JP2023112581A - 草刈り機 - Google Patents

Abstract

【課題】倒れた草を刈ることが可能な草刈り機を得る。【解決手段】草刈り機１０は、移動機構１８を備えた本体部１２と、本体部１２に回転可能に設けられた刈刃ユニット１４と、本体部１２に設けられ、刈刃ユニット１４の近傍に上向きの吸引力を発生させる吸引力発生機構３０と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、草刈り機に関する。

特許文献１には、自動又は遠隔操作で走行させることが可能な草刈り機が開示されている。

特開２０１８－１７４７０７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された草刈り機では、折り曲げられるなどして倒れた草を刈ることができず、改善の余地がある。

本発明は、倒れた草を刈ることが可能な草刈り機を得ることを目的とする。

請求項１に係る草刈り機は、移動機構を備えた本体部と、前記本体部に回転可能に設けられた刈刃ユニットと、前記本体部に設けられ、前記刈刃ユニットの近傍に上向きの吸引力を発生させる吸引力発生機構と、を有する。

請求項１に係る草刈り機では、本体部には刈刃ユニットが回転可能に設けられている。また、本体部は移動機構を備えているため、移動機構によって本体部を移動させながら刈刃ユニットを回転させることで、本体部の周囲の草を刈ることができる。

また、本体部には吸引力発生機構が設けられており、この吸引力発生機構によって刈刃ユニットの近傍に上向きの吸引力が発生する。これにより、刈刃ユニットの周囲に倒れている草を起こすことができ、倒れている草も刈ることができる。

請求項２に係る草刈り機は、請求項１において、前記刈刃ユニットの周囲には、上下方向に延在されて前記刈刃ユニットへの異物の進入を防止するカバーが設けられている。

請求項２に係る草刈り機では、カバーによって刈刃ユニットへ小石などの異物が進入するのを抑制することができ、刈刃を効果的に保護することができる。また、カバーによって草が倒された場合であっても、吸引力発生機構によって草を起こすことができるため、刈刃を保護しつつ効率よく草を刈ることができる。

請求項３に係る草刈り機は、請求項１又は２において、前記吸引力発生機構は、前記刈刃ユニットの上方に設けられたファンを含んで構成されている。

請求項３に係る草刈り機では、刈刃ユニットの上方に設けられたファンを作動させることで、刈刃ユニットの周囲の草を効果的に起こすことができる。

請求項４に係る草刈り機は、請求項１又は２において、前記刈刃ユニットは、刈刃と、前記刈刃を保持して前記本体部に回転可能に設けられた回転部材とを含んで構成されており、前記吸引力発生機構は、前記回転部材に形成された回転羽形状の切欠部によって構成されている。

請求項４に係る草刈り機では、回転部材に回転羽形状の切欠部が形成されている。これにより、回転部材を回転させることで、刈刃によって草を刈りつつ、上向きの吸引力を発生させることができる。すなわち、別途ファンなどの部材を設けずに済む。

請求項５に係る草刈り機は、請求項１～４の何れか１項において、前記吸引力発生機構の上方には、前記吸引力発生機構によって吸引された草が収納可能な収納部が設けられている。

請求項５に係る草刈り機では、刈刃ユニットによって刈られた草を吸引力発生機構によって吸い上げることで収納部に収納することができる。これにより、刈り取った草が周囲に散乱するのを抑制することができる。また、倒れた草を起こすための吸引力発生機構を利用することで、刈り取った草を吸込むための専用の部品を必要としない。

以上説明したように、本発明に係る草刈り機によれば、倒れた草を刈ることができる。

第１実施形態に係る草刈り機を示す斜視図である。 第１実施形態に係る草刈り機を側方から見て一部破断した状態で示す側断面図である。 第１実施形態に係る草刈り機のハードウェア構成を示すブロック図である。 図２の要部を拡大して示す要部拡大図である。 第２実施形態に係る草刈り機を構成する刈刃ユニットを上方から見た閉断面図である。

＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る草刈り機１０について、図面を参照して説明する。なお、図中の矢印ＵＰ、ＦＲ及びＲＨはそれぞれ、草刈り機１０の上下方向の上方、前後方向の前方、及び左右方向の右方を示す。また、草刈り機１０は前後方向の両方向に移動可能に構成されているため、前方向と進行方向とは必ずしも一致しない。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の草刈り機１０は、主として、本体部１２、刈刃ユニット１４及び制御ユニット１６を含んで構成されている。

