(57)【要約】【課題】  運転席が外部に露出した乗用作業機において、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、座席が後傾する構成とし、座席の後傾に連動して走行部の駆動を停止する。【解決手段】  ＨＳＴに作用して機体の前後動及び速度を規制するＨＳＴレバーを備えた作業車において、前記ＨＳＴレバーは中立位置に付勢されて、その中立位置から前後に回動させて前進・後進を設定する構成とされ、そして、ＨＳＴレバーには付勢力に抗してＨＳＴレバーを任意の位置で停止させる位置保持手段が配置され、座席下の後部に回動部を設定し、その回動部を支点として座席が後傾する構成とし、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、前記回動部を支点として座席が後傾し、座席の後傾に連動してＨＳＴレバーの位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバーが付勢力によって中立位置へ復帰する構成とした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機によって駆動される走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席を備えた作業車において、
運転者の体重の機体後方への異常な偏りを検知する検知手段を配置し、
異常な荷重が掛かった場合に検知手段が作動し、走行部の駆動を停止する構成とした作業車の安全停止装置。
【請求項２】
原動機によって駆動される走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席を備えた作業車において、
運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、座席が後傾する構成とし、
座席の後傾に連動して走行部の駆動を停止する構成とした作業車の安全停止装置。
【請求項３】
原動機と、原動機によって駆動されるＨＳＴを備えた走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席と、前記ＨＳＴに作用して機体の前後動及び速度を規制するＨＳＴレバーを備えた作業車において、
前記ＨＳＴレバーは中立位置に付勢されて、その中立位置から前後に回動させて前進・後進を設定する構成とされ、
そして、ＨＳＴレバーには付勢力に抗してＨＳＴレバーを任意の位置で停止させる位置保持手段が配置され、
座席下の後部に回動部を設定し、その回動部を支点として座席が後傾する構成とし、
運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、前記回動部を支点として座席が後傾し、座席の後傾に連動してＨＳＴレバーの位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバーが付勢力によって中立位置へ復帰する構成とした作業車の安全停止装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載の作業車の安全停止装置において、運転者の体重が機体後方へ異常に偏って前進駆動を停止した後に、機体を後退させる構成とした作業車の安全停止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乗用作業車の運転者が障害物に衝突した場合に自動的に走行を停止する作業車の安全停止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、乗用草刈機は、走行機体の下方に草刈り用の刈刃を設け、走行機体上にエンジンを配置するとともに、そのエンジンの動力により刈取り装置を駆動しながら、トランスミッションを介して前輪又は後輪を駆動して走行機体を走行させる構造となっている。
このような乗用草刈機においては、運転席は外部に露出した状態とされて、機器の操作容易性と軽量化が図られている。
作業に際しては、運転者が草刈作業中に座席から離れて機器のメンテナンス等を行うこともあり、運転者が機体から離れたすきに、無人の状態で走行するおそれがある。また、作業中に何らかの衝撃により運転者が機外へ放り出された場合にも無人状態で走行のおそれがある。
そのため、作業機の無人走行を防止するために、運転者の搭乗を検知して搭乗時にのみ稼働する作業機として特開平７−１９８６号公報記載の技術が知られている。
【特許文献１】特開平７−１９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、この乗用草刈機は、芝地、草原、ゴルフ場等の広い草原を作業することもあるが、果樹園等の樹木の間を縫うように蛇行しながら作業を行うこともある。
平原での作業では樹木、幹等に衝突するおそれは少ないが、果樹園等では横方向へ幹が突起している場合も多く衝突のおそれがある。
そして、乗用草刈機は運転席が外部に露出しているために、運転者の身体が直接障害物に接するという問題がある。特に、果樹園等の作業では樹木が隣接しているために、走行路を誤ると、運転者の身体が障害物に接触する危険がある。
