JP2006349129A

JP2006349129A - 草刈機

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Publication number: JP2006349129A
Application number: JP2005179070A
Authority: JP
Inventors: Naoki Souri; 直紀惣宇利; Junichi Yoshino; 潤一吉野
Original assignee: Komatsu Zenoah Co
Current assignee: Komatsu Zenoah Co
Priority date: 2005-06-20
Filing date: 2005-06-20
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-20
Also published as: JP4681362B2

Abstract

【課題】車体の小型化を促進できるとともに、走行速度の調整に関する操作性を大幅に向上させることができる草刈機の提供。
【解決手段】車速設定レバー６１の回動角度に応じて、アーム６３の回動角度に対するトラニオンレバー５４の回動角度が可変とされることにより、車速設定レバー６１の回動角度に応じて、アーム６３のトラニオンレバー５４に対するレバー比が設定され、アーム６３は、走行ペダルの操作量に応じて、そのレバー比で回動する。これにより、走行ペダルによる速度調整と、車速設定レバー６１による速度調整とを使い分けることが可能となり、走行速度の調整に関する操作性を大幅に向上させることができる。そのうえ、走行ペダルおよび車速設定レバー６１は、同じ変速機にそれぞれ接続されており、これらによる２系統の速度調整を行うにあたって、変速機を２機車体に搭載することを不要にできるため、小型化を促進できる。
【選択図】図５

Description

本発明は、草刈機に関する。

従来、果樹園、山林、庭、公園などで、雑草や下草、あるいは芝などを刈るために、刈刃、エンジン、座席、ハンドル等を備え、エンジンで刈刃を駆動しながら車輪走行可能な、草刈機（芝刈機を含む）が使用されている。
このような草刈機のうち、機械式トランスミッションを用いるものは、走行速度の調整をする際、一旦停止してトランスミッションの速度段を切り替える必要があるため操作が煩雑であり、その時々で草刈りに適した走行速度の選択ができない。
このため、例えば特許文献１のように、油圧式のＨＳＴ（Hydrostatic transmission）が採用され、このＨＳＴの変速レバー操作によって走行速度を調整可能なものが提供されている。このＨＳＴ方式のものでは、走行時と刈り取り作業時とでの走行速度を高速、低速の２段階に切り替える副変速レバーを備えるものが多い。

特開平６−２７６６号公報

しかしながら、副変速レバーによる高速、低速の切替動作を実現するためには、特許文献１のように、ＨＳＴとは別に、機械式トランスミッションなどを備える必要があり、車体が大型化してしまう。乗用草刈機のように、ハンドル操作で作業場所を移動する作業機においては、小回り性や狭い場所での作業性も重視されるから、車体が大型化するのは好ましくない。
また、副変速レバーは、高速、低速の２段階しか調整できず、実質的には、ＨＳＴに接続された単一のペダルやレバーのみで速度調整を行うことになるため、ハンドル操作をしながら作業負荷などに合わせて巧みにペダルやレバーを操作して速度を調整するのは煩雑、かつ困難であった。すなわち、操作性の向上が望まれていた。

以上のような問題に鑑みて、本発明の目的は、車体の小型化を促進できるとともに、走行速度の調整に関する操作性を大幅に向上させることができる草刈機を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の草刈機は、車体に設けられたエンジンにより刈刃を駆動しながら走行可能な乗用式の草刈機であって、前記エンジンの駆動力を車軸に伝達し、かつ当該車軸への出力が可変とされた変速機と、作業者によって操作される走行ペダルと、前記走行ペダルの操作量に応じて回動する第１アームと、この第１アームの回動に応じて回動するとともに、前記変速機に設けられて当該変速機の出力を調整する第２アームと、前記第１アームおよび前記第２アーム間のレバー比を変更可能に設けられた車速設定レバーとを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の草刈機は、請求項１に記載の草刈機において、前記第１アームおよび前記第２アームは、両端が揺動自在に設けられたロッドを含んで互いに連結され、前記車速設定レバーの回動量に応じて、前記ロッドの前記第１アーム側の揺動端の前記走行ペダル操作時の移動軌跡が変化することを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の草刈機は、請求項２に記載の草刈機において、前記車速設定レバーが中立位置にある状態では、前記第１アームの回動軸の軸線上に、前記ロッドの前記第２アーム側の端部の揺動中心が位置していることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の草刈機は、請求項２または請求項３に記載の草刈機において、前記走行ペダルが操作されない状態では、前記車速設定レバーの回動軸の軸線上に、前記ロッドの前記第１アーム側の揺動端が位置していることを特徴とする。

