JP2008193952A - Unit for supporting rotary member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、地表に生育する草木(例えば、芝生や雑草など)を根元付近から刈り払う作業に用いられる草刈機、刈払機及び芝刈機、あるいは、電動工具やコンクリートドリルなどに関し、特に、これらに取り付けられた刈刃(回転刃)などの回転部材を軸支する回転部材支持ユニットの改良に関する。 The present invention relates to, for example, a grass cutter, a brush cutter and a lawn mower used for cutting off grass (e.g., lawn and weed) growing on the ground surface from near the root, or an electric tool, a concrete drill, etc. The present invention relates to an improvement of a rotating member support unit that pivotally supports a rotating member such as a cutting blade (rotating blade) attached thereto.
図4には、このような回転部材支持ユニットが備えられた草刈機の構成が一例として示されている。同図に示す構成において、かかる草刈機Aには、直線状に延出した操作管30と、当該操作管30の一端側に設けられた回転部材支持ユニット(以下、回転刃ユニットという)U2と、当該操作管30の他端側に設けられた駆動装置(エンジン)34とが備えられている。
この場合、操作管30には、その内部にエンジン34で発生された駆動力(回転出力)により回転される駆動軸38が設けられており、当該駆動軸38は、転がり軸受(以下、駆動軸軸受という)6によって回転自在に支持されている。なお、駆動軸38のエンジン34とは反対側の端部には、歯車(以下、駆動軸歯車という)G1が設けられており、駆動軸軸受6は、当該駆動軸歯車G1に外嵌されて、駆動軸38を回転自在に支持している。
FIG. 4 shows an example of a configuration of a mower provided with such a rotating member support unit. In the configuration shown in the figure, the mower A includes an
In this case, the
また、図3(a),(b)に示すように、回転刃ユニットU2には、所定方向に延出して立設された主軸8と、当該主軸8を回転自在に支持する2つの転がり軸受(以下、回転刃側軸受2(図3(a)の下側の軸受)及び歯車側軸受4(同図の上側の軸受)という)と、駆動軸38の回転力を主軸8に伝達するために、当該駆動軸38及び主軸8の一端側(同図の左端側及び上端側)にそれぞれ設けられて相互に噛合する1組の歯車(同、駆動軸歯車G1(同図の右側の歯車)及び主軸歯車G2(同図の左側の歯車)という)と、主軸8の他端側(同図の下端側)に取り付けられた回転可能な回転部材(刈刃)32とが備えられている。
3 (a) and 3 (b), the rotary blade unit U2 includes a
なお、この場合、主軸8は、草刈機Aの使用状態において略垂直方向に延出するように立設されており、駆動軸38は、当該主軸8に対して所定の傾斜角度(駆動軸38と主軸8との間に形成される角度)を成して傾斜し、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を介して当該主軸8と連結されている。
また、回転刃側軸受2は、主軸8の延出方向の略中間、別の捉え方をすれば、刈刃32と主軸歯車G2の間に位置付けられており、一方、歯車側軸受4は、刈刃32とは反対側の主軸8の端部(図3(a)の上端部)に位置付けられている。さらに、操作管30には、作業者を刈刃32から保護するための保護カバー42(図4)が、当該刈刃32寄りの所定位置に設けられている。
In this case, the
Further, the rotary blade side bearing 2 is positioned between the
このような構成によれば、エンジン34が駆動軸38を回転させると、当該回転力は駆動軸歯車G1を介して主軸歯車G2に伝達され、当該回転力によって主軸8を回転させることができる。これにより、エンジン34から発生した回転力の方向を変更するとともに、その速度を減速させながら、主軸8に取り付けられた刈刃32を回転させることができる。そして、作業者は、操作管30のエンジン34寄りの所定位置に取り付けられた操作ハンドル36により草刈機Aの全体を支えるとともに、刈刃32を移動させることで、草木を刈り払うことができる。
According to such a configuration, when the
ところで、このような草刈機に関しては、従来からその利便性の向上や安全性の向上を図るための各種の方策が知られている。例えば、特許文献1においては、連結管(操作管)の角度を任意に変更することが可能な草刈機の構成が開示されており、これにより、傾斜地でも草木の刈り払い作業を軽快に行うことなどを可能とし、当該草刈機における利便性の向上を実現している。一方、例えば、特許文献2においては、容易且つ確実に刈刃(回転刃)を主軸に取り付けることが可能な草刈機の構成が開示されており、これにより、刈刃(回転刃)が主軸から外れることを有効に防止することができ、当該草刈機における安全性の向上を実現している。 By the way, regarding such a mower, various measures for improving convenience and safety have been conventionally known. For example, Patent Document 1 discloses a configuration of a mower capable of arbitrarily changing the angle of a connection pipe (operation pipe), thereby facilitating the mowing of vegetation even on sloping ground. And the convenience of the mower is improved. On the other hand, for example, Patent Document 2 discloses a configuration of a mower capable of easily and reliably attaching a cutting blade (rotating blade) to a main shaft, whereby the cutting blade (rotating blade) can be removed from the main shaft. It is possible to effectively prevent the detachment and improve the safety of the mower.
また、かかる草刈機Aにおいて、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の歯が相互に接触する部分の摩擦や摩耗の減少、回転刃側軸受2、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6の焼付き防止や疲れ寿命の延長などを目的として、当該各歯車G1,G2、当該各軸受2,4,6の潤滑を行うことによっても、結果として、刈刃32を長期に亘って、安定してスムーズに回転させることができ、当該草刈機Aにおける利便性の向上や安全性の向上を図ることができる。
Further, in this mower A, the friction and wear of the portions where the teeth of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 contact each other are reduced, and the rotary blade side bearing 2, the gear side bearing 4 and the drive shaft bearing 6 are prevented from seizing. For the purpose of extending the fatigue life, etc., the gears G1, G2 and the bearings 2, 4, 6 can be lubricated. As a result, the
このため、例えば、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を潤滑すべく、当該歯車G1,G2を取り囲む所定の空間部Sには、極圧剤入りのグリース(以下、歯車潤滑グリースという)が当該空間部Sの空間容積に対して略70%〜100%の体積比となるように充填(封入)されている。この場合、歯車潤滑グリースとしては、アメリカグリース協会(NLGI:National Lubricating Grease Institute)が規定するちょう度No.2(ちょう度番号2号)のグリースが用いられており、当該グリースは、一例として、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系で構成されている。 Therefore, for example, in order to lubricate the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2, grease containing extreme pressure agent (hereinafter referred to as gear lubrication grease) is contained in the predetermined space S surrounding the gears G1 and G2. It is filled (enclosed) so as to have a volume ratio of approximately 70% to 100% with respect to the space volume of the part S. In this case, the gear lubrication grease is a consistency No. specified by the National Lubricating Grease Institute (NLGI). As an example, the grease is composed of lithium soap as a thickener and mineral oil as a base oil.
その際、一例として、歯車側軸受4は、その内部を密封する密封部材(接触型のシール、及び非接触型のシールやシールドなど)が設けられていない、いわゆるオープンタイプ(開放型)の軸受構造を成しているのに対し、回転刃側軸受2は、その内外輪10,12間に接触型のゴムシール20,22が介在された密封タイプの軸受構造を成し、転動体14として玉が内外輪10,12間に組み込まれた密封玉軸受となっている。そして、かかる回転刃側軸受2には、当該回転刃側軸受2を潤滑するために、一例として、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系で構成されたグリース(以下、軸受潤滑グリースという)が当該軸受内部に封入されている。この場合、ゴムシール20,22は、一例として、その外径部が回転刃側軸受2の外輪12に固定されているとともに、その内径部(リップ部)20l,22lが当該回転刃側軸受2の内輪10に形成されたシール溝に摺接されるように位置付けられている。
At that time, as an example, the gear side bearing 4 is a so-called open type (open type) bearing in which a sealing member (contact type seal, non-contact type seal or shield, etc.) is not provided. In contrast to the structure, the rotary blade side bearing 2 has a sealed type bearing structure in which contact
このように各歯車G1,G2及び各軸受2,4が潤滑された回転刃ユニットU2において、回転刃側軸受2は、ゴムシール(歯車G1,G2側に位置するシール)20を介するだけで、常時歯車潤滑グリースと接触している。
また、草刈機Aの使用状態においては、駆動軸歯車G1と回転刃側軸受2及び主軸歯車G2と回転刃側軸受2が当該歯車G1,G2を上にして縦に並んでいるため、歯車潤滑グリースは、その自重により歯車G1,G2側に位置するゴムシール20の外面(歯車G1,G2側の面)へ大量に堆積し、当該ゴムシール20を押圧することとなる。加えて、主軸8の回転による空間部Sの圧力変化、さらには、当該回転刃側軸受2の回転による振動によっても、歯車潤滑グリースが歯車G1,G2側に位置するゴムシール20の外面(歯車G1,G2側の面)へ大量に堆積し、当該シール20は押圧される。
In the rotary blade unit U2 in which the gears G1 and G2 and the bearings 2 and 4 are lubricated in this way, the rotary blade side bearing 2 is always provided only via the rubber seal (seal located on the gears G1 and G2 side) 20. In contact with gear lubrication grease.
