建設の施工企画

08. 2

1CMI 報告

土交通省中国技術事務所の委託を受けて，H15 〜 17年度の 3 ヵ年で開発を行った，急勾配法面に適用でき，かつ刈高の均一化が可能な急勾配法面除草機械（以下，開発機という）について紹介するものである。

新方式の急勾配法面除草機械

2．開発目標（1）適用法面法勾配 60 °までの急勾配に対応可能とした。また，
急勾配法面の法長は 10 m 未満であることが多いた

加藤弘志

め，開発機を適用する法長は最大 15 m とした。

進行方向位置偏差→草刈り機速度制御

進行方向姿勢偏差→草刈り機姿勢制御

側

1．はじめにU

離隔一定走行

転倒防止荷重検出機構

00

F側

機体支持ワイヤロープ（繰出し長によるラップ代管理）側Dが確保できないため，ロングリーチ式除草機械または

R側

ラ有 ップ
効 代
除 ラ草 ッ幅 プ
15 代
00

を適用した場合，転倒の可能性があり，作業の安全性1500

肩掛式で行われている。

有効

除草幅

15

急勾配法面における除草工に従来の自走式除草機械

有効

除草幅

しかし，天端道路から作業を行うロングリーチ式除草機械は車体幅が広く，交通量の多い道路では一般交通に与える影響が大きいため，現状では肩掛式に頼ら

図― 1 作業方法

ざるを得ず，除草コストを押上げている。また，急勾配法面における肩掛式による除草工は，作業者にとって法面上で長時間にわたり無理な姿勢を強いられる苦渋作業であるとともに，常に転倒・転落の危険を伴う。
本稿は，上記問題を解決するために，当研究所が国図― 2 作業パターン（2）施工品質
施工品質は，刈高の均一性および刈ムラ・刈残しの有無で評価される。前者は法面の不陸により，後者は不陸に加えて機械の直進性により影響を受けるので，開発機の施工品質に関する目標を次のとおりとした。
①不陸に対する草刈機の追従性の確保②機械の直進性の確保

写真― 1 開発機

建設の施工企画2（3）施工能力08. 2③飛石等の飛散防止

方向転換に要する時間を短縮するため，草刈機はカ草刈機周囲を遮蔽し，高速回転するカッタが小石等ッタの回転方向も逆転できる構造とし，前後進で作業を跳ね飛ばしても草刈機の外へ飛散しない構造としを行うものとした。開発機の施工能力は，現在使用さた。

れている遠隔操縦式の 70 ％程度（5,500 m /日）を目2標とした。

3．開発機の主な特徴（4）安全性（1）作業方法①開発機の転倒・転落に関する安全性

滑動防止車は，支持ブームおよびアームとウインチ

開発機は，法勾配 60 °の法面において通常の作用外駆動のワイヤロープにより草刈機を法面に保持しつつ力に対して 1.15 以上の転倒安全率（滑動防止車）を天端道路を前後進方向に自走する。法面上の草刈機の確保するものとして設計した。

