(57)【要約】【課題】チェーンの制動時間を効果的に短縮する。【解決手段】スピンドル７の突出端部１０には、スプロケット２３が固定される第１カム１１が外装され、その内方には、コイルバネ２１によって第１カム１１側へ付勢される第２カム１３が外装されている。また、第２カム１３の内周面には連結溝１６が、スピンドル７の外周面には案内溝１７が夫々凹設されると共に、両溝間にスチールボール２０が嵌合して、スピンドル７と第１カム１１間に、モータの起動時と制動時とでのスピンドル７と第２カム１３との回転差により第２カム１３を第１カム１１に対して接離させるクラッチ機構２２を形成している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリガのＯＮ操作で駆動するモータを備えたハウジング内に、前記モータの駆動で回転するスピンドルを軸支し、前記ハウジングの側方に、前記スピンドルの回転によって回転するスプロケットと、前方へ突出するガイドバーとを設けると共に、前記スプロケットとガイドバーとの間にチェーンを張設して、前記スプロケットの回転によって前記チェーンを前記ガイドバーの周縁に沿って回転可能とする一方、前記モータの駆動回路に、前記トリガのＯＦＦ操作で前記モータに制動をかける電気ブレーキ機能を付与したチェーンソーであって、前記スプロケットにおける前記スピンドル側に、第１カムを一体に設ける一方、前記スピンドルに、前記第１カムと噛合可能な第２カムを、別体回転可能且つ軸方向へ移動可能に設け、前記スピンドルと第１カムとの間に、前記モータの起動時に前記スピンドルと第２カムとの間に生じた回転差により、前記第２カムを前記第１カム側へ移動させて両者を連結させ、前記モータへの制動時に前記スピンドルと第２カムとの間に生じた回転差により、前記第２カムを前記第１カムから離反させるクラッチ機構を設けたことを特徴とするチェーンソー。
【請求項２】
クラッチ機構が、第２カムを第１カム側へ付勢する付勢手段と、前記スピンドルの外周面と第２カムの内周面との何れか一方に設けられ、始端から所定のリード角で傾斜する傾斜部分とその終端から周方向へ伸びる係止部分とからなる案内溝と、他方に設けられて前記案内溝に嵌合する連結部とから形成され、前記スピンドルと第２カムとの回転差によって前記連結部を前記案内溝に沿って移動させることで、前記第２カムを前記第１カムに対して接離させるものである請求項１に記載のチェーンソー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータを内蔵するハウジングにガイドバーを設け、そのガイドバーに沿ってチェーンを回転させて被切断材の切断を行うチェーンソーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
チェーンソーは、トリガのＯＮ操作で駆動するモータを備えたハウジング内に、モータの駆動で回転するスピンドルを横向きに軸支し、ハウジングの側方に、スピンドルの回転によって回転するスプロケットと、前方へ突出する平板状のガイドバーとを備えて、スプロケットとガイドバーとの間にチェーンを張設している。よって、スプロケットの回転によってチェーンをガイドバーの周縁に沿って回転させることで、丸太等の被切断材の切断が可能となる。
【０００３】
また、このようなチェーンソーにおいては、トリガをＯＦＦ操作してモータの駆動を停止させた後の慣性によるチェーンの回転を放置すると、被切断材を傷つけたり、作業性が悪くなったりすることから、トリガのＯＦＦ操作からのチェーンの制動時間を短縮する工夫がなされている。例えば、モータの駆動回路にブレーキ巻線を有するブレーキ回路を併設し、そのブレーキ回路をトリガＯＦＦ時に閉成させてモータに逆電流を流して制動をかけるようにしたいわゆる電気ブレーキがよく用いられている。さらに、特許文献１，２に示すように、スプロケットと一体のブレーキドラムに巻装されるブレーキ帯を、ワイヤやロッドを介してトリガまで連結し、トリガのＯＦＦ操作時にブレーキ帯でブレーキドラムを締め上げるようにした機械式のブレーキも知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２８１６０９号公報