Further, when the mower A is in use, the drive shaft gear G1 and the rotary blade side bearing 2 and the main shaft gear G2 and the rotary blade side bearing 2 are arranged vertically with the gears G1 and G2 facing upward. A large amount of grease is deposited on the outer surface of the
そして、歯車潤滑グリースによってゴムシール20の押圧が継続されると、結果として、当該シール20のリップ部20lと回転刃側軸受2のシール溝との摺接部から当該歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)してしまう場合がある。
この場合、例えば、回転刃側軸受2の内部に封入されるグリース(軸受潤滑グリース)として、歯車潤滑グリースと類似した構成のグリースを適用することで、軸受潤滑グリースが当該歯車潤滑グリースと混合することによって生じるグリースの変質や不具合などを最小限に止めることができる。
In this case, for example, grease having a configuration similar to gear lubrication grease is applied as grease (bearing lubrication grease) sealed in the rotary blade side bearing 2, so that the bearing lubrication grease is mixed with the gear lubrication grease. As a result, it is possible to minimize the quality change or malfunction of the grease.
しかしながら、上述したような歯車潤滑グリースの軸受内部への漏洩(侵入)が進行すると、回転刃側軸受2内のグリース量が設定値よりも増加し、撹拌や剪断が活発化され、当該グリースが軟化してしまう場合がある。このようなグリースの軟化が発生すると、回転刃側軸受2のゴムシール(刈刃32側に位置するシール)22のリップ部22lと当該回転刃側軸受2のシール溝との摺接部や、当該シール22に設けられた空気孔22hなどから、当該グリースが回転刃側軸受2の外部へ漏洩してしまう場合がある。この場合、例えば、漏洩したグリースが刈刃32に付着し(図3(a)におけるグリースGbの状態)、当該刈刃32の回転精度を悪化させる虞があるだけでなく、草木や土壌に対して悪影響を与える虞もある。
However, when leakage (penetration) of the gear lubrication grease as described above proceeds into the bearing, the amount of grease in the rotary blade side bearing 2 increases from the set value, and stirring and shearing are activated, and the grease is It may soften. When such softening of the grease occurs, the sliding contact portion between the lip portion 22l of the
また、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部、さらには当該回転刃側軸受2の外部へ継続的に漏洩(侵入)すると、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が潤滑不足となり、例えば、各歯車G1,G2の歯が相互に摩擦されて摩耗することで、当該歯車G1,G2がスムーズに回転せず、これらの回転精度が悪化してしまう場合がある。 Further, when the gear lubrication grease continuously leaks (enters) into the rotary blade side bearing 2 and further to the outside of the rotary blade side bearing 2, the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 become insufficiently lubricated. Since the teeth of the gears G1 and G2 are rubbed against each other and worn, the gears G1 and G2 may not rotate smoothly, and their rotational accuracy may deteriorate.
このような不都合を回避するための方策として、例えば、歯車潤滑グリースとして、NLGIちょう度がNo.3やNo.4のグリース、すなわち、NLGIちょう度No.2のグリースよりも硬いグリースなどを適用し、当該グリースが撹拌や剪断されることによる軟化を抑制させ、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を取り囲む所定の空間部Sの内壁に当該グリースを付着させる方策や、当該グリースの充填量(封入量)を減少させる方策などがある。 As a measure for avoiding such inconvenience, for example, as a gear lubrication grease, the NLGI consistency is No. 3 or No. No. 4 grease, that is, NLGI consistency No. Grease harder than grease No. 2 is applied to suppress softening due to stirring or shearing of the grease, and the grease is adhered to the inner wall of the predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2. There are measures and measures to reduce the filling amount (filling amount) of the grease.
しかしながら、歯車潤滑グリースの硬度を高めると、当該グリースの流動性が低下し、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の潤滑に寄与するグリースの量が少なくなり、結果として、当該歯車G1,G2が潤滑不足となって、例えば、上述の場合と同様に、各歯車G1,G2の歯が相互に摩擦されて摩耗してしまう場合がある。また一方、歯車潤滑グリースの充填量(封入量)を減少させると、グリースが充分に空間部S内に行き渡らず、結果として、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が潤滑不足となり、同様の事態になってしまう場合がある。 However, when the hardness of the gear lubrication grease is increased, the fluidity of the grease decreases and the amount of grease that contributes to the lubrication of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 decreases. As a result, the gears G1 and G2 are lubricated. For example, as in the case described above, the teeth of the gears G1 and G2 may be rubbed against each other and worn. On the other hand, when the filling amount (encapsulation amount) of the gear lubrication grease is decreased, the grease does not sufficiently spread into the space S, and as a result, the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 become insufficiently lubricated, and the same situation occurs. It may become.
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、潤滑剤をユニット内で循環させるため、並びに、少なくとも回転部材に最近接して配置された軸受の内部への異物の侵入を防止するため、主軸に対してフランジを設けることで、内部に封入したグリースの外部への漏洩を防止するとともに、回転部材を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けることが可能な回転部材支持ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in order to solve such a problem. The purpose of the present invention is to circulate the lubricant in the unit and to prevent foreign matter from entering a bearing disposed at least closest to the rotating member. In order to prevent intrusion, a flange is provided on the main shaft to prevent leakage of grease enclosed inside to the outside and to keep the rotating member rotating stably with a constant rotational accuracy over a long period of time. It is an object of the present invention to provide a rotating member support unit capable of performing the above.
このような目的を達成するために、本発明に係る回転部材支持ユニットは、所定方向に延出して立設された主軸と、当該主軸を回転自在に支持する複数の軸受と、駆動装置によって回転される駆動軸の回転力を主軸に伝達するために、当該駆動軸及び主軸の一端側にそれぞれ設けられて相互に噛合する少なくとも1組の歯車と、主軸の他端側に取り付けられた回転部材と、前記主軸、軸受及び歯車を収容するケースとを備えている。かかる回転部材支持ユニットにおいて、前記ユニット内には、前記歯車を潤滑するための潤滑剤が封入され、主軸には、当該潤滑剤を前記ユニット内で循環させるため、並びに、少なくとも前記回転部材に最近接して配置された軸受の内部への異物の侵入を防止するためのフランジが設けられており、当該フランジは、前記主軸の所定部位を前記ケースの内壁へ向けて他の部位よりも拡径させるように、当該主軸の全周に亘って連続して配設され、その外周部を前記ケースの内壁と所定間隔を空けて対向させた構造を成している。 In order to achieve such an object, a rotating member support unit according to the present invention is rotated by a main shaft extending in a predetermined direction, a plurality of bearings rotatably supporting the main shaft, and a driving device. In order to transmit the rotational force of the driven shaft to the main shaft, at least one set of gears provided on one end side of the drive shaft and the main shaft and meshing with each other, and a rotating member attached to the other end side of the main shaft And a case for housing the main shaft, the bearing and the gear. In such a rotating member support unit, a lubricant for lubricating the gear is sealed in the unit, and the main shaft is used for circulating the lubricant in the unit, and at least the rotating member is recently installed. A flange for preventing foreign matter from entering the inside of the bearing arranged in contact with the flange is provided, and the flange expands a predetermined portion of the main shaft toward the inner wall of the case as compared with other portions. Thus, it is continuously arranged over the entire circumference of the main shaft, and has a structure in which the outer peripheral portion is opposed to the inner wall of the case at a predetermined interval.
この場合、前記ケースには、前記駆動軸の一端側の歯車と所定間隔を空けて対向する対向部を内壁に設け、前記フランジは、前記歯車側の端面が前記対向部よりも軸方向へ所定高さだけ凸出するように位置付けることが好ましい。
また、前記フランジの軸方向の厚さと、前記フランジ外周部とケース内壁との対向間隔の寸法比率は、20:1よりも大きく設定することが好ましい。
なお、前記ケースは、その内壁の径寸法を前記フランジ、前記主軸の一端側に設けられた歯車、及び当該歯車に最近接して配置された軸受の各外径寸法よりも大きく設定すればよい。
また、主軸には、回転部材として、地表に生育する草木を根元付近から刈り払うための刈刃を取り付けることができる。
In this case, the case is provided with a facing portion on the inner wall facing the gear on one end side of the drive shaft at a predetermined interval on the inner wall, and the flange has a predetermined end surface on the gear side in the axial direction than the facing portion. It is preferable to position so as to protrude by the height.
Further, it is preferable that the axial thickness of the flange and the dimensional ratio of the facing distance between the flange outer peripheral portion and the case inner wall are set to be larger than 20: 1.