運転者が前方の障害物と接触すると、運転者の身体が後ろに反り返るためにブレーキからも足が離れ、作業機を停止させることができない。そのため、作業機の前進力と障害物の間に挟まれて運転者の身体が強く圧迫されるという問題がある。
本発明は係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、運転席が外部に露出した乗用作業機において、運転者の体重の機体後方への異常な偏りを検知する検知手段を配置し、異常な荷重が掛かった場合に検知手段が作動し、走行部の駆動を停止する作業車の安全停止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するための手段として、請求項１記載の作業車の安全停止装置では、原動機によって駆動される走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席を備えた作業車において、運転者の体重の機体後方への異常な偏りを検知する検知手段を配置し、異常な荷重が掛かった場合に検知手段が作動し、走行部の駆動を停止する構成とした。
【０００５】
請求項２記載の作業車の安全停止装置では、原動機によって駆動される走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席を備えた作業車において、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、座席が後傾する構成とし、座席の後傾に連動して走行部の駆動を停止する構成とした。
【０００６】
請求項３記載の作業車の安全停止装置では、原動機と、原動機によって駆動されるＨＳＴを備えた走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席と、前記ＨＳＴに作用して機体の前後動及び速度を規制するＨＳＴレバーを備えた作業車において、前記ＨＳＴレバーは中立位置に付勢されて、その中立位置から前後に回動させて前進・後進を設定する構成とされ、そして、ＨＳＴレバーには付勢力に抗してＨＳＴレバーを任意の位置で停止させる位置保持手段が配置され、座席下の後部に回動部を設定し、その回動部を支点として座席が後傾する構成とし、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、前記回動部を支点として座席が後傾し、座席の後傾に連動してＨＳＴレバーの位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバーが付勢力によって中立位置へ復帰する構成とした。
【０００７】
請求項４記載の作業車の安全停止装置では、請求項１〜３いずれか記載の作業車の安全停止装置において、運転者の体重が機体後方へ異常に偏って前進駆動を停止した後に、機体を後退させる構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
前記構成を採用したことにより、本発明では次の効果を有する。
請求項１記載の作業車の安全停止装置では、原動機によって駆動される走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席を備えた作業車において、運転者の体重の機体後方への異常な偏りを検知する検知手段を配置し、異常な荷重が掛かった場合に検知手段が作動し、走行部の駆動を停止する構成としたので、運転者に圧迫が加わった場合には走行部が停止して安全を確保する。
【０００９】
請求項２記載の作業車の安全停止装置では、原動機によって駆動される走行部と、その走行部を備えた機体と、その機体上に配置される運転者の座席を備えた作業車において、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、座席が後傾する構成とし、座席の後傾に連動して走行部の駆動を停止する構成としたので、座席上での障害物との衝突を確実に検知でき、運転者が座席と障害物との間に圧迫された場合には走行部が停止して安全を確保する。
【００１０】
請求項３記載の作業車の安全停止装置では、ＨＳＴレバーは中立位置に付勢されて、その中立位置から前後に回動させて前進・後進を設定する構成とされ、そして、ＨＳＴレバーには付勢力に抗してＨＳＴレバーを任意の位置で停止させる位置保持手段が配置され、  座席下の後部に回動部を設定し、その回動部を支点として座席が後傾する構成としたので、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、前記回動部を支点として座席が後傾し、座席の後傾に連動してリンクがＨＳＴレバーの位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバーが付勢力によって中立位置へ復帰する。
また、座席下の後部に回動部を支点として座席が後傾するので、座席の前部の浮き上がりを検知することになる。このような座席前部の浮き上がりは通常運転で生じることはない。そのため、運転者が障害物に衝突して後方に反り返った異常事態を確実に検知する。