【特許文献２】
特開平８−３３６８０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電気ブレーキのみでは、トリガをＯＦＦ操作したタイミングと同時にチェーンが停止するには至らず、若干の制動時間が生じてしまう。また、機械式ブレーキは、制動時間の短縮化は図られるものの、ワイヤやロッドの動作のためにトリガにＯＮ／ＯＦＦ操作以外の余分な力が必要となるため、トリガは勿論、チェーンソー自体の操作性が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、請求項１に記載の発明は、操作性に影響を与えることなく、チェーンの制動時間を電気ブレーキよりも効果的に短縮できるチェーンソーを提供することを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、スプロケットにおけるスピンドル側に、第１カムを一体に設ける一方、スピンドルに、第１カムと噛合可能な第２カムを、別体回転可能且つ軸方向へ移動可能に設け、スピンドルと第１カムとの間に、モータの起動時にスピンドルと第２カムとの間に生じた回転差により、第２カムを第１カム側へ移動させて両者を連結させ、モータへの制動時にスピンドルと第２カムとの間に生じた回転差により、第２カムを第１カムから離反させるクラッチ機構を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、モータの起動時と制動時における第１カムと第２カムとの連結とその解除とが確実に行えるクラッチ機構を得るために、クラッチ機構を、第２カムを第１カム側へ付勢する付勢手段と、スピンドルの外周面と第２カムの内周面との何れか一方に設けられ、始端から所定のリード角で傾斜する傾斜部分とその終端から周方向へ伸びる係止部分とからなる案内溝と、他方に設けられて案内溝に嵌合する連結部とから形成し、スピンドルと第２カムとの回転差によって連結部を案内溝に沿って移動させて、第２カムを第１カムに対して接離させる構成としたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、チェーンソーの一例を示す一部縦断面図、図２（Ａ）は一部横断面図である。チェーンソー１は、ハウジング２内に、モータ３を前向き（図１，２の右側を前方とする）に収容し、その出力軸４の前方に、ボールベアリング５，６によってスピンドル７を出力軸４と直交する横向きに軸支して、出力軸４とスピンドル７とに夫々固着したベベルギヤ８，９同士を噛合させることで、出力軸４の回転をスピンドル７へ伝達可能としている。また、スピンドル７におけるベベルギヤ９と反対側の端部は、ハウジング２を貫通して側方へ突出しており、その突出端部１０には、フランジ１２を延設した筒状の第１カム１１が別体回転可能に外装されると共に、その第１カム１１より内側（ボールベアリング６側）に、第１カム１１のフランジ１２と同径の第２カム１３が一体回転可能に連結されている。さらに、第１カム１１と第２カム１３との互いの対向面には、スピンドル７の回転方向でのみ互いに噛合可能な第１カム歯１４，１４・・及び第２カム歯１５，１５・・が、夫々周方向に等間隔で形成されている。
【００１０】
ここで、第２カム１３の内周面には、第１カム１１側が開放する軸方向の連結溝１６，１６・・が、周方向へ均等に３箇所凹設されている。一方、スピンドル７の外周面には、図２（Ｂ）に示すように、突出端部１０側の始端からベベルギヤ９側へ行くに従って所定のリード角で傾斜する傾斜部分１８と、その傾斜部分の終端から周方向へ伸びる係止部分１９とからなるへの字状の案内溝１７が、同じく周方向へ均等に３箇所凹設されて、夫々の連結溝１６と案内溝１７との間に、連結部としてのスチールボール２０が嵌合している。また、ボールベアリング６と第２カム１３との間には、付勢手段としてのコイルバネ２１が外装されて、第２カム１３を第１カム１１側へ付勢している。
【００１１】
