JPH03190686A - 伸長可能なパワーシャフト組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、例えば、チェーンソーのようなポータブル
ツールのための伸長可能なパワーシャフトに関するもの
である。

（発明の背景） 地上面の作業位置から木の枝を切断するための剪定装置
は、モーターあるいはエンジンと小型のチェーンソーと
の間に挿入された入れ子式に嵌まり込むドライブシャフ
ト組立体を含む。この装置は、ユーザーから離れた位置
において、ユーザーが木や潅木を切断することを可能に
するようにされている。それは、地面の位置から、木や
潅木を剪定するように、特に適合されている。

本開示は、使用中に伸長可能なパワーシャフト組立体に
かけられる振動及びねじり負荷を阻止するために、経済
的なコストにおいて、十分な精度を有するというような
、剪定装置の商業的見地を作り出４す努力から生じた。

剪定装置に対して特に指定された場合、シャフト組立体
は、２から４メートルまで十分に変化するように、有効
に機能しなければならない。また、剪定装置の重量は、
木や潅木の高い枝に到達するように、ユーザーの体から
十分に伸長し、十分に上方の位置において装置の使用を
行うために、最小限まで維持しなければならない。本改
良は、剪定装置の構成部品の組立を容易にすると共に、
入れ子式に嵌まり込む組立体の軸方向の整合を確実にし
て、束縛や望ましくないベアリング負荷を防止する。

（実施例） 本発明の好ましい実施例が、添付の図面において示され
ている。

この伸長可能なパワーシャフト組立体１１は、第１図に
示されるように、シャフト組立体１１の一端にカッティ
ングヘッド１０を有し、その他端にエンジン１２（また
は、モーター）を有する伸長可能な動力剪定道具の利用
のために、特に設計された。さらに、剪定道具は、ユー
ザーによって直立状の位置に保持された場合に剪定道具
を静止させるために用いられる、手で保持されるコント
ロールハンドル１３と柔軟性のあるボディストラップ１
４とを含む。

カッティングヘッド１０は、基本的に、チェーンソーか
らなる。そのようなチェーンソーの詳細は、一般的に知
られており、本発明の理解のためには必要はない。

エンジン１２は、普通の燃料駆動のエンジンあるいは電
気モーターであって、好ましくは、カッティングヘッド
１０の作動速度を変化させるための手動の速度制御機構
を含む。この目的のためには、どのような従来型のポー
タプル動力源でも利用され得る。

この伸長可能なパワーシャフト組立体は、図示のような
剪定道具のために特に設計されているが、遠隔して配置
されたモーターあるいはエンジンからの動力を伝達する
ための伸長可能なシャフトを必要とする、いかなるポー
タブルツールにも適合するものである。

シャフト組立体１１の基本的な構造は、第２図及び第３
図に示されている長手方向の断面図により理解される。

それは、内部シャフト１５と外部シャフト１６とを含む
入れ子式にはまり込む軸状のドライブシャフト組立体を
含む。内部シャフト１５は、第１の軸端１７と第２の軸
端１９との間に延在する。外部シャフト１６は、第１の
軸端２７と第２の軸端２８との間に延在する。

内部及び外部シャフト１５．１６の第２の端部１９及び
２８は、相互に部分的に重なり合う関係て摺動可能に取
り付けられている。この関係は、シャフト組立体１１が
縮小した状態で示されている第２図に描かれている。部
分的に重なり合う内部シャフト１５と内部シャフト１６
は、それぞれ、相補的なキー溝か形成された外部及び内
部の延長した表面を有し、それらは、それらの相対的な
軸位置にかかわらず、それらの間で回転駆動力を伝達で
きるようにされている。

入れ子式にはまり込むハウジングは、内部及び外部シャ
フト１５．１．６を同軸状に囲繞する。それは、内部管
２５及び外部管２６を含む。内部管２５は、第１の軸端
３０と第２の軸端３１との間で長手方向に延在する。外
部管２６は、第１の軸端３２と第２の軸端３３との間に
延在する。内部及び外部管２５．２６の第２の端部３１
及び３３は、相互に部分的に重なり合う関係にある、近
接する外部及び内部の延長する表面を、それぞれ有する
。この部分的に重なり合う関係は、第２因における右側
部分と、第３図における左側部分とに示されている。

