JP2011239789A - トルク伝達装置とそれを用いた刈払機 - Google Patents

Abstract

【課題】 刈払機の運転開始時や、刈刃に過大な外力が負荷されたときに、刈刃へ伝達されるトルクを制限する。
【解決手段】 刈払機は、刈刃と、刈刃を駆動する原動機と、原動機から刈刃へのトルク伝達経路上に設けられているトルク伝達装置を備えている。トルク伝達装置は、駆動側回転部材と、駆動側回転部材からのトルクを受けて回転する従動側回転部材と、駆動側回転部材と従動側回転部材の両者に跨って巻かれているコイルバネを備えており、駆動側回転部材からのトルクは、コイルバネを介して従動側回転部材へ伝達される。
【選択図】図８

Description

本発明は、雑草等の刈り払い作業に用いられる刈払機に関する。特に、モータの出力トルクを増幅する減速機構を有する刈払機に関する。

特許文献１に、刈払機が開示されている。この刈払機は、操作棹と、操作棹の前端に設けられている刈刃ユニットと、操作棹の後端に設けられている本体ユニットと、操作棹の内部に設けられている伝達シャフトを備えている。刈刃ユニットは、刈刃を回転可能に支持することができる。本体ユニットは、刈刃を駆動するモータを内蔵している。伝達シャフトは、本体ユニットから刈刃ユニットまで伸びており、本体ユニットから刈刃ユニットへモータの出力トルクを伝達する。

特開２００６−３１１８２８号公報

モータを動力源とする刈払機では、本体ユニットを小型化するために、小型のモータを採用することが好ましい。しかしながら、小型のモータは、高速回転が可能であるものの、出力トルクが小さいという欠点があり、刈刃を十分なトルクで駆動できないことがある。
本発明は、上記の事象を鑑み、小型のモータを採用した場合でも、刈刃を十分なトルクで駆動することができる技術を提供する。

本発明によって具現化される刈払機は、操作棹と、刈刃ユニットと、本体ユニットと、伝達シャフトを備えている。刈刃ユニットは、操作棹の前端に設けられており、刈刃を回転可能に支持する。本体ユニットは、操作棹の後端に設けられており、刈刃を駆動するモータを内蔵している。伝達シャフトは、操作棹の内部に設けられており、本体ユニットから刈刃ユニットへモータの出力トルクを伝達する。

上記した刈払機において、本体ユニットは、モータと伝達シャフトの間に配設された第１減速機構を有している。また、刈刃ユニットには、伝達シャフトと刈刃の間に配設された第２減速機構を有している。
この構成によると、モータの出力トルクが、本体ユニットの第1減速機構及び刈刃ユニットの第２減速機構によって、二段階に増幅される。それにより、小型のモータを採用した場合でも、刈刃を十分なトルクで駆動することができる。また、本体ユニットと刈刃ユニットのそれぞれに減速機構を分配配置しているので、本体ユニットと刈刃ユニットの一方のみが大型化するようなことがなく、刈払機の重量バランスが大きく崩れることもない。

上記した刈払機では、刈刃の回転軸及び伝達シャフトの回転軸を鉛直面内に位置させるとともに、伝達シャフトの回転軸を水平面内に位置させたときに、モータの回転軸が伝達シャフトの回転軸に対して鉛直上方又は鉛直下方に位置することが好ましく、特に、鉛直下方に位置することが好ましい
この構成によると、本体ユニットをよりコンパクトに設計できるとともに、操作棹に対する本体ユニットの重量バランスもよくなる。

上記した刈払機において、本体ユニットに対してモータに電力を供給する電池パックが着脱可能である場合、モータの回転軸と伝達シャフトの回転軸の並ぶ方向は、本体ユニットに装着された電池パックの長手方向に平行であることが好ましい。
この構成によると、電池パックを含めた本体ユニットのサイズを小さく収めることができる。