位置はワイヤロープの繰出し長さで制御する。

②作業者の安全性

作業者は平坦な路肩にて，滑動防止車を無線操縦す

運転は平坦地で遠隔操縦により行うものとした。

るため，急勾配法面上における転倒・転落の危険性や表−１ 実用機の主な仕様

除草機械の形式

無線遠隔操縦式滑動防止車同調型自動草刈装置

最大適用法面法勾配 60 °以上，法長 15 m 以上（小段乗り越え可能）

性能

最大除草幅

1,500 mm 以上

処理能力5,500 m2/日（5.5 h）以上

本体寸法（平地標準状態）
総質量約 660 kg

除草装置

走行装置

1,850 mm（L）
× 1,950 mm（W）× 920 mm
（H）
以下

除草方式
駆動方式

ハンマナイフ式
電動機駆動（5 kW × 2 台）

回転速度
駆動方式

2,000 min−1 以上
全 4 輪電動機駆動（400 W × 4 台）

最大走行速度

1.5 km/h 以上

旋回装置

操舵方式
車輪旋回速度

全 4 輪電動機個別操舵（200 W × 4 台）
6 min−1 以上

モア昇降装置

昇降方式
昇降速度

草刈機

電動機 2 台によるチェンスプロケット駆動（200 W × 2 台）
5 m/min 以上

自動制御機能

走行速度自動制御（滑動防止車と草刈機の同調）
機体姿勢自動制御（対進行方向偏差）

本体寸法（格納状態）
総質量2,500 mm（L）
× 1,250 mm（W）
× 1,600 mm（H）以下
約 2,540 kg

自動レーン変更

走行装置

滑動防止車

駆動方式
最大走行速度草刈機支持アーム

旋回方式

左右履帯の速度差による旋回

形式
駆動方式

旋回・ブーム起伏・アーム起伏 3 自由度
旋回：電動機駆動、起伏：油圧シリンダ駆動

旋回速度
起伏速度

1 min−1 以上
1.5 °/s 以上

巻取りウィンチ

電源ケーブル巻取り装置

転倒防止用機能
駆動源

電動機駆動履帯式（0.75 kW × 4 台）
2.25 km/h 以上

適用ワイヤロープ

φ 8 mm，平行より平均巻取り速度
駆動方式

6 m/min 以上
3 kW 電動機（ブレーキ付）

6 × Fi（29）

形式
ケーブルスプリング式
キャブタイヤケーブル（14 mm2 − 4C）巻取り長20 m
荷重検出機構（検出荷重 14.8 kN 以上で警報表示）
インターロック機構による巻上げ荷重制限（5.88 kN）
25kVA ディーゼル発電機（滑動防止車に搭載）

建設の施工企画

08. 2

無理な姿勢を強いられる苦渋作業から解放される。ま3

5．おわりにた，走行除草作業および除草レーン変更は自動制御とし，作業者が頻繁に送信機の操作を行う必要はない。

急勾配法面除草機械の開発により，以下のような問題を改善できると考えられる。

（2）草刈機吊上げ時の安全対策①規制区域の縮減

開発機は，法面上の草刈機を天端道路まで引上げた

ロングリーチ式と比較すると，車体全幅が 3 m かり，障害物回避のため吊上げたりする場合に滑動防止ら 1.25 m へと縮減されたので，除草作業時の一般交車が転倒する危険性があるため，滑動防止車にインタ通に与える影響も軽減される。

ーロック機能と荷重検出機能の 2 重の安全対策を施し②安全性の向上と作業負担の軽減ている。各機能の概要を以下に示す。

法勾配 60 °，法長 15 m までの急勾配法面に対応で（a）インターロック機能

きるため，従来，肩掛式を使用していた箇所について滑動防止車に設置した傾斜センサの計測値から転倒も開発機による除草作業が可能となる。したがって，の危険性が高い姿勢でないかを判断し，危険な姿勢の作業者の安全性の向上および苦渋作業の軽減が図れ

場合はワイヤロープ巻取り装置のトルク制限が作動る。

し，草刈機の引上げ（または吊上げ）作業をできない

また，草刈機を車輪走行式とし全 4 輪個別操舵としようにする機能である。以下に示した条件のうち，どたことによって，法面上の方向転換を可能とし，連続ちらかに該当するとインターロック機能が作動する。

除草作業における平均施工能力は，補助作業を含めて①ブームが 10 °以上法面側に傾斜している場合

約 6,500 m2/日となり，目標とした 5,500 m2/日（5.5 h②車体が法面側に 5 °以上傾斜している場合作業）を達成できた。

（b）荷重検出機能
インターロック作動条件としているような安定上好ましくない姿勢における滑動防止車の法面側にかかる

今後は，開発機を多くの除草工現場に投入して作業性，施工性，耐久性等について追跡調査を行っていくことが望まれる。

荷重をロードセルで検出し，転倒の危険性が高くなった場合に，作業者に警告を発する機能である。

4．実用機の仕様
性能確認試験および連続運転試験等で検討した改良項目を織り込み，開発機の仕様をもとに決定した実用機の主な仕様を表― 1 に示す。

［筆者紹介］
加藤 弘志（かとう ひろゆき）
社団法人日本建設機械化協会
施工技術総合研究所
研究第四部 研究員

J C MA