乗用型芝刈機
【課題】エンジン駆動の発電機により発電された電力を介して走行用電動モータで走行しながら芝刈作業を行う際に、走行条件、作業状態等を的確に把握して省エネルギ効果の高い芝刈機を具現しようとする。
【解決手段】
モーアデッキ１３のブレード５４を支持するブレード軸１４に車体１側のＰＴＯ軸から第１電磁クラッチＣ１を介してエンジン駆動力を伝動可能に構成し、前記発電機８にはエンジン２７の駆動力を第２電磁クラッチＣ２を介して伝動可能に構成し、前記ブレード５４が植生する芝草を刈り取る芝刈作業状態か、又は非作業状態かを検出する作業状態検出手段Ｓを備え、芝刈作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチＣ１を入とし第２電磁クラッチＣ２を切とし、非作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチＣ１を切とし第２電磁クラッチＣ２を入に切り替える制御部７２を備える。
【解決手段】
モーアデッキ１３のブレード５４を支持するブレード軸１４に車体１側のＰＴＯ軸から第１電磁クラッチＣ１を介してエンジン駆動力を伝動可能に構成し、前記発電機８にはエンジン２７の駆動力を第２電磁クラッチＣ２を介して伝動可能に構成し、前記ブレード５４が植生する芝草を刈り取る芝刈作業状態か、又は非作業状態かを検出する作業状態検出手段Ｓを備え、芝刈作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチＣ１を入とし第２電磁クラッチＣ２を切とし、非作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチＣ１を切とし第２電磁クラッチＣ２を入に切り替える制御部７２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源としてエンジンと電動モータとを備えたハイブリッド方式の乗用型芝刈機に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用電動モータとエンジンにより駆動される発電機を備えた芝刈機とした構成が公知である（特許文献１）。特許文献１には、発電機により発電された電力を直接又は蓄電部を介して走行用電動モータに供給して２個の主駆動輪を独立して駆動する芝刈り車両について開示されている。又、同様に芝刈作業部を駆動する芝刈機駆動用モータを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、芝刈作業においては、芝草の条件や芝刈作業設定等の要因で作業負荷の変動が伴い、又芝草を収容するコレクタが満杯になると芝刈作業を中断して芝草排出作業を行うなど、変動要因が多い。
【０００５】
この発明は上記に鑑み、走行条件、作業状態等を的確に把握して省エネルギ効果の高い芝刈機を具現しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は前記課題に鑑み、次のような技術的手段を講じた。
即ち、請求項１の発明では、前後に走行用の車輪を備えた車体（１）にモーアデッキ（１３）を芝刈作業姿勢と非作業姿勢となるよう昇降自在に装着し、該車体（１）にエンジン（２７）を搭載し、走行用の電動モータ（Ｍ１）、該電動モータ（Ｍ１）に電力を供給するバッテリ（９ａ，９ｂ）、前記エンジン(２７)に駆動され該バッテリ（９ａ，９ｂ）を充電する発電機（８）を備えた乗用型芝刈機において、モーアデッキ（１３）のブレード（５４）を支持するブレード軸（１４）に車体（１）側のＰＴＯ軸から第１電磁クラッチ（Ｃ１）を介してエンジン駆動力を伝動可能に構成し、前記発電機（８）にはエンジン（２７）の駆動力を第２電磁クラッチ（Ｃ２）を介して伝動可能に構成し、前記ブレード（５４）が植生する芝草を刈り取る芝刈作業状態か、又は非作業状態かを検出する作業状態検出手段（Ｓ）を備え、芝刈作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「入」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」とし、非作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「切」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」に切り替える制御部（７２）を備えた乗用型芝刈機とする。
このように構成すると、非作業における走行状態では第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」にしてエンジン（２７）駆動力はもっぱら発電機（８）の回転を行う。また芝刈作業状態のときは第２電磁クラッチ（Ｃ２）を切りにし、エンジン（２７）駆動力はもっぱらブレード軸（１４）駆動にあてられる。なお、芝刈作業途中に満杯となったコレクタ（１６）から排出操作を行う場合には、作業中断するが、制御部（７２）はこれを作業状態検出手段（Ｓ）が検出すると、第１電磁クラッチＣ１を「切」、第２電磁クラッチＣ２を「入」に自動的に切り替えて発電機（８）を駆動し、バッテリ（９ａ，９ｂ）を充電可能とさせる。
請求項２の発明では、エンジン回転センサ７４を設け、このエンジン回転センサ（７４）による検出回転数（Ｎ）と予め設定した基準負荷回転数（Ｎｓ）とを比較し、該基準負荷回転数（Ｎｓ）よりも検出回転数（Ｎ）が高い場合には、前記第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」から「入」に切り替える制御部（７２）を有する請求項１記載の乗用型芝刈機とした。このように構成すると、芝刈作業中であっても軽負荷状態と判断される場合にはエンジン（２７）出力の一部で発電機（８）を駆動しひいてはバッテリ充電に寄与し、エネルギ効率を向上できる。
請求項３の発明は、ブレード軸（１４）の慣性回転により第３電磁クラッチ（Ｃ３）を介して補助発電機（８ａ）を駆動する構成とし、芝刈作業中第１電磁クラッチ（Ｃ１）が「切」に切り替わると、第３電磁クラッチ（Ｃ３）を「入」に切り替える制御部（７２）とした請求項１または請求項２に記載の乗用型芝刈機とする。こうして、ブレード軸（１４）駆動を遮断するとともに、第３電磁クラッチ（Ｃ３）を介して接続された補助発電機（８ａ）はブレード軸（１４）の慣性で補助発電機（８ａ）を駆動する。
請求項４の発明は、前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、予め設定した前記エンジン基準回転数（Ｎｓ）よりも低い値の第２基準回転数（Ｎｓ２）を設定し、検出されたエンジン検出回転数（Ｎ）が第２基準回転数（Ｎｓ２）と比較してこの値よりも低いエンジン回転のとき、第２電動モータ（Ｍ２）を起動する制御部（７２）とした請求項２に記載の乗用型芝刈機とする。このようにして補助的にブレード軸（１４）を回転作動させることにより重負荷となっても作業を継続できる。
請求項５の発明は、前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、作業状態検出手段（Ｓ）によって芝刈作業状態を検出すると、該第２電動モータ（Ｍ２）をＯＮする共にエンジン（２７）を停止する制御部（７２）を有する請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の乗用型芝刈機とする。したがってエンジン騒音のない作業を実行できる。
