(57)【要約】【課題】旋回操作の自由度が高く実用性が高い作業車を提供する。【解決手段】芝刈り作業車１は、車幅方向に延びる軸線Ａｘ１を回転中心として回転駆動されるドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒを有する芝刈りユニット２と、芝刈りユニット２に連結されたフレーム１０と、フレーム１０に設けられた操舵駆動装置１１と、を備え、操舵駆動装置１１は、車幅方向に配置された一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒと、一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの各操舵輪を独立して転舵可能な操舵部４１Ｌ、４１Ｒと、一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒを回転駆動できる車輪駆動部４２Ｌ、４２Ｒと、を備える。【選択図】図２
2013048612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に延びる軸線を回転中心として回転駆動される非操舵輪を有する作業ユニットと、前記作業ユニットに連結されたフレームと、前記フレームに設けられた操舵駆動装置と、を備え、
前記操舵駆動装置は、前記車幅方向に配置された一対の操舵輪と、前記一対の操舵輪の各操舵輪を独立して転舵可能な操舵手段と、前記一対の操舵輪の少なくとも一つの操舵輪を回転駆動できる駆動手段と、を備える作業車。
【請求項２】
車体前後方向に延びる揺動軸線を中心として揺動可能な状態で前記フレームに連結されて前記車幅方向に延びる揺動部材を更に備え、
前記一対の操舵輪は、前記操舵手段を介して前記揺動部材に設けられている請求項１の作業車。
【請求項３】
前記フレームは、前記軸線の回りを回転可能な状態    かつ前記軸線の方向に移動不能な状態で前記作業ユニットに連結されている請求項１又は２の作業車。
【請求項４】
前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、キャスター角が０度に設定されている請求項１の作業車。
【請求項５】
前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、キングピン軸が回転軸線と直交するように設定されている請求項４の作業車。
【請求項６】
前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、前記キングピン軸が車輪幅の中央から離れた所定位置に設定されている請求項５の作業車。
【請求項７】
前記所定位置が、前記一対の操舵輪の各操舵輪が路面に接触する接触領域の境界上の位置又は当該境界に近接した位置である請求項６の作業車。
【請求項８】
前記フレームは、前記作業ユニットに連結されて、前記作業ユニットの斜め上方に延びる傾斜部を有する請求項１の作業車。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記一対の操舵輪のそれぞれに設けられた駆動部を有し、前記駆動部が前記一対の操舵輪の各操舵輪の内周側に配置されている請求項１の作業車。
【請求項１０】
前記作業ユニットとして、前記一対の操舵輪よりも車体前方に配置された芝刈りユニットが設けられ、
前記芝刈りユニットには、前記非操舵輪として、前記車幅方向に互いに隣接して配置され、直径よりも前記車幅方向の寸法が大きい一対の回転体が設けられ、前記一対の回転体よりも前方に芝を刈るための刈刃部が設けられている請求項１の作業車。
【請求項１１】
前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、キャスター角が０度に設定され、キングピン軸が回転軸線と直交するように設定され、かつ前記キングピン軸が車輪幅の中央から離れた所定位置に設定されている請求項１０の作業車。
【請求項１２】
前記所定位置が、前記一対の操舵輪の各操舵輪が路面に接触する接触領域の境界上の位置又は当該境界に近接した位置である請求項１１の作業車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の作業を行う作業ユニットを備えた作業車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から種々の作業を行う作業車が開発されている。例えば、芝刈り作業を行う芝刈り作業車として、操舵不能な左右の非操舵輪を独立駆動することによってこれらの車輪に回転差を与えて作業車を旋回させるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６６５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の作業車は左右の車輪の回転差を利用して旋回するため、旋回時の路面と車輪との摩擦が大きくなりやすい。その摩擦によって路面を荒らすことを回避するためには車輪の滑り角度を厳格に管理する必要がある。そのため、特許文献１の作業車は向きを変える旋回操作に制約を伴う。
【０００５】
そこで、本発明は、旋回操作の自由度が高く実用性が高い作業車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】
【０００６】
本発明の作業車は、車幅方向に延びる軸線を回転中心として回転駆動される非操舵輪を有する作業ユニットと、前記作業ユニットに連結されたフレームと、前記フレームに設けられた操舵駆動装置と、を備え、前記操舵駆動装置は、前記車幅方向に配置された一対の操舵輪と、前記一対の操舵輪の各操舵輪を独立して転舵可能な操舵手段と、前記一対の操舵輪の少なくとも一つの操舵輪を回転駆動できる駆動手段と、を備える。
【０００７】
