電動作業機
【課題】着脱式バッテリユニットから電動モータへの給電を制御する電子制御系をより簡単にした電動作業機を提供する。
【解決手段】操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、作業ユニットに動力を伝達する電動モータに給電線を介して給電する着脱可能な充電式バッテリユニットと、給電線のバッテリユニット側に設けられた給電スイッチと、バッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部とが備えられている。モータ給電制御部は主スイッチ及び副スイッチから信号線を介して直接入力されるスイッチ状態信号に基づいて給電スイッチの開閉を制御する制御信号を生成して、給電スイッチに出力する。
【解決手段】操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、作業ユニットに動力を伝達する電動モータに給電線を介して給電する着脱可能な充電式バッテリユニットと、給電線のバッテリユニット側に設けられた給電スイッチと、バッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部とが備えられている。モータ給電制御部は主スイッチ及び副スイッチから信号線を介して直接入力されるスイッチ状態信号に基づいて給電スイッチの開閉を制御する制御信号を生成して、給電スイッチに出力する。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電動作業機は、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電動モータへの給電を制御する。このような電動作業機が特許文献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電動作業機は、モータによって動作する耕耘ロータリと、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】
この特許文献１による電動作業機では、モータ給電用の電子制御ユニットが、バッテリケースに設けられた放電制御基板と、機体側に設けられた信号制御基板に分けられている。これらの電子制御ユニットは耕耘作業などでは電子部品にとって望ましくない環境下にさらされるため、防塵処置や防水処置が必要となる。このため、放電制御基板はバッテリケース内に収容され、信号制御基板はホルダに収められている。このように、電子制御系がバッテリケース側と機体側とに分けられているため、保守点検が面倒となるだけでなく、防塵処置や防水処置に二重のコスト負担がかかることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１‐７２２１１号公報（段落番号〔００１７−００５２〕、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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から電動モータへの給電を制御する電子制御系をより簡単にした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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による電動作業機には、機体に支持された作業ユニットと、機体に支持された操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータに給電線を介して給電する着脱可能な充電式バッテリユニットと、前記給電線の前記バッテリユニット側に設けられた給電スイッチと、前記バッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部とが備えられている。さらに、前記モータ給電制御部が前記主スイッチ及び前記副スイッチから信号線を介して直接入力されるスイッチ状態信号に基づいて給電スイッチの開閉を制御する制御信号を生成して、前記給電スイッチに出力する。
【０００７】
この構成では、電動モータの駆動を制御する電子制御系における入力操作デバイスとしての主スイッチ及び副スイッチのスイッチ状態信号がそのままバッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部に送られる。モータ給電制御部は、入力されたスイッチ状態信号に基づいてバッテリユニットと電動モータとの間のバッテリユニット側の給電線に設けられた給電スイッチに対する制御を通じて電動モータの駆動を制御する。つまり、実質的な電動モータ駆動電子制御系はバッテリユニット内で構築されている。これにより、実施的には機体側に電子制御デバイスが組み込まれないため、電動作業機全体としての電子制御系の構成が簡単となる。また、もともと防水を考慮されているバッテリユニットにモータ給電制御部を組み込むことで、モータ給電制御部は埃や湿気から保護されることになる。
【０００８】
本発明による電動作業機用制御装置を搭載した電動作業機の好適な形態として、操作者によって操縦される操縦部が左右一対のハンドルから構成され、一方のハンドルに主スイッチを設け、他方のハンドルに副スイッチを設けた場合、主スイッチの操作と副スイッチの操作とが操作者の左右の手に振り分けられ、操作手順を操作者が意識しやすくなる。
