(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リール芝刈り機であって、
（ａ）芝面上の草を切断する少なくとも１つのリール切断ユニットであり、前記リール切断ユニットは、前記草を切断するために受け刃に未切断の草を押し付ける回転可能切断リールを有する、リール切断ユニットと、
（ｂ）草刈り作業中に前記芝面に付加的に作用する回転可能ターフグルーマと、
（ｃ）前記ターフグルーマを回転させるための駆動システムであり、前記駆動システムは、前記ターフグルーマが前記切断リールの回転方向と同じ方向に回転する同方向動作モード、または、前記ターフグルーマが前記切断リールの回転方向と反対の方向に回転する反対方向動作モードのいずれかで、前記ターフグルーマが双方向的に回転するようにユーザによって選択的に構成可能である駆動システムを備え、
前記駆動システムが、どの動作モードが前記ユーザによって選択されたかに応じて、前記ターフグルーマに異なる回転速度を提供するように構成されていることを特徴とする、
リール芝刈り機。
【請求項２】
前記ターフグルーマは、前記草刈り作業中に前記リール切断ユニットの前進方向に対して、前記切断リールより前に配置される、請求項１に記載のリール芝刈り機。
【請求項３】
前記同方向動作モードにおいて、前記切断リールの底部が前記受け刃に向かって回転しており、前記ターフグルーマの底部が前記切断リールに向かって回転している、請求項２に記載のリール芝刈り機。
【請求項４】
前記同方向動作モードにおける前記ターフグルーマの前記回転速度が、反対方向動作モードにおける前記ターフグルーマの前記回転速度よりも速い、請求項３に記載のリール芝刈り機。
【請求項５】
前記同方向動作モードにおける前記ターフグルーマの前記回転速度は、前記切断リールの回転速度よりも速く、前記反対方向動作モードにおける前記ターフグルーマの前記回転速度は、前記切断リールの前記回転速度を超えない、請求項４に記載のリール芝刈り機。
【請求項６】
前記駆動システムは、入力シャフトと、出力シャフトと、前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間に配置された遊星ギアシステムとを有する回転ギア駆動部を備え、前記遊星ギアシステムは、主サンギアと、リングギアと、前記主サンギアと前記リングギアとの間に延伸して前記主サンギアおよび前記リングギアと係合する複数の遊星ギアと、前記主サンギアと一体回転するように、前記リングギアと直接噛み合わず前記主サンギアに固定された補助サンギアとを備える、請求項１に記載のリール芝刈り機。
【請求項７】
前記ギア駆動部は、前記同方向動作モードおよび前記反対方向動作モードにおいて前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間で動力を伝達する２つの択一的に使用可能な駆動経路を提供し、前記駆動経路は、
（ａ）前記入力シャフトの入力ギアが前記リングギアを動作可能に回転させ、それによって前記出力シャフトの出力ギアを回転させる第１の経路であって、前記遊星ギア、前記主サンギアおよび前記補助サンギアの回転は、動力を伝達しない遊びギアとしての役割を果たす、第１の経路と、
（ｂ）前記入力ギアが前記補助サンギアを動作可能に回転させ、それによって前記主サンギアおよび前記遊星ギアを介して前記リングギアおよび前記出力ギアに動力を伝達し、それによって、前記遊星ギアシステム全体が動力を伝達する、第２の経路と
を備える、請求項６に記載のリール芝刈り機。
【請求項８】
前記第１の経路または前記第２の経路の選択は、前記ユーザによって、前記入力ギアが前記リングギアと係合する第１の位置から前記入力ギアが前記補助サンギアと係合する第２の位置に、前記入力シャフトの前記入力ギアを軸方向にスライドさせることによって選択的に達成される、請求項７に記載のリール芝刈り機。
【請求項９】
前記駆動システムは、入力シャフトと出力シャフトとを有する回転ギア駆動部を備え、前記入力シャフトの接続端部は、前記切断リールのシャフトの一端に連結され、前記切断リールから前記回転ギア駆動部に動力を供給し、前記出力シャフトの接続端部は、前記ターフグルーマのシャフトの対応する端部に連結され、前記回転式ギア駆動部から前記ターフグルーマに動力を供給し、前記回転ギア駆動部は、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの回転軸を通って延伸する平面を中心として実質的に対称であり、前記回転ギア駆動部が反転されて、左手駆動または右手駆動の方法で前記ターフグルーマを駆動するために使用されることを可能にする、
請求項１に記載のリール芝刈り機。
【請求項１０】
前記切断リールシャフトの対向する両端には、反対のピッチのねじ山との雌ねじを切られており、前記出力シャフトの前記接続端部も雌ねじを切られており、前記リール芝刈り機は、一対のねじ付きカプラをさらに備え、各カプラは、前記出力シャフトの前記接続端部および前記切断リールシャフトの一端にねじ込まれて前記回転ギア駆動部を前記切断リールおよび前記ターフグルーマの両方に接続し、前記切断リールシャフトの前記端部にねじ込まれる各カプラの部分は、前記切断リールシャフトの反対側の端部の反対側のねじ山と一致するように、他方のカプラの対応する部分と比較して反対のピッチのねじ山を有し、それによって、前記回転ギア駆動部が前記左手駆動の方法用に設定されているのか、または、前記右手駆動の方法用に設定されているのかに応じて、前記ねじ付きカプラの対が択一的に使用可能である、請求項９に記載のリール芝刈り機。
