芝刈機
【課題】小型な芝刈機を提供する。
【解決手段】芝刈機は、車輪（前車輪、後車輪）１６，１７を有し、少なくとも所定の前方に移動可能な本体１０と、本体１０に設けられ、回転子５３、固定子５４、及び出力軸５２を有し、出力軸５２の軸線７が略鉛直に配置された電動モータ５０と、出力軸５２に接続された回転刃４０と、本体１０から離間して配置されたハンドルと、本体１０とハンドルとを接続する接続部（伸縮パイプ）と、を備える。回転子５３は、出力軸５２の軸線７方向視において出力軸５２を中心として円周方向に配列された略環状の複数のコイルを有するコイルディスクを備える。固定子５４は、コイルディスクを出力軸５２の軸線７方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段を備える。
【解決手段】芝刈機は、車輪（前車輪、後車輪）１６，１７を有し、少なくとも所定の前方に移動可能な本体１０と、本体１０に設けられ、回転子５３、固定子５４、及び出力軸５２を有し、出力軸５２の軸線７が略鉛直に配置された電動モータ５０と、出力軸５２に接続された回転刃４０と、本体１０から離間して配置されたハンドルと、本体１０とハンドルとを接続する接続部（伸縮パイプ）と、を備える。回転子５３は、出力軸５２の軸線７方向視において出力軸５２を中心として円周方向に配列された略環状の複数のコイルを有するコイルディスクを備える。固定子５４は、コイルディスクを出力軸５２の軸線７方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを駆動源とする芝刈機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪を有する本体に設けられた電動モータと、電動モータに駆動される回転刃と、本体から上方かつ後方に離間して設けられたハンドルと、本体とハンドルとを接続する接続部と、回転刃が刈り取った芝が集められる集草ケースと、を備える芝刈機が知られている。このような芝刈機は、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献１の芝刈機では、集草ケースは本体の後方に配置されている。また、特許文献２の芝刈機では、集草ケースは接続部に取り付けられ、上下方向に長く構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１９４２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
芝刈機は、操作性、運搬性、収納性の観点から、全体のサイズがより小さいことが望ましい。ところが、電動モータを駆動源とする芝刈機では、一般的に、回転刃の側面と地面とが略平行となるように、電動モータの出力軸が鉛直に配置されている。そのため、本体の高さを抑制することに限界があった。
【０００６】
また、特許文献１の芝刈機のように、集草ケースが本体の後方に配置された芝刈機では、前後方向のサイズが大きくなるため、障害物がある場所や狭い場所における操作性が悪かった。
【０００７】
一方、特許文献２の芝刈機のように、集草ケースが接続部に取り付けられ、上下方向に長く構成された芝刈機では、前後方向のサイズが比較的小さい。しかし、集草ケースには刈り取られた芝を上方に搬送するための通路を併設する必要があることに加え、集草ケース又は通路を接続部の後方に大きく突出させると操作性が損なわれることから、集草ケースの容量に限界があった。また、集草ケースを本体の上方に配置しようとすると、上述のように、本体の高さを抑制することが困難であるため、同様に集草ケースの容量を大きくすることができないという課題があった。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明は、小型な芝刈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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る芝刈機は、
車輪を有し、少なくとも所定の前方に移動可能な本体と、
前記本体に設けられ、回転子と、固定子と、前記回転子と同軸一体に設けられた出力軸と、を有し、前記出力軸の軸線が略鉛直に配置された電動モータと、
前記出力軸に接続された回転刃と、
前記本体から離間して配置されたハンドルと、
前記本体と前記ハンドルとを接続する接続部と、を備え、
前記回転子と前記固定子との何れか一方は、前記出力軸の軸線方向視において前記出力軸を中心として円周方向に配列された略環状の複数のコイルを有する円板状のコイルディスクを備え、
前記回転子と前記固定子との何れか他方は、前記コイルディスクを前記出力軸の軸線方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
上記芝刈機は、例えば、
本体の上方に配置された集草ケースと、
前記出力軸に接続され、前記回転刃の近傍から前記集草ケースの内部に向かう空気の流れを生成するファンと、を更に備えていても良い。
【００１１】
例えば、前記集草ケースは、前記本体に載置されていても良い。
【００１２】
また、例えば、前記集草ケースは、前記接続部の前方に配置されていても良い。
【００１３】
例えば、前記コイルディスクは、前記コイルの導体パターンが形成されたプリント配線板から構成されていても良い。
【００１４】
例えば、前記磁束発生手段は、マグネットを備えていても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電動モータを有する本体の高さを抑制することにより、小型な芝刈機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る芝刈機を示す上面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図。
【図３】図２に示された本体及び集草バッグを拡大して示す断面図。
【図４】図２に示されたモータを拡大して示す断面図。
【図５】図４に示された回転子及び出力軸を分解して示す断面図。
【図６】図５に示されたコイル・コミュテータディスクの導体パターンを示す下面図。
【図７】図５に示されたコイルディスクの導体パターンを示す下面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る芝刈機を示す断面図。
【図９】図４に示されたモータの変形例を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
初めに、図１〜図３を参照して、第１の実施形態に係る芝刈機１について説明する。なお、特に断らない限り、図１〜図３における右方、左方を、それぞれ芝刈機１の前方、後方とする。また、図１における上方、下方を、それぞれ芝刈機１の左方、右方とする。
【００１９】
図１及び図２に示すように、芝刈機１は、本体１０と、本体１０に接続された左右一対の伸縮パイプ（接続部）２０と、伸縮パイプ２０の先端に取り付けられたハンドル２５と、本体１０に載置された集草バッグ（集草ケース）３０と、を備える。
【００２０】
図３に示すように、本体１０は、主に、ハウジング１１と、上カバー１２と、下カバー１３と、回転刃保護カバー１４と、左右一対の前車輪１６と、後車輪１７と、回転刃４０と、ファン４５と、電動モータ（以下、モータ）５０と、高さ調整機構１５と、を備えている。
【００２１】
ハウジング１１は、モータ５０の回転軸（出力軸５２の軸線７）が略鉛直となるように、モータ５０を固定している。上カバー１２は、モータ５０を上方から覆うように、ハウジング１１の上部に取り付けられている。下カバー１３は、モータ５０の出力軸５２に取り付けられた回転刃４０の後方において、ハウジング１１の下部に取り付けられている。回転刃保護カバー１４は、回転刃４０を下方から覆うように、ハウジング１１に取り付けられている。
【００２２】
ハウジング１１と回転刃保護カバー１４とは、回転刃４０の前方の周縁部が露出するように、本体１０の前方に向けて開口する前開口部１９ａを画成している。
【００２３】
ハウジング１１と下カバー１３とは、前開口部１９ａに連続する刈芝搬送通路１８と、本体１０の後方に向けて開口する後開口部１９ｂと、を画成している。刈芝搬送通路１８は、回転刃４０の後端部の近傍から、後方に向かって通路面積を拡大しながら、後開口部１９ｂまで形成されている。
【００２４】
前車輪１６は、本体１０の前端部において、左右方向に延在する前車軸１６ａの回りに回動可能に支持されている。前車軸１６ａは、高さ調整機構１５を介して、ハウジング１１の前端部に取り付けられている。
【００２５】
後車輪１７は、前車輪１６よりも小径のローラから構成されており、本体１０の後端部に取り付けられている。
【００２６】
回転刃４０とファン４５とは、モータ５０の出力軸５２に取り付けられており、本体１０のハウジング１１と回転刃保護カバー１４との間に収容されている。回転刃４０は、モータ５０の動力を受けて回転することにより、周縁部に形成された図略の複数の刃で芝を刈り取ることができる。ファン４５は、モータ５０の動力を受けて回転することにより、本体１０の前開口部１９ａから刈芝搬送通路１８を通って後開口部１９ｂに向かう空気の流れを生成することができる。
【００２７】
