歩行型電動作業機
【課題】歩行型作業機において、作業者の歩行速度に見合う機体走行速度に修正して作業中の操作性、安全性を確保する。
【解決手段】充電可能なバッテリと電動モータ８とを備え、走行部を該電動モータ８によって駆動する歩行型作業機において、ハンドルに作業者の押し引きを検出する押し引き検出手段３５を設け、この押し引き検出手段３５の検出結果に基づいて電動モータ８の回転数を増加または低下出力する構成とし、押し引き検出手段が作業者によるハンドルの「押し」を検出すると、電動モータ８の回転数が増加出力されて機体走行速度が上がり、一方「引き」の検出すると電動モータ８の回転数が低下出力されて機体走行速度が低下する。
【解決手段】充電可能なバッテリと電動モータ８とを備え、走行部を該電動モータ８によって駆動する歩行型作業機において、ハンドルに作業者の押し引きを検出する押し引き検出手段３５を設け、この押し引き検出手段３５の検出結果に基づいて電動モータ８の回転数を増加または低下出力する構成とし、押し引き検出手段が作業者によるハンドルの「押し」を検出すると、電動モータ８の回転数が増加出力されて機体走行速度が上がり、一方「引き」の検出すると電動モータ８の回転数が低下出力されて機体走行速度が低下する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電可能なバッテリと電動モータとを備え耕耘部や草刈部などの作業部または走行部を該電動モータによって駆動する歩行型電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはバッテリユニットと電動モータの配置構成及びコントローラの配置構成について開示されている。また、特許文献２には、操作信号受信部、制御部、モータ駆動回路等を接続したコントローラを備え、制御部には、充電器、ハンドル装着スイッチ、回転センサ等からの信号を受け、表示部に表示信号を発するとともに、モータ駆動回路を介して電動モータを回転制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２１７３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、歩行型電動作業機では、作業者が左右ハンドルを把持して機体進行に従い方向修正等を行いながら作業を行うものである。また、電動モータの回転で走行部を駆動し、機体の走行速度は電動モータの回転数に基づき設定される構成であるから、作業者の歩行速度によっては、機体の走行速度が遅く又は該速度が速いことがあって、作業者にとっては負担である。
【０００５】
この発明は、作業者の歩行速度と機体速度との相対速度差を推定して作業者の歩行速度に見合う作業速度に機体速度を修正しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明はかかる技術的課題を解決するためこの発明は、充電可能なバッテリＢと電動モータ８とを備え、走行部を該電動モータ８によって駆動する歩行型電動作業機において、ハンドル１２に作業者の押し引きを検出する押し引き検出手段３５を設け、この押し引き検出手段３５の検出結果に基づいて電動モータ８の回転数を増加または低下出力する構成とした歩行型電動作業機の構成とする。
【０００７】
このように構成することにより、押し引き検出手段Ｈが作業者によるハンドル１２の「押し」を検出すると、電動モータ８の回転数が増加出力されて機体走行速度が上がり、一方「引き」を検出すると電動モータ８の回転数が低下出力されて機体走行速度が低下する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、押し引き検出手段Ｈを設けることにより、作業者に見合う作業機体の走行速度に修正することができ、操作性が向上し、かつ安全性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電動耕耘機の側面図
【図２】電動耕耘機の背面図
【図３】電動耕耘機の平面図
【図４】電動耕耘機の拡大側面図
【図５】バッテリケース内の正面図
【図６】制御ブロック概要図（Ａ）、スイッチング回路関係ブロック図（Ｂ）
【図７】ブロック図
【図８】フローチャート
【図９】荷重値―回転増加（低下）出力関係グラフ
【図１０】安全装置の作動を示す側面図（Ａ）（Ｂ）
【図１１】安全装置の作動を示す平面図（Ａ）（Ｂ）
【図１２】運転スイッチの別例を示す斜視図（Ａ），ポジションセンサ値−モータ回転数関係グラフ（Ｂ）
【図１３】ハンドルフレーム部拡大図
【図１４】フローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の歩行型作業機の一例を電動耕耘機により図面に基づき説明する。
２は伝動軸４１を内装する伝動フレームで、上部には皿状の機体フレーム１０を固定し、該伝動フレーム２から後方に向けて作業機フレーム１を延出している。そして伝動フレーム２の下部に、前記伝動軸２ａを介した伝動により横軸芯周りに回転駆動するロータリ軸３を軸支し、伝動フレーム２から左右方向に延びるこのロータリ軸３の外周に複数のロータリ爪４を配設するとともに、該ロータリ軸３の左右両端にサイドディスク５,５を取り付けロータリ部Ｒを構成している。
【００１１】
ロータリ部Ｒの上方を覆う平面視円盤形状のロータリカバー６を前記機体フレーム１０の上部に取り付ける。ロータリカバー６の左右中央部には平面視Ｕ字型の壁部６ａを形成し、壁部６ａの内側に沿って開口部６ｂを形成する。そして該開口部６ｂの前側にはモータカバー７を取り付け、モータカバー７の内部には前記伝動軸２ａに動力を伝動する電動モータ８を内装し、開口部６ｂの後ろ側にはバッテリＢを収容したバッテリケース９を着脱自在に挿入する。電動モータ８とバッテリケース９は前記機体フレーム１０に載置し、開口部６ｂを貫通して配置する構成としている。
【００１２】
前記作業機フレーム１の後部にはハンドルフレーム１１の前下端側を取り付けている。ハンドルフレーム１１は斜め後ろ後方に向かって延びており、ハンドルフレーム１１の後端側から左右の操作ハンドル１２ａ，１２ｂを分岐して設け、左右の操作ハンドル１２ａ，１２ｂの後端部にはグリップ１３ａ，１３ｂを設ける構成である。
【００１３】
作業機フレーム１の後端部には電動耕耘機を移動するときに機体を支持する支持車輪１４と、耕耘作業時にダッシングを防止する抵抗棒１５を取り付けている。なお図１は支持車輪１４を跳ね上げ状態とした作業姿勢である。
【００１４】
次に、機体の駆動構成について説明する。
ハンドルフレーム１１と操作ハンドル１２ａ，１２ｂの分岐位置に電源の入り切りをするキースイッチ１６を設け、左右一方のグリップ１３ｂ近傍に電動モータ８の駆動を入り切りする操作レバー１７を設ける。バッテリケース９の後面にはバッテリケース９内のバッテリＢと電動モータ８とを接続するモータ駆動回路２０の出力端子１８とバッテリＢに充電するための充電端子１９とを設ける。
【００１５】
ここでバッテリケース９の内部構造について説明する。バッテリケース９は直方体形状を呈し後部外壁には前記出力端子１８、充電端子１９を備え、前部壁は着脱自在なカバー９ａに構成される。このようなバッテリケース９内にはその容積の１／２以上を占める複数のセル４１,４１からなるバッテリＢと各セル４１,４１の夫々の上面に充電回路４２ａを組み込んだ充電制御基板４２,４２を底部の案内リブ９ｂ,９ｂをレール状に設けて前後にスライドすることにより挿脱自在に設けている。充電制御基板４２の端子は、前記充電端子１９（図例では２組の端子としている）に配線接続される一方、各セル４１,４１との間は直接電気的に接続する。
