(57)【要約】【課題】ギヤボックス本体内の圧力上昇を防止して、ギヤボックスからのグリースの流出を防止し、ギヤの摩耗や焼付き等を防止して、長期間に亘って安定して使用することができるギヤボックスを提供する。【解決手段】ギヤボックス２３は、駆動軸２１に固定された主動ベベルギヤ３４と、主動ベベルギヤ３４と噛合し出力軸３８に固定された従動ベベルギヤ３７と、主動ベベルギヤ３４及び従動ベベルギヤ３７を収容するボックス本体３０と、主動ベベルギヤ３４を回転自在に支持する第１転がり軸受３３と、出力軸３８の両端を回転自在に支持する第２及び第３転がり軸受３５、３６と、を備える。第１転がり軸受３３は、シール無しの開放型軸受である。【選択図】図２
2008190693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に接続される駆動軸によって回転される主動ギヤと、該主動ギヤと噛合する従動ギヤと、前記主動ギヤ及び前記従動ギヤとを収容するボックス本体と、該ボックス本体に対して前記主動ギヤを支持する第１転がり軸受と、前記ボックス本体に対して前記従動ギヤで回転する出力軸の両端を支持する第２及び第３転がり軸受と、を備えるギヤボックスであって、
前記第１転がり軸受は、シール無しの開放型軸受であることを特徴とするギヤボックス。
【請求項２】
前記第１転がり軸受は、少なくとも３つの転動体を備え、隣接する該転動体間にはエア抜き用の空間が設けられることを特徴とする請求項１に記載のギヤボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギヤボックスに関し、より詳細には、刈払機や芝刈り機等、使用時に上下方向に配置される出力軸に動力を伝達するギヤボックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
刈払機は、一般に、パイプ状の操作杆内部に配設された駆動軸と、先端部に切刃が設けられた出力軸と、駆動軸と出力軸との間に配置されるベベルギヤと、を備え、駆動軸から伝達された動力によって切刃を回転駆動する（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の刈払機では、ベベルギヤを収容するギヤボックス内に封入されたグリースによってベベルギヤを支持するすべり軸受を潤滑する刈払機の軸受構造が知られている。
【０００３】
また、図６に示す刈払機１００のギヤボックス１１６では、高速回転を可能とするため、駆動軸１０６と共に回転する主動ベベルギヤ１０８、及び従動ベベルギヤ１１１が取り付けられる出力軸１１２を転がり軸受１０７、１０９、１１０で回転自在に支持する軸受構造が知られている。
【０００４】
この刈払機１００のボックス本体１０２は、操作杆１０３が嵌合する第１筒部１０４と、第１筒部１０４と一体に形成された第２筒部１０５とからなる。操作杆１０３内に配置された駆動軸１０６は、第１筒部１０４に設けられた第１転がり軸受１０７によって回転自在に支持されており、先端には主動ベベルギヤ１０８が固定されている。第２筒部１０５に設けられた第２及び第３転がり軸受１０９，１１０は、従動ベベルギヤ１１１が固定された出力軸１１２を上下方向に配置して回動自在に支持する。従動ベベルギヤ１１１は、主動ベベルギヤ１０８と噛合し、ボックス本体１０２内に封入されたグリースＧによって潤滑される。第１転がり軸受１０７には、両側接触ゴムシール又は金属シールド板付き密封玉軸受が使用され、また、第３転がり軸受１１０には、両側接触ゴムシール付き密封玉軸受が使用されている。出力軸１１２の先端には、切刃１１４が取付具１１５によって固定される。
【特許文献１】特開２００５−２４００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図６に示すような刈払機１００では、ボックス本体１０２内に、通常、ボックス本体１０２の空間容量の７０〜１００％のグリースＧが封入されており、また、比較的振動が大きい図示しない２サイクルガソリンエンジン等が駆動源として主に使用され、９０００ｍｉｎ−１程度の高速で回転する。このため、主動ベベルギヤ１０８及び従動ベベルギヤ１１１には、高速回転と共に振動が作用して摩擦熱が発生し、ボックス本体１０２内の圧力が上昇する。
【０００６】
このため、ボックス本体１０２内の圧力が上昇すると、グリースＧが第３転がり軸受１１０内部に浸入し、第３転がり軸受１１０を含むボックス本体１０２内がグリースＧでいっぱいになると、グリースＧがボックス本体１０２から一度に流出する現象が発生するという問題があった。また、グリースＧの攪拌による発熱でグリースＧが軟化するため、グリースＧは第３転がり軸受１１０内に浸入して外部へ流出しやすくなる。グリースＧの流出は、主動ベベルギヤ１０８及び従動ベベルギヤ１１１の潤滑不良の原因となってギヤに摩耗が生じたり、極端な場合は焼付き等が発生する虞があった。
【０００７】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ギヤボックス本体
