JP2004331012A

JP2004331012A - 自力走行式電動作業機

Info

Publication number: JP2004331012A
Application number: JP2003133507A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Sugaya; 博夫菅家; Tsutomu Inui; 勉乾
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: JP4313081B2

Abstract

【課題】自力走行式電動作業機の操縦性及び作業性を高め、さらに自力走行式電動作業機の旋回性を高めること。
【解決手段】自力走行式電動作業機１０は、機体の左右に配置した各駆動輪２３Ｌ，２３Ｒを、単一の電動モータ２５で差動機構５２を介して各々駆動するものであり、左右の駆動輪と差動機構との間にそれぞれ電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒを介在させ、機体から後方へ左右の操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒを延し、これらの操作ハンドルにそれぞれ旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒを設け、左の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で左の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発するとともに右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で右の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発する制御部４４を備える。制御部は、左又は右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で、電動モータに直進走行時よりも減速させる減速指令を発する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自力走行式電動作業機の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な自力走行式電動作業機には、電動モータによって左右の駆動輪を駆動して自力走行させ、作業者が左右の操作ハンドルを握って後から連れ歩き、除雪作業等の各種作業をする形式のものがある。近年、この形式の自力走行式電動作業機の開発が進められている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９３０３０公報（第５頁、図２、図４、図８）
【０００４】
特許文献１による従来の自力走行式電動作業機の概要を、図１０で詳しく説明する。
図１０（ａ），（ｂ）は従来の自力走行式電動作業機の概要図であり、特開２００１−１９３０３０公報の図８の要部を再掲する。なお、符号は振り直した。（ａ）は電動作業機１００の平面構成を模式的に表し、（ｂ）は動力伝達機構１０６の要部の平面構成を模式的に表した。
【０００５】
従来の電動作業機１００は、車体フレーム１０１の前部に雪を押出す排雪部材１０２を備え、車体フレーム１０１の左右両側にクローラベルト１０３Ｌ，１０３Ｒを備え、車体フレーム１０１の後部に左右の操作ハンドル１０４Ｌ，１０４Ｒを備え、車体フレーム１０１に電動モータ１０５並びに動力伝達機構１０６を備えた、自力走行式歩行型除雪機である。
【０００６】
動力伝達機構１０６に差動装置１０７を介設することで、電動モータ１０５の動力を差動装置１０７並びに駆動輪用車軸１０８Ｌ，１０８Ｒを介して左右の駆動輪１０９Ｌ，１０９Ｒに伝達し、各々駆動輪１０９Ｌ，１０９Ｒを介して左右のクローラベルト１０３Ｌ，１０３Ｒを駆動することができる。
ここで、路面と右のクローラベルト１０３Ｒとの間の摩擦抵抗力をＦ_Ｒとし、路面と左のクローラベルト１０３Ｌとの間の摩擦抵抗力をＦ_Ｌとする。また、右の駆動輪１０９Ｒの回転速度をＮ_Ｒとし、左の駆動輪１０９Ｌの回転速度をＮ_Ｌとする。平坦な路面を直進走行中には、Ｆ_Ｒ＝Ｆ_Ｌ、Ｎ_Ｒ＝Ｎ_Ｌの関係である。
【０００７】
左の操作ハンドル１０４Ｌを前方へ強く押すことで、（ａ）に示す電動作業機１００を右旋回操作すると、Ｆ_Ｒ＞Ｆ_Ｌの関係になる。このため、（ｂ）に示す差動装置１０７において、右の被動ベベルギヤ１１１Ｒを駆動する力は、左の被動ベベルギヤ１１１Ｌを駆動する力よりも大きい。駆動ベベルギヤ１１２，１１２は支軸１１３を中心に自転しつつ、公転する。従って、摩擦抵抗力の大きい方の右の駆動輪１０９Ｒが減速された分だけ、反対側の左の駆動輪１０９Ｌは増速することになる。これが左右の駆動輪１０９Ｌ，１０９Ｒの回転差となる（Ｎ_Ｒ＜Ｎ_Ｌ）。この結果、右のクローラベルト１０３Ｒの走行速度よりも、左のクローラベルト１０３Ｌの走行速度は大きい。電動作業機１００は右旋回する。なお、１２１Ｌ，１２１Ｒは左右の転動輪である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、電動作業機１００を旋回させる度に、作業者は旋回外側の操作ハンドルを前方へ強く押す必要がある。例えば右へ旋回させるには、反対側である左の操作ハンドル１０４Ｌを強く押す。このため、作業者の操縦姿勢は、電動作業機１００を直進走行させる場合と旋回させる場合とで変わる。従って、電動作業機１００の操縦性や作業性を、より高めるには改良の余地がある。
