JP7232396B2 - 自走式作業機 - Google Patents

Description

本願発明は自走式作業機に関し、さらに詳しくは草刈作業機に関する。

草刈作業は、障害物に衝突すると刈刃が破損するため、自機の進行方向にあるかもしれない障害物を避けながら作業する。

しかしながら、遠隔操作による作業の場合、作業者から遠くに位置する自機と障害物との位置関係を正確に把握して操縦することは甚だ困難であった。

また近くでの操縦であっても、作業地域に多数乱立する障害物を避けながらの作業は、操縦作業が煩雑になるという不便があり、作業者に過度の負担を強いていた。

本願出願人は、障害物に衝突したとき作業部が回避動作をする発明を先に出願したが（特願２０１９－１４１６３４）この発明による作業部の回避動作は前進時のみであり、後進時には対応しない。

草刈作業等においては作業中後進を余儀なくされることがある。この場合、作業性は悪化し、また機体の操縦が複雑で難易度が高くなる。難所作業中の場合は、作業性がさらに悪くなる。

特願２０１９－１４１６３４号

本願発明は、上記背景より、障害物を気に掛けずに、草刈作業等における後進走行が容易にできる自走式作業機を供することを目的とする。また作業バランスや走行安定性の良好な自走式作業機を供することを目的とする。

上記課題解決のため、本願発明請求項１による自走式作業機は、本体部と、該本体部の進行方向両側に設けられた走行部と、該本体部に支持アームを介して連結される作業部とからなり、上記支持アームはメインアームと、該メインアームに連結部を介して連結される作業アームとからなり、上記メインアームの先端部側が内側に屈曲され屈曲点より先端部側に屈曲部が形成され、上記作業アームは屈曲部の先端部に設けられる連結部に水平方向に回動自在に取付けられ、さらに上記屈曲部に可動の可動屈曲部が設けられ、該可動屈曲部は反進行方向から負荷を受けた場合のみ外方側に回動する回避動作をすることを特徴とする。
また本願発明請求項２による自走式作業機は、請求項１記載の自走式作業機において、上記可動屈曲部の回動軸は、上記連結部の回動軸とは異なる位置に設けられることを特徴とする。
また本願発明請求項３による自走式作業機は、請求項１又は請求項２記載の自走式作業機において、上記可動屈曲部は、回動軸と、該回動軸に軸着されたクラッチと、該クラッチを回動軸方向に付勢するばねとを有し、屈曲部の先端部に形成されることを特徴とする。
また本願発明請求項４による自走式作業機は、請求項３記載の自走式作業機において、上記クラッチは係合部が互いに面対称の係合面を有する上部と下部とからなることを特徴とする。
また本願発明請求項５による自走式作業機は、請求項３又は請求項４記載の自走式作業機において、係合部が傾斜面と、該傾斜面に連続する係合面と、該係合面に連続する上面とからなり、上記傾斜面が上記係合面に向かって傾斜されるとともに、上記係合面の傾斜面側及び上面側の周縁部の傾斜が緩やかに形成されることを特徴とする。
また本願発明請求項６による自走式作業機は、請求項３乃至請求項５のいずれか一記載の自走式作業機において、上記クラッチの係合面が２個であることを特徴とする。
また本願発明請求項７による自走式作業機は、請求項３乃至請求項５のいずれか一記載の自走式作業機において、上記クラッチの係合面が１個であることを特徴とする。
また本願発明請求項８による自走式作業機は、請求項３又は請求項７記載の自走式作業機において、上記ばねが下部クラッチ方向に付勢することを特徴とする。

本願発明による自走式作業機によれば、反矢示方向の後進時において障害物に衝突すると、作業部は可動屈曲部が障害物に押圧されて外方に回動するため、図１に２点鎖線で示すＡ位置に位置する。可動屈曲部により回動した作業部のこの位置Ａは、走行部より側方に大きく突出していないため、機体の左右バランスが大きく変化することがない。このため、左右それぞれの走行部の接地圧の変化が少なくなり、走行部の空転などによる走行への不都合がなくなるので、安定した走行をすることが可能となる。

