芝刈り作業車
【課題】芝刈り機の昇降を行う安全性を確保した新規な芝刈り作業車を提供する。
【解決手段】動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、クラッチ機構と、前記リフト機構とを作動する作動部とを有し、作動部は、前記芝刈り機を上昇させる場合、芝刈り機が上昇する前に、クラッチ機構によって動力源から刈刃への動力の遮断を行うとともに、当該動力の遮断が行われた後に、リフト機構によって前記芝刈り機を上昇させるようにし、芝刈り機が上昇を開始する際、刈刃駆動を停止させ、安全性を確保する構成とした。
【解決手段】動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、クラッチ機構と、前記リフト機構とを作動する作動部とを有し、作動部は、前記芝刈り機を上昇させる場合、芝刈り機が上昇する前に、クラッチ機構によって動力源から刈刃への動力の遮断を行うとともに、当該動力の遮断が行われた後に、リフト機構によって前記芝刈り機を上昇させるようにし、芝刈り機が上昇を開始する際、刈刃駆動を停止させ、安全性を確保する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈り作業車に係り、特に、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る作業車に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフは、世代を問わず人気のあるスポーツの一つである。ゴルフにおけるプレーの良し悪しは、そのゴルファーの技量に大きく左右されることは勿論であるが、ゴルフ場の芝の手入れ具合によっても大きく左右される。特に、グリーンは、ホールに設けられた最も重要な場所であり、ゴルフ場の顔である。当然、ゴルフ場の管理者もその芝の管理には余念がない。そのため、このようなグリーン上の芝を刈る芝刈り機には、起伏などに影響されず均一な高さで芝を刈り取る能力が要求される。また、自走式の芝刈り機では、回転駆動する駆動車輪が芝を痛めないようにすることも要求される。
【０００３】
従来から存在する芝刈り機としては、作業者が地上に立ち芝刈り機を操作するタイプ（例えば、特許文献１参照）、作業者が乗用して芝刈り機を操作する乗用タイプ、或いは、芝刈り作業を無人で行うことができる自立走行タイプ（例えば、特許文献２参照）などが存在する。ところで、このような芝刈り機では、作業を行うことなく単に移動する場合、或いは、作業中であっても旋回する場合には、芝刈り機を地面から上昇させる必要がある。なぜならば、芝刈り機を下降させた状態でこのような動作を行うと、走行の妨げとなったり、刈刃が障害物を巻き込みカッターを傷つけてしまう可能性があるからである。例えば、特許文献３、４には、芝刈り機またはモアの昇降技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２７５４３５号公報
【特許文献２】特開平９−１３６６６１号公報
【特許文献３】特開平９−１２１６４５号公報
【特許文献４】特開２０００−１３９１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、芝刈り作業時において、芝刈り機上昇開始時に刈刃駆動を停止させるようにし、安全性を確保した芝刈り作業車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するために、本発明は、動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、クラッチ機構と、リフト機構とを作動する作動部とを有し、作動部は、芝刈り機を上昇させる場合、芝刈り機が上昇する前に、クラッチ機構によって動力源から刈刃への動力の遮断を行うとともに、動力の遮断が行われた後に、リフト機構によって芝刈り機を上昇させる芝刈り作業車を提供する。
【０００６】
ここで、本発明において、芝刈り機は車輪を有し、リフト機構は、車輪の車軸を中心として、芝刈り機を回転方向に変位させることによって、芝刈り機の昇降を行うことが好ましい。
【０００７】
また、本発明において、リフト機構と作動部とを有する車体部と、芝刈り機と車体部とを連結し、車体部には、固定的に連結されているとともに、芝刈り機には、車輪の車軸を中心として芝刈り機の回転方向の変位を許容するように連結されている連結部とをさらに有していてもよい。
【０００８】
また、本発明において、作動部は伸縮自在なシリンダであってもよい。この場合、動力源から刈刃への動力の伝達または遮断は、シリンダの伸縮に応じてクラッチ機構が作動することによって行われる。また、芝刈り機の昇降は、シリンダの伸縮に応じてリフト機構が作動することによって行われる。
【０００９】
また、本発明において、シリンダが第１の伸縮動作領域にある場合、芝刈り機は下降状態にあって、動力源から刈刃に動力が伝達され、シリンダが第１の伸縮動作領域とは異なる第２の伸縮動作領域にある場合、芝刈り機は下降状態にあって、動力源から刈刃への動力伝達が遮断され、シリンダが第１の伸縮動作領域および第２の伸縮動作領域とは異なる第３の伸縮動作領域にある場合、芝刈り機は上昇状態にあって、動力源から刈刃への動力伝達が遮断されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、リフト機構は、芝刈り機に一端が連結された連結部材と、略Ｌ字形状を有し、第１の延在端が連結部材の他端に連結されており、第２の延在端がシリンダに連結されたリンクとを有していてもよい。この場合、連結部材は連結ロッドであって、第１の延在端は、連結ロッドの延在方向において所定範囲の摺動が許容された状態で、連結ロッドに連結されていることが望ましい。また、連結部材は連結ワイヤであってもよく、この場合、この連結ワイヤは所定量の弛みが与えられた状態で、芝刈り機と第１の延在端とに連結されていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明において、駆動源の動力を出力する出力軸に一体的に取付けられた第１の回転部材と、刈刃の回転軸に一体的に取付けられた第２の回転部材と、第１の回転部材と第２の回転部材との間に掛け渡されて、第１の回転部材側から第２の回転部材側に動力を伝達する伝達部材とをさらに有していてもよい。この場合、クラッチ機構は、シリンダの伸縮動作領域に応じて、伝達部材を緊張または弛緩させることにより、第１の回転部材側から第２の回転部材側への動力の伝達または遮断を行うベルトクラッチと、シリンダとベルトクラッチとを連結する連結部材とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、
前記刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、
前記芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、
前記クラッチ機構と、前記リフト機構とを作動する作動部とを有し、
前記作動部は、前記芝刈り機を上昇させる場合、前記芝刈り機が上昇する前に、前記クラッチ機構によって前記動力源から前記刈刃への動力の遮断を行うとともに、当該動力の遮断が行われた後に、前記リフト機構によって前記芝刈り機を上昇させるようにし、芝刈り機が上昇を開始する際、刈刃駆動を停止させるため、安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本実施形態にかかる芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図であり、図２はその右側面を模式的に示した図である。また、図３は、この芝刈り作業車の前面を模式的に示した図である。なお、図中に示した符号にアルファベット”Ｌ”が付されている部材は、芝刈り作業車１の進行方向の左側に設けられている部材を指し、アルファベット”Ｒ”が付されている部材は、進行方向の右側に設けられている部材を指す。そして、このような一対の部材を総称する場合には、アルファベット”Ｌ，Ｒ”を付すことなく、符号のみを記載している。
【００１５】
芝刈り作業車１は、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る自律走行作業車であって、無人でかつ自動的にゴルフ場の各ホールに設けられたグリーンへ移動して、グリーンの芝を刈り取る。この芝刈り作業車１は、前方の芝刈り機１０と、後方の車体部５０と、両者を連結する連結部１００とで構成されている。
【００１６】
図４は、芝刈り機１０と車体部５０とを連結する連結部１００の説明図である。この連結部１００は、一方の端部１０１が車体部５０に固定的に連結されているととともに、他方の端部１０２が軸受１０３を介して芝刈り機１０に連結されている。このため、連結部１００に固定的に連結された車体部５０側の変位は規制されるが、連結部１００に軸受１０３を介して連結された芝刈り機１０側の変位は規制されない。換言すれば、連結部１００は、車体部５０に対する芝刈り機１０の相対的な変位を許容している。軸受１０３は、後述する車輪１１の車軸を中心として、芝刈り機１０が回転方向へ変位することを許容する位置に取付けられている。
【００１７】
つぎに、芝刈り機１０の構成について説明する。図１から図３に示すように、芝刈り機１０は、芝刈り機１０側の駆動車輪に相当する車輪１１と、刈刃１３と、エンジン１７と、発電機２６（図２参照）とを主体に構成されている。芝刈り機１０を構成するこれらの要素のうち、重量の大半を占めるエンジン１７は、車輪１１の車軸の上方にレイアウトされている。そのため、芝刈り機１０全体で見た重心は、基本的に、車輪１１の車軸の上方に位置する。
【００１８】
車軸の左右両側に取付けられた車輪１１は、金属製（例えば、アルミニウム製）で、かつ、幅広のローラである。芝刈り機１０は、車輪１１の操舵機構を備えておらず、芝刈り機１０の直進方向と一致する向きに車輪１１が固定されている。車輪１１として金属製のローラを用いることにより、芝面に対する摩擦係数を小さくできるため、車輪１１が芝を掻きむしることを抑制できる。また、幅広のローラを用いることにより、車輪１１が芝面と接触する接地面積が増大するため、単位面積当たりの接地面圧が小さくなる。その結果、摩擦係数の低下と接地面積の増大とが相俟って、走行時においても芝を有効に保護することが可能となる。左右の車輪１１Ｌ，１１Ｒは、それぞれ独立して正逆回転自在であり、車体部５０側に搭載された電動モータ５３Ｌ，５３Ｒによって独立駆動する。
【００１９】
芝を刈る刈刃１３は、車輪１１の前方に設けられており、ロータリカッター１４と下刃１５とで構成されている。ロータリカッター１４は、その回転面にスパイラル状の刃が形成されており、エンジン１７の動力によって回転する。このロータリカッター１４の後方には、ロータリカッター１４に形成された刃と当接するように下刃１５が取付けられている。ロータリカッター１４の回転時には、ロータリカッター１４側の刃が下刃１５と交叉することにより、芝の刈り取りが行われる。刈刃１３によって刈り取られた芝は、図示しないガイド部材によって前方へと導かれ、刈刃１３の前方に設けられたホッパー内に回収される。
【００２０】
エンジン１７は、刈刃１３（ロータリカッター１４）を回転させる動力源としての機能を担っている。エンジン１７において発生した動力は、動力伝達機構を介してロータリカッター１４に伝達され、ロータリカッター１４を回転駆動させる。ロータリカッター１４に動力を導く動力伝達機構は、回転部材として機能するプーリと、伝達部材として機能するベルトとで構成されている。具体的には、図１に示したように、エンジン１７の動力が出力される出力軸には駆動プーリ１８が一体的に取付けられており、中間軸（アイドラ軸）には従動プーリ２０と駆動プーリ２０ａとが一体的に取付けられている。出力軸側の駆動プーリ１８と中間軸側の従動プーリ２０との間には、ゴム製のベルト２１が掛け渡されている。また、中間軸側の駆動プーリ２０ａと、ロータリカッター１４の回転軸に一体的に取付けられた従動プーリ１６との間には、ベルト２２が掛け渡されている。これにより、エンジン１７の動力は、駆動プーリ１８、ベルト２１、従動プーリ２０、駆動プーリ２０ａ、ベルト２２、従動プーリ１６の順序を経た上で、最終的にロータリカッター１４に伝達される。
【００２１】
また、ロータリカッター１４に動力を導く動力伝達機構には、動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構が設けられている。図５は、クラッチ機構の概略的な説明図である。このクラッチ機構は、エンジン１７の出力軸側の駆動プーリ１８と中間軸側の従動プーリ２０との間に掛け渡されたベルト２１を緊張または弛緩させることにより、動力の伝達・遮断を行う。このようなクラッチ機構としては、例えば、ベルトクラッチ２３を用いることができる。ベルトクラッチ２３は、基本的に、切替レバー２４と、この切替レバー２４の所定部位に取り付けられた回転自在なベルトアイドラ２５とで構成されている。切替レバー２４は、一方の端部に設けられた取付位置Ｐを中心として、円周方向Ｘへ回転自在であって、ベルトアイドラ２５をベルト２１に当接させ、或いは、ベルトアイドラ２５をベルト２１より離間させる。
【００２２】
駆動プーリ１８と従動プーリ２０との間に掛け渡されたベルト２１の引張力（テンション）は、ベルトアイドラ２５の位置によって調整される。同図に示すように、切替レバー２４がポジションＡに位置した状態では、ベルトアイドラ２５がベルト２１より離間している。この状態では、ベルト２１が弛緩しているため、プーリ１８，２０とベルト２１との間に滑りが生じる。したがって、ベルトクラッチ２３によって動力伝達が遮断されるため、ロータリカッター１４は回転駆動しない。つぎに、切替レバー２４をポジションＡからポジションＢに倒していくと、ベルト２１の上面と当接したベルトアイドラ２５が、弛み相当だけベルト２１を下方に押し下げる。そして、切替レバー２４がポジションＢに位置した状態では、ベルトアイドラ２５がベルト２１を押圧する力によって、ベルト２１の弛みがなくなって、ベルト２１に引張力が付与される。その結果、プーリ１８，２０とベルト２１とが一体的に動作し、ベルトクラッチ２３による動力伝達が行われるため、ロータリカッター１４が回転駆動する。このように、ベルトクラッチ２３による動力の伝達・遮断は、切替レバー２４の位置に応じて切替わるが、この切替操作は後述する作動部７０によって行われる。