高さ調整機構１５は、ハウジング１１と前車軸１６ａとを連結するアーム１５ａと、アーム１５ａの角度を調整するためのレバー１５ｂと、から構成されている。レバー１５ｂを上下にスライドすることにより、前車軸１６ａとハウジング１１との相対高さを調整することができ、従って回転刃４０の地面からの高さを調整することができる。
【００２８】
図２に示すように、伸縮パイプ２０は、本体１０の前車輪１６と後車輪１７との間においてハウジング１１に回動可能に支持されており、本体１０に対して前後方向に傾動することができる。なお、伸縮パイプ２０は、相互に摺動可能に嵌合した２本のパイプから構成されており、図２では縮めた状態を示すが、使用時には伸ばすことができる。
【００２９】
ハンドル２５は、伸縮パイプ２０の先端部に取り付けられている。ハンドル２５には、商用電源に接続される電源コード２６、モータ５０を駆動／停止するための図略のスイッチ、モータ５０に直流電圧を印加する図略の電源回路、等が設けられている。なお、電源回路とモータ５０とは、伸縮パイプ２０に沿って配設された配線２８（図１参照）により接続されている。ハンドル２５は、伸縮パイプ２０と一体に傾動することができ、使用時には、図２に示すように、本体１０の上方かつ後方に配置される。
【００３０】
図３に示すように、集草バッグ３０は、本体１０の刈芝搬送通路１８に連続すると共に本体１０の上方に向かって湾曲した刈芝導入通路３１を有し、本体１０の後開口部１９ｂに着脱可能に接続されると共に本体１０に載置されている。集草バッグ３０の上面には、取っ手３２が設けられている。
【００３１】
次に、図４乃至図７を参照して、モータ５０について詳細に説明する。
【００３２】
モータ５０は、いわゆる整流子モータであり、図４に示すように、モータハウジング５１と、出力軸５２と、回転子５３と、固定子５４と、一対の摺動子５５と、から構成されている。
【００３３】
モータハウジング５１は、ハウジング１１に固定されている。
【００３４】
出力軸５２は、モータハウジング５１、ハウジング１１に設けられた上下一対の軸受５７，５８により、回転可能に支持されている。出力軸５２の下端部には、上述のように、回転刃４０とファン４５とが取り付けられる。
【００３５】
回転子５３は、出力軸５２と同軸一体に設けられ、軸線７を中心とする円盤状に形成されている。回転子５３は、図５に示すように、フランジ６１と、コイル・コミュテータディスク６２と、４つのコイルディスク６３と、から構成されている。
【００３６】
フランジ６１は、アルミニウム合金から形成されており、軸線７を中心とする円筒状の固定部６１ａと、軸線７と略垂直に固定部６１ａの外周面から延出する円板状の支持部６１ｂと、から構成されている。フランジ６１は、固定部６１ａと出力軸５２とが嵌合して回り止め固定されることにより、出力軸５２と一体に回転する。
【００３７】
コイル・コミュテータディスク６２とコイルディスク６３とは、絶縁体基板と導体パターンとから構成されたプリント配線板である。コイル・コミュテータディスク６２とコイルディスク６３とは、軸線７を中心として略等しい内径と外径とを有する円板状に形成されており、コイル・コミュテータディスク６２を最下層として、フランジ６１の支持部６１ｂの下面に積層されている。
【００３８】
コイル・コミュテータディスク６２の下面には、コミュテータ（整流子）の導体パターンが形成されたコミュテータ領域８０と、コイルの導体パターンが形成されたコイル領域９０ａと、が設けられている。コミュテータ領域８０とコイル領域９０ａとは、それぞれ軸線７を中心とする円環状に設けられ、コミュテータ領域８０の外周側にコイル領域９０ａが配置されている。また、コイル・コミュテータディスク６２の上面には、コイルの導体パターンを形成するためのコイル領域９０ｂが設けられている。コイル領域９０ｂは、軸線７を中心とする円環状に設けられ、軸線７方向視においてコイル領域９０ａと重なり合うように配置されている。
【００３９】
図６に示すように、コイル・コミュテータディスク６２下面のコミュテータ領域８０には、導体パターンにより、コミュテータ８１が形成されている。コミュテータ８１は、軸線７を中心として放射状に形成された複数のコミュテータ片８２から構成されている。なお、各コミュテータ片８２の外側端部には、コイル・コミュテータディスク６２を貫通するスルーホール８３ａが形成されている。
【００４０】
また、コイル・コミュテータディスク６２下面のコイル領域９０ａには、導体パターンにより、軸線７を中心として放射状に形成された複数のコイル片９２ａが形成されている。各コイル片９２ａの内側端部は、対応するコミュテータ片８２に直接に接続されて形成されている。また、各コイル片９２ａの外側端部は、軸線７回りの所定方向に曲折して形成されている。なお、各コイル片９２ａの外側端部には、コイル・コミュテータディスク６２を貫通する複数のスルーホール９３ａが形成されている。
【００４１】
コイル・コミュテータディスク６２上面のコイル領域９０ｂ（図５参照）には、図６に示されたコイル領域９０ａと略同様の導体パターンにより、軸線７を中心として放射状に形成された図略の複数のコイル片が形成されている。図略の各コイル片の外側端部は、スルーホール９３ａに充填された半田を介して、コイル領域９０ａの対応するコイル片９２ａに接続されている。また、図略の各コイル片の内側端部は、スルーホール８３ａに充填された半田を介して、コミュテータ領域８０の対応するコミュテータ片８２に接続されている。これにより、コイル領域９０ａの複数のコイル片９２ａとコイル領域９０ｂの図略の複数のコイル片とは、軸線７方向視において略環状（略コ字状）に形成された複数のコイル９１ａを構成している。複数のコイル９１ａは、軸線７を中心として周方向に配列されている。また、各コイル９１ａの端末は、コミュテータ領域８０の対応するコミュテータ片８２に接続されている。
【００４２】
図５に示すように、コイルディスク６３の下面及び上面には、コイルの導体パターンが形成されたコイル領域９０ｃ，９０ｄが、それぞれ設けられている。コイル領域９０ｃ，９０ｄは、それぞれ軸線７を中心とする円環状に設けられ、軸線７方向視においてコイル・コミュテータディスク６２のコイル領域９０ａ，９０ｂと重なり合うように配置されている。
【００４３】
コイルディスク６３のコイル領域９０ｃ，９０ｄには、コイル・コミュテータディスク６２のコイル領域９０ａ，９０ｂと略同様の導体パターンが形成されている。コイルディスク６３下面のコイル領域９０ｃには、図７に示すように、軸線７を中心として放射状に形成された複数のコイル片９２ｃが形成されている。また、コイルディスク６３上面のコイル領域９０ｄには、コイル領域９０ｃと略同様の導体パターンにより、図略の複数のコイル片が形成されている。コイル領域９０ｃの複数のコイル片９２ｃとコイル領域９０ｄの図略の複数のコイル片とは、コイルディスク６３を貫通するスルーホール８３ｃ，９３ｃに充填された半田を介してそれぞれ接続され、軸線７方向視において略環状（略コ字状）に形成された複数のコイル９１ｃを構成している。複数のコイル９１ｃは軸線７を中心として周方向に配列されている。また、各コイル９１ｃの端末は、コイル・コミュテータディスク６２のスルーホール８３ａに充填された半田を介して、コミュテータ領域８０の対応するコミュテータ片８２に接続されている。
【００４４】
なお、図６に示すように、コイル・コミュテータディスク６２のコミュテータ領域８０及びコイル領域９０ａの導体パターンは、同一のプリント配線上に形成されている。また、図５に示すように、コイル・コミュテータディスク６２のコミュテータ領域８０及びコイル領域９０ａの導体パターンは、後述する摺動子５５との摩耗による損傷を防止するため、コイル領域９０ｂ及びコイルディスク６３のコイル領域９０ｃ，９０ｄよりも、厚く形成されている。
【００４５】
上述のコイル・コミュテータディスク６２とコイルディスク６３とは、図略の絶縁層を介して、例えば、コイル９１ａ，９１ｃが軸線７方向視において重なり合うように、あるいはコイル９１ａ，９１ｃが軸線７回りに所定の角度を有して配列されるように、積層されている。
【００４６】
図４に示すように、固定子５４は、永久磁石であるマグネット７１と、上下一対のヨーク７２，７３と、から構成されている。マグネット７１は、図示は省略するが、軸線７の周囲に複数配列されている。一対のヨーク７２，７３は、鉄等の磁性体から円環板状に形成されており、モータハウジング５１に固定されている。ヨーク７２は、回転子５３の上面と対向するように、詳細にはコイルディスク６３のコイル領域９０ｄ（図５参照）と対向するように、配置されている。ヨーク７３は、回転子５３の下面と対向するように、詳細にはコイル・コミュテータディスク６２のコイル領域９０ａ（図５参照）と対向するように、配置されている。マグネット７１は、回転子５３の上面と対向するように、ヨーク７２の上面に固着されている。従って、一対のヨーク７２，７３は、マグネット７１が発生する磁束がコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３を軸線７方向に通過するように、磁路を形成している。なお、マグネット７１及びヨーク７２，７３は、磁束発生手段を構成している。
【００４７】
