歩行型芝刈機の動力伝達機構
【課題】従来の歩行型芝刈機においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達するが、ドラム式車輪用の変速装置を備えておらず、作業以外で大径のタイヤに切り換えて移動走行する際に、エンジン回転数の制御だけでは低速に変速しにくく、クラッチ入時に急発進したり、安定走行が困難である、という問題があった。
【解決手段】エンジン５からの動力をドラム式車輪７Ｌ・７Ｒまで伝達する第一動力伝達経路３５と、前記エンジン５からの動力をリールカッター１２まで伝達する第二動力伝達経路３６のいずれにも、各駆動軸であるドラム軸１６Ｌ・１６Ｒとカッター軸３４を変速可能な変速構造として、ギア変速機構３０と交換機構１３４をそれぞれに介設した。
【解決手段】エンジン５からの動力をドラム式車輪７Ｌ・７Ｒまで伝達する第一動力伝達経路３５と、前記エンジン５からの動力をリールカッター１２まで伝達する第二動力伝達経路３６のいずれにも、各駆動軸であるドラム軸１６Ｌ・１６Ｒとカッター軸３４を変速可能な変速構造として、ギア変速機構３０と交換機構１３４をそれぞれに介設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機に関し、詳しくは、走行速度と刈取ピッチを独立して変更可能な歩行型芝刈機の動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゴルフ場のグリーン等の芝生を刈り取るための歩行型芝刈機においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
更に、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する動力伝達経路の途中に、該リールカッターの回転数を変速する変速構造を設けることにより、刈取ピッチを変更可能な技術が公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開昭６２−７４５１５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、いずれの技術においても、動力伝達機構は圃場で作業する際の走行（以下、「作業走行」とする。）を主体に構成されているため、次のような問題があった。
すなわち、作業以外で機体を移動する際の走行（以下、「移動走行」とする。）では、ドラム式車輪よりも大径のタイヤ等の移動用車輪を装着して運転するので、作業時に比べて高速で発進・走行することとなるが、エンジン回転数の制御だけでは、前記大径の移動用車輪に適した低速回転に変更して所定速度で発進・走行するのは難しいため、クラッチ入時の急発進を防止できず、安定走行も困難である、という問題があった。特に、圃場間の移動時には機体をブリッジを用いてトラックの荷台に積載する必要があるが、エンジン回転数を落として長時間にわたって低速で積載作業をしようとするとエンストが起こりやすくなるため、高速での積載作業が避けられずに、操作ミス等による作業効率の低下を回避できない、という問題があった。
【０００４】
更に、起伏の激しい圃場での作業や、非熟練者が作業する場合には、安定走行のためにエンジン回転数を落として低速で作業走行するが、同時に、エンジン回転数に連動してリールカッターの回転数も落ちるため、芝生の切断面が粗くなったり、芝生がリールカッターによって勢いよく排出されずにそのまま落下したりして、芝生の仕上がりや生育性が悪化する、という問題があった。また、たとえ後者の技術のようにリールカッターの回転数が変速できても、走行速度は依然として変速できないため、刈取ピッチの細かな制御や、所定の刈取ピッチを確保した上での砂の巻き上げ防止が難しく、このため、より細かな芝生管理をするには、走行速度の異なる複数台の歩行型芝刈機が必要となり、芝生管理コストが高くなる、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機において、前記エンジンからの動力をドラム式車輪まで伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する第二動力伝達経路のいずれにも、各駆動軸を変速可能な変速構造を介設したものである。
【０００６】
請求項２においては、前記第一動力伝達経路には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構を有し、該ギア変速機構を収容するミッションケースを設けると共に、該ミッションケース内を通過するように前記第二動力伝達経路を設けるものである。
【０００７】
請求項３においては、前記ミッションケースには、前記左右のドラム式車輪を回転駆動する各ドラム軸に走行変速動力を差動伝達する差動機構と、前記左右のドラム式車輪を制動する制動機構を収容するものである。
【０００８】
請求項４においては、前記ミッションケースは、前記エンジンの左右側方に並設するものである。
【０００９】
請求項５においては、前記ミッションケースから、走行変速動力を出力する走行出力軸を機体左右に延出し、該走行出力軸の左右両端より、前記左右のドラム式車輪にそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置を垂下し、該左右の走行伝達装置と前記走行出力軸とによって門型フレームを構成するものである。
【００１０】
請求項６においては、前記第二動力伝達経路において、前記ミッションケースから、刈取動力を出力する刈取出力軸を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸の外端より、前記リールカッターに動力を伝達する刈取伝達装置を垂下し、該刈取伝達装置の伝達要素を外部から交換可能とすることにより、リールカッター用の前記変速構造を構成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機において、前記エンジンからの動力をドラム式車輪まで伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する第二動力伝達経路のいずれにも、各駆動軸を変速可能な変速構造を介設したので、ドラム式車輪を専用の変速構造により確実に低速回転に変更することができ、移動走行の際に大径の移動用車輪を装着しても、安定した低速で発進・走行することができ、クラッチ入時の急発進が防止できると共に、安定走行も容易となる。特に、圃場間移動のため機体をトラックに積載する際に、長時間かかってもエンストせずに低速で積載作業をすることができ、操作ミス等による作業効率の低下を回避することができる。更に、ドラム式車輪とリールカッターとは各々独立して変速することができ、起伏の激しい圃場での作業や、非熟練者が作業する場合であっても、リールカッターの回転数は高速に保持したままで、走行速度のみを落として低速で作業走行することができ、芝生の切断面が均一で滑らかとなり、芝生がそのまま落下することもなく、芝生の仕上がりや生育性が向上する。特に、ドラム式車輪とリールカッターの各々の変速段を適切に組み合わせることで、刈取ピッチや砂の巻き上げ状態等を細かく制御することができ、より細かな芝生管理が一台の歩行型芝刈機で可能となり、芝生管理コストを大きく低減することができる。
【００１２】
請求項２においては、前記第一動力伝達経路には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構を有し、該ギア変速機構を収容するミッションケースを設けると共に、該ミッションケース内を通過するように前記第二動力伝達経路を設けるので、第一動力伝達経路による走行変速に、油圧式やベルト等の無端帯式による変速機構に比べ動力伝達ロスが小さいギア変速機構を用いることができ、良好な走行変速性能を得ることができる。更に、第二動力伝達経路は、第一動力伝達経路が通るミッションケースを利用して経路の一部を確保することができ、第二動力伝達経路の設置に必要な配置空間を縮小して、動力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
請求項３においては、前記ミッションケースには、前記左右のドラム式車輪を回転駆動する各ドラム軸に走行変速動力を差動伝達する差動機構と、前記左右のドラム式車輪を制動する制動機構を収容するので、前記差動機構と制動機構をミッションケース内に集約配置することができ、両機構の配置空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。特に、前記差動機構を左右のドラム式車輪駆動用のドラム軸の間に介設する場合に比べ、ドラム式車輪の構造を簡単にすることができ、該ドラム式車輪の低コスト化やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項４においては、前記ミッションケースは、前記エンジンの左右側方に並設するので、エンジン側方の空間を有効利用することができ、該ミッションケースを配置するための空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。また、いずれも重いエンジンとミッションケースを機体左右方向に振り分けて配置することができ、機体左右方向の重量バランスが良好となり、直進安定性や操向時のハンドル操作性が向上する。
【００１５】
請求項５においては、前記ミッションケースから、走行変速動力を出力する走行出力軸を機体左右に延出し、該走行出力軸の左右両端より、前記左右のドラム式車輪にそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置を垂下し、該左右の走行伝達装置と前記走行出力軸とによって門型フレームを構成するので、該門型フレームにより、前記左右のドラム式車輪を両外側から駆動可能に支持することができ、ドラム式車輪を堅固に支持すると共に個別に駆動して、優れた走破性を得ることができる。更に、該門型フレームの下方空間にドラム式車輪を配置することができ、歩行型芝刈機の全体高さを低く抑えて、走行安定性の向上や機体のコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
請求項６においては、前記第二動力伝達経路において、前記ミッションケースから、刈取動力を出力する刈取出力軸を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸の外端より、前記リールカッターに動力を伝達する刈取伝達装置を垂下し、該刈取伝達装置の伝達要素を外部から交換可能とすることにより、リールカッター用の前記変速構造を構成するので、リールカッター用に複雑な変速構造を別途設ける必要がなく、装置数を減らして、装置コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係わる歩行型芝刈機１の全体構成を示す平面図、図２は同じく左側面図、図３はミッションケースの平面一部断面図、図４はメインクラッチの入切操作のためのリンク構造を示すミッションケースの右側面図、図５は固定カムと可動カムの組立構成を示す斜視図、図６はギア変速機構の変速操作のための操作構造を示すミッションケース前部の平面一部断面図、図７は左側を開放した状態のミッションケースの左側面図、図８は左側を開放した状態の走行伝達装置の左側面図、図９は走行伝達装置からドラム式車輪までの第一動力伝達経路の背面一部断面図、図１０は左側を開放した状態の刈取伝達装置の左側面図、図１１は刈取伝達装置からリールカッターまでの第二動力伝達経路の背面一部断面図、図１２は刈取クラッチの一部断面図、図１３は隙間調整装置の左側面図である。
なお、以下の説明において、歩行型芝刈機の進行方向（図１に示す矢印１０の方向）を前方、その反対側を後方とし、進行方向に向かって右側を右方（図１に示す矢印１１の方向）、その反対側を左方とする。
【００１８】
まず、本発明に係わる動力伝達機構を備える歩行型芝刈機１の全体構成について、図１乃至図３により説明する。
該歩行型芝刈機１においては、機体フレーム２の後部から左右のハンドルアーム３Ｌ・３Ｒが後ろ斜め上方に向かって延設され、該ハンドルアーム３Ｌ・３Ｒの後端部間にハンドル４が配設されると共に、該ハンドル４と前記ハンドルアーム３Ｌ・３Ｒとの間には、刈取クラッチ操作レバー２０とメインクラッチ操作レバー２１が左右に並設されている。
【００１９】
更に、前記機体フレーム２の前後方向略中央部には、機体幅内にエンジン５が右側に偏在して搭載され、該エンジン５の左方に、本発明に係わるミッションケース６が配置されている。すなわち、該ミッションケース６は、前記エンジン５の左右側方に並設するので、エンジン５側方の空間を有効利用することができ、該ミッションケース６を配置するための空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構３７のコンパクト化を図ることができる。また、いずれも重いエンジン５とミッションケース６を機体左右方向に振り分けて配置することができ、機体左右方向の重量バランスが良好となり、直進安定性や操向時のハンドル４の操作性が向上する。
【００２０】
