JP4122484B2 - 草刈り機 - Google Patents
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Description
旧来、この種の草刈り機は、小型エンジンを動力とするものがほとんどであった。しかしながらエンジンを動力とする草刈り機は、騒音が激しく、住宅街で使用すると近所迷惑である。またエンジンを動力とする草刈り機は、振動が激しく女子や老人には扱いにくく、男子であっても長時間の使用は体への負担が大きい。
そこで近年、エンジンに代わってモータを動力とする草刈り機が発売されている。
しかしながら、商用電源を電源とする草刈り機は、作業中に長い給電線を引き回す必要があり、草刈り作業中に回転刃が給電線に触れて給電線を切断してしまうという不具合があった。
そこで商用電源に代わってバッテリを使用する草刈り機が注目され、例えば特許文献1,2に具体的構成が開示されている。
また特許文献1に開示された草刈り機では、バッテリは、草刈り機の本体とは別であり、給電線で本体のモータに電力が供給される。
また特許文献2に開示された草刈り機では、バッテリは、草刈り機の本体の後端部に取り付けられている。
特許文献1,2に開示された草刈り機は、この様に先端部にモータが取り付けられているので、先端側が重い。そのため回転刃を持ち上げて作業する様な場合に作業者の疲労が激しい。
例えば土手の斜面の草を刈る様な場合であって、作業者が土手の下側に居り、上向き姿勢で斜面の草を刈る様な場合を想定すると、作業者は先端側を坂の上側に持ち上げて作業を行うこととなる。
ここで従来技術の草刈り機では、先端側が重いので、上方側に向かって回転刃を振り回し難い。
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、重量バランスが良く、使いやすい草刈り機を提供することを目的とする。
例えば庭の隅の芝生を刈り込む様な場合には短い操作杆に付け替える。また高い木を剪定する様な場合には長い操作杆に付け替える。
また本発明では、過負荷となった場合には、逆に供給電力が減少する。
過負荷となる場合には、例えば木の枝が回転刃に挟まって回転刃の回転が停止した様な状況が想定されるので、供給電力を低下させることが望ましい。本発明では、過負荷状態となった場合は単位時間当たりの電力供給時間を減少させることとした。
本実施形態の草刈り機1は、電動草刈り機であり、モータを駆動源とする。そして本実施形態の草刈り機1では、モータの構成部材が収納されたモータ部6が草刈り機1の全体の中心部にある。
以下、詳細に説明する。
本実施形態の草刈り機1は、円板状の回転刃9を有するものであり、回転刃9が取り付けられた作用部3と、モータの構成部材が収納されたモータ部6と、電池7が収納された電源部8を有する。
草刈り機1の操作杆は、二分割されており、前方側操作杆10と後方側操作杆11とに分かれている。
また動力伝動軸12は軸受け15,16によってスラスト方向にも支持されており、動力伝動軸12は前方側操作杆10から抜け落ちることはない。
そして図示しないネジによって刈刃取付け板18に回転刃9が取り付けられている。
また動力伝動軸12のモータ部側端部(入力軸)には凸状の係合片23が形成されている。
回転子25は、モータ部6の先端側から突出している。またモータ部6の筐体22の先端部にフランジ部30が形成されている。フランジ部30の外周面にはネジ31が形成されている。
なお本実施形態では、モータ部6によって構成されるモータは、ブラシレスモータである。
即ちモータ部6のフランジ部30と、前方側操作杆10のフランジ部20とが合致され、前方側操作杆10側の袋ナット21をモータ部6側のネジ31に係合することによってモータ部6と前方側操作杆10とが直線状に結合されている。
またモータ部6の回転子25の先端に設けられた凹状の係合片28と動力伝動軸12側の凸状の係合片23が係合し、回転子25と動力伝動軸12とが機構的に結合されている。
即ちモータ部6側の係合片28と動力伝動軸12側の係合片23とは回転方向に対して一体的に結合されている。ただしモータ部6側の係合片28と動力伝動軸12側の係合片23とは軸方向には結合されてはいない。
即ち袋ナット21とネジ31との係合を解き、モータ部6と前方側操作杆10とを引き離すと、両者は分離される。
一方、モータ部6のフランジ部30と、前方側操作杆10のフランジ部20とを合致させ、袋ナット21をネジ31に係合すると、モータ部6の筐体22と前方側操作杆10とが機械的に一体化される。これと同時にモータ部6側の係合片28と動力伝動軸12側の係合片23とが係合し、モータ部6側の回転力が動力伝動軸12に伝動可能な状態となる。
