JP6636416B2 - 芝刈機 - Google Patents

Description

本発明は、芝刈機に関する。

芝刈機において、本体の下部に下方に向けて開口したハウジング及びハウジングの内側に回転可能に設けられた刈刃を有する作業部と、刈り取られた刈芝を収容する刈芝収容容器と、ハウジングの内側と刈芝収容容器とを接続する刈芝搬送通路と、刈芝搬送通路に手動操作によって開閉可能に設けられたシャッタとを有するものがある（例えば、特許文献１）。刈刃は、回転することによって芝を刈ると共に、ハウジングの開口から内側に流れる搬送風を発生させる。シャッタが開いているときには、搬送風によって刈芝搬送通路を通して刈芝が刈芝収容容器に捕集され（バギングモード）、シャッタが閉じているときには、刈芝がハウジングの開口から地面に散布される（マルチングモード）。

特開２０１４−６０９３６号公報

このような芝刈機では、刈刃の回転速度、刈芝の量、及び刈芝の状態等の作業状態が一定の場合には刈芝の刈芝収容容器内における飛散距離（到達距離）が一定になり、刈芝が刈芝収容容器内の一部に偏在するという問題がある。また、刈刃の回転数が一定の場合において外部環境の湿度が増加すると、水分によって刈芝の重量が増加して刈芝の飛散距離が短くなり、刈芝収容容器内の刈芝搬送通路側に刈芝が偏在するという問題がある。

本発明は、以上の背景を鑑み、芝刈機において刈芝収容容器内の刈芝の偏在を抑制することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の一態様は、芝刈機であって、下方に向けて開口したハウジング、及び前記ハウジングの内側に回転可能に設けられ、回転することによって芝を刈ると共に、前記ハウジングの開口から内側に流れる搬送風を発生する刈刃を有する作業部と、刈り取られた刈芝を収容する刈芝収容容器と、前記ハウジングの内側と前記刈芝収容容器とを接続する刈芝搬送通路と、前記刈芝搬送通路を開閉するシャッタ及び前記シャッタを開閉駆動するアクチュエータを備えたシャッタ装置と、前記シャッタ装置を制御する制御装置と、当該芝刈機の周囲の湿度を検出する湿度センサとを有し、前記制御装置は、前記湿度に基づいて前記シャッタ装置を開閉制御することを特徴とする。

この態様によれば、湿度に応じてシャッタの開度が変化するため、刈芝搬送通路内の搬送風の流速が変化して刈芝の飛散距離が変化する。これにより、刈芝収容容器内において刈芝の偏在が抑制される。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記シャッタが所定の往復開度範囲で開閉を連続して繰り返すように前記シャッタ装置を開閉制御させる往復開閉制御を行い、前記湿度に基づいて前記往復開度範囲を変化させるとよい。

この態様によれば、シャッタが往復動することによって、刈芝搬送通路内の流速が変化し、刈芝の刈芝収容容器内における飛散距離が変化し、刈芝収容容器内における刈芝の偏在が抑制される。また、シャッタに付着した刈芝がシャッタから脱落し易くなり、シャッタ付近における刈芝搬送通路の閉塞が抑制される。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記湿度が大きいほど前記往復開度範囲における最小開度を小さくするとよい。

この態様によれば、刈芝収容容器内において刈芝の偏在が抑制される。湿度が増加すると、芝に付着した水分によって刈芝の重量が増加する。刈刃の回転速度が一定の場合には刈刃によって発生する風量は一定であるため、刈芝の重量が増加すると刈芝収容容器内における刈芝の飛散距離が短くなり、刈芝搬送通路側に偏在し易くなる。本態様では、走行速度の増加時にシャッタの開度が絞られるため、刈芝搬送通路における流速が増加して刈芝の飛散距離が増加し、刈芝収容容器内における刈芝搬送通路側への偏在が抑制される。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記往復開度範囲における最大開度を前記湿度に関わらず一定にするとよい。

この態様によれば、湿度が高いほど往復開度範囲が大きくなり、刈芝の飛散距離の分布が大きくなって刈芝の刈芝収容容器内における偏在が一層抑制される。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記湿度が所定の湿度判定値以下である場合に前記往復開度範囲における最小開度を所定の第１最小開度にし、前記湿度が前記湿度判定値より大きい場合に前記往復開度範囲における最小開度を前記第１最小開度よりも小さい第２最小開度にするとよい。

この態様によれば、湿度の増加時にシャッタの開度が絞られるため、刈芝搬送通路における流速が増加して刈芝の飛散距離が増加し、刈芝収容容器内における刈芝搬送通路側への偏在が抑制される。

また、上記の態様において、当該芝刈機の走行速度を検出する速度センサを更に有し、前記制御装置は、前記湿度及び前記走行速度に基づいて前記シャッタ装置を開閉制御するとよい。

この態様によれば、走行速度に応じてシャッタの開度が変化するため、刈芝搬送通路内の搬送風の流速が変化して刈芝の飛散距離が変化する。これにより、刈芝収容容器内において刈芝の偏在が抑制される。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記湿度が大きいほど前記往復開度範囲における最小開度を小さくし、かつ前記走行速度が大きいほど前記往復開度範囲における最小開度を小さくするとよい。