【請求項１１】
前記回転ギア駆動部は、ギアボックス内に実質的に封入されており、前記入力シャフトおよび前記出力シャフトの前記接続端は前記ギアボックスから外方に延伸または突出して、前記切断リールシャフトおよび前記ターフグルーマシャフトにそれぞれ接続することを可能にする、請求項９に記載のリール芝刈り機。
【請求項１２】
前記駆動システムは、入力シャフトと出力シャフトとを有する回転ギア駆動部を備え、前記入力シャフトの接続端部は、前記切断リールのシャフトの一端に連結され、前記切断リールから前記回転ギア駆動部に動力を供給し、前記出力シャフトの接続端部は、前記ターフグルーマのシャフトの対応する端部に連結され、前記回転式ギア駆動部から前記ターフグルーマに動力を供給し、前記回転ギア駆動部は、前記芝面に対して前記ターフグルーマの高さを調節する高さ調整器によって前記リール切断ユニットにさらに連結されるギアボックス内に実質的に封入され、前記ギアボックスは、前記リール切断ユニットへの前記ギアボックスの取付けを簡単にするために、前記入力シャフトの前記切断リールシャフトへの連結および前記高さ調整器によってのみ、前記リール切断ユニットに接続される、
請求項１に記載のリール芝刈り機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芝刈り作業中に芝面に付加的に作用する少なくとも１つのリール切断ユニットと回転可能なターフグルーマとを有するリール芝刈り機に関する。
【背景技術】
【０００２】
芝面上の草を切断するための１つまたは複数のリール切断ユニットを有するリール芝刈り機が、よく知られている。各リール切断ユニットは、未切断の草の葉を鋭利な受け刃に押し付けて、リールブレードと受け刃との間の剪断動作を用いて草の葉を切断する回転可能切断リールを含む。芝面上の草の健全な成長を促進するために、刈り取り作業中に芝面に対して１つまたは複数の付加的な動作を実行するために、切断リールに隣接する切断ユニットに使用する回転可能ターフグルーマも知られている。これらの付加的な動作は、芝面の枯れた芝を除去すること、草の横走茎を切断すること、肥料また追肥剤を芝面に混ぜること、芝面を曝気することなどを含み得る。
【０００３】
いくつかのターフグルーマは、双方向的に駆動されて、切断リールの回転方向と同じ方向または反対方向に回転することができる。ユーザは、任意の所与の時点でターフグルーマの回転方向を選択して、ターフグルーマの動作を芝面の草の種類および状態に合わせてカスタマイズすることができる。しかしながら、既知の双方向ターフグルーマでは、ターフグルーマはどちらの方向にも同じ速度で回転する。これらのタイプの双方向単一速度ターフグルーマでは、本出願人は、切断ユニットの前進方向と同じ方向に回転するとき（ターフグルーマの反対方向動作モード）、ターフグルーマの動作が芝にあまりにも活発になり、厳密に必要とされる分を超えて芝面の草を切断しまたは刈り取る結果となることを発見した。本出願人はさらに、これが電力を無駄にし、それゆえ望ましいものよりも効率が低いことを発見した。
【０００４】
さらに、異なる芝刈り機で使用されるリール切断ユニットまたは同一の芝刈り機で使用される異なるリール切断ユニットは、間隔を空けるため、または他の問題のために、リールシャフトの異なる端部に駆動モータを連結する場合がある。ターフグルーマは、駆動モータに連結された端部とは反対側のリールシャフトの端部から駆動されるので、これは、いくつかのターフグルーマ用の駆動部がリールシャフトの左端部から外れなければならず、一方で、他のターフグルーマ用の駆動部はリールシャフトの右端から外れなければならないことを意味する。したがって、多くのターフグルーマは、リール切断ユニットの駆動方法の変化に対応できるようにターフグルーマの左手または右手のいずれかの駆動を許容するための、２つの異なるモデルに組み込まれている。しかしながら、この理由により２つの異なるターフグルーマのモデルが必要となるため、製造の複雑さが増し、ゆえにそのようなターフグルーマの製造コストおよび小売コストが増加する。これは、製造者にとって、およびエンドユーザの顧客にとって不利である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの態様は、芝面の草を切断するための少なくとも１つのリール切断ユニットを備えるリール芝刈り機に関し、該リール切断ユニットは、未切断の草を受け刃に押し付けて草を切断する回転可能切断リールを有する。草刈り作業中に芝面に付加的に作用する回転可能ターフグルーマが設けられている。駆動システムがターフグルーマを回転させる。駆動システムは、ターフグルーマが切断リールの回転方向と同じ方向に回転する同方向動作モード、または、ターフグルーマが切断リールの回転方向とは反対の方向に回転する反対方向動作モードのいずれかで、ターフグルーマを双方向に回転させるためにユーザによって選択的に構成可能である。駆動システムは、どの動作モードがユーザによって選択されたかに応じて、ターフグルーマの異なる回転速度を提供するように構成される。
