JP2020104292A - ソーチェーンのガイドバー及び作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】ソーチェーンによる潤滑油の運搬効率を向上させ、且つ、潤滑油の無駄遣いを防止し得る、ソーチェーンのガイドバーを提供する。【解決手段】第一のリンク部材１３と第二のリンク部材１４，１５とを有する無端状のソーチェーン４の摺走を案内するガイドバー３であって、第一のリンク部材１３が摺走するガイド溝１７と、第二のリンク部材１４，１５が摺走するガイド面１８，１８と、を備え、ガイド溝１７の底部２５が、潤滑油搬送必要領域の全体に亘って第一のリンク部材１３の最深部１３ａよりも軟質の材料で形成されることにより、第一のリンク部材１３の最深部１３ａとガイド溝１７の底部２５とが潤滑油搬送必要領域の全体に亘って常に接する状態が維持される構成とする。【選択図】図２

Description

本発明は、チェーンソーやルートカッター（根切り用チェーンソー）等の、ガイドバーによってソーチェーンの走行を案内する機構を有する作業機に関するものである。本発明はまた、前記作業機を構成するガイドバーに関するものである。

作業機の一種として、チェーンソーやルートカッター等、鋼製のガイドバーによって鋼製のソーチェーンの走行を案内する機構を有する作業機が知られている。ソーチェーンは、特許文献１の０００２段落及び図８に記載されているように、ドライブリンク、サイドリンク及びカッターリンクがそれぞれ所定の規則性をもって配置され、これらのリンクがリベットによって相対回動自在に無端状に連結されたものである。

また、ガイドバーは、作業機の機体から前方へ延びる板状のものであり、同じく特許文献１の０００２段落及び図８に記載されているように、外周縁における板厚方向の中央部に周方向に延びるガイド溝を有し、このガイド溝の左右両側にガイド面を有する。機体に搭載された原動機がソーチェーンを駆動することにより、ソーチェーンのドライブリンクがガイドバーのガイド溝内を摺走するとともに、サイドリンク及びカッターリンクがガイドバーの外周縁のガイド面上を摺走する。

前記作業機においては、ガイドバーとソーチェーンが激しく擦れ合うため、作業中は常にガイドバーとソーチェーンとに適量の潤滑油を供給することが不可欠である。そこで、機体に搭載した潤滑油タンク内の潤滑油を、ガイド溝に連通するガイドバーの給油孔に、作業中は常時供給するようになっている。給油孔はガイドバーの基端部側に配設され、潤滑油は、ガイドバーの給油孔からガイド溝に入り、ドライブリンクによってガイド溝内を運搬され、ソーチェーン自体及びソーチェーンとガイドバーとの摺接部分を潤滑させる。

ところで、ガイドバーのガイド面は、ソーチェーンのサイドリンク及びカッターリンクとの大きな摩擦により摩耗し易い。ガイドバーのガイド面が摩耗すると、ドライブリンクの最深部がガイド溝の底部に触れてしまうので、これを避けるために、従来、ガイド溝の深さが、ガイド面の摩耗見込量だけ予め深めに設定されていた（特許文献１の図１や特許文献２の図７等を参照）。このため、ガイド面の摩耗がないかあるいは少ないうちは、ドライブリンクの最深部とガイド溝の底部との間に隙間が存在していた。

特開２０１４−２１０３６５号公報 特公平５−３５０４１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、前記隙間によって、ドライブリンクによる潤滑油の運搬が非効率となっていた。すなわち、ドライブリンクが潤滑油をソーチェーンの摺走方向の前方へ運ぼうとしても、潤滑油の一部が前記隙間にとどまってしまうので、潤滑油がガイド溝の全領域に行き亘り難いという問題があった。この問題は、特に、ガイドバーの先端を上向きにして鋸断作業を行う場合に顕著であった。