In addition, what is necessary is just to set the diameter of the inner wall of the case larger than each outer diameter of the flange, the gear provided on one end side of the main shaft, and the bearing disposed closest to the gear.
Further, a cutting blade for cutting off the vegetation growing on the ground surface from the vicinity of the root can be attached to the main shaft as a rotating member.
本発明の回転部材支持ユニットによれば、潤滑剤をユニット内で循環させるため、並びに、少なくとも回転部材に最近接して配置された軸受の内部への異物の侵入を防止するため、主軸に対してフランジを設けることで、内部に封入したグリースの外部への漏洩を防止するとともに、回転部材を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けることができる。 According to the rotating member support unit of the present invention, in order to circulate the lubricant in the unit and to prevent foreign matter from entering the inside of the bearing disposed at least closest to the rotating member, By providing the flange, it is possible to prevent the grease enclosed inside from leaking to the outside and to keep the rotating member rotating stably with a constant rotational accuracy over a long period of time.
以下、本発明の実施形態に係る回転部材支持ユニットについて、添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、例えば、草刈機、刈払機及び芝刈機、あるいは電動工具やコンクリートドリルなど、主軸が所定方向に延出して立設され、当該主軸とともに回転する各種の回転部材を軸支する回転部材支持ユニットに適用することができるが、以下では、地表に生育する草木を根元付近から刈り払うための刈刃(回転刃)が、回転部材として主軸へ取り付けられた草刈機に用いられる回転刃ユニットを一例として想定し、当該回転刃ユニットの構成について説明する。なお、この場合、本実施形態に係る草刈機の全体構成としては、上述した従来の草刈機A(図4)と同様の構成を一例として想定する。また、本実施形態に係る回転刃ユニットの基本的な構成は、上述した従来の回転刃ユニットU2(図3(a))と同様であるため、当該回転刃ユニットU2と同一若しくは類似の構成については、図面上で同一の符号を付して、その説明を省略する。 Hereinafter, a rotating member support unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present invention, for example, a mower, a brush cutter, a lawn mower, a power tool, a concrete drill, or the like, the main shaft extends in a predetermined direction, and supports various rotating members that rotate together with the main shaft. Although it can be applied to a rotating member support unit, in the following, a rotating blade (rotating blade) for cutting away vegetation growing on the ground surface from near the root is used for a mower attached to the main shaft as a rotating member. A configuration of the rotary blade unit will be described assuming a blade unit as an example. In this case, as an overall configuration of the mower according to the present embodiment, the same configuration as that of the conventional mower A (FIG. 4) described above is assumed as an example. Further, since the basic configuration of the rotary blade unit according to the present embodiment is the same as the conventional rotary blade unit U2 (FIG. 3A) described above, the configuration is the same as or similar to the rotary blade unit U2. Are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted.
図1(a),(b)には、本発明の一実施形態に係る草刈機の回転刃ユニットU1(回転部材支持ユニット)が示されており、係る回転刃ユニットU1には、所定方向に延出した主軸8と、当該主軸8を回転自在に支持する複数の転がり軸受2,4と、駆動装置(エンジン34(図4参照))によって回転される駆動軸38の回転力を主軸8に伝達するために、当該駆動軸38及び主軸8の一端側(図1(a)の左端側及び上端側)にそれぞれ設けられて相互に噛合する少なくとも1組の歯車G1,G2と、主軸8の他端側(図1(a)の下端側)に取り付けられた回転部材(刈刃32)とが備えられている。
FIGS. 1A and 1B show a rotary blade unit U1 (rotary member support unit) of a mower according to an embodiment of the present invention. The rotary blade unit U1 has a predetermined direction. The
なお、主軸8、転がり軸受2,4及び歯車G1,G2は、筒状を成す所定のケース40内にそれぞれ収容されており、刈刃32は、締結部材(ねじ)で主軸8に締結固定され、当該ケース40の外側(図1(a)の下側)に取り付けられている。
The
また、主軸8は、草刈機の使用状態において略垂直方向に延出するように立設されているのに対し、駆動軸38は、当該主軸8に対して所定の傾斜角度(駆動軸38と主軸8との間に形成される角度)を成して傾斜し、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を介して当該主軸8と連結されている。なお、当該傾斜角度は、例えば、草刈機の使用環境や使用目的などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しないが、一例として、本実施形態においては、駆動軸38が主軸8に対して約120°(別の捉え方をすると、刈刃32に対して約30°)の傾斜角度を成して傾斜するように構成している(図1(a))。
また、図1(a),(b)に示す構成において、主軸8は、所定の段差部8gを境界にして、歯車G1,G2側(同図の上側)に比較的大径の大径部8aを設け、刈刃32側(同図の下側)に比較的小径の小径部8bを設けて構成されている。
The
Further, in the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the
図1(a)に示す構成において、回転刃ユニットU1には、一例として、2つの転がり軸受(回転刃側軸受2(図1(a)の下側の軸受)及び歯車側軸受4(同図の上側の軸受))が設けられており、当該回転刃側軸受2及び当該歯車側軸受4は、主軸8に外嵌されるとともに、ケース40に内嵌されて、当該主軸8を回転自在に支持している。この場合、一例として、回転刃側軸受2は、主軸8の延出方向の略中間、別の捉え方をすれば、刈刃32と歯車G2(後述する主軸歯車)の間に位置付けられており、歯車側軸受4は、刈刃32とは反対側の主軸8の端部(図1(a)の上端部)に位置付けられている。
In the configuration shown in FIG. 1A, the rotary blade unit U1 includes, as an example, two rolling bearings (the rotary blade side bearing 2 (the lower bearing in FIG. 1A)) and the gear side bearing 4 (the same figure). The rotary blade side bearing 2 and the gear side bearing 4 are externally fitted to the
また、図1(a)に示す構成において、回転刃ユニットU1には、一例として、1組の歯車(駆動軸歯車G1(図1(a)の右側の歯車)及び主軸歯車G2(同図の左側の歯車))が設けられており、当該駆動軸歯車G1は駆動軸38に外嵌され、当該主軸歯車G2は主軸8に外嵌されて、相互に噛合している。これにより、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2は、エンジン34(図4)で発生させた回転力の方向を変更するとともに、その速度を減速させながら、主軸8に取り付けられた刈刃32を回転させており、いわゆる変速機の機能を果たしている。
In the configuration shown in FIG. 1A, the rotary blade unit U1 includes, as an example, a set of gears (drive shaft gear G1 (the gear on the right side in FIG. 1A)) and main shaft gear G2 (shown in FIG. 1A). The left side gear)) is provided, the drive shaft gear G1 is externally fitted to the
なお、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の種類、大きさ、形状及び歯の数やピッチなどは、例えば、駆動軸38及び主軸8の大きさ、両軸の位置関係などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、本実施形態に係る草刈機のように、駆動軸38と主軸8とが所定の傾斜角度(例えば、約120°)を成して連結される構成の場合(図1(a)参照)、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2としては、すぐばかさ歯車、はすばかさ歯車及びまがりばかさ歯車などのかさ歯車を適用すればよい。
The type, size, shape, number of teeth, pitch, and the like of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 are arbitrarily set according to the size of the
本実施形態において、回転刃側軸受2、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6は、図1(a),(b)に示すように、回転輪(以下、内輪という)及び静止輪(以下、外輪という)が相対回転可能に対向して配置され、当該内外輪間へ複数の転動体(玉)が転動可能に組み込まれて構成されている。この場合、転動体(玉)は、環状を成す保持器(一例として、波型の合せ保持器)に形成されたポケット内に1つずつ回転自在に保持された状態で、内輪及び外輪の軌道面間へ組み込まれている。これにより、各転動体(玉)は、その転動面が相互に接触することなく、内外輪間(軌道面間)を転動することができ、結果として、当該各転動体(玉)が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。 In the present embodiment, the rotary blade side bearing 2, the gear side bearing 4 and the drive shaft bearing 6 are composed of a rotating wheel (hereinafter referred to as an inner ring) and a stationary ring (hereinafter referred to as an inner ring), as shown in FIGS. (Referred to as outer rings) are arranged so as to be relatively rotatable, and a plurality of rolling elements (balls) are incorporated between the inner and outer rings so as to be capable of rolling. In this case, the rolling elements (balls) are tracked by the inner ring and the outer ring in a state where the rolling elements (balls) are rotatably held one by one in a pocket formed in an annular cage (for example, a corrugated matching cage). It is integrated between the faces. Thereby, each rolling element (ball) can roll between the inner and outer rings (between the raceway surfaces) without the rolling surfaces contacting each other, and as a result, each rolling element (ball) It is possible to prevent an increase in rotational resistance or seizure due to friction caused by contact with each other.
