JP7675496B2 - モーアのカッターブレード - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングの内部で上下向き軸心回りに回転駆動されるモーアのカッターブレードに関する。

上記したカッターブレードは、刃部と起風部とを備え、刃部によって草を切断し、起風部によってハウジング内に風を発生させ、この風によって草を切断しやすいように起立させたり、刈り草を搬送したりする。起風部は、厚みを持ったカッターブレード本体を上方に立ち上げる曲げ加工により形成されている。そして、起風部を大きくすることにより、発生する風の風量を大きくすることができ、草を起立させたり刈り草を搬送したりする能力を高めることができる。その一方で、この種のカッターブレードにおいて、起風部の下面側（カッターブレードの回転方向における後ろ側）に負圧が発生する場合があり、負圧が発生すると、当該負圧部分に渦流が発生することにより、空気流が乱れ、カッターブレードの回転抵抗の増加の原因となる。起風部が大きいほど、負圧による空気流の乱れは大きくなり、回転抵抗が大きくなる傾向にある。

従来では、起風部の裏面側に負圧が発生することを防止するための構成として、例えば、引用文献１及び２に記載されたカッターブレードがあった。つまり、特許文献１及び２には、起風部に当該起風部の上面側（カッターブレードの回転方向における前側）と下面側とを連通する孔部が設けられたカッターブレードが開示されている。これらのカッターブレードにおいて、起風部に形成された孔部を介して起風部の表面側から裏面側に空気が流通することにより、起風部を大きくしつつ、負圧に伴う騒音を解消することが意図されている。

特開２００２－３１５４１８号公報 特開２００５－３１２３９６号公報

しかし、特許文献１及び２に記載されているようなカッターブレードでは、孔部を形成する必要があった。この孔部の形成は、孔部を特定の位置及び形状に形成する必要があることから、精密さが要求されるうえに、手間がかかるものであった。

そこで本発明は、上記課題に鑑み、簡易な加工で回転抵抗を抑えることを可能とするカッターブレードを提供することを目的とする。

本発明のカッターブレードは、モーアのハウジングの内部に設けられ、上下向き軸心回りに回転駆動されるカッターブレードであって、ブレード本体と、前記ブレード本体の回転方向前端部の少なくとも一部に設けられた刃部と、前記ブレード本体の回転方向後端部の少なくとも一部に設けられ、前記刃部よりも上方に延出する起風部と、を備え、前記ブレード本体の下面部、前記刃部の下面部および前記起風部の下面部のうちの少なくとも一部に、前記ブレード本体の材料よりも強度の高い材料で構成されている高強度部を備え、前記ブレード本体は、中央部に位置する第１部分と、前記第１部分の両側に位置し刃部及び起風部が形成された第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に位置する第３部分とを有し、前記第１部分の高さは、前記第２部分の高さよりも高く設定され、前記第３部分は前記第１部分から前記第２部分に向かうほど低くなるように傾斜しており、前記起風部は、上面部に設けられ、回転方向後端部から所定距離だけ離れた位置から、上方に向かって延び、前記起風部の回転方向後端部へ向かうにつれて徐々に薄くなる傾斜面を有するテーパ部を備え、前記傾斜面は、前記起風部の上面側の回転方向後端部をトリム加工することにより形成され、前記傾斜面の上端部は前記高強度部により構成され、前記刃部は回転方向前端部に近づくほど前記刃部の下面部に近づくように傾斜している。

