JP5509984B2

JP5509984B2 - 作業機械

Info

Publication number: JP5509984B2
Application number: JP2010073001A
Authority: JP
Inventors: 裕人稲川
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP2011201000A

Description

本発明は、作業機械、特にエンジンで駆動されるチェンソーやヘッジトリマ等の携帯型のエンジン作業機械に関する。

エンジンで駆動されるチェンソー等の作業機械は、エンジンで発生する振動やソーチェン等の切断部分で発生する衝撃の伝達を抑制するための様々な対策が行なわれている。この振動対策としては、例えば特許文献１に示されるチェンソーのように、ソーチェンが取付けられたエンジンを収容するケーシングと、作業者が把持するハンドルを有するフレームとを、複数の防振用コイルバネと防振用弾性部材を介して結合するものがある。

実開平６−３５６９７号公報

ところで、チェンソーでの切断作業時には木材等の粉塵が大量に発生する。このため、特許文献１のチェンソーに用いられる防振用弾性部材の固定用のボルトを通すための空間等に、粉塵が入り込み、弾性部材の劣化を引き起こし、弾性部材の寿命が短くなり防振性能が低下するという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させるとともに防振性能を向上することのできる作業機械を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の観点にかかる作業機械は、
作業刃が取付けられるとともに該作業刃を駆動するための動力源を収容し、凹部を有するケーシングと、
作業者が把持するハンドルが設けられ、前記凹部の内径より小さい外径を有する突出部を有するフレーム部と、
外壁部と、一方の端部に位置する開口部から他方の端部に向かって伸びる該外壁部と略同心の内壁部を有する穴部と、前記外壁部と前記穴部との間で前記他方の端部から前記一方の端部に向かって伸びる溝部と、を有し、前記凹部に前記外壁部が挿入されるとともに前記突出部が前記穴部に挿入されることにより前記ケーシングと前記フレーム部とを連結するゴム状弾性体と、を備え、
前記ゴム状弾性体は、前記外壁部の前記一方の端部から外側に張り出す張出部と、前記他方の端部側を向き、前記ケーシングと連結した状態において前記ケーシングに当接する当接部とを有する、
ことを特徴とする。

また、前記溝部は複数設けられ、前記溝部はそれぞれ前記他方の端部側に開口を有してもよい。

さらに、前記溝部は、前記一方の端部側が閉鎖されてもよい。

さらに、前記張出部と前記当接部とは前記ゴム状弾性体と一体に形成され、
前記張出部は、前記他方の端部に向かって湾曲する湾曲部を有し、
該湾曲部の内壁と前記外壁部との間に隙間を有してもよい。

また、前記ケーシングは、前記凹部の周囲に前記凹部と略同心に設けられる環状溝部を有し、
前記当接部が前記環状溝部に係合してもよい。

さらに、前記ケーシングと前記フレーム部との間にはコイルバネが設けられ、
前記フレーム部が前記ゴム状弾性体と前記コイルバネとに挟まれて支持されてもよい。

本発明の第２の観点にかかる作業機械は、
作業刃が取付けられるとともに該作業刃を駆動するための動力源を収容し凹部を有するケーシングと、
作業者が把持するハンドルが設けられたフレーム部と、を備え、
前記ケーシングと前記フレーム部との一方側の間にはコイルバネが設けられると共に、前記ケーシングと前記フレーム部との一方側との他方側の間にはゴム状弾性体が設けられることにより、前記ケーシングと前記フレーム部とを連結し、
前記ゴム状弾性体は、前記ケーシング及び前記フレーム部の一方に当接する第１当接部と、他方に当接する第２当接部とを有するとともに、前記第１当接部から前記第２当接部に向かって伸びる溝部を有し、
前記ゴム状弾性体の外周面から外側に張り出す張出部を有し、
該張出部は、前記ケーシングと前記フレーム部を連結した状態において前記ケーシングに当接する当接部とを有する、
ことを特徴とする。

また、前記溝部は、前記第１当接部側が開放され、前記第２当接部側が閉鎖されてもよい。

本発明による作業機械によれば、ケーシングとフレーム部との間を、外壁部と穴部との間で他方の端部から一方の端部に向かって伸びる溝部を有するゴム状弾性体により連結するので、ゴム状弾性体への粉塵の侵入を抑制しながらゴム状弾性体を柔軟な構造とすることが可能となり、防振性と耐久性を向上させることができる。

