JP3474851B2 - 回転刃およびそのブレード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、草などを刈る刈払機や飼料用細断装置等に
使用する回転刃およびそのブレードに関するものであ
る。尚、本出願においてブレードとは、回転刃の刃先部
分を構成し、草などに衝突してこれを切断する部分を示
すものとする。

背景技術 従来から牧草や雑草を刈り払うために使用される刈払
機としては、自走式の大型のものから肩掛け式の小型の
ものまで種々様々ではあるが、使用される刃の多くは回
転刃である。また、飼料用の牧草などを切断する細断装
置についても、その多くが回転刃を採用している。

このような回転刃の最も典型的なものとしては、金属
の円盤状で、その外周部に突出する複数の刃先が形成さ
れた所謂丸鋸形状のものがあり、さらにその刃先の切れ
味と耐久性とを増すために、先端に超鋼チップを埋め込
ませたものなどもある。このような金属製の回転刃は切
れ味に優れ、磨耗も少ないことが最大の利点ではある。
その反面、硬いが故に次に示す欠点がある。

(1) 石などに刃先が当たると、石または刃先のどちらか
が欠けて飛散し、これが作業者または周囲の者に危害を
与える危険がある。

(2) 樹木の下刈りにおいて、刃先が樹木に触れて傷をつ
ける場合があり、果樹園の下刈りなどでこのような傷を
樹木につけることにより大きな損害を与える場合があ
る。

(3) 刃先が欠けたり、磨耗した回転刃は、当然のことな
がら切れ味が劣化するが、これを再生させるためには、
目立て研磨または交換の必要性があり、維持費が高くつ
く。

そこで、これらの金属刃の欠点を克服するために開発
され、近年その需要が非常に大きくなっているものに、
樹脂製コード式のものがある。

これは、１ｍｍ程度の太さの樹脂製コードを回転体の
中心のリールに巻回し、コードをある程度の長さに保つ
ことができるようにして回転させ、コードの側面で草を
切断するものである。樹脂製コードは柔らかく可撓性を
有することから、上記した金属刃の欠点を補なうことが
できる。また、柔らかいが故に磨耗も早く、磨耗して短
くなった場合はリールから順次繰り出してその長さを一
定に保つことが、このようなコード式の構造上の課題と
なる。しかしながら、たとえその課題を解決しても次に
あげるような問題は残る。

(1) 刈払い機能を維持するために、コードを一定の長
さに保つ必要があり、リール構造が複雑になる。したが
って、値段が高くなる上、野外での使用による粉塵等に
起因した故障が否めない。

(2) 所詮、細い樹脂製コードであることから、切断能
力には限界があり、太い茎の草を切断できない場合が少
なくない。

(3) 磨耗が前提で設計されているとは言え、リールに
巻回できる長さには限界があり、短時間での交換を余儀
なくされる。

(4) コードを巻回したリールは、高速回転により加熱
する場合がある。したがって、その熱によりコードの根
元が溶断し、先端部分の磨耗より遥かに速いレートで消
耗することになる。

(5) 樹木周辺の下刈りにおいては、樹脂製コードが樹
木に当たるとその表皮に巻き付き、これにより木皮を痛
めてしまう。ブドウなどの小木では重大な影響を与える
ことになる場合がある。

また、これらの問題を解決するために、ウレタンゴム
などの弾性材料のチップ刃を設けたもの（特開平１−６
０３０８号の公開公報）や、刃全体を合成ゴムなどで形
成したもの（特開昭６３−１２９４２５号の公開公報）
などもあるが、上記した問題をすべて解決したものでは
ない。

本発明は、従来技術の問題点をすべて解決する画期的
な刈払機等の回転刃およびそのブレードに関するもので
あり、特に耐久性・安全性に優れ、効率的で確実な刈払
い作業等を可能にすると供に、従来品に比較してランニ
ングコストを非常に低くすることができる刈払機等の回
転刃およびそのブレードを提供することを目的とするも
のである。

発明の開示 このため本発明では、駆動力により回転する刈払機等
の回転刃であって、少なくともその刃を構成するブレー
ドが、被切断物との衝突により磨耗する軟質材で形成さ
れ、該回転刃の回転面に対して縦方向に積層された、磨
耗性の異なる少なくとも２層から形成したものである。

