JP7173944B2 - 電動作業車 - Google Patents

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Description

本発明は、車体に設けられたバッテリ収納部に取り外し可能に収納されるバッテリ装置を備えた電動作業車に関する。
特許文献１による電動作業車は、車体に設けられたバッテリ収納部に取り外し可能に収納されたバッテリからの給電により走行するものである。バッテリからの給電線には車体側に設けられた第１コネクタとバッテリ側に設けられた第２コネクタとからなる給電カップラが含まれている。第１コネクタと前記第２コネクタとが向き合う装着前姿勢から第１コネクタと第２コネクタとが結合する装着姿勢に移行するようにバッテリ及び第２コネクタを移動させる操作具と、この操作具とバッテリとを連結する連結体とが車体側に備えられている。
特開２０１９－７３１４８号公報
特許文献１による電動作業車では、給電カップラの連結時に、バッテリも移動させるので、操作具に大きな操作力を与える必要がある。このコネクタ連結における操作力を軽減するために、長い操作レバーを用いると、大きな操作スペースがバッテリ収納部の周辺に必要となる。バッテの上方は、冷却のために比較的大きなスペースが開放されているので、操作具はバッテリに操作具を設ける方が有利である。特許文献１には、操作レバー及び連結体は、バッテリ側に取り付けてもよいとは記載されているが、その具体的な取り付け構成は開示されていない。
このような実情に鑑みて、コネクタの接続時のバッテリ移動を不要とするとともに、車体側のコネクタとバッテリ装置側のコネクタとを連結するための操作具をバッテリ側に固定するための合理的な構成が要望されている。
本発明による電動作業車は、車体に設けられたバッテリ収納部に取り外し可能に収納されるバッテリ装置と、前記車体に設けられたパワーコントローラユニットと、前記バッテリ装置とパワーコントローラユニットとを給電可能に接続する給電アッセンブリと、前記バッテリ装置に取り付けられた連結操作具とを備え、
前記給電アッセンブリは、前記バッテリ装置に固定されるとともに前記バッテリ装置に電気的に接続された固定コネクタと、前記パワーコントローラユニットに電気的に接続されたケーブルハーネスと、前記ケーブルハーネスの終端に設けられるとともに前記固定コネクタと連結可能な自由コネクタとを備え、
前記連結操作具は、前記自由コネクタを前記固定コネクタに連結させる連結位置と前記自由コネクタを前記固定コネクタから離脱させる離脱位置との間で前記自由コネクタを移動させる。
この構成では、バッテリ側のコネクタは、バッテリ装置に固定された固定コネクタであり、車体側のコネクタ、つまりパワーコントローラユニット側のコネクタは、パワーコントローラユニットに電気的に接続されたケーブルハーネスの終端に設けられた自由コネクタである。したがって、自由コネクタは、ケーブルハーネスに規制される許容範囲内では自由に動くことできる。バッテリ装置がバッテリ収納部に収納された後に、固定コネクタと自由コネクタとを連結するための最初の段階では、自由コネクタが固定コネクタに向き合うように、離脱位置の連結操作具にセットされる。次の段階では、連結操作具の離脱位置から連結位置までの移動にともなって自由コネクタが固定コネクタに差し込まれる。連結操作具は、上方のスペースが開放されているバッテリ装置の上面に取り付けられているので、連結操作具の連結操作に必要なスペースが確保し易い。また、連結操作具の離脱位置から連結位置までの移動にバッテリを伴わないので、軽い操作力でコネクタ連結が可能となる。
連結操作具が離脱位置に移動することで、固定コネクタと自由コネクタとの連結が解除される。この離脱位置において連結操作具から解放された自由コネクタはケーブルハーネスの長さに制約されるだけで、実質的に自由状態となる。その際、充電等の目的で、バッテリ装置がバッテリ収納部から外され、車体から離れてしまうと、自由コネクタは、下方に垂れ下がって、揺れ動く可能性がある。このような不測の動きによる自由コネクタの損傷を避けるためには、連結操作具から解放された自由コネクタを静止させる必要がある。このために、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記離脱位置において前記連結操作具から解放された前記自由コネクタが挿入されるソケットが、前記パワーコントローラユニットに設けられている。この構成により、連結操作具から解放された自由コネクタは、ケーブルハーネスを屈曲させながらソケットに挿入され、静止状態となる。
