JP2010133376A - 背負い式作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な減衰性能を得ることができるとともに、作業機本体を安定した姿勢で支持することができる背負い式作業機を提供すること。
【解決手段】作業機本体２に固定された軸部材４２と、フレーム３の架台部３２に固定された筒部材４１とが弾性部材４３によって連結されているので、作業機本体２の上下振動、ひいては軸部材４２の上下振動を弾性部材４３がせん断変形することで減衰することができ、背当て部および作業機本体２間にせん断式の防振ゴムを設けた場合と同等の良好な減衰性能を得ることができる。また、弾性部材４３がせん断変形し、軸部材４２が上下に振動することにより作業機本体２の上下振動を減衰するので、架台部３２および作業機本体２間に圧縮式の防振ゴムを設けた場合と同様に、作業機本体２を安定した姿勢で支持しながら作業機本体２の上下振動を減衰することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、背負い式作業機に関する。

従来、エンジンを有する作業機本体が背負い可能なフレームに支持された背負い式作業機として、例えば背負い式のブロワが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の背負い式ブロワは、作業機本体としてのブロワ本体と、ブロワ本体に接続される風管と、ブロワ本体を支持するフレームと、ブロワ本体およびフレーム間に設けられる防振ゴムと、燃料タンクとを備えている。ブロワ本体は、エンジンと、エンジンにより駆動されるファンと、エンジンが取り付けられるとともにファンを収容するボリュートケースとを備えている。フレームは、鉛直な背当て部と水平な架台部とを備え、断面視Ｌ字状に形成されている。背当て部とブロワ本体との間には防振ばねが設けられている。架台部上において、エンジン下には燃料タンクが設けられている。また、架台部とボリュートケースの下側との間には、防振ゴムが２つ設けられている。

防振ゴムは、ブロワ本体の重みによって圧縮されながら、防振ばねと共に３点でブロワ本体を支持する。特許文献１のブロワでは、この防振ゴムおよび防振ばねにより、ブロワ本体からフレームに伝達される振動を軽減させることができる。また、特許文献１のブロワでは、防振ゴムは、ブロワ本体からの上下振動に対し、上下に伸縮しながら当該振動を減衰するので、ブロワ本体を傾けることなく安定した姿勢で支持しながらブロワ本体の上下振動を減衰することができる。

また、背負い式のブロワにおいて、背当て部とブロワ本体との間に複数の防振ゴムを設け、この防振ゴムによりブロワ本体を支持するとともに、ブロワ本体からフレームに伝達される振動を軽減させるものも知られている（例えば、特許文献２）。この特許文献２のブロワでは、防振ゴムは、ブロワ本体の自重に対し、菱形状にせん断変形しながらブロワ本体を支持する。また、防振ゴムは、ブロワ本体からの上下振動に対して上下方向にせん断変形することで当該振動を減衰し、ブロワ本体からフレームに伝達される振動を軽減させる。

特開２００８−６３７７９号公報 特開２００２−３９２６７号公報

しかしながら、特許文献１のブロワでは、防振ゴムが、圧縮されることによりブロワ本体を支持するので、防振ゴムが圧縮しきらないように防振ゴムのばね定数を高く設定しなければならず、防振ゴムの減衰性能が低くなってしまう。そのため、特許文献１のブロワでは、衝撃が加わった際にブロワ本体が上下動してエンジンがフレーム上の燃料タンクに当接してしまうことを防ぐために、燃料タンクとエンジンとの間に十分なスペースを設けるか、燃料タンク上に接触防止用のゴム部材を設ける必要があり、小型化や省部材化を図ることができないという問題がある。なお、ブロワ本体を支持する部材として、防振ゴムの代わりに防振スプリングを用いる場合もあるが、このような場合でも、防振スプリングが圧縮されることによりブロワ本体を支持するので、やはり減衰性能が低くなってしまうという問題がある。

