JP2016178904A - 草刈機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来一般に普及している小型の回転刃を持つ作業機では、動力停止しても回転刃がしばらくは惰性で回り続ける場合がほとんどであり、昔から安全を考えた場合のブレーキ機構の必要性が言われていた。ブレ−キ機構を有する草刈機を提供する。【解決手段】原動機出力に自動遠心クラッチを装着すると共に、そのクラッチの出力軸に、回転停止させるブレーキを装着し、そのブレーキのブレーキワイヤーを、デットマンレバーに連結し連動させ、握った手が解放となると同時に、即ちデットマンレバーの作動と同時に、ブレーキワイヤーを引き、回転刃を急停止させると共に、駆動源を遮断させるようにする「駆動−伝動−制動」機構にした。【選択図】図１

Description

本発明は一般向け汎用の回転刃を持つ作業機の中で、特に回転数の高い草刈機について、その安全性の向上に関するものである。

従来一般に普及している小型の回転刃を持つ作業機では、動力停止しても回転刃がしばらくは惰性で回り続ける場合がほとんどであり、昔から安全を考えた場合のブレーキ機構の必要性が言われていた。近年、安全性が重視され製造責任が問われる時代となって、この重要性が益々高くなっている。

特願２０１４−０３４７６９ 特開２００７−５３９９３ 特開２０１５−００６１４３ 特開平０６−５４６１９ 実開昭５１−５３２４８ 特開２００２−１８６３２７

回転刃を持つ作業機の中でも、特に回転数の高い草刈機やその類機で、安全性を確保するねらいから、今日、回転刃のブレーキ機構の必要性が高まっている。しかし現状ではまだまだ取り組みが始まったばかりである。ただ圧倒的生産台数の多い刈払機については、古くからいくつか取り組みがなされていた。（特許文献５及び６）
本出願人は先に、刈払機並に手軽に安く、それでいて誰でも、高齢者や婦女子でも楽にそして安全に使える、新しいタイプの草刈機を発明、製品化した（特許文献１）。これは従来からある刈払機（たとえば特許文献５及び６）と自走式歩行型草刈機（たとえば特許文献２及び４）のほぼ間に位置するものである。本発明はこれを更に発展させ、通常時、非常時共、回転刃を即停止できる回転刃ブレーキ機構を実現し、主に自立自走式歩行型草刈り機の安全性を向上させる安全機構を提供するものである。

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、エンジン又はモータ等の原動機を搭載し、回転刈刃と走行駆動輪とを駆動する自立自走式の草刈り機において、原動機出力に自動遠心クラッチを装着すると共に、該クラッチの出力軸に、回転停止させるブレーキを装着し、該ブレーキのブレーキワイヤーを、作業機の、主に操縦ハンドルに重ね合わせて握るように装着される、デットマンレバーに連結し連動させ、握った手が解放となると同時に、即ちデットマンレバーの作動と同時に、ブレーキワイヤーを引き、回転刃を急停止させると共に、駆動源を遮断させるようにする「駆動−伝動−制動」機構にしたことである。

更にこの「駆動−伝動−制動」機構の操縦操作性を快適にする為、ブレーキのきき具合が最適になるよう構成し、デットマン機構の動作によりブレーキワイヤーが引かれる時、スロットルレバーをアイドル状態にするようデットマンレバーに係合する構成にした。また始動時、ブレーキ状態を確実に解除する為の、始動時のみ有効のブレーキ解除レバーをブレーキワイヤーに連結し、これもまたデットマンレバーに係合する機構にし、始動時、そのレバーを引いて、ブレーキのアウターワイヤーの固定を解除し、ブレーキを解放状態にすると共に、始動後デットマンレバーを握ったとき、レバーを戻しブレーキのアウターワイヤーを固定し、ブレーキを待機状態にする構成にした。

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。

通常作業停止時はもちろん、操縦者の不慣れ、不注意、転倒、などで突発的に操縦者の手が草刈機から離れてしまった場合（操縦者フリー）、回転刃、走行駆動輪共に急停止させる為、安全性が飛躍的に向上する。

