JP2020156446A - 芝刈機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリ式でありながら、場所を選ばずブレードをメンテナンスできる芝刈機を提供する。【解決手段】芝刈機１０は、芝刈用モータ１７に連結され、略鉛直方向に延びる回転軸４１と、回転軸４１と一体に回転するブレード１５と、ブレード１５を回転可能に収容し、下方が開放されたハウジング１８と、を備える。ハウジング１８には、ブレード１５の上方からブレード１５に接触可能な砥石９０が設けられ、ブレード１５の刃部５２は、砥石９０に接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能である。【選択図】図２

Description

本発明は、芝刈機に関する。

芝刈機としては、略水平方向に延びる回転軸を中心として回転する螺旋状のリール刃と固定刃との間で芝を刈るリール式の芝刈機と、略鉛直方向に延びる回転軸を中心として回転するブレードで芝を刈るロータリ式の芝刈機と、が知られている。

芝刈機では、リール刃やブレードの切れ味が低下すると、芝の葉先が潰れて白色化する、いわゆる白ひげが発生し、芝刈り後の芝の見た目が低下する虞がある。

特許文献１には、固定刃に代えて砥石を取り付けることで、場所を選ばずリール刃を研磨できるリール式の芝刈機が開示されている。

また、特許文献２には、ロータリ式の自律走行電動芝刈機のブレードを研磨する研磨装置を備えた自律走行電動芝刈機用の充電ステーションが開示されている。

特開２００１−００００２５号公報 特開２０１６−１２０５８３号公報

しかしながら、特許文献２では、充電ステーションでしかブレードを研磨できない。また、芝刈機のブレードに泥や刈芝が付着してしまった際にはユーザがブレードをブラシで擦って洗浄しており、非常に労力を要していた。そこで、場所を選ばず簡単にブレードをメンテナンス（ブレードの研磨や洗浄）できるロータリ式の芝刈機が要望されている。

本発明は、ロータリ式でありながら、場所を選ばずブレードをメンテナンスできる芝刈機を提供する。

本発明は、
動力源に連結され、略鉛直方向に延びる回転軸と、
該回転軸と一体に回転するブレードと、
前記ブレードを回転可能に収容し、下方が開放されたハウジングと、を備える芝刈機であって、
前記ハウジングには、前記ブレードの上方から前記ブレードに接触可能なメンテナンスツールが設けられ、
前記ブレードの刃部は、前記メンテナンスツールに接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能である。

本発明によれば、ロータリ式でありながら、場所を選ばずブレードをメンテナンスできる。

本発明の一実施形態に係る芝刈機の側面図である。 図１の芝刈機に搭載される刃部位置変更機構を示す断面図である。 図２の要部拡大断面図である。 ブレードの斜視図である。 ブレードの要部分解斜視図である。 刃部が水平状態（回動角θｒ＝０°）のとき、即ち作動位置のときの刃部の傾斜角と変換機構との関係を示す説明図である。 刃部が傾斜状態（回動角θｒ＞０°）のとき、即ち待機位置のときの刃部の傾斜角と変換機構との関係を示す説明図である。 刃部が待機位置から作動位置に戻るときの刃部の傾斜角と変換機構との関係を示す説明図である。 刃部が作動位置に戻ったときの刃部の傾斜角と変換機構との関係を示す説明図である。 メンテナンス時のブレード及び砥石を示す下面図である。 メンテナンス時のブレード及び砥石を示す側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。なお、以下の説明では、芝刈機１０の進行方向を前方とし、後退方向を後方とし、前後方向に直交する方向を左右方向とする。

