JP6323854B2 - 草刈機 - Google Patents

Description

本発明は草刈機または類機の芝刈機の中で主に小形乗用タイプのもので、走行中の草刈作業部である刈取部の高さ調整における安全機構に関わるものである。

乗用草刈機は国内では従来ほとんどが４輪の後輪駆動−前輪操舵型で普及しているが、中には高級高性能機として４輪駆動のものもある。（特許文献１、２）駆動操縦系としてはこれが一般的である。従来は農業機械初期の頃と同様、走行及び草刈作業の操縦はレバー操作がほとんどだったが、近年、自動車運転感覚並の要望から、このレバー操作の幾つかを足踏みペダル操作でもできるようになってきている（特許文献３）。また更に草刈機は不整地走行する場合がほとんどのため、直進走行性を安定させるためにデファレンシャルギヤ機構をロックさせることのできる（略デフロック）駆動用変速機（特許文献４）が使用されるのが普通である。このデフロックも従来レバー操作だったのがペダル操作へと変わってきている。この主に操縦のレバー操作からペダル操作への時代の流れの中で、操作機能に備わっていた従来型の安全機構、安全装置などがいま見直し時期に来ている。
実開平０６−５５３２０ 特開２００２−２９２７４ 特開２００３−３２０８６４ 特開平５−１６６８９ 特許第４３０４４５５号

最近の乗用草刈機ではデフロックの、入り−切り、操作を足踏みペダル操作にして草刈作業性を高めたものが出てきている。レバー操作の頃はデフロック入り＝悪路脱出時、デフロック切り＝通常走行時と明確に操縦操作が分かれて、その間の作業中断、悪路脱出後のレバーの切り忘れによるトラブル、など従来から作業性に支障があった為である。最近は、作業中、大きな凹凸、ギャップ、ぬかるみ、などに出くわしたとき、その時だけペダルを踏みデフロック入りにし悪路区間を通過し、通過後ペダルを戻しデフロック切りにし、そのまま草刈作業継続出来るように改善されてきている。しかし駆動操作の利便性だけ改善しても、刈取部をそのままにしていたため、刈取部を草刈作業時の高さのまま悪路区間を通過すると、悪路の主に突部に、ぶつかったり、引っかかりして危険な状態になる場合が少なからず発生するようになってしまっていた。本発明はこのデフロックのペダル操作に変わったことにより発生していたこの課題を解決し、ペダル操作の利便性はそのまま維持し、安全性、安定性に優れた作業性の高い乗用草刈機を提供する。
実開平０６−５５３２０ 特開２００２−２９２７４ 特開２００３−３２０８６４ 特開平５−１６６８９ 特許第４３０４４５５号

上記課題を解決するために本発明において講じた手段は、左右一対の操舵前輪と駆動後輪又は駆動前輪又は駆動前後輪と、前後輪間に刈取部とを配設し、駆動輪の駆動用変速機構にデフロック機構付き変速機を使用し、デフロックを「入り」「切り」するデフロックアーム又はデフロック軸の操作を、足踏みペダル（略称、デフロックペダル）の操作で出来るようにした乗用草刈機において、デフロックペダルを踏み、ペダルに連結したプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構などによりデフロックアームを入りにし、デフロック「入り」にした時、同時にペダルに連結した別のプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構などにより、刈取部の高さ位置を、設定した高さ位置に持ち上げるように構成した。更に足踏み操作力を補助するため、刈取部と草刈機機体の間にフリーロックガスシリンダを連結し、デフロックペダルを踏み、刈取部を持ち上げるときの、足踏み操作力をシリンダの推力でアシストするように構成した。

