JP7408192B1 - 草刈り用の刈刃、及びその取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】刈刃の草刈り効率の向上と共に耐久性と剛性の向上を目的し、併せて、刈刃へ過度の負荷が作用した場合に退避させて刃体の損傷防止を目的とする。【解決手段】刈刃１は、駆動する回転基板６に取り付けられて遠心方向へ延びる刃体２であって、刃体は回転方向の断面形を回転方向の下方側に傾斜させて形成した切刃部３１を有し、切刃部は回転方向の縁部の刃先から回転円周に沿って湾曲し、かつ遠心方向に３個を配設して成る凸条部４を有し、凸条部間の刃先５を反回転方向へ窪んだ凹曲線状に形成して連続させた構成である。また、凸条部の湾曲方向が、回転円周より外側に向かうように形成している。刈刃の取り付け構造は、刈刃を回転基板の所定位置で摩擦抵抗に起因する回転抵抗を調節可能にして軸支持する軸支手段７１と、軸支手段の離隔位置で前記刈刃と前記回転基板とを係合させた係合手段７２と、から構成する。【選択図】図２

Description

本願に係る発明（以下、「本発明」と称する。）は、草刈機の技術分野に属し、特に、駆動回転する回転基板に取り付けられる草刈り用の刈刃、及びその取り付け構造に関する。

従来の草刈り用の刈刃としては、次のような態様のものがある。特許文献１で開示されている刈払機のブレード（「刈刃」と同義）は、樹脂製ブレードを高速回転させて行なうものである。しかし、断面形状が平行四辺形として回転方向と反回転方向に刃部を形成して、磨耗時に反転して付け変えるために煩雑であると共に、耐久性に問題があった。

また、特許文献２に開示されている切断刃（「刈刃」と同義。）は、刃部の断面形状を回転方向の中央部が膨らむように紡錘形に形成し、さらに、刃部には空気の渦を小さくする小突起を形成し、駆動源の負荷の低減と回転時の風切り音の低減を目的としたものである。しかし、切断刃を反回転方向へ湾曲させているため、切断の確実性に問題があった。

さらに、特許文献３に開示されている「刈払機のカッター構造」は、石や木片等の硬質物に当たった場合に付勢弾性部材の介設により刃体を回避させ、緩衝又は保護することを目的としたものである。しかし、回避させるための付勢弾性部材が適切に作動しない構成であるため、作業効率に問題があった。

特開２０２２－１２８６６３号公報 特開２０１８－２９４９３号公報 実開昭６２－１６７５２３号公報

本発明は、刈刃の草刈り効率の向上と共に耐久性と剛性の向上を目的とする。併せて、刈刃へ過度の負荷が作用した場合に退避させて刃体の損傷の防止を目的とする。

上記の課題を解決するため本発明は、以下のように構成している。
すなわち、駆動する回転基板に取り付けられて遠心方向へ延びる刃体であって、該刃体は、その回転方向の断面形を回転方向の下方側に湾曲させて、又は傾斜させて形成した切刃部を有し、該切刃部は、回転方向の縁部の刃先から回転円周よりも外側に向かって湾曲し、かつ遠心方向に複数個を配設して成る凸条部を有し、前記凸条部間の刃先を、反回転方向へ窪んだ凹曲線状に形成して連続させたことを特徴としている。

ここで、上記凸条部は少なくとも２個から４個程度を形成することが望ましく、上記切刃部は、湾曲や傾斜しているために立体的であるため、回転基板へ取り付け面が平板状としている場合は、両者に切れ目なく連続させていることが望ましい。

また、前記凸条部の湾曲方向が、回転円周より外側に向かうように形成したことを特徴としている。つまり、凸条部の形成が全体的に遠心方向に偏る態様としている。

さらに、前記刈刃の複数個を、それぞれ前記回転基板の円周等分割位置に配置している。ここで、刈刃の個数としては、２個から６個内の配置が望ましい。

次に、上記構成の刈刃の取り付け構造は、該刈刃を回転基板の所定位置で摩擦抵抗に起因する回転抵抗を調節可能にして軸支持する軸支手段と、該軸支手段の離隔位置で前記刈刃と前記回転基板とを係合させた係合手段と、から構成し、かつ前記係合手段は、前記軸支手段に作用する回転モーメントが所定値以上となった時に係合を解除するように係合力を調節可能としたことを特徴としている。