そして、機体フレーム２の後部には、左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒが装着されると共に、機体フレーム２の前部には、前から順に、前ローラ８とサッチングローラ９が左右方向に横設され、該サッチングローラ９と前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとの間に、リールカッター１２が配置されている。
【００２１】
このうちの前ローラ８は、機体フレーム２に対して昇降可能に取り付けられており、該機体フレーム２に対して前ローラ８を昇降することにより、芝生の刈高が設定される。また、前記リールカッター１２は、カッターフレーム１３に多数枚のリール刃１４が螺旋状に取り付けられて構成されており、ダウンカット状に回転する該リールカッター１２のリール刃１４と、前記機体フレーム２の下部に設けられた下刃１５との間に挟まれるようにして、芝生が刈り取られる。
【００２２】
そして、前記サッチングローラ９は、このようにして芝生が刈り取られる直前で、芝生内に入り込んでいる枯芝類を掻き出すように構成されると共に、その駆動力は、機体フレーム２前部の右側面に設けたローラ伝達装置１９を介して、回転する前記リールカッター１２から伝達されるようにしている。
【００２３】
このような構成において、前記エンジン５からの動力で駆動されるドラム式車輪７Ｌ・７Ｒによって作業走行しながら、リールカッター１２によって芝生が刈り取られ、この刈り取られた芝生は、図示せぬ搬送案内カバーにより前方に搬送されてから、前記機体フレーム２の前部に固定されたホッパ１８内に集草される。
【００２４】
なお、この刈取作業時には、図１に示すように、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの駆動軸であるドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの両外端部に装着されているタイヤ等の移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを取り外し、該移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒよりも小径で、かつ軸方向に長く形成された幅広の前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを接地させるようにして、圃場の芝生が車輪より受ける接地圧を減少させ、芝生の損傷を軽減できるようにしている。
【００２５】
また、前記エンジン５からの動力は、前記メインクラッチ操作レバー２１の傾倒操作により断接されるメインクラッチ２２を介して、エンジン５のエンジン出力軸２３と同軸上に配置されるミッション入力軸２４に伝達され、該ミッション入力軸２４の動力は、ミッションケース６内において、前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを駆動するドラム軸１６Ｌ・１６Ｒまでの第一動力伝達経路３５と、前記リールカッター１２を駆動するカッター軸３４までの第二動力伝達経路３６とに分岐され、該両動力伝達経路３５・３６と前記メインクラッチ２２等によって歩行型芝刈機１の動力伝達機構３７が構成されている。
【００２６】
次に、前記メインクラッチ２２について、図３乃至図５により説明する。
該メインクラッチ２２においては、前記エンジン出力軸２３の先部に、左方に開いたロート状のクラッチハウジング３８がキー結合され、該クラッチハウジング３８の内周には、前記ミッション入力軸２４の右部に回動可能に外嵌した駆動ディスク３９の外周が噛合されており、該駆動ディスク３９とクラッチハウジング３８は、前記エンジン出力軸２３と一体回動可能に結合されている。一方、前記駆動ディスク３９の左方には、摩擦板４１を挟んで従動ディスク４０が対向配置されており、該従動ディスク４０は、前記ミッション入力軸２４の右部に軸方向摺動可能にキー結合されている。
【００２７】
前記ミッションケース６の前部右側面には、複数のボルト４４によって固定カム４２が締結固定され、該固定カム４２を通って前記ミッション入力軸２４がミッションケース６から右方に突出され、その突出端部に、前記従動ディスク４０が設けられている。そして、該固定カム４２の凸部には可動カム４３が回動可能かつ軸方向摺動可能に外嵌され、該固定カム４２と可動カム４３の対向する面４２ａと面４３ａには、それぞれ、カム歯４５とカム歯４６が対向するように複数形成されており、面４３ａが面４２ａに対して矢印４７の方向に回動すると、カム歯４５の斜面４５ａとカム歯４６の斜面４６ａとが互いに摺動して、対向する面４２ａと面４３ａの間隔が増加するように構成されている。
【００２８】
更に、前記可動カム４３の外周からはクラッチアーム４３ｂが半径方向に突出され、該クラッチアーム４３ｂの先端は、ロッド４８を介してクラッチレバー４９の途中部に連結され、該クラッチレバー４９の先部は、クラッチワイヤ５０、緩衝バネ５１、クラッチプレート５２等を介して、レバー支軸５７を中心に前記メインクラッチ操作レバー２１と一体回動するクラッチステー５３の先端に連動連結されている。
【００２９】
前記クラッチレバー４９の基部は、ミッションケース６の右側面略中央に固設したレバー支持板５４から右方に突設するレバー軸５５によって軸支されると共に、該レバー軸５５には、一端をクラッチレバー４９の一部に掛止し、他端をレバー支持板５４に掛止した戻りバネ５６が巻回されており、該戻りバネ５６の弾性力によって、レバー軸５５を中心に回動可能なクラッチレバー４９に対して、常に矢印５８とは反対方向の付勢力が作用するようにしている。
【００３０】
このような構成において、前記メインクラッチ操作レバー２１を手前の方向、つまり矢印５９の方向に回動すると、レバー支軸５７を中心にクラッチステー５３も矢印５９の方向に回動し、クラッチプレート５２、緩衝バネ５１、クラッチワイヤ５０等が牽引されて、クラッチレバー４９が、前記戻りバネ５６の弾性力に抗して、矢印５８の方向に回動される。すると、ロッド４８を介して、クラッチアーム４３ｂが突出した可動カム４３の面４３ａが、固定カム４２の面４２ａに対して矢印４７の方向に回動され、前述のように、面４２ａと面４３ａの間隔が増加し、可動カム４３が、軸受け６０を介して、前記従動ディスク４０を駆動ディスク３９側に押動し、従動ディスク４０が摩擦板４１を介して駆動ディスク３９に押圧されて接続され、エンジン出力軸２３とミッション入力軸２４との間が連動連結されて、メインクラッチ「入」となる。
【００３１】
逆に、その後に前記メインクラッチ操作レバー２１を矢印５９の反対方向に回動して元の位置に戻すと、クラッチレバー４９・クラッチアーム４３ｂともに前述とは反対方向に回動され、可動カム４３が固定カム４２側に移動して戻り、前記従動ディスク４０が駆動ディスク３９側から離間されて、エンジン出力軸２３とミッション入力軸２４との間の連結が切断されて、メインクラッチ「切」となり、このようにして、エンジン５からの動力が前記両動力伝達経路３５・３６に分岐する前に、該エンジン動力を断接可能なメインクラッチ２２が構成されている。
【００３２】
なお、前記カム歯４５側の斜面４５ａは、傾斜が非常に緩く形成されているため、クラッチアーム４３ｂを矢印４７の方向へ回転するのに必要な操作力が小さくて済み、クラッチ「入」時のクラッチ圧を高く設定することができ、エンジン５の動力の伝達ロスを低減することでエンジン５の小型化を図り、歩行型芝刈機１のコンパクト化や低コスト化を図ることができる。
【００３３】
次に、前記第一動力伝達経路３５について、図１乃至図３、図６乃至図９により説明する。
図１乃至図３、図９に示すように、該第一動力伝達経路３５は、前記ミッション入力軸２４から、順に、ミッションケース６内に設けたギア変速機構３０・制動機構３１・差動機構３２、ミッションケース６から延出される走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒ、該走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの左右両端より垂下する走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒ、及びドラム軸１６Ｌ・１６Ｒを通るように構成されている。なお、このうちの左右の走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒと走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒとから門型形状のフレーム構造（以下、「門型フレーム」とする。）１３３が形成され、該門型フレーム１３３の下方空間において、前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒが、それぞれ、前記走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒによって両外側から駆動可能に支持されている。
【００３４】
図３、図６、図７に示すように、このような第一動力伝達経路３５において、前記ミッションケース６内では、前記ミッション入力軸２４の前斜め下方には平行して、刈取出力軸２７が回動可能に軸支され一方、ミッション入力軸２４の後斜め下方には平行して、前から順に、中間軸２５、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒが回動可能に軸支されている。
【００３５】
前記ミッションケース６内におけるミッション入力軸２４の左半部には、右から順に大径の高速駆動ギア６１ａと小径の低速駆動ギア６１ｂを有する二連ギア６１が、軸方向摺動可能に設けられると共に、前記中間軸２５上には、右から順に小径の高速従動ギア６２、大径の低速従動ギア６３が固設されている。更に、前記二連ギア６１の溝部には、シフトフォーク７０の先部が係合され、該シフトフォーク７０の基部は、前記ミッションケース６の左壁に左右摺動可能に挿通されたシフトロッド７１の右端に連結され、該シフトロッド７１の左端にはシフトノブ７２が取り付けられている。
【００３６】
このような構成において、該シフトノブ７２を位置７３ａに押し込むと、前記シフトロッド７１とシフトフォーク７０を介して前記二連ギア６１が右方に摺動され、該二連ギア６１上の高速駆動ギア６１ａが前記中間軸２５上の高速従動ギア６２に噛合して「高速段」に設定さ、これにより、ミッション入力軸２４の動力が高速に変速されて中間軸２５に伝達される。逆に、シフトノブ７２を位置７３ｂまで引き出すと、前記シフトロッド７１とシフトフォーク７０を介して前記二連ギア６１が左方に摺動され、該二連ギア６１上の低速駆動ギア６１ｂが前記中間軸２５上の低速従動ギア６３に噛合して「低速段」に設定され、これにより、ミッション入力軸２４の動力が低速に変速されて中間軸２５に伝達される。
【００３７】
更に、シフトノブ７２を、前記位置７３ａと７３ｂの中間の位置７３ｃに移動させると、前記シフトロッド７１とシフトフォーク７０を介して前記二連ギア６１が高速従動ギア６２と低速従動ギア６３との間に移動し、二連ギア６１が高速従動ギア６２と低速従動ギア６３の何れとも噛合しないで中間軸２５には動力が伝達されない「中立」に設定され、これにより、高速段、中立、低速段を選択可能な二段変速式の前記ギア変速機構３０が構成されている。
【００３８】
また、前記シフトロッド７１の外周面には、高速段位置、中立位置、低速段位置の変速位置の位置決めのための環状の溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂが左から順に形成され、該溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂには、ミッションケース６の壁部に穿孔し外側からボルト７７を螺挿して形成した駐止穴６ａが、前記シフトロッド７１に直交するように連通されており、該駐止穴６ａ内には、駐止バネ７４と駐止ボール７５とが、該駐止ボール７５の先端が前記溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂに臨むように嵌入され、これにより、デテント機構７６が構成されている。
【００３９】
このように、前記駐止バネ７４により、駐止ボール７５が溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂに向かって常時押圧されるので、前記シフトロッド７１を左右方向に摺動して所定の変速位置に移動させた際には、駐止ボール７５が溝７１ａ（高速段位置）、７１ｃ（中立位置）、７１ｂ（低速段位置）のいずれかに係止されるため、移動後もずれることなくシフトロッド７１を所定変速位置に確実に保持することができる。
【００４０】
また、前記中間軸２５の左端に固設されたブレーキドラム８２内には、前後の連結バネ８３・８３によって引き合うように連結された上下の図示せぬブレーキシューが内装されており、ミッションケース６の左側面に固定された支持板８４に軸支されたブレーキ軸８１を回転させることにより、前記ブレーキシューをブレーキドラム８２に押圧して中間軸２５を制動できるようにして、ドラム式の制動機構３１が構成されている。
【００４１】
