(57)【要約】【課題】原動機の振動を操作棹の把持部に伝達しにくくし、操作棹の把持部を把持する作業者が振動により疲労しにくくする。【解決手段】作業機１０は、作業者が把持する把持部１３，１４を有した操作棹１１と、操作棹１１の後端部に設けた原動機２０と、操作棹１１の前端部に設けられて原動機２０により回転する回転工具３２と、操作棹１１内に回転可能に支持されて原動機２０の駆動を回転工具３２に伝達する動力伝達軸１２とを備え、操作棹１１の外周部に固定した支持体４１と、支持体４１の外側にて離間して配置した質量体４２と、質量体４２を支持体４１に対して並進３自由度かつ回転３自由度に揺動自在に支持する弾性体４５とを有した動吸振器４０を備えた。【選択図】図３
2015130832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者が把持する把持部を有した操作棹と、
前記操作棹の後端部に設けた原動機と、
前記操作棹の前端部に設けられて前記原動機により回転する回転工具と、
前記操作棹内に回転可能に支持されて前記原動機の駆動を前記回転工具に伝達する動力伝達軸とを備えた作業機において、
前記操作棹の外周部に固定した支持体と、前記支持体の外側にて離間して配置した質量体と、前記質量体を前記支持体に対して揺動自在に支持する弾性体とを有した動吸振器を備えたことを特徴とする作業機。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機において、
前記弾性体は前記質量体を前記支持体に対して並進３自由度かつ回転３自由度に揺動自在に支持したことを特徴とする作業機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業機において、
前記動吸振器を前記原動機と前記把持部との間に設けたことを特徴とする作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原動機により回転工具を回転させる刈払機等の作業機に関し、特に、作業者が把持する把持部を有した操作棹の後端部に原動機を備えた作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、草、芝等を刈り払う刈払機が開示されている。この刈払機は、作業者が把持するハンドルを取り付けた操作棹と、操作棹の後端部に設けたエンジン式の原動機と、操作棹の前端部に設けられて原動機により回転する回転刃と、操作棹内に回転可能に支持されて原動機の駆動を回転刃に伝達する動力伝達軸とを備えている。この刈払機において、原動機を駆動させると、回転刃が原動機から動力伝達軸によって伝達される駆動力により回転し、作業者がハンドルを操作して回転する回転刃を地面に対して平行に移動させることで、地面から生える草、芝が刈り払われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の刈払機においては、原動機の駆動時の振動が操作棹からハンドルに伝達され、ハンドルを把持する作業者が振動により疲れやすくなる問題があった。特に、回転刃を回転させる原動機がエンジン式の原動機であるので、シリンダ内を往復動するピストンによる振動、往復動するピストンによって回転するクランク軸の振動等により、原動機が様々な方向に小刻みに振動し、作業者が長時間作業すると疲れやすかった。本発明は、原動機の振動を操作棹の把持部に伝達しにくくし、操作棹の把持部を把持する作業者が振動により疲労しにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、作業者が把持する把持部を有した操作棹と、操作棹の後端部に設けた原動機と、操作棹の前端部に設けられて原動機により回転する回転工具と、操作棹内に回転可能に支持されて原動機の駆動を回転工具に伝達する動力伝達軸とを備えた作業機において、 操作棹の外周部に固定した支持体と、支持体の外側にて離間して配置した質量体と、質量体を支持体に対して揺動自在に支持する弾性体とを有した動吸振器を備えたことを特徴とする作業機を提供するものである。
【０００６】