請求項６に記載の発明は、ブレード回転センサ（７５）を備え、検出ブレード回転数（Ｂ）が予め設定した基準ブレード回転数（Ｂｓ）と比較され、検出ブレード回転数（Ｂ）が該基準ブレード回転数（Ｂｓ）以下に低下するとエンジン（２７）を再起動する制御部（７２）を備えた請求項４に記載の乗用型芝刈機とする。このように構成すると、通常は低騒音の作業を行いながら、負荷の高い芝刈作業にあってはエンジン駆動とするものであるから、作業中断を来たさない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記の如く構成したので、以下の効果を奏する。
【０００８】
即ち、請求項１に記載の発明によると、作業状態においてエンジン２７出力をすべてブレード軸１４の駆動に利用するため作業能力を向上する。また、例えばコレクタ排出作業によって芝刈作業中断の際、制御部（７２）はこれを作業状態検出手段（Ｓ）が検出すると、第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「切」、第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」に自動的に切り替えて発電機（８）を駆動しエンジン（２７）駆動を効率的に利用できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の効果に加え、芝刈作業中であっても軽負荷状態と判断される場合にはエンジン（２７）出力の一部で発電機（８）を駆動しひいてはバッテリ充電に寄与し、エネルギ効率を向上できる。
請求項３に記載の発明は、補助発電機（８ａ）はブレード軸（１４）の慣性で補助発電機（８ａ）を駆動でき、バッテリ（９ａ，９ｂ）の補助充電を効率的に行い、エネルギの回収を行えて無駄を生じさせない。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の効果に加え、補助的にブレード軸（１４）を回転作動させることにより重負荷となっても作業を継続できる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の効果に加え、ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設けることで、低騒音作業が可能となって、作業環境を良好となす。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５の効果に加え、通常は低騒音の作業を行いながら、負荷の高い芝刈作業にあってはエンジン駆動とするものであるから、作業中断を来たさない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】芝刈機の全体側面図
【図２】芝刈機の全体平面図
【図３】伝動関係概要図
【図４】制御ブロック図
【図５】フローチャート
【図６】フローチャート
【図７】フローチャート
【図８】フローチャート
【図９】フローチャート
【図１０】別例を示す伝動関係概要図
【図１１】フローチャート
【図１２】フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
本実施例の乗用型芝刈機の側面図を図１に、乗用型芝刈機の平面図を図２にそれぞれ示す。
車体１の前部下側に左右一対の前輪２３を有したフロントアクスル２４をセンタピボット２５周りに揺動自在にして支架し、後部下側に左右一対の後輪２６を有したリヤアクスルハウジング４を支架する。車体１の前端上部に搭載したエンジン２７のエンジン出力軸３の駆動回転によって、このエンジン出力軸３の後側に連結した主伝動軸６を伝動する構成である。このエンジン出力軸３の前端部にはフライホイル２８を取付け、エンジン２７の後側にはラジエータ２９や、ラジエータファン３０等を配置し、上部をボンネット３１で被覆し、これらの後側に燃料タンク３２を設けて、ステアリングポスト３３上にハンドル３４を設けて、前記前輪２３を操向連動する構成としている。
前輪２３と後輪２６との間には芝を刈る左右一対のブレード５４をそれぞれ内装するモーアデッキ１３を設けている。
前記リヤアクスルハウジング４は、前記センタラインＬに対してトレッドの一側（本実施例では左側、以下同じ）寄り位置に後輪デフギヤ機構を内装するデフケース３５を形成し、このデフケース３５の側部に電動モータＭ１を構成し、該電動モータＭ１の出力回転をデフケース３５内後輪デフギヤ機構に伝達する構成である。このデフケース３５内後輪デフギヤ機構を介してリヤアクスルハウジング内に内装した後車軸３９を駆動回転すべく構成し、該後車軸３９の両端に軸装する後輪２６を駆動する。
前記車体１及び主伝動軸６の上側部にはステップフロア２を敷設し、このステップフロア２の後部に上方に屈曲するシートフロア４４を連設しこの上側にシート４３を設けている。なお左右両側にはフェンダ４５を形成する。
前記主伝動軸６は、エンジン出力軸３に始端部が連結した第１伝動軸６ａと、その後端に継手部材７１を介して連結する第２伝動軸６ｂとからなる。
また、主伝動軸６は、第２伝動軸６ｂの前部にプーリ５３を固定して設ける。主伝動軸６の斜め下方にＰＴＯ軸１１を設ける。ＰＴＯ軸１１はプーリ５２を固定して設け、該プーリ５２と第２伝動軸６ｂのプーリ５３とをベルト１２で巻回することで、第２伝動軸６ｂの動力を受け取る構成である。ＰＴＯ軸１１は内外２重軸構成とされ、プーリ５２は外軸１１Ａに固定され、内軸１１Ｂとの間に、第１電磁クラッチＣ１を構成して該第１電磁クラッチＣ１を「入」にすると内・外軸１１Ａ，１１Ｂは連動状態となり、「切」では両者は伝動遮断状態となる。内軸１１Ｂには自在継手軸１１Ｕの一端を接続してなり、その他端をモーアデッキ１３の入力軸１５に連結する構成である。
モーアデッキ１３内のブレード５４に動力を伝動する順序は第一伝動軸６ａ、第２伝動軸６ｂ、ベルト１２、外軸１１Ａ、第１電磁クラッチＣ１、内軸１１Ｂ、自在継手軸１１Ｕ、入力軸１５の順である。
一方、前記主伝動軸６の第２伝動軸６ｂに第２電磁クラッチＣ２を設け、該第２電磁クラッチＣ２を介して後方に配置する発電機８を駆動しうる構成である。該発電機８によって前記電動モータＭ１を駆動するバッテリ９ａ，９ｂに充電する構成である。なお、バッテリ９ａ，９ｂは複数揃えておくことが好ましく、例えばバッテリ９ａ，９ｂをシート４３下方の空間部を利用して設置する構成としてもよい。
したがって、発電機８、バッテリ９ａ，９ｂにて回路構成される電動モータＭ１の回転により、前記のようにデフケース３５内後輪デフギヤ機構、後車軸３９を介して後輪２６を駆動できる。
また、前記車体１の後端部に装着してモーアデッキ１３からブレード５４の回転作用で搬送されて送り込まれる芝草を収容するコレクタ１６を設ける。
前記モーアデッキ１３の排出口２０と後方のコレクタ１６の供給口２１との間を連通するダクト２２を、車体１のセンタラインＬに対して右側寄り位置に偏倚して設けると共に、前記エンジン出力軸３に接続する主伝動軸６と自在継手軸１１Ｕとを、このダクト２２側とは反対側寄り位置に配置する。
