JP5829794B2 - 芝刈り車両 - Google Patents

Description

本発明は、芝刈り車両に関する。

周知の通り、芝刈り機を備える芝刈り車両は、作業者に操作されつつ芝の刈り取りを行う芝刈り車両と、作業者の操作無しに自動的に芝の刈り取りを行う芝刈り車両（自動芝刈り車両）とに大別される。前者の芝刈り車両は、車両の後側に位置する作業者によって操作される手押し式（ウォークビハインド式）芝刈り車両と、乗車した作業車によって運転される乗用型芝刈り車両とに大きく分類され、作業者の操作に従った走行をしつつ芝の刈り取りを行う。これに対し、後者の芝刈り車両（自動芝刈り車両）は、予め設定された走行経路又は芝の刈り取り状況の判別結果に従った走行をすることにより作業者の操作無しに自動的に芝の刈り取りを行う。

一度の走行で芝を刈ることのできる面積は、通常、上述した手押し式芝刈り車両よりも乗用型芝刈り車両又は自動芝刈り車両の方が大きい。このため、手押し式芝刈り車両は広範ではない範囲（例えば、個人の庭等）の芝、又はゴルフ場におけるグリーンの精密な芝刈りのために用いられることが多く、乗用型芝刈り車両は広範な範囲（例えば、ゴルフ場におけるグリーンや競技場等）の芝を刈るために用いられることが多い。

以下の特許文献１には、車体左右両側の各々に位置する境界（芝が刈り取られた処理済作業地と芝が刈り取られていない未処理作業地との境界）を判別可能に構成し、それら境界に対する車体の横幅方向の位置を自動的にバランスさせることで、芝の刈り残しの無い状態で適切に芝の刈り取りを行うことができる自動芝刈り車両が開示されている。また、以下の特許文献２には、刈り跡を検出する複数の電極部を車両の底部に配設し、電極部が草・芝に接触して導通されたときと、電極部が草・芝に非接触の絶縁状態にあるときとの電圧変化を検出し、この検出結果を用いて上記の境界を検出する自動芝刈り車両が開示されている。

また、以下の特許文献３には、油圧シリンダを用いて芝刈り機としてのリールモアを昇降させる乗用芝刈り車両の一例が開示されている。具体的に、この乗用型芝刈り車両は、車両の前側に配置された３台のリールモアと車両の左右両側に配置された２台のリールモアとを備えており、リールモアを下降させる際に、車両の左右両側に配置された２台のリールモアを昇降させる油圧シリンダに対する油路を閉塞して下降を阻止することにより、刈り取り幅を狭くすることが可能である。

特許第２８９６０１７号公報 特開平９−７４８１８号公報 特開平１１−８９３７７号公報

ところで、芝の刈り取りを行う際には、既に刈り取りが行われた処理済作業地の芝が再度刈り取られるのを極力避ける必要がある。なぜならば、複数回に亘って刈り取りが行われると芝が余計に刈り取られてしまう部分が生じ、刈り取り斑が発生して刈り取り品質が低下してしまうからである。上述した特許文献１，２に開示された芝刈り車両は、芝が刈り取られた処理済作業地と芝が刈り取られていない未処理作業地との境界を検出しているため、その境界に沿って処理済作業地の芝を刈り取らないように走行すれば芝の刈り取り品質の低下を防止できると考えられる。

しかしながら、刈り取るべき幅が車両の刈り取り幅よりも狭い芝の刈り取りを行う場合には、上記の境界に沿って走行したとしても複数回に亘って刈り取りが行われる部分が多く生ずるため芝の刈り取り品質が低下してしまう。ここで、上記の特許文献３に開示された芝刈り車両のように、刈り取り幅を狭くすれば複数回に亘って刈り取りが行われる部分を少なくすることができるため、芝の刈り取り品質の低下を防止することが可能である。しかしながら、油圧シリンダを用いてリールモアを昇降させる従来の芝刈り車両は、漏れた油によって芝が枯れてしまう等の悪影響が懸念されるという問題がある。また、従来の芝刈り車両は、基本的に全てのリールモアを同じように昇降・回転させるため、エネルギーの無駄な消費が多いという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、芝の枯れ等の悪影響が生ずることなく低消費電力で高品質な芝の刈り取りを行うことができる芝刈り車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の芝刈り車両は、進行方向に対して車両の左右方向における異なる位置に配設された第１，第２芝刈り機（１３ａ、１３ｂ）を少なくとも備える芝刈り車両（１，２）において、電動アクチュエータ（２６ａ）によって前記第１芝刈り機を昇降させる第１昇降機構（２５ａ、２６ａ）と、電動アクチュエータ（２６ｂ）によって前記第２芝刈り機を昇降させる第２昇降機構（２５ｂ、２６ｂ）と、前記第１，第２昇降機構を制御して、前記第１，第２芝刈り機を個別に昇降させる制御部（３７）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の芝刈り車両は、前記第１，第２芝刈り機のうち、昇降させる芝刈り機を選択する選択部（２７）を備えており、前記制御部は、前記選択部で選択された芝刈り機を昇降させる制御を行うことを特徴としている。
また、本発明の芝刈り車両は、前記第１，第２芝刈り機が、モータ（２４）によって駆動される回転刃（２２）を有する電動式芝刈り機であって、前記回転刃の回転軸が車両の進行方向に交差する左右方向に設定されていることを特徴としている。
また、本発明の芝刈り車両は、前記制御部が、前記第１，第２芝刈り機のうち、下降させた芝刈り機の回転刃を回転させる制御を行うことを特徴としている。
また、本発明の芝刈り車両は、前記第１，第２芝刈り機が、前記回転刃によって刈り取られる前の芝の状態を検出する検出センサを備えており、前記制御部が、前記検出センサの検出結果に応じて、下降させた芝刈り機の回転刃を回転させるか否かを制御することを特徴とする。

