電動作業機
【課題】バッテリユニットの機体への安全で確実な装着と取り外しが可能な電動作業機を提供することである。
【解決手段】電動モータを支持する機体と、機体に離脱可能に装着されるとともに電動モータに給電線を介して給電するバッテリユニットと、当該バッテリユニット内の給電線に設けられた給電スイッチと、信号線を介して得られる操作スイッチのスイッチ状態に基づいて給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部と、バッテリユニット側の信号線及び給電線と機体側の信号線及び給電線とを接続する端子群を有するコネクタユニット９とを備え、バッテリユニットの装着時には給電線の端子が信号線の端子より先に接続し、バッテリユニットの離脱時には給電線の端子が信号線の端子より後から接続解除する。
【解決手段】電動モータを支持する機体と、機体に離脱可能に装着されるとともに電動モータに給電線を介して給電するバッテリユニットと、当該バッテリユニット内の給電線に設けられた給電スイッチと、信号線を介して得られる操作スイッチのスイッチ状態に基づいて給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部と、バッテリユニット側の信号線及び給電線と機体側の信号線及び給電線とを接続する端子群を有するコネクタユニット９とを備え、バッテリユニットの装着時には給電線の端子が信号線の端子より先に接続し、バッテリユニットの離脱時には給電線の端子が信号線の端子より後から接続解除する。
【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回転力を耕耘作業などに利用する電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電動作業機用制御装置は、操縦部に設けられた、操作レバーや操作スイッチである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。このような制御装置を搭載した歩行型電動耕耘機が特許文献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電動耕耘機は、モータによって動作する耕耘部と、このモータの駆動を操作するためのメインスイッチと、レバーによってＯＮ・ＯＦＦされるレバースイッチを有するハンドルとを備えている。さらに、メインスイッチがＯＮされたときに視覚的に通報するインジケータも備えられている。ケース内に備えられたバッテリの陽極は、インジケータ、メインスイッチ、レバースイッチを介して制御部に接続されているとともに、直接、制御部とも接続されている。また、制御部はモータと接続されている。メインスイッチを回動してＯＮにすると、インジケータが点灯する。ハンドルにあるレバーを握ってグリップ側に引き付けることでレバースイッチをＯＮにするとモータに電力が供給されモータが回転し、耕耘部による耕耘作業が行われる。この特許文献１では、バッテリの取り外しに関しては特に記載されておらず、充電時にバッテリを取り外すような構造は示唆されていない。従って、バッテリ充電時は歩行型電動耕耘機を電力供給できる場所まで運んできて、そこで充電することになる。
【０００３】
機体に対して着脱可能なバッテリを有する電動耕耘機は特許文献２から知られている。この電動耕耘機では、バッテリを収納したバッテリケースを機体にセットするときには位置固定用の凸部を位置固定用の凹部に挿入してそのまま下に下ろすと位置固定用の足が位置固定用の穴に挿入されて位置固定がなされ、取っ手を引き上げるだけでバッテリケースを取り出すことができる。さらに、このバッテリケースの後面にはバッテリケース内のバッテリとモータとを接続する配線の出力端子とバッテリに充電するための充電端子とが設けられている。出力端子と充電端子は機体背面視でハンドルフレームの左右両側にそれぞれ設けられ、作業者が操作側の機体後ろ側からハンドルフレームに邪魔されずに配線の着脱が行えるように構成されている。しかしながらこのような構成では、バッテリケースの装着や取り外しと、出力端子や充電端子の着脱が別作業となり、バッテリケースの装着・取り外し作業時の負担が大きくなる。
【０００４】
また、このような電動作業機に用いられるバッテリとして、自動車などに採用されているバッテリを流用する場合ではその容量が１２ボルト程度なので、バッテリの接続に特別な注意が払われないが、より大きき電力を確保するためその容量を大きくしたバッテリを用いる場合には、バッテリの接続に注意を払わなければならない。そのようなバッテリに採用される電気接続構造の改善技術が特許文献３に記載されている。この電気接続構造では、オス型端子とメス型端子に対応させて、オス型ダミー端子とメス型ダミー端子とが設けられており、オス型端子及びメス型端子の接続に際し、先ず、オス型ダミー端子とメス型ダミー端子とが接続され、続いてオス型端子とメス型端子とが接続されるように構成されている。また、逆にオス型端子とメス型端子の離脱時には、先ず、オス型端子及びメス型端子が切り離された後、オス型ダミー端子とメス型ダミー端子とが切り離されるように構成されている。この構成により、アーク放電は両ダミー端子間にのみ発生し、本回路であるオス型端子及びメス型端子間には発生しないので、オス型端子及びメス型端子の間は、放電の影響から保護される。しかしながら、この電気接続構造は、バッテリからの電力線と機体側からの電力線の間の設けられたコネクタに採用されているだけであり、電力線（給電線）だけでなく制御線もバッテリの機体への装着時に同時的に接続する必要があるような接続構造にはそのまま適用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６‐５５１０２号公報（段落番号〔００１７−００２６〕、図５）
【特許文献２】特開２０１１‐５号公報（段落番号〔０００６−００２５〕、図１、図６）
【特許文献３】特開２００１‐３０７８３９号公報（段落番号〔０００６−００１６〕、図１）
【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、バッテリユニットの機体への確実な装着と取り外しが可能な電動作業機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の電動作業機は、作業ユニットと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータと支持する機体と、前記機体に離脱可能に装着されるとともに前記電動モータに給電線を介して給電するバッテリユニットと、当該バッテリユニット内の前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記機体に支持された操縦部に設けられた操作スイッチと、前記バッテリユニットに設けられるとともに信号線を介して得られる前記操作スイッチのスイッチ状態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、前記バッテリユニット側の前記信号線及び前記給電線と前記機体側の前記信号線及び前記給電線とを接続する端子群を有するコネクタユニットとを備えている。さらに、前記バッテリユニットの装着時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より先に接続し、前記バッテリユニットの離脱時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より後から接続解除する。
