JP7250289B2 - 草刈り機 - Google Patents

Description

本発明は、草刈り刃を回転させるための草刈りモータおよび自走用の走行駆動モータを備えた草刈り機に係り、例えば、傾斜地や荒れ地等の様々な地面に生えた草を刈る場合に利用できる。

一般に、草刈りモータおよび走行駆動モータを備えた自走式の草刈り機では、草の量が増えれば、草刈りモータの負荷が増大し、草刈りモータで消費される電力が大きくなり、走行駆動モータの回転数を上げて車両の走行速度を上げれば、走行駆動モータで消費される電力が大きくなる。従って、走行中の実使用電力値は、時々刻々と変化するので、バッテリの残量変化の正確な予測は困難であり、バッテリを満タンにした状態からの作業可能時間は不明であった。

なお、本願において、リアルタイムで取得した瞬間的なデータを取り扱う際に、電力値や、電力の設定値等のように「値」の文字を付してデータを呼ぶときは、単に電力という場合と同様であり、ワット（Ｗ）やキロワット（ｋＷ）といったパワーの単位のデータを意味する。従って、電力を時間積分した電力量のように「量」の文字を付したワット時（Ｗｈ）やキロワット時（ｋＷｈ）といった仕事の単位のデータのことではない。但し、瞬間的なデータを取り扱っていない場合は、電力（パワー）と電力量（仕事、エネルギ）とを略同等な意味で使用することがある。

上記のような草刈り等の作業用および走行駆動用のモータを備えた自走式の作業機としては、作業部を駆動する作業モータと、車輪を駆動する走行モータと、作業モータおよび走行モータを駆動制御する制御装置とを有し、制御装置により、作業モータの回転速度を一定に制御するとともに、走行モータの回転速度を作業モータに加わる負荷の増加または作業モータの回転速度の低下に応じて低下させるように制御する作業機が知られている（特許文献１参照）。

また、バッテリの残量に着目した制御を行う電動作業機が知られている（特許文献２参照）。この電動作業機では、バッテリの残量が少ないときには走行速度が低速になるので、バッテリの残量が少ない場合に走行モータの電力使用量が低下するため、作業モータに供給可能な電力が増加し、作業時間が増加する。

さらに、走行操作部から指示されたモータの回転速度を、作業部にかかる負荷の変動に基づき変速する作業機が知られている（特許文献３参照）。この作業機では、負荷が大きい場合に速度を遅くすることで、単位時間当たりに処理する作業対象の量を減らすことができる。

特開２０１８－８５９０７号公報 特開２０１８－８５９４９号公報 再表２０１９－９７６８３号公報

しかしながら、前述した特許文献１～３に記載された作業機では、走行速度の制御を行っているが、走行中の実使用電力値が時々刻々と変化することに変わりはない。このため、バッテリの消費速度（減り方の速さ）や残量変化の正確な予測は困難であり、バッテリを満タンにした状態からの作業可能時間は不明であった。これは、草刈り規模に応じた設備投資を行う上で、不確定要素が多く、投資規模が大きくなるという問題がある。

本発明の目的は、バッテリの消費速度や残量変化、およびバッテリを満タンにした状態からの作業可能時間やバッテリ交換時期の予測が可能な草刈り機を提供するところにある。

本発明は、総電力を一定にする制御を行って前記目的を達成するものである。具体的には、次のような構成である。

すなわち、本発明は、草刈り刃を回転させるための草刈りモータおよび自走用の走行駆動モータを備えた草刈り機であって、
走行駆動モータにより駆動される無限軌道を構成するクローラベルトと、
草刈りモータおよび走行駆動モータに電力を供給するバッテリと、
このバッテリの電流値を測定する電流センサと、
ユーザによる草刈りモータの目標回転数および消費電力の設定入力を受け付け、設定された草刈りモータの目標回転数を維持するとともに、電流センサにより測定したバッテリの電流値を用いて、草の量の増減に伴う草刈りモータの負荷変動に応じて変化する実使用電力値を求め、求めた実使用電力値と消費電力の設定値との差分から、走行駆動モータの新たな目標回転数を得ることにより、実使用電力値が消費電力の設定値の範囲内になるように走行速度を制御する制御部と
を備えたことを特徴とするものである。

このような本発明の草刈り機においては、草の量の増減に伴い、草刈りモータの負荷変動が生じた際に、草刈りモータで消費される電力と、走行駆動モータで消費される電力とを合計した総電力が一定になるように、走行駆動モータの回転数の制御、つまり走行速度の制御を行う。このため、作業中における総電力が一定になるので、バッテリの消費速度や残量変化、およびバッテリを満タンにした状態からの作業可能時間やバッテリ交換時期の予測が可能となり、これらにより前記目的が達成される。

なお、前述した特許文献１～３に記載された作業機は、総電力を一定にする制御ではないので、本発明の制御方法とは異なる。

また、上述した草刈り機において、
制御部は、
実使用電力値と消費電力の設定値との差分が、走行駆動モータの目標回転数の新旧の値の差分に比例することを示す関係式により、走行駆動モータの新たな目標回転数を算出する構成とされていることが望ましい。

このように比例の関係式を用いた制御を行う構成とした場合には、走行駆動モータの新たな目標回転数を容易に算出することが可能となる。

さらに、前述した草刈り機において、
制御部は、
ユーザによる草刈りモータの目標回転数および消費電力の設定値に加え、走行駆動モータの最高回転数の設定入力も受け付け、
実使用電力値と消費電力の設定値との差分から得られた走行駆動モータの新たな目標回転数が、設定された走行駆動モータの最高回転数を超えるときには、走行駆動モータの新たな目標回転数を、走行駆動モータの最高回転数とする構成とされていることが望ましい。

このように走行駆動モータの最高回転数を用いた制御を行う構成とした場合には、より一層適切な走行速度の制御を行うことが可能となる。すなわち、草の量が少なければ、草刈りモータで消費される電力が小さくなるので、走行駆動モータで消費される電力を大きくすることができ、走行駆動モータの目標回転数を上げることも可能となるが、その場合でも、設定された走行駆動モータの最高回転数を上限値とすることで、走行速度が過大になることを未然に防止することができる。そして、この場合、走行駆動モータで消費される電力が低く抑えられることになり、総電力は下がるので、バッテリが長持ちする方向への変化となることから、ユーザに不都合は生じない。

＜草刈り刃の詳細構成＞

また、以上に述べた草刈り機において、
同時に回転する左右２つの草刈り刃群を備え、
これらの草刈り刃群の各々は、回転中心から放射状に配置された４枚以上の偶数枚の草刈り刃により構成され、これらの偶数枚の草刈り刃には、異なる高さ位置に配置される上側の草刈り刃と下側の草刈り刃とがあり、草刈り刃群の各々は、上側の草刈り刃と下側の草刈り刃とを等しい刃間角度で交互に配置して構成され、
１つの草刈りモータの回転を左右２つの草刈り刃群に伝達する際に左右２つの草刈り刃群が互いに反対方向に回転するように伝達する左右反転分割の回転伝達を行うとともに、前進から後進、または後進から前進への進行方向の切換に応じて左右２つの草刈り刃群のそれぞれの回転方向を正転状態から逆転状態、または逆転状態から正転状態へ反転させる左右反転分割機構を備え、
この左右反転分割機構は、
右側の草刈り刃群を構成する上側の草刈り刃の切っ先部分と、左側の草刈り刃群を構成する下側の草刈り刃の切っ先部分とが重なる第１のオーバーラップ状態を形成するとともに、この第１のオーバーラップ状態から、左右２つの草刈り刃群を互いに同時に刃間角度だけ正転または反転させることにより、右側の草刈り刃群を構成する下側の草刈り刃の切っ先部分と、左側の草刈り刃群を構成する上側の草刈り刃の切っ先部分とが重なる第２のオーバーラップ状態を形成し、これらの２つのオーバーラップ状態を交互に繰り返す構成とされていることが望ましい。

このように異なる高さ位置に配置された上側および下側の偶数枚の草刈り刃を備えた左右２つの草刈り刃群を１つの草刈りモータにより反対方向に同時に回転させる構成とした場合には、草刈り作業を効率的に行うことができる。また、左右反転分割機構により、前進から後進、または後進から前進への進行方向の切換に応じて左右２つの草刈り刃群のそれぞれの回転方向を正転状態から逆転状態、または逆転状態から正転状態へ反転させることができるので、斜面で草刈り機自体の方向を反転させることなく、スイッチバック方式で前進・後進を切り換えて効率的な草刈り作業を行うことができる。

