JP7078262B2 - 草刈り機 - Google Patents

Description

本発明は、自動的に雑草を刈り取る草刈り機に関するものである。

従来、道路わきの雑草を草刈り機で刈り取っている。草刈り機はエンジンまたはモーターを動力源としてチップソーを備えた円形の刈刃が回転しており、人が刈刃の位置を動かすことで雑草を刈り取っていく。

しかし、道路わきにはガードレールがあり、刈刃をガードレールの支柱にぶつけると支柱が傷つき、錆の原因となる。そのため、支柱の周辺は鎌で刈り取る必要がある。さらに、道路わきの作業であるため、草を刈る人、交通整理をする人、および飛び跳ねた石をブロックするための板等を持つ人など多くの人員が必要になる。雑草がよく伸びるのは春から夏にかけてであり、炎天下の作業になると、こまめに休憩が必要になり、作業効率が悪い。以上のことから、道路わきの雑草を１年に１回程度しか刈り取れない場所が多くある。草刈りが追い付かず、夏場はガードレールを覆うように雑草が生い茂り、道路まではみ出る場合がある。道路幅が狭くなり、ガードレールによる視線誘導もできなくなるため危険である。

下記特許文献１に開示される自走草刈り機はガードレールに取り付けられて自走しながら草刈りする。しかし、特許文献１の草刈り機はガードレールを軌道にしているが、ガードレール付近の草刈りをおこなっていない。そのため、ガードレール付近の雑草は従来のように人手で刈り取る必要がある。

特許第５３３６６７２号公報（図５）

本発明の目的はガードレールの支柱のような障害物がある道路わきの植物を自動で刈り取る草刈り機を提供することにある。

本発明の草刈り機は、走行手段、走行手段に取り付けられた支持体、支持体に回転可能に取り付けられた複数のアーム、アームの端部に取り付けられたモーター、モーターによって回転される刈刃、刈刃の外周より大きく、刈刃とモーターとの間に配置され、刈刃が障害物に接触するよりも先に障害物に接触するガードを備える。走行手段が走行することで刈刃を移動させる。

走行手段は道路を走行する。支持体がガードレールの上から走行手段の反対側に配置される。

隣り合うアーム同士に弾性手段が取り付けられている。ガードが障害物に接触すると、２つのガードで障害物を挟み込みながら支持体を回転中心としてアームが回転する。

刈刃が刈り取った植物に対して粘着剤を塗布する手段を備える。

モーターに流れる電流を検出する回路を設け、検出した電流が所定範囲外の場合に、モーターを逆回転させる。

本発明によると、道路上を走行手段が走行することで、道路わきに配置された刈刃が植物を刈り取ることができる。走行手段を運転すれば自動的に草刈りをおこなえ、従来に比べて労力を大幅に低減することができる。

ガードレールの支柱などの障害物もガードで挟み込みながらアームが回転することで、障害物の付近の植物も刈り取ることができ、鎌で草を刈る労力が不要である。刈り取った植物を地面の上で一体にすることで、植物を廃棄する手間がなくなる。モーターを逆回転させることで、刈刃に絡まった植物をほどくことができ、作業効率もよい。

本願の草刈り機を示す上面図である。 本願の草刈り機のモーター付近を示す側面図である。 本願の草刈り機の刈刃の配置を示す下面図である。 チップソーを用いた刈刃を示す平面図である。 バーナイフを用いた刈刃を示す平面図である。 カバーの一実施例を示す図である。 アームの回転を示す図であり、（ａ）は障害物に接触する前であり、（ｂ）はカバーで障害物を挟み込んだ図である。 アームの回転を示す図であり、（ａ）はカバーで障害物を挟み込みながらアームが回転する図であり、（ｂ）はカバーが障害物から離れた図である。 支持体に防護板を取り付けた図である。 刈刃等の角度を変化させられる支持体を示す図である。 刈刃等の角度を変化させられる他の支持体を示す図である。 地面に対する刈刃等の高さを一定に保てる支持体を示す図である。 ガードレールの両側から草刈りできる草刈り機を示す上面図である。

本発明の草刈り機について図面を参照して説明する。刈り取る植物はほぼ雑草であるが、雑草以外に樹木の芽などの植物が含まれてもよい。説明の便宜上、図面を模式的に示している。

図１、２、３に示す本願の草刈り機１０は、走行手段１２、走行手段１２に取り付けられた支持体１４、支持体１４に取り付けられたアーム１６、アーム１６同士の間に取り付けられた弾性部材１８、モーター２０、モーター２０によって回転する刈刃２２、および刈刃２２の外周よりも大きいガード２４を備える。

