JP2024069857A - 歩行型斜面草刈機 - Google Patents

Abstract

【課題】全車輪に設けた各々のトルクリミッタと、全車輪の駆動を一括で遮断できるトルクリミッタを設け、走破性を犠牲にすることなく車輪への駆動伝動系路の部品の破損を防ぐことができる草刈機を提供することを課題とする。【解決手段】原動機４の駆動力を、伝動部１８を介して前輪２，２及び後輪３，３の全ての車輪Ａを駆動する４輪駆動形態に構成し、車輪Ａに掛かる過負荷による破損を防ぐ第一トルクリミッタＴ１を各々の全車輪Ａに設けるとともに、全車輪Ａへの伝動を一括で遮断可能な伝動系路に、各々の第一トルクリミッタＴ１の作動トルク値よりも大きなトルクが掛かった際に伝動を遮断する第二トルクリミッタＴ２を設けた歩行型斜面草刈機の構成とする。【選択図】図５

Description

本発明は、歩行型斜面草刈機の伝動部に関するものであり、詳しくは、４輪駆動形態の歩行型斜面草刈機の走行伝動系路におけるトルクリミッタの構成に関するものである。

従来、特許文献１に記載された草刈機（作業機）が知られており、この草刈機は、左右一対の前輪と後輪の全ての車輪を駆動可能の４輪駆動形態であり、この４輪全ての車輪への走行伝動を一括で遮断できる伝動系路にトルクリミッタを設けた構成である。

特開２０１９－１１８８２号公報

特許文献１の伝動系路に設けたトルクリミッタは、各々の４輪の車輪に掛かる負荷を合計したトルクがトルクリミッタの設定トルク以上になると作動する構成のため、例えば４つの車輪の内、２つの車輪には過負荷が加わっていない状態であっても、他の２つの車輪に大きな負荷が加わることにより全４輪の車輪の合計トルクがトルクリミッタの設定トルクを超えるとトルクリミッタが作動し、４輪全ての車輪の駆動が遮断されることとなる。従って、負荷的に余裕のある車輪が駆動していれば継続して走行できる場合であっても全４輪の駆動が遮断されてしまい走行不能になる可能性がある。本発明は、全車輪に設けた各々のトルクリミッタと、全車輪の駆動を一括で遮断できるトルクリミッタを設け、走破性を犠牲にすることなく車輪への駆動伝動系路の部品の破損を防ぐことができる草刈機を提供することを課題とする。

原動機４と、該原動機４の駆動力を伝達する伝動部１８と、車体１の前部、及び、後部に左右一対の前輪２，２、及び、後輪３，３と、車体１から立設し後方へ向け延設するハンドル杆８を設け、該ハンドル杆８を車体１に対して旋回、及び上下回動可能に設けた歩行型斜面草刈機において、原動機４の駆動力を、伝動部１８を介して前輪２，２及び後輪３，３の全ての車輪Ａを駆動する４輪駆動形態に構成し、車輪Ａに掛かる過負荷による破損を防ぐ第一トルクリミッタＴ１を各々の全車輪Ａに設けるとともに、全車輪Ａへの伝動を一括で遮断可能な伝動系路に、各々の第一トルクリミッタＴ１の作動トルク値よりも大きなトルクが掛かった際に伝動を遮断する第二トルクリミッタＴ２を設けた歩行型斜面草刈機の構成とする。

又、後輪３，３の左右中間部に、原動機４を取着したギヤボックスＧを設け、ギヤボックスＧの後輪３，３の左右駆動軸７，７の一方から前輪駆動軸１４を駆動するチェーン１５を備えた伝動ケース１６を設け、車体１左右一側方を前記伝動ケース１６で構成し、他方をフレームパイプ１７で構成して平面視井桁状のフレーム１ａを形成した歩行型斜面草刈機の構成とする。

