JP3944215B2

JP3944215B2 - 芝刈機のための牽引増幅システム

Info

Publication number: JP3944215B2
Application number: JP2005037294A
Authority: JP
Inventors: アンドルー，モジック; ロバート，ドッブス
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: KR100675125B1; CA2490797A1; JP2005328833A; CN1698413A; KR20060046125A; DE602005023559D1; EP1597954B1; US20050257508A1; ATE480992T1; US7051498B2; EP1597954A1

Description

本発明は、芝刈機に関するものである。より詳細には、芝刈機のための牽引増幅システムに関するものである。

従来から知られているように、芝刈機は、競技場の手入れ、芝生の手入れ、およびゴルフコースの維持等の様々な地形的な環境（芝生環境）を維持するために使用される。これらの芝刈機は、一般に乗用型芝刈機である。そして、機体フレーム（vehicle frame）にぶら下がったモアデッキ（mowing deck）を少なくとも１つ有している。モアデッキは、草を刈らない高い位置と、草を刈る低い位置との間を移動可能である。なお、草を刈らない高い位置は、ある草刈場から他の草刈場へ移動するときに、石や岩のような障害物に当たらないように使用される。従来のモアデッキは、草を刈る低い位置において、地面上でモアデッキを支えるようにデッキ車輪および／またはデッキローラーを使用する。結果として、モアデッキの重量はこれらのデッキ車輪および／またはデッキローラーによって支えられる。これにより、草を刈り取る時に、草を刈り取る高さを一定とすることができる。

乗用型芝刈機の多くは、所望の草刈り高さにモアデッキの位置を定めるための機械装置を備えている。これらの機械装置の多くは、モアデッキとレバーとを連結させる連結装置からなる。レバーは、油圧式駆動システムまたは電気式駆動システムによって、直接制御される。駆動システムは操作者の手や足によって制御される。

これらの芝刈機の操作者は、草刈り作業中に、モアデッキの位置が草を刈る低い位置のまま、滑りやすく傾斜した地形を頻繁に移動しなければならない。斜面の傾斜度合いや芝生の状況に応じて、既知の芝刈機の多くは、草を刈るのが困難な、複雑または平坦な場所で駆動車輪の牽引ロスを生じる。

従って、当業界においては、牽引能力が改善された芝刈機を提供することが必要とされている。さらに、芝刈機の動作を改善するための、芝刈機の牽引増幅システム（traction enhancement system）を提供することが必要とされている。またさらに、先行技術の不都合を解決できる芝刈機を提供することが必要とされている。

本発明の本質によると、牽引増幅システムは有利な構造と有利な使用方法とを有している。理想的には、牽引増幅システムは芝刈機に使用されるものである。芝刈り機は、機体フレームと、前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第１の駆動車輪と、第１の位置と第２の位置との間で位置調整可能な切断ユニット（cutting unit）とを備えている。ここで、第１の位置では、前記切断ユニットは接地ローラーによって支持され、第２の位置では、切断ユニットは、機体フレームによって支持される。牽引増幅システムは切断ユニットと機体フレームとの間で連結されている。牽引増幅システムは、第１の駆動車両の牽引を改善するために第１の位置と第２の位置との間で切断ユニットの位置を調整することができる。

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。以下の詳細な説明と具体的な例とは、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。

図１は、本発明の一実施形態である牽引増幅システムを使用する第１の芝刈機の透視図である。

図２は、本発明の一実施形態である牽引増幅システムの概略図である。

図３は、本発明の一実施形態である制御盤の概略図である。

図４は、本発明の一実施形態である牽引増幅システムを使用する第２の芝刈機の透視図である。

以下の好適な実施形態の説明は、発明、その応用、または使用を限定するものではなく、本質的に説明するためだけのものである。

図１に、本発明の牽引増幅システム１２を組み入れた芝刈機１０の一般的な図を示している。本発明は好適な実施形態に関して記述しているが、当業者は、本発明は様々な芝刈機１０に適用でき、また、本発明は明細書内の実施形態に限定されないということを理解するだろう。

