JP3943530B2 - 作業機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関及び電動モータを併用した作業機の改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
作業機において、内燃機関によって作業装置を駆動するとともに電動モータによって走行装置を駆動するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２６５８０公報（第５−６頁、図９−１１）
【０００４】
特許文献１による従来の作業機の概要を図１０で説明する。
図１０は従来の作業機の概要図であり、特開２００２−３２６５８０公報の図１０の要部を再掲する。なお、符号は振り直した。
【０００５】
従来の作業機１００は、機体１０１にオーガ１０２及びブロア１０３からなる作業装置１０４、作業装置１０４を駆動するエンジン１０５、クローラからなる左右の走行装置１０６，１０６、これらの走行装置１０６，１０６を駆動する左右の電動モータ１０７，１０７、エンジン１０５に駆動されてバッテリ１０８や電動モータ１０７，１０７に電力を供給する発電機１０９、電動モータ１０７，１０７を制御する制御部１１１を備えたというものである。
さらに作業機１００は、機体１０１の上部後方の操作盤１１２に、エンジン１０５の出力を調節するスロットルレバー１１３（内燃機関用操作部材に相当）、電動モータ１０７，１０７の出力を調節するアクセルレバー１１４（モータ用操作部材に相当）を備える。
【０００６】
エンジン１０５の出力の一部で発電機１０９を回し、得た電力をバッテリ１０８に供給するとともに、左右の電動モータ１０７，１０７に供給することができる。また、エンジン１０５の出力の残部を、電磁クラッチ１１５を介して作業装置１０４の回転に充てることができる。このように作業機１００は、エンジン１０５で作業装置１０４を駆動するとともに、電動モータ１０７，１０７で走行装置１０６，１０６を駆動する形式の除雪機である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の作業機１００は、エンジン１０５で作業装置１０４を駆動するとともに、電動モータ１０７，１０７で走行装置１０６，１０６を駆動する形式であるから、比較的小容量で小型のバッテリ１０８を搭載することが多い。エンジン１０５から発電機１０９を介して電動モータ１０７，１０７へ、常時電力を供給できるので、大容量のバッテリ１０８は不要である。発電機１０９による発電量が、電動モータ１０７，１０７で消費される消費電力量よりも若干上回るようにすればよいからである。
【０００８】
ところで、このような作業機１００においては、エンジン１０５を運転することなく、一時的に短距離だけ走行させたい場合がある。例えば、作業機１００を保管場所に出し入れする場合や、保管場所から近くの作業場所へ移動させる場合である。このような場合にその都度、エンジン１０５を運転するのでは作業が面倒である。
そこで、エンジン１０５を運転することなく、バッテリ１０８からだけ電力を供給されて電動モータ１０７，１０７を運転し、作業機１００を一時的に短距離だけ走行させる、いわゆるバッテリモードに切換えらるようにすることが考えられる。
【０００９】
エンジン１０５を運転しつつ電動モータ１０７，１０７を運転する、いわゆる通常モードと上記バッテリモードとに切換えられるようにするには、操作盤１１２にモード切換えスイッチを設ければよい。
しかし、モードを切換える度にモード切換えスイッチを操作するのでは、作業などを一旦中断してモード切換え操作をする必要がある。一連の作業の流れを中断するので、作業機１００の作業性を確保するためには、改良の余地が残る。
【００１０】
そこで本発明の目的は、内燃機関及び電動モータを併用した作業機において、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転して、作業機を一時的に短距離だけ走行させることのできるとともに、作業機の作業性をより十分に確保することができる技術を提供することにある。
【００１１】
【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、機体に除雪作業部等の作業装置、この作業装置を駆動する内燃機関、クローラや車輪等の走行装置、この走行装置を駆動する電動モータ、内燃機関に駆動されてバッテリや電動モータに電力を供給する発電機、内燃機関の出力を調節する内燃機関用操作部、及び、電動モータの出力を調節するモータ用操作部を備えた作業機において、
モータ用操作部の操作に応じて、バッテリモードと通常モードとに切り換える制御部を備え、
バッテリモードは、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ回転させるモードであり、
通常モードは、内燃機関を作動させた状態で、電動モータを内燃機関から供給される電力によって回転させるモードであり、
モータ用操作部は、レバーと、このレバーを案内するレバー案内溝と、このレバー案内溝の長手中央における最低出力切換え位置から直角方向へ延びる横溝とを備え、
この横溝は、バッテリモード切換え位置であり、
制御部は、レバーが最低出力切換え位置からバッテリモード切換え位置へ操作される度に、バッテリモードと通常モードとに、交互に切り換えるように制御する構成であることを特徴とする。
【００１２】
バッテリモードに切換えることによって、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ、回転させることができる。このため、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転して、作業機を一時的に短距離だけ走行させることができる。内燃機関を運転する作業は不要である。電動モータだけを運転すればよいので、運転作業を簡単にすることができ、作業機の取り扱い性をより高めることができる。
さらには、必要以上に内燃機関を運転する必要がないので、内燃機関の耐久性をより高めることができるとともに、内燃機関を運転するための燃料等の消費量をより節減することができる。
【００１３】
さらにまた、通常の作業時や走行時における使用頻度が高い、モータ用操作部（電動モータの出力を調節するもの）を有効利用し、この操作部に、バッテリモードに切換えるためのバッテリモード切換え位置を設けたので、操作部をバッテリモード切換え位置に切換え操作することにより、一連の作業の流れを中断することなく、簡単にモードを切換えることができる。従って、モード切換え操作性が高まるので、作業機の作業性をより十分に確保することができる。
