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【発明の名称】 芝、草刈り機
【発明者】 【氏名】伊東　一夫
【住所又は居所】兵庫県加西市朝妻町１１４６番地の２　伊東電機株式会社内

【氏名】小林　一明
【住所又は居所】兵庫県加西市朝妻町１１４６番地の２　伊東電機株式会社内

【氏名】森本　洋一
【住所又は居所】兵庫県加西市朝妻町１１４６番地の２　伊東電機株式会社内
【要約】 【課題】上下二枚の刈り刃板を相対的に摺動させて、芝や草を刈り取る草刈り機において、地形の起伏に沿って一定の高さに、かつ能率的に刈り取ることができる草刈り機を提供する。

【解決手段】上下二枚の刈り刃板３，４が摺動することによって刈り取ることができるものを刈り刃ユニット２として構成する。そして、主フレーム１から外方に向けて複数の刈り刃ユニット２，２を、主フレーム１に対して自由に上下動する状態で装着する。個々の刈り刃ユニット２には、車輪７を設けておきこれが通過する地形に沿って刈り刃ユニットを上下動させる。これにより、個々の刈り刃ユニット２が通過する地形の凹凸に沿って刈取作業が行われる。刈り刃ユニットは、主フレームの全周に設けておくと、主フレームを３６０度いずれの方向に移動させても刈取り作業を行うことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下二枚の刈り刃板を相対的に摺動させることによって芝や草を切断する刈り刃ユニットを、刈り刃板が外方に向く状態で主フレームから外方に向けて複数配置し、該複数の刈り刃ユニットそれぞれに車輪を備えることにより、個々の刈り刃ユニットが作業面であるそれぞれの地形に沿って移動し、複数の刈り刃ユニットが主フレームに対して個別に上下動可能としたことを特徴とする芝、草刈り機。
【請求項２】
複数の刈り刃ユニットを主フレームから全放射方向に配置し、該主フレームから全放射方向に配置する刈り刃ユニットの先端部分に、放射方向と直交する方向に刈り刃板を装着することによって主フレームの全外周方向が刈り刃板によって囲まれるようにしたことを特徴とする請求項１記載の芝、草刈り機。
【請求項３】
刈り刃ユニットは先端に刈り刃板を備えた刈り刃アームと先端部分に車輪を備えた車輪アームとによって構成し、刈り刃アーム及び車輪アームはいずれも基端部を主フレームに軸着するとともに、車輪アームと刈り刃アームの間隔を一定に保持する間隔保持手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の芝、草刈り機。
【請求項４】
刈り刃アームの平面形状を略分割円形状とすることによって、主フレームに装着した全体の平面形状を円形もしくは分割円形状とし、該刈り刃アームの一部に車輪が自由に通過する大きさの貫通孔を設けるとともに刈り刃アームの上方に車輪アームを配置し、車輪アームに刈り刃アームを支持させて車輪アームに備えた車輪を刈り刃アームの貫通孔から接地させることを特徴とする請求項３記載の芝、草刈り機。
【請求項５】
刈り刃ユニットに装着する車輪の前部もしくは一部が自走のための駆動輪であって、全ての車輪が連動してその方向変更を可能としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の芝、草刈り機。
【請求項６】
主フレームから操作ハンドルを突出させ、該操作ハンドルにスイッチなどの操作手段を備えてなる請求項１ないし５のいずれかに記載の芝、草刈り機。
【請求項７】
電気的な遠隔操作手段もしくは無人誘導手段によって自走させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の芝、草刈り機。
【請求項８】
主フレームにエンジン及び発電機を搭載し、エンジンによって発電機を駆動して刈り刃板の往復駆動と車輪の回転駆動の双方もしくはいずれか一方をモータ駆動させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の芝、草刈り機。
【請求項９】
主フレームに対し外方に向けて配置される複数の刈り刃ユニットが、隣接する刈り刃ユニットどうしで屈曲可能な状態に連結されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の芝、草刈り機。
【請求項１０】