【０００９】
さらに、好適な実施形態の１つでは、主スイッチが押しボタンスイッチであり、副スイッチがレバースイッチである。これにより操作者は異なった操作方法で主スイッチと副スイッチとを操作することになり、操作者の操作に対する意識付けが良好となる。その際、特に、副スイッチがハンドルを握った手で操作可能なレバーの変位によってＯＮ／ＯＦＦ切替される構成を採用すると、さらに操作性が向上する。
【００１０】
上述したように、本発明では、着脱されるバッテリユニットに電子制御系の中核部材が組み込まれており、機体側には、バッテリユニットと給電線によって接続される電動モータと、バッテリユニットと信号線によって接続される主スイッチ及び副スイッチが設けられる。従って、本発明による好適な実施形態の１つでは、給電線と信号線がバッテリユニットの機体への装着を通じて連結される共通のコネクタユニットに接続されるように構成することで、電子制御系がさらに簡単なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による電動モータ給電制御の基本原理を図解する模式図である。
【図２】本発明による電動管理機の外観を示す斜視図である。
【図３】電動作業機の側面図である。
【図４】電動作業機の機体部分の側面図である。
【図５】電動作業機の機体へのバッテリユニットの装着を示す側面図である。
【図６】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７】押しボタンスイッチ装置の横断面である。
【図８】レバースイッチ装置のロック機構の動作状態を示す模式図である。
【図９】レバースイッチ装置の横断面である。
【図１０】電動作業機の制御電子系の機能ブロック図である。
【図１１】電動モータ給電制御の流れを例示するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の具体的な実施の形態を説明する前に、図１を用いて本発明による電動モータ駆動制御電子系の基本構成を説明する。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。
【００１３】
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。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。同様に、副スイッチも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。
【００１４】
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。この発明では、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）と主スイッチ及び副スイッチから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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
図４、図５、図６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。
【００２２】
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。
【００２３】
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を備えている。
【００２４】
次に、図７を用いて、左ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に設けられた押しボタンスイッチ装置３１の構造を説明する。この押しボタンスイッチ装置３１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。この押しボタンスイッチ装置３１は、ハウジング１３０と、円形操作部１３１と、筒体１３２と、軸体１３３と、回動体１３４と、ベース部材１３５とを主要構造部材としている。
【００２５】
筒体１３２はハウジング１３０に設けられた孔に挿入され、その円形フランジ部によってハウジング１３０に固定されている。筒体１３２に形成された内部空間に筒軸心に沿って軸体１３３が挿入されている。軸体１３３の軸部とこの軸部を受け入れる回動体１３４の軸受け部とがスプライン１３８によって係合しており、回動体１３４は軸体１３３に対して筒軸心方向に摺動可能であるが、筒軸心まわりの回動は不能である。従って、軸体１３３と回動体１３４とは一体的に回動する。さらに、この軸体１３３には筒体１３２に形成されたカム溝（図示されていない）に係入するカム片１３３ａが形成されている。カム片１３８とカム溝の関係は、筒体１３２に対する軸体１３３の所定回動角度において軸体１３３の軸心方向の摺動を可能にしている。
【００２６】
