JP2017153383A - 芝刈機 - Google Patents

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Abstract

【課題】芝刈り作業の作業状況に合わせて、旋回風を効率よく発生させることができるとともに、回転状態のカッタブレードが停止状態へ移行するときには、カッタブレードを迅速に停止できる。
【解決手段】芝刈機10は、上下方向に延びている回転軸41を中心に回転可能なカッタブレード14と、このカッタブレードを前記回転軸を介して駆動する駆動源15と、前記回転軸に対し直交した水平線46に沿ってフラップ角θrを変更可能に、前記カッタブレードに有したフラップ52と、このフラップのフラップ角を制御するアクチュエータ60と、このアクチュエータを制御する制御部117と、前記カッタブレードを運転状態と停止状態とに切り換え操作するブレード切り換え部104とを備える。前記制御部は、前記ブレード切り換え部から停止切り換え信号を受けたと判断した場合に、前記フラップのフラップ角を増すように前記アクチュエータを制御する。
【選択図】図8

Description

本発明は、ハウジング内に収納されたカッタブレードによって芝草を刈る、ロータリ式芝刈機の技術に関する。
ロータリ式芝刈機は、下方が開放されているハウジング内に収納されたカッタブレードを、芝草に沿って回転させることにより、芝草を刈るものである。このような芝刈機の技術としては、例えば特許文献1が知られている。
特許文献1で知られている芝刈機は、下方が開放されたハウジングと、このハウジング内に位置してハウジングの上下方向に延びた回転軸と、この回転軸を回転中心として回転可能にハウジング内に収納された細長いカッタブレードとを含む。このカッタブレードは、長手方向の両端部に、回転方向の前縁に形成された刃と、この刃の後から後上方へ湾曲しつつ延びたエアリフト部とを有する。このエアリフト部は、カッタブレードが回転したときに、上昇気流と空気の旋回流とを発生させる。芝地に生えている芝草を、上昇気流により立たせて、カッタブレードにより効率よく刈ることができる。カッタブレードによって刈られた芝草(刈り芝)は、エアリフト部によって発生した上昇気流と空気の旋回流とにより、ハウジング内を上昇且つ旋回した後に、刈り芝収納体へ搬送される。
カッタブレードの回転速度を上げることによって、芝刈り性能と刈り芝収納体への搬送性能とを、高めることができる。しかし、カッタブレードの回転に伴って、芝刈機には騒音が発生する。カッタブレードの回転速度が高速になるほど、騒音は増大する傾向になる。このため、カッタブレードの回転速度を変えることなく、芝刈り作業の作業状況に合わせて、旋回風を効率よく発生させることが求められている。
さらには、芝刈機の作業性を高める上で、回転状態のカッタブレードが停止状態へ移行するときに、カッタブレードを迅速に停止させることが好ましい。
特開2002−315418号公報
本発明は、芝刈り作業の作業状況に合わせて、旋回風を効率よく発生させることができるとともに、回転状態のカッタブレードが停止状態へ移行するときには、カッタブレードを迅速に停止させることができる技術を提供することを課題とする。
本発明によれば、芝刈機は、上下方向に延びている回転軸を中心に回転可能なカッタブレードと、このカッタブレードを前記回転軸を介して駆動する駆動源とを含む。この芝刈機は、前記回転軸に対し直交した(略直交を含む)水平線に沿ってフラップ角を変更可能に、前記カッタブレードに有したフラップと、このフラップのフラップ角を制御するアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御部とを備える。
このため、カッタブレードに有しているフラップのフラップ角を、芝刈機の作業状況に応じた最適な角度に、アクチュエータによって適宜設定することができる。従って、芝刈り作業の作業状況に合わせて、フラップにより旋回風を効率よく発生させることができる。カッタブレードによって刈られた芝草(刈り芝)を、旋回風により、ハウジング内で効率よく旋回させ、且つ刈り芝収納体へ効率よく搬送することができる。よって、カッタブレードを駆動するための動力源の、エネルギー消費効率を高めることができる。しかも、カッタブレードの回転速度を変える必要がない。
さらに、芝刈機は、前記カッタブレードを運転状態と停止状態とに切り換え操作するブレード切り換え部を備える。前記制御部は、前記ブレード切り換え部から停止切り換え操作信号を受けたと判断した場合に、前記フラップのフラップ角を増すように前記アクチュエータを制御する構成である。このため、回転状態のカッタブレードが停止状態へ移行するときには、フラップのフラップ角が増す。つまり、フラップが起立姿勢となる。カッタブレードと共に回転しているフラップの空気抵抗が増す。従って、カッタブレードを迅速に停止させることができる。よって、作業者は素早く次の作業に移行することができる。芝刈機の作業性を高めることができる。
好ましくは、芝刈機は、回転状態の前記駆動源と前記カッタブレードとの少なくともいずれか一方が停止したことを検出して停止信号を発する停止検出部を、更に備え、前記制御部は、前記停止検出部から前記停止信号を受けたと判断した場合に、前記フラップのフラップ角を略水平とするように前記アクチュエータを制御する構成である。
このため、回転状態にあった駆動源やカッタブレードが停止したときには、フラップは水平姿勢となる。駆動源を再始動させるときにカッタブレードをも回転させる場合や、駆動源が回転状態のときにカッタブレードを再始動させる場合であっても、フラップによる空気抵抗を極力低減することができる。従って、駆動源の再始動性を高めることができる。この結果、芝刈機の作業性を高めることができる。
好ましくは、前記駆動源を始動と停止とに切り換え操作する駆動源操作スイッチと、前記フラップのフラップ角を検出するフラップ角検出部とを、更に備える。前記制御部は、前記駆動源操作スイッチから始動操作信号を受けたときには、前記フラップを水平とするように前記アクチュエータを制御するとともに、その後に、前記フラップ角検出部から前記フラップが水平状態に戻ったという信号を受けた後に、前記駆動源の始動を開始させるように制御する構成である。
このため、駆動源操作スイッチを始動操作したときに、フラップを水平状態にした後に、駆動源の始動を開始させることができる。フラップが水平状態であれば、そのまま駆動源の始動を開始させることができる。従って、駆動源を始動させるときに、カッタブレードを回転させる場合であっても、フラップによる空気抵抗を極力低減することができる。従って、駆動源の始動性を高めることができる。この結果、芝刈機の作業性を高めることができる。
好ましくは、前記駆動源から前記回転軸までの作業動力伝達系統に介在したクラッチと、このクラッチを切り換えて前記カッタブレードを運転状態と停止状態とに切り換え操作するとともに、運転状態に切り換え操作をしたときに運転切り換え信号を発するブレード切り換え部と、前記フラップのフラップ角を検出するフラップ角検出部とを、更に備える。前記制御部は、前記ブレード切り換え部から前記運転切り換え信号を受けたときには、前記フラップを略水平とするように前記アクチュエータを制御するとともに、その後に、前記フラップ角検出部から前記フラップが水平状態の角度であるという信号を受けた後に、前記カッタブレードの回転を開始させるように制御する構成である。
このため、ブレード切り換え部を運転状態に切り換え操作したときに、フラップを水平状態にした後に、カッタブレードの回転を開始させることができる。フラップが水平状態であれば、そのままカッタブレードの回転を開始させることができる。従って、カッタブレードを回転させるときに、フラップによる空気抵抗を極力低減することができる。従って、カッタブレードの始動性を高めることができる。この結果、芝刈機の作業性を高めることができる。
本発明では、芝刈り作業の作業状況に合わせて、旋回風を効率よく発生させることができるとともに、回転状態のカッタブレードが停止状態へ移行するときには、カッタブレードを迅速に停止させることができる。
本発明による芝刈機の左側面図である。 図1に示される芝刈機の平面図である。 図1に示される駆動源とカッタ機構とカッタブレード周りの断面図である。 図3に示されるカッタ機構とカッタブレード周りの拡大した断面図でる。 図3に示されるカッタブレードと下部カッタブレードの分解した斜視図である。 図5に示されるカッタブレードとフラップと変換機構周りの分解図である。 図6に示されるフラップと変換機構との関係の説明図である。 図1に示される芝刈機の模式図である。 図8に示される制御部の制御フローチャートの前段部分である。 図8に示される制御部の制御フローチャートの後段部分である。 図8に示される芝刈機の作動説明図である。 図10に示される制御フローチャートのステップST22のサブルーチンである。 図12のステップST102で用いられるエンジンの回転速度の変化量判定処理の割込ルーチンである。 図12のステップST133で用いられるスロットル弁の実開度と目標フラップ角設定値のマップである。 図12に示される制御フローを実行したときの芝刈機の作動説明図である。 図10に示される制御フローチャートのステップST22の変形例のサブルーチンである。 図16に示される制御フローを実行したときの芝刈機の作動説明図である。
本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。
実施例に係る芝刈機について図面に基づき説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従い、Frは前側、Rrは後側、Leは左側、Riは右側、CLは機幅中心(機幅中心線)を示す。
図1及び図2に示されるように、芝刈機10は、芝草を刈る歩行型自走式作業機であって、ハウジング11と、このハウジング11の前部に備えた左右の前輪12,12と、このハウジング11の後部に備えた左右の後輪13,13と、このハウジング11の中央の内部に収納された芝刈用のカッタブレード14と、このハウジング11の上部に備えた駆動源15(エンジン15)と、このハウジング11から後方へ延びた操作ハンドル16とからなる。駆動源15は、エンジンを例示して説明する。なお、駆動源15はエンジンに限定されず、例えば電動モータであってもよい。
この芝刈機10は、図2に示されるように平面視において、エンジン15によってカッタブレード14を図時計回り方向へ回転させることにより、芝草を刈り取るとともに、ハウジング11内に矢印Raのような空気の流れ(旋回風の旋回流)を発生させ、この旋回流により、このカッタブレード14によって刈った芝草を、刈り芝搬出通路21を介して刈り芝収納体22に送り込んで収納することができる。この刈り芝収納体22は、例えばバッグからなる。以下、このカッタブレード14によって刈られた芝草のことを「刈り芝」という。
