エンジン作業機
【課題】ブレーキの摩耗や発熱を抑え、長寿命の、自動でブレーキを掛けることのできるエンジン作業機を提供する。
【解決手段】エンジンの出力軸の回転数に応じてエンジンの出力軸と工具が取り付けられた従動軸との間で駆動力を断続する遠心クラッチと、エンジンの駆動状態を制御するエンジン制御スイッチ５と、工具の駆動を停止させる電磁ブレーキ１１と、エンジン制御スイッチ５の出力に基づいて遠心クラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段３２と、クラッチ状態判別手段３２の出力に基づいて遠心クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合にブレーキ手段を駆動するコントローラ７とを備える。
【解決手段】エンジンの出力軸の回転数に応じてエンジンの出力軸と工具が取り付けられた従動軸との間で駆動力を断続する遠心クラッチと、エンジンの駆動状態を制御するエンジン制御スイッチ５と、工具の駆動を停止させる電磁ブレーキ１１と、エンジン制御スイッチ５の出力に基づいて遠心クラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段３２と、クラッチ状態判別手段３２の出力に基づいて遠心クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合にブレーキ手段を駆動するコントローラ７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン作業機、特に刈払機、ヘッジトリマ、チェンソー等に好適なブレーキを備えた携帯用エンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキを備えた刈払機には、例えば、特許文献１に示すものがある。この刈払機は、エンジンの出力軸と回転刃駆動軸との間に遠心クラッチを備えるとともに、回転刃駆動軸に連結されたクラッチドラムに揺動可能に取り付けられた遠心式のブレーキ揺動子がクラッチケースと一体に形成したブレーキドラム部に押し付け可能に取り付けた遠心ブレーキ機構を備えている。
【０００３】
エンジン回転数が高い状態では、遠心クラッチが接続されるとともにブレーキ揺動子はブレーキドラム部から離れてブレーキが解除され、回転刃が駆動される。この状態からエンジン回転数が低くなると、遠心クラッチが切れてエンジンの出力軸と回転刃駆動軸とを切り離すとともに、ブレーキ揺動子がブレーキドラム部に押付けられて回転刃駆動軸が停止する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６８２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この機構で用いられている遠心クラッチおよび遠心ブレーキはいずれもバネと遠心力との釣り合いにより制御される。このため、どちらかあるいは両方のバネが経時変化等で特性が変化すると、エンジン回転数が高回転から低回転に移行する段階でまだ遠心クラッチが接続している時に遠心ブレーキが作動する可能性がある。そして、遠心クラッチが接続中に遠心ブレーキが作動すると、遠心クラッチや遠心ブレーキの摩耗や摩擦による発熱が生じ、故障の原因となる。
【０００６】
また、エンジンの回転数をアイドリング回転数から上げていく場合、遠心クラッチが接続して回転刃駆動軸の回転数が十分上昇するまでは、回転刃矩同軸は遠心ブレーキが作動したまま回転する。このため、遠心ブレーキの摩耗や摩擦による発熱が生じ、故障の原因となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ブレーキの摩耗や発熱を抑え、長寿命の、自動でブレーキを掛けることのできるエンジン作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るエンジン作業機は、エンジンの出力軸の回転数に応じて前記エンジンの出力軸と工具が取り付けられた従動軸との間で駆動力を断続するクラッチと、前記エンジンの駆動状態を制御するエンジン制御手段と、前記工具の駆動を停止させるブレーキ手段と、前記エンジン制御手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段と、前記クラッチ状態判別手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合に前記ブレーキ手段を駆動する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記エンジン制御手段は、前記エンジンの回転数を制御し、前記クラッチは、前記エンジンの回転数が第１の所定回転数以上になると接続し、前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を前記第１の所定回転数より高い回転数から前記第１の所定回転数より低い回転数に低下させる制御後に第１の所定時間が経過すると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別することが好ましい。
【００１０】
さらに、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサをさらに備え、前記クラッチは、前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数以上になると接続し、前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を低下させる際、前記エンジン回転数センサにより前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数より小さい回転数あるいは前記第１の所定回転数近傍の回転数であることが検出されると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別してもよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後に前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を上昇させる際、前記ブレーキ手段を解除した後に前記エンジン制御手段によるエンジン回転数の制御を行わせてもよい。
【００１２】
さらに、前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後、第２の所定時間経過後に前記ブレーキ手段の駆動を解除してもよい。
【００１３】
また、前記従動軸または前記工具の回転数を検出する工具回転センサをさらに備え、前記制御手段は、前記工具回転センサが前記従動軸または前記工具の停止または第２の所定回転数以下の回転数を検出した際に、前記ブレーキ手段の駆動を解除してもよい。
【００１４】
また、前記ブレーキ手段を作動または解除するブレーキスイッチをさらに備え、前記制御手段は、前記ブレーキスイッチが前記ブレーキ手段を作動するように操作された場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させてもよい。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記エンジン制御手段による前記エンジンの回転数を低下させる操作と前記ブレーキスイッチによる前記ブレーキ手段を作動させる操作とが第３の所定時間内に行なわれた場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させてもよい。
【００１６】
さらに、前記エンジン作業機は刈払機であり、前記工具は回転刃であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、エンジン制御手段の出力に基づいてクラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段により、クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合に、制御手段はブレーキ手段を駆動する。このため、クラッチが遮断された状態でブレーキが作動するので、遠心クラッチやブレーキの摩耗や摩擦による発熱を抑えることができ、エンジン作業機の長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に沿って説明する。図１は本発明を適用した刈払機の斜視図であり、図２はこの刈払機の一部を拡大した断面図である。また、図３は刈払機の要部の構成を示すブロック図であり、図４は刈払機の制御回路図、図５は刈払機のブレーキ制御を示す制御フローチャートである。
