JP5114171B2

JP5114171B2 - Electric mower

Info

Publication number: JP5114171B2
Application number: JP2007306911A
Authority: JP
Inventors: 潤弥伊東; 三夫井上; 雅之下田
Original assignee: Itoh Denki Co Ltd
Current assignee: Itoh Denki Co Ltd
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: JP2009125056A

Description

本発明は、モータで回転刃やブレードを回転させる電動草刈り機に関するものである。 The present invention relates to an electric mower that rotates a rotary blade and a blade with a motor.

畦道や公園等の草を刈る装置として、草刈り機が広く利用されている。旧来の草刈り機は、小型のエンジンによって回転刃等を回転させるものであったが、エンジンを利用した草刈り機は騒音が大きく、市街地で使用したり一般家庭用として使用するには使いにくい。そこで一般家庭で使用する用途を考慮して、エンジンに代わってモータを搭載した電動草刈り機が市販されている。
電動草刈り機には、商用電源から給電してモータを回転させるもの（特許文献１）と、蓄電池を搭載し、蓄電池からモータに給電する構造（特許文献２）のものがある。
特開２００７−２０５８８号公報特開２００６−２８８２９６号公報 Mowers are widely used as devices for mowing grass such as tunnels and parks. Traditional mowers rotate a rotary blade or the like with a small engine. However, mowers using an engine are noisy and are difficult to use in urban areas or for general household use. Therefore, in consideration of applications used in general households, electric mowers equipped with a motor instead of an engine are commercially available.
There are two types of electric mowers: one that feeds power from a commercial power source and rotates the motor (Patent Document 1), and one that mounts a storage battery and feeds power from the storage battery to the motor (Patent Document 2).
JP 2007-20588 A JP 2006-288296 A

電動草刈り機は、エンジン搭載型の草刈り機に比べて騒音が低いばかりでなく、安全性が高い。すなわちエンジン搭載型の草刈り機は、回転刃等の回転にブレーキを掛けることができないが、電動草刈り機は、電気的にモータを制動して回転刃等の回転を強制的に停止させることができる。そのため庭石に回転刃が当たったり、回転刃が欠けるといった異常時に、回転刃の回転を強制的に停止させることができる。 Electric mowers are not only less noise than engine-equipped mowers, but they are also safer. That is, the engine-mounted mower cannot brake the rotation of the rotary blade or the like, but the electric mower can forcibly stop the rotation of the rotary blade or the like by electrically braking the motor. Therefore, the rotation of the rotary blade can be forcibly stopped when the rotary blade hits the garden stone or when the rotary blade is missing.

ところで電動草刈り機では、操作中に電力の供給が遮断される場合がある。例えば商用電源から給電してモータを回転させる形式の電動草刈り機では、草刈り作業の際に回転刃で給電線を切断してしまうことがあり、給電線が切断されると電動草刈り機のモータに供給される電力が遮断される。
また蓄電池からモータに給電する構造（特許文献２）の電動草刈り機では、草刈り作業中に蓄電池が脱落したり、蓄電池とモータとを結ぶ給電線が外れる場合があり、この様な場合にはモータに供給される電力が遮断される。
モータに供給される電力が遮断されると、モータの駆動が停止されるが、回転刃は相当の慣性を持つため、回転刃は、慣性力によって相当の時間に渡って回転を続ける。 By the way, in an electric mower, supply of electric power may be interrupted during operation. For example, in an electric mower of a type in which power is supplied from a commercial power source and the motor is rotated, the power supply line may be cut by a rotary blade during mowing work, and when the power supply line is cut, the electric mower is supplied to the motor. Power is cut off.
In addition, in an electric mower with a structure that supplies power to the motor from the storage battery (Patent Document 2), the storage battery may fall off during mowing, or the power supply line connecting the storage battery and the motor may be disconnected. The supplied power is cut off.
When the electric power supplied to the motor is cut off, the driving of the motor is stopped. However, since the rotary blade has a considerable inertia, the rotary blade continues to rotate for a considerable time due to the inertial force.

従来技術の電動草刈り機では、給電線が切断されたり、蓄電池が脱落した場合は、電動草刈り機の制御装置に供給される電力も遮断されてしまうので、制御装置が機能停止状態となり、電気的にモータを制動することができない状態となってしまう。
そのため例えば作業者が草刈り作業中に転倒し、蓄電池が外れた様な状況の時に、回転刃等の回転にブレーキを掛けることができないという問題があった。
また従来技術の電動草刈り機は、通常の草刈り作業中には回転刃にブレーキを掛けられるにも係わらず、蓄電池が外れた様な状況の場合にブレーキが掛からないので、作業者が動揺することが予想され、思わぬ事故を招くおそれがあった。 In the electric mower of the prior art, when the power supply line is cut or the storage battery is dropped, the electric power supplied to the control device of the electric mower is also cut off. Cannot be braked.
Therefore, for example, when the worker falls over during mowing work and the storage battery is detached, there is a problem that the rotation of the rotary blade or the like cannot be braked.
In addition, the electric mower of the prior art does not apply the brake in the situation where the storage battery is detached, even though the rotary blade can be braked during normal mowing work. There was a risk of an unexpected accident.

そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、モータに供給される電力が遮断されても回転刃等を強制停止させることができ、より安全性の高い電動草刈り機を提供することを課題とするものである。 Therefore, the present invention pays attention to the above-mentioned problems of the prior art, and provides a safer electric mower that can forcibly stop a rotary blade and the like even when the power supplied to the motor is cut off. It is to be an issue.

上記した課題を解決すべく提供される発明は、電池又は商用電源からなる電源部と、回転部と、回転部を回転させるモータと、モータを電気的に制動する機能を備えた制御装置とを備えた電動草刈り機において、電源部からの通電が途絶えたときに放電して制御装置を動作可能な状態とする予備電源を備えたことを特徴とする電動草刈り機である。 The invention provided to solve the above-described problems includes a power source unit composed of a battery or a commercial power source, a rotating unit, a motor for rotating the rotating unit, and a control device having a function of electrically braking the motor. In the electric mower provided, the electric mower is provided with a standby power source that discharges when energization from the power supply unit is interrupted to make the control device operable.