第１のベアリング手段が、外部管２６の第１の軸端３２
と内部シャフト１５の第１の軸端１７との間に結合され
ている。それは、外部管２６に関して、内部シャフト１
５の第１の軸端１７を回転可能に受持すると共に、それ
らの間の相対的な軸移動を防止する。第１のベアリング
組立体は、ラジアルビン２４によって内部シャフト１５
内に固定される、エンジンシャフトの挿入部２３の非円
形部分に固定される分離したベアリングスリーブ１８を
含む。また、それは、分離した端部ハウジング２１内に
形成された相補的な円周溝内に配設されるポールベアリ
ング組立体２０を含む。周囲のＯ−リング２９は、組立
体２０の外部レースをハウジングの一面に向けて放射状
に偏倚し、組立部品が正確に整合することを確実にする
。

管状に突出したエンジンマウント２２は、端部ハウジン
グ２１に設けられ、かつ、エンジンシャフト挿入部２３
を取り囲む。

コントロールハンドル１３は、外部管２６の第１の端部
３２の周囲でクランプされている。ハンドル１３は、エ
ンジンあるいはモーターの速度の制御と操作を行うため
に、手動で駆動されるトリガー３５を含む。ハンドル１
３及びトリガー３５についての構造や作用の詳細は、本
発明の理解にとって重要ではない。

第２のベアリング手段が、内部管２５の第１の軸端３０
と外部シャフト１６の第１の軸端２７との間に配設され
ている。それは、外部シャフト１６の第１の軸端２７を
回転可能に支持すると共に、内部管２５と外部シャフト
１６との間の相対的な軸移動を防止する。それは、内部
管２５の外側の周囲にクランプされたカッティングヘッ
ドのハウシング３６内の、一対の同軸状のボールベアリ
ング６３として、第３図に描かれている。ベアリング６
３は、それに固定されたドライブピニオン３８を有する
ビニオンシャフト３７を回転可能に支持する。

ビニオン３８は、直角状のスプロケットシャフト４１の
相補的なドリブンベベルギヤ４０とかみ合う。スプロケ
ットシャフト４１は、カッティングヘッド１０のドライ
ブチェーン（図示せず）に関わる同軸状のスプロケット
４２と駆動関係にあるように示されている。これらの図
面には、スプロケット４２のまわりの領域と部分的に重
なり合う取り外し可能なスプロケットカバー５０に加え
て、カッティングヘッドのハウジング３６に取り付けら
れる従来型のチェーンパー４８を描かれている。

第２のベアリング組立体によって外部シャフト１６の第
１の端部に設けられた相互結合手段はまた、外部シャフ
ト１６の内側の中に抑圧固定されるアダプター５１を含
み、それと調和して回転する。アダプター５１は、ビニ
オンシャフト３７の外面に対する横断面が相補的な延長
した内面を含む。アダプター５１の端部は、組み立ての
間にビニオンシャフト３７の端部をアダプター５１の中
に案内する、内部の円錐形の案内面５２を含む。

また、それは、カッティングヘッドのハウジング３６か
管２５に取り付けられていない場合に、内部管２５の第
１の端部内で、アダプター５１と外部シャフト１６の第
１の端部２７とを緩く中央に置く、円錐形状にフレア状
に広げられた延長部を含む。案内面３２の外面と内部管
２５の内面との間の間隙は、ドリブンビニオンシャフト
３７とドライブ外部シャフト１６との間に発生し得る僅
かな軸方向の不整合を合わせる。

中間ベアリング組立体は、内部管２５の第２の端部３１
に固定され、ここで説明された４つの入れ千秋に嵌め込
まれる部材の間に、正確な回転支持を提供する。また、
中間ベアリング組立体の位置は、外部シャフト１６の第
２の端部２８に軸方向に隣接している。第２図に示され
るように、外部シャフト１６の第２の端部２８は、ベア
リングスリーブ４３と自由に接触する。

