JP4958529B2 - 刈込機 - Google Patents

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Description

本発明は、刈込機に関し、更に詳細には、庭木や植込み等の刈込みを行うための刈込機に関する。
庭木や植込み等の刈込みを行うための刈込機、所謂、ヘッジトリマーにおいて、長手方向に沿って複数の刈刃を有する一対のブレードを、回転動力機によって互いに逆方向に往復動させる種類の刈込機が従来から知られている。更に、前記回転動力機の回転運動を前記一対のブレードの往復運動に変換するために、前記回転動力機によって偏心回転する円筒形の偏心カムと、該偏心カムの周囲に摺動可能に嵌合する大端部を有するコンロッド(コネクティングロッド)とを組合せた種類の刈込機が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
特許第2966382号公報(図9)
従来の刈込機を長期間使用していると、前記コンロッドの前記大端部と前記偏心カムとの間に摩耗が生じることがあった。特許文献1に開示されている刈込機では、前記大端部と前記偏心カムとの間にグリス溜めを設けており、接触面の潤滑により摩擦力を小さくすることで、ある程度の効果を挙げている。しかしながら、潤滑しても摩擦を生じさせる作用力そのものは軽減されず、また、前記偏心カムの回転に伴う摩擦力の偏在に対しては有効な回避手段となり得ないので、前記コンロッドの前記大端部と前記偏心カムとの間の摩耗を軽減する要望が依然として存在する。
そこで、本発明の目的は、前記コンロッドの前記大端部と前記偏心カムとの間の摩耗を軽減することができる刈込機を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明による刈込機は、長手方向に沿って複数の刈刃を有する一対のブレードを、回転動力機によって前記長手方向に相対的に往復動させる刈込機であって、前記回転動力機によって偏心回転するほぼ円筒形の偏心カムと、該偏心カムの周囲に摺動可能に嵌合する環状の大端部と、一方の前記ブレードに枢動可能に取付けられた小端部と、該小端部の中心軸線及び前記大端部の中心軸線を通るコンロッド軸線と、を有するコンロッドと、を有し、前記大端部は、前記コンロッド軸線と前記長手方向とが整列したときに前記ブレードからの負荷を受ける受け部を前記コンロッド軸線(A2)上に有し、前記受け部は、前記負荷を受けたときに前記コンロッド軸線の方向に変形可能であることを特徴としている。
このように構成された前記刈込機では、前記一対のブレードが相対的に往復動するとき、前記刈刃によって庭木等を刈込む。前記刈刃が庭木等を刈込むときに生じた負荷は、前記コンロッドの前記大端部を介して前記偏心カムに伝えられる。かかる負荷は、特に、前記コンロッド軸線と前記長手方向とが整列したとき又はその直前に、前記コンロッド軸線上に位置する前記大端部の前記受け部に作用する。負荷を受けた前記受け部は、前記コンロッド軸線の方向に変形する。それにより、前記受け部と前記偏心カムとの間の接触面積は周方向に広がって大きくなり、前記負荷による摩擦力を分散させて広い範囲で受けることができ、前記受け部と前記偏心カムとの間に作用する圧力は小さくなる。その結果、前記コンロッドの前記大端部と前記偏心カムとの間の摩耗を軽減することができる。
従来の刈込機の前記コンロッドは、前記負荷によって前記コンロッドができるだけ変形しないように、前記コンロッドの大端部が強固に設計されていた。本願の発明者は、前記コンロッドが前記ブレードから受ける負荷を詳細に解析することによって、上記構成に想到し得たのである。
また、本発明による刈込機の実施形態において、好ましくは、前記コンロッドは、更に、前記大端部の前記中心軸線を通り且つ前記コンロッド軸線及び前記大端部の前記中心軸線と直交する横方向軸線を有し、前記大端部は、前記横方向軸線上に位置する横部を有し、前記受け部の半径方向幅は、前記横部の半径方向幅よりも薄い。
このように構成された刈込機では、前記受け部の半径方向幅を前記横部の半径方向幅よりも薄くすることによって、前記受け部の変形を実現する。