内の圧力上昇を防止して、ギヤボックスからのグリースの流出を防止し、ギヤの摩耗や焼付き等を防止して、長期間に亘って安定して使用することができるギヤボックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  駆動源に接続される駆動軸によって回転される主動ギヤと、該主動ギヤと噛合する従動ギヤと、前記主動ギヤ及び前記従動ギヤとを収容するボックス本体と、該ボックス本体に対して前記主動ギヤを支持する第１転がり軸受と、前記ボックス本体に対して前記従動ギヤで回転する出力軸の両端を支持する第２及び第３転がり軸受と、を備えるギヤボックスであって、
前記第１転がり軸受は、シール無しの開放型軸受であることを特徴とするギヤボックス。
（２）  前記第１転がり軸受は、少なくとも３つの転動体を備え、隣接する該転動体間にはエア抜き用の空間が設けられることを特徴とする（１）に記載のギヤボックス。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のギヤボックスによれば、ボックス本体に対して主動ギヤを支持する第１転がり軸受は、シール無しの開放型軸受であるので、ボックス本体内で発熱が発生した場合であってもボックス本体内の圧力上昇が防止され、ギヤボックスからのグリースの流出を抑え、ギヤの摩耗や焼付き等を防止して、長期間に亘って安定して使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係るギヤボックスを刈払機に適用した一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の刈払機１０は、パイプ状の操作杆２０の内部に配置された駆動軸２１（図２参照。）が、操作杆２０の端部に配設された駆動源である２サイクルガソリンエンジン２２によって駆動されて回転する。駆動軸２１の回転は、ギヤボックス２３を介して切刃２４に伝達される。操作杆２０には操作杆２０と直交するように操作ハンドル２５が配設され、また、切刃２４の近傍には保護カバー２６が固定されて、切刃２４との不用意な接触による怪我を防止している。
【００１２】
図２に示すように、ギヤボックス２３を構成するボックス本体３０は、略有底円筒状の第２筒部３２と、第２筒部３２の側面に斜め上方へ連続して一体に形成される第１筒部３１と、からなる。第１筒部３１には、内部に駆動軸２１が回転自在に配設された操作杆２０が嵌合する。また、駆動軸２１に固定された主動ベベルギヤ（主動ギヤ）３４は、外輪３３ａが第１筒部３１に内嵌する第１転がり軸受３３により回転自在に支持されている。
【００１３】
第２筒部３２には、上部に第２転がり軸受３５の外輪３５ａが、下部に第３転がり軸受３６の外輪３６ａが内嵌されており、出力軸３８の両端が第２転がり軸受３５及び第３転がり軸受３６によって第２筒部３２に回転自在に支持されている。出力軸３８には、第２転がり軸受３５と第３転がり軸受３６の間に配置されて、主動ベベルギヤ３４と噛合する従動ベベルギヤ（従動ギヤ）３７が固定されている。第３転がり軸受３６から下方に突出する出力軸３８の一端には、取付具４１、４２に挟持された切刃２４がボルト４３によって固定されている。
【００１４】
ボックス本体３０と第１、第２、及び第３転がり軸受３３，３５，３６とによって囲まれる空間容積Ｓ内には、潤滑剤であるグリースが封入される。ここで、第３転がり軸受３６は、両側接触ゴムシール付き密封玉軸受を使用する一方、第１及び第２転がり軸受３３、３５は、シール無しの開放型軸受を使用することから、第１及び第２転がり軸受３３、３５は、ベベルギヤ３４，３７を潤滑するグリースによって潤滑される。
【００１５】
刈払機１０は、２サイクルガソリンエンジン２２を始動して駆動軸２１を回転させると、該回転が、主動ベベルギヤ３４及び従動ベベルギヤ３７を介して出力軸３８に伝達されて切刃２４を回転する。この際、ボックス本体３０の空間容積Ｓ内に封入されているグリースは、主動ベベルギヤ３４、従動ベベルギヤ３７、第１、第２、及び第３転がり軸受３３，３５，３６を潤滑する。
【００１６】
また、主動ベベルギヤ３４、従動ベベルギヤ３７の発熱やグリースの攪拌等によってギヤボックス本体３０内で発熱が発生し、ギヤボックス本体３０内の圧力が上昇しようとするが、開放型の第１転がり軸受３３から操作杆２０を介して外部にエアが抜かれることで、ギヤボックス本体３０内の圧力上昇が防止される。これにより、従来のようなギヤボックス本体３０内の圧力上昇によって、グリースが外部に一度に流出するような現象を防止することができる。
【００１７】
また、図２に示すように、第１転がり軸受３３の転動体３３ｃの数を少なくとも３つとして極力少なくすることで、エアが通過できる断面積、即ち、転動体３３ｃの最大断面位置において、外輪３３ａと内輪３３ｂとの間の断面積から転動体３３ｃと保持器３３ｄの断面積を引いたスペースを大きくすることができる。
【００１８】
