JP4833019B2

JP4833019B2 - リール型の草刈り機アセンブリ

Info

Publication number: JP4833019B2
Application number: JP2006284069A
Authority: JP
Inventors: ベンジャミン・ディ・デットマン
Original assignee: Textron Innovations Inc
Current assignee: Textron Innovations Inc
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: CN1736146A; MXPA03009163A; US20060096266A1; NZ528429A; JP4833018B2; EP1452084A3; JP2007006903A; US7007446B2; CN1323578C; TW200414868A; KR20040073257A; US7434642B2; NZ533946A; CN1520707A; JP2007061102A; EP1452084A2; TWI239805B; CA2443818A1; JP2004242667A; AU2003248299A1

Description

［関連出願の相互参照］
この出願は、この明細書においてその開示全体が援用される、２０００年１０月２６日に出願された米国特許出願第０９／６９６，７００号の一部継続である。

［発明の分野］
この発明は、バッテリ電源式で手押し型のグリーン用草刈り機に関する。この発明は、より特定的に、草の刈込み率を制御して、かつ、バッテリパックおよびその支持物を設けるように構成されるグリーン用草刈り機に関する。

［発明の背景］
先行の草刈り機の技術は、草の刈込み部分がグリーン全体の範囲に亘って確実に一様なものとなるように厳密な草刈りの成果が求められるゴルフコースのグリーンにおいて、草を刈る際に有用なグリーン用草刈り機を認識している。これらの草刈り機の中には、手押し型の草刈り機もあれば、乗車型の草刈り機もある。当然ながら、乗車型は本質的に手押し型よりも重量があるために、グリーンに望ましくない痕跡を生じがちであり、他の欠点も有する。

グリーン用草刈り機は、一般にリール型の草刈り機を使用し、それらの中には草刈りの刈込み率に関して懸念を生じるものがあり、刈込み率は刈込んだ草の品質を決定する。刈込み率という用語は、草の上を次々と動く回転切刃によって生じる、草の、連続した個々の刈込み部分の位置と位置との間の距離を意味する。刈込み部分の位置と位置との間の草は、刈込み位置における刈込まれた草よりも背の高い状態で残っていなければならない。したがって、ゴルフコースのグリーンにおいて草の最適な状態を生じるために、刈込み率はきわめて重要である。

また、グリーン用草刈り機が作動中も静かで軽量であること、および運転者が草を刈りながら草刈りの成果を確認できることも重要である。さらに、最高のグリーン用草刈り機とは、バッテリ電源式であり、草刈り機の過負荷およびその結果生じる草刈り機の故障を予め避ける電気回路を有しており、バッテリの充電量に関する電流の情報を運転者に与え、望ましい状態下および望ましくない状態下の両方において自動および手動で停止し、草刈り機を草刈りに使用した後に予め定められた時間が経つと自動的に電力を遮断し、草刈り機の電力に対して運転者立会い式のハンドル位置の制御装置とスイッチ式の電気制御装置との両方を有しており、草刈り機および牽引駆動装置のモータ内において予め定められた熱レベルを検知するとこれらのモータが自動的に停止し、リール型草刈り機のローラによって地面に加えられる圧力を調節する能力を有する、手押し型草刈り機であろう。

この発明の目的は、上述の望ましい成果を達成する草刈り機および方法を提供することである。これらの成果を生むいくつかの特徴には、草刈り機が便宜上バッテリ電源式であってゴルフコースでの動作が静かであることと、グリーンでの軽量性および機動性を得るために手押し型の草刈り機が存在することと、草刈りに関連して、グリーンに所望のローラーがけを行なうためのグリーン用ローラが存在することと、草刈り機が端から端までの寸法において平衡を保っていることと、バッテリのための調節可能な支持物が存在し、それによってバッテリの重量がリール型草刈り機自体のグラウンドローラに望ましい態様で
加わり得ることと、最適な電力をもたらし、かつ、交換および充電等の保守点検用にバッテリを有する筐体を持ち上げるために、複数のバッテリを含むバッテリ用筐体が存在することという事実が含まれる。

特に、この発明は、刈込まれるグリーンにとって望ましい、選択可能な刈込み率を確立するための装置および方法を提供する。この目的を達成する際に、運転者は、唯一の変数、すなわち草刈り機の走行速度のみを調節または制御するだけでよい。しかしながら、他の実施例では、ハンドル位置の運転者により、刈込み動作中に、牽引速度およびリール速度の両方を制御することができる。

また、この発明は、バッテリの支持物の構成への対応がなされており、この構成は、実際には筐体内に配置されたいくつかのバッテリからなるパックの形をとり、草刈り機の残りの部分に対して、その筐体を選択的に移動させることができ、それによって草刈り機のローラが地面にかける圧力を制御する。この構成において、技量のあるグリーン用草刈り機の運転者は、自分自身で選択することのできる接地圧を設けることができ、草を刈っている現場でそれらの選択を行なうことができる。

