JP4451014B2 - 動力作業機のブレーキ作動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッジトリマ、刈払機、チェンソーなど往復刃、回転刃などを有する動力作業機のブレーキ作動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッジトリマ、刈払機、チェンソーなど往復刃、回転刃などを有する動力作業機は、作業中の転倒、緊急時における非常停止、あるいは通常時の停止など停止時は刃物の作動は極力短時間で停止することが安全上好ましい。そのためにブレーキを装備した動力作業機が提案されている。従来のこの種のブレーキ作動装置は特開平03-120001号にみられ、作業機の安全装置として活用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のブレーキ装備動力作業機は、ブレーキ作動とスロットル作動が同時に作用し、エンジン積極回転中（クラッチイン時）にブレーキが作動して安全上は好ましいのであるが、作業機には無理がかかり、ブレーキ部の破損、早期摩耗、発熱による損傷などのトラブルが生じていた。また、スロットル操作とブレーキ操作を適正に構成し前述トラブルを改善したブレーキ装備動力作業機も出現しているが、その構造が複雑であったりして更なる改善が求められている。これらの課題を解決するために本発明は、エンジン回転制御とブレーキ制御を１つの操作レバーで連動して行う際の構造について検討を加え、効率良く、かつ、簡単な構造で制御しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明における構成は、エンジンで駆動し遠心クラッチを介して動力を伝え、エンジン回転制御とブレーキ制御を一つの操作レバーで連動して制御する動力作業機において、操作レバーアームにスロットルケーブルエンドとブレーキケーブルエンドとを同方向から別々に係合し、スロットルケーブルエンドの係合にスロットケーブルの引っ張り方向の遊びＹを設け、操作レバーの操作によってエンジン回転数を上げていく過程においてはクラッチインに先立ってブレーキを解除させ、操作レバーを操作してエンジン回転数を下げていく過程においてはブレーキの作動に先立ってクラッチアウトにさせる動力作業機のブレーキ作動装置としたことにある。
【０００５】
このような制動操作をさせるための具体的構成は、操作レバーアームに対して、スロットルケーブルエンドは操作レバーアームに設けたスロットケーブルの引っ張り方向に延在する長穴に自由状態に係合して遊びＹを設け、ブレーキケーブルエンドは係合穴に位置固定又は、スロットルケーブルエンドの前記長穴による遊びＹより少ない遊びの状態に係合した動力作業機のブレーキ作動装置とするのである。
【０００６】
また更に、本発明の上記操作を安定に作動、調整する手段として、スロットルケーブルにはスロットルケーブルアウタの端からスロットルケーブルエンドの間へストッパを設け、スロットルケーブルとエンジンキャブレタとの係合における遊びＸを適正に確保しつつ、スロットルレバーとスロットルケーブルとの係合における遊びＹも適正に確保するようにした。ストッパは、スロットルケーブルに設けた金属ブロックや長さ方向の圧縮に耐える樹脂又は金属チューブをはめることで、スロットルケーブルアウタの端からスロットルケーブルエンドの間の長さを規制する構造である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施態様を説明する。図１はヘッジトリマの全体側面図であり、図２はヘッジトリマのフレーム部一部破断平面図である。図３はエンジン取付スプリングの一部破断平面図であり、図４はエンジン取付スプリングの側面図である。図５〜図８はエンジン取付スプリングの他の例を示す一部破断平面図である。図９はヘッジトリマのフレーム部の他の例を示す一部破断平面図である。図10はエンジン取付スプリングを背負式作業機に取り付けた状態を示す一部破断側面図、図11は図10中のＩ−Ｉ断面図である。図12はハンドル操作部（側面）から、ブレーキ部（平面）とエンジン部（側面）への接続詳細図である。図13はブレーキ部の平面図である。図14はブレーキ部及びカムケース部縦断面図である。図15はハンドル操作部の一部破断側面図でありスロットル閉状態を示すものであり、図16はハンドル操作部の一部破断側面図でスロットル開状態を示している。図17は図15におけるストッパの他の例を示すハンドル操作部の一部破断側面図である。図18はスロットルレバー操作角度とストローク相関図である。