また、後進時に作業部が障害物に衝突しないように機体操作をしなくてもよいので、機体操作が楽になり、危険な草刈作業に専念することができる。

請求項２による自走式作業機は、請求項１記載の自走式作業機において、上記可動屈曲部の回動軸は、上記連結部の回動軸とは異なる位置に設けられ、可動屈曲部の回動軸がより屈曲点側に設けられるため、回避動作の際、連結部の回動軸と同軸に置いた場合より、可動屈曲部がメインアームの延長線上より大きく拡開する。このため、後進時に通過可能な幅が増えるので、後進時における機体の旋回動作が行いやすくなり、スムーズに障害物から脱出することができる。
請求項３による自走式作業機は、請求項１又は請求項２記載の自走式作業機において、上記可動屈曲部は、回動軸と、該回動軸に軸着されたクラッチと、該クラッチを回動軸方向に付勢するばねとを有し、屈曲部の先端部に形成されるため、回避動作された作業部を過負荷位置より元位置へ復帰させる際、ばねの付勢力により容易に操作することができ、操作性を良好とすることができる。
請求項４による自走式作業機は、請求項３記載の自走式作業機において、上記クラッチは係合部が互いに面対称の係合面を有する上部と下部とからなるため、初期状態（通常状態）において、各係合部のすべての係合面を面状に密着させることができる。つまり、クラッチの摩擦力を安定して確保することができるので、回避状態に移行する際の作動トルクを安定させることができる。換言すれば、係合部の変形に対する作動トルクの誤差が小さい。よって回避動作が容易となる。
請求項５による自走式作業機は、請求項３又は請求項４記載の自走式作業機において、上記係合部が傾斜面と、該傾斜面に連続する係合面と、該係合面に連続する上面とからなり、上記傾斜面が上記係合面に向かって傾斜されるとともに、上記係合面の傾斜面側及び上面側の周縁部の傾斜が緩やかに形成されるため、一層小トルクでの回動が可能となり、回避動作が一層容易となる。
請求項６による自走式作業機は、請求項３乃至請求項５のいずれか一記載の自走式作業機において、上記クラッチの係合面が２個であるため、回避動作の際のがたつき防止が一層確実になる。
請求項７による自走式作業機は、請求項３乃至請求項５のいずれか一記載の自走式作業機において、上記クラッチの係合面が１個であるため、回避動作の際のがたつき防止をすることができる。
請求項８による自走式作業機は、請求項３又は請求項７記載の自走式作業機において、上記ばねが下部クラッチ方向に負荷されるため、回避動作された作業部の元位置への復帰が一層容易となる。

本願発明による自走式作業機の実施の形態を示す平面図である。 図１の正面図である。 （Ａ）は可動屈曲部の拡大平面図、（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。 （Ａ）は可動屈曲部の通常位置における断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面断面図である。 （Ａ）は可動屈曲部の過負荷位置における断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面断面図である （Ａ）はクラッチの分解拡大図、（Ｂ）はクラッチ係合部の周方向展開図である。 図１のＶＩＩ矢視拡大縦断面図である。 図７の要部拡大図である。 図７ＩＸ－ＩＸの拡大断面図であり、（Ａ）は連結部を固定した状態を示し、（Ｂ）は第３固定部により作業アームを固定した状態を示す。 （Ａ）は昇降アームの詳細を示す要部正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部側面図である。 凹部地の地面追従性の説明に使用する図である。 （Ａ）は凸部地の地面追従性の説明に使用する要部正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部側面図である。

次に、実施の形態を示す図面に基づき、本願発明による自走式作業機をさらに詳しく説明する。なお、便宜上同一の機能を奏する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図１乃至図３において、自走式作業機１は、本体部２と、走行部３と、作業部４からなり、ラジコンと呼ばれる操作送信機（図示省略）により操縦され、矢示方向に走行する。

本体部２は、本体フレーム２１が水平方向に設けられ、該本体フレーム２１に後に述べる駆動輪３１を駆動せしめる走行モータ（図示省略）を備えた走行部３が配置され、上記走行モータの駆動源たるバッテリ（図示省略）が載置される。２３は本体フレーム２１に設置される制御部であり、該制御部には自走式作業機１の主電源等を操作する主電源スイッチが配される。２４は本体カバーである。

走行部３は本体部２の進行方向両側に配設される。該走行部３は、上記した走行モータ（図示省略）、駆動輪３１たる後輪と従動輪３２たる前輪からなり、両輪間に転輪３３を介して、クローラベルト３４が掛け渡される。また本体フレーム２１に、走行フレーム３５が固着されており、この走行フレーム３５に上記した走行モータ、駆動輪３１、従動輪３２及び転輪３３の回転軸芯が回転可能に取り付けられる。

作業部４は、本体部２の進行方向前方に設けられ、刈刃４１と、該刈刃４１を作動させるモータ４２と、刈刃４１の回転に支障を来たさないようにするため設けられる接地体４３と、刈り取った草が飛散しないよう設けられる刈刃カバー４４とからなる。上記作業部４は、作業状態における最下点つまり接地体４３の位置が前輪３２の回転軸の位置より下方側とされる。作業部４は、作業状態又は非作業状態の選択が可能となっている。

５は本体部２に設けられた昇降自在の昇降アームである。該昇降アーム５に支持アーム６のメインアーム７が取り付けられる。該支持アーム６は昇降自在のメインアーム７と、該メインアーム７に連結部９を介して連結される作業アーム１１とからなる。

メインアーム７は、基部７２と、延長部７３と、屈曲部７４とからなる。基部７２は進行方向と直交方向に横設され、端部に設けた回動軸７１が上記昇降アーム５のボス部（図示省略）のアーム固定用の孔（図示省略）に回動自在に嵌合される。延長部７３は基部７２から進行方向に屈曲されて形成される。屈曲部７４は先端部側の一部が屈曲点７４ａから内側に鈍角の屈曲角Ｃにて屈曲されて形成される。上記屈曲部７４と作業アーム１１とは連結部９を頂点とする三角形状に形成される。
上記屈曲部７４の先端部側は、屈曲点７４ａと先端部７４ｂの中間部に設けた回動可能の回動軸７６により、回動可能の可動屈曲部７５に形成される。

上記回動軸７１の周面には貫通孔（図示省略）が設けられ、該貫通孔に、メインアーム７固定用の第１固定ピン７６がばね（図示省略）により脱離可能に挿入される。上記第１固定ピン７６、図示しないばね及び図示しない突起にて第１固定部（図示省略）が形成される。