本発明の電動草刈り機では、電源部からの通電が途絶えたときに放電して制御装置を動作可能な状態とする予備電源を備えるので、電源部からの通電が途絶えても制御装置は機能している。そのため電源部からの通電が途絶えても公知の電気制動（例えば短絡制動）がなされる様にトランジスタ等に信号を発信することができ、回転刃等を強制停止することができる。 The electric mower according to the present invention includes a standby power supply that discharges when the power supply from the power supply unit is interrupted to enable the control device to operate, so that the control device functions even when the power supply from the power supply unit is interrupted. Yes. Therefore, a signal can be transmitted to the transistor or the like so that a known electric braking (for example, short-circuit braking) is performed even when the power supply from the power source is interrupted, and the rotary blade or the like can be forcibly stopped.

またもう一つの発明は、電池又は商用電源からなる電源部と、回転部と、回転部を回転させるモータと、モータを電気的に制動する機能を備えた制御装置とを備えた電動草刈り機において、電源部からの通電によって充電され、電源部からの通電が途絶えたときに放電して制御装置を動作可能な状態とする蓄電池又はコンデンサからなる予備電源を備えたことを特徴とする電動草刈り機である。 Another invention is an electric mowing machine including a power source unit including a battery or a commercial power source, a rotating unit, a motor for rotating the rotating unit, and a control device having a function of electrically braking the motor. An electric mower characterized by comprising a reserve power source consisting of a storage battery or a capacitor that is charged by energization from a power supply unit and is discharged when the energization from the power supply unit is interrupted to make the control device operable. .

本発明の電動草刈り機においても、電源部からの通電が途絶えたときに放電して制御装置を動作可能な状態とする予備電源を備えるので、電源部からの通電が途絶えても公知の電気制動（例えば短絡制動）がなされる様にトランジスタ等に信号を発信することができ、回転刃等を強制停止することができる。 The electric mower according to the present invention also includes a standby power source that discharges when the power supply from the power supply unit is interrupted to enable the control device to operate. For example, a signal can be transmitted to a transistor or the like so that short-circuit braking is performed, and the rotary blade or the like can be forcibly stopped.

また電源部は電池であって着脱可能であり、電池の脱落または電池からの通電が途絶えたことを検知する電源監視手段を備えたことを特徴とする電動草刈り機である。 In addition , the electric power mower is characterized in that the power supply unit is a battery and is detachable, and includes power supply monitoring means for detecting that the battery is dropped or energized from the battery is cut off.

本発明では、電池の脱落または電池からの通電が途絶えたことを検知する電源監視手段を備えるので、電池の脱落等を知ることができる。 In the present invention, since the power supply monitoring means for detecting that the battery has been dropped or the power supply from the battery has been interrupted is provided, it is possible to know that the battery has dropped.

また本発明は、電源監視手段が電池の脱落または電池からの通電が途絶えたことを検知したときにはモータの回転を強制的に停止させるものである。 According to the present invention, the rotation of the motor is forcibly stopped when the power supply monitoring means detects that the battery is dropped or the power supply from the battery is cut off .

本発明では、電源監視手段が電池の脱落または電池からの通電が途絶えたことを検知したときにモータを強制停止するので安全性が高い。 In the present invention, the motor is forcibly stopped when the power supply monitoring means detects that the battery has been dropped or the power supply from the battery has been cut off, so the safety is high.

電源監視手段は、電源部から供給される電圧が一定以上であることを検知する回路である。 The power supply monitoring unit is a circuit that detects that the voltage supplied from the power supply unit is a certain level or higher.

上記した特徴を備えてなる請求項１に記載の発明は、電源部と、回転部と、回転部を回転させるモータと、強制停止スイッチと、前記電源部に接続され当該電源部から電力供給を受けるものであってモータを電気的に制動する機能を備えた制御装置とを備えた電動草刈り機において、電源部は電池であって着脱可能であり、電源部から供給される電圧が一定以上であるか否かを検知することによって電池の脱落または電池からの通電が途絶えたことを検知することができる電源監視手段を備え、前記制御装置は、モータ駆動部と、制御動作部と、前記電源監視手段を備え、前記モータ駆動部は、モータの駆動コイルへの通電状況を切り換えるものであり、前記制御動作部は、前記駆動コイルへの通電状況を切り換えるための切り換え信号を発生させる回路であり、電源部からの通電によって充電され、電源部からの通電が途絶えたときに放電して制御装置の前記制御動作部を動作可能な状態に維持する蓄電池又はコンデンサからなる予備電源を備え、電源部の電圧が下がると電源監視手段から制御動作部に停止信号が発信されて駆動コイルが短絡されてモータが強制的に停止され、制御動作部にはさらに強制停止スイッチの信号が入力され、強制停止スイッチが操作された場合にも駆動コイルが短絡されることを特徴とする電動草刈り機である。
また請求項２に記載の発明は、制御装置は制御電源部を備え、前記制御電源部は、前記制御動作部を機能させるための信号電圧を作る回路であり、予備電源は、制御電源部を動作可能な状態とすることによって制御動作部を動作可能な状態に維持するものであることを特徴とする請求項１に記載の電動草刈り機である。 According to the first aspect of the present invention having the above-described features, the power supply unit, the rotation unit, the motor that rotates the rotation unit, the forced stop switch, and the power supply unit are connected to the power supply unit to supply power. In an electric mower having a control device having a function of electrically braking the motor, the power supply unit is a battery and is detachable, and a voltage supplied from the power supply unit is greater than a certain level Power supply monitoring means capable of detecting whether or not the battery has dropped out or has been de-energized by detecting whether or not, and the control device includes a motor drive unit, a control operation unit, and the power supply monitor And the motor drive unit switches the energization status of the motor drive coil, and the control operation unit generates a switching signal for switching the energization status of the drive coil. A circuit for, is charged by the current from the power source unit, a standby power supply comprising a battery or a capacitor to maintain an operable state the control operation of the discharge to the controller when the current is supplied from the power supply unit interrupted When the voltage of the power supply section drops, a stop signal is transmitted from the power monitoring means to the control operation section, the drive coil is short-circuited, the motor is forcibly stopped, and the signal of the forced stop switch is further input to the control operation section The electric mower is characterized in that the drive coil is short-circuited even when the forced stop switch is operated.
According to a second aspect of the present invention, the control device includes a control power supply unit, the control power supply unit is a circuit that generates a signal voltage for causing the control operation unit to function, and the standby power supply includes the control power supply unit. The electric mower according to claim 1, wherein the control operation unit is maintained in an operable state by being in an operable state.

