(57)【要約】【課題】  原動機の出力軸と先端部へ回転刃が取り付けられた回転軸とが遠心クラッチを介して連結され、遠心クラッチのクラッチドラムと回転軸とが軸方向へ移動自在な移動手段を介して連結され、前記移動手段により、原動機の減速／加速の操作に伴ってクラッチドラムの回転が自動的に制動／解除される形態の刈払機において、制動・解除の繰り返しによる前記移動手段への負荷を軽減し移動手段の長寿命化を図る。【解決手段】  前記移動手段により、原動機の減速／加速の操作に伴って、クラッチドラムが当該クラッチドラムに設けられた被制動面をブレーキディスクへ接触（押付け）／離反させるべく一定範囲で軸方向に沿って移動するように構成したことを特徴とする。【選択図】      図１
2007085406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機（１）の出力軸（１０）と回転軸（４）とを遠心クラッチ（２）を介して連結し、前記回転軸（４）の先端部に回転刃を取り付け、前記遠心クラッチ（２）のクラッチドラム（２１）が軸方向と直交する被制動面（２２）を有する刈払機であって、
前記被制動面（２２）と所定の隙間（ａ）を介して相対する状態に設置されたブレーキディスク（５）と、前記被制動面（２２）と前記ブレーキディスク（５）との対向面との少なくともいずれかの一方の面ヘ設けられたブレーキライニング（６）と、を備え、
前記回転軸（４）と前記クラッチドラム（２１）とは、作動中に当該クラッチドラム（２１）の回転数が前記遠心クラッチ（２）のクラッチシュー（２０）の回転数より大きくなったとき、前記被制動面（２２）を前記ブレーキディスク（５）へ押圧させるべく前記クラッチドラム（２１）を軸方向へ移動させ、当該クラッチドラム（２１）の回転数が前記クラッチシュー（２０）の回転数より小さいとき、前記被制動面（２２）を前記ブレーキディスク（５）から離反させて元位置へ復帰させるべく前記クラッチドラム（２１）を軸方向へ移動させる移動手段（３）を介して連結されている、ことを特徴とする刈払機。
【請求項２】
前記回転軸（４）は基端部に伝動軸部（４０）を有し、当該伝動軸部（４０）と前記クラッチドラム（２１）とが前記移動手段（３）を介して連結されている請求項１に記載の刈払機。
【請求項３】
前記移動手段（３）は、前記伝動軸部（４０）に形成された雄ねじ部（３０）と、当該雄ねじ部（３０）とねじ合わされ前記クラッチドラム（２１）のボス部（２３）へ形成された雌ねじ部（３１）と、前記クラッチドラム（２１）の軸方向の移動範囲を規制する規制部材（３２，３３）とから構成されている、請求項２に記載の刈払機。
【請求項４】
前記ブレーキディスク（６）は、ばね（７）により前記クラッチドラム（２１）の前記被制動面（２２）の方向へ付勢されているとともに、ストッパ（５１）により前記クラッチドラム（２１）の前記被制動面（２２）との隙間（ａ）を保っている、請求項１〜３のいずれかに記載の刈払機。
【請求項５】
前記出力軸（１）へのクラッチシュー（２０）の取付軸（２４）の先端部には制振板（２６）が取り付けられ、前記取付軸（２４）にはクラッチシュー（２０）が前記制振板（２６）へ接離するように小さな範囲で軸方向へ可動に取り付けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の刈払機。
【請求項６】
前記クラッチシュー（２０）はフライホイール（１１）を介して前記出力軸（１０）へ取り付けられている、請求項５に記載の刈払機。
【請求項７】
