(57)【要約】【課題】予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することができ、作業効率の低下を回避することができる。【解決手段】バッテリ２と、バッテリ２によって駆動するモータ３と、モータ３の回転によって動作する作業部４と、モータ３を制御する制御部５とを備える。制御部５は、バッテリ２の電圧を検知するバッテリ電圧検知部５Ａと、バッテリ電圧検知部５Ａが検知する電圧が設定電圧以下になったときにモータ３の回転を停止させるモータ制御部５Ｂを備える。設定電圧が作業部４を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されている。【選択図】図１
2015144584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（２）と、
前記バッテリ（２）によって駆動するモータ（３）と、
前記モータ（３）の回転によって動作する作業部（４）と、
前記モータ（３）を制御する制御部（５）とを備え、
前記制御部（５）は、
前記バッテリ（２）の電圧を検知するバッテリ電圧検知部（５Ａ）と、
前記バッテリ電圧検知部（５Ａ）が検知する電圧が設定電圧以下になったときに前記モータ（３）の回転を停止させるモータ制御部（５Ｂ）を備え、
前記制御部（５）は、前記設定電圧が前記作業部（４）を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されていることを特徴とする携帯式電動農作業機（１）。
【請求項２】
前記モータ制御部（５Ｂ）は、スイッチ操作入力によって、停止した前記モータ（３）の回転を再開させることを特徴とする請求項１記載の携帯式電動農作業機（１）。
【請求項３】
前記モータ（３）の回転を再開させた後の残り作業時間を調整自在にしたことを特徴とする請求項２記載の携帯式電動農作業機（１）。
【請求項４】
前記モータ制御部（５Ｂ）は、前記モータ（３）の回転を停止させる前に、異常停止とは異なる動作態様となるように前記モータ（３）の回転を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯式電動農作業機（１）。
【請求項５】
前記モータ制御部（５Ｂ）は、前記バッテリ電圧検知部（５Ａ）が検知する電圧が前記設定電圧以下になったときに前記モータ（３）の回転を徐々に減速させてから停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯式電動農作業機（１）。
【請求項６】
前記モータ制御部（５Ｂ）の出力を手動で可変調整する出力調整部（７）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された携帯式電動農作業機（１）。
【請求項７】
前記バッテリが背負いフレームに搭載されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された携帯式電動農作業機（１）。
【請求項８】
バッテリ（２）を搭載した背負いフレーム（２０）と、前記バッテリ（２）によって駆動するモータ（３）と、液体収容タンク（２１）と、前記モータ（３）の回転によって動作して前記液体収容タンク（２１）内の液体を噴霧ノズル（２３）に供給するポンプ（２２）と、前記モータ（３）の回転を制御する制御部（５）を備え、
前記制御部（５）は、
前記バッテリ（２）の電圧を検知するバッテリ電圧検知部（５Ａ）と、
前記バッテリ電圧検知部（５Ａ）が検知する電圧が設定電圧以下になったときに前記モータ（３）の回転を停止させ、スイッチ操作入力によって、停止した前記モータ（３）の回転を再開させるモータ制御部（５Ｂ）を備え、
前記設定電圧が前記ポンプ（２２）を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されていることを特徴とする背負い式電動噴霧機（１Ａ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを搭載した携帯式の電動農作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背負い式を含む携帯式の農作業機は、噴霧機，刈り払い機，ヘッジトリマー，バキュームクリーナー，送風清掃機などが知られている。これらの農作業機は、原動機を含む本体部を作業者が背中に背負うなどして携帯した状態で作業部の一部を作業者が手で持って作業を行うものが一般的である。このような携帯式農作業機は、本体部にバッテリを搭載した電動式のものが普及している。
【０００３】
