WO2023119543A1 - 操作桿及び作業機 - Google Patents

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WO2023119543A1
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pipe
bearing pipe
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main pipe
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康児 荒畑
悟 菊池
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株式会社やまびこ
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/835—Mowers; Mowing apparatus of harvesters specially adapted for particular purposes
    • A01D34/90—Mowers; Mowing apparatus of harvesters specially adapted for particular purposes for carrying by the operator

Definitions

  • the present invention relates to an operating rod having a vibration reducing structure.
  • the present invention also relates to a working machine provided with the operating rod.
  • a bush cutter as a working machine has a power generating section including a prime mover at the rear end of an operating rod, and a working section including a cutting blade at the front end of the operating rod.
  • the operating rod has a configuration in which a transmission shaft is rotatably held within a main pipe (see Patent Documents 1 and 2, for example). This transmission shaft transmits the rotational power of the prime mover to the cutting blade.
  • a worker performs work by holding a grip portion directly disposed on the operating rod or a grip portion of a handle such as a U-shaped handle disposed on the operating rod.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200002 describes a technique relating to a drive shaft of a brush cutter that damps vibration generated by the rotation of the prime mover and transmitted from the drive shaft to the handle via the operating rod.
  • Patent Literature 2 discloses an operating rod that includes a transmission shaft, a liner that rotatably holds the transmission shaft, and a hollow tube that accommodates the liner inside.
  • the liner includes a shaft holding portion that accommodates the transmission shaft, and a plurality of protrusions that protrude from the outer peripheral surface of the shaft holding portion.
  • the hollow tube is provided with a plurality of ribs extending in the axial direction. The side surface of the projection of the liner is formed to a height that can abut against the side surface of the rib of the hollow tube.
  • the projections of the liner be provided radially (paragraph [0011]), and that the projections of the liner be in contact with the inner peripheral surface of the hollow tube (paragraph [ 0012]) are described.
  • the liner contacts the hollow tube when the transmission shaft is operated, so that little noise is generated.
  • the synthetic resin liner having radial protrusions swells due to moisture, it may become difficult to insert the liner into the hollow tube.
  • the transmission shaft Since the transmission shaft is long and is frequently switched between high-speed rotation and low-speed rotation, the transmission shaft tends to be twisted and bent. For example, torque fluctuations and rotational speed fluctuations during acceleration and deceleration of the prime mover, or fluctuations in the load applied to the cutting blade, cause twisting and bending of the transmission shaft. If the vibration due to the twisting or bending of the transmission shaft is directly transmitted to the main pipe, it not only makes the worker who supports the main pipe feel uncomfortable, but also leads to a decrease in operability and an increase in fatigue. In addition, vibration of the main pipe due to twisting and bending of the transmission shaft causes early wear of parts and shortening of product life. Therefore, anti-vibration measures for suppressing the vibration are required.
  • An operation rod includes a transmission shaft, a bearing pipe that rotatably holds the transmission shaft, and a main pipe that accommodates the bearing pipe therein, and the bearing pipe substantially functions as the transmission shaft. and the space between the bearing pipe and the main pipe is entirely filled with a cushioning material.
  • the bearing pipe extends over substantially the entire length of the transmission shaft, and the space between the bearing pipe and the main pipe is wholly filled with the cushioning material. Therefore, vibrations caused by twisting or bending of the transmission shaft are less likely to be transmitted to the main pipe.
  • the bearing pipe may extend over the entire length range of the transmission shaft excluding both end portions.
  • the cushioning material may be a pipe member that is in close contact with the bearing pipe and the main pipe.
  • the cushioning material may be a foam.
  • the foam may be foamed polyethylene or foamed rubber.
  • a working machine includes a power generating section including a prime mover, a working section operated by the power of the prime mover, and the operating rod connecting the power generating section and the working section, and Power is transmitted to the working part by the transmission shaft.
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a bush cutter as an example of a working machine according to one embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the inside of the operating rod in FIG. 1 cut away
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an operation stick in FIG. 1; It is a modified example of the operation stick of FIG.
