JP2011206003A - 歩行型作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】防振用ラバーに依存することなく、エンジンから操作レバーに伝わる振動を低減すること。
【解決手段】歩行型作業機１０は、エンジン１５と、このエンジンを結合するための複数のマウント部３１〜３４を有した作業機本体１１と、この作業機本体から後方へ延びた操作ハンドル１６とを有している。複数のマウント部は、作業機本体の剛性が最も大きい部位２４に位置する高剛性マウント部３１と、この高剛性マウント部を除く他のマウント部３２〜３４とからなる。エンジンは、他のマウント部に対しては固く結合されるとともに、高剛性マウント部に対しては他のマウント部に対するよりも緩く結合されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンを搭載した歩行型作業機に関する。

エンジンを搭載した歩行型作業機には、作業機本体から後方へ延びた操作ハンドルを有しているものがある。この種の歩行型作業機としては、例えば芝刈機や草刈機がある。このような歩行型作業機としては、例えば下記の特許文献１に記載された技術が知られている。

この特許文献１で知られている芝刈機は、エンジンと、このエンジンを結合するための複数のマウント部を有したケーシングと、このケーシングから後方へ延びた操作ハンドルとを有しているというものである。詳しく述べると、エンジンは、複数のマウント部の上に衝撃吸収用ラバーを介して取り付けられる（ラバーマウント）。エンジンに駆動されている刈刃が障害物に当たったときの衝撃を、ラバーによって吸収することができる。この結果、エンジンを衝撃から保護することができる。

しかし、刈刃はエンジンの出力軸に直接に取り付けられている。刈刃が障害物に当たったときの衝撃によって、ラバーは大きく変形する。この結果、刈刃はエンジンと共にラバーと同じ方向へ変位する。このような場合であっても、刈刃がケーシングに干渉しないような配慮をすることが好ましい。

ところで、エンジンが発生した振動はケーシングに伝わり、さらにケーシングから操作ハンドルに伝わり得る。作業者の疲労を軽減するには、エンジンから操作ハンドルに伝わる振動を低減することが好ましい。ラバーマウントによって、操作ハンドルに伝わる振動を軽減することはできる。しかし、ラバーの特性は経年変化し得るものであり、その都度、ラバーを交換する必要がある。

実公平４−４１７９９号公報

本発明は、防振用ラバーに依存することなく、エンジンから操作レバーに伝わる振動を低減することができる技術を、提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、エンジンと、このエンジンを結合するための複数のマウント部を有した作業機本体と、この作業機本体から後方へ延びた操作ハンドルとを有している歩行型作業機において、
前記複数のマウント部は、前記作業機本体の剛性が最も大きい部位に位置する高剛性マウント部と、この高剛性マウント部を除く他のマウント部とからなり、
前記エンジンは、前記他のマウント部に対しては固く結合されるとともに、前記高剛性マウント部に対しては前記他のマウント部に対するよりも緩く結合されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、前記複数のマウント部に対する前記エンジンの結合は、ボルトの締め付けによる構成であり、
前記高剛性マウント部は、前記ボルトによる前記エンジンの締め付けを規制するための規制部材を備えることによって、前記エンジンを緩く結合されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、前記操作ハンドルは、ステーを介して前記作業機本体に取り付けられ、前記ステーは、前記作業機本体の地上高を調整するときに作業者が握って昇降操作するための、高さ調整グリップの一端部を取り付けられ、前記高さ調整グリップの他端部は、前記作業機本体に取り付けられ、前記高剛性マウント部は、前記作業機本体において前記高さ調整グリップの他端部を取り付ける部位の、近傍に位置していることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、エンジンは、作業機本体の剛性が最も大きい部位に位置している高剛性マウント部に対しては、他のマウント部に対するよりも緩く結合されている。一般に、作業機本体の剛性が最も大きい部位に位置する高剛性マウント部は、他のマウント部よりも、エンジンから振動が比較的伝わり易い傾向にある。これに対し、高剛性マウント部においてはエンジンを結合する方向の、エンジンの動きを極力拘束しないように、緩く結合されている。このため、エンジンを高剛性マウント部に結合する方向の振動が、エンジンから高剛性マウント部へ伝わることを、極力低減することができる。従って、防振用ラバーに依存することなく、エンジンから操作レバーに伝わる振動を低減することができる。

