(57)【要約】【課題】背負式作業機を用いた作業の開始時や終了時における作業者の負担を軽減する。【解決手段】作業者が背負う背負子３に搭載された原動機を動力源とする背負式作業機であって、背負子３は、原動機が搭載された第一のフレーム３１と、肩ベルトを備え、第一のフレーム３１に対して上下に移動可能な第二のフレーム３２とを有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業者が背負う背負子に搭載された原動機を動力源とする背負式作業機であって、
前記背負子は、
前記原動機が搭載された第一のフレームと、
肩ベルトを備え、前記第一のフレームに対して上下に移動可能な第二のフレームと、を有することを特徴とする背負式作業機。
【請求項２】
前記第一のフレームを、該第一のフレームを背負った状態で該第一のフレームよりも上方に位置している前記第二のフレームに対して引き上げ可能な引き上げ機構を有することを特徴とする請求項１に記載の背負式作業機。
【請求項３】
前記引き上げ機構が、前記第一のフレームおよび該第一のフレームに搭載されている前記原動機の合計重量よりも小さな力で前記第一のフレームを引き上げ可能とする省力機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載の背負式作業機。
【請求項４】
前記省力機構が、前記第二のフレームに設けられた定滑車と、前記第一のフレームに設けられた動滑車と、これら定滑車および動滑車に掛け回されるとともに、一端が前記第二のフレームに固定された索条とを有し、該索条の他端が引っ張られると、前記第一のフレームが前記第二のフレームに対して引き上げられることを特徴とする請求項３に記載の背負式作業機。
【請求項５】
前記省力機構が、前記第二のフレームに設けられたピニオンギヤと、前記第一のフレームに設けられ、前記ピニオンギヤと噛み合うラックギヤとを有し、前記ピニオンギヤが回転されると、前記第一のフレームが前記第二のフレームに対して引き上げられることを特徴とする請求項３に記載の背負式作業機。
【請求項６】
前記第一のフレームと前記第二のフレームの相対高さを任意の高さに保持するロック機構を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の背負式作業機。
【請求項７】
前記第一のフレームと前記第二のフレームの相対移動を案内するガイドを有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の背負式作業機。
【請求項８】
前記原動機の出力を制御する操作部と、前記原動機から出力される動力を伝達する伝達機構と、該伝達機構によって伝達される動力によって駆動される作業具とを有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の背負式作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刈払機、ブロワ、噴霧器等といった作業機に関するものであり、特に、作業者が背負う背負子に動力源である原動機が搭載された背負式作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背負式作業機の背負子には、原動機の他に燃料タンクや液体タンクなどが搭載されるのが一般的であり、搭載物を含む背負子全体はかなりの重量になる。よって、作業者が背負子を背負って立ち上がったり、背負っている背負子を降ろしたりするには大きな力が必要であり、大変な重労働となる。そこで、背負子の下部に伸縮可能なリンク板やスタンドが設けられた背負式作業機が提案されている（特許文献１,２）。かかる背負式作業機では、リンク板やスタンドを伸長させることによって背負子を上昇させることができるので、作業者は立ち上がった状態のままで背負子を背負うことができる。また、背負子を降ろす際には、リンク板やスタンドを伸長させて背負子を予め支持することにより、作業者はしゃがむことなく背負子を降ろすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−１４２６４５号公報
【特許文献２】実開平６−１９８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、特許文献１，２に記載されている背負式作業機とは異なる構造によって、背負式作業機を用いた作業の開始時や終了時における作業者の負担を軽減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の背負式作業機は、作業者が背負う背負子に搭載された原動機を動力源とする背負式作業機であって、前記背負子は、前記原動機が搭載された第一のフレームと、肩ベルトを備え、前記第一のフレームに対して上下に移動可能な第二のフレームとを有する。
