JP2721070B2 - 草刈機の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行に伴って草刈作業
をする草刈部と走行装置の夫々に連動連結されたエンジ
ンと、そのエンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、
その負荷検出手段の情報に基づいて走行を制御する制御
手段とが備えられた草刈機の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記草刈機の走行制御装置においては、
従来、例えば芝等の草刈り対象物に対して草刈作業をす
る草刈部の負荷が大きくなり過ぎて、負荷検出手段にて
検出したエンジンの負荷が大負荷判別用の設定値よりも
大きくなったときには、エンジンの停止を回避するため
に、例えば変速機構を操作して車速を零にすることによ
って草刈機の走行を停止させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来手段
では、エンジンの負荷が大負荷判別用の設定値よりも大
きくなって草刈機の走行を停止した後に、草刈機を走行
させて草刈作業を再開する場合には、その再開地点にお
ける草刈作業の刈り跡が不連続になる等のため草刈作業
を円滑に実施できないという問題があった。つまり、草
刈部による草刈作業が定常的に行われているときには、
草刈部の周辺に位置する草が移動する草刈部の影響を受
けて略一定の姿勢に維持された状態で草刈作業が行われ
るが、一旦走行が停止されると、草刈部の周辺に位置す
る草が草刈部の影響を受けなくなるので夫々が別々の姿
勢をとるようになる。従って、この姿勢状態の草に対し
て草刈作業を再開したときには、定常状態になるまでの
間において刈り跡が異なり前記不連続状態が発生するこ
とになるのである。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、過負荷によるエンジン停止を回
避しながらも、同時に刈り跡の不連続等を発生させず円
滑な草刈作業を実施できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による草刈機の走
行制御装置の第１の特徴構成は、走行方向を前後進両方
向に切換える前後進切換手段が設けられ、前記制御手段
が、前記負荷検出手段にて検出したエンジンの負荷が大
負荷判別用の設定値よりも大きくなったときには、前記
前後進切換手段を後進方向に切換えて所定距離後進走行
させた後、再び前記前後進切換手段を前進方向に切換え
て前進走行させるように構成されている点にある。

【０００６】また第２の特徴構成は、前記制御手段が、
前記エンジンの負荷が前記大負荷判別用の設定値とそれ
よりも小さい値の小負荷判別用の設定値との間にあると
きには、走行変速機構を減速制御するように構成されて
いる点にある。

【０００７】

【作用】本発明の第１の特徴構成によれば、エンジンの
負荷が大負荷判別用の設定値よりも大きくなったときに
は、走行方向を後進方向に切換えて後進走行するので、
草刈部の草刈負荷が軽くなり、エンジン停止等のトラブ
ルの発生が回避される。又、所定距離後進走行した後再
び前進方向に切換えて前進走行し、上記後進方向への切
換地点を通過して草刈作業を実施するので、前記後進方
向への切換地点においても刈り跡が不連続になることも
ない。

【０００８】また第２の特徴構成によれば、エンジンの
負荷が大負荷判別用の設定値よりは小さいが、小負荷判
別用の設定値より大きくなったときには、その負荷の増
加に対応して減速制御されるだけで走行は停止されず、
草刈部の周辺に位置する草が移動する草刈部の影響を受
けて略一定の姿勢に維持された状態で滑らかな刈り跡が
形成される。

【０００９】

【発明の効果】従って、第１の特徴構成によれば、過負
荷によるエンジン停止や刈り跡の不連続等の不具合を発
生させず円滑な草刈作業が可能な草刈機の走行制御装置
が得られる。

【００１０】また第２の特徴構成によれば、草刈作業時
におけるエンジン負荷の増加に対してより適切に対応し
ながら、一層円滑な草刈作業が可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を草刈機としての芝刈機に適用
した実施例について、図面に基づいて説明する。