潤滑油の運搬不良への対応策として、ガイド溝への潤滑油の供給量自体を増大させることでガイドバーとソーチェーンとの間の摩耗や発熱を抑制することが行われているが、ガイド溝に供給される潤滑油の中で潤滑に関与することなく漏れ落ちてしまう部分が多いので、潤滑油の無駄遣いとなり不経済である。潤滑油の無駄遣いは、作業中に携行すべき潤滑油量の増大化をもたらすので、潤滑油タンクの大型化にもつながり、作業機の大型化及び重量化にもつながるという欠点がある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたもので、ソーチェーンによる潤滑油の運搬効率を向上させ、且つ、潤滑油の無駄遣いを防止し得る、ソーチェーンのガイドバーを提供しようとするものである。

本発明はまた、前記ガイドバーを有する作業機を提供しようとするものである。

前記課題を解決するため、請求項１の本発明に係るソーチェーンのガイドバーは、第一のリンク部材と第二のリンク部材とを有する無端状のソーチェーンの摺走を案内するガイドバーであって、前記第一のリンク部材が摺走するガイド溝と、前記第二のリンク部材が摺走するガイド面と、を備え、前記ガイド溝の底部が、前記ガイド溝の延び方向において前記第一のリンク部材の最深部よりも軟質の材料で形成されることにより、前記第一のリンク部材の前記最深部と前記ガイド溝の前記底部とが前記ガイド溝の延び方向において常に接する状態が維持される構成としたことを特徴とする。

請求項２の本発明に係るソーチェーンのガイドバーは、請求項１のものにおいて、前記ガイドバーは、前記ガイド溝より深い深溝部を備え、該深溝部内に充填された前記軟質の材料によって前記ガイド溝の前記底部が形成されることを特徴とする。

請求項３の本発明に係るソーチェーンのガイドバーは、請求項１のものにおいて、中板と、該中板の両側に配設される側板とで前記ガイドバーが構成され、前記側板の内面と前記中板の外周端面とによって前記ガイド溝が形成され、前記ガイド溝の底部を含む前記中板の一部が前記軟質の材料で形成されていることを特徴とする。

請求項４の本発明に係るソーチェーンのガイドバーは、請求項１のものにおいて、中板と、該中板の両側に配設される側板とで前記ガイドバーが構成され、前記側板の内面と前記中板の外周端面とによって前記ガイド溝が形成され、前記中板の全体が前記軟質の材料で形成されていることを特徴とする。

請求項５の本発明に係るソーチェーンのガイドバーは、請求項１乃至４のいずれかのものにおいて、前記軟質の材料が合成樹脂であることを特徴とする。

請求項６の本発明に係るソーチェーンのガイドバーは、請求項３，４又は５のものにおいて、前記中板が前記側板よりも軽量な材料で形成されていることを特徴とする。

請求項７の本発明に係る作業機は、請求項１乃至６のいずれかに記載のガイドバーと、該ガイドバーによって案内されるソーチェーンと、該ソーチェーンを駆動する原動機と、前記ガイド溝に供給するための潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、を備えることを特徴とする。

請求項１の本発明によれば、第一のリンク部材の最深部とガイド溝の底部とがガイド溝の延び方向において常に接する状態が維持されるので、第一のリンク部材がガイド溝内を摺走することにより、ガイド溝の延び方向へと潤滑油が効率的に搬送される。このため、最小限の潤滑油量でガイド溝の延び方向へと潤滑油を行き亘らせることができ、潤滑油の無駄遣いも防止される。第二のリンク部材との摩擦によりガイド面が摩耗すると、第一のリンク部材の最深部がガイド溝の深さ方向へと下降する。ここで、本発明では、ガイド溝の底部がガイド溝の延び方向において第一のリンク部材の最深部よりも軟質の材料で形成されるので、第一のリンク部材の最深部によってガイド溝の底部が削られ、第一のリンク部材の最深部とガイド溝の底部との接触がガイド溝の延び方向において常に維持される。このため、ガイド溝内での潤滑油の搬送効率が常に高レベルに維持され、潤滑油の無駄遣いの防止効果も維持される。