自由コネクタは、ソケットに挿入されることで静止状態を保つことができるが、ケーブルハーネスが長い場合、ケーブルハーネスが車体の動きに合わせて動く可能性がある。これを避けるため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記ケーブルハーネスの中間部を前記パワーコントローラユニットに固定する保持具が備えられており、前記ケーブルハーネスにおける前記中間部から前記自由コネクタまでの少なくとも一部の区間はフレキシブルである。この構成では、ケーブルハーネスの中間部が保持具で固定されることにより、ケーブルハーネスの動きは制約される。また、ケーブルハーネスの中間部から、自由コネクタまでの少なくとも一部の区間はフレキシブルであるので、自由コネクタを固定コネクタに連結するために必要な自由性は十分に確保できる。
本発明の好適な実施形態の１つでは、シートバックとともに前方に移動可能な運転座席のシートクッションが前記パワーコントローラユニットの上方に配置されており、前記シートクッションと前記パワーコントローラユニットの上面との間の空間に前記自由コネクタ及び前記ケーブルハーネス及び前記連結操作具から離脱した自由コネクタが配置される。この構成では、運転者を着座させる姿勢でのシートクッションとパワーコントローラユニットとの間にケーブルハーネスが収められているので、ケーブルハーネスが他の部材や運転者と干渉することが回避される。また、自由コネクタも固定コネクタとの連結が解除された場合には、シートクッションとパワーコントローラユニットとの間に収められるので、他の部材や運転者と干渉することが回避される。
電動作業車の一例である電動草刈機の全体側面図である。 電動草刈機の全体平面図である。 バッテリ装置の斜視図である。 バッテリ収納部付近を示す電動作業車の斜視図である。 ケーブルハーネスと自由コネクタと固定コネクタとを示す斜視図である。 パワーコントローラユニットの上面に配置されたケーブルハーネスと自由コネクタとを示す斜視図である。 連結前の連結操作具の姿勢を示す側面図である。 連結後の連結操作具の姿勢を示す側面図である。
本明細書では、特に断りがない限り、「前」は車体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」は車体前後方向（走行方向）に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、車体前後方向に直交する車体横断方向（車体幅方向）を意味する。「上」または「下」は、車体の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。
次に、本発明による電動作業車の実施形態の１つを説明する。ここでは、作業車は、電動草刈機である。図１及び図２に示すように、この電動草刈機は、車体１の前部に支持された左右一対の前輪１１、車体１の後部に支持された左右一対の後輪１２、車体１の下部で前輪１１及び後輪１２の間に支持されたモーアユニット３を備えている。左右の後輪１２の間にはバッテリ収納部４が設けられている。さらに、車体１には、運転座席１３及びロプスフレーム１４等が設けられている。
車体１は前後方向に延びている右及び左の長手ビームと、この長手ビームを連結するクロスビームとからなるフレーム１０を含む。運転座席１３はシートクッション１３ａとシートバック１３ｂとを有し、運転者の着座を可能にする第１揺動姿勢と、シートバック１３ｂが前方に移動する第２揺動姿勢との間で横軸心周りに揺動可能にフレーム１０に支持されている。ロプスフレーム１４の下端はフレーム１０に連結されている。
前輪１１は、キャスタータイプ車輪であり、後輪１２は駆動輪である。それぞれの後輪１２の内側に左右一対の走行モータ１５と減速機構１６とが配置されている。走行モータ１５の動力が減速機構１６を介して後輪１２に伝達される。各後輪１２は独立的に駆動される。
運転座席１３の両側にそれぞれ変速レバー１７が配置されている。右の変速レバー１７を中立位置に操作するとり右の走行モータ１５が停止状態となる。右の変速レバー１７を前進側に操作すると、右の走行モータ１５が前進側に回転し、右の変速レバー１７を後進側に操作すると、右の走行モータ１５が後進側に回転する。同様に、左の変速レバー１７を中立位置、前進側及び後進側に操作すると、左の走行モータ１５が前述と同様に動作する。右及び左の変速レバー１７を操作することにより、右及び左の後輪１２が互いに独立に前進側または後進側に駆動し、車体１は前進または後進、右旋回または左旋回する。
モーアユニット３は、モーアデッキ３０と、モーアデッキ３０の内部に縦軸芯周りに回転自在に支持された刈刃３１とを備えており、刈刃モータ３２に（図２参照）より刈刃３１が回転駆動される。モーアデッキ３０は、リンク機構３３により昇降自在にフレーム１０から吊り下げられている。
