CN102595871A - 振动吸收机构以及安装有这种振动吸收机构的工作机器 - Google Patents

Abstract

一种割草机(1)，其中在诸如发动机的驱动源的驱动力的传输路线中设置有振动吸收机构(3)。振动吸收机构(3)包括：轴状接头(10)，轴状接头(10)的一部分可旋转插入的管状接头(20)，设置在管状接头(20)的外周界侧上并设置在提供至接头(10、20)的弹簧座(14、25)之间的盘绕弹簧(30)，以及限制盘绕弹簧(30)的旋转量的旋转限制装置。弹簧座(10、20)设置有接合台阶(18、28)，所述接合台阶在盘绕弹簧(30)沿直径伸展的方向上与盘绕弹簧(30)的端部(31、32)接合。旋转限制装置由轴状接头(10)侧上的凸起(16)以及由管状接头(20)侧上的凹槽构成，所述凹槽接收凸起(16)。凸起(16)的外壁表面制成与凹槽的内壁表面成表面接触。

Description

振动吸收机构以及安装有这种振动吸收机构的工作机器

技术领域

本发明涉及一种振动吸收机构(vibration absorbing mechanism)以及安装有这种振动吸收机构的工作机器(working machine)。

背景技术

通常，在诸如便携式割草机等的工作机器中，发动机的不规则燃烧、加速减速后的扭矩变化、旋转变化、或者作用在割草机刀片上的负荷变化会引起传动轴的扭转振动。

作为这个问题的一种解决方案，已知的是在发动机输出轴的旋转通过扭转盘绕弹簧传输到传动轴的位置处设置振动吸收接头，以使得传动轴的扭转振动被扭转盘绕弹簧吸收(比如，专利文献1)。在此振动吸收接头的结构中，还设置有旋转限制装置，以使得盘绕弹簧不会以预定角度或更大的角度扭曲到可移动套管和管状连接体的压配合部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开第4167679号

发明内容

本发明要解决的问题

但是，专利文献1中所述的割草机的振动吸收接头有这样的问题，即，由于需要在可移动套管上形成插入用于限制旋转的销的深孔、使盘绕弹簧的端部弯曲以使得盘绕弹簧与可移动套管和弹簧接收构件接合等，因此结构变得比较复杂。

此外，当限制旋转在专利文献1中发挥作用时，所述销与深孔的内周界邻接以便限制旋转；但是，销与深孔的内周界几乎为线性接触，并且表面的压力在邻接时增大，从而导致销与深孔之间的显著磨损。特别是深孔的磨损增大时存在一个问题，即，旋转量增加，造成盘绕弹簧比预定角度扭曲更多并最终破坏。

本发明的目的在于提供一种振动吸收机构，所述振动吸收机构能通过简单的结构可靠地吸收振动，同时增加耐用性，另外，还提供一种具有这种振动吸收机构的工作机器。

问题解决方式

根据本发明的振动吸收机构为设置在驱动源的驱动力的传输路线中的振动吸收机构，其特征在于，所述振动吸收机构包括：设置在所述驱动力的输入侧或输出侧的其中一侧上的轴状接头；设置在另一侧上的管状接头，所述轴状接头的一部分可旋转地插入所述管状接头内；插入至所述管状接头的外周界侧内并且设置在提供至所述接头的弹簧座之间的盘绕弹簧；以及用于限制所述轴状接头与管状接头之间的相对旋转量的旋转限制装置，其中，所述弹簧座设置有接合台阶(engaging step)，在传输所述驱动力时所述接合台阶在外部盘绕弹簧沿直径伸展的方向上与螺旋形式盘绕弹簧的端部接合，其中，所述旋转限制装置由沿轴向方向设置在所述轴状接头的外周界上的凸起(ridge，隆起)以及由沿圆周方向以预定角度可旋转地接收所述凸起的凹槽构成。

在根据本发明的振动吸收机构中，所述凸起和所述凹槽的总接触面积优选为30mm²或更大。

根据本发明的工作机器的特征在于包括上述振动吸收机构。

作为这里所述的工作机器，除了割草机，所述工作机器还可以是手持式修边器、长距整修器、短距整修器、长柄锯等。

发明效果

根据本发明，当在驱动力的输出侧上的接头处或后面、相对于所述接头(为设置在输入侧上的轴状接头或管状接头的其中之一)，由于扭转振动等造成旋转滞后时，通过伸展盘绕弹簧来吸收扭转振动。因此，盘绕弹簧的底端可由输入侧上的接头的接合台阶挤压，以吸收振动同时传输驱动力；因此，可以比如采用盘绕弹簧本身的卷曲形状来简化结构。