請求項２，３又は４の本発明は、ガイド溝の形成態様について種々の例を示したものである。

請求項５の本発明によれば、軟質の材料が合成樹脂であるので、コスト上有利であるほか、ガイドバーの軽量化にも貢献できる。

請求項６の本発明によれば、中板が側板よりも軽量な材料で形成されているので、ガイドバー全体としての軽量化に貢献できる。

請求項７の本発明によれば、請求項１乃至６の本発明による作用効果が奏される。

本発明の実施の一形態に係る作業機としてのチェーンソーの右側面図である。 図１のチェーンソーのソーチェーンとガイドバーの、一部切欠き拡大側面図である。 図２のＩＩＩ―ＩＩＩ矢視断面図である。 （ａ），（ｂ）は、図３とは別の態様のガイドバーの断面図である。 図２とは別の態様のガイドバーの先端部側の内部を開示した側面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態に係る作業機としてのチェーンソーの全体構成について説明する。図１のチェーンソー１は、機体２の右側面から前方へと延びるガイドバー３と、ガイドバー３の外周に沿って高速走行する無端のソーチェーン４と、を備える。ソーチェーン４は、機体２に動力源として搭載される内燃エンジンや電動モータ等の原動機５によって走行駆動される。ソーチェーン４は、ガイドバー３に案内されながらガイドバー３の外周に沿って図１の矢印方向に摺走し、樹木の幹や根等の対象物を鋸断する。

機体２には前ハンドル８と後ハンドル９とが配設されている。作業者は通常、前ハンドル８を左手、後ハンドル９を右手で握って機体２を保持し、後ハンドル９のグリップ部１０の前部下面に配設されたスロットルトリガ１１によって原動機５の出力を制御し、ソーチェーン４の走行速度を制御する。

機体２の前部には潤滑油タンク１２が配設されている。潤滑油タンク１２内の潤滑油は、ソーチェーン４の走行駆動時には常時、機体２に搭載される図示しない給油ポンプでガイドバー３へと送出される。これにより、ソーチェーン４自体及びソーチェーン４とガイドバー３との摺接部分が潤滑され、ガイドバー３及びソーチェーン４の摩耗やそれらの接触による発熱等が抑制される。

図２に示すように、ソーチェーン４は、複数の鋼製板状のドライブリンク１３が長尺状に配列され、ドライブリンク１３の左右の両側に複数の鋼製板状のサイドリンク１４とカッターリンク１５がそれぞれ所定の規則性をもって配置されている。カッターリンク１５は、ドライブリンク１３の左側に配置される左側カッターリンク１５ａと、右側に配置される右側カッターリンク１５ｂとで構成され、両者は対称形状をなし、対向することなく交互に配置されている。そして、ドライブリンク１３、サイドリンク１４及びカッターリンク１５がリベット１６によって相対回動自在に無端状に連結されることにより、ループ状のソーチェーン４が形成される。

ガイドバー３は、機体２から前方へ延びる板状のものであり、図３に示すように、外周縁における板厚方向の中央部に周方向に延びるガイド溝１７を有し、このガイド溝１７の左右両側にガイド面１８，１８を有する。原動機５がソーチェーン４を駆動することにより、ソーチェーン４の第一のリンク部材としてのドライブリンク１３がガイドバー３のガイド溝１７内を摺走するとともに、第二のリンク部材としてのサイドリンク１４及びカッターリンク１５がガイドバー３の外周縁のガイド面１８，１８上を摺走する。

図２に示すように、ガイドバー３の基端部３ａ側には、ガイドバー３を機体２に対して前後位置調整可能に取り付けるための取付用長孔１９が、ガイドバー３の長さ方向に延びるように形成されている。図１に示すように、機体２に配設されるスタッドボルト２０と、ガイドバー押さえ部材を兼ねるサイドカバー２１と、スタッドボルト２０にねじ結合するナット２２とにより、サイドカバー２１と機体２とでガイドバー３の基端部３ａを挟持して固定する。

