JP2018001504A - チェーンソー - Google Patents

Abstract

【課題】部品の寸法精度を高くすることによる製造コストの上昇を抑えつつ、チェーンソーでの異音及び振動の発生を抑制する。【解決手段】チェーンソー１０は、本体ケーシング１１内に収容され、モータ軸２１を回転させる電動モータ２０と、モータ軸２１に嵌合固定された円板部２３ｂ，２４ａを有した回転体２２と、モータ軸２１の先端部にて回転体２２を抜け止めするストッパ２６と、回転体２２とストッパ２６との間に介装され、回転体２２の軸方向の移動を規制する弾性体２７とを設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、木材等を切断するチェーンソーに関し、特に電動モータのモータ軸にブレーキドラム等の回転体を嵌合固定したチェーンソーに関する。

木材等を切断するチェーンソーは、駆動源にエンジンまたは電動モータが採用されており、駆動源に電動モータを採用したチェーンソーは駆動源にエンジンを採用したときと比して低騒音となっている。特許文献１には電動モータを採用したチェーンソーが開示されており、このチェーンソーは本体ケーシング内に設けた電動モータの駆動により回転する駆動軸にスプロケットとブレーキドラムが嵌合固定され、スプロケット及びブレーキドラムは電動モータの駆動によって回転する。本体ケーシングの側面前部にはスプロケットの前側にガイドバーが設けられており、スプロケットとガイドバーとの間にはソーチェーンが張設されている。また、ブレーキドラムの外周部にはブレーキバンドが係合可能に設けられており、本体ケーシングの前部に設けたハンドガードを傾倒させることで、ブレーキバンドはブレーキドラムの外周部に摩擦係合する。

このようなチェーンソーにおいては、電動モータの駆動によって駆動軸を回転させると、スプロケットとブレーキドラムが回転し、ソーチェーンがガイドバーの外周部に沿って回転する。また、キックバックによってハンドガードが傾倒されたときや、作業者がハンドガードを傾倒させたときには、ブレーキバンドがブレーキドラムの外周部に摩擦係合して、駆動軸とともにソーチェーンの回転が停止する。

特開２０１５−１４００１４号公報

上記の特許文献１のチェーンソーは、駆動源に電動モータを採用したことでエンジンを採用したときよりも低騒音とすることができたものの、電動モータのモータ軸から歯車対等の動力伝達機構によって駆動軸に動力伝達する際の作動音が発生していた。この動力伝達機構の作動音を低減させるには、例えば電動モータのモータ軸にブレーキドラム及びスプロケットを嵌合固定すれば、動力伝達機構による作動音をなくすことができ、さらに低騒音化を達成することができる。電動モータのモータ軸にブレーキドラム及びスプロケットを嵌合固定することにより、チェーンソーの低騒音化をさらに実現できたものの、出願人はチェーンソーの使用時に新たな異音に気付くようになった。電動モータの駆動によってスプロケットを回転させ、ソーチェーンをガイドバーの外周部に沿って回転させているときに、チェーンソーを横方向に傾けると、モータ軸に嵌合固定したブレーキドラムから異音が発生していた。

この現象を解析すると、ブレーキドラムがモータ軸に対して軸方向に僅かに移動可能な状態（所謂遊びがある状態）で、ブレーキドラムのモータ軸に嵌合固定する部分に寸法公差によってモータ軸との間で径方向に僅かなクリアランスが生じていることに起因していることを知得した。具体的には、ブレーキドラムが遠心力によってモータ軸に直交する状態で回転しようとするものの、ブレーキドラムがモータ軸に対して軸方向に移動可能な状態と径方向の僅かなクリアランスとにより、ブレーキドラムがチェーンソーを傾けたときの傾きに追従しきれずに、ブレーキドラムがモータ軸に対して一時的に斜めに回転するようになり、ブレーキドラムから異音と振動が生じていた。ブレーキドラムの寸法精度をさらに高くして寸法公差をなくすことができれば、上記の異音と振動の問題を発生させないようにすることができるものの、ブレーキドラムの寸法精度をさらに高くするには製造コストが著しく高くなる問題があった。本発明は、部品の寸法精度を高くすることによる製造コストの上昇を抑えつつ、チェーンソーでの異音及び振動の発生を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、本体ケーシング内に収容され、モータ軸を回転させる電動モータと、モータ軸に嵌合固定された円板部を有した回転体と、モータ軸の先端部にて回転体を抜け止めするストッパと、回転体とストッパとの間に介装され、回転体の軸方向の移動を規制する弾性体とを設けたことを特徴するチェーンソーを提供するものである。

