以下では、図中の矢印U、矢印D、矢印F、矢印B、矢印L及び矢印Rで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
まず、図1及び図2を用いて、モーア100を具備する草刈機1の全体構成について説明する。
草刈機1は、走行しながら草(芝)を刈り取ることが可能な作業車両である。草刈機1は、主として走行機体2、前輪3、駆動輪4、走行用モータ5、運転座席6、保護フレーム7、走行レバー8、リンク機構9及びモーア100を具備する。
走行機体2の前部は、従動輪(非駆動輪)である左右一対の前輪3・3に支持される。走行機体2の後部は、左右一対の駆動輪4・4に支持される。左右一対の駆動輪4・4の内側には、左右一対の走行用モータ5・5が配置される。左側の走行用モータ5は左側の駆動輪4に、右側の走行用モータ5は右側の駆動輪4に、それぞれ連結される。
走行機体2の前後中途部には、作業者が着座する運転座席6が設けられる。運転座席6の後方には、作業者を保護するための保護フレーム7が設けられる。運転座席6の左右には、左右一対の走行レバー8・8が設けられる。走行機体2の下部(前輪3と駆動輪4との間)には、リンク機構9を介してモーア100が設けられる。
作業者は、走行レバー8・8を操作することによって、左右一対の走行用モータ5・5の回転をそれぞれ制御することができる。これによって、作業者は左右一対の駆動輪4・4をそれぞれ独立して任意に駆動させることができる。このように、作業者は走行レバー8・8を操作することによって、草刈機1を前後進させたり旋回させたりすることができる。また作業者は、モーア100を駆動させることで、草刈作業(芝刈作業)を行うことができる。
次に、図3から図9までを用いて、本発明の第一実施形態に係るモーア100の構成(特に、後述する作業用モータ120に関する構成)について説明する。
モーア100は、その下方に生えた草を、所定の長さ(高さ)になるように刈り取る作業機である。モーア100は、主としてモーアデッキ110、作業用モータ120、スペーサ130、ファン140、回転ブレード150、第一シュラウド160及び第二シュラウド170を具備する。
なお、以下では説明の便宜上、主にモーア100の左端部近傍の構成についてのみ説明する。より具体的には、本実施形態に係るモーア100は複数(3個)の作業用モータ120を備えているが(図2参照)、以下では最も左側に配置された作業用モータ120及びその周辺の構成についてのみ説明する。
図3から図8までに示すモーアデッキ110は、モーア100の主たる構造体を成すものである。モーアデッキ110は、主として上面111及び側面112を具備する。
上面111は、略水平に形成される板状の部分である。上面111は、長手方向が左右方向を向くように形成される。側面112は、上面111の外周端部から下方に向かって延びるように形成される部分である。上面111と側面112は一体的に形成される。上面111と側面112との接続部分は、滑らかな曲面状になるように形成される。モーアデッキ110の内部には、上面111及び側面112によって上方及び側方から覆われた空間が形成される。上面111には、主として中心孔111a及び連通孔111bが形成される。
中心孔111aは、上面111を上下に貫通するように形成される孔である。中心孔111aは、平面視円形状に形成される。
連通孔111bは、上面111を上下に貫通するように形成される孔である。連通孔111bは、中心孔111aの周囲に複数(本実施形態においては、8個)形成される。連通孔111bは、中心孔111aを中心とする円周上に沿って、等間隔に形成される。
図3、図5、図7及び図8に示す作業用モータ120は、電力を用いて後述する回転ブレード150を回転駆動させるものである。作業用モータ120は、主としてハウジング121、シャフト122、ロータ123及びステータ124を具備する。
ハウジング121は、作業用モータ120の主たる構造体を成すものである。ハウジング121は、主として本体部121a、上部121b及び下部121cを具備する。
本体部121aは、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。本体部121aの直径は、モーアデッキ110の連通孔111bが形成された円周の直径よりも小さくなるように形成される。
上部121b及び下部121cは、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。上部121bは、本体部121aの上面に一体的に形成される。下部121cは、本体部121aの底面に一体的に形成される。上部121b及び下部121cは、本体部121aの軸線上に形成される。下部121cの直径は、モーアデッキ110の中心孔111aの直径と略同一となるように形成される。
このように形成された筐体であるハウジング121の内部には、各種の部材を配置するための空間が形成される。ハウジング121には、フィン121dが形成される。
フィン121dは、略矩形板状に形成される部分である。フィン121dは、本体部121aの上端から下端に亘るように形成される。フィン121dは、本体部121aの側面に複数(本実施形態においては、8個)形成される。フィン121dは、本体部121aの側面から外側に向かって放射状に延びるように形成される。フィン121dを形成することによって、ハウジング121の表面積を増加させることができる。
図5及び図8に示すシャフト122は、作業用モータ120の回転動力を出力するための部材である。シャフト122は、軸線を上下方向に向けた状態でハウジング121の中心(ハウジング121の軸線上)に配置される。シャフト122の下端部は、ハウジング121の底面から下方に向かって突出するように配置される。シャフト122は、ハウジング121の内部に配置された上下一対のベアリング122aによって回転可能に支持される。
図8に示すロータ123は、シャフト122と共に回転可能な界磁(又は、電機子)である。ロータ123は、ハウジング121内に配置される。ロータ123は、シャフト122の上下中途部に固定され、当該シャフト122と共に回転することができる。
ステータ124は、ハウジング121内に固定される電機子(又は、界磁)である。ステータ124は、ハウジング121内において、ロータ123を側方から囲むように配置される。
このように構成された作業用モータ120は、モーアデッキ110の上面111上に載置される。作業用モータ120は、当該作業用モータ120の軸線が、モーアデッキ110の中心孔111aの中心と一致するように配置される。この際、ハウジング121の下部121cはモーアデッキ110の中心孔111aに挿通される。これによって、下部121cの下端はモーアデッキ110の内部(モーアデッキ110の上面111よりも下方)に位置する。作業用モータ120のシャフト122の下端部は、中心孔111aを介してモーアデッキ110の内部に向けて突出する。このような作業用モータ120において、ロータ123又はステータ124に電流を流して励磁することによって、シャフト122を回転させ、回転動力を得ることができる。