図２に示すように、ガイドバー３の機体２への取付状態において、ガイドバー３の後方に隣接して位置するスプロケット２３に、ソーチェーン４の後端部側が巻き掛けられている。機体２に取着されたスプロケット２３が原動機５で回転駆動されることで、ソーチェーン４がガイドバー３の外周に沿って摺走する。

ガイドバー３の基端部３ａには、ガイド溝１７に連通する給油孔２４が設けられている。鋸断作業中は常時、潤滑油タンク１２内の潤滑油が給油孔２４を介してガイド溝１７へと供給される。ガイド溝１７に供給された潤滑油は、ソーチェーン４によってガイド溝１７の全領域へと運ばれ、ソーチェーン４自体及びソーチェーン４とガイドバー３との摺接部分を潤滑させる。

図２と図３とを参照して、ガイドバー３のガイド溝１７の底部２５は、ガイド溝１７の延び方向において、第一のリンク部材としてのドライブリンク１３の最深部１３ａよりも軟質の材料で形成される。そして、ドライブリンク１３の最深部１３ａとガイド溝１７の底部２５とがガイド溝１７の延び方向において常に接する状態が維持される。ドライブリンクは通常、鋼製であるので、それよりも軟質の材料として、ガイド溝１７の底部２５は、例えばアルミニウム、ニッケル、亜鉛、それらの合金等の非鉄金属材料や、合成樹脂で形成される。合成樹脂としては耐熱性及び耐油性に優れたものが好ましい。合成樹脂を用いれば、コスト上も有利であり、また、ガイドバー３の軽量化にも貢献できるので好適である。

前記構成によれば、ドライブリンク１３の最深部１３ａとガイド溝１７の底部２５とがガイド溝１７の延び方向において接しているので、ドライブリンク１３がガイド溝１７内を摺走することにより、ガイド溝１７の延び方向へと潤滑油が効率的に搬送される。このため、最小限の潤滑油量でガイド溝１７の延び方向へと潤滑油を行き亘らせることができ、潤滑油の無駄遣いも防止される。よって、機体２に搭載する潤滑油タンク１２も小容量のもので足り、チェーンソー１の小型化及び軽量化にも貢献できる。

ソーチェーン４の第二のリンク部材としてのサイドリンク１４及びカッターリンク１５との摩擦によりガイドバー３の左右のガイド面１８，１８が摩耗すると、ドライブリンク１３の最深部１３ａがガイド溝１７の深さ方向へと下降する。ここで、本実施の形態では、ガイド溝１７の底部２５が、ガイド溝１７の延び方向においてドライブリンク１３の最深部１３ａよりも軟質の材料で形成されるので、ドライブリンク１３の最深部１３ａによってガイド溝１７の底部２５が削られ、ドライブリンク１３の最深部１３ａとガイド溝１７の底部２５との接触が常に維持される。このため、ガイド溝１７内での潤滑油の搬送効率が常に高レベルに維持され、潤滑油の無駄遣いの防止効果も維持される。

なお、ガイド溝１７の底部２５における前記軟質の材料の厚みは、最小で、サイドリンク１４及びカッターリンク１５との摩擦によるガイドバー３のガイド面１８，１８の摩耗見込量（摩耗許容量）に相当する厚みだけあれば足りる。

また、ガイド溝１７の底部２５は、必ずしも製造当初からドライブリンク１３の最深部１３ａと接する状態に形成する必要はなく、ドライブリンク１３の最深部１３ａと接する状態よりも浅く形成してあってもよい。ガイドバー３に沿ってソーチェーン４を摺走させることで、ドライブリンク１３によってガイド溝１７の余分な底部が削られ、結果としてドライブリンク１３の最深部１３ａと接する状態が得られるからである。よって、製造時にガイド溝１７の底部２５の深さ位置に神経をとがらせる必要がなく、製造も容易となる。