この発明によれば、起風部の回転方向後端部の厚みが薄く形成されていることにより、カッターブレードの回転方向後側に発生する負圧の発生領域が小さくなり、負圧の発生に伴う渦流及び空気の乱流の発生を抑えることができる。その結果、渦流及び空気流の乱れを原因とするカッターブレードの回転抵抗を抑えることができる。
また、この発明によれば、カッターブレードの下面側に、ブレード本体の材料よりも強度の高い高強度の材料を設けたうえで、起風部の上面側に、カッターブレードの回転抵抗を抑えるための傾斜面を形成することができる。カッターブレードの下面側に高強度の材料が設けることで、耐久性が向上し、草刈り作業時における刈り草や小石等による損傷を軽減することができ、カッターブレードの使用寿命を延ばすことが可能となる。一方で、例えば、起風部の下面側に傾斜面を形成する場合、傾斜面を形成するために高強度材料をトリム加工等する必要がある。しかし、高強度材料は比較的加工が困難であるため、傾斜面の形成が困難となり、また、高強度材料を加工することができたとしても、傾斜面の形成には高強度材料の一部を取り除くことになるので、加工箇所において高強度材料による耐久性の向上を図れなくなるという不都合が生じる。それに対して、起風部の上面側に傾斜面を形成する場合には、高強度材料に傾斜面を形成する必要がなくなるため、前述のような不都合が生じることを防ぐことができる。

本発明においては、前記起風部は、回転方向後端部から所定距離だけ離れた位置から、前記起風部の回転方向後端部へ向かうにつれて徐々に薄くなる傾斜面を有するテーパ部を備えると好適である。

この発明によれば、起風部は回転方向後端部へ向かうにつれて徐々に薄くなる構成となるため、カッターブレードの上面及び下面を流れる空気の流れとカッターブレードの下面を流れる空気の流れとがスムーズに合流する。その結果、カッターブレードの回転方向後側に発生する渦流及び空気の乱流の発生を抑えることができるため、好適にカッターブレードの回転抵抗を抑えることができる。

本発明においては、前記傾斜面が、平面または曲面であると好適である。

この発明によれば、傾斜面を形成する際には、例えば、起風部を従来通りの形成方法（曲げ加工等）により形成した後、この起風部の回転方向後端部をトリム加工すればよく、精密さが要求されることなく、簡易な工程で形成することができる。

本発明においては、前記傾斜面が、前記起風部の下面部に設けられていると好適である。

この発明によれば、起風部の下面部に傾斜面を備えることで、上下向き方向における起風部の高さが低くなることを防ぐことができる。起風部の上面部に傾斜面を備えた場合には、上下向き方向における起風部の高さは低くなり、起風部が小さくなる。起風部が小さくなると、起風部により発生する風の風量が低下してしまうので、草を起立させたり、刈り草を搬送したりする能力が低下してしまう。これを防ぐためには、さらに起風部の高さを高くすることで風量を増加させる必要があり、起風部の上下方向における高さを変更するための設計変更が生じるという不都合がある。そこで、起風部の下面部に傾斜面を備えることで、上下向き方向における起風部の高さが低くなること、つまり、起風部が小さくなることを防ぐことができるため、前述のような設計変更することなく、起風部により発生する風の風量が低下することを防ぐことができる。

本発明においては、前記ブレード本体、前記刃部および前記起風部が一体に構成されていると好適である。

この発明によれば、ブレード本体、刃部および起風部が別体に構成されている場合と比べ、溶接等の工程を必要としないことから工数を減らすことができるため、より簡易にカッターブレードを形成することができる。

本発明のモーアのカッターブレードが適用可能な電動草刈機の一例を示す側面図である。 モーアユニットの一部横断面図である。 カッターブレードの斜視図である。 カッターブレードの上面図である。 カッターブレードの起風部を示す拡大図である。 別実施形態のカッターブレードを示す図である。 別実施形態のカッターブレードを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、草刈機は、ミッドマウント型乗用電動草刈機であり、図１は、草刈機の側面図である。なお、ここでは、特に断りがない限り、「前」は機体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」は機体前後方向（走行方向）に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）を意味する。「上」または「下」は、機体の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。