一対の摺動子５５は、回転子５３の下面に摺接するように、詳細にはコイル・コミュテータディスク６２の一対のコミュテータ片８２（図６参照）に摺接するように、モータハウジング５１に固定された一対の摺動子ホルダ５９に保持され、軸線７を挟んで配置されている。摺動子５５は、摺動子ホルダ５９に設けられた図略の付勢手段により、軸線７方向から回転子５３の下面に向けて付勢されている。なお、摺動子５５は、電気伝導性を有するカーボンから形成されており、上述の配線２８（図１参照）を介して、上述のハンドル２５に設けられた図略の電源回路に接続されている。
【００４８】
次に、上述のモータ５０及びこれを備える芝刈機１の動作について説明する。
【００４９】
ハンドル２５に設けられた図略のスイッチをＯＮすると、図略の電源回路からモータ５０の一対の摺動子５５に所定の直流電圧が印加される。
【００５０】
モータ５０の一対の摺動子５５に印加された電圧は、コミュテータ８１を介して、固定子５４が発生する磁束を通過する回転子５３のコイル９１ａ，９１ｃに印加される。電圧が印加されたコイル９１ａ，９１ｃには、固定子５４が発生する磁束と垂直方向かつ軸線７と直交方向に電流が流れることから、軸線７を中心とする回転力が発生する。従って、回転子５３、回転子５３に固定された出力軸５２、及び出力軸５２に取り付けられた回転刃４０及びファン４５が、軸線７を回転軸として一体に回転する。
【００５１】
次に、ハンドル２５を前方に押すと、芝刈機１は、本体１０の前車輪１６及び後車輪１７の回転に伴って前方に移動する。このとき、回転刃４０は、進路上の芝を略一定の高さに刈り取りながら移動する。また、ファン４５は、本体１０の前開口部１９ａから刈芝搬送通路１８を通って後開口部１９ｂに向かう空気の流れを生成し、回転刃４０が刈り取った芝を集草バッグ３０に搬送する。
【００５２】
上記構成のモータ５０は、出力軸５２の軸線７を中心として円周方向に配列されたコイル９１ａ，９１ｃを有する円板状のコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３から構成された回転子５３と、コイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３を軸線７方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段（マグネット７１及びヨーク７２，７３）から構成された固定子５４と、を備える。従って、モータ５０は、従来の芝刈機のモータと比較して、出力軸５２の軸線７方向の幅が抑制された扁平かつ小型な形状を有する。
【００５３】
また、モータ５０の回転子５３を構成するコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３は、コイル９１ａ，９１ｃの導体パターンが形成されたプリント配線板から構成されている。従って、鉄等の磁性体から形成されたコアに巻回されたコイルを有するモータと比較して、回転子５３が軽量であることから、モータ５０は軽量であると共に起動が早い。また、回転子５３がコイルエンド（コアに巻回されたコイルにおいて、コアからはみ出す屈曲部分）を要しないことから、モータ５０はより扁平かつ小型に構成されるほか、コイル９１ａ，９１ｃの発熱が抑制される。さらに、回転子５３の表面積、すなわち放熱面積が大きいことから、モータ５０はコイル９１ａ，９１ｃの冷却能力に優れる。従って、コイル９１ａ，９１ｃの過熱によるモータ５０の出力低下が抑制される。
【００５４】
以上説明したように、上記構成の芝刈機１によれば、上述の扁平かつ小型なモータ５０を採用することにより、本体１０の高さを抑制することができる。
【００５５】
従って、集草バッグ３０を本体１０の上方に配置することにより、芝刈機１の高さを抑制しながら、芝刈機１の前後方向の長さを抑制することや、集草バッグ３０の容量を増大することができる。芝刈機１の前後方向の長さを抑制することにより、障害物のある場所や、狭い場所における操作性を向上すると共に、運搬性及び収納性を向上することができる。また、集草バッグ３０を本体１０に載置することにより、集草バッグ３０を安定して支持することが可能になる共に、集草バッグ３０の容量を更に増大することが可能となる。そして、集草バッグ３０の容量を増大することにより、集草バッグ３０に集められた芝を廃棄する頻度を低減し、作業性を向上することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、図８を参照して、第２の実施形態に係る芝刈機１０１について説明する。ただし、第１の実施形態の芝刈機１と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、特に断らない限り、図８における右方、左方を、それぞれ芝刈機１０１の前方、後方とする。
【００５７】
芝刈機１０１は、本体１１０と、本体１１０に接続された左右一対の伸縮パイプ１２０と、伸縮パイプ１２０の先端に配置されたハンドル１２５と、本体１１０に載置された集草バッグ（集草ケース）１３０と、を備える。
【００５８】
本体１１０は、主に、ハウジング１１１と、左右一対の車輪１１６と、ブレード１４０と、ファン１４５と、第１の実施形態に示したモータ５０と、高さ調整機構１１５と、を備えている。
【００５９】
ハウジング１１１は、複数のケースやカバー等から構成されており、モータ５０の回転軸（出力軸の軸線７）が略鉛直となるように、モータ５０を収容している。また、ハウジング１１１は、モータ５０の出力軸５２に取り付けられたファン１４５を収容している。
【００６０】
ハウジング１１１には、ファン１４５の下方において、本体１０の下方に向けて開口する下開口部１１９ａが形成されている。また、ハウジング１１１には、ファン１４５の近傍から上方に延在する刈芝搬送通路１１８が形成されている。また、ハウジング１１１には、刈芝搬送通路１１８の上端部において、本体１１０の前方に向けて開口する上開口部１１９ｂが形成されている。
【００６１】
車輪１１６は、左右方向に延在する車軸１１６ａの回りに回動可能に軸支されている。
【００６２】
ブレード１４０は、軸線７の前方に配置され、上下方向に互いに重なり合う固定刃１４０ａと回転刃１４０ｂとから構成されている。固定刃１４０ａは、周縁部の一部に配列された図略の複数の刃を有して略円板状に形成されており、複数の刃を前方に向けると共に地面と略水平となるように、ハウジング１１１の下部に取り付けられている。回転刃１４０ｂは、固定刃１４０ａの周縁部と略等しい外径を有すると共に、周縁部に配列された図略の複数の刃を有して円板状に形成されており、図略の複数の歯車を介してモータ５０の出力軸５２に接続されている。ブレード１４０は、固定刃１４０ａと、モータ５０の動力を受けて回転する回転刃１４０ｂと、の相対回転に伴って、それぞれの刃に挟まれる芝を刈り取ることができる。
【００６３】
ファン１４５は、モータ５０の動力を受けて回転することにより、ハウジング１１１の下開口部１１９ａから、刈芝搬送通路１１８を通って、上開口部１１９ｂに向かう空気の流れを生成することができる。
【００６４】
高さ調整機構１１５は、ハウジング１１１に上下方向に摺動可能に支持されたロッド１１５ａと、ロッド１１５ａの下端部に設けられた接地部１１５ｂと、ロッド１１５ａの上端部に設けられたラック１１５ｃと、ハウジング１１１に回動可能に支持され、ラック１１５ｃと噛合するピニオン１１５ｄと、から構成されている。ピニオン１１５ｄを外部から回動させることにより、接地部１１５ｂとブレード１４０との相対高さを調整することができ、従ってブレード１４０の地面からの高さを調整することができる。なお、ロッド１１５ａは、回転刃１４０ｂに接続された筒状の軸受１４１に挿通され、ブレード１４０と同軸に配置されている。
【００６５】
伸縮パイプ１２０は、本体１１０の後端部において、ハウジング１１１に回動可能に支持されており、本体１１０に対して前後方向に傾動することができる。なお、伸縮パイプ１２０は、運搬時や収納時には、図８に示すように、略鉛直に配置されると共に長さが縮められる。
【００６６】
ハンドル１２５は、伸縮パイプ１２０の先端部に取り付けられている。ハンドル１２５には、電源コード１２６、モータ５０を駆動／停止するためのスイッチ１２７、モータ５０に直流電圧を印加する図略の電源回路、等が設けられている。電源回路とモータ５０とは、配線１２８により接続されている。
【００６７】
集草バッグ１３０は、本体１１０の刈芝搬送通路１１８に連続する刈芝導入部１３１を有し、本体１１０の上開口部１１９ｂに接続されると共に本体１１０に載置されている。なお、集草バッグ１３０は、前後方向の厚みを抑え、上下方向に長く形成されているため、第１の実施形態とは異なり、伸縮パイプ１２０が略鉛直に配置された状態であっても、伸縮パイプ１２０より後方に突出せず、伸縮パイプ１２０より前方に配置されている。さらに、集草バッグ１３０は、本体１１０より前方及び後方に突出せず、かつハンドル１２５より上方に突出することもない。従って、芝刈機１は、運搬時や収納時には、容易にコンパクトにまとめることができる。また、集草バッグ１３０は、本体１１０の上面に設けられたラッチ部１１２と係合することで取り付けることが可能であり、上方から着脱可能に構成されている。
【００６８】
次に、上述の芝刈機１０１の動作について説明する。
【００６９】
