JP5265958B2 - 振動吸収継手及びそれを備えた携帯型刈払機 - Google Patents

Description

本発明は、原動機の出力軸の回転を伝動軸に伝達するとともに、該伝動軸のねじり振動を吸収するようにされた振動吸収継手、及び、それを備えた携帯型刈払機に関する。

図６に携帯型刈払機の従来例を示す。図示例の携帯型刈払機１は、操作桿２の前端に、丸鋸刃状の刈刃４、ギアボックス（ベベルギアユニット）１９、安全カバー５等からなる刈刃機構部３が設けられ、その後端に、前記刈刃４を前記操作桿２に内装された伝動軸７及びベベルギアを介して駆動するための原動機としての、リコイルスタータ８や燃料タンク９が付設された遠心式クラッチ付き内燃エンジン（小型空冷２サイクルガソリンエンジン）６が取着されている。

また、前記操作桿２における中央部付近には、刈払作業を行うべく前記刈刃機構部３を左右に振ったり上下動させるためのＵ形ハンドル１０が取り付けられ、このＵ形ハンドル１０の左右両端部にそれぞれ左グリップ１１、右グリップ１２が装着されている。

このような構成を有する携帯型刈払機１’においては、加減速時等におけるトルク変動、回転数変動や前記刈刃４に加えられる負荷の変動により、前記伝動軸７にねじり振動が生じる。より詳細には、前記伝動軸７は細くて長い（例えば、直径６ｍｍ、長さ１５００ｍｍ程度）ため、エンジン回転数や前記刈刃４に対する負荷が大きくなると、前記伝動軸７にねじれ（回転遅れ）が生じる。また、急に負荷低減状態になると、前記伝動軸７がスプリングバック現象を起こし、回転方向にオーバーランしてねじれる。このようにエンジンの加減速時等におけるトルク変動、回転数変動や負荷変動、スプリングバック現象等により、前記伝動軸７が回転方向及びその逆方向にねじれたり戻ったりして、ねじり振動となる。

そして、前記伝動軸７のねじり振動が、前記操作桿２や前記ハンドル１０を介して作業者の手に伝播する。かかる振動は、部品の早期磨耗に結びついて製品寿命短縮させるだけでなく、操作性の低下や疲労の増大を招くので、この振動を抑制する防振策が携帯型刈払機における重要な課題となっている。

前記防振策の一つとして、例えば下記特許文献１には、前記遠心式クラッチと前記伝動軸との間に、防振ゴムにより成形された継手部材を介装することが提案されている。

また、他の防振策として、下記特許文献２には、前記遠心式クラッチと前記伝動軸との間に、ワンウェイクラッチを介装することが提案されている。

さらに、別の防振策としては、前記遠心式クラッチと前記伝動軸との間に、ねじりコイルばねを介装することが考えられている。
しかしながら、前記した従来の、防振ゴムにより成形された継手部材、ワンウェイクラッチ、あるいは、ねじりコイルばねを用いた防振策では、一応の防振効果が得られるものの、まだ充分ではなかった。

特に、防振ゴムにより成形された継手部材を用いた場合には、防振ゴムの継手部材の耐久性に問題が生じやすく、また、ねじりコイルばねを用いた場合でも、伝動軸のねじれ方向、ねじれ量（ねじれ角度）に応じてねじりコイルばねが際限なく弾性変形する（ねじれる）ため、ねじりコイルばねが破損しやすく、耐久性等に問題があった。

そこで、本発明の発明者等は、上記問題を解消すべく、先に、下記特許文献３に所載のように、伝動軸のねじり振動を効果的に抑制することができるとともに、耐久性等を向上させることのできる振動吸収継手を提案している。

この提案に係る振動吸収継手は、基本的には、原動機の出力軸の回転をねじりコイルばねを介して伝動軸に伝達するとともに、該伝動軸のねじり振動を前記ねじりコイルばねにより吸収するようにされ、前記ねじりコイルばねが所定角度以上ねじれないように規制する回動規制手段を設けたもので、より好ましい具体的な態様では、前記伝動軸に設けられたスプライン雄歯に摺動自在に嵌合するスプライン雌歯が設けられた第２筒状連結体と、前記出力軸と一体的に回転せしめられるとともに、前記第２筒状連結体が摺動自在に嵌挿された第１筒状連結体と、前記第２筒状連結体と前記第１筒状連結体に設けられたばね受け部との間に配在されて、一端部が前記ばね受け部に設けられた係止部に係止され、他端部が前記第２筒状連結体に設けられた係止部に係止されたねじりコイルばねを備え、前記第２筒状連結体と前記第１筒状連結体に、前記回動規制手段が設けられてなる。