この草刈機は、図１に示すように、遊転可能なキャスタ型の左前車輪１ａと右前車輪１ｂとからなる前車輪ユニット１、左後車輪２ａと右後車輪２ｂとからなる駆動輪ユニット２、前車輪ユニット１と駆動輪ユニット２とによって支持される車体フレーム１０、車体フレーム１０の後部に配置されたバッテリ７、バッテリ７の前方に配置された運転座席１１、運転座席１１の後方から立設された転倒保護フレーム１２、前車輪ユニット１と駆動輪ユニット２との間で車体フレーム１０の下方空間に昇降リンク機構１３を介して昇降可能に車体フレーム１０から吊り下げられたモーアユニット３を備えている。

運転座席１１の前方には運転者の足載せ場であるフロアプレート１４が設けられており、そこからブレーキペダル１６が突き出している。運転座席１１の両側には、車体横断方向の水平揺動軸回りに揺動する左操縦レバー１５ａと右操縦レバー１５ｂとからなる操縦ユニット１５が配置されている。

図２は、モーアユニット３の一部横断面図である。モーアユニット３は、図２に示すように、モーアハウジング３０と、２枚の回転式のカッターブレード２０が備えられている。左側のカッターブレード２０と右側のカッターブレード２０とが車体横断方向に横並びしている。モーアハウジング３０は、天板３１とこの天板３１の外周縁から下方に延びた前側板３２と後側板３３を備えている。前側板３２は、天板３１の前側の外周縁とつながっており、後側板３３は後側の外周縁とつながっている。前側板３２と後側板３３との右端領域は欠如されており、カバー３４で覆われた刈草排出口３５が作り出されている。各カッターブレード２０は、天板３１と前側板３２と後側板３３とによって作り出されるモーアハウジング３０の内部空間に配置される。

モーアハウジング３０の天板３１を貫通して下方に延びている回転軸２１が軸受けユニット（図示せず）によって回転可能に天板３１に支持されている。各カッターブレード２０は、上下向きに延びる回転軸２１の下端において、取付ボルトによって交換可能に締め付け固定されている。回転軸２１の上端には入力プーリ２２が取り付けられている。

図２に示すように、カッターブレード２０に動力を供給するモーアモータ８０は、後側板３３から後方に突き出した装着台３６に装着されている。モーアモータ８０の出力軸８１は、垂直姿勢でモータハウジング８２の内部でベアリングを介して回転可能に支持され、その上端がモータハウジング８２から突き出している。この出力軸８１の突き出した部分に、出力プーリ２４が取り付けられている。

２つの回転軸２１に取り付けられた入力プーリ２２と、モーアモータ８０の出力軸８１に取り付けられた出力プーリ２４と、モーアハウジング３０に取り付けられたテンションプーリユニット２３とにわたってベルト２５が掛け回されている。モーアモータ８０が駆動されると、出力プーリ２４と入力プーリ２２と回転軸２１とを介して、各カッターブレード２０は、上下向き軸心回りに回転駆動される。

図２から図４に示すように、本実施形態では、カッターブレード２０のブレード本体４０は長板状であり、その長手方向の両端部に刃部５１と起風部５２とが形成されている。
草刈り作業時には、カッターブレード２０が回転しながら草刈機が走行することで刃部５１によって切断処理された刈草は、カッターブレード２０の起風部５２によって発生した搬送風により、モーアハウジング３０内のバッフルプレートに案内されてモーアハウジング３０の内部を通り抜けて、刈草排出口３５からモーアハウジング３０の横外側に放出される。

図３及び図４に示すように、カッターブレード２０のブレード本体４０は、長手方向に沿って、ブレード本体４０の中央側に、回転軸２１が設けられる孔部４１ａが形成された第１部分４１と、第１部分４１の両側に、刃部５１および起風部５２が形成された第２部分４２と、第１部分４１及び第２部分４２の間に第３部分４３とを有する。第１部分４１の高さ位置は第２部分４２の高さ位置よりも高く設定され、第３部分４３は、第１部分４１から第２部分４２に向かうほど低くなるように傾斜している。

ブレード本体４０のそれぞれの第２部分４２には、ブレード本体４０の長手方向の両端部において、その回転方向前端部に刃部５１が形成され、さらに回転方向後端部には起風部５２が形成されている。