【０００８】
この構成では、電動モータへの給電を行う給電線を開閉する給電スイッチとこの給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部とがバッテリユニットに組み込まれており、バッテリユニットを機体に装着（または取り外し）することで、コネクタユニットを介して、給電線のみならず、機体側に設けられている操作スイッチとモータ給電制御部との間の信号線も接続（又は遮断）される。しかもその際、コネクタユニットにおいて、給電線の端子が信号線の端子に比べて先入れ後出しとなるので、給電線の端子接続が行われてから信号線の端子接続か行われ、信号線の離脱が行われてから給電線の端子離脱が行われる。つまり、信号線の端子接続及び端子離脱は給電線の端子接続状態下で行われる。この構成により、給電線の端子によるコネクタの接続が少なくとも部分的に達成されている状態で、つまりコネクタが安定した状態で信号線の端子接続と端子離脱が行われる。また、この構成により、給電線の接続を確認した段階で、信号線に通電することができる。これにより、信号線の端子に不測のアーク発生などによって、モータ給電制御部に電気的負荷を与えることが抑制される。
【０００９】
本発明の好適な実施形態の１つでは、前記バッテリユニットは前記機体に設けられた摺動案内体に沿って装着方向に摺動することで前記機体に装着され、前記コネクタユニットは機体側装着面に設けられた機体側コネクタ部とバッテリ側装着面に設けられたバッテリ側コネクタ部とからなり、前記バッテリユニットの第１装着摺動位置で前記給電線の端子が接続し、前記第１摺動位置よりさらに装着面側の第２装着摺動位置までの間前記給電線の端子が接続状態を保持し、前記第２装着摺動位置で前記信号線の端子が接続する。この構成では、バッテリユニットは摺動案内体に沿って摺動することで機体に装着され、摺動装着の最終段階において機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部とからなるコネクタを介して給電線及び信号線の接続が完了する。この摺動装着の最終段階の第１装着摺動位置でまず給電線の端子接続が完了し、その後第２装着摺動位置で信号線の端子接続が完了する。重量のあるバッテリユニットの機体への装着を摺動式で行うことで、作業者の負担を軽減するとともに、機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部との位置関係を安定的に導くことができる。そのような安定的に導かれる位置関係を利用して、所定の順序で給電線と信号線の端子接続が構築される。
【００１０】
バッテリユニットの機体への摺動式の装着時に所定の順序で給電線と信号線の端子接続を簡単な構成で実現する具体的な構成として、本発明では、前記給電線の端子の接点位置を前記信号線の端子の接点位置より装着方向で近い位置に設定することが提案される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による電動管理機の外観を示す斜視図である。
【図２】電動作業機の側面図である。
【図３】電動作業機の機体部分の側面図である。
【図４】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５】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６】電動作業機の制御電子系の機能ブロック図である。
【図７】機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部とからなるコネクタユニットの展開斜視図である。
【図８】機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部の接続過程を段階的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
図１と図２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ハンドル支持枠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、その基端側でハンドル支持枠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。
【００１３】
図３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２では実線で示す）と後向き姿勢（図２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。
【００１４】
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。
【００１５】
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３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。
【００１６】
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とハンドル支持枠１４との間の揺動連結部３０には操縦ハンドル３をハンドル支持枠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をハンドル支持枠１４に対する任意の姿勢に設定することができる。
【００１７】
右ハンドル部３Ａのグリップ３ａのすぐ機体側に操作スイッチとしてレバースイッチ装置３１が設けられ、左ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に操作スイッチとして押しボタンスイッチ装置３２が設けられている。レバースイッチ装置３１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３２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。この押しボタンスイッチ装置３２は、操作部を回しながら押すことで主スイッチ８１がＯＮ状態となるとともに、そのＯＮ状態が保持され、押し込まれた操作部をさらに押すことで操作部がホームポジションに復帰して主スイッチ８１がＯＦＦ状態となる機械式的にＯＮ保持を行うタイプである。レバースイッチ装置３１に組み込まれている副スイッチ８２はよく知られているように、レバーをハンドル側に引き寄せ揺動させることでＯＦＦ状態からＯＮ状態となるリミットスイッチまたはその種のスイッチである。
