(57)【要約】【課題】草の刈り残しを抑制できる自走式草刈機を提供する。【解決手段】走行用モータ２３０のトルクが左駆動輪２８３及び右駆動輪２８４に伝達されて走行する草刈機本体２００を有する自走式草刈機であって、走行用モータ２３０が設けられたハウジング２０５と、ハウジング２０５に設けられ、かつ、回転刃用モータ２４０により回転されて草を刈る回転刃２４４と、回転刃２４４をハウジング２０５に対して移動させる移動装置１８１と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用動力源のトルクが駆動輪に伝達されて走行する草刈機本体を有する自走式草刈機であって、
前記走行用動力源が設けられたハウジングと、
前記ハウジングに設けられ、かつ、回転刃用動力源により回転されて草を刈る回転刃と、
前記回転刃を前記ハウジングに対して移動させる移動装置と、
を有する、自走式草刈機。
【請求項２】
前記走行用動力源は、電力が供給されてトルクを発生する第１電動モータであり、
前記回転刃用動力源は、電力が供給されてトルクを発生する第２電動モータである、請求項１に記載の自走式草刈機。
【請求項３】
前記第２電動モータは、通電によって形成される磁界で回転するディスク形状の回転子を備えたディスクモータである、請求項２に記載の自走式草刈機。
【請求項４】
前記移動装置は、前記回転刃を接地面の面内方向を含む第１方向に移動させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【請求項５】
前記移動装置は、前記回転刃を接地面の垂直方向を含む第２方向に移動させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【請求項６】
前記移動装置は、
移動用モータと、
前記移動用モータの回転力を前記回転刃に伝達して、前記回転刃を前記第１方向に移動させるクランク機構と、
を備えている、請求項４に記載の自走式草刈機。
【請求項７】
前記移動装置は、
移動用モータと、
前記移動用モータの回転力を前記回転刃に伝達して、前記回転刃を前記第１方向に移動させるカム機構と、
を備えている、請求項４に記載の自走式草刈機。
【請求項８】
前記移動装置は、
前記ハウジングに回転可能に設けられた支持軸と、
前記支持軸に取り付けられ、かつ、作業者の操作力が加えられて前記支持軸を回転させる入力部材と、
前記支持軸に連結され、かつ、前記支持軸の回転力を前記回転刃に伝達して、前記回転刃を前記第１方向に移動させる支持部材と、
を備えている、請求項４に記載の自走式草刈機。
【請求項９】
前記移動装置は、
前記ハウジングに設けられた高さ調整用モータと、
前記高さ調整用モータの回転運動を、前記回転刃が前記第２方向に直線運動する力に変換するラックピニオン機構と、
を備えている、請求項５に記載の自走式草刈機。
【請求項１０】
前記回転刃用動力源及び前記回転刃は、前記駆動輪が地面に接触した状態で前記ハウジングの下方に配置されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【請求項１１】
前記草刈機本体の重心は、前記駆動輪が地面に接触した状態で前記駆動輪の車軸よりも下方に位置する、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【請求項１２】
正回転している前記第２電動モータの負荷を検出する負荷検出部と、
前記第２電動モータの負荷が予め定めた閾値以上であると、前記第２電動モータを停止、または逆回転させる制御部と、
が設けられている、請求項２または３に記載の自走式草刈機。
【請求項１３】
前記負荷検出部は、前記第２電動モータに供給される電流値に基づいて、前記負荷を検出する、請求項１２に記載の自走式草刈機。
【請求項１４】
前記第２電動モータの負荷が予め定めた閾値以上であるとき、前記第１電動モータを逆回転させる制御部が設けられている、請求項１２または１３に記載の自走式草刈機。
【請求項１５】
前記草刈機本体を平面視で側方に向けて鋸刃状に走行させる走行制御部が設けられている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【請求項１６】
前記草刈機本体を平面視で蛇行させる走行制御部が設けられている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【請求項１７】
前記草刈機本体を平面視で渦巻き状に走行させる走行制御部が設けられている、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の自走式草刈機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用モータによって駆動される駆動輪を有し、かつ、芝、雑草等の下草の刈込みに用いられる自走式草刈機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の草刈機は、特許文献１に示されるように、電動モータ等の動力源をハウジングに設け、動力源の動力で回転刃を回転させる構造を有する。また、草刈機は棹部を有し、棹部の長さ方向の一端がハウジングに接続され、棹部の他端がハンドル部に接続されている。また、ハウジングには車輪が設けられており、草刈機は車輪が接地した状態で使用される。電動モータは、出力軸を有し、出力軸の下端が、ハウジングの外部に露出している。出力軸であって、ハウジングの外部に露出した箇所に回転刃が取り付けられている。特許文献１に記載された草刈機は、ユーザーがハンドル部を持って草刈機を押すことで車輪を回転させて走行し、かつ、電動モータの動力で回転刃を回転させて草刈り作業を行う構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０３１３９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載された草刈機の回転刃は、出力軸により支持された箇所で回転することに留まるため、草刈機本体の移動が、生垣や塀等の物体により制限されると、物体の近くに生えている草に回転刃が届かず、草を刈り残す可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、草の刈り残しを抑制できる自走式草刈機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施の形態は、走行用動力源のトルクが駆動輪に伝達されて走行する草刈機本体を有する自走式草刈機であって、前記走行用動力源が設けられたハウジングと、前記ハウジングに設けられ、かつ、回転刃用動力源により回転されて草を刈る回転刃と、前記回転刃を前記ハウジングに対して移動させる移動装置と、を有する。
【０００７】
他の実施形態は、前記走行用動力源が、電力が供給されてトルクを発生する第１電動モータであり、前記回転刃用動力源は、電力が供給されてトルクを発生する第２電動モータである。
【０００８】
他の実施形態は、前記第２電動モータが、通電によって形成される磁界で回転するディスク形状の回転子を備えたディスクモータである。
【０００９】
他の実施形態は、前記移動装置が、前記回転刃を接地面の面内方向を含む第１方向に移動させる。
【００１０】
他の実施形態は、前記移動装置が、前記回転刃を接地面の垂直方向を含む第２方向に移動させる。
【００１１】
他の実施形態は、前記移動装置が、移動用モータと、前記移動用モータの回転力を前記回転刃に伝達して、前記回転刃を前記第１方向に移動させるクランク機構と、を備えている。
【００１２】
他の実施形態は、前記移動装置が、移動用モータと、前記移動用モータの回転力を前記回転刃に伝達して、前記回転刃を前記第１方向に移動させるカム機構と、を備えている。
【００１３】
他の実施形態は、前記移動装置が、前記ハウジングに回転可能に設けられた支持軸と、前記支持軸に取り付けられ、かつ、作業者の操作力が加えられて前記支持軸を回転させる入力部材と、前記支持軸に連結され、かつ、前記支持軸の回転力を前記回転刃に伝達して、前記回転刃を前記第１方向に移動させる支持部材と、を備えている。
【００１４】
他の実施形態は、前記移動装置が、前記ハウジングに設けられた高さ調整用モータと、前記高さ調整用モータの回転運動を、前記回転刃が前記第２方向に直線運動する力に変換するラックピニオン機構と、を備えている。
【００１５】
他の実施形態は、前記回転刃用動力源及び前記回転刃が、前記駆動輪が地面に接触した状態で前記ハウジングの下方に配置されている。
【００１６】
他の実施形態は、前記草刈機本体の重心が、前記駆動輪が地面に接触した状態で前記駆動輪の車軸よりも下方に位置する。
【００１７】
他の実施形態は、正回転している前記第２電動モータの負荷を検出する負荷検出部と、前記第２電動モータの負荷が予め定めた閾値以上であると、前記第２電動モータを停止、または逆回転させる制御部と、が設けられている。
【００１８】
他の実施形態は、前記負荷検出部が、前記第２電動モータに供給される電流値に基づいて、前記負荷を検出する。
【００１９】
他の実施形態は、前記第２電動モータの負荷が予め定めた閾値以上であるとき、前記第１電動モータを逆回転させる制御部が設けられている。
【００２０】
他の実施形態は、前記草刈機本体を平面視で側方に向けて鋸刃状に走行させる走行制御部が設けられている。
【００２１】
他の実施形態は、前記草刈機本体を平面視で蛇行させる走行制御部が設けられている。
【００２２】
他の実施形態は、前記草刈機本体を平面視で渦巻き状に走行させる走行制御部が設けられている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の自走式草刈機によれば、ハウジングに対して回転刃が移動するため、草の刈り残しを抑制できる。
【００２４】
本発明の自走式草刈機によれば、回転刃が中心線に対して交差する第１方向に移動するため、地面の草を際刈りできる。
【００２５】
本発明の自走式草刈機によれば、回転刃が中心線に沿った第２方向に移動するため、草を刈る高さを調整できる。
【００２６】
本発明の自走式草刈機によれば、回転刃に草が絡まった場合に、草を回転刃から除去できる。
【００２７】
本発明の自走式草刈機によれば、刈刃部を生垣の枝葉の下方に進入させ、枝葉の下方で草を刈り取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る自走式草刈機の制御系統を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る草刈機本体の外観斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る草刈機本体の底面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施の形態１に係る草刈機本体のカバーを省略した平面図である。
【図５】図１に示されたセンサ部の具体例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る草刈機本体のカバーを省略した平面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る草刈機本体の側面断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る草刈機本体の側面断面図である。