一方、特許文献２のブロワでは、せん断変形しながらブロワ本体を支持するせん断式の防振ゴムを用いるので、圧縮式の防振ゴムを用いる場合に比べ、ばね定数を低く設定することができ（柔らかい材質のものを使用することができ）、良好な減衰性能を得ることができる。しかしながら、特許文献２のブロワでは、ブロワ本体からの上下振動に対して防振ゴムが上下方向にせん断変形することで当該振動を減衰する構成となっているので、ブロワ本体が傾いてしまいやすいという問題がある。

本発明の目的は、良好な減衰性能を得ることができるとともに、作業機本体を安定した姿勢で支持することができる背負い式作業機を提供することにある。

本発明の請求項１に係る背負い式作業機は、エンジンを有する作業機本体と、背当て部、および前記作業機本体を支持する架台部を有して側面視Ｌ字状に形成されたフレームと、前記作業機本体および前記架台部を連結する防振部材とを備え、前記防振部材は、前記架台部に固定される筒部材と、前記ブロワ本体に固定されるとともに前記筒部材内を通る軸部材と、前記筒部材および前記軸部材を連結する弾性部材とを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る背負い式作業機では、前記弾性部材は、ゴム部材であり、前記筒部材および前記軸部材間に延設された腕部を備え、前記腕部には、前記腕部を貫通し、前記ゴム部材の減衰性能を調整するための調整孔が形成されていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る背負い式作業機では、前記軸部材の上部には、前記作業機本体に固定されるフランジ部が設けられ、前記弾性部材は、ゴム部材であり、前記軸部材に内周面が固定された筒状の補強部と、前記補強部および前記筒部材間に延設された腕部とを備え、前記補強部は、前記フランジ部まで延び、当該補強部の上端は、前記フランジ部に固定されていることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る背負い式作業機では、前記弾性部材は、スプリングであり、一端側が前記筒部材に固定され、他端側が前記軸部材に固定され、前記弾性部材内には前記軸部材が挿通されていることを特徴とする。

本発明の請求項５に係る背負い式作業機では、前記筒部材は、前記架台部側から前記作業機本体側に突出していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、フレームの架台部に固定された筒部材と、作業機本体に固定されて前記筒部材を通る軸部材とが弾性部材によって連結されているので、作業機本体の上下振動、ひいては軸部材の上下振動を弾性部材がせん断変形することで減衰することができ、背当て部および作業機本体間にせん断式の防振ゴムや防振スプリングを設けた場合と同等の良好な減衰性能を得ることができる。
また、弾性部材がせん断変形し、軸部材が上下に振動することにより作業機本体の上下振動を減衰するので、架台部および作業機本体間に圧縮式の防振ゴムや防振スプリングを設けた場合と同様に、作業機本体を安定した姿勢で支持しながら作業機本体の上下振動を減衰することができる。

請求項２の発明によれば、弾性部材はゴム部材であり、腕部に調整孔が形成されているので、その径、数により、防振部材の減衰性能を容易に調整することができる。すなわち、調整孔は、弾性部材の成形の際にピンを用いることで容易に形成することができるうえ、ドリルで腕部に孔を開けることでも容易に形成することができる。また、調整孔の径も、ドリルなどで容易に拡大させることができる。従って、本発明では、その径および数の調整が容易な調整孔により防振部材の減衰性能を調整するので、容易に防振部材の減衰性能を調整することができる。

請求項３の発明によれば、弾性部材はゴム部材であり、内周面が軸部材に固定された補強部は、上端がフランジ部まで延び、フランジ部に固定されている。従って、補強部は、内周面だけでなく、上端までもが軸部材に固定されることとなるので、弾性部材を軸部材に強固に固定させることができる。

請求項４の発明によれば、弾性部材（スプリング）の前記筒部材に固定される側が大きくせん断変形することにより、作業機本体の上下振動を減衰するので、良好な減衰性能を得ることができる。また、軸部材を上下に振動させることにより作業機本体の上下振動を減衰するので、作業機本体を安定した姿勢で支持しながら作業機本体の上下振動を減衰することができる。
また、弾性部材がスプリングなので、弾性部材の一端側を筒部材に固定し、他端側を例えばボルトにより軸部材の先端部に固定することで簡単に防振部材を製造することができ、防振部材の製造を容易にすることができる。

