JP4807505B2 - 刈払機 - Google Patents

Description

本発明は、作業者の手に伝わる振動を低減可能な刈払機に関する。

主杆の一端部および他端部にそれぞれエンジン（原動機）および刈刃が取り付けられ、主杆に取り付けられたU字状のハンドルのグリップを握って、草等の刈払い作業を行う刈払機が知られている。この刈払機においては、作業者の末梢血管障害や末梢神経障害、あるいは骨、関節および筋肉の障害の発生を防ぐために、従来より、エンジンと主杆との連結部や主杆とハンドルとの連結部に防振ゴムを介在させて、エンジンからの振動が作業者の手に伝わるのを軽減している。

また、特許文献１には、第１の棒状バネ−第１の質量−第２の棒状バネ−第２の質量からなる防振機構をそれぞれ、ハンドルの第１の（水平）部分とこの水平部から屈曲させた第２の（屈曲）部分の握り部とに設け、振動の節を調整することにより作業者の手に伝わる振動を軽減することが提案されている。

実公平７−２７２５７号公報

しかしながら、実用化されている前者のような刈払機にあっては、作業者の手に伝わる振動が十分に軽減されているとは言えない。
一方、特許文献１で提案されている防振技術は、構造が複雑である。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、握り部における振動を簡易にかつ効果的に低減することができる刈払機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の刈払機は、原動機（２）に主杆（１）が取り付けられ、この主杆（１）にハンドル（１５）が取り付けられ、このハンドル（１５）は主杆（１）に固定されている水平部（１６）とこの水平部（１６）から屈曲して立ち上がる立ち上り部（１７）とを備え、このハンドル（１５）の前記立ち上り部（１７）に握り部（３０）が設けられている刈払機において、
前記主杆（１）には、前記ハンドル（１５）の前記水平部（１６）が固定される位置における剛性を増大させる主杆剛性補強手段（４５）が設けられており、
前記主杆剛性補強手段（４５）は、前記ハンドル（１５）の前記水平部（１６）が固定される位置の前記主杆（１）の内側に挿入された主杆補強ウェイト（４５）により構成され、この主杆補強ウェイト（４５）は、前記主杆（１）内を延びる伝動軸（４）を回転自在に支持する軸受（５）により両側から挟み込まれていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、主杆剛性補強手段が設けられ、ハンドルの固定位置における主杆の剛性が増大されているので、ハンドルの先端部に設けられた握り部の振動を低減することができる。また、主杆剛性補強手段はハンドルの固定位置だけ剛性を増大させればよいので、主杆全体を補強するよりも簡便であり、また大きな重量の増大にはならない。なお、主杆剛性補強手段としては、例えば、主杆の内側および／または外側に剛性を付加するような部材を設けることが挙げられる。

また、主杆剛性補強手段を構成する主杆補強ウェイトは、ハンドルの固定位置にのみに設ければよいので、主杆全体を補強するよりも簡便であり、また大きな重量の増大にはならない。さらに、主杆補強ウェイトが主杆内を延びる伝動軸を回転自在に支持する軸受により両側から挟み込まれているので、ハンドルの固定位置における主杆の剛性をさらに高めることができるとともに、ハンドルに伝わる伝動軸の振動を抑制することができる。

なお、上記における括弧内の符号は、図面において対応する要素を便宜的に表記したものであり、したがって本発明は図面上の記載に限定されるものではない。これは、「特許請求の範囲」の記載についても同様である。

本発明の刈払機によれば、握り部における振動を簡易にかつ効果的に低減することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１ないし図４は、本発明の実施形態に係る刈払機を示す図であって、図１は全体の側面図で一部破断して示した図であり、図２は主杆ウェイトを示す図であり、図３は主杆補強ウェイト部を示す図であり、図４はハンドルおよび握り部を示す図である。なお、図１において、一方のハンドルは図示を省略している。

