JP2022173596A - 剪定用電動切断機 - Google Patents

Abstract

【課題】切断する枝や果柄が硬かったとき、切断刃が枝や果柄を切断完了する位置まで移動しきれず、切断できない場合があるという問題があった。【解決手段】回転プレート３上に備えられた切断刃２が回転方向１１の方向に回転し枝１を切断しようとする時、切断刃２が枝１から受ける力に妨げられて回転プレート３の回転が停止してしまうことを防ぐために、切断刃２が回転径方向外方に回動して退避し、回転プレート３は回転を続ける。切断刃２が枝１を完全に切断するまでスイッチをオンにすることで、切断刃２が枝１を切断しきれない時には切断刃２が回動方向１２に回動して退避しつつ回転プレート３は回転を続け、回転径方向内方に弾性体で付勢された切断刃２が枝１を押し切ることで枝１を切断することが出来る。【選択図】図１

Description

本発明は、植物の剪定や、果実の収穫などに用いられる電動切断機に関するものである。

従来、植物の剪定には、様々な剪定鋏が利用されている。近年では、電動で刃が動作する剪定鋏も提案されている。
例えば、特許文献１には、モーターの駆動によって刃を動作させて剪定する剪定ハサミが提案されている。この剪定装置は、トリガーを引きスイッチをＯＮ動作することによってモーターが起動し、可動刃を固定刃に対して閉動作させる。

しかしながら、この剪定ハサミはＯＮ動作によってモーターの力で可動刃を閉動作させ、ＯＦＦ動作によって可動刃を復帰させるという１回の動作で植物の枝などを切断するものであるから、太い枝や硬い枝ではモーターの力が不足し可動刃が閉じ切らず、枝を切れない場合があった。

特許文献２には、モーターで回転駆動される回転プレートと、刃部が回転軸垂直方向になる角度で、回転プレート上に固定された切断刃と、果柄の長手方向が切断刃と垂直になるように果柄を支持する果柄支持部とを備え、収穫装置からの信号を受けてモーターの駆動力によって回転プレートを回転させ、果柄を切断する切断装置が提案されている。

しかしながら、この切断装置はモーターの駆動力で回転プレートに固定された切断刃を回転移動させて1回の動作で果柄を切断するものであるため、硬い果柄では回転プレートを回転させる駆動力が不足し、回転プレートに備えられた切断刃が果柄を完全に切断する位置まで回転移動できず、果柄を切断できない場合があった。また、硬い果柄を切断できるように回転駆動力を大きくした場合には、切断時に切断刃に加わる力が大きくなり過ぎることによって切断刃が割れたり欠けたりする場合があった。

特開平２－２３８８１９号公報 特許第６７９９３６３号公報

従来の枝や果柄の切断方法として、ＯＮ信号を受けて板状の刃物を移動させて１回の切断動作で枝や果柄を切断する方法があるが、枝や果柄が硬かった場合に切断刃を移動させるモーターの駆動力不足によって、切断刃が枝や果柄を切断完了する位置まで移動しきれず切断できないという問題があった。

また従来の枝や果柄の切断方法では、硬い枝や果柄を切断するために切断刃を移動させるモーターの駆動力を大きくしたとき、切断刃が折れたり割れたりするという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、植物の枝や果実の果柄をより確実に切断することができる電動切断機を提供することにある。

植物の枝、葉菜の茎または果実の果柄を切断する切断刃を備えた切断装置で、回転中央領域が中空で外周縁から中空部まで切欠が設けられた、モーターで回転駆動される回転プレートと、回転プレートと隣接配置された、外周縁から回転プレート中空部の枝を支持する位置まで切欠が設けられた固定プレートと、刃部が回転軸垂直方向になる角度で、回転プレート上に回動可能に連結され、回転プレートと連結した弾性体によって回転径方向内方に付勢された切断刃と、固定プレートと連結した、枝の長手方向が切断刃と垂直になるように枝を支持する枝支持部と、を備える。

前記の切断刃として、回動軸側から先端までの中間部が凹となる凹型湾曲形状の鋸刃を備える。

本発明により、従来の電動切断機では切断することが困難であった硬い植物の枝や果実の果柄を、確実に切断することができる剪定用電動切断機を提供できる。

図１は、本発明に係る切断機の斜視図である。 図２は、図１とは異なる方向から見た切断機の概略図である。 図３（ａ）は、切断動作前の状態を示す概略図である。図３（ｂ）は、切断刃が枝を切る動作を示す概略図である。図３（ｃ）は、切断刃が回転径方向外方に回動しつつ枝を切る動作を示す概略図である。 図４は、回転プレート中空部で、切断刃の刃部が移動する範囲を示す概略図である。 図５は、切断刃が回転径方向外方に回動しつつ枝を切る動作を示す概略図である。 図６は、切断刃が枝を切断し、切断刃が引張りばねによって回転径方向内方の回動が規制された位置まで回動した状態を示す概略図である。 図７は、鋸刃を備えた本発明に係る切断機の概略図である。

