JP2020185831A - Self-propelled working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、自走式作業機に関し、特に、手押し台車や手押し芝刈機といった、手押し型の自走式作業機に関する。 The present disclosure relates to a self-propelled work machine, and more particularly to a hand-push type self-propelled work machine such as a hand-push trolley and a hand-push lawnmower.
特許文献1に、自走式作業機の一例である芝刈機が開示されている。この芝刈機は、車体と、前記車体に設けられたハンドルと、車体に回転可能に設けられた車輪と、車体に設けられて車輪を駆動するモータとを備える。 Patent Document 1 discloses a lawnmower which is an example of a self-propelled working machine. This lawnmower includes a vehicle body, a handle provided on the vehicle body, wheels rotatably provided on the vehicle body, and a motor provided on the vehicle body to drive the wheels.
自走式作業機では、通常、モータの回転が車輪へ伝達される。しかしながら、例えば自走式作業機が傾斜面にある場合や、ユーザが自走式作業機に力を加えた場合など、外力によって自走式作業機が移動したときに、車輪の回転がモータへ伝達されることがある。この場合、モータから回生電流を発生することがあり、それによって自走式作業機の電気回路系がダメージを受けるおそれがある。本明細書は、このような問題を解決又は低減し得る技術を提供する。 In a self-propelled work machine, the rotation of the motor is usually transmitted to the wheels. However, when the self-propelled work machine is on an inclined surface or when the user applies a force to the self-propelled work machine, the rotation of the wheels is transferred to the motor when the self-propelled work machine is moved by an external force. May be transmitted. In this case, a regenerative current may be generated from the motor, which may damage the electric circuit system of the self-propelled work machine. The present specification provides techniques that can solve or reduce such problems.
本明細書が開示する自走式作業機は、車体と、車体に設けられ、ユーザによって把持されるハンドルと、車体に回転可能に設けられた車輪と、車体に設けられ、車輪を駆動するモータと、モータと車輪との間に設けられ、モータの回転を車輪へ出力するロック機構とを備える。ロック機構は、モータに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸とを備え、出力軸の回転速度が入力軸の回転速度を上回るときに、出力軸の回転を禁止又は抑制する。 The self-propelled work machine disclosed in the present specification includes a vehicle body, a handle provided on the vehicle body and gripped by a user, wheels rotatably provided on the vehicle body, and a motor provided on the vehicle body to drive the wheels. And a lock mechanism provided between the motor and the wheel and outputting the rotation of the motor to the wheel. The lock mechanism includes an input shaft connected to the motor and an output shaft connected to the wheels, and prohibits or suppresses the rotation of the output shaft when the rotation speed of the output shaft exceeds the rotation speed of the input shaft.
上記した自走式作業機では、モータと車輪との間にロック機構が設けられている。ロック機構は、モータに接続された入力軸と、車輪に接続された出力軸とを備え、出力軸の回転速度が、入力軸の回転速度を上回るときに、出力軸の回転を禁止又は抑制するように構成されている。従って、外力による自走式作業機の移動したときでも、車輪の回転がモータへ伝達されることを禁止又は抑制することができる。これにより、モータによる意図しない回生電流の発生が禁止又は抑制される。 In the self-propelled work machine described above, a lock mechanism is provided between the motor and the wheels. The lock mechanism includes an input shaft connected to a motor and an output shaft connected to wheels, and prohibits or suppresses the rotation of the output shaft when the rotation speed of the output shaft exceeds the rotation speed of the input shaft. It is configured as follows. Therefore, even when the self-propelled work machine is moved by an external force, it is possible to prohibit or suppress the rotation of the wheels from being transmitted to the motor. As a result, the generation of unintended regenerative current by the motor is prohibited or suppressed.
本技術の一実施形態において、ロック機構は、車体に固定された固定部材をさらに備えてもよい。この場合、ロック機構は、出力軸の回転速度が入力軸の回転速度を上回るときに、固定部材から出力軸へ制動力を加えるように構成されてもよい。 In one embodiment of the present technology, the locking mechanism may further include a fixing member fixed to the vehicle body. In this case, the lock mechanism may be configured to apply a braking force from the fixing member to the output shaft when the rotation speed of the output shaft exceeds the rotation speed of the input shaft.
上記した実施形態において、ロック機構は、固定部材と出力軸との間に位置するロック部材をさらに備えてもよい。この場合、ロック機構は、固定部材からロック部材を介して出力軸に制動力を加えるように構成されてもよい。 In the above embodiment, the locking mechanism may further include a locking member located between the fixing member and the output shaft. In this case, the locking mechanism may be configured to apply a braking force from the fixing member to the output shaft via the locking member.
