(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に１輪又は前後２輪の車輪を備え、歩行作業者のハンドル操作により操縦される作業機において、この作業機は、前記機体を左右方向に傾けた際に前記１輪又は前輪を機体の傾いた方向に向うように操舵する操舵機構を備え、
前記操舵機構は、上部が機体に揺動可能に取付けられ後方下方へ延出され、下部で車軸を支えるピボット軸と、前部がピボット軸の高さ方向中間に取付けられ後方へ延出された長手部材と、上部が機体に固定され下方へ延出され、下部で弾性ブッシュを介して前記長手部材の後部を支えるブッシュ軸とからなることを特徴とする作業機。
【請求項２】
前記作業機は、前輪と後輪との２輪を備えた車体フレームにカッタハウジングを取付け、カッタハウジングを互いにヒンジ連結した第１ハウジングと第２カッタハウジングで構成し、第１ハウジング内の平面刃で畦の上面を刈り、第２ハウジング内の斜面刃で畦の斜面を刈る形式の草刈機であって、前輪を前記操舵機構で操舵するものであることを特徴とする請求項１記載の作業機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、歩行作業者のハンドル操作により操縦される作業機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機体に１輪又は前後２輪の車輪を備え、歩行作業者のハンドル操作により操縦される作業機には、畦の草刈をするための草刈機や、土砂などを運搬するための手押し１輪運搬車（通称「猫車」と言う。）など各種存在する。
例えば、草刈機は稲作の労働軽減の一策として、畦の草刈を人力から機械力に置き換える試みがなされ、例えば▲１▼特開平６−２７６８２５号公報「草刈機及び角度調整装置及び揺動制御装置」や本出願人が先に提案した▲２▼実開平５−９２２８号公報「草刈機」がある。
【０００３】
上記▲１▼は、その公報の図１及び図３によれば、フレームＦにカッター基台２を取付け、このカッター基台２に可変カッター基台３をヒンジ連結した草刈機であって、カッター基台２に畦の上面を刈る回転刃４３を収納し、可変カッター基台３に畦の斜面を刈る回転刃４３ａを収納した構成であり、前後２輪の車輪（後部の走行車輪１０、前部のガイド車輪２１）を備える。ガイド車輪２１はカッター基台２に取付けられる。
【０００４】
▲２▼はその公報の図２によれば、支持フレーム７に固定側ハウジング２１を取付け、この固定側ハウジング２１にスイングハウジング２５をヒンジ連結した草刈機であって、固定側ハウジング２１に畦の上面を刈る主回転刃３１を収納し、スイングハウジング２５に畦の斜面を刈る副回転刃３５を収納した構成であり、前後２輪の車輪（後部の車輪３、前部の転舵輪９）を備える。転舵輪９は転舵操作レバー１５で操舵される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼は後部の走行車輪１０及び前部のガイド車輪２１がともに機体１側に回転自在に取付けられてはいるものの、転舵できる構成とはなっていない。例えば、畦の上面に凹凸がある場合などには、自然に斜行することがある。この時には、一般に歩行作業者はハンドル１２を持上げて走行車輪１０（後輪）を浮かせた状態で、方向を修正する。
しかし、機体１には重量物（エンジンなど）が搭載されているために、持上げに要する労力は大きく、歩行作業者の負担は増す。
上記▲２▼では、転舵操作レバー１５を操作して転舵輪９を操舵することも考えられるが、ハンドル５を操作しながら更に転舵操作レバー１５を操作するのでは、歩行作業者の負担が少なくない。
本発明の目的は、作業機の方向修正を容易にし、操縦を容易にすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、機体に１輪又は前後２輪の車輪を備え歩行作業者のハンドル操作により操縦される作業機に、機体を左右方向に傾けた際に、１輪又は前輪を機体の傾いた方向に向うように操舵する操舵機構を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記操舵機構を、上部が機体に揺動可能に取付けられ後方下方へ延出され、下部で車軸を支えるピボット軸と、前部がピボット軸の高さ方向中間に取付けられ後方へ延出された長手部材と、上部が機体に固定され下方へ延出され、下部で弾性ブッシュを介して前記長手部材の後部を支えるブッシュ軸とで構成した。