さらに、上述した草刈り機において、
草刈り刃群の各々は、刃間角度を９０度として配置された４枚の草刈り刃により構成され、
これらの４枚の草刈り刃のうちの１８０度をなす２枚の上側の草刈り刃は、連続する１枚の板状部材で形成されるとともに、１８０度をなす２枚の下側の草刈り刃も、連続する１枚の板状部材で形成され、草刈り刃群の各々は、これらの同形状の２枚の板状部材のうちの一方を表裏反転させた状態で２枚の板状部材を十字状に結合して形成されていることが望ましい。

このように同形状の２枚の板状部材のうちの一方を表裏反転させた状態で２枚の板状部材を十字状に結合して４枚の草刈り刃を備えた草刈り刃群を構成した場合には、左右２つの草刈り刃群を容易に製造することができる。

＜クローラベルトを構成するブロックの詳細構成＞

また、以上に述べた草刈り機において、
クローラベルトは、
駆動用車輪およびガイド車輪を含む複数の車輪に巻き掛けされた可撓性を有するベルト基部と、このベルト基部の外周側に取り付けられた多数のゴム製のスパイク状のブロックとを含んで構成され、
ブロックは、
ベルト基部への取付面に対して垂直な全ての断面の形状が滑らかな線で描かれた凸状になる３次元の凸状部と、
この凸状部を頂上部またはその近傍部分から斜めに切って形成されて接地状態での走行方向前方の面をなす前方斜面と、
凸状部の頂上部から左右方向に離れた位置を垂直または略垂直に切り込んで形成した左右の横滑りブロック面とを備えて構成されていることが望ましい。

このようにクローラベルトに３次元の凸状部を有する多数のゴム製のスパイク状のブロックを設けた構成とした場合には、凸状部により、地面との点接触が実現され、静かで安定した走行が可能となるうえ、左右の横滑りブロック面により、傾斜地での草刈り作業を行う際における草刈り機の横滑りを防止することが可能となる。

さらに、上述した草刈り機において、
凸状部の頂上部から左右方向に離れた位置を垂直または略垂直に切り込んで形成した左右の横滑りブロック面は、第１の横滑りブロック面であり、
ブロックは、
凸状部、前方斜面、および左右の第１の横滑りブロック面に加え、第１の横滑りブロック面と交差する状態でベルト基部への取付面と平行または略平行に形成された左右の中間棚面と、これらの中間棚面よりも更に左右の端部寄りの位置に垂直または略垂直に形成した左右の第２の横滑りブロック面とを備えて構成されていることが望ましい。

このようにブロックを中間棚面および第２の横滑りブロック面を備えた構成とした場合には、傾斜地での草刈り作業を行う際における草刈り機の横滑りの防止効果を、より一層高めることが可能となる。

以上に述べたように本発明によれば、草刈り作業中における総電力が一定になる制御を行うので、バッテリの消費速度や残量変化、およびバッテリを満タンにした状態からの作業可能時間の予測を行うことができるという効果がある。これにより、時間（あるいは、１日）当たりで必要な充電設備の能力、必要なバッテリの容量、予備バッテリ数等を決定することができ、必要な草刈り機の規模に対して、最小の構成でシステムを構築することが可能となる。これは、太陽光発電所等の大規模な草刈りが必要な施設での草刈り設備運用、草刈り請負事業での設備投資を最小限にできるという効果がある。
また、自動による草刈り機を構築するうえでも、バッテリ交換間隔を一定にすることができ、運用が容易になるという効果が見込まれる。

本発明の一実施形態の草刈り機の全体斜視図。 前記実施形態の草刈り機を底面側から見た状態の全体斜視図。 前記実施形態のクローラベルトの構成図。 前記実施形態のブロックの斜視図。 前記実施形態のブロックの側面図。 前記実施形態のブロックを接地状態での走行方向後方から見た図。 前記実施形態のクローラベルトの接地ラインを示す図。 前記実施形態のブロックをベルト基部側から見た図。 図８のＡ－Ａ断面図。 図６のＢ－Ｂ断面図。 図６のＣ－Ｃ断面図。 前記実施形態の草刈り刃群および左右反転分割機構の構成図。 前記実施形態の草刈り刃群および左右反転分割機構の斜視図。 前記実施形態の草刈り刃群の回転方向の説明図。 前記実施形態の草刈り刃のオーバーラップ状態を示す説明図。 前記実施形態のシステム構成を示す図。 前記実施形態の制御の詳細説明図。 前記実施形態の制御の流れを示すフローチャートの図。 前記実施形態の制御に関連するデータの変化を示すグラフの図。 本発明の第１の変形の形態を示す図。 本発明の第２の変形の形態を示す図。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１および図２には、本実施形態の草刈り機１０の全体構成が示されている。図３には、クローラベルト３０Ａ，３０Ｂの構成が示され、図４～図１１には、ブロック４０の構成が示されている。また、図１２～図１５は、草刈り刃６１Ａ～６４Ａ，６１Ｂ～６４Ｂに関連する説明図であり、図１６～図１９は、制御に関連する説明図である。

＜草刈り機１０の全体構成＞

図１および図２において、草刈り機１０は、その骨格を形成するフレーム１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｊ，１１Ｋ，１１Ｌ，１１Ｍ）と、フレーム１１に取り付けられて草刈り機１０の上部を覆うカバー１２と、カバー１２の内側でフレーム１１に取り付けられたボックス状の各種機器の収納部１３と、自走用の右側の走行駆動モータ２０Ａおよび左側の走行駆動モータ２０Ｂと、これらの走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂによりそれぞれ駆動される無限軌道を構成する右側のクローラベルト３０Ａおよび左側のクローラベルト３０Ｂとを備えている。

なお、ここでの右側や左側とは、走行方向前方（前進時の進行方向）を向いた草刈り機１０自身から見た場合の右側や左側である。また、本願において、草刈り機１０の進行方向につき、単に「走行方向」というときは、車両全体の前進時の進行方向のみを意味し、「バック走行方向」（後進時（後退時）の進行方向）を含まないものとする。

図３において、クローラベルト３０Ａ，３０Ｂは、複数の車輪、すなわち図３中の２点鎖線で示された駆動用車輪２１および複数（本実施形態では、一例として８個）のガイド車輪２２に巻き掛けされた（外接する状態で掛け渡された）可撓性を有するベルト基部３１と、このベルト基部３１の外周側に並べて取り付けられた多数のゴム製のスパイク状のブロック４０とを含んで構成されている。なお、本願のクローラベルト３０Ａ，３０Ｂやその構成部品であるブロック４０は、例えば、電動車いす、悪路で利用する運搬車両、探索調査車両等のような草刈り機１０以外の走行装置（走行車両）にも用いることができる。

駆動用車輪２１は、本実施形態では、スプロケットであり、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂにより回転駆動される。ベルト基部３１は、本実施形態では、金属製のチェーンであり、このチェーンが、駆動用車輪２１を構成するスプロケットに巻き掛けされて回るようになっている。多数のブロック４０の各々は、チェーンの構成部品に取り付けられている。

図１および図２において、左右の車輪（駆動用車輪２１および複数のガイド車輪２２）は、それぞれ垂直に配置された板状の車輪取付部材２５により内側および外側の両側から挟まれる状態で車輪取付部材２５に固定されている。そして、右側の車輪が固定された車輪取付部材２５は、フレーム１１（フレーム１１Ｂ，１１Ｅの交差部）に対してサスペンション２６を介して取り付けられ、左側の車輪が固定された車輪取付部材２５は、フレーム１１（フレーム１１Ｃ，１１Ｆの交差部）に対してサスペンション２６を介して取り付けられ、これにより、左右に設けられた接地圧の高いクローラベルト３０Ｂ，３０Ａによる左右独立のサスペンション２６を備えた走行駆動機構が構成されている。

また、草刈り機１０は、右側の草刈り刃群６０Ａおよび左側の草刈り刃群６０Ｂと、これらの２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂを同時に回転させる１つの草刈りモータ７０と、２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂをまとめて収納する収納部７１と、２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂの回転方向が互いに反対方向になるように１つの草刈りモータ７０の回転（前進時の正転状態または後進時の逆転状態）を２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂに同時に伝達する左右反転分割機構７２（図１２、図１３、図１６参照）と、この左右反転分割機構７２の収納部７３とを備え、これらにより、草刈り機構部７４（図１６参照）が構成されている。

収納部７１の下側（地面側）は、刈った草が下に落ちるように開口状態となっている。また、収納部７１の前方および後方の開口部には、ゴム製等の可撓性を有する膜状部材７１Ａ，７１Ｂが設けられ、地面にある石や砂利、あるいは刈った草が飛散しないようになっている。さらに、収納部７１の前方の開口部の左右両端には、前方に生えている草を取り込むための板状の誘導部材７１Ｃが斜めに設けられている。