本発明により、小型のモータを採用した場合でも、刈刃を十分なトルクで駆動することが可能となり、本体ユニットを小型化することが可能となる。

実施例の刈払機の外観を示す図。 本体ユニットの構成を示す断面図。 図２中のIII−III線断面図。 図２中のIV−IV線断面図。 電池パックのスライド方向を示す図。 本体ユニットにおける操作棹の固定構造を示す図。 刈刃ユニットの構成を示す断面図。 本体ユニットの変形例を示す図。

最初に、本発明を実施するための好適な形態を列記する。
（形態１）第１減速機構は、モータの出力シャフトに対して相対回転不能に固定されている第１ギヤと、第１ギヤに係合しているとともに伝達シャフトに対して相対回転不能に固定されている第２ギヤを有することが好ましい。ここで、第２ギヤの歯数は、第１ギヤの歯数よりも多いことが好ましい。それにより、モータの出力シャフトから伝達シャフトへトルクが増幅されて伝達される。
（形態２）第２減速機構は、伝達シャフトに対して相対回転不能に固定されている第３ギヤと、第３ギヤに係合しているとともに刈刃に対して相対回転不能に固定されている第４ギヤを有することが好ましいここで、第４ギヤの歯数は、第３ギヤの歯数よりも多いことが好ましい。それにより、伝達シャフトから刈刃へトルクが増幅されて伝達される。
（形態３）本体ユニットに装着された電池パックは、モータの出力シャフト及び伝達シャフトの回転軸の延長線上に位置していることが好ましい。この構造によると、本体ユニットをコンパクトに設計することができる。
（形態４）モータから刈刃へのトルク伝達経路には、モータ側に接続されている駆動側連結シャフトと、駆動側連結シャフトに対して軸方向に隣接するとともに刈刃側に接続されている従動側連結シャフトと、駆動側連結シャフトと従動側連結シャフトの両者に跨って巻き回されているコイルバネが設けられていることが好ましい。この場合、コイルバネの駆動側連結シャフトから従動側連結シャフトに向かう巻き方向は、駆動側連結シャフトの回転方向と同一方向であることが好ましい。この構成によると、モータの起動時や、刈刃に過大な外力が負荷されたときに、モータから刈刃へ伝達されるトルクを制限することができる。

本発明を実施した実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例の刈払機１０の外観を示している。刈払機１０は、雑草等の刈り払い作業に用いられる電動工具である。
図１に示すように、刈払機１０は、操作棹３０と、操作棹３０の前端３０ａに設けられている刈刃ユニット２０と、操作棹３０の後端３０ｂに設けられている本体ユニット４０を備えている。操作棹３０は、中空のパイプ形状を有しており、直線状に伸びている。刈刃ユニット２０には、刈刃１２が回転可能に取り付けられている。本体ユニット４０には、刈刃１２を駆動するためのモータ４６（図２参照）が収容されている。また、本体ユニット４０には、モータ４６に電力を供給する電池パック７０が着脱可能に取り付けられている。操作棹３０の内部には、伝達シャフト３２が回転可能に収容されている。伝達シャフト３２は、本体ユニット４０から刈刃ユニット２０まで伸びており、本体ユニット４０から刈刃ユニット２０へモータ４６の出力トルクを伝達する。

操作棹３０には、利用者が把持するためのハンドル３４が設けられている。ハンドル３４は、右ハンドル３４ａと左ハンドル３４ｂによって構成されている。右ハンドル３４ａには、トリガ式の起動スイッチ３３が設けられている。起動スイッチ３３は、電気コード３６によって本体ユニット４０と電気的に接続されている。電気コード３６は、本体ユニット４０から操作棹３０に沿って右ハンドル３４ａまで配索されている。起動スイッチ３３がオン操作されると、本体ユニット４０のモータ４６が回転し、起動スイッチ３３がオフ操作されると、本体ユニット４０のモータ４６は停止する。
本体ユニット４０には、スタンド６６が設けられている。スタンド６６は、本体ユニット４０から突出するように設けられている。スタンド６６は、刈払機１０が地面に載置された際に、地面に当接して刈払機１０を支持する。