本発明のエンジンチェンソーの部分断面図。図１のエンジンチェンソーの底面から見た斜視図。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。ケーシングとフレーム部とが相対移動した状態を示す図３に対応する図。弾性部材の変形例を示す図３に対応する要部拡大断面図。弾性部材およびケーシングの別の変形例を示す図６に対応する図。弾性部材およびケーシングのさらに別の変形例を示す図６に対応する図。弾性部材の他の変形例を示す図６に対応する図。溝部の変形例を示す図４に対応する図。溝部の別の変形例を示す図４に対応する図。溝部のさらに別の変形例を示す図６に対応する図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。図１、図２に示すように、エンジンチェンソー（チェンソー）１は、２サイクルエンジン等のエンジン（動力源）２を収容するとともにソーチェン（作業刃）３を案内する平板状のガイドバー４が取付けられしたケーシング５と、作業者が把持するフロントハンドル６と、エンジン２の出力を調整するスロットルレバー７を備えたリアハンドル８とを備えたフレーム部９と、リアハンドル８のスロットルレバー７近傍（図１中におけるスロットルレバー７の左側）でケーシング５とフレーム部９とを連結するコイルバネ（図２参照）１０およびゴムあるいはエラストマ等の材料から成る弾性部材（ゴム状弾性体）２０とを備えている。

図３に示すように、コイルバネ１０の左側の端部は保持具１１を介してねじ（図示せず）によりケーシング５に固定され、コイルバネ１０の右側の端部はワッシャ１２と取付ねじ１３によりフレーム部９に固定されている。フレーム部９のコイルバネ１０との接続部分の反対側（図のフレーム部９の右側）には、フレーム部９から突出する円柱状の突出部１４が形成されている。また、フレーム部９の突出部１４と対向するケーシング５（図の右側のケーシング５）には、突出部１４の外径より大きい内径を有する断面円形の凹部１５と、凹部１５の底部に凹部１５と同心で凹部１５の内径より小さく突出部１４の外径より大きい内径を有する貫通孔１６とが形成されている。

図３、図４に示すように、弾性部材２０は、一端（左側の端）において開口部３３を有し他端側（右側）が閉鎖された断面略円形（図４参照）の突出部１４の外径と略同じ内径を有する穴部２１を形成する内壁部２２と、穴部２１と略同軸に形成された断面略円形（図４参照）の外壁部２３とを有する中央部２４を備えている。また、弾性部材２０は、中央部２４の穴部２１の開口が設けられた側（図３の左端側）において、外壁部２３から半径方向外側かつ穴部２１の閉鎖端に向かう方向に向かって傘状に湾曲し、外壁部２３との間に隙間３０を形成するように外壁部２３と離れて拡がる張出部２５を備えている。さらに、中央部２４の穴部２１の終端側において、外側（図３の右側）に向かって突出し貫通孔１６の形状に対応した外径を有する突起部２６とを備えている。なお、中央部２４の張出部２５が設けられた側の端部には、穴部２１の開口を囲むように突出する環状の環状突起２７が形成されている。中央部２４の外壁部２３と内壁部２２との間には、突起部２６が設けられた側（右側）の端部において開口し、張出部２５が設けられた側（左側）の端部に向かって延びる複数の溝部２８が形成されている。溝部２８は一端のみ開口し、他端つまり張出部２５が設けられた側（左側）の端部は閉鎖されている。なお、溝部２８は、図４に示すように、穴部２１の中心から半径方向に一定の位置に複数形成されている。