本発明によれば、制御部が電動アクチュエータを備える第１，第２昇降機構を制御して、第１，第２芝刈り機を個別に昇降させることができ、必要最小限の芝刈り機を昇降・動作させて芝の刈り取りを行うことができるため、芝の枯れ等の悪影響が生ずることなく低消費電力で高品質な芝の刈り取りを行うことができるという効果がある。

本発明の第１実施形態による芝刈り車両の外観を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による芝刈り車両の動力系統及び制御系統の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による芝刈り車両１が備える表示装置２７の表示内容の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態による芝刈り車両の動力系統及び制御系統の要部構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による芝刈り車両について詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による芝刈り車両の外観を示す斜視図である。図１に示す通り、本実施形態の芝刈り車両１は、フレーム１０に支持される２つの前輪１１ａ，１１ｂ及び１つの後輪１２と、２つの前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ（第１，第２芝刈り機、電動式芝刈り機）及び１つの後側芝刈り機１４とを備えており、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２によって走行しつつ、走行経路に沿って前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４により芝の刈り取りを行う。この芝刈り車両１は、エンジンの動力を用いて走行し、モータ等の動力を用いて芝を刈るハイブリッド式の芝刈り車両である。

フレーム１０の略中央上部には、作業者が着席するシート１５が配設されている。このシート１５の前方上部にはステアリングホイール１６が設けられており、前方下部には後進アクセルペダル１７、前進アクセルペダル１８、及びブレーキペダル１９が設けられている。シート１５に着席した作業者によってステアリングホイール１６が操作されることで芝刈り車両１の進行方向が定められ、後進アクセルペダル１７、前進アクセルペダル１８、及びブレーキペダル１９が操作されることにより、芝刈り車両１の後退、前進、停止等の動作、及び走行速度が定められる。

前輪１１ａ，１１ｂは、フレーム１０の右側前方下部及び左側前方下部にそれぞれ配設されており、エンジンＥに直結される油圧モータの動力によって駆動され、車両の左右方向に沿う回転軸の周りで回転可能にフレーム１０に支持されている。後輪１２は、フレーム１０の中央後方下部に配設されており、３輪駆動時は前輪１１ａ，１１ｂと同様にエンジンＥの動力によって駆動され、２輪駆動時はフリー回転する。但し、後輪１２は、前輪１１ａ，１１ｂとは異なり、ステアリングホイール１６の回転量に応じて左右方向に揺動可能に構成されている。後輪１２の左右方向への揺動に合わせて後輪１２の回転軸も揺動するため、ステアリングホイール１６を回転させることにより芝刈り車両１の進行方向が変更される。尚、芝刈り車両１には、エンジンＥの動力を利用してステアリングホイール１６の操舵を補助する機構（所謂、パワーステアリング）が設けられている。

ここで、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２には、ショルダーが緩やかな曲面に形成された幅広のタイヤが用いられる。これは、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２にかかる芝刈り車両１の車重及び応力を分散することによって、芝へのダメージを避けるためである。また、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２には、溝が形成されていないタイヤが用いられる。これは、踏みつけられる部分（溝が形成されていない部分）と踏みつけられない部分（溝が形成されている部分）とが生ずることによって、芝に縞状の模様が生ずるのを防止するためである。

