電動車
【課題】 従来の作業台車にモータを搭載する場合、作業者は野菜苗の植付け作業とモータの操作との２つの処理を行う必要が生じる。しかしながら、作業者の意識は自身の手元にあるため、作業台車が移動する方向に注意が払われていない状態にある場合が多いといえる。そのため、圃場上又は畝上に何らかの障害物等があった場合に、作業台車が該障害物に衝突してしまう恐れがある。この場合、作業台車を低速で移動させていたとしても、作業者に対して衝突による不快感を与えることになる。
【解決手段】 モータ６１を具備し、作業者等がシート３３着座しながら野菜苗の植付け作業等を行う電動車に、畝又は圃場上の障害物を検知するための超音波センサ１２と、該超音波センサ１２によって障害物が検知され、且つ該障害物が予め設定された距離の範囲内にあると判断した場合に、モータ６１を停止又は減速するための制御装置１０と、を設けたものである。
【解決手段】 モータ６１を具備し、作業者等がシート３３着座しながら野菜苗の植付け作業等を行う電動車に、畝又は圃場上の障害物を検知するための超音波センサ１２と、該超音波センサ１２によって障害物が検知され、且つ該障害物が予め設定された距離の範囲内にあると判断した場合に、モータ６１を停止又は減速するための制御装置１０と、を設けたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畝に対して移動しながら野菜苗等を植え付ける作業が行われる場合に、作業者が着座しながら該植付け作業を行い得る電動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記特許文献１に示すような作業台車は公知となっている。
この特許文献１に記載される作業台車は、畝の幅に合わせて左右方向に伸縮自在であり、作業者が着座するためのシートを具備するものであって、その大部分が軽金属等のフレームで製作されたものである。
したがって、作業者は該作業台車に着座しながら野菜苗を畝に植え付けることが可能になると共に、作業者が圃場を蹴る等の脚力によって容易に畝に対して作業台車と共に移動することが可能となる。
つまり、従来ならば、作業者が中腰の姿勢で行っていた植付け作業を、作業台車に着座した状態で行うことを可能となり、作業者の負担を大幅に軽減することが可能となった。
また、モータを上記作業台車に搭載することで、上述のように作業者が圃場を蹴ることなく作業台車を容易に移動させることが可能となるので、このようなモータを搭載した作業台車も既に公知となっている。
【特許文献１】特開２０００−１３９１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のように、作業台車にモータを搭載する場合においては、作業者は野菜苗の植付け作業とモータの操作との２つの処理を行う必要が生じる。
そこで、例えば、作業者による野菜苗の植付け作業のペースと合わせるように、作業台車の移動速度（モータの回転速度）を低速に調節した場合、モータの操作を省略できるが、以下に示すような不都合が生じる恐れがある。
野菜苗を畝に植え付ける場合においては、作業者は、基本的に手に持つ野菜苗と、該野菜苗を植え付けようとする畝に注目している。
即ち、作業者の意識は自身の手元にあるため、作業台車が移動する方向に注意が払われていない状態にある場合が多いといえる。
このような状況においては、圃場上又は畝上に何らかの障害物等があった場合に、作業台車が該障害物に衝突してしまう恐れがある。
この場合、作業台車を低速で移動させていたとしても、作業者に対して衝突による不快感を与えることになる。
また、多くの野菜苗を作業台車に積載している場合に等においては、積載する野菜苗が崩れて圃場上に散乱して、野菜苗の植付け作業を一旦中断せざる得ない状況となって作業効率を落としてしまう恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、畝又は圃場上の前方の障害物を検知するための検知手段と、該検知手段によって障害物が検知され、且つ該障害物が予め設定された距離の範囲内にあると判断した場合に、上記モータを停止、又は上記モータの回転速度を減速するための制御手段と、を具備するものである。
【０００６】
請求項２においては、移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、前記モータと該モータによって駆動される車輪との機械的接続の入切を行うためのクラッチを設けるものである。
【０００７】
請求項３においては、移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、当該電動車全体を支持するフレームが折りたたみ可能な構造であり、具備する全ての車輪を接地するように折りたたむものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００９】
請求項１の構成により、検知手段によって障害物が検知され、該障害物がある一定の範囲内にあると判断された場合に、自動的にモータを停止又は減速させることが可能となるので、電動車を操作する手間が省け、作業者は野菜苗等の植付作業に集中することが可能となって、作業効率を向上させることが可能となる。
【００１０】
請求項２の構成により、クラッチを切状態とすることで、車輪とモータとの関係はフリーな状態となるので、例えば、電動車を容易に旋回させたり、動かすことが可能となる。
【００１１】
請求項３の構成により、４つの車輪全てが圃場に接地した状態であるほうが、電動車の安定性が良くなって、容易に移動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は本発明の電動車の一例を示した概略構成図、図２はモータの制御系の概略構成を示したブロック図、図３はモータのロックを検出する回路の一例を示した回路図、図４はモータ駆動用のＨブリッジ制御回路の一例を示した回路図、図５はフレームの構造の接続箇所の拡大図、図６はフレームを折りたたんだ場合の電動車１の側面視を模式的に示した模式図、である。
【００１３】
＜概略構成＞
