JP5178021B2 - 草刈り用作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ハンマーナイフモア等のような自走式または乗用式の草刈り用作業機械に関する。

例えば、堤防等の傾斜地や荒れ地等の不整地に生い茂る雑草や樹木を刈り取るために、ハンマーナイフモアのような草刈り用作業機械が用いられる（特許文献１）。草刈り用作業機械は、内蔵エンジンから生じる力を用いて、草や茎を刈り取り、破砕する。草刈り用作業機械はフィルタを備えており、このフィルタによって、草や茎その他の破片がエンジン等に供給される空気中に混入するのを防止している。

草や茎の破片がフィルタに付着して、フィルタが目詰まりすると、エンジンへの吸気が妨げられたり、車体内部の温度が上昇する。そこで、オペレータは、定期的または不定期に、フィルタを手作業で清掃する。

なお、刈り取られた草によって、草刈り用作業機械内部の通路が目詰まりするのを防止するようにした技術は知られている（特許文献２，特許文献３）。
特開平１１−２２５５３０号公報 特開平１０−２４８３５１号公報 特開平１１−２７５９２４号公報

上述の通り、ハンマーナイフモアのような草刈り用作業機械では、走行しながら多量の雑草等を高速回転で刈り取るため、刈り取った草や茎の破片その他が巻き上げられる。この巻き上げられる草や茎の破片その他によって、フィルタが目詰まりし易い。このため、従来技術では、オペレータは、時々、手作業でフィルタを清掃する必要があり、使い勝手の点で改善の余地がある。また、手作業によるフィルタ清掃作業の頻度が多くなると、草刈り作業の効率が低下する。手作業でフィルタを清掃するためには、草刈り作業を一時中断する必要があるためである。しかし、草刈り作業を行っている間は、雑草等の異物が絶え間なくフィルタに付着するため、草刈り作業を中断させる回数が増大し、この結果、草刈り作業の効率が低下する。

なお、前記特許文献２，３には、刈り取った草を集めるための通路が、刈り取られた草によって詰まるのを防止する技術について開示されているが、フィルタの目詰まりに関する言及は全く含まれていない。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、フィルタを自動的に清掃できるようにした草刈り用作業機械を提供することにある。

本発明に従う、走行しながら草を刈る草刈り用作業機械は、作業車両本体と、作業車両本体の下側に設けられる走行体と、作業車両本体の前側に設けられる草刈り部と、作業車両本体に設けられる機械室と、機械室内に連通して設けられるフィルタ機構とを備え、このフィルタ機構は、機械室内に流入する空気中から異物を除去するためのフィルタと、このフィルタの両面のうち前記機械室とは反対側に位置する一方の表面に近接して回転可能に設けられる少なくとも一つ以上のワイパとを備える。

前記ワイパは、フィルタの前記一方の表面側に近接して設けられるワイパブレードと、フィルタの前記一方の表面に摺接するようにしてワイパブレードに設けられる摺接部材と、機械室側に設けられ、回転力を発生させるワイパモータと、フィルタを貫通してワイパモータとワイパブレードの回転中心とを機械的に接続する連結部と、を備えて構成することもできる。

前記ワイパは、複数設けることができ、各ワイパは、それぞれ独立したワイパモータにより駆動するように構成することができる。または、複数のワイパを機械的に連結し、単一のモータによって各ワイパをそれぞれ駆動させる構成としてもよい。

本発明によれば、少なくとも一つ以上のワイパが回転することにより、フィルタの外面（一方の面）に付着した草や茎またはこれらの破片は、自動的に除去される。また、ワイパブレードをワイパモータによって回転させることにより、摺接部材がフィルタの外面に付着した異物を除去することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、草刈り用作業機械として、ハンマーナイフモアを例に挙げて説明する。以下に詳述するように、本実施形態では、機械室２０の上側に、複数のプロペラ型ワイパ４２を備えるフィルタ機構４０を設けている。本発明の理解及び実施のために、まず最初に、ハンマーナイフモアの全体構造について説明し、次に、フィルタ機構について説明する。