図３及び図５に示すように、それぞれの起風部５２は、第２部分４２の一部が折曲げられて、刃部５１よりも上方かつ回転方向後方側に延出するように立ち上げられることにより、起風部５２が形成されている。

カッターブレード２０は、例えば鋼板を打ち抜き加工して形成されており、本実施形態では、ブレード本体４０、刃部５１および起風部５２は、一体に構成されている。この構成によれば、ブレード本体４０、刃部５１および起風部５２が別体に構成されている場合と比べ、溶接等の工程を必要としないことから工数を減らすことができるため、より簡易にカッターブレードを形成することができる。

図５に示すように、本実施形態では、ブレード本体４０（図４参照）のそれぞれの起風部５２は、その回転方向後端部の厚みＴ２が、起風部５２における他の部位の厚みＴ１よりも薄くなるように形成されている。具体的には、起風部５２において、回転方向後端部から所定距離だけ離れた位置から、起風部５２の回転方向後端部に向かうにつれて徐々に薄くなる傾斜面５２ｂを有するテーパ部５２ａが形成されている。また、本実施形態では、傾斜面５２ｂは、平面または曲面に形成されている。このテーパ部５２ａの形成は、特には限定されないが、例えば起風部５２の回転方向後端部をトリム加工することによって形成される。勿論、プレス加工等、トリム加工以外の方法で形成されてもよい。

図３及び図５に示すように、本実施形態では、起風部５２の下面部に傾斜面５２ｂを備える。ここで、起風部５２の上面部に傾斜面を備えた場合には、上下向き方向における起風部５２の高さは低くなり、起風部５２が小さくなる。起風部５２が小さくなると、起風部５２により発生する風の風量が低下してしまうので、草を起立させたり、刈り草を搬送したりする能力が低下してしまう。これを防ぐためには、さらに起風部５２の高さを高くすることで風量を増加させる必要があり、起風部５２の上下方向における高さを変更するための設計変更が生じるという不都合がある。そこで、起風部５２の下面部に傾斜面５２ｂを備えるようにすることで、上下向き方向における起風部５２の高さが低くなること、つまり、起風部５２が小さくなることを防ぐことができるため、前述のような設計変更することなく、起風部５２により発生する風の風量が低下することを防ぐことができる。

〔別実施形態〕
以下、上記実施形態に変更を加えた別実施形態を例示する。以下の別実施形態は、矛盾が生じない限り、複数組み合わせて上記実施形態に適用してよい。尚、本発明の範囲は、各実施形態の内容に限定されるものではない。

（１）上記実施形態において、ブレード本体４０には、ブレード本体４０の長手方向の両端部において、その回転方向前端部に刃部５１が形成されている場合を例に説明したが、刃部５１は、ブレード本体４０の回転方向前端部の少なくとも一部に形成されていればよく、例えばブレード本体４０の両端部よりも中央側の位置に備えるようにしてもよい。

（２）上記実施形態において、ブレード本体４０には、ブレード本体４０の長手方向の両端部において、その回転方向後端部には起風部５２が形成されている場合を例に説明したが、起風部５２は、ブレード本体４０の回転方向後端部の少なくとも一部に形成されていればよく、例えばブレード本体４０の両端部よりも中央側の位置に備えるようにしてもよい。

（３）上記実施形態において、ブレード本体４０のそれぞれの起風部５２は、その回転方向後端部の全体の厚みが、起風部５２における他の部位よりも薄くなるように形成されている場合を例に説明したが、起風部５２において、回転方向後端部のうちの一部において他の部位よりも薄くなるように形成されていればよく、例えば、図６に示すように、起風部５２において、回転方向後端部のうちブレード本体４０（図４参照）の長手方向の端部側の一部において他の部位よりも薄くなるように形成されているようにしてもよい。

