(57)【要約】      （修正有）【課題】  ハンドガイド式こてにおいてエンジンを停止、またはこてのロータに対する駆動トルクを遮断しても、大きなモーメントがハンドル及びケージに加わらない構造を提供する。【解決手段】  本発明においては、ロータに対する駆動トルクの伝達を遮断したとき、これに自動的に応答するブレーキをコンクリート仕上げこての駆動ギヤ列に協働せしめる。ロータに駆動トルクを加えたときの反動力に応じるブレーキをギヤボックス内のウォーム軸や関連構成要素に取り付ける。反動力が存在している状態ではブレーキを釈放するため構成要素を軸方向に一方向にシフトし、反動力が存在していない状態でブレーキを係合するため構成要素を反対方向にシフトする。このシステムは、完全自動的に係合及び釈放されるため、機械の操縦や操作のための操作者の能力を妨げることがない。【選択図】  図３
2005140331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ハウジングと、
（Ｂ）上記ハウジングによって支持され、コンクリート仕上げこての原動機の出力素子に接続される回転入力素子と、
（Ｃ）上記ハウジングによって支持され、こてのロータに接続される回転出力素子と、
（Ｄ）上記ハウジングによって支持された、上記入力素子からトルクを上記出力素子に伝達するトルク伝達システムと、
（Ｅ）上記トルク伝達システムに協働するブレーキと
より成り、
上記トルク伝達システムが、第１位置から第２位置へ少なくとも１つの構成要素を軸方向に移動するため上記入力素子によって上記構成要素に軸方向力を加え、
上記ブレーキが自動的に、
１）釈放され上記構成要素が上記第２位置にあるとき、上記トルク伝達システムを介して上記入力素子から上記出力素子に対する上記トルクの伝達を許容し、
２）係合され上記構成要素が上記第１位置にあるとき、上記トルク伝達システムを介して上記出力素子から上記入力素子に対するトルクの伝達に抵抗することを特徴とする回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項２】
上記構成要素が、回転駆動ギヤを有し、この回転駆動ギヤとこれに組み合う上記トルク伝達システムの組合被動ギヤ間にトルクを伝達することを特徴とする請求項１記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項３】
上記回転駆動ギヤが、上記トルク伝達システムのウォームギヤに噛合するウォームを有し、上記入力素子によって上記トルク伝達システムに駆動トルクを送るとき上記ウォームギヤが上記ウォームに軸方向力を加えることを特徴とする請求項２記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項４】
上記ウォームが軸方向に移動する軸に設けられており、上記ブレーキが上記軸に設けられており、上記第１及び第２の位置間で上記ウォームが移動するとき、これらの位置で上記ブレーキが係合及び釈放されることを特徴とする請求項３記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項５】
上記ブレーキが、
（Ａ）固定カップと、
（Ｂ）上記ブレーキが係合したとき上記カップに接し、上記ブレーキが釈放されたとき上記カップから離れるよう上記軸に設けられたコーンと
を含むコーンブレーキを有することを特徴とする請求項４記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項６】
上記ブレーキを上記係合位置に抑制するための復帰スプリングを更に有することを特徴とする請求項４記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項７】
上記トルク伝達システムが、上記ハウジング内で上記軸を回転自在に支持し、上記軸が上記第１及び第２位置間で移動する間軸方向に移動する第１の軸受を更に有し、上記スプリングが上記軸受に作用することを特徴とする請求項６記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項８】
上記ハウジング内で上記軸を回転自在に支持し、上記軸の軸方向移動に適応する軸方向には移動しない第２の軸受を更に有することを特徴とする請求項７記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項９】
