| 【発明の名称】 |
回転軸体と回転体の結合構造及びこの結合構造を使用した草木伐採装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小川 淳次
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| 【要約】 |
【課題】回転軸体と回転体が一体に回転し、しかも、回転体の過大な抵抗が回転軸体に伝達されない結合手段を提供する。
【解決手段】回転軸体と回転体の当接面を所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合させ、回転体の回転抵抗が所定の値を超えると、回転軸体の圧接面が回転体の圧接面に対して滑動するように結合する。この結合手段を使用した草木伐採装置は、カッタ回転軸体とカッタユニットの当接面を所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合させ、カッタユニットの回転抵抗が所定の値を超えると、カッタ回転軸体の圧接面がカッタユニットの圧接面に対して滑動し、前記回転抵抗が所定の値以下に低下すると、カッタ回転軸体とカッタユニットが再び一体回転するように係合させてある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】動力で回転する回転軸体と、この回転軸体によって回転する被回転体を、樹脂製摩擦板を介在させて弾性を有する所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合させ、被回転体の回転抵抗が所定の値を超えると、回転軸体の圧接面が被回転体の圧接面に対して滑動し、前記回転抵抗が所定の値以下に低下すると、回転軸体と被回転体が再び一体回転するように係合させたことを特徴とする回転軸体と被回転体の結合構造【請求項２】油圧モータなどの動力で回転するカッタ回転軸体に、伐採刃を有するカッタユニットを結合した回転式草木伐採装置において、カッタ回転軸体とカッタユニットを弾性を有する所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合させ、カッタユニットの回転抵抗が所定の値を超えると、カッタ回転軸体の圧接面がカッタユニットの圧接面に対して滑動し、前記回転抵抗が所定の値以下に低下すると、カッタ回転軸体とカッタユニットが再び一体回転するように係合させたことを特徴とする回転式草木伐採装置【請求項３】カッタ回転軸体に固定した係止部材と先端フランジ部材の間にカッタユニットを回転可能に外嵌し、フランジ部材とカッタユニットの対向面間に発条部材に押圧される受け板を介装し、発条部材の押圧力により、カッタ回転軸体とカッタユニットを一体回転可能に圧接係合した請求項２記載の回転式草木伐採装置【請求項４】カッタ回転軸体に固定した係止部材と先端フランジ部材の間にカッタユニットの隙間を介して外嵌するとともに、この隙間にカッタユニットの下方にはみ出す圧縮可能な樹脂摩擦スリーブを嵌装し、フランジ部材と樹脂摩擦スリーブの下端の間に発条部材に押圧される受け板を介装し、発条部材の押圧力により弾力的に変形する前記スリーブの圧縮密嵌により、回転軸体とカッタユニットを一体回転可能に圧接係合した請求項２記載の回転式草木伐採装置【請求項５】カッタ回転軸体とカッタユニットの圧接面が樹脂摩擦材を介して圧接していることを特徴とする請求項２、３又は４記載の回転式草木伐採装置 |
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、モータなどの動力で回転する回転軸体に、この回転軸体の回転力を受けて回転する被回転体を結合する構造に関し、さらに、カッタ回転軸体とカッタユニットの結合に本発明の結合構造を利用した回転式草木伐採装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】従来、動力で回転する回転軸体に作業アタッチメントなどの被回転体を連結する場合、回転軸体と被回転体をピンやボルトで結合したり、結合面を凹凸嵌合した直結構造としている。
【０００３】この連結構造では回転軸体と被回転体が常に一体に直結しているので被回転体の回転抵抗はそのまま回転軸体の抵抗として伝達される。従って、被回転体が大きな抵抗をうけると回転軸体に無理な力が加わり、様々なトラブルをまねく。例えば、従来は回転式草木伐採装置のカッタ回転軸体とカッタユニットを上記のように直結すると、カッタユニットが過大な抵抗をうけたときに、カッタ回転軸体を駆動しているモータ等がオーバロードになる。また、モータとカッタ回転軸体の間にチェーンやベルトを介在させている場合はこれらが切断してしまうといったトラブルが頻繁に発生している。
