JP5454865B2

JP5454865B2 - 芝刈機

Info

Publication number: JP5454865B2
Application number: JP2009087874A
Authority: JP
Inventors: 賢志小堀; 裕人稲川
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP2010233550A

Description

本発明は、モーターによって回転刃を駆動して芝や草を刈り取るための芝刈機に関し、特に、芝刈機の低騒音化に関するものである。

従来、庭等の芝生を整備する芝刈機が知られている。この芝刈機には、本体部に駆動源を積載し、駆動源の動力を受けて水平に回転駆動される回転刃と、回転刃との間で芝を切断する固定刃とを備えた芝刈機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の芝刈機は、駆動源として電動モータを備え、電動モータを駆動させた状態で作業者が本体から延びたハンドルを把持し、前方に押すことによって、芝刈機が走行し、本体下部の回転刃と固定刃によって芝生を鋏み切ることで、芝生の刈り取りを行う。このような回転鋏式の芝刈機では、減速機を介することでモータの回転数を落としてトルクを増幅させ、伸びた芝や密生した芝を刈り取ることができるものが知られている。

特開昭５９−５９１１３号公報

従来技術における芝刈機では、芝生の切断時に刃から伝わる振動や電動モータの駆動により発生する振動が、表面積の大きな本体及びボディカバに伝わることで、振動が増幅され、騒音の原因となっていた。

また、上述のような芝刈機では、剛性を上げるため、本体を金属部材によって構成することがあり、作業中に電源ケーブルを誤って切断してしまった際に、本体に電気が流れてしまっていた。

本発明は上記問題を鑑みてなされたもので、その目的とする処は、簡便且つ安価な構成にて騒音を低減した芝刈機を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

上記の目的を達成するために本発明は、シャーシと、該シャーシとの間に空洞部を形成するように前記シャーシに固定された本体部カバーと、ハンドル部とを有する芝刈機であって、前記本体部カバーに収容され、出力軸を有する電動モータと、前記シャーシの底部に設けられ、回転刃及び固定刃を有する切断部と、前記シャーシに取り付けられた板状の保持板部材とを備え、該保持板部材は、前記電動モータと、下端部に前記固定刃を固定した固定軸及び前記固定軸と同軸状に配置され、前記固定刃側に付勢された回転刃とからなる切断部と、前記出力軸の回転動力を前記回転刃に伝達するギヤ部とを保持し、且つ前記保持板部材を弾性部材を介して前記シャーシ面に取り付けることにより、前記電動モータの回転振動、前記ギヤ部の噛みあいによる振動及び前記回転刃と固定刃との擦れ合いによる振動が前記保持板部材から前記シャーシを介して前記本体部カバー及び前記ハンドル部に伝達するのを防止するようにしたことに一つの特徴を有する。

本発明によれば、電動モータを備えたシャーシの底部に、前記電動モータの駆動を受けて回転する回転刃を設けて構成した芝刈機であって、前記電動モータ及び前記回転刃が取付けられると共に、前記電動モータのモータ軸及び前記回転刃を回転可能に支持する保持部材を備え、前記保持部材とシャーシとは弾性部材を介して接続したため、前記電動モータや前記回転刃の駆動により発生する振動をシャーシに伝わる前に減少させることができる。また、絶縁性を有する弾性部材を用いることで、シャーシと保持部材とを絶縁することができ、回転刃から本体フレームに電気が流れることを防止できる。更に、夫々の要素の位置関係を保持しながら防振を行うため、駆動の伝達に及ぶ影響を抑制できる。

本発明によれば、前記回転刃の回転を支持する軸受部を備え、前記軸受部材は前記保持部材に取り付けられ、回転刃側の回転部と軸受部とが一体的に動くことができるため、安定した軸受動作を可能とする。

本発明によれば、前記回転刃と同軸上に重なる位置に配設され、前記回転刃との摺り合わせによって芝の切断作業を行う一対の切断部を構成する固定刃を備えたことにより、回転刃の回転数を上げることなく芝の切断を行うことができる。

本発明によれば、前記回転刃は、前記保持部材に対して上下方向に移動可能に構成されていることにより、枝葉等を噛み込んだ際に、回転刃が変形したりギヤに衝撃が加わることを抑制でき、寿命を向上させることができる。

更に、保持部材と本体との間に配設されている弾性部材によって、回転刃が上下動した際に発生する上下方向の振動の伝達を抑制するため、騒音の少ない芝刈機を提供することができる。