この刈払機は、アルミニウム合金製のパイプからなる主杆１を備えている。なお、主杆１は、カーボン繊維製、鉄製またはチタン合金製等のパイプにより適宜、構成することができる。この主杆１の一端部１ａは、エンジン（原動機）２のケース２ａの筒部に挿入され、ボルト３ａにより締め付けられることにより、エンジン２に連結されている。一端部１ａの外周面とエンジン２のケース２ａとの間には、筒状に形成されている防振ゴム３ｂが設けられており、エンジン２から主杆１に伝達されるエンジン２の振動が低減されている。

エンジン２の出力軸（図示せず）には、遠心クラッチ（図示せず）を介して伝動軸４の一端部が接続されている。この伝動軸４は、主杆１内を、互いに間隔をおいて配置された複数の軸受５により回転自在に支持されて延びている。この伝動軸４の他端部は、主杆１の他端部に固定されたギヤケース６内のギヤ（図示せず）を介して、刈刃７に接続されている。前記ギヤにより、伝動軸４の回転方向および回転速度が変更されて刈刃７に伝達される。主杆１には、刈刃７の近傍に飛散防護カバー８が取り付けられている。

また、主杆１には、主杆ウェイト９が取り付けられている。この主杆ウェイト９は、２つの半割り片１０、１０が円環状に組み合わされてなるものである。この主杆ウェイト９は、２つの半割り片１０、１０で主杆１を挟み、締付ボルト１１を締め込むことにより、主杆１の外周に装着されている。主杆ウェイト９は、締付ボル１１を緩めることにより、主杆１との間に隙間ができて、主杆１に沿って移動し、取付位置を変更できるようになっている。主杆１の外周面には、主杆１に沿って目盛り１２が設けられており、この目盛りを目印に主杆ウェイト９の取付位置を決めることができるようになっている。

主杆１の途中には、後述する左右のハンドル１５、１５を取り付けるための取付部材２３が固定されている。主杆１の内側には、取付部材２３が固定されている位置に、円筒状に形成された補強用の主杆補強ウェイト（主杆剛性補強手段）４５が、伝動軸４と接触しないように挿入されている。主杆補強ウェイト４５の両側には、伝動軸４を支持する複数の軸受５のうちの２つがこの主杆補強ウェイト４５を挟み込むように設けられており、これにより主杆補強ウェイト４５が主杆１の軸方向に移動するのを規制している。主杆補強ウェイト４５が設けられたことで、ハンドル１５の取付位置における主杆１は、二重構造となり、剛性が増大されている。

また、主杆１には、アルミニウム合金製のパイプからなる左右のハンドル１５、１５が取り付けられている。各ハンドル１５は、水平部１６と、この水平部１６から屈曲して立ち上がる立ち上り部１７とを備えており、左右のハンドル１５によりいわゆるＵ字型のハンドル部１８が形成されている。片方のハンドル１５には、スロットルレバー２１が取り付けられており、このスロットルレバー２１によりスロットワイヤー２２を介してエンジン２の回転数を調整するようになっている。左右のハンドル１５、１５は、主杆１の外周に固定された取付部材２３に、左右のハンドル１５、１５の水平部１６、１６の各基端部が左右から挿入され、締付ボルト２４で締め付けられることにより、主杆１に取り付けられている。
ハンドル１５の水平部１６の基端部分の内側には、補強用のハンドル補強パイプ（ハンドル剛性補強手段）２６が嵌入されて、二重パイプ構造とされており、これにより水平部１６の基端部分の剛性が増大されている。

ハンドル１５の立ち上り部１７の先端側には握り部３０が設けられている。すなわち、ハンドル１５の立ち上り部１７の先端部の内側には、ホルダー３１が固定されており、このホルダー３１の内部には、第１シャフト３２が立ち上り部１７と同軸に固定されている。第１シャフト３２の先端部は、立ち上り部１７から外方に突出しており、この先端部の外側には、第１ウェイト３３が固定されている。

この第１ウェイト３３の内部には、第２シャフト３４の基端部が固定されており、この第２シャフト３４と第１シャフト３２とは一直線状に配置されている。第２シャフト３４の外側には、第２ウェイト３５がネジ３６により取り付けられている。すなわち、第２ウェイト３５の雌ネジ３５ａにネジ３６が螺合され、ネジ３６の先端部が第２シャフト３４に押し付けられることにより、第２シャフト３４に第２ウェイト３５が固定されている。この第２ウェイト３５は、ネジ３６を緩めると第２シャフト３４に沿って移動できるようになっており、第２シャフト３４に対する取付位置を変更できるようになっている。

