(57)【要約】【課題】操作棹の一端にエンジンを他端にカッターを備えた刈払機の振動を低減すること。【解決手段】肩紐吊り下げ部と操作ハンドルとを備えた操作レバーに一端を回動可能に取り付けて操作レバーから弾性支持された防振レバーの他端に刈払機の重心よりもカッターに近い箇所の操作桿を取り付けるとともに防振レバーに取り付けた弾性体に一端を支持された補助レバーの他端を操作桿に取り付けて、カッターとは他側の操作桿に備えたエンジンの慣性力を防振レバーの吊り下げ方向に発生させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
肩紐吊り下げ部と操作ハンドルとを備えた操作レバーに一端を回動可能に取り付けて操作レバーから弾性支持された防振レバーの他端に刈払機の重心よりもカッターに近い箇所の操作桿を取り付けるとともに防振レバーに取り付けた弾性体に一端を支持された補助レバーの他端を操作桿に取り付けて、カッターとは他側の操作桿に備えたエンジンの慣性力を防振レバーの吊り下げ方向に発生させるようにした刈払機の防振装置。
【請求項２】
防振レバーにおいて操作レバーに取り付けた回動中心と操作棹を取り付けた他端の回動中心の操作桿中心からの距離が略同一である請求項１の刈払機の防振装置。
【請求項３】
防振レバーは下側が解放されたコの字形断面で、側面視において補助レバーが重なるように配置された請求項１の刈払機の防振装置
【請求項４】
防振レバーを弾性支持する弾性体は円筒ゴムブッシュである請求項１の刈払機の防振装置。
【請求項５】
肩紐吊り下げ部を手持ちグリップ部とした請求項１の刈払機の防振装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、エンジンを備えてカッターを回転させて雑草を刈る刈払機の防振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  エンジンを備えてカッターを回転させて雑草を刈る刈払機は、刈払機の質量を保持しつつ操作桿に備えたハンドルを操作して作業するので、エンジンの振動に伴う作業者の疲労を軽減することが求められている。【０００３】  そのため、エンジンと操作桿との間にゴムを挟んで取り付けるものの他にクラッチケースに可撓性を持たせて操作桿に伝わるエンジンの振動を低減する考え方のものとして例えば下記特許文献１があり、クラッチケースにスリットを設けて可撓性を持たせるとともに操作桿との間に隙間を持たせて、操作桿に伝わる振動を低減するものである。【０００４】  下記特許文献２は、エンジン全体をカバーで覆ってカバーとエンジンの間を防振装置によって保持するようにして振動によるエンジンの大きな弾性移動量を可能にして操作桿に伝わる振動を低減するものである。【０００５】  下記特許文献３に開示されたエンジンの支持装置は、リンクによって車体とエンジンをつないでエンジンの振動を特定方向だけに出すようにして振動を低減するものである。
【先行技術文献】
【特許文献１】特許第３７７８４２２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１９７９号
【特許文献３】特許公告昭３８−１２２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  上記特許文献１及び２は加振源であるエンジンから操作棹取り付け部までの間で操作棹に伝わる振動を低減するという考え方であり、特許文献１は簡単な構成であるが、操作桿の中にあってエンジンの動力を伝達する駆動軸とクラッチからの出力軸とはスプラインで結合されているので、クラッチケースで大きな可撓性を持たせるには制約があり、防振効果としては十分なものではなかった。【０００７】  そのため特許文献２はエンジン全体をカバーで覆ってカバーとの間でスプリングによって保持して振動によるエンジンの振れを受け止めるようにしたものであるが、新たに必要となるカバーの剛性や大きさの増大及びそのための質量増加などの問題があった。【０００８】  上記特許文献３は加振源であるエンジンと車体とをリンクでつないで、エンジンの振動を特定方向だけに出すようにして柔らかく弾性支持可能としたものであるが、質量全体を支えて防振しながら操作棹の姿勢を保つ必要がある刈払機には適用しにくい問題があった。