回動体１３４の中央部に形成されている先端はベース部材１３５の中央上面でスラスト支持されている。ベース部材１３５の上面には周方向に延びたセグメント接点が設けられるとともに、回動体１３４のベース部材１３５に対向する下面には回動体１３４の所定の回動角範囲でセグメント接点と接する回動接点が設けられており、このセグメント接点と回動接点によって主スイッチ８１が構成される。軸体１３３の頭部には円形操作部１３１がはめ込まれている。回動体１３４と筒体１３２との間には、回動体１３４を回動ホームポジションに付勢する回動付勢ばね１３６が配置されている。軸体１３３と回動体１３４との間には、軸体１３３を摺動ホームポジションに付勢すると摺動付勢ばね１３７が配置されている。
【００２７】
上記の構成により、ＯＦＦ状態（図７の（ａ））の押しボタンスイッチ装置３１において、ステップ１として、円形操作部１３１を所定深さまで押さえ込むことで、軸体１３３のカム片１３３ａとカム溝との関係で、軸体１３３つまり円形操作部１３１は回動が可能となる。次に、ステップ２として円形操作部１３１を所定角度まで回動させる。これにより、セグメント接点と回動接点とが接触することになり、主スイッチ８１がＯＮ状態（図７の（ｂ））となる。しかも、この角度位置では、カム片１３３ａとカム溝との関係で、軸体１３３の軸心方向の摺動が可能となるので、軸体１３３つまり円形操作部１３１は摺動ホームポジションに戻ることができるが、そこでは回動は不能となる。
【００２８】
このＯＮ状態（図７の（ｂ））の押しボタンスイッチ装置３１において、円形操作部１３１の上面に手をあてて、円形操作部１３１を所定位置まで押さえ込むと、カム片１３３ａとカム溝との関係で、軸体１３３は軸心周りの回動が可能となり、軸体１３３は回動付勢ばね１３６により回動ホームポジションに戻される。これにより、回動体１３４も軸体１３３とともに回動ホームポジションに戻り、セグメント接点と回動接点とが離脱することになり、主スイッチ８１がＯＦＦ状態（図７の（ａ））となる。
【００２９】
図８と図９に、ロック手段を有するレバースイッチ装置３２が示されている。このレバースイッチ装置３２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２３１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２３４またはその種のスイッチである。このレバースイッチ装置３２は、レバー２３１をグリップ３ａ方向に引き寄せ揺動することで、リミットスイッチ２３４のアーム２３５をＯＦＦ位置からＯＮ位置に揺動させる。レバー２３１は揺動軸心Ｘ1回りで揺動可能で、その開放位置にばね２３６によって付勢されている。ロック手段はここでは、揺動軸心Ｘ2周りで揺動する揺動ロックアームとして形成されている。ばね２３７によって付勢されているホームポジションにおいてロックアーム２３２はレバー２３１の開放位置からの揺動をロックする。ロックアーム２３２をばね２３７の付勢力に抗して揺動することにより、ロックアーム２３２によるレバー２３１のロックが解除され、レバー２３１は揺動可能となり、リミットスイッチ２３４、つまり副スイッチ８２をＯＦＦ状態からＯＮ状態にすることができる。
【００３０】
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１０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。このモータ給電制御部５０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ために主スイッチ８１からの信号と副スイッチ８２からの信号の時系列評価を行う優先信号評価部５１を含んでいる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１１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。
【００４０】
図１１で示された給電ルーチンでは、上述した無視状態を設定するためフラグとして牽制フラグが用いられている。従って、この給電ルーチンがスタートすると、まず、牽制フラグの状態がチェックされる（＃０１）。牽制フラグがリセットされている（無視状態が設定されていない）と、さらに主スイッチ８１と副スイッチ８２の状態がチェックされる（＃０２）。
【００４１】
ステップ＃０２のチェックで、主スイッチ８１と副スイッチ８２とがＯＮ状態ならば、モータ給電制御部５０から給電スイッチ４１ａに給電許可指令が送られ、給電スイッチ４１ａがＯＮ状態（給電線４４の通電状態）となり、モータ５への給電が開始され、モータ５が駆動する（＃０３）。
ステップ＃０２のチェックで、主スイッチ８１だけがＯＮ状態で、副スイッチ８２がＯＦＦ状態ならば、副スイッチ８２のＯＦＦ状態からＯＮ状態の移行を待って、モータ５への給電は待機状態となる（＃０４）。なお、待機状態においても、給電線４４は、給電スイッチ４１ａによって遮断されたままである。
ステップ＃０２のチェックで、主スイッチ８１がＯＦＦ状態にもかかわらず副スイッチ８２がＯＮ状態ならば、牽制フラグがセットされる（＃０５）。給電線４４は給電スイッチ４１ａによって遮断され（＃０６）、モータ５は停止のままである。
【００４２】
ステップ＃０１において、牽制フラグがセットされている（無視状態が設定されている）と、さらに副スイッチ８２の状態がチェックされる（＃０７）。