【０００８】
本発明の実施例をこれら各図のうちのヘッジトリマで示せば、図１、図２のようにフレーム１、カムケース２、エンジン３、後ハンドル４、前ハンドル５及びカッタ６で構成する。カムケース２は後に図14に示すように、ブレーキケース７と実質的に一体的に構成されている。また、後ハンドル４にはエンジン回転数及びブレーキを操作する操作レバー８が設けられている。エンジン３にはエンジンに燃料を制御しながら供給するキャブレタ９が装備されている。
【０００９】
カムケース２とフレーム１の接続にはスプリング10が用いられ、エンジン３及びカッタ６などからの振動を後ハンドル４、前ハンドル５に伝え難くして防振効果を図っている。すなわち、図２に示すように、これら前後のハンドルは振動元に対してスプリング10を介するフローティング構造となっている。スプリング10は円筒コイルスプリングで、図３、図４に示すように、スプリング10の一端に巻かれた小径のスプリング取付穴11からボルト12を通してフランジ付ホルダ13で受けて、本体のカムケース２に固定されてあり、スプリング10の他端はフレーム１の貫通穴1aにフランジ付埋込ホルダ1bを介して取付けられている。スプリング配置は機械の長手方向軸心に対し略直角向きで、前後に各２個所宛略平行に取付けられている。この様なスプリング配置の構成により、コンパクトで防振効果の高い防振構造が得られる。
【００１０】
図５〜図８はエンジン取付スプリングの他の例を示す一部破断平面図である。ここで、図５〜図７のカムケース２側の取付構造は図３のものと同じであるが、フレーム１側の取付構造を異にする。図５の場合は、フレーム１の成型時に段付穴1cを形成し、この段付穴1cに対してスプリング10を直接挿入している。図６は段付穴でなく、貫通穴1aとして外側にスプリング10の当て板1dをボルト12でフレーム１に固定し、同様の効果を得ている。図７は貫通穴1aの内周にストップリング1eを取り付けてスプリング10を固定した構造である。
【００１１】
図８は、スプリング10の径より若干小径の埋込穴2aをカムケース２側に設け、これにスプリング10の一端を押圧固定し、本体フレーム１側は図６同様に、貫通穴1aにスプリング10の他端を挿入し、当て板1dとボルト12とで取り付けるのである。この場合は、図４に示す取付穴11付きのスプリングでなくとも、通常のコイルスプリングも容易に固定することができる。この様なスプリング配置の構成により、図３〜図７のものと同様にコンパクトで防振効果の高い防振構造が得られる。
【００１２】
図９はヘッジトリマのフレーム部の他の例を示す一部破断平面図である。図２では、４個の防振スプリングの取付方向がすべて本体フレーム１の長手方向直角に対向して左右に配置していたが、本例ではカッタ６側は、フレーム長手直角に左右対向２ヶ所、そして、後ハンドル４側はフレーム１の長手方向中央１ヶ所の合計３ヶ所のスプリングでカムケース２を保持した構造を示している。この長手方向のスプリングは図３の構造で固定され、必要により、ほかのスプリングよりも強力なものを採用するなど、自由度の高い、取付構造が採用できる。
【００１３】
図10は、これまでのカムケースの代わりにエンジン取付スプリングとして背負式作業機に取り付けた状態を示す一部破断側面図である。背負式作業機は、刈払機、枝打機、チェンソー、動力噴霧器など種々のものに用いられているが、いずれも振動がはげしく、エンジン３からフレーム１を取り付けた背負いフレーム32からショルダーバンド33へと、たとえ、分厚い肩当て34を用いていたとしても、振動が容赦なく伝達する。そのため、優れた防振装置が要求されるのであるが、ここで用いられる図３〜図８記載のスプリング10を採用するのが、極めて有効である。図10及び図11に示す例は、エンジン３の取付ブラケット35と背負いフレーム40側のフレーム１と取付ブラケット35との間に図３に示すスプリング10の取付構造を採用したものである。このように、図３〜図８に例示するようなスプリング取付構造の中から選択し、かつ、ブラケットの形状に工夫を加えれば、振動を伴う各種の作業機に低コストで効率よく応用することができる。