先ず、図１を用いて、本発明の電動車１の概略構成について説明する。
尚、以下、図１に向かって左側を電動車１の前部、右側を電動車１の後部として説明する。
電動車１は、主として前部フレーム２０と、後部フレーム３０とで構造上のベースが形成されている。
この前部フレーム２０と後部フレーム３０とは、互いの端部同士を挿嵌させて、ノブ４０ａ・４０ｂで締め付けることで、図１に示すように、電動車１の構造上のベースを形成することが可能となる。
【００１４】
＜概略構成；前部側＞
この前部フレーム２０には、車輪２１ａ（右側）と車輪２１ｂ（左側）が設けられている。
尚、以下においても便宜上必要がある場合には、同様の機能を有する２以上の部材を説明する場合に、電動車１の前部方向に向かって右側の部材には符号の末尾に「ａ」を、他方、電動車１の前部方向に向かって左側の部材には符号の末尾に「ｂ」を付して説明する。
前部フレーム２０の最前部側の左右略中央上には、野菜苗等を載置するための作業台２５が設けられ、該作業台２５の左右両側の前部フレーム２０上に略左右対称に２つのローラ２２（ローラ２２ａ・２２ｂ）が設けられている（ローラ２２ａは作業台２５の影となるので不図示）。
このローラ２２は、略上下方向を回転支軸として、該回転支軸の上部が前部フレーム２０の最前部側フレーム上を左右方向に摺動自在となるように設けられており、回転支軸上部の２つのノブ２６（ノブ２６ａは作業台２５の影となるので不図示）を締めることで２つのローラ２２の位置を前部フレーム２０に対して固定するようにしている。
また、作業台２５が設けられる前部フレーム２０の最前部側の左右略中央部は、図１に示すように、上側に凸となるように逆略Ｕ字状に折り曲げられて形成されている。
このように上側に凸となるように形成されているので、電動車１を畝を跨いで使用する場合に、地表から盛り上がる畝に対して、前部フレーム２０の凸部を合わせることで、電動車１が畝上方を通過して畝を崩したり、畝上に敷設したマルチフィルムを剥がしたりすることなく走行することが可能となる。
また、ノブ２６を緩めてローラ２２を畝の形状（大きさ）に合うように斜面（側面）に沿うように合わせた後に、ノブ２６を締め付けてローラ２２の位置を固定することが可能となる。
これにより、電動車１を走行させて作業する場合、ローラ２２が適切に畝の斜面と接触して、電動車１の走行方向を畝の方向に合わせることが可能となる。
また、前部フレーム２０の左右両側の機体内側にはフットレスト２３（２３ａ・２３ｂ）が設けられており、右側のフットレスト２３ａ上には走行用スイッチ２４が設けられている。
このスイッチ２４は、ペダルと該ペダルの回動基部に設けられた検知部（スイッチ）とより成り、作業者がペダルを踏むことにより該検知部がＯＮすることで、制御装置１０を介して電動車１に設けられるモータが駆動される。
更に、スイッチ２４の近傍には、電動車１の移動用駆動源であるモータを制御するための制御装置１０が設けられており、該スイッチ２４は該制御装置１０に接続されている。
また、前部フレーム２０の形状は、図１に示すように、平面視で四角形の一辺を取り除いた形状（略コの字形状）であるが、作業台２５が設けられる左右略中央近傍で２つに分割（前部フレーム２０ａと前部フレーム２０ｂとに分割）されるものであっても良い。
この場合、分割された前部フレーム２０ａと前部フレーム２０ｂとの互いの分割端部を、作業台２５の下部で互いに挿嵌させてノブ等で締め付けることで、図１に示すように一体化した前部フレーム２０を構成することが可能となる。
このように構成することで、前部フレーム２０ａと前部フレーム２０ｂとの間隔を調節することが可能なって、畝の幅に合わせて電動車１を使用することが可能となる。
【００１５】
＜概略構成；後部側＞
先ず、後部フレーム３０の最後部寄り左右両側には、２つの車輪３１（３１ａ・３１ｂ）が設けられている。
更に、後部フレーム３０の最後部側には、車輪３１を駆動するためのモータや、該モータを作動させるための電源である電池（バッテリ）等が収納される駆動部６０が設けられている。
また、前後方向に伸びる左右の後部フレーム３０に対して左右方向に跨がってフレーム３７・３８が後面視門型状に跨設され、該フレーム３７・３８の左右略中央上に駆動部６０が支持される。
駆動部６０に配置されるモータの駆動力は、図示しないスプロケットやチェーン（ギヤ伝動、ベルト伝動等でも可能）等を介して伝動軸６２に伝達され、更に該伝動軸６２の両側に設けられるチェーン・スプロケット等を介して車輪３１に伝達される。
また、駆動部６０の上部には、野菜苗等を積載するためのコンテナ５５を載置できるようにしている。
更に、後部フレーム３０の前部寄りには、左右方向に橋架されるフレーム３４の左右略中央部にシート３３が設けられている。該フレーム３４は、後部フレーム３０に対して高さ調節可能に設けられ、ノブ等（不図示）により固定して所望の高さに調節できるようにしても良い。
該フレーム３４と後部フレーム３０との接続個所の近傍には、上記ローラ２２と同様のローラ３２（３２ａ・３２ｂ）が設けられている。
このローラ３２は、後部フレーム３０から内部側に突出する突出部３９ａ・３９ｂに左右方向に摺動自在に設けられており、ローラ２２と同様に、ノブ３６を締めることでローラ３２の位置を固定することが可能となる。
また、前部フレーム２０と同様に、後部フレーム３０は、平面視で四角形の一辺を取り除いた形状（略コの字形状）であるが、駆動部６０が設けられる略左右中央近傍で２つに分割（後部フレーム３０ａと後部フレーム３０ｂとに分割）されるものであっても良い。
この場合、分割された後部フレーム３０ａと後部フレーム３０ｂとの互いの分割端部を、駆動部６０の下部で互いに挿嵌させてノブ等で締め付けることで、図１に示すように一体化した後部フレーム３０を構成することが可能となる。
このように構成することで、後部フレーム３０ａと後部フレーム３０ｂとの間隔を調節することが可能なって、畝の幅に合わせて電動車１を使用することが可能となる。
また、シート３３の近傍で後部フレーム３０ａ側にフリーレバー７０が設けられている。
