(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
案内管（５）内に装着された駆動軸（１４）を介して作業工具（８）を回転駆動する駆動原動機（４）を備え、前記作業工具が軸受（１６）でもって案内管（５）の駆動原動機（４）とは反対側にある端部域（６）で支持されており、軸受（１６）を案内管（５）の端部域（６）内へ軸方向に押し込んで作業工具（１８）を該端部域（６）で保持するようにした作業機械において、
軸受（１６）の外側面（１８）に複数個の軸方向リブ（１９、２０、２１）を設け、それらのリブ頂辺（２３）が想定の円筒状外壁（２５）の一部を形成し、該外壁の外径（２４）が軸受（１６）を押し込む前に円形の横断面形状を持つ端部域（６）の内径（ＤＩ）よりも大きいこと、
軸受（１６）を押し込む前に円形の横断面形状を持つ端部域（６）を、軸受（１６）の横断面形状にほぼ一致するような横断面形状に弾性変形させて、変形後の端部域（６）のなかに軸受（１６）を押し込み、軸受（１６）を端部域（６）で摩擦で保持すること、
を特徴とする作業機械。
【請求項２】
軸受（１６）の外側面（１８）が変形前の端部域（６）の前記内径（ＤＩ）より小さい外径（ＤＭ）を有し、そして軸方向リブ（１９、２０、２１）の半径方向高さ（Ｈ）が変形前の端部域（６）の前記内径（ＤＩ）と外側面（１８）の外径（ＤＭ）との間の差のほぼ半分よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の作業機械。
【請求項３】
軸受（１６）の外側面（１８）の、軸方向リブを設けていない壁範囲（５２）が、軸受（１６）の直径方向において軸方向リブ（１９、２０、２１）に対向するように位置し、外側面（１８）の周方向に少なくとも３つの軸方向リブ（１９、２０、２１）が互いに同じ角度間隔で設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の作業機械。
【請求項４】
軸方向リブ（１９、２０、２１）のリブ頂辺（２３）が湾曲し、その曲率半径が変形前の端部域（６）の内側半径（Ｒ）に相当していることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載の作業機械。
【請求項５】
軸受（１６）が、軸受ブシュ（３４）を内側に配置した取り付けスリーブ（１７）を有し、軸受ブシュ（３４）が取り付けスリーブ（１７）の一端側に差し込まれる滑り軸受の用を成し、取り付けスリーブ（１７）が、変形後の端部域（６）内への軸受（１６）の差し込み深さを限定するストッパとしての半径方向フランジ（３１）を前記一端側に担持していることを特徴とする、請求項１ないし４の１つに記載の作業機械。
【請求項６】
変形後の端部域（６）の横断面形状がほぼ三角形状であることを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記載の作業機械。
【請求項７】
案内管（５）がアルミニュウムからなることを特徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の作業機械。
【請求項８】
軸受（１６）が半径方向において端部域（６）内に突出するピン（４７）により位置固定され、ピン（４７）が取り付けスリーブ（１７）のねじ孔（４９）にねじ込まれ、このねじ孔（４９）が軸方向リブ（１９）に設けられ、且つ潤滑油室（５０）内に開口していることを特徴とする、請求項１ないし７の１つに記載の作業機械。
【請求項９】
駆動軸（１４）をほぼ同心に囲む案内管（５）の端部域（６）に駆動軸用軸受（１６）を軸方向に取り付ける方法にして、軸受（１６）の外側面（１８）に複数個の軸方向リブ（１９、２０、２１）が設けられ、それらのリブ頂辺（２３）が想定の円筒状外壁（２５）の一部を形成し、該外壁（２５）の外径（２４）が軸受（１６）を取り付ける前に円形の横断面形状を持つ端部域（６）の内径（ＤＩ）よりも大きいような前記軸受（１６）を軸方向に取り付ける方法において、
