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技術 回転軸の自転・公転駆動機構及びこの機構を利用した回転草刈装置

出願人 株式会社丸順
発明者 小川淳次
出願日 1999年4月5日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 1999-098035
公開日 2000年2月22日 (19年4ヶ月経過) 公開番号 2000-050718
状態 特許登録済
技術分野 収穫機の構成要素3(刈取部)
主要キーワード 軸体先端 被回転軸 回転面積 抜止めプレート 回転制動装置 ネジ山付 自転回転速度 遠心作動
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年2月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

一つの回転駆動源回転軸自転公転させる回転駆動機構を提供するとともに、この機構を利用した草刈機を提供する。

解決手段

回転駆動手段で作動する回転駆動体を備えた本体フレーム駆動ケースを回転可能に係合する。この駆動ケースに前記本体フレームの回転駆動体の駆動軸並行従動回転軸軸着する。前記本体フレームの回転駆動体と駆動ケースの従動回転軸間に回転伝達手段を設ける。従動回転軸の先端に切刃を固定して回転草刈装置を構成する。駆動ケースの回転を制動して従動回転軸の所望自転回転保証する。駆動ケースの回転遠心力を利用して制動する。

概要

背景

概要

一つの回転駆動源回転軸自転公転させる回転駆動機構を提供するとともに、この機構を利用した草刈機を提供する。

回転駆動手段で作動する回転駆動体を備えた本体フレーム駆動ケースを回転可能に係合する。この駆動ケースに前記本体フレームの回転駆動体の駆動軸並行従動回転軸軸着する。前記本体フレームの回転駆動体と駆動ケースの従動回転軸間に回転伝達手段を設ける。従動回転軸の先端に切刃を固定して回転草刈装置を構成する。駆動ケースの回転を制動して従動回転軸の所望自転回転保証する。駆動ケースの回転遠心力を利用して制動する。

目的

したがって、本発明の第1の目的は、一つの回転駆動源で従動回転軸を自転させるとともに、必要に応じてこの従動回転軸を回転駆動体に対して公転させる回転駆動機構を提供することにある。

本発明の第2の目的は、上記の自転・公転駆動機構を用いた草刈装置を提供することにある。

ところで、一つの駆動源で回転駆動体と従動回転軸を回転させ、従動回転軸を回転駆動体に対して公転させる回転駆動機構においては、公転抵抗が相対的に小さくなると、従動回転軸の自転回転数自転回転速度)が相対的に減少し、特に、草刈装置に応用した場合に不都合が生じる。したがって、本発明の第3の目的は、従動回転軸の公転速度を抑制して自転回転を優先させ、好ましくは、公転速度に比例して公転の制動力が自動的に増大して従動回転軸に常に所要自転回転力が得られるようにした上記自転・公転駆動機構及びこの機構を利用した回転草刈装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

モータ等の回転駆動手段で作動する回転駆動体を一体に備えた本体フレームと;この本体フレームに対して回転可能に係合させた駆動ケースと;この駆動ケースに、前記本体フレームの回転駆動体の駆動軸並行軸着した一つ又は二つ以上の従動回転軸と;前記本体フレームの回転駆動体と前記駆動ケースの従動回転軸間に設けられ、回転駆動体の回転力を従動回転軸に伝達する回転伝達手段;とを具備することを特徴とする回転軸自転・公転駆動機構

請求項2

本体フレームと、この本体フレームに回転可能に係合させた駆動ケースの間に、該駆動ケースの回転を抑制する制動装置を設けたことをさらに特徴とする請求項1記載の回転軸の自転・公転駆動機構

請求項3

駆動ケースの回転制動装置が、駆動ケースの上面に係着され、本体フレームの円筒部周面に対して圧接可能に配設されたブレーキ部材と;駆動ケースの上面に揺動自在に軸着され、揺動支点からの一端側に遠心ウエイトを有し、他側に前記ブレーキ部材との連繋部材を有する遠心作動アーム;とを具備し、駆動ケースの回転遠心力によって揺動する遠心作動アームによりブレーキ部材が本体フレームの円筒部周面に圧接されるようにした請求項2記載の回転軸の自転・公転駆動機構

