JP6060043B2 - 草刈機 - Google Patents
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Description
エンジンには、下向きに出力軸と駆動ケースの上部に配備された入力軸とが遠心クラッチを介して同芯状に連動連結されるとともに、入力軸にはブレーキが装備されている。
草刈機は、回転駆動させて草刈りを行う刈刃と、前記刈刃の回転軸に動力を付与する電動モータと、走行機体に着脱可能で且つ前記電動モータに電力を供給するバッテリーと、前記電動モータの回転を制御する制御装置とを備え、前記刈刃の回転軸に抵抗を付与して当該回転軸の制動を行う機械ブレーキと、前記走行機体に取り付けられた操縦ハンドルと、前記操縦ハンドルに回動自在に支持されていて、一方に回動して前記操縦ハンドルに対して近接した際に前記機械ブレーキによる制動を解除し且つ他方に回動して前記操縦ハンドルに対して離反した際に前記機械ブレーキによる制動を行う作業操作レバーと、前記電動モータの回転を停止させる制動信号を前記制御装置から出力して当該電動モータの制動を行う電気指令ブレーキとを備え、前記作業操作レバーの他方への回動時に、前記機械ブレーキと電気指令ブレーキとが連動して作動することにより、前記機械ブレーキと前記電気指令ブレーキとの両方で前記回転軸の制動を行うことを特徴とする。
また、前記電動モータは三相誘導電動機で構成され、前記制御装置は、前記電気指令ブレーキ時に、前記三相誘導電動機が三相短絡となる制動信号を出力することを特徴とする。
また、前記電動モータは三相誘導電動機で構成され、前記制御装置は、前記電気指令ブレーキ時に、前記三相誘導電動機の回転に対して逆相となる制動信号を出力することを特徴とする。
機械ブレーキと電気指令ブレーキとの2つのブレーキによって刈刃の回転軸の制動を行うことができるようになるため、従来に比べて機械ブレーキでの制動力を小さくすることができる。それゆえ、例えば、機械ブレーキによる回転軸の制動を作業操作レバーを用いて解除する場合に、当該作業操作レバーを操作するための力(操作力)も、機械ブレーキの制動力を小さくすることに対応して小さくすることができる。
また、電気指令ブレーキ時に、三相誘導電動機の回転に対して逆相となる制動信号を出力するだけで、回転軸に制動をかけることができる。
また、制御装置は、機械ブレーキ作動信号が入力後に制動信号を出力して電気指令ブレーキを作動させることから、ブレーキ時に刈刃の慣性力を機械ブレーキによって先に小さくした後に電気指令ブレーキで刈刃を停止させることができ、刈刃をすばやく停止することができる。
図1及び2に示すように、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、電動モータMと、電動モータMの動力により回転する刈刃体3とを備えている。走行機体Fには、操縦ハンドルHが回動自在に取り付けられている。
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。パイプ枠25は一方(左側)の側壁20から突出しており、この突出部に操縦ハンドルHを取り付ける支持台26が設けられている。支持台26に操縦ハンドルHが縦軸11回り及び横軸12回り揺動自在に支持されている。
ル部H2から離れるようにスプリング等により付勢されている。例えば、作業者が作業操作レバー7を把持し、当該作業操作レバー7をスプリング力に抗してループハンドル部H2の把持部に近づけるように揺動させると、操縦ハンドルHに設けられた始動スイッチSがオン(ON)し、作業操作レバー7を離すと当該作業操作レバー7は、ループハンドル部H2から離れて始動スイッチSがオフ(OFF)する。
図3に示すように、駆動ケース23には、駆動伝達軸13と刈刃軸4とが回転自在に支持されている。駆動伝達軸13の上部は、筒カップリング27を介して電動モータMの出力軸M1が連結されている。即ち、電動モータMの出力軸M1は減速器を介さずに駆動伝達軸13に接続している。駆動伝達軸13の下部は、刈刃クラッチCを介して刈刃軸4が連結されている。刈刃軸4の下部は、駆動伝達軸13から下方に突出しており、当該刈刃軸4の下部に刈刃体3が着脱自在に取り付けられている。即ち、駆動伝達軸13及び刈刃軸4によって、刈刃体3(刈刃3C)に回転動力を伝達する回転軸が構成されていて、電動モータMの動力が回転軸(駆動伝達軸13及び刈刃軸4)を介して直接、刈刃体3(刈刃3C)に伝達される構造となっている。