【００１４】
しかも、モータ用操作部における、最低出力切換え位置に隣接した位置にバッテリモード切換え位置を配置したので、通常モードからバッテリモードに的確に且つ容易に切換えることができるとともに、作業者は最低出力切換え位置を目視するだけでも、バッテリモードに移行したことを明確に認識することができる。
【００１５】
【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。
【００１６】
図１は本発明に係る除雪機の左側面図、図２は本発明に係る除雪機の平面図でである。
図１及び図２に示すように、作業機としての除雪機１０は、左右の走行装置２０Ｌ，２０Ｒを備えた走行フレーム３１に、伝動ケース３２を上下スイング可能に取付け、伝動ケース３２の左右両側部に左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを取付け、伝動ケース３２の上部にエンジン３４（すなわち、内燃機関３４）を取付けるとともに、伝動ケース３２の前部に除雪作業部４０を取付け、さらに、伝動ケース３２の上部から後上方へ左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを延し、これら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に操作盤５３を備え、作業者が操作盤５３の後から連れ歩く、自力走行式の歩行型作業機である。
【００１７】
走行フレーム３１と伝動ケース３２の組合せ構造体は機体１１をなす。左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒは、先端に手で握るグリップ５２Ｌ，５２Ｒを備える。以下、要部を詳細に説明する。
【００１８】
本発明は、内燃機関としてのエンジン３４で除雪作業部４０を駆動し、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒで走行装置２０Ｌ，２０Ｒだけを駆動するようにしたことを特徴とする。細かな走行速度の制御、旋回制御及び前後進切替制御は電動モータが適当であり、一方、急激な負荷変動を受ける作業部系はパワーのある内燃機関が適当であるとの考えに基づいて、そのようにした。
【００１９】
左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒは、動力を左右の走行用伝動機構３５Ｌ，３５Ｒ（図１参照）を介して左右の走行装置２０Ｌ，２０Ｒに伝達して、駆動する走行用駆動源である。
【００２０】
左の走行装置２０Ｌは、前部の駆動輪２１Ｌと後部の遊動輪２２Ｌとにクローラベルト２３Ｌを巻き掛け、駆動輪２１Ｌを左の電動モータ２１Ｌで正逆転させるクローラである。右の走行装置２０Ｒは、前部の駆動輪２１Ｒと後部の遊動輪２２Ｒとにクローラベルト２３Ｒを巻き掛け、駆動輪２１Ｒを右の電動モータ２１Ｒで正逆転させるクローラである。
【００２１】
走行フレーム３１は、左右の駆動輪用車軸２４Ｌ，２４Ｒを回転可能に支承するとともに、後部で遊動輪用車軸２５を支承するフレームである。左右の駆動輪用車軸２４Ｌ，２４Ｒは、左右の駆動輪２１Ｌ，２１Ｒを固定した回転軸である。遊動輪用車軸２５は、左右の遊動輪２２Ｌ，２２Ｒを回転可能に取付けた固定軸である。
【００２２】
エンジン３４は、クランク軸３４ａを下方へ延ばしたバーチカルエンジンであって、動力を伝動ケース３２に収納された作業用伝動機構を介して除雪作業部４０に伝達して、駆動する作業用駆動源である。
【００２３】
除雪作業部４０は、前部のオーガ４１、後部のブロア４２、上部のシュータ４３、オーガ４１を囲うオーガハウジング４４、及びブロア４２を囲うブロアハウジング４５からなる。オーガ４１は、地面に積もった雪を中央に集める作用をなす。この雪を受け取ったブロア４２は、シュータ４３を介して雪を除雪機１０の周囲の所望の位置へ投射する作用をなす。
スイング駆動機構４６により、伝動ケース３２並びに除雪作業部４０を上下にスイングさせることで、オーガハウジング４４の姿勢を調節できる。
図２に示すように、機体１１は前部に発電機５４及びバッテリ５５を備える。
【００２４】
以上の説明から明らかなように、作業機としての除雪機１０は、機体１１に除雪作業部等の作業装置４０、この作業装置４０を駆動する内燃機関３４、クローラや車輪等の走行装置２０Ｌ，２０Ｒ、この走行装置２０Ｌ，２０Ｒを駆動する電動モータ３３Ｌ，３３Ｒ、内燃機関３４に駆動されてバッテリ５５や電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに電力を供給する発電機５４、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを制御する制御部５６を備える。制御部５６は、例えば操作盤５３の下方に配置又は操作盤５３に内蔵する。
【００２５】
図中、６１はエンジン３４周りを覆うカバー、６２はランプ、６３はエアクリーナ、６４はキャブレータ、６５はエンジン排気用マフラ、６６は燃料タンクである。
【００２６】
図３は図１の３矢視図である。操作盤５３は、背面５３ａ（この図の手前側であり、作業者側の面）に、メインスイッチ７１、エンジン用チョーク７２、クラッチ操作スイッチ７３などを備え、操作盤５３の上面５３ｂに右側から左側へ、投雪方向調節レバー７４、電動モータの出力を調節するモータ用操作部７５、エンジンの出力を調節する内燃機関用操作部７６をこの順に備え、さらに、操作盤５３の左にグリップ５２Ｌを配置し、操作盤５３の右にグリップ５２Ｒを配置したものである。
【００２７】
左の操作ハンドル５１Ｌは、グリップ５２Ｌの近傍に走行準備レバー７７を備える。右の操作ハンドル５１Ｒは、グリップ５２Ｒの近傍にオーガハウジング姿勢調節レバー７８を備える。
【００２８】
図１及び図３を参照しつつ説明すると、メインスイッチ７１は、キー挿入孔にメインキー（図示せず）を差込んで回すことでエンジン３４を始動することのできる周知のイグニッションスイッチであり、例えば、キー挿入孔を中心として「オフ位置ＯＦＦ」、「オン位置ＯＮ」及び「スタート位置ＳＴ」を、時計回りにこの順に配列したものである。
【００２９】
