JP7507624B2 - 刈り払い機用回転刃 - Google Patents

Description

本発明は、雑草等を刈るための刈り払い機用の回転刃に関する。

従来、刈り払い機用の回転刃は、２枚刃や４枚刃のもの（特許文献１、２）、あるいは、刃数が数十枚の真円状の丸鋸刃（特許文献３、４）や、かかる真円丸鋸刃の先端に焼結金属を接合したチップソー（特許文献５、６）などが一般的である。

これらのうち、２枚刃や４枚刃の回転刃は瞬間的な打撃により対象物を切断するため、回転刃の受ける抵抗が大きく、ススキや小径木が混じるような叢では丸鋸刃のようにスムーズに切断できない場合があった。一方、丸鋸刃の場合は、２枚刃や４枚刃よりも回転刃の受ける抵抗は少ないものの、叢に対する個々の刈刃の食い込み力が弱いため、刈刃が摩耗すると、切断能力が大きく低下してしまった。

また、刈り払い作業は、草の根本付近を切断する動作が大部分であるため、２枚刃や４枚刃であれ、丸鋸刃であれ、高速回転する金属回転刃の切れ刃は根本に付着する土砂や土壌と激しく摩擦し、十数分も作業を行うと摩耗し切断能力は著しく低下する。特に、丸鋸刃はすべての刃先は一様に障害物と衝突しやすい位置に形成されているため、急速に摩耗していた。

さらに、砂礫の多い土壌では焼き入れ炭素鋼板製のものは短時間で大きく摩耗し、著しく刈払い性能が低下する。性能を回復させるためには再研磨（目立）が必要であるが、相応の技術を要し、時間もかかる。特に刃数の多い丸鋸刃の再研磨は長時間を要していた。

その点、チップソーは比較的長時間にわたって刈払い性能を持続するが、小石などによる刃こぼれが生じやすい。また、鉄柵や土中に埋もれた金属に当たることで多数のチップが一挙に破損欠落して使用不能となる場合もある。さらに、チップは極めて硬く小さいので、研磨研削が困難であった。

特開２００５－２０４６３０ 特開２０１０－０１１８４４ 特開平７－１１１８１５ 特開平１０－２２９７２２ 特開２００９－６５９６３ 特開２０１４－１１９８０

そこで本発明は、従来の刈り払い機用回転刃のかかる欠点を克服し、丸鋸刃やチップソーのようにススキの太い株や小径の雑木が混じるような叢もスムーズに刈払いが可能で、砂礫の多い土壌でも丸鋸刃のように短時間で大きく摩耗することなく、長時間高い刈り払い性能を持続し、チップソーのように刃こぼれもすること無く、目立ても容易な刈り払い機用の回転刃の提供をその課題とするものである。

本発明は、上記課題を解決するものであり、中心に刈り払い機取り付け孔が穿設され、略放射状に外周方向へ突出する複数の突出部を有し、該突出部の回転方向側の辺部には切れ刃が形成され、該突出部の反回転方向側の辺部の少なくとも一部には所定の起立角度を有する草掻き寄せガイドが形成されている刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記草掻き寄せガイドは、左右の端部から中間部分に向けて所定の立ち上がり勾配でその高さが徐々に高くなり、中間部分では一定の高さとなる略台形に形成されていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記草掻き寄せガイドの縁部には後方剪断刃が形成されていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記突出部の先端側の辺部には切れ刃を有さない刃先ガードが形成されていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記突出部の反回転方向側の根元側辺部は刈り払い機用回転刃を水平にしたときに前記切れ刃より低い位置にあり、且つ、突出部の中央部側から該突出部の根元側辺部にかけて回転刃の上面に凸曲面が設けられていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記刈り払い機取り付け孔の周囲から突出部の先端方向へ略放射状に広がる凸条部がその他の平板な平坦部よりも上方へ隆起するように形成されていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記刈り払い機取り付け孔を囲むように刈り払い機取り付け孔周辺の平坦部よりも上方へと隆起する環状凸部が形成され、さらに、該環状凸部から突出部の先端方向へ延伸して突出部の他の部分よりも上方へ隆起する凸条部が形成されていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

また本発明は、前記刈り払い機取り付け孔を囲むように刈り払い機取り付け孔周辺の平坦部よりも上方へと隆起する三角状凸部が形成されていることを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

さらに本発明は、回転前方側に下方へと窪む下羽根部と、回転後方側には上方へ膨らむ上羽根部により回転時に回転刃の上側の空気を吸引し、回転刃の下側へと流す粉塵吸引孔を設けたことを特徴とする刈り払い機用回転刃である。

