JP6106091B2

JP6106091B2 - 草刈り機用回転刃およびこれを用いた草刈り機

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Publication number: JP6106091B2
Application number: JP2013538585A
Authority: JP
Inventors: 正範小林
Original assignee: KOBAYASHI INDUSTRIAL LIMITED
Current assignee: KOBAYASHI INDUSTRIAL LIMITED
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: JPWO2013054880A1; WO2013054880A1

Description

本発明は、草刈り機用回転刃およびこれを用いた草刈り機に関する。

田畑の土手等に生育する雑草等を除去するための器具として、携帯型動力草刈り機がある。この草刈り機は、刈払機とも呼ばれるタイプのものであり、小型エンジンによって発生させられる回転動力を操作管の先端に支持させた回転刃に伝えるように構成されており、作業者は、スロットルレバーによってエンジンないしこれによって回転させられる回転刃の回転を制御しつつ、操作管を振回して所望の草刈り作業を行なう。

この種の携帯型動力草刈り機に適した回転刃として、特許文献１に示されたものがある。同文献に示された回転刃は、ナイロンコード（コード状切断部材）式の回転刃であり、草刈り機の回転刃取付け軸に取付けられて、回転刃取付け軸とともに回転し、コード状切断部材を保持する保持部材に加え、この保持部材に対してその回転軸を中心として回転可能に支持されたガイド部材を装備している点に特徴づけられる。

上記構成を備える特許文献１の回転刃においては、ガイド部材には回転刃取付け軸からの回転力が伝達されないので、たとえば、ガイド部材が地面に接した状態においてはこのガイド部材が回転せず、保持部材のみが高速回転をする。そして、雑草等の切断対象は、ガイド部材により、このガイド部材の外周よりも内方への進入が阻止されるので、高速旋回するコード状切断部材の先端部分によって効率的に切断されるという優れた機能を有する。

また、特許文献１の回転刃においては、コード状切断部材の延出長さを調節できるように、このコード状切断部材は、保持部材に内装されたリールに巻かれた状態で保持部材に保持され、その基端が回転操作可能な操作部材に連結されている。

しかしながら、リールは、操作部材に直接連携されているわけではないので、この回転刃の実際の使用にあたっては、回転刃の高速回転にともなう遠心力によって、リールに巻かれたコード状切断部材が繰り出されてしまうことが判明した。このような事態を防止するためには、リールを保持部材に対して固定状態とする対策を講じるほかはなく、特許文献１の回転刃は、コード状切断部材の延出長さを調節できる機構の操作性において難点があった。

国際公開ＷＯ２００７／０２３７５８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、コード状切断部材の延出長さ調節機構を備えた草刈り機用回転刃において、コード状切断部材の長さ調整の操作性を向上させることをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明の第１の側面によって提供される草刈り機用回転刃は、草刈り機の回転刃取付け軸に取付けられて回転させられる保持部材と、上記保持部材の内部に基端側が保持され、先端側が当該保持部材に設けた導出孔から半径方向外方に導出させられるコード状切断部材と、を備えた草刈り機用回転刃であって、上記保持部材は、上記取付け軸に連結されてこの取り付け軸と一体回転する本体部と、上記本体部に対して上記取付け軸の軸方向に所定のストロークで移動可能かつ上記取付け軸周りに相対回転操作可能に組み合わされ、かつ、上記コード状切断部材の基端側を巻回保持する操作部と、上記操作部を上記軸方向の上方に向けて付勢する弾性部材と、上記操作部が上記弾性部材の弾力によって上記ストロークにおける上動位置にあるときこの操作部と上記本体部との相対回転を阻止するとともに、上記操作部が上記弾性部材の弾力に抗して上記上動位置から下動位置に移動させられたときこの操作部と上記本体部との相対回転を許容するクラッチ機構と、を備えており、上記クラッチ機構は、上記本体部において、上記取付け軸周りに環状に配列され、かつ下向きに突出し、頂面が平坦な複数の第１係合凸部と、上記操作部において、上記取付け軸周りに環状に配列され、上向きに突出するとともに頂面が平坦であり、上記複数の第１係合凸部と係合可能な複数の第２係合凸部と、を備えており、かつ、上記複数の第１係合凸部と、上記複数の第２係合凸部とは、それらが相互に当接する側面が、下方に向かうほど上記保持部材の回転方向にずれるように傾斜していることを特徴とする。

