JP2013506430A - 回転多板式草刈り機のブレードキャリアディスクの支持及び駆動アセンブリ - Google Patents

Abstract

ハブ（１６）は、ブレードキャリアディスク（１１）に固定することができ、垂直軸の周りに回転動作されるシャフト（１０）に取り付けられる。前記シャフト（１０）から前記ハブ（１６）に回転運動を伝達するために、前記シャフトと共に回転可能且つ前記シャフトに沿って滑動可能であるプレート（１７）が前記ハブ（１６）に隣接して設けられる。ばね（１９）は、前記プレートを前記ハブ（１６）の方へ押圧する。前記プレート（１７）と前記ハブ（１６）とは、前記ハブ（１６）と前記プレート（１７）との間の相対回転運動を軸方向の相対分離運動に変換するように回転軸に対して傾いている又は湾曲している対応する相互作用面を有している。正常動作状態では、第１及び第２の相互作用面は、前記シャフト（１０）から前記ハブ（１６）に回転運動を伝達するために軸方向に閉じて相互に係合する。前記ディスク（１１）のブレードの外部物体との衝撃に続いて、前記第１の相互作用面は、前記第２の相互作用面から解放され、軸方向に間隔をあけて配置され、前記第２の相互作用面に対して角度的にオフセットされ、その結果、前記ブレードキャリアディスクと前記ハブとは前記プレートと前記シャフトとから回転解放される。

Description

本発明は、回転多板式草刈り機のブレードキャリアディスクの支持及び駆動アセンブリに関する。より詳しく言えば、本発明は、ブレードキャリアディスクの安全連結システムに関する。

２つ又は３つのブレードを各々備えた一列に並んだディスク、例えば平行な軸を有する４つから８つのディスクを有する回転多板式草刈り機が知られており、前記ディスクは、浸し注油を備えたケーシング内部に密閉された歯車列によって回転動作される。各ディスクにおいて合計で２つ又は３つであるブレードは、半径方向又はディスクの周囲から接線方向に突出する。これらのディスクは、草刈りの方向と直交する方向に間隔をあけられたバー又はアームに沿って取り付けられ、複数のブレードは、草刈り機が移動する地表面に大体平行な平面において回転可能である。従って、複数のディスクは、アームの長さ全体に沿って草刈り動作を及ぼす。複数のディスクは、ディスクの周囲との間に自由空間を規定するために互いに間隔をあけて配置され、ディスクの回転は、各ディスクから突出するブレードが、２つの隣接するディスクの間の空間で回転するものの、隣接するディスクのブレードと衝突しないように同期される。

地面に存在する石、木片、セメント製品などとの偶然の衝撃に続いて、ブレードは、伝達歯車の破損を引き起こし得る。多くの場合、３つの伝達歯車が多大な損害を受ける。このことは、結果として長い機械休止時間と高い関連コストと共に修理の必要性をもたらす。

従来提案された安全システムは、ある場合には、ディスクローターを空転させたままにして伝動装置への損害を防止するために、ブレードキャリアディスクを支持して回転駆動するシャフトにある容易な破壊点又は容易な破壊ピンから構成されている。しかしながら、これらの場合はまた、草刈り機は、損害部品が交換されるまで使用することができない。

本発明の目的は、偶然の衝撃に続いて起こる歯車の破損を防止すると共に偶然の衝撃から生じる不利益を取り除くことである。

この目的を以下でより明らかに理解される他の目的及び利点と共に実現するために、本発明は、添付される特許請求の範囲において規定される特徴を有するブレードキャリアディスクの支持及び駆動アセンブリを提供する。

添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明するが、好ましい実施形態に限定されるものではない。

ブレードキャリアディスク及び関連する回転支持及び駆動アセンブリの分解斜視図である。 図１による前記アセンブリの部分的に断面図で示した分解斜視図である。 正常動作状態に組み立てられた図１による前記アセンブリの軸方向垂直断面に沿った図である（ブレードキャリアディスクは示されていない）。 図３と同様の図であるが、前記ブレードキャリアディスク（示されていない）がそれを支持して駆動するシャフトから回転解放（rotationally disengage）される別の動作状態にある前記アセンブリを示している。

