JP4632071B2 - 刈払機 - Google Patents

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    • A01D34/835Mowers; Mowing apparatus of harvesters specially adapted for particular purposes
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Description

本発明は刈払機に関する。
一般に肩掛式刈払機と呼ばれる作業者が肩に吊り下げて作業をする形式の自在刈払機は、前端に刈刃装置後端に原動機を備えた杆状のフレームパイプの内部に原動機の回転力を刈刃装置に伝える駆動軸が貫いており、フレームパイプの本体重心付近に吊具、及び吊具の前方に操作桿としてU字ハンドルが固定具を介して設けられ、作業者は肩掛バンドに吊具を接続しU字ハンドルの両端を持ち刈払装置を左右に振ることで刈払い作業をする。
また、肩掛式刈払機には、U字ハンドルに代えてループハンドルが設けられる場合があり、該ループハンドル及びフレームパイプに被着したグリップを持ち操作桿とする。
また、一般に一本桿と呼ばれる肩掛式刈払機は、グリップをフレームパイプの2箇所に被着し、該フレームパイプを操作桿とする
一般に背負い式刈払機と呼ばれる自在刈払機は、前端に刈刃装置を備え作業者に背負われた原動機部に連結されたフレクシブルチューブに内包されたフレクシブルシャフトが該フレクシブルチューブに連結されたフレームパイプに内包された駆動軸に連結されて原動機の回転力を刈刃装置に伝える。一般的に背負い式自在刈払機においてはループハンドル及びフレームパイプに被着したグリップを持ちこれを操作桿として刈払装置を前後左右に動かすことで刈払い作業をする。
従来、上述の自在刈払機は、金属製回転刃を高速回転させて対象物である草などに当て刈り取る形式のものがひろく用いられていた。
しかし、金属製回転刃が高速回転するため作業者や作業範囲内にある人や生物を傷つける場合があり、太い木や木製品に当たった場合にはキックバックとよばれる現象により作業者や周囲の者が重傷を負う危険があった。
また金属製回転刃を用いた刈払機は、作業中に草むらに隠れた石、コンクリート、金属製品、ガラスなどの硬いものに金属製回転刃が当たった場合や花壇、縁石、ガードレール等の付近の作業の場合に金属製回転刃が当たった場合にその刃先や刈刃本体が損傷することがあった。
さらに金属製回転刃を用いた刈払機は、金属製回転刃が地面に接触した場合の反力やジャイロ効果を生じる高速の回転体が刈払機の先端部に配置されるための刈刃部の操作の不安定要素によって、花壇等の植え込みでは傷つけてはいけない植物を過って切断するなどの損害を与える場合もあった。
そこで最近では、上述した問題を解消する回転刃として、合成樹脂製等様々な素材のカッターコードが開発され、金属やプラスチックからなるハウジング回転体に1本又は複数本のカッターコードを取り付け、これを高速回転させて草などの植物を粉砕するように刈り取る。
近年では、上記のカッターコードが摩耗し短くなった場合、自動に引き出される機能を持つナイロンコード型刈払機(特開平7−274656)やロータリーカッタ(特開平6−335312)等が紹介され一般に普及している。
特許第3527715号公報 特開2009−95265号公報 実開昭61−167715号公報 特開平9−47128号公報 実開平2−107930号公報 特開平10−150825号公報 実開昭62−107623号公報 登録実用新案3121890号 実開平3−92919号公報 特開2002−78410号公報 特開2002−34315号公報 実開昭64−20137号公報 特開平9−37号公報
特許文献1の刈払機は刈払機の重心から離れた位置にある先端の刈刃部が加重されるため作業者に負担となり作業性に影響を与える。また、原動機等をオフセットして作業性の向上を図ることは特許文献2及び3で紹介されているが、原動機等をオフセットすることにより原動機の出力のロスとコストの上昇を招く恐れがある。
特許文献4乃至6は、肩掛式刈払機において作業者の動きに対し運動自由度の制限を低減するように操作桿(U字ハンドル)の形状を改善している。しかし、従来の肩掛式刈払機の作業方法を踏襲するもので、作業性の大幅な改善は期待できないと思われる。