メインキーをオフ位置ＯＦＦに合せたときには、エンジン３４を停止させるとともに、全ての電気系統を遮断させることができる。メインキーをオフ位置ＯＦＦからオン位置ＯＮに切換えたときには、エンジン３４を停止状態にさせることができる。メインキーをスタート位置ＳＴに合せたときには、エンジン３４を始動させることができる。メインキーをスタート位置ＳＴからオン位置ＯＮに切換えたときには、始動したエンジン３４をそのまま本運転に移行することができる。
【００３０】
エンジン用チョーク７２は、引くことで混合気の濃度を高める操作部材である。 クラッチ操作スイッチ７３は、オーガ４１並びにブロア４２をオン・オフ操作する押し釦スイッチである。
投雪方向調節レバー７４は、シュータ４３の方向を変更するときに操作するレバーである。
【００３１】
モータ用操作部７５は、操作盤５３に開けたレバー案内溝７５ａと、レバー案内溝７５ａに案内されて移動し得る方向速度レバー（モータ操作部材）７５ｂとからなる。方向速度レバー７５ｂは、走行装置２０Ｌ，２０Ｒに係る方向速度制御部材であって、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの走行速度を操作するとともに、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを正逆転させることで前後進切換えをする前後進速度調節レバーである。
【００３２】
内燃機関用操作部７６は、操作盤５３に開けたレバー案内溝７６ａと、レバー案内溝７６ａに案内されて移動し得るエンジン用スロットルレバー（内燃機関用操作部材）７６ｂからなる。エンジン用スロットルレバー７６ｂは、スロットルバルブ（図６の符号９４参照）の開度を操作することでエンジン３４の回転数を制御するレバーである。
【００３３】
走行準備レバー７７は、スイッチ手段（図６の符号７７ａ参照）に作用する走行準備部材であり、リターンスプリングの引き作用により、図に示すフリー状態になればスイッチ手段はオンになる。作業者の左手で走行準備レバー７７を握ってグリップ５２Ｌ側に下げれば、スイッチ手段はオフとなる。このように、走行準備レバー７７が握られているか否かはスイッチ手段で検出することができる。オーガハウジング姿勢調節レバー７８は、スイング駆動機構４６を操作してオーガハウジング４４の姿勢を変更するときに操作するレバーである。
【００３４】
さらに操作盤５３は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒ間に且つこれら左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握った手で操作可能な範囲に、左右の旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒを設けたことを特徴とする。
【００３５】
より具体的には、操作盤５３の背面５３ａのうち、左にグリップ５２Ｌの近傍で車幅中心ＣＬ寄りの位置に左旋回操作スイッチ８１Ｌ及びそれの押ボタン８２Ｌを配置した。また、操作盤５３の背面５３ａのうち、右にグリップ５２Ｒの近傍で車幅中心ＣＬ寄りの位置に右旋回操作スイッチ８１Ｒ及びそれの押ボタン８２Ｒを配置した。このような左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒは、押ボタン８２Ｌ，８２Ｒを押し操作している間だけスイッチオンとなってスイッチ信号を発する、接点自動復帰式スイッチである。
作業者は、左右の操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを両手で握って除雪機１０を操縦しつつ、操作ハンドル５１Ｌ，５１Ｒを握ったままの親指で、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒをも操作することができる。
【００３６】
さらにまた、操作盤５３は背面５３ａにバッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５を設けたことを特徴とする。
報知表示器８４は、制御部５６がバッテリモードであることを判断したときに表示する部材であり、例えば液晶表示器等の表示パネルや、表示灯からなる。報音器８５は、制御部５６がバッテリモードであることを判断したときに音を発する部材であり、例えば報知音を発するブザーや、音声を発する音声発生器からなる。
【００３７】
図４は本発明で採用したモータ用操作部の説明図である。モータ用操作部７５の方向速度レバー７５ｂは、前後に一直線に延びるレバー案内溝７５ａに案内されて、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Ｒｎ」より「前進Ｒｆ」側へ倒せば除雪機を前進させることができ、且つ「前進Ｒｆ」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Ｒｎ」より「後進Ｒｒ」側へ倒せば除雪機を後進させることができ、且つ「後進Ｒｒ」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。
【００３８】
この例では、図の右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Ｒｎが２．３Ｖ〜２．７Ｖになるようにポテンショメータ（図６の符号７５ｆ参照）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７５ｂと名付けた。
【００３９】
モータ用操作部７５は、エンジンを停止させた状態で電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ回転させる「バッテリモード」に切換えるための、バッテリモード切換え位置Ｐ１を設けたことを特徴とする。バッテリモード切換え位置Ｐ１は、方向速度レバー７５ｂの最低出力切換え位置である中立範囲Ｒｎに隣接した位置に配置したものである。
【００４０】
具体的には、レバー案内溝７５ａの長手中央位置から直角方向へ延びる横溝７５ｃ、すなわち「中立範囲Ｒｎ」においてレバー案内溝７５ａから直角方向へ延びる横溝７５ｃを連通させ、この横溝７５ｃの位置をバッテリモード切換え位置Ｐ１とした。この横溝７５ｃはバッテリモード切換え溝である（以下、「バッテリモード切換え溝７５ｃ」と言う。）。
【００４１】
