JP2011127541A - 背負式作業具 - Google Patents

Abstract

【課題】 背負式作業具において、防振性の向上に資する技術を提供する。
【解決手段】 作業者が背中で背負うことが可能な背負部１０３と、当該背負部１０３に搭載される作業具本体部１０５とを有する背負式作業具において、作業具本体部１０５と背負部１０３の本体部支持領域１１３とを連結する弾性部材１３３，１３５を設ける。弾性部材１３３，１３５は、作業具本体部１０５の自重と当該作業具本体部１０５での回転体１２３の回転に伴う振動を受けて変形し、これによって当該振動が作業具本体部１０５から背負部１０３へと伝達するのを抑制する構成とした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、作業者の背中に背負った状態で所定の作業に使用される背負式作業具の防振技術に関する。

特開２００８−２３１０号公報（特許文献１）には、背負式作業具として、落ち葉や刈り草などを集める掃除用作業に用いられる背負式動力送風機が記載されている。上記公報に記載の背負式動力送風機は、作業者が背中に背負う背負部と、内燃機関及び内燃機関によって駆動される送風機が備えられた作業具本体部とを主体として構成され、作業具本体部がコイルバネを介して背負部に搭載されている。

上記の背負式動力送風機では、内燃機関の駆動によって生じた作業具本体部の振動が背負部側に伝達すことをコイルバネによって防止する構成としている。しかしながら、作業具本体部には、内燃機関が駆動することに伴う上下方向の振動のみならず、送風機の回転に伴う振動が発生するが、従来は回転に伴う振動については特に考慮されていない。

特開２００８−２３１０号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、背負式作業具において、防振性の向上に資する技術を提供することを目的とする。

上記課題を達成するため、本発明の好ましい形態によれば、背負部と、作業工具本体と、回転体と、駆動装置と、背当て領域と、本体部支持領域と、弾性部材とを有する背負式作業具が構成される。背負部は作業者が背中で背負うことが可能とされる。作業具本体部は、背負部に搭載される。回転体は、作業具本体部の一構成部材として備えられる。駆動装置は、作業具本体部の一構成部材として備えられるとともに、回転体を鉛直面内で回転駆動する。背当て領域は、背負部の一部を構成するとともに、作業者の背中に当接する。本体部支持領域は、背負部の一部を構成するとともに、背当て領域から交差状に延在する。弾性部材は、作業具本体部と本体部支持領域との間に介在状に配置され、作業具本体部と本体部支持領域とを連結する。本発明における「背負式作業具」は、典型的には落ち葉や刈り草などを吹寄せる掃除作業に用いられる背負式動力送風機がこれに該当するが、草刈や芝刈り作業に用いられる背負式刈払機、あるいは農薬や除草剤の噴霧作業に用いられる背負式動力噴霧器等を広く包含する。

本発明によれば、特徴的構成として、弾性部材は、作業具本体部の自重と当該作業具本体部での回転体の回転に伴う振動を受けて変形し、これによって当該振動が作業具本体部から背負部へと伝達するのを抑制する構成としている。なお、本発明における「回転体」は、典型的には送風機がこれに該当し、鉛直面内で回転するように配置することが好ましい。また、本発明における「駆動装置」は、典型的には、内燃機関がこれに該当するが、電動モータを好適に包含する。
本発明によれば、駆動装置の駆動によって生ずる振動のみならず、回転体の回転に伴い発生する回転方向（周方向）の振動が作業具本体部から背負部側へと伝達することを低減することができる。

本発明の更なる形態によれば、弾性部材は、コイルバネであり、当該コイルバネの圧縮方向及び剪断方向（斜めにずれる方向）それぞれのバネ定数に基づいて変形し、これによって作業具本体部に当該振動が前記作業具本体部から前記背負部へと伝達するのを抑制する構成とした。弾性部材が、例えばゴムによって構成される場合であれば、剪断方向の変形を利用して振動を受けるように構成すると、振動の吸収効果を向上できる反面、耐久性に問題がある。本発明によれば、コイルバネを用いることで、耐久性を維持しつつ剪断方向のバネ定数に基づく変形を利用して振動の吸収効果を高めることが可能となる。