  • FIG. 1 shows a working machine according to one embodiment of the invention.
  • the implement of FIG. 1 is a bush cutter 1 of a type known per se.
  • the working machine according to the present invention may be any working machine having a configuration in which a power generating section including a prime mover and a working section including a working tool are connected by a rod-shaped operating rod.
  • Specific examples include brush cutters, long-pole hedge trimmers, long-pole pruners, long-pole fruit removers, and long-pole cleaning tools.
  • the bush cutter 1 of FIG. 1 includes a power generator 2 , an operating rod 3 , an operating handle 4 , a working part 13 including a cutting blade 10 as a working tool, and a cutting blade cover 5 .
  • the power generator 2 includes a prime mover 6 such as an air-cooled two-stroke internal combustion engine. Another example of the prime mover is an electric motor.
  • a rod-shaped operating rod 3 extends forward from the power generation unit 2 .
  • the operating rod 3 is an operating member for controlling the position of the cutting blade 10 by the operator.
  • a U-shaped operating handle 4 is arranged on the operating rod 3, and operating members such as an on/off switch 7 and a throttle lever 8 are arranged in the vicinity of one grip portion 4a of the operating handle 4. be.
  • a transmission shaft 9 is rotatably held within the operating rod 3 .
  • the transmission shaft 9 is operatively connected to the cutting blade 10 via a transmission mechanism (not shown) in a gear case 11 arranged at the front end of the operating rod 3 .
  • the rotational power of the prime mover 6 is transmitted to the cutting blade 10 via the transmission shaft 9 and the transmission mechanism inside the gear case 11 .
  • the cutting blade cover 5 is supported by the front end portion 3a of the operating rod 3 and covers the rear of the cutting blade 10. As shown in FIG.
  • the operator suspends and supports the power generation unit 2 from the shoulder with a suspension belt (not shown) hooked to the suspension metal fitting 12 on the operating rod 3, grasps the operating handle 4, and moves the cutting blade 10 from side to side along the ground. Mowing can be performed by rotating the cutting blade 10 while rocking it.
  • the cutting blade cover 5 protects the feet of the operator from the rotating cutting blade 10 and prevents cut grass, pebbles on the ground, etc. from scattering toward the operator when the cutting blade 10 rotates.
  • the working machine may have a front grip portion and a rear grip portion directly arranged on the outer circumference of the operating rod 3.
  • An operation rod 3 included in the bush cutter 1 is an operation rod according to one embodiment of the present invention.
  • the operating rod 3 includes a transmission shaft 9, a bearing pipe 15 that rotatably holds the transmission shaft 9, a main pipe (outer pipe) 16 that accommodates the bearing pipe 15 therein, Prepare.
  • the bearing pipe 15 extends substantially over the entire length L of the transmission shaft 9, and the space between the bearing pipe 15 and the main pipe 16 is entirely a cushioning material 17. is filled with
  • the bearing pipe 15 is preferably made of plastic such as polyamide, which is excellent in abrasion resistance, impact resistance, heat resistance, etc., and has a self-lubricating action. As shown enlarged in FIG. 3, there is a slight gap C between the inner peripheral surface of the bearing pipe 15 and the outer peripheral surface of the transmission shaft 9. This gap C contains lubricating oil known per se. is filled.
  • the inner peripheral surface of the bearing pipe 15 only needs to have a bearing action, and the outer peripheral surface does not necessarily have to be cylindrical.
  • the outer peripheral surface of the bearing pipe 15 may be formed with ribs for retaining strength.
  • the bearing pipe 15 extends over substantially the entire length L of the transmission shaft 9 .
  • the substantial total length L of the transmission shaft 9 means, for example, the entire length range of the transmission shaft 9 excluding both ends 9a and 9b.
  • One end (rear end 9b) of the transmission shaft 9 is connected to a drive element on the prime mover 6 side, and the other end (front end 9a) of the transmission shaft 9 is connected to a driven element on the working part 13 side.
