TWI228971B - Drive shaft for use in portable working machine - Google Patents

Description

1228971 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於割草機等可攜帶式工作機的驅 動軸，且關於一種能在此驅動軸上形成襯套的方法。 【先前技術】 這種類型的工作機具有以下的結構，將驅動軸插入管 狀操作桿內，藉由設置在操作桿一端上的馬達旋轉驅動， 以便帶動設置於操作桿另一端上的工作部產生旋轉。 在割草機中，馬達受到驅動而帶動驅動軸以及設置在 操作桿另一端上的切割刀片產生旋轉。操作人員利用帶子 將割草機掛在身上，且手持操作桿中間設置的棒狀握把， 以便將操作桿前後左右來回移動，藉此以切割刀片完成割 草。 近年來，需要對農業工作環境作進一步的改進。爲了 減少割草機操作人員的勞力，所以最好是能進一步減少從 驅動軸經由操作桿傳到棒狀握把上的震動。 穿過操作桿的驅動軸很長，且由於其本身重量之故會 具有很大的撓曲。因此尤其本身重量之故，使得馬達旋轉 會導致在驅動軸上的撓性震盪。一般減少撓性震盪的方法 是藉由多數沿著驅動軸縱向設置的軸承來支撐住驅動軸。 例如，在日本新型先行公開第HEI- 1 -7 1 23 8號案中， 案名爲v'工作機的軸承襯套〃，揭示出這種可攜帶式工作 機。其軸承襯套的結構如圖12A，12B及12C所示。 (2) 1228971 圖12A所示的割草機100具有一穿過主管101(對應 於操作桿）的傳動軸102及介於主管101與傳動軸1〇2之 間的一軸承1 〇3，以便減少傳動軸1 〇2的撓曲。傳動軸 102是藉由設置在主管1〇1 —端上的引擎104而旋轉，以 便帶動設置在主管1〇1另一端上的工作刀片105產生旋轉 〇 如圖12B所示，一橡膠軸承襯套106係安裝在軸承 103的外圍，此橡膠軸承襯套106係作爲一安裝橡膠，用 以將軸承1 〇 3安裝在主管1 0 1內部。 圖1 2 C顯示圖1 2 A中部位c的詳細剖面。橡膠軸承 襯套1 06係被擠壓裝配到主管1 0 1內，以便將軸承！ 03安 裝於主管101內的一預定位置上。襯套106的擠壓裝配會 使軸承103與襯套106固定在一起，而且是無法移動地固 定到襯套1 〇 6上。簡言之，軸承1 〇 3是藉由襯套1 〇 6而無 法旋轉式地安裝在主管1 0 1內部。傳動軸1 02穿過此軸承 1 〇 3，以便使傳動軸1 0 2穿過主管1 〇 1。傳動軸1 〇 2係旋 轉式地支撐在主管1 〇 1內所安裝的軸承1 03上。 習知的軸承1〇3是藉由橡膠軸承襯套106而安裝在主 管101內部。當擠壓裝配置主管101內時，橡膠軸承襯套 1 〇6會產生彈性變形。因此必須小心以免軸承丨03的中心 產生不對齊的現象。 橡膠軸承襯套1 0 6受到擠壓裝配到主管1 〇 1尤其需要 注意軸承1 0 3是否正確地放置在主管1 〇丨的一預定縱向位 置上，由其要避免在使用時軸承i 〇 3的位置變化。 (3) 1228971 軸承1 Ο 3相對於主管1 Ο 1的中心偏移與安裝間距會導 致傳動軸1 02的震動，因此需要一種較爲簡單的結構及方 法’能夠減少傳動軸1 0 2的震動。 