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【発明の名称】 角度可変伝動操作桿装置
【発明者】 【氏名】原田 一男
【要約】 【課題】可撓性伝動軸が高速回転しても被操作体が激しく振動することのない、角度可変伝動操作桿装置を提供する。

【解決手段】可撓性伝動軸２２と、該可撓性伝動軸２２の一端部２２ｒ側を回転自在且つ軸線Ｘ方向に移動操作自在に支持する操作桿８と、前記可撓性伝動軸２２の他端部２２ｆ側を回転自在に支持する被操作体１０と、前記操作桿８側が固定リンク３２となるととともに前記被操作体１０側がクランク３３となるように前記操作桿８と前記被操作体１０との間に架設された四節リンク機構３４と、を備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性伝動軸（２２）と、該可撓性伝動軸（２２）の一端部（２２ｒ）側を回転自在且つ軸線（Ｘ）方向に移動操作自在に支持する操作桿（８）と、前記可撓性伝動軸（２２）の他端部（２２ｆ）側を回転自在に支持する被操作体（１０）と、前記操作桿（８）側が固定リンク（３２）となるととともに前記被操作体（１０）側がクランク（３３）となるように前記操作桿（８）と前記被操作体（１０）との間に架設された四節リンク機構（３４）と、を備えている、角度可変伝動操作桿装置。
【請求項２】
前記四節リンク機構（３４）は、その往復角運動の過程に、前記可撓性伝動軸（２２）が前記操作桿（８）の軸線（Ｘ）に沿って直線状に延びた状態となるように前記被操作体（１０）を支持する第一のリンク姿勢（Ｌ１）を有している、請求項１に記載の角度可変伝動操作桿装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、角度可変伝動操作桿装置に関するものであり、詳しくは、例えば、動力刈払機等、操作桿側で可撓性伝動軸の一端部側を軸線方向に相対移動せしめるように操作することにより、前記可撓性伝動軸の他端部側を回動自在に支持する被操作体の前記操作桿に対する角度を変更せしめることができる、角度可変伝動操作桿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力刈払機の一種として、操作桿内に回動自在に挿通した伝動軸を軸線方向に相対移動せしめるように操作することにより、前記操作桿によって操作される作業部材としての刈刃の作業姿勢（操作桿に対する角度）を変更自在とせしめたものが知られている（特許文献１、２等）。
【０００３】
前記の如き刈払機においては、前記特許文献１及び２にも記載されているように、従来、前記操作桿と、前記刈刃を支持する被操作体としての刈刃支持ブラケットと、の間を可撓性伝動軸で連結し、前記操作桿の先端部に斜め下方へ延びる刈刃支持杆を設け、該刈刃支持杆の先端部に、前記刈刃支持ブラケットを枢支軸で揺動可能に連結していた。そして、前記操作桿側で前記可撓性伝動軸を軸線方向に移動操作することにより、前記枢支軸を中心として前記刈刃支持ブラケットが揺動せしめられ、これにより、前記刈刃の作業姿勢が変更せしめられるようになっていた。
【特許文献１】実公昭５４−３０７６号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５４９９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、前記刈刃支持ブラケットが一本の前記枢支軸のみで前記刈刃支持杆に支持されていたので、前記可撓性伝動軸が高速回転せしめられると、前記刈刃支持ブラケットが前記枢支軸の回りで激しく振動する場合があった。
【０００５】
また、前記刈刃支持ブラケットの振動を防止するために、前記可撓性伝動軸として剛性の高いものを採用すると、前記刈刃の作業姿勢変更操作がしにくくなる等の問題もあった。
【０００６】
さらに、前記従来の構成では、前記刈刃支持杆が前記操作桿の先端部から斜めに延びているので、前記枢支軸の位置が、必然的に前記操作桿の軸線から外方へずれている。このため、前記可撓性伝動軸は当初から曲がった状態であり、その曲がり具合をさらに大きくすることで前記刈刃支持ブラケットの姿勢が変更されることになるので、前記可撓性伝動軸に大きな負荷が掛り、破損しやすくなる等の問題もあった。