隣接する二つの刈り刃ユニットを一組とし、該一組の刈り刃ユニットの刈り刃板を一つの駆動手段によってそれぞれ対称的な反対方向に往復駆動させることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の芝、草刈り機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の切刃を突出させた二枚の刈り刃板を摺動させ、刈り刃板から突出する個々の切刃によって芝や草を鋏のように切断する方式の芝、草刈り機に関し、起伏のある地形の作業面であっても、一定の高さに草や芝を刈ることができる芝、草刈り機の構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の芝、草刈り機としては、支持杆の先端部分に高速回転をする一枚の刃板を設け、作業者が支持杆を手で持って刃板を作業面に沿わせて移動させることによって草などを刈り取る方式が一般的である。一枚の刃板を高速回転させるものには、特許文献１に示すように、支持杆の先端に高速回転をする刃板を設けるとともに刃板の中心位置に駆動輪を設けておき、駆動輪を接地させた状態で駆動輪の方向を変えることによって前後及び左右方向に移動させながら刈取作業を行うことができるようにし、作業者の負担を軽減させるものもある。また、特許文献２に示すように、外周部分に切刃を突出形成し摺接回転をする二枚の刈り刃板を支持杆の先端に装着し、鋏方式で草や芝などの刈取作業を行うものも知られている。さらに、特許文献３に示すように走行車輪を備えた機体の前方に縦軸回転型の二枚の高速回転をする刈刃を並べて配置し、走行車輪に対して縦軸を傾斜させることによって走行面と傾斜する作業面の草刈作業を行うものも知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−１６７７１４号公報（第１−３頁、第４図）
【特許文献２】
特開平１１−２５３０２７号公報（第２−４頁、図２）
【特許文献３】
特開平８−２５６５５９号公報（第２−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されるように高速回転をする一枚の刃板で刈取作業を行う草刈り機では、作業中に小石や缶などを飛散させる危険性があった。また、特許文献２に示す草刈り機では、作業中に小石や缶を飛散させるという欠点はないが、作業者が手で持って作業を行う方式であるため作業者の負担が大きい。特許文献１及び２に開示される草刈り機はいずれも円板状の刃板が回転をする刈り刃板を使用するため、必然的にその大きさが比較的小さなものに制限され、作業が非能率的であるという欠点があった。特許文献３に示されるように、走行車輪を備えた機体の前方に二つの刃板を並べて配置するものでは、それだけ能率的に作業を進めることが可能であるが、装置全体が大きなものとなる欠点がある。そして、これら従来の草刈り機では、いずれも作業者が刃板全体を上下動させて刈り高さを調節する必要があり、作業面の起伏に沿って一定の高さで草刈り作業を進めることができるようなものではなかった。
【０００５】
上記、従来技術の欠点に鑑み、本発明はより広い範囲の芝や草を能率的に刈り取ることができるとともに、地形に沿って一定の高さに刈り取ることができる芝、草刈り機を提供することを目的とするものである。また、別の目的は機体を自走させ、自走方向を自由に変更することができるとともに、いずれの自走方向においても刈取機能を備え、走行車輪が常に刈り取った後の地面を移動することによって刈り高さの揃ったきれいな刈取作業を行うことができる芝、草刈り機を実現することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は一つの主フレーム１から刈り刃板３，４が外方に向く状態で複数の刈り刃ユニット２，２を装着する。個々の刈り刃ユニット２，２は、それぞれ上下二枚の刈り刃板３，４が相対的に摺動し、刈り刃板の外周部分に突出させた切刃３ａ，４ａによって芝や草を切断するものである。各刈り刃ユニット２，２は、それぞれ車輪７，７を備えることによって地形に沿って移動し、主フレーム１に対して個別に上下動可能とする。これにより、個々の刈り刃ユニット２，２が通過した地形に沿って刈取作業が行われ、小さな起伏や複雑な起伏のある地形であっても、一定の高さに刈取作業を行うことができることになる。
【０００７】
主フレーム１に装着する刈り刃ユニット２，２は、主フレーム１の一定の方向例えば前方にのみ設けるものであってもよいが、主フレーム１から全放射方向に配置し、配置した刈り刃ユニット２，２の先端部分に設けた刈り刃板３，４が主フレーム１の全外周方向を囲うように形成すると、機体がいずれの方向に移動しても常に進行方向の刈取作業を行うことができる。このことは、走行のための車輪７が常に刈り取られた後の作業面を走行することになるため、より一定した刈り高さを実現することが可能となる。
【０００８】