上記のように構成したチェーンソーにおいては、回転体のモータ軸に嵌合する部分は部品の寸法公差によってモータ軸との間で径方向に僅かなクリアランスが生じる場合がある。電動モータの駆動時にチェーンソーを横方向に傾けたときに、モータ軸とともに回転する回転体が径方向の僅かなクリアランスによって径方向と軸方向との両方で斜めに傾こうとするが、回転体とストッパとの間には回転体の軸方向の移動を規制する弾性体が設けられているので、回転体はモータ軸に対して斜めに傾かないようになり、チェーンソーを横方向に傾けても、回転体から異音及び振動が生じないようになった。

上記のように構成したチェーンソーの一実施形態として、回転体はモータ軸に嵌合固定したブレーキドラムであり、ブレーキドラムとストッパとの間にはスプロケットが設けられ、ストッパはスプロケットを介してブレーキドラムをモータ軸から抜け止めし、弾性体はブレーキドラムとスプロケットの間に狭持された状態で、スプロケットを介してブレーキドラムとストッパとの間に介装されたものに適用されるものである。このチェーンソーの一実施形態においては、弾性体はモータ軸が挿通される環形状をし、ブレーキドラムまたはスプロケットには弾性体を収容する環状溝を形成するが好ましく、このようにしたときには、ブレーキドラムまたはスプロケットとの間に弾性体を装着しやすくできた。

本発明のチェーンソーの一実施形態の斜視図である。 図１の側面図である。 Ａ−Ａ断面図である。 スプロケットカバーとガイドバーとソーチェーンを外した前部拡大側面図である。

以下、本発明のチェーンソーの一実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２に示したように、チェーンソー１０は本体ケーシング１１を備え、本体ケーシング１１の後部にはリアハンドル１２が設けられ、本体ケーシング１１の前部にはフロントハンドル（サイドハンドルともいう）１３が設けられている。リアハンドル１２にはトリガスイッチ１４が設けられており、トリガスイッチ１４の操作によって後述する電動モータ２０が作動する。また、本体ケーシング１１の前部にはフロントハンドル１３の前側にハンドガード１５が水平軸線回りに傾倒可能に設けられている。ハンドガード１５は木の枝や切断物が作業者の手に当たらないように保護する機能を有しているとともに、本体ケーシング１１の前部が上方に跳ね上がった際には、ハンドガード１５が作業者の手に当たって前方に傾くことで、後述する電動モータ２０のモータ軸２１の回転を停止させて、ソーチェーン２９のガイドバー２８の外周部に沿った回転を停止させる。

図２及び図３に示したように、本体ケーシング１１内の前部には電動モータ２０が収容されている。電動モータ２０はモータ軸２１を回転させるものであり、モータ軸２１の回転によってソーチェーン２９を回転させる駆動源となっている。図３に示したように、電動モータ２０のモータ軸２１は本体ケーシング１１の前部にて左右方向に延びており、モータ軸２１の先端部は本体ケーシング１１の右側面前部から右側に突出している。モータ軸２１の先端部（右端に配置された部分）には径方向の互いに向き合う両側を面取りした面取り部２１ａが形成されており、モータ軸２１の面取り部２１ａにはブレーキドラム（回転体）２２とスプロケット２５が嵌合固定されている。図３及び図４に示したように、モータ軸２１の先端には環状溝２１ｂが形成されており、環状溝２１ｂにはストッパ２６が係合して取り付けられている。

図３に示したように、ブレーキドラム２２はモータ軸２１に嵌合固定された略筒形をした取付基部２３と、取付基部２３に固定したドラム本体２４とを備えている。取付基部２３は円柱形をした円柱部２３ａと、円柱部２３ａの先端にフランジよりなる円板部２３ｂとを備え、円柱部２３ａと円板部２３ｂにはモータ軸２１の面取り部２１ａと嵌合する嵌合孔２３ｃが形成されている。ドラム本体２４は円板部２４ａと、円板部２４ａの周縁に一体的に形成された筒部２４ｂとを備え、円板部２４ａが取付基部２３に固着されている。ドラム本体２４の筒部２４ｂの外周面にはブレーキバンド（図示省略）が係合可能に設けられており、上述したハンドガード１５を傾倒させたときに、ブレーキバンドがドラム本体２４の筒部２４ｂに摩擦係合する。