【０００９】
さらには、旋回内側の駆動輪（右へ旋回させるときには右の駆動輪１０９Ｒ）は、路面との間の摩擦抵抗力の低下によって空転することが有り得る。空転した場合には、差動機構の差動作用により、旋回外側の駆動輪１０９Ｌへ伝わる動力が減少する。すなわち、電動モータ１０５から差動機構１０７を介して旋回外側の駆動輪１０９Ｌへ伝達される動力は減少する。電動作業機１００の旋回性を、より高めるには改良の余地がある。
【００１０】
これに対して、差動機構１０７を廃止し、左右の駆動輪１０９Ｌ，１０９Ｒを互いに独立した別々の電動モータで駆動することが考えられる。しかし、駆動装置や制御装置が複雑になり、コストアップの要因となるので得策ではない。
【００１１】
そこで本発明の目的は、自力走行式電動作業機の操縦性及び作業性を高め、さらに自力走行式電動作業機の旋回性を高めることができる技術を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、機体の左右に配置した各駆動輪を、単一の電動モータで差動機構を介して各々駆動する自力走行式電動作業機において、左右の駆動輪と差動機構との間にそれぞれ電磁ブレーキを介在させ、機体から後方へ左右の操作ハンドルを延し、これらの操作ハンドルにそれぞれ旋回操作レバーを設け、左の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で左の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発するとともに右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で右の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発する制御部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１によれば、自力走行式電動作業機を操縦するために左右の操作ハンドルを握っている手の一方で、旋回内側の旋回操作レバーをも操作するだけで、操作した方の電磁ブレーキをオン作動させて、電動作業機を旋回させることができる。
このため、電動作業機を旋回させる度に、作業者は従来のように旋回外側の操作ハンドルを前方へ強く押す必要がない。電動作業機を直進走行させるときの作業者の操縦姿勢に対して、電動作業機を旋回させるときの操縦姿勢は、実質的にほとんど同じである。従って、電動作業機の操縦性をより高めることができる。しかも、同じ姿勢のままで、ほぼ連続的に作業を行うことができるので、作業性をも高めることができる。このようなことから、作業者の負担を軽減することができる。
【００１４】
さらには、旋回内側の電磁ブレーキをオン作動させることにより、対応する駆動輪にブレーキを掛けるようにしたので、旋回内側の駆動輪が、路面との間の摩擦抵抗力の低下によって空転することはない。従って、電動モータから差動機構を介して旋回外側の駆動輪へ伝達される動力を、十分に確保することができる。この結果、電動作業機の旋回性をより高めることができる。
【００１５】
請求項２は、制御部が、左又は右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で、電動モータに直進走行時よりも減速させる減速指令を発するように構成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２によれば、旋回時に差動機構の差動作用によって旋回外側の駆動輪が増速しようとする現象を、電動モータの回転速度を直進走行時よりも減少させることによって、解消又は緩和させることができる。この結果、旋回外側の駆動輪の回転速度を抑制することができる。従って、旋回操作時に自力走行式電動作業機を緩やかに、且つ、より円滑に旋回させることができる。作業者は自力走行式電動作業機の旋回移動に従って、作業姿勢を緩やかに転換させればよい。このように、自力走行式電動作業機の操縦性をより高めるとともに、作業者の負担をより軽減することができる。
【００１７】
しかも、自力走行式電動作業機を左又は右へ緩やかに旋回させるのに、自力走行式電動作業機に備えた単一の電動モータを減速させるだけで、旋回外側の駆動輪の回転速度を抑制することができる。従って、左右の駆動輪を互いに独立した別々の電動モータで駆動する場合に比べて、駆動装置や制御装置が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は作業者から見た方向に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【００１９】
