JP7178955B2 - 電動作業車用バッテリパック - 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搬入搬出される電動作業車用バッテリパックに関する。
例えば特許文献1に開示された電動作業車では、バッテリパックと、バッテリパックを収納可能なバッテリ収納部とが備えられ、バッテリパックはバッテリ収納部に対して搬入搬出可能に構成されている。バッテリパックは、長時間の草刈り作業を可能な容量を有する重量物である。このため、作業者によって容易に移動可能なように、バッテリパックには左右一対の車輪が備えられている。バッテリパックの地上からバッテリ収納部への積込時、及びバッテリ収納部から地上への積卸時には、作業者はバッテリパックを車輪周りで上下揺動させる。このようなバッテリパックのバッテリ収納部に対する搬入搬出作業において、作業者の利便を図るために、バッテリパックには、さらにハンドルが設けられている。このハンドルは、使用時には、バッテリパックの上方に垂直にスライドし、非使用時には、下方にスライドしてバッテリパックの高さレベルまで引っ込められる。
特開2018-11574号公報
特許文献1に示されたバッテリパックでは、ハンドルの上下方向のスライドのためのスライド案内機構が設けられており、バッテリパックの構造が複雑である。そのようなスライド方式のハンドルに比べて、縦姿勢と横姿勢との間で揺動する揺動方式のハンドルの構造は簡単である。しかしながら揺動方式では、縦姿勢に揺動されたハンドルの根幹部となる揺動軸に大きなトルク(負荷)がかかる。このため、その揺動軸を大きくする必要があり、それゆえにハンドルの根幹部が大きくなる。
上述した実情に鑑みて、本発明の目的は、揺動方式を用いた簡易なハンドルの採用にもかかわらず、操作時の負荷にも耐えうる電動作業車用バッテリパックを提供することである。
車体に設けられたバッテリ収納部に搬入搬出される、本発明による電動作業車用バッテリパックは、ボックス状のハウジングと、前記ハウジングに設けられた搬送用車輪と、搬送用ハンドルと、前記ハウジングに固定されたブラケットと、前前記搬送用ハンドルを前記ブラケットに、前記ハウジングから上方に延びる縦姿勢と前記ハウジングに横臥する横姿勢との間で揺動可能に連結する揺動軸と、前記縦姿勢の前記搬送用ハンドルの基端部を受け入れることで操作時に生じる前記搬送用ハンドルのトルクに抗する縦ソケットを備え、前記搬送用ハンドルを前記縦姿勢及び前記横姿勢でロックするロック機構が備えられ、前記ロック機構が前記搬送用ハンドルと前記ブラケットとを貫通するロックピンを含む
この構成によれば、バッテリパックの搬送時に、搬送用ハンドルを縦姿勢に揺動させると、搬送用ハンドルの基端部が縦ソケットに入り込む。搬送用ハンドルがてこの原理で操作された場合、その基端部は縦ソケットによって包囲されているので、基端部に生じるトルクは、揺動軸にはほとんど作用せずに、縦ソケットによってより広い面積で受け止められる。このため、揺動軸の径は小さくてよい。また、搬送用ハンドルは縦姿勢において、縦ソケットに入り込むので、縦姿勢の搬送用ハンドルは安定している。
好適な実施形態の1つでは、前記搬送用ハンドルが横姿勢に揺動された際には、前記搬送用ハンドルの基端部が横ソケットに受け入れられる。これにより、横姿勢の搬送用ハンドルも安定している。
好適な実施形態の1つでは、前記縦ソケットと前記横ソケットとが前記ブラケットに一体的に構成されている。これにより、縦ソケットと横ソケットとがブラケットとは別体で形成されることに比べて、これらの構造が簡単化される。
搬送用ハンドルの揺動構造の具体例の1つでは、前記ブラケットには前記揺動軸が貫通する縦スロットが形成されており、前記搬送用ハンドルが前記縦姿勢の場合前記揺動軸は前記縦スロットの下部に位置し、前記搬送用ハンドルが前記横姿勢の場合前記揺動軸は前記縦スロットの上部に位置し、前記横姿勢の前記搬送用ハンドルは前記縦ソケットから離脱し、前記縦姿勢の前記搬送用ハンドルは前記横ソケットから離脱する。この構成では、搬送用ハンドルの縦姿勢と横姿勢との間の姿勢変更時に揺動軸の位置も移動する。これにより、搬送用ハンドルが縦姿勢から横姿勢に移行する際に、搬送用ハンドルは縦ソケットから離脱し、搬送用ハンドルが横姿勢から縦姿勢に移行する際に、搬送用ハンドルは横ソケットから離脱する。搬送用ハンドルの縦姿勢と横姿勢との間の姿勢変更の際、搬送用ハンドルが縦ソケットと横ソケットとによって案内されるので、その姿勢変更はスムーズとなる。