前側芝刈り機１３ａ，１３ｂは、前輪１１ａ，１１ｂの各々の前方において昇降可能に支持されており、下降して前輪１１ａ，１１ｂの前方で地面に接している状態で芝の刈り取りを行う。これら前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの各々は、前側ローラ２１、電動リール２２（回転刃）、不図示の後側ローラ、及びモータ２４を備える。前側ローラ２１は、回転軸が車両の左右方向に設定されて、周方向に沿う溝が軸方向に複数形成された略円柱形状の部材であり、電動リール２２の前方に配設される。この前側ローラ２１は、電動リール２２によって刈られる前の芝を揃わせるとともに、下降した状態にある前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを地面上に支持するために設けられている。

電動リール２２は、芝を刈るための螺旋状の刃が側面に複数形成された略円柱形状の部材であって、回転軸が車両の左右方向に設定されており、モータ２４によって駆動される。この電動リール２２は、前側ローラ２１と不図示の後側ローラとの間に配設され、刈り取った後の芝の高さの分だけ前側ローラ２１及び不図示の後側ローラよりも上方に配置されている。尚、前側ローラ２１及び不図示の後側ローラに対する電動リール２２の高さ位置は、例えば数ｍｍ〜十数ｍｍ程度の範囲で微調整が可能である。不図示の後側ローラは、前側ローラ２１の様な溝が形成されていない略円柱形状の部材であり、上述した前側ローラ２１と同様に、下降した状態にある前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを地面上に支持するために設けられている。

フレーム１０の前部には、中央部から右方向に延びる支持アーム２５ａと、中央部から左方向に延びる支持アーム２５ｂとが設けられている。支持アーム２５ａは、その右端部において車両の前後方向における回転軸の周りで前側芝刈り機１３ａを揺動可能に支持しており、支持アーム２５ｂは、その左端部において車両の前後方向における回転軸の周りで前側芝刈り機１３ｂを揺動可能に支持している。このため、車両の左右方向に地面が傾斜していても、その傾斜に合わせて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを傾斜させることができる。

支持アーム２５ａ，２５ｂには、電動シリンダ２６ａ，２６ｂ（電動アクチュエータ）が取り付けられている。電動シリンダ２６ａが伸縮すると支持アーム２５ａの右端部が上下方向に移動し、これにより前側芝刈り機１３ａが昇降する。同様に、電動シリンダ２６ｂが伸縮すると支持アーム２５ｂの左端部が上下方向に移動し、これにより前側芝刈り機１３ｂが昇降する。つまり、支持アーム２５ａ及び電動シリンダ２６ａは、前側芝刈り機１３ａを昇降させる第１昇降機構をなし、支持アーム２５ｂ及び電動シリンダ２６ｂは、前側芝刈り機１３ｂを昇降させる第２昇降機構をなす。尚、図１では、前側芝刈り機１３ａが上昇しており、前側芝刈り機１３ｂが下降している状態を図示している。

後側芝刈り機１４は、前輪１１ａ，１１ｂと後輪１２との間において昇降可能に支持されており、下降して後輪１２の前方で地面に接している状態で芝の刈り取りを行う。この後側芝刈り機１４は、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと同様に、前側ローラ２１、電動リール２２（回転刃）、不図示の後側ローラ、及びモータ２４を備えており、電動シリンダ２６ａ，２６ｂと同様の電動シリンダ（電動アクチュエータ）等を備える不図示の昇降機構によって昇降される。尚、後側芝刈り機１４も、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと同様に、車両の前後方向における回転軸の周りで揺動可能に支持されており、車両の左右方向における地面の傾斜に合わせて傾斜が可能である。

また、シート１５の右側前方（ステアリングホイール１６の右側）には、タッチパネル式の表示装置（例えば、液晶表示装置）２７（選択部）が設けられている。この表示装置２７は、作業者の指示を入力するとともに、芝刈り車両１の現在の状態を示す情報等の各種情報を表示するものである。前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降、及びこれらに設けられた電動リール２２の始動・停止は、作業者が表示装置２７を操作することによって入力される指示に応じて制御される。表示装置２７に表示される情報としては、芝刈り車両１の走行速度、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の各々に設けられた電動リール２２の回転速度、及び芝の育成状況を示す情報等の情報である。尚、ステアリングホイール１６の下方であって、前進アクセルペダル１８とブレーキペダル１９との間には、芝刈り車両１の前方を照明する照明装置２８が設けられている。

