(57)【要約】【課題】  運転者の体重により運転座席に掛かる荷重が幅広く変化しても、快適な乗り心地を提供できる運転座席の支持構造を構造の大型化を避けつつ構成すること。【解決手段】  搭乗運転部に座席支持フレーム１７を設け、前記座席支持フレーム１７に運転座席１３を上下移動可能に連結し、前記運転座席１３の下方に、弾性係数が異なるシート状の弾性部材Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を上下方向に接合した複合弾性部材４４を配置して、前記運転座席１３が前記複合弾性部材４４により支持されるように作業車の運転座席支持構造を構成した。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搭乗運転部に座席支持フレームを設け、前記座席支持フレームに運転座席を上下移動可能に連結し、前記運転座席の下方に、弾性係数が異なるシート状の弾性部材を上下方向に接合した複合弾性部材を配置して、前記運転座席が前記複合弾性部材により支持されるように構成してある作業車の運転座席支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタや乗用芝刈機などの作業車における運転座席支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような作業車の運転座席支持構造としては、例えば、特許文献１に示されるように、機体側の固定部（特許文献１の図１（イ）中の１４）に平行リンク機構（同１３）を介して連結された運転シート（同９）と機体側の固定部との間に、平行リンク機構を起立側に付勢する引っ張りスプリング（同１６）と、平行リンク機構の倒伏に抵抗を付与する伸縮自在な流体式のダンパ（同１８）とを設けて、引っ張りスプリングの引っ張り力を利用して機体の振動に伴う衝撃力を緩和する手段を構成したものが知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献２に示されるように、左右向き軸芯（特許文献２の図２中のｘ）周りで上下に揺動自在な操縦シート（同６）の下方に、左右向き軸芯周りで上下に揺動自在なステー（同９）を配置し、操縦シートに着座荷重が作用している状態において操縦シートとステーとを一体揺動させる状態で弾性的に載置支持するクッションバネ（同１０）を設けて、上下揺動可能なシート支持部材と機体固定部との間に圧縮バネを介在させて、バネの圧縮力を利用して機体の振動に伴う衝撃力を緩和する手段を構成したものが知られている。
【特許文献１】特開平９−２９０６７２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６１０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来構造のものは、いずれも、運転座席の衝撃力を緩和するバネが、衝撃力により弾性変形することにより、衝撃力が直接には運転座席に伝達されないように構成することにより、運転者が快適な乗り心地を体感できるようにしたものである。
【０００５】
ところが、これらの従来構造のものは、限られた設置スペースに所定の弾性係数のバネを設けて衝撃力を緩和するものであるから、着座する運転者の体重によっては、衝撃力が十分には緩和されない場合がある。例えば、体重が軽いためにバネを十分に弾性変形させるだけの慣性が得られない場合は、バネがほとんど弾性変形することなく衝撃力が運転座席に直接的に伝達されることになり、快適な乗り心地が得られない。また、体重が重いために通常の着座時にすでにバネが弾性変形限界付近まで変形して運転者を支持している状態である場合は、衝撃力が発生しても十分な弾性変形量が確保できず、衝撃力を満足に緩和することができないため、やはり、快適な乗り心地が得られない。
【０００６】
