JP2005328836A - 歩行型グリーン芝刈機のための電動刈り取りユニット駆動装置を備えた内燃機関牽引駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の刈り込み速度を一貫して保持することができる内燃機関を動力とする、信頼性が高く容易に構成可能なウォークビハインド型グリーン芝刈機を実現する。
【解決手段】基部１２に回転可能に連結された芝ローラ３６を有するウォークビハインド型グリーン用芝刈機である。芝ローラは、基部に取り付けられた内燃機関により駆動される。芝刈りユニット１４が回転機構１６を介して基部に連結されている。芝刈機のらせん刃２０は回転軸２４に取り付けられていて、固定刃と協働して芝を刈りとる。回転軸は、検出された接地速度に応じた異なる回転速度で可変電気モータ２８によって駆動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴルフ場のグリーン芝刈機に関連し、とりわけ、刈り取り性能と刈り取り操作とを改良した内燃機関牽引駆動装置および電動刈り取りユニット用駆動装置を有するグリーン芝刈機に関するものである。

従来知られているように、ゴルフ場コースのグリーンの芝を刈るためにグリーン芝刈機は特に有用である。このグリーン芝刈機は、全グリーンに渡って芝を確実に一貫して刈り取り、精確な刈り取り結果をもたらす芝刈機として知られている。従来、このようなグリーン芝刈機は、ウォークビハインド型芝刈機か、乗用型芝刈機かのいずれかである。

一般に、グリーン芝刈機は、回転式芝刈ユニットとは異なり、リール式の芝刈りユニットを採用している。これらのリール式の芝刈りユニットでは、クリップレート（clip rate）が最大の関心事になるが、これはクリップレートがしばしば刈り込みの一貫性と品質とを決め、それにより芝地の状態を改良することができるからである。グリーンが成長するのに必要な時間とそれにかかる費用とを考えると、グリーン芝刈機が適切に作動し、芝を痛めないことが非常に重要である。

クリップレートという用語は、一般にはリールの回転速度と、これに対応する牽引ユニットまたは駆動ユニットの速度との間の割合を指す。クリップレートは、しばしば、継続的に芝上を動く回転リール刃により刈り取られた位置と刈り取られた位置との間の距離によって測定できる。刃による刈り取り位置と刈り取り位置との間の芝は、刈り取り済みの位置における刈り取られた芝の高さよりも高くなってしまう。それにより、クリップレートは、ゴルフ場コースにおけるグリーンの芝の状態を最適化するのに重要となる。

従来、ゴルフ場コースのグリーンを保守する装置は、内燃機関を利用してきた。この分野で、複数のグリーン芝刈機が公知である（例えば、特許文献１、特許文献２）。また、複数のまたは一団の芝刈りユニットを備えた乗用型グリーン芝刈機が扱われている（例えば、特許文献３〜特許文献６）。上述の特許はすべて、本出願に参考文献として含まれている。これらの特許における芝刈機は、すべて、主な動力源として内燃機関があり、接地輪およびこれに追加してリール芝刈りユニットに動力を供給するために、駆動ベルト、ギヤ、および／またはチェーンまたは静水圧システムの駆動機構がある。しかし、駆動機構と芝刈りユニットとの両方に動力供給する内燃機関を採用したグリーン芝刈機の使用時には、複数の欠点が存在する。
米国特許第３，４２９，１１０号明細書（１９６９年２月２５日） 米国特許第４，０２４，９９６号明細書（１９７７年５月２４日） 米国特許第３，５１１，０３３号明細書（１９７０年５月１２日） 米国特許第３，６６８，８４４号明細書（１９７２年６月１３日） 米国特許第４，８６６，９１８号明細書（１９８９年９月１９日） 米国特許第５，０４２，２３６号明細書（１９９１年８月２７日）

