JP6454501B2 - Backpack type work machine - Google Patents
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Description
本発明は、原動機を背負い用のフレームに搭載した背負い式作業機に関するものである。 The present invention relates to a backpack-type working machine having a prime mover mounted on a backpack frame.
背負い式作業機は、背負い用のフレームに動力源となる原動機を搭載し、作業者が手で持って作業を行う操作桿の先端に作業部を設け、原動機からフレキシブル軸を介して作業部に動力を伝達するものである。このような背負い式作業機の一例は、草刈り,枝打ち,剪定などの作業を行う刈り払い機である。刈り払い機は、操作桿の先端に刈り刃や樹脂紐などの作業具を回転駆動する作業部を備えている。 A backpack-type work machine is equipped with a prime mover as a power source on the frame for the backpack, and a work part is provided at the tip of the operation rod that the operator holds by hand, and the work part is moved from the prime mover to the work part via a flexible shaft. It transmits power. An example of such a backpack-type working machine is a mower that performs operations such as mowing, pruning, and pruning. The mower has a working unit that rotationally drives a working tool such as a cutting blade or a resin string at the tip of the operating rod.
このような背負い式作業機は、作業者の背側に位置する原動機から作業者の手前側に位置する操作桿の作業部に動力を伝達するために、フレキシブル軸をU字状に湾曲させている。この際、作業者は湾曲状態になっているフレキシブル軸の反発力に対抗しながら操作桿を保持して作業を行うことになり、フレキシブル軸の湾曲状態が変化すると作業者が受ける反発力が変化して良好な作業性を得ることができなくなる。これに対して従来は、背負い用のフレームに設けた縦軸の回りに原動機を回転可能に取り付け、操作桿を前後左右に振る作業動作に対して原動機を縦軸回りに回転させることで、フレキシブル軸の湾曲状態が変化するのを抑制している(下記特許文献1参照)。 In order to transmit power from the prime mover located on the back side of the operator to the working part of the operating rod located on the near side of the operator, such a backpack type work machine has a flexible shaft bent in a U shape. Yes. At this time, the operator performs the work while holding the operating rod while resisting the repulsive force of the flexible shaft in the bent state, and the repulsive force received by the worker changes when the bent state of the flexible shaft changes. As a result, good workability cannot be obtained. On the other hand, in the past, the prime mover was rotatably mounted around the vertical axis provided on the back frame, and the prime mover was rotated around the vertical axis in response to work movements where the operating rod was swung back and forth and left and right. The change of the bending state of the shaft is suppressed (see Patent Document 1 below).
このような背負い式作業機によって草刈り作業などを行う場合には、作業面が略水平であるのに対して、立ち作業を行う作業者は操作桿を作業面に対して傾斜させた状態で保持して作業面に沿って作業部を前後左右に振る作業を行う。この際、従来の背負い式作業機は、原動機の出力軸が略水平に配置されており、その出力軸からフレキシブル軸に動力伝達されているので、略水平な作業面に対して傾斜した状態で保持される操作桿を前後左右に振る動きの反力が原動機の出力軸に対して斜めに作用して原動機の出力軸を上下に揺動させる。これによって背負い状態の原動機が不安定に揺動することになり、作業者が不快な背負い感を得る問題があった。 When mowing, etc., with such a backpack-type work machine, the work surface is substantially horizontal, while the worker performing the standing work keeps the operating rod inclined with respect to the work surface. Then, the work part is shaken back and forth and right and left along the work surface. At this time, in the conventional backpack type work machine, the output shaft of the prime mover is arranged substantially horizontally, and power is transmitted from the output shaft to the flexible shaft, so that it is inclined with respect to the substantially horizontal work surface. The reaction force of the movement of swinging the retained operating rod back and forth and left and right acts obliquely with respect to the output shaft of the prime mover, causing the output shaft of the prime mover to swing up and down. As a result, the prime mover in an unsupported state swings in an unstable manner, and there is a problem in that an operator feels uncomfortable on the back.
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、背負い用のフレームに原動機を搭載し、作業者が手で持って作業を行う操作桿の先端に作業部を設け、原動機からフレキシブル軸を介して作業部に動力を伝達する背負い式作業機において、作業面に対して傾斜した状態で操作桿を保持する作業を行う場合に、作業者が不快な背負い感を得ること無く作業を行うことができること、などが本発明の目的である。 This invention makes it an example of a subject to cope with such a problem. In other words, a work machine equipped with a prime mover on the back frame, a working part provided at the tip of an operating rod that the worker holds by hand, and power is transmitted from the prime mover to the working part via a flexible shaft. In the present invention, it is an object of the present invention that, when performing an operation of holding the operating rod in a state inclined with respect to the work surface, the operator can perform the operation without obtaining an uncomfortable backpack.