【０００８】
更に、前記作業機が、前輪と後輪との２輪を備えた車体フレームにカッタハウジングを取付け、カッタハウジングを互いにヒンジ連結した第１ハウジングと第２カッタハウジングで構成し、第１ハウジング内の平面刃で畦の上面を刈り、第２ハウジング内の斜面刃で畦の斜面を刈る形式の草刈機であって、前輪を前記操舵機構で操舵するようにした。
【０００９】
【作用】
歩行作業者は作業機の斜行に気付いた時点で、ハンドルを介して機体を右又は左へ傾けて、作業機を右又は左へ旋回させることで進行方向を修正する。
【００１０】
機体を右又は左へ傾けた際に、ブッシュ軸の下部が反対方向に揺動して長手部材の後部を振る。このため、車輪は機体の傾いた方向に向いて、機体を同方向に旋回させる。
【００１１】
機体を右又は左へに傾けると、前輪は同方向に向うので、第２ハウジングのオーバーハング荷重のために草刈機が畦の斜面側に進もうとするのを防止する。このため、草刈機は直進走行が容易である。
【００１２】
【実施例】
本発明の実施例を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る作業機（草刈機）の平面図であり、作業機としての草刈機１は、パイプ状の車体フレーム（機体）２の前部に前輪３（図２参照）、後部に後輪４を備え、前記車体フレーム２に、より大径の取付管５を嵌合且つ固定し、この取付管５にエンジン６を載置するとともにカッタハウジング７を吊り下げ、カッタハウジング７内部に平面刃１０と斜面刃１１を前後及び左右（何れも作業者から見る。）に離間して配置してなる。
カッタハウジング７はヒンジ１２，１２にて、固定側ハウジングとしての第１ハウジング１４と揺動側ハウジングとして第２ハウジング１５とを結んだものである。１３はヒンジ１２，１２を通る揺動軸線である。また、１６は補助輪であり、第２ハウジング１５の高さを規定する。
【００１３】
エンジン６は出力軸６ａが下向きであり、図示せぬ伝動手段（例えば、ユニバーサル軸、スプロケット、チェーンなど）を介して後輪４を駆動するとともに、プーリ及びベルトを介して前記平面刃１０及び斜面刃１１を回動するが、この駆動系は後述する。
なお、本実施例では車体フレーム２と取付管５を固定したが、取付管５をある程度揺動可能とすることで、第１ハウジング１４もある程度揺動可能にしてもよい。また、カッタハウジング７は車体フレーム２に取付けられる構成であればよく、吊り下げる構成に限らず、例えば載置するものでもよい。
【００１４】
図２は本発明に係る作業機（草刈機）の側面図（要部）であり、前輪３はフロントフレーム１７に車軸１８で回転自在に取付けられ、フロントフレーム１７は操舵機構５０を介して車体フレーム２の前部に取付けられている。
ハンドル２２は車体フレーム２の後部に揺動可能に取付けられ、差込みピン２３を差し替えることにより取付け角を変更できる機構となっている。２４…（…は複数を示す。以下同じ。）はピン孔であり、２５，２６はプレートである。
【００１５】
図３は本発明に係る操舵機構の側面図であり、操舵機構５０は、車体フレーム２を左右方向に傾けた際に、前輪３を車体フレーム２の傾いた方向に向うように操舵するものである。
具体的には、操舵機構５０は、車体フレーム２の前部にピン５１，５１で固定され、草刈機１の前後方向に延出される基台５２と、上部が基台５２の前部に固定され後方下方へ延出され、その後方下方端部に弾性軸受５３を有するピボット受部５４と、上部（ピボット上端部）５５ａが弾性軸受５３に揺動可能（揺動基点Ｐを起点に揺動）且つ回転可能に取付けられ、後方下方へ延出され、下部５５ｂで車軸１８を支えるピボット軸５５と、前部がピボット軸５５の高さ方向中間（揺動基点Ｐより下）に取付けられ後方へ延出された長手部材５６と、上部が基台５２の後部に固定され下方へ延出され、下部で上部・下部弾性ブッシュ５７，５８を介して長手部材５６の後部を支えるブッシュ軸５９とからなる。
【００１６】
車軸１８は弾性軸受５３よりも後方に配置される。
弾性軸受５３は有底円筒状を呈し、上部・下部弾性ブッシュ５７，５８は円筒状を呈しており、これらの弾性軸受５３及び上部・下部弾性ブッシュ５７，５８はラバー等の弾性を有する材料からなり、車体フレーム２が傾けられる際に自己の弾性力によって傾きに対する抵抗を与えるものである。
