JP7503838B2 - 剥離ユニット、剥離装置及び落葉収集機 - Google Patents

Description

本発明は、剥離ユニット、剥離装置及び落葉収集機に関する。

果樹栽培などの樹園地では、農薬によって病害を防除するほかに、病害の発生した被害落葉を収集・除去し、翌年の発病を予防する耕種的防除の方法がとられている。

特に、農薬が効かない耐性菌が発生する場合があり、このような耐性菌に対しては被害落葉を収集・除去する上記耕種的防除が重要となる。一方で、手作業による落葉収集は作業能率が低く、実施は困難である。また、例えばりんごの場合では、りんごの主産地である青森県では秋の落葉が遅く、落葉前に積雪するため雪解け後に地面に張り付いた落葉等を収集する必要があり、既存のブロアーやバキュームスイーパによる収集が困難である。そのため、地面に張り付いた落葉等を効率的に収集できる落葉収集機が求められている。

ここで、特許文献１には、レーキをコイルの付勢力により路面に接地させ、レバーを介して支軸を回動させて、レーキを鉛直姿勢から水平姿勢に切り替えることにより、レーキを路面から離間させる路面清掃用車両が開示されている。

特開平０８－０９２９２９

特許文献１に記載の路面清掃用車両では、レーキの下端が上部よりも後方に傾斜した姿勢で接地したまま後進すると、レーキに過剰な負荷がかかり容易に部品破損を招く。そのため特許文献１では、後進する際にはレバーを介して支軸を回動させてレーキを地面から離間させる必要がある。しかしながら、前後進の切り替えを頻繁に行う必要がある樹園地での作業においては、頻繁にレバーで支軸を回動させることは車両の操作を煩雑化させ、落葉収集能率を低下させる。

上記課題に鑑み本願にかかる発明は、前後進の切り替えの際に剥離ユニットまたは剥離装置の姿勢を変更するための特別のレバー操作などを必要とせずに、効率よく落葉等を地表から剥離させ、収集するための剥離ユニット、剥離装置及び落葉収集機を提供する。

上記課題を解決するために、本発明によれば、移動によって地表にある付着物を地表から剥離させる剥離ユニットであって、接地部を地表に接地させて、前記付着物を地表から剥離させる剥離部材と、前記剥離部材の接地部を前後方向に姿勢変更させるように、前記剥離部材を回動自在に支持する支持部材と、前記支持部材における前記剥離部材の支持部が昇降自在となるように、前記支持部材を保持する第１の保持部材と、を有し、前記剥離部材は、前記剥離ユニットが前進するときは、前記剥離部材の接地部が前記支持部の前進方向後方にある前進姿勢をとり、前記剥離ユニットが後進するときは、前記剥離部材の接地部が前記支持部の後進方向後方にある後進姿勢をとり、前記剥離ユニットが前進姿勢から後進姿勢へ切り替わるときは、前記支持部がいったん上昇することにより、前記剥離部材の接地部が前記支持部の前進方向後方にある姿勢から後進方向後方にある姿勢へと姿勢変更し、前記剥離ユニットが後進姿勢から前進姿勢へ切り替わるときは、前記支持部がいったん上昇することにより、前記剥離部材の接地部が前記支持部の後進方向後方にある姿勢から前進方向後方にある姿勢へと姿勢変更する、剥離ユニットが提供される。

前記支持部材は、前記剥離部材を前記支持部において回動可能に支持し、前記第１の保持部材によって回動可能に保持されていてもよい。または、前記支持部材は、前記剥離部材を前記支持部において回動可能に支持し、前記第１の保持部材によってスライド可能に保持されていてもよい。

前記剥離ユニットは、前記支持部の回動範囲を制限する回動制限機構と、前記剥離部材を地表方向に付勢する付勢機構と、を備えていてもよい。

また、本発明によれば、移動によって地表にある付着物を地表から剥離させる剥離装置であって、上記剥離ユニットを複数、並列して保持する第２の保持部材を有する、剥離装置が提供される。

また、本発明によれば、落葉収集機であって、走行体と、前記走行体の移動に伴い同方向に移動するように前記走行体に取り付けられる、上記の剥離装置と、前記走行体の前進時において、前記剥離装置よりも後方に設けられ、前記剥離装置により地表から剥離した付着物を収集する、落葉収集機構と、を有する、落葉収集機が提供される。

本発明によれば、前後進の切り替えの際に剥離ユニットまたは剥離装置の姿勢を変更するための特別のレバー操作などを必要とせずに、効率よく落葉等を地表から剥離させ、収集するための剥離ユニット、剥離装置及び落葉収集機を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかる落葉収集機の概略を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離装置の概略を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離ユニットの概略を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離ユニットの概略を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離ユニットの回転制限機構及び付勢機構の作用の概略を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離ユニットの前進姿勢から後進姿勢への姿勢変更の概略を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離ユニットの後進姿勢から前進姿勢への姿勢変更の概略を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる剥離ユニットの概略を模式的に示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかる剥離ユニットの前進姿勢から後進姿勢への姿勢変更の概略を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態にかかる剥離部材の先端部が弾性的に構成される場合の剥離部材と地表との関係の概略を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、３次元空間において互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。Ｘ軸及びＹ軸はそれぞれ地表に平行であり、Ｚ軸は地表に垂直である。各図において共通の構成要素には同じ符号を付することにより、重複した説明を省略する。