請求項4

モータ等の回転駆動手段で作動する回転駆動体を一体に備えた本体フレームと;この本体フレームに対して回転可能に係合させた駆動ケースと;この駆動ケースに、前記本体フレームの回転駆動体の駆動軸と並行に軸着した従動回転軸と;この従動回転軸の先端に取り付けた切刃と;前記本体フレームの回転駆動体と前記駆動ケースの従動回転軸間に設けられ、前記回転駆動体の回転力を前記切刃の回転軸に伝達する回転伝達手段;とを具備することを特徴とする回転草刈装置

請求項5

本体フレームと、この本体フレームに回転可能に係合させた駆動ケースの間に、該駆動ケースの回転を抑制する制動装置を設けたことをさらに特徴とする請求項4記載の回転草刈装置

請求項6

駆動ケースの回転制動装置が、駆動ケースの上面に係着され、本体フレームの円筒部周面に対して圧接可能に配設されたブレーキ部材と;駆動ケースの上面に揺動自在に軸着され、揺動支点からの一端側に遠心ウエイトを有し、他側に前記ブレーキ部材との連繋部材を有する遠心作動アームと;前記遠心作動アームを駆動ケースの中心方向へ付勢するばね部材;とを具備し、駆動ケースの回転遠心力によって揺動する遠心作動アームによりブレーキ部材が本体フレームの円筒部周面に圧接されるようにしたことをさらに特徴とする請求項5記載の回転草刈装置

--

0001

本発明は回転軸自転公転駆動機構及びこの回転駆動機構を利用した草刈装置に関する。

発明が解決しようとする課題

0002

回転軸の先端に取付け切刃で草を刈取る回転草刈装置は回転刃半径が大きいと中心部と外側部の回転速度の差が大きくなり、中心部付近刈取りムラが生じ易い。回転刃の半径を小さくするとこの問題が解消されるが、その場合は回転刃を左右前後に小きざみに動かす必要があり、作業が煩雑になる。

0003

回転刃の半径が小さくても切刃回転軸を必要に応じて回転駆動軸に対して公転させることができれば、少ない移動量で相対的に広い範囲を刈取ることができる。従来、このような回転駆動を得るには、切刃回転軸の自転駆動源と公転駆動源の二つの駆動源が必要であった。

0004

したがって、本発明の第1の目的は、一つの回転駆動源従動回転軸を自転させるとともに、必要に応じてこの従動回転軸を回転駆動体に対して公転させる回転駆動機構を提供することにある。

0005

本発明の第2の目的は、上記の自転・公転駆動機構を用いた草刈装置を提供することにある。

0006

ところで、一つの駆動源で回転駆動体と従動回転軸を回転させ、従動回転軸を回転駆動体に対して公転させる回転駆動機構においては、公転抵抗が相対的に小さくなると、従動回転軸の自転回転数自転回転速度)が相対的に減少し、特に、草刈装置に応用した場合に不都合が生じる。したがって、本発明の第3の目的は、従動回転軸の公転速度を抑制して自転回転優先させ、好ましくは、公転速度に比例して公転の制動力が自動的に増大して従動回転軸に常に所要自転回転力が得られるようにした上記自転・公転駆動機構及びこの機構を利用した回転草刈装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記第1の目的を達成するために、本発明の自転・公転駆動機構は、モータ等の回転駆動手段で作動する回転駆動体を一体に備えた本体フレームと;この本体フレームに対して回転可能に係合させたケースと;このケースに、前記本体フレームの回転駆動体の駆動軸並行軸着した一つ又は二つ以上の従動回転軸と;前記本体フレームの回転駆動体とケースの従動回転軸間に設けられ、回転駆動体の回転力を従動回転軸に伝達する回転伝達手段;とを具備することを特徴とする。

0008

また、上記第2の目的を達成するために、本発明の回転草刈装置は、モータ等の回転駆動手段で作動する回転駆動体を一体に備えた本体フレームと;この本体フレームに対して回転可能に係合させたケースと;このケースに、前記本体フレームの回転駆動体の駆動軸と並行に軸着した従動回転軸と;この従動回転軸の先端に取り付けた切刃と;前記本体フレームの回転駆動体とケースの従動回転軸間に設けられ、前記回転駆動体の回転力を前記切刃の回転軸に伝達する回転伝達手段;とを具備することを特徴とする。

0009

上記第3の目的を達成するために、本発明は、上記の自転・公転駆動機構及び回転草刈装置において、公転回転を抑制して自転回転を優先させるための制動装置を設けたことを特徴とする。

