JP4801961B2 - Chainsaw - Google Patents
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Description
本発明は、モータを内蔵するハウジングにガイドバーを設け、そのガイドバーに沿ってチェーンを回転させて被切断材の切断を行うチェーンソーに関する。 The present invention relates to a chain saw in which a guide bar is provided in a housing incorporating a motor, and a material to be cut is cut by rotating the chain along the guide bar.
チェーンソーは、トリガのON操作で駆動するモータを備えたハウジング内に、モータの駆動で回転するスピンドルを横向きに軸支し、ハウジングの側方に、スピンドルの回転によって回転するスプロケットと、前方へ突出する平板状のガイドバーとを備えて、スプロケットとガイドバーとの間にチェーンを張設している。よって、スプロケットの回転によってチェーンをガイドバーの周縁に沿って回転させることで、丸太等の被切断材の切断が可能となる。
このようなチェーンソーにおいては、トリガをOFF操作してモータへの通電を停止させた後、慣性によるチェーンの回転を放置すると、被切断材を傷つけたり、作業性が悪くなったりすることから、モータの駆動回路にブレーキ巻線を有するブレーキ回路を併設し、そのブレーキ回路をトリガOFF時に閉成させてモータに逆電流を流して制動をかけるようにしたいわゆる電気ブレーキがよく用いられている。
The chain saw is supported in a housing with a motor that is driven by turning on the trigger. The spindle that rotates by driving the motor is supported laterally, and a sprocket that rotates by the rotation of the spindle is projected to the side of the housing. And a chain is stretched between the sprocket and the guide bar. Therefore, by rotating the chain along the peripheral edge of the guide bar by the rotation of the sprocket, it becomes possible to cut a workpiece such as a log.
In such chainsaws, if the trigger is turned OFF to stop energization of the motor and the chain rotation due to inertia is left unattended, the work piece will be damaged or workability will be deteriorated. A so-called electric brake is often used in which a brake circuit having a brake winding is provided in addition to this drive circuit, and the brake circuit is closed when the trigger is turned off to apply a reverse current to the motor for braking.
しかし、電気ブレーキのみでは、トリガをOFF操作したタイミングと同時にチェーンが停止するには至らず、若干の制動時間が生じてしまう。そこで、本件出願人は、特許文献1において、スプロケットに第1カムを一体に設ける一方、スピンドルに、第1カムと噛合可能な第2カムを別体回転且つ第1カム側へ付勢して設け、スピンドルの外周面に、傾斜部分と周方向への係止部分とからなる案内溝を、第2カムの内周面に、軸方向の連結溝を夫々設けて両溝に跨ってスチールボールを嵌合させるクラッチ機構の発明を提供している。このクラッチ機構によれば、スピンドルの始動回転時には、第2カムとの間に生じる回転差で第2カムを前進させて第1カムと噛合させ、電気ブレーキによるスピンドルの制動時には、第2カムに対してスピンドルが遅れる回転差で第2カムを後退させ、係止部分への到達で第1カムとの連結を解除するものとなり、電気ブレーキ単独による制動時間よりもチェーンの制動時間を短縮できる。
However, with only the electric brake, the chain does not stop simultaneously with the timing when the trigger is turned OFF, and some braking time occurs. Therefore, in the
ところが、この発明では、クラッチ機構の作動に電気ブレーキが必要不可欠となるため、電気ブレーキが作動不良を起こすとクラッチ機構は作動せず、制動時間の短縮化が得られないという問題があった。また、逆電流用のブレーキ巻線がモータに必要となるため、その分モータの小型化が阻害されて全体の大型化に繋がる上、モータの主巻線を十分確保できず最大出力に制約を受けることにもなってしまう。 However, in the present invention, since the electric brake is indispensable for the operation of the clutch mechanism, there is a problem that the braking mechanism cannot be operated and the braking time cannot be shortened when the electric brake causes a malfunction. In addition, since a reverse current brake winding is required for the motor, miniaturization of the motor is hindered, leading to an overall increase in size, and the main winding of the motor cannot be secured sufficiently, limiting the maximum output. It will also be received.
