JP3771514B2 - 携帯式動力作業機機の軸構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯式動力作業機機の軸構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯式動力作業機機は、筒状の操作杆に駆動軸を通し、駆動軸を操作杆の一端に設けた原動機にて回転させることで、操作杆の他端に設けた作業部を回転させる形式の作業機である。このような作業機としては例えば刈払機がある。
刈払機は、駆動軸を原動機で回転させることによって、操作杆の他端に設けた刈刃を回転させるものである。作業者は肩に刈払機を吊り下げ、操作杆の途中に設けたバー状ハンドルを握って操作杆を前後左右に振ることで、刈刃にて雑草を刈ることができる。
【０００３】
ところで近年、農作業における労働環境をより一層改善することが求められている。刈払機においても作業者の負担を軽減する上で、駆動軸から操作杆を介してバー状ハンドルに伝わる振動を、より低減するという要求が高まっている。
操作杆に通した駆動軸は長いので、自重によるたわみが大きい。この結果、原動機を回転させたときに、駆動軸には自重による撓み振動（たわみ振動）が生じる。たわみ振動を低減させる方法としては、駆動軸を軸長手方向に多数の軸受で支持することが一般的である。
【０００４】
この種の携帯式動力作業機機としては、例えば実開平１−７１２３８号公報「作業機の軸受ブッシュ」（以下、「従来の技術」と言う）が知られている。以下、上記従来の技術の概要を説明する。
【０００５】
図１３（ａ）〜（ｃ）は従来の携帯式動力作業機機の概要図であり、実開平１−７１２３８号公報の第１図、第３図及び第４図を再掲した。なお、符号は振り直した。
【０００６】
図１３（ａ）は、メインパイプ１０１に伝動軸１０２を通し、これらメインパイプ１０１と伝動軸１０２との間に軸受１０３を介在させることで、伝動軸１０２の振れを抑えるようにした刈払機１００を示す。メインパイプ１０１の一端に設けたエンジン１０４にて伝動軸１０２を回転させることで、メインパイプ１０１の他端に設けた作業刃１０５を回転させることができる。
【０００７】
図１３（ｂ）は、軸受１０３の外周囲にラバー製軸受ブッシュ１０６を一体的に設けたことを示す。ラバー製軸受ブッシュ１０６は、メインパイプ１０１内に軸受１０３を取付けるためのマウントラバーの役割を果たす。
【０００８】
図１３（ｃ）は図１３（ａ）のｃ部詳細構造を示し、メインパイプ１０１内にラバー製軸受ブッシュ１０６を圧入することで、予め設定した位置に軸受１０３を取付け、この軸受１０３に伝動軸１０２を通しつつメインパイプ１０１内に伝動軸１０２を通したことを表す。メインパイプ１０１内に取付けられた軸受１０３によって、伝動軸１０２を回転可能に支持することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術は、メインパイプ１０１（操作杆に相当する。）内にラバー製軸受ブッシュ１０６にて軸受１０３を取付けるものである。ラバー製軸受ブッシュ１０６は、メインパイプ１０１へ圧入するときに弾性変形し得る。従って、軸受１０３の中心がずれないような配慮が必要となる。
【００１０】
また上記従来の技術は、メインパイプ１０１内にラバー製軸受ブッシュ１０６を圧入するだけであるから、メインパイプ１０１の長手方向の所定位置に、軸受１０３を正確に位置決めするための、配慮が必要となる。しかも、使用中に軸受１０３の位置が変化しないような配慮も必要である。
メインパイプ１０１に対して、軸受１０３の中心や取付ピッチがずれると、伝動軸１０２に振動が発生する要因となる。このため、簡単な構成や方法によって伝動軸１０２の振動を抑制することが求められている。
【００１１】
