JP5167991B2 - Lawn mower - Google Patents

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Description

本発明は、芝の刈込みを行う芝刈機のモータの回転数制御に関するものである。   The present invention relates to control of the number of revolutions of a motor of a lawn mower that cuts grass.

従来の芝刈機は、本体の斜め後方上部に前後方向に対して回転自在に枢支したハンドルを有し、ハンドルを保持して前方に押すようにして本体を地面に沿って走行させ、電動モータの回転に連動した回転刃、または回転刃と固定刃の摺り合せによって芝が刈込まれる構造になっている。
しかし、芝刈機を使用する際には、回転数が一定で該回転刃の回転音やファン音、回転刃と固定刃の摺り合せ音等が大きいために、早朝や住宅密集地等では騒音を気にしながら刈り込み作業を行う必要があった。
このような問題を解決するため、特許文献1に記載されたようなダイオードによる回転数制御がある。これにより、作業者は回転数変更スイッチを切替えることにより回転数を低速に変更することが出来る。
A conventional lawn mower has a handle pivotally supported at an obliquely upper rear portion of the main body so as to be rotatable in the front-rear direction, and the main body travels along the ground while holding the handle and pushing forward. The turf is cut by rotating blades that are linked to the rotation of the blades or by sliding the rotating blades and fixed blades.
However, when using a lawn mower, the rotation speed is constant, and the rotating blade and fan noise, and the sliding noise between the rotating blade and fixed blade are loud. It was necessary to carry out the pruning work with care.
In order to solve such a problem, there is a rotation speed control by a diode as described in Patent Document 1. Thereby, the operator can change the rotation speed to a low speed by switching the rotation speed change switch.

実開昭50−64071Akisho 50-64071

しかしながら、上記のように構成された回転数制御は、回転数を低速にし騒音を抑えることが出来る反面、ダイオードによる半波整流であるために、回転数が下がるとともにモータのパワーも一緒に下がっていた。そのため、芝刈機に適用した場合、低速回転時には芝の刈り込み作業が制限されるという問題があった。
また、周波数によって設定回転数が変わるので、同じ回転数に制御するためには50Hz用と60Hz用のそれぞれの仕様を用意する必要があった。
However, while the rotational speed control configured as described above can reduce the rotational speed and suppress noise, it is a half-wave rectification using a diode, so the rotational speed is reduced and the motor power is also reduced. It was. For this reason, when applied to a lawn mower, there is a problem that the lawn mowing work is restricted during low-speed rotation.
In addition, since the set rotational speed varies depending on the frequency, it is necessary to prepare specifications for 50 Hz and 60 Hz in order to control to the same rotational speed.

本発明の目的は、騒音を抑えたいときにはモータのパワーを低下させずに回転数を低速に切替えることが出来るとともに、周波数に関係なく設定した回転数に変更出来るようにした芝刈機を提供することである。   An object of the present invention is to provide a lawn mower capable of switching the rotation speed to a low speed without lowering the motor power when it is desired to suppress noise and changing the rotation speed to a set rotation speed regardless of the frequency. It is.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。   Of the inventions disclosed in the present application, typical features will be described as follows.

本発明の一つの特徴によれば、本発明は、モータの回転数を変更するスイッチを備えるとともに、該モータとスイッチの間にモータへの印加電圧を制御する半導体素子とモータに流れる電流を検出し電流検出信号を出力する電流検出手段と出力される信号に基づいて半導体素子の導通角を制御する位相制御手段を備えた回転数制御装置を設け、位相制御手段は入力電源の周波数によって導通角を制御出来るようにすることで達成される。
According to one aspect of the present invention, the present invention includes a switch for changing the number of rotations of the motor, and a semiconductor element for controlling a voltage applied to the motor between the motor and the switch and a current flowing in the motor are detected. A rotation speed control device provided with a current detection means for outputting a current detection signal and a phase control means for controlling the conduction angle of the semiconductor element based on the output signal, the phase control means depending on the frequency of the input power supply. This is achieved by making it possible to control.