中間ベアリング組立体は、ドライブシャフトのベアリン
グスリーブ４３の周囲に配置された普通のボールベアリ
ング４９を含み、そして、「内部ベアリング手段」とし
て機能する。ボールベアリング４９は、内部管に関して
内部シャフトを回転可能かつ摺動可能に支持するために
、内部管２５と内部シャフト１５との間で機能可能に結
合される。第４図及び第８図において見られるように、
ベアリングスリーブ４３は、ボールベアリング４９の内
部レース内で組み立てられる時に、軸方向に相互に接触
する４つの部分から構成されている。

環状のウニイブスプリング３９は、ボールベアリング４
９の内部レースと組み立てられたベアリングスリーブ４
３のまわりの円周フランジとの間に軸方向に配設されて
、駆動される内部レースに負荷を与える。

また、中間ベアリング組立体は、その周囲が円筒形状の
ベアリング面４５として示されている入れ子を含む、放
射状に分離したベアリングホルダ４４の形態にある「外
部ベアリング手段」を含む。ヘアリングホルダー４４は
、それらの間で相対的な軸移動を可能にする間に、内部
管２５に関して外部管２６を同軸状に支持するために、
内部管２５と外部管２６との間で機能的に結合される。

ベアリングホルダー４４は、リベット４７によって内部
管２５の内面に取り付けられた円筒形状の延長部４６に
よって完成される（第２図）。

シャフト組立体１１の外端における第１及び第２のベア
リング組立体の組み合わせは、シャフト組立体１１によ
って発生されるドライブとドリブンとの結合部における
、拘束力があり、−様でないベアリング負荷を除いて、
確実な自由な回転駆動結合を提供する。中間のベアリン
グ組立体は、外部シャフト１６の第２の端部２８に配設
された、内部シャフト１５と外部シャフト１６との部分
的に重なり合う部分について、正確に同軸状に回転する
支持がなされることを確実にする。また、それは、内部
管２５の第２の端部３１における、同様の浮動位置にお
いて、取り囲んでいる内部及び外部管２５及び２６に対
する同軸状の支持を提供する。

シャフト組立体１１の駆動端部に関するカッティングヘ
ッドのハウジング３６の角度指標は、内部管２５の外面
に沿って全長にわたって延在する延長したリブ５３によ
って提供される。リブ５３は、外部管２６の第２の端部
３３に直接的に隣接する相補的なコンプレッションクラ
ンプ５４によって係合される（第３図）。コンプレッシ
ョンクランプ５４は、外部管２６の外面のまわりに固定
されたマウントクランプ５５の一部である。コンプレッ
ションクランプ５４は、取り外し可能なボルト及びハン
ドル５６によってしっかりと固定され、管２５．２６の
伸長を相互に関して可能にする。リブ５３と係合する相
補的な溝は、互いに関する管２５．２６の全ての位置に
おいて、カッティングヘットのハウジング３６によって
要求される角度指標を維持する。

内部管２５に沿って突出するリベット５９（第２図）は
、外部管２６に関して、内部管２５の軸方向の伸長を制
限する。管２５及び２６が完全に伸長されると、リベッ
ト５９は、外部管２６の第２の端部３３において取り外
し可能なコンプレッションクランプ５４を接触する。全
体のシャフト組立体１１は、コンプレッションクランプ
５４を取り除き、部材を軸方向に分離して引くことによ
って容易に分解することができる。

さらに、第２図は、シャフト組立体１１が図示の位置か
ら伸長される時に、延長した内部シャフト１５の「はね
出ること（ｗｈｉｐｐｉｎｇ）　Ｊを妨げるように設計
された改良例を描いている。フローティングベアリング
組立体５７は、内部シャフト１５の外面と外部管２６の
内面との間に挿入される。

ベアリング組立体５７は、内部シャフト１５と外部管２
６との両方に関してフローティングベアリング組立体５
７の自由な軸方向の移動を許容する間に、外部管２６に
関して内部シャフト１５を回転可能に支持するように、
内部シャフト１５の長さに沿って軸方向に移動可能であ
り、かつ、外部管２６の内面に摺動可能に係合する。