請求項２に係る発明では、高剛性マウント部に規制部材を備えるだけの簡単な構成によって、ボルトによるエンジンの締め付けを規制することができる。

請求項３に係る発明では、作業機本体の高さ調整をするときに、高さ調整グリップから大きい荷重が作用する部位及びその近傍が、作業機本体のうち最も剛性の大きい部位であることに、着目したものである。高さ調整グリップの他端部を取り付ける部位の近傍、つまり最も剛性の大きい部位に高剛性マウント部を配置したので、エンジンを高剛性マウント部に結合する方向の振動が、エンジンから高剛性マウント部へ伝わることを、極力低減することができる。

本発明に係る歩行型作業機の斜視図である。 図１に示されたハウジングとエンジンと操作ハンドルとの関係を示す分解図である。 図１に示された操作ハンドル、ステー及び高さ調整グリップの斜視図である。 図２に示された高剛性マウント部の構成図である。 図２に示された他のマウント部の構成図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

本発明に係る歩行型作業機の実施例の一例として、芝刈機について説明する。
図１及び図２に示されるように、芝刈機１０は、芝草を刈る歩行型自走式作業機であって、下開放のハウジング１１（作業機本体１１）と、ハウジング１１の前部に備えた左右の前輪１２，１２と、ハウジング１１の後部に備えた左右の後輪１３，１３と、ハウジング１１の中央内部に収納された芝刈用の刈刃１４と、ハウジング１１の上部に備えたエンジン１５と、ハウジング１１から後方へ延びた操作ハンドル１６とからなる。

ハウジング１１は、例えば樹脂の成型品からなり、機体の役割を兼ねており、上面にエンジン１５を重ねてボルト止めすることによって、一体的に組み付けたものである。エンジン１５は、下端から下方の芝地（図示せず）へ向かってハウジング１１内まで延びた、出力軸１５ａを有している、いわゆるバーチカルエンジンであり、下端に取付フランジ１５ｂを有している。この出力軸１５ａは、芝地（地面）に対して略垂直な駆動軸である。

出力軸１５ａには、ハウジング１１内において刈刃１４が取り付けられている。エンジン１５で刈刃１４を駆動することにより、刈刃１４はハウジング１１内において、出力軸１５ａを中心として回転可能である。また、エンジン１５で無段変速装置（図示せず）を介して後輪１３，１３を駆動することにより、芝刈機１０を前方へ自走させて、芝刈り作業を進めることができる。

芝刈機１０は、エンジン１５によって刈刃１４を回転させることにより、芝草を刈り取るとともに、ハウジング１１内に空気の流れ（旋回流）を発生させ、この旋回流により、刈刃１４で刈った芝草を刈り芝収納体Ｂｇに送り込んで収納することができる。

図１及び図３に示されるように、操作ハンドル１６は、芝刈機１０を正面から見たときに、概ね門形状（逆Ｕ字状）に形成されている。操作ハンドル１６の左右一対の基端部１６ａ，１６ａは、それぞれステー１７，１７を介してハウジング１１の後部に取り付けられている。ステー１７，１７は、ハウジング１１の後部にボルト止めされている。操作ハンドル１６及び左右のステー１７，１７は、鋼材や軽金属材等の金属材料からなる。

さらに、ハウジング１１は左上部に、高さ調整グリップ１８を備えている。この高さ調整グリップ１８は、ハウジング１１の地上高を調整するときに、作業者が握って昇降操作するための、前後方向に細長い部材である。ハウジング１１の地上高を調整することによって、刈刃１４による芝刈り高さを調整することができる。