この態様によれば、刈芝収容容器内において刈芝の偏在が抑制される。走行速度が増加すると、単位時間当りに刈刃に接触する芝の量が増加し刈芝の発生量が増加する。刈刃の回転速度が一定の場合には刈刃によって発生する風量は一定であるため、刈芝の量が増加すると刈芝収容容器内における刈芝の飛散距離が短くなり、刈芝搬送通路側に偏在し易くなる。本態様では、湿度又は走行速度の増加時にシャッタの開度が絞られるため、刈芝搬送通路における流速が増加して刈芝の飛散距離が増加し、刈芝収容容器内における刈芝搬送通路側への偏在が抑制される。

また、上記の態様において、前記刈芝搬送通路において前記シャッタと前記刈芝収容容器側の端部との間に設けられ、前記刈芝搬送通路の圧力を検出する圧力センサと、前記制御装置は、前記作業部の駆動開始から所定の過渡期間経過後において前記圧力が所定の圧力判定値より大きい場合に、前記往復開閉制御を開始するとよい。

この態様によれば、圧力センサが検出する刈芝搬送通路の圧力に基づいて刈芝搬送通路の閉塞状態が判定され、刈芝搬送通路が閉塞していない場合に往復開閉制御が実行される。過渡期間においては刈刃の回転が増加ことによって圧力が増加するため、過渡期間の経過後に判定を行うことによって、誤った判定が防止される。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記過渡期間経過後において前記圧力が前記圧力判定値以下の場合に、前記シャッタを全閉にするとよい。

この態様によれば、制御装置は圧力の低下に基づいてシャッタ装置を制御することによって、刈芝搬送通路の閉塞を抑制することができる。刈芝搬送通路におけるシャッタが設けられた部分に閉塞が発生するときには、シャッタよりも下流側部分では閉塞に応じて圧力が低下する。そのため、圧力の低下に基づいて刈芝搬送通路の閉塞を予測することができる。

また、上記の態様において、前記制御装置は、前記作業部を停止するときに、前記シャッタを全開位置に位置させるべく前記シャッタ装置を制御するとよい。

この態様によれば、作業部を駆動開始するときにはシャッタが全開位置にあり、制御装置はシャッタが全開位置にある状態での圧力に基づいてシャッタ装置を制御することができる。

また、上記の態様において、前前記作業部の駆動及び停止を操作するために作業者の操作入力を受け付ける操作入力装置を更に有し、前記制御装置は、前記操作入力装置からの信号に基づいて前記作業部の駆動開始及び停止を検出するとよい。

この態様によれば、制御装置は作業部の駆動開始及び停止を容易かつ迅速に検出することができる。

以上の構成によれば、芝刈機において刈芝収容容器内の刈芝の偏在が抑制される。

実施形態に係る芝刈機の概略構成図 作業部の底面図 作業部の縦断面図（図２のIII−III断面図） 作業部の縦断面図（図３のIV−IV断面図） 芝刈機の制御系のブロック線図 制御装置が実行するシャッタ開閉制御の手順を示すフロー図 制御装置が実行する往復開閉制御の手順を示すフロー図 芝刈機の各部の動作状態を示すタイムチャート

以下に本発明を乗用型の芝刈機に適用した実施形態について説明する。

（芝刈機の構成）
図１に示すように、本実施形態に係る芝刈機１は、作業者が搭乗可能な車体２を有する。車体２の前部下部には左右一対の前輪３が設けられ、車体２の後部下部には左右一対の後輪４が設けられている。車体２の下部における前後中央には作業部５が設けられ、車体２の後端部には刈芝収容容器６（グラスバッグ）が着脱可能に支持されている。車体２には、作業部５から車体２の後方に延びるダクト７（シュータ）が設けられ、刈芝収容容器６はダクト７の後端に接続される。

車体２の上部には、作業者が着座するためのシート１１が設けられている。左右の前輪３は、操舵装置（不図示）を介して操舵可能に車体２に支持されている。操舵装置の操作入力部であるステアリングホイール１３は、車体２の上部におけるシート１１の前方に配置されている。

車体２には、後輪４を駆動する駆動源と作業部５を駆動する駆動源とが設けられている。駆動源は、内燃機関やモータであってよい。後輪４を駆動する駆動源と作業部５を駆動する駆動源とは共通の駆動源であってもよい。本実施形態では、駆動源として、左の後輪４を駆動する左走行モータ１５Ｌと、右の後輪４を駆動する右走行モータ１５Ｒと、作業部５を駆動する作業モータ１６とを有する。

図２〜図４に示すように、作業部５は、下方に向けて開口したハウジング２１と、ハウジング２１の内側に回転可能に設けられた刈刃２２とを有する。ハウジング２１は、地面と対向するように車体２の下部に支持されている。ハウジング２１は、左右対称形をなし、車体２に対して左右に延びている。ハウジング２１は、左右に延びた上壁部２１Ａと、上壁部２１Ａの縁部から下方に延び、縁部に沿って環状に設けられた縁壁部２１Ｂと、上壁部２１Ａの後部中央から後方かつ上方に延びる通路部２１Ｃとを有する。ハウジング２１の下部には、上壁部２１Ａ及び縁壁部２１Ｂによって画定され、下方に向けて開口した凹部２４が形成されている。凹部２４は、左右に並んだ凹部左半部２４Ａ及び凹部右半部２４Ｂを含む。凹部左半部２４Ａ及び凹部右半部２４Ｂは、底面視においてそれぞれ略円形に形成され、凹部左半部２４Ａの右端及び凹部右半部２４Ｂの左端は互いに接続している。凹部２４は、底面視において２つの円が接続した形状をなし、連続した空間を形成している。通路部２１Ｃは、前端において上壁部２１Ａの下面に開口して凹部２４に連通し、後端においてハウジング２１の外方に連通する接続通路２５を形成している。