この作業車によれば、各操舵輪を独立して操舵でき、かつ少なくとも一つの操舵輪を駆動できる。このため、各操舵輪の転舵角を適宜設定し、少なくとも一つの操舵輪を回転駆動することによって、各操舵輪の回転軸線が交わる非操舵輪上の任意の一点を中心として旋回できる。これにより、作業ユニットの作業内容に適した旋回が可能となるので、作業車の実用性を高めることができる。
【０００８】
本発明の作業車の一態様において、車体前後方向に延びる揺動軸線を中心として揺動可能な状態で前記フレームに連結されて前記車幅方向に延びる揺動部材を更に備え、前記一対の操舵輪は、前記操舵手段を介して前記揺動部材に設けられてもよい。この態様によれば、車幅方向の路面の凹凸や傾きを揺動部材が揺動することによって吸収できるので、作業ユニット及び各操舵輪の路面追従性が向上する。
【０００９】
本発明の作業車の一態様において、前記フレームは、前記軸線の回りを回転可能な状態かつ前記軸線の方向に移動不能な状態で前記作業ユニットに連結されてもよい。この態様によれば、作業ユニットに対してフレームが軸線の回りを回転して車体前後方向の路面の凹凸を吸収できる。これにより、作業ユニット及び各操舵輪の路面追従性が向上する。
【００１０】
本発明の作業車の一態様において、前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、キャスター角が０度に設定されてもよい。この態様によれば、キャスター角を０度よりも大きな値に設定した場合に比べて、操舵時の操作抵抗、即ち路面と操舵輪との摩擦抵抗を低減できるので、路面を荒らすことを抑えることができる。
【００１１】
キャスター角を０度に設定した場合においては、前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、キングピン軸が回転軸線と直交するように設定されてもよい。この場合には、作業車が停止した状態で操舵した場合に、操舵輪と路面との摩擦範囲をキングピン軸が回転軸線から離れた位置に設定される場合に比べて小さくすることができる。
【００１２】
キングピン軸が回転軸線と直交する場合、前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、前記キングピン軸が車輪幅の中央から離れた所定位置に設定されてもよい。このような位置にキングピン軸が設定されることにより、作業車が停止した状態で操舵した場合に各操舵輪は転がりながら方向転換できる。これにより、作業車が停止した状態での操舵時において路面と操舵輪との摩擦を低減できる。
【００１３】
この所定位置は前記一対の操舵輪の各操舵輪が路面に接触する接触領域の境界上の位置又は当該境界に近接した位置であってもよい。この場合には、作業車が停止した状態での操舵時において各操舵輪と路面との摩擦を極力低減させながら各操舵輪を転がすことができる。しかも、操舵輪から遠く離れた位置にキングピン軸が設定される場合に比べて操舵輪からキングピン軸の位置までの距離を短くできる。このため、各操舵輪の方向転換時の回転半径を小さくできる。これにより、操舵駆動装置の小型化に貢献することができる。
【００１４】
本発明の作業車の一態様において、前記フレームは、前記作業ユニットに連結されて、前記作業ユニットの斜め上方に延びる傾斜部を有してもよい。この態様によれば、作業ユニットの真上にフレームが位置しないため、作業ユニットの上部を露出させることが容易となる。これにより、作業ユニットを整備する場合や作業ユニットに対して各種操作を行う場合にフレームが妨げにならないので、整備作業の作業性及び各種操作の操作性が向上する。
【００１５】
前記駆動手段は、前記一対の操舵輪のそれぞれに設けられた駆動部を有し、前記駆動部が前記一対の操舵輪の各操舵輪の内周側に配置されてもよい。この態様によれば、操舵輪毎に駆動部が設けられているので、各操舵輪を独立して駆動制御できる。また、駆動部が操舵輪の内周側に配置されているので、駆動部から各操舵輪までに至る複雑な動力伝達経路が不要になるので構造が簡略化されかつ操舵駆動装置の小型化に貢献できる。
【００１６】
作業ユニットが行う作業内容に格別の制限はない。例えば、作業ユニットとして、床や路面の掃除を行う掃除ユニットや除雪を行う除雪ユニットを本発明の作業車に搭載することができる。また、前記作業ユニットとして、前記一対の操舵輪よりも車体前方に配置された芝刈りユニットが設けられ、前記芝刈りユニットには、前記非操舵輪として、前記車幅方向に互いに隣接して配置され、直径よりも前記車幅方向の寸法が大きい一対の回転体が設けられ、前記一対の回転体よりも前方に芝を刈るための刈刃部が設けられてもよい。この態様によれば、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る場合のように、ある程度の広さを持つ芝面に対して作業車を往復移動させて芝刈りする場合、芝の刈り残しを防止するため往復時に芝刈り範囲をオーバーラップさせることが一般的である。この態様の作業車によれば、一対の回転体上の任意の一点を中心として作業車を１８０度旋回できるので、旋回の終了と同時に芝刈り範囲のオーバーラップを設定できる。そのため、オーバーラップの設定作業を旋回後に特に行う必要がない。これにより、効率的な芝刈り作業が可能となる。
【００１７】
作業ユニットとして、芝刈りユニットが搭載される場合、前記操舵手段は、前記一対の操舵輪の各操舵輪について、キャスター角が０に設定され、キングピン軸が回転軸線と直交するように設定され、かつ前記キングピン軸が車輪幅の中央から離れた所定位置に設定されることが好ましい。この場合には、作業車を１８０度旋回させるために、作業車を停止させた状態で操舵する場合、各操舵輪は転がりながら方向転換できる。従って、芝面と操舵輪との摩擦抵抗を低減できるため、芝面を荒らすことを防止できる。
【００１８】
