带刀片的电动作业机的制作方法

1.本发明涉及在离合器介于电机和刀片之间的带刀片的电动作业机中，用于去除刀片附近的草屑时的安全对策的控制。


背景技术：

2.以往，为了对草坪、草地进行修剪而使用割草机、剪草机等作业机。已知在这些作业机中，具备沿水平方向配置的刀片且通过驱动源使刀片旋转，作为刀片的驱动源使用发动机或电机。例如，专利文献1所记载的行走式割草机使用电机8作为前后车轮和绕上下方向的轴芯旋转的刀片的驱动源。
3.无论驱动源是发动机还是电机，使离合器介于刀片的驱动源和刀片之间这点都相同，专利文献1所记载的行走式割草机在割草时接通刀片离合器54后，电机8的输出轴47的旋转经由刀片离合器54传递至刀片6从而驱动刀片6旋转(参照专利文献1的图1)。
4.在具备离合器的作业机中，需要将离合器杆操作至导通(on)状态来接通离合器。离合器杆和刀片的位置关系通常是在将离合器杆保持为导通状态下无法去除草屑的位置关系。在这样的位置关系中，在将作业机放倒来去除草屑的堵塞、缠绕的时间点，即使启动发动机或电机刀片也停止旋转。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本特开2014
‑
239660号公报


技术实现要素：

8.发明要解决的技术问题
9.然而，若考虑预料之外的情况则需要更进一步地强化安全对策。例如，在驱动源为发动机的情况下，由于草屑的堵塞、缠绕的阻力使刀片无法旋转而发动机熄火，一旦发动机熄火则需要再启动才能重新开始运转。与此相对，在驱动源为电机的情况下，即使刀片不旋转，只要切断离合器电机就会重新开始旋转，且只要离合器保持切断电机就会持续旋转。
10.本发明鉴于上述以往的带刀片的电动作业机的安全方面的问题，目的在于提供一种带刀片的电动作业机，在采用离合器介于刀片的驱动源即电机和刀片之间的结构的带刀片的电动作业机中，实现了更进一步的安全对策的强化。
11.用于解决上述技术问题的方案
12.为了达成所述目的，本发明的带刀片的电动作业机是使机体行驶的同时进行修剪作业的带刀片的电动作业机，其特征在于，具备：刀片；电机，驱动所述刀片旋转；主电源，向所述电机供给电力；离合器，在所述电机和所述刀片之间使动力通断；倾斜传感器，检测所述机体的倾斜；控制机构，控制所述主电源的导通/断开(on/off)，
13.若将与机体的行驶方向正交的方向设为水平方向，将从正面观察水平面上的所述机体时的所述机体的垂直方向的中心线设为基准线，则所述控制机构在所述基准线于所述
水平方向上倾斜了规定角度以上时或者所述电机的旋转停止了规定时间以上时，使所述主电源断开。
14.根据所述本发明的带刀片的电动作业机，考虑了设想为在进行刀片附近的草屑的去除的情况下的状况，采用在满足基准线倾斜了规定角度以上时或者电机的旋转停止了规定时间以上时的2个条件中的任一个时主电源自动断开的控制，主电源断开后则需要多阶段的操作才能使刀片再次旋转，不会发生刀片意外旋转这种预料之外的情况，作业者能够没有安全问题地进行刀片附近的草屑的去除，也消除了作业者的心理负担。
15.在所述本发明的带刀片的电动作业机中，优选为通过对操作所述离合器的操作机构，可以切换所述电机的动力未被传递至所述刀片的切断所述离合器的状态、和所述电机的动力被传递至所述刀片的接通所述离合器的状态，所述操作机构和所述刀片的位置关系为，在作业者通过操作机构保持接通所述离合器的状态下，所述作业者自身无法去除所述刀片附近的草屑的位置关系。根据该构成，在作业者进行刀片附近的草屑的去除时，离合器变为切断的状态，刀片停止旋转，因此在安全对策方面更有优势。
16.发明效果
17.本发明的效果如上所述，概括来说，根据本发明，采用在满足2个条件中的任一个时主电源自动断开的控制，如果主电源断开，则需要多阶段的操作才能使刀片再次旋转，因此不会发生刀片意外旋转这种预料之外的情况，作业者能够没有安全问题地进行刀片附近的草屑的去除，也消除了作业者的心理负担。
附图说明
18.图1是本发明的一实施方式的带刀片的电动作业机的外观立体图。
19.图2是示出图1所示的带刀片的电动作业机的电机盒的内部的立体图。
20.图3是从扶手侧观察图1所示的带刀片的电动作业机时的立体图。
21.图4是从背面侧观察图1所示的带刀片的电动作业机的立体图。
