JP3832958B2 - 携帯式刈払機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、雑草等を刈るための携帯式刈払機に関し、より詳細には、刈刃の空回りを防止する制動装置を有する携帯式刈払機に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、原動機で駆動される雑草等を刈るための携帯式刈払機が知られている。従来の典型的な携帯式刈払機は、原動機（例えば、小型空冷式２サイクル内燃エンジン）と、該エンジンから前方に向かって真っ直ぐに延びる伝動軸を挿通した操作桿と、該操作桿の前端に設けられた一対の傘歯車を介して前記原動機によって回転駆動される刈刃と、前記操作杆の途中部分に設けられた、原動機出力を制御を行うための操作レバーと、を有する。従来から、このような携帯式刈払機の刈刃の空回りを防止するため、携帯式刈払機に制動装置を設けることが知られている。
例えば、実公昭５５−４９６０７号に開示されたブレーキ装置は、刈刃の板面にばね付勢されて刈刃の空回りを阻止する制動位置と、刈刃から遠ざかった非制動位置との間で揺動可能に設けられたブレーキシューを有し、操作杆の途中部分に設けられた操作用レバーと連動する棒状部材によって、前記ブレーキシューを制動位置と非制動位置との間で移動させる。また、実公昭５４−１３７８号に開示されたブレーキ装置は、刈刃を駆動するギヤのギヤカバーの下部に形成された雄ねじに、ブレーキフランジの雌ねじが螺合されている。前記ブレーキフランジは、制動位置において、トーションスプリングによって刈刃の回転方向に付勢され、刈刃の板面に圧着され、刈刃の空回りが防止される。また、ブレーキフランジの回りには、操作レバーに連結されたワイヤが巻回されており、装置の作動時に操作レバーを握ると、ワイヤが引っ張られ、ブレーキフランジはトーションスプリングのばね力に抗して刈刃の回転方向と逆方向に回転され、ギヤカバーの内部に深く螺合され、これにより、ブレーキフランジのブレーキライニングと刈刃との間に間隙が形成され、装置の作動中、刈刃の回転が許容される。これらはいずれも、刈刃の板面に対してばね付勢されているブレーキシューを有し、これにより刈刃の空回りを阻止するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術とは異なる手段で、携帯式刈払機の刈刃の空回りを防止する、簡易かつ軽量な制動装置を有する携帯式刈払機を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる携帯式刈払機は、操作桿（１０）と刈刃装置（１２）との間に一対の傘歯車が介在されて連結されていることに着目し、傘歯車が回転するときに該傘歯車に働くスラストを利用して、該傘歯車をその軸線方向に移動させ、これにより、制動の解除又は作動を行うようにした制動装置（３５）を有する。
本発明の上記目的は、操作桿（１０）の前端（１０ａ）内において伝動軸（２０）に設けられた第一傘歯車（２４）と噛合する第二傘歯車（２６）を介して回転駆動される刈刃装置（１２）を有する携帯式刈払機であって、前記刈刃装置（１２）が、前記操作桿（１０）の前記前端（１０ａ）に固定されたケース（２８）と、該ケース（２８）内に上下方向に延びて収容された回転軸（３４）と、該回転軸（３４）と同軸状に設けられ、かつ、上端に前記第二傘歯車（２６）が固定された摺動部材（３６）と、前記回転軸（３４）に装着された刈刃（２２）と、を有し、前記回転軸（３４）と前記摺動部材（３６）とは、互いに軸線（Ｏ−Ｏ）方向に延びる係合部（３