請求項５の発明によれば、筒部材が、架台部側から作業機本体側に突出しているので、作業機本体を高い位置で支持することができる。そのため、エンジンを、架台部上に配置されることとなる燃料タンクと干渉しないように配置しやすくでき、背負い式作業機の設計を容易にできる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る背負い式作業機としての背負い式ブロワ１を示す側面図である。
背負い式ブロワ１は、図１に示すように、作業機本体としてのブロワ本体２と、ブロワ本体２に接続される図示しない風管と、ブロワ本体２を支持するフレーム３と、ブロワ本体２およびフレーム３を連結する２つの防振部材４（図１では１つのみ図示）とを備えている。

ブロワ本体２は、エンジン２１と、エンジン２１により駆動される図示しないファンと、エンジン２１が背面側（図１中右側）に取り付けられるとともにファンを収容するボリュートケース２２と、燃料タンク２３とを備えている。ボリュートケース２２は２つ割になっている。ボリュートケース２２の下側において、防振部材４が取り付けられる各位置には、防振部材４が挿入される挿入孔２２１（図３参照）が形成されている。この挿入孔２２１の内周面２２２には、当該ボリュートケース２２に防振部材４を固定するための一条の固定溝２２３（図３参照）が形成されている。このようなブロワ本体２では、エンジン２１によりファンが駆動され、ファンにより圧送空気が生成されると、圧送空気は、ボリュートケース２２から、当該ボリュートケース２２に接続された風管に送られ、風管から噴出することとなる。

フレーム３は、背負いベルトが取り付けられて使用者の背中に当接する背当て部３１と、背当て部３１の下端から背当て部３１に直交する方向に延びた架台部３２とを備え、側面視Ｌ字状に形成されている。背当て部３１とボリュートケース２２との間には、防振ばね５が設けられている。また、架台部３２上のエンジン２１下には燃料タンク２３が設けられている。さらにまた、架台部３２とボリュートケース２２の下側との間には防振部材４が設けられている。架台部３２において、防振部材４が設けられる位置には、孔３２１（図３参照）が形成されている。

防振部材４は、架台部３２とボリュートケース２２の下側との間に２つ設けられており、各防振部材４は、互いに内側に傾斜して設けられている。本実施形態では、これら２つの防振部材４と前記防振ばね５とにより、ブロワ本体２をフレーム３に対して３点で支持するとともに、ブロワ本体２からフレーム３に伝達される振動を軽減する。

図２は、ストッパ部４２３を取り外した状態の防振部材４を示す斜視図、図３は、防振部材４を示す断面図である。なお、図３では、ブロワ本体２の自重がかかっていない状態の防振部材４を示している。
防振部材４は、図２および図３に示すように、筒部材４１と、筒部材４１を挿通する軸部材４２と、筒部材４１および軸部材４２を連結する弾性部材としてのゴム部材４３とを備えている。

筒部材４１は、筒部４１１と、筒部４１１の下端に設けられ、架台部３２の孔３２１周りにボルト４４ナット４５固定される第１フランジ部４１２とを備えている。本実施形態では、第１フランジ部４１２が孔３２１周りに固定されることで、筒部４１１が架台部３２からブロワ本体２側に突出することとなる。これにより、筒部４１１が第１フランジ部４１２から下方に延設されている構成、すなわち、第１フランジ部４１２が孔３２１周りに固定されることで筒部４１１が第１フランジ部４１２から架台部３２の孔３２１内に落ち込むこととなる構成に比べ、本実施形態は、ブロワ本体２を高い位置で支持することができる。そのため、エンジン２１を、燃料タンク２３と干渉しないように配置しやすくでき、ブロワ１の設計を容易にできる。

