、該ハウジング１１は、下端面（図１に示される芝地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、機体の役割を兼ねており、上面に該エンジン１５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１５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１５ａを有する。該出力軸１５ａ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１５ａは、水平な芝地Ｇｒ（地面）に対して略垂直になる。

図３及び図４に示されるように、該出力軸１５ａには、ハウジング１１内において、クラッチ１７を介して該カッタブレード１４が取り付けられている。エンジン１５によってカッタブレード１４を駆動することにより、該カッタブレード１４は、ハウジング１１内において、出力軸１５ａ（回転軸１５ａ）を回転中心として回転可能である。

図５（ａ）は、図３に示される該カッタブレード１４を側方から見た構成を表している。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示される該カッタブレード１４を上から見た構成を表している。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示される該カッタブレード１４の一部を、回転軸１５ａを回転中心とした外周縁４５側から見て、斜視図として表している。図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示される該カッタブレード１４を矢視ｄ方向（外周縁４５側）から見た端面を表している。

図５（ａ）〜（ｄ）に示されるように、カッタブレード１４は、回転軸１５ａ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である。該カッタブレード１４の長手方向の両端部４１，４１は、該カッタブレード１４の回転方向Ｒａの前縁４２に形成された一対の刃４３，４３と、該前縁４２から後上方（矢印Ｒｄ方向）へ湾曲しつつ延びた一対のエアリフト部４４，４４とを有している。以下、「矢印Ｒｄ方向」のことを、「エアリフト部４４の湾曲方向Ｒｄ」という。該エアリフト部４４，４４は、該カッタブレード１４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り、該カッタブレード１４に一体に形成されている。

以下、該ハウジング１１の詳細について説明する。図２〜図４に示されるように、該ハウジング１１は、カッタブレード１４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１１ｄ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。

より詳しく述べると、図４に示されるように、スクロール部１１ｄは、バギングモードにおいて、カッタブレード１４によって刈った芝草を、ハウジング１１内で矢印Ｒｃ方向（旋回方向Ｒｃ）に旋回運動させつつ、矢印Ｒｂのように刈り芝搬出通路２１へ向かわせるものである。

図３、図４及び図６に示されるように、ハウジング１１は、天板１１ａと外筒部１１ｂと内筒部１１ｃとスクロール部１１ｄと刈り芝搬出通路２１とからなる。該天板１１ａは、ハウジング１１の上端を塞いでいる、略水平な平面視略環状の板である。該外筒部１１ｂは、出力軸１５ａを中心として、天板１１ａの外縁から下方へ延びた円筒状の部材である。つまり、該外筒部１１ｂは、出力軸１５ａの軸心ＳＣ（カッタブレード１４の回転中心ＳＣ）を基準とした平面視略円形状断面の周壁部である。以下、該外筒部１１ｂのことを、適宜「周壁部１１ｂ」と言い換える。該内筒部１１ｃは、出力軸１５ａを中心として、天板１１ａの内縁から下方へ延びた円筒状の部材であり、外筒部１１ｂよりも小径に構成されている。

該スクロール部１１ｄは、天板１１ａと外筒部１１ｂと内筒部１１ｃとによって囲まれた、平面視略環状の空間である。該スクロール部１１ｄは、側方から見たときに下向きとなる逆Ｕ字状断面（図６参照）に形成されて、刈り芝が旋回する通路であり、刈り芝が旋回しながら刈り芝搬出通路２１へ向かうように構成されている。つまり、該スクロール部１１ｄは、刈り芝搬出通路２１の通路開口２３に連なる。

図３及び図４に示されるように、刈り芝搬出通路２１は、外筒部１１ｂから後方（より詳しくは、後上方）へ向かって、外筒部１１ｂの接線方向に延びた部材である。該刈り芝搬出通路２１は、前端にはハウジング１１に臨む通路開口２３を有し、後端にはグラスバッグ等の刈り芝収納体２２（図１参照）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１５ａ回りを旋回しながら刈り芝搬出通路２１へ送られる。

以上の説明から明らかなように、外筒部１１ｂから刈り芝搬出通路２１が延びる方向は、カッタブレード１４の回転方向Ｒａに合致する。言い換えると、刈り芝搬出通路２１はカッタブレード１４の回転軌跡の接線方向に延びる。刈り芝搬出通路２１の通路開口２３は、カッタブレード１４の回転方向Ｒａに開いている。