好ましい実施の形態では、上記保持部材の下位において、当該保持部材に対してその回転軸心を中心として相対回転可能なガイド部材をさらに備える。

本発明の第２の側面によって提供される草刈り機は、動力源と、この動力源の動力によって回転駆動される回転刃取付け軸と、を備え、上記回転刃取付け軸には、上記第１の側面に係る草刈り機用回転刃が取付けられていることを特徴とする。

本発明に係る草刈り機用回転刃によれば、保持部材における操作部自体がコード状切断部材の基端側を巻回保持しているので、クラッチ機構が保持部材の本体部に対する操作部の相対回転を阻止する限りにおいて、コード状切断部材が不用意に繰り出されることはない。したがって、操作部の本体部に対する相対回転が許容される状態となったときのみ、コード状切断部材の延出長さを調節することができ、コード状切断部材の延出長さ調節の操作性が向上する。

本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に説明する実施形態の説明から、より明らかとなろう。

本発明の一実施形態に係る草刈り機用回転刃およびこれを用いた草刈り機の一例の全体斜視図である。図１の要部拡大図である。本発明の一実施形態に係る草刈り機用回転刃の縦断面図である。クラッチ機構の説明用の周方向に沿う要部縦断面図である図３に示す草刈り機用回転刃の作用説明用縦断面図である。クラッチ機構の作用説明用の図４と同様の図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図６は、本発明に係る草刈り機用回転刃およびこれが用いられた草刈り機の一実施形態を示している。図１によく表れているように、草刈り機Ｂにおいては、操作管１２の基端側には、駆動源としての小型エンジン１１が連結されており、その回転出力が、操作管１２に内挿された伝動軸１３を介して操作管１２の先端部に伝達される構成となっている。小型エンジン１１としては、作業者の携帯性を考慮して、たとえば排気量が２５ｃｃ程度のものが用いられる。操作管１２の基端には小型エンジン１１が直接的に取り付けられる場合もあるし、フレシキブルな伝動軸を介してたとえば背負い枠に搭載されるエンジンが連結される場合もある。図２および図３によく表れているように、操作管１２の先端部のギヤケース１６には、回転刃取付け軸１４が支持され、この回転刃取付け軸１４と伝動軸１３とは、ベベルギヤ機構（図示略）によって連携されている。回転刃取付け軸１４には、その外周にスプラインが形成されているとともに、軸端には、軸方向に延びるねじ穴１４ａが形成されている。回転刃取付け軸１４には、金属製の回転刃押さえ１７がスプライン嵌合させられている。

上記回転刃取付け軸１４には、本発明によって特徴づけられる回転刃Ａが取り付けられる。

この回転刃Ａは、図２および図３によく表れているように、上記回転刃取付け軸１４に取付けられて回転させられ、かつ、コード状切断部材の一例としてのナイロンコード切断刃４ａを保持する保持部材１００と、この保持部材１００に対してその回転軸心（回転刃取付け軸１４と同一軸心）を中心として相対回転可能なガイド部材２００とを備えている。

本実施形態では、保持部材１００は、本体部１００ａと、操作部１００ｂとを備える。本体部１００ａはまた、支持ピース１１０と、ナイロンコード収容ケース１２０とを備える。

支持ピース１１０は、回転刃押さえ１７の下部円形膨出部１７ａに嵌合しうる中心孔１１１ａをもつボス部１１１と、このボス部１１１から半径方向外方に延びるフランジ部１１２とを有し、樹脂によって形成される。このフランジ部１１２の下面には、後記するクラッチ機構１６０を構成する第１係合凸部１６１が形成されるが、これについては後述する。

ナイロンコード収容ケース１２０は、中心孔１２１ａを有するボス部１２１と、このボス部１２１の外周につながる環状のハウジング部１２２とを備え、たとえば樹脂一体成形によって形成される。ボス部１２１は、支持ピース１１０のボス部１１１の外径と同一外径を有し、上面には、支持ピース１１０の中心孔１１１ａに嵌合する円形膨出部１２１ｂが形成されている。このボス部１２１の下面には、筒部１２１ｃが一体延出させられている。ハウジング部１２２は、円筒状の内周壁１２２ａ、この内周壁１２２ａの下端から水平に延びるドーナツ円板状の底壁１２２ｂ、およびこの底壁１２２ｂの外周部から垂直上方に延びる円筒状の外周壁１２２ｃによって囲まれており、上方が開放する溝状とされている。