又、各々の全車輪Ａの第一トルクリミッタＴ１をボール式とし、第二トルクリミッタＴ２を摩擦板式とし、該第二トルクリミッタＴ２をギヤボックスＧ内の駆動軸７に設けた歩行型斜面草刈機の構成とする。

請求項１に記載の発明は、４輪駆動形態の歩行型斜面草刈機において、全車輪Ａの各々に第一トルクリミッタＴ１を設け、更に、第一トルクリミッタＴ１の作動トルク値よりも大きなトルクが掛かった際に全車輪Ａへの伝動を一括で遮断する第二トルクリミッタＴ２を設けているので、各々の車輪Ａの内、過負荷が掛かった車輪Ａの第一トルクリミッタＴ１が作動しても、他の車輪Ａに掛かる負荷が第一トルクリミッタＴ１の作動トルク未満の場合は、この車輪Ａが継続して駆動されるので走破性が良く、各車輪Ａの強度や耐久性に応じた第一トルクリミッタＴ１の作動トルク設定が可能である。又、全車輪Ａに大きな過負荷が掛かった際には第二トルクリミッタＴ２が作動し、全車輪Ａの駆動を一括で遮断するので、伝動系路の部品の破損、折損等を確実に防ぐことができ、耐久性も向上させることができる。特に容易に想定できるチェーン１５切断時に伝動ケース１６内で噛み込んでロックした場合や第一トルクリミッタＴ１が固着し伝動系路に過大な駆動トルクが掛かった場合には第二トルクリミッタＴ２が作動し、ギヤボックスＧのケース自体やギヤボックスＧ内のギヤ等の破損を防止することができるので、伝動系路の部品強度や耐久性を上げる必要がなく重量を軽くすることができる。

請求項２に記載の発明は、後輪３，３の左右中間部に、原動機４を取着したギヤボックスＧを設け、ギヤボックスＧの後輪３，３の左右駆動軸７，７の一方から前輪駆動軸１４を駆動するチェーン１５を備えた伝動ケース１６を設け、車体１の左右一側方の伝動ケース１６をフレーム１ａの一部として構成し、他方をフレームパイプ１７で構成して平面視井桁状のフレーム１ａを形成してあるので、伝動ケース１６側には別途フレーム部材を設ける必要がなく、他側のフレームパイプ１７とともに強固で安価な車体１を構成することが可能である。

請求項３に記載の発明は、各々の車輪Ａの第一トルクリミッタＴ１をボール式とし、第二トルクリミッタＴ２を摩擦板式とし、該第二トルクリミッタＴ２をギヤボックスＧ内の駆動軸７に設けているので、正、逆転が繰り返され作動頻度も多く、高い精度の作動トルク設定が要求される車輪Ａにボール式の第一トルクリミッタＴ１により、確実な過負荷保護が可能であり、作動頻度が少なく、ボール式に比べて安価、コンパクトに構成できる摩擦板式の第二トルクリミッタＴ２は、ギヤボックスＧ内への配置が容易な上に、コスト削減が可能である。更に、第二トルクリミッタＴ２をギヤボックスＧ内に設けているので、刈草や草屑、塵埃等が第二トルクリミッタＴ２に悪影響を与えることがなく、第一トルクリミッタＴ１と第二トルクリミッタＴ２とにより、伝動経路の部品の破損、折損等を確実に防ぐことができ、耐久性も向上させることができる。

全体側面図。 全体平面図。 刈取装置の揺動操作を示す側面図及び一部平面図。 刈取装置の揺動操作を示す側面図。 車体部分を示す一部断平面図。 刈取装置の伝動部を示す側面図。 トルクリミッタの配置を示す一部断平面図。 伝動ケースと刈取装置を示す一部断側面図。 トルクリミッタの断面図。 草刈機の起立状態を示す側面図。 ハンドル伸縮を示す側面図。

