JP7510176B2

JP7510176B2 - 草刈装置

Info

Publication number: JP7510176B2
Application number: JP2021105844A
Authority: JP
Inventors: 太秋中村; 友之長畑; 修一天間
Original assignee: 株式会社ササキコーポレーション
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2024-07-03
Anticipated expiration: 2041-06-25
Also published as: JP2023004257A

Description

本発明は、トラクタ等の走行機体に装着される草刈装置に関する。特に、地面の起伏に沿って追従して作業が可能な草刈装置に関する。

上下揺動可能にされたブーム或いはアームの前端部に作業部を設けた作業機の例が、特許文献１によって開示されている。この発明は、対地距離を検出する検知部であるセンサーによって、作業部である草刈装置を設定された高さ範囲内に維持させる制御装置を設けたものである。これによって、作業部を地面の起伏に追従させ、地面との当接を防止するものである。

実開昭５８－１９４６２０号公報

しかし、特許文献１に記載のようにセンサーを草刈装置の側板に設置すると、飛散物や側方を通過する障害物等によって損傷する場合もあるため、地面から遠ざけて設置、あるいは障害物等に当たりにくい位置に設置した方が望ましい。

したがって、本発明は上記課題に着眼してなされたものであり、作業場所を問わず起伏検出をするとともに障害物に対する不都合を解消し得ることができる草刈装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、少なくとも１つのブームを有し、ブームを上下旋回可能に設けたブーム装置と、このブーム装置の先端部に設け、ブーム装置の先端部から進行方向前方に延ばしたフレームと、このフレームに設けた支点筒の近傍に設けた支点軸に一端側をほぼ水平方向に旋回可能に支持されるとともに、他端側に対地作業が可能な作業部を有した作業アームと、支点筒と同軸に設けた支持軸を有し、支持軸によって支点筒に対して相対的に上下動可能に設け、且つ、支持軸の下端部に設け、作業面との接触が可能なスキッドと、このスキッドの上下動に伴って上下動をする支持軸を介して操作が可能なスイッチと、スイッチは、スキッドの上方への移動を検出するとブームを上方に旋回動作させ、スキッドの下方への移動を検出するとブームの旋回動作を解除させる制御部と、を備えた草刈装置であることを要旨とする。

この発明によれば、作業場所を問わず起伏検出をするとともに障害物に対する不都合を解消し得ることができる草刈装置を提供することができる。

実施形態を示す草刈装置の進行方向前方から見た正面図である。実施形態を示す草刈装置の進行方向左側から見た側面図である。実施形態を示す草刈装置の平面図であり、作業部が第１作業領域に位置している状態を示す。実施形態を示す草刈装置の底面図であり、作業部が第１作業領域に位置している状態を示す。実施形態を示す草刈装置の要部を断面した側面図である。実施形態を示す草刈装置の要部を断面した側面図であり、図示する右側が進行方向前方である。走行機体に設けたブーム装置に装着した草刈装置の一例を示し、背面図を表す。実施形態を示す草刈装置の流体回路図である。実施形態を示す草刈装置の制御ブロック図である。実施形態を示す草刈装置の制御フロー図である。

図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。説明においては、図１に示す左側を進行方向に対する右側、右側を進行方向に対する左側、図２に示す左側を進行方向前方側、右側を進行方向後方側として表現している。図３乃至図５に示す左側を進行方向に対する前方側、図６に示す右側を進行方向に対する前方側、として説明する。また、説明において上方向とは、作業面である地面側から離れる方向を指し、下方向とは地面側に近づく方向を指す。図面の記載において、同一または類似の部分には同一又は類似の符号を付して、その説明を省略することがある。加えて、説明に用いる図面は模式的なものであり、各部の寸法との関係等は現実のものとは異なることがある。また、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

草刈装置１は、図７に示すように、単一又は複数のブームからなる取付用フレームであるブーム装置Ａにより、トラクタ等からなる走行機体Ｔに取り付けられる。図７は、走行機体Ｔの後方に取り付けた複数のブーム装置Ａで構成されたシリンダ等によって伸縮自在あるいは屈折自在なブーム装置Ａに、草刈装置１を取り付けた一例を示す。図示したブーム装置Ａのブームを、旋回軸を支点にして上下旋回させることによって、草刈装置１を走行機体Ｔに対して上下方向に移動させることが可能である。

図１乃至４に示す草刈装置１は、取付部１０によってブーム装置Ａに取り付ける。取付部１０には、進行方向前方に延ばしたフレーム２が取り付けられる。フレーム２の下方に位置し、水平方向に旋回可能であるとともに、旋回する半径方向の先端部に作業部５１を取り付けた作業アーム５０、を備える。作業部５１には、水平回転する刈刃５１１を複数備え、刈刃５１１を回転駆動することによって草刈作業を行う。作業部５１は、作業アーム５０によって水平方向に旋回自在であるので、前方側から相対移動してくる障害物を、旋回動作しながら通過させることができる。フレーム２によって作業部５１を取付部１０から突出させて配置しているので、作業部５１の上方を覆う障害物があるような場所でも作業ができる。フレーム２の前端部の下方には、作業面である地面に接触するスキッド７３を備え、作業部５１を一定の高さに維持させることができる。さらに、作業部５１の前方及びスキッド７３を配置し、作業部５１の高さ維持を一層向上させている。