【００１６】
ほぼ同一平面上に配設される前記充電制御基板４２,４２の上方には適宜間隔離れて放電回路４３ａを組み込んだ放電制御基板４３を設ける。バッテリケース９の内周側壁部に前後方向の案内凹部を形成したリブ９ｃ,９ｃを形成し、この案内凹部に放電制御基盤４３の端部を挿入してスライドさせて装着または離脱させる構成としている。なお、放電制御基板４３は複数のバッテリセル４１,４１の直列接続による電圧が出力端子１８に出力できるように回路構成されている。バッテリケース９の内側面にはバッテリセル４１,４１と内壁との間に距離を置くリブ９ｄ,９ｄ…を設けている。
【００１７】
前記放電基板４３を前記バッテリセル４１と電動モータ８とを接続するモータ駆動回路２０途中に介在すると共に、該放電基板４３に、出力制御回路４３ａ、電流検出回路４５、スイッチング回路４６、電流平滑回路４７、過放電防止回路４８、及び短絡防止回路４９を設ける。
【００１８】
このうち出力制御回路４３ｂは、キースイッチ１６、運転リミットスイッチ３３による運転制御回路５１からの運転信号を受けてスイッチング回路４６をＯＮ−ＯＦＦ切換出力し、スイッチング回路４６のＯＮ−ＯＦＦ切換出力は、前記モータ駆動回路２０を遮断し又は接続状態とするよう切り換える構成としている。
【００１９】
また、電流検出回路４５は放電制御基板４３の制御電流を検出し予め設定した設定電流値を超える状態が規定時間継続すると前記スイッチング回路４６をＯＦＦに切り換え、前記モータ駆動回路２０を遮断するよう構成している。
【００２０】
前記充電制御基板４２,４２には過充電防止回路４４を組み込み、一方放電制御基板４３には上記の出力制御回路４３ａ等のほか、電流平滑回路４７、過放電防止回路４８、短絡防止回路４９を組み込んでいる。なお電流平滑回路４７は、前記運転信号が入力されたときに生じるサージ電流を平滑処理する回路である。
【００２１】
放電制御基板４３に対する短絡防止は上記短絡防止回路４９で防止できる構成であるが、充電制御回路４２,４２に対する短絡防止は、これら放電制御基板４２,４２毎に設けることなく、共通の短絡防止回路５０を、充電端子１９と放電制御基板４２,４２との間であって、該放電制御基板４３の一側に縦姿勢で挿抜自在に前記バッテリケース９内に設けている。
【００２２】
次いでバッテリケース９の出力端子１８について説明する。電動モータ８への出力端子１８ａ,１８ａとしてはプラス・マイナスの２端子で前記モータ駆動回路２０により電動モータ８側に接続する構成であるが、残る２端子１８ｂ,１８ｂは信号入出力用の端子である。即ち、この一対の端子１８ｂ,１８ｂは信号制御基板５１から前記キースイッチ１６や操作レバー１７に連動する運転スイッチ３３等の入り切り信号を入力し前記入力制御回路４３ａに運転信号を出力でき、あるいは入力制御回路４３ａによる出力に基づいて信号制御基板５１から電池残量や後述する警告表示信号を入力して、電源入切ＬＥＤ２６ａ、運転警告ＬＥＤ２６ｂ、電池残量ＬＥＤ２６ｃに出力する構成としている。なお、電源入切ＬＥＤと運転警告ＬＥＤを一体化してもよい。
【００２３】
前記出力端子１８ａ,１８ａは、ブレーカ５５を介して電動モータ８に接続されている。即ち、ブレーカ５５は、モータ駆動回路２０を断接に切り替える操作部５５ａを備え、操作部５５ａはソレノイド（図示せず）を組み込み、モータ駆動回路２０の電流値が上昇すると励磁して操作部５５ａを作動しモータ駆動回路２０を遮断状態におき、電動モータ８を切りとする構成である。なお、前記ブレーカ５５の操作部５５ａはオン−オフスイッチ形態で前記ロータリカバー６の上面に配設されている。
【００２４】
前記出力端子１８と充電端子１９とは、機体背面視でハンドルフレーム１１の左右両側にそれぞれ設ける構成で、作業者が操作側の機体後ろ側からハンドルフレーム１１が邪魔になり難く配線の着脱を行ない易くしている。また、出力端子１８と充電端子１９を背面視でハンドルフレーム１１を挟んで左右両側に配置したため、視覚的にも分かりやすく左右を誤った差込みとすることを防止できる。
【００２５】
前記ブレーカ５５と電動モータ８とを接続するモータ駆動回路２０は、バッテリケース９の下部からロータリカバー６の壁部６ａの外周に形成する傾斜部６ｃの下方と機体フレーム１０の間の空間を通過する構成としている。
【００２６】
バッテリケース９は上面に取手９ｅを形成し、下面に位置固定用の凸部９ｆを複数形成し、位置固定用の該凸部９ｆを機体フレーム１０に形成する位置固定用の穴部１０ａに挿入することで、バッテリケース９の載置位置を固定できる構成としている。また、バッテリケース９はその左右側面をロータリカバー６の壁部６ａで支持されると共に、その前面に上下方向に長く位置固定用の凸条部９ｇを形成し、モータカバー７に形成する位置固定用の凹部７ａと係合する構成としている。また、機体フレーム１０の左右中央には開口部１０ｂを設け、機体フレーム１０に雨水等で流入した水の水はけができるようにしている。
【００２７】
バッテリケース９を機体にセットするときには位置固定用の凸条部９ｇを位置固定用の凹状部７ａに対応させ両者を嵌合状態としてそのまま下に下ろすと位置固定用の凸部９ｆが位置固定用の穴１０ａに挿入されてバッテリケース９の位置固定がなされる。バッテリケース９を取り出すときは取手９ｅを引き上げるだけで取り出すことができる。
【００２８】
本実施の形態のバッテリケース９は前側をモータカバー７で、側面をロータリカバー６の壁部６ａで支持されるが、該壁部６ａはロータリカバー６とは別体に形成しても良い。例えば機体フレーム１０側に取り付けた壁部によって形成する構成としても良い。
【００２９】
また、壁部６ａは後ろ上がり傾斜状に形成することで、バッテリケース９の支持を強固にすると共に機体全体の美観を向上させることができる。また、バッテリケース９の背面側には後支持壁部６ｄを形成してバッテリケース９を背面から支持している。後支持壁部６ｄはバッテリケース９の側面を支持する壁部６ａよりも低く形成し、出力端子１８と充電端子１９を機体背面側に露出する構成とすることで出力端子１８と充電端子１９への接続をし易くしている。
【００３０】
なおバッテリケース９の前記カバー９ａは、モータケース７との間に位置するものであるが、バッテリケース９の本体外周の内側に形成され、併せてモータケース７とバッテリケース９との外周を略揃えて形成することで隙間を少なくし、外観からカバー９ａが視認できないため美観を高め、併せて雨水の浸入を少なくする。
【００３１】
次に操作ハンドル１２a,１２ｂをハンドルフレーム１１に対して横軸周りに上下回動調節可能に設け、ハンドルフレーム１１に対するハンドル１２ａ,１２ｂが持ち上げ状態Ｕの荷重が加わるかあるいは押し下げ状態Ｄの荷重が加わるか、及びその大きさを歪みゲージ形態やトルクセンサ形態の押し引き検出手段３５を構成している。即ち、横軸部にトーションバーなど歪ゲージを貼付設定でき復元可能な部材を設け、作業者がハンドル１２ａ,１２ｂの両方または片方を把持して耕耘作業を行うとき、該押し引き検出手段３５による検出に基づき、以下の制御を行う構成である。
【００３２】
制御部（運転制御回路）５１への入力信号としては、前記キースイッチ１６入り切り信号、運転スイッチ３３の入り切り信号、前記押し引き検出手段３５からの持ち上げ荷重または押し下げ荷重とその荷重値、電動モータ８の回転数設定ダイヤル３６の設定信号、前後進切替スイッチ（図示せず）等があり、一方モータ駆動回路としての前記出力制御回路４３ａを介して電動モータ８の正逆転指令信号および回転数指令信号を出力する構成である。
【００３３】