軸部材４２は、軸部４２１と、第２フランジ部４２２と、ストッパ部４２３とを備えている。
軸部４２１の下端側は、架台部３２の孔３２１を挿通している。この軸部４２１の下端面４２４にはねじ穴４２５が形成されている。
第２フランジ部４２２は、軸部４２１の上端に設けられている。防振部材４は、この第２フランジ部４２２が、ボリュートケース２２の固定溝２２３に差し込まれることにより、ボリュートケース２２に固定される。
ストッパ部４２３は、架台部３２の孔３２１よりも径が大きくされ、軸部４２１に形成されたねじ穴４２５にボルト４２６止めされることにより、軸部４２１の他端側に取り付けられる。

ゴム部材４３は、補強部４３１と、腕部４３２とを備えている。
補強部４３１は、軸部４２１全体を囲う筒状に形成され、内周面が軸部４２１の外周面に接着固定されている。この補強部４３１の上端は、第２フランジ部４２２まで延びており、その端面４３１１は、第２フランジ部４２２に接着固定されている。本実施形態では、このように、補強部４３１の内周面が軸部４２１の外周面全体に接着固定されているうえ、その上端面４３１１が第２フランジ部４２２に接着固定されているので、ゴム部材４３を軸部材４２に強固に固着させることができる。

図４は、ストッパ部４２３を取り外した状態の防振部材４の裏面を示す図である。
腕部４３２は、図３および図４に示すように、筒部材４１および軸部材４２間に延設されている。具体的には、腕部４３２は、ゴム部材４３の裏面において軸部４２１の周囲に、平面視周状かつ断面視で湾曲形成された凹部４３３が形成されることにより、補強部４３１の中央部から斜め下方に延びたリング状に形成されている。そして、腕部４３２は、その端面４３２１が筒部材４１の内周面４１１１に接着固定されることにより、筒部材４１および軸部材４２間に延設されている。

この腕部４３２は、ブロワ本体２の自重をせん断方向に変形しながら支持する。図３では、前述したように、ブロワ本体２の自重がかかっていない状態の防振部材４を示しているが、ブロワ本体２の自重が防振部材４にかかった状態では、腕部４３２は、当該腕部４３２の上面が水平となるようにせん断変形する。

本実施形態は、この腕部４３２が、ブロワ本体２からの上下振動に対し、上下方向にせん断変形することで当該振動を減衰するので、背当て部３１およびブロワ本体２間にせん断式の防振ゴムや防振スプリングを設けた場合と同等の良好な減衰性能を得ることができる。

また、本実施形態では、腕部４３２が上下方向にせん断変形し、軸部材４２が上下に振動することによりブロワ本体２の上下振動を減衰するので、架台部３２およびブロワ本体２間に圧縮式の防振ゴムや防振スプリングを設けた場合と同様に、ブロワ本体２を安定した姿勢で支持しながらブロワ本体２の上下振動を減衰することができる。なお、ゴム部材４３は、ブロワ本体２の上下方向の振動だけでなく、ブロワ本体２の水平方向や、回転方向（こじり方向）、ねじり方向（軸部材４２を中心とした回転方向）への振動および変位も減衰させることができる。

図５は、ブロワ本体２の下方への変位が非常に大きい場合の防振部材４の作用を示す図である。
ここで、本実施形態では、筒部材４１および軸部材４２がゴム部材４３によって連結されることにより防振部材４が構成されているので、ブロワ本体２の下方への変位が非常に大きい場合、図５に示すように、ブロワ本体２（ボリュートケース２２）の下端が筒部材４１の上端に当接することとなる。そのため、本実施形態では、ブロワ本体２の下方への変位が非常に大きい場合でも、当該変位を抑制することができる。また、腕部４３２が過大に変形してしまうことを抑制することができる。

また、万が一腕部４３２が切断してしまった場合にも、ブロワ本体２が自重により落下し、ブロワ本体２の下端が筒部材４１の上端に当接することとなる。しかしながら、このような場合であっても、本実施形態では、ブロワ本体２が傾いた場合には軸部材４２および補強部４３１が架台部３２の孔３２１の縁に引っ掛かることとなるので、ブロワ本体２とフレーム３との連結状態を維持することができる。

