JP3947367B2 - 手動式作業機械 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、請求項１の前提部に記載の形式の空冷内燃機関を具備する刈払機、パワーチェーンソウ等のような手動式作業機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
国際公開番号ＷＯ９９／４５２４３には、クランク軸で切削工具を駆動する空冷内燃機関を備えた草刈り用の携帯可能な刈払機が開示されている。内燃機関のクランク軸と工具との間には、所定の原動機回転数以下では原動機による駆動を工具から分離する遠心クラッチが配置されている。クランク軸には、遠心クラッチの遠心体部分が固定保持され、その場合前記遠心体は所定の回転数以上では遠心力の作用の下に変位し、クラッチを閉成して原動機の回転モーメントを工具に伝達する。
【０００３】
内燃機関の冷却のため、クランク軸には送風機羽根車が固定保持され、この送風機羽根車は内燃機関に対し反対にある吸引側に多数の吸引羽根を具備する吸引羽根輪体を担持する。送風機羽根車は、その吸引羽根輪体でもって作業機械の冷却する周囲空気を内燃機関に供給する。その際、冷却空気はクランク軸ピンの端部に固定された遠心クラッチの方向に吸引される。遠心体部分はクランク軸と固定結合されており、その結果遠心体クラッチを介して工具への回転モーメント伝達が保証される。遠心体部分と内燃機関との間には、クランク軸ピンに送風機羽根車が固定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上に記した形式の作業機械を改良し、作業機械の構成大きさと重量を低減し、従って作業機械の携帯性が改善されるように構成することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、請求項１の特徴とする構成により解決される。
【０００６】
【発明の作用および効果】
送風機羽根車を内燃機関の被動軸に配置している携帯可能な作業機械では、本発明により、遠心クラッチの遠心体部分を送風機羽根車で走行羽根を装備する吸入側に固定するときは、作業機械の駆動ユニットの構成大きさを低減することができる。遠心体部分は、送風機羽根車との相対回転不能な結合により、回転モーメントを伝達するように被動軸と結合される。周知の配置の場合に必要な被動軸と遠心体部分との間の連行体部材は省略することができるので、作業機械の重量低減と構成部品の減少、従って製作コストの低減が達成される。さらに、送風機羽根車は単にクランク軸ピンに固定すればよいのであるから、内燃機関の被動軸、例えばクランク軸は短く形成することができる。
【０００７】
送風機羽根車に軸方向の支持軸ピンを構成し、この支持軸ピンがその自由端でもって少なくとも走行羽根の高さまで達して、遠心体部分に接するようにするのが有利である。この場合、遠心体部分は支持軸ピンの少なくとも１つと固定結合され、その際遠心体部分を数個の支持軸ピンと連結することにより回転モーメントの伝達が補強できる。支持軸ピンは、走行羽根を担持する送風機羽根車の基体に一体的に構成することができ、その場合走行羽根の送風機効果は実際上害されることはない。本発明の有利な構成では、送風機の回転軸線の周りには、それぞれ軸方向の孔をもった複数の支持軸ピンが設けられ、これらの孔に遠心体部分が結合要素により保持されている。この場合、結合要素は遠心体が旋回可能に装着されている遠心体部分の旋回ピンとするのがよい。これらの旋回ピンは、その自由端でもって支持軸ピンの孔内に収納可能であり、そしてここに固定される。このため、旋回ピンはその自由端にねじを備え、支持軸ピンの孔にねじ込み可能となっている。
【０００８】
本発明により、遠心体部分を送風機羽根車に結合することは、１側に羽根を有する送風機羽根車の吸入羽根輪体に固定する場合にも有利である。特に、遠心体部分を羽根装備側に結合することにより、吸入側の反対にある端面側でも第２の送風機輪体を送風機羽根車に配置し、それによって送風機羽根車でもって２つの別の空気流が供給可能となる。この場合、クラッチ部材と結合された吸入羽根輪体と送風機羽根車の後側の送風機輪体とは、送風機羽根車に半径方向に構成された中間壁により分離されて位置し、それにより２つの独立の空気流の形成が助長されるようにするのが有利である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
図１に示す手動式作業機械は、草やその他の繁茂せる植物を刈る刈払機１である。該作業機械は操作桿１１を備え、これに刈払機１を操作するための端部側握り１４を具備するハンドル１３が配置されている。刈払機１は、操作者１５により携帯ベルト１９により支持されかつハンドル１３を介して自由に操作される。
【００１０】