本発明の実施の形態について図面を参照に説明する。本発明の草刈機は車体１の前後に左右一対の前輪２，２と後輪３，３を設け、前輪２，２間を前輪駆動軸１４で連結し、後輪３，３の左右中間部に、上部に原動機４を搭載したギヤボックスＧを設け、該ギヤボックスＧの駆動軸７，７に後輪３，３を取着してある。ギヤボックスＧの上側には原動機４を取着し、原動機４の駆動力を、伝動部１８を介して前輪２，２及び後輪３，３の全ての車輪を駆動する４輪駆動形態の草刈機である。原動機４の前部には燃料タンク４７を配置し、右側にマフラーＭが設けられ排気ガスは排気口６５から車体１左側へ向け排出Ｊさせている。原動機４の前部に配置した燃料タンク４７は、右側が後方へ向け屈曲する平面視Ｌ字状に形成してあり、屈曲部上方には給油口６０を設け、キャップ６０ａを取着してある。

ギヤボックスＧ前側には、横方向の刈刃軸５を枢支するハンマーナイフ形式の刈取装置６を設け、これら刈取装置６とギヤボックスＧ及び原動機４は、駆動軸７，７を中心に一体的に揺動可能に構成してある。駆動軸７と前輪駆動軸１４との間の車体１左側は側面視門型形状のフレームパイプ１７で連結し、右側は内部にチェーン１５を備えた側面視門型形状の伝動ケース１６で連結している。原動機４前方には、フレームパイプ１７と伝動ケース１６との間を左右に連結する連結ベース２０を設け、該連結べース２０中央部から上方へ向けハンドルベース２１を立設し、ハンドルベース２１上端部には、車体１後方上方へ向け延設するハンドル杆８を設けてある。ハンドル杆８は、図１、図２に示すように、適宜の角度で上下回動が可能で、又、平面視車体１後方向きから左右各々に約１２０度（計２４０度）の旋回が可能、且つ、図１１に示すように伸縮させることによる長さ調整が可能で、使用状態に応じてハンドル杆８を任意の位置と長さに上下回動、旋回、伸縮調整することができる。ハンドル杆８の伸縮構成は、ハンドルベース２１上端部に溶着した外パイプ８ｓに内パイプ８ｕを挿入し、外パイプ８ｓ内で内パイプ８ｕを摺動させることで伸縮することができる。Ｖはハンドルロック機構であり、ロックを解除すれば内パイプ８ｕが伸縮可能となり、ロックされると内パイプ８ｕの摺動が固定される。

ハンドル杆８の内パイプ８ｕは、ハンドル杆８を最も縮めて短かくした状態において、外パイプ８ｓ前端部から前方へ突出するよう構成し、図１０に示すように、車体１を起立させることができる。尚、燃料満タン時に車体１を起立させると燃料タンク４７の給油口６０のキャップ６０ａから燃料が漏出する可能性があるが、起立時には給油口６０が燃料タンク４７の上部に位置しているので、燃料レベルＥが給油口６０よりも低い場合には燃料が漏出することがない。燃料タンク４７の形状は、本実施例のＬ字状に限定するものではなく、車体１を起立させた際に燃料タンク４７の上端部に給油口６０を配置した形状であれば良い。

ギヤボックスＧ前部から右側に向け突設する刈刃伝動軸２２先端に伝動プーリ２３を取着し、該刈刃伝動軸２２と平行に配置した刈刃軸５右側先端に取着した刈刃プーリ２４と、前記伝動プーリ２３との間をＶベルト２５で伝動している。図６に示す通り、Ｖベルト２５は、伝動プーリ２３と刈刃プーリ２４との間に設けたテンションプーリ２６をＶベルト２５の内側から回動させて、外側へ向けＶベルト２５を張る、又は内側へ回動させて緩めることによって刈刃伝動軸２２から刈刃軸５への伝動を入り、切りすることができる。

