JP6796473B2 - 刈込み機 - Google Patents

Description

本発明は、樹木や芝生の刈込みに使用する刈込み機に関する。

上記刈込み機は、特許文献１に示されるように、モータの出力軸で駆動回転されるギヤを回転支持する支軸の下部に上下一対の偏心カムが回転自在に支持され、上下一対の偏心カムをギヤの回転に伴い回転運動を行うよう上下一対の偏心カムとギヤとが連結ピンで連結されている。この連結ピンは、基端部が上下一対の偏心カムに固定され、先端部がギヤに形成の貫通孔に挿入されている。この貫通孔の大きさは、連結ピンの外径よりも大きく設定されている。上下一対の偏心カムには、ブレードが係合されており、偏心カムが偏心回転運動を行うことによりブレードが往復運動して、樹木や芝生を刈込むことができるようになっている。そして、刈込み作業時に連結ピンの外周面とギヤの貫通孔とが当接して騒音発生することがないように、連結ピンの外周面とギヤの貫通孔との間に弾性体を介在している。

また、特許文献２では、偏心カムとモータの出力軸により駆動回転されるギヤとの間に、クラッチ機構を介在している。このクラッチ機構は、回転自在に支持され、ギヤが同一軸線上で回転するように外嵌され、かつ、偏心カムにボルトにより連結されるギヤホルダと、ギヤホルダとギヤとの間に配置された摩擦板と、摩擦板とギヤとをギヤホルダに押し付ける皿バネと、ギヤホルダとカムプレートとの間に配置され前記ボルトの締め付けにより皿バネをギヤ側へ押し移動させるプレートと、を備えている。従って、刈込み作業中にブレードに草木が噛み込んで大きな負荷が加わったときは、摩擦板とギヤホルダとの間が滑ることで動力ギヤからの回転力がギヤホルダに伝達されることがない。これにより、ギヤ側の駆動側での破損及びギヤホルダや偏心カムの破損を防止することができる。

上記特許文献１では、刈込み作業時の騒音発生を弾性体により低減することができるものの、刈込み作業中にブレードに草木が噛み込んで大きな負荷が加わり弾性体の変形量が所定値を越えると、連結ピンとギヤの貫通孔とが直接当接し、その時の衝撃でギヤ等が破損してしまう可能性がある。そこで、特許文献１に、刈込み作業中にブレードに草木が噛み込んで大きな負荷が加わったときに、破損を防止することができるように特許文献２のクラッチ機構を付加することが考えられる。しかし、特許文献１に特許文献２のクラッチ機構を単に付加しても、刈込み機の大型化を招いてしまう不都合があり、改善の余地があった。

特開２０１２−１３０３２２号公報 実開昭６４−４６０号公報

そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、刈込み作業時の騒音発生の防止と破損防止とを大型化を抑制しながら実現することができる刈込み機を提供することを課題とする。

本発明に係る刈込み機は、駆動装置により駆動回転されるギヤを同一軸線上で回転するように外嵌させる、該ギヤに対して回転自在な回転部材と、回転運動をブレードの往復運動に変換するカムと、基端部が前記カムに固定され先端部が前記回転部材に貫通されることにより該回転部材の回転に伴い該カムを回転運動させるための連結ピンと、前記連結ピンの外周面と該連結ピンを貫通させるために前記回転部材に形成した貫通孔との間に介在される弾性部材と、前記ギヤから前記回転部材への動力伝達を断続するためのクラッチ機構と、を備え、該クラッチ機構は、前記回転部材と、前記ギヤを該回転部材へ押し付けて動力伝達を行うための皿バネと、前記回転部材に軸方向で一体化され、前記皿バネを前記ギヤ側へ押圧するロック部材と、を備え、前記ギヤには、前記回転部材に外嵌させるための貫通孔が形成され、該貫通孔には、前記皿バネの一部を受け止める受け面を有する座繰り部が形成されており、該座繰り部に前記皿バネが完全に入り込んでいることを特徴とする。

本発明によれば、連結ピンの外周面と回転部材の貫通孔とが直接当接することを弾性部材により防止することができるので、刈込み作業時の騒音発生を防止することができる。また、クラッチ機構を設けているので、刈込み作業時にブレードに草木が噛み込んで回転部材の回転が阻止された場合に、回転部材に対してギヤが滑って回転するだけで、回転部材にギヤの回転力が伝達されることがない。従って、駆動装置側及び駆動装置により回転される側の部材が破損してしまうことを防止できる。しかも、ギヤの座繰り部に皿バネが完全に入り込んでいるので、クラッチ機構をギヤの軸方向において小型化を図りながら付加することができる。

