JP5250083B2

JP5250083B2 - 携帯型刈払機

Info

Publication number: JP5250083B2
Application number: JP2011137985A
Authority: JP
Inventors: 恒司入野; 祥生大倉
Original assignee: 株式会社岡山農栄社
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: JP2013000109A

Description

本発明は、回転刃をエンジンにより回転駆動して草や小径木等の刈り払い作業を行う携帯型刈払機に関する。

草や小径木を刈り払うために、草刈機とも言われる携帯型の刈払機が使用されている。携帯型刈払機には、操作桿つまり操作アームの先端にカッターが取り付けられ、後端にエンジンが装着されたアーム連結タイプがあり、操作アームにはエンジンの動力をカッターに伝達するための伝達軸が組み込まれている。アーム連結タイプには、背負い架台にエンジンを搭載するようにした背負い式、操作アームに設けられたループ状のベルトを肩に掛けるようにした肩掛け式等がある。操作アームの後端はクラッチケースによりエンジンに連結されており、クラッチケースにはエンジンの出力軸と伝達軸とを接続状態と切断状態とに切り換えるための遠心クラッチが組み込まれ、出力軸の回転数が高くなると、遠心クラッチにより出力軸は伝達軸に連結される。

このような携帯型刈払機においては、エンジンの振動が操作アームに伝達されるので、操作アームから操作者に振動が伝達されると、刈払機の操作性を低下させることになる。振動に起因した操作性の低下を防止するために、遠心クラッチと伝達軸との間にねじりコイルばねを装着し、ねじりコイルばねにより振動を吸収するようにした刈払機が開発されている（特許文献１〜３）。

特開２００７−６１０２９号公報特開２００７−６１０３１号公報特開２０１０−１７１７５号公報

それぞれの刈払機においては、ねじりコイルばねは遠心クラッチと伝達軸との間に軸方向に配置されている。特許文献１に記載されたねじりコイルばねは、その両端部に軸方向に伸びる係止端部を設け、それぞれの係止端部を遠心クラッチ側と伝達軸側の係止部に取り付けている。特許文献２に記載された圧縮コイルばねは、遠心クラッチに取り付けられた筒状連結体の内部に収容され、この筒状連結体には伝達軸にスプライン結合された可動スリーブが組み込まれており、可動スリーブに取り付けられたピンを筒状連結体に形成された窓に取り付けることにより、伝達軸のねじり振動を圧縮コイルばねの伸縮運動に変換して振動吸収するようにしている。特許文献３に記載されたコイルばねは、遠心クラッチ側の伝達軸部外周面に設けられた螺旋溝に一端部が取り付けられ、伝達軸側の伝達軸部外周面に設けられた螺旋溝に他端部が取り付けられている。

刈払機の操作性を向上するには、操作時における振動を吸収して作業者に振動が伝達されないようにすることが望ましい。伝達軸の振動を吸収するためのねじりコイルばねを遠心クラッチと伝達軸との間に軸方向に配置する場合には、ねじりコイルばねの一端部を遠心クラッチ側の部材に取り付け、他端部を伝達軸側の部材に取り付ける必要がある。このため、ねじりコイルばねの両端部をそれぞれ噛み合わせたり、固定させたりする必要があり、刈払機の組立作業性を高めることができないという問題点がある。

本発明の目的は、操作者に伝達される振動を吸収して作業性を向上しつつ、振動吸収機構を有する携帯型刈払機の組立性を向上することにある。

本発明の携帯型刈払機は、先端部にカッターが回転自在に装着され、前記カッターに連結される伝達軸が回転自在に装着された刈払機本体と、前記刈払機本体の後端部に装着され、前記カッターを前記伝達軸を介して回転駆動するエンジンと、エンジン出力部に連結される駆動側の軸部、および回転中心に対して径方向に対向する第１の凹部が形成され前記駆動側の軸部に一体の第１の円弧状部を備えた駆動側継手と、前記伝達軸に連結される従動側の軸部、および前記第１の凹部に径方向に対向する第２の凹部が形成され前記従動側の軸部に一体の第２の円弧状部を備えた従動側継手と、一端部が前記第１の凹部に係合し他端部が前記第２の凹部に係合し、前記第１の円弧状部と前記第２の円弧状部との間に前記駆動側継手と前記従動側継手の径方向を向いて装着される弾性部材とを有し、前記弾性部材の撓み変形により前記伝達軸の振動を吸収することを特徴とする。

