JP2018068155A

JP2018068155A - 携帯型刈払機

Info

Publication number: JP2018068155A
Application number: JP2016209463A
Authority: JP
Inventors: 杉山　幹雄; Mikio Sugiyama; 幹雄杉山
Original assignee: Yamabiko Corp
Current assignee: Yamabiko Corp
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2018-05-10
Also published as: EP3315002A1; ES2854929T3; CN107980390A; US20180116111A1; EP3315002B1; US10772258B2

Abstract

【課題】伝動軸のねじり振動を効果的に抑制することができるとともに、構造が簡単で部品点数も少なくて済むことで、軽量化と小型化を実現でき、かつ、耐久性等をも向上させることのできる携帯型刈払機を提供する。
【解決手段】出力軸３１と伝動軸７との間に、回転伝達経路にねじり振動が生じるのを防止するためのワンウェイクラッチ１８が介在されるとともに、ワンウェイクラッチ１８の両側に隣り合ってベアリング１６、１７が装備される。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯型刈払機に係り、特に、原動機の出力軸の回転を刈刃へ伝達する回転伝達経路にワンウェイクラッチが介在されてなる携帯型刈払機に関する。

図３に携帯型刈払機の従来例を示す。図示従来例の携帯型刈払機１’は、操作桿２の前端に、回転軸９を中心として回転自在に設けられた丸鋸刃状の刈刃８、ギアボックス（ベベルギアユニット）４、安全カバー５等からなる刈刃作業部３が設けられ、その後端に、前記刈刃８を前記操作桿２に内装された伝動軸（ドライブシャフトともいう）７及びギアボックス４を介して駆動するための原動機としての、リコイルスタータ２１や燃料タンク２２が付設された遠心式クラッチを備えた内燃エンジン（小型空冷２サイクル又は４サイクルガソリンエンジン）２０が取着されている。

また、前記操作桿２における中央部付近には、刈払作業を行うべく前記刈刃作業部３を左右に操作させるためのＵ形ハンドル１０が取り付けられ、このＵ形ハンドル１０の左右両端部にそれぞれ左グリップ１１、右グリップ１２が装着されている。

このような構成を有する携帯型刈払機１’においては、内燃エンジン２０の燃焼変動によって、当該内燃エンジン２０の回転に、トルク変動や角速度の変化が生じる。そのため、前記内燃エンジン２０の回転と細長い伝動軸７の先に取り付けられた刈刃８に相対的な回転差（例えば、刈刃８の回転が速く、内燃エンジン２０の回転が遅れる）が生じ、それによって、ねじり振動が発生する。このようなねじり振動が発生すると、細長い伝動軸７は径方向に激しく揺れ、さらに、クラッチドラムの軸受等を介して刈払機全体の振動となる。

そして、前記伝動軸７のねじり振動が、前記操作桿２や前記Ｕ形ハンドル１０を介して作業者の手に伝播する。かかる振動は、部品の早期磨耗に結びついて製品寿命を短縮させるだけでなく、操作性の低下や疲労の増大を招くので、この振動を抑制する防振策が携帯型刈払機における重要な課題となっている。

前記防振策の一つとして、例えば下記特許文献１には、前記遠心式クラッチと前記伝動軸との間に、ねじりコイルばねを介装することが提案されている。

また、他の防振策として、下記特許文献２には、前記遠心式クラッチと前記伝動軸との間に、ワンウェイクラッチを介装することが提案されている。

特開２００７−６１０２９号公報特開２００３−８８２２０号公報

しかしながら、前記した従来の、ねじりコイルばねやワンウェイクラッチを用いた防振策では、一応の防振効果が得られるものの、まだ充分ではなかった。

例えば、ねじりコイルばねを用いた場合には、伝動軸のねじれ方向、ねじれ量（ねじれ角度）に応じてねじりコイルばねが弾性変形する（ねじれる）ため、ねじりコイルばねがへたったり（つまり、ばね力が低下したり）破損しやすく、耐久性等に問題があった。また、部品点数が多くなって製造コストが高騰する、構造が煩雑化・大型化して重量も増加する等の問題もあった。

一方、ワンウェイクラッチを用いた場合には、ねじりコイルばねを用いた場合と比べて、構造が簡単になるものの、当該ワンウェイクラッチは、径方向（ラジアル方向）の応力に弱いため、伝動軸が径方向に振動することによって破損しやすく、依然として耐久性等には問題があった。