４ａ、３６ｃ）によって係合し、それにより、前記摺動部材（３６）は、前記回転軸（３４）と一体的に回転し、かつ、前記回転軸（３４）に対して前記軸線（Ｏ−Ｏ）方向に上方位置（Ｂ）と下方位置（Ａ）との間で摺動可能であり、更に、前記摺動部材（３６）は、前記回転軸（３４）の前記軸線（Ｏ−Ｏ）に対して横方向に延びる第一摩擦面（３６ｄ）を有し、前記ケース（２８）には、前記摺動部材（３６）が前記下方位置（Ａ）にあるときに前記第一摩擦面（３６ｄ）に圧接されて、相対回転を阻止する第二摩擦面（３８ａ）が設けられている、ことを特徴とする携帯式刈払機によって達成することができる。
【０００５】
本発明にかかる携帯式刈払機は以下のように作用する。前記携帯式刈払機の内燃機関６を始動させる前は、前記摺動部材（３６）は前記下方位置（Ａ）にあり、前記摺動部材（３６）の前記第一摩擦面（３６ｄ）と前記ケース（２８）に設けられた前記第二摩擦面（３８ａ）とは互いに圧接されており、前記摺動部材（３６）は、前記ケース（２８）に対して相対回転が阻止されている。また、前記摺動部材（３６）と前記回転軸（３４）とは互いに軸線方向に延びる前記係合部（３４ａ、３６ｃ）によって係合しているので、前記回転軸（３４）の回転は前記摺動部材（３６）によって制動されており、従って、前記回転軸（３４）に装着された刈刃（２２）の空回りが阻止される。
前記携帯式刈払機の内燃機関６が始動されると、前記操作桿（１０）内の前記伝動軸（２０）を介して前記第一傘歯車（２４）に回転力が伝達される。これにより、該第一傘歯車（２４）と噛合する前記摺動部材（３６）に設けられた前記第二傘歯車（２６）にも回転力が伝達されるが、前記内燃機関６の所定回転数までの間、例えば、遠心クラッチがつながる状態にならないアイドル時の回転数までは、前記第一摩擦面（３６ｄ）と前記第二摩擦面（３８ａ）との間の摩擦力がこの回転力にうちかって、前記摺動部材（３６）の回転が阻止されているので、前記第二歯車（２６）は回転駆動されない。これにより、前記刈刃（２２）の回転は制動される。引続き、前記内燃機関６の回転数が前記遠心クラッチがつながる所定回転数以上に上昇すると、前記第一歯車（２４）、前記第二傘歯車（２６）を介して伝達される回転力が前記摩擦力にうちかって、前記摺動部材（３６）が回転しはじめる。この回転により前記第二傘歯車（２６）に、例えば、上向きのスラストがはたらき、該第二傘歯車（２６）が取付けられた前記摺動部材（３６）は、前記係合部（３４ａ、３６ｃ）に沿って前記上方位置（Ｂ）まで摺動移動する。これにより、前記摺動部材（３６）の前記第一摩擦面（３６ｄ）が、前記ケース（２８）に固定された前記第二摩擦面（３８ａ）から離間し、前記摺動部材（３６）の回転が許容されて、係合されている前記回転軸（３４）も一体に回転され、前記刈刃（２２）が回転する。
【０００６】
作業が終了し、前記内燃機関６の回転数が前記遠心クラッチが切れる所定数以下まで下がり、前記第二傘歯車（２６）に対してはたらくスラストが小さくなると、該第二傘歯車（２６）はそれに伴って、前記上方位置（Ｂ）から前記下方位置（Ａ）に移動し、前記第一摩擦面（３６ｄ）と前記第二摩擦面（３８ａ）とが圧接し、前記摺動部材（３６）の回転が阻止され、したがって前記回転軸（３４）の回転も阻止される。
本発明によれば、従来の携帯式刈払機が有している前記傘歯車を利用して刈刃の空回りの制動及び解除を行うので、部品点数が少ない簡易かつ軽量な構成で、刈刃の空回りの制動を行うことができる。