前記ブレーキ軸８１にはブレーキアーム７８の一端が固設され、該ブレーキアーム７８の他端は、ブレーキワイヤ７９等を介して、前記ハンドル４に設けたブレーキレバー８０に連動連結されており、該ブレーキレバー８０を把持して手前に回動することにより、前記ブレーキ軸８１を回転させて中間軸２５を制動するようにしている。
【００４２】
また、前記中間軸２５上で高速従動ギア６２と低速従動ギア６３との間には、前記二連ギア６１が摺動中に干渉しない大きさの径から成る出力ギア６４が固設され、該出力ギア６４は、前記左右の走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒを差動的に結合する前記差動機構３２への入力軸である後述のリングギア６６に常時噛合されており、中間軸２５からの変速動力が差動装置３２に伝達されるようにしている。
【００４３】
該差動機構３２は、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒと同一回転軸心を有するようにミッションケース６の後部内に支持された中空のデフケース６５と、該デフケース６５に固設され前述の如く出力ギア６４と噛合される前記リングギア６６と、該デフケース６５内において走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒと直交配置されデフケース６５と一体的に回転するピニオン軸６７と、該ピニオン軸６７の両端に回転自在に配置されるベベルギアであるピニオン６８・６８と、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの内端側に固定され該ピニオン６８・６８に噛合されるベベルギアであるデフサイドギア６９・６９により構成されており、これにより、リングギア６６から入力された変速動力が、左右の走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒに差動伝達されるようにしている。
【００４４】
すなわち、前記ミッションケース６には、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを回転駆動する各ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒに走行変速動力を差動伝達する差動機構３２と、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを制動する制動機構３１を収容するので、前記差動機構３２と制動機構３１をミッションケース６内に集約配置することができ、両機構３１・３２の配置空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構３７のコンパクト化を図ることができる。特に、前記差動機構３２を左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの駆動用のドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの間に介設する場合に比べ、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの構造を簡単にすることができ、該ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの低コスト化やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００４５】
図３、図８、図９に示すように、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの左右外端からは、それぞれ走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒが垂下されている。
このうちの左側の走行伝達装置２８Ｌにおいては、前記機体フレーム２の後部左側面に形成された凹状のケース受け部２ａに走行伝達ケース９１Ｌが覆設され、該走行伝達ケース９１Ｌ内でケース受け部２ａの上部に回動可能に支持された入力軸８５に、前記走行出力軸２６Ｌの左端がピン結合されている。そして該入力軸８５の下方には、平行して、上から順に、中間軸８６、前記ドラム軸１６Ｌが回動可能に軸支されている。
【００４６】
前記入力軸８５には小径の入力ギア８７が固設され、中間軸８６には大径の第一中間ギア８８と小径の第二中間ギア８９が固設され、ドラム軸１６Ｌには大径のファイナルギア９０が固設されている。そして、入力ギア８７は第一中間ギア８８に、第二中間ギア８９はファイナルギア９０に、それぞれ常時噛合され、該入力ギア８７、第一中間ギア８８、第二中間ギア８９、及びファイナルギア９０から成る減速ギア列が構成されており、これにより、走行出力軸２６Ｌからの動力が、二段階で減速され前記ドラム軸１６Ｌに伝達される。一方、右側の走行伝達装置２８Ｒについても同様に、右側の走行出力軸２６Ｒからの動力が、二段階で減速されて前記右側のドラム軸１６Ｒに伝達される。
【００４７】
また、前記ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの両外端部には、スプライン９２と係止溝が形成されており、前記移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを、ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒから一操作で着脱可能としている。これにより、前述した如く、作業走行時には、移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒをドラム軸１６Ｌ・１６Ｒから取り外し、該移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒよりも小径で幅広の前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを接地させることにより低速で走行し、移動走行時には、移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒをドラム軸１６Ｌ・１６Ｒに取り付け、大径の該移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを接地させることにより高速で走行することができる。
【００４８】
更に、前記ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの両内端部には、それぞれフランジ１６Ｌａ・１６Ｒａが形成され、該フランジ１６Ｌａ・１６Ｒａには、それぞれドラム式車輪７Ｌ・７Ｒが複数のボルト９３により締結固定されている。そして、このうちの左側のドラム式車輪７Ｌの内端には、右方に突出する軸部９４ａを有する支軸９４が、ボルト９３によって締結固定される一方、右側のドラム式車輪７Ｒの内端には、左方に突出し前記軸部９４ａの外周に回動可能に外嵌される軸受部９５ａを備えた軸受ケース９５が、ボルト９３によって締結固定されており、左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒは、互いに空転可能となっている。これにより、両支持された左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを、直進時には、一体回転させ、旋回時には、それぞれ個別に駆動して差動回転できようにしている。
【００４９】
すなわち、以上のように、前記ミッションケース６から、走行変速動力を出力する走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒを機体左右に延出し、該走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの左右両端より、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒにそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒを垂下し、該左右の走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒと前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒとによって前記門型フレーム１３３を構成するので、該門型フレーム１３３により、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを両外側から駆動可能に支持することができ、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを堅固に支持すると共に個別に駆動して、優れた走破性を得ることができる。更に、該門型フレーム１３３の下方空間にドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを配置することができ、歩行型芝刈機１の全体高さを低く抑えて、走行安定性の向上や機体のコンパクト化を図ることができる。
【００５０】
次に、前記第二動力伝達経路３６について、図１乃至図３、図７、図１０乃至図１３により説明する。
図１乃至図３に示すように、該第二動力伝達経路３６は、前記ミッション入力軸２４から、順に、チェーン伝動機構３３、ミッションケース６から延出される刈取出力軸２７、該刈取出力軸２７の左右一端より垂下する刈取伝達装置２９、及びカッター軸３４を通るように構成されている。
【００５１】
図３、図７に示すように、このような第二動力伝達経路３６において、前記ミッションケース６内では、前記ミッション入力軸２４の右半部に、小径の小スプロケット９７が固設されると共に、前記刈取出力軸２７の右端部には大径の大スプロケット９８が固設され、該大スプロケット９８と前記小スプロケット９７との間にはチェーン９６が巻回されており、これにより、ミッション入力軸２４からの動力を減速して刈取出力軸２７に伝達するチェーン伝動機構３３が構成されている。
【００５２】
図１０乃至図１２に示すように、このようなチェーン伝動機構３３を介してミッションケース６から出力された減速動力は、刈取伝達装置２９に入力される。
該刈取伝達装置２９においては、前記機体フレーム２の前部左側面に形成された凹状のケース受け部２ｂに刈取伝達ケース９９が覆設され、該刈取伝達ケース９９内でケース受け部２ｂの上部に回動可能に支持された入力軸１００に、前記刈取出力軸２７の左端がピン結合されている。そして該刈取出力軸２７に平行して、前記カッター軸３４の左端部がケース受け部２ｂの下部にカッターメタル１１４を介して回動可能に軸支されると共に、カッター軸３４の右端部も、機体フレーム２の前部右側面にカッターメタル１１４を介して回動可能に軸支されている。
【００５３】
前記入力軸１００には、大径の大プーリ１０１がスプライン嵌合されてボルト１１７によって着脱可能に締結固定され、前記カッター軸３４においても、小径の小プーリ１０２がスプライン嵌合されて長頭のボルト１１８によって着脱可能に締結固定され、該小プーリ１０２と前記大プーリ１０１との間にはベルト１０３が巻回されており、大プーリ１０１、ベルト１０３、小プーリ１０２の順に連結されて、リールカッター１２の回転数を高速にする「高速刈取段」に設定され、これにより、入力軸１００からの動力が高速回転に変速されてカッター軸３４に伝達される。
【００５４】
リールカッター１２の回転数を低速に変速する場合は、刈取伝達ケース９９を取り外した後、前記ボルト１１７・１１８を着脱することにより、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２をそれぞれ入力軸１００とカッター軸３４から脱着させて交換し、入力軸１００からの動力が、小プーリ１０２、ベルト１０３、大プーリ１０１の順にカッター軸３４に伝達されるように構成することで、リールカッター１２の回転数を低速にする「低速刈取段」に設定され、これにより、入力軸１００からの動力が低速回転に変速されてカッター軸３４に伝達される。このようにして、高速刈取、低速刈取を選択可能な刈取二段変速式の交換機構１３４が構成されている。
【００５５】
すなわち、前記第二動力伝達経路３６において、前記ミッションケース６から、刈取動力を出力する刈取出力軸２７を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸２７の外端より、前記リールカッター１２に動力を伝達する刈取伝達装置２９を垂下し、該刈取伝達装置２９の伝達要素であるプーリ１０１・１０２を外部から交換可能とすることにより、リールカッター１２用の前記変速構造である交換機構１３４を構成するので、リールカッター１２用に複雑な変速構造を別途設ける必要がなく、装置数を減らして、装置コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、前記大プーリ１０１の上外周には、該大プーリ１０１用のベルトガイド１０４が、ケース受け部２ｂに固設した前後の挟持部材２ｃ・２ｃに着脱可能に取り付けられ、小プーリ１０２の下外周には、該小プーリ１０２用のベルトガイド１０５が、ケース受け部２ｂに固設した前後の挟持部材２ｄ・２ｄに着脱可能に取り付けられ、これらのベルトガイド１０４・１０５は交換可能に構成されている。これにより、前述のようにして高速刈取段と低速刈取段間で変速する際には、大プーリ１０１と小プーリ１０２の交換と共に、ベルトガイド１０４とベルトガイド１０５も一緒に交換して、ベルト１０３の軌道を適正化することができ、変速時のベルト１０３のばたつき、脱着、損傷等を防止することができる。
