電動作業機製造方法
【課題】着脱式バッテリユニットを備えた定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機の両方を効果的に製造する方法を提供する。
【解決手段】モータ給電制御部とバッテリ側コネクタ部を備えたバッテリユニットと、定速電動モータと、主スイッチ及び副スイッチと、バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備えた定速用機体と、変速電動モータと、主スイッチ及び副スイッチ及びモータ速度設定器と、バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備えた変速用機体とを組み合わせて定速電動作業機及び変速電動作業機を製造する電動作業機製造方法。バッテリユニットは、給電端子と主スイッチ端子と副スイッチ端子とが、定速用機体との接続時には、定速用機体の被給電端子と第１端子と第２端子とに装着され、変速用機体との接続時には、変速用機体の被給電端子と本端子とダミー端子とに装着される。
【解決手段】モータ給電制御部とバッテリ側コネクタ部を備えたバッテリユニットと、定速電動モータと、主スイッチ及び副スイッチと、バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備えた定速用機体と、変速電動モータと、主スイッチ及び副スイッチ及びモータ速度設定器と、バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備えた変速用機体とを組み合わせて定速電動作業機及び変速電動作業機を製造する電動作業機製造方法。バッテリユニットは、給電端子と主スイッチ端子と副スイッチ端子とが、定速用機体との接続時には、定速用機体の被給電端子と第１端子と第２端子とに装着され、変速用機体との接続時には、変速用機体の被給電端子と本端子とダミー端子とに装着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリから給電される電動モータの駆動をスイッチ操作に基づいて制御し、その電動モータの回転力を耕耘作業などに利用する電動作業機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
操縦部に設けられた、操作レバースイッチや主スイッチなどの操作デバイスを操作してバッテリから定速電動モータへの給電を制御する、定速タイプの歩行型作業機が特許文献１から知られている。この特許文献１に記載された歩行型作業機は、定速モータによって動作する耕耘ロータリと、定速モータに給電するバッテリケースを備え、このモータの駆動を操作するため操作デバイスとして、電源スイッチや、レバーによってＯＮ・ＯＦＦされるリミットスイッチを取り付けている。モータ制御のための電子制御系として、バッテリケースに充電制御基板と放電制御基板が設けられ、機体側に信号制御基板が設けられている。信号制御基板には、電源スイッチや操作レバーに連動するリミットスイッチが接続されている。信号制御基板は、電源スイッチやリミットスイッチからの信号に基づいて放電制御基板に制御信号を出力する機能を有する。放電制御基板は信号制御基板からの制御信号に基づいてバッテリケースのバッテリから電力をモータに供給し、モータを駆動する。
【０００３】
また、操縦部に設けられた操作レバースイッチや主スイッチや速度設定器などの操作デバイスを操作してバッテリから電動モータへの給電を制御する、変速タイプの歩行型作業機が特許文献２から知られている。この特許文献２に記載された変速タイプの歩行型作業機は、変速モータによって動作する耕耘ロータリと、変速モータに給電するバッテリケースを備え、この変速モータの駆動を操作するため操作デバイスとして、キースイッチや、レバーによってＯＮ・ＯＦＦされるリミットスイッチを取り付けている。さらにモータのための回転数設定ダイヤルも備えられている。モータ制御のための電子制御系として、バッテリケースに充電制御基板と放電制御基板が設けられ、機体側に信号制御基板が設けられている。信号制御基板には、電源スイッチや操作レバーに連動するリミットスイッチ、さらには回転数設定ダイヤルが接続されている。信号制御基板は、電源スイッチやリミットスイッチや回転数設定ダイヤルからの信号に基づいて放電制御基板に制御信号を出力する機能を有する。放電制御基板は、出力制御回路、電流検出回路、スイッチング回路、電流平滑回路、過放電防止回路、及び短絡防止回路を備えており、信号制御基板からの制御信号に基づいて所望のモータ速度を作り出す電力を生成して変速モータに供給する。
【０００４】
定速タイプの歩行型作業機では、バッテリから放電制御基板を通じて定速モータに給電される電力は一定でよいが、変速タイプの歩行型作業機では、バッテリからの電力を、放電制御基板において、回転数設定ダイヤルからの信号に基づいて調整された電力を変速モータに給電する。したがって、バッテリと放電制御基板とを有するとともに歩行型作業機の機体に装着されるバッテリケースは、定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機とでは全くその構造が異なっており、相互交換が不能であり、定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機の製造時には、それぞれ別に用意する必要がある。このことは在庫管理においても、生産管理においても不利を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１‐７２２１１号公報（段落番号〔００１７−００５２〕、図６）
【特許文献２】特開２０１１‐９３４９３号公報（段落番号〔００１０−００６３〕、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実情に鑑み本発明の目的は、着脱式バッテリユニットを備えた定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機の両方を効果的に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
給電線とつながれた給電端子と信号線とつながれた主スイッチ端子及び副スイッチ端子とを有するバッテリ側コネクタ部と、前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記主スイッチ端子及び前記副スイッチ端子を介して送られる信号に基づいて前記給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部とを備えたバッテリユニットと、
作業ユニットに動力を伝達する定速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記電動モータとつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた第１端子と、前記副スイッチとつながれた第２端子とを含む定速用機体と、
作業ユニットに動力を伝達する変速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチ及びモータ速度設定器と、前記モータ速度設定器による速度設定に基づいた変速動力を前記変速電動モータに伝達する駆動制御部と、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記駆動制御部とつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた本端子と、前記主スイッチとつながれたダミー端子とを有する機体側コネクタ部とを備えた変速用機体と、
を組み合わせて定速電動作業機及び変速電動作業機を製造する電動作業機製造方法において、上記目的を達成するため、本発明による電動作業機製造方法では、
前記バッテリユニットは、前記定速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記第１端子とが通電し、かつ前記第２端子と前記副スイッチ端子とが通電するように装着され、
前記バッテリユニットは、前記変速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記本端子とが通電し、かつ前記副スイッチ端子と前記ダミー端子とが通電するように装着される。
【０００８】