図３及び図４に示されるように、ハウジング１１の内周面、つまり外筒部１１ｂの内周面１１ｅには、シャッタ３０が配置されている。該シャッタ３０は、ハウジング１１の内部において天板１１ａに回転可能に取り付けられた回転盤３１と、この回転盤３１の外縁に取り付けられたシャッタ本体３２とからなる。該シャッタ本体３２は、出力軸１５ａの軸心ＳＣを旋回中心として旋回可能である。該シャッタ本体３２によって、刈り芝搬出通路２１の通路開口２３を開閉するとともに開度を調節することができる。

操作レバー３３を操作することによって、（１）シャッタ本体３２を全開にして、刈り芝を図１に示される刈り芝収納体２２に収納するバギングモードと、（２）シャッタ本体３２を全閉にして、刈り芝をハウジング１１の下方に排出するマルチングモードと、（３）シャッタ本体３２を任意の開度に設定した、バギングモードとマルチングモードの中間モードとに、適宜切換えることができる。

図３、図４及び図７に示されるように、該周壁部１１ｂの内周面１１ｅのなかの、該エアリフト部４４，４４の回転軌跡４６（図８参照）に対向する位置１１ｆ、つまり対向位置１１ｆには、全周にわたって複数の翼部５０（ディフューザ５０）が形成されている。以下、該エアリフト部４４の回転軌跡４６に対向する位置１１ｆのことを、適宜「対向位置１１ｆ」と言い換える。

図７〜図９に示されるように、該複数の翼部５０は、該周壁部１１ｂの内周面１１ｅから内方へ突出した上下に細長い凸条の部分であって、該エアリフト部４４，４４の湾曲方向Ｒｄに対して反対側（矢印Ｒｅ方向）に傾いている。以下、「矢印Ｒｅ方向」のことを、適宜「翼部５０の傾き方向Ｒｅ」と言い換える。

より詳しく述べると、図１０及び図１１に示されるように、該複数の翼部５０は、外筒部１１ｂの内周面１１ｅからカッタブレード１４の回転中心ＳＣ（図７参照）へ向かって膨出している。該複数の翼部５０の膨出量は、生産の容易性を考慮すると、好ましくは外筒部１１ｂの厚さ分であるが、これに限定されるものではない。

さらに、図７〜図９に示されるように、該複数の翼部５０は、該カッタブレード１４の回転方向Ｒａ且つ上方へ湾曲しつつ傾いている。つまり、該複数の翼部５０は、カッタブレード１４の回転中心ＳＣから見て、該カッタブレード１４の回転方向Ｒａ且つ下方へ凸となるように湾曲した、略三日月状に形成されている。

図８に示されるように、該各翼部５０の内周方向の先端５１は、該エアリフト部４４の回転軌跡４６に対し、微少の間隙Ｃｒを有して近接している。

図９に示されるように、該各翼部５０の範囲Ｈｉは、該エアリフト部４４の回転軌跡４６の範囲Ｈｂ内に位置している。該各翼部５０の範囲Ｈｉの高さは、該エアリフト部４４の回転軌跡４６の範囲Ｈｂの高さに対して同一または大きく設定されている。

図９に示されるように、該複数の翼部５０は、外筒部１１ｂの内周面１１ｅの周方向に一定のピッチＰｉで配列されている。該ピッチＰｉは、翼部５０の前上端５２から後下端５３までの距離Ｌｉよりも小さいことが、より好ましい。ここで、該前上端５２とは、翼部５０のなかの、該カッタブレード１４の回転方向Ｒａの前上端の位置である。

次に、上記構成の作用を説明する。図７〜図９に示されるように、ハウジング１１の平面視略円形状断面の周壁部１１ｂの内周面１１ｅのなかの、エアリフト部４４，４４の回転軌跡４６に対向する位置１１ｆ（対向位置１１ｆ）には、全周にわたって複数の翼部５０が形成されている。該複数の翼部５０は、上下に細長い凸条に形成されており、該エアリフト部４４，４４の湾曲方向Ｒｄに対して反対側Ｒｅ、つまり前上方Ｒｅに傾いている。

一般に、カッタブレード１４が回転すると、該カッタブレード１４の回転方向後端から空気が剥離して、渦流が発生する。該渦流は、騒音の原因となり得る。該渦流は、カッタブレード１４の回転による遠心力により、ハウジング１１の周壁部１１ｂの内周面１１ｅに沿って周方向へ流動する。