上壁の凹部左半部２４Ａの中央及び凹部右半部２４Ｂの中央には軸受部材２７がそれぞれ設けられている。軸受部材２７は、筒形に形成され、軸線が上下に延び、上壁を貫通するように上壁部２１Ａに取り付けられている。軸受部材２７には、軸受部材２７を上下に貫通する回転軸２８が回転可能に支持されている。回転軸２８の下端は軸受部材２７から下方に突出して凹部２４内に位置し、回転軸２８の上端は軸受部材２７から上方に突出して上壁の上方に位置する。回転軸２８の下端には刈刃２２と、補助ファン２９とが取り付けられ、回転軸２８の上端には従動プーリ３１が取り付けられている。

刈刃２２は、直線状に延びたブレードであり、中央において回転軸２８の下端に取り付けられている。刈刃２２は、その両端の回転方向に対する前縁に刃部２２Ａを有し、後縁に上方に向けて折り曲げられた翼部２２Ｂを有する。翼部２２Ｂは、刈刃２２が回転したときに下方から上方に向う旋回流を生成するように構成されている。補助ファン２９は、例えば公知の遠心ファンであり、刈刃２２の直上に回転軸２８と同軸に設けられている。刈刃２２及び補助ファン２９は、凹部左半部２４Ａ及び凹部右半部２４Ｂの中央に配置されている。

図１に示すように、左右の従動プーリ３１は作業モータ１６の駆動軸に連結された駆動プーリ（不図示）と共にベルト（不図示）によって連結されている。左右の従動プーリ３１、駆動プーリ及びベルトは作業伝達機構（不図示）を構成し、作業モータ１６の動力を左右の回転軸２８に伝達する。図２に示すように、底面側から見て、左側の回転軸２８、刈刃２２、及び補助ファン２９は左回り（反時計回り）に回転し、右側の回転軸２８、刈刃２２、及び補助ファン２９は右回り（時計回り）に回転する。左右の刈刃２２は、互いに接触しないように回転位相が９０°ずれている。

ハウジング２１の前側中央における縁壁には、凹部２４の中央に向けて後方に突出した前ガイド壁３４が設けられている。前ガイド壁３４は、底面視で後方に突出した三角形状に形成されている。ハウジング２１の後側中央における縁壁には、前方に突出した後ガイド壁３５が設けられている。後ガイド壁３５は、前方に向けて下がる傾斜面を有し、その後端は接続通路２５の下面と接続している。

図３及び図４に示すように、接続通路２５の後端には、ダクト７の前端が接続されている。ダクト７は、前端から後方かつ上方に延び、後端が車体２の後端に配置されている。ダクト７の後端は、後方に向けて開口している。刈芝収容容器６は、車体２の後端に支持され、その前面上部に形成された容器開口がダクト７の後端と接続している。接続通路２５及びダクト７は、作業部５のハウジング２１の内側と刈芝収容容器６とを接続する刈芝搬送通路３８をなす。

図２〜図４に示すように、接続通路２５には、接続通路２５を開閉するシャッタ装置４０が設けられている。シャッタ装置４０は、シャッタ４１と、シャッタ４１を駆動するシャッタモータ４２（アクチュエータ）を有する。シャッタ４１は、板状に形成され、基端において左右に延びる回動軸を中心として回動可能に通路部２１Ｃの内側に支持されている。シャッタ４１は、基端が先端に対して略上方に位置し、主面が接続通路２５と略直交する全閉位置（開度０％）と、全閉位置から後方に回動して主面が接続通路２５の下面に沿う全開位置（開度１００％）との間で回動可能となっている。シャッタモータ４２は、本実施形態では電動モータであり、通路部２１Ｃの外面側に固定され、回転力をシャッタ４１の回動軸に加える。シャッタモータ４２と回転軸２８とは減速機を介して互いに連結されてもよい。

図２に示すように、左右の刈刃２２及び補助ファン２９が回転すると、底面視で凹部左半部２４Ａでは下方から上方に流れると共に回転軸２８を中心として左回りの搬送風が生じ、凹部右半部２４Ｂでは下方から上方に流れると共に回転軸２８を中心として右回りの搬送風が生じる。刈刃２２によって刈られた芝である刈芝は、搬送風に乗って搬送風と共に流れる。凹部左半部２４Ａ及び凹部右半部２４Ｂにおける搬送風は、凹部２４の前側中央において前ガイド壁３４に後方に向けてガイドされ、共に後方に流れる。

シャッタ４１が全閉位置を除く開位置にあるとき、凹部２４の中央を後向きに流れる搬送風は後ガイド壁３５によって後方かつ上方にガイドされ、接続通路２５に向けて流れる。そして、搬送風及び刈芝は、接続通路２５及びダクト７からなる刈芝搬送通路３８を通過して刈芝収容容器６に流れ、刈芝が刈芝収容容器６内に捕集される。このように、シャッタ４１が全閉位置を除く開位置にあり、搬送風によって刈芝が刈芝収容容器６に搬送されるモードをバギングモードという。