【図９】（Ａ）は、本発明の実施の形態３に係る草刈機本体の平面図、（Ｂ）は、本発明の実施の形態３に係る草刈機本体の変更例を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る草刈機本体の平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る草刈機本体の側面断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る草刈機本体の側面断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る草刈機本体の側面断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る草刈機本体の草刈り例を示す模式的側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る草刈機本体の走行軌跡を示す模式的平面図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係る草刈機本体の走行軌跡を示す模式的平面図である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る草刈機本体の走行軌跡を示す模式的平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る草刈機本体の走行軌跡を示す模式的平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る草刈機本体で実行可能な制御例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明が適用された自走式草刈機の一例について図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。本実施形態に係る自走式草刈機は、草刈機本体と、草刈機本体に対して、無線システムを介して接続される操作端末部とを備えている。無線システムは、例えば、無線ＬＡＮなどの任意の無線通信規格に基づくネットワークを含む。作業者、つまり、ユーザーは、操作端末部を操作することによって、草刈機本体を遠隔操作することができる。例えば、自走式草刈機の走行の開始および停止、走行方向および走行速度などが遠隔操作される。また、自走式草刈機が備える回転刃の回転の開始および停止、回転刃の回転速度などが遠隔操作される。以下、自走式草刈機の実施形態を具体的に説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
自走式草刈機の実施の形態１を、図１〜５に基づいて説明する。自走式草刈機１０は、操作端末部１００と、草刈機本体２００とを有する。ユーザーにより操作される操作端末部１００は、例えば、自走式草刈機１０を遠隔操作するために設けられたリモコン型の専用端末器と、スマートフォンやタブレット型端末器等のように、自走式草刈機１０を遠隔操作する機能以外の機能を有する携帯型の汎用情報処理端末器と、を含む。なお、リモコン型の専用端末器は、ユーザーが携帯可能な移動式の専用端末器と、ユーザーが携帯できない固定設置型の専用端末器と、を含む。
【００３１】
図１に示されるように、操作端末部１００は、電源部１１０と、制御部１２０と、画像処理部１３０と、表示部１４０と、ユーザーにより操作される入力部１５０と、操作端末側通信部１６０と、センサ部１７０と、情報記憶部１８０と、を有する。制御部１２０は、操作端末部１００の全体を制御するプロセッサ、データや信号を処理する演算装置、データを一時的に記憶するメモリ等を有する。情報記憶部１８０には、草刈機本体２００を制御するために必要な制御プログラムが予め格納されている。
【００３２】
また、情報記憶部１８０には、外部機器３００からインストールまたはダウンロードした制御プログラムまたはアプリケーションを記憶することもできる。以下、本明細書では、制御プログラム、アプリケーションを、制御プログラム等と記載する。そして、操作端末部１００は、自走式草刈機１０の制御プログラム等を、プロセッサにより実行することにより、操作端末部１００を機能させる。なお、操作端末部１００は、外部機器３００との間で、無線システムを介して、相互に通信可能である。外部機器３００は、情報ネットワークを介して接続され、かつ、サーバ機能を有するコンピュータ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体が着脱されるドライバ、データセンターのパソコン、操作端末部１００とは別に設けられた携帯電話またはスマートフォン等を含む。
【００３３】
また、操作端末部１００として、汎用情報処理端末器や、制御プログラム等のバージョンの古い専用端末器を用いる場合に、操作端末部１００は、外部機器３００の記憶部に記憶された制御プログラム等を、情報記憶部１８０へダウンロードしたり、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶された制御プログラム等を、情報記憶部１８０にインストールしたりできる。そして、制御部１２０は、情報記憶部１８０にダウンロード、または、インストールした制御プログラム等を実行することにより、操作端末部１００を機能させることもできる。
【００３４】
なお、操作端末部１００と、外部機器３００との間で行われる信号の行き来は、無線システムを利用することの他、有線システムを利用してもよい。例えば、外部機器３００と操作端末側通信部１６０とを、有線システムの一例であるＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブルで接続することも可能である。さらに、操作端末側通信部１６０に、カード型メモリ、スティック型メモリ等を着脱できるポートを設けることも可能である。カード型メモリ、スティック型メモリ等には、草刈機本体２００を制御する制御プログラム等が記憶されている。すなわち、カード型メモリ、スティック型メモリ等は、外部機器３００に含まれる。
【００３５】
さらに、操作端末部１００は、入力部１５０の操作で受け付けたデータ、情報を、外部機器３００に送信し、この送信に対するレスポンスとして、外部機器３００にて算出された制御信号を受信する。さらに、操作端末部１００は、草刈機本体２００との間で相互に通信可能であり、操作端末部１００は、外部機器３００から受信した制御信号を草刈機本体２００に送信する。草刈機本体２００は、操作端末部１００から送信された制御信号に基づき制御することが可能である。
【００３６】
操作端末部１００の入力部１５０はユーザーにより操作または使用される要素であり、入力部１５０は、タッチパネル、ボタン、スイッチ、マイクロフォン、操作端末部１００の傾きを検出するセンサ、操作端末部１００の加速度を検出するセンサ等を含む。入力部１５０は、ユーザーの操作または使用により受け付けた入力信号に対応する指示信号を出力し、指示信号は制御部１２０へ入力される。
【００３７】
制御部１２０は、入力部１５０から入力された指示信号に基づき制御信号を生成し、制御部１２０は、生成した制御信号を操作端末側通信部１６０へ出力する。
【００３８】
操作端末側通信部１６０は、認証ＩＤ等の端末情報や、制御部１２０から入力された制御信号等を草刈機本体２００へ送信する。もっとも、操作端末部１００の操作端末側通信部１６０は、草刈機本体２００へ制御信号を送信する機能のみでなく、草刈機本体２００から送信される信号を受信する機能も備えている。詳細については後述するが、草刈機本体２００からは、草刈機本体２００の本体情報である認証ＩＤ等の基本情報、草刈機本体２００の走行速度、草刈機本体２００の走行方向、草刈機本体２００の現在位置、草刈機本体２００に設けられた電源部２１０としてのバッテリの残量等を示す信号等が送信され、これら信号が、操作端末部１００の操作端末側通信部１６０によって受信される。操作端末側通信部１６０は、受信した信号を制御部１２０へ出力する。
【００３９】
また、制御部１２０は、操作端末側通信部１６０から入力された信号、または、入力部１５０から入力される指示信号の少なくとも一方に基づき、通知情報を生成する。その後、制御部１２０は生成した通知情報に応じて情報を処理する。制御部１２０は、自ら処理した情報をユーザーに報知するように表示部１４０を制御する。
【００４０】
通知部としての表示部１４０は、液晶画面で情報を表示すること、スピーカから音声で情報を出力すること、操作端末部１００を振動させること、ランプを点灯させること等のうち、少なくとも１つの処理を実行し、必要情報をユーザーに報知する。必要情報は、地図上における草刈機本体２００の現在位置、電源部１１０，２１０のバッテリ残量、草刈機本体２００で回収した草の量、回転刃２４４の回転速度、草刈機本体２００の走行速度等が含まれる。
【００４１】
なお、操作端末部１００は、情報ネットワークを介して外部機器３００と接続可能であり、操作端末部１００は、草刈機本体２００及び外部機器３００の両方と信号や情報の行き来を行うことができる他、操作端末部１００は、排他的に、情報ネットワークを介して外部機器３００としての携帯電話と通信を行うこともできる。ここで、排他的に通信を行う一例としては、例えば、前記操作端末部１００が、携帯電話や情報受信の機能を有している場合が挙げられる。すなわち、操作端末部１００が携帯電話や情報受信端末としても利用可能な場合、外部機器３００である携帯電話やサーバから、操作端末部１００に電話着信や情報の提供があったときには、草刈機本体２００の草刈り作業に用いる制御プログラム等を中断することが可能である。または、操作端末部１００と草刈機本体２００との間の通信を中断し、操作端末部１００と、外部機器３００である携帯電話との間で、通話を行うことや、優先受信された情報をユーザーが確認することができる。
【００４２】
草刈機本体２００の制御に用いる制御プログラム等を実行中に中断、あるいは操作端末部１００と草刈機本体２００との間の通信を中断することの意味は、次の通りである。操作端末部１００から、草刈機本体２００に対して中断信号を送信し、草刈機本体２００の動作を、待機状態や停止状態とすることを意味する。待機状態とは、草刈機本体２００の走行を停止することであり、停止状態とは、草刈機本体２００の走行を停止し、かつ、回転刃を停止することである。ここで、草刈機本体２００が、後述する回転刃の揺動機能、あるいは、回転刃の昇降機能を有する場合は、待機状態、あるいは、停止状態の動作を行う際に、回転刃を草刈機本体２００の中央部に揺動させてから停止させる構成、あるいは、ハウジング２０５に近い位置まで回転刃を上昇させる構成を加えてもよい。
【００４３】
また、草刈機本体２００は、草刈機本体２００の周囲や付近の状況を撮影する撮像部２６０を備えており、この撮像部２６０により撮像された撮像画像に対応する撮像画像データを送信する。この撮像画像データは、操作端末部１００の操作端末側通信部１６０によって受信される。
【００４４】
操作端末側通信部１６０が受信した各種信号や撮像画像データは制御部１２０を介して各部へ出力される。例えば、操作端末側通信部１６０が受信した撮像画像データは、制御部１２０を介して画像処理部１３０へ出力される。
【００４５】
画像処理部１３０は、入力された撮像画像データに所定の処理を施し、処理済みの撮像画像データを表示部１４０に出力する。処理済みの撮像画像データが入力された表示部１４０によって撮像画像が表示される。
【００４６】
操作端末部１００は電源部１１０を備えており、操作端末部１００は、電源部１１０から供給される電力によって駆動される。電源部１１０は、例えば、充電式バッテリを含む。また、操作端末部１００は、情報記憶部１８０、あるいは、操作端末部１００と接続された外部機器３００としてのサーバコンピュータの情報記憶部に、撮像部２６０から送信された画像情報や、制御プログラムにおける設定値、草刈機本体２００の技術情報や消耗部品の使用履歴情報等を出力することや、外部機器３００から、技術情報や消耗部品に対する案内等を受信することができる。ここで、外部機器３００は、販売店や製造メーカ等のサーバコンピュータであってもよく、また、ユーザーがあらかじめ設定したパーソナルコンピュータや専用端末器等であってもよい。
【００４７】
図１に示されるように、草刈機本体２００は、電源部２１０と、制御部２２０と、走行用モータ２３０と、回転刃用モータ２４０と、本体側通信部２５０と、撮像部２６０と、センサ部２７０と、力学的制止手段であるブレーキ装置２８０と、本体側操作部２９０と、本体側表示部２９３と、移動用モータ１８２と、を有する。ブレーキ装置２８０は、制動力を生じる回路としたモータの制動回路や、摩擦力に応じた制動力を発生する公知の構造であり、好適には、電磁ブレーキ、ディスクブレーキ、ドラムブレーキを含む。
【００４８】