刈り刃ユニット２，２は、先端に刈り刃板３，４を備えた刈り刃アーム５と、先端部分に車輪７を備えた車輪アーム６とによって構成し、刈り刃アーム５及び車輪アーム６はいずれも基端部を主フレーム１に軸着するとともに、車輪アーム６と刈り刃アーム５の間隔を一定に保持する間隔保持手段を備えると、車輪アーム６と刈り刃アーム５の間隔を変更することにより、刈り高さを容易に変更することができる。
この構造は、例えば具体的には、刈り刃アーム５の平面形状を略分割円形状とすることによって、主フレーム１に装着した全体の平面形状を円形もしくは分割円形状とし、刈り刃アーム５の一部に車輪７が自由に通過する大きさの貫通孔８を設けるとともに、刈り刃アーム５の上方に車輪アーム６を配置することによって容易に実現することができる。
【０００９】
機体が走行するための車輪を主フレーム１に設け、刈り刃ユニット２，２に装着する車輪７，７が刈り刃ユニット２，２を上下動させるための倣い手段として機能するものであってもよい。しかしながら、刈り刃ユニット２，２の車輪７，７を自走のための駆動輪とし、かつ全ての車輪７，７が連動して方向変更を可能とすると、複数の刈り刃ユニット２，２のそれぞれがより確実に作業面の起伏に沿って移動し、かつ、自由な方向に移動させて刈取作業を行わせるようにすることが可能となる。
【００１０】
上記、本発明に係る草刈り機は、主フレーム１から操作ハンドル４２を突出させ、突出させた操作ハンドル４２にスイッチ４３などの操作手段を備え、作業者が手で操作しながら移動させるものであってもよいが、電気的な遠隔操作手段もしくは無人誘導手段によって自走させるようにすることもできる。この場合は、主フレーム１の全外周方向が刈り刃３，４によって囲まれていずれの方向に移動しても刈り取り作業を行うことができる形態としておくのが望ましい。
また、本発明に係る草刈り機は、主フレーム１にモータとバッテリーを搭載するものであってもよいがエンジン及び発電機を搭載し、エンジンによって発電機を駆動して刈り刃板３の往復駆動と車輪７の回転駆動の双方もしくはいずれか一方をモータ駆動させるようにすると、バッテリーの充電などの必要がなく、経済的で安定した運転を可能とする。
【００１１】
主フレーム１に対し外方に向けて配置される複数の刈り刃ユニット２，２は、それぞれ独自に上下動が可能なものであるが、具体的には車輪７の通過する作業面の高さを基準として上下動する。したがって、隣接する刈り刃ユニット２，２の高さが異なることによって、隣接する刈り刃ユニットによって刈り取られた作業面の境界部分に、刈り高さの段差を生じる可能性がある。そこで、隣接する刈り刃ユニット２，２どうしで屈曲可能な状態に連結しておくと、連続的な刈り高さの変化を実現し、刈り高さに段差が発生することを防止できる。
また、隣接する二つの刈り刃ユニット２，２を一組とし、この一組の刈り刃ユニット２，２の刈り刃板３，３を一つの駆動手段によってそれぞれ対称的な反対方向に往復駆動させるようにすれば、刈り刃板３の往復運動によって発生する振動を相殺し静かな運転を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る芝、草刈り機の実施形態を添付の図面に基いて説明する。図１は動力伝達機構を省略した平面図、図２は底面図である。図３は一部分のみの縦断面図である。
【００１３】
図１及び図２に示す実施形態は、略多角形状に形成した主フレーム１から外方に向けて、図面上６個の刈り刃ユニット２，２を突出させている。一個の刈り刃ユニット２は、その平面形状を略六分の一の分割円形状とし、主フレーム１に装着した全体の平面形状が円形となるようにしている。刈り刃ユニット２の外周部分には、上下一対の刈り刃板３，４を装着することによって、円形の外周全体が刈り刃板３，４によって囲まれ、機体がいずれの方向に移動しても刈取作業が行うことができるようにしている。
【００１４】
上下一対の刈り刃板３，４は、分割円形状の外周部分に装着されることから円弧状であり、外方に向けて多数の山形の切刃３ａ，４ａが突出している。そして、上下一対の刈り刃板３，４を周方向に往復駆動させることによって、山形の切刃３ａと４ａのせん断作用によって芝や草を鋏で切断する如く切断するものである。上下一対の刈り刃板３，４は、いずれか一方が固定され、いずれか他方が往復移動するもの、あるいは上下一対の刈り刃板３，４がそれぞれ異なる方向に移動するものなどが考えられる。要するに、一対の刈り刃板３，４が相対的に摺動して切断作用を行う。
【００１５】
個々の刈り刃ユニット２，２は、その基端部を主フレーム１の底面に回動自在に軸支させるとともに、個々の刈り刃ユニット２，２には下方に向けて車輪７，７を突出させ、車輪７と刈り刃板３，４の間隔、換言すれば車輪７の接地面である作業面から刈り刃板３，４までの距離を一定に維持することができるようにしている。作業面から刈り刃板３，４までの距離は刈り高さに相当し、必要に応じて変更可能とするのが望ましい。