取付部１０は、ブーム装置Ａの先端部に嵌合させることで、ブーム装置Ａとの一体的な固定が可能であるとともに、この固定を解除すればブーム装置Ａとの固定が解除可能である。すなわち、草刈装置１はブーム装置Ａに対して着脱自在である。実施形態では、取付部１０の上部にブーム装置Ａを固定しているが固定位置に限定はない。また、ブーム装置Ａの先端部には進行方向に向いた軸であるローリング支点部Ａ１を設け、草刈装置１を左右に旋回動作せることができる。

取付部１０の進行方向左側である一端部には、フレーム２の後端部を固定する。実施形態でのフレーム２は、前方に長い第１フレーム２０と、第１フレーム２０の前端部に屈曲軸４０によって連結され、第１フレーム２０対して水平方向に旋回可能な第２フレーム３０によって構成されている。第１フレーム２０は長尺状の部材であり、長尺方向を前方に突出させるように配置する。第１フレーム２０の前端部にホルダ部２２を設け、このホルダ部２２に鉛直方向の軸である屈曲軸４０を設ける。この屈曲軸４０に第２フレーム３０の後端部を水平方向に旋回可能に連結する。

第２フレーム３０は長尺の部材であり、長尺方向を前方に突出させるように配置する。実施形態での第２フレーム３０は、平面視において、長尺方向を第１フレーム２０に対して傾斜させて配置している。屈曲軸４０を支点に第２フレーム３０が旋回自在に設けることで、第２フレーム３０に進行方向後方側に障害物等の衝突によって負荷がかかると、第２フレーム３０が後方側に旋回し、フレーム２の破損を防止できる。なお、実施形態では、フレーム２は第１フレーム２０と第２フレーム３０が屈曲可能に設けているが、一体化させて屈曲不能に設けてもよい。

フレーム２の前端部である第２フレーム３０の前端部の下方に、支点軸３１を設ける。支点軸３１は、第２フレーム３０の前端部から下方に向けて突出させて設けた支点筒７１の中間部近傍に設けている。支点筒７１にはスキッド７３が有する支持軸７２を支持するための部材である。支点筒７１及びスキッド７３及び支持軸７２は後述する。

支点軸３１は鉛直方向の軸であり、フレーム２の前端側の下方に設ける。実施形態の場合、フレーム２の前端部から下方に向かって垂下させた支点筒７１の中間部後方に配置させている。支点軸３１には、作業アーム５０の一端側を取り付ける。作業アーム５０は支点軸３１を中心にして水平方向に旋回自在である。

作業アーム５０の支点軸３１の軸芯から半径方向に離れる側である他端側には、作業部５１を設ける。作業部５１は、地面上に生えている草を刈る作業が可能な作業部分である。作業部５１は、刈刃５１１、モータ５１２、カバー部材５１３を備える。作業アーム５０の他端側に設けたモータ５１２を設け、この下方に配置した刈刃５１１を回転駆動させる。刈刃５１１は、複数個設けているとともに、モータ５１２を軸にして水平方向に回転自在で、モータ５１１の回転動力を受領して回転する。回転する刈刃５１１によって、作業面上に存在する草を刈ることができる。

作業アーム５０には、カバー部材５１３を設ける。カバー部材５１３は、平面視において、滴形を模した部材であり、滴状の突起部を支点軸３１側に向けて配置する。カバー部材５１３は、刈刃５１１の上方に位置して、刈刃５１１によって飛散する刈草等の物体の上方側への飛散を防止する。実施形態の場合、平面視において、作業アーム５０の他端部は支点軸３１より後方に位置させるとともに、刈刃５１１の回転駆動軸となるモータ５１２はフレーム２の側方に位置させる。

作業アーム５０は支点軸３１周りに水平旋回することで、図３に示す作業部５１を支点軸３１を通る前後長手方向を境に区分けした進行方向左側の第１作業領域Ｂと、進行方向右側の第２作業領域Ｃのそれぞれに位置させることができる。図３の実線で示す作業部５１は第１作業領域Ｂに位置した状態を示し、二点鎖線で示した作業部５１は第２作業領域に位置した状態を示している。それぞれの領域に位置させた作業部５１によって草刈作業を行う。

支点軸３１には、作業アーム５０と別体に設けるとともに、作業アーム５０と同軸周りに旋回可能な切換片５５を設ける。切換片５５は、作業アーム５０とは個別に設けるとともに、作業アーム５０とは独立して支点軸３１を中心に旋回する。切換片５５の一端部には、円弧状の長孔５５１を設ける。実施形態の場合、長孔５５１は、一端部側である第１作業領域Ｂ側に設けている。長孔５５１内には旋回規制体５２が通される。円弧状の長孔５５１の円弧中心は支点軸３１と同軸に設けているため、切換片５５は長孔５５１内で旋回自在である。

旋回規制体５２は、上下方向に長い棒状部材で、支点軸３１の近傍に配置するとともに長孔５５１内を貫通させる。さらに、旋回規制体５２は、作業フレーム５１に接触することによって、第１作業領域Ｂ及び第２作業領域Ｃのそれぞれの領域で作業フレーム５１の前進方向側への旋回角度を規制する。