また、本発明に係る刈込み機は、前記ロック部材の外径寸法が、前記座繰り部の径寸法以下に設定されていることが好ましい。

かかる構成によれば、ロック部材の外径寸法が、前記座繰り部の径寸法以下に設定されていれば、ロック部材の一部又は全部を座繰り部に入り込ませることができるので、クラッチ機構のギヤの軸方向での小型化をより一層図ることができる。

また、本発明に係る刈込み機は、前記回転部材と前記ロック部材とを連結して前記一体化するための締結手段を備えるとともに、前記回転部材と前記ロック部材とが係合することにより該回転部材と該ロック部材との相対回転を防止する相対回転防止手段を備えていることが好ましい。

かかる構成によれば、刈込み作業中にブレードに草木が噛み込んで大きな負荷が加わったときに、回転部材とロック部材との相対回転が、回転部材とロック部材と係合することにより防止されるので、回転部材とロック部材とを連結するための締結手段に、回転部材とロック部材との相対回転が作用することがなく、締結手段の緩み発生がない。これにより、クラッチ機構の性能を長期間に亘って維持することができる。

以上の如く、本発明によれば、騒音防止の弾性部材及び破損防止のクラッチ機構を備え、クラッチ機構を構成する皿バネがギヤの座繰り部に完全に入り込んでいるので、刈込み作業時の騒音発生の防止と破損防止とを大型化を抑制しながら実現することができる刈込み機を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る刈込み機の平面図である。 同刈込み機の一部省略した縦断側面図である。 同刈込み機に備えるクラッチ機構の平面図である。 図３におけるＡ−Ａ線断面図である。 図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明に係る刈込み機であるヘッジトリマの一実施形態について、図面に基づいて説明する。このヘッジトリマは、図１及び図２に示すように、ハウジング１と、ハウジング１から後方へ延びるように延出されたメインハンドル２と、ハウジング１の後方下部から斜め上方へ突出する補助ハンドル３と、ハウジング１の前面下部から斜め上方へ突出するガード板４と、ハウジング１の下部から前方へ突出する上下一対のブレード５，６を備える刈刃部７と、を備えている。メインハンドル２には、刈刃部７の運転操作を行うためのトリガスイッチ８を備えている。また、ハウジング１の内部には、刈刃部７を運転するための駆動部９を備えている。

駆動部９は、図２及び図５に示すように、駆動装置であるモータ１０と、モータ１０の出力軸１０Ａの下端側に形成されたピニオン１１と、ピニオン１１に噛み合って動力伝達されるギヤ１２と、ギヤ１２が同一軸線上で回転するように外嵌される、ギヤ１２に対して回転自在な回転部材１３と、回転部材１３の下方に配置され回転運動を上下一対のブレード５，６の往復運動に変換するカムとしての上下一対の偏心カム１４，１５と、基端部が偏心カム１４，１５に固定され先端部が回転部材１３に貫通されることにより回転部材１３の回転に伴い偏心カム１４，１５を回転運動させるための一対の連結ピン１６，１６と、連結ピン１６，１６の外周面と連結ピン１６，１６を貫通させるために回転部材１３に形成した一対の貫通孔を構成する大径孔１３Ｇ，１３Ｇとの間に介在される弾性部材３３，３３と、ギヤ１２から回転部材１３への動力伝達を断続するためのクラッチ機構１９と、を備えている。回転部材１３の真下には、回転部材１３の底面と同一の大きさのクラッチスペーサ２０を配置し、このクラッチスペーサ２０の真下には、偏心カム１４，１５よりも大きなカムプレート２１を配置している。尚、クラッチスペーサ２０は省略しても構わない。

上下一対のブレード５，６は、上側に位置するブレード押え２２と下側に位置するブレードホルダ２３に上下から挟まれた状態で保持されている。また、ブレード５，６の基端部が上下の偏心カム１４，１５にそれぞれ係合されており、偏心カム１４，１５が回転することにより、ブレード５，６が互いに１８０度ずれた位相で前後に往復直線運動をするように構成されている。