さらに、草刈り機１０は、左右２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂの地面からの高さ位置を調整するための刈高調整モータ８０と、この刈高調整モータ８０の回転により伸縮駆動されるシリンダ８１と、フレーム１１に固定された左右の板状の案内部材８２と、収納部７１の外側に固定された左右の接続部材８３とを備えている。各案内部材８２には、斜めの細長い直線状の案内孔８４（案内溝でもよい）が設けられ、これらの案内孔８４により、各案内部材８２に対して各接続部材８３が２点支持の状態でスライド自在に係合するようになっている。従って、刈高調整モータ８０が回転し、シリンダ８１が伸縮すると、左右の案内部材８２の案内孔８４に案内されて左右の接続部材８３が姿勢を保持しながら上下にスライドし、草刈り機構部７４の全体（２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂ、草刈りモータ７０、収納部７１、左右反転分割機構７２、および収納部７３を含む。）が水平の姿勢を保持しながら上下動するようになっており、これらにより、刈高ＭＨ（図１５に示すように、地面から下側の草刈り刃の下面までの高さ寸法）を調整する刈高調整機構８５（図１６参照）が構成されている。

なお、刈高ＭＨの範囲は、例えば、２０～１００ｍｍ等である。この際、案内部材８２の案内孔８４は斜めに設けられているので、草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂが下方に移動したときには、刈高ＭＨが小さくなるとともに、草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂが前方に突き出る状態となり、一方、草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂが上方に移動したときには、刈高ＭＨが大きくなるとともに、草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂが後方へ引っ込む状態となる。このため、狭く、かつ、高さの余裕もない場所に草が生えている場合には、その狭い空間に収納部７１（２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂを含む。）を突っ込んだ状態で草刈り作業を行うことができる。

また、草刈り機１０には、カバー１２の外側の後方位置に、車両の姿勢に余裕があるか否か、または余裕の程度を示すインジケータ９０が設けられている。なお、インジケータ９０の設置位置は、この位置に限らず、遠隔操作を行っているユーザが見やすい位置であればよい。

後述する車両コントローラ１４０（図１７参照）に内蔵された３ＤＧセンサ１１１（３軸加速度センサ）により重力加速度を測定し、傾斜地を走行中の車両の傾斜に伴って重力加速度ベクトルについての車両の上下方向（車両が傾斜している場合は鉛直方向ではない。）の成分値および車両の左右方向（車両が傾斜している場合は水平方向ではない。）の成分値が変化するので、その変化を捉えて車両の姿勢（傾斜の大きさ）が計算され、予め設定された閾値との比較で、姿勢の余裕の有無または余裕の程度が判断され、その判断結果がインジケータ９０に出力されるようになっている。

＜クローラベルト３０Ａ，３０Ｂを構成するブロック４０の詳細構成＞

図４～図６において、ブロック４０は、本実施形態では左右対称の形状を有し、ベルト基部３１への取付面４９に対して垂直な全ての断面の形状が滑らかな線で描かれた凸状になる３次元の凸状部４１を備えている。つまり、凸状部４１は、３次元的な山形の形状を有している。凸状を描く滑らかな線は、本実施形態では、一例として、円とするが、これに限らず、例えば、楕円や２次曲線等でもよく、あるいは、円、楕円、２次曲線等を連結した線でもよい。従って、図５、図１０、図１１のように、右側または左側から見た場合の凸状部４１の輪郭形状も、図６、図９のように、ベルト基部３１に沿う方向から見た場合（ブロック４０が接地状態にあるときの走行方向の前方または後方から見た場合）の凸状部４１の輪郭形状も、いずれも滑らかな線（本実施形態では、一例として、円である）で描かれた凸状である。

また、図５に示すように、ブロック４０は、凸状部４１を頂上部の位置Ｐ１またはその近傍部分（Ｐ２の位置等）から斜めに切って形成された前方斜面４２を備えている。この前方斜面４２は、平面であり、ブロック４０が接地状態となったときの走行方向前方の面をなす。本実施形態では、図５に示すように、頂上部の位置Ｐ１ではなく、Ｐ１よりも走行方向前方の位置Ｐ２から切り込んで前方斜面４２が形成され、このＰ２が、曲面である凸状部４１の表面４１Ａと、平面である前方斜面４２とが交差して形成された凸状部４１の前方端縁（曲線）の中央位置（左右の中央位置）となっている。

従って、ブロック４０の接地点は、仮に、接地面が非常に硬い路面であり、かつ、走行停止中であり、かつ、ブロック４０自体が全く弾性変形しなければ、頂上部の位置Ｐ１となる。しかし、実際には、草刈り機１０の走行面（ブロック４０の接地面）は、通常は草の生えた地面であるから、舗装された路面等に比べれば柔らかく、かつ、ベルト基部３１は可撓性を有し、さらに、ブロック４０自体もゴム製で弾性部材であるので、事実上、Ｐ２の位置（凸状部４１の前方端縁の中央位置）が、ブロック４０の接地点となる。なお、凸状部４１の頂上部の位置Ｐ１から切り込んで前方斜面４２を形成してもよく、あるいは、Ｐ１よりも走行方向後方の位置から切り込んで前方斜面４２を形成してもよく、いずれの場合でも、それらの前方斜面４２と凸状部４１の表面４１Ａとが交差して形成される凸状部４１の前方端縁の中央位置が、ブロック４０の接地点となる。

また、ブロック４０の前方斜面４２の反対側には、ベルト基部３１への取付面４９に対して垂直または略垂直に形成された後方面４３が設けられている。この後方面４３は、平面であり、ブロック４０が接地状態となったときの走行方向後方の面をなす。図４～図６中のＰ３の位置が、曲面である凸状部４１の表面４１Ａと、平面である後方面４３とが交差して形成された凸状部４１の後方端縁（曲線）の中央位置（左右の中央位置）となっている。

さらに、図６に示すように、ブロック４０は、凸状部４１の頂上部の位置Ｐ１から左右方向に離れた位置Ｐ６，Ｐ７を垂直または略垂直に切り込んで形成した右側および左側の第１の横滑りブロック面４４を備えている。これらの第１の横滑りブロック面４４は、厳密に言えば、平面ではなく、図４および図５に示すように、鈍角をなす２つの面４４Ａ，４４Ｂと、これらの面４４Ａ，４４Ｂの交差部分を覆うように面４４Ａ，４４Ｂに跨って設けられた掛渡面４４Ｃとを含んで構成されている。しかし、車両全体の横滑りを防止するという機能面からすると、略平面と考えてよい。そして、曲面である凸状部４１の表面４１Ａと、右側の第１の横滑りブロック面４４とが交差する部分（図４、図６中のＰ６）が、凸状部４１の右側端縁となり、曲面である凸状部４１の表面４１Ａと、左側の第１の横滑りブロック面４４とが交差する部分（図４、図６中のＰ７）が、凸状部４１の左側端縁となる。なお、左右は、車両自身から見た場合の左右であるため、図６の紙面上では、Ｐ６（右側端縁）は左側に、Ｐ７（左側端縁）は右側に記載されている。

また、ブロック４０は、第１の横滑りブロック面４４と交差する状態でベルト基部３１への取付面４９と平行または略平行に形成された左右の中間棚面４５（平面）と、これらの中間棚面４５よりも左右の端部寄りの位置に斜めに形成された左右の端部斜面４６（平面）と、これらの端部斜面４６よりも更に左右の端部寄りの位置に垂直または略垂直に形成された左右の第２の横滑りブロック面４７（平面）とを備えている。

図７において、ベルト基部３１に並べて取り付けられた多数のブロック４０の各接地点（Ｐ２の位置）を結んだ線が、クローラベルト３０Ａ，３０Ｂの接地ラインとなる。また、多数のブロック４０の各々の第１の横滑りブロック面４４は、一平面上に配置されることになり、同様に、多数のブロック４０の各々の第２の横滑りブロック面４４も、一平面上に配置されることになる。

図８～図１１に示すように、ブロック４０は、ゴム製であり、例えば冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣプレート）等の鋼板による心材５０をインサートし、ゴム加硫成型を行って製造されている。ゴムの材質としては、例えば、ＮＲ（天然ゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）等を採用することができる。ゴムの硬度は、雪道、泥道での走行性能を考慮すると、スタッドレスタイヤと同様に、６０程度であることが好ましい。すなわち、自動車用タイヤの硬度が６０～７０程度であるため、その範囲のうちの柔らかい方の６０程度が好ましい。

心材５０は、後方面４３側の端部が、凸状部４１の表面４１Ａに向かう方向に曲げられている。心材５０には、ブロック４０をベルト基部３１に取り付けるためのボルト用の複数（本実施形態では２個）のネジ穴５１（ネジ径は、例えば４ｍｍ等）が設けられている。このネジ穴５１は、心材５０を貫通してゴムの部分まで設けられ、深さは、例えば６ｍｍ等である。