本体側通信部２５０は、操作端末部１００、あるいは、操作端末部１００からの信号を中継する機器から送信される制御信号を受信する。本体側通信部２５０は、受信した制御信号を制御部２２０へ出力する。また、操作端末部１００からは、認証ＩＤ等の基本情報や、草刈機本体２００の作業開始時刻、現在時刻、通信強度などを示す信号も送信されるようになっており、この信号も本体側通信部２５０によって受信される。なお、草刈機本体２００の認証ＩＤ等の基本情報や、草刈機本体２００の走行速度、草刈機本体２００の走行方向、回転刃の駆動情報、電源部２１０としてのバッテリの残量等を示す信号や撮像画像データ、走行制御の履歴は、制御部２２０に設けられたメモリ領域、あるいは、別途設けられた本体側情報記憶部に保持され、制御部２２０が必要とする時に参照され、また、本体側通信部２５０を介して、草刈機本体２００から操作端末部１００へ送信される。
【００４９】
本体側操作部２９０は、操作端末部１００の入力部１５０と同等の構成や機能をもつ要素であり、例えば、操作端末部１００をユーザーが携帯していない場合、操作端末部１００を使用できない場合等において、ユーザーが本体側操作部２９０を操作または使用することにより、草刈機本体２００を制御することが可能である。なお、本明細書においては、本体側操作部２９０または入力部１５０の操作または使用を、便宜上、本体側操作部２９０の操作、または入力部１５０の操作、と略記することがある。
【００５０】
さらに、草刈機本体２００を制御するにあたり、本体側操作部２９０及び操作端末部１００の両方が同時に操作されることもあり得る。このような場合に、本体側操作部２９０または操作端末部１００のうち、何れか一方の信号に基づいて、草刈機本体２００を制御することが可能である。本体側操作部２９０または操作端末部１００のうち、何れの信号を優先して草刈機本体２００を制御するかは、草刈り作業を行う前に、ユーザーが本体側操作部２９０または操作端末部１００を操作して、優先モードを任意に設定可能である。
【００５１】
また、草刈り作業の開始後に、本体側操作部２９０または操作端末部１００のうち、何れの信号に基づいて、草刈機本体２００を制御するかの優先モードを切り替えることも可能である。優先モードは、操作端末部１００の信号に基づいて草刈機本体２００を制御する第１モードと、本体側操作部２９０から制御部２２０に入力される信号に基づいて草刈機本体２００を制御する第２モードとを、切り替えることができる。
【００５２】
草刈機本体２００の制御部２２０は、本体側通信部２５０が受信した制御信号、または本体側操作部２９０から入力される信号に基づいて、草刈機本体２００を制御する。例えば。車輪を駆動する走行用モータ２３０を制御する。車輪は、図３、図４を参照して後述する。また、制御部２２０は、電源部２１０からバッテリ電圧を取得し、取得したバッテリ電圧に基づきバッテリ残量を算出する。制御部２２０は、算出したバッテリ残量を示す信号を、定期的に本体側通信部２５０または本体側表示部２９３へ出力する。
【００５３】
本体側通信部２５０は、受信したバッテリ残量を示す信号を操作端末部１００に送信する。バッテリ残量を示す信号は、操作端末部１００の操作端末側通信部１６０によって受信され、バッテリ残量が表示部１４０に表示される。具体的には、バッテリ残量を示す信号は、操作端末側通信部１６０によって受信され、制御部１２０を介して画像処理部１３０へ出力される。
【００５４】
また、制御部２２０は、操作端末部１００から本体側通信部２５０に入力された制御信号、または本体側操作部２９０から入力される信号に基づいて、回転刃を駆動する回転刃用モータ２４０の回転、停止、回転速度、回転方向を制御する。回転刃は、図３及び図４を参照して後述する。さらに、制御部２２０は、操作端末部１００から本体側通信部２５０に入力された制御信号、または本体側操作部２９０から入力される信号に基づいて、２基の走行用モータ２３０の回転、停止、回転方向、回転速度を、個別に制御する。ここで、操作端末部１００から本体側通信部２５０に入力された制御信号、または本体側操作部２９０から入力される信号には、草刈機本体２００の動作に係る個々の命令のみならず、操作端末部１００、あるいは、草刈機本体２００に記憶された履歴や、予め作成された作業データなども含まれる。草刈機本体２００に記憶された履歴は、回転刃２４４や走行用モータ２３０を制御し、過去に作業を行った際の一連の動作等を含む。作業データは、作業ルートを示す地図や、作業命令リスト等を含む。すなわち、過去の作業や、外部機器３００等から入手、あるいは、予め作業者が作成した作業データに基づき、制御部２２０は、草刈機本体２００の動作を制御する。
【００５５】
撮像部２６０は、例えばＣＣＤカメラであって、草刈機本体２００の進行方向前方を撮像する。撮像部２６０によって撮像された撮像画像は、この撮像画像を描画するための撮像画像データに変換された後に制御部２２０を介して本体側通信部２５０へ出力され、本体側通信部２５０から操作端末部１００へ送信される。
【００５６】
本体側表示部２９３は、制御部２２０との間で信号の行き来が行われ、本体側表示部２９３は、液晶画面で情報を表示すること、スピーカから音声で情報を出力すること、ランプを点灯させること等のうち、少なくとも１つの処理を実行し、情報をユーザーに報知する。つまり、本体側表示部２９３は、表示部１４０と同等の機能を備えている。このため、本体側表示部２９３は、電源部２１０のバッテリ残量、選択した優先モード等を表示可能である。なお、第１モードが選択された場合は、本体側表示部２９３による表示を行わず、第２モードが選択された場合は、表示部１４０による表示を行わないことも可能である。
【００５７】
センサ部２７０は、図５に示すように、例えば、草刈機本体２００の走行距離を計測する距離センサ２７０ａ、草刈機本体２００の加速度を計測する加速度センサ２７０ｂ、草刈機本体２００への物体の接触を検出する静電センサ２７０ｃ、圧力センサ２７０ｄ、荷重センサ２７０ｅ、接点スイッチ２７０ｆ、草刈機本体２００への物体の接近を検知する超音波センサ２７０ｇ、赤外線センサ２７０ｈ、レーザー距離センサ２７０ｉ、回転刃２４４への負荷を検知する電流センサ２７０ｊ、バッテリ残量を検知する電圧センサ２７０ｋ、角速度を検知するジャイロセンサ２７０ｍ、汎用目的の集音素子（例えば、マイク）２７０ｎ、回転速度センサ２７０ｐ、回転速度センサ２７０ｑ等が含まれる。回転速度センサ２７０ｐは、２基の走行用モータ２３０の回転速度を別個に検出し、回転速度センサ２７０ｑは、回転刃用モータ２４０の回転軸２４３の回転速度を検出する。
【００５８】
ここで、各センサ及びスイッチの用途は一例を示したものであり、例示したセンサ及びスイッチを、上述した用途とは異なる用途に使うことも可能である。なお、本実施形態におけるセンサ部２７０に含まれる各種のセンサ及びスイッチは、センサまたはスイッチの役割、センサまたはスイッチが検知する対象物に合わせて、草刈機本体２００の任意の場所に、任意の個数を設けることが可能である。例えば、物体の接触や接近等を検知するセンサまたはスイッチに関しては、草刈機本体２００のカバー２０２の外面等に設けることが望ましい。センサ部２７０から出力された信号は、制御部２２０へ入力される。
【００５９】
草刈機本体２００は、本体シャシー２０１と、本体シャシー２０１の開口部を覆うカバー２０２と、を有する。本体シャシー２０１、カバー２０２は別々に樹脂成形されている。本体シャシー２０１及びカバー２０２により、ハウジング２０５が形成されている。本体側操作部２９０、本体側表示部２９３は、カバー２０２に設けられている。本体側操作部２９０、本体側表示部２９３は、ハウジング２０５の外部から、ユーザーが操作、目視可能である。草刈機本体２００は、図３及び図４に示すように、回転可能に設けられた前輪２８２と、駆動輪である後輪と、図４で時計回りに回転する回転刃２４４とを有する。後輪は、個別に駆動される左駆動輪２８３および右駆動輪２８４を含む。前輪２８２は草刈機本体２００の左右方向に２個並べて設けられている。
【００６０】
また、左駆動輪２８３を駆動するための走行用モータ２３０と、右駆動輪２８４を駆動するための走行用モータ２３０とが、別個に設けられている。２基の走行用モータ２３０は、それぞれ正回転または逆回転が可能である。回転速度センサ２７０ｐは、２基の走行用モータ２３０の回転速度を別個に検出する。２基の走行用モータ２３０は、共に電源部２１０から電力が供給されてトルクを発生する電動モータであり、２基の走行用モータ２３０は、共に本体シャシー２０１の底部２０１ａに取り付けられている。すなわち、２基の走行用モータ２３０は、ハウジング２０５の内部２０３に配置されている。底部２０１ａは、一例として平板形状である。底部２０１ａには、制御基板２４８が取り付けられており、制御基板２４８に、制御部２２０、本体側通信部２５０等が取り付けられている。制御基板２４８は、草刈機本体２００が前進走行する向きで、走行用モータ２３０と電源部２１０との間に配置されている。
【００６１】
これら２基の走行用モータ２３０は、それぞれ独立して回転、停止、回転速度、回転方向等が制御される。そこで、以下の説明では、左駆動輪２８３を駆動するための走行用モータ２３０を「左輪用モータ」と呼び、右駆動輪２８４を駆動するための走行用モータ２３０を「右輪用モータ」と呼ぶ場合がある。さらに、左駆動輪２８３の外径と、右駆動輪２８４の外径とは同じである。
【００６２】
そして、２基の走行用モータ２３０は、左駆動輪２８３および右駆動輪２８４の車軸２３１ａにそれぞれ連結されている。２本の車軸２３１ａは、中心線Ｂ１上に同心状に配置されており、草刈機本体２００を底面視すると、草刈機本体２００が直進走行する方向に対して、略直角に車軸２３１ａが延ばされされている。本明細書において、左右方向とは、中心線Ｂ１に沿った方向である。
【００６３】
草刈機本体２００の走行速度及び走行方向は、左駆動輪２８３の回転速度と、右駆動輪２８４の回転速度とによって決定される。例えば、左駆動輪２８３および右駆動輪２８４が第１の方向に同一の速度で回転すると、草刈機本体２００が直進走行、つまり、前進走行する。一方、左駆動輪２８３および右駆動輪２８４が第１の方向と逆方向に同一の速度で回転すると、草刈機本体２００は後進走行する。
【００６４】
また、左駆動輪２８３および右駆動輪２８４が、第１の方向に回転し、かつ、左駆動輪２８３の回転速度が、右駆動輪２８４の回転速度よりも速いと、草刈機本体２００は右方向へ旋回する。
【００６５】
さらに、左駆動輪２８３および右駆動輪２８４が、第１の方向に回転し、かつ、右駆動輪２８４の回転速度が、左駆動輪２８３の回転速度よりも速いと、草刈機本体２００は左方向へ旋回する。
【００６６】
２個の前輪２８２は補助輪であり、２個の前輪２８２にトルクを伝達する動力源は設けられていない。２個の前輪２８２の個々の外径は、左駆動輪２８３および右駆動輪２８４の個々の外径未満である。また、２個の前輪２８２は、支持軸２８２ａによりそれぞれ回転可能に支持されており、支持軸２８２ａは本体シャシー２０１に対して回転可能に取り付けられている。支持軸２８２ａは垂直方向の軸線の回りで回転可能であり、軸線から偏心した位置に、前輪２８２の回転中心が設定されている。草刈機本体２００が直進走行するとすれば、支持軸２８２ａの軸線は、右駆動輪２８４及び左駆動輪２８３の車軸２３１ａよりも前方に配置されている。
【００６７】
そして、前輪２８２は、草刈機本体２００が前進走行または後進走行することに伴い、地面との摩擦力で従動回転する。さらに、地面が平らであれば、右駆動輪２８４及び左駆動輪２８３が地面に接触し、かつ、前輪２８２が地面に接触した状態で、本体シャシー２０１の底部２０１ａが略水平となる。
【００６８】
一方、回転刃用モータ２４０は、本体シャシー２０１に取り付けられている。回転刃用モータ２４０は、草刈機本体２００が前進走行する向きで、走行用モータ２３０よりも前方に配置されている。回転刃用モータ２４０は、図３及び図４では具体的な構成を省略してある。なお、回転刃用モータ２４０は、後述する実施の形態２で参照する図７に示してあり、図３及び図４に示す回転刃用モータ２４０も、図７に示す回転刃用モータ２４０と同じ構造である。図３及び図４に示す回転刃用モータ２４０は、モータケース２４６と、モータケース２４６に固定された固定子と、モータケース２４６内に回転可能に収容された回転子と、回転子と回転刃２４４とを連結する回転軸２４３と、を有する。回転刃用モータ２４０は、回転軸２４３を正回転または逆回転することができる。回転速度センサ２７０ｑは、回転軸２４３の回転速度、つまり、回転刃２４４の回転速度を検出する。
【００６９】