図1に示されるように、このハウジング11は、下端面(芝地Grに対向する面)だけが全面的に開放された、いわゆる下方が開放されたハウジングである。このハウジング11は、カッタブレード14によって刈られた芝草を、旋回風によって旋回運動させつつ、刈り芝搬出通路21へ向かわせるためのスクロール部を有した、平面視渦巻状の部材、つまり渦巻ケーシング(spiral case、scroll case)である。このハウジング11の構成は周知である(例えば特許第3771529号公報参照)。
図2に示されるように、刈り芝搬出通路21には、モード切り換えダンパ23が設けられている。このモード切り換えダンパ23は、ダンパ操作レバー24(図8参照)によって操作可能である。このダンパ操作レバー24は、モード切り換えダンパ23を切り換えるモード切換え部である。以下、このダンパ操作レバー24のことを、適宜「モード切換え部24」と言い換える。ダンパ操作レバー24を操作することによって、(1)モード切り換えダンパ23を開いて、刈り芝を刈り芝収納体22に収納するバギングモードと、(2)モード切り換えダンパ23を閉じて、刈り芝をハウジング11の下方に排出するマルチングモードとに、適宜切換えることができる。
図3に示されるように、このハウジング11は機体の役割を兼ねており、上部にスタンド26を有している。このスタンド26の上端面には、エンジン15が取り付けられている。このエンジン15は、下端から下方の芝地Gr(地面Gr)へ向かってこのハウジング11内まで延びた、出力軸15aを有する。この出力軸15aは、ハウジング11の上に位置して、このハウジング11の上下方向に延びた回転軸である。結果として、この出力軸15aは、水平な芝地Grに対して略垂直になる。
図1及び図3に示されるように、左右の後輪13,13は、走行駆動輪によって構成されている。つまり、エンジン15が発生した動力は、変速機27(油圧式無段変速機27)を介して左右の後輪13,13へ伝達される。油圧式無段変速機27の入力軸27aは、エンジン15の出力軸15aにベルト28によって連結されている。この油圧式無段変速機27は、エンジン15によって駆動される入力軸27aの回転方向に対して、後輪13,13に出力する出力軸27b(車軸27b)の回転方向を正逆転切り替えが可能であるとともに、入力軸27aの回転速度に対して出力軸27bの回転速度を無段階に変速切り替えが可能である。この油圧式無段変速機27の構成は周知である(例えば特開2002−315416号公報参照)。
図3に示されるように、エンジン15が発生した動力は、作業動力伝達系統30によってカッタ機構40に伝えられる。エンジン15からカッタ機構40の回転軸41までの作業動力伝達系統30には、クラッチ31と伝動機構32とが介在している。この伝動機構32は、駆動ギヤ33と従動ギヤ34とからなる。駆動ギヤ33は、エンジン15の出力軸15aにクラッチ31を介して取り付けられている。従動ギヤ34は、回転軸41の上端部41bに取り付けられている。これらのギヤ33,34は、平歯車によって構成されている。クラッチ31がオフ(off)状態のときには、回転軸41はエンジン15の出力軸15aに対して解放されている。クラッチ31がオン(on)状態のときには、回転軸41はエンジン15の出力軸15aに対して連結される。
なお、伝動機構32は、ギヤ機構に限定されるものではなく、駆動プーリと従動プーリとベルトとからなるベルト式伝動機構であってもよい。駆動プーリは、エンジン15の出力軸15aに取り付けられる。従動プーリは、回転軸41に取り付けられる。ベルトは、駆動プーリと従動プーリとの間に掛けられる。
伝動機構32をベルト式伝動機構とした場合には、クラッチ31は、ベルトテンショナによって構成することができる。このベルトテンショナは、後述するブレード切り換え部104(図8参照)の切り換え操作に従い、ベルトを付勢してクラッチオン、付勢を解除してクラッチオフとなる。このようなベルトテンショナ式クラッチは、周知である。
以下、このカッタ機構40とカッタブレード14とについて詳しく説明する。
図4に示されるように、カッタ機構40は、回転軸41と伝達機構70とからなる。この伝達機構70については後述する。回転軸41は、ハウジング11の上下方向に延びており、エンジン15の出力軸15aに対して平行に位置している。この回転軸41は、軸受42,43によって、スタンド26に回転可能に且つ軸方向への移動が規制されて支持されている。この結果、回転軸41は、ハウジング11に回転可能に且つ軸方向への移動が規制されて支持される。
回転軸41は、中空軸によって構成されている。以下、この回転軸41のことを、適宜「中空軸41」と言い換える。回転軸41の下端部41aは、ハウジング11内に位置している。この下端部41aは、回転軸41のなかの他の部位に比べて大径であって、下方を開放した略カップ状に形成されている。この下端部41aのなかの、開放された下端面は、キャップ44によって塞がれている。このキャップ44は、ボルト等の固定部材によって、回転軸41の下端部41aに取り外し可能に取り付けられている。下端部41aの内部とキャップ44とによって、空間部45が形成されている。
図4及び図5に示されるように、カッタブレード14は、回転軸41に設けられてハウジング11内に収納されている。このカッタブレード14は、回転軸41に対し直交した(略直交を含む)水平線46に沿って延びた、平面視略平板状の細長い部材である。カッタブレード14の長手方向の両端部は、このカッタブレード14の回転方向の前縁に形成された一対の刃14a,14aを有している。
さらに、カッタブレード14の長手方向の中央には、環状のハブ51が設けられている。このハブ51は、回転軸41の下端部41aの外周面に嵌合された環状の部材である。このハブ51は、下端部41aにボルト等の固定部材によって、取り外し可能に取り付けられている。このため、カッタブレード14は、回転軸41と共に回転可能である。
図3、図5及び図6に示されるように、このカッタブレード14は、少なくとも一部にフラップ52,52を有している。カッタブレード14に対するフラップ52の範囲は、カッタブレード14の一部のみ、カッタブレード14の先端側の半分、カッタブレード14の全体の、いずれかをも含む。
一例を示すと、カッタブレード14の長手方向の両端部に、それぞれフラップ52,52が設けられる。このフラップ52,52は、カッタブレード14に対して一対の刃14a,14aとは反対側に位置している。カッタブレード14は、フラップ52,52を配置するためのスペースの分だけ、切り欠かれている。
このフラップ52,52は、水平線46に沿ってフラップ角(上下スイング角)を変更可能である。より詳しく述べると、水平線46上には一対のフラップ支持軸53,53が配置されている。この一対のフラップ支持軸53,53は、互いに同心上に位置している。この一対のフラップ支持軸53,53の一端部は、ハブ51を貫通して、回転軸41の下端部41aの空間部45(図4参照)まで延びている。さらに、ハブ51に対して、フラップ支持軸53,53の一端部は、回転可能に支持されるとともに、このフラップ支持軸53,53の軸長手方向への移動を規制されている。
一対のフラップ52,52は、一対のフラップ支持軸53,53に取り付けられている。このため、フラップ52,52は、フラップ支持軸53,53の回転に従い、このフラップ支持軸53,53を中心として上下方向(フラップ52,52の上下面方向)にスイング可能である。つまり、フラップ52,52は、前記水平線46に沿って(カッタブレード14の長手方向に沿って)上下スイング可能な補助ブレードである。以下、フラップ52,52のことを、適宜「補助ブレード52,52」と言い換える。
図3及び図4に示されるように、前記フラップ52,52のフラップ角は、アクチュエータ60が発する出力によって制御される。つまり、アクチュエータ60の出力は、前記伝達機構70によってフラップ52,52に伝達される。この伝達機構70は、中空軸41(回転軸41)の内部に収納されている。この伝達機構70は、制御軸71と変換機構80とからなる。
制御軸71は、中空軸41に対して軸方向へのスライド可能に、且つこの中空軸41に対して相対回転を規制されて、中空軸41の中に嵌合されている。具体的には、制御軸71は、中空軸41に対してスプライン72により、スライド可能に且つ相対回転を規制されている。なお、スプライン72の代わりにセレーションや平行キーの構成でもよい。
アクチュエータ60は、リニアアクチュエータによって構成されている。つまり、アクチュエータ60の出力軸60aは、制御軸71の軸方向にスライド可能である。この出力軸60aと制御軸71とは、中空軸41に対して同心上に位置している。
アクチュエータ60の出力軸60aは、制御軸71をスライド駆動可能に、この制御軸71の上端部71aに組み合わされている。より詳しく述べると、制御軸71の上端には、上を開放した断面円形状の凹部73が形成されている。アクチュエータ60の出力軸60aは、凹部73に嵌合されている。
アクチュエータ60の出力軸60aと制御軸71との間には、2つの転がり軸受74,75が介在している。2つの転がり軸受74,75のなかの、1つはラジアルベアリング74であり、他の1つはスラストベアリング75である。なお、2つの転がり軸受74,75には、ニードルベアリングを含む。出力軸60aの外周面は、ラジアルベアリング73によって凹部73の内周面に回転可能且つスライド可能に支持されている。出力軸60aの下端面は、スラストベアリング75によって凹部73の底面に回転可能に接している。出力軸60aは、下降することにより、スラストベアリング75を介して制御軸71を下方にスライド変位させることができる。
制御軸71の下端部71bは、空間部45の中へ延びて、キャップ44の上面に面している。制御軸71の下端面とキャップ44の上面との間には、圧縮コイルばね76(リターンスプリング76)が介在している。この圧縮コイルばね76は、制御軸71を、アクチュエータ60の出力軸60aの下端面に向かって付勢している。このため、出力軸60aの下端面は、スラストベアリング75を介して凹部73の底面に常に接している。出力軸60aが上昇するに従って、圧縮コイルばね76は、制御軸71を上方にスライド変位させることができる。この結果、制御軸71は、アクチュエータ60の出力軸60aの進退運動に同期して、出力軸60aと同じ方向に上下スライドすることができる。
前記変換機構80は、制御軸71のスライド運動をフラップ52,52のフラップ角を変更する運動、つまりスイング運動に変換可能に、中空軸41の内部(つまり空間部45)に収納されている。つまり、制御軸71の下端部71bは、変換機構80を介してフラップ52,52に連結されている。
図4〜図7に示されるように、この変換機構80は、ピン81と一対のカム部82,82とからなる。ピン81は、制御軸71の下端部71bから径外方の両側へ延びている。例えば、このピン81は、下端部71bを径方向に貫通している。
一対のカム部82,82は、一対のフラップ支持軸53,53の一端部にそれぞれ固定された円盤状の部材である。この一対のカム部82,82は、一対のフラップ支持軸53,53を中心として回転可能に、回転軸41の下端部41aに支持されている。このように、一対のカム部82,82は、フラップ52,52のスイング中心52a(水平線46)を基準として回転可能に中空軸41に支持されるとともに、フラップ支持軸53,53によってフラップ52,52に設けられている。
