JP5243854B2 - 携帯型作業機 - Google Patents

Description

本発明は、携帯型作業機に関する。

従来、携帯型作業機として、草刈り用の刈払機が知られている。刈払機では、長尺状のアウターパイプの一端に設けられたエンジンの回転は、アウターパイプ内を通るドライブシャフトに伝達され、ドライブシャフトからアウターパイプの他端に設けられた刈刃に伝達される。また、アウターパイプには、使用者に把持されるハンドルが取り付けられる。

このような刈払機では、エンジンの急速な加減速やトルク変動があると、ドライブシャフトにねじれ振動が生じ、この振動がアウターパイプを介してハンドルに伝達されてしまうという問題がある。このような問題に対し、ドライブシャフトを、可撓性を有するフレキシブルシャフトにより構成することで、ねじれ振動を減衰させる刈払機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この刈払機では、アウターパイプ内に、フレキシブルシャフトを回転自在に保持するライナーを設置し、このライナーにより、フレキシブルシャフトのうねり（曲がりくねること、暴れ）を抑えることで、フレキシブルシャフトによるねじれ振動の減衰効果をより向上させている。また、この刈払機では、フレキシブルシャフトに潤滑剤を塗布し、フレキシブルシャフトとライナーとの間の摩擦を低減させることで、当該摩擦による出力の低下を抑制するとともに、ライナーがフレキシブルシャフトとの摩擦熱によって溶けてしまうことを防いでいる。

実公平０２−１９００３号公報

しかしながら、この刈払機では、フレキシブルシャフトに潤滑剤を塗布し、フレキシブルシャフトとライナーとの間の摩擦を低減させているとはいえ、やはり、その摩擦分、出力損失が生じてしまうという問題がある。また、この刈払機では、前述したように、ライナーがフレキシブルシャフトとの摩擦熱によって溶けてしまうことを防ぐため、フレキシブルシャフトに定期的に潤滑剤を塗布する必要があり、メンテナンスに手間がかかるという問題がある。

本発明の目的は、ねじれ振動を減衰でき、かつ出力を向上できるとともにメンテナンスを容易にできる携帯型作業機を提供することにある。

本発明の請求項１に係る携帯型作業機は、作業具と、出力軸を有するエンジンと、前記作業具側および前記エンジン側を連結するアウターパイプと、少なくとも一部がフレキシブルシャフトにより構成されるとともに、前記アウターパイプ内に回転自在に保持され、前記出力軸の回転を前記作業具に伝達するドライブシャフトと、前記フレキシブルシャフトが挿通され、前記フレキシブルシャフトと一体に回転する薄肉筒状の鋼管からなるスリーブとを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る携帯型作業機は、請求項１に記載の携帯型作業機において、前記ドライブシャフトは、中空円筒状のストレートシャフトを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る携帯型作業機は、請求項２に記載の携帯型作業機において、前記フレキシブルシャフトは、前記ストレートシャフトの一端に挿入され、前記ストレートシャフトに直接連結されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る携帯型作業機は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の携帯型作業機において、前記フレキシブルシャフトは、前記ドライブシャフトの前記エンジン側の一部を構成していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ドライブシャフトの少なくとも一部をフレキシブルシャフトにより構成したので、当該フレキシブルシャフトにより、ドライブシャフトに生じるねじれ振動を減衰させることができる。従って、ドライブシャフトからアウターパイプを介してアウターパイプに設けられるハンドルに伝達される振動を低減することができる。
また、フレキシブルシャフトに挿通される薄肉筒状のスリーブを備えているので、このスリーブにより、フレキシブルシャフトのうねりを防止できる。従って、フレキシブルシャフトによってドライブシャフトに生じる振動をより減衰できる。
加えて、スリーブは、フレキシブルシャフトと一体に回転するので、フレキシブルシャフトがスリーブと摩擦することがなく、その分、出力を向上できる。また、フレキシブルシャフトがスリーブと摩擦しないので、フレキシブルシャフトに潤滑剤を塗布することを不要にでき、メンテナンスを容易にできる。

請求項２の発明によれば、ドライブシャフトの構成要素として、中空円筒状のストレートシャフトを用いたので、ドライブシャフトの剛性を確保しつつドライブシャフトの軽量化を図ることができる。

