JPH0220864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、背負式作業機に関し、詳しくは、背
負枠に支持されたエンジン動の原動機から発生す
る軸出力を利用し、所望の作業、たとえば、回転
刃を回転させて行う刈払および枝落とし作業、あ
るいは、チエンソーを駆動して行なう伐採作業な
どを行うように構成された作業機に関する。

このような作業機において、実用に値するか否
かを決定するための重要な要素の１つは、背負枠
への原動機の振動の伝達が十分に緩衝されている
かどうかということである。この振動の緩衝が不
十分だと、毎分8000ないし10000回転する原動機
から発生する強烈な振動が背負枠から作業者の肩
や背中に伝わり、作業者はたちまちこの振動によ
る苦痛を覚え、到底長時間の連続作業に耐えるこ
とができなくなる。

原動機の一例としてのレシプロ式の内燃機関
（以下、エンジンという）においては、シリンダ
ー内を上下往復動するピストンの加速度の交番的
な変化に起因する縦方向の振動、クランクシヤフ
トに固着されたバランスウエイトが回転すること
による縦方向および横方向の振動、爆発行程にお
けるサイドスラストに起因する横方向の振動等が
組み合わさつたきわめて複雑な振動が発生する。
とくに背負式作業機の動力源としては、最も構造
が簡単であり、かつ安価な単気筒２サイクルエン
ジンが使用されており、このようなエンジンでは
上記のようにクランクシヤフトにバランスウエイ
トを固着するだけで十分に振動を取り去ることは
できないため、発生する振動は強烈である。この
ように、エンジンは、作業のための動力を発生す
る源であると同時に強烈な振動を発生する加振体
であるということができる。したがつて、たとえ
ば自動車のエンジンについては、エンジンの振動
がシヤシフレーム等、エンジンを支持するメンバ
に直接的に伝達されないようにするために、エン
ジンと支持メンバとの間にゴム等の振動絶縁体を
介在させることが一般的に行なわれており、これ
により一応の効果をあげている。

背負式作業機の分野においても、従来からエン
ジンの振動が背負枠に伝達されないようにするた
めの防振対策が講じられてきており、その代表的
な例としては、実開昭53−138929号公報に示され
たものがある。このものは、エンジンの下部に取
付けた支持板と、背負枠に固着した支持板とを対
向させ、これら両支持板の間に振動絶縁体として
の防振ゴムを介在させた構造となつている。すな
わちこの防振支持構造は、上に述べた自動車のエ
ンジンにおける防振支持構造と基本的に同一であ
る。

しかしながら、背負式作業機の分野において上
記のような防振支持構造を採用しても実際上その
効果はあまりあがつていない。本発明者は、その
理由は次の点にあることを発見した。

第１の理由は、ゴムはその粘性に起因する変形
抵抗があるため、振動数が増大するとその振動に
追従して変形することができず、したがつてエン
ジンの振動の大部分が背負枠に伝わつてしまうと
いうことである。とくに、上記公報に示された防
振支持構造においては、ゴム自体がエンジンの重
量をも支持する必要があるため、その寿命を考慮
するとそのゴムとしてある程度硬質のものを採用
せざるを得ず、したがつて上記のような傾向が強
くなる。

第２の理由は、背負式作業機においては、加振
体たるエンジンの重量（４Kgないし６Kg）に比し
て、これを支持する支持体たる背負枠の重量がき
わめて小さい（0.5Kgまで）ため、エンジンと背
負枠との間に介在させたゴムは、エンジンの振動
が背負枠に伝達するのを阻止する絶縁体というよ
りもむしろ重い加振体の振動によつて軽い背負枠
を励振するための連結部材としての作用しかなさ
なくなる、ということである。加振体と支持体と
の間に振動絶縁体たるゴムを介在させるという上
記のような防振支持構造は、自動車のボデイーに
対しエンジンを防振対策を講じながら支持する場
合のように、加振体の重量に対して支持体の重量
が十分大きい場合に初めて有効となるのである。
換言すると、上記のような従来の防振支持構造
は、加振体を十分重量の大きい支持体に対して支
持するための構造として発達して来たということ
ができる。

上記のように、自動車のエンジンにおいて一般
的に採用されてきたような防振支持構造を背負式
作業機におけるエンジンの背負枠に対する防振支
持構造として採用しても、顕著な防振効果を期待
することができないことは明白である。

本発明は、以上のような事情のもとで考えださ
れたものであつて、エンジンからこれを支持する
背負枠に伝わる振動を大幅に減衰させることがで
き、長時間の連続作業にも十分に耐えうるように
構成された背負式作業機を提供することをその目
的とする。

