JP2006103423A - 座席の水平制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 乗用草刈機等の機体の座席を傾動自在に固定し、傾斜角センサ及びコントローラにより、座席を水平に維持して、運転者の負担を軽減し、操作性に優れた座席の水平制御装置を提供する。
【解決手段】 走行機体上に左右に傾動可能に配置された座席１と、その座席１に接続されて、座席を左右に傾動させるアクチュエータ３と、機体の左右方向の傾斜角を検出する傾斜角センサと、前記傾斜角センサからの信号を演算し、その演算値に基づいてアクチュエータ３に作動信号を発信し、アクチュエータ３の作動を制御して、座席を水平に維持するコントローラとを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、乗用草刈機、農業用トラクタ、乗用管理機等の座席の水平制御装置に関するものである。

草刈機、農業用トラクター、材木の伐採のための車両など、凹凸または傾斜のある作業地を走行する自動車両には、車両の横方向傾斜に際して水平方向に自動調節される運転者用座席を装備することが望まれる。そのような座席は、疲労や背中の痛みから運転者を守り作業の安定性と効率を促進する。
特に、草刈作業機では、川原の土手の広い傾斜面の草刈り作業において、傾斜した状態で長時間の作業が行われる。
車両の前後方向への傾斜は運転者自身が体位を前後に傾けて、運転することは比較的容易であるが、左右方向の傾斜となると、腰の部分で上半身を屈曲させて調節しなければならず、疲労の溜まる不自然な体位となる。
そこで、このような車両の左右方向の傾きを検知して、その傾きを補正する手段を備えた車両として、特開２０００−１６６３０８号公報記載の技術が知られている。
特開２０００−１６６３０８号公報

前記特開２０００−１６６３０８号公報記載の技術は、機体の左右傾斜を検知する傾斜センサを備え、その検出値に基づいてアクチュエータを作動させ、機体を水平に制御する技術であるが、座席部分のみを水平制御するものではなく、機体全体を制御するため、装置が複雑かつ大掛かりになるという問題があった。
また、機体の底に除草部（刈り刃）を備える乗用草刈機では、機体全体を水平に制御すると、刈り刃が草から離れるため、除草することができない。
本発明は係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、乗用草刈機等の機体の座席を傾動自在に固定し、傾斜角センサ及びコントローラにより、座席を水平に維持して、運転者の負担を軽減し、操作性に優れた座席の水平制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するための手段として、請求項１記載の座席の水平制御装置では、走行機体上に左右に傾動可能に配置された座席と、その座席に接続されて、座席を左右に傾動させるアクチュエータと、機体の左右方向の傾斜角を検出する傾斜角センサと、前記傾斜角センサからの信号を演算し、その演算値に基づいてアクチュエータに作動信号を発信し、アクチュエータの作動を制御して、座席を水平に維持するコントローラとを備えている。

請求項２記載の座席の水平制御装置では、請求項１記載の座席の水平制御装置において、座席下方の前後方向に回転軸を配置し、この回転軸上に座席を傾動自在に固定し、座席の下にアクチュエータを設置し、このアクチュエータからの動力をリンク機構を介して座席に伝達する構成とした。

請求項３記載の座席の水平制御装置では、請求項１記載の座席の水平制御装置において、座席の下方に、上へ向かって左右円弧状に開いた形状の台座を配置し、座席の下部にローラを配置し、そのローラが台座上を左右に転動する構成とし、台座上をローラが転動することによって、台座の傾きに応じて、座席が左右に傾動する構成とした。

請求項４記載の座席の水平制御装置では、請求項１または３記載の座席の水平制御装置において、運転者の腰の高さの位置を中心として座席が傾動する構成とした。

前記構成を採用することにより、以下の効果が得られる。
請求項１記載の座席の水平制御装置においては、走行機体上に左右に傾動可能に配置された座席と、その座席に接続されて、座席を左右に傾動させるアクチュエータと、機体の左右方向の傾斜角を検出する傾斜角センサと、前記傾斜角センサからの信号を演算し、その演算値に基づいてアクチュエータに作動信号を発信し、アクチュエータの作動を制御して、座席を水平に維持するコントローラとを備えているので、乗用草刈機で広い傾斜地を除草作業する場合に、座席は常に水平に制御される。そのため、運転者に掛かる不自然な体位が解消され、負担を軽減する。
また、走行地の傾斜角度をコントローラが検知して、座席を水平に維持するので、凹凸地の走行においても、スムーズな走行を可能とする。