【００５７】
また、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２との間には、二個のテンションコロ１０６・１０６と、該テンションコロ１０６・１０６を両端で回動可能に支持する揺動アーム１２０とが配設され、該揺動アーム１２０の長手略中央は、テンションアーム１０７の先端にシーソー式に前後揺動可能に軸支され、該テンションアーム１０７の基部は、前記機体フレーム２に回動可能に軸支されたレバー軸１１５の外端に外嵌されピン結合されている。
【００５８】
該レバー軸１１５の途中には、テンションレバー１０８の一端が連結され、該テンションレバー１０８の他端は、クラッチワイヤ１１０、緩衝バネ１２１、クラッチプレート１１２等を介して、レバー支軸１１１を中心に前記刈取クラッチ操作レバー２０と一体回動するクラッチステー１１３の先端に連動連結されている。更に、レバー軸１１５の内端には、戻しステー１１６の基端も連結されており、該戻しステー１１６の外端は、戻しバネ１０９を介して、機体フレーム２に固設された支持部材１２２に連結されている。そして、この戻しバネ１０９の弾性力によって、レバー軸１１５を中心に回動可能な前記テンションコロ１０６・１０６に対して、常にベルト１０３から離間する方向、すなわち矢印１２４と反対方向の付勢力が作用するようにしている。
【００５９】
このような構成において、前記刈取クラッチ操作レバー２０を手前の方向、つまり矢印１２３の方向に回動すると、レバー支軸１１１を中心にしてクラッチステー１１３も矢印１２３の方向に回動し、クラッチプレート１１２、緩衝バネ１２１、クラッチワイヤ１１０等が牽引されて、テンションレバー１０８が、前記戻しバネ１０９の弾性力に抗して、矢印１２４の方向に回動される。すると、レバー軸１１５を介してテンションアーム１０７も、矢印１２４の方向に回動され、テンションコロ１０６・１０６が、弛緩状態にあったベルト１０３を内側に押動して緊張状態とし、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２との間がベルト１０３によって連動連結されて、刈取クラッチ「入」となる。
【００６０】
逆に、その後に前記刈取クラッチ操作レバー２０を矢印１２３の反対方向に回動して元の位置に戻すと、テンションレバー１０８・テンションアーム１０７ともに前述とは反対方向、すなわち矢印１２４の反対方向に回動され、テンションコロ１０６・１０６が、緊張状態にあるベルト１０３から離間して該ベルト１０３が緩んで弛緩状態となり、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２との間のベルト１０３による連結が切断されて、刈取クラッチ「切」となり、このようにして、エンジン５からリールカッター１２への動力を断接可能な刈取クラッチ１１９が構成されている。
【００６１】
該刈取クラッチ１１９において、刈取クラッチ「入」時には、前述の如く、揺動アーム１２０に並設した２個のテンションコロ１０６・１０６が、ベルト１０３に対して両者同時に当接して押動されるようにしているため、ベルト１０３に対し１個のテンションコロ１０６が当接して押動される場合に比べ、ベルト１０３の屈曲角を小さく設定することができ、長時間使用におけるベルト１０３の磨耗や材質劣化を軽減して、ベルト寿命を向上させることができる。
【００６２】
更に、前記刈取クラッチ１１９のようなベルト式クラッチでは、刈取クラッチ「切」時に動力が確実に伝達されないように、ベルト１０３にはある程度の遊びを設ける必要がある。このため、本実施例のように、使用するプーリ１０１・１０２が小径の場合、刈取クラッチ「入」時には、１個のテンションコロ１０６ではベルト１０３が大きく押し込まれて該ベルト１０３の腹同士が接触したりするが、２個のテンションコロ１０６・１０６ではベルト１０３の押し込まれる深さが浅くなり、このような接触を防止することができ、安定したベルト伝達を図ることができる。
【００６３】
図２、図１３に示すように、前記リールカッター１２においては、前述の如く、カッター軸３４はカッターメタル１１４に回動自在に軸支され、該カッターメタル１１４の後上部にはボス部１１４ａが形成され、該ボス部１１４ａに、隙間調整ボルト１２６のネジ部１２６ｂが螺挿されている。そして、該ネジ部１２６ｂで前記ボス部１１４ａよりも下方位置には、前記下刃１５を先端下面に取り付けた下刃台１２５の基部１２５ａが上下回動可能に枢支され、該下刃台１２５の前後途中部は、前記カッターメタル１１４の後下部の支軸１２９に回動自在に軸支されている。
【００６４】
このような構成において、前記ネジ部１２６ｂの上端に設けた大径のヘッド部１２６ａを軸回りに回すと、ネジ部１２６ｂがボス部１１４ａ基準に上下動し、それに伴い前記基部１２５ａも上下動して下刃台１２５が支軸１２９を中心にして上下回動し、該下刃台１２５に取り付けた下刃１５の刃先１５ａも上下回動するため、該刃先１５ａと、前記リール刃１４先端の回転軌跡１３２との間の隙間１３０が変更され、これにより、隙間調整装置１３１が構成されている。
【００６５】
該隙間調整装置１３１を設けることにより、隙間１３０を、芝生の種類や状態、作業走行の速度等に適した大きさに自在に調整することができ、良好な切断性能を確保することができる。なお、前記隙間調整ボルト１２６のヘッド部１２６ａの下端とボス部１１４ａの上端との間、及び該ボス部１１４ａの下端と隙間調整ボルト１２６の下端締結部１２６ｃとの間には、それぞれ上緩衝バネ１２７ａと下緩衝バネ１２７ｂが介設されている。
【００６６】
すなわち、以上のように、エンジン５からの動力を分岐してドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとリールカッター１２に伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機１において、前記エンジン５からの動力をドラム式車輪７Ｌ・７Ｒまで伝達する第一動力伝達経路３５と、前記エンジン５からの動力をリールカッター１２まで伝達する第二動力伝達経路３６のいずれにも、各駆動軸であるドラム軸１６Ｌ・１６Ｒとカッター軸３４を変速可能な変速構造であるギア変速機構３０と交換機構１３４を介設したので、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを専用の変速構造であるギア変速機構３０により確実に低速回転に変更することができ、移動走行の際に大径の移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを装着しても、安定した低速で発進・走行することができ、クラッチ入時の急発進が防止できると共に、安定走行も容易となる。特に、圃場間移動のため機体をトラックに積載する際に、長時間かかってもエンストせずに低速で積載作業をすることができ、操作ミス等による作業効率の低下を回避することができる。更に、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとリールカッター１２とは各々独立して変速することができ、起伏の激しい圃場での作業や、非熟練者が作業する場合であっても、リールカッター１２の回転数は高速に保持したままで、走行速度のみを落として低速で作業走行することができ、芝生の切断面が均一で滑らかとなり、芝生がそのまま落下することもなく、芝生の仕上がりや生育性が向上する。特に、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとリールカッター１２の各々の変速段である「高速段・低速段」と「高速刈取段・低速刈取段」を適切に組み合わせることで、刈取ピッチや砂の巻き上げ状態等を細かく制御することができ、より細かな芝生管理が一台の歩行型芝刈機１で可能となり、芝生管理コストを大きく低減することができる。
【００６７】
更に、前記第一動力伝達経路３５には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構３０を有し、該ギア変速機構３０を収容するミッションケース６を設けると共に、該ミッションケース６内を通過するように前記第二動力伝達経路３６を設けるので、第一動力伝達経路３５による走行変速に、油圧式やベルト等の無端帯式による変速機構に比べ動力伝達ロスが小さいギア変速機構３０を用いることができ、良好な走行変速性能を得ることができる。更に、第二動力伝達経路３６は、第一動力伝達経路３５が通るミッションケース６を利用して経路の一部を確保することができ、第二動力伝達経路３６の設置に必要な配置空間を縮小して、動力伝達機構３７のコンパクト化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、エンジンからの動力をドラム式車輪とリールカッターに分岐して伝達し芝刈作業を行う、全ての歩行型芝刈機の動力伝達機構に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係わる歩行型芝刈機１の全体構成を示す平面図である。
【図２】同じく左側面図である。
【図３】ミッションケースの平面一部断面図である。
【図４】メインクラッチの入切操作のためのリンク構造を示すミッションケースの右側面図である。
【図５】固定カムと可動カムの組立構成を示す斜視図である。
【図６】ギア変速機構の変速操作のための操作構造を示すミッションケース前部の平面一部断面図である。
【図７】左側を開放した状態のミッションケースの左側面図である。
【図８】左側を開放した状態の走行伝達装置の左側面図である。
【図９】走行伝達装置からドラム式車輪までの第一動力伝達経路の背面一部断面図である。
【図１０】左側を開放した状態の刈取伝達装置の左側面図である。
【図１１】刈取伝達装置からリールカッターまでの第二動力伝達経路の背面一部断面図である。
【図１２】刈取クラッチの一部断面図である。
【図１３】隙間調整装置の左側面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 歩行型芝刈機
５ エンジン
６ ミッションケース
７Ｌ・７Ｒ ドラム式車輪
１２ リールカッター
１６Ｌ・１６Ｒ ドラム軸（駆動軸）
２６Ｌ・２６Ｒ 走行出力軸
２７ 刈取出力軸２７
２８Ｌ・２８Ｒ 走行伝達装置
２９ 刈取伝達装置
３０ ギア変速機構（変速構造）
３１ 制動機構
３２ 差動機構
３４ カッター軸（駆動軸）
３５ 第一動力伝達経路
３６ 第二動力伝達経路
１０１・１０２ プーリ（伝達要素）
１３３ 門型フレーム
１３４ 交換機構（変速構造）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機に関し、詳しくは、走行速度と刈取ピッチを独立して変更可能な歩行型芝刈機の動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ゴルフ場のグリーン等の芝生を刈り取るための歩行型芝刈機においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達する技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
更に、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する動力伝達経路の途中に、該リールカッターの回転数を変速する変速構造を設けることにより、刈取ピッチを変更可能な技術が公知となっている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実開昭６２−７４５１５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０４４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、いずれの技術においても、動力伝達機構は圃場で作業する際の走行（以下、「作業走行」とする。）を主体に構成されているため、次のような問題があった。
すなわち、作業以外で機体を移動する際の走行（以下、「移動走行」とする。）では、ドラム式車輪よりも大径のタイヤ等の移動用車輪を装着して運転するので、作業時に比べて高速で発進・走行することとなるが、エンジン回転数の制御だけでは、前記大径の移動用車輪に適した低速回転に変更して所定速度で発進・走行するのは難しいため、クラッチ入時の急発進を防止できず、安定走行も困難である、という問題があった。特に、圃場間の移動時には機体をブリッジを用いてトラックの荷台に積載する必要があるが、エンジン回転数を落として長時間にわたって低速で積載作業をしようとするとエンストが起こりやすくなるため、高速での積載作業が避けられずに、操作ミス等による作業効率の低下を回避できない、という問題があった。
【０００４】
