JP5850113B2 - 電動作業機 - Google Patents

Description

本発明は、電動モータを用いた作業機、特に長竿を有する刈払機やヘッジトリマ等の手持ち作業機に関する。

従来、長尺状の操作棹の先端部に刈刃等の作業部を配置し、作業者が操作棹を保持して作業部により作業を行う作業機が知られており、作業機の駆動源としては、エンジンや電動のモータを用いたものが一般的である。現在でも、取り回しや作業時間の観点から、野外での作業ではエンジン式が一般的に用いられているが、市街地での騒音の低減を求める要望が高まっている。

一方、電動モータを用いた作業機としては、電源コードからモータに給電を行うコード式が一般的であったが、近年、技術向上によりバッテリの寿命が長くなったことを背景として、特許文献１に示すようなバッテリ駆動式の作業機が開発されている。

実開平５−２６２０号公報

このようなバッテリ駆動式の作業機においては、バッテリの着脱時に草や地面が邪魔となることがあり、また、電動モータとバッテリ等の重量物がハンドルに対してそれぞれ離間した位置にあるため、作業時の取り回しに負担となっていた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、作業時の取り回しを向上させながら、バッテリの着脱を容易にした電動作業機を提供することにある。

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。

本発明の一つの特徴によれば、電動モータを、着脱可能に構成されたバッテリからの電力供給によって動作するようにしたと共に、モータハウジングに、駆動軸の軸方向と略直交する方向に延びるガイド部を形成し、バッテリは、ガイド部に沿って、上方から挿入されることで取り付けられる。

また、本発明の別の特徴によれば、バッテリは、モータハウジングに取り付けた状態でバッテリの重心が電動モータの駆動軸の略軸芯上に位置するようにした。

請求項１の発明によれば、電動モータを、着脱可能に構成されたバッテリからの電力供給によって動作するようにし、モータハウジングに、駆動軸の軸方向と略直交する方向に延びるガイド部を形成し、バッテリを、ガイド部に沿って、上方から挿入して取り付けるようにしたことで、バッテリ３の着脱時に草や地面が邪魔となることを抑制し、良好な取付作業を行うことができる。

請求項２の発明によれば、バッテリは、モータハウジングに取り付けた状態でバッテリの重心が電動モータの駆動軸の略軸芯上に位置するようにしたことで、電動モータの駆動軸を中心とした回転モーメントを減少させることができ、作業機の取り回しや安定性を向上させることができる。

請求項３の発明によれば、モータハウジングには、バッテリをバッテリの挿入方向と反対方向から覆う突出部が設けられていることにより、バッテリに挿入方向と反対側の力が加わることを抑制することができる。

請求項４の発明によれば、電動モータへの電力供給を制御するスイッチ部がモータハウジング内に設けられ、操作者が電動作業機を保持して作業を行うための把持部が、操作桿の外周に、操作桿の延びる方向に沿って形成されていると共に、把持部には、スイッチ部を操作するためのスイッチレバーが設けられ、スイッチレバーの操作に連動して、スイッチ部が操作されるようにしたことにより、握り径を小さくすることができ、手の握り部に加わる荷重バランスが良く操作時が向上させることができる。

請求項５の発明によれば、把持部近傍の前端側には、電動モータを制御する電子回路部品に電力が供給されていることを作業者に知らせる報知手段が設けられているため、作業機に電源が入っていることを一目で確認することができ、電源の入れ忘れや消し忘れを防止することができる。

請求項６の発明によれば、操作棹は中間部で着脱可能に構成されていることにより、持ち運びや収納において省スペース化を図ることが可能である。また、先端を別の作業形態を有する作業部に交換することにより駆動部側を共用しながら複数の作業を行うことができ、効率的である。
請求項７、８の発明によれば、バッテリは、ガイド部に沿って、上方から挿入されることで取り付けられるとともに、ハウジングの上面には凹部が形成され、凹部にはバッテリから電動モータへの電源供給を可能とする電源スイッチと、バッテリの残量を表示する残量表示部が設けられるよう構成したことにより、バッテリの着脱時に草や地面が邪魔となることを抑制し、良好な取付作業を行うことができるとともに、電源スイッチの入切がし易く、更にバッテリの残容量を目視により確認し易いため、作業を効率的に行うことができる。