図５における凸状部４１の表面４１Ａの曲率半径は、例えば、Ｒｘ＝４５ｍｍ等である。この曲率半径Ｒｘの中心位置は、本実施形態では、厚み方向の中央位置（後方面４３から寸法Ｄ４の位置）ではなく、後方面４３から寸法Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ４）の位置となっている。従って、図５における凸状部４１の頂上部の位置Ｐ１は、後方面４３から寸法Ｄ３（Ｄ３＜Ｄ４）の位置であるから、本実施形態では、頂上部の位置Ｐ１は、Ｐ４の位置（厚み方向の中央位置）よりも走行方向後方の位置（後方面４３寄りの位置）である。例えば、厚み寸法Ｄ１＝２３ｍｍ、Ｄ２＝１３ｍｍ、Ｄ３＝９．７ｍｍ、Ｄ４（図８、図１０、図１１参照）＝Ｄ１×０．５＝１１．５ｍｍとすると、図５における凸状部４１の頂上部の位置Ｐ１は、後方面４３から９．７ｍｍの位置であり、凸状部４１の前方端縁の位置Ｐ２は、後方面４３から１３ｍｍの位置であり、厚み方向の中央位置Ｐ４は、後方面４３から１１．５ｍｍの位置である。なお、凸状部４１の頂上部の位置Ｐ１を、厚み方向の中央位置Ｐ４と一致させてもよく（Ｐ１＝Ｐ４）、凸状部４１の前方端縁の位置Ｐ２を、頂上部の位置Ｐ１に一致させるか（Ｐ１＝Ｐ２）、または、厚み方向の中央位置Ｐ４に一致させてもよく（Ｐ２＝Ｐ４）、あるいは、これらの３つの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４を一致させてもよい（Ｐ１＝Ｐ２＝Ｐ４）。

また、図５において、最もベルト基部３１寄りの底面４８からの高さ寸法Ｈ１は、第２の横滑りブロック面４７の高さ寸法であり、例えば、Ｈ１＝７．２ｍｍ等である。底面４８から中間棚面４５までの高さ寸法Ｈ２は、例えば、Ｈ２＝１３ｍｍ等である。底面４８から曲率半径Ｒｘの中心位置までの高さ寸法Ｈ３は、例えば、Ｈ３＝１８．６ｍｍ等である。

図６において、ベルト基部３１への取付面４９から中間棚面４５までの高さ寸法Ｈ４は、例えば、Ｈ４＝１１ｍｍ等であり、底面４８から取付面４９までの高さ寸法Ｈ５は、Ｈ５＝２ｍｍ等である。第１の横滑りブロック面４４の高さ寸法Ｈ６は、例えば、Ｈ６＝７．１３ｍｍ等であり、本実施形態では、第２の横滑りブロック面４７の高さ寸法Ｈ１（例えば７．２ｍｍ）と略同じとされている。但し、第１、第２の横滑りブロック面４４，４７の高さ寸法Ｈ６，Ｈ１は、必ずしも同じまたは略同じ寸法にする必要はない。また、第１の横滑りブロック面４４と中間棚面４５とが交差する隅部のＲ１（半径１ｍｍ）を入れると、Ｈ７＝８．１３ｍｍ等となる。

ここで、第１、第２の横滑りブロック面４４，４７は、垂直または略垂直に立った壁であり、車両全体の横滑りを防ぐという観点から、この壁で、草や土がしっかりと引っ掛かるようになっていればよい。仮に壁がないとすると、草や土が引っ掛からないので、横滑りを生じることになる。従って、クローラベルト３０Ａ，３０Ｂで踏んだ草の茎を確実に引っ掛けるには、草の茎の直径以上の壁の高さがあればよい。しかし、少なくとも草の茎の半径以上の壁の高さがあれば草が逃げずに引っ掛かる可能性が高くなるので、ある程度効果的な横滑り防止機能を発揮することができる。茎の直径が１０ｍｍ程度ぐらいまでの草を刈ることを想定する場合は、草の茎の半径は５ｍｍ程度ぐらいまでとなるため、壁の高さ、すなわち第１、第２の横滑りブロック面４４，４７の高さ寸法Ｈ６，Ｈ１は、６ｍｍ以上であることが好ましい。

ブロック４０の形状としては、第１、第２の横滑りブロック面４４，４７が階段状に形成されていることに特徴がある。すなわち、凸状部４１の頂上部を山頂に見立てて上方に向けて置いた場合に、左右両側から階段を上っていくような形状になっていることに特徴がある。仮に、自動車用タイヤのトレッドパターンのように溝を掘った場合（凸状部４１の表面４１Ａから内側に向かう溝を設けた場合）には、草や土を引っ掛けにくい状態となるので、横滑り防止効果は期待できない。なぜなら、６ｍｍ以上の深さの溝を掘ったとしても、その溝に草の茎が入らなければ、横滑り防止効果は得られず、また、たまたま溝に草の茎が入ったとしても、今度は出にくくなり、溝が目詰まりを起こして横滑り防止機能が低下してしまうからである。これに対し、本願のブロック４０は、階段状になっているので、溝の場合とは異なり、右側の第１の横滑りブロック面４４よりも右側の空間は開放されていて、かつ、左側の第１の横滑りブロック面４４よりも左側の空間も開放されている。同様に、右側の第２の横滑りブロック面４７よりも右側の空間は開放されていて、かつ、左側の第２の横滑りブロック面４７よりも左側の空間も開放されている。開放されているというのは、草刈り機１０自身による構造物がなく、何も障害物がないという意味である。これにより、草や土を引っ掛けやすくなっている。また、第２の横滑りブロック面４７の設置が省略され、第１の横滑りブロック面４４だけの設置であったとしても、右側の第１の横滑りブロック面４４の右側空間が開放されていて、かつ、左側の第１の横滑りブロック面４４の左側空間も開放されていれば、横滑り防止効果は発揮される。

さらに、図６において、ブロック４０の左右方向の幅寸法Ｗ１は、例えば、Ｗ１＝６６ｍｍ等である。凸状部４１の右側端縁の位置Ｐ６から左側端縁の位置Ｐ７までの幅寸法Ｗ２は、左右の第１の横滑りブロック面４４間の距離であり、例えば、Ｗ２＝３６ｍｍ等である。取付面４９の幅寸法Ｗ３は、例えば、Ｗ３＝３６ｍｍ等である。

図８において、複数（本実施形態では２個）のネジ穴５１は、厚み方向中央位置に設けられている。従って、Ｄ４＝Ｄ１×０．５であり、例えば、Ｄ４＝１１．５ｍｍ等である。２つのネジ穴５１間の距離Ｗ４は、例えば、Ｗ４＝２５．４ｍｍ等であり、Ｗ５＝１６ｍｍ等である。

図９における凸状部４１の表面４１Ａの曲率半径は、例えば、Ｒｙ＝２９ｍｍ等である。この曲率半径Ｒｙの中心位置は、取付面４９から高さ寸法Ｈ８の位置であり、例えば、Ｈ８＝４ｍｍ等である。図９は、図８のＡ－Ａ断面であるから、厚み方向中央位置（図５中のＰ４の位置）の断面である。

図１０および図１１において、心材５０は、ネジ穴５１が設けられた厚み方向中央位置（後方面４３から寸法Ｄ４の位置）から後方面４３側へ寸法Ｄ５の位置、前方斜面４２側へ寸法Ｄ６の位置まで挿入されている。例えば、Ｄ４＝１１．５ｍｍ、Ｄ５＝８．７ｍｍ、Ｄ６＝７．５ｍｍ等である。心材５０の屈曲部の高さ寸法Ｈ９は、例えば、Ｈ９＝８．２ｍｍ等である。

＜草刈り刃の詳細構成＞

図１２および図１３において、草刈り機構部７４の左右反転分割機構７２は、草刈りモータ７０と同軸で草刈りモータ７０により回転駆動されるギア７２Ａと、このギア７２Ａと噛み合って草刈りモータ７０の回転方向とは反対方向に回転するギア７２Ｂと、ギア７２Ａと同軸で回転するスプロケット７２Ｃと、ギア７２Ｂと同軸で回転するスプロケット７２Ｄと、スプロケット７２Ｃの回転を伝達するチェーン７２Ｅと、スプロケット７２Ｄの回転を伝達するチェーン７２Ｆと、チェーン７２Ｅからの回転伝達を受けて左側の草刈り刃群６０Ｂを同軸で回転させるスプロケット７２Ｇと、チェーン７２Ｆからの回転伝達を受けて右側の草刈り刃群６０Ａを同軸で回転させるスプロケット７２Ｈと、チェーン７２Ｅの撓みを調整するアイドラ７２Ｊと、チェーン７２Ｆの撓みを調整するアイドラ７２Ｋとを含んで構成されている。左右で対になる構成部品の歯数や直径は同じであり（但し、チェーン７２Ｅ，７２Ｆの長さは異なる。）、これにより正確な左右反転分割の回転伝達を実現している。