【０００６】
本発明の背負式作業機は、前記第一のフレームを、該第一のフレームを背負った状態で該第一のフレームよりも上方に位置している前記第二のフレームに対して引き上げる引き上げ機構を有する。
【０００７】
本発明の背負式作業機は、前記引き上げ機構が、前記第一のフレームおよび該第一のフレームに搭載されている前記原動機の合計重量よりも小さな力で前記第一のフレームを引き上げ可能とする省力機構を備えている。
【０００８】
本発明の背負式作業機は、前記省力機構が、前記第二のフレームに設けられた定滑車と、前記第一のフレームに設けられた動滑車と、これら定滑車および動滑車に掛け回されるとともに、一端が前記第二のフレームに固定された索条とを有し、該索条の他端が引っ張られると、前記第一のフレームが前記第二のフレームに対して引き上げられる。
【０００９】
本発明の背負式作業機は、前記省力機構が、前記第二のフレームに設けられたピニオンギヤと、前記第一のフレームに設けられ、前記ピニオンギヤと噛み合うラックギヤとを有し、前記ピニオンギヤが回転されると、前記第一のフレームが前記第二のフレームに対して引き上げられる。
【００１０】
本発明の背負式作業機は、前記第一のフレームと前記第二のフレームの相対高さを任意の高さに保持するロック機構を有する。
【００１１】
本発明の背負式作業機は、前記第一のフレームと前記第二のフレームの相対移動を案内するガイドを有する。
【００１２】
本発明の背負式作業機は、前記原動機の出力を制御する操作部と、前記原動機から出力される動力を伝達する伝達機構と、該伝達機構によって伝達される動力によって駆動される作業具とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、負式作業機を用いた作業の開始時や終了時における作業者の負担が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明が適用された刈払機の一例を示す外観斜視図である。
【図２】本発明が適用された刈払機の使用状態を示す参考図である。
【図３】図１に示す背負子の側面図である。
【図４】図１に示す背負子の構造を示す一部省略の平面図である。
【図５】図１に示す背負子の動作を示す側面図である。
【図６】図１に示す背負子の動作を示す一部省略の平面図である。
【図７】図１に示す背負子の動作を示す一部省略の平面図である。
【図８】図１に示す背負子の動作を示す側面図である。
【図９】図１に示す背負子の変形例を示す一部省略の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明が適用された背負式作業機の一例である刈払機の外観斜視図である。図示されている刈払機１は、原動機としての内燃エンジン（２サイクルエンジン）２が搭載された背負子３と、内燃エンジン２から出力される動力を伝達する伝達機構を構成するフレキシブルシャフト４と、フレキシブルシャフト４を介して伝達される動力によって回転駆動される作業具としての回転刃５とを備えている。尚、フレキシブルシャフト４は、中空のチューブにより覆われている。
【００１６】
フレキシブルシャフト４の一端は内燃エンジン２の出力軸（不図示）に接続されており、他端側は中空の操作桿６に内挿されている。操作桿６の先端にはギヤケースを兼ねる回転刃保持部７が設けられている。図示は省略するが、回転刃保持部７は、回転刃５の回転軸を保持する軸受けを備えているとともに、回転軸に固定されているギヤを含む複数のギヤを収容している。フレキシブルシャフト４によって伝達された動力（回転駆動力）は、回転刃保持部７に収容されているベベルギヤによって回転方向が変換されて回転刃５の回転軸に伝達される。
【００１７】
操作桿６の後端には操作部としてのグリップ８が設けられており、グリップ８よりもやや先端寄りの位置には環状のハンドル９が設けられている。図２に示されるように、作業者は、背負子３に設けられている一対の肩ベルト２０を左右の肩にそれぞれ掛けて背負子３を背負う。背負子３を背負った作業者は、一方の手でグリップ８を把持し、他方の手でハンドル９を把持し、主にハンドル９を把持している方の手で操作桿６を左右に振りながら刈り払い作業を行う。グリップ８には、図示しないスロットルレバーが内蔵されており、該スロットルレバーは、ワイヤを介して内燃エンジン２の気化器に接続され、内燃エンジン２の出力を制御することが可能となっている。尚、操作桿６の先端付近には、回転刃５によって刈られた雑草などが周囲に飛散することを抑制する保護カバー１０が設けられている（図１）。
【００１８】
図３に示されるように、背負子３は、内燃エンジン２が搭載された第一のフレーム３１と、肩ベルト２０が設けられた第二のフレーム３２とから構成されている。第一のフレーム３１および第二のフレーム３２は別々の部材であって、鉛直方向に沿って相対移動（上下動）することができるように、背中合わせに組み合わされて一体化されている。
