JP7137508B2 - 作業機 - Google Patents

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Description

本明細書は、作業機に関する。
特許文献1に、作業機が開示されている。前記作業機は、中心軸に対する位置が固定されている固定刃と、前記中心軸周りに回転する回転刃を備えている。前記固定刃は、櫛刃が形成された切断部と、前記櫛刃が形成されていない非切断部を有している。
特開2009-118822号公報
回転刃が、固定刃に当接して摺動するチップを有している場合、チップに作用する摺動抵抗が大きいと、回転刃を回転させる際に消費するエネルギーが増大する。このため、非切断部において、チップの全体が固定刃に乗り上げる構成とすると、チップの摺動抵抗が大きくなり、回転刃を回転させる際に消費するエネルギーが増大してしまう。逆に、非切断部において、チップの全体が固定刃に乗り上げない構成とすると、切断部においてチップが再び固定刃に乗り上げる際に衝突音が発生し、騒音を生じるおそれがある。本明細書では、固定刃と回転刃を備える作業機において、騒音の発生を抑制しつつ、チップの摺動抵抗を低減することが可能な技術を提供する。
本明細書が開示する作業機は、中心軸に対する位置が固定されている固定刃と、前記中心軸周りに回転する回転刃を備えていてもよい。前記回転刃は、前記固定刃に当接して摺動するチップを有していてもよい。前記固定刃は、前記回転刃が回転する際の前記チップの軌道に対応する範囲に、櫛刃が形成された切断部と、前記櫛刃が形成されていない非切断部を有していてもよい。前記非切断部の少なくとも一部において、前記チップの径方向の一部が前記固定刃に乗り上げていてもよく、前記チップの径方向の残部が前記固定刃に乗り上げていなくてもよい。
上記の構成によれば、非切断部の少なくとも一部において、チップの一部のみが固定刃に乗り上げているので、チップの全体が固定刃に乗り上げている場合に比べて、チップの摺動抵抗を小さくすることができる。また、上記の構成によれば、非切断部において、チップの一部は常に固定刃に乗り上げているので、チップが固定刃に乗り上げていない状態から再び固定刃に乗り上げた状態に切り替わることに起因する衝突音が発生することがない。上記の構成によれば、固定刃と回転刃を備える作業機において、騒音の発生を抑制しつつ、チップの摺動抵抗を低減することができる。
実施例1,2の芝刈機10,100を示す斜視図である。 実施例1,2の芝刈機10,100の内部構造を示す断面図である。 実施例1,2の芝刈機10,100のカッターユニット20の内部構造を示す断面図である。 実施例1の芝刈機10の固定刃36の上面図である。 実施例1の芝刈機10のカッターユニット20の底面図である。 実施例1の芝刈機10の固定刃36と回転刃38の上面図である。 実施例2の芝刈機100の固定刃102の上面図である。 実施例2の芝刈機100の固定刃102と回転刃38の上面図である。
以下では、本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、以下に開示される追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された作業機、その製造方法及び使用方法を提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。
また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記及び下記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。
本明細書及び/又は特許請求の範囲に記載された全ての特徴は、実施例及び/又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。
1またはそれ以上の実施形態において、作業機は、中心軸に対する位置が固定されている固定刃と、前記中心軸周りに回転する回転刃を備えていてもよい。前記回転刃は、前記固定刃に当接して摺動するチップを有していてもよい。前記固定刃は、前記回転刃が回転する際の前記チップの軌道に対応する範囲に、櫛刃が形成された切断部と、前記櫛刃が形成されていない非切断部を有していてもよい。前記非切断部の少なくとも一部において、前記チップの径方向の一部が前記固定刃に乗り上げていてもよく、前記チップの径方向の残部が前記固定刃に乗り上げていなくてもよい。