上記した実施形態において、ロック部材は、円柱形状又は球形状を有してもよい。この場合、円柱形状又は球形状のロック部材は、入力軸の回転速度が出力軸の回転速度を上回るときに、入力軸及び出力軸と共に、固定部材に対して回転するように構成されてもよい。 In the above-described embodiment, the lock member may have a cylindrical shape or a spherical shape. In this case, the cylindrical or spherical lock member may be configured to rotate with respect to the fixed member together with the input shaft and the output shaft when the rotation speed of the input shaft exceeds the rotation speed of the output shaft. ..
本技術の一実施形態において、自走式作業機は、ロック機構と車輪との間に設けられた減速機をさらに備えてもよい。このような構成によると、ロック機構がモータと減速機との間に位置する(即ち、減速機の入力側に位置する)ので、ロック機構に作用するトルクを低減することができる。 In one embodiment of the present technology, the self-propelled work machine may further include a speed reducer provided between the lock mechanism and the wheels. According to such a configuration, since the lock mechanism is located between the motor and the speed reducer (that is, located on the input side of the speed reducer), the torque acting on the lock mechanism can be reduced.
本技術の一実施形態において、自走式作業機は、ロック機構と車輪との間に設けられ、ロック機構と車輪との間を選択的に連結及び連結解除するクラッチをさらに備えてもよい。このような構成によると、クラッチによってロック機構と車輪との間の連結を解除することで、外力(例えば、重力やユーザの力)による自走式作業機の移動を、一時的に許容することができる。 In one embodiment of the present technology, the self-propelled working machine may further include a clutch provided between the locking mechanism and the wheels to selectively connect and disconnect between the locking mechanism and the wheels. According to such a configuration, the clutch disengages the connection between the lock mechanism and the wheel to temporarily allow the movement of the self-propelled work machine by an external force (for example, gravity or user force). Can be done.
上記した実施形態において、クラッチは、例えば、噛み合いクラッチ(例えば、ドグクラッチ)、一方向クラッチ、摩擦クラッチ、遠心クラッチ、電磁クラッチのうちの一又は複数を有してもよい。但し、本技術におけるクラッチは、これらのものに限定されない。 In the above-described embodiment, the clutch may have, for example, one or more of a meshing clutch (for example, a dog clutch), a one-way clutch, a friction clutch, a centrifugal clutch, and an electromagnetic clutch. However, the clutch in the present technology is not limited to these.
以下では、本発明の代表的かつ非限定的な具体例について、図面を参照して詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好ましい例を実施するための詳細を当業者に示すことを単純に意図しており、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。また、以下に開示される追加的な特徴ならびに発明は、さらに改善された自走式作業機を提供するために、他の特徴や発明とは別に、又は共に用いることができる。 Hereinafter, typical and non-limiting specific examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. This detailed description is intended to provide those skilled in the art with details for implementing the preferred examples of the invention and is not intended to limit the scope of the invention. In addition, the additional features and inventions disclosed below may be used separately or together with other features and inventions to provide a further improved self-propelled working machine.
また、以下の詳細な説明で開示される特徴や工程の組み合わせは、最も広い意味において本発明を実施する際に必須のものではなく、特に本発明の代表的な具体例を説明するためにのみ記載されるものである。さらに、上記及び下記の代表的な具体例の様々な特徴、ならびに、独立及び従属クレームに記載されるものの様々な特徴は、本発明の追加的かつ有用な実施形態を提供するにあたって、ここに記載される具体例のとおりに、あるいは列挙された順番のとおりに組合せなければならないものではない。 In addition, the combination of features and processes disclosed in the following detailed description is not essential for carrying out the present invention in the broadest sense, and is particularly for explaining a typical specific example of the present invention. It is to be described. Further, various features of the above and below representative examples, as well as various features of those described in the independent and dependent claims, are described herein in providing additional and useful embodiments of the present invention. It does not have to be combined according to the specific examples given or in the order listed.
本明細書及び/又は特許請求の範囲に記載された全ての特徴は、実施例及び/又はクレームに記載された特徴の構成とは別に、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、個別に、かつ互いに独立して開示されることを意図するものである。さらに、全ての数値範囲及びグループ又は集団に関する記載は、出願当初の開示ならびにクレームされた特定事項に対する限定として、それらの中間の構成を開示する意図を持ってなされている。 All features described herein and / or claims are, apart from the constitution of the features described in the examples and / or claims, as a limitation to the disclosure at the time of filing and the specific matters claimed. It is intended to be disclosed individually and independently of each other. In addition, all numerical ranges and statements relating to groups or groups are made with the intention of disclosing their intermediate composition as a limitation to the disclosure at the time of filing and the specific matters claimed.