ハンドル１２５に設けられたスイッチ１２７をＯＮすると、図略の電源回路からモータ５０に所定の直流電圧が印加され、モータ５０の出力軸５２と、出力軸５２に取り付けられたファン１４５と、出力軸５２に図略の減速機構を介して接続された回転刃１４０ｂと、が回転する。
【００７０】
次に、ハンドル１２５を前方に押すと、芝刈機１０１は、本体１１０の車輪１１６の回転に伴って前方に移動する。このとき、ブレード１４０は、進路上の芝を略一定の高さに刈り取りながら移動する。また、ファン１４５は、本体１１０の下開口部１１９ａから刈芝搬送通路１１８を通って上開口部１１９ｂに向かう空気の流れを生成し、ブレード１４０が刈り取った芝を集草バッグ１３０に搬送する。
【００７１】
上記構成の芝刈機１０１によれば、上述の扁平かつ小型なモータ５０を採用することにより、第１の実施形態の芝刈機１と同様に、本体１１０の高さを抑制することができる。
【００７２】
従って、集草バッグ１３０を本体１１０の上方に配置することにより、第１の実施形態の芝刈機１と同様に、芝刈機１０１の高さを抑制しながら、芝刈機１０１の前後方向の長さを抑制することや、集草バッグ１３０の容量を増大することができる。
【００７３】
さらに、集草バッグ１３０を本体１１０に載置することで、集草バッグ１３０を安定して支持することが可能となると共に、集草バッグ１３０の容量をさらに増大することが可能となる。また、集草バッグ１３０は、本体１１０の上面に設けられたラッチ部１１２に取り付けられるため、着脱作業を容易に行うことができる。
【００７４】
また、集草バッグ１３０を、伸縮パイプ１２０より後方に突出しないように、伸縮パイプ２０の前方に配置することにより、集草バッグ３０の容量を維持しながら、芝刈機１０１の全体のサイズをより抑制することができる。従って、作業性を損なうことなく、操作性、運搬性、及び収納性をより向上することができる。
【００７５】
（変形例）
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形をしたものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７６】
例えば、本発明に係るコイルディスクに形成されるコイルの形態、及び本発明に係る磁束発生手段の磁極の配置等は、整流子モータを構成することができるならば、任意に変更可能である。
【００７７】
また、本発明に係る磁束発生手段は、マグネットを備えるものに限定されず、コイルディスクをモータの出力軸の軸線方向に通過する磁束を発生することができるならば、例えば、コイルを備えるものであっても良い。
【００７８】
また、第１及び第２の実施形態の芝刈機１，１０１は、コイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３を有する回転子５３と、磁束発生手段（マグネット７１及びヨーク７２，７３）を有する固定子５４と、から構成された整流子モータであるモータ５０を備えていたが、本発明に係る芝刈機はこれに限定されるものではなく、例えば、マグネットを有する回転子と、コイルディスクを有する固定子と、から構成されたブラシレスモータを備えていても良い。
【００７９】
また、第１及び第２の実施形態のモータ５０は、コイル・コミュテータディスク６２の下面に導体パターンにより形成されたコミュテータ８１を備えていたが、本発明に係る電動モータはこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示すモータ２５０のように、コイルディスク６３の下面に配置された円筒状のコミュテータ２８１を備えていても良い。モータ２５０のコミュテータ２８１は、軸線７を中心として周方向に配列された複数のコミュテータ片２８２から構成されており、各コミュテータ片２８２は、コイルディスク６３の対応するコイル９１ｃと電気的に接続されている。また、一対の摺動子５５は、軸線７と略直交する方向から、コミュテータ２８１の外周面に摺接するように配置されている。コミュテータ２８１は、導体パターンにより形成されたコミュテータ２８１と比較して、摺動子５５から受ける荷重やコイルディスク６３の歪み等に伴う面振れを生じにくいため、摺動子５５との接続の安定性に優れ、整流性能に優れる。また、機械加工等により形成されるコミュテータ片２８２は、導体パターンにより形成されるコミュテータ片８２と比較して、容易に厚く形成することができるため、摺動子５５との摩耗による損傷が抑制される。更に、摺動子５５が軸線７と略直交方向に延びるよう配置されるため、摺動子５５の長さはモータ２５０の高さ及び芝刈機の高さに影響を及ぼさない。従って、モータ２５０の高さを維持しながら、摺動子５５の長さを増大し、摺動子５５の寿命を長くすることができる。従って、上記構成のモータ２５０によれば、第１及び第２の実施形態のモータ５０と比較して、モータ２５０の高さを抑えたまま、高効率かつ長寿命なモータ２５０を容易に実現することができる。
【００８０】
また、第１及び第２の実施形態のコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３は、プリント配線板から構成されていたが、本発明に係るコイルディスクはこれに限定されず、例えば、円板状に配列された複数の薄型コイル等から構成されていても良い。
【００８１】
また、第１及び第２の実施形態の集草バッグ（集草ケース）３０，１３０は、本体１０，１１０に載置されていたが、本発明に係る集草ケースはこれに限定されず、本体の上方に位置するように、伸縮パイプ等の接続部に設けられていても良い。このようにしても、モータ及び本体の高さが抑制されているため、集草ケースの容量を増大することができる。
【００８２】
また、第１及び第２の実施形態及び変形例に示された構成を組み合わせても良い。
【００８３】
その他、各構成の材質、形状、数量、配置等についても、本発明の目的を達成することが可能な範囲において、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 芝刈機
１０ 本体
１１ ハウジング
１２ 上カバー
１３ 下カバー
１４ 回転刃保護カバー
１５ 高さ調整機構
１５ｂ アーム
１５ｃ レバー
１６ 前車輪
１６ａ 前車軸
１７ 後車輪
１８ 刈芝搬送通路
１９ａ 前開口部
１９ｂ 後開口部
２０ 伸縮パイプ（接続部）
２５ ハンドル
２６ 電源コード
２７ スイッチ
２８ 配線
３０ 集草バッグ（集草ケース）
３１ 刈芝導入通路
３２ 取っ手
４０ 回転刃
４５ ファン
５０ 電動モータ
５１ モータハウジング
５２ 出力軸
５３ 回転子
５４ 固定子
５５ 摺動子
５７，５８ 軸受
５９ 摺動子ホルダ
６１ フランジ
６１ａ 固定部
６１ｂ 支持部
６２ コイル・コミュテータディスク
６３ コイルディスク
７１ マグネット
７２，７３ ヨーク
８０ コミュテータ領域
８１ コミュテータ
８２ コミュテータ片
８３ａ，８３ｃ スルーホール
９０ａ〜９０ｄ コイル領域
９１ａ，９１ｃ コイル
９２ａ，９２ｃ コイル片
９３ａ，９３ｃ スルーホール
１０１ 芝刈機
１１０ 本体
１１１ ハウジング
１１２ ラッチ部
１１５ 高さ調整機構
１１５ａ ロッド
１１５ｂ 接地部
１１５ｃ ラック
１１５ｄ ピニオン
１１６ 車輪
１１６ａ 車軸
１１８ 刈芝搬送通路
１１９ａ 下開口部
１１９ｂ 上開口部
１２０ 伸縮パイプ（接続部）
１２５ ハンドル
１２６ 電源コード
１２７ スイッチ
１２８ 配線
１３０ 集草バッグ（集草ケース）
１３１ 刈芝導入部
１４０ ブレード
１４０ａ 固定刃
１４０ｂ 回転刃
１４１ 軸受
１４５ ファン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを駆動源とする芝刈機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪を有する本体に設けられた電動モータと、電動モータに駆動される回転刃と、本体から上方かつ後方に離間して設けられたハンドルと、本体とハンドルとを接続する接続部と、回転刃が刈り取った芝が集められる集草ケースと、を備える芝刈機が知られている。このような芝刈機は、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献１の芝刈機では、集草ケースは本体の後方に配置されている。また、特許文献２の芝刈機では、集草ケースは接続部に取り付けられ、上下方向に長く構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１９４２８号公報
【特許文献２】特開２００４−１５９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
芝刈機は、操作性、運搬性、収納性の観点から、全体のサイズがより小さいことが望ましい。ところが、電動モータを駆動源とする芝刈機では、一般的に、回転刃の側面と地面とが略平行となるように、電動モータの出力軸が鉛直に配置されている。そのため、本体の高さを抑制することに限界があった。
【０００６】
また、特許文献１の芝刈機のように、集草ケースが本体の後方に配置された芝刈機では、前後方向のサイズが大きくなるため、障害物がある場所や狭い場所における操作性が悪かった。
【０００７】