そこで本発明の目的は、簡単な構成によって、携帯式動力作業機機における駆動軸の振動を、より抑制できる技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、筒状の操作杆に駆動軸を通し、これら操作杆と駆動軸との間に樹脂製ブッシュを介在させることで、駆動軸の振れを抑えつつ駆動軸を操作杆の一端に設けた原動機にて回転させることで、操作杆の他端に設けた作業部を回転させる形式の携帯式動力作業機機において、樹脂製ブッシュを駆動軸に一体的に取付け、樹脂製ブッシュと操作杆との間で摺動させるように構成したことを特徴とする携帯式動力作業機機の軸構造である。
【００１３】
樹脂製ブッシュを駆動軸に一体的に取付けたので、駆動軸の中心に対する樹脂製ブッシュの中心を極めて正確に合致させることができる。しかも、駆動軸の長手方向に対する樹脂製ブッシュの位置を極めて正確に設定することができる。
そして、樹脂製ブッシュと操作杆との間で摺動させるように、操作杆に樹脂製ブッシュ付き駆動軸を通したとき、操作杆の中心に対する樹脂製ブッシュの中心や駆動軸の中心を極めて正確に合致させることができる。さらには、駆動軸の所定位置を操作杆で確実に支持することができる。
【００１４】
このように、操作杆の中心に対する樹脂製ブッシュや駆動軸の中心を正確に合致させることができるとともに、操作杆により樹脂製ブッシュを介して駆動軸を支持する位置を正確に設定することができるので、簡単な構成によって、駆動軸に発生する振動をより抑制することができる。しかも、樹脂製ブッシュを駆動軸に一体的に取付けたので、使用中に樹脂製ブッシュの位置が変化することもない。
【００１５】
さらに請求項１は、樹脂製ブッシュが複数個であり、これらの樹脂製ブッシュを駆動軸の振動の節に配列したことを特徴とする。
駆動軸の振動の節、すなわち振幅が零となる複数の点を、樹脂製ブッシュを介して操作杆にて支持することができる。従って、原動機から駆動軸及び樹脂製ブッシュを介して操作杆に伝わる振動を、より一層抑制することができる。
【００１６】
請求項２は、樹脂製ブッシュの外周面中央に、潤滑剤を溜めることのできる周溝を設けたことを特徴とする。
例えば、駆動軸に樹脂製ブッシュを一体成形によって取付ける際には、成形用型の成形用キャビティに溶融樹脂を注入するゲートの位置を、周溝の位置に設定することができる。このように設定すれば、成形後にゲート内樹脂を除去したときのバリが残ったとしても、このバリは周溝に残るだけである。このバリが、樹脂製ブッシュと操作杆との間での摺動に影響を及ぼすことはない。
さらには、周溝にグリースやオイル等の潤滑剤を溜めることができるので、樹脂製ブッシュと操作杆との間で摺動したときの潤滑性を高めて、摩擦抵抗を低減するとともに摩耗を抑制することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る刈払機の側面図であり、この刈払機１０は、筒状（パイプ状）の操作杆１１に駆動軸１２を通し、この駆動軸１２を、操作杆１１の一端に設けた原動機１３にて回転させることで、操作杆１１の他端に設けた刈刃１４を回転させる形式の携帯式動力作業機機である。さらに刈払機１０は、操作杆１１の長手中央部にハンドル１５を平面視十文字を呈するようにハンドルホルダ１６で固定したものである。原動機１３はエンジン又は電動モータである。刈刃１４は作業部である。
【００１８】
図２は本発明に係る刈払機の使用状態を示す説明図である。バー状のハンドル１５は正面視略Ｕ字状を呈し、中央部を操作杆１１に取付けるとともに左右に延びる１本のパイプ材又はバー部材からなり、左右の先端にグリップ（左のグリップ１７及び右のグリップ１８）を設けたものである。右のグリップ１８は、原動機１３を制御するスロットルレバーやロックレバーを備える操作部である。
【００１９】
作業者Ｍａは、操作杆１１の長手途中に備える肩掛け用吊りベルト１９を肩に掛けることで刈払機１０を吊り下げることができる。そして、左右のグリップ１７，１８を握って操作杆１１を前後左右に振りながら、原動機１３で刈刃１４を回転させることで、雑草ｇｒを刈ることができる。
【００２０】