特許文献7は刈払機を握るグリップの他に腕や肘をあてがう操作器具を紹介しているが、腕及び肘を被包するため作業の自由度に影響を及ぼす恐れがある。
特許文献8及び9は刈払機の操作桿のグリップの様々な形状が紹介されている。しかし、従来の肩掛式刈払機の作業方法を踏襲するもので、作業性の大幅な改善は期待できないと思われる。
特許文献10乃至13は操作桿の様々な形状が紹介されている。本発明は、いずれの形状からも示唆されていない独自のものである。
上述した従来の自在刈払機において、カッターコードを刈刃に用いた場合には以下の課題があった。
カッターコードは草などを粉砕するように刈り取るため、金属製回転刃を用いた場合に比べ草の密度が上がると、過負荷になり作業性が著しく低下し作業者の疲労度が大きく、刈払機のクラッチ等の機体にも損傷を及ぼすことがあった。
また、カッターコードを取り付けた回転体(ハウジング)が地面に対し強く傾いて作業された場合、カッターコードの磨耗が著しく進み、該回転体(ハウジング)の側面が地面に当たった場合、カッターコードが根元から切断される場合があった。
本発明は、自在刈払機において作業量に対する作業者の疲労を軽減するため、刈払機の原動機のエネルギーをより高い効率で刈取り作業に変換すること、また金属製回転刃に比べ安全性に優れたカッターコードを用いた場合のカッターコードの不要な切断や著しい磨耗のない刈払い作業を実現させる簡単で低コストの器具を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明では、フレームパイプ3の前端に刈刃装置1後端に原動機2を備え、該フレームパイプの内部には該原動機の回転力を該刈刃装置に伝える駆動軸を有し、操作桿4は固定具5によって該フレームパイプに結合され、該固定具と該原動機の間の位置に吊具6を設け、該吊具を用いて懸吊する肩掛けベルト8からなる刈払機において、該操作桿の右側及び左側は該固定具よりそれぞれ左右に延びた後、上方向きに屈曲し垂直から15度前方向きで垂直から30度該フレームパイプから離れる方向に延び右前グリップ部11R及び左前グリップ部11Lとする後、後方向きに屈曲して略水平から15度下方に向きで15度から45度該フレームパイプに離れる方向の該原動機側に延び右水平グリップ部12R及び左水平グリップ部12Lとする後、下方向きに屈曲して垂直から15度該パイプフレームに近づく向きで垂直から45度後方に延びて右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lとする形状を有することを特徴とする。
請求項2に係る発明では、請求項1に記載の刈払機において、操作桿4の右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lよりそれぞれ前方向きに屈曲し水平から15度上方向きで15度から45度該フレームパイプに近づく方向の前方に延び右下水平グリップ部14R及び左下水平グリップ部14Lとする形状を有することを特徴とする。
従来の技術においては、刈刃装置1の回転体の方向が上から見て左回転の場合、作業者は刈払機を体の右側に吊るし作業をする。これは、作業者の利き腕が右手の場合が多いためと思われる。
しかし、本発明の請求項1及び2においては、フレームパイプ3を作業者の体の左側に位置させ作業することを推奨する。
その理由は、長尺物の先端部に高速回転をする刈刃装置1がある自在刈払機は、高速回転するカッターコード9の作用対して刈払われる対象物から受ける反力(刈刃装置1の回転するカッターコード9の作用に対する草等の反作用)の受ける位置と方向である反作用のベクトルが刈払機の性能に大きな影響を与える。
従来の技術の刈払機は、刈刃装置1の回転の方向が上から見て左回転であって作業者が刈払機を体の右側に吊るし作業をする場合、作業者は刈刃装置1を右から左に振って作業をする、このため刈取りの対象に衝打する回転するカッターコード9の位置は時計の文字盤に譬えた表現で先端を12時とすると9時30分から11時30分の位置であり、反作用のベクトルは刈払機の回転するカッターコード9左側先端近傍位置から略右上方向である。
