操作桿及びその軸受構造

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【発明の名称】	操作桿及びその軸受構造
【発明者】	【氏名】高橋　敏夫【住所又は居所】東京都青梅市末広町一丁目７番地２　株式会社共立内【氏名】植松　清美【住所又は居所】東京都青梅市末広町一丁目７番地２　株式会社共立内【氏名】山本　孝之【住所又は居所】東京都青梅市末広町一丁目７番地２　株式会社共立内【氏名】松林　龍彦【住所又は居所】東京都青梅市末広町一丁目７番地２　株式会社共立内
【要約】	【課題】重量増を抑えつつ、特に左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度を増大させ得、もって、作業者の労力負担を可及的に軽減させると同時に、操作性を向上でき、かつ、使用不可となるような曲がりを生じにくくできる操作桿を提供する。【解決手段】刈払機（１）等の携帯型作業機に用いられる、伝動軸（１０）が内挿される筒状の操作桿（２０Ａ）であって、断面外形と断面内形とが非相似形となるように、内面側に長手方向に沿って偏肉部（２１、２１）が設けられてなる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯型作業機（１）に用いられる、伝動軸（１０）が内挿される筒状の操作桿（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）であって、断面外形と断面内形とが非相似形となるように、内面側の長手方向に沿って偏肉部（２１、２１）が設けられていることを特徴とする操作桿。
【請求項２】
前記断面外形が円形で、前記断面内形が非円形であることを特徴とする請求項１に記載の操作桿。
【請求項３】
前記断面外形が円形で、前記断面内形が平行面取り形ないし小判形とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の操作桿。
【請求項４】
前記断面内形の左右部位に、他の部分より肉厚が大なる前記偏肉部（２１、２１）が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の操作桿。
【請求項５】
前記断面内形の左右部位に、内方に突出する偏肉部としてのリブ状凸部（２３、２３）が設けられていることを特徴とする請求項１、２、又は４に記載の操作桿。
【請求項６】
前記断面内形の上下部位にも、内方に突出する偏肉部としてのリブ状凸部（２４、２４）が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の操作桿。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の操作桿の軸受構造であって、前記伝動軸（１０）を回転自在に支持すべく、前記操作桿（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）内の適当箇所に内嵌される複数個の中間軸受（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）を備え、該中間軸受（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）は、前記伝動軸（１０）が嵌挿されるブッシュ（３５）と、該ブッシュ（３５）に外嵌固定されて前記操作桿（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）に内嵌保持されるゴム等の弾性体からなるホルダ（３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ）と、からなり、該ホルダ（３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ）は、前記操作桿（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）の内周面との間に部分的に隙間（Ｓ）が形成されるように、その外周部の一部が軸線方向に沿って切除された形状とされていることを特徴とする軸受構造。
【請求項８】