図２は、本発明の第１実施形態による芝刈り車両の動力系統及び制御系統の要部構成を示すブロック図である。尚、図２においては、図１に示した構成に相当する構成については同一の符号を付してある。図２に示す通り、芝刈り車両１は油圧ポンプ３１及びオルタネータ３２を備えており、その動力系統は油圧ポンプ３１から伝達される油圧によって駆動される走行系Ｓ１及びステアリング系Ｓ２と、オルタネータ３２から供給される電流によって駆動されるワーク系Ｓ３とに大別される。尚、図２では、油圧ポンプ３２から油圧が伝達される経路を太線の実線で表しており、オルタネータ３２から電流が供給される経路を細線の実線で表している。また、制御系統に係る信号の経路を細線の破線で表している。

油圧ポンプ３１は、エンジンＥの動力によって駆動され、走行系Ｓ１及びステアリング系Ｓ２を駆動する油圧を生成する。オルタネータ３２は、エンジンＥによって駆動される交流発電機３２ａ、交流発電機３２ａからの交流電流を直流電流に変換する変換器（ＡＣ／ＤＣ）３２ｂ、及びダイオード３２ｃを備えており、例えば電圧値が２４［Ｖ］である直流電流を生成する。

走行系Ｓ１は、油圧ポンプ３１から伝達される油圧を前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２の各々に伝達する油圧回路３３を備えている。尚、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２には、各々の単位時間当たりの回転数（例えば、１分毎の回転数）を検出するセンサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃがそれぞれ設けられている。これらセンサ３４ａ〜３４ｃの検出結果は、後述する制御装置３７に出力される。ステアリング系Ｓ２は、油圧ポンプ３１から伝達される油圧を、ステアリングホイール１６の操舵を補助する機構であるパワーステアリングに伝達する油圧回路３５を備えている。

オルタネータ３２から供給される電流は、ワーク系Ｓ３、照明装置２８、昇圧回路３６、及び制御装置３７（制御部）に入力される。ワーク系Ｓ３は、図１に示した電動シリンダ２６ａ，２６ｂ、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の各々に設けられた電動リール２２及びモータ２４、スイッチ３８ａ，３８ｂ、並びにモータドライバ３９ａ〜３９ｃを備える。スイッチ３８ａ，３８ｂは、その開閉状態が制御装置３７によって制御され、オルタネータ３２と電動シリンダ２６ａ，２６ｂとの間を電気的に遮断状態又は導通状態にする。尚、本スイッチは切替機構の構成素子の１例であって、半導体で構成されるシリンダドライバを用いてもよい。

スイッチ３８ａ，３８ｂが閉状態（オン状態）になるとオルタネータ３２からの直流電流が電動シリンダ２６ａ，２６ｂに供給され、これにより電動シリンダ２６ａ，２６ｂが駆動されて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂが上昇又は下降する。尚、図２では図示を省略しているが、後側芝刈り機１４を昇降させる電動シリンダにも、スイッチ３８ａ，３８ｂと同様のスイッチ（制御装置３７によって開閉状態が制御されるスイッチ）が設けられている。

モータドライバ３９ａ，３９ｂ，３９ｃは、制御装置３７の制御の下で、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４に設けられたモータ２４をそれぞれ駆動する。これにより、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の各々に設けられたリール２２の回転速度が制御される。昇圧回路３６は、オルタネータ３２からの直流電流の電圧を、１０倍程度の電圧に昇圧する回路であり、昇圧された電圧は、モータドライバ３９ａ，３９ｂ，３９ｃの各々に入力される。

制御装置３７は、表示装置２７を介して入力される指示に応じて芝刈り車両１のワーク系Ｓ３の動作を制御するとともに、芝刈り車両１の現在の状態を示す情報（例えば、走行速度、電動リール２２の回転速度を示す情報等）を表示装置２７に表示する。具体的には、表示装置２７を介して前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降指示が入力された場合には、スイッチ３８ａ，３８ｂ等のオン・オフ状態を制御するとともに、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４のうち、下降させた芝刈り機の電動リールの回転速度を制御する。また、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降指示とは別に、表示装置２７を介して前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４に設けられた電動リール２２の駆動指示がなされた場合には、モータドライバ３９ａ〜３９ｃに対して制御信号を出力して電動リール２２の回転速度を制御する。

ここで、芝刈り車両１には、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと後側芝刈り機１４との昇降を連動して行う「自動運転モード」と、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降を個別に手動で行う「手動運転モード」とが運転モードとして用意されている。作業者が表示装置２７を操作することによって「自動運転モード」又は「手動運転モード」が設定される。

制御装置３７は、運転モードが「自動運転モード」に設定されている場合には、センサ３４ａ〜３４ｃの検出結果に基づいて、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの昇降位置と後側芝刈り機１４の昇降位置とが一致するように電動シリンダ２６ａ，２６ｂを制御する。これは、芝刈り車両１の走行速度が一定になるよう運転しているにもかかわらず、地面の起伏等によって自然に走行速度が変化した場合であっても、高品質な芝の刈り取りを実現するためである。尚、詳細は後述するが、「自動運転モード」に設定されている場合であっても、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４のうち、昇降させる芝刈り機の選択は可能である。このため、例えば前側芝刈り機１３ａ，１３ｂのうちの何れか一方と後側芝刈り機１４との昇降を連動させるといったことが可能である。

