用于便携式工作机的传动轴 【技术领域】
本发明涉及一种用于便携式工作机如割草机中的传动轴的改进，以及一种将衬套形成于传动轴之上的方法。
背景技术
这种工作机是一种其传动轴插入管状操作杆中并在设置于操作杆一端的马达的作用下转动以使设置于操作杆另一端的工作部分旋转的工作机。例如，这些工作机包括割草机。
在割草机中，发动马达使传动轴转动，从而设置于操作杆另一端的切割刀片旋转。操作者用带子将割草机挂在身上，握住设置于操作杆中间位置的棒形把手前后左右移动操作杆，从而用切割刀片割草。
近些年来，人们要求更进一步改善农业工作环境。为了减少割草机操作者的劳动，比较可取的方法是更进一步减少通过操作杆从传动轴传到棒形把手上的振动。
贯穿操作杆的传动轴较长，其在自身重量作用下会产生较大变形挠曲。因此，发动机的旋转会在传动轴引发由其自身重量引起的弯曲摆动。一种普通的减少弯曲摆动地方法是为传动轴沿轴纵向设置多个轴承。
这种便携式工作机是被公开了的，例如，日本实用新型公开公报第HEI-1-71238号名为“用于工作机的轴承套”的专利。图12A、12B和12C示出了这种轴承套的结构。
图12A所示的一种割草机100设有一个贯穿插入一个主管101(相应于一个操作杆)中的传动轴102和一个置于主管101和传动轴102之间的一个轴承103以及传动轴102，如此以减少传动轴102的挠曲。传动轴102通过设置于主管101的一端的一个发动机104的作用而转动以使设置于主管101的另一端的工作刀片105旋转。
如图12B所示，轴承103的外周上安装了一个橡胶轴承套106。橡胶轴承套106用作将轴承103安装于主管101内的装配橡胶。
图12C示出了图12A中C部分的详细剖面图。橡胶轴承套106压配合于主管101内以将轴承103安装在主管101内的预定位置。轴承套106的压配合使得轴承103与轴承套106牢固配合，并固定在轴承套106上。简而言之，轴承103通过轴承套106无转动地安装于主管101内部。传动轴102穿过轴承103以使传动轴102贯穿主管101。传动轴102旋转地支撑于安装在主管101内的轴承103上。
传统轴承03通过橡胶轴承套106安装于主管101内部。当将橡胶轴承套106压配合进主管101时，该橡胶轴承套106能够弹性变形。因此，需要注意避免轴承103的偏心。
另外，橡胶轴承套106只能压配合进主管101的事实还要求注意将轴承103准确地放置于主管101的预设纵向位置处。在使用过程中还需要注意避免轴承轴103的位置改变。
轴承103相对主管101的偏心和安装间距(pitch)能够引起传动轴102的振动。因此需要一种可以更好地减少传动轴102振动的简单结构和方法。
【发明内容】
根据本发明的一个方面，提供了一个能够插入用于便携式工作机的管型操作杆中的传动轴，其包括：一个或多个整体安装于传动轴的外周以在操作杆上滑动的树脂衬套。
由于树脂衬套整体地安装于传动轴之上，所以树脂衬套的轴心能够准确地与传动轴的轴心保持一致。而且，树脂衬套能够准确地定位于传动轴的纵向上的位置，防止相对传动轴的位移。
当带有树脂衬套的传动轴插入操作杆时树脂衬套在操作杆上滑动，树脂衬套的轴心和传动轴的轴心能够精确地与操作杆的轴心保持一致。而且，传动轴能够牢固地支撑于操作杆上的预定位置。因此，该简单结构能够更好地减少在传动轴中引起的振动。另外，由于树脂衬套整体安装于传动轴之上，所以可防止树脂衬套的位置在使用过程中发生改变。
更可取的是，树脂衬套的外周表面中部设有用于存储润滑剂的周边凹槽。为了通过整体模制将树脂衬套安装在传动轴上，在周边凹槽的位置处设置了一个入口，通过它可将熔化的树脂注入模制模具的型腔中。对于这样的设置，如果在模制之后去除入口内的橡胶会留下毛刺，那么毛刺也仅会遗留在周边凹槽处。毛刺不会影响树脂衬套在操作杆上的滑动。而且，周边凹槽能够存储润滑剂例如润滑脂和油，从而当树脂衬套在操作杆上滑动的过程中增加润滑，和减少摩擦阻力和磨损。