図4に示すように、バンドブレーキ60は、回転軸の1つである筒カップリング27の外周面の周りに当該外周面から離間して配置されたバンド61と、このバンド61を筒カップリング27の外周面に対して近接離反させる作動機構68とを備えている。
作動機構68は、時計回り又は反時計回りに揺動自在に枢支されブレーキアーム62と、このブレーキアーム62と走行機体Fとの間に設けられ且つ当該ブレーキアーム62の揺動を一方向(時計周り)に付勢するコイルスプリング65と、このコイルスプリング65の付勢に抗してブレーキアーム62を他方向(反時計周り)に揺動させるワイヤーケーブル66とを備えている。
図1に示すように、作業操作レバー7を作業者が操作していない状態では、当該作業操作レバー7は、ループハンドル部H2から離れていて、バンドブレーキ60は制動動作と
なる。
バンドブレーキ60が制動動作であるとき、ブレーキアーム62は、コイルスプリング65の付勢力によって時計周りに揺動し、この時計周りの揺動によってバンド61は筒カップリング27の外周面に近づいて(近接して)、当該バンド61は筒カップリング27に圧接する。即ち、作業操作レバー7を作業者が操作していない状態では、バンド61が筒カップリング27の外周面に圧接するようになり、筒カップリング27の回転が制動(ブレーキ)される。
バンドブレーキ60が制動解除動作であるとき、即ち、ワイヤーケーブル66の引っ張り力がコイルスプリング65の付勢力よりも大きいとき、ブレーキアーム62は、コイルスプリング65の付勢力に抗して反時計回りに揺動する。反時計周りの揺動によって筒カップリング27の外周面に圧接していたバンド61は、当該筒カップリング27の外周面から離れ(離反し)、当該バンド61による圧接は解除される。即ち、作業操作レバー7を作業者が操作すると、バンド61が筒カップリング27の外周面から離れ、筒カップリング27の制動が解除される。
さて、走行機体Fには、当該走行機体Fを走行させる走行装置30が搭載されている。走行装置30は、左右側壁20の前後に貫通支持された前後軸5に、前後車輪2を装着して構成されている。走行機械Fには、駆動伝達軸13からの動力を前後軸5に伝達する伝達機構31が設けられている。
動力取出部32は、駆動伝達軸13の上下中途部であって電動モータMの出力軸M1と刈刃クラッチCとの間に設けられたウオームギヤ32Aと、このウオームギヤ32Aに噛合したウオームホイール32Bと、このウオームホイール32Bの出力軸34に回転自在に設けられた第1ギヤ34Aと、この第1ギヤ34Aに噛合した第2ギヤ34Bとを備えている。動力取出部32では、駆動伝達軸13の動力を、ウオームギヤ32A、ウオームホイール32B、第1ギヤ34A及び第2ギヤ34Bを介して第2ギヤ34Bに設けたベベルピニオン軸35へ動力伝達する。
以上、伝達機構31によれば、ウオームギヤ32A、ウオームホイール32B、第1ギヤ34A及び第2ギヤ34B、ベベルピニオン軸35、前後進噛合体38、ベベルギア39A、39B、伝達軸40、駆動スプロケット37A、従動スプロケット37B、チェーンを介して、駆動伝達軸13の回転駆動力が伝えられる。
図3に示すように、歩行型草刈機1には、当該歩行型草刈機1の制御を行う制御装置50と、この制御装置50や電動モータM等に電力を供給するバッテリー51が搭載されて
いる。
バッテリー51は、リチウムイオン電池から構成されている。このバッテリー51には、当該バッテリー51の過充電や過放電の防止を行う保護回路(図示省略)が搭載されている。バッテリー51は、歩行型草刈機1の走行機体Fに着脱自在に取り付けられている。バッテリー51への充電は、歩行型草刈機1からバッテリー51を取り外し、バッテリー51の専用充電器を住宅等のコンセント等(交流電源100V)に接続することにより行うことができる。即ち、このバッテリー51は、専用充電器を用いて充電ができるもので、充電時の電圧や電流等の値は専用充電器等によって設定されている。
具体的には、制御装置50は、インバータ52と、制御部53とを備えていて、制御部53がインバータ52に制御信号を出力し、インバータ52は制御部53から出力された制御信号に基づいて、電動モータMに駆動信号や制動信号を出力することにより電動モータMの駆動や制動がなされる。
ド55は、機械ブレーキ作動信号が入力された後に起動し、制動信号をインバータ52に出力し、これにより、電気指令ブレーキを作動させる。