図３は本発明に係る刈払機の要部断面図であり、駆動軸１２と原動機１３の出力軸１３ａとの間にクラッチ機構２０を介在させ、このクラッチ機構２０をクラッチケース３０に収納するようにし、このクラッチケース３０を介して操作杆１１の一端部に原動機１３を取付けたことを示す。
このような刈払機１０は、操作杆１１並びに駆動軸１２を原動機１３の出力軸１３ａに同心に配置したものである。
【００２１】
クラッチ機構２０は、駆動軸１２の原動機側軸端部５１にスプライン結合で取付けたクラッチドラム２１と、原動機１３の出力軸１３ａに取付けた回転部材２２と、回転部材２２が高速回転したときだけ回転部材２２をクラッチドラム２１に連結するクラッチ部材２３と、からなる遠心クラッチである。クラッチドラム２１は、回転部材２２を包囲するカップ状部材である。
【００２２】
クラッチケース３０は、操作杆１１の一端部を取付ける操作杆取付部３１と、操作杆取付部３１から原動機１３側へ延びて可撓性を有する可撓連結部３２と、可撓連結部３２から原動機１３側へ延びて原動機１３に取付ける原動機取付部３３と、からなる樹脂製一体成形品である。原動機取付部３３は原動機１３のケース１３ｂにボルト止めにて取付けたものである。
【００２３】
さらにこの図３は、操作杆１１の他端部に伝動機構ケース４１を介して刈刃１４を取付け、駆動軸１２と刈刃１４との間に介在させた伝動機構４２を伝動機構ケース４１に収納するようにしたことを示す。
伝動機構４２は、駆動軸１２の刈刃側軸端部５２に連結した駆動ベベルギヤ４３と、駆動ベベルギヤ４３に噛み合う従動ベベルギヤ４４と、従動ベベルギヤ４４並びに刈刃１４を取付けた従動軸４５とからなる。
【００２４】
ところで駆動軸１２は、軸長手方向の複数箇所が回転可能に支承されたものである。具体的には駆動軸１２を次の箇所で支承した。
第１に、原動機側軸端部５１をクラッチドラム２１のボス２４にスプライン結合し、このボス２４を軸受２５，２５にて支持することで、駆動軸１２の一端部をボス２４並びに軸受２５，２５を介して原動機取付部３３で支承した。
第２に、刈刃側軸端部５２を駆動ベベルギヤ４３に結合し、この駆動ベベルギヤ４３を軸受４６，４６にて支持することで、駆動軸１２の他端部を駆動ベベルギヤ４３並びに軸受４６，４６を介して伝動機構ケース４１で支承した。
第３に、駆動軸１２のうち原動機側軸端部５１と刈刃側軸端部５２との間を、軸長手方向に一定間隔で配列した複数個のブッシュ６０・・・（・・・は複数を示す。以下同じ。）を介して操作杆１１で支承した。
なお、４７は従動軸支持用軸受である。
【００２５】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る駆動軸の構成図であり、（ａ）は駆動軸１２の側面構造を示し、（ｂ）は駆動軸１２の側面断面構造を示す。
（ｂ）に示すように駆動軸１２は、一端に原動機側軸端部５１を形成するとともに、他端に刈刃側軸端部５２を形成したパイプ軸である。原動機側軸端部５１は、雄スプラインからなる。刈刃側軸端部５２は、外周面を４面取りすることで略四角形断面に形成された嵌合凸部である。
【００２６】
本発明は、複数個のブッシュ６０・・・を駆動軸１２に一体的に取付けたことを特徴とする。詳しくは、駆動軸１２の一端から予め設定した距離Ｌ１の位置にブッシュ６０を形成し、更にこの位置から予め設定した一定ピッチＬ２・・・で複数個のブッシュ６０・・・を形成した。このようにして、駆動軸１２の外周面に複数個のブッシュ６０・・・を一体的に形成することができる。
【００２７】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る操作杆、駆動軸及びブッシュの要部構成図であり、（ａ）はブッシュ６０を駆動軸１２に一体的に取付け、ブッシュ６０と操作杆１１との間で摺動させるようにしたことを示す。（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面構造を示す。
【００２８】
