JP2011189480A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性を悪化させることなく、振動を低減することのできる作業機械を提供する。
【解決手段】エンジンチェンソー１は、ソーチェン５を駆動するためのエンジン２を収容するケーシング８と、作業者が把持するフロントハンドル９とリアハンドル１３が設けられるフレーム部１４と、ケーシング８とフレーム部１４との間に設けられケーシング８とフレーム部１４とを連結する第１コイルバネ１５、第２コイルバネ１６、第３コイルバネ１７と、ケーシング８に、フレーム部１４と離間して設けられ、ケーシング８とフレーム部１４とが相対変位した際に接触して変形する第１弾性体１９と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械、特にエンジンで駆動されるチェンソーやヘッジトリマ等の携帯型の作業機械に関する。

エンジンで駆動されるチェンソー等の作業機械は、エンジンで発生する振動やソーチェン等の切断部分で発生する衝撃の伝達を抑制するための対策が行なわれている。この振動対策としては、例えば特許文献１に示されるチェンソーのように、ソーチェンが取付けられたエンジンを収容するケーシングと、作業者が把持するハンドルを有するフレームとを、複数の防振用コイルバネを介して結合するものがある。

実開平６−３５６９７号公報

ところで、特許文献１に示されるチェンソーでは、振動低減効果を大きくするためにコイルバネのバネ定数を下げると、切断作業時にガイドバーが変位し易くなり、操作性が悪化する。また、ガイドバーの変位が大きくなり、フレームとケーシングが接触すると却って作業者に伝わる振動が大きくなってしまうという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、操作性を悪化させることなく、振動を低減することのできる作業機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる作業機械は、
作業刃が取付けられるとともに該作業刃を駆動するための動力源を収容するケーシングと、
作業者が把持するハンドルが設けられる、フレーム部と、
前記ケーシングと前記フレーム部との間に設けられ、前記ケーシングと前記フレーム部とを連結する第１弾性部材と、
前記ケーシングおよび前記フレーム部の一方に前記ケーシングおよび前記フレーム部の他方と離間して設けられ、前記ケーシングと前記フレーム部とが相対変位した際に接触して変形する、第２弾性部材と、を備える、
ことを特徴とする。

また、前記ケーシング及び前記フレーム部の他方は、前記第２弾性部材と対向する位置に前記第２弾性部材と離間し、前記ケーシングと前記フレーム部とが相対変位した際に前記第２弾性部材と接触する、当接部材を有してもよい。

さらに、前記第１弾性部材はコイルバネから構成され、
前記当接部材は、前記コイルバネの一端側を保持する保持部で構成されてもよい。

さらに、前記第１弾性部材はコイルバネから構成され、
前記当接部材は、前記コイルバネの長手方向に沿って延びる円弧状の外壁部を有し、
前記第２弾性部材は、前記当接部材と対向する位置に、前記外壁部に沿った接触部を有してもよい。

また、前記ケーシングおよび前記フレーム部の一方は、前記第２弾性部材と離間して設けられる穴部を有し、
前記ケーシングおよび前記フレーム部の他方は、前記穴部の内側に前記穴部の内壁と離間して設けられ、前記ケーシングと前記フレーム部とが相対変位した際に前記穴部の前記内壁と接触して変形する、第３弾性部材を備えてもよい。

さらに、前記ケーシングおよび前記フレーム部の他方は、前記穴部に向かって突出する保持部を有し、
前記第３弾性部材は、前記保持部の外側を覆うように設けられてもよい。

また、前記フレーム部は前記ケーシングに対向する第１の面と、該第１の面に隣接する第２の面と、前記第１の面と隣接し前記第２の面と略平行に設けられる第３の面とを有し、
前記ケーシングには、前記第１の面と前記第２の面、および前記第１の面と前記第３の面、それぞれと離間して対向し、前記フレーム部と前記ケーシング部が接近した際に前記第１の面と前記第２の面、及び前記第１の面と前記第３の面とに接触可能な、２つの前記第２弾性部材が設けられてもよい。

さらに、前記第２弾性部材は、前記第１の面と前記第２の面との接続部、及び前記第1の面と前記第３の面との接続部をそれぞれ覆うように設けられてもよい。

本発明による作業機械によれば、ケーシングとフレーム部との間に第１弾性部材に加えて、ケーシングとフレーム部とが相対変位した際に接触して変形する第２弾性部材を備えるので、操作性を悪化させることなく、振動を低減することができる。