なお、回転刃側軸受2、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6、並びに転動体(玉)及び保持器の形式や大きさなどは、例えば、草刈機の大きさや駆動装置(エンジン)の回転出力などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、各軸受2,4,6としては、図1(a),(b)に示す単列の深溝玉軸受の他、複列の深溝玉軸受や各種のころ軸受などを適用することができる。また、転動体としては、図1(a),(b)に示すような玉の他、円筒ころ、円すいころ及び球面ころ(たる形ころ)などのころを適用してもよい。さらに、保持器としては、いわゆる波型の合せ保持器の他、冠型保持器やかご形保持器などを適用してもよい。 The type and size of the rotary blade side bearing 2, the gear side bearing 4, the drive shaft bearing 6, and the rolling elements (balls) and the cage are, for example, the size of the mower and the rotational output of the drive device (engine). Since it is arbitrarily set according to the above, there is no particular limitation here. For example, as each of the bearings 2, 4, and 6, a single row deep groove ball bearing shown in FIGS. 1A and 1B, a double row deep groove ball bearing, various roller bearings, and the like can be applied. . In addition to the balls shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), rollers such as cylindrical rollers, tapered rollers, and spherical rollers (rolled rollers) may be applied as the rolling elements. Further, as the cage, a so-called corrugated cage, a crown cage, a cage cage, or the like may be applied.
この場合、一例として、回転刃側軸受2には、内外輪間に転動体(玉)を挟んで、その両側(図1(a),(b)の上側と下側)へ当該回転刃側軸受2を密封するための密封部材(図示しないが、図3(b)に示すゴムシール20,22に相当(以下、シールという))がそれぞれ設けられている。このようにシールを設けることで、回転刃側軸受2の外部(すなわち、回転刃ユニットU1の外部)から異物(例えば、刈り払った草木の屑、泥水及び塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、後述する軸受潤滑グリースなど)が外部へ漏洩することを防止している。さらに、後述する歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)し、前記軸受潤滑グリースと混合されることも併せて防止している。
In this case, as an example, the rotary blade side bearing 2 has rolling elements (balls) sandwiched between inner and outer rings, and the rotary blade side toward both sides (the upper side and the lower side of FIGS. 1A and 1B). Sealing members (not shown, corresponding to
なお、2つのシールのうち、回転部材である刈刃32側(図1(a),(b)の下側)に位置するシール(図示しないが、図3(b)に示すゴムシール22に相当)には、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔(同図に示す貫通孔22hに相当)が設けられている。これに対し、2つのシールのうち、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(a),(b)の上側)に位置するシール(図示しないが、図3(b)に示すゴムシール20に相当)には、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔、すなわち、上述した刈刃32側のシールに形成された貫通孔に相当する貫通孔は設けられていない。
Of the two seals, a seal (not shown but corresponding to the
このように、回転刃側軸受2において、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(a),(b)の上側)はシールによって、その内部が完全に密封されているのに対し、刈刃32側(図1(a),(b)の下側)は、シールに貫通孔が形成されているため、完全には密封されていない。すなわち、回転刃側軸受2は、その内部が上述した刈刃32側シールの貫通孔を通して、軸受外部に対して開放可能な状態となっており、当該貫通孔から内気を軸受外部へ排出することができるとともに、外気を軸受内部へ流入させることが可能な構造となっている。
As described above, in the rotary blade side bearing 2, the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 side (the upper side of FIGS. 1A and 1B) are completely sealed by the seal, whereas the inside is completely sealed. The
本実施形態において、回転部材支持ユニットである回転刃ユニットU1には、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を潤滑するために封入された潤滑剤(例えば、後述する軸受潤滑グリースなど)を回転刃ユニットU1内で循環させるために、並びに、回転部材(刈刃32)に最近接して配置された軸受である回転刃側軸受2の内部への異物(例えば、歯車潤滑グリースや塵埃など)の侵入を防止するために、主軸8に対し、フランジ27が設けられている。この場合、フランジ27は、主軸8の所定部位をケース40の内壁(駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を取り囲む所定の空間部Sを形成する壁部)40sへ向けて他の部位よりも拡径させるように、当該主軸8の全周に亘って連続して配設され、その外周部27aをケース40の内壁40sと所定間隔を空けて対向させた構造を成している。
In the present embodiment, the rotary blade unit U1 which is a rotary member support unit is supplied with a lubricant (for example, bearing lubrication grease described later) sealed to lubricate the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2. In order to circulate in U1 and foreign matter (for example, gear lubrication grease, dust, etc.) intrude into the inside of the rotary blade side bearing 2, which is a bearing disposed closest to the rotary member (cutting blade 32). In order to prevent this, a
一例として、図1(a),(b)に示す構成においては、外径がケース40の内壁40sの径寸法よりも小さく、内径が主軸8の小径部8bの径寸法と略同一に設定された略円筒状を成すように、フランジ27を構成している。このように本実施形態においては、フランジ27を主軸8とは別体構造としているが、フランジ27は、主軸8と一体構造を成していてもよい。
As an example, in the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the outer diameter is smaller than the diameter dimension of the
そして、フランジ27は、主軸8の小径部8bに固定(例えば、所定の締め代で締り嵌め)され、この状態において、外周部27aをケース40の内壁40sと所定間隔を空けて対向させているとともに、回転刃側軸受2側の端面(図1(a),(b)の下面(以下、フランジ下面という))27dを当該回転刃側軸受2の内輪の側面に密着させている。また、この場合、フランジ27は、回転刃側軸受2のシール(図示しないが、図3(b)に示すゴムシール20に相当)との対向部分(以下、縮径部という)27bを所定の大きさまで縮径し、当該シールと所定間隔を空けて対向する構造となっている。一例として、図1(a),(b)に示す構成においては、縮径部27bを回転刃側軸受2の内輪外径よりも僅かに小径となるまで縮径させて、フランジ27が構成されている。
The
ここで、フランジ27の大きさは、例えば、主軸8の大きさやケース40の大きさなどに応じて任意に設定することができるが、フランジ27は、主軸8に固定された状態において、ケース40の内壁40s、回転刃側軸受2(外輪及びシール)、並びに駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2のいずれにも接触することなく、当該主軸8、回転刃側軸受2(内輪)、及び各歯車G1,G2がスムーズに回転可能な範囲で最大の寸法とすることが好ましい。別の捉え方をすると、フランジ27は、外周部27aとケース40の内壁40sとの間隔(図1(b)に示す距離L2)、縮径部27bと回転刃側軸受2のシールとの間隔(同図に示す距離L4)、並びに、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側の端面(同図の上側の面(以下、フランジ上面という))27cと駆動軸歯車G1との間隔(同図に示す距離L1)がいずれも極力小さくなるような所定の大きさに設定することが好ましい。なお、これらの各間隔L2,L4,L1は、例えば、回転刃ユニットU1の組立精度や駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の振れ回りなどを考慮して、それぞれ最小間隔に設定すればよい。
Here, the size of the
一例として、図1(b)に示す構成においては、縮径部27bと回転刃側軸受2のシールとの間隔L4が約0.1mm、外周部27aとケース40の内壁40sとの間隔L2が約0.1mm、フランジ上面27cと駆動軸歯車G1との間隔L1が約4mmとなるように、フランジ27の外径寸法(同図に示す距離L33)、及び厚さ寸法(同図に示す距離L5)をそれぞれ設定し、フランジ27が構成されている。この場合、フランジ27の外径寸法L33を主軸歯車G2の外径寸法(図1(b)に示す距離L8)と略同一に設定し、厚さ寸法L5を約5mmに設定して、フランジ27が構成されている。
