JP4134085B2 - 芝刈機 - Google Patents

Description

本発明は、刈り芝を搬送風とともに刈り芝搬送通路を経由させグラスバッグに搬送し、このグラスバッグからカッタデッキに向けて形成した空気戻し通路を経由させ空気のみをカッタデッキ内に戻す排気循環式の芝刈機に関する。

芝刈機として、カッタブレードで芝草面を刈り、刈った刈草をカッタブレードで発生させる搬送風とともに刈草搬送通路からグラスバッグに搬送し、このグラスバッグから排風のみを排風戻し通路からカッタハウジングに戻すようにしたものが知られている。

このような芝刈機として、グラスバッグからカッタハウジングの上部に排風を戻すようにして、騒音の低減や埃の低減を図ろうとするものがある。例えば、特許文献１，２参照。）。
実開昭６３−６６４２３号公報（第２頁、第１図） 実開昭６３−７１６２２号公報（第１頁、第１図）

特許文献１は、同公報の第１図によれば、刈刃ケーシングの外方から内方に空気を吸引することで空気流を発生させ、この空気流によって刈刃９で刈り取った刈草をキャッチャーに排出し、このキャッチャーから刈刃ケーシングに空気を排気循環させるようにしたものである。
特許文献２は、同公報の第１図によれば、刈取部の排草口に集草バックの取入口を刈草搬送路で繋ぎ、集草バックに刈取部５を送風路Ｂで繋ぐことで、空気循環路を形成したものである。

しかし、特許文献１の草刈機の粉塵飛散防止構造では、空気を刈刃ケーシングの中央に戻すようにしたものであり、刈刃ケーシングの中央部は刈刃を回転させる駆動部が位置するので、この駆動部を迂回させたり若しくは空気のもれを止める必要も生じ、構造が複雑になることもある。
また、特許文献２の草刈機における集草装置では、空気を刈取部の後方に戻すようにしたものであり、刈取部の後方に戻すときに空気を直角に曲げる必要があるため圧力損失があり、好ましいことではない。また、特許文献２の草刈機における集草装置では、外部へ空気を放出する構造であるので、騒音が大きくホコリも放出される。

すなわち、空気をカッタデッキに戻すための圧力差を十分に生じさせることができるとともに圧力損失を低減することのできる芝刈機が望まれる。

本発明は、空気のもれを止める必要も生じ圧力差を発生しにくい点を解決し、空気をカッタデッキに戻すための圧力差を十分に生じさせることができる芝刈機を提供するとともに、空気を直角に曲げる必要があるため圧力損失が生ずる点を解決し、圧力損失を低減することのできる芝刈機を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、カッタデッキに内在するカッタブレードを駆動源にて回転させることで芝を刈り、この刈り芝を搬送風とともに刈り芝搬送通路を経由させてグラスバッグに搬送し、このグラスバッグに刈り芝を収集するとともにグラスバッグから空気戻し通路を経由させ空気のみをカッタデッキに戻す形式の芝刈機において、空気戻し通路を、カッタデッキ内の上面に形成し、空気戻し通路のカッタデッキ側開口を、カッタブレードに一体的に形成されたエアリフト部の回転範囲に臨ませ、カッタブレードの回転で旋回風を発生させ、この旋回風でエアリフト部の下面に負圧を発生させ、この負圧を利用してカッタデッキ側開口からカッタデッキに戻りの空気を引き込むようにしたものであり、空気戻し通路のグラスバッグ側開口を、グラスバッグ内上部に設けるとともに、上方に向けて開口させたことを特徴とする。

カッタデッキにグラスバックの空気を戻すためにはグラスバックとカッタデッキとの間に有効な圧力差が必要である。
そこで、空気戻し通路をカッタデッキ内の上面に形成し、空気戻し通路のカッタデッキ側開口をカッタブレードに一体的に形成されたエアリフト部の回転範囲に臨ませ、カッタブレードの回転で旋回風を発生させ、この旋回風でエアリフト部の下面に負圧を発生させ、この負圧を利用してカッタデッキ側開口からカッタデッキに戻りの空気を引き込むようにすることで、カッタブレードの回転で起こる旋回流を利用してカッタデッキ側開口からカッタデッキに戻りの空気を引き込む。これをもって、グラスバッグからカッタデッキに向けて能率的な排気循環をさせる。この結果、芝刈機の騒音の低減及び塵埃の抑制を図ることができる。