操作部１００ｂは、ナイロンコード収容ケース１２０のハウジング部１２２の上方開放部分を塞ぐように位置するカバー部１３０と、ナイロンコード４を巻回保持するためのコード保持部１４０とを一体的に有し、支持ピース１１０のボス部１１１の外周ないしナイロンコード収容ケース１２０のボス部１２１の外周に回転可能かつ上下方向スライド移動可能に嵌合している。操作部１００ｂは、樹脂成形により形成することができるが、本実施形態では、成形の都合上、カバー部１３０とコード保持部１４０とを別々に成形した後、一体化している。

カバー部１３０は、全体としてドーナツ円盤状をした樹脂製であり、内周側上面に段落ち部１３１が形成され、この段落ち部１３１の上面に、上記した第１係合凸部１６１と協働してクラッチ機構１６０を構成する第２係合凸部１６２が形成されている。このカバー部１３０の外周部は、操作部１００ｂが下動する余裕を残して、ハウジング部１２２の外周壁１２２ｃの上方から外側に回り込む薄肉状の防塵壁１３２としてある。また、この防塵壁１３２の外周上部にはローレット１３３が形成されており、このローレット１３３が操作部１００ｂを回転操作する際の滑りを防止する。

コード保持部１４０は、カバー部１３０の内周寄りの下面に上端が接続される筒胴部１４１と、この筒胴部１４１の下端につながる外向フランジ部１４２とを有し、カバー部１３０の下面と協働して、横方向に開放する環状溝の形態をしたコード巻回部１４３を形成している。このコード保持部１４０は、その上部をカバー部１３０の内周に形成した筒部１３４に外嵌させて、カバー部１３０と一体化させられている。また、コード保持部１４０の筒胴部１４１の内周面とハウジング部１２２の内周壁１２２ａの外周面との間に形成された環状空間に、上端がコード保持部１４０の適部に、下端がハウジング部１２２の底壁１２２ｂに弾接するようにして圧縮コイルバネ１５０が組みこまれており、これにより、操作部１００ｂは、常時上方に向けて付勢されている。

クラッチ機構１６０は、上記したように、支持ピース１１０に設けた複数の第１係合凸部１６１と、カバー部１３０に設けた複数の第２係合凸部１６２とによって形成される。第１係合凸部１６１は、第２係合凸部１６２が嵌まり込みうる空間をあけて環状に配列されており、第２係合凸部１６２は、第１係合凸部１６１の形成領域と上下方向に重なる環状領域に配列されている。さらに、第１係合部１６１と第２係合凸部１６２の相互に当接する側面１６１ａ，１６２ａは、図４に示すように傾斜させられている。この側面１６１ａ，１６２ａの傾斜の方向は、第１係合凸部１６１ａについていえば、先端に向かうほど（下方に向かうほど）図４にＮで示す回転駆動方向にずれる方向とされる。また、第１係合凸部１６１の頂面１６１ｂと第２係合凸部１６２の頂面１６２ｂは、水平な平坦面とされており、図６に示すように両頂面１６１ｂ，１６２ｂどうしが当接した状態において、相互に弾接状態で摺動して、支持ピース１１０に対して操作部１００ｂが相対回動しうるようにしてある。

ハウジング部１２２の外周壁１２２ｃには、ナイロンコード導出孔１２３がハウジング部１２２の直径方向に対向する２箇所に形成されている。この実施形態では、外周壁１２２ｃに開けた孔１２４に、耐磨耗性に優れた硬質材料でできたカラー１２５を嵌め込んで形成している。ハウジング部１２２の底壁１２２ｂには、この底壁１２２ｂとコード保持部１４０の外向フランジ部１４２との間の隙間にナイロンコード４が入り込むのを阻止するための環状凸部１２６が形成されている。

図３に表れているように、カバー部１３０の適所には、周方向に隣接する一対の孔１１３５が形成されており、ナイロンコード４は、その中心付近がこれら孔１３５に通され、実質的に２本となったナイロンコード４が溝状のコード巻回部１４３に巻回されることにより、ナイロンコード収容ケース１２０のハウジング部１２２に収容されている。２本のナイロンコード４の先端側は、ナイロンコード収容ケース１２０にその直径方向に対向するように２箇所開けたナイロンコード導出孔１２３からそれぞれ外部に導出され、このように導出された部分の先端側が、ナイロンコード切断刃４ａとして機能することになる。