また、この発明は、牽引部分および刈込みリールの両方を駆動する際に、電力を手動および自動の両方で制御する装置および方法も提供する。したがって、草刈り機に過負荷がかからなくなる。また、草刈り機に給電するために利用可能な電力のレベルを示す電気信号も存在するために、運転者は、バッテリが切れる前であってもバッテリを交換するか、またはバッテリに充電すること等によって、然るべく応答することができる。

また、バッテリの電圧が予め定められた電圧レベルよりも下がると、リールモータへの電力を遮断する電気制御システムも存在する。それより前にも、バッテリの電力が低いことを運転者に示す電気信号が存在する。しかしながら、このシステムによって、牽引駆動装置の使用が依然として可能であるために、運転者は草刈り機を所望の駐車先まで移動させることができる。しかしながら、運転者は、バッテリが完全に放電され、それによって損傷を受ける時点まで草を刈っていることはできない。この特徴により、バッテリの過剰な深放電を防ぎ、それによってバッテリの損傷を防ぐ。

この明細書で用いられる電気システムは、システム全体に対する手動のメインスイッチ式制御装置を備えることを含み、それは、一定速度で駆動され得るリールモータ用の手動スイッチを含む。牽引モータに接続された、電位差計等の電気的可変抵抗器が存在し、この抵抗器は、草刈り機のハンドル位置において運転者による制御が可能であるために、運転者は、草刈り機および自分自身の歩行速度に対する所望の走行速度を選択することができる。このリールスイッチを用いてリールへの電力を遮断することができ、このシステムは牽引駆動下でのみの動作が可能となり、それによってこのシステムを芝用ローラとしてのみ用いることができる。

牽引モータまたはリールモータのいずれかに過負荷が生じた場合、これらのモータは自動的に停止する。この特徴は、モータ内の予め定められたレベルの熱を検知するセンサによって得られる。また、運転者が、２つのモータをターンオフしたもののメインスイッチのキーをオンにしたまま草刈り機から離れた場合、このシステムは、予め定められた時間遅延の後にシステム自体を自動的にターンオフし、それによってあらゆる危険性、バッテリの消耗、または草刈り機の酷使を防ぐ。

［好ましい実施例および方法の詳細な説明］
図面は、図２において最もよく分かる、２枚の側面プレート１２および１３ならびに交
差フレーム片１４および１６を有するフレーム構造１１を含む従来のリール型草刈り機１０を示す。従来の、回転可能なグリーン用草刈り機のリール１７が存在し、その一般に螺旋状の刃１８は、シャフト１９の長さに沿って延びる回転軸２１を規定する細長いリールシャフト１９の周囲に等間隔で配置される。通常の、リールに固定された受け刃が２２にあり、刃１８は、シャフト１９に対して旋回して刃２２を通過し、草を刈る通常および周知の機能を果たす。また、アセンブリの前方にリール型草刈り機用の回転可能なローラ２３があり、図示されていない後部ローラと共に、リール型草刈り機の地面上での動作を支持する。

図１、図２および図４は、上述の内容を示し、これらの図はまた、アセンブリ内に含まれかつローラ軸２６を介して構造１１上に回転可能な態様で取付けられる牽引ローラ２４も示す。牽引ローラ２４は、草刈り機アセンブリを地面上で支持し、草刈り機のための牽引駆動装置として働く。地面上で支持する他の牽引部分を代わりに用いることもできる。

リール１７および牽引ローラ２４に対する回転駆動は、それぞれ２つの別個の電気モータ２７および２８を含む電気システムを介したものである。これらの２つのモータは、この明細書の電気回路の２つの分岐のそれぞれ一部である。モータ２７および２８は、この構造の側面プレート１２および１３に、それぞれ適宜ボルト締めされ、駆動する態様でリール１７および牽引ローラ２４に接続される。リールモータ２７は、これらの図面の左側である草刈りの前進方向にリールを回転させるためのリールシャフト１９と、駆動する態様で適宜係合する。モータ２７および２８は、ミズーリ州セントルイスのモータ・アプライアンス社（Motor Appliance Corp., St. Louis, MO）のモデルＭ１２１６０−２による。

牽引モータ２８は、上に駆動プーリ３１を有し、プーリ３１は、遊び車３３を駆動する駆動ベルト３２に接続する。プーリ３３は、駆動プーリ３４と噛み合い、駆動プーリ３４は次いで、ベルト３６と、ローラ軸２６上で駆動する態様で存在するプーリ３７とを駆動する。したがって、モータ２８から地面とかみ合う牽引ローラ２４までの牽引駆動の列が存在し、それによって芝刈り機は前方への動作方向に動かされる。この動作は、上で述べたように、牽引ローラ２４のローラ動作を伴った、リール１７の草刈り動作であってよく、または、牽引ローラ２４のみの動作であってよい。

図１および図３は、ハンドル３８を示す。このハンドル３８は、ハンドルの下側端部３９において構造１１と適宜接続される。ハンドルの上側端部４０は、運転者が草刈り機を操縦する際に握ることのできる把持部４１を有する。旋回する態様でハンドル３８に接続され、可動な態様で取付けられた枠（bail）または運転者用の手動制御装置４２が存在し、それは、把持部４１の方向および把持部４１から離れる方向に可動である。旋回軸取付けプレート４３が把持部４１に接続され、プレート４３は、枠４２に取付けられたブラケット４４に対して旋回軸の取付けをもたらす。