【００１９】
第一のフレーム３１は、底面に接地部を備えた略水平なベース部４０と、ベース部４０の一端から該ベース部４０に対して略垂直に立ち上がる背面部４１とを有し、全体として略Ｌ字形に成形されている。ベース部４０の上には内燃エンジン２が取付金具により防振ゴムを介して回転自在に載置されている。一方、背面部４１の上部には、内燃エンジン２に供給される燃料を貯留する燃料タンク１１が配置されている。以下の説明では、背面部４１の表面のうち、燃料タンク１１が搭載されている側の面を“表側面”、表側面と反対側の面を“裏側面”と呼んで区別する場合がある。もっとも、かかる区別は説明の便宜上の区別に過ぎない。
【００２０】
背面部４１の表側面の上部には、燃料タンク１１の一部を収容可能な切り欠き４１ａが形成されており、燃料タンク１１の側面には、ブラケット１２と、燃料が注ぎ込まれる供給口１３とが一体成形されている。燃料タンク１１は、切り欠き４１ａの周囲に当接しているブラケット１２を貫通する不図示のボルトによって背面部４１の表側面に固定されている。
【００２１】
図４に示されるように、背面部４１の裏側面には、該裏側面の長手方向を長辺方向とする矩形のスライド板４２が設けられている。図４では、スライド板４２をより明確に示すべく、スライド板４２に斜線（ハッチング）を付してある。スライド板４２の一方の長辺（側面）には、その長手方向に沿って複数のノッチ４３が形成されており、一方の短辺（上端面）には、２つの動滑車４４ａ，４４ｂが設けられている。
【００２２】
再び図３を参照すると、第二のフレーム３２の一面には肩ベルト２０が設けられている。以下の説明では、第二のフレーム３２の表面のうち、肩ベルト２０が設けられている側の面を“表側面”、表側面と反対側の面を“裏側面”と呼んで区別する場合がある。すなわち、第二のフレーム３２の表側面には肩ベルト２０が設けられており、第二のフレーム３２の裏側面は第一のフレーム３１の側を向いている。
【００２３】
図４に示されるように、第二のフレーム３２の裏側面の上部には、２つの定滑車５４ａ，５４ｂが設けられており、これら２つの定滑車５４ａ，５４ｂと、第一のフレーム３２に設けられている２つの動滑車４４ａ，４４ｂとに、索条としてのワイヤ６０が掛け回されて省力機構を備えた引き上げ機構が構成されている。ワイヤ６０の一端は、第二のフレーム３２の裏側面に設けられているワイヤ固定部５１に固定されており、ワイヤ６０の他端は、第二のフレーム３２に設けられている貫通穴５２を通して第二のフレーム３２の表側面へ引き出されている。換言すれば、第一のフレーム３１は、定滑車５４ａ，５４ｂ、動滑車４４ａ，４４ｂおよびワイヤ６０を介して第二のフレーム３２に懸架されている。尚、第二のフレーム３２の表側面へ引き出されているワイヤ６０の他端には把手６１が取り付けられている。また、第二のフレーム３２の上部には、引き上げハンドル６５が設けられている。
【００２４】
さらに、第二のフレーム３２の裏側面には、それぞれが凹溝を備えた一対のレール５５ａ，５５ｂが設けられている。各レール５５ａ，５５ｂは、所定間隔で、かつ、互いの凹溝が対向する向きで平行に並べられている。一方、第一のフレーム３１の裏側面に設けられているスライド板４２は一対のレール５５ａ，５５ｂの間に差し入れられており、スライド板４２の両側部はそれぞれのレール５５ａ，５５ｂの凹溝に嵌め込まれている。かかるレール５５ａ，５５ｂとスライド板４２の係合によって、第一のフレーム３１と第二のフレーム３２の相対移動を案内するガイドが構成されている。このように、第一のフレーム３１と第二のフレーム３２は互いの裏側面が対向する向きで組み合わされており、対向する両者の裏側面の間に引き上げ機構およびガイドが設けられている。
【００２５】
第一のフレーム３１と第二のフレーム３２との間には、上記引き上げ機構およびガイドに加えてロック機構が設けられている。図４に示されるように、第二のフレーム３２の裏側面の下部には、ロックレバー７０と、ロックレバー７０を回動可能に支持する軸７１と、ロックレバー７０を付勢するスプリング７２と、ロックレバー７０の動きを規制する２つのストッパ７３，７４とが設けられている。スプリング７２は軸７１に巻装されており、スプリング７２の一端はロックレバー７０のアーム部７０ａに係止され、他端はストッパ７４に係止されている。ロックレバー７０は、２つのストッパ７３，７４の間において矢印ａ−ｂ方向に回動可能であるとともに、スプリング７２の弾性復元力によって矢印ａ方向に常時付勢されている。
【００２６】
作業者が背負子３を背負う際には、図５（ａ）に示されている状態の第二のフレーム３２を同図（ｂ）に示されているように上方へ引き上げる。例えば、作業者は、第一のフレーム３１が地面に接地された状態で、引き上げハンドル６５を持ち、第二のフレーム３２を上方へ引き上げ、肩ベルト２０に腕を通す。