植物の枝または果実の果柄を切断する切断刃２を、枝長手方向と直交する面内で回転させて移動するための旋回手段として、固定プレート４と、固定プレート４と隣接配置された回転中央領域が中空となっている回転プレート３とを備え、回転プレート３はモーター１０を用いて回転駆動される。

切断刃２は板状の刃物で、切断刃２の刃部が回転軸垂直方向になる角度で、回転プレート３上に固定された回動軸６で回転径方向に回動可能に連結している。切断刃２の回動範囲は、回転径方向内方へは切断刃の刃部が回転中心を超えない範囲で回動規制部７によって規制されており、回転径方向外方へは刃部が回転プレート３の中空部内面の位置を超える位置まで回動可能となっている。

切断刃２は回動軸側から先端までの中間部が凹となる凹型湾曲刃で、回転プレート３上に固定された引張りばね８と連結しており、引張りばね８によって回転径方向内方に弾性的に付勢されている。この付勢力は、切断時に枝１から切断刃２に押圧力と摩擦力が加わったとき、付勢力に抗して切断刃２が回動軸６を軸として回転径方向外方に回動することで、回転プレート３の回転が停止せず、回転プレート３が回転を続けられるように設定されている。

回転プレート３には、外周縁から中央領域の中空部まで、枝１を挿抜するための切欠が設けられている。また、回転プレート３と隣接配置された固定プレート４には、外周縁から回転プレート中空部の切断刃部の移動領域１３内に枝１を挿抜するための切欠が設けられており、固定プレート４の切欠と、回転プレート３の切欠が揃った状態で、枝１が回転プレート３の中空部の切断刃の刃部が移動する領域１３内に挿抜される。切断刃２は、固定プレート４の切欠と、回転プレート３の切欠が揃った状態で枝１を挿抜するとき、枝１を挿抜するのに邪魔にならない位置で回転プレート３に備えられている。

枝支持部５は、固定プレート４と連結して備えらえており、枝１を枝の長手方向が切断刃２と垂直になるように支持するように設けられている。枝支持部５は、枝軸が回転プレート３の回転中心軸と平行となるように、枝１を回転プレート中空部の切断刃部の移動領域１３内に支持するU字形の凹部を備える。枝支持部５は、切断刃２が枝１を押し切るとき、切断刃２の回転移動面と近接した位置で、枝１を支持するように設けられている。

回転プレート３は、スイッチオンの信号を受けて、モーター１０によって回転駆動される。回転プレート３はスイッチがオンである時は回転を続け、スイッチがオフになると、回転プレート３は動作開始前と同じ位置である固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った位置まで回転して停止する。

図１から図６を参照して、本発明に係る切断装置の動作について説明する。図１に示す植物の枝１を切断する切断手段を備えた電動切断機で、固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った状態で、枝１を外周縁の切欠から回転プレート中空部の切断刃部の移動領域１３内に向けて挿入するように、手動又はマニピュレータによって電動切断機を移動し、枝長手方向が切断刃２と垂直となり、枝１を切断する位置が切断刃２の回転移動面となり、枝支持部５が枝１を支持する位置で電動切断機を保持する。

スイッチオンの信号を受けて、図２に示すように、モーター１０の駆動力によってベルト９で回転プレート３を駆動し回転プレート３を回転させる。図５に示すように、回転プレート３を回転させることで、回転プレート３上に備えられた回動軸６で連結した切断刃２が枝１を押し切る。回転プレート３はスイッチがオンである間は繰り返し回転を続け、スイッチがオフになると、回転プレート３を動作開始前と同じ位置である固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った位置まで回転させて停止する。

上述のように、枝１を固定プレート４の外周縁の切欠から回転プレート中空部の切断刃部の移動領域１３に向けて挿入し、枝支持部５上に枝１を保持し、スイッチオンの信号を受けて回転プレート３を回転させることで、回転プレート３上に回動可能に備えられ回転径方向内方に引張りばね８で付勢された切断刃２が、刃部を枝１に滑らせながら押し切り、スイッチオンの間は回転プレート３が回転を続けることで枝１を確実に切断する。スイッチオフにすると固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った状態まで回転し停止する。

図３を参照して、枝切断の動作を説明する。図３（ａ）に枝切断動作前の切断刃の状態を示す。固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った状態で、枝１は枝支持部５上に保持されている。

図３（ｂ）に、切断刃で枝を切断する動作を示す。スイッチがオンになると回転プレート３が回転方向１１の方向に回転し、回動軸６側から刃先端までの中間部が凹となる凹型湾曲形状の切断刃２が、回動軸６側から刃先側に刃部を枝１に滑らせながら押し切る。この時、回転プレート３上に備えられた切断刃２を回転させつつ、枝支持部５に支持された枝１を切断刃２で斜めに滑らせつつ押し切ることで、枝１の位置の変位が抑制され、小さな駆動力で好適に枝１を切断することができる。