また、着座する運転者の体重が軽くても重くても、運転座席を弾性支持するバネの弾性変形量が十分確保できるようなバネを所定の弾性係数によるバネで構成するとなると、体重が軽い運転者による慣性でもバネが伸縮できるように弾性係数が比較的小さいバネを構成する必要がある。この場合、衝撃力が加わらない通常状態でのバネの長さが、体重の軽い運転者と体重の重い運転者とで大きく異なることになり、バネを設置するための大きなスペースが必要となり、設置が困難となる。
【０００７】
このように、着座する運転者によって運転座席に掛かる荷重が幅広く変化しても快適な乗り心地を確保できる構成を実現しようとすると、その実現が困難な状況であった。
そこで、本発明は上記事情に鑑み、運転座席の支持構造を工夫することによって、運転者の体重により運転座席に掛かる荷重が幅広く変化しても、快適な乗り心地を提供できる運転座席の支持構造を構造の大型化を避けつつ構成することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［Ｉ］
（構成）
本発明の第１特徴は、作業車の運転座席支持構造において次のように構成することにある。
搭乗運転部に座席支持フレームを設け、座席支持フレームに運転座席を上下移動可能に連結し、運転座席の下方に、弾性係数が異なるシート状の弾性部材を上下方向に接合した複合弾性部材を配置して、運転座席が複合弾性部材により支持されるように構成してある。
【０００９】
（作用）
本発明の第１特徴によると、座席支持フレームに運転座席を上下移動可能に連結し、弾性係数が異なるシート状の弾性部材を上下方向に接合した複合弾性部材を運転座席の下方に配置して、運転座席が複合弾性部材により支持されるように構成してあるので、着座している運転者の体重が軽い場合は、弾性係数が比較的小さい部分が弾性変形することにより運転座席に掛かる荷重を弾性支持するとともに、運転座席への衝撃力を緩衝することができる。
【００１０】
一方、着座している運転者の体重が重い場合は、弾性係数が比較的小さい部分が弾性変形の限界まで圧縮変形しており、圧縮方向の力に関しては弾性体としての性質を有さず、非弾性体として振舞うので、弾性係数が比較的小さい部分に接合された弾性係数が比較的大きい部分が弾性変形することにより運転座席に掛かる荷重を弾性支持することができる。
【００１１】
したがって、本発明の第１特徴構成によると、運転座席に掛かる小さな荷重から大きな荷重までを、荷重の大小に応じた弾性係数に基づき弾性支持できる。さらに、大きな荷重が掛かった場合は、単位荷重あたりの弾性変形量が、小さな荷重が掛かった場合の単位荷重あたりの変化量よりも小さくなるので、大きな荷重が掛かった場合の弾性変形量は複合弾性部材全体としては比較的小さくて済む。
【００１２】
（効果）
本発明の第１特徴によると、運転座席に掛かる小さな荷重から大きな荷重までを、荷重の大小に応じた弾性係数に基づき弾性支持できるとともに、大きな荷重が掛かった場合の弾性変形量は複合弾性部材全体としては比較的小さくて済むので、運転座席に掛かる荷重が幅広く変化しても、快適な乗り心地を提供できる運転座席の支持構造を構造の大型化を避けつつ構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に、本発明に係る乗用型草刈り機の全体側面図が示されている。この乗用型草刈り機は、操向される前輪１および向き固定の後輪２がそれぞれ駆動される四輪駆動型に構成された乗用型の走行機体３の下部に、図示しない油圧シリンダで駆動昇降される四連リンク機構５を介してモーアＭが昇降操作可能に吊り下げ連結されるとともに、車体後部にモーアＭで刈取った刈草を集める集草容器６が連結された構造となっている。
【００１４】
走行車体３に備えられた左右一対の主フレーム７の前部には、左右に前輪１を操向可能に装備した前車軸ケース８がローリング可能に装備されるとともに、ボンネット９で覆われたエンジン１０が搭載され、主フレーム７の後部には、左右に後輪２を装着した伝動ケース１１が連結固定されている。また、主フレーム７の上部には、ステップ１２が搭載連結されるとともに、このステップ１２の後部に連設された左右フェンダ部１２ａの間に運転座席１３が配備されている。