この所定位置は、前記一対の操舵輪の各操舵輪が路面に接触する接触領域の境界上の位置又は当該境界に近接した位置であってもよい。この場合には、作業車を停止させた操舵時に各操舵輪と芝面との摩擦を極力低減させながら各操舵輪を転がすことができる。そのため、各操舵輪と芝面との摩擦によって芝面を荒らすことを防止できる。しかも、操舵輪から遠く離れた位置にキングピン軸が設定される場合に比べて操舵輪からキングピン軸の位置までの距離を短くできるため、各操舵輪の方向転換時の回転半径を小さくできる。これにより、操舵駆動装置の小型化に貢献できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明の作業車によれば、各操舵輪の転舵角を適宜設定し、少なくとも一つの操舵輪を回転駆動することによって、各操舵輪の回転軸線が交わる非操舵輪上の任意の一点を中心として旋回できる。これにより、作業ユニットの作業内容に適した旋回が可能となるので、作業車の実用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一形態に係る芝刈り作業車を示した図。
【図２】図１の芝刈り作業車を矢印II方向から示した図。
【図３】図１の芝刈り作業車を矢印III方向から示した図。
【図４】ドラム式車輪の断面図。
【図５】操舵部を車幅方向から示した拡大図。
【図６】操舵部を車体後方から示した拡大図。
【図７】芝刈り作業車の走行及び旋回パターンを示した図。
【図８】第１ピボットターンの詳細を示した図。
【図９】左回りの第２ピボットターンの詳細を示した図。
【図１０】右回りの第２ピボットターンの詳細を示した図。
【図１１Ａ】昇降装置の詳細及び刈刃部を上昇させた状態を示した図。
【図１１Ｂ】昇降装置の詳細及びドラム式車輪を上昇させた状態を示した図。
【図１２】位置切替部材と位置調整ピンとを利用した形態を示した図。
【図１３】初期状態のジャッキ装置を示した斜視図。
【図１４】リフト状態のジャッキ装置を示した斜視図。
【図１５】ジャッキ装置を芝刈り作業車に装着した状態を示した斜視図。
【図１６】フリーエンコーダの一部を示した斜視図。
【図１７】フリーエンコーダの機械的動作を示した断面図。
【図１８】芝刈りユニットの刈刃クラッチを操作する操作機構を示した図。
【図１９】芝刈りユニットのブレーキを操作する操作機構を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１〜図３に示すように、芝刈り作業車１は、作業ユニットとしての芝刈りユニット２と、芝刈りユニット２とともに走行可能な本体３とを備えている。芝刈り作業車１の車体前後方向は図１の左右方向に、車体上下方向は図１の上下方向に、車幅方向又は左右方向は図２の上下方向にそれぞれ相当する。芝刈り作業車１の各部品の左右を区別するために参照符号にＬ、Ｒを付加する場合がある。芝刈り作業車１は無線操縦モード、手動操縦モード及び自律走行モードの間で運転モードを切り替え可能である。ユーザはこれらのモードを用途に合わせて選択して芝刈り作業車１を使用できる。芝刈りユニット２は芝刈り作業を行うリール式の芝刈機を基礎として構成されている。本体３は、芝刈りユニット２に連結されたフレーム１０と、フレーム１０に設けられた操舵駆動装置１１と、各種の電子機器や周辺装置を含んだ電装ユニット１２と、芝刈り作業車１を操作するための操作ユニット１３とを有する。なお、便宜上、各図において電装ユニット１２の具体的かつ詳細な図示を省略した。また、図２及び図３おいては操作ユニット１３の図示を省略した。
【００２２】
芝刈りユニット２はベース１５（図２参照）を有し、このベース１５には芝刈り作業を行うための各種の機器が設けられている。芝刈りユニット２はベース１５に搭載されたエンジン１６と、エンジン１６の出力を変速して各部に伝達する変速機１７とを含む。変速機１７から出力された動力は左右のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒに伝達されるとともに、円筒状の刈刃部２０に伝達される。刈刃部２０は螺旋状の複数の刈刃２０ａが円筒状の骨格に取り付けられることにより構成されている。
【００２３】
図４にも示したように、ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは、車幅方向に延びる軸線Ａｘ１を回転中心として回転駆動される非操舵輪として構成されている。ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは直径よりも車幅方向の寸法が大きくなるように形成されている。これにより、芝面への接触圧を減少させ、芝面の損傷を軽減できる。ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは、車幅方向に互いに隣接して配置され、連結機構２１によって互いに相対回転な状態で連結されている。ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは車幅方向に突出する車軸２５Ｌ、２５Ｒを有している。変速機１７と車軸２５Ｌ、２５Ｒとの間の動力伝達経路には不図示のディファレンシャル機構が設けられている。このディファレンシャル機構によってドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは差動回転できる。一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは一対の回転体に相当する。
【００２４】
ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの前方にはサッチングローラ２６及びスムージングローラ２７が配置されている。サッチングローラ２６は芝生内に入り込んだ刈かすを除去する。スムージングローラ２７はベース１５に対して昇降可能に取り付けられていて、スムージングローラ２７によって刈刃部２０による芝の刈り取り長さを調整できる。刈刃部２０にて刈り取られた芝の刈かすは、不図示のカバーにて前方に案内されてから芝刈りユニット２の前端部に設けられた収集排出装置３０に収集される。収集排出装置３０には芝の刈かすが流入する流入口３１が形成されている。
【００２５】