請求項２記載の座席の水平制御装置においては、座席下方の前後方向に回転軸を挿通し、この回転軸上に座席を傾動自在に固定したので、軸を中心として左右に傾動し易く、簡易でしかも確実な傾動構造が構成される。
また、座席の下にアクチュエータを設置し、このアクチュエータからの動力をリンク機構を介して座席に伝達する構成としたので、座席下のスペースを利用してコンパクトな動力伝達機構が構成される。

請求項３記載の座席の水平制御装置においては、座席の下方に、上へ向かって左右円弧状に開いた形状の台座を配置し、座席の下部にローラを配置し、そのローラが台座上を左右に転動する構成とし、台座上をローラが転動することによって、座席が左右に傾動する構成としたので、座席の下が左右に振れると同時に座席の上が反対方向に振れるので、左右の振れ幅が減少し、操作レバーを座席側部の直近に配置することができる。

請求項４記載の座席の水平制御装置においては、運転者の腰の高さの位置を中心として座席が傾動する構成としたので、傾動時に、腰を中心とした体重移動となり、運転者への負担を軽減して操作性を向上させる。

以下、図面に基づいて本発明の座席の水平制御装置を実現する最良の形態を説明する。

第１実施例に係る座席の水平制御装置は、図１〜図５に示すように、走行機体の運転席に設置される座席１と、その座席に固定されて座席下方の前後方向に架け渡された回転軸２と、座席１に回転力を付与するアクチュエータ（シリンダ３）と、そのシリンダ３の駆動を座席に伝達するリンク４，５を主要な構成としている。
本発明の技術は、水平地面のみならず、山間部、草原等の傾斜地を走行する乗用草刈機に適用される。
この乗用草刈機は、エンジンによって駆動される４輪あるいはクローラ等の走行部を備え、機体の底または機体の前後に草刈部を備え、走行しながら、回転刃により除草を行うものである。そして、除草部は昇降し、刈り取り高さが調整可能となっている。

前記座席１は運転者が一人座る座部シート６と、運転者の背中を支える背もたれシート７とを備え、それらはクッション性を備え、座部シートの底８には走行時の衝撃を吸収するスプリングが備えられている。
また、座席の下にはブラケット９が配置され、このブラケット９は回転軸２と一体固定されており、このブラケット９の上にレール１０を介して座席１が固定されて、レール上をスライドして前後位置を調整可能となっている。
また、座席１の周囲には各種操作レバー１１、ハンドル、クラッチ、アクセルが配置され、座席から運転者がそれぞれを操作する。

座席の下には回転軸２が挿通され、この回転軸２と座席１は一体固定され、この回転軸２は軸受けによって支えられて、回転自在となっている。
座席１は回転軸２を中心に左右に傾動し、回転軸２の後端にはアーム１２が上へ突設され、このアーム１２に後述するリンク機構から動力が伝達されて、アーム１２の左右位置を規定し、座席１が左右に傾動するようになっている。
座席１の傾き角度は、適用する機体の用途、形状、大きさ等によって設定されるが、本発明では、左右にそれぞれ１５度の範囲に設定している。
なお、１本の回転軸を挿通せずに前後の軸受部分のみに、軸を設けた場合でも同一の作用となる。

前記アクチュエータ（シリンダ３）は、座席後方の下に左右方向に配設され、シリンダ内の回転軸がモータによって駆動されて、モータの正転、逆転により、シリンダを伸縮させる構成である。
シリンダ３の先端にはシリンダ側リンク４が接続されて上へ伸び、その先端１３は機体のフレームに回転可能に固定されている。
そして、シリンダ側リンク４の中央部分には、アーム側リンク５が接続されて、横へ伸び、その先端はアーム１２に接続されている。
したがって、シリンダ３が伸縮すると、シリンダ側リンク４及びアーム側リンク５を介してその動力がアーム１２に伝達されて、アーム１２と回転軸２及び座席１は一体固定されているので、座席を傾動させることになる。
座席１は回転軸２と一体となって、軸受けで支えられているので、軸受け上で回転軸２が回転して、座席１が傾く。