図4は、図1に示す草刈り機のモータ部と後方側操作杆との結合構造を示す分解斜視図である。
具体的には、図4に示すように、モータ部6の筐体22の後端部には二枚の板状部33が平行に突出している。そして各板状部33には孔35が設けられている。
一方、後方側操作杆11の先端部には一枚の板状部36が突出しており、当該板状部36にも孔37が設けられている。
そして後方側操作杆11の板状部36がモータ部6側の板状部33の間に挿入され、両者の孔35、37にネジ38が挿通されている。
本実施形態では、ネジ38の締めつけ力によってモータ部6側の板状部33間が締まり、後方側操作杆11の板状部36が挟み込まれて固定されている。
図5は、図1に示す草刈り機のモータ部と後方側操作杆部分の正面図であり、両者の角度を変更した状態を示す。図6は、図1に示す草刈り機の正面図であり、両者の角度を変更した状態を示す。
図7は、図1に示す草刈り機の電源部からモータ部にかけての断面図である。
即ち後方側操作杆11の電源部側端部にはフランジ50が設けられている。そして後方側操作杆11の電源部側端部には袋ナット51が装着されている。
また電源部8の筐体52の先端部に,ネジ部55が形成されている。
本実施形態では、電源部8と後方側操作杆11とは前記した袋ナット51とネジ部55とを介して結合されている。
即ち後方側操作杆11のフランジ50と、電源部8のネジ部55の端面とが合致され、後方側操作杆11側の袋ナット51を電源部8のネジ部55に係合することによって電源部8を後方側操作杆11の端部に結合させている。
また制御装置41には他のケーブル(導電部材)59が接続されており、当該ケーブル59は前記したモータ部6に接続されている。
図8は、より大型の電源部を装備した本実施形態の草刈り機の斜視図である。
例えば電源部8がリチウム電池を内蔵し、当該リチウム電池が直列2段に接続されたものであるならば、電源電圧は約6〜9ボルトである。
また電源部8がリチウム電池を内蔵し、当該リチウム電池が直列に4段に接続されたものであるならば、電源電圧は倍の12〜18ボルトである。
さらに電源部8がニッケル水素電池を内蔵し、当該ニッケル水素電池が直列10段に接続されたものであるならば、電源電圧は約12ボルトである。
また電源部8がニッケル水素電池を20段に接続されたものであるならば、電源電圧は約24ボルトである。
制御装置41は、内蔵する電圧検知部でこの電圧を検知し、適切な電力をモータ部6に供給する。
電池の電圧が高い場合は、モータ部6により高い電圧が印加されるが、モータ部6に印加される電圧は、電源部8の電圧に比例するものではない。
本実施形態の草刈り機1では、軽負荷モード、重負荷モード、節電モード及び特殊モードで使用することができる。
ここで軽負荷モードはたとえば芝の様な柔らかい草を刈り取る場合に使用されるものであり、モータ部6に供給される電圧が低い。またモータ部6に供給される電流の上限も低く、回転刃は、比較的ゆっくりと回転する。
重負荷モードで運転する場合には、電源部8を取り替えて、高い電圧を発生する電源部8を使用することが望ましい。
即ち節電モードでは、所定の周期で電力が供給される。言い換えると、パルス状の電圧がモータ部6に印加される。
従って節電モードにおいては、モータ部6は間欠的に回転するが、回転刃9は相当のモーメントを持つから、回転刃9自体がはずみ車として機能し、目視した状態では回転刃9は一定回転で円滑に回転する。
そして節電モードにおいては、常時負荷量を検知している。より具体的には、モータ部6に供給される電流値を検知し、電流値によって負荷変動を間接的に知る。
本実施形態で採用する節電モードでは、電力供給が間欠的であり、且つ負荷に応じて供給電圧等を変更するので、無駄な電力消費が抑制される。
また電力供給が間欠的であるから、回転刃9に異物が挟まって停止した様な場合でも、モータ等の傷みが少ない。
例えばナイロンコードカッタを使用する場合には、作用部の回転がより高速となる様に設定される。また本実施形態の草刈り機は、バリカン状の刃や二枚刃の様な剪断刃を取り付けることもできるが、バリカン状の刃や二枚刃の様な剪断刃を使用する場合には、モータの回転が低速となる様に設定される。
図9は、取り替え用の前方側操作杆を示す斜視図である。図10は、図9に示す前方側操作杆を取り付けた状態における草刈り機の斜視図である。図11は、図10に示す草刈り機を使用した場合の作業状況を示す説明図である。図12は、他の取り替え用の前方側操作杆を示す斜視図である。
本実施形態の草刈り機1は、前記した様に前方側操作杆10を容易に着脱することができるので、農作業の内容に応じて前方側操作杆10を取り替えることができる。
取り替え用の前方側操作杆としては、例えば図9に示すような長尺状の前方側操作杆60がある。