先ず、軸受（１６）を取り付ける前に円形の横断面形状を持つ端部域（６）を、締付ジョー（４０）の間に挾み込むことにより、角（２７）を持つ横断面形状へ弾性変形させ、変形後の端部域（６）は、角（２７）と端部域（６）の中心縦軸線（２６）とを通るように測った内径（ＤＶ）であって、軸方向リブ（１９、２０、２１）のリブ頂辺（２３）と軸受（１６）の直径方向において該リブ頂辺（２３）に対向している軸受外壁（５２）との間にて軸受（１６）の縦中心軸線を通るように測った間隔（５１）よりも大きいような前記内径（ＤＶ）を有していること、
次に、軸受（１６）の軸方向リブ（１９,２０,２１）が変形後の端部域（６）の前記角（２７）に対向するように軸受（１６）と変形後の端部域（６）とを互いに位置決めした後、軸受（１６）を変形後の端部域（６）内へ押し込むこと、
次に、締付ジョー（４０）を解除することにより、変形させた端部域（６）をその弾性力で変形前の横断面形状に復帰させて、端部域（６）を軸方向リブ（１９,２０,２１）に摩擦接合させること、
を特徴とする方法。
【請求項１０】
３つの締付ジョー（４０）を、変形前の端部域（６）の周方向に等角度間隔で配分して設け、これら締付ジョー（４０）をともに変形前の端部域（６）の縦中心軸線（２６）に向けて半径方向に送り込み、軸受（１６）の半径方向フランジ（３１）が端部域（６）の自由端面（３２）に当接するまで軸受（１６）を端部域（６）に押し込むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の前提部分に記載の駆動原動機を具備する作業機械、特に刈払い機、および請求項９に記載の駆動軸用軸受の軸方向組立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許第４，２２３，９６２号明細書より、切断ヘッドを案内管に保持する軸受を案内管の端部域に軸方向に差し込み、ついで該軸受を半径方向に該端部分内に突入するストッパの取り付けにより軸方向に確実にする刈払い機は周知である。
【０００３】
端部域における軸受の隙間のない装着を保証するためには、軸受をその外径が端部域の内径に適合するように構成しなければならないが、しかしこれは組立てに際し問題が生ずる。すなわち、軸受が過大寸法に構成されていると、端部域内に軸方向に押し込むとき大きな力を用いねばならず、同時に押し込時に材料が剥がれて切り屑が生ずる。過少寸法の場合、軸受は端部域内に隙間をもって装着され、このため運転時に衝撃運動や揺れ運動が発生することになる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、前述した形式の作業機械を改良し、簡単な組立てで端部域内における軸受の隙間のない装着を保証することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題は、請求項１の特徴とする構成により解決される。
請求項９には、案内管の端部域に軸受を本発明により隙間なく組み立てる方法が記載されている。
【発明の作用および効果】
【０００６】
軸受は、その外形により一部の周囲部分に亘り端部域の内壁に接合するのみであり、その場合軸方向リブのリブ頂辺により与えられる想定の円筒壁の外径は、変形前の端部域の内径よりも大きい。
【０００７】
