JPH045401B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、携帯式の刈払機に関する。

従来、携帯式の刈払機は、機体を人力により左
右に振り回して刈払作業するため疲れ易いもので
あつた。

しかし携帯式の刈払機は、いろいろな地形で、
高い草丈の刈払作業も出来るので、広く使用され
ており、疲労による注意力の低下による事故が多
く、又、飛石による事故も多発している。

したがつて、運転時の疲労が少なく、安全な刈
払機が強く求められている。

本発明は、この要望に応えるためになされたも
のであり、屈伸機構に構成した機体フレームの先
端に軽量な車輪を取付け、機体フレームに装着し
た刈払部を高減速する特殊な歯車装置により左右
に刈払運動しながら手押し、草丈が特に高い場合
には、車輪を取付けたまゝ機体の前方を持上げて
二段刈りする事も出来る携帯式の刈払機である。

長桿の刈払部を自動的に刈払運動すると反動が
発生し易く、まして携帯式の刈払機は機体重量が
軽いため反動により車輪が横方向にずれ易く、特
殊な歯車装置により反動を防止しながら自動的に
刈払運動する必要がある。

本発明は、固定内歯歯車と遊星歯車の歯数比を
２：１に構成した単式の遊星歯車装置からなる後
減速部と、前減速部を直結構成した屈伸歯車装置
の、ギヤボツクス円筒部の一端に刈払フレームを
固着して一体構成した刈払フレーム部を、遊星歯
車の端面に固着したクランクの軸とギヤボツクス
円筒部の他端に設けた支点部をなす球面軸受とに
より、下端に車輪を取付けた機体フレームに二点
支持受けして自動屈伸運動機構を構成し、刈払フ
レーム部を遊星歯車の自転と公転運転により、ク
ランク軸を中心にして左右に直線または楕円運動
するにともない、支点部が機体フレームの軸方向
に前後動して屈伸運動し、車輪を接地し手押して
刈払作業するばかりでなく、車輪を取付けたまま
機体の前方を持上げて刈払作業する手押兼用自動
屈伸刈払機である。

本発明の構成を実施例について説明すると、パ
イプを稲妻曲げした機体フレーム１の一端にエン
ジン１０を装着し、他端にクランク軸５２を縦軸
受けし、稲妻曲げ部の中間に固着したジヨイント
５６にハンドルを取付けてフレーム部を構成す
る。そして機体フレーム１の下端に固着した伸長
支柱１Ｓの下端に軽量な車輪８１を取付ける。

又、先端にカツター１５を装着した刈払フレー
ム２は、歯車装置を内蔵したギヤボツクス５の円
筒部６の一端に同心に固着し、円筒部６の他端に
取付けた球面軸受４９と、歯車装置の出力軸をな
すクランク軸５２により釣下げて、機体フレーム
１に二点支持受けし、クランク軸５２の高減速回
転により球面軸受４９を支点にして、歯車装置が
刈払フレーム２と一体になり左右に屈伸運動する
刈払部を構成する。

そして球面軸受４９は、球体の貫通孔を円筒部
６に取付けたパイプの他端に固着し、そのリンク
対偶を構成し、刈払部の屈伸運動にともない、機
体フレーム１の軸方向に前後動する支点部４９，
５０を構成する。

又、歯車装置は、ギヤボツクス５の円筒部３７
に縦軸受けした従動大歯車３０とにより前減速部
を構成する。その大歯車３０と同一回転体に形成
した太陽歯車３１を、円筒部３７の端面に固着し
た固定内歯歯車３２の中心ボス部３６に同心に縦
軸受けした遊星キヤリヤ４０の中空軸部３９を貫
通して、ベアリング３４により両端軸受けする。
そして遊転する遊星キヤリヤ４０に軸架した遊星
歯車３３は、ギヤブランク（歯切り前の材料）が
釣鐘型をなす固定内歯歯車３２と太陽歯車３１に
同時噛合いして単式の遊星歯車装置の後減速部を
構成し、太陽歯車３１の軸により前減速部と直結
構成する。そして固定内歯歯車３２の開放口を密
閉した円板８０に、噛合中心距離Ａ位置に窓穴を
設け遊星ピン４５を貫通させて遊星歯車３３の端
面にクランク４６を固着し、クランク軸５２によ
り刈払部を支持受けする。

又、機体フレーム１の稲妻曲げ元部にフレーム
１と同心の貫通孔を設け、球面軸受４９の球体を
貫通孔を通してフレキシブル伝動装置６８を挿入
する。そのフレキシブル軸６８Ｓを、前減速度の
駆動小歯車２７と、エンジン１０の遠心クラツチ
ドラムを連動し、クラツチドラム軸に挿入したフ
レキシブル軸端が軸方向に摺動可能にスプライン
継なぎにし、また駆動小歯車２７の他端に刈払フ
レーム２の伝動軸２ｓを直結して伝動部を構成す
る。