本発明によれば、前記回転刃は、前記固定刃側に付勢されていることにより、回転刃に力が作用した際に、固定刃から離れる方向に回転刃が移動することで、衝撃を逃がすことが可能となる。また、回転刃と固定刃との摺り合わせによる切断効果も向上させることができる。更に、保持部材と本体との間に配設されている弾性部材によって、摺り合わせによって発生する振動が保持部材から本体に伝達されることを抑制することができ、騒音の少ない芝刈機を提供することができる。

本発明によれば、前記保持部材及び前記本体のうち何れか一方が、前記弾性部材によって挾持されることで、前記保持部材及び前記本体の他方と接続されていることにより、前記保持部材の上下方向の振動を効果的に抑制させることができる。また、前記保持部材と前記本体を十分に絶縁することが可能である。

本発明によれば、前記回転刃は同一平面状に複数設けられていることにより、回転刃を大きくすることなく、刈込み面積を広くすることができる。

本発明によれば、前記複数の回転刃は、回転半径が重なるように設けられているため、回転刃の間の刈残しを抑え、綺麗な仕上がり面を得ることができる。

本発明によれば、前記本体は導電性を有する金属部材からなると共に、前記弾性部材若しくは前記保持部材は絶縁性を有しているため、本体の剛性を高くしながら、本体側と各種部品とを電気的に絶縁させることができる。

本発明によれば、前記電動モータから前記回転刃に至る動力の伝達経路上には、外周に歯を有する減速歯車が配設されているため、簡単な構成で精度の高い芝刈機を構成することが可能となる。

第１実施形態に係る芝刈機の側面図第１実施形態に係る芝刈機の底面図第１実施形態に係る芝刈機の上面図第１実施形態に係る芝刈機の断面図第１実施形態に係る芝刈機の部分拡大断面図第２実施形態に係る弾性体の斜視図

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用した芝刈機１の側面図、図２は本発明を適用した芝刈機１を底面から見た底面図である。図２中の矢印は後述の第一回転刃及び第二回転刃の回転方向を示す。図１において、芝刈機１は、シャーシ２（本体）、本体カバー３、ハンドル４を備えている。シャーシ２には、前方底部に左右一対の車輪７及び後方底部にローラ８が、夫々回転自在に支持されている。シャーシ２の中央底部には、夫々が回転刃及び固定刃からなる２組の切断部が設けられており、第一切断部を構成する第一回転刃２１および第一固定刃２３と、第二切断部を構成する第二回転刃２２および第二固定刃２４とが、それぞれ幅方向に並列に配置されている。第一固定刃２３および第二固定刃２４は、シャーシ２側から延びる第一固定軸１７および第二固定軸１８にそれぞれ固定されており、さらに、第一固定刃２３と第二固定刃２４とは、固定刃支持具２５によって間隔を保持するよう固定されている。複数の刃部を備えた第一回転刃２１および第二回転刃２２は、回転半径が重なる位置に配設されている。

本体カバー３は、内部に空洞部を備え、シャーシ２に設けられた各種部品を覆うようにシャーシ２に固定されている。また、本体カバー３の後方には、刈り取った芝を収容するための集草袋６が着脱自在に取り付けられている。

ハンドル４は、本体カバー３の後方上面に所定の範囲内で回動可能に取り付けられており、ハンドル４には把持部近傍に設けられたスイッチ機構５及び電源ケーブル５０が設けられている。

車輪７及びローラ８は、リンク機構９によって接続され、作業者が、リンク機構９と連動するよう設けられた刈込み高さ調整レバー１０を操作し、本体カバーに設けられた複数の調整溝に調整レバーを係止させることで、任意の高さに刈込み高さを変更することができるようになっている。

図３に芝刈機１の本体カバー３を除いて上から見た上面図を、図４に芝刈機１の横断面図（図３中のＩＶ−ＩＶ断面図）を示す。図３において、回転伝達手段である後述の第一ピニオン１３、第一ギヤ１５、第二ギヤ１６、及び第二ピニオン１４の歯先円を破線で示し、矢印はこれらの回転方向を示している。

図３及び図４に示すように、芝刈機１は、電動モータ１２、第一回転刃と連動する第一ギヤ１５、第二回転刃と連動する第二ギヤ１６、及び送風ファン２８を備え、前記の順で構成される動力伝達経路を有している。動力伝達経路を構成する夫々の要素は、全て保持部材１１に取り付けられると共に、保持部材１１を含めた動力ユニットを構成している。動力ユニットは、その端部にて防振ゴムを介して本体に保持されている。保持部材１１は、平板状に構成されると共に、各要素の取付けスペースを角部近傍に設け、表面積が小さくなるよう構成されている。