図１は、ハンマーナイフモア１の斜視図である。ハンマーナイフモア１は、後述のように、ハンマーのようなカッター１６（図２参照）を回転させながら走行することにより、雑草や小型の樹木等を破砕する装置である。ハンマーナイフモア１は、例えば、車両本体２と、クローラ３と、作業機４とを備えて構成される。

「作業車両本体」としての車両本体２の下側には、「走行体」としてのクローラ３が設けられている。車両本体２には、後述のように、エンジン２２（図６参照）や油圧装置（図示せず）を収容するための機械室２０，３０（図３参照）が設けられている。車両本体２の外側は、外装５によって覆われている。

車両本体２の上側には、カバー６が開閉可能に取り付けられている。カバー６の基端側は、車両本体２の前側に回動可能に取り付けられている。カバー６の先端側は、操縦装置８側に向けて延びるようにして設けられている。これにより、カバー６は、車両本体２の上側を覆うようにして、開閉可能に設けられる。カバー６を開くことにより、オペレータは、機械室２０，３０の整備等を行うことができる。車両本体２の後側下部には、ステップ７が設けられている。オペレータは、ステップ７に立って、ハンマーナイフモア１を操作する。車両本体２の後側には、後述の操縦装置８が設けられており、操縦装置８を操作するオペレータを取り囲むようにして保護バー８Ａが設けられている。

車両本体２の前側には、「草刈り部」としての作業機４が上下に揺動可能に設けられている。作業機４は、例えば、カッターケース１０と、カッターカバー１１と、左右両側のリンク１２と、左右両側のバネ１３と、左右両側のソリ１４と、回転軸１５及び複数のカッター１６とを備えて構成される。

カッターケース１０は、回転軸１５及びカッター１６を収容するものである。カッターケース１０の前側の下部には、カッターカバー１１がリンク１２及びバネ１３を介して、開閉可能に取り付けられている。この構成により、刈り取り対象物である雑草等の背丈に応じて、カッターカバー１１の開口量が変化する。雑草の背丈が低い場合、カッターカバー１１の開く量は小さくなる。これにより、小石等がカッターケース１０内から前方に飛散するのを防止する。雑草の背丈が高い場合、カッターカバー１１には開方向（上方向）への力が加わり、カッターカバー１１の開く量は大きくなる。これにより、背丈の高い雑草を大量にカッターケース１０内に取り込んで、破砕することができる。カッターケース１０の両側面の下側には、ソリ１４が設けられている。

図２は、カッターカバー１１を開いた状態で示す正面図である。カッターケース１０内に設けられた回転軸１５は、例えば、油圧モータ等によって回転される。回転軸１５には、その軸方向に離間して、ハンマナイフ型のカッター１６が複数設けられている。

図３は、ハンマーナイフモア１の側面図である。車両本体２は、機械室２０，３０を備えている。機械室２０は車両本体２の後側に位置し、機械室３０は車両本体２の前側に位置する。一方の機械室２０は、例えば、エンジン２２やラジエータ２３及び作動油クーラ２４（いずれも図４参照）を収容しており、他方の機械室３０は、例えば、燃料タンク３１及び作動油タンク３２を収容している。機械室２０と機械室３０との間には、開口部を有する隔壁９が設けられている。

機械室２０の上側には、カバー６及び隔壁９によって、空間９Ａが形成される。この空間９Ａ内には、フィルタ機構４０が設けられる。空間９Ａは、カバー６や外装５によって取り囲まれて形成されており、複数の開口部（流入口）９Ｂ，９Ｃ（図７参照）が空間９Ａに連通するようにして設けられている。

フィルタ機構４０は、機械室２０内に正常な空気を供給するためのものである。フィルタ機構４０の詳細は後述するが、先に簡単に説明すると、フィルタ機構４０は、例えば、一つのフィルタ４１と複数のワイパ４２とを備えて構成される。

操縦装置８は、車両本体２の後側に設けられている。操縦装置８は、例えば、走行レバー、駐車ブレーキレバー、カッタークラッチレバー、刈り取り高さ調節用ノブ、エンジン回転数調整レバー、エンジン始動スイッチ、モニタパネル等を備えて構成される。なお、図中では、走行レバー等の図示を適宜省略している。