この一対のカム部82,82は、ピン81が接触可能なカム面83,83を有している。このカム面83,83同士は、互いに向かい合っている。ピン81の先端部は、カム面83,83に接触可能である。これらのカム面83,83は、制御軸71と共に上下に変位するピン81のスライド運動を、カム部82,82の回転運動に変換可能なカム溝によって構成されている。以下、カム面83,83のことを、適宜「カム溝83,83」と言い換える。ピン81の外周面は、カム溝83,83の側面を摺りながら、上下に変位することが可能である。この結果、カム部82は回転する。
図6及び図7(a)に示されるように、このカム溝83は、フラップ52のスイング中心52aを基準とした、略横向きV字状に形成されている。ここで、フラップ52のスイング中心52aは、フラップ支持軸53の中心53aとカム部82の回転中心82aとに合致しているとともに、回転軸41に対し直交した水平線46に沿っている。詳しく述べると、カム溝83は、カム部82の回転中心82a上に位置した溝中心部84と、溝中心部84から上方且つ斜めに延びた上溝部85と、溝中心部84から下方且つ斜めに延びた下溝部86とからなる。溝中心部84と上溝部85と下溝部86とは、連続している。
次に、変換機構80とフラップ52,52との動作関係について、図7(a)〜(d)を参照しつつ説明する。図7(a)は、フラップ52が水平状態(フラップ角θr=0°)のときの、変換機構80とフラップ52の関係を示している。このときに、ピン81は溝中心部84(カム部82の回転中心82a)に位置している。カッタブレード14は、水平状態のフラップ52と共に矢印Rb方向へ回転することによって芝草を刈ることができる。
その後、ピン81が、図6に示される制御軸71と共に下方(矢印Ad方向)へ変位して、カム溝83の下溝部86の側壁を押し下げる。カム部82とフラップ支持軸53が図時計回りに回るので、フラップ52は上方にスイングする。この結果を図7(b)に示す。フラップ52が水平状態から上方にスイングするスイング角θr、つまりフラップ角θrの大きさは、制御軸71の下降変位量に対応する。カッタブレード14が回転することにより、フラップ52は上昇流Rcを発生させる。
その後、ピン81が、図6に示される制御軸71と共に上方(矢印Au方向)へ変位する。ピン81が溝中心部84へ戻るまでは、ピン81は下溝部86内を上方へ変位するだけの、いわゆる空振り状態である。このため、フラップ52のフラップ角θrは変化しない。
その後、図7(c)に示されるように、ピン81が溝中心部84から更に上方(矢印Au方向)へ変位して、上溝部85の側壁を押し上げる。カム部82とフラップ支持軸53が図反時計回りに回るので、フラップ52は下方にスイングする。この結果を図7(d)に示す。フラップ52は水平状態(フラップ角θr=0°)に戻る。
以上の説明をまとめると、次のとおりである。図4、図5及び図7に示されるように、芝刈機10は、水平線46に沿ってフラップ角θr(スイング角θr)を変更可能に、カッタブレード14の少なくとも一部に有したフラップ52,52(補助ブレード52,52)と、このフラップ52,52のフラップ角θrを制御する出力を発するアクチュエータ60と、このアクチュエータ60の出力をフラップ52,52に伝達する伝達機構70とを備えている。
このため、カッタブレード14に有しているフラップ52,52のフラップ角θrを、芝刈機10の作業状況に応じた最適な角度に、アクチュエータ60によって適宜設定することができる。従って、芝刈り作業の作業状況に合わせて、フラップ52,52により旋回風を効率よく発生させることができる。刈り芝を、旋回風によりハウジング11内で効率よく旋回させ、且つ刈り芝収納体22(図2参照)へ効率よく搬送することができる。よって、カッタブレード14を駆動するための動力源15の、エネルギー消費効率を高めることができる。しかも、カッタブレード14の回転速度を変える必要がない。
また、カッタブレード14の負荷状態や、ハウジング11内の負圧状態に従って、フラップ52,52のフラップ角θrを最適な角度に制御することができる。このフラップ角θrを制御することにより、ハウジン11グから刈り芝収納体22へ刈り芝を搬送する経路への、刈り芝の詰まり現象を、十分に抑制することができる。
また、カッタブレード14を空転させるだけで芝刈り作業を行っていないときなどの、低負荷時には、フラップ52,52のフラップ角θrを小さくすることによって、風切り音などの騒音を低減することができる。しかも、カッタブレード14の回転速度に関係なく、騒音抑制性能を高めることができる。
また、旋回風によって刈り芝を飛ばして刈り芝収納体22へ収納するときに、フラップ52,52のフラップ角θrを適宜設定することにより、刈り芝の飛距離を調節することができる。この結果、刈り芝を刈り芝収納体22に効率よく収納することができる。
さらに、図4に示されるように、伝達機構70は、中空軸41の内部に収納されている。つまり、回転軸41を有効活用して伝達機構70を配置した。伝達機構70を中空の回転軸41に収納することにより、伝達機構70をハウジング11内に効率よく且つ省スペースに配置することができる。しかも、伝達機構70がハウジング11内に露出しないので、伝達機構70とハウジング11との間に、刈り芝が詰まる心配はない。さらには、カッタブレード14やフラップ52,52によって発生した旋回風を、伝達機構70によって妨げることなく、ハウジング11内に円滑に流すことができる。このため、伝達機構70があるにもかかわらず、円滑に流れた旋回風により刈り芝を飛ばして、刈り芝収納体22へ効率よく収納することができる。
さらには、図4に示されるように、伝達機構70は制御軸71と変換機構80とからなる。制御軸71の下端部71bは、変換機構80を介してフラップ52,52に連結されている。アクチュエータ60の出力軸60aは、制御軸71をスライド駆動可能にこの制御軸71の上端部71aに組み合わされている。このため、アクチュエータ60によって制御軸71をスライド駆動し、変換機構80によって、制御軸71のスライド運動をフラップ52,52のフラップ角θrを変更する運動に変換することができる。この結果、アクチュエータ60によってフラップ角θrを制御することができる。しかも、伝達機構70は、中空軸41の中に軸方向へのスライド可能に嵌合された制御軸71と、中空軸41の内部に収納された変換機構80とによって、構成されている。このため、中空の回転軸41の内部を有効に活用して、伝達機構70を効率よく収納することができる。
さらには、図4に示されるように、ピン81とカム部82,82とからなるカム機構によって、簡単で小型の変換機構80を構成することができる。しかも、制御軸71のスライド運動をフラップ52,52のフラップ角θrを変更する運動に、素早く変換することができる。
さらには、図4及び図6に示されるように、カム溝83は、フラップ52,52のスイング中心52aを基準とした、略横向きV字状に形成されている。このため、アクチュエータ60によって制御軸71を駆動するスライド方向を変えることにより、フラップ52,52のスイング方向を変更することができる。例えば、フラップ52,52のスイング方向を上向きから、下向きに変更することができる。この場合には、回転軸41を逆転させることによって、フラップ52,52により上昇気流を発生させることができる。このように、芝刈機10の使用条件に従って、フラップ52,52のスイング方向と回転軸41の回転方向とを適宜組み合わせることができる。
さらには、図4に示されるように、リニアアクチュエータ60の出力軸60aと制御軸71との間には、転がり軸受74,75が介在している。このため、制御軸71が中空軸41と共に回転をするときに、リニアアクチュエータ60の出力軸60aと制御軸71との間に発生する摩擦抵抗を、極力低減することができる。従って、制御軸71が高速回転をしている状態であっても、リニアアクチュエータ60によって制御軸71を迅速に且つ確実にスライド駆動することができる。カッタブレード14を回転中であっても、フラップ52,52のフラップ角θrを、芝刈機10の作業状況に応じた最適な角度に迅速に且つ確実に設定することができる。
ところで、図1及び図3に示されるフラップ52,52を備えているカッタブレード14が回転すると、フラップ52,52によって上昇気流を発生させることができる。この上昇気流の大きさは、フラップ52,52のフラップ角θrの大きさに従う。カッタブレード14の下方には、上昇気流による負圧が発生する。この負圧の大きさに従って、芝地Gr(地面Gr)に生えている芝草の立つ程度が変化する。芝草の刈り高さを極力一定に維持するためには、カッタブレード14を備えたハウジング11の高さを微調整することが、より好ましい。
これに対し、図4及び図5に示されるように、カッタブレード14の下方には、下部カッタブレード91が位置している。この下部カッタブレード91は、回転軸41(中空軸41)に固定された固定ブレードによって構成されている。つまり、下部カッタブレード91は、キャップ44にボルト等の固定部材によって、取り外し可能に取り付けられている。このため、下部カッタブレード91は、回転軸41と共に回転可能である。この下部カッタブレード91は、カッタブレード14に概ね沿って延びた、平面視略平板状の細長い部材である。この下部カッタブレード91は、カッタブレード14に対して若干位相がずれて位置してもよい。下部カッタブレード91の長手方向の両端部は、この下部カッタブレード91の回転方向Rbの前縁に形成された一対の刃91a,91aを有している。
このため、下部カッタブレード91の下方に、上昇気流によって発生する負圧の大きさは、概ね一定である。芝地Gr(地面Gr)に生えている芝草の立つ程度は、概ね一定である。芝草の刈り高さを極力一定に維持することができる。
従って、上のカッタブレード14のフラップ52,52によって、旋回風を効率よく発生させることができるとともに、下部カッタブレード91によって芝草の刈り高さを極力一定に維持することができる。
図1及び図8に示されるように、操作ハンドル16は、芝刈機10を後方から見て、概ねアーチ状に形成されており、ハウジング11から後上方に延びる左右のハンドルバー16aと、左右のハンドルバー16aに架け渡されたグリップ部16bとからなる。左右のハンドルバー16aの後端部には、クラッチレバー101と走行レバー102とが、前後スイング可能に取り付けられている。このクラッチレバー101と走行レバー102とは、芝刈機10を後方から見て、操作ハンドル16の後部に沿った概ねアーチ状に形成されている。このクラッチレバー101と走行レバー102とは、手によって前方にスイング操作してグリップ部16bと共に握ることができ、操作する手を離したときに自動的に元の位置へ復帰する、自動復帰式操作部材である。