いま、後輪１２の１分毎の回転数を示すセンサ３４ｃの検出結果をｎ［ｒｐｍ］とし、後輪１２の有効径（直径）をｄ［ｍｍ］とすると、制御装置３７は以下の（１）式から芝刈り車両１の走行速度ｖ［ｋｍ／ｈ］を求める。
ｖ＝（ｄ／１０^６）×π×６０×ｎ …（１）
尚、ここでは、説明を簡単にするために、センサ３４ｃのみの検出結果のみに基づいて芝刈り車両１の走行速度を求める例について説明するが、全てのセンサ３４ａ〜３４ｃの検出結果に基づいて走行速度を求めても良い。センサ３４ａ〜３４ｃの検出結果が異なる場合には、それらの検出結果の平均値を走行速度にするのが望ましい。

制御装置３７は、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを昇降させた時点から、上記（１）式を用いて得られる走行速度を積分して走行距離（前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを昇降させた位置からの走行距離）を算出する。そして、算出された走行距離が前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと後側芝刈り機１４との距離Ｌになった位置で後側芝刈り機１４を昇降させる制御を行う。かかる制御を行うことで、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの昇降を開始させてから後側芝刈り機１４の昇降を開始させるまでの時間が走行速度に応じて変化するため、走行速度が変化した場合であっても、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの昇降位置と後側芝刈り機１４の昇降位置とを一致させることができる。

更に、制御装置３７は、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４に設けられた電動リール２２の回転速度が、上記（１）式から求めた走行速度に対して比例するように、或いは上記（１）式から求めた走行速度に対して段階的に変化するように、モータドライバ３９ａ〜３９ｃを制御する。走行速度に対して比例するように制御するか、段階的に変化するように制御するかは、モータ２４やモータドライバ３９ａ〜３９ｃの性能等を考慮して適宜決定される。

ここで、電動リール２２の回転速度は、芝刈り車両１の走行速度のみによって決定される訳ではなく、芝刈り車両１の走行速度に加えて、電動リール２２に設けられている刃の数と刈り取りピッチ（目標とする芝の高さ）とに基づいて制御される。具体的には、電動リール２２の刃の数をｍ［枚］とし、刈り取りピッチをｐ［ｍｍ］とすると、制御装置３７は、電動リール２２の回転数ｒ［ｒｐｍ］を以下の（２）式で示される回転数になるように制御する。
ｒ＝（ｖ×１０^６／６０）／（ｍ×ｐ） …（２）

次に、上記構成における芝刈り車両１の動作について簡単に説明する。芝刈り車両１上のシート１５に着席した作業者が、エンジン始動のキー操作を行うとエンジンＥが始動する。エンジンＥが始動すると油圧ポンプ３１が駆動され、走行系Ｓ１及びステアリング系Ｓ２を駆動するための油圧が生成される。また、エンジンＥにより、オルタネータ３２が駆動され、これによって直流電流が生成される。オルタネータ３２で生成された直流電流は、ワーク系Ｓ３、照明装置２８、制御装置３７、及び昇圧回路３６に供給される。尚、昇圧回路３６で昇圧された電圧はワーク系Ｓ３に供給される。

作業者が後進アクセルペダル１７、前進アクセルペダル１８、及びブレーキペダル１９並びにステアリングホイール１６を操作し、芝を刈り取るべき位置まで芝刈り車両１を運転する。芝の刈り取りを行う前に、作業者は表示装置２７を操作して運転モードを「自動運転モード」又は「手動運転モード」に設定する。図３は、本発明の第１実施形態による芝刈り車両１が備える表示装置２７の表示内容の一例を示す図である。尚、図３に示す表示内容はあくまでも一例であって、その表示内容や表示位置は適宜変更することが可能である。

図３（ａ）に示す通り、表示装置２７の全表示領域Ｒの下部には、運転モードを選択する選択ボタンＢ１〜Ｂ３が表示されている。選択ボタンＢ１は運転モードを「自動運転モード」に設定するボタンであり、選択ボタンＢ２は運転モードを「手動運転モード」に設定するボタンである。また、ボタンＢ３は、芝刈り車両１の動作を、各種メンテナンスを行うための「メンテナンスモード」に設定するボタンである。