【０００４】従って、本発明の第１の目的は、被回転体の抵抗力が所定の範囲では回転軸体と被回転体が一体に回転し、しかも、被回転体の抵抗力が所定の範囲を超えても過大な抵抗が回転軸体に伝達されない構造の結合手段を提供することにある。
【０００５】本発明の第２の目的は、カッタ回転軸体にカッタユニットを結合した回転式草木伐採装置に上記の結合構造を応用し、カッタユニットの回転抵抗が所定の範囲ではカッタ回転軸体とカッタユニットが一体に回転し、所定の範囲を超えると過大な抵抗がカッタ回転軸体に伝達されない構造の草木伐採装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成するために、本発明の連結構造は、動力で回転する回転軸体と、この回転軸体によって回転する被回転体を樹脂製摩擦板を介在させて弾性を有する所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合させ、被回転体の回転抵抗が所定の値を超えると、回転軸体の圧接面が被回転体の圧接面に対して滑動し、前記回転抵抗が所定の値以下に低下すると、回転軸体と被回転体が再び一体回転するように係合させたことを特徴とする。
【０００７】上記第２の目的を達成するために、本発明の草木伐採装置は、油圧モータなどの動力で回転するカッタ回転軸体に、伐採刃を有するカッタユニットを結合した回転式草木伐採装置において、カッタ回転軸体とカッタユニットを弾性を有する所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合させ、カッタユニットの回転抵抗が所定の値を超えると、カッタ回転軸体の圧接面がカッタユニットの圧接面に対して滑動し、前記回転抵抗が所定の値以下に低下すると、カッタ回転軸体とカッタユニットが再び一体回転するように係合させたことを特徴とする。
【０００８】上記の草木伐採装置は、好ましくは、カッタ回転軸体に固定した係止部材と先端フランジ部材の間にカッタユニットを回転可能に外嵌し、フランジ部材とカッタユニットの対向面間に発条部材に押圧される受け板を介装し、発条部材の押圧力により、カッタ回転軸体とカッタユニットを一体回転可能に圧接係合する。
【０００９】また、上記草木伐採装置は、カッタ回転軸体に固定した係止部材と先端フランジ部材の間にカッタユニットの隙間を介して外嵌するとともに、この隙間にカッタユニットの下方にはみ出す圧縮可能な樹脂摩擦スリーブを嵌装し、フランジ部材と樹脂摩擦スリーブの下端の間に発条部材に押圧される受け板を介装し、発条部材の押圧力により弾力的に変形する前記スリーブの圧縮密嵌により、回転軸体とカッタユニットを一体回転可能に圧接係合してもよい。
【００１０】いずれの場合も、カッタ回転軸体とカッタユニットの対向面は摩擦係数の小さな樹脂摩擦板を介して圧接係合するのが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明による回転軸体１と被回転体２の連結構造の縦断面を示すもので、モータなどの駆動手段（図は省略）によって回転する回転軸体１が支持フレーム３の軸受部材４に回転可能に軸支されており、この回転軸体１の先端側に被回転体２が連結されている。
【００１２】回転軸体１と被回転体２の上下当接面は弾性を有する所定の押圧力で一体回転可能に圧接係合されているとともに、この圧接係合は、被回転体２の回転抵抗が所定の値を超えると、回転軸体１の圧接面が被回転体２の圧接面に対して滑動するように結合されている。
【００１３】図１はその一実施形態を示すもので、回転軸体１の軸５に固定した係止部材６とフランジ部材７間に、中央取付孔を有する被回転体２がその中央取付孔と軸５の間にオイルレスメタルスリーブ８を介装して外嵌されている。
【００１４】フランジ部材７のフランジ面には円形の凹部９が形成されており、この凹部９に発条部材１０と受板１１が収納されており、発条部材１０に押圧された受板１１が回転体２の下端面に当接している。
【００１５】フランジ部材７に貫設した複数のねじ孔に先端を前記発条部材１０に当接するねじ１２が進退自在に螺着されており、ねじ１２の前進、後退で発条部材１０のばね圧を調整するようになっている。
【００１６】かくして、回転軸体１と被回転体２は、予め設定した弾力の発条部材１０の押圧力によって、被回転体２の上端面が軸５の係止部材６に圧接係合するとともに被回転体２の下端面が軸５の受板１１に圧接係合し、被回転体２の回転抵抗が所定の抵抗値の範囲では回転軸体１と回転体２が一体に回転可能に結合し、他方、被回転体２の抵抗値が所定の範囲を超えると回転軸体１と圧接面が被回転体２の圧接面に対して滑ることにより、被回転体２の過大な抵抗が回転軸体１に伝達されなくなるとともに、前記回転抵抗が所定の値以下に低下すると、回転軸体１と被回転体２が再び一体回転する結合構造になっている。