［芝刈機］
図１に示すように、芝刈機１０は、乗用型芝刈機であり、機体１１を備える。機体１１には、走行用モータ１２と、機体１１の後部に設けられ、走行用モータ１２によって駆動される左右の後輪１３と、機体１１の前部に設けられる左右の前輪１４と、機体１１の下部に設けられ、芝を刈るブレード１５と、略鉛直方向に延び、ブレード１５の回転中心となる回転軸４１と、回転軸４１を介してブレード１５を回転させる芝刈用モータ１７と、少なくともブレード１５の周囲を覆うとともに刈られた芝を後方に導くハウジング１８と、ハウジング１８の後方に配置され、刈られた芝を貯めるグラスバッグ１９と、刈られた芝をハウジング１８からグラスバッグ１９に導くグラスダクト２０と、作業者Ｑが乗車する乗車部２１と、を備える。

乗車部２１には、作業者Ｑが着座するシート２２、前輪１４を操舵する操舵ハンドル２３、アクセル開度を操作するアクセルペダル２４、車速を設定する走行変速レバー２５などが設けられている。

芝刈り作業時は、走行用モータ１２による後輪１３の駆動で機体１１を走行させながら、芝刈用モータ１７でブレード１５を回転させる。ブレード１５が回転すると、芝が刈られ、さらにハウジング１８の中に旋回する空気の流れが生じる。これにより、ブレード１５で刈られた芝は、ハウジング１８内の空気の流れに乗り、グラスダクト２０を通ってグラスバッグ１９に集められる。

［刃部位置変更機構］
図２〜図６Ｄに示すように、本実施形態のブレード１５は、回転軸４１と一体に回転するブレード本体１５ａと、ブレード本体１５ａに対して回動可能に設けられる刃部５２と、を備え、刃部５２の回動に基づいて、刃部５２の位置を変化させることが可能に構成される。本実施形態の芝刈機１０は、芝刈用モータ１７の駆動力でブレード１５を回転させるとともに、刃部５２の角度を変更することで刃部５２の位置を変える刃部位置変更機構１００を備える。以下、刃部位置変更機構１００について詳述する。

図２及び図３に示されるように、芝刈用モータ１７が発生した動力は、作業動力伝達系統３０によってカッタ機構４０に伝えられる。芝刈用モータ１７からカッタ機構４０の回転軸４１までの作業動力伝達系統３０には、伝動機構３２が介在している。この伝動機構３２は、駆動ギヤ３３と従動ギヤ３４とを備える。駆動ギヤ３３は、芝刈用モータ１７の出力軸１７ａに取り付けられている。従動ギヤ３４は、回転軸４１の上端部４１ｂに取り付けられている。これらの駆動ギヤ３３及び従動ギヤ３４は、平歯車によって構成されている。

カッタ機構４０は、回転軸４１と伝達機構７０とを備える。この伝達機構７０については後述する。回転軸４１は、ハウジング１８の上下方向に延びており、芝刈用モータ１７の出力軸１７ａに対して平行に位置している。この回転軸４１は、軸受４２、４３によって、スタンド２６に回転可能に且つ軸方向への移動が規制された状態で支持されている。この結果、回転軸４１は、ハウジング１８に回転可能に且つ軸方向への移動が規制されて支持される。

回転軸４１は、中空状に構成されている。回転軸４１の下端部４１ａは、ハウジング１８内に位置している。この下端部４１ａは、回転軸４１のなかの他の部位に比べて大径であって、下方を開放した略カップ状に形成されている。この下端部４１ａのなかの、開放された下端面は、キャップ４４によって塞がれている。このキャップ４４は、ボルト等の固定部材によって、回転軸４１の下端部４１ａに取り外し可能に取り付けられている。下端部４１ａの内部とキャップ４４とによって、空間部４５が形成されている。

ブレード１５は、図４に示すように、回転軸４１に設けられてハウジング１８内に収納されている。このブレード１５は、回転軸４１に対し直交した（略直交を含む）水平線４６に沿って延びた、平面視略平板状の細長い部材である。ブレード１５の長手方向の中央には、環状のハブ５１が設けられている。このハブ５１は、回転軸４１の下端部４１ａの外周面に嵌合された環状の部材である。このハブ５１は、下端部４１ａにボルト等の固定部材によって、取り外し可能に取り付けられている。このため、ブレード１５は、回転軸４１と共に回転可能である。

