特許 6556508 作業機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6556508

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】作業機

(51)【国際特許分類】

   B62D 11/08 20060101AFI20190729BHJP

【ＦＩ】

   B62D11/08 B

   B62D11/08 V

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-116914(P2015-116914)

(22)【出願日】2015年6月9日

(65)【公開番号】特開2017-1508(P2017-1508A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2018年4月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】592226729

【氏名又は名称】和同産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067356

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 容一郎

(72)【発明者】

【氏名】千葉 充

(72)【発明者】

【氏名】幅野 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】菊池 博樹

【審査官】 田々井 正吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０９６１７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３２６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０６−０３２２６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００６−１２３７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４１−０１６６５０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２０１０−２０８５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４３３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４６４５０２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１０４２３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体に設けられる左右の駆動輪と、これらの駆動輪から前記機体の中央へ延びる左右の伝動軸と、左右のサイドクラッチを内蔵し左右の出力軸が前記左右の伝動軸に連結されるミッションと、このミッションの入力軸を駆動する駆動源とを備え、
左右のサイドクラッチが接続状態にあるときには直進し、左のサイドクラッチが断状態にあるときに左に旋回し、右のサイドクラッチが断状態にあるときに右に旋回する作業機であって、
前記ミッションは、前記左右のサイドクラッチを内蔵するミッションケースと、このミッションケースから一端が突出し前記左右のサイドクラッチの各々を接続状態から断状態に切り換える左右のクラッチ切換軸と、これらのクラッチ切換軸の一端に設けた左右のアームと、前記左のクラッチ切換軸と前記右のクラッチ切換軸の中間位置に支点を有し前記支点を中心に回転するシーソー部材と、このシーソー部材を左又は右へ回転させる電動モータとを備えており、
前記電動モータのモータ軸にウオームを取付け、このウオームでホイールを回し、このホイールでピニオンギヤを一緒に回すようにし、このピニオンギヤで扇ギヤを回すようにし、この扇ギヤを前記シーソー部材に固定することにより、前記電動モータにより前記シーソー部材を回転させるようにし、
前記ホイールと前記ピニオンギヤと前記扇ギヤと前記シーソー部材は、水平軸回りに回転するように全てが縦向きに配置され、前記モータ軸が下へ延びるように前記電動モータは縦向きに配置されていることを特徴とする作業機。

【請求項2】

前記機体から後方へ延びる左右のハンドルに、左右の操作レバーを備え、これらの操作レバーの各々に操作角を検出する左右の操作角センサーを備え、これらの操作角センサーで検出した操作角に基づいて前記電動モータの回転方向及び回転角度を制御する制御部を備えてい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】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行系にサイドクラッチを有する作業機に関する。

【背景技術】

【0002】

除雪機や農作業機は作業機と呼ばれる。作業機としての除雪機や農作業機は、クローラで走行する形式のものが普及している。クローラであれば、軟らかい雪面や耕土に沈むことを防止できるからである。
クローラ車両は、左右一方のクローラを止め、左右他方のクローラを前進させることで、左右に旋回する。
左右のサイドクラッチを備え、これらのサイドクラッチを断接することで、左右一方のクローラを止める構造が普及している（例えば、特許文献１（図５）参照）。

【0003】

特許文献１の農作業機は、特許文献１の図５に示されるように、左右のサイドクラッチ（２０Ｌ、２０Ｒ）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）を備え、これらのサイドクラッチ（２０Ｌ、２０Ｒ）を作動させる走行切り換え弁（Ｖ１）を備える。この走行切り換え弁（Ｖ１）は油圧バルブであり、サイドクラッチ（２０Ｌ、２０Ｒ）は油圧により制御される。

【0004】

特許文献１は、油圧ポンプ及び油圧管路が必須である。油圧管路は、油が漏れないように適宜保守をする必要がある。油圧ポンプは高価である。
特許文献１の技術は、大型作業機に適しているものの、小型作業機に不向きである。
そこで、油圧を用いない作業機が提案されてきた（例えば、特許文献２（図３、図４）参照）。

【0005】

特許文献２の除雪機は、特許文献２の図４に示されように、旋回レバー（３０３）（括弧付き数字は、特許文献２に記載された符号を示す。以下同様）を備える。この旋回レバー（３０３）で、ワイヤ（３０５Ｌ）又はワイヤ（３０５Ｒ）を引く。