図３に示すように、フレーム部９のコイルバネ１０との接続部分の反対側において、フレーム部９とケーシング５との間には、弾性部材２０が次にように配置されている。フレーム部９の突出部１４は弾性部材２０の穴部２１に挿入され、弾性部材２０の中央部２４はケーシング５の凹部１５に挿入され、弾性部材２０の突起部２６はケーシング５の貫通孔１６に挿入される。中央部２４のフレーム部９側の端部（第２当接部）では、環状突起２７がフレーム部９に当接し、突出部１４と穴部２１とは環状突起２７とフレーム部９によりシールされる。また、張出部２５の端部２９（当接部）はケーシング５に当接し、外壁部２３と凹部１５とは張出部２５とケーシング５によりシールされる。中央部２４のケーシング５側の端部（第１当接部）では、中央部２４の溝部２８の開口が設けられた端部が凹部１５の底部に当接するとともに突起部２６が貫通孔１６に挿入されて嵌合する。このため、溝部２８の開口がケーシング５と貫通孔１６に嵌合する突起部２６によりシールされる。なお、貫通孔１６と突起部２６はそれぞれ図３に示すように突起部２６の突出方向（図の右方）に位置する部分の径が中央部２４側に位置する部分の径より大きい、あるいは、突出方向に向かうに従い径が広がる多段形状に形成して弾性部材２０をケーシング５に係止し易くすると共に係合が外れ難くしているが、必ずしも多段形状に形成するものに限られるものではない。突出部１４と凹部１５と貫通孔１６と穴部２１と外壁部２３と突起部２６とは、チェンソー１（フレーム部９とケーシング５）に力が加わっていない状態において、突出部１４の軸線１７に沿って略同軸に配置される。また、チェンソー１（フレーム部９とケーシング５）に力が加わっていない状態において、突出部１４の先端（右側の端部）は穴部２１の底部（右側の終端）よりフレーム部９側に位置し、突出部１４の先端と穴部２１の底部との間には空間３１が形成される。さらに、チェンソー１（フレーム部９とケーシング５）に力が加わっていない状態において、張出部２５の端部２９はケーシング５に所定の押付け力を有するように当接する。

このように構成されたチェンソー１によれば、エンジン２やソーチェン３からケーシング５を介してフレーム部９に振動が伝達すると、コイルバネ１０が弾性変形することによりフロントハンドル６およびリアハンドル８が設けられたケーシング５に伝わる振動を絶縁することができる。特に、防振効果を発揮する周波数領域が異なるコイルバネ１０と弾性部材２０とを用いてフレーム部９とケーシング５とを接続しているので、コイルバネ１０と弾性部材２０とにより広範囲の周波数領域で生じる振動の吸収が可能となる。したがって、エンジン２の始動時のエンジン回転数の低い状態（低い周波数領域）から切断作業中のエンジン回転数の高い状態（高い周波数領域）まで、エンジン２等により発生した振動がフレーム部９に伝わることを効果的に絶縁することができる。そして、図５に示すように、ケーシング５とフレーム部９とが相対変位した場合（突出部１４の軸線１７と貫通孔１６の軸線１８が互いにずれた場合）には、弾性部材２０が変形することにより振動を減衰させることができる。特に、弾性部材２０には外壁部２３と内壁部２２との間で突起部２６が設けられた側から張出部（湾曲部）２５が設けられた側に向かって延びる溝部２８が複数形成されているので、溝部２８は弾性部材２０の柔軟性を高め、弾性部材２０のケーシング５とフレーム部９との軸線１７と直角方向の相対変位に対して図５に示すように追従して変形することが可能となる。また、フレーム部９の突出部１４の先端と弾性部材２０の穴部２１の底部との間には空間３１が形成されるとともに、張出部２５の端部はケーシング５とフレーム部９との相対変位が無い状態においてケーシング５に所定の押付け力を有するように当接する。このため、ケーシング５とフレーム部９との軸線１７方向の相対変位に対して弾性部材２０の柔軟性をもって追従することが可能となる。したがって、ケーシング５とフレーム部９との相対変位が大きい場合であっても、弾性部材２０は十分な変形が可能となり、弾性部材２０より高い振動減衰効果を発揮することができる。さらに、溝部２８の開口がケーシング５と貫通孔１６に嵌合する突起部２６によりシールされ、突出部１４と穴部２１とは環状突起２７とフレーム部９によりシールされ、外壁部２３と凹部１５とは張出部２５とケーシング５によりシールされるので、切断作業時に発生する粉塵等が溝部２８の内部、凹部１５と弾性部材２０との間、あるいは突出部１４と穴部２１との間に侵入することを抑制することが可能となるため、粉塵等により振動減衰効果が低下することを抑制することができる。なお、貫通孔１６と突起部２６は図３に示すようにそれぞれ多段形状となっており、よりシール性を向上させている。更に、貫通孔１６と突起部２６の多段形状は突起部２６の突出方向（図の右方）に位置する部分の径が中央部２４側に位置する部分の径より大きい、あるいは、突出方向に向かうに従い径が広がる多段形状のため、弾性部材２０がケーシング５から外れ難くなっている。したがって、弾性部材２０が粉塵等によりダメージを受けることが抑制され、防塵性を向上させて耐久性を大幅に向上させることが可能となる。また、張出部２５の端部はケーシング５とフレーム部９との相対変位が無い状態においてケーシング５に所定の押付け力を有して当接するので、ケーシング５とフレーム部９との距離が離れるように相対変位した場合でもシール性を確保でき、防塵性を向上させて弾性部材２０の耐久性をより向上させることが可能となる。また、図５に示すように、溝部１８は弾性部材２０を軸方向に貫通しておらず、溝部１８の他端側（図５のフレーム部９側）は円周部２７によって閉鎖されているため、振動により環状突起１８がフレーム部９から離れたとしても粉塵等が溝部１８に侵入することを防止することができ振動低減効果を維持することができる。

