KR0132418B1

KR0132418B1 - 환상치차에 의한 동력전달장치를 갖는 예초기

Info

Publication number: KR0132418B1
Application number: KR1019910008675A
Authority: KR
Inventors: 마사도시 마쓰우라
Original assignee: 이도 가쓰오; 이도덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1990-06-05
Filing date: 1991-05-27
Publication date: 1998-04-14
Also published as: KR920000212A; JPH0585785B2; JPH0439447A; EP0460563B1; DE69100974T2; US5174099A; EP0460563A1; DE69100974D1

Abstract

본 발명은 풀이나 잡목들을 벨때 사용하는 예초기에 관한 것으로 내치대치차(15)와 내외주에 이빨을 갖는 환상치차(17)그리고 내치대치차(15)와 동축상에 위치하는 소치차(12)로 구성하고, 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치의 치수(齒數)를 근소한 차로 하여 양자를 서로 치합시키는 한편, 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)의 치수를 근소한 차로하여 상기 내치대치차(15)와 환상치차(17)와의 치합위치의 대향 위치에서 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)를 치합시키며, 구동축(9)의 일부를 편심축으로 하여 이에 베어링을 장착하며 구동축(9)의 회전을 공전으로서 환상치차(17)에 전달함과 동시에, 구동축상에 베어링을 장착하여 내치대치차(15)와 소치차대(12)를 지지시키며 내치대치차(15)와 소치치(12)중 어느하나에 윗날판(5)을 고정시키고 다른 하나에 아랫날판(6)을 고정시켜서 그 윗날판(5)과 아랫날판(6)과를 습접상태로 하여 서로 역방향으로 회전구동됨을 특징으로 하는 환상치차(17)에 의한 동력전달 기구를 갖는 것임.

Description

환상치차에 의한 동력전달장치를 갖는 예초기

본 발명은 제1도에서 보는 바와같이, 지지간(1)의 일단에 회전하는 날판을 장착하고 그 타단에는 엔진등의 동력원을 장착하여, 엔진의 회전을 날판에 전달함으로 산이나 논 또는 밭두렁의 풀을 벨때 사용하는 예초기(풀베는 기계)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 두개의 날판을 습접된 상태에서 서로 반대방향으로 회전시켜 날판의 외주에 형성한 절단날로 가위와 같은 절단작용을 하게 함으로서 풀베기를 하게하는 예초기에 관한 것이다. 일반적으로 풀베기를 하는 기계의 지지간(1)에는 핸들(3)이 고정되며, 지지간 전체는 필요에 따라 멜빵(4)을 달아 어깨에 메고 작업을 한다.

종래의 기술

종래의 공지된 예초기는 풀을 베기 위해서 하나의 날판을 사용하며 이에 엔진(2)의 회전력이 그대로 전달된다. 다시말하면 날판을 고속회전 시켜서 날판의 외주에 형성한 절단날로 잡초나 잡목을 고속으로 절단하여 쓰러뜨렸으며, 절단된 피적단물은 날판의 원심력에 의하여 그 외측으로 비산 시키는 것이다.

따라서, 날판이 작업자의 발이나 다른 사람의 신체에 닿았을때에는 대단히 위험하다. 또한 작은 돌맹이가 회전하는 날판에 닿아서 튕겨져 날아가 이로 인하여 날판이 손상되었을때 혹은 날판의 회전 발란스가 흐트러졌을 때에는 장치 전체가 흔들려서 대단히 위험하다.

이와같은 점을 감안하여 본 발명인은 일본 실개평 1-84533 호에서 볼수있는 바와같이 2 매의 날판을 습동상태로 회전시켜서 날판의 주위에 형성한 절단날로 가위와 같이 절단작용을 행하는 예초기를 제안한바 있다. 그러나 이는 고속의 엔진 회전을 감속하고 더우기 서로 방향을 달리하는 두개의 회전력을 전달하는 동력 전달기구를 공지의 평치차로 구성하면 그 구성이 복잡하고 다수의 치차를 필요로하기 때문에, 사람이 이를 가지고서 작업을 하여야 하는 예초기의 장치로서는 너무나 무겁다는 결점이 있다.