請求項３の発明によれば、フレキシブルシャフトは、ストレートシャフトの一端に挿入され、ストレートシャフトに直接連結されているので、フレキシブルシャフトが継手部材を介してストレートシャフトに連結される場合に比べて、部品点数を低減できる。

請求項４の発明によれば、フレキシブルシャフトは、ドライブシャフトにおいて、トルク変動の大きいエンジン側を構成しているので、フレキシブルシャフトがトルク変動の比較的小さいドライブシャフトの作業具側を構成する場合に比べ、効果的にねじれ振動を減衰させることができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る携帯型作業機としての刈払機１を示す斜視図である。
刈払機１は、図１に示すように、エンジン２と、エンジン２が一端に設けられたアウターパイプ３と、アウターパイプ３の他端に設けられた作業具４と、アウターパイプ３の内部に回転自在に保持されてエンジン２の回転を作業具４に伝達するドライブシャフト５（図２参照）とを備えている。アウターパイプ３の途中には、作業者に把持されるハンドル６およびグリップ７が設けられている。また、グリップ７の近傍には、当該グリップ７を握りながらエンジン２の出力操作を行うためのアクセルレバー８が設けられている。作業具４は、アウターパイプ３の他端に設けられたギヤケース４１と、ギヤケース４１に取り付けられ、ドライブシャフト５からギヤケース４１を介して回転が伝達されるナイロンカッタ４２とを備えている。

図２は、ドライブシャフト５を示す断面図である。なお、図２ではハンドル６を省略した。
ドライブシャフト５は、図２に示すように、直線状に形成され、一端がエンジン２（図１）側のクラッチドラム２１の出力軸２２に連結されているとともに、他端がギヤケース４１に連結され、全体としてアウターパイプ３内に設けられた複数のブッシュ３１（軸受け）により回転自在に保持されている。

図３は、ドライブシャフト５の要部を示す拡大図である。
このドライブシャフト５は、フレキシブルシャフト５１と、スリーブ５２と、継手部材５３と、ストレートシャフト５４とを備えている。

フレキシブルシャフト５１は、複数のワイヤが縒られることにより構成され、可撓性を有している。このフレキシブルシャフト５１は、断面円形に形成され、両端５１１，５１２が断面四角形に研削されている。エンジン２側の端部５１１は、クラッチドラム２１の出力軸２２に形成された断面四角形の挿入穴２２１に挿入され、作業具４側の端部５１２は、継手部材５３内に挿入される。

このフレキシブルシャフト５１は、ドライブシャフト５の一部を構成している。これにより、本実施形態では、このフレキシブルシャフト５１によってドライブシャフト５に生じるねじれ振動を減衰させることができ、ドライブシャフト５からアウターパイプ３を介してハンドル６に伝達される振動を低減させることができる。
ここで、背景技術において説明したように、フレキシブルシャフトは、従来、ドライブシャフト全体を構成するものとして用いられることがあった。しかしながら、この場合、エンジンを加減速させた際に、ドライブシャフトは、一旦ねじれてから作業具に回転を伝達することとなるので、エンジンに対するドライブシャフトの追従性が低下し、ひいてはエンジンに対する作業具の追従性が低下してしまうおそれがある。

これに対し、本実施形態では、ドライブシャフト５の一部のみにフレキシブルシャフト５１を用いるので、エンジン２を加減速させた際のドライブシャフト５のねじれ量を低減できる。従って、エンジン２に対するドライブシャフト５の追従性を良好にでき、ひいてはエンジン２に対する作業具４の追従性を良好にできる。また、これにより、作業具４のブレを抑制できる。

加えて、ドライブシャフト５に生じるねじれ振動の大きさはドライブシャフト５の真直度に大きく影響されるが、本実施形態では、フレキシブルシャフト５１を直線状のドライブシャフト５の一部として用いるため、フレキシブルシャフト５１によってねじれ振動を十分に減衰させることができる。

さらに、フレキシブルシャフト５１は、ドライブシャフト５において、トルク変動の大きいエンジン２側の一部を構成している。これにより、本実施形態では、トルク変動の影響が比較的小さいドライブシャフト５の作業具４側をフレキシブルシャフト５１で構成する場合に比べ、効果的にねじれ振動を減衰させることができる。