【０００６】
本発明の別の態様は、芝面の草を切断するための少なくとも１つのリール切断ユニットを備えるリール芝刈り機に関し、該リール切断ユニットは、未切断の草を受け刃に押し付けて草を切断する回転可能切断リールを有する。草刈り作業中に芝面に付加的に作用する回転可能ターフグルーマが設けられている。ターフグルーマを回転させるための駆動システムが設けられている。駆動システムは、ターフグルーマが切断リールの回転方向と同じ方向に回転する同方向動作モード、または、ターフグルーマが切断リールの回転方向とは反対の方向に回転する反対方向動作モードのいずれかで、ターフグルーマを双方向に回転させるためにユーザによって選択的に構成可能である。駆動システムは、入力シャフトおよび出力シャフトを有する回転ギア駆動部を備え、入力シャフトの接続端部は、切断リールのシャフトの一端に連結され、切断リールから回転ギア駆動部に動力を供給し、出力シャフトの接続端は、ターフグルーマのシャフトの対応する端部に結合され、回転ギア駆動部からターフグルーマに動力を供給する。回転ギア駆動部は、入力シャフトおよび出力シャフトの回転軸を通って延伸する平面を中心として実質的に対称であり、回転ギア駆動部が反転されて、左手駆動または右手駆動の方法でターフグルーマを駆動するために使用されることを可能にする。
【０００７】
本発明のまた別の態様は、芝面の草を切断するための少なくとも１つのリール切断ユニットを備えるリール芝刈り機に関し、該リール切断ユニットは、未切断の草を受け刃に押し付けて草を切断する回転可能切断リールを有する。草刈り作業中に芝面に付加的に作用する回転可能ターフグルーマが設けられている。ターフグルーマを回転させるための駆動システムが設けられている。駆動システムは、入力シャフトおよび出力シャフトを有する回転ギア駆動部を備え、入力シャフトの接続端部は、切断リールのシャフトの一端に連結され、切断リールから回転ギア駆動部に動力を供給し、出力シャフトの接続端は、ターフグルーマのシャフトの対応する端部に結合され、回転ギア駆動部からターフグルーマに動力を供給する。回転ギア駆動部は、実質的に、芝面に対してターフグルーマの高さを調節する高さ調整器によってリール切断ユニットにさらに連結されるギアボックス内に封入される。ギアボックスは、リール切断ユニットへのギアボックスの取付けを簡単にするために、入力シャフトの切断リールシャフトへの連結および高さ調整器によってのみ、リール切断ユニットに接続される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明は、以下の図面と併せて以下の詳細な説明においてより詳細に説明され、図面の全体を通じて、同様の参照符号は同様の要素を参照する。
【０００９】
【図１】本発明によるリール切断ユニットの斜視図である。
【００１０】
【図２】図１の切断ユニットで使用され、回転可能ターフグルーマをそのいずれかの側から両方向に動かすか、または駆動するギアボックスの斜視図である。
【００１１】
【図３】ギアボックスの入力シャフトがリールシャフトの一端にどのように接続されているか、および、ギアボックスの出力シャフトがグルーマシャフトの一端にどのように接続されているかを示すために、図２のギアボックス、切断リールの一部分、およびターフグルーマの一部を特に示している、図１の切断ユニットの一部分の斜視図である。
【００１２】
【図４Ａ】図２のギアボックス内に使用される、組み立てられた状態の回転ギア駆動部の斜視図である。
【図４Ｂ】回転ギア駆動部のギアのうちの一部を分解図で示す、図２のギアボックス内に使用される回転ギア駆動部の斜視図である。
【００１３】
【図５Ａ】回転ギア駆動部の入力シャフトは回転しているが、出力シャフトは静止しているアイドルモードにある回転ギア駆動部を特に示している、図４Ａに示された回転ギア駆動部の平面図である。
【図５Ｂ】回転ギア駆動部の入力シャフトは回転しているが、出力シャフトは静止しているアイドルモードにある回転ギア駆動部を特に示している、図４Ａに示された回転ギア駆動部の側面図である。
【００１４】
【図６Ａ】回転ギア駆動部の入力シャフトが回転しており、回転ギア駆動部の出力シャフトが入力シャフトの回転方向と同方向に回転している同方向モードの回転ギア駆動部を特に示している、図５Ａと同様の図である。
【図６Ｂ】回転ギア駆動部の入力シャフトが回転しており、回転ギア駆動部の出力シャフトが入力シャフトの回転方向と同方向に回転している同方向モードの回転ギア駆動部を特に示している、図５Ｂと同様の図である。
【００１５】
【図７Ａ】回転ギア駆動部の入力シャフトが回転しており、回転ギア駆動部の出力シャフトが入力シャフトの回転方向と反対方向に回転している反対方向回転モードの回転ギア駆動部を特に示している、図５Ａと同様の図である。