高さ調整グリップ１８の一端部１８ａは、ステー１７に取り付けられている。高さ調整グリップ１８の他端部１８ｂは、ハウジング１１の上端のグリップ取付部２１に取り付けられている。このグリップ取付部２１は、ハウジング１１の上面から上方へ膨出した部分である。ハウジング１１において、膨出したグリップ取付部２１を有している部分及びその周囲の剛性は、他の部位よりも大きい。

以下、ハウジング１１に対するエンジン１５の取付構造（マウント構造）について詳しく説明する。図２に示されるように、ハウジング１１は、中央の上面に上下貫通した貫通孔２２と、この貫通孔２２を囲うように位置する環状のフランジ２３を一体に形成されている。貫通孔２２には、エンジン１５の出力軸１５ａが上から挿入される。フランジ２３の上面は、水平な平板状に形成されている。

このようなハウジング１１は、フランジ２３に、エンジン１５を結合するための複数（実施例では４個）のマウント部３１〜３４を有している。ここで、４個のマウント部３１〜３４のことを、第１マウント３１、第２マウント３２、第３マウント３３、第４マウント３４と言うことにする。ハウジング１１を上から見たときに、貫通孔２２に対して、第１マウント３１は左後ろに位置し、第２マウント３２は右後ろに位置し、第３マウント３３は左前に位置し、第４マウント３４は右前に位置している。

第１マウント３１は、ハウジング１１のなかで剛性が最も大きい部位２４、つまり高剛性部位２４に位置するので、適宜「高剛性マウント部３１」と言い換える。この高剛性部位２４は、図２及び図３に示されるように、ハウジング１１において高さ調整グリップ１８の他端部１８ｂを取り付ける部位２１（グリップ取付部２１）の、近傍に位置している。本実施例では、ハウジング１１の高さ調整をするときに、高さ調整グリップ１８から大きい荷重が作用する部位２１及びその近傍が、ハウジング１１のうち最も剛性の大きい部位であることに、着目したものである。このように、高さ調整グリップ１８の他端部１８ｂを取り付ける部位２１の近傍、つまり最も剛性の大きい部位２４に高剛性マウント部３１を配置した。

一方、第２・第３・第４マウント３２〜３４は、ハウジング１１のなかで剛性が最も大きい部位２４とは異なる、他の部位２５に位置するので、適宜「他のマウント部３２〜３４」と言い換える。

図４（ａ）は、高剛性マウント部３１の断面構造を示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示された高剛性マウント部３１を分解して表している。高剛性マウント部３１は、フランジ２３のフランジ面２３ａ（上面２３ａ）に形成された座面３６と、座面３６の位置でフランジ２３を上下貫通することによって形成された貫通孔３７とからなる。貫通孔３７は真円状の丸孔である。エンジン１５の取付フランジ１５ｂは、高剛性マウント部３１に断熱インシュレータ４０及びカラー５０を介して、ボルト６１によって取り付けられている。

断熱インシュレータ４０は、円筒部４１とフランジ４２とからなる一体成形品であって、断熱性材料によって構成されている。この断熱性材料は、エンジン１５からハウジング１１へ伝わる熱を遮断することが可能な材料であって、一般的な防振ラバーよりも硬度が大きい（弾性が小さい）。円筒部４１は、高剛性マウント部３１の貫通孔３７に嵌合される部分である。フランジ４２は、円筒部４１の一端に連なる円盤状の部分であり、厚さはｔ１である。貫通孔３７に円筒部４１が嵌合された状態において、フランジ４２は座面３６に重ね合わされている。円筒部４１の長さ、つまり、円筒部４１の先端からフランジ４２の裏面までの長さ（いわゆるフランジ下長さ）は、高剛性マウント部３１のフランジ２３の厚さｔ２（座面３６からフランジ２３の裏面２３ｂまでの厚さｔ２）よりも小さい。