次に、実施例の単式遊星歯車装置の構成につい
て詳しく説明すると、固定内歯歯車３２と遊星歯
車３３の歯数比を２：１に構成し、遊星ピン４５
の位置を標準歯車噛合中心距離より増加させて太
陽歯車３１を噛合い構成したものである。各歯車
３１，３２，３３のモジユールをｍ、歯数を太陽
歯車Z₁、遊星歯車Z₂、固定内歯歯車Z₃とすると、
太陽歯車Z₁と遊星歯車Z₂の標準噛合中心距離は
A₁₂₀＝（Z₁＋Z₂）ｍ／２になり、また固定内歯歯
車Z₃と遊星歯車Z₂の標準噛合中心距離はA₂₃₀＝
（Z₃−Z₂）ｍ／２になり、Z₃とZ₂の歯数比が２：
１の場合、両中心距離A₁₂₀，A₂₃₀が等しくならな
いので、単式の遊星歯車装置を構成する事が出来
ない。

したがつて、本発明の単式遊星歯車装置は、噛
合中心距離Ａを標準のA₁₂₀，A₂₃₀より増加してZ₃
とZ₂の歯数比２：１の必須条件を満たす歯車構成
にする。

その際、太陽歯車３１と遊星歯車３３の中心距
離の増加係数はy₁₂₀＝（Ａ−A₁₂₀）／ｍ、そして
固定内歯歯車３２と遊星歯車３３の増加係数は
y₂₃₀＝（Ａ−A₂₃₀）／ｍになる。そして両歯車列
の噛合圧力角α₁₂₀，α₂₃₀は、Bu（α₁₂₀）＝2y₁₂₀／
（Z₁＋Z₂）故にcosα₁₂₀＝cosαh／Bu（α₁₂₀）、およ
びBu（α₂₃₀）＝2y₂₃₀／（Z₃−Z₂）故にcosα₂₃₀＝
cosαh／Bu（α₂₃₀）により求める事が出来る。但
し、αhは工具圧力角である。

次に実施例の単式遊星歯車装置の運動軌跡につ
いて説明すると、先ず、同歯車装置を固定してク
ランク運動した場合の運動軌跡は、太陽歯車３１
の駆動により遊星歯車３３が固定内歯歯車３２の
内面に二回自転噛合運動して一回公転運動し、こ
れと同一回転するクランク軸５２の運動軌跡が直
線または楕円になる。遊星歯車３３の軸心からク
ランク軸心５２までのクランクアームの長さを、
噛合中心距離Ａにした場合は直線になり、Ａより
増減した場合に長楕円になり、同じ軌跡を描いて
クランク運動する。その運動軌跡の長さはクラン
クアームの長さの四倍になり、刈払部の軸心に対
し左右やや直角になるように遊星歯車３３とクラ
ンクアームを取付けると屈伸運動が円滑になる。
また楕円軌跡の長径の長さはクランクアームの長
さをＡより大きくした場合4Aより増加し、小さ
くした場合減少する。

又、クランク軸心５２を機体フレーム１に縦軸
受けしてクランク運動した場合の刈払部の運動軌
跡は、支点部４９，５０を中心にして左右に大き
な円弧を描く。その際、屈伸運動にともない球面
軸受４９が前後動し、刈払部が機体フレーム１上
に重なつた中央の位置では前方に移動し、左右の
死点方向に運動するに従い後方に移動し、一往復
する間に二回前後動する。したがつて、静止した
機体フレーム１に対し、刈払部はわずか前後動し
ながら左右に大きく屈伸運動して慣性モーメント
を変化し、屈伸歯車装置のクランク運動と相互作
用して間欠運動に発生しやすい反動を防止する。

屈伸運動時、クランク軸５２の運動軌跡が直線
または楕円にかかわらず、カツター１５は左右に
大円弧を描いて刈払運動する。但し、楕円の場
合、往復中短径距離のずれが生ずる。そして屈伸
運動の左右で、カツター１５の軸心が内側に傾
き、カツター１５の外側がせり上がる現象が生ず
るので、カツター１５の回転面を前もつて刈取り
集草する方向に傾けて取付ける事により、刈取時
のせり上がりを防止する事が出来る。このように
屈伸運動中の軌跡は複雑になるが、屈伸歯車装置
を固定した場合のクランク軸５２の運動軌跡が刈
払部の軸心に対し左右やや直角になるように歯車
構成すると円滑に刈払作業する事が出来る。

次に、本発明の作用を実施例について説明する
と、刈払部と機体フレーム１を一線上にしてエン
ジン１０を接地すると、カツター１５と刈払部は
車輪８１を支点にして上方に傾き、エンジン１０
を始動し易い。エンジン１０は低速回転時に遠心
クラツチが開放し、安全を確認してからシヨルダ
ーバンド６３にワンタツチフツク６４を掛けて、
機体フレーム部を携帯する。そのシヨルダーバン
ド６３にかかる荷重は全体の半分位と軽くハンド
ル６０を下方に押え込むようにして自然に歩行し
て運転する。操向は、ハンドル６０により機体を
左右にわずか傾けて行い、車輪８１がその方向に
旋回して楽に運転する事が出来る。高い草丈を二
段刈りする場合は、フツク６４を支点にして、ハ
ンドル６０により、機体の前方を車輪８１ととも
に持上げる。スロツトルレバー６１によりエンジ
ン１０を高速回転すると、カツター１５が回転を
始めると同時に刈払部が屈伸運動し、車輪８１を
接地して自然に歩行すると、カツター１５は大円
弧に刈払運動しながら左側にきれいに集草し畝状
に揃える。エンジン１０を急速に低速回転すると
遠心クラツチが開放し、屈伸運動がブレーキの役
目をして、カツター１５の回転を急速に低下して
停止する。