座席の下にはコントローラ１４（図５参照）が配置されて、このコントローラ１４内には機体の左右方向の傾きを検出する傾斜角センサが配置されている。
この傾斜角センサの構成は、特に限定されるものではないが、一例として、機体の傾斜により電圧が変化する傾斜センサを取り付け、この電圧値のリレーまたはマイコンを通してアクチュエータを伸縮させる信号に変換し、常に一定電圧（水平）を維持するように制御する。
コントローラ１４は傾斜角センサからの信号を受け、車両の傾斜角度に応じて、どれだけシリンダを作動させれば、座席を水平に維持できるかを演算する。この演算値に基づいて制御信号を発し、シリンダ３を所定の長さ伸縮させる。
これらの制御信号は、走行地面の傾斜に応じて、瞬時に演算されて、その信号はシリンダに送られ、常に水平に維持される。

次に、本実施例の作用を説明する。
水平地を走行する場合には、座席１は図１の状態でシリンダ３は中間に位置し、シリンダ側リンク４は垂直へ上へ延び、機体、座席とも水平である。
傾斜地の草刈作業では、機体が左に傾くと、この傾斜角を傾斜角センサが検知する。この検知値はコントローラ１４で演算され、シリンダを伸張させる信号を発信する。シリンダが伸張することにより、シリンダ側リンク４がアーム側リンク５を引っ張り、アーム１２を右に傾動させる。この結果、座席が右に傾動し、座席は水平に維持される。
機体が右に傾くと、コントローラ１４では、シリンダを縮小させる信号を発信し、シリンダが縮小することにより、シリンダ側リンク４がアーム側リンク５を押し、アーム１２を左に傾動させる。この結果、座席が左に傾動し、座席は水平に維持される。
このため、運転者は水平状態で操作を行うことが可能となり、広い土手を長時間に渡って草刈作業を行う場合であっても、作業者の不自然な姿勢を解消して、負担を軽減する。

次に、第２実施例に係る座席の水平制御装置を説明する。
本実施例において、前記第１実施例と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明は省略する。
第２実施例の座席の水平制御装置は、図６〜図９に示すように、座席の下のブラケット９にローラ２０を配置し、ブラケット９の下に円弧状の台座２１を配置し、この台座２１上をローラ２０が左右に行き来する構成としたものである。
前記ブラケット９は座席１と一体に固定され、レール１０によって座部シートは前後方向にスライド可能となっている。
前記台座２１は、上へ向かって左右円弧状に開いた形状をなし、中央部分が低く、左右に広がるに従って徐々に高く形成されている。そして、この円弧状の傾きに沿ってブラケット９が傾き、それによって座席１が傾動する構成となっている。
第１実施例では、傾動中心が回転軸２であったが、第２実施例では、円弧状の台座に沿って左右に傾動するので、傾動中心がＦ点となる。このＦ点は実際に軸が挿通されているわけではないが、ブラケット９が移動しながら座席が傾くので、Ｆ点を中心として座席１が傾動することになる。