【００２３】
発電機２６は、エンジン１７の動力を利用して電力を生成する。したがって、エンジン１７は、ロータリカッター１４の動力源としての機能の他に、発電機２６を駆動する動力源としての機能も担っている。エンジン１７において発生した動力は、ロータリカッター１４のそれとは異なる動力伝達機構を介して、発電機２６に伝達され、発電機２６を駆動させる。
【００２４】
図２に示すように、発電機２６に動力を導く動力伝達機構は、エンジン１７の動力が出力される出力軸に一体的に取付けられた駆動プーリ１９（本実施形態では、駆動プーリ１８と対向する側）と、発電機２６に動力を入力する入力軸に一体的に取付けられた従動プーリ２７とを有する。これらのプーリ１９，２７との間にはベルト２８が掛け渡されており、このベルト２８を介して駆動プーリ１９側の動力が従動プーリ２７側に伝達される。
【００２５】
刈刃１３の前方には、刈刃１３の幅と略同一の幅を有する回転自在なローラ２９が設けられている。このローラ２９は、芝刈り機１０の左右両端に設けられた支持部材３０によって昇降自在である。芝刈り機１０は、上述した２つの車輪１１Ｌ，１１Ｒおよび１つのローラ２９の三個所で接地する。支持部材３０を介してローラ２９を昇降させることにより、接地面からの刈刃１３の高さ、すなわち、芝の刈高さが調節される。また、このローラ２９は、芝刈り機１０のガイドとしての機能を担っている。例えば、２段グリーンのように起伏に富んだ形状では、ローラ２９が地面の起伏に追従して上下し、これに追従して、芝刈り機１０の前方も上下する。これにより、芝刈り機１０は、地面の起伏に応じて車輪１１の車軸を中心として回転方向に変位する。上述したように、連結部１００と軸受結合した芝刈り機１０は、車輪１１の車軸を中心に回転方向の変位が自在である。そのため、地面に対する刈刃１３の相対的な高さが維持されるので、刈りムラを起こすことなく、芝を良好に刈ることができる。
【００２６】
つぎに、車体部５０の構成について説明する。図１および図２に示すように、車体部５０は、車体部５０側の駆動車輪に相当する車輪５１と、電動モータ５３と、リフト機構６４と、作動部７０（図１参照）と、バッテリ７１とを主体に構成されている。車体部５０を構成するこれらの要素のうち、重量の大半を占めるのは、電動モータ５３、作動部７０およびバッテリ７１である。作動部７０は車輪５１の車軸の上方に配置され、電動モータ５３は車軸の上前方に配置され、バッテリ７１は車軸の上後方にレイアウトされている。そのため、車輪５１の車軸を基準として、前後に配置された電動モータ５３およびバッテリ７１の重量バランスがつり合う方向に作用するため、車体部５０全体で見た重心は、車輪５１の車軸の上方に位置する。
【００２７】
車軸の左右両側に取付けられた車輪５１は、溝なしのバルーンタイヤである。車体部５０は、車輪５１の操舵機構を備えておらず、車体部５０の直進方向と一致する向きに車輪５１が固定されている。それぞれの車輪５１は、その最も外側が刈刃１３の幅よりも内側に入り込むように取付けられている。車輪５１としてのバルーンタイヤは、比較的低い空気圧で用いることができるため、車輪５１と芝との接地面積を広げることができる。これにより、単位面積当たりの接地面圧が小さくなるため、車体部５０は、グリーンにわだち跡を作ることなく走行することができる。左右の車輪５１Ｌ，５１Ｒは、それぞれ独立して正逆回転自在であり、電動モータ５３Ｌ，５３Ｒによって独立駆動する。
【００２８】
電動モータ５３は、車輪５１を駆動する動力源としての機能を担い、左右の車輪５１Ｌ，５１Ｒを独立駆動する一対の電動モータ５３Ｌ，５３Ｒで構成されている。左側の電動モータ５３Ｌが発生した動力は、左側の動力伝達機構を介して左車輪５１Ｌに対して伝達され、左車輪５１Ｌを駆動させる。一方、右側の電動モータ５３Ｒが発生した動力は、右側の動力伝達機構を介して右車輪５１Ｒに伝達され、右車輪５１Ｒを駆動させる。
【００２９】
図６は、車体部５０の後面を模式的に示した図である。それぞれの車輪５１に対応する動力伝達機構は、減速機および回転部材として機能するプーリおよびスプロケットと、伝達部材として機能するベルトと、同じく伝達部材として機能するチェーンとで構成されている。具体的には、左車輪５１Ｌの動力伝達機構において、電動モータ５３Ｌの出力軸には駆動プーリ５４Ｌが一体的に取付けられており、減速機５５Ｌの入力軸には従動プーリ５６Ｌが一体的に取付けられている。これらのプーリ５４Ｌ，５６Ｌとの間にはベルト５７Ｌが掛け渡されており、このベルト５７Ｌを介して駆動プーリ５４Ｌ側の動力が従動プーリ５６Ｌ側に伝達される。減速機５５Ｌは、自己の入力軸へ伝達された動力を所定の減速比で減速した後、自己の出力軸へ伝達する。この出力軸の一方の端部（同図における右端部）には駆動スプロケット５８Ｌが一体的に取付られており、左車輪５１Ｌ側の車軸には従動スプロケット５２Ｌが一体的に取付けられている。これらのスプロケット５８Ｌ，５２Ｌとの間にはチェーン６０Ｌが掛け渡されており、このチェーン６０Ｌを介して駆動スプロケット５８Ｌ側の動力が従動スプロケット５２Ｌ側へ伝達される。なお、右車輪５１Ｒの動力伝達機構も、左車輪５１Ｌの動力伝達機構と同様の構成を有する。
【００３０】
左右の電動モータ５３は、車体部５０を走行させる動力源としての機能の他に、芝刈り機１０を走行させる駆動源としての機能も担っている。具体的には、左側の電動モータ５３Ｌにおいて発生した動力は、左側の動力伝達機構を介して左車輪１１Ｌに伝達され、左車輪１１Ｌを駆動させる。同様に、右側の電動モータ５３Ｒにおいて発生した動力は、右側の動力伝達機構を介して右車輪１１Ｒに伝達され、右車輪１１Ｒを駆動させる。
【００３１】
上述したように、連結部１００の機構によって、車体部５０に対する芝刈り機１０の相対的な回転変位が許容されている。そのため、車体部５０側の電動モータ５３から芝刈り機１０側の車輪１１に対して、この回転変位に依存することなく（換言すれば、ベルトやチェーンの弛みを招くことなく）、動力伝達を行う必要がある。芝刈り機１０は自己の車輪１１の車軸を中心に回転変位するため、芝刈り機１０側の車軸と車体部５０との間の相対的な距離は、芝刈り機１０の回転変位に拘わらず一定である。したがって、電動モータ５３の出力軸側と、車輪１１の車軸側との間にベルトを直接的に掛け渡してもよい。しかしながら、車体部５０のレイアウトの観点でいえば、ベルトを芝刈り作業車１の最も外側に配置する必要が生じるため、車体部５０の大型化を招き易いという不都合がある。また、車体部５０側の車輪５１のみならず芝刈り機１０側の車輪１１も同時に駆動させる場合（四輪駆動）、これらの車輪１１，５１の対地速度を等しくする必要がある。なぜならば、前後の車輪１１，５１の回転が同期していないと（すなわち、対地速度が等しくないと）、対地速度の相違に起因して、一方の車輪が芝を掻きむしるといった事態が生じ得るからである。
【００３２】
そこで、本実施形態では、芝刈り作業車１の利便性を考慮した上で、車両の小型化を重視した動力伝達機構を採用している。図７は、芝刈り機１０側の車輪１１に動力を伝達する動力伝達機構の説明図である。この動力伝達機構は、回転部材として機能するプーリと、伝達部材として機能するベルトとで構成されている。左車輪１１Ｌの動力伝達機構に関して、減速機５５Ｌの出力軸における他方の端部（図６の左端部）には、駆動プーリ５９Ｌが一体的に設けられている。また、車体部１０には従動プーリ６１Ｌが回転自在に取付けられており、芝刈り機１０には従動プーリ３１Ｌが回転自在に取付けられている。これらのプーリ５９Ｌ，６１Ｌ，３１Ｌとの間にはベルト６２Ｌが略三角形状に掛け渡されており、このベルト６２Ｌを介して駆動プーリ５９Ｌ側の動力が従動プーリ３１Ｌ側に伝達される。また、この従動プーリ３１Ｌと一体的に回転する従動プーリ３１ａＬと、左車輪１１Ｌの車軸に一体的に取付けられた従動プーリ１２Ｌとの間には、ベルト３２Ｌが掛け渡されており、これを介して駆動プーリ３１ａＬ側の動力が従動プーリ１２Ｌ側に伝達される。前後の車輪１１Ｌ，５１Ｌの対地速度は、従動プーリ３１Ｌ、駆動プーリ３１ａＬおよび従動プーリ１２Ｌの径を適切に設定することによって、一致している。
【００３３】
ここで、芝刈り機１０の相対的な変位に応じて、芝刈り機１０側の従動プーリ３１Ｌと、減速機５５Ｌ側の駆動プーリ５９Ｌとの軸間距離も変位し得る。このような変位によってベルト６２Ｌが弛むと、芝刈り機１０の左車輪１１Ｌに対する動力伝達が妨げられる。そこで、動力伝達を有効に行うために、車体部１０側の従動プーリ６１Ｌを変位可能にすることで、軸間距離の変位に起因したベルト６２Ｌの弛みを吸収する。車体部５０における従動プーリ６１Ｌの取付位置は、図７に示したように、芝刈り機１０の回転によって、芝刈り機１０側の従動プーリ３１Ｌの回転中心が描く軌跡上の任意の２点に基づいて決定される。
【００３４】
具体的には、軌跡上に位置する所定の２点において、プーリ５９Ｌ，３１Ｌの軸間距離とプーリ６１Ｌ，３１Ｌの軸間距離との和が等しくなるような位置に、従動プーリ６１Ｌが配置される。これにより、従動プーリ３１Ｌが２点のいずれかに位置する限り、３つのプーリ５９Ｌ，６１Ｌ，３１Ｌの間に掛け渡された三角形状のベルト６２Ｌの張力が維持されるため、動力伝達を有効に行うことが可能となる。所定の２点としては、例えば、芝刈り機１０が平地を走行する時の従動プーリ３１Ｌの中心位置と、芝刈り機１０が最も上昇したときの従動プーリ３１Ｌの中心位置とが挙げられる。
【００３５】
一方、上記２点から従動プーリ３１Ｌの中心位置がずれた場合には、何らかの対策を講じないと、ベルト６２Ｌが弛緩してしまう。そこで、車体部５０側の従動プーリ３１Ｌは、テンショナ６３によってベルト６２Ｌを外側に押し上げるように常時付勢されている。このテンショナ６３の弾性力により、従動プーリ３１Ｌの位置に拘わらず、ベルト６２Ｌに張力が付加される。その結果、ベルト６２Ｌの弛緩を防ぐことができるため、芝刈り機１０が変位しても左車輪１１Ｌへの動力伝達を有効に行うことができる。なお、右車輪１１Ｒの動力伝達機構も、左車輪１１Ｌの動力伝達機構と同様の構成を有しており、これらの動力伝達機構は、連結部１００を介して左右対称となるようにレイアウトされている。
【００３６】
つぎに、芝刈り機１０の昇降を行うリフト機構６４について説明する。図１に示したように、リフト機構６４は、芝刈り機１０に連結された連結ロッド６５と、この連結ロッド６５に一端が取付けられたＬ字形状のリンク６６とで構成されている。このリンク６６は、略Ｌ字に屈曲した部位に取付軸が設けられており、この取付軸を中心として回転自在である。したがって、略Ｌ字状のリンク６６の一方の延在端６７（以下、「第１の延在端６７」という）における前後運動と、他方の延在端６８（以下、「第２の延在端６８」という）における上下運動とは互いに連動することになる。例えば、第２の延在端６８が上方に変位した場合、第１の延在端６７は後方に変位するため、第１の延在端６７に連結された連結ロッド６５が引張られる。その結果、芝刈り機１０は、自己の車輪１１の車軸を中心として時計方向に回転するため上昇する。これに対して、第２の延在端６８が下方に変位した場合、第１の延在端６７は前方に変位する。これにより、第１の延在端６７に連結された連結ロッド６５は、芝刈り機１０の自重によって前方へと押し出される。その結果、芝刈り機１０は、車輪１１の車軸を中心として反時計方向に回転して下降する。
【００３７】
リンク６６の第１の延在端６７は、連結ロッド６５の延在方向において所定範囲の摺動が許容された状態で、連結ロッド６５に連結されている。このように第１の延在端６７を摺動可能に連結する理由は、両者を摺動不可の状態で固定的に連結してしまうと、芝刈り機１０の路面追従性（すなわち、回転方向への変位）を阻害してしまうからである。ただし、第１の延在端６７の滑りを無制限に許容してしまうと、芝刈り機１０の昇降自体を行うことができない。そこで、連結ロッド６５の端部に取付けられたロックナット６９によって摺動可能な範囲を規制する。第１の延在端６７は、これが後方に変位してロックナット６９に接触するまでは、連結ロッド６５を引張ることなく摺動自在である。そして、ロックナット６９に接触した第１の延在端６７が更に後方に変位すると、連結ロッド６５も後方に引張られるため、芝刈り機１０が上昇する。
【００３８】
芝刈り機１０を昇降するリフト機構６４の作動は、車体部５０に搭載された作動部７０によって行われる。作動部７０は、例えば、伸縮自在なシリンダを用いることができるが、特に、本実施形態では、油圧によって伸縮する油圧シリンダを用いている。この油圧シリンダ７０は、リフト機構６４を作動させるだけではなく、芝刈り機１０側のベルトクラッチ２３も作動させる。そのため、油圧シリンダ７０のピストン側の端部には、リフト機構６４の一部を構成するリンク６６の第２の延在端６８が連結されている。それとともに、このピストン側の端部（本実施形態では、リンク６６の第２の延在端６８）には、図５に示した動力伝達ワイヤ７２の一端が接続されている。このワイヤ７２の他端は、上述したベルトクラッチ２３の一部を構成する切替レバー２４の自由端に接続されている。ワイヤ７２としては、例えば、アウタケーブルの中空部内に、軸線方向に変位自在にインナワイヤが収納された構成を用いることが好ましい。
【００３９】
バッテリ７１は、電動モータ５３、油圧シリンダ７０を作動する油圧ポンプ９５、図８に示すコントローラ８０、およびエンジン１７を始動するスタータ（図示せず）など、芝刈り作業車１を動作させるのに必要な電気的な構成要素に対して電力を供給する。このバッテリ７１には、発電機２６によって発電された電力が蓄えられる。
【００４０】