【發明內容】 根據本發明之一型態，設有一種驅動軸，可以插入可 攜帶式工作機所使用的管狀操作桿中，此驅動軸包含一或 更多的樹脂襯套，係整體地安裝在驅動軸的外圍上，以便 能夠在操作桿上滑動。 由於樹脂襯套是整體安裝在驅動軸上，所以樹脂襯套 的軸心可以正確地與驅動軸的軸心對齊。而且，樹脂襯套 可以在驅動軸的縱向上精確定位，防止相對於驅動軸的移 動。· 當設有樹脂襯套的驅動軸被插入操作桿內，而使得樹 脂襯套在操作桿上滑動時，樹脂襯套的軸心與驅動軸的軸 心可以精確對準操作桿的軸心。而且，驅動軸可以牢牢地 支撐在操作桿上的預定位置，如此簡單的結構還能進一步 降低驅動軸所導致的震動。此外，由於樹脂襯套是整體地 安裝在驅動軸上，所以在使用期間可以防止樹脂襯套的位 置變化。 最好，樹脂襯套具有一外圍溝紋，用以在其外圍表面 的中間儲存一潤滑劑。爲了藉由整體模製將樹脂襯套安裝 在驅動軸上，所以熔融樹脂注入模子凹穴內所經過的一閘 門是需要被放置在外圍溝紋的位置上。藉由這樣的配置， -8- (4) 1228971 假如在閘門內的樹脂在模製之後移除而留下一鰭狀物，此 鰭狀物只會殘留在外爲溝紋上。此鰭狀物對於樹脂襯套在 操作桿上滑動不會有任何影響。而且，外圍溝紋可以儲存 油脂等潤滑劑，可以在樹脂襯套於操作桿上滑動期間增加 潤滑性，也可以減少摩擦阻力及磨耗。 在另一較佳的形式中，樹脂襯套是放置在驅動軸的震 動節點上。驅動軸的震動節點就是震動量値是零的幾個點 ，這些震動節點是藉由樹脂襯套而支撐在操作桿上。因此 φ 可以進一步減少從馬達經由驅動軸與樹脂襯套而傳送到操 作桿的震動。 根據本發明的另一型態，設有一種方法，可以在驅動 軸的外圍表面上整體地形成多數襯套，其中該驅動軸能夠 插入可攜帶式工作機中所使用的一管狀操作桿內，此方法 包含以下步驟：將驅動軸的多數預定位置之一放入模子中 以便夾持；將熔融樹脂注入模子的一模穴內以便形成襯套 ;在襯套冷卻之後打開模子；以及移動驅動軸以便將驅動 軸的下一個預定位置放置在模子內。 · 在本發明的方法中，樹脂襯套可以相繼地在驅動軸上 整體模製而成，因此藉由此簡單方法，樹脂襯套可以輕易 形成在驅動軸的外圍表面上，以便穿過管狀操作桿。 而且，襯套在驅動軸上的整體模製能使樹脂襯套的軸 心精確對準驅動軸的軸心。此外，樹脂襯套可以輕易又精 確地放置在驅動軸的縱向方向上。 而且，根據本發明的方法，當設有樹脂襯套的驅動軸 -9 - (5) 1228971 被插入操作桿內，而使得樹脂襯套在操作桿上滑動時，樹 脂襯套的軸心與驅動軸的軸心可以精確對準操作桿的軸心 。而且，驅動軸可以牢牢地支撐在操作桿上的預定位置， 如此簡單的結構及方法還能進一步降低驅動軸所導致的震 動。此外，由於樹脂襯套是整體地安裝在驅動軸上，所以 在使用期間可以防止樹脂襯套的位置變化。 【實施方式】 φ 現在參考圖1，顯示一割草機1 〇以作爲可攜帶式工 作機之一範例。割草機1 〇包括一管狀操作桿1 1 ; 一馬達 1 3，係設置在此操作桿1 1 一端上；一驅動軸1 2、係插入 操作桿1 1內且藉由馬達1 3的驅動而旋轉；及一切割刀片 1 4，係設置在操作桿1 1的另一端上，且藉由驅動軸的驅 動而旋轉。割草機1 〇具有一握把固定器1 6，用以將握把 1 5固定在操作桿1 1的縱向中間點上，以便形成一個十字 形。