しかし、本発明のように刈刃装置1の回転の方向が上から見て左回転であって作業者が刈払機を体の左側に吊るし作業をする場合、作業者は刈刃装置1を右から左に振って作業をする、このため刈取りの対象に衝打する高速回転するカッターコード9の位置は時計の文字盤に譬えた表現で先端を12時とすると7時30分から9時30分の位置であり、反作用のベクトルは刈払機の回転するカッターコード9の略左下側位置から略前方向である。
上述から従来の技術の刈払機が、刈払機の高速回転するカッターコード9の左側先端近傍位置から略右上方向である反作用のベクトルを受けると、長尺物の先端部に刈刃装置1があるためフレームパイプ3は先端に左から右へ略横方向の力を受ける。このため作業者が先端部を安定的に操作することが難しく、フレームパイプ3には振動が発生し、これらによって原動機2の出力にエネルギーロスが生じ原動機2の出力が刈払作業に十分に伝わらない。
一方、本発明の刈払機は反作用のベクトルが刈払機の回転するカッターコード9の略左下側位置から略前向きであるのでフレームパイプ3に平行に近い向きの力のであるため作業者が先端部を安定的に操作することが可能であり、フレームパイプ3の剛性が高い向きであるため振動は弱く、従来の技術の刈払機に比べ原動機2の出力のエネルギーロスは少ない。
また前述のように、本発明の刈払機は刈取りの対象に衝打する回転するカッターコード9の位置は時計の文字盤に譬えた表現で、先端を12時とすると7時30分から9時30分の位置である、高速回転するカッターコード9又はハウジング回転体8がこの位置で地面又は草等に擦過し、刈り取った草の排出の方向が4時から6時にあると、刈払機の先端部には原動機2側から見て右から左へ向かう駆動力が生じる。この駆動力を利用することで、作業者は刈刃装置1を右から左に振って作業をするための筋力の負担を軽減することができる。
一方、従来の技術の刈払機は刈取りの対象に衝打する回転するカッターコード9の位置は時計の文字盤に譬えた表現で、先端を12時とすると9時30分から11時30分の位置であり、高速回転するカッターコード9又はハウジング回転体8がこの位置で地面又は草等に擦過すると、刈払機の先端部には原動機2側から見て左から右へ向かう駆動力が生じる。該駆動力は、作業者が刈刃装置1を右から左に振る刈払作業の妨げとなっている。
カッターコード9を取り付けたハウジング回転体8が地面に対し傾いて作業された場合、カッターコード9が地面を叩くための磨耗が著しく進み、また該ハウジング回転体8の側面が地面の上の石などが当たった場合にカッターコード9が根元から切断される場合があるが、高速回転するハウジング回転体8及びカッターコード9を常時地面と略平行で僅かに傾斜した角度に維持するよう操作することでカッターコード9の磨耗や切断を避けることができる。
前記[0022][0023]及び[0024]にあげた効果を十分発揮するには、高速回転するハウジング回転体8及びカッターコード9を常時地面と略平行で僅かに傾斜した角度で、地面等を察過するように維持するよう刈刃装置1を安定的に操作することが不可欠である。
しかし、従来の技術の刈払機においては刈刃装置1の回転の方向が上から見て左回転であって、作業者が刈払機を体の左側に吊るし作業をした場合にも刈払い対象物の大きさや密度によって変化する反力、刈刃装置が地面に衝打したときに受ける反力、及び高速回転する刈刃装置で発生するジャイロ効果等によって、刈刃装置1を前述のように安定的に操作することが不可能であった。
以下に、前述の効果を十分発揮するために刈刃装置1を安定的に操作することが可能となる本発明の従来の技術にない新しい機能を以下に説明する。
請求項1に係る発明では、操作桿4のフレームパイプ3との交差部分の両側が屈曲して上方に延びた部分、右前グリップ部11R及び左前グリップ部11L、屈曲して略水平に原動機2側に延びた部分、右水平グリップ部12R及び左水平グリップ部12L、その後屈曲して下方に向き延びた部分、右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lの6箇所の部位及びそれらの境界部位が操作桿4においてのグリップ位置として利用することができる。
請求項2に係る発明では、上述の請求項1の6箇所の部位に加え、右下水平グリップ部14R及び左下水平グリップ部14Lの合計8箇所の部位及びそれらの境界部位が操作桿14においてのグリップ位置として利用することができる。