ガイド溝１７の底部２５の形成態様について例示すると、図３及び図４（ａ）に示すように、ガイド溝１７より深い深溝部２６を設け、この深溝部２６内に前記軟質の材料を充填することによってガイド溝１７の底部２５が形成されるようにすることができる。

図３の例は、中板２７と、この中板２７の左右両側に配設される側板２８，２８とでガイドバー３が構成され、中板２７の端面２７ａと側板２８，２８の内面とで深溝部２６が形成され、この深溝部２６内に軟質の材料が充填された態様である。図３のものは、中板２７と側板２８，２８とを一体化させて深溝部２６を有するガイドバー３を形成し、深溝部２６内に前記軟質の材料を充填することによって製造することができる。軟質の材料の充填は、軟質の材料で形成した帯状部材を深溝部２６の底面（中板２７の端面２７ａ）に嵌合して接着することで行うことができるほか、射出成型法によって行うこともできる。

図３の例は、深溝部２６内に充填される軟質の材料も含めて中板２９と捉えることもできる。この場合には、図３のガイドバー３は、中板２９と、この中板２９の両側に配設される側板２８，２８とで構成され、側板２８，２８の内面と中板２９の外周端面とによってガイド溝１７が形成され、ガイド溝１７の底部２５を含む中板２９の一部が軟質の材料で形成されることになる。

図４（ａ）の例は、一枚板でガイドバー３が形成され、このガイドバー３の外周端面に切削加工等によって深溝部２６が形成され、この深溝部２６内に軟質の材料が充填された態様である。図４（ａ）のものも、図３のものと同様に、軟質の材料の充填は、軟質の材料からなる帯状部材を深溝部２６の底面に接着することで行うことができるほか、射出成型法によって行うこともできる。

ガイド溝１７の底部２５の形成態様の別例として、図４（ｂ）に示すように、中板３０と、この中板３０の両側に配設される側板２８，２８とでガイドバー３が構成され、側板２８，２８の内面と中板３０の外周端面３０ａとによってガイド溝１７が形成され、中板３０の全体が、ドライブリンク１３の最深部１３ａよりも軟質の材料で形成されるものとすることもできる。図４（ｂ）のガイドバー３は、非鉄金属材料や合成樹脂を用いて予め中板３０を形成し、中板３０の両側に側板２８，２８を固着することによって製造することができる。

また、図４（ｂ）のガイドバー３の他の製造方法として、側板２８，２８を射出成型用のキャビティ形成材として利用し、中板３０を合成樹脂による射出成型法で製造することもできる。すなわち、成型用材料供給口２８ａを有する二枚の鋼製の側板２８，２８を製造し、これらの側板２８，２８を相互間に中板３０形成用のキャビティを持たせて位置決めし、このキャビティ内に成型用材料供給口２８ａから中板成型用の合成樹脂を充填する。これにより、充填された合成樹脂が中板３０となるとともに、合成樹脂によって側板２８，２８と中板３０とが接合される。この方法によれば、成型用材料供給口２８ａに充満する合成樹脂によって側板２８，２８の一部が構成される。このため、側板２８，２８における成型用材料供給口２８ａの合計面積を、側板２８，２８の必要強度が保持される範囲で大きく設定することにより、側板２８，２８の軽量化、ひいてはガイドバー３及びチェーンソー１の軽量化にも貢献できる。

さらに、図３及び図４（ｂ）のものにおいては、中板２７，３０を側板２８，２８よりも軽量な材料で形成することで、ガイドバー３及びチェーンソー１の軽量化に一層大きく貢献できる。