【0006】

特許文献２の図３に示されるように、ワイヤ（３０５Ｒ）が引かれることで、爪部（２１２ａ）が爪部（２０６ａ）から外れる。右のサイドクラッチが断状態にある。左のサイドクラッチは接続状態のままである。結果、雪上車は右に旋回する。

【0007】

特許文献２は、油圧を使用しないため、小型作業機に適している。しかし、旋回レバー（３０３）を操作するには、ある程度の力が必要となる。近年は、非力な年長者や婦女子が作業に従事する。このため、操作力の低減が強く求められる。

【0008】

又、特許文献２では、ワイヤ（３０５Ｌ、３０５Ｒ）が必須であるが、ワイヤ（３０５Ｌ、３０５Ｒ）は、使用時間に応じて伸びるため、ワイヤを切り詰めるなどの調整が必要となる。年長者や婦女子が作業に従事することを考えると、ワイヤに代わる構造が求められる。

【0009】

ワイヤに代わる構造の一例として、特許文献２の図３を改善した構造を、図６に示す。
図６の構造であれば、油圧を使用せず、操作力が低減でき、ワイヤを用いない作業機が提供される。
すなわち、左のサイドクラッチアーム（３１４Ｌ）に左の減速機付き電動モータ（４００Ｌ）を連結し、右のサイドクラッチアーム（３１４Ｒ）に右の減速機付き電動モータ（４００Ｒ）を連結する。左の減速機付き電動モータ（４００Ｌ）で左のサイドクラッチアーム（３１４Ｌ）を揺動させることで、左のサイドクラッチを断状態にすることができる。右の減速機付き電動モータ（４００Ｒ）で右のサイドクラッチアーム（３１４Ｒ）を揺動させることで、左のサイドクラッチを断状態にすることができる。
その他は特許文献２と同じであるため、詳細な説明は省略する。

【0010】

図６の構造であれば、油圧が不要で、ワイヤも不要であり、電力でサイドクラッチを移動させることができる。
反面、高価な減速機付き電動モータ（４００Ｌ、４００Ｒ）を使用するため、作業機の製造費が高騰する。作業機の普及を考えると、製造費の抑制が求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００２−１０４２３６号公報

【特許文献2】特開２００９−１４３３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明は、油圧やワイヤを用いることなく操作力が軽減され、且つ製造費を抑えることができる作業機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

請求項１に係る発明は、機体に設けられる左右の駆動輪と、これらの駆動輪から前記機体の中央へ延びる左右の伝動軸と、左右のサイドクラッチを内蔵し左右の出力軸が前記左右の伝動軸に連結されるミッションと、このミッションの入力軸を駆動する駆動源とを備え、
左右のサイドクラッチが接続状態にあるときには直進し、左のサイドクラッチが断状態にあるときに左に旋回し、右のサイドクラッチが断状態にあるときに右に旋回する作業機であって、
前記ミッションは、前記左右のサイドクラッチを内蔵するミッションケースと、このミッションケースから一端が突出し前記左右のサイドクラッチの各々を接続状態から断状態に切り換える左右のクラッチ切換軸と、これらのクラッチ切換軸の一端に設けた左右のアームと、前記左のクラッチ切換軸と前記右のクラッチ切換軸の中間位置に支点を有し前記支点を中心に回転するシーソー部材と、このシーソー部材を左又は右へ回転させる電動モータとを備えており、
前記電動モータのモータ軸にウオームを取付け、このウオームでホイールを回し、このホイールでピニオンギヤを一緒に回すようにし、このピニオンギヤで扇ギヤを回すようにし、この扇ギヤを前記シーソー部材に固定することにより、前記電動モータにより前記シーソー部材を回転させるようにし、
前記ホイールと前記ピニオンギヤと前記扇ギヤと前記シーソー部材は、水平軸回りに回転するように全てが縦向きに配置され、前記モータ軸が下へ延びるように前記電動モータは縦向きに配置されていることを特徴とする。

【0014】

請求項２に係る発明は、機体から後方へ延びる左右のハンドルに、左右の操作レバーを備え、これらの操作レバーの各々に操作角を検出する左右の操作角センサーを備え、これらの操作角センサーで検出した操作角に基づいて電動モータの回転方向及び回転角度を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

請求項１に係る発明では、電動モータで左右のサイドクラッチを断接制御するため、操作力が軽減されると共に油圧やワイヤは不要である。
また、シーソー部材を採用することで電動モータは１個で済ませることができ、作業機の製造コストを低減することができる。
よって、本発明によれば、油圧やワイヤを用いることなく操作力が軽減され、且つ製造費を抑えることができる作業機が提供される。

