芝刈り車両
【課題】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が可能な芝刈り車両を提供する。
【解決手段】走行経路に沿って芝の刈り取りを行う芝刈り車両１であって、モータ２４によって駆動される電動リール２２を有する少なくとも１つの電動式芝刈り機と、車両の走行速度を検出するためのセンサ３４ａ〜３４ｃと、センサ３４ａ〜３４ｃの検出結果に応じてモータ２４を制御することにより、電動式芝刈り機に設けられている電動リール２２の回転速度を制御する制御装置３７とを備える。
【解決手段】走行経路に沿って芝の刈り取りを行う芝刈り車両１であって、モータ２４によって駆動される電動リール２２を有する少なくとも１つの電動式芝刈り機と、車両の走行速度を検出するためのセンサ３４ａ〜３４ｃと、センサ３４ａ〜３４ｃの検出結果に応じてモータ２４を制御することにより、電動式芝刈り機に設けられている電動リール２２の回転速度を制御する制御装置３７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈り車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、芝刈り機を備える芝刈り車両は、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別される。一度の走行で芝を刈ることのできる面積は、通常、手押し式芝刈り車両よりも乗用型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。
【０００３】
以下の特許文献１には、バッテリから供給される電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力によって芝刈りユニットを動作させる手押し式芝刈り車両の一例が開示されている。また、以下の特許文献２には、刈る芝の高さの調整が可能な調整機構であって、機構を複雑化することなく、邪魔になることのない調整機構を備える芝刈りユニットの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７１１１４４３号明細書
【特許文献２】特表平５−５０３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高さが揃った綺麗な状態に芝を刈るには、芝の刈り取り条件を一定に保つ必要がある。なぜならば、刈り取り条件が場所によって変化すると芝の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。芝の刈り取り条件を一定にするには、車両の走行速度と芝刈り機に設けられたカッター（芝を刈るカッター：リールともいう）の回転速度の比を一定に保つ必要がある。
【０００６】
従来の芝刈り車両は、基本的にはカッターを一定の回転速度で回転させつつ、走行速度を一定に保つことによって刈り取り品質の低下を防止している。特に、乗用型芝刈り車両は、車輪及びカッターの駆動が共にエンジンの駆動力を用いて行われ、或いはカッターの駆動が油圧モータの駆動力を用いて行われているため、カッターの回転速度を細かく制御するのは困難である。このため、従来は、カッターの回転速度を一定にすることを前提とし、アクセル位置を機械的に一定とすることで、カッターの回転速度及び車両の走行速度の双方を一定にしている。
【０００７】
しかしながら、芝が生えている地面は必ずしも平坦であるという訳ではなく、起伏があることもある。例えば、ゴルフ場のグリーンは、競技の難易度を高めるために意図的に起伏が形成されたものも多い。このような起伏のある地面に生えている芝を芝刈り車両によって刈ろうとすると、アクセル位置が機械的に一定にされていても地面の起伏に応じて芝刈り車両の走行速度が自然に変化してしまい、これによって刈り取り品質が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、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が可能な芝刈り車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の芝刈り車両は、走行経路に沿って芝の刈り取りを行う芝刈り車両(１、２）において、モータ（２４）によって駆動される回転刃（２２）を有する少なくとも１つの電動式芝刈り機（１３ａ、１３ｂ、１４）と、車両の走行速度を検出する速度検出部（３４ａ〜３４ｃ、３７、４０）と、前記速度検出部の検出結果に応じて前記モータを制御することにより、前記電動式芝刈り機に設けられている前記回転刃の回転速度を制御する制御部（３７、４０）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、前記電動式芝刈り機が、前記回転刃の回転軸が進行方向に対して車両の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、前記速度検出部が、車両に設けられた車輪の単位時間当たりの回転数と当該車輪の有効径とに基づいて前記車両の走行速度を検出することを特徴としている。
また、本発明の芝刈り車両は、前記速度検出部が、車両に設けられた複数の車輪の単位時間当たりの回転数が異なる場合には、前記複数の車輪各々の単位時間当たりの回転数の平均値を求め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、前記速度検出部の検出結果に加えて、前記電動式芝刈り機の刃数と予め任意に設定された芝の刈り取りピッチ（目標とする芝の間隔）とに基づいて前記回転刃の回転速度を制御す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、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に対して比例するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴としている。
或いは、本発明の芝刈り車両は、前記制御部が、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に応じて段階的に変化するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、速度検出部の検出結果に応じてモータを制御することによって電動式芝刈り機に設けられている回転刃の回転速度を制御しているため、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が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】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。
【図３】本実施形態の第１実施形態による芝刈り車両における走行速度と電動リールの回転数との関係の一例を示す図である。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。尚、以下では芝刈り車両として乗用型芝刈り車両を例に挙げて説明するが、本発明は手押し式芝刈り車両にも適用可能である。