携帯式の電動農作業機は、エンジン駆動のものと比較して、騒音や振動が軽減され、更に排気ガスを発生しない利点があるので、特に住宅地に近い圃場での作業やハウス内での作業に適している。しかしながら、携帯式の電動農作業機は、バッテリの充電容量によって連続作業時間が制限され、一旦充電容量が底を突くと充電せねばならず、作業再開までに多大な時間を要してしまう難点がある。
【０００４】
このような携帯式電動農作業機の従来技術としては、バッテリーの充電容量を示す電圧表示部材を付設したものが知られている（下記特許文献１参照）。この従来技術は、背負いバンドにより支持する背負いフレームに薬液タンクとモータ付き噴霧ポンプとバッテリを搭載した背負い式防除機であって、バッテリ搭載フレームや作業者の手元に位置するノズルレバーの部分に、バッテリの充電容量に応じて、「運転不可」，「充電して下さい」，「運転ＯＫ」などの表示を行う電圧表示部材を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２８４６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来技術は、表示によってバッテリの消耗を作業者に知らせているので、表示を見落としてバッテリの消耗が進んでしまう問題が生じる。また、表示を気にしながらの作業にならざるを得ないので、作業に集中できない問題が生じる。
【０００７】
これに対して、ブザーなどの警告音でバッテリの消耗状態を作業者に知らせることが考えられるが、駆動部の動作音と区別するにはかなり大きな音を発生させる必要があり、静穏性が重要なバッテリ搭載の電動機器において警告音自体が騒音源となるのは好ましくない。また、警告音を発生させるための電気使用でさらにバッテリの消耗を進行させてしまうことになるので、警告音発生分の充電容量を残しておくことが必要になり、バッテリ充電容量に応じた実質的な作業可能時間が短縮される問題が生じる。また、ブザーなどの音発生器を付加することになるので、作業機のコストアップが問題になる。
【０００８】
前述したように、バッテリ駆動の携帯式電動農作業機は、一旦バッテリの充電容量が底を突くと充電せねばならず、作業開始までに多大な時間を要してしまうため、長時間の作業を行うためには充電済みの予備バッテリを準備しておくことが必要になる。この際、重い予備バッテリを携帯しながら作業することは作業負荷を増大させることになるので、通常、作業範囲に近い所定の場所に予備バッテリを配備しておくことがなされている。
【０００９】
このような予備バッテリを使用する場合、作業中に、バッテリ残量が作業可能限界に達してから予備バッテリへの交換を行おうとすると、現在作業中の位置から一旦作業を中断して予備バッテリの配備場所まで移動することが必要になり、その間の作業中断によって作業効率が低下する問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、携帯式電動農作業機において、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、作業に集中している作業者に対して確実にバッテリの消耗状態を知らせることができること、予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することができ、作業効率の低下を回避することができること、などが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明による携帯式電動農作業機は、明細書に記載された幾つかの発明のうち以下の構成を具備するものである。
【００１２】
バッテリと、前記バッテリによって駆動するモータと、前記モータの回転によって動作する作業部と、前記モータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記バッテリの電圧を検知するバッテリ電圧検知部と、前記バッテリ電圧検知部が検知する電圧が設定電圧以下になったときに前記モータの回転を停止させるモータ制御部を備え、前記制御部は、前記設定電圧が前記作業部を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されていることを特徴とする携帯式電動農作業機。
【発明の効果】
【００１３】
このような特徴を有する携帯式電動農作業機は、バッテリの電圧が設定電圧以下になるとモータの回転を停止させるので、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、作業に集中している作業者に対して確実にバッテリの消耗状態を知らせることができる。また、設定電圧が作業部を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されているので、残った所定の作業時間を把握した上で作業を進めることができ、予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することで作業効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の機能を示した説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の制御部におけるモータ制御部の機能を示した説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機におけるバッテリ残量表示部の機能を示した説明図である。