図１は本発明に係る除雪機の平面図であり、クローラ式電動作業機（電動車両）としての除雪機１０は、機体１１にエンジン１２を搭載し、機体１１の前部に作業部としてのオーガ１３及びブロア１４を装備し、機体１１の左右にクローラベルト１５Ｌ，１５Ｒを配置し、機体１１の後部に操作盤１６を配置した車両であり、作業者が操作盤１６の後から連れ歩く自力走行式電動作業機である。以下、除雪機１０の要部を詳細に説明する。なお、操作盤１６は図２で詳しく説明する。
【００２０】
エンジン１２の出力の一部で、発電機１７を回し、得た電力を操作盤１６の下方に配置したバッテリ（図４の符号４３参照）に供給すると共に、電動モータ２５に供給する。
エンジン１２の出力の残部は、電磁クラッチ１８及びベルト１９を介して作業部としてのオーガ１３及びブロア１４の回転に充てる。オーガ１３は地面に積もった雪を中央に集める作用をなし、この雪を受け取ったブロア１４はシュータ２１を介して雪を機体１１の周囲の所望の位置へ投射する。２２はオーガハウジングであり、オーガ１３を囲うカバー部材である。
【００２１】
左のクローラベルト１５Ｌは、駆動輪２３Ｌと遊動輪２４Ｌとに巻き掛けたものである。右のクローラベルト１５Ｒも、駆動輪２３Ｒと遊動輪２４Ｒとに巻き掛けたものである。本発明では左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｌは、単一の電動モータ２５で正逆転させる。
【００２２】
図２は図１の２矢視図であり、操作盤１６には、操作箱２７の手前の側面にメインスイッチ２８、エンジンチョーク２９、クラッチ操作ボタン３１などを備え、操作箱２７の上面に、投雪方向調節レバー３２、オーガハウジング姿勢調節レバー３３、走行系に係る方向速度レバー３４、作業部系に係るエンジンスロットルレバー３５を備え、操作箱２７の左にグリップ３６ａ、左の旋回操作レバー３７Ｌ及び走行準備レバー３８を備え、操作箱２７の右にグリップ３６ａ及び右の旋回操作レバー３７Ｒを備える。
【００２３】
このように、機体１１（図１参照）の後部から後方へ左右の操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒを延し、これらの操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒの先端にグリップ３６ａ，３６ａを設け、操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒに且つグリップ３６ａ，３６ａの近傍に、それぞれ旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒを設けた。
【００２４】
メインスイッチ２８はメインキーを差込み、回すことでエンジンを始動することのできる周知のスイッチである。エンジンチョーク２９は引くことで混合気の濃度を高めることができる。投雪方向調節レバー３２は、シュータ（図１の符号２１）の方向を変更するときに操作するレバーであり、オーガハウジング姿勢調節レバー３３はオーガハウジング（図１の符号２２）の姿勢を変更するときに操作するレバーである。その他の部材の作用は、図４で説明する。
【００２５】
図３は図２の３矢視図であり、左の操作ハンドル３６Ｌに左の旋回操作レバー３７Ｌ及び走行準備レバー３８を設けたことを示す。
左の旋回操作レバー３７Ｌを握ることにより、アーム３９ａの角度を想像線の位置まで回転させて、左旋回スイッチ３９Ｌをオン操作することができる。すなわち、左の旋回操作レバー３７Ｌは、左旋回スイッチ３９Ｌに作用する部材であり、図の状態（フリー状態）になれば左旋回スイッチ３９Ｌはオフになる。作業者の左手で左の旋回操作レバー３７Ｌを図反時計回りに上げれば、左旋回スイッチ３９Ｌはオンとなる。このように、左の旋回操作レバー３７Ｌが握られているか否かを、左旋回スイッチ３９Ｌで検出することができる。
【００２６】
また、走行準備レバー３８はスイッチ手段４２に作用する部材であり、スプリング４１の引き作用により、図の状態（フリー状態）になればスイッチ手段４２はオンになる。作業者の左手で走行準備レバー３８を図時計回りに下げれば、スイッチ手段４２はオフとなる。このように、走行準備レバー３８が握られているか否かはスイッチ手段４２で検出することができる。
【００２７】
図４は本発明に係る除雪機の制御系統図であり、操作盤に内蔵若しくは付設した制御部４４内の機器及び情報伝達経路を示す。想像線枠で囲ったエンジン１２、オーガ１３、ブロア１４及び電磁クラッチ１８が作業部系４５であり、その他は走行系５０となる。４３はバッテリである。
なお、制御部４４内に破線で指令の流れを便宜上示したが、これはあくまでも参考的記載に過ぎない。
【００２８】
先ず、作業部系４５の作動を説明する。メインスイッチ２８にキーを差込み、回してスタートポジションにすることにより、図示せぬセルモータの回転によりエンジン１２を始動させる。
走行準備レバー３８を握ると共に、クラッチ操作ボタン３１を操作することにより、作業者の意志で電磁クラッチ１８をオンにし、オーガ１３及びブロア１４を回すことができる。走行準備レバー３８をフリーにするかクラッチ操作ボタン３１を操作するかの何れかにより、電磁クラッチ１８をオフにすることができる。
【００２９】