ブレーキドラム２２の円板部２３ｂには右側に配置された面に環状溝（環状凹部）２３ｄが形成されており、環状溝２３ｄには環形状をした弾性のゴム材を用いたＯリング（弾性体）２７が介装されている。Ｏリング２７は環状溝２３ｄの深さより厚く（高く）設定されており、Ｏリング２７の中央の孔にモータ軸２１が挿通されている。Ｏリング２７はブレーキドラム２２とスプロケット２５との間に介装されていて、ブレーキドラム２２及びスプロケット２５をモータ軸２１の軸方向へ移動するのを規制している。すなわち、Ｏリング２７は、ブレーキドラム２２をモータ軸２１の面取り部２１ａより基端側（電動モータ２０側）の面取りのない部分に付勢しつつ、スプロケット２５をストッパ２６に付勢し、ブレーキドラム２２及びスプロケット２５を軸方向に移動できないように規制している。

本体ケーシング１１の右側面前部にはスプロケット２５の前側に薄板状のガイドバー２８が取り付けられており、スプロケット２５とガイドバー２８の外周部との間にはソーチェーン２９が張設されている。電動モータ２０の駆動によりスプロケット２５を回転させると、ソーチェーン２９がガイドバー２８の外周部に沿って回転する。本体ケーシング１１の右側面前部にはスプロケットカバー１６が着脱可能に設けられており、スプロケットカバー１６はスプロケット２５とガイドバー２８の後部を覆っている。本体ケーシング１１の前後方向の中間部の左右両側面にはバッテリパック１７が着脱可能に設けられており、バッテリパック１７は電動モータ２０の電源となっている。

上記のように構成したチェーンソー１０を使用するときには、作業者が一方の手でリアハンドル１２を把持し、他方の手でフロントハンドル１３を把持し、一方の手でリアハンドル１２に設けたトリガスイッチ１４を操作して電動モータ２０を作動させる。トリガスイッチ１４の操作により、電動モータ２０のモータ軸２１を回転させると、モータ軸２１に嵌合固定したブレーキドラム２２とスプロケット２５が回転し、ソーチェーン２９はスプロケット２５の回転によってガイドバー２８の外周部に沿って回転する。作業者がガイドバー２８の外周部に沿って回転するソーチェーン２９を木材等の被切断物に押しつけると、木材等の被切断物は回転するソーチェーン２９によって切断される。

また、チェーンソー１０の使用中に、キックバックにより本体ケーシング１１の前部が上方に跳ね上がった際には、ハンドガード１５が作業者の手に当たって前方に傾くことで、ブレーキバンドがブレーキドラム２２の外周面に摩擦係合して、モータ軸２１がブレーキドラム２２とともに回転停止し、ソーチェーン２９はガイドバー２８の外周部で回転停止する。

上記のように構成したチェーンソー１０は、本体ケーシング１１内に収容され、モータ軸２１を回転させる電動モータ２０と、モータ軸２１に嵌合固定された円板部２３ｂ、２４ａを有したブレーキドラム２２よりなる回転体と、モータ軸２１の先端部にてブレーキドラム２２よりなる回転体を抜け止めするストッパ２６と、ブレーキドラム２２よりなる回転体とストッパ２６との間に介装され、ブレーキドラム２２よりなる回転体の軸方向の移動を規制する弾性体としてＯリング２７とを設けた。具体的には、チェーンソー１０は、本体ケーシング１１内に収容され、モータ軸２１を回転させる電動モータ２０と、モータ軸２１に嵌合固定されたブレーキドラム２２と、モータ軸２１の先端部にてスプロケット２５を介してブレーキドラム２２を抜け止めするストッパ２６と、ブレーキドラム２２とスプロケット２５との間で狭持された状態で、スプロケット２５を介してブレーキドラム２２とストッパ２６との間に介装され、ブレーキドラム２２の軸方向の移動を規制するＯリングよりなる弾性体を設けた。

