JP2010000129A - 力伝達構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】
植木用の刈り込み鋏を例に説明すると、従来使用されている鋏はテコの原理を利用して少ない入力で大きな出力を得るために長い柄が用いられ、刃を開いたり閉じたりするためには両腕で柄を外側に大きく長く広げたり内側に狭めたりする作業が必要とされ、刈り込み作業時の疲労が激しく、また狭い場所での作業性が悪いという課題があった。
【解決手段】
出力作動部材または他種出力部材とが屈曲点近傍部の回動固定部で繋げられ、２個の連結アームがそれぞれの一方の端部の回動固定部で繋げられていると共に他方の端部回動固定部はそれぞれ２本の入力アームの中間部の回動固定部に繋げられ、連結アーム中間部の回動固定部と出力作動部材の作用部位以外部の回動固定部とがそれぞれ力伝導アーム両端部の回動固定部で繋げられ、入力アームの端部回動固定部が出力作動部材の屈曲点近傍部回動固定部または作用部位以外部回動固定部と繋げられている力伝達構造体。
【選択図】 図３

Description

小さい入力角度と入力で大きな出力角度と出力を得ることが可能な力伝達構造体に関し、該力伝達構造体としては例えば、刈り込み鋏、芝刈り鋏、剪定鋏、工業用鋏、理髪用鋏、ペンチ、ニッパーあるいは各種機械部品等を挙げることができる。

力伝達構造体の例として植木用の刈り込み鋏を例に説明する。図５、６に従来使用されている植木用の刈り込み鋏を示す。従来の植木用刈り込み鋏は、一方に入力のための長い柄（２）を有し他方に出力のための刃部（２１）を有する部材を、刃部と柄との接合近傍で回動可能に固定（３）し、テコの原理を利用して少ない入力で大きな出力を得る力伝達構造体になっている。植木用刈り込み鋏を用いて生け垣等を刈り込む際は、入力用の２本の柄（２）を両手で掴み、柄を広げて出力用の刃部（２１）を広げ、広がった刃部を切断すべき木の枝に当て、２本の柄を内側に狭めることにより刃部を閉じて木を切断する。このように従来の力伝達構造体は、テコの原理を利用して少ない入力で大きな出力を得る構造のために長い柄が用いられ、刃を開いたり閉じたりするためには両腕で柄を外側に大きく長く広げたり内側に狭めたりする作業が必要とされる。
これらの課題を解決すべく、使い易い倍力機構を備えた刈り込み鋏等参考文献記載の発明や考案が開示されているが、小さい入力角度と入力で大きな出力角度と出力を得ることは困難な状態にある。
登録実用新案第３０２６９５４号公報 実開平７−２２６３２号公報 特開２０００−２１７４３０号公報

力伝達構造体の例として植木用の刈り込み鋏を例に説明すると、従来使用されている植木用の刈り込み鋏はテコの原理を利用して少ない入力で大きな出力を得るために長い柄が用いられ、刃を開いたり閉じたりするためには、両腕で柄を外側に大きく長く広げたり内側に狭めたりする作業が必要とされるため、生け垣等の刈り込み作業時の疲労が激しく、また、狭い場所での刈り込み作業性が悪いという課題があり、柄を小角度で開閉するだけで刃を広角度で開閉できる鋏つまり、小さい入力角度と入力で大きな出力角度と出力を得ることが可能な力伝達構造体必要とされていた。