  • both end portions 9a and 9b for connection of the transmission shaft 9 extend outside the bearing pipe 15, and the entire length range L other than that is rotatably held by the bearing pipe 15. As shown in FIG.
  • the main pipe 16 is made of a metal such as aluminum that is strong and lightweight. As for the main pipe 16, the one used for the conventional operating rod can be used as it is.
  • the main pipe 16 may have reinforcing ribs on its inner or outer surface.
  • the cushioning material 17 entirely fills the space between the bearing pipe 15 and the main pipe 16 .
  • the cushioning material 17 may be a pipe member that is in close contact with the bearing pipe 15 and the main pipe 16 .
  • the cushioning material 17 may be a pipe member press-fitted into the pipe-shaped space.
  • the bearing pipe 15 is press-fitted into a pipe-shaped cushioning material 17 to form an integrated product of the bearing pipe 15 and the cushioning material 17, and the cushioning property of the cushioning material 17 is utilized to It is press-fitted into the main pipe 16 .
  • the cushioning material may be made of any material as long as it can effectively block or attenuate vibrations, and a preferred specific example is foam.
  • foams foamed polyethylene and foamed rubber are particularly suitable. Both have excellent cushioning action, but foamed polyethylene is more advantageous than foamed rubber in terms of light weight.
  • the bearing pipe 15 extends over substantially the entire length L of the transmission shaft 9, and the space between the bearing pipe 15 and the main pipe 16 is entirely filled with cushioning material 17 . Therefore, the vibrations caused by the twisting and bending of the transmission shaft 9 are effectively absorbed by the cushioning material 17 . Therefore, vibration is less likely to be transmitted to the main pipe 16, and the burden on the operator holding the operating rod 3 is reduced. In addition, noise during work is also suppressed.
  • the bearing pipe 15 and the main pipe 16 do not come into direct contact with each other, so no noise is generated.