さらにモータ用操作部７５は、方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１へ切換えたことを検出するバッテリモードスイッチ７５ｄを、バッテリモード切換え溝７５ｃに備える。
バッテリモードスイッチ７５ｄは、例えば、バッテリモード切換え位置Ｐ１に切り替わった方向速度レバー７５ｂで検出ロッド７５ｅが押されたときだけ、スイッチオン信号を発する、接点自動復帰式のリミットスイッチである。
【００４２】
方向速度レバー７５ｂをレバー案内溝７５ａからバッテリモード切換え溝７５ｃへ移動させることで、方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１に切換えることができ、この切換えたことをバッテリモードスイッチ７５ｄで検出することができる。
【００４３】
図５は本発明で採用した内燃機関用操作部の説明図である。内燃機関用操作部７６のエンジン用スロットルレバー７６ｂは、前後に一直線に延びるレバー案内溝７６ａに案内されて、作業者の手で「最低出力切換え位置Ｐｍｉ」と「最高出力切換え位置Ｐｍａ」との間のスロットル領域Ｓａ内で往復させることができる。
最低出力切換え位置Ｐｍｉは、低負荷作業時や作業機の移動時にエンジン用スロットルレバー７６ｂを設定する位置である。最高出力切換え位置Ｐｍａは、高負荷作業時にエンジン用スロットルレバー７６ｂを設定する位置である。
【００４４】
さらに内燃機関用操作部７６は、エンジンを停止させた状態で電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ回転させる「バッテリモード」に切換えるための、バッテリモード切換え位置Ｐ２を設けたことを特徴とする。バッテリモード切換え位置Ｐ２は、エンジン用スロットルレバー７６ｂの最低出力切換え位置Ｐｍｉに隣接した位置に配置したものである。
【００４５】
具体的には、レバー案内溝７６ａの一端を延長することで、スロットル領域Ｓａの最低出力切換え位置Ｐｍｉに連なるモード切換え領域Ｓｂを設け、このモード切換え領域Ｓｂの奥端をバッテリモード切換え位置Ｐ２としたものである。
【００４６】
この内燃機関用操作部７６は、エンジン用スロットルレバー７６ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ２へ切換えたことを検出するバッテリモードスイッチ７６ｃを、モード切換え領域Ｓｂに備える。
バッテリモードスイッチ７６ｃは、例えば、バッテリモード切換え位置Ｐ２に切り替わったエンジン用スロットルレバー７６ｂで検出ロッド７５ｄが押されたときだけ、スイッチオン信号を発する、接点自動復帰式のリミットスイッチである。
【００４７】
エンジン用スロットルレバー７６ｂをスロットル領域Ｓａからモード切換え領域Ｓｂへ移動させることで、エンジン用スロットルレバー７６ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ２に切換えることができ、この切換えたことをバッテリモードスイッチ７６ｃで検出することができる。
【００４８】
図６は本発明に係る除雪機の制御系統図であり、制御部５６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３４、電磁クラッチ９１、オーガ４１及びブロア４２が作業部系９２であり、その他は走行系となる。なお、制御部５６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。
【００４９】
先ず、除雪作業部４０の系統の作動を説明する。
メインスイッチ７１にキーを差込み、回してスタート位置にすることにより、セルモータ（スタータ）９３の回転によりエンジン３４を始動させる。
エンジン用スロットルレバー７６ｂは、図示せぬスロットルワイヤでスロットルバルブ９４に繋がっているので、エンジン用スロットルレバー７６ｂを操作することでスロットルバルブ９４の開度を制御することができる。これにより、エンジン３４の回転数を制御することができる。
【００５０】
エンジン３４の出力の一部で発電機５４を回し、得た電力をバッテリ５５に供給するとともに、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒに供給する。９６はバッテリ５５の端子電圧（開放取得電圧）を計測する電圧センサである。９７Ｌ，９７Ｒは左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数（モータ速度、回転速度）を計測する回転センサである。
エンジン３４の出力の残部は、電磁クラッチ９１を介して作業装置４０としてのオーガ４１及びブロア４２の回転に充てる。
【００５１】
走行準備レバー７７を握るとともに、クラッチ操作スイッチ７３を操作することにより、作業者の意志で電磁クラッチ９１を接続し、エンジン３４の動力でオーガ４１及びブロア４２を回転させることができる。
なお、走行準備レバー７７をフリーにするか、クラッチ操作スイッチ７３を操作するか、の何れかにより電磁クラッチ９１を断状態にすることができる。
【００５２】
次に走行装置２０Ｌ，２０Ｒの系統の作動を、図６に基づき説明をする。
本発明の除雪機１０は、普通車両のパーキングブレーキに相当するブレーキとして、左右の電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒを備える。具体的には、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの各モータ軸を左右の電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒによって制動するようにした。これらの電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒは、駐車中は制御部５６の制御により、ブレーキ状態にある。そこで、次の手順で電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒを開放する。
【００５３】
メインスイッチ７１がスタート位置又はオン位置にあること、及び、走行準備レバー７７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７５ｂを前進又は後進に切換えると、電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒは開放（非ブレーキ）状態になる。左の電磁ブレーキ３７Ｌは左旋回機構の役割をも果たす。右の電磁ブレーキ３７Ｒは右旋回機構の役割をも果たす。