本発明の更なる発明によれば、回転体は、鉛直面内で回転するように配置されている。そして作業者が背負部を背負った状態での上下方向に関し、コイルバネは当該コイルバネの中心軸が回転体の回転軸線に向って傾斜状に配置されている。本発明によれば、コイルバネにつき、上記のように斜め配置としたことで、コイルバネの圧縮方向及び剪断方向の変形によって作業具本体部の自重を受けつつ回転体の回転に伴う回転方向の振動を合理的に受けることができる。

本発明の更なる発明によれば、コイルバネの中心軸が回転体の回転軸線に向って傾斜状に配置される構成において、コイルバネは、回転体の回転軸線を通る（横切る）上下方向の直線に関して左右に配置されている。本発明によれば、コイルバネにつき、振動バランスを考慮し、効率よく防振できるように配置することが可能になる。

本発明の更なる発明によれば、回転体は、鉛直面内で回転するように配置されている。そして背負部の作業者の背中に対応する背当て領域に対し、近い側に回転体が配置され、遠い側に駆動装置が配置されている。また、作業具本体部の一構成部材として備えられるとともに、回転体を収容するための周面を有する回転体収容部を更に有する。そして弾性部材は、回転体収容部の周面と背負部の本体部支持領域間に介在状に配置されている。本発明によれば、弾性部材を背当て領域に近づけて配置できるため、背負部側に伝わった振動が本体部支持領域で増幅して作業者の背中に至ることを回避する上で有効となる。

本発明の更なる形態によれば、弾性部材は、作業具本体部の重心位置に対応して配置されている。なお、本発明における「重心位置に対応して配置」とは、重心を含む鉛直面内に弾性部材を配置する態様をいう。本発明によれば、作業者が背負式作業具を背負った状態において、前後方向及び左右方向に関してバランスの取れた状態で防振機能を発揮させることができる。

本発明の更なる形態によれば、回転体は送風機の羽根車であり、駆動装置は内燃機関である。本発明によれば、落ち葉や刈り草などを集める掃除用作業に用いられる背負式動力送風機において、内燃機関の駆動によって生ずる振動のみならず、送風機の羽根車の回転に伴い発生する回転方向の振動が作業具本体部から背負部側へと伝達することを低減することが可能となる。

本発明によれば、背負式作業具において、防振性の向上に資する技術が提供されることとなった。

本発明の実施形態に係る背負式動力送風機の全体構成を示す斜視図である。 背負式動力送風機の側面図である。 背負式動力送風機を後方から見た縦断面図である。 背負式動力送風機の使用状態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態につき、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態では、背負式作業具の一例として背負式動力送風機を用いて説明する。本実施形態の背負式動力送風機１０１は、図１及び図２に示すように、概括的に見て、作業者が背中で背負うことが可能な背負具１０３と、当該背負具１０３に搭載される動力送風機１０５とを主体として構成される。背負具１０３は、本発明における「背負部」に対応し、動力送風機１０５は、本発明における「作業具本体部」に対応する。

背負具１０３は、作業者が背負うときに作業者の背中と接する鉛直方向（上下方向）の背当て部１１１と、当該背当て部１１１の下端部から水平状に延在されるとともに動力送風機１０５が搭載される台座部１１３とによって側面視で略Ｌ字形に形成されている。背当て部１１１と台座部１１３は、共にパイプを略方形状に折り曲げて形成されたフレーム構造によって構成されている。背当て部１１１は、本発明における「背当て領域」に対応し、台座部１１３は、本発明における「本体部支持領域」に対応する。背負具１０３は、図５に示すように、背負バンド１１５を更に有しており、当該背負バンド１１５介して作業者に背負われる。背負バンド１１５は、背当て部１１１に対して着脱自在に構成されている。なお、以下の説明では、便宜上、背当て部１１１側（図２の左側）を前方、当該背当て部１１１の端部から延在する台座部１１３の延在側（図１の右側）を後方という。