刈刃軸５は刈刃カバー２７の左右の側板に枢支し、刈刃軸５に設けた複数の刈刃ベース２８に刈刃Ｋを取着している。刈取装置６の刈刃カバー２７の前側、及び、後側には刈草や石礫等が飛散するのを防止する飛散カバー３８を設けている。本実施例の歩行型斜面草刈機では、前後走行方向に係わらず、刈刃Ｋの回転域前側がアッパー方向に回転するよう構成しているが、前進走行時は刈刃Ｋの回転域前側をアッパー方向へ回転させ、後進走行時には、刈刃Ｋの回転域後側をアッパー方向に逆回転させるよう構成しても良い。

ハンドル杆８の先端部には操作部９を設け、作業者が手元で刈高さの変更やハンドル杆８の上下、旋回調整、ハンドル杆８の伸縮調整、走行の前後進切替え、走行速度変更、刈刃クラッチの入り、切り、原動機４のアクセル操作等を行うことができる。２９はハンドルレバーで、握り込むと、旋回ケーブル６２と上下ケーブル６３を介してハンドル杆８の上下回動、及び、旋回のロックが解除され、作業者が自由にハンドル杆８操作部９の上下高さ、及び、旋回位置を調整することができる。３０はハンドル杆８の伸縮レバーで、握り込むとハンドルロック機構Ｖのロックを解除し、ハンドル杆８を伸縮して長さ調整をすることができる。３１は前後進切替えレバーで、中央はニュートラル位置、操作部９の後方から見て、右側へ向け操作すると前進に、左側へ向け操作すると後進に走行するようギヤボックスＧ内のクラッチ３１kを切替えることができる。

３２は走行速度を変速できる変速レバーで、前後方向に操作することでギヤボックスＧ内のチェンジアーム３２cを高速、又は低速へ切り替えることができる。３３は刈刃Ｋへの伝動を入り、切りする刈刃クラッチレバーで、この刈刃クラッチレバー３３を前後方向に操作することでケーブル３３０、テンションアーム２６０を介してテンションプーリ２６を回動させてＶベルト２５を張る、又は緩めることによって刈刃伝動軸２２から刈刃軸５への伝動を入り、切りすることができる。３４は原動機４のアクセルレバーであり、このアクセルレバー３４をグリップ８ｇ側へ向け握り込み回動させると原動機４の回転数が上がり、所定回転数以上に上昇すると遠心クラッチ３５が接続され、原動機４の駆動がギヤボックスＧ内の伝動系路へ伝達される。

図３、図４は、刈取装置６がギヤボックスＧ、及び原動機４とともに、駆動軸７を中心として一体的に上下揺動する機構を示したものである。操作部９の操作パネル３６には、揺動レバー１０を摺動させる摺動ガイド３７を形成し、揺動レバー１０を摺動ガイド３７に沿って前後に摺動回動させることで、揺動ケーブル１３を介して刈取装置６を上下揺動させることができる。揺動ガイド３７には、揺動レバー１０を係止する複数の係止部３７ａを形成しており、揺動レバー１０を各係止部３７ａに係止することにより、刈取装置６の刈高さを上下段階的に揺動させることができる。

Ｌは、揺動レバー１０を最も前位置に回動させ刈取装置６の刈高さを最も低くした状態であり、Ｈは、揺動レバー１０を最も後位置に回動し係止部３７ａに係止させ刈取装置６の刈高さを最も高くした状態である。揺動レバー１０は、前後揺動軸４０を中心に前後回動可能で、又、解除回動軸４１を中心に左右回動が可能である。従って、揺動レバー１０を固定位置Ｙから解除位置Ｘへ解除揺動軸４１中心に回動させると固定ケーブル１２が引かれ、刈取装置６と車体１とを固定している揺動固定機構１１が解除され、この状態で揺動レバー１０を前後揺動軸４０を中心に前後方向へ回動させると揺動ケーブル１３を介して刈取装置６が原動機４とギヤボックスＧとともに一体的に、駆動軸７を中心に上下揺動し、揺動レバー１０を解除位置Ｘから固定位置Ｙ、及び適宜の係止部３７ａへ向け回動し係止させることで、揺動固定機構１１が刈取装置６と車体１との揺動を固定する。