本発明の携帯型刈払機は、前記第１の円弧状部と前記第２の円弧状部の一方に外側筒体部を設け、他方の円弧状部に前記外側筒体部の内部に挿入される内側筒体部を設け、前記駆動側継手と前記従動側継手とを嵌合させることを特徴とする。本発明の携帯型刈払機は、前記弾性部材は圧縮コイルばね又は円柱形状のゴムであることを特徴とする。

本発明の携帯型刈払機は、先端部にカッターが回転自在に装着され、前記カッターに連結される伝達軸が回転自在に装着された刈払機本体と、前記刈払機本体の後端部に装着され、前記カッターを前記伝達軸を介して回転駆動するエンジンと、エンジン出力部に連結される駆動側の軸部、および径方向の第１の対向面が形成された第１のばね支持部を備える駆動側継手と、前記伝達軸に連結される従動側の軸部、および前記第１の対向面に対向する第２の対向面が形成された第２のばね支持部を備える従動側継手とを有し、前記第１のばね支持部と前記第２のばね支持部の一方にコイルばねのコイル部を収容するコイル収容凹部を径方向に伸ばして形成し、前記コイルばねの両端の係合端部がそれぞれ係合する係合凹部を前記第１のばね支持部と前記第２のばね支持部の他方に形成し、前記コイルばねのねじり変形により前記伝達軸の振動を吸収することを特徴とする。

本発明の携帯型刈払機は、前記第１の対向面の径方向一方側に軸方向に突出して設けられる第１の突起部と、前記第２の対向面の径方向他方側に軸方向に突出して設けられ、前記駆動側継手と前記従動側継手との相対回転角度が大きくなったときに前記第１の突起部に当接する第２の突起部とを有することを特徴とする。

本発明においては、エンジン側の駆動側継手とカッター側の従動側継手とにそれぞれ相互に径方向に対向し合う凹部を形成し、両方の凹部の間に弾性部材が径方向を向いて装着され、弾性部材の撓み変形により伝達軸の振動を吸収する。弾性部材を径方向に装着するようにしたので、駆動側継手と従動側継手との間に容易に弾性部材を装着することができ、刈払機の組立を容易に行うことができる。

本発明においては、駆動側継手と従動側継手の一方に径方向に伸びるコイル収容部を形成し、他方に係合凹部を形成し、コイル収容部にコイルばねのコイル部を収容し、係合凹部にコイル両端の係合端部を係合させることによりコイル収容部にはコイルばねが径方向を向いて装着され、コイルばねのねじり変形により伝達軸の振動を吸収する。コイルばねを径方向に装着するようにしたので、駆動側継手と従動側継手との間に容易に弾性部材を装着することができ、刈払機の組立を容易に行うことができる。

本発明においては、弾性部材を両方の継手の間に径方向に装着するようにしたので、従来のように圧縮コイルばねの両端部を噛み合わせるようにした場合に比して、噛み合わせる部材を設けることが不要となるので、刈払機の軽量化を達成することができる。

本発明の一実施の形態である携帯型刈払機を示す一部切欠き斜視図である。図１に示した携帯型刈払機の操作アームの後端部の断面を拡大して示す斜視図である。図２に示された駆動側継手と従動側継手を示す斜視図である。図３の分解斜視図である。（Ａ）〜（Ｃ）は図３における５−５線断面図であって、それぞれ弾性部材の撓み変形状態を示す。本発明の他の実施の形態である携帯型刈払機における操作アームの後端部の断面を拡大して示す斜視図である。図６に示された駆動側継手と従動側継手を示す斜視図である。図７の分解斜視図である。コイルばねのねじれ方向を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示す携帯型刈払機１０はアーム連結タイプであり、刈払機本体としての操作桿つまり操作アーム１１を有している。操作アーム１１は中空棒状の部材により構成されており、内部には伝達軸１２が回転自在に装着されている。操作アーム１１の先端部にはギヤケース１３が取り付けられ、ギヤケース１３にはカッター１４が取り付けられる図示しないカッター支持軸が回転自在に装着され、このカッター支持軸は図示しない傘歯車対により伝達軸に連結されている。カッター１４は図１に示されるように複数の山形の切刃が設けられた円板形状の金属刃である。操作アーム１１の先端部には、カッター１４の作業者側を覆うようにカバー１５が取り付けられており、作業の安全が図られている。