コントローラ８０は、一例としてマイクロコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されており、車体部５０に搭載されている。図８は、コントローラ８０の構成を示すブロック図である。このコントローラ８０は、その機能的な要素として、推測航法位置検出部８１と、ディファレンシャルＧＰＳ（以下、「Ｄ−ＧＰＳ」と称する）位置検出部８２と、左車輪制御部８３と、右車輪制御部８４と、昇降制御部８５と、クラッチ制御部８６とを有する。
【００４１】
推測航法位置検出部８１およびＤ−ＧＰＳ位置検出部８２は、芝刈り作業車１が自律走行するのに必要な、自車の走行位置を認識する。推測航法位置検出部８１は、ある基準となる地点からの走行履歴を算出することにより、芝刈り作業車１の現在位置を測定する。この走行履歴は、車輪エンコーダ９１により測定された走行距離を、地磁気方位センサ９２により測定された走行方向の変化に応じて累積したものである。Ｄ−ＧＰＳ位置検出部８２は、ＧＰＳ衛星から発せられた電波と固定局から得られたディファレンシャル情報とに基づいて、現在の走行位置を測定する。ＧＰＳ衛星からの電波は、受信アンテナ９３を介して受信される。一方、固定局からの電波は、受信アンテナ９４を介して受信される。周知のように、ＧＰＳ衛星から発せられた電波のみを用いた自己位置の測定は誤差が大きい。そこで、この測定値における同位相成分の誤差を除去するために、既知の地点に設置された固定局において、この地点の位置観測を行う。そして、この位置観測に基づいて得られた補正情報を芝刈り作業車１にフィードバックする。例えば、ポジション法を用いた場合、芝刈り作業車１側の受信機と固定局側の受信機の双方が捕捉するＧＰＳ衛星が同一となるように同期をとり、双方から得られた絶対位置に関する情報を引き算する。このようなＤ−ＧＰＳ制御を行うことで、走行車の自己位置を精度よく測定することができる。
【００４２】
左車輪制御部８３および右車輪制御部８４は、芝刈り作業車１の走行制御を行う。左車輪制御部８３は、電動モータ５３Ｌの回転量および回転方向を制御することにより、芝刈り機１０側の左車輪１１Ｌと車体部５０側の左車輪５１Ｌとに関する駆動制御を行う。一方、右車輪制御部８４は、電動モータ５３Ｒの回転量および回転方向を制御することにより、芝刈り機１０側の右車輪１１Ｒと車体部５０側の右車輪５１Ｒとの駆動制御を行う。芝刈り作業車１の直進時において、これらの制御部８３，８４は、電動モータ５３ａ，５３ｂが同一出力になるように制御する。これにより、左右の車輪１１，５１の回転数が一致するため、芝刈り作業車が直進する。一方、芝刈り作業車１の旋回時において、制御部８３，８４は、旋回方向に応じて、電動モータ５３ａ，５３ｂのうちの一方の出力が他方の出力よりも大きくなるように制御する。これにより、一方の車輪（例えば１１Ｒ，５１Ｒ）と、他方の車輪（例えば１１Ｌ，５１Ｌ）との間に回転差が生じるため、芝刈り作業車１が所望の方向（例えば左側）に旋回する。このように、芝刈り機１０と車体部５０とで構成される芝刈り作業車１は、芝刈り機１０に取付けられた左右の車輪１１Ｌ，１１Ｒと、車体部５０に取付けられた左右の車輪５１Ｌ，５１Ｒとによって四輪駆動する。
【００４３】
昇降制御部８５は、芝刈り機１０の昇降制御を行う。昇降制御部８５は、油圧ポンプ９５の圧油の供給量を制御することにより、油圧シリンダ７０の伸縮動作量を制御する。また、クラッチ制御部８６は、後述する電磁クラッチ７３を制御することにより、車体部５０側の車輪５１に対する動力の伝達・遮断を行う。この電磁クラッチ７３に対する制御は、オペレータによって操作される操作スイッチ９６によって切替えられる。なお、この操作スイッチ９６を操作することによって、昇降制御部８５を介して油圧シリンダ７０の伸縮動作量を切替えることもできる。
【００４４】
図９は、芝刈り作業車１の四輪に関する力学的関係の説明図である。説明の便宜上、同図に示すそれぞれの車輪は、同一部材の車輪から構成されていることとする。左側の車輪１１Ｌ，５１Ｌと、右側の車輪１１Ｒ、５１Ｒとの間に回転差を与えた場合（例えば、左車輪の回転数＞右車輪の回転数）、この回転差が駆動力の差となって現われる。ここで、左側の車輪１１Ｌ、５１Ｌに作用する駆動力をＦＬ，右側の車輪１１Ｒ、５１Ｒに作用する駆動力をＦＲとし（ＦＬ＞ＦＲ）、これらの駆動力ＦＬ，ＦＲが車輪の中央に作用すると仮定する。この場合、前側の車輪１１に働く駆動力は旋回中心Ｍ’を基準として車体を旋回させる方向に作用し、後側の車輪５１に働く駆動力は旋回中心Ｍ”を基準として車体を旋回させる方向に作用する。ただし、芝刈り作業車１をベースに考えた場合、その車体が旋回する旋回中心は、基本的に一点に定まる（旋回中心Ｍ）。この場合、芝刈り作業車１におけるそれぞれの車輪１１，５１は、すべり角β相当のサイドフォースＳＦを受け、横滑りしながら回転駆動する。同図から理解されるように、それぞれの車輪１１，５１において、サイドフォースＳＦは、駆動力の作用点から旋回中心Ｍまでを繋ぐ線（点線）方向に働く、駆動力のすべり角β相当の分力である。このとき、すべり角βが大きくなればサイドフォースＳＦも大きくなり、このサイドフォースＳＦが大きくなることで、車輪１１，５１の横滑りが大きくなる。一般的な車両であれば、このような問題は無視してかまわないが、グリーン上の芝を刈る芝刈り作業車１において、車輪１１，５１の横滑りが大きすぎると、芝を掻きむしり、芝を傷めてしまう可能性がある。そのため、芝刈り作業車１において、すべり角βが大きくなるような構成は不向きである。
【００４５】
本発明者がシミュレーションを行ったところ、芝を傷めないような車輪の旋回条件は、図９に示すような車輪１１，５１が、例えばゴム製のタイヤである場合、すべり角βが概ね１３度以内であればよいとの結果を得た。同図から理解されるように、すべり角βは、旋回中心Ｍを基準として、車体中心から車輪１１，５１に対する駆動力が作用する作用点までの開き角である。そのため、ホイルベールＬが大きくなる程、或いは、回転半径Ｒが小さくなる程、すべり角βの値が大きくなる。それとともに、内輪側のすべり角βは、外輪側のすべり角βよりも大きくなる。
【００４６】
芝刈り作業車１が芝刈り作業を行う際に、最も小回りを必要とされる状況は、グリーンの外周に沿って芝を刈る場合である。このとき、最低限必要とされる回転半径Ｒ、特に、内輪の回転半径Ｒｉｎは、通常、トレッドＢの１．５倍程度であると考えることができる。なぜならば、車輪１１，５１は刈刃１３よりも内側に設けられる関係上、トレッドＢも刈刃１３の長さに依存するからである。例えば、刈刃１３の長さを５５ｃｍ〜７０ｃｍ、トレッドＢを５３ｃｍに設定した場合、大体のグリーンの外周部を刈り取れる計算となる。したがって、許容される最大のホイルベースＬは、内輪の回転半径Ｒｉｎと、ホイルベースＬとに基づき、以下の式を満たせばよい。
（数１）
１３°≧ｔａｎ‐１（（Ｌ/２）/１．５Ｂ）
【００４７】
数式１に従えば、ホイルベールＬがＬ＝３Ｂｔａｎ１３°以内であれば、芝刈り作業車１は、理論上、芝を傷めずに旋回することができる。ただし、この距離Ｌは、図９に示す力学的なモデルに基づくものであり、本実施形態のように、前側の車輪１１がローラで、後側の車輪５１がゴム製のバルーンタイヤである場合には、それらの諸条件をも考慮する必要がある。ただし、このような場合であっても、基本的な考えは同じであり、タイヤのすべり角を基準として、内輪の回転半径に基づき、ホイルベースＬの最大値を決定すればよい。本実施形態では、このような考えに基づき、芝刈り機１０と車体部５０とを極力近づけた状態で連結することにより、車輪１１，５１を近づけている（すなわち、ホイルベースＬを短くしている）。この場合、前方の車輪１１Ｌ，１１Ｒと、後方の車輪５１Ｌ，５１Ｒとを実質左右一対の車輪とみなすことができるので、すべり角βの増大（すなわち、サイドフォースＳＦの増大）を抑制できる。その結果、芝刈り作業車１の走行時においても、芝の保護を図ることができる。
【００４８】
つぎに、ベルトクラッチ２３およびリフト機構６４を作動する油圧シリンダ７０の動作について説明する。芝刈り作業時において、芝刈り作業車１は、図１に示すように、芝刈り機１０を下降させた状態になる。ただし、作業を行わない単なる移動時、或いは、作業中であっても一端グリーンの外へ出てから旋回するような場合には、芝刈り機１０を地面から上昇させる必要がある。なぜならば、芝刈り機１０を下降させたままだと、芝刈り機１０が走行の妨げとなったり、障害物の巻き込みによって刈刃１３が損傷してしまう可能性があるからである。また、芝刈り機１０を上昇させる場合には、芝刈り作業車１の前方に刈刃１３が露出するため、刈刃１３を確実に停止させて、安全性の確保を図る必要がある。そこで、芝刈り機１０を上昇させる場合、その昇降動作と同期してベルトクラッチ２３を作動させることにより、刈刃１３（ロータリカッター１４）の駆動状態と停止状態との切替えが行われる。
【００４９】
まず、芝刈り作業時には、昇降制御部８５によって油圧ポンプ９５が制御されて、油圧シリンダ７０が延伸した状態となる。ここで、「延伸した状態」とは、油圧シリンダ７０が完全に延伸しきった状態のみを指すものではなく、若干の伸縮量で縮んでいる状態も含む。この状態において、油圧シリンダ７０のピストン側に連結されたリンク６６の第２の延在端６８は、下方に位置するとともに、その第１の延在端６７は、ロックナット６９と離間した前方に位置する。したがって、第１の延在端６７は連結ロッド６５上を摺動自在な状態にあり、芝刈り機１０は自重によって下降状態を維持する。また、動力伝達ワイヤ７２のインナワイヤが第２の延在端６８によって下方に引張られ、このインナワイヤの引張力により、ベルトクラッチ２３がベルト２１側へ回転（傾斜）させられる（図５に示すポジションＢ）。このとき、ロータリカッター１４の動力伝達機構の一部を構成するベルト２１は緊張した状態となり、刈刃１３が回転駆動する。このように、油圧シリンダ７０が第１の伸縮動作領域にある場合（本実施形態では、油圧シリンダ７０が延伸した状態にある領域）、芝刈り機１０は下降状態であって、刈刃１３への動力伝達が行われる。
【００５０】
芝刈り機１０の上昇時には、昇降制御部８５によって油圧ポンプ９５が制御され、油圧シリンダ７０が圧縮する。油圧シリンダ７０の圧縮によって、ピストン側に連結されたリンク６６の第２の延在端６８が上方に回転変位するため、その第１の延在端６７は後方へと回転変位する。これにより、第１の延在端６７は、ロックナット６９の近傍に寄った位置となる。ただし、この状態では、まだ、第１の延在端６７は連結ロッド６５上を摺動可能な状態のままであり、芝刈り機１０の上昇は開始されない。また、第２の延在端６８の回転にともない、インナワイヤが弛緩する方向へ作用する。このとき、インナワイヤの弛みと、動力伝達ワイヤ７２に設けられた圧縮コイルスプリングのバネ力により、ベルトクラッチ２３の切替レバー２４がベルト２１から離間する方向に変位する。これにより、切替レバー２４は、図４に示す反時計回りの方向へ回転し、ポジションＡに到達する。このとき、ロータリカッター１４の動力伝達機構の一部を構成するベルト２１は弛緩した状態となり、ロータリカッター１４の駆動が停止する。このように、油圧シリンダ７０が上述した第１の伸縮動作領域とは異なる第２の伸縮動作領域にある場合（本実施形態では、第１の伸縮動作領域よりも縮んだ領域）、芝刈り機１０は下降状態のままであるが、刈刃１３への動力伝達が遮断される。
【００５１】
油圧シリンダ７０がさらに圧縮すると、第２の延在端６８の更なる変位と連動して、第１の延在端６７が更に後方へと回転変位し、ロックナット６９に当接する。この当接状態から油圧シリンダ７０を更に圧縮すると、第１の延在端６７がロックナット６９を押圧し、ロックナット６９を後方へ押し出す。これにより、連結ロッド６５が引張られるため、芝刈り機１０が時計方向へ回転し、図１０に示すように芝刈り機１０の前方が上昇する。そして、昇降制御部８５によって油圧ポンプ９５が制御され、所定の圧縮位置に到達したところで、芝刈り機１０の上昇が停止する。また、インナワイヤは既に弛緩状態となっているため、ベルトクラッチ２３はベルト２１の動力伝達を遮断した状態を維持する。このように、油圧シリンダ７０が第１および第２の伸縮動作領域とは異なる第３の伸縮動作領域にある場合（本実施形態では、第２の伸縮動作領域よりも縮んだ領域）、芝刈り機１０は上昇状態にあって、刈刃１３に対する動力伝達が引き続き遮断される。なお、芝刈り機１０と第１の延在端６７との連結を連結ロッド６５でなく、連結ワイヤで連結しても良い。この場合、油圧シリンダ７０の第１および第２の伸縮動作領域において、このワイヤは弛んだ状態で延在端６７に連結される。この弛みをもつワイヤの長さは、油圧シリンダ７０が第２の伸縮動作領域からさらに圧縮した時、弛みが無くなる長さに設定されている。これにより、上述の連結ロッド６５での説明と同様に、刈刃１３の回転駆動が停止した後にリフト機構６４が作動して、芝刈り機１０の上昇が開始する。
【００５２】
芝刈り機１０の下降時には、上述した上昇時とは逆の動作が行われる。これにより、上昇していた芝刈り機１０が下降を開始して地面に接地した後、刈刃１３の回転駆動が開始される。
【００５３】
なお、例えば、アスファルト路面を走行させるケースのような非作業走行時を想定して、芝刈り作業車１には移動用車輪１１０を取付けることができる。図１１は、移動用車輪１１０の取付状態における芝刈り作業車１の左側面を模式的に示した図である。具体的には、図４に示すように、芝刈り機１０側の車輪１１における車軸の延長上に設けられた取付位置３３に、移動用車輪１１０が取付けられる。この移動用車輪１１０は、少なくとも車輪１１の半径よりも大きな車輪を有し、車体部５０側の車輪５１と同一半径を有することが好ましい。移動用車輪１１０の取付時には、移動用車輪１１０の半径（正確には、移動用車輪１１０と車輪１１との半径差）に相当する分だけ、芝刈り機１０が上向きになる。これにより、芝刈り機１０が地面から離間するため、堅いアスファルト路面などを走行しても、刈刃１３や金属製ローラ等の損傷を抑制できる。このように、ユーザの選択によって移動用車輪１１０を着脱自在にすることにより、芝刈り作業車１の利便性の向上を図ることができる。また、移動用車輪１１０を取付けた時、芝刈り機１０を昇降させるリフト機構６４を作動させることで、芝刈り機１０はさらに上方に変位する。これにより、芝刈り作業車１は、急激に勾配が変化する路面等においても、芝刈り機１０が路面に触れることなく走行することができる。さらに、リフト機構６４は、芝刈り機１０を上方に変位する際、ベルトクラッチ２３を介して刈刃１３の駆動を遮断する為、安全性の向上が図られる。この時のリフト機構６４の作動は、操作スイッチ９６をユーザが操作することで、昇降制御部８５による油圧ポンプ９５の制御によって行われる。