図２、図３、図４を参照しながら、本体ユニット４０の構成について説明する。図２は、本体ユニット４０の構成を示す断面図である。図２に示す断面図は、刈刃１２の回転軸Ｙ（図７参照）及び操作棹３０の中心軸Ｘを含む切断面における断面を示している。図３は、図２中のIII−III線による断面図を示している。図４は、図２中のIV−IV線による断面図を示している。ここで、操作棹３０の中心軸Ｘは、伝達シャフト３２の回転軸Ｘでもある。

図２に示すように、本体ユニット４０は、本体ハウジング４２を備えている。本体ユニット４０の前部４０ａには、操作棹３０の後端３０ｂが固定されている。本体ユニット４０の後部４０ｂには、電池パック７０が着脱される電池パック装着部６４が設けられている。本体ハウジング４２の下部には、前述したスタンド６６が着脱可能にボルト留めされている。スタンド６６の先端部分には、地面等に当接するための接地面６６ａが形成されている。また、前述した電気コード３６は、本体ハウジング４２の内部から外部へと伸びており、スタンド６６を越えて操作棹３０へと配索されている。

図３、図４に示すように、スタンド６６には、電気コード３６を通過させるためのコード通過部６８が形成されている。コード通過部６８は、スタンド６６の周縁から伸びる切欠形状を有している。切欠形状のコード通過部６８は、スタンド６６の接地面６６ａの略中央から、本体ユニット４０に向かって伸びている。この切欠形状のコード通過部６８は、スタンド６６の接地面６６ａから本体ユニット４０に向かって、その幅が縮小している。
スタンド６６にコード通過部６８が形成されていると、刈払機１０を地面に載置した際に、スタンド６６の接地面６６ａと地面によって電気コード３６が挟まれることを防止することができる。コード通過部６８の形状は、本実施例のように切欠形状としてもよいし、スタンド６６を貫通する孔形状としてもよい。ただし、コード通過部６８を切欠形状とすると、刈払機１０の製造時や修理後の再組立時に、電気コード３６をコード通過部６８に配置しやすい。特に、コード通過部６８の幅がその開口側に向かって拡大していると、電気コード３６をコード通過部６８に配置する作業がより簡単になる。また、切欠形状のコード通過部６８がスタンド６６の接地面６６ａから本体ユニット４０に向かって伸びていると、コード通過部６８を形成したことに伴うスタンド６６の強度低下を抑制することができる。

図２、図４に示すように、本体ハウジング４２には、刈刃１２を駆動するためのモータ４６と、モータ４６の出力シャフト４８に相対回転不能に固定されている第１ギヤ５０と、第１ギヤ５０に係合している第２ギヤ５２が設けられている。第２ギヤ５２には、連結部材５４を介して伝達シャフト３２の後端３２ｂが相対回転不能に固定されている。モータ４６の出力トルクは、第１ギヤ５０及び第２ギヤ５２を介して、伝達シャフト３２に伝達される。ここで、第２ギヤ５２は第１ギヤ５０よりも大型であり、第２ギヤ５２の歯数は第１ギヤ５０の歯数よりも多い。それにより、第１ギヤ５０と第２ギヤ５２の間で、モータ４６の出力トルクが増幅されるようになっている。即ち、第１ギヤ５０と第２ギヤ５２は、モータ４６と伝達シャフト３２の間で、モータ４６の出力トルクを増幅する第１の減速機構を構成している。モータ４６の出力シャフト４８には、冷却ファン４９が設けられている。