当業者には良く理解されているように、従来の内燃機関により動力を与えられるグリーン芝刈機では刈り取り速度を迅速に、そして容易に変更することができないという第１の欠点がある。これは、駆動機構と芝刈りユニットとの間の機構の関係が固定しているためである。すなわち、駆動ベルト、ギヤ、および／またはチェーンにより決められる歯車比が固定しているので、ギヤ部材を変更するかまたは可変伝動装置を使用しなければ刈り取り速度を迅速に、そして容易に変更することができない。その結果、しばしば、ある１つのグリーン芝刈機の刈り取り速度は、時間と労力とを相当かけねば変更できない。

また、最近、フローティングまたは関節連結式の芝刈りユニットを有するグリーン芝刈機に対する関心が増している。これらの関節連結式芝刈りユニットでは、グリーン上のどのような起伏にも綿密に対応することができ、異なる地勢のグリーンに対しても刈り取り品質を向上することができる。しかしながら、芝刈りユニットとエンジンとが相対的に関節連結されているので、内燃機関とこれに連結された芝刈りユニットとの間の駆動機構は、しばしば継続的に駆動力を供給する必要が内在し、複雑で厄介であるという問題が認識されている。

さらに、このような従来のグリーン芝刈機は、芝刈りユニットを連動させおよび連動を解除するために、しばしば複雑な連動解除システムを用い、オペレータはこれを操作せねばならない。このようなシステムでは、オペレータはしばしばハンドルとは異なるレバーを作動せねばならず、芝刈機が連動解除している間に芝が不都合な形で刈り取られてしまうことがある。

従って、当業界では所望の一定の刈り取り速度を保ち、信頼性が高く容易に構成可能な内燃機関による動力を備えたグリーン芝刈機が必要である。これに加えて、当業界では複雑な駆動機構システムが不要であり、関節連結された芝刈りユニットを動作可能な状態で駆動できる内燃機関による動力を備えたグリーン芝刈機が必要である。さらに、当業界では、芝刈りユニットを迅速かつ簡便にオンオフできる単純で安全な連動解消システムを有するグリーン芝刈機が必要である。最後に、当業界においては従来技術の欠点を克服した、グリーン芝刈機が必要とされている。

本発明によれば、有用な構成を有するウォークビハインド型のグリーン芝刈機が提供される。このグリーン芝刈機は、搬送用構造と、前記搬送用構造に回転可能に連結された接地牽引部材とを有する。前記接地牽引部材は、地面上で前記搬送用構造を対地速度で牽引移動させる。内燃機関が前記搬送用構造に支持され、前記接地牽引部材に駆動力を出力する。ベッドナイフが前記搬送用構造により支持され、前記搬送用構造上で回転可能に支持される芝刈りリールと共に動く切断するエッジを有する。電気モータが前記搬送用構造に支持され、前記芝刈りリールを検出された接地速度に応じて異なる回転速度で回転可能に駆動する。

本発明のさらなる応用については、以下の詳細な説明により明らかになるであろう。以下の詳細な説明および具体的な例は本発明の好適な実施形態を示すが、例示の目的のみのものであり本発明の範囲を限定する意図はない。

本発明は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。

以下の好適な実施形態の詳細な説明は説明の目的のためのみのものであり、本発明、その応用または使用を限定するものでは全くない。

図１は、本発明のグリーン芝刈機１０を示す。グリーン芝刈機１０は、リール式の芝刈機であり、基部１２および自由動式または関節式芝刈りユニット１４を有する。芝刈りユニット１４は、回転機構１６を介して基部１２に関節連結される。

芝刈りユニット１４は、らせん刃２０を有する回転可能なグリーン芝刈機のリール１８を含む。らせん刃２０は、リール軸２２に等間隔で配置される。リール軸２２は、一般に縦長で、その長さに沿って回転軸２４を規定する。従来の（図示しない）固定されたベッドナイフが、芝刈りユニット１４に動作可能な状態で取り付けられている。らせん刃２０は、軸２２の回りを回り、固定されたベッドナイフを通り過ぎて動く通常の良く知られている方法で草を刈る。芝刈りユニット１４は、さらに、一対の接地ローラ２６を含み、この一対の接地ローラ２６は芝刈りユニット１４の前部分と後ろ部分とに沿って回転可能に取り付けられる。この一対の接地ローラ２６により、芝刈りユニット１４が地面上で動くように支持される。この一対の接地ローラ２６は刈り取り高さを決めるために調整可能であるのが好ましい。