図１は、本実施形態にかかる落葉収集機１の概略を模式的に示す側面図である。本実施形態にかかる落葉収集機１は、少なくとも前後に進行方向を変更可能な走行体である車両２と、地表Ｇに張り付いた落葉等の付着物Ａ（以下、単に付着物Ａという。）を剥離させる剥離装置３と、剥離した付着物Ａを収集する落葉収集機構４とを有する。

以下、本明細書においては特に断らない限り車両２の進行方向を前方といい、車両２の進行方向と逆の方向を後方という。また、車両２がＸ軸正方向に進行することを前進といい、Ｘ軸負方向に進行することを後進という。例えば、車両２がＸ軸負方向に進行するときのＸ軸正方向側は、車両２から見て後進方向後方という。なお、移動とは車両２の前進、後進またはそれ以外の方向への進行を含む。また、車両２の幅方向とは、Ｙ軸方向を指し、車両２が前進、後進以外の方向へ進行する場合は、Ｙ軸方向の進行を含む。

剥離装置３は取り付け部材１０によって車両２に取り付けられ、車両２の移動に伴い同方向に移動する。剥離装置３は移動に伴い地表Ｇに張り付いた付着物Ａを掻き起こすことで、付着物Ａを地表Ｇから剥離させる。剥離装置３の詳細は後述する。

上記剥離した付着物Ａは、落葉収集機構４によって収集され、地表Ｇから回収される。落葉収集機構４は、剥離した付着物Ａをブラシの回転によって掃き取り後方へ搬送する回転ブラシ１１と、回転ブラシ１１の後方において上記搬送された付着物Ａが収容される収集バケット１２を有する。

本実施形態にかかる落葉収集機１は、車両２の移動に伴い剥離装置３を移動させ、移動する剥離装置３が付着物Ａを地表Ｇから掻き起こすことで、剥離した付着物Ａを落葉収集機構４によって収集する。

なお、本実施形態において走行体として車両２を用いるが、前後に進行方向を変更可能な限りにおいて、これに限定されない。例えば地表Ｇ上あるいは地表Ｇに設けた軌道上を滑走するような走行体であってもよい。また、車両２は二輪、三輪、四輪、あるいは無限軌道など、どのような構成の車両２であってもよい。

また、落葉収集機構４は上記例に限定されず、剥離した付着物Ａを収集することができる既存の構成を有するものであってもよい。

次に、図２を参照して本実施形態にかかる剥離装置３の構成および機能について説明する。

図２は、本実施形態にかかる剥離装置３の概略を模式的に示す斜視図である。本実施形態にかかる剥離装置３は、剥離ユニット２０が複数、車両２の幅方向（Ｙ軸方向）に並列された構成を有する。なお、剥離ユニット２０については、右端の剥離ユニット２０のみに符号を付し、他の剥離ユニット２０についての符号は省略するが、これらについても右端の剥離ユニット２０と同様の構成を有する。

剥離ユニット２０は、第１の保持部材２１と、第１の保持部材２１に保持される支持部材２２と、支持部材２２に支持される剥離部材２３を有する。第１の保持部材２１は回動軸である保持部３０において、支持部材２２を回動自在に保持している。このとき、支持部材２２は保持部３０において、Ｙ軸周りに時計回り、反時計回りのいずれにも回動自在である。ただし、上記の時計回り、反時計回りのいずれにおいても、一方に大きく回動する場合は、支持部材２２の上面が第１の保持部材２１に当接し、回動が停止する。当該停止するまでに支持部材２２が回動可能な範囲を回動幅という。また、支持部材２２は回動軸である支持部３１において剥離部材２３の基端部３２を回動自在に支持している。剥離部材２３の先端部３３は地表Ｇに接する接地部３４を有する。本実施形態において上記先端部３３は４本の棒材であり、上記基端部３２によってこれら４本の棒材（先端部３３）を平行に一体的に固定している。また、４本の棒材（先端部３３）はそれぞれが接地部３４を有する。

なお接地部３４は、図２のように平らな地表Ｇに対し剥離ユニット２０を接触させた際に地表Ｇや付着物Ａに接し得る剥離部材２３の部分をいうが、接地部３４が常に地表Ｇや付着物Ａに接するとは限らない。後述する通り、凹凸や障害物を含む地表Ｇの場合は、接地部３４が地表Ｇや付着物Ａに接しないときがある。

複数の上記剥離ユニット２０は車両２の幅方向に並列され、第２の保持部材４０によって一体的に保持される。また、第２の保持部材４０は取り付け部材１０によって車両２に接続される。なお、第２の保持部材４０の両端は省略したが、任意の長さを有することで、任意の数の剥離ユニット２０をさらに接続し、保持できるようにしてもよい。上記任意の長さは、例えば車両２の幅程度であってもよい。また逆に、第２の保持部材４０は図示よりも短く構成され、剥離ユニット２０を４つよりも少ない数保持するように構成されてもよい。

