特許 5975732 背負式作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5975732

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】背負式作業機

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/62 20060101AFI20160809BHJP

   F04D 25/02 20060101ALI20160809BHJP

   F04D 29/66 20060101ALI20160809BHJP

   F04D 29/08 20060101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/62 F

   F04D25/02 Z

   F04D29/66 L

   F04D29/08 E

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2012-117921(P2012-117921)

(22)【出願日】2012年5月23日

(65)【公開番号】特開2013-245570(P2013-245570A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2014年11月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】100064724

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷 照一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 雄志

【審査官】 柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭４８−５２４７（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２０１１−１２７５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６１２５５０３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／６２

Ｆ０４Ｄ ２５／０２

Ｆ０４Ｄ ２９／０８

Ｆ０４Ｄ ２９／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作業者が背負う背負フレームと、
同背負フレームに振動抑制手段を介して搭載した原動機により駆動されるファンの回転によって吸引した空気を噴出するブロワユニットと、
同ブロワユニットの通風ダクトに連通して空気を吸引または放出させる通風管とを備え、
作業者が前記通風管を把持して使用する背負式作業機であって、
前記通風管の基端部を前記通風ダクトの開口端部に対して浮動的に組付けて連通させた状態にて同通風管を前記背負フレームに支持させたことを特徴とする背負式作業機。

【請求項2】

前記通風ダクトの開口端部と前記通風管の基端部との間には、前記ブロワユニットの振動が前記通風管に加わらないように漏風を防ぐシールを介装したことを特徴とする請求項１に記載の背負式作業機。

【請求項3】

前記シールとして柔軟なスポンジ材を使用したことを特徴とする請求項２に記載の背負式作業機。

【請求項4】

前記背負式作業機は前記通風ダクトに前記通風管を連通させて空気を噴出させる背負式ブロワである請求項１〜３の何れか１項に記載の背負式作業機。

【請求項5】

前記背負式作業機は前記通風ダクトに前記通風管を連通させて空気を吸引する背負式集塵機である請求項１〜３の何れか１項に記載の背負式作業機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、背負式ブロワまたは背負式集塵機等の原動機により駆動されるファンの回転によって吸引した空気を噴出するブロワユニットを、作業者が背負う背負フレームに振動抑制手段を介して搭載した背負式作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１にはこの種の背負式作業機である背負式ブロワが開示されている。この背負式ブロワは、原動機により駆動されるファンの回転によって吸引した空気を噴出させるブロワユニットを、作業者が背負う背負フレームに振動抑制手段を介して搭載し、該ブロワユニットの噴出ダクトに空気を放出させる送風管を連結し、この送風管を作業者が把持して使用するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第４７６９６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の背負式ブロワにおいては、ブロワユニットは背負フレームに振動抑制手段を介して搭載されているので、作業者の背中にはブロワユニットの振動が伝わりにくい。しかし、作業者が把持する送風管は振動源であるブロワユニットに連結されているので、作業者はブロワユニットによって振動する送風管を把持することにより疲労する難点があった。これに対処するため、送風管には作業者が把持するグリップより基端側に蛇腹部を設けているが、蛇腹部の曲げ剛性には限度があるのでブロワユニットからの振動を抑えきれなかった。

【0005】

本発明の目的は、上記課題に対処するため、作業者が把持する送風管にブロワユニットの振動が伝わらない背負式ブロワ等の背負式作業機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明は、作業者が背負う背負フレームと、背負フレームに振動抑制手段を介して搭載した原動機により駆動されるファンの回転によって吸引した空気を噴出するブロワユニットと、ブロワユニットの通風ダクトに連通して空気を吸引または放出させる通風管とを備え、作業者が通風管を把持して使用する背負式作業機であって、通風管の基端部を通風ダクトの開口端部に対して浮動的に組付けて連通させた状態にて通風管を背負フレームに支持させたことを特徴とする背負式作業機を提供するものである。

【0007】

上記のように構成した背負式作業機は、ブロワユニットの振動が通風ダクトから通風管に伝達せず、作業者が通風管を把持して使用しても疲れにくくなる。

【0008】

上記のように構成した背負式ブロワにおいて、ブロワユニットの通風ダクトの開口端部と通風管の基端部との間には、ブロワユニットの振動が通風管に加わらないように漏風を防ぐシールを介装した場合には、通風管から吸引または噴出する風量の減少を抑えることができる。

【0009】

上記のように構成した背負式作業機において、シールとして柔軟なスポンジ材を使用した場合には、シールの加工を容易にすることができる。

【0010】

上記のように構成した背負式作業機においては、通風ダクトに通風管を連通させて空気を噴出させたときには背負式ブロワとして使用でき、通風ダクトに通風管を連通させて空気を吸引させたときには背負式集塵機として使用できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の背負式作業機の第１実施形態である背負式ブロワの斜め後方から見た斜視図である。