図４は、フィルタ機構４０とエンジン２２等との関係を示す説明図である。図４は、機械室２０及び空間９Ａの断面を模式的に示している。空間９Ａと機械室２０との間は、フィルタ４１によって仕切られている。

フィルタ４１は、例えば、略平板状の金属製フィルタとして構成される。但し、フィルタ４１の材質や形状は特に問わない。また、フィルタ４１を、目の粗密が異なる複数のフィルタから構成してもよい。

機械室２０の上方には、フィルタ４１を挟むようにして、複数のワイパ４２が設けられている。以下は、ワイパ４２を２個設ける場合を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えば、１個または３個以上のワイパ４２を設ける構成でもよい。

各ワイパ４２は、例えば、ワイパブレード４３と、連結部４４と、ワイパモータ４５と、ワイパゴム４６等を備えて構成される。ワイパ４２の詳細な構成は、図５及び図６と共に後述する。

エンジン２２は、吸気ダクト２１を備えている。吸気ダクト２１の先端側は、エンジン２２の側部を、ラジエータ２３の上方に向けて延設されている。吸気ダクト２１の基端側は、エンジン２２の上面側に接続されている。つまり、外気を吸い込むための吸気口（吸気ダクト２１の先端側の開口部）を、操縦装置８側から遠ざけることにより、吸気音を低減している。なお、吸気構造は上記の例に限定されない。

図５，図６は、一つのワイパ４２を拡大して示す斜視図である。ワイパブレード４３は、例えば、金属材料等から断面Ｌ字状の長尺な部材として構成される。ワイパブレード４３の垂直な面には、複数のワイパゴム４６がネジ４７を用いて設けられている。ワイパゴム４６は、フィルタ４１の外面に接触または近接することにより、草や茎の破片等を掻き取るためのものである。なお、本実施例のワイパゴム４６は、合成ゴム材料等から平板状に形成されているが、これに限らず、合成樹脂材料等のゴム以外の材料から平板状以外の形状で形成する構成でもよい。また、取付手段の一例として、ネジ４７を例に挙げたが、これに限らず、例えば、接着剤やクリップ等のような他の取付手段を用いても良い。

ワイパブレード４３の長手方向の中央部は、他のネジ４７Ａによって、連結部４４に取り付けられている。連結部４４は、ワイパモータ４５から出力される回転力をワイパブレード４３に伝達するためのものである。例えば、連結部４４のスリットにワイパモータ４５の出力軸を係合させることにより、ワイパモータ４５の回転力をワイパブレード４３に伝達することができる。このような連結構造に限らず、例えば、ワイパモータ４５とワイパブレード４３とを歯車機構やベルト機構等を介して連結させる構成でもよく、あるいは、ワイパモータ４５とワイパブレード４３とを直接的に連結させる構成でもよい。即ち、ワイパモータ４５の出力軸の先端をワイパブレード４３の中央部に取り付ける構成を採用してもよい。

ワイパモータ４５は、ワイパブレード４３をフィルタ４１と平行に回転させるための駆動源である。ワイパモータ４５は、例えば、油圧モータまたは小型の電気モータとして構成される。但し、直流サーボモータのような電気モータに限らず、例えば、超音波モータやステッピングモータ等のような他の駆動源を用いることもできる。

図７は、カバー６等を取り除いた状態で、空間９Ａを拡大して示す斜視図である。機械室２０の上側に位置する空間９Ａは、その上部がカバー６によって覆われる。空間９Ａには、複数の開口部９Ｂ，９Ｃが連通している。これら各開口部９Ｂ，９Ｃは、外気を空間９Ａ内に流入させるための空気取入れ口となっている。

操縦装置８側には、複数の開口部９Ｂが設けられる。また、空間９Ａの一方の側面には、別の開口部９Ｃが設けられる。開口部９Ｃと対向する別の側面９Ｄと、各開口部９Ｂに対向する面とは、それぞれ壁部となっており、開口部は設けられていない。なお、開口部９Ｂを一つだけ設けてもよいし、開口部９Ｃを複数設けてもよいし、側面９Ｄに別の開口部を設ける構成でもよい。