【０００９】  本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、刈払機のハンドルなどに伝わるエンジンの振動を効果的に低減させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  本願請求項１記載の発明による刈払機の防振装置は、肩紐吊り下げ部と操作ハンドルとを備えた操作レバーに一端を回動可能に取り付けて操作レバーから弾性支持された防振レバーの他端に刈払機の重心よりもカッターに近い箇所の操作桿を取り付けるとともに防振レバーに取り付けた弾性体に一端を支持された補助レバーの他端を操作桿に取り付けて、カッターとは他側の操作桿に備えたエンジンの慣性力を防振レバーの吊り下げ方向に発生させるようにしたものである。【００１１】  請求項２の発明は、防振レバーにおいて操作レバーに取り付けた回動中心と操作棹を取り付けた他端の回動中心の操作桿中心からの距離を略同一としたものである。【００１２】  請求項３記載の発明は、防振レバーは下側が解放されたコの字形断面で、側面視において補助レバーが重なるように配置したものである。【００１３】  請求項４記載の発明は、防振レバーを弾性支持する弾性体を円筒ゴムブッシュとしたものである。【００１４】  請求項５記載の発明は、刈払機の肩紐吊り下げ部を手持ちグリップとしたものである。
【発明の効果】
【００１５】  請求項１の発明によると、操作桿に伝わるエンジンの加振力を吊り下げ方向に発生させて防振レバーによって弾性的に支承しながら補助レバーによって操作棹の姿勢を一定に維持できるため刈払機を持つ操作レバーの振動を効果的に低減することができるので、作業者の疲労を軽減するとともに作業時のハンドルによる操作桿の左右操作が剛性感を持って行うことができる。【００１６】  請求項２の発明によると、防振レバーを拘束なく動かせるので操作桿に伝わる振動を最も効果的に低減できる。【００１７】  請求項３の発明によると、補助レバーを拘束なく動かせるので防振レバーに伝わる振動を低減できるとともに、防振装置を小型化できる。【００１８】  請求項４の発明によると、エンジンからの振動を低減させながら作業時のハンドル操作に剛性感を持たせることが最も簡単な構成で実現できる。【００１９】  請求項５の発明によると、グリップ式の刈払機におけるプ部の振動を低減して手や腕の疲労を軽減することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本発明の第１実施例における実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】  図１は本発明にかかる刈払機１の使用状態を示す説明図である。作業者Ｍは刈払機１を肩に掛けた吊りベルト２で吊り下げて左右のグリップ３を握って操作棹４を左右に振りながらエンジン５によって回転するカッター６によって雑草Ｗを刈る。７は操作棹４に取り付けた緩衝材で、腰部に当てて操作する際に伝わる操作棹４の振動を和らげている。そして、作業者Ｍは本発明にかかる防振装置１０を介して操作棹４を左右に操作している。
【００２２】  図２は防振装置１０の操作棹４の中心における断面図である。操作棹４にはエンジンの動力をカッター６に伝える駆動軸８が操作棹４の内径に取り付けられた図示しない軸受によって回転可能に支持されている。操作レバー１１は吊りベルト取り付け穴１２とハンドル取り付け部１３とを備えており、ハンドル取り付け部１３に略Ｕ字形のパイプのハンドル１４をキャップ１５でボルト１６によって取り付けている。そして、ハンドルの先端には前記グリップ３が備えられている。
【００２３】  操作レバー１１の斜視図である図３も参照しながら説明すると、操作レバー１１は下側が解放されたコの字形断面としてハンドル操作に必要な強度や剛性を持たせており、吊りベルト取り付け穴１２の近くに防振レバー１７をボルト１８によって回動可能に取り付けている。吊りベルト取り付け穴１２とハンドル取り付け部１３との間の凹部には第１ダンパー１９を圧入によって取り付けている。
【００２４】  第１ダンパー１９は図４に外観図を示したように、金属製の内外筒の間にゴムを焼き付けた形式のもので、内筒にはボルト２０を通してナット２１によって防振レバー１７を一体に取り付け固定している。そのため、操作レバー１１と防振レバー１７はボルト１８を中心に第１ダンパー１９の軸方向の変位分だけ移動する。
【００２５】  防振レバー１７は斜視図である図５及び図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である図６を参照しながら説明すると、防振レバー１７は下側が解放されたコの字形断面であり、先端にボルト２３によってホルダー２４を取り付けている。防振レバー１７の配置に関して、ボルト１８とボルト２３の中心が操作桿中心から略同一の距離となるようにして操作桿とほぼ平行となるように配置されている。