図示のフローティングベアリング組立体５７は、前述さ
れた中間ベアリング組立体の要素（ドライブシャフトス
リーブ４３、ベアリングホルダー４４、円筒形のベアリ
ング面４５、及び円筒形の延長部４６）と同一である。

要素の複製は、経済的であるが、図示されたようなフロ
ーティングベアリング組立体の構造については、それほ
ど重要ではない。第２図において分かるように、フロー
ティングベアリング組立体５７は、内部管２５の第２の
端部において同一の要素によって仮定された位置から、
軸方向に逆行される。

フローティングベアリング組立体５７は、外部管２６の
領域内で内部シャフト１５を同軸状に取り囲む、軽いコ
ンプレッションスプリング５８によって、内部シャフト
１５及び外部管２６の第１の端部１７及び３２がら偏倚
される。ベアリング２０に近接する軽いコンプレッショ
ンスプリング５８の、端部は、外部管２６の内径よりも
、僅かに大きく巻かれている。拡大されたスプリングの
端部は、外部管２６の第１の端部３２において、機械的
にクランプされている。

スプリング５８の残りの長さは、外部管２６の内径より
も僅かに小さい径を有し、フローティングベアリング組
立体５７から突出する円筒形状の延長部の周囲に巻かれ
ている。小さい端部は、軸方向の延長部に対して摩擦係
合すると共にクランプする。従って、スプリングは、カ
ッティングヘッド１０がエンジン１２よりも下方に配設
された場合、外部管２６に沿って軸方向に下降すること
に対し、フローティングベアリング組立体５７を降伏的
に保持する。

スプリング５８の長さは、シャフト組立体１１が完全に
伸長された時に、第１のベアリング組立体（第２図の左
側）と中間ベアリング組立体との間のほぼ中間点に、フ
ローティングベアリング組立体５７を配置させるように
選択される。ベアリング組立体５７は、内部シャフト１
５の非支持部分の放射状の動きを物理的に制限し、外部
管２６内ではね出ることと、シャフト１５と外部管の内
面との間の接触の可能性とを防止する。

外部シャフト１６がはね出ることは、第２のベアリング
組立体（第３図の右側）と内部管２５の第２の端部３１
との間で間隔があけられた軸位置において、外部シャフ
ト１６と内部管２６との間に放射状に配設された、吸収
的なベアリング組立体によって妨げられる。この吸収的
なベアリング組立体は、管内のシャフトの放射方向の動
きによって分散伝達されたエネルギーを減衰するために
、シャフト１６の外面と管２５の内面との間で機能的に
係合されるように適合された放射状の圧縮可能な面を提
供する。

吸収的なベアリング組立体は、降伏的な発泡性のシリン
ダー６１で囲まれたスプール６０として描かれている。

スプール６０は、その軸端のそれぞれに放射状に突出す
るショルダーを有し、各ショルダーの外径は、管２５の
内面の直径よりも小さい。スプール６０の内径は、シャ
フト１６の外面の直径よりも大きい。

スリーブ６０の内部の円筒形状の面は、外部シャフト１
６の外面の周囲に緩く適合し、シャフト１６の中間部分
のたわみ、あるいは、はね出ることの結果としてのみ接
触される。それは、各端部においてそれと軸方向に接触
する、接触スナップリング６２の摩擦係合によって、内
部管２５の長さに沿った位置に固定される。

