JP4448569B2 - 円運動を往復運動に変換するためのカム構造およびこのカム構造を用いたカム装置並びにこのカム装置を用いた刈込み機 - Google Patents
円運動を往復運動に変換するためのカム構造およびこのカム構造を用いたカム装置並びにこのカム装置を用いた刈込み機 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車の少なくとも一方の面にカムが突設されてなる円運動を往復運動に変換するためのカム構造およびこのカム構造を用いたカム装置並びにこのカム装置を用いた刈込み機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すような、円運動を往復運動に変換するためのカム構造が知られている。このカム構造１００は、図９の（イ）に示すように、歯車１１０と、この歯車１１０の上面の偏心位置に固定される円形カム１２０とからなっている。歯車１１０の中心位置には中心孔１１１が穿設されている一方、円形カム１２０の偏心位置には上記中心孔１１１と同径の偏心孔１２１が穿設され、これらの孔１１１，１２１の中心が一致するように円形カム１２０が歯車１１０上に重ね合わされた状態で互いに固定されている。
【０００３】
そして、円形カム１２０の適所には厚み方向に貫通するように例えば２つの貫通孔１２２が穿設されているとともに、歯車１１０には上記各貫通孔１２２に対応したねじ孔１１２が螺設され、ビス１３０を貫通孔１２２に挿通してねじ孔１１２に螺着し締結することにより、図９の（ロ）に示すように、円形カム１２０が歯車１１０に固定されるようになっている。なお、ビス止めの代わりに貫通孔１２２およびねじ孔１１２にかしめ釘を挿通して円形カム１２０を歯車１１０にかしめ止めされる場合もある。
【０００４】
上記歯車１１０は、所定の支持軸１４０に中心孔１１１および偏心孔１２１を摺接状態で嵌め込んで支持軸１４０回りに回転自在に軸支されているとともに、歯車１１０が駆動歯車１５０に噛合され、この駆動歯車１５０の駆動軸１５１回りの駆動回転によって支持軸１４０回りに回転するようになっている。
【０００５】
かかるカム構造１００の円形カム１２０に、図９の（ロ）に示すように、連結ロッド１６０の端部に設けられた連結孔１６１が摺接状態で外嵌される。こうすることによって歯車１１０が支持軸１４０回りに回転すると、この回転が支持軸１４０回りに偏心回転する円形カム１２０を介して連結ロッド１６０に伝達され、連結ロッド１６０は往復矢印で示すように横方向に往復運動を行うことになる。
【０００６】
かかるカム構造１００は、回転運動を往復運動に変換する必要性が存在する各種の機器に多用されており、かかる機器としては、例えば実開昭６４−４１２４９号公報、特開昭６０−１３７２１４号公報、特開昭５６−１０６５１２号公報等に記載された園芸用の刈込み機を挙げることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の上記のようなカム構造１００にあっては、歯車１１０に円形カム１２０を形成させるためには、まず、別体として円形カム１２０を製作しなければならず、その分材料コストおよび製作コストが嵩むという問題点を有している。
【０００８】
また、円形カム１２０を歯車１１０に取り付けるためには、歯車１１０にねじ孔１１２を螺設するとともに、円形カム１２０にねじ孔１１２に対応した貫通孔１２２を穿設し、さらに貫通孔１２２にビス１３０を挿通してねじ孔１１２に螺着するという面倒な作業を行わなければならず、組み付けコストが嵩むという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、材料コストおよび組み付けコストの低減化を図り得るカム構造、およびこのカム構造を用いた刈込み機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、金属製の歯車と、この歯車の少なくとも片面の偏心位置に突設された偏心カムとからなる円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記歯車の反対側の面からの半抜きプレス加工によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記半抜きプレス加工は、いわゆるファインブランキング（ｆｉｎｅ ｂｌａｎｋｉｎｇ）と称される精密打抜き加工法の一つであり、型の構造としては下型の打抜き孔と打抜き用のパンチとの間でクリアランスの存在しないゼロクリアランス方式、あるいはむしろ打抜き用パンチの断面積の方が打抜き孔の断面積より僅かに大きい、いわゆる負クリアランス方式が採用され、被加工材料を押える突起付きの板押えと、材料を下から押える逆押えとを有し、被加工材料を確実に拘束した状態で材料の厚み寸法の略半分を押し起こす加工法である。
【００１２】
そして、かかる半抜きプレス加工によって形成された請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、押し起こされて形成した半抜き状態の偏心カムは、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好であることから、周面が他の部材に摺接してその機能を発揮する偏心カムとしての役割を必要かつ充分に果たすことが可能になる。特に、負クリアランス方式を採用すると、寸法精度がより向上した偏心カムを確実に得ることができる。
【００１３】
そして、歯車に別体である偏心カムをねじ止めやかしめ止めで固定する従来のものに比べて、材料コストおよび加工コストの大幅な低減化を図ることが可能であり、製造コストの低減化が実現する。
【００１４】
本発明の請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記歯車の両面にそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、歯車の両面で円運動を往復運動に変換することが可能になる。
【００１６】
本発明の請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記歯車には中心位置に軸孔が穿設され、上記偏心カムは、上記軸孔の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、一対の他の部材を１８０°の位相で互いに摺接往復運動させることが可能になる。
【００１８】
本発明の請求項４記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円に内接する内接周面と、この内接周面の反対側の対向面が上記軸孔から径方向に所定寸法離間することによって形成された切欠き凹部とを有していることを特徴とするものである。
【００１９】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムに円孔を有する他の部材を外嵌した状態で、円孔内に歯車の軸孔に嵌挿された軸が入り込んだ状態になるとともに、軸と偏心カムの凹部との間に隙間が形成されるため、この隙間にグリース等の潤滑剤を充填することが可能になり、偏心カムを円滑作動させる上で有効である。
【００２０】
また、歯車の表裏の点対称位置に偏心カムを形成する場合、それぞれの円運動の円軌跡が偏心カムの表裏で互いに干渉し合っていても、切欠き凹部の存在によって歯車の表裏の偏心カムを互いに干渉し合わないようにすることが可能であり、これによって歯車表裏の点対称位置に半抜きプレス加工で偏心カムを形成させることが可能になる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円に内接する複数のカム突起により形成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムとして小片からなるカム突起を採用することにより、複数のカム突起を合わせてもそれらの断面積を１つの偏心カムを採用する場合よりも小さくすることが可能であるため、その分半抜きプレス加工のプレス圧を小さくすることができ、エネルギーコストの低減化が実現する。
【００２５】
本発明の請求項６記載のカム装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造が用いられるカム装置であって、一方の端部に上記偏心カムに摺接状態で外嵌する摺接孔の穿設された出力ロッドが備えられ、上記摺接孔が上記偏心カムに外嵌されることによって上記歯車と上記出力ロッドとが互いに連結されていることを特徴とするものである。
【００２６】
