JP2013146195A - 歩行型草刈機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前後車輪2を左右一対縣架した走行機体Fに、出力軸M1が縦向きの電動モータMと、この電動モータMの出力軸M1の動力を刈刃体3を設けた刈刃軸4と前後車輪2の前後軸5とに動力を伝達する駆動機構とを設ける。前記刈刃軸4を走行機体Fの前後左右の略中央に配置し、電動モータMの出力軸M1を刈刃軸4に対して上方同心状に配置しかつ回転動力断接用の刈刃クラッチを介して接続し、走行機体F上の電動モータMの前後少なくとも一方でかつ左右車輪2の輪距内にバッテリBを配置する。
【選択図】図1
Description
本発明は、このような従来技術の問題点を解決できるようにした歩行型草刈機を提供することを目的とする。
第1に、前後車輪2を左右一対縣架した走行機体Fに、出力軸M1が縦向きの電動モータMと、この電動モータMの出力軸M1の動力を刈刃体3を設けた刈刃軸4と前後車輪2の前後軸5とに動力を伝達する駆動機構Kとを設けており、
前記電動モータMの出力軸M1を刈刃軸4に対して上方同心状に配置しかつ回転動力断接用の刈刃クラッチCを介して接続し、走行機体F上の電動モータMの前後少なくとも一方でかつ左右車輪2の輪距内にバッテリBを配置していることを特徴とする。
第4に、前記電動モータMはモータコントローラDによって制御されるインバータモータであって、モータコントローラDには電動モータMの正逆回転を切り換える正逆回転制御手段D1、回転数を高低有段又は無段階に切り換える高低切換制御手段D2、始動から
ゆっくり増速した後に一定回転数を維持する回転数制御手段D3及び停止するときに速やかに回転数を落とすブレーキ制御手段D4の少なくともひとつを備えていることを特徴とする。
即ち、請求項1に係る発明は、刈刃軸4に対して、電動モータMの出力軸M1を上方同心状に配置しかつ回転動力断接用の刈刃クラッチCを介して接続しているので構造簡単になり、しかも走行機体F上の電動モータMの前後少なくとも一方でかつ左右車輪2の幅内にバッテリBを配置しているので、機体重心も低くできる。
請求項3に係る発明は、刈刃駆動に電動モータMを適用して、電動モータMの出力軸M1に駆動伝達軸13を直結することにより、遠心クラッチ及びブレーキ等を省略でき、電動モータMの出力軸M1から刈刃軸4へ動力伝達を短絡化しながら前後軸5への減速走行動力を取り出すことができる。
図1〜6において、法面の草を刈り取り可能な歩行型草刈機1は、大別して、前後車輪2を縣架した走行機体Fと、出力軸M1が縦向きの電動モータMと、この電動モータMの動力を刈刃体3を取り付けた刈刃軸4と前後軸5とに伝達する駆動機構Kと、走行機体Fに先端が取り付けられた操縦ハンドルHと、電動モータM用のバッテリB及びモータコントローラDとを備えている。
前記走行機体Fは、左右側壁20を連結板21及び前後取っ手22で連結し、連結板21に駆動ケース23を挿入配置する開口24を形成し、駆動ケース23を側方から跨ぐように平面視略V字状のパイプ枠25を連結板21の上面に固定して形成されている。連結板21は前後方向複数枚で形成してもよい。
図3〜7において、駆動ケース23は上方から開口24に挿入して左右側壁20及び連結板21に取り付けており、その上部に電動モータMが取り付けられ、出力軸M1が内部に挿入されている。この電動モータMは例えば、インバータ制御の直流ブラシレスモータが採用されており、刈刃体3の回転数及び回転方向等の変更制御はモータコントローラDを介して行われる。