切換片５５の他端部には棒状のガイドロッド５７が旋回自在に配置されている。ガイドロッド５７は、切換片５５の他端部に設けたガイドロッド支点部５７１と、作業アーム５０の他端側に設けたガイドロッド保持部５７２に架け渡すように配置されている。図３に示すように、作業部５１を第１作業領域Ｂに位置させた場合、ガイドロッド支点部５７１は第２作業領域Ｃ側に設けている。ガイドロッド保持部５７２は、第１作業領域Ｂに位置するとともにガイドロッド５７を軸方向に摺動可能に保持していて、作業アーム５０の旋回動作を阻害しない。

ガイドロッド５７の外周には、作業アーム５０を第１作業領域Ｂまたは第２作業領域Ｃのいずれか一方側に付勢する付勢体５６が配置されている。実施形態の場合、付勢体５６は圧縮ばねを用いている。ガイドロッド５７は付勢体５６がずれないように案内をする役割を持つ。ガイドロッド５７のガイドロッド支点部５７１側には、付勢体規制部５７３が固着されている。付勢体５６は、付勢体規制部５７３とガイドロッド保持部５７２の間で伸縮することによって、作業アーム５０を付勢する。付勢体５６によって、作業部５１及び作業アーム５０は進行方向前方に付勢される。

ここで、切換片５５の作用について説明する。切換片５５が支点軸３１周りに回動することで、付勢体５６の付勢方向を転換させ、作業アーム５０を第１作業領域Ｂまたは第２作業領域Ｃのいずれか一方側に押す。第１作業領域Ｂまたは第２作業領域Ｃに位置する作業アーム５０は、旋回規制体５２に作業アーム５０が接触するまで付勢体５６に押されて旋回し、旋回規制体５２に作業アーム５０が接触した位置で旋回が規制される。

図３は、作業アーム５０及び作業部５１が第１作業領域Ｂに位置している状態を示している。図３に示す円弧状に延びた矢印は、作業アーム５０及び作業部５１及び切換片５５の支点軸３１周りの回転方向である第１回転方向Ｄ及び第２旋回方向Ｅを示す。作業部５１が第１作業領域Ｂに位置している場合、支点軸３１より後方且つ第２作業領域Ｃ側に位置した、切換片５５のガイドロッド支点部５７１は、付勢体５６に押されることで切換片５５を平面視で左回転の方向である第２旋回方向Ｅに旋回させる。切換片５５の第２旋回方向Ｅへの旋回は、長孔５５１の一端部に旋回規制体５２が接触するまで行われ、接触後は切換片５５の旋回が規制される。付勢体５６は、旋回が規制された切換片５５を第２旋回方向Ｅに付勢し続けるとともに、ガイドロッド保持部５７２を押すことによって、作業アーム５０を平面視で右回転方向である第１旋回方向Ｄに、作業アーム５０が旋回規制体５２に接触するまで旋回させる。つまり、作業アーム５０及び作業部５１は、第1作業領域において進行方向前方に付勢されている。第１作業領域Ｂにおいて、作業アーム５０が旋回規制体５２に接触した位置を第１作業領域Ｂでの復帰位置と呼ぶ。

このように、第１作業領域Ｂに位置した作業部５１は、切換片５５及び付勢体５６によって第１旋回方向Ｄに付勢されることで、フレーム２の側方から遠ざかる方に展開させて第１作業領域Ｂでの復帰位置に位置させることができる。また、作業部５１及び作業アーム５０は外力によって後方側に押されると、外力に従って第２旋回方向Ｅに旋回移動する。この時、ガイドロッド保持部５７２と付勢体規制部５７３の距離は縮まり、付勢体５６は圧縮される。圧縮した付勢体５６は反発力を高めた状態となる。ガイドロッド支点部５７１は、支点軸３１とガイドロッド保持部５７２を結ぶ線分より第２作業領域Ｃ側にあるので、上記外力が取り除かれると、付勢体５６によって付勢力を受けた作業アーム５０は、第１作業領域Ｂでの復帰位置に復帰する。この場合、実際の作業における外力とは、柱等の作業部より高い障害物を指し、この障害物が作業部に衝突することで、作業アーム５０及び作業部５１は第１作業領域Ｂ内で後方に旋回する。そして外力が取り除かれると、作業アーム５０及び作業部５１は復帰位置に復帰する。

作業アーム５０及び作業部５１は、図３の二点鎖線部に示すように、切換片５５及び付勢体５６によって展開位置を第１作業領域Ｂから第２作業領域Ｃに切り換えることができる。切り換える場合は、第１作業領域Ｂに位置する作業アーム５０又は作業部５１に、第２旋回方向Ｅに向かって旋回させる。作業アーム５０を第２旋回方向Ｅに旋回させ続けると、やがて、作業アーム５０及び作業部５１は第２作業領域Ｃ側に位置する。さらに旋回させ続けると、支点軸３１と、ガイドロッド支点部５７１と、ガイドロッド保持部５７２が、平面視で一直線上に配置されることとなる。さらに、旋回させ続けると、ガイドロッド支点部５７１が、支点軸３１とガイドロッド保持部５７２が結ぶ仮想線分より第１作業領域Ｂ側に位置するので、切換片５５は付勢体５６によって第１旋回方向Ｄに旋回する。切換片５５は、長孔５５１の他端部に旋回規制体５２が接触するまで旋回し、その後、旋回規制体５２によって第１旋回方向Ｄへの旋回が規制される。すると、作業アーム５０及び作業部５１は、第２作業領域Ｃに位置するとともに、付勢体５６によって第２旋回方向Ｅである進行方向前方に向かって付勢される。付勢体５６は、旋回が規制された切換片５５を第１旋回方向Ｄに付勢し続けるとともに、作業アーム５０を平面視で左回転方向である第２旋回方向Ｅに、作業アーム５０が旋回規制体５２に接触するまで旋回させる。この位置を第２作業領域Ｃでの復帰位置と呼ぶ。