次に走行系５０を説明をする。走行系５０は、単一の電動モータ２５の動力を動力伝達機構５１及び差動機構（差動装置）５２を介して左右の駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒに伝達することで、これらの駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒに個別に取付けられた左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒに動力を伝達して、駆動するようにしたものである。各々駆動輪２３Ｌ，２３Ｒを介して左右のクローラベルト１５Ｌ，１５Ｒを駆動することができる。
【００３０】
このような走行系５０は、差動機構５２と左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒとの間にそれぞれ電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒを介在させたことを特徴とする。具体的には、左右の駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒにそれぞれ電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒを設けた。電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒのうち、固定側は機体１１（図１参照）に取付けることになる。
左右の旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒの操作情報を左・右旋回スイッチ３９Ｌ，３９Ｒから得た制御部４４は、ブレーキドライバー（ブレーキ駆動部）５５Ｌ，５５Ｒを介して左右の電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒを作動することになる。
【００３１】
次に走行系５０の作動を説明をする。左右の電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒは、普通車両のパーキングブレーキに相当する役割をも果たすものであり、駐車中は制御部４４の制御によりオン状態、すなわちブレーキ状態にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒを開放することができる。
【００３２】
メインスイッチ２８がスタートポジションにあること及び走行準備レバー３８が握られていることの２つの条件が満たされ、方向速度レバー３４を前進又は後進（図５で説明する。）に切換えると、電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒはオフ状態、すなわち開放（非ブレーキ）状態になる。
【００３３】
図５は本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図であり、方向速度レバー３４は、作業者の手で、矢印▲１▼，▲２▼の如く往復させることができ、「中立範囲」より「前進」側へ倒せば除雪機を前進させることができ、且つ「前進」領域においては、Ｌｆが低速前進、Ｈｆが高速前進となるように、速度制御も行える。同様に、「中立範囲」より「後進」側へ倒せば除雪機を後進させることができ、且つ「後進」領域においては、Ｌｒが低速後進、Ｈｒが高速後進となるように、速度制御も行える。この例では、図の左端に付記した通りに、後進の最高速が０Ｖ（ボルト）、前進の最高速が５Ｖ、中立範囲が２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータ（図４の符号４６）でポジションに応じた電圧を発生させる。１つのレバーで前後の方向と高低速の速度制御とを設定できるので、方向速度レバー３４と名付けた。
【００３４】
図４に戻って、方向速度レバー３４の位置情報をポテンショメータ４６から得た制御部４４は、モータドライバー（モータ駆動部）５６を介して単一の電動モータ２５を回し、電動モータ２５の回転速度を回転センサ５７で検出し、その信号に基づいて回転速度を所定値になるようにフィードバック制御を実行する。この結果、左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒは所望の方向に所定の速度で回り、走行状態となる。
【００３５】
右の旋回操作レバー３７Ｒは、右旋回スイッチ３９Ｒに作用する部材であり、上記図３に示す左の旋回操作レバー３７Ｌ並びに左旋回スイッチ３９Ｌと同様の構成、作用をなす。すなわち、右の旋回操作レバー３７Ｒが握られているか否かを、右旋回スイッチ３９Ｒで検出することができる。
【００３６】
左の旋回操作レバー３７Ｌを握ったことを左旋回スイッチ３９Ｌで検出し、この検出信号に応じて、制御部４４は左の電磁ブレーキ５４Ｌをオン作動させる。一方、右の旋回操作レバー３７Ｒを握ったことを右旋回スイッチ３９Ｒで検出し、この検出信号に応じて、制御部４４は右の電磁ブレーキ５４Ｒをオン作動させる。なお、左右の電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒは、オン作動時に駆動輪２３Ｌ，２３Ｒ（駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒ）を個別に停止又は減速させる程度の制動作用（すなわち、大きい制動力又はやや小さい制動力）を有するものであればよい。