ステップ＃０７のチェックで、副スイッチ８２がＯＮ状態ならば、牽制フラグをセットのままにしておき（無視状態の続行）、給電線４４の給電スイッチ４１ａによる遮断が維持され（＃０６）、モータ５は停止のままである。
ステップ＃０７のチェックで、副スイッチ８２がＯＦＦ状態ならば、牽制フラグがリセットされる（無視状態の解除）。給電線４４は給電スイッチ４１ａによって遮断され（＃０６）、モータ５は停止のままである。
【００４３】
１回の給電ルーチンは上記の流れで終了するが、この簡単な給電ルーチンが繰り返されることで、耕耘機１の作業制御が行われることになる。
【００４４】
〔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。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
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】
【００４６】
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）
３ａ，３ｂ：グリップ
５：電動モータ
４：バッテリユニット
９：コネクタユニット
３１：押しボタンスイッチ装置（押しボタンスイッチ）
３２：レバースイッチ装置（レバースイッチ）
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
４６：信号線
５０：モータ給電制御部
５１：優先信号評価部
５２：充電制御部
８１：主スイッチ
８２：副スイッチ
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような電動作業機は、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電動モータへの給電を制御する。このような電動作業機が特許文献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電動作業機は、モータによって動作する耕耘ロータリと、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】
この特許文献１による電動作業機では、モータ給電用の電子制御ユニットが、バッテリケースに設けられた放電制御基板と、機体側に設けられた信号制御基板に分けられている。これらの電子制御ユニットは耕耘作業などでは電子部品にとって望ましくない環境下にさらされるため、防塵処置や防水処置が必要となる。このため、放電制御基板はバッテリケース内に収容され、信号制御基板はホルダに収められている。このように、電子制御系がバッテリケース側と機体側とに分けられているため、保守点検が面倒となるだけでなく、防塵処置や防水処置に二重のコスト負担がかかることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１‐７２２１１号公報（段落番号〔００１７−００５２〕、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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から電動モータへの給電を制御する電子制御系をより簡単にした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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明による電動作業機には、機体に支持された作業ユニットと、機体に支持された操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータに給電線を介して給電する着脱可能な充電式バッテリユニットと、前記給電線の前記バッテリユニット側に設けられた給電スイッチと、前記バッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部とが備えられている。さらに、前記モータ給電制御部が前記主スイッチ及び前記副スイッチから信号線を介して直接入力されるスイッチ状態信号に基づいて給電スイッチの開閉を制御する制御信号を生成して、前記給電スイッチに出力する。
【０００７】
この構成では、電動モータの駆動を制御する電子制御系における入力操作デバイスとしての主スイッチ及び副スイッチのスイッチ状態信号がそのままバッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部に送られる。モータ給電制御部は、入力されたスイッチ状態信号に基づいてバッテリユニットと電動モータとの間のバッテリユニット側の給電線に設けられた給電スイッチに対する制御を通じて電動モータの駆動を制御する。つまり、実質的な電動モータ駆動電子制御系はバッテリユニット内で構築されている。これにより、実施的には機体側に電子制御デバイスが組み込まれないため、電動作業機全体としての電子制御系の構成が簡単となる。また、もともと防水を考慮されているバッテリユニットにモータ給電制御部を組み込むことで、モータ給電制御部は埃や湿気から保護されることになる。
【０００８】