【０００７】
本発明は、前記の如き事情に鑑みてなされたもので、可撓性伝動軸が高速回転しても被操作体が激しく振動することのない、角度可変伝動操作桿装置を提供しようとするものである。
【０００８】
また、本発明は、前記可撓性伝動軸への負荷を可及的に低減し得る角度可変伝動操作桿装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る角度可変伝動操作桿装置は、可撓性伝動軸と、該可撓性伝動軸の一端部側を回転自在且つ軸線方向に移動操作自在に支持する操作桿と、前記可撓性伝動軸の他端部側を回転自在に支持する被操作体と、前記操作桿側が固定リンクとなるととともに前記被操作体側がクランクとなるように前記操作桿と前記被操作体との間に架設された四節リンク機構と、を備えたことを特徴としている（請求項１）。
【００１０】
前記構成において、前記操作桿側において、前記可撓性伝動軸の前記一端部側を軸線方向へ移動せしめるように操作すると、前記可撓性伝動軸を介して前記被操作体に押し引き力が伝達される。これにより、前記四節リンク機構が、前記操作桿側を固定リンク、前記被操作体側をクランクとして往復角運動を行い、前記操作桿に対する前記被操作体の角度が変更される。本発明によれば、前記操作桿と前記被操作体との間に前記四節リンク機構が架設されているので、前記操作桿上における前記被操作体の支持安定性が良好となる。したがって、前記操作桿側から前記被操作体側へと前記可撓性伝動軸を介して回転駆動力が伝達される場合に、前記被操作体が激しく振動することが防止される。
【００１１】
好適な実施の一形態として、前記四節リンク機構は、その往復角運動の過程に、前記可撓性伝動軸が前記操作桿の軸線に沿って直線状に延びた状態となるように前記被操作体を支持する第一のリンク姿勢を有しているものとすることもできる（請求項２）。このようにすれば、前記四節リンク機構が所定角度範囲で往復角運動を行う場合の前記可撓性伝動軸の最大屈曲度合いを小さくすることができるので、該可撓性伝動軸への負荷が軽減されて、好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態に係る角度可変伝動操作桿装置を含む作業機としての携帯式動力刈払機の全体斜視図、図２は、図１の要部の一部破断側面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は、図２のものの作業姿勢の変更状態を示す一部破断側面図である。
【００１４】
図１に示すように、携帯式動力刈払機１は、動力源部２と、該動力源部２と作動上連結された、本実施の形態に係る角度可変伝動操作桿装置３と、を備えている。前記動力源部２は、持ち運びに便利な形式、例えば、背負い式のものとされている。具体的には、前記動力源部２は、背当て４及び左右一対の背負いバンド５，５を有する背負架台６を備え、該背負架台６上に、動力源としての小型空冷二サイクル内燃エンジン７が搭載されている。
【００１５】
他の実施の形態として、前記動力源部２は、前記角度可変伝動操作桿装置３と一体化して吊り下げ用ベルト等による肩掛け保持式のものとすることもできる。また、動力源としては、前記内燃エンジン７に代えて、電動モータを採用することもできる。
【００１６】
一方、前記角度可変伝動操作桿装置３は、前後方向に真っ直ぐに延びた所定長さの操作桿８と、該操作桿８の操作によって位置制御可能な作業部材としての回転式の刈刃９と、を備えている。該刈刃９は、前記操作桿８によって操作される被操作体としての刈刃支持ユニット１０に回転自在に支持され、前記内燃エンジン７と駆動上連結されている。
【００１７】
前記操作桿８には、前後一対のハンドル１１，１２がそれぞれ左右逆方向へ延び出すように取着されている。また、前記後ハンドル１２の近くには、前記内燃エンジン７の出力を制御するためのスロットルレバー１３が配設されている。作業者は、前記前後一対のハンドル１１，１２をそれぞれの手で握って前記スロットルレバー１３を操作し、前記操作桿８で前記刈刃９を左右に揺動させながら、草刈作業を行うことができる。前記刈刃支持ユニット１０に固着された刈刃カバー１４が前記刈刃９の後方を覆うことにより、前記操作桿８を保持した作業者側へ向けての刈草や小石等の飛散が防止される。