作業者21が右前グリップ部11R及び左前グリップ部11Lを握ることで、従来の自在刈払機に近似した作業ができ、右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lのグリップに外側から又は内側から腕をあてがうことであり、刈払われる対象物からの反力(刈刃装置1の回転するカッターコード9の作用に対する草等の反作用)が強い場合に刈刃装置1を安定的に操作できる。
作業者21が右水平部グリップ12R及び左水平グリップ部12Lを握ることで、作業者21が手や腕を上から被せるように持つことできるので作業者21の体重を乗せることが可能となることから、刈払機を水平に左右に振る平地での刈り払い作業に効果があり、刈られる草等対象物の密度が高く反力が下から上に方向に強い場合にも、刈刃装置1を安定的に操作できる効果がある。
作業者21が右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lを握ることで、刈刃装置1の届く範囲が伸び刈払機を長く使えることから、足元の状態が悪い場合や足場が限られている場合に刈払機を少しでも長く使う必要がある場合において効果がある。
法面等の斜面に立っての刈り払い作業では作業者21は谷側にかかる重力に抗っての作業であって足元の状態が不安定である。作業者21が右手で右前グリップ部11R、左手で左後グリップ部13Lの上部を持つことで、山側に寄った姿勢となり安定した操作が可能である。
また作業者21が右前グリップ部21Rを握り、右後グリップ部23Rに外側から又は内側から腕をあてがうことで、刈刃装置1を一層安定的に操作できる効果がある。
土手に立って足元の法面等の斜面の上部の刈り払い作業においては、作業者21は右手で右前グリップ部11R、左手で左後グリップ部13Lの下部又は左下水平グリップ部14Lを握ることで、刈払機を略鉛直方向に立てることが可能となり作業者21の足元から下の斜面の刈払作業に効果を発揮することができる。
作業者21が右下水平グリップ部14R及び左下水平グリップ部14Lを握ることで、作業者21の立ち位置よりも高い位置にある地面等の刈り払い作業において効果があり、また、作業者21が右下水平グリップ部14R及び左下水平グリップ部14Lを握り、右水平グリップ12R及び左水平グリップ12L又は右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lを外側から又は内側から腕をあてがうことで刈刃装置1の一層の安定した操作を得る事ができる。
前述のように本発明は様々な刈り払い作業の状況に応じて、それぞれに効果的な握りの組み合わせがあるが、作業者21が同一の握り方で刈り払い作業を続けていると同一の筋肉や関節に緊張や疲労が溜まる。
そこで、本発明では作業者が筋肉や関節の緊張や疲労を感じると、暫らくの間それまでのグリップ位置から近傍の適宜なグリップ位置に移動して握り代えること、又は最適のグリップの組み合わせに比べ次位のグリップの組み合わせで握りを代えることが可能である。
このことで作業者21はそれまでと異なる筋肉や関節の位置を使用することとなり、この間に先に使用していた筋肉を休めることができ、緊張や疲労を和らげることが可能となる。そして、先の筋肉がある程度回復したところで元のグリップの握りの組み合わせに戻すということが可能である。
以上を繰り返すことで、作業者21の同部位の筋肉や関節の緊張及び疲労の蓄積を避ける握り位置のローテーションをしながら刈払作業を続けることができる。
以上のことから本発明は、刈払機の原動機のエネルギーをより高い効率で刈取り作業に変換することを実現し、カッターコードの不要な切断や著しい磨耗のない刈払い作業を実現させたため、自在刈払機において作業量に対する作業者の疲労を軽減し、従来の自在刈払機に比べ約50〜150パーセントの作業効率の向上が可能となった。
本発明の第1の実施形態を示す斜視図 本発明の第2の実施形態を示す斜視図 本発明の第1の実施形態を示す平面図 本発明の第2の実施形態を示す平面図 本発明の第1の実施形態を示す側面図 本発明の第2の実施形態を示す側面図 本発明の第1の実施形態を示す一部断面正面図 本発明の第2の実施形態を示す一部断面正面図 従来の刈払機に近似した使用状況の作業説明図 平地での作業においての使用状況の作業説明図 刈払機を長く使用することのできる使用状況の作業説明図 斜面での作業においての使用状況の作業説明図 作業者の足元から下の作業においての使用状況の作業説明図