【００１５】
図２に示すように、左右フェンダ部１２ａの後方には、後部カバー１２ｂが連設されて、左右フェンダ部１２ａの間に開口１２ｃを形成している。この開口１２ｃを塞ぐ状態で運転座席１３が配備されている。以下に運転座席１３の支持構造について説明する。
【００１６】
図２，図４及び図５に示すように、開口１２ｃと略同寸法の座席支持台１７（本発明の座席支持フレームに相当）が、左右フェンダ部１２ａの下方空間の前寄り位置で左右に亘って架設されたフレーム１８に、座席支持台１７の前端部に有する左右一対の連結部１９を介して左右軸芯Ｐ１周りに上下揺動自在に連結されている。後部カバー１２ｂの裏面には、座席支持台１７の揺動端部側を下方で支持する左右一対の支持棒２０が左右軸芯Ｐ１と高さをほぼ同じくして配置されている。
【００１７】
運転者が着座していない非着座状態では、座席支持台１７が、支持棒２０に上向きに立設した押し上げバネ２１に当接して、支持棒２０から僅かに離間した状態で押し上げバネ２１により弾性支持されている。運転者が着座している着座状態では、座席支持台１７が下方に揺動し、押し上げバネ２１が圧縮されるとともに、座席支持台１７の揺動端部側が支持棒２０に当接して下方揺動が規制されて、座席支持台１７が位置決めされる。支持棒２０の側方には着座スイッチ２２が設けてあり、座席支持台１７が下方に揺動すると着座スイッチ２２が押し操作され、運転者が運転座席１３に着座していることを検出できるようになっている。
【００１８】
座席支持台１７の上方には、揺動板３０が、平行四連リンク３１により平行上下移動可能に連結支持されている。平行四連リンク３１は以下のように構成されている。座席支持台１７の左右端縁の内方側に前後向きに設けた左右一対の上向きのフランジ３２を設けて、各フランジの外側の前後２箇所にリンク部材３３の一端を前後揺動自在に取付けてある。リンク部材３３の他端は、揺動板３０の下面に備える連結部３０ａに回転自在に設けた連結軸３４を介して揺動板３０に連結されている。
【００１９】
また、前後位置を同じくして左右向きに対向するリンク部材３３は、揺動位相を同じくした状態で一体揺動できるように左右方向に設けた連結棒３３ｂにより連結されている。さらに、各リンク部材３３の前方側端面には係止部３３ａが設けられており。四連リンク機構３１が起立姿勢となる場合の上昇揺動限界は、フランジ部３２の外側面に設けたストッパー３２ａとリンク部材３３の係止部３３ａとが当接することにより規制される構成になっている。
【００２０】
運転座席１３は、上述の揺動板３０に対して前後方向にスライド調節可能に載置されている。詳しくは以下の通りである。図５に示すように、左右中央位置に前後方向の溝部３５ａを形成したシートプレート３５が運転座席１３の底面、即ち座面１３ａの裏側に連結固定されており、溝部３５ａの下方には摺動ガイド３６が前後２箇所でシートプレート３５の下面にボルト連結されている。一方、揺動板３０の上面には、左右中央位置に断面視コの字状のガイドレール３７が前後方向に取り付けてあり、これを上方から覆うように摺動ガイド３６が位置している。ガイドレール３７の右側面には複数の係入孔３８が刻まれており、所定の係入孔３８に後述するロック部材３９の係止爪３９ａが係入することで、運転座席１３が揺動板３０に対して前後方向に位置決めされる構造になっている。
【００２１】
摺動ガイド３６の右側面には、ロック部材３９を操作する操作ロッド４０が沿設されている。操作ロッド４０の前方端部は、運転座席１３の座面１３ａの前端部から僅かに前方側に位置する箇所において右方向に屈折形成されてグリップ部４１を形成している。また、操作ロッド４０の後方端には、操作ロッド４０と一体回転するロック部材３９が固設されており、操作ロッド４０及びロック部材３９をロック側に回転付勢する付勢バネ４２を備えている。したがって、グリップ部４１を前後軸芯周りに上方に揺動操作すると、操作ロッド４０を介してロック部材３９が揺動し、係入孔３８と係止爪３９ａとの係合が外れ、運転座席１３の位置決めが解除されて、前後方向に位置調節可能となる。