本発明の実施形態に係る電動刈払機の側面図である。 本発明の実施形態に係る図１のモータ部一部断面図。 本発明の実施形態に係る図２のモータ部拡大図。 本発明の実施形態に係る電池挿入方向説明図。 図１にて説明した刈払機アタッチメントに代わる別の作業用アタッチメント。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る電動作業機（刈払機）の側面図、図２は図１の一部断面図である。

図１に示すように、電動作業機は、操作棹４の先端に刈刃２９、及び刈刃カバー３１、後端にモータハウジング１に収容された電動モータ２を備えている。電動モータ２の出力は、電動モータ２の駆動軸３６から操作棹４内に挿通させた動力伝達軸１２及びギヤケース１９内部に設けられた図示しないベベルギヤを介して刈刃２９に供給される。操作者は操作棹４に取り付けられたループハンドル２６と操作棹４の外周に沿って設けられたハンドル６把持して操作する。（以下、本明細書中においては、刈払機におけるモータハウジング１側を後側、刈刃側を前側とし、電動モータ２の軸芯ａと直交する平面上で、上下方向を定義する。）
モータハウジング１は、筒状の収容部によって電動モータ２を内部で保持すると共に、電動モータ２を駆動させるためのバッテリ３を電動モータ２より後側に担持している。

電動モータ２は、バッテリ３からの電源供給を受けると共にモータハウジング１内部に収容されたＦＥＴ９、ダイオード１０、コントローラ１６及びスイッチ７等からなる電子回路部品によって無負荷回転数の調整を行うことが可能となっている。また、モータハウジング１の両側面にはブラシキャップ３２が設けられており、操作者が工具によって取り外すことでブラシの交換を容易に行えるようになっている。

また、モータハウジング１の上部には、周囲より一段低く形成された凹状の平坦部が設けられており、平坦部には電子回路部品に電力を供給可能とするための電源スイッチ１４及び電池残量を表示するための電池残量表示部２１が設けられている。

ハンドル６は、モータハウジング１と一体に形成され、モータハウジング１の前端部から操作棹４に沿って延出すると共に、操作棹４を挟持する形で保持している。ハンドル６の前部には、操作者がハンドル６を把持した時に掌で握る位置にセフティレバー２５（図２では省略）を設けると共に、握った状態で指で操作するための操作レバー５が設けられている。セフティレバー２５は、通常時に操作レバー５の動作を規制するように働くと共に、ハンドル６に押し込まれた状態で、操作レバー５を回転可能な状態とする。

ハンドル６の前部上面には、図示しないケーブルによって電源スイッチ１４と接続され、電源スイッチ１４の入切を点灯によって表示する発光部２４が設けられている。

操作レバー５は、回転軸１５を中心に回転し、一端に操作者が指で操作するための操作部を形成していると共に、他端に連結部材であるワイヤ８が接続されている。ワイヤ８は、モータハウジング１の内部に両端が固定された中空のチューブ２８に挿通されると共に、ワイヤ端部１８が、ボタン２７と接続されたスイッチ側フック部１７に連結されている。操作者は、セフティレバー２５を握った状態で操作レバー５をハンドル６に押し込む方向に操作することで、操作レバー５の他端に接続されたワイヤ８が連動し、ワイヤ端部１８とフック部１７を介してボタン２７を押し込むように動作し、これにより操作レバー５の引き量に応じた電動モータ２の無負荷回転数の制御を行うことが可能となっている。

図４を用いて着脱可能に構成されたバッテリ３について説明する。バッテリ３は、バッテリ３側に設けられた端子３８と、モータハウジング１設けられた端子と接続されることで、電源供給を可能とすることができる。モータハウジング１には、バッテリ３の挿入をガイドするためのガイド部３３が、バッテリ３を挟み込む両端位置に上下方向に延びるように設けられており、バッテリ３をモータハウジング１の後端に上方から下方に挿入させ（挿入方向３５）、ガイド部３３に沿ってスライドさせることで、所定の位置でラッチ部２３によって係止されるようになっている。また、操作者がバッテリ３側面の両側に設けられているラッチ部２３を押圧すると、係止が解除され、バッテリ３を上方に引き抜くことで取り外すことができる。