この方法で用いられるバッテリユニットは、機体側から信号線を通じて送られてくるスイッチ状態に基づいて機体側に給電線を通じて電力を給電するする機能に特化することで、定速電動作業機と変速電動作業機の両方に兼用使用できるように構成されている。このバッテリユニットが定速電動作業機の機体、つまり定速用機体に装着されると、互いの給電線と信号線が接続され、バッテリユニットに組み込まれたモータ給電制御部は、信号線を通じて入力されるスイッチ状態を示す信号に基づいて所定の電力を給電線から変速用機体に設けられた駆動制御部に供給する。駆動制御部は、受け取った電力を、モータ速度設定器による速度設定に基づいた変速動力に変換し、変速電動モータに供給する。これにより変速電動モータはスイッチ状態で回転または停止するが、その際の回転速度はモータ速度設定器の速度設定に応じた速度となる。
したがって、定速電動作業機の製造時であっても、変速電動作業機の製造時でもあっても、同じバッテリユニットを利用できるので、効率的な製造が可能となる。さらに、バッテリユニットには、所定の電力をスイッチ状態に応じて供給するモータ給電制御部と給電スイッチが備えられているので、機体側の電子制御系の構成は最小限のものにすることができる。
【０００９】
さらに、好適な実施形態の１つでは、前記バッテリユニットの前記定速用機体または前記変速用機体への装着を通じて前記給電線と前記信号線とが同時に連結される単一のコネクタユニットが用いられる。この構成により、バッテリユニットの機体への装着と、バッテリユニット側と機体側との給電線と信号線の接続が同時に行われ、好都合である。また、給電線と信号線とが共通のコネクタを使用することで、電線の引き回しが簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による、バッテリユニットを共通化した、定速電動作業機と変速電動作業機とを製造する方法の基本技術を図解する模式図である。
【図２】本発明による方法で製造される定速電動作業機の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明による方法で製造される変速電動作業機の外観を示す斜視図である。
【図４】電動作業機の側面図である。
【図５】ハンドルに設けられた速度設定器と主スイッチの平面図である。
【図６】電動作業機の機体部分の側面図である。
【図７】電動作業機の機体へのバッテリユニットの装着を示す側面図である。
【図８】電動作業機の機体へのバッテリユニットの装着を断面で示す正面図である。
【図９】定速電動作業機における制御電子系の機能ブロック図である。
【図１０】変速電動作業機における制御電子系の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の具体的な実施の形態を説明する前に、本発明による製造方法で製造される、バッテリユニットを共通化した、定速電動作業機と変速電動作業機とを製造する方法の基本技術を、図１の模式図を用いて説明する。図１では、定速電動作業機（図１の（ａ））と変速電動作業機（図１の（ｂ））との電動モータ駆動制御電子系の機能が模式化されている。ここでは、電動作業機は歩行型耕耘機であり、その操縦部は左右一対のハンドルで、一方のハンドルに主スイッチが他方のハンドルに副スイッチが設けられているとする。電動モータ（以下単にモータと略称する）は、耕耘ロータとして構成された作業ユニットに回転動力を伝達する。図１の例では、バッテリからモータへの給電を制御するモータ給電制御部は、電動作業機の機体に取り出し可能に装着されるバッテリユニットにバッテリとともに組み込まれている。さらに、バッテリからモータへの給電線に、モータ給電制御部から出力される制御信号によって開放状態（給電状態）と閉鎖状態（遮断状態）を作り出す給電スイッチが介装されている。
【００１２】
バッテリユニットと機体との間には、バッテリユニットを機体に対して着・脱する際に連結・離脱するコネクタユニットが設けられている。バッテリユニットと機体との間は、バッテリからモータへ電力を供給する給電線（給電戻り側の給電アース線を含む）とスイッチ状態信号をモータ給電制御部に送る信号線だけであるので、コネクタユニットに給電線と信号線とを含ませると、単一のコネクタユニットだけで済む。従って、バッテリユニット側のコネクタ部には、給電線用の給電端子（アース給電端子も含む）と、主スイッチ用の主スイッチ端子と副スイッチ用の副スイッチ端子とが設けられている。また、定速用機体側のコネクタ部には、給電端子と接続される給電線用の被給電端子（アース給電端子も含む）と、主スイッチと直接つながっているとともに主スイッチ端子と接続される第１端子、副スイッチと直接つながっているとともに副スイッチ端子と接続される第２端子とが設けられている。
【００１３】
変速用機体側のコネクタ部には、給電端子と接続される給電線用の被給電端子（アース給電端子も含む）と、主スイッチと直接つながっているともに主スイッチ端子と接続される本端子、同様に主スイッチと直接つながっているともに副スイッチ端子と接続されるダミー端子とが設けられている。つまり、変速用機体では、副スイッチの信号線はバッテリユニットとはつながれずに、主スイッチの信号線が副スイッチのダミーとしてバッテリユニットとつながれている。変速用機体では、バッテリユニットから送られてくる電力を回転設定器による回転設定に基づく変速電力に変換する駆動制御部が設けられている。この駆動制御部に副スイッチの信号線が接続されている。
【００１４】
どちらの電動作業機においても、主スイッチはＯＮとＯＦＦに選択的に切り替え可能で、ＯＮに切り替えられるとＯＮ状態信号を、ＯＦＦに切り替えられるとＯＦＦ状態信号を、モータ給電制御部に与える。これに対して、同様にＯＮとＯＦＦに選択的に切り替え可能な副スイッチは、そのＯＮ状態信号またはＯＦＦ状態信号を、定速電動作業機ではモータ給電制御部に与え、変速電動作業機では駆動制御部に与える。従って、定速電動作業機では、主スイッチと副スイッチのスイッチ状態信号に応じて、モータ給電制御部が給電状態または非給電状態を作り出す。これに対して、変速電動作業機では、主スイッチだけのスイッチ状態信号に応じてモータ給電制御部が給電状態または非給電状態を作り出す。しかしながら、バッテリユニットから給電を受けても駆動制御部が副スイッチのスイッチ状態信号に応じてモータへの給電を制御するので、実質的には主スイッチと副スイッチのスイッチ状態信号に応じてモータに電力を供給することになる。
【００１５】
なお、変速機体では、変速電動モータ（以下単にモータと略称する）の速度を設定する速度設定器が電動作業機の機体、好ましくはハンドルに設けられる。機体側の給電線に設けられた駆動制御部がバッテリから送られてきた電力を制御して、モータの駆動電力に変換して、モータを駆動制御する。つまり、バッテリからモータへの基本となる電力供給の制御はバッテリユニットに組み込まれたモータ給電制御部で行われ、バッテリユニットから供給された電力を入力して、モータ駆動のための駆動電力を出力する最終的なモータ駆動制御は、機体に設けられた駆動制御部で行われる。モータの正逆可変回転制御を行うためには、駆動制御部にインバータ制御機能を備えることが好ましい。
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施の形態を、電動作業機を歩行型耕耘機に適用した例をとって説明する。なお、図２には、定速タイプの歩行型耕耘機が示されており、図３には、変速タイプの歩行型耕耘機が示されている。
【００１７】
図２と図３とに示すように、この実施の形態で例示する歩行型耕耘機（以下単に耕耘機と略称する）１は、機体１０の下部に耕耘ロータ２、前後揺動による姿勢変更が可能な操縦部としての操縦ハンドル３、耕耘ロータ２に回転動力を伝達するモータ５、モータ５の電源となるバッテリユニット４を備えている。バッテリユニット４は、機体１０の後部から後方斜めに立ち上がっている支持枠１４に対して、上方からの装着、上方への抜き出しが可能なように載置されている。バッテリユニット４の上面には、持ち運びに便利なように取っ手４ａが設けられている。操縦ハンドル３は、いずれもアーム状の右ハンドル部３Ａと左ハンドル部３Ｂからなり、その基端側で支持枠１４の後方突出端部に揺動可能に連結されている。これにより、非使用時には操縦ハンドル３を機体前側に折り畳むことができる。モータ５の全て及びバッテリユニット４の下半分を覆う人工樹脂製のカバー１１がこの耕耘機１の上面輪郭を曲面状に形作っている。二点鎖線で輪郭だけを示されている載置台１００は、耕耘機１の下部が挿入されるボックス体であり、非使用時の耕耘機１の安定性と運搬性を高めるものである。
【００１８】
図４から理解できるように、機体１０は、実質的に、主フレーム１５と伝動ケース１７とから構成されている。主フレーム１５はモータ５を支持するモータ支持面領域とバッテリユニット４を支持するバッテリ支持面領域を作り出しており、モータ支持面領域とバッテリ支持面領域との間は約３０度の角度で屈曲している。主フレーム１５の後端部には機体横断方向の水平軸回りで揺動可能な揺動アーム１６が取り付けられており、揺動アーム１６は、下向き姿勢（図３では実線で示す）と後向き姿勢（図３では二点鎖線で示す）との間で揺動するが、それぞれの姿勢において揺動アーム１６を主フレーム１５に対して固定する固定手段が設けられている。この固定手段は、簡単にはロックピンとロック孔である。