0010

好ましくは、駆動ケース回転制動装置は、駆動ケースの上面に係着され、本体フレームの円筒部周面に対して圧接可能に配設されたブレーキ部材と;駆動ケースの上面に揺動自在に軸着され、揺動支点からの一端側に遠心ウエイトを有し、他側に前記ブレーキ部材との連繋部材を有する遠心作動アーム;とを具備し、駆動ケースの回転遠心力によって揺動する遠心作動アームによりブレーキ部材が本体フレームの円筒部周面に圧接される構成にし、駆動ケースの回転遠心力により制動が働き、従動回転体の公転速度に比例して制動力が増大するようにする。前記遠心作動アームを駆動ケースの内側へ弾力的に付勢させ、制動トルクを制御するようにしてもよい。

発明を実施するための最良の形態

0011

図1は本発明の基本的な構成を示すもので、本体フレーム1はモータ2等の回転駆動手段で回転する回転駆動体3を軸方向に一体に備えている。この本体フレーム1の下部に駆動ケース4が回転可能に連結されている。駆動ケース4には一個又は2個以上の従動回転軸5が前記回転駆動体3の回転軸3aと平行に軸支されており、この従動回転軸5にはプーリギアなどの被回転体6が固定されている。

0012

本体フレーム1の回転駆動体3はモータ2の回転軸3aにプーリ、ギアなどの回転体3bを一体回転可能に取付けた構成になり、回転体3bが駆動ケース4まで延び、後述する回転伝達手段を介して前記従動回転軸5の被回転体6と係合するように配設されている。

0013

回転駆動体3の回転体3bと従動回転軸5の被回転体6は、例えばベルト7などの回転伝達手段によって連絡されており、回転体3bの回転力が従動回転軸5に伝達されるようになっている。

0014

上記の構成により、モータ2が回転すると回転駆動体3の回転体3bが回転するとともに、ベルト7を介してその回転力が駆動ケース4に取付けてある被回転体6に伝達され、従動回転軸5が自転する。

0015

他方、従動回転軸5の自転回転抵抗が駆動ケース4の回転抵抗よりも大きいと、モータ2による回転体3bの回転力は駆動ケース4を回転させる力となり、ケース4全体が回転体3bを中心に回転することにより、駆動ケース4に取付けてある従動回転軸5は回転駆動体3に対して公転する。

0016

このように、本発明では本体フレーム1のモータ2の回転力は従動回転軸5の回転抵抗と駆動ケース4全体の回転抵抗によって従動回転軸5の自転回転と公転回転に分配されて伝達される。例えば、モータ2の回転数を1000rpm、回転駆動体3の回転体3bと駆動ケース4の従動回転体の円周比を3対1とすると、駆動ケース4の回転抵抗すなわち、従動回転軸5の公転抵抗が大きく、公転回転数が0の時は、従動回転軸5は3000rpmで自転する。他方、従動回転軸5の自転回転抵抗が大きく、自転回転数0の時は、従動回転軸は駆動ケース4の回転に伴って、1000rpmでモータ回転軸3aに対して公転する。

0017

従動回転軸5の自転回転と公転回転の配分比を制御するために駆動ケース4と従動回転軸の一方または双方の回転を抑制するブレーキなどの制御装置を設けてもよい。図1の実施例では駆動ケース4と本体フレーム1間に駆動ケース4の回転すなわち、従動回転軸5の公転を抑制するブレーキ22を設けてある。

0018

図2は本発明による図1回転機構を用いた草刈装置を示すもので、この草刈装置は前記本体フレーム1の上部に、パワーショベルのアームやリンク破線で示す)を連結するためのピン孔8、9を有するステイ10を一体に結合するとともに、前記従動回転軸5の先端に切刃11を一体回転可能に結合したものである。また、図2の実施例で回転駆動源として油圧モータ2´を使用しており、このため図3のように、油圧モータ2´には油圧ホース12、13が接続される。

0019

本体フレーム1は下部に円筒部1aを一体に有するとともに油圧モータ2´の回転軸3aが円筒部1aの中心に同軸に配設されて下方に延びている。

0020

駆動ケース4は前記従動回転軸5を取付けるケース本体4aの上部に円筒部4bを一体に有し、この円筒部4bを本体フレーム1の円筒部1aと油圧モータ2´の回転軸3a間にベアリング14を介して回転自在に係合させ、上端抜止めプレート15によって本体フレーム1から抜け落ちないように連結されている。