馬達1 3是一引擎或電動馬達，切割刀片1 4則作爲工 作部位。 棒狀握把1 5從前面看來爲U字形，且由一管狀材質 或棒狀構件製成，藉由一安裝在操作桿1 1上的中央部位 而左右延伸，且在前左右末端上設有一左握把17與右握 把1 8。右握把1 8是一操作部，上頭設有控制馬達1 3的 一節流槓桿及一閉鎖槓桿。 操作員Ma可以藉由一肩部吊帶1 9而將割草機1 0掛 在其肩部上，此吊帶是設置在操作桿1 1的縱向中點處。 -10- (6) 1228971 操作員Ma握住左右握把17與18以便使操作桿n左右 來回移動，並藉由馬達1 3所旋轉的切割刀片1 4而進行割 草。 如圖2所示，一離合器機構2 〇係放置在驅動軸n 3 的輸出軸13a之間’此離合器機構2〇是放置在一離合器 殼體30中。馬達13是藉由此離合器殼體3(3而安裝在操 作桿1 1的一端上，操作桿1 1與驅動軸1 2是與馬達1 3的 輸出軸1 3 a同心配置。 離合器機構2 0是一種離心式的離合器，包括一離合 器鼓2 1，可旋轉偶合到驅動軸1 2的馬達側軸端5 1 ; 一旋 轉構件22，係安裝在馬達丨3的輸出軸n上；以及一離 合器構件23，當旋轉構件22以高速旋轉時，用以將旋轉 構件2 2連接到離合器鼓2 i上。離合器鼓2 1是一杯狀構 件，圍繞在旋轉構件22與離合器構件23上。 離合器殻體3 0是整體樹脂模製而成的，包括一操作 桿安裝部3 1，用以安裝操作桿i丨的一端；一撓性連接部 32 ’具有撓性且可以從操作桿安裝部31延伸到馬達13上 ’及一馬達安裝部3 3 ’係安裝到馬達1 3上且從撓性連接 部3 2延伸至馬達丨3上。馬達安裝部3 3是藉由螺栓固定 馬達13的一殻體13b上。 切割刀片1 4是藉由一傳動機構箱而安裝到操作桿i i 的另一端。用以將驅動軸〗2的旋轉動能傳送到切割刀片 1 4之傳送機構4 2是被放置在驅動軸1 2切割刀片1 *之間 。傳動機構42被存放在此動機器殻體4 1內，傳動機構 -11 - (7) 1228971 42包括一驅動斜齒輪43，係連接到驅動軸1 2的切割刀片 側上之軸端；一驅動斜齒輪44，係與驅動斜齒輪43嚙合 ’以及一驅動軸45，係設置在驅動斜齒輪44與切割刀片 1 4之間。 驅動軸1 2旋轉式地在軸向上支撐於好幾個位置上， 明確地說，驅動軸1 2是支撐在以下的位置上。 首先，馬達側軸端5 1是旋轉偶合到離合器鼓2 1上所 設置的一浮凸24，也就是說，驅動軸1 2的一端可以藉由 浮凸2 4與軸承2 5而旋轉式地支撐在離合器殼體3 〇馬達 安裝部3 3上。 第二，驅動斜齒輪4 3是被連接到切割刀片側的軸端 52。驅動斜齒輪43係經由軸承43, 43而旋轉式地支撐在 傳動機構殼體4 1，也就是說驅動軸1 2的另一端係藉由驅 動斜齒輪4 3與軸承4 6，4 6而支撐在傳動機構殼體4 1上 〇 第二’介於馬達側軸端5 1與切割刀片側軸端5 2是經 由多數襯套60而支撐在操作桿11上，其中這些襯套是以 預定間隔縱向對齊設置而成的。參數4 7標示爲一驅動軸 支撐軸承。 圖3(a)及3(b)顯示本發明的驅動軸a。如圖3(a)所 示，驅動軸1 2其一端具有馬達側軸端5 1且在另一端上具 有切割刀片側軸端5 2。如圖3 (b )所示，驅動軸1 2是一管 。