【００１７】好ましくは、回転軸体１の係止部材６と被回転体２の対向面間及びフランジ部材７の受板１１と被回転体２の対向面間にＭＣナイロンなどの熱可塑性樹脂摩擦部材（板）１３を介装し、回転軸体１と被回転体２間に高温の摩擦熱が発生しないようにする。
【００１８】このように、回転軸体１１と被回転体２の対向面間に熱可塑性樹脂摩擦部材１３を介装することによって、被回転体２の過負荷時に回転軸体１１が滑動し、スリップ回転しても、熱可塑性樹脂摩擦部材１３の摩擦表面が微量溶けて潤滑油の働きをするため、全体は高温にならならない。また、過負荷スリップがなくなると温度が下がって樹脂摩擦部材１３は元の形状に戻るため、反復使用してもそれほど摩耗しない。
【００１９】本発明の結合構造は、回転軸体１及び被回転体２がいかなる形態のものにも及び、土工機械、自動車その他機械一般の回転伝達機構に広く適用されるものである。
【００２０】図２〜図６は本発明の連結構造を利用した回転式草木伐採装置を示すもので、この伐採装置は同図に示すように、油圧モータＭなどの駆動手段（図は省略）によってベルト１７などの回転伝達手段を介して回転するカッタ回転軸体１´を支持フレーム３の軸受部材４に軸支し、このカッタ回転軸体１´に、複数個（図の例では４個）の伐採刃１４を等間隔に固定したカッタユニット２´を連結した構成になり、カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´が本発明の上記連結構造によって結合されている。
【００２１】すなわち、図に示すように、カッタ回転軸体１´は軸５に係止部材６を一体に密嵌し、軸５の先端にフランジ部材７をボルト１５等で一体結合した構成になっている。
【００２２】フランジ部材７はフランジ面の円形の凹部９を形成してあり、この凹部９に発条部材１０を介装して受板１１を配置するとともに、フランジ部材７の下側から凹部９に向けてねじ孔を貫設し、このねじ孔にばね力調節用のねじ１２を進退自在に螺合してある。
【００２３】カッタユニット２´は前記伐採刃１４を固定したベース１６に中央取付孔を貫設してあり、この中央取付孔を、オイルレスメタルスリーブ８を介して前記カッタ回転軸体１´の軸５に外嵌してある。
【００２４】かくして、カッタ回転軸体１´へのカッタユニット２´の結合は、カッタ回転軸体１´のフランジ部材７を外してカッタ回転軸体１´の軸５にカッタユニット２´の中央取付孔をオイルレスメタルスリーブ８を介して嵌め込む。次いで、カッタ回転軸体１´の軸５先端にフランジ部材７を固定してカッタユニット２´を支持した後、ばね調節ねじ１２を発条部材１０に当てて押し込むことにより、カッタユニット２´とカッタ回転軸体１´を一体回転可能に圧接係合する。カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´の圧接力の調整はばね調節ねじ１２の進退によって所望の押圧力に設定する。
【００２５】このように、カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´は相互の圧接係合によって一体回転可能に連結しており、ピン等で直結していない。このため、カッタユニット２´の回転抵抗力がカッタ回転軸体１´とカッタユニット２´の設定圧接抵抗より小さい間はカッタ回転軸体１´の回転力がカッタユニット２´に伝達され、カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´が一体回転し、カッタユニット２´の刃１４によって伐採が行われる。
【００２６】他方、カッタユニット２´の回転抵抗がカッタ回転軸体１´とカッタユニット２´の設定圧接抵抗を超えると、カッタ回転軸体１´の圧接面が滑動し、カッタユニット２´の過大な抵抗はカッタ回転軸体１´に伝わらない。従って、例えばカッタユニット２´が抵抗で停止しても、カッタ回転軸体１´だけが過大な抵抗をうけずに回転する。
【００２７】また、カッタユニット２´の回転抵抗が所定の値以下に低下するとカッタ回転軸体１´とカッタユニット２´は再び一体回転する。
【００２８】カッタユニット２´が停止した状態でカッタ回転軸体１´が長く回転すると摩擦熱による不都合が生ずるのでカッタ回転軸体１´のフランジ部材７の受板１１及び係止部材６とカッタユニット２´の圧接係合面にＭＣナイロン等の熱可塑性硬質樹脂摩擦部材１３を使用するのが望ましい。この樹脂摩擦部材１３は圧接する部材の圧接面と一体でもよいが、摩耗時の取替えを考慮して好ましくは、リング状の摩擦板に形成する。