図面を参照して、実施例の芝刈機10について説明する。芝刈機10は、自走式作業機の一例であって、特に、手押し式の自走式作業機の一例である。即ち、芝刈機10は、芝刈機10と共に歩行するユーザによって、進行、停止、速度、方向等が制御されるように構成されている。
The
図1に示すように、芝刈機10は、車体12と、車体12に設けられたハンドル14とを備える。車体12には、バッテリパック2が着脱可能に取り付けられる。バッテリパック2は、芝刈機10に電力を供給する電源である。一例ではあるが、バッテリパック2の出力電圧は36ボルトである。また、車体12の後部には、集草ボックス24が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
ハンドル14は、ユーザによって把持されるように構成されている。ユーザは、ハンドル14を把持しながら芝刈機10の後方を歩行し、ハンドル14を介して芝刈機10を操作する。ハンドル14には、芝刈用スイッチ16と、走行用スイッチ18とが設けられている。これらの芝刈用スイッチ16及び走行用スイッチ18は、それぞれユーザによって操作される操作部材である。
The
図1に示すように、芝刈機10は、複数の車輪20、22を備える。複数の車輪20、22は、それぞれ車体12に回転可能に設けられている。複数の車輪20、22には、一対の従動輪20と一対の駆動輪22とが含まれる。一対の従動輪20は、車体12の前部に位置しており、一対の駆動輪22は、車体12の後部に位置している。
As shown in FIG. 1, the
図1、図2に示すように、芝刈機10は、芝刈刃30と芝刈用モータ32とをさらに備える。芝刈刃30は、車体12の底面に位置しており、地面100に対向している。芝刈刃30は、車体12に対して回転可能に設けられている。芝刈用モータ32は、芝刈刃30に接続されており、芝刈刃30を回転駆動する。芝刈用モータ32には、バッテリパック2から電力が供給される。特に限定されないが、本実施例の芝刈機10では、芝刈用モータ32の回転軸に、芝刈刃30が直接的に接続されている。但し、芝刈機モータ32と芝刈刃30との間には、減速機(図示省略)が設けられてもよい。芝刈機10は、芝刈用モータ32によって芝刈刃30を回転させることで、地面100に生えた芝生を刈るように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
芝刈機10は、走行用ユニット40を備える。走行用ユニット40は、車体12に設けられており、一対の駆動輪22に接続されている。図2、図3に示すように、走行用ユニット40は、走行用モータ42、ロック機構44、減速機46及びクラッチ48を備える。走行用モータ42は、一対の駆動輪22を駆動する原動機である。走行用モータ42は、ロック機構44、減速機46及びクラッチ48を介して、一対の駆動輪22に接続されている。一例ではあるが、本実施例における走行用モータ42は、三相ブラシレスモータである。なお、走行用モータ42には、ブラシ付きモータが採用されてもよい。
The
ロック機構44は、走行用モータ42と減速機46との間に設けられている。ロック機構44は、走行用モータ42の回転を、減速機46へ(即ち、一対の駆動輪22へ)出力する。ロック機構44については、後段において詳細に説明する。減速機46は、ロック機構44とクラッチ48との間に設けられている。減速機46は、ロック機構44から入力された回転のトルクを増幅して、クラッチ48へと出力する。特に限定されないが、本実施例における減速機46は、遊星歯車機構46aと一組の歯車列46bとを有する。
The
クラッチ48は、減速機46と一対の駆動輪22との間に設けられている。クラッチ48は、減速機46と一対の駆動輪22との間を選択的に連結及び連結解除することができる。特に限定されないが、本実施例におけるクラッチ48は、一対のドグクラッチ48a、48bを有する。一方のドグクラッチ48aは、一対の駆動輪22の一方と減速機46との間に設けられており、車軸49aを介して一方の駆動輪22に接続されている。他方のドグクラッチ48bは、一対の駆動輪22の他方と減速機46との間に設けられており、車軸49bを介して他方の駆動輪22に接続されている。各々のドグクラッチ48a、48bは、ユーザによる操作に応じて、減速機46と駆動輪22との間を連結及び連結解除することができる。なお、クラッチ48は、一対のドグクラッチ48a、48bに代えて、又は加えて、一又は複数の他の種類のクラッチを有してもよい。この場合、クラッチ48は、例えば一方向クラッチ、摩擦クラッチ、遠心クラッチ、電磁クラッチのうちの一又は複数を有してもよい。
The clutch 48 is provided between the
図2に示すように、芝刈機10は、パワーコントローラ50を備える。パワーコントローラ50は、バッテリパック2から芝刈用モータ32及び走行用モータ42へ供給される電力を調節する。パワーコントローラ50には、芝刈用スイッチ16及び走行用スイッチ18が接続されている。パワーコントローラ50は、芝刈用スイッチ16に加えられた操作に応じて、バッテリパック2から芝刈用モータ32へ供給する電力を調節する。また、パワーコントローラ50は、走行用スイッチ18に加えられた操作に応じて、バッテリパック2から走行用モータ42へ供給する電力を調節する。前述したように、走行用モータ42は、三相ブラシレスモータである。従って、パワーコントローラ50は、バッテリパック2からの直流電力を三相交流電力に変換するインバータ回路を内蔵している。