作業者が選択ボタンＢ１を操作すると運転モードが「自動運転モード」になり、図３（ｂ）に示す通り、全表示領域ＲからボタンＢ１が消去され、刈り取りの開始及び終了を指示するボタンＢ１１が表示される。作業者の運転によって芝を刈り取るべき位置に到着し、作業者が表示装置２７の全表示領域Ｒに表示されているボタンＢ１１を押下すると、制御装置３７からスイッチ３８ａ，３８ｂ及びモータドライバ３９ａ，３９ｂに対して制御信号が出力されて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂが下降するとともに前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの電動リール２２が回転する。これにより、芝刈り車両１の走行経路に沿って前側芝刈り機１３ａ，１３ｂによる芝の刈り取りが行われる。

ここで、制御装置３７は、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを下降させた時点から、センサ３４ｃの検出結果（後輪１２の回転数）から前述した（１）式を用いて芝刈り車両１の走行速度を求め、得られる走行速度を積分して走行距離を算出する。そして、算出された走行距離が前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと後側芝刈り機１４との距離Ｌになった位置で後側芝刈り機１４を下降させる制御を行う。これにより、走行速度が変化した場合であっても、後側芝刈り機１４が下降した位置を前側芝刈り機１３ａ，１３ｂが下降した位置に一致させることができる。

作業者が表示装置２７の全表示領域Ｒに表示されているボタンＢ１１を再び押下すると、制御装置３７からスイッチ３８ａ，３８ｂ及びモータドライバ３９ａ，３９ｂに対して制御信号が出力されて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂが上昇するとともに前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの電動リール２２が停止する。これにより、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂによる芝の刈り取りが終了する。ボタンＢ１１が押下されると、制御装置３７は、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂを下降させた場合と同様に、センサ３４ｃの検出結果（後輪１２の回転数）から前述した（１）式を用いて芝刈り車両１の走行速度を求め、得られる走行速度を積分して走行距離を算出する。そして、算出された走行距離が前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと後側芝刈り機１４との距離Ｌになった位置で後側芝刈り機１４を上昇させる制御及び後側芝刈り機１４の電動リール２２を停止させる制御を行う。これにより、走行速度が変化した場合であっても、後側芝刈り機１４が上昇する位置を前側芝刈り機１３ａ，１３ｂが上昇した位置に一致させることができる。

ここで、図３（ａ）に示す表示が表示領域２７でされているときに、作業者がボタンＢ３を操作すると、芝刈り車両１の動作が「メンテナンスモード」になる。すると、図３（ｄ）に示す通り、全表示領域ＲからボタンＢ３が消去され、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４のうち、昇降させる芝刈り機（動作させる芝刈り機）を選択するボタンＢ４１〜Ｂ４３が表示される。いま、刈り取るべき芝の幅が前側芝刈り機１３ａと後側芝刈り機１４とによって刈り取れる幅であり、芝の刈り取りに前側芝刈り機１３ｂを用いる必要がない場合について考える。かかる場合には、作業者は図３（ｄ）に示されたボタンＢ４２とボタンＢ４３を操作し、前側芝刈り機１３ａと後側芝刈り機１４のみを選択する。

以上の選択を行った後で、作業者が選択ボタンＢ１を操作すると運転モードが「自動運転モード」になり、図３（ｂ）に示すボタンＢ１１が表示される。そして、作業者がボタンＢ１１を押下すると、制御装置３７の制御によってメンテナンスモードで選択された前側芝刈り機１３ａのみが下降するとともに前側芝刈り機１３ａの電動リール２２が回転して前側芝刈り機１３ａによる芝の刈り取りが行われる。尚、このときは、前側芝刈り機１３ｂの電動リール２２は止まったままである。

そして、前側芝刈り機１３ａを下降させた位置からの走行距離が前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと後側芝刈り機１４との距離Ｌになった位置で、制御装置３７は後側芝刈り機１４を下降させて後側芝刈り機１４の電動リール２２を回転させる制御を行う。以上の制御によって、後側芝刈り機１４が下降した位置を前側芝刈り機１３ａが下降した位置に一致させることができる。

その後に、作業者が再びボタンＢ１１を押下すると、制御装置３７により、前側芝刈り機１３ａを上昇させる制御及び前側芝刈り機１３ａの電動リール２２を停止させる制御が行われる。その後に、前側芝刈り機１３ａを上昇させた位置からの走行距離が前側芝刈り機１３ａ，１３ｂと後側芝刈り機１４との距離Ｌになった位置で、制御装置３７により、後側芝刈り機１４を上昇させて後側芝刈り機１４の電動リール２２を停止させる制御が行われる。これにより、後側芝刈り機１４が上昇する位置を前側芝刈り機１３ａが上昇した位置に一致させることができる。