このフリーレバー７０は、既に上述した駆動部６０に設けられるモータと、該モータによって駆動される車輪３１との機械的接続の入切を行うためのクラッチの操作を行うものであり、例えば、該クラッチは駆動力伝達経路においてモータの出力軸と伝動軸６２の間、或いは、伝動軸６２と車輪３１との間に設けることが可能である。
また、クラッチは、電磁クラッチ、摩擦多板式、咬合式等であっても良く、その種別は限定されない。
このようなクラッチを設けることによって、該クラッチを切状態とすることで車輪３１とモータとの関係はフリーな状態となるので、例えば、オペレーターが車体の軽量側である前部フレーム２０を持ち上げて車輪２１ａ・２１ｂを浮かせることで、操向輪を持たない電動車１を容易に旋回させることが可能となって扱い易くなる。
即ち、作業者自身の力で容易に電動車１を動かすことが可能となる。
【００１６】
＜モータの制御系＞
次に、電動車１のモータを自動制御するための構成について図２を用いて説明する。
先ず、畝又は圃場上の障害物を検知するための検知手段の一例である超音波センサ１２を、前部フレーム２０の最前側（作業台２５の下部近傍）に設ける。
そして、該超音波センサ１２は、該超音波センサ１２の検知結果を取得して障害物との距離等を算出し、該算出した距離が予め設定された範囲内にあると判断された場合に、モータ６１を停止、又は、モータ６１の回転速度を減速するための制御手段の一例である制御装置１０に接続される。
更に、制御装置１０には、スイッチ２４と、モータ６１と、上記範囲を予め設定するための距離設定ボリューム１１と、が接続されている。
このように構成されているので、超音波センサ１２によって障害物が検知され、該障害物がある一定の範囲内にあると判断された場合に、自動的にモータ６１を停止又は減速させることが可能となるので、電動車１を操作する手間が省け、作業者は野菜苗等の植付作業に集中することが可能となって、作業効率を向上させることが可能となる。
また、距離設定ボリューム１１を操作することによって、上記範囲を自在に定めることが可能となるので、モータ６１を停止又は減速させる障害物と電動車１との距離を作業者が所望する範囲に定めることが可能となる。
【００１７】
＜モータ６１がロックした場合＞
例えば、電動車１の車輪２１ａ・２１ｂ・３１ａ・３１ｂの何れかが圃場上の石に乗り上げる等によって、電動車１が動かなくなった場合においては、モータ６１がロック（回転しなくなる）してしまう。
このようなロックが発生すると、モータ６１に対して起動電流が流れ続けるため、一般的に図３に示すような保護回路が構成される場合が多い。
この保護回路は、図３に示すとおり、モータ６１の出力側に接続されるトランジスタ１２０のコレクタ側の電流検出抵抗１２１と、該電流検出抵抗１２１の電圧値を積分する積分回路１４０と、該積分回路１４０が予め定められた基準電圧を超えた場合に出力電流を遮断する演算増幅器１５１を具備するコンパレータ１５０とを具備するものである。
更に、コンパレータ１５０の出力端子をトランジスタ１３０のベースに接続し、該トランジスタ１３０のコレクタ側にモータ６１に電力を供給するためのリレー１１０の励磁コイル１１１と接続する。
このように構成されるので、モータ６１がロックしてコンパレータ１５０の出力が遮断された場合に、リレー１１０の励磁コイル１１１の励磁が解かれ、リレーが開となってモータ６１に対する電源供給を遮断して、モータ６１を保護することが可能となる。
尚、上述において、コンパレータ１５０の演算増幅器１５１が基準とする基準電圧は、該演算増幅器１５１に接続される可変抵抗１５２の抵抗値で定めることが可能である。
ところで、上述のような保護回路を構成しても、作業者に対しては何らモータ６１がロックしているという状況を知らせるものではなかった。
そこで、リレー１１０の２次側に接続される制御装置１０の一部に発光手段の一例として発光ダイオード１６０を設ける。
この場合に、リレー１１０が入としてモータ６１が作動した場合には、制御装置１０に電源が供給されるので発光ダイオード１６０が点灯する。
他方、リレー１１０が切となって、モータ６１がロック（停止）した場合には、制御装置１０に電源が供給されないため、発光ダイオード１６０が消灯する。
即ち、例えば、発光ダイオード１６０を図１に示した制御装置１０の外側面等に設けて作業者の目につくようにすることによって、容易にモータ６１の動作状態を（即ち、ロックしているか否かを）作業者に知らせることが可能となる。
【００１８】
＜パルス幅変調方式による制御＞
ところで、近年においては、ＤＣモータ等の電動機（モータ６１）は、その駆動電源を一定周期でＯＮ／ＯＦＦ（即ち、駆動電源をパルス状の点孤信号でＯＮ／ＯＦＦ）させる方式によって一般的に速度制御される。
この方式は、具体的には、モータ６１の駆動電源の制御に用いられる半導体素子の点孤信号のデューティ比を変更するものであり、パルス幅変調方式（即ち、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式）と一般的に呼ばれるものである。
本発明の電動車１の場合、図４に示すように、半導体素子（トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ等）を用いたＨブリッジ制御回路にモータ６１を接続すると共に、該Ｈブリッジ制御回路に上記ＰＷＭ方式を採用することによって、該モータ６１を電池（バッテリ）等の直流電源１９５で駆動する構成としている。
本実施例のＨブリッジ制御回路は、半導体素子として４つのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１８１・１８２・１８３・１８４と、該各ＦＥＴに並列にされ逆起電力をショートするためのダイオード１９１・１９２・１９３・１９４と、が設けられるものである。
そして、モータ６１は、ＦＥＴ１８１とＦＥＴ１８３との接続点と、ＦＥＴ１８２とＦＥＴ１８４との接続点との間に接続される。
即ち、上記Ｈブリッジ制御回路は、単一の電源でモータに加える電圧の向きを変えられる回路として一般的に知られるものである。