【００１６】
具体的な構造として、図１ないし図４から理解されるように、一つの刈り刃ユニット２を平面形状が略分割円形状である刈り刃アーム５と、先端部分の下方に車輪７を装着した車輪アーム６とで構成し、刈り刃アーム５と車輪アーム６の基端部を主フレーム１の底面において、同軸上に回動自在に軸支する。刈り刃アーム５と車輪アーム６は、刈り刃アーム５の上方に車輪アーム６を配置するとともに、刈り刃アーム５には車輪７が通過する大きさの貫通孔８を穿設し、該貫通孔８から車輪７が接地するようにしている。そして、刈り刃アーム５は車輪アーム６から吊り下げるように支持し、その吊り下げ寸法を変更可能とすることによって、刈り高さの変更をすることができるようにする。
【００１７】
すなわち、図３，図４に示すように、主フレーム１の下面に取付台９，９を固定し、該取付台９に支持軸１０によって刈り刃アーム５と車輪アーム６の基端部を同軸に支持して両者が回動可能とする。そして、図１４に示すように車輪アーム６に装着したネジ軸１１を下方に突出させ、その先端を刈り刃アーム５の上面に配置したリンク杆１２の一端に連結することによって車輪アーム６に刈り刃アーム５を吊り下げる。この構造では、ネジ軸１１を回転させることによって下方への突出寸法を調節し、図３に二点鎖線で示すように刈り刃板３，４と作業面の高さ、すなわち刈り高さを調節することができる。
【００１８】
刈り刃アーム５の円弧状の外周部分には、刈り刃板４を固定するとともに、刈り刃板４と摺動可能な状態で刈り刃板３を配置している。刈り刃板３が刈り刃板４に対して摺動可能とするには、刈り刃板４との間に刈り刃板３を挟むようにしてガイド板１３を配置し、刈り刃板３の上面に突出させた突起１４をガイド板１３に形成したガイド溝１５に係合させることによって、ガイド溝１５に沿って刈り刃板３を摺動させることが可能となる。
【００１９】
車輪アーム６の先端には、軸１６によって回転させることができる車輪支持台１７を装着し、該車輪支持台１７に車輪７を装着している。車輪７の回転駆動構造は特に限定されるものではないが、車輪軸１８をモータローラとして利用されるブラシレスモータで構成すれば、構造を極めて簡略化することが可能となる。また、車輪アーム６は、主フレーム１に対して上下方向に自由に回動するものであるが、現実的にはその回動範囲をストッパーやバネ（図示していない）で規制し、全体としての走行などの運転に支障を生じないようにしておくのが好ましい。
【００２０】
図示例においては、刈り刃アーム５及び車輪アーム６の両方を金属板の板金加工によって製造し、折曲した側壁部分に軸支するための取付孔１９，２０を設けている。その他、ネジ軸１１の上端には、ネジ軸１１を回転させるためのスプロケット２１が装着されるとともに、車輪アーム６の先端部分に配置される車輪支持台１７を支持している軸１６の先端には、車輪支持台１７を回転させるためのスプロケット２２が装着されている。
【００２１】
刈り刃アーム５と車輪アーム６を一定間隔に保持する間隔保持手段の一例は、図１４に示されている。この間隔保持手段において、刈り刃アーム５と車輪アーム６の間隔を変更しようとするには、すなわち、刈り高さを変更するには、ネジ軸１１を回転させることによってネジ軸１１を上下動させる。ネジ軸１１を回転させるにはスプロケット２１に巻回させた無端状チェーン４７を駆動する。このとき、無端状チェーン４７を、全ての刈り刃ユニット２，２のネジ軸１１のスプロケット２１に巻回させておくことによって、全ての刈り刃アームの高さを連動させて上下動させることができる。そして、ネジ軸１１を上下動させる無端状チェーン４７の駆動機構（図面上その記載を省略している）は、頻繁に操作する必要がない機構であるから、手動によって作業前に調節するようにしておくとよい。もっとも、電動機構によって駆動するものであってもよい。
【００２２】
次に、本発明に係る草刈り機の動力機構について説明する。本発明に係る草刈り機の駆動手段として、モータ又はエンジン２３を主フレーム１に設置する。全体をモータ駆動する場合は、主フレーム１にバッテリーとモータを搭載し、一部をモータ駆動する場合は、主体フレーム１にエンジンと発電機を搭載するとよい。本発明に係る草刈り機の動力機構は、刈り刃板３を駆動する動力機構と、走行のために車輪７を回転駆動させるための動力機構と、車輪の走行方向を変更するために車輪支持台１７を回動させる動力機構が含まれる。走行のために車輪７を回転駆動するための駆動機構は、車輪軸１８としてモータローラとして利用されている如きブラシレスモータを利用することによって全体の構造を簡略化することができることは先に述べた通りである。