【００１９】
揺動アーム１６の自由端側に移動輪１２が装備されており、揺動アーム１６の中間部に抵抗棒１３が取り付けられている。移動輪１２は揺動アーム１６の下向き姿勢で接地し、抵抗棒１３は揺動アーム１６の後向き姿勢で接地する。抵抗棒１３の揺動アーム１６に対する取り付け位置をピン連結法によって変更することで機体１０の持ち上げ高さを変更することができる。
【００２０】
伝動ケース１７は、ウォーム減速機１８を内蔵する側面視略Ｌ字状の左右二分割構造であり、その上端部に形成したフランジ部にモータ５がボルト連結されている。モータ５の出力軸とウォーム減速機１８の入力軸は図４で点線描画されている中間伝動軸でつながれており、中間伝動軸は伝動ケース１７内を垂直に延びている。ウォーム減速機１８の出力は、伝動ケース１７の下端部から左右に延出する耕耘ロータ２の駆動軸２０に伝達される。伝動ケース１７の上部には、この耕耘機１を持ち運ぶ際の把持部に使用可能なループ状で前向きに延出形成した丸パイプ鋼材からなるフロントガード１９がボルト連結されている。
【００２１】
図１に示すように、操縦ハンドル３を構成する右ハンドル部３Ａ及び左ハンドル部３Ｂは、丸パイプ材からなり、その自由端領域にグリップ３ａ、３ｂが設けられている。操縦ハンドル３と支持枠１４との間の揺動連結部３０によって操縦ハンドル３を支持枠１４に締め付け固定するノブ付きナット締め付け機構が設けられている。この構成から、操縦ハンドル３は、ノブ付きナットを操作することで、操縦ハンドル３を支持枠１４に対する任意の姿勢に設定することができる。
【００２２】
定速タイプの歩行型耕耘機では、図２に示すように、右ハンドル部３Ａのグリップ３ａのすぐ機体側にレバースイッチ装置３２が設けられ、左ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に押しボタンスイッチ装置３１が設けられている。レバースイッチ装置３２には、グリップ３ａを握っている手で操作可能なレバーの操作変位によってＯＮ／ＯＦＦされる副スイッチ８２が組み込まれている。押しボタンスイッチ装置３１には、押し操作によってＯＮ／ＯＦＦされる主スイッチ８１が組み込まれている。
【００２３】
また、変速タイプの歩行型耕耘機では、図３に示すように、右ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に押しボタンスイッチ装置３１と速度設定レバー装置３３が設けられ、左ハンドル部３Ａのグリップ３ａのすぐ機体側にレバースイッチ装置３２が設けられている。速度設定レバー装置３３は、水平揺動式のレバーを有し、このレバーに連係したボリュームスイッチ８３が速度設定器として組み込まれている。ボリュームスイッチ８３レバー揺動角度に応じてモータ５の速度を設定する速度設定信号を出力することができる。押しボタンスイッチ装置３１と速度設定レバー装置３３は共通のハウジング構成であり、速度設定レバー装置３３のレバーはこのハイジングの後方から突き出しており、グリップ３ｂを握っている手で速度設定レバー装置３３のレバーは操作可能である。
【００２４】
図５には、右ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂの近くに設けられた押しボタンスイッチ装置３１と速度設定レバー装置３３が示されている。
この押しボタンスイッチ装置３１は、操作部を停止位置から回しながら押すことで操作部がＯＮ位置まで回転軸方向に下向き変位し、主スイッチ８１をＯＮ状態とする。そのＯＮ位置での操作部はかみ合い方式で保持されるので、主スイッチ８１のＯＮ状態が保持される。押し込まれた状態の操作部を叩いてさらに押すことで操作部がかみ合い解除され回転し、さらに上向き変位することで最初の位置(ホームポジション)に復帰して主スイッチ８１がＯＦＦ状態となる。つまり押しボタンスイッチ装置３１は、機械式的にＯＮ保持を行うタイプである。
【００２５】
速度設定レバー装置３３は、押しボタンスイッチ装置３１と共通のハウジングに組み込まれているが、その操作レバーである揺動レバーだけはこのハウジングの後方から突き出している。この操作レバーは、ボリュームスイッチ（ロータリースイッチ）のロータと連結しており、操作レバーの揺動角に応じた信号を出力することができる。モータ５は正逆回転可能であるので、この操作レバーの揺動操作により、モータの正転最大速度からモータ５が停止するニュートラル（中立）を介してモータ５の逆転最大速度まで速動調整可能である。
【００２６】
図６、図７、図８から明らかなように、主フレーム１５のバッテリ支持面領域において、カバー１１は、ボックス状の収容スペースを作り出すバッテリ収容壁体１１ａを形成している。バッテリユニット４は矩形横断面を有しており、当該矩形横断面はバッテリ収容壁体１１ａが作り出す収容スペースの矩形横断面よりも同一かやや大きな面積となるような寸法をもっている。従って、このバッテリ収容壁体１１ａの収容スペースに挿入されたバッテリユニット４は、バッテリ収容壁体１１ａの弾性によりしっかりと保持される。
【００２７】
バッテリ収容壁体１１ａとバッテリユニット４との間で電気的接続を行うためのコネクタ９が備えられている。このコネクタ９は、バッテリユニット４の底面中央に設けられたバッテリ側コネクタ部９ａと、バッテリ収容壁体１１ａの底面中央に設けられた機体側コネクタ部９ｂとからなる。ここでは、バッテリ側コネクタ部９ａがソケット形で、機体側コネクタ部９ｂがプラグ形であるが、互いに逆であってもよい。バッテリユニット４はバッテリ収容壁体１１ａの弾性によって正確に中心がずれないようにバッテリ収容壁体１１ａによって案内されるので、重力の助けを借りたバッテリユニット４の収容スペースへの挿入により確実にバッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとが接続されることになる。収容スペースに収容されたバッテリユニット４はハンドル支持枠１４に設けられた、クランプ式固定具１４ａによって上面から押さえ付け固定される。
【００２８】
コネクタ９は、バッテリユニット４からモータ５への給電を行う給電線のための端子、主スイッチ８１などの信号線のための端子、さらにはアース端子、さらには将来の利用に備えた予備端子など、ピンとピンソケットからなる複数の接続端子を備えている。
【００２９】
次に、定速タイプの歩行型耕耘機における、バッテリユニット４の内部構造、及び機体１０におけるモータ５への給電配線やモータ５の駆動制御のための信号配線を、図９の機能ブロック図を用いて説明する。
バッテリユニット４は、バッテリ本体４０、充電・放電スイッチユニット４１、コントローラ４２、電源部４３、バッテリ本体４０のプラス側に接続される給電線(プラス側給電線)４４、バッテリ本体４０のマイナス側に接続されるアース線(マイナス側給電線)４５、各種信号線４６、電流切替部７を備えている。
【００３０】
充電・給電スイッチユニット４１は、給電線４４に直列配置された給電スイッチ４１ａと充電スイッチ４１ｂとを含み、それぞれはよく知られているようにＦＥＴとダイオードとで構成されている。給電スイッチ４１ａは、ＯＦＦ状態で給電線４４を遮断し、ＯＮ状態で給電線４４を接続して、外部負荷に対してバッテリ本体４０からの給電を可能にする。充電スイッチ４１ｂは、充電時に給電線４４を介して、図示されていない電源アダプタからの電力をバッテリ本体４０に供給することを可能にする。
【００３１】
コントローラ４２は、実質的にはワンチップマイコンから構成されており、ハードウエア及びプログラムの実行によって、モータ５に対する給電制御を行うモータ給電制御部５０と、バッテリ本体４０に対する充電制御を行う充電制御部５２とを作り出している。モータ給電制御部５０は、主スイッチ８１のＯＮ状態と副スイッチ８２のＯＮ状態とに基づいて給電スイッチ４１ａをＯＮ状態にして、バッテリ本体４０からモータ５への給電を許可し、モータ５を駆動させる。電源部４３は、バッテリユニット４の内部電源として機能し、コントローラ４２や電流切替部７に給電する。
【００３２】
バッテリユニット４に設けられたバッテリ側コネクタ部９ａには、給電線４４のための給電端子としての給電ソケット９１ａ、第１信号線４６ａのためのバッテリ側端子である第１ソケット９２ａ、第２信号線４６ｂのためのバッテリ側端子（副スイッチ端子）である第２ソケット９３ａ、第３信号線４６ｃのためのバッテリ側端子（主スイッチ端子）である第３ソケット９４ａ、第４信号線４６ｄのためのバッテリ側端子である第４ソケット９５ａ、第５信号線４６ｅのためのバッテリ側端子である第５ソケット９６ａ、アース線４５のアース端子としてのアースソケット９７ａが設けられている。