ガイド部材２００は、中心筒部２１１およびこの中心筒部２１１の下端から延出する円板部２２０を備え、円板部２２０は、保持部材１００の外周と対応する付近までは水平に延び、それより外周側は、上方に変位させられている。この実施形態においては、中心筒部２１１および円板部２２０の内周部は金属によって形成され、円板部２２０のその余の部分は樹脂によって形成されている。金属部分と樹脂部分の一体化は、インサート成形法によって行うことができる。このガイド部材２００における中心筒部２１１の内面には、軸方向に重ねた２個のベアリング２３０がその外輪２３１を圧入することにより保持されている。このガイド部材２００は、上側のベアリング２３０の内輪２３２をナイロンコード収容ケース１２０の筒部１２１ｃの下面に当接させた状態で、これらベアリング２３０およびナイロンコード収容ケース１２０のボス部１２１の中心孔１２１ａを通したボルト１５を回転刃取付け軸１４のねじ穴１４ａにねじ込むことにより、当該ボルト１５に対し、その軸線（回転刃取付け軸１４の軸線）を中心として相対回転可能に支持される。このボルト１５の締め込みにより、支持ピース１１０とナイロンコード収容ケース１２０とが、回転刃取付け軸１４と一体化させられる。

図３および図４に示すように、クラッチ機構１６０の第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２とが係合した状態では、保持部材１００の本体部１００ａと操作部１００ｂとの相対回転は阻止される。操作部１００ｂは、圧縮コイルバネ１５０により常時上向きに付勢されているので、このような第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２との相互係合状態は、安定的に維持される。しかも、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２は、図４に示すように相互当接側面１６１ａ，１６２ａが傾斜しているので、この傾斜が第１係合凸部１６１が駆動方向に回転するとき、第２係合凸部１６２との離脱を阻止する作用をし、このことによっても、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２との相互係合状態は安定的に維持される。また、このとき、図３に示すように、コード保持部１４０の外向フランジ部１４２とハウジング部１２２の底壁１２２ｂとの間に隙間ができているが、この隙間に巻回状態から緩んだナイロンコード４が入り込むことは、環状凸部１２６により阻止され、操作部１００ｂが下動できなくなるといった事態は起こらない。

ナイロンコード切断刃４ａは、磨耗によって次第に短くなる。この場合には、次のようにしてナイロンコード切断刃４ａの延出長さを延長することができる。すなわち、操作部１００ｂを圧縮コイルバネ１５０の付勢力に抗して押し下げて第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２との係合を解き、操作部１００ｂをナイロンコード４の繰り出し方向に所望量回転させた後、圧縮コイルバネ１５０の弾力によって操作部１００ｂを上動させて第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２とを係合させる。これにより、コード巻回部１４３から繰り出された分、ナイロンコード切断刃４ａの延出長さが延長される。

なお、本実施形態では、上記したように、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２の側面１６１ａ，１６２ａが傾斜させられていることから、次のような操作でナイロンコード切断刃４ａの延出長さを延長することができる。すなわち、操作部１００ｂを下方に向けて押し込むと、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２との相互当接側面１６１ａ，１６２ａの斜面効果により、操作部１００ｂは、本体部１００ａ（支持ピース１１０）に対して相対回転しながら下動する。そして、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２の係合が解けるまで下動させた後押圧力を緩めると、圧縮コイルバネ１５０の回転方向の復帰弾力により操作部１００ｂがわずかに逆転し、図６に示すように、第２係合凸部１６２の頂面１６２ｂが第１係合凸部１６１の頂面１６１ｂに載った状態となる。この状態でコード状切断部材４ａを外方に向けて引っ張ると、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２の頂面１６１ｂ，１６２ｂどうしが滑って操作部１００ｂが回転し、やがて圧縮コイルバネ１５０の弾力により、第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２とが自動的に係合するのである。これにより、操作部１００ｂが回転してナイロンコード４が繰り出される分、ナイロンコード切断刃４ａの延出長さが延長される。

草刈り機Ｂを用いて草刈り作業を行う際には、たとえば、スロットルレバーを操作するなどしてエンジン１１のスロットルの開度を上げると、エンジン１１の回転出力により、回転刃Ａのうち、保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａが回転させられる。エンジン１１のスロットルの開度を調節することにより、ナイロンコード切断刃４ａの回転数を調節することができる。エンジン１１の回転出力は、伝動軸１３からギヤケース１６内のベベルギヤ（図示略）により減速され、回転刃取付け軸１４を介して保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａへと伝えられる。保持部材１００ないしナイロンコード切断刃４ａの回転数は、たとえば５，０００〜６，３００ｒｐｍに達する。回転刃Ａの外径（ガイド部材２００の外径）をたとえば３００ｍｍとすると、ナイロンコード切断刃４ａの先端部の周速は優に３５０ｋｍ/ｈに達する。この回転刃Ａを地面に沿って移動させてゆくと、雑草等の比較的軟質細状の物体は、ガイド部材２００によってそれ以上の半径方向内方への進入を阻止され、高速で旋回するナイロンコード切断刃４ａによる横方向からの強烈な衝突を受け、その衝撃によって難なく切断される。ナイロンコード切断刃４ａは、直径が高々３ｍｍ程度であり、かつ軽量であるが、先端部の周速が上記のようにきわめて高速であるため、軟質である雑草等の茎を切断するのには十分な運動エネルギを有しているのである。