【００５４】
方向速度レバー７５ｂの位置情報をポテンショメータ７５ｆから得た制御部５６は、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させ、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２１Ｌ，２１Ｒが所望の方向に、所定の速度で回り、走行状態となる。
【００５５】
左旋回操作スイッチ８１Ｌを押している間は、スイッチオンのスイッチ信号に基づいて左の電磁ブレーキ３７Ｌはブレーキ状態になる。右旋回操作スイッチ８１Ｒを押している間は、スイッチオンのスイッチ信号に基づいて右の電磁ブレーキ３７Ｒはブレーキ状態になる。左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒから手を放すと、電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒは開放（非ブレーキ）状態に戻る。
【００５６】
すなわち、左旋回操作スイッチ８１Ｌを押している間だけ、除雪機１０を左旋回させることができる。また、右旋回操作スイッチ８１Ｒを押している間だけ、除雪機１０を右旋回させることができる。
【００５７】
そして、次の（１）〜（３）の何れかにより、走行を停止させることができる。
（１）メインスイッチ７１をオフ位置に戻す。
（２）方向速度レバー７５ｂを中立位置に戻す。
（３）走行準備レバー７７を離す。
【００５８】
この停止は、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの両極を短絡させる短絡ブレーキ回路（回生ブレーキ）３８Ｌ，３８Ｒを用いて実行する。短絡ブレーキ回路３８Ｌ，３８Ｒは、文字通り電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの両極を短絡させる回路であり、この短絡により電動モータ３３Ｌ，３３Ｒは急制動状態になる。
【００５９】
停止後にメインスイッチ７１をオフ位置に戻せば、電磁ブレーキ３７Ｌ，３７Ｒ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。
【００６０】
次に、上記図６に示す制御部５６をマイクロコンピュータとした場合の制御フローについて、図３及び図６を参照しつつ、図７〜図９に基づき説明する。この制御フローは、図３に示すメインスイッチ７１を「オフ位置」から「オン位置」へ切換えたときに開始する。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。
【００６１】
先ず、図３に示す内燃機関用操作部７６のエンジン用スロットルレバー７６ｂにより、バッテリモードに切換える場合の制御フローについて、図７及び図８に基づき説明する。
【００６２】
図７は本発明に係る制御部の制御フロー図（その１）である。
ＳＴ０１；初期設定をする。
ＳＴ０２；メインスイッチ７１、方向速度レバー７５ｂ、内燃機関用操作部７６のバッテリモードスイッチ７６ｃ、走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒ等の各スイッチ信号（レバー位置信号を含む）を入力信号として読み込む。
【００６３】
ＳＴ０３；バッテリモードスイッチ７６ｃがオンであるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０４に進み、ＮＯならＳＴ０７に進む。図５に示すエンジン用スロットルレバー７６ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ２に切換えることによって、バッテリモードスイッチ７６ｃがオンになったときに、ＹＥＳであると判断する。
ＳＴ０４；バッテリモードに移行したので、バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオンにする。バッテリモード報知器によって、作業者にバッテリモードに切り替わったことを知らせることができる。
ＳＴ０５；エンジン３４が作動中であるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ０６に進み、ＮＯなら出結合子Ａ１に進む。
ＳＴ０６；エンジン３４を停止させた後に、出結合子Ａ１に進む。
【００６４】
ＳＴ０７；バッテリモードではないので、バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオフにする。
ＳＴ０８；エンジン３４が作動中であるか否かを調べ、ＹＥＳなら出結合子Ａ１に進み、ＮＯならＳＴ０９に進む。
ＳＴ０９；エンジン３４を始動させた後に、出結合子Ａ１に進む。
【００６５】
図８は本発明に係る制御部の制御フロー図（その２）であり、上記図７の出結合子Ａ１と本図の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進んだことを示す。
【００６６】
ＳＴ１１；走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ、すなわち走行準備スイッチ７７ａがオンであるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１２に進み、ＮＯならＳＴ１３に進む。走行準備レバー７７を手で握ったときにＹＥＳであると判断する。
ＳＴ１２；方向速度レバー７５ｂが前進位置又は後進位置にあるか否かを調べ、ＮＯならＳＴ１３に進み、ＹＥＳならＳＴ１４に進む。
ＳＴ１３；走行準備レバー７７を離したという条件、又は方向速度レバー７５ｂを中立位置（中立範囲）に戻したという条件が満たされたので、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを停止させる。
【００６７】
ＳＴ１４；除雪機１０の前進・後進・旋回・走行速度等の走行条件を読み込む。例えば、左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの目標速度を方向速度レバー７５ｂの位置から読み込む。
ＳＴ１５；左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの実速度を計測する。実速度は回転センサ９７Ｌ，９７Ｒで現実の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転数を計測すればよい。