【００５４】
移動用車輪１１０の取付時において、芝刈り作業車１は、移動用車輪１１０と、車体部５０側の車輪５１とで走行することとなる。ただし、芝刈り機１０側の車輪１１と車体部５０側の車輪５１とは対地速度が等しくなるように駆動するため、移動用車輪１１の取付時において、車輪１１よりも大きな半径を有する移動用車輪１１０と、車輪５１との対地速度が相違する。また、移動用車輪１１０はアスファルト路面などを移動することを目的とするため、ある程度の耐久性を有するものの、車体部５０側の車輪５１はグリーン上を走行することを目的とするため、柔らかな部材で形成されている。そのため、アスファルト路面などで車体部５０側の車輪５１を駆動させた場合、車輪５１が損傷する恐れがある。そこで、本実施形態では、図６および図８に示すように、車体部５０側の車輪５１に対する動力の伝達・遮断を行う電磁クラッチ７３が設けられている。車輪５１に動力を伝達する必要がある状況では、電磁クラッチ７３によって動力伝達を許容し、車輪５１を駆動させる。これに対して、車輪５１に対する動力伝達を遮断する必要がある状況では、電磁クラッチ７３によって動力伝達を規制する。これにより、車輪５１の駆動が停止し、従動的な回転のみが許容される。その結果、車輪５１としてのバルーンタイヤの損傷を軽減することができる。この電磁クラッチ７３の作動状態は、コントローラ８０のクラッチ制御部８６によって制御される。クラッチ制御部８６の制御は、操作スイッチ９６をユーザが操作することにより行ってもよいが、センサによって自動的に行ってもよい。例えば、移動用車輪１１０の取付位置３３にセンサを設け、このセンサによって移動用車輪１１０の有無を検出することで、クラッチ制御部８６が電磁クラッチ７３の制御を行うといった如くである。
【００５５】
このように、本実施形態にかかる芝刈り作業車１によれば、左側の車輪１１Ｌ，５１Ｌを電動モータ５３Ｌで駆動し、右側の車輪１１Ｒ，５１Ｒを電動モータ５３Ｒで駆動している。そして、それぞれの電動モータ５３Ｌ，５３Ｒの出力制御を独立して行うことにより、左右の車輪１１，５１に回転差を与える。これにより、旋回を含めた、芝刈り作業車１の走行制御を行うことが可能となる。なお、芝刈り機１０には、刈刃１３を駆動するエンジン１７が設けられているため、エンジン１７において発生した動力で車輪１１，５１を駆動することも考えられる。しかしながら、このような構成では、エンジン１７の動力を２つに分割する機構が必要とり、駆動系の機構が複雑化してしまうという不都合がある。これに対して、本実施形態のように、一対の電動モータ５３Ｌ，５３Ｒを用いて駆動制御を行えば、比較的簡素な構成で左右輪の独立制御を行うことができる。
【００５６】
また、芝刈り機１０側に設けられたエンジン１７は、刈刃１３を駆動するとともに、発電機２６も駆動する。そのため、この発電機２６において発電された電力をバッテリ７１で蓄電し、蓄えられた電力を電動モータ５３などに供給すれば、芝刈り作業車１を長時間に亘り使用することができる。その結果、バッテリ７１を頻繁に充電する必要がなくなるため、芝刈り作業の効率の向上を図ることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、芝刈り機１０と、車体部５０とはそれぞれ独立して構成されており、個々の重心位置は、それぞれの車軸の上方に存在している。これにより、芝刈り作業車１の重量が、それぞれの車輪１１，５１に全体的に分散されるので、芝に与えるダメージを抑制することができる。また、芝刈り作業車１全体で重心を考えた場合、その重心位置は、芝刈り機１０側の車軸と車体部５０側の車軸との間に存在する。仮にこの重心が前後に偏っているとすると、地面の起伏に沿って傾いた際に、芝刈り作業車１が転倒してしまうといった事態が想定される。しかしながら、本実施形態では、重心位置が比較的に安定した車両の中央に位置に存在するため、このような事態を抑制することができる。また、自律走行車として機能する芝刈り作業車１では、人が乗車することで、重心位置が変化することはない。そのため、芝刈り作業車１の重心位置を予め定めておけば、芝刈り作業中にその重心位置がずれることはないので、より効果的である。
【００５８】
また、芝刈り機１０と車体部５０とは連結部１００を介して連結されている。図１および図４に示すように、連結部１００は、芝刈り機１０には、左車輪１１Ｌと右車輪１１Ｒとの間で連結し、車体部５０には、中央下方で連結している。この連結部１００は、芝刈り機１０側の車輪１１の車軸を中心とした芝刈り機１０の相対的な回転変位を許容している。そのため、芝刈り機１０の路面に対する追従性を妨げることがないので、芝の刈りムラを抑制することができる。また、芝刈り機１０が路面追従をした場合でも、芝刈り機１０側の車輪１１に対する動力伝達機構において動力伝達が有効に行われるため、芝刈り作業車１の安定的な走行を確保することができる。さらに、この動力伝達機構において、動力伝達部材としてベルトを用いることで、芝刈り作業車１の左右両側に掛け渡されたベルト６２Ｌ，６２Ｒの張力により、芝刈り機１０と車体部５０との前後方向における拘束力が向上する。また、連結部１００を介して左右対称となるように左右車輪に対する動力伝達機構を配置しておくことで、例えば、凹凸の多い走行環境であっても、車幅方向における拘束力を向上し、また、連結部１００に生じるねじれなどを抑制できる。
【００５９】
なお、本実施形態にかかる芝刈り作業車１は、車輪１１，５１で駆動する四輪駆動車であるが、本実施形態はかかる構成に限定されるものではない。例えば、この芝刈り作業車１が芝刈り機１０側の車輪１１のみで駆動する、或いは、車体部５０側の車輪５１のみで駆動する二輪駆動車であってもよい。ただし、四輪駆動では、芝刈り作業車１を走行駆動するにあたり、それぞれの車輪１１，５１に対してトルクを分散させることができるので、走行時に車輪が芝に与えるダメージを低減し、芝を保護することができる。
【００６０】
また、本実施形態おいて、油圧シリンダ７０は、芝刈り機１０の上昇において、芝刈り機１０の上昇と、刈刃１３への動力の伝達または遮断との双方を行う。芝刈り機１０の上昇時には、リフト機構６４による芝刈り機１０の上昇に先立ち、ベルトクラッチ２３が作動して、刈刃１３の回転駆動が停止される。そして、刈刃１３の回転駆動が停止した後に、リフト機構６４が作動して、芝刈り機１０の上昇が開始する。したがって、芝刈り機１０が上昇を開始する際には、刈刃１３の駆動が停止しているので、安全性を確保することができる。
【００６１】
なお、上述した実施形態は本発明の好ましい一例ではあって、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において任意に変更可能である。例えば、ロータリカッター１４に対する動力伝達機構において、エンジン１７において発生した動力は、エンジン１７側の駆動プーリ１８と、ロータリカッター１４側の従動プーリ１６との間にベルトを直に掛け渡す構成であってもよい。ただし、このような構成は、芝刈り機１０の構造上のレイアウトに起因して、芝刈り機１０の最も外側にベルトを掛け渡すこととなり、芝刈り作業車１が大型になってしまう点に留意する必要がある。また、本実施形態では、刈刃１３に対する動力の伝達・遮断を行うベルトクラッチ２３をベルト２１の上端に備えているが、同様の作用を奏するのであれば、ベルトクラッチ２３をベルト２１の下端に備えてもよい。また、後段のベルト２２に対して同様のクラッチ機構を適用してもよい。また、動力伝達機構に用いられる伝達部材として、主にベルトを用いて説明したが、本実施形態の作用・効果を奏する限り、例えば、チェーンといった周知の伝達部材を使用してもよい。
【００６２】
また、本発明の芝刈り作業車１は、グリーンの芝を刈る作業車として好ましいが、例えば、グリーンの芝を育成する芝畑、或いは、サッカー場の芝を刈る作業車としても使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態にかかる芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図
【図２】芝刈り作業車の右側面を模式的に示した図
【図３】芝刈り作業車の前面を模式的に示した図
【図４】連結部の説明図
【図５】クラッチ機構の概略的な説明図
【図６】車体部の後面を模式的に示した図
【図７】芝刈り機側の車輪に動力を伝達する動力伝達機構の説明図
【図８】コントローラの構成を示すブロック図
【図９】芝刈り作業車の四輪に関する力学的関係の説明図
【図１０】芝刈り機の上昇状態における芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図
【図１１】移動用車輪の取付状態における芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図
【符号の説明】
【００６４】
１ 芝刈り作業車
１０ 芝刈り機
１１ 車輪
１３ 刈刃
１４ ロータリカッター
１５ 下刃
１７ エンジン
２３ ベルトクラッチ
２６ 発電機
２９ ローラ
３０ 支持部材
５０ 車体部
５１ 車輪
５３ 電動モータ
５５ 減速機
６３ テンショナ
６４ リフト機構
７０ 作動部
７１ バッテリ
７３ 電磁クラッチ
８０ コントローラ
１００ 連結部
１１０ 移動用車輪
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈り作業車に係り、特に、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る作業車に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフは、世代を問わず人気のあるスポーツの一つである。ゴルフにおけるプレーの良し悪しは、そのゴルファーの技量に大きく左右されることは勿論であるが、ゴルフ場の芝の手入れ具合によっても大きく左右される。特に、グリーンは、ホールに設けられた最も重要な場所であり、ゴルフ場の顔である。当然、ゴルフ場の管理者もその芝の管理には余念がない。そのため、このようなグリーン上の芝を刈る芝刈り機には、起伏などに影響されず均一な高さで芝を刈り取る能力が要求される。また、自走式の芝刈り機では、回転駆動する駆動車輪が芝を痛めないようにすることも要求される。
【０００３】
従来から存在する芝刈り機としては、作業者が地上に立ち芝刈り機を操作するタイプ（例えば、特許文献１参照）、作業者が乗用して芝刈り機を操作する乗用タイプ、或いは、芝刈り作業を無人で行うことができる自立走行タイプ（例えば、特許文献２参照）などが存在する。ところで、このような芝刈り機では、作業を行うことなく単に移動する場合、或いは、作業中であっても旋回する場合には、芝刈り機を地面から上昇させる必要がある。なぜならば、芝刈り機を下降させた状態でこのような動作を行うと、走行の妨げとなったり、刈刃が障害物を巻き込みカッターを傷つけてしまう可能性があるからである。例えば、特許文献３、４には、芝刈り機またはモアの昇降技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２７５４３５号公報
【特許文献２】特開平９−１３６６６１号公報
【特許文献３】特開平９−１２１６４５号公報
【特許文献４】特開２０００−１３９１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、芝刈り作業時において、芝刈り機上昇開始時に刈刃駆動を停止させるようにし、安全性を確保した芝刈り作業車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するために、本発明は、動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、クラッチ機構と、リフト機構とを作動する作動部とを有し、作動部は、芝刈り機を上昇させる場合、芝刈り機が上昇する前に、クラッチ機構によって動力源から刈刃への動力の遮断を行うとともに、動力の遮断が行われた後に、リフト機構によって芝刈り機を上昇させる芝刈り作業車を提供する。
【０００６】
ここで、本発明において、芝刈り機は車輪を有し、リフト機構は、車輪の車軸を中心として、芝刈り機を回転方向に変位させることによって、芝刈り機の昇降を行うことが好ましい。
【０００７】
また、本発明において、リフト機構と作動部とを有する車体部と、芝刈り機と車体部とを連結し、車体部には、固定的に連結されているとともに、芝刈り機には、車輪の車軸を中心として芝刈り機の回転方向の変位を許容するように連結されている連結部とをさらに有していてもよい。
【０００８】
また、本発明において、作動部は伸縮自在なシリンダであってもよい。この場合、動力源から刈刃への動力の伝達または遮断は、シリンダの伸縮に応じてクラッチ機構が作動することによって行われる。また、芝刈り機の昇降は、シリンダの伸縮に応じてリフト機構が作動することによって行われる。
【０００９】
また、本発明において、シリンダが第１の伸縮動作領域にある場合、芝刈り機は下降状態にあって、動力源から刈刃に動力が伝達され、シリンダが第１の伸縮動作領域とは異なる第２の伸縮動作領域にある場合、芝刈り機は下降状態にあって、動力源から刈刃への動力伝達が遮断され、シリンダが第１の伸縮動作領域および第２の伸縮動作領域とは異なる第３の伸縮動作領域にある場合、芝刈り機は上昇状態にあって、動力源から刈刃への動力伝達が遮断されることが好ましい。