第２作業領域Ｃに位置した作業部５１は、切換片５５及び付勢体５６によって、第２旋回方向Ｅに付勢されて、フレーム２の側方から遠ざかるように展開させて第２作業領域Ｃでの復帰位置に位置させることができる。また、作業部５１及び作業アーム５０は障害物等の外力によって後方側に押されると、外力に従って第１旋回方向Ｄに旋回移動するが、この外力が取り除かれると、第２作業領域Ｃでの復帰位置に復帰する。第２作業領域Ｃに位置した作業部５１を第１作業領域Ｂに移動させるには、上記した手順と類似しているので、この説明は省略する。

切換片５５を用いることによって、１つの作業部５１を第１作業領域Ｂ又は第２作業領域Ｃのいずれか一方に展開させるとともに、それぞれの展開位置に応じた復帰位置に向くように、付勢体５６の付勢力の方向を変えることができる。

回転する刈刃５１１の半径方向の側部には、スキッドである作業部スキッド５８を設ける。作業部スキッド５８は棒状部材で形成した棒状の橇部材で、刈刃５１１の側方周囲に複数備える。説明する実施形態の場合の作業部スキッド５８は、作業アーム５０の長手方向を対称にして、刈刃５１１の側方周囲に２か所に設ける。説明において、一方の作業部スキッド５８を第１作業部スキッド５８ａ、他方を第２作業部スキッド５８ｂと呼称する。

平面視及び底面視において、作業部スキッド５８は、刈刃５１１の回転周方向に沿うように湾曲させて設ける。また、側面視での作業部スキッド５８は、カバー部材５１３の下部に接続すると共に下方に行くほど後方に傾斜した傾斜部５８１と、傾斜部５８１の下端から水平方向に延ばした接地部５８２と、接地部５８２の後端から立ち上がるとともに、上部をカバー部材５１３の下部に接続する立ち上がり部５８３と、を備える。図示する作業部スキッド５８は棒状部材で形成しているが、これに限らず、板状部材等で形成してもよく、また、設置個所を２か所以上にしてもよい。

第１作業領域Ｂにおける一方の作業部スキッド５８である第１作業部スキッド５８ａを説明する。第１作業領域Ｂにおいて、支点軸３１を基準にし、進行方向幅方向に対して最も遠い位置に、第１作業部スキッド５８ａを配置している。第１作業部スキッド５８ａの傾斜部５８１ａは、平面視で、刈刃５１１の前方側から刈刃５１１の回転方向に沿うように湾曲しながら後方に至る。傾斜部５８１ａに続く、第１作業部スキッド５８ａの接地部５８２ａは長尺状であり、長尺方向は進行方向に向いている。接地部５８２ａの後端部から立ち上がり部５８３ａを配置し、カバー部材５１３と接続している

第１作業部スキッド５８ａの傾斜部５８１ａは、草刈り作業の前進進行とともに前方から相対移動してくる作業面である地面の起伏を、後方の接地部５８２ａに案内する。案内時は傾斜部５８１ａの傾斜によって、草刈装置１を徐々に、ブーム装置Ａの先端部のローリング支点部Ａ１を軸にしてローリング動作を伴って上昇する。つまり、刈刃５１１も地面の起伏に沿って持ち上げられる。地面の起伏が、接地部５８２ａが地面に接地し、その後、長尺方向に沿って地面を滑走することで、刈刃５１１と起伏する地面との相対高さを維持できる。

地面の起伏が、接地部５８２ａの後端部である立ち上がり部５８３ａに到達すると、作業部５１を支えるものがないため、作業部５１は地面の起伏に沿って、ローリング支点部Ａ１を軸に再び下降する。このように構成することで、地面の起伏が回転する刈刃５１１に接触することを防ぐ。傾斜部５８１ａ及び接地部５８２ａは、平面視において、ローリング支点部Ａ１及び支点軸３１から最も遠い位置に配置される。第１作業部スキッド５８ａが、刈刃５１１の作業幅最外で地面の起伏を案内することで、刈刃５１１の刈高さを確保するとともに、刈刃５１１を地面との接触から保護することができる。また、接地部５８１ａが作業幅の最外に配置されることで、ローリング支点部Ａ１から接地部５８２ａを離すことができ、作業部５１のローリング動作をより確実に行える。すなわち、ローリング支点部Ａ１による旋回動作に必要な力を低減させてスムーズに旋回させる。そして、傾斜部５８１ａ及び接地部５８２ａが地面に食い込むことを防ぐことができる。

上記した説明のように作業部５１はローリング支点部Ａ１を昇降によらず、ブーム装置が有する複数のブームを屈曲動作させることによって、作業部５１を上下動させてもよい。

第１作業領域Ｂにおける他方の作業部スキッド５８である第２作業部スキッド５８ｂを説明する。第２作業部スキッド５８ｂの傾斜部５８１ｂは、第１作業部スキッド５８ａの傾斜部５８１ａに対して、進行方向幅方向の支点軸３１側に位置するとともに、やや後方に位置している。傾斜部５８１ａに対する傾斜部５８１ｂによって、一方側のスキッドである傾斜部５８１ａ及び接地部５８２ａでの起伏によるローリング動作を妨げないとともに、地面につかえることがない。