上述の通り、空間９Ａと機械室２０とを仕切るようにして設けられたフィルタ４１の外面側には、２個のワイパブレード４３が互いに離間して回転可能に設けられている。つまり、各ワイパブレード４３が回転した場合に、お互いの動作に干渉しない程度の距離をあけて、各ワイパ４２が設置される。そして、各ワイパブレード４３がそれぞれ３６０度連続回転することにより、ワイパゴム４６はフィルタ４１の外面に付着した異物を掻き取って除去する。

図８は、フィルタ４１及びワイパゴム４６等を取り除いた状態で示す斜視図である。各ワイパ４２は、取付ステー４８によって取り付けられている。取付ステー４８の一端側は、フィルタ４１の内側（機械室２０側）に位置して連結部４４に取り付けられており、取付ステー４８の他端側は、機械室２０内に取り付けられている。

図９は、空気の流れを模式的に示す説明図である。オペレータがエンジン２２を始動させると、エンジン２２は、図４中に矢示Ａ４で示すように、吸気ダクト２１を介して、空気を吸い込む。これにより、機械室２０内の圧力及び機械室２０に連通する空間９Ａ内の圧力が低下する。

空間９Ａ内の圧力が大気圧よりも低下すると、操縦装置８側に設けられた各開口部９Ｂを介して、空気Ａ１が空間９Ａ内にそれぞれ流入する。また、開口部９Ｃからも空気Ａ２が空間９Ａ内に流入する。空間９Ａ内に流入した空気Ａ１，Ａ２は、フィルタ４１を通って、機械室２０内に流入する。図４中に示すように、フィルタ４１を通過する空気Ａ３に含まれる異物は、フィルタ４１により除去される。この空気Ａ３は、異物の少ない清浄な空気となり、吸気ダクト２１を介してエンジン２２に吸い込まれる。また、空気Ａ３は、ラジエータ２３及び作動油クーラ２４等を冷却する。

空間９Ａ内の空気Ａ１，Ａ２には、ハンマーナイフモア１による草刈り作業によって、草や茎またはこれらの破片等の異物が混入している。上述のように、この異物は、フィルタ４１を通過することができず、フィルタ４１の外面に付着する。各ワイパ４２は、例えば、矢示Ｒ方向にそれぞれ３６０度連続回転することにより、フィルタ４１の外面に付着した異物を掻き取って清掃する。

なお、本実施例では、各ワイパ４２のワイパブレード４３を反時計回り（矢示Ｒ方向）にそれぞれ回転させる場合を示すが、これに限らず、各ワイパブレード４３を時計回りにそれぞれ回転させてもよい。また、例えば、一方のワイパブレード４３の回転方向と他方のワイパブレード４３の回転方向を逆にしてもよい。あるいは、一つまたは複数のワイパブレード４３を、フィルタ４１の外面を縦方向または横方向のいずれか一方向に直線的に往復させるように構成してもよい。さらに、ワイパブレード４３を、例えば、９０度〜１８０度程度の範囲で扇状に回転させる構成としてもよい。

図１０は、各ワイパブレード４３によってフィルタ４１が清掃される範囲Ｓを模式的に示す説明図である。範囲Ｓは、ワイパブレード４３と略等しい直径寸法を有する円状に形成される。各ワイパ４２が作動を続ける限り、少なくとも各範囲Ｓを合計した面積分だけ空気の流入面積が確保される。なお、万が一、いずれか一方のワイパ４２が停止する事態に備えて、一つのワイパ４２により形成される範囲Ｓの面積だけでも、エンジン２２やラジエータ２３等が必要とする空気量を確保できるように、ワイパブレード４３の長さ寸法等を設定するのが好ましい。

本実施例は上述のように構成されるため、オペレータは、手作業でフィルタ４１を清掃する必要がなく、草刈り作業の効率が向上する。また、各ワイパ４２により清掃される範囲Ｓの合計値ΣＳ分の流入面積を確保できるため、エンジン温度が上昇するのを抑制し、オーバーヒートの発生を防止することができる。