本発明にかかる刈り払い機用回転刃は、草掻き寄せガイドが回転刃中心側に草を引き込み、ガイド後方のリリース領域で解放するため、掻き寄せられた草は後方の切れ刃の刃先に勢いよく衝突し、軽快に切断される。このように、本発明の切れ刃は全部位が有効に働き、刈り払い作業が高速化される。さらに、先端側の部位が摩耗した場合であっても、深い部位が比較的鋭利な状態を維持するため、長時間効率的な作業を継続することができる。

また、本発明にかかる刈り払い機用回転刃は、切れ刃に所定の後退角を与えることにより打撃角度が斜めとなり、小径木の切断時の衝撃を緩和することができ、刃先の破損を防ぐことができる。

また、本発明にかかる刈り払い機用回転刃は、切れ刃ガードが回転刃の最外縁を形成し、これにより、刃先ガードより回転中心側に陥没して設けられた切れ刃と障害物との接触を最小限にして刃こぼれを抑制することができ、ブロック塀際や道路縁石際の雑草も容易に刈り払うことができる。

また、本発明にかかる刈り払い機用回転刃は、平坦部よりも上方へ隆起する凸条部や環状凸部あるいは三角状凸部が力骨の役割を果たし、回転刃全体の強度を向上させることができる。

また、本発明にかかる刈り払い機用回転刃で粉塵吸引孔を有するものは、回転時に回転刃の上側の空気が粉塵吸引孔に吸引され、回転刃の下側へと流れる。かかる気流により、作業時に発生する草細片や粉塵等を空気中に飛散させることなく、土壌側に向かわせることができ、作業環境を良好に確保することができる。

さらに、本発明にかかる刈り払い機用回転刃で、前記突出部の根元側辺部は刈り払い機用回転刃を水平にしたときに前記切れ刃より低い位置にあり、且つ、突出部の中央部側から該突出部の根元側辺部にかけて回転刃の上面に凸曲面が設けられているものは、回転刃全体が扇風機の羽根の機能を果たし、回転時に回転刃の上側の空気が勢いよく回転刃の下側へと流れる。これにより、極めて高い粉塵抑制効果を奏するとともに、風を地表面へと送ることにより適当な揚力が得られ、刈り払い機の竿先は極めて軽くなり、軽快な操作性を得ることができる。

本発明の第一実施態様の刈り払い機用回転刃の平面図。 図１におけるａ－ａ´切断端面図。 図１におけるｂ－ｂ´断面図。 図１におけるｃ－ｃ´切断端面図。 本発明の刈り払い機用回転刃の切れ刃先端の拡大断面図。 本発明の第二実施態様の刈り払い機用回転刃の平面図。 図６におけるａ－ａ´断面図。 図６におけるｂ－ｂ´切断端面図。 図６におけるｃ－ｃ´切断端面図。 図６におけるｄ－ｄ´切断端面図。 本発明の第三実施態様の刈り払い機用回転刃の平面図。 本発明の第四実施態様の刈り払い機用回転刃の平面図。 図１２におけるａ－ａ´切断端面図。 図１２におけるｂ－ｂ´切断端面図。 図１２におけるｃ－ｃ´断面図。 図１２におけるｄ－ｄ´切断端面図。 図１２におけるｅ－ｅ´切断端面図。

以下、本発明の刈り払い機用回転刃の実施態様を、図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施態様に何ら制約されるものではない。

図１は、本発明にかかる刈り払い機用回転刃の第一実施態様を表すものであり、８枚刃のタイプのものである。

図に示すように、本発明の回転刃１は、その中心に刈り払い機取り付け孔１１が穿設され、略放射状に外周方向へ突出する突出部２を有し、その全体形状が回転対称に形成されている。本実施態様では、かかる突出部２は全部で８箇所形成されており、８回回転対称となっているが、突出部２の数および回転対称の回数はこれに限定されない。

本実施態様の回転刃１の使用時の回転方向は反時計回りである。そして、突出部２の回転方向側の辺部には、切れ刃３が形成されている。本実施態様ではかかる切れ刃３は直線的に形成されているが、切れ刃３の形状はこれに限定されず、切れ刃３を設ける辺部が３枚刃等の長い場合には波形の刃を設けてもよい。