また、搬送風は軽く、刈り芝は空気よりも重い。そこで、空気戻し通路のグラスバッグ側開口を、グラスバッグ内上部に設けるとともに、上方に向けて開口させることで、刈り芝と搬送風とを分離を容易にできるようにする。

請求項１に係る発明では、空気戻し通路を、カッタデッキ内の上面に形成し、空気戻し通路のカッタデッキ側開口を、カッタブレードのエアリフト部の回転範囲に臨ませ、カッタブレードの回転で旋回風を発生させ、この旋回風でエアリフト部の下面に負圧を発生させ、この負圧を利用してカッタデッキ側開口からカッタデッキに戻りの空気を引き込むようにしたので、カッタブレードの回転で起こる旋回流を利用してカッタデッキ側開口からカッタデッキに戻りの空気を引き込むことができ、グラスバッグからカッタデッキに向けて能率的な排気循環をさせることができる。この結果、芝刈機の騒音の低減及び塵埃の抑制を図ることができる。

また、空気戻し通路のグラスバッグ側開口を、グラスバッグ内上部に設けるとともに、上方に向けて開口させたので、刈り芝と搬送風とを容易に分離することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。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、Ｌは左側、Ｒは右側を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。

図１は本発明に係る芝刈機の斜視図であり、１０は芝刈機、１１は機体、１２はカッタデッキ、１３は駆動源としてのエンジン、１４はカッタブレード、１５は前輪、１６は前高さ調整機構、１７は後輪、１８は後高さ調整機構、２２はハンドル、２３はグラスカバー、２４はグラスバッグ、２５はカッタレバー、２６は変速レバー、２７はヘッドカバー、２８はカッタブレードの回転軸を示す。すなわち、芝刈機１０は、エンジン１３でカッタブレード１４を回転させるとともに後輪１５を駆動するようにした自走式の芝刈機である。
また、本発明に係る芝刈機１０は、後述するように、刈り草をグラスバッグに搬送した後にグラスバッグ２４内の空気をカッタデッキ１２に戻す排気循環式の芝刈機でもあり、以下、その詳細を説明する。

図２は図１の２−２線断面図であり、芝刈機１０の正面断面を示す。
カッタデッキ１２は、カッタブレード１４の回転を許容するとともにカッタブレード１４を囲むスクロール部３１と、このスクロール部３１から延出することで刈り芝を搬送風とともにグラスバッグ２４に搬送する刈り芝搬送通路３２と、搬送した刈り芝のみをグラスバッグ２４に残して空気のみをカッタデッキ１２に戻す空気戻し通路３３と、を備える。

スクロール部３１は、カッタブレード１４で芝草を刈り、刈り芝をグラスバッグ２４へ送るための囲いである。
刈り芝搬送通路３２は、スクロール部３１の機体１１後方に形成するとともに機体１１の一方側に形成する。
空気戻し通路３３は、カッタデッキ側開口３５・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）及びグラスバッグ側開口３６を備える。カッタデッキ側開口３５・・・は、カッタデッキ１２のスクロール部３１の上部に形成するとともにカッタブレードのエアリフト部３９，３９の回転範囲に臨ませた。グラスバッグ側開口３６は上方に向けて形成した。

芝刈機１０は、空気戻し通路３３のグラスバッグ側開口３６を、上方に向けて開口させたものと言える。空気は軽く、刈り芝は空気よりも重い。そこで、空気戻し通路３３のグラスバッグ側開口３６を上方に向けて開口させることで、刈り芝と空気との分離をしやすくする。