【００１３】
〔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（電動式芝刈り機）及び１つの後側芝刈り機１４（電動式芝刈り機）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。
【００１４】
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、及び走行速度が定められる。
【００１５】
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と同様に油圧モータ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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
支持アーム２５ａ，２５ｂには、アクチュエータとしての電動シリンダ２６ａ，２６ｂ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。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（速度検出部）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。
【００２６】
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、速度検出部）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。また、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。
【００３０】
ここで、制御装置３７は、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。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。
【００３１】
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／１０６）×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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（目標とする芝の刈取り間隔）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×１０６／６０）／（ｍ×ｐ） …（２）
【００３４】
図３は、本実施形態の第１実施形態による芝刈り車両における走行速度と電動リールの回転数との関係の一例を示す図である。この図３では、芝刈り車両１の走行速度を横軸にとり、電動リール２２の回転数を縦軸にとってある。図３では、刈り取りピッチを３ｍｍ，３．５ｍｍ，４ｍｍ，４．５ｍｍ，５ｍｍに設定した場合の走行速度と電動リールの回転数との関係を示すグラフを図示している。
【００３５】
尚、電動リール２２の回転速度が走行速度に対して比例するように制御される場合の刈り取りピッチ毎のグラフは、図中右側の凡例で「３ｍｍ」，「３．５ｍｍ」，「４ｍｍ」，「４．５ｍｍ」，「５ｍｍ」と表されている。これに対し、電動リール２２の回転速度が走行速度に対して段階的に変化するように制御される場合の刈り取りピッチ毎のグラフは、図中右側の凡例で「３ｍｍ実」，「３．５ｍｍ実」，「４ｍｍ実」，「４．５ｍｍ実」，「５ｍｍ実」と表されている。
【００３６】
図３を参照すると、電動リール２２の回転速度が走行速度に対して比例するように制御される場合、及び電動リール２２の回転速度が走行速度に対して段階的に変化するように制御される場合の何れの場合であっても、走行速度が大きくなるにつれて電動リール２２の回転数が大きくなるように制御されることが分かる。また、芝刈り車両１の走行速度が一定である場合には、刈り取りピッチが小さいほど電動リール２２の回転数が大きくなるように制御されることが分かる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。芝を刈り取るべき位置に到着し、作業者が表示装置２７を操作して前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４を下降させる旨の指示を行うと、制御装置３７からスイッチ３８ａ，３８ｂ等に対して制御信号が出力されて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４が下降する。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及び後側芝刈り機１４による芝の刈り取りが行われる。
【００３９】
ここで、芝の刈り取り中は、制御装置３７が、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の走行速度を求める。そして、得られた走行速度を用いて前述した（２）式から電動リール２２の回転数を求め、モータドライバ３９ａ〜３９ｃを制御して前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転数を制御する。このようにして、芝刈り車両１の走行速度に応じて電動リール２２の回転速度が制御される。
【００４０】
以上説明した通り、本実施形態では、センサ３４ｃ等の検出結果に応じてモータ２４を制御することによって、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転速度を制御しているため、芝刈り車両１の走行速度が変化した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。
【００４１】
〔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。
【００４２】
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、速度検出部）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、後進アクセルペダル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。
【００４８】
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、センサ３４ｃ等の検出結果に応じて制御装置４０によりモータ２４が制御されることによって、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転速度が制御される。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転速度が全て同じになるように制御する必要は必ずしも無く、走行速度に応じて各々の電動リール２２の回転速度を個別に制御しても良い。例えば、カーブを曲がる際には、センサ３４ａの検出結果に基づいて前側芝刈り機１３ａに設けられた電動リール２２の回転速度を制御し、センサ３４ｂの検出結果に基づいて前側芝刈り機１３ｂに設けられた電動リール２２の回転速度を制御し、センサ３４ｃの検出結果に基づいて後側芝刈り機１４に設けられた電動リール２２の回転速度を制御するといった具合である。