このようなフレキシブルシャフト５１の周りには、例えば機械構造用炭素鋼鋼管からなる厚さ１ｍｍ程度の薄肉筒状のスリーブ５２が、フレキシブルシャフト５１と密着した状態で設けられている。本実施形態では、このスリーブ５２により、フレキシブルシャフト５１のうねりを防止でき、フレキシブルシャフト５１によってドライブシャフト５に生じる振動をより減衰できる。
このようなスリーブ５２の作業具４側の端部は、継手部材５３内に挿入されており、この継手部材５３により、スリーブ５２は、フレキシブルシャフト５１と一体に設けられている。すなわち、継手部材５３により、スリーブ５２は、フレキシブルシャフト５１と一体に回転するように設けられている。これにより、本実施形態では、フレキシブルシャフト５１がスリーブ５２と摩擦することがないため、その分、出力を向上できる。また、フレキシブルシャフト５１がスリーブ５２と摩擦しないので、フレキシブルシャフト５１に潤滑剤を塗布することを不要にでき、メンテナンスを容易にできる。

図４は、継手部材５３を示す断面図である。
継手部材５３には、フレキシブルシャフト５１およびスリーブ５２が挿入される挿入穴５３１が形成されている。この挿入穴５３１は、フレキシブルシャフト５１およびスリーブ５２が挿通する断面円形の第１穴部５３２と、断面四角形かつ第１穴部５３２より小さく形成され、フレキシブルシャフト５１が挿入される第２穴部５３３とを備えている。このうち、第１穴部５３２の内周面には、スリーブ５２がろう付溶接により接合されている。

すなわち、フレキシブルシャフト５１は、継手部材５３の内周面に接合されたスリーブ５２内に挿入され、継手部材５３の第２穴部５３３内に挿入されることにより、継手部材５３に着脱自在に連結されるとともにスリーブ５２と一体化され、スリーブ５２と一体に回転する。このように、本実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、クラッチドラム２１および継手部材５３に挿入されることで、クラッチドラム２１および継手部材５３に着脱自在に連結されるので、破損した際に容易に交換することができ、利便性を向上できる。この継手部材５３の底面には、ストレートシャフト５４が摩擦圧接により接続されている。

ストレートシャフト５４は、エンジン２の出力軸２２からこれらフレキシブルシャフト５１、および継手部材５３を介して伝達された回転を作業具４に伝達する。このストレートシャフト５４は、中空円筒状に形成されている。このように、本実施形態では、ドライブシャフト５の大部分を構成するストレートシャフト５４として中空円筒状のものを用いたので、剛性を十分に確保しつつ軽量化を図ることができる。ストレートシャフト５４の他端には、作業具４の入力軸４１１（図２）が摩擦圧接により接続される。

〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態に係る刈払機１Ｂの要部を示す拡大図である。以下、既に説明した部分と同一機能部位については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の刈払機１Ｂは、前記実施形態と同様の構成を備え、前記実施形態と同様の効果を奏することができるが、前記実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、継手部材５３を介してストレートシャフト５４に連結されていたが、本実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、直接ストレートシャフト５４に連結されている点が前記実施形態とは異なる点である。

本実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、スリーブ５２に挿入された後、スリーブ５２の中央部分が周方向に９０度間隔で４箇所カシメられることにより、スリーブ５２と一体に設けられる。このようなフレキシブルシャフト５１の作業具４側の端部５１２は、断面円形に形成されており、直接ストレートシャフト５４内に圧入されている。

