JPH0618487B2 - 植物切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は草刈機又は芝刈り機などの植物切断装置に関す
る。

（従来の技術） 刈取り、摘刈り、縁刈り及びその他同様の切断作業によ
って植物の除去を容易にする様々の植物切断装置が既に
提案されている。一般的に、これら装置は植物の除去を
行うために金属製の刃を使用している。この種の装置は
電動機、ガソリン機関のような原動機を使用する。その
結果として、回転する金属刃は使用者に重くそしてひど
い傷を負わせる可能性がある。

１９６０年頃、植物を切断するために回転ヘッドから延
びる可撓ポリマー綱を使用する刈込縁刈機（トリマ／エ
ッジャ）がヨーロッパで開発された。この装置はその構
造及び作動パラメータにおける幾つかの欠点の故に適正
に働かなかった。米国においては、回転ヘッド上に担持
される可撓非金属綱を使用するいくつかの実用的な植物
切断装置が開発された。これら装置は米国特許第３７０
８９６７号、第３８２６０６８号、第３８５９７６６
号、第４０３５９１２号、第４０５２７８９号、第４０
５４９９２号及び第４０６７１０８号にそれぞれ開示さ
れている。これら諸特許装置は、これら米国製開発機構
が植物の切断、縁刈り及び摘刈り作業のため安全な電動
工具またはガソリン駆動工具を提供することによって非
常な成功を収めている。

前掲諸特許に開示される諸装置は、可撓性の切断綱例え
ばナイロンポリマーから製造される綱を使用する。前記
切断綱は、通常、回転ヘッドの内部に収容されるスプー
ルに担持される。綱の補充または綱の追加長さの延伸が
希望されるときは、前記ヘッドの回転が停止されそして
綱が手作業によって前記スプールから延伸される。前記
諸特許装置におけるかくのごとき綱延伸方法は便利で、
簡単で且つ信頼できると認められている。より強力な装
置、特に電動機によって駆動される装置、の多くにおい
ては、切断作業を中断することなしにヘッドから切断綱
を延伸するシステムが長らく求められている。

最も望ましいシステムは、必要が生じるに従って、操作
者のいかなる関与にも依存することなしに、ヘッドから
自動的に切断綱を給送するそれであろう。かかる目的に
指向された構造が、米国特許第３８９５４４０号、第４
０２０５５０号及び第４０３５９１５号に記載されてい
る。これら構造は、共通して、切断綱の篭織補給源を円
板周縁上に担持させて特別のポスト部材の背後から綱を
繰出すようにされている。これらポスト部材は切断摩耗
エッジを備え、従って、前記篭織補給源から送られる切
断綱は、切断平面内に延びるその自由運動端部分におい
て前記エッジに沿って曲げられる。前記エッジ、綱、角
速度などの総合機能は、そのようなエッジを備えた綱ポ
ストが、前記切断綱が非有効長さにまで摩耗されたと
き、該綱の自由端部分を切断するように構成されてい
る。実際において、これら構造は前記ポストのエッジに
おいて綱の過度の長さ例えば7.60cm（３″）が切断され
るから綱の約２５％を無駄にすることが知られている。

更に、切断綱がその望ましからざる短い長さにまで摩耗
または破断されたときは必ず、植物切断作業を中断する
ことなしに、また、操作者の関与を必要とすることなし
に、切断綱をその好適な作用長さまで延伸する機構を備
えた植物切断装置も提案されている。

このような従来技術として、特開昭５５−２１７９３号
公報及び特表昭５７−５００７６７号公報に開示された
装置がある。

（発明が解決しようとする課題） 前述した特開昭５５−２１７９３号公報及び特表昭５７
−５００７６７号公報に開示されている植物切断装置
は、切断綱が短くなった時に切断綱が自動的に引き出さ
れるようになっているが、この引き出し時において、引
張力に対抗する力（ドラグ力）を確実に維持するように
なっていなかった。すなわち、切断綱が引き出されてい
る時に、スプールは完全に自由に回転し得るような状態
になってしまっていたのである。切断綱が引き出されて
いる時に切断綱にドラグ力（すなわち、バックテンショ
ン）が維持されていないと、切断綱を正確な長さだけ引
き出すことができず、過大な長さの切断綱が引き出され
てしまう。

切断綱の外端部分に作用する遠心力によって切断綱に引
張力を加えて切断綱を引き出すようにした植物切断装置
において、切断綱の引き出し時に、切断綱にドラグ力が
維持されていることが、切断綱の正確な長さの引出しの
ために重要であることが見出されている。