【００３７】
次の何れかにより走行を停止することができる。（１）方向速度レバー３４を中立位置に戻す。（２）左右の旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒを同時に握る。（３）走行準備レバー３８を離す。（４）メインスイッチ２８をオフ位置に戻す。このように、停止後にメインスイッチ２８をオフ位置に戻せば、電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒがブレーキ状態となり、パーキングブレーキを掛けたことと同じになる。
【００３８】
図６は本発明に係る除雪機の走行系の模式的平面図である。走行系５０における動力伝達機構５１は、電動モータ２５のモータ軸２５ａに取付けた第１小ギヤ６１と、第１小ギヤ６１に噛み合う第１大ギヤ６２と、第１大ギヤ６２並びに第２小ギヤ６３を取付けた回転可能な中間軸６４と、第２小ギヤ６３に噛み合うように差動機構５２に取付けた第２大ギヤ６５と、からなる。
【００３９】
差動機構５２は、第２大ギヤ６５の側面に同心で取付けた差動ケース７１と、差動ケース７１を貫通させ且つ差動ケース７１に取付けた支軸７２と、支軸７２に回転可能に取付けた一対の駆動ベベルギヤ７３，７３と、これらの駆動ベベルギヤ７３，７３に噛み合う左右一対の被動ベベルギヤ７４Ｌ，７４Ｒとからなる。
左右の被動ベベルギヤ７４Ｌ，７４Ｒは、左右の駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒに個別に取付けることになる。支軸７２は、駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒに対して直交する方向に延びる軸である。
【００４０】
次に、上記図４に示す制御部４４をマイクロコンピュータとした場合に、除雪機を旋回させるときの制御フローについて、図７に基づき説明する。図中、ＳＴ××はステップ番号を示す。特に説明がないステップ番号については、番号順に進行する。
【００４１】
図７は本発明に係る制御部の制御フローチャートである。なお、この制御はメインスイッチ２８（図４参照）をオン位置に切換えたという条件下で実行する。
ＳＴ０１；方向速度レバーのポジションに対応する、電動モータの目標速度Ｓｔ１を読み込む。この目標速度Ｓｔ１は、除雪機を直進走行させるときの目標となる速度である。
ＳＴ０２；電動モータの実速度Ｓａ（現実の速度Ｓａ）を計測する。図４の回転センサ５７で計測すればよい。
【００４２】
ＳＴ０３；実速度Ｓａが目標速度Ｓｔ１になるように制御信号を出力し、電動モータを正転させる。すなわち、電動モータに制御用のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発する。この結果、除雪機は前進する。
ＳＴ０４；メインスイッチがオンであるか否かを調べ、ＹＥＳであればＳＴ０５に進み、ＮＯであればリターンしてこの制御フローによる制御を終了する。すなわち、メインスイッチ２８（図４参照）をオン位置に切換えることによって、この制御フローを実行したものであるが、メインスイッチ２８をオフ位置に切換えることによって、制御ループから抜け出して制御フローの実行を終了させることができる。
【００４３】
ＳＴ０５；左旋回スイッチがオンであるか否かを調べ、ＹＥＳであれば左旋回操作がなされたとしてＳＴ０６に進み、ＮＯであればＳＴ０７に進む。左の旋回操作レバーが旋回操作されたときに、左旋回スイッチはオンである。
ＳＴ０６；左の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発してオン作動させる（ブレーキ状態にする）。この結果、左の駆動輪を停止又は減速させることができる。
ＳＴ０７；左の電磁ブレーキにブレーキ非作動指令を発してオフ作動させる（非ブレーキ状態にする）。
【００４４】
ＳＴ０８；右旋回スイッチがオンであるか否かを調べ、ＹＥＳであれば右旋回操作がなされたとしてＳＴ０９に進み、ＮＯであればＳＴ１０に進む。右の旋回操作レバーが旋回操作されたときに、右旋回スイッチはオンである。
ＳＴ０９；右の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発してオン作動させる。この結果、右の駆動輪を停止又は減速させることができる。
【００４５】
ＳＴ１０；右の電磁ブレーキにブレーキ非作動指令を発してオフ作動させた後に、ＳＴ０１に戻る。
ＳＴ１１；電動モータの目標速度Ｓｔ１に基づき減速補正係数αを求める。具体的には、図８に示すマップにて求める。
【００４６】
図８は本発明に係る補正係数マップであり、横軸を電動モータの目標速度Ｓｔ１とし縦軸を減速補正係数αとして、そのときどきの電動モータの目標速度Ｓｔ１に対応する減速補正係数αを得るものである。
【００４７】
このマップによれば、減速補正係数αは１．０よりも小さい値であり、しかも目標速度Ｓｔ１が大きいほど小さくなる反比例の関係にあることが判る。減速補正係数αは例えば、目標速度Ｓｔ１が０であるときには０．６であり、目標速度Ｓｔ１が最大であるときには０．３である。なお、減速補正係数αについては任意に設定すればよい。