クラッチレバー101は、クラッチ31を切り換え操作する操作部材である。クラッチレバー101をグリップ部16bと共に手で握っているときだけ、クラッチ31はオン(on)状態に操作される。この結果、カッタブレード14を運転状態とすることができる。クラッチレバー101から操作する手を離すことによって、クラッチ31はオフ(off)状態に自動復帰する。この結果、カッタブレード14を停止状態とすることができる。
クラッチレバー101の操作位置は、クラッチ操作検出センサ103によって検出される。このクラッチ操作検出センサ103は、例えばスイッチからなる。クラッチレバー101によりクラッチ31をオン操作、つまりカッタブレード14を運転状態に切り換え操作をしたときに、クラッチ操作検出センサ103は運転切り換え位置を検出して運転切り換え信号を発する。つまり、クラッチレバー101によって、クラッチ31を停止状態から運転状態に切り換え操作をしたときに、クラッチ操作検出センサ103は「運転切り換え信号」を発する。
一方、作業用クラッチレバー101によりクラッチ31をオフ操作、つまりカッタブレード14を停止状態に切り換え操作をしたときに、クラッチ操作検出センサ103は停止切り換え位置を検出して停止切り換え信号を発する。
クラッチレバー101とクラッチ操作検出センサ103との組合せ構造は、ブレード切り換え部104を構成する。このブレード切り換え部104は、クラッチ31を切り換えてカッタブレード14を運転状態と停止状態とに切り換え操作するとともに、クラッチ31を停止状態から運転状態に切り換え操作をしたときに「運転切り換え信号」を発する。つまり、ブレード切り換え部104のなかの、クラッチ操作検出センサ103が運転切り換え信号を発する。
このブレード切り換え部104は、カッタブレード14を運転状態と停止状態とに切り換え操作するものであればよく、例えば操作スイッチだけによって構成することができる。この操作スイッチによってクラッチ31のオン、オフを電気的に切り換え操作することができる。この場合には、操作スイッチは、クラッチ31をオン操作、つまりカッタブレード14を運転状態に切り換え操作をしたときに、運転切り換え信号を発する。一方、操作スイッチは、クラッチ31をオフ操作、つまりカッタブレード14を停止状態に切り換え操作をしたときに、停止切り換え信号を発する。
以下、ブレード切り換え部104(前記操作スイッチを含む)のことを、適宜「ブレードスイッチ104」と言い換えることにする。
左又は右のハンドルバー16aの後部には、変速レバー105が設けられている。この変速レバー105は、変速機27を変速操作するものであって、走行レバー102に引張りばね106を介して接続されるとともに、変速用ケーブル107を介して変速機27の変速アームに連結されている。走行レバー102を操作したときに、変速機27は変速レバー105の変速操作位置に応じた速度によって後輪13を回転させる。その後、走行レバー102を元に戻すことにより、変速機27の出力回転は零になり、後輪13を停止させる。
芝刈機10は、内圧検出部111と走行速度検出部112と刈り芝収納体重量検出部113とモード切換えスイッチ114とフラップ角検出部115と操作部116と制御部117とを備えている。操作部116と制御部117とは、エンジン15(駆動源15)の近傍又は操作ハンドル16に位置している。操作部116は、メインスイッチ118とアラーム119とを備える。
内圧検出部111は、ハウジング11の内圧Prを検出して検出信号を発する。例えば、内圧検出部111は、刈り芝搬出通路21のなかの、ハウジング11とモード切り換えダンパ23との間に位置している。
走行速度検出部112は、芝刈機10の走行速度Spr(車速Spr)を検出して検出信号を発する。例えば、走行速度検出部112は、後輪13の車軸27bの回転速度を検出することによって、芝刈機10の車速Sprを間接的に検出する。
刈り芝収納体重量検出部113は、刈り芝収納体22の重量Wrを検出して検出信号を発する。例えば、刈り芝収納体重量検出部113は、刈り芝収納体22の重量Wrを直接に又は間接的に検出する。刈り芝収納体22は、刈り芝搬出通路21の出口に対し、取り外し可能に取り付けられている。この出口には、刈り芝収納体22の重量Wrが作用する。また、この重量Wrによるモーメントが出口に働く。このモーメントの大きさに従って、刈り芝収納体22は出口に対し下方へ首振り(回転)をしようとする。刈り芝収納体重量検出部113は、この首振り角(回転角)を検出することによって、刈り芝収納体22の重量重量Wrを間接的に検出することができる。さらにまた、刈り芝収納体重量検出部113は、出口に作用した重量Wrを検出することによって、刈り芝収納体22の重量重量Wrを間接的に検出することができる。
モード切換えスイッチ114は、モード切り換えダンパ23の切り換え位置を検出して検出信号を発する。つまり、モード切換えスイッチ114は、モード切り換えダンパ23の開閉に対応した切り換え信号を発するモード切換え検出部である。以下、このモード切換えスイッチ114のことを、適宜「モード切換え検出部114」と言い換える。このモード切換えスイッチ114は、モード切り換えダンパ23の開閉位置を直接に検出するか、又は、ダンパ操作レバー24のレバー位置を検出することにより、モード切り換えダンパ23の開閉位置を間接的に検出する。そして、モード切換えスイッチ114は、モード切り換えダンパ23が開いた位置にあることを検出したら、開信号、つまりバギングモード信号を発する。また、モード切換えスイッチ114は、モード切り換えダンパ23が閉じた位置にあることを検出したら、閉信号、つまりマルチングモード信号を発する。
モード切換え部24は、ダンパ操作レバーの構成に限定されるものではなく、電動モータ等の動力手段によって構成してもよい。その場合には、動力手段からなるモード切換え部24を、モード切換えスイッチ114によって切り換え操作することができる。この場合のモード切換えスイッチ114は、モード切り換えダンパ23の開閉に対応した切り換え信号を発する「モード切換え検出部」の役割の他に、動力手段からなるモード切換え部24を切り換え操作するための「操作スイッチ」の役割を果たす。
この場合に、操作スイッチからなるモード切換え検出部114(モード切換えスイッチ114)によって、モード切り換えダンパ23を開き位置に操作したときに、モード切換え検出部114はバギングモード信号を発する。また、モード切換え検出部114によって、モード切り換えダンパ23を閉じ位置に操作したときに、モード切換え検出部114はマルチングモード信号を発する。
フラップ角検出部115は、フラップ52,52のフラップ角θrを検出して検出信号を発する。例えば、フラップ角検出部115は、図3に示されるアクチュエータ60の出力軸60aの回転角、制御軸71の回転角、フラップ支持軸53の回転角を検出することによって、フラップ52,52のフラップ角θrを間接的に検出する。
メインスイッチ118は、芝刈機10の電源系統をオン、オフするためのロータリスイッチからなる。例えば、駆動源15をエンジンによって構成した場合には、メインスイッチ118はイグニッションスイッチによって構成される。このイグニッションスイッチ118(メインスイッチ118)は、オフ位置とオン位置とスタート位置とに切り換え操作可能である。
イグニッションスイッチ118をオフ位置(OFF位置)からオン位置(ON位置)へ操作することで、芝刈機10の電源系統をオンとし、エンジン15の始動に備える。
イグニッションスイッチ118をオン位置からスタート位置(ST位置)へ操作することで、エンジン15を始動可能である。エンジン15が始動した後には、イグニッションスイッチ118をスタート位置からオン位置へ戻す。
イグニッションスイッチ118をオン位置からオフ位置へ戻すことで、エンジン15を停止させるとともに、芝刈機10の電源系統を停止させることができる。
このように、メインスイッチ118は、エンジン15(駆動源15)を始動と停止とに切り換え操作することができる。以下、このメインスイッチ118(イグニッションスイッチ118)のことを、適宜「駆動源操作スイッチ118」と言い換える。
アラーム119は、制御部117の指令によって表示や音によって報知する。
次に、エンジン15の系統について説明する。エンジン15はスロットル弁用制御モータ121、スロットル開度検出部122、エンジン速度検出部123を備える。スロットル弁用制御モータ121は、エンジン吸気系124に備えたスロットル弁125を開閉駆動するアクチュエータであり、例えばステップモータからなる。スロットル開度検出部122は、スロットル弁125の開度αrを検出し、検出信号を発する。
エンジン速度検出部123は、エンジン15の回転速度Ner(回転数Ner)を検出し、検出信号を発する。回転状態のエンジン15(駆動源15)が停止すると、回転速度Nerの値は実質的に「零」になる。エンジン速度検出部123は、回転速度Nerの値が実質的に「零」になったことを検出したときに、回転状態のエンジン15(駆動源15)が停止したことを検出して駆動源停止信号を発する。以下、このエンジン速度検出部123のことを、適宜「停止検出部123」と言い換える。
制御部117は、メインスイッチ118や各種の検出部の各信号を受けて、エンジン15を所定の制御モードによって制御する電子制御ユニットであり、例えばマイクロコンピュータからなる。つまり制御部117は、検出されたエンジン15の回転速度Nerとスロットル弁125の開度αrなどの各データに基づき、所定の制御モードによってスロットル弁用制御モータ121を介してスロットル弁125の開度αrを制御することで、エンジン15の回転速度Nerが目標回転速度と一致するように電気的に制御する。さらに、制御部117は、メインスイッチ118や各種の検出部の各信号を受けて、フラップ52,52のフラップ角θrを電気的に制御する。
以上の説明から明らかなように、エンジン15は電子式ガバナ126(電気式ガバナ、電子式調速機とも言う。)を搭載したことを特徴とする。この電子式ガバナ126は、制御部117の制御信号に基づいて、スロットル弁用制御モータ121によりスロットル弁125の開度αrを自動的に調整することにより、エンジン15の回転速度Nerを制御する。この電子式ガバナ126は、制御部117、スロットル弁用制御モータ121、スロットル開度検出部122、エンジン速度検出部123及びスロットル弁125の組合せからなる。
次に、制御部117(図8参照)をマイクロコンピュータによって構成した場合の制御フローについて、図9〜図17に基づき説明する。なお、図9〜図17に示される制御フローチャートでは、芝刈機10のなかの、駆動源15の回転速度Nerとフラップ52,52のフラップ角θrの制御に関するステップのみを説明し、他の制御に関するステップについては省略する。また、この制御フローでは、駆動源15をエンジンによって構成するとともに、メインスイッチ118をイグニッションスイッチによって構成した例を挙げて説明する。以下、図3、図4及び図8を参照しつつ説明する。
図9及び図10は、本発明に係る制御部117の制御フローチャートである。制御部117は制御を開始すると、先ずステップST10では初期設定をすることにより、各設定値及びフラグを初期の値に設定する。例えば、エンジン回転速度一定制御フラグFneを”0”に設定するとともに、フラップ角制御フラグFθを”0”に設定する