また、本発明によれば、前記第一摩擦面（３６ｄ）と前記第二摩擦面（３８ａ）とが圧接するときの摩擦によって、前記回転軸（３４）の回転を阻止するようになっているので、両者間の摩擦力を適宜調整することにより、前記刈刃（２２）の回転の制動解除のタイミングを、前記内燃機関６の前記所定回転数に対応して設定することができる。
【０００７】
更に、本発明によれば、前記第一摩擦面（３６ｄ）と前記第二摩擦面（３８ａ）とが圧接するときの摩擦によって、前記回転軸（３４）の回転を阻止するようになっているので、前記摺動部材（３６）の僅かな移動により、両者の係合を解除することができる。従って、前記第一傘歯車（２４）及び第二傘歯車（２６）との間に本来存在する遊びの範囲内での前記第二傘歯車（２６）の移動で、制動装置（３５）の作動及び解除を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を添付の図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施の形態にかかる携帯式刈払機全体を示す斜視図である。
図１に示す携帯式刈払機２の基本的構成は周知であり、典型的にはハウジング４に収容された空冷式の２サイクル内燃機関６を有する動力部８と、該動力部８から前方に真っ直ぐに延びる操作桿１０と、該操作桿１０の前端１０ａに設けられた刈刃装置１２と、を有する。前記操作桿１０の中間部にはハンドル部１４が設けられ、該ハンドル部１４に設けられたグリップ１６には、前記内燃機関６の動力を調整するスロットルレバー１８が設けられている。前記内燃機関６からの動力は、前記ハウジング４の前部に配設された周知の構成の遠心クラッチ１１を介して、前記操作桿１０内に設けられた伝動軸２０によって、後述する駆動歯車である第一はすば傘歯車２４及び従動歯車である第二はすば傘歯車２６を介して前記刈刃装置１２に伝達され、該刈刃装置１２によって刈刃２２が回転駆動される。
【０００９】
図２は、前記携帯式刈払機２の前記刈刃装置１２近傍の拡大縦断面図であり、前記内燃機関６の始動前もしくは前記遠心クラッチ１１がつながる前の状態を示す図である。また、図３は、図２に示すIII − III矢視拡大断面図であり、前記操作桿の前端１０ａに固定されたケース２８内に設けられた摩擦部材３８の詳細図である。更に、図４は、前記携帯式刈払機２の刈刃装置１２近傍の拡大縦断面図であり、前記内燃機関６が運転されて前記遠心クラッチ１１がつながった後の状態を示す図である。
図２に示すように、前記操作桿１０の前端１０ａには前記刈刃２２を有する前記刈刃装置１２が設けられている。前記操作桿１０の前端１０ａ内の前記伝動軸２０には前記第一はすば傘歯車２４が固定されており、該第一はすば傘歯車２４が前記刈刃装置１２に設けられた前記第二はすば傘歯車２６と噛合して、前記伝動軸２０の回転が伝達される。前記刈刃装置１２は、前記操作桿１０の前端１０ａに固定された、下方に向かって径が拡大する形状のケース２８と、上端が上方軸受３０により、また、中間部が下方軸受３２により支持されて前記ケース２８に回転自在に設けられ、かつ、該ケース２８内に上下方向に延びて収容された回転軸３４を有する。該回転軸３４の前記ケース２８の底面から下方へ突出した下端部に、前記刈刃２２が固定されている。
【００１０】