【００１９】
図１に示すように、本発明の第1の実施形態に係る刈払機１は、中空棒状の操作桿２７を備え、操作桿２７の一方の端部には回転刃２８、他端にはエンジン２０が取り付けられている。操作桿２７内にはエンジン２０からの動力を伝達する回転刃駆動軸（従動軸）２３が回転可能に挿通される。回転刃駆動軸２３の一端は図示しない傘歯車機構を介して回転刃２８に連結され、回転刃駆動軸２３の他端は後述する遠心クラッチ２２を介してエンジン２０の出力軸２１に接続される。また、操作桿２７には、オンの場合にはエンジン２０を動作可能にし、オフの場合にはエンジン２０を停止するメインスイッチ３と、作業時のエンジン回転数を所定の回転数に設定する回転数設定スイッチ８とが設けられている。さらに、操作桿２７はハンドル２６を備えており、ハンドル２６には回転数設定スイッチ８で設定された作業用のエンジン回転数と非作業時のアイドリング回転数とを切り替えるエンジン制御スイッチ５が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、遠心クラッチ２２はクラッチケース２５内に収容される。遠心クラッチ２２は、回転刃駆動軸２３に接続されたクラッチドラム２９と、クラッチドラム２９内に収納されてエンジン出力軸２１に接続されたクラッチ揺動子３０から構成される。エンジン出力軸２１の回転数が所定回転数Ｎ１（第１の所定回転数）以上になるとクラッチ揺動子３０が揺動してクラッチドラム２９に当接し、遠心クラッチ２２が接続した状態となる。また、エンジン回転数が所定回転数Ｎ１より下がると、クラッチドラム２９に当接していたクラッチ揺動子３０が揺動してクラッチドラム２９から離れ、遠心クラッチ２２は遮断状態になる。なお、遠心クラッチ２２の遮断回転数を接続回転数（所定回転数Ｎ１）より低い回転数としてヒステリシスを設ける構成としてもよい。
【００２１】
また、クラッチケース２５内には、一方がクラッチケース２５に接続され、他方がクラッチドラム２９に接続され、回転刃駆動軸２３の回転を止めるための電磁ブレーキ（ブレーキ手段）１１が設けられている。電磁ブレーキ１１は、後述するコントローラ７からの出力信号により電磁ブレーキ駆動回路１２を介して駆動される。
【００２２】
また、エンジン２０に混合気を供給するキャブレター３１には、キャブレター３１のスロットルバルブを回動するスロットル制御モータ９が設けられている。スロットル制御モータ９は後述するコントローラ７からの出力信号によりモータ駆動回路１０を介して駆動される。
【００２３】
図３に示すように、コントローラ７は、メインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８、スロットル制御モータ９、電磁ブレーキ１１と接続される。コントローラ７は、メインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８からの入力信号を処理して出力信号を生成してスロットル制御モータ９を駆動することでエンジン２０の回転数の制御や停止を行なっており、これらはエンジン制御手段を構成する。また、コントローラ７はクラッチ状態判別手段３２を有している。クラッチ状態判別手段３２はメインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８からの入力信号、あるいはスロットル制御モータ９への出力信号を処理して遠心クラッチ２２が接続状態であるか遮断状態であるかを判別する。また、コントローラ７はメインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８からの入力信号、あるいはスロットル制御モータ９への出力信号と、クラッチ状態判別手段３２の出力信号を処理して出力信号を生成し、電磁ブレーキ１１を制御（作動または解除）する。
【００２４】
図４に示すように、制御回路２のメインスイッチ３がオフの場合には、接点３ａが開き図示しないイグニッションコイルから図示しない電圧安定回路を経て制御回路２への電源供給を遮断するとともに、接点３ｂが閉じられる。接点３ｂは図示しないイグニッションコイルに接続されており、接点３ｂが閉じると図示しないイグニッションコイルが短絡されエンジン２０は停止する。また、メインスイッチ３がオンの場合には接点３ｂが開きエンジン２０が始動可能になるとともに、接点３ａが閉じ図示しないイグニッションコイルが図示しない電圧安定回路を経て制御回路２に接続される。メインスイッチ３がオンになると、ＤＣ/ＤＣコンバータ４はコントローラ７等に電力を供給し、制御回路２が動作を開始する。
【００２５】
また、エンジン制御スイッチ５はオンオフスイッチであり、オンの間はエンジン２０の回転数が後述する回転数設定スイッチ８で設定された回転数に制御される。またエンジン制御スイッチ５がオフになるとエンジン２０の回転数を低下させアイドリング状態にする。コントローラ７はマイコンであり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、Ａ／Ｄ変換器等を内蔵している。回転数設定スイッチ８は可変抵抗器８ａ、抵抗８ｂ、コンデンサ８ｃから構成され、可変抵抗器８ａの抵抗を変更することによりエンジン制御スイッチ５がオンの場合のエンジン回転数を所定の範囲で変更する。
【００２６】
スロットル制御モータ９は、正転逆転の切替が容易で、回転角が回転角検出回路なしで制御可能で、かつ静止時のトルクが大きいステッピングモータである。スロットル制御モータ９は、コントローラ７の出力信号によりモータ駆動回路１０を介して正逆に駆動されキャブレター３１のスロットルバルブを所定の位置に保持することでエンジン回転数を制御する。また、電磁ブレーキ１１はコントローラ７からの出力信号により電磁ブレーキ駆動回路１２を介して駆動される。
【００２７】
なお、上述の制御回路２は図示しないイグニッションコイルの出力を電源として用いているが、図６に示すように電源として電池パック１５を用い、ダイオード１６を介して電池パック１５の出力電圧を制御回路２に供給してもよい。この場合充電制御回路１８を介して電池パック１５をイグニッションコイルの出力から充電することも可能である。
【００２８】
次に図５のフローチャートを用いて刈払機１の制御動作を説明する。エンジン２０が始動されると図示しないイグニッションコイルの電圧が図示しない電圧安定回路を経て制御回路２に供給されることでコントローラ７が動作を開始する。ステップＳ３０１においては、初期設定処理が行われ、ポート設定等の処理を行うとともにエンジン２０の回転数をアイドリング状態に保持する。ステップＳ３０２において回転数設定スイッチ８からの電圧をＡ／Ｄ変換し回転数指令値として読み取る。ステップＳ３０３においてエンジン制御スイッチ５の状態を確認しコントローラ７内の図示しないメモリに最新の状態判別値として記憶するとともに前回の状態判別値はメモリの別のエリアに前回状態判別値として記憶する。
【００２９】
ステップＳ３０４においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値が前回の状態判別値と異ならない場合はステップＳ３０２に戻り、前回の状態判別値と異なる場合すなわちエンジン制御スイッチ５が操作された場合はステップＳ３０５に進む。
【００３０】
ステップＳ３０５においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値がオンであればステップＳ３０９に進み電磁ブレーキ１１をオフした後、ステップＳ３１０に進み回転数指令値の値に応じてモータ駆動回路１０に駆動信号を出力しスロットル制御モータ９を駆動しエンジン２０の回転数が回転数設定スイッチ８で設定された作業用回転数になるよう制御し、ステップＳ３０２に戻る。また、ステップＳ３０５において、エンジン制御スイッチ５の状態判別値がオフの場合はステップＳ３０６に進みモータ駆動回路１０を介してスロットル制御モータ９を駆動してエンジン２０をアイドリング状態にする。
【００３１】
次にステップＳ３０７に進み、所定時間Ｔ１（第１の所定時間）待機してクラッチ状態判別手段３２により遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったと判別されると、ステップＳ３０８に進む。なお、所定時間Ｔ１はエンジン回転数が遠心クラッチ２２の遮断回転数（所定回転数Ｎ１）以下に低下するのに十分な時間である。そして、ステップＳ３０８において、電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動し回転刃駆動軸２３を停止させ、ステップＳ３０２に戻る。