バッテリ３は、ラッチ部２３により係止された状態で、バッテリ３の重心Ｇが電動モータ２の後端側、特に電動モータ２の軸心ａの近傍に位置するように設けられている。

モータハウジング１の後端には、モータハウジング１から一体的に延出された平板状の突出部２２が形成されており、バッテリ３の下端側を覆っている。

図３を用いて、電動モータ２及び先述の電子回路部品の冷却方法について説明する。電動モータ２から延出される駆動軸３６には、冷却ファン２０が固定され、電動モータ２の駆動によって回転すると共に、外部から空気を引き込み、内部を冷却後、排出を行う。突出部２２は、電動モータ２の下方と合わせてモータハウジング１の底面部を形成しており、底面部には冷却空気３０をモータハウジング１内に導入する吸気口１１と、内部を冷却した冷却空気３０が排出される排気口１３が形成されている。尚、夫々の気孔は本明細書紙面の手前及び奥方向に延びる長穴によって形成されている。また、電子回路部品のうちＦＥＴ９及びダイオード１０はヒートシンク３７に固定され、コントローラ１６と共に、モータハウジング１の底面部と電動モータ２の間に区画された空間で、冷却空気３０の導入される吸気口１１の近傍に配置されている。

冷却空気３０は、モータハウジング１に導入後、各電子回路部品を冷却しながら後端方向に向かうと共に、電動モータ２のステータ・ロータ間を流れ、冷却ファン２０を介して排気口１３へと排出される。ここで、モータハウジング１により区画される空間のうち、冷却ファン２０の配置された区画は、モータハウジング１によって側部及び上部をほぼ隙間無く覆う壁部が形成されており、冷却空気３０は、下方に設けられた排気口１３からのみ排出される。

次に、以上のように構成された刈払機の動作を説明する。

草刈作業時、ハンドル６と操作用ループハンドル２６を握り、ハンドル６に設けられた操作レバー５を引くことにより、バッテリ３から電動モータ２に電力が供給されて電動モータ２が起動され、その回転は操作棹４先端の刈刃１６を回転駆動し、草刈り等の作業を行うことが出来る。

更に、操作棹４は、中間部に設けられたアタッチメント接続部３４で着脱可能に構成されているため、収納することができる。また、図５に示すように、刈刃アタッチメント４０の代わりにヘッジトリマアタッチメント４１、ポールソーヘッジトリマアタッチメント４２、カルチベータアタッチメント４３、エッジャアタッチメント４４等の作業用アタッチメントを使用すれば、電動モータ２及びバッテリ３を共有しながら、一台で植木の剪定や耕耘作業などの複数の作業が可能となり、効率的である。

このような構成によれば、電動モータ２を、着脱可能に構成されたバッテリ３からの電力供給によって動作するようにし、モータハウジング１に、駆動軸３６の軸方向と略直交する方向に延びるガイド部３３を形成し、バッテリ３を、ガイド部３３に沿って、上方から挿入して取り付けるようにしたことで、バッテリ３の着脱時に草や地面が邪魔となることを抑制し、良好な取付作業を行うことができる。更に、電動モータとバッテリを何れもハンドル後端に配置することにより、作業時の取り回しを向上させることができる。

また、バッテリ３は、モータハウジング１に取り付けた状態でバッテリ３の重心が電動モータ２の駆動軸３６の略軸芯上に位置するようにしたことで、電動モータ２の軸心ａを中心とした回転モーメントが減少し、通常の作業時に余計な力を必要とせず、特に作業部２９を傾斜させて作業を行う場合等の作業性を向上させることができる。更に、作業機を地面に置いた場合の安定性も向上する。

また、モータハウジング１には、バッテリ３をバッテリ３の挿入方向と反対方向から覆う突出部２２が設けられていることにより、バッテリに挿入方向と反対側の力が加わる事態を減少させ、作業性を向上させることができる。また、地面に置いてバッテリ３を取り付ける場合も、草や地面による影響や、バッテリ３が濡れることがないため、作業性の向上となる。