カラー５０は、円筒部５１とフランジ５２とからなる一体成形品であり、例えば鋼材等の金属材料によって構成されている。円筒部５１は、断熱インシュレータ４０の円筒部４１の中、つまり貫通孔４３に嵌合される部分である。フランジ５２は、円筒部５１の一端に連なる円盤状の部分である。断熱インシュレータ４０の貫通孔４３に、カラー５０の円筒部５１が嵌合された状態において、フランジ５２は断熱インシュレータ４０のフランジ４２に重ね合わされている。カラー５０の円筒部５１の長さ、つまり、円筒部５１の先端からフランジ５２の裏面までの長さ（いわゆるフランジ下長さ）は、Ｌ１である。

ここで、高剛性マウント部３１のフランジ２３の厚さｔ２に、断熱インシュレータ４０のフランジ４２の厚さｔ１を加算した値ｔ３のことを、高剛性マウント部３１の総厚さｔ３と言うことにする（ｔ３＝ｔ１＋ｔ２）。高剛性マウント部３１の総厚さｔ３に対して、カラー５０の円筒部５１の長さＬ１は、予め設定されている一定の微少な長さδ１だけ大きく設定されている（ｔ３＋δ１＝Ｌ１）。

エンジン１５の取付フランジ１５ｂは、高剛性マウント部３１の座面３６に重ね合わされている各フランジ４２，５２の上に重ねられ、カラー５０の円筒部５１の中、つまり貫通孔５３に通されたボルト６１によって取り付けられる。高剛性マウント部３１の貫通孔３７に対する断熱インシュレータ４０の円筒部４１の嵌め合い公差、断熱インシュレータ４０の円筒部４１の貫通孔４３に対するカラー５０の円筒部５１の嵌め合い公差、及び、カラー５０の円筒部５１の貫通孔５３に対するボルト６１の嵌め合い公差は、それぞれ、ほぼ隙間無く嵌め込まれる程度に設定される。

エンジン１５は高剛性マウント部３１に対して、例えば次のように取り付けられる。
先ず、図４（ｂ）に示されるように、高剛性マウント部３１の貫通孔３７に、座面３６側から断熱インシュレータ４０の円筒部４１を挿入する。
次に、断熱インシュレータ４０の貫通孔４３に、座面３６側からカラー５０の円筒部５１を挿入する。
次に、高剛性マウント部３１の座面３６に重ね合わされている各フランジ４２，５２の上に、エンジン１５の取付フランジ１５ｂを重ねて位置合わせをする。
次に、ワッシャ６２を有しているボルト６１をフランジ２３の裏面２３ｂ側からカラー５０の貫通孔５３に挿入し、エンジン１５の取付フランジ１５ｂのネジ孔１５ｃにねじ込んで、取り付け作業を完了する。

このように、エンジン１５は、高剛性マウント部３１にボルト６１の締め付けによって結合される。高剛性マウント部３１の総厚さｔ３に対して、カラー５０の円筒部５１の長さＬ１が長いので、エンジン１５は、高剛性マウント部３１に緩く結合されることになる。以上の説明から明らかなようにカラー５０、特に円筒部５１は、ボルト６１によるエンジン１５の締め付けを規制するための「規制部材」の役割を果たす。高剛性マウント部３１は、規制部材５０（カラー５０）を備えていることになる。

図５（ａ）は、他のマウント部３２〜３４の断面構造を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示された他のマウント部３２〜３４を分解して表している。

他のマウント部３２〜３４に対するエンジン１５の取付構造（マウント構造）は、カラー５０Ａの長さＬ２に特徴があり、他の構成については、上記図４（ａ）〜（ｂ）に示される高剛性マウント部３１に対するエンジン１５の取付構造と実質的に同じ構成なので、同一符号を付し、その説明を省略する。