電動モータ１２は、保持部材１１の上面側に固定され、回転駆動力を出力するための出力軸１２ａが下方に延出されて保持部材１１に設けられた貫通孔を貫通し、出力軸１２ａの先端には第一ピニオン１３が固定されている。出力軸１２ａは保持部材に設けられたモータ軸受部によって回転自在に支持されている。尚、電動モータ１２は比較的質量が大きいため、芝刈機１の幅方向中心付近に配置されている。

第一ギヤ１５は、保持部材１１の底面側に、電動モータ１２と噛合すると共に、保持部材１１に固定された第一固定軸１７を中心に、第一軸受部を介して回転自在に支持されている。第一ギヤ１５の下方には、第一ギヤ係合部１５ａが形成されており、第一ギヤ１５の下方に設けられる筒状の第一回転刃取付盤１９の第一回転刃取付盤係合部１９ａと、回転方向の係合状態を維持したまま軸方向に相対移動可能に配設されている。

第一回転刃取付盤１９の下端には、第一回転刃２１が回転面が本体に水平な状態で固定されている。また、第一固定軸１７の下端には、第一固定刃２３が回転面が本体に水平な状態で、第一回転刃２１と同軸上に固定されている。

第一回転刃取付盤１９は筒状形状を成し、第一回転刃２１と同軸状に中心穴が開口していると共に、夫々と相対回転可能に第一固定軸１７が挿通されている。

第一回転刃取付盤１９の内径であり、第一ギヤ１５との間には、スプリングが圧縮した状態で内設されており、第一回転刃取付盤１９を下方に付勢することで、第一回転刃取付盤１９の下端に固定された第一回転刃２１が、第一固定軸１７の下端に固定された第一固定刃２３と常に擦れ合うようになっている。

第二ギヤ１６は、保持部材１１の底面側に、第一ギヤ１５と噛合するよう設けられており、保持部材１１に固定された第二固定軸１８を中心に、第二軸受部４１を介して回転自在に支持されている。第二ギヤ１６の下方には、第二ギヤ係合部１６ａが形成されており、第二ギヤ１６の下方に設けられる筒状の第二回転刃取付盤２０の第二回転刃取付盤係合部２０ａと、回転方向の係合状態を維持したまま軸方向に相対移動可能に配設されている。

第二回転刃取付盤２０の下端には第二回転刃２２が、回転面が本体に水平な状態で固定されている。また、第ニ固定軸１８の下端には、第ニ固定刃２４が回転面が本体に水平な状態で、第ニ回転刃２２と同軸上に固定されている。第二ギヤ１６と第二回転刃取付盤２０の間には、スプリング２７が圧縮した状態で配置されており、第ニ回転刃取付盤２０を下方に付勢することで、第二回転刃取付盤２０の下端に固定された第二回転刃２２が、第二固定軸１８の下端に固定された第二固定刃２４と常に擦れ合うようになっている。尚、作業時に、芝生や枝等が回転刃と固定刃との間に侵入した際には、回転刃が固定刃から離れる方向に移動可能となっている。

送風ファン２８は、保持部材１１の上面側で回転軸２９の軸端にファン固定ナット４０を用いて固定されており、回転軸２９は軸受部４２を介して回転可能に支持されている。送風ファン２８の回転軸２９は、保持部材１１に設けられた貫通孔を貫通し、下端に第二ピニオン１４が固定されると共に、第二ピニオン１４は第二ギヤ１６に噛合されている。送風ファン２８の周囲には、シャーシ２側に形成されたファンカバー３０によって風洞が形成されており、送風ファン２８に導入された風は、風洞及び送風口３１によってガイドされると共に、集草袋６に向かって送られる。

尚、第一ピニオン１３、第二ピニオン１４、第一ギヤ１５、及び第二ギヤ１６は、潤滑油によって潤滑されており、シャーシ２に取り付けられる樹脂製のギヤカバー３２によって下方から覆われている。

図５は図４中の取付部１１ａ付近の断面拡大図であり、保持部材１１とシャーシ２の結合部分を示す。尚、以下Ａ部を代表として説明を行うが、本実施形態における保持部材とシャーシ２の結合部分は全て同じ構成によるものである。