また、電動モータ２の駆動軸３６には冷却風３０を発生させる冷却ファン２０が設けられ、モータハウジング１は、冷却風３０を導入するための吸気口１１を備えると共に、モータハウジング１の下方には、導入した冷却風３０の大部分を排出する排気口１３が開口され、吸気口１１から導入された冷却風３０のうち大部分が、電動モータ２及び冷却ファン２０を介して、モータハウジング１の下方に設けられた排気口１３から排出される冷却風路を形成しているため、ハウジング内部を冷却して排出された空気３０が作業者に向かって吹き付けることを抑制し、快適に作業を行うことができる。尚、本実施形態において、下方とは、操作棹４にループハンドル２６が設けられる方向の反対側であり、操作者がループハンドル２６とハンドル６を両手で把持した状態で通常の刈払作業を行う場合、冷却風３０は地面に向かって排出される。さらに、モータハウジング１の下方に排気口１３や吸気口１１を設けることは、急な雨などによってモータハウジング１の内部に水が浸入することを抑制できる。

また、操作レバー５の引き量に応じて電動モータ２の無負荷回転数を可変とする電子回路部品を設けるようにしたため、電動モータ２を作業に応じた所望の回転数に調節しながら作業を行うことが可能となる。これにより、状況に応じた回転数で作業を行うことができ、状況に応じた騒音の低減が図れると共に、無用な電力の消耗を抑えることで、バッテリ３の駆動時間を向上させることが可能である。

また、電子回路部品のうち少なくとも一部は、電動モータ２と、モータハウジング１の底面とによって区画される空間に配置したため、内部の空間を有効に利用することができる。

また、電動モータ２の駆動軸３６には冷却風３０を発生させる冷却ファン２０が設けられ、モータハウジング１に設けられた冷却風３０の吸込口１１の近傍には、電子回路部品の少なくとも一部若しくは電子回路部品が取り付けられるヒートシンク３７が配置されているため、モータハウジング１に導入された冷却風３０を最初に当てることができるため、効率的な冷却効果を得ることができる。このため、ＦＥＴ９やダイオード１０などが取り付けられるヒートシンク３７を小さくすることが可能である。

また、電動モータ２への電力供給を制御するスイッチ部７がモータハウジング１内に設けられ、操作者が電動作業機を保持して作業を行うためのハンドル６が、操作桿の外周に、操作桿の延びる方向に沿って形成されていると共に、ハンドル６には、スイッチ部７を操作するための操作レバー５が設けられ、操作レバー５の操作に連動して、スイッチ部７が操作されるようにしたことにより、握り径を小さくすることができ、手の握り部に加わる荷重バランスが良く操作時が向上させることができる。

また、ハンドル６近傍の前端側には、電動モータ２を制御する電子回路部品に電力が供給されていることを作業者に知らせる報知手段２４が設けられているため、作業機に電源が入っていることを一目で確認することができ、電源の入れ忘れや消し忘れを防止することができる。

また、モータハウジング１の上面には、凹部が形成されていると共に、凹部にはバッテリ３から電動モータ２への電源供給を可能とする電源スイッチ１４と、バッテリ３の残量を表示する残量表示部２１が設けられていることにより電源スイッチ１４の入切がし易く、更にバッテリの残容量を目視により確認し易いため、作業を効率的に行うことができる。

以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

１ モータハウジング
２ モータ
３ バッテリ
４ 操作棹
５ 操作レバー
６ ハンドル
７ スイッチ
８ ワイヤ
９ ＦＥＴ
１０ ダイオード
１１ 吸気口
１２ 動力伝達軸
１３ 排気口
１４ 電源スイッチ
１６ コントローラ
２０ 冷却ファン
２９ 刈刃
３０ 風の流れ
３４ アタッチメント接続部
３５ 電池の挿入方向
４０ 作業用アタッチメント（刈払機）
４１ 作業用アタッチメント（ヘッジトリマ）
４２ 作業用アタッチメント（ポールソー）
４３ 作業用アタッチメント（カルチベータ）
４４ 作業用アタッチメント（エッジャ）
Ｇ バッテリの重心位置
ａ 電動モータの軸心