切れ刃３は、平面視で回転刃１の中心を通る線分に対して所定の角度で後退角を有する。すなわち、切れ刃３はその先端側に行くにつれて、回転刃１の中心を通る線分から離間して回転刃１の反回転方向側へと傾斜するように形成されている。かかる後退角θ１は切れ刃３の陥没の深さｄｐが同じ場合、切れ刃３の数によって変わるが、本実施態様のように８枚刃の場合は回転刃１の中心を通る線分に対して１５～４０度の範囲が好ましい。このように、切れ刃３に所定の後退角を与えることにより打撃角度が斜めとなり、小径木の切断時の衝撃を緩和することができ、刃先の破損を防ぐことができる。かかる後退角により、切れ刃３は回転刃中心側へ陥没するように形成されており、かかる陥没の深さｄｐは任意に設定できるが、半径１２５ｍｍの８枚刃の場合において、回転円周（図１の破線）から４０～５０ｍｍの範囲が好ましい。

図５は切れ刃３の先端部分を拡大した断面図である。図に示すように、切れ刃３の先端３１は研削角度が大きいうえ、ほとんど上方を向いているが、剪断的機序が働くことにより物を切断することができる。すなわち、ハサミは摺り合いながら動く二つの刃の間に物を挟み、力を加えることによって剪断するが、剪断にはこのように押し当てる刃と受ける刃が必要とされる。本発明の回転刃１の場合、ハサミのような受ける刃はないが、打撃される草にはその位置に止まろうとする慣性が作用している。この慣性は切れ刃の回転速度が高くなればなるほど相対的に大きくなるが、高速回転する回転刃の速度は秒速数十メートルに達し、これにより、慣性の力は受け刃として十分に機能するほど大きくなるため、研削角度の大きい先端３１でもその剪断的機序で軽快に切断することができる。

突出部２の先端側の辺部には、切れ刃を有さない刃先ガード４が形成されている。かかる切れ刃ガード４は回転刃１の最外縁を形成し、これにより、刃先ガード４より回転中心側に陥没して設けられた切れ刃３と障害物との接触を最小限にして刃こぼれを抑制することができ、ブロック塀際や道路縁石際の雑草も容易に刈り払うことができる。

突出部２の反回転方向側の辺部には、草掻き寄せガイド５が形成されている。かかる草掻き寄せガイド５は、反回転方向側の辺部に沿って所定の角度で起立するように形成されている。草掻き寄せガイド５は、図３に示す通り、その左右の端部から中間部分に向けて所定の立ち上がり勾配でその高さが徐々に高くなり、中間部分では一定の高さの略台形に形成されている。かかる中間部分の高さは任意だが、４～８ｍｍの範囲で形成することが好ましい。また、図２に示す草掻き寄せガイド５の起立する角度θ４は任意だが、水平に対して３０～７０度の範囲が好ましく、４０～６０度の範囲が特に好ましい。さらに、図３に示す草掻き寄せガイド５の左右両辺部の立ち上がり勾配の角度θ５も任意だが、２０～４５度の範囲が好ましい。

草掻き寄せガイド５が形成された辺部は、平面視で回転刃１の中心を通る直線に対して所定の角度で前傾角を有する。すなわち、該辺部はその先端側に行くにつれて、切れ刃３に対して近接するように形成されている。かかる前傾角θ２は任意だが、回転刃１の中心を通る線分に対して３０～４５度の範囲が好ましい。

さらに、草掻き寄せガイド５の縁部は研削角度の大きい後方剪断刃５１が形成されており（図２）、かかる後方剪断刃５１は回転刃１の中心を通る線分に対して所定の前傾角を有するとともに、一定の起立角度と立ち上がり勾配を有するため、草掻き寄せガイド５で掻き寄せられる草はこの後方剪断刃５１にも打撃され、切断される。

隣接する２つの突出部２の間には谷状に凹欠するリリース領域６が形成されている。かかるリリース領域６は、隣接する２つの突出部２のうち、草掻き寄せガイド５に連続する根元側辺部２１と切れ刃３との間の領域を指す。

一般的な回転刃の切れ刃において雑草を打撃する部位はその先端付近であり、深く回転刃中心側へ陥没する刃丈の高い切れ刃の場合、その深い部位はそのままでは草を打撃することができず、ほとんど役に立たない。その点、本発明では草掻き寄せガイド５が回転刃中心側に草を引き込み、ガイド後方のリリース領域６で解放するため、掻き寄せられた草は後方の切れ刃３の刃先に勢いよく衝突し、軽快に切断される。このように、本発明の切れ刃３は全部位が有効に働き、刈り払い作業が高速化される。さらに、先端側の部位が摩耗した場合であっても、深い部位が比較的鋭利な状態を維持するため、長時間効率的な作業を継続することができる。