かかる目的を達成するため、本発明では、次の
技術的手段を講じている。

すなわち、本発明の背負式作業機は、水平部
と、この水平部の前端から上方に延びる背当て部
とを有する背負枠に、作業機を駆動するエンジン
を上記水平部上において取付ける背負式作業機で
あつて、 中央水平部と、この中央水平部から放射状に延
出する少なくとも３本の脚部とを備える弾性体
を、エンジンと上記水平部との間に介装し、 上記弾性体の中央水平部にエンジンの下部を取
付けるとともに、上記各脚部を、上記水平部に対
し、各脚部の延びる方向に対して直交する方向お
よび各脚部の延びる方向への所定量の遊びを許容
しつつ、上方への離脱不可能に拘束支持して、エ
ンジンを上記水平部に支持させたことを特徴とし
ている。

すなわち、本発明では、上記従来における背負
式作業機に講じられていた防振支持構造において
は、弾性体たるゴムの一端がエンジンもしくはこ
れと一体的な部材に、他端が支持体たる背負枠
に、それぞれ固定されているため、ゴムの一端に
働く強制振動はゴムの他端に到達するまでに若干
緩和されるとは言え、このゴムの他端が振動する
とこの振動は確実に支持体たる背負枠に伝達され
るということに着目し、振動絶縁体としての金属
あるいは樹脂製の弾性体を、背負枠の水平部とこ
の水平部上に取付けるエンジンとの間に介装し、
上記弾性体によつてエンジンの下部を支持させる
とともに、弾性体の各脚部を、背負枠に対して固
定するのではなく、その水平部に対し、水平方向
ないし上下方向に所定量相対動しうるように支持
させたのである。したがつて、本発明の背負式作
業機においては、エンジンの振動のうち横方向
（水平方向）の成分は背負枠に対して全く伝達さ
れない。また、エンジンの振動のうちの縦方向
（垂直方向）の成分に関しては、前記弾性体が、
エンジンの振動に即座に追従して瞬間的に曲げ変
形し、かつ、その脚部が背負枠の水平部に対し水
平方向に若干相対動するという挙動を示すことに
より、金属あるいは樹脂製の弾性体の脚部の振動
が直接的に背負枠に伝達されるということがなく
なるため、この縦方向の成分は大幅に減衰され
る。

したがつて、本発明の背負式作業機において
は、エンジンの振動のうち、大幅に減衰された縦
方向の成分のみが背負枠に伝達されることとなる
ため、全体としての防振効果は、従来の背負式作
業機に比して格段に優れたものとなる。また、か
かる背負枠に伝達されたエンジンの振動の縦方向
の成分は、背負枠の背あて部、あるいは肩掛けベ
ルトに取付けられた防振パツド等により容易に除
去しうる程度に小さなものとすることができるた
め、作業者は、背負枠上のエンジンの振動を殆ん
ど体感することなく作業を継続することができ
る。

以上、本発明の実施例を図面を参照しつつ具体
的に説明する。なお、図面は、背負式動力刈払機
に本発明を適用した例を示してある。

第１図は本発明を適用した背負式動力刈払機の
全体構成を示す。この刈払機は、肩かけバンド１
を備えた背負枠２に動力源たるエンジン３が載置
され、このエンジン３からの回転出力をフレキシ
ブルチユーブ４ないし操作管５内を通挿した伝動
軸（図に表れず）を介して操作管５の先端方に取
付けられた回転刃６を回転させるようになつてい
る。背負枠２はたとえば軽量の金属パイプを折曲
かつ溶接するなどして形成され、エンジン３を載
置するための水平部２ａと、背当てパツド７を取
付けるべき垂直状の背当て部２ｂとを有してい
る。肩かけバンド１はこの背当て部２ａの頂部に
一端を、下部に他端を取付けられた左右１対の可
撓性ベルト等で構成され、その中間部には肩当て
パツド８が取付けられている。作業者は、かかる
背負枠２を前記肩かけバンド１を介して背負い、
操作管５の適部に取付けられた操作グリツプ９，
９を把持してこの操作管５を振回しつつ刈払作業
を行う。

第２図および第３図には、エンジン３を背負枠
２の水平部２ａに支持させる支持構造が詳細に示
してある。エンジン３は特殊な形状に形成された
弾性体１０を介して支持される。この弾性体１０
は曲げ変形可能な金属製または樹脂製である。本
実施例においてこの弾性体１０は、第３図に示す
ように中央の水平状のエンジン取付部１０ａから
四方に脚部１０ｂ，１０ｂ……が延びるヒトデ型
の平面形状を呈している。また、上記各脚部１０
ｂ，１０ｂ……は、上記エンジン取付部１０ａか
ら斜め下方に延びたあと折れ曲がつてその先端部
が略水平に延びており、全体としてこの弾性体１
０は偏平な等脚台形状の正面視形状を有してい
る。

