JP3553854B2 - 原動機駆動の作業機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提概念に記載した形式の、駆動原動機を備えた作業機械に関し、前記駆動原動機は、駆動軸を介して作業工具を回転駆動する。
【０００２】
【従来の技術】
刈払い機などのような作業機械では、作業工具が案内管の端部に配置されている。通常、駆動原動機は、案内管の後端に配置されていて、該案内管内に備えられている駆動軸を介して作業工具を駆動する。駆動軸は、トルクを伝達しながら駆動原動機とも作業工具とも連結されていて、形状拘束的に作用する継手接続部を該駆動軸の自由端に備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、当初に挙げた形式の作業機械を、該作業機械の重量が減少されるように改善することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本課題は、本発明によれば、請求項１に記載した特徴により解決する。
【０００５】
中空軸は、中実横断面を有する駆動軸と比べ、極めて少ない重量で同様のトルクを伝達し得る。特に、長い駆動軸を有する作業機械では、工具駆動のために中空軸を使用することにより機械重量が減少される。本発明による駆動軸は中空体としての中空軸を含み、この中空軸はその端部にて連結部材を支持し、これらの連結部材は、各々、継手横断面を有した継手ピン状部を有する。作業機械の稼動中に継手部材として大きい負荷にさらされる前記連結部材は、この場合、耐磨耗性の材料から成っている。
【０００６】
合目的には駆動軸の中空の本体は、軽量の材料、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金から成っている。またＣＦＫ（カーボンファイバーラミネート）のような繊維強化プラスチックも特に適している。連結部材は、軸方向の継手ピン状部を有し、これらの継手ピン状部は、駆動軸に取り付けた状態にて、各々、原動機の対応する継手対向部並びに工具側の対応する継手対向部と作用係合される。これらの継手ピン状部は、円形とは異なる横断面を有し、この横断面は合目的には回転角対称(drehwinkelsymmetrisch)であり、それにより駆動軸の組み立ての際には特に簡単に継手対向部と係合して該横断面が被われ得る。多角形の横断面、合目的には正方形の横断面が、トルク伝達、耐磨耗性、及び製造に関して有利であるとされる。軽金属中空軸における連結部材は有利には鋼材から成り、この際、該連結部材を少なくとも継手ピン状部の領域で硬化することが更に提案される。
【０００７】
連結部材にて継手ピン状部の反対側にはシャンクが形成されていて、このシャンクにより連結部材は中空軸の内部にて固定されている。連結部材はこのようにして簡単に組立可能であり、その場合、中空軸と連結部材との間の信頼性のあるトルク伝達が保証されている。合目的には連結部材のシャンクが中空軸の端部分にねじ込まれている。しかし、シャンクに刻み（ローレット目）を設けること、またはシャンクを中空軸に圧入すること、ないしはシャンクをスエージ加工によりプレスすることも有利である。連結部材と中空軸との間の接続部はシャンクの接着により軸方向に固定され得る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、芝生や藪などを刈り取るための、内燃機関２を有する手動式の刈払い機１を示し、前記内燃機関２は、案内管３の後端１４に配置されている。案内管３内に駆動軸４が備えられていて、この駆動軸４を介して内燃機関２は、案内管３の前端１３における切断工具、この場合は切断刃または刈取糸状部材ヘッドを回転駆動する。刈払い機１はベルトシステム１６を用いて作業者１５により携帯されている。案内管３にはハンドル１７が取り付けられていて、刈り取るべき面を介して切断工具５を矢印方向１９にて行き来して移動させるために、作業者はハンドル１７の端部側のハンドグリップ１８を握ることが可能である。刈払い機を操作するためのハンドグリップ１８には、内燃機関２のための操作要素、例えばガスレバー（スロットルレバー）なども配置されている。