また既に刈取部のレバーによる昇降操作に、レバー手動操作のアシスト用にフリーロックガスシリンダを使用している場合は併用するようにした。即ち左右一対の操舵前輪と駆動後輪又は駆動前輪又は駆動前後輪と、前後輪間に刈取部とを配設し、刈取部の高さ位置をフリーロックガスシリンダ１５を連結した刈取レバー操作で容易に調節できるようにし、且つ駆動輪の駆動用変速機構にデフロック機構付き変速機を使用し、そのデフロックを「入り」「切り」するデフロックアーム又はデフロック軸の操作を、足踏みペダル（略称、デフロックペダル）の操作で出来るようにした乗用草刈機において、フリーロックガスシリンダ１５のプッシュロッド１５０の「押し」操作を、刈取レバー側からとデフロックペダル側からとの、２系統以上で行えるようにし、前記同様に、デフロックペダルを踏み、ペダルに連結したプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構などによりデフロックアームを入りにし、デフロック「入り」にしたとき、同時にペダルに連結した別のプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構などにより、フリーロックガスシリンダのプッシュロッドを押すと共に、刈取部の高さ位置を設定した高さ位置に持ち上げるように構成した。

本発明は上記手段を施したことにより以下の効果を有する。

デフロック入りにした時の悪路での、刈取部の障害物との衝突や引っかかりなどによるトラブルがなくなり、ペダル操作に変わったことにより発生していた課題を解決し、安全性、安定性が向上する。

刈取部の衝突、引っかかりなどのトラブルを無くしたことにより、デフロックペダル操作の利便性が更に快適なものになり、草刈作業性が向上する。

草刈作業中の過負荷回避がデフロックペダル操作で出来るようにもなり、作業性が向上する。

デフロック入りの時、刈取部が障害物にぶつかったり、引っかかったりする恐れがあるからと入って、刈取部を移動時用や運搬時用に完全に最上部まで上げる必要はない。刈取作業高さの最上部以下付近までの高さで充分である。また整備されているような草地では通常草刈作業高さより若干高めに設定してもよい。そのようにデフロックペダルを踏みデフロック入りと同時に刈取部を持ち上げる高さを設定することにより、草刈作業を継続したまま悪路脱出が出来る。これは従来のデフロック操作の常識を変えるものである。

本願発明の第一実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明草刈機の実施例を示す左斜視図、図２は操作機構の全体を示す左側面の透視図、図３はフリーロックガスシリンダのプッシュロッドの２系統操作機構を示す詳細図であり、図４はフリーロックガスシリンダ単体を示す図である。図は見やすくする為一部省略している。草刈機はエンジン２の回転出力をプーリ・ベルト伝動で刈り刃１１を回転させて草を刈ることができる。一方、別のプーリ・ベルト伝動で走行ミッション３を介し走行駆動車輪４及び５により駆動走行し、ステアリングハンドル６の操作で前輪４を操舵し操縦する。本願実施例は４輪駆動車である。

刈取部１の昇降操作は、刈取レバー１６の上げ下ろしにより連結する連節リンク１７を介して、片方が機体フレーム８に支持された刈取前リンク１３と刈取後リンク１４に支持された刈取部１を昇降する。このレバー操作をアシストするために、刈取部１と機体の間に上げバネ１８を連結し、且つ機体フレーム８と連節リンク１７との間にフリーロックガスシリンダ１５を連結している。このフリーロックガスシリンダ１５はフリーロック形式のガススプリングとか、フリーロック形式のガスダンパーなどとも呼ばれ、刈取部１の手動昇降操作にかかわるアシスト機構の主構成要素として、電動式高級機、または廉価機種などの特殊機種以外で、現在ほぼ
乗用草刈機の標準になっている。

フリロックガスシリンダ１５の標準基本構成を図４に基づいて説明する。主にシリンダ１５１、ピストン（シリンダ内部）、ピストンロッド１５２で構成される。シリンダ１５１及びピストンロッド１５２のそれぞれの突端には、取り付けの為の軸連結用ブラケット１５３、１５４が固着されている。またピストンロッド側にはプルケーブル装着用ブラケットも固定されている。プルケーブルの反対側にはプル用のレバー（図省略）が付属している。このプルケーブルを引きプッシュレバー１５５をブラケット１５４の支軸１５６を回転軸として回転させ、ピストンロッド１５２の先端に出ているプッシュロッド１５０を押すと常時ピストンロッド１５２の伸び方向にストローク全域フラットな推力が発生する。逆にそれに逆らいに押し込む力を加えるとピストンロッド１５２は縮む。伸縮動作は内部オリフェスのダンパー効果により極めて滑らかに行われる。プッシュロッド１５０の押し力を開放するとピストンロッド１５２はその位置でロックされる。