ボルト２３は段付きボルトでありワッシャ２５を介してナット２６によって取り付けており段付き部を少し長くしてあるのでホルダー２４は回動可能である。なお、段付きボルトでなくボルト外周にカラーを用いて長さを規定するようにしてもよい。そして、ホルダー２４はボルト２７によって操作棹４を挟んで取り付け固定している。
【００２６】  更に防振レバー１７にはボルト１８とボルト２３との間に図７に斜視図を示す補助レバー２２を側面視において重なるように取り付けている。図２におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である図８を参照しながら説明すると、金属製の内外筒の間にゴムを焼き付けた形式の第２ダンパー２８の外筒を補助レバー２２に圧入し、防振レバー１７に設けた内径の異なる取り付け穴の大径側の穴に固定板２９を介してボルト３０とナット３１によって第２ダンパーの内筒端面を締め付けて一体としている。
【００２７】  第２ダンパー２８の内筒は一端にＩＸ−ＩＸ線断面図である図９に示すように溝３２が設けられており、その溝に嵌りあうようにＸ−Ｘ線断面図である図１０に示すように固定板２９に突起３３が設けられている。ダンパー２８の補助レバー２２への圧入に際しては溝の角度位置が固定板２９の突起と一致するように規制して圧入されている。
【００２８】  固定板２９は２本のボルト３４で防振レバー１７に固定されているので、第２ダンパー２８の内筒は回転が規制されて防振レバー１７と一体となっている。そのため、防振レバー１７と補助レバー２２はボルト３０を中心にダンパー２８の回動変位分だけ移動する。なお、ダンパー２８の内筒はボルト締め付けによる摩擦力によって防振レバーと一体としてもよい。
【００２９】  補助レバー２２は図７に示すように断面コの字形で、更に図２のＸＩ−ＸＩ線断面図である図１１に示すように第２ダンパー圧入部の他端に操作棹４を取り付けるためのホルダー３５を段付きボルト３６によってワッシャ３７を介してナット３８によって取り付けており、段付き部を少し長くしてあるのでホルダー３５は回動可能である。そして、ホルダー３５はボルト３９によって操作棹４を挟んで取り付け固定している。
【００３０】  次に、上記構成の防振装置の作用について説明する。
【００３１】  刈払機１は図１のように肩から吊り下げてハンドルを握って作業するが、このような加振源であるエンジンが操作棹の端に取り付けられた構成となっている場合の振動による動きについてまず説明する。
【００３２】  エンジンはピストンやピストンピン、コンロッドの往復質量部分などの慣性力が加振源となってエンジンを取り付けた操作棹を振動させるのであるが、その動きを図１２で説明すると、慣性力による加振力Ｆが矢印方向に作用した時、刈払機は破線で示したように瞬間回転中心Ｐを中心として動く。これは加振力による並進運動と重心Ｇを中心としたモーメントによる回転運動が合わさった運動の合成である。瞬間回転中心ＰはＦによる上向きの並進加速度とモーメントによる下向きの回転加速度とが逆向きで等しくなる点であり、従って瞬間回転中心の加速度は０になる。往復質量の上下動による逆方向の慣性力−Ｆによる加振力が加わった場合は破線とは逆向きに動く。従来技術のようにクラッチケースなどに防振効果を持たせている場合は操作棹に加わる加振力が低減されているだけであって、刈払機全体は瞬間回転中心Ｐを中心とした動きであることは勿論である。
【００３３】  ここで、加振力の位置から重心までの距離をＬ、重心から瞬間回転中心までの距離をｒとし、慣性モーメントをＩ、質量をｍとすると、ｒは
ｒ＝Ｉ／（ｍ×Ｌ）
で示される。刈払機においてはエンジンのシリンダなどの質量とカッターなどの質量とが操作棹を挟んだ上下反対側にあるので、重心は略操作棹の軸上にあると考えてもよく、瞬間回転中心も操作棹の軸上にあるとしてもほぼ差し支えない。
【００３４】  上記の考え方に基づいて防振対策を具体化したものが本発明であり、図２に示したようにホルダー２４によって瞬間回転中心付近を掴み、それを防振レバー１７によって吊り、第１ダンパー１９を介して操作レバー１１が弾性的に支承するようにしている。図４に示したように第１ダンパー１９は軸方向Ａ及び回動方向Ｂには柔らかく、半径方向Ｃには硬い特性を持っているので、防振レバー１７の振動を軸方向Ａの動きで柔らかく緩衝する。この時、エンジンのクランクバランスを調整して慣性力を防振レバー１７の吊り下げ方向にだけ発生させるとホルダー２４に加わる振動は防振レバー１７の可動方向だけとなるので、効果的な防振が可能となる。また、防振レバー１７の配置に関して、ボルト１８とボルト２３の中心を操作桿中心から略同一の距離として操作桿とほぼ平行になるように配置されているため、防振レバー１７の動きが拘束されることがなく長手方向への移動を発生することがない。そのため、第１ダンパーには軸方向Ａのみの動きが加わることとなって操作レバー１１に加わる振動を効果的に抑制する。