【００１０】
図２は刈払い機の駆動軸４を示し、この駆動軸４はその自由端２１にて、形状拘束的に作用する継手ピン状部８を有する。駆動軸４を組み立てた状態では、該駆動軸の端部側にあり継手横断面を有した各々の継手ピン状部８が、従動側（切削工具側）並びに駆動側（内燃機関側）で対応するように形成されている各々の継手対向部と共に作用する。
【００１１】
駆動軸４は、本体としての中空軸７を含み、この中空軸７はその環状横断面により、中実横断面を有した対応する駆動軸よりも比較的少ない重量でより大きいトルクを伝達し得る。中空軸７はアルミニウムまたは他の軽金属材料から成り、それにより中空横断面の特徴によって合計として駆動軸の全重量は、高い剛性を有するにも拘らず極めて少ない。中空軸７はその端部２０にて連結部材を支持し、これらの連結部材は、耐磨耗性の材料、この場合では鋼材で製造されている。これらの連結部材６は、形状拘束的なトルク伝達のために、正方形の継手横断面を有した各々の継手ピン状部８を有する。円形とは異なる横断面を有した各々の継手ピン状部８は、原動機側では原動機の対応する継手対向部と、並びに、工具側では工具の対応する継手対向部と、円形とは異なる正方形の横断面形状により双方間の回転が防止されるように形状拘束的に作用係合され、それにより、各々、トルクの伝達が達成される。これらの連結部材６は、継手ピン状部８の反対側に位置するシャンク９を用いて中空軸７の内部へ案内されていて、そこで固定されている。図示されている実施形態では、接続部材６は中空軸７の端部分にねじ込まれている。ねじ山の代わりに連結部材６のシャンク９には刻み（ローレット目）が設けられ得て、または連結部材６が、前記中空軸に圧入され得て、または前記中空軸にスエージ加工を用いて嵌め込まれ得る。接続部材６と中空軸７との間のプレス接続部は、接着により軸方向に固定され得る。
【００１２】
前記連結部材は、鋼材で製造されていて、例えば縁部ゾーン硬化（Ｒａｎｄｚｏｎｅｎｈａｅｒｔｅｎ）により硬化されている。このようにして継手ピン状部８における磨耗現象が阻止される。駆動軸の僅かな重量と並んで、アルミニウムから成る中空軸本体を有する本発明による実施形態は、特に有利な弾性的ねじりばね作用を有する。刈払い機の稼動中に切断工具が障害物に当たると、その際に生じる衝撃的な負荷は、柔らかく（ｗｅｉｃｈ）弱められ、連結されている内燃機関に送られる。更にアルミニウム軸のねじり剛性が小さいため、刈払い機の稼動中に生じる振動は少ない。
【００１３】
連結部材６のシャンク９のねじ込み長は、軸方向のストッパ１０により制限されている。前記連結部材を中空軸７にねじ込むと、ストッパ１０は軸本体７の合口部における軸方向の接触部に到達する。合目的には接続部材６は組立スリーブ１１を用いて組み立てられ、この組立スリーブ１１は、それぞれに前記中空軸の端部２０を受容する。この組立スリーブ１１の、内側へ引張られているカラー部２４は、接続部材６のストッパ１０とアルミニウム軸の端部２０における端面との間にて軸方向に締付固定されている。スリーブ１１は、軸端部を取り囲んで案内し、軸直径に対する内径過大（締めしろ）を有して製造されている。前記接続部材のストッパ１０は、円形状に形成されていて、前記スリーブとほぼ一致する。スリーブ１１は接続部材６を軸端部にて固定し、中空軸内のねじ山の損傷を防止する。
【００１４】