【図４】携帯式電動農作業機の一例である背負い式電動噴霧機の全体構成を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の一例である背負い式電動噴霧機の機能を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の機能を示した説明図である。携帯式電動農作業機１は、バッテリ２と、バッテリ２によって駆動するモータ３と、モータの回転によって動作する作業部４と、モータを制御する制御部５を備えている。制御部５は、バッテリ２を電源として動作するものであり、バッテリ２の電圧を検知するバッテリ電圧検知部５Ａと、バッテリ電圧検知部５Ａが検知する電圧が設定電圧以下になったときにモータ３の回転を停止させるモータ制御部５Ｂを備えている。そして、少なくともバッテリ２とモータ３と制御部５は、図示省略した携帯フレームに搭載されている。
【００１６】
バッテリ２からモータ３及び制御部５への給電を行う給電回路１０は電源スイッチ６を備えている。電源スイッチ６をオンにした状態でモータ３及び制御部５は動作するが、電源スイッチ６をオフ・オン操作するとそのスイッチ操作入力が制御部５のモータ制御部５Ｂに信号として送られる。
【００１７】
また、必要に応じて、モータ制御部５Ｂの出力回路１１に出力調整部７を設けている。出力調整部７は、手動でモータ制御部５Ｂの出力を可変調整するものであり、出力調整部７によってモータ３の回転数を低速から高速の任意の回転数に調整することができる。
【００１８】
作業部４は、モータ３の回転によって作業動作を行うものである。噴霧機であればポンプ、刈り払い機であれば刈り取り作業部、ヘッジトリマーであれば切断作業部、バキュームクリーナー，送風清掃機であれば送風ファンが作業部４となる。
【００１９】
また、必要に応じて、給電回路１０にバッテリ残量表示部８を設けている。バッテリ残量表示部８は、バッテリ電圧検知部５Ａの出力に応じてバッテリ残量を適宜の表示手段で表示するものである。
【００２０】
図２は、制御部５におけるモータ制御部５Ｂの機能を示した説明図である。モータ制御部５Ｂは、電源スイッチ６をオンにすることによって起動する（ステップＳ０）。電源スイッチ６の投入時にバッテリ電圧が設定電圧以下でないことを検知して（Ｓ０１が「ＮＯ」）、バッテリ２からの電圧をモータ３に供給することで、モータ３の回転を開始する（ステップＳ１）と共に、バッテリ電圧検知部５Ａからの信号を得てバッテリ電圧検知を逐次行う（ステップＳ２）。そして、検知したバッテリ電圧と設定電圧を比較して（ステップＳ３）、バッテリ電圧が設定電圧より大きい場合（ステップＳ３が「ＮＯ」の場合）には、引き続きモータ３の回転を継続しながらバッテリ電圧検知を継続する。その後、バッテリ２の消耗が進んでバッテリ電圧が設定電圧以下になった場合（ステップＳ３が「ＹＥＳ」の場合）には、モータ３の回転を停止させる（ステップＳ４）。この際、異常停止との混同を避けるために、モータ３の回転を徐々に減速させる工程（ステップＳ４Ａ）を経てからモータ３の回転を停止させるようにしてもよい。
【００２１】
なお、電源スイッチ６をオンにした起動時（ステップＳ０）に、ステップＳ１の前段階でバッテリ電圧を検知し、この段階でバッテリ電圧が設定電圧を下まわっている場合（ステップＳ０１が「ＹＥＳ」）は、バッテリ消耗告知工程をキャンセルして、ステップＳ６に移行してモータ回転を開始した後、バッテリ電圧が使用限界になるまでモータ回転を継続させるようにする。
【００２２】
このようなモータ制御部５Ｂの動作におけるステップＳ３〜Ｓ４が、作業者にバッテリ２の消耗が進んでいることを知らせるバッテリ消耗告知工程である。本発明の実施形態では、このようにモータ３の回転停止によって作業者にバッテリ２の消耗状態を告知するので、ブザー等の高価な警告部材を付加することなしに、作業に集中している作業者に対して確実にその状態を告知することができ、作業者はその告知があるまではバッテリ残量を気にすることなく作業に集中することができる。また、バッテリ２の消耗状態をモータ３の回転停止によって告知すると警告音発生のような電気消費が伴わないので、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、また警告音による騒音を発生させること無く、バッテリ消耗の告知を行うことができる。