また、前記回転軸３４の上部の回りには制動装置３５が設けられており、該制動装置３５は、前記回転軸３４と同軸状に設けられた円筒状の摺動部３６ａと、該摺動部３６ａの下端に連設された、前記回転軸３４の半径方向外方かつ軸線Ｏ−Ｏに対して垂直方向に延びる環状の制動部３６ｂと、を有する摺動部材３６が設けられている。該摺動部材３６の上端に、前記第一はすば傘歯車２４の上側に噛合する前記第二はすば傘歯車２６が同軸状に固定されている。また、前記回転軸３４の上部周面には、前記軸線Ｏ−Ｏ方向に延びる第一スプライン３４ａが係合部として形成されており、他方、前記摺動部材３６の円筒状の摺動部３６ａの内周面には、前記第一スプライン３４ａと噛合する第二スプライン３６ｃが係合部として形成されている。前記第一はすば傘歯車２４及び前記第二はすば傘歯車２６を介して前記摺動部材３６に伝達される回転力は、互いに噛合する前記第一スプライン３４ａ及び第二スプライン３６ｃを介して、前記回転軸３４に伝達され、これにより、前記刈刃２２が回転駆動される。
【００１１】
また、前記摺動部材３６の前記制動部３６ｂの下面は第一摩擦面３６ｄを構成している。更に、前記回転軸３４の中間部の周回りには、前記制動部３６ｂの前記第一摩擦面３６ｄと対向する第二摩擦面３８ａを有する環状摩擦部材３８が設けられている。該環状摩擦部材３８は、図２に示すように、前記中間軸受３２の上に着座している。更に、図３を見て分かるように、前記環状摩擦部材３８は、外周に互いに等間隔に設けられ、かつ、半径方向外方に突出する四つの突起部３８ｂが形成されており、一方、前記ケース２８の内壁には、前記四つの突起部３８ａをそれぞれ受け入れる四つの凹部２８ａが形成されており、前記軸線Ｏ−Ｏを中心とした前記ケース２８に対する前記環状摩擦部材３８の相対回動が防止されている。前記上方軸受３０と前記第二はすば傘歯車２６との間には、前記摺動部材３６の前記第一摩擦面３６ｄを前記摩擦部材３８の前記第二摩擦面３８ａに対して付勢するためのウェーブワッシャー４０が介装されている。前記摺動部材３６の前記第一摩擦面３６ｄと、前記環状摩擦部材３８の前記第二摩擦面３８ａと、の間の摩擦力は、それぞれの摩擦面の材質及び摩擦係数を適宜選定し、また、前記ウェーブワッシャー４０のばね力を調整することにより、前記回転軸３４、すなわち前記刈刃２２に対する前記制動装置３５による制動力を適宜設定することができる。
【００１２】
前記回転軸３４の前記第一スプライン３４ａと前記摺動部材３６の前記第二スプライン３６ｃは、共に前記軸線Ｏ−Ｏ方向に延びて形成されており、前記摺動部材３６は前記回転軸３４に対して前記軸線Ｏ−Ｏ方向に摺動可能である。前記摺動部材３６は、前記制動部３６ｂが前記環状摩擦部材３８に圧接された図２に示す下方位置Ａと、前記摺動部３６ａの上端が前記上方軸受３０側に移動した図４に示す上方位置Ｂと、の間で制動を解除できる最低限の距離ｄだけ摺動自在である。なお、前記摺動部材３６が前記上方位置Ｂと前記下方位置Ａとの間で前記距離ｄだけ移動する間、前記第一はすば傘歯車２４と前記第二はすば傘歯車２６とは、常に回転力を伝達可能な遊びの範囲内で互いに噛合された状態に維持されている。
【００１３】
本実施の一形態にかかる携帯式刈払機は以下のように作用する。
前記携帯式刈払機２の前記内燃機関６を始動させる前は、前記摺動部材３６は前記ウェーブワッシャー４０によって前記下方位置Ａにばね付勢されており、図２に示すように、前記摺動部材３６の前記第一摩擦面３６ｄと前記環状摩擦部材３８の前記第二摩擦面３８ａとが圧接しており、前記第一摩擦面３６ｄと前記第二摩擦面３８ａとの間の摩擦により、前記摺動部材３６は前記ケース２８に対して相対移動が阻止されている。前記摺動部材３６と前記回転軸３４とは互いに軸線方向に延びる前記スプライン３４ａ、３６ｃによって係合しているので、前記回転軸３４の回転は前記摺動部材３６によって制動され、従って、前記回転軸３４に装着された前記刈刃２２の空回りが阻止される。
【００１４】