上記のように構成した作業機においては、操作棹の外周部に固定した支持体と、支持体の外側にて離間して配置した質量体と、質量体を支持体に対して揺動自在に支持する弾性体とを有した動吸振器を備えたので、動吸振器は質量体が原動機の駆動及び動力伝達軸の回転による振動を打ち消すように揺動することによって操作棹に伝達された振動を低減させ、操作棹の把持部の振動も抑制される。これにより、作業者が把持部を把持しても原動機等から伝わった振動によって疲れにくくなった。特にこの作業機においては、弾性体は質量体を支持体に対して並進３自由度かつ回転３自由度に揺動自在に支持するのが好ましく、このようにしたときには、原動機がいかなる方向に振動するものであっても、質量体が原動機の駆動及び動力伝達軸の回転による振動を打ち消すように揺動することができる。また、この動吸振器はいかなる方向に振動する原動機であっても対応可能であるので、この動吸振器を原動機の配置及び仕様により振動する方向が異なる多様な機種の作業機に採用することが可能であり、この動吸振器の汎用性を高くすることができた。
【０００７】
上記のように構成した作業機においては、動吸振器を原動機と把持部との間に設けるのが好ましく、このようにしたときには、原動機の振動が把持部に伝達される前に動吸振器により振動を低減させることができ、原動機の振動が把持部にさらに伝わりにくくなった。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の作業機の一実施形態である刈払機の斜視図である。
【図２】エンジンの前後方向に沿った縦断面図である。
【図３】（ａ）操作棹の動吸振器を設けた部分の前後方向に沿った縦断面図であり、（ｂ）Ａ−Ａ線の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の作業機の一実施形態である刈払機を添付図面を参照して説明する。図１に示したように、刈払機１０は、前後方向に延びる細長い円筒形をした操作棹１１と、操作棹１１の後端部にエンジン（原動機）２０と、操作棹１１の前端部に設けられてエンジン２０により回転する回転刃（回転工具）３２を有したカッタユニット３０とを備えている。また、操作棹１１内にはエンジン２０の駆動を回転刃３２に伝達する動力伝達軸１２が軸受部材を介して回転可能に支持されている。操作棹１１の前後方向の中間部にはループ形をしたループハンドル（把持部）１３と、ループハンドル１３の後側にグリップハンドル（把持部）１４とが設けられている。
【００１０】
図２に示したように、エンジン２０は下部にクランクケース２１ａと上部にシリンダ２１ｂとを一体的に設けたシリンダブロック２１を備え、シリンダブロック２１内にはピストン２２が上下方向に往復動可能に収容されている。ピストン２２の上面とシリンダブロック２１の上端部のシリンダヘッド２１ｃとの間が燃焼室２３となっている。シリンダヘッド２１ｃには気化器で生成した混合気を燃焼室２３に導く吸気ポートと、燃焼室２３で発生した排気ガスを排気マフラに導く排気ポートが設けられている（何れも図示省略）。
【００１１】
クランクケース２１ａにはクランクシャフト２４が設けられており、クランクシャフト２４は前後方向を軸線方向とした軸線回りに回転可能に支持されている。クランクシャフト２４にはコネクティングロッド２５を介してピストン２２が連結されており、ピストン２２の上下方向の往復運動がクランクシャフト２４の回転運動に変換される。クランクシャフト２４の前端部にはフライホイール２６が設けられており、フライホイール２６はクランクシャフト２４の回転を安定させるとともにエンジン２０内を冷却する機能を有している。クランクシャフト２４の前端部にはフライホイール２６より前側に遠心クラッチ２７が設けられており、遠心クラッチ２７はクランクシャフト２４の回転数が所定値以上となるとクランクシャフト２４の回転を操作棹１１内の動力伝達軸１２に伝達する。
【００１２】
図１に示したように、カッタユニット３０は操作棹１１の前端部に固定された前端ハウジング３１を備えており、前端ハウジング３１には回転軸（図示省略）が回転可能に支持されている。回転軸の基端部にはベベルギヤ（図示省略）が固定されており、このベベルギヤには動力伝達軸１２の前端部に固定したベベルギヤが係合して、動力伝達軸１２の回転がこれらベベルギヤを介して回転軸に伝達される。回転軸の先端は前端ハウジング３１の下側に突出しており、回転軸の先端には回転刃３２が取り付けられている。この実施形態の回転刃３２はナイロンコードを用いたものであるが、外周部に刃部を形成した円板状の回転刃を用いたものであってもよい。
【００１３】
図１及び図３に示したように、操作棹１１には動吸振器４０が設けられており、動吸振器４０は、主としてエンジン２０から操作棹１１に伝わる振動を低減させるためのものである。動吸振器４０は操作棹１１の後部にてグリップハンドル１４とエンジン２０との間に配置されている。動吸振器４０は、操作棹１１の後部の外周部に固定した支持体４１と、支持体４１の外側にて離間して配置した質量体４２と、質量体４２を支持体４１に対して揺動自在に支持する弾性体４５とを備えている。支持体４１は短い円筒形状をしており、支持体４１の周部には半径方向に延びる８つの取付孔４１ａが周方向にて等間隔に形成されている。これら取付孔４１ａは弾性体４５を取り付けるためのものであり、外周側が大きく内周側が小さな２つの円柱孔を同心的に配置した段付き孔である。