【００２３】
ステップＳ４Ａは、バッテリ消耗告知以外の要因でモータ３の回転が停止した場合との混同を避ける上で有効であり、徐々にモータ３の回転を停止させる態様に限らず、故障や異常発生時の動作と異なる動作態様を設定するのが好ましい。これにより作業者は故障などのトラブルと混同することなく作業を継続させることができる。
【００２４】
ここで、ステップＳ３で比較される設定電圧は、作業部４を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されている。すなわち、バッテリ２の使用可能電圧容量の１〜２割程度に相当する電圧値を設定電圧とする。これによって、ステップＳ４でモータ３の回転を停止した後にも残りのバッテリ容量（使用可能なバッテリ容量の１割程度）で所定時間作業を行うことが可能になる。この際、残りのバッテリ容量での作業時間は、予備バッテリの配備位置などを考慮して適宜設定することができる。
【００２５】
図２において、ステップＳ５のモータ回転停止を実行した後は、スイッチ操作入力の有無を検知する（ステップＳ５）。ここで、電源スイッチ６のオフ・オンによるスイッチ操作入力が無い場合（ステップＳ５：「ＮＯ」）にはモータ３の回転の停止が継続され、スイッチ操作入力がある場合（ステップＳ５：「ＹＥＳ」）には、モータ３の回転を再開する（ステップＳ６）。
【００２６】
その後は、バッテリ電圧検知を行いながら（ステップＳ７）、バッテリ電圧が使用限界に達するまではモータ３の回転を継続し（ステップＳ８：「ＮＯ」）、バッテリ電圧が使用限界に達したときには（ステップＳ８：「ＹＥＳ」）、モータ３の回転を停止させる（ステップＳ９）。ここで、ステップＳ５でスイッチ操作入力があってからバッテリ電圧が使用限界に達するまでがバッテリ交換準備工程になり、この間は、モータ３の回転を再開させて作業部４の作業を継続させて、残り作業を計画的に継続させたり、作業を継続させながら予備バッテリの配備場所までの移動を行うなどして、効率的にバッテリ交換準備を行うことが可能になる。
【００２７】
バッテリ交換準備工程における作業継続時間、すなわちモータ３の回転を再開させた後の残り作業時間は、出力調整部７によって適宜調整可能である。通常作業時と同等のモータ回転数で作業を行ってもよいが、出力調整部７によってモータ回転数を低下させて作業を行うことで、バッテリ交換準備工程における作業継続時間（モータ３の回転を再開させた後の残り作業時間）を引き延ばすことができる。
【００２８】
図３は、バッテリ残量表示部８の機能を示した説明図である。バッテリ残量表示部８は、前述したモータ３の回転停止によるバッテリ消耗状態の告知に対して付加的に設けることができる。
【００２９】
バッテリ残量表示部８は、バッテリ電圧検知部５Ａからの信号を得てバッテリ電圧検知を逐次行う（ステップＳ１０）。そして、検知したバッテリ電圧と設定電圧を比較して（ステップＳ１１）、バッテリ電圧が設定電圧より大きい場合（ステップＳ１１：「ＮＯ」）には、引き続きバッテリ電圧検知を継続する。その後、バッテリ２の消耗が進んでバッテリ電圧が設定電圧以下になった場合（ステップＳ１１：「ＹＥＳ」）には、バッテリ消耗告知（或いはバッテリ交換要求）の表示を行う（ステップＳ１２）。この場合の表示は、バッテリ電圧が使用限界に達するまで（ステップＳ１３：「ＮＯ」）、バッテリ電圧検知（ステップＳ１０）と共に継続される。したがって、バッテリ２の消耗状況に応じて表示態様を変えて、どの程度の消耗状態かが分かるように表示することもできる。そして、バッテリ電圧が使用限界に達した場合（ステップＳ１３：「ＹＥＳ」）には、バッテリ２が使用限界であることを告知する表示を行う（ステップＳ１４）。
【００３０】
ステップＳ１２におけるバッテリ消耗告知の表示は、前述したバッテリ交換準備工程において作業を継続した場合に表示されるものである。したがって、作業者はこの表示を確認しながら、バッテリ交換準備工程での作業を継続させることができる。また、ステップＳ１４におけるバッテリ使用限界告知の表示は、これ以上の作業が不可能であることを告知するものであり、この表示が出た場合には作業者は速やかに予備バッテリへの交換作業を行うことになる。
【００３１】
図４は、携帯式電動農作業機１の一例である背負い式電動噴霧機１Ａの全体構成を示した説明図である。ここでは、背負い式電動噴霧機１Ａを一例として挙げるが本発明の携帯式電動農作業機１は特にこれに限定されるものではない。
【００３２】
背負い式電動噴霧機１Ａは、背負いフレーム２０を備えており、この背負いフレーム２０に、バッテリ２、バッテリ２によって駆動するモータ３、液体収容タンク２１、モータ３の回転によって動作して液体収容タンク２１内の液体を噴霧ノズル２３に供給するポンプ２２、モータ３の回転を制御する制御部５が搭載されている。この背負い式電動噴霧機１Ａは、液体収容タンク２１内の液体がホース２４を介して噴霧ノズル２３に供給され、噴霧ノズル２３の基端側には取っ手２５と噴霧ノズル２３への流路を開閉するコック２６が設けられている。