また、第１ウェイト３３の外側には、円筒形状のグリップパイプ３７が嵌め込まれて固定されている。このグリップパイプ３７は、第２シャフト３４および第２ウェイト３５を包囲するようにして、かつ、その中心線を立ち上り部１７の中心線Ｏと一致させて延びている。このグリップパイプ３７には、その長手方向に沿うように、長さＰを有する長穴３８が形成されている。ネジ３６は、この長穴３８を通して操作できるようになっている。よって、第２ウェイト３５は、ネジ３６を緩めることで、長さＰの範囲で第２ウェイト３５に対して位置を変更できる。

グリップパイプ３７の先端部３７ａには、補強用の補強キャップ（先端部剛性補強手段）２０が設けられている。この補強キャップ２０は、短い円柱状に形成され、一端部には大径部２０ａが設けられている。大径部２０ａの外径寸法はグリップパイプ３７の外径寸法とほぼ同一に設定されている。補強キャップ２０は、グリップパイプ３７の先端開口に蓋をするように設けられている。すなわち、補強キャップ２０は、先端部３７ａのグリップパイプ３７の先端開口からグリップパイプ３７内に嵌入され、その大径部２０ａが先端部３７ａの先端面に突き当てられている。この補強キャップ２０により、グリップパイプ３７の先端部３７ａの剛性が増大されている。なお、大径部２０ａは本実施の形態以外の形状とすることも可能である。
また、グリップパイプ３７の外側には、軟質合成樹脂等の軟質の材料からなるグリップ部材３９が嵌め込まれている。

また、主杆１には、吊り下げバンドを取り付けるための吊り金具４１、および刈払機を持ち運ぶための主杆グリップ４２が設けられている。

このように構成された刈払機においては、エンジン２を駆動すると、動力が伝動軸４を介して刈刃７に伝わり、草刈り作業等を行うことができる。
ところで、エンジン２の振動は、エンジン２と主杆１との間に介在された防振ゴム３ｂによりある程度低減される。しかし、エンジン２の振動とは別に、刈刃７の回転運動や伝動軸４の回転運動によっても、主杆１に振動が発生する。

この刈払機においては、主杆１の振動が、まず、主杆ウェイト９により低減される。すなわち、図５に示すように、主杆１の振動の節（振幅が最小になる点）がハンドル１５の取付部材２３近傍に位置するように、主杆ウェイト９の位置を調整して主杆１に固定する。図５において、実線Ｂが主杆ウェイト９取付時の簡易振動モデルを示し、一方破線Ｃが主杆ウェイト９が無い場合の簡易振動モデルを示している。主杆ウェイト９の位置を調整する際に、主杆１に設けられた目盛り１２を用いると調整が容易になる。この場合、この目盛りは、主杆ウェイト９の位置を把握するための目印として機能している。

また、主杆１のハンドル取付位置が主杆補強ウェイト４５により補強され、剛性が増大されているので、伝動軸４の回転動作により生じる振動が低減される。また、軸受け５、５により主杆補強ウェイト４５を挟み込んで、主杆補強ウェイト４５を固定しているので、主杆補強ウェイト４５を単独で設けるよりも剛性がさらに向上する。この主杆補強ウェイト４５はハンドル１５の取付位置にのみに設けられるので、主杆１全体から見れば大きな重量の増大にはならない。

さらに、ハンドル１５の水平部１６の基端部分にハンドル補強パイプ２６が設けられ、剛性が増大されているので、図６に示すように、ハンドル１５のＹ方向の振動が低減される。図６において、実線Ｄはハンドル補強パイプ２６取付時の簡易振動モデルを示し、一方破線Ｅはハンドル補強パイプ２６が無い場合の簡易振動モデルを示している。
なお、ハンドル１５の水平部１６の基端部分の剛性を高めるためのハンドル剛性補強手段として、ハンドル補強パイプ２６を用いる代わりに、図７に示すように、水平部１６の基端部分の径を拡大するなど、適宜、他の手段を採用することが可能である。
このようにしてハンドル１５の水平部１６の剛性を増大させても、刈払機の大きな重量の増大にはならない。