【００１２】図１に示す如く、芝刈機の車体Ｖの前部に
は、電動モータＭによって操向操作される単一の前輪１
Ｆが取り付けられると共に、車体Ｖの後部には走行装置
としての左右一対の駆動後輪１Ｂが取り付けられてい
る。また、前記車体Ｖの略中央下部には、走行に伴って
草刈作業をする草刈部としての芝刈用の回転刃体２が取
り付けられている。

【００１３】車体Ｖの中央部にはエンジンＥが搭載され
ており、このエンジンＥの出力部は、前記回転刃体２を
草刈作業のために回転させるべく、その回転軸２ａに連
動連結され、また、前記エンジンＥの出力部は、高速・
低速の二段階切換えが可能な走行変速機構３及び前後進
切換手段としての前後進切換機構６を介して前記左右一
対の駆動後輪１Ｂに連動連結されている。

【００１４】前記走行変速機構３は、ボール式のクラッ
チ機構を利用したものであるが、具体的には、図２に示
すように構成されている。即ち、前記エンジンＥの出力
部に連結された伝動軸７の後端部には、その軸芯方向
（以下、単に軸芯方向という）に並設された状態で低速
側一次ギア３１Ｌ及び高速側一次ギア３１Ｈが空回り自
在に外嵌されている。尚、前記低速側一次ギア３１Ｌは
低速側二次ギア３４Ｌと咬合し、且つ、前記高速側一次
ギア３１Ｈは高速側二次ギア３４Ｈと咬合するようにな
っている。前記両一次ギア３１Ｌ，３１Ｈは夫々、対向
配置されるボス部３２Ｌ，３２Ｈを備えており、それら
両ボス部３２Ｌ，３２Ｈの適宜位置には、夫々、複数の
ボール３３Ｌ，３３Ｈが内外両方向へ突出可能に保持さ
れている。前記伝動軸７の前記ボス部対応位置には、前
記ボール３３Ｌ，３３Ｈを内方向へ突出させた状態で夫
々落とし込ませて係合させる凹部７ａ，７ｂが形成され
ている。前記両ボス部３２Ｌ，３２Ｈの周囲には、前記
軸芯方向への移動が自在であり且つ両端部にて夫々前記
ボール３３Ｌ，３３Ｈの一方を外から内方向へ押圧し得
るクラッチスリーブ３５が配置されている。

【００１５】前記クラッチスリーブ３５を前記軸芯方向
へ移動させるための駆動用のモータ３６と、このモータ
３６の回転駆動力がウォーム減速機構３７を経由した後
伝達される第１ギア３８及びこれに咬合する第２ギア３
９が設けられている。さらに前記第２ギア３９の軸芯位
置にその軸芯方向に平行で且つ空回り自在な状態で内嵌
された旋回軸４２が配置され、この旋回軸４２の基端部
に偏心カム４３が取付られると共に先端部にその軸芯方
向と直交する状態で棒状の係止片４１が取付られ、コイ
ルバネ４０が、その一端部を前記第２ギア３９に固定さ
れて保持され、他端部を前記係止片４１に接当させて配
置されている。そして、前記モータ３６を回転駆動する
と前記第２ギア３９が低速回転して前記コイルバネ４０
の弾性力を介して前記係止片４１が所定方向に押圧され
ることによって前記旋回軸４２すなわち前記偏心カム４
３が旋回し、この偏心カム４３の旋回に応じて前記クラ
ッチスリーブ３５の前記軸芯方向への往復移動が行われ
るようになる。