上記の構成によれば、非切断部の少なくとも一部において、チップの一部のみが固定刃に乗り上げているので、チップの全体が固定刃に乗り上げている場合に比べて、チップの摺動抵抗を小さくすることができる。また、上記の構成によれば、非切断部において、チップの一部は常に固定刃に乗り上げているので、チップが固定刃に乗り上げていない状態から再び固定刃に乗り上げた状態に切り替わることに起因する衝突音が発生することがない。上記の構成によれば、固定刃と回転刃を備える作業機において、騒音の発生を抑制しつつ、チップの摺動抵抗を低減することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、前記作業機は、前記回転刃を前記固定刃に押し付ける付勢部材をさらに備えていてもよい。
回転刃が固定刃に対して付勢部材によって押し付けられている場合、回転刃が回転する際のチップの摺動抵抗はより大きくなる。また、回転刃が固定刃に対して付勢部材によって押し付けられている場合、チップが固定刃に乗り上げていない状態ではチップが深く沈み込み、チップが再び固定刃に乗り上げる際に大きな衝突音が発生する。上記の構成によれば、回転刃を固定刃に押し付ける付勢部材を備える作業機においても、騒音の発生を抑制しつつ、チップの摺動抵抗を低減することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、前記作業機は、前記非切断部の前記少なくとも一部において、前記チップの径方向の内側の端部が前記固定刃に乗り上げていてもよい。
付勢部材が回転刃を固定刃に押し付ける付勢力は、多くの場合、回転刃が回転する際のチップの軌道よりも内側の範囲に作用する。この場合、回転刃は、中心軸の近傍の範囲が固定刃に近づく形状に撓むことになる。このため、チップの外側の端部が固定刃に乗り上げ、内側の端部が固定刃に乗り上げていない場合には、チップの内側の端部が固定刃に乗り上げ、外側の端部が固定刃に乗り上げていない場合に比べて、チップの端部の沈み込みが大きくなる。チップの端部の沈み込みが大きくなると、その端部が再び固定刃に乗り上げる際に大きな衝突音が生じてしまう。上記の構成によれば、非切断部の少なくとも一部において、チップの径方向の内側の端部が固定刃に乗り上げているので、チップの端部が大きく沈み込むことを防止することができ、大きな衝突音の発生を抑制することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、前記作業機の使用時に、ユーザは前記作業機の後方に位置していてもよい。前記非切断部は、前記固定刃の後部に配置されていてもよい。
作業機の使用時にユーザが作業機の後方に位置しており、非切断部が固定刃の後部に配置されている場合、非切断部はユーザに近い位置に配置されることになる。このため、非切断部において、チップが固定刃に乗り上げていない状態から固定刃に乗り上げた状態に切り替わって衝突音が発生すると、ユーザに聞こえる騒音は大きなものとなる。上記の構成によれば、非切断部がユーザに近い位置に配置される場合に、非切断部で騒音が発生することを抑制することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、前記作業機は、前記固定刃の表面に、前記チップの摺動抵抗を低減するためのコーティングが施されていてもよい。
上記の構成によれば、回転刃が回転する際のチップの摺動抵抗をさらに小さくすることができる。
1またはそれ以上の実施形態において、前記回転刃の前記チップ以外の箇所は、前記固定刃に対して当接していなくてもよい。
上記の構成によれば、回転刃が回転する際の抵抗を小さくすることができる。
(実施例1)
図1に示す芝刈機10は、園芸用の作業機であり、主に芝生の刈り込み作業のために使用される。本実施例の芝刈機10は、ユーザによって操作される手押し式の芝刈機であるが、他の実施形態として、芝刈機10は少なくとも部分的に自律走行が可能な芝刈機であってもよい。