前記モーアデッキ１３は、車体１腹部に装着するミッドマウント形態で、センタラインＬに対して左右両側部に偏倚して左、右一対のブレード軸１４を軸装し、各ブレード軸１４の下端部に芝草を刈取るブレード５４を有する。このモーアデッキ１３は、前後下端部にゲージホイル５５、５６を配置する。モーアデッキ１３は、上部に左右一対の平行状の前リンク５７と、後リンク５８を配置して、車体１に対して吊下げ、リフト機構によって水平状態を維持して昇降するように構成している。又、このモーアデッキ１３上の左、右ブレード軸１４上部には、ブレードケース５９、６０を設け、左側ブレードケース５９に、前記入力軸１５を軸支して、内装のベベルギヤ等を介してこの直下のブレード軸１４を噛合連動する。なお、動力はブレードケース５９からブレードケース６０へブレード伝動軸６２により伝動される。
モーアデッキ１３を上下するリフトレバー７９を設け、該リフトレバー７９を「上昇」側、又は「下降」側に切り替えて図外油圧昇降シリンダ機構を作動する構成としている。このリフトレバー７９の上記「上昇」側、「下降」側の夫々に対応する位置検出スイッチ８０Ｕ、８０Ｄを備えて、芝刈作業状態と非作業状態とを検出する作業状態検出手段Ｓを構成している。なお、作業状態検出手段Ｓとしては、ブレード回転の有無を検出する手段によってもよく、手動のモードスイッチ形態でもよい。
前記コレクタ１６は、車体１の後端に装着する。車体１の後端部に着脱可能の取付フレーム６３（図１）が前記ダクト２２後端の供給口２１や、リヤケース５等の外周部を囲繞する形態に形成して、この取付フレーム６３に沿って前板１７を取付ける。また、この取付フレーム６３の後側上部に支持アーム６４を突出させて、支軸６５周りに後方上部へ開閉回動可能に支持するコレクタバッグ６６または図示しないコレクタケースを取付ける。
このコレクタバッグ６６は前面にバッグ口６７を形成して、前板１７後面に接圧させて閉鎖させることができる。前記モーアデッキ１３の排出口２０とこの前板１７の右側部に形成の供給口２１との間を、前記リヤアクスルハウジング４の右側上部を経るダクト２２で連結して、排出口２０から放出される芝草を搬送案内して供給口２１からコレクタバッグ６６内へ収容させる。コレクタバッグ６６は、外周角部に沿ってバッグ枠６８を形成し、このバッグ枠６８の外周を通風網布で被覆して構成し、バッグ口６７を前板１７に接当させて閉口した状態で、搬送風は網布のメッシュ部から排出させて搬入芝草を収容することができる。
又、収容芝草は、コレクタバッグ６６の上方に突出のハンドルレバー６９を操作して支軸６５周りに後方上部へ回動することにより、このバッグ口６７を下向きに開いて、収容している芝草を落下排出することができる。このコレクタバッグ６６の上側はカバー７０で覆われている。
【００１５】
次いで制御構成について説明する。制御部７２には、キースイッチ７３のＯＮ，ＯＦＦ信号、エンジン回転センサ７４やブレード回転センサ７５、走行速度設定ダイヤル７７からのアナログテータ、リフトレバーの検出スイッチ８０Ｕ，８０Ｄからの検出信号等を入力し、一方前記電動モータＭ１、電磁クラッチＣ１，Ｃ２等へ作動出力する機能を備える。
【００１６】
前記エンジン２７は、キースイッチ７３をＯＮすると起動し、エンジン２７出力によって、発電機８を駆動し、モーアデッキ１３内のブレード軸１４を回転連動する。また、電動モータＭ１も起動して走行速度設定ダイヤル７７の設定状態に応じて電動モータＭ１回転数が決定される。
【００１７】
ところで、エンジン２７起動後、電動モータＭ１に所定回転数出力、即ち走行速度設定ダイヤル７７による設定が速度０でない所定速度に置かれると、車体１は発進し設定速度が得られるよう上記電動モータＭ１の回転を所定回転になるよう上昇させる。これと同時に、モーアデッキ１３が上昇して非作業で走行状態にあるか、又は該モーアデッキ１３は下降して芝刈の作業状態にあるかをリフトレバー判定し、非作業における走行状態では第２電磁クラッチＣ２を入にしてエンジン２７駆動力をもっぱら発電機８の回転を行う。また作業状態のときは第２電磁クラッチＣ２を切りにし、エンジン２７駆動力をもっぱらブレード軸１４駆動にあてられる。このように構成すると、特に作業状態においてエンジン２７出力をすべてブレード軸１４の駆動に利用するため作業能力を向上する。なお、コレクタ１６への集草を伴う作業では、作業途中に満杯となったコレクタ１６から排出操作を行う場合には、作業中断するが、制御部７２はこれを検出すると、第１電磁クラッチＣ１を「切」、第２電磁クラッチＣ２を「入」に自動的に切り替えて発電機８を駆動し、バッテリ９ａ，９ｂを充電可能とさせる。
【００１８】
上記において、作業状態検出手段Ｓによる非作業状態又は作業状態の検出は、モーアデッキ１３が非作業状態に上昇し、又は作業のために下降することに鑑み、モーアデッキ１３の上下位置を直接検出するか、前リンク５７及び後リンク５８に作用してモーアデッキ１３を昇降連動する昇降シリンダ機構（図示せず）を伸縮するリフトレバー７９が「上昇」位置にあって検出スイッチ８０ＵをＯＮするか又は「下降」位置にあって検出スイッチ８０ＤをＯＮするかを検出することによって行う。
【００１９】
図５のフローチャートに基づきその作用について説明する。キースイッチ７３がＯＮであるか否かを判定し（ステップ１０１）、ＯＮのときはエンジンが起動する（ステップ１０２）。このとき電動モータＭ１に走行速度設定ダイヤル７７から所定速度の出力がなされると車体１を発進すべく電動モータＭ１は回転する（ステップ１０３）。次いでリフトレバー７９の位置の判定によって路上走行であるか、または芝刈作業であるかを判定する（ステップ１０４）。路上走行を行うときは、第１電磁クラッチＣ１を「切」、第２電磁クラッチＣ２を「入」とし（ステップ１０５、１０６）、芝刈作業を行うときは、第１電磁クラッチＣ１を「入」、第２電磁クラッチＣ２を「切」とする（ステップ１０７，１０８）。
従って、路上走行等非作業のときは、エンジン２７出力は専ら発電機８を駆動するものであり、また、芝刈作業のときはエンジン２７出力は専らブレード軸１４を駆動するものであるから作業能力が高いものとなる。また、ステップ１０４で実質的に作業か非作業かを判定し、芝刈作業中であっても満杯となったコレクタ１６内収容芝草を定期的に排出作業するが、この排出地への移動やコレクタ１６を回動して排出作業を行う場合には、リフトレバー５９にてモーアデッキ１３は上昇位置に置かれるから、第１電磁クラッチＣ１は「切」、第２電磁クラッチＣ２は「入」に切り替わってエンジン２７出力を発電機８駆動状態とすることができるから、効率的に充電を行い得て作業効率を向上する。
一連の作業が終了すると、走行速度設定ダイヤル７７を速度０に戻して車体を停止させたのち、キースイッチ７３をＯＦＦしてエンジン停止する（ステップ１０９〜１１１）。
【００２０】
また、図６のフローチャートは、前記図５におけるフローチャートにおけるステップ１０４で芝刈作業の判定後、ステップ１０７〜１０９に至る第１電磁クラッチＣ１、第２電磁クラッチＣ２の入り切り制御出力中（図６においては、ステップ２０４、２１０が相当する）、制御部７２はエンジン回転センサ７４の検出回転数Ｎを受け予め設定した基準負荷回転数Ｎｓと比較し（ステップ２０８，２０９）、該基準負荷回転数Ｎｓよりも検出回転数Ｎが高い場合には、作業負荷が軽いと判定して第２電磁クラッチＣ２を「切」から「入」に切り替える（ステップ２０９、２０６）。このようにすると、芝刈作業中であっても軽負荷状態と判断される場合にはエンジン２７出力の一部で発電機８を駆動しひいてはバッテリ充電に寄与し、エネルギ効率を向上できる。なお、前記ステップ２０９において、検出回転数Ｎが基準回転数に満たないときは予測される負荷状態にあるとして第２電磁クラッチＣ２を「切」としてエンジン２７出力を専らブレード軸１４回転に付与して芝刈作業を行う（ステップ２１０）。