一方、シャッタ４１が全閉位置にあるとき、凹部２４の中央を後方に流れる搬送風は、凹部左半部２４Ａ及び凹部右半部２４Ｂに分かれて旋回しながら凹部２４の外周部から外方かつ下方に流れる。刈芝は、搬送風と共に凹部２４の外方に流れ、地面に散布される。このように、シャッタ４１が全閉位置にあり、刈芝が凹部２４から地面に散布されるモードをマルチングモードという。

（制御装置）
図１及び図５に示すように、車体２には、左右の走行モータ１５Ｌ、１５Ｒ、作業モータ１６、シャッタモータ４２を制御するための制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、入出力インタフェース、ドライバ等から構成された電子制御回路（ＥＣＵ）である。制御装置５０は、車体２に設けられたバッテリ５１と接続され、バッテリ５１から電力の供給を受ける。制御装置５０は、作業モータ１６、左右の走行モータ１５Ｌ、１５Ｒ、シャッタモータ４２のそれぞれに対応したモータドライバ（不図示）を有している。制御装置５０は、各モータドライバを介してバッテリ５１からの電力を各モータに供給し、各モータを制御する。制御装置５０は、例えばＰＷＭ制御に基づいて各モータドライバを制御して各モータに供給する電圧を変化させ、各モータの回転を制御する。

車体２には、作業者による操作入力を受け付ける手段としての電源スイッチ６１、作業スイッチ６２、アクセルペダル６３が設けられている。電源スイッチ６１は、オン又はオフを選択することができ、オンが選択されると制御装置５０が起動し、オフが選択されると制御装置５０が停止する。作業スイッチ６２は、オン又はオフを選択することができ、オン又はオフに応じた信号を制御装置５０に出力する。アクセルペダル６３は、シート１１に着座した乗員によって踏み込み操作させるペダルであり、ペダル位置に応じた信号を制御装置５０に出力する。

車体２には、圧力センサ６５、車速センサ６６、及び湿度センサ６７が設けられている。圧力センサ６５は、刈芝搬送通路３８の内部の圧力（気圧）を検出する。本実施形態では、圧力センサ６５は刈芝搬送通路３８の一部をなすダクト７に設けられ、ダクト７内部の圧力を検出する。すなわち、圧力センサ６５は、刈芝搬送通路３８におけるシャッタ４１と刈芝収容容器６側の端部との間に設けられ、刈芝搬送通路３８におけるシャッタ４１の下流側の気圧（以下、シャッタ下流圧Ｐという）を検出する。圧力センサ６５はシャッタ下流圧Ｐに応じた信号を制御装置５０に出力し、制御装置５０は圧力センサ６５からの信号に基づいてシャッタ下流圧Ｐ（ｋＰａ）を取得する。本実施形態では、シャッタ下流圧Ｐは絶対圧である。

車速センサ６６は車体２の走行速度Ｖに応じた信号を制御装置５０に出力し、制御装置５０は車速センサ６６からの信号に基づいて走行速度Ｖ（ｋｍ／ｈ）を取得する。車速センサ６６は、例えば前輪３又は後輪４の回転を検出するホールＩＣ等であってよい。

湿度センサ６７は、芝刈機１の周囲の外気の相対湿度を検出するセンサであり、車体２の適所に設けられている。湿度センサ６７は湿度Ｈに応じた信号を制御装置５０に出力し、制御装置５０は湿度センサ６７からの信号に基づいて湿度Ｈ（％）を取得する。

また、車体２やステアリングホイール１３の適所には作業者に警告情報を報知する報知手段が設けられている。報知手段は、視覚的に作業者に警告情報を報知するインジケータや警告灯等の表示装置や、音によって作業者に警告情報を報知するブザーやスピーカ等の音発生装置等であってよい。本実施形態では、報知手段として警告灯６８が車体２に設けられている。報知手段は制御装置５０によって作動が制御される。

制御装置５０は、アクセルペダル６３からの信号に基づいてペダル位置を取得し、ペダル位置に応じて左右の走行モータ１５Ｌ、１５Ｒの目標回転速度を決定する。そして、制御装置５０は、左右の走行モータ１５Ｌ、１５Ｒの回転速度が目標回転速度になるように左右の走行モータ１５Ｌ、１５Ｒを制御する。

制御装置５０は、作業スイッチ６２からの信号に基づいて作業モータ１６を駆動制御する。制御装置５０は、作業スイッチ６２からオン信号の入力を受けているときには、作業モータ１６を所定の回転数で回転させるべく、作業モータ１６を制御する。制御装置５０は、作業スイッチ６２がオフのときには、作業モータ１６への電力供給を停止して、作業モータ１６を停止させる。

（シャッタ開閉制御）
制御装置５０は、図６に示すシャッタ開閉制御及び図７に示す往復開閉制御に基づいて、シャッタモータ４２を制御し、シャッタ４１を開閉する。往復開閉制御はシャッタ開閉制御のサブルーチンである。制御装置５０は、電源スイッチ６１がオンされた稼働時においてシャッタ開閉制御及び往復開閉制御を実行する。制御装置５０は、起動時における初期設定として後述するバギングフラグＦ及び経過時間ｔに０を設定する。