As an example, in the configuration shown in FIG. 1B, the interval L4 between the reduced
なお、フランジ27は、フランジ上面27cが内壁40sと対向する部分(以下、対向部という)40tよりも軸方向の上側へ所定高さだけ凸出するように位置付けられている必要がある。この場合、対向部40tは、駆動軸歯車G1と所定間隔を空けて対向するように、ケース40の内壁40sに対して設けられている。一例として、本実施形態においては、フランジ上面27cの対向部40tに対する突出高さ(図1(b)に示す距離L6)が約1mmとなるように、フランジ27の厚さL5を設定するとともに、フランジ27が主軸8に対して位置決めされた場合を想定する。この場合、フランジ27の厚さ寸法L5は、フランジ上面27cがケース40の対向部40tよりも軸方向(図1(b)の上下方向)へ所定高さ(例えば、距離L6)で突出するように位置付けられていれば、すなわち、突出高さL6が正の寸法(0よりも大)であれば、その具体的な寸法は上述した寸法(約5mm)には特に限定されない。
The
さらに、フランジ27の厚さL5と、外周部27aとケース40の内壁40sとの対向間隔L2との寸法比率は、20:1よりも大きく設定すること、すなわち、対向間隔L2に対する厚さL5の比率(L5/L2)が20よりも大きくなるようにフランジ27の大きさ(外径L33及び厚さL5)を設定することが好ましい。本実施形態においては、一例として、対向間隔L2に対する厚さL5の比率(L5/L2)を50に設定して、フランジ27が構成されている。
Furthermore, the dimensional ratio between the thickness L5 of the
ここで、回転刃ユニットU1を組み立てる場合、フランジ27、主軸歯車G2、及び歯車側軸受4は、これらを主軸8に対してそれぞれ取り付けて一体化させた状態で、軸方向の一方側(図1(a),(b)の下側)からケース40へ組み付けられる。
このため、ケース40は、フランジ27の外周部27aと対向する内壁40sの径寸法(図1(b)に示す距離L3)をフランジ27の外径寸法L33、主軸歯車G2の外径寸法L8、並びに歯車側軸受4の外径寸法(同図に示す距離L7)よりもいずれも大きく設定して構成する必要がある。したがって、フランジ27の外径寸法L33は、主軸歯車G2の外径寸法L8、及び歯車側軸受4の外径寸法L7と近く、ケース40の内壁40sの径寸法L3よりも僅かに小さい所定寸法に設定することが好ましい。なお、本実施形態においては、一例として、歯車側軸受4の外径寸法L7を主軸歯車G2の外径寸法L8よりも小さく設定して、歯車側軸受4及び主軸歯車G2が構成されている。
これにより、フランジ27、主軸歯車G2、及び歯車側軸受4と一体化された主軸8をケース40に対してスムーズに組み付けることができるとともに、主軸8に固定されたフランジ27の外周部27aとケース40の内壁40sとの間隔L2を極力小さくする(狭める)ことができる。
Here, when the rotary blade unit U1 is assembled, the
For this reason, the
Thereby, the
このような構成によれば、フランジ27は、主軸8の回転に伴って、当該主軸8とともに回転し、その外周部27aをケース40の内壁40sと所定間隔(図1(b)に示す距離L2)を空けて対向させることができる。この際、フランジ27は、縮径部27bを回転刃側軸受2のシール(図示しないが、図3(b)に示すゴムシール20に相当)と所定間隔(図1(b)に示す距離L4)を空けて対向させることができるとともに、フランジ上面27cを駆動軸歯車G1と所定間隔(同図に示す距離L1)を空けて対向させることができる。
According to such a configuration, the
なお、フランジ27の取付方法は、上述したような締り嵌め(嵌合)には特に限定されず、フランジ27の大きさ、形状及び材質などに応じて、例えば、接着剤などの接着部材を主軸8の周面に塗布して接着してもよいし、あるいは溶接等による接合や締結部材(ねじやピンなど)による締結などによって、主軸8に対して取り付けてもよいし、これらの各種の方法を組み合わせて取り付けてもよい。
The attachment method of the
また、図1(b)に示す構成においては、一例として、フランジ27が主軸8に固定(締り嵌め)された状態において、フランジ27のフランジ下面27dを当該回転刃側軸受2の内輪の側面(同図の上側の面)に密着させているが、フランジ27は、主軸8に固定(例えば、締り嵌め(嵌合)、接合(接着や溶接)及び締結など)された状態で、フランジ下面27dを当該内輪の側面に密着させず、所定の間隔を空けて近接させて位置付けてもよい。
この場合、フランジ27は、縮径部27bを省略し、軸方向の一端側から他端側まで同一径を成す円筒状に構成すればよい。
Further, in the configuration shown in FIG. 1B, as an example, in a state where the
In this case, the
なお、図1(a),(b)に示す構成においては、主軸歯車G2が駆動軸歯車G1よりも主軸8の延出方向(垂直方向(同図の上下方向))の上側に位置付けられているため、フランジ27の大きさを設定する際には、フランジ上面27c及び外周部27aと駆動軸歯車G1との間隔を極力小さくすることを考慮すればよい。ただし、駆動軸歯車G1と主軸歯車G2の垂直方向への相対的な位置関係が逆の場合、すなわち、主軸歯車G2が駆動軸歯車G1よりも垂直方向の下側に位置付けられた構成の場合、フランジ上面27cと当該主軸歯車G2との間隔が極力小さくなるようにフランジ27の大きさを設定すればよい。
In the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, the main shaft gear G2 is positioned above the drive shaft gear G1 in the extending direction of the main shaft 8 (vertical direction (vertical direction in FIG. 1)). Therefore, when setting the size of the
ここで、フランジ27の形状は、主軸8に固定された状態において、ケース40の内壁40s、回転刃側軸受2(シール)、並びに駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2のいずれにも接触することのない大きさ(形状)、すなわち、外周部27aとケース40の内壁40sとの間隔L2、縮径部27bと回転刃側軸受2のシール(図示しない)との間隔L4、並びに、フランジ上面27cと駆動軸歯車G1との間隔L1を極力小さくすることが可能な形状であれば特に限定されず、主軸8及びケース40の形状などに応じて任意の形状とすればよい。
Here, when the
図1(a),(b)に示す構成においては、一例として、フランジ27のフランジ上面27cを全周に亘って軸方向のいずれにも傾斜しない平坦面状に形成しているが、フランジ27は、フランジ上面27cを軸方向のいずれか一方側へ傾斜させた平坦面状に(例えば、拡径方向へ向かうにしたがって軸方向下側へ徐々に傾斜するように)形成してもよい。さらに、例えば、フランジ27は、フランジ上面27cを周方向へ沿って凹凸状(一例として、波形状)に連続させて形成してもよい。
In the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, as an example, the flange
なお、上述したフランジ27の大きさを設定する際と同様に、図1(a),(b)に示す構成においては、フランジ27の形状を設定する際、駆動軸歯車G1との間隔を極力小さくすることを考慮すればよい。同様に、主軸歯車G2が駆動軸歯車G1よりも垂直方向の下側に位置付けられた構成の場合、フランジ上面27cと当該主軸歯車G2との間隔が極力小さくなるようなフランジ27形状とすればよい。
As in the case of setting the size of the
また、フランジ27の数は、図1(a),(b)に示す構成のように、1つに限定されず、2つ以上であってもよい。例えば、フランジ27の厚さL5を同図に示す構成の略半分(一例として、2.5mm)とし、当該2つのフランジ27を同心上に密着させて重ねた多重構造、あるいは、所定間隔を空けて同心上に並べた多層構造のフランジアセンブリとしてもよい。
Further, the number of
さらに、フランジ27の材質も特に限定されず、例えば、主軸8及びケース40の材質などに応じて任意の素材を材料としてフランジ27を構成することができるが、本実施形態においては、フランジ27が所定の金属製(鉄系金属製やアルミニウム合金等の非鉄金属製など)である場合を、一例として想定する。この場合、フランジ27は、例えば、鋳型成形などにより主軸8と一体的に形成すればよい。なお、フランジ27を所定の樹脂製(例えば、ポリアミド系の樹脂製)とし、当該樹脂製のフランジ27を射出成形や鋳型成形などにより形成することで、主軸8とは別体構造としてもよい。
ただし、回転刃ユニットU1に対する潤滑を考慮すれば、後述する歯車潤滑グリースに対して変質などが生じることのない各種の金属系材料及び樹脂系材料を適用することが好ましい。
Further, the material of the
However, in consideration of lubrication with respect to the rotary blade unit U1, it is preferable to apply various metal materials and resin materials that do not cause alteration to the gear lubrication grease described later.
以上のような構成を成す回転刃ユニットU1において、上述した従来の草刈機Aの場合と同様に、刈刃32を長期に亘って、安定してスムーズに回転させるため、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の歯が相互に接触する部分の摩擦や摩耗の減少、回転刃側軸受2の焼付き防止や疲れ寿命の延長などを目的として、当該各歯車G1,G2、当該軸受2の潤滑を行っている。
In the rotary blade unit U1 configured as described above, as in the case of the conventional mower A described above, in order to rotate the
本実施形態においては、一例として、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を取り囲む所定の空間部Sにアメリカグリース協会(NLGI:National Lubricating Grease Institute)が規定するちょう度No.2(ちょう度番号2号)のグリース(以下、歯車潤滑グリースという)が、当該空間部Sの空間容積に対して略80%の体積比となるように充填(封入)されている。 In this embodiment, as an example, a consistency No. defined by the National Lubricating Grease Institute (NLGI) in a predetermined space S surrounding the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2. No. 2 (consistency number 2) grease (hereinafter referred to as gear lubrication grease) is filled (enclosed) so that the volume ratio of the space S is approximately 80%.