そこで、本発明は、このようなクラッチ機構を利用したものであっても、電気ブレーキを必要とすることなくチェーンの制動時間を効果的に短縮でき、コンパクト化や最大出力の増大も期待できるチェーンソーを提供することを目的としたものである。
Therefore, the present invention can effectively reduce the chain braking time without requiring an electric brake, and can be expected to be compact and increase the maximum output even if such a clutch mechanism is used. Is intended to provide.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、スピンドルに、スピンドルの回転によって放射方向へ錘部材を突出させる遠心クラッチを外装する一方、スプロケットに、遠心クラッチ側に第1カム歯を形成したカムと、遠心クラッチの外周側に突出し、錘部材が突出時に当接可能な連結体とを一体に設けて、遠心クラッチにおけるカムとの対向面に、第1カム歯と噛合可能な第2カム歯を形成し、スピンドルの外周面と遠心クラッチの内周面との何れか一方に、スピンドルの軸方向から所定のリード角で傾斜する案内溝を、他方に、案内溝に嵌合する連結部を夫々設ける一方、遠心クラッチをカムから離れる方向へ付勢する付勢手段を設けて、
モータの起動時には、スピンドルと遠心クラッチとの間に生じた回転差により、遠心クラッチをカム側へ移動させてカム歯同士を噛合させると共に、スピンドルの回転に伴う遠心クラッチの錘部材の突出によって遠心クラッチを連結体と一体化させることで、スプロケットをスピンドルと一体回転させ、駆動状態からモータへの通電を停止させた際には、スピンドルの回転低下によって遠心クラッチの錘部材を連結体から離反させると共に、付勢手段によって遠心クラッチをカムから離反させることで、スピンドルとスプロケットとの一体回転を遮断するようにしたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a spindle is provided with a centrifugal clutch that projects a weight member in a radial direction by rotation of the spindle, while a sprocket is provided with a first cam tooth on the centrifugal clutch side. And a connecting body that protrudes to the outer peripheral side of the centrifugal clutch and can contact when the weight member protrudes, and can be engaged with the first cam teeth on the surface facing the cam in the centrifugal clutch. A second cam tooth is formed, and either one of the outer peripheral surface of the spindle and the inner peripheral surface of the centrifugal clutch is fitted with a guide groove inclined at a predetermined lead angle from the spindle axial direction, and the other is fitted into the guide groove. While providing each connecting portion to be provided, providing a biasing means for biasing the centrifugal clutch in the direction away from the cam,
When the motor is started, the centrifugal clutch is moved to the cam side due to the rotation difference generated between the spindle and the centrifugal clutch to engage the cam teeth, and the centrifugal clutch is protruded by the protrusion of the weight member of the centrifugal clutch as the spindle rotates. By integrating the clutch with the coupling body, the sprocket is rotated integrally with the spindle, and when the energization to the motor is stopped from the driving state, the spindle member of the centrifugal clutch is separated from the coupling body due to the decrease in the rotation of the spindle. At the same time, the centrifugal clutch is separated from the cam by the urging means, so that the integral rotation of the spindle and the sprocket is cut off.
請求項2に記載の発明は、請求項1の目的に加えて、クラッチ動作の信頼性を高めるために、カムの第1カム歯と遠心クラッチの第2カム歯との少なくとも一方に、カムと遠心クラッチとの回転差に伴う他方のカム歯との干渉によって互いを離反方向へ押圧する傾斜面を設けたものである。 According to a second aspect of the present invention, in addition to the object of the first aspect, in order to increase the reliability of the clutch operation, a cam is provided on at least one of the first cam teeth of the cam and the second cam teeth of the centrifugal clutch. An inclined surface is provided that presses each other in the direction away from each other by interference with the other cam teeth accompanying the rotation difference from the centrifugal clutch.