一方、特許文献２の芝刈機のように、集草ケースが接続部に取り付けられ、上下方向に長く構成された芝刈機では、前後方向のサイズが比較的小さい。しかし、集草ケースには刈り取られた芝を上方に搬送するための通路を併設する必要があることに加え、集草ケース又は通路を接続部の後方に大きく突出させると操作性が損なわれることから、集草ケースの容量に限界があった。また、集草ケースを本体の上方に配置しようとすると、上述のように、本体の高さを抑制することが困難であるため、同様に集草ケースの容量を大きくすることができないという課題があった。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明は、小型な芝刈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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る芝刈機は、
車輪を有し、少なくとも所定の前方に移動可能な本体と、
前記本体に設けられ、回転子と、固定子と、前記回転子と同軸一体に設けられた出力軸と、を有し、前記出力軸の軸線が略鉛直に配置された電動モータと、
前記出力軸に接続された回転刃と、
前記本体から離間して配置されたハンドルと、
前記本体と前記ハンドルとを接続する接続部と、を備え、
前記回転子と前記固定子との何れか一方は、前記出力軸の軸線方向視において前記出力軸を中心として円周方向に配列された略環状の複数のコイルを有する円板状のコイルディスクを備え、
前記回転子と前記固定子との何れか他方は、前記コイルディスクを前記出力軸の軸線方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段を備える、
ことを特徴とする。
【００１０】
上記芝刈機は、例えば、
本体の上方に配置された集草ケースと、
前記出力軸に接続され、前記回転刃の近傍から前記集草ケースの内部に向かう空気の流れを生成するファンと、を更に備えていても良い。
【００１１】
例えば、前記集草ケースは、前記本体に載置されていても良い。
【００１２】
また、例えば、前記集草ケースは、前記接続部の前方に配置されていても良い。
【００１３】
例えば、前記コイルディスクは、前記コイルの導体パターンが形成されたプリント配線板から構成されていても良い。
【００１４】
例えば、前記磁束発生手段は、マグネットを備えていても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電動モータを有する本体の高さを抑制することにより、小型な芝刈機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る芝刈機を示す上面図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図。
【図３】図２に示された本体及び集草バッグを拡大して示す断面図。
【図４】図２に示されたモータを拡大して示す断面図。
【図５】図４に示された回転子及び出力軸を分解して示す断面図。
【図６】図５に示されたコイル・コミュテータディスクの導体パターンを示す下面図。
【図７】図５に示されたコイルディスクの導体パターンを示す下面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る芝刈機を示す断面図。
【図９】図４に示されたモータの変形例を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
初めに、図１〜図３を参照して、第１の実施形態に係る芝刈機１について説明する。なお、特に断らない限り、図１〜図３における右方、左方を、それぞれ芝刈機１の前方、後方とする。また、図１における上方、下方を、それぞれ芝刈機１の左方、右方とする。
【００１９】
図１及び図２に示すように、芝刈機１は、本体１０と、本体１０に接続された左右一対の伸縮パイプ（接続部）２０と、伸縮パイプ２０の先端に取り付けられたハンドル２５と、本体１０に載置された集草バッグ（集草ケース）３０と、を備える。
【００２０】
図３に示すように、本体１０は、主に、ハウジング１１と、上カバー１２と、下カバー１３と、回転刃保護カバー１４と、左右一対の前車輪１６と、後車輪１７と、回転刃４０と、ファン４５と、電動モータ（以下、モータ）５０と、高さ調整機構１５と、を備えている。
【００２１】
ハウジング１１は、モータ５０の回転軸（出力軸５２の軸線７）が略鉛直となるように、モータ５０を固定している。上カバー１２は、モータ５０を上方から覆うように、ハウジング１１の上部に取り付けられている。下カバー１３は、モータ５０の出力軸５２に取り付けられた回転刃４０の後方において、ハウジング１１の下部に取り付けられている。回転刃保護カバー１４は、回転刃４０を下方から覆うように、ハウジング１１に取り付けられている。
【００２２】
ハウジング１１と回転刃保護カバー１４とは、回転刃４０の前方の周縁部が露出するように、本体１０の前方に向けて開口する前開口部１９ａを画成している。
【００２３】
ハウジング１１と下カバー１３とは、前開口部１９ａに連続する刈芝搬送通路１８と、本体１０の後方に向けて開口する後開口部１９ｂと、を画成している。刈芝搬送通路１８は、回転刃４０の後端部の近傍から、後方に向かって通路面積を拡大しながら、後開口部１９ｂまで形成されている。
【００２４】
前車輪１６は、本体１０の前端部において、左右方向に延在する前車軸１６ａの回りに回動可能に支持されている。前車軸１６ａは、高さ調整機構１５を介して、ハウジング１１の前端部に取り付けられている。
【００２５】
後車輪１７は、前車輪１６よりも小径のローラから構成されており、本体１０の後端部に取り付けられている。
【００２６】
回転刃４０とファン４５とは、モータ５０の出力軸５２に取り付けられており、本体１０のハウジング１１と回転刃保護カバー１４との間に収容されている。回転刃４０は、モータ５０の動力を受けて回転することにより、周縁部に形成された図略の複数の刃で芝を刈り取ることができる。ファン４５は、モータ５０の動力を受けて回転することにより、本体１０の前開口部１９ａから刈芝搬送通路１８を通って後開口部１９ｂに向かう空気の流れを生成することができる。
【００２７】
高さ調整機構１５は、ハウジング１１と前車軸１６ａとを連結するアーム１５ａと、アーム１５ａの角度を調整するためのレバー１５ｂと、から構成されている。レバー１５ｂを上下にスライドすることにより、前車軸１６ａとハウジング１１との相対高さを調整することができ、従って回転刃４０の地面からの高さを調整することができる。
【００２８】
図２に示すように、伸縮パイプ２０は、本体１０の前車輪１６と後車輪１７との間においてハウジング１１に回動可能に支持されており、本体１０に対して前後方向に傾動することができる。なお、伸縮パイプ２０は、相互に摺動可能に嵌合した２本のパイプから構成されており、図２では縮めた状態を示すが、使用時には伸ばすことができる。
【００２９】
ハンドル２５は、伸縮パイプ２０の先端部に取り付けられている。ハンドル２５には、商用電源に接続される電源コード２６、モータ５０を駆動／停止するための図略のスイッチ、モータ５０に直流電圧を印加する図略の電源回路、等が設けられている。なお、電源回路とモータ５０とは、伸縮パイプ２０に沿って配設された配線２８（図１参照）により接続されている。ハンドル２５は、伸縮パイプ２０と一体に傾動することができ、使用時には、図２に示すように、本体１０の上方かつ後方に配置される。
【００３０】
図３に示すように、集草バッグ３０は、本体１０の刈芝搬送通路１８に連続すると共に本体１０の上方に向かって湾曲した刈芝導入通路３１を有し、本体１０の後開口部１９ｂに着脱可能に接続されると共に本体１０に載置されている。集草バッグ３０の上面には、取っ手３２が設けられている。
【００３１】
次に、図４乃至図７を参照して、モータ５０について詳細に説明する。
【００３２】
モータ５０は、いわゆる整流子モータであり、図４に示すように、モータハウジング５１と、出力軸５２と、回転子５３と、固定子５４と、一対の摺動子５５と、から構成されている。
【００３３】
モータハウジング５１は、ハウジング１１に固定されている。
【００３４】
出力軸５２は、モータハウジング５１、ハウジング１１に設けられた上下一対の軸受５７，５８により、回転可能に支持されている。出力軸５２の下端部には、上述のように、回転刃４０とファン４５とが取り付けられる。
【００３５】
回転子５３は、出力軸５２と同軸一体に設けられ、軸線７を中心とする円盤状に形成されている。回転子５３は、図５に示すように、フランジ６１と、コイル・コミュテータディスク６２と、４つのコイルディスク６３と、から構成されている。
【００３６】
フランジ６１は、アルミニウム合金から形成されており、軸線７を中心とする円筒状の固定部６１ａと、軸線７と略垂直に固定部６１ａの外周面から延出する円板状の支持部６１ｂと、から構成されている。フランジ６１は、固定部６１ａと出力軸５２とが嵌合して回り止め固定されることにより、出力軸５２と一体に回転する。
【００３７】
コイル・コミュテータディスク６２とコイルディスク６３とは、絶縁体基板と導体パターンとから構成されたプリント配線板である。コイル・コミュテータディスク６２とコイルディスク６３とは、軸線７を中心として略等しい内径と外径とを有する円板状に形成されており、コイル・コミュテータディスク６２を最下層として、フランジ６１の支持部６１ｂの下面に積層されている。