操作杆１１は、互いに同心である外パイプ７１と内パイプ７２とこれら外・内パイプ７１，７２間を連結する周３個のステー７３・・・とからなる二重管である。この二重管はアルミニウム合金製押出し成形品である。
【００２９】
ブッシュ６０は、駆動軸１２の外周面に一体的に設けた円筒状の部材である。この円筒状部材は、四フッ化エチレン樹脂やポリアセタール樹脂等の、摩擦抵抗が小さい硬質樹脂製品である。本発明は、樹脂製ブッシュ６０の外周面と操作杆１１の内周面（すなわち、内パイプ７２の内周面）との間で摺動させるように、操作杆１１に樹脂製ブッシュ６０付き駆動軸１２を通したことを特徴とする。
【００３０】
このように、樹脂製ブッシュ６０を駆動軸１２に一体的に取付けたので、駆動軸１２の中心に対する樹脂製ブッシュ６０の中心を極めて正確に合致させることができる。しかも、駆動軸１２の長手方向に対する樹脂製ブッシュの位置を極めて正確に設定することができる。
【００３１】
そして、樹脂製ブッシュ６０と操作杆１１との間で摺動させるように、操作杆１１に樹脂製ブッシュ６０付き駆動軸１２を通したとき、操作杆１１の中心に対する樹脂製ブッシュ６０の中心や駆動軸１２の中心を極めて正確に合致させることができる。さらには、駆動軸１２の所定位置を操作杆１１で確実に支持することができる。
【００３２】
操作杆１１の中心に対する樹脂製ブッシュ６０や駆動軸１２の中心を正確に合致させることができるとともに、操作杆１１により樹脂製ブッシュ６０を介して駆動軸１２を支持する位置を正確に設定することができるので、簡単な構成によって、駆動軸１２に発生する振動をより抑制することができる。しかも、樹脂製ブッシュ６０を駆動軸１２に一体的に取付けたので、使用中に樹脂製ブッシュ６０の位置が変化することもない。
【００３３】
樹脂製ブッシュ６０は外周面中央に、潤滑剤６１を溜めることのできる周溝６２を設けたものである。
例えば、駆動軸１２に樹脂製ブッシュ６０を一体成形によって取付ける際には、成形用型の成形用キャビティに溶融樹脂を注入するゲートの位置を、周溝６２の位置に設定することができる。このように設定すれば、成形後にゲート内樹脂を除去したときのバリが残ったとしても、このバリは周溝６２に残るだけである。このバリが、樹脂製ブッシュ６０と操作杆１１との間での摺動に影響を及ぼすことはない。
【００３４】
さらには、周溝６２にグリースやオイル等の潤滑剤６１を溜めることができるので、樹脂製ブッシュ６０と操作杆１１との間で摺動したときの潤滑性を高めて、摩擦抵抗を低減するとともに摩耗を抑制することができる。
【００３５】
図６は本発明に係る駆動軸並びにブッシュの側面図であり、複数個のブッシュ６０・・・を駆動軸１２の振動の節５４・・・に配列したことを示す。駆動軸１２の振動の節５４・・・とは、定常波の振幅が零となる点である。
駆動軸１２の振動の節５４・・・、すなわち振幅が零となる複数の点を、樹脂製ブッシュ６０・・・を介して操作杆１１（図５参照）にて支持することができる。従って、原動機１３（図１参照）から駆動軸１２及び樹脂製ブッシュ６０・・・を介して操作杆１１に伝わる振動を、より一層抑制することができる。
【００３６】
図７は本発明に係る樹脂製ブッシュを成形する成型機の概要図であり、この成型機８０は、ベース８１の上に設置した固定型８２と、昇降スタンド８３に設置した可動型８４と、からなる成形用型８５を備える。可動型８４は、固定型８２に対して上下開閉可能に移動し得る。成形用型８５に対して水平に駆動軸１２をセットして樹脂製ブッシュ６０を成形することができるとともに、駆動軸１２を軸方向に移動させることができる。
【００３７】
次に、上記成型機８０を用いて、複数の樹脂製ブッシュ６０・・・を駆動軸１２にアウトサート成形する成形方法について、図８〜図１２に基づき説明する。
【００３８】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るブッシュ成形手順図（その１）である。