また、少なくともその刃を構成するブレードが、被切
断物との衝突により磨耗する軟質材で形成され、該回転
刃の回転面方向に補強材を配置したものである。

これにより、被切断物と衝突して磨耗することによ
り、磨耗の速い層と、遅い層で傾斜面が形成され、ブレ
ードの断面が砥がれるが如く切れ味を増すことができる
上、補強手段等により高耐久性を維持できる。

一方軟質材であるため、金属刃の欠点を克服できる。

さらに、刈払機等の回転刃を構成するブレードであっ
て、被切断物との衝突により磨耗する軟質材で形成さ
れ、磨耗性の異なる少なくとも２層が積層して形成され
た板状としたもの、または板状の平面方向に補強材を配
置したものである。

これにより、上記回転刃と同様の効果を奏するととも
に、そのような回転刃のブレードの交換を容易にして、
作業性およびランニングコストを向上する手段として有
効である。

図面の簡単な説明 第１図は実施例１のブレードの斜視図であり、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図であり、第３図は磨耗により変
形した実施例１のブレードの斜視図であり、第４図は実
施例２の回転刃の平面図であり、第５図は実施例２の回
転刃の使用例を示す部分平面図であり、第６図は実施例
３の回転刃の平面図であり、第７図、第８図および第９
図は実施例４で示した各ブレードの特徴を示す側面断面
図または一部切り欠き斜視図であり、第１０図は実施例
５で示したブレードの平面図であり、第１１図は実施例
５で示した回転刃の平面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明においては、刈払機等の回転刃のブレードを軟
質材で板状に形成し、その軟質材は刈り払い作業などに
おける切断での被切断物との衝突により磨耗するものを
使用するが、その素材が柔らか過ぎると磨耗が早過ぎた
り、ブレード自体が破断しやすかったりする。このた
め、補強手段を講じて磨耗や破断を抑制するが、板状の
ブレードの厚さ全体にこの補強手段を用いると、ブレー
ドの先端面が平たいまたはそれに近い状態が維持される
ため、充分な切れ味を持続することが困難となる。磨耗
の速い層（以下「磨耗層」と称す）と磨耗しにくい層
（以下「耐磨耗層」と称す）とを積層して、磨耗層では
刈払い作業により磨耗して傾斜面が形成されると供に、
耐磨耗層では耐久性を維持して残存するように設けたも
のである。したがって、その断面が傾斜した磨耗量と残
存した耐磨耗層により、その断面が楔形に形成され、継
続した磨耗によりこの形状が維持され、刈り払い作業を
通じて常に砥がれた鋭いナイフの刃のような状態が保た
れ、使用中はその優れた切れ味を継続することができ
る。

ブレードの材質が軟質材であるため、強い剪断力には
弱く、これを回転刃の回転中心から単に放射状に固定し
たのでは、材質によっては容易に破断してしまう。そこ
で、本発明ではこのような破断を防止するために、回転
中において、回転中心からの法線に対し後退角を持った
状態となるようにしている。すなわち、固定する場合に
おいては材質と刃先の形状に応じて後退角を設定する、
または、取付け部分を軸として回動自在に設けることに
より、太い茎などに衝突した際に直角な衝撃を受けない
ようにしている。

コード式の回転刃はその構造上、２本が限界と言え
る。ところが、本発明の回転刃においては、ブレードの
材質または取付け構造に応じて、本数を増やすことがで
きる。当然のことながら、ブレードの数が少ないほど単
位作業あたりのブレードにかかる負荷は大きくなる。す
なわち、ブレードの数を多くするほどその耐久性を増す
ことができる。一方、ブレードの数を多くすると重量が
重くなり、駆動装置にかかる負荷が逆に大きくなる。し
たがって、使用する刈払機の駆動力に応じてブレードの
形状および数を決めると良い。