【００２２】
シートプレート３５の左右端縁からやや内側寄り箇所において前後方向に左右一対の支持板４３が設けられている。支持版４３の下端縁は折り曲げ加工されており、下方に位置する揺動板３０と比較的広い面積で当接することができるように構成されている。前述の摺動ガイド３６とガイドレール３７とが係合するとともにシートプレート３５に備えた左右の支持板４３が揺動板３０に当接するので、運転座席１３が揺動板３０上において左右方向に振れにくい状態が得られ、運転座席１３が安定して支承される。
【００２３】
図４及び図５に示すように、座席支持台１７の上面に、複合弾性部材としてのゴムスポンジ４４が敷設されている。このゴムスポンジ４４は、略同一形状でありながら硬さの異なる３種のゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３を下段から硬さ順に積層された状態で相互に接着して一体化したものである。ゴムスポンジ４４は、四連リンク機構３１が起立側の揺動限界に位置する場合に座席支持台１７と揺動板３０とがなす間隔より若干小さい寸法となる厚みを有しており、左右及び前後の寸法はいずれも、揺動板３０に設けた連結部３０ａの左右及び前後の間隔Ｌ１，Ｌ２より小さい寸法となっており、揺動板３０が揺動した場合に周辺の部材がゴムスポンジ４４に干渉しないように構成されている。
【００２４】
上述のような構成からなる運転座席１３の指示構造によると、着座動作に伴い各部材は以下のように作用する。
【００２５】
まず、揺動板３０がゴムスポンジ４４に当接した状態で、座席支持台１７の上方に構成されたすべての部材が左右軸芯Ｐ１周りに座席支持台１７と一体となって下方に揺動操作される。座席支持台１７の下降揺動が進行すると、着座スイッチ２２がオン操作されるとともに、支持棒２０に座席支持台１７の下面が当接支持されて、座席支持台１７の下方揺動が終了する。このとき、運転座席１３に掛かる荷重の内、押し上げバネ２１を圧縮操作する力が、反作用としてゴムスポンジ４４を弾性圧縮変形する方向に作用するが、押し上げバネ２１の反発力が小さく設定されているので、ゴムスポンジ４４には荷重がほとんど掛からず、弾性圧縮変形はほとんど行われない。
【００２６】
座席支持台１７が下降位置に位置決めされた後は、運転者の体重に応じた荷重が運転座席１３に掛かることにより、ゴムスポンジ４４に上方から当接する揺動板３０が、ゴムスポンジを弾性圧縮変形しつつ下降し、四連リンク機構３１が倒伏姿勢方向に変位する。そして、ゴムスポンジ４４が弾性圧縮変形されることにより発生する反発力により運転座席１３が支持されて、運転座席１３が着座状態となる。
【００２７】
上述のように、弾性圧縮変形した状態で運転座席１３を弾性支持するゴムスポンジ４４は、異なる弾性係数のゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３を上下に積層接合して構成されているので、ゴムスポンジ４４に掛かる荷重が衝撃力などにより変化すると、弾性支持している荷重の大きさに応じた弾性係数に基づく弾性変形が開始されることになる。つまり、大きな荷重が掛かっている状態で衝撃力が掛かると、大きな弾性係数により弾性圧縮変形が開始され、小さな荷重が掛かっている状態で衝撃力が掛かると、小さな弾性係数による弾性圧縮変形が開始される。
【００２８】
したがって、作業走行時の振動による衝撃力が運転座席１３に掛かると、その衝撃力は、異なる弾性係数による弾性圧縮変化により緩和され始めるので、運転者の体重に応じた弾性変形量が期待でき、体重の大小に依らず、衝撃力が緩和され、乗り心地のよい作業車が得られる。また、運転者の体重の大小に依らず衝撃力を緩和する構成が、異なる弾性係数を有するゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３を積層接合するだけの簡単な構造により実現でき、かつ、装置構造の大型化を招来することなく構成できる。