図１及び図２に示すように、フレーム１０はドラム式車輪１８の車軸２５に対して回転自在に取り付けられている。これによりフレーム１０は軸線Ａｘ１の回りを回転可能な状態かつ軸線Ａｘ１の方向に移動不能な状態で作業ユニット２に連結される。これにより、芝刈りユニット２に対してフレーム１０が軸線Ａｘ１の回りを回転して車体前後方向の路面の凹凸を吸収できる。そのため、芝刈り作業車１の路面追従性が向上する。フレーム１０は芝刈りユニット２に対する連結位置から斜め上方に延びる傾斜部３５と、傾斜部３５から水平方向に延びる水平部３６とを有している。フレーム１０が傾斜部３５を有しているので、芝刈りユニット２の真上にフレーム１０等の構造物が位置しない。このため、芝刈りユニット２の上部を露出させることが容易となり、芝刈りユニット２を整備する場合や芝刈りユニット２に対して各種操作を行う場合にフレーム１０が妨げにならないので整備作業の作業性及び各種操作の操作性が向上する。水平部３６には電装ユニット１２及び操作ユニット１３がそれぞれ配置される。水平部３６の前端にはラック部３７が取り付けられている。ラック部３７の上部には電装ユニット１２のＧＰＳアンテナ１２ａ及び無線アンテナ１２ｂがそれぞれ取り付けられている。また、ラック部３７の上部には不図示の生物検知センサ及びヘッドライトがそれぞれ取り付けられている。
【００２６】
操舵駆動装置１１は、車幅方向に配置された一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒと、各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒを独立して転舵するための操舵部４１Ｌ、４１Ｒと、各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒを駆動する車輪駆動部４２Ｌ、４２Ｒと、を備えている。操舵駆動装置１１の左右一対の構成要素は左右対称の構造である。左右の操舵部４１Ｌ、４１Ｒを一組としたものが操舵手段に相当し、左右の車輪駆動部４２Ｌ、４２Ｒを一組としたものが駆動手段に相当する。各操舵輪４０は円筒状の本体４０ａの外周面に合成ゴム４０ｂが焼き付けられることにより構成されている。各操舵輪４０のコーナーが面取りされることにより各操舵輪４０にはショルダー部４０ｃが形成される。操舵輪４０Ｌ、４０Ｒは、操舵部４１Ｌ、４１Ｒを介して揺動部材４４に取り付けられている。
【００２７】
図１及び図３に示すように、揺動部材４４は車幅方向に延びている部材である。揺動部材４４は、その中央を通り車体前後方向に延びる揺動軸線Ａｘ２を中心として揺動可能な状態でフレーム１０に連結されている。これにより、車幅方向の路面の凹凸や傾きを揺動部材４４が揺動することによって吸収できるので、芝刈り作業車１の路面追従性が向上する。具体的には、揺動部材４４の中央を貫く揺動軸４５が、フレーム１０に固定されたブラケット４６に不図示の軸受を介して取り付けられることによって、揺動部材４４がフレーム１０に連結されている。揺動部材４４の中心部を基準として左右対称に操舵部４１Ｌ、４１Ｒが取り付けられている。
【００２８】
操舵部４１は、車軸４８の中心を通る回転軸線Ａｘ３の回りに回転可能に操舵輪４０を支持するハブキャリア５０と、ハブキャリア５０に一端が固定され、他端が上方に延びて揺動部材４４に回転自在に設けられた旋回軸５１と、旋回軸５１を回転駆動する操舵機構５２とを備えている。操舵機構５２は、駆動源である電動モータ５３と、電動モータ５３の回転を旋回軸５１に伝達する伝達機構５４と、旋回軸５１の回転角度、即ち操舵輪４０の転舵角を検出する回転角度センサ５５とを備えている。図５及び図６にも示すように、伝達機構５４は電動モータ５３に連結された駆動プーリ５４ａと、旋回軸５１の先端部に連結された被駆動プーリ５４ｂと、駆動プーリ５４ａ及び被駆動プーリ５４ｂに掛け渡されたベルト５４ｃと、ベルト５４ｃの張力を調整するテンションプーリ５４ｄとを備えている。駆動プーリ５４ａ及び被駆動プーリ５４ｂはそれぞれ歯付きプーリであり、ベルト５４ｃは各プーリ５４ａ、５４ｂに噛み合う歯付きベルトである。
【００２９】
図５及び図６に示すように、操舵部４１は、旋回軸５１がキングピン軸Ｋｐに一致している。そして、キャスター角が０度であり、キングピン軸ＫＰが回転軸線Ａｘ３と直交している。キャスター角が０度であると、それ以外の場合に比べて操舵時の芝面と操舵輪４０との摩擦抵抗を低減できるので、芝面を荒らすことを抑えることができる。また、キングピン軸Ｋｐが回転軸線Ａｘ３と直交しているから、芝刈り作業車１が停止した状態での操舵時の操舵輪４０と芝面との摩擦範囲を、キングピン軸Ｋｐが回転軸線Ａｘ３から離れた位置、例えばキングピン軸Ｋｐが回転軸線Ａｘ３よりも前方又は後方に離れた位置に設定される場合に比べて小さくすることができる。
【００３０】
また、図６に示すように、操舵部４１は、キングピン軸Ｋｐが操舵輪４０の車輪幅の中央Ｃから離れた位置に設定されている。本形態では、操舵輪４０が平面状の路面に接触する接触領域ＡＲの境界Ｐに近接する操舵輪４０の幅方向の端に、キングピン軸Ｋｐが設定されている。このような位置にキングピン軸Ｋｐが設定されることにより、芝刈り作業車１が停止した状態で操舵した場合に操舵輪４０は転がりながら方向転換でき、芝面との摩擦を極力低減できる。しかも、操舵輪４０から遠く離れた位置にキングピン軸Ｋｐが設定される場合に比べて操舵輪４０からキングピン軸Ｋｐの位置までの距離を短くできるため、操舵輪４０の方向転換時の回転半径を小さくできる。これにより、操舵駆動装置１１の小型化に貢献できる。キングピン軸Ｋｐの位置を境界Ｐに設定しても上記とほとんど同じ効果を得ることができる。
【００３１】
図３に示したように、車輪駆動部４２は、ハブキャリア５０に取り付けられた電動モータ６０と、電動モータ６０の回転を減速して操舵輪４０の車軸４８に伝達する減速機６１とを備えている。電動モータ６０及び減速機６１は操舵輪４０の半径方向外側にはみ出ずに、操舵輪４０の内周側に収まっている。つまり車輪駆動部４２は操舵輪４０の内周側に配置されている。そのため、車輪駆動部４２から操舵輪４０までに至る複雑な動力伝達経路が不要になるので構造が簡略化されかつ小型化に貢献できる。