上記スプリングが、上記軸を取り巻く、上記軸受と上記ギヤボックスの固定の内側構成部分との間に配置されたウエーブスプリングを有することを特徴とする請求項６記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１０】
上記トルク伝達システムが、上記回転駆動ギヤと共に軸方向に移動する軸を有し、上記ブレーキが、
（Ａ）傾斜した内周面を有する固定カップと、
（Ｂ）上記ブレーキが係合したとき上記カップに接し、上記ブレーキが釈放されたとき上記カップから離れるよう上記軸に設けられた、傾斜した外周面を有するコーンと、
を含むコーンブレーキを有することを特徴とする請求項２記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１１】
上記軸が上記入力素子として機能する入力軸を有することを特徴とする請求項１０記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１２】
（Ａ）ハウジングと、
（Ｂ）上記ハウジングによって支持され、コンクリート仕上げこての原動機の出力素子に接続される回転入力軸と、
（Ｃ）上記ハウジングによって支持され、こてのロータに接続される回転出力軸と、
（Ｄ）上記ハウジングによって支持された、上記入力軸からトルクを上記出力軸に伝達するトルク伝達システムと、
（Ｅ）上記トルク伝達システムに協働するブレーキと
より成り、上記トルク伝達システムがウォームとこのウォームに噛合するウォームギヤとを有し、上記ウォームを、第１位置から第２位置へ軸方向に移動するため上記入力軸によって上記ウォームに駆動トルクを加え、
上記ブレーキが自動的に、
１）釈放され上記ウォームが上記第２位置にあるとき、上記トルク伝達システムを介して上記入力軸から上記出力軸に対する上記トルクの伝達を許容し、
２）係合され上記ウォームが上記第１位置にあるとき、上記トルク伝達システムを介して上記出力軸から上記入力軸に対するトルクの伝達に抵抗することを特徴とする回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１３】
上記ウォームが軸方向に移動する上記入力軸に設けられ、上記ブレーキが上記入力軸に設けられており、上記第１及び第２の位置間で上記ウォームが移動するとき、これらの位置で上記ブレーキが係合及び釈放されることを特徴とする請求項１２記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１４】
上記ブレーキが、
（Ａ）上記ハウジング内に設けられた固定カップと、
（Ｂ）上記ブレーキが係合したとき上記カップに接し、上記ブレーキが釈放されたとき上記カップから離れるよう上記入力軸に設けられたコーンと
を含むコーンブレーキを有することを特徴とする請求項１３記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１５】
上記コーンを上記ブレーキ係合位置に抑制するための復帰スプリングを更に有することを特徴とする請求項１４記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１６】
上記トルク伝達システムが、上記ハウジング内で上記入力軸を回転自在に支持し、上記入力軸と共に移動する第１の軸受を更に有し、上記スプリングが上記軸受に作用することを特徴とする請求項１５記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１７】
上記ハウジング内で上記軸を回転自在に支持し、上記軸の軸方向移動に適応する軸方向には移動しない第２の軸受を更に有することを特徴とする請求項１６記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１８】
上記スプリングが、上記入力軸を取り巻く、上記軸受と上記ギヤボックスの固定の内側構成部分との間に配置されたウエーブスプリングを有することを特徴とする請求項１６記載の回転コンクリート仕上げこて用ギヤボックス。
【請求項１９】
（Ａ）フレームと、
（Ｂ）上記フレームに設けた、回転出力軸を有するモータと、
（Ｃ）複数の刃とハブを有するロータと、
（Ｄ）上記回転出力軸からトルクを上記ハブに伝達するトルク伝達システムと、
（Ｅ）上記トルク伝達システムに協働するブレーキと
より成り、上記トルク伝達システムが、第１位置から第２位置へ少なくとも１つの構成要素を軸方向に移動するため上記回転出力軸によって上記構成要素に軸方向力を加え、