このような目的を達成するために、本発明による背負い式作業機は、以下の構成を具備するものである。
背負い用のフレームに原動機を搭載し、フレキシブル軸を介して前記原動機の動力を操作桿の先端部に設けた作業部に伝達する作業機であって、前記フレームを背負う作業者が前記操作桿を作業面に対して傾斜した状態で保持して作業を行う背負い式作業機において、前記原動機は、出力軸が上下に向き、該出力軸の上側が作業者側に傾くように前記フレームに静的に取り付けられ、前記フレキシブル軸の基端部が、前記出力軸の上側で当該出力軸の周りに回転自在に接続され、前記基端部から作業者の後方に延びる前記フレキシブル軸を前記操作桿に向けて湾曲させ、前記基端部の回転により形成される面を前記作業部の作業面に対して傾斜させていることを特徴とする背負い式作業機。
In order to achieve such an object, a backpack-type working machine according to the present invention has the following configuration.
A working machine in which a prime mover is mounted on a back frame, and the power of the prime mover is transmitted via a flexible shaft to a working part provided at a tip part of the operating stick, and an operator carrying the frame carries the operating stick. In a shoulder-type work machine that is held while being tilted with respect to a work surface, the prime mover is statically attached to the frame such that an output shaft is directed up and down and an upper side of the output shaft is inclined toward an operator. attached to the proximal end of the flexible shaft is rotatably connected around of the output shaft at an upper side of the output shaft, said flexible shaft extending to the rear of the operator from the proximal end to the operating rod is curved towards, knapsack working machine, characterized in that it is inclined plane formed by the rotation of the proximal end relative to the working surface of the working portion.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の一実施形態に係る背負い式作業機の全体構成を示した説明図である。背負い式作業機1は、背負い用のフレーム2,フレーム2に搭載される原動機3,フレキシブル軸4,操作桿5,作業部6を備えている。このような背負い式作業機1は、フレキシブル軸4を介して原動機3の動力を操作桿5の先端部に設けた作業部6に伝達するものであり、フレキシブル軸4の基端部4Aは原動機3側の出力軸に接続され、フレキシブル軸4の先端部4Bは操作桿5内に設けられる動力伝達手段に接続されている。なお、ここでいう出力軸は、原動機3がエンジンの場合のクランク軸、原動機3が電動機の場合のロータ軸、それらの軸から動力伝達された軸を含むものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing the overall configuration of a backpack-type working machine according to an embodiment of the present invention. The backpack-type working machine 1 includes a backpack frame 2, a prime mover 3 mounted on the frame 2, a flexible shaft 4, an operating rod 5, and a working
本発明の実施形態に係る背負い式作業機1は、フレキシブル軸4の基端部4Aが、原動機3の出力軸の周りに回転自在に接続されている。そして、フレキシブル軸4の基端部4Aの回転により形成される面が作業部6の作業面に対して傾斜している。このように、フレキシブル軸4の基端部4Aを作業面に対して傾斜した面内で回転自在にすることで、作業者が作業面に対して操作桿5を傾斜した状態で保持して操作桿5を左右前後に振る作業動作を行う際に、フレキシブル軸4の基端部4Aがその作業動作に応じて一定の面で回転することになり、原動機3の出力軸や原動機3自体を揺動させることなく作業を行うことができる。これによって作業者は安定した背負い感を得ながら作業を行うことができる。
In the shoulder-type work machine 1 according to the embodiment of the present invention, the base end portion 4 </ b> A of the flexible shaft 4 is rotatably connected around the output shaft of the prime mover 3. The surface formed by the rotation of the base end portion 4 </ b> A of the flexible shaft 4 is inclined with respect to the working surface of the working
フレキシブル軸4の基端部4Aの回転によって形成される面は、操作桿5の作業姿勢に沿った一定の面であることが好ましい。これによって、操作桿5を振る作業動作によって生じるフレキシブル軸4の湾曲反力が一定面内の基端部4Aの回転によって吸収されることになり、原動機3の出力軸の揺動や原動機3自体の揺動を抑止することができる。