ナイロンコード切断刃４ａは、使用を継続することによって、先端部において摩耗や切損等が起こり、ナイロンコード導出孔１２３からの延出長さが次第に短くなっていく。このような場合には、エンジン１１を停止して、保持部材１００における操作部１００ｂを押し下げて第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２との係合を解き、操作部１００ｂをナイロンコード４の繰り出し方向に回転させて再び第１係合凸部１６１と第２係合凸部１６２とを係合させるだけで、容易にナイロンコード切断刃４ａの延出長さを延長できることは、上述したとおりである。また、操作部１００ｂがコード巻回部１４３を一体的に有しているため、回転刃Ａの高速回転中、不用意にナイロンコード切断刃４ａが繰り出されてしまうことがないことも、上述したとおりである。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施形態に限定されることはなく、各請求項に記載した範囲内でのあらゆる変更は、すべて本発明の範囲に包摂される。

回転刃Ａにおいては、操作部１００ｂを下動させることにより、クラッチ機構１６０を解除するようちしているが、操作部を上動させることによりクラッチ機構を解除するようにしてもよい。要するに、操作部とコード巻回部とが一体的に構成されていればよい。

回転刃Ａにおいてはまた、保持部材１００ないし回転刃取付け軸１４に対して相対回転可能なガイド部材２００を設けているが、このガイド部材２００を設けるかどうかは、選択事項である。

さらに、本発明の回転刃Ａが取付けられて使用される草刈り機は、図１に示したような操作管１２の先端に回転刃取付け軸１４を備える構成のものに限定されず、車輪を有して地面を移動可能なフレームに、エンジン等の動力源およびこの動力源によって回転駆動される回転刃取付け軸を有する、いわゆる自走式の草刈り機にも本発明の回転刃を取り付けて使用することができる。

Claims

草刈り機の回転刃取付け軸に取付けられて回転させられる保持部材と、
上記保持部材の内部に基端側が保持され、先端側が当該保持部材に設けた導出孔から半径方向外方に導出させられるコード状切断部材と、を備えた草刈り機用回転刃であって、
上記保持部材は、上記取付け軸に連結されてこの取り付け軸と一体回転する本体部と、
上記本体部に対して上記取付け軸の軸方向に所定のストロークで移動可能かつ上記取付け軸周りに相対回転操作可能に組み合わされ、かつ、上記コード状切断部材の基端側を巻回保持する操作部と、
上記操作部を上記軸方向の上方に向けて付勢する弾性部材と、
上記操作部が上記弾性部材の弾力によって上記ストロークにおける上動位置にあるときこの操作部と上記本体部との相対回転を阻止するとともに、上記操作部が上記弾性部材の弾力に抗して上記上動位置から下動位置に移動させられたときこの操作部と上記本体部との相対回転を許容するクラッチ機構と、を備えており、
上記クラッチ機構は、
上記本体部において、上記取付け軸周りに環状に配列され、かつ下向きに突出し、頂面が平坦な複数の第１係合凸部と、
上記操作部において、上記取付け軸周りに環状に配列され、上向きに突出するとともに頂面が平坦であり、上記複数の第１係合凸部と係合可能な複数の第２係合凸部と、
を備えており、かつ、
上記複数の第１係合凸部と、上記複数の第２係合凸部とは、それらが相互に当接する側面が、下方に向かうほど上記保持部材の回転方向にずれるように傾斜していることを特徴とする、草刈り機用回転刃。
上記保持部材の下位において、当該保持部材に対してその回転軸心を中心として相対回転可能なガイド部材をさらに備える、請求項１に記載の草刈り機用回転刃。
動力源と、この動力源の動力によって回転駆動される回転刃取付け軸と、を備え、
上記回転刃取付け軸には、請求項１または２に記載の草刈り機用回転刃が取付けられていることを特徴とする、草刈り機。