請求項1に記載の発明によれば、電気ブレーキを設けなくてもチェーンの制動時間を効果的に短縮可能となる。特に、遠心クラッチの採用によってスピンドルからカム側への回転伝達とその遮断とが安定且つ確実に行われる。また、電気ブレーキが不要となることで、同じ出力ではモータの小型化が達成されて全体のコンパクト化に繋がり、同じ大きさではブレーキ巻線を設けない分モータの主巻線を十分確保できて最大出力をアップさせることができる。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の効果に加えて、モータへの通電停止時のカムと遠心クラッチとの離反が確実に行われ、クラッチ動作の信頼性が高まる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to effectively shorten the chain braking time without providing an electric brake. In particular, the rotation transmission from the spindle to the cam side and the interruption thereof are stably and reliably performed by employing the centrifugal clutch. In addition, by eliminating the need for an electric brake, miniaturization of the motor can be achieved with the same output, leading to overall compactness. With the same size, the main winding of the motor can be secured sufficiently because no brake winding is provided. The maximum output can be increased.
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the cam and the centrifugal clutch are reliably separated when the energization of the motor is stopped, and the reliability of the clutch operation is increased.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、チェーンソーの一例を示す一部縦断面図、図2(A)は一部横断面図である。チェーンソー1は、ハウジング2内に、モータ3を前向き(図1,2の右側を前方とする)に収容し、その出力軸4の前方に、ボールベアリング5,6によってスピンドル7を出力軸4と直交する横向きに軸支して、出力軸4とスピンドル7とに夫々固着したベベルギヤ8,9同士を噛合させることで、出力軸4の回転をスピンドル7へ伝達可能としている。また、スピンドル7におけるベベルギヤ9と反対側の端部は、ハウジング2を貫通して側方へ突出しており、その突出端部10には、内側(ボールベアリング6側)にフランジ12を延設した筒状のカム11が別体回転可能に外装されており、カム11には、スプロケット13が直交状で一体回転可能に固着されている。このスプロケット13の前方でハウジング2の側面には、固定ボルト14によって平板状のガイドバー15が前方への突出姿勢で固定されて、スプロケット13とガイドバー15の周縁との間に、無端状のチェーン16が張設されている。よって、スプロケット13が回転すると、チェーン16はガイドバー15の周縁に凹設した溝17に沿って回転することになる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing an example of a chain saw, and FIG. 2A is a partial transverse sectional view. The chain saw 1 houses a
一方、スピンドル7におけるカム11とボールベアリング6との間には、カム11のフランジ12よりも大径円盤状の遠心クラッチ18が、スピンドル7と同軸で直交状に外装されている。この遠心クラッチ18は、外周に放射方向へ移動可能に連結した3つの錘部材19,19・・を、連結バネ20,20・・によって周方向で互いに連結することで収縮方向へ付勢した周知の形態で、カム11におけるフランジ12とスプロケット13との間には、内側への開口が遠心クラッチ18の外径よりもやや大きい内径を有して遠心クラッチ18を常態(モータ3の停止時)で非接触で覆う皿状の連結体21が、一体回転可能に嵌着されている。22は、フランジ12と連結体21との間に挟持固定されたワッシャーである。
On the other hand, between the
遠心クラッチ18の内周面には、ボールベアリング6側が開放する軸方向の連結溝23,23・・が、周方向へ均等に3箇所凹設されている。一方、スピンドル7の外周面には、スピンドル7の軸心から所定のリード角で傾斜する案内溝24,24・・が、同じく周方向へ均等に3箇所凹設されて、夫々の連結溝23と案内溝24との間に連結部となるスチールボール25が嵌合している。よって、遠心クラッチ18は、各スチールボール25が案内溝24を転動する範囲でスピンドル7に対して軸方向へ前後移動可能で、且つスピンドル7と一体回転することになるが、ワッシャー22と遠心クラッチ18との間には付勢手段としてのコイルバネ26が介在されて、遠心クラッチ18を、モータ3の停止時でスチールボール25が案内溝24の後端(スピンドル7及び遠心クラッチ18については、スピンドル7の軸方向で突出端部10側を前方として説明する。)に位置する図2の位置へ付勢している。