本発明は、かようなドラグ力を維持しつつ切断綱に引張
力を加えて切断綱を引き出すとともに、枢動する腕部分
を有する平衡部材を採用して、切断綱の外端部分が所定
長さになった時に、スプールが錠止されてそれ以上の切
断綱の引出しがなされないようにする植物切断装置を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 後に説明する本発明の実施例に使用されている符号を参
考のために付記して示すと、本発明は、１つの軸線のま
わりに回転可能なヘッド２９，３６，２００を有し、こ
のヘッドは可撓性の切断綱を貯蔵しているスプール６
５，２１４を包囲しており、この貯蔵された可撓性の切
断綱は、前記ヘッドから外方に突出する１つの切断平面
内で前記ヘッドによって回転可能な所定長さの綱の外端
部分３１，２１２を含んでいて、前記ヘッドから外方に
切断綱を引張る傾向を有する遠心力による引張力Ｆ_１が
前記外端部分３１，２１２に生ずるようになっており、 前記スプール６５，２１４は前記ヘッド内に該ヘッドと
ともに回転するように装架されており、且つ前記ヘッド
に対して回転運動して前記切断平面内に追加的に切断綱
を延ばすように装架されており、更に、 選択的に前記ヘッド２９，３６，２００を回転作動させ
る駆動装置３３と、 前記ヘッド内に偏心して装架されていて、第１の枢動位
置と第２の枢動位置との間で枢動可能である平衡部材６
８，１０４，２３０とを有し、この平衡部材は、前記第
２の枢動位置にある時に前記スプールを錠止し且つ前記
第１の枢動位置にある時に前記スプールの錠止を解除し
て追加的に切断綱を延ばす腕部分８０，１３０を有して
いる植物切断装置において、 前記平衡部材６８，１０４，２３０の偏心した枢軸とそ
の重さとは、前記ヘッドが回転している間に前記外端部
分３１，２１２に適用される遠心力による引張力Ｆ_１に
よって前記平衡部材に生じる力Ｆ_３に対して反対方向の
遠心力Ｆ_２を前記平衡部材に生じさせて、前記スプール
の錠止を解除する前記第１の枢動位置に向けて前記平衡
部材を移動させるようにされており、 前記外端部分３１，２１２が所定長さになった時に、前
記第１の枢動位置に向けて前記平衡部材を移動させる遠
心力Ｆ_２は、前記引張力Ｆ_１によって前記平衡部材に生
じる力Ｆ_３に打ち負かされて、前記平衡部材が前記スプ
ールを錠止する前記第２の枢動位置に移動するようにな
っており、 前記外端部分３１，２１２の長さが摩耗や損傷によって
前記所定長さより短かくなった時に、前記引張力Ｆ_１に
よって前記平衡部材に生じる力Ｆ_３は、前記第１の枢動
位置に向けて前記平衡部材を移動させる遠心力Ｆ_２に打
ち負かされて、前記平衡部材が前記スプールの錠止を解
除する前記第１の枢動位置に移動するようになってお
り、 前記外端部分３１，２１２の長さが短かくなったことに
応動して前記平衡部材が前記第１の枢動位置に移動され
て前記スプールの錠止が解除され、前記ヘッドに対して
前記スプールが回転しているすべての段階において、前
記スプールはカム表面８４，８８；９２，９６による摩
擦により動きが遅らされていて、切断綱が前記スプール
から引き出されている間、前記第１の枢動位置に向けて
前記平衡部材を移動させる遠心力Ｆ_２に対抗して前記引
張力Ｆ_１によって前記平衡部材に生じる力Ｆ_３を維持す
るようになっていて、切断綱が引き出されるすべての段
階において切断綱に張力が維持されていることを特徴と
する。

（作用） 切断綱の外端部分が所定長さより短かくなった時には、
平衡部材に作用する遠心力Ｆ_２の方が、切断綱の外端部
分に作用する遠心力によってもたらされる切断綱の引張
力Ｆ_１によって平衡部材に加えられる力Ｆ_３よりも大と
なり、平衡部材がスプールのヘッドに対する錠止を解除
する枢動位置に移動する。かくて、切断綱は引き出され
る。

切断綱の外端部分が所定長さになった時に、平衡部材に
作用する遠心力Ｆ_２が、平衡部材に加えられる力Ｆ_３よ
りも小さくなり、平衡部材がスプールをヘッドに対して
錠止させる枢動位置に移動する。かくて、切断綱の引き
出しは停止される。

一方、切断綱によってスプールがヘッドに対して回転さ
れている間、スプールはカム表面８４，８８；９２，９
６によって、摩擦により動きが遅らされている。すなわ
ち、全くの自由回転はされないようになっている。従っ
て、切断綱には常に張力が維持されている。かような張
力が維持されているので、平衡部材に生じる力Ｆ_３が、
ゼロになることなく、常に維持されている。かような張
力（ドラグ力）を切断綱に維持させておくことは、平衡
部材が適切に作動するために重要である。切断綱におい
て最大の引張力を常時維持するように、切断綱が引き出
されるにつれて、切断綱に増加された予測されるドラグ
力を供給し、それによって、切断綱の外端部分に作用す
る遠心力が正確に感知されるようにすることによって平
衡部材の作動の安定性が達成される。これは被制御引き
出し、即ち切断綱引き出し間の全段階において切断綱に
おける遠心力に事実上等しいドラグ力が切断綱の引き出
しにともなって切断綱に供給されるように引き出し速度
が制限される方式、と見なされ得る。他の方式では、切
断綱は顕著な引張力を有せず、従って切断綱における遠
心力は切断綱における引張力を検知することによって正
確に測定され得ず、この検知された力を用いて切断綱の
引き出しを終わらせることができない。

切断綱のドラグ力を維持することは、平衡部材によっ
て、切断綱の外端部分に作用する遠心力を感知すること
ができるようにするのであり、また、切断綱の引き出し
速度を遅くして、余分の切断綱が引き出される前に平衡
部材が応動して、切断綱の外端部分の長さを所定長さに
停めることを可能にするのである。

（発明の効果） 本発明によれば、簡単な構成の平衡部材及びカム表面を
採用することにより、切断綱の外端部分の長さが所定長
さより短かくなった場合に、切断綱が自動的にスプール
から引き出され、しかも正確な長さで引き出されるよう
にすることができる。

（実施例） 第１図を参照すると、本発明に従って構成された植物切
断装置が図示されている。ここでは説明上該装置は草刈
機２１であるが、それは芝刈り機、芝縁整刈機またはそ
の他の植物切断装置であり得る。草刈機２１は管２３に
よってハンドル組立体２４に結合された下ハウジング２
２を有する。ハンドル組立体２４は、コード２７によっ
て供給される電力を下ハウジング２２内に備えた電動機
に選択的に供給するためのスイッチ２６を有する。草刈
機２１を両手で操作するために、補助ハンドル２８が管
２上に設置される。下ハウジング２２は、その回転軸線
を中心として回転し得る成形されたプラスチック製のヘ
ッド２９と、ヘッド２９の回転軸線に対して実質的に垂
直な切断平面内に延びる切断綱３１とを担持する。

第２図には、下ハウジング２２に収容された原動機３３
上に冷却用空気流を導入するための複数個の空気導入口
３２を有する下ハウジング２２が図示される。原動機３
３は下方へ延びる駆動軸３４を有し、駆動軸３４にヘッ
ド２９が螺合されて取り付けられている。ヘッド２９の
上面は、ヘッド２９の回転の間ヘッド２９から半径方向
外方へ空気を運動させるための遠心送風装置として働く
複数個の羽根３７によって包囲され得る。その結果とし
て、導入空気流は下ハウジング２２内の原動機３３を冷
却する。