【0016】

請求項２に係る発明は、機体側のハンドルに左右の操作レバーを備え、これらの操作レバーの各々に操作角を検出する左右の操作角センサーを備え、これらの操作角センサーで検出した操作角に基づいて電動モータの回転方向及び回転角度を制御する制御部を備えている。
制御部で電動モータの回転方向を制御し、左又は右のサイドクラッチを断接するため、１個のみの電動モータで左右のサイドクラッチの断接制御が容易に実現できる。
制御部で電動モータの回転角度を制御するため、左又は右のサイドクラッチを半クラッチ状態にすることができ、作業機の方向転換に係る操作性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る作業機の平面図である。

【図2】作業機の駆動系統図である。

【図3】ミッションの原理図である。

【図4】図３の４矢視図である。

【図5】シーソー部材の作用図である。

【図6】従来の技術の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の実施の形態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。

【実施例】

【0019】

図１に示すように、作業機１０は、例えば、作業者が連れ歩く歩行型除雪機であり、機体１１と、この機体１１の左右に配置される左右のクローラ１２Ｌ、１２Ｒ（Ｌは左を示す添え字、Ｒは右を示す添え字である。以下同じ）と、機体１１の中央に配置される駆動源１３と、機体１１の前部に配置され路上の雪を中央に集めるオーガー１４と、このオーガー１４を覆うオーガーハウジング１５と、このオーガーハウジング１５から機体１１へ延びてブロアー（図２、符号３４）を収納するブロアーハウジング１６と、このブロアーハウジング１６から延びて投雪方向を規定するシュータ１７と、機体１１の後部左右のから後方へ延びる左右のハンドル１８Ｌ、１８Ｒを備えている。

【0020】

図２に示すように、左のハンドル１８Ｌは、左の操作レバー２１Ｌ（このレバー２１Ｌはハンドル１８Ｌのほぼ下にあるが、この図では理解を促すために横向きに示した。右の操作レバー２１Ｒも同様。）と、この操作レバー２１Ｌの操作角（握り角）を検出する左の操作角センサー２２Ｌとを備え、右のハンドル１８Ｒは、右の操作レバー２１Ｒと、この操作レバー２１Ｒの操作角を検出する右の操作角センサー２２Ｒとを備えている。左右の操作角センター２２Ｌ、２２Ｒからの操作角情報は、ハーネス（信号線）２３Ｌ、２３Ｒを介して制御部２４へ送られる。

【0021】

機体１１の後部左右に、左の遊転輪２６Ｌと右の遊転輪２６Ｒが回転自在に軸支されている。
機体１１の前部左右に、左の駆動輪２７Ｌと右の駆動輪２７Ｒが設けられている。
左の駆動輪２７Ｌと左の遊転輪２６Ｌとの間に左のクローラ１２Ｌが巻回され、右の駆動輪２７Ｒと右の遊転輪２６Ｒとの間に右のクローラ１２Ｒが巻回される。

【0022】

機体１１の前部中央に、ミッション４０が搭載される。このミッション４０の構造は、図３で詳しく説明するが、１本の入力軸４１と、左右の出力軸４２Ｌ、４２Ｒを有し、左の出力軸４２Ｌは左の伝動軸２８Ｌを介して左の駆動輪２７Ｌに機械的に連結され、右の出力軸４２Ｒは右の伝動軸２８Ｒを介して右の駆動輪２７Ｒに機械的に連結される。

【0023】

機体１１に設けられる駆動源１３は、ガソリンエンジンであるが、電動機であってもよく、種類は限定しない。
駆動源１３で、第１駆動プーリ３１と第２駆動プーリ３２が駆動される。第１駆動プーリ３１は、第１従動プーリ３３を介してブロアー３４及びオーガー１４を駆動する。第２駆動プーリ３２は、走行クラッチ３６及び第２従動プーリ３５を介してミッション４０の入力軸４１に連結される。

【0024】

走行クラッチ３６は、デットマンレバーがオン状態のときに、接続状態となり、入力軸４１が回され、ミッション４０を介して、左右の駆動輪２７Ｌ、２７Ｒの両方又は片方が回される。前記デットマンレバーは、作業者が作業状態にあるときにオン、作業者が非作業状態にあるときにオフとなる作業者検出機構の総称であり、その形態、構造は任意である。

