JPH06507783A - バッテリ駆動のライン草刈機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 バッテリ駆動のライン草刈機 技術分野 この発明は、一般的に草木を刈るためのライン草刈機に係り、特に質量に対する 垂直軸回りの慣性モーメントの比率が比較的大きなバッテリ駆動のライン草刈機 に関する。

従来技術 従来のライン草刈機は、作業状態における垂直軸まわりの慣性モーメントが比較 的大きい。しかしながら、これらの装置は、ガソリンエンジン又は接続コード付 の交流モータを用いていた。これらの装置は、慣性モーメントが大きな装置に固 有の、操作性を楽にするという特性を有している。この特性は感覚的に生じると いうよりも、むしろ必然的に生しることである。この大きな慣性モーメントは、 ライン草刈機が堅い物体に当ったときはね返らないようにするものである。一方 、従来のバッテリで駆動されるライン草刈機は良好な操作性を得るため、バッテ リ及びモータを搭載していなかった。

従って、本発明の主要な目的は、バッテリ及びモータを搭載し、慣性モーメント を増加させ、草刈機のハンドル間の重心バランスを取り、操作特性を著しく改良 することにある。

特にこの装置は、刈込みラインが物体にぶつかり、草刈機に反動トルクが加わっ たとしても、作業者の手の中で比較的安定している。

本発明の概要 本発明は、その構成部品の配置に起因する従来製品より極めて優れた操作性を有 するバッテリ駆動のライン草刈機である。

さらに本発明は、ハンドルに内包されたバッテリバックをライン草刈機のシャフ トの後端部に取り付け、モータをライン草刈機のヘッド部とともに上記シャフト の前端部に取り付ける。

第２ハンドルは上記シャフトの中間部に調整可能に位置し、上記ライン草刈機の 重心より十分上方の位置で、作業者が把持できるように調整する。上記位置及び 構成要素が比較的低重量であることから、垂直軸のまわりの慣性モーメントの質 量に対する比率が比較的大きくなり、重心位置が２つのハンドルの間に位置し、 これによりバッテリ駆動のライン草刈機の操作性を改良する。

特に、本発明は、バッテリ駆動のライン草刈機の慣性モーメントが４０ｓｌｏｇ 平方インチ以上、好ましくは６０〜１５０ｓｌｕｇ平方インチの範囲であるバッ テリ駆動の草刈機である。

本発明はさらに、垂直軸まわりの慣性モーメントの質量に対する比率が１５０〜 ４００平方インチの範囲、好ましくは約２５０〜３００平方インチとなるように している。

本発明の上述又はその他の利点を、図面を参照しながら以下に詳細に説明する。

図面の簡単な説明 図１は、本発明によるバッテリ駆動のライン草刈機の使用状態での側面図であり 、 図２は、図１のライン草刈機の正面図であり、図３は、図１のライン草刈機の平 面図である。

えているバッテリ駆動のライン草刈機１０を示す。前端部１４にはモータハウジ ング１８とカッティングヘッド２０とを設ける。このモータハウジング１８は電 動モータ２２を備え、シャフト１６の後端部でバッテリ２４に電気的に接続され ている。

バッテリ２４はハンドルケース２６に包囲され、このノ）ンドルケース２６はシ ャフト１６の後端部に連設される。リアハンドル２８はハンドルケース２６と一 体に形成される。フロントハンドル３０はボルト３２によってシャフト１２に取 り付けられ、ボルト３２を締め付けることによりハンドル３０をシャフト１２に 固定する。この取付方法では、ボルト３２を締め付けるフロントハンドル３０の 軸方向位置をシャフト１２の上下に移動調整することができ、このようにして、 ２個のハンドル２８．３０の間の重心のバランスを取ることができる。

図１に示すように、一般に垂直軸Ｚは地面に対して垂直であり、ライン草刈機１ ０全体の重心（ＣＧ）を通る。さらに図示するように、水平軸Ｘは通常地面に対 して平行であり、ライン草刈機１０全体の重心を通る。更に、図１は、バッテリ ２４とハンドルケース２６との重心（ＣＧ１）の位置：シャフト１２とフロント ハンドル３０との重心（ＣＧ２）の位置、モータ２２とモーツハウジング１８と ヘッド２０との重心（ＣＧ３）の位置を示している。これらの重心の位置と、種 々の構成要素の質量及び幾何学的配置との組合せとにより、重心を通る垂直軸ま わりの慣性モーメントが生ずる。