なお、歯車潤滑グリースの充填(封入)量は、多過ぎると撹拌による発熱によってグリース軟化が促進されてしまい、一方、少な過ぎると空間部S内に当該グリースが十分に行き亘らず、潤滑不良となってしまう。このため、充填(封入)された歯車潤滑グリースが過度に撹拌されずにグリース軟化を促進することなく、空間部S内に十分行き亘る最適な充填量(封入量)として、本実施形態においては、空間部Sの空間容積に対して略80%の体積比となる量だけ歯車潤滑グリースを充填(封入)している。この場合、かかる空間部Sの空間容積は、フランジ27の体積に相当する量だけ、従来の回転刃ユニットU2(図3(a))のようにフランジ27(図1(a))が非装着の場合と比べて小さくなる。
ただし、歯車潤滑グリースの充填(封入)量は、厳密に空間部Sの空間容積に対して略80%の体積比である必要はなく、例えば、空間部Sの空間容積に対して略30〜90%の体積比、より好ましくは、略50〜80%の体積比となる量だけ充填(封入)してもよい。
If the amount of gear lubrication grease filled (encapsulated) is too large, the softening of the grease is promoted by heat generated by stirring. On the other hand, if the amount is too small, the grease does not reach the space S sufficiently, resulting in poor lubrication. End up. For this reason, in the present embodiment, the filled (encapsulated) gear lubricating grease is not excessively agitated and promotes softening of the grease, and as an optimal filling amount (encapsulated amount) that sufficiently extends into the space S. The gear lubrication grease is filled (enclosed) in an amount that is approximately 80% of the volume of the space S. In this case, the
However, the amount of filling (encapsulation) of the gear lubrication grease does not have to be strictly about 80% of the volume of the space S, for example, about 30 to about the volume of the space S. It may be filled (enclosed) in an amount of 90% volume ratio, more preferably about 50-80% volume ratio.
また、回転刃側軸受2の内部にも、同様にNLGIちょう度No.2のグリース(以下、軸受潤滑グリースという)が充填(封入)されている。この場合、軸受潤滑グリースの充填(封入)量は、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに応じて任意に設定すればよいが、回転刃側軸受2内の空間容積に対して略25〜35%の体積比となる量だけ充填(封入)することが好ましい。 Similarly, the NLGI consistency No. is also applied to the inside of the rotary blade side bearing 2. 2 grease (hereinafter referred to as bearing lubrication grease) is filled (enclosed). In this case, the amount of filling (encapsulation) of the bearing lubrication grease may be arbitrarily set according to the purpose of use and use conditions of the rotary blade unit U1, but is approximately 25 with respect to the space volume in the rotary blade side bearing 2. It is preferable to fill (enclose) in an amount that gives a volume ratio of ˜35%.
なお、歯車潤滑グリース及び軸受潤滑グリースの成分構成は、例えば、回転刃ユニットU1の使用目的や使用条件などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、歯車潤滑グリース及び軸受潤滑グリースは、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系のグリースとして構成すればよい。また、この場合、添加剤として、極圧剤を増ちょう剤及び基油に対して添加してもよい。 In addition, since the component structure of a gear lubrication grease and a bearing lubrication grease is arbitrarily set, for example according to the use purpose of the rotary blade unit U1, use conditions, etc., it does not specifically limit here. For example, the gear lubrication grease and the bearing lubrication grease may be configured as lithium soap as the thickener and mineral oil as the base oil. In this case, an extreme pressure agent may be added as an additive to the thickener and the base oil.
ここで、本実施形態に係る草刈機の使用状態、すなわち回転刃ユニットU1の運転時における歯車潤滑グリースの状態変化について、以下、説明する。
歯車潤滑グリースは、その自重により、及び駆動軸38及び駆動軸歯車G1が回転するとともに、主軸8及び主軸歯車G2が回転することによる振動により、フランジ27のフランジ上面27cに接触する。
Here, the use state of the mower according to the present embodiment, that is, the state change of the gear lubricating grease during the operation of the rotary blade unit U1 will be described below.
The gear-lubricating grease contacts the flange
この状態においては、フランジ27も、主軸8が回転することにより、当該主軸8とともに回転しているため、当該フランジ27のフランジ上面27cに接触した歯車潤滑グリースに対し、当該フランジ27の回転により生じる遠心力が作用する。
この結果、かかる遠心力が作用された歯車潤滑グリースは、当該遠心力によって、ケース40(空間部S)の内壁40s、駆動軸歯車G1の表面及び主軸歯車G2の表面をそれぞれ伝って上方へ移動する。そして、当該歯車潤滑グリースは、主軸8の近傍まで達した後、再度、その自重及び前記回転による振動により、フランジ27のフランジ上面27cに接触する。
In this state, the
As a result, the gear lubricating grease to which the centrifugal force is applied moves upward along the
このように、歯車潤滑グリースは、草刈機の使用状態、すなわち回転刃ユニットU1の運転時において、空間部S内で循環を繰り返す。このため、歯車潤滑グリースは、フランジ27のフランジ上面27c、ひいては、回転刃側軸受2のシールの外面(図示しないが、図3(b)に示すシール20の駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側の面に相当)に滞留(堆積)せず、当該シール(同図参照)を押圧することがない。この結果、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)することを防止することができる。
Thus, the gear lubrication grease repeats circulation in the space S when the mower is in use, that is, when the rotary blade unit U1 is in operation. For this reason, the gear lubrication grease is provided on the flange
また、本実施形態においては、駆動軸歯車G1と接触することなく、当該駆動軸歯車G1との間隔を極力狭めてフランジ27を設ける(一例として、フランジ上面27cと駆動軸歯車G1との間隔L1を約4mmに設定する)ことで、歯車潤滑グリースを駆動軸歯車G1に対して容易に引き込ませることができる。さらに、駆動軸歯車G1に引き込まれた歯車潤滑グリースを、相互に噛合する歯を介して主軸歯車G2へ容易に移動させることができる。
これにより、空間部S内において、歯車潤滑グリースの流動を活発化させる(循環を促進させる)ことができ、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2が潤滑不足となることもなく、各歯車G1,G2の歯が相互に摩擦されて摩耗することも抑制され、当該歯車G1,G2を長期に亘ってスムーズに回転させることができる。結果として、これらの歯車G1,G2の発熱も抑えられ、歯車潤滑グリースの劣化を防止することができ、当該グリースを長期に亘って駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の潤滑に寄与させることができる。
Further, in the present embodiment, the
Thereby, in the space S, the flow of the gear lubrication grease can be activated (circulation is promoted), and the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 do not become insufficiently lubricated, and each gear G1, G2 The teeth are also prevented from being frictioned and worn, and the gears G1, G2 can be smoothly rotated over a long period of time. As a result, the heat generation of these gears G1 and G2 can be suppressed, the deterioration of the gear lubrication grease can be prevented, and the grease can contribute to the lubrication of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 over a long period of time. .
なお、フランジ上面27cと駆動軸歯車G1とは、極力接近させて位置付けることが好ましく、具体的には、回転刃ユニットU1の組立時の作業性や、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の振れ回りなどを考慮し、両者の間隔L1を少なくとも5mm以下に設定しておくことが好ましい。その際には、フランジ上面27cの周縁部と駆動軸歯車G1とが極力接近して位置付けられるように、間隔L1を設定すればよい。
The flange
また、本実施形態においては、主軸8にフランジ27を設けるとともに、当該フランジ27のフランジ上面27cを、ケース40の対向部40tよりも距離L6だけ(一例として、約1mmに設定)軸方向の上側へ位置付けているため、歯車潤滑グリースを駆動軸歯車G1に対してさらに容易に引き込み易い構造となっている。この場合、ケース40の対向部40tがフランジ27のフランジ上面27cよりも軸方向の上側に位置付けられていると、歯車潤滑グリースがフランジ27の外周部27aとケース40の内壁40sとの隙間を伝って回転刃側軸受2の方向へ誘導される虞があるため、フランジ上面27cをケース40の対向部40tよりも軸方向の上側へ位置付ける必要がある。その際、フランジ上面27cの対向部40tに対する軸方向の上側への突出高さL6は、正の寸法(0よりも大)であれば、その具体的な寸法は上述した寸法(約1mm)には特に限定されないが、1mm以上に設定することが好ましい。
Further, in this embodiment, the
上述したように、歯車潤滑グリースは、草刈機の使用状態、すなわち回転刃ユニットU1の運転時において、空間部S内で活発に流動し、スリンガ上面25cへほとんど接触されることなく、循環を繰り返すため、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)することを確実に防止することができるとともに、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2を長期に亘って良好な潤滑状態に保つことができる。その際、歯車潤滑グリースが空間部S内で循環を繰り返すため、撹拌や剪断による歯車潤滑グリースの発熱が軽減され、グリース劣化を有効に抑制することができ、当該歯車潤滑グリースを長期に亘って駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の潤滑に寄与させることができる。 As described above, the gear-lubricating grease actively flows in the space S during the use of the mower, that is, during the operation of the rotary blade unit U1, and repeats circulation with little contact with the slinger upper surface 25c. Therefore, it is possible to reliably prevent the gear lubrication grease from leaking into (intruding into) the rotary blade side bearing 2 and to keep the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2 in a good lubrication state for a long period of time. Can do. At this time, since the gear lubrication grease repeatedly circulates in the space S, the heat generation of the gear lubrication grease due to stirring and shearing can be reduced, and the grease deterioration can be effectively suppressed. This can contribute to the lubrication of the drive shaft gear G1 and the main shaft gear G2.