【００３２】
以上説明したように、芝刈り作業車１は一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒを独立して転舵及び駆動できる操舵駆動装置１１を備えているので、芝刈り作業車１は芝刈り作業に適した走行及び旋回ができる。図７に示すように、各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの転舵角及び回転駆動方向を適宜設定することにより、従来からの作業車と同様の走行が可能である。即ち、芝刈り作業車１は、（ａ）直線走行、（ｂ）左旋回走行、及び（ｃ）右旋回走行がそれぞれ可能である。また、芝刈り作業車１を停止させた状態で旋回させる場合、各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの回転軸線が交わり、かつ一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒ上の任意の一点を中心として旋回が可能である。例えば、芝刈り作業車１は、（ｄ）一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの境目を旋回中心Ｔｃとした左回りのピボットターン、（ｅ）一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの境目を旋回中心Ｔｃとした右回りのピボットターン、（ｆ）左のドラム式車輪１８Ｌの左端部を旋回中心Ｔｃとした左回りのピボットターン、及び（ｇ）右のドラム式車輪１８Ｒの右端部を旋回中心Ｔｃとした右回りのピボットターンがそれぞれ可能である。
【００３３】
図７の（ｄ）及び（ｅ）のピボットターンは、１８０度旋回した場合に左右方向に位置をずらさずに芝刈り作業車１を反転させる。これを第１ピボットターンと呼ぶ。図８に示すように、第１ピボットターンにおいて、芝刈り作業車１は各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒが走行軌跡ＣＬ、ＣＲを一致させて走行しながら旋回中心Ｔｃを中心として旋回する。第１ピボットターンは、一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの境目が旋回中心Ｔｃとなるので、旋回の前後で一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒが入れ替わるが左右方向に位置ずれしない。
【００３４】
一方、図７の（ｆ）及び（ｇ）のピボットターンは、１８０度旋回した場合に左右方向に位置をずらして芝刈り作業車１を反転させる。これを第２ピボットターンと呼ぶ。図９及び図１０に示すように、第２ピボットターンにおいて、芝刈り作業車１は各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒが走行軌跡ＣＬ、ＣＲに沿って走行しながら旋回中心Ｔｃを中心として旋回する。第２ピボットターンは、旋回の前後で一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒが右方向又は左方向にずれる。図９及び図１０に示すように、ドラム式車輪１８の端部からの旋回中心Ｔｃまでの距離をオフセットＸとした場合、ドラム式車輪１８の旋回前後のオーバーラップＯＬはオフセットＸの２倍となる。刈刃部２０（図２参照）の横幅は、一対のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの軸方向の合計寸法と等しいので、図９又は図１０のオーバーラップＯＬは刈刃部２０による芝刈り範囲のオーバーラップと等しい。
【００３５】
例えば、ゴルフ場のグリーンの芝を刈る場合のように、ある程度の広さを持つ芝面に対して芝刈り作業車１を往復移動させて芝刈りする場合、芝の刈り残しを防止するため往復時に芝刈り範囲をオーバーラップさせることが一般的である。芝刈り作業車１は、上記のようにオフセットＸを各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの転舵角によって設定して、第２ピボットターンを行うことができる。従って、第２ピボットターンの終了と同時に芝刈り範囲のオーバーラップを設定できるため、オーバーラップの設定作業を旋回後に特に行う必要がない。これにより、効率的な芝刈り作業が可能となる。
【００３６】
図１及び図２示すように、芝刈り作業車１には、芝刈りユニット２を昇降させる昇降装置６５が設けられている。昇降装置６５は、芝刈りユニット２に設けられた第１支持部６６と、本体３の一部であるフレーム１０に設けられた第２支持部６７と、第１支持部６６と第２支持部６７との間に設けられた駆動機構としてのリニアアクチュエータ６８とを備えている。リニアアクチュエータ６８は、駆動源を有する本体部６９と、本体部６９に組み付けられた伸縮ロッド７０とを有する。伸縮ロッド７０の先端部７０ａは第１支持部６６にリンク結合され、本体部６９の後端部６９ａは第２支持部６７にリンク結合されている。先端部７０ａが第１端部に、後端部６９ａが第２端部にそれぞれ相当する。リニアアクチュエータ６８は伸縮ロッド７０を本体部６９に対して設計範囲内においてストロークさせることができる。これにより、リニアアクチュエータ６８は伸縮ロッド７０の先端部７０ａと、本体部６９の後端部６９ａとの距離を変化させることができる。本形態においては、芝刈りユニット２のドラム式車輪１８及びスムージングローラ２７がそれぞれ路面に接触し、かつ操舵輪４０が路面に接触している状態を基準とした伸縮ロッド７０の先端部７０ａと本体部６９の後端部６９ａとの距離が基準距離に相当する。
【００３７】