【図７Ｂ】回転ギア駆動部の入力シャフトが回転しており、回転ギア駆動部の出力シャフトが入力シャフトの回転方向と反対方向に回転している反対方向回転モードの回転ギア駆動部を特に示している、図５Ｂと同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態によるリール切断ユニットが、全体的に２として図１に示されている。切断ユニット２は、横方向に間隔を置いて配置された側板６を含むフレーム４を備えており、この板は様々な交差部材によって互いに強固に接合されている。中央リールシャフト１０と、リールシャフト１０に溶接されて、横方向に間隔を置いて配置された複数のスパイダ１２と、スパイダ１２の周囲に周方向に間隔を空けて溶接されて、横方向に延伸する螺旋状にねじられた複数のリールブレード１４とを有する、回転可能切断リール８が設けられている。リールシャフト１０の対向する両端は側板６上に回転可能に軸支され、リールシャフト１０の軸と同軸の実質的に水平な回転軸を中心として切断リール８が回転することが可能である。切断リール８が回転すると、切断リール８のリールブレード１４は、フレーム４上に保持された横方向に延伸する受け刃（図示せず）の鋭利な刃先に草の茎を押し付けて、リール切断ユニット２に対する当業者に周知の方法の剪断動作で草を切断する。
【００１７】
切断ユニット２は、切断ユニット２の芝面上での前進動作に対して考えたときに、切断リール８の前方に配置された前部ローラ１６および切断リール８の背後に配置された後部ローラ（図示せず）により、地面上の移動のために支持されている。図１に示す１つまたは複数の切断ユニット２は、別個のトラクタ（図示せず）に連結され、または、別個のトラクタによって担持され、それによって、トラクタの推進によって切断ユニット２が芝面上を推進される。このタイプのリール芝刈り機では、このような切断ユニットの各々は、典型的には、切断リール８を回転させるために、リールシャフト１０の一端に連結された独自の個別の電動または油圧駆動モータを有し、そのような駆動モータに必要とされる電力または油圧力は、トラクタに担持され、トラクタの原動機によって動力を供給される電力または油圧力システムによって供給される。しかしながら、切断ユニット２は、刈り取りユニット２が原動機を担持する芝刈り機フレームと共に芝刈り機のフレーム４の一部に連結されているか、または芝刈り機のフレーム４の一部として構築されているウォークビハインド型リール芝刈り機の一部とすることができる。したがって、切断ユニット２は、図１に示された形態に限定されず、様々なタイプのリール芝刈り機に単独で、または複数で使用されてもよい。
【００１８】
切断リール８と前部ローラ１６との間にターフグルーマ２０が配置されている。当該技術分野で周知のように、ターフグルーマ２０は、グルーマシャフト２２を備え、グルーマシャフトは、グルーマシャフト２２の長さに沿って横方向に間隔を置いて配置された複数の切断ディスク２４を支持する。グルーマシャフト２２は、外向きに延伸する左右のグルーマシャフト端部を有し、図３では１つのグルーマシャフト端部が見えている。切断ユニット２の回転中、ターフグルーマ２０が動作状態に置かれていると仮定すると、ターフグルーマ２０はグルーマシャフト２２の軸を中心に回転し、切断ディスク２４のナイフ先端を芝面に係合させる。回転する切断ディスク２４の芝面上での作用が、芝面を刈り取り、草の横走茎を切断し、追肥剤を芝面に混ぜるのを助け、とりわけそれによって、芝面の健康な成長を促進する。
【００１９】
ギアボックス２６は、切断リール８のリールシャフト１０からターフグルーマ２０に動力を供給する。ギアボックスは、互いに解放可能にボルト締めされた２つのハウジング部材から形成される。そのように接合されると、２つのハウジング部材は、回転ギア駆動部２８を封入する中空ハウジングを形成する。平行な入力シャフト３０および出力シャフト３２の接続端部はそれぞれ、ギアボックス２６の一方の側の開口部を通って外方に延伸するか、または、突出しており、入力シャフト３０および出力シャフト３２は、ギアボックス２６の内部で任意の適切な方法で回転可能に軸支されている。図３を参照されたい。さらに、入力シャフト３０は、選択的に取り外し可能なダストカバー３３が取り外された後に、入力シャフト３０の反対側の端部が露出され、ギアボックス２６の他方の側にいるユーザがアクセスできるように、ギアボックス２６全体を通って延伸するように十分に長い。入力シャフト３０の反対側の端部は、後述する目的のために、ユーザがレンチ等を入力シャフト３０に適用することを可能にするための六角形３４を含む。図２を参照されたい。図２は、ダストカバー３３およびその取付けねじ３５を、入力シャフト３０の反対側の端部の六角形３４を示すための分解形態で示している。入力シャフト３０および出力シャフト３２の上記部分が貫通するギアボックス２６の開口部は、適切なシール（図示せず）によってシールされ、ギア駆動部２８の動作を潤滑するための、ギアボックス２６内で使用される潤滑剤の漏出を防止する。
【００２０】
再び図３を参照すると、入力シャフト３０の接続端部は、雌ねじ穴３６を備えている。同様に、切断リール８のリールシャフト１０の隣接端部は、全体的に３８で示された雌ねじ穴を有する。リールシャフト１０の穴３８は、入力シャフト３０の接続端の穴３６よりも大きい直径を有する。したがって、入力シャフト３０とリール軸１０とを接合または結合するために、段付きの雄ねじ結合部材４０が設けられている。結合部材４０はそれぞれ、入力シャフト３０の接続端部およびリールシャフト１０の隣接端部に設けられた雌ねじ穴３６、３８に以下のようにねじ込まれるのに適した直径の異なる２つの隣接した連続する雄ねじ部４２、４４を有する。