更に、起伏の激しい圃場での作業や、非熟練者が作業する場合には、安定走行のためにエンジン回転数を落として低速で作業走行するが、同時に、エンジン回転数に連動してリールカッターの回転数も落ちるため、芝生の切断面が粗くなったり、芝生がリールカッターによって勢いよく排出されずにそのまま落下したりして、芝生の仕上がりや生育性が悪化する、という問題があった。また、たとえ後者の技術のようにリールカッターの回転数が変速できても、走行速度は依然として変速できないため、刈取ピッチの細かな制御や、所定の刈取ピッチを確保した上での砂の巻き上げ防止が難しく、このため、より細かな芝生管理をするには、走行速度の異なる複数台の歩行型芝刈機が必要となり、芝生管理コストが高くなる、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機において、前記エンジンからの動力をドラム式車輪まで伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する第二動力伝達経路のいずれにも、各駆動軸を変速可能な変速構造を介設したものである。
【０００６】
請求項２においては、前記第一動力伝達経路には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構を有し、該ギア変速機構を収容するミッションケースを設けると共に、該ミッションケース内を通過するように前記第二動力伝達経路を設けるものである。
【０００７】
請求項３においては、前記ミッションケースには、前記左右のドラム式車輪を回転駆動する各ドラム軸に走行変速動力を差動伝達する差動機構と、前記左右のドラム式車輪を制動する制動機構を収容するものである。
【０００８】
請求項４においては、前記ミッションケースは、前記エンジンの左右側方に並設するものである。
【０００９】
請求項５においては、前記ミッションケースから、走行変速動力を出力する走行出力軸を機体左右に延出し、該走行出力軸の左右両端より、前記左右のドラム式車輪にそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置を垂下し、該左右の走行伝達装置と前記走行出力軸とによって門型フレームを構成するものである。
【００１０】
請求項６においては、前記第二動力伝達経路において、前記ミッションケースから、刈取動力を出力する刈取出力軸を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸の外端より、前記リールカッターに動力を伝達する刈取伝達装置を垂下し、該刈取伝達装置の伝達要素を外部から交換可能とすることにより、リールカッター用の前記変速構造を構成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機において、前記エンジンからの動力をドラム式車輪まで伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する第二動力伝達経路のいずれにも、各駆動軸を変速可能な変速構造を介設したので、ドラム式車輪を専用の変速構造により確実に低速回転に変更することができ、移動走行の際に大径の移動用車輪を装着しても、安定した低速で発進・走行することができ、クラッチ入時の急発進が防止できると共に、安定走行も容易となる。特に、圃場間移動のため機体をトラックに積載する際に、長時間かかってもエンストせずに低速で積載作業をすることができ、操作ミス等による作業効率の低下を回避することができる。更に、ドラム式車輪とリールカッターとは各々独立して変速することができ、起伏の激しい圃場での作業や、非熟練者が作業する場合であっても、リールカッターの回転数は高速に保持したままで、走行速度のみを落として低速で作業走行することができ、芝生の切断面が均一で滑らかとなり、芝生がそのまま落下することもなく、芝生の仕上がりや生育性が向上する。特に、ドラム式車輪とリールカッターの各々の変速段を適切に組み合わせることで、刈取ピッチや砂の巻き上げ状態等を細かく制御することができ、より細かな芝生管理が一台の歩行型芝刈機で可能となり、芝生管理コストを大きく低減することができる。
【００１２】
請求項２においては、前記第一動力伝達経路には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構を有し、該ギア変速機構を収容するミッションケースを設けると共に、該ミッションケース内を通過するように前記第二動力伝達経路を設けるので、第一動力伝達経路による走行変速に、油圧式やベルト等の無端帯式による変速機構に比べ動力伝達ロスが小さいギア変速機構を用いることができ、良好な走行変速性能を得ることができる。更に、第二動力伝達経路は、第一動力伝達経路が通るミッションケースを利用して経路の一部を確保することができ、第二動力伝達経路の設置に必要な配置空間を縮小して、動力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。
【００１３】
請求項３においては、前記ミッションケースには、前記左右のドラム式車輪を回転駆動する各ドラム軸に走行変速動力を差動伝達する差動機構と、前記左右のドラム式車輪を制動する制動機構を収容するので、前記差動機構と制動機構をミッションケース内に集約配置することができ、両機構の配置空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。特に、前記差動機構を左右のドラム式車輪駆動用のドラム軸の間に介設する場合に比べ、ドラム式車輪の構造を簡単にすることができ、該ドラム式車輪の低コスト化やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００１４】
請求項４においては、前記ミッションケースは、前記エンジンの左右側方に並設するので、エンジン側方の空間を有効利用することができ、該ミッションケースを配置するための空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構のコンパクト化を図ることができる。また、いずれも重いエンジンとミッションケースを機体左右方向に振り分けて配置することができ、機体左右方向の重量バランスが良好となり、直進安定性や操向時のハンドル操作性が向上する。
【００１５】
請求項５においては、前記ミッションケースから、走行変速動力を出力する走行出力軸を機体左右に延出し、該走行出力軸の左右両端より、前記左右のドラム式車輪にそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置を垂下し、該左右の走行伝達装置と前記走行出力軸とによって門型フレームを構成するので、該門型フレームにより、前記左右のドラム式車輪を両外側から駆動可能に支持することができ、ドラム式車輪を堅固に支持すると共に個別に駆動して、優れた走破性を得ることができる。更に、該門型フレームの下方空間にドラム式車輪を配置することができ、歩行型芝刈機の全体高さを低く抑えて、走行安定性の向上や機体のコンパクト化を図ることができる。
【００１６】
請求項６においては、前記第二動力伝達経路において、前記ミッションケースから、刈取動力を出力する刈取出力軸を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸の外端より、前記リールカッターに動力を伝達する刈取伝達装置を垂下し、該刈取伝達装置の伝達要素を外部から交換可能とすることにより、リールカッター用の前記変速構造を構成するので、リールカッター用に複雑な変速構造を別途設ける必要がなく、装置数を減らして、装置コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係わる歩行型芝刈機１の全体構成を示す平面図、図２は同じく左側面図、図３はミッションケースの平面一部断面図、図４はメインクラッチの入切操作のためのリンク構造を示すミッションケースの右側面図、図５は固定カムと可動カムの組立構成を示す斜視図、図６はギア変速機構の変速操作のための操作構造を示すミッションケース前部の平面一部断面図、図７は左側を開放した状態のミッションケースの左側面図、図８は左側を開放した状態の走行伝達装置の左側面図、図９は走行伝達装置からドラム式車輪までの第一動力伝達経路の背面一部断面図、図１０は左側を開放した状態の刈取伝達装置の左側面図、図１１は刈取伝達装置からリールカッターまでの第二動力伝達経路の背面一部断面図、図１２は刈取クラッチの一部断面図、図１３は隙間調整装置の左側面図である。
なお、以下の説明において、歩行型芝刈機の進行方向（図１に示す矢印１０の方向）を前方、その反対側を後方とし、進行方向に向かって右側を右方（図１に示す矢印１１の方向）、その反対側を左方とする。
【００１８】
まず、本発明に係わる動力伝達機構を備える歩行型芝刈機１の全体構成について、図１乃至図３により説明する。
該歩行型芝刈機１においては、機体フレーム２の後部から左右のハンドルアーム３Ｌ・３Ｒが後ろ斜め上方に向かって延設され、該ハンドルアーム３Ｌ・３Ｒの後端部間にハンドル４が配設されると共に、該ハンドル４と前記ハンドルアーム３Ｌ・３Ｒとの間には、刈取クラッチ操作レバー２０とメインクラッチ操作レバー２１が左右に並設されている。
【００１９】
更に、前記機体フレーム２の前後方向略中央部には、機体幅内にエンジン５が右側に偏在して搭載され、該エンジン５の左方に、本発明に係わるミッションケース６が配置されている。すなわち、該ミッションケース６は、前記エンジン５の左右側方に並設するので、エンジン５側方の空間を有効利用することができ、該ミッションケース６を配置するための空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構３７のコンパクト化を図ることができる。また、いずれも重いエンジン５とミッションケース６を機体左右方向に振り分けて配置することができ、機体左右方向の重量バランスが良好となり、直進安定性や操向時のハンドル４の操作性が向上する。
【００２０】
そして、機体フレーム２の後部には、左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒが装着されると共に、機体フレーム２の前部には、前から順に、前ローラ８とサッチングローラ９が左右方向に横設され、該サッチングローラ９と前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとの間に、リールカッター１２が配置されている。
【００２１】
このうちの前ローラ８は、機体フレーム２に対して昇降可能に取り付けられており、該機体フレーム２に対して前ローラ８を昇降することにより、芝生の刈高が設定される。また、前記リールカッター１２は、カッターフレーム１３に多数枚のリール刃１４が螺旋状に取り付けられて構成されており、ダウンカット状に回転する該リールカッター１２のリール刃１４と、前記機体フレーム２の下部に設けられた下刃１５との間に挟まれるようにして、芝生が刈り取られる。
【００２２】
そして、前記サッチングローラ９は、このようにして芝生が刈り取られる直前で、芝生内に入り込んでいる枯芝類を掻き出すように構成されると共に、その駆動力は、機体フレーム２前部の右側面に設けたローラ伝達装置１９を介して、回転する前記リールカッター１２から伝達されるようにしている。
【００２３】
このような構成において、前記エンジン５からの動力で駆動されるドラム式車輪７Ｌ・７Ｒによって作業走行しながら、リールカッター１２によって芝生が刈り取られ、この刈り取られた芝生は、図示せぬ搬送案内カバーにより前方に搬送されてから、前記機体フレーム２の前部に固定されたホッパ１８内に集草される。
【００２４】
なお、この刈取作業時には、図１に示すように、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの駆動軸であるドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの両外端部に装着されているタイヤ等の移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを取り外し、該移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒよりも小径で、かつ軸方向に長く形成された幅広の前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを接地させるようにして、圃場の芝生が車輪より受ける接地圧を減少させ、芝生の損傷を軽減できるようにしている。
【００２５】
また、前記エンジン５からの動力は、前記メインクラッチ操作レバー２１の傾倒操作により断接されるメインクラッチ２２を介して、エンジン５のエンジン出力軸２３と同軸上に配置されるミッション入力軸２４に伝達され、該ミッション入力軸２４の動力は、ミッションケース６内において、前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを駆動するドラム軸１６Ｌ・１６Ｒまでの第一動力伝達経路３５と、前記リールカッター１２を駆動するカッター軸３４までの第二動力伝達経路３６とに分岐され、該両動力伝達経路３５・３６と前記メインクラッチ２２等によって歩行型芝刈機１の動力伝達機構３７が構成されている。