長尺状の前方側操作杆60は、例えば図11に示すように、斜面の草刈りを行う場合に便利である。
また図11の様な急斜面の草を下側から刈り取る場合の様に、作用部3側を高く差し上げる場合には、図6(b)に示すように、後方側操作杆11を上側に向かって折り曲げた状態とすることが望ましい。逆に土手の上に立って下り斜面の草を刈る場合は、図6(c)に示すように、後方側操作杆11を下側に向かって折り曲げた状態とすることが望ましい。
即ち本実施形態では、モータ部6の筐体22と後方側操作杆11とは、いわゆるクレビス構造に似た結合構造となっており、ネジ38の締めつけ力によって後方側操作杆11を固定しているから、モータ部6と後方側操作杆11との相対角度を任意に変更することができる。そのため必要に応じて、後方側操作杆11を折り曲げた状態とすることができる。また本実施形態では、重量部たるモータ部6が草刈り機1全体の中間部分にあるから
、回転刃9を上方に向かって振り上げ易く、疲れない。
即ち図13は、本実施形態の草刈り機に装着可能な刈り込み刃の斜視図である。図14は、図13の刈り込み刃を装着した草刈り機の斜視図である。
バリカン状の刈り込み刃63を使用して、芝生を刈る様な場合には、図14に示す様に、モータ部6と後方側操作杆11との相対角度を90°近傍にすることもできる。
バリカン状の刈り込み刃63は、回転刃よりも重いが、本実施形態の草刈り機では、重量部たるモータ部6が草刈り機全体の中間部分にあるから、バランスが良く、使いやすい。
なお図14に示す草刈り機では、環状の操作用ハンドル65が使用されている。
以上説明した実施形態では、後方側操作杆とモータ部との間に折り曲げ可能な構成を設けたが、後方側操作杆をさらに分割して、後方側操作杆の中間部に折り曲げ可能な構成を設け、後方側操作杆の後方側とモータ部との間の角度を変更可能としてもよい。
3 作用部
6 モータ部
8 電源部
9 回転刃
10 前方側操作杆
11 後方側操作杆
12 動力伝動軸
23 係合片
28 係合片
41 制御装置
58 ケーブル(導電部材)
66 電源部
Claims (11)
- 刈刃又はナイロンコードカッタが取り付けられた作用部と、モータが収納されたモータ部と、電池が収納された電源部と、前方側操作杆及び後方側操作杆を有する草刈り機であって、作用部は草刈り機全体の先端部にあり、モータ部は草刈り機全体の中間部にあって作用部とモータ部との間に前方側操作杆があり、電源部は草刈り機全体の後方にあってモータ部と電源部との間に後方側操作杆があり、後方側操作杆には導電部材が内蔵又は取付けられていてモータに電力を供給し、前方側操作杆には動力伝動部材が内蔵されていてモータの動力を作用部に伝動することを特徴とする草刈り機。
- 後方側操作杆とモータ部との間の角度を変更可能であることを特徴とする請求項1に記載の草刈り機。
- モータ部と前方側操作杆とが着脱自在であることを特徴とする請求項1又は2に記載の草刈り機。
- モータ部内には出力軸が設けられ、前方側操作杆には入力軸があり、前記出力軸と入力軸とは互いに係合する係合部が設けられており、前記係合部は、モータ部と前方側操作杆との着脱に伴って係合・離脱することを特徴とする請求項3に記載の草刈り機。
- 電源部が増設あるいは取り替え可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の草刈り機。
- モータに対する電力供給が間欠的であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の草刈り機。
- 負荷量を検知する負荷量検知手段を備え、負荷量に応じて電力を供給する間隔又は単位時間当たりの供給時間の少なくともいずれか変化させることを特徴とする請求項6に記載の草刈り機。
- 負荷量の増大に応じて単位時間当たりの電力供給時間を増大し、過負荷状態となった場合は単位時間当たりの電力供給時間を減少させることを特徴とする請求項7に記載の草刈り機。
- 負荷量を検知する負荷量検知手段を備え、負荷量に応じてモータに供給する電圧を変化させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の草刈り機。
- 負荷量の増大に応じてモータに供給する電圧を増加させることを特徴とする請求項9に記載の草刈り機。
- 前方側操作杆を外してモータ部に刈刃あるいはナイロンコードカッタが取付け可能であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の草刈り機。
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