このようなＨブリッジ制御回路が本発明の電動車１に適用され、更に、４つのＦＥＴ１８１・１８２・１８３・１８４のスイッチング制御について、既に上述したＰＷＭ方式を採用する。
この場合に、４つのＦＥＴ１８１・１８２・１８３・１８４に供給されるＰＷＭ方式によって生成された制御信号は、制御装置１０から供給される構成としても良い。
このように、モータ６１の制御方式としてＰＷＭ方式を採用することによって、電動車１のモータ６１の作動、停止、増速、減速を自在に行うことが可能となるので、電動車１のシート３３に着座して作業を行う作業者は、快適に作業を行うことが可能となる。
更に、従来のようにモータに対して並列に抵抗を挿入することによってモータを制動する回生ブレーキの場合とは異なって、ＰＷＭ方式を採用することで、減速時または制動時に所望する速度に応じて点孤信号のパルス幅を自在に変化させることで、スムーズで強力な制動を得ることが可能となり、制動距離を短くすることができる。
【００１９】
＜前部フレーム２０と後部フレーム３０との接続箇所＞
ところで、既に上述した、前部フレーム２０と後部フレーム３０との接続箇所の詳細は、図５に示すような構成となっている。
ここでは、前部フレーム２０ｂと後部フレーム３０ｂとの接続箇所の詳細について説明しているが、前部フレーム２０ａと後部フレーム３０ａとの接続箇所についても同様の構成となっている。
先ず、後部フレーム３０ｂと連結される前部フレーム２０ｂの端部は、具体的には図５に示すように、部材２０１ｂと部材２０２ｂとの２つの同径で棒状の部材で構成されている。
更に、部材２０１ｂの先端部は細く突出して形成され、他方、部材２０２ｂの先端部は部材２０１ｂの先端部を遊嵌できるように内部が空洞状に形成されている。
そこで、図５に示すように、部材２０１ｂの先端部を部材２０２ｂの先端部に遊嵌して、ピン２０３ｂ等を左右水平方向に貫通して互いに揺動自在となるように枢支する構成とする。
このように前部フレーム２０ｂの端部が構成されているので、ピン２０３ｂを中心に部材２０１ｂと部材２０２ｂとを折りたたむことが可能となるので、電動車１全体の外観としては、部材２０２ａ・２０２ｂを挿嵌する後部フレーム３０と、前部フレーム２０とを折りたたむことが可能となる。
また、部材２０１ｂ・２０２ｂの外径を、パイプ状の後部フレーム３０ｂの端部の内径よりも小さく形成することで、前部フレーム２０ｂを後部フレーム３０ｂ側（図５中の白抜き矢印方向）に摺動可能となり、前部フレーム２０を後部フレーム３０に挿嵌することが可能となる。
この場合、前部フレーム２０を後部フレーム３０に挿嵌することによって、該ピン２０３ｂの部分が後部フレーム３０に収まるので、部材２０２ａと部材２０２ｂとはピン２０３ｂを中心として揺動することはないので、図１に示すように前部フレーム２０と後部フレーム３０とで電動車１のベースを形成できる。
【００２０】
＜折りたたみ＞
次に、ピン２０３ｂを中心として折りたたんだ場合における、電動車１の外観の側面視を模式的に示したものについて図６用いて説明する。
尚、図６は、電動車１の前部方向に向かって左側から見た電動車１の側面視を模式的に示したものであるので、影となる前部フレーム２０ａ及び後部フレーム３０ａ等は表していない。
例えば、図５（ａ）に示すように、ピン２０３ｂの部分が谷となるように折りたたむと、本発明の電動車１の側面視は模式的には図６（ａ）に示すように変形する。
他方、例えば、図５（ｂ）に示すように、ピン２０３ｂの部分を山となるように折りたたむと、本発明の電動車１の側面視は模式的には図６（ｂ）に示すように変形する。
即ち、ピン２０３ｂを谷とするように折りたたんだ場合には、図６（ａ）に示すように前部側の車輪２１ａ・２１ｂのみ、又は、後部側の車輪３１ａ・３１ｂのみ、が地面に接地した状態となる。
他方、ピン２０３ｂを山となるように折りたたんだ場合には、図６（ｂ）に示すように車輪２１ａ・２１ｂ・３１ａ・３１ｂの全てが地面に接地する状態となる。
更に、上記何れの場合においても、折りたたんだ前部フレーム２０と後部フレーム３０とが容易に開かないように、一端が後部フレーム３０ｂ側に揺動自在に設けられる引掛部材２１０ｂの他端側を前部フレーム２０ｂに設けられる突起２１１ｂに引っ掛ける構成としても良い。
このように折りたたんだ場合、図６（ａ）の場合と比較して図６（ｂ）の場合の方が、４つの車輪全てが地面に接地した状態であるほうが、倒れることなく電動車１の安定性が良くなって、容易に移動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電動車の一例を示した概略構成図。
【図２】モータの制御系の概略構成を示したブロック図。
【図３】モータのロックを検出する回路の一例を示した回路図。
【図４】モータ駆動用のＨブリッジ制御回路の一例を示した回路図。
【図５】フレームの構造の接続箇所の拡大図。
【図６】フレームを折りたたんだ場合の電動車１の側面視を模式的に示した模式図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 電動車
１０ 制御装置
１１ 距離設定ボリューム
１２ 超音波センサ
２０ 前部フレーム
１１０ リレー
１２０ トランジスタ
１２１ 電流検出抵抗
１３０ トランジスタ
１４０ 積分回路
１５０ コンパレータ
１５１ 演算増幅器
１５２ 可変抵抗
１６０ 発光ダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、畝に対して移動しながら野菜苗等を植え付ける作業が行われる場合に、作業者が着座しながら該植付け作業を行い得る電動車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下記特許文献１に示すような作業台車は公知となっている。
この特許文献１に記載される作業台車は、畝の幅に合わせて左右方向に伸縮自在であり、作業者が着座するためのシートを具備するものであって、その大部分が軽金属等のフレームで製作されたものである。
したがって、作業者は該作業台車に着座しながら野菜苗を畝に植え付けることが可能になると共に、作業者が圃場を蹴る等の脚力によって容易に畝に対して作業台車と共に移動することが可能となる。