【００３８】
コイル・コミュテータディスク６２の下面には、コミュテータ（整流子）の導体パターンが形成されたコミュテータ領域８０と、コイルの導体パターンが形成されたコイル領域９０ａと、が設けられている。コミュテータ領域８０とコイル領域９０ａとは、それぞれ軸線７を中心とする円環状に設けられ、コミュテータ領域８０の外周側にコイル領域９０ａが配置されている。また、コイル・コミュテータディスク６２の上面には、コイルの導体パターンを形成するためのコイル領域９０ｂが設けられている。コイル領域９０ｂは、軸線７を中心とする円環状に設けられ、軸線７方向視においてコイル領域９０ａと重なり合うように配置されている。
【００３９】
図６に示すように、コイル・コミュテータディスク６２下面のコミュテータ領域８０には、導体パターンにより、コミュテータ８１が形成されている。コミュテータ８１は、軸線７を中心として放射状に形成された複数のコミュテータ片８２から構成されている。なお、各コミュテータ片８２の外側端部には、コイル・コミュテータディスク６２を貫通するスルーホール８３ａが形成されている。
【００４０】
また、コイル・コミュテータディスク６２下面のコイル領域９０ａには、導体パターンにより、軸線７を中心として放射状に形成された複数のコイル片９２ａが形成されている。各コイル片９２ａの内側端部は、対応するコミュテータ片８２に直接に接続されて形成されている。また、各コイル片９２ａの外側端部は、軸線７回りの所定方向に曲折して形成されている。なお、各コイル片９２ａの外側端部には、コイル・コミュテータディスク６２を貫通する複数のスルーホール９３ａが形成されている。
【００４１】
コイル・コミュテータディスク６２上面のコイル領域９０ｂ（図５参照）には、図６に示されたコイル領域９０ａと略同様の導体パターンにより、軸線７を中心として放射状に形成された図略の複数のコイル片が形成されている。図略の各コイル片の外側端部は、スルーホール９３ａに充填された半田を介して、コイル領域９０ａの対応するコイル片９２ａに接続されている。また、図略の各コイル片の内側端部は、スルーホール８３ａに充填された半田を介して、コミュテータ領域８０の対応するコミュテータ片８２に接続されている。これにより、コイル領域９０ａの複数のコイル片９２ａとコイル領域９０ｂの図略の複数のコイル片とは、軸線７方向視において略環状（略コ字状）に形成された複数のコイル９１ａを構成している。複数のコイル９１ａは、軸線７を中心として周方向に配列されている。また、各コイル９１ａの端末は、コミュテータ領域８０の対応するコミュテータ片８２に接続されている。
【００４２】
図５に示すように、コイルディスク６３の下面及び上面には、コイルの導体パターンが形成されたコイル領域９０ｃ，９０ｄが、それぞれ設けられている。コイル領域９０ｃ，９０ｄは、それぞれ軸線７を中心とする円環状に設けられ、軸線７方向視においてコイル・コミュテータディスク６２のコイル領域９０ａ，９０ｂと重なり合うように配置されている。
【００４３】
コイルディスク６３のコイル領域９０ｃ，９０ｄには、コイル・コミュテータディスク６２のコイル領域９０ａ，９０ｂと略同様の導体パターンが形成されている。コイルディスク６３下面のコイル領域９０ｃには、図７に示すように、軸線７を中心として放射状に形成された複数のコイル片９２ｃが形成されている。また、コイルディスク６３上面のコイル領域９０ｄには、コイル領域９０ｃと略同様の導体パターンにより、図略の複数のコイル片が形成されている。コイル領域９０ｃの複数のコイル片９２ｃとコイル領域９０ｄの図略の複数のコイル片とは、コイルディスク６３を貫通するスルーホール８３ｃ，９３ｃに充填された半田を介してそれぞれ接続され、軸線７方向視において略環状（略コ字状）に形成された複数のコイル９１ｃを構成している。複数のコイル９１ｃは軸線７を中心として周方向に配列されている。また、各コイル９１ｃの端末は、コイル・コミュテータディスク６２のスルーホール８３ａに充填された半田を介して、コミュテータ領域８０の対応するコミュテータ片８２に接続されている。
【００４４】
なお、図６に示すように、コイル・コミュテータディスク６２のコミュテータ領域８０及びコイル領域９０ａの導体パターンは、同一のプリント配線上に形成されている。また、図５に示すように、コイル・コミュテータディスク６２のコミュテータ領域８０及びコイル領域９０ａの導体パターンは、後述する摺動子５５との摩耗による損傷を防止するため、コイル領域９０ｂ及びコイルディスク６３のコイル領域９０ｃ，９０ｄよりも、厚く形成されている。
【００４５】
上述のコイル・コミュテータディスク６２とコイルディスク６３とは、図略の絶縁層を介して、例えば、コイル９１ａ，９１ｃが軸線７方向視において重なり合うように、あるいはコイル９１ａ，９１ｃが軸線７回りに所定の角度を有して配列されるように、積層されている。
【００４６】
図４に示すように、固定子５４は、永久磁石であるマグネット７１と、上下一対のヨーク７２，７３と、から構成されている。マグネット７１は、図示は省略するが、軸線７の周囲に複数配列されている。一対のヨーク７２，７３は、鉄等の磁性体から円環板状に形成されており、モータハウジング５１に固定されている。ヨーク７２は、回転子５３の上面と対向するように、詳細にはコイルディスク６３のコイル領域９０ｄ（図５参照）と対向するように、配置されている。ヨーク７３は、回転子５３の下面と対向するように、詳細にはコイル・コミュテータディスク６２のコイル領域９０ａ（図５参照）と対向するように、配置されている。マグネット７１は、回転子５３の上面と対向するように、ヨーク７２の上面に固着されている。従って、一対のヨーク７２，７３は、マグネット７１が発生する磁束がコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３を軸線７方向に通過するように、磁路を形成している。なお、マグネット７１及びヨーク７２，７３は、磁束発生手段を構成している。
【００４７】
一対の摺動子５５は、回転子５３の下面に摺接するように、詳細にはコイル・コミュテータディスク６２の一対のコミュテータ片８２（図６参照）に摺接するように、モータハウジング５１に固定された一対の摺動子ホルダ５９に保持され、軸線７を挟んで配置されている。摺動子５５は、摺動子ホルダ５９に設けられた図略の付勢手段により、軸線７方向から回転子５３の下面に向けて付勢されている。なお、摺動子５５は、電気伝導性を有するカーボンから形成されており、上述の配線２８（図１参照）を介して、上述のハンドル２５に設けられた図略の電源回路に接続されている。
【００４８】
次に、上述のモータ５０及びこれを備える芝刈機１の動作について説明する。
【００４９】
ハンドル２５に設けられた図略のスイッチをＯＮすると、図略の電源回路からモータ５０の一対の摺動子５５に所定の直流電圧が印加される。
【００５０】
モータ５０の一対の摺動子５５に印加された電圧は、コミュテータ８１を介して、固定子５４が発生する磁束を通過する回転子５３のコイル９１ａ，９１ｃに印加される。電圧が印加されたコイル９１ａ，９１ｃには、固定子５４が発生する磁束と垂直方向かつ軸線７と直交方向に電流が流れることから、軸線７を中心とする回転力が発生する。従って、回転子５３、回転子５３に固定された出力軸５２、及び出力軸５２に取り付けられた回転刃４０及びファン４５が、軸線７を回転軸として一体に回転する。
【００５１】
次に、ハンドル２５を前方に押すと、芝刈機１は、本体１０の前車輪１６及び後車輪１７の回転に伴って前方に移動する。このとき、回転刃４０は、進路上の芝を略一定の高さに刈り取りながら移動する。また、ファン４５は、本体１０の前開口部１９ａから刈芝搬送通路１８を通って後開口部１９ｂに向かう空気の流れを生成し、回転刃４０が刈り取った芝を集草バッグ３０に搬送する。
【００５２】
上記構成のモータ５０は、出力軸５２の軸線７を中心として円周方向に配列されたコイル９１ａ，９１ｃを有する円板状のコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３から構成された回転子５３と、コイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３を軸線７方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段（マグネット７１及びヨーク７２，７３）から構成された固定子５４と、を備える。従って、モータ５０は、従来の芝刈機のモータと比較して、出力軸５２の軸線７方向の幅が抑制された扁平かつ小型な形状を有する。
【００５３】
また、モータ５０の回転子５３を構成するコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３は、コイル９１ａ，９１ｃの導体パターンが形成されたプリント配線板から構成されている。従って、鉄等の磁性体から形成されたコアに巻回されたコイルを有するモータと比較して、回転子５３が軽量であることから、モータ５０は軽量であると共に起動が早い。また、回転子５３がコイルエンド（コアに巻回されたコイルにおいて、コアからはみ出す屈曲部分）を要しないことから、モータ５０はより扁平かつ小型に構成されるほか、コイル９１ａ，９１ｃの発熱が抑制される。さらに、回転子５３の表面積、すなわち放熱面積が大きいことから、モータ５０はコイル９１ａ，９１ｃの冷却能力に優れる。従って、コイル９１ａ，９１ｃの過熱によるモータ５０の出力低下が抑制される。