このときに、実施例１では、該エアリフト部４４，４４の湾曲方向Ｒｄに対して反対側Ｒｅに傾いている複数の翼部５０が障害となり、該渦流ｆｓ（図１０参照）を崩壊させて、散乱させる。このため、該渦流ｆｓは乱されて、より小さい渦、又は、より乱れた乱流となる。従って、渦流ｆｓの大きさが小さくなり、且つ、渦流ｆｓの運動エネルギーが低減する。結果的に、該カッタブレード１４の回転方向後端から空気が剥離することによって、発生した渦流による、騒音を抑制することができる。つまり、該カッタブレード１４の回転によってハウジング１１内に発生する、空気の渦流を抑制して、騒音抑制性能を高めることができる。しかも、該カッタブレード１４の回転速度に関係なく、騒音抑制性能を高められる。

さらには、該エアリフト部４４，４４の湾曲方向Ｒｄに対して、該複数の翼部５０が反対側Ｒｅに傾いているので、ハウジング１１の開放された下方から、該ハウジング１１内に吸入した空気の上昇流を、該複数の翼部５０によって上向きに案内することができる。つまり、上昇流を阻害しない。従って、芝地Ｇｒに生えている芝草を、上昇流により立たせて、カッタブレード１４により、効率よく刈ることができる。この結果、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、該複数の翼部５０は、ハウジング１１の周壁部１１ｂの内周面１１ｅの全周にわたって形成されている。しかも、該複数の翼部５０は、上下に細長く且つ周方向に傾いている。このため、該複数の翼部５０は、略円形状の該周壁部１１ｂを補強するための補強用リブの役割を果たすことができる。従って、該周壁部１１ｂの剛性を高めることができる。

実施例２に係る芝刈機について図１２に基づき説明する。図１２は、実施例１の図９に対応して表している。実施例２の芝刈機１０Ａは、上記図９に示される実施例１の複数の翼部５０を、図１２に示される複数の翼部５０Ａ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。

具体的に説明すると、該複数の翼部５０Ａは、カッタブレード１４の回転方向Ｒａ且つ上方、つまり傾き方向Ｒｅへ「湾曲することなく」傾いている平坦な構成である。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。

実施例３に係る芝刈機について図１３に基づき説明する。図１３は、実施例１の図１０に対応して表している。実施例２の芝刈機１０Ｂは、上記図１０に示される実施例１の複数の翼部５０を、図１３に示される複数の翼部５０Ｂ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。

具体的に説明すると、該複数の翼部５０Ｂ（図では１つだけを示す）は、該周壁部１１ｂの内周面１１ｅから凹んだ上下に細長い凹条であって、該エアリフト部４４，４４の湾曲方向Ｒｄ（図９参照）に対して反対側に傾いている。より詳しく述べると、該複数の翼部５０Ｂは、外筒部１１ｂの内周面１１ｅから径外方へ向かって凹んでおり、その他の構成については、上記実施例１と同じである。実施例３によれば、上記実施例１と同様の作用、効果を発揮する。

本発明の作業機１０，１０Ａ，１０Ｂ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
１０Ｂ芝刈機
１１ハウジング
１１ａ天板
１１ｂ周壁部（外筒部）
１１ｃ内筒部
１１ｅ内周面
１１ｆエアリフト部の回転軌跡に対向する位置
１４カッタブレード
１５エンジン
１５ａ回転軸（出力軸）
４１長手方向の端部
４２回転方向の前縁
４３刃
４４エアリフト部
４５外周縁
４６エアリフト部の回転軌跡
５０翼部
５０Ａ翼部
５０Ｂ翼部
Ｇｒ芝地
Ｒａカッタブレードの回転方向
Ｒｄエアリフト部の湾曲方向
Ｒｅ翼部の傾き方向

Claims

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り、
前記カッタブレードの長手方向の両端部は、回転方向の前縁に形成された刃と、前記前縁から後上方へ湾曲しつつ延びて旋回流及び上昇気流を発生させるためのエアリフト部とを有し、
前記ハウジングは、前記カッタブレードの回転中心を基準とした平面視略円形状断面の周壁部を有し、
該周壁部の内周面のなかの、前記エアリフト部の回転軌跡に対向する位置には、全周にわたって複数の翼部が形成され、
該複数の翼部は、前記周壁部の内周面から内方へ突出した上下に細長い凸条、又は該内周面から凹んだ上下に細長い凹条であって、前記エアリフト部の湾曲方向に対して反対側に傾いていることを特徴とする芝刈機。