図4、図6及び図8に示すスペーサ130は、作業用モータ120のシャフト122から出力される回転動力を、当該シャフト122よりもさらに下方へと伝達するものである。スペーサ130は、主としてハウジング131、フランジ132、軸継手133及びシール部材134を具備する。
ハウジング131は、スペーサ130の主たる構造体を成すものである。ハウジング131は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。
フランジ132は、略矩形板状の部分である。フランジ132は、略水平に配置される。フランジ132は、ハウジング131の上端部に固定される。
軸継手133は、作業用モータ120のシャフト122からの回転動力を伝達するものである。軸継手133は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。軸継手133は、ハウジング131の中心(ハウジング131の軸線上)に配置される。軸継手133は、ハウジング131の内部に配置された上下一対のベアリング133aによって回転可能に支持される。
シール部材134は、ハウジング131の下端部を適宜閉塞するものである。シール部材134によってハウジング131の下端部を閉塞することで、当該ハウジング131内への異物の混入を防止することができる。
このように構成されたスペーサ130は、モーアデッキ110の内部に配置される。スペーサ130は、当該スペーサ130の軸線(軸継手133の軸線)が、モーアデッキ110の中心孔111aの中心と一致するように配置される。この状態で、スペーサ130のフランジ132は、モーアデッキ110の上面111にボルト等を用いて適宜固定される。この際、作業用モータ120のシャフト122の下端部は、スペーサ130の軸継手133の上端部に相対回転不能に連結される。これによって、軸継手133は、シャフト122と共に回転することができる。
ファン140は、内側から外側に向かって空気を送る(送風する)もの(遠心ファン)である。ファン140は、主として上板141、下板142及び羽根143を具備する。
上板141は、略円形板状に形成されるものである。上板141は、略水平に配置される。上板141には、中心孔141aが形成される。
中心孔141aは、上板141を上下に貫通するように形成される孔である。中心孔141aは、平面視円形状に形成される。中心孔141aは、上板141の中心に形成される。
下板142は、略円形板状に形成されるものである。下板142の直径は、上板141の直径よりも小さくなるように形成される。下板142は、上板141と平行(略水平)に配置される。下板142は、上板141から所定距離だけ離間した状態で、上板141の下方に配置される。下板142は、当該下板142の軸線が、上板141の軸線と一致するように配置される。下板142には、中心孔142a及びリブ142bが形成される。
中心孔142aは、下板142を上下に貫通するように形成される孔である。中心孔142aは、平面視円形状に形成される。中心孔142aは、下板142の中心に形成される。下板142の中心孔142aの直径は、上板141の中心孔141aの直径よりも小さくなるように形成される。
リブ142bは、下板142の下面から下方に向かって突出するように形成される。リブ142bは、底面視において中心孔142aを挟むように2つ形成される。当該2つのリブ142bは、底面視において互いに平行に延びるように形成される。
羽根143は、上板141と下板142との間で空気を移動させる(風を発生させる)ためのものである。羽根143は、略矩形板状の部材を適宜折り曲げて形成される。羽根143は、上板141と下板142とを連結するように、当該上板141及び下板142に固定される。羽根143は、上板141及び下板142の軸線の周囲に複数(本実施形態においては、8個)設けられる。
このように構成されたファン140は、モーアデッキ110の内部に配置される。ファン140は、当該ファン140の軸線がスペーサ130の軸線と一致するように配置される。この状態で、ファン140は、スペーサ130の下方から当該スペーサ130(軸継手133)に連結される。これによって、ファン140は、軸継手133と共に回転することができる。この際、スペーサ130のハウジング131の下部は、ファン140の上板141の中心孔141aに挿通される。また、スペーサ130の下端(シール部材134)は、ファン140の下板142に当接される。
回転ブレード150は、回転駆動されることで草を刈り取るものである。回転ブレード150は、略矩形板状に形成される。回転ブレード150は、適宜折り曲げて形成され、回転する際に下から上に向かって空気を送る(送風する)ことができる。回転ブレード150の中心には、当該回転ブレード150を上下に貫通する貫通孔151が形成される。
このように構成された回転ブレード150は、モーアデッキ110の内部に配置される。回転ブレード150は、ファン140の下方から当該ファン140に形成された2つのリブ142bの間に嵌め込まれる。この状態で、回転ブレード150の下方から、座金136を介してボルト135がスペーサ130(軸継手133)に締結される。このようにして、作業用モータ120からの動力は、軸継手133を介してファン140及び回転ブレード150に伝達される。当該ファン140及び回転ブレード150は一体的に回転する。
図3、図5、図7及び図8に示す第一シュラウド160は、空気が流通する経路(空気の流路)を形成するものである。第一シュラウド160は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。第一シュラウド160の内径は、作業用モータ120のハウジング121の直径よりも大きくなるように形成される。また第一シュラウド160の内径は、モーアデッキ110の連通孔111bが形成された円周の直径よりも大きくなるように形成される。第一シュラウド160の上下方向幅(高さ)は、作業用モータ120のハウジング121の上下方向幅と略同一となるように形成される。第一シュラウド160には、固定部161が形成される。
固定部161は、略矩形板状に形成される部分である。固定部161は、第一シュラウド160の下端に複数(本実施形態においては、3個)形成される。固定部161は、第一シュラウド160の下端から外側に向かって延びるように形成される。固定部161は、略水平に形成される。