【００４８】
図７に戻って説明を続ける。以上の説明から明らかなように、上記ＳＴ１１は、電動モータの目標速度Ｓｔ１が大きいほど０に近い減速補正係数αから、そのときの目標速度Ｓｔ１に対応する減速補正係数αを求めるステップである。
【００４９】
ＳＴ１２；電動モータの目標速度Ｓｔ１に減速補正係数αを乗じて補正し、これを電動モータの減速目標速度Ｓｔ２とする。この減速目標速度Ｓｔ２は、除雪機を左旋回又は右旋回させるときの目標となる速度である。ＳＴ１２は目標速度Ｓｔ１に減速補正係数αを乗じるステップである。
【００５０】
ＳＴ１３；電動モータの実速度Ｓａを計測する。図４の回転センサ５７で計測すればよい。
ＳＴ１４；実速度Ｓａが減速目標速度Ｓｔ２になるように制御信号を出力し、電動モータを正転させつつ減速させた後にＳＴ０４に戻る。すなわち、電動モータにＰＷＭ信号を発する。この結果、除雪機を減速させることができる。
【００５１】
次に上記構成の除雪機１０の作用を、図４及び図９に基づき説明する。
図９（ａ），（ｂ）は本発明に係る除雪機の作用説明図である。図９（ａ）は、除雪機１０を前方へ直進走行させているときの走行系５０を模式的に示す。ここで、路面と左のクローラベルト１５Ｌとの間の摩擦抵抗力をＦ_Ｌとし、路面と右のクローラベルト１５Ｒとの間の摩擦抵抗力をＦ_Ｒとする。平坦な路面を直進走行中には、Ｆ_Ｌ＝Ｆ_Ｒの関係である。
【００５２】
左右の電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒはオフ状態、すなわち非ブレーキ状態にある。電動モータ２５の動力によって第２大ギヤ６５、差動ケース７１及び支軸７２が矢印ｘ方向に回転（正回転）することで、駆動ベベルギヤ７３，７３が矢印ｘ方向に旋回（公転）し、左右の被動ベベルギヤ７４Ｌ，７４Ｒ、左右の駆動輪用車軸５３Ｌ，５３Ｒ及び左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒが正回転する。
【００５３】
Ｆ_Ｌ＝Ｆ_Ｒであるから、左の被動ベベルギヤ７４Ｌを駆動する力と、右の被動ベベルギヤ７４Ｒを駆動する力とは、同一である。従って、支軸７２を中心に駆動ベベルギヤ７３，７３が回転（自転）することはない。
左の駆動輪２３Ｌの回転速度をＮ_Ｌとし、右の駆動輪２３Ｒの回転速度をＮ_Ｒとしたとき、Ｎ_Ｌ＝Ｎ_Ｒである。従って、左右のクローラベルト１５Ｌ，１５Ｒの走行速度は同一である。この結果、左右のクローラベルト１５Ｌ，１５Ｒが等速で前進走行するので、除雪機１０は前方へ直進走行する。作業者は、歩行しながら左右のグリップ３６ａ，３６ａ（図２参照）を握って操縦することになる。
【００５４】
その後、図４において右の旋回操作レバー３７Ｒを握ることで右旋回操作（右折操作）をすると、これを右旋回スイッチ３９Ｒで検出し、この検出信号に応じて制御部４４は右の電磁ブレーキ５４Ｒをオン作動させる。この結果、右の駆動輪用車軸５３Ｒ及び右の駆動輪２３Ｒは停止又は減速する。そのときの走行系５０の作動を図９（ｂ）に示す。
【００５５】
図９（ｂ）は、除雪機１０を右旋回させるときの走行系５０を模式的に示す。右の電磁ブレーキ５４Ｒをオン作動させたので、右の駆動輪２３Ｒの回転速度Ｎ_Ｒは０又は微小である。これは、路面と右のクローラベルト１５Ｒとの間の摩擦抵抗力Ｆ_Ｒが大幅に増大した状態と同じことになる。しかも、路面と左のクローラベルト１５Ｌとの間の摩擦抵抗力Ｆ_Ｌは、前記図９（ａ）に示す直進走行時とほぼ同じである。すなわちＦ_Ｒ＞Ｆ_Ｌの関係である。
【００５６】
このため、右の被動ベベルギヤ７４Ｒを駆動する力は、左の被動ベベルギヤ７４Ｌを駆動する力よりも大きい。駆動ベベルギヤ７３，７３は、支軸７２を中心に矢印ｙ方向へ回転（自転）しつつ、矢印ｘ方向へ旋回（公転）する。従って、右の駆動輪２３Ｒが停止又は減速した分だけ、反対側の左の駆動輪２３Ｌは増速する。すなわち、差動機構５２のこのような差動作用によって、旋回外側の駆動輪２３Ｌの回転速度Ｎ_Ｌは増大する。これが左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒの回転差となって、方向転換時の円滑な走行を行わせるわけである。除雪機１０は円滑に右旋回する。
【００５７】
なお、除雪機１０を左旋回（左折走行）させるときにはＦ_Ｒ＜Ｆ_Ｌであるから、上記右旋回時の説明と逆作用になり、左のクローラベルト１５Ｌの走行速度よりも右のクローラベルト１５Ｒの走行速度が大きくなる。
【００５８】
ここで本発明を整理すれば、図４に示すように、機体１１（図１参照）の左右に配置した各駆動輪２３Ｌ，２３Ｒを、単一の電動モータ２５で差動機構５２を介して各々駆動する除雪機１０において、左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒと差動機構５２との間にそれぞれ電磁ブレーキ５４Ｌ，５４Ｒを介在させ、機体１１（図１参照）から後方へ左右の操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒを延し、これらの操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒにそれぞれ旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒを設け、左の旋回操作レバー３７Ｌが旋回操作されたという条件で左の電磁ブレーキ５４Ｌにブレーキ作動指令を発するとともに右の旋回操作レバー３７Ｒが旋回操作されたという条件で右の電磁ブレーキ５４Ｒにブレーキ作動指令を発する制御部４４を備えたことを特徴とする。