本発明の請求項５に記載の草刈機は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の草刈機において、前記車速設定レバー、当該車速設定レバーの回動軸部、前記第１アーム、および当該第１アームの回動軸部は、ユニット化されていることを特徴とする。

請求項１に記載の草刈機によれば、車速設定レバーの回動角度に応じて、第１アームの回動角度に対する第２アームの回動角度が可変とされているため、第１アームを最大に回動させたときの第２アームの最大回動角度を任意に設定できる。言い換えると、車速設定レバーの回動角度に応じて、第１アームと第２アームとの間のレバー比が任意に設定されることとなり、第２アームは、走行ペダルに追従して回動する第１アームの回動角度に応じて、そのレバー比で回動する。すなわち、第１アームと第２アームとのレバー比を変えることで、走行ペダルを最大限踏み込んだ状態での最高速度を車速設定レバーによって任意に設定可能となるから、作業中は走行ペダルを最大に踏み込んで、設定された最高速度で走行すればよく、走行ペダルの踏み込み量を細かに調整しながら作業を行う必要がないため、運転操作を著しく容易にできる。

加えて、速度調整を行う手段が走行ペダル、車速設定レバーの２つあるにも関わらず、これらの走行ペダル、車速設定レバーは、同じ変速機にそれぞれ接続されており、変速機を２機備えることは不要であるから、車体の小型化をも促進することができる。

請求項２に記載の草刈機によれば、車速設定レバーの回動角度に応じて、走行ペダルの操作に伴うロッドの第１アーム側の揺動端の移動軌跡が変わるので、第１アームを最大に回動させたときの第２アームの最大回動角度を任意に設定できる。言い換えると、車速設定レバーの回動角度に応じて、第１アームと第２アームとの間のレバー比が任意に設定されることとなり、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
が所定の回動量とされた際には、走行ペダルの操作に伴うロッドの揺動端の移動軌跡が変わり、このロッドによって第１アームの変位を第２アームに伝達しないで、第２アームを回動させないことが可能となる。すなわち、ロッドの移動軌跡の設定により、走行ペダルを操作しても第２アームが回動せず、変速機が動作しない構成にできるから、不用意な発進を防止することができる。

請求項３に記載の草刈機によれば、車速設定レバーが中立位置にある状態では、ロッドの一方の端部が第１アームの回動を受けて揺動しても、ロッドの第２アーム側の端部は同じ位置で揺動するのみであって、第１アームの回動による変位がロッドによって第２アーム側に伝達されることがない。つまり、車速設定レバーを中立位置から回動させない限り、走行ペダルを踏み込んでも走行しないから、不用意な発進を防止することができる。

請求項４に記載の草刈機によれば、走行ペダルを操作しない状態では、ロッドの第１アーム側の揺動端が車速設定レバーの回動軸の軸線上に位置しているため、車速設定レバーが回動されても、このロッドの揺動端は変位せず、このようにロッドが変位しないことから、第２アームも回動されることがない。すなわち、車速設定レバーを回動するだけで、走行ペダルを操作しない限りは走行しないから、不用意な発進を防止して取扱性を向上させることができる。

請求項５に記載の草刈機によれば、車速設定レバー、その回動軸部、第１アーム、およびその回動軸部がユニットとして一体であるため、これらが磨耗、破損した際にも、ユニットごと交換でき、メンテナンス性を良好にできる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔草刈機の外観構造〕
図１は、草刈機１の外観図である。
草刈機１は、エンジンや刈刃が搭載された車体１０と、この車体１０の略全体を覆うボディカバー２０とを備え、一対の前輪１１０および一対の後輪１２０で走行可能に構成された乗用タイプである。つまり、ボディカバー２０の略中央に一体に組み付けられた座席シート２１に腰掛け、走行ペダル１８を踏み込むことで走行可能であるとともに、ハンドル１７の操作によって方向転換可能である。