図６に示すように、制御装置５０は、シャッタ開閉制御において最初に作業スイッチ６２がオンであるか否かを判定する（ＳＴ１）。ここで、作業スイッチ６２がオンである場合は刈刃２２が回転している状態であり、オフである場合は刈刃２２が停止している状態である。制御装置５０は、ステップＳＴ１において作業スイッチ６２がオフであると判定した場合（Ｎｏ）、経過時間ｔを０にリセットし（ＳＴ２３）、シャッタ４１を全開にするべくシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ２５）、バギングフラグＦに０を設定し（ＳＴ２５）、警告灯６８を停止（消灯）し（ＳＴ２６）、リターンに進む。ここで、バギングフラグＦは、芝刈機１がバギングモードを実行しているか否かを表すフラグであり、バギングモードを実行している場合にはバギングフラグＦが１に設定される。一方、芝刈機１がマルチングモードを実行している場合や、刈刃２２が停止している場合、刈刃２２の回転開始直後の場合にはバギングフラグＦに０が設定される。また、経過時間ｔは、作業スイッチ６２がオンされたときからの時間をカウントするために用いられる。

制御装置５０は、ステップＳＴ１において作業スイッチ６２がオンであると判定した場合（Ｙｅｓ）、経過時間ｔをインクリメントし（ＳＴ２）、続いてバギングフラグＦが１であるか否かを判定する（ＳＴ３）。制御装置５０は、ステップＳＴ３においてバギングフラグＦが１でない場合（Ｎｏ）、経過時間ｔが所定の過渡期間Ｔｔ未満であるか否かを判定する（ＳＴ４）。過渡期間Ｔｔは、刈刃２２の回転が開始してから刈刃２２が所定の目標回転数に達するのに十分な時間が設定されている。過渡期間Ｔｔまでは、刈刃２２の回転数が増加し、回転数の増加に応じて搬送風が強くなり、シャッタ４１下流側圧が増加する。過渡期間Ｔｔは、シャッタ４１下流側圧が安定するのに十分な時間が設定されていることが好ましい。制御装置５０は、ステップＳＴ４において経過時間ｔが過渡期間Ｔｔ未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）、シャッタ４１を全開にするべくシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ５）、バギングフラグＦに０を設定し（ＳＴ６）、警告灯６８を停止（消灯）し（ＳＴ７）、リターンに進む。

制御装置５０は、ステップＳＴ４において経過時間ｔが過渡期間Ｔｔ未満でないと判定した場合（Ｎｏ）、経過時間ｔが過渡期間Ｔｔと等しいか否かを判定する（ＳＴ８）。制御装置５０は、ステップＳＴ８において経過時間ｔが過渡期間Ｔｔと等しいと判定した場合（Ｙｅｓ）、シャッタ下流圧Ｐが所定の圧力判定値Ｐｔｈより大きいか否かを判定する（ＳＴ９）。圧力判定値Ｐｔｈは、刈芝搬送通路３８の圧力センサ６５よりも上流側において刈芝による刈芝搬送通路３８の閉塞が生じかけていることを検出可能な値に設定されている。刈芝搬送通路３８に閉塞がない場合には、シャッタ下流圧Ｐは刈刃２２及び補助ファン２９の回転に起因する搬送風によって圧力が大気圧よりも上昇する。刈芝搬送通路３８の圧力センサ６５よりも上流側部分に刈芝が堆積又は付着して流路断面積が減少すると、圧力センサ６５が設けられた部分に到達する搬送風の風量が減少し、シャッタ下流圧Ｐが低下する。圧力判定値Ｐｔｈは、大気圧よりも高く、かつ刈芝搬送通路３８に刈芝による閉塞が一切生じていない場合のシャッタ下流圧Ｐよりも低い値に設定されている。シャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈより大きい場合、刈芝搬送通路３８に閉塞が生じていないと推測される。制御装置５０は、ステップＳＴ９においてシャッタ下流圧Ｐが所定の圧力判定値Ｐｔｈより大きいと判定した場合（Ｙｅｓ）、シャッタ４１を往復回動制御によってシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ１０）、バギングフラグＦに１を設定し（ＳＴ１１）、警告灯６８を停止し（ＳＴ１２）、リターンに進む。往復開閉制御については、図７を参照して後述する。

制御装置５０は、ステップＳＴ９においてシャッタ下流圧Ｐが所定の圧力判定値Ｐｔｈ以下であると判定した場合（Ｎｏ）、シャッタ４１を全閉にするべくシャッタモータ４２ドライバによってシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ１３）、バギングフラグＦに０を設定し（ＳＴ１４）、警告灯６８を第１警報態様で作動し（ＳＴ１５）、リターンに進む。第１警報態様では、警告灯６８は点灯状態を継続する。

制御装置５０は、ステップＳＴ３においてバギングフラグＦが１でないと判定した場合（Ｎｏ）、及びステップＳＴ８において経過時間ｔが過渡期間Ｔｔと等しくないと判定した場合（Ｎｏ）、シャッタ下流圧Ｐが所定の圧力判定値Ｐｔｈより大きいか否かを判定する（ＳＴ１６）。制御装置５０は、ステップＳＴ１６においてシャッタ下流圧Ｐが所定の圧力判定値Ｐｔｈより大きいと判定した場合（Ｙｅｓ）、シャッタ４１を往復回動制御によってシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ１７）、バギングフラグＦに１を設定し（ＳＴ１８）、警告灯６８を停止し（ＳＴ１２）、リターンに進む。