【００３２】
上述の刈払機１によれば、エンジン回転数を作業用の回転数からアイドリング回転数に低下させる際には、遠心クラッチ２２が遮断状態になった後に電磁ブレーキ１１を作動させる。このため、エンジン２０の駆動力が回転刃駆動軸２３または回転刃２８に作用している間に電磁ブレーキ１１が作動することがない。したがって、電磁ブレーキ１１の摩耗や発熱を抑えることができるうえ、電磁ブレーキ１１作動時にエンジン２０や遠心クラッチ２２等に過負荷を与えることも無く、刈払機１の長寿命化が実現できる。さらに、遠心クラッチ２２の状態を検出するセンサを要さないため、低コストで上述の効果を得ることができる。
【００３３】
また、電磁ブレーキ１１が作動している間にエンジン回転数をアイドリング回転数から作業回転数に上昇させる際には、電磁ブレーキ１１を解除した後にエンジン回転数を上昇させる。このため、電磁ブレーキ１１が作動した状態で遠心クラッチ２２が接続することが無く、エンジン２０に過負荷を与えることが無くなり、遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機１を長寿命化することができる。
【００３４】
次に、本発明に係る刈払機の第２の実施形態について、図７乃至１０を用いて説明する。第１の実施形態のものと同一構成要素には同一符号を付して説明は省略する。図７の刈払機２０１の斜視図および図８のブロック図に示すように、本実施形態の刈払機２０１にはブレーキスイッチ６が追加されており、ブレーキスイッチ６はハンドル２６のエンジン制御スイッチ５の近傍に設けられる。作業者がハンドル２６のブレーキスイッチ６を握った状態でエンジン制御スイッチ５をオン操作するとエンジン回転数が設定回転数に上昇する。作業者がハンドル２６のブレーキスイッチ６を握ると図９に示す回路図のブレーキスイッチ６はオンとなり、ブレーキスイッチ６から手を離すとブレーキスイッチ６はオフとなる。
【００３５】
次に図１０のフローチャートを用いて動作を説明する。
エンジン２０が始動するとイグニッションコイルの電圧が制御回路２に供給されてコントローラ７が動作を開始する。ステップＳ４０１は初期設定処理であり、ポート設定等の処理を行うとともにエンジン２０の回転数をアイドリング状態に保持する。ステップＳ４０２において回転数設定スイッチ８からの電圧をＡ／Ｄ変換し回転数指令値として読み取る。ステップＳ４０３においてブレーキスイッチ６の状態を確認し、ブレーキスイッチ６の状態がオフであればステップＳ４０７に進み、ブレーキスイッチ６の状態がオンであれば作業者がハンドル２６を握って作業開始準備状態になったと判断しステップＳ４０４に進む。
【００３６】
ステップＳ４０４においてエンジン制御スイッチ５の状態を確認しコントローラ７内の図示しないメモリに最新の状態判別値として記憶するとともに前回の状態判別値はメモリの別のエリアに前回状態判別値として記憶する。そして、ステップＳ４０５においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値が前回の状態判別値と異ならない場合はステップＳ４０２に戻り、前回の状態判別値と異なる場合すなわちエンジン制御スイッチ５が操作された場合はステップＳ４０６に進む。
【００３７】
ステップＳ４０６においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値がオンであればステップＳ４１１に進み電磁ブレーキ１１をオフした後、ステップＳ４１２に進み回転数指令値の値に応じてモータ駆動回路１０に駆動信号を出力しスロットル制御モータ９を駆動しエンジン２０の回転数が回転数設定スイッチ８で設定された作業用回転数になるよう制御し、ステップＳ４０２に戻る。また、ステップＳ４０６において、エンジン制御スイッチ５の状態判別値がオフの場合はステップＳ４０７に進みスロットル制御モータ９を駆動してエンジン２０をアイドリング状態にする。次にステップＳ４０８に進みブレーキスイッチ６の状態を確認し、ブレーキスイッチ６がオンであればステップＳ４０９に進む。ステップＳ４０９ではエンジン制御スイッチ５がオフになってからの時間を測定し、所定時間Ｔ２（第３の所定時間）が経過していなければステップＳ４０８に戻り、所定時間Ｔ２が経過すればステップＳ４１０に進む。ステップＳ４０８において所定時間Ｔ２経過前にブレーキスイッチ６がオフになると、エンジン２０の回転数あるいは遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったか否かに関係なくステップＳ４１０において、電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動し回転刃駆動軸２３および回転刃２８を停止させる。その後ステップＳ４０２に戻る。
【００３８】
なお、上述のエンジン制御スイッチ５と関連して操作されるブレーキスイッチ６に代わって、独立して操作されるブレーキスイッチ６を設けてもよい。この場合には、ブレーキスイッチ６が操作されると、エンジン２０の回転数あるいは遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったか否かに関係なく、電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動し回転刃駆動軸２３および回転刃２８を停止させる。
【００３９】
上述の刈払機２０１によれば、第１の実施形態と同様に遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機を長寿命化することができるという効果を得られるうえに、ブレーキスイッチ６が操作された場合には迅速に回転刃２８を停止することができる。したがって、作業者の回転刃２８を素早く停止させたいという意思を迅速に反映させることができ、操作性をより向上させた刈払機を実現することができる。
【００４０】
なお、上述の第１および第２の実施形態ではエンジン回転数を作業用回転数からアイドリング回転数に低下させる操作後に所定時間Ｔ１または所定時間Ｔ２経過すると電磁ブレーキ１１を駆動していたが、これに限られるものでは無い。例えば、図１１にブロック図で示すように、エンジン２０、回転刃駆動軸２３、または回転刃２８の回転数を検出する回転数センサ３３を設けた構成を用いることもできる。この場合、エンジン回転数を作業用回転数からアイドリング回転数に低下させる際に、エンジン２０、回転刃駆動軸２３、または回転刃２８の回転数が予めコントローラ７に記憶された遠心クラッチ２２の遮断回転数近傍の回転数以下になったことが回転数センサ３３で検出されると、クラッチ状態判別手段３２は遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったと判別する。そして、コントローラ７は電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動して回転刃駆動軸２３を停止させる。
【００４１】
この場合も上述の実施形態の場合と同様、遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったと判別されてから電磁ブレーキ１１を駆動するので、遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機を長寿命化することができる。更に、回転数を直接監視することで、正確に遠心クラッチ２２の断続を判別することができる。なお、回転数センサ３３としてエンジン回転数を検出する場合には、エンジン回転数をフィードバックしてスロットル制御モータを制御する構成としてもよく、この場合にはエンジンの負荷が変化しても回転数を一定に保つことができ、操作性をより向上させることもできる。また、エンジン回転数の検出には通常エンジンの点火時期の制御に用いている回転数検出装置を併用することができ、これによれば、既設の装置を用いるだけでよいため、コストの上昇を抑えながら上述の効果を得ることができる。なお、クラッチ状態判別手段３２として、所定時間Ｔ１を用いる実施形態と回転数センサ３３を用いる実施形態を別々に記載したが、この両方により遠心クラッチ２２の状態を判別するようにしても良く、この場合には一方のクラッチ状態判別手段が故障して動作不能となる事態となっても、電磁ブレーキ１１を安定して駆動させることができる。
【００４２】