【００２９】
図３の伝動系統図に示すように、エンジン１０から出力された前後軸心の回転動力は伝動軸１４を介して伝動ケース１１の入力軸１５に前方から伝達されて、ケース内で走行系と作業系に分岐される。
【００３０】
入力軸１５に伝達された動力の一部はギヤＧ１１で作業系の動力として取り出され、ギヤＧ１２，Ｇ１３を介してＰＴＯクラッチ２４に伝達された後、ケース前面に突設したＰＴＯ軸２５から取り出され、伝動軸２６を介してモーアＭのデッキ上面に搭載連結された入力ケース２７（図１参照）に伝達されるようになっている。ここで、図３中に示すように、入力軸１５から作業系動力を分岐する前記ギヤＧ１１は、入力軸１５と入力用ポンプ軸１６ａとを連結する軸継ぎ手としても機能している。
【００３１】
図６に示すように、前記ＰＴＯクラッチ２４は、手動操作式の多板クラッチに構成されており、伝動ケース１１の前記入力軸１５からの動力を受けるギヤＧ１３がＰＴＯ軸２５に遊嵌装着され、このギヤＧ１３のボス部に咬合連結されたクラッチドラム５１と、ＰＴＯ軸２５にシフト可能にスプライン装着したクラッチボス５２との間に、それぞれに係合されたクラッチディスク５３が交互に重合されている。
【００３２】
クラッチボス５２の内部空間には、このクラッチボス５２を図中左方にスライド付勢してクラッチディスク群５３を圧接するバネ５４が組み込まれ、常態ではＰＴＯクラッチ２４がクラッチ入り状態に保持され、クラッチボス５２がバネ５４に抗し図中右方に後退変位されることでクラッチディスク５３の圧接が解除されてクラッチ切り状態がもたらされるようになっている。
【００３３】
また、伝動ケース１１内の前部には、前後向きの操作軸５５を介して揺動操作される操作フォーク５６が配備されるとともに、外周部分に設けた係合溝５７ａを介して操作フォーク５６によって回動操作される回転カム板５７及び押圧板５８が、クラッチボス５２に遊嵌装着されている。押圧板５８は、クラッチ軸芯方向には摺動可能であるが、その外周の一部が伝動ケース１１の内壁に係合支持されているので、クラッチ軸芯回りの回転は規制されている。
【００３４】
伝動ケース１１内の回転カム板５７より前方側には伝動ケース１１の内面と、クラッチボス５２との間に、それぞれに係合されたブレーキディスク６０が交互に重合されている。ストッパーリング６１が伝動ケース１１側のブレーキディスク群６０の直前方に設けてあり、クラッチボス５２の回転軸方向に摺動するブレーキディスク群６０の摺動範囲を規制している。
【００３５】
押圧板５８は、クラッチボス５２の外周に段差状に形成された受け面Ｗに後方から受け止め支持されている。回転カム板５７及び押圧板５８のそれぞれが対向する面には、図８に示すようなボール係入溝５７Ｈ及び５８Ｈが刻設されており、対向するボール係入溝５７Ｈ及び５８Ｈの間には、両者に係入支持されたボール５９が内装されている。
【００３６】
図７に示すように、回転カム板５７の係入溝５７Ｈは、操作フォーク５６による回動操作に伴いボール５９の係入深さが減少するような形状を有している。このため、クラッチボス５２に遊嵌された回転カム板５７がクラッチボス５２の外周周りに回動すると、同じくクラッチボス５２に遊嵌された押圧板５８との間隔が開くことになる。
【００３７】
このように、操作フォーク５６の操作軸５５周りの回転操作力が、回転カム板５７，ボール５９，押圧板５８および受け面Ｗを介してクラッチボス５２に伝えられ、クラッチボス５２がバネ５４に抗して後方（クラッチ切り方向）に押圧変位されてＰＴＯ軸の回転駆動力が遮断されるとともに、回転カム板５７が前方に押圧変位されて、交互に重合する伝動ケース１１側及びクラッチボス５２側のブレーキディスク６０群が圧接されるようになっている。
【００３８】