この実施形態において、好ましくは、前記偏心カムは、前記コンロッド軸線と前記長手方向とが整列したときに前記横方向軸線上に位置する周囲切欠き部を有する。
このように構成された刈込機では、前記負荷が比較的作用しない前記偏心カムの位置、即ち、前記コンロッド軸線と前記長手方向とが整列したときの前記偏心カムの前記横方向軸線上の位置に周囲切欠き部が設けられている。この周囲切欠き部は、前記コンロッドの前記大端部と共に空間を形成し、該空間にグリス溜めることができる。その結果、前記コンロッドの前記大端部と前記偏心カムとの間の摩耗を更に軽減することができる。
また、上記目的を達成するために、本発明による刈込機は、長手方向に沿って複数の刈刃を有する一対のブレードを、回転動力機によって相対的に前記長手方向に沿って往復動させる刈込機であって、前記回転動力機によって偏心回転するほぼ円筒形の偏心カムと、該偏心カムの周囲に摺動可能に嵌合する環状の大端部と、一方の前記ブレードに枢動可能に取付けられた小端部と、該小端部の中心軸線及び前記大端部の中心軸線を通るコンロッド軸線と、前記大端部の前記中心軸線を通り且つ前記コンロッド軸線及び前記大端部の前記中心軸線と直交する横方向軸線と、を有するコンロッドと、を有し、前記偏心カムは、前記コンロッド軸線と前記長手方向とが整列したときに前記横方向軸線上に位置する周囲切欠き部を有することを特徴としている。
以上説明したとおり、本発明による刈込機によって、前記コンロッドと前記偏心カムとの間の摩耗を軽減することができる。
図面を参照して、本発明による刈込機の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態である刈込機の斜視図であり、図2は、図1の刈込機の動力伝達機構を下方から見た分解斜視図であり、図3は、図1の刈刃組立体の内部分の正面断面図である。また、図4〜図7は、大歯車、偏心カム及びコンロッドの底面図であり、それぞれ、大歯車が0度、90度、180度、270度回転した状態を示す。
図1に示すように、本発明の実施形態である刈込機1は、回転動力機であるエンジン2と、前記エンジン2が取付けられたハウジング4と、該ハウジング4から長手方向A1に延びる刈刃組立体6とを有している。該刈刃組立体6は、前記長手方向A1に沿って複数の刈刃8を有する一対のブレード10、12を有している。該一対のブレード10、12は、互いに重なり、庭木等を前記刈刃8によって刈込むために、前記長手方向A1に沿って互いに逆方向に摺動し且つ往復動するように構成されている。前記ハウジング4には、前記一対のブレード10、12を往復動させるための動力伝達機構14(図2参照)が収容されている。また、前記ハウジング4には、前記刈込機1を手で持つための二つの取っ手16、18が設けられ、一方の該取っ手16には、前記エンジン2の回転速度を調節することによって前記一対のブレード10、12の往復動を作動させ又は停止させるためのスロットルレバー20が設けられている。
以下の説明では、前記長手方向A1の前記ハウジング4の側を「後」と称し、前記刈刃組立体6の側を「前」と称する。また、前記一対のブレード10、12が重なる方向を上下方向C1と称し、エンジン2の側を「上」と称し、その反対側を「下」と称する。また、前記長手方向A1及び前記上下方向C1と垂直な方向を横方向B1と称する。
図2に示すように、前記ハウジング4は、下方に開放したハウジング本体4aと、ハウジング蓋4bとを有している。前記エンジン2(図2に図示せず)は、遠心クラッチ22を介して前記ハウジング本体4aの上面4cに取付けられ、前記動力伝達機構14は、前記遠心クラッチ22の出力軸(図示せず)に固定された小歯車24と、該小歯車24と噛合う大歯車26と、該大歯車26に設けられた上偏心カム28及び下偏心カム30と、前記上偏心カム28及び前記下偏心カム30と前記刈刃組立体6とを連結する上コンロッド32及び下コンロッド34とを有している。また、前記大歯車26を支持するためのプレート36と、前記ハウジング4の中に入れられたグリスが漏れることを防止するためのフェルト部材38が設けられている。