前記エンジン取付部１０ａにはエンジン３が垂
直軸回りに回転可能に取付けられている。これに
は、たとえば、エンジン３の下面から突成した垂
直支軸１１を前記エンジン取付部１０ａにベアリ
ングｂ，ｂを介して支持させるとよい。このよう
にエンジン３を垂直軸回りに回転可能となるよう
に背負枠２に対して支持させると、第１図に矢印
Ｐ，Ｑで示すように操作管５を伸縮しつつ振回操
作することがきわめて容易になり、一定位置に立
つての刈払い可能面積が増加するので好都合であ
る。

一方、弾性体１０の各脚部１０ｂ，１０ｂ……
の先端水平部１０ｃ，１０ｃには第３図に示すよ
うに、それぞれ前記垂直支軸１１を中心として半
径方向に長い長孔１２，１２……が穿設されてお
り、背負枠２の水平部２ａに固着した平面状の摺
動板１３，１３に前記各長孔１２の位置とほぼ対
応するように上向きに突成した螺軸１４，１４…
…に前記長孔１２，１２……が嵌め込まれてい
る。この螺軸１４，１４……の外径は、前記長孔
１２，１２……の幅より短い寸度に定めておくこ
とが好ましい。前記螺軸１４，１４……は、前記
摺動板１３，１３……に設けた穴に下方からボル
トを通挿するとともに、ボルトの頭部を摺動板１
３，１３の裏面に溶接するなどして容易に形成さ
れる。また、第２図によく表れているように螺軸
１４，１４……には前記脚部１０ｂ，１０ｂの長
孔１２，１２……を嵌め込んだ後二重ロツクナツ
ト１５，１５……をねじ付け、前記脚部１０ｂ，
１０ｂがそれぞれ所定位置から離脱しないように
してある。

かくして、エンジン３を担持した前記弾性体１
０は、その各脚部１０ｂの先端水平部１０ｃの長
孔１２が背負枠２の水平部２ａに固着された摺動
板１３の螺軸１４に遊嵌されていることにより、
水平方向に若干距離自由遊動することができるよ
うになるとともに、中央のエンジン取付部１０ａ
が垂直方向に沈下するように弾性変形することが
できるようになる。すなわち、長孔１２の幅を螺
軸１４の外径より大に定めてあることから、弾性
体１０は全体として第３図矢印Ａ方向、Ｂ方向は
無論、Ｃ方向およびＤ方向に若干距離自由にすべ
り移動することができるようになる一方、中央の
エンジン取付部１０ａが沈下すると、各脚部１０
ｂ，１０ｂ……の先端部１０ｃ，１０ｃ……が同
時に垂直支軸１１を中心として若干外方に移動す
ることができるようになる。

さて、以上のように構成される本例の背負式作
業機においては、エンジンから背負枠に伝わる振
動が大幅に減衰される。

すなわち、前にも説明したようにエンジンが回
転することによつて生じる複雑な振動は、水平方
向の成分と垂直方向の成分に分けて考えることが
できる。本例の背負式作業機においては、エンジ
ンを担持させた弾性体１０の脚部１０ｂを上記の
ように、背負枠に形成した摺動面に対して水平方
向に自由摺動自在に支持させてあるから、第４図
に示すようにエンジンの振動の水平方向成分によ
り弾性体が水平方向に振動させられても、その振
動が摺動板１３，１３ないし背負枠２に伝達され
ることはない。また、エンジンの振動の垂直方向
成分により、弾性体１０のエンジン取付部１０ａ
が垂直方向に振動させられても、弾性体１０は第
５図に仮想線で示すようにエンジンの振動に即座
に追従してそのエンジン取付部１０ａが若干沈下
するとともに脚部１０ｂの先端水平部１０ｃが水
平方向外方に若干逃げるように弾性変形するた
め、エンジンの振動の垂直成分が摺動板１３ない
し背負枠２へ直接的に伝達させられることは避け
られる。この結果として、背負枠２にはエンジン
３の振動の垂直成分のほんの一部が伝達されるに
止まり、その振動緩衝効果は、従来この種の背負
式作業機において採用されて来たエンジンと背負
枠との間に振動絶縁体たるゴムを介在させるとい
う防振支持構造に比し、飛躍的に高まる。このよ
うな効果は、振動絶縁体としてゴムのように変形
抵抗がなく、加振力に追従して即座に曲げ変形し
うる金属製あるいは樹脂製の弾性体を使用したこ
と、およびその弾性体の端部と背負枠の直接的連
絡を基本的に断つという、従来になかつた構成を
新たに採用したことにより初めて得られたもので
ある。因みに、もし、本発明の弾性体の端部（脚
部）を背負枠に固定するとエンジンの振動に起因
する足の振動に励振されて背負枠は強制振動させ
られてしまうことは明白であろう。また、従来、
振動絶縁体として、ゴムに代えてコイルスプリン
グを使用したものも存在するが、この場合、コイ
ルバネの一端の振動の位相と他端の位相がずれ、
またコイルバネ自体の自由振動数とエンジンの振
動数とが一致するなどして思わぬ共振を起こすこ
とがあり、常に適正な防振効果をあげることがで
きなかつたが、本発明における弾性体の各脚部は
自由振動数が大きくこれがエンジンの振動数と一
致することはまずないことと、コイルバネのよう
に振動の伝播速度が遅く両端の振動の位相がずれ
るということはないことにより、上記のようなコ
イルバネを用いる場合の欠点をも解決することが
できる。