上記ブレーキが自動的に、
１）釈放され上記構成要素が上記第２位置にあるとき、上記トルク伝達システムを介して上記回転出力軸から上記ロータに対する上記トルクの伝達を許容し、
２）係合され上記構成要素が上記第１位置にあるとき、上記トルク伝達システムを介して上記ロータから上記回転出力軸に対するトルクの伝達に抵抗することを特徴とする回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２０】
上記トルク伝達システムを含むギヤボックスを更に有し、このギヤボックスが、ハウジングと、上記ハウジングによって支持され、上記トルク伝達システムに対する上記出力軸に接続される入力軸と、上記ハウジングによって支持され、こてのロータに接続される入力軸と、上記ハウジングによって支持された、上記ハブに上記トルク伝達システムを接続する出力軸とを有することを特徴とする請求項１９記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２１】
上記構成要素が、回転駆動ギヤを有し、この回転駆動ギヤとこれに組み合う上記トルク伝達システムの組合被動ギヤ間にトルクを伝達するとき上記回転駆動ギヤが軸方向反動力を受けることを特徴とする請求項２０記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２２】
上記駆動ギヤが、上記トルク伝達システムのウォームギヤに噛合するウォームを有し、上記出力軸によって上記トルク伝達システムに駆動トルクを送るとき上記ウォームギヤが上記ウォームに軸方向力を加えることを特徴とする請求項２１記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２３】
上記ウォームが軸方向に移動する上記入力軸に設けられており、上記ブレーキが上記入力軸に設けられており、上記第１及び第２の位置間で上記ウォームが移動するとき、これらの位置で係合及び釈放されることを特徴とする請求項２２記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２４】
上記ブレーキが、
（Ａ）固定カップと、
（Ｂ）上記ブレーキが係合したとき上記カップに接し、上記ブレーキが釈放されたとき上記カップから離れるよう上記構成要素と共に移動するコーンと
を含むコーンブレーキを有することを特徴とする請求項１９記載回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２５】
上記コーンを上記ブレーキ係合位置に抑制するための復帰スプリングを更に有することを特徴とする請求項２４記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２６】
上記トルク伝達システムが、上記構成要素と共に軸方向に移動する軸受を更に有し、上記スプリングが上記軸受に作用することを特徴とする請求項２５記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２７】
上記こてが、単一のロータと、上記こての背後で歩く操作者がアクセスできる制御ハンドルとを有するハンドガイド式こてであることを特徴とする請求項１９記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２８】
上記こてが電気ブレーキを操作するに十分な電気力を作るマグネットベース電気システムを有することを特徴とする請求項２４記載の回転コンクリート仕上げこて。
【請求項２９】
（Ａ）コンクリート仕上げこての原動機から駆動トルクを上記こてのトルク伝達システムに伝達し、
（Ｂ）上記トルク伝達システムから駆動トルクを上記こてのロータに伝達し、
（Ｃ）上記原動機から上記トルク伝達システムに駆動トルクが伝達され、上記ロータに対し駆動トルクが加えられたとき自動的にブレーキを釈放し、
（Ｄ）上記原動機から上記トルク伝達システムに駆動トルクが伝達されないとき、仕上げこての回転を阻止するため上記ブレーキを自動的に係合する
工程より成ることを特徴とする方法。
【請求項３０】
ブレーキ係合時発生されるブレーキ力の大きさが、上記ロータによって上記トルク伝達システムに加えられる逆駆動トルクの大きさに応じて増加することを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