【００１４】
質量体４２は支持体４１より大きな径をした短い円筒形状をした内側部４３と、内側部３の外周面に嵌合する短い円筒形状をした外側部４４とを有し、これら内側部４３及び外側部４４はともにステンレス等の金属部材を用いた構造物である。質量体４２の内側部４３には支持体４１の取付孔４１ａと対向する位置に半径方向に延びる８つの貫通孔４３ａが周方向にて等間隔に形成されており、これら貫通孔４３ａは弾性体４５の中間部から先端までを収容して、弾性体４５を質量体４２に対して取り付けるためのものである。外側部４４は内側部４３を外側から覆うように嵌合しており、ねじにより内側部４３に固定されている。外側部４４には内側部４３の貫通孔４３ａと対向する位置に貫通孔４３ａより小径の貫通孔４４ａが設けられており、貫通孔４４ａの周部により弾性体４５を抜け止めするようにしている。
【００１５】
弾性体４５は、質量体４２を支持体４１に同心的に離間させた状態で、質量体４２を揺動可能に支持体４１に支持するためのものである。弾性体４５は、ゴム等の柔軟弾性部材を円柱形状としたものである。弾性体４５は、基端を支持体４１の取付孔４１ａの底部によって抜け止めした状態で、基端部が支持体４１の取付孔４１ａに位置決めされて取り付けられ、先端を質量体４２の外側部４４によって抜け止めした状態で、中間部より先端側が質量体４２の内側部４３の貫通孔４３ａ内に位置決めされて取り付けられている。質量体４２は８つの弾性体４５により支持体４１に対して並進３自由度及び回転３自由度の６自由度で揺動自在に支持されている。なお、弾性体４５はゴム等の柔軟弾性部材に限られるものでなく、コイルスプリング等のばね部材を用いたものであってもよい。また、この実施形態では周方向に等間隔に８つの弾性体４５を配置したが、これに限られるものでなく、３つ以上の弾性体４５を等間隔に配置したものであってもよい。また、形状も円筒に限られるものでなく、支持体４１と質量体４２とを全周ゴム等の弾性体で接合（例えば一体成型）したものであってもよい。
【００１６】
上記のように構成した刈払機１０においては、エンジン２０を駆動させると、上下方向に往復動するピストン２２によりクランクシャフト２４が回転し、クランクシャフト２４が遠心クラッチ２７により動力伝達軸１２に連結されて動力伝達軸１２を回転させ、動力伝達軸１２の回転が一対のベベルギヤを介して回転軸に伝達され、回転軸に固定した回転刃３２が回転する。作業者は一方の手でループハンドル１３と、他方の手でグリップハンドル１４とを把持し、これらハンドル１３，１４を操作して回転刃３２を地面の上側に沿って左右に揺動させることで、地面から生える草、芝等が刈り取られる。
【００１７】
エンジン２０を駆動させているときには、ピストン２２がシリンダブロック２１のシリンダ２１ｂ内を上下方向に往復動することで、エンジン２０が上下方向に振動するとともに、クランクシャフト２４がクランクケース２１ａ内で回転することにより、エンジン２０が前後方向の軸線回りに振動し、エンジン２０のこれらの振動が操作棹１１に伝わることになる。また、エンジン２０の駆動により回転する動力伝達軸１２の回転による振動が軸受部材を介して操作棹１１にも伝わっている。
【００１８】
この実施形態の刈払機１０は、操作棹１１の外周部に固定した支持体４１と、支持体４１の外側にて離間して配置した質量体４２と、質量体４２を支持体４１に対して揺動自在に支持する弾性体４５とを有した動吸振器４０を備えている。動吸振器４０は質量体４２がエンジン２０の駆動及び動力伝達軸１２の回転による振動を低減させるように揺動することによって、操作棹１１に伝達された振動を低減させ、操作棹１１に設けたループハンドル１３と、グリップハンドル１４の振動も抑制される。ループハンドル１３とグリップハンドル１４の振動をＩＥＣ６０３３５−２−９１に準拠して３軸加速度を計測した結果、ループハンドル１３に生じた振動は動吸振器を設けてないものと比べて上下方向の振動を約１０％に抑制することができた。また、グリップハンドル１４に生じた振動は動吸振器を設けてないものと比べて左右方向の振動を約８％に、前後方向の振動を約９％に、上下方向の振動を約１４％に大きく抑制することができた。これにより、作業者がループハンドル１３と、グリップハンドル１４を把持してもエンジン２０等で発生した振動によって疲れにくくなった。
【００１９】