以下、本発明の実施の形態を図1〜図13に基づいて説明する。
図1に示すように、前端に刈刃装置1を備え後端に原動機2を備えたフレームパイプ3の内部に原動機の回転力を刈刃装置1に伝える駆動軸があり、フレームパイプ3と固定具5によって結合される操作桿4があり、固定具5と原動機2の間にありフレームパイプ3に取付く吊具6からなる。
図2に示すように、本発明の第2の実施形態と第1の実施形態との違いは、操作桿4、14の形状にあり、本発明の第2の実施形態の操作桿14は、本発明の第1の実施形態の操作桿4に右下水平グリップ部14R及び左下水平グリップ部14Lが付加されることを特徴とする。
図3に示す、右水平グリップ12R及び左水平グリップ12Lの長さは約200〜400mm、右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lの長さは約150〜400mm以上の寸法を実施の一例として挙げることができる。また、d角は15〜45度、e角は0〜15度である。
図4に示す、右水平グリップ12R及び左水平グリップ12Lの長さは約200〜400mm、右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lの長さは約150〜400mm、右下水平グリップ14R及び左下水平グリップ14Lの長さは約200〜400mm以上の寸法を実施の一例として挙げることができる。また、d角は15〜45度、e角は0〜15度、g角15〜45度である。
図5に示す、右前グリップ部11Rの長さは約100〜200mm、右水平グリップ部12Rの長さは約200〜400mm、右後グリップ部13Rの長さは約150〜400mm以上の寸法を実施の一例として挙げることができる。また、a角は0〜15度、c角は0〜15度、f角は0〜45度である。
図6に示す、右前グリップ部11Rの長さは約100〜200mm、右水平グリップ部12Rの長さは約200〜400mm、右後グリップ部13Rの長さは約150〜400mm、右下水平グリップ部14Rの長さは約200〜400mm以上の寸法を実施の一例として挙げることができる。また、a角は0〜15度、c角は0〜15度、f角は0〜45度、h角0〜15度である。
図7に示す、操作桿4の固定具5によってフレームパイプ3と直交する部分の幅の長さL1は約250〜450mm、右水平グリップ部12R及び左水平部グリップ12Lの長さは約200〜400mm、操作桿4の左右両端の間隔L2は約450〜600mmの寸法を実施の一例として挙げることができる。右前グリップ部11R及び左前グリップ部11Lの長さは約100〜200mm、右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lの長さは約150〜400mm以上の寸法を実施の一例として挙げることができる。また、b角は0〜30度、e角は0〜15度である。
図8に示す、操作桿14の固定具5によってフレームパイプ3と直交する部分の幅の長さL1は約250〜450mm、右水平グリップ部12R及び左水平部グリップ12Lの長さは約200〜400mm、操作桿14の左右両端の間隔L2は約450〜600mmの寸法を実施の一例として挙げることができる。右前グリップ部11R及び左前グリップ部11Lの長さは約100〜200mm、右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lの長さは約150〜400mm、右下水平グリップ14R及び左下水平グリップ14Lの長さは200〜400mm以上の寸法を実施の一例として挙げることができる。また、b角は0〜30度、e角は0〜15度である。
図9に示すように、作業者31が右前グリップ部11R及び左前グリップ部11Lを握ることで、従来の肩掛式刈払機に近似した作業ができる。
図10に示すように、作業者21が右水平グリップ部12R及び左水平グリップ部12Lを握ることで、刈払機を水平に左右に振る平地での刈り払い作業に適している。
図11に示すように、作業者21が右後グリップ部13R及び左後グリップ部13Lを握ることで、刈刃装置1の届く範囲が伸び刈払機を長く使える。足元の状態が悪い場合やこれ以上足場がない場合に刈払機を少しでも長く使う必要がある作業に適している。