カッタブレード１４は、回転方向に対して前側に位置する部位に刃部３８，３８（一方不図示）を備え、これらの刃部３８，３８から回転方向に対して後側に位置する部位にかけて上方へ湾曲させたエアリフト部３９，３９を形成した。
すなわち、カッタブレード１４を回転させることで、エアリフト部３９，３９の下面に生ずる負圧で地表の芝草を立上げ、刃部３８，３８で芝草を刈り取り、刈り取った刈り芝をエアリフト部３９，３９の上面でヒットし、カッタブレード１４の回転で起きる旋回流に載せ、搬送風とともに刈り芝をグラスバッグ２４に送る。

グラスバッグ２４は、通気性を抑えた本体部４１に通風隔壁部４２を形成し、本体部４１を上下に仕切ることで、本体部４１に上室４３及び下室４４を形成したものである。さらに、上室４３に空気戻し通路３３のグラスバッグ側開口３６を接続し、下室４４に刈り芝搬送通路３２の出口側を接続する。
通風隔壁部４２は、空気と刈り芝を分離可能なフィールタであり、下室４４に刈り芝を集め、上室４３に空気のみを通過させる部材である。

すなわち、芝刈機１０は、グラスバッグ２４に、刈り芝搬送通路３２と空気戻し通路３３とを仕切る通風隔壁部４２を形成することで上下２室に分離し、上室４３に空気戻し通路３３を接続し、下室４４に刈り芝搬送通路３２を接続したものであると言える。
刈り芝は空気よりも重い。そこで、グラスバッグ２４に、刈り芝搬送通路３２と空気戻し通路３３とを仕切る通風隔壁部４２を形成することで上下２室に分離し、上室４３に空気戻し通路３３を接続し、下室４４に刈り芝搬送通路３２を接続することで、刈り芝と空気とを完全に分けることができる。これにより、刈り芝を取り除いた空気のみをカッタデッキ１２に戻すことができる。

図３は図１の３矢視図であり、芝刈機１０の下面を示す。
空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５・・・は、カッタブレード１４のエアリフト部３９，３９の回転範囲に臨ませたことを示す。また、カッタブレードは、刃部３８，３８を前にして回転する。従って、カッタブレード１４の回転方向は、白抜き矢印ａのように反時計廻りである。すなわち、カッタデッキ側開口３５・・・から噴出する空気の流れをカッタデッキ１２内の旋回流に倣わせた。さらに、カッタデッキ側開口３５・・・を、回転軸２８を通る機体中心線Ｃを挟んで刈り芝搬送通路３２の逆側に配置した。

図４は本発明に係る芝刈機のカッタデッキ部分の斜視図であり、芝刈機１０を裏返した状態を示す。
芝刈機１０は、カッタデッキ１２に内在するカッタブレード１４を図１に示すエンジン１３（駆動源）にて回転させることで芝を刈り、この刈り芝を搬送風とともに刈り芝搬送通路３２を経由させてグラスバッグ２４（図１参照）に搬送し、このグラスバッグ２４に刈り芝を収集するとともにグラスバッグ２４から空気戻し通路３３を経由させ空気のみをカッタデッキ１２に戻す形式の芝刈機において、空気戻し通路３３を、カッタデッキ１２内の上面に形成し、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５・・・を、カッタブレード１４のエアリフト部３９，３９の回転範囲に臨ませたものであると言える。

図５は図１の５−５線断面であり、空気戻し通路３３の正面断面を示す。
カッタデッキ１２にグラスバック２４（図１参照）内の空気を効率よく戻すためにはグラスバック２４とカッタデッキ１２との間に有効な圧力差が必要である。
そこで、空気戻し通路３３をカッタデッキ１２内の上面に形成し、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５をカッタブレード１４のエアリフト部３９の回転範囲に臨ませることで、カッタブレード１４の回転で起こる旋回流で発生する負圧を利用してカッタデッキ側開口３５からカッタデッキ１２に戻りの空気を引き込む。これをもって、グラスバッグ２４（図１参照）からカッタデッキ１２に向けて能率的な排気循環をさせることができる。この結果、芝刈機１０（図１参照）の騒音の低減及び塵埃の抑制を図ることができる。
また、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５をカッタブレード１４のエアリフト部３９の回転範囲に臨ませることで、カッタデッキ１２の中央部に空気を戻す場合に比べ、排気循環のための構造を簡単にすることができる。