As shown in FIG. 2, the
次に、図4−図6を参照して、ロック機構44について説明する。なお、本実施例におけるロック機構44は、特開2007−283471号公報に記載されたスピンドルロック機構と同様の構成を有しており、その構成は当該公報にも詳細に説明されている。
Next, the
図4−図6に示すように、ロック機構44は、入力軸60と出力軸62と固定部材64と二つのロック部材66とを備える。入力軸60は、走行用モータ42のモータ軸42aに連結されている。出力軸62は、遊星歯車機構46aの太陽ギヤ47に連結されている。即ち、入力軸60は走行用モータ42へ接続されており、出力軸62は一対の駆動輪22へ接続されている。固定部材64は、リング形状を有しており、車体12に対して固定されている。二つのロック部材66は、固定部材64と出力軸62との間に位置している。各々のロック部材66は、円柱形状を有している。
As shown in FIGS. 4 to 6, the
入力軸60には、四つの係合突起60aが設けられている。四つの係合突起60aは、軸方向に沿って突出しており、固定部材64の内部に位置している。四つの係合突起60aは、周方向に沿って配列されている。ここで、四つの係合突起60aの周方向における間隔は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。出力軸62は、固定部材64の内部に位置しており、出力軸62の周囲には、入力軸60の四つの係合突起60aが位置している。出力軸62には、二つの係合突起62aが設けられている。出力軸62の各々の係合突起62aは、径方向に突出しており、入力軸60の隣り合う二つの係合突起60aの間に位置している。ロック部材66は、径方向に関して、出力軸62と固定部材64との間に位置している。また、ロック部材66は、周方向に関して、入力軸60の隣り合う二つの係合突起60aの間に位置している。
The
出力軸62の外周には、二つのロック部材66の位置に合わせて、二つの平面62bが設けられている。即ち、各々のロック部材66は、出力軸62の平面62bと固定部材64との間に位置している。出力軸62の平面62bと固定部材64との間隔は、平面62bの中央においてロック部材66の直径よりも大きく、平面62bの両端においてロック部材66の直径よりも小さい。これにより、ロック部材66が、出力軸62の平面62bの中央付近に維持されていれば、出力軸62は、固定部材64に対して自由に回転することができる。一方、ロック部材66が、出力軸62の平面62bの両端付近に移動すると、ロック部材66が、出力軸62と固定部材64との間に噛み込まれる。これにより、出力軸62には、ロック部材66を介して固定部材64から強い制動力が作用する。
Two
図7に示すように、走行用モータ42が入力軸60を時計回りに回転させると、入力軸60の四つの係合突起60aが、出力軸62の二つの係合突起62a及び二つのロック部材66へそれぞれ当接する。これにより、入力軸60の回転が出力軸62へ伝達される。このとき、二つのロック部材66は、入力軸60の係合突起60aに支えられて、出力軸62の平面62bの中央付近に維持される。従って、出力軸62は、固定部材64に対して自由に回転することができ、二つのロック部材66と共に、入力軸60と一体となって回転する。
As shown in FIG. 7, when the traveling
一方、図8に示すように、例えば外力によって芝刈機10が移動して、出力軸62のみが時計回りに回転すると、ロック部材66は、出力軸62の平面62bの一端付近に移動する。この場合、ロック部材66が、出力軸62と固定部材64との間に噛み込まれるので、出力軸62には、ロック部材66を介して固定部材64から強い制動力が作用する。このとき、出力軸62の係合突起62aは、入力軸60の係合突起60aに未だ当接していない。従って、出力軸62の回転が、入力軸60へ伝達されることが禁止又は抑制される。
On the other hand, as shown in FIG. 8, for example, when the
以上のように、本実施例の芝刈機10では、走行用モータ42と駆動輪22との間に、ロック機構44が設けられている。ロック機構44は、走行用モータ42に接続された入力軸60と、駆動輪22に接続された出力軸62とを備え、出力軸62の回転速度が、入力軸60の回転速度を上回るときに、出力軸62の回転を禁止又は抑制するように構成されている。従って、外力によって芝刈機10が移動したときでも、駆動輪22の回転が走行用モータ42へ伝達されることが禁止又は抑制される。これにより、走行用モータ42による意図しない回生電流の発生を禁止又は抑制して、例えばパワーコントローラ50へのダメージを未然に避けることができる。
As described above, in the