図１１Ａにも示したように、第１支持部６６には、伸縮ロッド７０の先端部７０ａの結合位置の拘束とその解除を行う拘束具７１が取り付けられている。先端部７０ａの結合位置を変化させるため、第１支持部６６には上方向に湾曲した長孔７２が形成されている。この長孔７２の範囲内で伸縮ロッド７０の先端部７０ａの結合位置を変化させることができる。この結合位置を調整する場合には、まず拘束具７１を解除状態として、長孔７２に沿って結合位置を変更する。次に、変更後の結合位置にて拘束具７１を解除状態から拘束状態へ切り替える。これにより、結合位置を所望の位置に調整できる。拘束具７１と長孔７２とを組み合わせたものが位置調整機構に相当する。
【００３８】
図１１Ａに示すように、ドラム式車輪１８及び操舵輪４０がそれぞれ路面に接触した状態からリニアアクチュエータ６８の伸縮ロッド７０を２点鎖線の位置まで縮めると、ドラム式車輪１８が路面に接触した状態のまま芝刈りユニット２が軸線Ａｘ１を中心として上方に回転しながら持ち上げられる。これにより刈刃部２０が路面から浮かぶため、芝刈り作業を中断できる。そして、刈刃部２０が路面から浮いた状態から、伸縮ロッド７０を実線で示した元の長さに戻すことにより、刈刃部２０を路面に接触させて芝刈り作業を再開できる。また、昇降装置６５を利用して刃部２０を芝面から浮かせた状態であれば、芝刈り作業車１にピボットターンをさせても刈刃部２０が芝面に接触したまま引き摺られることがない。従って、芝刈り作業車１のピボットターン時に芝面を著しく傷つけることを防止できる。なお、刈刃部２０のリフト量ｈ１は、伸縮ロッド７０のストローク又は先端部７０ａの結合位置の調整によって変更可能である。
【００３９】
一方、図１１Ｂに示すように、ドラム式車輪１８及び操舵輪４０が路面にそれぞれ接触し、かつ芝刈り作業車１が停止した状態からリニアアクチュエータ６８の伸縮ロッド７０を矢印方向に延長すると、芝刈りユニット２がスムージングローラ２７を支点として図１１Ａの場合とは反対回りに回転する。これにより、スムージングローラ２７及び操舵輪４０を路面に接触させた状態でドラム式車輪１８を路面から浮かすことができる。スムージングローラ２７が芝刈りユニット２の回転動作の支点となるため、ドラム式車輪１８の浮上動作時に芝刈りユニット２が芝面に噛み込む等の不具合の発生を防止できる。ドラム式車輪１８のリフト量ｈ２は伸縮ロッド７０のストローク又は先端部７０ａの結合位置の調整によって変更可能である。なお、図１１Ｂの浮上動作を行うにあたり、リニアアクチュエータ６８のストローク量が足りない場合は、伸縮ロッド７０の先端部７０ａの結合位置を車体後方側へ調整することによってストローク量の不足を補うことができる。
【００４０】
芝刈り作業車１は、ドラム式車輪１８よりも直径が大きな移動用車輪Ｔｗを車軸２５に着脱できるように構成されている。昇降装置６５にてドラム式車輪１８を浮かせることができるので、移動用車輪Ｔｗを着脱する際に油圧ジャッキ等の装置を利用して芝刈りユニット２をジャッキアップする必要がない。従って、芝刈り作業車１の実用性が向上する。また、伸縮ロッド７０の先端部７０ａの結合位置を調整することにより、リニアアクチュエータ６８のストローク量に対する各リフト量ｈ１、ｈ２を変化させることができる。また、同調整によって、リニアアクチュエータ６８の作動時の負荷を調整することもできる。
【００４１】
伸縮ロッド７０の先端部７０ａの結合位置を、図１１Ａの態様に適した位置と図１１Ｂの態様に適した位置との間で選択的に切り替えることも可能である。このような切り替えは図１２に示した板状の位置切替部材７３と位置調整ピン７４とを連係させることで実現できる。位置切替部材７３は、伸縮ロッド７０を挟んで第１支持部６６の反対側に位置するようにして芝刈りユニット２に取り付けられる。位置切替部材７３には、第１支持部６６に形成された長孔７２と重なる位置に２つの長孔７２Ａ及び長孔７２Ｂが形成されている。長孔７２Ａは車体前方側でかつ図１１Ａに示した刈刃部２０の昇降時に適した位置に配置されている。長孔７２Ｂは車体後方側でかつ図１１Ｂに示した車輪１８の浮上動作時に適した位置に配置されている。位置調整ピン７４は伸縮ロッド７０の先端部７０ａを貫いた状態で長孔７２Ａ及び長孔７２Ｂに対して抜き差しできる。従って、刈刃部２０を昇降させる場合（図１１Ａ参照）には位置調整ピン７４を長孔７２Ａに挿入する。これにより、伸縮ロッド７０の先端部７０ａが長孔７２Ａの範囲で位置決めされ、位置調整ピン７４が作用点となって刈刃部２０を昇降させることができる。一方、車輪１８を浮上させる場合（図１１Ｂ参照）には、位置調整ピン７４を長孔７２Ａから抜いて、長孔７２Ｂに挿入する。これにより、伸縮ロッド７０の先端部７０ａが長孔７２Ｂの範囲で位置決めされ、位置調整ピン７４が作用点となって車輪１８の浮上が可能となる。この形態においては、位置切替部材７３の各長孔７２Ａ、７２Ｂと位置調整ピン７４とを組み合わせたものが位置調整機構に相当する。なお、長孔７２Ａ又は長孔７２Ｂに位置調整ピン７４が挿入された状態で、拘束具７１を用いて先端部７０ａの結合位置を微調整することも可能である。また、長孔７２Ａ又は長孔７２Ｂと位置調整ピン７４との遊びを無くすこともできる。
【００４２】
図２に示したように、芝刈りユニット２の重心Ｇは中央よりも左側に位置している。即ち、芝刈りユニット２の重量配分は軸線Ａｘ１の方向の中央から左側に偏っている。昇降装置６５の第１支持部６６及び第２支持部６７は、それぞれ重量配分が偏る左側に位置し、かつ車体前後方向に並んでいる。そのため、昇降装置６５による芝刈りユニット２の昇降中に車幅方向のバランスが崩れ難い。これにより、芝刈りユニット２の昇降動作が安定する。なお、各支持部６６、６７を重心線と交差し、かつ車体前後方向に延びる直線上に配置することもできる。この場合には、昇降時の作業ユニット２の車幅方向のバランスが完全に釣り合うので、作業ユニット２の昇降動作の安定性が更に向上する。
【００４３】
図１３〜図１５に示すように、芝刈り作業車１は、操舵輪４０を路面から浮かすためのジャッキ装置７５を着脱できる。ジャッキ装置７５はスライドベース７６と、そのスライドベース７６に対して平行に配置された下部ベース７７とを有している。ジャッキ装置７５は、スライドベース７６が芝刈り作業車１の側のホルダー装置７８に対してスライドしながら装着されることにより、芝刈り作業車１に対して着脱される（図１５参照）。ホルダー装置７８は左右の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの間に配置され、スライド方向を車体前後方向に一致させた状態でフレーム１０の水平部３６に固定されている。ホルダー装置７８は、ジャッキ装置７５が装着された場合に車幅方向及び上下方向の移動を拘束できるように、スライドベース７６と噛み合うことができる。