図12に示すように、作業者21が右手で右前グリップ部11R左手で左後グリップ部13Lの上部を持つことで斜面での作業に適している。また、作業者21は腕を右後グリップ部13Rに内側又は外側からあてがうことで、より安定的に刈刃装置1を操作することができる。
図13に示すように、作業者21は右手で右前グリップ部11R左手で左後グリップ部13Lの下部を握ることで、刈払機を略鉛直方向に立てることが可能となり作業者21の足元から下の斜面の刈払作業に適している。
操作桿4、14にはアルミニウム合金、チタン合金、マグネシウム合金等の軽金属を用い、右前グリップ部11R、左前グリップ部11L、右水平グリップ部12R、左水平グリップ部12L、右後グリップ部13R、左後グリップ部13L、右下水平グリップ部14R、左下水平グリップ14L及びそれらグリップ部同士の境界には、滑り止めと振動吸収の機能を持つ弾性素材を被覆することも可能である。
操作桿14は右下水平グリップ部14R及び左下水平グリップ部14Lの端部は右前グリップ部11R及び左前グリップ部11L等の操作桿14の前方部分と溶接等の方法によって結合することも可能である。
操作桿4、14はフレームパイプ3と固定具5において結合する場合の左右の位置を右側又は左側に偏差させることが可能であり、刈刃部1の回転体の方向が上から見て左回転の場合、原動機側から見てのフレームパイプ3と固定具5によって略十字に結合される部分の操作桿4の右側は左側よりも長く伸びており、垂直から30度該フレームパイプ3から離れる方向に屈曲し上方に延び右前グリップ11Rとした後、屈曲して略水平から15度下方に向き15度から45度該フレームパイプ3に離れる方向の原動機側に延び右水平グリップ12Rとした後、上から見て重心に直交する仮想線より後方位置で屈曲して垂直から15度フレームパイプ3に向き垂直から45度下後方に延びて右後グリップ13Rとし、該左側の操作桿は垂直から30度該フレームパイプ3から離れる方向に屈曲し上方に延び左前グリップ11Lとした後、屈曲して略水平から15度下方に向き該フレームパイプ3に平行から15度フレームパイプ3に離れる方向の原動機側に延び左水平グリップ12Lとした後、該仮想線より後方位置で屈曲して垂直から15度フレームパイプ3に向き垂直から15度フレームパイプ3に向き垂直から45度下後方に延びて左後グリップ13Lとしている形状を有することも可能である。
1 刈刃部
2 原動機
3 フレームパイプ
4、14 操作桿
5 固定具
6 吊具
7 肩掛バンド
8 ハウジング回転体
9 カッターコード
11R 右前グリップ部
11L 左前グリップ部
12R 右水平グリップ部
12L 左水平グリップ部
13R 右後グリップ部
13L 左後グリップ部
14R 右下水平グリップ部
14L 左下水平グリップ部
21 作業者
a〜h 操作桿4、14の屈曲角度

Claims (2)

  1. フレームパイプ(3)の前端に刈刃装置(1)後端に原動機(2)を備え、該フレームパイプの内部には該原動機の回転力を該刈刃装置に伝える駆動軸を有し、操作桿(4)は固定具(5)によって該フレームパイプに結合され、該固定具と該原動機の間の位置に吊具(6)を設け、該吊具を用いて懸吊する肩掛けベルト(8)からなる刈払機において、該操作桿の右側及び左側は該固定具よりそれぞれ左右に延びた後、上方向きに屈曲し垂直から15度前方向きで垂直から30度該フレームパイプから離れる方向に延び右前グリップ部(11R)及び左前グリップ部(11L)とする後、後方向きに屈曲して略水平から15度下方に向きで15度から45度該フレームパイプに離れる方向の該原動機側に延び右水平グリップ部(12R)及び左水平グリップ部(12L)とする後、下方向きに屈曲して垂直から15度該パイプフレームに近づく向きで垂直から45度後方に延びて右後グリップ部(13R)及び左後グリップ部(13L)とする形状を有することを特徴とする刈払機。
  2. 請求項1に記載の刈払機において、該操作桿(4)の右後グリップ部(13R)及び左後グリップ部(13L)よりそれぞれ前方向きに屈曲し水平から15度上方向きで15度から45度該フレームパイプに近づく方向の前方に延び右下水平グリップ部(14R)及び左下水平グリップ部(14L)とする形状を有することを特徴とする刈払機。
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