操作アーム１１の長手方向中央部には２つのハンドル１６が取り付けられ、作業者はハンドル１６を両手で把持することによりカッター１４を地面から持ち上げて移動させることができる。

操作アーム１１の後端部は、エンジン１７に取り付けられたジョイント部材１８に連結されている。図２に示されるように、操作アーム１１の後端部の外側には円筒形状の締結金具２１が嵌合されており、この締結金具２１とジョイント部材１８との間には円筒形状の防振ゴム２２が装着されている。ジョイント部材１８には軸受２３により中空のドラム軸２４が回転自在に支持されており、このドラム軸２４に固定されるドラム２５は、エンジン回転数に応じてエンジントルクをドラム軸２４に伝達する状態と伝達を遮断する状態とに切り換える遠心クラッチを構成している。ドラム軸２４は遠心クラッチを介してエンジンのクランク軸に連結されており、エンジン出力軸となっている。

このエンジン出力部としてのドラム軸２４には、図２に示されるように、駆動側継手３１が取り付けられている。一方、エンジンにより駆動される従動側の伝達軸１２には従動側継手４１が取り付けられている。

駆動側継手３１は軸部３２と継手本体部３３とを有しており、軸部３２はドラム軸２４の中空孔内に挿入されてドラム軸２４に連結される駆動側の軸部となっている。継手本体部３３は基端部側の軸部３２の先端部に一体となっている。図３および図４に示されるように、軸部３２の外周面にはスプライン３２ａが形成され、このスプライン３２ａがドラム軸２４の内周面に噛み合って軸部３２はドラム軸２４に連結され、駆動側継手３１はドラム軸２４と一体に回転する。継手本体部３３は軸部３２側の筒体部３４とこの筒体部３４の先端部から軸方向に突出する円弧状部３５とを有している。円弧状部３５には図５に示されるように駆動側継手３１の回転中心Ｏに対して径方向に対向する凹部３６が形成されている。継手本体部３３は軸部３２と一体となった大径の軸部を図示する形状に機械加工することにより、先端側の円弧状部３５と軸部側の筒体部３４とを有する形状に製造される。

従動側継手４１は軸部４２と継手本体部４３とを有しており、軸部４２は伝達軸１２の外側に嵌合されて伝達軸１２に連結される従動側の中空の軸部となっている。継手本体部４３は基端部側の軸部４２の先端部に一体となっている。軸部４２の内周面には伝達軸１２の外周面に形成されたスプラインに噛み合う図示しないスプラインが形成され、スプライン同士の噛み合いにより軸部４２は伝達軸１２に連結されて従動側継手４１は伝達軸１２と一体に回転する。図４に示されるように、継手本体部４３は軸部４２に一体となった筒体部４４を有しており、筒体部４４の軸部４２側を切り欠くことにより円弧状部４５が形成されている。

筒体部４４は駆動側継手３１の継手本体部３３の外径にほぼ対応した内径を有しており、図２および図３に示されるように、従動側継手４１の継手本体部４３内には駆動側継手３１の継手本体部３３が嵌合される。このように、従動側継手４１の筒体部４４は駆動側継手３１の筒体部３４の外側となるので、筒体部４４は外側筒体部になり、筒体部３４は内側筒体部になる。図２および図４に示すようにストップリング２６が継手本体部４３の内周面に形成された環状溝に挿入されるようになっており、ストップリング２６は継手本体部３３の端面に当接する。これにより、駆動側継手３１の継手本体部３３を従動側継手４１の継手本体部４３内に嵌合した状態のもとで、両方の継手が軸方向に摺動するのを防止することができる。