その構成において、運転者は、草刈り機を誘導しながら把持部４１および枠４２の両方を握ることができる。以下に、より明らかに示されるように、枠を放すと牽引駆動が中断されるため、この枠は、スイッチ式電気手動制御装置である。図１は、枠のスイッチ４６が、枠４２の前方への移動による電気的な作用の影響を受ける位置においてハンドル３８上に取付けられていることを示し、スイッチ４６との関係は、任意の適切な態様であり得る。また、その作動位置に対し、ばねによる負荷がかけられて、枠４２がその作動位置に動かされることを予め防ぐ枠ロックアウトレバー４７が存在し、それによってスイッチ４６はその「オフ」の位置にある。ユーザは、レバー４７を開放してから枠を前方に旋回させてスイッチ４６を活性化し、スイッチをその「オン」の位置に置いて、草刈り機を作動させることができる。

加えて、ハンドルの上側端部４０の近傍は、その上に取付けられる電気的要素も含み、それらは、ユーザが自身が観察または発動を行なうようにユーザにもたらされる。電気手動制御スイッチ４８は、線４９を介してハンドル上に取付けられてリールモータ２７に接続され、モータ２７の動作のための電力を制御する。バッテリ燃料計器５１がハンドル上に取付けられて、ユーザがそれを見ることができ、以下に説明する電気回路に線５２を介して接続される。代替的に、バッテリ燃料計器５１は、バッテリの充電状態を継続して表示するようにバッテリパック上に取付けられてよい。この計器は、ニューヨーク州マウントキスコのカーティス・インストゥルメンツ社（Curtis Instruments, Inc., Mt. Kisco,NY）の部品９０６Ｆ４８ＨＮＤＨＴＪによる。ハンドル上に、手動制御が可能なキース
イッチ５３が取付けられ、ハンドル位置にあるユーザにとって利用可能となり、それは、線５４を介して回路に接続される。電位差計５６等の手動制御が可能な可変抵抗器は、線５７を介して回路のその分岐に接続され、ハンドル上に取付けられて、牽引モータ２８への電力を制御する。この可変抵抗器の制御ハンドル５８は、可変抵抗器自体に接続されてユーザの手の届きやすい範囲内に配置される。この電位差計は、カナダ、オンタリオ州のスペクトロル・エレクトロニクス社（Spectrol Electronics Corp., Ontario, CA）の部品６５７−２−０−５０２による。

したがって、スイッチ４６、スイッチ４８、計器５１、スイッチ５３、および電位差計制御装置５８からなる上述の５つの電気的要素が存在し、それらはすべて、ハンドルの上側端部４０の位置という便利さで、ユーザによる利用が可能である。これにより、この発明の手押し型草刈り機の重要性が強調される。

図５は、図４にも示されるように、パック全体に４つのバッテリを有していることが示されるバッテリパック５９を含む。上に述べた電気的要素に加え、この回路は、ハンドル上またはバッテリパック上の計器５１においてバッテリ５９の電力レベルを検知して、それを運転者が読出す情報に記録する、従来の任意の設計の電気センサを燃料計器の要素５１内に含むため、運転者は常にバッテリ５９の電力について知ることができる。このリレーは、上述のカーティス・インストゥルメンツ社の部品１１７８Ｅ３６４８００１０等による。計器５１は、バッテリカットアウトリレー６１に接続されており、完全充電状態の７０パーセントの放電深さ（ＤＯＤ）等の予め定められた低電圧となった際に、点滅光により運転者に信号を送ることができる。８０パーセントのＤＯＤの場合は、燃料計器５１が、二重点滅光と、バッテリカットアウトリレー６１への信号とを発して、リレー６１を活性化させることにより、線６３を介してモータ２７に接続された電気的接触器６２を介してリールモータ２７への電流を断つ。それにより、運転者は草の刈込みを中断して、深放電およびその結果生じる損傷から保護されているバッテリの方に、最終的には行かざるを得ない。しかしながら、このシステムにより、運転者は、依然として牽引モータ２８を用いて芝刈り機を運転し、保守点検の場所まで行くことができる。これらの接触器は、上述のカーティス・インストゥルメンツ社の部品ＳＷ６０Ｐ４８ＤＣＳｕｐｐ／１２０による。

運転者は、バッテリが整流された後に、キースイッチ５３を始動モードに設定してシステムに通電し、次に枠４２および枠のスイッチ４６を再び活性化させることによってシステムの再活性化を行なわなければならない。スイッチ５３を閉じることにより、時間遅延モジュール６４を活性化する。モジュール６４は、運転が行なわれずに１５分経過した後に時間遅延モジュールがシステム全体への電力を止める電気遮断システムを設ける。この特徴は、芝刈り機が１５分間駐車されている場合に草刈り機を運転停止状態に置くものであり、次に、再始動のシーケンスが用いられる。