（本体部１２）
本体部１２は、下側が開放された略直方体状に形成されており、本体部１２には、移動機構としてのクローラ部１８が設けられている。クローラ部１８は、本体部１２の前端部における左右両側と、後端部における左右両側とに設けられている。

それぞれのクローラ部１８は、ゴムクローラ１８Ａと、駆動輪１８Ｂと、第１遊動輪１８Ｃと、第２遊動輪１８Ｄとを含んで構成されている。ゴムクローラ１８Ａは、無端帯状に形成されており、駆動輪１８Ｂと、第１遊動輪１８Ｃと、第２遊動輪１８Ｄとに巻き掛けられている。

駆動輪１８Ｂは、図示しない回転軸を介して本体部１２の内部に配設された駆動用モータ５２（図３参照）と接続されている。また、駆動用モータ５２は、図示しないバッテリから電力が供給されるように構成されており、電力を供給して駆動用モータ５２を作動させることで、駆動輪１８Ｂが回転してゴムクローラ１８Ａが一方向に循環するように移動する。

第１遊動輪１８Ｃは、駆動輪１８Ｂに対して前方かつ下方に配設されており、左右方向に延在された図示しない回転軸に回転可能に取り付けられている。そして、第１遊動輪１８Ｃは、ゴムクローラ１８Ａの移動に追従して回転する。第２遊動輪１８Ｄは、第１遊動輪１８Ｃよりも後方に配設されており、左右方向に延在された図示しない回転軸に回転可能に取り付けられている。そして、第２遊動輪１８Ｄは、ゴムクローラ１８Ａの移動に追従して回転する。

ここで、駆動用モータ５２は、４つのクローラ部１８のそれぞれに独立して設けられており、４つの駆動用モータ５２を制御することで、任意の方向に草刈り機１０を移動させることができるようになっている。なお、図３では、説明の便宜上、４つの駆動用モータ５２をまとめて図示している。

本体部１２の前面には、カバー２０が設けられている。カバー２０は、前後方向を板厚方向とする略平板状の部材であり、上下方向かつ左右方向に延在されている。そして、カバー２０の下端は、本体部１２の下端よりも下方に位置しており、カバー２０によって本体部１２と地面との隙間が狭められている。そして、このカバー２０によって後述する刈刃ユニット１４へ石などの異物が進入するのを防止している。

なお、本実施形態では一例として、本体部１２の前面のみにカバー２０を設けたが、これに限定されない。例えば、本体部１２の後面及び側面にも同様のカバー２０を設けてもよい。また、本体部１２の両側面にもカバー２０と同様に異物の進入を防止するための部材を設けてもよい。

（刈刃ユニット１４）
図２に示されるように、本体部１２の内部には、刈刃ユニット１４が設けられている。刈刃ユニット１４は、回転部材２２、刈刃２４、回転軸２６及び刈刃用モータ２８を含んで構成されている。

回転部材２２は、上下方向を板厚方向として、本体部１２の下側の開口１２Ａの近傍に配設されている。また、回転部材２２は、後述する回転軸２６に固定されており、回転軸２６と共に本体部１２に対して回転可能に構成されている。

回転部材２２には、複数の刈刃２４が設けられている。刈刃２４は、回転部材２２の外周端部に取付けられており、本実施形態では一例として、回転部材２２の周方向に沿って等間隔に４つの刈刃２４が設けられている。

刈刃２４はそれぞれ、上下方向を板厚方向とした肉薄の金属部材によって形成されており、草を切断可能に構成されている。

回転軸２６は、本体部１２の中央部分に配設されて上下方向に延在されており、回転軸２６の下端部に回転部材２２が取り付けられている。また、回転軸２６の上端部は、刈刃用モータ２８に接続されている。

刈刃用モータ２８は、本体部１２の上部に取り付けられており、本体部１２に設けられた図示しないバッテリから電力が供給されることで駆動する。また、刈刃用モータ２８は図示しない出力軸を備えており、この出力軸と回転軸２６とが図示しないギア又はプーリなどを介して連結されている。このため、刈刃用モータ２８が駆動することで、回転軸２６を介して回転部材２２に回転力が伝達され、回転部材２２が回転軸２６を中心として一方向に回転する。