長手部材５６は後部に平板状の支持板６１がほぼ水平に固定され、支持板６１に上下貫通した貫通孔６１ａが明けられる。
ブッシュ軸５９は基台５２下部の取付座６３に圧入することで基台５２に固定され、下端部にねじ部を有する。ブッシュ軸５９に上部弾性ブッシュ５７と貫通孔６１ａと下部弾性ブッシュ５８とワッシャ６４とを挿通し、ナット６５をねじ込むことで、長手部材５６の後部が上部・下部弾性ブッシュ５７，５８間に挟持され、ブッシュ軸５９に取付けられる。
ピボット軸５５と長手部材５６との組合せ構造はフロントフレーム１７を構成する。なお、６６はフロントフレーム１７を補強する補強材である。
【００１７】
図４は本発明に係る操舵機構の分解斜視図であり、ピボット軸５５は前輪３を挟んだフォーク形状を呈し、このため、ピボット上端部５５ａ及び貫通孔６１ａはフロントフレーム１７の幅方向中央に配置される。また、弾性軸受５３及びブッシュ軸５９は図１にて示すように、車体フレーム２の軸心に配置される。なお、基台５２は上開放のチャンネル材からなる。
【００１８】
図５は本発明に係る作業機（草刈機）の正面断面図であり、車体フレーム２に取付管５が取付けられ、この取付管５にマウントプレート２７を介してエンジン６がマウントされ、一方、取付管５にハンガブラケット２８，２９を介して第１ハウジング１４が吊り下げられ、この第１ハウジング１４にヒンジ１２，１２を介して第２ハウジング１５が連結されていることを示す。
【００１９】
また、本実施例ではベルト伝動機構３０の主要要素である第１ベルト３１と第２ベルト３２とを上下２段に張り、第１ベルト３１で平面刃１０を駆動し、第２ベルト３２で斜面刃１１を駆動する。なお、ベルト伝動機構３０はエンジン６の出力を平面刃１０及び斜面刃１１に伝達する機構であり、ベルト３１，３２及び次に説明するプーリ類からなる。
図中、３３，３４は軸及びベアリングを内蔵した軸受部である。
【００２０】
図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る作業機（草刈機）のベルト伝動機構図であり、（ａ）は上段の第１ベルト３１及び関係プーリ類、（ｂ）は下段の第２ベルト３２及び関係プーリ類を示す。図１ではベルト３１，３２が重なって不明瞭なので分割して図示した訳である。
（ａ）は、エンジンの出力軸６ａに取付けられた第１プーリ３５、平面刃軸１０ａを駆動するための第２プーリ３６、前記第１・２プーリ３５，３６と共に三角形の頂点を形成する第３プーリ３７とからなるプーリ３５，３６，３７に第１ベルト３１が巻回されていることを示す。なお、第３プーリ３７の支軸３８は第１ハウジング１４に起設されている。
【００２１】
また、３９はピン３９ａで第１ハウジング１４に係止された揺動レバーであり、この揺動レバー３９の一端にテンショナーロール３９ｂ、他端にブレーキシュー３９ｃを形成し、作業者が図示せぬ操作レバー及びワイヤで揺動レバー３９を図反時計方向へ揺動すれば、第１ベルト３１は緊張して、第１プーリ３５の動力を第２プーリ３６に伝達し、平面刃軸１０ａを駆動する構成となっている。
逆に、揺動レバー３９を図時計方向へ揺動すれば、第１ベルト３１は弛み、動力の伝達が弱まり、ブレーキシュー３９ｃで第１ベルト３１を制動することができる。
以上の要領で、エンジン運転中並びに走行中に、任意に平面刃１０の運転／停止をなせる。
【００２２】
（ｂ）は前記第３プーリ３７の下方に一体形成されたアイドラープーリ４１（以下「第４プーリ４１」と言う）、斜面刃軸１１ａを駆動するための第６プーリ４３、前記第４・６プーリ４１，４３ともに三角形の頂点を形成するアイドラープーリ４２（以下「第５プーリ４２」と言う）とからなるプーリ４１，４２，４３に第２ベルト３２が巻回されていることを示す。なお、第５プーリ４２の支軸４４は第２ハウジング１５に起設されている。４６はテンショナーロールであり、スプリング４６ａ及びピン４６ｂを中心として揺動するレバー４６ｃにて第２ベルト３２を常時緊張させる。
【００２３】
即ち、配置的には揺動軸線１３上に、２個のアイドラープーリ４１，４２を互いに離間して配置し、且つ一方のアイドラープーリ４１を第１ハウジング１４に軸支し、他方のアイドラープーリ４２を第２ハウジング１５に軸支したことを特徴とする。
【００２４】
以上に述べた草刈機の作用を次に説明する。