次に、メインスイッチ118の信号を読み込む(ステップST11)。次に、メインスイッチ118がオン、つまりオン位置であるか否かを判断する(ステップST12)。ここで、メインスイッチ118がオン(on)になるまでステップST11〜ST12を繰り返す。メインスイッチ118がオン(on)の場合には、制御部117は、メインスイッチ118から始動操作信号を受けたと判断して、次のステップST13に進む。このように、フラップ52,52が起立している状態のときには、フラップ52,52を水平状態とした後に、エンジン15を始動可能とする。
次に、フラップ52,52の実際のフラップ角θr(実フラップ角θr)をフラップ角検出部115によって検出する(ステップST13)。次に、実フラップ角θrが零よりも大きい(θr>0°)か否か、つまりフラップ52,52が水平状態ではないか否かを判断する(ステップST14)。ここで、θr>0°であると判断した場合には、次のステップST15で、フラップ52,52の目標フラップ角設定値θsを0°に設定する(θs=0°)。次に、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御した(ステップST16)後に、ステップST17に進む。一方、ステップST14において、実フラップ角θr=0であると判断した場合には、そのままステップST17に進む。このステップST17では、メインスイッチ118がオン位置からスタート位置へ切り換え操作されたときに、エンジン15を始動させる。
このエンジン15が始動したときに、次のステップST18では、フラップ52,52の目標フラップ角設定値θsを、予め設定されているエンジン始動時基準値θensに設定する(θs=θens)。次に、ステップST19では、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御する。このように、エンジン15が始動したときには、フラップ52,52をエンジン15が始動したときのフラップ角θensまで起立させる。
次に、ブレードスイッチ104の信号を読み込む(ステップST20)。次に、ブレードスイッチ104がオンであるか否かを判断する(ステップST21)。ここで、ブレードスイッチ104がオフ(off)であると判断した場合には、後述のステップST28に進み、エンジン15が停止したか否かを判断する。一方、ここで、ブレードスイッチ104がオン(on)であると判断した場合には、次のステップST22に進む。このステップS22では、芝刈り制御を実行する。このステップST22での、芝刈り制御処理を実行するための具体的な制御フローについては、図12によって説明する。
ステップST22の次には、ブレードスイッチ104の信号を読み込む(ステップST23)。次に、ブレードスイッチ104がオフであるか否かを判断する(ステップST24)。ここで、ブレードスイッチ104がオフ(off)になるまでステップST22〜ST24を繰り返す。つまり、ブレードスイッチ104がオン(on)であるあいだは、ステップST22の芝刈り制御を実行し続ける。ブレードスイッチ104がオフ(off)の場合には、次のステップST25において、フラップ52,52の目標フラップ角設定値θsを、カッタブレード14を停止させるときの、予め設定されているブレード停止基準値θoffの値に設定する(θs=θoff)。次に、ステップST26では、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御する。
次のステップST27では、エンジン15の実際の回転速度Ner(実回転速度Ner)をエンジン速度検出部123によって検出する。次に、エンジン15が停止したか否かを判断する(ステップST28)。ここで、実回転速度Nerが零又はほぼ零(Ner=0又はNer≒0)まで低下していないと判断した場合には、エンジン15が運転中であると判断する。エンジン15が運転中であると判断した場合には、ステップST18へ戻り、そのままブレードスイッチ104のオン、オフに従って芝刈り制御処理を実行する。一方、ステップST28において、エンジン15が停止したと判断した場合には、次のステップST29に進む。
ステップST29では、フラップ52,52の目標フラップ角設定値θsを0°に設定する(θs=0°)。次に、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御した(ステップST30)後に、この制御フローを終了する。このように、エンジン15が停止したときには、フラップ52,52を水平状態に戻す。従って、エンジン15を再始動させるときに、カッタブレード14の回転負荷を低減させることができる。
次に、上記図9及び図10に示す制御フローを実行したときの、各部の作用について図11に基づき説明する。図11は芝刈機10のタイムチャートであり、横軸を時間として各部の作用を示す。
今、メインスイッチ71がオフ位置(OFF位置)にあり、ブレードスイッチ104がオフであり、エンジン15が停止状態にある。フラップ52,52の実フラップ角θrは零よりも大きい(θr>0°)。
その後、メインスイッチ71をオン位置(ON位置)に操作すると、フラップ52,52の実フラップ角θrは零になる(θr=0°)。その後、メインスイッチ71をスタート位置(ST位置)に操作すると、エンジン15は始動する。の直後に、フラップ52,52の実フラップ角θrは、エンジン15が始動したときのフラップ角θensまで起立する。その後、メインスイッチ71をオン位置(ON位置)に戻す。エンジン15はアイドリング状態の回転速度Nesを維持する。
その後、ブレードスイッチ104をオンとすることにより、カッタブレード14は回転する。その後、ブレードスイッチ104をオフに戻すことにより、カッタブレード14は停止し始める。このときに、フラップ52,52の実フラップ角θrは、ブレード停止基準値θoffまで起立する。この結果、カッタブレード14の回転抵抗が増大するので、カッタブレード14は迅速に停止する。
その後、メインスイッチ71をオフ位置(OFF位置)に戻すと、エンジン15は停止し始める。エンジン15の実回転速度Nerが零又はほぼ零(Ner=0又はNer≒0)まで低下したときに、フラップ52,52は水平状態に戻る。
なお、停止検出部123は、回転状態のエンジン15(駆動源15)とカッタブレード14との少なくともいずれか一方が停止したことを検出して停止信号を発するものであればよい。例えば、停止検出部123は、回転状態のエンジン15が停止したことを検出して停止信号を発する駆動源停止検出部と、回転状態のカッタブレード14が停止したことを検出して停止信号を発するブレード停止検出部との、2つの構成とすることができる。
このブレード停止検出部は、カッタブレード14の回転速度を検出する。回転状態のカッタブレード14が停止すると、回転速度の値は実質的に「零」になる。ブレード停止検出部は、カッタブレード14の回転速度の値が実質的に「零」になったことを検出したときに、回転状態のカッタブレード14が停止したことを検出して停止信号を発する。
また、制御部117は、駆動源操作スイッチ118からの始動操作信号と、ブレード切り換え部104からの運転切り換え信号との、少なくともいずれか一方を受けたときには、フラップ52,52を略水平とするようにアクチュエータ60を制御するとともに、その後に、フラップ角検出部115からフラップが水平状態に戻ったという信号を受けた後に、駆動源15の始動を開始又はカッタブレード14の回転を開始させるように制御する構成であればよい。
以上の説明をまとめると、次の通りである。制御部117は、ブレード切り換え部104から停止切り換え操作信号を受けたと判断した場合に、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御する構成である。このため、回転状態のカッタブレード14が停止状態へ移行するときには、フラップ52,52のフラップ角θrが増す。つまり、フラップ52,52が起立姿勢となる。カッタブレード14と共に回転しているフラップ52,52の空気抵抗が増す。従って、カッタブレード14を迅速に停止させることができる。よって、作業者は素早く次の作業に移行することができる。芝刈機10の作業性を高めることができる。
さらに、制御部117は、停止検出部123(駆動源停止検出部やブレード停止検出部)から停止信号を受けたと判断した場合に、フラップ52,52を略水平とするようにアクチュエータ60を制御する。このため、回転状態にあった駆動源15やカッタブレード14が停止したときには、フラップ52,52は水平姿勢となる。駆動源15を再始動させるときに、カッタブレード14をも回転させる場合や、駆動源15が回転状態のときにカッタブレード14を再始動させる場合であっても、フラップ52,52による空気抵抗を極力低減することができる。従って、駆動源15の再始動性を高めることができる。この結果、芝刈機10の作業性を高めることができる。
さらに、制御部117は、駆動源操作スイッチ118からの始動操作信号と、ブレード切り換え部104からの運転切り換え信号との、少なくともいずれか一方を受けたときには、フラップ52,52を略水平とするようにアクチュエータ60を制御するとともに、その後に、フラップ角検出部115からフラップが水平状態に戻ったという信号を受けた後に、駆動源15の始動を開始又はカッタブレード14の回転を開始させるように制御する。
このため、駆動源操作スイッチ118を始動操作したときに、フラップ52,52を水平状態にした後に、駆動源15の始動を開始させることができる。フラップ52,52が水平状態であれば、そのまま駆動源15の始動を開始させることができる。従って、駆動源15を始動させるときに、カッタブレード14を回転させる場合であっても、フラップ52,52による空気抵抗を極力低減することができる。従って、駆動源15の始動性を高めることができる。この結果、芝刈機10の作業性を高めることができる。
また、ブレード切り換え部104を運転状態に切り換え操作したときに、フラップ52,52を水平状態にした後に、カッタブレード14の回転を開始させることができる。フラップ52,52が水平状態であれば、そのまま駆動源15やカッタブレード14の回転を開始させることができる。従って、カッタブレード14を回転させるときに、フラップ52,52による空気抵抗を極力低減することができる。従って、カッタブレード14の始動性を高めることができる。この結果、芝刈機10の作業性を高めることができる。
このように、芝刈機10は、芝刈り作業の作業状況に合わせて、旋回風を効率よく発生させることができるとともに、回転状態のカッタブレード14が停止状態へ移行するときには、カッタブレード14を迅速に停止させることができる。
図12は、上記図10のステップST22に示された芝刈り制御処理を実行するための、サブルーチンを示す。この図10では、3つの制御ステップST−1、ST−2、ST−3を並列処理するサブルーチンを例示している。