【００２１】
図７におけるフローチャートは、図６におけるステップ２０４でリフトレバー５９は下降位置にあって芝刈作業と判定されるとき、ステップ２０７〜ステップ２１０に至る間で芝刈作業を行うが（図７においては、ステップ３０４の判定後、ステップ３０７〜３１０が相当する）、芝刈作業中に再度リフトレバー５９の操作位置を判定し（ステップ３１１）、操作位置が「上昇」側に移行したときには、コレクタ排出作業などの必要に伴って作業中断と推定される。
ところで、前記ＰＴＯ軸１１の内軸１１Ｂに第３電磁クラッチＣ３を介して接続された補助発電機８ａを備えており（図３）、前記ステップ３１１でモーアデッキ１３が上昇される場合には直ちに第１電磁クラッチＣ１を「切」にすると共に、上記第３電磁クラッチＣ３を「入」に切り替える（ステップ３１２，３１３）。こうして、ブレード軸１４駆動を遮断するとともに、前記ＰＴＯ軸１１の内軸１１Ｂにクラッチ接続された補助発電機８ａをブレード軸１４の慣性で回転させて補助発電機８ａを駆動させることができ、バッテリ９ａ，９ｂの補助充電を行わせることにより、エネルギの回収を行えて無駄を生じさせない。なお、図示は省略したが、ブレード軸１４の回転を検出するブレード回転センサ７５の検出値が所定以下になると第３電磁クラッチＣ３は「切」に復帰させる。
図８に示すフローチャートは、図６におけるステップ２０７〜２１０の作用（図８ではステップ４０７〜４１０に相当する）に加え、予め設定したエンジン基準回転数Ｎｓよりも低い値の第２基準回転数Ｎｓ２を設定して重負荷を検出するものである。なお、前記モーアデッキ１３の入力軸１５とは別に第２入力軸１５ａを備え、該第２入力軸１５ａを第２の電動モータＭ２で駆動するようモーアデッキ１３上にこれら第２入力軸１５ａ及び第２電動モータＭ２を構成する。
そして、検出されたエンジン回転数Ｎが第２基準回転数Ｎｓ２と比較してこの値よりも低いエンジン回転となった場合（ステップ４１１）、第２電動モータＭ２を起動する（ステップ４１２）。このようにして補助的にブレード軸１４を回転作動させることにより重負荷となっても作業を継続できる。
図９に示すフローチャートについて説明する。キースイッチ７３ＯＮ後、走行用の電動モータＭ１をＯＮして走行する（ステップ５０１〜５０４）。発進と同時にブレード回転センサ７５の検出を読み込みブレード軸１４回転が所定回転以上あるときには、作業中と判断しブレード軸１４を連動する第２電動モータＭ２をＯＮする（ステップ５０５〜５０７）。この第２電動モータＭ２のＯＮ動作と同時にエンジン２７を停止制御する（ステップ５０８）。このように構成することにより、エンジン騒音のない作業を実行できる。なお、ブレード回転センサ７５による検出ブレード回転数Ｂが予め設定した基準ブレード回転数Ｂｓと比較され、検出ブレード回転数Ｂが低下するとエンジン２７を起動する（ステップ５０９，５１０）。このように構成すると、通常は低騒音の作業を行いながら、負荷の高い芝刈作業にあってはエンジン駆動とするものであるから、作業中断を来たさない。
なお、エンジン起動（ステップ５１０）があると、直ちに第２電磁クラッチＣ２を「入」としてバッテリ充電体制をとるものである（ステップ５１１）。またステップ５０６でブレード回転が無いことを検出することで非作業を判定でき、この場合にも第２電磁クラッチＣ２を「入」としてバッテリ充電を行う（ステップ５１２）。
図１１〜図１２は、芝刈作業中と非作業中の夫々について、停止時、発進時、定速走行時、加速時、減速時の各パターン毎に、更には芝刈作業中に合っては、作業負荷の大小に区分して、電動モータＭ１，Ｍ２、第２電磁クラッチＣ２の「入」「切」状況について適正に行って、省エネルギ効果、及び低騒音作業による効果を発揮させるものである。
ここで、減速時の回生充電については、発電機８の駆動に伴なう充電と区分し、所謂ブレーキ回生を意図するものである。
【符号の説明】
【００２２】
１ 車体
８ 発電機
８ａ 補助発電機
９ａ，９ｂ バッテリ
１３ モーアデッキ
１４ ブレード軸
２３ 前輪（車輪）
２６ 後輪（車輪）
２７ エンジン
５４ ブレード
７２ 制御部
７３ キースイッチ
７４ エンジン回転センサ
７５ ブレード回転センサ
Ｃ１ 第１電磁クラッチ
Ｃ２ 第２電磁クラッチ
Ｃ３ 第３電磁クラッチ
Ｍ１ （走行用）電動モータ
Ｍ２ （芝刈用）電動モータ
Ｓ 作業状態検出手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力源としてエンジンと電動モータとを備えたハイブリッド方式の乗用型芝刈機に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行用電動モータとエンジンにより駆動される発電機を備えた芝刈機とした構成が公知である（特許文献１）。特許文献１には、発電機により発電された電力を直接又は蓄電部を介して走行用電動モータに供給して２個の主駆動輪を独立して駆動する芝刈り車両について開示されている。又、同様に芝刈作業部を駆動する芝刈機駆動用モータを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６５６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、芝刈作業においては、芝草の条件や芝刈作業設定等の要因で作業負荷の変動が伴い、又芝草を収容するコレクタが満杯になると芝刈作業を中断して芝草排出作業を行うなど、変動要因が多い。
【０００５】
この発明は上記に鑑み、走行条件、作業状態等を的確に把握して省エネルギ効果の高い芝刈機を具現しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は前記課題に鑑み、次のような技術的手段を講じた。
即ち、請求項１の発明では、前後に走行用の車輪を備えた車体（１）にモーアデッキ（１３）を芝刈作業姿勢と非作業姿勢となるよう昇降自在に装着し、該車体（１）にエンジン（２７）を搭載し、走行用の電動モータ（Ｍ１）、該電動モータ（Ｍ１）に電力を供給するバッテリ（９ａ，９ｂ）、前記エンジン(２７)に駆動され該バッテリ（９ａ，９ｂ）を充電する発電機（８）を備えた乗用型芝刈機において、モーアデッキ（１３）のブレード（５４）を支持するブレード軸（１４）に車体（１）側のＰＴＯ軸から第１電磁クラッチ（Ｃ１）を介してエンジン駆動力を伝動可能に構成し、前記発電機（８）にはエンジン（２７）の駆動力を第２電磁クラッチ（Ｃ２）を介して伝動可能に構成し、前記ブレード（５４）が植生する芝草を刈り取る芝刈作業状態か、又は非作業状態かを検出する作業状態検出手段（Ｓ）を備え、芝刈作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「入」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」とし、非作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「切」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」に切り替える制御部（７２）を備えた乗用型芝刈機とする。