請求項1の発明によれば、モータの回転数を変更するスイッチを備えるとともに、モータとスイッチの間に、モータへの印加電圧を制御する半導体素子と、モータに流れる電流を検出し電流検出信号を出力する電流検出手段と、出力される信号に基づいて前記半導体素子の導通角を制御する位相制御手段とを備えた回転数制御装置が設け 位相制御手段は入力電源の周波数によって導通角を制御するようにしたことにより、モータのパワーを低下させずに回転数を低速に切替えることが出来る。このため、早朝や住宅密集地等で騒音を抑えて芝刈り作業を行いたいときには、モータの回転数を変更するスイッチを低速に切替えることで回転数を低速にすることが出来、長い芝や広い場所などパワフルに効率よく芝刈り作業を行いたいときには、モータの回転数を変更するスイッチを高速に切替えることで回転数を高速にすることが出来るようになるので、作業状況に応じて回転数の選択が可能になる。   According to the first aspect of the present invention, the switch for changing the rotational speed of the motor is provided, the semiconductor element for controlling the voltage applied to the motor between the motor and the switch, the current flowing through the motor is detected, and the current detection signal A rotation speed control device is provided that includes a current detection means that outputs current and a phase control means that controls the conduction angle of the semiconductor element based on the output signal. The phase control means controls the conduction angle according to the frequency of the input power supply. By doing so, the rotational speed can be switched to a low speed without reducing the power of the motor. For this reason, when you want to mow the grass in the early morning or in a densely populated area, you can change the motor speed to a lower speed by switching the motor speed to a lower speed. When you want to perform lawn mowing work powerfully, such as in a place, the speed can be increased by switching the motor speed change switch at high speed. Selection becomes possible.

請求項2及び請求項3の発明によれば、位相制御手段は入力電源の周波数によって半導体素子の導通角を制御することで、50Hzや60Hzに代表される異なる電源周波数を用いた場合の回転数の変動を防止できる。   According to the invention of claim 2 and claim 3, the phase control means controls the conduction angle of the semiconductor element according to the frequency of the input power supply, so that the number of rotations when different power supply frequencies typified by 50 Hz and 60 Hz are used. Can be prevented.

請求項4の発明によれば、電流検出手段から出力された電流検出信号が設定値以上の場合に電流を遮断する機能を回転数制御装置に設けたため、通常用いられるブレーカ等を必要としない安価な芝刈機を提供できる。
According to the invention of claim 4, since the rotation speed control device is provided with the function of cutting off the current when the current detection signal output from the current detection means is greater than or equal to the set value, it is inexpensive and does not require a normally used breaker or the like. Can provide a lawn mower.

本発明の芝刈機の一実施形態を図1〜図3に従い説明する。   An embodiment of a lawn mower according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の実施形態に係る本体の部分断面側面図、図2は本発明の実施形態に係る芝刈機の作業状態図、図3は本発明の実施形態に係る回転数制御装置の構成図である。   FIG. 1 is a partial sectional side view of a main body according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a working state diagram of a lawn mower according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a configuration of a rotation speed control device according to the embodiment of the present invention. FIG.

図1、2において芝刈機1は本体2の斜め後方上方に前後方向に対して回転自在にハンドルバー3によって枢支しされたハンドル4を有し、ハンドル4の図2に示すセフティロックスイッチ5を押しながらメインスイッチ6を入れることにより、電源コンセントと電源コード7が延長コード8を介して接続され、電力が本体2に内蔵のモータ9に供給されることでモータ9軸に直結された回転刃10が回転し、ハンドル4を保持して前方に押すようにして本体2を地面に沿って走行させることにより芝の刈込みが行える。また、刈った芝はモータ9と回転刃10の間に介在しているファン11の風力によって本体2後方の排出口12を通って集草バッグ13に集められる。   1 and 2, the lawn mower 1 has a handle 4 pivotally supported by a handle bar 3 so as to be rotatable with respect to the front-rear direction obliquely rearward and upward of the main body 2, and the safety lock switch 5 shown in FIG. By turning on the main switch 6 while pressing, the power outlet and the power cord 7 are connected via the extension cord 8, and the electric power is supplied to the motor 9 built in the main body 2, so that the rotation directly connected to the motor 9 shaft The blade 10 rotates, and the turf can be trimmed by running the main body 2 along the ground so as to hold the handle 4 and push it forward. Further, the cut grass is collected in the grass collection bag 13 through the discharge port 12 at the rear of the main body 2 by the wind force of the fan 11 interposed between the motor 9 and the rotary blade 10.