The surface formed by the rotation of the base end portion 4 </ b> A of the flexible shaft 4 is preferably a constant surface along the working posture of the operation rod 5. As a result, the bending reaction force of the flexible shaft 4 generated by the work operation of shaking the operating rod 5 is absorbed by the rotation of the
フレキシブル軸4の基端部4Aが接続される原動機3の出力軸を作業面と直交する軸に対して傾斜させることで、フレキシブル軸4の基端部4Aが回転する面を作業面に対して傾斜させることができる。この際、出力軸の傾斜角度(作業面と直交する軸に対する傾斜角度)θは、操作桿5と作業面とのなす角度をθ1とすると、θ=θ1±20°であることが好ましい。操作桿5と作業面とのなす角度θ1は、作業面を水平面に設定した場合には25°〜40°に設定される。
By inclining the output shaft of the prime mover 3 to which the
図示の例では、フレキシブル軸4の基端部4Aが出力軸回りに回転自在に接続され、フレキシブル軸4の基端部4Aが出力軸に対して直交して接続されている。このように、フレキシブル軸4の基端部4Aを出力軸回りに回転自在に接続することで、原動機3をフレーム2に固定した状態であっても、フレキシブル軸4の湾曲状態を大きく変化させること無く、操作桿5を前後左右に振る作業動作を行うことができ、フレキシブル軸4の基端部4Aを出力軸に対して直交して接続することで、湾曲したフレキシブル軸4の反力によって出力軸が揺動することを抑止することができる。
In the illustrated example, the
フレキシブル軸4の基端部4Aと出力軸との接続位置は、原動機3の重心よりも上方であることが好ましく、原動機3の重心上又は重心より作業者側であることが好ましい。このようにフレキシブル軸4の基端部4Aと出力軸との接続位置を設定することで、作業中に出力軸或いは原動機3に加わる力の作用位置を作業者側に近づけることができ、作業動作に伴う背負い負荷の増大を抑制することができる。
The connection position between the
以下に、図1及び図2に示した本発明の実施形態を具体的に説明する。図示の背負い式作業機1は、フレキシブル軸4の基端部4Aを接続する出力軸が上方に向いて傾斜するように、原動機3をフレーム2に対して静的に取り付け、更に、フレキシブル軸4の基端部4Aを出力軸回りに回転自在に接続している。このように原動機3をフレーム2に対して静的に取り付けることで、操作桿5を振る作業動作に伴って原動機が回転することによる違和感や原動機の揺動が作業者に伝わることによる不快感を解消することができる。また、フレーム2に対して原動機3を近接して取り付けることができるので、作業者の背負い負荷を軽減することができる。また前述したように、フレキシブル軸4の基端部4Aが接続される出力軸を傾斜させているので、操作桿5を振る作業動作によってフレームが上下動することによる不快な背負い感を解消することができる。
The embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 2 will be specifically described below. The illustrated backpack-type work machine 1 is configured such that the prime mover 3 is statically attached to the frame 2 so that the output shaft connecting the
フレーム2は、図示の例では、互いに直交する横フレーム2Aと縦フレーム2Bを備えており、縦フレーム2Bに作業者がフレーム2を背負うための背負いパット20や背負いベルト21或いは胴ベルト22が装着されている。また、図示の例では縦フレーム2Bの上部に工具収納バッグ23を設けている。
In the illustrated example, the frame 2 includes a
原動機3は、例えば、バッテリ駆動の電動機かエンジンであり、その動力軸或いは動力軸に歯車列などで接続された出力軸にフレキシブル軸4の基端部4Aが接続されている。操作桿5には作業者が手で保持して作業を行うためのハンドル50が設けられ、更には原動機3の作動・停止・出力調整などを操作する操作レバー51が設けられる。
The prime mover 3 is, for example, a battery-driven electric motor or an engine, and a
作業部6は、背負い式作業機1が刈り払い機として用いられる場合には、原動機3から動力伝達される駆動力で回転する回転体60を備えており、この回転体60に刈り刃や樹脂紐(ナイロンコード)などが装着される。作業部6の形態はこれに限らず、原動機3から動力伝達される駆動力によって往復動作する動作体を備えるものなどであってもよい。作業部6の手前側には安全カバー61が設けられている。
The working
図示の例では、原動機3はフレーム2に対して静的に取り付けられている。ここでの静的な取り付けとは、原動機3をフレーム2に固定することや多少の動きを許容するように取り付けることを含んでおり、軸回りの回転などの大きな動きが生じないように取り付けることを指している。図示の例では、原動機3は振動緩衝具(サスペンション部材)7を介してフレーム2に取り付けられている。 In the illustrated example, the prime mover 3 is statically attached to the frame 2. Here, the static mounting includes fixing the motor 3 to the frame 2 and mounting the motor 3 so as to allow some movement, and mounting the motor 3 so as not to cause a large movement such as rotation around an axis. Pointing. In the illustrated example, the prime mover 3 is attached to the frame 2 via a vibration damper (suspension member) 7.