本実施例の芝刈機10では、ロック機構44と駆動輪22との間に、減速機46が設けられている。換言すると、ロック機構44は、走行用モータ42と減速機46との間であて、減速機46の入力側に位置する。このような構成によると、外力によって芝刈機10が移動したときに、駆動輪22の回転のトルクは、減速機46で低減されてから、ロック機構44に入力される。これにより、ロック機構44に作用するトルクを低減することができる。
In the
本実施例の芝刈機10では、ロック機構44と駆動輪22との間に、クラッチ48が設けられている。クラッチ48は、ロック機構44と駆動輪22との間を選択的に連結及び連結解除することができる。このような構成によると、例えばユーザは、クラッチ48によってロック機構44と駆動輪22との間の連結を解除することで、芝刈機10を自らの力で移動させることができる。この場合でも、駆動輪22の回転が走行用モータ42へ伝達されないので、走行用モータ42によって回生電流が意図せず発生することがない。
In the
ロック機構44の具体的な構成は、本実施例で説明したものに限定されない。ロック機構44は、入力軸60の回転を出力軸62へ伝達するとともに、出力軸62の回転を入力軸60へ伝達しないように構成されていればよい。例えば、ロック部材66は、円柱形状に限られず、例えば球形状を有してもよい。あるいは、入力軸60の係合突起60aの形状、配列及び数や、出力軸62の係合突起62aの形状、配列、数についても、適宜変更することができる。また、出力軸62の平面62bが、凹状又は凸状に湾曲していてもよい。
The specific configuration of the
本実施例で説明した技術、特に、走行用ユニット40に係る技術は、芝刈機10に限られず、例えば手押し台車、除雪車、耕運機、床面清掃機といった、様々な種類の手押し型の自走式作業機に採用することができる。
The technique described in this embodiment, particularly the technique related to the traveling
2:バッテリパック
10:芝刈機
12:車体
14:ハンドル
16:芝刈用スイッチ
18:走行用スイッチ
20:従動輪
22:駆動輪
24:集草ボックス
30:芝刈刃
32:芝刈用モータ
40:走行用ユニット
42:走行用モータ
42a:モータ軸
44:ロック機構
46:減速機
48:クラッチ
50:パワーコントローラ
60:ロック機構の入力軸
62:ロック機構の出力軸
64:ロック機構の固定部材
66:ロック機構のロック部材
100:地面
2: Battery pack 10: Lawn mowing machine 12: Body 14: Handle 16: Lawn mowing switch 18: Travel switch 20: Driven wheel 22: Drive wheel 24: Grass collecting box 30: Grass cutting blade 32: Lawn mowing motor 40: For traveling Unit 42: Driving
Claims (6)
前記車体に設けられ、ユーザによって把持されるハンドルと、
前記車体に回転可能に設けられた車輪と、
前記車体に設けられ、前記車輪を駆動するモータと、
前記モータと前記車輪との間に設けられ、前記モータの回転を前記車輪へ出力するロック機構とを備え、
前記ロック機構は、前記モータに接続された入力軸と、前記車輪に接続された出力軸とを備え、前記出力軸の回転速度が前記入力軸の回転速度を上回るときに、前記出力軸の回転を禁止又は抑制する、
自走式作業機。 With the car body
A steering wheel provided on the vehicle body and gripped by the user,
Wheels rotatably provided on the vehicle body and
A motor provided on the vehicle body and driving the wheels,
A lock mechanism provided between the motor and the wheels and outputting the rotation of the motor to the wheels is provided.
The lock mechanism includes an input shaft connected to the motor and an output shaft connected to the wheel, and when the rotation speed of the output shaft exceeds the rotation speed of the input shaft, the output shaft rotates. Prohibit or suppress
Self-propelled work machine.
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