以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

実施例１ 本実施例１では、ブレードの基本構造の一例を示す。

第１図に示すように、本実施例のブレード１は全体が
硬質の合成ゴム製で、その形状が、先端の一部が欠けた
略長方形の板状である。上面部分が合成ゴム材質そのも
ので形成された上記の磨耗層１１であり、その下面部分
が補強手段を施された耐磨耗層１２である。第２図に示
すように、補強手段としてはブレードの厚さの中心より
やや下の位置に、その長手方向で埋設された合成繊維の
補強コード１３と、底面と側面とを覆ってコーティング
する布状の補強クロス１４により構成される。

したがって、最も磨耗しやすいのが磨耗層１１上部で
あり、最も磨耗しにくいのが耐磨耗層１２の底面であ
る。刈り払う草との摩擦により磨耗してその形状が変化
するが、回転の外側の方が中心側より大きく磨耗する。
すなわち、取付端１６より先端１５の方が磨耗する。

これにより第３図に示すように、刈り払い作業により
磨耗したブレード１はその形状が徐々にナイフ形状にな
り、使用時間が長くなるにつれ短くはなるものの、この
ナイフ形状を維持することができる。すなわち、使用す
るにしたがってその形状は草を切断するのに適した形状
となり、使用限界の長さになるまでその形状を維持でき
る。

尚、本実施例においては合成ゴムにより形成していた
が、これに限られるものではなく、磨耗性を有する樹脂
等で形成しても良い。

また、補強手段として合成繊維製のものを内部に埋設
していたが、これに限られるものではなく、例えば異な
る硬度の樹脂やセラミックまたは金属を張り合わせるこ
となども可能である。

本実施例１に示したようなブレードは、下記に示す
「固定式回転刃」または「振り出し式回転刃」いずれの
回転刃についても適用できるが、その最大の利点として
は次のようなものが挙げられる。

１．軟質材であるため、前記した金属刃の欠点を完全に
補うことができる。

２．補強手段を施した軟質材であり、しかも形状が板状
であるため耐久性に優れている。したがって、コード式
の回転刃の欠点を完全に補うことができる。

したがって、安全性が非常に高く、しかもランニング
コストを安くすることができる上、その形状特性により
切れ味を長期間にわたって維持することができる理想的
な回転刃のブレードと言える。

特に、刈払機に適用することにより、牧草や樹木の下
刈りは言うに及ばず、およそどのような刈り払い作業に
も対応することができる刈払機を構成できる。例えば、
樹木の表皮を傷つけずに周辺の草を確実に刈り払った
り、金網フェンスに絡みついたツタ類などを金網に影響
されること無く切断したり、目的とするものだけを刈り
払うことも可能である。

次に、ブレードの適用例を示す。

実施例２ 本実施例２においては、ブレードの取付け構造が回動
自在である、すなわち「振り出し式」の回転刃の一例を
示す。

第４図に示すように、本実施例の回転刃２は駆動装置
（図示せず）にその中心を連結して回転するものてあ
り、連結する回転体２１に上記実施例１で説明したブレ
ード１を３枚取付けるようにしたものである。

すなわち、詳述するならば、略三角状の２枚の上面円
盤２２と下面円盤２３とをボルト２４により間隙を持っ
て固定し、各取付突起部２７に軸支軸２５をそれぞれ設
け、これにブレード１を取りつけるものである。ブレー
ド１の取付端１６には、金属製の取付け金具（図示せ
ず）が固定され、この取付け金具に穿設された取付け穴
を軸支軸２５にはめ込んでから各円盤を固定することに
より、ブレード１は回動自在になる。

尚、上面円盤２２には、各軸支軸２５より外側に突出
した補助刃２６が形成されている。この機能については
後述する。

次に、実施例の回転刃２による刈り払い作業について
説明する。上記したように、使用につれブレード１の切
れ味は向上して維持されるが、本実施例の回転刃２の最
大特徴としては、刈り払うものの硬さ等によりその取付
け角度を変化させることにある。

すなわち、第５図（ａ）に示すように、細く柔らかい
草に対しては遠心力が優先するため僅かの後退角を持っ
て回転し、大きな刈取幅により効率の良い刈り払い作業
を実現できる。

第５図（ｂ）に示すように、比較的硬い茎などに当た
る場合は、僅かに押されて後退角が大きくなる。したが
って、この茎をブレード１の刃渡り全体で引き切るよう
にして切断するため、ブレード１に無理な力がかかるこ
とはない。