このカム装置によれば、歯車の回転運動は、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換される。
【００２７】
本発明の請求項７記載の刈込み機は、請求項６記載のカム装置が用いられる刈込み機であって、鋸刃状の複数の刈込み刃を有する一対の長尺の刃部材が、それぞれの刈込み刃を対向させた状態で互いに長手方向に摺動可能に積層され、少なくとも一方の刃部材が上記出力ロッドの他方の端部に接続されていることを特徴とするものである。
【００２８】
この刈込み機によれば、歯車の回転運動は、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換されて一対の刃部材に伝達され、刃部材の刃の長手方向への往復動によって刈込み刃で草木の刈込み操作が行われる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、カム構造１は、外周面に所定ピッチで複数の噛合歯の形成された平歯車２と、この平歯車２の表裏に突設された一対の偏心カム３とからなっている。上記平歯車２には、中心位置に軸孔２１が穿設され、この軸孔２１の内周面が摺接状態で後述する中心軸５に外嵌されることにより、平歯車２が中心軸５回りに回転自在に軸支されるようにしている。
【００３０】
上記偏心カム３は、上記軸孔２１を含むように所定の中心位置を中心とし、かつ、径寸法の設定された円の周（以下「円軌跡」という）に内接する内接周面３１と、軸孔２１に向いた面、すなわち上記中心軸５の周面に対向した対向面３２とを備えて形成されている。上記対向面３２は、本実施形態においては、偏心カムが表裏で互いに干渉し合わないよう切欠き凹部３３として軸孔２１の孔心を中心とする円弧状に形成している。但し、上記切欠き凹部３３は、必ずしも孔心を中心とする円弧状に形成する必要はない。
【００３１】
また、上記切欠き凹部３３は、軸孔２１に中心軸５が嵌挿された状態で中心軸５の外周面と、偏心カム３の内接周面３１との間にグリース等の潤滑油を装填する空間として利用し得るものである。
【００３２】
また、偏心カム３は、本実施形態では、上記軸孔２１の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成され、これによって位相差が１８０°になっている。
【００３３】
そして、本発明においては、偏心カム３は半抜きプレス加工によって形成されている。図２は、半抜きプレス加工を説明するための断面視の説明図である。半抜きプレス加工は、いわゆるファインブランキング（ｆｉｎｅ ｂｌａｎｋｉｎｇ）と称される精密打抜き加工法の一つである。この工法においては、図２に示すように、下型９１の打抜き孔９２の内周面と、半抜き用のパンチ９３の外周面との間でクリアランスの存在しない、いわゆるゼロクリアランス、あるいは負クリアランスの半抜き用型９が採用される。そして、この工法では、被加工材料（本実施形態では平歯車２用の原料鉄板９４）を押える突起付きの板押え９５と、材料を下から押える逆押え９６が採用され、これによって原料鉄板９４を確実に拘束した状態で材料の厚み寸法の略半分を押し起こすようにしている。
【００３４】
従って、かかる半抜き用型９を用いて半抜きプレス加工を原料鉄板９４に施せば、原料鉄板９４は、プレスされる部分で逃げ道が存在しないことから、下型９１の打抜き孔９２に確実に沿った状態で押し起こされ、これによって形成された偏心カム３は、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好なものになる。このようにして偏心カム３の形成された平歯車２には、偏心カム３の裏面側にパンチ９３の押圧で凹没した凹部２２が凹設されている。
【００３５】
図３は、半抜きプレス工法によるカム構造１の製造方法を説明するための原料鉄板の流れに沿った工程図であり、（イ）はピアス穿設工程、（ロ）は裏面半抜き工程、（ハ）は表面半抜き工程をそれぞれ示している。また、（ニ）は、半抜き工程後の平歯車が抜き取られた状態の原料鉄板を示している。なお、図３においては紙面の上部に平面視の図を、下部に断面視の図をそれぞれ示している。まず、ピアス穿設工程においては、図３の（イ）に示すように、図略のプレスマシンによって帯状の原料鉄板９４の両側部に位置決め用の一対のピアス９４ａが穿設される。
【００３６】
ついで、所定の駆動手段の駆動によって原料鉄板９４は所定距離だけ右方に移動され、ピアス９４ａに基づいて常法により位置決めが行われた後、図３の（ロ）の裏面半抜き工程が実行され、原料鉄板９４に図略の第１半抜き用型によって半抜きプレス処理が施される。第１半抜き用型は、図２に示すパンチ９３と逆押え９６とが上下逆転した状態で形成されている。従って、裏面半抜き工程では、原料鉄板９４には裏面側から押し起こされて表面側に突出した偏心カム３が形成される。
【００３７】
原料鉄板９４の表面側に偏心カム３形成された後、原料鉄板９４は、駆動手段の駆動でさらに同一ピッチだけ右方に移動され、ここで再度ピアス９４ａに基づく位置決めが行われた後、図３の（ハ）に示すように、図略の第２半抜き用型によって表面側が半抜き処理される。第２半抜き用型は、図２に示すものと同様にパンチ９３が上部に配設されている。
【００３８】
また、この工程でパンチ９３とは別に使用される上型は、平歯車２の歯形に対応したプレス刃および平歯車２の軸孔２１に対応したプレス刃を有しており、パンチ９３による半抜きプレス処理が完了したのちパンチ９３が上型と入れ替わって通常のプレス処理が施されるようになっている。従って、表面半抜き工程を経ることにより、原料鉄板９４からは半抜き処理と上型によるプレス処理とによって、図３の（ハ）の下段に示すように、一対の偏心カム３を備えた平歯車２が抜き取られる。そして、つぎの１ピッチ分の原料鉄板９４の移動によって、図３の（ニ）に示すように、平歯車２の抜け出た孔が右に移動する。
【００３９】
そして、本実施形態においては、原料鉄板９４が１ピッチ分だけ移動し、ピアス９４ａによって位置決めされた状態で一斉に図２の（イ）〜（ハ）に示すピアス穿設工程、裏面半抜き工程、および表面半抜き工程が実行され、偏心カム３を有する平歯車２、すなわちカム構造１が生産される。
【００４０】
図４は、本発明に係るカム装置の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＢ−Ｂ線断面図である。図４に示すように、カム装置４は、第１実施形態のカム構造１に、中心軸５と出力ロッド６とが付加されてなるものである。上記中心軸５は、平歯車２の軸孔２１に摺接状態で嵌挿されるように径寸法が設定され、これによって平歯車２が中心軸５回りに回転し得るようになっている。かかる中心軸５は、カム装置４を利用する図略の所定の機器に固定されるものである。
【００４１】
上記出力ロッド６は、直状のロッド本体６１と、このロッド本体６１の基端側に形成された平面視で円形の基端側連結部６２と、同先端側に形成された、基端側連結部６２より小さい円形の先端側連結部６３とを備えて構成されている。基端側連結部６２には、偏心カム３および中心軸５に摺接状態で嵌め込まれる基端側円孔６２ａが設けられているとともに、先端側連結部６３には先端側円孔６３ａが穿設されている。先端側円孔６３ａは、直進往復運動を行わせたい所定の部材を連結させるためのものである。かかる出力ロッド６は、本実施形態においては、一対のそれぞれが平歯車２の表裏の偏心カム３に嵌め込まれている。
【００４２】
そして、カム装置における表裏の偏心カム３は、中心軸５周辺の互いに表裏で重なる部分を切欠き凹部３３として形成するとともに、基端側円孔６２ａが偏心カム３に外嵌された状態で、偏心カム３の対向面３２と中心軸５の外周面と基端側円孔６２ａの内周面との間に切欠き凹部３３が潤滑剤充填空間３４として形成され、この潤滑剤充填空間３４にグリース等の潤滑剤を装填することによって偏心カム３と基端側連結部６２との間の相対回転がスムーズに行われるようになっている。
【００４３】
かかるカム装置４によれば、平歯車２に、所定の駆動歯車を噛合させることにより、駆動歯車の駆動によって平歯車２が中心軸５回りに回転し、この回転によって出力ロッド６が往復動するため、先端側連結部６３に連結された所定の部材が直進往復運動を行うことになる。
【００４４】
図５は、本発明に係るカム装置の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＣ−Ｃ線断面図である。図５に示すように、第２実施形態のカム装置４ａは、中心軸５に摺動リング５１が摺接状態で外嵌されている。そしてこの摺動リング５１の外周面に出力ロッド６の基端側円孔６２ａの内周面が摺接するように中心軸５の径寸法が設定されている。その他の構成は第１実施形態のカム装置４と同様である。