このシステムの別の特徴は、１／２秒間で５０アンペア等の、予め定められた長さの時
間だけ或るアンペア数を電流が超過したとき等にモータ２７または２８のいずれかが停止または失速した場合に、そのモータの自動的な停止を行なうセンサが各モータ内に形成されていることである。それは従来型のセンサであり得るが、このシステムにおいて特異的に用いられている。

また、モータ内の従来の構成が、過負荷に対する保護であり、モータ内に熱センサが存在する。モータ２７および２８の内部に形成されているのが、モータの構成要素内での熱の発生を検知する遮断センサであり、遮断センサは、これらの構成要素が予め定められた熱の限界を超えるとモータを停止させる。ここでもまた、過負荷が緩和された後に、始動のシーケンスを用いて草刈り機を再び活性化させる。

再始動の際には、キースイッチ５３が始動位置まで移動し、この始動位置により、時間遅延モジュール６４およびバッテリ燃料計器５１が通電されて、電力を示すための信号光６７を作動させる。バッテリ燃料計器５１がバッテリパック５９に取付けられた場合、バッテリ燃料計器５１は、常にバッテリの出力レベルまで通電される。リール制御スイッチ４８および枠のスイッチ４６を閉じると、モータ接触器６２およびリールモータ２７に電流が方向付けられる。電流は、牽引モータ２８に電流を方向付けるための枠のスイッチ４６に接続される接触器６５にも方向付けられる。

図５が示すように、牽引モータ２８は、運転者による芝刈り機の走行速度の選択を可能にする電位差計５６の可変制御を受ける。運転者が操作する、草刈り機の速度を有することよりも、歩行速度を選択できることの方が重要である。図５の実施例において、リールモータ２７は、固定制御装置６６によって制御されていることが示されている。しかしながら、リール制御の分岐において、制御装置６６が電位差計５６等の電位差計に置き換えられることが考えられ、このとき、制御装置５８等の、ハンドル位置にある電位差計の制御装置がリールモータ２７用に設けられると、リール回転速度が可変となって運転手の直接制御下に置かれる。草を刈っている現場での、運転者によるリール回転速度の変更が好ましくない場合は、図５の実施例を用いるべきである。

図５に示されるように、その下側の部分は、信号光６７と、手動スイッチ６８と、所望される場合、グルーマー（groomer）モータ等の別のモータ６９への対応とを示す。また、図５の上部は、システムをバッテリパック５９に接続するために手動で接続することのできる電気的接続器またはプラグ７１を示す。

図１および図４は、バッテリ５９が存在することと、その取付けとを示す。交差フレーム片１４および１６は、草刈り機の側面プレート１２および１３に固定式に接続されて、平面の基部７３と２本の側方レール７２および７４とをすべて一体型ユニットとして含むバッテリトレイ７０を支持する。ボルト７７等のボルトと側方レール７２および７４内のスロット７８等の細長いスロットとを介して、側方レール７２および７４に調節可能な態様でボルト締めされた床拡張部７６が存在する。拡張部７６は、また、細長いスロット８１を介してボルト７９等のボルトによって、トレイ基部７３にも調節可能な態様で取付けられる。ねじ８２および８３は、組立てられたトレイの基部を通って延び、スペーサ８４および８６を介在させて交差フレーム片１４および１６において草刈り機の構造と接続する。

この態様において、草刈り方向の前後方向にバッテリのトレイを調節することができるため、その重量をリール型草刈り機に対して選択的にシフトさせて、前ローラ２３として示されるローラ等の草刈り機用ローラに対して効果的な重量を調節することができる。

先程述べたトレイ７０はまた、トレイの一部として取付けられた後部アバットメントま
たは垂直壁８７も有する。前ラッチ８８は、旋回する態様で旋回ピン８９にて取付けられ、トレイの一部となっている。示されたばね９１等の引張りばねは、後方のアバットメント８７の方向にラッチ８８の垂直壁９２を押す。

バッテリ５９は、４つの別個のバッテリであることが示され、それらはすべて直列接続で接続されて、図示されるように隣り合って位置付けられた４つのバッテリを受けるために上方に開く、直線で囲まれたバッテリ用筐体の基部９３において支持される。バッテリ用筐体の上部９４は、基部９３と噛み合って、４つのバッテリ用の直線で囲まれた筐体を完全に封止する。上部９４と基部９３とは、ボルト９８等のボルトでそれぞれのフランジ９６および９７において共にボルト締めされる。持ち手９９が筐体に取付けられる。

ラッチ８８は、その中に開口１０１を有し、基部９３は、突起１０２を有する。開口１０１は、筐体がトレイの基部７３上に位置付けられると、突起１０２をぴったりと受ける。したがって、筐体の後部壁１０３は、アバットメント８７と当接し、筐体は、噛み合ったラッチ８８によって押え付けられる。筐体は、重なった上述の２本のレール７２および７４によって、側面において制限される。筐体は、トレイ上でバッテリおよび筐体アセンブリを支持する脚１０４を有する。