搬送用ハンドルは縦姿勢において縦ソケットに入り込んでおり、横姿勢において横ソケットに入り込んでいる。しかしながら、搬送用ハンドルが各ポケット内で強固に保持されるためには、ロック機構が備えられると好適である。このようなロック機構は、例えば、前記搬送用ハンドルと前記ブラケットとを貫通するロックピンによって簡単かつ安価に実現できる。この構成では、搬送用ハンドルの基端部にロックピンが挿通されることになるが、基端部に作用する搬送用ハンドルのトルクは、縦ソケットにかかり、実質的にロックピンにはかからないので、小径のロックピンの使用が可能となる。
電動草刈機の左側面図である。 電動草刈機の平面図である。 バッテリパックがバッテリ収納部に装着される前の状態を示す側面図である。 バッテリパックの斜視図である。 バッテリパックの側面図である。 縦姿勢におけるハンドルアッセンブリの斜視図である。 横姿勢におけるハンドルアッセンブリの斜視図である。 ブラケットの斜視図である。 搬送用ハンドルの斜視図である。 バッテリパックがバッテリ収納部に装着される過程を示す側面図である。 バッテリパックがバッテリ収納部に装着される過程を示す側面図である。 バッテリパックがバッテリ収納部に装着された状態を示す側面図である。
次に、図面を用いて、本発明によるバッテリパックを搭載する電動作業車の実施形態の一例を説明する。なお、本明細書では、特に断りがない限り、「前」は機体前後方向(走行方向)に関して前方を意味し、「後」は機体前後方向(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、機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)を意味する。「上」または「下」は、機体の鉛直方向(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。
図1及び図2に、電動作業車の一例として電動草刈機が示される。この電動草刈機には、車体を構成する車体フレーム10と、左右一対の前輪11と、左右一対の後輪12と、モーアユニット2と、バッテリ収納部3とが備えられている。車体フレーム10は、板材や角パイプなどを組み合わせて構成される。モーアユニット2は、車体フレーム10の下部で、前輪11と後輪12との間に設けられている。バッテリ収納部3は、車体フレーム10の後部において、左側の後輪12と右側の後輪12との間に設けられている。後輪12は駆動輪であり、前輪11は遊転自在なキャスタ輪である。
車体フレーム10の上部に、運転座席13やロプスフレーム14等が配置されている。運転座席13は車体フレーム10に支持され、ロプスフレーム14の下部は車体フレーム10に連結されている。車体フレーム10のうち、運転座席13よりも前側にフロアプレート15が形成されている。フロアプレート15は運転者のフットレストとなる。
車体フレーム10の後部に左右一対の走行モータ16と、左右一対の減速機構17とが配置されている。右側の走行モータ16の動力が右側の減速機構17を介して右側の後輪12に伝達される。左側の走行モータ16の動力が左側の減速機構17を介して左側の後輪12に伝達される。
運転座席13の左右両側に、左右一対の変速レバー18が配置されている。運転者が右側の変速レバー18を中立位置に操作すると、右側の走行モータ16が停止する。運転者が右側の変速レバー18を前進側に操作すると、右側の走行モータ16が前進側に回転する。運転者が右側の変速レバー18を後進側に操作すると、右側の走行モータ16が後進側に回転する。運転者が左側の変速レバー18を中立位置、前進側及び後進側に操作すると、左側の走行モータ16が前述と同様に動作する。これにより、走行モータ16は走行車輪としての後輪12を駆動可能に構成されている。つまり、運転者が左右夫々の変速レバー18を独立的に操作することによって、左右夫々の後輪12が独立的に駆動される。変速レバー18の操作により、所望の車速での直進走行及び旋回走行が実現する。
モーアユニット2は、モーアデッキ20と、2枚の刈刃21と、刈刃モータ22と、昇降リンク機構23とが備えられている。2枚の刈刃21は、モーアデッキ20内で、横並び配置され、刈刃モータ22の動力によって、縦軸芯回りに回転する。モーアデッキ20は、昇降リンク機構23によって昇降自在に車体フレーム10から吊り下げられている。
バッテリパック4が収納されるバッテリ収納部3は車体フレーム10の後部に設けられている。バッテリパック4は走行モータ16や刈刃モータ22のための電力源である。