第５図（ｃ）に示すように、このような茎が硬すぎて
ブレード１により切断できなかった場合は、ブレード１
はその破断を避けるために完全に茎を回避できるまで後
退するが、あえてこのような茎を切断する場合は回転体
２１を移動させて補助刃２６により切断することができ
る。したがって、補助刃２６は軟質材の切断限界を補う
手段として非常に有効である。

ちなみに本実施例２の回転体２１は、第４図に示すよ
うにブレード１を取付ける取付突起部２７が中心側の内
周縁２８から突出しており、この内周縁２８は回転体２
１の回転軸を中心とする円弧形状である。したがって、
回転体２１が回転することによりその周囲には形状に沿
ったエアロダイナミック的な気流Ｆが生じ、この気流Ｆ
によりブレード１は安定した角度を保持して回転する。
気流Ｆは最終的に取付突起部２７に沿うように流れるた
め、ブレード１はこの取付突起部２７の形状の延長線上
にならって、回転体２１の回転軸からの法線に対して後
退角をもった位置で安定する。

また、この安定した角度は異音や振動の防止手段とし
ても有効である。

実施例３ 実施例３においては、ブレードを固定式で取付ける回
転刃について説明する。

第６図に示すように、本実施例の回転刃３は、上記実
施例１で説明したブレード１を４枚、回転体３１に固定
するように設けたものである。この回転体３１は、取付
突起部３３が略方形位置に突出して形成された金属製円
盤３２であり、この取付突起部３３に取付金具３５と取
付けボルト３６により固定するものである。

前述したように、ブレード１を取付けるにあたって
は、回転中心からの法線Ｒに対し、回転方向と反対側に
角度を持って取り付けられている。すなわち後退角θを
持って取付けることにより、刈り払うものとの衝撃によ
るブレード１への剪断力を小さくすることができる。

また、内側と外側の回転速度の違いによりその磨耗レ
ートが異なり、外側にかけて多く磨耗するため、その形
状が取付け角度により安定して刃物状となる。

この後退角θとしては、ブレードの材質や大きさによ
るが、概して５度から６０度程度が適用され、本実施例
のように繊維質材質による強固な補強手段、特に引張り
強度および剪断強度に強いものにあっては、１０度から
４５度程度が好適である。また、この後退角は直線によ
って形成されるものに限らず湾曲面により形成されたも
のでも良い。

実施例４ 本実施例４では、実施例１で示した以外のブレードの
形態について、その断面構造を説明する。

たとえば、第７図（ａ）に示すように、ブレード４に
補強手段４０をその中間層４１に設ける。これにより、
第７図（ｂ）に示すように、刈り払い作業で磨耗するに
したがってブレード４の上下面層４２、４３は早いレー
トで磨耗するが、中間層４１は残存し、両面が砥がれた
状態となる。

また、強度が異なる２種類の樹脂により一体成形する
こともでき、例えば第８図に示すように、ブレード５の
上面層５１を硬質樹脂とし、下面層５２をそれより柔ら
かい軟質樹脂とする。また、形成当初からその断面形状
を楔形として、磨耗によりこの形状が保たれるようにし
ている。

さらに、補強手段として細い針金製の網を使用するこ
とも有効である。すなわち、第９図（ａ）に示すよう
に、針金でできた金属網６０をブレード６の中間層部分
に埋設する。これにより刈り払い作業をすると、このブ
レード６は磨耗して、上記第７図（ｂ）に示した例と同
様に両面が砥がれた状態となるが、第９図（ｂ）に示す
ように金属網６０の先端６０ａが磨耗しきらずに僅かに
残存する。これにより刃の切断面には先端６０ａが連続
して突起した状態となり、鋸状の刃を形成することにな
る。このような鋸刃は樹木等が無いものの、太い茎など
の生茂ったブッシュなどを刈り払う際に、強力な切断力
を持って威力を発揮することができる。