この慣性モーメントは、この値をライン草刈機全体の質量で割算することによっ て標準化される。説明を簡単にするため、上述の慣性モーメントの標準化を、こ こでは質量に対する慣性モーメントの「比率」と称する。

駆動ライン草刈機すなわち、ガソリンエンジン駆動によるライン草刈機と交流電 動モータ駆動によるライン草刈機との二者択一的な操作特性評価の実験及びその 過程において、発明者はバランス及び反動トルクに対する抵抗がより優れている バッテリ駆動のライン草刈機を開発した。ここで、（１）４０ｓｌｕｇ平方イン チ以上、好ましくは６０〜１５０ｓｌｏｇ平方インチの慣性モーメントを実現し 、（２）１５０〜４００平方インチの質量に対する慣性モーメントの比率を実現 する。

以下に示す例のように、極めてバランスに優れ、反動に対する抵抗力を有するバ ッテリ駆動のライン草刈機が提供される。ここでの慣性モーメントは約８０ｓｌ ｕｇ平方インチであり、質量に対する慣性モーメントの比率は約２７０平方イン チである。

詳細な寸法の指標と共に、設計上の適切なパラメータを計算するための計算式の 詳細を以下に示す。

ライン草刈機が動作状態にあり、水平方向からの角度ｅが３５″に等しいと仮定 し、これらの計算が行なわれる。使用される式は一般的なものであり、種々の文 献、例えば、ミカエル・アール・リンデブルグ（Ｍｌｃｈａｅｌ　Ｒ，Ｌｌｎｄ ｅｂｕｒｇ）によるｒＥｎｇｉｎｅｅｒ　ｉｎ　ＴｒａｉｎｉｎｇＲｅｖｉｅｗ 　Ｍａｎｕａｌ　Ｊの９〜１５ページ及び９〜２０ページ（第６版、１９８２年 ）に記載されているものである。

以下の数式は、使用状態にあるライン草刈機の重心を決定する。

図１に示すように、ＬｃＧは、ハンドルケース２６の後端部からライン草刈機１ ０全体の重心までの距離である。

Ｌｌ−３，７５インチ 図１に示すように、これはハンドルケース２６の後端部からバッテリ２４とハン ドルケース２６との重心（ＣＧ、）までの距離である。

Ｌ２−２８．６３インチ 図１に示すように、これはハンドルケース２６の後端部から、シャフト１２とフ ロントハンドル３０との重心（ＣＧ２）までの距離図１に示すように、これはハ ンドルケース２６の後端部から、モータ２２とモータハウジング１８とヘッド２ ０との重心（ＣＧ３）までの距離である。

Ｍ　１　ｓｍ、２０６ＳＩｕｇＳ これは、バッテリバックの質量である。すなわち、バッテリ２４とハンドルケー ス２６の質量である。

Ｍ２−、　０３７ｓｌｕｇｓ これは中心部分の質量である。すなちわ、シャフト１２とフロントハンドル３０ の質量である。

Ｍ３−、　０５４ｓｌｕｇｓ これは前端部の質量である。すなわち、モータ２２と、モータハウジング１８と ヘッド２０の質量である。

ＬＯＧ−ΣＭ、Ｌ、／ΣＭ。

ｒ−−［ＭＩ　Ｌｔ　＋　Ｍ２　Ｌ　２　＋　Ｍ３　Ｌ　３］　／　［Ｍｌ　＋ 　Ｍ２　＋　Ｍ３　］Ｇ Ｌｏｏ−［，２０Ｂ（３，７５）＋、０３７（２８，６３）　＋、０５４（５３ ，２５）　］　／［２，０６＋　、０３７＋　、０５４］Ｌｏｏ−１５，８５イ ンチ 次の数式は前端部の慣性モーメントを決定するもので、これは重心（ＣＧ）を中 心とする球形で近似したものと考えることができる。

Ｍ３　ｍ、０５４ｓｌｕｇｓ ｒ３−１．５インチ これは近似球形の半径である。

■。６３−　（２１５）　（０，０５４）　（１，５）　２ＩＣＧ３””、０４ ９ｓｌｕｇ平方インチここで、平行軸定理を用いると、 Ｉ　ｃｃ＝　５０．７３　ｓｌｕｇ平方イ平方イン数次によって、シャフト１２ とフロントハンドル３０の慣性モーメントが決定される。これは重心（ＣＧ）を 中心とする細長形状のロッドとして近似したものである。