このように構成された第一シュラウド160は、固定部161がモーアデッキ110の上面111に当接するようにして、当該上面111上に載置される。第一シュラウド160は、当該第一シュラウド160の軸線が作業用モータ120の軸線と一致するように配置される。これによって、第一シュラウド160は、作業用モータ120の側面との間に所定の間隔を空けた状態で配置される。すなわち、第一シュラウド160と作業用モータ120との間には、略円筒状の空間が形成される。この際、作業用モータ120のフィン121dの外側端部は、第一シュラウド160の内側面と接触するように配置される。
図4、図6、図7及び図8に示す第二シュラウド170は、空気の流路を形成するものである。第二シュラウド170は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。第二シュラウド170の内径は、第一シュラウド160の内径よりも大きくなるように形成される。また、第二シュラウド170の外径は、ファン140の上板141の直径と略同一となるように形成される。第二シュラウド170の上下方向幅は、モーアデッキ110の上面111とファン140の上板141との間の距離と略同一となるように形成される。第二シュラウド170には、固定部171が設けられる。
固定部171は、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される部材である。固定部171は、第二シュラウド170の外側面の上端に複数(本実施形態においては、3個)設けられる。固定部171は、平面視において第一シュラウド160の固定部161と重複する位置にそれぞれ設けられる。固定部171は、第二シュラウド170の上端から上方に向かって突出するように配置される。固定部171の上端部には、雄ネジ部(不図示)が形成される。
このように構成された第二シュラウド170は、モーアデッキ110の内部に配置される。第二シュラウド170は、当該第二シュラウド170の軸線がスペーサ130の軸線と一致するように配置される。この状態で、第二シュラウド170は、モーアデッキ110の上面111に下方から当接される。この際、第二シュラウド170の固定部171の上端は、モーアデッキ110の上面111及び第一シュラウド160の固定部161にそれぞれ挿通される。当該固定部171には、第一シュラウド160の固定部161の上方からナット172が締結される。これによって、第一シュラウド160及び第二シュラウド170がモーアデッキ110に固定される。なお、第二シュラウド170がモーアデッキ110に固定された後に、ファン140及び回転ブレード150がスペーサ130に固定される。
このように構成されたモーア100においては、モーアデッキ110の内部と外部とを連通する空気の流路が形成される。以下では、当該流路を流通する空気の様子について説明する。
作業用モータ120が駆動されると、当該作業用モータ120の回転動力によってファン140及び回転ブレード150が回転駆動される。当該ファン140及び回転ブレード150が回転することによって、モーアデッキ110の外部から内部へと空気が流通する。
具体的には、図9に示すように、モーアデッキ110の外部(モーアデッキ110の上方)の空気は、作業用モータ120のハウジング121の側面と第一シュラウド160との間の空間を上方から下方に向かって流通する。この際、作業用モータ120のそばを流通する空気によって当該作業用モータ120(ハウジング121の側面)が冷却される。また、ハウジング121の側面にはフィン121d(図7等参照)が形成されているため、当該フィン121dが形成されない場合に比べてハウジング121の表面積が増加している。このため、流通する空気によって当該ハウジング121を効果的に冷却することができる。また、当該フィン121dは第一シュラウド160に接触している。このため、当該フィン121d及び第一シュラウド160を介してモーアデッキ110の外部へと作業用モータ120の熱を放熱することができ、ひいては当該作業用モータ120を効果的に冷却することができる。
ハウジング121の側面と第一シュラウド160との間の空間を下方へと流通した空気は、モーアデッキ110の連通孔111bを介して当該モーアデッキ110の内部へと流入する。当該空気は、モーアデッキ110の上面111、第二シュラウド170及びファン140の上板141によって囲まれた空間を、内側(作業用モータ120の軸線に近づく方向)に向かって流通する。この際、モーアデッキ110のそばを流通する空気が当該モーアデッキ110の上面111を介して作業用モータ120(ハウジング121の底面)を冷却する。特に本実施形態においては、作業用モータ120の一部(ハウジング121の下部121cの下端)がモーアデッキ110の内部に配置される。これによって、当該作業用モータ120を、モーアデッキ110の内部の風によって効果的に冷却することができる。
上面111、第二シュラウド170及び上板141によって囲まれた空間を内側へと流通した空気は、当該上板141の中心孔141aを介して当該上板141と下板142との間の空間へと流入する。当該空気は、回転するファン140の羽根143によって外側へと送られる。
このように、モーア100においては、作業用モータ120の側面及び底面に沿うように空気の流路が形成されているため、当該作業用モータ120を効果的に冷却させることができる。また、モーアデッキ110の内部の空気に比べて、異物(刈り取られた草(芝)や粉塵等)が少ないモーアデッキ110の外部の空気を用いて作業用モータ120を冷却することができる。このため、空気の流路に前記異物が詰まりにくく、冷却性能の低下を抑制することができる。
以上の如く、本実施形態に係るモーア100は、
回転駆動されることで草を刈り取る回転ブレード150と、
回転ブレード150を回転駆動させる作業用モータ120(モータ)と、
回転ブレード150を内部に収容するモーアデッキ110と、
作業用モータ120に沿うようにモーアデッキ110の内部と外部とを連通する空気の流路を形成する第一シュラウド160(案内部材)と、
を具備するものである。
このように構成することにより、モーアデッキ110の外部から内部へと流通する空気によって、作業用モータ120を効率よく冷却することができる。これによって、作業用モータ120の出力の低下を抑制することができる。
また、第一シュラウド160は、
作業用モータ120の側面と対向するように配置されるものである。
このように構成することにより、作業用モータ120の側面を効率よく冷却することができる。
また、作業用モータ120は、
側面から外側に向かって延びるように形成されると共に、外側の端部が第一シュラウド160と接触するように形成される少なくとも1つのフィン121dを具備するものである。