また、上述の第１、第２の実施形態およびその変形例では、電磁ブレーキ１１の駆動後、エンジン制御スイッチ５が再びオフからオンになると電磁ブレーキ１１を解除している。しかし、この構成に限られるものでは無く、ステップＳ３０８で電磁ブレーキ１１を駆動した後、所定時間Ｔ３（第２の所定時間）経過後に電磁ブレーキ１１を解除するようにしても良い。なお、所定時間Ｔ３は回転刃が停止または十分低い回転数以下になるのに十分な時間である。この場合、所定時間Ｔ３経過後にエンジン回転数をアイドリング回転数から再び作業回転数に上昇させる際には、電磁ブレーキ１１は解除された状態にある。したがって、上述の場合と同様に、電磁ブレーキ１１が作動した状態で遠心クラッチ２２が接続することが無く、エンジン２０に過負荷を与えることが無くなり、遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機を長寿命化することができる。また、回転数が十分に低下する時間だけブレーキを駆動することで、必要以上のブレーキの磨耗や、ブレーキの駆動に要する動力のロスを抑えることができる。
【００４３】
さらに、図１２に示すように、回転刃駆動軸２３または回転刃２８の回転数を検出する回転刃回転数センサ３４を設けてもよい。この場合には、上述の所定時間経過後に電磁ブレーキ１１を解除する代わりに、回転刃駆動軸２３または回転刃２８が所定の回転数Ｎ２（第２の所定回転数）以下または停止するとブレーキを解除することで、上述の場合と同様の効果を得ることができる。また、直接従動軸側の回転数を監視することで、正確なタイミングで電磁ブレーキ１１を解除することができ、電磁ブレーキ１１の磨耗や動力のロスを抑えることができる。
【００４４】
なお、上述の各実施形態ではキャブレター３１のスロットルバルブをスロットル制御モータ９で駆動することによりエンジン２０の回転数を制御していた。しかし、キャブレター３１のスロットルバルブをワイヤを介してハンドル２６に設けたスロットルレバーで操作することでエンジン回転数を制御する方式でも良い。この場合、エンジン回転数制御手段としてのスロットルレバーの位置またはスロットルバルブの開度を検出する位置センサ、あるいはエンジン２０または回転刃駆動軸２３の回転数を検出する回転センサを設ける。そして、位置センサあるいは回転センサにより、エンジン２０が作業回転数からアイドリング回転数に低下されたこと、あるいはエンジン２０の回転数が遠心クラッチ２２の接続回転数から遮断回転数に低下したことを検出する。そして、検出された情報に基づいて、遠心クラッチ２２が接続状態であるか遮断状態であるかを判別することで、上述のスロットル制御モータ９を用いた場合と同じブレーキの制御を行うことができ、同じ効果を得ることができる。
【００４５】
また、上述の実施形態では、電磁ブレーキ１１を用いていたが、電磁ブレーキ１１に代えて、油圧ブレーキ等他の方式のブレーキを使用しても良い。さらに、遠心クラッチ２２の代わりに同様の特性を有する電磁クラッチ等を用いてもよい。
【００４６】
なお、本発明は刈払機への適用に限定されるものでは無く、エンジンの動力を遠心クラッチを用いて回転刃や往復刃の駆動に用いるチェンソーやヘッジトリマ等のエンジン作業機にも適用することができる。この場合、刈払機１、２０１のハンドル２６に設けられていたスロットル制御スイッチ、ブレーキスイッチをチェンソーやヘッジトリマの操作ハンドル部分に設ける等、刈払機に設けられていた構成を適宜設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る刈払機の斜視図である。
【図２】図１の刈払機の一部を拡大した断面図である。
【図３】図１の刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の刈払機の制御回路を示す回路図である。
【図５】図１の刈払機のブレーキの制御を示す制御フローチャートである。
【図６】図４の制御回路の変形例を示す回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る刈払機の斜視図である。
【図８】図７の刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【図９】図７の刈払機の制御回路を示す回路図である。
【図１０】図７の刈払機のブレーキ制御を示す制御フローチャートである。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態に係る刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 刈払機
３ メインスイッチ
５ エンジン制御スイッチ
７ コントローラ
８ 回転数設定スイッチ
９ スロットル制御モータ
１１ 電磁ブレーキ
２０ エンジン
２２ 遠心クラッチ
２３ 回転刃駆動軸
３１ キャブレター
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン作業機、特に刈払機、ヘッジトリマ、チェンソー等に好適なブレーキを備えた携帯用エンジン作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブレーキを備えた刈払機には、例えば、特許文献１に示すものがある。この刈払機は、エンジンの出力軸と回転刃駆動軸との間に遠心クラッチを備えるとともに、回転刃駆動軸に連結されたクラッチドラムに揺動可能に取り付けられた遠心式のブレーキ揺動子がクラッチケースと一体に形成したブレーキドラム部に押し付け可能に取り付けた遠心ブレーキ機構を備えている。
【０００３】
エンジン回転数が高い状態では、遠心クラッチが接続されるとともにブレーキ揺動子はブレーキドラム部から離れてブレーキが解除され、回転刃が駆動される。この状態からエンジン回転数が低くなると、遠心クラッチが切れてエンジンの出力軸と回転刃駆動軸とを切り離すとともに、ブレーキ揺動子がブレーキドラム部に押付けられて回転刃駆動軸が停止する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７６８２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この機構で用いられている遠心クラッチおよび遠心ブレーキはいずれもバネと遠心力との釣り合いにより制御される。このため、どちらかあるいは両方のバネが経時変化等で特性が変化すると、エンジン回転数が高回転から低回転に移行する段階でまだ遠心クラッチが接続している時に遠心ブレーキが作動する可能性がある。そして、遠心クラッチが接続中に遠心ブレーキが作動すると、遠心クラッチや遠心ブレーキの摩耗や摩擦による発熱が生じ、故障の原因となる。
【０００６】
また、エンジンの回転数をアイドリング回転数から上げていく場合、遠心クラッチが接続して回転刃駆動軸の回転数が十分上昇するまでは、回転刃矩同軸は遠心ブレーキが作動したまま回転する。このため、遠心ブレーキの摩耗や摩擦による発熱が生じ、故障の原因となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ブレーキの摩耗や発熱を抑え、長寿命の、自動でブレーキを掛けることのできるエンジン作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係るエンジン作業機は、エンジンの出力軸の回転数に応じて前記エンジンの出力軸と工具が取り付けられた従動軸との間で駆動力を断続するクラッチと、前記エンジンの駆動状態を制御するエンジン制御手段と、前記工具の駆動を停止させるブレーキ手段と、前記エンジン制御手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段と、前記クラッチ状態判別手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合に前記ブレーキ手段を駆動する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記エンジン制御手段は、前記エンジンの回転数を制御し、前記クラッチは、前記エンジンの回転数が第１の所定回転数以上になると接続し、前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を前記第１の所定回転数より高い回転数から前記第１の所定回転数より低い回転数に低下させる制御後に第１の所定時間が経過すると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別することが好ましい。