図６は、ブロワ本体２の回転方向への変位が非常に大きい場合の防振部材４の作用を示す図である。
また、本実施形態では、軸部材４２が架台部３２を挿通しているので、ブロワ本体２の回転方向への変位が非常に大きい場合、図６に示すように、ストッパ部４２３が架台部３２の裏面に当接することとなる。そのため、本実施形態では、ブロワ本体２の回転方向への変位が非常に大きい場合でも、当該変位を抑制することができる。また、腕部４３２が過大に変形してしまうことを抑制することができる。

ところで、このようにブロワ本体２の上下振動を減衰する腕部４３２には、図３および図４に示すように、当該腕部４３２を貫通する調整孔４３４が４つ形成されている。この調整孔４３４は、ゴム部材４３の成形の際にピンを用いることで容易に形成することができる。調整孔４３４の形成後であっても、ドリルで腕部４３２に孔を開けることで容易にその数を増やすことができる。また、調整孔４３４の径も、ドリルなどで容易に拡大させることができる。従って、本実施形態では、その径および数の調整が容易な調整孔４３４を腕部４３２に形成することで、腕部４３２の減衰性能を容易に調整することができ、ひいては防振部材４の減衰性能を容易に調整することができる。

〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る防振部材４Ａを示す断面図である。以降、前記第１実施形態と同一機能部位には同一符号を付し、それらの説明を省略、若しくは簡略化する。
本実施形態では、図７に示すように、筒部材４１および軸部材４２を連結する弾性部材としてスプリング４６が用いられている点が特徴である。スプリング４６の一端側は、筒部材４１の筒部４１１上端部に固定され、他端側は、軸部材４２の下端にボルト４２６により固定されている。また、スプリング４６内には軸部材４２が挿通している。このスプリング４６は、筒部材４１に固定される一端側から軸部材４２に固定される他端側に向かうに従って径が小さくなっている。本実施形態の防振部材４Ａの他の構成は、前記第１実施形態と同様である。

このような本実施形態でも、スプリング４６の上部が大きくせん断変形することによりブロワ本体２の上下振動を減衰するので、良好な減衰性能を得ることができる。また、軸部材４２を上下に振動させることによりブロワ本体２の上下振動を減衰するので、ブロワ本体２を安定した姿勢で支持しながらブロワ本体２の上下振動を減衰することができる。
また、弾性部材としてスプリング４６を用いたので、スプリング４６の一端側を筒部材４１に固定し、他端側をボルト４２６により軸部材４２の下端に固定することで簡単に防振部材４Ａを製造することができ、防振部材４Ａの製造を容易にすることができる。

〔実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば前記第１実施形態では、補強部４３１は、軸部４２１全体を囲っていたが、補強部４３１は、腕部４３２の基端部に形成され、軸部４２１の中央部のみを囲っていてもよい。

前記各実施形態では、架台部３２の孔３２１の径がストッパ部４２３の径よりも小さく形成され、ブロワ本体２の回転方向への変位が非常に大きい場合には、ストッパ部４２３が架台部３２の裏面に当接するように構成されていた。しかしながら、架台部３２の孔３２１の径がストッパ部４２３の径よりも大きく形成され、ストッパ部４２３は、孔３２１から露出することとなる筒部材４１の第１フランジ部４１２に当接するように構成されていてもよい。このように構成すれば、ストッパ部４２３を軸部４２１に取り付けたまま、防振部材４を架台部３２の上方から孔３２１内に差し込むことができ、防振部材４の設置を容易にできる。

前記各実施形態では、筒部４１１が架台部３２からブロワ本体２側に突出していたが、筒部４１１が第１フランジ部４１２から下方に延設され、筒部４１１が第１フランジ部４１２から孔３２１内に落ち込むようにされていてもよい。
前記各実施形態では、軸部材４２は、筒部材４１を挿通していたが、軸部材４２は、筒部材４１を挿通していなくてもよく、筒部材４１を通っていればよい、すなわち、筒部材４１内に配置されていればよい。