第1の制御ステップST−1では、先ず、フラップ角制御フラグFθ=0であるか否かを判断する(ステップST101)。ここで、Fθ=0であると判断した場合にはステップST102に進み、Fθ≠0であると判断した場合にはステップST107に進む。
ステップST102では、エンジン15の回転速度変化量ΔNerが、予め設定されている基準速度変化量ΔNsを超えていないか否かを判断する(ΔNer≦ΔNs)。この回転速度変化量ΔNerについては、例えば図13に示される割込ルーチンによって、予め設定された一定の微小な時間毎に逐次求められる。この割込ルーチンについては後述する。ステップST102で、超えていない(ΔNer≦ΔNs)と判断した場合にはステップST103に進み、超えた(ΔNer>ΔNs)と判断した場合にはステップST112に進む。
ステップST103では、エンジン15の目標回転速度Nesの値を、予め設定されている第1基準回転速度N1とする(Nes=N1)。次のステップST104では、フラップ52,52の目標フラップ角設定値θsを0°に設定する(θs=0°)。次のステップST105では、エンジン15の実際の回転速度Ner(実回転速度Ner)を、目標回転速度Nesに合致するように(Ner=Nes)制御する。実回転速度Nerについては、エンジン速度検出部123によって検出する。次のステップST106では、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御した後に、ステップST22にリターンする。
一方、上記ステップST101において、Fθ≠0であると判断した場合には、スロットル弁125の実際の開度αr(実開度αr)を、スロットル開度検出部122によって検出する(ステップST107)。
次に、ステップST108では、スロットル弁125の実開度αrが予め設定されている基準開度αsを下回っているか(αr<αs)否かを判断する。ここで、下回っている(αr<αs)であると判断した場合にはステップST109に進み、下回っていないと判断した場合にはステップST22にリターンする。
ステップST109では、エンジン15の回転速度変化量ΔNerが、予め設定されている基準速度変化量ΔNsを超えていないか否かを判断する(ΔNer≦ΔNs)。この回転速度変化量ΔNerについては、例えば図13に示される割込ルーチンによって、予め設定された一定の微小な時間毎に逐次求められる。ステップST109で、超えていない(ΔNer≦ΔNs)と判断した場合にはステップST110に進み、超えた(ΔNer>ΔNs)と判断した場合にはステップST22にリターンする。
ステップST110では、エンジン回転速度一定制御フラグFneを”0”に設定する(Fne=0)。次に、ステップST111では、フラップ角制御フラグFθを”0”に設定した(Fθ=0)後に、ステップST22にリターンする。
また、上記ステップST102において、超えた(ΔNer>ΔNs)と判断した場合には、次のステップST112で、エンジン回転速度一定制御フラグFneを”1”に設定する(Fne=1)。次に、ステップST113では、フラップ角制御フラグFθを”1”に設定する(Fθ=1)後に、ステップST22にリターンする。
第2の制御ステップST−2では、先ず、エンジン回転速度一定制御フラグFne=1であるか否かを判断する(ステップST121)。ここで、Fne=1であると判断した場合にはステップST122に進み、Fne≠1であると判断した場合にはそのままステップST22にリターンする。
ステップST122では、エンジン15の実回転速度Nerを一定とするように制御した後に、ステップST22にリターンする。このステップST122では、エンジン15の目標回転速度Nesの値を、予め設定されている第2基準回転速度N2とする(Nes=N2)。この第2基準回転速度N2は、第1基準回転速度N1よりも所定の速度だけ高速である(N2>N1)。つまり、このステップST122では、カッタブレード14の負荷(芝負荷)の大きさにかかわらず、スロットル弁125の開度αrとフラップ52のフラップ角θrとを自動制御する。
このように、制御部126は、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御しているときには、エンジン15の負荷が大きくなるにつれて、スロットル弁125の開度αrを開くように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御することにより、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御する。
第3の制御ステップST−3では、先ず、フラップ角制御フラグFθ=1であるか否かを判断する(ステップST131)。ここで、Fθ=1であると判断した場合にはステップST132に進み、Fθ≠1であると判断した場合にはそのままステップST22にリターンする。
ステップST132では、スロットル弁125の実際の開度αr(実開度αr)を、スロットル開度検出部122によって検出する。次に、ステップST133では、スロットル弁125の実開度αrの値から、目標フラップ角設定値θsを求める。例えば、図14に示されるマップや計算式によって、αrからθsを求めることができる。マップについては後述する。次に、ステップST134では、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御した後に、ステップST22にリターンする。
図13は、エンジン15の回転速度変化量ΔNerを求めるための、エンジンの回転速度変化量判定処理の割込ルーチンの制御フロー図である。
この割込ルーチンを開始すると、先ずステップST201では、エンジン15の実回転速度Nerをエンジン速度検出部123によって検出する(第1回検出)。このときの実回転速度Nerのことを「第1回の回転速度Ner1」という。次のステップST202では、予め設定された所定の一定時間Δt1をカウントする。次のステップST203では、エンジン15の実回転速度Nerをエンジン速度検出部123によって、もう一度検出する(第2回検出)。このときの実回転速度Nerのことを「第2回の回転速度Ner2」という。
次のステップST204では、第1回の回転速度Ner1に対する第2回の回転速度Ner2の差ΔNer、つまり回転速度変化量ΔNerを求め(ΔNer=Ner2−Ner1)、その後にこの割込ルーチンを終了する。この回転速度変化量ΔNerは、エンジン15の実回転速度Nerの、所定の時間Δt1(一定時間Δt1)当たりの変化量ΔNerであるといえる。
図14は、上記図12のステップST133で用いられるマップであり、横軸をスロットル開度αrとし、縦軸を目標フラップ角設定値θsとして、スロットル弁125の実開度αrの値に対応した目標フラップ角設定値θsを求めるものである。このマップは、実開度αrが”0”から予め設定された基準開度α0までの範囲においては、目標フラップ角設定値θsが”0”であり、実開度αrが基準開度α0よりも大きくなるに従って目標フラップ角設定値θsも比例して(略比例を含む)増大する特性を有している。
次に、上記図12に示す制御フローを実行したときの、各部の作用について図15に基づき説明する。図15は芝刈機10のタイムチャートであり、横軸を時間として各部の作用を示す。
これによれば、制御部117は、時間t1のときに、エンジン15の回転速度変化量ΔNerが、予め設定されている基準速度変化量ΔNsを超えた、つまりΔNer>ΔNsであると判断する(ステップST102)。そして、エンジン15の実回転速度Nerを、第1基準回転速度N1から第2基準回転速度N2に切り換えるとともに、フラップ52,52の実フラップ角θrを増す。つまり、第1制御モードを実行する。
また、制御部117は、時間t2〜t3にわたり、カッタブレード14の負荷(芝負荷)の大きさにかかわらず、エンジン15の実回転速度Nerを第2基準回転速度N2に維持するように、スロットル弁125の開度αrとフラップ52のフラップ角θrとを自動制御する(ステップST122)。
その後、カッタブレード14によって刈られる部分の芝の、芝負荷が大きく低下すると(例えば、重い性質の芝から軽い性質の芝に変化すると)、カッタブレード14を駆動しているエンジン15の負荷が減少する。この結果、スロットル弁125の実開度αrが下がる。制御部117は、時間t3のときに、スロットル弁125の実開度αrが予め設定されている基準開度αsを下回っている、つまりαr<αsであると判断する(ステップST108)。そして、エンジン15の実回転速度Nerを下げて、第1基準回転速度N1に切り換えるとともに、フラップ52,52の実フラップ角θrを減らす(例えば水平状態にする)。つまり、第2制御モードを実行する。
このように、制御部126は、時間t2〜t3にわたり、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御しているとき(但し、第1及び第2基準回転速度N1,N2には限定せず)には、エンジン15の負荷が大きくなるにつれて、スロットル弁125の開度αrを開くように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御することにより、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御する構成である。つまり、制御部126は、カッタブレード14の負荷(芝負荷)の大きさにかかわらず、スロットル弁125の開度αrとフラップ52のフラップ角θrとを自動制御する。
カッタブレード14の芝負荷が大きくなった場合には、エンジン15の負荷が大きくなる。これに対し、エンジン15の負荷が大きくなるにつれて、スロットル弁125の開度αrを開くように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すことにより、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持する。フラップ角θrが大きくなると、フラップ52,52による上昇気流を増すことができる。このため、大きい芝負荷に見合った高効率の芝刈り作業を行うことができる。
以上の説明をまとめると、次の通りである。エンジン15の基準回転速度は、所定の第1基準回転速度N1と、この第1基準回転速度N1よりも所定の速度だけ高速である第2基準回転速度N2とに設定されている。制御部117は、エンジン15の実回転速度Nerとフラップ52,52の実フラップ角θrとを、第1制御モードと第2制御モードとに切り換えて制御する構成である。
「第1制御モード」は、エンジン15が第1基準回転速度N1で回転中において(Nes=N1)、エンジン速度検出部123によって検出されたエンジン15の実回転速度Nerの、所定の時間Δt1当たりの変化量ΔNerが、予め設定されている基準速度変化量ΔNsを超えた(ΔNer>ΔNs)と判断した場合に、エンジン15の実回転速度Nerを、第1基準回転速度N1よりも高速の第2基準回転速度N2で維持するように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御するモードである。