本発明は、請求項１記載のように、略Ｌ字形の形状を有しその屈曲点近傍部と出力作用部位以外部に１個以上の回動固定部を設けた出力作動部材と、略棒状の形状を有しその一端と中間部に回動固定部を設けた入力アームと、両端に回動固定部を設けた力伝導アームと、両端および（または）中間部に回動固定部を設けた連結アームとを有する力伝達構造体であって、作用部位以外部の回動固定部が屈曲点近傍部の回動固定部の外側に位置するように出力作動部材と出力作動部材または他種出力部材とが屈曲点近傍部の回動固定部で繋げられ、２個の連結アームがそれぞれの一方の端部の回動固定部で繋げられていると共に他方の端部回動固定部はそれぞれ２本の入力アームの中間部の回動固定部に繋げられ、連結アーム中間部の回動固定部と出力作動部材の作用部位以外部の回動固定部とがそれぞれ力伝導アーム両端部の回動固定部で繋げられ、入力アームの端部回動固定部が出力作動部材の屈曲点近傍部回動固定部または作用部位以外部回動固定部と繋げられていることを特徴とする力伝達構造体に関するものである。
本発明は、請求項２記載のように、請求項１記載の出力作動部材と入力アームと力伝導アームと連結アームをそれぞれ２個ずつ使用して構成され、かつ、２個の連結アームの一方の端部の回動固定部同士を繋げた連結部の位置と出力作動部材の屈曲点近傍部の回動固定部の位置が２本の入力アームの中間部の回動固定部の間を結ぶ線を境にして反対側に位置していることを特徴とする請求項１記載の力伝達構造体に関するものである。

本発明は、請求項３記載のように 請求項１、２記載の出力作動部材の出力作用部に、刃を設けたことを特徴とする鋏状構造体に関するものである。
本発明の出力作動部材は略Ｌ字形の形状を有しており、屈曲点近傍部を挟んで一方に出力作用部他方に出力作用部位以外部が位置する。
ここで出力作用部とは入力を出力に変換する部分をいい、鋏を例にすれば刃を有する部分に当たる。
屈曲点近傍部とはＬ字の曲がっている部分つまり屈曲部近傍をいう。
Ｌ字形の屈曲状態は特に限定はないが、小さい入力角度で大きな出力角度を得る観点から屈曲の角度は３０度〜１６０度が好ましく８０度〜１３０度がより好ましい。
本発明で回動固定部とは部材相互を回転自在に繋いで連結部を形成するための部位をいい、例えば軸ピン等で軸止するための貫通穴をいう。
本発明の力伝達構造体は、小さい入力角度で大きな出力角度を得る観点から、少なくとも１個、好ましくは２個の本発明の出力作動部材が必要とされる。
力伝導アームと繋ぐための出力作動部材上の回動固定部の位置は、屈曲点近傍部の回動固定部より離れているほど小さい入力角度で大きな出力角度を得ることができて好ましい。
本発明の出力作動部材においては、入力アームと繋ぐための回動固定部の位置は、屈曲点近傍部回動固定部または屈曲点近傍部回動固定部と力伝導アームと繋ぐための回動固定部との間にあると好ましい。

本発明の出力作動部材を構成する素材には特に限定はないが、出力時の負荷を考慮すると、鉄、銅、アルミニウム等の金属やそれらの合金あるいは焼結材料等が好ましく、工具鋼やステンレスがより好ましい。
本発明の出力作動部材は、少なくとも略Ｌ字形の形状を有しその屈曲点近傍部と出力作用部位以外部に１個以上の回動固定部を有していればよく、用途や必要に応じてその大きさや長さや厚さ等を任意に変更することができる。
本発明でいう他種出力部材とは本発明の出力作動部材とは異なる構成の出力部材であり、少なくとも出力作用部と回動固定部を有する出力部材をいう。
本発明の力伝達構造体は、略棒状の形状を有しその一端と中間部に回動固定部を設けた入力アームが用いられる。入力アームの形状は略棒状で有れば良く、角状でも柱状でも扁平状でも板状でも良く、必要により曲がっていてもよい。入力アームを構成する素材には特に限定はないが、鉄、銅、アルミニウム等の金属やそれらの合金あるいは木材やプラスチック等が例示でき、それらの材料を組み合わせても良い。
本発明の入力アームはその中間部に回動固定部を有するが、ここで中間部とは入力アームの両端の間部分をいい、作業性の観点からは入力アーム中心より入力アームの長さの１／３以内が好ましい。