ヘッド２９はハブ３６と下カバー３５とを有し、ハブ３
６はその側周面に穴３８を有し、穴３８を通過して切断
綱３１が半径方向外方に切断平面内に延びる。穴３８に
おける円滑にされたささえ面は、切断綱３１が過度の摩
耗及び破断を生じないように保護する。

下ハウジング２２は後方へ延びる尾部４２を有し、尾部
４２は使用者が回転中の切断綱３１と偶然に接触するの
を防止する保護手段として役立つ。また尾部４２はヘッ
ド２９からの切断綱３１の延長度を自動的に制限する手
段を提供する。詳細に述べると、尾部４２は金属製の切
刃４４が植設された下方へ延びる突起４３を有する。そ
の結果として、切断綱３１は、それがヘッド２９によっ
て切断平面内で回転されるとき、切刃４４を越えて延び
る作動長さを有し得ない。切断綱３１が初め過度の長さ
を有していても、切刃４４によって自動的に切断され
る。

次に第３図〜第５図を参照すると、ヘッド２９は、原動
機３３の駆動軸３４の下端に形成されたねじ付きの下ス
タッド部分４７によって駆動軸３４にねじ結合されてい
る。ハブ３６は、そのばね締付タブ３９と下カバー３５
内の相補形の溝（図示せず）とによって下カバー３５と
相互嵌合するようにされている。軸４０が駆動軸３４の
下スタッド部分４７を受けるように軸方向にねじを切ら
れており、そしてハブ３６内の垂下する管形のキャップ
柱５６と軸４０に形成された肩とが当接してヘッド２９
の内部に固定されている。下カバー３５は安定のために
軸４０の下端を受ける環状リップ４５を有する。全体と
して参照番号６５によって表されるスプールまたは綱ス
プールは切断綱３１の保持補給源を含み、軸４０のまわ
りに回転自在に且つ軸４０の軸線方向に往復運動自在に
支持されている。

ヘッド２９は本発明の重要な特徴を構成する慣性角速度
調速装置６６と呼ばれ得るものを設置している。以下説
明される態様において、慣性角速度調速装置６６は切断
綱３１が平衡部材である平衡腕６８上を通過するとき切
断綱３１の引張力が平衡腕６８によって感知されるよう
にして、切断綱３１の引張力を維持する。第８図〜第１
０図に最も明らかに示されるように、平衡腕６８は概ね
Ｕ字形状に曲げられた剛性のワイヤから構成され得る。
平衡腕６８は直立する真っすぐな脚７０及び概ねそれに
平行して対向する脚７６を画成するように形作られる。
脚７０はスリーブ７２（第３図）内に枢動自在に受け入
れられており、そしてスリーブ７２は成形されたプラス
チック製のハブ３６の垂直のポケット７４内に摩擦嵌合
されている。対向する脚７６は中間片寄部分即ち弓形部
分７８を有し、弓形部分７８を越えて切断綱３１が綱ス
プール６５から穴３８へ案内される。弧形部分（腕部
分）８０が、脚７０と脚７６とを上端において互いに結
合している。弧形部分８０は、以下説明されるようにハ
ブ３６と綱スプール６５との間にはさまって配置される
状態になることによって、軸４０の軸線方向への綱スプ
ール６５の往復運動を阻止するように使用される。ヘッ
ド２９が回転されるにつれて、遠心力Ｆ_２が平衡腕６８
を逆時計回りの方向に第３図に破線で示される位置（以
下締付位置と呼ぶ（第５図も見よ））、から第３図に実
線で示される位置（以下釈放位置と呼ぶ（第４図も見
よ））、まで押圧する傾向を発揮する。この遠心力に対
抗するのが第３図に示した力（ベクトル）Ｆ_３であっ
て、これは切断綱３１にかかる引張力Ｆ_１の関数であ
り、弓形部分７８へ伝達されそして前記釈放位置から前
記締付位置まで平衡腕６８を押圧する傾向を発揮するよ
うに切断綱３１に及ぼされる。

綱スプール６５は、第３図〜第７図を特に参照して説明
されるように、中心孔７５を有する管形のスリーブ７３
であって軸４０の周囲に回転可能且つ軸４０の軸線方向
に往復運動可能に支持されるようにされたものを有す
る。スリーブ７３の下端は、使用者が綱スプール６５を
その整備のためにヘッド２９から容易に取外すことを可
能にするスプール引出しノブ８１を画成するように拡大
されている。スリーブ７３には環状の同心フランジ６
９，７１を有するドラム６０が結合されており、前記同
心フランジ６９，７１の間には、コイルの状態にされた
切断綱３１の巻付補給源を備える空所７７が形成されて
いる。フランジ６９の上面には複数の均等に離置された
面取りされた凹所８２（第４図及び第１１図〜第１４図
を見よ）が形成されている。凹所８２は、それらの各隣
接する対の中間に、傾斜した側壁を有するカム歯８４を
形成する。同様に、フランジ７１の下側には複数の同様
の凹所８６が形成されており、これら凹所８６の間に
は、前記カム歯８４に対し整合して位置される傾斜した
側壁を有するカム歯８８が画成されている。スリーブ７
３は、複数の弧形の軸方向に延びる凹所７９によって、
ドラム６０から全体として離されている（第３図及び第
６図を見よ）。ドラム６０上の切断綱３１は、平衡腕６
８の弓形部分７８と外方へ貫通した穴３８とに沿うルー
トに従って進むようにハブ空所８９を通って延びる。