動力送風機１０５は、送風機１２１と送風機１２１を回転駆動する内燃機関１３１とを主体として構成される。内燃機関１３１は、本発明における「駆動装置」に対応する。送風機１２１は、図３に示すように、羽根車（以下、送風ファンという）１２３と、当該送風ファン１２３を収容するハウジング１２５によって構成される。送風ファン１２３は、本発明における「回転体」に対応し、ハウジング１２５は、本発明における「回転体収容部」に対応する。

ハウジング１２５に形成された風の送出口１２５ａには、エルボパイプ１２６及び蛇腹状の可撓性パイプ１２７を介して風の吹出しパイプ１２８が接続されている。吹出しパイプ１２８には、図１及び図２に示すように、当該吹出しパイプ１２８を操作する操作部材としてのハンドグリップ１２９が備えられている。作業者は、ハンドグリップ１２９を握り、内燃機関１３１の制御部材及び吹出しパイプ１２８を操作して当該吹出しパイプ１２８の吹出し口１２８ａから吹き出される送風によって落ち葉や刈り草などの吹寄せ作業を行うことができる。

送風機１２１と内燃機関１３１は、図１及び図２に示すように、送風機１２１が前、内燃機関１３１が後となるように前後方向に縦列に搭載されている。送風機１２１と内燃機関１３１は、少なくともそれらの外郭構成部材（ハウジング）が一体化されている。

次に背負具１０３に搭載される動力送風機１０５の防振構造につき説明する。本実施の形態に係る防振構造は、背負具１０３の台座部１１３と動力送風機１０５との間に介在状に配置される複数（２個）のコイルバネ１３３，１３５を主体として構成される。コイルバネ１３３，１３５は、本発明における「弾性部材」に対応する。コイルバネ１３３，１３５は、動力送風機１０５の自重と当該動力送風機１０５に生ずる振動を受けて変形することで当該振動が動力送風機１０５から背負具１０３へと伝達するのを抑制するべく備えられる。

本実施の形態では、２個のコイルバネ１３３，１３５が、当該コイルバネ１３３，１３５の圧縮方向及び剪断方向それぞれのバネ定数に基づいて変形し、これにより動力送風機１０５の駆動時に発生した振動が背負具１０３側に伝わるのを抑制する構成としている。すなわち、図３に示すように、２個のコイルバネ１３３，１３５を、送風ファン１２３の回転軸１２３ａを通って（横切って）上下方向に延在する鉛直線Ｐに関して（挟んで）左右対称で、かつ当該コイルバネ１３３，１３５の中心軸が送風ファン１２３の回転軸線（回転軸１２３ａ）側に向けて傾斜状（前方あるいは後方から見てハの字形）に配置している。このような配置とすることで、左右のコイルバネ１３３，１３５が動力送風機１０５の自重を支えつつ内燃機関１３１の駆動に伴う上下方向の振動及び送風機１２１の送風ファン１２３の回転に伴う回転方向（周方向）の振動を受けて圧縮方向及び剪断方向（斜めにずれる方向）それぞれに変形することによって動力送風機１０５から背負具１０３側への振動伝達を抑制する構成とされている。

左右２個のコイルバネ１３３，１３５は、背負具１０３の台座部１１３の上面と、送風ファン１２３を収容するハウジング１２５の周面領域下面との間に介在状に配置されるとともに、軸方向の一端がバネ受ブラケット１３３ａ，１３５ａを介して台座部１１３の上面に固定され、他端がバネ受ブラケット１３３ｂ、１３５ｂを介してハウジング１２５の下面に固定されている。

なお、背負具１０３の背当て部１１１の上端部背面（後面）と送風機１２１のハウジング１２５の上端部前面との間で、かつ左右方向の概ね中央部（送風ファン１２３の回転軸線を通る（横切る）鉛直線上）には、１つのコイルバネ（便宜上図示を省略する）が当該コイルバネの中心軸が前後方向に概ね水平となるように配置されている。すなわち、動力送風機１０５は、台座部１１３の二箇所と背当て部１１１の一箇所との合計三箇所でコイルバネ１３３，１３５によって支持されており、当該支持箇所以外では背負具１０３に対して非接触状態とされる。