ここで、フローチャートに基づき、上記制御部５１の作用について説明する。
図８において、耕耘作業開始にあたり、キースイッチ１６をＯＮし、各スイッチおよびセンサの検出値を読み込む（ステップ１０１、１０２）。さらに前記モータ回転数設定ダイヤル の設定回転数Ｍｓ信号を読み込む（ステップ１０３）。次いで操作レバー１７による運転スイッチ３３がＯＮであるか否かを検出し（ステップ１０４）、ＯＮであると電動モータ８は回転出力され回転起動する（ステップ１０５）。所定時間間隔で電動モータ８の回転数が該電動モータ８に組み込まれた回転検出手段（図示せず）によって検出され、このモータの検出回転数Ｍａと前記設定回転数Ｍｓとを比較することにより、適正回転数であるか否かを判定し、適正回転数でないときはこれを高低に補正して適正回転数を得る（ステップ１０６〜１０９）。
【００３４】
ステップ１０６の判定で適正回転数を得ると、ハンドル１２ａ,１２ｂに設けた押し引き検出手段３６による押し引き荷重判定を行う（ステップ１１０）。押し引き検出手段３５が押し荷重を検出するとき、すなわち機体後方の作業者がハンドル１２ａ,１２ｂを押す状態で機体進行速度が作業者の移動速さよりも遅くなる状態のときであり、押し引き検出手段３５が検出する荷重値Ｗｎをもって判断しうる。なお、荷重値Ｗｎがプラス値であるときは「押し」状態とみなし、マイナス値であるときは「引き」状態であるとみなすことができる。
【００３５】
荷重値Ｗｎの読み込み後、前記「押し」を検出判断すると、電動モータ８に回転増加出力を行い、前記「引き」を検出判断すると、電動モータ８に回転低下出力を行う（ステップ１１１〜ステップ１１６）。なお、荷重値Ｗｎに対する電動モータ８の増加幅または低下幅については、例えば図９のような荷重値―回転増加（低下）出力関係グラフを予め準備することにより、これら増加幅Ｕｔや低下幅Ｄｖを算出し、ステップ１０７やステップ１０８のような１ステップ区切りでなく一挙に適正回転数に近づけることができる。
【００３６】
このように、押し引き検出手段Ｈによる押し引き荷重判定後の処理を行うことにより、作業者の歩行速度に見合う作業機体側の作業速度を修正することができ、加えて本実施例では所謂一軸耕耘形態であるから耕耘回転数を増減調整できるため作業仕上がりにムラを生じず、初心者、熟練者を問わず均一の耕耘作業仕上げを得る。
【００３７】
なお、図９における荷重値―回転増加（低下）出力関係グラフにおいて、増加幅Ｕｔまたは低下幅Ｄｖの大小に応じて、ステップ１１４またはステップ１１５の応答スピード、すなわち応答速さを大小に変更するよう構成してもよい。このように構成すると、作業者の操作感覚に応じた回転数に修正でき、操作性や安全性を向上できる。
【００３８】
なお、前記ステップ１１４またはステップ１１５の応答スピードは作業者の操作設定が可能なスイッチ手段またはダイヤルに基づき任意に設定できる構成としてもよい。このように構成すると、作業者の技量に応じて応答スピードを設定でき操作性、安全性の向上につながる。
【００３９】
前記の押し引き検出手段３５は、ハンドルフレーム１１に対するハンドル１２ａ,１２ｂの角度変化を捉えてこれを歪みセンサ、トルクセンサ等の手段によって荷重値を検出することで「押し」「引き」判定を行う構成としたが、左右のハンドル１２ａ，１２ｂを連結したいわゆるループハンドルを構成して該ループハンドル部を把持して作業を行う場合には、このループハンドル部の適所に作業者の「押し」「引き」を判定できる感圧センサ形態の検出手段を設けることで代替しうるものである。
【００４０】
なお、前記ロータリ軸３適所に回転検出センサ（耕耘軸回転検出手段）３７を設け、前記押し引き検出手段３５による電動モータ８回転制御中においても、ロータリ軸３の回転数が所定回転数以下とならぬよう所定回転を維持しておくよう関連付けることにより、低速制御の際に、ロータリ軸３の回転が過剰に低回転になって作業性を損なうなどの恐れが少ない。
【００４１】
なお、本実施例ではロータリ軸３が単一で機体牽引機能も備える形態について、説明したが、走行部と耕耘部（乃至作業部）が別々に駆動される形態でも同様の効果がある。
次に、操作レバー１７の安全装置Ｔについて説明する。
【００４２】
操作レバー１７は横軸心の支点３０周りに回動する構成とし、支点３０の前側に形成するスイッチ操作部１７ａと、支点３０の後側に形成する把持部１７ｂとを設ける。３３は電動モータ８の駆動を入切すべく前記信号制御基板５１の制御部に信号入力するリミットスイッチ形態の運転スイッチでスイッチ操作部１７ａの回動動作により電動モータ８の駆動が入切に行なわれる。２５は把持して回動させた操作レバー１７を初期位置に戻すスプリングである。
【００４３】
前記把持部１７ｂの上方にあって該把持部１７ｂと交差する方向（左右方向）に支持され、この左右方向に摺動する移動軸３１を設ける。移動軸３１の機体内側端には移動軸３１を機体外側に向かって押し出し操作するための押し部３１ｃを形成し、押し部３１ｃに隣接してスプリング３５を移動軸３１に巻回する構成としている。移動軸３１は機体内側から順に小径部３１ａと大径部３１ｂとを隣接して形成している。そして、安全装置Ｔの初期位置では大径部３１ｂが把持部１７ｂの回動軌跡上に位置する構成としている（図１１（Ａ））。
【００４４】
操作レバー１７と安全装置Ｔの耕耘作業時の操作について以下説明する。
バッテリＢの充電状態を電池残量ＬＥＤ５３の点滅の有無によって確認し、不足の場合は充電器を充電端子１９に接続し所定の充電を行なう。
【００４５】
耕耘作業の開始にあたっては、キースイッチ１６を入りにして、移動軸３１の端部に形成する押し部３１ｃを親指で押し、小径部３１ａを操作レバー１７の回動軌跡上に位置させ（図１１（Ｂ））、そして、作業者は把持部１７ｂを把持して前記運転スイッチ３３がＯＮとなる位置まで回動する。運転スイッチ３３のＯＮ信号は、信号制御基板５１を経由して出力制御回路４３ａに送信されスイッチング回路４６を回路接続側に作動させバッテリＢにより電動モータ８が駆動する。電動モータ８の回転を受けてロータリ部Ｒが回転し耕耘作業が行われる（図１０（Ｂ））。
【００４６】
耕耘作業を停止するときには、作業者が把持部１７ｂを離すとスプリング２５の作用でスイッチ操作部１７ａが初期位置まで回動し、運転信号３３のＯＦＦ信号が伝えられてバッテリＢの駆動電流が遮断されロータリ部Ｒは停止する（図１０（Ａ））。
【００４７】
作業者がキースイッチ１６を入りにした状態で電動耕耘機を持ち運んでいるときに、不意に操作レバー１７の把持部１７ｂに当接して把持部１７ｂが回動しても、把持部１７ｂが移動軸３１の大径部３１ｂに当接して、スイッチ操作部１７ａがリミットスイッチ３３の入り位置まで回動せず、運転スイッチ３３は入りされず、キースイッチ１６が入り状態であることを作業者が気づかずに持ち運んでいるときであっても不意にロータリ部Ｒが回転することがないので安全である。
【００４８】
また耕耘作業中、放電制御基板４３の制御電流が予め設定した設定電流値を超える状態が所定時間継続すると、これを電流検出回路４３ｄが検出し、ＯＮ出力状態にあるスイッチング回路４３ｃをＯＦＦ出力に切り換え、ひいてはモータ駆動回路２０を遮断することになり、電動モータ８は回転停止状態となる。したがって放電回路４３ａについて制御電流の監視によってバッテリセル４１、電動モータ８、及びモータ駆動回路２０の保護を図ることができる。
【００４９】