On the inner peripheral surface of the
さらに、カム11のフランジ12と遠心クラッチ18との互いの対向面には、図4に示すように、第1カム歯及び第2カム歯となる同形状のカム歯27,27・・が夫々形成されている。このカム歯27,27・・は、周方向の一方が緩斜面28、他方が急斜面29(本発明の傾斜面)となる形状を呈して、周方向に等間隔で6カ所に突設されている。よって、遠心クラッチ18がフランジ12側へ前進すると、両カム歯27,27同士が互いに噛合するものとなる。
Further, on the opposing surfaces of the
以上の如く構成されたチェーンソー1においては、図2に示すモータ3の停止状態では、遠心クラッチ18は、前述のようにコイルバネ26の付勢によってカム11のフランジ12から離れる後退位置にあり、遠心クラッチ18の錘部材19も連結体21と当接しない収縮位置にある。
ここで、ハウジング2に設けた図示しないトリガをON操作してモータ3へ通電し、モータ3を駆動させると、出力軸4の回転によってベベルギヤ8,9を介してスピンドル7が回転(図1での右回転)する。このスピンドル7の回転によって遠心クラッチ18との間に、スピンドル7に対して遠心クラッチ18が遅れる回転差が生じるため、各スチールボール25を案内溝24に沿って前方へ転動させながら遠心クラッチ18がコイルバネ26の付勢に抗して前進する。この前進位置でカム11と当接して、カム歯27,27同士を噛合させる(図3)。
In the chain saw 1 configured as described above, when the
Here, when a trigger (not shown) provided in the
また、このとき、スピンドル7に追従した遠心クラッチ18の回転によって錘部材19に働く遠心力が連結バネ20による収縮付勢力を超えると、各錘部材19が放射方向へ移動して連結体21の内面に当接する。よって、カム11は遠心クラッチ18と連結体21とを介してスピンドル7と連結されることになり、カム11と共にスプロケット13が回転し、ガイドバー15に沿ってチェーン16が回転するため、チェーン16による被切断材の切断が可能となる。
At this time, when the centrifugal force acting on the
切断終了によってトリガをOFF操作し、モータ3への通電を停止させると、スピンドル7と共に遠心クラッチ18の回転速度が低下して錘部材19への遠心力を低下させるため、連結バネ20の付勢によって錘部材19が収縮方向へ移動して連結体21から離れ、連結体21を介したカム11への回転伝達を遮断する。この遠心クラッチ18の作動と共に、コイルバネ26の付勢によって遠心クラッチ18が、各スチールボール25を案内溝24に沿って後方へ転動させながら後退するため、カム歯27同士の噛合が解除されて図2の位置へ復帰する。このとき、カム11と遠心クラッチ18との間に僅かでも回転差が生じると、カム歯27に形成した急斜面29同士が当接してカム11を離れる方向へ押圧するため、遠心クラッチ18の離反は確実に行われる。
こうしてカム11及びスプロケット13はスピンドル7に対して回転フリー状態となるが、ガイドバー15とその周縁に摺接しながら回転するチェーン16との摩擦によってチェーン16及びスプロケット13には大きな制動力が働くため、チェーン16及びスプロケット13は直ちに回転を停止させることになる。
When the trigger is turned OFF by the end of the cutting and the
Thus, the
このように上記形態のチェーンソー1によれば、スピンドル7に遠心クラッチ18を外装する一方、スプロケット13に、カム歯27を形成したカム11と連結体21とを一体に設けて、遠心クラッチ18におけるカム11との対向面に同形状のカム歯27を形成し、スピンドル7の外周面に案内溝24を、遠心クラッチ18の内周面に案内溝24を夫々設けて両溝にスチールボール25を嵌合させる一方、遠心クラッチ18をカム11から離れる方向へ付勢するコイルバネ26を設けて、モータ3の起動時には、スピンドル7と遠心クラッチ18との間に生じた回転差により、遠心クラッチ18を前進させてカム歯同士を噛合させると共に、遠心クラッチ18の錘部材19の突出によって遠心クラッチ18を連結体21と一体化させることで、スプロケット13をスピンドル7と一体回転させ、駆動状態からモータ3への通電を停止させた際には、スピンドル7の回転低下によって遠心クラッチ18の錘部材19を連結体21から離反させると共に、コイルバネ26によって遠心クラッチ18をカム11から離反させることで、スピンドル7とスプロケット13との一体回転を遮断するようにしたことで、電気ブレーキを設けなくてもチェーン16の制動時間を効果的に短縮可能となる。特に、遠心クラッチ18の採用によってスピンドル7からカム11側への回転伝達とその遮断とが安定且つ確実に行われる。また、電気ブレーキが不要となることで、同じ出力ではモータ3の小型化が達成されて全体のコンパクト化に繋がり、同じ大きさではブレーキ巻線を設けない分モータ3の主巻線を十分確保できて最大出力をアップさせることができる。