【００３５】  ホルダー２４は重心よりカッター側の位置なので、吊り下げたときの操作棹４の姿勢を一定に保つために操作棹４をホルダー３５に取り付けて補助レバー２２によって第２ダンパー２８で支承しながら、ホルダー２４とホルダー３５とに加わる操作棹４の振動の違いを補助レバー２２の動きで第２ダンパー２８によって吸収する。補助レバー２２に圧入されている第２ダンパー２８は円筒ブッシュであるので、補助レバー２２の動きは図４に示したＢの回動方向の動きであるため柔らかく緩衝する。補助レバー２２は側面視において防振レバー１７と重なるように取り付けられているので操作棹４に平行に近く配置できるため補助レバーの吊り下げ方向の回動によって長手方向の移動を発生することがなく、第２ダンパー２８の回動方向は防振レバー１７の動きと同方向であるため、操作レバー１１への振動が抑制される。
【００３６】  草刈作業においてはハンドル１４によって操作棹４を左右に振るが、操作レバー１１、防振レバー１７はコの字形断面として剛性を持たせてあり、図３や図１１に示すように防振レバー１７の取り付け部は幅を持たせて左右曲げ荷重に強度を持たせているが、吊りベルト取り付け穴１２よりもカッター側であるので身体に触れて邪魔になることはない。操作レバー１１に圧入した第１ダンパー１９は内筒が防振レバー１７と固定されており、更に第１ダンパー１９は図４のＣの半径方向の動きには硬いのでハンドルからホルダー２４までの間の左右の動きの剛性を高くできるため、ハンドルを左右に振る作業時に剛性のなさを感じるようなことはない。
【００３７】  実用においては想定外の取り扱いに対応しておくことが必要で、そのためには第１ダンパー１９及び第２ダンパー２８の過度な変形による損傷を抑えることが必要となり、それには各レバーの可動範囲を制限することが効果的である。そのため、図２における第１ダンパー１９については、操作レバー１１を上から押した場合、ハンドル取り付け部１３にストッパ１１ａを設け防振レバー１７に設けたストッパ１７ａと当てるようになっており、逆に操作レバー１１を上に引っ張り上げた場合には、第１ダンパー１９の外筒が内筒に一体に取り付けられたストッパ４０に当たるようにして移動を制限している。
【００３８】  第２ダンパー２８については、図２において操作棹４を左上がりに動かした場合、防振レバー１７のストッパ１７ｂと補助レバー２２のストッパ２２ｂとを当てるようになっており、逆に操作棹４を左下がりに動かした場合は、補助レバー２２に設けた穴２２ｃの縁にワッシャ４１の下に伸びた舌部が引っかかるようにして移動を制限している。
【００４０】  以上説明したように、本発明によれば操作桿に伝わるエンジンの加振力を刈払機の吊り下げ方向に発生させて防振レバーによって弾性的に支承するので、刈払機を持つ操作レバーの振動を効果的に低減することができるため、吊り下げベルトを通して肩に加わる振動やハンドルを通して手や腕に加わる振動による疲労を軽減できる。そして、作業時のハンドルによる操作桿の左右操作が剛性感を持って行うことができ、補助レバーによって操作棹の姿勢を一定にできるので、操作棹に直接ハンドルを取り付けてある従来のものと同様の感覚で作業ができる。
【００４１】  防振レバーは操作棹とほぼ平行に配置し下方が解放されたコの字形断面として内側に補助レバーを側面視で重なるように配置したので、効果的に振動を低減しながら防振装置全体を小型化できる。また、各レバー類はコの字形断面にして強度や剛性を持たせながら小型薄肉化が可能としたので、アルミなどの軽合金製や樹脂製とすることができ、防振装置として大きな質量の増加を伴うことなく実施できる。
【００４２】  ホルダー２４の取り付け位置は厳密に瞬間回転中心とする必要はなく、第１ダンパー１９の硬さと防振レバーの長さからバネ定数を設定すれば良く、重心よりもカッター側であれば構わない。実施例では第１及び第２ダンパーは円筒ブッシュの形式を用いているが、圧縮ゴムを用いるようにしても構わない。
【００４３】  また、クランクバランスはエンジンの加振力を刈り払い機の吊り下げ方向のみに発生させるように設定するのが望ましいが、エンジンの共通化や部品管理上などの理由から１００％吊り下げ方向に発生させたものでなくても本発明の効果がないわけではなく、技術的思想を異にするものではない。