（４）上記実施形態において、傾斜面５２ｂは、起風部５２の下面部に形成されている場合を例に説明したが、傾斜面５２ｂは、起風部５２の上面部に形成されてもよい。

（５）図７に示すように、ブレード本体４０（図４参照）の下面部、刃部５１の下面部および起風部５２の下面部のうちの少なくとも一部に、ブレード本体４０（図４参照）の材料よりも強度の高い材料からなる高強度部６０が設けられてもよい。この場合、高強度部６０が設けられる面とは反対の面となる起風部５２の上面側に、傾斜面５２ｂを形成することで、高強度部６０を構成する高強度材料に傾斜面５２ｂを形成する必要がなくなる。ここで、高強度材料は比較的加工が困難であるため、傾斜面５２ｂの形成が困難となり、また、高強度材料を加工することができたとしても、傾斜面５２ｂの形成には高強度材料の一部を取り除くことになるので、加工箇所において高強度材料による耐久性の向上を図れなくなるという不都合が生じる。それに対して、起風部５２の上面側に傾斜面５２ｂを形成する場合には、高強度材料に傾斜面５２ｂを形成する必要がなくなるため、前述のような不都合が生じることを防ぐことができる。

（６）上記実施形態において、カッターブレード２０を２つ備えたリアディスチャージ式の草刈機を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、カッターブレード２０を３つ備えた草刈機やカッターブレード２０を１つ備えた草刈機等、上記以外の草刈機にも適用可能である。また、本発明は、リアディスチャージ式の草刈機に限られず、例えば、サイドディスチャージ式の草刈機やマルチング式の草刈機等、上記以外の草刈機にも適用可能である。

（７）上記実施形態において、ミッドマウント型乗用電動草刈機を例に説明したが、本発明は、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。例えば、フロントマウント式の乗用型草刈機等、上記以外の草刈機にも適用可能である。また、原動部としては、電動モータではなく、内燃機関を用いた草刈機でもよい。

本発明はモーアのカッターブレードに適用可能である。

２０ ：カッターブレード
３０ ：モーアハウジング（ハウジング）
４０ ：ブレード本体
４１ ：第１部分
４２ ：第２部分
４３ ：第３部分
５１ ：刃部
５２ ：起風部
５２ａ ：テーパ部
５２ｂ ：傾斜面
６０ ：高強度部
Ｒ ：走行装置

Claims (3)

1. モーアのハウジングの内部に設けられ、上下向き軸心回りに回転駆動されるカッターブレードであって、
   ブレード本体と、
   前記ブレード本体の回転方向前端部の少なくとも一部に設けられた刃部と、
   前記ブレード本体の回転方向後端部の少なくとも一部に設けられ、前記刃部よりも上方に延出する起風部と、を備え、
   前記ブレード本体の下面部、前記刃部の下面部および前記起風部の下面部のうちの少なくとも一部に、前記ブレード本体の材料よりも強度の高い材料で構成されている高強度部を備え、
   前記ブレード本体は、中央部に位置する第１部分と、前記第１部分の両側に位置し刃部及び起風部が形成された第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間に位置する第３部分とを有し、前記第１部分の高さは、前記第２部分の高さよりも高く設定され、前記第３部分は前記第１部分から前記第２部分に向かうほど低くなるように傾斜しており、
   前記起風部は、上面部に設けられ、回転方向後端部から所定距離だけ離れた位置から、上方に向かって延び、前記起風部の回転方向後端部へ向かうにつれて徐々に薄くなる傾斜面を有するテーパ部を備え、前記傾斜面は、前記起風部の上面側の回転方向後端部をトリム加工することにより形成され、前記傾斜面の上端部は前記高強度部により構成され、前記刃部は回転方向前端部に近づくほど前記刃部の下面部に近づくように傾斜しているカッターブレード。
2. 前記傾斜面が、平面または曲面である請求項１に記載のカッターブレード。
3. 前記ブレード本体、前記刃部および前記起風部が一体に構成されている請求項１又は２に記載のカッターブレード。

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