【００４５】
第２実施形態のカム装置４ａによれば、偏心カム３が中心軸５回りに旋回してクランク運動を行うに際し、摺動リング５１が中心軸５回りに回転することによって、出力ロッド６のクランク運動がより円滑に行われることになる。
【００４６】
図６は、上記カム装置が適用された本発明に係る刈込み機の要部の一実施形態を示す斜視図であり、図７は、その側面視の断面図である。なお、図６においては、刈込み機の裏面側を上方に向けた状態を示し、図７においては裏面側を下方に向けた状態を示している。この実施形態においては、第１実施形態のカム装置４が採用されている。これらの図に示すように、刈込み機７は、カム装置４を内装するケーシング７１と、このケーシング７１の開口を閉止するための本体底面にある蓋体７２と、ケーシング７１内のカム装置４に接続される刈込み刃部材としての一対のブレード７３と、図略の駆動機構とを備えて構成されている。
【００４７】
上記ケーシング７１は、平面視で略円形と略方形とが組み合わされた、いわゆる前方後円墳の形状に形成され、円形の部分に上記カム構造１が装着されるカム構造装着室７１ａを有しているとともに、このカム構造装着室７１ａの前方位置（図６の右方）の方形部分に、積層された一対のブレード７３の基端部を前後動可能に収納するブレード収納室７１ｂを有している。
【００４８】
上記カム構造装着室７１ａは、内径寸法が平歯車２の外径寸法より僅かに大きい円形に形成されている一方、カム構造装着室７１ａの底部に上記中心軸５が立設され、平歯車２の軸孔２１をこの中心軸５に外嵌することにより平歯車２がカム構造装着室７１ａ内で中心軸５回りに回転自在に軸支された状態でカム装置４がカム構造装着室７１ａ内に装着されるようになっている。
【００４９】
また、上記ブレード収納室７１ｂは、幅寸法がブレード７３の幅寸法より僅かに大きく寸法設定され、これによって積層された一対のブレード７３の基端部を摺接状態で前後動可能に収納し得るようになっている。
【００５０】
また、上記各ブレード７３は、基端部の所定位置に積層された状態で互いに反対方向に突出した連結軸７３ａを有し、各連結軸７３ａを偏心カム３に連結された出力ロッド６の先端側円孔６３ａに嵌め込むことによって、図７に示すように、平歯車２と各ブレード７３とが出力ロッド６を介して互いにリンクされるようになっている。
【００５１】
かかる一対のブレード７３の適所の幅方向中央部には長手方向に向かって延びる長孔７３ｂがそれぞれ穿設され、これら長孔７３ｂにボルト７４が挿通されてガイドバー７６とともにナットで留められることにより、各ブレード７３はケーシング７１外での積層状態が確保されるとともに、長孔の範囲内で長手方向に互いに反対方向に摺動し得るようになっている。
【００５２】
一方、ケーシング７１におけるカム構造装着室７１ａの基端側（図６および図７の左方）には、平歯車２より小径の駆動歯車７５を装着する駆動歯車装着室７１ｃが設けられている。この駆動歯車装着室７１ｃの底部には駆動歯車支持軸７５ａが立設され、この駆動歯車支持軸７５ａに駆動歯車７５が駆動歯車支持軸７５ａ回りに共回り可能に軸支されている。この駆動歯車７５は、平歯車２に噛合するように径寸法および歯ピッチが設定され、これによって駆動歯車７５の駆動回転が平歯車２に伝達されるようになっている。かかる駆動歯車７５は、図略の駆動部の駆動力を駆動歯車支持軸７５ａが受けることにより駆動歯車支持軸７５ａ回りに駆動回転するようになっている。
【００５３】
上記蓋体７２は、ケーシング７１と同一の平面形状に形成された底板体によって形成されている。この蓋体７２の四隅部には、挿通孔７２ａが穿設されている一方、ケーシング７１には挿通孔７２ａの対応位置にねじ孔７１ｄが穿設され、蓋体７２でケーシング７１の開口を塞いだ状態でビス７８を挿通孔７２ａを介してねじ孔７１ｄに螺着締結することにより、蓋体７２がケーシング７１に取り付けられるようになっている。
【００５４】
かかる刈込み機７の構成によれば、駆動部からの駆動力を駆動歯車支持軸７５ａに伝達することによって駆動歯車７５も回転する。この駆動歯車７５の回転は、駆動歯車７５と噛合している平歯車２に伝達され、平歯車２が中心軸５回りに回転する。そして、この平歯車２の回転によって平歯車２の表裏の偏心位置に１８０°の位相で突設された偏心カム３が中心軸５回りに旋回してクランク運動を行うため、偏心カム３に基端側連結部６２が連結した出力ロッド６がピストン運動を行い、これによって積層され、かつ、連結軸７３ａを介して出力ロッド６にリンクされた各ブレード７３が互いに反対方向に向かう往復運動を行うことになる。
【００５５】
そして、本発明においては、平歯車２の表裏に突設された偏心カム３が、上記半抜きプレス工法によって形成されているため、従来のように別体である偏心カムをかしめ止めやねじ止めで平歯車２に固定したり、或は鍛造や切削加工で形成する場合に比べて製作が容易であり、刈込み機７の製造コストの低減化を図る上で極めて有効である。
【００５６】
図８は、本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＤ−Ｄ線断面図である。この実施形態における円運動を往復運動に変換するためのカム構造１ａにあっては、偏心カムとして、上記三日月形状の偏心カム３に代えて、３本の円柱状のカム突起３０が用いられている。これらのカム突起３０は、いずれも出力ロッド６の基端側円孔６２ａの内周面に当接するように設置位置が設定されている。その他の構成については第１実施形態の円運動を往復運動に変換するためのカム構造１と同様である。
【００５７】
第２実施形態の円運動を往復運動に変換するためのカム構造１ａによれば、カム突起３０は上記偏心カム３に比べて３つ合わせても断面積を小さくすることができるため、その分半抜きプレス加工時のプレス圧を小さくすることが可能になり、エネルギーコストの低減化を実現することができる。
【００５８】
以上詳述したように、本発明の円運動を往復運動に変換するためのカム構造１，１ａは、金属製の平歯車２と、この平歯車２の少なくとも片面の偏心位置に突設された偏心カム３（カム突起３０を含む）とを備えて構成され、偏心カム３は平歯車２の反対側の面からの半抜きプレス加工（ファインブランキング（ｆｉｎｅ ｂｌａｎｋｉｎｇ））によって形成されているため、かかる半抜きプレス加工によって形成された半抜き状態の偏心カム３は、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好であることから、周面が出力ロッド６の基端側円孔６２ａの内周面に摺接してその機能を必要かつ充分に果たすことができる。
【００５９】
そしてかかる工法によって偏心カム３を形成させることによって、平歯車２に別体である偏心カムをねじ止めやかしめ止めで固定する従来のものに比べて、重量の軽減、材料コストおよび加工コストの低減化を図ることが可能であり、製造コストの低減に寄与することができる。
【００６０】
また、平歯車２の中心位置には軸孔２１が穿設されている。そして、第１実施形態の場合、偏心カム３（第２実施形態では複数のカム突起３０）に、軸孔２１を含むように所定の中心位置を中心とし、径寸法の設定された円の周に内接する内接周面３１と、対向面が軸孔２１から径方向に所定寸法離間した切欠き凹部３３とを設けることにより、偏心カム３に出力ロッド６の基端側円孔６２ａを外嵌した状態で、基端側円孔６２ａ内に平歯車２の軸孔２１に嵌挿された中心軸５が入り込んだ状態になるとともに、中心軸５と偏心カム３の凹部との間に潤滑剤充填空間３４が形成されるため、この潤滑剤充填空間３４にグリース等の潤滑剤を充填することができ、偏心カム３を常に円滑作動させる上で有効であるとともに、潤滑剤の給油頻度を少なくすることが可能になる。
【００６１】
また、偏心カム３を、平歯車２の両面にそれぞれ形成することにより、平歯車２の両面で円運動を往復運動に変換することが可能になる。また、偏心カム３を、軸孔２１の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成することにより、一対の他の部材を１８０°の位相で互いに摺接往復運動させることが可能になる。
【００６２】
そして、かかるカム装置４，４ａおよび円運動を往復運動に変換するためのカム構造１，１ａを用いたカム装置を、一方の端部に偏心カム３に摺接状態で外嵌する基端側円孔６２ａの穿設された出力ロッドを備えて形成することにより、平歯車２の回転運動を、偏心カム３および出力ロッドを介して往復運動に変換することができる。
【００６３】
また、刈込み機７を、かかるカム装置４，４ａおよび円運動を往復運動に変換するためのカム構造１，１ａを備えて構成することにより、刈込み機７の製造コストの低減化を図ることが可能になる。