【００５４】
以上説明したように、上記構成の芝刈機１によれば、上述の扁平かつ小型なモータ５０を採用することにより、本体１０の高さを抑制することができる。
【００５５】
従って、集草バッグ３０を本体１０の上方に配置することにより、芝刈機１の高さを抑制しながら、芝刈機１の前後方向の長さを抑制することや、集草バッグ３０の容量を増大することができる。芝刈機１の前後方向の長さを抑制することにより、障害物のある場所や、狭い場所における操作性を向上すると共に、運搬性及び収納性を向上することができる。また、集草バッグ３０を本体１０に載置することにより、集草バッグ３０を安定して支持することが可能になる共に、集草バッグ３０の容量を更に増大することが可能となる。そして、集草バッグ３０の容量を増大することにより、集草バッグ３０に集められた芝を廃棄する頻度を低減し、作業性を向上することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
次に、図８を参照して、第２の実施形態に係る芝刈機１０１について説明する。ただし、第１の実施形態の芝刈機１と共通する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、特に断らない限り、図８における右方、左方を、それぞれ芝刈機１０１の前方、後方とする。
【００５７】
芝刈機１０１は、本体１１０と、本体１１０に接続された左右一対の伸縮パイプ１２０と、伸縮パイプ１２０の先端に配置されたハンドル１２５と、本体１１０に載置された集草バッグ（集草ケース）１３０と、を備える。
【００５８】
本体１１０は、主に、ハウジング１１１と、左右一対の車輪１１６と、ブレード１４０と、ファン１４５と、第１の実施形態に示したモータ５０と、高さ調整機構１１５と、を備えている。
【００５９】
ハウジング１１１は、複数のケースやカバー等から構成されており、モータ５０の回転軸（出力軸の軸線７）が略鉛直となるように、モータ５０を収容している。また、ハウジング１１１は、モータ５０の出力軸５２に取り付けられたファン１４５を収容している。
【００６０】
ハウジング１１１には、ファン１４５の下方において、本体１０の下方に向けて開口する下開口部１１９ａが形成されている。また、ハウジング１１１には、ファン１４５の近傍から上方に延在する刈芝搬送通路１１８が形成されている。また、ハウジング１１１には、刈芝搬送通路１１８の上端部において、本体１１０の前方に向けて開口する上開口部１１９ｂが形成されている。
【００６１】
車輪１１６は、左右方向に延在する車軸１１６ａの回りに回動可能に軸支されている。
【００６２】
ブレード１４０は、軸線７の前方に配置され、上下方向に互いに重なり合う固定刃１４０ａと回転刃１４０ｂとから構成されている。固定刃１４０ａは、周縁部の一部に配列された図略の複数の刃を有して略円板状に形成されており、複数の刃を前方に向けると共に地面と略水平となるように、ハウジング１１１の下部に取り付けられている。回転刃１４０ｂは、固定刃１４０ａの周縁部と略等しい外径を有すると共に、周縁部に配列された図略の複数の刃を有して円板状に形成されており、図略の複数の歯車を介してモータ５０の出力軸５２に接続されている。ブレード１４０は、固定刃１４０ａと、モータ５０の動力を受けて回転する回転刃１４０ｂと、の相対回転に伴って、それぞれの刃に挟まれる芝を刈り取ることができる。
【００６３】
ファン１４５は、モータ５０の動力を受けて回転することにより、ハウジング１１１の下開口部１１９ａから、刈芝搬送通路１１８を通って、上開口部１１９ｂに向かう空気の流れを生成することができる。
【００６４】
高さ調整機構１１５は、ハウジング１１１に上下方向に摺動可能に支持されたロッド１１５ａと、ロッド１１５ａの下端部に設けられた接地部１１５ｂと、ロッド１１５ａの上端部に設けられたラック１１５ｃと、ハウジング１１１に回動可能に支持され、ラック１１５ｃと噛合するピニオン１１５ｄと、から構成されている。ピニオン１１５ｄを外部から回動させることにより、接地部１１５ｂとブレード１４０との相対高さを調整することができ、従ってブレード１４０の地面からの高さを調整することができる。なお、ロッド１１５ａは、回転刃１４０ｂに接続された筒状の軸受１４１に挿通され、ブレード１４０と同軸に配置されている。
【００６５】
伸縮パイプ１２０は、本体１１０の後端部において、ハウジング１１１に回動可能に支持されており、本体１１０に対して前後方向に傾動することができる。なお、伸縮パイプ１２０は、運搬時や収納時には、図８に示すように、略鉛直に配置されると共に長さが縮められる。
【００６６】
ハンドル１２５は、伸縮パイプ１２０の先端部に取り付けられている。ハンドル１２５には、電源コード１２６、モータ５０を駆動／停止するためのスイッチ１２７、モータ５０に直流電圧を印加する図略の電源回路、等が設けられている。電源回路とモータ５０とは、配線１２８により接続されている。
【００６７】
集草バッグ１３０は、本体１１０の刈芝搬送通路１１８に連続する刈芝導入部１３１を有し、本体１１０の上開口部１１９ｂに接続されると共に本体１１０に載置されている。なお、集草バッグ１３０は、前後方向の厚みを抑え、上下方向に長く形成されているため、第１の実施形態とは異なり、伸縮パイプ１２０が略鉛直に配置された状態であっても、伸縮パイプ１２０より後方に突出せず、伸縮パイプ１２０より前方に配置されている。さらに、集草バッグ１３０は、本体１１０より前方及び後方に突出せず、かつハンドル１２５より上方に突出することもない。従って、芝刈機１は、運搬時や収納時には、容易にコンパクトにまとめることができる。また、集草バッグ１３０は、本体１１０の上面に設けられたラッチ部１１２と係合することで取り付けることが可能であり、上方から着脱可能に構成されている。
【００６８】
次に、上述の芝刈機１０１の動作について説明する。
【００６９】
ハンドル１２５に設けられたスイッチ１２７をＯＮすると、図略の電源回路からモータ５０に所定の直流電圧が印加され、モータ５０の出力軸５２と、出力軸５２に取り付けられたファン１４５と、出力軸５２に図略の減速機構を介して接続された回転刃１４０ｂと、が回転する。
【００７０】
次に、ハンドル１２５を前方に押すと、芝刈機１０１は、本体１１０の車輪１１６の回転に伴って前方に移動する。このとき、ブレード１４０は、進路上の芝を略一定の高さに刈り取りながら移動する。また、ファン１４５は、本体１１０の下開口部１１９ａから刈芝搬送通路１１８を通って上開口部１１９ｂに向かう空気の流れを生成し、ブレード１４０が刈り取った芝を集草バッグ１３０に搬送する。
【００７１】
上記構成の芝刈機１０１によれば、上述の扁平かつ小型なモータ５０を採用することにより、第１の実施形態の芝刈機１と同様に、本体１１０の高さを抑制することができる。
【００７２】
従って、集草バッグ１３０を本体１１０の上方に配置することにより、第１の実施形態の芝刈機１と同様に、芝刈機１０１の高さを抑制しながら、芝刈機１０１の前後方向の長さを抑制することや、集草バッグ１３０の容量を増大することができる。
【００７３】
さらに、集草バッグ１３０を本体１１０に載置することで、集草バッグ１３０を安定して支持することが可能となると共に、集草バッグ１３０の容量をさらに増大することが可能となる。また、集草バッグ１３０は、本体１１０の上面に設けられたラッチ部１１２に取り付けられるため、着脱作業を容易に行うことができる。
【００７４】
また、集草バッグ１３０を、伸縮パイプ１２０より後方に突出しないように、伸縮パイプ２０の前方に配置することにより、集草バッグ３０の容量を維持しながら、芝刈機１０１の全体のサイズをより抑制することができる。従って、作業性を損なうことなく、操作性、運搬性、及び収納性をより向上することができる。
【００７５】
（変形例）
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形をしたものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７６】
例えば、本発明に係るコイルディスクに形成されるコイルの形態、及び本発明に係る磁束発生手段の磁極の配置等は、整流子モータを構成することができるならば、任意に変更可能である。
【００７７】
また、本発明に係る磁束発生手段は、マグネットを備えるものに限定されず、コイルディスクをモータの出力軸の軸線方向に通過する磁束を発生することができるならば、例えば、コイルを備えるものであっても良い。
【００７８】
また、第１及び第２の実施形態の芝刈機１，１０１は、コイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３を有する回転子５３と、磁束発生手段（マグネット７１及びヨーク７２，７３）を有する固定子５４と、から構成された整流子モータであるモータ５０を備えていたが、本発明に係る芝刈機はこれに限定されるものではなく、例えば、マグネットを有する回転子と、コイルディスクを有する固定子と、から構成されたブラシレスモータを備えていても良い。