図４に示すように、モータ４６の回転軸Ｍは、伝達シャフト３２の回転軸Ｘに対して、下方に位置している。正確に言えば、刈刃１２の回転軸Ｙ及び伝達シャフト３２の回転軸Ｘを鉛直面内に位置させるとともに、伝達シャフト３２の回転軸Ｘを水平面内に位置させたときに、モータ４６の回転軸Ｍは、伝達シャフト３２の回転軸Ｘに対して鉛直下方に位置する。この構成によると、利用者がハンドル３４を把持して刈り払い作業を行う際に、刈払機１０のバランスが安定しやすい。なお、モータ４６の回転軸Ｍは、伝達シャフト３２の回転軸Ｘに対して上方に位置してもよい。この構成でも、刈払機１０のバランスが比較的に安定する。

次に、図２、図５を参照して、本体ユニット４０における電池パック７０の取付構造について説明する。図２に示すように、本体ユニット４０の後部４０ｂには、電池パック装着部６４が形成されている。電池パック装着部６４は、電池パック７０を着脱可能な構造を有している。図５に示すよう、電池パック装着部６４は、電池パック７０をスライド可能に受け入れる。図５中の矢印Ｚ１、Ｚ２は、電池パック装着部６４における電池パック７０のスライド方向を示している。電池パック装着部６４における電池パック７０のスライド方向は、操作棹３０の中心軸Ｘと略直交している。なお、下向きの矢印Ｚ１は、電池パック７０の取り付け時のスライド方向を示しており、上向きの矢印Ｚ２は、電池パック７０の取り外し時のスライド方向を示している。このように、電池パック装着部６４における電池パック７０の取り付け時のスライド方向は下方を向いており、電池パック装着部６４における電池パック７０の取り外し時のスライド方向は上方を向いている。正確に言えば、刈刃１２の回転軸Ｙ及び操作棹３０の中心軸Ｘを鉛直面内に位置させるとともに、操作棹３０の中心軸Ｘを水平面内に位置させたときに、電池パック装着部６４における電池パック７０の取り付け時のスライド方向が鉛直下方を向き、電池パック装着部６４における電池パック７０の取り外し時のスライド方向が鉛直上方を向くように構成されている。

上記したように、本実施例の刈払機１０では、電池パック装着部６４における電池パック７０のスライド方向（Ｚ１，Ｚ２）が、操作棹３０の中心軸Ｘに対して平行でなく、操作棹３０の中心軸Ｘに対して角度を成すように構成されている。この構成によると、利用者が操作棹３０を把持しながら電池パック７０を着脱する際に、操作棹３０を把持している手が滑りにくく、操作棹３０及び電池パック７０に力を加えやすい。それにより、電池パック７０の着脱を容易に行うことができる。ここで、電池パック７０のスライド方向（Ｚ１，Ｚ２）が、操作棹３０の中心軸Ｘに対して必ずしも直交する必要はない。ただし、電池パック７０のスライド方向（Ｚ１，Ｚ２）と操作棹３０の中心軸Ｘとが成す角度は、大きいほど好ましく、特に４５°以上とすると顕著な効果が得られることが確認されている。
また、本実施例の刈払機１０では、電池パック装着部６４における電池パック７０の取り付け時のスライド方向が下方を向き、電池パック装着部６４における電池パック７０の取り外し時のスライド方向が上方を向くように構成されている。それにより、スタンド６６を利用し、刈払機１０を地面に載置した状態で電池パック７０を着脱する際に、電池パック７０やそれを把持する利用者の手が地面に干渉するようなことがない。