金属板からなる保持部材１１は、同じく金属性のシャーシ２に、絶縁性を有した弾性部材であるゴムブッシュ３３を間に介して接続されている。ゴムブッシュ３３は周面凹状となる小径部３３ａ、及び大径部３３ｂを備えると共に、取付部１１ａに形成された貫通穴の内側に小径部３３ａが位置し、大径部３３ｂで取付部１１ａの両面を挟み込んだ状態で配設されている。また、取付部１１ａとゴムブッシュ３３は、本体側取付部２ａとワッシャ３６によって挟まれた状態であり、ゴムブッシュ３３の内径部にはボルト３４の締付によるゴムブッシュ３３の過大な圧縮を防止するためのスリーブ３７が配設されている。取付部１１ａと本体取付部２ａは、本体取付部２ａの貫通穴とスリーブを貫通するボルト３４及びナット３５により結合されている。尚、ゴムブッシュ３３とシャーシ２を固定するボルト３４及びナット３５は、保持部材１１と接触しないようになっている。

次に、本実施形態の芝刈機の動作について説明する。

作業者が図示しない電源ケーブル５０を外部電源に接続し、スイッチ機構５を操作することで電動モータ１２が駆動し、第一回転刃２１及び第二回転刃２２が回転する。これにより、芝や草を第一回転刃２１と第一固定刃２３、及び第二回転刃２２と第二固定刃２４の間で鋏み切る様に刈り取り、さらに、送風ファン２８の回転により発生した風がシャーシ２下面に設けられた送風口３１より送り出され、刈り取った芝や草を集草袋６に回収する。作業者がハンドル部４を把持して芝刈機本体１を押し進めることにより、芝刈作業を行う。

ここで、芝刈機１においては、電動モータ１２の回転振動、第一ピニオン１３と第一ギヤ１５、第一ギヤ１５と第二ギヤ１６、第二ギヤ１６と第二ピニオン１４の噛合いによる振動、第一回転刃２１と第一固定刃２３、第二回転刃２２と第二固定刃２４が擦れ合うことによる振動が発生する。この振動がモータ１２から保持部材１１、或いは、第一固定軸１７、第二固定軸１８、回転軸２９を介して保持部材１１に伝達される。本発明においては、ゴムブッシュ３３を介して保持部材１１とシャーシ２を結合しているため、保持部材１１からシャーシ２への振動の伝達を抑制することができる。従って、面積が広く、大きな騒音を発生しやすいシャーシ２及びボディカバ３の振動を低減することができ、芝刈機１の騒音を大幅に低減することが可能となる。

さらに、上記により発生した振動がシャーシ２を介してボディカバ３からハンドル部４に伝達することにより作業者に不快な振動を感じさせるが、本発明においてはシャーシ２を振動絶縁しているため、発生した振動がハンドル部４まで伝達せず、作業者が感じる振動も大幅に低減可能である。

また、保持部材１１を動力ユニットとして一体化していることにより、夫々の要素の位置関係を保持しながら防振を行うため、駆動の伝達に及ぶ影響を抑制できる。例えば、歯車によって第一ギヤ１５から第二ギヤ１６への動力伝達において、ギヤの噛合いを悪化させることが無い。また、複数の切断部を有していても、夫々の回転刃が保持部材１１ごと一体で動作するため、回転刃の間隔が変動することがなく、安定した作業を行うことができる。

また、シャーシ２はゴムブッシュ３３を介して保持部材１１と接続されることで電気的に絶縁されており、保持部材１１側からシャーシ２側に電流が流れることが無い。

また、芝刈機１は、切断部として回転刃と固定刃を設けているため、回転刃の回転数を上昇させることなく、芝生の切断を行うことができるため、歩行の速度に合わせて芝刈機１を押すだけで芝生の刈込みを効率よく行うことができる。

さらに、ゴムブッシュ３３により保持部材１１の取付部１１ａを軸方向から挾持したことで、上下方向の振動を効果的に低減することができる。更に、取付部１１ａの小径部はゴムブッシュ３３に嵌め込まれているため、平面方向の振動についても効果的に低減することができる。これにより、回転刃が作業時に回転軸方向に移動することによる振動や、ギヤの噛合振動がシャーシ２に伝わるのを抑制することができる。

また、芝刈機１は複数の切断部（第一切断部２１、２３及び第二切断部２２、２４）を有しているため、一つの切断部を大きくすることなく広い刈込み面積を得ることができる。

さらに、第一回転刃２１と第二回転刃２２は夫々の回転半径がオーバーラップするように設けられているため、刈残しのない綺麗な仕上がり面を得ることができる。

また、芝刈機１においては、第一回転刃２１と第二回転刃２２との相対的な回転角度位置を保つため、伝達部において高い精度を求められるが、電動モータの駆動力を、第一ギヤ１５及び第二ギヤ１６（減速歯車）によって伝達するよう構成したことで、容易に組立精度を上げることができる。