このように構成することにより、作業用モータ120の表面積を増加させることができ、当該作業用モータ120を効率よく冷却することができる。また、フィン121d及び第一シュラウド160を介して放熱することができ、作業用モータ120をより効率よく冷却することができる。
また、フィン121dを第一シュラウド160に接触させることで、当該第一シュラウド160の変形や破損の発生を抑制することができる。
また、モーア100は、
モーアデッキ110の外部から内部へと空気を送るファン140をさらに具備するものである。
このように構成することにより、空気の流量を増加させることができ、作業用モータ120をより効率よく冷却することができる。
また、ファン140は、
作業用モータ120によって駆動されるものである。
このように構成することにより、ファン140を駆動するための駆動源を別途設ける必要がない。
なお、本実施形態に係るモーア100は本発明に係るモーアの実施の一形態であり、本発明の技術的思想の範囲内で、各部の具体的な構成を任意に変更することが可能である。
また、モーア100に設けられる作業用モータ120の個数は特に限定するものではない。また、1つの作業用モータ120で複数の回転ブレード150を回転駆動させる構成とすることも可能である。
また、フィン121dの個数は特に限定するものではない。フィン121dの個数を増やすことで、作業用モータ120(ハウジング121)の表面積を増加させることができる。
また、モーア100にファン140を設けない構成とすることも可能である。この場合、回転ブレード150の回転に伴って、空気を流通させることができる。
また、ファン140は、作業用モータ120の下方に限らず、任意の位置に配置することが可能である。例えば、作業用モータ120の上方に配置し、下方(モーアデッキ110の内部)に向かって空気を送る構成とすることも可能である。
次に、図10から図17までを用いて、本発明の第二実施形態に係るモーア200の構成(特に、後述する作業用モータ220に関する構成)について説明する。
モーア200は、その下方に生えた草を、所定の長さ(高さ)になるように刈り取る作業機である。モーア200は、主としてモーアデッキ210、作業用モータ220、モータカバー230、ファン240、回転ブレード250及びシュラウド260を具備する。
なお、以下では説明の便宜上、主にモーア200の左端部近傍の構成についてのみ説明する。より具体的には、本実施形態に係るモーア200は複数の作業用モータ220を備えているが、以下では最も左側に配置された作業用モータ220及びその周辺の構成についてのみ説明する。
図10から図15までに示すモーアデッキ210は、モーア200の主たる構造体を成すものである。モーアデッキ210は、主として上面211及び側面212を具備する。
上面211は、略水平に形成される板状の部分である。上面211は、長手方向が左右方向を向くように形成される。側面212は、上面211の外周端部から下方に向かって延びるように形成される部分である。上面211と側面212は一体的に形成される。上面211と側面212との接続部分は、滑らかな曲面状になるように形成される。モーアデッキ210の内部には、上面211及び側面212によって上方及び側方から覆われた空間が形成される。上面211には、主として中心孔211aが形成される。
中心孔211aは、上面211を上下に貫通するように形成される孔である。中心孔211aは、平面視円形状に形成される。
図10、図12、図14、図15及び図16に示す作業用モータ220は、電力を用いて後述する回転ブレード250を回転駆動させるものである。作業用モータ220は、主として下部ハウジング221、上部ハウジング222、シャフト223、ロータ224、ステータ225及びシール部材226を具備する。
下部ハウジング221は、作業用モータ120の主たる構造体を成すものである。下部ハウジング221は、軸線を上下方向に向けた略円柱状の側面、及び前記側面の下部を覆う略円形板状の底面を具備する。下部ハウジング221の直径は、モーアデッキ210の中心孔211aの直径よりも小さくなるように形成される。下部ハウジング221の下端部(底面の中心部)には、後述するボルト227が挿通される貫通孔が形成される。下部ハウジング221には、第一フィン221a及び第二フィン221bが形成される。
第一フィン221a及び第二フィン221bは、略矩形板状に形成される部分である。第一フィン221a及び第二フィン221bは、下部ハウジング221の上端から下端に亘るように形成される。第一フィン221a及び第二フィン221bは、下部ハウジング221の側面に複数(本実施形態においては、4個ずつ)形成される。第一フィン221a及び第二フィン221bは、下部ハウジング221の側面の周方向に交互に配置される。第一フィン221a及び第二フィン221bは、下部ハウジング221の側面から外側に向かって放射状に延びるように形成される。第一フィン221a及び第二フィン221bの内側端から外側端までの長さは、全て同一となるように形成される。第一フィン221a及び第二フィン221bの上端部の厚さは、他の部分(下部)に比べて厚くなるように形成される。第一フィン221aの上端(上面)には、雌ネジ部221cが形成される(図15参照)。第二フィン221bの外側面の上端部近傍には、雌ネジ部221dが形成される(図16参照)。第一フィン221a及び第二フィン221bを形成することによって、下部ハウジング221の表面積を増加させることができる。
上部ハウジング222は、下部ハウジング221の上部を覆うものである。上部ハウジング222は、略円形板状に形成される。上部ハウジング222の直径は、下部ハウジング221の直径と略同一となるように形成される。上部ハウジング222には、突出部222aが形成される。
突出部222aは、上部ハウジング222の外周端部から外側に向かって突出するように形成される部分である。突出部222aは、上部ハウジング222に複数(本実施形態においては、4個)形成される。突出部222aは、上部ハウジング222の外周において互いに等間隔に位置するように形成される。突出部222aには、第一貫通孔222b及び第二貫通孔222cが形成される。
第一貫通孔222b及び第二貫通孔222cは、上部ハウジング222(突出部222a)を上下に貫通するように形成される孔である。第一貫通孔222bは、突出部222aの内側端部近傍に形成される。第二貫通孔222cは、突出部222aの外側端部近傍に形成される。
上部ハウジング222は、下部ハウジング221の上部を覆うように、当該下部ハウジング221上に載置される。この際、上部ハウジング222の第一貫通孔222bと下部ハウジング221の雌ネジ部221cとが対向する。この状態で、上方から第一貫通孔222bを介して雌ネジ部221cに図示せぬボルトを締結することで、上部ハウジング222が下部ハウジング221に固定される。このようにして、下部ハウジング221及び上部ハウジング222によって形成された筐体(ハウジング)の内部には、各種の部材を配置するための空間が形成される。