【００１６】そして、前記クラッチスリーブ３５が図４
（イ）に示す如く高速側ギアの方向へ移動すると、前記
低速側一次ギア３１Ｌ側のボール３３Ｌが前記クラッチ
スリーブ３５の端部にて押圧されて前記凹部７ａに入っ
て係合し、前記伝動軸７の回転駆動力が前記低速側一次
ギア３１Ｌへ伝えられる（その駆動力は更に前記低速側
二次ギア３４Ｌに伝えられる）ようになる一方、前記ク
ラッチスリーブ３５が図４（ロ）に示す如く低速側ギア
の方向へ移動すると、前記高速側一次ギア３１Ｈ側のボ
ール３３Ｈが前記クラッチスリーブ３５の端部にて押圧
されて前記凹部７ｂに入って係合し、前記伝動軸７の回
転駆動力が前記高速側一次ギア３１Ｈへ伝えられる（そ
の駆動力は更に前記高速側二次ギア３４Ｈへ伝えられ
る）ようになり、もって、変速操作が行われることとな
る。尚、前記低速側二次ギア３４Ｌ及び前記高速側二次
ギア３４Ｈを共に支持する回転軸４４には、後述する前
後進切換機構６の一部を構成する一次ベベルギア６１が
取付られている。

【００１７】前記変速操作のための前記偏心カム４３の
旋回位置決めは、図３に示すような構成にて行われる。
前記第１ギア３８の回転軸３８ｂには、その第１ギア３
８に沿う姿勢で従動するように被検知片３８ａが装着さ
れており、前記ウォーム減速機構３７の第１ギア３８側
の表面には、その出力部の周りに、前記被検知片３８ａ
を近接状態で検知する４個の近接センサ３７ａが９０°
ずつ位相をずらせた状態に取り付けられている。尚、前
記４個の近接センサ３７ａのうちの１８０°位相がずれ
た一対の近接センサ３７ａは、その一方が高速状態確認
の位置に配置されると共に、他方が低速状態確認の位置
に配置されている。尚、他の二つの近接センサ３７ａは
ニュートラル状態に対応する。かかる近接センサ３７ａ
を用いると、前記第１ギア３８の回転状態が上述の各状
態の何れに対応しているかを正確に把握することがで
き、その把握に基づいて第１ギア３８に前述のように機
械的に連係する偏心カム４３を低速状態及び高速状態に
正確に旋回位置決めすることができる。

【００１８】前記前後進切換機構６は、前記走行変速機
構３と同様にボール式のクラッチ機構を利用したもので
あるが、具体的には、図５に示すように構成されてい
る。即ち、前記低速側二次ギア３４Ｌ又は前記高速側二
次ギア３４Ｈと連動するように設けられた一次ベベルギ
ア６１は、そのベベルギア６１に対して左右（車体Ｖの
左右、以下同じ）対称的に配置され且つ切換軸６４に対
して空回り自在に外嵌される一対の二次ベベルギア６２
Ｆ，６２Ｂと常時咬合するようになっている。尚、前記
一対の二次ベベルギア６２Ｆ，６２Ｂは、前記一次ベベ
ルギア６１に対して左右対称的に配置されるので、前記
切換軸６４周りにおいては相互に逆向きに回転するよう
になる。また、前記切換軸６４は、その一端部に装着さ
れた伝動ギア８等を経由して前記駆動後輪１Ｂの車軸に
伝動連結されている。前記両二次ベベルギア６２Ｆ，６
２Ｂは、夫々、背反配置されるボス部６３Ｆ，６３Ｂを
備えており、その両ボス部６３Ｆ，６３Ｂの適宜位置に
は、夫々、複数のボール６５Ｆ，６５Ｂが内外両方向へ
突出可能に保持されている。前記切換軸６４の両端部に
は、前記ボール６５Ｆ，６５Ｂを内方向へ突出させた状
態で夫々落とし込ませて係合させる凹部６４ａ，６４ｂ
が形成されている。前記両ボス部６３Ｆ，６３Ｂの周囲
には、前記軸芯方向への移動が自在であり且つ前記ボー
ル６５Ｆ，６５Ｂを夫々外から内方向へ押圧し得る一対
のクラッチスリーブ６６Ｆ，６６Ｂが配置され、その一
対のクラッチスリーブ６６Ｆ，６６Ｂは、前記偏心カム
４３と同様構成の偏心カム６７の旋回によって前記切換
軸６４の軸芯方向への往復移動が一体的に行われるよう
になっている。