４は上記作業アーム１１の先端部に設けられた作業部であり、回転自在の刈刃４１と、該刈刃４１を駆動するモータ４２と、該モータ４２を内蔵するハウジング４５と、該ハウジング４５に設けられる回転可能の回転カバー４６と、上記ハウジング４５の頂上部に固着される刈刃カバー４４とからなる。上記回転カバー４６は、直径が刈刃４１の直径より大に形成され、かつ、上記刈刃カバー４４の下方即ちハウジング４５の垂直方向の中間部であって、上記刈刃４１の回転域の上方の位置に回転可能に取付けられる。上記回転カバー４６は上記刈刃４１の回転軸４７と同軸に設けられる。４６ａは回転カバー４６の軸受、４６ｂは回転カバー４６の外縁に設けられた緩衝部材である。

上記刈刃カバー４４は、ハウジング４５の後部頂上部に、刈刃４１を被覆するように固着される。４４ａは該刈刃カバー４４の下端部に固着されたゴムカバーであり、その下端が刈刃４１の設置位置より下方に取付けられる。上記刈刃カバー４４は取付け箇所以外の上方及び前方の部位が開放されている。

９は連結金具からなる連結部であり、上記メインアーム７の先端部７４ｂに、水平方向に回動自在に連結される。詳しくみると、連結部９は、図７乃至図９に示すように、上記メインアーム７の先端部７４ｂに回動軸９１が水平方向に回動自在に嵌着され、他方水平方向に延びる連結片９０に作業アーム１１が連結される。上記連結部９は、平面視機体全幅Ｄ₃の略中心線上であって、正面視機体の略中央部に位置する重心Ｇの位置に設けられる。９３は弾性体であり、ガイドロッド９４に巻着され水平方向に付勢される。該弾性体９３の付勢力は障害物衝突時に機体の走行力より小に設定される。この弾性体９３の付勢力により、後述するように、作業中回避動作された作業部４が元位置に復帰する。

上記回動軸９１は回動支点となり、その近傍に作業アーム１１の第２規制体１２を設ける。この第２規制体１２は、作業状態における作業アーム１１の上方への過度の回動を規制する上部第２規制体１２ａ及び作業アーム１１の下方への過度の回動を規制する下部第２規制体１２ｂからなり、両方相まって作業アーム１１の垂直方向への過度の回動を規制する。即ち、刈刃４１の地面に対する過剰傾斜は、刈り跡がきれいにならない等の不都合が生じるため、連結部９の回動支点部の近傍に、上部第２規制体１２ａ及び下部第２規制体１２ｂを固設する。この上部第２規制体１２により、作業状態において、作業アーム１１が過剰に回動して刈刃との角度が付きすぎることを防止する。また、下部第２規制体１２ｂにより、作業状態において、作業アーム１１が過剰に下方に回動できないように規制している。本実施例では、作業アーム１１がほぼ水平より下方へは回動されないよう、規制されている。

９２は第２固定部であり、第２固定ピン９２ａと、該第２固定ピン９２ａが挿入される第２固定孔９２ｂと、該第２固定ピン９２ａを付勢するばね９２ｃとからなる。１３は作業アーム１１の垂直方向の回動支点となる回動軸である。
１６は第３固定部であり、ばね１５（図９（Ａ）（Ｂ）に示す）により脱離可能に挿入される第３固定ピン１４からなる。該第３固定ピン１４は、作業アーム１１に向かって付勢されたばね１５が巻着され、作業アーム１１の基部に、作業アーム１１に直交する方向にて設けられる。該第３固定ピン１４の周面には突起１４ａが設けられ、固定時に該突起１４ａがロック孔１４ｃに挿入されることにより、作業アーム１１がロックされる。１１ａは作業アーム１１の周面に設けられた第３固定孔である。第３固定ピン１４は長孔からなるスライド孔１４ｂを介して第３固定孔１１ａに挿入される。

図１０及び図１２は昇降アーム５の詳細を示す。５２は昇降モータ、５２ａは昇降モータ５２の出力軸であり、該出力軸５２ａは昇降ギヤ５３に歯合する。該昇降ギヤ５３は昇降アーム５に直交する方向に設けられ、垂直方向に回動する。５４は昇降アーム５と一体に昇降される作用ピンである。５５は上記昇降ギヤ５２に突設された下降規制手段である。即ち、該下降規制手段５５は、上記昇降ギヤ５３に、昇降ギヤ５３と直交する方向にて固着され、上記作用ピン５４に当接して昇降アーム５の下死点を形成する。５６は昇降アーム５の昇降支点となる支点ピンであり、上記昇降アーム５が回動自在に嵌合される。５７は上記昇降アーム５の作用点側端部に設けられるばねであり、上方に付勢され、その付勢力により上記昇降アーム５、ひいては作業部４を押し上げる。５８はばね５７のガイドピンである。上記昇降アーム５は支点ピン５６に回動自在に嵌合される。５９は上記昇降アーム５の支点部材である。