ＳＴ１６；左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを走行条件や実速度に応じた制御信号で回転制御する。なお、制御信号出力はＰＩ制御ならＰＩ出力、ＰＩＤ制御ならＰＩＤ出力に相当する。この制御信号出力はパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）であってもよい。
【００６８】
ＳＴ１７；メインスイッチ７１が「オン位置」にあるか否かを調べ、ＹＥＳなら出結合子Ａ２と図７の入結合子Ａ２とを経てＳＴ０２に戻り、ＮＯならＳＴ１８に進む。
ＳＴ１８；左右の電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを停止させる。
ＳＴ１９；エンジン３４を停止させた後に、リターンしてこの制御を終了する。
【００６９】
この図７及び図８に示す制御フローを実行することにより、作業機１０は次の作用をなす。
作業者は、エンジン用スロットルレバー７６ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ２（図５参照）にセットした状態で、メインスイッチ７１をオフ位置ＯＦＦからオン位置ＯＮに切換える。この結果、制御部５６はバッテリモードに移行したと判断し、バッテリモード報知器８４，８５を作動させるとともに、エンジン３４を停止させた状態で、バッテリ５５から供給される電力によってのみ、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させるように制御する（バッテリモード走行制御）。
その後、方向速度レバー７５ｂを操作することで、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を調整しつつ、作業機１０を一時的に短距離だけ走行させることができる。
【００７０】
その後、作業者がエンジン用スロットルレバー７６ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ２から他の位置、例えば最低出力切換え位置Ｐｍｉ（図５参照）に切換える。この結果、制御部５６は通常モードに移行したと判断し、バッテリモード報知器８４，８５を停止させるとともに、エンジン３４を始動させ、エンジン３４から電力の供給を受けた状態で、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させるように制御する（通常モード走行制御）。
【００７１】
その後、方向速度レバー７５ｂを操作することで、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を調整しつつ、作業機１０を通常通り走行させながら、除雪作業部４０で作業をすることができる。
その後、作業者がエンジン用スロットルレバー７６ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ２に戻す。この結果、制御部５６はバッテリモードに再び移行したと判断し、再びバッテリモード走行制御を実行する。
【００７２】
次に、図３に示すモータ用操作部７５の方向速度レバー７５ｂにより、バッテリモードに切換える場合の制御フローについて、図８及び図９に基づき説明する。なお、この場合には、先に図９の制御フローを実行した後に、図８の制御フローを実行することになる。
【００７３】
図９は本発明に係る制御部の制御フロー図（その３）である。
ＳＴ１０１；初期設定をする。例えばカウント値Ｎを０とする。
ＳＴ１０２；モータ用操作部７５のバッテリモードスイッチ７５ｄのスイッチ信号を読み込む。
ＳＴ１０３；バッテリモードスイッチ７５ｄがオン状態であるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１０４に進み、ＮＯならＳＴ１０８に進む。図４に示す方向速度レバー７５ｂがバッテリモード切換え位置Ｐ１に有る状態のときに、オン状態であると判断する。
【００７４】
ＳＴ１０４；メインスイッチ７１、方向速度レバー７５ｂ、モータ用操作部７５のバッテリモードスイッチ７５ｄ、走行準備レバー７７のスイッチ手段７７ａ、左・右旋回操作スイッチ８１Ｌ，８１Ｒ等の各スイッチ信号（レバー位置信号を含む）を入力信号として読み込む。
なお、この制御フローにおいては、図８の出結合子Ａ２から、この図９の入結合子Ａ２を経てＳＴ１０４に戻ることになる。
【００７５】
ＳＴ１０５；バッテリモードスイッチ７５ｄから１パルスのオン信号（オンパルス信号）が有ったか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１０６に進み、ＮＯなら出結合子Ａ１と図８の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進む。作業者が図４に示す方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１に切換える毎に、１パルスのオンパルス信号が有ったと判断する。但し、上記ＳＴ１０３でオン状態であると判断したときにも、このＳＴ１０５の判断はＹＥＳである。
【００７６】
ＳＴ１０６；上記ＳＴ１０５で作業者が方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１に切換える毎に、カウント値Ｎを「１」だけ加算する。
ＳＴ１０７；カウント値Ｎが「１」であるか否かを調べ、ＮＯなら通常モードであると判断してＳＴ１０８に進み、ＹＥＳならバッテリモードであると判断してＳＴ１０９に進む。
ＳＴ１０８；カウント値Ｎをリセットする（Ｎ＝０）。
なお、上記ＳＴ１０５〜ＳＴ１０８の集合は、スイッチ信号自己保持部９５を構成する。
【００７７】
ＳＴ１０９；バッテリモードに移行したので、バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオンにする。バッテリモード報知器によって、作業者にバッテリモードに切り替わったことを知らせることができる。
ＳＴ１１０；エンジン３４が作動中であるか否かを調べ、ＹＥＳならＳＴ１１１に進み、ＮＯなら出結合子Ａ１と図８の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進む。