【図2】図１の背負式ブロワの斜め前方から見た斜視図である。

【図3】噴出ダクトに送風管の基端部を浮動的に組付けた断面図である。

【図4】（ａ）〜（ｄ）は噴出ダクトに送風管の基端部を浮動的に組み付けた変形例を示す断面図である。

【図5】（ａ）は噴出ダクトと送風管の基端部との間にシールを介装した第２実施形態の背負式ブロワの断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

【図6】噴出ダクトと送風管の基端部との間にゴムシートよりなるシールを介装したときの断面図である。

【図7】本発明の背負式作業機の第３実施形態である背負式集塵機の概略図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0012】

以下、本発明の背負式作業機である背負式ブロワの実施形態を添付図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１及び図２に示したように、背負式ブロワ１０は、作業者が背負う背負フレーム１１に原動機２１により駆動されるファンの回転によって吸引した空気を噴出するブロワユニット２０を振動抑制手段（コイルスプリング２３、マウント）を介して取付け、ブロワユニット２０の噴出ダクト（通風ダクト）２４に空気を放出させる送風管（通風管）３０を連通したものである。図３に示したように、この背負式ブロワ１０においては、送風管３０の基端部は背負フレーム１１に支持アーム１３を介して支持されて噴出ダクト２４の開口端部に浮動的に組付けられて連通され、ブロワユニット２０の振動が送風管３０に伝達しないようにしたものである。

【0013】

以下に、この背負式ブロワ１０の構成について詳述する。背負フレーム１１は作業者がブロワユニット２０を背負って運ぶためのものである。背負フレーム１１は、垂直に延びて作業者の背中に当たる背当部１１ａと、背当部１１ａの下部から後方に延びる台座部１１ｂとからなるＬ字形をしている。背負フレーム１１の背当部１１ａには作業者が背負うための一対のショルダーストラップ１２，１２が取り付けられている。背負フレーム１１の右側部には送風管３０を支持する支持アーム１３が固定されている。

【0014】

ブロワユニット２０は、原動機２１により駆動される遠心式のファン（図示省略）の回転によって吸引した空気を噴出させるものである。本実施形態の原動機２１はエンジンを採用しているが、電動モータであってもよい。ファンはボリュートケース２２内に収容されており、ボリュートケース２２にはファンを回転させる原動機２１が一体的に組み付けられている。

【0015】

ブロワユニット２０は、振動抑制手段を介して背負フレーム１１に搭載されている。ブロワユニット２０の下部には振動抑制手段を構成するコイルスプリング２３が背負フレーム１１の台座部１１ｂとの間に介装されており、ブロワユニット２０の前側には振動抑制手段を構成するゴム材よりなるマウント（図示省略）が背当部１１ａとの間に介装されている。

【0016】

ボリュートケース２２には、前側に空気の吸引口（図示省略）が設けられており、右側部に筒状をした空気の噴出ダクト２４が一体的に設けられている。筒状の噴出ダクト２４の先端部には径の大きな拡径部２４ａが設けられており、噴出ダクト２４の拡径部２４ａには支持アーム１３を介して背負フレーム１１に支持された送風管３０の基端部が浮動的に挿入されて組み付けられている。

【0017】

送風管３０は、作業者が把持してブロワユニット２０から噴出された空気を放出させるものである。送風管３０は、ブロワユニット２０の噴出ダクト２４に浮動的に連通されたエルボ部３１と、エルボ部３１の先端に連結された可撓性の蛇腹部よりなるフレキシブル部３２と、フレキシブル部３２の先端に連結された真直に延びる真直部３３とからなる。

【0018】

エルボ部３１の基端部には環状溝３１ａが形成されており、環状溝３１ａには支持アーム１３の先端の環状部１３ａが摺動回転可能かつ軸線方向に移動を規制された状態で嵌合されている。エルボ部３１が支持アーム１３に支持された状態で、エルボ部３１の基端部は噴出ダクト２４の拡径部２４ａの内周面に対して軸線方向及び半径方向に離間している。噴出ダクト２４の拡径部２４ａと送風管３０のエルボ部３１の基端部との間は、ブロワユニット２０の振動によって噴出ダクト２４の拡径部２４ａが送風管３０のエルボ部３１の基端部に接触しない間隔となっている。

【0019】

真直部３３には送風管３０を把持するためのグリップ３４が取り付けられており、グリップ３４にはブロワユニット２０の原動機２１の出力を操作するスロットレバー３５が設けられている。