なお、弾性部材２０は上述の構成に限られるものでは無く、次のような構成のものであってもよい。例えば、弾性部材２０の傘状に拡がる張出部２５を、図６に示すように、外周壁２３の穴部２１の開口が形成される側の端部（左側の端部）から外周壁２３と垂直（穴部２１の軸線３２（ケーシング５とフレーム部９との相対変位が無い状態においては軸線１７と共通）と直角方向）に張出すようにしてもよい。この場合には、上述と同様の効果が得られるほかに、張出部２５の形状が単純なため製造が容易になりコストを抑えることができるうえ、耐久性をより向上させることができるという利点がある。さらに、図６に示す弾性部材２０と突出部２６を無くすとともにケーシング５の貫通孔１６を無くしてもよい。この場合には、図７に示すように弾性部材２０の中央部２４を貫通した凹部１５内にケーシング５の右側の端部と中央部２４の右側の端部が揃うように挿入するより単純な構成となり、形状がより単純になるため、より製造コストを抑えることが可能となる。なお、張出部２５のケーシング５側端部２９（図７で右側）は、ケーシング５に常時当接するように構成することにより外周壁２３とケーシング５の間に粉塵等が入り込むことを抑制することができる。また、弾性部材２０の張出部２５と中央部２４の外壁部２３との間には隙間３０を形成するように構成したため、振動等により弾性部材２０が変形した際に、変形分を吸収することができるため、振動低減効果を低下することを抑制することができる。

また、図８に示すように、傘状に拡がる張出部２５の端部２５１をケーシング５の方向に延長するとともに端部２５１から円周方向外側に突出する環状の環状突出部２５２を形成する。ケーシング５の凹部１５の周囲に環状溝部１８を形成するとともに環状溝部１８の外周縁から内側に向かって突出する環状突出部１８１を形成する。そして、ケーシング５の環状溝部１８に張出部２５の端部２５１を挿入し、環状溝部１８の環状突出部１８１と張出部２５の端部２５１の環状突出部２５２とがラビリンス状に係合するように構成してもよい。この場合には、環状溝部１８と張出部２５とがラビリンス状のシールを形成することになり、防塵性がより向上し、弾性部材２０の耐久性をより向上させることができる。

さらに、図９に示すように、弾性部材２０の中央部２４と張出部１２５を別体に構成してもよい。この場合には、張出部１２５は中央部２４の突起部２６が設けられた側とは反対側の端部を覆う中央に貫通孔１２１が形成された環状の円環部１２６と、円環部１２６の外周縁から円環部１２６の環状の面からケーシング５に向かって突出してケーシング５に当接する当接部１２９とフレーム部９に当接する環状突起１２８とが形成された円周部１２７とを有する。また、中央部２４に設けられた複数の溝部２８は内壁部２２と外壁部２３との間で突起部２６が設けられた側から円環部１２６に対向する端部まで貫通して形成されている。そして、ケーシング５とフレーム部９と弾性部材２０との組み付け状態において、溝部２８の一端は円環部１２６により閉鎖され、他端は凹部１５の底により閉鎖される。このように構成された弾性部材２０によれば、上述と同様の振動減衰効果が得られる他、上述と同様にフレーム部９あるいはケーシング５と弾性部材２０との間への粉塵の侵入を抑制して防塵性がより向上し、弾性部材２０の耐久性をより向上させることができる。また、弾性部材２０の構成が単純になるため、当接部１２９あるいは環状突起１２８をよりフレーム部９あるいはケーシング５に当接させやすくなり、防塵性をより向上させて耐久性を向上させることができるうえ、製造が容易になり、製造コストをより低下させることができる。尚、中央部２４に対して円環部１２６を着脱可能とすることにより、中央部２４や円環部１２６を取り外して清掃あるいは交換することが容易になるため、弾性部材２０のメンテナンス性を向上させることができる。