成形方法としては、先ず（ａ）に示すように、駆動軸１２のうち予め設定したブッシュ成形位置５５の外周面に微細な凹凸５６・・・を形成する（第１工程）。凹凸５６・・・を形成するには、例えば転造機、ローレット加工機、セレーション加工機等の加工機９１を用いる。凹凸５６・・・を設ける理由は、駆動軸１２に対して樹脂製ブッシュをより強固に設けるためである。
（ｂ）は、駆動軸１２のうち全てのブッシュ成形位置５５・・・の外周面に微細な凹凸５６・・・を形成したことを示す。但し、この第１工程は必要に応じて実施すればよい。
【００３９】
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係るブッシュ成形手順図（その２）であり、（ａ）は成形用型８５を開いた状態を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図で示す。
上記第１工程の次に、駆動軸１２のうち予め設定した所定位置、すなわちブッシュ成形位置５５を成形用型８５にセットして、型締めする（第２工程）。
【００４０】
図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係るブッシュ成形手順図（その３）であり、（ａ）は成形用型８５を閉じた状態を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図で示す。
上記第２工程の次に、成形用型８５のゲート８６から成形用キャビティ８７へ溶融樹脂６５を注入して、ブッシュ６０を成形する（第３工程）。ゲート８６の位置は、成形用キャビティ８７において、ブッシュ６０の周溝６２（図５参照）に相当する位置８８に設定することになる。
【００４１】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係るブッシュ成形手順図（その４）であり、（ａ）は成形用型８５を開いた状態を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図で示す。
上記第３工程の次に、ブッシュ６０が冷却した後に成形用型８５を型開きする（第４工程）
【００４２】
図１２（ａ），（ｂ）は本発明に係るブッシュ成形手順図（その５）であり、（ａ）は成形用型８５を開いた状態を示し、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図で示す。
上記第４工程の次に、駆動軸１２のうち予め設定した次の所定位置、すなわちブッシュ成形位置５５を成形用型８５にセットするべく、駆動軸１２を軸方向へ移動させる（第５工程）。
【００４３】
以上の工程のうち、上記第２工程から第５工程までを反復することで、駆動軸１２に全てのブッシュ６０・・・を一体的に形成する。
次に、図１２（ｂ）に示すゲート内樹脂６６、すなわちゲート８６（図１０参照）の中に残って固まった樹脂を除去して、ブッシュ成形工程を完了する。
【００４４】
このようにすることで、駆動軸１２に複数個の樹脂製ブッシュ６０・・・を連続して一体成形することができる。従って、駆動軸１２の外周面に、複数個の樹脂製ブッシュ６０・・・を簡単な方法によって、一体的に容易に形成することができる。
さらには、複数個の樹脂製ブッシュ６０・・・を駆動軸１２に一体成形したので、駆動軸１２の中心に対する樹脂製ブッシュ６０・・・の中心を極めて正確に合致させることができる。しかも、駆動軸１２の長手方向に対する複数個の樹脂製ブッシュ６０・・・の位置を、極めて正確に且つ容易に設定することができる。
【００４５】
なお、上記本発明の実施の形態において、携帯式動力作業機機は刈払機１０に限定されるものではない。
また、操作杆１１は二重管に限定されるものではなく、一重管であってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、樹脂製ブッシュを駆動軸に一体的に取付けたので、駆動軸の中心に対する樹脂製ブッシュの中心を極めて正確に合致させることができる。しかも、駆動軸の長手方向に対する樹脂製ブッシュの位置を極めて正確に設定することができる。