【００１９】そして、前記クラッチスリーブ６６Ｆ，６
６Ｂが一方の二次ベベルギア６２Ｆの方向に移動する
と、その二次ベベルギア６２Ｆ側のボール６５Ｆが前記
クラッチスリーブ６６Ｆにて押圧されて前記凹部６４ａ
に入って係合し、前記伝動軸７から前記走行変速機構３
を経由して伝わる駆動力が、前記一方の二次ベベルギア
６２Ｆ及び前記切換軸６４や前記伝動ギア８等を経由し
て前記駆動後輪１Ｂへ伝えられてその後輪１Ｂは一定方
向（例えば、前進方向）へ回転するようになる。一方、
前記クラッチスリーブ６６Ｆ，６６Ｂが他方の二次ベベ
ルギア６２Ｂの方向に移動すると、その二次ベベルギア
６２Ｂ側のボール６５Ｂが前記クラッチスリーブ６６Ｂ
にて押圧されて前記凹部６４ｂに入って係合し、前記駆
動力が前記一方の二次ベベルギア６２Ｂ及び前記切換軸
６４や前記伝動ギア８等を経由して前記駆動後輪１Ｂへ
伝えられてその後輪１Ｂは前記方向と逆方向（例えば、
後進方向）へ回転するようになり、もって、前後進切換
の操作が行われることとなる。

【００２０】前記エンジンＥは、前述の如く前記回転刃
体２の駆動源となっているので、そのエンジンＥに伝動
連結された前記伝動軸７の回転数Ｎは、前記回転刃体２
が受ける負荷の大小に応じて変化し、負荷が大きくなる
ほど回転数Ｎは低下することになる。そこで、前記負荷
の程度を検出すべく、前記伝動軸７の回転が伝わるよう
に図２に示す如く、前記伝動軸７の後端部に入力部が一
体回転可能に連係された回転数検出用のエンコーダ４を
設けてある。即ち、そのエンコーダ４が前記エンジンＥ
の負荷を検出する負荷検出手段として機能する。

【００２１】また、図６に示すように、草刈作業時にお
ける車速制御や前後進切換制御等の各種制御を行うため
に、マイクロコンピュータ利用の制御装置５が装備され
ている。その制御装置５には、自動・手動切換スイッチ
５Ａによる切換操作情報、車速変更用（前後進切換も含
む）手動スイッチ５Ｂによる切換操作情報、前記エンコ
ーダ４による前記エンジン負荷の検出情報等の各種情報
が入力されるようになっている。そして、その制御装置
５は、前記各種情報に基づいて前記走行変速機構３及び
前記前後進切換機構６の制御を行う。例えば、前記自動
・手動切換スイッチ５Ａによって手動状態に切り換えら
れたことが前記制御装置５に入力されると、その制御装
置５は、前記車速変更用手動スイッチ５Ｂによる切換操
作に応じて前記走行変速機構３又は前記前後進切換機構
６の操作を行う。また、前記自動・手動切換スイッチ５
Ａによって自動状態に切り換えられたことが前記制御装
置５に入力されると、その制御装置５は、前記負荷検出
手段としてのエンコーダ４の情報に基づいて、前記走行
変速機構３及び前記前後進切換機構６を自動操作して芝
刈機の走行制御を行う。

【００２２】つまり、前記制御装置５を利用して、前記
エンコーダ４にて検出したエンジンＥの負荷が特に大き
くなって、大負荷を判別するように大きな値に設定され
た大負荷判別用の設定値よりも大きくなったとき、つま
り、エンジンＥの回転数Ｎが大負荷判別用の設定回転数
Ｎ１よりも小さくなったとき（Ｎ１＞Ｎ）には、前記前
後進切換手段６を後進方向に切換えて所定距離後進走行
させた後、再び前記前後進切換手段６を前進方向に切換
えて前進走行させ、且つ、前記エンジンＥの負荷が前記
大負荷判別用の設定値とそれより小さい値の小負荷判別
用の設定値との間にあるとき、つまり、エンジンＥの回
転数Ｎが大負荷判別用の設定回転数Ｎ１と小負荷判別用
の設定回転数Ｎ０の間にあるとき（Ｎ０＞Ｎ＞Ｎ１）に
は、走行変速機構３を操作して減速制御する制御手段が
構成されている。