ＳＴ１１１；エンジン３４を停止させた後に、出結合子Ａ１と図８の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進む。
【００７８】
ＳＴ１１２；通常モードに移行したので、バッテリモード報知器としての報知表示器８４や報音器８５をオフにする。
ＳＴ１１３；エンジン３４が作動中であるか否かを調べ、ＹＥＳなら出結合子Ａ１と図８の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進み、ＮＯならＳＴ１１４に進む。
ＳＴ１１４；エンジン３４を始動させた後に、出結合子Ａ１と図８の入結合子Ａ１とを経てＳＴ１１に進む。
【００７９】
この図８及び図９に示す制御フローを実行することにより、作業機１０は次の作用をなす。
作業者は、方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１（図４参照）にセットした状態で、メインスイッチ７１をオフ位置ＯＦＦからオン位置ＯＮに切換える。この結果、制御部５６はバッテリモードに移行したと判断し、バッテリモード報知器８４，８５を作動させるとともに、エンジン３４を停止させた状態で、バッテリ５５から供給される電力によってのみ、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させるように制御する（バッテリモード走行制御）。
【００８０】
なお、最初に方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１にセットしたことについては、制御部５６によって記憶（自己保持）される。
その後、方向速度レバー７５ｂを、バッテリモード切換え位置Ｐ１から他の位置に切換えることで、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を調整しつつ、作業機１０を一時的に短距離だけ走行させることができる。
【００８１】
その後、作業者が一旦、方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１に戻す。この結果、制御部５６は通常モードに移行したと判断し、バッテリモード報知器８４，８５を停止させるとともに、エンジン３４を始動させ、エンジン３４から電力の供給を受けた状態で、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒを回転させるように制御する（通常モード走行制御）。
【００８２】
なお、方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１に戻したことについては、制御部５６によって記憶（自己保持）される。
その後、方向速度レバー７５ｂを、バッテリモード切換え位置Ｐ１から他の位置に切換えることで、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒの回転を調整しつつ、作業機１０を通常通り走行させながら、除雪作業部４０で作業をすることができる。
【００８３】
その後、作業者が一旦、方向速度レバー７５ｂをバッテリモード切換え位置Ｐ１に戻す。この結果、制御部５６はバッテリモードに再び移行したと判断し、再びバッテリモード走行制御を実行する。
【００８４】
以上の説明から明らかなように、本発明の制御部５６は、エンジン３４を停止させた状態で、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒをバッテリ５５から供給される電力によって回転させるバッテリモード（制御モード）に切換えて実行するように構成したことを特徴とする。
【００８５】
制御部５６をバッテリモードに切換えることによって、エンジン３４を停止させた状態で、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒをバッテリ５５から供給される電力によってのみ、回転させることができる。このため、エンジン３４を運転することなく電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転して、作業機１０を一時的に短距離だけ走行させることができる。例えば、作業機１０を保管場所に出し入れする、又は、保管場所から近くの作業場所へ移動させることができる。
【００８６】
エンジン３４を運転する作業は不要である。電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転すればよいので、運転作業を簡単にすることができ、作業機１０の取り扱い性をより高めることができる。また、電動モータ３３Ｌ，３３Ｒだけを運転して作業機１０を移動できるので、騒音を抑制でき、早朝などの静かなときに特に有効である。
さらには、必要以上にエンジン３４を運転する必要がないので、エンジン３４の耐久性をより高めることができるとともに、エンジン３４を運転するための燃料等の消費量をより節減することができる。
【００８７】
さらにまた、通常の作業時や走行時における使用頻度が高い、モータ用操作部７５や内燃機関用操作部７６を有効利用し、これらの操作部７５，７６の一方又は両方に、バッテリモードに切換えるためのバッテリモード切換え位置Ｐ１，Ｐ２（図４、図５参照）を設けたので、操作部７５，７６をバッテリモード切換え位置Ｐ１，Ｐ２に切換え操作することにより、一連の作業の流れを中断することなく、簡単にモードを切換えることができる。従って、モード切換え操作性が高まるので、作業機１０の作業性を十分に確保することができる。
【００８８】
しかも、モータ用操作部７５や内燃機関用操作部７６における、最低出力切換え位置Ｒｎ，Ｐｍｉ（図４、図５参照）に隣接した位置にバッテリモード切換え位置Ｐ１，Ｐ２を配置したので、通常モードからバッテリモードに的確に且つ容易に切換えることができるとともに、作業者は最低出力切換え位置Ｐ１，Ｐ２を目視するだけでも、バッテリモードに移行したことを明確に認識することができる。
【００８９】
さらに制御部５６で、図７の制御フローのＳＴ０６やＳＴ０９、図９の制御フローのＳＴ１１１やＳＴ１１４において、エンジン３４を自動的に始動、停止させるように構成したので、図３に示すメインスイッチ７１には、「スタート位置ＳＴ」を廃止して「オフ位置ＯＦＦ」と「オン位置ＯＮ」の２つの位置だけを設けることができる。このような構成にすることで、メインスイッチ７１を簡単な構成で小型にすることができる。