【0025】

走行クラッチ３６は、デットマンレバーがオフ状態のとき、又は、左右の操作レバー２１Ｌ、２１Ｒが共に握られたときに、断状態となり、駆動源１３が駆動状態にあっても、左右の駆動輪２７Ｌ、２７Ｒは停止状態となる。

【0026】

ミッション４０は、制御のための電動モータ４３を備えている。この電動モータ４３のためのモータドライバ３７は、制御部２４で制御される。

【0027】

図３に示すように、ミッション４０は、左右のサイドクラッチ４４Ｌ、４４Ｒと、これらのサイドクラッチ４４Ｌ、４４Ｒを収納するミッションケース４５と、このミッションケース４５から一端が突出し左右のサイドクラッチ４４Ｌ、４４Ｒの各々を接続状態から断状態に切り換える左右のクラッチ切換軸４６Ｌ、４６Ｒと、これらのクラッチ切換軸４６Ｌ、４６Ｒの一端に設けた左右のアーム４７Ｌ、４７Ｒとを備えている。

【0028】

左のサイドクラッチ４４Ｌは、機体幅方向に延びる中継軸４８にスプライン５１Ｌを介して移動可能に取付けられる摺動クラッチ板５２Ｌと、左の出力軸４２Ｌに固定される左の従動クラッチ板５３Ｌと、摺動クラッチ板５２Ｌを従動クラッチ板５３Ｌへ付勢するスプリング５５Ｌと、左のクラッチ切換軸４６Ｌから延びて摺動クラッチ板５２Ｌの周溝に嵌合する左のフォーク５４Ｌとからなる。

【0029】

同様に、右のサイドクラッチ４４Ｒは、機体幅方向に延びる中継軸４８にスプライン５１Ｒを介して移動可能に取付けられる摺動クラッチ板５２Ｒと、右の出力軸４２Ｒに固定される右の従動クラッチ板５３Ｒと、摺動クラッチ板５２Ｒを従動クラッチ板５３Ｒへ付勢するスプリング５５Ｒと、右のクラッチ切換軸４６Ｒから延びて摺動クラッチ板５２Ｒの周溝に嵌合する右のフォーク５４Ｒとからなる。

【0030】

入力軸４１と中継軸４８とはベベルギヤ５６、５７で機械的に連結され、入力軸４１が回転すると、中継軸４８は一緒に回転する。
図の状態では、中継軸４８により、左右の出力軸４２Ｌ、４２Ｒが同速で回される。
この状態から、左のフォーク５４Ｌで摺動クラッチ板５２Ｌを従動クラッチ板５３Ｌから分離すると、左の出力軸４２Ｌは止まり、右の出力軸４２Ｒは回転する。同様に、右のフォーク５４Ｒで摺動クラッチ板５２Ｒを従動クラッチ板５３Ｒから分離すると、右の出力軸４２Ｒは止まり、左の出力軸４２Ｌは回転する。

【0031】

図４に示すように、ミッション４０は、さらに、左のクラッチ切換軸４６Ｌと右のクラッチ切換軸４６Ｒの中間位置に支点６７を有し支点６７を中心に回転するシーソー部材５８と、このシーソー部材５８の左右に各々設けられる左右の長穴５９Ｌ、５９Ｒに一端が左右のピン６１Ｌ、６１Ｒにて移動可能に止められ他端が左右のアーム４７Ｌ、４７Ｒに止められる左右のリンク６２Ｌ、６２Ｒと、シーソー部材５８を左又は右へ回転させる電動モータ４３とを備えている。

【0032】

好ましくは、電動モータ４３のモータ軸４３ａにウオーム６３を取付け、このウオーム６３でホイール６４を回し、このホイール６４でピニオンギヤ６５を一緒に回すようにし、このピニオンギヤ６５で扇ギヤ６６を回すようにする。
このような扇ギヤ６６などを想像線の位置に配置し、シーソー部材５８に固定する。結果、シーソー部材５８は、電動モータ４３により支点６７を中心に左又は右へ回転する。

【0033】

図４は、シーソー部材５８は、中立位置にあり、左のアーム４７Ｌは、左のクラッチ切換軸４６Ｌより、下方にあり、図３に示すように、左のサイドクラッチ４４Ｌは、接続状態にある。同様に、右のアーム４７Ｒは、右のクラッチ切換軸４６Ｒより、下方にあり、図３に示すように、右のサイドクラッチ４４Ｒは、接続状態にある。結果、中立位置では、左右の出力軸４２Ｌ、４２Ｒは、同速で回転する。