また、図４に示すように、ハンドル１５の立ち上り部１７のホルダー３１に固定された第１シャフト３２と、この第１シャフト３２に固定された第１ウェイト３３と、この第１ウェイト３３に固定された第２シャフト３４と、この第２シャフト３４に固定された第２ウェイト３５とが、立ち上り部１７の中心線Ｏ方向に連ねられて設けられて成る防振機構により、握り部３０は、Ｘ方向およびＺ方向の振動が低減される。

この防振機構は、振動の節を活用したものであり、図８に振動簡易モデルで示すように、この防振機構を設けていない従来の握り部５０においては、（ａ）に示すように、握り部５０の中心部で振幅ｗであるのに対し、この防振機構を設けている握り部３０においては、（ｂ）に示すように、第１シャフト３２、第１ウェイト３３、第２シャフト３４および第２ウェイト３５を振動させて、握り部３０の中心部に振動の節が位置するようにして、Ｘ方向およびＺ方向の振動を低減している。この場合、第１シャフト３２および第２シャフト３４は、棒状ばね（ばね）として機能している。
なお、第２ウェイト３５は、第２シャフト３４の軸方向に移動させて、第２シャフト３４に対する取付位置を変更できるようになっており、これにより振動の節の位置を容易に調整できる。

上記のように、握り部３０の中心部に振動の節が位置する場合、握り部３０の先端部が振動の腹（振幅が最大となる点）となる可能性があるが、グリップパイプ３７の先端部３７ａに設けられた補強キャップ２０により振動が低減されている。図９に、補強キャップ２０の有無によるグリップパイプ３７の振動に対する変化の違いを示す。（ａ）には、グリップパイプ３７を横から見たときの振幅の程度を示す簡易変形モデルを示し、（ｂ）には、グリップパイプ３７の先端部３７ａの横断面形状の変化を模式的に示す。
図９（ａ）上段に示すように、補強キャップ２０が無いときのグリップパイプ３７の先端部３７ａの振幅幅をＷ１とする。これに対し、下段に示すように、グリップパイプ３７の先端部３７ａに補強キャップ２０がはめ込まれると、剛性が増すため、振動が抑制され、振幅の幅がＷ２に減少する。
また、図９（ｂ）の上段に示すように、補強キャップ２０が無い場合、グリップパイプ３７の先端部３７ａは中空であるため、その断面形状は、振動により自由に変形してしまう。しかし、補強キャップ２０が有る場合、剛性が向上するので、下段に示すように、グリップパイプ３７の先端部３７ａの断面形状はほとんど変形しない。
このように、補強キャップ２０を設けることでグリップパイプ３７の先端部３７ａの剛性が増大され、自由な変形と振幅が抑制され、結果として握り部３０の先端部の振動が低減される。

上記のような刈払機にあっては、主杆１に取付位置を変更可能な主杆ウェイト９が設けられているので、その位置を調整して、主杆１の振動の節がハンドル１５の取付位置になるように変更することにより、その位置における振動が低減される。そして、主杆１に主杆ウェイト９の位置決め用の目盛り１２が設けられているので、主杆ウェイト９の位置を調整するときに、容易に主杆ウェイト９の位置を把握することができる。

また、主杆１のハンドル取付位置に主杆補強ウェイト４５が設けられているので、ハンドル１５の取付位置における主杆１の剛性が増大されるため、ハンドル１５に設けられた握り部３０の振動が低減される。また、主杆補強ウェイト４５はハンドル１５の取付位置にのみに設ければよいので、主杆１全体を補強するよりも簡便であり、また大きな重量の増大にはならない。さらに、主杆補強ウェイト４５が主杆１内を延びる伝動軸４を回転自在に支持する軸受５、５により両側から挟み込まれているので、ハンドル１５の取付位置における主杆１の剛性をさらに高めることができるとともに、ハンドル１５に伝わる伝動軸４の振動を抑制することができる。