刈取レバー１６による刈取部１の昇降操作は、まずレバー１６先端の押しボタン１６１押すことで、レバーパイプ内のプシュプルロッド（図省略）、てこレバーなどを介して、最終的にレバープルケーブル１６２が引かれ、フリーロックガスシリンダ１５のブッシュレバー１５５が引かれて、プッシュロッド１５０を押し（図２、図３、図４）シリンダ伸縮ロックが解除される。その状態で刈取レバー１６の上げ下げ操作で、上げ側はガスシリンダ１５の推力で楽に、且つダンパー効果により滑らかに、下げ側もダンパー効果により滑らかに昇降操作出来、刈取部１の高さ位置を決めたところで押しボタン１６１を離すと、ブッシュロッド１５０が戻りシリンダ１５がその位置でロックされ、刈取部１の高さ位置が固定される。本願実施例ではレバープルケーブル１６２の「引き」操作を、刈取レバー１６先端の押しボタン１６１の「押し」操作に置き換えて構成したものである。ガスシリンダ１５のロックは非常に剛性が高く、実際の草刈作業では刈取部１の位置固定は少しガタを持たせる必要がある。ガスシリンダ１５の片側を刈取部１側には直接支持せず、連節リンク１７に支持したり、連節リンクの長穴部分はこのためである。また上げバネ１８はガタによる振動を緩衝させる働きもする。

次にデフロックペダル７の操作機能と構成を説明する。草刈作業走行中、通常走行が難しいと思われる、凹凸、アップダウン、障害物、ぬかるみ、などに遭遇した場合、悪路通過＆脱出のためデフロックペダル７を踏み、連結してあるデフロックプルケーブルＡ７１を引き、走行ミッション３のデフロックレバー３１を引いて、デフロック入りにし、ハンドル６の取られない直進安定走行状態にする。悪路通過後はデフロックペダル７を戻し、デフロック切りにし通常の操舵走行状態に戻る。本願ではこの時、デフロックペダル７に連結している別の二つのプルケーブル、一つはデフロックプルケーブルＢ７２でフリーロックガスシリンダ１５のロックを解除し、もう一つのデフロックプルケーブルＣ７３で刈取部１を設定高さに持ち上げる。（図２、図３）

図３に、フリーロックガスシリンダ１５の２系統操作の詳細を示す。シリンダ１５のピストンロッド１５２側の軸連結用ブラケット１５４は、機体フレーム８に固着されたシリンダ支軸８１に回転自在に支持され、ブラケット類は別に固着されたシリンダブラケット８２に固定されている。刈取レバー１６側の操作では、前記の通りレバー先端の押しボタン１６１を押して、レバープルケーブル１６２を引き、シリンダのプッシュレバー１５５を引いて、中のプッシュロッド１５０（図４）を押すことで、シリンダのロックを解除し伸縮フリーにする。

一方ブッシュレバー１５５には別にＬ型レバー７２３が当接している。このレバーはシリンダ支軸８１に回転自在に支持され、プッシュレバー１５５に当接する反対側には、デフロックペダル７から伸びているデフロックプルケーブルＢ７２が緩衝バネ７２１を介してケーブル支軸７２２に係止めされている。デフロック入りにするためデフロックペダル７を踏むとデフロックプルケーブルＢ７２が引かれ、Ｌ型レバーのケーブル支軸７２２が引かれ、Ｌ型レバー７２３がシリンダ支軸８１の回りに回転し、プッシュレバー１５５の当接部がプッシュレバー１５５を押し、中のプッシュロッド１５０（図４）を押して、シリンダのロックを解除し伸縮フリーにする。この時、同時にデフロックペダル７から別に伸び、反対側が引き上げステー７３１を介して連節リンク１７に係止めされているデフロックプルケーブルＣ７３が引かれ、連節リンク１７が上げ方向に引かれて、刈取部１は設定高さまで引き上げられる（図２）。引き上げ高さ位置は連節リンク１７に係止めされている引き上げステー７３１の長穴固定位置で調節できる。