【００６４】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００６５】
（１）上記の第１実施形態においては、偏心カム３の内接周面３１が接する円軌跡に中心軸５の外周面が内側で接するように偏心カム３と中心軸５とが相互に位置設定されているが、本発明は、中心軸５の外周面が円に接することに限定されるものではなく、中心軸５が円の内側にある限り特に中心軸５の外周面が円軌跡に接しなくてもよい。
【００６６】
（２）上記の実施形態においては、平歯車２は中心軸５回りに回転自在に軸支されているが、本発明は、平歯車２が中心軸５に軸支されることに限定されるものではなく、例えば、中心軸５を設けない代わりに平歯車２の外周面をケーシング７１の内周面に摺接させるようにしてもよい。こうすることによって偏心カム３の設置位置に拘らず偏心カム３と中心軸５との干渉がなくなるため、干渉を回避するための切欠き凹部３３を設ける必要がなくなり、偏心カム３を加工コストの安価な円形に形成することが可能になる。
【００６７】
（３）上記の実施形態においては、平歯車２の表裏の点対称位置に（すなわち１８０°の位相差で）偏心カム３が形成されているが、一対の偏心カム３が点対称位置に設けられることに限定されるものではなく、任意の位相差で設けることができる。
【００６８】
（４）上記の実施形態においては、平歯車２の表裏にそれぞれ偏心カム３が設けられているが、本発明は、平歯車２の表裏に偏心カム３を設けることに限定されるものではなく、片面だけに設けてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、歯車の少なくとも片面の偏心位置に突設される偏心カムを、歯車の反対側の面からの半抜きプレス加工によって形成したため、かかる半抜きプレス加工によって押し起こされて形成した半抜き状態の偏心カムは、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好であることから、周面が他の部材に摺接してその機能を発揮する偏心カムとしての役割を必要かつ充分に果たすことができる。
【００７０】
そして、歯車に別体である偏心カムをねじ止めやかしめ止めで固定する従来のものに比べて、材料コストおよび加工コストの低減化を図ることが可能であり、製造コストの低減化に貢献することができる。
【００７１】
また、平歯車のみで偏心カム部を構成し得ることから、従来のものに比べてカム装置の重量を軽量にすることができる。
【００７２】
本発明の請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムを歯車の両面にそれぞれ形成したため、歯車の両面において円運動を往復運動に変換することが可能になる。
【００７３】
本発明の請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムを軸孔の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成したため、歯車の回転により一対の他の部材を１８０°の位相で互いに摺接往復運動させることができる。
【００７４】
本発明の請求項４記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、歯車の中心位置に軸孔を穿設し、偏心カムには軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円軌跡に内接する内接周面と、対向面が軸孔から径方向に所定寸法離間した切欠き凹部とを設けたため、偏心カムに円孔を有する他の部材を外嵌した状態で、円孔内に歯車の軸孔に嵌挿された軸が入り込んだ状態になるとともに、軸と偏心カムの凹部との間に隙間が形成されるため、この隙間にグリース等の潤滑剤を充填することが可能になり、偏心カムを長期間に亘って給油なしに円滑作動させる上で極めて好都合である。
【００７６】
本発明の請求項５記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムを、軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円軌跡に内接する複数のカム突起により形成したため、カム突起として小片を採用することにより、複数のカム突起を合わせてもそれらの断面積を１つの偏心カムを採用する場合よりも小さくすることが可能であり、その分半抜きプレス加工のプレス圧を小さくすることができ、エネルギーコストの低減化を図ることができる。
【００７７】
本発明の請求項６記載のカム装置によれば、一方の端部に偏心カムに摺接状態で外嵌する摺接孔の穿設された出力ロッドを備え、摺接孔が偏心カムに外嵌されることによって歯車と出力ロッドとを互いに連結するように構成したため、歯車の回転運動を、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換することができる。
【００７８】
本発明の請求項７記載の刈込み機によれば、鋸刃状の複数の刈込み刃を有する一対の長尺の刃部材を、それぞれの刈込み刃を対向させた状態で互いに長手方向に摺動可能に積層し、少なくとも一方の刃部材を出力ロッドの他方の端部に接続したため、歯車の回転運動は、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換されて一対の刃部材に伝達され、刃部材の刃の長手方向への往復動によって刈込み刃で草木の刈込み操作を行うことができる。
【００７９】
また、刈込み機には、半抜きプレス加工により形成された偏心カムを有する歯車を採用したため、刈込み機の製造コストの軽減化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】半抜きプレス加工を説明するための断面視の説明図である。
【図３】半抜きプレス工法による円運動を往復運動に変換するためのカム構造１の製造方法を説明するための原料鉄板の流れに沿った工程図であり、（イ）はピアス穿設工程、（ロ）は裏面半抜き工程、（ハ）は表面半抜き工程をそれぞれ示している。また、（ニ）は、半抜き工程後の平歯車が抜き取られた状態の原料鉄板を示している。
【図４】本発明に係るカム装置の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明に係るカム装置の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】カム装置が適用された本発明に係る刈込み機の要部の一実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６の側面視の断面図である。
【図８】本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】（イ）および（ロ）は、従来の円運動を往復運動に変換するためのカム構造を例示する斜視図である。
【符号の説明】
１ 円運動を往復運動に変換するためのカム構造
２ 平歯車
２１ 軸孔
３ 偏心カム
３１ 内接周面
３２ 対向面
３３ 切欠き凹部
３４ 潤滑剤充填空間
４ カム装置
５ 中心軸
５１ 摺動リング
６ 出力ロッド
６１ ロッド本体
６２ 基端側連結部
６２ａ 基端側円孔
６３ 先端側連結部
６３ａ 先端側円孔
７ 刈込み機
７１ ケーシング
７１ａ カム構造装着室
７２ 蓋体
７３ ブレード
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車の少なくとも一方の面にカムが突設されてなる円運動を往復運動に変換するためのカム構造およびこのカム構造を用いたカム装置並びにこのカム装置を用いた刈込み機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９に示すような、円運動を往復運動に変換するためのカム構造が知られている。このカム構造１００は、図９の（イ）に示すように、歯車１１０と、この歯車１１０の上面の偏心位置に固定される円形カム１２０とからなっている。歯車１１０の中心位置には中心孔１１１が穿設されている一方、円形カム１２０の偏心位置には上記中心孔１１１と同径の偏心孔１２１が穿設され、これらの孔１１１，１２１の中心が一致するように円形カム１２０が歯車１１０上に重ね合わされた状態で互いに固定されている。
【０００３】