かかる提案の振動吸収継手においては、加減速時におけるトルク変動や回転数変動、さらに、伝動軸に対する負荷変動やスプリングバック現象等によって生じる前記伝動軸のねじり振動が、内蔵されたねじりコイルばねにより吸収され、また、回動規制手段により、前記ねじりコイルばねが所定角度以上ねじられないように規制されるので、作業者の手に伝播する不快な振動である前記伝動軸のねじり振動を効果的に抑えることができるとともに、前記ねじりコイルばねがねじられる角度（弾性変形量）を前記回動規制手段が設けられていない場合に比して小さくすることができ、その結果、前記ねじりコイルばねが破損し難くなり、耐久性等を向上できる。

実公昭５６−５３６１８号公報 特開２００３−８８２２０号公報 特開２００７−６１０２９号公報

しかしながら、前記従来のねじりコイルばねを用いた振動吸収継手では、各構成部品のそれぞれを個別に交換することは実質的に不可能であり、ねじりコイルばねが破損した際には、振動吸収継手全体を交換する必要があるので、不経済であるとともに、メンテナンス等に難があった。

また、振動吸収継手は、その基端部が遠心式クラッチ（のクラッチドラム）に一体的に取り付けられて、ケース部材（ファンカバー兼クラッチケース）に単一のベアリングを介して片持ち支持されているので、その先端側（伝動軸側）が振れやすく、この振れにより構成部品の摩耗の進行が速くなり、これに起因した故障・不具合を招くこともあった。

本発明は、上述した如くの従来の問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、伝動軸のねじり振動を効果的に抑制することができるとともに、ねじりコイルばね等の部品交換を可能としてメンテナンス等を容易に行うことができ、かつ、振れを合理的に抑えて構成部品の摩耗を抑制でき、耐久性等をも向上させることのできる振動吸収継手及びそれを備えた携帯型刈払機を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る振動吸収継手は、基本的には、原動機の出力軸の回転をねじりコイルばねを介して伝動軸に伝達するとともに、該伝動軸のねじり振動を前記ねじりコイルばねにより吸収するようにされたもので、前記ねじりコイルばねが、その一端部が係止された第１筒状連結体と、該第１筒状連結体の中心軸線上に対向配置されて、前記ねじりコイルばねの他端部が係止された第２筒状連結体よりなる一対の筒状連結体に収容されると共に、前記第１筒状連結体は、第１ベアリングを介して基端側ケース部材に回転自在に支持され、前記第２筒状連結体は、第２ベアリングを介して先端側ケース部材に回転自在に支持され、前記第１筒状連結体に、前記ねじりコイルばねが所定角度以上ねじられないように規制すべく、第１回転規制手段として、前記ねじりコイルばねに内挿される、前記ねじりコイルばねを抱き付かせるための棒状部材が取り付けられていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記第１筒状連結体、第１ベアリング、及び基端側ケース部材で構成される駆動側組立体に対して、前記第２筒状連結体、第２ベアリング、及び先端側ケース部材で構成される従動側組立体がボルト類で着脱可能に取り付けられる。

他の好ましい態様では、前記第１筒状連結体及び第２筒状連結体に、前記ねじりコイルばねの一端部及び他端部を前記中心軸線に沿う方向に抜き差し可能とする係止部が設けられる。

別の好ましい態様では、前記ねじりコイルばねが前記所定角度を越えてねじられないようにすべく、前記第１筒状連結体及び第２筒状連結体に、第２回転規制手段が設けられる。

一方、本発明に係る携帯型刈払機は、操作桿の前端に刈刃やギアボックス等からなる刈刃機構部が設けられ、前記操作桿の後端に、前記刈刃を前記操作桿に内装された伝動軸を介して駆動するための原動機が取り付けられ、前記原動機の出力軸と前記伝動軸との間に、前記構成の振動吸収継手が介装されていることを特徴としている。

前記の如くの構成とされた本発明に係る振動吸収継手においては、加減速時におけるトルク変動や回転数変動、さらに、伝動軸に対する負荷変動やスプリングバック現象等によって生じる前記伝動軸のねじり振動が、内蔵されたねじりコイルばねにより吸収されるので、作業者の手に伝播する不快な振動である前記伝動軸のねじり振動を効果的に抑えることができる。