前記操作桿（２０）における前記断面内形の左右に位置する偏肉部（２１、２１）と前記ホルダ（３１Ａ、３１Ｂ）における前記偏肉部（２１、２１）に対向する部位との間に、隙間（Ｓ）が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の軸受構造。
【請求項９】
前記操作桿（２０）における前記断面内形のリブ状凸部（２３、２３、２４、２４）及びその周辺部には、前記ホルダ（３１Ｂ、３１Ｃ）の対応部位が密着嵌合せしめられ、前記リブ状凸部（２３、２３、２４、２４）及びその周辺部以外の残余部位と前記ホルダ（３１Ｂ、３１Ｃ）における前記残余部位に対向する部位との間に、隙間（Ｓ）が形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の軸受構造。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刈払機等の携帯型作業機に用いられる、伝動軸が内挿される筒状の操作桿及びその軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、刈払機１は、図８に例示されているように、伝動軸１０が内挿された操作桿２０を備え、この操作桿２０における中央部付近にＵ形ハンドル７が取り付けられ、前記操作桿２０の前端部に、ギヤケース２、刈刃４、安全カバー５等からなる作業部３が取り付けられ、後端部に、クラッチケース８が取り付けられるとともに、該クラッチケース８の後方側に、前記刈り刃４を前記伝動軸１０と図示しない遠心クラッチを介して駆動するための、動力源としての内燃エンジン（小型空冷２サイクルガソリンエンジン）６が取り付けられている。
【０００３】
前記操作桿２０は、アルミニウム合金あるいは合成樹脂材料で作製された断面円形の筒状体であり、その内部の適当箇所（通常五ないし六カ所）に、前記伝動軸１０を回転自在に支持する軸受３０が、内嵌保持されている。
【０００４】
かかる構成の刈払機１を用いて刈払い作業を行う際には、作業者が前記Ｕ形ハンドル７を両手で持ち、前端側の前記刈刃４等からなる前記作業部３を地面に沿わせて、前記操作桿２０を左右に振るようにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記した如くの刈払機に用いられる操作桿には、従来より、軽量化と剛性及び強度の増大という二律背反する要望がある。つまり、作業者の労力負担を軽減するには、操作桿の肉厚を減らして軽量化を図ればよいが、操作桿の肉厚を減らせば、剛性及び強度が低下して曲がり（撓み）やすくなり、操作性が低下する。さらに、刈払い作業時に操作桿を左右に振るので、伐根等にぶつけやすく、これによって、操作桿が左右方向に折れ曲がって使えなくなる事態がしばしば生じていた。
【０００６】
このような問題を解消すべく、例えば、実公平２－１４３４１号公報には、操作桿の外周側に、内方に凹む複数条の凹溝を長手方向に沿って設けることが記載されている。しかしながら、前記の如くの凹溝を設ければ、同じ肉厚であっても剛性及び強度は増大するが、外周面に凹凸があるため、操作桿の前後両端に前記ギヤケース２や前記クラッチケース８を取り付けにくくなるとともに、前記凹溝に塵埃や刈草等が詰まってしまう等の問題が生じる。
【０００７】
本発明の発明者等は、刈払機の使用態様からして、特に、作業時における上下方向より左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度を増大させることが、軽量化を図りつつ、操作性を向上させ得、かつ、使用不可となるような曲がりを生じにくくできるのではないかと考え、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明は、前記した如くの考察に基づいてなされたもので、その目的とするところは、重量増を抑えつつ、特に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度を増大させ得、もって、作業者の労力負担を可及的に軽減させると同時に、操作性を向上でき、かつ、使用不可となるような曲がりを生じにくくできる操作桿、及び、それに適した軸受構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成すべく、本発明に係る操作桿は、基本的には、刈払機等の携帯型作業機に用いられる、伝動軸が内挿される筒状のものであって、断面外形と断面内形とが非相似形となるように、内面側の長手方向に沿って偏肉部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