図２（Ａ）に示すモータ３の停止状態で、第２カム１３の連結溝１６の終端（同図の上側）に位置するスチールボール２０が、スピンドル７の案内溝１７では係止部分１９に位置しているので、この係止部分１９によってスチールボール２０及び第２カム１３は第１カム１１側への移動が規制される。よって、第２カム１３が第１カム１１と離反する後退位置にあって、第２カム１３の回転が第１カム１１に伝達されないようになっている。すなわち、スピンドル７と第１カム１１との間に、後述するように、スピンドル７の回転時には第２カム１３を介してスピンドル７が第１カム１１と連結され、スピンドル７の停止時には第２カム１３との連結を解除させるクラッチ機構２２を形成したものである。
【００１２】
一方、第１カム１１には、スプロケット２３が直交状で一体回転可能に固着され、そのスプロケット２３の前方でハウジング２の側面には、固定ボルト２４によって平板状のガイドバー２５が前方への突出姿勢で固定されている。そして、スプロケット２３とガイドバー２５の周縁との間に、無端状のチェーン２６が張設されている。よって、スプロケット２３が回転すると、チェーン２６はガイドバー２５の周縁に凹設した溝２７に沿って回転することになる。
【００１３】
以上の如く構成されたチェーンソー１においては、ハウジング２に設けた図示しないトリガをＯＮ操作してモータ３を駆動させると、出力軸４の回転によってベベルギヤ８，９を介してスピンドル７が回転（図１での右回転）する。このスピンドル７の回転によって第２カム１３との間に、スピンドル７に対して第２カム１３が遅れる回転差が生じるため、各スチールボール２０が案内溝１７の係止部分１９から傾斜部分１８側へ相対的に移動する。すると、第２カム１３がコイルバネ２１の付勢によってスチールボール２０を傾斜部分１８に沿って始端側へ移動させながら前進し、図３に示すように、前進位置で第１カム１１と当接して第１、第２カム歯１４，１５同士を噛合させる。よって、第１カム１１が第２カム１３を介してスピンドル７と一体に連結されてスプロケット２３が回転し、ガイドバー２５に沿ってチェーン２６が回転するため、チェーン２６による被切断材の切断が可能となる。なお、スチールボール２０が一旦案内溝１７の始端へ移動すると、コイルバネ２１の付勢によってそのまま当該位置へ押し付けられる格好となるので、スピンドル７の回転中第２カム１３の前進位置は維持される。
【００１４】
一方、モータ３の駆動回路には、ブレーキ巻線を有するブレーキ回路が併設されており、トリガのＯＦＦ操作時にはそのブレーキ回路を閉成させてモータ３に逆電流を流す電気ブレーキ機能が付与されている。よって、切断終了によってトリガをＯＦＦ操作すると、この電気ブレーキによってモータ３に制動がかけられて、出力軸４及びスピンドル７の回転速度が低下する。すると、始動時とは逆に、慣性によって回転を続けようとする第１、第２カム１１，１３に対してスピンドル７が遅れる回転差が生じるため、各スチールボール２０が案内溝１７の始端から傾斜部分１８に沿って終端側へ移動することになる。よって、第２カム１３が傾斜部分１８の案内によってコイルバネ２１の付勢に抗して後退し、スチールボール２０が案内溝１７の係止部分１９に到達する後退位置で図２（Ａ）のように第１カム１１との連結を解除する。
【００１５】
こうしてモータ３の制動時には、クラッチ機構２２によって第１カム１１及びスプロケット２３はスピンドル７に対して回転フリー状態となるが、ガイドバー２５とその周縁に摺接しながら回転するチェーン２６との摩擦によってチェーン２６及びスプロケット２３には大きな制動力が働くため、スプロケット２３及びチェーン２６は直ちに回転を停止させる。このチェーン２６への制動は、スピンドル７と第２カム１３との回転差の発生によってすぐさま発生するから、電気ブレーキによって出力軸４及びスピンドル７の回転が完全に停止するよりもチェーン２６の回転停止の方が早くなる。
【００１６】
このように上記形態のチェーンソー１によれば、スプロケット２３と第１カム１１とを一体に設ける一方、スピンドル７に、第１カム１１と噛合可能な第２カム１３を、別体回転可能且つ軸方向へ移動可能に設け、スピンドル７と第１カム１１との間に、モータ３の起動時にスピンドル７と第２カム１３との間に生じた回転差により、第２カム１３を第１カム１１側へ移動させて両者を連結させ、モータ３への制動時にスピンドル７と第２カム１３との間に生じた回転差により、第２カム１３を第１カム１１から離反させるクラッチ機構２２を設けたことで、電気ブレーキよりも効果的にチェーン２６の制動時間を短縮することができる。しかも、トリガには、クラッチ機構２２の動作に係る負担は一切加わらないので、操作性の低下は生じない。