前記移動手段３により、前記被制動面（２２）が前記ブレーキディスク（５）から離反して元位置へ復帰すべく前記クラッチドラム（２１）が軸方向へ移動したときに、当該クラッチドラム（２１）が衝接する緩衝部材（３４）が設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の刈払機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は肩掛け式等の刈払機に関するものであり、さらに具体的には、内燃機関等の原動機の出力軸と先端部に回転刃が取り付けられている回転軸とを遠心クラッチを介して連結した形態であって、原動機を減速した後の回転刃（回転軸）の回転制動機構を有する刈払機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の回転制動機構を有する刈払機では、原動機を減速したときの回転刃の慣性による空転を防止して安全性を確保するため、遠心クラッチのクラッチドラムヘ締付け・離間されるブレーキバンドを設置し、原動機の操作（例えば内燃機関においてスロットルワイヤを通じて行うスロットル操作）と前記ブレーキバンドの操作とを連動させている。すなわち、原動機の加速操作と連動して作動する揺動部材により前記ブレーキバンドを前記クラッチドラムから離間させて制動を解除し、原動機の減速操作と連動して作動する揺動部材により前記ブレーキバンドを前記クラッチドラムへ締め付けてその回転を停止させるように構成している（例えば後記特許文献１）。
前記のように構成された刈払機は、ブレーキバンドによるクラッチドラムの制動とその解除とが、原動機の減速・加速操作と連動しており、作業者は制動と解除の操作を特別に行う必要がないので便利であった。しかしながら、原動機の操作とクラッチドラムの制動・解除の操作とを連動させるため、複雑な連動機構を必要として製造コストが高くなるほか、既存刈払機への後付けや簡単な改造による取付けができないという課題があった。
【０００３】
前記課題を解決するため、例えば次のような遠心クラッチのブレーキ装置が提案されている。
このブレーキ装置は、原動機等の駆動手段の出力軸へ遠心クラッチを連結するとともに、当該遠心クラッチのクラッチドラム端部へ移動手段を介して軸方向へ移動自在に輪状ドライブディスクを設け、当該輪状ドライブディスクへ被駆動体を連結し、前記駆動手段側に設けられた固定板の一面には前記クラッチドラムへ接触可能な第１制動摩擦部材を、前記固定板の他面には前記輪状ドライブディスクと摺接する第２制動摩擦部材をそれぞれ固定している。
そして、運転中に、前記輪状ドライブディスクの回転数が前記クラッチドラムの回転数より大きくなったときは、前記輪状ドライブディスクが前記移動手段によりクラッチドラム側へ移動して前記第２制動摩擦部材へ押圧され、前記輪状ドライブディスクの回転数が前記クラッチドラムの回転数より小さくなったときは、前記輪状ドライブディスクが前記移動手段によりクラッチドラム側から所定量離反するように構成されている（後記特許文献２）。
前記移動手段は、輪状ドライブディスクに形成された雌ねじ部と、当該雌ねじ部へねじ合わされるクラッチドラムの雄ねじ部とから構成されるか、あるいは、前記輪状ドライブディスクに設けられた三個以上のピンと、当該各ピンが係合するように前記クラッチドラムに形成されたカムリード孔とから構成される。
【０００４】
前記遠心クラッチのブレーキ装置は、遠心クラッチの作動状態のイン／アウトと自動的に連動して被駆動体側の解除／制動が行われるため、必要部品の構成が簡略化されて低コスト化を図ることができるほか、既存の草刈機に対しても簡単な改造により適用することができる。
しかしながら、輪状ドライブディスクには被駆動体が連結されており、当該ブレーキ装置を刈払機に利用した場合、回転刃及びそれが連結された回転軸を含む負荷側（被駆動側）の全荷重が前記移動手段に加わるため、繰り返されるブレーキのオン／オフ（制動／解除）により当該移動手段の損耗が激しく、その寿命を短命化させる。
【特許文献１】特許第３５２００６８号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５７５２号公報
【特許文献３】特許第３６０１８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、原動機の出力軸と先端部へ回転刃が取り付けられた回転軸とが遠心クラッチを介して連結され、前記遠心クラッチのクラッチドラムと前記回転軸とが軸方向へ移動自在な移動手段を介して連結され、前記移動手段により、原動機の減速／加速の操作に伴って前記遠心クラッチのクラッチドラムの回転が自動的に制動／解除される形態の刈払機において、制動・解除の繰り返しによる前記移動手段への負荷の軽減にある。