図1、図2に示すように、芝刈機10は、一対の車輪12を有する本体14と、本体14に設けられているとともに、地面に生える芝を刈るカッター16と、カッター16によって刈られた芝を収集する集草ボックス18とを備える。集草ボックス18は、本体14に対して着脱可能に取り付けられており、収集された芝をユーザが取り除くときに、本体14から取り外されることができる。ここで、本実施例の芝刈機10は、二つの車輪12を有しているが、車輪12の数は二つに限定されない。芝刈機10の本体14は、少なくとも一つの車輪12を備えればよい。
本体14は、カッター16が設けられたカッターユニット20と、ハンドルユニット22とを備える。カッター16は、地面に生える芝生に対向するように、カッターユニット20の底部に取り付けられている。図2に示すように、カッターユニット20は、カッター16が取り付けられるカッター取付部24と、カッター16を駆動するモータ26と、モータ26によって駆動される送風ファン28を有する。
ハンドルユニット22は、カッターユニット20から上方に延びている。ハンドルユニット22は、カッターユニット20に対して揺動可能に接続されている。ハンドルユニット22の枢軸は、一対の車輪12の回転軸と平行である。ハンドルユニット22の頂部には、ユーザによって把持される操作グリップ30が設けられている。通常、ユーザは、芝刈機10の背後に立ち、操作グリップ30を把持して芝刈機10を操作する。操作グリップ30には、モータ26を起動するためのトリガスイッチ32が設けられている。トリガスイッチ32は、モータ26に電気的に接続されており、ユーザがトリガスイッチ32を操作している間、モータ26に電力を供給してカッター16を駆動させる。
集草ボックス18は、ハンドルユニット22の前方上部に取り付けられている。本体14には、カッター16によって刈られた芝を集草ボックス18へ案内する集草ダクト34が設けられている(図2参照)。集草ダクト34は、カッターユニット20とハンドルユニット22の両者に亘って延びており、集草ボックス18の上部に接続されている。前述したように、カッターユニット20は、モータ26によって駆動される送風ファン28を有する。送風ファン28は、モータ26を冷却するだけでなく、芝を搬送する空気の流れを集草ダクト34内に形成する。なお、集草ダクト34の具体的な構成については特に限定されない。一例ではあるが、本実施例では、集草ダクト34の大部分がハンドルユニット22に設けられており、集草ダクト34はハンドルユニット22の長手方向に沿って延びている。
図3に示すように、カッター16は、固定刃36と、回転刃38を備えている。固定刃36の上面と回転刃38の下面は、互いに対向している。カッター取付部24は、固定刃36が取り付けられる固定シャフト40と、回転刃38が取り付けられる回転シャフト42を備えている。固定シャフト40は中心軸Cが上下方向に沿うようにカッターユニット20に固定されている。回転シャフト42はベアリング43を介して固定シャフト40に回転可能に保持されている。回転シャフト42は、モータ26の駆動により中心軸C周りに回転する。回転シャフト42には、回転刃38の上面に当接するプレート44と、プレート44を下方に向けて付勢するバネ46が設けられている。回転シャフト42が回転すると、回転刃38と、プレート44と、バネ46は、一体的に回転する。固定シャフト40の下端には、固定刃36を抜け止めするナット48と、ナット48を覆うカバー50が取り付けられている。
図4に示すように、固定刃36の外縁には、切断部52と非切断部54が形成されている。非切断部54は、固定刃36の後部に配置されており、切断部52は、非切断部54よりも前方に配置されている。切断部52には、刃52aと刃溝52bが周方向に交互に並んで配置された櫛刃52cが形成されている。非切断部54には、径方向の外側に突出する係止片54aと、周方向に沿って配置された複数の長孔54bが形成されている。図5に示すように、非切断部54の係止片54aは、カッターユニット20の下面に形成された係止溝20aに嵌合する。