【００２３】
図５及び図７は、個々の刈り刃ユニット２，２に配置した車輪７，７を連動させて方向転換するための駆動機構を示す平面図である。方向転換のための駆動機構は、電気的な制御を行うのが便利であるため、方向転換用のモータ２４を利用するのが望ましい。方向転換用のモータとしては、例えばブラシレスモータを利用する。車輪７は、軸１６の先端に取り付けられて回動する車輪支持台１７に装着されていることは、先に述べた通りである。
【００２４】
そこで、図示例の方向転換機構は、図５及び図６に示すように、車輪７用の軸１６の全てにスプロケット２２を取り付けておくとともに、全てのスプロケット２２，２２に無端状チェーン２５を巻回させ、この無端状チェーン２５をモータ２４によって駆動する。２６は、モータ２４の駆動軸に装着したものであって、無端状チェーン２５が巻回されるスプロケットである。無端状チェーン２５を駆動するためのモータは、一つであってもよいが、図示例では車輪７，７が多数であることを勘案して二つのモータ２４で駆動している。このモータ２４は、例えば三つ以上使用するものであってもよい。
【００２５】
上記構成とすることによって、全ての車輪７，７の方向を連動させて変更することが可能となる。例えば、図５においては車輪７の回転駆動によって、機体が白矢印で示すように左右方向に移動する。図５に示す状態から図６に矢印で示すように無端状チェーン２５を右方向に駆動すると、全ての車輪７，７が連動して同じように右方向に回動する。この状態で、車輪７を回転駆動させると、図６に白矢印で示すように、機体は斜め方向に移動する。
【００２６】
図７及び図８は、刈り刃板３を駆動するための駆動装置の一例を示す平面図であって、図７は隣接する刈り刃ユニット２，２の刈り刃板のうち、一方の刈り刃板３，３を一つの往復駆動装置２７で駆動させる実施形態である。図示例では、６個の刈り刃ユニット２，２を備えるものであるから３個の往復駆動装置２７，２７を配置している。そして、これら全ての往復駆動装置２７，２７、換言すれば全ての刈り刃板３，３は一つのエンジン２３で駆動される。すなわち、エンジン２３の出力軸２８にスプロケット２９，２９を三段に配置し、スプロケット２９と往復駆動装置２７の入力軸３０に装着したスプロケット３１との間に無端状チェーン３２を巻回させることにより、エンジン２３の回転が全ての往復駆動装置２７の入力軸３０に伝えられる。
【００２７】
図８は、個々の刈り刃ユニット２，２ごとに往復駆動装置２７，２７を備えた実施形態である。この実施形態では、個々の刈り刃ユニット２，２にそれぞれ往復駆動装置２７を設け、図７の場合と同様に一つのエンジン２３で全ての往復駆動装置を駆動するように構成している。すなわち、エンジン２３の出力軸２８にスプロケット２９，２９を六段に配置し、六個の往復駆動装置のスプロケット３１とエンジンの出力軸２８に設けたスプロケット２９の間に無端状チェーン３２を巻回させることによって全ての往復駆動装置を一つのエンジン２３で駆動している。
【００２８】
図９は、図７に示す往復駆動装置の拡大図である。この往復駆動装置２７は、ケーシング３３の中に、図１０に示すように上下二段に偏心カム３４，３５を配置し、一方の偏心カム３４を隣接する刈り刃板３，３の一方の刈り刃に形成した長孔形状のカム孔３６に係合させるとともに、他方の偏心カム３５を隣接する刈り刃板３，３の他方の刈り刃板３に形成した長孔形状のカム孔３７に係合させる。偏心カム３４，３５は、一つの駆動軸３８に固定され、かつ対称位置に偏心させていることから、隣接する刈り刃板３，３に対称的な往復運動を行わせることができる。偏心カム３４，３５の駆動軸３８は、エンジンによって回転駆動される入力軸３０との間で、ベルト伝動やチェーン伝動あるいはギア伝動（図面上点線によってベルト伝動状態を表している）によって駆動することができる。
【００２９】
図１０に示す状態は、図面上左側の刈り刃板３のカム孔３６が、上方の偏心カム３４に係合するとともに、右側の刈り刃板３のカム孔３７が、下方の偏心カム３５に係合している。刈り刃板３，３は、図４に示すようにガイド板１３のガイド溝１５と、刈り刃板１３に突出させた突起１４が係合することによって（図１０においては記載を省略している）、周方向（図面上の左右方向）にのみ移動することができるものである。
【００３０】
図１０に示す状態で、駆動軸３８を矢印で示すように右方向に四分の一回転させると、図１１に示すように上位置にある偏心カム３４は、図面上の左位置にある刈り刃板３のカム孔３６に係合しているためカム孔３６の上方に移動しながら、左位置の刈り刃板３を右方向に移動させる。このとき、下位置にある偏心カム３５は図面上の右位置にある刈り刃板３のカム孔３７に係合しており、カム孔３７の下方に移動しながら右位置にある刈り刃板３を左方向に移動させる。