また、ハンドル１５の水平部１６に設けられたハンドル補強パイプ２６によりハンドル１５の剛性が増大されるとともに、握り部３０に設けられた第１シャフト３２、第１ウェイト３３、第２シャフト３４および第２ウェイト３５からなる防振機構により、握り部３０におけるＸ、Ｙ、Ｚの３方向の振動を低減することができる。
また、第２シャフト３４に第２ウェイト３５がネジ３６により取付位置を変更可能に固定されているとともに、グリップパイプ３７に長穴３８が設けられており、この長穴３８を通してネジ３６を操作できるようになっているので、グリップ部材３９を取り外せば、グリップパイプ３７の外側からネジ３６を操作して、第２ウェイト３５を最適な位置に容易に調整することができる。
また、グリップパイプ３７の先端部３７ａに補強キャップ２０が設けられているので、グリップパイプ３７の先端部３７ａの剛性が増大されるため、グリップパイプ３７の先端部３７ａの変形や振幅が抑制され、その結果握り部３０の先端部における振動が低減される。

以上のように、この刈払機では、主杆ウェイト９の位置を調整することと、主杆補強ウェイト４５により、主杆１のハンドル１５の取付位置における振動が低減され、その結果主杆１からハンドル１５に伝わる振動が低減される。握り部３０については、その水平部１６の剛性がハンドル補強パイプ２６により増大されるとともに、第１シャフト３２、第１ウェイト３３、第２シャフト３４および第２ウェイト３５からなる防振機構が設けられ、グリップパイプ３７先端部には補強キャップ２０が設けられ、これらの構成により振動が低減される。したがって、個々の構成は簡易でありながら、これらの複合的な効果により、握り部３０における振動を効果的に低減することができる。

本発明の実施形態に係る刈払機を示す側面図である。 主杆ウェイトを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 主杆内部の主杆補強ウェイト部を示す断面図である。 ハンドルおよび握り部を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）はグリップ部材のみを断面で表したＡ矢視図である。 主杆の簡易振動モデルを示す図である。 ハンドルの水平部の簡易振動モデルを示す図である。 ハンドルの水平部の剛性を増大する他の手段の例を示す図であって、径を拡大された水平部の側断面図である。 握り部の簡易振動モデルを示す図である。 補強キャップの有無によるグリップパイプの変化の違いを示す図であって、（ａ）はグリップパイプの簡易変形モデルを示し、（ｂ）はグリップパイプの先端部の横断面形状を示す図である。

符号の説明

１ 主杆
２ エンジン（原動機）
９ 主杆ウェイト
１２ 目盛り
１５ ハンドル
１６ 水平部
１７ 立ち上り部
２０ 補強キャップ（先端部剛性補強手段）
２６ ハンドル補強パイプ（ハンドル剛性補強手段）
３０ 握り部
３２ 第１シャフト
３３ 第１ウェイト
３４ 第２シャフト
３５ 第２ウェイト
３７ グリップパイプ
３８ 長穴
４５ 主杆補強ウェイト（主杆剛性補強手段）

Claims (1)

1. 原動機（２）に主杆（１）が取り付けられ、この主杆（１）にハンドル（１５）が取り付けられ、このハンドル（１５）は主杆（１）に固定されている水平部（１６）とこの水平部（１６）から屈曲して立ち上がる立ち上り部（１７）とを備え、このハンドル（１５）の前記立ち上り部（１７）に握り部（３０）が設けられている刈払機において、
   前記主杆（１）には、前記ハンドル（１５）の前記水平部（１６）が固定される位置における剛性を増大させる主杆剛性補強手段（４５）が設けられており、
   前記主杆剛性補強手段（４５）は、前記ハンドル（１５）の前記水平部（１６）が固定される位置の前記主杆（１）の内側に挿入された主杆補強ウェイト（４５）により構成され、この主杆補強ウェイト（４５）は、前記主杆（１）内を延びる伝動軸（４）を回転自在に支持する軸受（５）により両側から挟み込まれていることを特徴とする刈払機。

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