【００１８】
図３、図４、図５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６０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６０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６０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。この収容スペース６０は、図４から明らかなように、その挿入口を機体後方に傾斜されており、その結果、収容スペース６０も後方に傾斜した姿勢となっている。このため、バッテリ収容壁体１１ａの収容スペース６０の後面を作り出している壁面部分が、バッテリユニット４が収容スペース６０に挿入される際の摺動案内体６１となっている。バッテリユニット４はこの摺動案内体６１に重量をかけながら案内されながら収容スペース６０に摺動挿入され、充電時には再び収容スペース６０から摺動案内体６１に案内されて収容スペース６０から取り出される。
【００１９】
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ユニット９が備えられている。このコネクタユニット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６０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６０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。
【００２０】
コネクタユニット９は、収容スペース６０の底面である機体側装着面６２の中央に設けられた機体側コネクタ部９ｂと、バッテリユニット４の底面であるバッテリ側装着面４ｂの中央に設けられたバッテリ側コネクタ部９ａとからなる。バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとには後で詳しく説明するように、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や副スイッチ８２などの信号線のための端子、さらにはアース端子など、ピンとピンソケットからなる複数の接続端子が形成されている。
【００２１】
次に、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６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・給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４４、バッテリ本体４０のマイナス側に接続されるアース線４５、各種信号線４６、電流切替部７を備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
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５０Ａと、バッテリ本体４０に対する充電制御を行う充電制御部５０Ｂとを作り出している。モータ給電制御部５０Ａ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。このモータ給電制御部５０Ａは、主スイッチ８１のＯＮ状態に続く副スイッチ８２のＯＮ状態が発生したときのみモータ５への給電を許可する牽制制御を行う機能を有する。この牽制制御の基本は、主スイッチ８１がＯＦＦ状態における副スイッチ８２からのＯＮ状態信号に基づいてモータ５に対する給電、つまり始動を保留する無視状態が設定され、この無視状態が副スイッチ８２からのＯＦＦ状態信号によって解除されることである。また、無視状態設定されていない場合では、主スイッチ８１と副スイッチ８２の両者のＯＮ状態が確認された場合に、給電スイッチ４１ａを閉鎖してモータ５への給電を可能にする制御信号を給電スイッチ４１ａに出力する。
【００２４】
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。また、コントローラ４２には、給電線４４やアース線４５などを流れる電流を監視し、異常な電流が流れた場合に、コントローラ４２に異常電流が入力することを阻止する電流監視部５０Ｃが備えられている。、
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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８３が設けられている。この過熱スイッチ８３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８３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８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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、優先信号評価部５１によって行われる、主スイッチ８１からの信号と副スイッチ８２からの信号の時系列評価に基づく給電ルーチンを、図８のフローチャートを用いて説明する。この時系列評価の基本は、主スイッチ８１がＯＦＦ状態における副スイッチ８２からのＯＮ状態信号に基づいてモータ５に対する給電、つまり始動を保留する無視状態が設定され、この無視状態が副スイッチ８２からのＯＦＦ状態信号によって解除されることである。また、無視状態設定されていない場合では、主スイッチ８１と副スイッチ８２の両者のＯＮ状態が確認された場合に、給電スイッチ４１ａを閉鎖してモータ５への給電を可能にする制御信号を給電スイッチ４１ａに出力する。
【００３１】
図７と図８に示されているように、コネクタユニット９のバッテリ側コネクタ部９ａには、両端に給電ソケット９１ａとアースソケット９７ａとが形成されており、その間に第１ソケット９２ａ、第２ソケット９３ａ、第３ソケット９４ａ、第４ソケット９５ａ、第５ソケット９６ａが形成されている。各ソケットは一列状に並んでいる。つまり、モータ給電用の電線である給電線４４とアース線４５のためのソケット９１ａ，９７ａが両端に配置され、その間に信号線用のソケット９２ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａ，９６ａが配置されている。