モータ駆動回路２０に負荷が掛かり電流が所定以上になると、ブレーカ５５は該モータ駆動回路２０を遮断側に作用させ、併せて操作部５５ａを切り側に切り替える。従って、再度起動するに当たっては操作部５５ａを操作して入りに切り替えておくものである。なお、ロータリ部Ｒのメンテナンスなどの時にはブレーカ５５の操作部５５ａを操作してモータ駆動回路２０を遮断側（切り）に切り替えておくことにより、確実に電動モータ８の非駆動を確保でき安全である。
【００５０】
なお、この操作部５５ａはロータリカバー６部（図例ではロータリカバー６の後部左側）に配設されるものであるから、メンテナンス作業対象箇所に近い位置にあって便利である。つまり、キースイッチ１６をハンドルフレーム１１に配設しておくとハンドル操作する作業者にとっては使い易いけれども、ロータリ部Ｒをメンテナンスする場合には遠くになって不便であるが、上記のようにロータリカバー６の上面に構成すると手が届き易く便利である。
【００５１】
また、前記運転スイッチ３３は、ＯＮ−ＯＦＦ切換スイッチ形態であるが、これをポテンショメータ３３´形態とし、操作レバー１７´の操作角度を該ポテンショメータ３３´の操作角に伝達することにより、電動モータ８の最大回転数を任意に設定できる構成としてもよい（図１２（Ａ）（Ｂ））。このように構成すると、作業員の歩行速度や技量あるいは土質に見合う耕耘回転を行うことができる。しかも、発進停止を徐々に行うことができ安全である。なお、操作レバー１７´を最大握り状態とすると最大回転数を設定できるようになっている。
【００５２】
前記放電制御基板４３に構成される過電流保護回路４５は、放電制御回路４３ａ部の過電流を検出すると放電出力を停止する構成とし、モータ駆動回路２０に電流が流れない。また、ＯＮ・ＯＦＦ信号平滑回路４６は、特に起動時の電流が不安定であってもこれを滑らかに平滑処理して滑らかな発信を確保する。また、電流平滑回路４７は、起動時の前記操作レバー１７による運転信号３３のＯＮ・ＯＦＦが断続的に繰り返された場合に生じる恐れのあるサージ電流の発生を防止する。
【００５３】
さらに放電制御基板４３の過放電防止回路４８は、バッテリＢからの電圧が過剰のときにはこれを所定以下（例えば１８Ｖ以下）に抑制制御する。短絡防止回路４９は出力端子１８部の短絡状態となったときに放電制御回路４３ａ部の保護に係り、もう一方の短絡防止回路５０によって充電端子１９部が短絡状態となったときに充電制御回路４２ａ部の保護が図れる。
【００５４】
本実施例に係るコントローラの構成は、充電制御基板４２,４２を夫々バッテリセル４１,４１に直接接続し、バッテリケース９内に収容するとともに、放電制御基板４３の方は充電制御基板４２,４２とは上下に間隔離れてバッテリケース９内に装着する構成であるから、充電制御基板４２,４２とバッテリセル４１,４１との接続はワイヤ配線のない直接接続が可能となってコンパクト化が図れる一方、放電制御基板４３はバッテリセル４１,４１や充電制御基板４２,４２とは独立的に着脱でき、組立性や分解メンテナンス性が良好である。
【００５５】
さらに、充電制御基板４２,４２の充電制御回路４２ａ,４２ａと充電端子１９とを並列接続して充電を各バッテリセル４１,４１に対して並列接続処理を行い、放電制御基板４３の出力制御回路４３ａに対してバッテリセル４１,４１は直列接続によって出力端子１８を介して電動モータ８に出力しており、並列接続と直列接続とを効果的に組み立て得る効果がある。
【００５６】
なお、バッテリセル４１,４１の上部に充電制御基板４２,４２を配設してバッテリケース９に挿入する構成であるため、水分が浸入しても下方に堆積して基板４２,４２自体に影響が少ない。
【００５７】
次に前記ＬＥＤ２６の構成について以下説明する。
キースイッチ１６の近傍に各種運転状態を示す複数のＬＥＤ２６を設けている。即ち、ハンドルフレーム１１に支持されたカバー部材６０の傾斜上面６０ａに前記キースイッチ１６とＬＥＤ２６を設ける。ＬＥＤ２６及び、このＬＥＤ２６の下側に位置すべく信号制御基板５１を支持したホルダ６１を備えている。この信号制御基板５１は前記キースイッチ１６信号や運転スイッチ３３信号を入力して配線６２により前記出力端子１８の一対１８ｂ,１８ｂに接続している。
【００５８】
本実施の形態では、電源の入り切りのＬＥＤ２６ａ、運転の入り切りのＬＥＤ２６ｂとバッテリ残量のＬＥＤ２６ｃを設けている。電源の入り切りのＬＥＤ２６ａではキースイッチ入りで第一の色である緑色が発光し、過負荷を検出して配線２０に設ける過電流保護回路４５が作動すると第二の色である赤色が発光する。運転の入り切りのＬＥＤ２６ｂでは運転スイッチ３３が入りしてロータリ部Ｒが駆動すると第一の色である緑色が発光し、モータ８内蔵の温度センサーによる保護回路（図示せず）が作動すると第二の色である赤色が発光する。バッテリ残量のＬＥＤ２６ｃではバッテリの残量が通常の状態では第一の色である緑色が発光し、残量が設定量以下になると第二の色である赤色が発光する。なお、前記電源入り切りのＬＥＤ２６ａは省略してもよい。
【００５９】
このように、各種運転状態をＬＥＤで表示し、また、第一の色から第二の色に適宜変色することで少ないＬＥＤの数で多くの動作表示を行なうことができ、また、一箇所に集中して、かつ、操作側から見やすい位置にＬＥＤを配置することで各種運転状況を確認しやすい。また、キースイッチ１６に隣接してＬＥＤを設けたことで、電源入りから電源切の際にＬＥＤを常に確認しやすい。
【００６０】
前記構成の電動耕耘機の電動モータ８に対する運転出力及び停止出力の基本的な作用を図１４のフローチャートに基づき説明する。キースイッチ１６がＯＮされると（ステップ２０１）、各種スイッチ信号、各種検出センサ値を読み込む（ステップ２０２）。ついで、運転スイッチ３３がＯＮであるか否か判定し（ステップ２０３）、ステップ２０１及びステップ２０３双方のＯＮ信号出力が整う運転信号のとき、スイッチング回路４６へＯＮ信号が出力される（ステップ２０４）。この出力を受けるとモータ駆動回路２０が接続状態となり、バッテリＢと電動モータ８とは回路接続状態となって回転駆動する（ステップ２０５）。
【００６１】
運転中、電流検出回路４５は常時、制御電流の監視を行い検出電流値と予め設定した所定値と比較し（ステップ２０６）、ブレーカ５５はモータ駆動回路２０の負荷電流値を検出して過負荷状態か否か判定する（ステップ２０７）。ステップ２０６で所定値以下であり、かつステップ２０７で過負荷状態にない場合は、前記スイッチング回路４６へのＯＮ信号を継続するため、電動モータ８は回転駆動状態を維持する。
【００６２】
一方、ステップ２０６で所定値との比較において、所定値以下でないときであって予め設定した規定時間を越えると制御電流異常としてスイッチング回路４６にはＯＦＦ信号が出力され（ステップ２１１）、電動モータ８は停止する（ステップ２１２）。
【００６３】
上記のように、電流検出回路４５とブレーカ５５の両方で、バッテリＢ、電動モータ８、配線等の保護を行うことができる。
なお、前記の図８による速度の増減制御において、減速制御ののち、再度増速制御を行うときには、減速制御が行われる前の速度まで復帰させる構成とし、むやみに増速制御を行わせず安全を確保するように構成するとよい。また、機体に速度検出手段を組み込み、経時的に速度を監視するよう構成し、平均的な速度を設定速度として記憶し、増速側への制御は、当該平均速度を目安に増速させるよう構成することにより、平均モータ回転数を上限とすることで、むやみに増速することがなくなり安全である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｂ バッテリ
８ 電動モータ
１１ハンドルフレーム
１２ハンドル