「第2制御モード」は、エンジン15が第2基準回転速度N2で回転中において(Nes=N2)、スロットル開度検出部122によって検出されたスロットル弁125の実開度αrが、予め設定されている基準開度αsを下回った(αr<αs)と判断した場合に、エンジン15の実回転速度Nerを下げて、第1基準回転速度N1で維持するように制御するとともに、フラップ52,52の実フラップ角θrを減らす(例えば水平状態にする)ようにアクチュエータ60を制御するモードである。
芝刈機10によって刈る芝の性質(芝質)は、風土によって異なることが多い。例えば、芝には、水分を多く含んだ重い性質の芝と、水分をあまり含んでいない軽い性質の芝とがある。つまり、芝質が異なる。しかも、同じエリアに生えている芝であっても、芝質の異なる場合も多い。
カッタブレード14の負荷は、芝質によって異なる。カッタブレード14によって芝刈り作業をしているときに、芝質が急激に変化することによってエンジン15の負荷が増大する。この結果、エンジン15の実回転速度Nerは減少する。エンジン15のためのスロットル弁125の開度αrも変化する。例えば、カッタブレード14によって芝刈り作業をしているときに、芝質が急激に変化することによって、エンジン15の負荷は増大する。芝刈りの仕上がり性を維持するには、芝質の違いによる芝草の刈りムラを極力無くすることが好ましい。このため、作業者は、芝質の変化を意識して見極める必要があり、面倒である。
これに対し、制御部117は、エンジン15の実回転速度Nerの、時間Δt1当たりの変化量ΔNerが、基準速度変化量ΔNsを超えたときに、芝質が急激に変化したと判断し、第1制御モードを実行して、エンジン15の実回転速度Nerを増大させる。そして、制御部117は、第2基準回転速度N2で維持するように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御する。この結果、カッタブレード14とフラップ52,52の回転速度が増して、風量を増大させることができるとともに、フラップ52,52による上昇気流を増すことができる。このため、大きい芝負荷に見合った高効率の芝刈り作業を行うことができる。
一方、カッタブレード14によって刈られる部分の芝の、芝質の負荷(芝負荷)が大きく低下すると(例えば、重い性質の芝から軽い性質の芝に変化すると)、カッタブレード14を駆動しているエンジン15の負荷が減少する。この結果、スロットル弁125の実開度αrが下がる。制御部117は、スロットル弁125の実開度αrが、基準開度αsを下回っていると判断する。そして、制御部117は、第2制御モードを実行し、エンジン15の実回転速度Nerを下げて、第1基準回転速度N1に切り換えて維持するとともに、フラップ52,52の実フラップ角θrを減らす(例えば水平状態にする)。このため、芝負荷が大きく低下したときには、元の第1制御モードに戻すことができる。従って、芝負荷が小さい場合には、エンジン15の実回転速度Nerを下げることによって、エンジン15の燃費を高めることができる。しかも、フラップ52,52の実フラップ角θrを減らすことによって、カッタブレード14の回転に伴う騒音(風切り音など)を低減することができる。
このように、芝質いかんにかかわらず、芝地に生えている芝草を上昇気流により立たせて、カッタブレード14によって効率よく刈ることができる。しかも、カッタブレード14によって刈られた芝草(刈り芝)を、フラップ52,52によって発生した上昇気流と空気の旋回流とにより、ハウジング11内を上昇且つ旋回した後に、刈り芝収納体へ効率よく搬送することができる。従って、作業者は、芝質によらずに、安定して高効率な芝刈り作業を行うことができる。作業者が意識して何等かの操作することなく、芝質の違いによる芝草の刈りムラをなくすることができる。この結果、芝刈り作業性を高めることができる。
好ましくは、この「第2制御モード」は、エンジン15が第2基準回転速度N2で回転中において、スロットル弁125の実開度αrが、基準開度αsを下回ったと判断した(αr<αs)場合には、エンジン15の実回転速度Nerの、所定の時間Δt1当たりの変化量ΔNerが、基準速度変化量ΔNsを超えていないと判断した(ΔNer≦ΔNs)後に、エンジン15の実回転速度Nerを第1基準回転速度N1で維持するように制御するとともに、フラップ52,52を水平状態とするように(αr=0)アクチュエータ60を制御するモードである(ステップST107〜ST111参照)。
このため、エンジン15の実回転速度Nerが実質的に安定した後に、この実回転速度Nerを調整するとともにフラップ52,52を水平状態とすることができる。もし芝負荷が、低減した後にすぐに増大した場合であっても、迅速に芝負荷の変動に対応することができる。従って、芝質によらずに、より安定して高効率な芝刈り作業を行うことができる。芝刈り作業性を一層高めることができる。
次に、図12に示されるサブルーチンの変形例について、図16を参照しつつ説明する。図16に示される変形例のサブルーチンは、上記図12に示されるサブルーチンに対して、次の点で異なるだけであり、他の構成は図12に示されるサブルーチンと同じなので説明を省略する。
第1の相違点は、図16に示される変形例のサブルーチンは、第1の制御ステップST−1において、ステップST101とステップST102との間に、新たなステップST101AとST101Bとを追加したことである。
第2の相違点は、図16に示される変形例のサブルーチンは、第3の制御ステップST−3において、ステップST133とステップST134との間に、新たなステップST133A〜ST133Cとを追加したことである。
詳しく述べると、ステップST101からステップST101Aへ進むと、芝刈機10の実際の走行速度Spr(実走行速度Spr)、つまり車速Sprを走行速度検出部112によって検出する。次のステップST101Bでは、車速Sprが予め設定されている第1基準速度Sps1よりも高速であるか(Spr>Sps1)否かを判断する。ここで、高速である(Spr>Sps1)と判断した場合にはステップST102に進み、高速ではない(Spr≦Sps1)と判断した場合にはステップST103に進む。
一方、ステップST1133からステップST133Aへ進むと、芝刈機10の実際の走行速度Spr(実走行速度Spr)、つまり車速Sprを走行速度検出部112によって検出する。
次のステップST133Bでは、車速Sprが予め設定されている第2基準速度Sps2よりも高速であるか(Spr>Sps2)否かを判断する。第2基準速度Sps2は、第1基準速度Sps1よりも高速に設定されている。ステップST133Bで、高速である(Spr>Sps2)と判断した場合にはステップST133Cに進み、高速ではない(Spr≦Sps2)と判断した場合にはステップST22にリターンする。
ステップST133Cでは、上記ステップST133で求めた目標フラップ角設定値θsを、予め設定された補正値θhだけ減らした(θs=θs−θh)後に、ステップST133に進む。つまり、車速Sprが高速なので、カッタブレード14及びフラップ52,52の負担を減らす。ステップST134では、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御した後に、ステップST22にリターンする。
次に、上記図16に示す制御フローを実行したときの、各部の作用について図17に基づき説明する。図17は芝刈機10のタイムチャートであり、横軸を時間として各部の作用を示す。
今、エンジン15の実回転速度Nerは、予め設定されている第1基準回転速度N1で維持している。その後の時間t11のときに、作業者が芝刈機10の走行を開始する。その後の時間t12のときに、エンジン15の回転速度変化量ΔNerは、予め設定されている基準速度変化量ΔNsを、一時的に超える(ΔNer>ΔNs)。しかし、この時間t12のときには、芝刈機10の実走行速度Sprが、予め設定されている発進時の基準速度Sps1を下回っている。制御部117は、Spr≦Sps1であると判断して(ステップST101B)、エンジン15の実回転速度Nerを第1基準回転速度N1に維持するように制御する(ステップST103B、ST105)。つまり、制御部117は、芝刈機10の走行の開始に伴い一時的に発生した「ΔNer>ΔNs」の現象をキャンセルする。
時間t2を経過した後の、時間t13〜t14にわたって、作業者が芝刈機10の実走行速度Sprを、予め設定されている第2基準速度Sps2よりも高速にする。制御部117は、Spr>Sps2であると判断し(ステップST133B)、時間t13〜t14にわたって、フラップ52,52の実フラップ角θrを予め設定された補正値θhだけ減らす(ステップST133C〜ST134)。
以上の変形例の説明をまとめると、次の通りである。制御部117は、走行速度検出部112によって検出された芝刈機10の実走行速度Spr(車速Spr)が予め設定されている基準速度Sps2を超えたと判断した場合には(ステップST133B)、フラップ52,52の実フラップ角θrを減らすようにアクチュエータ60を制御する(ステップST133C〜ST134)構成である。
芝刈機10の実走行速度Sprが増大した場合には、カッタブレード14及びフラップ52,52の負担が増大する。これに対し、芝刈機10の実走行速度Sprが基準速度Sps2を超えた場合に、フラップ52,52の実フラップ角θrを減らすことによって、芝刈りの仕上がり性を維持しつつ、エンジンストール(engine stall)を防止することができる。
好ましくは、制御部117は、次の第1条件と第2条件とのいずれか一方の条件を満足したと判断した場合には、エンジン15の実回転速度Nerを第1基準回転速度N1に維持するように制御する構成である。
「第1条件」は、走行速度検出部 によって検出された芝刈機10の実走行速度Sprが、予め設定されている発進時の基準速度Sps1(第1基準速度Sps1)を下回っているという条件である(ステップST101B参照)。
「第2条件」は、芝刈機10の実走行速度Sprが発進時の基準速度Sps1(第1基準速度Sps1)を超え、且つ、エンジン15の実回転速度Nerの、所定の時間Δt1当たりの変化量ΔNerが、予め設定されている発進時の基準速度変化量ΔNsを超えていないという条件である(ステップST101B〜ST102参照)。
このため、芝刈機10の走行開始時(走行発進時)に伴う、エンジン15の実回転速度Nerの一時的な揺らぎ現象(発進時の揺らぎ現象)を、キャンセルすることができる。従って、芝負荷の一時的な増大による、エンジン15の実回転速度Nerの揺らぎ現象(芝負荷増大時の揺らぎ現象)と、発進時の揺らぎ現象とを、誤って認識することを防止できる。芝刈り作業性を、より高めることができる。
なお、本発明では、左右の後輪13,13は駆動源15によって駆動される構成の他に、図示せぬ別個の電動モータによって駆動される構成を含む。
本発明の芝刈機10は、歩行型芝刈機に採用するのに好適である。
10 芝刈機
11 ハウジング
14 カッタブレード
15 駆動源(エンジン)
41 回転軸
46 回転軸に対し直交した水平線
52 フラップ(補助ブレード)