剥離装置３は車両２の移動とともに同方向に移動する。剥離装置３の移動によって、複数の剥離ユニット２０のそれぞれの剥離部材２３は、接地部３４が地表Ｇを掻き起こすように移動し、付着物Ａを地表Ｇから剥離させる。

なお、取り付け部材１０は剥離装置３を車両２に接続するが、図２のように接地部３４が地表Ｇに接する姿勢に剥離装置３を維持することに加え、接地部３４が地表Ｇから離れる姿勢に剥離装置３を持ち上げ、維持することが可能に構成されてもよい。

例えば、取り付け部材１０は一端が車両２に回動自在に接続され、他端が第２の保持部材４０に接続されていてもよい。上記構成の取り付け部材１０によれば、落葉収集機１が付着物Ａを収集する必要のない地表Ｇを移動する場合に、取り付け部材１０と車両２との上記接続部を中心として、第２の保持部材４０を地表Ｇから離間する方向に回動させることで第２の保持部材４０を上方に持ち上げることができる。さらにその状態で第２の保持部材４０を固定することで、剥離ユニット２０において接地部３４を地表Ｇから離間させ、接地部３４が地表Ｇに接しない姿勢（以下、中立姿勢という）で維持することができる。これによって、付着物Ａを収集する必要のない地表Ｇを移動する場合における落葉収集機１の移動が容易になる。一方、付着物Ａを剥離させたい地表Ｇを移動する場合は、図２のように接地部３４が地表Ｇに接する姿勢に剥離装置３を維持することができる。この場合も、取り付け部材１０が回動するように構成されることで、地表Ｇの凹凸によって車両２の姿勢が変化しても、接地部３４が地表Ｇに接する姿勢に剥離装置３を維持することができる。

次に、本実施形態にかかる剥離ユニット２０の構成および機能について説明する。図３は、本実施形態にかかる剥離ユニット２０の概略を模式的に示す斜視図である。

図３（ａ）は、車両２の前進に伴い剥離ユニット２０が前進するとき（以下、単に前進時という。）の剥離ユニット２０の姿勢を示す。図３（ｂ）は、車両２の後進に伴い剥離ユニット２０が後進するとき（以下、単に後進時という。）の剥離ユニット２０の姿勢を示す。

図３（ａ）において、前進時に剥離ユニット２０は剥離部材２３が前進方向（Ｘ軸正方向）に傾斜した姿勢をとり、この姿勢のまま前進方向へ移動する。なお前進方向に傾斜とは、接地部３４が支持部３１よりも前進方向後方にあるような姿勢をいう。図３（ｂ）においても同様に、後進時に剥離ユニット２０は剥離部材２３が後進方向に傾斜した姿勢をとり、この姿勢のまま後進方向へ移動する。後進方向に傾斜とは、接地部３４が支持部３１よりも後進方向後方にあるような姿勢をいう。

また、本実施形態にかかる剥離ユニット２０は、回動制限機構の一部を構成する回動制限部５０と、付勢機構の一部を構成する付勢部材であるバネ５１とを有する。回動制限機構および付勢機構については後述する。

図４は、本実施形態にかかる剥離ユニット２０の概略を模式的に示す側面図である。図４（ａ）は、剥離ユニット２０が図３（ａ）の姿勢をとる場合の側面図である。図４（ｂ）は、剥離ユニット２０が図３（ｂ）の姿勢をとる場合の側面図である。また、図４（ｃ）は、剥離ユニット２０が上記中立姿勢にあるときの側面図である。

図４（ａ）で、剥離部材２３は前進方向に傾斜した姿勢をとり、この姿勢のまま前進する。この時、支持部３１と接地部３４とを結ぶ直線（一点鎖線）と地表ＧのＸ軸正方向との成す角θ（以下、接地角θという。）が鋭角を成す。このように、上記前進方向に傾斜とは、接地角θが鋭角を成すことと言い換えることもできる。なお、前進時において支持部材２２は、保持部３０を中心にＹ軸周りに時計回り、反時計回りのいずれの方向にも回動幅を有することが望ましい。

図４（ｂ）で、剥離部材２３は後進方向に傾斜した姿勢をとり、この姿勢のまま後進する。この時、接地角θが鈍角を成す。後進方向に傾斜とは、接地角θが鈍角を成すことと言い換えることもできる。なお、後進時において支持部材２２は、保持部３０を中心にＹ軸周りに時計回り、反時計回りのいずれの方向にも回動幅を有することが望ましい。

図４（ｃ）で、中立姿勢において剥離ユニット２０は接地部３４が地表Ｇから離間した姿勢をとり、この姿勢のまま移動する。剥離部材２３は重力にしたがって鉛直下方に懸垂する。なお、中立姿勢において支持部材２２の上面は第１の保持部材２１に当接し、支持部材２２の回動が停止する。