【００３３】
図５は、携帯式電動農作業機１の一例である背負い式電動噴霧機１Ａの機能を示した説明図である。図１の説明と共通する部位は同一符号を付して重複説明を省略する。背負い式電動噴霧機１Ａの作業部４は、液体収容タンク２１，ポンプ２２、噴霧ノズル２３などによって構成される。ポンプ２２は、液体収容タンク２１内の液体（薬液など）を吸入流路３０に吸入して吐出流路３１に吐出する。吐出流路３１には余水流路３２とホース２４が接続されており、所定の圧力を超えて逃がし弁３３が開いた状態になると、余水流路３２を介して液体が液体収容タンク２１に戻される。逃がし弁３３によって設定された圧力でホース２４に液体が供給され、コック２６を開くことで噴霧ノズル２３から液体が噴霧される。
【００３４】
このような背負い式電動噴霧機１Ａは、電源スイッチ６をオンにすることで、バッテリ２の電力をモータ３及び制御部５に供給してモータ３を駆動し、モータ３の回転によってポンプ２２を動作させて噴霧ノズル２３からの液体噴霧を行う。そして、この液体噴霧作業を継続する間に、バッテリ電圧検知部５Ａが検知した電圧が設定電圧以下になると、モータ制御部５Ｂはモータ３の回転を停止させる。この際のモータ３の回転停止は、異常時のモータ３の停止と区別するためにモータ３の回転数を徐々に減速させてから停止させる。
【００３５】
作業者は、液体噴霧の作業中にこのようなモータ３の回転停止が起こることで、バッテリ２が所定の消耗状態にあることを知ることができる。そして、このときのバッテリ２の消耗状態は、設定電圧の設定値によって、引き続き所定時間の噴霧作業が可能なように設定されているので、作業者は、電源スイッチ６のオフ・オン操作を行って、モータ制御部５Ｂにスイッチ操作入力を行い、モータ３の回転を再開させて、引き続き噴霧作業を行いながら予備バッテリが配備されている場所まで移動することができる。このような作業を行うことで、予備バッテリへの交換を作業効率を低下させることなく行うことが可能になる。
【００３６】
モータ３の回転再開後の噴霧作業は、予備バッテリの配備場所までの移動と共に行うだけでなく、様々な作業態様が可能である。例えば、出力調整部７を調整することで、モータ３の回転再開後の作業可能時間を残りの未作業面積を噴霧し終わるのに十分な長さに設定して、未噴霧面積全体の噴霧を完了させることなども可能になる。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る携帯式電動農作業機１（背負い式電動噴霧機１Ａ）は、バッテリ２の電圧が設定電圧以下になるとモータ３の回転を停止させるので、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、作業に集中している作業者に対して確実にバッテリ２の消耗状態を知らせることができる。また、設定電圧が作業部４を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されているので、予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することができ、作業効率の低下を回避することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：携帯式電動農作業機，１Ａ：背負い式電動噴霧機，
２：バッテリ，３：モータ，４：作業部，
５：制御部，５Ａ：バッテリ電圧検知部，５Ｂ：モータ制御部，
６：電源スイッチ，７：出力調整部，８：バッテリ残量表示部，
１０：給電回路，１１：出力回路，
２０：背負いフレーム，２１：液体収容タンク，２２：ポンプ，
２３：噴霧ノズル，２４：ホース，２５：取っ手，２６：コック
【図１】
2015144584.tif 000003
【図２】
2015144584.tif 000004
【図３】
2015144584.tif 000005
【図４】
2015144584.tif 000006
【図５】
2015144584.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年2月10日(2014.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（２）と、
前記バッテリ（２）によって駆動するモータ（３）と、
前記モータ（３）の回転によって動作する作業部（４）と、
前記モータ（３）を制御する制御部（５）とを備え、
前記制御部（５）は、
前記バッテリ（２）の電圧を検知するバッテリ電圧検知部（５Ａ）と、
前記バッテリ電圧検知部（５Ａ）が検知する電圧が設定電圧以下になったときに前記モータ（３）の回転を停止させるモータ制御部（５Ｂ）を備え、