操作桿１１の後側端部に駆動ユニット１２が配置され、そのケーシング３に内燃機関２が収納されている。内燃機関は、管として構成された操作桿１１内に装着された駆動軸を介して、操作桿１１の前端部に配置した工具１０を有角伝動装置１８を介して駆動する。本実施例では、工具１０は、操作者１５により矢印１７の方向に刈るべき面に沿い往復して動かされる板状刃１０である。
【００１１】
図２は、内燃機関２のクランク軸６を含む断面における、刈払機の駆動ユニットの機械ケーシング３の縦断面図である。内燃機関２は単一シリンダ方式に形成され、シリンダヘッド２０を有するシリンダ２１は送風機羽根車４の供給する空気流により冷却される。送風機羽根車４は、クランク軸６の被動ピン２９に固定保持され、そして内燃機関２に対し開いた冷却空気らせん体５内に収納されている。冷却空気らせん体は容器状に構成され、そして内燃機関に向いて位置する底部３７および周壁を備え、周壁では吸引された冷却空気流がシリンダヘッド２０に導かれる。この場合、吸引された冷却空気の汚染粒子部分は分離される。
【００１２】
本実施例では、工具への被動軸である内燃機関２のクランク軸６と刈払機の板状刃に作用する駆動軸１６との間に、遠心クラッチ７が配置されている。遠心クラッチ７は、主としてクランク軸６により常時駆動される遠心体部分８と、同軸に配置されて遠心体部分に軸方向に重なるクラッチ鐘状ケース９とよりなる。クラッチ鐘状ケースは、刈払機の管として構成された操作桿１１（図１）内に装着された駆動軸１６と固定結合されている。クランク軸６の回転数が高く遠心体部分に遠心力が作用する場合、旋回可能に装着された遠心体は変位せしめられてクラッチ鐘状ケース９の内側に接することになり、その場合クラッチは摩擦的に閉成されて、内燃機関２の回転モーメントが駆動軸１６に伝達される。内燃機関２のアイドリング運転時には、遠心クラッチ７がクランク軸６を駆動軸１６より、従って板状刃より切離し、板状刃は停止する。
【００１３】
クランク軸６は内燃機関２のクランクケーシング２２内に装着され、本実施例では、両側にてクランクケーシング２２より出ている。既に述べたように、被動ピン２９に送風機羽根車４が固定され、これに対し詳しくは図示しない引きひもスタータ３５が、被動側に対向して位置するクランク軸６の後側軸ピンと協動作用する。送風機羽根車４による冷却空気の吸引は、送風機蓋体３０の流入スリットを通してほぼ軸方向に行われる。この送風機蓋体は、冷却空気らせん体５の底部３７に対向位置する、らせん体ケーシングの開放端面側を閉止している。送風機蓋体３０は、遠心クラッチ７を収納する漏斗状に広がる容器の形式に構成されている。送風機羽根車４の直径は、遠心クラッチ７の直径よりはお大きい。それによって、送風機蓋体を通して吸入された冷却空気流は遠心クラッチ７を流過し、これを冷却状態に保持する。
【００１４】
本実施例では、送風機羽根車が２列に構成され、両面側にそれぞれ１つの羽根輪体（図３〜６）を担持している。第２の羽根列によって、冷却空気流より分離された第２の空気流を供給することができ、この第２の空気流は例えば冷却空気らせん体５の底部３７にある開口部を通って流出可能であり、または空気らせん体５に供給可能である。
【００１５】
本発明では、遠心クラッチ７の遠心体部分８が送風機羽根車４の羽根を装備した吸入側に固定され、そして送風機羽根車４とともに１つのユニットを形成している。このユニットは、共通して被動ピン２９にて送風機羽根車４のハブ３１と固定装着されている。内燃機関２の回転モーメントの遠心体部分８への伝達は、送風機羽根車４のハブ３１を介して行われる。遠心体部分８のクランク軸６への固定結合は必要でなく、従って周知の遠心クラッチの場合に必要な遠心体部分８のための連行体部材をなくし、かつクランク軸６の被動ピン２９を短く構成することができる。このように駆動ユニットの全重量を低減し、そして構成部材の低減することおよび通常高品質であり従って高価な材料からなるクランク軸を短くすることにより、機械のコスト低減を達成することができる。
【００１６】
回転モーメントを伝達するように遠心クラッチの遠心体部分を吸入側に固定している送風機羽根車４について、以下に図３ないし図６により詳細に説明する。送風機羽根車４は、両端面側にそれぞれ多数の走行羽根３６を備えるそれぞれ１つの羽根輪体３２、３３を担持している。羽根輪体３２、３３は、送風機羽根車４のハブ３１に取り付けられた半径方向の中間壁３４により分離されて位置する。羽根輪体３２、３３のそれぞれは、中間壁３４により互いに無関係に空気流を供給する。送風機羽根車４の組み込み位置にて外側に位置する側に、すなわち内燃機関に対し反対に位置する側に、送風機蓋体を通して冷却空気を送るための吸入羽根輪体３２が構成されている。この場合羽根輪体３２は、本実施例では、送風機羽根車４の後側にある羽根輪体３３よりも大きな軸方向幅を有し、作業機械の周辺から大量流動の冷却空気の供給を可能にしている。
【００１７】