上記ブレーキの釈放及び係合工程が、上記トルク伝達システムの構成要素に対する駆動トルクの印加と遮断により上記トルク伝達システムの構成要素が第１，第２位置に軸方向に移動したときに夫々なされることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
上記構成要素が、回転駆動ギヤを有し、この回転駆動ギヤとこれに組み合う上記トルク伝達システムの組合被動ギヤ間にトルクを伝達するとき上記回転駆動ギヤが軸方向反動力を受けることを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
上記駆動ギヤがウォームを有し、上記組合被動ギヤがウォームギヤを有することを特徴とする請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
（Ａ）上記ブレーキがコーンブレーキであり、
（Ｂ）上記ブレーキの釈放工程が、上記コーンブレーキを組合カップから離すように上記コーンブレーキを駆動することを含み、
（Ｃ）上記ブレーキの係合工程が、上記コーンを上記カップに係合するよう上記コーンを駆動することを含む
ことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
上記ブレーキの係合工程が、上記コーンにスプリングバイアス力を加えることを含むことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
上記ブレーキの係合工程が、上記ロータから上記構成要素に逆駆動力を加えることを含み、この逆駆動力はこの大きさに応じて増加するブレーキ力を加えるため上記構成要素とコーンを軸方向に移動するよう駆動することを特徴とする請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
（Ａ）コンクリート仕上げこての原動機から駆動トルクを上記こてのトルク伝達システムに伝達する手段と、
（Ｂ）上記トルク伝達システムから駆動トルクを上記こてのロータに伝達する手段と、
（Ｃ）上記原動機から上記トルク伝達システムに駆動トルクが伝達され、上記ロータに対し駆動トルクが加えられたとき自動的にブレーキを釈放する手段と、
（Ｄ）上記原動機から上記トルク伝達システムに駆動トルクが伝達されないとき、上記こての回転を阻止するため上記ブレーキを自動的に係合する手段と
より成ることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート仕上げこて、特に、駆動トルクの伝達を中止したとき自動的にブレーキされる駆動ギヤ列を有するコンクリート仕上げこてに関するものである。本発明は更に上記のようなこてに用い得る自動的にブレーキされるギヤボックス及びこのギヤボックスのブレーキ方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート面の仕上げにはハンドガイド式こてが用いられている。ハンドガイド式こては、地面上に載置される複数のこて刃で形成されたロータを含む。このロータはモータによって駆動され、このロータはフレームまたはケージに取り付けられる。こてはケージから数フィート延びるハンドルを介して操作者によって制御される。回転こて刃は中間及び大サイズのコンクリート版の仕上げ装置として用いると効果的である。
【０００３】
ハンドガイド式こては幾つかの欠点を有する。例えば、ハンドルを介してこてを操作する操作者に加えられる反動トルクが回転刃によりケージに加えられる。若し操作者がロータ回転中にハンドルを放せば、こてがスピンするようになる。従って代表的なハンドガイド式こてにおいては従来のこてでは、操作者がハンドルを釈放し及びまたはセンサが操作者の制御できない速度でこてがスピンしたことを検知したとき、エンジンを停止するかまたは駆動トルクの伝達を阻止する自動遮断器またはキルスイッチを用いている。自動エンジン遮断機構を有するこては特許文献１に示されている。操縦ハンドルを操作者が釈放したときクラッチを遮断するか、またはこてのエンジンを遮断する同様の手段またはデッドマンレバーを用いたこては特許文献２に示されている。
【０００４】
然しながら、単にエンジンを停止するか、またはこてのロータに対する駆動トルクを遮断するものでは、遮断時大きなモーメントがハンドル及びケージに加わるためこてのスピンを防ぐことはできず、上記モーメントが消費される迄こては略１回転以上回転することになる。従ってこれに対する遅い応答は好ましくない。