本実施の形態では、コイルバネ１３３，１３５を用いて動力送風機１０５を背負具１０３に搭載し、動力送風機１０５の自重と送風ファン１２３の回転に伴う回転方向の振動を受けてコイルバネ１３３，１３５が変形することで当該振動が動力送風機１０５から背負具１０３へと伝達するのを防止する構成としている。そして、本実施の形態では、コイルバネ１３３，１３５を当該コイルバネ１３３，１３５の中心軸が送風ファン１２３の回転軸線に向って傾斜状に配置したので、当該コイルバネ１３３，１３５の圧縮方向及び剪断方向の変形によって内燃機関１３１の駆動による上下方向の振動及び送風ファン１２３の回転による回転方向の振動を吸収し、当該振動の動力送風機１０５側から背負具１０３側への伝達を低減することができる。

また、本実施の形態では、コイルバネ１３３，１３５の圧縮方向及び剪断方向の変形によって振動を吸収する構成としている。防振部材が、例えばゴムによって構成される場合であれば、剪断方向の変形を利用して振動を受けるように構成すると、振動の吸収効果を向上できる反面、耐久性が劣る問題がある。本発明によれば、コイルバネ１３３，１３５を用いることで、耐久性を維持しつつ剪断方向のバネ定数に基づく変形を利用して振動の吸収効果を高めることが可能となる。

本実施の形態では、２個のコイルバネ１３３，１３５を、送風ファン１２３の回転軸線を通る鉛直線Ｐを挟んで左右対称に配置している。このため、動力送風機１０５の重量及び駆動に伴う振動を左右方向に関しバランスよく受けることができる。このような左右対称配置は、例えば動力送風機１０５の重心位置が鉛直線Ｐ上にある場合に有効である。しかし、実際には動力送風機１０５の重心位置が鉛直線Ｐから左右いずれかにずれる可能性があるため、このような場合には、２個のコイルバネ１３３，１３５を、鉛直線Ｐを挟んで左右の重量バランスが取れる位置に配置することが好ましく、これによって効率よく防振することが可能になる。
また、振動の発生は、鉛直線Ｐを挟んで左右対称になるとは限らない。例えば、風の送出口１２５ａがある側と無い側とでは振動の生じ方が異なり、また送風ファン１２３の回転の方向によってもコイルバネに１３３，１３５に作用する振動の方向が左側と右側では異なる（図３では、送風ファン１２３が時計回りに回転するので、左側のコイルバネ１３３には、上向きに、右側のコイルバネ１３５には下向きに作用する）。従って、左右で振動を均等に受けることで効率的な防振が図れるように、左右のコイルバネ１３３，１３５の位置あるいは角度を調整して配置することが好ましい。

また、本実施の形態では、送風機１２１と内燃機関１３１の配置に関し、送風機１２１を前、内燃機関１３１を後に位置させた前後方向に縦列配置とし、そして送風機１２１のハウジング１２５の周面をコイルバネ１３３，１３５で支持する構成としている。このため、背負具１０３の背当て部１１１からコイルバネ１３３，１３５までの距離を、例えば内燃機関１３１を支持する場合に比べて短くできる。これにより背負具１０３の台座部１１３に伝わった振動が当該台座部１１３で増幅して作業者の背中に至ることを回避できるとともに、内燃機関１３１に生じた熱の作業者に対する悪影響を回避できる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、適宜変形が可能である。例えば、本実施の形態では、送風機１２１のハウジング１２５の周面をコイルバネ１３３，１３５で支持する構成としたが、動力送風機１０５の重心を通る鉛直線を挟んで左右対称に配置する構成に変えることも可能である。そのときは、動力送風機１０５の重量及び駆動に伴う振動を左右方向のみならず、前後方向についてもバランスよく受けることが可能となる。