走行モータ１５や刈刃モータ３２に給電するバッテリ装置６がバッテリ収納部４に離脱可能に収納される。図３に示すように、バッテリ装置６は、底面に３点のローラ６１を有する略立方体状のハウジング６０を備えている。ハウジング６０内に複数のバッテリパックが内蔵されている。ハウジング６０の左右の側面には、バッテリガイドレール６２とバッテリガイドローラ６３が設けられている。ハウジング６０の中央上面には、充電及び給電のためのコネクタユニット８が設けられている。ハウジング６０の前端上面には、連結操作具９が設けられている。
図４に示すように、バッテリ収納部４は、左右のフレーム１０の後端部の間に形成されている。左右フレーム１０を連結するクロス部材４１がバッテリ収納部４の載置台として用いられるように構成されている。さらに、左右のフレーム１０の後端部の内側面に、車体ガイドレール４２と車体ガイドローラ４３が設けられている。運転座席１３のシートクッション１３ａの下方に配置されているパワーコントローラユニット５の間からからケーブルハーネス７１が延びており、ケーブルハーネス７１の先端に自由コネクタ７０が取り付けられている。
バッテリ装置６がバッテリ収納部４に積み込まれる際に、バッテリガイドローラ６３が車体ガイドレール４２に案内されるとともに、バッテリガイドレール６２が車体ガイドローラ４３に接当する。これにより、バッテリ装置６がバッテリ収納部４における収納位置にスムーズに移動する。
図５は、パワーコントローラユニット５とバッテリ収納部４に収納されたバッテリ装置６とを給電可能に接続している給電アッセンブリＳＡを示す。給電アッセンブリＳＡは、図６に示すように、ケーブルハーネス７１と、自由コネクタ７０と、固定コネクタ８０とを含む。自由コネクタ７０はケーブルハーネス７１の終端に設けられている。この実施形態では、自由コネクタ７０は、コネクタブラケット９０が固定されている。ケーブルハーネス７１は、フレキシブルなケーブルの束であるが、その中間部において剛性の高い材料からなる保持パイプ７２でカバーされている。この保持パイプ７２はブッシュ台７３や留め具７４によってパワーコントローラユニット５の上面に固定されており、ケーブルハーネス７１の中間部は所定の位置に保持される。保持パイプ７２、ブッシュ台７３、留め具７４は、ケーブルハーネス７１の中間部をパワーコントローラユニット５に固定する保持具として機能する。ケーブルハーネス７１の中間部から自由コネクタ７０までの間の部分は、露出したままなので、屈曲自在である。固定コネクタ８０から離脱した自由コネクタ７０は、パワーコントローラユニット５の上面に設けられたソケット７５に挿入可能である。これにより、離脱した自由コネクタ７０は、パワーコントローラユニット５の上面の所定位置に保持される。
固定コネクタ８０は、図５に示すように、バッテリ装置６のハウジング６０の上面に他のコネクタ機器とともにコネクタユニット８の構成部材として固定されている。固定コネクタ８０は、バッテリケーブル８１と接続している。バッテリケーブル８１は、バッテリ装置６に内蔵されているバッテリパックからの電力を固定コネクタ８０に供給する。自由コネクタ７０との連結が解除された固定コネクタ８０には、固定コネクタ８０の連結領域をカバーする筒状のゴム製のコネクタカバー８０Ａが装着可能である。バッテリ装置６が車体１から取り外され、外に置かれた場合でも、このコネクタカバー８０Ａが装着されることで、自由コネクタ７０の連結部分が防塵、防水される。
コネクタブラケット９０が嵌入固定されている自由コネクタ７０と固定コネクタ８０との連結と離脱は、連結操作具９を用いて行われる。図５に示すように、連結操作具９は、アームベース９１と門型のレバー９２とを有する。アームベース９１はバッテリ装置６のハウジング６０の上面に固定されている。レバー９２は、アームベース９１に横軸心周りで揺動可能に取り付けられている。レバー９２は、左右一対のレバー片９２１と両レバー片９２１を連結するクロスロッド９２２とからなる。左右のレバー片９２１の基部には互いに対向するように内側に突き出している係合ピン９３が設けられている。
図７と図８には、自由コネクタ７０と固定コネクタ８０とが向き合う給電アッセンブリＳＡの連結前姿勢（離脱位置）から自由コネクタ７０と固定コネクタ８０とが連結するする給電アッセンブリＳＡの連結姿勢（連結位置）への移行が示されている。図７で示されている連結前姿勢では、自由コネクタ７０は、固定コネクタ８０に向き合うようにセットされている。その際、コネクタブラケット９０の係入長孔９０ａに連結操作具９の係合ピン９３が係入される。この状態で、連結操作具９のレバー９２を車体後方に揺動することで、コネクタブラケット９０及び自由コネクタ７０が車体後方に移動し、自由コネクタ７０は固定コネクタ８０に嵌入していく。