バッテリ側コネクタ部９ａに対応する機体側コネクタ部９ｂにも同様に、両端に給電ピン９１ｂとアースピン９７ｂとが形成されており、その間に第１ピン９２ｂ、第２ピン９３ｂ、第３ピン９４ｂ、第４ピン９５ｂ、第５ピン９６ｂが形成されている。
【００３２】
この構成により、バッテリユニット４を収容スペース６０に完全に装着されると、バッテリ側コネクタ部９ａの接当面と機体側コネクタ部９ｂの接当面とが接当し、互いの端子接続が完了する。つまり、給電ソケット９１ａが給電ピン９１ｂに、アースソケット９７ａがアースピン９７ｂに差し込まれる。同時に、第１ソケット９２ａ、第２ソケット９３ａ、第３ソケット９４ａ、第４ソケット９５ａ、第５ソケット９６ａに第１ピン９２ｂ、第２ピン９３ｂ、第３ピン９４ｂ、第４ピン９５ｂ、第５ピン９６ｂが差し込まれる。
【００３３】
図８から明らかなように、機体側コネクタ部９ｂの接当面からの各ピンの突出長さは同一である。しかしながら、バッテリ側コネクタ部９ａの接当面からの各ソケットの接点深さまでの距離に関しては異なっている。つまり、互いには同一である給電ソケット９１ａとアースソケット９７ａの接点深さ：Ｌ１は、これまた互いに同一である第１ソケット９２ａ、第２ソケット９３ａ、第３ソケット９４ａ、第４ソケット９５ａ、第５ソケット９６ａの接点深さ：Ｌ２と異なっている。Ｌ２がＬ１より深くなっている。これにより、バッテリユニット４の装着時には給電線４４のための端子である給電ソケット９１ａと給電ピン９１ｂ、及びアース線４５のための端子であるアースソケット９７ａとアースピン９７ｂは、信号線４６の端子である各ソケットとピンより先に接続する。また、バッテリユニット４の離脱時には給電線４４やアース線４５のためのソケットとピンが信号線４６の端子より後から接続解除する。
図８の（ａ）は、バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとが十分な距離をあけている段階である。図８の（ｂ）は、バッテリユニット４の第１装着摺動位置：Ｐ１を示しており、給電線４４やアース線４５のためのソケットとピンが接している(接点接続)が、信号線４６の端子である各ソケットとピンはまだ接していない。図８の（ｃ）は、バッテリユニット４の第２装着摺動位置：Ｐ２を示しており、給電線４４やアース線４５のためのソケットとピンは接点接続を保持しており、さらに、信号線４６の端子である各ソケットとピンも接している(接点接続)。図８の（ｄ）は、バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとが完全に接続した状態である。
【００３４】
〔別実施の形態〕
〔１〕上述した実施の形態では、ピンの接当面からの長さは同じにして、ソケットの接当面からの深さを相違させることで、端子接続のタイミングをずらせていたが、それ以外にピンの長さを相違させてもよいし、ピンの長さやソケットの深さを相違させてもよい。つまり、バッテリユニット４の装着に伴うバッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとの相対的な変位と、ソケットとピンとが接するタイミングが相違するような形状を採用すればよい。
〔２〕バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂの端子構造はピンとソケット以外の種々の形態を採用することができる。
〔３〕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。
〔４〕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。
〔５〕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６０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。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、バッテリユニット４を着脱自在に搭載し、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】
【００３６】
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）
５：電動モータ
４：バッテリユニット
４ｂ:バッテリ側装着面
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
１０：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
４５：アース線
４６：信号線
５０Ａ：モータ給電制御部
６０：収容スペース
６１：摺動案内体
６２：機体側装着面
８１：主スイッチ（操作スイッチ）
８２：副スイッチ（操作スイッチ）
Ｐ１：第１装着摺動位置
Ｐ２：第２装着摺動位置
９１ａ：給電ソケット(端子)
９２ａ：第１ソケット(端子)
９３ａ：第２ソケット(端子)
９４ａ：第３ソケット(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(端子)
９２ｂ：第１ピン(端子)
９３ｂ：第２ピン(端子)
９４ｂ：第３ピン(端子)
９５ｂ：第４ピン(端子)
９６ｂ：第５ピン(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回転力を耕耘作業などに利用する電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電動作業機用制御装置は、操縦部に設けられた、操作レバーや操作スイッチである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。このような制御装置を搭載した歩行型電動耕耘機が特許文献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電動耕耘機は、モータによって動作する耕耘部と、このモータの駆動を操作するためのメインスイッチと、レバーによってＯＮ・ＯＦＦされるレバースイッチを有するハンドルとを備えている。さらに、メインスイッチがＯＮされたときに視覚的に通報するインジケータも備えられている。ケース内に備えられたバッテリの陽極は、インジケータ、メインスイッチ、レバースイッチを介して制御部に接続されているとともに、直接、制御部とも接続されている。また、制御部はモータと接続されている。メインスイッチを回動してＯＮにすると、インジケータが点灯する。ハンドルにあるレバーを握ってグリップ側に引き付けることでレバースイッチをＯＮにするとモータに電力が供給されモータが回転し、耕耘部による耕耘作業が行われる。この特許文献１では、バッテリの取り外しに関しては特に記載されておらず、充電時にバッテリを取り外すような構造は示唆されていない。従って、バッテリ充電時は歩行型電動耕耘機を電力供給できる場所まで運んできて、そこで充電することになる。