固定子及び回転子は、モータケース２４６内に設けられている。回転軸２４３は軸受により回転可能に支持されている。回転軸２４３の中心線Ａ１は、平らな地面に草刈機本体２００が置かれていれば、略垂直である。草刈機本体２００を底面視すると、草刈機本体２００の前進方向で、中心線Ａ１は、中心線Ｂ１よりも前方に位置する。固定子及び回転子は、中心線Ａ１に沿った方向に並べて配置されている。
【００７０】
モータケース２４６は、底部２０１ａに固定されており、モータケース２４６の大半は、本体シャシー２０１の底部２０１ａの下方に配置されている。すなわち、モータケース２４６は、底部２０１ａから下方に向けて張り出している。
【００７１】
本実施形態における回転刃用モータ２４０は、ディスクモータであり、固定子は、中心線Ａ１の回りに円周方向に沿って配置された複数の永久磁石を有する。回転子は、中心線Ａ１と同軸に形成されたがディスク形状であり、回転子は、中心線Ａ１の回りに円周方向に沿って設けられた複数のコイルを有する。そして、回転子と回転刃２４４とは、回転軸２４３と一体回転されるように回転軸２４３に固定されている。
【００７２】
回転軸２４３は、モータケース２４６の内部から、モータケース２４６の外部に亘って配置されている。回転刃２４４は、回転軸２４３のうちモータケース２４６の外部に配置されている箇所に取り付けられている。回転刃２４４は、草刈機本体２００を底面視すると、中心線Ａ１を中心として略円形である。そして、コイルに通電されて磁界が形成されると、回転子及び回転軸２４３が一体回転する。
【００７３】
上記した回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、草刈機本体２００を平面視すると、ハウジング２０５に対して揺動可能である。ここで、平面視においてハウジング２０５に対して回転刃２４４が揺動可能な領域は、草刈機本体２００が地面と接する接地面に沿った方向、すなわち、草刈機本体２００が前後左右に移動可能な平面の面内方向を指すものである。また、回転刃２４４の揺動方向は、当該平面の面内方向のベクトル成分を有していればよく、当該平面の面内方向のみに限定されるものではない。
【００７４】
回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４を、ハウジング２０５に対して移動させる移動装置１８１が設けられている。移動装置１８１は、揺動装置として把握することもできる。移動装置１８１は、ハウジング２０５の内部２０３に設けられた移動用モータ１８２と、移動用モータ１８２と回転刃用モータ２４０とを接続するクランク機構１８３と、回転刃用モータ２４０を支持するクランクアーム１８４と、を有する。クランク機構１８３は、移動用モータ１８２の回転力を、回転刃用モータ２４０に伝達する。
【００７５】
移動用モータ１８２は、本体シャシー２０１の底部２０１ａに固定されており、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａは、中心線Ａ１と平行な中心線を中心として回転する。移動用モータ１８２は、電源部２１０から電力が供給されて正回転または逆回転する。移動用モータ１８２の回転、停止、回転方向、回転角度、回転速度は、制御部２２０の信号により制御される。クランク機構１８３は、回転軸１８２ａの中心から偏心して設けた支持軸１８３ａと、支持軸１８３ａに回転可能に連結されたクランクロッド１８３ｂと、を有する。クランクロッド１８３ｂにおける支持軸１８３ａとは反対側の端部は、モータケース２４６の支持軸２４６ａに回転可能に連結されている。支持軸２４６ａは、モータケース２４６に対して、回転軸２４３と同心状に設けられている。
【００７６】
クランクアーム１８４はリンクであり、クランクアーム１８４の一端は、支持軸２４６ａに回転可能に連結されている。クランクアーム１８４は、本体シャシー２０１に取り付けた支持軸２０１ｂを中心として回転可能である。支持軸２０１ｂは、草刈機本体２００の平面視で、走行用モータ２３０同士の間に設けられている。
【００７７】
また、本体シャシー２０１の底部２０１ａには開口部２０１ｃが設けられている。開口部２０１ｃは底部２０１ａを厚さ方向に貫通しており、開口部２０１ｃは、草刈機本体２００の平面視で、支持軸２０１ｂを中心とする円弧形状である。開口部２０１ｃは、草刈機本体２００の左右方向に延ばされている。支持軸２４６ａは、開口部２０１ｃ内で草刈機本体２００の左右方向に移動可能である。草刈機本体２００の左右方向で、移動用モータ１８２と左駆動輪２８３との間に、支持軸２０１ｂが配置されている。
【００７８】
前記電源部２１０は、例えば、充電式バッテリにより構成されており、２基の走行用モータ２３０は、バッテリから供給される電力によって駆動される。電源部２１０は、好適には、電動工具等に用いられる脱着可能なバッテリと互換性を有しており、リチウムイオン電池等を内部に有した電池パックが例示される。該電池パックを載置する場所は、本実施の形態では、草刈機本体２００の前進走行する方向で後端部付近に、電源部２１０が設けられている。すなわち、電源部２１０は、草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００が前進走行する向きで、２基の走行用モータ２３０よりも後方に、電源部２１０が配置されている。
【００７９】
実施の形態１における自走式草刈機１０は、操作端末部１００から制御部２２０に入力される信号、本体側操作部２９０から制御部２２０に入力される信号、外部機器３００を経由して草刈機本体２００の制御部２２０に入力される信号等に基づいて、２基の走行用モータ２３０の回転、停止、回転方向、回転速度等が制御され、草刈機本体２００が地上で走行または停止する。また、制御部２２０は、回転刃用モータ２４０の回転、停止、回転方向、回転速度等を制御し、回転する回転刃２４４が草を刈り取る。
【００８０】
ユーザーは、入力部１５０または本体側操作部２９０を操作して、走行用モータ２３０の目標回転速度、回転方向等を設定し、かつ、回転刃用モータ２４０の目標回転速度を設定可能である。また、ユーザーは、入力部１５０または本体側操作部２９０を操作して、草刈機本体２００を制御するモード、制御プログラム等を任意に選択可能である。なお、目標回転速度は、段階的、または無段階に設定可能である。
【００８１】
実施の形態１の草刈機本体２００は、回転刃２４４を移動させる移動制御と、回転刃２４４を移動しない固定制御とを切り替えて選択できる。回転刃２４４の移動とは、草刈機本体２００の平面視で、回転刃２４４の中心線Ａ１を、ハウジング２０５に対して移動させることである。
【００８２】
具体的に説明すると、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａを所定角度の範囲内で正回転と逆回転とを交互に繰り返す制御を実行すると、クランクアーム１８４が支持軸２０１ｂを中心として所定角度の範囲内で揺動し、回転刃２４４及び回転刃用モータ２４０が、共に所定角度の範囲内で円弧形状に往復移動する。回転刃２４４及び回転刃用モータ２４０は、中心線Ａ１に対して交差する方向、つまり、中心線Ａ１に対して垂直な平面に沿って揺動する。図４において、回転刃２４４の移動軌跡は二点鎖線で示してある。また、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａを停止させると、回転刃２４４は草刈機本体２００の左右方向における所定位置で停止する。なお、回転刃用モータ２４０の回転、停止は、移動用モータ１８２の回転、停止とは無関係に制御可能である。
【００８３】
回転刃２４４を草刈機本体２００の左右方向に移動させると、草刈機本体２００の左右方向で、回転刃２４４による草の刈り取り範囲が変化する。例えば、入力部１５０または本体側操作部２９０において、固定モードが選択されると、図４（Ａ）のように、回転刃２４４を草刈機本体２００の左右方向の中央に停止する制御が実行される。つまり、回転刃２４４の位置する領域の全部が、本体シャシー２０１の配置領域と重なる。
【００８４】
これに対して、入力部１５０または本体側操作部２９０において、移動モードが選択されると、図４（Ｂ）のように、回転刃２４４を左駆動輪２８３に近づけ、草刈機本体２００の平面視で、回転刃２４４の一部が本体シャシー２０１の外側に位置した時点で、移動用モータ１８２が停止される。より具体的には、草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００の前進方向で左側に位置する前輪２８２と、左駆動輪２８３との間に、回転刃２４４の一部が位置する。
【００８５】
このため、地上に塀、樹木、柵等の物体があり、草刈機本体２００の走行範囲が制限されるような状況において、草刈機本体２００に対する回転刃２４４の位置を、図４（Ｂ）のように制御すれば、回転刃２４４をなるべく物体に近づけて、際刈りを行うことができる。際刈りとは、地面における所定領域の端部に生えている草を刈り取ることである。
【００８６】
そして、移動用モータ１８２を回転させて、回転刃２４４を左駆動輪２８３に近づけた位置へ移動する制御、または、回転刃２４４を左駆動輪２８３に近づけた位置で停止する制御は、入力部１５０または本体側操作部２９０において、移動モードを選択する入力があった場合の他、以下のようにして実行することも可能である。
【００８７】
例えば、固定モードが選択されている場合において、超音波センサ２７０ｇ、赤外線センサ２７０ｈ等により、草刈り領域を取り囲む金属ワイヤが検出されると、制御部２２０が固定モードから移動モードに切り替えるように、制御プログラム等を構築しておくことも可能である。さらに、入力部１５０または本体側操作部２９０において、地図等で草刈り領域を指定する入力があった場合は、草刈り領域の外周端を草刈機本体２００が走行すると、制御部２２０が固定モードから移動モードに切り替えるように、制御プログラム等を構築しておくことも可能である。
【００８８】
なお、図４に示す移動装置１８１は、回転刃２４４を草刈機本体２００の略中央から、左駆動輪２８３に近づける向きで移動させるものである。これに対して、移動装置１８１に代えて、回転刃２４４を草刈機本体２００の略中央から右駆動輪２８４に近づける向きで移動させる移動装置を設けることも可能である。この場合、開口部２０１ｃは、草刈機本体２００の左右方向における略中央から、右駆動輪２８４に近づく向きで右側へ延ばされる。
【００８９】
実施の形態１における草刈機本体２００は、回転刃２４４が中心線Ａ１を中心として円弧状に移動可能であるため、際刈りを行うことで草の刈り残しを抑制できる。また、草刈機本体２００の他に、際刈り専用のバリカンを用いることや、外径が異なる回転刃を複数用意しておき、草刈り用途に応じて外径が異なる回転刃を交換する必要もなく、作業性が向上する。
【００９０】
また、草刈機本体２００は、ハウジング２０５の外部、具体的には、本体シャシー２０１の底部２０１ａの下方に、回転刃用モータ２４０が配置されている。すなわち、草刈機本体２００が地面に置かれた状態で、底部２０１ａと地面との間に、回転刃用モータ２４０が位置する。つまり、２基の走行用モータ２３０は、ハウジング２０５の内部に設け、回転刃用モータ２４０は、ハウジング２０５の外部に設けられている。
【００９１】
すなわち、ハウジング２０５の内部２０３に、回転刃用モータ２４０を配置するスペースを確保せずに済み、ハウジング２０５が大型化することを抑制できる。言い換えれば、草刈機本体２００をコンパクト化、小型化することができる。
【００９２】
さらに、回転刃用モータ２４０をハウジング２０５の外部に配置したから、回転刃用モータ２４０の熱が、ハウジング２０５の内部２０３にとどまることなく、ハウジング２０５の外部に放熱し、回転刃用モータ２４０の冷却効率が向上する。このため、放熱面積を広くするために回転刃用モータ２４０を大型化せずに済む。言い換えれば、回転刃用モータ２４０の小型化、製造コストの低減を図ることができる。
【００９３】
また、回転刃用モータ２４０としてディスクモータを使用しているため、固定子、回転子を扁平な形状である。つまり、回転刃用モータ２４０を、中心線Ａ１に沿った方向に小型化することができる。したがって、底部２０１ａと地面との距離をなるべく短くでき、かつ、草刈機本体２００の重心を低くすることができる。
【００９４】