尚、図３（ａ）に示す表示が表示領域２７でされているときに、作業者がボタンＢ２を操作すると、運転モードが「手動運転モード」になる。すると、図３（ｃ）に示す通り、全表示領域ＲからボタンＢ２が消去され、前側芝刈り機１３ｂを上昇・下降させるボタンＢ２１，Ｂ３１、前側芝刈り機１３ａを上昇・下降させるボタンＢ２２，Ｂ３２、及び後側芝刈り機１４を上昇・下降させるボタンＢ２３，Ｂ３３が表示される。作業者がこれらのボタンを個別に操作することにより、電動シリンダ２６ａ，２６ｂ等が制御装置３７によって個別に制御され、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４を個別に上昇又は下降させることができる。

以上説明した通り、本実施形態では、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４を個別に昇降させることにより、刈り取るべき芝の幅に応じて刈り取り幅を自在に変えることができる。これにより、複数回に亘って刈り取りが行われる部分を少なくすることができ、高品質な芝の刈り取りを行うことが可能である。また、本実施形態の芝刈り車両１は、エンジンの動力により駆動される油圧ポンプの圧力を用いて走行し、電動モータ等の動力を用いて芝を刈るハイブリッド式の芝刈り車両であり、油圧ポンプの動力を用いて芝を刈る従来の芝刈り車両よりも油漏れのリスクを少なくすることができるため、従来よりも油による芝の枯れのリスクを低減することができる。更に、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降及びこれらに設けられた電動リール２２の回転を細かく制御することができるため、消費電力を低減することができる。

〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態による芝刈り車両の動力系統及び制御系統の要部構成を示すブロック図である。尚、図４においては、図２に示したブロックと同じブロックについては同一の符号を付してある。この芝刈り車両２は、モータ等の動力を用いて走行するとともに芝を刈る電動式の芝刈り車両である。尚、本実施形態の芝刈り車両２の外観は、図１に示す第１実施形態による芝刈り車両１の外観とほぼ同様である。

図４に示す通り、本実形態の芝刈り車両２は、図２中のエンジンＥ、油圧ポンプ３１、及びオルタネータ３２に代えてバッテリＢを備える。また、図２中の走行系Ｓ１及びステアリング系Ｓ２に代えて走行系Ｓ１１及びステアリング系Ｓ１２を備えるとともに、制御装置３７に代えて制御装置４０（制御部）を備える。尚、図４では、バッテリＢから電流が供給される経路を細線の実線で表しており、制御系統に係る信号の経路を細線の破線で表している。

バッテリＢは、走行系Ｓ１１、ステアリング系Ｓ１２、及びワーク系Ｓ３、並びに照明装置２８、昇圧回路３６、及び制御装置４０に直流電流を供給する。尚、バッテリＢは、例えば電圧値が４８［Ｖ］である直流電流を生成する。走行系Ｓ１１は、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２をそれぞれ駆動するモータ４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、これらモータ４１ａ〜４１ｃをそれぞれ駆動するモータドライバ４２ａ〜４２ｃとを備えている。

モータドライバ４２ａ〜４２ｃの各々にはバッテリＢからの直流電流が供給されているとともに、制御装置４０からの制御信号が入力されている。モータドライバ４２ａ〜４２ｃは、制御装置４０の制御の下でモータ４１ａ〜４１ｃをそれぞれ駆動する。尚、本実施形態においても、前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２には、各々の単位時間当たりの回転数（例えば、１分毎の回転数）を検出するセンサ３４ａ，３４ｂ，３４ｃがそれぞれ設けられている。

ステアリング系Ｓ１２は、モータ４３、モータドライバ４４、及びステアリングセンサ４５を備えており、制御装置４０の制御の下で、ステアリングホイール１６の操舵を補助する。モータ４３は、ステアリングホイール１６に動力を伝達することにより、ステアリングホイール１６の操舵を補助するパワーステアリングを実現する。モータドライバ４４は、制御装置４０から出力される制御信号に基づいてモータ４３を駆動する。尚、このモータドライバ４４にもバッテリＢからの直流電流が供給されている。ステアリングセンサ４５は、ステアリングホイール１６の回転量を検出し、その検出結果を制御装置４０に出力する。

制御装置４０は、図２に示した制御装置３７と同様に、表示装置２７を介して入力される指示に応じて芝刈り車両２のワーク系の動作を制御する。つまり、表示装置２７を介し入力される指示に基づいて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降を個別に制御するとともに、センサ３４ａ〜３４ｃの検出結果に基づいて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４に設けられた電動リール２２の回転速度を制御する。