0021

また、ケース本体4aは中心よりも外側の対角線方向に左右2本の前記従動回転軸5、5をベアリング16を介して回転可能に軸支してあり、各々の従動回転軸5は軸体に被回転体6を固定してあるとともに、ケース本体4aの外側に突出させた軸体先端に前記切刃11が一体回転可能に取付けられている。

0022

油圧モータ2´の回転軸3aは、駆動ケース4の円筒部4aと同軸にケース本体4a内に延長しており、ケース本体4aの従動回転軸5の被回転体6に対応する位置に主動側の回転体3bが固定されている。

0023

図1図4に示すように、本体フレーム1の主動側回転体3bと、駆動ケース4に取付けられた従動回転軸5の被回転体6には回転伝達手段としてベルト7が懸け渡され、回転体3bの回転力が被回転体6を介して従動回転軸5に伝達されるようになっている。

0024

図の実施例では主動回転体3bと被回転体6に歯車を使用し、回転伝達手段としてタイミングベルトを使用しているが回転伝達手段はこれに限られるものではなく、回転体3bと被回転体6の歯車を直接又は他の歯車を介して係合させてもよい。

0025

図4に示すようにベルト7はテンション装置17によって張力が与えられるようになっている。この実施例のテンション装置17は揺動自在に軸着したアーム18にテンションプーリ19を回転可能に軸支するとともに、このアーム18の先端に設けたネジ山付筒体部20に調整ネジ21を螺合し、この調整ネジ21の基端をケース本体4bの外側に突出させてある。かくして、調整ネジ21でアーム18を回動させることによりテンションプーリ19のベルト押圧力を調整するようにしてある。図の実施例では図4に示すように、図の実施例では2組のテンション装置17がベルト7の外側に左右対称に設置されている。

0026

上記の構成により、本発明の草刈装置は油圧モータ2´の回転力が回転体3b、ベルト7、被回転体6、従動回転軸5を介して切刃11に伝達され、主として従動回転軸5の自転で草を刈るとともに、従動回転軸5の自転抵抗が駆動ケース4全体の回転抵抗のバランスにより駆動ケース4全体が回転して従動回転軸5を公転させることにより、切刃の位置を変えるものであるが、草刈装置は主として従動回転軸5の自転によって草を刈り取るので、従動回転軸5の公転回数を抑制して草刈に必要な自転回転を確保する制御装置を設けることが必要になる。

0027

このため、本発明の草刈装置は駆動ケース本体4aの上部に、本体フレーム1の円筒部1a外周に摺接する環状の制動装置22を一体に設け、この制動装置22と本体フレーム1の円筒部1a摩擦抵抗により、駆動ケース4の回転、すなわち、従動回転軸5の公転を抑制するようにしてある。そして、図4の制動装置22は、半円形補強プレートの内側にブレーキシュー接合した左右二つ割りブレーキ帯23、23を有し、このブレーキ帯23、23の端部をボルトナットなどの締め具24で締め付け締付力強弱によりブレーキ力を調整できるようにしてある。

0028

図6は駆動ケース4の回転制動装置の他の実施例を示すものである。図4実施例について説明した回転制動装置は、ブレーキ帯23の締め付け力初期に固定されているので、駆動ケース4の回転慣性やブレーキ帯23の摩耗などにより、必要な制動力が得られなくなるという不都合が生じる。図6の制動装置はこの問題を解決するために、駆動ケース4の回転遠心力を利用し、駆動ケース4の回転数に比例して制動力が強化され、これにより、従動回転軸5に所要の自転回転数が自動的に与えられるようにしたものである。以下、これについて説明する。

0029

図6のケース回転制動装置22は、図4と同様に補強プレートの内側にブレーキシューを接合した円弧状のブレーキ帯23を有し、このブレーキ帯23は、一端の固定側ブラケット23aをケース4の上面の一方の取付金具28に係着するとともに、他端の可動側ブラケット23bをケース4の他側の取付金具28の長溝29に摺動自在に係合させてあり、これにより、ブレーキ帯23の前記他端側ブラケット23bを長溝29の内側へ摺動してブレーキ帯23を絞ると、ブレーキ帯23が本体フレーム1の円筒部1a(図2図3参照)に圧接されるようになっている。