また、第１筒状連結体が第１ベアリングを介して基端側ケース部材に回転自在に支持されるとともに、第２筒状連結体が第２ベアリングを介して先端側ケース部材に回転自在に支持され、前記第１筒状連結体、第１ベアリング、及び基端側ケース部材で構成される駆動側組立体に対して、前記第２筒状連結体、第２ベアリング、及び先端側ケース部材で構成される従動側組立体がボルト類等で着脱可能に取り付けられるので、駆動側組立体と従動側組立体とを容易に分割することが可能となり、そのため、ねじりコイルばね等の部品交換並びにメンテナンス等を容易に行うことができる。

加えて、第１筒状連結体と第２筒状連結体とがそれぞれベアリングを介してケース部材に支持されて、全体では両持ち支持構造となっているので、従来の片持ち支持構造のものに比して、振れを合理的に抑えることができ、その結果、構成部品の摩耗が抑制されて、耐久性等を向上させることができる。

さらに、回動規制手段により、前記ねじりコイルばねが所定角度以上ねじられないように規制されるので、前記ねじりコイルばねがねじられる角度（弾性変形量）を前記回動規制手段が設けられていない場合に比して小さくすることができ、その結果、前記ねじりコイルばねが破損し難くなり、耐久性等を一層向上できる。

また、当該振動吸収継手を備えた携帯型刈払機においては、操作桿やハンドルを介して作業者の手に伝播する不快な振動を効果的に低減抑制することができる。

以下、本発明の振動吸収継手の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る振動吸収継手の一実施形態が適用された携帯型刈払機の主要部を示す断面図、図２は図１に示される振動吸収継手の主要部の半断面斜視図である。

図示の携帯型刈払機１は、前述した図６に示される携帯型刈払機１と全体構成は略同じであり、操作桿２の前端に刈刃４やギヤボックス１９等からなる刈刃機構部３が設けられ、前記操作桿２の後端に、前記刈刃４を前記操作桿２に内装された伝動軸７を介して駆動するための遠心式クラッチ３３付き内燃エンジン６（小型空冷２サイクルガソリンエンジン）が取付具２３を介して取り付けられ、前記遠心クラッチ３３と前記伝動軸７との間に、本実施形態の振動吸収継手３０が介装されている。

より詳細には、前記内燃エンジン６の出力軸（クランク軸）３１には、冷却ファン３２を介して遠心式クラッチ３３が連結されている。該遠心式クラッチ３３は、詳細には示されていないが、前記出力軸３１により回転せしめられるクラッチアーム３３ｂと、このクラッチアーム３３ｂの先端に設けられたシュー３３ｃと、このシュー３３ｃが摩擦係合することによって一体的に回転するクラッチドラム３３ａを有する。

本実施形態の振動吸収継手３０は、前記出力軸３１の回転をねじりコイルばね４０を介して伝動軸７に伝達するとともに、該伝動軸７のねじり振動を前記ねじりコイルばね４０により吸収するもので、基本的には、前記ねじりコイルばね４０が収容されるとともに、その一端部４０ａが係止される係止部３８が設けられた第１筒状連結体３５と、該第１筒状連結体３５の中心軸線Ｏ上に対向配置されて、前記ねじりコイルばね４０の他端部４０ｂが係止される係止部４８が設けられ第２筒状連結体４５を備えている。

前記第１筒状連結体３５は、図１、図２に加えて図３を参照すればよくわかるように、前記クラッチドラム３３ａに溶接等で一体化されており、前記ねじりコイルばね４０の一端部４０ａ（軸線方向に伸びている）を係止するための係止部３８（軸線方向に伸びている）が設けられた大径基端部３５ａ、前記ねじりコイルばね４０が収容されるとともに、その外周に第１ベアリング２６が装着される円筒状部３５ｂ、及び後述する回転規制手段の一部を構成する半円環状部３５ｄからなっている。

前記第２筒状連結体４５は、図１、図２に加えて図４を参照すればよくわかるように、
小径円筒部４５ａ、外周に第２ベアリング２７が装着される円筒状部４５ｂ、及び前記ねじりコイルばね４０の他端部４０ｂ（軸線に直交する方向に伸びている）を係止するための係止部４８（半径方向及び前後方向に開口している）が設けられた大径切欠円筒部４５ｄからなり、内周部には、前記伝動軸７に設けられたスプライン雄歯７ａに摺動自在に嵌合するスプライン雌歯７ｂが設けられている。

なお、前記第１筒状連結体３５及び第２筒状連結体４５に設けられた係止部３８、４８は、前記ねじりコイルばね４０の一端部４０ａ及び他端部４０ｂを前記中心軸線Ｏに沿う方向に抜き差し可能とする形状となっている。