Ｍ２　ｍ、　０３７ｓｌｕｇｓ ｒ２−０４インチ（これはシャフト１２の半径である）Ｌ−Ｌ３−ｒ３−２ＬＩ Ｌ−４４，２５インチ ェ２゜Ｇ２−　（１／１２）（，０３７）（４４，２５）ＩＺＣＧ２−６．　０ ４ｓｌｕｇ平方インチここで、平行軸定理及び座標回転を用いると１．００２］ 　Ｃｏｓ　３５°＋　、００２Ｉ　ｃｃ−９、００ｓ　ｌ　ｕｇ平方インチ次の 数式によって、重心（ＣＧ）に回りの後端部の慣性モーメントが決定される。こ こでは、半径ｒの同筒形状で近似している。

ＭＩ−，２０６ｓｌｕｇｓ ｒｔ−１，５インチ （これはバッテリバック２４の近似半径である。）Ｌ−６インチ （これはバッテリバック２４の長さである。）１　ｚｃｃｉ−，７３４ｓｌｕｇ 平方インチここで、平行軸定理を用いると、 ＩＣＧ−［ＩＺＣＧ、＋Ｍｌ　（Ｌｌ−ＬｃＧ）　Ｃｏｓ　ｅ　−ＩＹｃＧ、］ 　Ｃｏｓ　ｅ−，２３２］　Ｃｏｓ　３５°＋　、２３２Ｉ　ｃｃ　−２０，８ ８ｓｌｕｇ平方インチ以下に示す各部品の慣性モーメントの合計によって、ライ ン草刈機の重心回りの全慣性モーメントが決定される。

Ｉ　−５０，７３＋９．００＋２０．８８−８０．６１　ｓｌｕｇ平方インチ質 量によって標準化された慣性モーメントを以下に示す。

Ｉ／Ｍｔｏｔ Ｍ　ｔ　Ｏｔ　””　Ｍ　ｔ　＋　Ｍ　２　＋　Ｍ　３Ｍｔ。、　−，２９７ｓ ｌｕｇｓ ｌ　／ＭｔＯｔ−８０，６１／、２９７Ｉ／Ｍｔｏｔ−２７１平方インチ 重心を通って延在する垂直軸まわりの慣性モーメントが比較的大きいことによっ て、切断ラインが重い物体に当ったときライン草刈機に生じる反動トルクに対す る大きな抵抗力が生じる。慣性モーメントの値が大きくなれば、特に全質量のよ り大きな装置の場合、反動トルクに対する抵抗力がより大きくなることは明らか である。しかしながら、実際には約１５０ｓｌｕｇ平方インチの上限設計値を設 定している。これは、切断用ラインが衝突する通常予想される障害物に適応する のに十分であると思われる。

例外的な全ての場合の最終的基準は、標準化された慣性モーメント量である。

ここで、作業者としてはユニットが実用上できる限り軽量であることが明らかに 好ましく、より好ましい値はその範囲の上限が４００平方インチであり、実用上 の限界である。

本発明の最良の実施形態を詳細に説明してきたが、以下の請求の範囲によって規 定される発明を実施するための設計及び具体的構成を種々変形し得ることは、本 発明の関する技術分野に精通している者にとって明らかである。