【００２６】
次に、前記メインクラッチ２２について、図３乃至図５により説明する。
該メインクラッチ２２においては、前記エンジン出力軸２３の先部に、左方に開いたロート状のクラッチハウジング３８がキー結合され、該クラッチハウジング３８の内周には、前記ミッション入力軸２４の右部に回動可能に外嵌した駆動ディスク３９の外周が噛合されており、該駆動ディスク３９とクラッチハウジング３８は、前記エンジン出力軸２３と一体回動可能に結合されている。一方、前記駆動ディスク３９の左方には、摩擦板４１を挟んで従動ディスク４０が対向配置されており、該従動ディスク４０は、前記ミッション入力軸２４の右部に軸方向摺動可能にキー結合されている。
【００２７】
前記ミッションケース６の前部右側面には、複数のボルト４４によって固定カム４２が締結固定され、該固定カム４２を通って前記ミッション入力軸２４がミッションケース６から右方に突出され、その突出端部に、前記従動ディスク４０が設けられている。そして、該固定カム４２の凸部には可動カム４３が回動可能かつ軸方向摺動可能に外嵌され、該固定カム４２と可動カム４３の対向する面４２ａと面４３ａには、それぞれ、カム歯４５とカム歯４６が対向するように複数形成されており、面４３ａが面４２ａに対して矢印４７の方向に回動すると、カム歯４５の斜面４５ａとカム歯４６の斜面４６ａとが互いに摺動して、対向する面４２ａと面４３ａの間隔が増加するように構成されている。
【００２８】
更に、前記可動カム４３の外周からはクラッチアーム４３ｂが半径方向に突出され、該クラッチアーム４３ｂの先端は、ロッド４８を介してクラッチレバー４９の途中部に連結され、該クラッチレバー４９の先部は、クラッチワイヤ５０、緩衝バネ５１、クラッチプレート５２等を介して、レバー支軸５７を中心に前記メインクラッチ操作レバー２１と一体回動するクラッチステー５３の先端に連動連結されている。
【００２９】
前記クラッチレバー４９の基部は、ミッションケース６の右側面略中央に固設したレバー支持板５４から右方に突設するレバー軸５５によって軸支されると共に、該レバー軸５５には、一端をクラッチレバー４９の一部に掛止し、他端をレバー支持板５４に掛止した戻りバネ５６が巻回されており、該戻りバネ５６の弾性力によって、レバー軸５５を中心に回動可能なクラッチレバー４９に対して、常に矢印５８とは反対方向の付勢力が作用するようにしている。
【００３０】
このような構成において、前記メインクラッチ操作レバー２１を手前の方向、つまり矢印５９の方向に回動すると、レバー支軸５７を中心にクラッチステー５３も矢印５９の方向に回動し、クラッチプレート５２、緩衝バネ５１、クラッチワイヤ５０等が牽引されて、クラッチレバー４９が、前記戻りバネ５６の弾性力に抗して、矢印５８の方向に回動される。すると、ロッド４８を介して、クラッチアーム４３ｂが突出した可動カム４３の面４３ａが、固定カム４２の面４２ａに対して矢印４７の方向に回動され、前述のように、面４２ａと面４３ａの間隔が増加し、可動カム４３が、軸受け６０を介して、前記従動ディスク４０を駆動ディスク３９側に押動し、従動ディスク４０が摩擦板４１を介して駆動ディスク３９に押圧されて接続され、エンジン出力軸２３とミッション入力軸２４との間が連動連結されて、メインクラッチ「入」となる。
【００３１】
逆に、その後に前記メインクラッチ操作レバー２１を矢印５９の反対方向に回動して元の位置に戻すと、クラッチレバー４９・クラッチアーム４３ｂともに前述とは反対方向に回動され、可動カム４３が固定カム４２側に移動して戻り、前記従動ディスク４０が駆動ディスク３９側から離間されて、エンジン出力軸２３とミッション入力軸２４との間の連結が切断されて、メインクラッチ「切」となり、このようにして、エンジン５からの動力が前記両動力伝達経路３５・３６に分岐する前に、該エンジン動力を断接可能なメインクラッチ２２が構成されている。
【００３２】
なお、前記カム歯４５側の斜面４５ａは、傾斜が非常に緩く形成されているため、クラッチアーム４３ｂを矢印４７の方向へ回転するのに必要な操作力が小さくて済み、クラッチ「入」時のクラッチ圧を高く設定することができ、エンジン５の動力の伝達ロスを低減することでエンジン５の小型化を図り、歩行型芝刈機１のコンパクト化や低コスト化を図ることができる。
【００３３】
次に、前記第一動力伝達経路３５について、図１乃至図３、図６乃至図９により説明する。
図１乃至図３、図９に示すように、該第一動力伝達経路３５は、前記ミッション入力軸２４から、順に、ミッションケース６内に設けたギア変速機構３０・制動機構３１・差動機構３２、ミッションケース６から延出される走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒ、該走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの左右両端より垂下する走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒ、及びドラム軸１６Ｌ・１６Ｒを通るように構成されている。なお、このうちの左右の走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒと走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒとから門型形状のフレーム構造（以下、「門型フレーム」とする。）１３３が形成され、該門型フレーム１３３の下方空間において、前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒが、それぞれ、前記走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒによって両外側から駆動可能に支持されている。
【００３４】
図３、図６、図７に示すように、このような第一動力伝達経路３５において、前記ミッションケース６内では、前記ミッション入力軸２４の前斜め下方には平行して、刈取出力軸２７が回動可能に軸支され一方、ミッション入力軸２４の後斜め下方には平行して、前から順に、中間軸２５、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒが回動可能に軸支されている。
【００３５】
前記ミッションケース６内におけるミッション入力軸２４の左半部には、右から順に大径の高速駆動ギア６１ａと小径の低速駆動ギア６１ｂを有する二連ギア６１が、軸方向摺動可能に設けられると共に、前記中間軸２５上には、右から順に小径の高速従動ギア６２、大径の低速従動ギア６３が固設されている。更に、前記二連ギア６１の溝部には、シフトフォーク７０の先部が係合され、該シフトフォーク７０の基部は、前記ミッションケース６の左壁に左右摺動可能に挿通されたシフトロッド７１の右端に連結され、該シフトロッド７１の左端にはシフトノブ７２が取り付けられている。
【００３６】
このような構成において、該シフトノブ７２を位置７３ａに押し込むと、前記シフトロッド７１とシフトフォーク７０を介して前記二連ギア６１が右方に摺動され、該二連ギア６１上の高速駆動ギア６１ａが前記中間軸２５上の高速従動ギア６２に噛合して「高速段」に設定さ、これにより、ミッション入力軸２４の動力が高速に変速されて中間軸２５に伝達される。逆に、シフトノブ７２を位置７３ｂまで引き出すと、前記シフトロッド７１とシフトフォーク７０を介して前記二連ギア６１が左方に摺動され、該二連ギア６１上の低速駆動ギア６１ｂが前記中間軸２５上の低速従動ギア６３に噛合して「低速段」に設定され、これにより、ミッション入力軸２４の動力が低速に変速されて中間軸２５に伝達される。
【００３７】
更に、シフトノブ７２を、前記位置７３ａと７３ｂの中間の位置７３ｃに移動させると、前記シフトロッド７１とシフトフォーク７０を介して前記二連ギア６１が高速従動ギア６２と低速従動ギア６３との間に移動し、二連ギア６１が高速従動ギア６２と低速従動ギア６３の何れとも噛合しないで中間軸２５には動力が伝達されない「中立」に設定され、これにより、高速段、中立、低速段を選択可能な二段変速式の前記ギア変速機構３０が構成されている。
【００３８】
また、前記シフトロッド７１の外周面には、高速段位置、中立位置、低速段位置の変速位置の位置決めのための環状の溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂが左から順に形成され、該溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂには、ミッションケース６の壁部に穿孔し外側からボルト７７を螺挿して形成した駐止穴６ａが、前記シフトロッド７１に直交するように連通されており、該駐止穴６ａ内には、駐止バネ７４と駐止ボール７５とが、該駐止ボール７５の先端が前記溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂに臨むように嵌入され、これにより、デテント機構７６が構成されている。
【００３９】
このように、前記駐止バネ７４により、駐止ボール７５が溝７１ａ、７１ｃ、７１ｂに向かって常時押圧されるので、前記シフトロッド７１を左右方向に摺動して所定の変速位置に移動させた際には、駐止ボール７５が溝７１ａ（高速段位置）、７１ｃ（中立位置）、７１ｂ（低速段位置）のいずれかに係止されるため、移動後もずれることなくシフトロッド７１を所定変速位置に確実に保持することができる。
【００４０】
また、前記中間軸２５の左端に固設されたブレーキドラム８２内には、前後の連結バネ８３・８３によって引き合うように連結された上下の図示せぬブレーキシューが内装されており、ミッションケース６の左側面に固定された支持板８４に軸支されたブレーキ軸８１を回転させることにより、前記ブレーキシューをブレーキドラム８２に押圧して中間軸２５を制動できるようにして、ドラム式の制動機構３１が構成されている。
【００４１】
前記ブレーキ軸８１にはブレーキアーム７８の一端が固設され、該ブレーキアーム７８の他端は、ブレーキワイヤ７９等を介して、前記ハンドル４に設けたブレーキレバー８０に連動連結されており、該ブレーキレバー８０を把持して手前に回動することにより、前記ブレーキ軸８１を回転させて中間軸２５を制動するようにしている。
【００４２】
また、前記中間軸２５上で高速従動ギア６２と低速従動ギア６３との間には、前記二連ギア６１が摺動中に干渉しない大きさの径から成る出力ギア６４が固設され、該出力ギア６４は、前記左右の走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒを差動的に結合する前記差動機構３２への入力軸である後述のリングギア６６に常時噛合されており、中間軸２５からの変速動力が差動装置３２に伝達されるようにしている。
【００４３】
該差動機構３２は、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒと同一回転軸心を有するようにミッションケース６の後部内に支持された中空のデフケース６５と、該デフケース６５に固設され前述の如く出力ギア６４と噛合される前記リングギア６６と、該デフケース６５内において走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒと直交配置されデフケース６５と一体的に回転するピニオン軸６７と、該ピニオン軸６７の両端に回転自在に配置されるベベルギアであるピニオン６８・６８と、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの内端側に固定され該ピニオン６８・６８に噛合されるベベルギアであるデフサイドギア６９・６９により構成されており、これにより、リングギア６６から入力された変速動力が、左右の走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒに差動伝達されるようにしている。
【００４４】
すなわち、前記ミッションケース６には、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを回転駆動する各ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒに走行変速動力を差動伝達する差動機構３２と、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを制動する制動機構３１を収容するので、前記差動機構３２と制動機構３１をミッションケース６内に集約配置することができ、両機構３１・３２の配置空間を別途設ける必要がなく、動力伝達機構３７のコンパクト化を図ることができる。特に、前記差動機構３２を左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの駆動用のドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの間に介設する場合に比べ、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの構造を簡単にすることができ、該ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒの低コスト化やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００４５】