また、本実施態様では、回転刃１の刈り払い機取り付け孔１１の周囲から突出部２の延伸方向に沿って突出部２の先端方向へ、略放射状に広がる凸条部１３１が突出部２と同じ数だけ形成されている。かかる凸条部１３１は、その他の平板な平坦部１２よりも上方へ隆起するように形成されており、図２～４の端面図で示すように、その断面形状は略半円形に形成されている。このように、突出部２の延伸方向に沿って形成された凸条部１３１が力骨の役割を果たし、回転刃１全体の強度を向上させる。

図６は、本発明にかかる刈り払い機用回転刃の第二実施態様を表すものであり、３枚刃のタイプのものである。第二実施態様では、突出部２が全部で３箇所形成されており、３回回転対称となっているが、突出部２の数および回転対称の回数はこれに限定されない。

第二実施態様の回転刃１の使用時の回転方向も反時計回りである。そして、突出部２の回転方向側の辺部には切れ刃３が形成され、突出部２の先端側の辺部には、切れ刃を有さない刃先ガード４が形成されている点は第一実施態様と共通する。第二実施態様で特徴的な点としては、長い切れ刃を有することにより波形刃を設けることが可能である。なお、刃先ガード４および草掻き寄せガイド５の機能については第一実施態様と同様のため、ここでは説明を省略する。

図７に示すように、第二実施態様の突出部２を水平状態としたときに、根元側辺部２１は切れ刃３よりも低い位置にある。そして、突出部２を途中で横に切断した断面視において、突出部２の中央部側から根元側辺部２１にかけて、回転刃１の上面が緩やかに凸曲状となり、下面が緩やかに凹曲状となるように湾曲する凸曲面２２が設けられている。

このように、根元側辺部２１は切れ刃３よりも低い位置に設けられ、さらに、突出部２の中央部側から根元側辺部２１にかけて設けられた凸曲面２２により、回転刃全体が扇風機の羽根の機能を果たし、回転時に回転刃の上側の空気が勢いよく回転刃の下側へと流れる。これにより、極めて高い粉塵抑制効果を奏するとともに、風を地表面へと送ることにより適当な揚力が得られ、刈り払い機の竿先は極めて軽くなり、軽快な操作性を得ることができる。

また、第二実施態様の刈り払い機取り付け孔１１の周辺には平坦部１２が形成され、かかる平坦部１２の外縁には該平坦部１２よりも上方へと隆起する環状凸部１３２が刈り払い機取り付け孔１１を囲むように環状に形成され、さらに、環状凸部１３２の外縁から突出部の先端方向へ直線的に延伸して突出部の他の部分よりも上方へ隆起する凸条部１３３が形成されている。このように、他の部分よりも上方へ隆起する環状凸部１３２、凸条部１３３が力骨の役割を果たし、回転刃１全体の強度を向上させる。

さらに、この第二実施多様では、根元側辺部２１と後続の突出部２の切れ刃３との間に縦半分に割ったスプーン状に凹陥部１４が形成されている。凹陥部１４は、突起部２のその他の部分よりも離れた位置ほどその凹陥の深さが大きくなるように形成されている。かかる凹陥部１４を設けることにより、回転刃１全体の強度をさらに向上させることができる。

図１１は、本発明にかかる刈り払い機用回転刃の第三実施態様を表すものであり、３枚刃のタイプのものである。上述の第二実施態様と異なる特徴的な点として、第三実施態様の刈り払い機取り付け孔１１の周囲で所定の略三角形の範囲には平坦部１２が形成され、平坦部１２の外縁には略三角形状に該平坦部１２よりも上方へと隆起する三角状凸部１３４が形成されている。

図１２は、本発明にかかる刈り払い機用回転刃の第四実施態様を表すものであり、８枚刃のタイプのものである。

本実施態様では、回転刃１の刈り払い機取り付け孔１１の周囲で所定の範囲は平板な平坦部１２が形成され、かかる平坦部１２の外縁と回転刃１の周縁部の間には周方向に連続する凹部１５が形成されている。かかる凹部１５は、平坦部１２よりも下方へと凹陥しており、図１３の端面図で示すように、回転刃１の裏側へと膨出するように形成されている。このように、周方向に連続して形成された凹部１５が力骨の役割を果たし、回転刃１全体の強度を向上させる。また、凹部１５は、回転刃１の裏側へと膨出するため、刃先３を含むその他の部分が地表より浮き上がり、これにより、刃先３が小石などを乗り越えて衝突による損耗を防ぐことができる。