【００２１】
連結部材４０の小径部４２が、最初に入力シャフト３０の接続端の穴３６にねじ込まれる。この点に関して、連結部材４０の大径部４４の内部は、ユーザが六角レンチ等を連結部材４０に適用して連結部材４０にトルクを加えて連結部材４０の小径部４２を入力シャフト３０の連結端の穴３６にねじ込むことを可能にする六角形凹部４６を有する。これを行うとき、ユーザは、片長顎式レンチを使用して入力シャフト３０の接続端部の外部六角形４８を把持し、入力シャフト３０を静止状態に保ち、それによって、連結部材４０の回転は、単に入力シャフト３０をギアボックス２６内で回転させるのではなく、連結部材４０を入力シャフト３０の連結端部のねじ穴３６内へと駆動する働きもする。結合部材４０を回転させるために結合部材４０の六角凹部４６内で六角レンチを使用し、また、入力シャフト３０の回転を防止するために入力シャフト３０の接続端部において第２の片長顎式レンチを使用した、連結部材部材４０に対するこのねじ作用は、連結部材４０が入力シャフト３０の連結端部にしっかりと固定されるまで継続される。このようにして連結部材４０を入力シャフト３０に取り付けることは、完全にギアボックス２６の外部で、かつギアボックス２６を分解する必要なく行うことができる。
【００２２】
連結部材４０の小径部４２が入力シャフト３０に組み付けられると、ギアボックス２６を切断ユニット２の側板６に隣接して保持することができ、連結部材４０の大径部４４は、切断リール８のリールシャフト１０の隣接端部のねじ穴３８と整列される。リールシャフト１０の隣接端部は、側板６の開口部を通じてアクセス可能である。次に、ユーザは、ギアボックス２６の他方の側の外部の入力シャフト３０の反対側の端部の六角形３４にレンチを適用して、入力シャフト３０にトルクを加えて、連結部材４０の大径部４４を、リールシャフト１０のねじ端部にねじ込みまたは回転させ始める。この動作は、連結部材４０がリールシャフト１０内に十分に緊密に受容されるまで続く。
【００２３】
ギアボックス２６が切断リール８のリールシャフト１０に接続された後、ギアボックス２６の出力シャフト３２の接続端部は、ターフグルーマ２０の隣接シャフト端部に接続され得る。この点において、ギアボックス２６の出力シャフト３２の接続端は、出力シャフト３２の軸に対して直角に貫通する穴４９を有する滑らかなスタブシャフトを含む。図３を参照されたい。これにより、ギアボックス２６の出力シャフト３２は、米国特許出願公開第２０１４０２１５９８８号に開示されているターフグルーマ駆動および取付けシステムを使用して、ターフグルーマ２０の隣接するシャフト端部に締め付けられる。当該特許出願は、本発明の譲受人であるＴｈｅ  Ｔｏｒｏ  Ｃｏｍｐａｎｙによって所有されている。この特許公報に示された出願は、ギアボックス２６への接続を含む、切断ユニット２上のターフグルーマ２０を回転可能に支持するために使用される駆動および取付けシステムのすべての詳細について、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
ギアボックス２６内に収容されたギア駆動部２８の構造および動作について、ここで、ギア駆動部２８をギアボックス２６から分離し取り外して示す、図４〜図７を参照して説明する。最初に図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、ギア駆動部２８は、入力シャフト３０の中間部分に設けられた細長いギア部分５０を含む。軸方向にスライド可能な入力ギア５２は、入力ギア穴５４の歯がギア部分５０の歯と噛み合うように、歯部５０上の外向きに延伸する歯の形状およびピッチと一致する内向きに延伸する歯を含む貫通孔５４を有する。図４Ｂを参照されたい。図４Ｂでは、穴５４および入力ギア穴５４の内側に延伸する歯を示すために、入力ギア５２が入力シャフト３０のギア部分５０から滑り落ちている。
【００２５】
入力シャフト３０のギア部５０の歯との入力ギア５２の歯の嵌合構成は、入力ギア５２と入力シャフト３０とが互いに回転可能に連結されるようにする。入力シャフト３０が回転するときはいつでも、入力ギア５２も、図４Ａに示すように入力シャフト３０のギア部５０のある部分の周りに入力ギア穴５４が同心円状に受け入れられる限り回転する。それにもかかわらず、入力ギア穴５４の長さと比較して入力シャフト３０のギア部５０の長さが大幅に長いために、入力ギア５２は、以下に説明する理由から、図４Ｂの矢印ＡおよびＢの方向にギア部５０の長さに沿って前後に選択的にスライドすることができる。図４Ａおよび図４Ｂからも明らかなように、入力ギア５２の外径は、ギア駆動部２８の残りの部分と動作可能に噛み合う一連の外向きに延伸するギア歯５６も担持する。
【００２６】