馬達側軸端5 1具有公齒條。切割刀片側軸端5 2是一配 合突起’係形成在一大致上四邊形剖面中並以其外圍表面 -12- (8) 1228971 切入四個平面內。 本發明其特徵在於襯套60是整體地安裝在驅動軸12 上。更明確地說，襯套60之一是安裝在與驅動軸1 2的一 端相隔預定距離L 1的位置上，其他的襯套60則以預定間 距L2繼續安裝。以此方式，襯套60可以整體地安裝在驅 動軸的外圍表面上。 圖4A及4B顯示出本發明操作桿1 1、驅動軸12及襯 套60的剖面。圖4A顯示出襯套60是整體地安裝在驅動 軸12上，而襯套60在操作桿1 1上時是可以滑動的。圖 4B是沿著圖4A中線4B-4B所作的剖面圖。 參考圖4A及4B，操作桿1 1是一雙重管，包含彼此 同心的一外管71及一內管72，以及三個撐條（stay)73， 用以在外管7 1與內管72之間形成連接。此雙重管可以是 由鋁合金擠壓製成的。 每個襯套6 0是一圓柱形構件，係整體地設置在驅動 軸1 2的外圍表面上。此圓柱構件是以具有小摩擦阻力的 硬樹脂製成的，例如四氟乙烯樹脂或聚縮醛樹脂。本發明 其特徵在於設有樹脂襯套60的驅動軸1 2係插入操作桿 1 1內，致使它會在操作桿的內表面上（也就是在內管72 的內表面）之樹脂襯套60的外圍表面上產生滑動。 樹脂襯套6 0是整體地安裝在驅動軸1 2上’致使樹脂 襯套60的中心可以正確地與驅動軸1 2的中心對齊。而且 ，樹脂襯套60可以正確放置在驅動軸1 2的縱向上。 當設有樹脂襯套60的驅動軸1 2被插入到操作桿1 1 -13- (9) 1228971 內時，樹脂襯套60的中心與驅動軸1 2的中心會正確對準 操作桿1 1的中心，致使樹脂襯套6 0可以相對於操作桿 1 1產生滑動。而且’驅動軸1 2可以牢牢支撐在操作桿1 1 上的預定位置。 由於樹脂襯套60及驅動軸1 2的中心可以正確對準操 作桿1 1的中心，且驅動軸1 2經由操作桿1 1上的樹脂襯 套6 0而支撐的位置可以正確界定’所以如此簡單的結構 能進一步減少驅動軸1 2所產生的震動。而且’由於樹脂 襯套6 0是整體地安裝在驅動軸1 2上’可以防止樹脂襯套 6 0的位置在使用期間產生變化。 樹脂襯套6 0在其外圍表面的中央形成有外圍溝紋6 2 ，用以儲存一潤滑劑6 1。 爲了藉由整體模製而將樹脂襯套6 0安裝在驅動軸1 2 上，所以熔融樹脂注入模子的模穴中所經過的一閘門必須 放置在外圍溝紋6 2的位置上。藉由這樣的配置，假如在 閘門內的樹脂在模製之後移除而留下一鰭狀物，此鰭狀物 只會殘留在外圍溝紋62上。此鰭狀物對於樹脂襯套60在 操作桿1 1上滑動不會有任何影響。 外圍溝紋62可以儲存油脂等潤滑劑6 1，可以在樹脂 襯套60於操作桿1 1上滑動期間增加潤滑性，也可以減少 摩擦阻力及磨耗。 圖5顯示具有襯套60的驅動軸I2，襯套60是配置 在驅動軸1 2內所產生的多數震動節點5 4上，驅動軸1 2 的震動節點5 4是駐波的量値爲零的點。 -14- (10) 1228971 驅動軸1 2的震動節點54，也就是量値爲零的幾個I占 ，係藉由樹脂襯套60而支撐在操作桿11(圖4A所示）上 。因此可以進一步減少從馬達1 3 (圖1所示）經由驅動皐由 1 2與樹脂襯套60而傳送到操作桿1 1上之震動。 