以上のように草刈作業走行中のデフロック操作時に連動して刈取部１を通常作業高さより幾分引き上げることで、作業を中断することなく、且つ衝突や引っかかりなどのトラブルなく、悪路を通過＆脱出できる。これは操作というよりデフロック操作に連動した安全制御といえる。この制御を可能にしたのはフリーロックガスシリンダ１５の優れた能力による。本出願人は先にこのフリーロックガスシリダ１５を応用した刈取部１の無段階高さ位置調整固定機構を乗用草刈機で初めて開発実用化した（特許文献５）。それまでの多段階、且つ重量物である刈取部１の屈強な腕力を必要とする昇降操作に比べ、無段階に、且つ誰でも高齢者や婦女子でも容易に楽に操作出来るという、格段に進歩したものであった。今では特殊な電動操作機種を除く、一般手動操作機種での標準機構になっている。

ガスシリンダ１５の推力による補助力でデフロックペダル７への踏力だけで、デフロックレバー３１を操作すると一緒に刈取部１の引き上げが可能である。ガスシリンダ１５無しにこの操作（制御）は不可能に近い。通常設計的考え方として、手動、足動による操作機能は一意的になるのが普通であるが、フリーロックガスシリンダ１５を使いこなしてきた本出願人は、走行中ペダル式デフロック操作機能の開発時に発生した新たな課題に、すかさずペダル操作でデフロック入りと刈取部１の引き上げを同時に行う発想に至り、その機構開発に挑戦し本願発明に至った。完成した機構はデフロックペダル７の踏み込み操作で、デフロックレバー３１入り、フリーロックガスシリンダ１５のロック解除、刈取部１の設定高さへの引き上げ、の３操作を同時に行う。たんなる手動のアシストだけでなく常識では考えにくい手動足動操作時の同時並行制御を可能にした。

当初はこのフリーロックガスシリンダをデフロックペダル操作用に、もう一本使用する予定であったが（例えば機体右側装着）、既に刈取レバー１６操作用に装着していたガスシリンダ１５を何とか利用できないものかという発想に至った。従来、ガスシリンダは手動操作力のアシスト用として一意的な使い方が当たり前であった。デフロックペダル操作時の課題解決に始まった開発であるが、フリーロックガスシリンダを作業機にいち早く機構応用した本出願人として、フリーロックガスシリンダの従来の潜入概念を打ち破る全く新しい機構開発にも取り組み、実現させた。フリーロックガスシリンダ１５を２系統で操作するという初めての試みの為、問題の無いよう、操作の交錯するプッシュレバー１５５の操作を、刈取レバー１６側は通常のプルケーブルによる引き操作で、デフロックペダル７側はＬ型レバー７２３による押し操作で、分離し操作系統の一意性は確保するようにした。

デフロックペダル操作時の安全制御機能として開発した本願発明であるが、付随効果として刈り取り負荷調整も出来ることが解った。従来草刈作業中は刈取レバー１６の昇降操作で刈り取り負荷を調整していて熟練を必要としていたが、微妙な調整以外で過負荷になりそうな場合、デフロックペダル７を踏むことで刈取部１の持ち上げが出来るため、楽に、早く、未然に、刈り取り過負荷防止も出来る。この効果を重視し、この過負荷回避の為だけに、デフロックペダル７とは別に足踏みペダルをもう一つ装着しても良い。その場合フリーロックガスシリンダ１５は３系統での操作になる。

自動車用バックドアやトランク、ボンネットなどの開閉任意位置固定用として開発されたフリーロックガスシリンダは、自動車用としては結局普及しなかった。本出願人はいち早くこれを作業機などの重量物操作のアシスト用として着目し、操作利便性も含め種々応用開発、改良開発を進めて来た。押しボタン１６１操作によるシリンダロックの入り切りもその一つである。フリーロックガスシリンダはその優れた手動操作のアシスト性と任意位置固定調整の容易性とで、他に昇降イス、昇降ベッド、昇降テーブル、昇降デスク、重量ドア、等に普及している。しかしこれらはいずれも付属レバーの引き戻しでシリンダロックを入り切りし、位置調整固定操作する一意的なもので、本願のように２系統以上で、一方でレバー操作により高さ位置調整を、もう一方でデフロックペダル７など、他の操作時に連動する安全制御を行う構成は初めてのものである。