【００４４】  なお、ホルダー２４とホルダー３５の取り付け位置を逆にしてホルダー２４をエンジンに近い側に配置したとしても防振レバーによる操作レバーの防振効果を妨げるものではなく、本発明の技術的思想と異なるものでないことは勿論である。
【００４５】  更に、本発明によれば操作棹の振動低減を目的として考えなくて良いので、従来技術のようにクラッチケースに可撓性を持たせる設計をしたりゴムを介して取り付けたりする必要がないため、剛のクラッチケースを操作棹に直接取り付ければ良いので簡単かつ安価なエンジンの取り付けが可能とできる。
【００４６】  次に、他の実施例における実施形態を図面に基づいて説明する。
【００４７】  図１３はグリップ式刈払機の使用状態を示す説明図である。作業者Ｍは刈払機５０を片手で持ちながら他方の手で前方のループ状やバー状のハンドルを握って操作棹４を前後左右に動かしながらエンジン５によって回転するカッター６によって雑草Ｗを刈る。刈払機の質量を両手両腕で支えながら作業する形式であるが、操作棹４に取り付けたエンジン５やカッター６は第１実施例と同様である。そして、作業者Ｍは本発明にかかる防振装置６０を介して操作棹４を操作している。
【００４８】  図１４に刈払機５０の防振装置６０部分の側面図を示す。操作レバー６１はエンジン５に近い端にグリップ６２を取り付け他端にループハンドル６３をキャップ６４でボルト６５によって取り付けている。
【００４９】  防振装置６０において操作レバー６１以外は第１実施例と同様であり、操作レバー６１にはボルト１８によって防振レバー１７が回動可能に吊り下げられ、操作レバー６１に圧入された第１ダンパー１９から防振レバー１７が弾性的に支承されている。
【００５０】  防振レバー１７の先端には回動可能なホルダー２４によって操作棹４を固定し、防振レバー１７の途中には第２ダンパー２８によって補助レバー２２が弾性的に支承され、補助レバー２２は回動可能なホルダー３５によって操作棹４を固定している。
【００５１】  そのため、エンジンの慣性力を吊り下げ方向に発生させることによって刈払機を持つ操作レバーの両手の振動を効果的に低減することができる。
【００５２】  以上のように、従来グリップ式の刈払機においては片手で操作棹を持ちながら他方の手でループ状やバー状のハンドルを握って作業していたので、質量を支えながら操作棹の振動が直接手や腕に加わるため疲労が大きかったが、本実施例により振動が軽減されるためグリップ式刈払機の機動的な草刈作業が疲労なく行えるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】  以上説明したように、本発明はエンジンを備えてカッターによって草刈作業する刈払機の振動軽減について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施例にかかる刈払機の使用状態を示す説明図
【図２】第１実施例の防振装置の操作棹中心における断面図
【図３】第１実施例の操作レバーの斜視図
【図４】第１ダンパーの外観図
【図５】防振レバーの外観図
【図６】図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図
【図７】補助レバーの斜視図
【図８】図２におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図
【図９】図８におけるＩＸ−ＩＸ線断面図
【図１０】図８におけるＸ−Ｘ線断面図
【図１１】図２におけるＸＩ−ＸＩ線断面図
【図１２】加振力による操作棹の動きの説明図
【図１３】本発明の第２実施例にかかる刈払機の使用状態を示す説明図
【図１４】第２実施例の防振装置の側面図
【符号の説明】
【００５５】１    刈払機
４    操作棹
５    エンジン
６    カッター
１０  防振装置
１１  操作レバー
１２  吊りベルト取り付け穴
１４  ハンドル
１７  防振レバー
２２  補助レバー
１９  第１ダンパー
２８  第２ダンパー
Ｍ    作業者
Ｆ    加振力
Ｇ    重心
Ｐ    瞬間回転中心
５０  刈払機
６０  防振装置
６２  グリップ
６３  ループハンドル
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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