【０００５】
こてのフレームの回転を阻止するためこての駆動ギヤ列内に能動ブレーキを組み込んだものは特許文献３に示されている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第２，７３４，９３２号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６２９，３５９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，２８０，９８０号明細書
【０００７】
特許文献３には、こてのギヤボックスの入力軸にこて駆動システムの駆動ベルトを結合するクラッチ／ブレーキの組み合せが示されている。上記クラッチはハンドルに設けたレバーを変位することによって手動係合する必要がある。クラッチはハンドルの手動操作によって釈放できる。こての望ましくない急速スピンに応答する遠心重の操作を介して自動的に釈放することもできる。何れの手段でもハンドルをクラッチ釈放位置に移動したとき駆動ベルトに作用するスプリング付勢パド型ブレーキが作動される。この手段は良く作動するが幾つかの欠点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のものは、例えば操作者によってハンドルを釈放することによって付勢される手動クラッチにのみ用い得る。クラッチ付勢レバーは外気に露出されており、クラッチの内部機構が塵埃、水等によって汚されることになる。更に、クラッチブレーキは、機械的センサがこての望ましくない遠心力を検知したときのみ自動的に係合されるものであって、このような遠心力が無くロータに対するトルクの伝達が遮断された“通常”のエンジン停止状態では反応しない。上記ブレーキは駆動ベルトに大きな引張力を加えることになり、駆動ベルトの摩耗が促進される。更に、クラッチに加えられたブレーキ力はスプリングの強さによって発生され、従ってこれはロータによって駆動ギヤ列に加えられる独立した反動力となる。
【０００９】
クラッチからギヤボックスに延びる駆動ベルトにブレーキを加える代わりにクラッチに直接ブレーキを加える他のものも既知である。この既知のクラッチブレーキは、上記特許文献３に示すクラッチの幾つかの欠点を有しないが、こてに用いるには好ましくない欠点を有する。このようなクラッチブレーキの一つはノースアメリカン  クラッチ  マニファクチュアリング（ＮＯＲＡＭ）で作られている。このＮＯＲＡＭブレーキは、ハンドガイド式芝刈機に共通に用いられている、制御レバーによって操作されるデッドマンスイッチの形の手動係合ブレーキである。このブレーキは、クラッチにブレーキを加えるため操作者が制御レバーを釈放したとき自動的に係合される。このブレーキは、良好に作動するがこて操作中制御レバーを操作者が押している必要がある。この連続的な押圧操作は操作者に疲労を与え、操作者の注意を制御レバーの操作に向けることが要求され、こての適切な操縦に対する操作者の能力が低下されるようになる。更に、上記特許文献３で示されているものと同様、ＮＯＲＡＮクラッチブレーキは、こてによって発生される反動力の大きさとは独立のブレーキ力を加えるため、このクラッチの有用な適用範囲は大きく制限されている。
【００１０】
クラッチブレーキの他の型のものは電気的に付勢されるが、信頼できる動力を供給し摩耗からブレーキを防ぐことが要求されている。ハンドガイド式こてのための電気的動力として採用されるマグネットは効果的でない。動力の質を高めるため他の構成要素を加えることは更なるコストと重量をこてに負荷することになる。
【００１１】
従ってこてを操縦し制御する操作者の能力を防げることなく、また、構造を複雑としてコストを高めることなしに、コンクリート仕上げこてに対する駆動トルクの供給を停止したときこての駆動ギヤ列に自動的にブレーキを加えるものが望まれている。
【００１２】
また、コストと重量を増やすことなく上記目的を達成する駆動ギヤ列のブレーキが望まれている。
【００１３】