【００３１】
図１１に示す状態からさらに駆動軸３８が四分の一回転すると、図１２に示すように左位置にある刈り刃板３をさらに右方向に、右位置にある刈り刃板３をさらに左方向に移動させ、一対の刈り刃板が最も近づく状態となる。この状態から駆動軸がさらに回転すると、最も近づいている左右の刈り刃板３，３が、前記場合とは逆に移動して図１０に示す位置に復帰する。このように、隣接する刈り刃板３，３は、対称的に反対方向の往復運動を行うことになるため、刈り刃板３，３の摺動にともなう振動を打ち消し、全体として静かで安定した運転状況を実現することが可能となる。
【００３２】
図８に示すように、個々の刈り刃ユニット２ごとに往復駆動装置２７を設けることもできる。この場合、往復駆動装置２７を多数必要であるが、個々の刈り刃板３を安定よく駆動させることができる。すなわち、図７に示す往復駆動装置は刈り刃板３の一端を支持させて駆動することになるが、図８に示す往復駆動装置では刈り刃板３の中心位置を支持させて往復駆動することができる。往復駆動装置の具体的な構造は、図１０ないし図１２において説明したのと同様の偏心カム構造によって実現することができる。すなわち図１３に示すように、一つの偏心カム３９を刈り刃板３の中心部に形成したカム孔４０に係合させ、駆動軸３８によって偏心カム３９を回転させる。
【００３３】
図７、図８に示す実施形態では、一つのエンジン２３もしくはモータによって全ての刈り刃板３，３を駆動する構造としているが、例えば個々の刈り刃ユニット２，２に比較的小さな出力のモータを設置してそれぞれ独自に往復駆動させるものであってもよい。この場合、モータローラとして利用されているブラシレスモータを利用すると比較的簡単な構造で実施することができる。このようにエンジンの動力を直接利用しないものであっても、動力源としてエンジンと発電機を搭載して実施することができる。
【００３４】
複数の刈り刃ユニット２，２は、隣接するものどうしを屈曲可能な連結手段で連結しておくのが望ましい。連結手段として、図１に二点鎖線で示すようにゴム板のように自由に撓む連結部材で隣接する刈り刃ユニット２，２を連結する。連結手段としては、ピンジョイントのようなものであってもよい。一つの刈り刃ユニット２の上下動は、車輪７の走行面の上下動によって決定される。したがって、隣接する刈り刃ユニット２，２の上下位置が異なると刈り高さに段差を生じることになり、必ずしも作業面に沿って一定高さに刈り取られるとは限らなくなる。特に作業面に複雑な起伏のある場合には刈り高さに段差を生じることになるが、隣接する刈り刃ユニットどうしで屈曲可能な状態で連結しておくと、隣接する刈り刃ユニットの車輪位置を結んだ傾斜方向に刈取作業を行うことができ、全体として滑らかな状態に芝や草を刈ることができる。すなわち、ふとんやシートのような柔らかな平面が作業面をなめるように刈り取り作業を進めることが可能となるものである。
【００３５】
図１や図２に示す実施形態では、主フレーム１を中心として、放射方向に６個の刈り刃ユニット２，２を配置し、その外周を円形に形成しているが、より多くのもしくはより少数の刈り刃ユニット２，２で構成するものであってもよい。また、刈り刃板３，４の形状は必ずしも円弧状である必要はなく、直線的な刈り刃板で構成してもよい。その場合は、全体の平面形状が多角形に形成されることになる。また、走行機能のある車輪を主フレーム１に備え、刈り刃ユニット２の車輪７は作業面高さの倣い手段としてのみ機能させることも可能である。
【００３６】
さらに、刈り刃ユニット２，２は必ずしも主フレーム１の全外周に配置する必要はない。例えば、図１５に示すように、走行車輪４８を備えた主フレーム１の進行方向の前方にのみ刈り刃ユニット２，２を配置することもできる。図１５に示す実施形態においては、主フレーム１に備えた走行車輪４８に回転駆動力を具備させ、刈り刃ユニット２，２の車輪７，７は自由に空転するものとすることができる。しかしながら、逆に刈り刃ユニット２，２の車輪７，７を走行駆動させ、主フレーム１の車輪を空転するものとして実施することもできる。
【００３７】
本発明に係る芝、草刈り機は、図１６に示すように全体にカバー４１を装着するとともに操作ハンドル４２を取り付け、操作ハンドル４２にスイッチ４３や方向変換レバー４４を備えた操作ハンドル式として実施することができる。図１５に示す実施形態も操作ハンドル式の草刈り機としての実施形態を示している。しかしながら、本発明は、これを図１７に示すような無人の自走式の草刈り機として実施することもできる。