0030

また、ケース4の上面には前記ブレーキ帯23に沿って延在する遠心作動アーム30の基端付近が軸着され、軸着支点31を中心に揺動自在に配設されている。遠心作動アーム30は先端側に遠心ウエイト32を一体に有するとともに、軸着支点31の後方の端部には前記ブレーキ帯23の可動側ブラケット23bに連結される連繋部材33が軸着されている。

0031

かくして、駆動ケース4の回転数が上昇すると遠心力により遠心ウエイト32が矢印Aの方向へ揺動することにより遠心作動アーム30の後端が矢印Bの方向へ押し戻されることにより、連繋部材33を介してブレーキ帯23の可動側ブラケット23bが長溝29の内側へ摺動し、ブレーキ帯23が矢印Cの方向へ絞られる。従ってブレーキ帯23は本体フレーム1の円筒部1aに圧接され、摩擦抵抗により、駆動ケース4の回転、すなわち、従動回転軸5の公転が抑制される。この制動力は駆動ケース4の回転遠心力から得られるので駆動ケース4の回転力に比例した強い制動力が自動的に発生する。

0032

好ましくは、遠心作動アーム30をブレーキ帯側に付勢するばね34を設け、ばね圧を変えてブレーキ22のブレーキトルクを調節できるようにする。ばね34は図6のように駆動ケース4と遠心作動アーム30間に架設してもよいが、遠心作動アーム27の揺動軸着部(軸着支点31)に巻きばねを嵌合してもよい。尚、参照符号35は遠心作動アーム30を内側へ付勢させたときのストッパである。

0033

上記の制動装置は好ましくは駆動ケース4の中心に左右対称に設ける。これにより、バランスがよく信頼性の高いブレーキ作用が得られる。

0034

図6の制動装置は本発明の上記回転草刈装置に特に有用であるが、これに限定されるものではなく、本発明の回転駆動機構全般に適用することができるものである。

0035

図中、参照番号25で示す部材は切刃11のカバーであり、このカバー25は、図1図5に示すように、本体フレーム1の上部ブラケット26から下方へ延びるロッド27に固定されている。

発明の効果

0036

以上のように、本発明による回転軸の自転・公転機構は一つの駆動源で被回転軸を自転・公転させることができる。また駆動源の回転力を被回転体の自転回転力と公転回転力に分配することができるとともに、自転回転と公転回転の抵抗により、自転・公転の回転分配比を任意に設定することができる。

0037

また、本発明による草刈装置は各々の刃の回転軸が自転して草を刈り取りながら、公転して変位するので、装置を静止した状態でも切刃の回転面積よりも広範囲草刈作業が可能になる。従って、草刈作業中の装置の移動量が少なくて済み、作業効率が著しく向上し、労力が軽減される。

0038

駆動ケースを制動して従動回転軸の公転を抑える制動装置を設けることにより、自転回転力が不足する事態がなくなる。特に、駆動ケースの回転力を利用して制動する場合は、駆動ケースの回転アップに比例して制動力が増大するので従動回転軸の自転が常に所要の回転数に自動制御される。したがって、回転草刈装置に応用したときは作業効率が著しく改善される。

図面の簡単な説明

0039

図1本発明による回転軸自転・公転駆動機構の概略構成
図2一部を断面で示す本発明の草刈装置の詳細図
図3図1の左側面図
図4ケースの一部切欠き平面図
図5図1の底面図
図6本発明の他の実施例による図4相当図
図7図6の左側面図

--

0040

1…本体フレーム
1a…円筒部
2…モータ
2´…油圧モータ
3…回転駆動体
3a…回転軸
3b…回転体
4…駆動ケース
4a…ケース本体
4b…円筒部
5…従動回転軸
6…被回転体
7…ベルト
8、9…ピン孔
10…ステイ
11…切刃
12、13…油圧ホース
14、16…ベアリング
15…抜止めプレート
17…テンション装置
18…アーム
19…テンションプーリ
20…ネジ山付筒体部
21…調整ネジ
22…ブレーキ部材
23…ブレーキ帯
23a…固定側ブラケット
23b…可動側ブラケット
24…締め具
25…カバー
26…ブラケット
27…ロッド
28…取付金具
29…長溝
30…遠心作動アーム
31…軸着支点
32…遠心ウエイト
33…連繋部材
34…ばね
35…ストッパ
PAS99009

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