実施例５ 本実施例５においては、ブレードを含む回転刃の他の
平面形状について説明する。

上記各実施例においては、ブレードの平面形状を細長
い平板形状としていたが、これに限られるものではな
い。

例えば、第１０図に示すように、ブレード７を刃幅の
大きい略三角形状として、その切断面７１を湾曲して形
成し、この切断面７１が上記した後退角に相当するよう
に回転体７０に取付けることができる。

実施例６ 本実施例６においては、ブレードのみを補強手段を施
した軟質材で形成するのではなく、回転刃全体を軟質材
で一体形成するものを示す。

第１１図に示すように、回転刃８を実施例１または実
施例４で示したような補強手段または、それ以外の補強
手段を施した軟質材で形成する。さらに駆動部への連結
のために補強板８１を中心部に設ける。

切れ味、耐久性並びに安全性などは、ブレードのもの
と同様であるが、この一体形成の利点としては、形成の
容易性、および交換の容易性があげられる。

実施例７ 上記各実施例においては、回転刃にブレードを適用し
たものを説明していたが、ベルト状のものにブレードを
多数取付け、いわゆる無限軌道式の刈払機を構成するこ
とも可能である（図示せず）。これにより、例えば自走
式の大型刈払機であって、大きな刈払い幅を有する高作
業効率のものを構成することができる。

本発明では以上のように構成したので、次に示す特徴
の刈払機を構成できる。

（１）刈り払い作業によるブレードの磨耗を利用し、安
定した切れ味を持続できる刃を有する。

（２）金属刃の欠点を完全に克服し、安全な刈り払い作
業ができる。

（３）耐久性が高いことから、従来の回転刃に比較する
とランニングコストが非常に安く済む。

（４）樹木の下刈りなどにおいても、樹木の表皮に傷を
つける心配が無い。

（５）ブレードの回転面が地面に対し略平行になるよう
にして運用されることから、従来の金属刃またはコード
式に比し切断面の幅が非常に広くなり、これらと比較す
ると作業効率が非常に高くなる。

産業の利用可能性 以上のように、本発明にかかる刈払機用の刃およびその
ブレードは、自走式の大型刈り払い装置から肩掛け式の
小型の刈払機に至るまで、様々な刈払機に適用でき、刈
り払い作業をする場所の条件に応じて、最も適切な使用
形態を選択することにより、安全でしかも効率的な刈り
払い作業をすることができる。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力により回転する刈払機等の回転刃
   であって、少なくともその刃を構成するブレードが、被
   切断物との衝突により磨耗する軟質材で形成され、該回
   転刃の回転面に対して縦方向に積層された、磨耗性の異
   なる少なくとも２層から形成されることを特徴とする回
   転刃。
2. 【請求項２】 刈払機等の回転刃を構成するブレードで
   あって、被切断物との衝突により磨耗する軟質材で形成
   され、磨耗性の異なる少なくとも２層が積層して形成さ
   れた板状であることを特徴とする回転刃のブレード。
3. 【請求項３】 駆動力により回転する刈払機等の回転刃
   であって、少なくともその刃を構成するブレードが、被
   切断物との衝突により磨耗する軟質材で形成され、該回
   転刃の回転面方向に補強材が配置され、該補強材が配置
   された補強層よりも、耐磨耗性が高い被覆層を上面また
   は底面に有することを特徴とする回転刃。
4. 【請求項４】 刈払機等の回転刃を構成するブレードで
   あって、被切断物との衝突により磨耗する軟質材で形成
   された板状であり、該板状の平面方向に補強材が配置さ
   れ、該補強材が配置された補強層よりも、耐磨耗性が高
   い被覆層を上面または底面に有することを特徴とする回
   転刃のブレード。
5. 【請求項５】 回転体と、該回転体の外周部に取付けら
   れたブレードとからなり、前記回転体に該ブレードの取
   付端が軸支され、回転自在に取付けられていることを特
   徴とする請求項１または３記載の回転刃。
6. 【請求項６】 ブレードの切断面が、回転刃の回転中心
   からの法線に対し、回転方向と反対側に後退角を有する
   ように形成されたことを特徴とする請求項１または３記
   載の回転刃。
7. 【請求項７】 後退角が５度から４５度であることを特
   徴とする請求項６記載の回転刃。