現在參考圖6到1 1說明將樹脂襯套60整體安裝在驅 動軸1 2上之方法。 圖6所示的模製機8 0具有一模子8 5，包括一固定模 82及一可動模84，其中固定模係安裝在一基座81上而可 動模係安裝在一升降臺83上。可動模84可以相對於固定 模8 2中以可開可關的方式產生垂直移動，驅動軸1 2被水 平放置在模子85上以形成襯套60，驅動軸12可以在縱 向上移動。 以下將參考圖7 A到1 1 B說明在驅動軸1 2上樹脂襯 套60的模製方法。 在此模製法中，首先如圖7A所示，多數細微的長齒 5 6是縱向地形成在驅動軸丨2的預定襯套模製部5 5的外 圍表面上（第一步驟）。爲了形成此齒5 6，可以使用如滾軋 機或鋸國拋光機等的拋光機9 1。爲何要設置齒5 6的原因 是要使圖3所示的樹脂襯套6 0更加牢固地設置到驅動軸 12上。 圖7B顯示細微齒56是形成在驅動軸12的所有襯套 模製部5 5之外圍表面上，則第一步驟可以視需要而實施 〇 圖8 A及8B顯示模子8 5的開啓狀態。 -15- (11) 1228971 在圖7 A及7 B所示的第一步驟之後，驅動軸1 2被放 置在模子8 5內，致使驅動軸i 2的一預定部位，也就是將 襯套模製部5 5放置在模穴8 7內以便夾持（第二步驟）。 圖9 A及9B顯示模子8 5的關閉狀態。 在圖8A及8B所示的第二步驟之後，關閉模子85而 經由模子85的一閘門86而注入熔融樹脂65到模穴87內 ，以便形成襯套60(第三步驟）。閘門86是放置在對應於 模穴87中襯套60的外圍溝紋62(圖4A所示）的一位置上 〇 圖10A及10B顯示模子85的開啓狀態。 在圖9A及9B所示的第三步驟之後，在襯套60已經 冷卻之後打開模子8 5 (第四步驟）。 圖1 1 A及1 1 B顯示模子8 5被打開，以便在驅動軸1 2 的下一個預定位置上形成襯套。 在圖10 A及10B所示的第四步驟之後，驅動軸12在 軸向上移動，以便放置驅動軸1 2的下一個預定部位，也 就是在圖1 1 A中所示的模子85內之襯套形成部55(第五 步驟）。 在上述步驟中，重複第二到第五步驟，以便在驅動軸 12上整體地形成所有襯套60。 然後，在圖1 1B所示的閘門內之樹脂66，也就是在 閘門8 6內殘留且凝固的樹脂（圖9B所示）會被移除以便完 成整個襯套模製程序。 如上所述，樹脂襯套60在驅動軸1 2上的連續整體模 -16- (12) 1228971 製，能夠藉由一簡單方法而輕易在驅動軸1 2的外圍表面 上整體形成樹脂襯套60。 樹脂襯套60在驅動軸1 2上的連續整體模製，能使樹 脂襯套60的軸心與驅動軸1 2的軸心正確對準。而且，可 以防止樹脂襯套60在驅動軸1 2的縱向上產生移動。 在上述實施例中，可攜帶式工作機並未侷限於割草機 10° 操作桿1 1也並未侷限於雙重管也可以是一單管結構 【圖式簡單說明】 圖1是一說明圖，顯示本發明用於割草機之情形； 圖2是一剖面圖，顯示馬達與圖1所示的割草機之切 割刀片之間延伸的一操作桿； 圖3 ( a )及3 (b )分別是圖2所不的驅動軸之前視圖與剖 面圖； 圖4 A及4 B是放大剖面圖，顯示圖2所示的操作桿 、驅動軸與襯套之間的關係； 圖5是一圖形，顯示配置在圖3(a)所示的驅動軸之震 動節點上的襯套； 