図15に示すシャフト223は、作業用モータ220の回転動力を出力するための部材である。シャフト223は、軸線を上下方向に向けた状態で下部ハウジング221及び上部ハウジング222の中心(下部ハウジング221及び上部ハウジング222の軸線上)に配置される。シャフト223は、下部ハウジング221及び上部ハウジング222の内部に配置された上下一対のベアリング223aによって回転可能に支持される。
ロータ224は、シャフト223と共に回転可能な界磁(又は、電機子)である。ロータ224は、下部ハウジング221及び上部ハウジング222内に配置される。ロータ224は、シャフト223の上下中途部に固定され、当該シャフト223と共に回転することができる。
ステータ225は、下部ハウジング221及び上部ハウジング222内に固定される電機子(又は、界磁)である。ステータ225は、下部ハウジング221及び上部ハウジング222内において、ロータ224を側方から囲むように配置される。
シール部材226は、下部ハウジング221の下端部の貫通孔を適宜閉塞するものである。シール部材226によって下部ハウジング221の下端部の貫通孔を閉塞することで、当該下部ハウジング221内への異物の混入を防止することができる。
このように構成された作業用モータ220は、モーアデッキ210の上方から中心孔211aに挿通される。作業用モータ220は、当該作業用モータ220の軸線が、中心孔211aの中心と一致するように配置される。上部ハウジング222の突出部222aは、モーアデッキ210の上面211に載置される。この状態で、上部ハウジング222の第二貫通孔222cに図示せぬボルト等が締結され、当該上部ハウジング222がモーアデッキ210の上面211に固定される。このようにして、作業用モータ220の略全体(具体的には、下部ハウジング221、シャフト223の下部、ロータ224及びステータ225等)がモーアデッキ210の内部(モーアデッキ210の上面211よりも下方)に配置される。これによって、作業用モータ220がモーアデッキ210の上部から上方へと突出するのを防止することができる。従って、作業用モータ220が他の部材と干渉するのを防止することができ、また当該モーアデッキ210の上方の空間を有効に活用する(例えば、他の部材を配置する等)ことができる。このような作業用モータ220において、ロータ224又はステータ225に電流を流して励磁することによって、シャフト223を回転させ、回転動力を得ることができる。
図10、図12、図14及び図15に示すモータカバー230は、作業用モータ220の上部を覆うものである。モータカバー230は、平面視略円形板状の部材の外周端部を下方に向かって折り曲げて形成される。モータカバー230の直径は、上部ハウジング222の突出部222aの外側端部から、当該突出部222aと相反する位置に形成された他の突出部222aの外側端部までの長さよりも大きくなるように形成される。
このように構成されたモータカバー230は、作業用モータ220の上方から当該作業用モータ220(上部ハウジング222)上に固定される。この際、モータカバー230の外周端部とモーアデッキ210の上面211との間には、適宜の隙間が形成される。当該モータカバー230によって、作業用モータ220が上方から覆われる。
図11、図13、図14及び図15に示すファン240は、内側から外側に向かって空気を送る(送風する)もの(遠心ファン)である。ファン240は、主として上板241、下板242及び羽根243を具備する。
上板241は、略円形板状に形成されるものである。上板241は、略水平に配置される。上板241には、中心孔241aが形成される。
中心孔241aは、上板241を上下に貫通するように形成される孔である。中心孔241aは、平面視円形状に形成される。中心孔241aは、上板241の中心に形成される。
下板242は、略円形板状に形成されるものである。下板242の直径は、上板241の直径と略同一となるように形成される。下板242は、上板241と平行(略水平)に配置される。下板242は、上板241から所定距離だけ離間した状態で、上板241の下方に配置される。下板242は、当該下板242の軸線が、上板241の軸線と一致するように配置される。下板242には、中心孔242a及びリブ242bが形成される。
中心孔242aは、下板242を上下に貫通するように形成される孔である。中心孔242aは、平面視円形状に形成される。中心孔242aは、下板242の中心に形成される。下板242の中心孔242aの直径は、上板241の中心孔241aの直径よりも小さくなるように形成される。
リブ242bは、下板242の下面から下方に向かって突出するように形成される。リブ242bは、底面視において中心孔242aを挟むように2つ形成される。当該2つのリブ242bは、底面視において互いに平行に延びるように形成される。
羽根243は、上板241と下板242との間で空気を移動させる(風を発生させる)ためのものである。羽根243は、略矩形板状の部材を適宜折り曲げて形成される。羽根243は、上板241と下板242とを連結するように、当該上板241及び下板242に固定される。羽根243は、上板241及び下板242の軸線の周囲に複数(本実施形態においては、8個)設けられる。
このように構成されたファン240は、モーアデッキ210の内部に配置される。ファン240は、当該ファン240の軸線が作業用モータ220の軸線と一致するように配置される。この状態で、ファン240は、作業用モータ220の下方から当該作業用モータ220(シャフト223)に連結される。これによって、ファン240は、シャフト223と共に回転することができる。この際、作業用モータ220の下端部は、ファン240の上板241の中心孔241aに挿通される。また、作業用モータ220の下端(シール部材226)は、ファン240の下板242に当接される。
回転ブレード250は、回転駆動されることで草を刈り取るものである。回転ブレード250は、略矩形板状に形成される。回転ブレード250は、適宜折り曲げて形成され、回転する際に下から上に向かって空気を送る(送風する)ことができる。回転ブレード250の中心には、当該回転ブレード250を上下に貫通する貫通孔251が形成される。
このように構成された回転ブレード250は、モーアデッキ210の内部に配置される。回転ブレード250は、ファン240の下方から当該ファン240に形成された2つのリブ242bの間に嵌め込まれる。この状態で、回転ブレード250の下方から、座金228を介してボルト227が作業用モータ220(シャフト223)に締結される。このようにして、作業用モータ220からの動力は、ファン240及び回転ブレード250に伝達される。当該ファン240及び回転ブレード250は一体的に回転する。