〔車体の説明〕
まず、車体１０の内部構造について簡単に説明する。
図２に、ボディカバー２０を取り外した状態で車体１０を示した。
車体１０は、車体フレーム１３と、車体フレーム１３の後方（図２中の右側）に設けられるエンジン１５と、刈刃デッキ１９に覆われた状態でエンジン１５により駆動される回転式の刈刃と、エンジン１５の下方に配置される変速機５０（図３）とを備えて構成されている。

〔変速操作機構の構造〕
次に、本実施形態において最も特徴的な変速機５０の変速操作に係る構造について説明する。
図３に、変速機５０の変速操作に係る構造として、走行ペダル１８と、車速設定レバー６１と、車速設定レバー６１の基端に設けられる変速機構６０と、この変速機構６０と変速機５０との間を中継する中間リンク機構６５とを示した。

変速機５０は、いわゆるＨＳＴ（Hydrostatic transmission）であって、変速機５０には、作動油が導入される作動油カップ５１、エンジン１５で駆動される入力軸に取り付けられるプーリ５２、同じく入力軸に取り付けられる冷却用のファン５３、入力軸により回転される油圧ポンプ（図示せず）の斜板角を調整するトラニオンレバー５４、およびケーブル５６２で走行ペダル１８に接続された図示しないブレーキアームなどが設けられている。
このブレーキアームには、図示しない付勢手段としてのコイルバネが設けられている。このコイルバネの付勢力は、ブレーキアーム側にケーブル５６２内のワイヤが引っ張られる方向に作用するため、走行ペダル１８を踏み込まない状態では、ブレーキが作動した状態となる。

図４に、車速設定レバー６１の軸周りに設けられ、車速設定レバー６１を所定の揺動角度に規制するゲート６６を模式的に示した。
ゲート６６は、変速機５０の出力を走行条件に応じて切り替えるために用いられる。このゲート６６において、図４中、左側のポジションは中立位置（ニュートラル）６６０であり、車速設定レバー６１は、ゲート６６の裏側に設けられた図示しない付勢手段により、この中立位置６６０側に付勢されている。
そして、ゲート６６の外周部には、中立位置６６０から右回りの順で、草刈り作業時の草刈モード６６１、草刈り作業なしで走行する際の走行モード６６２、および後方に移動する際の後進モード６６３が、車速設定レバー６１の揺動角度を規制する各モードとして設けられている。これらの中立位置６６０、草刈モード６６１、走行モード６６２、後退モード６６３は、ゲート６６内の車速設定レバー６１の揺動操作により、相互に切替可能となっている。

次に、車速設定レバー６１によって操作可能な変速機構６０について説明する。
変速機構６０は、図５に示すように、車速設定レバー６１の回動軸部としてのレバー軸６１１（Ｚ軸）と、走行ペダル１８に接続されたアーム６３の回動軸部としてのアーム軸６３１（Ｙ軸）とが直交したものであり、車速設定レバー６１、第１アームとしてのアーム６３、およびアーム６３と中間リンク機構６５との間を連結するロッド６４とを備えて構成されている。