また請求項３に記載の発明は、モータに対して電力を供給するモータ駆動部を備え、予備電源とモータ駆動部の間にダイオードが設けられ、当該ダイオードによって予備電源側からモータ駆動部側に電流が流れることが阻止されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動草刈り機である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor drive unit for supplying electric power to the motor, a diode is provided between the standby power supply and the motor drive unit, and the diode causes the standby power supply side to move to the motor drive unit side. The electric mower according to claim 1 or 2 , wherein a current is prevented from flowing.

本発明の電動草刈り機では、ダイオードによって予備電源側からモータ駆動部側に電流が流れることが阻止されるので、予備電源の電力がモータで消費されることが阻止され、制御装置が動作し得る時間を延ばすことができる。 In the electric mower of the present invention, the diode prevents the current from flowing from the standby power source side to the motor drive unit side, so that the power of the standby power source is prevented from being consumed by the motor, and the time during which the control device can operate Can be extended.

本発明の電動草刈り機は、蓄電池が脱落してしまった様な場合でも回転刃等のブレーキが機能する。そのため作業者は通常の手順によって回転刃等の回転を停止させることができ、安全である。 In the electric mower of the present invention, a brake such as a rotary blade functions even when the storage battery has fallen off. Therefore, the operator can stop the rotation of the rotary blade or the like by a normal procedure, which is safe.

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる電動草刈り機を示す斜視図である。
本実施形態の電動草刈り機１は、モータ２を動力源として作動するものである。電動草刈り機１は、後記する制御装置２０をはじめとするモータシステムが組み込まれている。電動草刈り機１は、図１に示すように、前方側操作杆３や、後方側操作杆５を接続してなる長尺状の外観を有する部分が主要部をなしている。電動草刈り機１は、前方側操作杆３の先端側に回転部６を有すると共に、後方側操作杆５の末端側に電源部７や、制御部８を有する。電動草刈り機１は、その全長の略中央部にモータ部１０が設けられている。 Embodiments of the present invention will be further described below.
FIG. 1 is a perspective view showing an electric mower according to an embodiment of the present invention.
The electric mower 1 of this embodiment operates using the motor 2 as a power source. The electric mower 1 incorporates a motor system including a control device 20 described later. As shown in FIG. 1, the electric mower 1 has a main part that has a long outer shape formed by connecting a front operation rod 3 and a rear operation rod 5. The electric mower 1 has a rotating unit 6 on the front end side of the front operation rod 3 and a power supply unit 7 and a control unit 8 on the end side of the rear operation rod 5. The electric mower 1 is provided with a motor unit 10 at a substantially central portion of its entire length.

前方側操作杆３は、中空の筒体によって構成されており、動力伝動軸（図示せず）が内蔵されている。前方側操作杆３の先端側には回転部６が設けられている。回転部６は、従来公知の電動草刈り機と同様に、図示しない傘歯車列を有し、この傘歯車列の入力側に前方側操作杆３に内蔵されている動力伝動軸が接続されている。また、回転部６には、回転刃１１が設けられており、これが前記した傘歯歯車に接続されている。 The front operation rod 3 is configured by a hollow cylinder and has a built-in power transmission shaft (not shown). A rotating part 6 is provided on the front end side of the front operation rod 3. The rotating unit 6 has a bevel gear train (not shown), as in a conventionally known electric mower, and a power transmission shaft built in the front operation rod 3 is connected to the input side of the bevel gear train. Moreover, the rotary part 6 is provided with a rotary blade 11, which is connected to the bevel gear described above.

モータ部１０は、モータ２を内蔵している。図２は、図１に示す電動草刈り機において採用されているモータの内部構造を示す模式図である。
モータ２は、公知のブラシレスモータであり、回転子２５や固定子２６、ホール素子（図示せず）等を備えたものである。回転子２５は、磁石を備えている。本実施形態では、回転子２５として、Ｎ・Ｓ一対（２極）の磁極を備えた磁石が採用されている。また、回転子２５には、図示しない回転軸が一体的に回転可能なように取り付けられている。固定子２６は、多相（ｎ相）の駆動コイル２７を備えている。図２に示すように、本実施形態では、固定子２６は、Ｕ，Ｖ，Ｗの３相の駆動コイル２７（以下、それぞれを駆動コイル２７Ｕ，２７Ｖ，２７Ｗとも称す）を備えている。 The motor unit 10 has a built-in motor 2. FIG. 2 is a schematic diagram showing an internal structure of a motor employed in the electric mower shown in FIG.
The motor 2 is a known brushless motor, and includes a rotor 25, a stator 26, a Hall element (not shown), and the like. The rotor 25 includes a magnet. In the present embodiment, a magnet having a pair of N and S (two poles) magnetic poles is employed as the rotor 25. A rotating shaft (not shown) is attached to the rotor 25 so as to be integrally rotatable. The stator 26 includes a multi-phase (n-phase) drive coil 27. As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the stator 26 includes a three-phase drive coil 27 (hereinafter also referred to as drive coils 27U, 27V, and 27W).