図3に示すように、バッテリ収納部3は、左右一対の側壁31と、前壁32と、床板33とを有する。左右夫々の側壁31に、ガイドレール34と、補助ローラ35とが固定されている。ガイドレール34は、チャンネル状の断面を有するとともに前後方向に沿って延びている。補助ローラ35は、ガイドレール34の後端よりやや後方において回転自在に設けられている。ガイドレール34の前端付近で、チャンネル内部にバネやゴムなどの弾性体によるストッパ36が設けられている。ガイドレール34と、補助ローラ35、ストッパ36は、バッテリパック4をバッテリ収納部3の所定位置に案内するために用いられる。
次に、図4から図9を用いて、バッテリパック4の構造が説明される。バッテリパック4は、ボックス状(詳しくは直方体形状)のハウジング40を有する。ハウジング40は、前板40f、後板40r、左右一対の側板40s、天板40t、底板40bからなる。ハウジング40の底板40bには1つの前輪41と左右一対の後輪42が設けられており、バッテリパック4は三輪車として移動可能である。後板40rには補助輪43が設けられている。前輪41と後輪42は搬送用車輪として機能する。
左右一対の側板40sのそれぞれには、ガイドローラ47及びガイドプレート45が設けられている。ガイドプレート45は、ガイドローラ47の斜め下から後方に延びている。ガイドプレート45は、この実施形態では、下方を向いたガイド面を有する折り曲げガイドプレート45aを有する。
天板40tには、左右一対のフレーム44を介してハンドルアッセンブリ5が取り付けられている。ハンドルアッセンブリ5は、搬送用ハンドル50と揺動機構6とを含む。揺動機構6は、搬送用ハンドル50をハウジング40の天板40tから上方に延びる縦姿勢(図6参照)とハウジング40の天板40tに横臥する横姿勢(図7参照)との間で揺動(ほぼ90度)可能に支持する。搬送用ハンドル(以下単にハンドルと略称する)50は、図9に示すように、U字状に屈曲した門形フレームとして形成されており、その両方の脚部51の基端部51aに揺動軸心が位置している。
図6及び図7に示すように、揺動機構6は、フレーム44に固定されたブラケット6Aと、ハンドル50の揺動軸心を作り出す揺動軸6Bとを有する。ブラケット6Aは、図8に示すように、U字状の第1ブラケット60とアングル状の第2ブラケット63とを備えている。第1ブラケット60は、腰部61と、腰部61の両端から延びる脚部62とを有し、腰部61と脚部62の側端面が下となるように配置される。第2ブラケット63は、アングルを作り出す一方の舌片が水平片となり、他方の舌片が垂直舌となるように配置される。この配置により、第1ブラケット60の腰部61及び脚部62と第2ブラケット63の垂直片とによって縦向きの直方体形状の空間である縦ソケットLSが作り出され、第1ブラケット60の脚部62と第2ブラケット63の水平片とによって直方体形状の空間である横ソケットTSが作り出される。
第1ブラケット60の2つの脚部62には、それぞれ同じ位置に、縦スロット64とロック孔65とが設けられている。さらに、図9に示すように、ハンドル50の両方の脚部51の基端部51aには、互いに間隔をあけて第1貫通孔52と第2貫通孔53とが設けられている。第1貫通孔52と縦スロット64とにわたって揺動軸6Bとして機能するボルトが挿通される。第2貫通孔53にはロックピン67として機能するデテントピンが挿通される。デテントピンの端部にはリングが設けられており、その抜き差しを簡単に行うことができる。なお、ロックピン67は、図6に示すハンドル50の縦姿勢において、縦スロット64と第2貫通孔53とにわたって挿通される。また、ロックピン67は、図7に示すハンドル50の横姿勢において、ロック孔65と第2貫通孔53とにわたって挿通される。この構成により、ロックピン67は、ハンドル50を縦姿勢及び横姿勢でロックするロック機構として機能する。
図6に示すハンドル50の縦姿勢において、ハンドル50の基端部51aは縦ソケットLSに、実質的に隙間なく入り込み、その際、揺動軸6Bは縦スロット64の下端に位置し、ロックピン67は縦スロット64の上端に位置する。縦スロット64はハンドル50の基端部51aを受け入れることで、ハンドル50の操作に伴って発生する揺動軸6B周りのトルクに抗する働きをする。言い換えれば、ハンドル50の操作時に基端部51aに生じるトルクは、縦ソケットLSに、つまり第1ブラケット60の腰部61に受け止められる。図7に示すハンドル50の横姿勢において、ハンドル50の基端部51aは横ソケットTSに、実質的に隙間なく入り込み、その際、揺動軸6Bは縦スロット64の上端に位置し、ロックピン67はロック孔65と第2貫通孔53とにわたって挿通される。これにより、横姿勢においても、ハンドル50は、横ソケットTSにしっかりと受け止められる。
図6に示されているように、ハンドル50が縦姿勢から横姿勢に揺動した際の第2ブラケット63に対する衝撃を和らげるために、きのこ状のクッション材54が第2ブラケット63の水平片に設けられた縦孔66を用いて第2ブラケット63に装着されている。