また、上記特許文献２に所載の従来の携帯型刈払機では、例えば、ワンウェイクラッチと伝動軸との間に、内周にスプラインが形成されたスリーブ部材が圧入されており、部品点数が多くなって、構造も煩雑となるとともに、前記スリーブ部材には伝動軸のスプライン部にある程度の厚さが必要となるので、軽量化、小型化が難しいという問題もあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、伝動軸のねじり振動を効果的に抑制することができるとともに、構造が簡単で部品点数も少なくて済むことで、軽く、コンパクトな構成にでき、かつ、耐久性等をも向上させることのできる携帯型刈払機を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る携帯型刈払機は、基本的には、回転軸を中心として回転する刈刃が設けられ、原動機の出力軸と前記回転軸との間に位置してそれらを駆動上連結する伝動軸を有し、前記原動機の前記出力軸の回転を、回転伝達経路を介して前記刈刃へ伝達するようにされ、前記出力軸と前記伝動軸との間、あるいは、前記回転軸と前記刈刃との間に、前記回転伝達経路にねじり振動が生じるのを防止するためのワンウェイクラッチが介在されるとともに、前記ワンウェイクラッチの両側に隣り合ってベアリングが装備されていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記ワンウェイクラッチ及び前記ベアリングに、前記伝動軸あるいは前記回転軸が嵌挿されて支持される。

他の好ましい態様では、前記原動機は前記出力軸の回転を前記伝動軸に伝達する原動機用クラッチを有し、該原動機用クラッチは前記伝動軸側に設けられたクラッチドラムを有し、前記クラッチドラムと前記伝動軸との間に前記ワンウェイクラッチ及び前記ベアリングが介在される。

更に好ましい態様では、前記クラッチドラムはその回転中心から前方に延びる受入部を有し、該受入部内に前記伝動軸の後端部が受け入れられており、前記ワンウェイクラッチ及び前記ベアリングは、前記受入部と前記伝動軸の後端部との間に隙間なく嵌挿されて配備される。

更に好ましい態様では、前記受入部における前記クラッチドラムとの連結部分が閉塞される。

更に好ましい態様では、前記受入部は、前記クラッチドラムとの連結部分が閉塞された部材で形成される。

別の好ましい態様では、前記ワンウェイクラッチの前端側に設けられた前記ベアリングに隣接して筒状ガイドが配備される。

別の好ましい態様では、前記伝動軸の後端部に、後方に行くに従って先細りとなるテーパ部が設けられる。

他の好ましい態様では、前記ワンウェイクラッチと前記ベアリングとが一部品として構成される。

本発明によれば、前記伝動軸のねじり振動が、回転伝達経路に介在されたワンウェイクラッチにより抑えられるので、作業者の手に伝播する不快な振動である前記伝動軸のねじり振動を効果的に抑えることができる。また、前記ワンウェイクラッチの両側に隣り合うようにしてベアリングが装備されるので、当該ワンウェイクラッチの径方向（ラジアル方向）にかかる負荷を効果的に抑えることができ、その結果、前記ワンウェイクラッチが破損し難くなり、耐久性等を向上させることができる。

また、このとき、前記ワンウェイクラッチ及びベアリングに前記伝動軸あるいは回転軸が直接嵌挿されるので、構造が簡単で、かつ、部品点数も少なくて済み、これによって、従来に比べて、軽量化と小型化が実現可能となる。

本発明に係る携帯型刈払機の一実施形態の主要部を示す部分断面図。図１に示される携帯型刈払機の主要部を示す分解斜視図。従来の携帯型刈払機の一例を示す斜視図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る携帯型刈払機の一実施形態の主要部を示す部分断面図、図２は、図１に示される携帯型刈払機の主要部の分解斜視図である。

図示実施形態の携帯型刈払機１は、前述した図３に示される携帯型刈払機１と全体構成は略同じであり、操作桿２の前端に、回転軸９を中心として回転自在に設けられた刈刃８やギアボックス４等からなる刈刃作業部３が設けられ、前記操作桿２の後端に、前記刈刃８を前記操作桿２に内装された伝動軸７等を介して駆動するための遠心式クラッチ３３を備えた内燃エンジン２０（小型空冷２サイクル又は４サイクルガソリンエンジン）が取り付けられ、内燃エンジン２０の出力軸（クランクシャフト又はクランク軸ともいう）３１から、回転軸９を中心として回転する刈刃８へ回転を伝達する回転伝達経路に、ねじり振動が生じるのを防止するための小形のローラー形のワンウェイクラッチ１８が内蔵されたワンウェイクラッチ組立体１５が介在されている。