入力ギア５２と出力シャフト３２に設けられた出力ギア６０との間には、遊星ギアシステム５８が設けられている。ギアシステム５８は、主サンギア６２と、その内径および外径の両方にギア歯を有するリングギア６４と、主サンギア６２とリングギア６４の内径のギア歯との間に配置された複数の遊星ギア６６とを備える。さらに、図４Ｂに最もよく示されているように、主サンギア６２は、第１サンギア６２と協働して回転し、それゆえ、本明細書において補助サンギア６８として参照されるより大径のギアを含む一体ギア部材の一部である。遊星ギア６６が主サンギア６２と係合しそれを中心として回転する方法では、遊星ギア６６は補助サンギア６８の周縁に直接係合せずそれを中心として回転しないため、補助サンギア６８は技術的にはサンギアではないが、便宜上、本明細書においては「補助サンギア」という用語を使用する。ここで図４Ａを参照すると、ギア駆動部２８が組み立てられると、ギアシステム５８のリングギア６４の外径の歯が、出力シャフト３２上の出力ギア６０と係合して噛み合う。
【００２７】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、入力ギア５２は、入力ギア穴５４の一部の周囲に円周方向に配置され、入力ギア５２の外径上の外向きに延伸する歯に隣接する、環状の外向きのチャネル７０を含む。チャネル７０は、アクチュエータシャフト７４の一端にある細長いフィンガ７２を受け入れるように寸法決めされている。アクチュエータシャフト７４は、入力シャフト３０の軸に実質的に垂直な軸を中心として回転するための任意の適切な方法でギアボックス２６内に回転可能に軸支される。フィンガ７２は、図４Ｂに最もよく示されているように、アクチュエータシャフト７４の回転軸の一方の側にオフセットされている。
【００２８】
アクチュエータシャフト７４の反対側の端部は、ユーザがアクチュエータシャフト７４をその軸を中心として手動で回転させることを可能にするハンドルとして作用するクロスピン７６を含む。この点において、アクチュエータシャフト７４の長さの大部分は、ギアボックス２６内に位置する。しかしながら、クロスピンハンドル７６を有するアクチュエータシャフト７４の端部は、ギアボックス２６の外側に延伸しており、ギアボックス２６を分解する必要なく、ギアボックス２６の外側の位置からユーザが手動でアクセスすることができる。図２を参照されたい。明らかに、アクチュエータシャフト７４は、ギアボックス２６の壁を通過する点でシールされ、ギアボックス２６からの潤滑油の漏出を防止する。
【００２９】
アクチュエータシャフト７４、アクチュエータシャフト７４の一端のフィンガ７２、アクチュエータシャフト７４の反対端のクロスピンハンドル７６、およびフィンガ７２と入力ギア５２のチャネル７０との係合はまとめて、全体的に７８として示されている手動操作可能なアクチュエータを形成する。アクチュエータ７８は、入力シャフト３０のギア部５０上の入力ギア５２を、ギア駆動部２８の複数の異なる動作モードを選択するためのギア部分５０に沿った様々な調整位置の間でスライドさせるためのものである。アクチュエータシャフト７４は、好ましくは、アクチュエータシャフト７４の周囲に９０度ずつ配置された複数の浅いボール受け凹部８２のうちの１つに受け入れられるバネ荷重戻り止めボール８０によって、任意の特定の調整位置に保持される。必要に応じて、他のタイプの戻り止めを使用することもできる。
【００３０】
ここで、ギア駆動部２８の動作を図５〜図７を参照して説明する。図５Ａおよび図５Ｂから始まり、切断リール８のリールシャフト１０に動力が供給されていると仮定すると、ギア駆動部２８の第１の動作モードは、入力シャフト３０が回転しているが出力シャフト３２は静止したままであるアイドルモードである。このアイドル動作モードは、図５Ａに示すように、入力ギア５２をその中間位置にスライドさせるようにアクチュエータ７８を操作することによって達成される。この中間位置において、入力ギア５２は、いずれか１つに係合することなく、リングギア６４とギアシステム５８の補助サンギア６８との間に配置される。したがって、入力ギア５２が図５Ｂの反時計回り矢印ＣＣＷで示される反時計回りの方向に常に回転していると仮定すると、入力ギア５２とギアシステム５８のいずれの部分との間にも駆動係合はないため、ギア駆動部２８内の他の歯車は全く回転しない。したがって、出力シャフト３２は静止したままである。
【００３１】
ここで、図６Ａに示すように、入力ギア５２が中間位置から横方向にスライドしてリングギア６４の外歯と係合すると仮定する。これは、アクチュエータシャフト７４上のクロスピンハンドル７６を使用してアクチュエータシャフト７４を第１の方向に９０度回転させることによって達成される。これにより、アクチュエータシャフト７４上のフィンガ７２が横方向に変位し、入力ギア５２のチャネル７０内のフィンガ７２の相互作用によって入力ギア５２を横方向に押して入力ギア５２をリングギア６４に向かって移動させる。入力ギア５２が図６Ａに示す側方調整位置にあることによって、入力ギア５２が同じＣＣＷ方向に回転すると、ここで、リングギア６４を時計方向ＣＷに回転させ、次いで出力ギア６０を入力ギア５２と同じＣＣＷ方向に回転させる。図６Ｂを参照されたい。したがって、ギア駆動部２８の第２の動作モードは、ギアボックス２６の出力シャフト３２がギアボックスの入力シャフト３０と同じ方向に回転し、ターフグルーマ２０を切断ユニット２の切断リール８と同じ方向に回転させる、ちょうど説明したモードである。