ここで、回転軸２６には、吸引力発生機構を構成するファン３０が取り付けられている。ファン３０の詳細については後述する。

図１及び図２に示されるように、制御ユニット１６は、本体部１２の上面に設けられており、略直方体状の筐体１６Ａを備えている。

筐体１６Ａの上面には、ＧＰＳ（Global Positioning System）装置３２が取り付けられている。ＧＰＳ装置３２は、草刈り機１０の現在位置を測定する装置であり、ＧＰＳ衛星からの信号を受信する図示しないアンテナを含んで構成されている。

筐体１６Ａの前面には、カメラユニット３４が取り付けられている。カメラユニット３４は、複数のカメラを組み合わせて構成されたユニットであり、草刈り機１０の周囲の状況を撮像することができる。また、制御ユニット１６には、制御部であるコントローラ３６が設けられている。

（草刈り機１０のハードウェア構成）
図３は、草刈り機１０のハードウェア構成を示すブロック図である。この図３に示されるように、草刈り機１０を構成するコントローラ３６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：プロセッサ）３８、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２、ストレージ４４、通信Ｉ／Ｆ（通信インタフェース）４６及び入出力Ｉ／Ｆ（入出力インタフェース）４８を含んで構成されている。各構成は、バス５０を介して相互に通信可能に接続されている。

ＣＰＵ３８は、中央演算処理ユニットであり、各種プログラムを実行したり、各部を制御したりする。すなわち、ＣＰＵ３８は、ＲＯＭ４０又はストレージ４４からプログラムを読み出し、ＲＡＭ４２を作業領域としてプログラムを実行する。また、ＣＰＵ３８は、ＲＯＭ４０又はストレージ４４に記録されているプログラムに従って、上記各構成の制御および各種の演算処理を行う。

ＲＯＭ４０は、各種プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ４２は、作業領域として一時的にプログラム又はデータを記憶する非一時的記録媒体である。ストレージ４４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）により構成され、オペレーティングシステムを含む各種プログラム、及び各種データを格納する非一時的記録媒体である。本実施形態では、ストレージ４４には、草刈り機１０の自動走行プログラム及び各種データなどが格納されている。

通信Ｉ／Ｆ４６は、草刈り機１０が他の機器と通信するためのインタフェースであり、たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、イーサネット（登録商標）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの規格が用いられる。

入出力Ｉ／Ｆ４８には、ＧＰＳ装置３２、カメラユニット３４、駆動用モータ５２、刈刃用モータ２８及びファン３０と電気的に接続されている。そして、コントローラ３６は、カメラユニット３４によって検知された周囲の画像、及びＧＰＳ装置３２によって取得された草刈り機１０の現在位置などの情報に基づいて駆動用モータ５２を制御することで草刈り機１０を自動走行させる。

なお、コントローラ３６は、外部から取得した草刈り機１０の走行計画及び図示しないバッテリの残量などに基づいて草刈り機１０を自動走行させてもよい。

（ファン３０）
図２に示されるように、ファン３０は、回転軸２６に取り付けられている。具体的には、ファン３０は、４枚の回転羽３０Ａを含んで構成されており、それぞれの回転羽３０Ａが回転軸２６に固定されている。

また、回転羽３０Ａは、刈刃用モータ２８を駆動させた際に下側から上側へ気流を発生させる形状に形成されている。このため、刈刃用モータ２８を駆動させることで、回転部材２２及びファン３０が一方向に回転し、刈刃ユニット１４の近傍に上向きの吸引力を発生させる。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態に係る草刈り機１０では、移動機構であるクローラ部１８によって本体部１２を移動させながら刈刃ユニット１４を回転させることで、本体部１２の周囲の草を刈ることができる。

また、本体部１２には吸引力発生機構であるファン３０が設けられており、このファン３０が作動することによって刈刃ユニット１４の近傍に上向きの吸引力が発生する。これにより、刈刃ユニット１４の周囲に倒れている草を起こすことができ、倒れている草も刈ることができる。