【００１０】
また、本発明において、リフト機構は、芝刈り機に一端が連結された連結部材と、略Ｌ字形状を有し、第１の延在端が連結部材の他端に連結されており、第２の延在端がシリンダに連結されたリンクとを有していてもよい。この場合、連結部材は連結ロッドであって、第１の延在端は、連結ロッドの延在方向において所定範囲の摺動が許容された状態で、連結ロッドに連結されていることが望ましい。また、連結部材は連結ワイヤであってもよく、この場合、この連結ワイヤは所定量の弛みが与えられた状態で、芝刈り機と第１の延在端とに連結されていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明において、駆動源の動力を出力する出力軸に一体的に取付けられた第１の回転部材と、刈刃の回転軸に一体的に取付けられた第２の回転部材と、第１の回転部材と第２の回転部材との間に掛け渡されて、第１の回転部材側から第２の回転部材側に動力を伝達する伝達部材とをさらに有していてもよい。この場合、クラッチ機構は、シリンダの伸縮動作領域に応じて、伝達部材を緊張または弛緩させることにより、第１の回転部材側から第２の回転部材側への動力の伝達または遮断を行うベルトクラッチと、シリンダとベルトクラッチとを連結する連結部材とを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、
前記刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、
前記芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、
前記クラッチ機構と、前記リフト機構とを作動する作動部とを有し、
前記作動部は、前記芝刈り機を上昇させる場合、前記芝刈り機が上昇する前に、前記クラッチ機構によって前記動力源から前記刈刃への動力の遮断を行うとともに、当該動力の遮断が行われた後に、前記リフト機構によって前記芝刈り機を上昇させるようにし、芝刈り機が上昇を開始する際、刈刃駆動を停止させるため、安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本実施形態にかかる芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図であり、図２はその右側面を模式的に示した図である。また、図３は、この芝刈り作業車の前面を模式的に示した図である。なお、図中に示した符号にアルファベット”Ｌ”が付されている部材は、芝刈り作業車１の進行方向の左側に設けられている部材を指し、アルファベット”Ｒ”が付されている部材は、進行方向の右側に設けられている部材を指す。そして、このような一対の部材を総称する場合には、アルファベット”Ｌ，Ｒ”を付すことなく、符号のみを記載している。
【００１５】
芝刈り作業車１は、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る自律走行作業車であって、無人でかつ自動的にゴルフ場の各ホールに設けられたグリーンへ移動して、グリーンの芝を刈り取る。この芝刈り作業車１は、前方の芝刈り機１０と、後方の車体部５０と、両者を連結する連結部１００とで構成されている。
【００１６】
図４は、芝刈り機１０と車体部５０とを連結する連結部１００の説明図である。この連結部１００は、一方の端部１０１が車体部５０に固定的に連結されているととともに、他方の端部１０２が軸受１０３を介して芝刈り機１０に連結されている。このため、連結部１００に固定的に連結された車体部５０側の変位は規制されるが、連結部１００に軸受１０３を介して連結された芝刈り機１０側の変位は規制されない。換言すれば、連結部１００は、車体部５０に対する芝刈り機１０の相対的な変位を許容している。軸受１０３は、後述する車輪１１の車軸を中心として、芝刈り機１０が回転方向へ変位することを許容する位置に取付けられている。
【００１７】
つぎに、芝刈り機１０の構成について説明する。図１から図３に示すように、芝刈り機１０は、芝刈り機１０側の駆動車輪に相当する車輪１１と、刈刃１３と、エンジン１７と、発電機２６（図２参照）とを主体に構成されている。芝刈り機１０を構成するこれらの要素のうち、重量の大半を占めるエンジン１７は、車輪１１の車軸の上方にレイアウトされている。そのため、芝刈り機１０全体で見た重心は、基本的に、車輪１１の車軸の上方に位置する。
【００１８】
車軸の左右両側に取付けられた車輪１１は、金属製（例えば、アルミニウム製）で、かつ、幅広のローラである。芝刈り機１０は、車輪１１の操舵機構を備えておらず、芝刈り機１０の直進方向と一致する向きに車輪１１が固定されている。車輪１１として金属製のローラを用いることにより、芝面に対する摩擦係数を小さくできるため、車輪１１が芝を掻きむしることを抑制できる。また、幅広のローラを用いることにより、車輪１１が芝面と接触する接地面積が増大するため、単位面積当たりの接地面圧が小さくなる。その結果、摩擦係数の低下と接地面積の増大とが相俟って、走行時においても芝を有効に保護することが可能となる。左右の車輪１１Ｌ，１１Ｒは、それぞれ独立して正逆回転自在であり、車体部５０側に搭載された電動モータ５３Ｌ，５３Ｒによって独立駆動する。
【００１９】
芝を刈る刈刃１３は、車輪１１の前方に設けられており、ロータリカッター１４と下刃１５とで構成されている。ロータリカッター１４は、その回転面にスパイラル状の刃が形成されており、エンジン１７の動力によって回転する。このロータリカッター１４の後方には、ロータリカッター１４に形成された刃と当接するように下刃１５が取付けられている。ロータリカッター１４の回転時には、ロータリカッター１４側の刃が下刃１５と交叉することにより、芝の刈り取りが行われる。刈刃１３によって刈り取られた芝は、図示しないガイド部材によって前方へと導かれ、刈刃１３の前方に設けられたホッパー内に回収される。
【００２０】
エンジン１７は、刈刃１３（ロータリカッター１４）を回転させる動力源としての機能を担っている。エンジン１７において発生した動力は、動力伝達機構を介してロータリカッター１４に伝達され、ロータリカッター１４を回転駆動させる。ロータリカッター１４に動力を導く動力伝達機構は、回転部材として機能するプーリと、伝達部材として機能するベルトとで構成されている。具体的には、図１に示したように、エンジン１７の動力が出力される出力軸には駆動プーリ１８が一体的に取付けられており、中間軸（アイドラ軸）には従動プーリ２０と駆動プーリ２０ａとが一体的に取付けられている。出力軸側の駆動プーリ１８と中間軸側の従動プーリ２０との間には、ゴム製のベルト２１が掛け渡されている。また、中間軸側の駆動プーリ２０ａと、ロータリカッター１４の回転軸に一体的に取付けられた従動プーリ１６との間には、ベルト２２が掛け渡されている。これにより、エンジン１７の動力は、駆動プーリ１８、ベルト２１、従動プーリ２０、駆動プーリ２０ａ、ベルト２２、従動プーリ１６の順序を経た上で、最終的にロータリカッター１４に伝達される。
【００２１】
また、ロータリカッター１４に動力を導く動力伝達機構には、動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構が設けられている。図５は、クラッチ機構の概略的な説明図である。このクラッチ機構は、エンジン１７の出力軸側の駆動プーリ１８と中間軸側の従動プーリ２０との間に掛け渡されたベルト２１を緊張または弛緩させることにより、動力の伝達・遮断を行う。このようなクラッチ機構としては、例えば、ベルトクラッチ２３を用いることができる。ベルトクラッチ２３は、基本的に、切替レバー２４と、この切替レバー２４の所定部位に取り付けられた回転自在なベルトアイドラ２５とで構成されている。切替レバー２４は、一方の端部に設けられた取付位置Ｐを中心として、円周方向Ｘへ回転自在であって、ベルトアイドラ２５をベルト２１に当接させ、或いは、ベルトアイドラ２５をベルト２１より離間させる。
【００２２】
駆動プーリ１８と従動プーリ２０との間に掛け渡されたベルト２１の引張力（テンション）は、ベルトアイドラ２５の位置によって調整される。同図に示すように、切替レバー２４がポジションＡに位置した状態では、ベルトアイドラ２５がベルト２１より離間している。この状態では、ベルト２１が弛緩しているため、プーリ１８，２０とベルト２１との間に滑りが生じる。したがって、ベルトクラッチ２３によって動力伝達が遮断されるため、ロータリカッター１４は回転駆動しない。つぎに、切替レバー２４をポジションＡからポジションＢに倒していくと、ベルト２１の上面と当接したベルトアイドラ２５が、弛み相当だけベルト２１を下方に押し下げる。そして、切替レバー２４がポジションＢに位置した状態では、ベルトアイドラ２５がベルト２１を押圧する力によって、ベルト２１の弛みがなくなって、ベルト２１に引張力が付与される。その結果、プーリ１８，２０とベルト２１とが一体的に動作し、ベルトクラッチ２３による動力伝達が行われるため、ロータリカッター１４が回転駆動する。このように、ベルトクラッチ２３による動力の伝達・遮断は、切替レバー２４の位置に応じて切替わるが、この切替操作は後述する作動部７０によって行われる。
【００２３】
発電機２６は、エンジン１７の動力を利用して電力を生成する。したがって、エンジン１７は、ロータリカッター１４の動力源としての機能の他に、発電機２６を駆動する動力源としての機能も担っている。エンジン１７において発生した動力は、ロータリカッター１４のそれとは異なる動力伝達機構を介して、発電機２６に伝達され、発電機２６を駆動させる。
【００２４】
図２に示すように、発電機２６に動力を導く動力伝達機構は、エンジン１７の動力が出力される出力軸に一体的に取付けられた駆動プーリ１９（本実施形態では、駆動プーリ１８と対向する側）と、発電機２６に動力を入力する入力軸に一体的に取付けられた従動プーリ２７とを有する。これらのプーリ１９，２７との間にはベルト２８が掛け渡されており、このベルト２８を介して駆動プーリ１９側の動力が従動プーリ２７側に伝達される。
【００２５】
刈刃１３の前方には、刈刃１３の幅と略同一の幅を有する回転自在なローラ２９が設けられている。このローラ２９は、芝刈り機１０の左右両端に設けられた支持部材３０によって昇降自在である。芝刈り機１０は、上述した２つの車輪１１Ｌ，１１Ｒおよび１つのローラ２９の三個所で接地する。支持部材３０を介してローラ２９を昇降させることにより、接地面からの刈刃１３の高さ、すなわち、芝の刈高さが調節される。また、このローラ２９は、芝刈り機１０のガイドとしての機能を担っている。例えば、２段グリーンのように起伏に富んだ形状では、ローラ２９が地面の起伏に追従して上下し、これに追従して、芝刈り機１０の前方も上下する。これにより、芝刈り機１０は、地面の起伏に応じて車輪１１の車軸を中心として回転方向に変位する。上述したように、連結部１００と軸受結合した芝刈り機１０は、車輪１１の車軸を中心に回転方向の変位が自在である。そのため、地面に対する刈刃１３の相対的な高さが維持されるので、刈りムラを起こすことなく、芝を良好に刈ることができる。
【００２６】
つぎに、車体部５０の構成について説明する。図１および図２に示すように、車体部５０は、車体部５０側の駆動車輪に相当する車輪５１と、電動モータ５３と、リフト機構６４と、作動部７０（図１参照）と、バッテリ７１とを主体に構成されている。車体部５０を構成するこれらの要素のうち、重量の大半を占めるのは、電動モータ５３、作動部７０およびバッテリ７１である。作動部７０は車輪５１の車軸の上方に配置され、電動モータ５３は車軸の上前方に配置され、バッテリ７１は車軸の上後方にレイアウトされている。そのため、車輪５１の車軸を基準として、前後に配置された電動モータ５３およびバッテリ７１の重量バランスがつり合う方向に作用するため、車体部５０全体で見た重心は、車輪５１の車軸の上方に位置する。
【００２７】
車軸の左右両側に取付けられた車輪５１は、溝なしのバルーンタイヤである。車体部５０は、車輪５１の操舵機構を備えておらず、車体部５０の直進方向と一致する向きに車輪５１が固定されている。それぞれの車輪５１は、その最も外側が刈刃１３の幅よりも内側に入り込むように取付けられている。車輪５１としてのバルーンタイヤは、比較的低い空気圧で用いることができるため、車輪５１と芝との接地面積を広げることができる。これにより、単位面積当たりの接地面圧が小さくなるため、車体部５０は、グリーンにわだち跡を作ることなく走行することができる。左右の車輪５１Ｌ，５１Ｒは、それぞれ独立して正逆回転自在であり、電動モータ５３Ｌ，５３Ｒによって独立駆動する。
【００２８】
電動モータ５３は、車輪５１を駆動する動力源としての機能を担い、左右の車輪５１Ｌ，５１Ｒを独立駆動する一対の電動モータ５３Ｌ，５３Ｒで構成されている。左側の電動モータ５３Ｌが発生した動力は、左側の動力伝達機構を介して左車輪５１Ｌに対して伝達され、左車輪５１Ｌを駆動させる。一方、右側の電動モータ５３Ｒが発生した動力は、右側の動力伝達機構を介して右車輪５１Ｒに伝達され、右車輪５１Ｒを駆動させる。
【００２９】
図６は、車体部５０の後面を模式的に示した図である。それぞれの車輪５１に対応する動力伝達機構は、減速機および回転部材として機能するプーリおよびスプロケットと、伝達部材として機能するベルトと、同じく伝達部材として機能するチェーンとで構成されている。具体的には、左車輪５１Ｌの動力伝達機構において、電動モータ５３Ｌの出力軸には駆動プーリ５４Ｌが一体的に取付けられており、減速機５５Ｌの入力軸には従動プーリ５６Ｌが一体的に取付けられている。これらのプーリ５４Ｌ，５６Ｌとの間にはベルト５７Ｌが掛け渡されており、このベルト５７Ｌを介して駆動プーリ５４Ｌ側の動力が従動プーリ５６Ｌ側に伝達される。減速機５５Ｌは、自己の入力軸へ伝達された動力を所定の減速比で減速した後、自己の出力軸へ伝達する。この出力軸の一方の端部（同図における右端部）には駆動スプロケット５８Ｌが一体的に取付られており、左車輪５１Ｌ側の車軸には従動スプロケット５２Ｌが一体的に取付けられている。これらのスプロケット５８Ｌ，５２Ｌとの間にはチェーン６０Ｌが掛け渡されており、このチェーン６０Ｌを介して駆動スプロケット５８Ｌ側の動力が従動スプロケット５２Ｌ側へ伝達される。なお、右車輪５１Ｒの動力伝達機構も、左車輪５１Ｌの動力伝達機構と同様の構成を有する。