前記大歯車26は、前記ハウジング4に固定された回転軸40に回転可能に取付けられ、上面26aと下面26bとを有している。前記上面26a及び前記下面26bにはそれぞれ、前記回転軸40に対して偏心して配置された前記上偏心カム28及び前記下偏心カム30が設けられている。前記上偏心カム26a及び前記下偏心カム26bは、前記回転軸40に対して互いに180度の位相で配置されている。前記上偏心カム26a及び前記下偏心カムは、ほぼ円筒形状である。
また、前記大歯車26の前記上面26a及び前記下面26bにはそれぞれ、前記上コンロッド32及び前記下コンロッド34が配置されている。前記上コンロッド32は、前記上偏心カム28の周囲に摺動可能に嵌合する環状の大端部32aと、前記一対のブレード10、12のうちの上側に位置する上ブレード10に枢動可能に取付けられた環状の小端部32bと、前記大端部32aと前記小端部32bとを連結する連結部32cとを有している。同様に、前記下コンロッド34は、前記下偏心カム30の周囲に摺動可能に嵌合する環状の大端部34aと、前記一対のブレード10、12のうちの下側に位置する下ブレード12に枢動可能に取付けられた環状の小端部34bと、前記大端部34aと前記小端部34bとを連結する連結部34cとを有している。前記上コンロッド32及び前記下コンロッド34は、同一の形状を有しており、前記連結部32c、34cは、前記大端部32a、34aから前記小端部32b、34bに向かって狭まるテーパ状の輪郭をなし、ほぼ三角形状の貫通孔42を有している。
前記刈刃組立体6は、前記ハウジング4の中に位置する内部分6aと、前記ハウジング4から前記長手方向A1に延びる外部分6bとを有している。該外部分6bの長さは、例えば、600〜800mmである。
図2及び図3に示すように、前記上ブレード10と前記下ブレード12とは重ねられており、該一対のブレード10、12は、その上に配置された支持プレート44と、その下に配置された押えプレート46とによって挟まれている。
前記支持プレート44は、前記ハウジング4の中に固定される内部分44aと、前記ハウジング4から前記長手方向A1に延びる外部分44bとを有している。前記内部分44aは、前記長手方向A1に間隔をおいた二つの孔48を有しており、該二つの孔48は、前記ハウジング4の雌ネジ部4dと整列している。
前記上ブレード10及び前記下ブレード12は、前記ハウジング4の中に位置する内部分10a、12aと、前記ハウジング4から前記長手方向A1に延びる外部分10b、12bとを有している。前記内部分10a、12aは、前記支持プレート44の前記二つの孔48と整列し且つ前記長手方向A1に延びる長孔50を有している。該長孔50の中には、該長孔50に嵌合するカラー52が配置され、それにより、前記上ブレード10及び前記下ブレード12は、前記カラー52に沿って前記長手方向A1に摺動可能である。前記カラー52の上下方向長さL1は、前記上ブレード10と前記下ブレード12の合計の厚さW1よりも僅かに大きい。
前記押えプレート46は、前記ハウジング4の前記内部4aに位置する内部分46aと、前記ハウジング4から前記長手方向A1に沿って延びる外部分46bとを有している。前記押えプレート46の前記外部分46bは、前記支持プレート44、前記上ブレード10、前記下ブレード12の前記外部分44b、10b、12bよりも短く、前記内部分46aは、前記二つの孔48と整列する孔54を有している。
前記押えプレート46の前記孔54、前記カラー52、及び前記支持プレート44の前記孔48に挿入されたネジ56が、前記雌ネジ部4dにねじ込まれ、それにより、前記押えプレート46、前記カラー52、及び前記支持プレート44が前記ハウジング4に固定されている。これに対し、前記支持プレート44と前記押えプレート46との間に位置する前記上ブレード10及び前記下ブレード12は、前記カラー52に案内され、前記長手方向A1に移動可能である。また、前記上ブレード10の後端部10cには、前記上コンロッド32の環状の前記小端部32bに枢動可能に嵌合する円筒形の突起部10dが設けられ、前記下ブレード12の後端部12cには、前記下コンロッド34の環状の前記小端部34bに枢動可能に嵌合する円筒形の突起部12dが設けられている。かくして、前記エンジン2の回転によって前記大歯車26が一回転するとき、前記上ブレード10及び前記下ブレード12は、前進位置58(図4参照)と後退位置60(図6参照)との間を一往復するように構成されている。また、上述したように、前記上偏心カム28と前記下偏心カム30とが前記回転軸40に対して互いに180度の位相で配置されているので、前記上ブレード10が前記前進位置58から前記後退位置60に移動するとき、前記下ブレード12は前記後退位置60から前記前進位置58に移動し、その逆に、前記上ブレード10が前記後退位置60から前記前進位置58に移動するとき、前記下ブレード12は前記前進位置58から前記後退位置60に移動する。