在一个优选形式中，树脂衬套安装于传动轴的振动节点位置。传动轴的振动节点，也就是说，振幅为0的几个点通过树脂衬套支撑于操作杆之上。因此，通过传动轴和树脂衬套从马达传到操作杆的振动可以更进一步地减少。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在可插入一个用于便携式工作机的管型操作杆中的传动轴的外周表面上整体形成多个衬套的方法，该方法的步骤包括：将传动轴的多个预定部分中的一个放入一个用于夹紧的模制模具中；将熔化的树脂注入模制模具的型腔中用于形成衬套；在衬套冷却后打开模制模具；移动传动轴以将传动轴的下一个预定部分放进模制模具中。
在本发明方法中，树脂衬套能够相继整体地模制在传动轴上。因此，通过该简单方法，树脂衬套能够容易地整体形成于传动轴外周表面之上以贯穿插入管型操作杆。
而且，传动轴上衬套的整体浇铸可以使树脂衬套的轴心与传动轴的轴心能精确地保持一致。另外，树脂衬套能够容易地且精确地放置于传动轴的纵向位置。
而且，根据本发明方法，当设有树脂衬套的传动轴插入操作杆，从而树脂衬套在操作杆上滑动时，树脂衬套的轴心和传动轴的轴心能够与操作杆的轴心精确地保持一致。而且，传动轴能够牢固地支撑于操作杆上的预定位置。因此，该简单结构和方法能够减少在传动轴中引起的振动。另外，由于树脂衬套整体安装于传动轴上，所以可以在使用的过程中防止树脂衬套的位置发生改变。
【附图说明】
下面将结合附图，仅通过举例方式详细阐述本发明的某些优选实施例，其中：
图1为示出根据本发明的割草机的使用的示意图；
图2为一个延伸于图1所示割草机的马达和切割刀片之间的操作杆的剖视图；
图3(a)和图(b)为图2所示传动轴的正视图和它的剖视图；
图4A和图4B为说明图2所示操作杆，传动轴和衬套之间关系的放大剖视图；
图5为说明设于图3(a)所示传动轴的振动节点处的衬套的示意图；
图6为一种用于在传动轴上形成根据本发明的树脂衬套的模制机器的示意图；
图7A和图7B为在传动轴上形成衬套的第一步骤的示意图，其中在预定衬套形成部分之处，传动轴的外周表面上形成了纵向齿状物；
图8A和图8B为将传动轴的衬套形成部分置于一个位于模制模具内的型腔中的第二步骤的示意图；图8B为沿图8A中的8B-8B方向的剖视图；
图9A和9B为关闭模制模具和将熔化的树脂注入型腔中从而制成衬套的第三步骤的示意图；图9B为沿图9A中的9B-9B方向的剖示图；
图10A和10B为打开模制模具的第四步骤的示意图；图10B为沿图10A中的10B-10B方向的剖视图；
图11A和11B为移动传动轴从而将下一个衬套形成部分放置于模制模具内以形成下一个衬套的第五步骤的示意图；图11B为沿图11A中的11B-11B方向的剖示图；
图12A为一种传统便携式工作机；图12B为图12A所示传统衬套的剖示图；图12C为图12A所示C部分的放大剖示图。
【具体实施方式】
首先参见图1，其示出的一种作为便携式工作机的一个实例的割草机。割草机10包括一个管型操作杆11，一个设置于操作杆11一端的马达13，一个插入操作杆11之中并由发动机13的开动而被驱动的传动轴12，和一个设置于操作杆11的另一端并由传动轴12的转动而旋转的切割刀片14。割草机10设有一个用于将一个把手15固定于操作杆11的纵向中间位置的把手支座16，其在平面图中呈一个十字交叉形。马达13是一个燃料发动机或者一个电动机。切割刀片14是一个工作部分。
从主视图看，棒形把手15大体呈U形并由管型材料或者棒形构件制成，其向左方和右方伸展而使中间部分安装于操作杆11之上，在其左侧和右侧末端设置了一个左侧把手17和一个右侧把手18。右侧把手18是一个操作部分，其设有用于控制马达13的一个节流杆和一个锁闭杆。
操作者Ma能够通过设置于操作杆11的纵向中间位置的肩吊带19将割草机10悬挂在其肩上。操作者Ma握住左侧把手17和右侧把手18前后左右移动操作杆11，从而利用由马达13旋转的切割刀片14割草gr。