綱スプール６５の互いに離された面取りされた凹所８
２，８６及びそれぞれ介在する傾斜した側壁を有するカ
ム歯８４，８８は、ハブ３６の内側下面に形成されたカ
ム歯９２間の凹所９０（第１１図〜第１４図を見よ）及
び前記下カバー３５の内側面に形成されたカム歯９６間
の凹所９４と協働するように位置されている。綱スプー
ル６５のカム歯８４，８８は、既に言及されたごとく整
合されるように配置されるが、下カバー３５のカム歯９
６及びハブ３６のカム歯９２は、やがて説明されるよう
に、綱スプール６５の軸方向往復運動を生じさせるよう
に相対的に整合されないように配置されている。カム歯
のかくのごとき整合及び不整合配列は、代替的に、前記
と逆にされ得、または、それらの組合せ形式でも使用さ
れ得る。前記慣性角速度調速装置６６の作用を理解する
ためには、第７図において、前記カム歯間の錠止が係合
及び係合解除の過程で生じないように前記カム歯の輪郭
が傾斜角度“Ａ”を以て対称的に形成されていることが
注目されなくてはならない。この角度“Ａ”は例えば約
３０度であり、このような角度は、互いに対向するカム
歯が綱スプール６５を軸方向に交互に上方向及び下方向
に摺動させるように、相互接触するカム歯間における摺
動を保証し得る。対向するカム歯が係脱する作動は、後
に説明されるように、第１１図〜第１４図に概略的に描
かれる反復作動を順次に検討することによって明らかに
理解され得る。説明上、下カバー３５及びハブ３６は矢
印９８の方向に回転し、そして綱スプール６５は矢印１
００の方向に（綱引き出し間に）切断綱３１の引張力Ｆ
_１によって回転されると仮定する。綱スプール６５が遠
心力から生じる切断綱３１の引張力Ｆ_１によって矢印１
００の方向に回転するように強制されるにつれて、綱ス
プール６５の上下のカム歯８４，８８はハブ３６及び下
カバー３５の互いに対向する整合しないそれぞれのカム
歯９２，９６との間において交互に作動して、綱スプー
ル６５を軸方向に往復動させる。

平衡腕６８（第３図）は、第３図において破線輪郭で示
す締付位置から実線輪郭で示す釈放位置まで逆時計回り
の方向に平衡腕６８の枢動を生じさせる傾向を発揮する
回転に基づく遠心力をＦ_２を受ける。切断綱３１の引張
力Ｆ_１によって平衡腕６８に生ぜしめられる力Ｆ_３は、
平衡腕６８を時計回りに前記釈放位置から前記締付位置
まで枢動させる方向に平衡腕６８に対し作用する。平衡
腕６８が前記締付位置に在るとき、平衡腕６８の弧形部
分８０は、第５図に示されるように、綱スプール６５の
上フランジ６９とハブ３６との間に位置し、従って綱ス
プール６５は上方へ運動し得ず、相互係合する綱スプー
ル６５の下カム歯８８と下カバー３５のカム歯９６とに
よって錠止される。切断綱３１が引き出されるべきとき
は、枢着された平衡腕６８が受ける遠心力Ｆ_２が平衡腕
６８に作用する切断綱３１の力Ｆ_３に打勝ち、従って平
衡腕６８は上フランジ６９の円周上から外方へ枢動され
て綱スプール６５の垂直運動を可能にして、綱スプール
６５の回転を可能にし、かくして前記綱スプール６５が
切断綱３１の引き出しを精密に制御しそして遅滞させる
ことを可能にする。

平衡腕６８がその釈放位置に在ると仮定される第１１図
の綱スプール６５の位置から開始すると、綱スプール６
８のカム歯８８は、下カバー３５の次の連続するカム歯
９６と係合するまで矢印１００の方向へ増分回転するよ
うに下カバーの凹所９４内に降下されている。第１２図
に示されるように、次に、カム歯８８はカム歯９６から
離れ去るまでカム歯９６の傾斜面に沿って上方へ摺動す
る。綱スプール６５が第１３図に示す位置へ向かって上
方へ移動するにつれて、綱スプール６８のカム歯８４は
カム歯８８がカム歯９６から離れてしまうまでハブ３６
の凹所９０内に貫入する。その時点までに、カム歯８４
はハブ３６の次の連続するカム歯９２まで回転によって
増分前進している（第１４図）。この作動は、綱スプー
ル６５のカム歯が連続的に前進し、係合しそして垂直方
向に摺動するにともなって繰返される。従って、綱スプ
ール６５の各カム歯が対向するハブ３６または下カバー
３５の凹所９０，９４内に変位されるにつれて、相互に
係合するカム歯間の繭後の摺動変位は、綱スプール６５
を軸方向反対側に押圧する。摺動するカム歯間の或る程
度までの摩擦と軸線に沿って綱スプール６５を往復方向
に加速するのに必要なエネルギとは、切断綱３１の引張
力Ｆ_１に対抗する力（ドラグ力という）が常に切断綱３
１上に維持されることを保証し、従って切断綱３１の引
張力Ｆ_１が大きくなればなるほど、綱スプール６５を軸
方向に加速するのに必要な力がより大きくなり、そして
ドラグ力がより大きくなる。このことは、引き出し間に
おける切断綱３１の張力が、切断綱３１の遠心力から生
じる引張力Ｆ_１に等しくなり（少なくとも高い周波数に
おける間欠的な張力が、引張力Ｆ_１に等しくなり）、そ
の結果、切断綱３１に引張力Ｆ_１を生じさせる遠心力
と、枢動された平衡腕６８の質量に及ぼされる遠心力Ｆ
_２とが平衡され得るようにすることができる。

それによって綱スプール６５が前述の態様で作動されそ
して停止されるようになる関連する力を理解するため
に、第３図を再び検討すると、該図面から引張力Ｆ
_１は、綱スプール６５が相互に係合するカム歯により生
じる慣性及び摩擦の作用によって綱繰出し間に回転しな
いように固定されまたは遅滞されることによって維持さ
れる切断綱３１上の遠心力から生じる力であることが理
解されるであろう。引張力Ｆ_１はヘッド２９から追加的
に切断綱３１を外方へ引出すように作用するので、“遠
心引き出し力”と呼ばれ得る。力Ｆ_４は切断綱３１の引
張力Ｆ_１によってもたらされる力Ｆ_３と平衡腕６８の質
量に作用する遠心力Ｆ_２との正味差である。第３図に図
示される関係において、穴３８の外方の切断綱３１は、
説明の目的で、平衡腕６８に及ぼされた切断綱３１の引
張力Ｆ_１によってもたらされる力Ｆ_３が、正味の力Ｆ_４
が第３図で見たときに左方へ向くように平衡腕６８にお
ける遠心力Ｆ_２を超過するように維持される長さＬ_１で
あると仮定される。従って、平衡腕６８は綱スプール６
５の往復運動（従って回転）を阻止する前記締付位置に
在り、その結果、綱スプール６５は締付けられて切断綱
３１の繰出しを阻止する。