【0020】

上記のように構成した背負式ブロワ１０の作動を説明する。作業者は、ブロワユニット２０の原動機２１を起動させてから、背負フレーム１１を背負って右手に送風管３０のグリップ３４を把持し、スロットレバー３５を操作しながら送風管３０の真直部３３の先端の放出口から空気を放出させる。このとき、ブロワユニット２０は原動機２１の駆動及びファンの回転により振動するが、ブロワユニット２０はコイルスプリング２３及びマウントにより弾発的に背負フレーム１１に搭載されているので、ブロワユニット２０の振動は背負フレーム１１に伝達されにくい。

【0021】

送風管３０は、ブロワユニット２０の振動が伝達されにくい背負フレーム１１に支持アーム１３を介して支持され、エルボ部３１の基端部をブロワユニット２０の噴出ダクト２４に浮動的に組み付けて連通されている。これにより、ブロワユニット２０が振動しても、ブロワユニット３０の噴出ダクト２４は送風管３０に対して相対的に移動して振動するだけである。よって、送風管３０にはブロワユニット２０の振動が噴出ダクト２４から伝わらなく、作業者は送風管３０のグリップ３４を把持して作業をしても疲れにくくなる。

【0022】

上記の実施形態においては、ブロワユニット２０の噴出ダクト２４の拡径部２４ａに送風管３０のエルボ部３１の基端部を隙間を設けて浮動的に挿入しているが、図４（ａ）〜（ｄ）に示したように、種々の変形例を用いることができる。図４（ａ）に示した変形例では、噴出ダクト２４の先端部の拡径部２４ａを廃して、送風管３０のエルボ部３１の基端部に拡径部３１ｂを形成し、エルボ部３１の基端部の拡径部３１ｂに噴出ダクト２４の先端部を浮動的に挿入して連通させてもよい。また、図４（ｂ）に示した変形例では、噴出ダクト２４の先端部の拡径部２４ａを廃して、噴出ダクト２４の先端部とエルボ部３１の基端部を軸線方向に隙間を設けて連通させてもよい。また、図４（ｃ）に示したように、噴出ダクト２４の先端部の拡径部２４ａを縮径部２４ｂに代え、噴出ダクト２４の先端部の縮径部２４ｂをエルボ部３１の先端部に浮動的に挿入して連通させてもよい。さらに、図４（ｄ）に示したように、噴出ダクト２４の先端部の拡径部２４ａを廃して、送風管３０のエルボ部３１の基端部に縮径部３１ｃを形成し、噴出ダクト２４の先端部にエルボ部３１の基端部の縮径部３１ｃを浮動的に挿入して連通させてもよい。

【0023】

（第２実施形態）
図５に示したように、第２実施形態の背負式ブロワ１０の主な特徴は、噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との間に漏風を防ぐための筒状のスポンジよりなるシール３６を介装したものである。シール３６は、本実施形態ではポリウレタン製の筒状のスポンジであり、噴出ダクト２４からの振動が送風管３０に伝達しない弾性係数としたものである。シール３６は、振動が伝達しない弾性係数とするために、１００ｋｇ／ｍ³以下、好ましくは３０ｋｇ／ｍ³以下の密度としている。なお、振動が伝達されにくいようにスポンジの密度を低くしたときには、シール３６の軸線方向を長くして漏風を防止すればよい。

【0024】

ここで、スポンジよりなるシール３６の軸線方向の長さは以下のように決定される。まず、一定の長さｔ（ｍ）のスポンジを用いて、風速Ｖ（ｍ）を変化させた場合の圧力損失Ｐ（ｋＰａ）の変化を、スポンジの特性として予め評価する。ＰとＶとの関係は、Ｐ＝αＶ²…（式１）で関係が求められた。また、一定の風速Ｖにおいてスポンジの長さｔ（ｍ）を種々変化させた場合の傾きαは、ｔとαの比例式で表される。すなわち、α＝βｔ…（式２、βは定数）となった。上記の２式より、ｔ＝Ｐ／βＶ²…（式３）となる。ここで、スポンジ配置位置において最大の圧力が掛かる状態、例えば、噴出ダクト２４の先端が絞られた状態でのスポンジ配置位置の圧力をＰｍａｘとする。また、噴出ダクト２４の開口端部の風量をＱｏ、断面積をＳｏとし、スポンジの断面積をＳｓ、スポンジを通じての許容漏風量を１％（スポンジを通じての風量Ｑｓ＝Ｑｏ×０．０１）とすると、スポンジでの風速Ｖｓ＝Ｑｓ／Ｓｓとなる。このＰｍａｘ、Ｖｓを式３に代入すると、漏風量を１％以下とするのに必要なスポンジの軸線方向の長さｔを求めることができる。