図１３に示すように、右側の草刈り刃群６０Ａは、回転中心から放射状に配置された４枚以上の偶数枚（本実施形態では４枚）の草刈り刃６１Ａ，６２Ａ、６３Ａ，６４Ａを備えて構成され、同様に、左側の草刈り刃群６０Ｂも、回転中心から放射状に配置された同じ枚数（本実施形態では４枚）の草刈り刃６１Ｂ，６２Ｂ、６３Ｂ，６４Ｂを備えて構成されている。なお、右側の刃にはＡを付した符号を使用し、左側の刃にはＢを付した符号を使用している。ここでの右側および左側は、車両自身から見た場合の右側および左側であるから、図１２の紙面上では，Ａが左側に記載され、Ｂが右側に記載されている。

右側の草刈り刃群６０Ａを構成する４枚以上の偶数枚（本実施形態では４枚）の草刈り刃６１Ａ，６２Ａ、６３Ａ，６４Ａのうち、半数に相当する草刈り刃６２Ａ，６４Ａが、上側の高さ位置（車両自身から見た場合の上側）に配置される上側の草刈り刃であり、残りの半数の草刈り刃６１Ａ，６３Ａが、下側の高さ位置に配置される下側の草刈り刃である。同様に、左側の草刈り刃群６０Ｂを構成する４枚以上の偶数枚（本実施形態では４枚）の草刈り刃６１Ｂ，６２Ｂ、６３Ｂ，６４Ｂのうち、半数に相当する草刈り刃６１Ｂ，６３Ｂが、上側の草刈り刃であり、残りの半数の草刈り刃６２Ｂ，６４Ｂが、下側の草刈り刃である。

このように右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂのいずれも、上側の草刈り刃と、下側の草刈り刃とが、交互に配置されている。それぞれの草刈り刃同士のなす角度（刃間角度）は等しい。従って、本実施形態では、４枚であるため、刃間角度は９０度である。

右側の草刈り刃群６０Ａでは、４枚の草刈り刃６１Ａ～６４Ａのうち、１８０度をなす２枚の上側の草刈り刃６２Ａ，６４Ａは、連続する１枚の板状部材で形成されるとともに、１８０度をなす２枚の下側の草刈り刃６１Ａ，６３Ａも、連続する１枚の板状部材で形成されている。同様に、左側の草刈り刃群６０Ｂでは、４枚の草刈り刃６１Ｂ～６４Ｂのうち、１８０度をなす２枚の上側の草刈り刃６１Ｂ，６３Ｂは、連続する１枚の板状部材で形成されるとともに、１８０度をなす２枚の下側の草刈り刃６２Ｂ，６４Ｂも、連続する１枚の板状部材で形成されている。

そして、右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂのいずれも、同形状の２枚の板状部材のうちの一方を表裏反転させた状態で２枚の板状部材を十字状に結合して形成されている。従って、例えば、２枚の上側の草刈り刃６２Ａ，６４Ａを構成する板状部材と、２枚の下側の草刈り刃６１Ａ，６３Ａを構成する板状部材とは、同形状のものである。これにより、製造の容易化が図られている。

図１２に示すように、２枚の草刈り刃を構成する板状部材は、本実施形態では、回転中心から見て２か所（図１２中のＱ１点、Ｑ２点）で折り曲げられている。上側の草刈り刃を構成する板状部材は、回転中心寄りのＱ１点で上方へ折り曲げられ、その外側のＱ２点で水平に戻されている。一方、下側の草刈り刃を構成する板状部材は、上述したように表裏反転させた状態であるから、回転中心寄りのＱ１点で下方へ折り曲げられ、その外側のＱ２点で水平に戻されている。これにより、右側の草刈り刃群６０Ａの下側の草刈り刃と、左側の草刈り刃群６０Ｂの上側の草刈り刃とがオーバーラップする際、あるいは、右側の草刈り刃群６０Ａの上側の草刈り刃と、左側の草刈り刃群６０Ｂの下側の草刈り刃とがオーバーラップする際の隙間寸法Ｇ（図１２、図１５参照）を適切な寸法に設定している。なお、隙間寸法Ｇは、例えば、Ｇ＝５ｍｍであり、オーバーラップする部分の寸法Ｌ（図１２参照）は、例えば、Ｌ＝１６ｍｍである。このオーバーラップにより、上下の草刈り刃で草を挟み込んで粉砕するようになっている。

また、刃先（Ｅｄｇｅ）の形成部Ｅは、Ｑ２点よりも外側の水平部分に設けられている。そして、草刈り刃の回転には、後述するように、車両が前進する走行時の正転状態と、車両が後進（後退）するバック走行時の逆転状態とがあるので、刃先の形成部Ｅは、回転前方および回転後方の双方の端部に設けられ、正逆の反転により、どちらの刃先も回転前方の刃先になり得るようになっている。従って、本実施形態では、２枚の草刈り刃を構成する１つの板状部材につき、刃先の形成部Ｅが、４か所設けられている（図１３参照）。また、図１５に示すように、刃先の形成部Ｅにおける刃面は、上側の草刈り刃については、下面側に設けられ、下側の草刈り刃については、上面側に設けられている。なお、隙間寸法Ｇを調整し、刃面を上面側および下面側の双方に設けて刃先を形成してもよい。

図１４において、右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂは、左右反転分割機構７２（図１２、図１３参照）により、常に、互いに反対方向に同じ回転速度（絶対値）で回転するようになっている。すなわち、草刈り機１０が前進する走行時における正転状態の場合も、草刈り機１０が後進（後退）するバック走行時における逆転状態の場合も、常に、互いに反対方向に回転し、かつ、回転速度の絶対値は同じである。なお、図１４において草刈り刃に施されたハッチングは、断面を示すものではなく、上側と下側の草刈り刃の区別を付けやすくするために記載したものである。

図１４の左上には、草刈り機１０が前進する走行時における正転状態が示されている。右側の草刈り刃群６０Ａを構成する下側の草刈り刃６１Ａと、左側の草刈り刃群６０Ｂを構成する上側の草刈り刃６１Ｂとがオーバーラップする状態となっている。なお、図１４は、下方（地面側）から見た場合の記載であるため、上下は逆になっている。右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂは、互いに反対方向に回転するが、進行方向の前方に生えている草を巻き込むように回転する。

図１４の左上の正転状態の回転方向を維持しながら、右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂの双方を１／８回転（４５度回転）させると、図１４の右上のようになる。また、前進・後進を切り換え、右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂの双方の回転方向をそれぞれ反転させると、図１４の左下のバック走行時における逆転状態となる。このバック走行時においても、進行方向（後進時の進行方向であるから、バック走行方向）の前方に生えている草を巻き込むように回転するのは、正転状態のときと同様である。また、図１４の左下の逆転状態の回転方向を維持しながら、右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂの双方を１／８回転（４５度回転）させると、図１４の右下のようになる。

上述したように、草刈り機１０が前進する走行時における正転状態の場合も、草刈り機１０が後進（後退）するバック走行時における逆転状態の場合も、右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂは、進行方向の前方に生えている草を巻き込むように回転するので、図１５に示すように、上側および下側の草刈り刃のオーバーラップした部分は、同じ方向に移動することになる。

以上より、左右反転分割機構７２は、１つの草刈りモータ７０の回転駆動により、右側の草刈り刃群６０Ａを構成する上側の草刈り刃の切っ先部分と、左側の草刈り刃群６０Ｂを構成する下側の草刈り刃の切っ先部分とが重なる第１のオーバーラップ状態を形成するとともに、この第１のオーバーラップ状態から、左右２つの草刈り刃群を互いに同時に刃間角度（本実施形態では、９０度）だけ正転または反転させることにより、右側の草刈り刃群６０Ａを構成する下側の草刈り刃の切っ先部分と、左側の草刈り刃群６０Ｂを構成する上側の草刈り刃の切っ先部分とが重なる第２のオーバーラップ状態を形成し、これらの２つのオーバーラップ状態を交互に繰り返す構成とされている。

＜走行速度の制御の詳細＞

図１６において、草刈り機１０は、ユーザが遠隔操作するためのリモートコントローラ１００と、このリモートコントローラ１００からの信号を受信する受信部１１０と、３軸加速度を測定する３ＤＧセンサ１１１と、草刈り機１０の各種制御を行う制御部１２０と、草刈り機１０に電力を供給するバッテリモジュール１３０とを備えている。受信部１１０、３ＤＧセンサ１１１、制御部１２０、バッテリモジュール１３０は、収納部１３（図１、図２参照）に収納されている。