前記制御部（５）は、前記設定電圧が前記作業部（４）を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されていることを特徴とする携帯式電動作業機。
【請求項２】
前記モータ制御部（５Ｂ）は、スイッチ操作入力によって、停止した前記モータ（３）の回転を再開させることを特徴とする請求項１記載の携帯式電動作業機。
【請求項３】
前記モータ（３）の回転を再開させた後の残り作業時間を調整自在にしたことを特徴とする請求項２記載の携帯式電動作業機。
【請求項４】
前記モータ制御部（５Ｂ）は、前記モータ（３）の回転を停止させる前に、異常停止とは異なる動作態様となるように前記モータ（３）の回転を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯式電動作業機。
【請求項５】
前記モータ制御部（５Ｂ）は、前記バッテリ電圧検知部（５Ａ）が検知する電圧が前記設定電圧以下になったときに前記モータ（３）の回転を徐々に減速させてから停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の携帯式電動作業機。
【請求項６】
前記モータ制御部（５Ｂ）の出力を手動で可変調整する出力調整部（７）を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載された携帯式電動作業機。
【請求項７】
前記バッテリが背負いフレームに搭載されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載された携帯式電動作業機。
【請求項８】
バッテリ（２）を搭載した背負いフレーム（２０）と、前記バッテリ（２）によって駆動するモータ（３）と、液体収容タンク（２１）と、前記モータ（３）の回転によって動作して前記液体収容タンク（２１）内の液体を噴霧ノズル（２３）に供給するポンプ（２２）と、前記モータ（３）の回転を制御する制御部（５）を備え、
前記制御部（５）は、
前記バッテリ（２）の電圧を検知するバッテリ電圧検知部（５Ａ）と、
前記バッテリ電圧検知部（５Ａ）が検知する電圧が設定電圧以下になったときに前記モータ（３）の回転を停止させ、スイッチ操作入力によって、停止した前記モータ（３）の回転を再開させるモータ制御部（５Ｂ）を備え、
前記設定電圧が前記ポンプ（２２）を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されていることを特徴とする背負い式電動噴霧機（１Ａ）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを搭載した携帯式の電動作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
背負い式を含む携帯式の作業機は、噴霧機，刈り払い機，ヘッジトリマー，バキュームクリーナー，送風清掃機などが知られている。これらの作業機は、原動機を含む本体部を作業者が背中に背負うなどして携帯した状態で作業部の一部を作業者が手で持って作業を行うものが一般的である。このような携帯式作業機は、本体部にバッテリを搭載した電動式のものが普及している。
【０００３】
携帯式の電動作業機は、エンジン駆動のものと比較して、騒音や振動が軽減され、更に排気ガスを発生しない利点があるので、特に住宅地に近い圃場での作業やハウス内での作業に適している。しかしながら、携帯式の電動作業機は、バッテリの充電容量によって連続作業時間が制限され、一旦充電容量が底を突くと充電せねばならず、作業再開までに多大な時間を要してしまう難点がある。
【０００４】
このような携帯式電動作業機の従来技術としては、バッテリーの充電容量を示す電圧表示部材を付設したものが知られている（下記特許文献１参照）。この従来技術は、背負いバンドにより支持する背負いフレームに薬液タンクとモータ付き噴霧ポンプとバッテリを搭載した背負い式防除機であって、バッテリ搭載フレームや作業者の手元に位置するノズルレバーの部分に、バッテリの充電容量に応じて、「運転不可」，「充電して下さい」，「運転ＯＫ」などの表示を行う電圧表示部材を配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２８４６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来技術は、表示によってバッテリの消耗を作業者に知らせているので、表示を見落としてバッテリの消耗が進んでしまう問題が生じる。また、表示を気にしながらの作業にならざるを得ないので、作業に集中できない問題が生じる。
【０００７】