そして、円形カム１２０の適所には厚み方向に貫通するように例えば２つの貫通孔１２２が穿設されているとともに、歯車１１０には上記各貫通孔１２２に対応したねじ孔１１２が螺設され、ビス１３０を貫通孔１２２に挿通してねじ孔１１２に螺着し締結することにより、図９の（ロ）に示すように、円形カム１２０が歯車１１０に固定されるようになっている。なお、ビス止めの代わりに貫通孔１２２およびねじ孔１１２にかしめ釘を挿通して円形カム１２０を歯車１１０にかしめ止めされる場合もある。
【０００４】
上記歯車１１０は、所定の支持軸１４０に中心孔１１１および偏心孔１２１を摺接状態で嵌め込んで支持軸１４０回りに回転自在に軸支されているとともに、歯車１１０が駆動歯車１５０に噛合され、この駆動歯車１５０の駆動軸１５１回りの駆動回転によって支持軸１４０回りに回転するようになっている。
【０００５】
かかるカム構造１００の円形カム１２０に、図９の（ロ）に示すように、連結ロッド１６０の端部に設けられた連結孔１６１が摺接状態で外嵌される。こうすることによって歯車１１０が支持軸１４０回りに回転すると、この回転が支持軸１４０回りに偏心回転する円形カム１２０を介して連結ロッド１６０に伝達され、連結ロッド１６０は往復矢印で示すように横方向に往復運動を行うことになる。
【０００６】
かかるカム構造１００は、回転運動を往復運動に変換する必要性が存在する各種の機器に多用されており、かかる機器としては、例えば実開昭６４−４１２４９号公報、特開昭６０−１３７２１４号公報、特開昭５６−１０６５１２号公報等に記載された園芸用の刈込み機を挙げることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の上記のようなカム構造１００にあっては、歯車１１０に円形カム１２０を形成させるためには、まず、別体として円形カム１２０を製作しなければならず、その分材料コストおよび製作コストが嵩むという問題点を有している。
【０００８】
また、円形カム１２０を歯車１１０に取り付けるためには、歯車１１０にねじ孔１１２を螺設するとともに、円形カム１２０にねじ孔１１２に対応した貫通孔１２２を穿設し、さらに貫通孔１２２にビス１３０を挿通してねじ孔１１２に螺着するという面倒な作業を行わなければならず、組み付けコストが嵩むという問題点を有している。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、材料コストおよび組み付けコストの低減化を図り得るカム構造、およびこのカム構造を用いた刈込み機を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、金属製の歯車と、この歯車の少なくとも片面の偏心位置に突設された偏心カムとからなる円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記歯車の反対側の面からの半抜きプレス加工によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記半抜きプレス加工は、いわゆるファインブランキング（ｆｉｎｅ ｂｌａｎｋｉｎｇ）と称される精密打抜き加工法の一つであり、型の構造としては下型の打抜き孔と打抜き用のパンチとの間でクリアランスの存在しないゼロクリアランス方式、あるいはむしろ打抜き用パンチの断面積の方が打抜き孔の断面積より僅かに大きい、いわゆる負クリアランス方式が採用され、被加工材料を押える突起付きの板押えと、材料を下から押える逆押えとを有し、被加工材料を確実に拘束した状態で材料の厚み寸法の略半分を押し起こす加工法である。
【００１２】
そして、かかる半抜きプレス加工によって形成された請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、押し起こされて形成した半抜き状態の偏心カムは、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好であることから、周面が他の部材に摺接してその機能を発揮する偏心カムとしての役割を必要かつ充分に果たすことが可能になる。特に、負クリアランス方式を採用すると、寸法精度がより向上した偏心カムを確実に得ることができる。
【００１３】
そして、歯車に別体である偏心カムをねじ止めやかしめ止めで固定する従来のものに比べて、材料コストおよび加工コストの大幅な低減化を図ることが可能であり、製造コストの低減化が実現する。
【００１４】
本発明の請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記歯車の両面にそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、歯車の両面で円運動を往復運動に変換することが可能になる。
【００１６】
本発明の請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記歯車には中心位置に軸孔が穿設され、上記偏心カムは、上記軸孔の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、一対の他の部材を１８０°の位相で互いに摺接往復運動させることが可能になる。
【００１８】
本発明の請求項４記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円に内接する内接周面と、この内接周面の反対側の対向面が上記軸孔から径方向に所定寸法離間することによって形成された切欠き凹部とを有していることを特徴とするものである。
【００１９】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムに円孔を有する他の部材を外嵌した状態で、円孔内に歯車の軸孔に嵌挿された軸が入り込んだ状態になるとともに、軸と偏心カムの凹部との間に隙間が形成されるため、この隙間にグリース等の潤滑剤を充填することが可能になり、偏心カムを円滑作動させる上で有効である。
【００２０】
また、歯車の表裏の点対称位置に偏心カムを形成する場合、それぞれの円運動の円軌跡が偏心カムの表裏で互いに干渉し合っていても、切欠き凹部の存在によって歯車の表裏の偏心カムを互いに干渉し合わないようにすることが可能であり、これによって歯車表裏の点対称位置に半抜きプレス加工で偏心カムを形成させることが可能になる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造は、請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造において、上記偏心カムは、上記軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円に内接する複数のカム突起により形成されていることを特徴とするものである。
【００２４】
この円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムとして小片からなるカム突起を採用することにより、複数のカム突起を合わせてもそれらの断面積を１つの偏心カムを採用する場合よりも小さくすることが可能であるため、その分半抜きプレス加工のプレス圧を小さくすることができ、エネルギーコストの低減化が実現する。
【００２５】
本発明の請求項６記載のカム装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造が用いられるカム装置であって、一方の端部に上記偏心カムに摺接状態で外嵌する摺接孔の穿設された出力ロッドが備えられ、上記摺接孔が上記偏心カムに外嵌されることによって上記歯車と上記出力ロッドとが互いに連結されていることを特徴とするものである。
【００２６】
このカム装置によれば、歯車の回転運動は、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換される。
【００２７】
本発明の請求項７記載の刈込み機は、請求項６記載のカム装置が用いられる刈込み機であって、鋸刃状の複数の刈込み刃を有する一対の長尺の刃部材が、それぞれの刈込み刃を対向させた状態で互いに長手方向に摺動可能に積層され、少なくとも一方の刃部材が上記出力ロッドの他方の端部に接続されていることを特徴とするものである。
【００２８】
この刈込み機によれば、歯車の回転運動は、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換されて一対の刃部材に伝達され、刃部材の刃の長手方向への往復動によって刈込み刃で草木の刈込み操作が行われる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、カム構造１は、外周面に所定ピッチで複数の噛合歯の形成された平歯車２と、この平歯車２の表裏に突設された一対の偏心カム３とからなっている。上記平歯車２には、中心位置に軸孔２１が穿設され、この軸孔２１の内周面が摺接状態で後述する中心軸５に外嵌されることにより、平歯車２が中心軸５回りに回転自在に軸支されるようにしている。