【０００３】
機体に対して着脱可能なバッテリを有する電動耕耘機は特許文献２から知られている。この電動耕耘機では、バッテリを収納したバッテリケースを機体にセットするときには位置固定用の凸部を位置固定用の凹部に挿入してそのまま下に下ろすと位置固定用の足が位置固定用の穴に挿入されて位置固定がなされ、取っ手を引き上げるだけでバッテリケースを取り出すことができる。さらに、このバッテリケースの後面にはバッテリケース内のバッテリとモータとを接続する配線の出力端子とバッテリに充電するための充電端子とが設けられている。出力端子と充電端子は機体背面視でハンドルフレームの左右両側にそれぞれ設けられ、作業者が操作側の機体後ろ側からハンドルフレームに邪魔されずに配線の着脱が行えるように構成されている。しかしながらこのような構成では、バッテリケースの装着や取り外しと、出力端子や充電端子の着脱が別作業となり、バッテリケースの装着・取り外し作業時の負担が大きくなる。
【０００４】
また、このような電動作業機に用いられるバッテリとして、自動車などに採用されているバッテリを流用する場合ではその容量が１２ボルト程度なので、バッテリの接続に特別な注意が払われないが、より大きき電力を確保するためその容量を大きくしたバッテリを用いる場合には、バッテリの接続に注意を払わなければならない。そのようなバッテリに採用される電気接続構造の改善技術が特許文献３に記載されている。この電気接続構造では、オス型端子とメス型端子に対応させて、オス型ダミー端子とメス型ダミー端子とが設けられており、オス型端子及びメス型端子の接続に際し、先ず、オス型ダミー端子とメス型ダミー端子とが接続され、続いてオス型端子とメス型端子とが接続されるように構成されている。また、逆にオス型端子とメス型端子の離脱時には、先ず、オス型端子及びメス型端子が切り離された後、オス型ダミー端子とメス型ダミー端子とが切り離されるように構成されている。この構成により、アーク放電は両ダミー端子間にのみ発生し、本回路であるオス型端子及びメス型端子間には発生しないので、オス型端子及びメス型端子の間は、放電の影響から保護される。しかしながら、この電気接続構造は、バッテリからの電力線と機体側からの電力線の間の設けられたコネクタに採用されているだけであり、電力線（給電線）だけでなく制御線もバッテリの機体への装着時に同時的に接続する必要があるような接続構造にはそのまま適用することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６‐５５１０２号公報（段落番号〔００１７−００２６〕、図５）
【特許文献２】特開２０１１‐５号公報（段落番号〔０００６−００２５〕、図１、図６）
【特許文献３】特開２００１‐３０７８３９号公報（段落番号〔０００６−００１６〕、図１）
【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、バッテリユニットの機体への確実な装着と取り外しが可能な電動作業機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の電動作業機は、作業ユニットと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータと支持する機体と、前記機体に離脱可能に装着されるとともに前記電動モータに給電線を介して給電するバッテリユニットと、当該バッテリユニット内の前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記機体に支持された操縦部に設けられた操作スイッチと、前記バッテリユニットに設けられるとともに信号線を介して得られる前記操作スイッチのスイッチ状態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、前記バッテリユニット側の前記信号線及び前記給電線と前記機体側の前記信号線及び前記給電線とを接続する端子群を有するコネクタユニットとを備えている。さらに、前記バッテリユニットの装着時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より先に接続し、前記バッテリユニットの離脱時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より後から接続解除する。
【０００８】
この構成では、電動モータへの給電を行う給電線を開閉する給電スイッチとこの給電スイッチの開閉を制御するモータ給電制御部とがバッテリユニットに組み込まれており、バッテリユニットを機体に装着（または取り外し）することで、コネクタユニットを介して、給電線のみならず、機体側に設けられている操作スイッチとモータ給電制御部との間の信号線も接続（又は遮断）される。しかもその際、コネクタユニットにおいて、給電線の端子が信号線の端子に比べて先入れ後出しとなるので、給電線の端子接続が行われてから信号線の端子接続か行われ、信号線の離脱が行われてから給電線の端子離脱が行われる。つまり、信号線の端子接続及び端子離脱は給電線の端子接続状態下で行われる。この構成により、給電線の端子によるコネクタの接続が少なくとも部分的に達成されている状態で、つまりコネクタが安定した状態で信号線の端子接続と端子離脱が行われる。また、この構成により、給電線の接続を確認した段階で、信号線に通電することができる。これにより、信号線の端子に不測のアーク発生などによって、モータ給電制御部に電気的負荷を与えることが抑制される。
【０００９】
本発明の好適な実施形態の１つでは、前記バッテリユニットは前記機体に設けられた摺動案内体に沿って装着方向に摺動することで前記機体に装着され、前記コネクタユニットは機体側装着面に設けられた機体側コネクタ部とバッテリ側装着面に設けられたバッテリ側コネクタ部とからなり、前記バッテリユニットの第１装着摺動位置で前記給電線の端子が接続し、前記第１摺動位置よりさらに装着面側の第２装着摺動位置までの間前記給電線の端子が接続状態を保持し、前記第２装着摺動位置で前記信号線の端子が接続する。この構成では、バッテリユニットは摺動案内体に沿って摺動することで機体に装着され、摺動装着の最終段階において機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部とからなるコネクタを介して給電線及び信号線の接続が完了する。この摺動装着の最終段階の第１装着摺動位置でまず給電線の端子接続が完了し、その後第２装着摺動位置で信号線の端子接続が完了する。重量のあるバッテリユニットの機体への装着を摺動式で行うことで、作業者の負担を軽減するとともに、機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部との位置関係を安定的に導くことができる。そのような安定的に導かれる位置関係を利用して、所定の順序で給電線と信号線の端子接続が構築される。