筐体のアセンブリおよびバッテリを草刈り機から取外すために、ユーザは、ラッチ上の横材（ledge）１０６を掴んでラッチを前方に旋回させ、突起１０２において開放するだけでよい。次に、接続器７１において線の接続を解き、持ち手９９を用いて草刈り機からアセンブリを持ち上げて外すことができる。草刈り機でのバッテリの交換は、単にアセンブリをトレイ上に降ろすことによって行なわれる。ラッチ８８は、凸状の湾曲部分１０７を有し、この湾曲部分１０７は、摺動可能な態様でバッテリ用筐体と係合して、バッテリ用筐体がトレイの基部７３上に置かれてラッチ８８が自動的に突起と接続するまでラッチを前方に旋回させる。接続器７１を接続すると、取換え作業が完了する。

地面用または床用の支持スタンド１０８は、図示されるボルト１０９等の旋回ボルト上で草刈り機１０に旋回する態様で接続され、図１および図４から分かるように、作用していない位置においては、草刈り機の端から端まで上方に延びる。図１および図４から分かるように、スタンド１０８を時計回りに旋回させることにより、スタンドは草刈り機１０の下に配置され、草刈り機１０の後部で草刈り機を地面から上方に支持する。これは、草刈り機における図示されていない運搬車輪の接続、点検および修理時に有用である。ばね１１１等の引張りばねは、図示されている、スタンドが作用しない位置へと、スタンドを上方に押す。

このグリーン用草刈り機は、８枚のリール刃１８を有し得る。リールの１回転当たりの刃１８の数が、刈込み率に影響を及ぼす。また、図５の実施例において、リールモータ２７用の電気制御装置６６は、モータ２７の選択された毎分回転数を生じるように店頭で構成することができる。それにより、グリーンの草を刈るユーザは、モータ２８の毎分回転数を調節するための運転者立会い式の手動制御装置５８を介してのみ刈込み率を制御し、それにより１つの制御装置のみを調節することによって刈込み率を確立する。

図６を参照すると、代替的な実施例である、バッテリ電源式で手押し型のグリーン用草刈り機は、リールモータ２７および牽引モータ２８と通信するコントローラ２００を含む。コントローラ２００は、バッテリレベル表示器２０２、カードリーダ２０４、および運転者立会い式の制御システム２０６等の外部装置と通信する。外部装置の各々は、コントローラ２００に対し、リール型草刈り機１０の動作のモードを決定するのに有用な情報を与える。コントローラ２００は、外部装置から受取ったデータに基づいて、リールモータ２７および／または牽引モータ２８に電流を供給するかまたは遮断する動作信号を与える
。コントローラ２００はまた、リールモータ２７の始動のシーケンス中に動作することのできる内部ソフトスタートモジュール２０７も含む。ソフトスタートモジュール２０７により、より詳細に後述するように、従来のサイズのモータよりも小さなモータの使用が可能になる。

バッテリレベル表示器２０２は、直列に接続された４つのバッテリの総合電圧を示す信号をコントローラ２００に与える。加えて、バッテリレベル表示器２０２は、バッテリバンクの充電レベルを運転者に示すための、複数の発光ダイオード２０８を含む。示された実施例において、１０個の発光ダイオードが運転者から見えるところに連なって位置付けられる。第１の発光ダイオードは、バッテリの総合電圧が４８．５ボルトを超えると光り、バッテリパックが完全に充電されたことを示す。バッテリ電圧が下がると、次の発光ダイオードが光り、充電レベルの低下を示す。バッテリパックが約４４．５ボルトに到達すると、第９および第１０の発光ダイオードが交互に点滅して、バッテリパックが「空」であることを示す。

バッテリレベル表示器２０２はまた、バッテリの電圧レベルが６分間を越えて５６．４ボルトよりも大きくなった後にのみ計器がリセットされる、高電圧リセット機能も含む。このバッテリ電圧のレベルは、再充電の操作中に生じる。また、バッテリレベル表示器２０２は、バッテリが表示器２０２から接続を解かれた後、充電されてから動作することのできる、開回路リセット装置も含む。バッテリレベル表示器２０２をバッテリパックに再び接続する際に、計器を最大限リセットするため、総合電圧は約５０ボルトよりも大きくなければならない。

バッテリレベル表示器２０２が草刈り機１０に取付けられてよいこと、または、複数のバッテリレベル表示器がバッテリパック内の４つのバッテリの各々にそれぞれ結合されてよいことを認識されたい。すなわち、運転者は、バッテリが草刈り機から接続を解かれると、収納しているバッテリの充電レベルを直ちに判定することができる。さらに、個々のバッテリレベル表示器は、個々のバッテリを再充電するのに必要とされるエネルギおよび時間を最適化するのに有用であることが考えられる。別の実施例において、バッテリレベル表示器の各々は、特定の時間期間だけ予め定められた電圧を超えた場合に、充電を中止するようにスイッチに信号を送るように準備される。

図７は、草刈り機１０の電気回路にバッテリ５９を電気的に接続する代替的方法を示す。即時接続アセンブリ２２０は、バッテリ用筐体の基部９３に結合された第１の接続器２２２を含む。第１の接続器２２２は、基部９３の底面２２４に形成された開口を通って延びる。第１の接続器２２２は、バッテリ５９に電気的に結合された１対の端子（図示せず）を含む。第２の接続器２２６は、トレイ７０に結合される。第２の接続器２２６は、草刈り機１０の残りの回路に電気的に結合される１対の導体２２８を含む。第２の接続器２２６は、バッテリのトレイ７０の基部７３に形成された開口２３０を通って延びる。