尚、図３、図４には、揺動レバー１０を解除位置Ｘに向け回動させた際に、固定ケーブル１２を介しスプリング４６の付勢力に抗して、回動軸４３を中心に回動する回動プレート４４の固定穴４５と固定ピン４２との係合を解除でき、揺動レバー１０を固定位置Ｙ方向へ戻すと固定穴４５と固定ピン４２が再び係合する揺動固定機構１１の構成に限定するものではなく、刈取装置６を任意の刈高さに調整した後、車体１に対し刈取装置６の上下揺動が固定される状態にできれば良い。

左右駆動軸７の先端部には後輪３，３を設け、駆動軸７と平行に設けた前輪駆動軸１４の左右先端部に前輪２，２を設けてある。駆動軸７と前輪駆動軸１４との間には、側面視刈取装置６上方を覆う門型形状の伝動ケース１６を設け、伝動ケース１６内のチェーン１５を介して右側の駆動軸７から前輪駆動軸１４への伝動を行う４輪駆動形態の走行方式である。車体１のフレーム１ａは、ギヤボックスＧの後輪３，３の左右駆動軸７，７の一方から前輪駆動軸１４を駆動するチェーン１５を備えた伝動ケース１６と、他方をフレームパイプ１７で構成して平面視井桁状のフレーム１ａを形成してあり、伝動ケース１６をフレーム１ａの一部として構成し、別途フレーム部材を設ける必要がなく、他側のフレームパイプ１７とともに平面視井桁状のフレーム１ａを形成しているので、強固で安価な車体１を構成することが可能である。又、伝動ケース１６とフレームパイプ１７の上部を連結ベース２０で連結してあるので、更に頑強なフレーム１ａを構成することができる。

全車輪Ａには、各々の車輪Ａに、所定以上の過大トルクが加わると車輪Ａと駆動軸７、又は、前輪駆動軸１４とのトルク伝達を遮断する第一トルクリミッタＴ１を設けている。第９図は本発明の第一トルクリミッタＴ１（ボール式）を示すもので、車輪Ａは第一トルクリミッタＴ１を介して駆動軸７、又は、前輪駆動軸１４に枢支され、駆動軸側ボス５１にはスプリング５３、及び、スチールボール５２を嵌め込むスプリング溝５４を形成し、駆動軸７、又は、前輪駆動軸１４に差し込みＣ型止め輪５５で抜け止めしてある。車輪側フランジ５０の内周にはボールポケット５０ａが設けてあり、スプリング５３の付勢力によりスチールボール５２をボールポケット５０ａへ嵌合させている。駆動している車輪Ａに過大なトルクが加わると、スチールボール５２の車輪側フランジ５０のボールポケット５０ａへの嵌合状態が解除され、駆動軸７、及び、前輪駆動軸１４が破損するに至るような過大トルクを遮断できる構成である。更に、ギヤボックスＧ内の駆動軸７には、摩擦板式の第２トルクリミッタＴ２を設け、全車輪Ａに掛かるトルクの総和が第２トルクリミッタＴ２の設定トルク以上になると第２トルクリミッタＴ２が作動し、車輪Ａへの伝動を一括で遮断できるよう構成してある。