つまり、従来ならば、作業者が中腰の姿勢で行っていた植付け作業を、作業台車に着座した状態で行うことを可能となり、作業者の負担を大幅に軽減することが可能となった。
また、モータを上記作業台車に搭載することで、上述のように作業者が圃場を蹴ることなく作業台車を容易に移動させることが可能となるので、このようなモータを搭載した作業台車も既に公知となっている。
【特許文献１】特開２０００−１３９１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のように、作業台車にモータを搭載する場合においては、作業者は野菜苗の植付け作業とモータの操作との２つの処理を行う必要が生じる。
そこで、例えば、作業者による野菜苗の植付け作業のペースと合わせるように、作業台車の移動速度（モータの回転速度）を低速に調節した場合、モータの操作を省略できるが、以下に示すような不都合が生じる恐れがある。
野菜苗を畝に植え付ける場合においては、作業者は、基本的に手に持つ野菜苗と、該野菜苗を植え付けようとする畝に注目している。
即ち、作業者の意識は自身の手元にあるため、作業台車が移動する方向に注意が払われていない状態にある場合が多いといえる。
このような状況においては、圃場上又は畝上に何らかの障害物等があった場合に、作業台車が該障害物に衝突してしまう恐れがある。
この場合、作業台車を低速で移動させていたとしても、作業者に対して衝突による不快感を与えることになる。
また、多くの野菜苗を作業台車に積載している場合に等においては、積載する野菜苗が崩れて圃場上に散乱して、野菜苗の植付け作業を一旦中断せざる得ない状況となって作業効率を落としてしまう恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００５】
請求項１においては、移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、畝又は圃場上の前方の障害物を検知するための検知手段と、該検知手段によって障害物が検知され、且つ該障害物が予め設定された距離の範囲内にあると判断した場合に、上記モータを停止、又は上記モータの回転速度を減速するための制御手段と、を具備するものである。
【０００６】
請求項２においては、移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、前記モータと該モータによって駆動される車輪との機械的接続の入切を行うためのクラッチを設けるものである。
【０００７】
請求項３においては、移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、当該電動車全体を支持するフレームが折りたたみ可能な構造であり、具備する全ての車輪を接地するように折りたたむものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【０００９】
請求項１の構成により、検知手段によって障害物が検知され、該障害物がある一定の範囲内にあると判断された場合に、自動的にモータを停止又は減速させることが可能となるので、電動車を操作する手間が省け、作業者は野菜苗等の植付作業に集中することが可能となって、作業効率を向上させることが可能となる。
【００１０】
請求項２の構成により、クラッチを切状態とすることで、車輪とモータとの関係はフリーな状態となるので、例えば、電動車を容易に旋回させたり、動かすことが可能となる。
【００１１】
請求項３の構成により、４つの車輪全てが圃場に接地した状態であるほうが、電動車の安定性が良くなって、容易に移動することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は本発明の電動車の一例を示した概略構成図、図２はモータの制御系の概略構成を示したブロック図、図３はモータのロックを検出する回路の一例を示した回路図、図４はモータ駆動用のＨブリッジ制御回路の一例を示した回路図、図５はフレームの構造の接続箇所の拡大図、図６はフレームを折りたたんだ場合の電動車１の側面視を模式的に示した模式図、である。
【００１３】
＜概略構成＞
先ず、図１を用いて、本発明の電動車１の概略構成について説明する。
尚、以下、図１に向かって左側を電動車１の前部、右側を電動車１の後部として説明する。
電動車１は、主として前部フレーム２０と、後部フレーム３０とで構造上のベースが形成されている。
この前部フレーム２０と後部フレーム３０とは、互いの端部同士を挿嵌させて、ノブ４０ａ・４０ｂで締め付けることで、図１に示すように、電動車１の構造上のベースを形成することが可能となる。
【００１４】
＜概略構成；前部側＞
この前部フレーム２０には、車輪２１ａ（右側）と車輪２１ｂ（左側）が設けられている。
尚、以下においても便宜上必要がある場合には、同様の機能を有する２以上の部材を説明する場合に、電動車１の前部方向に向かって右側の部材には符号の末尾に「ａ」を、他方、電動車１の前部方向に向かって左側の部材には符号の末尾に「ｂ」を付して説明する。
前部フレーム２０の最前部側の左右略中央上には、野菜苗等を載置するための作業台２５が設けられ、該作業台２５の左右両側の前部フレーム２０上に略左右対称に２つのローラ２２（ローラ２２ａ・２２ｂ）が設けられている（ローラ２２ａは作業台２５の影となるので不図示）。
このローラ２２は、略上下方向を回転支軸として、該回転支軸の上部が前部フレーム２０の最前部側フレーム上を左右方向に摺動自在となるように設けられており、回転支軸上部の２つのノブ２６（ノブ２６ａは作業台２５の影となるので不図示）を締めることで２つのローラ２２の位置を前部フレーム２０に対して固定するようにしている。
また、作業台２５が設けられる前部フレーム２０の最前部側の左右略中央部は、図１に示すように、上側に凸となるように逆略Ｕ字状に折り曲げられて形成されている。
このように上側に凸となるように形成されているので、電動車１を畝を跨いで使用する場合に、地表から盛り上がる畝に対して、前部フレーム２０の凸部を合わせることで、電動車１が畝上方を通過して畝を崩したり、畝上に敷設したマルチフィルムを剥がしたりすることなく走行することが可能となる。