芝刈りユニット１４は、さらに可変電気モータ２８を有する。電気モータ２８は、芝刈りユニット１４の縦材３０に取り付けられているように図示されている。電気モータ２８は、さらに、（図示しない）伝動装置を介してリール１８に動作可能な状態で連結され、駆動リール１８を回転駆動する。伝動装置は、従来のように、ベルト、ギヤ、またはチェーンなどを有しても良く、駆動力を電気モータ２８からリール１８へと伝える。いずれにせよ、電気モータ２８とリール１８との間の伝導装置は、芝刈りユニット１４に直接取り付けられるので、単純な構造であることが理解される。それゆえに、いずれの芝刈りユニット１４の関節連結であれ、従来の関節連結されるグリーン芝刈機では一般的だったように駆動モータとリールとの間の相対的な位置関係に悪影響を与えることはない。この結果、伝動装置には、単純なギヤ列など、電気モータ２８の能力に応じて回転速度の幅を決めるのに必要な部品のみが必要となる。

図では、電気モータ２８は、芝刈りユニット１４の縦材３０に取り付けられうように図示されているが、複数の場所のいずれにでも取り付けても良いと理解される。例えば、電気モータ２８はリール１８のほぼ上の位置で、ある一方の側または中央に取り付けても良いし、これに代えて、リール軸２２の内側に取り付けて電気モータが環境による損害を受けないように保護し、芝刈りユニット１４の重量バランスをより高めても良い。

基部１２は、一般に、内燃機関３２、フレーム３４、芝ローラ３６、駆動システム３８、およびハンドル部４０を含む。内燃機関３２は、従来の設計のもので、フレーム３４に取り付けられる。内燃機関３２は、便宜性を高めるために電気始動機を含んでも良い。さらに、内燃機関３２は、エンジン作動中に、電力を出力するジェネレータ４２を有する。ジェネレータ４２から出力された電力は、柔軟なライン４４を介して電気モータ２８に伝えられ、電気モータ２８、従ってリール１８を駆動する。

芝ローラ３６は、ローラ軸４６を介してフレーム３４に取り付けられている。芝ローラ３６は、基部１２を地面上で支持し、グリーン芝刈機１０の牽引駆動部して働く。これ以外の地面を支える牽引部材で置き換えることもできる。駆動システム３８は、出力軸４８と芝ローラ３６との間で動作可能なように連結されている。駆動システム３８は、一般に、出力軸４８に取り付けられこれと共に回転する（図示しない）駆動滑車と、芝ローラ３６に取り付けられこれと共に回転する（図示しない）遊び滑車とを含む。（図示しない）駆動ベルトが、駆動滑車と遊び滑車との間で伸び、内燃機関３２から芝ローラ３６に駆動力を伝達する。このようにして、内燃機関３２から接地芝ローラ３６へ牽引駆動伝達が行なわれ、グリーン芝刈機１０を少なくとも前方向に駆動することができる。

ハンドル部４０は、フレーム３４と適切に連結されたハンドル５０を含む。ハンドル５０は、オペレータがグリーン芝刈機１０を操縦する場合に持つ握り手部分５２を含む。動くように取り付けられた取っ手またはオペレータの手動制御部５４が、ハンドル５０に回転可能に連結され、握り手部分５２に対して近接したり、離れたりする。手動制御部５４の操作は、米国特許第６，５２３，３３４号明細書（本出願人による特許で、本出願に参考文献として含まれている）に開示されている方法と類似のものであっても良い。この配置では、オペレータは、ハンドル５０と手動制御部５４との両方を握りながら、グリーン芝刈機を操縦することができる。手動制御部５４を離すと、牽引駆動システム３８が、上述の米国特許６、５２３、３３４号の開示にあるのと同様の方法で中断する。