본 발명은 엔진들의 고속의 동력원을 직접 이용하여 2 매의 날판을 저속으로 감속하고 서로 다른 방향으로 회전시키는 동력전달 기구를 최소의 치차의 조합으로 소형이고 가벼운 예초기를 얻고자 하는 것으로, 이에 의하여, 2 매의 날판으로 절단작용을 행하는 방식의 예초기를 보다 쓰기쉬운 것으로 하는 발명이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명의 동력 전달기구는 내측에 치차 이빨을 갖는 내치의 대치차(內齒大齒車)와, 내외주에 치차 이빨을 갖는 환상치차 (17)및 내치대치차와 같은 축에 위치하며 외측에 치차이빨을 갖는 소치차 (12)로 구성한다. 내치대치차 (15)의 치차 이빨수와 환상치차 (17)의 외주 치차이빨수의 차이를 근소차, 예를들면 치차이빨수의 차를 1 로하여 양자를 치합시킨다. 또한 환상치차 (17)의 내주이빨수와 소치차 (12)의 이빨수의 차를 근소하게하여, 환상치차 (17)와 소치차 (12)는 상기 내치대치차 (15)와 환상치차 (17)와의 치합위치의 대향위치에 치합시킨다. 그리고 입력으로서 환상치차 (17)를 자전시키지 아니하고 공전시키며, 환상치차 (17)에 치합하여 회전하는 내치대치차 (15)를 제 1 의 종동부로하고 소치차를 제 2 의 종동부로 하여 그중 하나의 종동부에 윗날판을 고정하고 다른 하나의 종동부에는 아랫날판을 고정한다.

제1도는 예초기 전체의 사시도.

제2도는 예초기의 작업부인 그 선단부분의 사시도.

제3도는 예초기의 작업부인 그 선단부분의 종단면도.

제4도는 풀을 베는 날의 윗날판과 아랫날판의 일부평면도.

제5도는 평치차에 의한 동력전달 기구를 보이는 치차의 조합을 나타낸 평면도.

제6도는 제5도에 나타난 치차의 치합부분 확대도로서 그 치합상태를 설명하는 개략도.

제7도는 사이클로이드 치형에 의한 동력전달 기구인 치차의 조합을 보이는 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1:지지간 2:엔진

5:윗날판 5a:날

6:아랫날판 6a:날

7:전동축 8:베밸기어

9:구동축 10:베밸기어

11:13:14:16:22,23:배어링 12 : 소치차

15:내치대치차 17: 상치차

19:밑판 20:핀

21:회전규제판

환상치차 (17)가 공전하면 이에 치합된 내치대치차 (15)와 소치차 (12)는 각각 역방향으로 자전한다. 이때, 환상치차 (17)의 이빨수와 내치대치차 (15)이빨수의 차이가 1 인 경우, 내치대치차 (15)의 회전수는 환상치차 (17)의 공전수분의 1 이 된다. 이와함께 환상치차 (17)의 내치의 이빨수와 소치차 (12)의 이빨수 차이가 1 이면 소치차 (12)의 회전수는 그 치차이빨수분의 1이 된다.

환상치차(17)의 공전은, 예를들면 엔진으로부터의 구동축의 일부를 편심축으로 해놓고 베어링을 통하여 공전시킨다.

따라서, 예초기의 윗날과 아랫날은 동축상에 있기 때문에 큰 감속비로 감속된 회전수에 따라 역방향으로 회전하게 된다.

[실시예]

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상술한다.

제1도는 예초기 전체를 나타내는 사시도로서 이 예초기는 지지간(1)의 아래단부에 소형의 엔진(2)을 고정함과 동시에 지지간(1)의 선단에는 한벌의 날판을 설치한다. 한벌의 날판은 제2도에서 볼수있는 바와같이 서로 다른 방향으로 회전하는 윗날판(5)과 아랫날판(6)으로 구성하며, 각날판에는 방사상으로 돌출시킨 절단도의 회전방향의 전단에 예리한 날 (5a)(6a)을 형성한다. 예초기에서는 지지간(1)을 손에 잡고 전방을 숙여서 하방으로 향하게 하여 벌초작업을 행한다. 그렇기 때문에, 지지간(1)의 방향과 날판구동축(9)의 방향은 둔각으로 교차하는 방향으로된다.