なお図４（ｃ）においては第１の保持部材２１の長軸方向がＺ軸方向と平行となる姿勢としたが、剥離装置３が中立姿勢をとるときの第１の保持部材２１の姿勢はこれに限定されない。たとえば、第２の保持部材４０の回動に伴い、第１の保持部材２１が傾斜することで接地部３４を地表Ｇから離間するようにしてもよい。

次に、本実施形態にかかる剥離ユニット２０が、前進方向に傾斜した状態で移動するときの回動制限機構と付勢機構の作用について、図５を用いて説明する。

図５に示されるように、剥離部材２３が前進方向に傾斜した姿勢をとった場合に、剥離部材２３を固定している基端部３２の上面となる回動制限部５０と、支持部材２２の下面とが接触するときの、それぞれの部分が回動係止部５２である。車両２の前進時には、回動係止部５２において回動制限部５０と支持部材２２が当接することにより、回動軸である支持部３１においても剥離部材２３が一定以上回動しない。このように、本実施の形態にかかる回動制限機構では、回動係止部５２における回動制限部５０と支持部材２２との当接により、剥離部材２３の支持部材２２に対する傾斜角度、すなわち回動範囲が制限される。これによって、支持部３１を中心とする剥離部材２３の回動によっては、接地角θが一定以上小さくならない。

また、本実施の形態にかかる回動制限機構では、図３（ａ）、図４（ａ）、図５に示す前進時の姿勢のみならず、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す後進時の姿勢においても、剥離部材２３の回動範囲が制限されるようにすることができる。この場合、剥離部材２３が後進方向に傾斜した姿勢をとった場合に、剥離部材２３を固定している基端部３２の上面となる回動制限部５０と、支持部材２２の下面とが接触するときの、それぞれの部分が回動係止部５２である。車両２の後進時には、回動係止部５２において回動制限部５０と支持部材２２が当接することにより、回動軸である支持部３１においても剥離部材２３が一定以上回動しない。このように、本実施の形態にかかる回動制限機構では、後進時においても、回動係止部５２における回動制限部５０と支持部材２２との当接により、剥離部材２３の支持部材２２に対する傾斜角度、すなわち回動範囲が制限される。これによって、支持部３１を中心とする剥離部材２３の回動によっては、接地角θが一定以上大きくならない。

次に、回動制限機構を有する剥離ユニット２０において、接地部３４を地表Ｇへ付勢する付勢機構について説明する。

本実施形態にかかる剥離ユニット２０は、付勢部材としてバネ５１を有する。バネ５１としては、引張バネを用いることができる。バネ５１は、一端が支持部材２２の、保持部３０を挟んで支持部３１の反対側となる位置（以下、バネ接続部という）に接続され、他端が第１の保持部材２１の上部に固定されている。バネ５１は収縮によって、バネ接続部を第１の保持部材２１側に押し上げる力Ｆを生じ、力Ｆによって、保持部３０を中心に支持部材２２を反時計回り方向に回転するトルクＴを生じている。

このように、本実施形態にかかる付勢機構では、このトルクＴにより、バネ５１の収縮する力が接地部３４に伝えられ、接地部３４が地表Ｇ方向へ押し付けられる、すなわち付勢される。その結果、接地部３４は、より強固に張り付いた付着物Ａを地表Ｇから剥離させることが可能になる。

また、本実施形態にかかる付勢機構によっては、剥離ユニット２０が地表Ｇの凹凸を通るように移動する場合であっても、接地部３４が地表Ｇから離れないように剥離ユニット２０の姿勢を維持することができ、地表Ｇの当該凹凸に沿って接地部３４が付勢されたまま移動させ得る。

なお、本実施形態にかかる剥離ユニット２０は付勢部材としてバネ５１を用い、力Ｆを生じさせてバネ接続部を第１の保持部材２１側へ持ち上げることで、トルクＴを生じさせ、付勢機構の駆動力としたが、本発明はかかる例に限定されない。付勢部材としては、例えばバネ５１に代えて、バネ５１と同方向に力Ｆを生じさせるガススプリングなどを設けてもよい。また例えば、トルクＴを生じさせるようなねじりバネを保持部３０に設けてもよい。また例えばトルクＴを生じさせるように、支持部材２２の支持部３１側の端部に錘を設けてもよい。また例えばトルクＴを生じさせるように、基端部３２に錘を設けてもよい。また例えば、支持部材２２あるいは剥離部材２３などの自重によって、トルクＴを生じるようにしてもよい。この場合、上記自重を付勢部材として考えることができる。また例えば、上記の例を組合わせることでトルクＴを生じさせるようにしてもよい。

また、本実施の形態にかかる付勢機構では、図３（ａ）、図４（ａ）、図５に示す前進時の姿勢のみならず、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す後進時の姿勢においても、剥離部材２３が地表Ｇ方向に付勢されるようにすることができる。