本発明においては、弾性体の脚部を背負枠の水
平部に対し水平方向ないし上下方向に相対動可能
に支持される方策としては第１図ないし第５図に
示す実施例におけるものに限定されない。すなわ
ち、たとえば第６図に示すように、摺動面上に門
型の保持枠１６を形成するとともに、この保持枠
１６内に弾性体１０の各脚部１０ｂの先端１０ｃ
を遊動自在に通過させておくだけでもよい。ま
た、脚部１０ｂの先端１０ｃは水平状である必要
はなく、第７図に示すように円弧状に曲げ形成さ
せておいてもよい。このようにすると、摺動面１
３に対する接触面積が小さくなるので、摺動時の
摩擦抵抗も小さくなり、このことは防振効果が増
すことにつながる。この場合、第８図に示すよう
に、脚部１０ｂが摺動面１３から離脱しないよう
に脚部１０ｂを囲む保持枠１６を形成しておくと
都合がよい。また、第７図に示すように、弾性体
１０のエンジン取付部１０ａと背負枠２の水平部
２ａとを条体１７でつないでおくと、弾性体１０
が前記水平部２ａに対して必要以上にずれ動くこ
とがないので好都合である。

また、弾性体１０の脚部１０ｂは、第１図ない
し第８図に示すもののように、斜下方に傾斜させ
る必要はなく、第９図に示すように水平状に延び
るようにしておいてもよい。この場合においても
足の端部を水平方向に自由摺動可能に支持してお
けば、横方向および縦方向の振動が直接的に摺動
板ないし背負枠に伝わらないようにすることがで
きる。

さらに、第１図ないし第９図に示す実施例にお
いては、エンジン３の下部のみを背負枠２に支持
させた例を示していたが、第１０図に示すよう
に、エンジン３の上部および下部の双方を背負枠
２に支持させるようにしてもよい。

さらに、図示例はすべて弾性体に対してまずエ
ンジンを垂直軸まわりに回転可能に取付けている
が、このようにする必要はなく、弾性体とエンジ
ンとを相互に固定してもよい。

さらに、図示例はすべて、弾性体が板状のもの
であつたが、特にこれに限られるものではなく、
たとえば脚部等は板状であつてもよい。

さらに、第３図には、弾性体の足は４本延びて
いるものが示されているがこの数は限定されず、
３本あるいは５本以上であつてもよい。

さらに、第１図ないし第５図に示す実施例にお
いては、弾性体の脚部に長孔を設けているがこれ
に限らず摺動板に突成した螺軸の外径より若干大
きければ丸穴その他どのような形状の孔であつて
もよい。

以上のように本発明の背負式作業機において
は、きわめて簡単な構造によつてエンジンの振動
が背負枠に伝達されるのを効果的に防止するとい
う特有の効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示
し、第１図は背負式刈払機全体を含めて示す側面
図、第２図は要部拡大断面図、第３図は第２図の
−線断面図、第４図および第５図は作用説明
図、第６図は本発明の他の実施例を示す要部斜視
図、第７図は本発明のさらに他の実施例を示す要
部断面図、第８図は第７図の−線断面図、第
９図は本発明のさらに他の実施例を示す概略図、
第１０図は本発明のさらに他の実施例を示す略示
側面図である。 ２……背負枠、２ａ……水平部、２ｂ……背当
て部、３……エンジン、１０……弾性体、１０ａ
……弾性体の中央水平部（エンジン取付部）、１
０ｂ……弾性体の脚部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水平部と、この水平部の前端から上方に延び
   る背当て部とを有する背負枠に、作業機を駆動す
   るエンジンを上記水平部上において取付ける背負
   式作業機であつて、 中央水平部と、この中央水平部から放射状に延
   出する少なくとも３本の脚部とを備える弾性体
   を、エンジンと上記水平部との間に介装し、 上記弾性体の中央水平部にエンジンの下部を取
   付けるとともに、上記各脚部を、上記水平部に対
   し、各脚部の延びる方向に対して直交する方向お
   よび各脚部の延びる方向への所定量の遊びを許容
   しつつ、上方への離脱不可能に拘束支持して、エ
   ンジンを上記水平部に支持させたことを特徴とす
   る、背負式作業機。