また、異なる駆動システムに用い得る、上記目的を達成するブレーキを得ることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明においては、コンクリート仕上げこてのフレームの回転を停止するためロータに対する駆動トルクの伝達を遮断したとき、これに自動的に応答するブレーキをコンクリート仕上げこての駆動ギヤ列に協働せしめる。本発明の好ましい実施例のブレーキは、ギヤボックスに対する駆動トルクを遮断するときギヤボックス内の内部構成要素を軸方向にシフトするために係合されるギヤボックスの傾斜ギヤを特徴とする。例えば、ウォームギヤベースのギヤボックスの例では、ロータに駆動トルクを加えたときの反動力に応じるブレーキをギヤボックス内のウォーム軸や関連構成要素に取り付ける。反動力が存在している状態ではブレーキを釈放するため構成要素を軸方向に一方向にシフトし、反動力が存在していない状態でブレーキを係合するため構成要素を反対方向にシフトする。このシステムは、他のシステムに用いているクラッチ型ブレーキに勝る幾つかの利点を有し、また、任意のクラッチやトルク供給システムに使用でき、更に、完全自動的に係合及び釈放されるため、機械の操縦や操作のための操作者の能力を妨げることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
（１．  レジメ）
【００１７】
本発明の目的は回転こてのフレームとハンドルの望ましくない回転を阻止するため、こての原動機からロータに対するトルクの伝達を遮断する場合に回転こての能動要素に自動的にブレーキを加えることにある。好ましくは、駆動トルク伝達のとき軸方向反動力を受ける駆動ギヤ列の構成要素と共にブレーキを移動する。本発明の好ましい実施例を、こてのギヤボックスに組み込まれた内燃機関等の原動機とブレーキを有するハンドガイド式こてと共に以下説明する。然しながら本発明はこれらの限定されるものではなく、ギヤボックス以外のこて駆動システムの構成要素に作用するブレーキをも含む。
【００１８】
（２．システムの概観）
【００１９】
図１は本発明の一実施例におけるギヤボックスブレーキアセンブリ１００（図３〜図５）を用いたハンドガイド式こて１０を示す。一般にハンドガイド式こて１０は、ロータ１２と、このロータ１２によって支持したフレームまたは“ケージ”１４と、ケージ１４によって支持したモータまたはエンジン１６と、このエンジン１６をロータ１２に結合するための駆動ギヤ１８と、こて１０を制御し操縦するハンドル２０とを有する。図１と図２に示すようにロータ１２は、垂直軸またはロータ入力軸２６によって駆動されるハブ２４から半径方向に延びる複数のこて刃２２を含む。垂直軸２６はギヤボックス出力軸を含む。この垂直軸２６は直接または干渉トルク伝達手段を介してギヤボックス出力軸に接続する。
【００２０】
エンジン１６はロータ１２上のケージ１４に取り付けた内燃エンジンを含む。図１に示すエンジン１６はハンドガイド式こてに用いる通常のタイプのものであって、クランクケース３０と、燃料タンク３２と、空気供給システム３４と、出力軸（図示せず）等を有する。エンジン１６は更に内燃エンジンを点火するための点火システムを有する。本発明の一実施例における点火システムはマグネット点火ロータ（図示せず）である。マグネット点火ロータは、エンジン出力軸と共に回転し各サイクルで点火プラグを点火するに十分であるが弁や電子クラッチブレーキ付勢には不十分な電気的出力を作る。駆動ギヤ１８はエンジン出力軸から駆動トルクをロータ入力軸２６に伝達するためのものである。また、モータ出力軸に結合した遠心クラッチ（図示せず）と、クラッチからトルクをロータ入力軸２６に伝達するためのギヤボックス４０とを有する。このギヤボックス４０は図１〜図５に示すようにハンドガイド式こてに普通に用いられる型のウォームギヤボックスである。
【００２１】
ギヤボックスは、ハウジング４２と、このハウジング４２の底から水平に延びる入力軸４４と、入力軸４４からトルクを垂直軸２６に伝達する内部トルク伝達システム４６とを含み、所望の速度変化比を得ることができる。入力軸４４はクラッチのための出力軸４８に、直接または図１に示す駆動プーリ５０と、ベルト５２と、駆動プーリ５４とを含むベルトドライブを介して結合される。この目的のためにはギヤドライブやチエンドライブを用い得る。
【００２２】