また、回転刃用モータ２４０としてディスクモータを使用しているため、回転子を回転させる磁界を、中心線Ａ１の周りでなるべく外側に形成することができる。このため、回転軸２４３のトルクを高めることができる。
【００９５】
さらに、草刈機本体２００の重心は、車軸２３１ａよりも下方にある。重心は、例えば、底部２０１ａに位置する。そして、重心よりも下方に、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４が設けられている。このため、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４が、中心線Ａ１を中心として円弧状に移動する際に、草刈機本体２００がロール運動すること、またはヨーイング運動することを抑制できる。ロール運動は、草刈機本体２００の重心を通り、かつ、草刈機本体２００の前後方向に沿った水平線を中心として草刈機本体２００が回転しようとする運動である。ヨーイング運動は、草刈機本体２００の重心を通る鉛直線を中心として草刈機本体２００が回転しようとする運動である。
【００９６】
また、回転刃２４４及び回転刃用モータ２４０が、中心線Ａ１を中心に１個の質量体として円弧状に移動する。このため、回転刃２４４が草を刈る際の反力で水平方向に弾かれることを抑制できる。したがって、草刈り作業性が向上する。
【００９７】
（実施の形態２）
次に、自走式草刈機の実施の形態２を、図１、図２、図５、図６、図７に基づいて説明する。図７に示す回転刃用モータ２４０は、本体シャシー２０１の底部２０１ａの下方に配置されている。回転刃用モータ２４０は、草刈機本体２００の前後方向で、走行用モータ２３０と支持軸２８２ａとの間に配置されている。回転刃用モータ２４０は、モータケース２４６と、モータケース２４６に固定された固定子２４１と、モータケース２４６内に回転可能に収容された回転子２４２と、回転子２４２と回転刃２４４とを連結する回転軸２４３と、を有する。回転刃用モータ２４０は、回転軸２４３を正回転または逆回転することができる。
【００９８】
固定子２４１及び回転子２４２は、モータケース２４６内に設けられている。回転軸２４３は２つの軸受２４７により回転可能に支持されている。回転軸２４３の中心線Ａ１は、平らな地面Ａ２に草刈機本体２００が置かれていれば、略垂直である。草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００の前進方向で、中心線Ａ１は、中心線Ｂ１よりも前方に位置する。固定子２４１及び回転子２４２は、中心線Ａ１に沿った方向に並べて配置されている。
【００９９】
本実施形態における回転刃用モータ２４０は、ディスクモータであり、固定子２４１は、中心線Ａ１の回りに円周方向に沿って配置された複数の永久磁石を有する。回転子２４２は、中心線Ａ１と同軸に形成されたがディスク形状であり、回転子２４２は、中心線Ａ１の回りに円周方向に沿って設けられた複数のコイルを有する。そして、回転子２４２と回転刃２４４とは、回転軸２４３と一体回転されるように回転軸２４３に固定されている。回転軸２４３は、モータケース２４６の内部から、モータケース２４６の外部に亘って配置されている。回転刃２４４は、回転軸２４３のうちモータケース２４６の外部に配置されている箇所に取り付けられている。
【０１００】
回転刃２４４は、草刈機本体２００を底面視すると、中心線Ａ１を中心として略円形である。そして、コイルに通電されて磁界が形成されると、回転子２４２及び回転軸２４３が一体回転する。
【０１０１】
上記した回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、草刈機本体２００を平面視すると、ハウジング２０５に対して揺動可能である。回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４を揺動させる移動装置１８１が設けられている。移動装置１８１は、ハウジング２０５の内部２０３に設けられた移動用モータ１８２と、回転刃用モータ２４０を支持する支持部材２９４と、支持部材２９４と移動用モータ１８２とを接続するカムロッド２９５と、を有する。
【０１０２】
移動用モータ１８２は、本体シャシー２０１の底部２０１ａに固定されており、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａは、中心線Ａ１と平行な中心線を中心として回転する。移動用モータ１８２は、電源部２１０から電力が供給されて正回転または逆回転する。移動用モータ１８２の回転、停止、回転方向、回転角度、回転速度は、制御部２２０の信号により制御される。回転軸１８２ａの中心から偏心して支持軸１８３ａが設けられている。
【０１０３】
ハウジング２０５の内部２０３から、底部２０１ａの下方に亘って配置された支持軸２９７が設けられている。支持軸２９７は、底部２０１ａの軸孔２０１ｄ内に挿入されており、支持軸２９７は、底部２０１ａに設けた軸受２９６により回転可能に支持されている。草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００の左右方向で、走行用モータ２３０同士の間に支持軸２９７が配置されている。草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００の前後方向で、支持軸２９７よりも前方に移動用モータ１８２が配置されている。支持軸２９７は、回転軸１８２ａの中心線と平行な中心線を中心として回転可能である。支持軸２９７は、ハウジング２０５の内部２０３から、底部２０１ａの下方に亘って配置されている。支持部材２９４の一端は、底部２０１ａの下方で支持軸２９７に固定され、支持部材２９４の他端は、モータケース２４６に連結されている。草刈機本体２００の平面視で、支持部材２９４とモータケース２４６との連結箇所は、草刈機本体２００の前後方向で移動用モータ１８２と支持軸２８２ａとの間に配置されている。
【０１０４】
カムロッド２９５の一端は、ハウジング２０５の内部で支持軸２９７に連結されており、カムロッド２９５及び支持部材２９４は、支持軸２９７を中心として一体的に揺動可能である。カムロッド２９５にはカム孔２９５ａが設けられている。カム孔２９５ａはカムロッド２９５の長さ方向に延ばされた長孔であり、支持軸１８３ａはカム孔２９５ａ内でカムロッド２９５の長さ方向に移動可能である。実施の形態２における草刈機本体２００におけるその他の構成は、実施の形態１における草刈機本体２００の構成と同じである。
【０１０５】
実施の形態２における自走式草刈機１０は、実施の形態１における自走式草刈機１０と同様にして、２基の走行用モータ２３０が制御され、草刈機本体２００が走行または停止する。また、回転刃用モータ２４０が制御され、回転する回転刃２４４が地面Ａ２に生えている草を刈り取る。
【０１０６】
実施の形態２における草刈機本体２００は、回転刃２４４を移動させる移動制御と、回転刃２４４を移動しない固定制御とを切り替えて選択できる。回転刃２４４の移動とは、草刈機本体２００の平面視で、回転刃２４４の中心線Ａ１を、ハウジング２０５に対して移動させることである。
【０１０７】
具体的に説明すると、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａを所定角度の範囲内で正回転と逆回転とを交互に繰り返す制御を実行すると、支持軸１８３ａが回転軸１８２ａを中心として所定角度の範囲内で円弧状に動作する。支持軸１８３ａが円弧状に動作すると、支持軸１８３ａの動作力がカムロッド２９５に伝達され、カムロッド２９５及び支持部材２９４が、支持軸２９７を中心として、共に所定角度の範囲内で円弧形状に移動する。その結果、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、支持軸２９７を中心とする所定角度の範囲内で、円弧状に移動する。
【０１０８】
回転刃２４４の移動軌跡は、図６に二点鎖線で示してある。また、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａを停止させると、回転刃２４４は草刈機本体２００の左右方向における所定位置で停止する。なお、回転刃用モータ２４０の回転、停止は、移動用モータ１８２の回転、停止とは無関係に制御可能である。
【０１０９】
回転刃２４４を草刈機本体２００の左右方向に移動させると、草刈機本体２００の左右方向で、回転刃２４４による草の刈り取り範囲が変化する。例えば、入力部１５０または本体側操作部２９０において、固定モードが選択されると、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａは停止され、図６のように、回転刃２４４は、草刈機本体２００の左右方向で略中央に停止される。つまり、草刈機本体２００を平面視すると、回転刃２４４の位置する領域の全部が、本体シャシー２０１の配置領域と重なる。
【０１１０】
これに対して、入力部１５０または本体側操作部２９０において、移動モードが選択されると、移動用モータ１８２の回転軸１８２ａが回転し、図６のように、回転刃２４４を左駆動輪２８３に近づける制御が行われる。具体的には、草刈機本体２００の平面視で、回転刃２４４の一部が本体シャシー２０１の外側に位置した時点で、移動用モータ１８２が停止する。より具体的には、草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００の前進方向で左側に位置する前輪２８２と、左駆動輪２８３との間に、回転刃２４４の一部が位置する。
【０１１１】
このため、実施の形態２における草刈機本体２００においても、実施の形態１における草刈機本体２００と同様の効果を得ることができる。なお、制御部２２０は、実施の形態１において説明した条件により、固定モードと移動モードとの切り替えを実行することも可能である。
【０１１２】
なお、図６に示す移動装置１８１は、回転刃２４４を草刈機本体２００の略中央から、左駆動輪２８３に近づける向きで移動させるものである。これに対して、移動装置１８１に代えて、回転刃２４４を草刈機本体２００の略中央から右駆動輪２８４に近づける向きで移動させる揺動機構を設けることも可能である。さらに、実施の形態２の草刈機本体２００は、図７のように重心Ｗ１が車軸２３１ａの中心線Ｂ１よりも下に位置している。そして、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、重心Ｗ１よりも下方に配置されている。重心Ｗ１は、例えば、草刈機本体２００の前後方向で、走行用モータ２３０と回転刃用モータ２４０との間に配置され、かつ、草刈機本体２００の左右方向で中央に配置されている。図７の草刈機本体２００は、重心Ｗ１が底部２０１ａに配置された例である。
【０１１３】
なお、草刈機本体２００の重心Ｗ１は、底部２０１ａと地面Ａ２との間に配置されていてもよい。したがって、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４が中心線Ａ１を中心として円弧状に移動する際に、実施の形態１の草刈機本体２００と同様の効果を得ることができる。この他、実施の形態２における草刈機本体２００において、実施の形態１における草刈機本体２００と同じ構成部分については、実施の形態１の草刈機本体２００と同様の効果を得られる。
【０１１４】
（実施の形態３）
次に、自走式草刈機の実施の形態３を、図１、図２、図５、図８、図９に基づいて説明する。図８、図９（Ａ）に示す回転刃用モータ２４０は、本体シャシー２０１の底部２０１ａの下方に配置されており、回転刃用モータ２４０は。図７に示す回転刃用モータ２４０と同様に構成されている。図８及び図９（Ａ）に示す草刈機本体２００も、移動装置１８１を有する。移動装置１８１は、ハウジング２０５に取り付けられた支持軸２９８と、支持軸２９８に連結された支持部材２９４と、を有する。支持軸２９８は、カバー２０２の上方、ハウジング２０５の内部２０３、底部２０１ａの下方に亘って配置されている。底部２０１ａには軸孔２０１ｄが設けられ、カバー２０２には軸孔２０２ｂが設けられている。軸孔２０１ｄ，２０２ｂは同心状に配置されており、支持軸２９８は軸孔２０１ｄ，２０２ｂ内で回転可能である。底部２０１ａに軸受２９６が設けられており、支持軸２９８は、軸受２９６により中心線Ｄ１を中心として回転可能に支持されている。支持軸２９８は、草刈機本体２００の前後方向で、本体側操作部２９０と支持軸２８２ａとの間に設けられている。支持軸２９８は草刈機本体２００の左右方向で、走行用モータ２３０同士の間に配置されている。また、支持軸２９８は中心線Ｄ１に沿った方向には移動しない。