22.图5是示出配置于图1所示的带刀片的电动作业机的壳体层板的内部的离合器的结构的剖视图。
23.图6是图5所示的离合器的放大图，是示出切断离合器的状态的剖视图。
24.图7是图5所示的离合器的放大图，是示出接通离合器的状态的剖视图。
25.图8是示出本发明的一实施方式的离合器杆的附近的外观立体图。
26.图9是示出由本发明的一实施方式的控制机构实现的控制的框图。
27.图10是本发明的一实施方式的倾斜传感器的放大立体图。
28.图11是本发明的一实施方式的带刀片的电动作业机的机体的主视图。
29.图12是示出在本发明的一实施方式的带刀片的电动作业机中从运转开始至运转结束的工序的流程图。
具体实施方式
30.以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是本发明的一实施方式的带刀片的电动作业机1(以下，简称为“作业机1”)的外观立体图，图2是示出电机盒2的内部的立体图，图3是从扶手侧观察作业机1时的立体图，图4是从背面侧观察作业机1的立体图。
31.在本实施方式中，以作业机1为行走式割草机的例子进行说明，但是如下文所说明的那样，本发明涉及在离合器介于电机和刀片之间的作业机中，用于去除刀片附近的草屑时的安全对策的控制，该控制的应用对象只要具有相同的刀片旋转机构即可，例如可以是乘坐式割草机，也可以是剪草机。
32.首先，参照图1～图4的同时对作业机1的概要进行说明。在图1中，在电机盒2的前方安装有前轮3，在后方安装有后轮4。如图2所示，在电机盒2的内部搭载有电机5。利用电机5驱动后轮4以及刀片9旋转(参照图4)。
33.在图1中，在电机盒2的后方搭载有主电源6(电池)。在电机盒2的下方有壳体层板7，在壳体层板7的后方安装有集草袋8。如图4所示，在壳体层板7内配置有刀片9。在后文对详细内容进行说明，电机5的旋转经由离合器20(参照图5)传递至刀片9使刀片9旋转。
34.在图4中，带翅片的盘35与刀片9的旋转一体地旋转，产生从壳体层板7朝向集草袋8的空气的流动。由此，通过刀片9的旋转而被修剪的草经过排气口19被输送至集草袋8，并被收集在此。
35.作业者在行走的同时使用作业机1，在图1中，在机体安装有操作杆10，在操作杆10的端部安装有操作扶手11、离合器杆12(离合器的操作机构)以及变速杆13。此外，在一对操作杆10之间架设有框架15，在框架15固定有显示电机5的转速等的显示器16。如图3所示，在显示器16安装有主开关17，能够通过使主开关17旋转来使主电源6导通(on)。
36.在图1中，在主电源6为导通的状态下，能够通过使变速杆13滑动(箭头a方向)来启动电机5，且能够阶段性地提高电机5的转速。在操作扶手11的附近安装有操作杆14，在电机5处于旋转中的状态下，通过操作杆14的操作来驱动后轮4使作业机1前进。
37.即使电机5旋转，只要不操作离合器杆12，刀片9的旋转驱动就会停止，因此在进行割草时，需要通过离合器杆12操作离合器20(参照图5)，从电机5的动力未被传递至刀片9的切断离合器20的状态切换至电机5的动力被传递至刀片9的接通离合器20的状态。
38.以下，参照图5～图8，对离合器20的动作进行说明。图5是示出配置于壳体层板7的内部的离合器20的结构的剖视图，图6以及图7是离合器20的放大图，图6示出切断离合器20的状态，图7示出接通离合器20的状态。图8是示出离合器杆12的附近的外观立体图。
39.如图5所示，离合器20配置于壳体层板7的内部，配置于壳体层板7的上侧的电机5(参照图2)的电机轴21与驱动盘22连结。电机轴21和驱动盘22通过销(未图示)结合，驱动盘22也与电机轴21的旋转一体地旋转。
40.在图6中，制动盘支承板24经由上侧轴承23安装于电机轴21。圆环状的制动盘25以可沿上下方向移动的方式安装于制动盘支承板24。在该构成中，由于上侧轴承23介于电机轴21和制动盘支承板24之间，因此，即使电机轴21旋转，制动盘支承板24以及与其一体的制动盘25也不会旋转。
41.刀片9固定于刀架26的下侧，下侧轴承27介于刀架26和驱动盘22之间。摩擦板28以可上下滑动的方式止转结合于刀架26的上侧，如果摩擦板28旋转，则刀架26以及刀片9与其一体地旋转。