【００３３】
バッテリ側コネクタ部９ａに対応するように機体１０側に設けられた機体側コネクタ部９ｂには、給電線４４のための被給電端子としての給電ピン９１ｂ、第１信号線４６ａのためのバッテリ側端子である第１ピン９２ｂ、第２信号線４６ｂのためのバッテリ側端子（第２端子）である第２ピン９３ｂ、第３信号線４６ｃのためのバッテリ側端子(第１端子)である第３ピン９４ｂ、第４信号線４６ｄのためのバッテリ側端子である第４ピン９５ｂ、第５信号線４６ｅのためのバッテリ側端子である第５ピン９６ｂ、アース線４５のアース端子としてのアースピン９７ｂが設けられている。
【００３４】
電流切替部７は、耕耘機１の非作業時においてコントローラ４２が省エネ目的でスリープ状態になっている時には信号線に微弱電流を流しておき、コントローラ４２がウエイクアップすると信号線に微弱電流より大きな大電流を流す機能を有する。
【００３５】
機体側では、モータ５のプラス接点に給電線４４が接続され、モータ５のマイナス接点にアース線４５が接続される。モータ５には、モータ５の過熱を検知するために、所定値以上の過熱状態でスイッチＯＦＦする過熱スイッチ８４が設けられている。この過熱スイッチ８４は、副スイッチ８２は、一方を第２信号線４６ｂと接続され、他方を第１信号線４６ａの過熱スイッチ８４より上流側に接続されている。これにより、モータ過熱により過熱スイッチ８４が動作した場合、副スイッチ８２がＯＮ状態であっても、コントローラ４２は副スイッチ８２をＯＦＦ状態であるとみなすことができ、モータ５への給電を停止することができる。主スイッチ８１は、一方を第３信号線４６ｃと接続され、他方をアース線である第５信号線４６ｅに接続されている。
【００３６】
上述したように、モータ５と主スイッチ８１と副スイッチ８２が機体側に配置されており、主スイッチ８１や副スイッチ８２からの信号に基づいてモータ５の駆動を制御する制御系デバイスは全てバッテリユニット４に配置されている。つまり、モータ５の駆動制御がバッテリユニット４の給電制御に置き換えられており、バッテリユニット４が本来備えている放電制御のための放電スイッチをモータ５の駆動制御のための給電スイッチユニット４１に流用しているので、機体側の電子デバイスや配線は簡素となっている。
【００３７】
次に、変速タイプの歩行型耕耘機１における、バッテリユニット４の内部構造、及び機体１０におけるモータ５への給電やモータ５の制御のための信号の流れを、図１０の機能ブロック図を用いて説明する。
【００３８】
バッテリユニット４は、図９で示された変速タイプの歩行型耕耘機１のものと同一である。但し、後で説明するが、このバッテリユニット４のコントローラ４２に２系統の信号線４６を通じて入ってくるスイッチ状態信号は、いずれも主スイッチ８１の信号状態である。従って、モータ給電制御部５０は、主スイッチ８１のＯＮ状態に基づいて給電スイッチ４１ａをＯＮ状態にして、バッテリ本体４０からモータ５への給電を許可する。
【００３９】
機体側には、モータ５に駆動電力を出力する駆動制御部６０が備えられている。駆動制御部６０にはインバータ部６１と制御管理部６２を有する。駆動制御部６０には、ボリュームスイッチ（速度設定器）８３のための信号線４６ｘと、副スイッチ８２のための信号線４６ｙが接続されており、ボリュームスイッチ（速度設定器）８３と副スイッチ８２からのスイッチ状態信号が入力される。駆動制御部６０は、バッテリユニット４が給電許可状態でかつ副スイッチ８２がＯＮ状態において、ボリュームスイッチ８３からの信号に基づいた駆動電力を出力するようにインバータ部６１を制御する。このため、駆動制御部６０には給電ピン９１ｂからの給電線４４とアースピン９７ｂへのアース線４５が接続されている。また、モータ５には、モータ５の過熱を検知するために、所定値以上の過熱状態でスイッチＯＦＦする過熱スイッチ８４が設けられており、過熱スイッチ８４は駆動制御部６０につながれている。
【００４０】
駆動制御部６０は、バッテリユニット４にモータ回転中やモータ異常停止（過熱）などの制御状態を知らせるために第１ピン９２ａと信号線４６ｗでつながれている。第２ピン９３ｂと第３ピン９４ｂはコモン端子となっており、信号線４６ｚを通じて主スイッチ８１とつながれている。第５ピン９６ｂもアース端子として主スイッチ８１とつながれている。つまり、バッテリ側コネクタ部９ａに対応するように機体１０側に設けられた機体側コネクタ部９ｂに設けられたピン端子のうち、第２ソケット９３ａに対応する第２ピン９３ｂは副スイッチ８２のダミー端子として機能し、第３ソケット９４ａに対応する第３ピン９４ｂは主スイッチ８１の本端子として機能する。
【００４１】
〔別実施の形態〕
〔１〕電動作業機としては、作業ユニット２に耕耘ロータを適用した電動耕耘機に限定されるのではなく、作業ユニットを適宜変更することで、電動芝刈機、電動除雪機など、種々の電動作業機に本発明は適用可能である。
〔２〕操縦部３や機体１０の機械的構造は、本発明では限定されていないので、種々の形態を採用することができる。
〔３〕バッテリユニット４の断面形状も種々なものを採用可能であり、その形状に合わせて適合するような収容スペースが作り出されるようにバッテリ収容壁体１１ａの形状を決定するとよい。
〔４〕速度設定器８３としてボリュームスイッチ以外、種々のタイプのスイッチが適用可能であり、その取り付け場所も副スイッチの近くでもよいし、ハンドル３以外であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、バッテリユニット４を搭載し、モータ５で作業ユニット２を駆動する種々の電動作業機に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１：電動耕耘機（電動作業機）
２：耕耘ロータ（作業ユニット）
３：ハンドル（操縦部）
４：バッテリユニット
５：モータ（定速電動モータ、変速電動モータ）
９：コネクタユニット
９ａ:バッテリ側コネクタ部
９ｂ：機体側コネクタ部
３１：レバースイッチ装置（レバースイッチ）
３２：押しボタンスイッチ装置（押しボタンスイッチ）
３３：速度設定レバー装置
１０：機体（定速用機体、変速用機体）
４０：バッテリ
４１ａ：給電スイッチ
４２：コントローラ
４４：給電線
４６：信号線
５０：モータ給電制御部
６０：駆動制御部
６１：インバータ部
６２：制御管理部
８１：主スイッチ
８２：副スイッチ
８３：ボリュームスイッチ（モータ速度設定器）
９１ａ：給電ソケット(給電端子)
９２ａ：第１ソケット(端子)
９３ａ：第２ソケット(副スイッチ端子、端子)
９４ａ：第３ソケット(主スイッチ端子、端子)
９５ａ：４ソケット(端子)
９６ａ：第５ソケット(端子)
９７ａ：アースソケット(端子)
９１ｂ：給電ピン (被給電端子)
９２ｂ：第１ピン(端子)
９３ｂ：第２ピン(第２端子、ダミー端子)
９４ｂ：第３ピン(第１端子、本端子)
９７ｂ：アースピン(端子)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリから給電される電動モータの駆動をスイッチ操作に基づいて制御し、その電動モータの回転力を耕耘作業などに利用する電動作業機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
操縦部に設けられた、操作レバースイッチや主スイッチなどの操作デバイスを操作してバッテリから定速電動モータへの給電を制御する、定速タイプの歩行型作業機が特許文献１から知られている。この特許文献１に記載された歩行型作業機は、定速モータによって動作する耕耘ロータリと、定速モータに給電するバッテリケースを備え、このモータの駆動を操作するため操作デバイスとして、電源スイッチや、レバーによってＯＮ・ＯＦＦされるリミットスイッチを取り付けている。モータ制御のための電子制御系として、バッテリケースに充電制御基板と放電制御基板が設けられ、機体側に信号制御基板が設けられている。信号制御基板には、電源スイッチや操作レバーに連動するリミットスイッチが接続されている。信号制御基板は、電源スイッチやリミットスイッチからの信号に基づいて放電制御基板に制御信号を出力する機能を有する。放電制御基板は信号制御基板からの制御信号に基づいてバッテリケースのバッテリから電力をモータに供給し、モータを駆動する。
【０００３】