具体的に、レバー軸部６１１（Ｚ軸）の一端側には、ブラケット６２が一体に固定され、このブラケット６２に取り付けられた車速設定レバー６１はＺ軸周りに回動する。なお、レバー軸部６１１は、車体フレーム１３に溶接された筒状の固定部材６１２に挿通されている。
また、ブラケット６２をＹ軸方向に沿って貫通するようにアーム軸６３１が設けられ、このアーム軸６３１に取り付けられたアーム６３はＹ軸周りに回動する。なお、車速設定レバー６１の基端部は、アーム軸部６３１からブラケット６２を通じてＹ方向に延びる軸部６１３が挿通された筒部材６１４に取り付けられている。すなわち、軸部６１３の周りを筒部材６１４が動くことで、前述したゲート６６内での車速設定レバー６１の揺動操作が可能となっている。
そして、アーム軸部６３１には、ロッド６４の回動軸としてのロッド軸部６４３が一体に形成されている。ロッド軸部６４３は、図５のようにアーム６３が回動されない状態で車速設定レバー６１の軸線Ｂ（図５中、１点鎖線で図示）に沿って突出する。
これらのブラケット６２、レバー軸部６１１、アーム軸部６３１、およびロッド軸部６４３はユニット化され、一体とされている。
さらに、ロッド軸部６４３には、ロッド６４の基端部６４１が揺動自在に取り付けられている。一方、ロッド６４の先端部６４２は、中間リンク機構６５の軸部材６５２にプレート６５１を介して揺動自在に取り付けられている。これらの基端部６４１および先端部６４２は、揺動自在なリンクボールとして構成されている。

アーム６３は、ケーブル５６１によって走行ペダル１８（図３）に接続されている。詳しくは、ケーブル５６１の端部は、アーム６３の近傍に設けられた保持部６３５によって保持され、ケーブル５６１内部のワイヤ５６１Ａがアーム６３に固定されている。このケーブル５６１による接続により、走行ペダル１８を踏み込むと、アーム６３の変位はロッド６４を通じて中間リンク機構６５に伝達され、さらに中間リンク機構６５の変位によって第２アームとしてのトラニオンレバー５４へと伝達される。

中間リンク機構６５は、プレート６５１と、このプレート６５１に設けられる軸部材６５２と、軸部材６５２に設けられるプレート６５３とを有し、プレート６５３に取り付けられたロッド６５４によってトラニオンレバー５４に接続されている。なお、軸部材６５２は、車体フレーム１３に溶接された筒状の固定部材６５５に挿通されている。

ここで、図５に示すように、車速設定レバー６１が略直立した中立位置（ニュートラル）の状態にあるとき、アーム軸部６３１の軸線Ａ上にロッド６４の先端部６４２の揺動中心が位置している。このため、このまま走行ペダル１８を踏み込んでアーム６３をＹ軸回転方向に回動させても、ロッド６４は、図５中に２点鎖線で示したように、ロッド６４の先端部６４２を支点に回動するのみであって、つまり、アーム６３は、ＸＺ面内で変位するだけであるから、ロッド６４はアーム６３の変位を中間リンク機構６５に伝達しない。そして、中間リンク機構６５が変位しないことから、トラニオンレバー５４も作動せず、ニュートラル状態のまま、草刈機１は走行停止状態に保たれる。

図６は、車速設定レバー６１を中立位置から回動させて、所定の最高速度に設定した状態を示し、走行ペダル１８が踏み込まれない状態でのロッド６４を２点鎖線で示した。
ここで、ロッド軸部６４３は、アーム６３を回動しない状態でレバー軸６１１の軸線Ｚ（図５）に沿って設けられていることから、車速設定レバー６１を回動させてもロッド６４は動かず、依然として、草刈機１は走行停止したままである。
ただし、この車速設定レバー６１の回動操作によって、ロッド６４の基端部６４１の走行ペダル１８操作時の移動軌跡が変化し、かつ、ロッド６４の先端部６４２の揺動中心の位置がアーム軸部６３１の軸線Ａ上から外れることになる。

このように、車速設定レバー６１を回動させたことによって、ロッド６４の先端部６４２の揺動中心の位置がアーム軸部６３１の軸線Ａ上から外れた状態で走行ペダル１８を踏み込むと、アーム６３がＸＺ面内から外れて回動するため、このアーム６３の回動によってロッド６４が移動し、ロッド６５４および中間リンク機構６５に追従するようにトラニオンレバー５４が倒れる。これにより、変速機５０内部の油圧ポンプから油圧モータへと所定量の作動油が流れ、草刈機１は走行する。