以上、フリーロックガスシリンダ１５のこれまでにない全く新しい機構による乗用草刈 機を開発した。利益を生まぬたかが作業機ではあるが、安全性に対する改良は是非とも必要であり、利便性の改良もこれからの高齢化社会に向けて益々必要なものになっていく。本願発明によりこれからの時代に、この分野において大きく寄与する。

デフロック付きミッションを搭載する全ての農機、建機などの作業機で利用が可能である。また、ただの一意的アシスト器具にしか過ぎなかったフリーロックガスシリンダが、その使用される全ての分野で、制御要素機器として、大きな技術革新をもたらす。

本願第１実施例草刈機を示す左斜視図、である。 本願第１実施例草刈機の操作＆制御機構の全体構成を示す左側面図、である。 本願第１実施例草刈機のフリーロックガスシリンダの２系統操作＆制御の詳細を示す図である。 本願第１実施例草刈機のフリーロックガスシリンダの標準構成を示す図である。

１ 刈取部
１１ 刈刃
１２ 刈取部カバー
１３ 刈取前リンク
１４ 刈取後リンク
１５ フリーロックガスシリンダ
１５０ プッシュロッド
１５１ シリンダ
１５２ ピストンロッド
１５３ ブラケット
１５４ ブラケット
１５５ プッシュレバー
１５６ プッシュレバー支軸
１６ 刈取レバー
１６１ 押しボタン
１６２ レバープルケーブル
１７ 連節リンク
１８ 上げバネ
２ エンジン
３ 走行ミッション
３１ デフロックレバー
４ 前輪
５ 後輪
６ ステアリングハンドル
７ デフロックペダル
７１ デフロックプルケーブルＡ
７２ デフロックプルケーブルＢ
７２１ 緩衝バネ
７２２ ケーブル支軸
７２３ Ｌ型レバー
７３ デフロックプルケーブルＣ
７３１ 引き上げステー
８ 機体フレーム
８１ シリンダ支軸
８２ シリンダブラケット

Claims (2)

1. 左右一対の操舵前輪と駆動後輪又は駆動前輪又は駆動前後輪と、前後輪間に刈取部とを配設し、刈取部の高さ位置を刈取部と草刈機機体の間にフリーロックガスシリンダ１５を連結し、該フリーロックガスシリンダの伸縮作動を、自由（アンロック）−固定（ロック）、にさせるプッシュロッド１５０の「押し」操作で連結したプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構により刈取レバー操作で容易に調節できるようにし、且つ前記駆動輪の駆動用変速機構にデフロック機構付き変速機を使用し、該デフロックを「入り」「切り」するデフロックアーム又はデフロック軸の操作を、連結したプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構により足踏みペダル（略称、デフロックペダル）の操作で出来るようにした乗用草刈機において、
   前記デフロックペダルを踏み、デフロック「入り」にした時、同時にデフロックペダルに連結した別のプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構により、前記フリーロックガスシリンダ１５のプッシュロッド１５０を押し該フリーロックガスシリンダの固定を解除するようにし、前記フリーロックガスシリンダ１５のプッシュロッド１５０の「押し」操作を、刈取レバー側と、デフロックペダル側からとの、２系統の操作器で行えるようにしたフリーロックガスシリンダ１５による刈り取り高さ調整操作のアシスト機構を搭載した乗用草刈機。
2. 前記デフロックペダルを踏み、デフロック「入り」にし、前記フリーロックガスシリンダ１５のプッシュロッドの固定を解除した時、同時にペダルに連結したもう一つ別のプルケーブル機構、又はロッド機構、又はリンク機構により、前記刈取部の高さ位置を、略刈取作業高さの最上部以下付近に持ち上げるように構成した請求項１に記載する乗用草刈機。