ここで、本体ユニット４０に装着された電池パック７０と、モータ４６の回転軸Ｘ及び伝達シャフト３２の回転軸Ｙとの位置関係について説明を加える。電池パック７０は、本体ユニット４０の後部４０ｂに取り付けられており、モータ４６の回転軸Ｘ及び伝達シャフト３２の回転軸Ｙの延長線上に位置している。また、電池パック７０は略直方体の形状を有しており、本体ユニット４０に装着された状態で、電池パック７０の長手方向は図２中の上下方向を向いている。即ち、本体ユニット４０に装着された電池パック７０の長手方向は、モータ４６の回転軸Ｘ及び伝達シャフト３２の回転軸Ｙが並ぶ方向と一致している。このように、モータ４６の回転軸Ｘ及び伝達シャフト３２の回転軸Ｙの並ぶ方向（即ち、モータ４６の出力シャフト４８及び伝達シャフト３２が並ぶ方向）が、本体ユニット４０に装着された電池パック７０の長手方向に一致する構造であると、本体ユニット４０を比較的に小型化することができる。

次に、図２、図３を参照して、本体ユニット４０と操作棹３０との接続構造について説明する。本体ユニット４０の前部４０ａには、筒状に突出する棹固定部５６が設けられている。棹固定部５６は、本体ハウジング４２にボルト留めされている。棹固定部５６には、棹挿入穴５８が形成されている。棹挿入穴５８には、操作棹３０の後端部分（後端３０ｂを含む一部の長さ範囲）が挿入されている。操作棹３０の後端部分には、エラストマで形成された筒状のスリーブ３８が設けられている。操作棹３０の後端部分は、スリーブ３８と共に、棹固定部５６の棹挿入穴５８に挿入されている。棹固定部５６には、スリット５６ａが形成されており、操作棹３０の挿入時に棹挿入穴５８が拡大するようになっている。棹挿入穴５８に挿入された操作棹３０は、２本のボルト６０、６２によって固定されている。

図６は、棹固定部５６から操作棹３０を取り外した状態を示している。図６に示すように、スリーブ３８は、操作棹３０の外周面に嵌合している。スリーブ３８は、テーパ形状を有しており、その一端３８ａから他端３８ｂに向かって、その径が縮小している。即ち、スリーブ３８は、操作棹３０の後端３０ｂに向かって、その径が縮小している。スリーブ３８がテーパ形状を有していると、操作棹３０をスリーブ３８と共に棹挿入穴５８に挿入しやすい。スリーブ３８ａの内面には、凸部３８ｐが形成されている。凸部３８ｐは、操作棹３０に形成された凹部（貫通孔）３０ｃに係合している。それにより、操作棹３０をスリーブ３８と共に棹挿入穴５８に挿入する際に、操作棹３０に対してスリーブ３８が移動することが防止される。
棹固定部５６の棹挿入穴５８は、スリーブ３８が固定された操作棹３０に対応する形状を有している。図６に示すように、棹挿入穴５８には、操作棹３０が直接的に挿入される第１部分５８ａと、操作棹３０がスリーブ３８と共に挿入される第２部分５８ｃと、第１部分５８ａと第２部分５８ｃの間に形成された段部５８ｂが設けられている。第１部分５８ａは、操作棹３０の形状に対応するように、軸方向に沿ってその径が一定となっている。第２部分５８ｃは、スリーブ３８の形状に対応するように、軸方向に沿ってその径が変化するテーパ形状を有している。

操作棹３０は、汎用のパイプ材から形成されており、単純な円筒形状を有している。そのことから、操作棹３０は、本実施例の刈払機１０のみでなく、他の機種にも採用することができる。本実施例の刈払機１０では、エンジンを動力源とする刈払機の操作棹を流用している。ただし、操作棹３０を複数の機種で共通に採用した場合、刈払機１０の製造現場では、操作棹３０の誤組付が発生することがある。即ち、本実施例の刈払機１０を製造するために用意した操作棹３０が、他の機種の製造に用いられてしまうという問題が生じ得る。
上記の問題に対し、本実施例の刈払機１０では、操作棹３０にスリーブ３８を設けておくことによって、操作棹３０が他の機種へ組み付けられることを防止している。このように、単純な形状を有する操作棹３０に、特有の形状を有するスリーブ３８を設けておくことによって、操作棹３０が他の機種に組み付けられることを防止することができる。このとき、スリーブ３８は、操作棹３０を棹挿入穴５８に適合させるアダプタ部材として機能する。なお、操作棹３０を２つの機種で共通に採用する場合は、一方の機種ではスリーブ３８を必要とする構造とし、他方の機種ではスリーブ３８を不要とする構造とするとよい。本実施例に関して言えば、操作棹３０を共通に用いるエンジンタイプの刈払機では、スリーブ３８を不要とする構造となっている。従って、スリーブ３８を取り付けた状態では、そのエンジンタイプの刈払機に操作棹３０を組み付けることができなくなっている。