【００１１】
請求項４記載の作業車の安全停止装置では、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に前進駆動を停止した後に、機体が後退するので、運転者を障害物と座席の圧迫から解放して安全を確保する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の作業車の安全停止装置を実現する最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第１実施例に係る作業車の安全停止装置は、乗用草刈機に適用したものである。
この乗用草刈機は、図１に示すように、走行機体の下方に草刈り用の回転刃１が上下昇降自在に設けられるとともに、その回転刃１とエンジン２との間に、エンジン２から刈取り装置に駆動力を伝動する伝動機構が設けられ、草刈り作業を行わない通常走行時は回転刃１を上昇させて刈取り装置を停止させ、草刈り作業を行う作業走行時には、回転刃１を下降させるとともに駆動して走行機体を走行させる構造となっている。
前記乗用草刈機は前後に車輪３を備え、走行機体の前方側に運転席、後方側にエンジン２を備えている。そして運転席は前方にハンドル４を、後方に座席５を備えており、前記座席５はエンジン２の前方に位置している。
【００１４】
前記エンジン２の下方には油圧無段変速装置（ＨＳＴ６）が取付けられており、エンジン２からの出力（駆動力）がＨＳＴ６に伝動され、ＨＳＴ６により無段階に変速されてトランスミッションに伝動され、トランスミッションによりさらに減速されて後輪に出力され走行機体が走行する。
【００１５】
また前輪とハンドル４はステアリング機構によって連結連動されており、ハンドル操作によりステアリング機構を介して方向操作を行う。さらに走行機体の下方には上下スライド自在に回転刃１が設けられており、回転刃１の刈取高さは昇降レバー７操作により行う。
【００１６】
そして座席サイドに、ＨＳＴ６を操作するＨＳＴレバー８、トランスミッションの変速操作（走行機体の走行速度変速）用の副変速レバー、刈刃ユニットの上下スライド（昇降）を操作する上下昇降レバー７、エンジンの回転数を調整するエンジンコントロールレバー等が設けられている。
運転席の前方にはブレーキペダル９が設けられており（図６参照）、走行機体の制動はこのブレーキペダル９を踏み込むことにより行う。ブレーキペダル９を踏み込むと前輪または前後輪に制動摩擦抵抗が与えられると共に、ＨＳＴレバー８が連動して走行部への動力伝達が停止される。
【００１７】
上記構造により運転者（オペレータ）が座席５に座り、上下昇降レバー７を操作して刈刃ユニットを刈り取り可能な高さに下げ、刈刃クラッチレバーを操作して回転刃１を作動させ、副変速レバーで走行速度を選択設定し、ＨＳＴレバー８操作することで走行機体を走行させるとともに、ハンドル４で操向させることで、機体を走行させながら、刈刃ユニットにより草刈り作業を行うことができる。
【００１８】
次に図２〜５はＨＳＴレバーと座席の構造を示している。
前記ＨＳＴ６は車両の後方に搭載されて、運転席の側部に備えられたＨＳＴレバー８とリンクによって接続されている。そして、ＨＳＴレバー８はリンクを介して常に中立位置に付勢されている。
このＨＳＴレバーは中立位置から前後に傾動可能であり、ＨＳＴレバー８の傾動操作によりＨＳＴ６を操作し、前方に傾けることで走行機体を前進、後方に傾けることでバックさせる構造となっている。またＨＳＴレバー８を中立とすることでＨＳＴ６からの力によりトランスミッションを介して後輪は制動されることになる。
ＨＳＴレバー８は座席の側方に設けられて、その基部は走行機体上の水平回動軸１０に固定されている（図５参照）。回動軸１０は横方向に延びて機体外側にＨＳＴレバー８が、内側にプーリ１１が取付られている。そして、ＨＳＴレバー８を前後に回動すると、その動きが回動軸１０を介して同時にプーリ１１を回動させる構成となっている。
【００１９】
前記ＨＳＴレバー８はリンクによってＨＳＴ６に接続されているが、ＨＳＴ６とリンクの接続部は弾力を持って常に中立位置に戻ろうとする力が働いている。そのため、ＨＳＴレバー８もこの弾力によって、車両の停止状態である中立位置に戻ろうとする力を受けることになる。そこで、プーリ１１の外周には回動摩擦抵抗を付与する押圧片１２が配置されて、一旦手動で傾動させたＨＳＴレバー８をその位置で維持する位置保持手段が構成されている。
つまり、押圧片１２がプーリ１１外周を押し付けて中立位置への復帰を阻止している。この押圧片１２の基部は軸１３に取付けられ、軸１３の反対側にスプリング１４が取付られ、このスプリング１４は機体上のプラケットに取付けられて、基部を引っ張っている。
そのため、スプリング１４の引っ張り力により押圧片１２がプーリ１１に押し付けられ、押し付け力によって、プーリの回動に摩擦が付与され、ひいてはＨＳＴレバー８の回動摩擦抵抗となり、ＨＳＴレバー８が任意の位置で停止できるように構成されている（位置保持手段）。