また、ノブ２６を緩めてローラ２２を畝の形状（大きさ）に合うように斜面（側面）に沿うように合わせた後に、ノブ２６を締め付けてローラ２２の位置を固定することが可能となる。
これにより、電動車１を走行させて作業する場合、ローラ２２が適切に畝の斜面と接触して、電動車１の走行方向を畝の方向に合わせることが可能となる。
また、前部フレーム２０の左右両側の機体内側にはフットレスト２３（２３ａ・２３ｂ）が設けられており、右側のフットレスト２３ａ上には走行用スイッチ２４が設けられている。
このスイッチ２４は、ペダルと該ペダルの回動基部に設けられた検知部（スイッチ）とより成り、作業者がペダルを踏むことにより該検知部がＯＮすることで、制御装置１０を介して電動車１に設けられるモータが駆動される。
更に、スイッチ２４の近傍には、電動車１の移動用駆動源であるモータを制御するための制御装置１０が設けられており、該スイッチ２４は該制御装置１０に接続されている。
また、前部フレーム２０の形状は、図１に示すように、平面視で四角形の一辺を取り除いた形状（略コの字形状）であるが、作業台２５が設けられる左右略中央近傍で２つに分割（前部フレーム２０ａと前部フレーム２０ｂとに分割）されるものであっても良い。
この場合、分割された前部フレーム２０ａと前部フレーム２０ｂとの互いの分割端部を、作業台２５の下部で互いに挿嵌させてノブ等で締め付けることで、図１に示すように一体化した前部フレーム２０を構成することが可能となる。
このように構成することで、前部フレーム２０ａと前部フレーム２０ｂとの間隔を調節することが可能なって、畝の幅に合わせて電動車１を使用することが可能となる。
【００１５】
＜概略構成；後部側＞
先ず、後部フレーム３０の最後部寄り左右両側には、２つの車輪３１（３１ａ・３１ｂ）が設けられている。
更に、後部フレーム３０の最後部側には、車輪３１を駆動するためのモータや、該モータを作動させるための電源である電池（バッテリ）等が収納される駆動部６０が設けられている。
また、前後方向に伸びる左右の後部フレーム３０に対して左右方向に跨がってフレーム３７・３８が後面視門型状に跨設され、該フレーム３７・３８の左右略中央上に駆動部６０が支持される。
駆動部６０に配置されるモータの駆動力は、図示しないスプロケットやチェーン（ギヤ伝動、ベルト伝動等でも可能）等を介して伝動軸６２に伝達され、更に該伝動軸６２の両側に設けられるチェーン・スプロケット等を介して車輪３１に伝達される。
また、駆動部６０の上部には、野菜苗等を積載するためのコンテナ５５を載置できるようにしている。
更に、後部フレーム３０の前部寄りには、左右方向に橋架されるフレーム３４の左右略中央部にシート３３が設けられている。該フレーム３４は、後部フレーム３０に対して高さ調節可能に設けられ、ノブ等（不図示）により固定して所望の高さに調節できるようにしても良い。
該フレーム３４と後部フレーム３０との接続個所の近傍には、上記ローラ２２と同様のローラ３２（３２ａ・３２ｂ）が設けられている。
このローラ３２は、後部フレーム３０から内部側に突出する突出部３９ａ・３９ｂに左右方向に摺動自在に設けられており、ローラ２２と同様に、ノブ３６を締めることでローラ３２の位置を固定することが可能となる。
また、前部フレーム２０と同様に、後部フレーム３０は、平面視で四角形の一辺を取り除いた形状（略コの字形状）であるが、駆動部６０が設けられる略左右中央近傍で２つに分割（後部フレーム３０ａと後部フレーム３０ｂとに分割）されるものであっても良い。
この場合、分割された後部フレーム３０ａと後部フレーム３０ｂとの互いの分割端部を、駆動部６０の下部で互いに挿嵌させてノブ等で締め付けることで、図１に示すように一体化した後部フレーム３０を構成することが可能となる。
このように構成することで、後部フレーム３０ａと後部フレーム３０ｂとの間隔を調節することが可能なって、畝の幅に合わせて電動車１を使用することが可能となる。
また、シート３３の近傍で後部フレーム３０ａ側にフリーレバー７０が設けられている。
このフリーレバー７０は、既に上述した駆動部６０に設けられるモータと、該モータによって駆動される車輪３１との機械的接続の入切を行うためのクラッチの操作を行うものであり、例えば、該クラッチは駆動力伝達経路においてモータの出力軸と伝動軸６２の間、或いは、伝動軸６２と車輪３１との間に設けることが可能である。
また、クラッチは、電磁クラッチ、摩擦多板式、咬合式等であっても良く、その種別は限定されない。
このようなクラッチを設けることによって、該クラッチを切状態とすることで車輪３１とモータとの関係はフリーな状態となるので、例えば、オペレーターが車体の軽量側である前部フレーム２０を持ち上げて車輪２１ａ・２１ｂを浮かせることで、操向輪を持たない電動車１を容易に旋回させることが可能となって扱い易くなる。
即ち、作業者自身の力で容易に電動車１を動かすことが可能となる。
【００１６】
＜モータの制御系＞
次に、電動車１のモータを自動制御するための構成について図２を用いて説明する。
先ず、畝又は圃場上の障害物を検知するための検知手段の一例である超音波センサ１２を、前部フレーム２０の最前側（作業台２５の下部近傍）に設ける。
そして、該超音波センサ１２は、該超音波センサ１２の検知結果を取得して障害物との距離等を算出し、該算出した距離が予め設定された範囲内にあると判断された場合に、モータ６１を停止、又は、モータ６１の回転速度を減速するための制御手段の一例である制御装置１０に接続される。
更に、制御装置１０には、スイッチ２４と、モータ６１と、上記範囲を予め設定するための距離設定ボリューム１１と、が接続されている。
このように構成されているので、超音波センサ１２によって障害物が検知され、該障害物がある一定の範囲内にあると判断された場合に、自動的にモータ６１を停止又は減速させることが可能となるので、電動車１を操作する手間が省け、作業者は野菜苗等の植付作業に集中することが可能となって、作業効率を向上させることが可能となる。