さらに、ハンドル５０の近辺で、電気部材５６がハンドル５０に取り付けられる。この電気部材は、オペレータが見るまたは作動できるようにオペレータに示される。芝刈機制御装置５８はハンドル部４０に取り付けられる。

芝刈機制装置５８は、グリーン芝刈機１０の種々の機能を監視し制御することができる中央演算処理装置であることが好ましい。芝刈機制御装置５８は、所望の操作を行なえばいずれの方法でも構成可能である。しかし、芝刈機制御装置５８はワイヤ６０を介して電気モータ２８と連携していることが最も好ましい。この際、芝刈機制御装置５８はリール１８の回転速度を制御可能である。この制御特性は単純で、グリーン芝刈機１０の駆動速度に関わらず所望の一分間当たりの回転数を保持することができる。しかし、芝刈機制御装置５８は、電気モータ２８の回転速度すなわちリール１８の回転速度を検出したグリーン芝刈機の駆動速度に変更することができることがより好ましい。グリーン芝刈機１０の駆動スピードは、芝ローラ３８またはローラ２６に動作可能な状態で連結されたセンサーを用いて検出しても良い。このセンサーは検出された芝ローラ３８またはローラ２６の速度に応じて信号を出力し、この信号が芝刈機制御装置５８により使用され、グリーン芝刈機１０の駆動速度を決定する。これに従い、芝刈機制御装置５８から電気モータ２８への出力信号が電気モータ２８の回転速度を変更し、リール１８の刈り込み速度が変更される。

さらに、芝刈機制御装置５８は電気モータ２８のスイッチを簡便にオンオフするためにオペレータが作動可能なスイッチ６２を含むことが好ましい。これによりリール１８を選択可能に駆動できる。スイッチ６２は、ハンドル５０に設けられると便利である。これによりオペレータは操作中にハンドル５０から手を離す必要がない。このようなスイッチによりリール１８をオンオフすることで、安全性を高め寿命を長くすることができる。

さらに、選択可能な電池６４をフレーム３４に連結しても良い。電池６４は、これ単体でまたはジェネレータ４２と連動して、内燃機関３２の始動を支援し、電気部材５６に動力を供給し、および／または電気モータ２８に動力を供給するのを支援するのに用いても良い。

上述より明らかなように、本発明は、従来技術に対する有用性が複数存在する。特に、本発明は所望の刈り込み速度を一貫して保持することができる内燃機関を動力とし、信頼性が高く容易に構成可能なグリーン芝刈機を提供することができる。さらに、本発明は、複雑な機構を有する駆動システムが不要であり、関節連結された芝刈りユニットを駆動操作できる内燃機関を動力とするグリーン芝刈機を提供する。さらに、本発明は、芝刈りユニットを迅速にかつ便利にオンオフできる単純で安全な連動解除システムを有するグリーン芝刈機を提供する。

本発明のグリーン芝刈機の透視図である。

符号の説明

１０ グリーン芝刈機（グリーン芝刈機）
１２ 基部（搬送用構造、基部）
１４ 芝刈りユニット
１６ 回転機構
１８ リール（芝刈リール）
２０ らせん刃（刈刃）
２２ リール軸
２４ 回転軸
２６ 接地ローラ（設置ローラ）
２８ 可変電気モータ（電気モータ）
３０ 縦材
３２ 内燃機関（内燃機関）
３４ フレーム
３６ 芝ローラ（設置牽引部材）
３８ 駆動システム
４０ ハンドル部
４２ ジェネレータ（ジェネレータ）
４４ フレキシブルライン
４６ ローラ軸
４８ 出力軸
５０ ハンドル
５２ 握り手部分
５４ 手動制御部
５６ 電気部材
５８ 芝刈機制装置
６０ ワイヤ
６２ スイッチ
６４ 電池（電池）