【００３２】
上述のこの「同じ方向」の動作モードにおいては、確かに、リングギアが遊星ギア６６を回転させ、したがって主サンギア６２および補助サンギア６８の両方を回転させる。しかしながら、遊星ギア６６、主サンギア６２および補助サンギア６８は、ギア駆動部２８の「同方向」動作モードでは遊びギアとして何も駆動することなく自由に回転することになるので、ギア６６、６２および６８の回転は、ここでは重要である。したがって、駆動トルクが入力シャフト３０と出力シャフト３２との間をどのように伝達されるかにおいてそのような回転は重要ではないので、ギア６６、６２および６８の回転は図６Ｂには示されていない。入力シャフト３０と出力シャフト３２との間の駆動は、図６Ｂの矢印によって示されるように、入力シャフト３０からリングギア６４へと、そこから出力シャフト３２への直線的なギア駆動伝達となる。
【００３３】
ここで、アクチュエータシャフト７４が、図６で回転された方向と比較して、図５で元々占められていた位置から反対の方向に９０度回転したと仮定する。このシナリオでは、アクチュエータシャフト７４の回転により、その上のフィンガ７２が入力ギア５２をリングギア６４から横方向に離すが、補助サンギア６８と係合させる。これを図７Ａに示す。入力ギア５２が図７Ａに示す側方調整位置にあることによって、同じＣＣＷ方向の入力ギア５２の回転が、ここで、補助サンギア６８および主サンギア６２を時計回りの方向ＣＷに回転させ、これによって、次いで遊星ギア６６をＣＣＷ方向に回転させ、また、リングギア６４をＣＣＷ方向に回転させ、最後に出力ギア６０を出力シャフト３２上でＣＷ方向に回転させる。図７Ｂを参照されたい。このように、ギア駆動部２８のこの第３の動作モードでは、駆動伝達は実際には入力ギア５２からギアシステム５８の様々なギアを通って、また出力ギア６０を通って、出力シャフト３２を、入力シャフト３０の回転方向とは反対方向の方向に回転させる。これは、切断リール８に対するターフグルーマ２０の回転方向を逆転させる。その結果、通常反時計方向ＣＣＷ方向に回転する切断リールの場合、入力ギア５２が図７Ａに示す位置にシフトしてギア駆動部２８の第３の逆方向モードを選択すると、ターフグルーマ２０は反対に、切断リール８のＣＣＷ方向に対して時計方向ＣＷ方向に回転する。
【００３４】
ほとんどのユーザは、多くの場合、切断リール８とターフグルーマ２０の両方がＣＣＷ方向、すなわち、切断リール８の底部がフレーム４の受け刃に向かって回転し、ターフグルーマ２０の底部が切断リール８に向かって回転している方向に回転する、ターフグルーマ２０の同方向動作モードを選択する。この動作モードでは、切断リール８の底部が走茎などを刈り取るかまたは切断したりすると、そのような材料は、切断リール８と受け刃との間の追加の切断のために、および、集草装置が使用されている場合には、その後、切断ユニット２に連結されているどの集草装置にも収集されるようにするために、ターフグルーマ２０によって切断リール８に投入される。しかしながら、前述したように、ユーザによっては、芝面上で成長している草の種類または草の状態に応じて、ターフグルーマ２０が反対方向動作モードで回転することを好む場合がある。この動作モードでは、切断リールの底部が切断リール８から離れて回転する。
【００３５】
本発明のターフグルーマ２０では、ユーザは、ターフグルーマ２０のどの動作モード、すなわちどの回転方向が使用されるかを容易かつ迅速に選択することができる。ユーザは、アクチュエータ７８を操作して、図５Ａに示すアイドル位置から入力ギア５２をスライドさせて、図６Ａに示すようにリングギア６４と係合させて同方向動作モードを選択するか、または、代替的に、図７Ａに示すように補助サンギア６８と係合させて反対方向動作モードを選択するだけでよい。これは、クロスピンハンドル７６を掴んでアイドル位置から１つの方向または他の方向に９０度だけ回転させることによって簡単に行うことができる。クロスピンハンドル７６は、ギアボックス２６の外側に位置し、したがって容易にユーザがアクセス可能であるため、ユーザがターフグルーマの動作モードを選択することは、ギアボックス２６を開くかまたは外す必要なく、クロスピンハンドル７６を操作することによって行うことができ、したがって、選択が非常に迅速かつ容易になる。
【００３６】
ターフグルーマ２０の双方向動作モードにおける動作を考慮して、本出願人は、切断ユニット２の前進運動は、反対方向動作モードにおいてはターフグルーマ２０の回転速度に加わるが、同方向動作モードでは、ターフグルーマ２０の回転速度から減じられることを理解した。これにより、出願人はさらに、両方のモードにおいてターフグルーマ２０のために同じ回転速度を使用することによって、動作モードの１つにおいていくぶん劣った結果がもたらされることを理解するに至った。例えば、同方向動作モードで良好な結果が得られるように回転速度を設定した場合、逆回転動作モードにおける同じ回転速度は、ターフグルーマ２０を芝生にあまりにも活発にさせ、良好な結果のために必要なより多くの材料を切断または除去する。このより活発な動作は、芝生に損傷を与える可能性があり、または、少なくとも、ターフグルーマ２０を動作させるのに必要な電力の増加をもたらし、ひいては電力の非効率性をもたらす可能性がある。