また、操縦部に設けられた操作レバースイッチや主スイッチや速度設定器などの操作デバイスを操作してバッテリから電動モータへの給電を制御する、変速タイプの歩行型作業機が特許文献２から知られている。この特許文献２に記載された変速タイプの歩行型作業機は、変速モータによって動作する耕耘ロータリと、変速モータに給電するバッテリケースを備え、この変速モータの駆動を操作するため操作デバイスとして、キースイッチや、レバーによってＯＮ・ＯＦＦされるリミットスイッチを取り付けている。さらにモータのための回転数設定ダイヤルも備えられている。モータ制御のための電子制御系として、バッテリケースに充電制御基板と放電制御基板が設けられ、機体側に信号制御基板が設けられている。信号制御基板には、電源スイッチや操作レバーに連動するリミットスイッチ、さらには回転数設定ダイヤルが接続されている。信号制御基板は、電源スイッチやリミットスイッチや回転数設定ダイヤルからの信号に基づいて放電制御基板に制御信号を出力する機能を有する。放電制御基板は、出力制御回路、電流検出回路、スイッチング回路、電流平滑回路、過放電防止回路、及び短絡防止回路を備えており、信号制御基板からの制御信号に基づいて所望のモータ速度を作り出す電力を生成して変速モータに供給する。
【０００４】
定速タイプの歩行型作業機では、バッテリから放電制御基板を通じて定速モータに給電される電力は一定でよいが、変速タイプの歩行型作業機では、バッテリからの電力を、放電制御基板において、回転数設定ダイヤルからの信号に基づいて調整された電力を変速モータに給電する。したがって、バッテリと放電制御基板とを有するとともに歩行型作業機の機体に装着されるバッテリケースは、定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機とでは全くその構造が異なっており、相互交換が不能であり、定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機の製造時には、それぞれ別に用意する必要がある。このことは在庫管理においても、生産管理においても不利を生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１‐７２２１１号公報（段落番号〔００１７−００５２〕、図６）
【特許文献２】特開２０１１‐９３４９３号公報（段落番号〔００１０−００６３〕、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記実情に鑑み本発明の目的は、着脱式バッテリユニットを備えた定速タイプの歩行型作業機と変速タイプの歩行型作業機の両方を効果的に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
給電線とつながれた給電端子と信号線とつながれた主スイッチ端子及び副スイッチ端子とを有するバッテリ側コネクタ部と、前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記主スイッチ端子及び前記副スイッチ端子を介して送られる信号に基づいて前記給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部とを備えたバッテリユニットと、
作業ユニットに動力を伝達する定速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記電動モータとつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた第１端子と、前記副スイッチとつながれた第２端子とを含む定速用機体と、
作業ユニットに動力を伝達する変速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチ及びモータ速度設定器と、前記モータ速度設定器による速度設定に基づいた変速動力を前記変速電動モータに伝達する駆動制御部と、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記駆動制御部とつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた本端子と、前記主スイッチとつながれたダミー端子とを有する機体側コネクタ部とを備えた変速用機体と、
を組み合わせて定速電動作業機及び変速電動作業機を製造する電動作業機製造方法において、上記目的を達成するため、本発明による電動作業機製造方法では、
前記バッテリユニットは、前記定速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記第１端子とが通電し、かつ前記第２端子と前記副スイッチ端子とが通電するように装着され、
前記バッテリユニットは、前記変速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記本端子とが通電し、かつ前記副スイッチ端子と前記ダミー端子とが通電するように装着される。
【０００８】
この方法で用いられるバッテリユニットは、機体側から信号線を通じて送られてくるスイッチ状態に基づいて機体側に給電線を通じて電力を給電するする機能に特化することで、定速電動作業機と変速電動作業機の両方に兼用使用できるように構成されている。このバッテリユニットが定速電動作業機の機体、つまり定速用機体に装着されると、互いの給電線と信号線が接続され、バッテリユニットに組み込まれたモータ給電制御部は、信号線を通じて入力されるスイッチ状態を示す信号に基づいて所定の電力を給電線から変速用機体に設けられた駆動制御部に供給する。駆動制御部は、受け取った電力を、モータ速度設定器による速度設定に基づいた変速動力に変換し、変速電動モータに供給する。これにより変速電動モータはスイッチ状態で回転または停止するが、その際の回転速度はモータ速度設定器の速度設定に応じた速度となる。
したがって、定速電動作業機の製造時であっても、変速電動作業機の製造時でもあっても、同じバッテリユニットを利用できるので、効率的な製造が可能となる。さらに、バッテリユニットには、所定の電力をスイッチ状態に応じて供給するモータ給電制御部と給電スイッチが備えられているので、機体側の電子制御系の構成は最小限のものにすることができる。
【０００９】
さらに、好適な実施形態の１つでは、前記バッテリユニットの前記定速用機体または前記変速用機体への装着を通じて前記給電線と前記信号線とが同時に連結される単一のコネクタユニットが用いられる。この構成により、バッテリユニットの機体への装着と、バッテリユニット側と機体側との給電線と信号線の接続が同時に行われ、好都合である。また、給電線と信号線とが共通のコネクタを使用することで、電線の引き回しが簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による、バッテリユニットを共通化した、定速電動作業機と変速電動作業機とを製造する方法の基本技術を図解する模式図である。
【図２】本発明による方法で製造される定速電動作業機の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明による方法で製造される変速電動作業機の外観を示す斜視図である。
【図４】電動作業機の側面図である。
【図５】ハンドルに設けられた速度設定器と主スイッチの平面図である。
【図６】電動作業機の機体部分の側面図である。
【図７】電動作業機の機体へのバッテリユニットの装着を示す側面図である。
【図８】電動作業機の機体へのバッテリユニットの装着を断面で示す正面図である。
【図９】定速電動作業機における制御電子系の機能ブロック図である。
【図１０】変速電動作業機における制御電子系の機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の具体的な実施の形態を説明する前に、本発明による製造方法で製造される、バッテリユニットを共通化した、定速電動作業機と変速電動作業機とを製造する方法の基本技術を、図１の模式図を用いて説明する。図１では、定速電動作業機（図１の（ａ））と変速電動作業機（図１の（ｂ））との電動モータ駆動制御電子系の機能が模式化されている。ここでは、電動作業機は歩行型耕耘機であり、その操縦部は左右一対のハンドルで、一方のハンドルに主スイッチが他方のハンドルに副スイッチが設けられているとする。電動モータ（以下単にモータと略称する）は、耕耘ロータとして構成された作業ユニットに回転動力を伝達する。図１の例では、バッテリからモータへの給電を制御するモータ給電制御部は、電動作業機の機体に取り出し可能に装着されるバッテリユニットにバッテリとともに組み込まれている。さらに、バッテリからモータへの給電線に、モータ給電制御部から出力される制御信号によって開放状態（給電状態）と閉鎖状態（遮断状態）を作り出す給電スイッチが介装されている。
【００１２】