円弧状部４５には、駆動側継手３１の円弧状部３５に形成された凹部３６と対向する凹部４６が形成されている。駆動側継手３１の円弧状部３５は第１の円弧状部となっており、凹部３６は第１の凹部となっている。一方、従動側継手４１の円弧状部４５は第２の円弧状部となっており、凹部４６は第２の凹部となっている。

図２および図５に示されるように、駆動側継手３１の円弧状部３５と従動側継手４１の円弧状部４５の間には、弾性部材としての圧縮コイルばね５０ａが装着されている。圧縮コイルばね５０ａの一端部は凹部３６に係合し、他端部は凹部４６に係合しており、圧縮コイルばね５０ａは図５に示されるように、駆動側継手３１と従動側継手４１の回転中心Ｏに対して直角方向となった径方向を向いて、両方の凹部３６，４６の間に装着されている。圧縮コイルばね５０ａの両端面はそれぞれの凹部３６，４６の底面に当接しており、伝達軸１２がドラム２５に対して回転方向に振動すると、図５に示すように、圧縮コイルばね５０ａは全体的に円弧状に撓むように変形することになる。このように、駆動側継手３１と従動側継手４１とこれらの間に装着された弾性部材としての圧縮コイルばね５０ａとにより、振動吸収機構が形成されている。

図５（Ｂ）はそれぞれの円弧状部３５，４５の円周方向一方の端部３７，４７が相互に当接した状態を示し、図５（Ｃ）は円弧状部３５，４５の円周方向他方の端部３７，４７が相互に当接した状態を示す。このように、円弧状部３５，４５のそれぞれの端部は駆動側継手３１と従動側継手４１の回転方向の振幅を規制するストッパとして機構する。

弾性部材としての圧縮コイルばね５０ａを両方の円弧状部３５，４５の間に径方向に装着するようにすると、圧縮コイルばね５０ａの両端部を噛み合わせたり、固定したりすることが不要となり、径方向のスペース内に挿入する操作のみで圧縮コイルばね５０ａを両方の継手に間に容易に組み込むことができる。両方の継手の間に挿入される弾性部材としては、圧縮コイルばね５０ａに代えて、図４に示すように円柱形状のゴム５０ｂを使用するようにしても良い。圧縮コイルばね５０ａを使用した場合には、圧縮コイルばね５０ａの変形量とばねの反発力つまり弾性力とは一定関係となり、弾性力がリニアに変化する。これに対し、ゴム５０ｂを使用してゴム５０ｂを撓ませるように弾性変形させると、ゴム５０ｂは、ゴム５０ｂの変形量が大きくなると、変形量の増加率よりもゴムの反発力ないし弾性力の増加率が大きくなるという特性を有しており、両方の継手の間に径方向に円柱形状のゴム５０ｂを装着すると、伝達軸１２とドラム軸２４との間の負荷変動が大きくなると、より大きな弾性力が両方の軸に対して加えられることになる。

圧縮コイルばね５０ａに代えてゴム５０ｂを弾性部材として使用しても、両方の継手の内部に挿入するのみでゴム５０ｂを装着することができる。このように、弾性部材を両方の継手の間に径方向に装着するようにすると、刈払機の組立作業を容易に行うことができる。しかも、上述した特許文献に記載したように、圧縮コイルばねを軸方向に配置する場合には、圧縮コイルばねの両端部を伝達軸とクラッチ側の部材とに噛み合わせたり、固定したりするための部材を圧縮コイルばねの両端部に設ける必要があり、これらの連結部材の存在により刈払機の重量増加が避けられなかった。これに対し、本発明の刈払機のように、両方の継手の内部に弾性部材を径方向に挿入するのみで弾性部材の装着を行うようにすると、連結部材を設けることが不要となり、刈払機の軽量化を達成することができる。

圧縮コイルばね５０ａや円柱形のゴム５０ｂを、駆動側継手３１の円弧状部３５と従動側継手４１の円弧状部４５の間に径方向を向かせて装着すると、図５に示すように、両方の継手の回転方向の振動により弾性部材が弓形に撓むように変形する。この撓み変形によりそれぞれの円弧状部３５，４５には径方向外方に弾性力が加えられるが、駆動側継手３１は従動側継手４１の内部に嵌合されているので、径方向外方の弾性力により両方の筒体部３４，４４が相互の密着する方向の力を受けることになる。これにより、振動を迅速に減衰することができる。