この作用について図４を参照して説明する。図４に示されるように、草刈り機１０を移動させながら草Ｇを刈る場合、本体部１２の前面に設けられたカバー２０によって小石などの異物が本体部１２の内側に進入するのを抑制することができる。これにより、刈刃２４を効果的に保護することができる。

ここで、草Ｇの丈が比較的長い場合、草Ｇがカバー２０と接触することで草Ｇが草刈り機１０の進行方向に倒される。そして、本体部１２の内側に進入した草Ｇは、ファン３０の作動により発生した気流によって上方へ吸引され、起こされる。

このように、カバー２０を設けた場合であっても、草Ｇを起こした状態で刈刃２４によって草Ｇを刈ることができる。すなわち、刈刃２４を保護しつつ効率よく草Ｇを刈ることができる。特に、刈刃ユニット１４の上方にファン３０が設けられているため、ファン３０を作動させることで、刈刃ユニット１４の周囲の草を効果的に起こすことができる。

また、本実施形態では、ファン３０を回転部材２２と同じ回転軸２６に取り付けているため、刈刃用モータ２８を駆動させるだけで、回転部材２２を回転させつつ、上方へ吸引力を発生させることができる。この結果、ファン３０を作動させるための専用のモータなどを設ける必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。また、別途モータなどを作動させる場合と比較して消費電力を抑えることができ、草刈り機１０の駆動時間を長く確保することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る草刈り機６０について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。また、本実施形態に係る草刈り機６０は、ファン３０が設けられていない点と、刈刃ユニット６２が異なる点を除いて第１実施形態と同じ構成となっている。

図５に示されるように、本実施形態に係る草刈り機６０を構成する刈刃ユニット６２は、回転部材６４、刈刃６６を含んで構成されており、回転部材６４は刈刃６６を保持して回転軸２６に固定されている。また、回転軸２６は、第１実施形態と同様に刈刃用モータ２８に接続されている（図２参照）。このため、刈刃用モータ２８が駆動することで、回転軸２６を介して回転部材６４に回転力が伝達され、回転部材６４が回転軸２６を中心として一方向に回転する。なお、図中の矢印は回転部材６４の回転方向を示している。

刈刃６６は、第１実施形態の刈刃２４と同様に、上下方向を板厚方向とした肉薄の金属部材によって形成されており、草を切断可能に構成されている。また、刈刃６６は、回転部材６４の周方向に沿って等間隔に４つ設けられており、それぞれの刈刃６６は回転部材６４の外周端部に取り付けられている。

回転部材６４は、上下方向を板厚方向として、本体部１２の下側の開口１２Ａの近傍に配設されている（図２参照）。また、回転部材６４には、複数の切欠部６４Ａが形成されている。切欠部６４Ａは、それぞれ、ファンと同様の回転羽形状に形成されている。また、切欠部６４Ａの開口縁には、第１傾斜部６４Ｂと第２傾斜部６４Ｃとが設けられている。

第１傾斜部６４Ｂは、切欠部６４Ａにおける回転方向とは反対側の開口縁に設けられており、下側から上側へ向かうにつれて回転方向とは反対側に傾斜している。すなわち、下側から上側へ向かうにつれて切欠部６４Ａの開口幅が広がるように傾斜している。

第２傾斜部６４Ｃは、切欠部６４Ａにおける回転方向側の開口縁に設けられており、下側から上側へ向かうにつれて回転方向とは反対側に傾斜している。すなわち、下側から上側へ向かうにつれて切欠部６４Ａの開口幅が狭まるように傾斜している。

第１傾斜部６４Ｂ及び第２傾斜部６４Ｃが上記のように形成されているため、回転部材６４を図中矢印の方向に回転させることで、切欠部６４Ａを通って下側から上側へ向かう気流が発生する。

（作用）
次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態に係る草刈り機６０では、回転部材６４に回転羽形状の切欠部６４Ａが形成されているため、回転部材６４を回転させることで、刈刃６６によって草Ｇを刈りつつ、上向きの吸引力を発生させることができる。すなわち、別途ファンなどの部材を設けずに済む。その他の作用については第１実施形態と同様である。

以上、第１実施形態及び第２実施形態に係る草刈り機１０、６０について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、草刈り機１０、６０によって刈った草Ｇをそのままにしたが、草刈り機１０、６０に収納部を設けて刈り取った草Ｇを収納する構成としてもよい。