一方、前記携帯式刈払機２の前記内燃機関６が始動されて前記遠心クラッチ１１がつながる回転数になると、前記操作桿１０内の前記伝動軸２０を介して前記第一はすば傘歯車２４に回転力が伝達される。これにより、該第一はすば傘歯車２４と噛合する前記摺動部材３６に設けられた前記第二はすば傘歯車２６にも回転力が伝達され、前記第一摩擦面３６ｄと前記第二摩擦面３８ａとの間の摩擦力にこの回転力がうちかって、前記摺動部材３６が回転し、前記第二はすば傘歯車２６も回転駆動され得る状態となる。
引続き、作業者が、前記スロットルレバー１８を握ることにより、前記内燃機関６の回転数を更に上昇させると、前記第一はすば傘歯車２４、前記第二はすば傘歯車２６を介して伝達される回転力が前記制動装置３５の摩擦力にうちかって、前記摺動部材３６が回転しはじめる。この回転により前記第二はすば傘歯車２６に上向きのスラストがはたらき、該第二はすば傘歯車２６が一体的に取付けられた前記摺動部材３６は、前記ウェーブワッシャー４０のばね力に抗して、前記スプライン３４ａ、３６ｃに沿って前記上方位置Ｂまで前記距離ｄだけ摺動移動する。これにより、前記摺動部材３６の前記第一摩擦面３６ｄが、前記ケース２８に設けられた前記摩擦部材３８の第二摩擦面３８ａから前記距離ｄだけ離間し、前記摺動部材３６の回転が許容されて、前記回転軸３４が回転され、前記刈刃２２が回転する。
【００１５】
作業が終了し、作業者が前記スロットルレバー１８を緩め、前記内燃機関６の回転数が前記遠心クラッチ１１が切れる所定回転数まで下がると、前記第二はすば傘歯車２６に対して働くスラストが小さくなり、それに伴って前記第二はすば傘歯車２６は、自重と前記ウェーブワッシャー４０のばね力によって、前記上方位置Ｂから前記下方位置Ａに移動し、前記第一摩擦面３６ｄと前記第二摩擦面３８ａとが互いに圧接しており、前記摺動部材３６の回転が阻止され、前記回転軸３４の空転が阻止される。
本実施の形態によれば、前記制動部３６ｂが、前記摺動部材３６の下端に設けられているので、下方に向けて径が拡大する形状を有する従来の刈刃装置のケース内空間を利用して前記制動装置３５を設けることができる。
【００１６】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
例えば、本実施の形態においては、一対の前記第一はすば傘歯車２４及び前記第二はすば傘歯車２６を使用しているが、前記操作桿１０内に設けられた伝動軸２０と前記刈刃装置１２との間に介在される歯車は、はすば傘歯車に限らず、他の形式の傘歯車であってもよい。
また、本実施の形態においては、前記制動部３６ｂが前記摺動部材３６の前記摺動部３６ａの下端に設けられているが、前記第一はすば傘歯車２４と前記第二はすば傘歯車２６の噛合を妨げなければ、前記制動部３６ｂは、前記摺動部３６ａの前記軸線Ｏ−Ｏ方向のいずれの位置に配置されていてもよい。
【００１７】
更に、本実施の形態においては、前記摺動部材３６と前記回転軸３４とは互いに前記スプライン３４ａ、３６ｃを介して係合されているが、両者は、前記摺動部材３６が前記回転軸３４に対して前記軸線Ｏ−Ｏ方向に摺動移動可能、かつ、互いの相対回転が阻止されるように互いに係合されていればよく、例えば、前記回転軸３４に軸線方向に延びる少なくとも一つの溝部を形成し、一方、前記摺動部材３６に、前記溝部と係合する突起が形成されていてもよい。
更に、本実施の形態においては、前記第二はすば傘歯車２６が上下方向に移動するようになっているが、前記第一はすば傘歯車２４側に前記制動装置３５を設けるようにしてもよい。この場合、前記伝動軸２０の回りに、該伝動軸２０とその軸線方向に延びるスプラインを介して係合する摺動部材３６を設け、該摺動部材３６に前記第一はすば傘歯車２４を取付けて、前記第一はすば傘歯車２４が回転するときに、それに対してはたらくスラストを利用して摺動部材３６を移動させ、また、該摺動部材３６の制動部３６ｂと前記操作桿１０に設けられた摩擦係合部材とを互いに摩擦係合するようにすればよい。