このように構成すると、非作業における走行状態では第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」にしてエンジン（２７）駆動力はもっぱら発電機（８）の回転を行う。また芝刈作業状態のときは第２電磁クラッチ（Ｃ２）を切りにし、エンジン（２７）駆動力はもっぱらブレード軸（１４）駆動にあてられる。なお、芝刈作業途中に満杯となったコレクタ（１６）から排出操作を行う場合には、作業中断するが、制御部（７２）はこれを作業状態検出手段（Ｓ）が検出すると、第１電磁クラッチＣ１を「切」、第２電磁クラッチＣ２を「入」に自動的に切り替えて発電機（８）を駆動し、バッテリ（９ａ，９ｂ）を充電可能とさせる。
請求項２の発明では、エンジン回転センサ７４を設け、このエンジン回転センサ（７４）による検出回転数（Ｎ）と予め設定した基準負荷回転数（Ｎｓ）とを比較し、該基準負荷回転数（Ｎｓ）よりも検出回転数（Ｎ）が高い場合には、前記第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」から「入」に切り替える制御部（７２）を有する請求項１記載の乗用型芝刈機とした。このように構成すると、芝刈作業中であっても軽負荷状態と判断される場合にはエンジン（２７）出力の一部で発電機（８）を駆動しひいてはバッテリ充電に寄与し、エネルギ効率を向上できる。
請求項３の発明は、ブレード軸（１４）の慣性回転により第３電磁クラッチ（Ｃ３）を介して補助発電機（８ａ）を駆動する構成とし、芝刈作業中第１電磁クラッチ（Ｃ１）が「切」に切り替わると、第３電磁クラッチ（Ｃ３）を「入」に切り替える制御部（７２）とした請求項１または請求項２に記載の乗用型芝刈機とする。こうして、ブレード軸（１４）駆動を遮断するとともに、第３電磁クラッチ（Ｃ３）を介して接続された補助発電機（８ａ）はブレード軸（１４）の慣性で補助発電機（８ａ）を駆動する。
請求項４の発明は、前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、予め設定した前記エンジン基準回転数（Ｎｓ）よりも低い値の第２基準回転数（Ｎｓ２）を設定し、検出されたエンジン検出回転数（Ｎ）が第２基準回転数（Ｎｓ２）と比較してこの値よりも低いエンジン回転のとき、第２電動モータ（Ｍ２）を起動する制御部（７２）とした請求項２に記載の乗用型芝刈機とする。このようにして補助的にブレード軸（１４）を回転作動させることにより重負荷となっても作業を継続できる。
請求項５の発明は、前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、作業状態検出手段（Ｓ）によって芝刈作業状態を検出すると、該第２電動モータ（Ｍ２）をＯＮする共にエンジン（２７）を停止する制御部（７２）を有する請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の乗用型芝刈機とする。したがってエンジン騒音のない作業を実行できる。
請求項６に記載の発明は、ブレード回転センサ（７５）を備え、検出ブレード回転数（Ｂ）が予め設定した基準ブレード回転数（Ｂｓ）と比較され、検出ブレード回転数（Ｂ）が該基準ブレード回転数（Ｂｓ）以下に低下するとエンジン（２７）を再起動する制御部（７２）を備えた請求項４に記載の乗用型芝刈機とする。このように構成すると、通常は低騒音の作業を行いながら、負荷の高い芝刈作業にあってはエンジン駆動とするものであるから、作業中断を来たさない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、前記の如く構成したので、以下の効果を奏する。
【０００８】
即ち、請求項１に記載の発明によると、作業状態においてエンジン２７出力をすべてブレード軸１４の駆動に利用するため作業能力を向上する。また、例えばコレクタ排出作業によって芝刈作業中断の際、制御部（７２）はこれを作業状態検出手段（Ｓ）が検出すると、第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「切」、第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」に自動的に切り替えて発電機（８）を駆動しエンジン（２７）駆動を効率的に利用できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の効果に加え、芝刈作業中であっても軽負荷状態と判断される場合にはエンジン（２７）出力の一部で発電機（８）を駆動しひいてはバッテリ充電に寄与し、エネルギ効率を向上できる。
請求項３に記載の発明は、補助発電機（８ａ）はブレード軸（１４）の慣性で補助発電機（８ａ）を駆動でき、バッテリ（９ａ，９ｂ）の補助充電を効率的に行い、エネルギの回収を行えて無駄を生じさせない。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の効果に加え、補助的にブレード軸（１４）を回転作動させることにより重負荷となっても作業を継続できる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の効果に加え、ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設けることで、低騒音作業が可能となって、作業環境を良好となす。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項５の効果に加え、通常は低騒音の作業を行いながら、負荷の高い芝刈作業にあってはエンジン駆動とするものであるから、作業中断を来たさない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】芝刈機の全体側面図
【図２】芝刈機の全体平面図
【図３】伝動関係概要図
【図４】制御ブロック図
【図５】フローチャート
【図６】フローチャート
【図７】フローチャート
【図８】フローチャート
【図９】フローチャート
【図１０】別例を示す伝動関係概要図
【図１１】フローチャート
【図１２】フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
本実施例の乗用型芝刈機の側面図を図１に、乗用型芝刈機の平面図を図２にそれぞれ示す。
車体１の前部下側に左右一対の前輪２３を有したフロントアクスル２４をセンタピボット２５周りに揺動自在にして支架し、後部下側に左右一対の後輪２６を有したリヤアクスルハウジング４を支架する。車体１の前端上部に搭載したエンジン２７のエンジン出力軸３の駆動回転によって、このエンジン出力軸３の後側に連結した主伝動軸６を伝動する構成である。このエンジン出力軸３の前端部にはフライホイル２８を取付け、エンジン２７の後側にはラジエータ２９や、ラジエータファン３０等を配置し、上部をボンネット３１で被覆し、これらの後側に燃料タンク３２を設けて、ステアリングポスト３３上にハンドル３４を設けて、前記前輪２３を操向連動する構成としている。
前輪２３と後輪２６との間には芝を刈る左右一対のブレード５４をそれぞれ内装するモーアデッキ１３を設けている。