図６は、ストレートシャフト５４の要部を示す拡大図である。
ストレートシャフト５４は、シャフト本体５４１と、挿入部５４２とを備えている。挿入部５４２は、内径がシャフト本体５４１の内径よりも大きく形成された筒状部材であり、シャフト本体５４１のエンジン２側の端部に摩擦圧接により接続されている。本実施形態では、この挿入部５４２内にフレキシブルシャフト５１が圧入されることにより、ストレートシャフト５４とフレキシブルシャフト５１とが直接連結されるので、継手部材５３を介してフレキシブルシャフト５１とストレートシャフト５４とが連結される場合に比べ、継手部材５３を不要にできる分、部品点数を低減できる。なお、挿入部５４２は、ブッシュ３１（図５）により回転自在に保持される。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば前記第２実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、ストレートシャフト５４の挿入部５４２内に圧入されることによりストレートシャフト５４に連結されていたが、フレキシブルシャフト５１は、ストレートシャフト５４の挿入部５４２内に挿入された後、挿入部５４２がカシメられることによりストレートシャフト５４に連結されていてもよい。また、フレキシブルシャフト５１は、挿入部５３２内に圧入された後、挿入部５３２がカシメられることによりストレートシャフト５３に連結されていてもよい。

前記各実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、直線状に用いられていたが、フレキシブルシャフト５１は、背負い式の刈払機等において、使用者の背面側へ向けて出力される回転を使用者の前方側へ向きを変えて取り出すために湾曲して用いられていてもよい。
前記各実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、ドライブシャフト５のエンジン２側の一部を構成していたが、フレキシブルシャフトは、ドライブシャフトの作業具４側の一部を構成していてもよい。この場合でも、直線状のドライブシャフトの一部をフレキシブルシャフトにより構成するので、当該フレキシブルシャフトによりドライブシャフトに生じるねじれ振動を十分に減衰させることができる。
前記各実施形態では、フレキシブルシャフト５１は、ドライブシャフト５の一部のみを構成するものとして用いられていたが、フレキシブルシャフト５１は、ドライブシャフト５全体を構成するものとして用いられていてもよい。

前記各実施形態では、フレキシブルシャフト５１の両端部５１１，５１２は、断面四角形に形成されていたが、フレキシブルシャフトの両端部は、断面三角形あるいは断面五角形以上の多角形に形成されていてもよいし、断面円形に形成されていてもよい。
前記各実施形態では、ストレートシャフト５４は中空に形成されていたが、ストレートシャフトは中実に形成されていてもよい。

前記各実施形態では、本発明が刈払機に適用される例を説明したが、本発明は、エンジンの回転がドライブシャフトを介して作業具に伝達される各種の携帯型作業機に適用することができ、例えば高枝剪定機や畦刈機に適用することができる。
前記各実施形態では、作業具はナイロンカッタを備えて構成されていたが、作業具は、エンジンからの回転が伝達されて動作するものであればどのように構成されていてもよく、例えば作業具は、円板状の刈刃や剪定用アタッチメントを備えて構成されていてもよい。

本発明は、刈払機や高枝剪定機などの携帯型作業機に好適に利用できる。

本発明の第１実施形態に係る刈払機を示す斜視図。 ドライブシャフトを示す断面図。 ドライブシャフトの要部を示す拡大図。 継手部材を示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る刈払機の要部を示す拡大図。 ストレートシャフトの要部を示す拡大図。

符号の説明

１…刈払機（携帯型作業機）、２…エンジン、３…アウターパイプ、４…作業具、５…ドライブシャフト、５１…フレキシブルシャフト、５２…スリーブ、５４…ストレートシャフト。

Claims (4)

1. 作業具と、
   出力軸を有するエンジンと、
   前記作業具側および前記エンジン側を連結するアウターパイプと、
   少なくとも一部がフレキシブルシャフトにより構成されるとともに、前記アウターパイプ内に回転自在に保持され、前記出力軸の回転を前記作業具に伝達するドライブシャフトと、
   前記フレキシブルシャフトが挿通され、前記フレキシブルシャフトと一体に回転する薄肉筒状の鋼管からなるスリーブとを備えている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
2. 請求項１に記載の携帯型作業機において、
   前記ドライブシャフトは、中空円筒状のストレートシャフトを備えている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
3. 請求項２に記載の携帯型作業機において、
   前記フレキシブルシャフトは、前記ストレートシャフトの一端に挿入され、前記ストレートシャフトに直接連結されている
   ことを特徴とする携帯型作業機。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の携帯型作業機において、
   前記フレキシブルシャフトは、前記ドライブシャフトの前記エンジン側の一部を構成している
   ことを特徴とする携帯型作業機。

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