図２のガイドバー３は、側面視で半円状の先端部３ｂにおけるガイド溝１７の半円状に延びる底部２５ａを備え、この底部２５ａも、ドライブリンク１３の最深部１３ａより軟質の材料で形成された例である。これに対し、図５の態様のガイドバー３１も本発明の範囲内である。

図５のガイドバー３１は、側面視で半円状の先端部３１ｂ内に回転自由なスプロケット３２が配設された公知の構成のものであり、このスプロケット３２にソーチェーン４が巻き掛けられる。よって、スプロケット３２の配設領域にはガイド溝１７の底部２５が存在しない。そこで、ガイドバー３１の先端部３１ｂ以外の、ガイド溝１７の底部２５が存在する領域をドライブリンク１３の最深部１３ａよりも軟質の材料で形成し、ドライブリンク１３の最深部１３ａとガイド溝１７の底部２５とが常に接する状態が維持される構成とされている。図５のものにおけるガイド溝１７の形成態様は、図３及び図４の例と同様である。

なお、本発明において、ドライブリンク１３よりも軟質の材料で形成することによりドライブリンク１３の最深部１３ａと常に接する状態が維持されるべきガイド溝１７の底部２５の範囲は、ガイド溝１７の延び方向の全領域とするのが最も好ましいが、その内の一部において非接触の領域があっても、全体として潤滑油の搬送効率が従来のものより向上していれば、本発明に含まれる。すなわち、ドライブリンク１３の最深部１３ａと常に接する状態が維持されるべきガイド溝１７の底部２５の範囲は、ガイド溝１７の延び方向において、潤滑油搬送効率向上に有効な範囲であれば足りる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

３ ガイドバー
４ ソーチェーン
５ 原動機
１２ 潤滑油タンク
１３ ドライブリンク（第一のリンク部材）
１３ａ ドライブリンクの最深部
１４ サイドリンク（第二のリンク部材）
１５ カッターリンク（第二のリンク部材）
１７ ガイド溝
１８ ガイド面
２５ ガイド溝の底部
２６ 深溝部
２７，２９，３０ 中板
２８ 側板

Claims (7)

1. 第一のリンク部材と第二のリンク部材とを有する無端状のソーチェーンの摺走を案内するガイドバーであって、前記第一のリンク部材が摺走するガイド溝と、前記第二のリンク部材が摺走するガイド面と、を備え、前記ガイド溝の底部が、潤滑油搬送必要領域の全体に亘って前記第一のリンク部材の最深部よりも軟質の材料で形成されることにより、前記第一のリンク部材の前記最深部と前記ガイド溝の前記底部とが潤滑油搬送必要領域の全体に亘って常に接する状態が維持される構成とされている、ソーチェーンのガイドバー。
2. 前記ガイドバーは、前記ガイド溝より深い深溝部を備え、該深溝部内に充填された前記軟質の材料によって前記ガイド溝の前記底部が形成される、請求項１に記載のソーチェーンのガイドバー。
3. 中板と、該中板の両側に配設される側板とで前記ガイドバーが構成され、前記側板の内面と前記中板の外周端面とによって前記ガイド溝が形成され、前記ガイド溝の底部を含む前記中板の一部が前記軟質の材料で形成されている、請求項１に記載のソーチェーンのガイドバー。
4. 中板と、該中板の両側に配設される側板とで前記ガイドバーが構成され、前記側板の内面と前記中板の外周端面とによって前記ガイド溝が形成され、前記中板の全体が前記軟質の材料で形成されている、請求項１に記載のソーチェーンのガイドバー。
5. 前記軟質の材料が合成樹脂である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のソーチェーンのガイドバー。
6. 前記中板が前記側板よりも軽量な材料で形成されている、請求項３，４又は５に記載のソーチェーンのガイドバー。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のガイドバーと、該ガイドバーによって案内されるソーチェーンと、該ソーチェーンを駆動する原動機と、前記ガイド溝に供給するための潤滑油を貯留する潤滑油タンクと、を備える作業機。

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