図８で示されている連結姿勢では、レバー９２が連結位置まで揺動しており、自由コネクタ７０と固定コネクタ８０とが完全に連結する。図８では省略されているが、図５に示されているように、連結位置まで揺動した左右のレバー９２をロックするロック機構が備えられている。この実施形態では、ロック機構は、左右のレバー９２を貫通するとともに両端がブラケットを介してバッテリ装置６に固定されるロックロッド９４によって構成されている。ロック機構として、種々の形態を採用することが可能である。例えば、連結位置のレバー９２とアームベース９１とを貫通するロックボルトやロックピンなどによって、レバー９２をアームベース９１に固定するロック機構が採用されてもよい。あるいは、自由コネクタ７０の連結部と固定コネクタ８０の連結部とに相互係合部が形成され、自由コネクタ７０が連結位置まで固定コネクタ８０に進入した際に、バネ等によって相互係合部の係合状態が保持されるようなロック機構が採用されてもよい。さらには、レバー９２が連結位置まで揺動すると、バネ力によってその揺動姿勢を自己保持するようなトグル式のロック機構が採用されてもよい。なお、連結操作具９が離脱位置に移動すれば、固定コネクタ８０と自由コネクタ７０との連結が解除される。
なお、明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、自由コネクタ７０にコネクタブラケット９０が固定され、連結操作具９がコネクタブラケット９０を固定コネクタ８０の方に移動させることで自由コネクタ７０と固定コネクタ８０との連結が行われた。自由コネクタ７０に係合ピン９３が係入可能な係入孔を形成し、連結操作具９が自由コネクタ７０を直接固定コネクタ８０の方に移動させることで自由コネクタ７０と固定コネクタ８０との連結を行ってもよい。
（２）上述した実施形態では、ケーブルハーネス７１を保持する保持パイプ７２は、留め金としてのブッシュ台７３によって固定されていた。これに代えて、ケーブルハーネス７１が揺動機能を有するブラケットによって保持されてもよい。
（３）上述した実施形態では、電動作業車は、ゼロターンタイプの電動芝刈機であったが、その他のタイプの電動芝刈機であってもよいし、農作業車や除雪車などの電動作業車でもよい。
本発明は、着脱可能なバッテリ装置を装備する全ての電動作業車に適用可能である。
１ ：車体
４ ：バッテリ収納部
５ ：パワーコントローラユニット
１０ ：フレーム
１３ ：運転座席
１３ａ ：シートクッション
１３ｂ ：シートバック
６ ：バッテリ装置
６０ ：ハウジング
７０ ：自由コネクタ
７１ ：ケーブルハーネス
７２ ：保持パイプ
７３ ：ブッシュ台
７４ ：留め具
７５ ：ソケット
８０ ：固定コネクタ
８１ ：バッテリケーブル
９ ：連結操作具
９０ ：コネクタブラケット
９１ ：アームベース
９２ ：レバー
９３ ：係合ピン
９４ ：ロックロッド
９２１ ：レバー片
９２２ ：クロスロッド
ＳＡ ：給電アッセンブリ

Claims (4)

  1. 車体に設けられたバッテリ収納部に取り外し可能に収納されるバッテリ装置と、
    前記車体に設けられたパワーコントローラユニットと、
    前記バッテリ装置と前記パワーコントローラユニットとを給電可能に接続する給電アッセンブリと、
    前記バッテリ装置に取り付けられた連結操作具とを備え、
    前記給電アッセンブリは、前記バッテリ装置に固定されるとともに前記バッテリ装置に電気的に接続された固定コネクタと、前記パワーコントローラユニットに電気的に接続されたケーブルハーネスと、前記ケーブルハーネスの終端に設けられるとともに前記固定コネクタと連結可能な自由コネクタとを備え、
    前記連結操作具は、前記自由コネクタを前記固定コネクタに連結させる連結位置と前記自由コネクタを前記固定コネクタから離脱させる離脱位置との間で前記自由コネクタを移動させる電動作業車。
  2. 前記離脱位置において前記連結操作具から解放された前記自由コネクタが挿入されるソケットが、前記パワーコントローラユニットに設けられている請求項１に記載の電動作業車。
  3. 前記ケーブルハーネスの中間部を前記パワーコントローラユニットに固定する保持具が備えられており、前記ケーブルハーネスにおける前記中間部から前記自由コネクタまでの少なくとも一部の区間はフレキシブルである請求項２に記載の電動作業車。
  4. シートバックとともに前方に移動可能な運転座席のシートクッションが前記パワーコントローラユニットの上方に配置されており、前記シートクッションと前記パワーコントローラユニットの上面との間の空間に前記自由コネクタ及び前記ケーブルハーネス及び前記連結操作具から離脱した前記自由コネクタが配置される請求項１から３のいずれか一項に記載の電動作業車。
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