如图2所示，在传动轴12和马达13的输出轴13a之间设置了一个离合器机构20。离合器机构20容纳于一个离合器箱30内。马达13通过离合器箱30安装于操作杆11的一端。操作杆11和传动轴12与发动机13的输出轴13a同心地设置。
离合器机构20是一个离心式离合器，其包括一个与传动轴12的马达侧轴端51拼接的离合鼓筒21，一个安装于马达13的输出轴13a上的旋转构件22，和一个仅在旋转构件22以高速旋转时将旋转构件22与离合鼓筒21连接起来的离合构件23。离合鼓筒21是一个环绕旋转构件22和离合构件23的杯状构件。
离合器箱30是一个整体树脂模制件，其包括一个用于安装操作杆11的一端的操作杆安装部分31，一个从操作杆安装部分延伸至马达13的具有弹性的弹性连接部分32，一个安装于马达13上从而从弹性连接部分32延伸至马达13的马达安装部分33。马达安装部分33用螺栓固定于马达13的箱体13b上。
切割刀片14通过一个传动机构箱41安装于操作杆11的另一端。一个用于将传动轴12的旋转动力传送到切割刀片14的传动机构42设置于传动轴12和切割刀片14之间。传动机构42容纳于传动机构箱41内部。传动机构42包括一个与传动轴12的切割刀片侧轴端52相连接的主动锥齿轮43，一个与主动锥齿轮43相啮合的从动锥齿轮44，和一个设于从动锥齿轮44与切割刀片14之间的从动轴45。
传动轴12沿纵向旋转地支撑于几个部分上。特别是，传动轴12支撑于以下部分上。
第一，马达侧轴端51与设置在离合鼓筒21上的轴衬24拼接。也就是说，传动轴12的一端通过轴衬24和轴承25，25可旋转地支撑于离合器箱30的马达安装部分33之上。
第二，主动锥齿轮43与切割刀片侧轴端52相连接。主动锥齿轮43通过轴承46，46可旋转地支撑于传动机构箱41上。也就是说，传动轴12的另一端通过主动锥齿轮43和轴承46，46支撑于传动机构箱41上。
第三，传动轴12位于发动机侧轴端51和切割刀片侧轴端52之间的部分通过多个按照预设间隔纵向排列的衬套60支撑于操作杆11上。标号47表示一个从动轴支撑轴承。
图3(a)和图3(b)示出了根据本发明的传动轴12。如图3(a)所示，传动轴12具有一个马达侧轴端51和另一端的切割刀片侧轴端52。如图3(b)所示传动轴12是一根管。马达侧轴端51是凸状花键。切割刀片侧轴端52是一个配合突起，其通过将外周表面切削成4个平面形成一个大致四边形横截面。
本发明的特点在于衬套60整体安装在传动轴12之上。更加特别的是，一个衬套60安装于距传动轴12的一端预定距离L1的位置上，并且从那个位置开始，其他衬套60进一步按照预定距离L2安装。如此，衬套60就整体安装于传动轴12的外周表面之上。
图4A和图4B示出了根据本发明操作杆11、传动轴12和衬套60的剖面图。图4A示出了衬套60整体安装于传动轴12之上，该传动轴12通过衬套60可在操作杆11上滑动。图4B示出了沿图4A中的4B-4B方向的剖视图。
由图4A和图4B可知，操作杆11是一个由彼此同心的外管71和内管72以及三个撑条73组成的双层管，撑条73用于连接外管71和内管72。该双层管是铝合金挤压制品。
每个衬套60都是一个整体地设于传动轴12的外周表面上的圆柱形构件。该圆柱形构件是一种具有小摩擦阻力的硬树脂产品，例如四氟乙烯树脂或者聚缩醛树脂。本发明的特点在于安装了树脂衬套60的传动轴12插入操作杆11之中，使得传动轴以树脂衬套60的外周表面在操作杆的内周表面(也就是内管72的内周表面)上滑动。
因此，树脂衬套60整体安装于传动轴12之上，所以树脂衬套60的中心能够精确地与传动轴12的中心保持一致。而且，树脂衬套60能够精确地沿传动轴12的纵向定位。
当设置了树脂衬套60的传动轴12插入操作杆11之中时，树脂衬套60的中心和传动轴12的中心能够精确地与操作杆11的中心保持一致，因而树脂衬套60可以相对操作杆11滑动。此外，传动轴12能够牢固地支撑于操作杆11上的预定位置处。