好ましい態様では、前記断面外形が円形で、前記断面内形が非円形とされる。より好ましい態様では、前記断面外形が円形で、前記断面内形が平行面取り形ないし小判形とされる。
他の好ましい態様では、前記断面内形の左右部位に、他の部分より肉厚が大なる前記偏肉部が設けられてなる。
【００１１】
別の好ましい態様では、前記断面内形の左右部位に、内方に突出する偏肉部としてのリブ状凸部が設けられ、さらに好ましい態様では、前記断面内形の上下部位にも、内方に突出する偏肉部としてのリブ状凸部が設けられる。
このような構成とされた本発明に係る操作桿の好ましい態様においては、断面内形の左右部位に、他の部分より肉厚が大なる偏肉部が設けられて、例えば、断面外形が円形で、断面内形が平行面取り形とされるので、特に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度が増大せしめられる。
【００１２】
これにより、全周の肉厚を大きくする場合に比して、重量増が抑えられると同時に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度を増大させ得、そのため、作業者の労力負担を可及的に軽減しつつ、操作性を向上でき、かつ、使用不可となるような左右方向の曲がりを生じにくくできる。
【００１３】
一方、本発明に係る軸受構造は、前記操作桿に使用されるもので、前記伝動軸を回転自在に支持すべく、前記操作桿内の適当箇所に内嵌される複数個の中間軸受を備え、該中間軸受は、前記伝動軸が嵌挿されるブッシュと、該ブッシュに外嵌固定されて前記操作桿に内嵌保持されるゴム等の弾性体からなるホルダと、からなり、該ホルダは、前記操作桿の内周面との間に部分的に隙間が形成されるように、その外周部の一部が軸線方向に沿って切除された形状とされていることを特徴としている。
【００１４】
好ましい態様では、前記操作桿における前記断面内形の左右に位置する偏肉部と前記ホルダにおける前記偏肉部に対向する部位との間に、隙間が形成される。他の好ましい態様では、前記操作桿における前記断面内形のリブ状凸部及びその周辺部には、前記ホルダの対応部位が密着嵌合せしめられ、前記リブ状凸部及びその周辺部以外の残余部位と前記ホルダにおける前記残余部位に対向する部位との間に、隙間が形成される。
【００１５】
このような構成とされた本発明に係る軸受構造では、操作桿の内周面と中間軸受のホルダの外周面との間に部分的に、隙間が形成されるので、操作桿に伝わる伝動軸の振動・衝撃が緩和され、操作性が向上する。また、操作桿に設けられている偏肉部が、前記中間軸受の回り止めとしても機能し、前記中間軸受を操作桿内で安定して保持できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る操作桿の第一実施形態を示す断面図である。
図示実施形態の操作桿２０Ａは、前述した図８に示される刈払機１に使用されるもので、断面外形が円形で、断面内形が平行面取り形（レーストラック形）とされている。より具体的には、例えば、外径φが２５ｍｍで、長さが１．５～２．０ｍ、上下方向の内径Ｄａが円弧面とされた薄肉部２０ａ（作業時における上下部位）の肉厚ｔが１．５ｍｍとされ、内面側の左右部位に、前記操作桿２０Ａの長手方向に沿って、前記薄肉部２０ａより肉厚が大なる偏肉部２１、２１（肉厚ｔ’が２ｍｍ）が設けられている。この操作桿２０Ａは、アルミニウム合金を素材として、引き抜き成形加工あるいは押し出し成形加工により製造されている。
【００１７】
かかる操作桿２０Ａにおいては、その重量は、前記偏肉部２１、２１が設けられていない場合（肉厚ｔが全周均一の１．５ｍｍである場合）と比較すると、約１８％の増加となる。ここで、肉厚ｔを全周２．０ｍｍとすると、１．５ｍｍの場合に比して重量増加は３０％以上となる。
【００１８】
一方、強度は、断面係数で比較すると、肉厚ｔが全周１．５ｍｍの場合に比して、本実施形態の操作桿２０Ａは、約２６％増大し、肉厚ｔが全周２．０ｍｍの場合（約２７％の増加）とさほど差がない。また、応力解析でも２５．５％の強度増加が見込めることが確認された。
【００１９】