【0034】

図４にて、電動モータ４３により、シーソー部材５８を、図反時計方向に回転させると、図５（ａ）に示すように、左のピン６１Ｌは静止したままで、左の長穴（円弧溝）５９Ｌが下がる。一方、右のピン６１Ｒは右の長穴（円弧溝）５９Ｒの下端で引き上げられ、右のアーム４７Ｒは反時計方向に回り、例えば略水平になる。

【0035】

右のクラッチ切換軸４６Ｒは反時計方向に回されるため、クラッチ切換軸４６Ｒが回される。すると、図３にて、右のフォーク５４Ｒが右の摺動クラッチ板５２Ｒを、図左へ移動する。右のサイドクラッチ４４Ｒは、断状態に代わる。結果、図５（ａ）では、右の出力軸４２Ｒは停止し、左の出力軸４２Ｌが回転を続け、作業機は右に旋回する。

【0036】

図４にて、電動モータ４３を逆回転させて、シーソー部材５８を図時計方向へ回す。すると、図５（ｂ）となり、作業機は左に旋回する。

【0037】

なお、図４にて、長穴５９Ｌ、５９Ｒは、縦長の直線溝で差し支えないが、好ましくは、支点６７を円弧中心とする円弧溝が好ましい。その理由は、図４から図５（ａ）にかけて、左のピン６１Ｌは、上下左右に移動しない。結果、左のリンク６２Ｌが、左右に振れることがない。左のリンク６２Ｌの上下のピンに摩耗が発生しにくくなる。

【0038】

同様、図４から図５（ｂ）にかけて、右のピン６１Ｒは、上下左右に移動しない。結果、右のリンク６２Ｒが、左右に振れることがない。右のリンク６２Ｒの上下のピンに摩耗が発生しにくくなる。よって、直線溝よりも円弧溝が推奨される。

【0039】

図２にて、従来であれば、操作レバー２１Ｌ、２１Ｒとアーム（図３、符号４７Ｌ、４７Ｒ）とが、各々ワイヤで結ばれ、作業者の握力で操作レバー２１Ｌ、２１Ｒの一方又は両方を握ることで、アームの一方又は両方を回転させるようにしていた。これでは、握力が小さな年長者や婦女子では、作業機の操作が難しくある。
この点、本発明では、図２にて、操作レバー２１Ｌ、２１Ｒは、操作角センサー２２Ｌ、２２Ｒを作動させるだけであり、大きな握力は不要であり、操作力を多いに軽減できる。

【0040】

また、操作レバー２１Ｌ又は２１Ｒの握りを加減すると、制御部２４はそのことを検知し、サイドクラッチを、いわゆる半クラッチ状態にする。結果、旋回性（旋回速度など）を制御することができ、操作性が拡張できる。

【0041】

尚、実施例では、作業機１０は、走行系にクローラを有したが、クローラを有することなく駆動輪が直接地面（路面、耕土）に接する車両であっても良い。すなわち、作業機１０は、走行系にサイドクラッチを有する歩行型除雪機の他、走行系にサイドクラッチを有する耕耘機等の農作業機であってもよい。

【0042】

また、実施例では、シーソー部材５８とアーム４７Ｌ、４７Ｒの間に、リンク６２Ｌ、６２Ｒを介在させたが、リンク６２Ｌ、６２Ｒを省いて、シーソー部材５８にアーム４７Ｌ、４７Ｒを直接連結しても良い。

【符号の説明】

【0043】

１０…作業機（除雪機）、１１…機体、１２Ｌ、１２Ｒ…クローラ、１３…駆動源、１８Ｌ、１８Ｒ…ハンドル、２１Ｌ、２１Ｒ…操作レバー、２２Ｌ、２２Ｒ…操作角センサー、２７Ｌ、２７Ｒ…駆動輪、２８Ｌ、２８Ｒ…伝動軸、４０…ミッション、４１…入力軸、４２Ｌ、４２Ｒ…出力軸、４３…電動モータ、４３ａ…モータ軸、４４Ｌ、４４Ｒ…サイドクラッチ、４５…ミッションケース、４６Ｌ、４６Ｒ…クラッチ切換軸、４７Ｌ、４７Ｒ…アーム、５８…シーソー部材、５９Ｌ、５９Ｒ…長穴（円弧溝）、６１Ｌ、６１Ｒ…ピン、６３…ウオーム、６４…ホイール、６５…ピニオンギヤ、６６…扇ギヤ、６７…支点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】