図４及び図５に示すように、クラッチ機構１９は、回転部材１３と、ギヤ１２を回転部材１３へ押し付けて動力伝達を行うための皿バネ２４と、回転部材１３に軸方向で重ね合わせて一体化され、皿バネ２４をギヤ１２側へ押圧するロック部材２５と、を備えている。このロック部材２５は、回転部材１３に一体化することにより、皿バネ２４の内周縁（外周縁よりも高くなっている部分）の上端をギヤ１２側へ押し移動させて皿バネ２４と回転部材１３とでギヤ１２を挟み込む部材である。皿バネ２４は、中心に孔の開いた円盤状の板を円錐状にしたバネからなり、ロック部材２５によりギヤ１２側へ押されることによって、所定量変形し、その復元力によりギヤ１２を回転部材１３側へ押圧している。また、回転部材１３とギヤ１２との間に動力伝達を断続するための摩擦板としてのワッシャ２６を配置している。ワッシャ２６は、容易に擦り減ることがないように硬度の高い材料から構成されることが好ましい。尚、回転部材１３とギヤ１２とを硬度の高い材料から構成すれば、前記ワッシャ２６を省略し、回転部材１３とギヤ１２とを直接接触させて動力伝達するようにしてもよい。また、皿バネ２４を変形させる変形量を調整することによって、ギヤ１２からワッシャ２６を介して回転部材１３に伝達することができる動力の最大値を調整することができる。

ギヤ１２の径方向外側に、ピニオン１１（図２参照）に噛み合う歯部１２Ａが形成され、ギヤ１２の径方向内側に、回転部材１３に外嵌させるための貫通孔１２Ｋが形成されている。また、ギヤ１２の貫通孔１２Ｋの貫通方向一端側（上端側）の開口部に、皿バネ２４の一部（ここでは外周縁）を受け止める径方向に沿った受け面２７Ａを有する第１座繰り部２７が形成されており、第１座繰り部２７に皿バネ２４が完全に入り込んだ状態になっている。また、ギヤ１２の貫通孔１２Ｋの貫通方向他端側（下端側）の開口部に、ワッシャ２６及び回転部材１３の下端部の一部を入り込ませるための第２座繰り部２８が形成されている。第１座繰り部２７の径寸法と第２座繰り部２８の径寸法とが、同一に構成されている。また、第１座繰り部２７の深さ（径方向と直交する貫通孔１２Ｋの貫通方向の寸法）が、第２座繰り部２８の深さ（径方向と直交する貫通孔１２Ｋの貫通方向の寸法）よりも少し深く設定されているが、同一深さであってもよいし、第２座繰り部２８の深さ（径方向と直交する貫通孔１２Ｋの貫通方向の寸法）が、第１座繰り部２７の深さ（径方向と直交する貫通孔１２Ｋの貫通方向の寸法）よりも少し深く設定されていてもよい。

上記のように、クラッチ機構１９を設けているので、刈込み作業時にブレード５，６に太い枝が噛み込んで回転部材１３の回転が阻止された場合には、ワッシャ２６と回転部材１３との間で滑ることによって、回転部材１３に対してギヤ１２がワッシャ２６と一体回転するだけで、回転部材１３にギヤ１２の回転力が伝達されることがない。従って、駆動装置側及び駆動装置により回転される側の部材が破損してしまうことを防止できる。しかも、ギヤ１２の第１座繰り部２７に皿バネ２４が完全に入り込んでいるので、クラッチ機構１９をギヤ１２の軸方向において小型化を図りながら付加することができる。

回転部材１３は、上端部がハウジング１内に備えた軸受け２９に貫通され、下端部がハウジング１に固定されるブレードホルダ２３に支持された支軸３０に回転自在に外嵌されている。前記支軸３０は、偏心カム１４，１５に貫通され、偏心カム１４，１５の回転中心となるカム軸として兼用されている。尚、軸受け２９と回転部材１３との間には、スペーサ３１を介在させている。また、回転部材１３は、下方へ行くほど径方向で大きな外郭を有する４つの外側面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを形成することにより、３つの段差部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを有している。外側面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、外周面として形成されている。最上部に位置する段差部１３Ａには、ロック部材２５が載置されている。また、上から２番目の段差部１３Ｂは、皿バネ２４の収容スペースを確保するために形成されたものである。上から３番目の段差部１３Ｃには、ワッシャ２６とギヤ１２の２つの座繰り部２７，２８間に形成された板部１２Ｂとを載置している。そして、ギヤ１２の板部１２Ｂの内側面１２ｂ（貫通孔１２Ｋ）が、回転部材１３の上から３番目の外側面１３ｃに嵌合して、ギヤ１２を回転部材１３の外側面１３ｃで回転自在に支持している。また、図３に示すように、前記上から１番目の外側面１３ａは、４つの平面を有する平面視４角形状に形成されている。また、回転部材１３には、ロック部材２５に形成の螺子孔２５Ｎ，２５Ｎに下方から螺合させる一対の螺子３２，３２を挿通させるための貫通孔１３Ｄ，１３Ｄと、該貫通孔１３Ｄ，１３Ｄよりも大きな径を有し一対の螺子３２，３２の頭部３２Ａ，３２Ａを入り込ませるための収容部１３Ｅと、を備えている。前記一対の螺子３２，３２は、回転部材１３とロック部材２５とを連結して両者を一体化するための締結手段を構成する。そして、一対の螺子３２，３２を回転部材１３の下方から挿入してロック部材２５にねじ込むと、一対の螺子３２，３２の頭部３２Ａ，３２Ａが回転部材１３の収容部１３Ｅ，１３Ｅに入り込むことによって、クラッチ機構１９の小型化をより一層実現することができる。一対の螺子３２，３２は、図３に示すように、支軸３０を挟んで相対向する位置に配置され、連結ピン１６，１６と９０度位相がずれた位置に位置している。