次に、本実施形態にかかる剥離ユニット２０が、前進時の姿勢から後進時の姿勢へと変更するときの姿勢変更機構について図６を用いて説明する。

図６（ａ）は図３(ａ)、図４（ａ）に示す前進時の姿勢であり、接地部３４が支持部３１の前進方向後方にある。この姿勢から後進に転じた直後には、今まで前進方向に傾斜した姿勢であった剥離部材２３の接地部３４（先端）が地表Ｇに突き刺さる格好となり、このときの地表Ｇからの抗力により剥離部材２３の支持部３１を突き上げようとする力が発生する。この力により、剥離部材２３自身は、接地部３４を中心として反時計回りに、すなわち接地角θが大きくなる方向に回転し、支持部３１が接地部３４を中心に円弧を描くようにＺ軸正方向に上昇する。当該上昇によって、支持部３１は支持部材２２を、保持部３０を中心に時計回りに回転させる。なおこのとき、支持部材２２の上記回転に伴いバネ５１が伸長する。

図６（ｂ）は図６（ａ）の姿勢から後進が進んだときの姿勢である。図６（ｂ）に示すように、剥離部材２３と地表Ｇとの接地角θが直角となるとき、支持部３１が最も地表Ｇから遠い位置へ持ち上げられる。

さらに図６（ｂ）の後、剥離部材２３が同方向に回転することに伴い、支持部３１がＺ軸負方向に下降するとともに、支持部材２２が保持部３０を中心に反時計回りに回転する。これにより、図６（ｃ）に示すように、接地部３４が支持部３１の後進方向後方にある姿勢、すなわち図３(ｂ)、図４（ｂ）に示す後進時の姿勢への変更が完了する。

上記のように、車両２が前進から後進に転じた際には剥離部材２３が地表Ｇからの抗力を受ける。支持部３１が昇降自在でない場合は剥離部材２３および支持部３１に上記抗力が集中し、これらの破損をまねく恐れがある。本実施形態にかかる剥離ユニットおよび剥離装置では、支持部３１が昇降自在に設けられることで、上記抗力を逃がすことができる姿勢へ無理なく変更することができ、剥離ユニット２０の破損を回避できる。

次に、本実施形態にかかる剥離ユニット２０が、後進時の姿勢から前進時の姿勢へと変更するときの姿勢変更機構について図７を用いて説明する。

図７（ａ）は図３(ｂ)、図４（ｂ）に示す後進時の姿勢であり、接地部３４が支持部３１の後進方向後方にある。この姿勢から前進に転じた直後には、今まで後進方向に傾斜した姿勢であった剥離部材２３の接地部３４（先端）が地表Ｇに突き刺さる格好となり、このときの地表Ｇからの抗力により剥離部材２３の支持部３１を突き上げようとする力が発生する。この力により、剥離部材２３自身は、接地部３４を中心として時計回りに、すなわち接地角θが小さくなる方向に回転し、支持部３１が接地部３４を中心に円弧を描くようにＺ軸正方向に上昇する。当該上昇によって、支持部３１は支持部材２２を、保持部３０を中心に時計回りに回転させる。なおこのとき、支持部材２２の上記回転に伴いバネ５１が伸長する。

図７（ｂ）は図７（ａ）の姿勢から前進が進んだときの姿勢である。図７（ｂ）に示すように、剥離部材２３と地表Ｇとの接地角θが直角となるとき、支持部３１が最も地表Ｇから遠い位置へ持ち上げられる。

さらに図７（ｂ）の後、剥離部材２３が同方向に回転することに伴い、支持部３１がＺ軸負方向に下降するとともに、支持部材２２が保持部３０を中心に反時計回りに回転する。これにより、図７（ｃ）に示すように、接地部３４が支持部３１の前進方向後方にある姿勢、すなわち図３(ａ)、図４（ａ）に示す前進時の姿勢への変更が完了する。

剥離ユニット２０は上記姿勢変更機構によって、前進時は図３（ａ）、図４（ａ）に示す前進姿勢を、後進時は図３（ｂ）、図４（ｂ）に示す後進姿勢をとるように、自ずから姿勢を変更させることができる。

以上のように構成された落葉収集機１によると、落葉収集機１の移動とともに剥離装置３の複数の剥離ユニット２０が移動し、接地部３４が地表Ｇに付着した付着物Ａを掻き起こすことで、付着物Ａを地表Ｇから剥離させることができる。また、落葉収集機１の前進時には、剥離した付着物Ａを回転ブラシ１１によって後方の収集バケット１２へ搬送して収集し、貯蔵することで、付着物Ａを地表Ｇから除去することができる。

また、本実施形態にかかる落葉収集機１は、剥離装置３が複数の剥離ユニット２０を有することによって、剥離装置３が地表Ｇの凹凸を通るように移動する場合においても、上記複数の剥離ユニット２０のそれぞれが独立して地表Ｇに接地する。これによって、剥離装置３の剥離ユニット２０のうち、接地部３４が地表Ｇから離れて移動するような剥離ユニット２０を減らすことができ、効率よく付着物Ａを剥離させる。