【００１８】
前記内燃エンジン７から前記刈刃９への回転駆動力の伝達系は、前記内燃エンジン７と前記操作桿８の後端部８ｒとの間に配設された第一の可撓性伝動ユニット（フレキシブルシャフト）１５と、該第一の可撓性伝動ユニット１５と作動上連結されるとともに筒状の前記操作桿８の内部に挿通されて回動自在に支持された剛性主伝動軸１６と、該主伝動軸１６と作動上連結されるとともに前記操作桿８の前端部８ｆと前記刈刃支持ユニット１０との間に配設された第二の可撓性伝動ユニット１７と、前記刈刃支持ユニット１０の内部で前記第二の可撓性伝動ユニット１７と前記刈刃９とを駆動上連結する傘歯車伝動装置１８と、を備えている。
【００１９】
前記第一の可撓性伝動ユニット１５は、第一の可撓性チューブ１９と、該第一の可撓性チューブ１９内に挿通されて回転自在に支持された第一の可撓性伝動軸２０と、を備えている。同じく、前記第二の可撓性伝動ユニット１７は、第二の可撓性チューブ２１と、該第二の可撓性チューブ２１内に挿通されて回転自在に支持された第二の可撓性伝動軸２２と、を備えている。前記第二の可撓性伝動ユニット１７により、前記操作桿８に対する前記刈刃支持ユニット１０の角度変更が可能となり、これにより、前記操作桿８に対する前記刈刃９の作業姿勢が変更可能となる。
【００２０】
次に、図２〜図４を参照して、前記角度可変伝動操作桿装置３の要部について説明する。既に述べたように、前記操作桿８の前記前端部８ｆと前記刈刃支持ユニット１０との間には、前記第二の可撓性伝動ユニット１７が配設されている。具体的には、図２に示すように、前記第二の可撓性伝動ユニット１７を構成する前記第二の可撓性チューブ２１の一端部である後端部２１ｒは、前記操作桿８の前記前端部８ｆ内において、軸線Ｘ方向に所定量Ｓだけ移動操作自在、且つ、回り止め２６により回動不能に保持されている。また、前記第二の可撓性伝動チューブ２１とともに前記第二の可撓性伝動ユニット１７を構成する前記第二の可撓性伝動軸２２の一端部である後端部２２ｒは、前記操作桿８の前記前端部８ｆ内で前記主伝動軸１６の前端部１６ｆと連結されている。
【００２１】
前記操作桿８は軸線Ｘ方向に伸縮自在に構成されていて、作業者が該操作桿８を伸縮操作することにより、前記第二の可撓性伝動ユニット１７の前記後端部２２ｒを、前記操作桿８の前記前端部８ｆ内で軸線Ｘ方向に移動せしめることができるようになっている。すなわち、前記操作桿８は、相対伸縮自在に嵌合せしめられた外筒部材（第一部材）２３と内筒部材（第二部材）２４とから構成されている。前記操作桿８の後半部を構成する前記外筒部材２３には、前記後ハンドル１２が取着され、前記操作桿８の前半部を構成する前記内筒部材２４には、前記前ハンドル１１が取着されている。前記主伝動軸１６は、前記外筒部材２３内において、回転自在かつ軸線Ｘ方向に移動不能に支持されている。一方、前記内筒部材２４内において、前記主伝動軸１６は、相互間に適当間隔をおいて配設された軸受２５によって、回転自在且つ軸線Ｘ方向に相対移動可能に支持されている。
【００２２】
前記構成において、作業者が前記前後一対のハンドル１１，１２をそれぞれの手で握って、前記外筒部材２３から前記内筒部材２４を相対的に前方へ押し出すようにして前記操作桿８を伸長せしめると、前記主伝動軸１６の全長は一定であることから、該主伝動軸１６に連結された前記第二の可撓性伝動ユニット１７の前記後端部２２ｒが、前記操作桿８の伸長量に対応する量だけ、前記操作桿８の前記前端部８ｆ内で相対的に後方へと引き込まれる。逆に、作業者が、前記外筒部材２３内へ前記内筒部材２４を収納するように前記操作桿８を収縮せしめると、前記第二の可撓性伝動ユニット１７の前記後端部２２ｒが、前記操作桿８の収縮量に対応する量だけ、前記操作桿８の前記前端部８ｆ内で相対的に前方へと押し出されることになる。
【００２３】
前記操作桿８には、前記外筒部材２３に対する前記内筒部材２４の軸線Ｘ方向の位置を固定するための解除操作自在な固定手段が設けられている。本実施の形態では、該固定手段として、前記外筒部材２３を径方向に貫通するねじ穴２７を設け、該ねじ穴２７に螺合するねじ軸部２８を前記後ハンドル１２に設けている。このため、該後ハンドル１２を回して前記ねじ軸部２８を締め付け方向に回転させると、該ねじ軸部２８の先端が前記内筒部材２４の外表面に突き当たり、該内筒部材２４の軸線Ｘ方向の移動が規制される。前記後ハンドル１２を逆方向に回して前記ねじ軸部２８を緩め方向に回転させれば、該ねじ軸部２８が前記内筒部材２４の外表面から離れるので、前記操作桿８の伸縮操作が可能となる。