【００３７】
したがって、本発明のターフグルーマ２０では、回転ギア駆動部２８は、様々なギアのサイズを通じて、同方向動作モードではターフグルーマ２０のより速い回転速度を提供し、反対方向動作モードではターフグルーマ２０のより遅い回転速度を提供するように構成される。同方向動作モードでの回転のために、本出願人は、ターフグルーマ２０が、切断リール８よりも速く、好ましくは切断リール８の回転速度の１．３倍?１．５倍の範囲内で回転すべきであることを発見した。本出願人はさらに、反対方向動作モードでは、ターフグルーマ２０は、同方向動作モードよりも遅く回転すべであり、好ましくは切断リール８よりも速く回転すべきではないことを発見した。反対方向動作モードでの動作のために、ターフグルーマ２０は、好ましくは、切断リール８の回転速度の０．６５倍〜１．０倍の範囲内で回転すべきである。上述した反対動作方向モードと同方向動作モードとの間の回転速度の差は、両方の場合において良好な芝刈り結果をもたらし、芝刈りの間の電力効率を最大にする。異なるモードにおけるこれらの速度差は、単純に、ギア駆動部２８内の様々なギアの設計によってもたらされ、一方または他方のモードを選択するだけでもたらされる。
【００３８】
ターフグルーマ２０の別の態様は、ギアボックス２６および回転ギア駆動部２８の対称な設計である。この点において、回転ギア駆動部２８は、入力シャフト３０および出力シャフト３２の回転軸を含む長手方向平面に関して対称である。これにより、ギアボックス２６は、図１に示すように、切断ユニット２の反対側、すなわち切断ユニット２の右側と比較して反転されて、切断ユニット２の左側に使用されることが可能になる。このようにギアボックス２６を反転させて、ターフグルーマ２０を一方の側から他方の側に変更する、すなわち図１に示す右手駆動を左手駆動に変更するとき、変更する必要があるのは、連結部材４０のみである。右手駆動を実施するとき、連結部材４０の大径部４４のねじ山は第１の方向に延伸する。左手駆動を実施するためにギアボックス２６を反転させるとき、大径部４０に反対方向に延伸するねじ山が設けられている代替の連結部材４０が必要である。
【００３９】
したがって、駆動部を右手から左手の駆動に、またはその逆に変更するときには、第１の場合に使用される連結部材４０が取り外され、代替の連結部材４０と置き換えられる。いずれの場合も、使用に必要な連結部材４０は、連結部材４０の大径部４４上に、リールシャフト８およびターフグルーマ２０の動作中に自然に締め付ける方向に旋回するねじ山を有しなければならない。リールシャフト８の対向する両端の穴３８は、反対方向に旋回するネジ山を有するので、２つの異なる結合部材４０の大径部のネジ山もそうなっていなければならない。一方が左手駆動用であり、他方が右駆動用である、２つの異なる連結部材４０を設けなければならないが、ギアボックス２６自体は両側で同じであり、左手駆動または右手駆動の両方の共通部品として製造することができる。したがって、単一の共通のギアボックス２６および択一的に使用可能な２つの連結部材４０を製造することは、２つの異なるギアボックスを使用して２つの完全に異なるターフグルーマを製造することよりもはるかに経済的である。これは、製造における多様なコスト効率をもたらし、最終的にはエンドユーザの購入者にとっての多様なコスト効率につながる。
【００４０】
最後に、リールシャフト１０とターフグルーマ２０との間に設置されたときのギアボックス２６は、２つの点においてのみ、すなわち、切断リール８のリールシャフト１０への入力シャフト３０の接続、および、ターフグルーマ２０の地面に対する高さを調整するために使用される高さ調節器８６の垂直高さ調節ロッド８４の下端への取付けによってのみ、切断ユニット２によって支持される。高さ調整器８６、およびギアボックス２６上の一対の離間した耳部８８間へのそのロッド８４の取付けが図１に示されている。しかし、ギアボックス２６が側板６に付加的にボルト止めされて支持される公知のターフグルーマ用の多くの従来のギアボックスとは異なり、ギアボックス２６を通り抜けて側板６上の様々なボルト受け穴またはスロットに通される締結ボルトはない。結果として、ギアボックス２６が側板６上に正確に配置される必要がないので、ギアボックス２を製造する際に許容誤差の問題が少なくなる。なぜなら、ここでは締結ボルトと側板のボルト受け穴またはスロットとの位置合わせの必要性がなくなるからである。これにより、ギアボックス２６の製造およびギアボックス２６の切断ユニット２への取付けが簡単になる。
【００４１】
本発明の様々な変更が当業者には明らかであろう。本発明は、本明細書に開示される好ましい実施形態の詳細に限定されない。例えば、リールシャフト１０とターフグルーマ２０との間の駆動は、必ずしも回転ギア駆動部２０を有するギアボックス２６を備える必要はなく、各方向に異なる速度が使用される双方向動作を提供する他のタイプの駆動伝達を含むことができる。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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