【００１０】
さらに、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサをさらに備え、前記クラッチは、前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数以上になると接続し、前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を低下させる際、前記エンジン回転数センサにより前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数より小さい回転数あるいは前記第１の所定回転数近傍の回転数であることが検出されると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別してもよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後に前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を上昇させる際、前記ブレーキ手段を解除した後に前記エンジン制御手段によるエンジン回転数の制御を行わせてもよい。
【００１２】
さらに、前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後、第２の所定時間経過後に前記ブレーキ手段の駆動を解除してもよい。
【００１３】
また、前記従動軸または前記工具の回転数を検出する工具回転センサをさらに備え、前記制御手段は、前記工具回転センサが前記従動軸または前記工具の停止または第２の所定回転数以下の回転数を検出した際に、前記ブレーキ手段の駆動を解除してもよい。
【００１４】
また、前記ブレーキ手段を作動または解除するブレーキスイッチをさらに備え、前記制御手段は、前記ブレーキスイッチが前記ブレーキ手段を作動するように操作された場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させてもよい。
【００１５】
また、前記制御手段は、前記エンジン制御手段による前記エンジンの回転数を低下させる操作と前記ブレーキスイッチによる前記ブレーキ手段を作動させる操作とが第３の所定時間内に行なわれた場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させてもよい。
【００１６】
さらに、前記エンジン作業機は刈払機であり、前記工具は回転刃であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、エンジン制御手段の出力に基づいてクラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段により、クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合に、制御手段はブレーキ手段を駆動する。このため、クラッチが遮断された状態でブレーキが作動するので、遠心クラッチやブレーキの摩耗や摩擦による発熱を抑えることができ、エンジン作業機の長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に沿って説明する。図１は本発明を適用した刈払機の斜視図であり、図２はこの刈払機の一部を拡大した断面図である。また、図３は刈払機の要部の構成を示すブロック図であり、図４は刈払機の制御回路図、図５は刈払機のブレーキ制御を示す制御フローチャートである。
【００１９】
図１に示すように、本発明の第1の実施形態に係る刈払機１は、中空棒状の操作桿２７を備え、操作桿２７の一方の端部には回転刃２８、他端にはエンジン２０が取り付けられている。操作桿２７内にはエンジン２０からの動力を伝達する回転刃駆動軸（従動軸）２３が回転可能に挿通される。回転刃駆動軸２３の一端は図示しない傘歯車機構を介して回転刃２８に連結され、回転刃駆動軸２３の他端は後述する遠心クラッチ２２を介してエンジン２０の出力軸２１に接続される。また、操作桿２７には、オンの場合にはエンジン２０を動作可能にし、オフの場合にはエンジン２０を停止するメインスイッチ３と、作業時のエンジン回転数を所定の回転数に設定する回転数設定スイッチ８とが設けられている。さらに、操作桿２７はハンドル２６を備えており、ハンドル２６には回転数設定スイッチ８で設定された作業用のエンジン回転数と非作業時のアイドリング回転数とを切り替えるエンジン制御スイッチ５が設けられている。
【００２０】
図２に示すように、遠心クラッチ２２はクラッチケース２５内に収容される。遠心クラッチ２２は、回転刃駆動軸２３に接続されたクラッチドラム２９と、クラッチドラム２９内に収納されてエンジン出力軸２１に接続されたクラッチ揺動子３０から構成される。エンジン出力軸２１の回転数が所定回転数Ｎ１（第１の所定回転数）以上になるとクラッチ揺動子３０が揺動してクラッチドラム２９に当接し、遠心クラッチ２２が接続した状態となる。また、エンジン回転数が所定回転数Ｎ１より下がると、クラッチドラム２９に当接していたクラッチ揺動子３０が揺動してクラッチドラム２９から離れ、遠心クラッチ２２は遮断状態になる。なお、遠心クラッチ２２の遮断回転数を接続回転数（所定回転数Ｎ１）より低い回転数としてヒステリシスを設ける構成としてもよい。
【００２１】
また、クラッチケース２５内には、一方がクラッチケース２５に接続され、他方がクラッチドラム２９に接続され、回転刃駆動軸２３の回転を止めるための電磁ブレーキ（ブレーキ手段）１１が設けられている。電磁ブレーキ１１は、後述するコントローラ７からの出力信号により電磁ブレーキ駆動回路１２を介して駆動される。
【００２２】
また、エンジン２０に混合気を供給するキャブレター３１には、キャブレター３１のスロットルバルブを回動するスロットル制御モータ９が設けられている。スロットル制御モータ９は後述するコントローラ７からの出力信号によりモータ駆動回路１０を介して駆動される。
【００２３】
図３に示すように、コントローラ７は、メインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８、スロットル制御モータ９、電磁ブレーキ１１と接続される。コントローラ７は、メインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８からの入力信号を処理して出力信号を生成してスロットル制御モータ９を駆動することでエンジン２０の回転数の制御や停止を行なっており、これらはエンジン制御手段を構成する。また、コントローラ７はクラッチ状態判別手段３２を有している。クラッチ状態判別手段３２はメインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８からの入力信号、あるいはスロットル制御モータ９への出力信号を処理して遠心クラッチ２２が接続状態であるか遮断状態であるかを判別する。また、コントローラ７はメインスイッチ３、エンジン制御スイッチ５、回転数設定スイッチ８からの入力信号、あるいはスロットル制御モータ９への出力信号と、クラッチ状態判別手段３２の出力信号を処理して出力信号を生成し、電磁ブレーキ１１を制御（作動または解除）する。
【００２４】
図４に示すように、制御回路２のメインスイッチ３がオフの場合には、接点３ａが開き図示しないイグニッションコイルから図示しない電圧安定回路を経て制御回路２への電源供給を遮断するとともに、接点３ｂが閉じられる。接点３ｂは図示しないイグニッションコイルに接続されており、接点３ｂが閉じると図示しないイグニッションコイルが短絡されエンジン２０は停止する。また、メインスイッチ３がオンの場合には接点３ｂが開きエンジン２０が始動可能になるとともに、接点３ａが閉じ図示しないイグニッションコイルが図示しない電圧安定回路を経て制御回路２に接続される。メインスイッチ３がオンになると、ＤＣ/ＤＣコンバータ４はコントローラ７等に電力を供給し、制御回路２が動作を開始する。
【００２５】
また、エンジン制御スイッチ５はオンオフスイッチであり、オンの間はエンジン２０の回転数が後述する回転数設定スイッチ８で設定された回転数に制御される。またエンジン制御スイッチ５がオフになるとエンジン２０の回転数を低下させアイドリング状態にする。コントローラ７はマイコンであり、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、Ａ／Ｄ変換器等を内蔵している。回転数設定スイッチ８は可変抵抗器８ａ、抵抗８ｂ、コンデンサ８ｃから構成され、可変抵抗器８ａの抵抗を変更することによりエンジン制御スイッチ５がオンの場合のエンジン回転数を所定の範囲で変更する。