初めに図１から図３を参照すると、符号１０は、ブレードキャリアディスク１１を支持すると共に回転駆動することができる軸方向にスプラインを有する駆動シャフトを示している（ブレードは図面には示されていない）。シャフト１０は、一部品として形成される又は何れの場合にもシャフトの一端に取り付けられる歯車１２又はピニオンを介してシャフトの軸の周りの回転運動を受け取る。歯車１２は、歯車列の一部を形成する他の歯車１３、１４と噛み合い、歯車列は、それ自体周知であるように、その回転をシャフト全体に伝達し、それによって草刈り機のディスク全体に伝達する。

ここで考えられる共に本明細書の導入部において議論された形式の回転多板式草刈り機の全体的構造は一般に知られていると考えられる。従って、この明細書の後半では、本発明を実行することを目的として、特に重要性や関心のある要素のみについて詳細に説明する。従って、詳細に示されていない部分や要素の設計については、周知の形式の草刈り機について言及され得る。

シャフト１０は、使用するとき垂直であるｘ軸の周りに固定支持体１５に回転可能に取り付けられる。本願の明細書及び特許請求の範囲を通じて、「垂直」などの位置及び方向を示す用語及び表現は、使用するとき草刈り機に取り付けられた場合の状態に言及しているものと理解すべきである。従って、「軸方向」及び「半径方向」などの用語は、回転軸ｘに関するものとして解釈されるべきである。

ディスク１１は、シャフト１０に半径方向にあそびを有して取り付けられる環状のディスク状のハブ１６に取り付けられる。ハブ１６は、スラストプレート１７に解放可能に連結され、スラストプレート１７は好ましくは、環状のディスク状の形態を有し、軸方向にスプラインを有する中央開口部１８を有し、シャフト１０に滑動可能に取り付けられる。スプライン連結の結果として、前記プレート１７は、シャフト１０と一体的に回転駆動される。１つ若しくはそれ以上のばね１９は、ここでの実施例では一連のベルビルばね１９は、前記プレート１７をハブ１６の方へ軸方向に弾性的に押圧する。ばね１９は、シャフト１０のねじのある上端２１にねじ込まれたナット２０によって上部において固定されている。

ハブ１６とプレート１７とは、軸方向に隣接している。この実施例ではハブ１６に取り付けられ、ハブ自体の上面１６ａから軸方向に突出する一連のボール２２が、ハブとプレートとの間の界面に備えられている。図面に示される実施形態では、各ボール２２は、２つの相補的凹部２３、２４によって形成される球形座部の内部に収容されており、２つの相補的凹部２３、２４は、対向して軸方向に位置調整され、ハブ１６とプレート１７とにそれぞれ形成されている。プレート１７の凹部２４は半球より小さい球形部分の形状を有する一方、ハブに形成された凹部２３は、半球の球面より大きい球面を有する球形部分として形作られる窪みである。

正常動作状態の間、シャフト１０によって付与される駆動トルクは、プレート１７に伝達され、ボール２２を介してプレート１７からハブ１６に伝達され、ボール２２は、凹部２４の内部にまた部分的に収容されてハブ１６に対して周方向に推力を及ぼす（図３）。

１つのブレードが、ディスクを停止する又はディスクの回転を大幅に減速する傾向を有するある強度の衝撃を受ける場合、ハブ１６とブレードキャリアディスク１１とは、シャフト１０から回転解放する。実際には、岩などの外部物体に対するブレードの衝撃によって生じる抵抗トルクの効果により、ハブから軸方向に突出するボールの部分が、プレート１７の凹部２４に対して軸方向成分を有する推力を及ぼす。この軸方向成分が、ばね１９によって及ぼされる弾性力を超える場合に、ばねが圧縮し、プレート１７が持ち上げられて凹部２４からボール２２を解放する。この状態では（図４）、ハブ１６とディスク１１とは、シャフト１０に対して空回りする、すなわちプレートの下面１７ａは、ボールの上部２２ａに支えられ、ばね１９によってこの接触状態に保持される。