また、本実施の形態では、背当て部１１１の下縁部から後方へ延在する態様で台座部１１３を形成し、当該台座部１１３の上面に動力送風機１０５を載置する構成としたが、例えば、背当て部１１１の上縁部から後方へと延在する態様で支持部を形成し、当該支持部に対してコイルバネ１３３，１３５を介して動力送風機１０５を釣下げ状に支持する構成に変更することも可能である。その場合、コイルバネ１３３，１３５が前方視又は後方視において、送風ファン１２３の回転軸線を通る鉛直線Ｐを挟んで逆ハの字配置とすることが好ましい。また、送風機１２１を駆動する手段は、内燃機関１３１に変えて電動モータを用いてもよい。

また、本実施の形態は、背負式作業具の一例として背負式動力送風機を用いて説明したが、背負式動力送風機に限らず、草刈や芝刈り作業に用いられる背負式刈払機、あるいは農薬や除草剤の噴霧作業に用いられる背負式動力噴霧器等に適用することが可能である。

１０１ 背負式動力送風機
１０３ 背負具（背負部）
１０５ 動力送風機（作業具本体部）
１１１ 背当て部（背当て領域）
１１３ 台座部（本体部支持領域）
１１５ 背負バンド
１２１ 送風機
１２３ 送風ファン（回転体）
１２３ａ 回転軸
１２５ ハウジング
１２５ａ 送出口
１２６ エルボパイプ
１２７ 可撓性パイプ
１２８ 吹出しパイプ
１２８ａ 吹出し口
１２９ ハンドグリップ
１３１ 内燃機関（駆動装置）
１３３ コイルバネ（弾性部材）
１３５ コイルバネ（弾性部材）
１３３ａ，１３３ｂ バネ受ブラケット
１３５ａ，１３５ｂ バネ受ブラケット

Claims (7)

1. 作業者が背中で背負うことが可能な背負部と、
   前記背負部に搭載される作業具本体部と、
   前記作業具本体部の一構成部材として備えられる回転体と、
   前記作業具本体部の一構成部材として備えられるとともに、前記回転体を鉛直面内で回転駆動する駆動装置と、
   前記背負部の一部を構成するとともに、作業者の背中に当接する背当て領域と、
   前記背負部の一部を構成するとともに、前記背当て領域から交差状に延在する本体部支持領域と、
   前記作業具本体部と前記本体部支持領域との間に介在状に配置され、前記作業具本体部と前記本体部支持領域とを連結する弾性部材と、
   を有し、
   前記弾性部材は、前記作業具本体部の自重と当該作業具本体部での前記回転体の回転に伴う振動を受けて変形し、これによって当該振動が前記作業具本体部から前記背負部へと伝達するのを抑制することを特徴とする背負式作業具。
2. 請求項１に記載の背負式作業具であって、
   前記弾性部材は、コイルバネであり、当該コイルバネの圧縮方向及び剪断方向それぞれのバネ定数に基づいて変形し、これによって前記作業具本体部の振動が当該作業具本体部から前記背負部へと伝達するのを抑制することを特徴とする背負式作業具。
3. 請求項２に記載の背負式作業具であって、
   前記回転体は、鉛直面内で回転するように配置されており、
   作業者が前記背負部を背負った状態での上下方向に関し、前記コイルバネは当該コイルバネの中心軸が前記回転体の回転軸線に向って傾斜状に配置されていることを特徴とする背負式作業具。
4. 請求項３に記載の背負式作業具であって、
   前記コイルバネは、前記回転体の回転軸線を通る上下方向の鉛直線に関して左右に配置されていることを特徴とする背負式作業具。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の背負式作業具であって、
   前記背負部の作業者の背中に対応する前記背当て領域に対し、近い側に前記回転体が配置され、遠い側に前記駆動装置が配置されており、
   前記作業具本体部の一構成部材として備えられるとともに、前記回転体を収容するための周面を有する回転体収容部を更に有し、
   前記弾性部材は、前記回転体収容部の周面と前記本体部支持領域間に介在状に配置されていることを特徴とする背負式作業具。
6. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の背負式作業具であって、
   前記弾性部材は、前記作業具本体部の重心位置に対応して配置されていることを特徴とする背負式作業具。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の背負式作業具であって、
   前記回転体は送風機の羽根車であり、前記駆動装置は内燃機関であることを特徴とする背負式作業具。

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