駆動軸用軸受を案内管の端部域内に殆ど力を用いずに軸方向に押し込むことを保証するために、案内管は締付ジョーの間に挾み込むことにより角があるように変形される。その場合、角の数は軸受に構成した軸方向リブの数に対応する。端部域の横断面を、軸方向リブが３つの場合等辺三角形に似たほぼ三角形状へ変形することは、角と案内管の直径方向において角に対向している変形された横断面の内壁との間に間隔を生成するが、この間隔は変形によりリブ頂辺と軸受の直径方向においてリブ頂辺に対向している壁部分との間の間隔よりは、縦中心軸線に沿って計測した距離に亘り大きくなっている。軸受は、各角がそれぞれ１つの軸方向リブに付設されるように、その回動位置が整合される。リブ頂辺と軸受の直径方向においてリブ頂辺に対向している軸受の壁部分との間の間隔は、角と変形された部分の、案内管の直径方向において対向している壁との間隔よりも小さいので、軸受は軸方向に半径方向の遊隙のため力を用いることなしに端部域に押し込むことができる。軸受を力を用いることなしに押し込むのに必要な形状に端部域を変形させるために案内管の材料（有利にはアルミニウム）の弾性を利用するので、締付ジョーを緩めると、従って締付装置を戻すと、端部域はその元の円筒形状に復帰しようとする。従って、端部域の壁部は摩擦をもってリブ頂辺に接合し、それによって軸受は軸方向において端部域内で摩擦により抜け落ちないよう保持され、且つ周方向に回転しないように保持される。
【０００８】
摩擦で端部域内に保持される軸受を、さらに端部域内に半径方向に突入するピンにより、特に位置固定ねじにより、位置固定するのが有利である。
【０００９】
本発明のその他の構成を、請求項２以下に記載している。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
【００１０】
図１に示す刈払い機１は、使用者２により肩に掛けた支持ベルト３を用いて保持されている。刈払い機１は、駆動原動機４を備えているが、この駆動原動機は本実施例では内燃機関、例えば二行程内燃機関または混合潤滑式四行程内燃機関である。また、電動機とすることも有利である。
【００１１】
駆動原動機４は、駆動軸１４（図８）を駆動する。駆動軸１４は、本実施例では曲げられている保護管としての案内管５内に装着されている。このため、駆動軸１４と案内管５との間には、星状軸方向リブ１３を介して案内管５内に中心合わせされた滑り軸受１５（図８）が配置されている。
【００１２】
案内管５の下側端部域６には、切断ヘッド７が軸受１６（図８）でもって保持されている。本実施例では、切断ヘッド７は、この切断ヘッドから突出し切断作業工具である少なくとも１つの繊条部分８を有する繊条切断機である。切断ヘッド７の上方には、切断ヘッドの一部周囲に亘り延びかつ止め輪１０により案内管５に固定される保護体９が配置されている。特に鋼よりなる止め輪１０は、案内管５の軸受収納端部域の周りに係合している。
【００１３】
図８の断面図より判るように、滑り軸受１５は端部域６の前で終っているので、端部域の内部空間は軸受１６を自由に受容できるものとなっている。
【００１４】
図５ないし図７に詳細に示す切断ヘッド７用軸受１６は、軸受１６の外側面１８を形成する取り付けスリーブ１７を有している。軸受１６の外側面１８に、該外側面１８の周囲に亘り一様に配分されて位置する複数個の軸方向リブ１９、２０、２１が配置されている。図６に示すように、１つの軸方向リブ１９は周方向に測って他の軸方向リブ２０、２１よりも幅広く構成されている。図示の実施例では、軸方向リブ１９は他の軸方向リブ２０、２１のほぼ倍の幅広さとなっている。軸方向リブ１９、２０、２１の中心軸線は同じ相互角度間隔２２を有するが、この角度間隔は３つの軸方向リブの本実施例では１２０°となっている。各リブ１９、２０、２１に対し、外側面１８のリブのない範囲５２が対向位置している。各リブ１９、２０、２１のリブ頂辺２３は周方向に湾曲しており、その曲率半径Ｒは、案内管５の端部域６に軸受１６を取り付ける前の該端部域６の円筒状横断面の内径に対応している（図２）。この場合、軸方向リブ１９、２０、２１の半径方向高さＨが、想定される円筒壁２５の最大外径２４を定めることになる。
【００１５】