図３，４に示すように、駆動側継手３１の継手本体部３３は従動側継手４１の継手本体部４３内に嵌合されるようになっているが、それぞれの継手本体部３３，４３の径の大小関係を逆にして、従動側継手４１の継手本体部４３を駆動側継手３１の継手本体部３３の内部に嵌合させるようにしても良い。つまり、それぞれの筒体部３４，４４の内外関係はいずれを外側筒体部としても良い。

図６〜図９は、本発明の他の実施の形態である携帯型刈払機を示す。これらの図においては、上述した携帯型刈払機と共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

エンジン出力部としてのドラム２５には、図６に示されるように、駆動側継手５１が取り付けられている。一方、エンジンにより駆動される従動側の伝達軸１２には従動側継手６１が取り付けられている。

駆動側継手５１はドラム２５の径方向壁に固定される軸部５２を有しており、この軸部５２は軸受２７によりジョイント部材１８に回転自在に支持されている。軸部５２の先端にはばね支持部５３が設けられている。図８に示されるように、ばね支持部５３には径方向の対向面５４が形成されており、ばね支持部５３には対向面５４に開口する係合凹部５５が径方向に伸びて形成されている。

一方、従動側継手６１は伝達軸１２の外側に嵌合されて伝達軸１２に連結される中空の従動側の軸部６２を有しており、上述した従動側継手４１と同様に軸部６２は伝達軸１２にスプライン結合されている。この軸部６２は軸受２８によりジョイント部材１８に回転自在に支持されている。軸部６２の先端にはばね支持部６３が設けられており、このばね支持部６３には図８に示されるように対向面５４に対向する径方向の対向面６４が形成されている。ばね支持部６３には対向面６４に開口するコイル収容凹部６５が径方向に伸びて形成されている。

このように、駆動側継手５１のばね支持部５３が第１のばね支持部になり、対向面５４が第１の対向面になっており、従動側継手６１のばね支持部６３が第２のばね支持部になり、対向面６４が第２の対向面になっている。また、駆動側継手５１と従動側継手６１とこれらの間に装着されたコイルばね７０とにより、振動吸収機構が形成されている。

コイル収容凹部６５にはコイルばね７０のコイル部７１が収容される。図８に示されるように、コイルばね７０の両端には係合端部７２ａ，７２ｂが相互に平行となって径方向に伸びており、それぞれの係合端部７２ａ，７２ｂは駆動側継手５１の係合凹部５５に挿入される。したがって、駆動側継手５１と従動側継手６１の間にコイルばね７０を配置した状態のもとで、両方の継手を接近させてコイルばね７０のコイル部７１をコイル収容凹部６５に挿入し、係合端部７２ａ，７２ｂを係合凹部５５に挿入すると、駆動側継手５１と従動側継手６１とが組み立てられる。

図８に示されるように、駆動側継手５１の対向面５４には軸方向に突出する突起部５６が径方向一方側に設けられており、従動側継手６１の対向面６４には軸方向に突出する突起部６６が径方向の他方側に設けられている。ドラム２５が伝達軸１２に対して所定量を超えて回転すると、突起部５６，６６が相互に当接して過度の回転を規制することになる。このように、突起部５６，６６は駆動側継手５１と従動側継手６１との相対回転角度が大きくなったときに相互に当接し、駆動側継手５１と従動側継手６１の回転方向の振幅を規制するストッパとして機能する。

図９はドラム２５が伝達軸１２に対して矢印で示す方向に相対回転した場合におけるコイルばね７０の係合端部７２ａ，７２ｂのねじり変形状態を示す概念図である。矢印で示す相対回転方向は、エンジンの加速時のようにエンジンが正転方向に回転したときであって、伝達軸１２に対して正転方向に相対的に回転した場合であり、このときにはコイルばね７０のコイル部７１はその外径が縮小する方向に弾性変形する。