送風機羽根車４には、軸方向の支持軸ピン２５、２６が形成されており、これらの支持軸ピンの自由端２８は走行羽根３６の軸方向高さを越えて伸びており、該自由端に遠心体部分８が接している。その場合、遠心体部分８は支持軸ピン２５、２６の一部に固定されている。本実施例では、４つの支持軸ピン２５、２６が送風機羽根車４の回転軸線の周りに均等に配分されてそのハブ３１に設けられている。遠心体部分８の固定のために、支持軸ピンの２つがねじ軸ピン２６として構成されかつ孔２７を備えており、この孔に遠心体部分８が固定されている。遠心体部分の旋回ピン２４が遠心体部分８の固定要素としての用をなし、この旋回ピン２４に遠心体２３（図６）が旋回可能に装着されている。その場合、旋回ピン２４はねじ軸ピン２６の孔２７内に達しており、そのねじ頭でもって遠心体部分８を支持軸ピン２５、２６の自由端部に固定保持している。
【００１８】
２つの遠心体２３を有する遠心クラッチの本実施例では、対応して遠心体部分８に２つの旋回ピン２４が設けられている。この場合旋回ピン２４に対し、送風機羽根車４に直径上対置してかつ対応してねじ軸ピン２６が構成されている。２つ以上の遠心体を備える遠心クラッチの場合、ねじ軸ピン２６は遠心体に対応した数で設けられ、そして付設の旋回ピン２４の回転角度位置にて送風機羽根車４のハブ３１の周りに設けられる。
【００１９】
本発明の送風機羽根車は、遠心クラッチの遠心体部分８の固定のための支持軸ピンと一体的に、例えばダイカスト部品として構成される。遠心体部分の送風機羽根車への結合は、本実施例におけるように、二段送風機羽根車の場合でもまた一段送風機羽根車の場合でも行うことができ、これらではクラッチを吸入側の吸入羽根輪体に固定する。
【図面の簡単な説明】
【図１】刈払機の平面図である。
【図２】刈払機の駆動ユニットの縦断面図である。
【図３】遠心体部分を略した送風機羽根車の斜視図である。
【図４】遠心体部分を備えた送風機羽根車の斜視図である。
【図５】遠心体部分を取り付けた送風機羽根車の側面図である。
【図６】送風機羽根車の断面図である。
【符号の説明】
２ 内燃機関
４ 送風機羽根車
６ 被動軸
７ 遠心クラッチ
８ 遠心体部分
１０ 工具
１３ 駆動要素（連結リンク）
２４ 結合要素（旋回ピン）
２５、２６ 支持軸ピン
２７ 支持軸ピンの孔
３１ 送風機羽根車の基体
３２ 吸入羽根輪体
３３ 送風機輪体
３４ 中間壁
３６ 走行羽根

Claims (9)

1. 工具駆動のための空冷内燃機関を具備する刈払機、パワーチェーンソウ等のような手動式作業機械にして、内燃機関（２）の被動軸（６）と工具（１０）との間に遠心クラッチ（７）が配置され、被動軸（６）に遠心クラッチ（７）の遠心体部分（８）および内燃機関（２）に冷却空気を供給するための送風機羽根車（４）が固定保持され、送風機羽根車（４）が内燃機関（２）に対し反対にある吸入側に多数の走行羽根（３６）を具備する吸入羽根輪体（３２）を担持する作業機械において、遠心クラッチ（７）の遠心体部分（８）が、送風機羽根車（４）で走行羽根（３６）を装備する吸入側に固定されていることを特徴とする作業機械。
2. 送風機羽根車（４）に軸方向の支持軸ピン（２５、２６）が形成され、これらの支持軸ピンがそれらの自由端（２８）で少なくとも走行羽根（３６）の高さまで延びて遠心体部分（８）に接し、遠心体部分（８）が支持軸ピンの少なくとも１つ（２６）と軸方向に固定結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。
3. 支持軸ピン（２５、２６）が走行羽根（３６）を担持する送風機羽根車（４）の基体（３１）に一体的に構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の作業機械。
4. 送風機羽根車（４）の回転軸線の周りに設けられた複数の支持軸ピン（２６）がそれぞれ軸方向の孔（２７）を備え、この孔に遠心体部分（８）が結合要素（２４）により保持されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の作業機械。
5. 遠心クラッチ（７）の遠心体（２３）が旋回可能に装着されている遠心体部分（８）の旋回ピン（２４）が、支持軸ピン（２６）の孔（２７）内に収納されかつ固定されていることを特徴とする、請求項４に記載の作業機械。
6. 送風機羽根車（４）が、吸入側の反対にあるその端面側に第２の送風機輪体（３３）を担持していることを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の作業機械。
7. 送風機輪体（３３）が、送風機羽根車（４）に半径方向に構成された中間壁（３４）により吸入羽根輪体（３２）から分離されて位置することを特徴とする、請求項６に記載の作業機械。
8. 送風機羽根車（４）が一体的のダイカスト部品であることを特徴とする、請求項１ないし７の１つに記載の作業機械。
9. 送風機羽根車（４）が遠心クラッチ（７）よりも大きな直径を有することを特徴とする、請求項１ないし８の１つに記載の作業機械。

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