ブラケット９内には前後方向にアクチュエータ（シリンダ３）が配置され、このシリンダ３の先端にくの字に屈曲したリンク２２が接続され、そのリンク２２の屈曲部分２３が座席の下に回動可能に接続されている。また、リンク２２の先端はロッド２４に接続され、このロッド２４は車体フレームに固定されてリンク２２先端を動かないよう固定している。
第２実施例の座席の水平制御装置は、座席の下のブラケット９内に、シリンダ３及びリンク機構を収容しているので、座席下のスペースを利用したコンパクトな動力伝達機構が構成されている。
傾斜地の草刈作業では、機体が左に傾くと、この傾斜角を傾斜角センサが検知する。この検知値はコントローラ１４で演算され、シリンダ３を伸張させる信号を発信する。シリンダが伸張することにより、リンク２２が反時計周りに回動する。リンク先端はロッド２４によって、車体フレームに固定されているので、この回転力はブラケット９と共に、自分自身を回転させることになる。この結果、座席１が右に傾動し、座席は水平に維持される。
機体が右に傾くと、コントローラ１４では、シリンダ４を縮小させる信号を発信し、シリンダが縮小することにより、リンクが時計周りに回動する。リンク先端はロッド２４によって、車体フレームに固定されているので、この回転力はブラケット９と共に、自分自身を回転させることになる。この結果、座席１が左に傾動し、座席は水平に維持される

第２実施例の座席の水平制御装置は、座席１の下が円弧状の台座２１上を転動するので、その台座の傾斜に従って、座席１の上部も反対側に傾くことになる。
前記第１実施例では、回転軸２を中心として傾動するので、座席の上部の傾動幅が大きくなるが、第２実施例では、座席１の下部及び上部がそれぞれ反対方向に傾いて調整を行うので、傾き幅が少なくて済む。
したがって、座席１の左右近傍に操作レバー１１を配置した場合であっても、第２実施例では、傾動時にこの操作レバー１１との接触が避けられる。つまり、座席近くに操作レバーを配置することが可能となり、操作性が向上する。
また、第２実施例では、傾動中心が図Ｆの点になる。つまり、座席に着座した運転者の腰の高さの部位に位置することになる。
従って、腰を中心として左右に傾くため、体重移動がスムーズに行われて、位置移動による運転者の負担が軽減される。

以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、前記実施例で説明したリンク機構としては、他の構成を採用することも可能であり、シリンダ３を直接座席に接続する構成であっても本発明に含まれる。
また、前記実施例で説明したアクチュエータとしては、モータの回転力を座席に伝達して座席を傾動させる構成であっても本発明に含まれる。
そして、点Ｆの部位に実際に回転軸を挿通し、他の機構による回転制御を行う場合であっても本発明に含まれる。

第１実施例に係る座席の概略背面図である。 同右に傾動した状態の概略背面図である。 第１実施例に係る座席の概略側面図である。 第１実施例に係る座席の概略正面図である。 第１実施例に係る座席の概略平面図である。 第２実施例に係る座席の概略正面図である。 同右に傾動した状態の概略正面図である。 第２実施例に係る座席の概略平面図である。 第２実施例に係る座席の概略側面図である。

符号の説明

１ 座席
２ 回転軸
３ シリンダ
４ リンク
５ リンク
６ 座部シート
７ 背もたれシート
８ 底
９ ブラケット
１０ レール
１１ 操作レバー
１２ アーム
１３ 先端
１４ コントローラ
２０ ローラ
２１ 台座
２２ リンク
２３ 屈曲部分
２４ ロッド

Claims (4)

1. 走行機体上に左右に傾動可能に配置された座席と、
   その座席に接続されて、座席を左右に傾動させるアクチュエータと、
   機体の左右方向の傾斜角を検出する傾斜角センサと、
   前記傾斜角センサからの信号を演算し、その演算値に基づいてアクチュエータに作動信号を発信し、アクチュエータの作動を制御して、座席を水平に維持するコントローラとを備えたことを特徴とする座席の水平制御装置。
2. 座席下方の前後方向に回転軸を配置し、この回転軸上に座席を傾動自在に固定し、
   座席の下にアクチュエータを設置し、このアクチュエータからの動力をリンク機構を介して座席に伝達する構成とした請求項１記載の座席の水平制御装置。
3. 座席の下方に、上へ向かって左右円弧状に開いた形状の台座を配置し、座席の下部にローラを配置し、そのローラが台座上を左右に転動する構成とし、台座上をローラが転動することによって、台座の傾きに応じて、座席が左右に傾動する構成とした請求項１記載の座席の水平制御装置。
4. 運転者の腰の高さの位置を中心として座席が傾動する構成とした請求項１または３記載の座席の水平制御装置。

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