同样，旋转限制装置由凸起和凹槽构成，并且通过邻接所述凸起和凹槽的相对表面来限制凸起和凹槽相对彼此的旋转的范围，从而当邻接时减少所述表面的压力，此外大大防止了磨损。因此，由于不易发生磨损，因此，可在很长一段时间内保持凸起和凹槽的旋转范围恒定，并且由于盘绕弹簧过度伸展可能性较小，因此可成功防止盘绕弹簧损坏，从而提高可靠性和耐用性。

同样，通过把凸起和凹槽的总接触面积设置成30mm²或更大，可减少邻接部分的表面压力并且可可靠地显著提高耐用性。

附图说明

图1为根据本发明第一实施方式的割草机的主体部分的横截面图。

图2为输出轴和传动轴连接部的分解透视图。

图3为图2中III-III的横截面图。

图4为根据本发明第二实施方式的割草机的主体部分的横截面图。

图5为本发明的修改实例的横截面图。

图6为本发明另一修改实例的横截面图。

具体实施方式

【第一实施方式】

在图1的割草机1中，作为驱动源(未示出)的发动机的驱动力通过工作机器(未示出)的驱动段传输到割草机刀片，其中，离心离合器2、振动吸收机构3、空心轴4和空心轴4通过花键联接在驱动段。由于割草机1的其他结构与常用的结构类似并且是已知的，因此下面省去对割草机1的其他结构的说明和描述。

在离心离合器2的从动侧上的壳体2A内，设置有管状输出轴6，其中，由轴承7支撑的输出轴6与壳体2A整体旋转。输出轴6的远端位于导管8的底端侧上，所述导管延伸到工作机器的驱动段侧。导管8的底端侧插入导管保持部9内，所述导管保持部由多个树脂构件或金属构件构成并且由螺钉9A保持固定。

振动吸收机构3包括：轴状接头10，所述轴状接头的底端侧通过花键联接在输出轴6内从而整体旋转；管状接头20，轴状接头10的先端侧(apical side，顶端侧)可旋转插入所述管状接头；以及设置管状接头20的外周界上的盘绕弹簧30。所述空心轴4粘附固定至管状接头20的先端面。

如图2所示，轴状接头10的底端侧和先端侧分别为雕刻花键的接头部位11和插入管状接头20内的插入部12。在接头部位11于插入部12之间的大直径部13内设置有环状弹簧座14。

在插入部12的20远端处沿圆周方向以下面的状态设置有多个凹槽15，即使得插入部12插入管状接头20的插入孔21内并且相对于管状接头20沿径向方向插入的固定销22与凹槽15接合，从而保持固定轴状接头10。另一方面，在插入部12的底端(即，弹簧座14侧)的外周界上，在等圆周距离处设置有五个凸起16，所述凸起具有沿轴向方向的预度长度、沿径向方向的预定高度、以及沿圆周方向的预定宽度。

在弹簧座14内，相对盘绕弹簧30设置有盘旋形式的相对表面17，并且在相对表面17的圆周方向的中间设置接合台阶18，盘绕弹簧30的底端31接合所述接合台阶。当发动机的驱动力传输到轴状接头10并且轴状接头10朝向图2中的旋转方向A侧旋转时，接合台阶18与盘绕弹簧30的底端31邻接，从而通过在挤压-伸展方向上的挤压来旋转盘绕弹簧30。

另一方面，管状接头20的底端侧为位于盘绕弹簧30内的导向部23，并且管状接头20的先端侧为沿宽度平坦的(width-across-flat)部分24。在导向部23与双侧宽度部24之间还设置有环状弹簧座25。在导向部23内，设置有插入孔21的插入开口26，并且，将轴状接头10的插入部12插入插入孔21内，直到插入开口26的边缘与轴状接头10的大直径部13相邻(见图1)。

同样，在弹簧座25内，相对盘绕弹簧30设置有螺旋形式的相对表面27，并且在相对表面27圆周方向上的中间，设置有盘绕弹簧30的先端部32接合的接合台阶28。在插入部12插入至导向部23内的状态下，轴状接头10和管状接头20的弹簧座14、25的每一个以预定间隔隔开，而同时盘绕弹簧30则以自由状态插在弹簧座14与25之间。