42.弹簧29介于刀架26和摩擦板28之间，摩擦板28随着弹簧29的伸缩沿上下方向滑动。在图6的状态中，摩擦板28被制动盘25按压而向下侧滑动，弹簧29被压缩。因此，摩擦板28远离驱动盘22。该状态是切断离合器20的状态，即使驱动盘22与电机轴21的旋转一体地
旋转，驱动盘22的旋转也不会被传递至摩擦板28，刀片9也不会旋转。
43.与此相对，图7的状态为，解除制动盘25对于摩擦板28的按压，其结果为弹簧29伸长且通过弹簧29的反弹力使摩擦板28按压驱动盘22。该状态是离合器20接通的状态，驱动盘22的旋转被传递至摩擦板28，刀片9旋转从而变得可以割草。
44.作业机1具备切换机构(未图示)，该切换机构对向下侧压下制动盘25而切断离合器20的状态(图6的状态)、和将切断离合器20的状态解除从而接通离合器20的状态(图7的状态)进行切换。该切换机构通过离合器杆12(参照图1以及图8)的操作而工作。
45.在图8中，若在按下离合器杆12上部的操作按钮18的状态下(箭头b)，保持该状态而将离合器杆12(箭头c)扳向前方，则切换机构工作，向下侧压下制动盘25的状态被解除，如图7所示成为摩擦板28按压驱动盘22的离合器20接通的状态，刀片9旋转。只要维持按下操作按钮18且将离合器杆12扳向前侧的状态刀片9就会旋转，但是若作业者的手离开离合器杆12，则成为切断离合器20的状态使刀片9停止旋转。
46.以上，对作业机1的概要以及离合器的动作进行了说明，在图4中，修剪作业中草屑堵塞在壳体层板7内部、排气口19，或者草屑缠绕住刀片9。若该状态发展下去，则电机5成为过载状态，电机5停止，刀片9也停止旋转。在该情况下，为了继续进行原本的修剪作业，需要将作业机1放倒从而去除刀片9附近的草屑。
47.如图1所示，作业机1被设计为，离合器杆12和壳体层板7处于分离的位置，离合器杆12和刀片9的位置关系为在作业者通过离合器杆12保持离合器20接通的状态下，同一作业者无法去除刀片9附近的草屑的位置关系，无法兼顾离合器杆12的握持和草屑的去除。
48.因此，在将作业机1放倒进行刀片9附近的草屑的去除的情况下，手需要离开离合器杆12。若手离开离合器杆12，则如前述那样成为切断离合器20的状态，电机5的动力未被传递给刀片9，刀片9停止旋转。
49.因此，能够在电机5的动力未被传递至刀片9的状态下进行刀片9附近的草屑的去除。在本实施方式中，由于无法兼顾离合器杆12的握持和草屑的去除，因此，为了再次接通离合器20，需要使手离开刀片9附近并进行离合器杆12的操作，从而难以设想到刀片9意外旋转这样的危险。
50.另一方面，在切断离合器20的状态下，即使刀片9停止旋转电机5也在旋转，因此该状态下的草屑的去除作业会给作业者带来心理负担。此外，为了使安全对策周全，在草屑的去除作业中，还需要考虑由于规定外的使用而导致刀片9旋转这种预料之外的情况。鉴于这些问题，本技术发明人为了实现进行草屑的去除作业时更进一步的安全对策的强化，推导出在满足规定的条件时，不仅停止向电机5的通电，还自动使主电源断开的控制。
51.作业机1内置有控制主电源6的导通/断开的控制机构30(计算机)，以下，特别是在参照图9～图12的同时对由控制机构30实现的控制进行说明。图9是示出由控制机构30实现的控制的框图，图10是倾斜传感器31的放大立体图，图11是作业机1的主视图，图12是示出从运转开始至运转的工序的流程图。
52.在图9中，来自倾斜传感器31的信号被输入至控制机构30。如图2所示，倾斜传感器31被固定于电机盒2的内部。倾斜传感器31是检测倾斜角的传感器，在安装于物体的情况下，输出与物体的倾斜角度成正比的信号。在本实施方式中，倾斜传感器31检测与机体的行驶方向正交的水平方向的倾斜角。
53.参照图11对倾斜角进行具体说明。在作业机1的机体的主视图即图11中，作业机1处于水平面35上，x方向是与作业机1的机体的行驶方向(z方向)正交的方向，为水平方向。基准线36是相对于水平面35沿垂直方向(y方向)延伸的机体的中心线。在图11中，若作业机1的机体在水平方向(x方向)倾斜角度α，则基准线36也倾斜角度α。倾斜传感器31可以检测该角度α。
54.本实施方式的控制是在满足第1条件以及第2条件中的任一个时主电源6自动断开的控制。第1条件是水平方向中的角度α达到规定角度以上这样的条件。第1条件考虑到为了去除刀片9附近的草屑而将机体放倒的情况。