これに対して、エンジンが不整燃焼等によって、図９において矢印で示す方向とは逆方向にドラム２５が伝達軸１２に相対回転した場合には、コイルばね７０のコイル部７１はその外径が拡大する方向に弾性変形する。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図１に示す刈払機はハンドル式であるが、背負い式等の他のタイプの刈払機にも本発明を適用することができる。また、カッター１４としては、図１に示すような円板形状の切刃に限られず、複数のナイロン紐が設けられたナイロンカッターを使用するようにしても良い。

１０携帯型刈払機
１１操作アーム
１２伝達軸
１３ギヤケース
１４カッター
１６ハンドル
１７エンジン
１８ジョイント部材
２４ドラム軸
２５ドラム
３１駆動側継手
３２軸部
３３継手本体部
３４筒体部
３５円弧状部
３６凹部
４１従動側継手
４２軸部
４３継手本体部
４４筒体部
４５円弧状部
４６凹部
５０ａ圧縮コイルばね（弾性部材）
５０ｂゴム（弾性部材）
５１駆動側継手
５２軸部
５３ばね支持部
５４対向面
５５係合凹部
６１従動側継手
６２軸部
６３ばね支持部
６４対向面
６５コイル収容凹部
６５対向面
７０コイルばね
７１コイル部
７２ａ，７２ｂ係合端部

Claims

先端部にカッターが回転自在に装着され、前記カッターに連結される伝達軸が回転自在に装着された刈払機本体と、
前記刈払機本体の後端部に装着され、前記カッターを前記伝達軸を介して回転駆動するエンジンと、
エンジン出力部に連結される駆動側の軸部、および回転中心に対して径方向に対向する第１の凹部が形成され前記駆動側の軸部に一体の第１の円弧状部を備えた駆動側継手と、
前記伝達軸に連結される従動側の軸部、および前記第１の凹部に径方向に対向する第２の凹部が形成され前記従動側の軸部に一体の第２の円弧状部を備えた従動側継手と、
一端部が前記第１の凹部に係合し他端部が前記第２の凹部に係合し、前記第１の円弧状部と前記第２の円弧状部との間に前記駆動側継手と前記従動側継手の径方向を向いて装着される弾性部材とを有し、
前記弾性部材の撓み変形により前記伝達軸の振動を吸収することを特徴とする携帯型刈払機。
請求項１記載の携帯型刈払機において、前記第１の円弧状部と前記第２の円弧状部の一方に外側筒体部を設け、他方の円弧状部に前記外側筒体部の内部に挿入される内側筒体部を設け、前記駆動側継手と前記従動側継手とを嵌合させることを特徴とする携帯型刈払機。
請求項１または２記載の携帯型刈払機において、前記弾性部材は圧縮コイルばね又は円柱形状のゴムであることを特徴とする携帯型刈払機。
先端部にカッターが回転自在に装着され、前記カッターに連結される伝達軸が回転自在に装着された刈払機本体と、
前記刈払機本体の後端部に装着され、前記カッターを前記伝達軸を介して回転駆動するエンジンと、
エンジン出力部に連結される駆動側の軸部、および径方向の第１の対向面が形成された第１のばね支持部を備える駆動側継手と、
前記伝達軸に連結される従動側の軸部、および前記第１の対向面に対向する第２の対向面が形成された第２のばね支持部を備える従動側継手とを有し、
前記第１のばね支持部と前記第２のばね支持部の一方にコイルばねのコイル部を収容するコイル収容凹部を径方向に伸ばして形成し、
前記コイルばねの両端の係合端部がそれぞれ係合する係合凹部を前記第１のばね支持部と前記第２のばね支持部の他方に形成し、
前記コイルばねのねじり変形により前記伝達軸の振動を吸収することを特徴とする携帯型刈払機。
請求項４記載の携帯型刈払機において、前記第１の対向面の径方向一方側に軸方向に突出して設けられる第１の突起部と、前記第２の対向面の径方向他方側に軸方向に突出して設けられ、前記駆動側継手と前記従動側継手との相対回転角度が大きくなったときに前記第１の突起部に当接する第２の突起部とを有することを特徴とする携帯型刈払機。