また、前記操作桿２における中央部付近には、刈払作業を行うべく前記刈刃作業部３を左右に操作させるための、左グリップ１１及び右グリップ１２を持つＵ形ハンドル１０が取り付けられている。

前記操作桿２に内装された鋼製の伝動軸７は、前記内燃エンジン２０の出力軸３１と前記刈刃８の回転軸９との間に位置し、かつ、これらを駆動上連結する。より詳しくは、前記伝動軸７の後端部７ａは、前記内燃エンジン２０の出力軸３１に遠心式クラッチ３３を介して、また、前端部７ｂは、前記刈刃８の回転軸９にギアボックス４等を介して駆動上連結されている。

そして、本実施形態では、振動防止用の前記ワンウェイクラッチ１８を有するワンウェイクラッチ組立体１５が、前記遠心式クラッチ３３と前記伝動軸７（の後端部７ａ）との間に介在されている。

より詳細には、前記内燃エンジン２０の出力軸３１には、マグネットロータ３２を介して遠心式クラッチ３３が連結されている。遠心式クラッチ３３は、前記出力軸３１により回転せしめられるクラッチアーム３３ｂと、このクラッチアーム３３ｂの先端に設けられたクラッチシュー３３ｃと、このクラッチシュー３３ｃが摩擦係合することによって一体的に回転するクラッチドラム３３ａと、を有する。

前記クラッチドラム３３ａには、その回転中心Ｏから前方に延び、かつ、前記伝動軸７に向かって開口する受入部３０が一体に設けられている。この受入部３０は、横倒し有底円筒状を有しており（つまり、後端部は閉塞されており）、その後端部（クラッチドラム３３ａとの連結部分）に設けられた円筒状の嵌合部３０ａが前記クラッチドラム３３ａに設けられた中央穴３４に圧入等により内挿されて連結固定されている。この受入部３０は、内燃エンジン２０を収容する本体のファンカバー２３に対して、ベアリング３５を介して回転自在に支持されるとともに、その前端部は、前記伝動軸７に外装される操作桿２内まで延びている。

なお、図示例では、前記受入部３０が、横倒し有底円筒状の一部品で構成されているが、例えば、後端部（クラッチドラム３３ａとの連結部分）を蓋状のプレート等で閉塞したものを使用してもよい。

前記受入部３０には、円筒状のワンウェイクラッチ組立体１５が圧入され、そのワンウェイクラッチ組立体１５の内側に、前記伝動軸７の後端部７ａが一体的に（隙間なく）受け入れられている。言い換えれば、前記受入部３０（の内周）と該受入部３０内に受け入れられた断面円筒状の前記伝動軸７の後端部７ａとの間に、円筒状のワンウェイクラッチ組立体１５が隙間なく嵌挿されて配備されている。

前記ワンウェイクラッチ組立体１５は、ワンウェイクラッチ１８の両側（刈刃作業部３側である前端側及び刈刃作業部３側とは反対側である後端側）に、ラジアル荷重負荷用としてベアリング（例えば、ボールベアリングやニードルベアリング等）１６、１７が一体に組み込まれた軸受一体型のものである。具体的には、前記ワンウェイクラッチ１８を保持する焼結金属製の外輪１８ａ（の両端部）が両側へ向けて延設されており、その前端側延設部（開口）１８ｃに、前記ワンウェイクラッチ１８と略同径のベアリング（前端側ベアリング）１６が装備されるとともに、後端側延設部（開口）１８ｄに、前記ワンウェイクラッチ１８と略同径のベアリング（後端側ベアリング）１７が装備されている。

前記ワンウェイクラッチ１８は、図示は簡略されているが、その構造について概略的に説明すると、内周面にカム面が形成された円筒状の外輪１８ａ、その内側に設けられた円筒状の軸部１８ｂ、前記外輪１８ａと前記軸部１８ｂとの間に介在され、かつ、前記カム面上を走行する複数のころ（不図示）等を有する。前記外輪１８ａが前記軸部１８ｂに対して例えば反時計回り方向に回転しようとすると、前記ころは、前記外輪１８ａの前記カム面の噛み合い位置に移動し、回転が伝達される。一方、前記外輪１８ａが軸部１８ｂに対して例えば時計回り方向に回転すると、前記軸部１８ｂは前記外輪１８ａに対して相対的に反時計回り方向に回転し、前記ころは、前記カム面から離れ、前記外輪１８ａが前記軸部１８ｂに対して空転するようになっている。このワンウェイクラッチ１８によって、前記出力軸３１の回転は、前記伝動軸７に伝達されるが、反対方向の回転は伝達されない。