【０１１５】
支持部材２９４の一端は、支持軸２９８の下端に連結され、支持部材２９４の他端は、モータケース２４６に連結されている。支持軸２９８の上端にダイアル２９９が設けられている。ダイアル２９９は、ハウジング２０５の外部に設けられており、ダイアル２９９にユーザーの操作力が入力されて、ダイアル２９９は支持軸２９８と共に一体回転する。さらに、ダイアル２９９及び支持軸２９８を、中心線Ｄ１を中心とする所定の回転位置に保持する保持機構が設けられている。
【０１１６】
保持機構は、ダイアル２９９の凹部に配置されたバネ、バネにより押圧されるボール、カバー２０２に設けられた複数の嵌合溝等により構成され、ダイアル２９９とカバー２０２との間で、所定の凹凸部にて嵌合することで、複数の角度で支持部材２９４を固定できる構造である。なお、支持部材２９４を所定の角度で固定できる構造であれば、凹凸による嵌合に限定されず、例えば、ダイアル２９９とカバー２０２を手回し可能なネジなどで固定する方法等、任意の固定構造が採用可能である。
【０１１７】
実施の形態３における草刈機本体２００のその他の構成は、実施の形態１における草刈機本体２００の構成と同じである。
【０１１８】
実施の形態３における自走式草刈機１０は、実施の形態１における自走式草刈機１０と同様にして、２基の走行用モータ２３０が制御され、草刈機本体２００が走行または停止する。また、回転刃用モータ２４０が制御され、回転する回転刃２４４が地面Ａ２に生えている草を刈り取る。
【０１１９】
実施の形態３における草刈機本体２００は、草刈機本体２００の平面視で、回転刃２４４の中心線Ａ１を、ハウジング２０５に対して手動操作で移動できる。
【０１２０】
具体的に説明すると、ユーザーがダイアル２９９を手で掴んで回すと、支持軸２９８が回転する。つまり、支持部材２９４が中心線Ａ１を中心として揺動し、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４を、中心線Ａ１を中心として円弧形状の軌跡で移動させることができる。そして、保持機構のボールが、いずれかの嵌合溝に没入すると、支持軸２９８が所定の回転位置に保持される。すなわち、モータケース２４６及び回転刃２４４が、中心線Ａ１を中心とする円周上で、所定の位置に停止する。
【０１２１】
このように、草刈機本体２００は、回転刃２４４を中心線Ａ１に対して交差する方向に、つまり、草刈機本体２００の左右方向に移動させ、かつ、停止させることができる。例えば、回転刃２４４が、図９（Ａ）に二点鎖線で示すように、草刈機本体２００の左右方向で略中央に停止すると、回転刃２４４の位置する領域の全部が、本体シャシー２０１の配置領域と重なる。
【０１２２】
これに対して、回転刃２４４が、図９（Ａ）に実線で示すように左駆動輪２８３に近い箇所で停止すると、回転刃２４４の位置する領域の一部が、ハウジング２０５の配置領域から外れる。より具体的には、草刈機本体２００を平面視すると、草刈機本体２００の前進方向で左側に位置する前輪２８２と、左駆動輪２８３との間に、回転刃２４４の一部が位置する。このため、実施の形態３における草刈機本体２００においても、実施の形態１における草刈機本体２００のように際刈りを実行できる。
【０１２３】
さらに、実施の形態３の草刈機本体２００は、図８のように重心Ｗ１が車軸２３１ａの中心線Ｂ１よりも下に位置している。そして、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、重心Ｗ１よりも下方に配置されている。重心Ｗ１は、例えば、草刈機本体２００の前後方向で、走行用モータ２３０と回転刃用モータ２４０との間に配置され、かつ、草刈機本体２００の左右方向で中央に配置されている。図８の草刈機本体２００は、重心Ｗ１が底部２０１ａと地面Ａ２との間に配置された例である。なお、草刈機本体２００の重心Ｗ１は、底部２０１ａに配置されていてもよい。したがって、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４が中心線Ａ１を中心として円弧状に移動する際に、実施の形態２の草刈機本体２００と同様の効果を得ることができる。
【０１２４】
なお、図８、図９（Ａ）に示す移動装置１８１は、回転刃２４４を草刈機本体２００の略中央から、左駆動輪２８３に近づける向きで移動させるものである。これに対して、移動装置１８１に代えて、回転刃２４４を草刈機本体２００の略中央から右駆動輪２８４に近づける向きで移動させる揺動機構を設けることも可能である。さらに、実施の形態３における草刈機本体２００において、実施の形態１における草刈機本体２００と同じ構成部分については、実施の形態１の草刈機本体２００と同様の効果を得られる。
【０１２５】
次に、実施の形態３に係る草刈機本体２００の変更例を、図９（Ｂ）により説明する。図９（Ｂ）に示す草刈機本体２００は、草刈機本体２００の前後方向における支持軸２９８の配置位置が、図８及び図９（Ａ）とは相違する。図９（Ｂ）に示す草刈機本体２００は、草刈機本体２００の前後方向における支持軸２９８の配置位置の一部が、前輪２８２の配置領域の一部と重なる。また、支持軸２９８は、草刈機本体２００の左右方向で、草刈機本体２００の略中央と、左側の前輪２８２との間に配置されている。図９（Ｂ）の草刈機本体２００の他の構成は、図９（Ａ）の草刈機本体２００と同様である。
【０１２６】
図９（Ｂ）の草刈機本体２００は、図９（Ａ）の草刈機本体２００と同様に、草刈機本体２００の平面視で、回転刃２４４の中心線Ａ１を、草刈機本体２００の前後方向に移動及び停止できる。例えば、回転刃２４４が、図９（Ｂ）に二点鎖線で示すように、草刈機本体２００の左右方向で略中央に停止すると、回転刃２４４の位置する領域の全部が、草刈機本体２００の配置領域と重なる。
【０１２７】
これに対して、回転刃２４４が、図９（Ｂ）に実線で示す位置で停止すると、回転刃２４４の位置する領域の一部が、草刈機本体２００の前方に位置する。すなわち、草刈機本体２００は、草刈機本体２００の前方の地面に生えている草を刈ること、特に、際刈りすることができる。このため、実施の形態３における草刈機本体２００においても、実施の形態１における草刈機本体２００と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
また、図９に示す草刈機本体２００は、重心が車軸２３１ａよりも下方に配置され、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、重心よりも下方に配置されている。したがって、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４が、中心線Ｄ１を中心として草刈機本体２００の前後方向に、かつ、円弧状に移動する際に、草刈機本体２００がピッチング運動することを抑制できる。ピッチング運動は、重心を通り、かつ、草刈機本体２００の左右方向の水平線を中心として草刈機本体２００が回転しようとする運動である。
【０１２９】
（実施の形態４）
次に、自走式草刈機の実施の形態４を、図１、図２、図５、図１０〜図１２に基づいて説明する。図１１、図１２に示す回転刃用モータ２４０は、本体シャシー２０１の底部２０１ａの下方に配置されており、回転刃用モータ２４０の構成は、図７に示す回転刃用モータ２４０の構成と同じである。図１０〜図１２に示す草刈機本体２００は、草刈機本体２００の接地平面に垂直な方向に回転刃２４４の高さを調整する高さ調整機構３０１を有する。なお、ここでいう垂直な方向とは、垂直方向のベクトル成分を有することを指し、垂直方向のみと限定解釈されるものではない。高さ調整機構３０１は、草刈機本体２００の前後方向で、走行用モータ２３０と前輪２８２との間に配置されている。高さ調整機構３０１は、アウタスリーブ３０２と、インナスリーブ３０３と、高さ調整用モータ３０４と、を有する。
【０１３０】
アウタスリーブ３０２は、樹脂、金属等を円筒形状に成形したものである。本体シャシー２０１の底部２０１ａには、ガイド部３０５が設けられている。アウタスリーブ３０２はガイド部３０５の外側に配置されている。ガイド部３０５は円筒形状であり、ガイド部３０５及びアウタスリーブ３０２は同心状に配置されている。アウタスリーブ３０２は、ガイド部３０５により、中心線Ａ１を中心として回転可能に支持されている。また、アウタスリーブ３０２は中心線Ａ１に沿った方向に移動しない。
【０１３１】
アウタスリーブ３０２の内周面において、ガイド部３０５よりも上方にガイド溝３０２ａが設けられている。ガイド溝３０２ａは、アウタスリーブ３０２の円周方向に沿って、螺旋状に設けられている。また、アウタスリーブ３０２の外周面には、円周方向に沿ってラック３０２ｂが設けられている。
【０１３２】
高さ調整用モータ３０４は、底部２０１ａにブラケット３０６を介して取り付けられている。高さ調整用モータ３０４は、草刈機本体２００の前後方向で、走行用モータ２３０とアウタスリーブ３０２との間に配置されている。高さ調整用モータ３０４は、電源部２１０から供給される電力により、正回転または逆回転する。制御部２２０は、高さ調整用モータ３０４の回転、停止、回転方向を制御する。高さ調整用モータ３０４にピニオン３０７が設けられており、ピニオン３０７は、ラック３０２ｂと噛み合っている。このため、高さ調整用モータ３０４が回転すると、ピニオン３０７のトルクでアウタスリーブ３０２が回転する。
【０１３３】
インナスリーブ３０３は、中心線Ａ１を中心として配置されており、インナスリーブ３０３は、ガイド部３０５内及びアウタスリーブ３０２内に亘って配置されている。インナスリーブ３０３の外周面には、ガイドレール３０３ａが設けられている。ガイドレール３０３ａは、インナスリーブ３０３の円周方向に螺旋状に設けられており、ガイドレール３０３ａはガイド溝３０２ａと噛み合っている。
【０１３４】
また、インナスリーブ３０３の外周面であって、ガイドレール３０３ａよりも下方にガイド溝３０３ｂが設けられている。ガイド溝３０３ｂは、中心線Ａ１に沿った方向に直線状に設けられている。ガイド部３０５にはガイドレールが設けられており、ガイドレールは中心線に沿った方向に直線状に設けられている。ガイドレールはガイド溝３０３ｂに噛み合っており、インナスリーブ３０３は、中心線Ａ１に沿った方向に移動可能であり、かつ、中心線Ａ１を中心として回転不可能である。
【０１３５】
前記のように、高さ調整用モータ３０４が回転し、ピニオン３０７のトルクでアウタスリーブ３０２が回転すると、インナスリーブ３０３は中心線Ａ１を中心として回転せず、中心線Ａ１に沿った方向に上昇または下降する。すなわち、高さ調整機構３０１は、ピニオン３０７の回転運動を、インナスリーブ３０３の直線運動に変換するラックピニオン機構３０８を有する。ラックピニオン機構３０８は、ピニオン３０７、ラック３０２ｂ、ガイド溝３０２ａ，３０３ｂ、ガイドレール３０３ａ、ガイド部３０５のガイドレール等により構成されている。インナスリーブ３０３が上昇するか、または下降するかは、ガイド溝３０２ａの捻じれ方向、ガイドレール３０３ａの捻じれ方向、ピニオン３０７の回転方向により決まる。高さ調整用モータ３０４が停止すると、インナスリーブ３０３も停止する。
【０１３６】
そして、インナスリーブ３０３の下端、つまり、底部２０１ａ側の端部に、回転刃用モータ２４０が取り付けられている。このため、インナスリーブ３０３が上昇、下降、停止することにより、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は中心線Ａ１に沿った方向に移動する。すなわち、草刈機本体２００は、地面Ａ２と回転刃２４４との間の距離、即ち、高さを調整できる。
【０１３７】
さらに、ハウジング２０５の内部２０３には、高さ調整用センサ３０９が設けられている。高さ調整用センサ３０９は、アウタスリーブ３０２の基準位置に対する、アウタスリーブ３０２の回転方向及び回転角度を検出するセンサであり、高さ調整用センサ３０９の検出信号は、制御部２２０に入力される。