走行手段１２は車道２６を走行する自動車およびトラックが含まれる。図１に示すように、アーム１６、刈刃２２およびガード２４などを道路わき２８に配置し、走行手段１２が車道２６を走行すると一緒に刈刃２２なども移動する。刈刃２２が道路わき２８を移動するために、走行手段１２を車道２６の端付近を走行させるのが好ましい。走行手段１２の走行に伴って刈刃２２も移動しながら植物を刈り取る。

支持体１４は一端３０と他端３２を有する棒状体または筒体であり、一端３０にアーム１６が取り付けられ（図２）、他端３２は走行手段１２に取り付けられている（図１）。支持体１４はＬ字形状になっており、道路２６を走行する走行手段１２からガードレール３４の上を通過し、ガードレール３４の反対側に配置される（図１、図２）。支持体１４は複数の棒状体または筒体をつなぎ合わせて構成されてもよいし、１本の棒状体または筒体を折り曲げて構成されてもよい。また、支持体１４は複数の筒体によってテレスコピックの構造になるようにし、支持体１４の長さを伸縮できるようにしてもよい。支持体１４は、ガードレール３４の上を通過する以外に道路標識の上を通過できる高さにしてもよい。

支持体１４は走行手段１２に対して着脱可能であることが好ましい。支持体１４を走行手段１２から外して作業現場まで行き、作業現場で支持体１４を走行手段１２に取り付ける。さらに、支持体１４は走行手段１２に対して回転可能に取り付けられていてもよい。支持体１４の進行に邪魔になる障害物があった場合に、支持体１４を取り外したり、回転させたりして障害物を通過する。

アーム１６は棒状体または筒体であり、支持体１４の一端３０に取り付けられている。アーム１６の中心が支持体１４の一端３０に取り付けられている。アーム１６は複数本であり、本説明では２本のアーム１６が使用されている。支持体１４に対してアーム１６は回転できる。後述するが、アーム１６が支持体１４を中心に回転することで障害物を通過できる。

アーム１６同士の間に弾性部材１８が取り付けられている。弾性部材１８はコイルバネを使用でき、アーム１６同士を引っ張ることでアーム１６同士が交わる角度を一定にしている。後述するように、障害物によってアーム１６同士の交わる角度が変化しても、障害物を通過した後は元の角度に戻る。

モーター２０はアーム１６の端部３６に取り付けられている。モーター２０としてブラシレスモーターが使用できる。図１～３ではアーム１６が２本あるため、モーター２０の数は４個である。モーター２０は刈刃２２を回転させるための動力源である。モーター２０の電源はアーム１６の端部３６にモーター２０と一緒に取り付ける。また、走行手段１２に電源を積載し、その電源からモーター２０まで電線で接続してもよいし、走行手段１２に利用されるバッテリーをモーター２０まで電線で接続してもよい。

刈刃２２は回転することで植物を切断するものであれば、その形状は任意である。たとえば、外周に切り欠き３８を設けた円盤状の板４０に複数のチップソー４２を取り付けたものが挙げられる（図４）。また、図５の刈刃４４のように、円盤状の板４６に帯状の刃４８を取り付けたものであってもよい（図５）。板体４０、４６に任意形状の開口を設け、板体４０、４６を軽量化してもよい。

ガード２４はモーター２０と刈刃２２の間に取り付けられる。ガード２４は刈刃２２の回転する外周よりも大きく、モーター２０から刈刃２２を見た時に、刈刃２２はガード２４よりも外に出ないようになっている。そのため、ガードレールの支柱などの障害物にガード２４が接触しても、刈刃２２は障害物に接触しない。ガード２４は板体であってもよいし、線状体をつなぎ合わせたものであってもよい。また、図６のように、棒状体５２を放射状に配置し、その棒状体５２の先端が刈刃２２の回転する外周よりも外側に配置されたガード５０であってもよい。図３において、刈刃２２の回転外周とガード２４の外周が空いているが、刈刃２２の回転外周がガード２４の外周の外側に出なければ、ガード２４の大きさは刈刃２２の回転外周に近くなってもよい。

次に植物の刈り取りについて説明する。走行手段１２が矢印Ｘ（図１）の方向に走行することで、刈刃２２も一緒に移動しながら植物を刈り取る。このとき、刈刃２２の進行方向にガードレール３４の支柱（障害物）５４があったとする（図７（ａ））。ガード２４が支柱５４に接触するが、刈刃２２は接触しない。走行手段１２がさらに進行することで、２つのガード２４が支柱５４を挟み込む（図７（ｂ））。２つのガード２４が支柱５４を挟み込んだことで、ガード２４の間隔（アーム１８同士の角度）が変化し、弾性部材１８の弾性力によってしっかりとガード２４で支柱５４を挟み込める。