ブレード１５は、少なくとも一部に刃部５２を有している。より具体的に説明すると、ブレード１５は、長手方向の両端部に、それぞれ刃部５２が設けられる。この刃部５２は、芝刈作業時におけるブレード１５の回転方向の上流側に位置している。ブレード１５は、刃部５２を配置するためのスペースの分だけ、切り欠かれている。

この刃部５２は、水平線４６に沿って上下回動角を変更可能である。より詳しく述べると、水平線４６上には一対の支持軸５３が配置されている。この一対の支持軸５３は、互いに同心上に位置している。この一対の支持軸５３の一端部は、ハブ５１を貫通して、回転軸４１の下端部４１ａの空間部４５まで延びている。さらに、ハブ５１に対して、支持軸５３の一端部は、回転可能に支持されるとともに、この支持軸５３の軸長手方向への移動を規制されている。

図２及び図３に示すように、一対の刃部５２は、一対の支持軸５３に取り付けられている。このため、刃部５２は、支持軸５３の回転に従い、この支持軸５３を中心として上下方向に回動可能である。刃部５２の回動角は、アクチュエータ６０が発する出力によって制御される。つまり、アクチュエータ６０の出力は、前記伝達機構７０によって刃部５２に伝達される。この伝達機構７０は、回転軸４１の内部に収納されている。この伝達機構７０は、制御軸７１と変換機構８０とを備える。

制御軸７１は、回転軸４１に対して軸方向へのスライド可能に、且つこの回転軸４１に対して相対回転を規制されて、回転軸４１の中に嵌合されている。具体的には、制御軸７１は、回転軸４１に対してスプライン７２により、スライド可能に且つ相対回転を規制されている。なお、スプライン７２の代わりにセレーションや平行キーの構成でもよい。

アクチュエータ６０は、リニアアクチュエータによって構成されている。つまり、アクチュエータ６０の出力軸６０ａは、制御軸７１の軸方向にスライド可能である。この出力軸６０ａと制御軸７１とは、回転軸４１に対して同心上に位置している。

アクチュエータ６０の出力軸６０ａは、制御軸７１をスライド駆動可能に、この制御軸７１の上端部７１ａに組み合わされている。より詳しく述べると、制御軸７１の上端には、上を開放した断面円形状の凹部７３が形成されている。アクチュエータ６０の出力軸６０ａは、凹部７３に嵌合されている。

アクチュエータ６０の出力軸６０ａと制御軸７１との間には、ラジアル軸受７４とスラスト軸受７５が介在している。出力軸６０ａの外周面は、ラジアル軸受７４によって凹部７３の内周面に回転可能且つスライド可能に支持されている。出力軸６０ａの下端面は、スラスト軸受７５によって凹部７３の底面に回転可能に接している。出力軸６０ａは、下降することにより、スラスト軸受７５を介して制御軸７１を下方にスライド変位させることができる。

制御軸７１の下端部７１ｂは、空間部４５の中へ延びて、キャップ４４の上面に面している。制御軸７１の下端面とキャップ４４の上面との間には、圧縮コイルばね７６が介在している。この圧縮コイルばね７６は、制御軸７１を、アクチュエータ６０の出力軸６０ａの下端面に向かって付勢している。このため、出力軸６０ａの下端面は、スラスト軸受７５を介して凹部７３の底面に常に接している。出力軸６０ａが上昇するに従って、圧縮コイルばね７６は、制御軸７１を上方にスライド変位させることができる。この結果、制御軸７１は、アクチュエータ６０の出力軸６０ａの進退運動に同期して、出力軸６０ａと同じ方向に上下スライドすることができる。