次に、図７を参照して、刈刃ユニット２０の構成について説明する。図７に示すように、刈刃ユニット２０には、棹固定部２２が形成されている。棹固定部２２には、棹挿入穴２４が形成されている。棹挿入穴２４には、操作棹３０の前端部分（前端３０ａを含む一部の長さ範囲）が挿入されている。刈刃ユニット２０には、刈刃シャフト１４が回転可能に設けられている。刈刃シャフト１４には、円板状の刈刃１２が取り付けられている。なお、刈刃シャフト１４には、円板状の刈刃１２に代えて、ナイロンコード等の紐状の刈刃を取り付けることもできる。刈刃ユニット２０には、安全カバー２６が設けられている。

刈刃ユニット２０には、第３ギヤ１８と第４ギヤ１６が設けられている。第３ギヤ１８は、伝達シャフト３２の前端３２ａに相対回転不能に固定されている。第４ギヤ１６は、刈刃シャフト１４に相対回転不能に固定されているとともに、第３ギヤ１８に係合している。第３ギヤ１８と第４ギヤ１６は、ベベルギヤである。伝達シャフト３２からのトルクは、第３ギヤ１８及び第４ギヤ１６を介して、刈刃シャフト１４に伝達される。ここで、第４ギヤ１６は第３ギヤ１８よりも大型であり、第４ギヤ１６の歯数は第３ギヤ１８の歯数よりも多い。それにより、第３ギヤ１８と第４ギヤ１６の間で、伝達シャフト３２からのトルクが増幅されるようになっている。即ち、第３ギヤ１８と第４ギヤ１６は、伝達シャフト３２と刈刃シャフト１４の間で、伝達シャフト３２からのトルクを増幅する第２の減速機構を構成している。刈払機１０では、モータ４６の出力トルクが、本体ユニット４０に設けられた第１ギヤ５０及び第２ギヤ５２（第１の減速機構）と、刈刃ユニット２０に設けられた第３ギヤ１８及び第４ギヤ１６（第２の減速機構）によって、２段階に増幅されるようになっている。

以上のように、刈払機１０では、電池パック装着部６４における電池パック７０のスライド方向が、操作棹３０の中心軸Ｘに対して角度を成すように構成されている。それにより、利用者が操作棹３０を把持しながら電池パック７０を着脱する際に、操作棹３０を把持している手が滑りにくく、電池パック７０を着脱する作業がやりやすい。

刈払機１０では、本体ユニット４０のスタンド６６に、電気コード３６を通過させるためのコード通過部６８が形成されている。それにより、刈払機１０を地面に載置した際に、スタンド６６と地面によって電気コード３６が挟まれることがなく、電気コード３６の損傷が防止される。

刈払機１０では、操作棹３０の後端部分の外周面に、スリーブ３８（アダプタ部材）が固定されており、本体ユニット４０には、スリーブ３８が固定された操作棹３０の後端部分を受け入れる棹挿入穴５８が形成されている。この構造によると、操作棹３０が他の機種の製造に誤って用いられることを防止することができる。