図１に示す実施形態では、通常、芝刈機１０は、機体フレーム１４に動作可能に取り付けられた３つの車輪２０、２２、および２４を有する。２つの駆動車輪２０、２２は駆動モータ２６によって駆動される。後ろの車輪（後輪）２４は、車両の後方に配置され、前方の２つの駆動車輪２０と２２との間に配置され、芝刈機１０を操縦するよう旋回可能である。実施形態では、複数の、モアデッキまたは切断ユニット２８、３０および３２が設けられている。なお、本発明はリール式モアデッキまたは回転式モアデッキに限定されないと理解されるだろう。本発明は、本発明の精神と範囲内で、多数の切断ユニットのうちの１つとして使用可能である。

図１を参照して、切断ユニット２８、３０、および３２はそれぞれ、各車輪２０、２２、および２４の前方に配置されている。もちろん他の位置に配置することも可能である。切断ユニット２８、３０および３２はそれぞれ、リフトアーム３４、３６および３８に連結されている。そしてリフトアーム３４、３６、および３８もまたリフト駆動システム４０（図２参照）に連結されている。リフト駆動システム４０は油圧または電気的に作動する。操作者は、切断ユニットを望み通りに使用するため、リフトアーム３４、３６、および３８を昇降するか選択できる。切断ユニット２８、３０、および３２はそれぞれ、個々に刈る高さを変えられるように作動することが好ましい。

切断ユニット２８、３０、および３２はそれぞれ、複数の接地ローラー４２を備えている。接地ローラー４２は地面表面に接するように合わせている。図４に示すように、接地ローラー４２は、モアデッキまたは切断ユニット２０’に備えられた車輪である。稼動時において、切断ユニット２８、３０、および３２が草を刈る低い位置にある場合、複数の接地ローラー４２は地面表面に接し、切断ユニット２８、３０、および３２の重量の大部分を支えている。

図２は、牽引増幅システム１２の構造の概要を示す概略図である。しかしながら、牽引増幅システム１２は、特別な特徴を示すため、あるいは、異なる対照実験および／または取得したデータを利用するために、変化すると理解されるべきである。特に、図２に関して、牽引増幅システム１２は前述のリフト駆動システム４０を有している。そして、リフト駆動システム４０は、制御ライン４４、４６、４８およびリフトアーム３４、３６、３８を介して、切断ユニット２８、３０、３２を操作できるよう連結されている。また、リフト駆動システム４０は、低い草刈位置（図１参照）から高い移動（草を刈らない）位置へと、それぞれの切断ユニット２８、３０、３２を上昇させるために、十分な揚力を発生させるよう油圧的または電気的に稼動する。リフト駆動システム４０は、草を刈り取る高さを変えるように、低い草刈位置と高い移動位置との間で、切断ユニット２８、３０、および３２を個別にその位置を変えることが好ましい。

図２に示すように、牽引増幅システム１２はさらに、駆動車輪２０、２２と操作可能に連結する一対の車輪センサ（センサ）５０、５２を備えている。一対の車輪センサ５０、５２は、それぞれ駆動車輪２０、２２の回転速度を検出して、それぞれライン５６とライン５８を介して、調整制御装置５４に検出した信号を出力するように操作される。次に、調整制御装置５４は駆動車輪のずれを検知するために車輪センサ５０、５２の信号を比較する。

駆動車輪のずれが検出されるとき、調整制御装置５４は、ライン６０を介して、リフト駆動システム４０に調整信号を出力する。調整信号は、切断ユニット２８、３０、および３２の少なくとも１つを上げるように、リフト駆動システム４０を制御することが好ましい。つまり、切断ユニット２８、３０、および３２の少なくとも１つを上げることによって、接地ローラー４２で支えている切断ユニット２８、３０、および／または３２の重量を機体フレーム１４に十分移すことが好ましい。しかし、草を刈り取る高さを変えるぐらい切断ユニット２８、３０、または３２を上昇させないようにすることが好ましい。言い換えれば、調整信号は、芝刈機１０の重量全体を増加するように機体フレーム１４に切断ユニット２８、３０、および／または３２の重量を移すように、リフト駆動システム４０を制御することが好ましい。従って、芝刈機１０の重量全体が増加することにより、例えば、下向きの力（downward force）と駆動車輪２２、２２の牽引力とが増加する。