変換機構８０は、制御軸７１のスライド運動を刃部５２の回動角を変更する運動、つまり回動運動に変換可能に、回転軸４１の内部（空間部４５）に収納されている。つまり、制御軸７１の下端部７１ｂは、変換機構８０を介して刃部５２に連結されている。

この変換機構８０は、ピン８１と一対のカム部８２とを備える。ピン８１は、制御軸７１の下端部７１ｂから径外方の両側へ延びている。例えば、このピン８１は、下端部７１ｂを径方向に貫通している。

図４及び図５も参照して、一対のカム部８２は、一対の支持軸５３の一端部にそれぞれ固定された円盤状の部材である。この一対のカム部８２は、一対の支持軸５３を中心として回転可能に、回転軸４１の下端部４１ａに支持されている。このように、一対のカム部８２は、刃部５２の回動中心５２ａ（水平線４６）を基準として回転可能に回転軸４１に支持されるとともに、支持軸５３を介して刃部５２に連結されている。

この一対のカム部８２は、ピン８１が接触可能なカム溝８３を有している。このカム溝８３同士は、互いに向かい合っている。ピン８１の先端部は、カム溝８３に接触可能である。これらのカム溝８３は、制御軸７１と共に上下に変位するピン８１のスライド運動を、カム部８２の回転運動に変換可能に構成されている。ピン８１は、カム溝８３の側面を摺りながら、上下に変位することが可能である。この結果、カム部８２は回転する。

図５及び図６Ａに示すように、このカム溝８３は、刃部５２の回動中心５２ａを基準とした、略横向きＶ字状に形成されている。ここで、刃部５２の回動中心５２ａは、支持軸５３の中心５３ａとカム部８２の回転中心８２ａとに合致しているとともに、回転軸４１に対し直交した水平線４６に沿っている。詳しく述べると、カム溝８３は、カム部８２の回転中心８２ａ上に位置した溝中心部８４と、溝中心部８４から上方且つ斜めに延びた上溝部８５と、溝中心部８４から下方且つ斜めに延びた下溝部８６とからなる。溝中心部８４と上溝部８５と下溝部８６とは、連続している。

次に、変換機構８０と刃部５２との動作関係について、図６Ａ〜図６Ｄを参照しつつ説明する。図６Ａは、刃部５２が水平状態（回動角θｒ＝０°）のときの、変換機構８０と刃部５２の関係を示している。このときに、ピン８１は溝中心部８４（カム部８２の回転中心８２ａ）に位置している。ブレード１５は、水平状態の刃部５２が矢印Ｒｂで示す方向へ回転することによって芝草を刈ることができる。

その後、ピン８１が、制御軸７１と共に下方（矢印Ａｄ方向）へ変位して、カム溝８３の下溝部８６の側壁を押し下げる。カム部８２と支持軸５３が図時計回りに回るので、刃部５２は上方に回動する。この結果を図６Ｂに示す。この状態の刃部５２が矢印Ｒｃで示す方向へ回転することによって刃部５２を研磨することができる。刃部５２が水平状態から上方に回動する回動角θｒの大きさは、制御軸７１の下降変位量に対応し、砥石９０と接触するように設定される。

その後、ピン８１が、制御軸７１と共に上方（矢印Ａｕ方向）へ変位と、ピン８１が溝中心部８４へ戻るまでは、ピン８１は下溝部８６内を上方へ変位するだけの、いわゆる空振り状態である。このため、刃部５２の回動角θｒは変化しない。

その後、図６Ｃに示されるように、ピン８１が溝中心部８４から更に上方（矢印Ａｕ方向）へ変位して、上溝部８５の側壁を押し上げる。カム部８２と支持軸５３が図反時計回りに回るので、刃部５２は下方に回動する。この結果を図６Ｄに示す。刃部５２は水平状態（回動角θｒ＝０°）に戻る。