カラー５０Ａは、図４（ａ）〜（ｂ）に示されるカラー５０と基本的に同じ構成である。カラー５０Ａの円筒部５１Ａの長さ、つまり、円筒部５１Ａの先端からフランジ５２の裏面までの長さはＬ２である。他のマウント部３２〜３４における、各々の部位の厚さｔ１，ｔ２，ｔ３は、高剛性マウント部３１における各々の部位の厚さと同じである。つまり、他のマウント部３２〜３４における、各々の総厚さｔ３は「ｔ３＝ｔ１＋ｔ２」である。総厚さｔ３に対して、カラー５０Ａの円筒部５１Ａの長さＬ２は、予め設定されている一定の微少な長さδ２だけ小さく設定されている（ｔ３−δ２＝Ｌ２）。

このように、エンジン１５は、他のマウント部３２〜３４にボルト６１の締め付けによって結合される。他のマウント部３２〜３４の総厚さｔ３に対して、カラー５０Ａの円筒部５１Ａの長さＬ２が短いので、エンジン１５は、他のマウント部３２〜３４に固く結合されることになる。

次に、上記構成の、ハウジング１１に対するエンジン１５の取付構造の作用を、図４（ａ）及び図５（ａ）に基づいて説明する。一般に、ハウジング１１の剛性が最も大きい部位に位置する高剛性マウント部３１は、他のマウント部３２〜３４よりも、エンジン１５からハウジング１１へ振動が比較的伝わり易い傾向にある。

これに対し、本実施例では、高剛性マウント部３１におけるカラー５０の長さＬ１と、他のマウント部３２〜３４におけるカラー５０Ａの長さＬ２とを変える、つまり調整することにより、振動の伝達を抑制する構成とした。具体的には、図４（ａ）に示されるように、エンジン１５は、ハウジング１１の剛性が最も大きい部位に位置している高剛性マウント部３１に対しては、カラー５０の長さＬ１を大きくすることによって、他のマウント部３２〜３４に対するよりも緩く結合されている。つまり、フローティングマウントに類似の結合である。従って、ボルト６１の締め付けにより、高剛性マウント部３１にエンジン１５を結合する結合力は、カラー５０によって規制される。

言い換えると、高剛性マウント部３１においてはエンジン１５を結合する方向（図４（ａ）の矢印Ｄｒ方向）、つまりボルト６１による締め付け方向の、エンジン１５の動きを極力拘束しないように、緩く結合される、いわゆるマウント結合剛性を下げている。このため、エンジン１５を高剛性マウント部３１に結合する方向（矢印Ｄｒ方向）の振動が、エンジン１５から高剛性マウント部３１へ伝わることを、極力低減することができる。従って、防振用ラバーに依存することなく、エンジン１５から操作レバー１６（図１参照）に伝わる振動を低減することができる。このことは、断熱インシュレータ４０の円筒部４１の長さを調整することによっても達成することができる。

特に、（１）エンジン１５から高剛性マウント部３１及びハウジング１１を介して操作ハンドル１６へ伝わる振動のモード、例えば振動の周波数や大きさと、（２）エンジン１５から他のマウント部３２〜３４及びハウジング１１を介して操作ハンドル１６へ伝わる振動のモードとを、概ね均等にすることができる。例えば、ハウジング１１から操作ハンドル１６の左右の基端部１６ａ，１６ａへ伝わる振動のモードを、概ね均等にすることができる。操作ハンドル１６を両手で握っている作業者は、左右から偏った振動を受けない。従って歩行型作業機１０の作業環境が高まり、作業者の負担を軽減することができる。

このように、カラー５０，５０Ａの円筒部５１，５１Ａの長さＬ１，Ｌ２、または、断熱インシュレータ４０の円筒部４１の長さを調整するだけで、振動の伝達を低減することができる。本発明者等の実験結果によると、エンジン１５が発生した振動がハウジング１１を介して操作レバー１６へ伝わったときの、操作レバー１６の振動レベルを、従来に比べて、約２／３に低減することができた。