本発明のエンジンチェンソーの部分断面側面図。 図１のエンジンチェンソーのフレーム部の斜視図。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 図１のエンジンチェンソーの切断作業時の状態を示す部分断面側面図。 本発明のエンジンチェンソーの変形例を示すケーシングの斜視図。 図５における第１弾性体部分の要部拡大断面図。 本発明のエンジンチェンソーの別の変形例を示すケーシングの斜視図。 図７における第１弾性体部分の要部拡大断面図。 図７の変形例を示す図８に対応する図。 図７のエンジンチェンソーの切断作業時の状態を示す側面図。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。図１に示すように、エンジンチェンソー（チェンソー）１は、２サイクルエンジン等のエンジン（動力源）２、キャブレター３、マフラ４を収容するとともにソーチェン（作業刃）５を案内する平板状のガイドバー６、フロントハンドガード７が取付けられたケーシング８と、作業者が把持するフロントハンドル９と、燃料タンク１０と、キャブレター３にストッロルケーブル１１を介して接続されエンジン２の出力を調整するトリガ１２を備えたリアハンドル１３とを備えたフレーム部１４とを備えている。ケーシング８とフレーム部１４との間には、リアハンドル１３のトリガ１２近傍に設けられてケーシング８とフレーム部１４とを連結する第１コイルバネ（第１弾性部材）１５と、フロントハンドル９のエンジン２の近傍に設けられてケーシング８とフレーム部１４とを連結する第２コイルバネ（第１弾性部材）１６と、フレーム部１４のガイドバー６側の端部近傍に設けられてケーシング８とフレーム部１４とを連結する第３コイルバネ（第１弾性部材）１７とが設けられている。なお、第１コイルバネ１５、第２コイルバネ１６、および、第３コイルバネ１７は同一のコイルバネであってもよい。フレーム部１４の第１コイルバネ１５が取付けられた燃料タンク１０の上方（図１中の上方）には断面略半円の円弧状の外壁部１８１を有する突出部材（当接部材）１８が設けられている。なお、突出部材１８の外壁部１８１は第１コイルバネ１５の一部（一端）を覆うように、つまり、外壁部１８１の円弧と第１コイルバネ１５の円周の中心が略一致し、第１コイルバネ１５の取り付け部分は外壁部１８１に覆われるように配置されている。また、ケーシング８のキャブレター３の下方（図１中の上方）には、突出部材１８に対向する位置にエラストマ等の材料から成る第１弾性体（第２弾性部材）１９が、突出部材１８と離間して設けられている。なお、第１弾性体１９の突出部材１８への対向面は略平坦に形成されている。さらに、フレーム部１４の第３コイルバネ１７の連結部分の近傍のリアハンドル１３側（連結部分の図１中の左側）には、フレーム部１４から突出する端部にエラストマ等の材料から成る第２弾性体（第３弾性部材）２０が取付けられた突出部（保持部）２１が設けられている。また、ケーシング８には突出部２１の弾性体２０を囲むように、断面略四角形の穴部２２が弾性体２０と離間して設けられている。なお、穴部２２は、断面略四角形ではなく断面円形状等、突出部２１の弾性体２０を囲むことができる形状であればよい。

図２に示すように、フレーム部１４に設けられたフロントハンドル９のリアハンドル１３側の端部近傍に配置された第１コイルバネ１５と第２コイルバネ１６は図の奥行き方向に延びるように配置され、フロントハンドル９のもう一方の端部近傍に配置された第３コイルバネ１７は第１コイルバネ１５および第２コイルバネ１６と逆方向に（図の手前側）に延びるように配置され、ケーシング８（図１参照）を挟むように支持する。また、ケーシング８に設けられた弾性体２０は断面略円形の円筒形状を有し、ケーシング８から第３コイルバネ１７と同方向（図の手前側）に突出する略円柱状の突出部２１に取付けられている。なお、弾性体２０、突出部２１の形状は、円状でなく四角形等、穴部２２（図１参照）に挿入可能な形状であればよい。