刈払機１０では、モータ４６の出力トルクを増幅する減速機構が、本体ユニット４０と刈刃ユニット２０のそれぞれに設けられている。即ち、本体ユニット４０では、第１ギヤ５０及び第２ギヤ５２によって第１の減速機構が構成されており、刈刃ユニット２０では、第３ギヤ１８及び第４ギヤ１６によって第２の減速機構が構成されている。この構造によると、本体ユニット４０又は刈刃ユニット２０を大型化させることなく、モータ４６の出力トルクを大きく増幅することが可能となる。それにより、モータ４６に、高回転型（低トルク型）の小型なモータを採用することが可能となる。

図８は、本体ユニット４０の変形例を示している。図８に示す変形例では、先に説明した本体ユニット４０において、第２ギヤ５２と伝達シャフト３２の連結構造が変更されている。即ち、第２ギヤ５２には、駆動側連結シャフト５４ａが相対回転不能に固定されており、伝達シャフト３２には、従動側連結シャフト５４ｂが相対回転不能に固定されている。駆動側連結シャフト５４ａと従動側連結シャフト５４ｂは、軸方向において互いに隣接しているが、両者の間には隙間が設けられている。

駆動側連結シャフト５４ａと従動側連結シャフト５４ｂには、両者に跨るようにコイルバネ５５が巻き回されている。即ち、コイルバネ５５の内孔には、その一方の端部から駆動側連結シャフト５４ａが挿入されており、その他方の端部から従動側連結シャフト５４ｂが挿入されている。コイルバネ５５は、素線の断面形状が四角形である角バネである。コイルバネ５５の自然形状での内径は、駆動側連結シャフト５４ａ及び従動側連結シャフト５４ｂの外径よりも小さく、コイルバネ５５は駆動側連結シャフト５４ａと従動側連結シャフト５４ｂを締め付けるように弾性変形している。それにより、駆動側連結シャフト５４ａからのトルクが、コイルバネ５５を介して、従動側連結シャフト５４ｂに伝達されるようになっている。

コイルバネ５５の駆動側連結シャフト５４ａから従動側連結シャフト５４ｂに向かう巻き方向は、駆動側連結シャフト５４ａの回転方向と同一方向であり、駆動側連結シャフト５４ａよりも従動側連結シャフト５４ｂの回転速度が遅いと、コイルバネ５５はその内径が拡大するように弾性変形する。従って、例えばモータ４６の起動時には、コイルバネ５５の内径が拡大することによって、駆動側連結シャフト５４ａから従動側連結シャフト５４ｂへのトルク伝達が制限される。その結果、刈払機１０の運転開始時には、刈刃１２が緩やかに駆動される。また、刈刃１２が石などに接触し、刈刃１２に強い制動力が作用した場合にも、コイルバネ５５の内径が拡大することによって、駆動側連結シャフト５４ａから従動側連結シャフト５４ｂへのトルク伝達が遮断される。それにより、刈刃１２の破損や刈払機１０のキックバック（接触物からの反作用によって刈払機１０が弾かれる事象）が防止される。
一方、駆動側連結シャフト５４ａよりも従動側連結シャフト５４ｂの回転速度が速いと、コイルバネ５５の内径は縮小し、両者は強く連結されるようになる。従って、モータ４６が停止した後に、刈刃１２が惰性で回転し続けるといったことが防止される。

上記したコイルバネ５５を用いたトルク伝達構造は、本体ユニット４０側に代えて、刈刃ユニット２０側に設けることもできる。即ち、駆動側連結シャフト５４ａを伝達シャフト３２の前端３２ａに設け、従動側連結シャフト５４ｂを第３ギヤ１８に設け、駆動側連結シャフト５４ａと従動側連結シャフト５４ｂをコイルバネ５５で連結する構造としてもよい。あるいは、このトルク伝達構造を、モータ４６の出力シャフト４８と第１ギヤ５０との間に設けることも可能である。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：刈払機
１２：刈刃
２０：刈刃ユニット
２４：棹挿入穴
３０：操作棹
３２：伝達シャフト
３６：電気コード
３８：スリーブ
４０：本体ユニット
４６：モータ
４８：出力シャフト
６４：電池パック装着部
６６：スタンド
６８：コード通過部
７０：電池パック