図３は、図２にて図示されているようにアルミニウム中空軸７の端部分にねじ込まれる連結部材６の拡大図を示す。便宜上、全ての図面において、それぞれに同じ目印となるために同じ符号が使われている。中空軸にねじ込まれるべき前記連結部材のシャンク９には、セルフタッピングする（ｓｅｌｂｓｔｓｃｈｎｅｉｄｅｎｄ）または自ら溝を付ける（ｓｅｌｂｓｔｆｕｒｃｈｅｎｄ）ねじ山１２が部分的に設けられている。組立の際に先ず中空軸の端部に挿入されるシャンク９の自由端部分に、ねじ山は設けられていないが、合目的には、ねじ山部分をシャンク９の全長に渡り延ばすことも可能である。また、ねじ込み接続も考えられ、それらのねじ込み接続では、対応する対向ねじ山、例えばメートルねじ山を備えた接続部材がねじ込まれる前に、中空軸の端部分にねじ山が切られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】案内管内に備えられている駆動軸を有する刈払い機を示す図である。
【図２】駆動軸を示す図である。
【図３】駆動軸のための連結部材を示す図である。
【符号の説明】
１ 刈払い機
２ 内燃機関
３ 案内管
４ 駆動軸
５ 切断工具
６ 連結部材（接続部材）
７ 中空軸
８ 継手ピン状部
９ シャンク
１０ ストッパ
１１ 組立スリーブ
１２ ねじ山
１３ 案内管３の前端
１４ 案内管３の後端
１５ 作業者
１６ ベルトシステム
１７ ハンドル
１８ ハンドグリップ
１９ 切断工具５の移動方向
２０ 中空軸７の端部
２１ 駆動軸４の自由端
２２ 中央部分
２３ ねじ山部分
２４ カラー部

Claims (7)

1. 駆動原動機（２）を有する作業機械において、
   駆動原動機（２）が、硬質の駆動軸（４）を介して作業工具（５）を回転駆動し、
   駆動軸（４）が、案内管（３）内に備えられていて、
   駆動軸（４）が、中空軸（７）であり、
   中空軸（７）が、軽量の材料から成り、
   駆動軸（４）が、その両方の自由端（２１）にて、各々、形状拘束的に作用する継手接続部を支持していて、
   各継手接続部が、連結部材（６）により形成されていて、
   連結部材（６）が、耐磨耗性の材料から成り、
   連結部材（６）が、１つの端部にて、軸方向の継手ピン状部（８）を有し、
   連結部材（６）が、ねじ山（１２）を有し且つ継手ピン状部（８）に接続しているねじ山部分（２３）を有し、
   継手ピン状部（８）とねじ山部分（２３）との間には、軸方向のストッパ（１０）が配置されていて、
   軸方向のストッパ（１０）とねじ山部分（２３）との間には、ねじ山の設けられていない中央部分（２２）が形成されていて、
   連結部材（６）が、ねじ山部分（２３）を用いて中空軸（７）の内部にねじ込まれていて、
   中空軸（７）内へのねじ山部分（２３）のねじ込み長が、ストッパ（１０）により制限されていて、
   連結部材（６）のストッパ（１０）と中空軸（７）の端面との間には、スリーブ（１１）の半径方向のカラー部（２４）が配置されていて、
   中空軸（７）の端部（２０）が、スリーブ（１１）内に受容されていて、
   駆動軸（４）を取り付けた状態にて、継手ピン状部（８）が、原動機側では原動機の対応する継手対向部と、工具側では工具の対応する継手対向部と作用係合されること
   を特徴とする作業機械
2. 中空軸（７）の軽量の材料が、アルミニウムまたはアルミニウム合金または繊維強化プラスチックであることを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。
3. 軸方向の継手ピン状部（８）が、円形とは異なる横断面を有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の作業機械。
4. 継手ピン状部（８）の横断面が、回転角対称であることを特徴とする、請求項３に記載の作業機械。
5. 継手ピン状部（８）の横断面が、正方形または多角形であることを特徴とする、請求項４に記載の作業機械。
6. 連結部材（６）が、鋼材から成ることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の作業機械。
7. 連結部材（６）が、少なくとも継手ピン状部（８）の領域で硬化されていることを特徴とする、請求項６に記載の作業機械。

Images