【００１７】
特に、クラッチ機構２２を、第２カム１３を第１カム１１側へ付勢するコイルバネ２１と、スピンドル７に設けた案内溝１７と、第２カム１３に設けたスチールボール２０とから形成し、スピンドル７と第２カム１３との回転差によってスチールボール２０を案内溝１７に沿って移動させて、第２カム１３を第１カム１１に対して接離させる構成としたことで、モータ３の起動時と制動時とでのスピンドル７と第１カム１１（スプロケット２３）との連結と解除とが確実に行えるようになっている。
【００１８】
なお、上記形態では、第２カムの内周面に連結溝を、スピンドルの外周面に案内溝を夫々設けているが、これを逆にして、第２カム側にへの字状の案内溝を、スピンドル側に軸方向の連結溝を夫々形成して、スピンドルと第２カムとの回転差で第２カムを進退動させるようにすることもできる。但し、この場合の案内溝は、第２カムの内周の展開面で言うと図２（Ｂ）で傾斜部分１８の始端が係止部分１９より上側に位置する逆傾斜となる。
また、スペース的に余裕があれば、コイルバネ等の付勢手段を上記形態と逆に第２カムの下側に配置することもできる。この場合の案内溝は、図２（Ｂ）では係止部分が傾斜部分の下側で連続する逆への字状となる。
【００１９】
さらに、上記形態では、第１カムがスピンドルの突出端部に外装される構造となっているが、この構造に限らず、第１カムの回転軸をスピンドルと別体にして軸支させ、スピンドルを介さずに第１カムと第２カムとを同軸で対向させるようにしても良い。
加えて、連結部は、連結溝に嵌合するスチールボールに代えて、第２カムの内周面またはスピンドルの外周面の一方に例えば半円状の突起を突設して、その突起を他方の案内溝に嵌合させて第２カムを案内する構造も採用できる。
その他、第１カムと第２カム、夫々のカム歯の形状も、上記形態に限らず適宜設計変更可能である。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、スプロケットにおけるスピンドル側に第１カムを、スピンドルに第２カムを夫々設けて、スピンドルと第１カムとの間に、モータの起動時及び制動時にスピンドルと第２カムとの間に生じた回転差により、第２カムを第１カムに接離させるクラッチ機構を設けたことで、電気ブレーキよりも効果的にチェーンの制動時間を短縮することができる。しかも、トリガにはクラッチ機構の動作に係る負担が一切加わらないので、操作性の低下は生じない。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、クラッチ機構を、第２カムを第１カム側へ付勢する付勢手段と、スピンドルの外周面と第２カムの内周面との何れか一方に設けられる案内溝と、他方に設けられる連結部とから形成し、スピンドルと第２カムとの回転差によって連結部を案内溝に沿って移動させて、第２カムを第１カムに対して接離させる構成としたことで、モータの起動時と制動時とでのスピンドルと第１カムとの連結と解除とを確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】チェーンソーの一部縦断面図である。
【図２】（Ａ）チェーンソーの一部横断面図である。
（Ｂ）スピンドルの部分展開図である。
【図３】（Ａ）チェーンソーの一部横断面図である。
（Ｂ）スピンドルの部分展開図である。
【符号の説明】
１・・チェーンソー、２・・ハウジング、３・・モータ、４・・出力軸、７・・スピンドル、１１・・第１カム、１３・・第２カム、１４・・第１カム歯、１５・・第２カム歯、１６・・連結溝、１７・・案内溝、１８・・傾斜部分、１９・・係止部分、２０・・スチールボール、２１・・コイルバネ、２２・・クラッチ機構、２３・・スプロケット、２５・・ガイドバー、２６・・チェーン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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