図３乃至図６は上記可動屈曲部７５の詳細を示す。上記可動屈曲部７５は、メインアーム７の先端部側が内側に屈曲されて形成された屈曲部７４の先端部側に設けられる。即ち、屈曲部７４の屈曲点７４ａと先端部７４ｂの中間部に水平方向に回動可能に設けられる。該可動屈曲部７５は、回動軸７６と該回動軸７６に軸着されたクラッチ７７と、該クラッチ７７を回動軸７６の長手方向に付勢する復帰ばね７８とを有し、屈曲部７４の先端部側に形成される。７９は屈曲部７４に固定されたベースであり、上記可動屈曲部７５を屈曲部７４に連結する。

上記クラッチ７７は、図６（Ａ）に示すように、上部クラッチ７７Ａと下部クラッチ７７Ｂとからなる。上部クラッチ７７Ａと下部クラッチ７７Ｂとは相対する互いの係合部７７ａ、７７ｂが面対称に形成される。即ち、図６（Ｂ）に示すように、上記係合部７７ａ、７７ｂは、各々、図６（Ｂ）視下方に傾斜する第１傾斜面８０ａ、８０ｂ（以下「第１傾斜面８０」と総称する）と、第１係合面８２ａ、８２ｂ（以下「第１係合面８２」と総称する）と、図６（Ｂ）視下方に傾斜する第２傾斜面８４ａ、８４ｂ（以下「第２傾斜面８４」と総称する）と、第２係合面８６ａ、８６ｂ（以下「第２係合面８６」と総称する）とからなり、第１傾斜面８０と第１係合面８２とは、下側緩傾斜面８１ａ、８１ｂ（以下「下側緩傾斜面８１」と総称する）を介して連続しており、また上側緩傾斜面８３ａ、８３ｂ（以下「上側緩傾斜面８３」と総称する）を介して連続する第２傾斜面８４と第２係合面８６とは、下側緩傾斜面８５ａ、８５ｂ（以下「下側緩傾斜面８５」と総称する）を介して連続する。第２係合面８６と前記第１傾斜面８０とは上側緩傾斜面８７ａ、８７ｂ（以下「上側緩傾斜面８７」と総称する）を介して連続する。上記下側緩傾斜面８１、８５及び上側緩傾斜面８３、８７は第１係合面８２及び第２係合面８６の内側及び外側の周縁部に略水平状態面に形成される。

図中、８８ａは座金間に係止された調整ばねであり、ナット８８ｂの回動により、クラッチ７７の作動トルクを調整する。８８ｃは上記ベース７９と一体化されたボルトである。８９は上部クラッチ７７Ａの回動を止めるキーである。

ここで、各部の寸法について説明する。図示実施例において、走行部３の全長Ｗ₁は７６５ｍｍ、走行部３前端から作業部４までの突出量Ｗ₂は８０４ｍｍ、機体の全長Ｗ₃は１５６９ｍｍである。クローラベルト３４の幅Ｄ₁は１００ｍｍ、走行部３の全幅Ｄ₂は５７８ｍｍ、本体の全幅Ｄ₃は６５４ｍｍ、作業状態での機体の全幅Ｄ₄は８７４ｍｍ、作業状態における作業部４の機体中心線からの突出量Ｄ₅は５４７ｍｍ、回避動作時の同突出量Ｄ₆は２９０ｍｍである。作業部４の高さＨ₁は８９ｍｍ、機体の全高Ｈ₂は４００ｍｍである。延長部７３の長さは４７４ｍｍ、作業アーム１１の長さは４１６ｍｍである。接地長Ｌ₁は４０５ｍｍ、軸距長Ｌ₂は４９５ｍｍである。本実施例では、機体の重心Ｇは、機体の中心線から１０ｍｍずれ、前輪よりから進行方向後方へ１９２ｍｍ、接地高１９５ｍｍに位置する。

次に、まず後進走行における回避動作について説明する。
機体が反矢示方向に後進し、作業部４の直後に障害物等が衝突すると、作業部４が障害物に押圧されるので、可動屈曲部７５は外方に回動され、図１に２点鎖線で示すＡ位置に位置する。このときクラッチ７７に回転方向に力がかかる。この様子を図６（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。クラッチ７７に回転方向に力がかかると、第１傾斜面８０を有する第１係合面８２に上方に向かう力が生じる。さらに作業部４が障害物に押されると、これによる押圧力が調整ばね８８ａの設定トルクに打ち勝つため、各係合部は上方の第２傾斜面８４、第２係合面８６に向かい、上部クラッチ７７Ａ及び下部クラッチ７７Ｂがさらに回転する。
クラッチ７７の回転が進むと、互いの係合面８２、８６を乗り上げ、互いの係合面８２、８６には回転の障害となる規制物がないので、これ以降は、作業部４が押された初期段階のトルクより、格段に低いトルクで回動する。係合面８２、８６より回転方向の後方即ち上側緩傾斜面８３、８７の傾斜度は緩く設定しているので、回動に要するトルクを、係合面８２、８６同士が面した状態より小さくすることができる。よって可動屈曲部７５は図４に示す通常位置から図５に示す過負荷位置に容易に回動する。