傾斜部５８１ｂに続く接地部５８２ｂは、刈刃５１１の後方側に位置し、長尺方向は進行方向と交差する向きに配置している。つまり、第２作業部スキッド５８ｂの接地部５８２ｂの長尺方向は、第１作業部スキッド５８ａの接地部５８２ａの長尺方向と、互いに交差する向きに配置されている。また、接地部５８２ｂは作業部５１の後端部に位置することとなる。このように配置することで、前方から相対的に作業部５１に移動する起伏を、第２作業部スキッド５８ｂより先に第１作業部スキッド５８ａで受ける。つまり、第１作業領域Ｂにおける第２作業部スキッド５８ｂは、作業部５１のローリング動作を妨げることがない。

第１作業領域Ｂにおける他方の第２作業部スキッド５８ｂは、接地部５８２ｂの長尺方向を進行方向と交差する向きに配置している。つまり、接地部５８２ｂの長尺方向は、作業部５１の支点軸３１周りの旋回方向にほぼ向いた状態となる。このため、第２作業部スキッド５８ｂは、作業アーム５０の支点軸３１周り旋回による作業部５１の水平方向の旋回動作を妨げない。

草刈装置１は、作業部５１を支点軸３１に対して、進行方向左右いずれか一方に突出させて、作業をさせることができる構成である。つまり、作業部５１を第２作業領域Ｃに位置させて作業をすることができる。作業部５１を第２作業領域Ｃに位置させた場合、第２作業部スキッド５８ｂは、平面視において、ローリング支点部Ａ１及び支点軸３１から最も遠い位置に配置される。また、第２作業領域Ｃにおける一方の作業部スキッド５８である第１作業部スキッド５８ａは、傾斜部５８１ａを、第２作業部スキッド５８ｂの傾斜部５８１ｂに対して、進行方向幅方向の支点軸３１側に位置させるとともに、やや後方に位置させている。

第２作業領域Ｃにおける第１作業部スキッド５８ａ及び第２作業部スキッド５８ｂの作用及び効果は、第１作業領域Ｂにおける第１作業部スキッド５８ａ及び第２作業部スキッド５８ｂの作用及び効果とは逆となる。この説明は、上記の説明と類似するものとなるため省略する。

作業部５１を第１作業領域Ｂに位置させたとき、第１作業部スキッド５８ａの接地部５８２ａは進行方向を向き、作業部５１を第２作業領域Ｃに位置させたとき、第２作業部スキッド５８ｂの接地部５８２ｂは進行方向を向くこととなる。つまり、複数配置した作業部スキッド５８の接地部５８２の内、少なくとも１つの接地部５８２の長尺方向は、作業部５１を第１作業領域Ｂ又は第２作業領域Ｃのいずれかに位置させた場合において、進行方向に向いている。このような構成とすることで、作業部５１のローリング動作による上下動をスムーズに行って地面に対する追従動作をさせるとともに、作業部５１の支点軸３１周りの水平旋回をすることによって、草刈装置１の前方から相対移動して作業部５１に衝突する障害物をやり過ごすことができる。

図示する作業部スキッド５８は、刈刃５１１の回転周方向に沿った２か所に配置して示しているが、３か所以上でもよい。この場合、少なくとも１つの作業部スキッド５８スキッドの接地部５８２の長尺方向が進行方向を向いていればよい。

カバー部材５１３と、傾斜部５８１、接地部５８２、立ち上がり部５８３で囲われた部分は、物体が通過可能な通過空間Ｓを形成している。通過空間Ｓは、刈刃５１１から側方に飛散する刈草である物体の進路を塞がないので、作業部スキッド５８と刈刃５１１の間に物体が溜まることがない。つまり、刈刃５１１は、異物の接触がない状態で作業を行えるので、刈刃５１１及びこれを回転駆動させるモータ５１２に負荷をかけずに、進行方向前方から相対的に移動してくる刈取り対象物である草を刈ることができる。

作業部５１の下部に椀状接地体５９を設ける。椀状接地体５９は、刈刃５１１の回転軸と同軸上に設けている。椀状接地体５９は、刈刃の回転とは独立して回転自在に取り付けられているので、この椀状接地体が地面に接地しても静止した状態を保ちつつ、地面の起伏等で刈刃が接触することを防止する。

椀状接地体の最下端の接地点ｓ１は、作業部スキッド５８の接地部５８２下部の接地点５８２ｓより上方に位置させている。作業部５１の下部において、地面と接触可能な部分を、作業部スキッド５８と椀状接地体５９の２段構えの構成としている。

大多数の大まかな起伏を作業部スキッド５８で案内することで、作業部５１を上下させる一方で、作業部スキッド５８で案内しきれなかった地面の起伏を椀状接地体５９が捉えることで、作業部５１を上下させる。進行とともに刈刃５１１下方に接近する地面の起伏があった場合、椀状接地体５９と地面の起伏が接触することによって、作業部５１を介して、草刈装置１を押し上げる。そして、草刈装置１は、取付部１０近傍のローリング支点部Ａ１やブーム装置Ａでの上下動を行う。