由于树脂衬套60和传动轴12的中心能够精确地与操作杆11的中心保持一致，并且能够精确限定通过树脂衬套60将传动轴12支撑于操作杆11上的位置，因此该简单结构能够更进一步地减少在传动轴12中引起的振动。而且，由于树脂衬套60整体安装于传动轴12之上，所以在使用的过程中可以防止树脂衬套60的位置发生改变。
树脂衬套60具有形成于其外周表面中部的用于存储润滑剂61的周边凹槽62。
为了通过整体模制将树脂衬套60安装在传动轴12上，在周边凹槽62的位置处设置了一个入口，通过它可将熔化的树脂注入模制模具的型腔中。对于这样的设置，如果在模制之后去除入口内的橡胶会留下毛刺，所述毛刺仅会遗留在周边凹槽62处。毛刺不会影响树脂衬套60在操作杆11上的滑动。
周边凹槽62能够存储润滑剂61例如润滑脂和油，从而在树脂衬套60在操作杆11上滑动的过程中增加润滑，和减少摩擦阻力和磨损。
图5示出了设有衬套60的传动轴12。衬套60设置于传动轴12内发生振动的多个节点54处。传动轴12的振动节点54是指其驻波振幅为0的点。
传动轴12的振动节点54(也就是振幅为0的几个点)通过树脂衬套60支撑于操作杆11之上(见图4A)。因此，通过传动轴12和树脂衬套60从发动机13(见图1)传到操作杆11的振动可以更进一步地减少。
下面将结合图6至图11阐述一种将树脂衬套60整体安装于传动轴12上的方法。
图6示出的模制机80包括一个由安装于底座81上的固定模具82和安装在提升支架上的可移动模具84组成的模制模具85。可移动模具84相对于固定模具82以可打开和可闭合形式垂直地移动。传动轴12水平地放置于模制模具85以制成衬套60。传动轴12可以纵向移动。
下面将结合图7A至图11B阐述一种将树脂衬套60外部模制到传动轴12上的方法。
在本模制方法中，首先如图7A所示，在传动轴12的预定衬套模制部分55的外周表面上纵向形成多个细长齿状物56(第一步)。为了制成齿状物56，可以使用精加工机床，例如滚压机、滚花机或者锯齿形加工机。设置齿状物56的原因是为了将图3所示的树脂衬套60更加牢固地设置于传动轴12之上。
图7B示出了在传动轴12的所有衬套模制部分55的外周表面上都形成了细齿状物56。否则，还要按照要求执行第一步骤。
图8A和图8B示出了模制模具85的打开状态。
在如图7A和图7B所示的第一步骤之后，将传动轴12放置于模制模具85中以便传动轴12的预定部分(也就是衬套模制部分55)放置于型腔87之中用于夹紧。(第二步)
图9A和图9B示出了模制模具85的关闭状态。
在如图8A和图8B所示的第二步骤之后，模制模具85关闭，熔化的树脂65通过模制模具85的入口86注入到型腔87之中，从而形成衬套60(第三步)。入口86设置于型腔87内与衬套60的周边凹槽62(见图4A)相对应的位置88处。
图10A和图10B示出了模制模具85的打开状态。
在如图9A和图9B所示的第三步骤之后，在衬套60冷却后打开模制模具85。(第四步)
图11A和图11B示出了打开的模制模具85以在传动轴12的下一个预定部分形成衬套。
在如图10A和图10B所示的第四步骤之后，传动轴12沿轴向移动，以将传动轴12的下一个预定部分(也就是衬套形成部分55)放置到模制模具85内，如图11A所示。(第五步)
对于上述步骤，反复进行第二步骤到第五步骤以整体制成传动轴12上的所有衬套60。
然后，如图11B所示入口内的树脂66(也就是遗留和固化在入口入口86内的树脂，见图9B)被去除从而完成衬套模制过程。
如上所述，传动轴12上的树脂衬套60的连续整体模制允许通过简单的方法容易地将树脂衬套60形成于传动轴12的外周表面上。
传动轴12上的衬套60的整体模制可以使树脂衬套60的轴心精确地与传动轴12的轴心保持一致。而且，可以防止树脂衬套60沿传动轴12的纵向位移。
在上述实施例中，便携式工作机并不局限于割草机10。
操作杆11不局限于双层管，也可以是单个管。