障害物の通過後、作業部４の過負荷位置から通常位置への復帰は、作業者による手動で行う。この場合、復帰ばね７８による元位置への回転力と、ナット８８ｂによって係止された調整ばね８８ａによる緩い傾斜面を戻す方向への押圧力により、作業部４を容易に復帰することができる。かくして、クラッチ７７が傾斜面８０、８４をのぼり第１係合面８２、第２係合面８６に係合することにより、作業者が元の位置に戻ったことが判る。

可動屈曲部７５により回動した作業部４のこの位置Ａは、走行部３より側方に大きく突出していないため、機体の左右バランスが大きく変化することがない。このため、左右それぞれの走行部３の接地圧の変化が少なくなり、走行部３の空転などによる走行への不都合がなくなるので、安定した走行をすることが可能となる。

また、後進時に作業部４が障害物に衝突しないように機体操作をしなくてもよいので、機体操作が楽になり、危険な草刈作業に専念することができる。

本実施の形態によれば、上記可動屈曲部７５の回動軸７６は、上記連結部９の回動軸９１とは異なる位置に設けられ、可動屈曲部７５の回動軸７６がより屈曲点７４ａ側に設けられるため、連結部９の回動軸９１と同軸に置いた場合より、回避動作の際、可動屈曲部７５がメインアーム７の延長線上より大きく拡開する。このため、後進時に通過可能な幅が増えるので、後進時における機体の旋回動作が行いやすくなり、スムーズに障害物から脱出することができる。

また上記可動屈曲部７５は、回動軸７６と、該回動軸７６に軸着されたクラッチ７７と、該クラッチ７７を回動軸７６方向に付勢するばね７８とを有し、屈曲部７４の先端部に形成されるため、回避動作された作業部４を過負荷位置より元位置へ復帰させる際、復帰ばね７８の付勢力により容易に操作することができ、操作性を良好とすることができる。
またクラッチ７７の作動トルクは、屈曲部７４の回動軸７６と同軸に設けた調整ばね８８ａによって、任意で調整可能であり、障害物の状態や好みに応じて調整することができる。

また上記クラッチ７７は係合部７７ａ、７７ｂが互いに面対称の係合面を有する上部７７Ａと下部７７Ｂとからなるため、クラッチ７７による回動規制が可能となり、回避動作が容易となる。

この点を詳述する。本実施の形態においては、初期状態（通常状態）において、各係合部７７ａ、７７ｂのすべての係合面８０～８７を面状に密着させることができる。つまり、クラッチ７７の摩擦力を安定して確保することができるので、回避状態に移行する際の作動トルクを安定させることができる。換言すれば、係合部７７ａ、７７ｂの変形に対する作動トルクの誤差が小さい。仮に、クラッチを単なる孔部に凸部がある一点で引っ掛かるだけの構成だとすると、少なくともどちらか一方に少しでも係合部の変形が生ずると引っ掛かってしまい、設定した作動トルク以上のトルクをかけないと作動しなかったり、反対に設定とは低いトルクで作動したりする場合があり、回避動作が不安定となる。
また、クラッチの製作上、上部及び下部のクラッチを使い分ける必要がない。つまり、上部と下部とで専用部品化することがないので、製作コストを抑制できる。

さらに本実施の形態はクラッチ７７を上下にかみ合わせる構造のため、前方に突出することがないので、草の中に作業機が前進して分け入るときに、草が引っ掛かることがない。ちなみに、実施例ではクラッチを上方に積み重ねて配置しているが、下方に向けて積み重ねてもよい。こうすると、上方への突出が抑えられ、より上方への制約がある場所でもアクセスが容易になる。

また上記係合部７７ａ、７７ｂが傾斜面８０、８４と、該傾斜面８０、８４に連続する係合面８２、８６と、該係合面８２、８６に連続する上側緩傾斜面８３、８７とからなり、第１傾斜面８０と第１係合面８２とは下側緩傾斜面８１を介して連続しており、また第２傾斜面８４と第２係合面８６とは下側緩傾斜面８５を介して連続しており、さらに各傾斜面８１，８５，８３，８７が各係合面８２，８６の内側及び外側の周縁部に略水平状態面に形成されるため、一層小トルクでの回動が可能となり、回避動作が一層容易となる。

また上記クラッチ７７の係合面が２個であるため、回避動作の際のがたつき防止が一層確実になる。

上記調整ばね８８ａが下部クラッチ７７Ｂ方向に負荷されるため、回避動作された作業部の元位置への復帰が一層容易となる。

なお、矢視する前進走行における回避動作については次の通りである。
＜通常時の機体動作＞
支持アーム６は、メインアーム７及び作業アーム１１によって、草刈部４が適正な対地角度を維持した状態で昇降する。なお、本願発明において「適正な対地角度」とは草刈部４が接地面に接触した場合に接地面と平行を保つことができることであって、完全な角度維持を意味するものではない。
草刈部４は、図１に実線で示す位置、つまり走行部３より外側の位置で草刈作業をする。このとき、草刈部４は弾性体９３の付勢力によって、走行部より外側に突出された位置にて作業をしている。