上記軸支手段においては、回転基板に付勢する弾性摩擦部材を介在させて締緩することによって、前記回転モーメントの設定を調節するようにしてもよい。この弾性摩擦部材としては、例えば、軸に環装させる皿バネ若しくはスプリングワッシャーを採用してもよい。

また、上記係合手段においては、係合部位で対面する刈刃と回転基板との間において、位置保持したボール又はピンにスプリングを介在させた係合力を調節可能にして配置するようにしてもよい。

本発明の刈刃は、切刃部に凸条部を形成しているため、従来の平板状に比べて曲げ剛性やねじれ剛性が向上している。また、切刃部の刃先の形状を凸条部間毎の窪みを凹曲線状に形成し、刃先全体を連続させて形成しているため、草の茎との接触距離が長くなると共に、湾曲した窪みの内側への巻き込み力も加わって確実に切断できる顕著な効果を有する。

さらに、刈刃の取り付け構造にあっては、石や岩等に当たって設定以上の過度な負荷となるような衝撃力が作用した時に、刈刃を退避作動させて切刃部の破損を防止することができる。

本発明の実施形態に係る刈刃の取り付け状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る刈刃の取り付け構造を拡大して示す組立斜視図である。 図１のＡＡ線断面図（Ａ）とＰ部拡大図（Ｂ）である。 本発明の実施形態に係る刈刃の作用を示す拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る刈刃の退避作動の説明図である。

以下に、本発明の実施形態に係る草刈り用の刈刃、及びその取り付け構造の形態（以下、「本実施例」という。）について、図面を参照して説明する。なお、各図の白抜き矢印Ｒは回転方向を示している。また、上側下側は、草刈り作業時の回転面を基準として、地面側を下側とし、その反対面側を上側として、以下に説明する。

＜刈刃の構成＞
図示符号１で示す本実施例の刈刃は、モーター等の駆動源（図示省略）で回転する回転軸６１を備えた回転基板６に対し下面側から取り付けている。本実施例では、４個の刈刃１を回転基板６の円周４等分割位置に取り付けている。

この刈刃１は、回転基板６を基準にその遠心方向へ延伸させた刃体２から成る。刃体２は、回転基板６の周縁部から外側（遠心方向）に突出した回転方向側に切刃部３を有すると共に、回転中心側の端部付近に回転基板６への取り付け部位を設けている。この部位は矩形平板状を成し、回転基板６への取り付け用の貫通穴２１と、この貫通穴２１を基準に中心側寄りの上面側に後述の取り付け構造の一要素となる嵌合凹部２２を形成している。この嵌合凹部２２は円形状の窪みに形成している。なお、本実施例では、前記嵌合凹部２２を円形状の窪みに形成しているが、一定の作用力に対して嵌合状態を係脱し得る窪みであれば、その形状は問わない。

上記切刃部３は、上記取り付け部位を除いた回転基板６の周縁から突出した延伸部分を、遠心方向の断面形において回転方向下方側へ傾斜するように湾曲させて形成した傾斜面３１を備える。この傾斜面３１の下向きの傾斜角度θは、水平面から約３０度程度に設定している（図１）。

また、傾斜面３１は、取り付け部位から遠心方向へ下降傾斜して成る接続面３２と折り目３３を挟んで一体形成している。かかる切刃部３を有する刈刃１は、傾斜面３１やこれと一体形成した接続面３２とによって立体的に形成しているため、平板状の従来刈刃に比べて全体の曲げ剛性やねじれ剛性が向上している。