前記リヤアクスルハウジング４は、前記センタラインＬに対してトレッドの一側（本実施例では左側、以下同じ）寄り位置に後輪デフギヤ機構を内装するデフケース３５を形成し、このデフケース３５の側部に電動モータＭ１を構成し、該電動モータＭ１の出力回転をデフケース３５内後輪デフギヤ機構に伝達する構成である。このデフケース３５内後輪デフギヤ機構を介してリヤアクスルハウジング内に内装した後車軸３９を駆動回転すべく構成し、該後車軸３９の両端に軸装する後輪２６を駆動する。
前記車体１及び主伝動軸６の上側部にはステップフロア２を敷設し、このステップフロア２の後部に上方に屈曲するシートフロア４４を連設しこの上側にシート４３を設けている。なお左右両側にはフェンダ４５を形成する。
前記主伝動軸６は、エンジン出力軸３に始端部が連結した第１伝動軸６ａと、その後端に継手部材７１を介して連結する第２伝動軸６ｂとからなる。
また、主伝動軸６は、第２伝動軸６ｂの前部にプーリ５３を固定して設ける。主伝動軸６の斜め下方にＰＴＯ軸１１を設ける。ＰＴＯ軸１１はプーリ５２を固定して設け、該プーリ５２と第２伝動軸６ｂのプーリ５３とをベルト１２で巻回することで、第２伝動軸６ｂの動力を受け取る構成である。ＰＴＯ軸１１は内外２重軸構成とされ、プーリ５２は外軸１１Ａに固定され、内軸１１Ｂとの間に、第１電磁クラッチＣ１を構成して該第１電磁クラッチＣ１を「入」にすると内・外軸１１Ａ，１１Ｂは連動状態となり、「切」では両者は伝動遮断状態となる。内軸１１Ｂには自在継手軸１１Ｕの一端を接続してなり、その他端をモーアデッキ１３の入力軸１５に連結する構成である。
モーアデッキ１３内のブレード５４に動力を伝動する順序は第一伝動軸６ａ、第２伝動軸６ｂ、ベルト１２、外軸１１Ａ、第１電磁クラッチＣ１、内軸１１Ｂ、自在継手軸１１Ｕ、入力軸１５の順である。
一方、前記主伝動軸６の第２伝動軸６ｂに第２電磁クラッチＣ２を設け、該第２電磁クラッチＣ２を介して後方に配置する発電機８を駆動しうる構成である。該発電機８によって前記電動モータＭ１を駆動するバッテリ９ａ，９ｂに充電する構成である。なお、バッテリ９ａ，９ｂは複数揃えておくことが好ましく、例えばバッテリ９ａ，９ｂをシート４３下方の空間部を利用して設置する構成としてもよい。
したがって、発電機８、バッテリ９ａ，９ｂにて回路構成される電動モータＭ１の回転により、前記のようにデフケース３５内後輪デフギヤ機構、後車軸３９を介して後輪２６を駆動できる。
また、前記車体１の後端部に装着してモーアデッキ１３からブレード５４の回転作用で搬送されて送り込まれる芝草を収容するコレクタ１６を設ける。
前記モーアデッキ１３の排出口２０と後方のコレクタ１６の供給口２１との間を連通するダクト２２を、車体１のセンタラインＬに対して右側寄り位置に偏倚して設けると共に、前記エンジン出力軸３に接続する主伝動軸６と自在継手軸１１Ｕとを、このダクト２２側とは反対側寄り位置に配置する。
前記モーアデッキ１３は、車体１腹部に装着するミッドマウント形態で、センタラインＬに対して左右両側部に偏倚して左、右一対のブレード軸１４を軸装し、各ブレード軸１４の下端部に芝草を刈取るブレード５４を有する。このモーアデッキ１３は、前後下端部にゲージホイル５５、５６を配置する。モーアデッキ１３は、上部に左右一対の平行状の前リンク５７と、後リンク５８を配置して、車体１に対して吊下げ、リフト機構によって水平状態を維持して昇降するように構成している。又、このモーアデッキ１３上の左、右ブレード軸１４上部には、ブレードケース５９、６０を設け、左側ブレードケース５９に、前記入力軸１５を軸支して、内装のベベルギヤ等を介してこの直下のブレード軸１４を噛合連動する。なお、動力はブレードケース５９からブレードケース６０へブレード伝動軸６２により伝動される。
モーアデッキ１３を上下するリフトレバー７９を設け、該リフトレバー７９を「上昇」側、又は「下降」側に切り替えて図外油圧昇降シリンダ機構を作動する構成としている。このリフトレバー７９の上記「上昇」側、「下降」側の夫々に対応する位置検出スイッチ８０Ｕ、８０Ｄを備えて、芝刈作業状態と非作業状態とを検出する作業状態検出手段Ｓを構成している。なお、作業状態検出手段Ｓとしては、ブレード回転の有無を検出する手段によってもよく、手動のモードスイッチ形態でもよい。
前記コレクタ１６は、車体１の後端に装着する。車体１の後端部に着脱可能の取付フレーム６３（図１）が前記ダクト２２後端の供給口２１や、リヤケース５等の外周部を囲繞する形態に形成して、この取付フレーム６３に沿って前板１７を取付ける。また、この取付フレーム６３の後側上部に支持アーム６４を突出させて、支軸６５周りに後方上部へ開閉回動可能に支持するコレクタバッグ６６または図示しないコレクタケースを取付ける。
このコレクタバッグ６６は前面にバッグ口６７を形成して、前板１７後面に接圧させて閉鎖させることができる。前記モーアデッキ１３の排出口２０とこの前板１７の右側部に形成の供給口２１との間を、前記リヤアクスルハウジング４の右側上部を経るダクト２２で連結して、排出口２０から放出される芝草を搬送案内して供給口２１からコレクタバッグ６６内へ収容させる。コレクタバッグ６６は、外周角部に沿ってバッグ枠６８を形成し、このバッグ枠６８の外周を通風網布で被覆して構成し、バッグ口６７を前板１７に接当させて閉口した状態で、搬送風は網布のメッシュ部から排出させて搬入芝草を収容することができる。
又、収容芝草は、コレクタバッグ６６の上方に突出のハンドルレバー６９を操作して支軸６５周りに後方上部へ回動することにより、このバッグ口６７を下向きに開いて、収容している芝草を落下排出することができる。このコレクタバッグ６６の上側はカバー７０で覆われている。
【００１５】
次いで制御構成について説明する。制御部７２には、キースイッチ７３のＯＮ，ＯＦＦ信号、エンジン回転センサ７４やブレード回転センサ７５、走行速度設定ダイヤル７７からのアナログテータ、リフトレバーの検出スイッチ８０Ｕ，８０Ｄからの検出信号等を入力し、一方前記電動モータＭ１、電磁クラッチＣ１，Ｃ２等へ作動出力する機能を備える。
【００１６】
前記エンジン２７は、キースイッチ７３をＯＮすると起動し、エンジン２７出力によって、発電機８を駆動し、モーアデッキ１３内のブレード軸１４を回転連動する。また、電動モータＭ１も起動して走行速度設定ダイヤル７７の設定状態に応じて電動モータＭ１回転数が決定される。
【００１７】
ところで、エンジン２７起動後、電動モータＭ１に所定回転数出力、即ち走行速度設定ダイヤル７７による設定が速度０でない所定速度に置かれると、車体１は発進し設定速度が得られるよう上記電動モータＭ１の回転を所定回転になるよう上昇させる。これと同時に、モーアデッキ１３が上昇して非作業で走行状態にあるか、又は該モーアデッキ１３は下降して芝刈の作業状態にあるかをリフトレバー判定し、非作業における走行状態では第２電磁クラッチＣ２を入にしてエンジン２７駆動力をもっぱら発電機８の回転を行う。また作業状態のときは第２電磁クラッチＣ２を切りにし、エンジン２７駆動力をもっぱらブレード軸１４駆動にあてられる。このように構成すると、特に作業状態においてエンジン２７出力をすべてブレード軸１４の駆動に利用するため作業能力を向上する。なお、コレクタ１６への集草を伴う作業では、作業途中に満杯となったコレクタ１６から排出操作を行う場合には、作業中断するが、制御部７２はこれを検出すると、第１電磁クラッチＣ１を「切」、第２電磁クラッチＣ２を「入」に自動的に切り替えて発電機８を駆動し、バッテリ９ａ，９ｂを充電可能とさせる。
【００１８】