また、スプリング１４による押し付け力が解除されると、付勢力によりＨＳＴレバー８が中立位置に復帰して車両が停止する。
【００２０】
図６はブレーキ機構の説明図である。
ブレーキペダル９を踏み込むと前輪または前後輪に備えられたブレーキ機構が作動して車輪が制動される。同時にブレーキペダル９から延長されたブレーキリンク１５が引っ張られることになり、そのリンク１５が押圧片１２の基部をスプリング１４に抗して引っ張り、押圧片１２をプーリ１１から引き離すことになる。
押圧片１２がプーリ１１から引き離されると、回動摩擦抵抗が消滅し、ＨＳＴレバー８がその付勢力により中立位置に復帰して動力伝達が遮断される。
【００２１】
前記座席は運転者の体重を支える座部シート２０と、運転者の背もたれであるシートバック２１が一体としてくの字に形成されている。
この座席５は鉄材または樹脂材あるいはそれらの組み合わせにより一体として構成されたものであり、座席５の下面にはブラケット２２が固定され、そのブラケット２２は緩衝機構２３を介してシートベース２４に取付けられ、このシートベース２４が機体上に固定されている。
また、前記シートベース２４上には左右にレール２５が配設されて、レバー２６を操作して座席の前後位置を調整できるようになっている。
【００２２】
前記緩衝機構２３は水平方向に配置されたスプリング２７と、そのスプリング２７に引っ張られるアーム２８と、アーム２８の先端に支えられるブラケット２２によって構成されている。スプリング２７がアーム２８を引っ張り、軸２９を支点としてアーム２８先端を浮き上がらせ、その浮き上がったアーム２８先端に座席５後部が載置されて緩衝機構が構成されている。
座席５先端はボルト３０を介してシートベース２４に取付けられているため、ボルト３０を支点として座席５の後部のみが弾力的に浮き上がった状態となっている。
【００２３】
前記シートベース２４上には緩衝機構２３、ブラケット２２、座席５が設置されるのであるが、このシートベース２４は後部両側が機体上にボルト３１によって回動自在に固定されて、このボルト３１を支点として回動し、シートベース２４の前部が浮き上がり可能となっている。つまり、左右両側のボルト３１部分のみが機体に固定されて、それよりも前方部分は機体上に載せた状態とされている。
そのため、通常走行ではシートベース２４が浮き上がることはないが、座席５後方に異常な荷重が掛かった場合にはボルト３１を支点として前方が浮き上がることになる。この浮き上がり構造が、運転者の体重の機体後方への異常な偏りを検知する検知手段を構成している。
この浮き上がり角度は僅かに数度であり、シートベース２４の前方の浮き上がり幅は１〜２ｃｍ程度となる。また、シートベースが浮き上がると図示しないストッパに突き当たって、それ以上の浮き上がりは阻止される。
【００２４】
シートベース２４の前端にはボルト３２によってリンク３４が接続されて、このリンク３４は座席側部を通過して後方へ延び、押圧片１２方向へ達している。
このリンク３４は中央部分を軸支されて、この軸支部分３５を支点として、前後に回動する。そして、リンクの後端は押圧片から延びた連接棒３６の上に接している。
この連接棒３６は押圧片１２の基部からくの字に折れ曲がった状態とされ、連接棒３６が下に押されると軸１３を中心として押圧片１２が、（図中）時計回りに回転して、押圧片１２がプーリ１１から離れることになる。
作業機の走行中に運転者が障害物に衝突すると、上半身が後方へ反り返ることになるが、この時の体重移動により、座席後方に異常な荷重が掛かり座席５がボルト３１を支点として後方へ回動する。この状態を示したものが図７である。
【００２５】
図７では、理解に供するために座席の後傾角度をやや大きくあらわしているが、実際はこれよりも小さい傾動で作動する。
座席５と共にシートベース２４が後傾すると、シートベース２４の先端が浮き上がり、ボルト３２によってリンク３４を持ち上げることになる。リンク３４が上へ上がると支点３５を中心としてリンク３４後端が下がり、リンク３４の後端が連接棒３６を押し下げることになる。連接棒３６が押し下げられると、押圧片１２がプーリ１１から離れ、ＨＳＴレバー８は中立位置に復帰し走行が停止する。
【００２６】
次に本発明の作用を説明する。
運転者は座席５に座り、上下昇降レバー７を操作して刈刃ユニットを刈り取り可能な高さに下げ、回転刃１を作動させ、副変速レバーで走行速度を選択設定し、ＨＳＴレバー８を傾動させることで走行機体を走行させるとともに、ハンドル４操向することで、走行機体を走行させながら、刈刃ユニットにより草刈り作業を行うことができる。
ＨＳＴレバー８は中立位置へ復帰する付勢力が働くが、プーリ１１に押圧片１２が押し付けられているため抵抗により、任意の角度で手動操作により設定される。
ブレーキペダル９を踏み込むと車輪の制動機構が車輪を制動すると同時に、リンク１５が押圧片１２を引き離す方向へ働き、位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバー８が付勢力によって中立位置へ復帰する。
【００２７】