切断ユニット２８、３０、および／または３２の質量が増加（促進）すると、駆動車輪２２、２２に働く下向きの力がさらに増加するために、切断ユニット２８、３０、および／または３２の周期的な昇降（例えば、優柔不断なように動く様子（ディザリング））を、調整制御装置５４が制御することがより好ましい。すなわち、質量と同じだけの加速力が働くことになる。それゆえ、切断ユニット２８、３０、および／または３２の質量増加により、切断ユニット２８、３０、および／または３２が単に地面表面で支持されるよりも、結果として生じる力は大きくなる。理想的には、最大の下向きの力を供給するように所定の周波数で、調整制御装置５４は切断ユニット２８、３０、および／または３２を調整する。これは、油圧式比例バルブまたは電気式切替システムを介して達成される。この調整やディザリングは、所定の時間またはずれが検知されなくなるまで、連続して行なうことが好ましい。

この所定の変調周波数は切断ユニットの質量に応じて変わることが確認されている。それゆえ、質量が重い切断ユニットは、低変調周波数のみを必要とする。一方、質量が軽い切断ユニットは、高変調周波数のみを必要をする。

図２および図３に示すように、調整制御装置５４とリフト駆動システム４０とは、それぞれ、制御盤６２を介して構成されている。制御盤６２は、切断ユニットリフトレバー６４と牽引補助スイッチ（操作者駆動スイッチ）６６とを有していることが好ましい。切断ユニットリフトレバー６４は切断ユニット２８、３０、および３２を同時にまたは個別に昇降するように制御できることが好ましい。牽引補助スイッチ６６は、自動、オン、およびオフの３つの位置に切り替えられることが好ましい。「自動」とは、調整制御装置５４が連続的に車輪センサ５０および５２を監視して、ずれを検知すると即座に駆動車輪２０および２２の牽引を改善するため調整指令信号を出力する状態をいう。「オン」とは、調整制御装置５４が、車輪センサ５０および５２に無関係に、直ちに調整指令信号を出力する状態をいう。これにより、操作者は、要求したときに牽引補助を達成するので、車輪センサ５０および５２を省略することができる。最後に「オフ」とは、牽引増幅システム１２が動作を停止している状態である。

牽引補助スイッチ６６は上記３つの状態のうちどれか２つにおいて、２つの位置を切り替えても良い。さらに、牽引補助スイッチ６６は、芝刈機１０の稼動後または芝刈機１０の点火時（スタート時）に所望の位置に戻しても良い。

図４に示すように、部材番号１２’で示す牽引増幅システム１２は芝刈機の変形例である。半径方向に回転しない乗用型芝刈機１０’を示している。さらに、本発明は、他の用途、例えば、除雪機の刃の変調にも同様に適用できると理解されるだろう。

本発明の説明は、単に例示のために行なったものであり、本発明の主旨から外れない変形例は、本発明の範囲に入るものと考えられる。このような変形例は、本発明の精神と範囲とから外れるものとは見なされない。

本発明の一実施形態である牽引増幅システムを使用する第１の芝刈機の透視図である。本発明の一実施形態である牽引増幅システムの概略図である。本発明の一実施形態である制御盤の概略図である。本発明の一実施形態である牽引増幅システムを使用する第２の芝刈機の透視図である。

符号の説明

１０芝刈機
１２牽引増幅システム
１４機体フレーム
２０、２２駆動車輪（前輪）
２４車輪（後輪）
２８、３０、３２切断ユニット
３４、３６、３８リフトアーム
４０リフト駆動システム
４２接地ローラー
４４、４６、４８制御ライン
５０、５２車輪センサ（センサ）
５４調整制御装置
６２制御盤
６４切断ユニットリフトレバー
６６牽引補助スイッチ（操作者駆動スイッチ）