３５押し引き検出手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電可能なバッテリと電動モータとを備え耕耘部や草刈部などの作業部または走行部を該電動モータによって駆動する歩行型電動作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはバッテリユニットと電動モータの配置構成及びコントローラの配置構成について開示されている。また、特許文献２には、操作信号受信部、制御部、モータ駆動回路等を接続したコントローラを備え、制御部には、充電器、ハンドル装着スイッチ、回転センサ等からの信号を受け、表示部に表示信号を発するとともに、モータ駆動回路を介して電動モータを回転制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２１７３号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、歩行型電動作業機では、作業者が左右ハンドルを把持して機体進行に従い方向修正等を行いながら作業を行うものである。また、電動モータの回転で走行部を駆動し、機体の走行速度は電動モータの回転数に基づき設定される構成であるから、作業者の歩行速度によっては、機体の走行速度が遅く又は該速度が速いことがあって、作業者にとっては負担である。
【０００５】
この発明は、作業者の歩行速度と機体速度との相対速度差を推定して作業者の歩行速度に見合う作業速度に機体速度を修正しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明はかかる技術的課題を解決するためこの発明は、充電可能なバッテリＢと電動モータ８とを備え、走行部を該電動モータ８によって駆動する歩行型電動作業機において、ハンドル１２に作業者の押し引きを検出する押し引き検出手段３５を設け、この押し引き検出手段３５の検出結果に基づいて電動モータ８の回転数を増加または低下出力する構成とした歩行型電動作業機の構成とする。
【０００７】
このように構成することにより、押し引き検出手段Ｈが作業者によるハンドル１２の「押し」を検出すると、電動モータ８の回転数が増加出力されて機体走行速度が上がり、一方「引き」を検出すると電動モータ８の回転数が低下出力されて機体走行速度が低下する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、押し引き検出手段Ｈを設けることにより、作業者に見合う作業機体の走行速度に修正することができ、操作性が向上し、かつ安全性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電動耕耘機の側面図
【図２】電動耕耘機の背面図
【図３】電動耕耘機の平面図
【図４】電動耕耘機の拡大側面図
【図５】バッテリケース内の正面図
【図６】制御ブロック概要図（Ａ）、スイッチング回路関係ブロック図（Ｂ）
【図７】ブロック図
【図８】フローチャート
【図９】荷重値―回転増加（低下）出力関係グラフ
【図１０】安全装置の作動を示す側面図（Ａ）（Ｂ）
【図１１】安全装置の作動を示す平面図（Ａ）（Ｂ）
【図１２】運転スイッチの別例を示す斜視図（Ａ），ポジションセンサ値−モータ回転数関係グラフ（Ｂ）
【図１３】ハンドルフレーム部拡大図
【図１４】フローチャート
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の歩行型作業機の一例を電動耕耘機により図面に基づき説明する。
２は伝動軸４１を内装する伝動フレームで、上部には皿状の機体フレーム１０を固定し、該伝動フレーム２から後方に向けて作業機フレーム１を延出している。そして伝動フレーム２の下部に、前記伝動軸２ａを介した伝動により横軸芯周りに回転駆動するロータリ軸３を軸支し、伝動フレーム２から左右方向に延びるこのロータリ軸３の外周に複数のロータリ爪４を配設するとともに、該ロータリ軸３の左右両端にサイドディスク５,５を取り付けロータリ部Ｒを構成している。
【００１１】
ロータリ部Ｒの上方を覆う平面視円盤形状のロータリカバー６を前記機体フレーム１０の上部に取り付ける。ロータリカバー６の左右中央部には平面視Ｕ字型の壁部６ａを形成し、壁部６ａの内側に沿って開口部６ｂを形成する。そして該開口部６ｂの前側にはモータカバー７を取り付け、モータカバー７の内部には前記伝動軸２ａに動力を伝動する電動モータ８を内装し、開口部６ｂの後ろ側にはバッテリＢを収容したバッテリケース９を着脱自在に挿入する。電動モータ８とバッテリケース９は前記機体フレーム１０に載置し、開口部６ｂを貫通して配置する構成としている。
【００１２】
前記作業機フレーム１の後部にはハンドルフレーム１１の前下端側を取り付けている。ハンドルフレーム１１は斜め後ろ後方に向かって延びており、ハンドルフレーム１１の後端側から左右の操作ハンドル１２ａ，１２ｂを分岐して設け、左右の操作ハンドル１２ａ，１２ｂの後端部にはグリップ１３ａ，１３ｂを設ける構成である。
【００１３】
作業機フレーム１の後端部には電動耕耘機を移動するときに機体を支持する支持車輪１４と、耕耘作業時にダッシングを防止する抵抗棒１５を取り付けている。なお図１は支持車輪１４を跳ね上げ状態とした作業姿勢である。
【００１４】
次に、機体の駆動構成について説明する。
ハンドルフレーム１１と操作ハンドル１２ａ，１２ｂの分岐位置に電源の入り切りをするキースイッチ１６を設け、左右一方のグリップ１３ｂ近傍に電動モータ８の駆動を入り切りする操作レバー１７を設ける。バッテリケース９の後面にはバッテリケース９内のバッテリＢと電動モータ８とを接続するモータ駆動回路２０の出力端子１８とバッテリＢに充電するための充電端子１９とを設ける。
【００１５】
ここでバッテリケース９の内部構造について説明する。バッテリケース９は直方体形状を呈し後部外壁には前記出力端子１８、充電端子１９を備え、前部壁は着脱自在なカバー９ａに構成される。このようなバッテリケース９内にはその容積の１／２以上を占める複数のセル４１,４１からなるバッテリＢと各セル４１,４１の夫々の上面に充電回路４２ａを組み込んだ充電制御基板４２,４２を底部の案内リブ９ｂ,９ｂをレール状に設けて前後にスライドすることにより挿脱自在に設けている。充電制御基板４２の端子は、前記充電端子１９（図例では２組の端子としている）に配線接続される一方、各セル４１,４１との間は直接電気的に接続する。
【００１６】
ほぼ同一平面上に配設される前記充電制御基板４２,４２の上方には適宜間隔離れて放電回路４３ａを組み込んだ放電制御基板４３を設ける。バッテリケース９の内周側壁部に前後方向の案内凹部を形成したリブ９ｃ,９ｃを形成し、この案内凹部に放電制御基盤４３の端部を挿入してスライドさせて装着または離脱させる構成としている。なお、放電制御基板４３は複数のバッテリセル４１,４１の直列接続による電圧が出力端子１８に出力できるように回路構成されている。バッテリケース９の内側面にはバッテリセル４１,４１と内壁との間に距離を置くリブ９ｄ,９ｄ…を設けている。
【００１７】
前記放電基板４３を前記バッテリセル４１と電動モータ８とを接続するモータ駆動回路２０途中に介在すると共に、該放電基板４３に、出力制御回路４３ａ、電流検出回路４５、スイッチング回路４６、電流平滑回路４７、過放電防止回路４８、及び短絡防止回路４９を設ける。
【００１８】
このうち出力制御回路４３ｂは、キースイッチ１６、運転リミットスイッチ３３による運転制御回路５１からの運転信号を受けてスイッチング回路４６をＯＮ−ＯＦＦ切換出力し、スイッチング回路４６のＯＮ−ＯＦＦ切換出力は、前記モータ駆動回路２０を遮断し又は接続状態とするよう切り換える構成としている。
【００１９】