図２に図示された草刈り機１０に収納部を追加する場合について説明する。この場合、本体部１２の上面にダクトの接続孔を形成してダクトの一端を接続し、ダクトの他端に箱状の収納部を取付けてもよい。そして、収納部に排気孔を形成すれば、ファン３０によって発生した上側へ向かう気流は、ダクトを介して収納部へ流れ、収納部に形成された排気孔から排出される。また、刈刃ユニット１４によって刈り取られた草Ｇは、気流と共にダクトから収納部に送られる。ここで排気孔を草Ｇが通過できない程度の大きさに形成すれば、刈り取られた草Ｇのみが収納部に収納される。

以上のように収納部を設けた構造では、刈り取られた草Ｇが自動的に収納部に収納されるため、刈り取った後の草Ｇをまとめて廃棄する手間を省くことができる。また、吸引力発生機構を構成するファン３０を利用して草Ｇを収納するため、専用の吸引ユニットなどが不要となる。

また、上記実施形態では、制御ユニット１６の前面のみにカメラユニット３４を設けたが、これに限定されない。例えば、制御ユニット１６の後面及び側面にも同様のカメラユニット３４を設けて草刈り機１０の周囲を撮像できる構成としてもよい。また、カメラユニット３４の他に、周辺環境を検知可能なセンサ類を設けてもよい。

さらに、上記第１実施形態では、１つのファン３０によって吸引力発生機構を構成したが、これに限定されない。例えば、本体部１２の内部に複数のファンを設けてもよい。この場合、１つのファンで吸引力を発生させる構成と比較して、吸引力の方向及び大きさを制御することができる。また、ファンは、回転部材２２の回転軸２６に取付ける必要はなく、別途ファンの回転軸を設けてもよい。

さらにまた、上記第２実施形態では、回転部材６４に回転羽形状の切欠部６４Ａを形成したが、これに限定されない。例えば、回転部材自体を回転羽形状に形成してもよい。この場合、回転羽形状の回転部材の外周端部に刈刃６６が取付けられる。

また、刈刃２４、６６の形状及び数などは特に限定されず、刈刃の数を３個以下としてもよい。また逆に刈刃の数を５個以上にしてもよい。さらに、回転部材２２、６４を複数設けた構成としてもよい。

さらに、上記実施形態では、移動機構としてクローラ部１８を設けたが、これに限定されない。例えば、クローラ部に代えて複数の車輪を設けた構成としてもよく、他の移動機構を採用してもよい。

さらにまた、上記実施形態では、前後方向を板厚方向とする略平板状のカバー２０を設けたが、これに限定されず、カバーの形状を他の形状にしてもよい。また、本体部とカバーとを一体とした構成を採用してもよい。この場合、カバーは本体部の一部となる。

１０ 草刈り機
１２ 本体部
１４ 刈刃ユニット
１８ クローラ部（移動機構）
２０ カバー
２２ 回転部材
２４ 刈刃
３０ ファン（吸引力発生機構）
６０ 草刈り機
６２ 刈刃ユニット
６４ 回転部材
６４Ａ 切欠部
６６ 刈刃

Claims (5)

1. 移動機構を備えた本体部と、
   前記本体部に回転可能に設けられた刈刃ユニットと、
   前記本体部に設けられ、前記刈刃ユニットの近傍に上向きの吸引力を発生させる吸引力発生機構と、
   を有する草刈り機。
2. 前記刈刃ユニットの周囲には、上下方向に延在されて前記刈刃ユニットへの異物の進入を防止するカバーが設けられている請求項１に記載の草刈り機。
3. 前記吸引力発生機構は、前記刈刃ユニットの上方に設けられたファンを含んで構成されている請求項１又は２に記載の草刈り機。
4. 前記刈刃ユニットは、刈刃と、前記刈刃を保持して前記本体部に回転可能に設けられた回転部材とを含んで構成されており、
   前記吸引力発生機構は、前記回転部材に形成された回転羽形状の切欠部によって構成されている請求項１又は２に記載の草刈り機。
5. 前記吸引力発生機構の上方には、前記吸引力発生機構によって吸引された草が収納可能な収納部が設けられている請求項１～４の何れか１項に記載の草刈り機。