ホール素子（図示せず）は、回転子２５の磁極を検知してパルス信号を発信可能なものであり、回転子２５の回転位置を検出するために設けられている。本実施形態では、３つのホール素子が回転子２５の中心軸に対して１２０度の間隔をあけて配されており、これら３つのホール素子によって回転位置検出手段が形成されている。 The hall element (not shown) can detect a magnetic pole of the rotor 25 and transmit a pulse signal, and is provided to detect the rotational position of the rotor 25. In the present embodiment, three Hall elements are arranged at an interval of 120 degrees with respect to the central axis of the rotor 25, and a rotational position detecting means is formed by these three Hall elements.

モータ２は、各ホール素子から発信される各モータパルス信号に基づいて駆動コイル２７に順次切替通電することにより、回転子２５およびこれに一体化された回転軸を所定方向に回転させることができる。また駆動コイル２７を短絡すると回転子２５や回転軸が制動される。 The motor 2 can rotate the rotor 25 and the rotation shaft integrated therein in a predetermined direction by sequentially energizing the drive coil 27 based on each motor pulse signal transmitted from each hall element. . When the drive coil 27 is short-circuited, the rotor 25 and the rotating shaft are braked.

前方側操作杆３には、前記した様に図示しない動力伝達軸が内蔵されており、この動力伝達軸は、モータ２の回転子２６と連動して回転可能なように接続されている。そのため、電動草刈り機１は、モータ２を作動させることにより、モータ２において発生した回転動力を動力伝達軸および回転部６に設けられた傘歯歯車（図示せず）を介して回転刃１１に伝達させ、これを回転させることができる。 As described above, a power transmission shaft (not shown) is built in the front operation rod 3, and this power transmission shaft is connected to be rotatable in conjunction with the rotor 26 of the motor 2. Therefore, the electric mower 1 operates the motor 2 to transmit the rotational power generated in the motor 2 to the rotary blade 11 via a power transmission shaft and a bevel gear (not shown) provided on the rotary unit 6. Can be rotated.

後方側操作杆５には、操作用ハンドル１５が設けられている。操作用ハンドル１５には、操作レバー１６や回転刃１１の回転速度調整用の切替スイッチ１７及び回転刃を強制停止させる強制停止スイッチ１８等が設けられている。また、後方側操作杆５の末端部分には制御部８が設けられている。制御部８には、後記する制御装置２０が内蔵されている。制御部８を構成する制御装置２０は、モータ２及び電源部７に対して電気的に接続されている。制御装置２０には切替スイッチ１７や強制停止スイッチ１８等が接続されている。 An operation handle 15 is provided on the rear operation rod 5. The operation handle 15 is provided with an operation lever 16, a changeover switch 17 for adjusting the rotation speed of the rotary blade 11, a forced stop switch 18 for forcibly stopping the rotary blade, and the like. Further, a control unit 8 is provided at the end portion of the rear operation rod 5. The control unit 8 includes a control device 20 described later. The control device 20 constituting the control unit 8 is electrically connected to the motor 2 and the power supply unit 7. The control device 20 is connected to a changeover switch 17, a forced stop switch 18, and the like.

また、後方側操作杆５の後端には、電源部７が設けられている。電源部７には、モータシステムの電源を構成する蓄電池２１が内蔵されている。蓄電池２１は、モータ部１０に設けられたモータ２に対して電気的に接続されている。 A power supply unit 7 is provided at the rear end of the rear operation rod 5. The power supply unit 7 incorporates a storage battery 21 that constitutes the power supply of the motor system. The storage battery 21 is electrically connected to the motor 2 provided in the motor unit 10.

次に本実施形態の電動草刈り機１の制御装置２０について説明する。図３は、図１の電動草刈り機の制御装置の回路図である。
電動草刈り機１の制御装置２０は、大きく分けてモータ駆動部３０と、制御動作部３１と、制御電源部３２と、電源接続検知部３３とによって構成されている。
モータ駆動部３０は、６個のＦＥＴ３５を備え、ＦＥＴ３５を切り換えることによって固定子２６の駆動コイル２７Ｕ，２７Ｖ，２７Ｗへの通電状況を切り換えるものである。 Next, the control device 20 of the electric mower 1 of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a circuit diagram of the control device for the electric mower in FIG.
The control device 20 of the electric mower 1 is roughly composed of a motor drive unit 30, a control operation unit 31, a control power supply unit 32, and a power connection detection unit 33.
The motor drive unit 30 includes six FETs 35, and switches the energization state of the stator 26 to the drive coils 27U, 27V, and 27W by switching the FETs 35.

制御動作部３１は、主としてＦＥＴ３５の切り換え信号を発生させる回路であり、図示しないホール素子や強制停止スイッチ１８等の信号が入力され、ＦＥＴ３５に対して信号を発信するものである。
すなわち草刈り作業を実施する場合には、各ホール素子から発信される各モータパルス信号に基づいてＦＥＴ３５に対する信号を切り換え、駆動コイル２７に順次切替通電することにより、モータ２を回転させる。
一方、強制停止スイッチ１８が操作された場合は、駆動コイル２７が短絡する様にＦＥＴ３５に信号を送る。
また電源接続検知部３３から停止信号を受信した場合も同様であり、駆動コイル２７が短絡する様にＦＥＴ３５に信号を送る。 The control operation unit 31 is a circuit that mainly generates a switching signal for the FET 35, and receives signals from a hall element (not shown), a forced stop switch 18, and the like, and transmits a signal to the FET 35.
That is, when the mowing operation is performed, the motor 2 is rotated by switching the signal to the FET 35 based on each motor pulse signal transmitted from each Hall element and sequentially energizing the drive coil 27.
On the other hand, when the forced stop switch 18 is operated, a signal is sent to the FET 35 so that the drive coil 27 is short-circuited.
The same applies when a stop signal is received from the power connection detection unit 33, and a signal is sent to the FET 35 so that the drive coil 27 is short-circuited.