【００１４】
本発明のブレーキ作動装置を備えたヘッジトリマにつき、以下に詳細に説明する。後ハンドル４は、図１の軸芯Ａ−Ａに対し左右へ回動でき、中心（図示の位置）と左右へ各45度、90度の計５個所の位置で任意にロックできる構造になっており、刈込み作業に応じて最適のハンドルポジションを得ることができる。軸芯Ａ−Ａを機械の長手方向に対し25度の角度を設けているから、後ハンドル４を回動して垂直面の刈り込みの時に後ハンドル４を握った手が刈り込み面から遠ざかるようにできるので、これにより手の安全面も確保できる。
【００１５】
本発明のエンジン回転制御とブレーキ制御の関係を図12〜図18を用いて説明する。図12にみられるように、操作レバー８にはスロットルケーブル14とブレーキケーブル15が接続されており、スロットルケーブル14の他端はキャブレタ９のキャブレタアーム16に接続されている。また、ブレーキケーブル15の他端はブレーキケース７のブレーキアーム17に接続されている。
【００１６】
ブレーキケース７の内部を図13、図14を用いて説明する。エンジン出力軸18にはエンジン３の回転を伝達する遠心クラッチ19が設けられ、この遠心クラッチ19と係合するクラッチドラム20の外周にブレーキバンド21が巻かれ、ブレーキバンド21の一端はブレーキケース７に固定され、他端はブレーキアーム17に係合されている。ブレーキアーム17はアームピン22を支点に回動（シーソー運動）するように設けられ、他端はブレーキスプリング23が係合されている。ブレーキは図13の状態ではブレーキスプリング23によって引っ張られているのでブレーキバンド21がクラッチドラム20に接しており、ＯＮ（制動）状態を示す。ブレーキケーブル15を引っ張ることによってブレーキはＯＦＦ（解除）となる。
【００１７】
エンジン回転制御とブレーキ制御を行うところの後ハンドル４の構成について図15及び図16を用いて説明する。後ハンドル４にはエンジン回転制御、ブレーキ制御を操作するための操作レバー８が設けられており、操作レバー８のアーム部の操作レバーアーム24には前述のブレーキケーブル15のエンド25及びスロットルケーブルエンド26が係合されている。操作レバー８を握ることによって、操作レバーアーム24がレバーピン27を支点に回動し、図16で示すようにブレーキケーブル15及びスロットルケーブル14が引っ張られる。これらのケーブルが引っ張られることにより、前述のブレーキがまずＯＦＦ（解除）となり、エンジン回転数が上がるようになる。
【００１８】
ここで、本発明の特徴であるエンジン回転制御とブレーキ制御を１つの操作レバー８で連動して、効率良く、かつ、簡単な構造で両者を制御しようとする点について説明する。操作レバーアーム24にはブレーキケーブルエンド25が係合するブレーキケーブルエンド係合穴28とスロットルケーブルエンドが係合するスロットルケーブルエンド係合穴29が設けられており、各々のケーブルエンド25,26が同方向から係合されている。ブレーキケーブルエンド25はレバーピン27から近い位置の係合穴に位置固定又は、スロットルケーブルエンド26の長穴による遊びＹより少ない遊びの状態に係合しており、スロットルケーブルエンド26はレバーピン27から遠い位置で、スロットケーブルの引っ張り方向に延在する長穴であるスロットルケーブルエンド係合穴29に自由状態に係合して遊びＹを設け、この遊びＹによって操作レバー８がある程度回動した後から作動するようになっている。すなわち、ブレーキがＯＦＦ（解除）された後にキャブレタ９へのスロットルケーブル14が作動し、次いでエンジン回転数がアイドリング→遠心クラッチのクラッチイン→最大回転数へ向かって上がって行くようになっている。これはブレーキがＯＮの状態でクラッチインしてクラッチドラム20の回転によるブレーキライニングの摩耗、発熱を防止するものである。