【００５９】
従って、左の操作ハンドル３６Ｌを握っている手で、そのまま左の旋回操作レバー３７Ｌを操作し、左の電磁ブレーキ５４Ｌ（旋回内側の電磁ブレーキ５４Ｌ）をオン作動させ、左の駆動輪２３Ｌにブレーキを掛けることにより、除雪機１０を左旋回させることができる。
また、右の操作ハンドル３６Ｒを握っている手で、そのまま右の旋回操作レバー３７Ｒを操作して、右の電磁ブレーキ５４Ｒ（旋回内側の電磁ブレーキ５４Ｒ）をオン作動させ、右の電磁ブレーキ５４Ｒにブレーキを掛けることにより、除雪機１０を右旋回させることができる。
【００６０】
このように、左右の操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒに設けられた各旋回操作レバー３７Ｌ，３７Ｒのうち、除雪機１０を旋回させる側の一方を操作するだけで、操作した方の電磁ブレーキ５４Ｌ（又は５４Ｒ）をオン作動させて、除雪機１０を旋回させることができる。すなわち、除雪機１０を操縦するために左右の操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒを握っている手の一方で、旋回内側の旋回操作レバー３７Ｌ（又は３７Ｒ）をも操作するだけで、除雪機１０を旋回させることができる。
【００６１】
このため、除雪機１０を旋回させる度に、作業者は従来のように旋回外側の操作ハンドル３６Ｌ（又は３６Ｒ）を前方へ強く押す必要がない。除雪機１０を直進走行させるときの作業者の操縦姿勢に対して、除雪機１０を旋回させるときの操縦姿勢は、実質的にほとんど同じである。従って、除雪機１０の操縦性をより高めることができる。しかも、同じ姿勢のままで、ほぼ連続的に作業を行うことができるので、作業性をも高めることができる。
【００６２】
さらには、旋回内側の電磁ブレーキ５４Ｌ（又は５４Ｒ）をオン作動させることにより、対応する駆動輪２３Ｌ（又は２３Ｒ）にブレーキを掛けるようにしたので、旋回内側の駆動輪２３Ｌ（又は２３Ｒ）が、路面との間の摩擦抵抗力の低下によって空転することはない。従って、電動モータ２５から差動機構５２を介して旋回外側の駆動輪２３Ｒ（又は２３Ｌ）へ伝達される動力を十分に確保することができる。この結果、除雪機１０の旋回性を、より高めることができる。
【００６３】
ところで、上述のように除雪機１０を直進走行させているときに比べて、右の駆動輪２３Ｒ（旋回内側の駆動輪２３Ｒ）が停止又は減速した分だけ、反対側の左の駆動輪２３Ｌ（旋回外側の駆動輪２３Ｌ）の回転速度Ｎ_Ｌが増す。回転速度Ｎ_Ｌが増大した分だけ、除雪機１０は急速旋回することになる。
【００６４】
一方、除雪機１０のような自力走行式電動作業機は、作業者が左右の操作ハンドル３６Ｌ，３６Ｒを握って、後から連れ歩き、作業しながら走行するものである。除雪機１０が急速旋回した場合には、作業者も作業姿勢を急激に転換させる必要がある。除雪機１０の操縦性を高めるとともに、作業者の負担を軽減するには、改良の余地がある。
【００６５】
これに対して本発明は、制御部４４が、左の旋回操作レバー３７Ｌ又は右の旋回操作レバー３７Ｒが旋回操作されたという条件（図７に示すステップＳＴ０５及びＳＴ０８）で、電動モータ２５に直進走行時よりも減速させる減速指令を発する（図７に示すステップＳＴ１１〜ＳＴ１４）ように構成したことを特徴とする。
【００６６】
従って除雪機１０の旋回時に、旋回内側の駆動輪２３Ｒが停止又は減速した分だけ、差動機構５２の差動作用によって、旋回外側の駆動輪２３Ｌの回転速度Ｎ_Ｌが増そうとする現象を、電動モータ２５の回転速度を直進走行時よりも減少させることによって、解消又は緩和させることができる。
この結果、旋回外側の駆動輪２３Ｌの回転速度Ｎ_Ｌを抑制することができる。例えば、直進走行時と概ね同等の速度に抑制する。従って、除雪機１０を直進走行時と概ね同等の速度で旋回させることができる。
【００６７】
旋回操作時に除雪機１０を緩やかに、且つ、より円滑に旋回させることができるので、作業者は作業姿勢を緩やかに転換させればよい。このようにして、除雪機１０の操縦性をより高めるとともに、作業者の負担をより軽減することができる。
【００６８】
しかも、除雪機１０を左又は右へ緩やかに旋回させるのに、除雪機１０に備えた単一の電動モータ２５を減速させるだけで、旋回外側の駆動輪２３Ｌの回転速度Ｎ_Ｌ（又は駆動輪２３Ｒの回転速度Ｎ_Ｒ）を抑制することができる。従って、左右の駆動輪２３Ｌ，２３Ｒを互いに独立した別々の電動モータで駆動する場合に比べて、駆動装置や制御装置が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【００６９】