外方に延ばされた切断綱３１の部分の長さが摩耗し始め
る、または、切断綱３１の破断が生じるにともなって、
切断綱３１上の引張力Ｆ_１従って力Ｆ_３は、平衡腕６８
上の遠心力Ｆ_２が力Ｆ_３に対して平衡を失い、正味の力
Ｆ_４が第３図において右方へ向く状態になり、そして平
衡腕６８が外方へ枢動して綱スプール６５を釈放するに
いたるまで減じられる。次いで、綱スプール６５は、切
断綱３１上の前述したドラグ力を維持しつつ、軸方向に
最初上方へ次いで下方へ加速される。特に高いドラグ力
が、連続的にカム歯が係合されるとき、小さい回転の後
に軸方向加速の開始時において発生される。このこと
は、もし外方へ延ばされた切断綱３１の部分の長さが、
平衡腕６８上の遠心力Ｆ_２に対抗する力Ｆ_３の平衡を喪
失させるほどであるならば、平衡腕６８が実際上内方へ
枢動されそして再び綱スプール６５を締付けて切断綱３
１の繭後の繰出し阻止することを保証する。もしドラグ
力が維持されていないならば、綱スプール６５は、切断
綱３１の力Ｆ_３が平衡腕６８をその内側の締付位置へ移
動させるまで、引き続いて往復運動し、回転しそして切
断綱３１を引き出してしまうであろう。

切断綱３１の引き出しは、速度増加に基づく切断綱３１
上の引張力Ｆ_１のいかなる増加も平衡腕６８の質量に作
用する遠心力Ｆ_２の対応する増加によって平衡されるか
ら、ヘッド２９の回転速度に本質的に依存していること
に注目されたい。かくして、本発明装置は濃厚燃料、汚
染点火プラグなどの故に重要な毎分回転数範囲が一定せ
ず、しかも切断綱損耗に基づいて毎分回転数を変更し得
ないガソリン機関によって駆動される装置において良好
に機能する。しかも、本発明装置は毎分回転数が切断綱
３１が短くなるにつれて実質的に増加する電力駆動装置
においても機能する。また、ヘッド２９が回転した場合
に平衡腕６８を綱スプール６５から釈放させ得るからヘ
ッド２９が静止している間は切断綱３１は繰出され得な
いことに注目されたい。さらに、万一切断綱３１が鎖リ
ンク、垣根などに引っ掛かった場合、切断綱３１に作用
する過度の力が常に平衡腕６８における遠心力に打ち勝
ちそして綱スプール６５が回転しないように締付けられ
ることを保証する。

本発明の別の実施例が第１５図及び第１６図に図示され
ている。この実施例は、既に説明された第１の実施例と
実質的には同じであるが、平衡部材である平衡ビーム１
０４が綱スプール６５の周縁の締付歯と係合して綱スプ
ール６５の回転の締付け及び釈放を行う点において異な
る。説明を容易にするため、第１６図の綱スプール６５
は、軸線に沿って分割され、そして回転軸線の左側にお
いて、カム歯８４がハブ３６のカム歯９２との係合から
解除され、一方、下のカム歯８８が下カバー３５のカム
歯９６と係合されて綱スプール６５の下往復動位置にお
いて図示されている。対照的に、この装置は回転軸線の
右側においてはカム歯８４がハブ３６のカム歯２９と噛
み合い、一方、下のカム歯８８が下カバー３５のカム歯
９６との係合から解除されて図示されている。

この実施例のために、ヘッド９２は第１の実施例の場合
と同様に原動機３８の駆動軸３４に結合される。綱スプ
ール６５は同様にドラム６０を有し、ドラム６０の周囲
に沿って切断綱３１がフランジ６９，７１間にコイル巻
きされている。慣性ドラグブレーキ６６が、フランジ６
９から直立しそしてその周囲に均等に離されて介在する
弧形空間８２を設けられたカム歯８４によって形成され
る。この実施例においては、凹所よりはむしろ、カム歯
８４，８８が面取りされており、一方、相隣するカム歯
間に形成されて介在する凹所は第１の実施例とは対照的
に面取りされていない。同様に、フランジ７１はスペー
サ８６とカム歯８８とを有し、カム歯８８は下カバー３
５のカム歯９６とスペーサ９４を係合させるためのカム
歯８４に対し整合されている。スリーブ７３は複数のス
ポーク１０２を介してドラム６０に結合されている。

この実施例においては、前記ドラグ力に基づく慣性ドラ
グブレーキ６６の作動及び停動を行うための作動手段
は、型打金属製の平衡ビーム１０４であり、平衡ビーム
１０４はその中心で鈍角を以て１０６において屈曲され
そしてピボット軸１００に取付けるために分岐部１０８
において分けられている。ピボット軸１１０はそれぞれ
ハブ３６及び下カバー３５に整合凹設されたポケット１
１２，１１４内に支持される。平衡ビーム１０４は、比
較的軽量の第１の部分１１６と、比較的重い重量にされ
た第２の部分１１８とを有しているので、その結果、ヘ
ッド２９が回転されるとき、第１５図を参照するとき逆
時計回りの方向へ平衡ビーム１０４を枢動させる傾向を
発揮する。第２の部分１１８は、内方へ突出していて綱
スプール６５の周縁から突出する（綱スプールのカム歯
の半径方向外端部分により画成された）締付歯と係合し
そして綱スプール３６を回転しないように締付ける働き
をする端部１３０を有する。切断綱３１は綱スプール６
５から延びて穴１２５を通り、次いで平衡ビーム１０４
の端上に切断綱３１を案内する円滑な曲面を越えて、第
１の実施例と同じように穴３８から外に出ており、その
結果、回転による遠心力に起因する切断綱３１の引張力
Ｆ_１は、平衡ビーム１０４の遠心力に対抗してピボット
軸１１０の軸線を中心として平衡ビーム１０４を時計回
りに枢動させるのに役立つ力成分を生じさせる。