따라서 엔진의 회전은 제3도에서 보는 바와같이 지지간 (1)의 내부를 관통시킨 전동축(70)의 선단에 설치한 베밸기어(8)와 날판의 구동축(9)에 설치한 베밸기어(10)을 치합시켜서 동력을 전달시킨다. 더구나 엔진의 회전은 지지간(1)의 내부를 통과시킨 후렉시불한 샤프트에의하여 구동축(9)에 전달되게 할수도 있다. 제 3 도에서 보는 바와같이 구동축(9)의 앞부분에는 3 개의 위치에서 각각의 부재가 베어링에 의하여 지지되고 있다. 즉, 구동축의 최선단에는 베어링(11)에 의하여 소치차(12)가 장착되고 후단부에는 베어링(13)(14)에 의하여 내치대치차(15)가 장착되며 베어링(11)과 (13)(14)의 중간 위치에는 베어링(16)에 의하여 환상치차(17)가 장착되어 있다. 베어링(11)이 장착되는 구동축의 축부(9a)와 베어링(13)이 장착되는 축부(9b)의 축심은 다같이 구동축 전체의 축심Ο₂와 동일하다. 이에대하여, 베어링(16)의 장착되는 축부(9c)의 축심Ο₂는 편심으로 구동축(9)이 1 회전하면 환상치차(17)은 1공전한다. 박판상으로 형성된 소치차(12)는 지지통(12a)에 비스(18)에 의하여 일체로 고정되어, 이것이 베어링(11)에 의하여 축부(9a)에 지지된다. 지지통(12a)에는 비스(30)로 밑판(19)을 고정하고 밑판(19)의 외주에는 환상으로 형성된 아랫날판(6)을 비스로 고정하고 있다. 또한, 환상치차(17)는 박판상으로 가공하여 이에 홀더 (17a)를 고정한다.

홀더(17a)는 그 중심부를 통상으로 하고 그 통상 내부에 베어링(16)을 끼운다. 그리고 환상치차(17)에는 케리어핀(20)을 상측으로 돌출시켜, 이것이 원판상의 회전규제판(21)에 계합되어 환상치차(17)는 자전되지 아니하고 공전만을 할수있게하고 있다. 즉, 회전규제판(21)에는 축부(9c)의 편심에의한 요동을 허용하도록 케리어핀(20)보다 큰 내경을 갖는 베어링(22)을 황상치차(17)의 케리어핀에 대향시켜 설치하고 이에 케리어핀(20)을 계합시킨다.

원판상의 회전규제판(21)의 중심부에 형성한 통부(21a)는 구동축(9)의 축부(9b)에 감합되어 있는 베어링(13)의 외주에 아래에서 감합하고 또한 상측에서 기계외부로 나와있어 외판부(21b)에는 암 (21c)을 상측으로 돌출시켜서 암(21c)에 지지간(1)의 일부에 계합시키고, 회전규제판(21)자체가 자전되지 아니하도록 고정한다. 회전규제판(21)의 통부(21a)의 외주에는 베어링(14)이 장착된다.

즉, 회전규제판의 통부는 베어링(13)의 외주와 베어링(14)의 내주사이에서 이를 잡아준다. 환상치차(17)에 치합하는 환상의 내치대치차(15)에는 그 하면에 원판상의 지지판(15a)를 고정하여 그 외주부분에 윗날판(5)을 비스로 연결고정한다. 윗날판(5)과 아랫날판(6)과는 습접상태로 되도록 위치를 조정한다. 그리고, 내치대치차(15)의 지지판(15a)의 내주부분은, 베어링(23)으로 소치차(12)의 지지통(12a)에 회전자재하게 지지된다. 환상의 내치대치차(15)에는 지지판(15a)과는 별도로 회전규제판(21)의 상측을 감싸주는 커버(15b)가 고정되며, 이 커버(15b)의 중심부는 베어링(14)의 외주에 감합함과 동시에, 외주로는 윗날판(5)은 지지판(15a)과 커버(15b)에 의하여 지지되며, 베어링(14)와 (23)의 존재에 의하여 자유롭게 회전이 가능한 것이다. 그리하여 구동축(9)의 회전에 의하여 윗날판(5)과 아랫날판(6)은 각각 큰 감속비로 감속되어 서로 역회전을 할수있게 되는 것이다. 윗날판(5)과 아랫날판(6)의 절단도의 형상은 가위와 같이 자르는 작용을 행한다면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제 4 도에 절단도의 구체적인 예를 표시하고 있다. 이 실시예에서는 상하의 날판을 각각 환상으로하고 절단도를 방사상으로 돌출시키고 있다. 이 실시예에서는 상하의 날판을 각각 환상으로하고 절단도를 방사상으로 돌출시키고 있다. 그리고 회전방향의 선단에 있는 절단날(5a)와(6a)는 다같이 회전방향에 대하여 후퇴하는 방향으로 경사져 있어 절단이 불가능한 것이 절단날(5a)와(6a)사이에 들어왔을 때에는 자연히 외측으로 밀어내지게 된다. 더구나, 윗날판(5)의 절단날(5a)의 여유각(relief angle)과 아랫날판(6)의 여유각을 서로 다르게 하고있다.

즉, 절단날(5a)의 날의 길이와 절단날(6a)의 날의 길이를 서로 달리하여 피절삭물에 대해서 땡기면서 절단하는 효과를 가지게 하고 있다.