したがって本発明の目的は、前記形態の刈払機において、ブレーキを作動させる前記移動手段の損耗が軽微であって、その長寿命化を達成することができ、しかもより簡単な構成によって低コストで提供できるとともに、既存刈払機に対しても一部改造ないし一部部品を交換することにより容易に実施することができる刈払機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の係る刈払機は、前記課題を解決するため、
原動機１の出力軸１０と回転軸４とを遠心クラッチ２を介して連結し、前記回転軸４の先端部に回転刃を取り付け、前記遠心クラッチ２のクラッチドラム２１が軸方向と直交する被制動面２２を有する刈払機であって、
前記被制動面２２と所定の隙間ａを介して相対する状態に設置されたブレーキディスク５と、前記被制動面２２と前記ブレーキディスク５との対向面との少なくともいずれかの一方の面ヘ設けられたブレーキライニング６と、を備え、
前記回転軸４と前記クラッチドラム２１とは、作動中に当該クラッチドラム２１の回転数が前記遠心クラッチ２のクラッチシュー２０の回転数より大きくなったとき、前記被制動面２２を前記ブレーキディスク５へ押圧させるべく前記クラッチドラム２１を軸方向へ移動させ、当該クラッチドラム２１の回転数が前記クラッチシュー２０の回転数より小さいとき、前記被制動面２２を前記ブレーキディスク５から離反させて元位置へ復帰させるべく前記クラッチドラム２１を軸方向へ移動させる移動手段３を介して連結されていることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る前記構成の刈払機は、原動機１の加速操作により前記遠心クラッチ２の作動状態がアイドリングからクラッチインに移行する段階では、クラッチドラム２１とクラッチシュー２０との摩擦力は小さく、前者の回転数は後者のそれより小さいので、クラッチドラム２１の前記被制動面２２は前記移動手段３によりブレーキディスク５から離反して制動解除状態である元位置ヘ急速に移動する（復帰する）。
他方、原動機１の減速操作により遠心クラッチ２の作動状態がクラッチアウトに移行する段階では、同様にクラッチドラム２１とクラッチシュー２０の摩擦力は次第に小さくなり、前者の回転数は後者のそれより大きくなるので、クラッチドラム２１は前記移動手段３によりブレーキディスク５の方向へ急速に移動し、クラッチドラム２１の前記被制動面２２がブレーキディスク５ヘ押し付けられて制動状態となり、回転軸４（及び回転刃）の回転が停止する。
制動とその解除の際のクラッチドラム２１の軸方向への移動のとき、当該クラッチドラム２１とクラッチシュー２０との摩擦力は相対的に小さく、さらに回転部分の重量増加も小さいので前記移動手段３への負荷も小さい。したがって、当該移動手段３の損耗は前記従来技術と比較してより軽微であるので、その長寿命化が達成される。
また、制動機構の構成がより簡単で低コスト化を図ることができるほか、既存刈払機に対しても簡単な改造ないし一部部品の交換により容易に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１〜図３を参照しながら、本発明に係る刈払機の好適実施形態を説明する。
図１は本発明に係る刈払機の一実施形態を示すものであって、遠心クラッチがクラッチインの状態のときの要部の部分断面図、図２は図１の刈払機の遠心クラッチがクラッチアウトになった状態の要部の部分断面図、図３は図２の矢印Ａ−Ａに沿う部分断面図である（なお、作図の便宜上実線で表すべき制振板は点線で表している）。
【０００９】
図１で示すように、肩掛け式等の刈払機における原動機１の出力軸１０は遠心クラッチ２を介して回転軸４と連結され、前記回転軸４の先端部には、それぞれ図示しない傘歯車，スプライン部等を介して回転刃が取り付けられている。