また、電流検出回路４５は放電制御基板４３の制御電流を検出し予め設定した設定電流値を超える状態が規定時間継続すると前記スイッチング回路４６をＯＦＦに切り換え、前記モータ駆動回路２０を遮断するよう構成している。
【００２０】
前記充電制御基板４２,４２には過充電防止回路４４を組み込み、一方放電制御基板４３には上記の出力制御回路４３ａ等のほか、電流平滑回路４７、過放電防止回路４８、短絡防止回路４９を組み込んでいる。なお電流平滑回路４７は、前記運転信号が入力されたときに生じるサージ電流を平滑処理する回路である。
【００２１】
放電制御基板４３に対する短絡防止は上記短絡防止回路４９で防止できる構成であるが、充電制御回路４２,４２に対する短絡防止は、これら放電制御基板４２,４２毎に設けることなく、共通の短絡防止回路５０を、充電端子１９と放電制御基板４２,４２との間であって、該放電制御基板４３の一側に縦姿勢で挿抜自在に前記バッテリケース９内に設けている。
【００２２】
次いでバッテリケース９の出力端子１８について説明する。電動モータ８への出力端子１８ａ,１８ａとしてはプラス・マイナスの２端子で前記モータ駆動回路２０により電動モータ８側に接続する構成であるが、残る２端子１８ｂ,１８ｂは信号入出力用の端子である。即ち、この一対の端子１８ｂ,１８ｂは信号制御基板５１から前記キースイッチ１６や操作レバー１７に連動する運転スイッチ３３等の入り切り信号を入力し前記入力制御回路４３ａに運転信号を出力でき、あるいは入力制御回路４３ａによる出力に基づいて信号制御基板５１から電池残量や後述する警告表示信号を入力して、電源入切ＬＥＤ２６ａ、運転警告ＬＥＤ２６ｂ、電池残量ＬＥＤ２６ｃに出力する構成としている。なお、電源入切ＬＥＤと運転警告ＬＥＤを一体化してもよい。
【００２３】
前記出力端子１８ａ,１８ａは、ブレーカ５５を介して電動モータ８に接続されている。即ち、ブレーカ５５は、モータ駆動回路２０を断接に切り替える操作部５５ａを備え、操作部５５ａはソレノイド（図示せず）を組み込み、モータ駆動回路２０の電流値が上昇すると励磁して操作部５５ａを作動しモータ駆動回路２０を遮断状態におき、電動モータ８を切りとする構成である。なお、前記ブレーカ５５の操作部５５ａはオン−オフスイッチ形態で前記ロータリカバー６の上面に配設されている。
【００２４】
前記出力端子１８と充電端子１９とは、機体背面視でハンドルフレーム１１の左右両側にそれぞれ設ける構成で、作業者が操作側の機体後ろ側からハンドルフレーム１１が邪魔になり難く配線の着脱を行ない易くしている。また、出力端子１８と充電端子１９を背面視でハンドルフレーム１１を挟んで左右両側に配置したため、視覚的にも分かりやすく左右を誤った差込みとすることを防止できる。
【００２５】
前記ブレーカ５５と電動モータ８とを接続するモータ駆動回路２０は、バッテリケース９の下部からロータリカバー６の壁部６ａの外周に形成する傾斜部６ｃの下方と機体フレーム１０の間の空間を通過する構成としている。
【００２６】
バッテリケース９は上面に取手９ｅを形成し、下面に位置固定用の凸部９ｆを複数形成し、位置固定用の該凸部９ｆを機体フレーム１０に形成する位置固定用の穴部１０ａに挿入することで、バッテリケース９の載置位置を固定できる構成としている。また、バッテリケース９はその左右側面をロータリカバー６の壁部６ａで支持されると共に、その前面に上下方向に長く位置固定用の凸条部９ｇを形成し、モータカバー７に形成する位置固定用の凹部７ａと係合する構成としている。また、機体フレーム１０の左右中央には開口部１０ｂを設け、機体フレーム１０に雨水等で流入した水の水はけができるようにしている。
【００２７】
バッテリケース９を機体にセットするときには位置固定用の凸条部９ｇを位置固定用の凹状部７ａに対応させ両者を嵌合状態としてそのまま下に下ろすと位置固定用の凸部９ｆが位置固定用の穴１０ａに挿入されてバッテリケース９の位置固定がなされる。バッテリケース９を取り出すときは取手９ｅを引き上げるだけで取り出すことができる。
【００２８】
本実施の形態のバッテリケース９は前側をモータカバー７で、側面をロータリカバー６の壁部６ａで支持されるが、該壁部６ａはロータリカバー６とは別体に形成しても良い。例えば機体フレーム１０側に取り付けた壁部によって形成する構成としても良い。
【００２９】
また、壁部６ａは後ろ上がり傾斜状に形成することで、バッテリケース９の支持を強固にすると共に機体全体の美観を向上させることができる。また、バッテリケース９の背面側には後支持壁部６ｄを形成してバッテリケース９を背面から支持している。後支持壁部６ｄはバッテリケース９の側面を支持する壁部６ａよりも低く形成し、出力端子１８と充電端子１９を機体背面側に露出する構成とすることで出力端子１８と充電端子１９への接続をし易くしている。
【００３０】
なおバッテリケース９の前記カバー９ａは、モータケース７との間に位置するものであるが、バッテリケース９の本体外周の内側に形成され、併せてモータケース７とバッテリケース９との外周を略揃えて形成することで隙間を少なくし、外観からカバー９ａが視認できないため美観を高め、併せて雨水の浸入を少なくする。
【００３１】
次に操作ハンドル１２a,１２ｂをハンドルフレーム１１に対して横軸周りに上下回動調節可能に設け、ハンドルフレーム１１に対するハンドル１２ａ,１２ｂが持ち上げ状態Ｕの荷重が加わるかあるいは押し下げ状態Ｄの荷重が加わるか、及びその大きさを歪みゲージ形態やトルクセンサ形態の押し引き検出手段３５を構成している。即ち、横軸部にトーションバーなど歪ゲージを貼付設定でき復元可能な部材を設け、作業者がハンドル１２ａ,１２ｂの両方または片方を把持して耕耘作業を行うとき、該押し引き検出手段３５による検出に基づき、以下の制御を行う構成である。
【００３２】
制御部（運転制御回路）５１への入力信号としては、前記キースイッチ１６入り切り信号、運転スイッチ３３の入り切り信号、前記押し引き検出手段３５からの持ち上げ荷重または押し下げ荷重とその荷重値、電動モータ８の回転数設定ダイヤル３６の設定信号、前後進切替スイッチ（図示せず）等があり、一方モータ駆動回路としての前記出力制御回路４３ａを介して電動モータ８の正逆転指令信号および回転数指令信号を出力する構成である。
【００３３】
ここで、フローチャートに基づき、上記制御部５１の作用について説明する。
図８において、耕耘作業開始にあたり、キースイッチ１６をＯＮし、各スイッチおよびセンサの検出値を読み込む（ステップ１０１、１０２）。さらに前記モータ回転数設定ダイヤル の設定回転数Ｍｓ信号を読み込む（ステップ１０３）。次いで操作レバー１７による運転スイッチ３３がＯＮであるか否かを検出し（ステップ１０４）、ＯＮであると電動モータ８は回転出力され回転起動する（ステップ１０５）。所定時間間隔で電動モータ８の回転数が該電動モータ８に組み込まれた回転検出手段（図示せず）によって検出され、このモータの検出回転数Ｍａと前記設定回転数Ｍｓとを比較することにより、適正回転数であるか否かを判定し、適正回転数でないときはこれを高低に補正して適正回転数を得る（ステップ１０６〜１０９）。
【００３４】
ステップ１０６の判定で適正回転数を得ると、ハンドル１２ａ,１２ｂに設けた押し引き検出手段３６による押し引き荷重判定を行う（ステップ１１０）。押し引き検出手段３５が押し荷重を検出するとき、すなわち機体後方の作業者がハンドル１２ａ,１２ｂを押す状態で機体進行速度が作業者の移動速さよりも遅くなる状態のときであり、押し引き検出手段３５が検出する荷重値Ｗｎをもって判断しうる。なお、荷重値Ｗｎがプラス値であるときは「押し」状態とみなし、マイナス値であるときは「引き」状態であるとみなすことができる。