【００２３】次に、前記制御装置５を用いて芝刈作業時
の走行の自動制御を行う場合について図７に示すフロー
チャートに基づいて具体的に説明する。先ず、エンコー
ダ４からの情報に基づいてエンジンＥの負荷が小負荷判
別用の設定値よりも大きい（Ｎ＜Ｎ０）か否かを判断
し、大きくない場合は高速走行での作業を行い、大きい
場合は低速走行に切り換えて作業を行う。小負荷判別用
の設定値よりも大きい場合は、更に、大負荷判別用の設
定値よりも大きい（Ｎ＜Ｎ１）か否かを判断する。大負
荷判別用の設定値よりも大きくない場合は上記低速走行
を維持する一方、大負荷判別用の設定値よりも大きい場
合には走行を停止した後、後進方向に切り換えて所定距
離後進走行させる。所定距離後進走行したことが確認さ
れたら、再び前進方向に切り換えて前進走行で作業を行
う。

【００２４】〔別実施例〕上記実施例では、走行変速機
構３及び前後進切換手段６をボール式のクラッチ機構を
利用して構成したが、他の機構を利用することが可能で
ある。

【００２５】又、上記実施例では、エンジンＥの負荷検
出手段４としてエンジン回転数を検出するエンコーダで
構成したが、他の検出手段を使用してもよい。

【００２６】その他本発明を実施するために必要となる
各部の具体的な構成は、上述の実施例からの各種改変が
可能である。

【００２７】また、上述の実施例は芝刈機に本発明を適
用したものであったが、本発明は他の草刈機（例えば、
土手に生えている雑草の除去作業を行う草刈機等）にお
いても適用することができる。

【００２８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】草刈機の全体構成を示す側面図

【図２】草刈機の走行変速機構を示す縦断面図

【図３】ウォーム減速機構を示す底面図

【図４】草刈機の走行変速機構の作用を示す説明図

【図５】前後進切換機構を示す平面断面図

【図６】草刈機の制御装置を示すブロック図

【図７】草刈機の走行制御作動を示すフローチャート

【符号の説明】

１Ｂ 走行装置 ２ 草刈部 ３ 走行変速機構 ４ 負荷検出手段 ５ 制御手段 ６ 前後進切換手段 Ｅ エンジン Ｎ０ 小負荷判別用の設定値 Ｎ１ 大負荷判別用の設定値

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行に伴って草刈作業をする草刈部
   （２）と走行装置（１Ｂ）の夫々に連動連結されたエン
   ジン（Ｅ）と、そのエンジン（Ｅ）の負荷を検出する負
   荷検出手段（４）と、その負荷検出手段（４）の情報に
   基づいて走行を制御する制御手段（５）とが備えられた
   草刈機の走行制御装置であって、 走行方向を前後進両方向に切換える前後進切換手段
   （６）が設けられ、 前記制御手段（５）が、前記負荷検出手段（４）にて検
   出したエンジン（Ｅ）の負荷が大負荷判別用の設定値
   （Ｎ１）よりも大きくなったときには、前記前後進切換
   手段（６）を後進方向に切換えて所定距離後進走行させ
   た後、再び前記前後進切換手段（６）を前進方向に切換
   えて前進走行させるように構成されている草刈機の走行
   制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の草刈機の走行制御装置で
   あって、 前記制御手段（５）が、前記エンジン（Ｅ）の負荷が前
   記大負荷判別用の設定値（Ｎ１）とそれよりも小さい値
   の小負荷判別用の設定値（Ｎ０）との間にあるときに
   は、走行変速機構（３）を減速制御するように構成され
   ている草刈機の走行制御装置。