このように、本実施形態の操作桿２０Ａでは、断面内形の左右部位に、他の部分より肉厚が大なる偏肉部２１、２１が設けられて、断面外形が円形で、断面内形が平行面取り形とされるので、特に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度が増大せしめられる。
これにより、操作桿断面全周の肉厚を大きくする場合に比して、重量増が抑えられると同時に、特に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度を増大させ得、そのため、作業者の労力負担を可及的に軽減しつつ、操作性を向上でき、かつ、使用不可となるような左右方向の曲がりを生じにくくできる。
【００２０】
図２、図３は、前記操作桿２０Ａの軸受構造を示しており、伝動軸１０を回転自在に支持すべく、前記操作桿２０Ａ内の適当箇所（通常は五ないし六カ所）に内嵌される、複数個の中間軸受３０Ａを備える。
該中間軸受３０Ａは、前記伝動軸１０が回転自在に嵌挿される、含油焼結金属からなる軸受としてのブッシュ３５と、該ブッシュ３５（の外周側）を包み込むように外嵌固定されて前記操作桿２０Ａに圧入内嵌されて所定位置に保持される、ゴム等の弾性体からなる、断面外形が平行面取り形のホルダ３１Ａと、からなり、該ホルダ３１Ａは、前記操作桿２０Ａの左右内周面との間に、部分的に隙間Ｓが形成されるように、その外周部の一部が軸線方向に沿って切除された形状とされている。より具体的には、前記操作桿２０Ａの断面内形における左右に位置する前記偏肉部２１、２１（対向面間距離Ｄｂ）と、前記ホルダ３１Ａ（左右方向の幅Ｄｃ）における前記偏肉部２１、２１に対向する部位（平行面取り面）との間に、隙間Ｓがそれぞれ形成されている。
【００２１】
このような構成とされた本実施形態の軸受構造では、前記操作桿２０Ａの内周面と、前記中間軸受３０Ａの前記ホルダ３１Ａの外周面との間に、部分的に隙間Ｓが形成されるので、前記操作桿２０Ａに伝わる前記伝動軸１０の振動・衝撃が緩和され、操作性が向上するとともに、前記中間軸受３０Ａの挿入も容易となる。また、前記操作桿２０Ａに設けられている前記偏肉部２１、２１が、前記中間軸受３０Ａの回り止めとしても機能し、前記中間軸受３０Ａは、前記操作桿２０Ａ内で安定して保持される。
【００２２】
図４は、本発明に係る操作桿の第二実施形態を示す断面図である。
本実施形態の操作桿２０Ｂは、第一実施形態の操作桿２０Ａとは、上下部位に、内方に突出する偏肉部としての、断面半円形のリブ状凸部２４、２４が更に設けられている点が異なるだけで、他の構成は同じである。
【００２３】
したがって、本実施形態の操作桿２０Ｂでは、第一実施形態と略同様な作用効果が得られることに加えて、前記偏肉部としてのリブ状凸部２４、２４が設けられている分、第一実施形態の操作桿２０Ａより重量は僅かに増加するが、剛性及び強度も増大するので、よりハードな使用環境に適応する。
【００２４】
また、本実施形態の操作桿２０Ｂの軸受構造は、図５に示される如くに、基本的には第一実施形態のものと同じであるが、ホルダ３１Ｂには、前記リブ状凸部（偏肉部）２４、２４に密着嵌合するように凹溝３４、３４が設けられ、前記リブ状凸部２４、２４及びその周辺部（上下部位）には、前記ホルダ３１Ｂの対応部位が密着嵌合せしめられ、前記操作桿２０Ｂの断面内形における左右に位置する前記偏肉部２１、２１と、前記ホルダ３１Ｂにおける前記偏肉部２１、２１に対向する部位との間には、第一実施形態と同様に、隙間Ｓがそれぞれ形成されている。
【００２５】
したがって、第二実施形態の軸受構造でも、操作桿２０Ｂの内周面と前記中間軸受３０Ｂの前記ホルダ３１Ｂの外周面との間に、部分的に隙間Ｓが形成されるので、前記操作桿２０Ｂに伝わる伝動軸１０の振動・衝撃が緩和され、操作性が向上する。また、前記操作桿２０Ｂに設けられている前記リブ状凸部２４、２４が、前記中間軸受３０Ｂの回り止めとしても機能し、前記中間軸受３０Ｂが前記操作桿２０Ｂ内で安定して保持される。
【００２６】
図６は、本発明に係る操作桿の第三実施形態を示す断面図である。
本実施形態の操作桿２０Ｃは、第二実施形態の操作桿２０Ｂにおける左右の偏肉部２１、２１に代えて、操作桿断面内形における上下のリブ状凸部２４、２４と同様なリブ状凸部２３、２３を、左右にも設けたものであり、第二実施形態と略同様な作用効果が得られる。