図７は本発明に係る作業機（草刈機）の背面断面図であり、斜面刃１１が平面刃１０と平行（面一）であるところの非揺動姿勢を示す。この非揺動姿勢は、農道走行及び広い平坦面の草刈に適している。この際、想像線で示したチェーン４７及びプーリ４８を使用して第２ハウジング１５を持上げることにより、図１に示した補助輪１６を地面から浮せることもできる。
【００２５】
図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る第１・第２ベルトの作動説明図であり、（ａ）は非揺動姿勢、即ち、第２ベルト３２は第１ベルト３１と平行（含む略平行）である。
（ｂ）は斜面の草を刈る目的で第２ハウジング１５を大きく下方へ揺動したところの揺動姿勢を示し、第４プーリ４１と第５プーリ４２との間（範囲▲１▼）及び第４プーリ４１とテンショナーローラ４６との間（範囲▲２▼）で第２ベルト３２がひねられる。第２ベルト３２は可撓性に富んでいるため、ひねり角は９０゜まで許容される。従って、図示の６０゜程度であれば、伝動及びベルト寿命には何ら問題ない。
【００２６】
図９は本発明に係る作業機（草刈機）の揺動姿勢を示す図であり、畦７０の上面７１に平面刃１０が平行とされ、斜面７２に倣って第２ハウジング１５並びに斜面刃１１が傾斜しているたことを示す。この姿勢で、畦７０の上面７１の草は平面刃１０で刈り、斜面７２の草は斜面刃１１で刈る。
【００２７】
図１０（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る操舵機構の作動説明図（模式図）であり、（ａ）は基台５２を進行方向右（この図の裏側）に傾けた状態の側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図（但し、便宜的に作成した説明図）、（ｃ）は（ａ）のｃ矢視図、（ｄ）は（ａ）のｄ矢視図、（ｅ）は（ｄ）の平面図である。
弾性軸受５３及び上部・下部弾性ブッシュ５７，５８の弾性力に抗して、基台５２を進行方向右ｒに傾けると、（ｂ）に示すようにピボット受部５４は、直立姿勢のピボット上端部５５ａの揺動基点Ｐを起点に進行方向右ｒへ傾く。
【００２８】
このため、（ｃ）に示すように取付座６３も上記揺動基点Ｐを起点に進行方向右ｒへ傾く。このとき、ブッシュ軸５９の下部は進行方向左ｌに傾き、長手部材５６の後部（支持板６１）を支える点Ｑの移動距離はδである。
従って、ブッシュ軸５９は上部・下部弾性ブッシュ５７，５８を介して、長手部材５６の後部（支持板６１）を進行方向左ｌに押圧する。これにより、（ｄ）に示すようにピボット軸５５は、ピボット上端部５５ａの軸心を中心に回転されるので、車軸１８を介して前輪３を進行方向右ｒに傾ける。前輪３は（ｅ）に示すように進行方向右ｒに向き、同方向に走行可能となる。
基台５２を進行方向左（この図の表側）ｌに傾けた場合には、前輪３は進行方向左ｌに向き、同方向に走行可能となる。
【００２９】
図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る作業機（草刈機）の揺動姿勢で走行する状態を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
（ａ）に示すように草刈機１は、第２ハウジング１５のオーバーハング荷重の影響で重心が畦７０の斜面７２側に偏っている。このため、前輪３は（ｂ）に示す進行方向左（斜面７２側）にカーブした進行線Ｌの軌跡で走行しようとする。前輪３が傾斜していない場合には、歩行作業者が草刈機１を斜面５２と反対側に大きく傾けながら走行させる必要がある。
一方、前輪３は斜面７２と反対側を向くと、（ｂ）に示す進行方向右にカーブした進行線Ｒの軌跡で走行しようとする。
従って、（ａ）に示すように車体フレーム２の中心ＣＬを車体縦軸とし、ハンドル２２を斜面７２と反対側に傾けることで車体フレーム２を同方向に傾けると、前輪３は操舵機構５０の作用により、（ｂ）に示す進行線Ｌと進行線Ｒとのほぼ中間の直線状の進行線Ｓの軌跡で走行する。
【００３０】
このように、草刈機１はハンドル２２を傾けただけで、車体フレーム２の傾いた方向に前輪３が向うので、左右の重量バランスが偏った（重心が偏った）状態で走行する場合に、重心の偏りと反対方向に車体フレーム２を傾けるだけで畦７０の上面７１をほぼまっすぐに走行するので、操縦が容易である。