軸受１６の外側面１８は外径ＤＭを有し、図２に示すように、この外径は軸受１６を取り付ける前の案内管５の端部域６の内径ＤＩより小さい。半径方向のリブ１９、２０、２１は、外側面１８を起点にして計測した半径方向高さＨを有し、本実施例では、この高さＨは軸受１６を取り付ける前の端部域６の内径ＤＩと組立てスリーブ１７の外側面１８の外径ＤＭとの間の差のほぼ半分よりも僅かに大きい。半径方向高さＨの寸法の故に、リブ頂辺２３により定まる想定の円筒壁２５の外径２４は、案内管５の端部域６の内径ＤＩより大きい。従って、軸受１６を案内管の端部域６内に軸方向に組み込むことは、もちろん不可能である。
【００１６】
駆動軸用軸受１６を端部域６内に軸方向に組み込むために、保護管の、すなわち案内管５の端部域６を長さＬに亘り締付ジョー４０の間に挾み込むことにより、端部域６の横断面が図３に斜視図で示すほぼ三角形となるまで実質的に弾性的に変形させる。このため、本実施例では、３つの締付ジョー４０が端部域６の周囲に亘り同じ角度間隔で互いに位置して配置され、そして共に端部域６の縦中心軸線２６へ向けて矢印４１の方向に半径方向に送り込まれる。端部域６は、軸受１６の軸方向長さよりいくらか大きい長さＬに亘り締付ジョー４０の間に挟み込むことにより、角２７を持つ横断面形状へ弾性変形される（図３）。変形後の端部域６は、角２７と端部域６の中心縦軸線２６とを通るように測った内径ＤＶであって、軸方向リブ１９、２０、２１のリブ頂辺２３と軸受１６の直径方向において該リブ頂辺２３に対向している軸受外壁５２との間にて軸受１６の縦中心軸線を通るように測った間隔５１よりも大きいような前記内径ＤＶを有する。該変形後の直径Ｄvは、リブ頂辺２３により定まる軸受１６の最大外径２４より少しく大きい。この時点で軸受１６を、各軸方向リブ１９、２０、２１が図３にて変形された端部域６の角２７に対向するような回動位置に指向させる。前記直径Ｄvは、軸受１６の壁部分５２と軸受１６の直径方向において該壁部分５２に対向しているリブ頂辺２３との間隔５１よりも大きいので、軸受１６はいまや殆ど力を用いずに端部域６内に押し込むことができる。軸受１６を変形した端部域６内に容易に挿入するために、押し込み方向２８において前方に位置するリブ１９、２０、２１の端部は高さを低減したヘッド部分２９を備えている（図３および図５）。ヘッド部分２９とリブ１９、２０、２１自体との間の移行部を傾斜面３０または丸みとして構成するのが有利であり、これにより端部域６内に力を用いずに軸方向に押し込むのに好都合となる。軸受１６は、その半径方向フランジ３１が端部域６の自由端面３２に当接するまで端部域６内に押し込められる。半径方向フランジ３１は、ヘッド部分２９に対置するリブ１９、２０、２１の端部に取り付けスリーブ１７の外側端面側３３として設けられている。
【００１７】
取り付けスリーブ１７を差し込み深さを限定する半径方向フランジ３１まで完全に押し込んだ後、締付ジョー４０を図４に示すように矢印方向４２に戻す。その結果、案内管５の材料弾性に基づいて自由となる弾性力が、端部域の壁部を軸方向リブ１９、２０、２１に摩擦接合させて、端部域の横断面を図２に示す初期形状の方向に戻し変形する。それによって、軸受１６、従ってその取り付けスリーブ１７は端部域６内に摩擦で保持される。
【００１８】
取り付けスリーブ１７を端部域６内に摩擦で固定するには、締付ジョー４０を矢印方向４１に慎重に縦中心軸線２６の方に送り出し、所望の直径Ｄvになったとき適時に送り出し運動を停止することが重要である。このようにして、案内管５の材料の弾性は最大限に利用することができる。矢印方向４１への送り出し運動の始めに万一変形が生成し残っていることは重要ではない。なんとなれば、弾性力は予め与えられた直径Ｄvの範囲においてのみ利用されるべきだからである。図４に示すように、軸受１６を組み込んだ端部域６の横断面は、円形より少し偏倚した、本実施例ではほぼ円形・三角形の形状を有する。この形状は、等辺三角形に類似している。