前記遠心クラッチ２のクラッチドラム２１ヘ設けられ軸方向と直交する被制動面２２と、前記被制動面２２と所定の隙間ａを介して相対する状態に設置されたブレーキディスク５と、前記被制動面２２と前記ブレーキディスク５との対向面との少なくともいずれかの一方の面ヘ設けられたブレーキライニング６とを備えている。
前記回転軸４と前記クラッチドラム２１とは、前記クラッチドラム２１を軸方向へ一定範囲で往復移動させる移動手段３を介して連結されている。
前記移動手段３は、作動中に当該クラッチドラム２１の回転数が前記遠心クラッチ２のクラッチシュー２０の回転数より大きくなったときは、前記被制動面２２を前記ブレーキディスク５へ押圧させるべく前記クラッチドラム２１を軸方向へ移動させ、当該クラッチドラム２１の回転数が前記クラッチシュー２０の回転数より小さいときは、前記被制動面２２を前記ブレーキディスク５から離反させて元位置へ復帰させるべく前記クラッチドラム２１を軸方向へ移動させるように構成されている。
【００１０】
この実施形態の刈払機の具体的な構成は以下のとおりである。
原動機１を含む部分は原動機ケーシング１ａに内臓され、原動機ケーシング１ａの前面側には、伝動部ケーシング２ａが複数個のねじ１３によって取り付けられている。伝動部ケーシング２ａには、前記遠心クラッチ２を含む伝動部が内臓されているとともに、その前面側に延び出したスリーブ状継手部２ｂには回転軸カバー４２が差し込み状に連結されている。
【００１１】
原動機ケーシング１ａ側から伝動部ケーシング２ａ内に突き出した出力軸１０は、ねじ１２により当該出力軸１０に固定されたフライホイール１１を有しており、このフライホイール１１には、遠心クラッチ２の各（この実施形態では二個）クラッチシュー２０が植込みボルトからなる取付軸２４により取り付けられている。
取付軸２４の丸棒部基端側とフライホイール１１の前面との間にはスペーサ２５が介在しており、各クラッチシュー２０はそれぞれの取付軸２４の丸棒部へ小さな範囲で軸方向に可動状態に取り付けられている。取付軸２４の丸棒部先端側には制振板２６がナット２４ａにより固定状態に取り付けられている。したがって、各クラッチシュー２０は、外力により小さな範囲で軸方向へスライドするとともにそれに伴って制振板２６へ接触・離反するようになっている。
なお、２０ａ（図３）はクラッチライニング、２０ｂはクラッチばねである。
【００１２】
遠心クラッチ２のクラッチドラム２１には、そのカップ形状の底面側に軸方向と直交する被制動面２２が形成されているとともに、当該被制動面２２の中心部分の前面側へ延出するボス部２３がカシメや溶接により固定されあるいは一体に形成されている。
回転軸４は基端部側に連結されたスプライン軸受状の伝動軸部４０を有しており、この伝動軸部４０は、伝動部ケーシング２ａのスリーブ状継手部２ｂの基端部分内へベアリング４１を介して回転自在に支持されている。４３は前記スリーブ状継手部２ｂ内に挿入保持された内面段差付きのスリーブであり、その内周面の段差部で回転軸カバー４２の基端部を保持し、その基端部は前記ベアリング４１が当接してこれを固定している。
遠心クラッチ２のクラッチドラム２１と回転軸４は、前記伝動軸部４０の基端部外周面に形成された雄ねじ部３０と、当該雄ねじ部３０とねじ合わされるようにクラッチドラム２１の前記ボス部２１内周面ヘ形成された雌ねじ部３１とにより連結されている。
【００１３】
前記雄ねじ部３０、雌ねじ部３１及び後述の規制部材３２，３３は、クラッチドラム２１と回転軸４とを、クラッチドラム２１が一定範囲で規制された状態で軸方向へ往復移動可能に連結する移動手段３を構成している。
以上の構成により、遠心クラッチ２のクラッチドラム２１と回転軸４の回転中、両者の回転数の差によりクラッチドラム２１は軸方向へ往復移動するが、この移動範囲は、伝動軸部４０の基端部（伝動部ケーシング２ａ内へ突入している）へボルト３５により固定された規制部材（ストッパ）３２と、他方の規制部材３３を兼ねたベアリング４１とにより規制される。