【００３０】
上記偏心カム３は、上記軸孔２１を含むように所定の中心位置を中心とし、かつ、径寸法の設定された円の周（以下「円軌跡」という）に内接する内接周面３１と、軸孔２１に向いた面、すなわち上記中心軸５の周面に対向した対向面３２とを備えて形成されている。上記対向面３２は、本実施形態においては、偏心カムが表裏で互いに干渉し合わないよう切欠き凹部３３として軸孔２１の孔心を中心とする円弧状に形成している。但し、上記切欠き凹部３３は、必ずしも孔心を中心とする円弧状に形成する必要はない。
【００３１】
また、上記切欠き凹部３３は、軸孔２１に中心軸５が嵌挿された状態で中心軸５の外周面と、偏心カム３の内接周面３１との間にグリース等の潤滑油を装填する空間として利用し得るものである。
【００３２】
また、偏心カム３は、本実施形態では、上記軸孔２１の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成され、これによって位相差が１８０°になっている。
【００３３】
そして、本発明においては、偏心カム３は半抜きプレス加工によって形成されている。図２は、半抜きプレス加工を説明するための断面視の説明図である。半抜きプレス加工は、いわゆるファインブランキング（ｆｉｎｅ ｂｌａｎｋｉｎｇ）と称される精密打抜き加工法の一つである。この工法においては、図２に示すように、下型９１の打抜き孔９２の内周面と、半抜き用のパンチ９３の外周面との間でクリアランスの存在しない、いわゆるゼロクリアランス、あるいは負クリアランスの半抜き用型９が採用される。そして、この工法では、被加工材料（本実施形態では平歯車２用の原料鉄板９４）を押える突起付きの板押え９５と、材料を下から押える逆押え９６が採用され、これによって原料鉄板９４を確実に拘束した状態で材料の厚み寸法の略半分を押し起こすようにしている。
【００３４】
従って、かかる半抜き用型９を用いて半抜きプレス加工を原料鉄板９４に施せば、原料鉄板９４は、プレスされる部分で逃げ道が存在しないことから、下型９１の打抜き孔９２に確実に沿った状態で押し起こされ、これによって形成された偏心カム３は、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好なものになる。このようにして偏心カム３の形成された平歯車２には、偏心カム３の裏面側にパンチ９３の押圧で凹没した凹部２２が凹設されている。
【００３５】
図３は、半抜きプレス工法によるカム構造１の製造方法を説明するための原料鉄板の流れに沿った工程図であり、（イ）はピアス穿設工程、（ロ）は裏面半抜き工程、（ハ）は表面半抜き工程をそれぞれ示している。また、（ニ）は、半抜き工程後の平歯車が抜き取られた状態の原料鉄板を示している。なお、図３においては紙面の上部に平面視の図を、下部に断面視の図をそれぞれ示している。まず、ピアス穿設工程においては、図３の（イ）に示すように、図略のプレスマシンによって帯状の原料鉄板９４の両側部に位置決め用の一対のピアス９４ａが穿設される。
【００３６】
ついで、所定の駆動手段の駆動によって原料鉄板９４は所定距離だけ右方に移動され、ピアス９４ａに基づいて常法により位置決めが行われた後、図３の（ロ）の裏面半抜き工程が実行され、原料鉄板９４に図略の第１半抜き用型によって半抜きプレス処理が施される。第１半抜き用型は、図２に示すパンチ９３と逆押え９６とが上下逆転した状態で形成されている。従って、裏面半抜き工程では、原料鉄板９４には裏面側から押し起こされて表面側に突出した偏心カム３が形成される。
【００３７】
原料鉄板９４の表面側に偏心カム３形成された後、原料鉄板９４は、駆動手段の駆動でさらに同一ピッチだけ右方に移動され、ここで再度ピアス９４ａに基づく位置決めが行われた後、図３の（ハ）に示すように、図略の第２半抜き用型によって表面側が半抜き処理される。第２半抜き用型は、図２に示すものと同様にパンチ９３が上部に配設されている。
【００３８】
また、この工程でパンチ９３とは別に使用される上型は、平歯車２の歯形に対応したプレス刃および平歯車２の軸孔２１に対応したプレス刃を有しており、パンチ９３による半抜きプレス処理が完了したのちパンチ９３が上型と入れ替わって通常のプレス処理が施されるようになっている。従って、表面半抜き工程を経ることにより、原料鉄板９４からは半抜き処理と上型によるプレス処理とによって、図３の（ハ）の下段に示すように、一対の偏心カム３を備えた平歯車２が抜き取られる。そして、つぎの１ピッチ分の原料鉄板９４の移動によって、図３の（ニ）に示すように、平歯車２の抜け出た孔が右に移動する。
【００３９】
そして、本実施形態においては、原料鉄板９４が１ピッチ分だけ移動し、ピアス９４ａによって位置決めされた状態で一斉に図２の（イ）〜（ハ）に示すピアス穿設工程、裏面半抜き工程、および表面半抜き工程が実行され、偏心カム３を有する平歯車２、すなわちカム構造１が生産される。
【００４０】
図４は、本発明に係るカム装置の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＢ−Ｂ線断面図である。図４に示すように、カム装置４は、第１実施形態のカム構造１に、中心軸５と出力ロッド６とが付加されてなるものである。上記中心軸５は、平歯車２の軸孔２１に摺接状態で嵌挿されるように径寸法が設定され、これによって平歯車２が中心軸５回りに回転し得るようになっている。かかる中心軸５は、カム装置４を利用する図略の所定の機器に固定されるものである。
【００４１】
上記出力ロッド６は、直状のロッド本体６１と、このロッド本体６１の基端側に形成された平面視で円形の基端側連結部６２と、同先端側に形成された、基端側連結部６２より小さい円形の先端側連結部６３とを備えて構成されている。基端側連結部６２には、偏心カム３および中心軸５に摺接状態で嵌め込まれる基端側円孔６２ａが設けられているとともに、先端側連結部６３には先端側円孔６３ａが穿設されている。先端側円孔６３ａは、直進往復運動を行わせたい所定の部材を連結させるためのものである。かかる出力ロッド６は、本実施形態においては、一対のそれぞれが平歯車２の表裏の偏心カム３に嵌め込まれている。
【００４２】
そして、カム装置における表裏の偏心カム３は、中心軸５周辺の互いに表裏で重なる部分を切欠き凹部３３として形成するとともに、基端側円孔６２ａが偏心カム３に外嵌された状態で、偏心カム３の対向面３２と中心軸５の外周面と基端側円孔６２ａの内周面との間に切欠き凹部３３が潤滑剤充填空間３４として形成され、この潤滑剤充填空間３４にグリース等の潤滑剤を装填することによって偏心カム３と基端側連結部６２との間の相対回転がスムーズに行われるようになっている。
【００４３】
かかるカム装置４によれば、平歯車２に、所定の駆動歯車を噛合させることにより、駆動歯車の駆動によって平歯車２が中心軸５回りに回転し、この回転によって出力ロッド６が往復動するため、先端側連結部６３に連結された所定の部材が直進往復運動を行うことになる。
【００４４】
図５は、本発明に係るカム装置の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＣ−Ｃ線断面図である。図５に示すように、第２実施形態のカム装置４ａは、中心軸５に摺動リング５１が摺接状態で外嵌されている。そしてこの摺動リング５１の外周面に出力ロッド６の基端側円孔６２ａの内周面が摺接するように中心軸５の径寸法が設定されている。その他の構成は第１実施形態のカム装置４と同様である。
【００４５】
第２実施形態のカム装置４ａによれば、偏心カム３が中心軸５回りに旋回してクランク運動を行うに際し、摺動リング５１が中心軸５回りに回転することによって、出力ロッド６のクランク運動がより円滑に行われることになる。
【００４６】
図６は、上記カム装置が適用された本発明に係る刈込み機の要部の一実施形態を示す斜視図であり、図７は、その側面視の断面図である。なお、図６においては、刈込み機の裏面側を上方に向けた状態を示し、図７においては裏面側を下方に向けた状態を示している。この実施形態においては、第１実施形態のカム装置４が採用されている。これらの図に示すように、刈込み機７は、カム装置４を内装するケーシング７１と、このケーシング７１の開口を閉止するための本体底面にある蓋体７２と、ケーシング７１内のカム装置４に接続される刈込み刃部材としての一対のブレード７３と、図略の駆動機構とを備えて構成されている。
【００４７】