前記上ブレード10及び前記下ブレード12の前記外部分10b、12bには、複数の前記刈刃8が前記長手方向A1に沿って設けられている。本実施形態では、前記刈刃8は、前記長手方向A1に対する両側に設けられ、前面8aと後面8bに刃部8cを有している。
前記刈刃8は、前記上ブレード10が前記前進位置58から前記後退位置60に移動し且つ前記下ブレード12が前記後退位置60から前記前進位置58に移動するときに、前記上ブレード10の前記刈刃8、例えば刈刃8dがその後側に隣接した前記下ブレード12の前記刈刃8、例えば刈刃8eと係合して切断作用を行うように配置されている。更に、前記刈刃8は、前記上ブレード10が前記後退位置60から前記前進位置58に移動し且つ前記下ブレード12が前記58前進位置から前記後退位置60に移動するときに、前記上ブレード10の前記刈刃8、例えば刈刃8dがその前側に隣接した前記下ブレード12の前記刈刃8、例えば刈刃8fと係合して切断作用を行うように配置されている。
また、前記刈刃組立体6の前記外部分6bにおいて、前記一対のブレード10、12は、隙間調整可能に適宜保持されている。例えば、ネジ64aをワッシャ(図示せず)又は前記押さえプレート46の孔64bと、前記上ブレード10及び前記下ブレード12の長孔64cに挿入し、前記支持プレート44の雌ネジ部64dにねじ込み、ロックナット64eを用いて前記ネジ64aの緩み止めを行うことにより、前記一対のブレード10、12は、隙間調整可能に保持される。
図4は、前記下ブレード12が最も前方に移動した前進位置58を示し、そのときの前記大歯車26及び前記下偏心カム30の回転方向位置を0度とする。図5〜図7はそれぞれ、前記大歯車26及び前記下偏心カム30が図4の状態から90度、180度、270度回転した状態を示す。従って、図6は、前記下ブレード12が最も後方に移動した後退位置60を示すことになる。なお、前記上偏心カム28及び前記上ブレード10は、前記下偏心カム30及び前記下ブレード12を位相180度ずらしたこと以外、前記下偏心カム30及び前記下ブレード12と同様の構成を有している。従って、以下、前記下偏心カム30及び前記下ブレード12だけを説明し、前記上偏心カム28及び前記上ブレード10の図示及び説明を省略する。
図4に示すように、前記下コンロッド34は、前記小端部34bの中心軸線C2と前記大端部34aの中心軸線C3を通るコンロッド軸線A2と、前記大端部34aの前記中心軸線C3を通り且つ前記コンロッド軸線A2及び前記大端部34aの前記中心軸線C3と直交する横方向軸線B2とを有している。
前記大端部34aは、前記コンロッド軸線A2上に位置する前方の受け部68a及び後方の受け部68bと、前記横方向軸線B1上に位置する横部70a、70bとを有している。前記受け部68a、68bは、前記コンロッド軸線A2の方向に変形可能に構成されている。具体的には、前記下コンロッド34及び前記下偏心カム30は、鉄で作られ、前記受け部68a、68bの半径方向幅T1、T2は、前記横部70a、70bの半径方向幅T3、T4よりも小さい。
また、前記下偏心カム30は、前記コンロッド軸線A2と前記長手方向A1とが整列したときに前記横方向軸線B2上に位置する周囲切欠き部72と、貫通孔74とを有している。前記周囲切欠き部72は、前記コンロッド軸線A2と前記長手方向A1とが整列したときに前記コンロッド軸線A2と平行な面72aを有している。前記貫通孔74及び前記周囲切欠き部72は、前記下コンロッド34の前記大端部34aと前記下偏心カム30との間にグリスを溜めるための空間76を形成する。
次に、本発明の実施形態である前記刈込機1の動作を説明する。