＜異常時の機体動作＞
草刈部４が障害物に衝突したとき、草刈部４は次のような回避動作をする。
即ち、草刈部４は弾性体９３の付勢力に打ち勝って障害物に押されるため、内側即ち図１に２点鎖線で示す位置Ｂ（走行部３、３間の領域内）まで回動する。
機体が障害物を通過すると、作業アーム１１が弾性体９３の付勢力により、外側即ち図１に実線で示す位置まで回動するため、元の位置に復帰する。よって元のように草刈作業を継続することができる。回避動作の間、刈刃は回転したままであるので、草刈作業の中断はない。
よって、作業者は草刈部４と障害物との衝突を気にせず作業することができ、機体の操作が容易となる。

ここで、回避動作と回転カバー４６との関係について説明する。機体が障害物と当接した場合、作業部４の回避動作と回転カバー４６の回転動作とは互いに連携しながら障害物に対する回避動作をする。即ち、障害物に当接した場合、作業部４は、直径が刈刃４１の直径より大に形成されている回転カバー４６があるため、障害物を転動しながら連結部９を軸にして水平方向に回動する。この作業部４の回動は、機体１が矢印方向に前進し、かつ、作業部４の前方あるいは側方から障害物等に当接され押圧された場合は、図１Ｂの位置となる。また機体１が反矢印方向に後進し、かつ、障害物が作業部４の後方を押圧した場合は、図１Ａの位置となる。
よって、刈刃４１の損傷を防止するとともに、障害物への損傷も防止し、作業を継続することができる。

また回転カバー４６と刈刃カバー４４との上下位置の関係につき、回転カバー４６は刈刃カバー４４の下方であって刈刃４１の回転域の上方に位置している。よって作業部４の全高を抑制することができ、作業部４の上方に障害物が位置していても、作業部４が潜り抜け作業をすることができる。

また、回転カバー４６は、モータ４２を内蔵するハウジング４５の垂直方向の中間部に回転可能に設けられるため、機体１の前進に伴い生ずる送行風が、後方に設置された刈刃カバー４４により停滞乃至はね返り、この送行風によりハウジング４５内を、さらにはモータ４２を冷却することができる。この結果、簡易なカバー構成によるにもかかわらず、モータ４２の異常発熱による作業停止を防止することができる。

また、回転カバー４６の上方のハウジング４５に部材が配置されず、ハウジング４５が露出された状態であるので、走行中に伴う風を常時当てることができる。この場合、回転カバー４６の前方に刈取り対象の草が多量にあったり、回転カバー４６の下方側に刈取り後の草の滞留などがあることがある。このような場合、十分に送行風が当たらなかったりすると冷却不足に陥ることがある。反対に、ハウジング４５の下部に回転カバー４６を設置する場合を考えると、刈刃４１と回転カバー４６の隙間が狭くなるので、刈取り後の草の流れが阻害されて草の排出性能が悪くなる。また、刈刃４１と回転カバー４６の隙間を広く取ろうとすると、作業部全体の高さが高くなり、不都合が生じる。さらに回転カバー４６がハウジング４５の垂直方向の中間部に設けられているため、作業部４の高さを抑制しながら、上記のようなモータ４２の冷却不足や草の排出不良を防止することができ、作業部全高の抑制と冷却性能の維持をバランスさせているのである。

回転カバー４６の前方は開放されているため、草刈作業中順次追ってくる草等を押し倒すことがないので、作業効率の低下を防止することができる。

回転カバー４６の回転軸４７と刈刃４１の回転軸４７とが同軸であるため、伝動機構が大幅に簡易化される。よって伝動ロスが可及的に少となり、また故障リスクの低下、コスト低下に寄与する。また作業部４の上方が回転カバー４６、刈刃カバー４４及び作業アーム１１のみとなるので、作業部４の高さを一層抑制することができる。

回転カバー４６の外縁には緩衝部材４６ｂが取り付けられているため、刈刃４１の損傷や障害物への損傷を一層防止することができる。

刈刃カバー４４の後端部はゴムカバーからなるため、刈取った草等を柔軟に受け取めることができるから、後方への飛散防止に一層効果的である。

ここで走行安定性について説明する。本実施の形態においては機体前方で作業アーム１１により外側に突出される作業部４とメインアーム７の屈曲部７４とが連結部９を頂点にして互いに反対側に設けられるため、機体の進行方向に対する左右のバランスが大きく異なることが防止され、走行部への偏荷重による直進性の低下、傾斜地での転倒に対する安定性を確保など、走行の安定性に寄与する。

この点を詳述する。左右の走行部３のいずれか一方に接地荷重が偏り、偏荷重になると、接地荷重が小さい側の走行部３はスリップして、操縦者の意図した走行が困難になる。例えば、直進させようと操作しても、機体が片方の走行部３のスリップによって、駆動力が地面に伝わらず、結果として直進せずに旋回する。あるいは、左右の走行部３のうち、接地荷重が大きい側に旋回する場合、接地荷重が小さい側の走行部３がスリップするため機体を旋回させることができない等、走行に関し効率的に行えない不都合が生じる。とくに、機体の左右側に傾斜した地面を走行する場合、上記した不都合な点がより顕著に出てくる。また、転倒に関し、上記同様に、機体の左右側に傾斜した地面ＧＬを走行する場合で、接地荷重が大きい側の走行部３が傾斜面の低い側に位置した状況が発生すると、転倒のリスク等が増大することから、安全性確保のためにも、前述した状況の発生は極力避ける必要がある。偏荷重があった場合、左右の傾斜方向が入れ替わると、作業者が感じる操作感も変化するため、安全な作業機の運用には、進行方向の左右における重心Ｇはできる限り、中央寄りにすることが好ましい。