従って、本実施形態のギヤボックス２３によれば、ボックス本体３０に対して主動ベベルギヤ３４を支持する第１転がり軸受３３は、シール無しの開放型軸受としたので、ギヤボックス本体３０内で発熱が発生した場合であってもギヤボックス本体３０内の圧力上昇が防止され、ギヤボックス本体３０からのグリースの流出を抑え、グリースがベベルギヤ３４，３７に十分に供給できてベベルギヤ３４，３７の摩耗や焼付き等を防止して、長期間に亘って安定して使用することができる。
【００１９】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。
上記実施形態では、第１転がり軸受は深溝玉軸受としたが、これに限定されるものでなく、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、針状ころ軸受のいずれであってもよい。
例えば、上記実施形態において、本発明のギヤボックスは刈払機に適用されたものとして説明したが、これに限定されるものではなく、芝刈り機、電動工具、コンクリートドリル等、出力軸が縦方向に配置されるギヤボックスに適用することができ、同様の効果を奏する。
また、本発明の主動及び従動ギヤは、本実施形態の主動及び従動ベベルギヤに限定されず、他のギヤ構成であってもよい。さらに、第２転がり軸受３５は、両側ゴムシール付密封玉軸受であってもよい。
【００２０】
（評価試験）
本発明の効果を確認するため、上記実施形態と同様の効果が得られる、図４に示すようなギヤボックス２３´が組み込まれた刈払機を用いて評価試験を行った。なお、このギヤボックス２３´は、第１転がり軸受を開放型軸受としてギヤボックス内のエアを抜く代わりに、ギヤボックス本体３０の上部に直径１ｍｍの穴５０を設けてエア抜きを可能とした。このため、第１転がり軸受１０７は、従来と同じく両側接触ゴムシール付軸受とし、その他の構成は、上記実施形態のものと同一とする。
【００２１】
なお、第３転がり軸受３６は、外径３２ｍｍ、内径１２ｍｍ、幅１０ｍｍで、空気穴のない接触ゴムシールが両面に装着されたシール付き密封玉軸受であり、軸受内部には、リチウム石鹸を増ちょう剤とした鉱油系グリース（昭和シェル石油（株）製シェルアルバニ
ヤグリースＳ２）を約０．３５ｇ封入した。
【００２２】
評価試験は、この図４に示すギヤボックス５０が組み込まれた刈払機（実施例）と、図６に示す従来のギヤボックスが組み込まれた刈払機（比較例）とを用いて行なわれた。
【００２３】
また、実施例及び比較例ともに、図５に示すように、刈払機１０を山形鋼９３及びエキスパンドメタル９４で製作されたケージ９５内にナイロン製紐９６で固定し、２サイクルガソリンエンジン２２で切刃２４を連続回転させた。いずれの試験も、雰囲気温度は室温であり、切刃２４を回転数８０００ｍｉｎ−１で最大３０時間連続回転させた後、ギヤボックスから漏れ出したグリースの重量を測定すると共に、グリースの着色の有無を目視して評価した。
【００２４】
ギヤボックスのギヤ潤滑には、デュプレツクスＥＰ  Ｎｏ.２（協同油脂（株）製）を
用い、実施例１では、ギヤボックスの静的空間容積に対して１００％（１３．５ｇ）を、比較例１では、空間容積比で約８０％（１０．８ｇ）を、比較例２では、空間容積比で約５０％（６．８ｇ）をギヤボックスに封入した。試験結果を比較例の試験結果と共に表１に示す。
【００２５】
【表１】
2008190693.tif 000003
【００２６】
表１に示すように、実施例１では、３０時間の試験後におけるグリース漏れが無く、また、グリースの変色も認められなかった。一方、比較例１，２の試験では、グリース充填量が実施例１より少ないにも拘わらず、運転時間１２時間及び１５時間において、４ｇ以上のグリース漏れ量があり、またグリースの変色も認められた。従って、ギヤボックス内のエアを抜くことで、グリース漏れが無く、グリースの長寿命化が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のギヤボックスを適用した刈払機の全体斜視図である。
【図２】図１における一実施形態のギヤボックスの縦断面図である。
【図３】図２における第１転がり軸受の断面図である。
【図４】本発明の効果を確認するための試験用ギヤボックスの縦断面図である。
【図５】刈払機の試験装置の概略構成図である。
【図６】従来のギヤボックスを有する刈払機の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  刈払機
２１  駆動軸
２２  ２サイクルガソリンエンジン（駆動源）
２３  ギヤボックス
３０  ボックス本体
３１  第１筒部
３２  第２筒部
３３  第１転がり軸受
３４  主動ベベルギヤ
３５  第２転がり軸受
３６  第３転がり軸受
３７  従動ベベルギヤ
３８  出力軸
Ｓ  空間容積
【図１】
2008190693.tif 000004
【図２】
2008190693.tif 000005
【図３】
2008190693.tif 000006
【図４】
2008190693.tif 000007
【図５】
2008190693.tif 000008
【図６】
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