【００１８】
更に、前記第一摩擦面３６ｄと前記第二摩擦面３８ａとの圧接による制動力を確保するため、また、両者間の摩擦力を調整するために、前記摺動部材３６を下方に押圧するばねが設けられていることが望ましいが、前記摺動部材３６は、自重のみによって前記上方位置Ｂから前記下方位置Ａに移動するようしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、簡易かつ軽量な構成の刈刃の制動装置を有する携帯式刈払機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる携帯式刈払機全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す携帯式刈払機の刈刃装置近傍の拡大縦断面図であり、内燃機関の始動前もしくは遠心クラッチがつながる前の状態を示す図である。
【図３】図２に示すIII − III矢視拡大断面図であり、操作桿の前端に固定されたケースに設けられた摩擦部材の詳細図である。
【図４】図１に示す携帯式刈払機の刈刃装置近傍の拡大縦断面図であり、内燃機関が運転されて遠心クラッチがつながった後の状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 操作桿
１０ａ 前端
１２ 刈刃装置
２０ 伝動軸
２２ 刈刃
２４ 第一傘歯車（第一はすば傘歯車）
２６ 第二傘歯車（第二はすば傘歯車）
２８ ケース
３４ 回転軸
３４ａ 係合部（スプライン）
３５ 制動装置
３６ 摺動部材
３６ｃ 係合部（スプライン）
３６ｄ 第一摩擦面
３８ａ 第二摩擦面
Ａ 下方位置
Ｂ 上方位置
Ｏ−Ｏ 軸線

Claims (2)

1. 操作桿（１０）の前端（１０ａ）内において伝動軸（２０）に設けられた第一傘歯車（２４）と噛合する第二傘歯車（２６）を介して回転駆動される刈刃装置（１２）を有する携帯式刈払機であって、
   前記刈刃装置（１２）が、前記操作桿（１０）の前記前端（１０ａ）に固定されたケース（２８）と、該ケース（２８）内に上下方向に延びて収容された回転軸（３４）と、該回転軸（３４）と同軸状に設けられ、かつ、上端に前記第二傘歯車（２６）が固定された摺動部材（３６）と、前記回転軸（３４）に装着された刈刃（２２）と、を有し、
   前記回転軸（３４）と前記摺動部材（３６）とは、互いに軸線（Ｏ−Ｏ）方向に延びる係合部（３４ａ、３６ｃ）によって係合し、それにより、前記摺動部材（３６）は、前記回転軸（３４）と一体的に回転し、かつ、前記回転軸（３４）に対して前記軸線（Ｏ−Ｏ）方向に上方位置（Ｂ）と下方位置（Ａ）との間で摺動可能であり、
   更に、前記摺動部材（３６）は、前記回転軸（３４）の前記軸線（Ｏ−Ｏ）に対して横方向に延びる第一摩擦面（３６ｄ）を有し、前記ケース（２８）には、前記摺動部材（３６）が前記下方位置（Ａ）にあるときに前記第一摩擦面（３６ｄ）に圧接されて、相対回転を阻止する第二摩擦面（３８ａ）が設けられている、ことを特徴とする携帯式刈払機。
2. 前記係合部は、互いに噛合するスプライン（３４ａ、３６ｃ）である、ことを特徴とする請求項１に記載の携帯式刈払機。

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