フレーム２前端部から下方に向けて配した支点筒７１には、スキッド７３を支持する上下に長い支持軸７２が同軸に挿入されている。支持軸７２は、支点筒７１に対して上下に移動可能に設ける。また、支持軸７２の下方部にスキッド７３を固定する。すなわち、スキッド７３は上下に移動自在に設けている。

図５は、スキッド７３を進行方向左側から見た拡大図であり、支点筒７１及び支持軸７２を断面した図である。また、スキッド７３は上方に移動した状態で示している。図５に示すように、支点筒７１の下端側には、支点筒７１の軸方向と交差する方向に規制ピン７４を設けている。規制ピン７４の両端は抜け止めが施され、支点筒７１から抜けないように位置が固定されている。実施形態では、規制ピン７４をボルトの軸部、抜け止め７４１をボルトの頭部とナットで構成している。無論、規制ピン７４の形態は、例示したものに限定されない。

支点筒７１に挿入される支持軸７２の下部には規制孔７５を設ける。規制孔７５は規制ピン７４の外径より大きな径で構成され、規制ピン７４はこの規制孔７５の内径側に位置するように設ける。支持軸７２は、規制孔７５の内径側に位置する規制ピン７４によって、上下動が規制される。詳細には、支持軸７２が上方に移動すると、規制孔７５の内側下部に規制ピン７４が接触し、支持軸７２がこれ以上、上方に移動できないように規制される。反対に、支持軸７２が下方に移動すると、規制孔７５の内側上部に規制ピン７４が接触し、支持軸７２が下方に移動できないように規制される。すなわち、支持軸７２は、規制孔７５内で規制ピン７４が移動できる範囲内で上下動が可能である。

規制ピン７４に規制孔７５の下部が接触した場合、さらにスキッド７３が作業面によって上方に押し上げられたとしても、上方への移動が規制孔７５によって規制されている。したがって、スキッド７３と作業部５１の相対高さは、規制ピン７４と規制孔７５との範囲内でのみ変動するので、作業部５１が有する刈刃５１１の対地高さを確保することができ、地面との接触による刈刃５１１の損傷を防ぐことができる。実施形態での規制孔７５は丸孔で示したが、形状に限定はなく、長孔状やその他の形状でもよい。

図６に示すように、支持軸７２の上部には、スキッド７３を下方側に付勢するスキッド付勢体７６を設ける。実施形態におけるスキッド付勢体７６は圧縮ばねを用いている。スキッド付勢体７６は、支点筒７１の上端側内部と支持軸上部の段差部７２１の間に位置し、支持軸７２を下方側に付勢する。したがって、支持軸７２が上方に移動する力が、スキッド付勢体７６の付勢力を上回ることによって、スキッド７３が支点筒７１に対して上方に移動する。

支持軸７２の下部に固定されたスキッド７３は、作業アーム５０より下方に位置していて、作業面である地面と接する湾曲部７３１を有した前後に長い橇状部材である。スキッド７３は、長手方向を常時進行方向に向くように設ける。スキッド７３は、湾曲部７３１が作業面に接地するとともに作業面を滑走することによって、作業部５１の刈刃５１１が作業面に接近しすぎないようにさせる。

湾曲部７３１は、刈刃５１１の回転半径より大きく設けている。実施形態での湾曲部７３１の湾曲半径は３５０ｍｍで、刈刃５１１の回転半径は２６０ｍｍに設けている。つまり、湾曲部７３１の湾曲半径を刈刃５１１の回転半径に対し、１．３５倍と大きく設けた寸法関係とすることで、スキッド７３が作業面上に存在する小さな窪みに嵌まり込むことを防ぐ。スキッド７３が小さな窪みに敏感に上下動することがないので、作業部５１も過敏に作業面に上下動することがない。すなわち、小さな窪み等による刈刃５１１の接触を防ぎ、作業部５１の損傷を防止する。

湾曲部７３１は作業面に接触しながら滑走することで、作業面の起伏に応じて支点筒７１に対して、規制ピン７４が規制孔７５で移動できる範囲内で上下動をする。作業面からスキッド７３が離れると、スキッド付勢体７６によってスキッド７３は、湾曲部７３１が地面に接地するまで下降をする、または、規制ピン７４が規制孔７５で規制されるまで下降をする。

スキッド７３は草刈装置１の前端側に位置しているので、前進に伴って作業する作業部５１が凹凸等の起伏に到達する前に、スキッド７３が先に到達できる。このため、前進移動する作業部５１が突然起伏に接触して損傷することがない。つまり、作業部５１より先に地面の起伏を捉えることが可能となる。また、湾曲部７３１の湾曲半径を刈刃５１１の回転半径より大きく設けているので、小さな起伏に過敏に反応せず、作業部５１下部の作業面への接触を防止できる。湾曲部７３１の湾曲半径が大きいことで、作業部５１が、刈刃５１１の回転半径より小さな窪みに嵌まることもないため、安定して草刈り作業を継続できる。