【００４４】
ジャッキ装置７５は、スライドベース７６と下部ベース７７とを平行に保ちながらこれらの間隔を図１３の状態から図１４の状態へ変更可能なジャッキ機構部８０と、下部ベース７７に設けられたキャスター部８１とを更に備えている。ジャッキ機構部８０は駆動モータ８０ａの動力を利用して、スライドベース７６と下部ベース７７との間に介在するリンク機構８０ｂを上下動させる周知の機構である。キャスター部８１は、上下方向に延びて下部ベース７７に回転自在に取り付けられた旋回軸８１ａと、図１４のように向きが変化した状態から直進状態の基準位置にばね力を利用して復帰させる戻り機構８１ｂとを有している。
【００４５】
図１３に示した初期状態のジャッキ装置７５を芝刈り作業車１に装着してからジャッキ機構部８０を作動させて図１４のリフト状態に変化させる。これにより、図１５に示すように、各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒを路面から浮かすことができる。上述した移動用車輪Ｔｗ（図１１Ｂ参照）が装着された状態で、ジャッキ装置７５にて各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒをジャッキアップすることにより、芝刈り作業車１は左右の移動用車輪Ｔｗと、キャスター部８１とによって支持される。これにより、芝刈り作業車１を移動用車輪Ｔｗに出力されるエンジン１６の駆動力によって又は人力によって無理なく移動させることが可能になる。
【００４６】
図１に示したように、芝刈り作業車１はその走行状態を検出するため、前輪側エンコーダ１１１、後輪側エンコーダ１１２及びこれらの中間に位置するフリーエンコーダ１１３が設けられている。前輪側エンコーダ１１１は左右のドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの車輪毎に設けられ、後輪側エンコーダ１１２は左右の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの車輪毎に設けられている。フリーエンコーダ１１３は車幅方向の中央に一つ設けられている。
【００４７】
上述したように、ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒは、互いに差回転しかつそれぞれ駆動トルクを発生する。前輪側エンコーダ１１１を用いて差回転や各車輪のスキッドを検出できる。それにより、ドラム式車輪１８Ｌ、１８Ｒの駆動制御の精度向上を図ることができるとともに、一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒを駆動させるタイミングを得ることができる。一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒは独立に駆動できるため、芝刈り作業車１の前後進時や旋回時に差回転やスキッドが発生する。後輪側エンコーダ１１２を用いて差回転や各車輪のスキッドを検出することができる。これにより、芝刈り作業車１を予定した走行軌跡に正確に合わせた各操舵輪４０Ｌ、４０Ｒの駆動制御が可能になる。
【００４８】
図１に示したように、フリーエンコーダ１１３は駆動力を持たずに自由に回転できるキャスター構造である。そのため、束縛のない自然な転がりが得られる。図１６及び図１７にも示したように、フリーエンコーダ１１３は、上下方向に延びて回転自在な旋回軸１１４と、上下方向のストロークＳｈ（図１７参照）を許容するサスペンション１１５を有している。そのため、芝刈り作業車１の進行方向の変化や路面の変化に容易に追従することができる。従って、芝刈り作業車１の正確な走行状態を検出することが可能となる。一般に、車両の走行状態の検出するセンサとして、路面へ検査光を照射し、その反射光に基づいて位置情報を検出する光学的センサが従来から知られている。しかし芝刈り作業車１は芝面を走行するものであるから、こうした光学的センサを用いても芝面からの反射光が乱れるため検査精度を確保することが難しい。従って、上述のように路面追従性が高められたフリーエンコーダ１１３は芝刈り作業車１への適用に有効である。
【００４９】
図１に示した操作ユニット１３は、芝刈りユニット２の操作について手動操作と自動操作とを兼用できる操作機構１２０、１４０を備えている。図１８に示したように、操作機構１２０は芝刈りユニット２の例えば刈刃クラッチＣＬを操作するための操作レバー１２２を有している。操作レバー１２２は回転軸１２２ａの回りに回転できる。刈刃クラッチＣＬと操作レバー１２２とはワイヤ１２３を介して連結されている。ワイヤ１２３の端部１２３ａには過大な操作力の入力を抑制するコイルばね１２４が設けられている。コイルばね１２４は操作レバー１２２の操作力を伝達する中間機構１２５に連結されている。従って、ユーザが操作レバー１２２を矢印方向に回転させると、その操作力が中間機構１２５を介してワイヤ１２３に伝達されてワイヤ１２３が引っ張られる。これにより、刈刃クラッチＣＬを手動で操作できる。
【００５０】