当然のことながら、ブレードキャリアディスクの回転解放は、草刈り機のあらゆる構成要素を破損することなしに行うことができる。また、当然のことながら、ブレードキャリアディスクは、駆動シャフト１０と再び自動的に係合される。実際には、ディスク１１とハブ１６とは解放される一方、プレート１７は、シャフト１０によって回転駆動し続け、凹部２４がボール２２を通り過ぎるとすぐに、ばねが伸びてプレート１７を再びハブの方へ移動させる。凹部２４内部へのボール２２の係合は、シャフト１０からブレードキャリアディスク１１への回転運動の伝達を回復させる。

図１においてより明らかに示すように、好ましい実施形態では、複数のボール２２は、回転中心軸から異なる半径方向距離に位置付けられ、複数の凹部２４は、ボール２２と同様の構成で分配される。この等しい分配のため、プレート１７から周方向に推力を受けるために各ボール２２がそれぞれの凹部２４と軸方向に位置調整され、それによってまた凹部２４内部に部分的に収容され得るハブ１６とプレート１７との単一角度位置が存在する。その単一角度位置は、１つのディスクのブレードが隣接する回転ディスクのブレードと干渉しないように好適に予め定められる。言い換えると、種々のボールは、回転軸の周りに異なる円形軌道に従い、ディスクが予め定められた位置とは異なる角度位置に固定されることを防止する。その独特の連結システムは、本発明を２つ又は３つのブレードを有するディスクに同様に十分に適用し得るようである。

突出するボールは、寸法を有しており、前述した解放状態（図４）においてハブを回転軸に対して垂直に方向付けしたままにする静止面を規定するように分配される。実際には、ハブが、回転軸に対して過度に傾くようになることを防止し、回転解放時にシャフトを捕らえ、傾斜位置においてシャフト上で動かないままになることを防止することが望ましい。従って、ボール２２は、合計で３つ若しくはそれ以上であることが好ましく、回転軸の周りに角度的に均一なように分配され、全てのボールは、回転軸に垂直な静止面を規定するために表面１６ａに対して略同じ突出高さを有している。

ボール２２は、摩耗するとある程度容易に交換することができる。突出部２２を形成するためにボールを使用するという選択は好ましいが、本発明を実行する目的のために義務的な選択ではない。特に、本発明は、球状とは異なる形状を有する突出部を用いて、例えばハブ１６に固定される又はハブ１６と共に一部品として形成される突出ピンを用いて実行することができる。

別の実施形態では、突出部は、ここに示されている実施例とは実質的に反対である構成においてハブに代えてプレート１７によって備えられるようにすることができる。

本発明の別の可能な変形例によれば、本明細書ではボール２２によって表されている突出部は、回転軸に対して傾いている表面から構成することができ、例えば、プレート１７とハブ１６との間の界面に位置付けられ、それぞれの対応する表面との係合の結果として、ハブとプレートとの間の相対回転運動を回転軸ｘの方向に平行な又は一致する軸方向の相対分離運動に変換するように方向付けられた３つ若しくはそれ以上の鋸歯状表面から構成することができる。

本発明は、アセンブリの実施形態の実施例として見なされる本明細書に記載され図示された実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。しかしながら、本発明は、構造及び動作の詳細に加えて部品の形状及び配置に関して変更することができる。例えば、幾つかのベルビルばねを使用することは、回転シャフトからのブレードキャリアディスクの回転解放が好ましく起こるときに抵抗トルクのための閾値を校正することができるので有利である。本明細書に示されているばね１９に代えて他の弾性手段を使用することができる。

Claims (9)