Claims

芝刈機で使用するための牽引増幅システムであって、
機体フレームと、
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第１の駆動車輪と、
第１の位置と第２の位置との間で位置調整可能な切断ユニットと、
前記切断ユニットと前記機体フレームとの間で動作可能に連結される牽引システムとを備え、
前記切断ユニットは接地ローラーを有し、
前記切断ユニットの重量は、前記切断ユニットが前記第１の位置にある際、前記接地ローラーによって支持され、前記切断ユニットが前記第２の位置にある際、前記機体フレームによって支持され、
前記牽引システムは、前記第１の駆動車輪の牽引を改善するために、前記第１の位置と第２の位置との間で前記切断ユニットを当該切断ユニットの質量に応じたパルス変調周波数で調整可能である牽引増幅システム。
前記第１の駆動車輪と動作可能に連結され、前記第１の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する、少なくとも１つのセンサと、
前記切断ユニットに動作可能に連結され、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを移動させるリフト駆動システムと、
前記信号を受信しかつ前記第１の駆動車輪のずれを検出可能であり、前記ずれを検出すると、即座に、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを移動させるように前記リフト駆動システムに指令信号を出力する調整制御装置とを備えた請求項１に記載の牽引増幅システム。
前記リフト駆動システムは油圧式システムである請求項２に記載の牽引増幅システム。
前記リフト駆動システムは電気式システムである請求項２に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、操作者によって手動で操作可能である請求項２に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、所定時間、前記指令信号を出力する請求項２に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、前記ずれが検出されなくなるまで、前記指令信号を出力する請求項２に記載の牽引増幅システム。
前記第１の駆動車輪と動作可能に連結され、前記第１の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する、少なくとも１つのセンサを備え、
前記牽引システムは、前記信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを調整する請求項１に記載の牽引増幅システム。
前記牽引システムは、操作者からの信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを調整する請求項１に記載の牽引増幅システム。
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第２の駆動車輪と、
前記第１の駆動車輪と第２の駆動車輪とに連結され、前記第１の駆動車輪および第２の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する一対のセンサとを備え、
前記牽引システムは、前記信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、切断ユニットを調整する請求項１に記載の牽引増幅システム。
芝刈機で使用するための牽引増幅システムであって、
機体フレームと、
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第１の駆動車輪と、
第１の駆動車輪に動作可能に連結され、第１の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する少なくとも１つのサンサと、
第１の位置と第２の位置との間で位置調整可能な切断ユニットと、
前記切断ユニットと前記機体フレームとの間で動作可能に連結される牽引システムとを備え、
前記切断ユニットは接地ローラーを有し、
前記切断ユニットの重量は、前記切断ユニットが前記第１の位置にある際、前記接地ローラーによって支持され、前記切断ユニットが前記第２の位置にある際、前記機体フレームによって支持され、
前記牽引システムは、前記第１の駆動車輪の牽引を改善するために前記信号に応じて前記第１の位置と第２の位置との間で前記切断ユニットを当該切断ユニットの質量に応じたパルス変調周波数で調整することができる牽引増幅システム。
前記切断ユニットに操作可能に連結され、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを移動させるリフト駆動システムと、
前記信号を受信しかつ前記第１の駆動車輪のずれを検出可能であり、前記ずれを検出すと、即座に、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを移動させるように前記リフト駆動システムに指令信号を出力する調整制御装置とを備えた請求項１１に記載の牽引増幅システム。
前記リフト駆動システムは油圧式システムである請求項１２に記載の牽引増幅システム。