したがって、操縦者が機体を走行させる際に、走行する地形を気にすることなく、円滑に操作するためには、機体全体の重心Ｇの位置を、左右走行部３、３が接地する部分の中央近傍に位置させることが重要である。
本願発明においては前記したように、機体の進行方向に対する左右のバランスが大きく変化するのが防止されるので、走行部３の偏荷重による直進性の低下や傾斜地での転倒に対する安定性を確保することができるのである。

昇降アーム５は昇降ギヤ５３と作用ピン５４により機体が下方のみで支持される構造であるので、次に詳述するように、草刈部４が障害物に乗り上げても、草刈部４は地面に追従することができる。

即ち、作業部４の昇降に際し、上下方向の回動支点部は、昇降アームの回動支点５６（図１０、図１２に示す）、メインアーム７の回動支点７１（図１に示す）、作業アーム１１の回動支点１３（図７乃至図９に示す）の３か所に存在する。とくに、進行方向の左右方向に延びる回動軸を持つ昇降アーム５の回動支点５６及びメインアーム７の回動支点７１によって、地面追従効果を発揮する。詳しく述べると、作業部４の上下方向の移動は、昇降アーム５の昇降が担当し、作業部４の傾きを昇降アーム５に支持されたメインアーム７の回動により維持する。すなわち、図１１に示す窪地Ｐ１の場合又は図１２（Ａ）に示す凸状地Ｐ２の場合、回動支点部とくに左右方向の回動軸を上記した２か所、つまり、昇降アームの回動支点５６及びメインアーム７の回動支点７１に設けることにより、刈刃４１の地面に対するアプローチの自由度が増加し、刈刃４１の回転面は地面に対し平行を保つことができる。この結果、草刈作業時は、刈刃が地面に接触して破損したり、刈刃の回転面と地面との角度が悪く、例えば対地角度が極端に付くなどした場合でも、草刈ができない等の不具合を解消することができる。
また、作業アーム１１の回動支点１３の上下回動によって、機体の進行方向の左右方向への傾斜にも対応することができる。さらに言えば、作業アーム１１は垂直方向に多少の遊びがあるため、下方への追従は自重により回動され、上方へは衝突した障害物の押圧力により回動する。よって本実施の形態によれば、地面追従性が従来に比し格段に向上された。

このように、上下方向の回動支点軸を合計３か所とすることにより、前後左右の傾斜面や凹凸に対応することができる。また、草刈部４が回避回動中であって、この回避回動領域に凹凸部があっても、昇降アーム５、メインアーム７及び作業アーム１１の３か所が協働することにより、この領域中の回動時でも地面に追従しながら草刈り作業をすることができる。

本実施の形態では、作業部４の作業状態における接地体４３の最下点が走行部３の従動輪３２の回転軸より下方側に位置する。よって、走行部３より前方の作業部４が位置する作業面が、作業部４が接地している作業面より窪んだ状況においても、作業部４がこの窪んだ作業面に追従することができ、凸部Ｐ２のみならず凹部Ｐ１への追従も可能となる。

また、図示実施形態のような構成とすることにより、両立が困難であった草刈部４を連結するアーム類の簡素化の実現と草刈性能の確保を同時に達成する。つまり、機体前方に大きく草刈部４がオーバーハングするにもかかわらず、機体全体の重心は走行部の接地領域に対し中央部に位置させることができる。これは、上記した草刈部４の地面追従効果に加え、前後バランスの問題も解決する。つまり、前後のバランスが良好であるので、草刈部４が前方に沈み込む、あるいは、前方に'つんのめる'ような現象がない。この結果、草刈部４は地面に対して適正な位置関係を保ったまま草刈をすることができるので、作業者が地面の状況を逐一気にせずとも、草刈をすることが可能となるのである。

この地面追従性に関し、本実施の形態によれば、図１２のように走行面に凸部が形成された路面においても、前記したように機体の進行方向に対する左右のバランスが大きく異なることが防止されるので、走行部３への偏荷重による直進性の低下、傾斜地での転倒に対する安定性を確保など、走行の安定性が良いのである。

また走行安定性に関しては、本実施の形態によれば、部品点数も比較的少なく、機体から突出する草刈に係る部分を軽量に保ち、かつ、機体全体の重心バランスを適正に保つことができるから、地面追従性や走行安定性が良好であり、作業者は草刈作業に専念することができる。

上記実施の形態の場合、作業部４自体の高さがメインアーム７より高い場合でも、屈曲部７４によって作業部４との干渉を回避することができるので、作業部４自体の高さに制限を設けることなく、機体の中央部に回避動作させることができる。

本願発明は上記実施の形態に制限されない。例えば、クラッチ７７は障害物との衝突を感知する引掛り部があれば、他のオーバトルククラッチであってもよい。またクラッチの係合面は１個以上あればよいが、複数個とすれば確実性が向上し、クラッチ全体の垂直方向の高さを抑制できるので望ましい。
また接地体４３は走行地面に通常時当接されていてもよい。
また連結部９の位置は重心Ｇの位置の近傍であれば、正確に重心Ｇの位置に設けなくても足りる。
また作業部４は、作業状態における最下点つまり接地体４３の位置が前輪３２の上部より下方側であってもよい。
また本願発明による自走式作業機は、必ずしもラジコン操縦されなくてもよい。