バッテリユニットと機体との間には、バッテリユニットを機体に対して着・脱する際に連結・離脱するコネクタユニットが設けられている。バッテリユニットと機体との間は、バッテリからモータへ電力を供給する給電線（給電戻り側の給電アース線を含む）とスイッチ状態信号をモータ給電制御部に送る信号線だけであるので、コネクタユニットに給電線と信号線とを含ませると、単一のコネクタユニットだけで済む。従って、バッテリユニット側のコネクタ部には、給電線用の給電端子（アース給電端子も含む）と、主スイッチ用の主スイッチ端子と副スイッチ用の副スイッチ端子とが設けられている。また、定速用機体側のコネクタ部には、給電端子と接続される給電線用の被給電端子（アース給電端子も含む）と、主スイッチと直接つながっているとともに主スイッチ端子と接続される第１端子、副スイッチと直接つながっているとともに副スイッチ端子と接続される第２端子とが設けられている。
【００１３】
変速用機体側のコネクタ部には、給電端子と接続される給電線用の被給電端子（アース給電端子も含む）と、主スイッチと直接つながっているともに主スイッチ端子と接続される本端子、同様に主スイッチと直接つながっているともに副スイッチ端子と接続されるダミー端子とが設けられている。つまり、変速用機体では、副スイッチの信号線はバッテリユニットとはつながれずに、主スイッチの信号線が副スイッチのダミーとしてバッテリユニットとつながれている。変速用機体では、バッテリユニットから送られてくる電力を回転設定器による回転設定に基づく変速電力に変換する駆動制御部が設けられている。この駆動制御部に副スイッチの信号線が接続されている。
【００１４】
どちらの電動作業機においても、主スイッチはＯＮとＯＦＦに選択的に切り替え可能で、ＯＮに切り替えられるとＯＮ状態信号を、ＯＦＦに切り替えられるとＯＦＦ状態信号を、モータ給電制御部に与える。これに対して、同様にＯＮとＯＦＦに選択的に切り替え可能な副スイッチは、そのＯＮ状態信号またはＯＦＦ状態信号を、定速電動作業機ではモータ給電制御部に与え、変速電動作業機では駆動制御部に与える。従って、定速電動作業機では、主スイッチと副スイッチのスイッチ状態信号に応じて、モータ給電制御部が給電状態または非給電状態を作り出す。これに対して、変速電動作業機では、主スイッチだけのスイッチ状態信号に応じてモータ給電制御部が給電状態または非給電状態を作り出す。しかしながら、バッテリユニットから給電を受けても駆動制御部が副スイッチのスイッチ状態信号に応じてモータへの給電を制御するので、実質的には主スイッチと副スイッチのスイッチ状態信号に応じてモータに電力を供給することになる。
【００１５】
なお、変速機体では、変速電動モータ（以下単にモータと略称する）の速度を設定する速度設定器が電動作業機の機体、好ましくはハンドルに設けられる。機体側の給電線に設けられた駆動制御部がバッテリから送られてきた電力を制御して、モータの駆動電力に変換して、モータを駆動制御する。つまり、バッテリからモータへの基本となる電力供給の制御はバッテリユニットに組み込まれたモータ給電制御部で行われ、バッテリユニットから供給された電力を入力して、モータ駆動のための駆動電力を出力する最終的なモータ駆動制御は、機体に設けられた駆動制御部で行われる。モータの正逆可変回転制御を行うためには、駆動制御部にインバータ制御機能を備えることが好ましい。
【００１６】
以下、本発明の具体的な実施の形態を、電動作業機を歩行型耕耘機に適用した例をとって説明する。なお、図２には、定速タイプの歩行型耕耘機が示されており、図３には、変速タイプの歩行型耕耘機が示されている。
【００１７】
図２と図３とに示すように、この実施の形態で例示する歩行型耕耘機（以下単に耕耘機と略称する）１は、機体１０の下部に耕耘ロータ２、前後揺動による姿勢変更が可能な操縦部としての操縦ハンドル３、耕耘ロータ２に回転動力を伝達するモータ５、モータ５の電源となるバッテリユニット４を備えている。バッテリユニット４は、機体１０の後部から後方斜めに立ち上がっている支持枠１４に対して、上方からの装着、上方への抜き出しが可能なように載置されている。バッテリユニット４の上面には、持ち運びに便利なように取っ手４ａが設けられている。操縦ハンドル３は、いずれもアーム状の右ハンドル部３Ａと左ハンドル部３Ｂからなり、その基端側で支持枠１４の後方突出端部に揺動可能に連結されている。これにより、非使用時には操縦ハンドル３を機体前側に折り畳むことができる。モータ５の全て及びバッテリユニット４の下半分を覆う人工樹脂製のカバー１１がこの耕耘機１の上面輪郭を曲面状に形作っている。二点鎖線で輪郭だけを示されている載置台１００は、耕耘機１の下部が挿入されるボックス体であり、非使用時の耕耘機１の安定性と運搬性を高めるものである。
【００１８】
図４から理解できるように、機体１０は、実質的に、主フレーム１５と伝動ケース１７とから構成されている。主フレーム１５はモータ５を支持するモータ支持面領域とバッテリユニット４を支持するバッテリ支持面領域を作り出しており、モータ支持面領域とバッテリ支持面領域との間は約３０度の角度で屈曲している。主フレーム１５の後端部には機体横断方向の水平軸回りで揺動可能な揺動アーム１６が取り付けられており、揺動アーム１６は、下向き姿勢（図３では実線で示す）と後向き姿勢（図３では二点鎖線で示す）との間で揺動するが、それぞれの姿勢において揺動アーム１６を主フレーム１５に対して固定する固定手段が設けられている。この固定手段は、簡単にはロックピンとロック孔である。
【００１９】
揺動アーム１６の自由端側に移動輪１２が装備されており、揺動アーム１６の中間部に抵抗棒１３が取り付けられている。移動輪１２は揺動アーム１６の下向き姿勢で接地し、抵抗棒１３は揺動アーム１６の後向き姿勢で接地する。抵抗棒１３の揺動アーム１６に対する取り付け位置をピン連結法によって変更することで機体１０の持ち上げ高さを変更することができる。
【００２０】
伝動ケース１７は、ウォーム減速機１８を内蔵する側面視略Ｌ字状の左右二分割構造であり、その上端部に形成したフランジ部にモータ５がボルト連結されている。モータ５の出力軸とウォーム減速機１８の入力軸は図４で点線描画されている中間伝動軸でつながれており、中間伝動軸は伝動ケース１７内を垂直に延びている。ウォーム減速機１８の出力は、伝動ケース１７の下端部から左右に延出する耕耘ロータ２の駆動軸２０に伝達される。伝動ケース１７の上部には、この耕耘機１を持ち運ぶ際の把持部に使用可能なループ状で前向きに延出形成した丸パイプ鋼材からなるフロントガード１９がボルト連結されている。
【００２１】
図１に示すように、操縦ハンドル３を構成する右ハンドル部３Ａ及び左ハンドル部３Ｂは、丸パイプ材からなり、その自由端領域にグリップ３ａ、３ｂが設けられている。操縦ハンドル３と支持枠１４との間の揺動連結部３０によって操縦ハンドル３を支持枠１４に締め付け固定するノブ付きナット締め付け機構が設けられている。この構成から、操縦ハンドル３は、ノブ付きナットを操作することで、操縦ハンドル３を支持枠１４に対する任意の姿勢に設定することができる。
【００２２】
定速タイプの歩行型耕耘機では、図２に示すように、右ハンドル部３Ａのグリップ３ａのすぐ機体側にレバースイッチ装置３２が設けられ、左ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に押しボタンスイッチ装置３１が設けられている。レバースイッチ装置３２には、グリップ３ａを握っている手で操作可能なレバーの操作変位によってＯＮ／ＯＦＦされる副スイッチ８２が組み込まれている。押しボタンスイッチ装置３１には、押し操作によってＯＮ／ＯＦＦされる主スイッチ８１が組み込まれている。
【００２３】
また、変速タイプの歩行型耕耘機では、図３に示すように、右ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に押しボタンスイッチ装置３１と速度設定レバー装置３３が設けられ、左ハンドル部３Ａのグリップ３ａのすぐ機体側にレバースイッチ装置３２が設けられている。速度設定レバー装置３３は、水平揺動式のレバーを有し、このレバーに連係したボリュームスイッチ８３が速度設定器として組み込まれている。ボリュームスイッチ８３レバー揺動角度に応じてモータ５の速度を設定する速度設定信号を出力することができる。押しボタンスイッチ装置３１と速度設定レバー装置３３は共通のハウジング構成であり、速度設定レバー装置３３のレバーはこのハイジングの後方から突き出しており、グリップ３ｂを握っている手で速度設定レバー装置３３のレバーは操作可能である。
【００２４】
図５には、右ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂの近くに設けられた押しボタンスイッチ装置３１と速度設定レバー装置３３が示されている。