上記において、作業状態検出手段Ｓによる非作業状態又は作業状態の検出は、モーアデッキ１３が非作業状態に上昇し、又は作業のために下降することに鑑み、モーアデッキ１３の上下位置を直接検出するか、前リンク５７及び後リンク５８に作用してモーアデッキ１３を昇降連動する昇降シリンダ機構（図示せず）を伸縮するリフトレバー７９が「上昇」位置にあって検出スイッチ８０ＵをＯＮするか又は「下降」位置にあって検出スイッチ８０ＤをＯＮするかを検出することによって行う。
【００１９】
図５のフローチャートに基づきその作用について説明する。キースイッチ７３がＯＮであるか否かを判定し（ステップ１０１）、ＯＮのときはエンジンが起動する（ステップ１０２）。このとき電動モータＭ１に走行速度設定ダイヤル７７から所定速度の出力がなされると車体１を発進すべく電動モータＭ１は回転する（ステップ１０３）。次いでリフトレバー７９の位置の判定によって路上走行であるか、または芝刈作業であるかを判定する（ステップ１０４）。路上走行を行うときは、第１電磁クラッチＣ１を「切」、第２電磁クラッチＣ２を「入」とし（ステップ１０５、１０６）、芝刈作業を行うときは、第１電磁クラッチＣ１を「入」、第２電磁クラッチＣ２を「切」とする（ステップ１０７，１０８）。
従って、路上走行等非作業のときは、エンジン２７出力は専ら発電機８を駆動するものであり、また、芝刈作業のときはエンジン２７出力は専らブレード軸１４を駆動するものであるから作業能力が高いものとなる。また、ステップ１０４で実質的に作業か非作業かを判定し、芝刈作業中であっても満杯となったコレクタ１６内収容芝草を定期的に排出作業するが、この排出地への移動やコレクタ１６を回動して排出作業を行う場合には、リフトレバー５９にてモーアデッキ１３は上昇位置に置かれるから、第１電磁クラッチＣ１は「切」、第２電磁クラッチＣ２は「入」に切り替わってエンジン２７出力を発電機８駆動状態とすることができるから、効率的に充電を行い得て作業効率を向上する。
一連の作業が終了すると、走行速度設定ダイヤル７７を速度０に戻して車体を停止させたのち、キースイッチ７３をＯＦＦしてエンジン停止する（ステップ１０９〜１１１）。
【００２０】
また、図６のフローチャートは、前記図５におけるフローチャートにおけるステップ１０４で芝刈作業の判定後、ステップ１０７〜１０９に至る第１電磁クラッチＣ１、第２電磁クラッチＣ２の入り切り制御出力中（図６においては、ステップ２０４、２１０が相当する）、制御部７２はエンジン回転センサ７４の検出回転数Ｎを受け予め設定した基準負荷回転数Ｎｓと比較し（ステップ２０８，２０９）、該基準負荷回転数Ｎｓよりも検出回転数Ｎが高い場合には、作業負荷が軽いと判定して第２電磁クラッチＣ２を「切」から「入」に切り替える（ステップ２０９、２０６）。このようにすると、芝刈作業中であっても軽負荷状態と判断される場合にはエンジン２７出力の一部で発電機８を駆動しひいてはバッテリ充電に寄与し、エネルギ効率を向上できる。なお、前記ステップ２０９において、検出回転数Ｎが基準回転数に満たないときは予測される負荷状態にあるとして第２電磁クラッチＣ２を「切」としてエンジン２７出力を専らブレード軸１４回転に付与して芝刈作業を行う（ステップ２１０）。
【００２１】
図７におけるフローチャートは、図６におけるステップ２０４でリフトレバー５９は下降位置にあって芝刈作業と判定されるとき、ステップ２０７〜ステップ２１０に至る間で芝刈作業を行うが（図７においては、ステップ３０４の判定後、ステップ３０７〜３１０が相当する）、芝刈作業中に再度リフトレバー５９の操作位置を判定し（ステップ３１１）、操作位置が「上昇」側に移行したときには、コレクタ排出作業などの必要に伴って作業中断と推定される。
ところで、前記ＰＴＯ軸１１の内軸１１Ｂに第３電磁クラッチＣ３を介して接続された補助発電機８ａを備えており（図３）、前記ステップ３１１でモーアデッキ１３が上昇される場合には直ちに第１電磁クラッチＣ１を「切」にすると共に、上記第３電磁クラッチＣ３を「入」に切り替える（ステップ３１２，３１３）。こうして、ブレード軸１４駆動を遮断するとともに、前記ＰＴＯ軸１１の内軸１１Ｂにクラッチ接続された補助発電機８ａをブレード軸１４の慣性で回転させて補助発電機８ａを駆動させることができ、バッテリ９ａ，９ｂの補助充電を行わせることにより、エネルギの回収を行えて無駄を生じさせない。なお、図示は省略したが、ブレード軸１４の回転を検出するブレード回転センサ７５の検出値が所定以下になると第３電磁クラッチＣ３は「切」に復帰させる。
図８に示すフローチャートは、図６におけるステップ２０７〜２１０の作用（図８ではステップ４０７〜４１０に相当する）に加え、予め設定したエンジン基準回転数Ｎｓよりも低い値の第２基準回転数Ｎｓ２を設定して重負荷を検出するものである。なお、前記モーアデッキ１３の入力軸１５とは別に第２入力軸１５ａを備え、該第２入力軸１５ａを第２の電動モータＭ２で駆動するようモーアデッキ１３上にこれら第２入力軸１５ａ及び第２電動モータＭ２を構成する。
そして、検出されたエンジン回転数Ｎが第２基準回転数Ｎｓ２と比較してこの値よりも低いエンジン回転となった場合（ステップ４１１）、第２電動モータＭ２を起動する（ステップ４１２）。このようにして補助的にブレード軸１４を回転作動させることにより重負荷となっても作業を継続できる。
図９に示すフローチャートについて説明する。キースイッチ７３ＯＮ後、走行用の電動モータＭ１をＯＮして走行する（ステップ５０１〜５０４）。発進と同時にブレード回転センサ７５の検出を読み込みブレード軸１４回転が所定回転以上あるときには、作業中と判断しブレード軸１４を連動する第２電動モータＭ２をＯＮする（ステップ５０５〜５０７）。この第２電動モータＭ２のＯＮ動作と同時にエンジン２７を停止制御する（ステップ５０８）。このように構成することにより、エンジン騒音のない作業を実行できる。なお、ブレード回転センサ７５による検出ブレード回転数Ｂが予め設定した基準ブレード回転数Ｂｓと比較され、検出ブレード回転数Ｂが低下するとエンジン２７を起動する（ステップ５０９，５１０）。このように構成すると、通常は低騒音の作業を行いながら、負荷の高い芝刈作業にあってはエンジン駆動とするものであるから、作業中断を来たさない。
なお、エンジン起動（ステップ５１０）があると、直ちに第２電磁クラッチＣ２を「入」としてバッテリ充電体制をとるものである（ステップ５１１）。またステップ５０６でブレード回転が無いことを検出することで非作業を判定でき、この場合にも第２電磁クラッチＣ２を「入」としてバッテリ充電を行う（ステップ５１２）。
図１１〜図１２は、芝刈作業中と非作業中の夫々について、停止時、発進時、定速走行時、加速時、減速時の各パターン毎に、更には芝刈作業中に合っては、作業負荷の大小に区分して、電動モータＭ１，Ｍ２、第２電磁クラッチＣ２の「入」「切」状況について適正に行って、省エネルギ効果、及び低騒音作業による効果を発揮させるものである。
ここで、減速時の回生充電については、発電機８の駆動に伴なう充電と区分し、所謂ブレーキ回生を意図するものである。
【符号の説明】
【００２２】
１ 車体
８ 発電機
８ａ 補助発電機
９ａ，９ｂ バッテリ
１３ モーアデッキ
１４ ブレード軸
２３ 前輪（車輪）
２６ 後輪（車輪）
２７ エンジン
５４ ブレード
７２ 制御部
７３ キースイッチ
７４ エンジン回転センサ
７５ ブレード回転センサ
Ｃ１ 第１電磁クラッチ
Ｃ２ 第２電磁クラッチ