図３（ｃ）に、切断刃が回転径方向外方に回動しつつ枝を切る動作を示す。回転プレート３が回転方向１１の方向に回転し切断刃２が枝１を押し切る時、切断刃２が引張りばね８の付勢力に抗して回動方向１２に退避し、回転刃２で枝１を押し切りつつ、回転プレート３は回転を続ける。スイッチがオフになると、回転プレート３を動作開始前と同じ位置である固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った位置まで回転させて停止する。

従来の回転プレートに切断刃が固定された機構では、枝１が硬かったときに回転駆動力の不足で回転プレート３が完全に切断する位置まで回転移動できず途中で停止してしまうことがあるが、図３（ｃ）に示すように、切断刃２の刃部を枝１に滑らせながら切断刃２が回転径方向外方に回動し、回転プレート３が回転を続けられる位置まで切断刃２が退避することで、回転プレート３は回転し切断動作を続けることが出来る。

図４は、回転プレート３の中空部の切断刃部の移動領域１３を示している。回転プレート３の中空部の切断刃部の移動領域１３は、回転プレート３の中空部領域から、回転プレート３の回転中心から切断刃部までの最短長さを半径とした円形領域を除いたものである。切断刃２は、回転しつつ枝１を斜めに押し切るように、回転プレート３上に備えられており、回転プレート３の回転中心軸を含む中央領域には、切断刃が移動しない範囲が生じる場合がある。そのため、枝支持部５は、図４に示す、回転プレートの中空部の切断刃部の移動領域１３に枝１が支持されるように備えられている。

図５は、切断刃が回転径方向外方に回動しつつ枝を切る動作を示す。回転プレート３が回転方向１１の方向に回転し枝１を切断しようとする時、切断刃２が枝１から受ける力によって回転プレート３の回転が停止してしまうことを防ぐために、切断刃２が回動方向１２に回動して退避し、回転プレート３は回転を続ける。切断刃２が枝１を完全に切断するまでスイッチをオンにすることで、切断刃２が枝１を切断しきれない時には切断刃２が回動方向１２に回動して退避しつつ、回転プレート３は繰り返し回転を続け、引張りばね８で回転径方向内方に付勢された切断刃２が繰り返し枝１を押し切ることで、枝１を完全に切断することが出来る。切断後にスイッチをオフにすると、回転プレート３を動作開始前と同じ位置である固定プレート４の切欠と回転プレート３の切欠が揃った位置まで回転させて停止する。

図６は、切断刃が枝を切断し、切断刃が引張りばねによって回転径方向内方の回動が規制された位置まで回動した状態を示している。回転プレート３上に備えらえた回動軸６で連結され、引張りばね８で回転径方向内方に付勢された切断刃２は、枝１が完全に切断された時、引張りばね８によって回転径方向内方に引張られ回動規制部７によって回動が規制された位置まで回動し保持される。

図７は、鋸刃を備えた本発明に係る切断機の概略図である。枝１を枝支持部５で支持し、回転プレート３上に備えらえた回動軸６で回動可能に連結され引張りばね８で回転径方向内方に付勢された鋸刃２を回転させることで枝１を切断する。

上記の機構により、切断動作時に枝１から切断刃２に力が加わっても切断動作は停止せず、枝１を確実に切断することが出来る。柔らかい枝を切断する場合には、１回転で枝１を完全に切断できる場合もあり、必ず複数の回転をするというものではない。太い枝や硬い枝を切断する時には、切断できるまでスイッチをオンにし、繰り返し回転プレート３を回転させることで、切断刃２で枝１を複数回押し切り、確実に枝を切断する事が出来る。

なお本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、配置箇所などは本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

また、駆動力の伝達方法はベルトに限らず、回転プレートを回転駆動し、停止させることのできる方法であれば任意である。例えば、チェーンや歯車を用いた方法である。

また、枝支持部の形状は、U字形に限定されるものではなく、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。例えば、角形や扁平した形状である。

１ 枝
２ 切断刃
３ 回転プレート
４ 固定プレート
５ 枝支持部
６ 回動軸
７ 回動規制部
８ 引張りばね
９ ベルト
１０ モーター
１１ 回転方向
１２ 回動方向
１３ 回転プレート中空部の切断刃部の移動領域

Claims (2)

1. 植物の枝、葉菜の茎または果実の果柄を切断する切断刃を備えた切断装置で
   回転中央領域が中空で外周縁から中空部まで切欠が設けられた、モーターで回転駆動される回転プレートと、
   回転プレートと隣接配置された、外周縁から回転プレート中空部の枝を支持する位置まで切欠が設けられた固定プレートと、
   刃部が回転軸垂直方向になる角度で、回転プレート上に回転径方向に回動可能に連結され、回転プレートと連結した弾性体によって回転径方向内方に弾性的に付勢された切断刃と、
   固定プレートと連結した、枝の長手方向が切断刃と垂直になるように枝を支持する枝支持部と、
   を備える切断装置。
2. 前記切断刃が、回動軸側から先端までの中間部が凹となる凹型湾曲形状の鋸刃である請求項１に記載の切断装置。

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