また、距離設定ボリューム１１を操作することによって、上記範囲を自在に定めることが可能となるので、モータ６１を停止又は減速させる障害物と電動車１との距離を作業者が所望する範囲に定めることが可能となる。
【００１７】
＜モータ６１がロックした場合＞
例えば、電動車１の車輪２１ａ・２１ｂ・３１ａ・３１ｂの何れかが圃場上の石に乗り上げる等によって、電動車１が動かなくなった場合においては、モータ６１がロック（回転しなくなる）してしまう。
このようなロックが発生すると、モータ６１に対して起動電流が流れ続けるため、一般的に図３に示すような保護回路が構成される場合が多い。
この保護回路は、図３に示すとおり、モータ６１の出力側に接続されるトランジスタ１２０のコレクタ側の電流検出抵抗１２１と、該電流検出抵抗１２１の電圧値を積分する積分回路１４０と、該積分回路１４０が予め定められた基準電圧を超えた場合に出力電流を遮断する演算増幅器１５１を具備するコンパレータ１５０とを具備するものである。
更に、コンパレータ１５０の出力端子をトランジスタ１３０のベースに接続し、該トランジスタ１３０のコレクタ側にモータ６１に電力を供給するためのリレー１１０の励磁コイル１１１と接続する。
このように構成されるので、モータ６１がロックしてコンパレータ１５０の出力が遮断された場合に、リレー１１０の励磁コイル１１１の励磁が解かれ、リレーが開となってモータ６１に対する電源供給を遮断して、モータ６１を保護することが可能となる。
尚、上述において、コンパレータ１５０の演算増幅器１５１が基準とする基準電圧は、該演算増幅器１５１に接続される可変抵抗１５２の抵抗値で定めることが可能である。
ところで、上述のような保護回路を構成しても、作業者に対しては何らモータ６１がロックしているという状況を知らせるものではなかった。
そこで、リレー１１０の２次側に接続される制御装置１０の一部に発光手段の一例として発光ダイオード１６０を設ける。
この場合に、リレー１１０が入としてモータ６１が作動した場合には、制御装置１０に電源が供給されるので発光ダイオード１６０が点灯する。
他方、リレー１１０が切となって、モータ６１がロック（停止）した場合には、制御装置１０に電源が供給されないため、発光ダイオード１６０が消灯する。
即ち、例えば、発光ダイオード１６０を図１に示した制御装置１０の外側面等に設けて作業者の目につくようにすることによって、容易にモータ６１の動作状態を（即ち、ロックしているか否かを）作業者に知らせることが可能となる。
【００１８】
＜パルス幅変調方式による制御＞
ところで、近年においては、ＤＣモータ等の電動機（モータ６１）は、その駆動電源を一定周期でＯＮ／ＯＦＦ（即ち、駆動電源をパルス状の点孤信号でＯＮ／ＯＦＦ）させる方式によって一般的に速度制御される。
この方式は、具体的には、モータ６１の駆動電源の制御に用いられる半導体素子の点孤信号のデューティ比を変更するものであり、パルス幅変調方式（即ち、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式）と一般的に呼ばれるものである。
本発明の電動車１の場合、図４に示すように、半導体素子（トランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ、サイリスタ等）を用いたＨブリッジ制御回路にモータ６１を接続すると共に、該Ｈブリッジ制御回路に上記ＰＷＭ方式を採用することによって、該モータ６１を電池（バッテリ）等の直流電源１９５で駆動する構成としている。
本実施例のＨブリッジ制御回路は、半導体素子として４つのＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１８１・１８２・１８３・１８４と、該各ＦＥＴに並列にされ逆起電力をショートするためのダイオード１９１・１９２・１９３・１９４と、が設けられるものである。
そして、モータ６１は、ＦＥＴ１８１とＦＥＴ１８３との接続点と、ＦＥＴ１８２とＦＥＴ１８４との接続点との間に接続される。
即ち、上記Ｈブリッジ制御回路は、単一の電源でモータに加える電圧の向きを変えられる回路として一般的に知られるものである。
このようなＨブリッジ制御回路が本発明の電動車１に適用され、更に、４つのＦＥＴ１８１・１８２・１８３・１８４のスイッチング制御について、既に上述したＰＷＭ方式を採用する。
この場合に、４つのＦＥＴ１８１・１８２・１８３・１８４に供給されるＰＷＭ方式によって生成された制御信号は、制御装置１０から供給される構成としても良い。
このように、モータ６１の制御方式としてＰＷＭ方式を採用することによって、電動車１のモータ６１の作動、停止、増速、減速を自在に行うことが可能となるので、電動車１のシート３３に着座して作業を行う作業者は、快適に作業を行うことが可能となる。
更に、従来のようにモータに対して並列に抵抗を挿入することによってモータを制動する回生ブレーキの場合とは異なって、ＰＷＭ方式を採用することで、減速時または制動時に所望する速度に応じて点孤信号のパルス幅を自在に変化させることで、スムーズで強力な制動を得ることが可能となり、制動距離を短くすることができる。
【００１９】
＜前部フレーム２０と後部フレーム３０との接続箇所＞
ところで、既に上述した、前部フレーム２０と後部フレーム３０との接続箇所の詳細は、図５に示すような構成となっている。
ここでは、前部フレーム２０ｂと後部フレーム３０ｂとの接続箇所の詳細について説明しているが、前部フレーム２０ａと後部フレーム３０ａとの接続箇所についても同様の構成となっている。
先ず、後部フレーム３０ｂと連結される前部フレーム２０ｂの端部は、具体的には図５に示すように、部材２０１ｂと部材２０２ｂとの２つの同径で棒状の部材で構成されている。
更に、部材２０１ｂの先端部は細く突出して形成され、他方、部材２０２ｂの先端部は部材２０１ｂの先端部を遊嵌できるように内部が空洞状に形成されている。
そこで、図５に示すように、部材２０１ｂの先端部を部材２０２ｂの先端部に遊嵌して、ピン２０３ｂ等を左右水平方向に貫通して互いに揺動自在となるように枢支する構成とする。