  • the bearing pipe 15 and the main pipe 16 do not come into direct contact with each other, so even if the bearing pipe 15 expands due to moisture, the bearing inside the main pipe does not move. The problem of difficulty in inserting the pipe 15 does not occur.
  • the operating rod 3 having a single structure extending from the power generating section 2 to the working section 13 has been described. It is not limited to this, and as another embodiment, it is also possible to use an extension-type operating stick configured by connecting a plurality of operating stick elements. In this case, all or part of the plurality of replenishment type operating rod elements may be configured as described above.
  • the cushioning material 17 does not need to be a single part, and may be split in the middle of the length direction as shown in FIG. 4, which is a modified example of FIG. That is, in the operating rod of the present invention, the cushioning material may be composed of a plurality of members.

Abstract

操作桿３は、伝動軸９と、該伝動軸９を回転自在に保持する軸受パイプ１５と、該軸受パイプ１５を内部に収容するメインパイプ１６と、を備え、軸受パイプ１５が伝動軸９の実質的な全長Ｌに亘って延在し、軸受パイプ１５とメインパイプ１６との間の空間が全体的に緩衝材１７で満たされている。この構成により、伝動軸９の捻じれや撓みによるメインパイプ１６の振動を可及的に抑制できる。

Description

操作桿及び作業機
本発明は、振動低減構造を有する操作桿に関するものである。本発明はまた、前記操作桿を備える作業機に関するものである。
作業機としての刈払機は、操作桿の後端部に原動機を含む動力発生部を備え、操作桿の前端部に刈刃を含む作業部を備える。操作桿は、メインパイプ内に伝動軸が回転自在に保持された構成である（例えば、特許文献１、２参照）。この伝動軸により、原動機の回転動力が刈刃へと伝達される。作業者は、操作桿上に直接配設されるグリップ部又は操作桿上に配設されるＵ字状等のハンドルのグリップ部を把持して作業を行う。
特許文献１には、原動機の回転により発生し、駆動軸から操作桿を介してハンドルに伝わる振動を減衰させる刈払機の駆動軸に関する技術が記載されている。
特許文献２には、伝動軸と、この伝動軸を回転自在に保持するライナーと、このライナーを内部に収容する中空管と、を備える操作桿が開示されている。ライナーは、伝動軸を収容する軸保持部と、この軸保持部の外周面から突出した複数の突部と、を備える。一方、中空管には、軸方向に延びるリブが複数配設される。そして、ライナーの突部の側面が中空管のリブの側面に当接し得る高さに形成される。また、この文献には、ライナーの突部は放射状に設けるのが望ましいこと（段落［００１１］）、ライナーの突部は中空管の内周面に接するものであるのが望ましいこと（段落［００１２］）が記載されている。特許文献２の操作桿によれば、伝動軸の作動時にライナーが中空管に接触するので、小刻みな騒音が発生する。また、特許文献２の操作桿によれば、放射状の突部を有する合成樹脂製のライナーが水分によって膨張すると、中空管内へのライナーの挿入が困難になる場合があった。
伝動軸は長尺であり且つ高速回転と低速回転とに頻繁に切り換えられるため、伝動軸には捻じれや撓みが生じやすい。例えば、原動機の加減速時におけるトルク変動や回転数変動により、又は、刈刃に加わる負荷の変動により、伝動軸に捻じれや撓みが生ずる。伝動軸の捻じれや撓みによる振動がメインパイプに直接伝達されると、メインパイプを支持する作業者が不快であるだけでなく、操作性の低下や疲労の増大にもつながる。また、伝動軸の捻じれや撓みによるメインパイプの振動は、部品の早期損耗や製品寿命短縮の原因にもなる。そこで、前記振動を抑制する防振策が求められる。