【００２６】
スロットル制御モータ９は、正転逆転の切替が容易で、回転角が回転角検出回路なしで制御可能で、かつ静止時のトルクが大きいステッピングモータである。スロットル制御モータ９は、コントローラ７の出力信号によりモータ駆動回路１０を介して正逆に駆動されキャブレター３１のスロットルバルブを所定の位置に保持することでエンジン回転数を制御する。また、電磁ブレーキ１１はコントローラ７からの出力信号により電磁ブレーキ駆動回路１２を介して駆動される。
【００２７】
なお、上述の制御回路２は図示しないイグニッションコイルの出力を電源として用いているが、図６に示すように電源として電池パック１５を用い、ダイオード１６を介して電池パック１５の出力電圧を制御回路２に供給してもよい。この場合充電制御回路１８を介して電池パック１５をイグニッションコイルの出力から充電することも可能である。
【００２８】
次に図５のフローチャートを用いて刈払機１の制御動作を説明する。エンジン２０が始動されると図示しないイグニッションコイルの電圧が図示しない電圧安定回路を経て制御回路２に供給されることでコントローラ７が動作を開始する。ステップＳ３０１においては、初期設定処理が行われ、ポート設定等の処理を行うとともにエンジン２０の回転数をアイドリング状態に保持する。ステップＳ３０２において回転数設定スイッチ８からの電圧をＡ／Ｄ変換し回転数指令値として読み取る。ステップＳ３０３においてエンジン制御スイッチ５の状態を確認しコントローラ７内の図示しないメモリに最新の状態判別値として記憶するとともに前回の状態判別値はメモリの別のエリアに前回状態判別値として記憶する。
【００２９】
ステップＳ３０４においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値が前回の状態判別値と異ならない場合はステップＳ３０２に戻り、前回の状態判別値と異なる場合すなわちエンジン制御スイッチ５が操作された場合はステップＳ３０５に進む。
【００３０】
ステップＳ３０５においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値がオンであればステップＳ３０９に進み電磁ブレーキ１１をオフした後、ステップＳ３１０に進み回転数指令値の値に応じてモータ駆動回路１０に駆動信号を出力しスロットル制御モータ９を駆動しエンジン２０の回転数が回転数設定スイッチ８で設定された作業用回転数になるよう制御し、ステップＳ３０２に戻る。また、ステップＳ３０５において、エンジン制御スイッチ５の状態判別値がオフの場合はステップＳ３０６に進みモータ駆動回路１０を介してスロットル制御モータ９を駆動してエンジン２０をアイドリング状態にする。
【００３１】
次にステップＳ３０７に進み、所定時間Ｔ１（第１の所定時間）待機してクラッチ状態判別手段３２により遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったと判別されると、ステップＳ３０８に進む。なお、所定時間Ｔ１はエンジン回転数が遠心クラッチ２２の遮断回転数（所定回転数Ｎ１）以下に低下するのに十分な時間である。そして、ステップＳ３０８において、電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動し回転刃駆動軸２３を停止させ、ステップＳ３０２に戻る。
【００３２】
上述の刈払機１によれば、エンジン回転数を作業用の回転数からアイドリング回転数に低下させる際には、遠心クラッチ２２が遮断状態になった後に電磁ブレーキ１１を作動させる。このため、エンジン２０の駆動力が回転刃駆動軸２３または回転刃２８に作用している間に電磁ブレーキ１１が作動することがない。したがって、電磁ブレーキ１１の摩耗や発熱を抑えることができるうえ、電磁ブレーキ１１作動時にエンジン２０や遠心クラッチ２２等に過負荷を与えることも無く、刈払機１の長寿命化が実現できる。さらに、遠心クラッチ２２の状態を検出するセンサを要さないため、低コストで上述の効果を得ることができる。
【００３３】
また、電磁ブレーキ１１が作動している間にエンジン回転数をアイドリング回転数から作業回転数に上昇させる際には、電磁ブレーキ１１を解除した後にエンジン回転数を上昇させる。このため、電磁ブレーキ１１が作動した状態で遠心クラッチ２２が接続することが無く、エンジン２０に過負荷を与えることが無くなり、遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機１を長寿命化することができる。
【００３４】
次に、本発明に係る刈払機の第２の実施形態について、図７乃至１０を用いて説明する。第１の実施形態のものと同一構成要素には同一符号を付して説明は省略する。図７の刈払機２０１の斜視図および図８のブロック図に示すように、本実施形態の刈払機２０１にはブレーキスイッチ６が追加されており、ブレーキスイッチ６はハンドル２６のエンジン制御スイッチ５の近傍に設けられる。作業者がハンドル２６のブレーキスイッチ６を握った状態でエンジン制御スイッチ５をオン操作するとエンジン回転数が設定回転数に上昇する。作業者がハンドル２６のブレーキスイッチ６を握ると図９に示す回路図のブレーキスイッチ６はオンとなり、ブレーキスイッチ６から手を離すとブレーキスイッチ６はオフとなる。
【００３５】
次に図１０のフローチャートを用いて動作を説明する。
エンジン２０が始動するとイグニッションコイルの電圧が制御回路２に供給されてコントローラ７が動作を開始する。ステップＳ４０１は初期設定処理であり、ポート設定等の処理を行うとともにエンジン２０の回転数をアイドリング状態に保持する。ステップＳ４０２において回転数設定スイッチ８からの電圧をＡ／Ｄ変換し回転数指令値として読み取る。ステップＳ４０３においてブレーキスイッチ６の状態を確認し、ブレーキスイッチ６の状態がオフであればステップＳ４０７に進み、ブレーキスイッチ６の状態がオンであれば作業者がハンドル２６を握って作業開始準備状態になったと判断しステップＳ４０４に進む。
【００３６】
ステップＳ４０４においてエンジン制御スイッチ５の状態を確認しコントローラ７内の図示しないメモリに最新の状態判別値として記憶するとともに前回の状態判別値はメモリの別のエリアに前回状態判別値として記憶する。そして、ステップＳ４０５においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値が前回の状態判別値と異ならない場合はステップＳ４０２に戻り、前回の状態判別値と異なる場合すなわちエンジン制御スイッチ５が操作された場合はステップＳ４０６に進む。
【００３７】
ステップＳ４０６においてエンジン制御スイッチ５の最新の状態判別値がオンであればステップＳ４１１に進み電磁ブレーキ１１をオフした後、ステップＳ４１２に進み回転数指令値の値に応じてモータ駆動回路１０に駆動信号を出力しスロットル制御モータ９を駆動しエンジン２０の回転数が回転数設定スイッチ８で設定された作業用回転数になるよう制御し、ステップＳ４０２に戻る。また、ステップＳ４０６において、エンジン制御スイッチ５の状態判別値がオフの場合はステップＳ４０７に進みスロットル制御モータ９を駆動してエンジン２０をアイドリング状態にする。次にステップＳ４０８に進みブレーキスイッチ６の状態を確認し、ブレーキスイッチ６がオンであればステップＳ４０９に進む。ステップＳ４０９ではエンジン制御スイッチ５がオフになってからの時間を測定し、所定時間Ｔ２（第３の所定時間）が経過していなければステップＳ４０８に戻り、所定時間Ｔ２が経過すればステップＳ４１０に進む。ステップＳ４０８において所定時間Ｔ２経過前にブレーキスイッチ６がオフになると、エンジン２０の回転数あるいは遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったか否かに関係なくステップＳ４１０において、電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動し回転刃駆動軸２３および回転刃２８を停止させる。その後ステップＳ４０２に戻る。
【００３８】
なお、上述のエンジン制御スイッチ５と関連して操作されるブレーキスイッチ６に代わって、独立して操作されるブレーキスイッチ６を設けてもよい。この場合には、ブレーキスイッチ６が操作されると、エンジン２０の回転数あるいは遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったか否かに関係なく、電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動し回転刃駆動軸２３および回転刃２８を停止させる。