ロック部材２５は、外形が円形状の部材から構成され、図５に示すように、皿バネ２４の内縁の上端に当接する第１当接面（水平面）２５Ｘと、皿バネ２４の内側への移動を阻止する第２当接面（上下面）２５Ｙを備えている。また、図３に示すように、ロック部材２５の中心部に、前記回転部材１３の外側面１３ａが嵌合する４角形の貫通孔２５Ａが形成されている。従って、ロック部材２５の貫通孔２５Ａと回転部材１３の外側面１３ａとを嵌合により係合させることによって、回転部材１３とロック部材２５とが相対回転することを防止する相対回転防止手段として機能する。従って、刈込み作業中にブレード５，６に草木が噛み込んで大きな負荷が加わっても、回転部材１３とロック部材２５とが相対回転することを相対回転防止手段で防止するので、螺子３２，３２の緩み発生がない。これにより、クラッチ機構１９の性能を長期間に亘って維持することができる。また、ロック部材２５の外径寸法を、前記第１座繰り部２７の径寸法よりも小さく設定している。これにより、ロック部材２５の略全部（一部又は全部でもよい）を第１座繰り部２７に入り込ませることができるので、クラッチ機構１９のギヤ１２の軸方向での小型化をより一層図ることができる。

図５に示すように、連結ピン１６，１６は、その下端が一対の偏心カム１４，１５に貫通され、一対の偏心カム１４，１５に溶接（ロウ付け）されることにより連結ピン１６，１６の下端部側を一対の偏心カム１４，１５に固定している。連結ピン１６，１６の上端部側は、カムプレート２１、クラッチスペーサ２０、回転部材１３を貫通し、ロック部材２５の貫通孔２５Ａに少し入り込んでいる。回転部材１３の貫通孔は、連結ピン１６，１６よりも大きく構成され、下端部の小径孔１３Ｆと、小径孔１３Ｆよりも径が大きな大径孔１３Ｇと、を備え、大径孔１３Ｇに前記弾性部材３３，３３が入り込んでいる。この弾性部材３３，３３により、連結ピン１６，１６の外周面と回転部材１３の貫通孔である小径孔１３Ｆ，１３Ｆとが直接当接することを防止することができるので、刈込み作業時の騒音発生を防止することができる。弾性部材３３，３３は、ゴムや発泡合成樹脂等の弾性変形可能な材料が構成され、その硬度は、太い枝を噛み込んだ時の過負荷が発生していない通常の負荷運転において、連結ピン１６，１６の外周面と回転部材１３の小径孔１３Ｆ，１３Ｆとが直接当接しない硬度に設定することが好ましい。連結ピン１６，１６は、図３に示すように、支軸３０を挟んで相対向する位置に配置されている。

実施形態において、ギヤ１２の歯幅内に、皿バネ２４とワッシャ２６だけでなく、ロック部材２５の軸方向略全体と回転部材１３の軸方向略全体を収容することによって、クラッチ機構１９のギヤ１２の軸方向での小型化をより一層図ることができる。尚、ギヤ１２の歯幅内に、ワッシャ２６、ロック部材２５、回転部材１３を完全に収容するように構成して実施することもできる。