Claims (10)

1. 長尺状の操作棹の一端に接続されたハウジングと、
   前記操作棹の他端に接続される作業部と、
   電力供給を受けて前記作業部を動作させる電動モータと、
   前記操作棹に設けられた把持部と、
   前記把持部に設けられ、前記電動モータへの電力の供給を操作する操作部と、を備えた電動作業機において、
   前記電動モータは、着脱可能に構成されたバッテリからの電力供給によって動作し、
   前記ハウジングの前記操作棹と接続される側と反対側には、前記操作棹の軸方向と交差する方向に延びるガイド部が形成され、
   前記バッテリは、前記ガイド部に沿った方向で前記ハウジングより小さい寸法を有し、前記ガイド部に沿って、上方から挿入されることで取り付けられるとともに、前記ハウジングの前記操作棹と接続される側と反対側の下面は、前記ガイド部に沿って前記バッテリが挿入される方向で前記バッテリ及び前記操作棹と接続される側の下面より下方に位置することを特徴とする電動作業機。
2. 前記ハウジングの前記操作棹と接続される側と反対側の上面は、前記ガイド部に沿って前記バッテリが挿入される方向で前記バッテリより上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の電動作業機。
3. 前記バッテリは、前記ハウジングに取り付けた状態で前記バッテリの重心が前記操作棹の略軸芯上に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動作業機。
4. 前記ハウジングには、前記バッテリを前記バッテリの挿入方向と反対方向から覆う突出部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち何れか一項に記載の電動作業機。
5. 前記電動モータへの電力供給を制御するスイッチ部が前記ハウジング内に設けられ、
   作業者が前記電動作業機を保持して作業を行うための前記把持部が、前記操作棹の外周に、前記操作棹の延びる方向に沿って形成されていると共に、
   前記把持部には、前記スイッチ部を操作するための前記操作部が設けられ、
   前記操作部の操作に連動して、前記スイッチ部が操作されるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうち何れか一項に記載の電動作業機。
6. 前記把持部近傍の前端側には、前記電動モータを制御する電子回路部品に電力が供給されていることを作業者に知らせる報知手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうち何れか一項に記載の電動作業機。
7. 前記操作棹は中間部で着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうち何れか一項に記載の電動作業機。
8. 前記ハウジングの上面には凹部が形成され、前記凹部には前記バッテリから前記電動モータへの電源供給を可能とする電源スイッチ又は／及び前記バッテリの残量を表示する残量表示部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のうち何れか一項に記載の電動作業機。
9. 長尺状の操作棹の一端に接続されたハウジングと、
   前記操作棹の他端に接続される作業部と、
   電力供給を受けて前記作業部を動作させる電動モータと、
   前記操作棹に設けられた把持部と、
   前記把持部に設けられ、前記電動モータへの電力の供給を操作する操作部と、を備えた電動作業機において、
   前記電動モータは、着脱可能に構成されたバッテリからの電力供給によって動作し、
   前記ハウジングの前記操作棹と接続される側と反対側には、前記操作棹の軸方向と交差する方向に延びるガイド部が形成され、
   前記バッテリは、前記ガイド部に沿った方向で前記ハウジングより小さい寸法を有し、前記ガイド部に沿って、上方から挿入されることで取り付けられるとともに、前記ハウジングの上面には凹部が形成され、前記凹部には前記バッテリから前記電動モータへの電源供給を可能とする電源スイッチと、前記バッテリの残量を表示する残量表示部が設けられ、前記ハウジングの前記操作棹と接続される側と反対側の下面は、前記ガイド部に沿って前記バッテリが挿入される方向で前記バッテリ及び前記操作棹と接続される側の下面より下方に位置することを特徴とする電動作業機。
10. 前記ハウジングの前記操作棹と接続される側と反対側の上面は、前記ガイド部に沿って前記バッテリが挿入される方向で前記バッテリより上方に位置することを特徴とする請求項９に記載の電動作業機。