［メンテナンスツール］
図２に示すように、ハウジング１８には、ブレード１５の上方からブレード１５の刃部５２に接触可能な砥石９０が設けられている。ブレード１５の刃部５２は、前術した刃部位置変更機構１００により砥石９０に接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能に設けられている。具体的に説明すると、刃部５２は、図６Ａに示すように、回動角θｒ＝０°のときが作動位置であり、この状態でブレード１５を矢印Ｒｂで示す方向に回転させる回転させることで芝刈りを行うことができる。また、刃部５２に、図６Ｂに示すように、上方に回動させると、砥石９０に接触可能なメンテナンス位置となる。この状態でブレード１５を芝刈作業時と反対方向である矢印Ｒｃ方向に回転させると、砥石９０によって刃部５２の接触部分を研磨することが可能になる。なお、メンテナンス作業時、即ち刃部５２がメンテナンス位置（研磨位置）にあるときは、芝刈作業時、即ち刃部５２が作動位置にあるときと比較してブレード１５のスピードを落とすことが好ましい。例えば、芝刈用モータ１７の回転速度を変えてもよいし、ギヤ比を切り替えて減速してもよい。

このような芝刈機１０によれば、ブレード１５を回転させながら砥石９０を用いてブレード１５の刃部５２を研磨することにより、ブレード１５の切れ味が落ちて刈った芝生に白ひげが発生することを抑制できる。また、ブレード１５を芝刈機１０から取り外さずに、且つ、芝刈機１０を特定の場所に移動させずにブレード１５を研磨することができるので、メンテナンス作業を容易にできる。さらに、ブレード１５の刃部５２は、砥石９０に接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能であるので、芝刈り作業時に砥石９０が邪魔になることを回避できる。

図７Ｂに示すように、砥石９０は、ブレード１５の研磨時の回転方向（矢印Ｒｃで示す方向）に対し斜めに接触することが望ましい。このようにすると、ブレード１５の刃部５２を砥石９０に確実に接触させ、効果的にブレード１５の刃を研ぐことができる。

砥石９０の接触面をブレード１５の回転方向に対し斜めに配置する場合、砥石９０は、ブレード回転方向の上流側端部を支点（回動軸９１）として上下方向に回動可能に支持するとともに、バネ９２によってブレード１５の刃部５２に向けて付勢する。このようにすると、ブレード１５の刃部５２が砥石９０に接触した際、刃部５２の接触面に沿うように砥石９０が回動するので、刃部５２と砥石９０との接触面積を増やし、ブレード１５の刃部５２を効率よく研磨できる。

また、バネ９２は、ブレード１５の刃部５２に対する砥石９０の接触圧を調整するので、接触圧の不足によって研磨効率が低下したり、過剰な接触圧によってブレード１５の刃部５２や砥石９０が破損することを防止できる。なお、図７Ｂにおいて、符号９３は、ハウジング１８に固定され、且つ砥石９０を支持する砥石支持部材であり、該砥石支持部材９３は、回動軸９１を介して砥石９０を回動可能に支持するとともに、砥石９０との間で圧縮コイルスプリングからなるバネ９２を支持している。

なお、前述した実施形態は、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、前述した実施形態では、乗用型の芝刈機を示したが、本発明は、手押し式及び自走式を含む歩行型の芝刈機や、自律走行型の芝刈機にも適用することができる。また、前述した実施形態では、ブレードを回転させる動力源としてモータを例示したが、動力源はエンジンであってもよい。また、前述した実施形態では、メンテナンスツールとして砥石を例示したが、メンテナンスツールは、ブレードに付着した泥や刈芝を除去するためのブラシであってもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 動力源（芝刈用モータ１７）に連結され、略鉛直方向に延びる回転軸（回転軸４１）と、
該回転軸と一体に回転するブレード（ブレード１５）と、
前記ブレードを回転可能に収容し、下方が開放されたハウジング（ハウジング１８）と、を備える芝刈機（芝刈機１０）であって、
前記ハウジングには、前記ブレードの上方から前記ブレードに接触可能なメンテナンスツール（砥石９０）が設けられ、
前記ブレードの刃部（刃部５２）は、前記メンテナンスツールに接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能である、芝刈機。