図6に示すように、回転刃38の外縁には、径方向の外側に向けて突出する複数の支持片38aが形成されている。複数の支持片38aの下面には、複数のチップ38bが設けられている。複数のチップ38bは、固定刃36の上面に摺動可能に当接している。回転刃38が固定刃36に対して回転すると、固定刃36の刃溝52bに入り込んだ芝が、固定刃36の刃52aと回転刃38のチップ38bによって切断される。これによって、芝生を刈り込むことができる。なお、固定刃36の上面に、フッ素、シリコン、セラミック等のコーティングが施されている場合、チップ38bの摺動抵抗を低減することができる。
本実施例では、固定刃36の切断部52において、刃溝52bの径方向の内側端部は、回転刃38のチップ38bの径方向の内側端部よりも外側に位置する。このため、回転刃38が固定刃36に対して回転する際に、それぞれのチップ38bは、常に内側の端部が固定刃36に乗り上げており、チップ38bの全体が刃溝52bに沈み込んでしまうことがない。このような構成とすることによって、チップ38bが刃溝52bへ沈み込んだ後、再び刃52aに乗り上げる際の衝突音の発生を抑制することができる。例えば、固定刃36の切断部52において、チップ38bの10%-50%程度が、固定刃36に乗り上げており、チップ38bの残りの部分が、固定刃36に乗り上げていない場合、衝突音の発生を抑制しつつ、チップ38bの摺動抵抗を大幅に低減することができる。
本実施例では、固定刃36の非切断部54において、チップ38bが摺動する位置に長孔54bが形成されている。これによって、チップ38bが非切断部54を通過する際にチップ38bと固定刃36が当接する面積を小さくことができ、チップ38bの摺動抵抗を小さくすることができる。
また、本実施例では、固定刃36の非切断部54において、長孔54bの径方向の内側端部は、チップ38bの径方向の内側端部よりも内側に位置しており、長孔54bの径方向の外側端部は、チップ38bの径方向の外側端部よりも内側に位置している。このため、回転刃38が固定刃36に対して回転する際に、それぞれのチップ38bは、常に外側の端部が固定刃36に乗り上げており、チップ38bの全体が長孔54bに沈み込んでしまうことがない。このような構成とすることによって、チップ38bが長孔54bへ沈み込んだ後、再び固定刃36に乗り上げる際の衝突音の発生を抑制することができる。例えば、固定刃36の非切断部54の長孔54bが形成された箇所において、チップ38bの10%-50%程度が、固定刃36に乗り上げており、チップ38bの残りの部分が、固定刃36に乗り上げていない場合、衝突音の発生を抑制しつつ、チップ38bの摺動抵抗を大幅に低減することができる。
(実施例2)
本実施例の芝刈機100は、実施例1の芝刈機10と同様の構成を備えている。本実施例の芝刈機100は、実施例1の固定刃36の代わりに、固定刃102を備える。
図7に示すように、固定刃102の外縁には、切断部52と非切断部54が形成されている。非切断部54は、固定刃102の後部に配置されており、切断部52は、非切断部54よりも前方に配置されている。切断部52には、刃52aと刃溝52bが周方向に交互に並んで配置された櫛刃52cが形成されている。非切断部54には、径方向の外側に突出する係止片54aと、径方向の内側に切り欠かれた切り欠き54cが形成されている。切り欠き54cは、係止片54aが形成されている箇所を除いて、非切断部54の全体にわたって形成されている。
図8に示すように、本実施例では、固定刃102の非切断部54において、チップ38bが摺動する位置に切り欠き54cが形成されている。これによって、チップ38bが非切断部54を通過する際にチップ38bと固定刃102が当接する面積を小さくことができ、摺動抵抗を小さくすることができる。
また、固定刃102の非切断部54において、切り欠き54cの径方向の内側端部は、チップ38bの径方向の内側端部よりも外側であって、チップ38bの径方向の外側端部よりも内側に位置している。このため、回転刃38が固定刃102に対して回転する際に、それぞれのチップ38bは、常に内側の端部が固定刃102に乗り上げており、チップ38bの全体が切り欠き54cに落ち込んでしまうことがない。このような構成とすることによって、チップ38bが切り欠き54cへ沈み込んだ後、再び固定刃102に乗り上げる際の衝突音の発生を抑制することができる。例えば、固定刃102の非切断部54の切り欠き54cが形成された箇所において、チップ38bの10%-50%程度が、固定刃36に乗り上げており、チップ38bの残りの部分が、固定刃36に乗り上げていない場合、衝突音の発生を抑制しつつ、チップ38bの摺動抵抗を大幅に低減することができる。