図１７において、草刈り機１０は、リモートコントローラ１００によるユーザの操作に従って車両全体を制御する車両コントローラ１４０と、右側の走行駆動モータ２０Ａ用のモータドライバ１５０と、左側の走行駆動モータ２０Ｂ用のモータドライバ１６０と、草刈りモータ７０用のモータドライバ１７０と、充電器１８０とを備えている。

車両コントローラ１４０は、マイクロコントローラ（チップ数は任意である。）により構成され、この車両コントローラ１４０には、受信回路からなる受信部１１０と、３ＤＧセンサ１１１と、車両制御部１４１とが内蔵されている。車両制御部１４１は、演算処理部と、データを記憶する記憶部（メモリ）とを含んで構成され、受信部１１０で受信した信号、３ＤＧセンサ１１１で測定した加速度データ、およびバッテリモジュール１３０で測定されたバッテリの電流や電圧のデータに基づき、車両全体の制御を行う。

図１６および図１７において、リモートコントローラ１００には、電源のＯＮ／ＯＦＦボタンと、刈高ＭＨ（図１５参照）を調整（Ｕｐ／Ｄｏｗｎ）する刈高調整ボタンと、草刈力（草刈りモータ７０の回転数）を調整（Ｕｐ／Ｄｏｗｎ）する草刈力調整ボタンと、作業能力（電力）を調整（Ｕｐ／Ｄｏｗｎ）する作業能力調整ボタンと、草刈り機１０を前進（ＦＷＤ）させる前進ボタンと、草刈り機１０を後進（ＲＥＶ）させる後進ボタンと、草刈り機１０を右方向（→）に進ませる右ボタンと、草刈り機１０を左方向（←）に進ませる左ボタンと、走行速度（走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数）を調整（Ｕｐ／Ｄｏｗｎ）する走行速度調整ボタンとが設けられている。

図１６において、制御部１２０は、走行制御部１２１と、草刈り制御部１２２と、姿勢監視制御部１２３とを含んで構成されている。

走行制御部１２１は、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１（図１７参照）と、走行制御モータ２０Ａ，２０Ｂ用のモータドライバ１５０，１６０（図１７参照）とにより構成され、走行に関する制御を実行する。具体的には、ユーザの操作によりリモートコントローラ１００から送信されてきて受信部１１０で受信した消費電力の設定値（Ｐｃ）、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数（Ｒｍａｘ）、および前進・後進の別を示す信号についての受付処理およびメモリへの記憶を行う。また、走行制御部１２１は、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの回転数および回転方向の制御を行う（図１８参照）。なお、回転方向は、ユーザによる前進・後進の別を示す信号で定まる。また、ユーザによる右ボタンや左ボタンの操作も走行制御に反映されるが、本願の制御内容には直接に関係しないので、記載を省略する。

草刈り制御部１２２は、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１（図１７参照）と、草刈りモータ７０用のモータドライバ１７０（図１７参照）とにより構成され、草刈り作業に関する制御を実行する。具体的には、ユーザの操作によりリモートコントローラ１００から送信されてきて受信部１１０で受信した草刈りモータ７０の目標回転数（Ｒｍｃ）、刈高（ＭＨ）の設定信号、前進・後進の別を示す信号についての受付処理およびメモリへの記憶を行う。なお、前進・後進の別を示す信号についての受付処理およびメモリへの記憶は、上記の走行制御部１２１の説明でも記載しているが、同じ処理を重複して実行するわけではなく、双方の制御に関連するので、草刈り制御部１２２についても記載している。すなわち、前進から後進へ、または後進から前進への切換が行われると、草刈りモータ７０の回転も、正転状態から逆転状態へ、または逆転状態から正転状態への切換が行われる。また、草刈り制御部１２２は、草刈りモータ７０の回転数および回転方向の制御も行う（図１８参照）。回転方向は、上述したように、前進・後進の別を示す信号で定まり、走行制御部１２１による制御とリンクしている。さらに、草刈り制御部１２２は、刈高調整も行う。この刈高調整では、ユーザによる刈高（ＭＨ）の設定信号に応じ、刈高調整モータ８０を駆動し、刈高調整機構８５により右側および左側の草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂの高さ位置の調整を行う。

姿勢監視制御部１２３は、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１（図１７参照）により構成され、車両姿勢の監視制御を実行する。具体的には、車両コントローラ１４０に内蔵された３ＤＧセンサ１１１（３軸加速度センサ）により測定された重力加速度の成分値を用いて、車両（草刈り機１０の全体）の姿勢を判断し、すなわち傾斜角度を計算し、計算して得られた傾斜角度と、予め設定された閾値との比較を行い、車両の姿勢に余裕があるか否か、または余裕の程度を判断し、その判断結果をインジケータ９０で出力する。インジケータ９０の出力は、危険であるか否かを判断し、危険な場合に、例えば、赤色点灯または赤色点滅を行ったり、あるいは、危険なし、やや危険、非常に危険等のように、段階的な判断を行い、その判断結果を、例えば、緑色、黄色、赤色等による点灯や点滅を行って知らせてもよい。これにより、草刈り作業を行う接地面（地面）が傾斜面になっている場合に、草刈り可能な傾斜に対して余裕が低下したときに、インジケータ９０の出力により、その状況をユーザに知らせることができる。このため、ユーザが、草刈り機１０の本体から離れた場所でリモートコントローラ１００を操作する場合でも、安全に操作することができる。なお、インジケータ９０の出力に加え、音声による危険報知を行ってもよい。また、判断結果を示す信号をリモートコントローラ１００へ送信し、インジケータ９０による出力に相当する出力や、音声報知を、リモートコントローラ１００で行ってもよい。

図１７において、バッテリモジュール１３０は、バッテリマネジメントシステム（ＢＭＳ）１３１と、電流センサ１３２と、バッテリセル１３３と、充電用コンタクタ１３４と、放電用コンタクタ１３５とを備えている。バッテリマネジメントシステム（ＢＭＳ）１３１は、電流センサ１３２で測定したバッテリ電流（バッテリセル１３３から放電用コンタクタ１３５へ流れる放電電流）、バッテリセル１３３で測定された各セル電圧から得られるバッテリ電圧、およびバッテリの残容量（ＳＯＣ）等を、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１に送る。充電用コンタクタ１３４は、充電器１８０からバッテリセル１３３に流れる電流の開閉制御を行い、放電用コンタクタ１３５は、バッテリセル１３３から各モータドライバ１５０，１６０，１７０に流れる電流の開閉制御を行う。充電器１８０は、家庭用電源に繋ぐものでよい。

右側の走行駆動モータ２０Ａ用のモータドライバ１５０および左側の走行駆動モータ２０Ｂ用のモータドライバ１６０は、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの目標回転数の維持のためのＰＷＭ・Ｄｕｔｙ（ＰＷＭデューティ）制御を行うものである。ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）はパルス幅変調であり、ＰＷＭ制御は、パルスのオンとオフを繰り返し切り換えることで出力される電力を制御する。すなわち、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの目標回転数と実回転数との差分をＰＷＭ変換してスイッチング回路に入力し、スイッチング回路からの出力で走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂを回転させ、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの新たな実回転数をフィードバックし、再び、目標回転数と実回転数との差分を求め、ＰＷＭ変換してスイッチング回路に入力するというフィードバック制御を行う。スイッチング回路には、放電用コンタクタ１３５を経由して電力の供給が行われる。走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂは、例えば、ブラシレスＤＣモータである。目標回転数と実回転数との差分をＰＷＭ変換する際には、前進・後進の切換に応じた回転方向指示信号も加味される。

草刈りモータ７０用のモータドライバ１７０も同様であり、草刈りモータ７０の目標回転数の維持のためのＰＷＭ・Ｄｕｔｙ制御を行うものである。すなわち、草刈りモータ７０の目標回転数と実回転数との差分をＰＷＭ変換してスイッチング回路に入力し、スイッチング回路からの出力で草刈りモータ７０を回転させ、草刈りモータ７０の新たな実回転数をフィードバックし、再び、目標回転数と実回転数との差分を求め、ＰＷＭ変換してスイッチング回路に入力するというフィードバック制御を行う。スイッチング回路には、放電用コンタクタ１３５を経由して電力の供給が行われる。草刈りモータ７０は、例えば、ブラシレスＤＣモータである。目標回転数と実回転数との差分をＰＷＭ変換する際には、前進・後進の切換に伴う正転状態・逆転状態の切換に応じた回転方向指示信号も加味される。