制御電源部３２は、前記した制御動作部３１を機能させるための信号電圧（５Ｖ）を作る回路であり、３端子レギュレータ３７が内蔵されている。
また本実施形態に特有の構成として３端子レギュレータ３７の入力側に電解コンデンサ４０とダイオード４１が設けられている。
ダイオード４１は、電源部７から３端子レギュレータ３７側への通電を許し、その逆を阻止する方向に接続されている。また電解コンデンサ４０は、ダイオード４１と３端子レギュレータ３７の間にあり、３端子レギュレータ３７に対して並列に接続されている。 The control power supply unit 32 is a circuit that generates a signal voltage (5 V) for causing the control operation unit 31 to function, and includes a three-terminal regulator 37.
Further, as a configuration unique to the present embodiment, an electrolytic capacitor 40 and a diode 41 are provided on the input side of the three-terminal regulator 37.
The diode 41 is connected in a direction that allows energization from the power supply unit 7 to the three-terminal regulator 37 side and prevents the reverse. The electrolytic capacitor 40 is between the diode 41 and the three-terminal regulator 37 and is connected in parallel to the three-terminal regulator 37.

電解コンデンサ４０は、予備電源として機能するものであり、大容量である。具体的には４７０μＦから１０００μＦ（マイクロファラッド）程度である。 The electrolytic capacitor 40 functions as a standby power source and has a large capacity. Specifically, it is about 470 μF to 1000 μF (microfarad).

制御電源部３２には他にコンデンサ４３が設けられているが、コンデンサ４３は、単に電源回路の高周波雑音を除去するために設けられたものであり、コンデンサ４３を設ける回路は公知である。 The control power supply unit 32 is additionally provided with a capacitor 43. The capacitor 43 is provided only for removing high frequency noise of the power supply circuit, and a circuit provided with the capacitor 43 is well known.

電源接続検知部３３は、電源部７から供給される電圧が一定以上であることを検知するものであり、電源監視手段として機能する回路である。
電源接続検知部３３は、比較器５０を持ち、比較器５０に、電源部７の電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ４で分圧した電圧と、制御電源部３２で発生させた信号電圧（５Ｖ）を抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧した電圧が入力されている。抵抗Ｒ１，Ｒ４で分圧した電圧が抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧した電圧よりも高い場合は、比較器５０から信号が出力される。
電源部７から正常の電圧が印加されている場合は、比較器５０から信号が出力され、電源部７の電圧が下がると出力が停止する。
また比較器５０から信号が出力されていることを条件としてモータ駆動部３０に電力が供給され、比較器５０から信号が停止するとモータ駆動部３０に電力を供給する回路が遮断されると共に、制御動作部３１に停止信号を送る。具体的には「パワーイン」信号が停止される。
なお、前記した様にまた電源接続検知部３３から制御動作部３１に停止信号（「パワーイン」信号の停止）が発信されると、制御動作部３１は駆動コイル２７が短絡する様にＦＥＴ３５に信号を送り、モータ２を強制的に停止させる。 The power connection detection unit 33 detects that the voltage supplied from the power supply unit 7 is equal to or higher than a certain level, and is a circuit that functions as a power supply monitoring unit.
The power supply connection detection unit 33 has a comparator 50, and the comparator 50 has a resistance obtained by dividing the voltage of the power supply unit 7 by the resistors R 1 and R 4 and the signal voltage (5 V) generated by the control power supply unit 32. A voltage divided by R2 and R3 is input. When the voltage divided by the resistors R1 and R4 is higher than the voltage divided by the resistors R2 and R3, a signal is output from the comparator 50.
When a normal voltage is applied from the power supply unit 7, a signal is output from the comparator 50, and the output stops when the voltage of the power supply unit 7 decreases.
In addition, power is supplied to the motor drive unit 30 on the condition that a signal is output from the comparator 50. When the signal is stopped from the comparator 50, the circuit that supplies power to the motor drive unit 30 is shut off and the control is performed. A stop signal is sent to the operation unit 31. Specifically, the “power in” signal is stopped.
As described above, when a stop signal (stop of “power-in” signal) is transmitted from the power connection detection unit 33 to the control operation unit 31, the control operation unit 31 causes the FET 35 to short-circuit the drive coil 27. A signal is sent to forcibly stop the motor 2.

電源接続検知部３３は、電源部７からモータ駆動部３０に電力を供給する電源供給回路４５を兼ねており、電源供給回路４５は、比較器５０と並列に接続されており、分岐部とモータ駆動部３０との間にダイオード５１が設けられている。ダイオード５１は電源部７からモータ駆動部３０に向かう通電を許しその逆を阻止するものである。ダイオード５１は例えばモータを制動する際にモータのコイルが発生する電気が比較器５０側に印加されるのを防ぐものであり、モータ負荷の変動に伴う電源変動が電源部７側に戻ることを阻止して電源接続検知部３３の検知精度を維持するものである。 The power connection detection unit 33 also serves as a power supply circuit 45 that supplies power from the power supply unit 7 to the motor drive unit 30, and the power supply circuit 45 is connected in parallel with the comparator 50. A diode 51 is provided between the drive unit 30. The diode 51 allows energization from the power supply unit 7 toward the motor drive unit 30 and prevents the reverse. The diode 51 prevents, for example, the electricity generated by the motor coil when the motor is braked from being applied to the comparator 50 side, so that the power supply fluctuation accompanying the fluctuation of the motor load returns to the power supply section 7 side. This prevents the detection accuracy of the power connection detection unit 33 from being maintained.