【０１３８】
自走式草刈機１０は、ユーザーが操作端末部１００の入力部１５０、または本体側操作部２９０を操作して、地面Ａ２に対する回転刃２４４の目標高さを設定できるようになっている。前記したラックピニオン機構３０８は、アウタスリーブ３０２の回転量に応じて、インナスリーブ３０３の移動量が決定される。そこで、制御部２２０は、アウタスリーブ３０２の回転方向及び回転角度に基づいて、回転刃２４４の実際の高さを算出し、制御部２２０は、算出結果に基づいて高さ調整用モータ３０４の回転方向、回転角度を制御し、回転刃２４４の実際の高さを目標高さに近づける。
【０１３９】
なお、草刈機本体２００は、底部２０１ａに距離センサ２７０ａまたはレーザー距離センサ２７０ｉが設けられていれば、底部２０１ａからモータケース２４６までの距離を検出できる。そして、制御部２２０は、底部２０１ａからモータケース２４６までの距離から、回転刃２４４の高さを間接的に算出し、高さ調整用モータ３０４の回転方向、回転角度を制御すればよい。
【０１４０】
実施の形態４における草刈機本体２００において、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４が、ハウジング２０５の外部、つまり、底部２０１ａの下方に設けられている点は、実施の形態２における草刈機本体２００と同じである。また、図１１、図１２に示す回転刃用モータ２４０の構成は、図８に示す回転刃用モータ２４０の構成と同じである。さらに、草刈機本体２００を平面視すると、回転刃２４４の配置領域に、高さ調整機構３０１が配置されている。
【０１４１】
実施の形態４における草刈機本体２００は、高さ調整用モータ３０４を回転させて、回転刃２４４の高さを調整することにより、地面Ａ２に対する草の刈り込み高さを変更可能である。したがって、地面Ａ２に生えている草の刈り残しを抑制でき、草刈り作業性が向上する。また、ユーザーが自力で回転刃２４４を上昇、下降、停止させずに済み、草刈り作業の煩わしさを解消できる。なお、ユーザーは、操作端末部１００の入力部１５０、または本体側操作部２９０を操作して、地面Ａ２に対する回転刃２４４の高さを設定できる。
【０１４２】
さらに、実施の形態４における草刈機本体２００は、図１１及び図１２のように重心Ｗ１が車軸２３１ａよりも下方に配置されている。また、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、重心Ｗ１よりも下方に配置されている。重心Ｗ１は、例えば、草刈機本体２００の前後方向で、走行用モータ２３０と回転刃用モータ２４０との間に配置され、かつ、草刈機本体２００の左右方向で中央に配置されている。図１１及び図１２の草刈機本体２００は、重心Ｗ１が底部２０１ａに配置された例である。なお、草刈機本体２００の重心Ｗ１は、底部２０１ａと地面Ａ２との間に配置されていてもよい。したがって、実施の形態４の草刈機本体２００は、実施の形態１における草刈機本体２００と同様の効果を得られる。なお、その他、実施の形態４において、実施の形態１の草刈機本体２００の構成と同じ部分については、実施の形態１の草刈機本体２００と同じ効果を得られる。
【０１４３】
（実施の形態５）
草刈機本体の実施の形態５を、図１３に基づいて説明する。図１３に示す草刈機本体２００は、草刈機本体２００の前後方向で異なる位置に配置された駆動輪部３１０及び刈刃部３１１を有する。駆動輪部３１０は、草刈機本体２００の前後方向で刈刃部３１１の後方に配置されている。駆動輪部３１０に、左駆動輪２８３、右駆動輪、２基の走行用モータ２３０、制御基板２４８、電源部２１０、本体側操作部２９０、本体側表示部２９３等が配置されている。刈刃部３１１に、回転刃用モータ２４０、回転刃２４４、前輪２８２、支持軸２８２ａが配置されている。
【０１４４】
草刈機本体２００の重心Ｗ１は、草刈機本体２００の高さ方向で、車軸と回転刃用モータ２４０との間に配置され、草刈機本体２００の前後方向で、車軸と回転刃用モータ２４０との間に配置されている。図１３に示す重心Ｗ１は、底部２０１ａに配置されている。草刈機本体２００の重心Ｗ１は、車軸の中心線Ｂ１よりも下方に位置しており、回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、重心Ｗ１よりも下方に設けられている。回転刃用モータ２４０及び回転刃２４４は、ハウジング２０５の外部、具体的には、底部２０１ａの下方に配置されている。
【０１４５】
なお、重心Ｗ１は、草刈機本体２００の前後方向で、底部２０１ａの中央に配置することも可能である。さらに、重心Ｗ１は、草刈機本体２００の前後方向で、底部２０１ａの中央と、回転刃用モータ２４０の中心線Ａ１との間に配置することも可能である。さらに、重心Ｗ１は、草刈機本体２００の高さ方向で、底部２０１ａと地面Ａ２との間に配置することも可能である。
【０１４６】
そして、カバー２０２は、草刈機本体２００を側面視すると草刈機本体２００の前後方向に沿って高さが変化している。カバー２０２は、刈刃部３１１に配置された第１平坦部３１２を有する。第１平坦部３１２は、平らな地面Ａ２に、左駆動輪２８３及び右駆動輪が接し、かつ、前輪２８２が地面Ａ２に接した状態で、略水平である。すなわち、地面Ａ２から第１平坦部３１２の上面までの高さｈ１は、草刈機本体２００の前後方向で一定である。また、カバー２０２は、草刈機本体２００の前後方向で、第１平坦部３１２の後方に連続する第１傾斜部３１３を有する。第１傾斜部３１３は、草刈機本体２００の前後方向で後方であるほど、地面Ａ２からの高さが高くなる向きで傾斜している。
【０１４７】
さらに、カバー２０２は、草刈機本体２００の前後方向で、第１傾斜部３１３の後方に連続する第２平坦部３１４を有する。地面Ａ２から第２平坦部３１４の上面までの高さｈ２は、草刈機本体２００の前後方向で一定である。高さｈ２は高さｈ１よりも高い。さらに、カバー２０２は、草刈機本体２００の前後方向で、第２平坦部３１４の後方に連続する第２傾斜部３１５を有する。第２傾斜部３１５は、草刈機本体２００の前後方向で後方であるほど、地面Ａ２からの高さが低くなる向きで傾斜している。本体側操作部２９０及び本体側表示部２９３は、第２傾斜部３１５に設けられている。
【０１４８】
図１３の例では、第１平坦部３１２は、草刈機本体２００の前後方向で前方における３分の１程度の長さを占めている。また、第１傾斜部３１３は、駆動輪部３１０及び刈刃部３１１の両方に亘って配置されている。回転刃３４４の殆どは、第１平坦部３１２の下方に配置されている。すなわち、草刈機本体２００を平面視すると、第１平坦部３１２の配置領域と、回転刃３４４の配置領域とが重なっている。
【０１４９】
図１３の草刈機本体２００は、図１に示す自走式草刈機１０の制御系統、図５のセンサ部の具体例により制御される。実施の形態５の草刈機本体２００において、他の実施の形態の草刈機本体２００と同じ構造及び機構については、他の実施の形態と同様の効果を得られる。
【０１５０】
図１３の草刈機本体２００における特有の草刈り作業を、図１４に基づいて説明する。地面Ａ２に生垣３１６が設けられている。生垣３１６は、地面Ａ２から上方に伸びた幹３１７と、幹３１７から張り出した枝葉３１８と、を有する。枝葉３１８は、幹３１７から上方及び側方に向けて張り出している。図１３の草刈機本体２００を走行させて、生垣３１６付近の草刈りを行う場合は、草刈機本体２００の前方側を枝葉３１８の下方へ移動させ、かつ、回転刃３４４を回転させて、地面Ａ２の草を刈り取ることができる。
【０１５１】
図１４に示す例では、地面Ａ２から枝葉３１８までの高さｈ３は、地面Ａ２から第２平坦部３１４までの高さｈ２よりも低い。ここで、草刈機本体２００における第１平坦部３１２の高さｈ１は、高さｈ３よりも低い。このため、草刈機本体２００の刈刃部３１１を、生垣３１６の枝葉３１８と地面Ａ２との間へ進入・退出させる際に、草刈機本体２００のカバー２０２と枝葉３１８との摩擦力を低減できる。したがって、草刈機本体２００の前進走行及び後進走行を交互に繰り返すことにより、生垣３１６の枝葉３１８の下方に生えている草を、容易に刈り取ることができる。
【０１５２】
（制御例）
次に、実施の形態１〜５の草刈機本体２００を、制御プログラム等を用いて制御する制御例を、図１５〜図１８を参照して説明する。これらの制御例は、入力部１５０または本体側操作部２９を操作してモードを選択することにより、実行可能である。
【０１５３】
（刈込モード１）
図１５は、草刈機本体２００の走行軌跡を示す模式的平面図である。刈込モード１が選択されると、まず、矢印Ｃ１で示すように草刈機本体２００を直進前進させ、一旦停止する。草刈機本体２００を直進走行させる場合は、右駆動輪２８４及び左駆動輪２８３を、同じ回転速度で共に正回転させる。
【０１５４】
次いで、右駆動輪２８４を停止しかつ、左駆動輪２８３を逆回転させて停止し、草刈機本体２００の向きを、矢印Ｃ１に対して傾ける。さらに、右駆動輪２８４及び左駆動輪２８３を、同じ回転速度で共に逆回転させ、矢印Ｃ２で示すように斜めに後進させ、一旦停止する。さらに、左駆動輪２８３を停止し、かつ、右駆動輪２８４を逆回転させて停止し、草刈機本体２００の向きを、直進前進させる向きに切り替える。そして、前述と同様の制御を実行し、草刈機本体２００を直進前進させる。
【０１５５】
以後、前記と同様の制御を繰り返す。図１５のように、草刈機本体２００の平面視で、草刈機本体２００の側方に向けて、鋸刃状の走行軌跡で切り返し走行させ、かつ、回転刃２４４を回転させると、生垣の下方の地面にある草を刈り取ることができる。図１５は、草刈機本体２００を右方向に鋸刃状に移動させる例である。刈込モード１は、いずれの草刈機本体２００においても実行可能であるが、実施の形態５の草刈機本体２００において実行すると、特に有効である。
【０１５６】
（刈込モード２）
図１６は、草刈機本体２００の走行軌跡を示す模式的平面図である。刈込モード２が選択されると、まず、左駆動輪２８３を正回転させ、かつ、右駆動輪２８４を停止させることにより、右方向に旋回させる。次いで、右駆動輪２８４を正回転させ、かつ、左駆動輪２８３を停止させることにより、左方向に旋回させる。以後、上記制御を交互に繰り返すことにより、図１６のように草刈機本体２００を平面視で蛇行させることができ、かつ、回転刃２４４を回転させて草を刈ることができる。
【０１５７】
（刈込モード３）
図１７は、草刈機本体２００の走行軌跡を示す模式的平面図である。刈込モード３が選択されると、左駆動輪２８３及び右駆動輪２８４を共に正回転させ、かつ、左駆動輪２８３の回転速度を右駆動輪２８４の回転速度よりも高速に制御する。そして、草刈機本体２００の走行距離が増加することに伴い、左駆動輪２８３の回転速度と、右駆動輪２８４の回転速度との差を、小さくする制御を実行する。上記制御を実行することにより、草刈機本体２００は、図１７のように平面視で時計回りで渦巻き状に走行する。なお、図１７に示す渦巻き形状は、曲率半径が異なる複数の円弧同士を連続させた形状となっている。
【０１５８】
これに対して、草刈機本体２００を反時計回りで渦巻き状に走行させる場合は、まず、左駆動輪２８３及び右駆動輪２８４を共に正回転させ、かつ、右駆動輪２８４の回転速度を左駆動輪２８３の回転速度よりも高速に制御する。そして、草刈機本体２００の走行距離が増加することに伴い、左駆動輪２８３の回転速度と、右駆動輪２８４の回転速度との差を、小さくする制御を実行する。
【０１５９】
なお、草刈機本体２００を時計回りで渦巻き状に走行させるか、または、反時計回りで渦巻き状に走行させるかは、予め入力部１５０または本体側操作部２９０を操作して選択する。このように、草刈機本体２００を渦巻き状に走行させ、かつ、回転刃２４４を回転させることにより、地面の草を刈り取ることが可能である。刈込モード３は、地面の草をとりあえず部分的に刈り取る場合等に選択される。
【０１６０】
（刈込モード４）
図１８は、草刈機本体２００の走行軌跡を示す模式的平面図である。刈込モード４が選択されると、左駆動輪２８３及び右駆動輪２８４を共に同じ回転速度で正回転させ、直進走行させる。次に、右駆動輪２８４を停止させ、かつ、左駆動輪２８３を正回転させて、草刈機本体２００を右方向に旋回させ、草刈機本体２００の向きを９０度変換する。そして、左駆動輪２８３及び右駆動輪２８４を共に同じ回転速度で正回転させ、直進走行させる。以後、草刈機本体２００を右方向に旋回して向きを変換する制御と、草刈機本体２００を直進走行させる制御とを繰り返す。なお、草刈機本体２００の走行距離が増加することに伴い、草刈機本体２００が直進走行する距離を増加させる。上記制御を実行することにより、草刈機本体２００は、図１８のように平面視で時計回りで渦巻き状に走行する。