制御装置５０は、ステップＳＴ１６においてシャッタ下流圧Ｐが所定の圧力判定値Ｐｔｈ以下であると判定した場合（Ｎｏ）、シャッタ４１を全閉にするべくシャッタモータ４２ドライバによってシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ２０）、バギングフラグＦに０を設定し（ＳＴ２１）、警告灯６８を第２警報態様で作動し（ＳＴ２２）、リターンに進む。第２警報態様では、第１警報態様と異なり、警告灯６８が所定の間隔で点滅する。

制御装置５０は、図７に示す往復開閉制御において、最初に湿度Ｈが所定の湿度判定値Ｈｔｈ以下であるか否かを判定する（ＳＴ３１）。制御装置５０は、ステップＳＴ３１において湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈ以下の場合（Ｙｅｓ）、走行速度Ｖが所定の速度判定値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する（ＳＴ３２）。制御装置５０は、ステップＳＴ３１において走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈ以下の場合（Ｙｅｓ）、第１往復回動範囲（開度：６０％〜１００％）でシャッタ４１を往復回動させるべくシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ３３）、走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈより大きい場合（Ｎｏ）、第２往復回動範囲（開度：４０％〜１００％）でシャッタ４１を往復回動させるべくシャッタモータ４２を制御する（ＳＴ３４）。

制御装置５０は、ステップＳＴ３１において湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈより大きい場合（Ｎｏ）、走行速度Ｖが所定の速度判定値Ｖｔｈ以下であるか否かを判定する（ＳＴ３５）。制御装置５０は、ステップＳＴ３５において走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈ以下の場合（Ｙｅｓ）、第２往復回動範囲（開度：４０％〜１００％）でシャッタ４１を往復回動させるべくシャッタモータ４２を制御し（ＳＴ３６）、走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈより大きい場合（Ｎｏ）、第３往復回動範囲（開度：２０％〜１００％）でシャッタ４１を往復回動させるべくシャッタモータ４２を制御する（ＳＴ３７）。

本実施形態では、ステップＳＴ３３、ＳＴ３４、ＳＴ３６、ＳＴ３７における往復回動の一周期の長さ（秒）は同じ長さに設定されている。

以上のシャッタ開閉制御及び往復開閉制御による作用を図８のタイムチャートを参照して説明する。最初に、時間Ｔ１において電源スイッチ６１がオンされることによって制御装置５０が起動し、制御装置５０が圧力センサ６５、車速センサ６６及び湿度センサ６７からの信号に基づいてシャッタ下流圧Ｐ、走行速度Ｖ及び湿度Ｈを取得可能になる。時間Ｔ１では作業スイッチ６２がオフであるため、シャッタ開度は全開（１００％）であり、刈刃２２が回転していないためシャッタ下流圧Ｐは大気圧（１０１．３ｋＰａ）になる。

時間Ｔ２において作業スイッチ６２がオンされると、制御装置５０は作業モータ１６を駆動して刈刃２２の回転を開始し、シャッタ下流圧Ｐが刈刃２２の回転数の上昇に応じて上昇する。刈刃２２の回転数は、時間Ｔ２から所定の過渡期間Ｔｔが経過した時間Ｔ３までに一定回転数に到達し、シャッタ下流圧Ｐも刈刃２２の回転数に応じた一定の値になる。作業スイッチ６２がオフの期間（時間Ｔ１〜Ｔ２）及び作業スイッチ６２がオンになったときからの過渡期間（時間Ｔ２〜Ｔ３）には、制御装置５０はシャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下であるか否かの判定は行わない、すなわちシャッタ下流圧Ｐに基づいた制御を行わない。

時間Ｔ３において制御装置５０はシャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下であるか否かの判定を行い、シャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈより大きい場合、シャッタの往復開閉制御を開始する。すなわち、制御装置５０はバギングモードを開始する。シャッタの往復開閉制御では、制御装置５０は走行速度Ｖ及び湿度Ｈに基づいてシャッタ４１の往復回動範囲を定める。本実施形態では、往復回動範囲における最大開度が１００％に固定されており、最小開度が走行速度Ｖ及び湿度Ｈに基づいて変更される。最小開度は、走行速度Ｖが大きいほど小さくなり、また湿度Ｈが高いほど小さくなるように設定される。本実施形態では、往復回動範囲は、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈ以下かつ走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈ以下の場合に第１往復回動範囲（開度：６０％〜１００％）に設定され、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈ以下かつ走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈより大きい場合又は湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈより大きくかつ走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈ以下の場合に第２往復回動範囲（開度：４０％〜１００％）に設定され、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈより大きくかつ走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈより大きい場合に第３往復回動範囲（開度：２０％〜１００％）に設定される。時間Ｔ３においては走行速度Ｖが０であり、速度判定値Ｖｔｈ以下であるため、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈ以下の場合にシャッタ開度は実線のように推移し、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈより大きい場合にシャッタ開度は破線のように推移する。