55.第2条件是电机5的旋转停止了规定时间以上这样的条件。第2条件考虑到若草屑的堵塞、缠绕的情况发展下去，则刀片9的旋转由于它们的阻力而停止，同时电机5也停止旋转的情况。
56.以下，参照图12，对作业机1的从运转开始至运转结束的动作进行说明，并且对本实施方式的用于安全对策的控制进行说明。在图12中，通过在使运转开始时(步骤100)使主开关17(参照图3)旋转来导通主电源6(步骤101)。通过在该状态下使变速杆13(参照图1)滑动(步骤102)来启动电机5，电机5旋转(步骤103)。在该状态下，在图1中，通过操作操作杆14来驱动后轮4使作业机1前进。
57.另一方面，只要不操作离合器杆12(参照图1)，即使电机5旋转，离合器20为切断的状态则刀片9不旋转，因此为了使刀片9旋转，需要通过离合器杆12的操作将切断离合器20的状态解除且接通离合器20。在本实施方式中，无论是切断离合器20的状态还是接通离合器20的状态，若机体倾斜45度以上(步骤104)，则在图9中，控制机构30通过来自倾斜传感器31的信号检测到该情况，从而使主电源6断开(步骤107)，运转结束(步骤108)。
58.若主电源6断开，则不只是刀片9，电机5也停止旋转。为了使刀片9旋转，需要如下的多阶段的操作：起动机体，在图3中使主开关17旋转来再次导通主电源6，滑动变速杆13(参照图1)使电机5启动，在此基础上，在图8中，以按下离合器杆12上部的操作按钮18的状态，将离合器杆12扳向前方。因此，只要将机体放倒而主电源6处于断开的状态，则不会发生刀片9意外旋转这种预料之外的情况，作业者能够没有安全问题地进行刀片9附近的草屑的去除。
59.关于机体的倾斜，如参照图11所说明的那样，45度是图11中的角度α。45度是规定角度的一例而并不限于此，只要考虑机体的大小、结构以及使用方式等适当决定即可。
60.如所述那样，主电源6自动断开的第2条件是电机5的旋转停止了规定时间以上。若在修剪运转中壳体层板7(参照图4)内的草屑的堵塞、缠绕的情况发展下去，则刀片9停止旋转。由于修剪运转中离合器20接通，因此在刀片9停止旋转的同时，电机5也停止旋转。在本实施方式中，若该电机5的旋转停止达到1秒以上(步骤105)，则主电源6断开(步骤107)，运转结束(步骤108)。
61.若主电源6断开，则如所述那样，需要多阶段的操作才能使刀片9再次旋转，因此不会发生刀片9意外旋转这种预料之外的情况，作业者能够没有安全问题地进行刀片9附近的草屑的去除或各部的检查作业。此外，若在离合器20接通的状态下，电机5的旋转停止的状态持续，则电机5的过载状态也会持续，但通过迅速地使主电源6断开，从而解除过载状态，也能够防止消耗电力过度增加。
62.另一方面，在电机5刚刚停止旋转后切断离合器20的情况下，电机5旋转，但如所述那样若为了去除草屑而将机体倾斜，则主电源6断开(步骤107)，运转结束(步骤108)。
63.在本实施方式中，使主电源断开时的电机5的停止时间的规定值为1秒，但并不限于此，适当决定即可。也有电机5在一瞬间停止又立即恢复的情况，虽然需要一定程度的等待时间，但为了避免如前述那样的过载状态持续较长的情况，期望停止时间的规定值为数秒左右的较短的值。
64.以上，对本发明进行了说明，根据本发明，考虑到设想有在进行刀片9附近的草屑的去除的情况下的状况，采用在满足第1条件以及第2条件的任一个时主电源6自动断开的控制，如果主电源6断开，则需要多阶段的操作才能使刀片9再次旋转，因此不会发生刀片9意外旋转这样的预料之外的情况，作业者能够没有安全问题地进行刀片9附近的草屑的去除，也消除了作业者的心理负担。
65.所述实施方式仅为一例，也可以适当变更。例如，在所述实施方式中，使用离合器杆12作为离合器20的操作机构，但只要能够操作离合器20即可，并不限于杆结构。此外，在所述第1条件中，检测的角度α为水平方向中的倾斜角，但为了进一步提高安全性，也可以追加检测机体的行驶方向(前后方向)中的倾斜角而使主电源6断开的控制。
66.附图标记说明
67.1 带刀片的电动作业机
68.3 前轮
69.4 后轮
70.5 电机
71.9 刀片
72.12 离合器杆(离合器的操作机构)
73.18 操作按钮
74.20 离合器
75.22 驱动盘
76.28 摩擦板
77.30 控制机构
78.31 倾斜传感器。