圖6是一槪略圖，顯示一模製機器，用以在驅動軸上 形成本發明之樹脂襯套； 圖7A及7B顯示在驅動軸上形成襯套的第一步驟， 其中在預定形成襯套的部位之外圍表面上形成有縱向齒； -17- (13) 1228971 圖8A及8B顯示第二步驟，其中驅動軸的形成襯套 部位是放置在模子的一模穴內，且圖8B是沿著圖8A中 線8 B - 8 B所作的剖面圖； 圖9A及9B顯示第三步驟，其中模子關閉且熔融樹 脂被注入模穴內以便形成襯套，且圖9 B是沿著圖9 A中 線9B-9B所作的剖面圖； 圖10A及10B顯示第四步驟，其中已經打開模子， 且圖1 Ο B是沿著圖1 〇 A中線1 〇 B - 1 Ο B所作的剖面圖； 圖1 1 A及1 1 B顯示第五步驟，其中移動驅動軸而使 下一個形成襯套的部位被放置在模子內以便形成T 一個襯 套，且圖1 1 Β是沿著圖1 1 Α中線1 1 Β-1 1 Β所作的剖面圖

圖12A是一習知可攜帶式工作機；圖12B是匬1 12A 中所示的習知襯套之剖面圖；且圖uc是圖12A中所示 的部位c之放大剖面圖。 主要元件對照表 1 0 :割草機 1 1 :操作桿 1 2 :驅動軸 13 :馬達 1 3 a :輸出軸 13b :殼體 1 4 :切割刀片 -18- 握把 左握把 右握把 肩部吊帶 離合器機構 離合器鼓 旋轉構件 離合器構件 浮凸 軸承 離合器殻體 操作桿安裝部 撓性連接部 馬達安裝部 傳動機構箱 傳動機構 驅動斜齒輪 驅動斜齒輪 驅動軸 軸承 驅動軸支撐軸承 馬達側軸端 切割側軸端 襯套模製部位 -19- (15) 1228971 5 6:齒 6 Ο :襯套 6 1 :潤滑劑 62 :外圍溝紋 6 5 :熔融樹脂 7 1 :外管 72 :內管

7 3 :撐條 8 0 :模製機 8 1 :基座 8 2 :固定模 8 3 :升降臺 8 4 :可動模 8 5 :模子 86 :閘門 8 7 :模穴

8 8 :位置 9 1 :拋光機 100 :割草機 1 0 1 :主管 1 0 2 :傳動軸 1 〇 3 :軸承 104 :引擎 1 0 5 :工作刀片 -20- (16)1228971 1 Ο 6 :橡膠軸承襯套

-21 -

Claims (1)

1. (1) 1228971 拾、申請專利範圍 1 · 一種用於可攜帶式工作機的驅動軸（i 2)，該驅動軸 可以插入可攜帶式工作機的一管狀操作桿（丨丨）內，該驅動 軸包含： 一或更多的樹脂襯套（6 0)，整體地安裝在該驅動軸的 外圍上，以便能夠在該操作桿上滑動。 2 .如申請專利範圍第1項之驅動軸，其中該樹脂襯套 (6 0)具有一外圍溝紋（62)，用以在其外圍表面的中間儲存 一潤滑劑（6 1)。 3 .如申請專利範圍第1項之驅動軸，其中該樹脂襯 套是放置在該驅動軸的震動節點（5 4)上。 4. 一種在驅動軸（12)的外圍表面上整體地形成多數 襯套（60)之方法，其中該驅動軸可以插入可攜帶式工作機 中所使用的一管狀操作桿（1 1 )內，該方法包含以下步驟： 將該驅動軸的多數預定位置之一放入模子（8 5 )中以便 夾持； 將熔融樹脂（65)注入模子的一模穴（87)內以便形成襯 套； 在該襯套冷卻之後打開模子；以及 移動該驅動軸以便將該驅動軸的下一個預定位置放置 在該模子內。 -22-