時間Ｔ４においてアクセルペダル６３が操作され、芝刈機１の走行速度Ｖが増加するが、走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈ以下であるため、往復回動範囲は変更されない。時間Ｔ５において更にアクセルペダル６３が操作され、芝刈機１の走行速度Ｖが増加し、走行速度Ｖが速度判定値Ｖｔｈより大きくなると、往復回動範囲が変更される。シャッタ４１の往復回動範囲は、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈ以下の場合には第１往復回動範囲から第２往復回動範囲に変更され（実線）、湿度Ｈが湿度判定値Ｈｔｈより大きい場合には第２往復回動範囲から第３往復回動範囲に変更される（破線）。

バギングモードにおいて、刈芝が刈芝搬送通路３８のシャッタ付近に付着すると、刈芝搬送通路３８の流路が縮小し、刈芝搬送通路３８の下流に搬送風が到達し難くなり、シャッタ下流圧Ｐが低下する。制御装置５０は、時間Ｔ３以降、シャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下であるか否かの判定を継続して実行する。時間Ｔ６においてシャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下になると、制御装置５０はシャッタ４１を全閉にすべくシャッタモータ４２を制御すると共に、警告灯６８を第２警報態様（点滅）で作動させる。これにより、芝刈機１はマルチングモードに移行する。シャッタ４１が全閉になることによって、シャッタ下流圧Ｐは更に低下する。制御装置５０は、警告灯６８の作動を作業スイッチ６２がオンである間継続する。

時間Ｔ７において作業スイッチ６２がオフになると、制御装置５０は作業モータ１６を停止し、刈刃２２の回転が停止する。また、制御装置５０は警告灯６８の作動を停止すると共に、シャッタ４１を全開位置にするべくシャッタモータ４２を駆動する。シャッタ下流圧Ｐは、刈刃２２の回転が停止するため大気圧まで低下する。

時間Ｔ８において再び作業モータ１６がオンになると、制御装置５０は時間Ｔ２のときと同様に、制御装置５０は作業モータ１６を駆動して刈刃２２の回転を開始し、シャッタ下流圧Ｐが刈刃２２の回転数の上昇に応じて上昇する。制御装置５０は、時間Ｔ８から過渡期間Ｔｔが経過する時間Ｔ９までの間は、シャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下であるか否かの判定は行わない。

時間Ｔ９において、制御装置５０はシャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下であるか否かの判定を行う。時間Ｔ９においてはシャッタ下流圧Ｐが圧力判定値Ｐｔｈ以下であるため、制御装置５０はシャッタ４１を全閉にすべくシャッタモータ４２を制御すると共に、警告灯６８を第１警報態様（点灯継続）で作動させる。これにより、芝刈機１はマルチングモードに移行する。シャッタ４１が全閉になることによって、シャッタ下流圧Ｐは低下する。制御装置５０は、警告灯６８の作動を作業スイッチ６２がオンである間継続する。

時間Ｔ１０において作業スイッチ６２がオフになると、制御装置５０は作業モータ１６を停止し、刈刃２２の回転が停止する。また、制御装置５０は警告灯６８の作動を停止すると共に、シャッタ４１を全開位置にするべくシャッタモータ４２を駆動する。シャッタ下流圧Ｐは、刈刃２２の回転が停止するため大気圧まで低下する。

以上のように構成した芝刈機１の効果について説明する。芝刈機１では、制御装置５０がシャッタ下流圧Ｐに基づいてシャッタ装置４０を制御するため、刈芝搬送通路３８の閉塞が未然に防止される。また、制御装置５０は作業スイッチ６２がオンされたとき、すなわち作業部５の駆動開始から過渡期間Ｔｔの間は、シャッタ下流圧Ｐに関わらずシャッタ４１を全開位置に維持するため、過渡期間Ｔｔにおけるシャッタ下流圧Ｐの変動の影響を受けずに刈芝搬送通路３８の閉塞を判定することができる。また、制御装置５０は、作業スイッチ６２がオンされたときから過渡期間Ｔｔを経過したタイミングと、その後のタイミングとで、警告灯６８の警告態様を変化させるため、作業者は作業開始前から刈芝搬送通路３８が閉塞し始めていたのか、作業中に刈芝搬送通路３８が閉塞し始めたのかを区別して認識することができる。

また、芝刈機１は、走行速度Ｖ及び湿度Ｈに基づいてシャッタ４１の開度が変化させるため、刈芝搬送通路内の搬送風の流速が変化して刈芝の飛散距離が変化する。これにより、刈芝収容容器内において刈芝の偏在が抑制される。特に、芝刈機１は、バギングモードにおいて、シャッタ４１が往復回動するため、刈芝搬送通路３８内の搬送風の流速が変化し、刈芝の刈芝収容容器６内における飛散距離が変化して刈芝収容容器内における刈芝の偏在が抑制される。また、シャッタに付着した刈芝がシャッタから脱落し易くなり、シャッタ付近における刈芝搬送通路の閉塞が抑制される。

芝刈機１では、走行速度Ｖが大きくなるほど、時間当りに刈刃２２に接触する芝の量が増加し、発生する刈芝の重量が増加する。また、湿度Ｈが上昇すると、芝に含まれる水分が増加して刈芝の重量が増加する。芝刈機１では、走行速度Ｖが大きくなるほど、又は湿度Ｈが高くなるほど、シャッタ４１の開度が小さくなり、刈芝搬送通路３８内における搬送流の流速が増加するため、刈芝の重量が増加する場合にも刈芝を刈芝収容容器６の奥側まで到達させることができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記の実施形態では、１つの速度判定値Ｖｔｈを設定し、その速度判定値Ｖｔｈに基づいてシャッタ４１の往復回動範囲を設定したが、他の実施形態では速度判定値Ｖｔｈを２以上設け、走行速度Ｖに応じて３以上の往復回動範囲を設定するようにしてもよい。湿度判定値Ｈｔｈについても同様に、湿度判定値Ｈｔｈを２以上設け、湿度Ｈに応じて３以上の往復回動範囲を設定するようにしてもよい。