【００５２】
更に、以上の実施形態では、センサ３４ａ〜３４ｃによって、前輪１１，１１ｂ及び後輪１２の回転数をそれぞれ検出し、その検出結果から走行速度を求める例について説明した。しかしながら、第１実施形態による芝刈り車両１では、走行用油圧モータの回転数又は流量並びに前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２の有効径により走行速度を求めても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１，２ 芝刈り車両
１３ａ，１３ｂ 前側芝刈り機
１４ 後側芝刈り機
２２ 電動リール
２４ モータ
３４ａ〜３４ｃ センサ
３７，４０ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈り車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の通り、芝刈り機を備える芝刈り車両は、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別される。一度の走行で芝を刈ることのできる面積は、通常、手押し式芝刈り車両よりも乗用型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。
【０００３】
以下の特許文献１には、バッテリから供給される電力によってモータを駆動し、このモータの駆動力によって芝刈りユニットを動作させる手押し式芝刈り車両の一例が開示されている。また、以下の特許文献２には、刈る芝の高さの調整が可能な調整機構であって、機構を複雑化することなく、邪魔になることのない調整機構を備える芝刈りユニットの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７１１１４４３号明細書
【特許文献２】特表平５−５０３２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、高さが揃った綺麗な状態に芝を刈るには、芝の刈り取り条件を一定に保つ必要がある。なぜならば、刈り取り条件が場所によって変化すると芝の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。芝の刈り取り条件を一定にするには、車両の走行速度と芝刈り機に設けられたカッター（芝を刈るカッター：リールともいう）の回転速度の比を一定に保つ必要がある。
【０００６】
従来の芝刈り車両は、基本的にはカッターを一定の回転速度で回転させつつ、走行速度を一定に保つことによって刈り取り品質の低下を防止している。特に、乗用型芝刈り車両は、車輪及びカッターの駆動が共にエンジンの駆動力を用いて行われ、或いはカッターの駆動が油圧モータの駆動力を用いて行われているため、カッターの回転速度を細かく制御するのは困難である。このため、従来は、カッターの回転速度を一定にすることを前提とし、アクセル位置を機械的に一定とすることで、カッターの回転速度及び車両の走行速度の双方を一定にしている。
【０００７】
しかしながら、芝が生えている地面は必ずしも平坦であるという訳ではなく、起伏があることもある。例えば、ゴルフ場のグリーンは、競技の難易度を高めるために意図的に起伏が形成されたものも多い。このような起伏のある地面に生えている芝を芝刈り車両によって刈ろうとすると、アクセル位置が機械的に一定にされていても地面の起伏に応じて芝刈り車両の走行速度が自然に変化してしまい、これによって刈り取り品質が低下してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、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が可能な芝刈り車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の芝刈り車両は、走行経路に沿って芝の刈り取りを行う芝刈り車両(１、２）において、モータ（２４）によって駆動される回転刃（２２）を有する少なくとも１つの電動式芝刈り機（１３ａ、１３ｂ、１４）と、車両の走行速度を検出する速度検出部（３４ａ〜３４ｃ、３７、４０）と、前記速度検出部の検出結果に応じて前記モータを制御することにより、前記電動式芝刈り機に設けられている前記回転刃の回転速度を制御する制御部（３７、４０）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、前記電動式芝刈り機が、前記回転刃の回転軸が進行方向に対して車両の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、前記速度検出部が、車両に設けられた車輪の単位時間当たりの回転数と当該車輪の有効径とに基づいて前記車両の走行速度を検出することを特徴としている。
また、本発明の芝刈り車両は、前記速度検出部が、車両に設けられた複数の車輪の単位時間当たりの回転数が異なる場合には、前記複数の車輪各々の単位時間当たりの回転数の平均値を求め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、前記速度検出部の検出結果に加えて、前記電動式芝刈り機の刃数と予め任意に設定された芝の刈り取りピッチ（目標とする芝の間隔）とに基づいて前記回転刃の回転速度を制御す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、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に対して比例するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴としている。
或いは、本発明の芝刈り車両は、前記制御部が、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に応じて段階的に変化するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、速度検出部の検出結果に応じてモータを制御することによって電動式芝刈り機に設けられている回転刃の回転速度を制御しているため、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が可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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２】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。