すなわち、前記受入部３０内に受け入れられた伝動軸７（の後端部７ａ）は、前記受入部３０に圧入されたワンウェイクラッチ組立体１５におけるワンウェイクラッチ１８の両側に隣り合うようにして装備されたベアリング１６、１７によって回転自在に支持された状態で、前記ワンウェイクラッチ１８に内嵌されている。

また、本実施形態では、前記受入部３０の開口端（前端）に、前記ワンウェイクラッチ組立体１５の前端面、具体的には、そのワンウェイクラッチ１８の前端側に設けられたベアリング１６の前端面に当接（隣接）するようにして、摺動性に優れた樹脂からなる筒状ガイド１９が圧入されている。この筒状ガイド１９は、前記ワンウェイクラッチ組立体１５と略同径に形成されるとともに、その開口端内周には、前記伝動軸７をよりスムースに受け入れるための拡径部１９Ａが設けられている。

さらに、前記筒状ガイド１９及び前記ワンウェイクラッチ組立体１５に前記伝動軸７をスムースに挿入すべく、前記伝動軸７の後端部７ａ（特に、そのうちのワンウェイクラッチ組立体１５より後端側に内挿される部分）には、後方へ行くに従って次第に先細りとなるテーパ部７Ａが設けられている。

かかる構成の携帯型刈払機１は、以下のように作動する。

すなわち、前記内燃エンジン２０が始動されると、前記内燃エンジン２０の出力軸３１が回転し、その回転によって、前記クラッチアーム３３ｂが回転され、遠心力によって外方へ揺動し、先端に設けられた前記クラッチシュー３３ｃが前記クラッチドラム３３ａの内壁面に摩擦係合する。これによって前記クラッチドラム３３ａが回転される。クラッチドラム３３ａの回転は、前記ワンウェイクラッチ組立体１５のワンウェイクラッチ１８を介して前記伝動軸７に伝達され、この伝達軸７の回転が、前記回転軸９を介して伝達されて、前記刈刃８が回転駆動される。

一方、前記内燃エンジン２０の燃焼変動によって、当該内燃エンジン２０の回転に、トルク変動や角速度の変化が生じるが、前記内燃エンジン２０の回転と細長い伝動軸７の先に取り付けられた刈刃８の相対的な回転差は、前記伝動軸７の後端部７ａに設けられた前記ワンウェイクラッチ１８によって吸収され、前記回転伝達経路内で伝達されることがない。

つまり、本実施形態の携帯型刈払機１では、前記出力軸３１の回転をワンウェイクラッチ組立体１５のワンウェイクラッチ１８を介して伝動軸７に伝達するとともに、該伝動軸７のねじり振動は前記ワンウェイクラッチ１８により吸収されることになる。また、このとき、ワンウェイクラッチ組立体１５内で回転する伝動軸７は、当該ワンウェイクラッチ組立体１５の両端部（前端部及び後端部）に設けられたベアリング１６、１７によって回転支持されることになる。

このように、本実施形態の携帯型刈払機１においては、前記伝動軸７のねじり振動が、回転伝達経路に介在されたワンウェイクラッチ組立体１５のワンウェイクラッチ１８により抑えられるので、作業者の手に伝播する不快な振動である前記伝動軸７のねじり振動を効果的に抑えることができる。また、前記ワンウェイクラッチ組立体１５において前記ワンウェイクラッチ１８の両側に隣り合うようにしてベアリング１６、１７が装備されるので、当該ワンウェイクラッチ１８の径方向（ラジアル方向）にかかる負荷を効果的に抑えることができ、その結果、前記ワンウェイクラッチ１８が破損し難くなり、耐久性等を向上させることができる。

また、このとき、前記ワンウェイクラッチ組立体１５のワンウェイクラッチ１８及びベアリング１６、１７に前記伝動軸７が直接（隙間なく）嵌挿されて支持されるので、例えばワンウェイクラッチと伝動軸との間にスプラインを形成したスリーブ部材が介在される従来のものと比べて、構造が簡単で、かつ、部品点数も少なくて済み、これによって、従来に比べ、軽量化と小型化が実現可能となる。