【０１６１】
これに対して、草刈機本体２００を反時計回りで渦巻き状に走行させる場合は、まず、左駆動輪２８３及び右駆動輪２８４を共に同じ速度で正回転させ、直進走行させる。次に、左駆動輪２８３を停止させ、かつ、右駆動輪２８４を正回転させて、草刈機本体２００を左方向に旋回させ、草刈機本体２００の向きを９０度変換する。そして、右駆動輪２８４及び左駆動輪２８３を共に同じ回転速度で正回転させ、直進走行させる。以後、草刈機本体２００を左方向に旋回して向きを変換する制御と、草刈機本体２００を直進走行させる制御とを繰り返す。
【０１６２】
なお、草刈機本体２００の走行距離が増加することに伴い、草刈機本体２００が直進走行する距離を増加させる。また、草刈機本体２００を時計回りで渦巻き状に走行させるか、または、反時計回りで渦巻き状に走行させるかは、予め入力部１５０または本体側操作部２９０を操作して選択する。図１８のように、草刈機本体２００を渦巻き状に走行させ、かつ、回転刃２４４を回転させることにより、地面の草を刈り取ることが可能である。刈込モード４は、地面の草をとりあえず部分的に刈り取る場合等に選択される。
【０１６３】
（その他の制御モード）
実施の形態１〜実施の形態５における草刈機本体２００で実行可能な他の制御モードを、図１９を参照して説明する。自走式草刈機１０が起動している状態で、草刈機本体２００を前進走行させ、かつ、回転刃２４４による草刈りを開始する条件が成立すると、制御部２２０は、ステップＳ１で回転刃用モータ２４０を正回転させ、かつ、ステップＳ２で走行用モータ２３０を正回転させる制御を実行する。
【０１６４】
制御部２２０は、回転刃用モータ２４０の実回転速度を目標回転速度に近づけるように、回転刃用モータ２４０に供給される電流値を制御する。ここでは、回転刃用モータ２４０の正回転は、草刈機本体２００の平面視で時計回りを指すものとする。また、走行用モータ２３０の正回転は、草刈機本体２００の側面視で時計回りを指すものとする。
【０１６５】
ステップＳ１及びステップＳ２の制御が実行されると、草刈機本体２００が地面Ａ２上を走行し、かつ、回転刃２４４が回転して草が刈り取られる。そして、制御部２２０は、ステップＳ３で駆動停止信号を受信したか否かを判断する。駆動停止信号は、走行用モータ２３０を停止させ、かつ、回転刃用モータ２４０を停止させる信号であり、例えば、入力部１５０または本体側操作部２９０が操作されて、走行用モータ２３０を停止させ、かつ、回転刃用モータ２４０を停止させる入力が行われると、制御部２２０は駆動停止信号を受信する。
【０１６６】
制御部２２０は、ステップＳ３でＮｏと判断すると、ステップＳ４に進み、回転刃用モータ２４０に供給される電流が、閾値以上であるか否かを判断する。制御部２２０は、元々、回転刃用モータ２４０の実回転速度が目標回転速度となるように、回転刃用モータ２４０に供給される電流値を制御している。そして、制御部２２０は、回転刃２２４に草が絡まり、回転刃用モータ２４０の実回転速度が低下すると、実回転速度と目標回転速度との偏差を小さくするように、回転刃用モータ２４０に供給される電流値を増加する制御を実行する。このため、制御部２２０は、草が絡まり回転刃用モータ２４０の負荷が増加した場合に、回転刃用モータ２４０の目標回転速度に対応して予め定められた電流値よりも高い電流値を、回転刃用モータ２４０に供給する。この回転刃用モータ２４０に供給される電流を検出して、回転刃２４４に草が絡まったか否かを判断する。なお、ステップＳ４の判断に用いる閾値は、実験、シミュレーション等を行って、予め制御部２２０のメモリに記憶されている。
【０１６７】
制御部２２０は、ステップＳ４でＮｏと判断すると、ステップＳ１及びステップＳ２の制御を継続する。これに対して、制御部２２０がステップＳ４でＹｅｓと判断するということは、回転刃２４４に草が絡まり、回転抵抗が増加している可能性がある。そこで、制御部２２０は、ステップＳ５で回転刃用モータ２４０を停止させ、かつ、ステップＳ６で走行用モータ２３０を逆回転させ、制御ルーチンを終了する。このように、走行用モータ２３０が逆回転して草刈機本体２００が後進走行し、かつ、回転刃２４４が停止するため、回転刃２４４に絡まっていた草が、回転刃２４４から除去される。なお、回転刃２４４は、上述した停止する構成に代えて、逆回転する構成としてもよい。
【０１６８】
一方、制御部２２０は、ステップＳ３でＹｅｓと判断すると、ステップＳ７で回転刃用モータ２４０を停止し、かつ、ステップＳ８で走行用モータ２３０を停止し、図１９の制御ルーチンを終了する。
【０１６９】
図１９のフローチャートにおいて、ステップＳ１及びステップＳ２の制御は、何れか一方のステップを先に実行し、その後に他方のステップを実行してもよいし、２つのステップを同時に実行してもよい。また、ステップＳ５及びステップＳ６の制御は、何れか一方のステップを先に実行し、その後に他方のステップを実行してもよいし、２つのステップを同時に実行してもよい。さらに、ステップＳ７及びステップＳ８の制御は、何れか一方のステップを先に実行し、その後に他方のステップを実行してもよいし、２つのステップを同時に実行してもよい。
【０１７０】
また、制御部２２０は、ステップＳ４で回転刃２４４の回転抵抗が増加したか否かを判断している。このため、制御部２２０は、ステップＳ４において、電流値以外の信号、例えば、回転刃２４４の実回転速度に基づいて、回転刃２４４の回転抵抗が増加したか否かを判断することも可能である。すなわち、制御部２２０は、回転刃２４４の実回転速度が目標回転速度に一致した後に、目標回転速度を低下させる信号を受信していない状況で、回転刃２４４の実回転速度が、目標回転速度未満になると、回転刃２４４の回転抵抗が増加したと判断できる。したがって、制御部２２０は、回転刃用モータ２４０の実回転速度が低下するとステップＳ５に進み、回転刃用モータ２４０の実回転速度が低下していなければ、ステップＳ１及びステップＳ２の制御を継続すればよい。
【０１７１】
本実施形態で説明した事項と、本発明の構成との対応関係を説明すると、走行用モータ２３０が、本発明の走行用動力源及び第１電動モータに相当し、右駆動輪２８４及び左駆動輪２８３が、本発明の駆動輪に相当し、回転刃用モータ２４０が、本発明の回転刃用動力源、第２電動モータ、ディスクモータに相当する。また、制御部２２０が、本発明の制御部及び走行制御部に相当し、電流センサ２７０ｊが、本発明の負荷検出部に相当する。さらに、中心線Ａ１に対して垂直な平面に沿った方向が、本発明の第１方向であり、中心線Ａ１に沿った方向、つまり、草刈機本体２００の高さ方向が、本発明の第２方向である。さらに、支持軸１８３ａ、カムロッド２９５等が、本発明のカム機構に相当する。さらに、ダイアル２９９が、本発明の入力部材に相当する。
【０１７２】
本発明は前記した実施の形態１〜実施の形態５に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施形態においては、電源部２１０として、電動工具用のリチウムイオン電池を例示しているが、任意の二次電池や燃料電池を採用することができる。また、有線、若しくは無線にて草刈機本体２００に電力を供給可能であれば、電源部２１０を、商用電源を変換し供給する電源装置とすることも可能である。また、回転刃用モータや走行用モータは、ディスクモータに限らず、固定子と回転子とが、中心線を中心とする半径方向で内外に配置されている構造であってもよく、回転刃用モータや走行用モータとして、ブラシ付きモータまたはブラシレスモータの何れを用いてもよい。
【０１７３】
さらに、実施の形態１〜実施の形態５において、駆動輪にトルクを伝達する走行用動力源は、例示した電動モータに限定されるものではなく、エンジン等の内燃機関を含む。エンジンは、燃料を燃焼させて発生する熱エネルギを運動エネルギに変換する動力源であり、エンジンは、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、液化天然ガスエンジン等を含む。そして、エンジンから左駆動輪及び右駆動輪に至る動力伝達経路を、別個に接続または遮断する第１クラッチを設ける。
【０１７４】
また、エンジンの回転方向は一定であるため、回転方向を正逆に切り替える切替機構を設ければよい。このような切替機構としては、遊星歯車機構を用いることができる。さらに、回転刃を回転させる回転刃用動力源は、電動モータの他エンジンを含む。駆動輪にトルクを伝達するエンジンと、回転刃用のエンジンとを別個に設けてもよいし、共通のエンジンとしてもよい。この場合、エンジンと回転刃との間の動力伝達経路を接続または遮断する第２クラッチを設ける。さらにまた、駆動輪の回転速度を制御する変速機と、回転刃の回転速度を制御する変速機とを、それぞれ設けることも可能である。
【符号の説明】
【０１７５】
１０…自走式草刈機、１００…操作端末部、１１０，２１０…電源部、１２０，２２０…制御部、１３０…画像処理部、１４０…表示部、１５０…入力部、１６０…操作端末側通信部、１７０…センサ部、１８０…情報記憶部、１８１…移動装置、１８２…移動用モータ、１８３…クランク機構、１８３ｂ…クランクロッド、２００…草刈機本体、２０１…本体シャシー、２０１ａ…底部、２０１ｃ…開口部、２０１ｄ…軸孔、２０２…カバー、２０３…内部、２０５…ハウジング、２３０…走行用モータ、２３１ａ…車軸、２４０…回転刃用モータ、２４１…固定子、２４２…回転子、１８２ａ，２４３…回転軸、２４４…回転刃、２４６…モータケース、２４７，２９６…軸受、２４８…制御基板、２５０…本体側通信部、１８３ａ，２０１ｂ，２４６ａ，２８２ａ，２９７，２９８…支持軸、２６０…撮像部、２７０…センサ部、２７０ａ…距離センサ、２７０ｂ…加速度センサ、２７０ｃ…静電センサ、２７０ｄ…圧力センサ、２７０ｅ…荷重センサ、２７０ｆ…接点スイッチ、２７０ｇ…超音波センサ、２７０ｈ…赤外線センサ、２７０ｉ…レーザー距離センサ、２７０ｊ…電流センサ、２７０ｋ…電圧センサ、２７０ｍ…ジャイロセンサ、２７０ｎ…集音素子、２７０ｐ，２７０ｑ…回転速度センサ、２８０…ブレーキ装置、２８２…前輪、２８３…左駆動輪、２８４…右駆動輪、２９０…本体側操作部、２９３…本体側表示部、２９５…カムロッド、２９５ａ…カム孔、２９９…ダイアル、３００…外部機器、３０１…高さ調整機構、３０２…アウタスリーブ、３０３…インナスリーブ、３０２ａ，３０３ｂ…ガイド溝、３０３ａ…ガイドレール、３０２ｂ…ラック、３０４…高さ調整用モータ、３０５…ガイド部、３０６…ブラケット、３０７…ピニオン、３０８…ラックピニオン機構、３０９…高さ調整用センサ、３１０…駆動輪部、３１１…刈刃部、３１２…第１平坦部、３１３…第１傾斜部、３１４…第２平坦部、３１５…第２傾斜部、３１６…生垣、３１７…幹、３１８…枝葉、Ａ１，Ｂ１，Ｄ１…中心線、Ａ２…地面、Ｃ１，Ｃ２…矢印、ｈ１，ｈ２，ｈ３…高さ。
【図１】
2016195545.tif 000003
【図２】
2016195545.tif 000004
【図３】
2016195545.tif 000005
【図４】
2016195545.tif 000006
【図５】
2016195545.tif 000007
【図６】
2016195545.tif 000008
【図７】
2016195545.tif 000009
【図８】
2016195545.tif 000010
【図９】
2016195545.tif 000011
【図１０】
2016195545.tif 000012
【図１１】
2016195545.tif 000013
【図１２】
2016195545.tif 000014
【図１３】
2016195545.tif 000015
【図１４】
2016195545.tif 000016
【図１５】
2016195545.tif 000017
【図１６】
2016195545.tif 000018
【図１７】
2016195545.tif 000019
【図１８】
2016195545.tif 000020
【図１９】
2016195545.tif 000021