この押しボタンスイッチ装置３１は、操作部を停止位置から回しながら押すことで操作部がＯＮ位置まで回転軸方向に下向き変位し、主スイッチ８１をＯＮ状態とする。そのＯＮ位置での操作部はかみ合い方式で保持されるので、主スイッチ８１のＯＮ状態が保持される。押し込まれた状態の操作部を叩いてさらに押すことで操作部がかみ合い解除され回転し、さらに上向き変位することで最初の位置(ホームポジション)に復帰して主スイッチ８１がＯＦＦ状態となる。つまり押しボタンスイッチ装置３１は、機械式的にＯＮ保持を行うタイプである。
【００２５】
速度設定レバー装置３３は、押しボタンスイッチ装置３１と共通のハウジングに組み込まれているが、その操作レバーである揺動レバーだけはこのハウジングの後方から突き出している。この操作レバーは、ボリュームスイッチ（ロータリースイッチ）のロータと連結しており、操作レバーの揺動角に応じた信号を出力することができる。モータ５は正逆回転可能であるので、この操作レバーの揺動操作により、モータの正転最大速度からモータ５が停止するニュートラル（中立）を介してモータ５の逆転最大速度まで速動調整可能である。
【００２６】
図６、図７、図８から明らかなように、主フレーム１５のバッテリ支持面領域において、カバー１１は、ボックス状の収容スペースを作り出すバッテリ収容壁体１１ａを形成している。バッテリユニット４は矩形横断面を有しており、当該矩形横断面はバッテリ収容壁体１１ａが作り出す収容スペースの矩形横断面よりも同一かやや大きな面積となるような寸法をもっている。従って、このバッテリ収容壁体１１ａの収容スペースに挿入されたバッテリユニット４は、バッテリ収容壁体１１ａの弾性によりしっかりと保持される。
【００２７】
バッテリ収容壁体１１ａとバッテリユニット４との間で電気的接続を行うためのコネクタ９が備えられている。このコネクタ９は、バッテリユニット４の底面中央に設けられたバッテリ側コネクタ部９ａと、バッテリ収容壁体１１ａの底面中央に設けられた機体側コネクタ部９ｂとからなる。ここでは、バッテリ側コネクタ部９ａがソケット形で、機体側コネクタ部９ｂがプラグ形であるが、互いに逆であってもよい。バッテリユニット４はバッテリ収容壁体１１ａの弾性によって正確に中心がずれないようにバッテリ収容壁体１１ａによって案内されるので、重力の助けを借りたバッテリユニット４の収容スペースへの挿入により確実にバッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとが接続されることになる。収容スペースに収容されたバッテリユニット４はハンドル支持枠１４に設けられた、クランプ式固定具１４ａによって上面から押さえ付け固定される。
【００２８】
コネクタ９は、バッテリユニット４からモータ５への給電を行う給電線のための端子、主スイッチ８１などの信号線のための端子、さらにはアース端子、さらには将来の利用に備えた予備端子など、ピンとピンソケットからなる複数の接続端子を備えている。
【００２９】
次に、定速タイプの歩行型耕耘機における、バッテリユニット４の内部構造、及び機体１０におけるモータ５への給電配線やモータ５の駆動制御のための信号配線を、図９の機能ブロック図を用いて説明する。
バッテリユニット４は、バッテリ本体４０、充電・放電スイッチユニット４１、コントローラ４２、電源部４３、バッテリ本体４０のプラス側に接続される給電線(プラス側給電線)４４、バッテリ本体４０のマイナス側に接続されるアース線(マイナス側給電線)４５、各種信号線４６、電流切替部７を備えている。
【００３０】
充電・給電スイッチユニット４１は、給電線４４に直列配置された給電スイッチ４１ａと充電スイッチ４１ｂとを含み、それぞれはよく知られているようにＦＥＴとダイオードとで構成されている。給電スイッチ４１ａは、ＯＦＦ状態で給電線４４を遮断し、ＯＮ状態で給電線４４を接続して、外部負荷に対してバッテリ本体４０からの給電を可能にする。充電スイッチ４１ｂは、充電時に給電線４４を介して、図示されていない電源アダプタからの電力をバッテリ本体４０に供給することを可能にする。
【００３１】
コントローラ４２は、実質的にはワンチップマイコンから構成されており、ハードウエア及びプログラムの実行によって、モータ５に対する給電制御を行うモータ給電制御部５０と、バッテリ本体４０に対する充電制御を行う充電制御部５２とを作り出している。モータ給電制御部５０は、主スイッチ８１のＯＮ状態と副スイッチ８２のＯＮ状態とに基づいて給電スイッチ４１ａをＯＮ状態にして、バッテリ本体４０からモータ５への給電を許可し、モータ５を駆動させる。電源部４３は、バッテリユニット４の内部電源として機能し、コントローラ４２や電流切替部７に給電する。
【００３２】
バッテリユニット４に設けられたバッテリ側コネクタ部９ａには、給電線４４のための給電端子としての給電ソケット９１ａ、第１信号線４６ａのためのバッテリ側端子である第１ソケット９２ａ、第２信号線４６ｂのためのバッテリ側端子（副スイッチ端子）である第２ソケット９３ａ、第３信号線４６ｃのためのバッテリ側端子（主スイッチ端子）である第３ソケット９４ａ、第４信号線４６ｄのためのバッテリ側端子である第４ソケット９５ａ、第５信号線４６ｅのためのバッテリ側端子である第５ソケット９６ａ、アース線４５のアース端子としてのアースソケット９７ａが設けられている。
【００３３】
バッテリ側コネクタ部９ａに対応するように機体１０側に設けられた機体側コネクタ部９ｂには、給電線４４のための被給電端子としての給電ピン９１ｂ、第１信号線４６ａのためのバッテリ側端子である第１ピン９２ｂ、第２信号線４６ｂのためのバッテリ側端子（第２端子）である第２ピン９３ｂ、第３信号線４６ｃのためのバッテリ側端子(第１端子)である第３ピン９４ｂ、第４信号線４６ｄのためのバッテリ側端子である第４ピン９５ｂ、第５信号線４６ｅのためのバッテリ側端子である第５ピン９６ｂ、アース線４５のアース端子としてのアースピン９７ｂが設けられている。
【００３４】
電流切替部７は、耕耘機１の非作業時においてコントローラ４２が省エネ目的でスリープ状態になっている時には信号線に微弱電流を流しておき、コントローラ４２がウエイクアップすると信号線に微弱電流より大きな大電流を流す機能を有する。
【００３５】
機体側では、モータ５のプラス接点に給電線４４が接続され、モータ５のマイナス接点にアース線４５が接続される。モータ５には、モータ５の過熱を検知するために、所定値以上の過熱状態でスイッチＯＦＦする過熱スイッチ８４が設けられている。この過熱スイッチ８４は、副スイッチ８２は、一方を第２信号線４６ｂと接続され、他方を第１信号線４６ａの過熱スイッチ８４より上流側に接続されている。これにより、モータ過熱により過熱スイッチ８４が動作した場合、副スイッチ８２がＯＮ状態であっても、コントローラ４２は副スイッチ８２をＯＦＦ状態であるとみなすことができ、モータ５への給電を停止することができる。主スイッチ８１は、一方を第３信号線４６ｃと接続され、他方をアース線である第５信号線４６ｅに接続されている。
【００３６】
上述したように、モータ５と主スイッチ８１と副スイッチ８２が機体側に配置されており、主スイッチ８１や副スイッチ８２からの信号に基づいてモータ５の駆動を制御する制御系デバイスは全てバッテリユニット４に配置されている。つまり、モータ５の駆動制御がバッテリユニット４の給電制御に置き換えられており、バッテリユニット４が本来備えている放電制御のための放電スイッチをモータ５の駆動制御のための給電スイッチユニット４１に流用しているので、機体側の電子デバイスや配線は簡素となっている。
【００３７】
次に、変速タイプの歩行型耕耘機１における、バッテリユニット４の内部構造、及び機体１０におけるモータ５への給電やモータ５の制御のための信号の流れを、図１０の機能ブロック図を用いて説明する。
【００３８】
バッテリユニット４は、図９で示された変速タイプの歩行型耕耘機１のものと同一である。但し、後で説明するが、このバッテリユニット４のコントローラ４２に２系統の信号線４６を通じて入ってくるスイッチ状態信号は、いずれも主スイッチ８１の信号状態である。従って、モータ給電制御部５０は、主スイッチ８１のＯＮ状態に基づいて給電スイッチ４１ａをＯＮ状態にして、バッテリ本体４０からモータ５への給電を許可する。
【００３９】
機体側には、モータ５に駆動電力を出力する駆動制御部６０が備えられている。駆動制御部６０にはインバータ部６１と制御管理部６２を有する。駆動制御部６０には、ボリュームスイッチ（速度設定器）８３のための信号線４６ｘと、副スイッチ８２のための信号線４６ｙが接続されており、ボリュームスイッチ（速度設定器）８３と副スイッチ８２からのスイッチ状態信号が入力される。駆動制御部６０は、バッテリユニット４が給電許可状態でかつ副スイッチ８２がＯＮ状態において、ボリュームスイッチ８３からの信号に基づいた駆動電力を出力するようにインバータ部６１を制御する。このため、駆動制御部６０には給電ピン９１ｂからの給電線４４とアースピン９７ｂへのアース線４５が接続されている。また、モータ５には、モータ５の過熱を検知するために、所定値以上の過熱状態でスイッチＯＦＦする過熱スイッチ８４が設けられており、過熱スイッチ８４は駆動制御部６０につながれている。