【００１０】
バッテリユニットの機体への摺動式の装着時に所定の順序で給電線と信号線の端子接続を簡単な構成で実現する具体的な構成として、本発明では、前記給電線の端子の接点位置を前記信号線の端子の接点位置より装着方向で近い位置に設定することが提案される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による電動管理機の外観を示す斜視図である。
【図２】電動作業機の側面図である。
【図３】電動作業機の機体部分の側面図である。
【図４】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５】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６】電動作業機の制御電子系の機能ブロック図である。
【図７】機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部とからなるコネクタユニットの展開斜視図である。
【図８】機体側コネクタ部とバッテリ側コネクタ部の接続過程を段階的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
図１と図２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ハンドル支持枠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、その基端側でハンドル支持枠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。
【００１３】
図３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２では実線で示す）と後向き姿勢（図２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。
【００１４】
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。
【００１５】
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３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。
【００１６】
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とハンドル支持枠１４との間の揺動連結部３０には操縦ハンドル３をハンドル支持枠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をハンドル支持枠１４に対する任意の姿勢に設定することができる。
【００１７】
右ハンドル部３Ａのグリップ３ａのすぐ機体側に操作スイッチとしてレバースイッチ装置３１が設けられ、左ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に操作スイッチとして押しボタンスイッチ装置３２が設けられている。レバースイッチ装置３１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３２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。この押しボタンスイッチ装置３２は、操作部を回しながら押すことで主スイッチ８１がＯＮ状態となるとともに、そのＯＮ状態が保持され、押し込まれた操作部をさらに押すことで操作部がホームポジションに復帰して主スイッチ８１がＯＦＦ状態となる機械式的にＯＮ保持を行うタイプである。レバースイッチ装置３１に組み込まれている副スイッチ８２はよく知られているように、レバーをハンドル側に引き寄せ揺動させることでＯＦＦ状態からＯＮ状態となるリミットスイッチまたはその種のスイッチである。
【００１８】
図３、図４、図５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６０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６０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６０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。この収容スペース６０は、図４から明らかなように、その挿入口を機体後方に傾斜されており、その結果、収容スペース６０も後方に傾斜した姿勢となっている。このため、バッテリ収容壁体１１ａの収容スペース６０の後面を作り出している壁面部分が、バッテリユニット４が収容スペース６０に挿入される際の摺動案内体６１となっている。バッテリユニット４はこの摺動案内体６１に重量をかけながら案内されながら収容スペース６０に摺動挿入され、充電時には再び収容スペース６０から摺動案内体６１に案内されて収容スペース６０から取り出される。
【００１９】
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ユニット９が備えられている。このコネクタユニット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６０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６０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。
【００２０】
コネクタユニット９は、収容スペース６０の底面である機体側装着面６２の中央に設けられた機体側コネクタ部９ｂと、バッテリユニット４の底面であるバッテリ側装着面４ｂの中央に設けられたバッテリ側コネクタ部９ａとからなる。バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとには後で詳しく説明するように、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や副スイッチ８２などの信号線のための端子、さらにはアース端子など、ピンとピンソケットからなる複数の接続端子が形成されている。
【００２１】
次に、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６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・給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４４、バッテリ本体４０のマイナス側に接続されるアース線４５、各種信号線４６、電流切替部７を備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