降伏的な発泡性のシリンダー６１は、延長したシャフト
１６の放射状の動きのために、スプール６０に分散伝達
されたエネルギーを放散する。その目的は、外部シャフ
ト１６の非支持部分の放射方向の移動を減少させ、さま
ざまな速度及び加えられた負荷において発生する「はね
出ること」を防止する。第３図において示されるような
スリーブ６０の位置は、比例宿舎区ではない。−船釣に
、一つのスプール６０は、延長した外部シャフト１６の
ほぼ中央に配置されるべきである。もし必要であれば、
複数のそのようなスブフルは、上述された構成部品の操
作を妨げることなく、外部シャフト１６の長さに沿って
間隔をあけて配設され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を組み込んだ剪定装置の斜視図、 第２図は、本発明のパワーシャフト組立体の中線に沿っ
て断面がとられた、その下端部における破断面図、 第３図は、完全に入れ千秋に嵌め込まれた状態にある場
合であって、パワーシャフト組立体を通って断面かとら
れた、その上端部における中線断面図、 第４図は、第２図の４−４線に沿ってとられた拡大され
た横断面図、 第５図は、第２図の５−５線に沿ってとられた拡大され
た横断面図、 第６図は、第３図の６−６線に沿ってとられた拡大され
た横断面図、 第７図は、第３図の７−７線に沿ってとられた拡大され
た横断面図、 第８図は、第２図の８−８線に沿ってとられた拡大され
た横断面図である。 １１・−・パワーシャフト組立体 １５・・・内部シャフト １６・・・外部シャフト １７・・・第１の軸端 １９・・・第２の軸端 ２０・・・ボールベアリング組立体 ２５・・・内部管 ２６・・・外部管 ２７・・・第１の軸端 ２８・・・第２の軸端 ３０・・・第１の軸端 ３１・・・第２の軸端 ３２・・・第１の軸端 ３３・・第２の軸端 ５７・・・フローティングベアリング組立体Ｊ＝Ｉ７”
４ ンク ノ＝可】ｉ５ ４匹３年ｆＥ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポータブルツール用の伸長可能なパワーシャフト組
   立体であって、 それぞれが第１及び第２の軸端を有する内部及び外部の
   延長したシャフトを含む入れ子式に嵌まり込む軸方向の
   ドライブシャフト組立体であって、内部及び外部のシャ
   フトの第２の端部が相互に部分的に重なり台う摺動可能
   な関係で取り付けられかつ相補的な外側及び内側の面を
   それぞれ有し、それらの相対的に重なり合う軸方向の位
   置にかかわらずにそれらの間で回転駆動力を伝達するも
   のと、 ドライブシャフト組立体を同軸状に取り囲む入れ子式に
   嵌まり込むハウジングであって、ハウジングがそれぞれ
   第１及び第２の軸端を有する内部及び外部の管を含み、
   内部及び外部の管の第２の端部が相互に部分的に重なり
   合う関係に位置された近接する外側及び内側の面をそれ
   ぞれ有するものと、 内部の延長した管の一端に取り付けられたベアリング組
   立体であって、ベアリング組立体が、（１）内部管に関
   して内部シャフトを回転可能かつ摺動可能に支持するた
   めに、内部管と内部シャフトとの間に機能的に接続され
   る内部ベアリング手段、及び（２）それらの間で相対的
   な軸方向の移動を可能にする間に内部管に関して外部管
   を同軸状に支持するために、内部管と外部管との間に機
   能的に接続される外部ベアリング手段を含むものと、 からなることを特徴とする、伸長可能なパワーシャフト
   組立体。 ２、さらに、内部管に沿って配設されるフローティング
   ベアリング組立体であって、フローティングベアリング
   組立体が、内部管と外部管との両方に関してフローティ
   ングベアリング組立体の自由な軸方向の移動を許容する
   間に外部管に関して内部管を回転可能に支持するために
   、内部シャフトに摺動可能に係合する内部ベアリング手
   段と外部管に摺動可能に係合する外部ベアリング手段と
   を含むもの、 を含むことを特徴とする、請求項１記載の伸長可能なパ
   ワーシャフト組立体。 ３、さらに、外部シャフトと内部管との間に放射状に配
   設される吸収的なベアリング組立体であって、吸収的な
   ベアリング組立体が、内部管内の外部シャフトの放射方
   向の移動によってそれに対して分散伝達されたエネルギ
   ーを低減するために、外部シャフトと内部管との間で機
   能的に係合された放射状に圧縮可能な面を含むもの、 を含むことを特徴とする、請求項１記載の伸長可能なパ
   ワーシャフト組立体。