図６は図５の６−６線矢視図であり、カッタデッキ側開口３５からカッタデッキ１２に戻りの空気の引き込みの様子を示す。
カッタブレード１４を矢印ａのように回転させる。カッタブレード１４の回転でカッタデッキ１２内では矢印ｂ，ｂのように旋回流が発生する。この旋回流でベンチェリ管のように、カッタブレード側開口３５からカッタデッキ１２に矢印ｃの如く空気を引き込む作用が働く。
なお、Ｐ３は、カッタブレード１４を回転させることで、エアリフト部３９の下面に生ずる負圧ゾーンを示す。

カッタデッキ１２内の旋回流で負圧が生ずる理由は以下の通りである。
一定の速度を持つ旋回流に対し、平行した開口部（カッタデッキ側開口３５）を設けると霧吹き（又はベンチェリ管）のように旋回流に引き寄せられ、この理由により開口部（カッタデッキ側開口３５）に負圧が発生する。
また、「一定の速度を持つ旋回流に対し、平行した開口部は固定された状態」にあるが、この関係は、「旋回流を固定したものてみなし、開口部を旋回流と逆方向へ回転させた状態」と同じであるとも言える。この状態は、「回転中のカッタブレード１４のエアリフト部３９下面の状態（負圧ゾーンＰ３を生ずる）」に極めて近い。
以上から、旋回流に対して固定された開口部（カッタデッキ側開口３５）に大きな負圧が生ずることになる。

以上に述べた芝刈機１０の作用を次に説明する。
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る芝刈機の作用説明図であり、（ａ）は芝刈機１０の正面断面を示し、（ｂ）は芝刈機１０の下面を示す。
（ａ）において、芝刈りのメカニズムを考察すると、先ず、カッタブレード１４を回転させることで、エアリフト部３９，３９の下面に負圧（図６に示す負圧ゾーンＰ３）を生じさせる。この負圧で地表の芝草を立上げ、刃部３８，３８（一方不図示）で芝草を刈り取り、刈り取った刈り芝Ｇをエアリフト部３９，３９の上面でヒットし、カッタブレード１４の回転で起きる旋回流に載せ、搬送風とともに刈り芝Ｇをグラスバッグ２４に送る。

ところで、グラスバッグ２４内では搬送風で常に正圧となり、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５・・・の近傍では旋回流で負圧となる。ここで、グラスバッグ２４内の圧力をＰ１、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５・・・の近傍圧力をＰ２とすれば、Ｐ１＞Ｐ２となり能率的な排気循環をさせることができる。

上記排気循環を順を追って整理すると、カッタブレード１４の回転で起きる旋回流で、刈り芝Ｇを搬送風とともに刈り芝搬送通路３２からグラスバッグ２４の下室４４に矢印１の如く送り、刈り芝Ｇをグラスバッグ２４の下室４４に矢印２の如く堆積させ、通風隔壁部４２で塵や埃を取除いた空気を下室４４から上室４３に矢印３の如く送り、グラスバッグ２４の上室４３から矢印４の如く空気戻し通路３３に空気を戻し、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５・・・から矢印５の如くカッタデッキ１２内に空気を戻す。すなわち、矢印１〜５の如く空気を循環させることで芝刈り作業時の騒音や塵埃を低減させる。この結果、作業者の保護や周辺環境の保全を図ることができる。

（ｂ）において、カッタブレード１４を回転させることで矢印６に示す旋回流を起こし、刈り芝搬送通路３２からグラスバッグ２４に矢印７で示す搬送風とともに刈り芝を矢印７の如く送り、空気戻し通路３３のカッタデッキ側開口３５・・・から矢印８・・・で示す戻りの空気をカッタデッキ１２内に引き込むようにしたことを示す。

すなわち、芝刈機１０は、カッタデッキ側開口３５・・・を、これらの開口３５・・・から噴出する空気がカッタデッキ１２内の空気の流れ（旋回流）に倣わせる方向に指向させたものであると言える。
カッタデッキ側開口３５・・・を、これらの開口３５・・・から噴出する空気がカッタデッキ１２内の空気の流れに倣わせる方向に指向させることで、カッタデッキ１２内に発生する空気の流れに逆らうことはない。この結果、カッタデッキ１２内の円滑な空気の流れの実現を図ることができる。