【００１４】
前記伝動軸部４０の基端側に固定されている規制部材３２と、クラッチドラム２１のボス部２３の基端部との間には弾性を有する緩衝部材３４が介装されており、クラッチドラム２１のボス部２３が規制部材３２へ突き当たった（衝接した）ときや、後述のような衝撃発生時に前記緩衝部材３４によりその衝撃を吸収・緩和するように構成されている。
緩衝部材３４には、ゴムやそれと同等の弾性を有するプラスチック、波形座金，皿ばね座金その他のばね座金等、前記衝撃を緩和するのに十分な弾性を有する材質・形状のものが使用される。この緩衝部材３４は、回転時に暴れないように規制部材３２又はボス部２３へ接着その他の手段により固定するのが好ましい。
【００１５】
伝動部ケーシング２ａ内には、クラッチドラム２１の被制動面２２と所定の隙間ａを介して相対する状態に、ブレーキライニング６を有するブレーキディスク５が設置されている。
このブレーキディスク５は、伝動部ケーシング２ａの前面側壁部へほぼ等角度間隔にねじ付けられた複数のガイドボルト５０を外周寄り部分へ貫通させるにより、軸方向へ可動に支持されている。そして、伝動部ケーシング２ａヘ形成された環状の溝部へばね７を収容し、前記ブレーキディスク５を、前記ばね７により前記被制動面２２へ向かって付勢するとともに、前記ガイドボルト５０の頭部をストッパ５１として、当該ブレーキディスク５と前記被制動面２２との隙間ａを保つように構成している。
【００１６】
前記のように構成された刈払機の作用をその効果とともに以下説明する。
図１は、原動機（内燃機関）１が高速回転していてクラッチシュー２０が遠心力によりクラッチドラム２１の内周面に押し付けられ、すなわちクラッチインの状態で回転軸４が高速回転している状態を示している。
スロットル操作により原動機１の作動を減速方向へ操作し、出力軸１０とともにクラッチシュー２０の回転数を低下させ、遠心クラッチ２の作動がクラッチアウトの状態に進む過程では、クラッチドラム２１の回転数が慣性の力によりクラッチシュー２０の回転数よりも大きくなる。
前者の回転数が後者のそれを上回ると、前記移動手段３の作用によりクラッチドラム２１がブレーキディスク５へ向かって急速に移動し、その被制動面２２が図２のようにブレーキライニング６を含むブレーキディスク５へ押し付けられ、クラッチドラム２１の回転が制動により停止する。
なお、前記ばね７は、その弾性力が阻害されないようにするため、クラッチドラム２１が制動されて停止している状態において、図２で示すように、ブレーキディスク５と伝動部ケーシング２ａ内の当該ブレーキディスク５との対向面との間に隙間ｂが形成されるように設計されている。
【００１７】
クラッチドラム２１が前記のようにブレーキディスク５へ向かって急速に移動するとき、ブレーキディスク５はばね７によりクラッチドラム２１の移動方向と対抗するように付勢されているので、被制動面２２がブレーキディスク５へ押し付けられた瞬間にクラッチドラム２１が急激に停止することはない。すなわち、被制動面２２がブレーキディスク５へ押し付けられ、図２のようにクラッチドラム２１のボス部２３が規制部材３３を兼ねるベアリング４１に突き当たった後、クラッチドラム２１の回転は徐々（すなわち円滑）に停止する。
【００１８】
他方、図２のクラッチアウトの状態でスロットル操作により原動機１を加速させて出力軸１０の回転を上昇させると、出力軸１０とともにクラッチシュー２０の回転数がアイドリングの状態から上昇して、遠心クラッチ２の作動状態がクラッチインの状態に進み、クラッチドラム２１が回転し始めるが、その回転数はクラッチシュー２０の回転数よりも小さい。したがって、前記移動手段３の作用により、クラッチドラム２１が被制動面２２をブレーキディスク６から離反させる方向へ急速に移動し、その制動が解除され、出力軸１の回転は回転軸４へ無駄なく伝達される。