前記刈刃クラッチCは、駆動伝達軸13の下部に固定された上クラッチ体C1と、刈刃軸4の上部に軸方向摺動自在に嵌合された下クラッチ体C2とを有し、刈刃シフタ28で下クラッチ体C2を上動させて上クラッチ体C1と咬合させることにより、動力伝達可能になるように構成されている。前記刈刃シフタ28はシフタ軸28Aに取り付けられており、シフタ軸28Aは駆動ケース23の外部から刈刃レバー28Bで回動可能になっている。
刈刃体3の上方は、駆動ケース23の下部に設けた刈取カバー29によって覆われており、羽根3cの上部径外側は、刈取カバー29の内側に侵入配置されている。
各刈刃ピン30は上下一対の頭付きピンで構成されており、頭付きピンは先端側を半円形に削除し、そのピンを上下に対向させて半円形先端を咬み合わせ、抜け止めピン32を貫通して上下ピンを連結している。
前記駆動伝達軸13の上下中途部にはウオームギヤ13Aが設けられており、このウオームギヤ13Aに変速軸33に遊嵌したウオームホイール33Aが噛合し、同じく変速軸33に遊嵌した第1ギヤ33Bがウオームホイール33Aの側面に咬合しながらベベルピニオン軸34に設けた第2ギヤ34Aと噛合し、この第2ギヤ34Aを外嵌固定したベベルピニオン軸34の先端のベベルピニオン34Bは前後進軸35に遊嵌した一対のベベルギヤ35A、35Bと常時噛合している。
シフタ36Aはシフタ軸36Bに取り付けられ、このシフタ軸36Bの端部にはワイヤ連結部材36Cが取り付けられ、ワイヤ連結部材36Cに連結される2本のワイヤの引っ張り操作によって、前後進咬合体36はベベルギヤ35A又はベベルギヤ35Bに咬合すべく往復移動される。
前記前後軸5は左右側壁20の前後に貫通支持され、それぞれの端部に前後車輪2が装着されており、前後軸5のチェーン伝動ケース(側壁20)内を貫通した部分には従動スプロケット37が設けられている。前記駆動スプロケット35C、従動スプロケット37及びテンションスプロケット38A及びアイドルスプロケット38Bにはチェーン39が巻き掛けられ、前後進軸35の動力を前後車輪2に伝達するチェーン伝動手段K13を構成している。
図1〜3、8、9において、電動モータMの前方の左右側壁20及び連結板21上には載置台41が取り付けられ、この載置台41上に電動モータMへ電力を供給するバッテリBが載置され、止め具42によって止められている。
前記バッテリB及びモータコントローラDの配置は前後逆にしてもよく、また、長時間の草刈作業を可能にするために、バッテリBを電動モータMの前後両方に搭載してもよい。
図1〜3、8〜14において、操縦ハンドルHは丸パイプ材からなるハンドル本体H1の手元部(遊端側)にループハンドル部H2を、先端部にヨーク部H3をそれぞれ有しており、ヨーク部H3は支持台26に縦軸45回り及び横軸46回り揺動自在に支持されている。
案内板47は図8〜10に示すように、ヨーク部H3の内部空間に対向配置されていて、旋回案内部47Aは操縦ハンドルHを水平方向に旋回して走行機体Fに対する旋回角を設定する旋回角設定手段Uを構成し、揺動案内部47Bは操縦ハンドルHを上下方向に揺動して走行機体Fから外上向き傾斜した揺動角を設定する揺動角設定手段Yを構成している。
9が設けられ、支持台26には旋回ロックピン49が係合可能な旋回ピン孔26aが縦軸45を中心に多数穿孔されており、旋回ロックピン49を旋回ピン孔26aに係脱することにより、操縦ハンドルHの旋回及び旋回ロックが可能としている。
前記旋回ロックピン49にはワイヤ50が連結されていてループハンドル部H2に設けた旋回レバー51によって係脱操作可能になっていて、旋回レバー51を握ることにより旋回ロックピン49を旋回ピン孔26aから抜いて、操縦ハンドルHを水平旋回し、旋回レバー51を離すことにより旋回ロックピン49を旋回ピン孔26aに係合して、操縦ハンドルHを旋回した位置でロックする。