図11、図13、図14、図15及び図16に示すシュラウド260は、空気の流路を形成するものである。シュラウド260は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。シュラウド260は、平面視半円状に形成された第一シュラウド261及び第二シュラウド262を組み合わせて形成される。シュラウド260の内径は、モーアデッキ210の中心孔211aと略同一となるように形成される。またシュラウド260の内径は、ファン240の上板241の直径よりも小さくなるように形成される。シュラウド260の上下方向幅(高さ)は、作業用モータ220の下部ハウジング221の上下方向幅よりも小さくなるように形成される。シュラウド260(第一シュラウド261及び第二シュラウド262)の上端部近傍には、当該シュラウド260を貫通する複数の貫通孔260aが形成される。
このように構成されたシュラウド260は、モーアデッキ210の内部に配置される。シュラウド260は、当該シュラウド260の軸線が作業用モータ220の軸線と一致するように配置される。この状態で、シュラウド260は、モーアデッキ210の上面211に下方から当接される。この際、シュラウド260の貫通孔260aを介して図示せぬボルトが下部ハウジング221の雌ネジ部221d(図16参照)に締結される。これによって、シュラウド260は、下部ハウジング221の第一フィン221a及び第二フィン221bと接触した状態で、当該下部ハウジング221に固定される。
このように構成されたモーア200においては、モーアデッキ210の内部と外部とを連通する空気の流路が形成される。以下では、当該流路を流通する空気の様子について説明する。
作業用モータ220が駆動されると、当該作業用モータ220の回転動力によってファン240及び回転ブレード250が回転駆動される。当該ファン240及び回転ブレード250が回転することによって、モーアデッキ210の外部から内部へと空気が流通する。
具体的には、図17に示すように、モーアデッキ210の外部(モーアデッキ210の上方)の空気は、モータカバー230とモーアデッキ210の上面211との隙間から、当該モータカバー230内(モータカバー230の下方)へと流入する。
モータカバー230内へと流入した空気は、モーアデッキ210の中心孔211aを介して当該モーアデッキ210の内部へと流入する。当該空気は、作業用モータ220の下部ハウジング221の側面とシュラウド260との間の空間を上方から下方に向かって流通する。この際、下部ハウジング221のそばを流通する空気によって当該作業用モータ220(下部ハウジング221の側面)が冷却される。また、下部ハウジング221の側面には第一フィン221a及び第二フィン221b(図16等参照)が形成されているため、当該第一フィン221a及び第二フィン221bが形成されない場合に比べて下部ハウジング221の表面積が増加している。このため、流通する空気によって当該下部ハウジング221を効果的に冷却することができる。また、当該第一フィン221a及び第二フィン221bはシュラウド260に接触している。このため、当該第一フィン221a及び第二フィン221b、並びにシュラウド260を介してモーアデッキ210の内部へと作業用モータ220の熱を放熱することができ、ひいては当該作業用モータ220を効果的に冷却することができる。
特に本実施形態においては、作業用モータ220の略全体がモーアデッキ210の内部に配置される。これによって、当該作業用モータ220を、モーアデッキ210の内部の風によって効果的に冷却することができる。より具体的には、モーアデッキ210の内部では、ファン240によって風が発生するだけでなく、回転ブレード250の回転に伴って風が発生している。これらの風が作業用モータ220(シュラウド260)の周囲を流通することによって、シュラウド260を介して作業用モータ220が冷却される。
下部ハウジング221の側面とシュラウド260との間の空間を下方へと流通した空気は、下部ハウジング221の底面とファン240の上板241との間の空間を、内側(作業用モータ220の軸線に近づく方向)に向かって流通する。この際、流通する空気が作業用モータ220(下部ハウジング221の底面)を冷却する。
下部ハウジング221の底面と上板241との間の空間を内側へと流通した空気は、当該上板241の中心孔241aを介して当該上板241と下板242との間の空間へと流入する。当該空気は、回転するファン240の羽根243によって外側へと送られる。
このように、モーア200においては、作業用モータ220の側面及び底面に沿うように空気の流路が形成されているため、当該作業用モータ220を効果的に冷却させることができる。また、モーアデッキ210の内部の空気に比べて、異物(刈り取られた草(芝)や粉塵等)が少ないモーアデッキ210の外部の空気を用いて作業用モータ220を冷却することができる。このため、空気の流路に前記異物が詰まりにくく、冷却性能の低下を抑制することができる。
以上の如く、本実施形態に係るモーア200は、
回転駆動されることで草を刈り取る回転ブレード250と、
回転ブレード250を内部に収容するモーアデッキ210と、
少なくとも一部がモーアデッキ210の内部に配置され、回転ブレード250を回転駆動させる作業用モータ220(モータ)と、
を具備するものである。
このように構成することにより、回転ブレード250の回転に伴ってモーアデッキ210内に生じる風によって、作業用モータ120を効率よく冷却することができる。これによって、作業用モータ220の出力の低下を抑制することができる。
また、作業用モータ220の少なくとも一部をモーアデッキ210の内部に配置することで、当該作業用モータ220がモーアデッキ210の上部の部材(例えば、モーア200を支持するリンク機構9等)との干渉を防止することができる。また、モーアデッキ210の上方の空間を有効に活用することができる。
また、作業用モータ220は、
内部空間が形成される筐体(下部ハウジング221及び上部ハウジング222)を具備し、
前記筐体の少なくとも一部がモーアデッキ210の内部に配置されるものである。
このように構成することにより、モーアデッキ210内の風によって、作業用モータ220の筐体を冷却することができる。
また、作業用モータ220は、
回転動力を得るためのロータ224及びステータ225を具備し、
前記ロータ224の少なくとも一部、又はステータ225の少なくとも一部が、モーアデッキ210の内部に配置されるものである。
このように構成することにより、モーアデッキ210内の風によって、作業用モータ220のロータ224又はステータ225を冷却することができる。