本発明は、トルク伝達装置とそれを用いた刈払機に関する。

本発明は、刈払機の運転開始時や、刈刃に過大な外力が負荷されたときに、刈刃へ伝達されるトルクを制限することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明はトルク伝達機構を提供する。このトルク伝達装置は、駆動側回転部材と、駆動側回転部材からのトルクを受けて回転する従動側回転部材と、駆動側回転部材と従動側回転部材の両者に跨って巻かれているコイルバネを備え、駆動側回転部材のトルクが、コイルバネを介して従動側回転部材へ伝達される。このトルク伝達機構を刈払機に採用すれば、刈払機の運転開始時や、刈刃に過大な外力が負荷されたときに、刈刃へ伝達されるトルクを制限することができる。

コイルバネの内孔には、その一方の端部から駆動側回転部材が挿入されているとともに、その他方の端部から従動側回転部材が挿入されていることが好ましい。この場合、コイルバネの自然形状での内径は、駆動側回転部材の外径及び従動側回転部材の外径よりも、小さいことが好ましい。さらに、コイルバネの駆動側回転部材から従動側回転部材に向かう巻き方向は、駆動側部材の回転方向と同一であることが好ましい。
これらの構成によると、駆動側回転部材よりも従動側回転部材の回転速度が遅いときに、コイルバネはその内径が拡大するように弾性変形する。従って、例えば刈払機の運転開始時には、コイルバネの内径が拡大することによって、駆動側回転部材から従動側回転部材のトルク伝達が制限される。また、刈刃が石などに接触し、刈刃に強い制動力が作用した場合にも、コイルバネの内径が拡大することによって、駆動側回転部材から従動側回転部材へのトルク伝達が遮断される。

前記コイルバネは、素線の断面形状が四角形の角バネであることが好ましい。

本発明は、刈払機に具現化される。この刈払機は、刈刃と、刈刃を駆動する原動機と、原動機から刈刃へのトルク伝達経路上に設けられているトルク伝達装置を備えている。当該トルク伝達装置には、上述した構造を有するトルク伝達装置を好適に採用することができる。

本発明によると、刈払機の運転開始時や、刈刃に過大な外力が負荷されたときに、刈刃へ伝達されるトルクを制限することができる。

Claims (4)

1. 操作棹と、
   前記操作棹の前端に設けられており、刈刃を回転可能に支持する刈込ユニットと、
   前記操作棹の後端に設けられており、前記刈刃を駆動するモータを内蔵する本体ユニットと、
   前記操作棹の内部に設けられており、前記本体ユニットから刈刃ユニットへモータの出力トルクを伝達する伝達シャフトを備え、
   前記本体ユニットは、モータと伝達シャフトの間に配設された第１減速機構を有し、
   前記刈刃ユニットは、伝達シャフトと刈刃の間に配設された第２減速機構を有する、
   ことを特徴とする刈払機。
2. 前記刈刃の回転軸及び前記伝達シャフトの回転軸を鉛直面内に位置させるとともに、前記伝達シャフトの回転軸を水平面内に位置させたときに、前記モータの回転軸が前記伝達シャフトの回転軸に対して鉛直上方又は鉛直下方に位置することを特徴とする請求項１に記載の刈払機。
3. 前記刈刃の回転軸及び前記伝達シャフトの回転軸を鉛直面内に位置させるとともに、前記伝達シャフトの回転軸を水平面内に位置させたときに、前記モータの回転軸は前記伝達シャフトの回転軸に対して下方に位置することを特徴とする請求項２に記載の刈払機。
4. 前記本体ユニットには、前記モータに電力を供給する電池パックが着脱可能であり、
   前記モータの回転軸と前記伝達シャフトの回転軸の並ぶ方向は、前記本体ユニットに装着された電池パックの長手方向に平行であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の刈払機。

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