この原動機3は、フレキシブル軸4の基端部4Aが接続される出力軸が上方に向くように、フレーム2に対して静的に取り付けられている。フレキシブル軸4の基端部4Aが接続される出力軸は、前述したように、原動機3の動力軸であってもよいし、この動力軸に歯車列などで接続された軸であってもよい。図示の例では、フレキシブル軸4の基端部4Aは、操作桿5の作業姿勢に沿った面内でこの出力軸回りに回転自在に接続されている。
The prime mover 3 is statically attached to the frame 2 so that the output shaft to which the
フレキシブル軸4の基端部4Aは、出力軸に沿った軸方向P1の回りに軸方向が回転するように接続されており、基端部4Aは軸方向P1に垂直な面内で回転する。軸方向P1を作業面に対して直交する方向P2に対して角度θだけ傾斜させることで、基端部4Aが回転する面(軸方向P1に直交する面)を作業面に対して傾斜させている。ここでの作業面に対して直交する方向P2は、作業面に沿った軸P3に直交する方向であって、作業面が水平面である場合には、縦フレーム2Bに沿った方向であり、フレーム2を正規に背負った状態で垂直に向く方向を指している。
The
この例では、原動機3はフレーム2に静的に取り付けられるので、操作桿5を前後左右に振る作業動作の度に原動機が回転する違和感や原動機の揺動による不快感を解消することができる。原動機3を振動緩衝具7を介してフレーム2に取り付けることで、原動機3の振動による不快感をより更に排除することができる。 In this example, since the prime mover 3 is statically attached to the frame 2, it is possible to eliminate the uncomfortable feeling that the prime mover rotates and the uncomfortable feeling caused by the swing of the prime mover every time the operation rod 5 is swung back and forth and left and right. By attaching the prime mover 3 to the frame 2 via the vibration damper 7, it is possible to further eliminate discomfort due to the vibration of the prime mover 3.
そして、上方に向けた出力軸の軸方向P1の回りにフレキシブル軸4の基端部4Aの軸方向を回転自在に接続しているので、操作桿5を前後左右に振る作業動作に伴うフレキシブル軸4の湾曲状態変化は、この基端部4Aが軸方向P1回りに回転することで抑制することができ、原動機3をフレーム2に静的に取り付けた状態であっても湾曲したフレキシブル軸4の反発力を大きく変化させること無く操作桿5を前後左右に振る作業動作を行うことができる。
And since the axial direction of the
更に、操作桿5の作業姿勢に沿った面内でフレキシブル軸4の基端部4Aが回転するので、操作桿5を前後左右に振る作業動作に伴うフレキシブル軸4の湾曲状態変化を基端部4Aの回転によって安定的に抑制することができる。これによって、操作桿5の作業動作によってフレーム2が上下動する不快な背負い感が生じることがなく快適な作業性を得ることができる。
Further, since the
図示の例では、出力軸の軸方向P1の軸方向P2に対する傾斜角度θは、作業部6(回転体60)の作業面に沿った軸P3と操作桿5とのなす角をθ1とすると、θ=θ1に設定されている。このように傾斜角度θを設定することで、作業面に沿った軸P3を地面に沿わせた作業姿勢で操作桿5の姿勢方向を軸方向P1に対して略直交した方向にすることができる。これによると、操作桿5を前後左右に振る作業動作が軸方向P1に略直交する面内で行われることになり、フレキシブル軸4の湾曲状態変化をより安定的に抑制することができる。 In the example shown in the drawing, the inclination angle θ of the output shaft axial direction P1 with respect to the axial direction P2 is defined as θ1 being an angle formed between the axis P3 along the work surface of the working unit 6 (rotating body 60) and the operating rod 5. θ is set to θ1. By setting the inclination angle θ in this way, the posture direction of the operating rod 5 can be made substantially orthogonal to the axial direction P1 in a work posture in which the axis P3 along the work surface is along the ground. . According to this, the operation | movement operation | movement which shakes the operating rod 5 back and forth and right and left will be performed in the surface substantially orthogonal to the axial direction P1, and the bending state change of the flexible shaft 4 can be suppressed more stably.