以上の構成により、常時はバネ５４によってクラッチ入り状態に付勢されたＰＴＯクラッチ２４が、操作軸５５に連係連結した図示しない操作レバーを操作して操作フォーク５６を揺動させると、回転カム板５７を介してクラッチボス５２がバネ５４に抗して後退変位されてＰＴＯクラッチ２４がクラッチ切り状態に切換えられクラッチドラム５１からクラッチボス５２への動力伝達が断たれるとともに、回転カム板５７の前方側のブレーキディスク群が圧接されることによりＰＴＯブレーキ２３がブレーキ入り状態となり、回転摩擦抵抗が付与されてＰＴＯ軸２５に回転制動がかけられる。このように、ＰＴＯ軸２５への駆動力が遮断されると同時にＰＴＯ軸２５の回転が制動されて、動力伝達が断たれたモーアＭの慣性回転が積極的に抑制される。
【００３９】
上述のクラッチディスク５３及びブレーキディスク６０の押圧操作力は、回転カム板５７の回動操作量に応じて、クラッチ軸方向に変位する押圧板５８及び回転カム板５７により伝達されるものであり、かつ、回転カム板５７の外周部分における回転操作量は、それにより生じる押圧板５８及び回転カム板５７のクラッチ軸方向の変位量に比して大きなものであるから、十分な押圧操作力を生むために必要な操作フォーク５６の操作力は、小さなもので済む。
【００４０】
したがって、押圧操作力を得るために油圧操作機構などの構成を必要とせず、手動操作により押圧操作力を得ることができる。また、回転カム板５７を回動させることで、クラッチディスク５３及びブレーキディスク６０の双方を押圧操作できるので、動力伝達が断たれたモーアＭの慣性回転を積極的に抑制する機構を構成する場合に、ＰＴＯクラッチ２４の周辺の操作機構が簡素化できる。
【００４１】
〔発明の実施の別形態〕
以下に本発明の別実施形態を列記する。
（１）ゴムスポンジ４４を、座席支持台１７の上面に設ける構成に代えて、揺動板３０の下面に設ける構成にしてもよい。
（２）異なる弾性係数を有するそれぞれのゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３の積層順序は任意の順序でよい。
（３）ゴムスポンジ４４を構成する異なる弾性係数を有するそれぞれのゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３の厚みは適宜変更しても良く、相互に異なる厚みを有するもので構成してもよい。
（４）上記実施の形態においては、複合弾性部材としてのゴムスポンジ４４は、３種の異なる弾性係数を有するゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３を積層接合して構成したものについて例示したが、積層接合するゴムスポンジは２種或いは３種以上であってもよい。
（５）上記実施の形態においては、複合弾性部材を、弾性係数の異なるゴムスポンジＳ１，Ｓ２，Ｓ３で構成してあるが、ゴムスポンジではなく、弾性変形可能なその他の部材を積層接合して構成してもよい。
（６）上記実施の形態においては、運転座席１３を四連リンク機構３１により上下移動可能に構成しているが、運転座席１３を座席支持台１７に揺動自在に連結することにより上下移動可能に構成してもよいし、その他の連結構造によるものでもよい。
（７）上記実施の形態においては、乗用芝刈機の運転座席支持構造に付いて例示したが、トラクタやコンバインなどのその他の作業車の運転座席支持構造であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】乗用型草刈り機の全体側面図
【図２】乗用型草刈り機の全体平面図
【図３】伝動系統図
【図４】運転座席支持構造の側面図
【図５】運転座席支持構造の正面図
【図６】ＰＴＯクラッチの縦断側面図
【図７】回転カム板のボール係入溝の形状を示す図
【図８】回転カム板及び押圧板のボール係入溝の形状を示す断面図
【符号の説明】
【００４３】
Ｓ１  弾性部材
Ｓ２  弾性部材
Ｓ３  弾性部材
１３  運転座席
１７  座席支持フレーム
４４  複合弾性部材
【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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