前記第２実施形態では、スプリング４６の一端側は、筒部材４１の上部に固定されていたが、スプリング４６の一端側は、筒部材４１の適宜の場所に適宜の方法で固定されていてよい。また、前記第２実施形態では、スプリング４６の他端側は、軸部材４２の下端にボルト４２６により固定されていたが、スプリング４６の他端側は、軸部材４２の適宜の場所に適宜の方法で固定されていてよい。

前記各実施形態では、２つの防振部材４，４Ａでブロワ本体２を支持していたが、１つのみでブロワ本体２を支持していてもよく、３つ以上でブロワ本体２を支持していてもよい。
前記第１実施形態では、弾性部材としてゴム部材４３が用いられ、前記第２実施形態では、弾性部材としてスプリング４６が用いられていたが、弾性部材として弾性を有する樹脂が用いられていてもよい。
前記各実施形態では、本発明は背負い式ブロワ１に適用されていたが、本発明は、背負い式刈払機、動力散布機、動力噴霧機、枝打機、背負い式ヘッジトリマ、背負い式緑刈機等の背負い式作業機に適用されていてもよい。

本発明は、背負い式作業機に利用できる。

本発明の第１実施形態に係る背負い式ブロワを示す側面図。 ストッパ部を取り外した状態の防振部材を示す斜視図。 防振部材を示す断面図。 ストッパ部を取り外した状態の防振部材の裏面を示す図。 ブロワ本体の下方への変位が非常に大きい場合の防振部材の作用を示す図。 ブロワ本体の回転方向への変位が非常に大きい場合の防振部材の作用を示す図。 本発明の第２実施形態に係る防振部材を示す断面図。

符号の説明

１…背負い式ブロワ（背負い式作業機）、２…ブロワ本体（作業機本体）、３…フレーム、４，４Ａ…防振部材、３１…背当て部、３２…架台部、４１…筒部材、４２…軸部材、４３…ゴム部材（弾性部材）、４６…スプリング（弾性部材）、４２２…第２フランジ部（フランジ部）、４３１…補強部、４３２…腕部、４３４…調整孔、４３１１…上端面（補強部の上端）。

Claims (5)

1. エンジンを有する作業機本体と、
   背当て部、および前記作業機本体を支持する架台部を有して側面視Ｌ字状に形成されたフレームと、
   前記作業機本体および前記架台部を連結する防振部材とを備え、
   前記防振部材は、
   前記架台部に固定される筒部材と、
   前記ブロワ本体に固定されるとともに前記筒部材内を通る軸部材と、
   前記筒部材および前記軸部材を連結する弾性部材とを備えている
   ことを特徴とする背負い式作業機。
2. 請求項１に記載の背負い式作業機において、
   前記弾性部材は、ゴム部材であり、前記筒部材および前記軸部材間に延設された腕部を備え、
   前記腕部には、前記腕部を貫通し、前記ゴム部材の減衰性能を調整するための調整孔が形成されている
   ことを特徴とする背負い式作業機。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載の背負い式作業機において、
   前記軸部材の上部には、前記作業機本体に固定されるフランジ部が設けられ、
   前記弾性部材は、ゴム部材であり、前記軸部材に内周面が固定された筒状の補強部と、前記補強部および前記筒部材間に延設された腕部とを備え、
   前記補強部は、前記フランジ部まで延び、当該補強部の上端は、前記フランジ部に固定されている
   ことを特徴とする背負い式作業機。
4. 請求項１に記載の背負い式作業機において、
   前記弾性部材は、スプリングであり、一端側が前記筒部材に固定され、他端側が前記軸部材に固定され、前記弾性部材内には前記軸部材が挿通されている
   ことを特徴とする背負い式作業機。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の背負い式作業機において、
   前記筒部材は、前記架台部側から前記作業機本体側に突出している
   ことを特徴とする背負い式作業機。

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