上記のように構成された刈込み機で草木の刈込み作業を行う場合には、作業者は、一方の手でメインハンドル２を把持し、もう一方の手で補助ハンドル３を把持した状態で、トリガスイッチ８を操作する。これによりモータ１０が駆動し、ピニオン１１を介してギヤ１２が回転する。これに伴い、クラッチ機構１９に回転が伝達され、回転部材１３の回転により偏心カム１４，１５が回転することで、上下のブレード５，６が往復動し、草木を刈込むことができる。そして、草木の刈込み作業中に、太い枝を噛み込んだ時の過負荷が発生すると、ワッシャ２６の下面とこれと接触する回転部材１３の接触部とが滑ることで、ギヤ１２のみが回転してギヤ１２から回転部材１３への動力伝達が断たれる。この過負荷発生時は、連結ピン１６の外周面と小径孔１３Ｆとが直接当接することになる。尚、ロック部材２５による皿バネ２４の変形量を調整することによって、ワッシャ２６（ギヤ１２）の回転部材１３に対する滑りが発生する負荷値を調整することができる。

尚、本発明に係る刈込み機は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

前記実施形態では、上下のブレード５，６を可動式に構成したが、一方のブレードを固定式にし、他方のブレードのみを可動式に構成して実施することもできる。

また、前記実施形態では、刈込み機としてヘッジトリマを用いたが、芝生バリカンや芝刈り機を用いてもよい。

また、前記実施形態においては、ギヤ１２に２つの座繰り部２７，２８を形成したが、１つの座繰り部のみを形成して実施することもできる。

また、前記実施形態では、回転部材１３に形成した４角形状の外側面１３ａとロック部材２５に形成した４角形の貫通孔２５Ａとを嵌合により係合させたが、嵌合させる形状としては、４角形だけでなく、楕円形状、小判形状、三角形以上の多角形状であってもよい。また、前記実施形態では、ロック部材２５と回転部材１３とを嵌合させることによって両者が相対回転することを防止するようにしたが、嵌合させるのではなく、ロック部材２５と回転部材１３とが当接する当接部を備えることにより、両者が当接による係合によって相対回転することを防止するようにしてもよい。

１…ハウジング、２…メインハンドル、３…補助ハンドル、４…ガード板、５，６…ブレード、７…刈刃部、８…トリガスイッチ、９…駆動部、１０…モータ、１０Ａ…出力軸、１１…ピニオン、１２…ギヤ、１２Ａ…歯部、１２Ｂ…板部、１２Ｋ…貫通孔、１２ｂ…内側面、１３…回転部材、１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ…段差部、１３Ｄ…貫通孔、１３Ｅ…収容部、１３Ｆ…小径孔、１３Ｇ…大径孔、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…外側面、１４，１５…偏心カム、１６…連結ピン、１９…クラッチ機構、２０…クラッチスペーサ、２１…カムプレート、２３…ブレードホルダ、２４…皿バネ、２５…ロック部材、２５Ａ…貫通孔、２５Ｎ…螺子孔、２５Ｘ…第１当接面、２５Ｙ…第２当接面、２６…ワッシャ、２７…第１座繰り部、２７Ａ…受け面、２８…第２座繰り部、３０…支軸、３１…スペーサ、３２…螺子、３２Ａ…頭部、３３…弾性部材

Claims (3)

1. 駆動装置により駆動回転されるギヤを同一軸線上で回転するように外嵌させる、該ギヤに対して回転自在な回転部材と、回転運動をブレードの往復運動に変換するカムと、基端部が前記カムに固定され先端部が前記回転部材に貫通されることにより該回転部材の回転に伴い該カムを回転運動させるための連結ピンと、前記連結ピンの外周面と該連結ピンを貫通させるために前記回転部材に形成した貫通孔との間に介在される弾性部材と、前記ギヤから前記回転部材への動力伝達を断続するためのクラッチ機構と、を備え、
   該クラッチ機構は、前記回転部材と、前記ギヤを該回転部材へ押し付けて動力伝達を行うための皿バネと、前記回転部材に軸方向で一体化され、前記皿バネを前記ギヤ側へ押圧するロック部材と、を備え、
   前記ギヤには、前記回転部材に外嵌させるための貫通孔が形成され、該貫通孔には、前記皿バネの一部を受け止める受け面を有する座繰り部が形成されており、該座繰り部に前記皿バネが完全に入り込んでいることを特徴とする刈込み機。
2. 前記ロック部材の外径寸法が、前記座繰り部の径寸法以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の刈込み機。
3. 前記回転部材と前記ロック部材とを連結して前記一体化するための締結手段を備えるとともに、前記回転部材と前記ロック部材とが係合することにより該回転部材と該ロック部材との相対回転を防止する相対回転防止手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の刈込み機。

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