前記リフト駆動システムは電気式システムである請求項１２に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、操作者によって手動で操作可能である請求項１２に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、所定時間、前記指令信号を出力する請求項１２に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、前記ずれが検出されなくなるまで、前記指令信号を出力する請求項１２に記載の牽引増幅システム。
前記牽引システムは、操作者からの信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを調整する請求項１１に記載の牽引増幅システム。
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第２の駆動車輪と、
前記第１の駆動車輪と第２の駆動車輪とに連結され、前記第１の駆動車輪および第２の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する一対のセンサとを備え、
前記牽引システムは、前記信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、切断ユニットを調整する請求項１１に記載の牽引増幅システム。
芝刈機で使用するための牽引増幅システムであって、
機体フレームと、
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第１の駆動車輪と、
接地ローラーを有する、芝を刈ることが可能な切断ユニットと、
前記切断ユニットと前記機体フレームとの間で動作可能に連結される牽引システムとを備え、
前記牽引システムは、第１の駆動車輪の牽引を改善するために草刈の間中、前記切断ユニットの重量が前記接地ローラーによってほぼ支持される第１の位置と前記切断ユニットの重量が前記機体フレームによってほぼ支持される第２の位置との間で切断ユニットを調整し、
前記切断ユニットの調整は、当該切断ユニットの質量に応じたパルス変調周波数で行われる牽引増幅システム。
前記第１の駆動車輪に動作可能に連結され、前記第１の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する、少なくとも１つのセンサと、
前記切断ユニットに動作可能に連結され、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを移動させるリフト駆動システムと、
前記信号を受信しかつ前記第１の駆動車輪のずれを検出可能であり、前記ずれを検出すと、即座に、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを移動させるように前記リフト駆動システムに指令信号を出力する調整制御装置とを備えた請求項２０に記載の牽引増幅システム。
前記リフト駆動システムは油圧式システムである請求項２１に記載の牽引増幅システム。
前記リフト駆動システムは電気式システムである請求項２１に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、操作者によって手動で操作可能である請求項２１に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、所定時間、前記指令信号を出力する請求項２１に記載の牽引増幅システム。
前記調整制御装置は、前記ずれが検出されなくなるまで、前記指令信号を出力する請求項２１に記載の牽引増幅システム。
前記牽引システムは、操作者からの信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、前記切断ユニットを調整する請求項２０に記載の牽引増幅システム。
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第２の駆動車輪と、
前記第１の駆動車輪と第２の駆動車輪とに連結され、前記第１の駆動車輪および第２の駆動車輪の回転速度に応じて信号を出力する一対のセンサとを備え、
前記牽引システムは、前記信号に応じて、前記第１の位置と第２の位置との間で、切断ユニットを調整する請求項２０に記載の牽引増幅システム。
芝刈機の牽引増幅方法であって、
機体フレームと、
前記機体フレームに動作可能に取り付けられた第１の駆動車輪と、
接地ローラーを有する切断ユニットと、
前記切断ユニットと前記機体フレームとの間で動作可能に連結される牽引システムとを備えた芝刈機において、
前記駆動車輪のずれを検出すると即座に、前記切断ユニットの重量が前記接地ローラーによってほぼ支持される第１の位置と、前記切断ユニットの重量が前記機体フレームによってほぼ支持される第２の位置との間で前記切断ユニットを当該切断ユニットの質量に応じたパルス変調周波数で調整する牽引増幅方法。
前記芝刈機は、さらに第２の駆動車輪と、一対のセンサとを備え、一対のセンサのそれぞれは第１の駆動車輪と第２の駆動車輪とに動作可能に連結され、それぞれの駆動車輪の回転速度を検出して信号を出力し、
前記切断ユニットを調整する方法はさらに、
自動で車輪のずれを測定するために、一対のセンサからの信号と比較し、
前記信号に応じて第１の位置と第２の位置との間で前記切断ユニットを当該切断ユニットの質量に応じたパルス変調周波数で調整する方法を含む請求項２９に記載の芝刈機の牽引増幅方法。
前記芝刈機は、操作者信号を選択的に出力する操作者駆動スイッチを備え、
切断ユニットを調整する方法はさらに、
前記操作者信号に応じて、第１の位置と第２の位置との間で前記切断ユニットを調整する方法を含む請求項２９に記載の芝刈機の牽引増幅方法。