本願発明による自走式作業機は草刈作業にも活用することができる。

１ 自走式作業機
２ 本体部
２１ 本体フレーム
２３ 制御部
２４ 本体カバー
３ 走行部
３１ 駆動輪
３２ 従動輪
３３ 転輪
３４ クローラベルト
３５ 走行フレーム
４ 作業部（草刈部）
４１ 刈刃
４２ モータ
４３ 接地体
４４ 刈刃カバー
４４ａ ゴムカバー
４５ ハウジング
４６ 回転カバー
４６ａ 軸受
４６ｂ 緩衝部材
４７ 回転軸
５ 昇降アーム
５１ 当接ピン
５２ 昇降モータ
５２ａ 出力軸
５３ 昇降ギヤ
５４ 作用ピン
５５ 下降規制手段
５６ 支点ピン
５７ ばね
５８ ガイドピン
５９ 支点部材
６ 支持アーム
７ メインアーム
７１ 回動軸
７２ 基部
７３ 延長部
７４ 屈曲部
７４ａ 屈曲点
７４ｂ 先端部
７５ 可動屈曲部
７６ 回動軸
７７ クラッチ
７７Ａ 上部クラッチ
７７Ｂ 下部クラッチ
７７ａ 係合部
７７ｂ 係合部
７８ 復帰ばね
７９ ベース
８０ａ 第１傾斜面（上部クラッチの）
８０ｂ 第１傾斜面（下部クラッチの）
８１ａ 下側緩傾斜面（上部クラッチの）
８１ｂ 下側緩傾斜面（下部クラッチの）
８２ａ 第１係合面（上部クラッチの）
８２ｂ 第１係合面（下部クラッチの）
８３ａ 上側緩傾斜面（上部クラッチの）
８３ｂ 上側緩傾斜面（下部クラッチの）
８４ａ 第２傾斜面（上部クラッチの）
８４ｂ 第２傾斜面（下部クラッチの）
８５ａ 下側緩傾斜面（上部クラッチの）
８５ｂ 下側緩傾斜面（下部クラッチの）
８６ａ 第２係合面（上部クラッチの）
８６ｂ 第２係合面（下部クラッチの）
８７ａ 上側緩傾斜面（上部クラッチの）
８７ｂ 上側緩傾斜面（下部クラッチの）
８８ａ 調整ばね
８８ｂ ナット
８８ｃ ボルト
８９ キー
９ 連結部
９０ 連結片
９１ 回動軸
９２ 第２固定部
９２ａ 第２固定ピン
９２ｂ 第２固定孔
９２ｃ ばね
９３ 弾性体
９４ ガイドロッド
１１ 作業アーム
１１ａ 第３固定孔
１２ 第２規制体
１２ａ 上部第２規制体
１２ｂ 下部第２規制体
１３ 回動軸（回動支点）
１４ 第３固定ピン
１４ａ 突起
１４ｂ スライド孔
１４ｃ ロック孔
１５ ばね
１６ 第３固定部

Claims (8)

1. 本体部と、該本体部の進行方向両側に設けられた走行部と、該本体部に支持アームを介して連結される作業部とからなり、
   上記支持アームはメインアームと、該メインアームに連結部を介して連結される作業アームとからなり、上記メインアームの先端部側が内側に屈曲され屈曲点より先端部側に屈曲部が形成され、
   上記作業アームは屈曲部の先端部に設けられる連結部に水平方向に回動自在に取付けられ 、
   さらに上記屈曲部に可動の可動屈曲部が設けられ、該可動屈曲部は反進行方向から負荷を受けた場合のみ外方側に回動する回避動作をすることを特徴とする自走式作業機。
2. 請求項１記載の自走式作業機において、上記可動屈曲部の回動軸は、上記連結部の回動軸とは異なる位置に設けられることを特徴とする自走式作業機。
3. 請求項１又は請求項２記載の自走式作業機において、上記可動屈曲部は、回動軸と、該回動軸に軸着されたクラッチと、該クラッチを回動軸方向に付勢するばねとを有し、屈曲部の先端部に形成されることを特徴とする自走式作業機。
4. 請求項３記載の自走式作業機において、上記クラッチは係合部が互いに面対称の係合面を有する上部と下部とからなることを特徴とする自走式作業機。
5. 請求項３又は請求項４記載の自走式作業機において、係合部が傾斜面と、該傾斜面に連続する係合面と、該係合面に連続する上面とからなり、上記傾斜面が上記係合面に向かって傾斜されるとともに、上記係合面の傾斜面側及び上面側の周縁部の傾斜が緩やかに形成されることを特徴とする自走式作業機。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれか一記載の自走式作業機において、上記クラッチの係合面が２個であることを特徴とする自走式作業機。
7. 請求項３乃至請求項５のいずれか一記載の自走式作業機において、上記クラッチの係合面が１個であることを特徴とする自走式作業機。
8. 請求項３又は請求項７記載の自走式作業機において、上記ばねが下部クラッチ方向に付勢することを特徴とする自走式作業機。

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