这样，对于已经从轴状接头10传输到盘绕弹簧30的发动机的驱动力来说，盘绕弹簧30的先端部32与弹簧座25的接合台阶28接合以挤压管状接头20，从而把动力输出传输到管状接头20。另外，发动机动力输出从空心轴4传输到工作机器的驱动段以驱动割草机刀片。

在这方面，如果由于扭矩变化、旋转变化、负荷变化等造成空心轴4上发生的扭转振动而导致管状接头20侧的旋转相对于轴状接头10侧滞后，则轴状接头10克服弹簧力挤压-伸展盘绕弹簧30，从而伸展盘绕弹簧30，然后可靠地吸收振动。

如图3的放大视图中所示，在管状接头20的内周界内，设置有与轴状接头10的凸起16对应的凹槽29，并且凸起16以预定角度可旋转地接收在凹槽29内。凹槽29的沿圆周方向的宽度大小W2为凸起16的宽度大小W1的两倍。当盘绕弹簧30通过弹簧座14、25中的每一个以自由状态插入时，弹簧座14、25的接合台阶18、28中的每一个处于这样的状态，即使得所述接合台阶中的每一个与端部31、32中的每一个接触或几乎接触。对于接头10、20中的每一个来说，所述接头所处的位置关系为使得凸起16在凹槽29的中心宽度方向(center widthwise)上定位。

如上所述，由于当管状接头20侧的旋转相对于轴状接头10侧滞后时按压-伸展盘绕弹簧30，而同时接头10、20一起旋转，相对于管状接头20，轴状接头10朝向旋转方向A侧移动并旋转，从而在旋转方向A侧上填满凸起16和凹槽29之间的一个空间S1。

当接头10、20侧之间的旋转速度差明显增加时，最终，在凸起16轴向方向上的外壁表面16A在预定区域中与凹槽29的与外壁表面16A的内壁表面29A邻接以限制进一步的旋转，以使得盘绕弹簧30不能伸展预定角度或更大的角度。换言之，通过这些凸起16和凹槽29构成了限制轴状接头10和管状接头20相对彼此的相对旋转量的旋转限制装置。

这里，基于典型的常用割草机中发生的扭转振动的大小，考虑到产生的表面压力在邻接时非常小，大致为每个外壁表面16A的总和(即，凸起16和凹槽29的总接触面积)的面积优选为30mm²或更大，且更优选为48mm²或更大。如果小于30mm²，由于轴状接头10侧的旋转扭矩，外壁表面16A与内壁表面29A之间的表面压力将变得非常高，可能耐用性无法按照预期的大幅增加。

另外，尽管当盘绕弹簧30被按压-伸展时盘绕弹簧30的直径大小增大，但是，如图1所示，在盘绕弹簧30和导管8之间形成有空隙C，所述空隙的程度使得即使盘绕弹簧30已经伸展到最大，盘绕弹簧30也不与导管8的内周界接触。

顺便提一句，在比如发动机在割草机刀片上的负荷去除的状态下从高转速范围突然停止的情况下，在离心离合器2中断后，管状接头20侧的旋转由割草机刀片的惯性力维持，使得管状接头20围绕轴状接头10侧被拖拉。在这种情况下，在本实施方式中，管状接头20在旋转方向B侧上移动并且相对于轴状接头10旋转，从而朝着旋转方向B侧填满凸起16与凹槽29之间的另一空间S2。

但是，在这种情况下，对于管状接头20的旋转来说，当填满空间S2时不会由盘绕弹簧30产生拖拉，这是由于弹簧座25在远离盘绕弹簧30的先端部32的方向上移动，并且，沿着凹槽29的轴向方向的另一内壁表面29B与凸起16的与内壁表面29B相对的另一外壁表面16B直接邻接。因此，即使在管状接头20侧的旋转变得比轴状接头10侧的旋转快的情况下，盘绕弹簧30也不会过度扭曲(在本实施方式中根本不会扭曲)到直径减少侧，从而成功保持盘绕弹簧30的耐用性。

根据上述实施方式，当管状接头20侧上出现扭转振动并且管状接头20的旋转滞后时，通过伸展盘绕弹簧30来吸收扭转振动，并且可以利用轴状接头10的接合台阶18来挤压盘绕弹簧30的底端31以传输发动机动力输出，从而比如通过采用盘绕弹簧本身的卷曲形状来简化结构。