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５０Ａと、バッテリ本体４０に対する充電制御を行う充電制御部５０Ｂとを作り出している。モータ給電制御部５０Ａ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。このモータ給電制御部５０Ａは、主スイッチ８１のＯＮ状態に続く副スイッチ８２のＯＮ状態が発生したときのみモータ５への給電を許可する牽制制御を行う機能を有する。この牽制制御の基本は、主スイッチ８１がＯＦＦ状態における副スイッチ８２からのＯＮ状態信号に基づいてモータ５に対する給電、つまり始動を保留する無視状態が設定され、この無視状態が副スイッチ８２からのＯＦＦ状態信号によって解除されることである。また、無視状態設定されていない場合では、主スイッチ８１と副スイッチ８２の両者のＯＮ状態が確認された場合に、給電スイッチ４１ａを閉鎖してモータ５への給電を可能にする制御信号を給電スイッチ４１ａに出力する。
【００２４】
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。また、コントローラ４２には、給電線４４やアース線４５などを流れる電流を監視し、異常な電流が流れた場合に、コントローラ４２に異常電流が入力することを阻止する電流監視部５０Ｃが備えられている。、
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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８３が設けられている。この過熱スイッチ８３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８３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８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。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、優先信号評価部５１によって行われる、主スイッチ８１からの信号と副スイッチ８２からの信号の時系列評価に基づく給電ルーチンを、図８のフローチャートを用いて説明する。この時系列評価の基本は、主スイッチ８１がＯＦＦ状態における副スイッチ８２からのＯＮ状態信号に基づいてモータ５に対する給電、つまり始動を保留する無視状態が設定され、この無視状態が副スイッチ８２からのＯＦＦ状態信号によって解除されることである。また、無視状態設定されていない場合では、主スイッチ８１と副スイッチ８２の両者のＯＮ状態が確認された場合に、給電スイッチ４１ａを閉鎖してモータ５への給電を可能にする制御信号を給電スイッチ４１ａに出力する。
【００３１】
図７と図８に示されているように、コネクタユニット９のバッテリ側コネクタ部９ａには、両端に給電ソケット９１ａとアースソケット９７ａとが形成されており、その間に第１ソケット９２ａ、第２ソケット９３ａ、第３ソケット９４ａ、第４ソケット９５ａ、第５ソケット９６ａが形成されている。各ソケットは一列状に並んでいる。つまり、モータ給電用の電線である給電線４４とアース線４５のためのソケット９１ａ，９７ａが両端に配置され、その間に信号線用のソケット９２ａ，９３ａ，９４ａ，９５ａ，９６ａが配置されている。
バッテリ側コネクタ部９ａに対応する機体側コネクタ部９ｂにも同様に、両端に給電ピン９１ｂとアースピン９７ｂとが形成されており、その間に第１ピン９２ｂ、第２ピン９３ｂ、第３ピン９４ｂ、第４ピン９５ｂ、第５ピン９６ｂが形成されている。
【００３２】
この構成により、バッテリユニット４を収容スペース６０に完全に装着されると、バッテリ側コネクタ部９ａの接当面と機体側コネクタ部９ｂの接当面とが接当し、互いの端子接続が完了する。つまり、給電ソケット９１ａが給電ピン９１ｂに、アースソケット９７ａがアースピン９７ｂに差し込まれる。同時に、第１ソケット９２ａ、第２ソケット９３ａ、第３ソケット９４ａ、第４ソケット９５ａ、第５ソケット９６ａに第１ピン９２ｂ、第２ピン９３ｂ、第３ピン９４ｂ、第４ピン９５ｂ、第５ピン９６ｂが差し込まれる。
【００３３】
図８から明らかなように、機体側コネクタ部９ｂの接当面からの各ピンの突出長さは同一である。しかしながら、バッテリ側コネクタ部９ａの接当面からの各ソケットの接点深さまでの距離に関しては異なっている。つまり、互いには同一である給電ソケット９１ａとアースソケット９７ａの接点深さ：Ｌ１は、これまた互いに同一である第１ソケット９２ａ、第２ソケット９３ａ、第３ソケット９４ａ、第４ソケット９５ａ、第５ソケット９６ａの接点深さ：Ｌ２と異なっている。Ｌ２がＬ１より深くなっている。これにより、バッテリユニット４の装着時には給電線４４のための端子である給電ソケット９１ａと給電ピン９１ｂ、及びアース線４５のための端子であるアースソケット９７ａとアースピン９７ｂは、信号線４６の端子である各ソケットとピンより先に接続する。また、バッテリユニット４の離脱時には給電線４４やアース線４５のためのソケットとピンが信号線４６の端子より後から接続解除する。
図８の（ａ）は、バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとが十分な距離をあけている段階である。図８の（ｂ）は、バッテリユニット４の第１装着摺動位置：Ｐ１を示しており、給電線４４やアース線４５のためのソケットとピンが接している(接点接続)が、信号線４６の端子である各ソケットとピンはまだ接していない。図８の（ｃ）は、バッテリユニット４の第２装着摺動位置：Ｐ２を示しており、給電線４４やアース線４５のためのソケットとピンは接点接続を保持しており、さらに、信号線４６の端子である各ソケットとピンも接している(接点接続)。図８の（ｄ）は、バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとが完全に接続した状態である。
【００３４】
〔別実施の形態〕
〔１〕上述した実施の形態では、ピンの接当面からの長さは同じにして、ソケットの接当面からの深さを相違させることで、端子接続のタイミングをずらせていたが、それ以外にピンの長さを相違させてもよいし、ピンの長さやソケットの深さを相違させてもよい。つまり、バッテリユニット４の装着に伴うバッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂとの相対的な変位と、ソケットとピンとが接するタイミングが相違するような形状を採用すればよい。