上記ケーシング７１は、平面視で略円形と略方形とが組み合わされた、いわゆる前方後円墳の形状に形成され、円形の部分に上記カム構造１が装着されるカム構造装着室７１ａを有しているとともに、このカム構造装着室７１ａの前方位置（図６の右方）の方形部分に、積層された一対のブレード７３の基端部を前後動可能に収納するブレード収納室７１ｂを有している。
【００４８】
上記カム構造装着室７１ａは、内径寸法が平歯車２の外径寸法より僅かに大きい円形に形成されている一方、カム構造装着室７１ａの底部に上記中心軸５が立設され、平歯車２の軸孔２１をこの中心軸５に外嵌することにより平歯車２がカム構造装着室７１ａ内で中心軸５回りに回転自在に軸支された状態でカム装置４がカム構造装着室７１ａ内に装着されるようになっている。
【００４９】
また、上記ブレード収納室７１ｂは、幅寸法がブレード７３の幅寸法より僅かに大きく寸法設定され、これによって積層された一対のブレード７３の基端部を摺接状態で前後動可能に収納し得るようになっている。
【００５０】
また、上記各ブレード７３は、基端部の所定位置に積層された状態で互いに反対方向に突出した連結軸７３ａを有し、各連結軸７３ａを偏心カム３に連結された出力ロッド６の先端側円孔６３ａに嵌め込むことによって、図７に示すように、平歯車２と各ブレード７３とが出力ロッド６を介して互いにリンクされるようになっている。
【００５１】
かかる一対のブレード７３の適所の幅方向中央部には長手方向に向かって延びる長孔７３ｂがそれぞれ穿設され、これら長孔７３ｂにボルト７４が挿通されてガイドバー７６とともにナットで留められることにより、各ブレード７３はケーシング７１外での積層状態が確保されるとともに、長孔の範囲内で長手方向に互いに反対方向に摺動し得るようになっている。
【００５２】
一方、ケーシング７１におけるカム構造装着室７１ａの基端側（図６および図７の左方）には、平歯車２より小径の駆動歯車７５を装着する駆動歯車装着室７１ｃが設けられている。この駆動歯車装着室７１ｃの底部には駆動歯車支持軸７５ａが立設され、この駆動歯車支持軸７５ａに駆動歯車７５が駆動歯車支持軸７５ａ回りに共回り可能に軸支されている。この駆動歯車７５は、平歯車２に噛合するように径寸法および歯ピッチが設定され、これによって駆動歯車７５の駆動回転が平歯車２に伝達されるようになっている。かかる駆動歯車７５は、図略の駆動部の駆動力を駆動歯車支持軸７５ａが受けることにより駆動歯車支持軸７５ａ回りに駆動回転するようになっている。
【００５３】
上記蓋体７２は、ケーシング７１と同一の平面形状に形成された底板体によって形成されている。この蓋体７２の四隅部には、挿通孔７２ａが穿設されている一方、ケーシング７１には挿通孔７２ａの対応位置にねじ孔７１ｄが穿設され、蓋体７２でケーシング７１の開口を塞いだ状態でビス７８を挿通孔７２ａを介してねじ孔７１ｄに螺着締結することにより、蓋体７２がケーシング７１に取り付けられるようになっている。
【００５４】
かかる刈込み機７の構成によれば、駆動部からの駆動力を駆動歯車支持軸７５ａに伝達することによって駆動歯車７５も回転する。この駆動歯車７５の回転は、駆動歯車７５と噛合している平歯車２に伝達され、平歯車２が中心軸５回りに回転する。そして、この平歯車２の回転によって平歯車２の表裏の偏心位置に１８０°の位相で突設された偏心カム３が中心軸５回りに旋回してクランク運動を行うため、偏心カム３に基端側連結部６２が連結した出力ロッド６がピストン運動を行い、これによって積層され、かつ、連結軸７３ａを介して出力ロッド６にリンクされた各ブレード７３が互いに反対方向に向かう往復運動を行うことになる。
【００５５】
そして、本発明においては、平歯車２の表裏に突設された偏心カム３が、上記半抜きプレス工法によって形成されているため、従来のように別体である偏心カムをかしめ止めやねじ止めで平歯車２に固定したり、或は鍛造や切削加工で形成する場合に比べて製作が容易であり、刈込み機７の製造コストの低減化を図る上で極めて有効である。
【００５６】
図８は、本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＤ−Ｄ線断面図である。この実施形態における円運動を往復運動に変換するためのカム構造１ａにあっては、偏心カムとして、上記三日月形状の偏心カム３に代えて、３本の円柱状のカム突起３０が用いられている。これらのカム突起３０は、いずれも出力ロッド６の基端側円孔６２ａの内周面に当接するように設置位置が設定されている。その他の構成については第１実施形態の円運動を往復運動に変換するためのカム構造１と同様である。
【００５７】
第２実施形態の円運動を往復運動に変換するためのカム構造１ａによれば、カム突起３０は上記偏心カム３に比べて３つ合わせても断面積を小さくすることができるため、その分半抜きプレス加工時のプレス圧を小さくすることが可能になり、エネルギーコストの低減化を実現することができる。
【００５８】
以上詳述したように、本発明の円運動を往復運動に変換するためのカム構造１，１ａは、金属製の平歯車２と、この平歯車２の少なくとも片面の偏心位置に突設された偏心カム３（カム突起３０を含む）とを備えて構成され、偏心カム３は平歯車２の反対側の面からの半抜きプレス加工（ファインブランキング（ｆｉｎｅ ｂｌａｎｋｉｎｇ））によって形成されているため、かかる半抜きプレス加工によって形成された半抜き状態の偏心カム３は、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好であることから、周面が出力ロッド６の基端側円孔６２ａの内周面に摺接してその機能を必要かつ充分に果たすことができる。
【００５９】
そしてかかる工法によって偏心カム３を形成させることによって、平歯車２に別体である偏心カムをねじ止めやかしめ止めで固定する従来のものに比べて、重量の軽減、材料コストおよび加工コストの低減化を図ることが可能であり、製造コストの低減に寄与することができる。
【００６０】
また、平歯車２の中心位置には軸孔２１が穿設されている。そして、第１実施形態の場合、偏心カム３（第２実施形態では複数のカム突起３０）に、軸孔２１を含むように所定の中心位置を中心とし、径寸法の設定された円の周に内接する内接周面３１と、対向面が軸孔２１から径方向に所定寸法離間した切欠き凹部３３とを設けることにより、偏心カム３に出力ロッド６の基端側円孔６２ａを外嵌した状態で、基端側円孔６２ａ内に平歯車２の軸孔２１に嵌挿された中心軸５が入り込んだ状態になるとともに、中心軸５と偏心カム３の凹部との間に潤滑剤充填空間３４が形成されるため、この潤滑剤充填空間３４にグリース等の潤滑剤を充填することができ、偏心カム３を常に円滑作動させる上で有効であるとともに、潤滑剤の給油頻度を少なくすることが可能になる。
【００６１】
また、偏心カム３を、平歯車２の両面にそれぞれ形成することにより、平歯車２の両面で円運動を往復運動に変換することが可能になる。また、偏心カム３を、軸孔２１の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成することにより、一対の他の部材を１８０°の位相で互いに摺接往復運動させることが可能になる。
【００６２】
そして、かかるカム装置４，４ａおよび円運動を往復運動に変換するためのカム構造１，１ａを用いたカム装置を、一方の端部に偏心カム３に摺接状態で外嵌する基端側円孔６２ａの穿設された出力ロッドを備えて形成することにより、平歯車２の回転運動を、偏心カム３および出力ロッドを介して往復運動に変換することができる。
【００６３】
また、刈込み機７を、かかるカム装置４，４ａおよび円運動を往復運動に変換するためのカム構造１，１ａを備えて構成することにより、刈込み機７の製造コストの低減化を図ることが可能になる。
【００６４】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下の内容をも包含するものである。
【００６５】
（１）上記の第１実施形態においては、偏心カム３の内接周面３１が接する円軌跡に中心軸５の外周面が内側で接するように偏心カム３と中心軸５とが相互に位置設定されているが、本発明は、中心軸５の外周面が円に接することに限定されるものではなく、中心軸５が円の内側にある限り特に中心軸５の外周面が円軌跡に接しなくてもよい。
【００６６】
（２）上記の実施形態においては、平歯車２は中心軸５回りに回転自在に軸支されているが、本発明は、平歯車２が中心軸５に軸支されることに限定されるものではなく、例えば、中心軸５を設けない代わりに平歯車２の外周面をケーシング７１の内周面に摺接させるようにしてもよい。こうすることによって偏心カム３の設置位置に拘らず偏心カム３と中心軸５との干渉がなくなるため、干渉を回避するための切欠き凹部３３を設ける必要がなくなり、偏心カム３を加工コストの安価な円形に形成することが可能になる。