第２の接続器２２６は雌レセプタクルとして示され、第１の接続器２２２は雄プラグとして示される。しかしながら、図示された接続器の形状が単に例示であって、雄、雌、または雌雄として形成された、円形、長円、または長方形の断面を有するものを含む任意の数の電気的接続器が、この発明の範囲内にあるものとして考えられることを認識されたい。

バッテリ用筐体を草刈り機に設置する間に、第１の接続器２２２は、第２の接続器２２６に機械的に結合される。また、草刈り機１０の電気回路とバッテリ５９との間に電気的接続も形成される。上で述べたように、ラッチ８８は、基部９３がトレイの基部７３上に一旦配置されると、筐体の移動を制限する。したがって、即時接続アセンブリ２２０は、
機械的および電気的にバッテリ５９を草刈り機１０に結合する簡単かつ確実な方法を提供する。電気的ピグテールの相互接続等の追加のステップが必要とされない。

バッテリ用筐体の取外しは、上で論じた態様で行なわれる。特に、ユーザは、横材１０６に力を加えてラッチを前方に旋回させ、突起１０２を開放するだけでよい。バッテリ用筐体の全体を上方に持ち上げて草刈り機からバッテリを電気的に切断し、バッテリ５９を離れたところで充電することができる。

バッテリ５９が草刈り機１０に結合されている際に、コントローラ２００は、バッテリレベル表示器２０２によって与えられた情報を用いて、バッテリパックが、標準の刈込みモードで牽引モータ２８およびリールモータ２７の両方を作動させるのに十分なだけ充電されているかどうかを判断する。バッテリのレベルが予め定められた電圧レベル以下である場合、コントローラ２００は、草刈り機１０を「ゆっくり」モードに置く。予め定められた電圧レベルよりも低い場合、バッテリパックはリールモータ２７および牽引モータ２８を駆動するのに十分なエネルギを出力することを止めて、所望の品質の刈込みまたは刈込み率を確保する。したがって、バッテリパックの充電が予め定められたレベルよりも低くなると、コントローラ２００はリールモータ２７を停止させる。このとき、草刈り機１０は、所望の点検場所またはバッテリの充電場所まで草刈り機１０を再び運ぶために牽引モータ２８のみを作動させることのできる「ゆっくり」モードで作動する。上で述べたように、図５の回路を用いて草刈り機をゆっくりモードに選択的に置くことができる。代替的に、任意の数の適切な回路を実現して、所望の機能を提供することができる。

カードリーダ２０４は、コントローラ２００に対して、草刈り機１０の個々の運転者に固有の情報を与える。たとえば、草刈り機１０の運転者に対し、磁化の可能な草刈り機用のカード（図示せず）を発行することができる。草刈り機用のカードの各々は、歩行速度、運転者が草刈りを行なうグリーン、および草刈り機の認証コード等の、運転者の好みまたは特性を含む。草刈り機の認証コードを用いて、予め認証を受けた特定の運転者のみが特定の草刈り機を始動させるようにすることができる。コントローラは、車両の走行速度を設定して運転者の歩行速度に対応することにより、適切なリール速度を計算して最適な刈込み率を設けることができる。

ソフトスタートモジュール２０７が図８において概略的に示されている。まず、図８において、構成要素に対する値が例示的なものであり、当業者が特定の実現例および選択された構成要素に応じて異なる値を選択し得ることを認識されたい。

ソフトスタートモジュール２０７は、図面に示された回路を含み、リールモータ２７の作動条件に対して一般に特定されるモータよりも小さなモータの使用を可能にする。特に、リールモータ２７は、比較的僅かな時間量で約３０ｌｂ−ｉｎのトルクを出力してリール１７の回転を開始させることが求められる。このトルクのレベルは、約５００ミリ秒にわたって必要とされる。なぜなら、リール１７が比較的大きな回転慣性能率を示すためである。リール１７のまとまりが動作を始めると、モータ２７は、草刈り中にリール１７の所望の回転速度を維持するために、約８ｌｂ−ｉｎを出力するだけでよい。

これまで、モータのサイズは、３０ｌｂ−ｉｎの要件に従って決められてきたが、この要件は、モータの作動時間の極めて小さな部分にしか存在しない。ソフトスタートモジュール２０７により、制限された時間量だけ、比較的大きな始動用の電流を引くことが可能になる。この限定された時間量は、従来の可溶性リンクによってもたらされる時間量よりも長い。ソフトスタートモジュールがなければ、可溶性リンクは、リール１７が回転する前にリールモータ２７への電流を遮断してしまうであろう。ソフトスタートモジュール２０７により、リール１７を回転させるのに必要とされる時間だけ、制御された過負荷をリ
ールモータ２７に与えることが可能となる。