（１）によれば、芝刈機を特定の場所に移動させずにブレードの刃をメンテナンスすることができるので、メンテナンス作業を容易にできる。さらに、ブレードの刃は、メンテナンスツールに接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能であるので、芝刈り作業時にメンテナンスツールが邪魔するのを回避できる。

（２） （１）に記載の芝刈機であって、
前記刃部が前記メンテナンスツールと接触するように前記刃部の位置を変える刃部位置変更機構（刃部位置変更機構１００）をさらに備える、芝刈機。

（２）によれば、芝刈機はブレードの刃部の位置を変える刃部位置変更機構を備えるので、メンテナンス時に適切な位置にブレードの刃部を配置することができる。

（３） （２）に記載の芝刈機であって、
前記ブレードは、
前記回転軸と一体に回転するブレード本体（ブレード本体１５ａ）と、
前記ブレード本体に対して回動可能に設けられる前記刃部（刃部５２）と、を備え、
前記刃部は、前記ブレード本体に対して回動することで前記メンテナンス位置と前記作動位置とを移動可能に構成される、芝刈機。

（３）によれば、ブレードの刃部は、ブレード本体に対する回動に基づいてメンテナンス位置と作動位置とに移動するので、ブレード全体を移動させることなく、ブレードの刃部をメンテナンスすることができる。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載の芝刈機であって、
前記メンテナンスツールは、弾性部材（バネ９２）を介して前記ハウジングに支持され、前記ブレードに対し接触圧を調整可能に構成される、芝刈機。

（４）によれば、メンテナンスツールが弾性部材を介してハウジングに支持されるので、ブレードをメンテナンスツールに押し付けるときの圧力を適切に調整できる。

（５） （１）〜（４）のいずれかに記載の芝刈機であって、
前記メンテナンスツールは砥石であり、前記メンテナンス位置は研磨位置である、芝刈機。

（５）によれば、ブレードを研磨することにより、ブレードの切れ味が落ちて刈った芝生に白ひげが発生することを抑制できる。

１０ 芝刈機
１５ ブレード
１５ａ ブレード本体
１７ 芝刈用モータ（動力源）
１８ ハウジング
４１ 回転軸
５２ 刃部
９０ 砥石（メンテナンスツール）
９２ バネ（弾性部材）
１００ 刃部位置変更機構

Claims (5)

1. 動力源に連結され、略鉛直方向に延びる回転軸と、
   該回転軸と一体に回転するブレードと、
   前記ブレードを回転可能に収容し、下方が開放されたハウジングと、を備える芝刈機であって、
   前記ハウジングには、前記ブレードの上方から前記ブレードに接触可能なメンテナンスツールが設けられ、
   前記ブレードの刃部は、前記メンテナンスツールに接触可能なメンテナンス位置と、芝刈りを実行する作動位置とを移動可能である、芝刈機。
2. 請求項１に記載の芝刈機であって、
   前記刃部が前記メンテナンスツールと接触するように前記刃部の位置を変える刃部位置変更機構をさらに備える、芝刈機。
3. 請求項２に記載の芝刈機であって、
   前記ブレードは、
   前記回転軸と一体に回転するブレード本体と、
   前記ブレード本体に対して回動可能に設けられる前記刃部と、を備え、
   前記刃部は、前記ブレード本体に対して回動することで前記メンテナンス位置と前記作動位置とを移動可能に構成される、芝刈機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の芝刈機であって、
   前記メンテナンスツールは、弾性部材を介して前記ハウジングに支持され、前記ブレードに対し接触圧を調整可能に構成される、芝刈機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の芝刈機であって、
   前記メンテナンスツールは砥石であり、前記メンテナンス位置は研磨位置である、芝刈機。

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