本発明による電動作業機用制御装置を搭載した電動作業機の好適な形態として、操作者によって操縦される操縦部が左右一対のハンドルから構成され、一方のハンドルに主スイッチを設け、他方のハンドルに副スイッチを設けた場合、主スイッチの操作と副スイッチの操作とが操作者の左右の手に振り分けられ、操作手順を操作者が意識しやすくなる。
【０００９】
さらに、好適な実施形態の１つでは、主スイッチが押しボタンスイッチであり、副スイッチがレバースイッチである。これにより操作者は異なった操作方法で主スイッチと副スイッチとを操作することになり、操作者の操作に対する意識付けが良好となる。その際、特に、副スイッチがハンドルを握った手で操作可能なレバーの変位によってＯＮ／ＯＦＦ切替される構成を採用すると、さらに操作性が向上する。
【００１０】
上述したように、本発明では、着脱されるバッテリユニットに電子制御系の中核部材が組み込まれており、機体側には、バッテリユニットと給電線によって接続される電動モータと、バッテリユニットと信号線によって接続される主スイッチ及び副スイッチが設けられる。従って、本発明による好適な実施形態の１つでは、給電線と信号線がバッテリユニットの機体への装着を通じて連結される共通のコネクタユニットに接続されるように構成することで、電子制御系がさらに簡単なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による電動モータ給電制御の基本原理を図解する模式図である。
【図２】本発明による電動管理機の外観を示す斜視図である。
【図３】電動作業機の側面図である。
【図４】電動作業機の機体部分の側面図である。
【図５】電動作業機の機体へのバッテリユニットの装着を示す側面図である。
【図６】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７】押しボタンスイッチ装置の横断面である。
【図８】レバースイッチ装置のロック機構の動作状態を示す模式図である。
【図９】レバースイッチ装置の横断面である。
【図１０】電動作業機の制御電子系の機能ブロック図である。
【図１１】電動モータ給電制御の流れを例示するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の具体的な実施の形態を説明する前に、図１を用いて本発明による電動モータ駆動制御電子系の基本構成を説明する。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。
【００１３】
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。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。同様に、副スイッチも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。
【００１４】
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。この発明では、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）と主スイッチ及び副スイッチから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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
図４、図５、図６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。
【００２２】
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。
【００２３】
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を備えている。
【００２４】
次に、図７を用いて、左ハンドル部３Ｂのグリップ３ｂのすぐ機体側に設けられた押しボタンスイッチ装置３１の構造を説明する。この押しボタンスイッチ装置３１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。この押しボタンスイッチ装置３１は、ハウジング１３０と、円形操作部１３１と、筒体１３２と、軸体１３３と、回動体１３４と、ベース部材１３５とを主要構造部材としている。
【００２５】
筒体１３２はハウジング１３０に設けられた孔に挿入され、その円形フランジ部によってハウジング１３０に固定されている。筒体１３２に形成された内部空間に筒軸心に沿って軸体１３３が挿入されている。軸体１３３の軸部とこの軸部を受け入れる回動体１３４の軸受け部とがスプライン１３８によって係合しており、回動体１３４は軸体１３３に対して筒軸心方向に摺動可能であるが、筒軸心まわりの回動は不能である。従って、軸体１３３と回動体１３４とは一体的に回動する。さらに、この軸体１３３には筒体１３２に形成されたカム溝（図示されていない）に係入するカム片１３３ａが形成されている。カム片１３８とカム溝の関係は、筒体１３２に対する軸体１３３の所定回動角度において軸体１３３の軸心方向の摺動を可能にしている。
【００２６】