細長くされた板ばね１４０がその端部１４２，１４４に
おいて互いに反対向きに突出して包含されている。板ば
ね１４０はヘッド２９の平衡を提供するようにヘッド２
９の平衡ビーム１０４から反対の側に設置される。板ば
ね１４０はその端部１４４を介してハブ３６のポケット
１４６内に固定され、そこから空所１４８内の柱１５２
を過ぎて延びたのち、端部１４２がカム歯８８の縁を過
ぎて内方へ屈入する。この関係において、板ばね１４０
は、遠心力がばね力に打ち勝って綱スプール６５を釈放
するまで、比較的低い毎分回転数において綱スプール６
５を締付け固定する働きをする。運転時における切断綱
３１の部分的絡み合いが生じた時に、または、始動時
に、最小の毎分回転数を越えるまで低い毎分回転数が生
じてしまう可能性がある。板ばね１４０は２段階始動作
用を提供し、それにより、綱絡み合いまたは始動の間に
おけるいかなる無秩序綱送り動作の可能性をも防止し得
る。

運転間、平衡ビーム１０４の作動は既に説明された平衡
腕６８のそれと酷似する。平衡ビーム１０４は部分１１
６に比較して部分１１８において比較的重くされている
から平衡ビーム１０４は正味の力Ｆ_４に反応して内方の
締付位置と外方の釈放力との間において枢動される。前
述のごとく、前記正味の力Ｆ_４を構成する力成分は、時
計回りの回転を強制する引張力Ｆ_１によって生じる平衡
ビーム１０４の力と、ピボット軸１１０を中心として逆
時計回りに平衡ビーム１０４を枢動させる遠心力との差
によって表される。切断綱３１が規定長さであるように
な時間は、平衡ビーム１０４は締付けられた位置に在
り、それにより、遠い内曲がりの端部１３０は、綱スプ
ール６５のカム歯８４と係合して綱スプール６５の回転
を阻止する位置に在る。切断綱３１の繰出しが行われる
べき時には、力Ｆ_４は平衡ビーム１０４を逆時計回りに
回転させて綱スプール６５を釈放する。次いで、慣性ド
ラグブレーキ６６が第１１図〜第１４図を参照して説明
された態様で作動して切断綱３１の制御された繰出しを
生起させる。綱長さの回復が達成されると同時に、平衡
ビーム１０４に働く力Ｆ_４は平衡ビーム１０４を内方の
締付位置まで時計回りに枢動させ、この締付位置におい
て端部１３０は上または下のカム歯８４または８８と係
合して綱スプール６５の爾後の回転を抑止する。

端部１４２に対し及ぼされる遠心力Ｆ_５に反応して柱１
５２を中心として曲げモーメントにさらされる板ばね１
０４は、ヘッド２９が最小の毎分回転数を越えて回転し
ないかぎり、綱スプール６５の回転を阻止するのに用い
られる。板ばね１４０の特性は、ヘッド２９の回転速度
が規定大きさを超えるとき綱スプール６５の釈放を可能
にするように選択され、その結果、低減された速度条件
下における綱繰出しは未然に防止される。板ばね１４０
の使用は選択的であり、何らかの衝撃力が露出された切
断綱３１上に及ぼされ、それにより、綱スプール６５の
抑止が平衡ビーム１０４により適正に生起される以前に
綱繰出しが開始されてしまう場合における予防手段を提
供することを主として意図する。従ってこの機構におい
ては、遠心力Ｆ_５に反応して板ばね１４０の端部１４２
は第１５図において実線で示される位置に在り、綱スプ
ール６５が規定の最小の低減速度時にカム歯８４間の空
間８２内に介入し綱スプール６５の作動を抑止する。設
定した最小の速度を超えたとき、板ばね１４０は外方に
曲げられて鎖線で示す位置に達し、その時点からは平衡
ビーム１０４が綱スプール６５の回転及び停動を制御す
る。

第１７図〜第２１図において、本発明の更に別の実施例
におけるヘッドが全体として参照番号２００によって図
示される。ヘッド２００は軸２０２によって駆動され、
軸２０２自体は好適な原動機例えば何れも図示されては
いないが電動機またはガソリン機関によって駆動され
る。ヘッド２００は上ハウジング部分２０４を有し、上
ハウジング部分２０４は全体として倒立したカップ形で
あり、そして軸２０２上に螺合された軸２０５を有す
る。上ハウジング部分２０４は外円筒形胴２０６と内円
筒形胴２０８とを有する。下ハウジング部分２１０は、
ヘッド２００の内部への接近を可能にするため、容易に
取外されるように任意の好適な方式により外円筒形胴２
０６に結合されるキャップを構成する。上ハウジング部
分２０４はボビン型スプール２１４内に便利に保持され
得る単繊維材料から成る切断綱２１２のコイル状補給源
を受けるための補給空所２１１を構成する。ボビン型ス
プール２１４は内円筒形胴２０８内で自由に回転し得る
ようにハウジング部分２０４の内円筒形胴２０８よりも
小さい寸法にされている。切断綱２１２の補給部分は、
やがて極めて詳細にされるであろうように、ボビン型ス
プール２１４の中心開口２１８を通じてコイル状補給源
の中間部から引出される。