ところで、トラニオンレバー５４は、ロッド６５４、中間リンク機構６５、ロッド６４を通じ、走行ペダル１８の踏み込み量に応じて回動する構造であるが、このときのトラニオンレバー５４の回動角度は、走行ペダル１８の踏み込み量のみならず、車速設定レバー６１の中立位置からの回動角度によっても決められる。つまり、車速設定レバー６１が略直立した状態（図５）では、ロッド６４の基端部６４１は、略垂直方向を含む面内で移動するが（図５中の２点鎖線矢印）、車速設定レバー６１の回動により、ロッド６４の基端部６４１の移動軌跡は垂直方向から外れて水平方向に近づく（図６中の実線矢印）。これに伴い、車速設定レバー６１の中立位置からの回動角度が大きいほど、トラニオンレバー５４の回動する角度が大きくなる。車速設定レバー６１を回動させることはつまり、走行ペダル１８を最大に踏み込んだときの最高速度を設定することになる。

その結果、草刈機１の走行速度は、車速設定レバー６１の中立位置からの回動角度に応じて設定される最高速度の範囲内で、走行ペダル１８の踏み込み量に応じた速度となる。
これにより、走行ペダル１８を最大限踏み込んだ状態での最高速度を車速設定レバー６１で調整することができるため、あとは走行ペダル１８を常時最大に踏み込んで走行すればよい。ここで、必要に応じて走行ペダル１８による速度調整を行うことも可能であるが、車速設定レバー６１によって走行速度が適切に設定されているため、走行ペダル１８の踏み込み量を作業者が細かに調整しながら走行する煩わしさを解消でき、運転操作を極めて簡単にできる。なお、車速設定レバー６１の回動角度は、刈り取りの作業負荷などに応じて決めればよい。

また、走行ペダル１８を常時最大に踏み込み、車速設定レバー６１の操作によって速度を調整することも可能であり、この場合は、走行ペダル１８のフットコントロールで速度を調整する場合に比べて、より操作が容易なハンドコントロールが可能となる点で作業性を良好にできる。

このような本実施形態の草刈機１によれば、次のような効果がある。
（１）前述の変速機構６０についての説明をまとめると、車速設定レバー６１の回動角度に応じて、アーム６３の回動角度に対するトラニオンレバー５４の回動角度が可変とされているため、アーム６３を最大に回動させた際のトラニオンレバー５４の最大回動角度を任意に設定できる。言い換えると、車速設定レバー６１の回動角度に応じて、アーム６３とトラニオンレバー５４との間のレバー比が任意に設定されることとなり、トラニオンレバー５４は、走行ペダル１８に追従して回動するアーム６３の回動角度に応じて、そのレバー比で回動する。
このため、走行ペダル１８による操作のみならず、車速設定レバー６１によっても走行速度の調整が可能となるため、作業者は適宜、前述のように走行ペダル１８と車速設定レバー６１とを使い分けることが可能となり、基本的に、走行ペダル１８を最大に踏み込んだ状態のままで、刈り取り作業、あるいは移動をすることができる。したがって、走行速度の調整に関する操作性を大幅に向上させることができる。

（２）ここで、必要に応じて使い分けられる走行ペダル１８および車速設定レバー６１は、同じ変速機５０にそれぞれ接続されており、走行ペダル１８による速度調整および車速設定レバー６１のような２系統の速度調整を行うにあたって、変速機を２機車体１０に搭載することを不要にできる。このため、小型化された草刈機１を提供することができる。

（３）また、車速設定レバー６１が中立位置にある状態（図５）では、アーム軸部６３１の軸線Ａ上にロッド６４の先端部６４２の揺動中心が位置しているため、ロッド６４の基端部６４１がアーム６３の回動を受けて回動しても、ロッド６４の先端部６４２は同じ位置で回動するのみであって、ロッド６４がアーム６３の回動による変位をトラニオンレバー５４側に伝達することがない。すなわち、車速設定レバー６１を中立位置から回動させない限り、走行ペダル１８を踏み込んでも走行しないから、草刈機１の不用意な発進を防止することができる。

（４）一方、走行ペダル１８が操作されずにアーム６３が回動されない状態では、ロッド６４の基端部６４１が車速設定レバー６１の軸線Ｂ上に位置しているため、車速設定レバー６１を回動させても、ロッド６４の基端部６４１は変位せず、このロッド６４が変位しないため、トラニオンレバー５４も回動されない。よって、走行ペダル１８を踏み込んでアーム６３を回動させない限り、トラニオンレバー５４が回動して変速機５０が作動することはない。この点でも、草刈機１の不用意な発進を防止して取扱性を向上させることができる。