回動体１３４の中央部に形成されている先端はベース部材１３５の中央上面でスラスト支持されている。ベース部材１３５の上面には周方向に延びたセグメント接点が設けられるとともに、回動体１３４のベース部材１３５に対向する下面には回動体１３４の所定の回動角範囲でセグメント接点と接する回動接点が設けられており、このセグメント接点と回動接点によって主スイッチ８１が構成される。軸体１３３の頭部には円形操作部１３１がはめ込まれている。回動体１３４と筒体１３２との間には、回動体１３４を回動ホームポジションに付勢する回動付勢ばね１３６が配置されている。軸体１３３と回動体１３４との間には、軸体１３３を摺動ホームポジションに付勢すると摺動付勢ばね１３７が配置されている。
【００２７】
上記の構成により、ＯＦＦ状態（図７の（ａ））の押しボタンスイッチ装置３１において、ステップ１として、円形操作部１３１を所定深さまで押さえ込むことで、軸体１３３のカム片１３３ａとカム溝との関係で、軸体１３３つまり円形操作部１３１は回動が可能となる。次に、ステップ２として円形操作部１３１を所定角度まで回動させる。これにより、セグメント接点と回動接点とが接触することになり、主スイッチ８１がＯＮ状態（図７の（ｂ））となる。しかも、この角度位置では、カム片１３３ａとカム溝との関係で、軸体１３３の軸心方向の摺動が可能となるので、軸体１３３つまり円形操作部１３１は摺動ホームポジションに戻ることができるが、そこでは回動は不能となる。
【００２８】
このＯＮ状態（図７の（ｂ））の押しボタンスイッチ装置３１において、円形操作部１３１の上面に手をあてて、円形操作部１３１を所定位置まで押さえ込むと、カム片１３３ａとカム溝との関係で、軸体１３３は軸心周りの回動が可能となり、軸体１３３は回動付勢ばね１３６により回動ホームポジションに戻される。これにより、回動体１３４も軸体１３３とともに回動ホームポジションに戻り、セグメント接点と回動接点とが離脱することになり、主スイッチ８１がＯＦＦ状態（図７の（ａ））となる。
【００２９】
図８と図９に、ロック手段を有するレバースイッチ装置３２が示されている。このレバースイッチ装置３２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２３１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２３４またはその種のスイッチである。このレバースイッチ装置３２は、レバー２３１をグリップ３ａ方向に引き寄せ揺動することで、リミットスイッチ２３４のアーム２３５をＯＦＦ位置からＯＮ位置に揺動させる。レバー２３１は揺動軸心Ｘ1回りで揺動可能で、その開放位置にばね２３６によって付勢されている。ロック手段はここでは、揺動軸心Ｘ2周りで揺動する揺動ロックアームとして形成されている。ばね２３７によって付勢されているホームポジションにおいてロックアーム２３２はレバー２３１の開放位置からの揺動をロックする。ロックアーム２３２をばね２３７の付勢力に抗して揺動することにより、ロックアーム２３２によるレバー２３１のロックが解除され、レバー２３１は揺動可能となり、リミットスイッチ２３４、つまり副スイッチ８２をＯＦＦ状態からＯＮ状態にすることができる。
【００３０】
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１０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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。このモータ給電制御部５０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ために主スイッチ８１からの信号と副スイッチ８２からの信号の時系列評価を行う優先信号評価部５１を含んでいる。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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１１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。
【００４０】
図１１で示された給電ルーチンでは、上述した無視状態を設定するためフラグとして牽制フラグが用いられている。従って、この給電ルーチンがスタートすると、まず、牽制フラグの状態がチェックされる（＃０１）。牽制フラグがリセットされている（無視状態が設定されていない）と、さらに主スイッチ８１と副スイッチ８２の状態がチェックされる（＃０２）。
【００４１】
ステップ＃０２のチェックで、主スイッチ８１と副スイッチ８２とがＯＮ状態ならば、モータ給電制御部５０から給電スイッチ４１ａに給電許可指令が送られ、給電スイッチ４１ａがＯＮ状態（給電線４４の通電状態）となり、モータ５への給電が開始され、モータ５が駆動する（＃０３）。
ステップ＃０２のチェックで、主スイッチ８１だけがＯＮ状態で、副スイッチ８２がＯＦＦ状態ならば、副スイッチ８２のＯＦＦ状態からＯＮ状態の移行を待って、モータ５への給電は待機状態となる（＃０４）。なお、待機状態においても、給電線４４は、給電スイッチ４１ａによって遮断されたままである。
ステップ＃０２のチェックで、主スイッチ８１がＯＦＦ状態にもかかわらず副スイッチ８２がＯＮ状態ならば、牽制フラグがセットされる（＃０５）。給電線４４は給電スイッチ４１ａによって遮断され（＃０６）、モータ５は停止のままである。