又、屈伸運動中のフレキシブル伝動装置６８
は、球面軸受４９と機体フレーム１の稲妻曲げ元
部の貫通孔の間で湾曲し、撓み抵抗を緩衝する。
そして球面軸受４９の前後動による伸縮を、フレ
ーム１内で軸方向に摺動して緩衝し、同時にフレ
キシブル軸のスプライン部は一往復の屈伸運動中
に二回滑り伝動する。その滑り伝動長さは運動軌
跡が直線の場合に最も少ない。

又、屈伸運動中の歯車装置は、直角軸噛合いし
た前減速度により、太陽歯車３１が左回りに減速
回転し、遊星歯車３３を右回りに後減速比Z₁／
（Z₃＋Z₁）と前減速比に従い低速に公転運動して
クランク運動する。屈伸運動速度は毎分30〜60回
位が刈払作業し易く、反動の発生も少ない。その
際、クランク軸５２の運動軌跡の対する刈払部の
斜影の姿勢が屈伸運動の左右で小さく、中央で最
大になる。したがつてクランク運動に作用する刈
払部の慣性モーメントは左右で小さく、中央部で
は球面軸受４９の前方移動量が加わり慣性モーメ
ントが増加して作用する。又クランク軸５２の運
動軌跡の速度は左右の死点でゼロになり、中央部
で最大になるため加速度が生ずるが、間欠運動に
慣性モーメントの変化が反作用し、加速度の増加
を抑えて無反動化作用する。したがつてクランク
軸５２が遅速回転し、運転中に確認する事が出来
る。

したがつて本発明は、軽量な手押兼用自動屈伸
刈払機が、車輪８１を接地して疲労を少なくし、
いろいろな地形でさまざまな草丈の刈払作業を楽
に行う事が出来るものである。

又、本発明は屈伸運動によりカツターが前方に
押出すように大円弧を描いて刈払運動するので、
運転者方向への飛石が少なく、カツターの運動に
注意力を集中出来るので障害物の発見が早く、も
し衝突した場合には機体が屈伸して緩衝し、足元
方向への反発を防止する事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体の斜視図、第２図は本発
明要部の側断面図、第３図は第２図の平面図、第
４図は屈伸運動の軌跡図であり、Ｈは球面軸受４
９の球体中心の前後動距離、５２ａは歯車装置固
定の場合のクランク軸５２の直線運動軌跡、５２
_Ａは屈伸運動時の歯車装置中心の円弧軌跡、２_Aは
刈払フレーム２の大円弧軌跡である。 １……機体フレーム、１ｌ……伸長支柱、２…
…刈払フレーム、２ｓ……伝動軸、５……ギヤボ
ツクス、６……円筒部、６′……円筒部の他端、
１０……エンジン、１５……カツター、１６……
ベロー、２７……駆動小歯車、３０……従動大歯
車、３１……太陽歯車、３２……固定内歯歯車、
３３……遊星歯車、３４……ベアリング、３６…
…中心ボス部、３７……縦軸円筒部、３９……中
空軸部、４０……遊星キヤリヤ、４５……遊星ピ
ン、４６……クランク、４９……球面軸受、５０
……リンク部、５２……クランク軸、５６……ジ
ヨイント、６０……ハンドル、６１……スロツト
ルレバー、６３……シヨルダーバンド、６４……
ワンタツチフツク、６８……フレキシブル装置、
６８ｓ……フレキシブル軸、８０……円板、８１
……車輪。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定内歯歯車と遊星歯車の歯数比を２：１に
   構成した単式の遊星歯車装置からなる後減速部と
   前減速部を直結構成した屈伸歯車装置のギヤボツ
   クス円筒部の一端に刈払フレームを固着して一体
   構成した刈払フレーム部を、遊星歯車の端面に固
   着したクランクの軸とギヤボツクス円筒部の他端
   に設けた支点部をなす球面軸とにより、下端に車
   輪を取付けた機体フレームに二点支持受けして自
   動屈伸運動機構を構成し、刈払フレーム部を遊星
   歯車の自転と公転運転によりクランク軸を中心に
   して左右に直線または楕円運動するにともない支
   点部が機体フレームの軸方向に前後して屈伸運動
   し、車輪を接地し手押して刈払作業するばかりで
   なく車輪を取付けたまま機体の前方を持上げて刈
   払作業する手押兼用自動屈伸刈払機。