特開２０１３－１５８３０５号公報 特開２０１７－１８９１３３号公報
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたもので、伝動軸の捻じれや撓みによるメインパイプの振動を可及的に抑制し得る操作桿を提供しようとするものである。本発明はまた、前記操作桿を備える作業機を提供しようとするものである。
本発明に係る操作桿は、伝動軸と、該伝動軸を回転自在に保持する軸受パイプと、該軸受パイプを内部に収容するメインパイプと、を備え、前記軸受パイプが前記伝動軸の実質的な全長に亘って延在し、前記軸受パイプと前記メインパイプとの間の空間が全体的に緩衝材で満たされることを特徴とする。
本発明によれば、伝動軸が軸受パイプ内で回転することで動力が伝達される。本発明では、軸受パイプが伝動軸の実質的な全長に亘って延在し、且つ、軸受パイプとメインパイプとの間の空間が全体的に緩衝材で満たされる。このため、伝動軸の捻じれや撓みによって生ずる振動がメインパイプに伝わりにくい。
実施の一形態として、前記軸受パイプは、前記伝動軸の両端部を除く長さ範囲の全体に亘って延在していてもよい。
実施の一形態として、前記緩衝材は、前記軸受パイプと前記メインパイプとに密着するパイプ部材であってもよい。
実施の一形態として、前記緩衝材が発泡体である態様としてもよい。
実施の一形態として、前記発泡体が発泡ポリエチレン又は発泡ゴムである態様としてもよい。
本発明に係る作業機は、原動機を含む動力発生部と、前記原動機の動力で作動する作業部と、前記動力発生部と前記作業部とを連結する前記操作桿と、を備え、前記原動機の動力が前記伝動軸によって前記作業部へと伝達されることを特徴とする。
本発明の実施の一形態に係る作業機の一例としての刈払機の全体斜視図である。 図１中の操作桿の内部を切断して示した拡大斜視図である。 図１中の操作桿の断面図である。 図３の操作桿の変形例である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明の実施の一形態に係る作業機が示されている。図１の作業機は、それ自体周知の形式の刈払機１である。但し、本発明に係る作業機は、原動機を含む動力発生部と作業具を含む作業部とが竿状の操作桿で連結される構成の作業機であればよい。具体的には、刈払機の他、長竿式のヘッジトリマ、長竿式の枝打ち機、長竿式の果実落とし機、長竿式の清掃具等が挙げられる。
図１の刈払機１は、動力発生部２と、操作桿３と、操作ハンドル４と、作業具としての刈刃１０を含む作業部１３と、刈刃カバー５と、を備える。動力発生部２は、空冷式２サイクル内燃エンジン等の原動機６を備える。原動機の他の例として、電動モータを挙げることもできる。動力発生部２から前方へ向けて、竿状の操作桿３が延び出している。操作桿３は、作業者が刈刃１０の位置を制御するための操作部材である。
操作桿３上には、一例としてＵ字状の操作ハンドル４が配設され、操作ハンドル４の一方のグリップ部４ａの近傍には、オンオフスイッチ７やスロットルレバー８等の操作部材が配設される。操作桿３内には伝動軸９が回転自在に保持される。伝動軸９は、操作桿３の前端に配設されるギアケース１１内の図示しない伝動機構を介して、刈刃１０に作動上連結される。原動機６の回転動力は、伝動軸９と、ギアケース１１内の伝動機構とを介して、刈刃１０へと伝達される。刈刃カバー５は、操作桿３の前端部３ａに支持され、刈刃１０の後方を覆っている。
作業者は、操作桿３上の吊り金具１２に掛止する図示しない吊りベルトで動力発生部２を肩から吊り下げて支持し、操作ハンドル４を握って刈刃１０を地面に沿って左右に揺動させながら、刈刃１０の回転によって草刈り作業を行うことができる。刈刃カバー５は、回転する刈刃１０から作業者の足を保護すると共に、刈り取られた草や地面上の小石等が刈刃１０の回転で作業者側へと飛散することを防止する。
なお、Ｕ字状の操作ハンドル４に代えて、前グリップ部と後グリップ部とが操作桿３の外周上に直接配設された形式の作業機とすることもできる。
刈払機１に含まれている操作桿３は、本発明の実施の一形態に係る操作桿である。操作桿３は、図２に示すように、伝動軸９と、この伝動軸９を回転自在に保持する軸受パイプ１５と、この軸受パイプ１５を内部に収容するメインパイプ（アウターパイプ）１６と、を備える。そして、図３に示すように、軸受パイプ１５は伝動軸９の実質的な全長Ｌに亘って延在し、且つ、軸受パイプ１５とメインパイプ１６との間の空間が全体的に緩衝材１７で満たされている。
軸受パイプ１５は、限定はされないが、耐摩耗性、耐衝撃性、耐熱性等に優れ、且つ自己潤滑作用を有するポリアミド等のプラスチックで形成されることが好ましい。図３中に拡大して示したように、軸受パイプ１５の内周面と伝動軸９の外周面との間には僅かな隙間Ｃがあり、この隙間Ｃには、それ自体周知の潤滑油が充填される。軸受パイプ１５は、内周面が軸受作用を奏するものであればよく、外周面は必ずしも円筒状である必要はない。例えば、軸受パイプ１５の外周面には、強度保持用のリブが形成されていてもよい。