急停止と同時に、スロットルをアイドル状態にし始動初期状態に戻す為、いちいち再始動をする必要はなく、安全装置作動後の作業性が良い。

始動時のブレーキリセット機能が有る為、安全装置の装着によるブレーキトラブルがなく、作業性がよい。

安全上の急停止のためとはいえ、いたずらに拘束力の強力なブレーキを使用しても駄目である。拘束力が強すぎると、作動耐久性の低下、ブレーキの焼き付け損傷、ねじり衝撃力による軸、ブレーキ、クラッチ等への損傷、また機構そのものへの損傷にもつながる。
逆に拘束力の弱いブレーキだと、停止時間が長くなってしまい安全装置としての役割を果たさない。ブレーキは原動機出力と作業負荷に応じて最適に設定される。また本発明では耐久性を向上させる為の独自の工夫も行った。

本願発明を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明「駆動−伝動−制動」機構を示す側面図である。エンジン１の出力フランジ１１に自動遠心式のクラッチ２を装着し、エンジン回転数の上昇と共に、クラッチシュー１２〜クラッチドラム２１〜クラッチ出力軸２２とエンジン出力は伝動される。本発明ではこの先に更にブレーキ３を装着する構成にしている。通常ブレーキは末端の作業側、回転刃、駆動輪などの近傍に装着するのが普通であるがこの構成によって、駆動軸の停止と同時にクラッチ２の動作で駆動源も遮断することが出来、より安全性が高まる。

本発明機構の実施例ではブレーキ３にバンドブレーキを使用している。これはドラムブレーキの一種で構造が簡単で安価なことで知られている。最も多く使われている製品は自転車である。このライニングレバー３４をブレーキワイヤーなどで引くことにより、ライニングバンド３２がブレーキドラム３１を締め付け、回転出力は停止し、同時にクラッチシュー１２がクラッチドラム２１から外れ駆動源も遮断される。ブレーキ３からの出力軸３３からは軸先端に装着した出力ベベルギヤ４１などを介して、それぞれの作業部に出力される。

図２、図３にこの機構を本出願人が先に発明、製品化した自走式刈払機（特許文献１）に搭載した製品実施例を示し、図４、図５にその操作機構とデットマン安全機構の詳細を示す。主構成は本発明機構をそのまま使用してあり、エンジン１、自動遠心クラッチ２、バンドブレーキ３と連結しており、それぞれの入出力軸はアルミパイプハウジング内に入っている。機構出力はフレーム内の出力ベベルギヤ４１を介して、カウンターミッション４に伝動され、一つは走行ミッション入力軸４２に、一つは左右一対の刈刃入力軸４３に伝達され、走行ミッション５を駆動し、走行輪５１を駆動し、また左右一対の刈取部６を駆動する。カウンターミッションもまたアルミパイプで構成している。以上のアルミパイプは機体フレームと兼用しており、自走式機械ではあるが機体用シャシーや機体用フレームなど一切使用していない極めてシンプルな構成にしている。

操作は本発明機構を収納するアルミパイプハウジングに操作用のハンドル７を固定しており、これで操縦操作する。手元にはデットマン安全機構を構成するデットマンレバー８を、握り部分がハンドル７の握り部分と同一になるよう、ハンドルの握り部と固定端との間で回動可能に連結している。レバー８の回動支軸側の一方にはレバーブラケット８１が固着されレバー８と連動し回動する構成になっており、これに固着されたバネ用ポストａ８１１にブレーキワイヤー３５の一端が緩衝スプリング３６をつないだ状態で係止めされている。ブレーキワイヤー３５の他端はブレーキ３のライニングレバー３４に係止めされている。またブラケット８１に別に固着したバネ用ポストｂ８１２と、ハンドル７に固着しているハンドルブラケットｂ７２に固着したバネ用ポストとの間にレバースプリング８１３が係止めしてあり、このバネ力によりデットマンレバー８を固定位置に引き上げるよう構成している。図２、図３はいずれもレバー８が固定位置に引き上げられた停止時の待機状態を示す。