すなわち、例えば地表Ｇに剥離ユニット２０の幅程度の凸部が存在し、当該凸部を通るように剥離装置３が移動する場合、当該凸部を通る剥離ユニット２０における接地部３４は、当該凸部の地表Ｇに接し、当該凸部を通らない剥離ユニット２０における接地部３４は、当該凸部の外側の地表Ｇに接するように維持することができる。また例えば地表Ｇに剥離ユニット２０の幅程度の凹部が存在し、当該凹部を通るように剥離装置３が移動する場合に、当該凹部を通る剥離ユニット２０における接地部３４は、当該凹部の地表Ｇに接し、当該凹部を通らない剥離ユニット２０における接地部３４は、当該凹部の外側の地表Ｇに接するように維持することができる。これにより、剥離装置３全体として、剥離ユニット２０が地表Ｇに接したまま維持することができ、剥離効率の低下を抑えることができる。

なお、剥離装置３が凸部を通る場合における当該凸部を通る剥離ユニット２０においては、当該凸部を通らない剥離ユニット２０と比較して支持部３１が地表Ｇから遠くなるように、回動幅の限度において支持部材２２が回動する。したがって、剥離ユニット２０が十分な高さの当該凸部を通る場合においても接地部３４が地表Ｇに接するように維持することができる程度に、回動幅を設定することが望ましい。

また、剥離装置３が凹部を通る場合における当該凹部を通る剥離ユニット２０においては、当該凹部を通らない剥離ユニット２０と比較して支持部３１が地表Ｇに近くなるように、回動幅の限度において支持部材２２が回動する。したがって、剥離ユニット２０が十分な深さの当該凹部を通る場合においても接地部３４が地表Ｇに接するように維持することができる程度に、回動幅を設定することが望ましい。

さらに、本実施形態にかかる落葉収集機１は、上記の姿勢変更機構を有することによって、任意に前進と後進との切り替えを行っても、剥離ユニット２０などに過剰な負担がかからない。このため、前進と後進との切り替えに際しレバー操作などによって剥離ユニット２０を地表Ｇから離間させるように構成される必要がない。これによって、効率よく進行方向を変更し、付着物Ａを収集、除去することができる。

なお、本実施形態にかかる落葉収集機１は、落葉収集機構４を有することで、剥離装置３によって地表Ｇから剥離した付着物Ａを収集することとしたが、本発明はかかる例に限定されず、例えば落葉収集機構４を設けなくてもよい。この場合、落葉収集機１によって上記剥離した付着物Ａを、落葉収集機１とは別に設ける方法によって収集するようにしてもよい。例えば、上記剥離した付着物Ａを箒や熊手により手作業で収集してもよい。また例えば、落葉収集機構４を備えた他の落葉収集機１によって収集することとしてもよい。

また、本実施形態にかかる落葉収集機１が剥離し収集し得る付着物Ａとしては特に限定されず、落葉等の他に地表Ｇに対し付勢された剥離部材２３によって剥離するものが含まれ得る。例えば、地表Ｇに根を張った雑草を含む。すなわち本実施形態にかかる落葉収集機１は、剥離装置３によって上記雑草を地表Ｇの土ごと掻き起こし、または上記雑草の地上部分を切断するなどして、地表Ｇから剥離させ収集することが可能であり、除草機としての作用効果も有する。

なお、上記の姿勢変更機構では、支持部３１がＺ軸方向に昇降自在であることが求められるが、本実施形態では保持部３０と支持部３１がともに回動可能な回動軸であることによって支持部３１のＺ軸方向の昇降を実現している。これについて、支持部３１がＺ軸方向に昇降自在である限りにおいて本願発明は上記実施形態に限定されず、上記の姿勢変更を可能にするように適宜設計することができる。

例えば、第１の保持部材２１と支持部材２２との接続部である保持部３０が、回動軸ではなくスライド軸であってもよい。図８は、スライド軸である保持部３０を有する剥離ユニット２０の概略を模式的に示す斜視図である。図８の例において、第１の保持部材２１は支持部材２２をＺ軸方向にスライド可能に保持する。また、支持部材２２は上端にストッパ５３を有する。ストッパ５３が第１の保持部材２１の上端に当接する場合には、支持部材２２がそれ以上Ｚ軸負方向に下降しない。これにより、例えば剥離ユニット２０を中立姿勢にする場合において、接地部３４が地表Ｇに接しない姿勢で剥離ユニット２０を維持することができる。

また図８の例においても、回動制限機構および付勢機構を有することで、接地部３４を地表Ｇ方向に付勢することができる。

回動制限機構について、剥離部材２３が前進方向に傾斜した姿勢をとった場合に、剥離部材２３を固定している基端部３２の面取り部である回動制限部５０と、支持部材２２の下端に設けられるフランジ部５４の下面とが接触するときの、それぞれの部分が回動係止部５２である。車両２の前進時には、回動係止部５２において基端部３２の面取り部（回動制限部５０）とフランジ部５４の下面が当接することにより、回動軸である支持部３１においても剥離部材２３が一定以上回動しない。このように、本実施の形態にかかる回動制限機構でも、回動係止部５２における回動制限部５０と支持部材２２との当接により、剥離部材２３の回動範囲が制限される。これによって、支持部３１を中心とする剥離部材２３の回動によっては、接地角θが一定以上小さくならない。