前記エンジン2を作動させ、前記スロットルレバー20によって前記遠心クラッチ22を作動させることにより、前記小歯車24及び前記大歯車26を回転させる。前記大歯車26の回転により、前記上偏心カム28及び前記下偏心カム30が前記回転軸40の周りを回転移動し、前記上コンロッド32及び前記下コンロッド34の前記大端部32a、32bを回転移動させる。これに応じて、前記上コンロッド32及び前記下コンロッド34の前記小端部32b、34bは、前記上ブレード10及び前記下ブレード12を前記カラー52に沿って、即ち、前記長手方向A1に往復動させる。
前記上偏心カム28及び前記下偏心カム30の位相が180度ずれているので、前記上ブレード10が前記後退位置60から前記前進位置58に移動するとき、前記下ブレード12が前記前進位置58から前記後退位置60に移動する。それにより、前記上ブレード10の前記刈刃8(8d)と前記下ブレード12の刈刃8(8f)とが切断作用を行う。引続いて、前記上ブレード10が前記前進位置58から前記後退位置60に移動するとき、前記下ブレード12が前記後退位置60から前記前進位置58に移動する。それにより、前記上ブレード10の前記刈刃8(8d)と前記下ブレード12の前記刈刃8(8e)とが切断作用を行う。前記上ブレード10と前記下ブレード12の動作は、同様であるので、以下、下ブレード12動作を説明し、上ブレードの動作の説明を省略する。
前記下ブレード12は、それが前記前進位置58から前記後退位置60に移動するとき、特に前記後退位置60の直前で、切断負荷を受ける。従って、前記下偏心カム30が前方から後方に回転することを阻止する向きに前記下偏心カム30に力を及ぼす。即ち、前記下コンロッド34の後方の受け部78bが前記下偏心カム30に押付けられる。上述したように、かかる力は、前記長手方向A1と前記コンロッド軸線A2とが整列するとき又はその直前で大きくなる。それにより、前記受け部68bは、前記コンロッド軸線A2の方向に変形し、前記受け部68bと前記下偏心カム30との間の接触面積は周方向に広がって増大する。その結果、前記下偏心カム30に作用する圧力が小さくなり、前記下コンロッド34の前記大端部34aと前記下偏心カム30との間の磨耗を減少させることができる。
また、前記下ブレード12は、それが前記後退位置60から前記前進位置58に移動するとき、特に前記後退位置60の直前で、切断負荷を受ける。従って、前記下偏心カム30が後方から前方に回転することを阻止する向きに前記下偏心カム30に力を及ぼす。即ち、前記下コンロッド34の前方の受け部78aが前記下偏心カム30に押付けられる。上述したように、かかる力は、前記長手方向A1と前記コンロッド軸線A2とが整列するとき又はその直前で大きくなる。それにより、前記受け部68aは、前記コンロッド軸線A2の方向に変形し、前記受け部68aと前記下偏心カム30との間の接触面積は周方向に広がって増大する。その結果、前記下偏心カム30に作用する圧力が小さくなり、前記下コンロッド34の前記大端部34aと前記下偏心カム30との間の磨耗を減少させることができる。
一方、前記下ブレード12が前記前進位置58から前記後退位置60に移動するほとんどの間、及び、前記後退位置60から前記前進位置58に移動するほとんどの間、前記大端部32aの前記横部70a、70bに引張り力が働く。前記大端部34aの前記横部70a、70bは、従来技術の刈込機と同様、変形が小さくなるように厚い幅を有するように構成されているので、前記下ブレード12を安定して回転させることができる。
また、前記下ブレード12が前記前進位置58から前記後退位置60に移動するほとんどの間、及び、前記後退位置60から前記前進位置58に移動するほとんどの間、前記受け部68a、68bにコンロッド軸線A2の方向の及ぼす力は比較的小さい。従って、前記下偏心カム30は、前記受け部68a、68bと接触している必要はない。かくして、本実施形態の前記下偏心カム30は、該下偏心カム30が90度(図5参照)又は270度(図7参照)の位置にあるときに前記受け部68a、68bと隣接した位置、言い換えれば、前記コンロッド軸線A2と前記長手方向A1とが整列したとき(図4及び図6参照)の前記横方向軸線B2上に位置に前記周囲切欠き部72を設けることができる。それによって生じた前記空間76にグリスを溜めることができ、その結果、前記下コンロッド34の前記大端部34aと前記下偏心カム30との間の潤滑が促進され、それらの間の磨耗を低減することができる。また、前記上コンロッド32及び前記下コンロッド34の貫通孔42と、前記上偏心カム28及び前記下偏心カム30の貫通孔74を設けることによって、前記動力伝達機構14の軽量化を図ることができ、前記貫通孔42、74にグリスを入れることによって、前記大端部34aと前記下偏心カム30との間の磨耗を低減することができる。