また、作業用モータ220は、
回転動力を得るためのロータ224及びステータ225を具備し、
前記ロータ224の少なくとも一部、及びステータ225の少なくとも一部が、モーアデッキ210の内部に配置されるものである。
このように構成することにより、モーアデッキ210内の風によって、作業用モータ220のロータ224及びステータ225を冷却することができる。
また、モーア200は、
作業用モータ220に沿うようにモーアデッキ210の内部と外部とを連通する空気の流路を形成する案内部材(シュラウド260及びファン240)をさらに具備するものである。
このように構成することにより、モーアデッキ210の外部から内部へと流通する空気によって、作業用モータ220を効率よく冷却することができる。
また、前記案内部材は、
作業用モータ220の側面と対向するように配置されるシュラウド260(第一の案内部材)を含むものである。
このように構成することにより、作業用モータ220の側面を効率よく冷却することができる。
また、作業用モータ220は、
側面から外側に向かって延びるように形成されると共に、外側の端部がシュラウド260と接触するように形成される少なくとも1つのフィン(第一フィン221a及び第二フィン221b)を具備するものである。
このように構成することにより、作業用モータ220の表面積を増加させることができ、当該作業用モータ220を効率よく冷却することができる。また、前記フィン及びシュラウド260を介して放熱することができ、作業用モータ220をより効率よく冷却することができる。
また、第一フィン221a及び第二フィン221bをシュラウド260に接触させることで、当該シュラウド260の変形や破損の発生を抑制することができる。
また、前記案内部材は、
作業用モータ220の底面と対向するように配置されるファン240の上板241(第二の案内部材)を含むものである。
このように構成することにより、作業用モータ220の底面を効率よく冷却することができる。
また、モーア200は、
前記空気の流路を介してモーアデッキ210の外部から内部へと空気を送るファン240をさらに具備するものである。
このように構成することにより、空気の流量を増加させることができ、作業用モータ220をより効率よく冷却することができる。
また、モーア200は、
作業用モータ220の下方に配置されると共に、前記空気の流路を介してモーアデッキ210の外部から内部へと空気を送るファン240をさらに具備し、
ファン240の上板241(上面)によって前記第二の案内部材が形成されるものである。
このように構成することにより、ファン240と前記第二の案内部材とを兼用することができる。
また、ファン240は、
作業用モータ220によって駆動されるものである。
このように構成することにより、ファン240を駆動するための駆動源を別途設ける必要がない。
なお、本実施形態に係るモーア200は本発明に係るモーアの実施の一形態であり、本発明の技術的思想の範囲内で、各部の具体的な構成を任意に変更することが可能である。
また、モーア200に設けられる作業用モータ220の個数は特に限定するものではない。また、1つの作業用モータ220で複数の回転ブレード250を回転駆動させる構成とすることも可能である。
また、第一フィン221a及び第二フィン221bの個数は特に限定するものではない。第一フィン221a及び第二フィン221bの個数を増やすことで、作業用モータ220(下部ハウジング221)の表面積を増加させることができる。
また、モーア200にファン240を設けない構成とすることも可能である。この場合、回転ブレード250の回転に伴って、空気を流通させることができる。
また、ファン240は、作業用モータ220の下方に限らず、任意の位置に配置することが可能である。例えば、作業用モータ220の上方に配置し、下方(モーアデッキ210の内部)に向かって空気を送る構成とすることも可能である。
また、本実施形態においては作業用モータ220の略全体がモーアデッキ210の内部に配置されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、下部ハウジング221の一部のみがモーアデッキ210の内部に配置されるものであっても、下部ハウジング221及び上部ハウジング222(すなわち、作業用モータ220全体)がモーアデッキ210の内部に配置されるものであってもよい。
また、本実施形態においては、作業用モータ220のロータ224及びステータ225はモーアデッキ210の内部に配置されるものとしたが、当該ロータ224及びステータ225の一部のみがモーアデッキ210の内部に配置されるものであってもよい。また、ロータ224又はステータ225のいずれか一方のみがモーアデッキ210の内部に配置されるものであってもよい。
以下では、本発明に係るモーアの変形例について説明する。以下で説明する変形例は、上述の第二実施形態に係るモーア200を変形させたものである。よって、第二実施形態に係るモーア200と略同一の構成の部材には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。なお、以下の変形例は第二実施形態に係るモーア200を変形させたものであるが、第一実施形態に係るモーア100を同様に変形させることも可能である。
まず、図18を用いて、第一の変形例に係るモーア300について説明する。モーア300が第二実施形態に係るモーア200と主に異なる点は、作業用モータ220を制御するための制御部310(コントローラ)を、当該作業用モータ220と共に冷却可能な構成とした点である。以下、具体的に説明する。
制御部310は、作業用モータ220を制御するためのものである。制御部310は、記憶部、演算処理部等により構成される。制御部310には、作業用モータ220を制御するためのプログラムや種々のデータが記憶される。制御部310は、軸線を上下方向に向けた略円柱状に形成される。制御部310は、作業用モータ220の上部に載置される。
モーア300は、第二実施形態に係るモータカバー230に代えて、上部シュラウド320を具備する。上部シュラウド320は、空気の流路を形成するものである。上部シュラウド320は、軸線を上下方向に向けた略円筒状に形成される。上部シュラウド320の内径は、制御部310の直径よりも大きくなるように形成される。上部シュラウド320の上下方向幅は、制御部310の上下方向幅と略同一となるように形成される。
このように構成された上部シュラウド320は、モーアデッキ210の上面211に当接するようにして、当該上面211上に載置される。上部シュラウド320は、当該上部シュラウド320の軸線が作業用モータ220の軸線と一致するように配置される。これによって、上部シュラウド320は、制御部310の側面との間に所定の間隔を空けた状態で配置される。