このように構成したチェーンソー１０においては、ブレーキドラム（回転体）２２のモータ軸２１に嵌合する部分は部品の寸法公差によってモータ軸２１との間で径方向に僅かなクリアランスが生じる場合がある。電動モータ２０の駆動時にチェーンソー１０を横方向に傾けたときと戻したとき（ガイドバー２８の厚み方向が左右方向になった状態から上下方向になる状態に傾けたときと戻したとき）に、ブレーキドラム２２がモータ軸２１に移動可能となっている（ブレーキドラム２２がモータ軸２１に軸方向に僅かな遊びがある）と、モータ軸２１とともに回転するブレーキドラム２２が径方向の僅かなクリアランスと軸方向の遊びによって斜めに傾こうとする。このチェーンソー１０では、ブレーキドラム２２とストッパ２６との間にはスプロケット２５を介してブレーキドラム２２の軸方向の移動を規制するＯリング（弾性体）２７が設けられている。これにより、ブレーキドラム２２はモータ軸２１の軸方向に移動しないので、モータ軸２１に対して斜めに傾かないようになり、チェーンソー１０を横方向に傾けても、ブレーキドラム２２から異音及び振動が生じないようになった。このように、ブレーキドラム２２の嵌合孔２３ｃの寸法精度を高くすることなく、ブレーキドラム２２からの異音及び振動を安価なＯリング２７によって生じないようにすることができたので、チェーンソー１０の製造コストを著しく高くすることなく、チェーンソー１０の異音及び振動の発生を抑制することができた。また、Ｏリング２７をモータ軸２１に挿通した状態で、ブレーキドラム２２に形成した環状溝２３ｄに介装したので、ブレーキドラム２２にＯリング２７を装着しやすくできた。

上記の実施形態のチェーンソーはいわゆるリアハンドル１２とフロントハンドル（サイドハンドルともいう）１３とを備えたリアハンドル型のチェーンソーであるが、本発明はこのリアハンドル型のチェーンソーに限られるものでなく、本体ケーシングの上部に設けたトップハンドルとフロントハンドル（サイドハンドルともいう）とを備えたトップハンドル型のチェーンソーにも適用されるものである。

上記の実施形態においては、回転体としてモータ軸２１に嵌合固定したブレーキドラム２２を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、電動モータ２０のモータ軸２１に例えば回転速度を安定させるフライホイール等の他の回転体を設けたときにも上述した作用効果を得ることができる。

上記の実施形態においては、弾性体にはＯリング２７を採用したが、本発明はこれに限られるものでなく、弾性体にはコイルスプリングを採用して、ブレーキドラム（回転体）２２を軸方向に移動を規制するようにしたものであってもよい。この場合には、コイルスプリングをブレーキドラム（回転体）２２とスプロケット２５との間で狭持した状態で、スプロケット２５を介してブレーキドラム（回転体）２２とストッパ２６との間に介装して、コイルスプリングによりブレーキドラム（回転体）２２をモータ軸２１の面取り部２１ａより基端側の面取りのない部分に付勢しつつ、スプロケット２５をストッパ２６に対して付勢し、ブレーキドラム２２及びスプロケット２５を軸方向に移動できないように規制する。

１０…チェーンソー、１１…本体ケーシング、２０…電動モータ、２１…モータ軸、２２…回転体（ブレーキドラム）、２３ｂ，２４ａ…円板部、２３ｄ…環状溝、２６…ストッパ、２７…弾性体（Ｏリング）。

Claims (3)

1. 前記本体ケーシング内に収容され、モータ軸を回転させる電動モータと、
   前記モータ軸に嵌合固定された円板部を有した回転体と、
   前記モータ軸の先端部にて前記回転体を抜け止めするストッパと、
   前記回転体と前記ストッパとの間に介装され、前記回転体の軸方向の移動を規制する弾性体とを設けたことを特徴するチェーンソー。
2. 請求項１に記載のチェーンソーにおいて、
   前記回転体は前記モータ軸に嵌合固定したブレーキドラムであり、
   前記ブレーキドラムと前記ストッパとの間にはスプロケットが設けられ、
   前記ストッパは前記スプロケットを介して前記ブレーキドラムを前記モータ軸から抜け止めし、
   前記弾性体は前記ブレーキドラムと前記スプロケットとの間に狭持された状態で、前記スプロケットを介して前記ブレーキドラムと前記ストッパとの間に介装されたことを特徴とするチェーンソー。
3. 請求項２に記載のチェーンソーにおいて、
   前記弾性体は前記モータ軸が挿通される環形状をし、
   前記ブレーキドラムまたは前記スプロケットには前記弾性体を収容する環状溝を形成したことを特徴とするチェーンソー。

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