遠心クラッチ２を、アイドリング状態から回転を上げてクラッチインさせる瞬間には、クラッチシュー２０が振れるように暴れることによって異常音が発生する場合がある。しかしながら、前記実施形態では、クラッチインの瞬間において、ブレーキシュー２０はクラッチドラム２１の前記移動の反力により制振板２６の方向へ急速に移動してこれに押圧されるから、クラッチシュー２０の暴れによる異常音の発生は防止される。
【００１９】
クラッチドラム２１の回転の制動とその解除の際のクラッチドラム２１の軸方向への移動のとき、当該クラッチドラム２１とクラッチシュー２０との摩擦力は相対的に小さく、かつ回転部分の重量増加も小さいので前記移動手段３への負荷は軽減され、当該移動手段３の損耗は前記従来技術と比較してより軽微であり、その長寿命化が達成される。
また、制動とその解除は遠心クラッチ２のクラッチアウト／クラッチインと自動的に連動するため、制動機構の構成はより簡単で低コスト化を図ることができる。
さらに、既存刈払機に対しても、伝動部ケーシング２ａ，クラッチドラム２１や回転軸４の基端部の改造ないしこれらの部品の交換、及び一部部品（ブレーキディスク５、ばね７、制振板２６等）の追加により容易に実施することができる。
【００２０】
クラッチドラム２１（そのボス部２３）が原動機１側へ急速に移動して規制部材３２へ衝接したとき（クラッチインの瞬間）や、刈払い作業中に原動機１のトルク変動により刈払機本体に振動が発生したとき、あるいは、回転刃に傷害物が当ったときその他種々の原因により衝撃が発生する。
これらの衝撃発生時には、前記緩衝部材３４の弾性変形とクラッチドラム２１の前記被制動面２２の撓みとにより、それらの衝撃を吸収・緩和して、図示しない回転刃，回転軸と回転刃との連結部における傘歯車やスプライン部等の伝動部品，伝動軸部４０のスプライン軸受部，クラッチシュー等の動力伝動各部の損傷を防止することができる。
【００２１】
その他の実施形態
前記実施形態では、クラッチドラム２１のカップ形状の底面側を被制動面２２として利用したが、設計によってはクラッチドラム２１の外周へリング状にフランジを設け、当該フランジのブレーキディスク５との対向面を被制動面とすることができる。
回転軸４の基端部側に伝動軸部４０を設けず、当該回転軸４の基端部分とクラッチドラム２１のボス部２３とを移動手段３により直接連結することができる。
遠心クラッチ２は図示の形態以外の形態のものを使用することができる。例えば、出力軸１０にハブを有するクラッチシュー保持体を固定し、前記保持体に複数のクラッチシューをそれぞれ一定範囲で外径方向へ移動するように取り付け、各クラッチシューを一つのばねにより軸心方向へ付勢する構造の遠心クラッチを用いる場合でも、制振板２６は前記取付軸へ前記実施形態と同様な要領で取り付ける。
また、ブレーキライニング６は被制動面２２に設けても実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る刈払機の一実施形態を示すものであって、遠心クラッチがクラッチインしている（クラッチドラムが制動されていない）状態の要部の部分断面図である。
【図２】図１の刈払機の遠心クラッチがクラッチアウトになった（クラッチドラムが制動されている）状態の要部の部分断面図である。
【図３】図２の矢印Ａ−Ａに沿う部分断面図である（なお、作図の便宜上実線で表すべき制振板は点線で表している）。
【符号の説明】
【００２３】
ａ，ｂ  隙間
１  原動機
１０  出力軸
１１  フライホイール
２  遠心クラッチ
２ａ  伝動部ケーシング
２０  クラッチシュー
２１  クラッチドラム
２２  被制動面
２３  ボス部
２４  取付軸
２４ａ  ナット
２５  スペーサ
２６  制振板
３  移動手段
３０  雄ねじ部
３１  雌ねじ部
３２，３３  規制部材
４  回転軸
４０  伝動軸部
４１  ベアリング
５  ブレーキディスク
５０  ガイドボルト
５１  ストッパ
６  ブレーキライニング
７  ばね
【図１】
2007085406.tif 000003
【図２】
2007085406.tif 000004
【図３】
2007085406.tif 000005