図２〜図５に示すように、ハウジング４２は、ケージ１４にボルト付けし、ブラケット５５によってハンドル２０に連結したメタルケースを有する。ハウジング４２は、内側及び外側（左及び右側）の壁５６と５８と、側壁５９と６０と、上壁６１及び下壁６２とを有する。サイドカバー６４とトップカバー６６は、夫々外壁５８と上壁６１内の開口をカバーし、且つ、ギヤボックス４０の内部を、露出して調査、交換できるよう選択的に除去可能とする。入力軸４４は、内側の壁５６内に配置された内端に対してハウジング４２の外側の外端からハウジング４２内を水平方向に延ばす。入力軸４４は、サイドカバー６４内に配置した第１の軸受６８と、内側の壁５６に形成したくぼみ内に配置した第２の軸受７８を介してハウジング４２によって支持する。軸受６８と７０は、入力軸４４をハウジング４２に相対的にある距離摺動可能とする。垂直軸２６は、ハウジングの下側に位置する第１端から入力軸４４の上部の第２端に向ってハウジング４２内を垂直に延ばす。垂直軸２６は、トップカバー６６に設けた上方軸受７２と、下壁６２に設けた下方軸受７４を介してハウジング４２内で回転自在に支持せしめる。
【００２３】
図２〜図５に示すように、本発明のトルク伝達システム４６は、速度を所望の値に変更しながら入力軸４４の回転を垂直軸２６の回転に変更するウォームドライブを有する。このウォームドライブはウォーム８０とウォームギヤ８２から成る。ウォームギヤ８２は、上方軸受７２と下方軸受７４間で垂直軸２６にキーにより固定し、ウォーム８０に噛合せしめ、水平軸の周りのウォーム８０の回転をウォームギヤ８２と垂直軸２６に伝達し垂直軸の周りに回転せしめる。ウォーム８０は、入力軸４４の外周に固定せしめる。この結果、入力軸４４は入力区分とウォーム区分に分割される。ウォームは、入力軸４４、または入力軸に直接または間接的に連結した他の軸に取り付けたギヤとすることができる。
【００２４】
（３．ブレーキの構造と操作）
【００２５】
ギヤボックス４０は、ウォーム８０に加えられた反動力に応じて自動的に釈放され、または係合されるブレーキ１００を有する。ウォーム８０の歯はその垂直２等分線に対して或る角度“傾斜”せしめる。傾斜したウォーム８０の歯からウォームギヤ８２に対するトルクの伝達によって生ずる反動力によってウォーム８０と入力軸４４は、ウォームギヤ８２から軸方向に、または図３と図４で左方向に駆動されるようになる。多くのギヤボックスは、このような軸方向移動を阻止するように構成されている。然しながら、本発明においては、ブレーキ１００を釈放するため上記反動力によってハウジング４２に相対的に軸方向にウォーム８０と入力軸４４を駆動せしめる。この作動はハウジング４２に相対的に入力軸４４及びまたは軸受６８と７０が軸方向に移動可能とすることによって達成される。本発明の実施例においては入力軸４４は、第２の軸受７０に相対的に軸方向に移動可能とし、第１の軸受６８と入力軸４４はハウジング４２に相対的に軸方向に移動可能ならしめる。この組み合せでは、第２軸受７０が受ける負荷は比較的に小さいため比較的に小さいニードル軸受を使用し得る。ニードル軸受はこれを支持する軸と共に移動する軸方向の移動距離を制限するのに好ましい。第１の軸受６８は負荷の大部分を受け持つため傾斜ころ軸受であるのが好ましい。傾斜ころ軸受はこれを支持する軸との間で移動するには適しないが、本発明の実施例では軸と共に軸方向に移動するように構成することができる。図３と図４に示すように、ウォームギヤ８２に駆動トルクを伝達する場合、ウォーム８０と、入力軸４４と、第１の軸受６８は軸方向に駆動される。この移動ストロークは１ｍｍか２ｍｍであり比較的に小さいが、ブレーキ１００を釈放するには十分である。
【００２６】
ブレーキ１００は、ウォームギヤ８２によって、または復帰スプリングによって反動力が加わっている状態で駆動トルクを伝達する際入力軸４４が左方向に移動したとき、入力軸の移動に自動的に応答して釈放され、入力軸４４が右方向に移動したとき自動的に係合される。入力軸に直接または間接的に協働する異なるブレーキを異なる方法で操作できる。好ましい実施例においては、ブレーキ１００は入力軸４４の外端に隣接して配置されたコーンブレーキを有する。コーンブレーキは、デザインがシンプルで、ギヤボックス４０に対し干渉せず従来のギヤボクス内に容易に組み込むことができるので好ましい。また、ギヤボックス４０の内部要素が露出されず塵埃や水によって汚染されることがない。
【００２７】