回転刃38は固定刃102に対して、中心軸Cの近傍に配置されたバネ46の付勢力によって押し付けられている。このため、回転刃38は下に凸な形状でわずかに撓んでいる。この場合、チップ38bの径方向の内側の端部が固定刃102からの沈み込みと乗り上げを行う場合、チップ38bの径方向の外側の端部が固定刃102からの沈み込みと乗り上げを行う場合に比べて、より大きな騒音を生じることになる。本実施例では、固定刃102の非切断部54において、チップ38bは、常に内側の端部が固定刃102に乗り上げている。このため、実施例1の芝刈機10のように、固定刃36の非切断部54において、チップ38bの外側の端部が固定刃36に乗り上げている場合に比べて、騒音の発生をより抑制することができる。
以上のように、1またはそれ以上の実施形態において、芝刈機10,100(作業機の例)は、中心軸Cに対する位置が固定されている固定刃36,102と、中心軸C周りに回転する回転刃38を備えている。回転刃38は、固定刃36,102に当接して摺動するチップ38bを有している。固定刃36,102は、回転刃38が回転する際のチップ38bの軌道に対応する範囲に、櫛刃52cが形成された切断部52と、櫛刃52cが形成されていない非切断部54を有している。非切断部54の少なくとも一部において、チップ38bの径方向の一部は固定刃36,102に乗り上げており、チップ38bの径方向の残部は固定刃36,102に乗り上げていない。
上記の構成によれば、非切断部54の少なくとも一部において、チップ38bの一部のみが固定刃36,102に乗り上げているので、チップ38bの全体が固定刃36,102に乗り上げている場合に比べて、チップ38bの摺動抵抗を小さくすることができる。また、上記の構成によれば、非切断部54において、チップ38bの一部は常に固定刃36,102に乗り上げているので、チップ38bが固定刃36,102に乗り上げていない状態から再び固定刃36,102に乗り上げた状態に切り替わることに起因する衝突音が発生することがない。上記の構成によれば、固定刃36,102と回転刃38を備える芝刈機10,100において、騒音の発生を抑制しつつ、チップ38bの摺動抵抗を低減することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、芝刈機10,100は、回転刃38を固定刃36,102に押し付けるバネ46(付勢部材の例)をさらに備えている。
回転刃38が固定刃36,102に対してバネ46によって押し付けられている場合、回転刃38が回転する際のチップ38bの摺動抵抗はより大きくなる。また、回転刃38が固定刃36,102に対してバネ46によって押し付けられている場合、チップ38bが固定刃36,102に乗り上げていない状態ではチップ38bが深く沈み込み、チップ38bが再び固定刃36,102に乗り上げる際に大きな衝突音が発生する。上記の構成によれば、回転刃38を固定刃36,102に押し付けるバネ46を備える芝刈機10,100においても、騒音の発生を抑制しつつ、チップ38bの摺動抵抗を低減することがきる。
1またはそれ以上の実施形態において、芝刈機100は、非切断部54の少なくとも一部において、チップ38bの径方向の内側の端部が固定刃102に乗り上げている。
バネ46が回転刃38を固定刃36,102に押し付ける付勢力は、回転刃38が回転する際のチップ38bの軌道よりも内側の範囲に作用する。この場合、回転刃38は、中心軸Cの近傍の範囲が固定刃36,102に近づく形状に撓むことになる。このため、芝刈機10の非切断部54のように、チップ38bの外側の端部が固定刃36に乗り上げ、内側の端部が固定刃36に乗り上げていない場合には、芝刈機100の非切断部54のように、チップ38bの内側の端部が固定刃102に乗り上げ、外側の端部が固定刃102に乗り上げていない場合に比べて、チップ38bの端部の沈み込みが大きくなる。チップ38bの端部の沈み込みが大きくなると、その端部が再び固定刃36に乗り上げる際に大きな衝突音が生じてしまう。上記の芝刈機100の構成によれば、非切断部54の少なくとも一部において、チップ38bの径方向の内側の端部が固定刃102に乗り上げているので、チップ38bの端部が大きく沈み込むことを防止することができ、大きな衝突音の発生を抑制することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、芝刈機10,100の使用時に、ユーザは芝刈機10,100の後方に位置している。非切断部54は、固定刃36,102の後部に配置されている。