また、上面に凹凸がある畦などで草刈機１を走行する場合も同様であり、操縦が容易である。
【００３１】
なお、本発明の作業機は、機体に１輪又は前後２輪の車輪を備え歩行作業者のハンドル操作により操縦され、機体を左右方向に傾けた際に、１輪又は前輪を機体の傾いた方向に向うように操舵する操舵機構を備えたことを特徴とし、草刈機に他に、例えば土砂などを運搬するための手押し１輪運搬車（通称「猫車」と言う。）にも適用できる。また、上記第２ハウジング１５に備えた補助輪１６の有無と関係なく適用できる。
【００３２】
更に、図８（ｂ）において、アイドラープーリを支える支軸３８，４４をヒンジ１２，１２を通る揺動軸線１３上に配置するために、ハウジング１４，１５に膨出部１４ａ及び切欠き部１５ａを形成している。しかし、支軸３８を軸外径の２倍だけ揺動軸線１３から第１ハウジング１４寄りに取付けることにより、膨出部１４ａを設けることなく、支軸３８を第１ハウジング１４上に取付けることが可能である。支軸４４も同様に第２ハウジング１５上に取付ける。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の作業機は、機体に１輪又は前後２輪の車輪を備え歩行作業者のハンドル操作により操縦される作業機に、機体を左右方向に傾けた際に、１輪又は前輪を機体の傾いた方向に向うように操舵する操舵機構を備えたことにより、歩行作業者は作業機の斜行に気付いた時点で、機体を右又は左へ傾けて、作業機を右又は左へ旋回させることで進行方向を修正することができるので、作業機の方向修正が容易で、操縦が容易である。
【００３４】
さらに請求項１の作業機は、操舵機構を、上部が機体に揺動可能に取付けられ後方下方へ延出され、下部で車軸を支えるピボット軸と、前部がピボット軸の高さ方向中間に取付けられ後方へ延出された長手部材と、上部が機体に固定され下方へ延出され、下部で弾性ブッシュを介して前記長手部材の後部を支えるブッシュ軸とで構成したことにより、機体を右又は左へ傾けた際に、ブッシュ軸の下部が同方向に揺動して長手部材の後部を振り、車輪を旋回させることができるので操縦が容易になり、操舵機構を簡単な構成にできる。
【００３５】
請求項２の作業機は、前輪と後輪との２輪を備えた車体フレームにカッタハウジングを取付け、カッタハウジングを互いにヒンジ連結した第１ハウジングと第２カッタハウジングで構成し、第１ハウジング内の平面刃で畦の上面を刈り、第２ハウジング内の斜面刃で畦の斜面を刈る形式の草刈機であって、前輪を操舵機構で操舵するようにしたことにより、機体を右又は左へに傾けると、前輪は同方向に向うので、第２ハウジングのオーバーハング荷重のために草刈機が畦の斜面側に進もうとするのを防止する。このため、草刈機は直進走行が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る作業機（草刈機）の平面図
【図２】本発明に係る作業機（草刈機）の側面図（要部）
【図３】本発明に係る操舵機構の側面図
【図４】本発明に係る操舵機構の分解斜視図
【図５】本発明に係る作業機（草刈機）の正面断面図
【図６】本発明に係る作業機（草刈機）のベルト伝動機構図
【図７】本発明に係る作業機（草刈機）の背面断面図
【図８】本発明に係る第１・第２ベルトの作動説明図
【図９】本発明に係る作業機（草刈機）の揺動姿勢を示す図
【図１０】本発明に係る操舵機構の作動説明図（模式図）
【図１１】本発明に係る作業機（草刈機）の揺動姿勢で走行する状態を示す図
【符号の説明】
１…作業機（草刈機）、２…機体（車体フレーム）、３…前輪、４…後輪、６…エンジン、７…カッタハウジング、１０…平面刃、１１…斜面刃、１２…ヒンジ、１４…第１ハウジング、１５…第２ハウジング、１６…補助輪、１８…車軸、３０…ベルト伝動機構、５０…操舵機構、５２…基台、５３…弾性軸受、５４…ピボット受部、５５…ピボット軸、５５ａ…ピボット上端部、５６…長手部材、５７，５８…弾性ブッシュ（上部・下部弾性ブッシュ）、５９…ブッシュ軸、６１…支持板、６１ａ…貫通孔、６３…取付座、７０…畦、７１…上面、７２…斜面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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