【００２４】
一方、前記第二の可撓性チューブ２１の前端部２１ｆは、前記刈刃支持ユニット１０の後部に形成された筒状の可撓性伝動ユニット受入部２９に挿通されて締め付け固定されている。また、前記第二の可撓性伝動軸２２の前端部２２ｆは、前記刈刃支持ユニット１０内で回転自在に支持された状態で該刈刃支持ユニット１０の軸線Ｙ（図２に示す自然状態においては、軸線Ｘの延長線）に沿って前方へ真っ直ぐに延び、前記刈刃支持ユニット１０の前部に形成されたギアケース３０内の前記傘歯車伝動装置１８を介して、前記刈刃９を支持する刈刃駆動軸３１に作動上連結されている。本実施の形態では、前記刈刃支持ユニット１０において、前記操作桿８を作業者が自然に立って把持した時に前記刈刃９がほぼ水平になるように、前記刈刃９の回転面と前記可撓性伝動ユニット受入部２９の軸線Ｙとの間の角度αが３０度に設定されている。
【００２５】
前記操作桿８の前記前端部８ｆと、前記刈刃支持ユニット１０と、の間には、前記操作桿８側が固定リンク３２となるととともに前記刈刃支持ユニット１０側がクランク３３となるように、四節リンク機構３４が架設されている。該四節リンク機構３４は、前記操作桿８の伸縮操作に対応して所定の往復角運動を行い、後で図４を参照して述べるように、前記刈刃９を第一の作業姿勢Ｐ１と第二の作業姿勢Ｐ２との間で前記刈刃支持ユニット１０を姿勢変更せしめるように作用する。
【００２６】
前記操作桿８の前記前端部８ｆには、前方斜め下向きに延びるリンク支持杆３５が固着されている。該リンク支持杆３５の前端部は前記固定リンク３２とされている。該固定リンク３２の下端部３２ａには、第一のレバー部材３６の下端部３６ａが第一の水平枢支軸３７で相対回動自在に連結されている。前記第一のレバー部材３６の上端部３６ｂは、前記可撓性伝動ユニット受入部２９の下部に形成された、前記クランク３３の下端部となる下向きブラケット３３ａに、第二の水平枢支軸３８で相対回動自在に連結されている。
【００２７】
また、図２に加えて図３を参照すると明らかなように、前記第一のレバー部材３６の左右両側には、左右一対の第二のレバー部材３９，３９が配設されている。該各第二のレバー部材３９，３９のそれぞれの下端部３９ａは、前記固定リンク３２の左右一対の上端部３２ｂ，３２ｂのそれぞれに、第三の水平枢支軸４０で相対回動自在に連結されている。一方、前記各第二のレバー部材３９，３９のそれぞれの上端部３９ｂは、前記可撓性伝動ユニット受入部２９の上部に形成された、前記クランク３３の上端部となる左右一対の上向き突出部３３ｂ，３３ｂのそれぞれに、第四の水平枢支軸４１で相対回動自在に連結されている。図３に示すように、該第四の水平枢支軸４１は、前記可撓性伝動ユニット受入部２９で前記第二の可撓性伝動ユニット１７の前記可撓性チューブ２１の前記前端部２１ｆを締め付け固定するための締め付け固定部材も兼ねている。
【００２８】
図２に示すように、前記四節リンク機構３４は、その往復角運動の過程に、前記第二の可撓性伝動ユニット１７が、その弾性復元力で前記操作桿８の軸線Ｘに沿って直線状に延びた前記自然状態となるように、前記刈刃支持ユニット１０を支持する第一のリンク姿勢Ｌ１を有していることが望ましい。具体的には、図４に示すように、例えば、前記四節リンク機構３４は、前記第一のリンク姿勢Ｌ１と、前記第二の可撓性伝動ユニット１７が前記操作桿８の前記前端部８ｆから下方へ屈曲して延びた状態となるように前記刈刃支持ユニット１０を支持する第二のリンク姿勢Ｌ２と、の間を往復角運動するようにせしめる。
【００２９】
前記構成において、前記操作桿８の伸縮操作により、該操作桿８の前記前端部８ｆ内で前記第二の可撓性伝動ユニット１７の前記後端部２２ｒに軸線Ｘ方向への相対的な押し引き力が付与されると、前記第二の可撓性伝動ユニット１７を介して、前記四節リンク機構３４が、前記第一のリンク姿勢Ｌ１と前記第二のリンク姿勢Ｌ２との間で往復角運度をするように駆動される。これにより、前記操作桿８に対する前記刈刃支持ユニット１０の角度が、前記四節リンク機構３４の動作にしたがった所定の態様で変更せしめられる。このため、作業者は、草刈現場の地形の変化に応じて、前記操作桿８に対する前記刈刃９の角度を、作業し易い適切な大きさに変更しながら、草刈作業を行うことができる。