上記切刃部３の傾斜面３１には、回転方向の縁部からその回転円周に沿うように凸湾曲状に盛り上げて成る３個の凸条部４を形成している。この凸条部４は、傾斜面３１の縁部が回転方向へ凸曲線状を成すと共に、回転円周より外側方向（遠心方向）に並ぶように、かつ所定間隔で離隔配置している。また、各凸条部４は、上記構成により傾斜面３１の縁部において最大限に突出した山部４１を設け、後述する刃先５に向かって回転円周より外側に向かう湾曲形態としている。

上記の各凸条部４の山部４１の間、及び上記接続面３２と山部４１の間には、凹曲線状に窪んだ谷部４２を形成している。このため、傾斜面３１の縁部は、谷部４２と山部４１とが順次連続した凹凸曲線状を成す波形状となっている。別言すると各凸条部間の刃先５を、反回転方向へ窪んだ凹曲線状に形成して連続させた線形状を呈している。

上記の凹凸曲線状を成す縁部には、上述のように刃先５を形成している。刃先５は傾斜面３１の縁部下面側を砥石により研磨加工して鋭利に仕上げて成り、摩耗した場合には適宜に研磨加工を施している。

本実施例の刃先５は、上述したように波形状としているため、従来の直線状の刃先と比べて草茎との接触域が長くなり、切断効率の向上が図れることになる。

＜刈刃の取り付け部の構成＞
本実施例の刈刃１は、以下の取り付け部７の構造をもって回転基板６に配置している。
取り付け部７は、回転基板６に対する摩擦抵抗に起因する回転抵抗を調節可能な軸支手段７１と、この軸支手段７１の中心側寄りの離隔位置に刈刃１と回転基板６とを係合させた係合手段７２と、から構成している。

上記軸支手段７１は、刃体２に形成した貫通穴２１と、及び回転基板６に形成した取り付け穴６２に対して配置するボルト７１ａとナット７１ｂ、及び刃体２の貫通穴２１と取り付け穴６２との各々の上下側に配置する２枚の皿バネ７１ｃと、から構成している。ここで、皿バネ７１ｃは、弾性摩擦部材として機能するためにボルト７１ａ及びナット７１ｂの締め付けによって刈刃１を回転基板６に対して付勢する摩擦抵抗要素となる。この構成により、軸支手段７１は締め付けトルクの調節によって、刈取り時に刃体２に作用する回転モーメントへの耐力を適宜に設定することができる。

係合手段７２は、回転基板６の上面側に形成したタップ６３から先端下向きに螺合配置したプランジャー７２ａと、このプランジャー７２ａの外側に螺合した緩み止めナット７２ｂと、から成り、プランジャー先端の球状体を、刃体２に形成した嵌合凹部２２に対し、下向きに付勢しつつ嵌め込んで係合させる構成としている。なお、前記球状体はプランジャー７２ａの先端が球状で有ればボール若しくはピン（例えば、円柱体）の何れでもよく、内部配置のスプリングによって付勢力が付加される構成であればよい。

また、係合手段７２のプランジャー７２ａは、上記タップ６３とプランジャー７２ａとの螺合位置を上下動させることにより（図３の矢印ａ）、嵌合凹部２２に対して球状体を押し付ける係合力(圧接力)を調節することができる。なお、調節後の上下位置の固定は、緩み止めナット７２ｂを締結して行っている。

上記構成の取り付け部７は、軸支手段７１のボルト７１ａ、ナット７１ｂ、及び２枚の皿バネ７１ｃによって設定した回転モーメントの値を越えると、プランジャー７２ａの球状体と嵌合凹部２２による係合を解除するように調節している。つまり、これらの係合力を越える過度な負荷が刈刃１に作用した場合にのみ、刈刃１は軸支手段７１のボルト中心に回転基板６に対して逆回転方向へ回動して退避することとなる（図５の矢印ｄ）。