図３に示すように、軸受パイプ１５は、伝動軸９の実質的な全長Ｌに亘って延在する。伝動軸９の実質的な全長Ｌとは、例えば、伝動軸９の両端部９ａ，９ｂを除く長さ範囲の全体を意味する。伝動軸９の一端部（後端部９ｂ）は原動機６側の駆動要素に接続され、伝動軸９の他端部（前端部９ａ）は作業部１３側の従動要素に接続される。このため、伝動軸９の接続用の両端部９ａ，９ｂは軸受パイプ１５の外に延び出しており、それ以外の長さ範囲の全体Ｌが軸受パイプ１５で回転自在に保持される。
メインパイプ１６は、強度と軽量性とを具備するアルミニウム等の金属で形成される。メインパイプ１６は、従来の操作桿に用いられているものがそのまま使用できる。メインパイプ１６は、内面又は外面に補強用のリブを有していてもよい。
図３に示すように、緩衝材１７は、軸受パイプ１５とメインパイプ１６との間の空間を全体的に満たす。
図２に示すように、緩衝材１７は、軸受パイプ１５とメインパイプ１６とに密着するパイプ部材であってもよい。例えば、図２の例のように、軸受パイプ１５の外周面とメインパイプ１６の内周面とが共に円筒状である場合には、軸受パイプ１５とメインパイプ１６との間にパイプ状の空間が形成される。そこで、このパイプ状の空間に圧入状に配設されるパイプ部材を緩衝材１７としてもよい。具体的には、例えば、パイプ状の緩衝材１７内に軸受パイプ１５を圧入して軸受パイプ１５と緩衝材１７の一体品を形成し、この一体品を緩衝材１７のクッション性を利用してメインパイプ１６内に圧入する。
緩衝材は、振動を効果的に遮断又は減衰できるものであればどのような材料を用いて作製してもよいが、好ましい具体例としては、発泡体を挙げることができる。発泡体の中でも特に、発泡ポリエチレンや発泡ゴムを用いると好適である。いずれも優れた緩衝作用を有するが、発泡ポリエチレンは、軽量性の点で発泡ゴムよりも有利である。
以上のように、本実施の一形態の操作桿３は、軸受パイプ１５が伝動軸９の実質的な全長Ｌに亘って延在し、且つ、軸受パイプ１５とメインパイプ１６との間の空間が全体的に緩衝材１７で満たされる。このため、伝動軸９の捻じれや撓みに由来する振動が緩衝材１７で効果的に吸収される。よって、メインパイプ１６へと振動が伝わりにくく、操作桿３を保持する作業者への負担が少ない。加えて、作業時の騒音も抑制される。
本実施の一形態の前記操作桿３によれば、軸受パイプ１５とメインパイプ１６は直接的には接触しないので、騒音は発生しない。
また、本実施の一形態の前記操作桿３によれば、軸受パイプ１５とメインパイプ１６は直接的には接触しないので、たとえ軸受パイプ１５が水分によって膨張した場合でも、メインパイプ内への軸受パイプ１５の挿入が困難になる問題は起こらない。
図１の例では、本発明の実施の一形態として、動力発生部２から作業部１３へと延びる一本構成の操作桿３について説明した。これには限定されず、他の実施の一形態として、複数の操作桿要素を連結して構成する継ぎ足し式の操作桿とすることもできる。この場合、継ぎ足し式の複数の操作桿要素の全部又は一部を前記のように構成すればよい。
また、緩衝材１７は単一のパーツである必要はなく、図３の変形例である図４に示すように、長さ方向の途中で分割されていてもよい。すなわち、本発明の操作桿において、緩衝材は複数の部材で構成されていてもよい。
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、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。また、上述の実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

Claims (6)

  1. 　伝動軸と、
    　該伝動軸を回転自在に保持する軸受パイプと、
    　該軸受パイプを内部に収容するメインパイプと、
    を備え、
    　前記軸受パイプが前記伝動軸の実質的な全長に亘って延在し、
    　前記軸受パイプと前記メインパイプとの間の空間が全体的に緩衝材で満たされている、
    操作桿。
  2. 　前記軸受パイプは、
    　前記伝動軸の両端部を除く長さ範囲の全体に亘って延在している、
    請求項１に記載の操作桿。
  3. 前記緩衝材は、前記軸受パイプと前記メインパイプとに密着するパイプ部材である、請求項１又は２に記載の操作桿。
  4. 前記緩衝材が発泡体である、請求項１，２又は３に記載の操作桿。
  5. 前記発泡体が発泡ポリエチレン又は発泡ゴムである、請求項４に記載の操作桿。
  6. 原動機を含む動力発生部と、前記原動機の動力で作動する作業部と、前記動力発生部と前記作業部とを連結する請求項１から５のいずれか一項に記載の操作桿と、を備え、前記原動機の動力が前記伝動軸によって前記作業部へと伝達される、作業機。
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