【００３５】
荷重値Ｗｎの読み込み後、前記「押し」を検出判断すると、電動モータ８に回転増加出力を行い、前記「引き」を検出判断すると、電動モータ８に回転低下出力を行う（ステップ１１１〜ステップ１１６）。なお、荷重値Ｗｎに対する電動モータ８の増加幅または低下幅については、例えば図９のような荷重値―回転増加（低下）出力関係グラフを予め準備することにより、これら増加幅Ｕｔや低下幅Ｄｖを算出し、ステップ１０７やステップ１０８のような１ステップ区切りでなく一挙に適正回転数に近づけることができる。
【００３６】
このように、押し引き検出手段Ｈによる押し引き荷重判定後の処理を行うことにより、作業者の歩行速度に見合う作業機体側の作業速度を修正することができ、加えて本実施例では所謂一軸耕耘形態であるから耕耘回転数を増減調整できるため作業仕上がりにムラを生じず、初心者、熟練者を問わず均一の耕耘作業仕上げを得る。
【００３７】
なお、図９における荷重値―回転増加（低下）出力関係グラフにおいて、増加幅Ｕｔまたは低下幅Ｄｖの大小に応じて、ステップ１１４またはステップ１１５の応答スピード、すなわち応答速さを大小に変更するよう構成してもよい。このように構成すると、作業者の操作感覚に応じた回転数に修正でき、操作性や安全性を向上できる。
【００３８】
なお、前記ステップ１１４またはステップ１１５の応答スピードは作業者の操作設定が可能なスイッチ手段またはダイヤルに基づき任意に設定できる構成としてもよい。このように構成すると、作業者の技量に応じて応答スピードを設定でき操作性、安全性の向上につながる。
【００３９】
前記の押し引き検出手段３５は、ハンドルフレーム１１に対するハンドル１２ａ,１２ｂの角度変化を捉えてこれを歪みセンサ、トルクセンサ等の手段によって荷重値を検出することで「押し」「引き」判定を行う構成としたが、左右のハンドル１２ａ，１２ｂを連結したいわゆるループハンドルを構成して該ループハンドル部を把持して作業を行う場合には、このループハンドル部の適所に作業者の「押し」「引き」を判定できる感圧センサ形態の検出手段を設けることで代替しうるものである。
【００４０】
なお、前記ロータリ軸３適所に回転検出センサ（耕耘軸回転検出手段）３７を設け、前記押し引き検出手段３５による電動モータ８回転制御中においても、ロータリ軸３の回転数が所定回転数以下とならぬよう所定回転を維持しておくよう関連付けることにより、低速制御の際に、ロータリ軸３の回転が過剰に低回転になって作業性を損なうなどの恐れが少ない。
【００４１】
なお、本実施例ではロータリ軸３が単一で機体牽引機能も備える形態について、説明したが、走行部と耕耘部（乃至作業部）が別々に駆動される形態でも同様の効果がある。
次に、操作レバー１７の安全装置Ｔについて説明する。
【００４２】
操作レバー１７は横軸心の支点３０周りに回動する構成とし、支点３０の前側に形成するスイッチ操作部１７ａと、支点３０の後側に形成する把持部１７ｂとを設ける。３３は電動モータ８の駆動を入切すべく前記信号制御基板５１の制御部に信号入力するリミットスイッチ形態の運転スイッチでスイッチ操作部１７ａの回動動作により電動モータ８の駆動が入切に行なわれる。２５は把持して回動させた操作レバー１７を初期位置に戻すスプリングである。
【００４３】
前記把持部１７ｂの上方にあって該把持部１７ｂと交差する方向（左右方向）に支持され、この左右方向に摺動する移動軸３１を設ける。移動軸３１の機体内側端には移動軸３１を機体外側に向かって押し出し操作するための押し部３１ｃを形成し、押し部３１ｃに隣接してスプリング３５を移動軸３１に巻回する構成としている。移動軸３１は機体内側から順に小径部３１ａと大径部３１ｂとを隣接して形成している。そして、安全装置Ｔの初期位置では大径部３１ｂが把持部１７ｂの回動軌跡上に位置する構成としている（図１１（Ａ））。
【００４４】
操作レバー１７と安全装置Ｔの耕耘作業時の操作について以下説明する。
バッテリＢの充電状態を電池残量ＬＥＤ５３の点滅の有無によって確認し、不足の場合は充電器を充電端子１９に接続し所定の充電を行なう。
【００４５】
耕耘作業の開始にあたっては、キースイッチ１６を入りにして、移動軸３１の端部に形成する押し部３１ｃを親指で押し、小径部３１ａを操作レバー１７の回動軌跡上に位置させ（図１１（Ｂ））、そして、作業者は把持部１７ｂを把持して前記運転スイッチ３３がＯＮとなる位置まで回動する。運転スイッチ３３のＯＮ信号は、信号制御基板５１を経由して出力制御回路４３ａに送信されスイッチング回路４６を回路接続側に作動させバッテリＢにより電動モータ８が駆動する。電動モータ８の回転を受けてロータリ部Ｒが回転し耕耘作業が行われる（図１０（Ｂ））。
【００４６】
耕耘作業を停止するときには、作業者が把持部１７ｂを離すとスプリング２５の作用でスイッチ操作部１７ａが初期位置まで回動し、運転信号３３のＯＦＦ信号が伝えられてバッテリＢの駆動電流が遮断されロータリ部Ｒは停止する（図１０（Ａ））。
【００４７】
作業者がキースイッチ１６を入りにした状態で電動耕耘機を持ち運んでいるときに、不意に操作レバー１７の把持部１７ｂに当接して把持部１７ｂが回動しても、把持部１７ｂが移動軸３１の大径部３１ｂに当接して、スイッチ操作部１７ａがリミットスイッチ３３の入り位置まで回動せず、運転スイッチ３３は入りされず、キースイッチ１６が入り状態であることを作業者が気づかずに持ち運んでいるときであっても不意にロータリ部Ｒが回転することがないので安全である。
【００４８】
また耕耘作業中、放電制御基板４３の制御電流が予め設定した設定電流値を超える状態が所定時間継続すると、これを電流検出回路４３ｄが検出し、ＯＮ出力状態にあるスイッチング回路４３ｃをＯＦＦ出力に切り換え、ひいてはモータ駆動回路２０を遮断することになり、電動モータ８は回転停止状態となる。したがって放電回路４３ａについて制御電流の監視によってバッテリセル４１、電動モータ８、及びモータ駆動回路２０の保護を図ることができる。
【００４９】
モータ駆動回路２０に負荷が掛かり電流が所定以上になると、ブレーカ５５は該モータ駆動回路２０を遮断側に作用させ、併せて操作部５５ａを切り側に切り替える。従って、再度起動するに当たっては操作部５５ａを操作して入りに切り替えておくものである。なお、ロータリ部Ｒのメンテナンスなどの時にはブレーカ５５の操作部５５ａを操作してモータ駆動回路２０を遮断側（切り）に切り替えておくことにより、確実に電動モータ８の非駆動を確保でき安全である。
【００５０】
なお、この操作部５５ａはロータリカバー６部（図例ではロータリカバー６の後部左側）に配設されるものであるから、メンテナンス作業対象箇所に近い位置にあって便利である。つまり、キースイッチ１６をハンドルフレーム１１に配設しておくとハンドル操作する作業者にとっては使い易いけれども、ロータリ部Ｒをメンテナンスする場合には遠くになって不便であるが、上記のようにロータリカバー６の上面に構成すると手が届き易く便利である。
【００５１】
また、前記運転スイッチ３３は、ＯＮ−ＯＦＦ切換スイッチ形態であるが、これをポテンショメータ３３´形態とし、操作レバー１７´の操作角度を該ポテンショメータ３３´の操作角に伝達することにより、電動モータ８の最大回転数を任意に設定できる構成としてもよい（図１２（Ａ）（Ｂ））。このように構成すると、作業員の歩行速度や技量あるいは土質に見合う耕耘回転を行うことができる。しかも、発進停止を徐々に行うことができ安全である。なお、操作レバー１７´を最大握り状態とすると最大回転数を設定できるようになっている。
【００５２】