芝刈機10,100の使用時にユーザが芝刈機10,100の後方に位置しており、非切断部54が固定刃36,102の後部に配置されている場合、非切断部54はユーザに近い位置に配置されることになる。このため、非切断部54において、チップ38bが固定刃36,102に乗り上げていない状態から固定刃36,102に乗り上げた状態に切り替わって衝突音が発生すると、ユーザに聞こえる騒音は大きなものとなる。上記の構成によれば、非切断部54がユーザに近い位置に配置される場合に、非切断部54で騒音が発生することを抑制することができる。
1またはそれ以上の実施形態において、芝刈機10,100は、固定刃36,102の表面に、チップ38bの摺動抵抗を低減するためのコーティングが施されている。
上記の構成によれば、回転刃38が回転する際のチップ38bの摺動抵抗をさらに小さくすることができる。
1またはそれ以上の実施形態において、回転刃38のチップ38b以外の箇所は、固定刃36,102に対して当接していない。
上記の構成によれば、回転刃38が回転する際の抵抗を小さくすることができる。
なお、上記の実施例では、作業機が芝刈機10,100である構成について説明したが、作業機は他の種類の作業機であってもよい。また、上記の実施例では、回転刃38がモータ26によって回転する構成について説明したが、回転刃38を回転させる原動機は、例えばエンジンであってもよい。
10 :芝刈機
12 :車輪
14 :本体
16 :カッター
18 :集草ボックス
20 :カッターユニット
20a :係止溝
22 :ハンドルユニット
24 :カッター取付部
26 :モータ
28 :送風ファン
30 :操作グリップ
32 :トリガスイッチ
34 :集草ダクト
36 :固定刃
38 :回転刃
38a :支持片
38b :チップ
40 :固定シャフト
42 :回転シャフト
43 :ベアリング
44 :プレート
46 :バネ
48 :ナット
50 :カバー
52 :切断部
52a :刃
52b :刃溝
52c :櫛刃
54 :非切断部
54a :係止片
54b :長孔
54c :切り欠き
100 :芝刈機
102 :固定刃

Claims (6)

  1. 中心軸に対する位置が固定されている固定刃と、
    前記中心軸周りに回転する回転刃を備えており、
    前記回転刃は、前記固定刃に当接して摺動するチップを有しており、
    前記固定刃は、前記回転刃が回転する際の前記チップの軌道に対応する範囲に、櫛刃が形成された切断部と、前記櫛刃が形成されていない非切断部を有しており、
    前記非切断部の少なくとも一部において、前記チップの径方向の一部が前記固定刃に乗り上げており、前記チップの径方向の残部が前記固定刃に乗り上げていない、作業機。
  2. 前記回転刃を前記固定刃に押し付ける付勢部材をさらに備える、請求項1の作業機。
  3. 前記非切断部の前記少なくとも一部において、前記チップの径方向の内側の端部が前記固定刃に乗り上げている、請求項2の作業機。
  4. 前記作業機の使用時に、ユーザは前記作業機の後方に位置しており、
    前記非切断部が、前記固定刃の後部に配置されている、請求項1から3の何れか一項の作業機。
  5. 前記固定刃の表面に、前記チップの摺動抵抗を低減するためのコーティングが施されている、請求項1から4の何れか一項の作業機。
  6. 前記回転刃の前記チップ以外の箇所が、前記固定刃に対して当接していない、請求項1から5の何れか一項の作業機。
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Citations (3)

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