JP7178955B2 - 電動作業車用バッテリパック - Google Patents

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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