走行手段１２が走行しているため、図７（ｂ）から図８（ａ）のように、ガード２４が支柱５４を挟み込みながら、ガード２４が支柱５４に沿って移動し、かつ、支持体１４を回転中心にしてアーム１８が回転する。さらに、走行手段１２が走行することで、ガード２４が支柱５４から離れる（図８（ｂ））。このとき、支柱５４を挟み込んだガード２４の間隔が多少広がるが、ガード２４が支柱５４から離れると弾性部材１８によって元の間隔に戻る。支柱５４の周囲の植物も大体刈り取ることができる。

刈刃２２が道路わきに配置されるようにして走行手段１２が道路を走行することで、道路わきの植物を刈り取ることができる。走行手段１２の速度が速すぎると植物をうまく刈り取れないおそれがあるので、約４ｋｍ／時以下の速度で走行することが好ましい。走行手段１２を運転する人と交通整理をする人がいれば刈り取り作業が可能であり、従来に比べて大幅に労力を低減できる。

以上のように、本願は従来に比べて大幅に人手と労力を削減しており、年間の植物の刈り取り回数を増やすことができる。何度も植物を刈り取ることで、植物がガードレールを覆い隠して道幅を狭めることを防止できる。刈り取り回数が増えることで、道路わきの植生を変えることも可能である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。たとえば、アーム１６の本数は２本に限定されない。周方向に隣り合うガード２４同士の間隔はアーム１６の本数と長さによって決定されるため、ガード２４が挟み込む障害物の大きさに応じてアーム１６の本数と長さを適宜変更する。

図１ではアーム１６の間隔が可変であったが、アーム１６の間隔を固定してもよい。その場合、弾性部材１８を省略する。

図９に示すように、支持体１４に飛び石の防護板５６を取り付けてもよい。防護板５６は走行手段１２と刈刃２２の間に配置される。防護板５６に飛び石が当たり、道路２６に飛び石が飛び出るのを防止できる。防護板５６は硬質の板であってもよいし、軟質の板であってもよい。また、板の代わりにシートを使用してもよい。

モーター２０に生じるトルクを検出し、トルクの値によってモーター２０を逆回転させてもよい。トルクを検出するために、モーター２０と電源の間にモーターに流れる電流を検出する電流計を設ける。たとえば、モーター２０と電源の間にインバーター回路を設け、そのインバーター回路に電流を計測するための抵抗を備えた電流計を接続する。刈刃２２に植物が絡まってモーター２０のトルクが増した場合、モーター２０に流れる電流が所定範囲を超える。この時、インバーター回路によってモーター２０に流れる電流の方向を切り換え、刈刃２２を逆回転させて刈刃２２に絡まった植物をほどく。モーター２０に流れる電流が通常範囲に戻れば、インバーター回路がモーター２０に流れる電流の方向を元に戻す。刈刃２２に絡まった植物を自動的に取り除くことができ、いちいちモーター２０を止め、人が植物を取り除く必要がない。

また、上記のようにインバーター回路を設ける場合、インバーター回路によってモーター２０の回転速度を制御してもよい。

刈り取った植物を固める固化手段を設けてもよい。たとえば、走行手段１２から道路わき２８にノズルを配置し、ノズルから刈り取った植物に粘着剤（接着剤）を塗布する。粘着剤は溶融させた生分解性樹脂が挙げられる。植物の腐植と一緒に生分解性樹脂も分解される。植物が固化されて飛び散らないため、刈り取った植物を集める必要が無く、植物を処分する必要がない。植物を刈り取った場所に放置し、植物を腐食させることで、道路わき２８の土壌の養分になる。また、粘着剤として、米飯等を液状にさせたものを使用してもよい。

刈り取った植物を地面に棒状体で突き刺してよい。先端が尖った複数の棒状体で植物を地面に突き刺し、植物が飛び散らないようにする。そのまま植物を放置して腐食させることで、道路わき２８の土壌の養分となる。

アーム１６を自動的に回転させてもよい。周方向に一定間隔で刈刃２２が並べられており、刈刃２２の進行方向によっては刈り残しが生じる恐れがある。そのため、支持体１４の一端３０またはその付近にモーターを取り付け、そのモーターの動力でアーム１６を自動的に回転させてもよい。