図２〜図５に示すようにブレーキ１００はカップ１０２と、コーン１０４と、コーン１０４を係合位置に抑制する復帰スプリング１０６とを有する。カップ１０２は、入力軸４４を取り巻きサイドカバー６４内の孔１０７内に設けられる。コーン１０４は入力軸４４の外端にキー止めする。コーン１０４は粉末冶金コーンとするのが好ましい。好ましい金属は硬度ＲＣ３１のＦＮ−０２０８−１０５ＨＣである。コーン１０４は、軸方向に延びる外周面部分１０８と、外周面からその内端に向って内側に傾斜する内側円錐台形部分１１０とを有する。傾斜した内側円錐台形部分１１０の表面はカップ１０２の内周面上の対応する傾斜面１１２に摩擦係合し、ブレーキ１００が機能される。復帰スプリング１０６は入力軸４４にバイアス力を加え、コーン１０４を図４に示す係合位置とし、自動的にブレーキを加え入力軸４４に対するトルクの伝達を遮断する。所望のバイアス効果を直接または間接的に得るため他のスプリングを他の構成要素に加えることができる。復帰スプリング１０６は軸受６８に作用する螺旋ウエーブスプリングとし、外端がサイドカバー６４の半径方向段部１１４に接し、内端がスペーサ１１６に接するよう軸受６８の外側に形成された室内に配置する。シール１１８を、ハウジング４２に相対的に入力軸４４を軸方向に移動自在にならしめたままハウジング４２の内部を外気からシールするためスプリング室の外側に設ける。
【００２８】
（４．こての操作）
【００２９】
こて１０の通常の操作において、トルクはエンジン出力軸からクラッチ、駆動ギヤ、ギヤボックス入力軸４４に伝えられる。ウォーム８０がトルクをウォームギヤ８２、垂直軸２６を介してロータに伝達しこれを回転する。ウォームギヤ８２の歯によってウォーム８０の歯に加えられた反動力は入力軸４４と軸受６８を図３の位置とし、カップ１０２からのコーン１０４を引き離し、その結果ブレーキを釈放し、ハウジング４２に相対的な入力軸４４の回転を行なわしめる。また、操作者がエンジンを停止し、またはクラッチを釈放したとき、または、加速度計やジャイロスコープ等のセンサが操作者の制御不能状態を検知して信号を発したとき入力軸に対するトルク伝達が遮断される。図４において入力軸４４を軸方向に左方に移動せしめた反動力が除去されたとき入力軸４４は軸方向右方に移動し、図４のブレーキ係合位置に戻り、ケージ１４とハンドル２０の回転が阻止される。コーン１０４がカップ１０２に係合しブレーキ１００が機能する。上記移動は少なくとも復帰スプリング１０６によってなされる。然しながら、上記移動は垂直軸２６が回転してウォームギヤ８２を介してウォーム８０にトルクを加えたときの反動力の一部によってもなされる。反動力の大きさは反動トルクに依存する。従って、ブレーキ１００によって作られるブレーキ力の大きさは、反動トルクの大きさに依存し、より効果的である。
【００３０】
ブレーキの係合と釈放は完全自動化され、操作者は何等のアクションを必要としない。従って操作者は操縦と制御を疲労なしに行なうことができる。
【００３１】
ブレーキの構成要素は必ずしもギヤボックス４０内に配置する必要はない。また、ウォーム以外の任意の駆動手段を用いることができる。傾斜した歯即ち、半径方向からオフセットした角度で延びる歯を有する駆動素子を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の自動ギヤボックスをハンドガイド式こてに組み合せた状態の斜視図である。
【図２】図１に示すギヤボックスの縦断正面図である。
【図３】図２に示すギヤボックスの非係合状態の横断平面図である。
【図４】図３に示すギヤボックスの係合状態の一部の拡大図である。
【図５】図３と図４に示すブレーキの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ハンドガイド式こて
１２  ロータ
１４  ケージ
１６  エンジン
１８  駆動ギヤ
２０  ハンドル
２２  こて刃
２６  垂直軸
３０  クランクケース
３２  燃料タンク
３４  空気供給システム
４０  ギヤボックス
４２  ハウジング
４４  入力軸
４６  内部トルク伝達システム
４８  出力軸
５０  駆動プーリ
５２  ベルト
５４  駆動プーリ
５５  ブラケット
５６  内側（左側）の壁
５８  外側（右側）の壁
５９  側壁
６０  側壁
６１  上壁
６２  下壁
６４  サイドカバー
６６  トップカバー
６８  第１の軸受
７０  第２の軸受
７２  上方軸受
７４  下方軸受
８０  ウォーム
８２  ウォームギヤ
１００  ブレーキ
１０２  カップ
１０４  コーン
１０６  復帰スプリング
１０７  孔
１０８  外周面部分
１１０  内側円錐台形部分
１１２  傾斜面
１１４  半径方向段部
１１６  スペーサ
１１８  シール
【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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