ループハンドル部H2を形成するC字形状パイプ材の両端はハンドル本体H1を挟んで対向しており、この両端に作業操作レバー7が回動自在に支持されている。
作業操作レバー7は、ループハンドル部H2と略相似形のC字形状パイプ材7aと、このパイプ材7aの両端に固着されていてループハンドル部H2の両端に回動自在に嵌合したアーム材7bと、両端のアーム材7b間に亘って架設されたパイプ又は丸棒製の作用片8とを有し、前記作用片8は連動部材11の長手方向中途部の下方に位置している。
作業操作レバー7は把持部をループハンドル部H2の把持部に近づけるように揺動することにより、アーム材7bがループハンドル部H2の両端部回りに回動し、作用片8が上向きに円弧移動し、そして連動部材11と当接してこれを押し上げ(図13に2点鎖線で示す。)、連動部材11の先端で接触片10aを押動して始動スイッチSを作動させる。前記連動部材11は作用片8の小曲率円弧の移動を大曲率円弧の移動に変換し、その先端を垂直に近い上下移動として接触片10aを適正に押し上げるようになっている。
牽制部材9は、横バー64から前方突出していてその先端側が作用片8と係合する係合部9aと、この突出部分の上面側で作用片8の移動を許容する移動許容部9bと、横バー64から下方へ突出した解除レバー部9cとを有する。
戻しスプリング67の付勢力によって規制部材(連結ピン)66がハンドル本体H1の下面に当接しているとき、牽制部材9は牽制位置にあって、係合部9aは作業操作レバー7の揺動方向の作用片8の円弧移動軌跡上に位置し、作業操作レバー7を回動しようとすると、係合部9aが作用片8と当接して作業操作レバー7の回動を規制する。
この解除位置で係合部9aは作用片8の円弧移動軌跡から外れて牽制を解除し、作業操作レバー7を回動すると、移動許容部9bが作用片8と対向し、作業操作レバー7の回動を許容して始動スイッチSの作動を可能にする。作業操作レバー7の回動操作の前に牽制部材9を解除するという邪魔くさい操作が入るために、作業者には「今から始動スイッチSを作動開始するのだ」という意識が喚起される。
始動スイッチSをオフにするように作業操作レバー7を戻り回動させると、または、作業操作レバー7から手を離すと、作業操作レバー7は引っ張りスプリング63によって戻され、作用片8の邪魔が解消されて、牽制部材9は自動的にかつ無意識に牽制位置へ戻される。
前後進レバー71の基部材71Aの両端にはスプリングを介してワイヤが連結され、この各ワイヤは駆動機構Kの前後進切換手段K12のワイヤ連結部材36Cに連結されており、シフタ36Aを介して前後進軸35上の前後進咬合体36を摺動させることができる。
図1、15において、モータコントローラDには、電動モータMへ電力を供給して起動させる基本機能の他に、電動モータMの正逆回転を切り換える正逆回転制御手段D1、回転数を高低又は無段階に切り換える高低切換制御手段D2、始動からゆっくり増速した後に一定回転数を維持する回転数制御手段D3及び停止するときに速やかに回転数を落とすブレーキ制御手段D4等を備えており、前記ブレーキ制御手段D4は接地制動回路又は回生制動回路を有する。これらの制御手段D1〜D4はいずれかひとつであってもよい。
草刈機1を草地に搬入し、電源スイッチ62を入れて電池管理ユニット61を介してバッテリBからモータコントローラDへの電力供給を可能な状態にする。
ループハンドル部H2の作業操作レバー7は牽制部材9によって回動できない状態に牽制されており、解除レバー部9cを握って牽制部材9を解除位置に回動しながら作業操作レバー7を回動する。作業操作レバー7の回動により始動スイッチSが作動されてモータコントローラDが起動される。
ゆっくりと増速し、高低切換制御手段D2で設定された回転数まで達し、その後、その回転数を維持しながら駆動伝達軸13を駆動し、刈刃体3を一定回転数で回転させて草刈りを行い、かつ前後車輪2を駆動して一定速度で前進させる。