前記第１筒状連結体３５は、第１ベアリング２６を介して基端側ケース部材２２（ファンカバー兼クラッチケース）に回転自在に支持され、前記第２筒状連結体４５は、第２ベアリング２７を介して先端側ケース部材２３（操作棹２の一端側を保持する）に回転自在に支持されている。

そして、前記第１筒状連結体３５、第１ベアリング２６、及び基端側ケース部材２２で構成される駆動側組立体３０Ａに対して、前記第２筒状連結体４５、第２ベアリング２７、及び先端側ケース部材２３で構成される従動側組立体３０Ｂが例えば１２０度間隔で配在された３本のボルト類２８で着脱可能に取り付けられている。

上記に加え、前記第１筒状連結体３５に、前記ねじりコイルばね４０が所定角度（例えば９０度）以上ねじられないように規制すべく、前記ねじりコイルばね４０に内挿される、前記ねじりコイルばねを抱き付かせるための棒状部材５０が六角穴付きボルト５２によりクラッチドラム３３ａ（第１筒状連結体３５）に取り付け固定されている。すなわち、かかる棒状部材５０からなる第１回転規制手段は、前記ねじりコイルばね４０は、所定角度以上ねじられるとその内径が小さくなって前記棒状部材５０に抱き付き、それ以上ねじれなくなることを利用したものである。

なお、前記棒状部材５０は、前記回転規制手段として働くだけでなく、ねじりコイルばね４０の巻き方向の弾性変形時のガイド及び伝動軸７の軸方向のガタを規制するためのストッパの役割も兼ねる。

また、使用時間が長くなると、前記棒状部材５０等に摩耗が生じて、前記ねじりコイルばね（４０）が前記第１所定角度を越えてねじられることがあるので、これを防止すべく、図３、図４に加えて図５を参照すればよくわかるように、第２回転規制手段として、前記第１筒状連結体３５に半円環状部３５ｄが設けられ、かつ、前記第２筒状連結体４５に、前記半円環状部３５ｄが内挿される大径切欠円筒部４５ｃが設けられるとともに、該大径切欠円筒部４５ｃ内に、前記半円環状部３５ｄの端面３５ｅを接当して係止される端面４５ｅを持つ凸状掛止部４５ｄが設けられている。

このような構成とされた本実施形態の振動吸収継手３０においては、加減速時におけるトルク変動や回転数変動、さらに、伝動軸に対する負荷変動やスプリングバック現象等によって生じる前記伝動軸７のねじり振動が、内蔵されたねじりコイルばね４０により吸収されるので、作業者の手に伝播する不快な振動である前記伝動軸７のねじり振動を効果的に抑えることができる。

また、第１筒状連結体３５が第１ベアリング２６を介して基端側ケース部材２２に回転自在に支持されるとともに、第２筒状連結体４５が第２ベアリング２７を介して先端側ケース部材２３に回転自在に支持され、前記第１筒状連結体３５、第１ベアリング２６、及び基端側ケース部材２２で構成される駆動側組立体３０Ａに対して、前記第２筒状連結体３５、第２ベアリング２７、及び先端側ケース部材２３で構成される従動側組立体３０Ｂがボルト類２８で着脱可能に取り付けられるので、駆動側組立体３０Ａと従動側組立体３０Ｂとを容易に分割することが可能となり、そのため、ねじりコイルばね４０等の部品交換並びにメンテナンス等を容易に行うことができる。

加えて、第１筒状連結体３５と第２筒状連結体５とがそれぞれベアリング２６、２７を介してケース部材２２、２３に支持されて、全体では両持ち支持構造となっているので、従来の片持ち支持構造のものに比して、振れを合理的に抑えることができ、その結果、構成部品の摩耗が抑制されて、耐久性等を向上させることができる。

さらに、回動規制手段５０、３５ｄ、４５ｄにより、前記ねじりコイルばね４０が所定角度以上ねじられないように規制されるので、前記ねじりコイルばね４０がねじられる角度（弾性変形量）を前記回動規制手段が設けられていない場合に比して小さくすることができ、その結果、前記ねじりコイルばね４０が破損し難くなり、耐久性等を一層向上できる。

また、当該振動吸収継手３０を備えた携帯型刈払機１においては、操作桿２やハンドル１０を介して作業者の手に伝播する不快な振動を効果的に低減抑制することができる。

なお、上記実施形態においては、ねじりコイルばね４０として円筒状のものを用いているが、これに限られることはなく、例えば、円錐状、釣り鐘状、樽型状等、他の形状のものも使用することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において、種々の変更ができるものである。