60 アクチュエータ
104 ブレード切り換え部
112 走行速度検出部
115 フラップ角検出部
117 制御部
118 駆動源操作スイッチ(メインスイッチ)
122 スロットル開度検出部
123 駆動源停止検出部(エンジン速度検出部、駆動源停止検出部)
125 スロットル弁
Gr 芝地(地面)
Ner エンジンの回転速度
N1 エンジンの第1基準回転速度
N2 エンジンの第2基準回転速度
Spr 芝刈機の走行速度(車速)
Sps1 芝刈機の第1基準速度(発進時の基準速度)
Sps2 芝刈機の第2基準速度
αr スロットル弁の開度
αs スロットル弁の基準開度
θh 補正値
θr フラップのフラップ角(スイング角)
θs フラップの目標フラップ角設定値
ΔNer エンジンの回転速度の時間当たりの変化量
ΔNs エンジンの基準速度変化量
本発明による芝刈機の左側面図である。 図1に示される芝刈機の平面図である。 図1に示される駆動源とカッタ機構とカッタブレード周りの断面図である。 図3に示されるカッタ機構とカッタブレード周りの拡大した断面図でる。 図3に示されるカッタブレードと下部カッタブレードの分解した斜視図である。 図5に示されるカッタブレードとフラップと変換機構周りの分解図である。 図6に示されるフラップと変換機構との関係の説明図である。 図1に示される芝刈機の模式図である。 図8に示される制御部の制御フローチャートの前段部分である。 図8に示される制御部の制御フローチャートの後段部分である。 図8に示される芝刈機の作動説明図である。 図10に示される制御フローチャートのステップST22のサブルーチンである。 図12のステップST102で用いられるエンジンの回転速度の変化量判定処理の割込ルーチンである。 図12のステップST133で用いられるスロットル弁の実開度と目標フラップ角設定値のマップである。 図12に示される制御フローを実行したときの芝刈機の作動説明図である。 図10に示される制御フローチャートのステップST22の変形例のサブルーチンである。 図16に示される制御フローを実行したときの芝刈機の作動説明図である。
アクチュエータ60の出力軸60aと制御軸71との間には、2つの転がり軸受74,75が介在している。2つの転がり軸受74,75のなかの、1つはラジアルベアリング74であり、他の1つはスラストベアリング75である。なお、2つの転がり軸受74,75には、ニードルベアリングを含む。出力軸60aの外周面は、ラジアルベアリング7によって凹部73の内周面に回転可能且つスライド可能に支持されている。出力軸60aの下端面は、スラストベアリング75によって凹部73の底面に回転可能に接している。出力軸60aは、下降することにより、スラストベアリング75を介して制御軸71を下方にスライド変位させることができる。
刈り芝収納体重量検出部113は、刈り芝収納体22の重量Wrを検出して検出信号を発する。例えば、刈り芝収納体重量検出部113は、刈り芝収納体22の重量Wrを直接に又は間接的に検出する。刈り芝収納体22は、刈り芝搬出通路21の出口に対し、取り外し可能に取り付けられている。この出口には、刈り芝収納体22の重量Wrが作用する。また、この重量Wrによるモーメントが出口に働く。このモーメントの大きさに従って、刈り芝収納体22は出口に対し下方へ首振り(回転)をしようとする。刈り芝収納体重量検出部113は、この首振り角(回転角)を検出することによって、刈り芝収納体22の重量Wrを間接的に検出することができる。さらにまた、刈り芝収納体重量検出部113は、出口に作用した重量Wrを検出することによって、刈り芝収納体22の重量Wrを間接的に検出することができる。
今、メインスイッチ118がオフ位置(OFF位置)にあり、ブレードスイッチ104がオフであり、エンジン15が停止状態にある。フラップ52,52の実フラップ角θrは零よりも大きい(θr>0°)。
その後、メインスイッチ118をオン位置(ON位置)に操作すると、フラップ52,52の実フラップ角θrは零になる(θr=0°)。その後、メインスイッチ118をスタート位置(ST位置)に操作すると、エンジン15は始動する。の直後に、フラップ52,52の実フラップ角θrは、エンジン15が始動したときのフラップ角θensまで起立する。その後、メインスイッチ118をオン位置(ON位置)に戻す。エンジン15はアイドリング状態の回転速度Nesを維持する。
その後、メインスイッチ118をオフ位置(OFF位置)に戻すと、エンジン15は停止し始める。エンジン15の実回転速度Nerが零又はほぼ零(Ner=0又はNer≒0)まで低下したときに、フラップ52,52は水平状態に戻る。
さらに、制御部117は、駆動源操作スイッチ118からの始動操作信号と、ブレード切り換え部104からの運転切り換え信号との、少なくともいずれか一方を受けたときには、フラップ52,52を略水平とするようにアクチュエータ60を制御するとともに、その後に、フラップ角検出部115からフラップ52,52が水平状態に戻ったという信号を受けた後に、駆動源15の始動を開始又はカッタブレード14の回転を開始させるように制御する。
このように、電子式ガバナ126は、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御しているときには、エンジン15の負荷が大きくなるにつれて、スロットル弁125の開度αrを開くように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御することにより、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御する。
このように、電子式ガバナ126は、時間t2〜t3にわたり、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御しているとき(但し、第1及び第2基準回転速度N1,N2には限定せず)には、エンジン15の負荷が大きくなるにつれて、スロットル弁125の開度αrを開くように制御するとともに、フラップ52,52のフラップ角θrを増すようにアクチュエータ60を制御することにより、エンジン15の回転速度Nerを一定に維持するように制御する構成である。つまり、電子式ガバナ126は、カッタブレード14の負荷(芝負荷)の大きさにかかわらず、スロットル弁125の開度αrとフラップ52のフラップ角θrとを自動制御する。
このように、芝質いかんにかかわらず、芝地に生えている芝草を上昇気流により立たせて、カッタブレード14によって効率よく刈ることができる。しかも、カッタブレード14によって刈られた芝草(刈り芝)を、フラップ52,52によって発生した上昇気流と空気の旋回流とにより、ハウジング11内を上昇且つ旋回した後に、刈り芝収納体22へ効率よく搬送することができる。従って、作業者は、芝質によらずに、安定して高効率な芝刈り作業を行うことができる。作業者が意識して何等かの操作することなく、芝質の違いによる芝草の刈りムラをなくすことができる。この結果、芝刈り作業性を高めることができる。
一方、ステップST133からステップST133Aへ進むと、芝刈機10の実際の走行速度Spr(実走行速度Spr)、つまり車速Sprを走行速度検出部112によって検出する。
ステップST133Cでは、上記ステップST133で求めた目標フラップ角設定値θsを、予め設定された補正値θhだけ減らした(θs=θs−θh)後に、ステップST13に進む。つまり、車速Sprが高速なので、カッタブレード14及びフラップ52,52の負担を減らす。ステップST134では、フラップ52,52の実フラップ角θrが目標フラップ角設定値θsに合致するまで(θr=θs)、アクチュエータ60を制御した後に、ステップST22にリターンする。
好ましくは、制御部117は、次の第1条件と第2条件とのいずれか一方の条件を満足したと判断した場合には、エンジン15の実回転速度Nerを第1基準回転速度N1に維持するように制御する構成である。
「第1条件」は、走行速度検出部112によって検出された芝刈機10の実走行速度Sprが、予め設定されている発進時の基準速度Sps1(第1基準速度Sps1)を下回っているという条件である(ステップST101B参照)。
「第2条件」は、芝刈機10の実走行速度Sprが発進時の基準速度Sps1(第1基準速度Sps1)を超え、且つ、エンジン15の実回転速度Nerの、所定の時間Δt1当たりの変化量ΔNerが、予め設定されている発進時の基準速度変化量ΔNsを超えていないという条件である(ステップST101B〜ST102参照)。

Claims (4)

  1. 上下方向に延びている回転軸を中心に回転可能なカッタブレードと、このカッタブレードを前記回転軸を介して駆動する駆動源とを含む芝刈機において、
    前記回転軸に対し直交した水平線に沿ってフラップ角を変更可能に、前記カッタブレードに有したフラップと、
    このフラップのフラップ角を制御するアクチュエータと、
    このアクチュエータを制御する制御部と、
    前記カッタブレードを運転状態と停止状態とに切り換え操作するブレード切り換え部とを備え、
    前記制御部は、前記ブレード切り換え部から停止切り換え信号を受けたと判断した場合に、前記フラップのフラップ角を増すように前記アクチュエータを制御する構成であることを特徴とする芝刈機。
  2. 回転状態の前記駆動源と前記カッタブレードとの少なくともいずれか一方が停止したことを検出して停止信号を発する停止検出部を、更に備え、
    前記制御部は、前記停止検出部から前記停止信号を受けたと判断した場合に、前記フラップのフラップ角を略水平とするように前記アクチュエータを制御する構成であることを特徴とする芝刈機。
  3. 前記駆動源を始動と停止とに切り換え操作する駆動源操作スイッチと、前記フラップのフラップ角を検出するフラップ角検出部とを、更に備え、
    前記制御部は、前記駆動源操作スイッチから始動操作信号を受けたときには、前記フラップを水平とするように前記アクチュエータを制御するとともに、その後に、前記フラップ角検出部から前記フラップが水平状態の角度であるという信号を受けた後に、前記駆動源の始動を開始させるように制御する構成であることを特徴とする請求項2記載の芝刈機。
  4. 前記駆動源から前記回転軸までの作業動力伝達系統に介在したクラッチと、
    このクラッチを切り換えて前記カッタブレードを運転状態と停止状態とに切り換え操作するとともに、運転状態に切り換え操作をしたときに運転切り換え信号を発するブレード切り換え部と、
    前記フラップのフラップ角を検出するフラップ角検出部とを、更に備え、
    前記制御部は、前記ブレード切り換え部から前記運転切り換え信号を受けたときには、前記フラップを略水平とするように前記アクチュエータを制御するとともに、その後に、前記フラップ角検出部から前記フラップが水平状態の角度であるという信号を受けた後に、前記カッタブレードの回転を開始させるように制御する構成であることを特徴とする請求項2記載の芝刈機。
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