前記周囲切欠き部72は、前記下コンロッド34の前記大端部34aと前記下偏心カム30との間に作用する圧力が、前記下偏心カム30が一回転する間にわたってほぼ同じになるように定められることが好ましい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。
また、上記実施形態では、前記上ブレード10と前記下ブレード12の両方を往復動させたが、そのうちの一方だけを往復動させても良い。
本発明の実施形態である刈込機の斜視図である。 図1の刈込機の動力伝達機構を下方から見た分解斜視図である。 図1の刈込機の刈刃組立体の内部分の正面断面図である。 0度の位置の大歯車、偏心カム及びコンロッドの底面図である。 90度の位置の大歯車、偏心カム及びコンロッドの底面図である。 180度の位置の大歯車、偏心カム及びコンロッドの底面図である。 270度の位置の大歯車、偏心カム及びコンロッドの底面図である。
符号の説明
1 刈込機
2 エンジン(回転動力機)
8 刈刃
10 上ブレード(一対のブレード)
12 下ブレード(一対のブレード)
28 上偏心カム(偏心カム)
30 下偏心カム(偏心カム)
32 上コンロッド(コンロッド)
32a 大端部
32b 小端部
32d 後部
34 下コンロッド(コンロッド)
34a 大端部
34b 小端部
58 前進位置
60 後退位置
68a、68b 受け部
72 周囲切欠き部
72a、72b 横部
A1 長手方向
A2 コンロッド軸線
B2 横方向軸線
C2 中心軸線
C3 中心軸線
T1、T2 半径方向幅
T3、T4 半径方向幅

Claims (3)

  1. 長手方向(A1)に沿って複数の刈刃(8)を有する一対のブレード(10,12)を、回転動力機(2)によって相対的に前記長手方向(A1)に沿って往復動させる刈込機(1)であって、
    前記回転動力機(2)によって偏心回転するほぼ円筒形の偏心カム(28,30)と、
    該偏心カム(28,30)の周囲に摺動可能に嵌合する環状の大端部(32a,34a)と、一方の前記ブレード(10,12)に枢動可能に取付けられた小端部(32b,34b)と、該小端部(32b,34b)の中心軸線(C2)及び前記大端部(32a,34a)の中心軸線(C3)を通るコンロッド軸線(A2)と、前記大端部(32a,34a)の前記中心軸線(C3)を通り且つ前記コンロッド軸線(A2)及び前記大端部(32a,34a)の前記中心軸線(C3)と直交する横方向軸線(B2)と、を有するコンロッド(32,34)と、を有し、
    前記偏心カム(28,30)は、前記コンロッド軸線(A2)と前記長手方向(A1)とが整列したときに前記横方向軸線(B2)上に位置する周囲切欠き部(72)を有することを特徴とする刈込機。
  2. 前記大端部(32a,34a)は、前記コンロッド軸線(A2)と前記長手方向(A1)とが整列したときに前記ブレード(10,12)からの負荷を受ける受け部(68a,68b)を前記コンロッド軸線(A2)上に有し、前記受け部(68a,68b)は、前記負荷を受けたときに前記コンロッド軸線(A2)の方向に変形可能であることを特徴とする請求項1に記載の刈込機。
  3. 前記大端部(32a,34a)は、前記横方向軸線(B)上に位置する横部(72a,72b)を有し、前記受け部(68a,68b)の半径方向幅(T1,T2)は、前記横部(72a,72b)の半径方向幅(T3,T4)よりも薄いことを特徴とする請求項2に記載の刈込機。
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