〔２〕バッテリ側コネクタ部９ａと機体側コネクタ部９ｂの端子構造はピンとソケット以外の種々の形態を採用することができる。
〔３〕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。
〔４〕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。
〔５〕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６０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。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、バッテリユニット４を着脱自在に搭載し、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】
【００３６】
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）
５：電動モータ
４：バッテリユニット
４ｂ:バッテリ側装着面
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
１０：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
４５：アース線
４６：信号線
５０Ａ：モータ給電制御部
６０：収容スペース
６１：摺動案内体
６２：機体側装着面
８１：主スイッチ（操作スイッチ）
８２：副スイッチ（操作スイッチ）
Ｐ１：第１装着摺動位置
Ｐ２：第２装着摺動位置
９１ａ：給電ソケット(端子)
９２ａ：第１ソケット(端子)
９３ａ：第２ソケット(端子)
９４ａ：第３ソケット(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(端子)
９２ｂ：第１ピン(端子)
９３ｂ：第２ピン(端子)
９４ｂ：第３ピン(端子)
９５ｂ：第４ピン(端子)
９６ｂ：第５ピン(端子)
９７ｂ：アースピン(端子)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業ユニットと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータと支持する機体と、前記機体に離脱可能に装着されるとともに前記電動モータに給電線を介して給電するバッテリユニットと、当該バッテリユニット内の前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記機体に支持された操縦部に設けられた操作スイッチと、前記バッテリユニットに設けられるとともに信号線を介して得られる前記操作スイッチのスイッチ状態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、前記バッテリユニット側の前記信号線及び前記給電線と前記機体側の前記信号線及び前記給電線とを接続する端子群を有するコネクタユニットとを備え、前記バッテリユニットの装着時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より先に接続し、前記バッテリユニットの離脱時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より後から接続解除する電動作業機。
【請求項２】
前記バッテリユニットは前記機体に設けられた摺動案内体に沿って装着方向に摺動することで前記機体に装着され、前記コネクタユニットは機体側装着面に設けられた機体側コネクタ部とバッテリ側装着面に設けられたバッテリ側コネクタ部とからなり、前記バッテリユニットの第１装着摺動位置で前記給電線の端子が接続し、前記第１摺動位置よりさらに装着面側の第２装着摺動位置までの間前記給電線の端子が接続状態を保持し、前記第２装着摺動位置で前記信号線の端子が接続する請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記給電線の端子の接点位置は前記信号線の端子の接点位置より装着方向で近い位置に設定されている請求項２に記載の電動作業機。
【請求項１】
作業ユニットと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータと支持する機体と、前記機体に離脱可能に装着されるとともに前記電動モータに給電線を介して給電するバッテリユニットと、当該バッテリユニット内の前記給電線に設けられた給電スイッチと、前記機体に支持された操縦部に設けられた操作スイッチと、前記バッテリユニットに設けられるとともに信号線を介して得られる前記操作スイッチのスイッチ状態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、前記バッテリユニット側の前記信号線及び前記給電線と前記機体側の前記信号線及び前記給電線とを接続する端子群を有するコネクタユニットとを備え、前記バッテリユニットの装着時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より先に接続し、前記バッテリユニットの離脱時には前記給電線の端子が前記信号線の端子より後から接続解除する電動作業機。
【請求項２】
前記バッテリユニットは前記機体に設けられた摺動案内体に沿って装着方向に摺動することで前記機体に装着され、前記コネクタユニットは機体側装着面に設けられた機体側コネクタ部とバッテリ側装着面に設けられたバッテリ側コネクタ部とからなり、前記バッテリユニットの第１装着摺動位置で前記給電線の端子が接続し、前記第１摺動位置よりさらに装着面側の第２装着摺動位置までの間前記給電線の端子が接続状態を保持し、前記第２装着摺動位置で前記信号線の端子が接続する請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記給電線の端子の接点位置は前記信号線の端子の接点位置より装着方向で近い位置に設定されている請求項２に記載の電動作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６３０５４（Ｐ２０１３−６３０５４Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４６９０（Ｐ２０１１−２０４６９０）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【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１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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