上ハウジング部分２０４、下ハウジング部分２１０及び
ボビン型スプール２１４、は成形プラスチック材料から
容易に形成され得る。

金属板２２０は中心にボス２２２を有し、ボス２２２は
駆動軸２０２に嵌合されそして第１８図の底面図におい
て最も明らかに見られる腕部分２２４を有する。腕部分
２２４は外円筒形胴２０６と内円筒形胴２０８とに形成
された綱通過空隙２０９を通って延びる。鳩目金２２４
ａが腕部分２２４の端部に形成され、それにより、やが
て説明されるように切断綱２１２のための確実な案内を
提供する。ボス２２２に隣接して金属板２２０に穴２２
６が形成され、その結果、切断綱２１２はボビン型スプ
ール２１４内の補給コイルの内部から引出され、穴２２
６を通過し、ボス２２２の背側に沿ってそれと摩擦摺動
係合関係を保って通過し（第１７図及び第１８図参
照）、次いで枢着された腕部材２３０を通過し、ローラ
２４０に沿って通過し（第２０図参照）、そして最後に
鳩目金２２４ａを通過する。

平衡部材である腕部材２３０は金属板２２０から下方へ
突出するピボットピン２３２に取付けられる。腕部材２
３０の構造は第２０図及び第２１図に最も明らかに図示
されており、平行する板２３４，２３６から成り、板２
３４，２３６は、枢着端においてはスペーサ２３８によ
り、そして自由端においてはローラ２４０のための支持
柱２３９によって互いから分離される。スペーサ２３８
はカム面を構成し、該カム面は腕部材２３０が第２１図
において時計回りの方向に枢動されるにつれて実質的な
機械的利益を提供する楔のような作用によって切断綱２
１２をボス２２２に対して漸進的に締付け、そして最後
に切断綱２１２を摩擦によって固定してその繰出しを阻
止する。この位置が第１８図及び第２１図に全体的に図
示されており、以下において、綱締付位置と呼称され
る。腕部材２３０が逆時計回りに枢動されて第１９図に
全体的に示される位置まで達するとき、スペーサ２３８
の表面はボス２２２から遠ざかるように漸進的に運動さ
れて、切断綱２１２に対する締付けを漸進的に解除する
とともに、やがて説明されるように、切断綱２１２が摺
動自在且つ制御自在に繰出されることを可能にする。

かようにして、切断綱２１２は補給空所２１１内のコイ
ル状綱補給源から、穴２２６を通過し、スペーサ２３８
即ちカム面とボス２２２との間を通り、ローラ２４０を
回り、そして次いで鳩目金２２４ａを通過してそれから
の規定長さまで延伸する。ヘッド２９が高い毎分回転数
を以て回転されるにつれて、鳩目金２２４ａから延びる
切断綱２１２の自由端は、駆動軸２０２に対し実質的に
直角に配置された切断平面内において旋回される。切断
円板の直径はやがて説明されるように切断綱２１２の長
さを自動的に維持することによって所望の規定直径に維
持される。

枢着された腕部材２３０はピボットピン２３２を中心と
して回動し、回転時において、腕部材２３０を第１９図
の底面図を参照するとき逆時計回りの方向へ外方に枢動
させるように働く。遠心力から生じる切断綱２１２の引
張力は、腕部材２３０を時計回りの方向に回転させるよ
うに働く力を生じさせる。言うまでもなく、切断綱２１
２の引張力は切断平面内へ延びる切断綱の長さの関数で
ある。鳩面金２２４ａから延びた切断綱２１２の長さが
所望の長さであるときは、腕部材２３０に働く力は腕部
材２３０に働く遠心力よりも大きい。その結果として、
腕部材２３０は半径方向内方へ枢動され、スペーサ２３
８即ちカム面は切断綱２１２を緊密に締付けて動けない
ようにし、爾後の繰出しを阻止する。切断綱２１２に及
ぼされる何らかの追加の力、例えば垣根またはその他の
障害物に絡み付くことから生じる力、は爾後の繰出しを
阻止する締付力を増大させるに過ぎない。さらに、腕部
材２３０が内方へ運動するにつれて、腕の質量の有効中
心半径が減少され、従って腕部材２３０を開くように働
く遠心力も少し減少することも注目さるべきである。こ
れは切断綱２１２に対し積極的なオーバーセンター方式
の締付作用を及ぼす。遠心力が腕部材２３０を半径方向
外方へ枢動させるのに適切である程度にまで切断綱２１
２がその摩耗または破断によって短縮されたとき、切断
綱２１２を締付ける力は減少される。これが生じ始める
につれて、切断綱２１２はスペーサ２３８即ちカム面と
ボス２２２との間においてスリップし始め、従って切断
綱２１２が所望長さまで繰出されると同時に腕部材２３
０を締付位置まで戻すように枢動させるのに必要なロー
ラ２４０に作用する力を生起させるドラグ力を切断綱２
１２に維持し得る。さらに、穴２２６からスペーサ２３
８即ちカム面とボス２２２との間の締付点までボス２２
２に添って摺動する切断綱２１２のキャプスタン効果
は、切断綱２１２の引張力が腕部材２３０によって効果
的に感知され得ることを保証するためのドラグ力を提供
する。このドラグ力は切断綱２１２がより大きい速度で
その繰出しを試みようとするにつれて顕著に増加する傾
向を有し、それによって、切断綱２１２が締付点を通過
するに従ってスペーサ２３８即ちカム面は切断綱２１２
に対して常にドラグ力を及ぼす状態に保たれる。ストッ
パ２２３が腕部材２３０の運動を切断綱２１２に十分に
近い最大開き位置に限定し、それにより、穴２２６から
締付点までボス２２２との摺動接触を維持するととも
に、かようにして全ドラグ力を維持するために切断綱２
１２に要求される最小のドラグ力を保証する。これに関
連して、ボビン型スプール２１４が綱補給凹所２１１内
において最低可能摩擦を提供することが注目されるであ
ろう。同様に、ローラ２４０は締付点と切断綱２１２の
自由端との間における摩擦を最小限にする。かくして、
ボス２２２のキャプスタン効果及びスペーサ２３８即ち
カム面により提供されるドラグ力によって切断綱２１２
に維持されるドラグ力は高度に安定されそして最適運転
を達成するために予測可能である。