本発明の力伝達構造体は、両端に回動固定部を設けた力伝導アームが用いられる。力伝導アームの形状は、角状でも柱状でも扁平状でも板状良く、必要により曲がっていてもよい。力伝導アームを構成する素材には力の伝達性を良くするため、鉄、銅、アルミニウム等の金属やそれらの合金が好ましく使用できる。
本発明の力伝達構造体は、両端および（または）中間部に回動固定部を設けた連結アームが用いられる。連結アームの形状は、角状でも柱状でも扁平状でも板状でも良く、必要により曲がっていてもよい。連結アームを構成する素材には力の伝達性を良くするため、鉄、銅、アルミニウム等の金属やそれらの合金が好ましく使用できる。
本発明の連結アームはその中間部に回動固定部を有するが、ここで中間部とは連結アーム両端に形成された回動固定部の間の部分をいう。
連結アームの中間部の回動固定部を、入力アームから離れた位置に設定すると、小さい入力角度で大きな出力角度を得ることができる。
本発明の連結アームは必要に応じ中間部に回動固定部の無いアームを使用することが出来る。

本発明の力伝達構造体は、その構成部材である出力作動部材と、入力アームと、力伝導アームと、連結アームに、必要に応じて１個以上の回動固定部を追加して用いても良い。
本発明の力伝達構造体は、その構成部材である出力作動部材と、入力アームと、力伝導アームと、連結アームとを有する力伝達構造体であり、これら構成部材を、作用部位以外部の回動固定部が屈曲点近傍部の回動固定部の外側に位置するように出力作動部材と出力作動部材または他種出力部材とが屈曲点近傍部の回動固定部で繋げ、２個の連結アームがそれぞれの一方の端部の回動固定部で繋げると共に他方の端部回動固定部はそれぞれ２本の入力アームの中間部の回動固定部に繋げ、連結アーム中間部の回動固定部と出力作動部材の作用部位以外部の回動固定部とがそれぞれ力伝導アーム両端部の回動固定部で繋げられ、入力アームの端部回動固定部が出力作動部材の屈曲点近傍部回動固定部または作用部位以外部回動固定部と繋げることにより、入力アームに入力した力を効率よく出力作動部材の出力作用部で出力することができる。
作用部位以外部の回動固定部が屈曲点近傍部の回動固定部の外側に位置するように出力作動部材と出力作動部材または他種出力部材とが屈曲点近傍部の回動固定部で繋げる際には、出力作動部材や他種出力部材の出力機能が十分に発揮できる形態、具体的には出力部が向き合うことができるように繋げることが必要とされる。
出力作動部材と、入力アームと、力伝導アームと、連結アームに存在する回動固定部間を繋げて連結して連結部を形成する方法は、部材相互を回転自在に繋ぐことができる手段であれば特に限定はなく、例えば回動固定部である貫通穴に軸ピン等を通して軸止する方法やボルトとナットを用いて繋ぐ方法あるいはネジで繋ぐ方法や等が挙げられる。

本発明の力伝達構造体は、２個の連結アームの一方の端部の回動固定部同士を繋げた連結部の位置と出力作動部材の屈曲点近傍部の回動固定部の位置が２本の入力アームの中間部の回動固定部の間を結ぶ線を境にして反対側に位置していると、入力アームを内側に閉じるように動かすと出力作動部材が内側に閉じるように動かすことができ、例えば、刈り込み鋏、芝刈り鋏、剪定鋏、工業用鋏、理髪用鋏、ペンチ、ニッパー等に好適に利用することができる。
また、２個の連結アームの一方の端部の回動固定部同士を繋げた連結部の位置と出力作動部材の屈曲点近傍部の回動固定部の位置が２本の入力アームの中間部の回動固定部の間を結ぶ線を境にして同じ側に位置していると、入力アームを内側に閉じるように動かすと出力作動部材が外側に開くように動かすことができ、例えば釘を抜いたり隙間を広げたりする等の用途に利用することができる。