このように前部フレーム２０ｂの端部が構成されているので、ピン２０３ｂを中心に部材２０１ｂと部材２０２ｂとを折りたたむことが可能となるので、電動車１全体の外観としては、部材２０２ａ・２０２ｂを挿嵌する後部フレーム３０と、前部フレーム２０とを折りたたむことが可能となる。
また、部材２０１ｂ・２０２ｂの外径を、パイプ状の後部フレーム３０ｂの端部の内径よりも小さく形成することで、前部フレーム２０ｂを後部フレーム３０ｂ側（図５中の白抜き矢印方向）に摺動可能となり、前部フレーム２０を後部フレーム３０に挿嵌することが可能となる。
この場合、前部フレーム２０を後部フレーム３０に挿嵌することによって、該ピン２０３ｂの部分が後部フレーム３０に収まるので、部材２０２ａと部材２０２ｂとはピン２０３ｂを中心として揺動することはないので、図１に示すように前部フレーム２０と後部フレーム３０とで電動車１のベースを形成できる。
【００２０】
＜折りたたみ＞
次に、ピン２０３ｂを中心として折りたたんだ場合における、電動車１の外観の側面視を模式的に示したものについて図６用いて説明する。
尚、図６は、電動車１の前部方向に向かって左側から見た電動車１の側面視を模式的に示したものであるので、影となる前部フレーム２０ａ及び後部フレーム３０ａ等は表していない。
例えば、図５（ａ）に示すように、ピン２０３ｂの部分が谷となるように折りたたむと、本発明の電動車１の側面視は模式的には図６（ａ）に示すように変形する。
他方、例えば、図５（ｂ）に示すように、ピン２０３ｂの部分を山となるように折りたたむと、本発明の電動車１の側面視は模式的には図６（ｂ）に示すように変形する。
即ち、ピン２０３ｂを谷とするように折りたたんだ場合には、図６（ａ）に示すように前部側の車輪２１ａ・２１ｂのみ、又は、後部側の車輪３１ａ・３１ｂのみ、が地面に接地した状態となる。
他方、ピン２０３ｂを山となるように折りたたんだ場合には、図６（ｂ）に示すように車輪２１ａ・２１ｂ・３１ａ・３１ｂの全てが地面に接地する状態となる。
更に、上記何れの場合においても、折りたたんだ前部フレーム２０と後部フレーム３０とが容易に開かないように、一端が後部フレーム３０ｂ側に揺動自在に設けられる引掛部材２１０ｂの他端側を前部フレーム２０ｂに設けられる突起２１１ｂに引っ掛ける構成としても良い。
このように折りたたんだ場合、図６（ａ）の場合と比較して図６（ｂ）の場合の方が、４つの車輪全てが地面に接地した状態であるほうが、倒れることなく電動車１の安定性が良くなって、容易に移動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の電動車の一例を示した概略構成図。
【図２】モータの制御系の概略構成を示したブロック図。
【図３】モータのロックを検出する回路の一例を示した回路図。
【図４】モータ駆動用のＨブリッジ制御回路の一例を示した回路図。
【図５】フレームの構造の接続箇所の拡大図。
【図６】フレームを折りたたんだ場合の電動車１の側面視を模式的に示した模式図。
【符号の説明】
【００２２】
１ 電動車
１０ 制御装置
１１ 距離設定ボリューム
１２ 超音波センサ
２０ 前部フレーム
１１０ リレー
１２０ トランジスタ
１２１ 電流検出抵抗
１３０ トランジスタ
１４０ 積分回路
１５０ コンパレータ
１５１ 演算増幅器
１５２ 可変抵抗
１６０ 発光ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、
畝又は圃場上の前方の障害物を検知するための検知手段と、
該検知手段によって障害物が検知され、且つ該障害物が予め設定された距離の範囲内にあると判断した場合に、上記モータを停止、又は上記モータの回転速度を減速するための制御手段と、
を具備することを特徴とする電動車。
【請求項２】
移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、
前記モータと該モータによって駆動される車輪との機械的接続の入切を行うためのクラッチを設けることを特徴とする電動車。
【請求項３】
移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、
当該電動車全体を支持するフレームが折りたたみ可能な構造であり、
具備する全ての車輪を接地するように折りたたむものであることを特徴とする電動車。
【請求項１】
移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、
畝又は圃場上の前方の障害物を検知するための検知手段と、
該検知手段によって障害物が検知され、且つ該障害物が予め設定された距離の範囲内にあると判断した場合に、上記モータを停止、又は上記モータの回転速度を減速するための制御手段と、
を具備することを特徴とする電動車。
【請求項２】
移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、
前記モータと該モータによって駆動される車輪との機械的接続の入切を行うためのクラッチを設けることを特徴とする電動車。
【請求項３】
移動用駆動源としてモータを具備し、作業者等が着座しながら野菜苗の植付け作業等を行うための電動車において、
当該電動車全体を支持するフレームが折りたたみ可能な構造であり、
具備する全ての車輪を接地するように折りたたむものであることを特徴とする電動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−５５０６３（Ｐ２００６−５５０６３Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３９７５４（Ｐ２００４−２３９７５４）
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（３９００２９６２１）ニューデルタ工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【出願人】（３９００２９６２１）ニューデルタ工業株式会社 (55)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]