図３に示すように、突出部２１の長手方向の略中央には突出部２１の突出量を所定量とするために位置決め突起２３が形成されている。突出部２１の一端（図の上方の端）を位置決め突起２３がフレーム部１４に接触するまで埋め込むことで、所定の突出量を持って突出部２１はフレーム部１４に固定されている。なお、突出部２１の固定は接着剤あるいは図示しない突出部２１の上端に形成された雌ねじにナットを締結する、突出部２１の一端側に形成された雄ねじをフレーム部１４に形成された雌ねじに締結することで行う。また、突出部２１の他端（図の下方の端）には、第２弾性体２０が突出部２１の先端部分を覆うように固定される。なお、突出部２１と第２弾性体２０とは略同軸、つまり、断面視におけるそれぞれの円の中心が略一致するように配置される。また、第２弾性体２０の周囲にはケーシング８に設けられた穴部２２が第２弾性体２０と離間して配置されている。なお、図３では穴部２２がケーシング８を貫通していない構成であるが、穴部２２をケーシング８を貫通する貫通孔としてもよい。

このように構成されたチェンソー１によれば、切断作業を行っていない場合には、ケーシング８とフレーム部１４との間に第１コイルバネ１５、第２コイルバネ１６、第３コイルバネ１７を介在させているので、エンジン２から作業者が把持するフロントハンドル９およびリアハンドル１３に伝わる振動を絶縁することが可能となる。図４に示すように、切断作業中にガイドバー６に、矢印Ａの方向に力が加わると、第１コイルバネ１５、第２コイルバネ１６、第３コイルバネ１７がそれぞれ変形してフレーム部１４とケーシング８とが相対変位する。そして、フレーム部１４とケーシング８との相対変位が所定量以上になると、第１弾性体１９と突出部材１８とが接触して第１弾性体１９が弾性変形するとともに、第２弾性体２０と穴部２２とが接触して第２弾性体２０が変形する。このため、ガイドバー６から加わる力を第１コイルバネ１５と第２コイルバネ１６と第３コイルバネ１７に加えて第１弾性体１９と第２弾性体２０が受けることになり、ガイドバー６の変位あるいはフレーム部１４とケーシング８との相対変位を規制することが可能となる。特に、第２弾性体２０は周囲を穴部２２に囲まれているので、フレーム部１４とケーシング８との相対変位の方向に係わらず第２弾性体２０が穴部２２に接触させて相対変位を規制することができる。したがって、作業者はガイドバー６の位置あるいは変位量を容易かつ正確に予測することが可能となり、チェンソー１の操作性を大幅に向上させることが可能となる。また、第１弾性体１９および第２弾性体２０にエンジン２からの振動が伝わることで、第１弾性体１９および第２弾性体２０が変形し、作業者が把持するフロントハンドル９およびリアハンドル１３へ伝達される振動を減衰させることが可能となり、より高い振動低減効果を得ることもできる。さらに、切断作業時にケーシング８とフレーム部１４が相対変位した際に第１弾性体１９と最初に接触する位置に突出部材１８或いは第２弾性体２０を設けることにより、ケーシング８とフレーム部１４が接触した際の衝撃を抑制することもできる。さらに、第２弾性体２０を穴部２２で囲んだ構成としたため、ケーシング８とフレーム部１４の相対変位がどの方向に生じても確実にフレーム部１４に伝達される振動を減衰することができる。特に、穴部２２に囲まれた第２弾性体２０の断面を円形とすれば、第２弾性体２０が穴部２２に接触する場合には穴部２２の角に当らず穴部２２の面に接触する。このため第２弾性体２０の変形量を大きく確保することができ、振動減衰効果を高くすることが可能となる。さらに、フレーム部１４とケーシング８とが相対変位した場合には第１弾性体１９と第２弾性体２０が力を受けることになるので、第１コイルバネ１５、第２コイルバネ１６、第３コイルバネ１７のバネ定数を限界まで下げて、すなわち切断作業を行っていない場合にフレーム部１４に対してケーシング８が変位しない程度までバネ定数を下げて、フレーム部１４とケーシング８との相対変位量が所定以下で切断作業を行う場合や切断作業を行っていない場合の振動絶縁効果を大幅に高めることもできる。