また、電気ブレーキモード55による電動モータMの制動は、三相短絡に限定されず、電動モータMの回転に対して逆相となる制動信号を出力することにより行ってもよい。この場合、制御部50は、インバータ52が出力する制動信号が、電動モータMの駆動信号の波形(駆動波形)に対して逆相の波形(逆相波形)となるように当該インバータ52を作動させる制御信号をインバータ52に出力する。インバータ52は、制御信号に基づいて作動し、逆相波形となる制動信号を電動モータMに出力し、電動モータMの回転を停止する。
また、電気指令ブレーキ55によって、電動モータMの制動を行うにあたっては、当該電動モータMを三相短絡にすることで制動を行う三相短絡ブレーキ、或いは、電動モーMへの駆動信号(駆動波形)に対して逆相となる逆相波形の信号を出力することで制動を行う逆相ブレーキとを用いているため、回生ブレーキのようにバッテリー51への充電負荷をかけることを防止することができる。つまり、電気指令ブレーキ55として回生ブレーキを用いた場合、回生の電力をバッテリー51に充電しなければならず、回生電力を充電するための充電保護回路が必要になるが、本発明では、回生ブレーキを用いていないため(回生ブレーキを除いているため)、回生電力を充電するための充電保護回路は必要ではなく、コンパクトで且つ安価に構成することができる。特に、リチウムイオン電池の場合は、他の電池に比べて充電時での過充電等を防止する必要があるが、これに加えて、回生ブレーキを採用すると、充電保護回路が複雑となるが、本発明では、回生ブレーキを採用していないため、上述した問題はなく、歩行型草刈機1において簡単にバッテリー51のシステムを構築することができる。
3C 刈刃
13 回転軸
50 制御装置
51 バッテリー
55 電気指令ブレーキ
60 機械ブレーキ
F 走行機体
M 電動モータ
Claims (5)
- 回転駆動させて草刈りを行う刈刃と、前記刈刃の回転軸に動力を付与する電動モータと、走行機体に着脱可能で且つ前記電動モータに電力を供給するバッテリーと、前記電動モータの回転を制御する制御装置とを備え、
前記刈刃の回転軸に抵抗を付与して当該回転軸の制動を行う機械ブレーキと、 前記走行機体に取り付けられた操縦ハンドルと、
前記操縦ハンドルに回動自在に支持されていて、一方に回動して前記操縦ハンドルに対して近接した際に前記機械ブレーキによる制動を解除し且つ他方に回動して前記操縦ハンドルに対して離反した際に前記機械ブレーキによる制動を行う作業操作レバーと、
前記電動モータの回転を停止させる制動信号を前記制御装置から出力して当該電動モータの制動を行う電気指令ブレーキとを備え、
前記作業操作レバーの他方への回動時に、前記機械ブレーキと電気指令ブレーキとが連動して作動することにより、前記機械ブレーキと前記電気指令ブレーキとの両方で前記回転軸の制動を行うことを特徴とする草刈機。 - 回転駆動させて草刈りを行う刈刃と、前記刈刃の回転軸に動力を付与する電動モータと、走行機体に着脱可能で且つ前記電動モータに電力を供給するバッテリーと、前記電動モータの回転を制御する制御装置とを備え、
前記刈刃の回転軸に抵抗を付与して当該回転軸の制動を行う機械ブレーキと、前記電動モータの回転を停止させる制動信号を前記制御装置から出力して当該電動モータの制動を行う電気指令ブレーキとを備え、前記機械ブレーキと電気指令ブレーキとは連動して作動し、
前記制御装置には、前記機械ブレーキによって制動が行われたことを示す機械ブレーキ作動信号が入力されるようになっており、前記制御装置は、前記機械ブレーキ作動信号が入力された後に前記制動信号を出力して電気指令ブレーキを作動させることを特徴とする草刈機。 - 前記電動モータは三相誘導電動機で構成され、前記制御装置は、前記電気指令ブレーキ時に、前記三相誘導電動機が三相短絡となる制動信号を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の草刈機。
- 前記電動モータは三相誘導電動機で構成され、前記制御装置は、前記電気指令ブレーキ時に、前記三相誘導電動機の回転に対して逆相となる制動信号を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の草刈機。
- 前記機械ブレーキは、回転を停止させる抵抗を当該回転軸に付与するバンドブレーキで構成され、前記バッテリーはリチウムイオン電池から構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の草刈機。
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