【００３８】
図１７に示す実施形態の自走式の草刈り機は、全体の平面形状が円形であって、全外周が刈り刃板３，４によって囲まれ、機体がいずれの方向に移動しても刈取作業を行うことができるようにしている。そして、機体の一部には、運転制御装置４５が搭載され、車輪７の回転方向や向きなどを自動もしくは遠隔操作で制御することができるようにしている。
運転の制御手段としては、無線もしくは有線のリモートコントロール方式、衛星からの電波を利用するＧＰＳ制御による自動運転、ライン敷設したＡＧＶ方式による自動運転システムなどが考えられる。
【００３９】
なお、一つの機種について、刈り刃ユニット２，２の形状、大きさを共通とすることによって互換性を持たせておくと、製造及びメンテナンスの上で極めて効率的である。また、各刈り刃ユニット２，２に設ける車輪７は、必ずしも走行車輪である必要がないことは先に述べた通りであるが、複数の刈り刃ユニット２，２のうちの一部、例えば半数の車輪７にのみ駆動機能を持たせ、他の車輪には倣い機能をのみ持たせる組み合わせも可能である。
【００４０】
本発明に係る草刈り機の刈り刃板３，４は、高速回転を行う刈り払い機のように、一枚の円板状に形成するものではない。従って、その大きさや構成する刈り刃ユニット２，２の数は自由に設定することができ、全体として例えば直径１メートル以上の大きなものとすることが可能である。このように全体の大きさを大きなものとすれば、例えば広大なゴルフ場の芝や草刈りに利用し、能率的に作業を進めることが可能となる。また、より大きなものとし、全体の中心に作業者が乗り込んで操作をする乗用の草刈り機として実施することも可能である。なお、全周が刈り刃板３，４で囲われるものでは、どの方向に移動しても草刈り機能を備えるものであるが、現実には進行方向の前端にある刈り刃板２，２のみが草刈りの作業を行うものである。したがって、車輪７の方向変更と連動させて、進行方向にある刈り刃板３，４のみを往復駆動し、進行方向の反対側に位置する刈り刃板の駆動を停止させるようにすると、省エネルギー運転となり耐久性の面からも合理的である。
【００４１】
主として、全周が刈り刃板３，４で囲われる形式のものでは、図１７に示すように無人の自走式草刈り機とすることができることは先に説明した通りである。この、無人の自走式草刈り機とする場合は、作業者に肉体的負担をかけないとともに、山林の下草刈りのように作業者が入り込むこと自体が危険な場所の草刈り作業を安全に行うことができる。また、足場の悪い場所であっても、作業者が立ち入ることなく作業を進められる。このように作業面の条件が良くない場合には、刈り刃ユニット２に装着する走行車輪７を、図示例のようなスパイク付きの車輪としておけば能率的に作業を進めることができる。
【発明の効果】
【００４２】
請求項１記載の本発明芝草刈り機によれば、主フレームから外方に向けて配置した複数の刈り刃ユニットが、それぞれ地表面、すなわち作業面の地形の凹凸に沿って上下動する。そのため、常に作業面から一定の高さで刈取作業を行う、すなわち一定の刈り高さで刈ることができる。
【００４３】
請求項２記載の発明によれば、主フレームの全周が刈り刃板によって囲まれるため、機体をいずれの方向に移動させても、進行方向の刈り刃板によって刈り取り作業を行わせることができる。このことは、車輪が常に刈り取られた後の作業面を走行し、かつその走行面の高さによって刈り取り位置が決定されることからより一定の高さに芝や草を刈り取ることが可能となる。
【００４４】
請求項３記載の発明によれば、車輪アームと刈り刃アームを別個に形成し、両者を関連付けることによって、請求項１及び２記載の発明を容易に実施することができる。
【００４５】
請求項４記載の発明によれば、全体の平面形状が円形となり、全方向性の芝、草刈り機として機能的な形態となる。また、車輪が接地している車輪アームから吊り下げるようにして刈り刃ユニットを支持するため、安定した状態で刈り刃ユニットを支持することができる。
【００４６】
請求項５記載の発明によれば、刈り刃ユニットに装着する車輪が走行車輪としての機能と、刈り刃ユニットの高さ調整のための倣い手段としての両方の機能を兼ねる。そして、全ての車輪が連動してその方向を変更することによって、あらゆる方向への方向転換が可能となり、複雑な平面形状の作業面であっても、刈り残しなく刈ることができる。
【００４７】
請求項６記載の発明によれば、地形に沿って刈り刃板が上下する芝、草刈り機を操作ハンドルの操作によって使用することができる。したがって、操作ハンドルに設けた制御手段によって微妙な操作が可能であり、細かな作業を行うことができる。この場合においても、機体の移動は車輪の回転駆動によって行われ、作業者は押すなどの力を必要としない。