As described above, according to the chain saw 1 of the above embodiment, the centrifugal clutch 18 is externally mounted on the
特にここでは、カム11及び遠心クラッチ18のカム歯27に、カム11と遠心クラッチ18との回転差に伴う相手側のカム歯27との当接によって互いを離反方向へ押圧する急斜面29を設けたことで、モータ3への通電停止時のカム11と遠心クラッチ18との離反が確実に行われ、クラッチ動作の信頼性が高まる。
Particularly, here, the
なお、上記形態では、スピンドルの外周面に案内溝を、遠心クラッチの内周面に連結溝を夫々設けているが、これを逆にして、遠心クラッチ側に所定リード角で傾斜する案内溝を、スピンドル側に軸方向の連結溝を夫々形成して、スピンドルと遠心クラッチとの回転差で遠心クラッチを進退動させるようにすることもできる。また、連結部は、スチールボールに代えて、遠心クラッチの内周面またはスピンドルの外周面の一方に例えば半円状の突起を突設して、その突起を他方の案内溝に嵌合させて遠心クラッチを案内する構造も採用できる。
また、遠心クラッチへの付勢手段は、コイルバネに限らず、皿バネや板バネ等の他の構成も採用できるし、圧縮付勢に限らず、遠心クラッチの後方側で引っ張り付勢しても良い。
In the above embodiment, the guide groove is provided on the outer peripheral surface of the spindle and the connection groove is provided on the inner peripheral surface of the centrifugal clutch. However, the guide groove inclined at a predetermined lead angle on the centrifugal clutch side is reversed. In addition, axial connection grooves can be formed on the spindle side, and the centrifugal clutch can be moved forward and backward by the rotational difference between the spindle and the centrifugal clutch. In addition, instead of the steel ball, the connecting portion has, for example, a semicircular protrusion protruding on one of the inner peripheral surface of the centrifugal clutch or the outer peripheral surface of the spindle, and the protrusion is fitted into the other guide groove. A structure for guiding the centrifugal clutch can also be adopted.
Further, the biasing means for the centrifugal clutch is not limited to the coil spring, and other configurations such as a disc spring and a leaf spring can be adopted, and the biasing means is not limited to the compression bias, and may be pulled and biased on the rear side of the centrifugal clutch. good.
さらに、上記形態では、カムがスピンドルの突出端部に外装される構造となっているが、この構造に限らず、カムの回転軸をスピンドルと別体にして軸支させ、スピンドルを介さずにカムと遠心クラッチとを同軸で対向させるようにしても良い。
そして、クラッチ作動時に互いを離反方向へ押圧するカム歯の傾斜面は、カムと遠心クラッチとの何れか一方側のカム歯に設けても良い。勿論カム歯の数の増減や形状変更も適宜可能で、図5に示すように、カム歯27の急斜面29に代えて軸方向に沿った平坦面30としても良い。
Furthermore, in the above embodiment, the cam is structured to be mounted on the protruding end of the spindle. However, the present invention is not limited to this structure, and the rotating shaft of the cam is supported separately from the spindle so that the shaft is not interposed. You may make it make a cam and a centrifugal clutch oppose on the same axis.