さらに、第１弾性体１９と当接する突出部材１８を第１コイルバネ１５の一端を保持（第１コイルバネ１５の一端側をフレーム部１４に固定）する部分と兼用することにより、部品点数の増加や振動低減構造を複雑にすることなく、簡単な構成で振動低減を実現することができる。

なお、上述の第１弾性体１９は突出部材１８への対向面が略平坦に形成されていたが、第１弾性体１９の構成はこの形状に限られるものでは無い。例えば、図５に示すように、第１弾性体１１９は、突出部材１８（図２参照）の外壁部１８１（図２参照）の円弧に対応して湾曲した凹溝１９１を有してもよい。そして、第１弾性体１１９は、突出部材１８の外壁部１８１に凹溝１９１が対向するように離間してケーシング８に取付ける。なお、第１弾性体１１９には、図６に示すように、それぞれ抜け止め突起２４を有する２つの接続部２５が一体に形成されている。そして、第１弾性体１１９の接続部２５をケーシング８に形成された孔２６に挿入し、抜け止め突起２４が孔２６を通過してケーシング８に係止されることで、第１弾性体１１９はケーシング８に固定される。

このような構成の場合には、上述と同様効果に加えて、ケーシング８とフレーム部（図示せず）とが矢印Ｂに示す方向（ガイドバー６の長手方向に沿った方向）に相対変位した場合でも、第１弾性体１１９の凹溝１９１の内周と突出部材１８の外壁部１８１とが接触することになる。したがって、矢印Ｂ方向の相対変位の拘束を強めることが可能となり、矢印Ｂ方向の所定量以上の相対変位を規制できるようになり、操作性をより向上させることが可能となる。また、矢印Ｂ方向の振動も第１弾性体１１９に伝達されるため、振動減衰特性をより向上させることができる。

また、図７に示すように、第１弾性体２１９をキャブレター収容部３１のケーシング８の幅方向（各コイルバネの延びる方向と略平行な方向）の両端部に設けても良い。第１弾性体２１９は、図８に示すように、図の下方のフレーム部（図示せず）に対向する部分に、互いに内側を向くように傾斜した傾斜面２２０を有している。そして、傾斜面２２０がフレーム部と離間するようにケーシング８に取付けられる。第１弾性体２１９には、それぞれ抜け止め突起２２２を有する接続部２２１が一体に形成されている。そして、第１弾性体２１９の接続部２２１をケーシング８に形成された孔８１に挿入し、抜け止め突起２２２が孔８１を通過してケーシング８に係止されることで、第１弾性体２１９はケーシング８に固定される。なお、図９に示すように、第１弾性体２１９に穴部２２５を形成してボルト２２３を挿入してケーシング８の貫通孔８１を貫通させてナット２２４を締結することで固定してもよい。

このような構成の場合には、上述と同様の効果を得られるほかに、図１０に示すように木材３３０の切断作業時にガイドバー６に力が加わり、ケーシング８とフレーム部１４が相対変位すると、第１弾性体２１９がフレーム部１４に接触する。この時、図１１に示すように、一方の第１弾性体２１９がフレーム部１４のケーシング８に対向する第１の面１４１と、第１の面１４１に隣接する第２の面１４２の両方に接触するとともに、他方の弾性体２１９が第１の面１４１と第１の面１４１と隣接し第２の面１４２と略平行または対向するように設けられた第３の面１４３との両方に接触する。このため、フレーム部１４を３つの面１４１、１４２、１４３で拘束することができ、矢印Ｃ方向、矢印Ｄ方向、矢印Ｅ方向の相対変位を拘束および規制をすることが可能となり、操作性を大幅に向上させることが可能となる。また、接触部分が増えるため、振動が第１弾性体２１９に伝達されやすくなり、振動減衰特性をより向上させることができる。特に、２つの第１弾性体２１９をそれぞれ、第１の面１４１と第２の面１４２の接続部と、第１の面１４１と第３の面１４３の接続部、すなわち、各面によって形成された角部に当接する位置に設けることにより、矢印Ｃ乃至Ｅ方向の相対変位を効果的に規制することができる。さらに、図１１に示すように、ケーシング８の幅方向の寸法は、フレーム部１４の幅方向の寸法より大きく構成されているため、第１弾性体２１９に、互いに対向する傾斜面２２０（図８、９参照）を設けることにより、ケーシング８とフレーム部１４の相対変位が生じた際に第１弾性体２１９がフレーム部１４（角部）を確実に受けることができるため、振動減衰効果を向上させることができる。