支持体１４は９０°に折れ曲がってＬ字形状になっている構成に限定されない。たとえば、図１０のように、２本の棒状体６０、６２または筒体が回転軸６４を介してつなぎ合わせた支持体５８であってもよい。棒状体６０または筒体の先端に回転軸６４が取り付けられており、棒状体６２または筒体が回転軸６４に回転可能に接続されており、さらに２本の棒状体６０、６２または筒体に油圧シリンダなどの動力手段６６が取り付けられている。動力手段６６が伸縮することで、２本の棒状体６０、６２または筒体の角度が変化する。道路わき２８が道路２６に対して傾斜している場合に、動力手段６６で２つの棒状体６０、６２または筒体の角度を傾斜面に対して刈刃２２が平行に移動できるように調節する。図１０は２本の棒状体６０、６２または筒体で説明しているが、さらに棒状体または筒体の本数を増やして、それらの棒状体または筒体の角度が変化するようにしてもよい。また、図１１の支持体６８のように、棒状体７０または筒体をＬ字形状にして、アーム１６付近で回転軸６４を介して棒状体７２または筒体に接続させてもよい。棒状体７０、７２と筒体に動力手段６６が取り付けられており、動力手段の伸縮することで、地面に対する棒状体７２または筒体の角度を変化できるようにしてもよい。図１０と図１１は道路２６に対して傾斜する地面に応じて刈刃２２を地面に平行にするための機構の一例であり、他の方法で刈刃２２の角度を変化できるようにしてもよい。

図１２の支持体７４のように、支持体７４が地面に対して上下動する機構を備えてもよい。たとえば、支持体７４を複数の棒状体７６、７８または筒体で構成し、一の棒状体７６または筒体に貫通する穴８０を設け、その穴８０の中に他の棒状体７８または筒体が入り込んでいる。棒状体７８または筒体の先端に車輪８２を取り付け、車輪８２が地面の上を転がる。地面に凹凸があると車輪８２がその凹凸に沿って上下動し、棒状体７８または筒体が上下動する。刈刃２２が地面に接触せずに草刈りすることができる。刈刃２２が地面に接しないため、石の飛び跳ね防止にもなる。棒状体７８または筒体が上下動するのであれば、他の機構であってもよい。なお、棒状体７８または筒体が穴８０から抜けないように、棒状体７８または筒体に穴８０を通過できない突起８４を設けてもよい。

ガードレール３４の支柱５４などの障害物の有無にかかわらず、本願の草刈り機１０によって草刈りをおこなえる。また、道路２６は舗装道路に限定されず、走行手段１２が走行できる場所の横の植物を刈り取ることができる。

ガードレール３４の一方向からの草刈りに限定されない。図１とは反対にガードレール３４の道路２６側から草刈りをおこなってもよい。また、図１３の草刈り機８６のように、支持体１４を２つに分岐させ、ガードレール３４の両側にモーター２０、刈刃２２、ガード２４など配置し、ガードレール３４の両側から草刈りをおこなってもよい。支持体１４を２つに分岐させず、２本の支持体１４を使用し、それぞれにモーター２０、刈刃２２、ガード２４などを取り付けてもよい。走行手段１２に近い側の支持体１４は走行手段１２の側部や底部に取り付けられていてもよい。支持体１４に走行手段１２に対する移動機構を設け、走行手段１２に出し入れできるようになっていてもよい。図１３の草刈り機８６においても刈刃２２の角度を変えられる機構など、上記した種々の構成を適宜適用してもよい。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

１０、８６：草刈り機
１２：走行手段
１４、５８、６８、７４：支持体
１６：アーム
１８：弾性部材
２０：モーター
２２、４４：刈刃
２４、５０：ガード
２６：道路
２８：道路わき
３０：支持体の一端
３２：支持体の他端
３４：ガードレール
３６：アームの端部
３８：切り欠き
４０、４６：円盤状の板
４２：チップソー
４８：帯状の刃
５２：棒状体
５４：ガードレールの支柱
５６：防護板
６０、６２、７０、７２、７６、７８：棒状体または筒体
６４：回転軸
６６：動力手段
８０：穴
８２：車輪
８４：突起

Claims (4)

1. 走行手段と、
   前記走行手段に取り付けられた支持体と、
   前記支持体に回転可能に取り付けられた複数のアームと、
   前記アームの端部に取り付けられたモーターと、
   前記モーターによって回転される刈刃と、
   前記刈刃の外周より大きく、刈刃とモーターとの間に配置され、刈刃が障害物に接触するよりも先に障害物に接触するガードと、
   隣り合う前記アーム同士に取り付けられた弾性部材と、
   を備え、
   前記走行手段が走行することで刈刃を移動させ、
   前記ガードが障害物に接触すると、２つのガードで障害物を挟み込みながら支持体を回転中心としてアームが回転する草刈り機。
2. 前記走行手段が道路を走行し、
   前記支持体がガードレールの上から走行手段の反対側に配置された請求項１の草刈り機。
3. 前記刈刃が刈り取った植物に対して粘着剤を塗布する手段を備えた請求項１または２の草刈り機。
4. 前記モーターに流れる電流を検出する回路を設け、検出した電流が所定範囲外の場合に、モーターを逆回転させる請求項１から３のいずれかの草刈り機。

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