図６に示すように、支持軸７２の上部には操作片７８を固定させる。図６は、操作片７８周辺を拡大した図であり、支点筒７１を一部断面したである。図示する右が進行方向前方である。また、操作片７８は支持軸７２と共に上昇した状態であり、操作片７８に備えるスイッチ７９が第２フレーム３０の下面に当接した状態である。操作片７８は、支持軸７２の上部から下方に向けて折り曲げながら垂下させた板状部材で、支持軸７２と共に上下動をする。操作片７８の下端部をフレームである第２フレーム３０の下方、且つ、支点筒７１の進行方向後方側に折り曲げて構成した、スイッチ７９を取り付けるための取付部７８１を位置させる。取付部７０に取り付けるスイッチ７９は、支持軸７２及び操作片７８の上下動に伴って上下動をする。

スイッチ７９は、第２フレーム３０の下方、且つ、支点筒７１の進行方向後方側に位置している。スイッチ７９が第２フレーム３０の下方に配置されることで、第２フレーム３０の上方に障害物等が位置するような場面において、スイッチ７９は第２フレーム３０によって保護される。また、スイッチ７９が支点筒７１の後方に配置されることで、支点筒７１の前方から相対移動してくる障害物等があっても、スイッチ７９は支点筒７１で保護される。すなわち、スイッチ７９は、フレーム２の前方側及び上方側にに存在する障害物の陰になる位置に配置するので、作業中における破損を防止できる。さらに、操作片７８の上部及び支持軸７２の上部を覆うカバーを設けることもできる。このカバーによって、操作片７８及び支持軸７２の上部が防護され、障害物等によってスイッチ７９の動作が阻害されることを、さらに防ぐことができる。

スイッチ７９は、草刈装置１と別体に設置した制御部８に接続されている。実施形態では図示しないが、ブーム装置Ａの周辺に配置している。上下動をするスイッチ７９が上死点付近に達したときに、第２フレーム３０の下面に接触することによって検知信号を発することができる。すなわち、スキッド７３が上方に移動したことを検知した検知信号を発するのである。一方で、スイッチ７９が上死点付近から下方に移動すると、スイッチ７９は第２フレーム３０の下面から離れる方向に移動する。すると、スイッチ７９が第２フレーム３０の下面から離れたことを知らせる信号を発する。すなわち、スキッド７３が下方に移動したことを検知した検知信号を発するのである。

制御部８はスイッチ７９の信号を受領することによって、スイッチ７９の操作状況を検出可能である。つまり、制御部８は、スイッチ７９によって、スキッド７３が上方に移動している状態か、上方に移動している状態かのいずれかを識別可能に設けている。実施形態におけるスイッチ７９は、機械式スイッチであるリミットスイッチを使用しているが、スイッチ７９の形態はこれに限定されない。例えば、スイッチ７９は光学式や音波式等でもよい。また、スイッチ７９はスキッド７３あるいは支持軸７２の上下動による変位量あるいは変化量が検出できれば良く、これを検出する変位センサでもよい。

図９に示すように、制御部８は、スイッチ７９及び方向制御弁Ｈと接続している。図８に示す方向制御弁Ｈは、制御部８の指令によって、油圧ポンプＰで発生させた流体圧をブーム装置Ａが備えるシリンダＪに送り、ブーム装置Ａを動作させる。ブーム装置Ａの動作によって、草刈装置１は上下方向に移動できる。なお、実施形態は、方向制御弁Ｈは方向制御弁Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４のように複数設け、シリンダＪはシリンダ１Ｊ，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４のように複数設ける。制御部８によって、少なくとも1つの方向制御弁Ｈを操作し、少なくとも1つのシリンダＪを伸縮させるとともにブーム装置Ａを動作させる。

制御部８は、スイッチ７９からの検知信号を受領するとともに、この検知信号に基いて方向制御弁Ｈに動作指示を発することによって、方向制御弁Ｈを動作させて、流体圧の送出方向を切り換える。流体圧を受領したシリンダＪは、伸縮動作することでブーム装置Ａが動作し、結果として草刈装置１が上下方向に移動できる。

図１０を用いて、スイッチ７９及び制御部８による草刈装置１の動作制御を説明する。

まず、制御が開始されると、ステップＳ１にて、制御部８はスキッド７３が上昇しているかどうかを判断する。すなわち、スイッチ７９が支点筒７１に対して上昇し、第２フレーム３０に接触しているかどうかを判断する。制御部８が、スイッチ７９が支点筒７１に対して上昇せずに、第２フレーム３０に接触していないと判断した場合、すなわち、スキッド７３が上昇していないと判断した場合は、制御部８は、再度、ステップ１の判断を繰り返す。

スイッチ７９が支点筒７１に対して上昇し、第２フレーム３０に接触すると、スイッチ７９は制御部８に上昇を検知した信号である検出信号を発出する。制御部８は、この検出信号を受領することで、第２フレーム３０に接触したと判断する。つまり、制御部８はスキッド７３が上昇したと判断できる。スキッド７３が上昇したと判断した場合、次のステップＳ２に移行する。

ステップＳ２で、制御部８は方向制御弁Ｈを操作し、ブーム装置が備えるシリンダを伸縮させて、ブーム装置を上昇させる。これに伴い、取付部１０によってブーム装置二連結した草刈装置１も上昇する。