図2は、フレーム2に搭載される原動機3の取り付け状態の一例を示している(図1における説明と同一部位には同一符号を付して重複説明を省略する。)。図示の例では、原動機3をフレーム2に対して傾斜した状態で取り付けており、原動機3の動力軸3Aを上方に向けて前述した軸方向P1に沿って傾斜させている。原動機3を傾斜させた状態で取り付けるために、横フレーム2Aと縦フレーム2Bにそれぞれ直交する取り付け面を有するブラケット24,25を取り付けており、その取り付け面に振動緩衝具7を介して原動機3を取り付けている。原動機3の動力軸3Aには、一組のベベルギア40,41を介してフレキシブル軸4の基端部4Aが接続されている。これによって、フレキシブル軸4の基端部4Aは、その軸方向が軸P1の回りに回転自在になっている。
FIG. 2 shows an example of the mounting state of the prime mover 3 mounted on the frame 2 (the same parts as those described in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted). In the illustrated example, the prime mover 3 is attached to the frame 2 in an inclined state, and the
このように原動機3の動力軸3Aがフレーム2の垂直基準軸P2に対して傾斜するように原動機3を傾斜した状態でフレーム2に取り付けると、原動機3とフレーム2との間に三角状の空きスペースSが形成される。この空きスペースSは、作業者の背中に近い位置に形成されるので、そこに重量物を配置したとしても大きな背負い負荷の増大にはならない。原動機3がバッテリ駆動の電動機の場合には、この空きスペースSを利用して重量物であるバッテリー30を配置することができる。また、原動機3がエンジンの場合には、この空きスペースを利用して重量物である燃料タンク30Tを配置することができる。
When the prime mover 3 is attached to the frame 2 in such a manner that the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design can be changed without departing from the scope of the present invention. Is included in the present invention.
1:背負い式作業機,2:フレーム,2A:横フレーム,2B:縦フレーム,
3:原動機,3A:動力軸,
4:フレキシブル軸,4A:基端部,4B:先端部,
40,41:ベベルギア,
5:操作桿,50:ハンドル,51:操作レバー,
6:作業部,60:回転体,7:振動緩衝具(サスペンション部材),
20:背負いパット,21:背負いベルト,22:胴ベルト,
23:工具収納バッグ,30:バッテリー,30T:燃料タンク
1: Back working machine, 2: Frame, 2A: Horizontal frame, 2B: Vertical frame,
3: prime mover, 3A: power shaft,
4: Flexible shaft, 4A: Base end, 4B: Front end,
40, 41: bevel gear,
5: Operation rod, 50: Handle, 51: Operation lever,
6: working part, 60: rotating body, 7: vibration buffer (suspension member),
20: shoulder pad, 21: shoulder belt, 22: torso belt,
23: Tool storage bag, 30: Battery, 30T: Fuel tank
Claims (10)
前記原動機は、出力軸が上下に向き、該出力軸の上側が作業者側に傾くように前記フレームに静的に取り付けられ、
前記フレキシブル軸の基端部が、前記出力軸の上側で当該出力軸の周りに回転自在に接続され、
前記基端部から作業者の後方に延びる前記フレキシブル軸を前記操作桿に向けて湾曲させ、前記基端部の回転により形成される面を前記作業部の作業面に対して傾斜させていることを特徴とする背負い式作業機。 A working machine in which a prime mover is mounted on a back frame, and the power of the prime mover is transmitted via a flexible shaft to a working part provided at a tip part of the operating stick, and an operator carrying the frame carries the operating stick. In a shoulder-type work machine that works while being held inclined with respect to the work surface ,
The prime mover is statically attached to the frame such that the output shaft is directed up and down, and the upper side of the output shaft is inclined toward the operator side,
The base end portion of the flexible shaft is rotatably connected around the output shaft above the output shaft ,
It said flexible shaft extending to the rear of the operator from the proximal end is bent toward the operating rod, that the plane formed by the rotation of the proximal end portion is inclined with respect to the working surface of the working portion A backpack-type work machine characterized by
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