【００３０】
左右の電動モータ５３は、車体部５０を走行させる動力源としての機能の他に、芝刈り機１０を走行させる駆動源としての機能も担っている。具体的には、左側の電動モータ５３Ｌにおいて発生した動力は、左側の動力伝達機構を介して左車輪１１Ｌに伝達され、左車輪１１Ｌを駆動させる。同様に、右側の電動モータ５３Ｒにおいて発生した動力は、右側の動力伝達機構を介して右車輪１１Ｒに伝達され、右車輪１１Ｒを駆動させる。
【００３１】
上述したように、連結部１００の機構によって、車体部５０に対する芝刈り機１０の相対的な回転変位が許容されている。そのため、車体部５０側の電動モータ５３から芝刈り機１０側の車輪１１に対して、この回転変位に依存することなく（換言すれば、ベルトやチェーンの弛みを招くことなく）、動力伝達を行う必要がある。芝刈り機１０は自己の車輪１１の車軸を中心に回転変位するため、芝刈り機１０側の車軸と車体部５０との間の相対的な距離は、芝刈り機１０の回転変位に拘わらず一定である。したがって、電動モータ５３の出力軸側と、車輪１１の車軸側との間にベルトを直接的に掛け渡してもよい。しかしながら、車体部５０のレイアウトの観点でいえば、ベルトを芝刈り作業車１の最も外側に配置する必要が生じるため、車体部５０の大型化を招き易いという不都合がある。また、車体部５０側の車輪５１のみならず芝刈り機１０側の車輪１１も同時に駆動させる場合（四輪駆動）、これらの車輪１１，５１の対地速度を等しくする必要がある。なぜならば、前後の車輪１１，５１の回転が同期していないと（すなわち、対地速度が等しくないと）、対地速度の相違に起因して、一方の車輪が芝を掻きむしるといった事態が生じ得るからである。
【００３２】
そこで、本実施形態では、芝刈り作業車１の利便性を考慮した上で、車両の小型化を重視した動力伝達機構を採用している。図７は、芝刈り機１０側の車輪１１に動力を伝達する動力伝達機構の説明図である。この動力伝達機構は、回転部材として機能するプーリと、伝達部材として機能するベルトとで構成されている。左車輪１１Ｌの動力伝達機構に関して、減速機５５Ｌの出力軸における他方の端部（図６の左端部）には、駆動プーリ５９Ｌが一体的に設けられている。また、車体部１０には従動プーリ６１Ｌが回転自在に取付けられており、芝刈り機１０には従動プーリ３１Ｌが回転自在に取付けられている。これらのプーリ５９Ｌ，６１Ｌ，３１Ｌとの間にはベルト６２Ｌが略三角形状に掛け渡されており、このベルト６２Ｌを介して駆動プーリ５９Ｌ側の動力が従動プーリ３１Ｌ側に伝達される。また、この従動プーリ３１Ｌと一体的に回転する従動プーリ３１ａＬと、左車輪１１Ｌの車軸に一体的に取付けられた従動プーリ１２Ｌとの間には、ベルト３２Ｌが掛け渡されており、これを介して駆動プーリ３１ａＬ側の動力が従動プーリ１２Ｌ側に伝達される。前後の車輪１１Ｌ，５１Ｌの対地速度は、従動プーリ３１Ｌ、駆動プーリ３１ａＬおよび従動プーリ１２Ｌの径を適切に設定することによって、一致している。
【００３３】
ここで、芝刈り機１０の相対的な変位に応じて、芝刈り機１０側の従動プーリ３１Ｌと、減速機５５Ｌ側の駆動プーリ５９Ｌとの軸間距離も変位し得る。このような変位によってベルト６２Ｌが弛むと、芝刈り機１０の左車輪１１Ｌに対する動力伝達が妨げられる。そこで、動力伝達を有効に行うために、車体部１０側の従動プーリ６１Ｌを変位可能にすることで、軸間距離の変位に起因したベルト６２Ｌの弛みを吸収する。車体部５０における従動プーリ６１Ｌの取付位置は、図７に示したように、芝刈り機１０の回転によって、芝刈り機１０側の従動プーリ３１Ｌの回転中心が描く軌跡上の任意の２点に基づいて決定される。
【００３４】
具体的には、軌跡上に位置する所定の２点において、プーリ５９Ｌ，３１Ｌの軸間距離とプーリ６１Ｌ，３１Ｌの軸間距離との和が等しくなるような位置に、従動プーリ６１Ｌが配置される。これにより、従動プーリ３１Ｌが２点のいずれかに位置する限り、３つのプーリ５９Ｌ，６１Ｌ，３１Ｌの間に掛け渡された三角形状のベルト６２Ｌの張力が維持されるため、動力伝達を有効に行うことが可能となる。所定の２点としては、例えば、芝刈り機１０が平地を走行する時の従動プーリ３１Ｌの中心位置と、芝刈り機１０が最も上昇したときの従動プーリ３１Ｌの中心位置とが挙げられる。
【００３５】
一方、上記２点から従動プーリ３１Ｌの中心位置がずれた場合には、何らかの対策を講じないと、ベルト６２Ｌが弛緩してしまう。そこで、車体部５０側の従動プーリ３１Ｌは、テンショナ６３によってベルト６２Ｌを外側に押し上げるように常時付勢されている。このテンショナ６３の弾性力により、従動プーリ３１Ｌの位置に拘わらず、ベルト６２Ｌに張力が付加される。その結果、ベルト６２Ｌの弛緩を防ぐことができるため、芝刈り機１０が変位しても左車輪１１Ｌへの動力伝達を有効に行うことができる。なお、右車輪１１Ｒの動力伝達機構も、左車輪１１Ｌの動力伝達機構と同様の構成を有しており、これらの動力伝達機構は、連結部１００を介して左右対称となるようにレイアウトされている。
【００３６】
つぎに、芝刈り機１０の昇降を行うリフト機構６４について説明する。図１に示したように、リフト機構６４は、芝刈り機１０に連結された連結ロッド６５と、この連結ロッド６５に一端が取付けられたＬ字形状のリンク６６とで構成されている。このリンク６６は、略Ｌ字に屈曲した部位に取付軸が設けられており、この取付軸を中心として回転自在である。したがって、略Ｌ字状のリンク６６の一方の延在端６７（以下、「第１の延在端６７」という）における前後運動と、他方の延在端６８（以下、「第２の延在端６８」という）における上下運動とは互いに連動することになる。例えば、第２の延在端６８が上方に変位した場合、第１の延在端６７は後方に変位するため、第１の延在端６７に連結された連結ロッド６５が引張られる。その結果、芝刈り機１０は、自己の車輪１１の車軸を中心として時計方向に回転するため上昇する。これに対して、第２の延在端６８が下方に変位した場合、第１の延在端６７は前方に変位する。これにより、第１の延在端６７に連結された連結ロッド６５は、芝刈り機１０の自重によって前方へと押し出される。その結果、芝刈り機１０は、車輪１１の車軸を中心として反時計方向に回転して下降する。
【００３７】
リンク６６の第１の延在端６７は、連結ロッド６５の延在方向において所定範囲の摺動が許容された状態で、連結ロッド６５に連結されている。このように第１の延在端６７を摺動可能に連結する理由は、両者を摺動不可の状態で固定的に連結してしまうと、芝刈り機１０の路面追従性（すなわち、回転方向への変位）を阻害してしまうからである。ただし、第１の延在端６７の滑りを無制限に許容してしまうと、芝刈り機１０の昇降自体を行うことができない。そこで、連結ロッド６５の端部に取付けられたロックナット６９によって摺動可能な範囲を規制する。第１の延在端６７は、これが後方に変位してロックナット６９に接触するまでは、連結ロッド６５を引張ることなく摺動自在である。そして、ロックナット６９に接触した第１の延在端６７が更に後方に変位すると、連結ロッド６５も後方に引張られるため、芝刈り機１０が上昇する。
【００３８】
芝刈り機１０を昇降するリフト機構６４の作動は、車体部５０に搭載された作動部７０によって行われる。作動部７０は、例えば、伸縮自在なシリンダを用いることができるが、特に、本実施形態では、油圧によって伸縮する油圧シリンダを用いている。この油圧シリンダ７０は、リフト機構６４を作動させるだけではなく、芝刈り機１０側のベルトクラッチ２３も作動させる。そのため、油圧シリンダ７０のピストン側の端部には、リフト機構６４の一部を構成するリンク６６の第２の延在端６８が連結されている。それとともに、このピストン側の端部（本実施形態では、リンク６６の第２の延在端６８）には、図５に示した動力伝達ワイヤ７２の一端が接続されている。このワイヤ７２の他端は、上述したベルトクラッチ２３の一部を構成する切替レバー２４の自由端に接続されている。ワイヤ７２としては、例えば、アウタケーブルの中空部内に、軸線方向に変位自在にインナワイヤが収納された構成を用いることが好ましい。
【００３９】
バッテリ７１は、電動モータ５３、油圧シリンダ７０を作動する油圧ポンプ９５、図８に示すコントローラ８０、およびエンジン１７を始動するスタータ（図示せず）など、芝刈り作業車１を動作させるのに必要な電気的な構成要素に対して電力を供給する。このバッテリ７１には、発電機２６によって発電された電力が蓄えられる。
【００４０】
コントローラ８０は、一例としてマイクロコンピュータであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されており、車体部５０に搭載されている。図８は、コントローラ８０の構成を示すブロック図である。このコントローラ８０は、その機能的な要素として、推測航法位置検出部８１と、ディファレンシャルＧＰＳ（以下、「Ｄ−ＧＰＳ」と称する）位置検出部８２と、左車輪制御部８３と、右車輪制御部８４と、昇降制御部８５と、クラッチ制御部８６とを有する。
【００４１】
推測航法位置検出部８１およびＤ−ＧＰＳ位置検出部８２は、芝刈り作業車１が自律走行するのに必要な、自車の走行位置を認識する。推測航法位置検出部８１は、ある基準となる地点からの走行履歴を算出することにより、芝刈り作業車１の現在位置を測定する。この走行履歴は、車輪エンコーダ９１により測定された走行距離を、地磁気方位センサ９２により測定された走行方向の変化に応じて累積したものである。Ｄ−ＧＰＳ位置検出部８２は、ＧＰＳ衛星から発せられた電波と固定局から得られたディファレンシャル情報とに基づいて、現在の走行位置を測定する。ＧＰＳ衛星からの電波は、受信アンテナ９３を介して受信される。一方、固定局からの電波は、受信アンテナ９４を介して受信される。周知のように、ＧＰＳ衛星から発せられた電波のみを用いた自己位置の測定は誤差が大きい。そこで、この測定値における同位相成分の誤差を除去するために、既知の地点に設置された固定局において、この地点の位置観測を行う。そして、この位置観測に基づいて得られた補正情報を芝刈り作業車１にフィードバックする。例えば、ポジション法を用いた場合、芝刈り作業車１側の受信機と固定局側の受信機の双方が捕捉するＧＰＳ衛星が同一となるように同期をとり、双方から得られた絶対位置に関する情報を引き算する。このようなＤ−ＧＰＳ制御を行うことで、走行車の自己位置を精度よく測定することができる。
【００４２】
左車輪制御部８３および右車輪制御部８４は、芝刈り作業車１の走行制御を行う。左車輪制御部８３は、電動モータ５３Ｌの回転量および回転方向を制御することにより、芝刈り機１０側の左車輪１１Ｌと車体部５０側の左車輪５１Ｌとに関する駆動制御を行う。一方、右車輪制御部８４は、電動モータ５３Ｒの回転量および回転方向を制御することにより、芝刈り機１０側の右車輪１１Ｒと車体部５０側の右車輪５１Ｒとの駆動制御を行う。芝刈り作業車１の直進時において、これらの制御部８３，８４は、電動モータ５３ａ，５３ｂが同一出力になるように制御する。これにより、左右の車輪１１，５１の回転数が一致するため、芝刈り作業車が直進する。一方、芝刈り作業車１の旋回時において、制御部８３，８４は、旋回方向に応じて、電動モータ５３ａ，５３ｂのうちの一方の出力が他方の出力よりも大きくなるように制御する。これにより、一方の車輪（例えば１１Ｒ，５１Ｒ）と、他方の車輪（例えば１１Ｌ，５１Ｌ）との間に回転差が生じるため、芝刈り作業車１が所望の方向（例えば左側）に旋回する。このように、芝刈り機１０と車体部５０とで構成される芝刈り作業車１は、芝刈り機１０に取付けられた左右の車輪１１Ｌ，１１Ｒと、車体部５０に取付けられた左右の車輪５１Ｌ，５１Ｒとによって四輪駆動する。
【００４３】
昇降制御部８５は、芝刈り機１０の昇降制御を行う。昇降制御部８５は、油圧ポンプ９５の圧油の供給量を制御することにより、油圧シリンダ７０の伸縮動作量を制御する。また、クラッチ制御部８６は、後述する電磁クラッチ７３を制御することにより、車体部５０側の車輪５１に対する動力の伝達・遮断を行う。この電磁クラッチ７３に対する制御は、オペレータによって操作される操作スイッチ９６によって切替えられる。なお、この操作スイッチ９６を操作することによって、昇降制御部８５を介して油圧シリンダ７０の伸縮動作量を切替えることもできる。
【００４４】
図９は、芝刈り作業車１の四輪に関する力学的関係の説明図である。説明の便宜上、同図に示すそれぞれの車輪は、同一部材の車輪から構成されていることとする。左側の車輪１１Ｌ，５１Ｌと、右側の車輪１１Ｒ、５１Ｒとの間に回転差を与えた場合（例えば、左車輪の回転数＞右車輪の回転数）、この回転差が駆動力の差となって現われる。ここで、左側の車輪１１Ｌ、５１Ｌに作用する駆動力をＦＬ，右側の車輪１１Ｒ、５１Ｒに作用する駆動力をＦＲとし（ＦＬ＞ＦＲ）、これらの駆動力ＦＬ，ＦＲが車輪の中央に作用すると仮定する。この場合、前側の車輪１１に働く駆動力は旋回中心Ｍ’を基準として車体を旋回させる方向に作用し、後側の車輪５１に働く駆動力は旋回中心Ｍ”を基準として車体を旋回させる方向に作用する。ただし、芝刈り作業車１をベースに考えた場合、その車体が旋回する旋回中心は、基本的に一点に定まる（旋回中心Ｍ）。この場合、芝刈り作業車１におけるそれぞれの車輪１１，５１は、すべり角β相当のサイドフォースＳＦを受け、横滑りしながら回転駆動する。同図から理解されるように、それぞれの車輪１１，５１において、サイドフォースＳＦは、駆動力の作用点から旋回中心Ｍまでを繋ぐ線（点線）方向に働く、駆動力のすべり角β相当の分力である。このとき、すべり角βが大きくなればサイドフォースＳＦも大きくなり、このサイドフォースＳＦが大きくなることで、車輪１１，５１の横滑りが大きくなる。一般的な車両であれば、このような問題は無視してかまわないが、グリーン上の芝を刈る芝刈り作業車１において、車輪１１，５１の横滑りが大きすぎると、芝を掻きむしり、芝を傷めてしまう可能性がある。そのため、芝刈り作業車１において、すべり角βが大きくなるような構成は不向きである。