제5도는 본 발명의 동력 전달기구를 평치차의 조합에 의하여 실현시킨 실시예를 보이는 것이고, 제6도는 그 일부분을 확대하여 보인 설명도이다. 여기서 내치대치차(15)에는 환상치차(17)의 외주이빨이 치합되고 환상치차(17)의 내주이빨에는 소치차(12)가 각각 치합되어있다. 그리고 모든 치차이빨은 동일 모쥴(module)로 하여 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주이빨수의 차와 환상치차(17)의 내주이빨과 소치차(12)의 이빨수의 차를 다같이 1로 하고 있다.

내치대치차(15)와 소치차(12)의 중심은 Ο에 있고 환상치차(17)의 중심은 Ο에서 편심한 Ο에 있어 환상치차(17)는 케리어핀(20)에 의하여 그 자전이 규제되어 있음으로, Ο을 중심으로 하는 구동축의 회전에 의하여 환상치차(17)는 Ο사이의 크기를 반경으로 하여 공전한다.

중심위치의 차이는 가치차의 이빨수의 차이와 모쥴에 의하여 결정되나 필요한 편심량은 내치대차(15)와 환상치차(17)의 외주이빨의 조합과 환상치차(17)의 내주이빨 및 소치차(12)의 조합의 경우가 동일하게 되게한다.

내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치의 조합과 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)의 조합은 각각 상대적으로 내접식 유성치차에 의한 감속기구가 된다. 일반적으로, 내접식유성치차기구에 있어서 치차이빨수의 차이가 적은것, 예를들면 이빨수의 차이가 1 에서는 치형의 간섭에 의하여 평치차가 이용되지 못하였다.

본 발명은 치형 즉 이빨형태를 생각해냄으로서 각각의 평치차로 본 발명을 실시할수 있게되었다. 이것은 제6도에 의하여 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치의 관계로서 설명한다. 내치대치차(15)에는 기준 핏치원 P₀를 치저(齒底)로 하는 경사직선의 평치의 치형(24)을 형성한다. 그리고 환상치차(17)의 외주치에는 상기치형에 치합하는 치형(25)을 형성한다. 그리고 또, 치형(24)와 (25)의 선단부분을 각각 H₁, H₂만 절제한다. 이와같이 하면, 양치형은 치합의 중심에서 일정한 범위로 복수의 치차이빨이 치합하고, 그 접촉면은 면접촉이 된다. 즉, 제 6 도에서 보는 바와같이 두개의 치차중심 Ο₁.Ο₂를 통과하는 중심선에서 한핏치 떨어진 위치에서는, 중심각의 차이α₁과치형 방향의 차이 α₂와의 비는 2:1이 된다. 여기서, 치형(24)와 (25)의 치합면을 높이와 둘레방향의 비가 2:1이 되는 경사면으로 해두면 접촉면은 완전한 면접촉으로 치합을 시작하여 그 치합깊이의 변화는 면방향의 습동으로 나타난다. 상기 치형이 면접촉으로 된다는 것은 다음사실에서 명백해진다. 제6도에서 내치대치차의 치수를 Z₁로 하고 환상치차 외주치의 치수를 Z₂로 하면 중심선에서 한핏치 떨어진 점에서 양치차 이빨의 중심각은 각각 360 도 분의 Z₁과 Z₂이다.

이에대하여 중심 Ο₁.Ο₂를 통과하는 중심선상에 있는 핏치원의 접선과 인접하는 치차이빨의 정점을 잇는 각도는 각각 180 도 분의 Z₁과 Z₂이다. 따라서 각도 α₁은 α₂의 2배이며 치형의 접촉면을 높이와 둘레방향의 비율이 2:1로되는 경사면으로 하면 치형(24)와 (25)의 접촉면은 반드시 접촉각이된다. 치형(24)와 (25)와의 간섭은, 그 선단부분을 각각 H₁, H₂만큼만 따내므로 이를 피할수 있다. 치형 높이의 중심을 핏치원이 통과하는 표준적인 평치차에서는 그와같은 절제크기의 선택이 곤란하지만, 상기 실시예에서는 기준 핏치원 P₀와 치형의 위치관계에서, 이빨끝의 절제크기는 비교할수 없을 정도로 적은 것이다.