このように構成されたモーア300において、ファン240及び回転ブレード250が回転駆動されると、モーアデッキ210の外部の空気が、制御部310の側面と上部シュラウド320との間の空間を上方から下方に向かって流通する。この際、制御部310のそばを流通する空気によって当該制御部310が冷却される。当該空気は、モーアデッキ210の内部へと流入し、作業用モータ220を冷却する。
次に、図19及び図20を用いて、第二の変形例に係るモーア400について説明する。モーア400が第二実施形態に係るモーア200と主に異なる点は、ファン240に付着した異物を除去するためのスクレーパ410を具備している点である。以下、具体的に説明する。
スクレーパ410は、略矩形板状の部材を折り曲げて形成される。具体的には、スクレーパ410は、水平に配置された板状の部材の両端部を上方に向かって折り曲げることで、側面視略U字状に形成される。スクレーパ410の内側の側面には、貫通孔411が形成される。
スクレーパ410は、ファン240の中心孔241aの内側に配置される。貫通孔411には外側から図示せぬボルトが挿通され、当該ボルトを下部ハウジング221に締結することで、スクレーパ410が作業用モータ220に固定される。この状態において、スクレーパ410の底面は、ファン240の下板242に接触しない程度に近接した位置に配置される。またスクレーパ410の外側の側面は、上板241の中心孔241aの縁に接触しない程度に近接した位置に配置される。
このように構成されたモーア400において、ファン240はスクレーパ410に対して相対的に回転することになる。ファン240が回転すると、下板242の上面及び中心孔241aの縁に付着した異物(例えば、刈り取った草(芝)等)がスクレーパ410によって削り取られるようにして除去される。これによって、ファン240の送風性能の低下を防止することができる。
なお、スクレーパ410の固定方法は、本変形例の方法(ボルトによる固定)に限るものではない。
次に、図21を用いて、第三の変形例に係るモーア500について説明する。モーア500が第二実施形態に係るモーア200と主に異なる点は、サーモスタット510を用いて、空気の流路を開閉する点である。以下、具体的に説明する。
サーモスタット510は、作業用モータ220の温度に応じてモータカバー230を上下に移動(変位)させるものである。サーモスタット510はバイメタル等を用いて形成される。サーモスタット510は、温度が上昇すると上下に長く伸び、温度が低下すると縮む。サーモスタット510は、作業用モータ220の上部ハウジング222と、モータカバー230と、の間に配置される。サーモスタット510は作業用モータ220上に載置されることによって、当該作業用モータ220の温度に応じて作動することができる。
このように構成されたモーア500において、図21(a)に示すように、作業用モータ220の温度が低い場合、サーモスタット510は縮んでいる。この場合、モータカバー230は下方に変位し、当該モータカバー230の外周端部はモーアデッキ210の上面211に当接している。このように、モータカバー230によって、空気の流路が閉じられる。
この状態においては、モーアデッキ210の外部の空気は、モータカバー230の内部に流入することはできない。従って、ファン240が回転しても、モーアデッキ210の外部の空気がモーアデッキ210の内部へと流入することはない。このように、作業用モータ220の温度が低い場合には、当該作業用モータ220を冷却する必要性が低いため、モーアデッキ210の内部への空気の流入を規制する。これによって、ファン240の送風量を抑制することができるため、ひいては作業用モータ220の仕事量を抑制することができる。
図21(b)に示すように、作業用モータ220の温度が高くなった場合、サーモスタット510は作業用モータ220の温度に応じて上下に伸びる。この場合、モータカバー230は上方に変位し、当該モータカバー230の外周端部とモーアデッキ210の上面211との間には、隙間が形成される。このように、モータカバー230が上方に変位することで、空気の流路が開かれる。
この状態においては、モーアデッキ210の外部の空気は、モータカバー230の外周端部とモーアデッキ210の上面211との間の隙間を介してモーアデッキ210の内部へと流入することができる。従って、当該空気によって作業用モータ220を冷却することができる。また、サーモスタット510は作業用モータ220の温度が高くなるほどより長く伸びる。このため、作業用モータ220の温度が高くなるほどモーアデッキ210の外部の空気がモーアデッキ210の内部へと流入し易くなり、作業用モータ220を効果的に冷却することができる。
なお、モーア500においては、サーモスタット510を用いてモータカバー230を上下に変位させ、空気の流路を開閉するものとした。しかし、サーモスタット510に限らず、その他の機構(例えば、作業用モータ220の温度を検出する温度センサ、上下に伸縮可能なアクチュエータ等)を用いて空気の流路を開閉する構成とすることも可能である。
なお、本発明に係るモーアが設けられる草刈機の構成は、上述の草刈機1(図1及び図2参照)に限るものではない。すなわち、本発明に係るモーアは、乗用型(作業者が搭乗して草刈作業を行うもの)、非乗用型(作業者が搭乗せずに草刈作業を行うもの)に限らず、任意に構成された種々の草刈機に適用することが可能である。また、本発明に係るモーアは、電力によって走行する(電動の)草刈機にも、エンジンの動力によって走行する草刈機にも適用することが可能である。
例えば、図22に示すように、作業者が着座することなく、立った状態で搭乗する草刈機10にモーア(図22においては、モーア100を例示している)を適用しても良い。当該草刈機10は、走行機体11、原動部12、駆動輪13、搭乗部14、従動輪15、ハンドル16及びモーア100を具備する。
走行機体11は、左右一対の駆動輪13によって支持される。走行機体11には、左右一対の駆動輪13を駆動するための原動部12が設けられる。走行機体11の後部には、作業者が立った状態で搭乗する搭乗部14が連結される。搭乗部14の後部には、左右一対の従動輪15が設けられる。走行機体11の上部には、ハンドル16が上方に向かって延びるように設けられる。走行機体11の前部にはモーア100が連結される。
このように構成された草刈機10において、作業者は搭乗部14に乗ってハンドル16を手で掴むことで、草刈機10に安定して搭乗することができる。作業者は、所定の操作(例えば、ハンドル16を前後又は左右に揺動させる、作業者自身の重心を移動させる等)を行うことで、左右一対の駆動輪13をそれぞれ独立して駆動させ、草刈機10を任意に走行させることができる。