図１８には、制御（走行制御部１２１および草刈り制御部１２２による制御）の流れがフローチャートで示されている。図１８において、先ず、ユーザは、リモートコントローラ１００を操作し、草刈力（草刈りモータ７０の回転数（Ｒｍｃ））、作業能力（消費電力（Ｐｃ））、走行速度（走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数（Ｒｍａｘ））を入力する（ステップＳ１）。

次に、リモートコントローラ１００から車両コントローラ１４０内の受信部１１０に対し、ユーザにより入力された信号やデータが無線送信されるので、これらの信号やデータを受信部１１０で受信して車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１で受け付け、メモリ（揮発性メモリでも、不揮発性メモリでもよい。）に記憶させる。これにより、作業能力の設定、すなわち消費電力（Ｐｃ）の設定、および走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数（Ｒｍａｘ）の設定が行われるとともに（ステップＳ２）、草刈りモータ７０の回転数（Ｒｍｃ）の設定が行われる（ステップＳ３）。

続いて、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１は、設定された草刈りモータ７０の回転数（Ｒｍｃ）を目標回転数として草刈りモータ７０用のモータドライバ１７０（図１７参照）に出力する（ステップＳ４）。

それから、草刈りモータ７０用のモータドライバ１７０において、草刈りモータ７０の設定された目標回転数（Ｒｍｃ）の維持のためのＰＷＭ・Ｄｕｔｙ制御が行われる（ステップＳ５）。この際、草の量の変化等により、草刈りモータ７０の負荷が変動し、草刈りモータ７０で消費される電力が変化する。すなわち、草刈りモータ７０用のモータドライバ１７０内のスイッチング回路に供給される電力が変化する（電圧が一定であれば、電流が変化する）。例えば、草の量が増えれば、草刈りモータ７０の負荷が増大し、草刈りモータ７０で消費される電力が大きくなる、すなわちスイッチング回路に供給される電力が大きくなる。一方、草の量が減れば、草刈りモータ７０の負荷が減り、草刈りモータ７０で消費される電力が小さくなる、すなわちスイッチング回路に供給される電力が小さくなる。

そして、バッテリモジュール１３０において、電流センサ１３２により、バッテリ電流Ｉｒ（バッテリセル１３３から放電用コンタクタ１３５へ流れる放電電流）の測定が行われるとともに（ステップＳ６）、バッテリセル１３３で測定された各セル電圧からバッテリ電圧ＢＶｒが得られるので（ステップＳ７）、バッテリマネジメントシステム（ＢＭＳ）１３１は、これらのバッテリ電流Ｉｒおよびバッテリ電圧ＢＶｒを、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１に送る。

続いて、車両コントローラ１４０内の車両制御部１４１は、バッテリ電流Ｉｒおよびバッテリ電圧ＢＶｒを用いて、実使用電力値Ｐｒの算出を行う（ステップＳ８）。この算出処理は、Ｐｒ＝Ｉｒ×ＢＶｒという式で行われる。

それから、車両制御部１４１は、実使用電力値Ｐｒと、消費電力の設定値Ｐｃとの差分（Ｐｄ）の算出を行う（ステップＳ９）。この算出処理は、Ｐｄ＝Ｐｒ－Ｐｃという式で行われる。

その後、車両制御部１４１は、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）の算出を行う（ステップＳ１０）。この算出処理は、Ｒｔ（ｎ＋１）＝Ｒｔ（ｎ）－Ｋ×Ｐｄという式で行われる。ここで、Ｋは、比例定数であり、実使用電力値Ｐｒと消費電力の設定値Ｐｃとの差分Ｐｄが、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの目標回転数の新旧の値の差分（Ｒｔ（ｎ＋１）－Ｒｔ（ｎ））に比例することを示す関係式となっている。この比例定数Ｋは、実験により求めたものである。なお、このように比例の関係式ではなく、２次以上の関数による関係式としてもよく、あるいは、対応関係をテーブル（車両制御部１４１のメモリに記憶させたテーブル）を用いて定めてもよい。

但し、ステップＳ１０において、Ｒｔ（ｎ＋１）＞Ｒｍａｘのときは、Ｒｔ（ｎ＋１）＝Ｒｍａｘとする。すなわち、実使用電力値Ｐｒと消費電力の設定値Ｐｃとの差分Ｐｄから得られた走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）が、設定された走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数Ｒｍａｘを超えるときには、新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）を、最高回転数Ｒｍａｘとする。

例えば、草の量が増えて、草刈りモータ７０の負荷が増大し、草刈りモータ７０で消費される電力が大きくなれば、すなわちスイッチング回路に供給される電力が大きくなれば、バッテリ電流Ｉｒが大きくなり、実使用電力値Ｐｒが大きくなる。従って、実使用電力値Ｐｒと消費電力の設定値Ｐｃとの差分Ｐｄ＝Ｐｒ－Ｐｃは、プラスの値になるので、比例定数Ｋをプラスの値で定めていれば、「－Ｋ×Ｐｄ」は、マイナスの値になるため、新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）は、前回の目標回転数Ｒｔ（ｎ）よりも小さくなり、走行速度を下げる方向の修正が行われる。

続いて、車両制御部１４１は、Ｒｔ（ｎ＋１）を目標回転数として走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂ用のモータドライバ１５０，１６０に出力する（ステップＳ１１）。

それから、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂ用のモータドライバ１５０，１６０において、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの目標回転数の維持のためのＰＷＭ・Ｄｕｔｙ制御が行われる（ステップＳ１２）。この際、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの負荷が変動すると、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂで消費される電力が変化する。すなわち、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂ用のモータドライバ１５０，１６０内のスイッチング回路に供給される電力が変化する（電圧が一定であれば、電流が変化する）。従って、この電力の変化（電流の変化）は、前述したステップＳ６，Ｓ７の処理に反映される。

図１９は、以上に述べた図１８の制御に関連するデータの変化を示すグラフである。草刈り刃の回転数および総電力を、ユーザによる設定値として一定とする。このとき、草の量（草刈りモータ７０の負荷）が増えると、草刈りモータ７０の電力が増え、走行速度（走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの回転数）が下がり、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの電力が減っていることがわかる。

＜本実施形態の効果＞

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、草刈り機１０では、草の量の増減に伴い、草刈りモータ７０の負荷変動が生じた際に、草刈りモータ７０で消費される電力と、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂで消費される電力とを合計した総電力が一定になるように、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの回転数の制御、つまり走行速度の制御を行う。このため、作業中における総電力が一定になるので、バッテリの消費速度や残量変化、バッテリを満タンにした状態からの作業可能時間、あるいはバッテリ交換時期を予想しながら草刈り作業を行うことができる。

また、車両制御部１４１は、比例の関係式を用いた制御を行うので（図１８のステップＳ１０参照）、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）を容易に算出することができる。

さらに、上記の制御（図１８のステップＳ１０の処理）では、実使用電力値Ｐｒと消費電力の設定値Ｐｃとの差分Ｐｄから得られた走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）が、設定された走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数Ｒｍａｘを超えるときには、新たな目標回転数Ｒｔ（ｎ＋１）を、最高回転数Ｒｍａｘとするので、より一層適切な走行速度の制御を行うことができる。すなわち、草の量が少なければ、草刈りモータ７０で消費される電力が小さくなるので、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂで消費される電力を大きくすることができ、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの目標回転数を上げることも可能となるが、その場合でも、設定された走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂの最高回転数Ｒｍａｘを上限値とすることで、走行速度が過大になることを未然に防止することができる。そして、この場合、走行駆動モータ２０Ａ，２０Ｂで消費される電力が低く抑えられることになり、総電力は下がるので、バッテリが長持ちする方向への変化となることから、ユーザに不都合は生じない。

また、草刈り機構部７４は、異なる高さ位置に配置された上側および下側の偶数枚（本実施形態では、４枚）の草刈り刃を備えた右側および左側の２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂを１つの草刈りモータ７０により反対方向に同時に回転させる構成とされているので、草刈り作業を効率的に行うことができる。また、左右反転分割機構７２により、前進から後進、または後進から前進への進行方向の切換に応じて２つの草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂのそれぞれの回転方向を正転状態から逆転状態、または逆転状態から正転状態へ反転させることができるので、斜面で草刈り機１０自体の方向を反転させることなく、スイッチバック方式で前進・後進を切り換えて効率的な草刈り作業を行うことができる。

さらに、同形状の２枚の板状部材のうちの一方を表裏反転させた状態で２枚の板状部材を十字状に結合することにより、４枚の草刈り刃６１Ａ～６４Ａ，６１Ｂ～６４Ｂを備えた草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂを形成しているので、草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂを容易に製造することができる。

また、クローラベルト３０Ａ，３０Ｂは、３次元の凸状部４１を有する多数のゴム製のスパイク状のブロック４０を含んで構成されているので、凸状部４１により、地面との点接触が実現され、静かで安定した走行を行うことができる。