また、本実施形態の操作桿２０Ｃの軸受構造は、図７に示される如くに、基本的には第一及び第二実施形態のものと同じであるが、ホルダ３１Ｃの形状が前記したものとは異なる。すなわち、前記ホルダ３１Ｃには、前記リブ状凸部２３、２３、２４、２４に密着嵌合するように凹溝３３、３３、３４、３４が設けられ、前記リブ状凸部２３、２３、２４、２４及びその周辺部（上下及び左右部位）には、前記ホルダ３１Ｃの対応部位が密着嵌合せしめられ、前記リブ状凸部２３、２３、２４、２４及びその周辺部以外の残余部位と、前記ホルダ３１Ｃにおける前記残余部位に対向する部位との間に、隙間Ｓがそれぞれ形成されている。言い換えれば、前記ホルダ３１Ｃは、前記操作桿２０Ｃ内で上下左右の四点で支持され、その支持部間に、前記隙間Ｓが形成されている。
【００２７】
したがって、第三実施形態の軸受構造でも、前記操作桿２０Ｃの内周面と前記中間軸受３０Ｃの前記ホルダ３１Ｃの外周面との間に、部分的に隙間Ｓが形成されるので、前記操作桿２０Ｃに伝わる伝動軸１０の振動・衝撃が緩和され、操作性が向上する。また、前記操作桿２０Ｃに設けられている前記リブ状凸部２３、２３、２４、２４が、前記中間軸受３０Ｃの回り止めとしても機能し、前記中間軸受３０Ｃが、前記操作桿２０Ｃ内で安定して、所定位置に保持される。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において適宜変更できるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る操作桿は、断面内形における左右部位に、他の部分より肉厚が大なる偏肉部が設けられて、特に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度が増大せしめられるので、全周の肉厚を大きくする場合に比して、重量増が抑えられると同時に、左右方向の曲げ力に対する剛性及び強度を増大させ得、そのため、作業者の労力負担を可及的に軽減しつつ、操作性を向上でき、かつ、使用不可となるような左右方向の曲がりを生じにくくできる。
【００２９】
また、本発明に係る軸受構造では、操作桿の内周面と中間軸受のホルダの外周面との間に部分的に隙間が形成されるので、操作桿に伝わる伝動軸の振動・衝撃が緩和され、操作性が向上するとともに、中間軸受の挿入も容易となる。また、操作桿に設けられている偏肉部が、前記中間軸受の回り止めとしても機能し、前記中間軸受を操作桿内で安定して所定位置に保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る操作桿の一実施形態を示す断面図。
【図２】図１に示される操作桿の軸受構造を示す断面図。
【図３】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ矢視断面図。
【図４】本発明に係る操作桿の第二実施形態を示す断面図。
【図５】図４に示される操作桿の軸受構造を示す断面図。
【図６】本発明に係る操作桿の第三実施形態を示す断面図。
【図７】図６に示される操作桿の軸受構造を示す断面図。
【図８】刈払機の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…刈払機（携帯形作業機）
１０…伝動軸
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ…操作桿
２１…偏肉部
２３、２４…リブ状凸部
３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…中間軸受
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ…ホルダ
３５…ブッシュ
Ｓ…隙間

【出願人】	【識別番号】０００１４１９９０【氏名又は名称】株式会社共立【住所又は居所】東京都青梅市末広町１丁目７番地２
【出願日】	平成１４年８月２９日（２００２．８．２９）
【代理人】	【識別番号】１０００９１０９６【弁理士】【氏名又は名称】平木　祐輔【識別番号】１０００９９１２８【弁理士】【氏名又は名称】早川　康【識別番号】１００１０５４６３【弁理士】【氏名又は名称】関谷　三男
【公開番号】	特開２００４－８１１７６（Ｐ２００４－８１１７６Ａ）
【公開日】	平成１６年３月１８日（２００４．３．１８）
【出願番号】	特願２００２－２５０３９８（Ｐ２００２－２５０３９８）