本発明の力伝達構造体は、本発明の出力作動部材と入力アームと力伝導アームと連結アームとをそれぞれ２個ずつ使用して構成すると、本発明の力伝達構造体の特徴、つまり、小さい入力角度の小さい入力で大きな出力角度と大きな出力を得ることができて好ましい。
本発明の力伝達構造体は、本発明の出力作動部材１個と入力アーム１個と力伝導アーム１個と連結アーム２個を使用して構成すると、刈り込み鋏を例に挙げれば、一方の刃つまり一方の出力作動部材のみを本発明の力伝達構造にした力伝達構造体を得ることが出来る。
本発明の力伝達構造体にすることにより、入力アームを小角度で開閉するだけで出力作動部材を広角度で開閉できる、しかも力伝達構造にテコの原理が組み込まれているので、少ない入力で大きな出力を得ることもできる。つまり、本発明の力伝達構造体は小さい入力角度の小さい入力で大きな出力角度と大きな出力を得ることができる。
本発明の力伝達構造体の用途は特に限定はなく、小さい入力角度や入力で大きな出力角度や出力を得ることが必要な物品やブレーキやペダル等各種機械部品として広範に使用することができる。
本発明の力伝達構造体は出力作動部材の出力作用部に刃を設け、鋏状構造体すると好ましい。鋏状構造体としては、例えば、刈り込み鋏、芝刈り鋏、剪定鋏、工業用鋏、理髪用鋏、ペンチ、ニッパー等を挙げることが出来る。

本発明の力伝達構造体にすることにより、入力アームを小角度で開閉するだけで出力作動部材を広角度で開閉できる、しかも力伝達構造にテコの原理が組み込まれているので、少ない入力で大きな出力を得ることもできる。つまり、本発明の力伝達構造体は小さい入力角度の小さい入力で大きな出力角度と大きな出力を得ることができる。

本発明の力伝達構造体を、図を用いて説明する。
図１は本発明の力伝達構造体の出力作動部材が閉じた状態を示す平面図であり、図２は本発明の力伝達構造体の出力作動部材が開いた状態図を示す平面図であり、図３は本発明の刈り込み鋏の刃が閉じた状態を示す平面図であり、図４は本発明の刈り込み鋏の刃が開いた状態を示す平面図である。
これらの図の符号の説明でいう連結部とは、出力作動部材（１，７，２１）、入力アーム（４）、力伝導アーム（６）、連結アーム（５）等の構成部材が有する回動固定部を軸ピン等で繋いで構成部材を連結した状態の部分をいう。
本発明の力伝達構造体（Ａ、Ｂ）は、図１，２，３，４に記載のように、略Ｌ字形の形状を有しその屈曲点近傍部（３）と出力作用部位以外部（７）に１個以上の回動固定部（８，９）を設けた出力作動部材（１，７，２１）と、略棒状の形状を有しその一端（９）と中間部（１０）に回動固定部を設けた入力アーム（４）と、両端に回動固定部（８，１２）を設けた力伝導アーム（６）と、両端および（または）中間部に回動固定部（１０，１１，１２）を設けた連結アーム（５）とを有する力伝達構造体（Ａ，Ｂ）であって、出力作動部材（１，７、２１）が、作用部位以外部（７）の回動固定部（８．９）が屈曲点近傍部の回動固定部（３）の外側に位置するように出力作動部材（１，７，２１）と出力作動部材または他種出力部材とが屈曲点近傍部の回動固定部（３）で繋げられ、２個の連結アーム（５）がそれぞれの一方の端部の回動固定部（１１）で繋げられていると共に他方の端部回動固定部（１０）はそれぞれ２本の入力アーム（４）の中間部の回動固定部（１０）に繋げられ、連結アーム中間部の回動固定部（１２）と出力作動部材の作用部位以外部の回動固定部（８）とがそれぞれ力伝導アーム両端部の回動固定部（８，１２）で繋げられ、入力アーム（４）の端部回動固定部（９）が出力作動部材の屈曲点近傍部回動固定部（３）または作用部位以外部回動固定部（９）と繋げられていることを特徴とする力伝達構造体（Ａ，Ｂ）である。