本実施例において、第一トルクリミッタＴ１の作動トルクは７ｋｇ／ｍに設定してあり、第二トルクリミッタＴ２の作動トルクは１８ｋｇ／ｍに設定してある。すなわち各々の車輪Ａに設けた第一トルクリミッタＴ１の作動トルクよりも第二トルクリミッタＴ２の作動トルクを高く設定し、各々の車輪Ａに加わる負荷が７ｋｇ／ｍ未満、且つ、各々の車輪Ａに加わる負荷の総和が１８ｋｇ／ｍ以上になると第二トルクリミッタＴ２が作動し、車輪Ａへの伝動を一括で遮断できる構成である。各々の車輪Ａの第一トルクリミッタＴ１の作動トルクが７ｋｇ／ｍで、第二トルクリミッタＴ２を有さない場合、各々の車輪Ａに加わるトルクの最大値は７ｋｇ／ｍ未満であり、伝動経路に掛かるトルクの総和は約２８ｋｇ／ｍとなり、少なくともギヤボックスＧ内の伝動経路はこの最大トルクに耐えうる強度を有さなければならなくなる。又、伝動ケース１６内のチェーン１５が切れ、伝動ケース１６内でスプロケットＳがロック状態になると、原動機４からの過大な出力トルクが伝動経路に直接掛かり、伝動経路が破損するという不都合がある。又、第二トルクリミッタＴ２の作動トルクを１８ｋｇ／ｍに設定し、第一トルクリミッタＴ１を有さない場合には、一旦第二トルクリミッタＴ２が作動すると全ての車輪Ａの伝動が遮断され走行不能になることから走破性が悪くなるという不都合がある。従って、第一トルクリミッタＴ１と第二トルクリミッタＴ２の両方を設けていることで、どちらの不都合も解決できるものである。

１ 車体
１ａ フレーム
２ 前輪
３ 後輪
４ 原動機
７ 駆動軸
８ ハンドル杆
１４ 前輪駆動軸
１５ チェーン
１６ 伝動ケース
１７ フレームパイプ
１８ 伝動部
Ａ 車輪
Ｇ ギヤボックス
Ｔ１ 第一トルクリミッタ
Ｔ２ 第二トルクリミッタ

Claims (3)

1. 原動機（４）と、該原動機（４）の駆動力を伝達する伝動部（１８）と、車体（１）の前部、及び、後部に左右一対の前輪（２），（２）、及び、後輪（３），（３）と、車体（１）から立設し後方へ向け延設するハンドル杆（８）を設け、該ハンドル杆（８）を車体（１）に対して旋回、及び上下回動可能に設けた歩行型斜面草刈機において、原動機（４）の駆動力を、伝動部（１８）を介して前輪（２），（２）及び後輪（３），（３）の全ての車輪（Ａ）を駆動する４輪駆動形態に構成し、車輪（Ａ）に掛かる過負荷による破損を防ぐ第一トルクリミッタ（Ｔ１）を各々の全車輪（Ａ）に設けるとともに、全車輪（Ａ）への伝動を一括で遮断可能な伝動系路に、各々の第一トルクリミッタ（Ｔ１）の作動トルク値よりも大きなトルクが掛かった際に伝動を遮断する第二トルクリミッタ（Ｔ２）を設けたことを特徴とする歩行型斜面草刈機。
2. 後輪（３），（３）の左右中間部に、原動機（４）を取着したギヤボックス（Ｇ）を設け、ギヤボックス（Ｇ）の後輪（３），（３）の左右駆動軸（７），（７）の一方から前輪駆動軸（１４）を駆動するチェーン（１５）を備えた伝動ケース（１６）を設け、車体（１）左右一側方を前記伝動ケース（１６）で構成し、他方をフレームパイプ（１７）で構成して平面視井桁状のフレーム（１ａ）を形成したことを特徴とする請求項１に記載の歩行型斜面草刈機。
3. 各々の車輪（Ａ）の第一トルクリミッタ（Ｔ１）をボール式とし、第二トルクリミッタ（Ｔ２）を摩擦板式とし、該第二トルクリミッタ（Ｔ２）をギヤボックス（Ｇ）内の駆動軸（７）に設けたことを特徴とする請求項２に記載の歩行型斜面草刈機。

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