【図３】本実施形態の第１実施形態による芝刈り車両における走行速度と電動リールの回転数との関係の一例を示す図である。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。尚、以下では芝刈り車両として乗用型芝刈り車両を例に挙げて説明するが、本発明は手押し式芝刈り車両にも適用可能である。
【００１３】
〔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（電動式芝刈り機）及び１つの後側芝刈り機１４（電動式芝刈り機）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。
【００１４】
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、及び走行速度が定められる。
【００１５】
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と同様に油圧モータ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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
支持アーム２５ａ，２５ｂには、アクチュエータとしての電動シリンダ２６ａ，２６ｂ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。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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（速度検出部）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。
【００２６】
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、速度検出部）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。また、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。
【００３０】
ここで、制御装置３７は、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。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。
【００３１】
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／１０６）×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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（目標とする芝の刈取り間隔）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×１０６／６０）／（ｍ×ｐ） …（２）
【００３４】
図３は、本実施形態の第１実施形態による芝刈り車両における走行速度と電動リールの回転数との関係の一例を示す図である。この図３では、芝刈り車両１の走行速度を横軸にとり、電動リール２２の回転数を縦軸にとってある。図３では、刈り取りピッチを３ｍｍ，３．５ｍｍ，４ｍｍ，４．５ｍｍ，５ｍｍに設定した場合の走行速度と電動リールの回転数との関係を示すグラフを図示している。
【００３５】
尚、電動リール２２の回転速度が走行速度に対して比例するように制御される場合の刈り取りピッチ毎のグラフは、図中右側の凡例で「３ｍｍ」，「３．５ｍｍ」，「４ｍｍ」，「４．５ｍｍ」，「５ｍｍ」と表されている。これに対し、電動リール２２の回転速度が走行速度に対して段階的に変化するように制御される場合の刈り取りピッチ毎のグラフは、図中右側の凡例で「３ｍｍ実」，「３．５ｍｍ実」，「４ｍｍ実」，「４．５ｍｍ実」，「５ｍｍ実」と表されている。
【００３６】
図３を参照すると、電動リール２２の回転速度が走行速度に対して比例するように制御される場合、及び電動リール２２の回転速度が走行速度に対して段階的に変化するように制御される場合の何れの場合であっても、走行速度が大きくなるにつれて電動リール２２の回転数が大きくなるように制御されることが分かる。また、芝刈り車両１の走行速度が一定である場合には、刈り取りピッチが小さいほど電動リール２２の回転数が大きくなるように制御されることが分かる。
【００３７】
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。
【００３８】
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。芝を刈り取るべき位置に到着し、作業者が表示装置２７を操作して前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４を下降させる旨の指示を行うと、制御装置３７からスイッチ３８ａ，３８ｂ等に対して制御信号が出力されて前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１４が下降する。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及び後側芝刈り機１４による芝の刈り取りが行われる。
【００３９】
ここで、芝の刈り取り中は、制御装置３７が、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の走行速度を求める。そして、得られた走行速度を用いて前述した（２）式から電動リール２２の回転数を求め、モータドライバ３９ａ〜３９ｃを制御して前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転数を制御する。このようにして、芝刈り車両１の走行速度に応じて電動リール２２の回転速度が制御される。
【００４０】
以上説明した通り、本実施形態では、センサ３４ｃ等の検出結果に応じてモータ２４を制御することによって、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転速度を制御しているため、芝刈り車両１の走行速度が変化した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。
【００４１】
〔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。
【００４２】
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、速度検出部）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、後進アクセルペダル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。