【００７９】
また、第１及び第２の実施形態のモータ５０は、コイル・コミュテータディスク６２の下面に導体パターンにより形成されたコミュテータ８１を備えていたが、本発明に係る電動モータはこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示すモータ２５０のように、コイルディスク６３の下面に配置された円筒状のコミュテータ２８１を備えていても良い。モータ２５０のコミュテータ２８１は、軸線７を中心として周方向に配列された複数のコミュテータ片２８２から構成されており、各コミュテータ片２８２は、コイルディスク６３の対応するコイル９１ｃと電気的に接続されている。また、一対の摺動子５５は、軸線７と略直交する方向から、コミュテータ２８１の外周面に摺接するように配置されている。コミュテータ２８１は、導体パターンにより形成されたコミュテータ２８１と比較して、摺動子５５から受ける荷重やコイルディスク６３の歪み等に伴う面振れを生じにくいため、摺動子５５との接続の安定性に優れ、整流性能に優れる。また、機械加工等により形成されるコミュテータ片２８２は、導体パターンにより形成されるコミュテータ片８２と比較して、容易に厚く形成することができるため、摺動子５５との摩耗による損傷が抑制される。更に、摺動子５５が軸線７と略直交方向に延びるよう配置されるため、摺動子５５の長さはモータ２５０の高さ及び芝刈機の高さに影響を及ぼさない。従って、モータ２５０の高さを維持しながら、摺動子５５の長さを増大し、摺動子５５の寿命を長くすることができる。従って、上記構成のモータ２５０によれば、第１及び第２の実施形態のモータ５０と比較して、モータ２５０の高さを抑えたまま、高効率かつ長寿命なモータ２５０を容易に実現することができる。
【００８０】
また、第１及び第２の実施形態のコイル・コミュテータディスク６２及びコイルディスク６３は、プリント配線板から構成されていたが、本発明に係るコイルディスクはこれに限定されず、例えば、円板状に配列された複数の薄型コイル等から構成されていても良い。
【００８１】
また、第１及び第２の実施形態の集草バッグ（集草ケース）３０，１３０は、本体１０，１１０に載置されていたが、本発明に係る集草ケースはこれに限定されず、本体の上方に位置するように、伸縮パイプ等の接続部に設けられていても良い。このようにしても、モータ及び本体の高さが抑制されているため、集草ケースの容量を増大することができる。
【００８２】
また、第１及び第２の実施形態及び変形例に示された構成を組み合わせても良い。
【００８３】
その他、各構成の材質、形状、数量、配置等についても、本発明の目的を達成することが可能な範囲において、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 芝刈機
１０ 本体
１１ ハウジング
１２ 上カバー
１３ 下カバー
１４ 回転刃保護カバー
１５ 高さ調整機構
１５ｂ アーム
１５ｃ レバー
１６ 前車輪
１６ａ 前車軸
１７ 後車輪
１８ 刈芝搬送通路
１９ａ 前開口部
１９ｂ 後開口部
２０ 伸縮パイプ（接続部）
２５ ハンドル
２６ 電源コード
２７ スイッチ
２８ 配線
３０ 集草バッグ（集草ケース）
３１ 刈芝導入通路
３２ 取っ手
４０ 回転刃
４５ ファン
５０ 電動モータ
５１ モータハウジング
５２ 出力軸
５３ 回転子
５４ 固定子
５５ 摺動子
５７，５８ 軸受
５９ 摺動子ホルダ
６１ フランジ
６１ａ 固定部
６１ｂ 支持部
６２ コイル・コミュテータディスク
６３ コイルディスク
７１ マグネット
７２，７３ ヨーク
８０ コミュテータ領域
８１ コミュテータ
８２ コミュテータ片
８３ａ，８３ｃ スルーホール
９０ａ〜９０ｄ コイル領域
９１ａ，９１ｃ コイル
９２ａ，９２ｃ コイル片
９３ａ，９３ｃ スルーホール
１０１ 芝刈機
１１０ 本体
１１１ ハウジング
１１２ ラッチ部
１１５ 高さ調整機構
１１５ａ ロッド
１１５ｂ 接地部
１１５ｃ ラック
１１５ｄ ピニオン
１１６ 車輪
１１６ａ 車軸
１１８ 刈芝搬送通路
１１９ａ 下開口部
１１９ｂ 上開口部
１２０ 伸縮パイプ（接続部）
１２５ ハンドル
１２６ 電源コード
１２７ スイッチ
１２８ 配線
１３０ 集草バッグ（集草ケース）
１３１ 刈芝導入部
１４０ ブレード
１４０ａ 固定刃
１４０ｂ 回転刃
１４１ 軸受
１４５ ファン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を有し、少なくとも所定の前方に移動可能な本体と、
前記本体に設けられ、回転子と、固定子と、前記回転子と同軸一体に設けられた出力軸と、を有し、前記出力軸の軸線が略鉛直に配置された電動モータと、
前記出力軸に接続された回転刃と、
前記本体から離間して配置されたハンドルと、
前記本体と前記ハンドルとを接続する接続部と、を備え、
前記回転子と前記固定子との何れか一方は、前記出力軸の軸線方向視において前記出力軸を中心として円周方向に配列された略環状の複数のコイルを有する円板状のコイルディスクを備え、
前記回転子と前記固定子との何れか他方は、前記コイルディスクを前記出力軸の軸線方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段を備える、
ことを特徴とする芝刈機。
【請求項２】
本体の上方に配置された集草ケースと、
前記出力軸に接続され、前記回転刃の近傍から前記集草ケースの内部に向かう空気の流れを生成するファンと、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の芝刈機。
【請求項３】
前記集草ケースは、前記本体に載置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の芝刈機。
【請求項４】
前記集草ケースは、前記接続部の前方に配置されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の芝刈機。
【請求項５】
前記コイルディスクは、前記コイルの導体パターンが形成されたプリント配線板から構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の芝刈機。
【請求項６】
前記磁束発生手段は、マグネットを備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の芝刈機。
【請求項１】
車輪を有し、少なくとも所定の前方に移動可能な本体と、
前記本体に設けられ、回転子と、固定子と、前記回転子と同軸一体に設けられた出力軸と、を有し、前記出力軸の軸線が略鉛直に配置された電動モータと、
前記出力軸に接続された回転刃と、
前記本体から離間して配置されたハンドルと、
前記本体と前記ハンドルとを接続する接続部と、を備え、
前記回転子と前記固定子との何れか一方は、前記出力軸の軸線方向視において前記出力軸を中心として円周方向に配列された略環状の複数のコイルを有する円板状のコイルディスクを備え、
前記回転子と前記固定子との何れか他方は、前記コイルディスクを前記出力軸の軸線方向に通過する磁束を発生する磁束発生手段を備える、
ことを特徴とする芝刈機。
【請求項２】
本体の上方に配置された集草ケースと、
前記出力軸に接続され、前記回転刃の近傍から前記集草ケースの内部に向かう空気の流れを生成するファンと、を更に備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の芝刈機。
【請求項３】
前記集草ケースは、前記本体に載置されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の芝刈機。
【請求項４】
前記集草ケースは、前記接続部の前方に配置されている、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の芝刈機。
【請求項５】
前記コイルディスクは、前記コイルの導体パターンが形成されたプリント配線板から構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の芝刈機。
【請求項６】
前記磁束発生手段は、マグネットを備えている、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の芝刈機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２１１９８０（Ｐ２０１１−２１１９８０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８４０２７（Ｐ２０１０−８４０２７）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【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２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００００５０９４）日立工機株式会社 (1,861)
【Ｆターム（参考）】
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