（５）そして、車速設定レバー６１、レバー軸部６１１、アーム６３、およびアーム軸部６３１がユニットとして一体に構成されているため、これらが磨耗、破損した際にもユニットごと容易に交換でき、メンテナンス性を良好にできる。

（６）走行ペダル１８から足を離すと、走行ペダル１８がコイルバネの付勢力によって踏み込まれる前の位置に復帰し、ブレーキが作動するため、走行および停止の操作を単一の走行ペダル１８で操作可能となり、停止操作を迅速かつ容易に行うことができる。また、走行ペダル１８を踏んでいないときは常にブレーキが効いているため、草刈機１を傾斜地に停車しても走り出す心配がない。
そして、走行ペダル１８から足を離すことにより、ブレーキが作動して減速し、走行停止に至るため、停止時の作動が急作動とならず、停止時のショックを軽減できる。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。
上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態における変速機構６０において、中間リンク６５を設けずに、ロッド６４がトラニオンレバー５４に直接接続されていてもよい。

本発明は、草刈機として利用できるほか、刈刃を他の作業機に積み替えることによって、各種の作業車両として構成することができる。

本発明の実施形態における草刈機の斜視図。前記実施形態における車体を示す斜視図。前記実施形態における変速機の変速操作に係る構造を示す斜視図。前記実施形態における変速切替のゲートを示す図。前記実施形態における変速機構において、車速設定レバーが中立状態にある状態を示す図。前記実施形態における変速機構において、車速設定レバーを倒した状態を示す図。

符号の説明

１・・・草刈機、１５・・・エンジン、１８・・・走行ペダル、５０・・・変速機、５４・・・トラニオンレバー（第２アーム）、６１・・・車速設定レバー、６３・・・アーム（第１アーム）、６４・・・ロッド、６１１・・・レバー軸部（車速設定レバーの回動軸部）、６３１・・・アーム軸部（第１アームの回動軸部）、６４１・・・基端部（ロッドの端部）、６４２・・・先端部（ロッドの端部）、Ａ・・・軸線（第１アームの回動軸の軸線）、Ｂ・・・軸線（車速設定レバーの回動軸の軸線）。

Claims

車体に設けられたエンジンにより刈刃を駆動しながら走行可能な乗用式の草刈機であって、
前記エンジンの駆動力を車軸に伝達し、かつ当該車軸への出力が可変とされた変速機と、
作業者によって操作される走行ペダルと、
前記走行ペダルの操作量に応じて回動する第１アームと、
この第１アームの回動に応じて回動するとともに、前記変速機に設けられて当該変速機の出力を調整する第２アームと、
前記第１アームおよび前記第２アーム間のレバー比を変更可能に設けられた車速設定レバーとを備えている
ことを特徴とする草刈機。
請求項１に記載の草刈機において、
前記第１アームおよび前記第２アームは、両端が揺動自在に設けられたロッドを含んで互いに連結され、
前記車速設定レバーの回動量に応じて、前記ロッドの前記第１アーム側の揺動端の前記走行ペダル操作時の移動軌跡が変化する
ことを特徴とする草刈機。
請求項２に記載の草刈機において、
前記車速設定レバーが中立位置にある状態では、前記第１アームの回動軸の軸線上に、前記ロッドの前記第２アーム側の端部の揺動中心が位置している
ことを特徴とする草刈機。
請求項２または請求項３に記載の草刈機において、
前記走行ペダルが操作されない状態では、前記車速設定レバーの回動軸の軸線上に、前記ロッドの前記第１アーム側の揺動端が位置している
ことを特徴とする草刈機。
請求項１から請求項４のいずれかに記載の草刈機において、
前記車速設定レバー、当該車速設定レバーの回動軸部、前記第１アーム、および当該第１アームの回動軸部は、ユニット化されている
ことを特徴とする草刈機。