操作機構１２０は、刈刃クラッチＣＬを自動で操作するため、駆動機構としてのロータリーアクチュエータ１３１と、操作レバー１２２とロータリーアクチュエータ１３１との間に介在する介在部材１３２とを更に備えている。介在部材１３２は一端が操作レバー１２２にリンク結合されるとともに、他端が長孔１３３を介してロータリーアクチュエータ１３１のピン１３１ａに結合されている。ピン１３１ａは介在部材１３２の長孔に対して滑りながら相対回転可能な状態で結合されている。ロータリーアクチュエータ１３１が矢印方向に回転すると、介在部材１３２が矢印方向に移動して、操作レバー１２２を矢印方向に回転させることができる。そのため、ロータリーアクチュエータ１３１を制御することによって、刈刃クラッチＣＬを自動操作できる。ロータリーアクチュエータ１３１のピン１３１ａと介在部材１３２とは長孔１３３の両端部を移動の限度として相対移動可能である。従って、操作レバー１２２を手動で動かした場合には、介在部材１３２がピン１３１ａに対して相対移動する。それにより、操作レバー１２２に対する手動操作に伴う操作力はロータリーアクチュエータ１３１に入力されない。そのため、刈刃クラッチＣＬに対して手動操作と自動操作とを操作機構１２０にて兼用できる。
【００５１】
図１９に示したように、操作機構１４０は芝刈りユニット２の例えばブレーキＢＫを操作する操作レバー１４２を有している。操作レバー１４２は回転軸１４２ａの回りに回転できる。ブレーキＢＫと操作レバー１２２との間にはワイヤ１４３が介在している。ワイヤ１４３の一端は操作レバー１４２に連結されており、ワイヤ１４３の他端は中間部材１４５を介してブレーキＢＫに連結されている。中間部材１４５にはワイヤ１４３の直径よりも若干大きな内径を持つ取り付け孔１４６が形成されている。ワイヤ１４３は取り付け孔１４６に挿入されており、その先端部には取り付け孔１４６の内径よりも十分に大きな抜け止め部材１４７が固定されている。これにより、操作レバー１４２が矢印方向に操作されるとワイヤ１４３が矢印方向に引かれる。ワイヤ１４３の先端部には抜け止め部材１４７が固定されているので、その抜け止め部材１４７が中間部材１４５に突き当たる。そのため、中間部材１４５が矢印方向に引かれてブレーキＢＫが矢印方向に操作される。これにより、ブレーキＢＫを手動で操作できる。ワイヤ１４３はブラケット１４８にて支持されており、そのブラケット１４８と中間部材１４５との間にはリターンスプリング１４９が装着されている。そのため、操作レバー１４２が操作位置から離されるとリターンスプリング１４９の弾性力によって、操作レバー１４２は元の位置に復帰する。
【００５２】
操作機構１４０は、ブレーキＢＫを自動で操作するため、駆動機構としてのロータリーアクチュエータ１５１と、そのピン１５１ａにリンク結合されたロッド１５２とを有している。中間部材１４５にはロッド１５２の直径よりも若干大きな内径を持つ取り付け孔１５５が形成されている。ロッド１５２は取り付け孔１５５に挿入されており、その先端部には取り付け孔１５５の内径よりも十分に大きな抜け止め部材１５６が固定されている。ロータリーアクチュエータ１５１が矢印方向に回転すると、ロッド１５２が矢印方向に引かれる。ロッド１５２の先端部には抜け止め部材１５６が固定されているので、抜け止め部材１５６が中間部材１４５に突き当たる。そのため、中間部材１４５が矢印方向に引かれてブレーキＢＫが矢印方向に操作される。従って、ロータリーアクチュエータ１５１を制御することによってブレーキＢＫを自動操作できる。中間部材１４５はロッド１５２の先端部に取り付けられた抜け止め部材１５６に突き当たらない限り、ロッド１５２が挿入された状態で自由に移動できる。そのため、操作レバー１４２に対する手動操作に伴う操作力はロータリーアクチュエータ１５１に入力されない。また、ロータリーアクチュエータ１５１による自動操作時も同様に、中間部材１４５はワイヤ１４３が挿入された状態で自由に移動できる。従って、ワイヤ１４３や操作レバー１４２は動かない。そのため、ブレーキＢＫに対して手動操作と自動操作とを操作機構１４０にて兼用できる。
【００５３】
本発明は上記形態に限定されず、種々の形態にて実施できる。一対の操舵輪４０Ｌ、４０Ｒのいずれか一方の操舵輪のみを回転駆動する形態にて本発明を実施することもできる。いずれか一方の操舵輪を駆動できれば、上記形態と同様の走行及び旋回パターン（図７参照）を実現できる。また、床や路面の掃除を行う掃除ユニットを搭載した掃除作業車や除雪を行う除雪ユニットを搭載した除雪作業車として本発明を実施することもできる。キャスター角やキングピン軸の位置等の操舵輪に関するジオメトリは作業ユニットの作業内容に応じて適宜設定してよい。また、左右の非操舵輪は図４に示した形態に限定されない。例えば、直径よりも車幅方向の寸法が大きい左右の車輪のそれぞれを、一本の共通の車軸に対して回転自在に装着した形態にて非操舵輪を実施することも可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  芝刈り作業車（作業車）
２  芝刈りユニット（作業ユニット）
１０  フレーム
１１  操舵駆動装置
１８Ｌ、１８Ｒ  ドラム式車輪（非操舵輪）
４０Ｌ、４０Ｒ  操舵輪
４２Ｌ、４２Ｒ  車輪駆動部
Ａｘ１  軸線
【図１】
2013048612.tif 000003
【図２】
2013048612.tif 000004
【図３】
2013048612.tif 000005
【図４】
2013048612.tif 000006
【図５】
2013048612.tif 000007
【図６】
2013048612.tif 000008
【図７】
2013048612.tif 000009
【図８】
2013048612.tif 000010
【図９】
2013048612.tif 000011
【図１０】
2013048612.tif 000012
【図１１Ａ】
2013048612.tif 000013
【図１１Ｂ】
2013048612.tif 000014
【図１２】
2013048612.tif 000015
【図１３】
2013048612.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
2013048612.tif 000018
【図１６】
2013048612.tif 000019
【図１７】
2013048612.tif 000020
【図１８】
2013048612.tif 000021
【図１９】
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