【００４０】
駆動制御部６０は、バッテリユニット４にモータ回転中やモータ異常停止（過熱）などの制御状態を知らせるために第１ピン９２ａと信号線４６ｗでつながれている。第２ピン９３ｂと第３ピン９４ｂはコモン端子となっており、信号線４６ｚを通じて主スイッチ８１とつながれている。第５ピン９６ｂもアース端子として主スイッチ８１とつながれている。つまり、バッテリ側コネクタ部９ａに対応するように機体１０側に設けられた機体側コネクタ部９ｂに設けられたピン端子のうち、第２ソケット９３ａに対応する第２ピン９３ｂは副スイッチ８２のダミー端子として機能し、第３ソケット９４ａに対応する第３ピン９４ｂは主スイッチ８１の本端子として機能する。
【００４１】
〔別実施の形態〕
〔１〕電動作業機としては、作業ユニット２に耕耘ロータを適用した電動耕耘機に限定されるのではなく、作業ユニットを適宜変更することで、電動芝刈機、電動除雪機など、種々の電動作業機に本発明は適用可能である。
〔２〕操縦部３や機体１０の機械的構造は、本発明では限定されていないので、種々の形態を採用することができる。
〔３〕バッテリユニット４の断面形状も種々なものを採用可能であり、その形状に合わせて適合するような収容スペースが作り出されるようにバッテリ収容壁体１１ａの形状を決定するとよい。
〔４〕速度設定器８３としてボリュームスイッチ以外、種々のタイプのスイッチが適用可能であり、その取り付け場所も副スイッチの近くでもよいし、ハンドル３以外であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、バッテリユニット４を搭載し、モータ５で作業ユニット２を駆動する種々の電動作業機に適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１：電動耕耘機（電動作業機）
２：耕耘ロータ（作業ユニット）
３：ハンドル（操縦部）
４：バッテリユニット
５：モータ（定速電動モータ、変速電動モータ）
９：コネクタユニット
９ａ:バッテリ側コネクタ部
９ｂ：機体側コネクタ部
３１：レバースイッチ装置（レバースイッチ）
３２：押しボタンスイッチ装置（押しボタンスイッチ）
３３：速度設定レバー装置
１０：機体（定速用機体、変速用機体）
４０：バッテリ
４１ａ：給電スイッチ
４２：コントローラ
４４：給電線
４６：信号線
５０：モータ給電制御部
６０：駆動制御部
６１：インバータ部
６２：制御管理部
８１：主スイッチ
８２：副スイッチ
８３：ボリュームスイッチ（モータ速度設定器）
９１ａ：給電ソケット(給電端子)
９２ａ：第１ソケット(端子)
９３ａ：第２ソケット(副スイッチ端子、端子)
９４ａ：第３ソケット(主スイッチ端子、端子)
９５ａ：４ソケット(端子)
９６ａ：第５ソケット(端子)
９７ａ：アースソケット(端子)
９１ｂ：給電ピン (被給電端子)
９２ｂ：第１ピン(端子)
９３ｂ：第２ピン(第２端子、ダミー端子)
９４ｂ：第３ピン(第１端子、本端子)
９７ｂ：アースピン(端子)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電線とつながれた給電端子と信号線とつながれた主スイッチ端子及び副スイッチ端子とを有するバッテリ側コネクタ部と、前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記主スイッチ端子及び前記副スイッチ端子を介して送られる信号に基づいて前記給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部とを備えたバッテリユニットと、
作業ユニットに動力を伝達する定速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記電動モータとつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた第１端子と、前記副スイッチとつながれた第２端子とを含む定速用機体と、
作業ユニットに動力を伝達する変速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチ及びモータ速度設定器と、前記モータ速度設定器による速度設定に基づいた変速動力を前記変速電動モータに伝達する駆動制御部と、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記駆動制御部とつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた本端子と、前記主スイッチとつながれたダミー端子とを有する機体側コネクタ部とを備えた変速用機体と、
を組み合わせて定速電動作業機及び変速電動作業機を製造する電動作業機製造方法であって、
前記バッテリユニットは、前記定速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記第１端子とが通電し、かつ前記第２端子と前記副スイッチ端子とが通電するように装着され、
前記バッテリユニットは、前記変速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記本端子とが通電し、かつ前記副スイッチ端子と前記ダミー端子とが通電するように装着された電動作業機製造方法。
【請求項２】
前記バッテリユニットの前記定速用機体または前記変速用機体への装着を通じて前記給電線と前記信号線とが同時に連結される単一のコネクタユニットが用いられる請求項１に記載の電動作業機製造方法。
【請求項１】
給電線とつながれた給電端子と信号線とつながれた主スイッチ端子及び副スイッチ端子とを有するバッテリ側コネクタ部と、前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記主スイッチ端子及び前記副スイッチ端子を介して送られる信号に基づいて前記給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部とを備えたバッテリユニットと、
作業ユニットに動力を伝達する定速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記電動モータとつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた第１端子と、前記副スイッチとつながれた第２端子とを含む定速用機体と、
作業ユニットに動力を伝達する変速電動モータと、操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチ及びモータ速度設定器と、前記モータ速度設定器による速度設定に基づいた変速動力を前記変速電動モータに伝達する駆動制御部と、前記バッテリ側コネクタ部と接続可能な機体側コネクタ部とを備え、当該機体側コネクタ部は、前記駆動制御部とつながれた被給電端子と、前記主スイッチとつながれた本端子と、前記主スイッチとつながれたダミー端子とを有する機体側コネクタ部とを備えた変速用機体と、
を組み合わせて定速電動作業機及び変速電動作業機を製造する電動作業機製造方法であって、
前記バッテリユニットは、前記定速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記第１端子とが通電し、かつ前記第２端子と前記副スイッチ端子とが通電するように装着され、
前記バッテリユニットは、前記変速用機体に対して、前記給電端子と前記被給電端子とが通電し、かつ前記主スイッチ端子と前記本端子とが通電し、かつ前記副スイッチ端子と前記ダミー端子とが通電するように装着された電動作業機製造方法。
【請求項２】
前記バッテリユニットの前記定速用機体または前記変速用機体への装着を通じて前記給電線と前記信号線とが同時に連結される単一のコネクタユニットが用いられる請求項１に記載の電動作業機製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−６６４０１（Ｐ２０１３−６６４０１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０６１３８（Ｐ２０１１−２０６１３８）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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