また、本実施形態においては、ケース40の内壁40sと接触することなく、当該内壁40sとの間隔を極力狭めてフランジ27を設ける(一例として、外周部27aと内壁40sとの間隔(図1(b)に示す距離L2)を約0.1mmに設定する)ことで、当該外周部27aと内壁40sとの間にフランジ27の厚さ(同図に示す距離L5(一例として、5mm))に相当する深さで空気層Lyを形成することができる。この場合、空気層Lyの深さ(フランジ27の厚さL5に相当)と幅(外周部27aと内壁40sとの間隔L2に相当)の比が十分に大きい(一例として、L5/L2=50)ため、当該空気層Lyには、主軸8の回転に伴って当該回転方向への空気流が発生する。
Further, in the present embodiment, the
このため、歯車潤滑グリースが空間部S内で循環を繰り返し、当該歯車潤滑グリースが軟化して流動しやすい状態となった場合であっても、上述した空気層Lyの空気流が当該空気層Lyへの歯車潤滑グリースの侵入を遮断することができる。すなわち、空気層Lyの空気流がシールと同様の効果(空気シール効果)を果たすため、当該歯車潤滑グリースが空気層Lyへ侵入することを有効に防止することができ、結果として、歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部にまで漏洩(侵入)することを確実に防止することができる。 For this reason, even when the gear lubrication grease repeatedly circulates in the space S and the gear lubrication grease is softened and easily flows, the air flow of the air layer Ly described above becomes the air layer Ly. It is possible to block the intrusion of gear lubrication grease into the motor. That is, since the air flow in the air layer Ly performs the same effect as the seal (air seal effect), it is possible to effectively prevent the gear lubricating grease from entering the air layer Ly. As a result, the gear lubricating grease Can be reliably prevented from leaking (invading) into the rotary blade side bearing 2.
なお、空気層Lyの幅(L2)に対する深さ(L5)の比(L5/L2)は、小さ過ぎる(例えば、空気層Lyの幅L2、すなわち断面積が大きい)と上述した空気シール効果を十分に発揮することができず、歯車潤滑グリースの当該空気層Lyへの侵入を十分に防止することができなくなるため、空間部Sの空間容積などに応じて、可能な限り大きく設定することが好ましい。すなわち、フランジ27の外周部27aとケース40の内壁40sとの間隔L2を極力狭め、フランジ27の厚さL5をできるだけ大きく(長く)設定して、当該フランジ27を構成することが好ましい。
一例として、本実施形態においては、空気シール効果、具体的には、歯車潤滑グリースの空気層Lyへの侵入防止効果を考慮し、上述したように空気層Lyの幅(L2)に対する深さ(L5)の比(L5/L2)を50に設定している。別の捉え方をすれば、外周部27aと内壁40sとの間隔L2に対する厚さL5の比(L5/L2)が50となるように、フランジ27を構成するとともに、主軸8に対して位置付けている。
The ratio (L5 / L2) of the depth (L5) to the width (L2) of the air layer Ly is too small (for example, the width L2 of the air layer Ly, that is, the cross-sectional area is large). It is not possible to sufficiently exert the gear lubrication grease, and it is not possible to sufficiently prevent the gear lubrication grease from entering the air layer Ly. Therefore, the gear lubrication grease can be set as large as possible according to the space volume of the space S. preferable. That is, it is preferable to configure the
As an example, in the present embodiment, considering the air sealing effect, specifically, the effect of preventing the gear lubricating grease from entering the air layer Ly, as described above, the depth (with respect to the width (L2) of the air layer Ly ( The ratio (L5 / L2) of L5) is set to 50. In other words, the
また、上述したように、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側(図1(b)の上側)に位置するシール(図示しないが、図3(b)に示すゴムシール20に相当)には、その外径部及び内径部のいずれにも、軸受内部の圧力変化を抑制するための貫通孔(図3(b)に示すゴムシール22に形成された貫通孔22hに相当)が設けられていないため、かかる貫通孔から歯車潤滑グリースが回転刃側軸受2の内部に漏洩(侵入)し、軸受潤滑グリースと混合してしまうような不都合は全く生じない。
Further, as described above, the seal (not shown, which corresponds to the
以上のように、本実施形態に係る回転刃ユニットU1によれば、主軸8に対してフランジ27を設けることで、その内部(例えば、空間部S及び回転刃側軸受2の内部)に封入したグリースの外部への漏洩を確実に防止することができる。これにより、回転刃ユニットU1の潤滑状態が良好に維持され、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2の摩耗や、回転刃側軸受2、歯車側軸受4及び駆動軸軸受6の焼付きなどを長期に亘って発生させることなく、回転部材である刈刃32を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けることができる。
As described above, according to the rotary blade unit U1 according to the present embodiment, the
ここで、本実施形態に係る草刈機に対し、搭載された回転刃ユニットU1の内部に封入したグリースの漏洩防止効果について所定の試験を行い、検証した。以下、当該試験内容及び試験結果について説明する。
当該試験においては、試験機として2つの草刈機(図4に示す草刈機A相当)を用意し、一方の草刈機には、主軸8に対してフランジ27を設けた回転刃ユニット(図1(a),(b)に示す回転刃ユニットU1)を搭載した(以下、当該草刈機を本件機という)。これに対し、他方の草刈機には、フランジ27が設けられていない従来の回転刃ユニット(図3(a)に示す回転刃ユニットU2)を搭載した(以下、当該草刈機を比較機という)。
Here, with respect to the mower according to the present embodiment, a predetermined test was performed and verified with respect to the leakage preventing effect of the grease enclosed in the mounted rotary blade unit U1. The test contents and test results will be described below.
In this test, two mowers (corresponding to the mower A shown in FIG. 4) are prepared as test machines, and one of the mowers has a rotary blade unit (see FIG. A rotary blade unit U1) shown in a) and (b) was mounted (hereinafter, the mower is referred to as the present machine). On the other hand, a conventional rotary blade unit (rotary blade unit U2 shown in FIG. 3A) not provided with the
試験に際し、本件機には、回転刃ユニットの内部(図1(a),(b)に示す空間部S)に対して所定の潤滑剤(協同油脂株式会社製デュプレックスEP No.2(以下、歯車潤滑グリースという))を9.1gだけ充填した。なお、この充填量(9.1g)は、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積に対して、略80%の体積量に相当する。
一方、比較機にも、本件機と同様の歯車潤滑グリースを10.8gだけ充填した。なお、この充填量(10.8g)は、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積に対して、略80%の体積量に相当する。
During the test, the present machine had a predetermined lubricant (Duplex EP No. 2 (hereinafter referred to as Kyodo Yushi Co., Ltd.) (hereinafter referred to as “Kyodou Yushi Co., Ltd.”) with respect to the inside of the rotary blade unit (space S shown in FIGS. Only 9.1 g of gear lubrication grease) was filled. In addition, this filling amount (9.1 g) corresponds to a volume amount of about 80% with respect to the space volume inside the rotary blade unit (space portion S).
On the other hand, the comparison machine was filled with 10.8 g of the same gear lubrication grease as the present machine. This filling amount (10.8 g) corresponds to a volume amount of about 80% with respect to the space volume inside the rotary blade unit (space portion S).
この場合、回転刃ユニットの内部(空間部S)の空間容積は、フランジ27の体積分だけ、本件機の方が比較機よりも小さい。本試験においては、かかるフランジ27の体積を約2.3ccに設定しており、当該体積(2.3cc)は、前記歯車潤滑グリースの重量に換算して約2.1gに相当する。
In this case, the space volume inside the rotary blade unit (space portion S) is smaller by the volume of the
また、各回転刃ユニットの主軸を支持する2つの転がり軸受のうち、回転部材である刈刃32側に位置する軸受(図1(a)及び図3(a)に示す回転刃側軸受2)としては、軸受外径を32mm、軸受内径を12mm、軸受幅を10mmに設定し、接触型のゴムシールを取り付けて内部を密封状態にした玉軸受を用いた。なお、かかる接触型のゴムシールには、軸受内部の圧力変化を抑制(調整)するための貫通孔(空気孔)を形成せず、軸受内部が略完全に密封状態に保たれるようにした。また、軸受内部には、潤滑剤として、増ちょう剤がリチウム石鹸、基油が鉱油系のグリース(昭和シェル石油株式会社製シェルアルバニヤグリースS2(以下、軸受潤滑グリースという))を約0.4g封入した。
Of the two rolling bearings that support the main shaft of each rotary blade unit, the bearing is located on the
一方、駆動軸歯車G1及び主軸歯車G2側に位置する軸受(図1(a)及び図3(a)に示す歯車側軸受4)としては、軸受外径を26mm、軸受内径を9mm、軸受幅を8mmに設定し、その内部を密封する密封部材が設けられていない、いわゆるオープンタイプ(開放型)の深溝玉軸受を用いた。この場合、軸受内部には潤滑剤を封入せず、軸受潤滑は、上述した歯車潤滑グリース(協同油脂株式会社製デュプレックスEP No.2)で行った。 On the other hand, as a bearing (gear-side bearing 4 shown in FIGS. 1 (a) and 3 (a)) located on the drive shaft gear G1 and main shaft gear G2 side, the bearing outer diameter is 26 mm, the bearing inner diameter is 9 mm, and the bearing width. Was set to 8 mm, and a so-called open type (open type) deep groove ball bearing in which no sealing member for sealing the inside was provided was used. In this case, no lubricant was sealed inside the bearing, and the bearing was lubricated with the above-described gear lubrication grease (Duplex EP No. 2 manufactured by Kyodo Yushi Co., Ltd.).