電動草刈り機１の制御装置２０は、図３の様に電源部７が接続され、制御電源部３２と電源接続検知部３３が電源部７の正極側に並列に接続されている。さらに前記した様に制御電源部３２の出力側が制御動作部３１に接続されている。
また電源接続検知部３３内の電源供給回路４５がモータ駆動部３０に接続されている。さらにモータ駆動部３０のＦＥＴ３５がモータ２の各コイルに接続されている。 The control device 20 of the electric mower 1 is connected to the power supply unit 7 as shown in FIG. 3, and the control power supply unit 32 and the power supply connection detection unit 33 are connected in parallel to the positive electrode side of the power supply unit 7. Further, as described above, the output side of the control power supply unit 32 is connected to the control operation unit 31.
A power supply circuit 45 in the power connection detection unit 33 is connected to the motor drive unit 30. Further, the FET 35 of the motor drive unit 30 is connected to each coil of the motor 2.

本実施形態の電動草刈り機１は、上記した制御装置２０を備えているため、草刈り作業中に蓄電池２１が脱落すると、回転刃１１の回転に強制的にブレーキが掛かる。
より具体的には、電源部７の蓄電池２１が脱落すると、図４に示すように制御装置２０の制御電源部３２に印加される電圧が無くなるが、制御装置２０の電解コンデンサ（予備電源）４０に溜められた電荷が放出され、３端子レギュレータ３７の入力側に当該電荷が供給される。すなわち電解コンデンサ４０には常時蓄電池２１の電圧が印加されているので、電解コンデンサ４０には常時所定量の電荷が蓄積されている。そのため蓄電池２１が脱落すると、電解コンデンサ４０に蓄積された電荷が放出される。
一方、電解コンデンサ４０は共通配線６０を通じて電源接続検知部３３及びモータ駆動部３０へも接続されているが、電解コンデンサ４０と共通配線６０との間にはダイオード４１が設けられているので、電解コンデンサ４０の電荷がモータ駆動部３０へ流出することは阻止される。 Since the electric mower 1 of the present embodiment includes the control device 20 described above, if the storage battery 21 is dropped during mowing work, the rotation of the rotary blade 11 is forcibly braked.
More specifically, when the storage battery 21 of the power supply unit 7 is removed, the voltage applied to the control power supply unit 32 of the control device 20 disappears as shown in FIG. 4, but the electrolytic capacitor (standby power supply) 40 of the control device 20 disappears. The electric charge stored in is discharged, and the electric charge is supplied to the input side of the three-terminal regulator 37. That is, since the voltage of the storage battery 21 is constantly applied to the electrolytic capacitor 40, a predetermined amount of electric charge is always stored in the electrolytic capacitor 40. Therefore, when the storage battery 21 is dropped, the charge accumulated in the electrolytic capacitor 40 is released.
On the other hand, the electrolytic capacitor 40 is also connected to the power connection detection unit 33 and the motor drive unit 30 through the common wiring 60. However, since the diode 41 is provided between the electrolytic capacitor 40 and the common wiring 60, the electrolytic capacitor 40 is The electric charge of the capacitor 40 is prevented from flowing out to the motor drive unit 30.

従って電解コンデンサ４０に溜められていた電荷は、３端子レギュレータ３７側にのみ供給され、３端子レギュレータ３７からは所定の信号電圧が出力され続ける。
すなわち３端子レギュレータ３７に入力される電圧は、図４の様に時間と共に低下するが、一定の時間は、所定以上の信号電圧が維持される。
従って制御動作部３１には電圧が印加され続け、制御動作部３１は機能しうる状態を維持する。 Therefore, the electric charge stored in the electrolytic capacitor 40 is supplied only to the three-terminal regulator 37 side, and a predetermined signal voltage is continuously output from the three-terminal regulator 37.
That is, the voltage input to the three-terminal regulator 37 decreases with time as shown in FIG. 4, but a signal voltage of a predetermined level or higher is maintained for a certain time.
Therefore, a voltage is continuously applied to the control operation unit 31, and the control operation unit 31 maintains a functioning state.

またこれと同時に電源部７の蓄電池２１が脱落すると、直ちに制御装置２０の電源接続検知部３３がこの事実を検知し、モータへ電力を供給する回路を遮断すると共に電源接続検知部３３から制御動作部３１に停止信号（「パワーイン」信号の停止）が発信される。この停止信号を受けて制御動作部３１が駆動コイル２７が短絡する様にＦＥＴ３５に信号を送り、モータ２を強制的に停止させる。
すなわち蓄電池２１が脱落すると電源接続検知部３３の抵抗Ｒ１，Ｒ４に印加される電圧が低下する。これに対して制御電源部３２で発生させた信号電圧（５Ｖ）は低下しないので、抵抗Ｒ２，Ｒ３で分圧した電圧が抵抗Ｒ１，Ｒ４で分圧した電圧を上回り、比較器５０からの信号（パワーイン信号）が停止する。その結果モータ駆動部３０に電力を供給する回路が遮断されると共に制御動作部３１に停止信号が発信される。
その結果、モータ２が停止し、安全である。 At the same time, when the storage battery 21 of the power supply unit 7 is dropped, the power connection detection unit 33 of the control device 20 immediately detects this fact, shuts off the circuit that supplies power to the motor, and controls from the power connection detection unit 33. A stop signal (stop of the “power-in” signal) is transmitted to the unit 31. In response to this stop signal, the control operation unit 31 sends a signal to the FET 35 so that the drive coil 27 is short-circuited, and the motor 2 is forcibly stopped.
That is, when the storage battery 21 is dropped, the voltage applied to the resistors R1 and R4 of the power connection detection unit 33 decreases. On the other hand, since the signal voltage (5 V) generated by the control power supply unit 32 does not decrease, the voltage divided by the resistors R2 and R3 exceeds the voltage divided by the resistors R1 and R4, and the signal from the comparator 50 (Power-in signal) stops. As a result, the circuit that supplies power to the motor drive unit 30 is shut off and a stop signal is transmitted to the control operation unit 31.
As a result, the motor 2 stops and is safe.