図３、図８、図９に示すように、前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの左右外端からは、それぞれ走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒが垂下されている。
このうちの左側の走行伝達装置２８Ｌにおいては、前記機体フレーム２の後部左側面に形成された凹状のケース受け部２ａに走行伝達ケース９１Ｌが覆設され、該走行伝達ケース９１Ｌ内でケース受け部２ａの上部に回動可能に支持された入力軸８５に、前記走行出力軸２６Ｌの左端がピン結合されている。そして該入力軸８５の下方には、平行して、上から順に、中間軸８６、前記ドラム軸１６Ｌが回動可能に軸支されている。
【００４６】
前記入力軸８５には小径の入力ギア８７が固設され、中間軸８６には大径の第一中間ギア８８と小径の第二中間ギア８９が固設され、ドラム軸１６Ｌには大径のファイナルギア９０が固設されている。そして、入力ギア８７は第一中間ギア８８に、第二中間ギア８９はファイナルギア９０に、それぞれ常時噛合され、該入力ギア８７、第一中間ギア８８、第二中間ギア８９、及びファイナルギア９０から成る減速ギア列が構成されており、これにより、走行出力軸２６Ｌからの動力が、二段階で減速され前記ドラム軸１６Ｌに伝達される。一方、右側の走行伝達装置２８Ｒについても同様に、右側の走行出力軸２６Ｒからの動力が、二段階で減速されて前記右側のドラム軸１６Ｒに伝達される。
【００４７】
また、前記ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの両外端部には、スプライン９２と係止溝が形成されており、前記移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを、ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒから一操作で着脱可能としている。これにより、前述した如く、作業走行時には、移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒをドラム軸１６Ｌ・１６Ｒから取り外し、該移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒよりも小径で幅広の前記ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを接地させることにより低速で走行し、移動走行時には、移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒをドラム軸１６Ｌ・１６Ｒに取り付け、大径の該移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを接地させることにより高速で走行することができる。
【００４８】
更に、前記ドラム軸１６Ｌ・１６Ｒの両内端部には、それぞれフランジ１６Ｌａ・１６Ｒａが形成され、該フランジ１６Ｌａ・１６Ｒａには、それぞれドラム式車輪７Ｌ・７Ｒが複数のボルト９３により締結固定されている。そして、このうちの左側のドラム式車輪７Ｌの内端には、右方に突出する軸部９４ａを有する支軸９４が、ボルト９３によって締結固定される一方、右側のドラム式車輪７Ｒの内端には、左方に突出し前記軸部９４ａの外周に回動可能に外嵌される軸受部９５ａを備えた軸受ケース９５が、ボルト９３によって締結固定されており、左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒは、互いに空転可能となっている。これにより、両支持された左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを、直進時には、一体回転させ、旋回時には、それぞれ個別に駆動して差動回転できようにしている。
【００４９】
すなわち、以上のように、前記ミッションケース６から、走行変速動力を出力する走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒを機体左右に延出し、該走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒの左右両端より、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒにそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒを垂下し、該左右の走行伝達装置２８Ｌ・２８Ｒと前記走行出力軸２６Ｌ・２６Ｒとによって前記門型フレーム１３３を構成するので、該門型フレーム１３３により、前記左右のドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを両外側から駆動可能に支持することができ、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを堅固に支持すると共に個別に駆動して、優れた走破性を得ることができる。更に、該門型フレーム１３３の下方空間にドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを配置することができ、歩行型芝刈機１の全体高さを低く抑えて、走行安定性の向上や機体のコンパクト化を図ることができる。
【００５０】
次に、前記第二動力伝達経路３６について、図１乃至図３、図７、図１０乃至図１３により説明する。
図１乃至図３に示すように、該第二動力伝達経路３６は、前記ミッション入力軸２４から、順に、チェーン伝動機構３３、ミッションケース６から延出される刈取出力軸２７、該刈取出力軸２７の左右一端より垂下する刈取伝達装置２９、及びカッター軸３４を通るように構成されている。
【００５１】
図３、図７に示すように、このような第二動力伝達経路３６において、前記ミッションケース６内では、前記ミッション入力軸２４の右半部に、小径の小スプロケット９７が固設されると共に、前記刈取出力軸２７の右端部には大径の大スプロケット９８が固設され、該大スプロケット９８と前記小スプロケット９７との間にはチェーン９６が巻回されており、これにより、ミッション入力軸２４からの動力を減速して刈取出力軸２７に伝達するチェーン伝動機構３３が構成されている。
【００５２】
図１０乃至図１２に示すように、このようなチェーン伝動機構３３を介してミッションケース６から出力された減速動力は、刈取伝達装置２９に入力される。
該刈取伝達装置２９においては、前記機体フレーム２の前部左側面に形成された凹状のケース受け部２ｂに刈取伝達ケース９９が覆設され、該刈取伝達ケース９９内でケース受け部２ｂの上部に回動可能に支持された入力軸１００に、前記刈取出力軸２７の左端がピン結合されている。そして該刈取出力軸２７に平行して、前記カッター軸３４の左端部がケース受け部２ｂの下部にカッターメタル１１４を介して回動可能に軸支されると共に、カッター軸３４の右端部も、機体フレーム２の前部右側面にカッターメタル１１４を介して回動可能に軸支されている。
【００５３】
前記入力軸１００には、大径の大プーリ１０１がスプライン嵌合されてボルト１１７によって着脱可能に締結固定され、前記カッター軸３４においても、小径の小プーリ１０２がスプライン嵌合されて長頭のボルト１１８によって着脱可能に締結固定され、該小プーリ１０２と前記大プーリ１０１との間にはベルト１０３が巻回されており、大プーリ１０１、ベルト１０３、小プーリ１０２の順に連結されて、リールカッター１２の回転数を高速にする「高速刈取段」に設定され、これにより、入力軸１００からの動力が高速回転に変速されてカッター軸３４に伝達される。
【００５４】
リールカッター１２の回転数を低速に変速する場合は、刈取伝達ケース９９を取り外した後、前記ボルト１１７・１１８を着脱することにより、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２をそれぞれ入力軸１００とカッター軸３４から脱着させて交換し、入力軸１００からの動力が、小プーリ１０２、ベルト１０３、大プーリ１０１の順にカッター軸３４に伝達されるように構成することで、リールカッター１２の回転数を低速にする「低速刈取段」に設定され、これにより、入力軸１００からの動力が低速回転に変速されてカッター軸３４に伝達される。このようにして、高速刈取、低速刈取を選択可能な刈取二段変速式の交換機構１３４が構成されている。
【００５５】
すなわち、前記第二動力伝達経路３６において、前記ミッションケース６から、刈取動力を出力する刈取出力軸２７を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸２７の外端より、前記リールカッター１２に動力を伝達する刈取伝達装置２９を垂下し、該刈取伝達装置２９の伝達要素であるプーリ１０１・１０２を外部から交換可能とすることにより、リールカッター１２用の前記変速構造である交換機構１３４を構成するので、リールカッター１２用に複雑な変速構造を別途設ける必要がなく、装置数を減らして、装置コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
【００５６】
なお、前記大プーリ１０１の上外周には、該大プーリ１０１用のベルトガイド１０４が、ケース受け部２ｂに固設した前後の挟持部材２ｃ・２ｃに着脱可能に取り付けられ、小プーリ１０２の下外周には、該小プーリ１０２用のベルトガイド１０５が、ケース受け部２ｂに固設した前後の挟持部材２ｄ・２ｄに着脱可能に取り付けられ、これらのベルトガイド１０４・１０５は交換可能に構成されている。これにより、前述のようにして高速刈取段と低速刈取段間で変速する際には、大プーリ１０１と小プーリ１０２の交換と共に、ベルトガイド１０４とベルトガイド１０５も一緒に交換して、ベルト１０３の軌道を適正化することができ、変速時のベルト１０３のばたつき、脱着、損傷等を防止することができる。
【００５７】
また、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２との間には、二個のテンションコロ１０６・１０６と、該テンションコロ１０６・１０６を両端で回動可能に支持する揺動アーム１２０とが配設され、該揺動アーム１２０の長手略中央は、テンションアーム１０７の先端にシーソー式に前後揺動可能に軸支され、該テンションアーム１０７の基部は、前記機体フレーム２に回動可能に軸支されたレバー軸１１５の外端に外嵌されピン結合されている。
【００５８】
該レバー軸１１５の途中には、テンションレバー１０８の一端が連結され、該テンションレバー１０８の他端は、クラッチワイヤ１１０、緩衝バネ１２１、クラッチプレート１１２等を介して、レバー支軸１１１を中心に前記刈取クラッチ操作レバー２０と一体回動するクラッチステー１１３の先端に連動連結されている。更に、レバー軸１１５の内端には、戻しステー１１６の基端も連結されており、該戻しステー１１６の外端は、戻しバネ１０９を介して、機体フレーム２に固設された支持部材１２２に連結されている。そして、この戻しバネ１０９の弾性力によって、レバー軸１１５を中心に回動可能な前記テンションコロ１０６・１０６に対して、常にベルト１０３から離間する方向、すなわち矢印１２４と反対方向の付勢力が作用するようにしている。
【００５９】
このような構成において、前記刈取クラッチ操作レバー２０を手前の方向、つまり矢印１２３の方向に回動すると、レバー支軸１１１を中心にしてクラッチステー１１３も矢印１２３の方向に回動し、クラッチプレート１１２、緩衝バネ１２１、クラッチワイヤ１１０等が牽引されて、テンションレバー１０８が、前記戻しバネ１０９の弾性力に抗して、矢印１２４の方向に回動される。すると、レバー軸１１５を介してテンションアーム１０７も、矢印１２４の方向に回動され、テンションコロ１０６・１０６が、弛緩状態にあったベルト１０３を内側に押動して緊張状態とし、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２との間がベルト１０３によって連動連結されて、刈取クラッチ「入」となる。
【００６０】
逆に、その後に前記刈取クラッチ操作レバー２０を矢印１２３の反対方向に回動して元の位置に戻すと、テンションレバー１０８・テンションアーム１０７ともに前述とは反対方向、すなわち矢印１２４の反対方向に回動され、テンションコロ１０６・１０６が、緊張状態にあるベルト１０３から離間して該ベルト１０３が緩んで弛緩状態となり、前記大プーリ１０１と小プーリ１０２との間のベルト１０３による連結が切断されて、刈取クラッチ「切」となり、このようにして、エンジン５からリールカッター１２への動力を断接可能な刈取クラッチ１１９が構成されている。
【００６１】
該刈取クラッチ１１９において、刈取クラッチ「入」時には、前述の如く、揺動アーム１２０に並設した２個のテンションコロ１０６・１０６が、ベルト１０３に対して両者同時に当接して押動されるようにしているため、ベルト１０３に対し１個のテンションコロ１０６が当接して押動される場合に比べ、ベルト１０３の屈曲角を小さく設定することができ、長時間使用におけるベルト１０３の磨耗や材質劣化を軽減して、ベルト寿命を向上させることができる。