また図８の例において、後進時の姿勢においても同様に、剥離部材２３の回動範囲が制限されるようにすることができる。この場合、剥離部材２３が後進方向に傾斜した姿勢をとった場合に、剥離部材２３を固定している基端部３２の面取り部である回動制限部５０と、支持部材２２の下端に設けられるフランジ部５４の下面とが接触するときの、それぞれの部分が回動係止部５２である。車両２の後進時には、回動係止部５２において基端部３２の面取り部（回動制限部５０）とフランジ部５４の下面が当接することにより、回動軸である支持部３１においても剥離部材２３が一定以上回動しない。このように、後進時の姿勢においても、回動係止部５２における回動制限部５０と支持部材２２との当接により、剥離部材２３の回動範囲が制限される。これによって、支持部３１を中心とする剥離部材２３の回動によっては、接地角θが一定以上大きくならない。

また付勢機構について、第１の保持部材２１の下端とフランジ部５４の上面との間に、付勢部材を設けることで、支持部材２２がＺ軸負方向に付勢されるように構成することができる。

図８の例における剥離ユニット２０は、付勢部材として、バネ５５を有する。バネ５５としては、圧縮バネを用いることができる。バネ５５は、第１の保持部材２１の下端とフランジ部５４の上面との間に設けられる。このとき、バネ５５の伸長する力がフランジ部５４から回動係止部５２を介して回動制限部５０に伝えられ、接地部３４が地表Ｇ方向へ押し付けられる、すなわち付勢される。その結果、接地部３４は、より強固に張り付いた付着物Ａを地表Ｇから剥離させることが可能になる。また、地表Ｇの凹凸があっても接地部３４が地表Ｇから離れないように維持することができる。

なお、上記付勢機構においては、付勢部材としてバネ５５を用いることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば支持部材２２において任意の場所に錘を設けることによって、接地部３４を地表Ｇ方向へ上記付勢することとしても良い。また、支持部材２２あるいは剥離部材２３などの自重によって上記付勢することとしてもよい。この場合、上記自重を付勢部材として考えることができる。また例えば、上記の例を組合わせることで上記付勢することとしてもよい。

図９は図８の例において剥離ユニット２０が前進時から後進時へと姿勢を変更するときの姿勢変更機構についての概略を模式的に示す側面図である。

図９（ａ）は図３(ａ)、図４（ａ）に示す前進時の姿勢であり、接地部３４が支持部３１の前進方向後方にある。この姿勢から後進に転じた直後には、今まで前進方向に傾斜した姿勢であった剥離部材２３の接地部３４（先端）が地表Ｇに突き刺さる格好となり、このときの地表Ｇからの抗力により剥離部材２３の支持部３１を突き上げようとする力が発生する。この力により、剥離部材２３自身は、接地部３４を中心として反時計回りに、すなわち接地角θが大きくなる方向に回転し、支持部３１が接地部３４を中心に円弧を描くようにＺ軸正方向に上昇する。当該上昇によって、支持部３１は支持部材２２をＺ軸正方向にスライドさせる。

図９（ｂ）は図９（ａ）の姿勢から後進が進んだときの姿勢である。図７（ｂ）に示すように、剥離部材２３と地表Ｇとの接地角θが直角となるとき、支持部３１が最も地表Ｇから遠い位置へ持ち上げられる。

さらに図９（ｂ）の後、剥離部材２３が同方向に回転することに伴い、支持部材２２がＺ軸負方向にスライドする。これにより、図９（ｃ）に示すように、後進時の姿勢、すなわち接地部３４が支持部３１の後進方向後方にある姿勢への変更が完了する。

このように、車両２が前進から後進に転じた際に、剥離部材２３の支持部３１が持ち上げられた場合、支持部材２２がＺ軸正方向にスライドすることによって、剥離部材２３を突き上げようとする力が緩衝され、剥離部材２３の破損を回避できる。

図８の例における後進時から前進時への姿勢変更については、図９の（ｃ）から（ａ）へと逆にたどる姿勢変更をとるため、詳細な説明を省略する。

以上、本発明の実施の形態の一例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態にかかる剥離部材２３の先端部３３である４本の棒材は、非弾性的に、すなわち力を加えた際に曲がらないように構成されていてもよいが、弾性的に、すなわち力を加えた際に曲がるように構成されていてもよい。以下に、先端部３３が弾性的に構成される場合の利点について説明する。

図１０は、剥離部材２３の先端部３３である棒材が弾性的に構成される場合の剥離部材２３と地表Ｇの凹凸との関係の概略を模式的に示す斜視図である。

図１０（ａ）は地表Ｇに、例えば石や木の根、地表のでっぱりなどの、剥離部材２３のＹ軸方向の幅よりも幅の小さい凸部Ｂがある場合に、この凸部Ｂを通るように剥離ユニット２０が移動する場合を示す。この場合、凸部Ｂに接触する先端部３３が曲がりながら凸部Ｂの表面である地表Ｇに接する一方、凸部Ｂに接触しない先端部３３は地表Ｇに接したままにすることができる。これによって、複数の先端部３３のうちのいくつかが凸部Ｂに接した場合も、全ての先端部３３が凸部Ｂの表面である地表Ｇを含む地表Ｇに接したまま維持することができ、付着物Ａを剥離する効率を維持できる。