前記放電制御基板４３に構成される過電流保護回路４５は、放電制御回路４３ａ部の過電流を検出すると放電出力を停止する構成とし、モータ駆動回路２０に電流が流れない。また、ＯＮ・ＯＦＦ信号平滑回路４６は、特に起動時の電流が不安定であってもこれを滑らかに平滑処理して滑らかな発信を確保する。また、電流平滑回路４７は、起動時の前記操作レバー１７による運転信号３３のＯＮ・ＯＦＦが断続的に繰り返された場合に生じる恐れのあるサージ電流の発生を防止する。
【００５３】
さらに放電制御基板４３の過放電防止回路４８は、バッテリＢからの電圧が過剰のときにはこれを所定以下（例えば１８Ｖ以下）に抑制制御する。短絡防止回路４９は出力端子１８部の短絡状態となったときに放電制御回路４３ａ部の保護に係り、もう一方の短絡防止回路５０によって充電端子１９部が短絡状態となったときに充電制御回路４２ａ部の保護が図れる。
【００５４】
本実施例に係るコントローラの構成は、充電制御基板４２,４２を夫々バッテリセル４１,４１に直接接続し、バッテリケース９内に収容するとともに、放電制御基板４３の方は充電制御基板４２,４２とは上下に間隔離れてバッテリケース９内に装着する構成であるから、充電制御基板４２,４２とバッテリセル４１,４１との接続はワイヤ配線のない直接接続が可能となってコンパクト化が図れる一方、放電制御基板４３はバッテリセル４１,４１や充電制御基板４２,４２とは独立的に着脱でき、組立性や分解メンテナンス性が良好である。
【００５５】
さらに、充電制御基板４２,４２の充電制御回路４２ａ,４２ａと充電端子１９とを並列接続して充電を各バッテリセル４１,４１に対して並列接続処理を行い、放電制御基板４３の出力制御回路４３ａに対してバッテリセル４１,４１は直列接続によって出力端子１８を介して電動モータ８に出力しており、並列接続と直列接続とを効果的に組み立て得る効果がある。
【００５６】
なお、バッテリセル４１,４１の上部に充電制御基板４２,４２を配設してバッテリケース９に挿入する構成であるため、水分が浸入しても下方に堆積して基板４２,４２自体に影響が少ない。
【００５７】
次に前記ＬＥＤ２６の構成について以下説明する。
キースイッチ１６の近傍に各種運転状態を示す複数のＬＥＤ２６を設けている。即ち、ハンドルフレーム１１に支持されたカバー部材６０の傾斜上面６０ａに前記キースイッチ１６とＬＥＤ２６を設ける。ＬＥＤ２６及び、このＬＥＤ２６の下側に位置すべく信号制御基板５１を支持したホルダ６１を備えている。この信号制御基板５１は前記キースイッチ１６信号や運転スイッチ３３信号を入力して配線６２により前記出力端子１８の一対１８ｂ,１８ｂに接続している。
【００５８】
本実施の形態では、電源の入り切りのＬＥＤ２６ａ、運転の入り切りのＬＥＤ２６ｂとバッテリ残量のＬＥＤ２６ｃを設けている。電源の入り切りのＬＥＤ２６ａではキースイッチ入りで第一の色である緑色が発光し、過負荷を検出して配線２０に設ける過電流保護回路４５が作動すると第二の色である赤色が発光する。運転の入り切りのＬＥＤ２６ｂでは運転スイッチ３３が入りしてロータリ部Ｒが駆動すると第一の色である緑色が発光し、モータ８内蔵の温度センサーによる保護回路（図示せず）が作動すると第二の色である赤色が発光する。バッテリ残量のＬＥＤ２６ｃではバッテリの残量が通常の状態では第一の色である緑色が発光し、残量が設定量以下になると第二の色である赤色が発光する。なお、前記電源入り切りのＬＥＤ２６ａは省略してもよい。
【００５９】
このように、各種運転状態をＬＥＤで表示し、また、第一の色から第二の色に適宜変色することで少ないＬＥＤの数で多くの動作表示を行なうことができ、また、一箇所に集中して、かつ、操作側から見やすい位置にＬＥＤを配置することで各種運転状況を確認しやすい。また、キースイッチ１６に隣接してＬＥＤを設けたことで、電源入りから電源切の際にＬＥＤを常に確認しやすい。
【００６０】
前記構成の電動耕耘機の電動モータ８に対する運転出力及び停止出力の基本的な作用を図１４のフローチャートに基づき説明する。キースイッチ１６がＯＮされると（ステップ２０１）、各種スイッチ信号、各種検出センサ値を読み込む（ステップ２０２）。ついで、運転スイッチ３３がＯＮであるか否か判定し（ステップ２０３）、ステップ２０１及びステップ２０３双方のＯＮ信号出力が整う運転信号のとき、スイッチング回路４６へＯＮ信号が出力される（ステップ２０４）。この出力を受けるとモータ駆動回路２０が接続状態となり、バッテリＢと電動モータ８とは回路接続状態となって回転駆動する（ステップ２０５）。
【００６１】
運転中、電流検出回路４５は常時、制御電流の監視を行い検出電流値と予め設定した所定値と比較し（ステップ２０６）、ブレーカ５５はモータ駆動回路２０の負荷電流値を検出して過負荷状態か否か判定する（ステップ２０７）。ステップ２０６で所定値以下であり、かつステップ２０７で過負荷状態にない場合は、前記スイッチング回路４６へのＯＮ信号を継続するため、電動モータ８は回転駆動状態を維持する。
【００６２】
一方、ステップ２０６で所定値との比較において、所定値以下でないときであって予め設定した規定時間を越えると制御電流異常としてスイッチング回路４６にはＯＦＦ信号が出力され（ステップ２１１）、電動モータ８は停止する（ステップ２１２）。
【００６３】
上記のように、電流検出回路４５とブレーカ５５の両方で、バッテリＢ、電動モータ８、配線等の保護を行うことができる。
なお、前記の図８による速度の増減制御において、減速制御ののち、再度増速制御を行うときには、減速制御が行われる前の速度まで復帰させる構成とし、むやみに増速制御を行わせず安全を確保するように構成するとよい。また、機体に速度検出手段を組み込み、経時的に速度を監視するよう構成し、平均的な速度を設定速度として記憶し、増速側への制御は、当該平均速度を目安に増速させるよう構成することにより、平均モータ回転数を上限とすることで、むやみに増速することがなくなり安全である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｂ バッテリ
８ 電動モータ
１１ハンドルフレーム
１２ハンドル
３５押し引き検出手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能なバッテリ（Ｂ）と電動モータ（８）とを備え、走行部を該電動モータ（８）によって駆動する歩行型作業機において、ハンドル（１２）に作業者の押し引きを検出する押し引き検出手段（３５）を設け、この押し引き検出手段（３５）の検出結果に基づいて電動モータ（８）の回転数を増加または低下出力する構成とした歩行型作業機。
【請求項１】
充電可能なバッテリ（Ｂ）と電動モータ（８）とを備え、走行部を該電動モータ（８）によって駆動する歩行型作業機において、ハンドル（１２）に作業者の押し引きを検出する押し引き検出手段（３５）を設け、この押し引き検出手段（３５）の検出結果に基づいて電動モータ（８）の回転数を増加または低下出力する構成とした歩行型作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−９３４９３（Ｐ２０１１−９３４９３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１９４７（Ｐ２００９−２５１９４７）
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（００００００１２５）井関農機株式会社 (3,813)
【Ｆターム（参考）】
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