【００１９】
取り付けスリーブ１７内には、その両端にそれぞれ軸受ブシュ３４（図７）が装着されており、その軸方向差し込み深さは端側のリングフランジ３５により限定されている。図７に示すように、両軸受ブシュ３４の内側端面は間隔ａでもって互いに位置している。
【００２０】
滑り軸受として構成された軸受ブシュ３４内に、直径を拡大した中央部分３７を有する軸３６が差し込まれている。中央部分３７の一側に位置する端部分３８は、軸受ブシュ３４内に回転可能に保持されており、その場合取り付けスリーブ１７より突出する端部には、スナップリング３９が担持されている。このように、軸受ブシュ３４を具備する取り付けスリーブ１７は中央部分３７とスナップリング３９との間に抜け出ることのないように保持されている。中央部分３７の他側に位置する軸３６の端部分は、切断工具、図１に示す本実施例では、糸型切断機を具備する切断ヘッドを担持している。
【００２１】
軸受１６内に保持される軸３６の端部分３８は、軸３６の縦中心軸線４５に対し同軸にある中央袋孔４３を有する。袋孔４３は、前側部分４６にて横断面を多角形に構成され、そして駆動軸１４（図８）の端部分４４と係合する。駆動軸１４と軸受１６の軸３６との連結は、軸受１６を端部域６内へ押し込み方向２８（図３）に差し込むときに行われる。
【００２２】
端部域６内に摩擦で保持される軸受１６は、付加的にピンにより、図示の実施例では位置固定ねじ４７（図８）により位置固定される。位置固定ねじ４７は、端部域６の孔４８を貫通して取り付けスリーブ１７のねじ孔４９にねじ込むのが有利である。ねじ孔４９は、図３および図７に示すように、周方向に幅広く構成した軸方向リブ１９にあるのが好都合である。
【００２３】
間隔を置いて互いに位置する両軸受ブシュ３４の内側端面は、取り付けスリーブの内部リング空間の境界をなし、この内部リング空間は潤滑油室５０として有利に利用される。ねじ孔４９は、軸方向リブ１９にて円筒状潤滑油室５０内に開口するように位置する。図８に示す組立て状態において、端部域６の孔４８は潤滑油室５０内に開口するねじ孔４９と完全に同じ大きさなので、必要に応じて位置固定ねじ４７を解除した後に軸受潤滑のための潤滑油を潤滑油室５０内に補充することができる。
【００２４】
図８に示すように、位置固定ねじ４７と同時に、特に鋼よりなる止め輪１０が特にアルミニゥムよりなる案内管５の端部域６に固定されている。この鋼製止め輪１０に、他の構成部品、例えば保護体９を組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】使用者により携帯される刈払い機の斜視図である。
【図２】駆動原動機と切断ヘッドとの間に配置された案内管の断面図である。
【図３】軸受を案内管の端部域内に組み込むための組立て装置の斜視図である。
【図４】軸受を組み込んだ図３の組立て装置の図式断面図である。
【図５】図３に示す軸受の斜視図である。
【図６】図５の矢印IVの方向に見た軸受の図である。
【図７】図５に示す軸受の部分断面図である。
【図８】軸受を組み込んだ案内管の端部域の断面図である。
【符号の説明】
４ 駆動原動機
５ 案内管
６ 端部域
１４ 駆動軸
１６ 軸受
１７ 取り付けスリーブ
１８ 外側面
１９、２０、２１ 軸方向リブ
２３ リブ頂辺
２４ 軸受の最大外径
２５ 想定の円筒壁
２７ 角
３１ 半径方向フランジ
３４ 軸受ブシュ
４０ 締付ジョー
４５ 縦中心軸線
４７ 位置固定ねじ
４９ ねじ孔
５０ 潤滑油室
５１ 間隔
５２ 軸受の壁部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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