図１０（ｂ）は地表Ｇに、例えば溝や木の根の隙間、地表の凹みなどの、剥離部材２３のＹ軸方向の幅よりも幅の狭い凹部Ｃがある場合に、この凹部Ｃに沿うように剥離ユニット２０が移動する場合を示す。この場合、凹部Ｃの外側を移動する先端部３３が曲がりながら地表Ｇに接する一方、凹部Ｃの内側を移動する先端部３３は凹部Ｃの底の地表Ｇに接することができる。これによって、先端部３３のうちのいくつかが凹部Ｃを通る場合にも、全ての先端部３３が凹部Ｃの底を含む地表Ｇに接したまま維持することができ、付着物Ａを剥離する効率を維持できる。

なお、先端部３３である棒材が弾性的に構成されるとは、棒材自体が弾性素材、例えば弾性を有する金属や、木材、樹脂材などからなる場合の他に、非弾性の棒材の一部にねじりバネなどの弾性部材を設け、ねじりバネ部分でのみ曲がるように構成する場合などを含む。

上記のほか、例えば剥離ユニット２０において、剥離部材２３の先端部３３は４本の棒材からなることとしたが、本数は任意に変更できる。また、棒材の形状は直線形としたが、鉤形や、くの字形など、直線形以外であってもよい。

また例えば棒材に代えて、接地部３４をクシ形状や鋸刃形状などとした平板を先端部３３として、接地部３４が車両２の幅方向と平行となるように設けてもよい。

本発明は、落葉等の付着物を地表から剥離させる剥離ユニット、剥離装置に利用することができる。また、落葉等の付着物を地表から剥離させ、収集する落葉収集機に利用することができる。

Ａ 付着物
Ｂ 凸部
Ｃ 凹部
Ｇ 地表
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｚ Ｚ軸
θ 接地角
１ 落葉収集機
２ 車両
３ 剥離装置
４ 落葉収集機構
１０ 取り付け部材
１１ 回転ブラシ
１２ 収集バケット
２０ 剥離ユニット
２１ 第１の保持部材
２２ 支持部材
２３ 剥離部材
３０ 保持部
３１ 支持部
３２ 基端部
３３ 先端部
３４ 接地部
４０ 第２の保持部材
５０ 回動制限部
５１ バネ
５２ 回動係止部
５３ ストッパ
５４ フランジ部
５５ バネ

Claims (6)

1. 移動によって地表にある付着物を地表から剥離させる剥離ユニットであって、
   接地部を地表に接地させて、前記付着物を地表から剥離させる剥離部材と、
   前記剥離部材の接地部を前後方向に姿勢変更させるように、前記剥離部材を回動自在に支持する支持部材と、
   前記支持部材における前記剥離部材の支持部が昇降自在となるように、前記支持部材を保持する第１の保持部材と、
   を有し、
   前記剥離部材は、前記剥離ユニットが前進するときは、前記剥離部材の接地部が前記支持部の前進方向後方にある前進姿勢をとり、前記剥離ユニットが後進するときは、前記剥離部材の接地部が前記支持部の後進方向後方にある後進姿勢をとり、
   前記剥離ユニットが前進姿勢から後進姿勢へ切り替わるときは、前記支持部がいったん上昇することにより、前記剥離部材の接地部が前記支持部の前進方向後方にある姿勢から後進方向後方にある姿勢へと姿勢変更し、
   前記剥離ユニットが後進姿勢から前進姿勢へ切り替わるときは、前記支持部がいったん上昇することにより、前記剥離部材の接地部が前記支持部の後進方向後方にある姿勢から前進方向後方にある姿勢へと姿勢変更する、
   剥離ユニット。
2. 前記支持部材は、前記剥離部材を前記支持部において回動可能に支持し、前記第１の保持部材によって回動可能に保持される、請求項１に記載の剥離ユニット。
3. 前記支持部材は、前記剥離部材を前記支持部において回動可能に支持し、前記第１の保持部材によってスライド可能に保持される、請求項１に記載の剥離ユニット。
4. 前記剥離ユニットは、
   前記支持部の回動範囲を制限する回動制限機構と、
   前記剥離部材を地表方向に付勢する付勢機構と、
   を備える、請求項１～３の何れか一項に記載の剥離ユニット。
5. 移動によって地表にある付着物を地表から剥離させる剥離装置であって、
   請求項１～４の何れか一項に記載の剥離ユニットを複数、並列して保持する第２の保持部材を有する、
   剥離装置。
6. 落葉収集機であって、
   走行体と、
   前記走行体の移動に伴い同方向に移動するように前記走行体に取り付けられる、請求項５に記載の剥離装置と、
   前記走行体の前進時において、前記剥離装置よりも後方に設けられ、前記剥離装置により地表から剥離した付着物を収集する、落葉収集機構と、
   を有する、落葉収集機。
   

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