本発明の力伝達構造体（Ａ，Ｂ）は、２個の連結アームの一方の端部の回動固定部（１１）同士を繋げた連結部の位置と出力作動部材（１，７，２１））の屈曲点近傍部の回動固定部（３）の位置が２本の入力アーム（４）の中間部の回動固定部（１０）の間を結ぶ線を境にして反対側に位置していると、入力アーム（２，４）を内側に閉じるように動かすと出力作動部材が内側に閉じるように動かすことができる。
また、本発明の力伝達構造体（Ａ，Ｂ）は、２個の連結アームの一方の端部の回動固定部（１１）同士を繋げた連結部の位置と出力作動部材（１，７，２１））の屈曲点近傍部の回動固定部（３）の位置が２本の入力アーム（４）の中間部の回動固定部（１０）の間を結ぶ線を境にして同じ側に位置していると、入力アーム（２，４）を内側に閉じるように動かすと出力作動部材（１）が外側に開くように動かすことができる。
本発明の力伝達構造体（Ａ，Ｂ）は、力伝導アーム（６）と繋ぐための出力作動部材（１，７）上の回動固定部の位置は、屈曲点近傍部回動固定部（３）より離れているほど小さい入力角度で大きな出力角度を得ることができる。
本発明の力伝達構造体（Ａ，Ｂ）は、連結アーム（５）の中間部の回動固定部（１２）を、入力アーム（４）から離して設定すると、小さい入力角度で大きな出力角度を得ることができる。
本発明の力伝達構造体（Ａ，Ｂ）にすることにより、入力アーム（４）を小角度で開閉するだけで出力作動部材（１）を広角度で開閉できる、しかも力伝達構造にテコの原理が組み込まれているので、少ない入力で大きな出力を得ることもできる。つまり、本発明の力伝達構造体は小さい入力角度の小さい入力で大きな出力角度と大きな出力を得ることができる。

本発明の力伝達構造体の出力作動部材が閉じた状態を示す平面図 本発明の力伝達構造体の出力作動部材が開いた状態を示す平面図 本発明の刈り込み鋏の刃が閉じた状態を示す平面図 本発明の刈り込み鋏の刃が開いた状態を示す平面図 従来の刈り込み鋏の刃が閉じた状態を示す平面図 従来の刈り込み鋏の刃が開いた状態を示す平面図

符号の説明

Ａ、力伝達構造体
Ｂ、刈り込み鋏
１、出力作動部材の出力作用部
２、入力アーム（保持部、入力部）
３、出力作動部材間の屈曲点近傍部の連結部
４、入力アーム
５、連結アーム
６、力伝導アーム
７、出力作用部位以外部
８、出力作動部材と力伝導アームの連結部
９、出力作動部材と入力アームの連結部
１０、入力アームと連結アームの連結部
１１、連結アーム同士の連結部
１２、連結アームと力伝導アームの連結部
２１、刃

Claims (3)

1. 略Ｌ字形の形状を有しその屈曲点近傍部と出力作用部位以外部に１個以上の回動固定部を設けた出力作動部材と、略棒状の形状を有しその一端と中間部に回動固定部を設けた入力アームと、両端に回動固定部を設けた力伝導アームと、両端および（または）中間部に回動固定部を設けた連結アームとを有する力伝達構造体であって、作用部位以外部の回動固定部が屈曲点近傍部の回動固定部の外側に位置するように出力作動部材と出力作動部材または他種出力部材とが屈曲点近傍部の回動固定部で繋げられ、２個の連結アームがそれぞれの一方の端部の回動固定部で繋げられていると共に他方の端部回動固定部はそれぞれ２本の入力アームの中間部の回動固定部に繋げられ、連結アーム中間部の回動固定部と出力作動部材の作用部位以外部の回動固定部とがそれぞれ力伝導アーム両端部の回動固定部で繋げられ、入力アームの端部回動固定部が出力作動部材の屈曲点近傍部回動固定部または作用部位以外部回動固定部と繋げられていることを特徴とする力伝達構造体。
2. 請求項１記載の出力作動部材と入力アームと力伝導アームと連結アームをそれぞれ２個ずつ使用して構成され、かつ、２個の連結アームの一方の端部の回動固定部同士を繋げた連結部の位置と出力作動部材の屈曲点近傍部の回動固定部の位置が２本の入力アームの中間部の回動固定部の間を結ぶ線を境にして反対側に位置していることを特徴とする請求項１記載の力伝達構造体。
3. 請求項１、２，３記載の出力作動部材の出力作用部に、刃を設けたことを特徴とする鋏状構造体。

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