また、各ワイパ４２は、それぞれワイパモータ４５によって駆動するため、ハンマーナイフモア１の走行姿勢や速度にかかわらず、フィルタ４１を一定周期で清掃することができ、信頼性が向上する。

さらに、各ワイパ４２は、それぞれ別々のワイパとして構成されており、それぞれ独自のワイパモータ４５により駆動される。即ち、本実施例のワイパ４２は、冗長構成を備えている。従って、いずれか一方のワイパ４２が故障した場合でも、他方のワイパ４２によって範囲Ｓの面積を清掃でき、機械室２０内のエンジン２２等で必要な空気を確保することができ、信頼性が向上する。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、草刈り用作業機械として、車両の後方にオペレータが立って操作する形式のハンマーナイフモアを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、乗用車型の草刈り作業機械や手押し式の草刈り作業機械、または各種農業機械にも適用可能である。

また、例えば、ワイパブレードの回転開始時期や回転停止時期、回転速度、回転方向を、エンジン２２の回転数や気温等によって適宜制御する構成としてもよい。

ハンマーナイフモアの斜視図。 作業機の正面図。 ハンマーナイフモアの側面図。 フィルタ及びエンジン等の関係を模式的に示す説明図。 一つのワイパを拡大して示す斜視図。 一つのワイパを拡大して別の方向から見た斜視図。 カバーを除いた状態でワイパ及びフィルタを示す斜視図。 フィルタ及びワイパゴムを除いた状態でワイパを示す斜視図。 フィルタに向けて流入する空気の様子を示す説明図。 ワイパによってフィルタが清掃される範囲を示す説明図。

符号の説明

１…ハンマーナイフモア、２…車両本体、３…クローラ、４…作業機、５…外装、６…カバー、７…ステップ、８…操縦装置、８Ａ…保護バー、９…隔壁、９Ａ…空間、９Ｂ，９Ｃ…開口部、９Ｄ…側面、１０…カッターケース、１１…カッターカバー、１２…リンク、１３…バネ、１４…ソリ、１５…回転軸、１６…カッター、２０，３０…機械室、２１…吸気ダクト、２２…エンジン、２３…ラジエータ、２４…作動油クーラ、３１…燃料タンク、３２…作動油タンク、４０…フィルタ機構、４１…フィルタ、４２…ワイパ、４３…ワイパブレード、４４…連結部、４５…ワイパモータ、４６…ワイパゴム、４７，４７Ａ…ネジ、４８…取付ステー、Ａ１〜Ａ４：空気の流れ、Ｓ：ワイパによる清掃範囲

Claims (1)

1. 走行しながら草を刈る草刈り用作業機械（１）であって、
   その後側に操縦装置（８）が設けられた作業車両本体（２）と、
   前記作業車両本体の下側に設けられる走行体（３）と、
   前記作業車両本体の前側に設けられる草刈り部（４）と、
   前記作業車両本体に設けられ、吸気ダクト（２１）の吸気口が前記操縦装置から遠ざかるようにして下向きに配置されたエンジン（２２）を収容する機械室（２０）と、
   前記機械室（２０）の上側に位置して該機械室内に連通して設けられるフィルタ機構（４０）であって、前記機械室内に流入する空気中から異物を除去するためのフィルタ（４１）と、このフィルタの両面のうち前記機械室とは反対側に位置する一方の表面に近接して回転可能に設けられる少なくとも一つ以上のワイパ（４２）とを備えたフィルタ機構と、
   を含み、
   前記ワイパ（４２）は、
   前記フィルタ（４１）の前記一方の表面側に近接して設けられるワイパブレード（４３）と、
   前記フィルタの前記一方の表面に摺接するようにして前記ワイパブレードに設けられる摺接部材（４６）と、
   回転力を発生させるワイパモータ（４５）と、
   前記フィルタを貫通して前記ワイパモータと前記ワイパブレードの回転中心とを機械的に接続する連結部（４４）と、
   を備え、
   前記ワイパ（４２）は、複数設けられており、各ワイパは、それぞれ独立したワイパモータ（４５）により連続回転するように構成される草刈り用作業機械。

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