また、芝刈機１０は、カッタデッキ側開口３５・・・を、カッタブレード１４の回転軸２８を挟んで刈り芝搬送通路３２の逆側に配置したものであるとも言える。
カッタデッキ側開口３５・・・を、カッタブレード１４の回転軸２８を挟んで刈り芝搬送通路３２の逆側に配置することで、空気戻し通路３３の急激な方向変換を回避する。この結果、空気戻し通路３３の圧力損失の低減を図ることができる。

図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る芝刈機の別実施例のカッタデッキ側開口の側面断面図である。
（ａ）において、カッタデッキ側開口５１は、空気戻し通路３３側に切り起こして形成した開口で、カッタデッキ１２側に開口を突出させないように形成した。この結果、カッタデッキ１２側のスペース効率の改善を図ることができる。なお、Ａ１はカッタブレード１４の回転方向、Ａ２は旋回流、Ａ３は戻り空気の流れを示す。

（ｂ）において、カッタデッキ側開口５２は、開口前端５２ａを上方に切り起こし、開口後端５２ｂを下方に切り起こした開口である。なお、Ｂ１はカッタブレード１４の回転方向、Ｂ２は旋回流、Ｂ３は戻り空気の流れを示す。

（ｃ）において、カッタデッキ側開口５３は、開口の中点から前側を下方に切り起こた前開口５３ａと、開口の中点から後側を上方に切り起こした後開口５３ｂとの２つの開口から構成した。なお、Ｃ１はカッタブレード１４の回転方向、Ｃ２は旋回流、Ｃ３は戻り空気の流れを示す。

尚、実施の形態では図４に示すように、下面視で機体中心線Ｃの左に空気戻し通路３３を配置し、機体中心線Ｃの右に刈り芝搬送通路３２を配置したが、この配置に限るものではなく、刈り芝搬送通路３２及び空気戻し通路３３を左右逆に配置したものであってもよい。

本発明に係る芝刈機は、動力源の動力を後輪に伝達する自走式の芝刈機に採用するのに好適である。

本発明に係る芝刈機の斜視図である。 図１の２−２線断面図である。 図１の３矢視図である。 本発明に係る芝刈機のカッタデッキ部分の斜視図である。 図１の５−５線断面である。 図５の６−６線矢視図である。 本発明に係る芝刈機の作用説明図である。 本発明に係る芝刈機の別実施例のカッタデッキ側開口の側面断面図である。

符号の説明

１０…芝刈機、１１…機体、１２…カッタデッキ、１３…駆動源（エンジン）、１４…カッタブレード、２４…グラスバッグ、２８…回転軸、３２…刈り芝搬送通路、３３…空気戻し通路、３５…カッタデッキ側開口、３６…グラスバッグ側開口、３９…エアリフト部、４２…通風隔壁部、４３…上室、４４…下室、Ｇ…刈り芝。

Claims (1)

1. カッタデッキに内在するカッタブレードを駆動源にて回転させることで芝を刈り、この刈り芝を搬送風とともに刈り芝搬送通路を経由させてグラスバッグに搬送し、このグラスバッグに刈り芝を収集するとともに前記グラスバッグから空気戻し通路を経由させ空気のみをカッタデッキに戻す形式の芝刈機において、
   前記空気戻し通路を、前記カッタデッキ内の上面に形成し、前記空気戻し通路のカッタデッキ側開口を、前記カッタブレードに一体的に形成されたエアリフト部の回転範囲に臨ませ、前記カッタブレードの回転で旋回風を発生させ、この旋回風で前記エアリフト部の下面に負圧を発生させ、この負圧を利用して前記カッタデッキ側開口から前記カッタデッキに戻りの空気を引き込むようにしたものであり、
   前記空気戻し通路のグラスバッグ側開口を、グラスバッグ内上部に設けるとともに、上方に向けて開口させたことを特徴とする芝刈機。

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