【００４２】
ステップ＃０１において、牽制フラグがセットされている（無視状態が設定されている）と、さらに副スイッチ８２の状態がチェックされる（＃０７）。
ステップ＃０７のチェックで、副スイッチ８２がＯＮ状態ならば、牽制フラグをセットのままにしておき（無視状態の続行）、給電線４４の給電スイッチ４１ａによる遮断が維持され（＃０６）、モータ５は停止のままである。
ステップ＃０７のチェックで、副スイッチ８２がＯＦＦ状態ならば、牽制フラグがリセットされる（無視状態の解除）。給電線４４は給電スイッチ４１ａによって遮断され（＃０６）、モータ５は停止のままである。
【００４３】
１回の給電ルーチンは上記の流れで終了するが、この簡単な給電ルーチンが繰り返されることで、耕耘機１の作業制御が行われることになる。
【００４４】
〔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。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
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】
【００４６】
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）
３ａ，３ｂ：グリップ
５：電動モータ
４：バッテリユニット
９：コネクタユニット
３１：押しボタンスイッチ装置（押しボタンスイッチ）
３２：レバースイッチ装置（レバースイッチ）
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
４６：信号線
５０：モータ給電制御部
５１：優先信号評価部
５２：充電制御部
８１：主スイッチ
８２：副スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に支持された作業ユニットと、機体に支持された操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータに給電線を介して給電する着脱可能な充電式バッテリユニットと、前記給電線の前記バッテリユニット側に設けられた給電スイッチと、前記バッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部とが備えられ、
前記モータ給電制御部は前記主スイッチ及び前記副スイッチから信号線を介して直接入力されるスイッチ状態信号に基づいて給電スイッチの開閉を制御する制御信号を生成して、前記給電スイッチに出力する電動作業機。
【請求項２】
前記操縦部が左右一対のハンドルから構成され、一方のハンドルに前記主スイッチが設けられ、他方のハンドルに前記副スイッチが設けられている請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記主スイッチが押しボタンスイッチであり、前記副スイッチが前記ハンドルを握った手で操作可能なレバースイッチである請求項２に記載の電動作業機。
【請求項４】
前記給電線と前記信号線が前記バッテリユニットの前記機体への装着を通じて連結される共通のコネクタユニットに接続されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電動作業機。
【請求項１】
機体に支持された作業ユニットと、機体に支持された操縦部に設けられた主スイッチ及び副スイッチと、前記作業ユニットに動力を伝達する電動モータと、前記電動モータに給電線を介して給電する着脱可能な充電式バッテリユニットと、前記給電線の前記バッテリユニット側に設けられた給電スイッチと、前記バッテリユニット内に組み込まれたモータ給電制御部とが備えられ、
前記モータ給電制御部は前記主スイッチ及び前記副スイッチから信号線を介して直接入力されるスイッチ状態信号に基づいて給電スイッチの開閉を制御する制御信号を生成して、前記給電スイッチに出力する電動作業機。
【請求項２】
前記操縦部が左右一対のハンドルから構成され、一方のハンドルに前記主スイッチが設けられ、他方のハンドルに前記副スイッチが設けられている請求項１に記載の電動作業機。
【請求項３】
前記主スイッチが押しボタンスイッチであり、前記副スイッチが前記ハンドルを握った手で操作可能なレバースイッチである請求項２に記載の電動作業機。
【請求項４】
前記給電線と前記信号線が前記バッテリユニットの前記機体への装着を通じて連結される共通のコネクタユニットに接続されている請求項１から３のいずれか一項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９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６３０５３（Ｐ２０１３−６３０５３Ａ）
【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２０１１−２０４６８９（Ｐ２０１１−２０４６８９）
【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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