また、本実施形態では、前記伝動軸７（の後端部７ａ）を受け入れる受入部３０におけるクラッチドラム３３ａとの連結部分である後端部が閉塞されている、より詳しくは、閉塞された部材で形成されるので、遠心式クラッチ３３側の粉塵等の異物が前記受入部３０に侵入することはない。

また、本実施形態では、上記特許文献２に所載のようなスリーブ部材がワンウェイクラッチと伝動軸との間に設けられていない。このようにスリーブ部材が無い場合、ワンウェイクラッチに対する伝動軸の挿入には特別な治具を用意する必要があり、操作桿の交換作業が発生する刈払機では、その交換作業においてワンウェイクラッチを破損させる場合がある。それに対し、本実施形態では、ワンウェイクラッチ組立体１５のワンウェイクラッチ１８の前端側に設けられたベアリング１６に隣接して筒状ガイド１９が配備されるとともに、前記筒状ガイド１９及びワンウェイクラッチ組立体１５に嵌挿される伝動軸７の後端部７ａにテーパ部７Ａが設けられるので、前記伝動軸７の後端部７ａを遠心式クラッチ３３に設けられた受入部３０に圧入されたワンウェイクラッチ組立体１５に対してスムースに挿入して連結できるとともに、前記ワンウェイクラッチ組立体１５のワンウェイクラッチ１８を保護することも可能となる。

なお、上記実施形態では、前記遠心式クラッチ３３と前記伝動軸７（の後端部７ａ）との間にワンウェイクラッチ組立体１５が介装されているが、例えば、前記ワンウェイクラッチ組立体１５を、刈刃８の近傍、より詳しくは、前記刈刃８とそれを回転させるための前記回転軸９との間に前記回転軸９に外嵌するようにして取り付けてもよい。

１携帯型刈払機
２操作桿
３刈刃作業部
４ギアボックス
７伝動軸
７ａ伝動軸の後端部
７Ａ伝動軸のテーパ部
８刈刃
９回転軸
１５ワンウェイクラッチ組立体
１６前端側ベアリング
１７後端側ベアリング
１８ワンウェイクラッチ
１９筒状ガイド
１９Ａ筒状ガイドの拡径部
２０内燃エンジン（原動機）
３０受入部
３１出力軸
３３遠心式クラッチ（原動機用クラッチ）
３３ａクラッチドラム
Ｏ回転中心

Claims

回転軸を中心として回転する刈刃が設けられ、原動機の出力軸と前記回転軸との間に位置してそれらを駆動上連結する伝動軸を有し、前記原動機の前記出力軸の回転を、回転伝達経路を介して前記刈刃へ伝達するようにされた携帯式刈払機であって、
前記出力軸と前記伝動軸との間、あるいは、前記回転軸と前記刈刃との間に、前記回転伝達経路にねじり振動が生じるのを防止するためのワンウェイクラッチが介在されるとともに、前記ワンウェイクラッチの両側に隣り合ってベアリングが装備されていることを特徴とする携帯型刈払機。
前記ワンウェイクラッチ及び前記ベアリングに、前記伝動軸あるいは前記回転軸が嵌挿されて支持されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯型刈払機。
前記原動機は前記出力軸の回転を前記伝動軸に伝達する原動機用クラッチを有し、該原動機用クラッチは前記伝動軸側に設けられたクラッチドラムを有し、前記クラッチドラムと前記伝動軸との間に前記ワンウェイクラッチ及び前記ベアリングが介在されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯型刈払機。
前記クラッチドラムはその回転中心から前方に延びる受入部を有し、該受入部内に前記伝動軸の後端部が受け入れられており、前記ワンウェイクラッチ及び前記ベアリングは、前記受入部と前記伝動軸の後端部との間に隙間なく嵌挿されて配備されていることを特徴とする請求項３に記載の携帯型刈払機。
前記受入部における前記クラッチドラムとの連結部分が閉塞されていることを特徴とする請求項４に記載の携帯型刈払機。
前記受入部は、前記クラッチドラムとの連結部分が閉塞された部材で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の携帯型刈払機。
前記ワンウェイクラッチの前端側に設けられた前記ベアリングに隣接して筒状ガイドが配備されていることを特徴とする請求項４から６のいずれか一項に記載の携帯型刈払機。
前記伝動軸の後端部に、後方に行くに従って先細りとなるテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の携帯型刈払機。
前記ワンウェイクラッチと前記ベアリングとが一部品として構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の携帯型刈払機。