以上説明した実施形態では、電源接続検知部３３を設け、電源接続検知部３３で蓄電池２１から供給される電圧を確認し、この電圧が低下して蓄電池２１が離脱したことが判明すると、駆動コイル２７を短絡してモータ２を強制的に停止させる構成を採用した。ここで電源接続検知部３３は、請求項１に記載の発明の構成要件としては必須であるが、モータ２を強制的に停止させるのには必ずしも必須ではない。
すなわち電源部７の蓄電池２１が脱落しても、制御装置２０の電解コンデンサ（予備電源）４０に溜められた電荷が放出され、３端子レギュレータ３７からは所定の信号電圧が出力され続け、制御動作部３１が機能しうる状態を維持する。
したがって蓄電池２１が脱落しても、強制停止スイッチ１８は機能する。そのため蓄電池２１が脱落しても、強制停止スイッチ１８が操作された場合は、駆動コイル２７が短絡され、モータ２を強制的に停止させることができる。 In the embodiment described above, the power connection detection unit 33 is provided, and the power connection detection unit 33 confirms the voltage supplied from the storage battery 21. A configuration is adopted in which the motor 2 is forcibly stopped by short-circuiting 27 . Here, the power connection detection unit 33 is indispensable as a constituent requirement of the invention described in claim 1, but is not necessarily indispensable for forcibly stopping the motor 2 .
That is, even if the storage battery 21 of the power supply unit 7 is dropped, the electric charge stored in the electrolytic capacitor (preliminary power supply) 40 of the control device 20 is released, and a predetermined signal voltage is continuously output from the three-terminal regulator 37, and the control operation is performed. The state where the unit 31 can function is maintained.
Therefore, even if the storage battery 21 is dropped, the forced stop switch 18 functions. Therefore, even if the storage battery 21 is dropped, when the forced stop switch 18 is operated, the drive coil 27 is short-circuited, and the motor 2 can be forcibly stopped.

電源接続検知部３３が、蓄電池２１の離脱を検知した場合に、電源をコンデンサー等の予備電源に切り換える回路を採用してもよい（参考技術）。
また蓄電池２１が離脱したことが判明した場合に、コンデンサー等の予備電源を利用して警告音を発生させてもよい。
蓄電池２１が離脱したことを判定する方策としては、他に蓄電池２１側の回路と制御装置側の回路の断続によって判断することも考えられる（参考技術）。
例えば図５の様に蓄電池がサーミスタ５５を内蔵している場合があり、この様な蓄電池２１を採用する場合には、接続コネクター（接続手段）５６でサーミスタ５５と制御装置２０とを接続する。そして制御装置２０からサーミスタ５５に通電し、サーミスタ５５の導通を監視する。蓄電池２１が脱落するとサーミスタ５５の導通が遮断されるので、サーミスタ５５の導通が無くなった場合に蓄電池２１が脱落したと判断する。 When the power connection detection unit 33 detects the detachment of the storage battery 21, a circuit that switches the power source to a spare power source such as a capacitor may be employed (reference technique) .
Further, when it is found that the storage battery 21 is detached, a warning sound may be generated using a spare power source such as a capacitor.
As a measure for determining that the storage battery 21 has been detached, it is also conceivable to make a determination based on the intermittent connection between the circuit on the storage battery 21 side and the circuit on the control device side (reference technique) .
For example, as shown in FIG. 5, the storage battery may incorporate the thermistor 55. When such a storage battery 21 is employed, the thermistor 55 and the control device 20 are connected by a connection connector (connection means) 56. Then, the thermistor 55 is energized from the control device 20 and the conduction of the thermistor 55 is monitored. When the storage battery 21 is dropped, the conduction of the thermistor 55 is interrupted. Therefore, when the conduction of the thermistor 55 is lost, it is determined that the storage battery 21 has dropped.

上記した実施形態では、電解コンデンサー４０に電荷を蓄積し、この電荷によって制御動作部３１を動作させる電圧を維持させている。従って制御動作部３１を維持させることができる時間は、電解コンデンサー４０の容量によって決定される。
制御動作部３１が動作することができる電圧を維持する時間は、５〜１０秒程度であることが望ましい。本実施形態では、蓄電池２１が脱落する等の事態が発生すると、自動的にモータ２が短絡されて制動されるが、モータ２の駆動コイル２７を短絡して回転刃１１の回転が停止するまでの時間は、５秒程度である。すなわち正常に電源が接続された状態で電気的にブレーキを動作させると５秒程度でモータ２が停止し、回転刃１１の回転が止まる。したがって制御動作部３１が動作することができる電圧を維持する時間は、モータ２が停止するまでに要する時間以上であることが望ましく、５秒以上であることが望ましい。ただし電圧を維持する時間を長くするためには電解コンデンサー４０の容量を増大させなければならないので、過剰品質をさけるべく電圧を維持する時間が１０秒以下となる様に設計することが推奨される。 In the embodiment described above, electric charge is accumulated in the electrolytic capacitor 40, and the voltage for operating the control operation unit 31 is maintained by this electric charge. Therefore, the time during which the control operation unit 31 can be maintained is determined by the capacity of the electrolytic capacitor 40.
The time for maintaining the voltage at which the control operation unit 31 can operate is preferably about 5 to 10 seconds. In the present embodiment, when a situation such as dropping of the storage battery 21 occurs, the motor 2 is automatically short-circuited and braked. However, until the drive coil 27 of the motor 2 is short-circuited and the rotation of the rotary blade 11 is stopped. Is about 5 seconds. That is, when the brake is electrically operated with the power supply properly connected, the motor 2 stops in about 5 seconds and the rotation of the rotary blade 11 stops. Therefore, the time for maintaining the voltage at which the control operation unit 31 can operate is preferably equal to or longer than the time required until the motor 2 stops, and is preferably 5 seconds or longer. However, since it is necessary to increase the capacity of the electrolytic capacitor 40 in order to extend the time for maintaining the voltage, it is recommended to design the time for maintaining the voltage to be 10 seconds or less in order to avoid excessive quality. .