【００９０】
なお、上記本発明の実施の形態において、作業機１０は除雪機に限定されるものではなく、例えば耕耘機であってもよい。
また、走行装置２０Ｌ，２０Ｒはクローラに限定されるものではなく、例えば車輪であってもよい。
また、内燃機関３４はガソリンエンジンやディーゼルエンジンを包含する。
また、作業装置４０は除雪作業部に限定されるものではなく、例えば耕耘作業部であってもよい。
【００９１】
また、本発明の作業機には、（１）モータ用操作部７５にのみバッテリモード切換え位置Ｐ１を備える構成、（２）内燃機関用操作部７６にのみバッテリモード切換え位置Ｐ２を備える構成、（３）モータ用操作部７５と内燃機関用操作部７６の両方にバッテリモード切換え位置Ｐ１，Ｐ２を備える構成の、どれを採用することもできる。（３）の構成を採用した場合には、制御部５６は上記図７〜図９に示す制御フローを合成したフローを実行するようにすればよい。
【００９２】
また、制御部５６は、図７の制御フローのＳＴ０６や図９の制御フローのＳＴ１１１において、エンジン３４を自動的に停止するのではなく、メインスイッチ７１をオフ位置ＯＦＦに切換えたという条件が満たされたときにのみ、エンジン３４を停止できるように制御する構成であってもよい。
【００９３】
また、制御部５６は、図７の制御フローのＳＴ０９において、エンジン３４を自動的に始動するのではなく、図５のエンジン用スロットルレバー７６ｂがバッテリモード切換え位置Ｐ２とは異なる位置（スロットル領域Ｓａ）にあるという条件と、メインスイッチ７１をスタート位置ＳＴに切換えたという条件とが満たされたときにのみ、エンジン３４を始動できるように制御する構成であってもよい。
【００９４】
また、制御部５６は、図９の制御フローのＳＴ１１４において、エンジン３４を自動的に始動するのではなく、図４の方向速度レバー７５ｂがバッテリモード切換え位置Ｐ１とは異なる位置にあるという条件と、メインスイッチ７１をスタート位置ＳＴに切換えたという条件とが満たされたときにのみ、エンジン３４を始動できるように制御する構成であってもよい。
【００９５】
【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、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ回転させる、バッテリモードに切換えることができるので、バッテリモードに切換えることによって、内燃機関を停止させた状態で、電動モータをバッテリから供給される電力によってのみ、回転させることができる。このため、内燃機関を運転することなく電動モータだけを運転して、作業機を一時的に短距離だけ走行させることができる。内燃機関を運転する作業は不要である。電動モータだけを運転すればよいので、運転作業を簡単にすることができ、作業機の取り扱い性をより高めることができる。
さらには、必要以上に内燃機関を運転する必要がないので、内燃機関の耐久性をより高めることができるとともに、内燃機関を運転するための燃料等の消費量をより節減することができる。
【００９６】
さらにまた、通常の作業時や走行時における使用頻度が高い、モータ用操作部（電動モータの出力を調節するもの）を有効利用し、この操作部に、バッテリモードに切換えるためのバッテリモード切換え位置を設けたので、操作部をバッテリモード切換え位置に切換え操作することにより、一連の作業の流れを中断することなく、簡単にモードを切換えることができる。従って、モード切換え操作性が高まるので、作業機の作業性をより十分に確保することができる。
【００９７】
しかも、モータ用操作部における、最低出力切換え位置に隣接した位置にバッテリモード切換え位置を配置したので、通常モードからバッテリモードに的確に且つ容易に切換えることができるとともに、作業者は最低出力切換え位置を目視するだけでも、バッテリモードに移行したことを明確に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る除雪機の左側面図
【図２】本発明に係る除雪機の平面図
【図３】図１の３矢視図
【図４】本発明で採用したモータ用操作部の説明図
【図５】本発明で採用した内燃機関用操作部の説明図
【図６】本発明に係る除雪機の制御系統図
【図７】本発明に係る制御部の制御フロー図（その１）
【図８】本発明に係る制御部の制御フロー図（その２）
【図９】本発明に係る制御部の制御フロー図（その３）
【図１０】従来の作業機の概要図
【符号の説明】
１０…作業機、１１…機体、２０Ｌ，２０Ｒ…走行装置、３３Ｌ，３３Ｒ…電動モータ、３４…内燃機関、４０…作業装置、５４…発電機、５５…バッテリ、５６…制御部、７５…モータ用操作部、７５ｂ…方向速度レバー（モータ操作部材）、７６…内燃機関用操作部、７６ｂ…エンジン用スロットルレバー（内燃機関用操作部材）、Ｐ１，Ｐ２…バッテリモード切換え位置、Ｐｍｉ…エンジン用スロットルレバーの最低出力切換え位置、Ｒｎ…方向速度レバーの最低出力切換え位置である中立範囲。

Claims (1)

1. 機体に除雪作業部等の作業装置、この作業装置を駆動する内燃機関、クローラや車輪等の走行装置、この走行装置を駆動する電動モータ、前記内燃機関に駆動されてバッテリや前記電動モータに電力を供給する発電機、前記内燃機関の出力を調節する内燃機関用操作部、及び、前記電動モータの出力を調節するモータ用操作部を備えた作業機において、
   前記モータ用操作部の操作に応じて、バッテリモードと通常モードとに切り換える制御部を備え、
   前記バッテリモードは、前記内燃機関を停止させた状態で、前記電動モータを前記バッテリから供給される電力によってのみ回転させるモードであり、
   前記通常モードは、前記内燃機関を作動させた状態で、前記電動モータを前記内燃機関から供給される電力によって回転させるモードであり、
   前記モータ用操作部は、レバーと、このレバーを案内するレバー案内溝と、このレバー案内溝の長手中央における最低出力切換え位置から直角方向へ延びる横溝とを備え、
   この横溝は、バッテリモード切換え位置であり、
   前記制御部は、前記レバーが前記最低出力切換え位置から前記バッテリモード切換え位置へ操作される度に、前記バッテリモードと前記通常モードとに、交互に切り換えるように制御する構成であることを特徴とする作業機。

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