Ｃ３ 第３電磁クラッチ
Ｍ１ （走行用）電動モータ
Ｍ２ （芝刈用）電動モータ
Ｓ 作業状態検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後に走行用の車輪を備えた車体（１）にモーアデッキ（１３）を芝刈作業姿勢と非作業姿勢となるよう昇降自在に装着し、該車体（１）にエンジン（２７）を搭載し、走行用の電動モータ（Ｍ１）、該電動モータ（Ｍ１）に電力を供給するバッテリ（９ａ，９ｂ）、前記エンジン(２７)に駆動され該バッテリ（９ａ，９ｂ）を充電する発電機（８）を備えた乗用型芝刈機において、モーアデッキ（１３）のブレード（５４）を支持するブレード軸（１４）に車体１側のＰＴＯ軸から第１電磁クラッチ（Ｃ１）を介してエンジン駆動力を伝動可能に構成し、前記発電機（８）にはエンジン（２７）の駆動力を第２電磁クラッチ（Ｃ２）を介して伝動可能に構成し、前記ブレード（５４）が植生する芝草を刈り取る芝刈作業状態か、又は非作業状態かを検出する作業状態検出手段（Ｓ）を備え、芝刈作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「入」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」とし、非作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「切」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」に切り替える制御部（７２）を備えた乗用型芝刈機。
【請求項２】
エンジン回転センサ７４を設け、このエンジン回転センサ（７４）による検出回転数（Ｎ）と予め設定した基準負荷回転数（Ｎｓ）とを比較し、該基準負荷回転数（Ｎｓ）よりも検出回転数（Ｎ）が高い場合には、前記第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」から「入」に切り替える制御部（７２）を有する請求項１記載の乗用型芝刈機。
【請求項３】
ブレード軸（１４）の慣性回転により第３電磁クラッチ（Ｃ３）を介して補助発電機（８ａ）を駆動する構成とし、芝刈作業中第１電磁クラッチ（Ｃ１）が「切」に切り替わると、第３電磁クラッチ（Ｃ３）を「入」に切り替える制御部（７２）とした請求項１または請求項２に記載の乗用型芝刈機。
【請求項４】
前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、予め設定した前記エンジン基準回転数（Ｎｓ）よりも低い値の第２基準回転数（Ｎｓ２）を設定し、検出されたエンジン検出回転数（Ｎ）が第２基準回転数（Ｎｓ２）と比較してこの値よりも低いエンジン回転のとき、第２電動モータ（Ｍ２）を起動する制御部（７２）とした請求項２に記載の乗用型芝刈機。
【請求項５】
前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、作業状態検出手段（Ｓ）によって芝刈作業状態を検出すると、該第２電動モータ（Ｍ２）をＯＮする共にエンジン（２７）を停止する制御部（７２）を有する請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の乗用型芝刈機。
【請求項６】
ブレード回転センサ（７５）を備え、検出ブレード回転数（Ｂ）が予め設定した基準ブレード回転数（Ｂｓ）と比較され、検出ブレード回転数（Ｂ）が該基準ブレード回転数（Ｂｓ）以下に低下するとエンジン（２７）を再起動する制御部（７２）を備えた請求項４に記載の乗用型芝刈機。
【請求項１】
前後に走行用の車輪を備えた車体（１）にモーアデッキ（１３）を芝刈作業姿勢と非作業姿勢となるよう昇降自在に装着し、該車体（１）にエンジン（２７）を搭載し、走行用の電動モータ（Ｍ１）、該電動モータ（Ｍ１）に電力を供給するバッテリ（９ａ，９ｂ）、前記エンジン(２７)に駆動され該バッテリ（９ａ，９ｂ）を充電する発電機（８）を備えた乗用型芝刈機において、モーアデッキ（１３）のブレード（５４）を支持するブレード軸（１４）に車体１側のＰＴＯ軸から第１電磁クラッチ（Ｃ１）を介してエンジン駆動力を伝動可能に構成し、前記発電機（８）にはエンジン（２７）の駆動力を第２電磁クラッチ（Ｃ２）を介して伝動可能に構成し、前記ブレード（５４）が植生する芝草を刈り取る芝刈作業状態か、又は非作業状態かを検出する作業状態検出手段（Ｓ）を備え、芝刈作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「入」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」とし、非作業状態を検出すると、前記第１電磁クラッチ（Ｃ１）を「切」とし第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「入」に切り替える制御部（７２）を備えた乗用型芝刈機。
【請求項２】
エンジン回転センサ７４を設け、このエンジン回転センサ（７４）による検出回転数（Ｎ）と予め設定した基準負荷回転数（Ｎｓ）とを比較し、該基準負荷回転数（Ｎｓ）よりも検出回転数（Ｎ）が高い場合には、前記第２電磁クラッチ（Ｃ２）を「切」から「入」に切り替える制御部（７２）を有する請求項１記載の乗用型芝刈機。
【請求項３】
ブレード軸（１４）の慣性回転により第３電磁クラッチ（Ｃ３）を介して補助発電機（８ａ）を駆動する構成とし、芝刈作業中第１電磁クラッチ（Ｃ１）が「切」に切り替わると、第３電磁クラッチ（Ｃ３）を「入」に切り替える制御部（７２）とした請求項１または請求項２に記載の乗用型芝刈機。
【請求項４】
前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、予め設定した前記エンジン基準回転数（Ｎｓ）よりも低い値の第２基準回転数（Ｎｓ２）を設定し、検出されたエンジン検出回転数（Ｎ）が第２基準回転数（Ｎｓ２）と比較してこの値よりも低いエンジン回転のとき、第２電動モータ（Ｍ２）を起動する制御部（７２）とした請求項２に記載の乗用型芝刈機。
【請求項５】
前記ブレード軸（１４）を連動する第２電動モータ（Ｍ２）を設け、作業状態検出手段（Ｓ）によって芝刈作業状態を検出すると、該第２電動モータ（Ｍ２）をＯＮする共にエンジン（２７）を停止する制御部（７２）を有する請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載の乗用型芝刈機。
【請求項６】
ブレード回転センサ（７５）を備え、検出ブレード回転数（Ｂ）が予め設定した基準ブレード回転数（Ｂｓ）と比較され、検出ブレード回転数（Ｂ）が該基準ブレード回転数（Ｂｓ）以下に低下するとエンジン（２７）を再起動する制御部（７２）を備えた請求項４に記載の乗用型芝刈機。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７５３６７（Ｐ２０１２−７５３６７Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２０８８（Ｐ２０１０−２２２０８８）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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