レバー８が引き上げられるとブラケット８１のバネ用ポストａ８１１はブレーキワイヤー３５を引っ張りブレーキ３が動作する。デットマンレバー８をハンドル７と合わせて握ることでブレーキ３は解除され作業開始出来る。作業停止、中断、また不注意、転倒、など突発的に手が離れてしまった場合でも、レバー８が引き上げられ走行、刈刃とも即座に停止し、駆動源も遮断される。デットマン安全機構の基本を構成している。

レバーブラケット８１には他にエンジン１のスロットル操作機器類と始動時のプレーキ解除機器類を連結、係止め、係合などしており、安全機構を確実なものにするのと、操作性を良くする為の配慮をしている。ブラケット８１にはスロットルレバー１４とスロットルケーブル１５が係止めされている。ケーブル１５はスロットルレバー１４に係り止めされていると共にブラケット８１にも係止めされている。デットマンレバー８が停止中の引き上げられた状態ではブラケット８１の方が優先しスロットルケーブル１５をフリー（アイドリング）状態にし、スロットルレバー１４が引かれても空引き状態にし、スロットルケーブル１５が引かれた状態で始動出来ないようにしている。始動後デットマンレバー８を引き下ろしハンドル７と一緒に握った状態で作業開始状態にすると、スロットルケーブル１５のスロットルレバー１５への係止めが有効になり、スロットル操作が可能になる。

またブラケット８１のそばのハンドル部には、ブレーキ解除レバー３７を連結し、ブラケット８１と係合させている（図５）。図５にはブレーキ解除機構のみ抽出し示してある。始動時このレバー３７を引き支点越え固定で、ハンドルブラケットｂ７２に固定されているブレーキワイヤー３５のアウターワイヤー３８を引きブレーキのアウターワイヤーのハンドルブラケット７２への固定を解除し、ブレーキを解放状態にする。始動後デットマンレバー８を引き下ろしハンドル７と一緒に握った状態にすると、レバーブラケット８１の縁がブレーキ解除レバー３７を支点越え固定を超えて押し戻し、レバー３７はスプリングによりスプリングバックし、アウターワイヤー３８はハンドルブラケット７２に固定され、ブレーキ３は待機状態になる。図５中段は停止状態で解除レバー３７を引いた状態を、下段はデットマンレバー８を引き下ろす途中のブラケット８１が解除レバー３７を押し戻そうとする状態を示す。

以上、始動時はブレーキ解除レバー３７を引いてブレーキ３を開放状態にし、スロットルレバー１４の効かないアイドリング状態で安全始動し、始動後はデットマンレバー８を引き下ろしハンドル７と一緒に握った状態での作業開始状態になると、ブレーキ３待機状態になり、またスロットルレバー１４操作が可能になる。走行クラッチレバー５２を握って走行ミッション５のクラッチが入り走行できる。通常操作では作業終了、また中断時、走行クラッチレバー５２を離し走行停止、スロットルレバー１４をアイドリング状態に戻し、ストップレバー１３をエンジン停止側に回し停止させる。作業操縦中、突発的に手がハンドル７から離れてしまった場合、デットマンレバー８はレバースプリング８１３によりスプリングバックし、駆動軸のブレーキ３が入り、走行、刈取部共急停止させる。同時にクラッチ２が切れエンジン１出力は遮断されると共にスロットルはアイドリング状態に戻る。ストップレバー１３を停止側にすれば停止するが、再度デットマンレバー８を握れば作業再開出来る。作業性まで配慮したデットマン安全機構である。

この機構ををより確かなものにするため、本発明ではブレーキ３を通常とは異なる使い方をしている。ライニングバンド３２のブレーキドラム３１への巻き付き方向を、ドラムの回転方向と反対方向になるように装着していることである。図１中断左側に本発明での使い方を、下段に通常の使い方を示す。通常使用ではライニングバンド３２のドラム３１への巻き付くように締まる自己増力効果（セルフサーボ効果）により、ブレーキが効き過ぎてしまいやがて焼き付けを起こしてしまう。当初はブレーキの選定に問題と考えられたが、この方法で解決することが出来た。もともとバンドブレーキは自転車用にドラムブレーキの派生として開発されたものであり、制動負荷よりも回転数の極端な違いから来る問題だった。