芝刈機１における主な騒音発生要因としては、シャーシ、本体カバー以外に、回転刃や固定刃の表面から放射される摺動音等も考えられるが、摺動音はシャーシと地面に囲まれた空間で発生し地面の芝生により反射しにくくシャーシ外部に漏れにくい。これに対し、本体カバーから発生する騒音は、作業者が最も感受しやすい芝刈機１の上方に放射されるため、本発明によって本体カバーから発生する騒音を低減することは最も効果的である。

以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施例においては、ゴムブッシュ３３を保持部材取付部１１ａを挟む様に配置したが、シャーシ取付部２ａに配置しても良い。また、本実施例においては弾性部材としてゴムブッシュ３３を用いたが、図６に示す様な、円筒状の弾性体の両端面にねじ部を接合して一体に形成した弾性結合部材３８を用いてもよい。また、リング状のゴム材などを組み合わせて配置することも可能であり、弾性部材の形状は本実施例に限定されない。更に、ゴムによって構成する以外に、スプリングによって保持部材１１とシャーシ２とを接続するようにしても良く、このようにしても駆動側からの振動の伝達を抑制できる。

１．芝刈機２．シャーシ２ａ．シャーシ取付部３．ボディカバ４．ハンドル部５．スイッチ機構６．集草袋７．車輪８．ローラ８ａ．ローラ軸９．リンク機構１０．刈込高さ調整部材１１．保持部材１１ａ．保持部材取付部１２．モータ１２ａ．出力軸１３．第一ピニオン１４．第二ピニオン１５．第一ギヤ１５ａ．係合部１６．第二ギヤ１６ａ．係合部１７．第一固定軸１８．第二固定軸１９．第一回転刃取付盤１９ａ．係合部２０．第二回転刃取付盤２０ａ．係合部２１．第一回転刃２２．第二回転刃２３．第一固定刃２４．第二固定刃２５．固定刃支持具２６．固定刃取付ボルト２７．スプリング２８．送風ファン２９．回転軸３０．ファンカバ３１．送風口３２．ギヤカバ３３．ゴムブッシュ３４．ボルト３５．ナット３６．ワッシャ３７．スリーブ３８．弾性結合部材３８ａ．弾性体３８ｂ．ねじ部３９．固定軸用ナット４０．ファン固定ナット５０．電源ケーブル２１０．ギヤ２１０Ａ．凸部２１０Ｂ．側面２１０ａ．内包部２１０ｂ．孔２１０ｃ．隙間２１０ｄ．隙間２１１．スピンドル２１１Ａ．第１軸２１１Ｂ．第２軸２１２．カップリング２１２Ａ．壁面部２１２Ｂ．壁面２１２Ｃ．突出部２１２ａ．孔２１３．ワッシャ２１３ａ．孔２１４．弾性部材２１４Ａ．弾性部材２１４Ｂ．弾性部材

Claims

シャーシと、該シャーシとの間に空洞部を形成するように前記シャーシに固定された本体部カバーと、ハンドル部とを有する芝刈機であって、
前記本体部カバーに収容され、出力軸を有する電動モータと、
前記シャーシの底部に設けられ、回転刃及び固定刃を有する切断部と、
前記シャーシに取り付けられた板状の保持板部材とを備え、
該保持板部材は、前記電動モータと、下端部に前記固定刃を固定した固定軸及び前記固定軸と同軸状に配置され、前記固定刃側に付勢された回転刃とからなる切断部と、前記出力軸の回転動力を前記回転刃に伝達するギヤ部とを保持し、且つ前記保持板部材を弾性部材を介して前記シャーシ面に取り付けることにより、
前記電動モータの回転振動、前記ギヤ部の噛みあいによる振動及び前記回転刃と固定刃との擦れ合いによる振動が前記保持板部材から前記シャーシを介して前記本体部カバー及び前記ハンドル部に伝達するのを防止するようにした
ことを特徴とする芝刈機。
前記回転刃は、前記保持板部材に対して上下方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の芝刈機。
前記保持板部材及び前記シャーシのうち何れか一方が、前記弾性部材によって挾持されることで、前記保持板部材と前記シャーシとが接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の芝刈機。
前記回転刃は略同一の平面状に複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載の芝刈機。
前記複数の回転刃は、回転軸の軸線方向視において回転半径が重なるように設けられていることを特徴とする請求項４に記載の芝刈機。
前記シャーシは、導電性を有する金属部材からなると共に、前記弾性部材は絶縁性を有していることを特徴とする請求項１請求項５のうち何れか一項に記載の芝刈機。
前記電動モータから前記回転刃に至る動力の伝達経路上には、外周に歯を有する減速歯車が配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち何れか一項に記載の芝刈機。