上記した実施の形態では、第１弾性部材となるコイルバネの他に、ケーシング８とフレーム部１４が相対変化した際に作用する第２弾性部材（第１弾性体）１９、第３弾性体（第２弾性体）２０を設けた構成について説明したが、相対変化した際に作用する弾性部材を設ける構成であればいずれか一方であってもよい。

なお、チェンソー１の駆動源はエンジン２に限られるものでは無く、電動モータを駆動源とするチェンソー１であってもよく、本体（ケーシング）とハンドル（フレーム部）とがコイルバネ等の弾性部材で接続され、互いが相対変化する構成のものであればよい。さらに、第１弾性体１９、１１９、２１９あるいは第２弾性体２０をチェンソーだけでなくをブロワ、ヘッジトリマ等の各種のエンジンを駆動源とする作業機械または電動モータを駆動源とする作業機械に適用してもよい。

１ エンジンチェンソー
２ エンジン
５ ソーチェン
６ ガイドバー
７ フロントハンドガード
８ ケーシング
９ フロントハンドル
１３ リアハンドル
１４ フレーム部
１５ 第１コイルバネ
１６ 第２コイルバネ
１７ 第３コイルバネ
１８ 突出部材
１９ 第１弾性体
２０ 第２弾性体
２１ 突出部
２２ 穴部
２３ 位置決め突起
１８１ 外壁部

Claims (8)

1. 作業刃が取付けられるとともに該作業刃を駆動するための動力源を収容するケーシングと、
   作業者が把持するハンドルが設けられる、フレーム部と、
   前記ケーシングと前記フレーム部との間に設けられ、前記ケーシングと前記フレーム部とを連結する第１弾性部材と、
   前記ケーシングおよび前記フレーム部の一方に前記ケーシングおよび前記フレーム部の他方と離間して設けられ、前記ケーシングと前記フレーム部とが相対変位した際に接触して変形する、第２弾性部材と、を備える、
   ことを特徴とする作業機械。
2. 前記ケーシング及び前記フレーム部の他方は、前記第２弾性部材と対向する位置に前記第２弾性部材と離間し、前記ケーシングと前記フレーム部とが相対変位した際に前記第２弾性部材と接触する、当接部材を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
3. 前記第１弾性部材はコイルバネから構成され、
   前記当接部材は、前記コイルバネの一端側を保持する保持部で構成される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
4. 前記第１弾性部材はコイルバネから構成され、
   前記当接部材は、前記コイルバネの長手方向に沿って延びる円弧状の外壁部を有し、
   前記第２弾性部材は、前記当接部材と対向する位置に、前記外壁部に沿った接触部を有する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の作業機械。
5. 前記ケーシングおよび前記フレーム部の一方は、前記第２弾性部材と離間して設けられる穴部を有し、
   前記ケーシングおよび前記フレーム部の他方は、前記穴部の内側に前記穴部の内壁と離間して設けられ、前記ケーシングと前記フレーム部とが相対変位した際に前記穴部の前記内壁と接触して変形する、第３弾性部材を備える、
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の作業機械。
6. 前記ケーシングおよび前記フレーム部の他方は、前記穴部に向かって突出する保持部を有し、
   前記第３弾性部材は、前記保持部の外側を覆うように設けられる、
   ことを特徴とする請求項５に記載の作業機械。
7. 前記フレーム部は前記ケーシングに対向する第１の面と、該第１の面に隣接する第２の面と、前記第１の面と隣接し前記第２の面と略平行に設けられる第３の面とを有し、
   前記ケーシングには、前記第１の面と前記第２の面、および前記第１の面と前記第３の面、それぞれと離間して対向し、前記フレーム部と前記ケーシング部が接近した際に前記第１の面と前記第２の面、及び前記第１の面と前記第３の面とに接触可能な、２つの前記第２弾性部材が設けられる、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の作業機械。
8. 前記第２弾性部材は、前記第１の面と前記第２の面との接続部、及び前記第1の面と前記第３の面との接続部をそれぞれ覆うように設けられる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の作業機械。

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