また、制御装置４０は、ステアリングセンサ４５の検出結果に基づいてモータドライバ４４を制御することによって、ステアリングホイール１６の操舵を補助するパワーステアリングを実現する。更に、ステアリングセンサ４５の検出結果に基づいて後輪１２の左右方向への揺動量を制御するとともに、アクセルペダル１７等の操作量に応じてモータドライバ４２ａ〜４２ｃを制御することにより、芝刈り車両２の前進、後退、停止、及び走行速度を制御する。

以上の構成の芝刈り車両２においても、第１実施形態の芝刈り車両１と同様に、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３の昇降が制御装置４０により個別に制御される。また、センサ３４ｃ等の検出結果に応じて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂの昇降位置と後側芝刈り機１３の昇降位置が一致するように制御装置４０によって制御される。このため、芝刈り車両２の走行速度が変化した場合や、刈り取るべき芝の幅が狭い場合であっても芝の高さが揃った高品質な芝の刈り取りが可能である。

また、本実施形態の芝刈り車両２は、モータ等の動力を用いて走行を行うとともに芝を刈る電動式の芝刈り車両であってエンジンが不要である。このため、軽量化が可能であり、轍の形成を防止することができるとともに芝へのダメージを軽減することができる。更に、本実施形態の芝刈り車両２は、走行系Ｓ１１及びステアリング系Ｓ１２を駆動するための油圧が不要であり、油漏れが生ずることがないため、漏れた油による芝の枯れが生ずることはない。また、第１実施形態と同様に、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の昇降及びこれらに設けられた電動リール２２の回転を細かく制御することができるため、消費電力を低減することができる。

以上、本発明の実施形態による芝刈り車両について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、車両の左右方向に回転軸が設定された電動リール２２を備える芝刈り車両について説明したが、本発明は上下方向に回転軸が設定された電動リールを備える芝刈り車両に適用することも可能である。

また、以上の実施形態では、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４について、下降させた芝刈り機の電動リール２２を回転させ、上昇させた芝刈り機の電動リール２２を停止させる制御を行っていた。しかしながら、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の各々に芝の状態を検出するセンサを設け、これらセンサの検出結果に応じて制御装置３７が前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の各々に設けられた電動リール２２を回転させるか否かを制御しても良い。

以上の制御によって、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の全てが下降している状態で芝刈り車両を走行させるだけで、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４の各々に設けられた電動リール２２の回転・停止が芝の高さに応じて自動的に行われるため、刈り取る必要のある芝のみを刈り取ることができる。尚、上記の芝の状態を検出するセンサとしては、レーザセンサ等を利用した芝の高さを検出する高さ検出センサ、或いは、撮像した画像に対する画像処理を行って芝の状態を監視する視覚センサ等が挙げられる。

また、上記実施形態では、作業者が表示装置２７を操作することによって、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４のうちから昇降させる芝刈り機を選択する例について説明した。しかしながら、芝刈り機を選択するための機械式のボタンやレバーを設けた構成にし、作業者がこれらボタンやレバーを操作することによって昇降させる芝刈り機を選択しても良い。

１，２ 芝刈り車両
１３ａ，１３ｂ 前側芝刈り機
２２ 電動リール
２４ モータ
２５ａ，２５ｂ 支持アーム
２６ａ，２６ｂ 電動シリンダ
２７ 表示装置
３７ 制御装置

Claims (2)

1. 進行方向に対して車両の左右方向における異なる位置に配設された第１，第２芝刈り機を少なくとも備える芝刈り車両において、
   電動アクチュエータによって前記第１芝刈り機を昇降させる第１昇降機構と、
   電動アクチュエータによって前記第２芝刈り機を昇降させる第２昇降機構と、
   前記第１，第２昇降機構を制御して、前記第１，第２芝刈り機を個別に昇降させる制御部と
   を備え、
   前記第１，第２芝刈り機は、モータによって駆動される回転刃を有する電動式芝刈り機であって、前記回転刃の回転軸が車両の進行方向に交差する左右方向に設定されているとともに、前記回転刃によって刈り取られる前の芝の状態を検出する検出センサをそれぞれ備えており、
   前記制御部は、前記第１，第２芝刈り機のうち、下降させた芝刈り機の回転刃を回転させるか否かを、下降させた芝刈り機が備える前記検出センサの検出結果に応じて制御するとともに、回転させた回転刃の回転速度を車両の走行速度に応じて制御する
   ことを特徴とする芝刈り車両。
2. 前記第１，第２芝刈り機のうち、昇降させる芝刈り機を選択する選択部を備えており、
   前記制御部は、前記選択部で選択された芝刈り機を昇降させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の芝刈り車両。

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