【００１９】
操作レバーの操作（操作角度に関連する）とブレーキ、スロットルの関係を図18を用いて説明する。まず作業開始時から示せば、ブレーキは前述のように操作レバー８を操作しない時（操作角度＝０度、図18の右端）はブレーキＯＮ状態であり、操作する（操作角度５度＝ブレーキ遊び）ことによりブレーキケーブル15が引っ張られ、ブレーキがＯＦＦ（解除）となる。更に操作（操作角度10度＝スロットル遊び）して行くとスロットルケーブル14が引っ張られてエンジンはアイドリング状態から回転数が上がり、クラッチインしてカッタ６が作動するようになる。逆に、作業終了時は前述の逆をたどり、エンジン回転数が低くなってから（クラッチイン解除）ブレーキが作動（ブレーキＯＮ）するようになる。すなわち、図18の左方の常にクラッチイン時は常にブレーキがＯＦＦ（解除）しているのでブレーキ関連部品の損傷、早期摩耗、発熱が生じない。
【００２０】
スロットルケーブル14にはスロットルケーブルアウタ30（図15）の端からスロットルケーブルエンド26の間へストッパ31が設けられており、これは図12の右方の部分拡大部に示すところのスロットルケーブル14とエンジン３のキャブレタアーム16との係合における遊びＸを適正に確保しつつ、操作レバー８とスロットルケーブル14との遊びＹも適正に確保するためのものである。もし、このストッパ31が無い場合は、前記両方の遊びが重なりそれぞれの他方へプラス（遊びＸ＋遊びＹ）されて大きな遊びとなり、それぞれが不具合な遊びとなり適正機能を得られなくなる。このストッパ31は、前述の操作レバーアーム24のスロットルケーブルエンド係合穴29（長穴）と共に本発明の特徴であり、エンジン回転制御とブレーキ制御を１つの操作レバー８で連動して、効率良く、かつ、簡単な構造で制御できるための重要な部材である。
【００２１】
図16に示すストッパ31は、スロットルケーブルに設けた金属ブロックであるが、図17にみられるように、長さ方向の圧縮に耐える樹脂又は金属チューブからなるストッパ31をはめることで、スロットルケーブルアウタの端からスロットルケーブルエンドの間の長さを規制する構造でも有効である。要するに、上記の遊びＸ及びＹが確保できるようにするのである。
【００２２】
以上、実施例としてヘッジトリマで説明したが、エンジンで駆動し遠心クラッチを介して動力を伝え、往復刃、回転刃を有する刈払機、チェンソー、草刈機、枝打機などにも容易に応用できる。例えば、刈払機の場合は図15のハンドル操作部の機構を刈払機のハンドル部又は操作握り部へ設け、図13のブレーキ部をエンジン近傍のクラッチケース部又は、刃物近傍のギヤケース部、あるいはその間のメインパイプ動力伝達部等に設けてもよい。そして、図12のように接続する。チェンソーの場合も同様で、図15のハンドル操作部の機構、形状はほぼ同様構造とし、図13、図14のブレーキ部もエンジン近傍に設ければよい。そして図12のように接続する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した構成により、ヘッジトリマ、刈払機、チェンソーなど往復刃、回転刃などを有する動力作業機に発生しがちな作業中の転倒、緊急時における非常停止、あるいは通常時の停止においても、ブレーキの作動が早く安全性の優れたものとなっている。
【００２４】
しかも、ブレーキ作動とスロットル作動に時間差が生じ、エンジン積極回転中（クラッチイン時）にブレーキが作動するようなことがなくなり、作業機に無理がかからず、ブレーキ部の破損、早期摩耗、発熱による損傷などのトラブルが解消する。その結果、簡単な構造で作業性と、作業機の安全性とが両立し、安価かつ耐久性の良好な作業機となっているのである。
【００２５】