また、本体2上部の回転数を変更する切替スイッチ14を操作することで、スイッチ14とモータ9の間に並列に接続された回転数制御装置15が、回転数を高速モードと低速モードに制御出来るように構成されている。   Further, by operating the changeover switch 14 for changing the rotation speed at the top of the main body 2, the rotation speed control device 15 connected in parallel between the switch 14 and the motor 9 controls the rotation speed between the high speed mode and the low speed mode. It is configured to be able to.

図3において、回転数制御装置15は、モータ9の回転数を制御するための装置であって、切替スイッチ14、トライアック17、電流検出用抵抗18、回転数設定回路19、回転数制御用IC20から構成される。モータ9は交流電源16、トライアック17及び電流検出用抵抗18からなる回路により駆動され、回転数制御装置15は、モータ9の電流を検出する電流検出用抵抗18によって検出された電流値と、回転数設定回路19によって設定された設定値に基づいて、モータ9の回転を制御する回転数制御用IC20がトライアック17の導通角を制御することでモータ9の回転数を制御するように構成されている。   In FIG. 3, a rotation speed control device 15 is a device for controlling the rotation speed of the motor 9, and includes a changeover switch 14, a triac 17, a current detection resistor 18, a rotation speed setting circuit 19, and a rotation speed control IC 20. Consists of The motor 9 is driven by a circuit comprising an AC power supply 16, a triac 17 and a current detection resistor 18, and the rotation speed control device 15 rotates the current value detected by the current detection resistor 18 for detecting the current of the motor 9 and the rotation. Based on the set value set by the number setting circuit 19, the rotation speed control IC 20 that controls the rotation of the motor 9 is configured to control the rotation angle of the motor 9 by controlling the conduction angle of the triac 17. Yes.

回転数制御用IC20は、電流検出用抵抗18で検出された電流値と回転数設定回路19によって設定された設定値を比較し、電流値が高い場合はトライアック17の導通角を増やし、電流値が低い場合はトライアック17の導通角を減らすことにより、モータ9の負荷の増減に対する回転数変動を抑制する。このような構成によれば、切替スイッチ14を低速モードにした場合でも、無負荷回転数での回転数の低下により送風が不足して集草率の低下を招くことがなく、一定の回転数を保って芝刈り作業を行うことができる。更に、モータ9に加わる負荷が大きい領域からは、回転数の上昇による騒音の問題も起きにくいため、低速モードの制御を高速モードの制御と同様の回転数−トルク曲線特性にすることで、低速モードでのパワー不足が起きないようにしている。   The rotation speed control IC 20 compares the current value detected by the current detection resistor 18 with the setting value set by the rotation speed setting circuit 19, and if the current value is high, the conduction angle of the triac 17 is increased and the current value is increased. Is low, by reducing the conduction angle of the triac 17, fluctuations in the rotational speed with respect to increase / decrease in the load of the motor 9 are suppressed. According to such a configuration, even when the changeover switch 14 is set to the low speed mode, the airflow is not insufficient due to the decrease in the rotational speed at the no-load rotational speed, and the grass collection rate is not decreased. You can keep the lawn mowing work. Further, since the problem of noise due to an increase in the rotational speed is less likely to occur from a region where the load applied to the motor 9 is large, the low-speed mode control is performed at a rotational speed-torque curve characteristic similar to that of the high-speed mode control. The lack of power in the mode is prevented.

また、回転数制御用IC20は、過電流設定回路21によって、電流検出用抵抗18で検出された電流値と過電流設定回路21によって設定され設定値を比較し、電流値が高い場合はトライアック17の導通を遮断してモータ9の回転数を停止させる過電流保護機能が付加されており、ブーカ等の過電流保護装置を別途設けることなく回路を構成することが可能になる。これによれば、回転数制御に用いている回転数制御用IC20を過電流保護にも流用することができるので、モード切替機構が付きながらも安価な芝刈機を提供することができる。   Further, the rotation speed control IC 20 compares the current value detected by the current detection resistor 18 with the overcurrent setting circuit 21 and the set value set by the overcurrent setting circuit 21. If the current value is high, the triac 17 An overcurrent protection function for interrupting the continuity of the motor 9 and stopping the number of rotations of the motor 9 is added, and a circuit can be configured without separately providing an overcurrent protection device such as a bouker. According to this, since the rotation speed control IC 20 used for the rotation speed control can be used for overcurrent protection, it is possible to provide an inexpensive lawn mower with a mode switching mechanism.