例えば、図示実施の形態では、ねじりコイルばね４０を第１筒状連結体３５に収容しているが、第２筒状連結体４５に収容しても支障はなく、また、ねじりコイルばね４０を収容する第１筒状連結体３５を、クラッチドラム３３ａのボス部と一体化しているが、前記第１筒状連結体３５の前記クラッチドラム３３ａ側に、既製のクラッチボス部スプライン軸穴に挿入自在のスプライン軸部を一体的に形成すれば、部品の互換性が高められるという効果も得られる。

本発明に係る振動吸収継手の実施形態が適用された携帯型刈払機の主要部を示す断面図。 図１に示される振動吸収継手の主要部を示す半断面斜視図。 図１に示される第１筒状連結体の斜視図。 図１に示される第２筒状連結体の斜視図。 実施形態の回転規制手段の動作説明に供される部分断面図。 従来の携帯型刈払機の一例を示す斜視図。

符号の説明

１ 携帯型刈払機
２ 操作桿
３ 刈刃機構部
４ 刈刃
６ 内燃エンジン（原動機）
７ 伝動軸
７ａ スプライン雄歯
７ｂ スプライン雌歯
１９ ギアボックス
２２ 基端側ケース部材
２３ 先端側ケース部材
２６ 第１ベアリング
２７ 第２ベアリング
２８ ボルト類
３０ 振動吸収継手
３１ 出力軸
３３ 遠心式クラッチ
３３ａ クラッチドラム
３５ 第１筒状連結体
３５ｄ 円環状半円環状部
３８ 係止部
４０ ねじりコイルばね
４０ａ、４０ｂ 端部
４５ 第２筒状連結体
４５ｄ 大径切欠円筒部
４８ 係止部
５０ 棒状部材
Ｏ 中心（回転）軸線

Claims (5)

1. 原動機（６）の出力軸（３１）の回転をねじりコイルばね（４０）を介して伝動軸（７）に伝達するとともに、該伝動軸（７）のねじり振動を前記ねじりコイルばね（４０）により吸収するようにされた振動吸収継手（３０）であって、
   前記ねじりコイルばね（４０）が、その一端部（４０ａ）が係止された第１筒状連結体（３５）と、該第１筒状連結体（３５）の中心軸線（Ｏ）上に対向配置されて、前記ねじりコイルばね（４０）の他端部（４０ｂ）が係止された第２筒状連結体（４５）よりなる一対の筒状連結体に収容されると共に、
   前記第１筒状連結体（３５）は、第１ベアリング（２６）を介して基端側ケース部材（２２）に回転自在に支持され、前記第２筒状連結体（４５）は、第２ベアリング（２７）を介して先端側ケース部材（２３）に回転自在に支持され、
   前記第１筒状連結体（３５）に、前記ねじりコイルばね（４０）が所定角度以上ねじられないように規制すべく、第１回転規制手段として、前記ねじりコイルばね（４０）に内挿される、前記ねじりコイルばねを抱き付かせるための棒状部材（５０）が取り付けられていることを特徴とする振動吸収継手。
2. 前記第１筒状連結体（３５）、第１ベアリング（２６）、及び基端側ケース部材（２２）で構成される駆動側組立体（３０Ａ）に対して、前記第２筒状連結体（４５）、第２ベアリング（２７）、及び先端側ケース部材（２３）で構成される従動側組立体（３０Ｂ）がボルト類（２８）で着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動吸収継手。
3. 前記第１筒状連結体（３５）及び第２筒状連結体（４５）に、前記ねじりコイルばね（４０）の一端部（４０ａ）及び他端部（４０ｂ）を前記中心軸線（Ｏ）に沿う方向に抜き差し可能とする係止部（３８、４８）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動吸収継手。
4. 前記ねじりコイルばね（４０）が前記所定角度を越えてねじられないようにすべく、前記第１筒状連結体（３５）及び第２筒状連結体（４５）に、第２回転規制手段（３５ｄ、４５ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の振動吸収継手。
5. 操作桿（２）の前端に刈刃（４）やギアボックス（１９）等からなる刈刃機構部（３）が設けられ、前記操作桿（２）の後端に、前記刈刃（４）を前記操作桿（２）に内装された伝動軸（７）を介して駆動するための原動機（６）が取り付けられた携帯型刈払機（１）であって、
   前記原動機（６）の出力軸（３１）と前記伝動軸（７）との間に、請求項１から４のいずれか一項に記載の振動吸収継手（３０）が介装されていることを特徴とする携帯型刈払機。

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