【００４８】
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、センサ３４ｃ等の検出結果に応じて制御装置４０によりモータ２４が制御されることによって、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転速度が制御される。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、前側芝刈り機１３ａ，１３ｂ及び後側芝刈り機１３に設けられた電動リール２２の回転速度が全て同じになるように制御する必要は必ずしも無く、走行速度に応じて各々の電動リール２２の回転速度を個別に制御しても良い。例えば、カーブを曲がる際には、センサ３４ａの検出結果に基づいて前側芝刈り機１３ａに設けられた電動リール２２の回転速度を制御し、センサ３４ｂの検出結果に基づいて前側芝刈り機１３ｂに設けられた電動リール２２の回転速度を制御し、センサ３４ｃの検出結果に基づいて後側芝刈り機１４に設けられた電動リール２２の回転速度を制御するといった具合である。
【００５２】
更に、以上の実施形態では、センサ３４ａ〜３４ｃによって、前輪１１，１１ｂ及び後輪１２の回転数をそれぞれ検出し、その検出結果から走行速度を求める例について説明した。しかしながら、第１実施形態による芝刈り車両１では、走行用油圧モータの回転数又は流量並びに前輪１１ａ，１１ｂ及び後輪１２の有効径により走行速度を求めても良い。
【符号の説明】
【００５３】
１，２ 芝刈り車両
１３ａ，１３ｂ 前側芝刈り機
１４ 後側芝刈り機
２２ 電動リール
２４ モータ
３４ａ〜３４ｃ センサ
３７，４０ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行経路に沿って芝の刈り取りを行う芝刈り車両において、
モータによって駆動される回転刃を有する少なくとも１つの電動式芝刈り機と、
車両の走行速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部の検出結果に応じて前記モータを制御することにより、前記電動式芝刈り機に設けられている前記回転刃の回転速度を制御する制御部と
を備えることを特徴とする芝刈り車両。
【請求項２】
前記電動式芝刈り機は、前記回転刃の回転軸が進行方向に対して車両の左右方向に設定されていることを特徴とする請求項１記載の芝刈り車両。
【請求項３】
前記速度検出部は、車両に設けられた車輪の単位時間当たりの回転数と当該車輪の有効径とに基づいて前記車両の走行速度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の芝刈り車両。
【請求項４】
前記速度検出部は、車両に設けられた複数の車輪の単位時間当たりの回転数が異なる場合には、前記複数の車輪各々の単位時間当たりの回転数の平均値を求めることを特徴とする請求項３記載の芝刈り車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記速度検出部の検出結果に加えて、前記電動式芝刈り機の刃数と予め任意に設定された芝の刈り取りピッチとに基づいて前記回転刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の芝刈り車両。
【請求項６】
前記制御部は、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に対して比例するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の芝刈り車両。
【請求項７】
前記制御部は、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に応じて段階的に変化するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の芝刈り車両。
【請求項１】
走行経路に沿って芝の刈り取りを行う芝刈り車両において、
モータによって駆動される回転刃を有する少なくとも１つの電動式芝刈り機と、
車両の走行速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部の検出結果に応じて前記モータを制御することにより、前記電動式芝刈り機に設けられている前記回転刃の回転速度を制御する制御部と
を備えることを特徴とする芝刈り車両。
【請求項２】
前記電動式芝刈り機は、前記回転刃の回転軸が進行方向に対して車両の左右方向に設定されていることを特徴とする請求項１記載の芝刈り車両。
【請求項３】
前記速度検出部は、車両に設けられた車輪の単位時間当たりの回転数と当該車輪の有効径とに基づいて前記車両の走行速度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の芝刈り車両。
【請求項４】
前記速度検出部は、車両に設けられた複数の車輪の単位時間当たりの回転数が異なる場合には、前記複数の車輪各々の単位時間当たりの回転数の平均値を求めることを特徴とする請求項３記載の芝刈り車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記速度検出部の検出結果に加えて、前記電動式芝刈り機の刃数と予め任意に設定された芝の刈り取りピッチとに基づいて前記回転刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の芝刈り車両。
【請求項６】
前記制御部は、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に対して比例するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の芝刈り車両。
【請求項７】
前記制御部は、前記回転刃の回転速度が前記速度検出部の検出結果に応じて段階的に変化するように、前記回転刃の回転速度を制御することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の芝刈り車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１４２８４２（Ｐ２０１１−１４２８４２Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０２５（Ｐ２０１０−５０２５）
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（０００１９８３３０）株式会社ＩＨＩシバウラ (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１３日（２０１０．１．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【出願人】（０００１９８３３０）株式会社ＩＨＩシバウラ (74)
【Ｆターム（参考）】
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