【００６２】
更に、前記刈取クラッチ１１９のようなベルト式クラッチでは、刈取クラッチ「切」時に動力が確実に伝達されないように、ベルト１０３にはある程度の遊びを設ける必要がある。このため、本実施例のように、使用するプーリ１０１・１０２が小径の場合、刈取クラッチ「入」時には、１個のテンションコロ１０６ではベルト１０３が大きく押し込まれて該ベルト１０３の腹同士が接触したりするが、２個のテンションコロ１０６・１０６ではベルト１０３の押し込まれる深さが浅くなり、このような接触を防止することができ、安定したベルト伝達を図ることができる。
【００６３】
図２、図１３に示すように、前記リールカッター１２においては、前述の如く、カッター軸３４はカッターメタル１１４に回動自在に軸支され、該カッターメタル１１４の後上部にはボス部１１４ａが形成され、該ボス部１１４ａに、隙間調整ボルト１２６のネジ部１２６ｂが螺挿されている。そして、該ネジ部１２６ｂで前記ボス部１１４ａよりも下方位置には、前記下刃１５を先端下面に取り付けた下刃台１２５の基部１２５ａが上下回動可能に枢支され、該下刃台１２５の前後途中部は、前記カッターメタル１１４の後下部の支軸１２９に回動自在に軸支されている。
【００６４】
このような構成において、前記ネジ部１２６ｂの上端に設けた大径のヘッド部１２６ａを軸回りに回すと、ネジ部１２６ｂがボス部１１４ａ基準に上下動し、それに伴い前記基部１２５ａも上下動して下刃台１２５が支軸１２９を中心にして上下回動し、該下刃台１２５に取り付けた下刃１５の刃先１５ａも上下回動するため、該刃先１５ａと、前記リール刃１４先端の回転軌跡１３２との間の隙間１３０が変更され、これにより、隙間調整装置１３１が構成されている。
【００６５】
該隙間調整装置１３１を設けることにより、隙間１３０を、芝生の種類や状態、作業走行の速度等に適した大きさに自在に調整することができ、良好な切断性能を確保することができる。なお、前記隙間調整ボルト１２６のヘッド部１２６ａの下端とボス部１１４ａの上端との間、及び該ボス部１１４ａの下端と隙間調整ボルト１２６の下端締結部１２６ｃとの間には、それぞれ上緩衝バネ１２７ａと下緩衝バネ１２７ｂが介設されている。
【００６６】
すなわち、以上のように、エンジン５からの動力を分岐してドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとリールカッター１２に伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機１において、前記エンジン５からの動力をドラム式車輪７Ｌ・７Ｒまで伝達する第一動力伝達経路３５と、前記エンジン５からの動力をリールカッター１２まで伝達する第二動力伝達経路３６のいずれにも、各駆動軸であるドラム軸１６Ｌ・１６Ｒとカッター軸３４を変速可能な変速構造であるギア変速機構３０と交換機構１３４を介設したので、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒを専用の変速構造であるギア変速機構３０により確実に低速回転に変更することができ、移動走行の際に大径の移動用車輪１７Ｌ・１７Ｒを装着しても、安定した低速で発進・走行することができ、クラッチ入時の急発進が防止できると共に、安定走行も容易となる。特に、圃場間移動のため機体をトラックに積載する際に、長時間かかってもエンストせずに低速で積載作業をすることができ、操作ミス等による作業効率の低下を回避することができる。更に、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとリールカッター１２とは各々独立して変速することができ、起伏の激しい圃場での作業や、非熟練者が作業する場合であっても、リールカッター１２の回転数は高速に保持したままで、走行速度のみを落として低速で作業走行することができ、芝生の切断面が均一で滑らかとなり、芝生がそのまま落下することもなく、芝生の仕上がりや生育性が向上する。特に、ドラム式車輪７Ｌ・７Ｒとリールカッター１２の各々の変速段である「高速段・低速段」と「高速刈取段・低速刈取段」を適切に組み合わせることで、刈取ピッチや砂の巻き上げ状態等を細かく制御することができ、より細かな芝生管理が一台の歩行型芝刈機１で可能となり、芝生管理コストを大きく低減することができる。
【００６７】
更に、前記第一動力伝達経路３５には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構３０を有し、該ギア変速機構３０を収容するミッションケース６を設けると共に、該ミッションケース６内を通過するように前記第二動力伝達経路３６を設けるので、第一動力伝達経路３５による走行変速に、油圧式やベルト等の無端帯式による変速機構に比べ動力伝達ロスが小さいギア変速機構３０を用いることができ、良好な走行変速性能を得ることができる。更に、第二動力伝達経路３６は、第一動力伝達経路３５が通るミッションケース６を利用して経路の一部を確保することができ、第二動力伝達経路３６の設置に必要な配置空間を縮小して、動力伝達機構３７のコンパクト化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、エンジンからの動力をドラム式車輪とリールカッターに分岐して伝達し芝刈作業を行う、全ての歩行型芝刈機の動力伝達機構に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係わる歩行型芝刈機１の全体構成を示す平面図である。
【図２】同じく左側面図である。
【図３】ミッションケースの平面一部断面図である。
【図４】メインクラッチの入切操作のためのリンク構造を示すミッションケースの右側面図である。
【図５】固定カムと可動カムの組立構成を示す斜視図である。
【図６】ギア変速機構の変速操作のための操作構造を示すミッションケース前部の平面一部断面図である。
【図７】左側を開放した状態のミッションケースの左側面図である。
【図８】左側を開放した状態の走行伝達装置の左側面図である。
【図９】走行伝達装置からドラム式車輪までの第一動力伝達経路の背面一部断面図である。
【図１０】左側を開放した状態の刈取伝達装置の左側面図である。
【図１１】刈取伝達装置からリールカッターまでの第二動力伝達経路の背面一部断面図である。
【図１２】刈取クラッチの一部断面図である。
【図１３】隙間調整装置の左側面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 歩行型芝刈機
５ エンジン
６ ミッションケース
７Ｌ・７Ｒ ドラム式車輪
１２ リールカッター
１６Ｌ・１６Ｒ ドラム軸（駆動軸）
２６Ｌ・２６Ｒ 走行出力軸
２７ 刈取出力軸２７
２８Ｌ・２８Ｒ 走行伝達装置
２９ 刈取伝達装置
３０ ギア変速機構（変速構造）
３１ 制動機構
３２ 差動機構
３４ カッター軸（駆動軸）
３５ 第一動力伝達経路
３６ 第二動力伝達経路
１０１・１０２ プーリ（伝達要素）
１３３ 門型フレーム
１３４ 交換機構（変速構造）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機において、前記エンジンからの動力をドラム式車輪まで伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する第二動力伝達経路のいずれにも、各駆動軸を変速可能な変速構造を介設したことを特徴とする歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項２】
前記第一動力伝達経路には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構を有し、該ギア変速機構を収容するミッションケースを設けると共に、該ミッションケース内を通過するように前記第二動力伝達経路を設けることを特徴とする請求項１に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項３】
前記ミッションケースには、前記左右のドラム式車輪を回転駆動する各ドラム軸に走行変速動力を差動伝達する差動機構と、前記左右のドラム式車輪を制動する制動機構を収容することを特徴とする請求項２に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項４】
前記ミッションケースは、前記エンジンの左右側方に並設することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項５】
前記ミッションケースから、走行変速動力を出力する走行出力軸を機体左右に延出し、該走行出力軸の左右両端より、前記左右のドラム式車輪にそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置を垂下し、該左右の走行伝達装置と前記走行出力軸とによって門型フレームを構成することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか一項に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項６】
前記第二動力伝達経路において、前記ミッションケースから、刈取動力を出力する刈取出力軸を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸の外端より、前記リールカッターに動力を伝達する刈取伝達装置を垂下し、該刈取伝達装置の伝達要素を外部から交換可能とすることにより、リールカッター用の前記変速構造を構成することを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか一項に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項１】
エンジンからの動力を分岐してドラム式車輪とリールカッターに伝達し芝刈作業を行う歩行型芝刈機において、前記エンジンからの動力をドラム式車輪まで伝達する第一動力伝達経路と、前記エンジンからの動力をリールカッターまで伝達する第二動力伝達経路のいずれにも、各駆動軸を変速可能な変速構造を介設したことを特徴とする歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項２】
前記第一動力伝達経路には、走行用の前記変速構造として選択噛合式のギア変速機構を有し、該ギア変速機構を収容するミッションケースを設けると共に、該ミッションケース内を通過するように前記第二動力伝達経路を設けることを特徴とする請求項１に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項３】
前記ミッションケースには、前記左右のドラム式車輪を回転駆動する各ドラム軸に走行変速動力を差動伝達する差動機構と、前記左右のドラム式車輪を制動する制動機構を収容することを特徴とする請求項２に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項４】
前記ミッションケースは、前記エンジンの左右側方に並設することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項５】
前記ミッションケースから、走行変速動力を出力する走行出力軸を機体左右に延出し、該走行出力軸の左右両端より、前記左右のドラム式車輪にそれぞれ動力を伝達する走行伝達装置を垂下し、該左右の走行伝達装置と前記走行出力軸とによって門型フレームを構成することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか一項に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【請求項６】
前記第二動力伝達経路において、前記ミッションケースから、刈取動力を出力する刈取出力軸を機体左右のいずれか一方に延出し、該刈取出力軸の外端より、前記リールカッターに動力を伝達する刈取伝達装置を垂下し、該刈取伝達装置の伝達要素を外部から交換可能とすることにより、リールカッター用の前記変速構造を構成することを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか一項に記載の歩行型芝刈機の動力伝達機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−５７４４６（Ｐ２０１０−５７４４６Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２８３９１（Ｐ２００８−２２８３９１）
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００１９８３３０）株式会社ＩＨＩシバウラ (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【出願人】（０００１９８３３０）株式会社ＩＨＩシバウラ (74)
【Ｆターム（参考）】
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