ソフトスタートモジュール２０７は、直流（ＤＣ）電圧源等の電圧源３００からリールモータ３０２に印加される電流を制限することによって、徐々に始動を行なう。一実施例において、電圧源３００は４８ボルトを出力し、１つのバッテリ、または直列に配置された４つの１２ボルトバッテリ等の直列に配列された複数のバッテリを含み得る。図８に示されるように、電圧源３００は、１対の電圧レールＶ−とＶ＋との間に配置される。リールモータ３０２は、リールモータ３０２を介してＶ＋からＶ−への電流経路を設けることによって作動する。

ソフトスタートモジュール２０７は、電流制限回路３０４および時間遅延回路３０６を含む。電流制限部分３０４は、この明細書においてさらに後述するように、電力リレー３０８と並列に配置された負の温度係数（ＮＴＣ）のサーミスタ３０４を含む。サーミスタ３０４は、サーミスタ３０４を通る電流が増えると、それに比例して抵抗が下がるように作動する。したがって、サーミスタ３０４を通る電流が増え続けると、それに応じてサーミスタ３０４の両端の抵抗が下がり、リールモータ３０２にさらに電流を印加する。サーミスタ３０４の両側の最初の高い抵抗は、最初に、リールモータ３０２に対して電流が急送されることを制限する。サーミスタ３０４を通って電流が流れると、サーミスタ３０４の温度が上昇して抵抗が下がる。これにより、リールモータ３０２に印加される電流が次第に増え、したがってリールモータ３０２を徐々に始動させることができる。

時間遅延回路３０６は、電力リレー３０８を作動させる前に、約５８０ミリ秒の時間遅延を与え、次に、電力リレー３０８が電圧レールＶ＋からリールモータ３０２の入力端子までの直接経路を設ける。時間遅延回路３０６は、電圧レールＶ＋とＶ−との間において１８ボルトＤＣツェナーダイオード３１０と直列の電流制限抵抗器３０７を含む。コンデンサ３１２は、抵抗器３０７とツェナーダイオード３１０との間の接地とノード３０９との間で接続して、雑音を抑制する。

抵抗器３１４および３１６は、電圧レールＶ＋とＶ−との間で直列接続されて電圧分割器を形成し、ノード３１８の基準電圧を規定する。コンデンサ３２０は、抵抗器３１６と並列接続を形成して、ノード３１８における電圧上昇時間を制御する。抵抗器３２２および３２４は、直列に配置されて第２の電圧分割器を形成し、第２の電圧分割器は、次いで、ツェナー分流調整器３２６と直列に配置される。抵抗器３２２と３２４との間の相互接続は、Ｐ−Ｎ−Ｐトランジスタ３３０のベースに接続されるノード３２８を規定する。トランジスタ３３０は、抵抗器３３２および３３６によって形成される第３の電圧分割器と直列に配置される。抵抗器３３２と３３６との間の相互接続は、第３の電圧分割器のノード３３８を規定し、それは、ＭＯＳＦＥＴ３４０のゲートに接続する。ＭＯＳＦＥＴ３４０は、リレー３０８のコイル３４２と直列接続する。コイル３４２に通電することにより、リレー３０８の接触子が閉じて、電圧レールＶ＋からリールモータ３０２への電流経路を設ける。コイル３４２と並列のダイオード３４８は、コイル３４２の通電を絶つ間にフリーホイール電流経路を設ける。

動作中に、バッテリ３００から電圧を印加することにより、スイッチ（図示せず）の電圧レールＶ＋およびＶ−を活性化させる。電圧レールＶ＋およびＶ−にバッテリ電圧を印加すると、電流がサーミスタ３０４およびリールモータ３０２を通り、一方でリレー３０８が開いて唯一の電流経路がサーミスタ３０４を介して設けられる。上で述べたように、この最初の始動期間中に、モータ電流のすべてがサーミスタ３０４を通過する。上で述べたように、動作中、サーミスタ３０４は電流が最初に急送されることを制限する。

電流が最初にこのように急送されている間、時間遅延回路３０６は、予め定められた５
８０ミリ秒だけ、リレー３０８の接触子の閉鎖を遅らせる。より具体的に、電流制限抵抗器３０７およびツェナーダイオード３１０は、ノード３０９において１８ボルトの電圧を与えるように動作する。始動中に、分流調整器３２６は、抵抗器３２２および３２４によって形成された電圧分割器を通って電流が流れることを防ぎ、トランジスタ３３０をオフの状態に維持する。この時間中に、コンデンサ３２０は、遅延された電圧の上昇をノード３１８に導入する。ノード３１８の電圧が、この実施例における２．５ボルト等の予め定められた基準電圧を超えると、分流調整器３２６がターンオンして、抵抗器３２２および３２４によって形成された電圧分割器を通って電流が流れることを可能にし、それによってトランジスタ３３０をターンオンする。ノード３１８における基準電圧が、予め定められた電圧を超えるまで、抵抗器３２２および３２４によって形成された電圧分割器を通って電流は流れず、それによってトランジスタ３３０をオフの状態に維持する。