1. 支持アームに沿って間隔をあけて配置されると共に歯車列によって回転駆動される、平行軸を備えた一列に並んだ回転草刈り機ディスクを有する多板式草刈り機のブレードキャリアディスク（１１）の支持及び駆動アセンブリであって、
   使用時に垂直である軸（ｘ）の周りに回転駆動されるシャフト（１０）と、
   前記ディスク（１１）に取付可能であると共に前記シャフト（１０）に取り付けられるハブ（１６）と、
   前記シャフト（１０）から前記ハブ（１６）に回転運動を伝達するための機械的接続手段と、
   を有し、
   前記機械的接続手段が、
   前記シャフト（１０）と回転連結され、前記ハブ（１６）に隣接して前記シャフトに沿って軸方向に滑動可能に取り付けられた部材（１７）と、
   前記シャフト（１０）に取り付けられ、前記部材（１７）を前記ハブ（１６）の方へ軸方向に付勢するための少なくとも１つの弾性手段（１９）と、
   前記ハブ（１６）と前記部材（１７）とにそれぞれ固定される第１及び第２の対応する相互作用面（interface surface）（２２、２４）であって、前記ハブ（１６）と前記部材（１７）との間の相対回転運動を前記回転軸（ｘ）の方向に平行な又は一致する軸方向における相対分離運動に変換するために前記回転軸に対して傾いている又は湾曲している第１及び第２の対応する相互作用面（２２、２４）と、
   を含み、
   前記アセンブリが、２つの別の動作状態、すなわち、
   前記第１及び第２の相互作用面が、前記シャフト（１０）から前記ハブ（１６）に回転運動を伝達するために軸方向に閉じて相互に回転係合する第１の正常動作状態と、
   前記ディスク（１１）の１つのブレードと外部物体との間の衝撃に続いて、前記第１の相互作用面が、対応する第２の相互作用面から解放され、軸方向に間隔をあけて配置され、対応する第２の相互作用面に対して角度的にオフセットされ、それによって、前記ブレードキャリアディスク（１１）と前記ハブ（１６）とが前記部材（１７）と前記シャフト（１０）とから回転解放される第２の状態と、をとることができる、
   ことを特徴とするアセンブリ。
2. 前記第１及び第２の相互作用面は、前記ハブ（１６）及び部材（１７）の一方によって備えられる複数の突出部（２２）と、前記ハブ（１６）及び部材（１７）の他方によって設けられた対応する複数の凹部（２４）とを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
3. 少なくとも３つの突出部（２２）と少なくとも３つの対応する凹部（２４）とを有し、
   前記突出部と前記凹部とは、回転軸（ｘ）の周りに角度的に均一に間隔をあけて配置されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアセンブリ。
4. 前記突出部（２２）は、前記回転軸（ｘ）に対して異なる半径方向距離に位置付けられ、
   前記凹部（２４）は、前記突出部（２２）の配置に一致した配置に従って異なる半径方向距離に位置付けられ、
   それによって、前記ハブ（１６）と前記部材（１７）との間の回転係合の単一角度位置が規定され、
   前記位置において、各突出部（２２）は、それぞれの凹部（２４）と軸方向に位置調整され、前記部材（１７）から前記ハブ（１６）に回転運動を伝達するために前記凹部（２４）内に収容される、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のアセンブリ。
5. 前記突出部（２２）は全て、前記回転軸に垂直な静止面を規定するために略等しい軸方向高さを有している、
   ことを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４に記載のアセンブリ。
6. 前記突出部（２２）はボールを含む、
   ことを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１項に記載のアセンブリ。
7. 前記ボール（２２）は、前記ハブ（１６）の平面（１６ａ）から軸方向に突出し、前記第１の正常動作状態において、前記ボール（２２）は、前記部材（１７）の平面（１７ａ）に設けられた球形部分として形作られる凹部（２４）内に部分的に収容される、
   ことを特徴とする請求項６に記載のアセンブリ。
8. 前記ボール（２２）は、半球の球面を超える球面を有する球形部分として形作られる前記ハブの凹部（２３）内に固定される、
   ことを特徴とする請求項７に記載のアセンブリ。
9. 前記部材（１７）は、軸方向にスプラインを有する中央開口部（１８）を有するディスク状のプレートであり、前記部材（１７）は、前記シャフト（１０）の軸方向にスプラインを有する部分に滑動可能に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。

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