본 발명은 치차이빨끝의 절제크기를 이빨의 높이 H 에 대하여 약 25%로 하므로서 양호한 결과를 얻을수가 있었다. 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)의 치형, 그리고 치합의 매카니즘은 상기 내치대치차(15)와 환상치차 (17)의 외주치의 치합과 같다. 구동치차와 종동치차의 2개 치차의 조합인 내접식 유성 치차기구 그 자체는 공지로서, 비교적 스무-스하게 치합하는 치형으로서의 사이클로이드(Cycloid) 치형이 알려져 있다. 제7도는 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치의 조합과, 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)의 각기 조합에 원형의 치(26)(28)와 원형의 치가 감합되는 요입부(27)(29)의 조합인 사이클로이드 치형을 이용한 실시예를 표시하고 있다. 제7도에는 공지의 사이클로이드 치형을 동력전달기구의 치형으로 이용하는 것이나, 제6도에 나타난 평치차에 의한 것에서는 제조 그자체가 용이하며 또한 동력전달의 접촉면이 면접촉으로 되고 더구나 치형의 간섭을 발생시키지 않고 효율적인 동력전달을 할수 있다. 즉, 동력전달 기구를 보다 작고 가볍게 할수 있는 것이다.

본 발명의 환상치차에 의한 동력전달기구를 사용한 예초기에서는 2 매의 날판을 서로 역방향으로 회전시켜서 이루어지는 절단 작용에 의한 벌초작업을 행하기 때문에, 잡초나 관목의 절단을 정확하고 깨끗하게 벌초작업을 할수 있는 것이다. 그리고 하나의 구동축에서 불과 3 개의 치차의 조합에 의하여 큰 감속비로 감속시키며 또 역방향으로 회전하는 구동력을 얻을수 있기때문에 고속회전하는 원동기의 회전을 별도의 감속기를 쓰지않고 직접이용하여 예초기 전체를 소형화하고 경량화 할수 있는 것이다. 또한 본 발명에 의한 예초기에서는 아랫날판을 접지시키면 회전력에 의하여 벌초위치의 이동을 용이하게 할수 있음과 동시에 윗날판의 회전에 의하여 베어진 잡초나 관목이 날판위에 쌓이는 것을 피할수도 있는 것이다.

Claims

내치대치차(15)와 내외주에 이빨을 갖는 환상치차(17) 그리고 내치대치차(15)와 동축상에 위치하는 소치차(12)로 구성하고, 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치의 치수(齒數)를 근소한 차로하여 양자를 서로 치합시키는 한편, 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)의 치수를 근소한 차로하여 상기 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치와의 치합위치의 대향 위치에서 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)를 치합시키며, 구동축(9)의 일부축부(9c)를 편심축으로하고 이에 베어링(16)을 장착하여 그 편심축부 (9c)의 회전을 공전으로서 환상치차 (17)에 전달함과 동시에, 구동축 (9)의 축부(9b)(9a)에는 베어링(13)(14)와 (11)을 장착하여 내치대치차 (15)와 소치차(12)를 지지시키며 내치대치차(15)와 소치차 (12)중 어느하나에 윗날판(5)를 고정시키고 다른 하나에 아랫날판(6)을 고정시켜서 그 윗날판(5)과 아랫날판(6)과를 습접상태로 하여 서로 역방향으로 회전구동됨을 특징으로 하는 환상치차에 의한 동력전달 기구를 갖는 예초기.
제1항에 있어서 내치대치차 (15)에는 기준핏치원 P₀를 치저로하는 경사직선의 치형을 형성하고, 이와 치합하는 경사직선의 평치차치형을 환상치차(17)의 외주치로 형성함과 동시에, 환상치차(17)의 내주치를, 기준핏치원 P 를 치저로하는, 경사직선의 치형을 환상치차(17)의 외주치로 형성함과 동시에, 환상치차(17)의 내주치를, 기준핏치원 P 를 치저로하는, 경사직선의 치형으로하여 이와 치합하는 경사직선의 평치차의 치형을 소치차(12)에 형성하고, 모든 치를 동일 모쥴의 치로하며 그 치선부분을 일정 정도 절제하고, 내치대치차(15)의 치와 환상치차(17)의 외주치 그리고 환상치차(17)의 내주치와 소치차(12)의 치의 숫자 차이를 일정하게 하여 내치대치차 (15)와 소치차(12)의 어느 일방에 윗날판(5)을 고정하고 다른 일방에 아랫날판(6)을 고정하여서된 환상치차(17)에 의한 동력전달 기구를 갖는 예초기.
제1항에 있어서 내치대치차(15)와 환상치차(17)의 외주치의 조합과 환상치차(17)의 내주치와 소치차(15)의 조합을 각각 원형치의 조합인 사이클로이드 치형으로 하고, 내치대치차(15)와 소치차(12)중 어느 일방에 윗날판(5)을 고정하며 다른 일방에 아랫날판(6)을 고정하여서된 환상치차(17)에 의한 동력전달 기구를 갖는 예초기.