Further, the inclined surfaces of the cam teeth that press each other in the direction away from each other when the clutch is operated may be provided on either one of the cam teeth of the cam and the centrifugal clutch. Of course, the number of cam teeth can be increased / decreased and the shape can be changed as appropriate. As shown in FIG. 5, a
1・・チェーンソー、2・・ハウジング、3・・モータ、4・・出力軸、7・・スピンドル、11・・カム、12・・フランジ、13・・スプロケット、15・・ガイドバー、16・・チェーン、18・・遠心クラッチ、21・・連結体、23・・連結溝、24・・案内溝、25・・スチールボール、26・・コイルバネ、27・・カム歯、28・・緩斜面、29・・急斜面。
1 ··· Chain saw, 2 · Housing, 3 · Motor, · · · Output shaft, 7 · · Spindle, 11 · · Cam, 12 · · Flange, 13 · · Sprocket, 15 · · Guide bar, 16 · · Chain, 18 ... Centrifugal clutch, 21 ... Connection body, 23 ... Connection groove, 24 ... Guide groove, 25 ... Steel ball, 26 ... Coil spring, 27 ... Cam tooth, 28 ... Slope, 29・ ・ Steep slope.
Claims (2)
前記スピンドルに、前記スピンドルの回転によって放射方向へ錘部材を突出させる遠心クラッチを外装する一方、前記スプロケットに、前記遠心クラッチ側に第1カム歯を形成したカムと、前記遠心クラッチの外周側に突出し、前記錘部材が突出時に当接可能な連結体とを一体に設けて、前記遠心クラッチにおける前記カムとの対向面に、前記第1カム歯と噛合可能な第2カム歯を形成し、
前記スピンドルの外周面と遠心クラッチの内周面との何れか一方に、前記スピンドルの軸方向から所定のリード角で傾斜する案内溝を、他方に、前記案内溝に嵌合する連結部を夫々設ける一方、前記遠心クラッチを前記カムから離れる方向へ付勢する付勢手段を設けて、
前記モータの起動時には、前記スピンドルと遠心クラッチとの間に生じた回転差により、前記遠心クラッチを前記カム側へ移動させて前記カム歯同士を噛合させると共に、前記スピンドルの回転に伴う前記遠心クラッチの錘部材の突出によって前記遠心クラッチを前記連結体と一体化させることで、前記スプロケットを前記スピンドルと一体回転させ、駆動状態から前記モータへの通電を停止させた際には、前記スピンドルの回転低下によって前記遠心クラッチの錘部材を前記連結体から離反させると共に、前記付勢手段によって前記遠心クラッチを前記カムから離反させることで、前記スピンドルとスプロケットとの一体回転を遮断するようにしたことを特徴とするチェーンソー。 A sprocket that horizontally supports a spindle that rotates by driving the motor in a housing having a motor, is arranged on the side of the housing and coaxially with the spindle, and rotates as the spindle rotates. And a guide bar protruding forward from the sprocket, a chain is stretched between the sprocket and the guide bar, and the chain can be rotated along the periphery of the guide bar by the rotation of the sprocket. A chainsaw,
The spindle is provided with a centrifugal clutch that projects a weight member in the radial direction by the rotation of the spindle, while the sprocket has a cam formed with first cam teeth on the centrifugal clutch side, and an outer peripheral side of the centrifugal clutch. A second cam tooth that can be engaged with the first cam tooth on a surface facing the cam in the centrifugal clutch;
One of the outer peripheral surface of the spindle and the inner peripheral surface of the centrifugal clutch has a guide groove that is inclined at a predetermined lead angle from the axial direction of the spindle, and the other is a connecting portion that fits into the guide groove. While providing a biasing means for biasing the centrifugal clutch away from the cam,
When the motor is started, the centrifugal clutch is moved to the cam side by the rotational difference generated between the spindle and the centrifugal clutch to mesh the cam teeth, and the centrifugal clutch accompanying the rotation of the spindle When the centrifugal clutch is integrated with the coupling body by the protrusion of the weight member, the sprocket is rotated integrally with the spindle, and when the energization to the motor is stopped from the driving state, the spindle rotates. The weight member of the centrifugal clutch is separated from the coupling body due to the lowering, and the centrifugal clutch is separated from the cam by the biasing means, so that the integral rotation of the spindle and the sprocket is blocked. A featured chainsaw.
At least one of the first cam teeth of the cam and the second cam teeth of the centrifugal clutch is provided with an inclined surface that presses each other in the direction away from each other by contact with the other cam tooth due to the rotational difference between the cam and the centrifugal clutch. The chain saw according to claim 1 provided.
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