【００６７】
（３）上記の実施形態においては、平歯車２の表裏の点対称位置に（すなわち１８０°の位相差で）偏心カム３が形成されているが、一対の偏心カム３が点対称位置に設けられることに限定されるものではなく、任意の位相差で設けることができる。
【００６８】
（４）上記の実施形態においては、平歯車２の表裏にそれぞれ偏心カム３が設けられているが、本発明は、平歯車２の表裏に偏心カム３を設けることに限定されるものではなく、片面だけに設けてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、歯車の少なくとも片面の偏心位置に突設される偏心カムを、歯車の反対側の面からの半抜きプレス加工によって形成したため、かかる半抜きプレス加工によって押し起こされて形成した半抜き状態の偏心カムは、周りの切り口面が極めて平坦であり、だれや返りの形成がなく、寸法精度が極めて良好であることから、周面が他の部材に摺接してその機能を発揮する偏心カムとしての役割を必要かつ充分に果たすことができる。
【００７０】
そして、歯車に別体である偏心カムをねじ止めやかしめ止めで固定する従来のものに比べて、材料コストおよび加工コストの低減化を図ることが可能であり、製造コストの低減化に貢献することができる。
【００７１】
また、平歯車のみで偏心カム部を構成し得ることから、従来のものに比べてカム装置の重量を軽量にすることができる。
【００７２】
本発明の請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムを歯車の両面にそれぞれ形成したため、歯車の両面において円運動を往復運動に変換することが可能になる。
【００７３】
本発明の請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムを軸孔の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成したため、歯車の回転により一対の他の部材を１８０°の位相で互いに摺接往復運動させることができる。
【００７４】
本発明の請求項４記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、歯車の中心位置に軸孔を穿設し、偏心カムには軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円軌跡に内接する内接周面と、対向面が軸孔から径方向に所定寸法離間した切欠き凹部とを設けたため、偏心カムに円孔を有する他の部材を外嵌した状態で、円孔内に歯車の軸孔に嵌挿された軸が入り込んだ状態になるとともに、軸と偏心カムの凹部との間に隙間が形成されるため、この隙間にグリース等の潤滑剤を充填することが可能になり、偏心カムを長期間に亘って給油なしに円滑作動させる上で極めて好都合である。
【００７６】
本発明の請求項５記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造によれば、偏心カムを、軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円軌跡に内接する複数のカム突起により形成したため、カム突起として小片を採用することにより、複数のカム突起を合わせてもそれらの断面積を１つの偏心カムを採用する場合よりも小さくすることが可能であり、その分半抜きプレス加工のプレス圧を小さくすることができ、エネルギーコストの低減化を図ることができる。
【００７７】
本発明の請求項６記載のカム装置によれば、一方の端部に偏心カムに摺接状態で外嵌する摺接孔の穿設された出力ロッドを備え、摺接孔が偏心カムに外嵌されることによって歯車と出力ロッドとを互いに連結するように構成したため、歯車の回転運動を、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換することができる。
【００７８】
本発明の請求項７記載の刈込み機によれば、鋸刃状の複数の刈込み刃を有する一対の長尺の刃部材を、それぞれの刈込み刃を対向させた状態で互いに長手方向に摺動可能に積層し、少なくとも一方の刃部材を出力ロッドの他方の端部に接続したため、歯車の回転運動は、偏心カムおよび出力ロッドを介して往復運動に変換されて一対の刃部材に伝達され、刃部材の刃の長手方向への往復動によって刈込み刃で草木の刈込み操作を行うことができる。
【００７９】
また、刈込み機には、半抜きプレス加工により形成された偏心カムを有する歯車を採用したため、刈込み機の製造コストの軽減化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】半抜きプレス加工を説明するための断面視の説明図である。
【図３】半抜きプレス工法による円運動を往復運動に変換するためのカム構造１の製造方法を説明するための原料鉄板の流れに沿った工程図であり、（イ）はピアス穿設工程、（ロ）は裏面半抜き工程、（ハ）は表面半抜き工程をそれぞれ示している。また、（ニ）は、半抜き工程後の平歯車が抜き取られた状態の原料鉄板を示している。
【図４】本発明に係るカム装置の第１実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明に係るカム装置の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】カム装置が適用された本発明に係る刈込み機の要部の一実施形態を示す斜視図である。
【図７】図６の側面視の断面図である。
【図８】本発明に係る円運動を往復運動に変換するためのカム構造の第２実施形態を示す図であり、（イ）は斜視図、（ロ）は平面図、（ハ）は（イ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】（イ）および（ロ）は、従来の円運動を往復運動に変換するためのカム構造を例示する斜視図である。
【符号の説明】
１ 円運動を往復運動に変換するためのカム構造
２ 平歯車
２１ 軸孔
３ 偏心カム
３１ 内接周面
３２ 対向面
３３ 切欠き凹部
３４ 潤滑剤充填空間
４ カム装置
５ 中心軸
５１ 摺動リング
６ 出力ロッド
６１ ロッド本体
６２ 基端側連結部
６２ａ 基端側円孔
６３ 先端側連結部
６３ａ 先端側円孔
７ 刈込み機
７１ ケーシング
７１ａ カム構造装着室
７２ 蓋体
７３ ブレード
Claims (7)
- 金属製の歯車と、この歯車の少なくとも片面の偏心位置に突設された偏心カムとからなるカム構造において、上記偏心カムは、上記歯車の反対側の面からの半抜きプレス加工によって形成されていることを特徴とする円運動を往復運動に変換するためのカム構造。
- 上記偏心カムは、上記歯車の両面にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造。
- 上記歯車には中心位置に軸孔が穿設され、上記偏心カムは、上記軸孔の軸心周りの点対称位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造。
- 上記偏心カムは、上記軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円に内接する内接周面と、この内接周面の反対側の対向面が上記軸孔から径方向に所定寸法離間することによって形成された切欠き凹部とを有していることを特徴とする請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造。
- 上記偏心カムは、上記軸孔を含むように中心位置および径寸法の設定された円に内接する複数のカム突起により形成されていることを特徴とする請求項３記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載の円運動を往復運動に変換するためのカム構造が用いられるカム装置であって、一方の端部に上記偏心カムに摺接状態で外嵌する摺接孔の穿設された出力ロッドが備えられ、上記摺接孔が上記偏心カムに外嵌されることによって上記歯車と上記出力ロッドとが互いに連結されていることを特徴とするカム装置。
- 請求項６記載のカム装置が用いられる刈込み機であって、鋸刃状の複数の刈込み刃を有する一対の長尺の刃部材が、それぞれの刈込み刃を対向させた状態で互いに長手方向に摺動可能に積層され、少なくとも一方の刃部材が上記出力ロッドの他方の端部に接続されていることを特徴とする刈込み機。
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