なお、本発明を適用する自力走行式電動作業機は除雪機１０に限るものではなく、芝刈機など種類は任意である。芝刈機とした場合の作業部は、エンジンにより駆動する芝刈用カッタである。
さらには、上記本発明の実施の形態において、自力走行式電動作業機の旋回制御については、前進中の他に後進中であっても適用できる。
また、クローラベルト１５Ｌ，１５Ｒの有無は任意である。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、左右の駆動輪と差動機構との間にそれぞれ電磁ブレーキを介在させ、機体から後方へ延びた左右の操作ハンドルにそれぞれ旋回操作レバーを設け、左の旋回操作レバーが旋回操作されたきに左の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発するとともに右の旋回操作レバーが旋回操作されたときに右の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発する制御部を備えたことにより、自力走行式電動作業機を操縦するために左右の操作ハンドルを握っている手の一方で、旋回内側の旋回操作レバーをも操作するだけで、操作した方の電磁ブレーキをオン作動させて、電動作業機を旋回させることができる。
このため、電動作業機を旋回させる度に、作業者は従来のように旋回外側の操作ハンドルを前方へ強く押す必要がない。電動作業機を直進走行させるときの作業者の操縦姿勢に対して、電動作業機を旋回させるときの操縦姿勢は、実質的にほとんど同じである。従って、電動作業機の操縦性をより高めることができる。しかも、同じ姿勢のままで、ほぼ連続的に作業を行うことができるので、作業性をも高めることができる。
【００７１】
さらには、旋回内側の電磁ブレーキをオン作動させることにより、対応する駆動輪にブレーキを掛けるようにしたので、旋回内側の駆動輪が、路面との間の摩擦抵抗力の低下によって空転することはない。従って、電動モータから差動機構を介して旋回外側の駆動輪へ伝達される動力を、十分に確保することができる。この結果、電動作業機の旋回性をより高めることができる。
【００７２】
請求項２は、左又は右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で、電動モータに直進走行時よりも減速させる減速指令を発するように、制御部を構成したので、旋回時に差動機構の差動作用によって旋回外側の駆動輪が増速しようとする現象を、電動モータの回転速度を直進走行時よりも減少させることによって、解消又は緩和させることができる。この結果、旋回外側の駆動輪の回転速度を抑制することができる。従って、旋回操作時に自力走行式電動作業機を緩やかに、且つ、より円滑に旋回させることができる。作業者は自力走行式電動作業機の旋回移動に従って、作業姿勢を緩やかに転換させればよい。このように、自力走行式電動作業機の操縦性をより高めるとともに、作業者の負担をより軽減することができる。
【００７３】
しかも、電動作業機を左又は右へ緩やかに旋回させるのに、電動作業機に備えた単一の電動モータを減速させるだけで、旋回外側の駆動輪の回転速度を抑制することができる。従って、左右の駆動輪を互いに独立した別々の電動モータで駆動する場合に比べて、駆動装置や制御装置が簡単になり、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除雪機（自力走行式電動作業機）の平面図
【図２】図１の２矢視図
【図３】図２の３矢視図
【図４】本発明に係る除雪機の制御系統図
【図５】本発明で採用した方向速度レバーの作用説明図
【図６】本発明に係る除雪機の走行系の模式的平面図
【図７】本発明に係る制御部の制御フローチャート
【図８】本発明に係る補正係数マップ
【図９】本発明に係る除雪機の作用説明図
【図１０】従来の自力走行式電動作業機の概要図
【符号の説明】
１０…自力走行式電動作業機（除雪機）、１１…機体、１５Ｌ，１５Ｒ…クローラベルト、２３Ｌ，２３Ｒ…駆動輪、２５…電動モータ、３６Ｌ，３６Ｒ…操作ハンドル、３７Ｌ，３７Ｒ…左右の旋回操作レバー、３９Ｌ，３９Ｒ…左・右旋回スイッチ、４４…制御部、５２…差動機構、５４Ｌ，５４Ｒ…電磁ブレーキ、５７…回転センサ。

Claims

機体の左右に配置した各駆動輪を、単一の電動モータで差動機構を介して各々駆動する自力走行式電動作業機において、前記左右の駆動輪と前記差動機構との間にそれぞれ電磁ブレーキを介在させ、前記機体から後方へ左右の操作ハンドルを延し、これらの操作ハンドルにそれぞれ旋回操作レバーを設け、前記左の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で前記左の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発するとともに前記右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で前記右の電磁ブレーキにブレーキ作動指令を発する制御部を備えたことを特徴とする自力走行式電動作業機。
前記制御部は、前記左又は右の旋回操作レバーが旋回操作されたという条件で、前記電動モータに直進走行時よりも減速させる減速指令を発するように構成したことを特徴とする請求項１記載の自力走行式電動作業機。