しかも、高剛性マウント部３１に規制部材（カラー５０，５０Ａ又は断熱インシュレータ４０）を備えるだけの簡単な構成によって、ボルト６１によるエンジン１５の締め付けを規制することができる。

さらには、貫通孔３７に対する円筒部４１の嵌め合い公差、貫通孔４３に対する円筒部５１の嵌め合い公差、及び貫通孔５３に対するボルト６１の嵌め合い公差は、それぞれ、ほぼ隙間無く嵌め込まれる程度に設定されている。このため、断熱インシュレータ４０、カラー５０，５０Ａ及びボルト６１が貫通孔３７の径方向へ相対的に変位する変位量は、極めて小さい。高剛性マウント部３１は、エンジン１５の回転方向（図４（ａ）の矢印Ｔｒ方向）の荷重を十分に支持することができる。

このように、高剛性マウント部３１では、エンジン１５を結合する方向（矢印Ｄｒ方向）の振動伝達を極力低減するとともに、エンジン１５の回転方向（矢印Ｔｒ方向）の荷重を十分に支持することができる。

なお、本発明では、断熱インシュレータ４０の有無は任意である。断熱インシュレータ４０を廃止した場合には、貫通孔３７にカラー５０，５０Ａの円筒部５１，５１Ａを嵌合するとともに、座面３６にカラー５０，５０Ａのフランジ５２を重ね合わせることになる。この場合の総厚さｔ３は、フランジ２３の厚さｔ２と同じである（ｔ３＝ｔ２）。この場合であっても、円筒部５１の長さＬ１は総厚さｔ３に対して長さδ１だけ大きく、円筒部５１Ａの長さＬ２は総厚さｔ３に対して長さδ２だけ小さく設定される。

また、カラー５０，５０Ａにおいて、フランジ５２の有無は任意である。つまり、カラー５０，５０Ａは、円筒部５１，５１Ａだけによって構成されてもよい。

本発明の歩行型作業機は、ロータリ式芝刈機に適用するのに好適である。

１０…歩行型作業機（芝刈機）、１１…作業機本体（ハウジング）、１４…刈刃、１５…エンジン、１６…操作ハンドル、１６ａ…操作ハンドルの基端、１７…ステー、１８…高さ調整グリップ、１８ａ…一端部、１８ｂ…他端部、２１…高さ調整グリップの他端部を取り付ける部位（グリップ取付部）、３１…高剛性マウント部、３２〜３４…他のマウント部、５０，５０Ａ…規制部材（カラー）、６１…ボルト。

Claims (3)

1. エンジンと、このエンジンを結合するための複数のマウント部を有した作業機本体と、この作業機本体から後方へ延びた操作ハンドルとを有している歩行型作業機において、
   前記複数のマウント部は、前記作業機本体の剛性が最も大きい部位に位置する高剛性マウント部と、この高剛性マウント部を除く他のマウント部とからなり、
   前記エンジンは、前記他のマウント部に対しては固く結合されるとともに、前記高剛性マウント部に対しては前記他のマウント部に対するよりも緩く結合されていることを特徴とする歩行型作業機。
2. 前記複数のマウント部に対する前記エンジンの結合は、ボルトの締め付けによる構成であり、
   前記高剛性マウント部は、前記ボルトによる前記エンジンの締め付けを規制するための規制部材を備えることによって、前記エンジンを緩く結合されていることを特徴とする請求項１記載の歩行型作業機。
3. 前記操作ハンドルは、ステーを介して前記作業機本体に取り付けられ、
   前記ステーは、前記作業機本体の地上高を調整するときに作業者が握って昇降操作するための、高さ調整グリップの一端部を取り付けられ、
   前記高さ調整グリップの他端部は、前記作業機本体に取り付けられ、
   前記高剛性マウント部は、前記作業機本体において前記高さ調整グリップの他端部を取り付ける部位の、近傍に位置していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の歩行型作業機。

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