なお回転刃１１が回転することによって発電される電気を利用し、電解コンデンサー４０に電荷を蓄積する方策を採用することも可能であり、この方策を採用することによって制御動作部３１が動作することができる電圧を維持する時間を伸ばすことができる。 It is also possible to adopt a measure that uses electricity generated by the rotation of the rotary blade 11 and accumulates electric charge in the electrolytic capacitor 40, and that the control operation unit 31 operates by adopting this measure. Can extend the time to maintain the voltage.

また電源接続検知部３３を省略し、蓄電池２１が脱落したときに強制停止スイッチ１８を機能させて回転刃１１の回転を停止させる場合には、制御動作部３１が動作することができる電圧を維持する時間は、１０〜３０秒程度であることが望ましい。すなわち蓄電池２１が脱落する等の事態が発生すると、モータ２に電力が供給されなくなるから、回転刃１１の回転は、自然に停止する。本発明は、回転刃１１の回転が自然停止する前に強制停止させることができる点に意義があるから、制御動作部３１が動作することができる電圧を維持すべき時間は、回転刃１１が自然に停止するまでの時間である。回転刃は、通常２０秒前後で自然に回転を停止するから、電圧を維持すべき時間はこれに合わせて１０〜３０秒程度が適当である。 Further, when the power connection detection unit 33 is omitted and the forced stop switch 18 is functioned to stop the rotation of the rotary blade 11 when the storage battery 21 is dropped, the voltage at which the control operation unit 31 can operate is maintained. It is desirable that the time for performing is about 10 to 30 seconds. That is, when a situation such as the storage battery 21 dropping out occurs, electric power is not supplied to the motor 2, so that the rotation of the rotary blade 11 naturally stops. Since the present invention is significant in that the rotation of the rotary blade 11 can be forcibly stopped before it naturally stops, the time during which the rotary blade 11 should maintain the voltage at which the control operation unit 31 can operate is determined. It is the time until it stops naturally. Since the rotary blade usually stops rotating normally around 20 seconds, the time for maintaining the voltage is suitably about 10 to 30 seconds.

また上記した実施形態では、予備電源としてコンデンサーを使用したが、ニッケルカドミウム電池やリチウム電池等の蓄電池を予備電源として使用してもよい。 In the above-described embodiment, a capacitor is used as a standby power source. However, a storage battery such as a nickel cadmium battery or a lithium battery may be used as a standby power source.

本発明の実施形態における電動草刈り機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric mower in embodiment of this invention. 図１に示す電動草刈り機において採用されているモータの内部構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the internal structure of the motor employ | adopted in the electric mower shown in FIG. 図１の電動草刈り機の制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of the control apparatus of the electric mower of FIG. 図１の電動草刈り機の蓄電池の接続状況と各部の電圧の減衰状況を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the connection condition of the storage battery of the electric mower of FIG. 1, and the attenuation condition of the voltage of each part. 本発明の他の実施形態における電動草刈り機の概念図である。It is a conceptual diagram of the electric mower in other embodiment of this invention.

１電動草刈り機
２モータ
６回転部
７電源部
８制御部
１０モータ部
１１回転刃
１８強制停止スイッチ
２０制御装置
２１蓄電池
３０モータ駆動部
３１制御動作部
３２制御電源部
３３電源接続検知部（電源監視手段）
３７３端子レギュレータ
４０電解コンデンサ（予備電源）
４１ダイオード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric mower 2 Motor 6 Rotating part 7 Power supply part 8 Control part 10 Motor part 11 Rotary blade 18 Forced stop switch 20 Control device 21 Storage battery 30 Motor drive part 31 Control action part 32 Control power supply part 33 Power supply detection part (Power supply monitoring means )
37 3-terminal regulator 40 Electrolytic capacitor (standby power supply)
41 diode

Claims

A power supply unit, a rotation unit, a motor for rotating the rotation unit, a forcible stop switch, and a power supply unit connected to the power supply unit and receiving electric power from the power supply unit , and having a function of electrically braking the motor In an electric mower equipped with a control device,
The power supply unit is a storage battery and is detachable. By detecting whether or not the voltage supplied from the power supply unit is a certain level or more, it is possible to detect that the battery has dropped or the power supply from the battery has been interrupted. Power supply monitoring means,
The control device includes a motor drive unit, a control operation unit, and the power supply monitoring unit.
The motor drive unit switches the energization state to the drive coil of the motor,
The control operation unit is a circuit that generates a switching signal for switching the energization state of the drive coil ,
It is charged by energization from the power supply unit, and comprises a standby power source consisting of a storage battery or a capacitor that discharges when the energization from the power supply unit stops and maintains the control operation unit of the control device in an operable state,
When the voltage of the power supply unit drops, a stop signal is transmitted from the power supply monitoring means to the control operation unit, the drive coil is short-circuited, and the motor is forcibly stopped,
An electric mower characterized in that a signal of a forced stop switch is further input to the control operation unit, and the drive coil is short-circuited even when the forced stop switch is operated .

The control device includes a control power supply unit,
The control power supply unit is a circuit that generates a signal voltage for causing the control operation unit to function,
2. The electric mower according to claim 1, wherein the standby power source maintains the control operation unit in an operable state by setting the control power source unit in an operable state .

A motor drive unit that supplies power to the motor is provided, and a diode is provided between the standby power supply and the motor drive unit, and the diode prevents the current from flowing from the standby power supply side to the motor drive unit side. The electric mower according to claim 1 or 2, characterized in that