次にステップＳ３で、スキッド７３が支点筒７１に対して上昇しているかどうかを再度判断する。スイッチ７９が支点筒７１に対して上昇し、第２フレーム３０に接触したままである場合、スイッチ７９は制御部８に上昇を検知した信号である検出信号を発出し続けている。上昇した検出信号を受領している制御部８は、再度ステップ３の判断を繰り返す。スイッチ７９が支点筒７１に対して下降し、第２フレーム３０から離れた場合、スイッチ７９は制御部８に下降を検知した信号である検出信号を発出する。下降した検出信号を受領した制御部８は、次のステップ４の動作を行う。

ステップ４で、制御部８は、ブーム装置が備えるシリンダの伸縮動作を停止させるように方向制御弁Ｈを操作し、ブーム装置の上昇を停止させる。すなわち、草刈装置１の上昇動作が停止する。再度ステップ１に戻り、上記した一連の制御ステップを繰り返す。

制御部は、スキッド７３の支点筒７１に対する上下動を検知することで、草刈装置１が進行する作業面の起伏を、作業部５１が到達する前に検知することができる。制御部８は、スキッド７３が上方に移動、つまり、作業面に起伏や障害物等の突出部が存在したと検出した場合は、ブーム装置Ａによって作業部５１が上昇するように動作させることができる。スキッド７３が下方に移動、つまり、作業面に窪みや障害物等の突出部がないと検出した場合は、ブーム装置Ａを停止させ、作業部５１の上下位置を維持する。つまり、スキッド７３での作業面の突出がない場合でも、作業部５１は現在の上下位置を維持することによって、草等に更なる障害物が隠れている場合でも、作業部５１によって障害物を不用意に損傷させる恐れがない。また、障害物によって作業部５１を損傷させることもない。下降させる場合は、作業者によって方向制御弁Ｈを操作して、シリンダＪを伸縮させてブーム装置Ａを動作させることによって、作業部５１を降下させる。つまり、作業者が障害物がないことを確認後に作業部を下げることができるので、障害物及び作業部５１の互いの損傷をさせることができる。

スキッド７３が有する湾曲部７３１によって、小さな凹凸面があっても、この凹凸面にスキッド７３が嵌まることがない。過剰に上下動することがないので、スイッチ７９による検出信号が頻繁に発信させて、ブーム装置Ａが過剰に動作することもない。

実施例におけるブーム装置は、複数のブーム或いはアーム類を有しているが、草刈装置１の上下動を可能できるようにすればよいので、ブーム装置Ａは１以上の上下動作あるいは旋回動作が可能なブーム又アーム類があればよい。

支持軸７２によって、スキッド７３が垂直方向に移動するので、作業面の凹凸の大きさを直接的にスキッド７３に反映させ、支持軸７２を上下動させることができる。結果、スイッチ７９を地面の起伏高さに対して適正な操作頻度とすることができ、ブーム装置Ａが過剰に動作することもない。また、支持軸７２に配置したスキッド付勢体７６によって、スキッド７３を常時下方に付勢していて、スキッドの下面に異物がない場合において、スキッド７３が上方に移動したままとなることを防ぎ、スイッチ７９による検出動作の阻害要因を排除することができる。

本発明は、上記の実施形態及び実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示に基づく実施形態、実施例及び運用技術の改変は、特許請求の範囲に記載された範囲内で可能である。

１草刈装置
２フレーム
３１支点軸
５０作業アーム
５１作業部
５１１刈刃
５１２モータ
５１３カバー部材
５８作業部スキッド
５８１傾斜部
５８２接地部
５８２ｓ接地点
５９椀状接地体
７１支点筒
７２支持軸
７３スキッド
７３１湾曲部
７６スキッド付勢体
７８操作片
７９スイッチ
Ａブーム装置
Ｓ通過空間

Claims

少なくとも１つのブームを有し、該ブームを上下旋回可能に設けたブーム装置と、
前記ブーム装置の先端部に設け、前記ブーム装置の先端部から進行方向前方に延ばしたフレームと、
前記フレームに設けた支点筒の近傍に設けた支点軸に一端側をほぼ水平方向に旋回可能に支持されるとともに、他端側に対地作業が可能な作業部を有した作業アームと、
前記支点筒と同軸に設けた支持軸を有し、前記支持軸によって前記支点筒に対して相対的に上下動可能に設け、且つ、前記支持軸の下端部に設け、作業面との接触が可能なスキッドと、
前記スキッドの上下動に伴って上下動をする前記支持軸を介して操作が可能なスイッチと、
前記スイッチは、前記スキッドの上方への移動を検出すると前記ブームを上方に旋回動作させ、前記スキッドの下方への移動を検出すると前記ブームの旋回動作を解除させる制御部と、
を備えたことを特徴とする草刈装置。
前記スイッチは、前記支持軸の上端部に連結され、前記支持軸の上下動に同期して上下動が可能であるとともにスイッチの操作が可能な操作片と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の草刈装置。
前記スイッチは前記支点筒近傍に位置し且つ前記支点筒に対して進行方向後方に位置する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の草刈装置。
前記スイッチは前記支持軸の上端より下方に位置し且つ前記フレームより下方に位置する、
ことを特徴とする請求項1乃至３のいずれかに記載の草刈装置。
前記スキッドは前端部を上方に反らせるように円弧状に設けた湾曲部と、を備え、
前記湾曲部の半径は、前記作業部が有する刈刃の回転半径より大きい、
ことを特徴とする請求項1乃至４のいずれかに記載の草刈装置。
前記支持軸は、前記スキッドを常時下方に付勢する付勢体と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の草刈装置。