【００４７】
そして、樹脂製ブッシュと操作杆との間で摺動させるように、操作杆に樹脂製ブッシュ付き駆動軸を通したとき、操作杆の中心に対する樹脂製ブッシュの中心や駆動軸の中心を極めて正確に合致させることができる。さらには、駆動軸の所定位置を操作杆で確実に支持することができる。
【００４８】
このように、操作杆の中心に対する樹脂製ブッシュや駆動軸の中心を正確に合致させることができるとともに、操作杆により樹脂製ブッシュを介して駆動軸を支持する位置を正確に設定することができるので、簡単な構成によって、駆動軸に発生する振動をより抑制することができる。しかも、樹脂製ブッシュを駆動軸に一体的に取付けたので、使用中に樹脂製ブッシュの位置が変化することもない。
【００４９】
さらに請求項１は、樹脂製ブッシュを複数個とし、これらの樹脂製ブッシュを駆動軸の振動の節に配列したので、駆動軸の振動の節、すなわち振幅が零となる複数の点を、樹脂製ブッシュを介して操作杆にて支持することができる。従って、原動機から駆動軸及び樹脂製ブッシュを介して操作杆に伝わる振動を、より一層抑制することができる。
【００５０】
請求項２は、樹脂製ブッシュの外周面中央に、潤滑剤を溜めることのできる周溝を設けたので、例えば、駆動軸に樹脂製ブッシュを一体成形によって取付ける際には、成形用型の成形用キャビティに溶融樹脂を注入するゲートの位置を、周溝の位置に設定することができる。このように設定すれば、成形後にゲート内樹脂を除去したときのバリが残ったとしても、このバリは周溝に残るだけである。このバリが、樹脂製ブッシュと操作杆との間での摺動に影響を及ぼすことはない。
さらには、周溝にグリースやオイル等の潤滑剤を溜めることができるので、樹脂製ブッシュと操作杆との間で摺動したときの潤滑性を高めて、摩擦抵抗を低減するとともに摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る刈払機の側面図
【図２】 本発明に係る刈払機の使用状態を示す説明図
【図３】 本発明に係る刈払機の要部断面図
【図４】 本発明に係る駆動軸の構成図
【図５】 本発明に係る操作杆、駆動軸及びブッシュの要部構成図
【図６】 本発明に係る駆動軸並びにブッシュの側面図
【図７】 本発明に係る樹脂製ブッシュを成形する成型機の概要図
【図８】 本発明に係るブッシュ成形手順図（その１）
【図９】 本発明に係るブッシュ成形手順図（その２）
【図１０】 本発明に係るブッシュ成形手順図（その３）
【図１１】 本発明に係るブッシュ成形手順図（その４）
【図１２】 本発明に係るブッシュ成形手順図（その５）
【図１３】 従来の携帯式動力作業機機の概要図
【符号の説明】
１０…携帯式動力作業機機（刈払機）、１１…操作杆、１２…駆動軸、１３…原動機、１４…作業部（刈刃）、５４…駆動軸の振動の節、５５…ブッシュ成形位置、６０…樹脂製ブッシュ、６１…潤滑剤、６２…周溝、６５…溶融樹脂、６６…ゲート内樹脂、８５…成形用型、８６…ゲート、８７…成形用キャビティ、Ｌ２…ピッチ。

Claims (2)

1. 筒状の操作杆に駆動軸を通し、これら操作杆と駆動軸との間に樹脂製ブッシュを介在させることで、駆動軸の振れを抑えつつ駆動軸を操作杆の一端に設けた原動機にて回転させることで、操作杆の他端に設けた作業部を回転させる形式の携帯式動力作業機機の軸構造において、前記樹脂製ブッシュを前記駆動軸に一体的に取付け、前記樹脂製ブッシュと前記操作杆との間で摺動させるように構成し、前記樹脂製ブッシュは複数個であり、これらの樹脂製ブッシュを前記駆動軸の振動の節に配列したことを特徴とする携帯式動力作業機機の軸構造。
2. 前記樹脂製ブッシュの外周面中央に、潤滑剤を溜めることのできる周溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の携帯式動力作業機機の軸構造。

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