果樹園等の樹木近辺を走行する場合に運転を誤り、運転者が水平幹に衝突すると、機体は前進しているために、幹に押されて運転者の上半身が後方へのけぞることになる。
上半身がのけぞる（反り返る）と、ブレーキペダル９から足が離れてブレーキができない。また、通常の運転では起こらないような機体後方への運転者の体重の異常な偏りが発生する。
この異常な体重移動により、座席５と共にシートベース２４前方が浮き上がり、リンク３４が連接棒３６を押し下げ、押圧片１２がスプリング１４に抗してプーリ１１から離れ、位置保持手段が解除される。これによりＨＳＴレバー８及びＨＳＴ６は中立位置に復帰し、機体の走行が停止する。
【実施例２】
【００２８】
次に図８は第２実施例に係る作業車の安全停止装置の説明図である。
第２実施例に係る作業車の安全停止装置は、前記第１実施例の作業車の安全停止装置において、運転者の体重が機体後方へ異常に偏って前進駆動を停止した後に、機体を後退させる構成である。
本実施例は第１実施例と同様に、運転者の体重が機体後方へ異常に偏った場合に、前記回動部を支点として座席が後傾し、座席の後傾に連動してＨＳＴレバーの位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバーが付勢力によって中立位置へ復帰する構成を備えている。
そして、上記構成に加えて、図８に示すように座席５にワイヤ４０を接続してそのワイヤ４０をＨＳＴレバー８のリンク４１及びＨＳＴ６に接続し、また、座席５の後傾角度をやや拡幅して、ワイヤ４０の引っ張り幅を確保し、座席５が後傾した場合にそのワイヤを引っ張るように構成している。
【００２９】
前記ワイヤ４０は押し引き力を伝達可能なインナワイヤ４２と、その外側を被覆するアウタワイヤ４３から構成され、インナワイヤ４２先端が座席に連結され、そして後端がＨＳＴ６に連結され、その間のＨＳＴリンク４１先端の留め金４４と、座席下部の固定具４５の間にアウタワイヤが配置されている。
前記ワイヤ４０は通常のワイヤが備える引っ張り力の伝達特性に加えて、押し付け力を伝達する剛性を備えた、いわゆるプッシュ・プルワイヤである。
【００３０】
図８（ａ）ではＨＳＴレバー８及びＨＳＴ６は共に中立位置であり車両は停止している。
（ｂ）では、ＨＳＴレバー８を傾けてＨＳＴ６を操作して前進させる。ここでは、ＨＳＴレバー８の傾動によって、ＨＳＴリンク４１が伸長し、留め金４４に固定されたアウタワイヤ４３及びインナワイヤ４２が伸長することになる。リンク４１先端のインナワイヤ４２は押し付け力を伝達する剛性を備えているために、ＨＳＴ６を押し操作して車両が前進する。
（ｃ）では、運転者が障害物に衝突して座席が後傾した状態である。座席５の後傾に伴って、前記第１実施例と同様にＨＳＴレバー８の位置保持手段を解除し、解除されたＨＳＴレバー８が付勢力によって中立位置へ復帰し、車両が停止する。これと同時にインナワイヤ４２が引っ張られ、留め金４４の固定部をすり抜けてリンク４１先端のインナワイヤ４２を短縮させる。このインナワイヤ４２の短縮により、ＨＳＴ６が中立位置から引っ張られて車両が後退することになる。
【００３１】
以上、実施例を説明したが、本発明の具体的な構成は前記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、ＨＳＴレバーの位置保持手段の解除機構としては、座席の傾動に連動する構成であれば、他のリンク機構を採用することも可能である。
また、緩衝機構２３については、これを備えない構成とすることも可能であり、この場合は、座席５とシートベース２４を一体的に固定した構造とする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用した草刈機の概略側面図である。
【図２】座席の概略側面図である。
【図３】座席の概略平面図である。
【図４】座席の概略背面図である。
【図５】ＨＳＴレバー機構の説明図である。
【図６】ブレーキ機構を示す説明図である。
【図７】座席が後傾した状態の説明図である。
【図８】第２実施例に係る制御方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  回転刃
２  エンジン
３  車輪
４  ハンドル
５  座席
６  ＨＳＴ
７  昇降レバー
８  ＨＳＴレバー
９  ブレーキペダル
１０  回動軸
１１  プーリ
１２  押圧片
１３  軸
１４  スプリング
１５  ブレーキリンク
２０  座部シート
２１  シートバック
２２  ブラケット
２３  緩衝機構
２４  シートベース
２５  レール
２６  レバー
２７  スプリング
２８  アーム
２９  軸
３０  ボルト
３１  ボルト
３２  ボルト
３４  リンク
３５  軸支部分
３６  連接棒
４０  ワイヤ
４１  リンク
４２  インナワイヤ
４３  アウタワイヤ
４４  留め金
４５  固定具
【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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