【００２９】このように、カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´を熱可塑性樹脂摩擦部材１３を介して圧接係合することにより、回転軸体１と被回転体２の過負荷スリップに関して説明したと同様の作用、効果が得られる。ちなみに、約１０ｋｇのカッターユニット２´が３，０００ｒｐｍ以上で回転している途中でオーバーロードとなり、短時にスリップ停止しても樹脂摩擦部材１３にはほとんど磨滅が認められず、また、オーバーロードによるスリップを繰り返しても実用的に充分な耐用性がある。
【００３０】図の実施例は被回転体２（カッタユニット２´）の下端面及び上端面を回転軸体１（カッタ回転軸体１´）の係止部材６とフランジ部材７の受板１１に圧接係合する実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、回転軸体１（カッタ回転軸体１´）と回転体２（カッタユニット２´）の嵌合対向面間すなわち、軸５と回転体２（カッタユニット２´）の外表面と中央取付孔の内表面間に押圧力により弾力的に圧縮変形するスリーブを嵌合し、発条部材１０の押圧力により圧縮変形したスリーブを介して軸５と回転体２（カッタユニット２´）の中央取付孔内壁を圧接係合するようにしてもよい。
【００３１】次に、本発明の伐採装置の作用を説明する。カッタユニット２´の回転抵抗が所定の値以下ではカッタ回転軸体１´と一体に回転し、草木を伐採する。しかし、カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´は圧接係合で結合し、ピン等で直結していないのでカッタユニット２´が岩石等にあたって所定の抵抗値を超えるとカッタ回転軸体１´の圧接面がカッタユニット２´の圧接面に対して滑る。従って、カッタユニット２´が抵抗で回転停止してもカッタ回転軸体１´は過大な抵抗をうけずに回転する。
【００３２】カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´が直結している場合は、カッタユニット２´の過大な抵抗はそのままカッタ回転軸体１´に伝わり、激しい振動が生ずるが、本発明では抵抗が所定値を超えるとカッタユニット２´の回転が停止し、カッタ回転軸体１´だけが独立に回転するので逆に振動が急激に少なくなる。オペレータはこれを感知して装置を抵抗物から離すと、カッタ回転軸体１´とカッタユニット２´は再び一体回転し、伐採作業を行うことができるようになる。
【００３３】
【効果】本発明による回転軸体と回転体の結合構造は上記の構成になるので回転体が過大な抵抗をうけると回転体が停止し、回転軸体は過大な抵抗をうけずに回転する。従って、回転軸体と回転体の双方に無理な力がかからず、モータの焼きつきや、伝達手段の故障が未然に防止される。
【００３４】本発明の草木伐採装置は上記と同様に、カッタユニットが過大な抵抗をうけてもカッタ回転軸体とカッタユニットの双方に無理な力が加わらない。従って、装置の損傷を未然に防止することができる。
【００３５】圧接係合面に樹脂摩擦材を介装することにより、スリップの際の高温発生が効率良く抑制される。
【００３６】カッタ回転軸体とカッタユニットがピンで直結している従来の構造ではカッタユニットに過大な抵抗がかかると、振動が激しくなるため、装置の寿命に影響し、騒音が発生し、オペレータの疲労が増すといったもろもろの不都合が生ずるが、本発明の伐採装置は過大抵抗をうけるとかえって振動が少なくなるので、これらの問題が一挙に解消され、産業上きわめて有用である。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９１０５９１４６
【氏名又は名称】丸順重工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１日（１９９９．１１．１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７３６５６
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 直義
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２００３０（Ｐ２００１−１２００３０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１０５１４ |
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