図3及び図10から図12に、バッテリパック4をバッテリ収納部3に積み込む過程が示されている。図3は、積み込み開始前の状態であり、車体フレーム10の後方にバッテリパック4が位置している。そして図10に示されるように、作業者は、バッテリパック4をバッテリ収納部3に近づけ、バッテリ収納部3の補助ローラ35にバッテリパック4のガイドプレート45を乗せるとともに、前輪41が床板33に乗り上がるように、バッテリパック4を傾斜させた状態で移動させる。
図10及び図11に示されるように、作業者は、バッテリパック4を水平姿勢に戻しながら機体前方へ移動させ、バッテリパック4のガイドプレート45を、バッテリ収納部3のガイドレール34内に進入させる。ガイドレール34とガイドローラ47とによる転がり支持、及び、補助ローラ35とガイドプレート45とによる案内によって、バッテリパック4はスムーズに機体前方へ移動する。そして、図12に示されるように、ガイドローラ47とストッパ36の接当によってバッテリパック4の機体前方への移動が制限される。この状態で、バッテリパック4のコネクタ(非図示)とバッテリ収納部3のコネクタ(非図示)とが連結され、バッテリパック4から走行モータ16への電力供給が可能となる。
〔別実施形態〕
本発明は、上述の実施形態に例示された構成に限定されるものではなく、以下、本発明の代表的な別実施形態を例示する。
(1)ハンドル50の形状は門形以外、例えばT字形やフック形などであってもよい。
(2)ロックピン67を用いたロック機構に代えて、ハンドルを板バネなどで弾性的に保持する弾性保持機構など、他のロック機構が採用されてもよい。
(3)バッテリ収納部3は、車体フレーム10の後部以外に、車体フレーム10の前部や中間部に設けられてもよい。
(4)上述した電動作業車は、電動草刈機に限定されない。電動作業車は、例えば電動清掃車や電動運搬車等であっても良い。
なお、上述の実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本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。
本発明は、車体に設けられたバッテリ収納部に搬入搬出される電動作業車用バッテリパックに適用できる。
3 :バッテリ収納部
4 :バッテリパック
40 :ハウジング
41 :前輪
42 :後輪
43 :補助輪
44 :フレーム
5 :ハンドルアッセンブリ
50 :ハンドル(搬送用ハンドル)
51 :脚部
51a :基端部
52 :第1貫通孔
53 :第2貫通孔
54 :クッション材
6 :揺動機構
6A :ブラケット
6B :揺動軸
60 :第1ブラケット
63 :第2ブラケット
64 :縦スロット
65 :ロック孔
67 :ロックピン
10 :車体フレーム
LS :縦ソケット
TS :横ソケット

Claims (4)

  1. 車体に設けられたバッテリ収納部に搬入搬出される電動作業車用バッテリパックであって、
    ボックス状のハウジングと、
    前記ハウジングに設けられた搬送用車輪と、
    搬送用ハンドルと、
    前記ハウジングに固定されたブラケットと、
    前記搬送用ハンドルを前記ブラケットに、前記ハウジングから上方に延びる縦姿勢と前記ハウジングに横臥する横姿勢との間で揺動可能に連結する揺動軸と、
    前記縦姿勢の前記搬送用ハンドルの基端部を受け入れることで、操作時に生じる前記搬送用ハンドルのトルクに抗する縦ソケットを備え
    前記搬送用ハンドルを前記縦姿勢及び前記横姿勢でロックするロック機構が備えられ、前記ロック機構が前記搬送用ハンドルと前記ブラケットとを貫通するロックピンを含む、電動作業車用バッテリパック。
  2. 前記横姿勢の前記搬送用ハンドルの前記基端部を受け入れる横ソケットが備えられ、請求項1に記載の電動作業車用バッテリパック。
  3. 前記縦ソケットと前記横ソケットとが前記ブラケットに一体的に形成されている請求項2に記載の電動作業車用バッテリパック。
  4. 前記ブラケットには前記揺動軸が貫通する縦スロットが形成されており、前記搬送用ハンドルが前記縦姿勢の場合前記揺動軸は前記縦スロットの下部に位置し、前記搬送用ハンドルが前記横姿勢の場合前記揺動軸は前記縦スロットの上部に位置し、
    前記横姿勢の前記搬送用ハンドルは前記縦ソケットから離脱し、前記縦姿勢の前記搬送用ハンドルは前記横ソケットから離脱する請求項2または3に記載の電動作業車用バッテリパック。
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