【００３９】
上述の刈払機２０１によれば、第１の実施形態と同様に遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機を長寿命化することができるという効果を得られるうえに、ブレーキスイッチ６が操作された場合には迅速に回転刃２８を停止することができる。したがって、作業者の回転刃２８を素早く停止させたいという意思を迅速に反映させることができ、操作性をより向上させた刈払機を実現することができる。
【００４０】
なお、上述の第１および第２の実施形態ではエンジン回転数を作業用回転数からアイドリング回転数に低下させる操作後に所定時間Ｔ１または所定時間Ｔ２経過すると電磁ブレーキ１１を駆動していたが、これに限られるものでは無い。例えば、図１１にブロック図で示すように、エンジン２０、回転刃駆動軸２３、または回転刃２８の回転数を検出する回転数センサ３３を設けた構成を用いることもできる。この場合、エンジン回転数を作業用回転数からアイドリング回転数に低下させる際に、エンジン２０、回転刃駆動軸２３、または回転刃２８の回転数が予めコントローラ７に記憶された遠心クラッチ２２の遮断回転数近傍の回転数以下になったことが回転数センサ３３で検出されると、クラッチ状態判別手段３２は遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったと判別する。そして、コントローラ７は電磁ブレーキ駆動回路１２に駆動信号を出力し電磁ブレーキ１１を駆動して回転刃駆動軸２３を停止させる。
【００４１】
この場合も上述の実施形態の場合と同様、遠心クラッチ２２が接続状態から遮断状態になったと判別されてから電磁ブレーキ１１を駆動するので、遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機を長寿命化することができる。更に、回転数を直接監視することで、正確に遠心クラッチ２２の断続を判別することができる。なお、回転数センサ３３としてエンジン回転数を検出する場合には、エンジン回転数をフィードバックしてスロットル制御モータを制御する構成としてもよく、この場合にはエンジンの負荷が変化しても回転数を一定に保つことができ、操作性をより向上させることもできる。また、エンジン回転数の検出には通常エンジンの点火時期の制御に用いている回転数検出装置を併用することができ、これによれば、既設の装置を用いるだけでよいため、コストの上昇を抑えながら上述の効果を得ることができる。なお、クラッチ状態判別手段３２として、所定時間Ｔ１を用いる実施形態と回転数センサ３３を用いる実施形態を別々に記載したが、この両方により遠心クラッチ２２の状態を判別するようにしても良く、この場合には一方のクラッチ状態判別手段が故障して動作不能となる事態となっても、電磁ブレーキ１１を安定して駆動させることができる。
【００４２】
また、上述の第１、第２の実施形態およびその変形例では、電磁ブレーキ１１の駆動後、エンジン制御スイッチ５が再びオフからオンになると電磁ブレーキ１１を解除している。しかし、この構成に限られるものでは無く、ステップＳ３０８で電磁ブレーキ１１を駆動した後、所定時間Ｔ３（第２の所定時間）経過後に電磁ブレーキ１１を解除するようにしても良い。なお、所定時間Ｔ３は回転刃が停止または十分低い回転数以下になるのに十分な時間である。この場合、所定時間Ｔ３経過後にエンジン回転数をアイドリング回転数から再び作業回転数に上昇させる際には、電磁ブレーキ１１は解除された状態にある。したがって、上述の場合と同様に、電磁ブレーキ１１が作動した状態で遠心クラッチ２２が接続することが無く、エンジン２０に過負荷を与えることが無くなり、遠心クラッチ２２や電磁ブレーキ１１の摩耗を抑えることができ、刈払機を長寿命化することができる。また、回転数が十分に低下する時間だけブレーキを駆動することで、必要以上のブレーキの磨耗や、ブレーキの駆動に要する動力のロスを抑えることができる。
【００４３】
さらに、図１２に示すように、回転刃駆動軸２３または回転刃２８の回転数を検出する回転刃回転数センサ３４を設けてもよい。この場合には、上述の所定時間経過後に電磁ブレーキ１１を解除する代わりに、回転刃駆動軸２３または回転刃２８が所定の回転数Ｎ２（第２の所定回転数）以下または停止するとブレーキを解除することで、上述の場合と同様の効果を得ることができる。また、直接従動軸側の回転数を監視することで、正確なタイミングで電磁ブレーキ１１を解除することができ、電磁ブレーキ１１の磨耗や動力のロスを抑えることができる。
【００４４】
なお、上述の各実施形態ではキャブレター３１のスロットルバルブをスロットル制御モータ９で駆動することによりエンジン２０の回転数を制御していた。しかし、キャブレター３１のスロットルバルブをワイヤを介してハンドル２６に設けたスロットルレバーで操作することでエンジン回転数を制御する方式でも良い。この場合、エンジン回転数制御手段としてのスロットルレバーの位置またはスロットルバルブの開度を検出する位置センサ、あるいはエンジン２０または回転刃駆動軸２３の回転数を検出する回転センサを設ける。そして、位置センサあるいは回転センサにより、エンジン２０が作業回転数からアイドリング回転数に低下されたこと、あるいはエンジン２０の回転数が遠心クラッチ２２の接続回転数から遮断回転数に低下したことを検出する。そして、検出された情報に基づいて、遠心クラッチ２２が接続状態であるか遮断状態であるかを判別することで、上述のスロットル制御モータ９を用いた場合と同じブレーキの制御を行うことができ、同じ効果を得ることができる。
【００４５】
また、上述の実施形態では、電磁ブレーキ１１を用いていたが、電磁ブレーキ１１に代えて、油圧ブレーキ等他の方式のブレーキを使用しても良い。さらに、遠心クラッチ２２の代わりに同様の特性を有する電磁クラッチ等を用いてもよい。
【００４６】
なお、本発明は刈払機への適用に限定されるものでは無く、エンジンの動力を遠心クラッチを用いて回転刃や往復刃の駆動に用いるチェンソーやヘッジトリマ等のエンジン作業機にも適用することができる。この場合、刈払機１、２０１のハンドル２６に設けられていたスロットル制御スイッチ、ブレーキスイッチをチェンソーやヘッジトリマの操作ハンドル部分に設ける等、刈払機に設けられていた構成を適宜設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る刈払機の斜視図である。
【図２】図１の刈払機の一部を拡大した断面図である。
【図３】図１の刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【図４】図１の刈払機の制御回路を示す回路図である。
【図５】図１の刈払機のブレーキの制御を示す制御フローチャートである。
【図６】図４の制御回路の変形例を示す回路図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る刈払機の斜視図である。
【図８】図７の刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【図９】図７の刈払機の制御回路を示す回路図である。
【図１０】図７の刈払機のブレーキ制御を示す制御フローチャートである。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態に係る刈払機の要部の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 刈払機
３ メインスイッチ
５ エンジン制御スイッチ
７ コントローラ
８ 回転数設定スイッチ
９ スロットル制御モータ
１１ 電磁ブレーキ
２０ エンジン
２２ 遠心クラッチ
２３ 回転刃駆動軸
３１ キャブレター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸の回転数に応じて前記エンジンの出力軸と工具が取り付けられた従動軸との間で駆動力を断続するクラッチと、
前記エンジンの駆動状態を制御するエンジン制御手段と、
前記工具の駆動を停止させるブレーキ手段と、
前記エンジン制御手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段と、
前記クラッチ状態判別手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合に前記ブレーキ手段を駆動する制御手段とを備えることを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記エンジン制御手段は、前記エンジンの回転数を制御し、