【００２７】
図５（ａ）に示されている第二のフレーム３２が同図（ｂ）に示されているように引き上げられる過程で、引き上げ機構およびロック機構は図６，７に示されるように動作する。以下、具体的に説明する。作業者がロックレバー７０をスプリング７２の付勢に抗して矢印ｂ方向へ回動させると、ロックレバー先端の係止爪７０ｂとスライド板４２のノッチ４３との係止が解除され、第二のフレーム３２を引き上げ可能となる。この状態で作業者が引き上げハンドル６５を持って第二のフレーム３２を引き上げると、第二のフレーム３２に設けられている定滑車５４ａ，５４ｂは上方へ移動し、第一のフレーム３１に設けられている動滑車４４ａ，４４ｂは相対的に下方へ移動する。すなわち、定滑車５４ａ，５４ｂと動滑車４４ａ，４４ｂとの間の距離が拡大し、これら滑車５４ａ，５４ｂ，４４ａ，４４ｂに掛け回されているワイヤ６０が貫通穴５２を通して第一のフレーム３１と第二のフレーム３２の間（背負子３の内部）に引き込まれる。このようにして第二のフレーム３２が引き上げられる際に、レール５５ａ，５５ｂと該レール５５ａ，５５ｂの凹溝に嵌合しているスライド板４２の側部とからなるガイドによって第一のフレーム３１と第二のフレーム３２の相対移動が案内される。このとき、肩ベルト２０は高い位置にあるため、作業者は大きく腰を落とすことなく、肩ベルト２０に腕を通して第二のフレーム３２を背負うことができる。
【００２８】
その後、第二のフレーム３２を背負った作業者が把手６１を掴んでワイヤ６０を引っ張ると、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、第二のフレーム３２よりも下方に位置していた第一のフレーム３１が上方へ引き上げられる。このとき、第一のフレーム３１は４つの滑車５４ａ，５４ｂ，４４ａ，４４ｂ（図６,図７）を用いて引き上げられるので、第一のフレーム３１およびその搭載物の合計重量の１／４の力で第一のフレーム３１を引き上げることができる。また、第一のフレーム３１が上方へ引き上げられる際にも、上記ガイドによって第一のフレーム３１と第二のフレーム３２の相対移動が案内される。ここで、図７に示されているロックレバー７０の係止爪７０ｂは、第一のフレーム３１が上昇するに連れて該第一のフレーム３１のノッチ４３の傾斜面に沿って矢印ｂ方向に回動し、ノッチ４３に乗り上げるため、係止作用は働かない。すなわち係止爪７０ｂは、第一のフレーム３１を引き上げることにより、複数のノッチ４３を連続的に乗り越えることになる。
【００２９】
ここで引き上げ途中又は上限位置において作業者が把手６１を放すと、第一のフレーム３１は自重により下方へと移動しようとするが、スライド板４２の最下端のノッチ４３がロックレバー７０の係止爪７０ｂに係止し、第一のフレーム３１はその位置（高さ）に保持される。ここで、ロックレバー７０の係止爪７０ｂはノッチ４３により矢印ａ方向に回動する力を受けるが、ストッパ７３、７４に突き当たることにより回動が規制される。尚、ノッチ４３はスライド板４２の側面に連続して複数設けられているため、作業者が把手６１を放した位置で第一のフレーム３１が係止されるようになっている。上記のようにして第一のフレーム３１が上限まで引き上げられると（第二のフレーム３２と同じ高さまで引き上げられると）、第一のフレーム３１と第二のフレーム３２の相対的位置関係は、第二のフレーム３２が引き上げられる前の状態、すなわち図４および図５（ａ）に示される状態に戻る。
【００３０】
作業者が背負子３を降ろす際には、一方の手でワイヤ６０の端部に設けられている把手６１を掴みながら、他方の手で図４に示されている状態のロックレバー７０を矢印ｂ方向へ回動させて、ロックレバー７０の係止爪７０ｂとスライド板４２のノッチ４３との係止を解除する。係止爪７０ｂとノッチ４３との係止が解除されると、第一のフレーム３１は自重で降下する。このときにワイヤ６０に掛かる力は、第一のフレーム３１およびその搭載物の合計重量の１／４の力である。第一のフレーム３１が接地したら、第二のフレーム３２の肩ベルト２０から左右の腕を抜き、第二のフレーム３２を第一のフレーム３１と同じ高さまで下げる。
【００３１】
これまでは、作業者によってワイヤ６０が引っ張られると、第一のフレーム３１が引き上げられる形態について説明した。しかし、ワイヤ６０の一端が回転ドラムに固定されており、回転ドラムが回転すると該回転ドラムにワイヤ６０が巻き取られ、これによって第一のフレーム３１が引き上げられる形態もある。さらに、上記回転ドラムが作業者によって手動で回転駆動される形態と、電動モータによって回転駆動される形態とがある。回転ドラムが作業者によって手動で回転駆動される形態では、例えば、作業者によってハンドルが回されると、これに連動して回転ドラムが正転または逆転する。また、回転ドラムが電動モータによって回転駆動される形態では、例えば、電動モータの電源であるバッテリーや電動モータをＯＮ／ＯＦＦさせたり、回転方向を切り替えたりするスイッチなどが追加され、作業者によってスイッチが操作されると、これに呼応して回転ドラムが正転または逆転する。