さらに、本実施態様の刈り払い機用回転刃は、複数の粉塵吸引孔７を設けている。本実施態様の粉塵吸引孔７は、平坦部１２の外周方向へ突出する各部分に計８箇所設けられているが、粉塵吸引孔７を設ける場所や数はこれに限らない。図１７に示すように、粉塵吸引孔７はその回転前方側には縦半分に割ったスプーン状に下方へと窪む下羽根部７２が形成され、回転後方側には縦半分に割ったスプーン状に上方へ膨らむ上羽根部７１が形成されている。このように、回転方向の前後方向で互い違いに上下に膨出する羽根部により、回転刃１の回転に伴い空気が粉塵吸引孔７に引き込まれる。なお、本実施態様の上羽根部７１と下羽根部７２は、ともに縦半分に割ったスプーン状に形成されているが、空気力学的に回転刃１の上側の空気を粉塵吸引孔７に吸引して土壌側に向かわせる気流を生じさせるものであれば、形状はこれに限らない。

粉塵吸引孔７により、回転時に回転刃１の上側の空気が粉塵吸引孔７に吸引され、回転刃１の下側へと流れる。かかる気流により、作業時に発生する草細片や粉塵等を空気中に飛散させることなく、土壌側に向かわせることができ、作業環境を良好に確保することができる。

切れ刃３は、図１４に示すように、その刃先が水平よりも上方へ反るように形成してもよい。かかる切れ刃３の上反角θ３は任意だが、３～６度の範囲が好ましい。このように切れ刃３の刃先を上方へ反らして形成することにより、使用時に切れ刃３と土壌との間に適当な空隙を作り出し、これにより、土壌表面の障害物との接触から守られる。

なお、本発明の回転刃１は鎌や鉈のように草や小径木を切断するものであるため、刃先の並びに多少の不揃いがあっても草掻き寄せガイド５の働きにより草等を効果的に切れ刃３に導いて切断することができる。したがって、常に一つ一つの刃先を高い精度で揃える目立ては不要となる。さらに、切れ刃３の先端３１の研削角度も大きいため、一般的な回転刃とは異なり、目立て作業に熟練を要さない。

１ … … 回転刃
２ … … 突出部
３ … … 切れ刃
４ … … 刃先ガード
５ … … 草掻き寄せガイド
６ … … リリース領域
７ … … 粉塵吸引孔
１１ … … 刈り払い機取り付け孔
１２ … … 平坦部
１４ … … 凹陥部
１５ … … 凹部
２１ … … 根元側辺部
２２ … … 凸曲面
３１ … … 切れ刃先端
５１ … … 後方剪断刃
７１ … … 上羽根部
７２ … … 下羽根部
１３１ … … 凸条部
１３２ … … 環状凸部
１３３ … … 凸条部
１３４ … … 三角状凸部
θ１ … … 切れ刃の後退角
θ２ … … 草掻き寄せガイドの辺部の前傾角
θ３ … … 切れ刃の上反角
θ４ … … 草掻き寄せガイドの起立角度
θ５ … … 草掻き寄せガイドの辺部の立ち上がり勾配の傾斜角度

Claims (5)

1. 中心に刈り払い機取り付け孔が穿設され、略放射状に外周方向へ突出する複数の突出部を有する刈り払い機用回転刃であって、該突出部の回転方向側の辺部に沿って切れ刃が形成され、該突出部の反回転方向側の辺部の少なくとも一部には所定の起立角度を有する草掻き寄せガイドが形成され、該切れ刃の回転刃中心側の端部から回転刃の中心までの距離が該草掻き寄せガイドの回転刃中心側の端部から回転刃の中心までの距離よりも短くなるように形成され、該切れ刃は平面視で回転刃の中心を通る線分に対して所定の角度で後退角を有している刈り払い機用回転刃。
2. 前記草掻き寄せガイドは、左右の端部から中間部分に向けて所定の立ち上がり勾配でその高さが徐々に高くなり、中間部分では一定の高さとなる略台形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の刈り払い機用回転刃。
3. 前記草掻き寄せガイドの縁部には後方剪断刃が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の刈り払い機用回転刃。
4. 前記突出部の先端側の辺部には切れ刃を有さない刃先ガードが形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の刈り払い機用回転刃。
5. 前記突出部の反回転方向側の根元側辺部は刈り払い機用回転刃を水平にしたときに前記切れ刃より低い位置にあり、且つ、突出部の中央部側から該突出部の根元側辺部にかけて回転刃の上面に凸曲面が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の刈り払い機用回転刃。

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