【0025】

シール３６は、送風管３０のエルボ部３１の基端部の外周面に接着されている。スポンジよりなるシール３６の外周面には樹脂製のスリーブ３７が接着されており、このスリーブ３７はシール３６が噴出ダクト２４の拡径部２４ａの内周面との摩擦による摩耗を防ぐためのものである。なお、この実施形態では、シール３６を送風管３０のエルボ部３１の基端部の外周面に接着したが、シール３６を噴出ダクト２４の拡径部２４ａの内周面に接着してもよい。

【0026】

このように構成した背負式ブロワ１０においては、噴出ダクト２４から噴出する空気が噴出ダクト２４と送風管３０との間から漏れるのを防ぐことができ、送風管３０の先端から放出される風量の減少を抑えることができる。送風管３０の真直部３３の先端に風圧を高くするために径を細くしたアタッチメントを接続したときには、送風管３０内の圧力が高くなって噴出ダクト２４と送風管３０との間から漏風しやすくなる。噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との間にシール３６を介装したことで、アタッチメントを接続したときでも漏風を防止することができる。なお、この第２実施形態の背負式ブロワ１０では、上述した第１実施形態の各変形例を採用し、噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との間にシール３６を介装してもよい。

【0027】

上記の実施形態においては、噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との間にスポンジ製のシール３６を介装したが、図６に示したように、噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との間に薄肉のゴムシートよりなるシール３６Ａを介装してもよい。シール３６Ａは基端を噴出ダクト２４の拡径部２４ａに接着させ、先端側に向けて径が細くなる円錐台形状をしたものである。噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との軸線方向の間から空気が漏れていないときには、図６（ａ）に示したように、シール３６Ａの先端が送風管３０の基端部に当接しない。噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との軸線方向の間から空気が漏れると、図６（ｂ）に示したように、シール３６Ａの周面が風を受け、シール３６Ａの先端部が送風管３０の基端部の外周面に当接して、噴出ダクト２４と送風管３０の基端部との間から漏風が防止される。なお、シール３６Ａは薄肉であるので、シール３６Ａの先端部が一時的に送風管３０の基端部の外周面に当接しても、ブロワユニット２０の振動が送風管３０に伝達しない。

【0028】

本願においては、従来の周知のシール構造とは異なり、上記のスポンジ製のシール３６、および、ゴムシートよりなるシール３６Ａのいずれにおいても、噴出ダクト２４および送風管３０の径方向に、これらを固定するための荷重が加わっていない。つまり、本実施形態においても、送風管３０は噴出ダクト２４に対して浮動的に連通している。

【0029】

（第３実施形態）
次に、本発明の背負式作業機の他の実施形態である背負式集塵機１０Ａについて説明する。背負式集塵機１０Ａは、図７に示したように、背負フレーム１１に上記の背負式ブロワ１０と同様に振動抑制手段を介して搭載した原動機２１により駆動されるファンの回転によって吸引した空気を噴出するブロワユニット２０と、ブロワユニット２０の吸気ダクト（通風ダクト）２５に連通して空気を吸引させる吸気管（通風管）３０Ａとを備え、吸気管３０Ａの基端部を背負フレーム１１に支持アーム１３を介して支持し、吸気管３０Ａの基端部を吸気ダクト２５の開口端部に対して浮動的に組付けて連通させたものである。

【0030】

この背負式集塵機１０Ａにおいては、吸気管３０Ａの先端から落ち葉等を吸引するときに、上述した背負式ブロワの実施形態と同様に、吸気管３０Ａにはブロワユニット２０の振動が吸気ダクト２５から伝わらなく、作業者は吸気管３０Ａのグリップ３４Ａを把持して作業をしても疲れにくくなる。なお、この場合には、上述した実施形態の各変形例のように吸気ダクト２５と吸気管３０Ａとを連通させてもよい。また、吸気ダクト２５と吸気管３０Ａとの間にシール３６，３６Ａを介装させてもよい。

【0031】

なお、上記の第１〜第３実施形態においては、浮動的に連通する通風ダクトと通風管とが相対的に回転可能な例を示したが、通風ダクトと通風管が相対的に回転しない形態であっても、当然に振動を作業者に伝達しないという効果を発揮することができる。

【0032】

また、上記の第１〜第３実施形態においては、通風管のグリップにスロットレバーを配置したものである。本発明はこれに限られるものでなく、背負式作業機の左側部にスロットレバーを別に設け、作業者が左手でスロットレバーを操作し、右手でグリップまたは通風管を直接把持してしようするものであっても、通風管への振動を低減できる。

【符号の説明】

【0033】

１０…背負式作業機（背負式ブロワ）、１０Ａ…背負式作業機（背負式集塵機）、１１…背負フレーム、２０…ブロワユニット、２１…原動機（エンジン）、２４…通風ダクト（噴出ダクト）、２５…通風ダクト（吸気ダクト）、３０…通風管（送風管）、３０Ａ…通風管（吸気管）、３６，３６Ａ…シール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】