本発明の数個の好適実施例に関し以上詳細に述べた説明
から、操作者の指令または注意を要することなしに運転
間に切断綱の予じめ選択された長さ、従って切断直径、
を自動的に維持する植物切断装置が説明されたことが理
解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って構成された植物切断装置の電動
機駆動による一実施例を示す斜視図である。 第２図は第１図に示された装置の下部分の一部破断拡大
図である。 第３図は第４図の３−３線に沿って取られた本発明装置
の一実施例のヘッドの横断面図である。 第４図は第３図の４−４線に沿って取られたヘッドの横
断面図である。 第５図は第４図の右側部分の断片図であり、構成要素の
変更相対配列方向を示す図面である。 第６図は第３図のヘッドの綱スプールの軸線に沿って取
られた断面図である。 第７図は第３図の７−７線に沿って取られた第３図の装
置の下スプールカム歯の断面図である。 第８図は第３図及び第４図の平衡腕の下面図である。 第９図は第８図の平衡腕の右側面図である。 第１０図は第８図の平衡腕の斜視図である。 第１１図から第１４図は本発明装置のカム歯の連続的作
動段階を示す概略図であって、綱スプールが図解目的の
ため軸方向に短縮されて図示された図面である。 第１５図は本発明の別の実施例のヘッドの下面図であっ
て、図解目的のためヘッドの下カバー部分が除去され且
つハブの下円周方向部分が破断されている図面である。 第１６図は第１５図の１６−１６線に沿って取られた断
面図であって、その下カバーが原位置に復されて示され
る図面である。 第１７図は本発明の更に別の実施例のヘッドの断面図で
ある。 第１８図は第１７図の１８−１８線に沿って取られた第
１７図に示すヘッドの横断面図である。 第１９図は装置の作動を説明するのに役立つ第１８図の
ヘッドの綱引き出し機構の下面図である。 第２０図は第１８図及び第１９図に示した機構の斜視図
である。 第２１図は平衡腕が異なる位置に或る第１９図の機構の
下面図である。 図面上、２１……草刈機、２２……下ハウジング、２９
……ヘッド、３１……切断綱、３４……駆動軸、３５…
…下カバー、３６……ハブ、３８……穴、４０……軸、
４４……切刃、６０……ドラム、６５……綱スプール、
６８……平衡腕、６９，７１……フランジ、７０，７６
……脚、７７……空所、７８……弓形部分、８０……弧
形部分、８２，８６，９４，９６……凹所、８４，８
８，９２，９６……カム歯、３３……原動機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの軸線のまわりに回転可能なヘッド
   （２９，３６，２００）を有し、このヘッドは可撓性の
   切断綱を貯蔵しているスプール（６５，２１４）を包囲
   しており、この貯蔵された可撓性の切断綱は、前記ヘッ
   ドから外方に突出する１つの切断平面内で前記ヘッドに
   よって回転可能な所定長さの綱の外端部分（３１，２１
   ２）を含んでいて、前記ヘッドから外方に切断綱を引張
   る傾向を有する遠心力による引張力（Ｆ_１）が前記外端
   部分（３１，２１２）に生ずるようになっており、 前記スプール（６５，２１４）は前記ヘッド内に該ヘッ
   ドとともに回転するように装架されており、且つ前記ヘ
   ッドに対して回転運動して前記切断平面内に追加的に切
   断綱を延ばすように装架されており、更に、 選択的に前記ヘッド（２９，３６，２００）を回転作動
   させる駆動装置（３３）と、 前記ヘッド内に偏心して装架されていて、第１の枢動位
   置と第２の枢動位置との間で枢動可能である平衡部材
   （６８，１０４，２３０）とを有し、この平衡部材は、
   前記第２の枢動位置にある時に前記スプールを錠止し且
   つ前記第１の枢動位置にある時に前記スプールの錠止を
   解除して追加的に切断綱を延ばす腕部分（８０，１３
   ０）を有している植物切断装置において、 前記平衡部材（６８，１０４，２３０）の偏心した枢軸
   とその重さとは、前記ヘッドが回転している間に前記外
   端部分（３１，２１２）に適用される遠心力による引張
   力（Ｆ_１）によって前記平衡部材に生じる力（Ｆ_３）に
   対して反対方向の遠心力（Ｆ_２）を前記平衡部材に生じ
   させて、前記スプールの錠止を解除する前記第１の枢動
   位置に向けて前記平衡部材を移動させるようにされてお
   り、 前記外端部分（３１，２１２）が所定長さになった時
   に、前記第１の枢動位置に向けて前記平衡部材を移動さ
   せる遠心力（Ｆ_２）は、前記引張力（Ｆ_１）によって前
   記平衡部材に生じる力（Ｆ_３）に打ち負かされて、前記
   平衡部材が前記スプールを錠止する前記第２の枢動位置
   に移動するようになっており、 前記外端部分（３１，２１２）の長さが摩耗や損傷によ
   って前記所定長さより短かくなった時に、前記引張力
   （Ｆ_１）によって前記平衡部材に生じる力（Ｆ_３）は、
   前記第１の枢動位置に向けて前記平衡部材を移動させる
   遠心力（Ｆ_２）に打ち負かされて、前記平衡部材が前記
   スプールの錠止を解除する前記第１の枢動位置に移動す
   るようになっており、 前記外端部分（３１，２１２）の長さが短かくなったこ
   とに応動して前記平衡部材が前記第１の枢動位置に移動
   されて前記スプールの錠止が解除され、前記ヘッドに対
   して前記スプールが回転しているすべての段階におい
   て、前記スプールはカム表面（８４，８８；９２，９
   ６）による摩擦により動きが遅らされていて、切断綱が
   前記スプールから引き出されている間、前記第１の枢動
   位置に向けて前記平衡部材を移動させる遠心力（Ｆ_２）
   に対抗して前記引張力（Ｆ_１）によって前記平衡部材に
   生じる力（Ｆ_３）を維持するようになっていて、切断綱
   が引き出されるすべての段階において切断綱に張力が維
   持されていることを特徴とする植物切断装置。