図2(a)には、草刈機に搭載した回転刃ユニットのグリース漏洩防止効果を検証するための試験装置が示されており、当該試験装置を用いて、本件機及び比較機を所定条件のもとに所定速度(刈刃の回転速度)で所定時間だけそれぞれ運転させた後、回転刃ユニット内部に封入した歯車潤滑グリース、及び転がり軸受(回転刃側軸受)内部に封入した軸受潤滑グリースの外部への漏洩状態を比較することで、これらの草刈機に対する回転刃ユニットのグリース漏洩防止効果について検証した。 FIG. 2 (a) shows a test device for verifying the grease leakage prevention effect of the rotary blade unit mounted on the mower. Using the test device, the machine and the comparator are set under predetermined conditions. After operating at a predetermined speed (rotation speed of the cutting blade) for a predetermined time, the gear lubrication grease enclosed in the rotary blade unit and the bearing lubrication grease enclosed in the rolling bearing (rotary blade side bearing) By comparing the leakage state to the outside, we verified the grease leakage prevention effect of the rotary blade unit for these mowers.
なお、図2(a)に示すように、試験装置は、直方体の箱形を成し、その枠材として山形鋼が用いられており、当該枠材で囲まれた各面部がエキスパンドメタルでそれぞれ構成されている。そして、かかる試験装置を架台に対してボルトで締結固定するとともに、草刈機が当該試験装置内で宙吊り状態となるように、草刈機の操作管30及び操作ハンドル36(図4参照)を試験装置の枠材に対して紐で固定した。
As shown in FIG. 2 (a), the test apparatus has a rectangular parallelepiped box shape, and angle steel is used as the frame material, and each surface portion surrounded by the frame material is an expanded metal. It is configured. Then, the test apparatus is fastened and fixed to the gantry with bolts, and the
そして、試験に当たっては、試験中の草刈機(本件機及び比較機)の雰囲気温度を室温に保ち、この状態で、刈刃が1分間に8000回転する速度で、本件機及び比較機をそれぞれ最長30時間連続して運転させた。なお、その際、所定のタイミングでエンジン34(図4参照)に燃料を給油し、本件機及び比較機を連続運転させた。その後、本件機及び比較機から回転刃ユニットを取り外し、転がり軸受(回転刃側軸受)の内部から漏洩したグリース(軸受潤滑グリース、あるいは、軸受潤滑グリースに歯車潤滑グリースが混合されたもの(以下、これらの漏洩グリースをまとめて単にグリースという))をスパチラ(小さなさじ)にて採取して、その漏洩量を本件機及び比較機についてそれぞれ測定し、比較した。 なお、本試験においては、上記草刈機(本件機及び比較機)の運転及びグリース漏洩量の測定を1試験サイクルとして、当該試験サイクルを2回繰り返し、各結果をそれぞれ比較した。 In the test, the atmospheric temperature of the mower (the machine and the comparator) under test is kept at room temperature, and in this state, the machine and the comparator are the longest at a speed of 8000 revolutions per minute. The operation was continued for 30 hours. At that time, fuel was supplied to the engine 34 (see FIG. 4) at a predetermined timing, and the present machine and the comparator were continuously operated. After that, remove the rotary blade unit from the machine and the comparator, and grease leaked from the inside of the rolling bearing (rotary blade side bearing) (bearing lubrication grease, or a mixture of bearing lubrication grease and gear lubrication grease (hereinafter referred to as These leaked greases were collectively referred to simply as “grease”) and collected with a spatula (small spoon), and the amount of leakage was measured and compared for the machine and the comparator. In this test, the operation of the mower (the present machine and the comparator) and the measurement of the amount of grease leakage were taken as one test cycle, and the test cycle was repeated twice, and the results were compared.
図2(b)には、各試験結果が示されており、同図から明らかなように、フランジ27が設けられていない比較機の場合、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、運転時間が30時間に達する以前の10時間経過時点において、いずれも4g以上となり、軸受内部への封入量(約0.4g)よりも大量のグリース(10倍以上)が漏洩した。すなわち、軸受内部に漏洩(侵入)した歯車潤滑グリースが軸受潤滑グリースと混合し、さらに軸受外部へ漏洩していることが検証された。なお、この場合、漏洩したグリースは、刈刃にまで達しており、運転時間が10時間を経過した時点で試験を中止した。
FIG. 2 (b) shows the results of each test. As is apparent from FIG. 2, in the case of the comparator without the
これに対し、フランジ27が設けられた本件機の場合、転がり軸受(回転刃側軸受)からのグリース漏洩量は、運転時間が30時間を経過した後であっても、0.09g及び0.13gであり、軸受内部への軸受潤滑グリース封入量(約0.4g)の23%及び33%に過ぎず、比較機のグリース漏洩量(4g以上)の2.3%及び3.3%に過ぎなかった。
また、回転刃ユニット内部(空間部S)への歯車潤滑グリース充填量に対する前記グリース漏洩量は、1.0%及び1.4%に過ぎなかった。
On the other hand, in the case of the present machine provided with the
Further, the grease leakage amount relative to the gear lubricating grease filling amount in the rotary blade unit (space S) was only 1.0% and 1.4%.
以上、本実施形態に係る回転刃ユニットU1のように、主軸8に対してフランジ27を設けることで、当該回転刃ユニットU1の内部(空間部S)に封入したグリース(歯車潤滑グリース及び軸受潤滑グリース)の外部への漏洩を確実に防止することができるとともに、回転部材である刈刃32を長期に亘って一定の回転精度で安定して回転させ続けられることが、上述した試験により検証できた。
As described above, as in the rotary blade unit U1 according to the present embodiment, the
2 回転刃側軸受
4 歯車側軸受
8 主軸
27 フランジ
27a フランジ外周部
27c フランジ上面
32 刈刃
34 エンジン
38 駆動軸
40 ケース
40t 対向部
G1 駆動軸歯車
G2 主軸歯車
L1 フランジ上面−駆動軸歯車間距離
L2 フランジ外周部−ケース内壁間距離
L3 ケース内壁径寸法
L33 フランジ外径寸法
L5 フランジ厚さ
L6 フランジ上面突出高さ
S 空間部
40s ケース内壁
Ly 空気層
U1 回転刃ユニット
2 Rotary blade side bearing 4
Claims (5)
当該ユニット内には、前記歯車を潤滑するための潤滑剤が封入され、主軸には、当該潤滑剤を前記ユニット内で循環させるため、並びに、少なくとも前記回転部材に最近接して配置された軸受の内部への異物の侵入を防止するためのフランジが設けられており、当該フランジは、前記主軸の所定部位を前記ケースの内壁へ向けて他の部位よりも拡径させるように、当該主軸の全周に亘って連続して配設され、その外周部を前記ケースの内壁と所定間隔を空けて対向させた構造を成していることを特徴とする回転部材支持ユニット。 A main shaft extending in a predetermined direction, a plurality of bearings rotatably supporting the main shaft, and a driving shaft and a main shaft for transmitting the rotational force of the driving shaft rotated by the driving device to the main shaft; Rotating member support unit comprising at least one set of gears which are respectively provided on one end side of the shaft and meshing with each other, a rotating member attached to the other end side of the main shaft, and a case for housing the main shaft, the bearing and the gear Because
Lubricant for lubricating the gear is sealed in the unit, and the main shaft is provided with a bearing arranged to circulate the lubricant in the unit and at least closest to the rotating member. A flange for preventing entry of foreign matter into the interior is provided, and the flange is configured so that the predetermined part of the main shaft is enlarged toward the inner wall of the case and the diameter of the main shaft is larger than that of other parts. A rotating member support unit, characterized in that the rotating member support unit has a structure in which the outer peripheral portion is arranged continuously over the circumference and is opposed to the inner wall of the case at a predetermined interval.
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