同样，由于通过邻接凸起16的外壁表面16A、16B中的每个表面以及凹槽29的内壁表面29A、29B来限制接头10、20中的每一个的旋转，因此可降低邻接时的表面压力并可大大防止发生磨损。因此，由于不易发生磨损，因此，可在很长一段时间内保持凸起16和凹槽29的旋转范围恒定，并且由于盘绕弹簧30过度伸展的可能性较小，因此可成功防止盘绕弹簧破坏，并且提高可靠性和耐用性。

【第二实施方式】

在图4中，示出了本发明的第二实施方式。在本发明中，在工作机器的驱动段5侧上而不是发动机侧上设置有与在第一实施方式中描述的振动吸收机构类似的振动吸收机构3。在这种振动吸收机构3中，发动机的驱动力首先输入到管状接头20，然后通过要被按压-伸展的盘绕弹簧30传输到轴状接头10。因此，同样在本实施方式中，当轴状接头10侧的旋转相对于管状接头20侧滞后时，能通过盘绕弹簧30可靠地吸收滞后引起的振动。

此外，本实施方式的工作机器的驱动段5包括：输入轴50，轴状接头10通过花键联接至所述输入轴；还包括由一对轴承41支撑的锥齿轮51；与锥齿轮51啮合的另一锥齿轮52；由一对轴承42支撑的安装轴53，所述安装轴插入锥齿轮52内以整体旋转并且间隔设置；容纳这些部件的齿轮箱54；安装在安装轴53的远端处的盘状安装座55；以及固定帽57，所述固定帽夹持固定固定帽57与所述安装座55之间的割草机刀片，并且利用螺栓56旋拧至安装轴。由于工作机器的驱动段5的其他结构与常用的割草机的那些结构类似并且是已知的，因此这里不再详述。

另外，本发明并不限于上述第一和第二实施方式中所述的结构，在实现本发明目的的范围内的修改都包含在本发明内。

比如，尽管振动吸收机构3已经在所述第一实施方式中设置在发动机侧上并在第二实施方式中设置在工作机器的驱动段5上，但是这种振动吸收机构3可以既设置在工作机器的发动机侧上也设置在驱动段5侧上或者其中一个振动吸收机构可以靠近空心轴4的中心纵向方向(centerlengthwise)设置。换言之，振动吸收机构可以设置在驱动源(比如发动机)的驱动力的传输路线内。

在所述第一实施方式中，接头10、20之间的位置关系已经设置成使得凸起26位于凹槽29的中心宽度方向上；但是，如图5所示，所述位置关系也可以设置成当盘绕弹簧30仍然处在自由状态时通过让α大于角度β而使得空间S1已经比空间S2大。在这种情况下，可有效地利用盘绕弹簧30的弹性形变，从而吸收更大范围的振动。

在所述第一实施方式中，凸起16和凹槽29已经分别设置在五个位置中；但是，如图6所示，所述凸起和凹槽也可以设置在四个位置中。也就是说，凸起16和凹槽29的位置的数量可以确定为任意数量，这不会引起强度的问题，从而这个数量可以不是五个或四个位置，比如可以是三个位置或者更少、以及六个位置或者更多。

工业实用性

本发明的振动吸收机构不限于发动机驱动式割草机，并且可适用于电动机驱动的割草机或者任何其他工作机器。

符号说明

1用作工作机器的割草机，3振动吸收机构，10轴状接头，14、25弹簧座，16凸起，18、28接合台阶，20管状接头，29凹槽，30盘绕弹簧。

Claims (3)

1.一种设置在驱动源的驱动力的传输路线中的振动吸收机构，其特征在于，所述振动吸收机构包括：

轴状接头，设置在所述驱动力的输入侧或输出侧中的一侧上，

管状接头，设置在另一侧上，并且所述轴状接头的一部分可旋转地插入到所述管状接头内，

盘绕弹簧，插入到所述管状接头的外周界侧内并且设置在提供至所述接头的弹簧座之间，以及

旋转限制装置，用于限制所述轴状接头与所述管状接头之间的相对旋转量，

其中，所述弹簧座设置有接合台阶，在传输所述驱动力时，所述接合台阶在外部盘绕弹簧沿直径伸展的方向上与螺旋形式的盘绕弹簧的端部接合，以及

其中，所述旋转限制装置由沿轴向方向设置在所述轴状接头的外周界上的凸起以及由沿圆周方向以预定角度可旋转地接收所述凸起的凹槽构成。

2.根据权利要求1所述的振动吸收机构，其特征在于，所述凸起和所述凹槽在所述振动吸收机构内的总接触面积为30mm²或更大。

3.一种工作机器，其特征在于，所述工作机器包括根据权利要求1或2所述的振动吸收机构。

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