特に、この刈払機１０においては、動吸振器４０は質量体４２を弾性体４５によって並進３自由度かつ回転３自由度の６自由度に揺動自在に支持体４１に支持したものである。これにより、エンジン２０が上下方向に振動するだけでなく、前後方向を軸線回りに回転する方向に振動するときのように複数の振動に起因して複雑な振動が生じても、質量体４２がこれらの振動を低減するように揺動して、作業者がハンドル１３，１４を把持しても疲れにくくなった。さらに、例えばピストン２２を直立した状態から傾いて配置したときのように、エンジン２０の配置及び仕様により振動する方向が異なる機種の刈払機にこの動吸振器４０を採用したときでも、エンジン２０から操作棹１１に伝達された振動を抑制することが可能となり、この動吸振器４０の汎用性を高くすることができた。
【００２０】
また、この刈払機１０においては、動吸振器４０をエンジン２０とグリップハンドル１４（ループハンドル１３も含む）との間に設けた。これにより、動吸振器４０はエンジン２０から操作棹１１に伝わった振動をグリップハンドル１４及びループハンドル１３に伝達する前に低減させることができ、エンジン２０の振動がグリップハンドル１４及びループハンドル１３にさらに伝わりにくくなった。なお、動吸振器４０を操作棹１１のエンジン２０とグリップハンドル１４（ループハンドル１３も含む）との間に設けるのが最適であるが、これに限られものでなく、例えば、動吸振器４０を操作棹１１のループハンドル１３とグリップハンドル１４の間またはループハンドル１３より前側に設けたとしても、エンジン２０から操作棹１１に伝達された振動を低減させることができる。
【００２１】
また、エンジン２０等の振動を各ハンドル１３，１４に伝達しにくくする方法として、操作棹１１と各ハンドル１３，１４との間にゴム等の柔軟弾性部材を介装して、エンジン２０等の振動が操作棹１１から各ハンドル１３，１４に伝達するのを抑制することも可能である。しかし、この場合には、各ハンドル１３，１４が操作棹１１との間に介装した柔軟弾性部材によって揺れ動く可能性があり、各ハンドル１３，１４の操作性が低下するおそれがある。これに対し、本発明のように、操作棹１１に動吸振器４０を設けたものであれば、各ハンドル１３，１４と操作棹１１との間にゴム等の柔軟弾性部材を介装する必要がないので、各ハンドル１３，１４を安定した状態で操作棹１１に固定することができ、各ハンドル１３，１４に伝わる振動を低減させることと、各ハンドル１３，１４の操作性を維持することの両立をすることができた。
【００２２】
上記の実施形態では、原動機としてエンジンを用いた刈払機について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、原動機として電動モータを用いた刈払機であったときにも、電動モータの作動による振動及び動力伝達軸の回転による振動を低減させることができ、同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
上記の実施形態では、操作棹１１は真直な円筒形をした管部材を用いたが、本発明はこれに限られるものでなく、先端部が湾曲したベント形の管部材を用いものであってもよく、このようにしたときにも同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
上記の実施形態では、把持部としてループハンドル１３とグリップハンドル１４とを採用した刈払機について説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、ループハンドル１３とグリップハンドル１４との一方のみを採用した刈払機、ループハンドル１３とグリップハンドル１４に代えてＵ字形をしたＵ字形ハンドルを採用した刈払機であっても同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
上記の実施形態では、回転工具として回転刃を用いた刈払機について説明したが、本発明の作業機はこれに限られるものでなく、回転工具として研磨器を用いたポリッシャー、グラインダー等の研磨機等にも適用できるものである。
【符号の説明】
【００２６】
１０…作業機（刈払機）、１１…操作棹、１２…動力伝達軸、１３…把持部（ループハンドル）、１４…把持部（グリップハンドル）、２０…原動機（エンジン）、３２…回転工具（回転刃）、４０…動吸振器、４１…支持体、４２…質量体、４５…弾性体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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