さらに、ブロック４０には、第１、第２の横滑りブロック面４４，４７が、左右両側に設けられているので、傾斜地での草刈り作業を行う際における草刈り機１０の横滑りを防止することができる。従って、スイッチバック方式による前進・後進の切換を実現した効果と相まって、傾斜によるずり落ちが無く、安全かつ簡単な操作で、効率的に草刈り作業を行うことができる。

また、草刈り機１０には、インジケータ９０が設けられているので、ユーザが、草刈り機１０の本体から離れた場所でリモートコントローラ１００を操作する場合でも、安全に操作することができる。

さらに、草刈り機１０は、刈高調整機構８５を備えているので、状況に応じた草刈り作業を行うことができるうえ、狭い場所でも、草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂを前方に突き出して草刈り作業を行うことができる。

また、草刈り刃の回転駆動は、電動の草刈りモータ７０により行うとともに、バッテリモジュール１３０には、放電用コンタクタ１３５が設けられているので、その駆動電流を監視することにより、石などの硬い物体に草刈り刃が当たったときに瞬時に駆動を停止することができる。

＜変形の形態＞

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、４枚の草刈り刃６１Ａ～６４Ａ，６１Ｂ～６４Ｂを備えた草刈り刃群６０Ａ，６０Ｂとされていたが、図２０に示すように、例えば、６枚の草刈り刃を備えた草刈り刃群２６０Ａ，２６０Ｂ（刃間角度＝６０度）としてもよく、要するに、４枚以上の偶数枚の草刈り刃を備えた草刈り刃群であればよい。

また、前記実施形態では、ブロック４０は左右対称の形状とされていたが、図２１に示すように、非対称の形状のブロック３４０Ａ，３４０Ｂとしてもよい。この際、前記実施形態よりも接地ラインを外寄りにする場合には、図２１のように、右側のクローラベルト３３０Ａ（不図示）を構成するブロック３４０Ａおよび左側のクローラベルト３３０Ｂ（不図示）を構成するブロック３４０Ｂを配置すればよいが、前記実施形態よりも接地ラインを内寄りにしてもよい。

さらに、前記実施形態では、ブロック４０は、第１、第２の横滑りブロック面４４，４７を備えていたが、第３、第４、…の横滑りブロック面を設け、３段以上の階段状にしてもよい。この際、それぞれの横滑りブロック面の高さ寸法は、６ｍｍ以上であることが好ましい。また、右側の横滑りブロック面の右側空間、および左側の横滑りブロック面の左側空間は、開放されていることが前提である。

以上のように、本発明の草刈り機は、例えば、傾斜地や荒れ地等の様々な地面に生えた草を刈る場合に用いるのに適している。

１０ 草刈り機
２０Ａ，２０Ｂ 走行駆動モータ
３０Ａ，３０Ｂ クローラベルト
３１ ベルト基部
４０，３４０Ａ，３４０Ｂ ブロック
４１ 凸状部
４２ 前方斜面
４４ 第１の横滑りブロック面
４５ 中間棚面
４７ 第２の横滑りブロック面
４９ 取付面
６０Ａ，６０Ｂ，２６０Ａ，２６０Ｂ 草刈り刃群
６１Ａ～６４Ａ，６１Ｂ～６４Ｂ 草刈り刃
７０ 草刈りモータ
７２ 左右反転分割機構
１２０ 制御部
１３０ バッテリモジュール
１３２ 電流センサ
１４１ 制御部を構成する車両コントローラ内の車両制御部
１５０，１６０，１７０ 制御部を構成するモータドライバ

Claims (7)

1. 草刈り刃を回転させるための草刈りモータおよび自走用の走行駆動モータを備えた草刈り機であって、
   前記走行駆動モータにより駆動される無限軌道を構成するクローラベルトと、
   前記草刈りモータおよび前記走行駆動モータに電力を供給するバッテリと、
   このバッテリの電流値を測定する電流センサと、
   ユーザによる前記草刈りモータの目標回転数および消費電力の設定入力を受け付け、設定された前記草刈りモータの目標回転数を維持するとともに、前記電流センサにより測定した前記バッテリの電流値を用いて、草の量の増減に伴う前記草刈りモータの負荷変動に応じて変化する実使用電力値を求め、求めた実使用電力値と前記消費電力の設定値との差分から、前記走行駆動モータの新たな目標回転数を得ることにより、前記実使用電力値が前記消費電力の設定値の範囲内になるように走行速度を制御する制御部と
   を備えたことを特徴とする草刈り機。
2. 前記制御部は、
   前記実使用電力値と前記消費電力の設定値との差分が、前記走行駆動モータの目標回転数の新旧の値の差分に比例することを示す関係式により、前記走行駆動モータの新たな目標回転数を算出する構成とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の草刈り機。
3. 前記制御部は、
   ユーザによる前記草刈りモータの目標回転数および前記消費電力の設定値に加え、前記走行駆動モータの最高回転数の設定入力も受け付け、
   前記実使用電力値と前記消費電力の設定値との差分から得られた前記走行駆動モータの新たな目標回転数が、設定された前記走行駆動モータの最高回転数を超えるときには、前記走行駆動モータの新たな目標回転数を、前記走行駆動モータの最高回転数とする構成とされている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の草刈り機。
4. 同時に回転する左右２つの草刈り刃群を備え、
   これらの草刈り刃群の各々は、回転中心から放射状に配置された４枚以上の偶数枚の前記草刈り刃により構成され、これらの偶数枚の前記草刈り刃には、異なる高さ位置に配置される上側の草刈り刃と下側の草刈り刃とがあり、前記草刈り刃群の各々は、前記上側の草刈り刃と前記下側の草刈り刃とを等しい刃間角度で交互に配置して構成され、
   １つの前記草刈りモータの回転を左右２つの前記草刈り刃群に伝達する際に左右２つの前記草刈り刃群が互いに反対方向に回転するように伝達する左右反転分割の回転伝達を行うとともに、前進から後進、または後進から前進への進行方向の切換に応じて左右２つの前記草刈り刃群のそれぞれの回転方向を正転状態から逆転状態、または逆転状態から正転状態へ反転させる左右反転分割機構を備え、
   この左右反転分割機構は、
   右側の前記草刈り刃群を構成する前記上側の草刈り刃の切っ先部分と、左側の前記草刈り刃群を構成する前記下側の草刈り刃の切っ先部分とが重なる第１のオーバーラップ状態を形成するとともに、この第１のオーバーラップ状態から、左右２つの前記草刈り刃群を互いに同時に前記刃間角度だけ正転または反転させることにより、右側の前記草刈り刃群を構成する前記下側の草刈り刃の切っ先部分と、左側の前記草刈り刃群を構成する前記上側の草刈り刃の切っ先部分とが重なる第２のオーバーラップ状態を形成し、これらの２つのオーバーラップ状態を交互に繰り返す構成とされている
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の草刈り機。
5. 前記草刈り刃群の各々は、前記刃間角度を９０度として配置された４枚の前記草刈り刃により構成され、
   これらの４枚の前記草刈り刃のうちの１８０度をなす２枚の前記上側の草刈り刃は、連続する１枚の板状部材で形成されるとともに、１８０度をなす２枚の前記下側の草刈り刃も、連続する１枚の板状部材で形成され、前記草刈り刃群の各々は、これらの同形状の２枚の板状部材のうちの一方を表裏反転させた状態で２枚の板状部材を十字状に結合して形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の草刈り機。
6. 前記クローラベルトは、
   駆動用車輪およびガイド車輪を含む複数の車輪に巻き掛けされた可撓性を有するベルト基部と、このベルト基部の外周側に取り付けられた多数のゴム製のスパイク状のブロックとを含んで構成され、
   前記ブロックは、
   前記ベルト基部への取付面に対して垂直な全ての断面の形状が滑らかな線で描かれた凸状になる３次元の凸状部と、
   この凸状部を頂上部またはその近傍部分から斜めに切って形成されて接地状態での走行方向前方の面をなす前方斜面と、
   前記凸状部の頂上部から左右方向に離れた位置を垂直または略垂直に切り込んで形成した左右の横滑りブロック面とを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の草刈り機。
7. 前記凸状部の頂上部から左右方向に離れた位置を垂直または略垂直に切り込んで形成した左右の前記横滑りブロック面は、第１の横滑りブロック面であり、
   前記ブロックは、
   前記凸状部、前記前方斜面、および左右の前記第１の横滑りブロック面に加え、前記第１の横滑りブロック面と交差する状態で前記ベルト基部への取付面と平行または略平行に形成された左右の中間棚面と、これらの中間棚面よりも更に左右の端部寄りの位置に垂直または略垂直に形成した左右の第２の横滑りブロック面とを備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の草刈り機。

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