また、これら作業機のカムケースやエンジンのような振動発生源は、グリップ式や背負式の作業機において、作業者に対して長時間の作業を困難にしており、優れた防振装置が要求されるのであるが、ここで提案した各種のスプリングの取付構造を有する防振装置を採用することにより、長時間の連続作業を可能とし、かつ、これらの取付構造の中から選択し、ブラケットの形状に工夫をすれば、振動を伴う各種の作業機に低コストで効率よく応用することができ、上記のブレーキ装置と相まって優れた小型作業機となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヘッジトリマの全体側面図である。
【図２】ヘッジトリマのフレーム部一部破断平面図である。
【図３】エンジン取付スプリング部一部破断平面図である。
【図４】エンジン取付スプリング側面図である。
【図５】エンジン取付スプリングの他の例を示す一部破断平面図である。
【図６】エンジン取付スプリングの他の例を示す一部破断平面図である。
【図７】エンジン取付スプリングの他の例を示す一部破断平面図である。
【図８】エンジン取付スプリングの他の例を示す一部破断平面図である。
【図９】ヘッジトリマのフレーム部の他の例を示す一部破断平面図である。
【図10】エンジン取付スプリングを背負式作業機に取り付けた状態を示す一部破断側面図である。
【図11】図10中のＩ−Ｉ断面図である。
【図12】ハンドル操作部（側面）から、ブレーキ部（平面）とエンジン部（側面）への接続詳細図である。
【図13】ブレーキ部の平面図である。
【図14】ブレーキ部及びカムケース部縦断面図である。
【図15】ハンドル操作部の一部破断側面図（スロットル閉状態）である。
【図16】ハンドル操作部の一部破断側面図（スロットル開状態）である。
【図17】図15におけるストッパの他の例を示すハンドル操作部の一部破断側面図である。
【図18】スロットルレバー操作角度とストローク相関図である。
【符号の説明】
１ フレーム
２ カムケース
３ エンジン
４ 後ハンドル
５ 前ハンドル
６ カッタ
７ ブレーキケース
８ 操作レバー
９ キャブレタ
10 スプリング
11 取付穴
12 ボルト
13 フランジ付きホルダ
14 スロットルケーブル
15 ブレーキケーブル
16 キャブレタアーム
17 ブレーキアーム
18 エンジン出力軸
19 遠心クラッチ
20 クラッチドラム
21 ブレーキバンド
22 アームピン
23 ブレーキスプリング
24 操作レバーアーム
25 ブレーキケーブルエンド
26 スロットルケーブルエンド
27 レバーピン
28 ブレーキケーブルエンド係合穴
29 スロットルケーブルエンド係合穴
30 スロットルケーブルアウタ
31 ストッパ
32 背負フレーム
33 ショルダーバンド
34 肩当て
35 エンジン取付ブラケット

Claims (3)

1. エンジンで駆動し遠心クラッチを介して動力を伝え、エンジン回転制御とブレーキ制御を一つの操作レバーで連動して制御する動力作業機において、
   操作レバーアームにスロットルケーブルエンドとブレーキケーブルエンドとを同方向から別々に係合し、スロットルケーブルエンドの係合にスロットケーブルの引っ張り方向の遊びＹを設けることにより、
   操作レバーの操作によってエンジン回転数を上げていく過程においてはクラッチインに先立ってブレーキを解除させ、操作レバーを操作してエンジン回転数を下げていく過程においてはブレーキの作動に先立ってクラッチアウトにさせることを特徴とする動力作業機のブレーキ作動装置。
2. 操作レバーアームに対して、スロットルケーブルエンドはスロットケーブルの引っ張り方向に延在する長穴に自由状態に係合して遊びＹを設け、ブレーキケーブルエンドは係合穴に位置固定又は、スロットルケーブルエンドの前記長穴による遊びＹより少ない遊びの状態に係合してなる請求項１記載の動力作業機のブレーキ作動装置。
3. スロットルケーブルにはスロットルケーブルアウタの端からスロットルケーブルエンドの間へストッパを設け、スロットルケーブルとエンジンキャブレタとの係合における遊びＸを適正に確保しつつ、スロットルレバーとスロットルケーブルとの係合における遊びＹも適正に確保する請求項１記載の動力作業機のブレーキ作動装置。

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