【００４５】
本発明者がシミュレーションを行ったところ、芝を傷めないような車輪の旋回条件は、図９に示すような車輪１１，５１が、例えばゴム製のタイヤである場合、すべり角βが概ね１３度以内であればよいとの結果を得た。同図から理解されるように、すべり角βは、旋回中心Ｍを基準として、車体中心から車輪１１，５１に対する駆動力が作用する作用点までの開き角である。そのため、ホイルベールＬが大きくなる程、或いは、回転半径Ｒが小さくなる程、すべり角βの値が大きくなる。それとともに、内輪側のすべり角βは、外輪側のすべり角βよりも大きくなる。
【００４６】
芝刈り作業車１が芝刈り作業を行う際に、最も小回りを必要とされる状況は、グリーンの外周に沿って芝を刈る場合である。このとき、最低限必要とされる回転半径Ｒ、特に、内輪の回転半径Ｒｉｎは、通常、トレッドＢの１．５倍程度であると考えることができる。なぜならば、車輪１１，５１は刈刃１３よりも内側に設けられる関係上、トレッドＢも刈刃１３の長さに依存するからである。例えば、刈刃１３の長さを５５ｃｍ〜７０ｃｍ、トレッドＢを５３ｃｍに設定した場合、大体のグリーンの外周部を刈り取れる計算となる。したがって、許容される最大のホイルベースＬは、内輪の回転半径Ｒｉｎと、ホイルベースＬとに基づき、以下の式を満たせばよい。
（数１）
１３°≧ｔａｎ‐１（（Ｌ/２）/１．５Ｂ）
【００４７】
数式１に従えば、ホイルベールＬがＬ＝３Ｂｔａｎ１３°以内であれば、芝刈り作業車１は、理論上、芝を傷めずに旋回することができる。ただし、この距離Ｌは、図９に示す力学的なモデルに基づくものであり、本実施形態のように、前側の車輪１１がローラで、後側の車輪５１がゴム製のバルーンタイヤである場合には、それらの諸条件をも考慮する必要がある。ただし、このような場合であっても、基本的な考えは同じであり、タイヤのすべり角を基準として、内輪の回転半径に基づき、ホイルベースＬの最大値を決定すればよい。本実施形態では、このような考えに基づき、芝刈り機１０と車体部５０とを極力近づけた状態で連結することにより、車輪１１，５１を近づけている（すなわち、ホイルベースＬを短くしている）。この場合、前方の車輪１１Ｌ，１１Ｒと、後方の車輪５１Ｌ，５１Ｒとを実質左右一対の車輪とみなすことができるので、すべり角βの増大（すなわち、サイドフォースＳＦの増大）を抑制できる。その結果、芝刈り作業車１の走行時においても、芝の保護を図ることができる。
【００４８】
つぎに、ベルトクラッチ２３およびリフト機構６４を作動する油圧シリンダ７０の動作について説明する。芝刈り作業時において、芝刈り作業車１は、図１に示すように、芝刈り機１０を下降させた状態になる。ただし、作業を行わない単なる移動時、或いは、作業中であっても一端グリーンの外へ出てから旋回するような場合には、芝刈り機１０を地面から上昇させる必要がある。なぜならば、芝刈り機１０を下降させたままだと、芝刈り機１０が走行の妨げとなったり、障害物の巻き込みによって刈刃１３が損傷してしまう可能性があるからである。また、芝刈り機１０を上昇させる場合には、芝刈り作業車１の前方に刈刃１３が露出するため、刈刃１３を確実に停止させて、安全性の確保を図る必要がある。そこで、芝刈り機１０を上昇させる場合、その昇降動作と同期してベルトクラッチ２３を作動させることにより、刈刃１３（ロータリカッター１４）の駆動状態と停止状態との切替えが行われる。
【００４９】
まず、芝刈り作業時には、昇降制御部８５によって油圧ポンプ９５が制御されて、油圧シリンダ７０が延伸した状態となる。ここで、「延伸した状態」とは、油圧シリンダ７０が完全に延伸しきった状態のみを指すものではなく、若干の伸縮量で縮んでいる状態も含む。この状態において、油圧シリンダ７０のピストン側に連結されたリンク６６の第２の延在端６８は、下方に位置するとともに、その第１の延在端６７は、ロックナット６９と離間した前方に位置する。したがって、第１の延在端６７は連結ロッド６５上を摺動自在な状態にあり、芝刈り機１０は自重によって下降状態を維持する。また、動力伝達ワイヤ７２のインナワイヤが第２の延在端６８によって下方に引張られ、このインナワイヤの引張力により、ベルトクラッチ２３がベルト２１側へ回転（傾斜）させられる（図５に示すポジションＢ）。このとき、ロータリカッター１４の動力伝達機構の一部を構成するベルト２１は緊張した状態となり、刈刃１３が回転駆動する。このように、油圧シリンダ７０が第１の伸縮動作領域にある場合（本実施形態では、油圧シリンダ７０が延伸した状態にある領域）、芝刈り機１０は下降状態であって、刈刃１３への動力伝達が行われる。
【００５０】
芝刈り機１０の上昇時には、昇降制御部８５によって油圧ポンプ９５が制御され、油圧シリンダ７０が圧縮する。油圧シリンダ７０の圧縮によって、ピストン側に連結されたリンク６６の第２の延在端６８が上方に回転変位するため、その第１の延在端６７は後方へと回転変位する。これにより、第１の延在端６７は、ロックナット６９の近傍に寄った位置となる。ただし、この状態では、まだ、第１の延在端６７は連結ロッド６５上を摺動可能な状態のままであり、芝刈り機１０の上昇は開始されない。また、第２の延在端６８の回転にともない、インナワイヤが弛緩する方向へ作用する。このとき、インナワイヤの弛みと、動力伝達ワイヤ７２に設けられた圧縮コイルスプリングのバネ力により、ベルトクラッチ２３の切替レバー２４がベルト２１から離間する方向に変位する。これにより、切替レバー２４は、図４に示す反時計回りの方向へ回転し、ポジションＡに到達する。このとき、ロータリカッター１４の動力伝達機構の一部を構成するベルト２１は弛緩した状態となり、ロータリカッター１４の駆動が停止する。このように、油圧シリンダ７０が上述した第１の伸縮動作領域とは異なる第２の伸縮動作領域にある場合（本実施形態では、第１の伸縮動作領域よりも縮んだ領域）、芝刈り機１０は下降状態のままであるが、刈刃１３への動力伝達が遮断される。
【００５１】
油圧シリンダ７０がさらに圧縮すると、第２の延在端６８の更なる変位と連動して、第１の延在端６７が更に後方へと回転変位し、ロックナット６９に当接する。この当接状態から油圧シリンダ７０を更に圧縮すると、第１の延在端６７がロックナット６９を押圧し、ロックナット６９を後方へ押し出す。これにより、連結ロッド６５が引張られるため、芝刈り機１０が時計方向へ回転し、図１０に示すように芝刈り機１０の前方が上昇する。そして、昇降制御部８５によって油圧ポンプ９５が制御され、所定の圧縮位置に到達したところで、芝刈り機１０の上昇が停止する。また、インナワイヤは既に弛緩状態となっているため、ベルトクラッチ２３はベルト２１の動力伝達を遮断した状態を維持する。このように、油圧シリンダ７０が第１および第２の伸縮動作領域とは異なる第３の伸縮動作領域にある場合（本実施形態では、第２の伸縮動作領域よりも縮んだ領域）、芝刈り機１０は上昇状態にあって、刈刃１３に対する動力伝達が引き続き遮断される。なお、芝刈り機１０と第１の延在端６７との連結を連結ロッド６５でなく、連結ワイヤで連結しても良い。この場合、油圧シリンダ７０の第１および第２の伸縮動作領域において、このワイヤは弛んだ状態で延在端６７に連結される。この弛みをもつワイヤの長さは、油圧シリンダ７０が第２の伸縮動作領域からさらに圧縮した時、弛みが無くなる長さに設定されている。これにより、上述の連結ロッド６５での説明と同様に、刈刃１３の回転駆動が停止した後にリフト機構６４が作動して、芝刈り機１０の上昇が開始する。
【００５２】
芝刈り機１０の下降時には、上述した上昇時とは逆の動作が行われる。これにより、上昇していた芝刈り機１０が下降を開始して地面に接地した後、刈刃１３の回転駆動が開始される。
【００５３】
なお、例えば、アスファルト路面を走行させるケースのような非作業走行時を想定して、芝刈り作業車１には移動用車輪１１０を取付けることができる。図１１は、移動用車輪１１０の取付状態における芝刈り作業車１の左側面を模式的に示した図である。具体的には、図４に示すように、芝刈り機１０側の車輪１１における車軸の延長上に設けられた取付位置３３に、移動用車輪１１０が取付けられる。この移動用車輪１１０は、少なくとも車輪１１の半径よりも大きな車輪を有し、車体部５０側の車輪５１と同一半径を有することが好ましい。移動用車輪１１０の取付時には、移動用車輪１１０の半径（正確には、移動用車輪１１０と車輪１１との半径差）に相当する分だけ、芝刈り機１０が上向きになる。これにより、芝刈り機１０が地面から離間するため、堅いアスファルト路面などを走行しても、刈刃１３や金属製ローラ等の損傷を抑制できる。このように、ユーザの選択によって移動用車輪１１０を着脱自在にすることにより、芝刈り作業車１の利便性の向上を図ることができる。また、移動用車輪１１０を取付けた時、芝刈り機１０を昇降させるリフト機構６４を作動させることで、芝刈り機１０はさらに上方に変位する。これにより、芝刈り作業車１は、急激に勾配が変化する路面等においても、芝刈り機１０が路面に触れることなく走行することができる。さらに、リフト機構６４は、芝刈り機１０を上方に変位する際、ベルトクラッチ２３を介して刈刃１３の駆動を遮断する為、安全性の向上が図られる。この時のリフト機構６４の作動は、操作スイッチ９６をユーザが操作することで、昇降制御部８５による油圧ポンプ９５の制御によって行われる。
【００５４】
移動用車輪１１０の取付時において、芝刈り作業車１は、移動用車輪１１０と、車体部５０側の車輪５１とで走行することとなる。ただし、芝刈り機１０側の車輪１１と車体部５０側の車輪５１とは対地速度が等しくなるように駆動するため、移動用車輪１１の取付時において、車輪１１よりも大きな半径を有する移動用車輪１１０と、車輪５１との対地速度が相違する。また、移動用車輪１１０はアスファルト路面などを移動することを目的とするため、ある程度の耐久性を有するものの、車体部５０側の車輪５１はグリーン上を走行することを目的とするため、柔らかな部材で形成されている。そのため、アスファルト路面などで車体部５０側の車輪５１を駆動させた場合、車輪５１が損傷する恐れがある。そこで、本実施形態では、図６および図８に示すように、車体部５０側の車輪５１に対する動力の伝達・遮断を行う電磁クラッチ７３が設けられている。車輪５１に動力を伝達する必要がある状況では、電磁クラッチ７３によって動力伝達を許容し、車輪５１を駆動させる。これに対して、車輪５１に対する動力伝達を遮断する必要がある状況では、電磁クラッチ７３によって動力伝達を規制する。これにより、車輪５１の駆動が停止し、従動的な回転のみが許容される。その結果、車輪５１としてのバルーンタイヤの損傷を軽減することができる。この電磁クラッチ７３の作動状態は、コントローラ８０のクラッチ制御部８６によって制御される。クラッチ制御部８６の制御は、操作スイッチ９６をユーザが操作することにより行ってもよいが、センサによって自動的に行ってもよい。例えば、移動用車輪１１０の取付位置３３にセンサを設け、このセンサによって移動用車輪１１０の有無を検出することで、クラッチ制御部８６が電磁クラッチ７３の制御を行うといった如くである。
【００５５】
このように、本実施形態にかかる芝刈り作業車１によれば、左側の車輪１１Ｌ，５１Ｌを電動モータ５３Ｌで駆動し、右側の車輪１１Ｒ，５１Ｒを電動モータ５３Ｒで駆動している。そして、それぞれの電動モータ５３Ｌ，５３Ｒの出力制御を独立して行うことにより、左右の車輪１１，５１に回転差を与える。これにより、旋回を含めた、芝刈り作業車１の走行制御を行うことが可能となる。なお、芝刈り機１０には、刈刃１３を駆動するエンジン１７が設けられているため、エンジン１７において発生した動力で車輪１１，５１を駆動することも考えられる。しかしながら、このような構成では、エンジン１７の動力を２つに分割する機構が必要とり、駆動系の機構が複雑化してしまうという不都合がある。これに対して、本実施形態のように、一対の電動モータ５３Ｌ，５３Ｒを用いて駆動制御を行えば、比較的簡素な構成で左右輪の独立制御を行うことができる。
【００５６】
また、芝刈り機１０側に設けられたエンジン１７は、刈刃１３を駆動するとともに、発電機２６も駆動する。そのため、この発電機２６において発電された電力をバッテリ７１で蓄電し、蓄えられた電力を電動モータ５３などに供給すれば、芝刈り作業車１を長時間に亘り使用することができる。その結果、バッテリ７１を頻繁に充電する必要がなくなるため、芝刈り作業の効率の向上を図ることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、芝刈り機１０と、車体部５０とはそれぞれ独立して構成されており、個々の重心位置は、それぞれの車軸の上方に存在している。これにより、芝刈り作業車１の重量が、それぞれの車輪１１，５１に全体的に分散されるので、芝に与えるダメージを抑制することができる。また、芝刈り作業車１全体で重心を考えた場合、その重心位置は、芝刈り機１０側の車軸と車体部５０側の車軸との間に存在する。仮にこの重心が前後に偏っているとすると、地面の起伏に沿って傾いた際に、芝刈り作業車１が転倒してしまうといった事態が想定される。しかしながら、本実施形態では、重心位置が比較的に安定した車両の中央に位置に存在するため、このような事態を抑制することができる。また、自律走行車として機能する芝刈り作業車１では、人が乗車することで、重心位置が変化することはない。そのため、芝刈り作業車１の重心位置を予め定めておけば、芝刈り作業中にその重心位置がずれることはないので、より効果的である。
【００５８】