【００４８】
請求項７記載の発明によれば、芝、草刈り機そのものを無人走行させ、草刈りロボットとして機能するため、例えば広大なゴルフ場などにおいて、省力化を図ることができる。また、無人走行させることによって作業場所として作業者が入り込むことに問題のある危険な場所などの草刈り作業を能率的に進めることができる。
【００４９】
請求項８記載の発明によれば、主動力源として経済的なエンジンを利用し、具体的な駆動手段として微妙な制御が可能なモータを利用することにより、経済性と機能性を兼ね備えた芝、草刈り機を実現することができる。
【００５０】
請求項９記載の発明によれば、隣接する刈り刃ユニットどうしを屈曲可能な状態で連結する。したがって、隣接する刈り刃ユニットは単に車輪の通過する地形に沿って上下動し、その状態で一定の高さに刈り取るだけでなく、隣接する刈り刃ユニットと連続的に高さの変化を行う。したがって、刈り取られた作業面に刈り高さの段差が発生せず、複雑な凹凸の地形であってもきれいに高さの揃った状態に刈ることができる。
【００５１】
請求項１０記載の発明によれば、隣接する二つの刈り刃ユニットの刈り刃板を、一つの往復駆動装置によって駆動させるため、それだけ構造を簡略化することができるとともに、刈り刃板を対称的に反対方向に駆動することにより振動を打ち消し、静かで安定した運転状況を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】動力伝達機構を省略し、主要な機構上の構造の一例を示す芝、草刈り機の全体の平面図、
【図２】図１に示す芝、草刈り機の底面図、
【図３】一つの刈り刃ユニット部分のみの、芝、草刈り機の縦断面図、
【図４】一つの刈り刃ユニットのみの分解斜視図、
【図５】図１における芝、草刈り機における車輪の方向変換用駆動装置の一例を示す平面図、
【図６】図５の状態から、車輪を右方向に回動させた状態を示す、方向変換用駆動装置の平面図、
【図７】隣接する二つの刈り刃ユニットの刈り刃板を、一つの往復駆動装置で駆動する往復駆動装置全体の平面図、
【図８】個々の刈り刃ユニットごとに駆動する、往復駆動装置全体の平面図、
【図９】往復駆動装置の平面図、
【図１０】往復駆動装置のカム機構の平面図、
【図１１】図１０に示す状態から偏心カムが四分の一回転した状態のカム機構の平面図、
【図１２】図１１に示す状態から偏心カムが四分の一回転した状態のカム機構の平面図、
【図１３】一つの刈り刃板を駆動する往復駆動装置のカム機構の平面図、
【図１４】刈り高さの調節機構の一例を示す縦断面図、
【図１５】主フレームの進行方向にのみ刈り刃ユニットを装着した実施形態を示す、芝、草刈り機全体の平面図、
【図１６】全体の平面形状を円形に形成するものであって、操作ハンドルを設ける実施形態の芝、草刈り機全体の斜視図、
【図１７】全体の平面形状を円形に形成するものであって、自走式とした実施形態の芝、草刈り機全体の斜視図。
【符号の説明】
１…主フレーム、　２…刈り刃ユニット、　３，４…刈り刃板、　５…刈り刃アーム、　６…車輪アーム、　７…車輪、　８…貫通孔、　９…取付台、　１０…支持軸、　１１…ネジ軸、　１２…リンク杆、　１３…ガイド板、　１４…突起、　１５…ガイド溝、　１６…軸、　１７…車輪支持台、　１８…車輪軸、　１９，２０…取付孔、　２１，２２，２６，２９，３１…スプロケット、　２３…エンジン、　２４…モータ、　２５，４７，３２…無端状チェーン、　２７…往復駆動装置、　２８…出力軸、　３０…入力軸、　３３ケーシング、　３４，３５，３９…偏心カム、　３６，３７，４０…カム孔、　３８…駆動軸、４１…カバー、　４２…操作ハンドル、　４３…スイッチ、　４４…方向変換レバー、
４５…運転制御装置、　４６…連結部材、　４８…走行車輪。
【出願人】 【識別番号】５９２０２６８１９
【氏名又は名称】伊東電機株式会社
【住所又は居所】兵庫県加西市北条町栗田２２３番地
【出願日】 平成１４年１０月８日（２００２．１０．８）
【代理人】 【識別番号】１００１０３６５４
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田　邦彦

【識別番号】１０００８７９９６
【弁理士】
【氏名又は名称】福田　進

【識別番号】１００１１８５２２
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田　典彦
【公開番号】 特開２００４−１２９５０６（Ｐ２００４−１２９５０６Ａ）
【公開日】 平成１６年４月３０日（２００４．４．３０）
【出願番号】 特願２００２−２９４６５３（Ｐ２００２−２９４６５３）