なお、溝部２８の形状は断面円形の複数の穴に限られるものでは無く、例えば図１０に示すように、同心円状の溝４０、４１であったり、図１１に示すように、断面円弧状の複数の溝４２であってもよい。また、図１２に示すように、外壁部２３に軸３２方向に延びる複数の溝４３を形成してもよい。また、これらの溝２８、４０、４１、４２、４３を適宜組合せて構成してもよく、いずれの場合も弾性部材２０の溝２８、４０、４１、４２、４３が変形してケーシング５からフレーム部９に伝わる振動を抑制し、上述と同様の効果を得ることができる。

なお、上述の実施形態では、弾性部材２０はチェンソー１の下面においてフレーム部９とケーシング５との間に設けられているが、弾性部材２０はこの位置での使用に限定されるものでは無く、フレーム部９とケーシング５との任意の接続位置において、弾性部材２０を使用してもよく、この場合でも上述の効果を得ることができる。また、コイルバネ１０を用いずに弾性部材２０のみでフレーム部９とケーシング５とを接続する構成であっても、上記したように、弾性部材２０に溝部２８を設けることによりフレーム部９に伝わる振動等を効果的に低減することができる。さらに、チェンソー１の駆動源はエンジン２に限られるものでは無く、電動モータを駆動源とするチェンソー１であってもよい。さらに、弾性部材２０をブロワ、ヘッジトリマ等の各種のエンジンを駆動源とする作業機械または電動モータを駆動源とする各種の作業機械に適用してもよい。

１チェンソー
２エンジン
５ケーシング
６フロントハンドル
８リアハンドル
９フレーム部
１０コイルバネ
１４突出部
１５凹部
１６貫通孔
２０弾性部材
２１穴部
２２内壁部
２３外壁部
２４中央部
２５張出部
２６突起部
２７環状突起
２８溝部
２９端部

Claims

作業刃が取付けられるとともに該作業刃を駆動するための動力源を収容し、凹部を有するケーシングと、
作業者が把持するハンドルが設けられ、前記凹部の内径より小さい外径を有する突出部を有するフレーム部と、
外壁部と、一方の端部に位置する開口部から他方の端部に向かって伸びる該外壁部と略同心の内壁部を有する穴部と、前記外壁部と前記穴部との間で前記他方の端部から前記一方の端部に向かって伸びる溝部と、を有し、前記凹部に前記外壁部が挿入されるとともに前記突出部が前記穴部に挿入されることにより前記ケーシングと前記フレーム部とを連結するゴム状弾性体と、を備え、
前記ゴム状弾性体は、前記外壁部の前記一方の端部から外側に張り出す張出部と、前記他方の端部側を向き、前記ケーシングと連結した状態において前記ケーシングに当接する当接部とを有する、
ことを特徴とする作業機械。
前記溝部は複数設けられ、前記溝部はそれぞれ前記他方の端部側に開口を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
前記溝部は、前記一方の端部側が閉鎖される、
ことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
前記張出部と前記当接部とは前記ゴム状弾性体と一体に形成され、
前記張出部は、前記他方の端部に向かって湾曲する湾曲部を有し、
該湾曲部の内壁と前記外壁部との間に隙間を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の作業機械。
前記ケーシングは、前記凹部の周囲に前記凹部と略同心に設けられる環状溝部を有し、
前記当接部が前記環状溝部に係合する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の作業機械。
前記ケーシングと前記フレーム部との間にはコイルバネが設けられ、
前記フレーム部が前記ゴム状弾性体と前記コイルバネとに挟まれて支持される、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業機械。
作業刃が取付けられるとともに該作業刃を駆動するための動力源を収容し凹部を有するケーシングと、
作業者が把持するハンドルが設けられたフレーム部と、を備え、
前記ケーシングと前記フレーム部との一方側の間にはコイルバネが設けられると共に、前記ケーシングと前記フレーム部との一方側との他方側の間にはゴム状弾性体が設けられることにより、前記ケーシングと前記フレーム部とを連結し、
前記ゴム状弾性体は、前記ケーシング及び前記フレーム部の一方に当接する第１当接部と、他方に当接する第２当接部とを有するとともに、前記第１当接部から前記第２当接部に向かって伸びる溝部を有し、
前記ゴム状弾性体の外周面から外側に張り出す張出部を有し、
該張出部は、前記ケーシングと前記フレーム部を連結した状態において前記ケーシングに当接する当接部とを有する、
ことを特徴とする作業機械。
前記溝部は、前記第１当接部側が開放され、前記第２当接部側が閉鎖される、
ことを特徴とする請求項７に記載の作業機械。