Claims (16)

1. 搬送用構造（mobile structure）と、
   前記搬送用構造に回転可能に連結され、地面上で前記搬送用構造を対地速度で牽引移動させる接地牽引部材と、
   前記搬送用構造に支持され、前記接地牽引部材に駆動力を出力する内燃機関と、
   前記搬送用構造により支持され、切断するエッジを有するベッドナイフと、
   前記搬送用構造上で回転可能に支持され、前記ベッドナイフと関連して草を刈る刈刃を有する芝刈りリールと、
   前記搬送用構造に支持され、前記芝刈りリールをある回転速度で回転可能に駆動する電気モータとを有するウォークビハインド型搬送用構造グリーン芝刈機。
2. 前記電気モータに動作可能な状態で連結され、前記電気モータを動作可能な状態に変化させ、前記芝刈りリールの回転速度を変える制御装置を有する請求項１に記載のグリーン芝刈機。
3. 前記牽引部材に動作可能な状態で連結され、前記対地速度を検出し、前記対地速度に応じて前記制御装置に信号を出力するセンサーを有する請求項２に記載のグリーン芝刈機。
4. 前記制御装置は、前記信号に応じて前記電気モータを変化させ、前記芝刈りリールの前記回転速度を変化させる請求項３に記載のグリーン芝刈機。
5. 前記搬送用構造は、
   基部と、
   前記基部に対して相対的に動くことができるように前記基部に対して関節で取り付けられ、前記電気モータおよび前記芝刈りリールを支持する関節連結部分とを有する請求項１に記載のグリーン芝刈機。
6. 前記基部は、前記内燃機関を支持する請求項５に記載のグリーン芝刈機。
7. 前記関節連結部分に対して回転可能に連結され、前記関節連結部分を地面上で支持する接地ローラを有する請求項５に記載のグリーン芝刈機。
8. 前記内燃機関に動作可能な状態で連結され、前記内燃機関の作動に応じて前記電気モータに動力を与える電気を出力するジェネレータを有する請求項１に記載のグリーン芝刈機。
9. 前記電気モータに電気を出力する電池を有する請求項１に記載のグリーン芝刈機。
10. 基部と、
    前記基部に回転可能に連結され、地面上で芝刈機を対地速度で牽引移動させる接地牽引部材と、
    前記基部に支持され、前記接地牽引部材に駆動力を出力する内燃機関と、
    前記基部に対して相対的に動くことができるように前記基部に対して関節で取り付けられる関節連結部分と、
    前記関節連結部分により支持され、切断するエッジを有するベッドナイフと、
    前記関節連結部分上で回転可能に支持され、前記ベッドナイフと関連して草を刈る刈刃を有する芝刈りリールと、
    前記関節連結部分に支持され、前記芝刈りリールをある回転速度で回転可能に駆動する電気モータとを有するウォークビハインド型グリーン芝刈機。
11. 前記電気モータに動作可能な状態で連結され、前記電気モータを動作可能な状態に変化させ、前記芝刈りリールの回転速度を変える制御装置を有する請求項１０に記載のグリーン芝刈機。
12. 前記牽引部材に動作可能な状態で連結され、前記対地速度を検出し、前記対地速度に応じて前記制御装置に信号を出力するセンサーを有する請求項１１に記載のグリーン芝刈機。
13. 前記制御装置は、前記信号に応じて前記電気モータを変化させ、前記芝刈りリールの前記回転速度を変化させる請求項１２に記載のグリーン芝刈機。
14. 前記関節連結部分に対して回転可能に連結され、前記関節連結部分を地面上で支持する接地ローラを有する請求項１０に記載のグリーン芝刈機。
15. 前記内燃機関に動作可能な状態で連結され、前記内燃機関の作動に応じて前記電気モータに動力を与える電気を出力するジェネレータを有する請求項１０に記載のグリーン芝刈機。
16. 前記電気モータに電気を出力する電池を有する請求項１０に記載のグリーン芝刈機。

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