＜刈刃の作用＞
次に、本実施例の刈刃１の作用について説明する。
草刈り作業において、刈刃１は取り付けた回転基板６の回転によって回転移動する（矢印Ｒ）。この回転移動時の刈刃１に対し、通常の草等の刈取り対象物が接触すると、対象物は切刃部３の刃先５に接触して切断され、刃体２の傾斜面３１の傾斜に沿って反回転方向側の上方に排出される（図４の矢印ｂ）。この排出作用によって、傾斜面付近には切断後の対象物が大量に滞留することはない。

一方、容易に切断されないような草や硬めの茎等の対象物の場合は、対象物が凸条部４に沿って回転方向の外側に押し出されるように移動しつつ切断されていく（図４の矢印ｃ）。切断後は同様に逆回転方向側の上方に排出される（図４の矢印ｂ）。この場合における対象物の切断は、刃先５が凸条部４の山部４１及びその間の谷部４２を繋ぐように波形の凹凸曲線状に連続しているため、波形に沿った蛇行状態で行われることになる。特に、各凸条部４の谷部４２から山部４１への移動時においては、この部分の凹曲線状に湾曲した刃先５によって巻き込み力を発揮し、より切断され易くなる。言わば、手動農具の鎌で刈り取るような作用を得られる。

その一方、刈刃１の回転時に石や岩等の障害物に接触した場合、つまり、軸支手段７１に設定した回転モーメントが所定値を超える負荷となった場合には、上述のように係合手段７２のプランジャー７２ａの球状体と嵌合凹部２２の係合が解除され、軸支手段７１のボルト７１ａを中心に刈刃全体が反回転方向側に退避する（図５の矢印ｄ）。この結果、刈刃１の刃先５の欠けや損傷が回避されることになる。

１ 刈刃
２ 刃体
２１ 貫通穴
２２ 嵌合凹部
３ 切刃部
３１ 傾斜面
３２ 接続面
３３ 折り目
４ 凸条部
４１ 山部
４２ 谷部
５ 刃先
６ 回転基板
６１ 回転軸
６２ 取り付け穴
６３ タップ
７ 取り付け部
７１ 軸支手段
７１ａ ボルト
７１ｂ ナット
７１ｃ 皿バネ
７２ 係合手段
７２ａ プランジャー
７２ｂ 緩み止めナット
θ 傾斜角度
Ｒ 回転基板の回転方向

Claims (5)

1. 駆動する回転基板に取り付けられて遠心方向へ延びる板状の刃体であって、
   該刃体は、その回転方向の断面形を回転方向の下方側へ湾曲させて、又は傾斜させて形成した切刃部を有し、
   該切刃部は、回転方向の縁部の刃先から回転円周よりも外側へ向かって湾曲し、かつ遠心方向に複数個を配設して成る凸条部を有し、
   前記各凸条部間の刃先を、反回転方向へ窪んだ凹曲線状に形成して連続させたことを特徴とする草刈り用の刈刃。
2. 前記刈刃の複数個を、
   前記回転基板の円周等分割位置に取り付けたことを特徴とする請求項１、又は請求項２記載の草刈り用の刈刃。
3. 請求項１又は請求項２記載の草刈り用の刈刃の取り付け構造において、
   該刈刃を回転基板の所定位置で摩擦抵抗に起因する回転抵抗を調節可能にして軸支持する軸支手段と、
   該軸支手段の離隔位置で前記刈刃と前記回転基板とを係合させた係合手段と、から成り、
   前記係合手段は、草刈り作業時の刈刃への衝撃力によって前記軸支手段に作用する回転モーメントが所定値以上となった時に係合を解除するように係合力を調節可能としたことを特徴とする草刈り用の刈刃の取り付け構造。
4. 上記軸支手段は、
   回転基板に付勢する弾性摩擦部材を介在させて締緩することによって、前記回転モーメントの所定値を適宜に設定することを特徴とする請求項３記載の草刈り用の刈刃の取り付け構造。
5. 上記係合手段は、
   係合部位で対面する刈刃と回転基板との間において、位置保持したボール又はピンにスプリングを介在させた係合力を調節可能にして配置したことを特徴とする請求項３記載の草刈り用の刈刃の取り付け構造。

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