補正書の翻訳文の提出書（特許法第１８４条の８）平成　５　年　９　月　１　 日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．植物を刈り取るためのバッテリ駆動のライン草刈機において、 前端部及び後端部を有する細長形状のシャフトと；切断ラインを回転させるため の出力部材を有し、前記細長形状のシャフトの前端部に取り付けられるとともに 、相関的に配列された電動モータと； 前記細長形状のシャフトの後端部に取り付けられたバッテリパックと； 前記細長形状のシャフトと連動し、前記電動モータの後方且つ作動ポジションに おける前記ライン草刈機の重心の前方に位置する、作業者の一方の手が把持する ためのグリップ部を有するフロントハンドルと； 前記細長形状のシャフトと連動し、前記バッテリパックの前方且っ作動ポジショ ンにおける前記ライン草刈機の重心の後方に位置する、作業者の他方の手が把持 するためのグリップ部を有するリアハンドルと；を備え、 前記出力部材が下方に延在し、前記草刈機が作動ポジションにある際に通常垂直 である回転軸を有し、且つ前記細長形状のシャフトが電動モータよりも後方に傾 斜し、前記切断ラインが地面と通常平行な平面内で回転し； 作動ポジションにおける前記ライン草刈機の重心より上方に前記フロントハンド ル及びリアハンドルが位置し、且つ空間的に離れて配置された電気モータ及びバ ッテリパックによって前記重心を通って延在する垂直軸回りの慣性モーメントが 比較的大きくなるようにし、前記切断ラインが物体と衝突し、前記ライン草刈機 に反動トルクが生じたとしても、作業者の手中で前記ライン草刈機が依然として 安定して動作することを特徴とするライン草刈機。
2. ２．請求項１に記載のバッテリ駆動のライン草刈機において、当該ライン草刈機 が作動ポジションにある時の、重心を通り延在する垂直軸回りの慣性モーメント の、ライン草刈機の質量に対する比率が１５０平方インチよりも大きいことを特 徴とするライン草刈機。
3. ３．請求項２に記載のバッテリ駆動によるライン草刈機において、 当該ライン草刈機が作動ポジションにある時の、重心を通り延在する垂直軸回り の慣性モーメントの、ライン草刈機の質量に対する比率が約１５０から４００平 方インチの範囲であることを特徴とするライン草刈機。
4. ４．請求項１に記載のバッテリ駆動のライン草刈機において、ライン草刈機が作 動ポジションにある時の、重心を通り延在する垂直軸回りの慣性モーメントが４ ０ｓｌｕｇ平方インチ以上であることを特徴とするライン草刈機。
5. ５．請求項４に記載のバッテリ駆動のライン草刈機において、当該ライン草刈機 が作動ポジションにある時の、重心を通り延在する垂直軸回りの慣性モーメント が約６０ｓｌｕｇ平方インチよりも大きく、１５０ｓｌｕｇ平方インチよりも小 さいことを特徴とするライン草刈機。
6. ６．請求項１に記載のバッテリ駆動のライン草刈機において、当該ライン草刈機 が作動ポジションにある時の、重心を通り延在する垂直軸回りの慣性モーメント が約８０ｓｌｕｇ平方インチであり、標準化された慣性モーメントが約２７０平 方インチであり、且っ 前記フロントハンドルが作動ポジションにおける前記ライン草刈機の重心の前方 に位置し、前記ライン草刈機が作動ポジションにある時の、前記細長形状のシャ フトの刈り取り面に対する角度が約３５度であることを特徴とするライン草刈機 。
7. ７．植物を刈り取るためのバッテリ駆動のライン草刈機において、 前端部及び後端部を有する細長形状のシャフトと；切断ラインを回転させるため の出力部材を有し、前記細長形状のシャフトの前端部に取り付けられるとともに 、相関的に配列された電動モータと； 前記細長形状のシャフトの後端部に取り付けられたバッテリパックと； 前記細長形状のシャフトと連動し、前記電動モータの後方且つ作動ポジションに おける前記ライン草刈機の重心の前方に位置する、作業者の一方の手が把持する ためのグリップ部を有するフロントハンドルと； 前記細長形状のシャフトと連動し、前記バッテリパックの前方且つ作動ポジショ ンにおける前記ライン草刈機の重心の後方に位置する、作業者の他方の手が把持 するためのグリップ部を有するリアハンドルと；を備え、 前記出力部材が下方に延在し、前記草刈機が作動ポジションにある際に通常垂直 である回転軸を有し、且つ前記細長形状のシャフトが電動モータよりも後方に傾 斜し、前記切断ラインが地面と通常平行な平面内で回転し； 作動ポジションにおける前記ライン草刈機の重心より上方に前記フロントハンド ル及びリアハンドルが位置し、且っ空間的に離れて配置された電気モータ及びバ ッテリパックによって、重心を通り延在する垂直軸回りの慣性モーメントの質量 に対する比率が１５０平方インチであり、重心を通り延在する垂直軸回りの慣性 モーメントが６０ｓｌｕｇ平方インチよりも大きく、１５０ｓｌｕｇ平方インチ よりも小さく、前記切断ラインが物体と衝突し、前記ライン草刈機に反動トルク が生じたとしても、作業者の手中で前記ライン草刈機が依然として安定して動作 することを特徴とするライン草刈機。
8. ８．請求項７に記載のバッテリ駆動のライン草刈機において、前記ライン草刈機 が作動ポジションである時、前記細長形状のシャフトが刈り取り面に対して約３ ５度傾斜していることを特徴とするライン草刈機。