草刈り中に刈刃体3に草が巻き付くと、電動モータMの電流変化を検出して正逆回転制御手段D1が作動し、電動モータMを逆転させて巻き付いた草を解く。また、草刈り中に歩行型草刈機1が障害物に衝突して前進できなくなったときにも、正逆回転制御手段D1で電動モータMを逆転させて歩行型草刈機1を後進させる。
なお、本発明は前記実施形態における各部材の形状及びそれぞれの前後・左右・上下の位置関係は、図1〜15に示すように構成することが最良である。しかし、前記実施形態に限定されるものではなく、部材、構成を種々変形したり、組み合わせを変更したりすることもできる。
走行動力伝達手段K1の前後進切換手段K12は動力伝達用の一対のベベルギヤで構成して、前後進切換を電動モータMの正逆転切換で行うようにしてもよい。
2 車輪
3 刈刃体
4 刈刃軸
5 前後軸
7 作業操作レバー
8 作用片
9 牽制部材
9a 係合部
9b 移動許容部
10 スイッチ本体
10a 接触片
11 連動部材
13 駆動伝達軸
23 駆動ケース
26 支持台
27 筒カップリング
31 刈刃
62 電源スイッチ
67 戻し手段
B バッテリ
C 刈刃クラッチ
D モータコントローラ
E 正逆回転制御手段
F 走行機体
G 高低切換制御手段
H 操縦ハンドル
H1 ハンドル本体
K 駆動機構
K1 走行動力伝達手段
K2 刈刃動力伝達手段
M 電動モータ
M1 出力軸
R 牽制手段
S 始動スイッチ
Claims (4)
- 前後車輪(2)を左右一対縣架した走行機体(F)に、出力軸(M1)が縦向きの電動モータ(M)と、この電動モータ(M)の出力軸(M1)の動力を刈刃体(3)を設けた刈刃軸(4)と前後車輪(2)の前後軸(5)とに動力を伝達する駆動機構(K)とを設けており、
前記電動モータ(M)の出力軸(M1)を刈刃軸(4)に対して上方同心状に配置しかつ回転動力断接用の刈刃クラッチ(C)を介して接続し、走行機体(F)上の電動モータ(M)の前後少なくとも一方でかつ左右車輪(2)の輪距内にバッテリ(B)を配置していることを特徴とする歩行型草刈機。 - 刈刃軸(4)を走行機体(F)の前後左右の略中央に配置し、電動モータ(M)の前後一方にバッテリ(B)を配置し、電動モータ(M)の前後他方に電動モータ(M)を作動するモータコントローラ(D)を配置し、走行機体(F)の左右一側に操縦ハンドル(H)の先端を取り付け、電動モータ(M)の出力軸(M1)から走行機体(F)の左右他側に駆動機構(K)の走行動力伝達手段(K1)を配置していることを特徴とする請求項1に記載の歩行型草刈機。
- 電動モータ(M)の出力軸(M1)に駆動伝達軸(13)を直結し、この駆動伝達軸(13)と刈刃軸(4)とを刈刃クラッチ(C)で接続し、前記駆動伝達軸(13)と前後軸(5)との間に駆動機構(K)の減速機能付き走行動力伝達手段(K1)を設けていることを特徴とする請求項1又は2に記載の歩行型草刈機。
- 前記電動モータ(M)はモータコントローラ(D)によって制御されるインバータモータであって、モータコントローラ(D)には電動モータ(M)の正逆回転を切り換える正逆回転制御手段(D1)、回転数を高低有段又は無段階に切り換える高低切換制御手段(D2)、始動からゆっくり増速した後に一定回転数を維持する回転数制御手段(D3)及び停止するときに速やかに回転数を落とすブレーキ制御手段(D4)の少なくともひとつを備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歩行型草刈機。
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