トランジスタ３３０がターンオンすると、抵抗器３３２および３３６によって形成された第３の電圧分割器を通って電流が流れ、ＭＯＳＦＥＴ３４０をターンオンするのに十分な電圧をノード３３８において生じる。ＭＯＳＦＥＴ３４０がターンオンすると、リレー３０８のコイル３４２を通って電流が流れ、それによってリレー３０８の接触子３４６が閉じる。その時点で、リールモータ３０２への電力が、サーミスタ３０４ではなくリレー３０８を介して与えられる。

上述の内容から分かるように、ノード３１８における電圧は、分流調整器３２６が作動する時を決定し、それによってＭＯＳＦＥＴ３４０が作動する時を決定して、リレー３０８の接触子３４６を閉じる。抵抗器３１６およびコンデンサ３２０の適切な値を選択することにより、リレー３０８を作動させるための時間遅延を変えることができる。より具体的に、抵抗器３１６とコンデンサ３２０との値を適切に選択することにより、当業者は、リールモータ３０２がリレー３０８ではなくサーミスタ３０４を介して電流を受ける時間期間を変化させることができる。したがって、この最初の始動期間である、この明細書の説明での５８０ミリ秒の間、モータ３０２は、サーミスタ３０４を介したエネルギの適用によってのみ制御される。

この発明の芝刈り機の正面斜視図である。図１のリール型草刈り機の正面斜視分解図である。図１のハンドルの正面斜視分解図である。図１のバッテリおよびリールの正面斜視分解図である。この発明で用いられる電気システムの電気的概略図である。代替的なバッテリ電源式の手押し型グリーン用草刈り機の概略図である。この発明の代替的実施例のバッテリおよびリールの正面斜視分解図である。ソフトスタートモジュールの概略図である。

符号の説明

１０リール型草刈り機、２３ローラ、３８ハンドル、４８スイッチ、７１電気的接続器。

Claims

バッテリ電源式の草刈り機アセンブリであって、
回転可能な草刈り用リールを有するフレームと、
地面とかみ合う牽引部分とを含み、前記牽引部分は、前記草刈り機アセンブリに動力を与えるために選択的に駆動され、さらに、
前記フレームに取付けられたバッテリと、
前記フレーム上で支持される第１の電気モータとを含み、前記第１の電気モータは、前記草刈り用リールと駆動上の関係を有し、さらに、
前記フレーム上で支持される第２の電気モータを含み、前記第２の電気モータは、前記牽引部分と駆動上の関係を有し、さらに、
アクセスカードに記憶された情報を読出すように作動することのできるカードリーダと、
前記カードリーダおよび前記第１、第２の電気モータと通信するコントローラとを含み、前記コントローラは、前記カードリーダによって与えられたデータに応答して、イネーブルモードまたはディスエーブルモードで前記草刈り機を選択的に作動させ、前記コントローラは前記第１の電気モータを第１の速度で回転するように制御し、前記第２の電気モータを第２の速度で回転するように制御し、前記第１、第２の速度は可変であり、
前記コントローラは、前記バッテリの電圧が所定レベルより高い場合には、前記第１、第２の電気モータをともに作動可能とし、前記バッテリの電圧が前記所定レベルよりも低くなると、前記第１の電気モータを停止させ、前記第２の電気モータを作動可能とする、バッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記コントローラは、前記イネーブルモードであるときには電流が前記バッテリから前記第１および第２の電気モータに供給され、かつ、前記ディスエーブルモードであるときには前記電流が前記第１および第２の電気モータから遮断されるように適合される、請求項１に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記アクセスカードは、前記イネーブルモードまたは前記ディスエーブルモードで前記草刈り機を作動させることを前記コントローラに指示する認証コードを含む、請求項２に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記アクセスカードは、運転者に固有の情報を含み、前記情報は、所望の歩行速度を含む、請求項１に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記コントローラは、前記運転者の前記歩行速度に基づいて前記第１の電気モータの速度を変化させるように作動することができる、請求項４に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記コントローラは、給電による前記牽引部分の作動が可能となるように電流が前記第２の電気モータに供給されて、かつ、前記草刈り用リールが駆動されないように電流が前記第１の電気モータから遮断される、ゆっくりモードに前記草刈り機アセンブリを置くように作動することができる、請求項１に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記バッテリの充電レベルを示すように選択的に光る複数のランプを有するバッテリレベル表示器をさらに含む、請求項１に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記バッテリレベル表示器は、開回路リセット装置を含み、前記開回路リセット装置は、前記バッテリを前記草刈り機に接続した際に予め定められた電圧を超える場合にバッテリが完全に充電されたことを示す、請求項７に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記バッテリレベル表示器は、前記コントローラと通信し、前記コントローラは、前記バッテリレベル表示器からの入力に基づいて前記草刈り機を前記イネーブルモードまたは前記ディスエーブルモードに置くように作動することができる、請求項７に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。
前記コントローラは、前記バッテリレベル表示器からの入力に基いて、前記牽引部分の給電状態での作動が可能となるように電流が前記第２の電気モータに供給され、かつ、前記草刈り用リールが駆動されないように電流が前記第１の電気モータから遮断される、ゆっくりモードに前記草刈り機アセンブリを置くように作動することができる、請求項７に記載のバッテリ電源式の草刈り機アセンブリ。