前記クラッチは、前記エンジンの回転数が第１の所定回転数以上になると接続し、
前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を前記第１の所定回転数より高い回転数から前記第１の所定回転数より低い回転数に低下させる制御後に第１の所定時間が経過すると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別することを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
【請求項３】
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサをさらに備え、
前記クラッチは、前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数以上になると接続し、
前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を低下させる際、前記エンジン回転数センサにより前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数より小さい回転数あるいは前記第１の所定回転数近傍の回転数であることが検出されると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のエンジン作業機。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後に前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を上昇させる際、前記ブレーキ手段を解除した後に前記エンジン制御手段によるエンジン回転数の制御を行わせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後、第２の所定時間経過後に前記ブレーキ手段の駆動を解除することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項６】
前記従動軸または前記工具の回転数を検出する工具回転センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記工具回転センサが前記従動軸または前記工具の停止または第２の所定回転数以下の回転数を検出した際に、前記ブレーキ手段の駆動を解除することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記ブレーキ手段を作動または解除するブレーキスイッチをさらに備え、
前記制御手段は、前記ブレーキスイッチが前記ブレーキ手段を作動するように操作された場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項８】
前記制御手段は、前記エンジン制御手段による前記エンジンの回転数を低下させる操作と前記ブレーキスイッチによる前記ブレーキ手段を作動させる操作とが第３の所定時間内に行なわれた場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させることを特徴とする請求項７に記載のエンジン作業機。
【請求項９】
前記エンジン作業機は刈払機であり、前記工具は回転刃であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項１】
エンジンの出力軸の回転数に応じて前記エンジンの出力軸と工具が取り付けられた従動軸との間で駆動力を断続するクラッチと、
前記エンジンの駆動状態を制御するエンジン制御手段と、
前記工具の駆動を停止させるブレーキ手段と、
前記エンジン制御手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったか否かを判別するクラッチ状態判別手段と、
前記クラッチ状態判別手段の出力に基づいて前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別された場合に前記ブレーキ手段を駆動する制御手段とを備えることを特徴とするエンジン作業機。
【請求項２】
前記エンジン制御手段は、前記エンジンの回転数を制御し、
前記クラッチは、前記エンジンの回転数が第１の所定回転数以上になると接続し、
前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を前記第１の所定回転数より高い回転数から前記第１の所定回転数より低い回転数に低下させる制御後に第１の所定時間が経過すると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別することを特徴とする請求項１に記載のエンジン作業機。
【請求項３】
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサをさらに備え、
前記クラッチは、前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数以上になると接続し、
前記クラッチ状態判別手段は、前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を低下させる際、前記エンジン回転数センサにより前記エンジンの回転数が前記第１の所定回転数より小さい回転数あるいは前記第１の所定回転数近傍の回転数であることが検出されると、前記クラッチが接続状態から遮断状態になったと判別することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のエンジン作業機。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後に前記エンジン制御手段により前記エンジンの回転数を上昇させる際、前記ブレーキ手段を解除した後に前記エンジン制御手段によるエンジン回転数の制御を行わせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ブレーキ手段が駆動した後、第２の所定時間経過後に前記ブレーキ手段の駆動を解除することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項６】
前記従動軸または前記工具の回転数を検出する工具回転センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記工具回転センサが前記従動軸または前記工具の停止または第２の所定回転数以下の回転数を検出した際に、前記ブレーキ手段の駆動を解除することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項７】
前記ブレーキ手段を作動または解除するブレーキスイッチをさらに備え、
前記制御手段は、前記ブレーキスイッチが前記ブレーキ手段を作動するように操作された場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【請求項８】
前記制御手段は、前記エンジン制御手段による前記エンジンの回転数を低下させる操作と前記ブレーキスイッチによる前記ブレーキ手段を作動させる操作とが第３の所定時間内に行なわれた場合に、前記クラッチ状態判別手段の判別結果にかかわらず、前記ブレーキ手段を作動させることを特徴とする請求項７に記載のエンジン作業機。
【請求項９】
前記エンジン作業機は刈払機であり、前記工具は回転刃であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のエンジン作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１２４７００（Ｐ２０１０−１２４７００Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９９３１７（Ｐ２００８−２９９３１７）
【出願日】平成２０年１１月２５日（２００８．１１．２５）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２５日（２００８．１１．２５）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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