更に、入力した交流電源16と回転数設定回路19の間に周波数変換回路22を設けて、回転数設定回路19によって設定された設定値に補正を加えられるようになっており、入力した交流電源16の周波数によって回転数が回転数設定回路19によって設定された設定値に対して回転数が変動するのを防止することができる。これによれば、50Hzや60Hzなどの入力される電源周波数による影響を受けない、性能の安定した芝刈機を提供することができる。
Further, a frequency conversion circuit 22 is provided between the input AC power supply 16 and the rotational speed setting circuit 19 so that the set value set by the rotational speed setting circuit 19 can be corrected. It is possible to prevent the rotation speed from fluctuating with respect to the set value set by the rotation speed setting circuit 19 with the frequency of 16. According to this, it is possible to provide a lawn mower with stable performance that is not affected by an input power frequency such as 50 Hz or 60 Hz.

本発明の実施形態に係る本体の部分断面側面図である。It is a partial section side view of the main part concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る芝刈機の作業状態図である。It is a work state figure of the lawn mower which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る回転数制御装置の構成図である。It is a block diagram of the rotation speed control apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 芝刈機 2 本体 3 ハンドルバー 4 ハンドル 5 セフティロックスイッチ 6 メインスイッチ 7 電源コード 8 延長コード 9 モータ 10 回転刃 11 ファン 12 排出口 13 集草バッグ 14 切替スイッチ 15 回転数制御装置 16 交流電源 17 トライアック 18 電流検出用抵抗 19 回転数設定回路 20 回転数制御用IC 21 過電流設定回路 22 周波数変換回路 23 回路電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lawn mower 2 Main body 3 Handlebar 4 Handle 5 Safety lock switch 6 Main switch 7 Power cord 8 Extension cord 9 Motor 10 Rotary blade 11 Fan 12 Discharge port 13 Grass collection bag 14 Changeover switch 15 Rotational speed control device 16 AC power source 17 Triac 18 Current detection resistor 19 Rotation speed setting circuit 20 Rotation speed control IC 21 Overcurrent setting circuit 22 Frequency conversion circuit 23 Circuit power supply

Claims (2)

集草用のバッグが接続可能な吐出部を有する本体と、前記本体に収容されたモータと、前記モータの回転に連動して回転する回転刃とを有し、前記回転刃によって刈り取られた刈草を前記集草用バッグに集草する芝刈機において、
前記モータの回転数を変更するスイッチを備えるとともに、前記モータと前記スイッチの間に、前記モータへの印加電圧を制御する半導体素子と、前記モータに流れる電流を検出し電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記電流検出手段から出力される信号に基づいて前記半導体素子の導通角を制御する位相制御手段と、交流電源と回転数を設定する回転数設定回路の間に設けられ、前記交流電源の周波数に応じて前記回転数設定回路で設定された設定値に補正を加える周波数変換回路と、を備えた回転数制御装置が設けられていることを特徴とする芝刈機。
A mowing grass that has a main body having a discharge part to which a bag for collecting grass can be connected, a motor accommodated in the main body, and a rotary blade that rotates in conjunction with the rotation of the motor, and is cut by the rotary blade. In a lawn mower that collects grass in the grass collecting bag,
A switch for changing the number of rotations of the motor, a semiconductor element for controlling a voltage applied to the motor between the motor and the switch, and a current for detecting a current flowing through the motor and outputting a current detection signal Provided between a detection means, a phase control means for controlling a conduction angle of the semiconductor element based on a signal output from the current detection means, and an AC power supply and a rotational speed setting circuit for setting the rotational speed, A lawnmower comprising: a rotation speed control device including a frequency conversion circuit that corrects a setting value set by the rotation speed setting circuit according to a frequency of a power supply .
前記回転数制御装置には、前記電流検出手段から出力された電流検出信号が設定値以上の場合に電流を遮断する機能が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の芝刈機。
The lawn mower according to claim 1, wherein the rotation speed control device is provided with a function of cutting off a current when a current detection signal output from the current detection means is a set value or more.
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