上記実施形態では、圧力センサ６５は刈芝搬送通路３８におけるシャッタ４１よりも下流側に設けられているが、圧力センサ６５は刈芝搬送通路３３におけるシャッタ４１とハウジング２１側の端部との間、すなわちシャッタ４１よりも上流側に設けられてもよい。この場合、刈芝搬送通路３３におけるシャッタ４１の付近で閉塞が生じると刈芝搬送通路３３のシャッタ４１よりも上流側の圧力が上昇する。そのため、制御装置５０は圧力センサ６５が検出する圧力が所定の圧力判定値以上となったときに、刈芝搬送通路３３が閉塞し始めているとしてシャッタ４１を全閉にすると共に、警告灯６８を作動させるとよい。

また、本発明は、乗用型の芝刈機に限られず、歩行型（ウォークビハインド型）の芝刈機にも適用することができる。

１ ：芝刈機
２ ：車体
５ ：作業部
６ ：刈芝収容容器
７ ：ダクト
１６ ：作業モータ
２１ ：ハウジング
２２ ：刈刃
２４ ：凹部
２５ ：接続通路
３８ ：刈芝搬送通路
４０ ：シャッタ装置
４１ ：シャッタ
４２ ：シャッタモータ
５０ ：制御装置
６１ ：電源スイッチ
６２ ：作業スイッチ（操作入力装置）
６３ ：アクセルペダル
６５ ：圧力センサ
６６ ：車速センサ（速度センサ）
６７ ：湿度センサ
６８ ：警告灯（報知装置）

Claims (11)

1. 芝刈機であって、
   下方に向けて開口したハウジング、及び前記ハウジングの内側に回転可能に設けられ、回転することによって芝を刈ると共に、前記ハウジングの開口から内側に流れる搬送風を発生する刈刃を有する作業部と、
   刈り取られた刈芝を収容する刈芝収容容器と、
   前記ハウジングの内側と前記刈芝収容容器とを接続する刈芝搬送通路と、
   前記刈芝搬送通路を開閉するシャッタ及び前記シャッタを開閉駆動するアクチュエータを備えたシャッタ装置と、
   前記シャッタ装置を制御する制御装置と、
   当該芝刈機の周囲の湿度を検出する湿度センサとを有し、
   前記制御装置は、前記湿度に基づいて前記シャッタ装置を開閉制御することを特徴とする芝刈機。
2. 前記制御装置は、前記シャッタが所定の往復開度範囲で開閉を連続して繰り返すように前記シャッタ装置を開閉制御させる往復開閉制御を行い、前記湿度に基づいて前記往復開度範囲を変化させることを特徴とする請求項１に記載の芝刈機。
3. 前記制御装置は、前記湿度が大きいほど前記往復開度範囲における最小開度を小さくすることを特徴とする請求項２に記載の芝刈機。
4. 前記制御装置は、前記往復開度範囲における最大開度を前記湿度に関わらず一定にすることを特徴とする請求項３に記載の芝刈機。
5. 前記制御装置は、前記湿度が所定の湿度判定値以下である場合に前記往復開度範囲における最小開度を所定の第１最小開度にし、前記湿度が前記湿度判定値より大きい場合に前記往復開度範囲における最小開度を前記第１最小開度よりも小さい第２最小開度にすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の芝刈機。
6. 当該芝刈機の走行速度を検出する速度センサを更に有し、
   前記制御装置は、前記湿度及び前記走行速度に基づいて前記シャッタ装置を開閉制御することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれか１つの項に記載の芝刈機。
7. 前記制御装置は、前記湿度が大きいほど前記往復開度範囲における最小開度を小さくし、かつ前記走行速度が大きいほど前記往復開度範囲における最小開度を小さくすることを特徴とする請求項６に記載の芝刈機。
8. 前記刈芝搬送通路において前記シャッタと前記刈芝収容容器側の端部との間に設けられ、前記刈芝搬送通路の圧力を検出する圧力センサと、
   前記制御装置は、前記作業部の駆動開始から所定の過渡期間経過後において前記圧力が所定の圧力判定値より大きい場合に、前記往復開閉制御を開始することを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれか１つの項に記載の芝刈機。
9. 前記制御装置は、前記過渡期間経過後において前記圧力が前記圧力判定値以下の場合に、前記シャッタを全閉にすることを特徴とする請求項８に記載の芝刈機。
10. 前記制御装置は、前記作業部を停止するときに、前記シャッタを全開位置に位置させるべく前記シャッタ装置を制御することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の芝刈機。
11. 前記作業部の駆動及び停止を操作するために作業者の操作入力を受け付ける操作入力装置を更に有し、
    前記制御装置は、前記操作入力装置からの信号に基づいて前記作業部の駆動開始及び停止を検出することを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１つの項に記載の芝刈機。

Images