以上、小型自走式作業機の安全装置に有効な「駆動−伝動−制動」機構と、それを使用した自走式刈払機のデットマン安全装置を高い次元で完成させることが出来た。とかく小型作業機では軽視されがちな安全機構を最も安価な部品を用いて実現した。これからの少子高齢化時代に、この分野において大きく寄与する。

「駆動−伝動−制動」機構は小型作業機の安全機構の全てに、自走式刈払機の安全機構は小型自走式作業機の全てに利用が可能である。

本願「駆動−伝動−制動」機構を示す主構成図である。 本願第１実施例草刈り機の基本構成を示す左側面図である。 本願第１実施例草刈り機の基本構成を示す右斜視図である。 本願第１実施例草刈り機の操作機構を示す斜視図である。 本願第１実施例草刈り機の操作機構を示す左側面図である。

１ エンジン
１１ 出力フランジ
１２ クラッチシュー
１３ ストップレバー
１４ スロットルレバー
１５ スロットルケーブル
２ クラッチ
２１ クラッチドラム
２２ クラッチ出力軸
３ ブレーキ
３１ ブレーキドラム
３２ ライニングバンド
３３ 出力軸
３４ ライニングレバー
３５ ブレーキワイヤー
３６ 緩衝スプリング
３７ ブレーキ解除レバー
３８ アウターワイヤー
４ カウンターミッション
４１ 出力ベベルギヤ
４２ 走行ミッション入力軸
４３ 刈り刃入力軸
５ 走行ミッション
５１ 走行輪
５２ 走行クラッチレバー
６ 刈取部
７ ハンドル
７１ ハンドルブラケットａ
７２ ハンドルブラケットｂ
８ デットマンレバー
８１ レバーブラケット
８１１ バネ用ポストａ
８１２ バネ用ポストｂ
８１３ レバースプリング

Claims (5)

1. エンジン又はモータ等の原動機を搭載し、主に回転刃により作業する小型の作業機において、原動機出力に自動遠心クラッチを装着すると共に、該クラッチの出力軸に、回転停止させるブレーキを装着し、該ブレーキのブレーキワイヤーを作業機の、主に操縦ハンドルに手を重ね合わせて握るように装着される、デットマンレバーに連結し連動させ、握った手が解放となると同時に、即ちデットマンレバーの作動と同時にブレーキワイヤーを引き、回転刃を急停止させると共に、駆動源を遮断させるようにした、小型作業機の「駆動−伝動−制動」機構。
2. エンジン又はモータ等の原動機を搭載し、回転刈刃と走行駆動輪とを駆動する自立自走式の草刈り機において、請求項１に記載する「駆動−伝動−制動」機構を備え、デットマンレバーの作動と同時に、回転刈刃と走行駆動輪を急停止させると共に、駆動源を遮断させるようにしたことを特徴とする草刈機。
3. 前記ブレーキをデスクブレーキ、又はドラムブレーキ、又はバンドブレーキとし、操縦ハンドルに併設したデットマンレバーにより、操縦者フリーになったとき、即ち操縦者の手が作業機から離れたとき、ブレーキワイヤーを引き、ブレーキを作動させ、回転刈刃と走行駆動輪を急停止させると共に、駆動源を遮断させるようにした、請求項２に記載する草刈機。
4. 前記ブレーキにバンドブレーキを使用した自立自走式の草刈り機において、バンドブレーキのクラッチ出力軸への装着を、ライニングバンドのブレーキドラムへの巻き付き方向が、ブレーキドラムの回転方向と反対方向になるように装着したことを特徴とする請求項２及び請求項３に記載する草刈り機。
5. エンジンを搭載し、前記ブレーキにバンドブレーキを使用した自立自走式の草刈り機において、ブレーキワイヤーのアウターに連結し、デットマンレバーに係合するブレーキ解除レバーを設け、始動時、該レバーを引いて、ブレーキのアウターワイヤーの固定を解除し、ブレーキを解放状態にすると共に、始動後デットマンレバーを握ったとき、該レバーを戻しブレーキのアウターワイヤーを固定し、ブレーキを待機状態にする構成にしたことを特徴とする請求項２から請求項４に記載する草刈り機。