【００３０】
本実施の形態では、前記操作桿８を最大限伸長させたとき（前記第二の可撓性伝動ユニット１７が前記操作桿８の前記前端部８ｆ内に相対的に最大限引き込まれたとき）に、前記操作桿８、前記可撓性伝動ユニット１７及び前記刈刃支持ユニット１０のすべてが一直線上に位置（軸線Ｘと軸線Ｙが一致）し、前記四節リンク機構３４が、図４に仮想線で示した前記第一のリンク姿勢Ｌ１となり、前記刈刃９が、図４に仮想線で示した前記第一の作業姿勢Ｐ１となる。また、前記操作桿８を最大限収縮させたとき（前記第二の可撓性伝動ユニット１７が前記操作桿８の前記前端部８ｆ内で相対的に最大限前方へと押し出されたとき）に、前記第二の可撓性伝動ユニット１７の屈曲により、前記四節リンク機構３４が、図４に実線で示した前記第二のリンク姿勢Ｌ２となり、前記刈刃支持ユニット１０が、前記操作桿８に対して下方へ４０度程度傾いた状態となり、前記刈刃９が、図４に実線で示した前記第二の作業姿勢Ｐ２となる。
【００３１】
本実施の形態に係る前記角度可変伝動操作桿装置３によれば、前記操作桿８上で前記四節リンク機構３４を介して前記刈刃支持ユニット１０が支持されているので、該刈刃支持ユニット１０の支持安定性が良好となる。このため、前記第二の可撓性伝動ユニット１７が屈曲した状態で前記主伝動軸１６が高速回転した場合でも、前記刈刃支持ユニット１０が激しく振動等することがなく、草刈作業を行い易い。
【００３２】
また、前記四節リンク機構３４で前記刈刃支持ユニット１０の振動が防止されるため、従来のもののように、前記第二の可撓性伝動ユニット１７自体に大きな剛性を持たせる必要がない。よって、前記第二の可撓性伝動ユニット１７として、軽量且つ柔軟性の良好なものを採用することができるので、前記操作桿８の伸縮操作がし易くなるほか、前記角度可変伝動操作桿装置３の軽量化にも貢献できる。
【００３３】
さらに、前記四節リンク機構３４を採用したことにより、前記第二の可撓性伝動ユニット１７が前記操作桿８の軸線Ｘに沿って直線状に延び出した状態（図２の自然状態）を通常使用状態として、該通常使用状態から、図４に実線で示した状態まで前記刈刃支持ユニット１０の角度変更操作を無理なく行うことができるので、前記第二の可撓性伝動ユニット１７の最大屈曲度合いを小さく抑えることが可能となる。これにより、該第二の可撓性伝動ユニット１７に余計な負荷が掛らず、その寿命も延びる等の効果もある。
【００３４】
さらにまた、前記第二の可撓性伝動ユニット１７の長さも短くて済むので、前記角度可変伝動操作桿装置３の軽量化に一層貢献できる等の利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る角度可変伝動操作桿装置を含む作業機としての携帯式動力刈払機の全体斜視図である。
【図２】図１の要部の一部破断側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】図２のものの作業姿勢の変更状態を示す一部破断側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
８ 操作桿
１０ 被操作体（刈刃支持ユニット）
２２ 可撓性伝動軸
２２ｒ 一端部（後端部）
２２ｆ 他端部（前端部）
３２ 固定リンク
３３ クランク
３４ 四節リンク機構
Ｌ１ 第一のリンク姿勢
Ｘ 操作桿の軸線
【出願人】 【識別番号】０００１４１９９０
【氏名又は名称】株式会社共立
【出願日】 平成１６年７月２日（２００４．７．２）
【代理人】 【識別番号】１０００６７６７７
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 彰司
【公開番号】 特開２００６−１４６７７（Ｐ２００６−１４６７７Ａ）
【公開日】 平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願番号】 特願２００４−１９６７４３（Ｐ２００４−１９６７４３）