【００３２】
図９に、省力機構を備えた引き上げ機構の一変形例を示す。図示されている引き上げ機構は、第二のフレーム３２に設けられているピニオンギヤ８１と、第一のフレーム３２に設けられているラックギヤ８２と、ピニオンギヤ８１を回転させるための駆動機構とから構成されている。ピニオンギヤ８１は、第二のフレーム３２の裏側面上において回転可能に保持されている。ラックギヤ８２は、第一のフレーム３１と一体化されているスライド板４２の側面に設けられている。具体的には、スライド板４２の、ノッチ４３が形成されている側面と反対側の側面にラックギヤ８２が形成されている。駆動機構は、クランクシャフト８３と、クランクシャフト８３の一端に連結されたクランクハンドル８４と、クランクシャフト８３の他端に固定されたベベルギヤ８５とから構成され、ベベルギヤ８５はピニオンギヤ８１と噛み合っている。作業者によってクランクハンドル８４が回されると、クランクシャフト８３およびベベルギヤ８５を介して回転駆動力がピニオンギヤ８１に伝達され、ピニオンギヤ８１が回転する。ピニオンギヤ８１が回転すると、ピニオンギヤ８１と噛み合っているラックギヤ８２が上下方向に直動し、スライド板４２（第一のフレーム３１）が昇降する。
【００３３】
ラックギヤ８２は、スライド板４２の側面に直に形成されたものであっても、スライド板４２の側面に固定された別体のギヤであってもよい。また、上記のような手動の駆動機構に代えて、電動の駆動機構が用いられる形態もある。例えば、電動モータから出力される回転駆動力によってピニオンギヤ８１またはベベルギヤ８５が回転駆動される形態もある。かかる形態では、電動モータの電源であるバッテリーや電動モータをＯＮ／ＯＦＦさせたり、回転方向を切り替えたりする操作スイッチなどが追加される。
【００３４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、第一のフレームにスライド板が設けられ、第二のフレームにレールが設けられていた。しかし、第一のフレームにレールが設けられ、第二のフレームにスライド板が設けられた形態もある。この場合、上記実施形態においてスライド板に設けられていた動滑車は、第一のフレーム上の任意に位置に設ければよい。また、滑車の数は４つに限られず、２つであっても、５つ以上であってもよい。また、原動機は内燃エンジンに限られず、例えば、電動モータであってもよい。
【００３５】
本発明は、刈払機以外の背負式作業機に適用することもでき、例えば、送風機（ブロア）や噴霧器に適用することもできる。本発明が適用されたブロアの一実施形態では、原動機から出力される動力によって駆動されるファンと、該ファンが収容されたファンケースと、一端がファンケースに接続され、他端が開放された送風ダクトとを有し、原動機、ファンおよびファンケースが第一のフレームに搭載される。上記ファンの一例としては、原動機の出力軸に直接または伝達機構を介して接続された軸流ファンやシロッコファンが挙げられる。上記ファンケースの一例としては、ファンを収容可能な内部空間を備えた合成樹脂製のボックスであって、ファンの回転軸を保持する軸受けと、吸気口および排気口とを備えたボックスが挙げられる。上記送風ダクトの一例としては、蛇腹ダクトなどのフレキシブルダクトが挙げられる。かかる構成を有するブロアでは、ファンが駆動されると、ファンケースの吸気口から吸い込まれた空気が該ケースの排気口に接続されている送風ダクトに導入され、該送風ダクトの開放端から外部へ送出される（排風される）。
【００３６】
本発明が適用された噴霧器の一実施形態では、上記原動機、ファンおよびファンケースに加えて、液体タンクが第一のフレームに搭載される。かかる構成を有する噴霧器では、液体タンクに貯留されている液体（薬液や液状肥料）が分散された空気が送風ダクトの開放端から送出される。
【符号の説明】
【００３７】
１    刈払機
２    内燃エンジン
３    背負子
４    フレキシブルシャフト
５    回転刃
３１    第一のフレーム
３２    第二のフレーム
４４ａ，４４ｂ    動滑車
５４ａ，５４ｂ    定滑車
６０    ワイヤ
７０    ロックレバー
８１    ピニオンギヤ
８２    ラックギヤ
【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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