また、芝刈り機１０と車体部５０とは連結部１００を介して連結されている。図１および図４に示すように、連結部１００は、芝刈り機１０には、左車輪１１Ｌと右車輪１１Ｒとの間で連結し、車体部５０には、中央下方で連結している。この連結部１００は、芝刈り機１０側の車輪１１の車軸を中心とした芝刈り機１０の相対的な回転変位を許容している。そのため、芝刈り機１０の路面に対する追従性を妨げることがないので、芝の刈りムラを抑制することができる。また、芝刈り機１０が路面追従をした場合でも、芝刈り機１０側の車輪１１に対する動力伝達機構において動力伝達が有効に行われるため、芝刈り作業車１の安定的な走行を確保することができる。さらに、この動力伝達機構において、動力伝達部材としてベルトを用いることで、芝刈り作業車１の左右両側に掛け渡されたベルト６２Ｌ，６２Ｒの張力により、芝刈り機１０と車体部５０との前後方向における拘束力が向上する。また、連結部１００を介して左右対称となるように左右車輪に対する動力伝達機構を配置しておくことで、例えば、凹凸の多い走行環境であっても、車幅方向における拘束力を向上し、また、連結部１００に生じるねじれなどを抑制できる。
【００５９】
なお、本実施形態にかかる芝刈り作業車１は、車輪１１，５１で駆動する四輪駆動車であるが、本実施形態はかかる構成に限定されるものではない。例えば、この芝刈り作業車１が芝刈り機１０側の車輪１１のみで駆動する、或いは、車体部５０側の車輪５１のみで駆動する二輪駆動車であってもよい。ただし、四輪駆動では、芝刈り作業車１を走行駆動するにあたり、それぞれの車輪１１，５１に対してトルクを分散させることができるので、走行時に車輪が芝に与えるダメージを低減し、芝を保護することができる。
【００６０】
また、本実施形態おいて、油圧シリンダ７０は、芝刈り機１０の上昇において、芝刈り機１０の上昇と、刈刃１３への動力の伝達または遮断との双方を行う。芝刈り機１０の上昇時には、リフト機構６４による芝刈り機１０の上昇に先立ち、ベルトクラッチ２３が作動して、刈刃１３の回転駆動が停止される。そして、刈刃１３の回転駆動が停止した後に、リフト機構６４が作動して、芝刈り機１０の上昇が開始する。したがって、芝刈り機１０が上昇を開始する際には、刈刃１３の駆動が停止しているので、安全性を確保することができる。
【００６１】
なお、上述した実施形態は本発明の好ましい一例ではあって、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において任意に変更可能である。例えば、ロータリカッター１４に対する動力伝達機構において、エンジン１７において発生した動力は、エンジン１７側の駆動プーリ１８と、ロータリカッター１４側の従動プーリ１６との間にベルトを直に掛け渡す構成であってもよい。ただし、このような構成は、芝刈り機１０の構造上のレイアウトに起因して、芝刈り機１０の最も外側にベルトを掛け渡すこととなり、芝刈り作業車１が大型になってしまう点に留意する必要がある。また、本実施形態では、刈刃１３に対する動力の伝達・遮断を行うベルトクラッチ２３をベルト２１の上端に備えているが、同様の作用を奏するのであれば、ベルトクラッチ２３をベルト２１の下端に備えてもよい。また、後段のベルト２２に対して同様のクラッチ機構を適用してもよい。また、動力伝達機構に用いられる伝達部材として、主にベルトを用いて説明したが、本実施形態の作用・効果を奏する限り、例えば、チェーンといった周知の伝達部材を使用してもよい。
【００６２】
また、本発明の芝刈り作業車１は、グリーンの芝を刈る作業車として好ましいが、例えば、グリーンの芝を育成する芝畑、或いは、サッカー場の芝を刈る作業車としても使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態にかかる芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図
【図２】芝刈り作業車の右側面を模式的に示した図
【図３】芝刈り作業車の前面を模式的に示した図
【図４】連結部の説明図
【図５】クラッチ機構の概略的な説明図
【図６】車体部の後面を模式的に示した図
【図７】芝刈り機側の車輪に動力を伝達する動力伝達機構の説明図
【図８】コントローラの構成を示すブロック図
【図９】芝刈り作業車の四輪に関する力学的関係の説明図
【図１０】芝刈り機の上昇状態における芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図
【図１１】移動用車輪の取付状態における芝刈り作業車の左側面を模式的に示した図
【符号の説明】
【００６４】
１ 芝刈り作業車
１０ 芝刈り機
１１ 車輪
１３ 刈刃
１４ ロータリカッター
１５ 下刃
１７ エンジン
２３ ベルトクラッチ
２６ 発電機
２９ ローラ
３０ 支持部材
５０ 車体部
５１ 車輪
５３ 電動モータ
５５ 減速機
６３ テンショナ
６４ リフト機構
７０ 作動部
７１ バッテリ
７３ 電磁クラッチ
８０ コントローラ
１００ 連結部
１１０ 移動用車輪
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芝刈り作業車において、
動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、
前記刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、
前記芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、
前記クラッチ機構と、前記リフト機構とを作動する作動部とを有し、
前記作動部は、前記芝刈り機を上昇させる場合、前記芝刈り機が上昇する前に、前記クラッチ機構によって前記動力源から前記刈刃への動力の遮断を行うとともに、当該動力の遮断が行われた後に、前記リフト機構によって前記芝刈り機を上昇させることを特徴とする芝刈り作業車。
【請求項２】
前記芝刈り機は車輪を有し、
前記リフト機構は、前記車輪の車軸を中心として、前記芝刈り機を回転方向に変位させることによって、前記芝刈り機の昇降を行うことを特徴とする請求項１に記載された芝刈り作業車。
【請求項３】
前記リフト機構と前記作動部とを有する車体部と、
前記芝刈り機と前記車体部とを連結し、前記車体部には、固定的に連結されているとともに、前記芝刈り機には、前記車輪の車軸を中心として前記芝刈り機の回転方向の変位を許容するように連結されている連結部とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載された芝刈り作業車。
【請求項４】
前記作動部は伸縮自在なシリンダであって、
前記動力源から前記刈刃への動力の伝達または遮断は、前記シリンダの伸縮に応じて前記クラッチ機構が作動することによって行われ、
前記芝刈り機の昇降は、前記シリンダの伸縮に応じて前記リフト機構が作動することによって行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された芝刈り作業車。
【請求項５】
前記シリンダが第１の伸縮動作領域にある場合、前記芝刈り機は下降状態にあって、前記動力源から前記刈刃に動力が伝達され、
前記シリンダが前記第１の伸縮動作領域とは異なる第２の伸縮動作領域にある場合、前記芝刈り機は下降状態にあって、前記動力源から前記刈刃への動力伝達が遮断され、
前記シリンダが前記第１の伸縮動作領域および前記第２の伸縮動作領域とは異なる第３の伸縮動作領域にある場合、前記芝刈り機は上昇状態にあって、前記動力源から前記刈刃への動力伝達が遮断されることを特徴とする請求項４に記載された芝刈り作業車。
【請求項６】
前記リフト機構は、
前記芝刈り機に一端が連結された連結部材と、
略Ｌ字形状を有し、第１の延在端が前記連結部材の他端に連結されており、第２の延在端が前記シリンダに連結されたリンクとを有することを特徴とする請求項５に記載された芝刈り作業車。
【請求項７】
前記連結部材は、連結ロッドであって、
前記第１の延在端は、前記連結ロッドの延在方向において所定範囲の摺動が許容された状態で、前記連結ロッドに連結されていることを特徴とする請求項６に記載された芝刈り作業車。
【請求項８】
前記連結部材は、連結ワイヤであり、所定量の弛みが与えられた状態で、前記芝刈り機と第１の延在端とに連結されていることを特徴とする請求項６に記載された芝刈り作業車。
【請求項９】
前記駆動源の動力を出力する出力軸に一体的に取付けられた第１の回転部材と、
前記刈刃の回転軸に一体的に取付けられた第２の回転部材と、
前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に掛け渡されて、前記第１の回転部材側から前記第２の回転部材側に動力を伝達する伝達部材とをさらに有し、
前記クラッチ機構は、
前記シリンダの伸縮動作領域に応じて、前記伝達部材を緊張または弛緩させることにより、前記第１の回転部材側から前記第２の回転部材側への動力の伝達または遮断を行うベルトクラッチと、
前記シリンダと前記ベルトクラッチとを連結する連結部材と
を有することを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載された芝刈り作業車。
【請求項１】
芝刈り作業車において、
動力源から伝達された動力によって駆動する刈刃を有する芝刈り機と、
前記刈刃に対する動力の伝達または遮断を行うクラッチ機構と、
前記芝刈り機の昇降を行うリフト機構と、
前記クラッチ機構と、前記リフト機構とを作動する作動部とを有し、
前記作動部は、前記芝刈り機を上昇させる場合、前記芝刈り機が上昇する前に、前記クラッチ機構によって前記動力源から前記刈刃への動力の遮断を行うとともに、当該動力の遮断が行われた後に、前記リフト機構によって前記芝刈り機を上昇させることを特徴とする芝刈り作業車。
【請求項２】
前記芝刈り機は車輪を有し、
前記リフト機構は、前記車輪の車軸を中心として、前記芝刈り機を回転方向に変位させることによって、前記芝刈り機の昇降を行うことを特徴とする請求項１に記載された芝刈り作業車。
【請求項３】
前記リフト機構と前記作動部とを有する車体部と、
前記芝刈り機と前記車体部とを連結し、前記車体部には、固定的に連結されているとともに、前記芝刈り機には、前記車輪の車軸を中心として前記芝刈り機の回転方向の変位を許容するように連結されている連結部とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載された芝刈り作業車。
【請求項４】
前記作動部は伸縮自在なシリンダであって、
前記動力源から前記刈刃への動力の伝達または遮断は、前記シリンダの伸縮に応じて前記クラッチ機構が作動することによって行われ、
前記芝刈り機の昇降は、前記シリンダの伸縮に応じて前記リフト機構が作動することによって行われることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載された芝刈り作業車。
【請求項５】
前記シリンダが第１の伸縮動作領域にある場合、前記芝刈り機は下降状態にあって、前記動力源から前記刈刃に動力が伝達され、
前記シリンダが前記第１の伸縮動作領域とは異なる第２の伸縮動作領域にある場合、前記芝刈り機は下降状態にあって、前記動力源から前記刈刃への動力伝達が遮断され、
前記シリンダが前記第１の伸縮動作領域および前記第２の伸縮動作領域とは異なる第３の伸縮動作領域にある場合、前記芝刈り機は上昇状態にあって、前記動力源から前記刈刃への動力伝達が遮断されることを特徴とする請求項４に記載された芝刈り作業車。
【請求項６】
前記リフト機構は、
前記芝刈り機に一端が連結された連結部材と、
略Ｌ字形状を有し、第１の延在端が前記連結部材の他端に連結されており、第２の延在端が前記シリンダに連結されたリンクとを有することを特徴とする請求項５に記載された芝刈り作業車。
【請求項７】
前記連結部材は、連結ロッドであって、
前記第１の延在端は、前記連結ロッドの延在方向において所定範囲の摺動が許容された状態で、前記連結ロッドに連結されていることを特徴とする請求項６に記載された芝刈り作業車。
【請求項８】
前記連結部材は、連結ワイヤであり、所定量の弛みが与えられた状態で、前記芝刈り機と第１の延在端とに連結されていることを特徴とする請求項６に記載された芝刈り作業車。
【請求項９】
前記駆動源の動力を出力する出力軸に一体的に取付けられた第１の回転部材と、
前記刈刃の回転軸に一体的に取付けられた第２の回転部材と、
前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間に掛け渡されて、前記第１の回転部材側から前記第２の回転部材側に動力を伝達する伝達部材とをさらに有し、
前記クラッチ機構は、
前記シリンダの伸縮動作領域に応じて、前記伝達部材を緊張または弛緩させることにより、前記第１の回転部材側から前記第２の回転部材側への動力の伝達または遮断を行うベルトクラッチと、
前記シリンダと前記ベルトクラッチとを連結する連結部材と
を有することを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載された芝刈り作業車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１４８７１６（Ｐ２００８−１４８７１６Ａ）
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５９２１９（Ｐ２００８−５９２１９）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【分割の表示】特願２００２−３３４１８６（Ｐ２００２−３３４１８６）の分割
【原出願日】平成１４年１１月１８日（２００２．１１．１８）
【出願人】（５９６０４７１７１）コスモ・イーシー株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３日（２００８．７．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【分割の表示】特願２００２−３３４１８６（Ｐ２００２−３３４１８６）の分割
【原出願日】平成１４年１１月１８日（２００２．１１．１８）
【出願人】（５９６０４７１７１）コスモ・イーシー株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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