これに対して、ブザーなどの警告音でバッテリの消耗状態を作業者に知らせることが考えられるが、駆動部の動作音と区別するにはかなり大きな音を発生させる必要があり、静穏性が重要なバッテリ搭載の電動機器において警告音自体が騒音源となるのは好ましくない。また、警告音を発生させるための電気使用でさらにバッテリの消耗を進行させてしまうことになるので、警告音発生分の充電容量を残しておくことが必要になり、バッテリ充電容量に応じた実質的な作業可能時間が短縮される問題が生じる。また、ブザーなどの音発生器を付加することになるので、作業機のコストアップが問題になる。
【０００８】
前述したように、バッテリ駆動の携帯式電動作業機は、一旦バッテリの充電容量が底を突くと充電せねばならず、作業開始までに多大な時間を要してしまうため、長時間の作業を行うためには充電済みの予備バッテリを準備しておくことが必要になる。この際、重い予備バッテリを携帯しながら作業することは作業負荷を増大させることになるので、通常、作業範囲に近い所定の場所に予備バッテリを配備しておくことがなされている。
【０００９】
このような予備バッテリを使用する場合、作業中に、バッテリ残量が作業可能限界に達してから予備バッテリへの交換を行おうとすると、現在作業中の位置から一旦作業を中断して予備バッテリの配備場所まで移動することが必要になり、その間の作業中断によって作業効率が低下する問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、携帯式電動作業機において、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、作業に集中している作業者に対して確実にバッテリの消耗状態を知らせることができること、予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することができ、作業効率の低下を回避することができること、などが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明による携帯式電動作業機は、明細書に記載された幾つかの発明のうち以下の構成を具備するものである。
【００１２】
バッテリと、前記バッテリによって駆動するモータと、前記モータの回転によって動作する作業部と、前記モータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記バッテリの電圧を検知するバッテリ電圧検知部と、前記バッテリ電圧検知部が検知する電圧が設定電圧以下になったときに前記モータの回転を停止させるモータ制御部を備え、前記制御部は、前記設定電圧が前記作業部を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されていることを特徴とする携帯式電動作業機。
【発明の効果】
【００１３】
このような特徴を有する携帯式電動作業機は、バッテリの電圧が設定電圧以下になるとモータの回転を停止させるので、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、作業に集中している作業者に対して確実にバッテリの消耗状態を知らせることができる。また、設定電圧が作業部を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されているので、残った所定の作業時間を把握した上で作業を進めることができ、予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することで作業効率の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の機能を示した説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の制御部におけるモータ制御部の機能を示した説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機におけるバッテリ残量表示部の機能を示した説明図である。
【図４】携帯式電動農作業機の一例である背負い式電動噴霧機の全体構成を示した説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の一例である背負い式電動噴霧機の機能を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る携帯式電動農作業機の機能を示した説明図である。携帯式電動農作業機１は、バッテリ２と、バッテリ２によって駆動するモータ３と、モータの回転によって動作する作業部４と、モータを制御する制御部５を備えている。制御部５は、バッテリ２を電源として動作するものであり、バッテリ２の電圧を検知するバッテリ電圧検知部５Ａと、バッテリ電圧検知部５Ａが検知する電圧が設定電圧以下になったときにモータ３の回転を停止させるモータ制御部５Ｂを備えている。そして、少なくともバッテリ２とモータ３と制御部５は、図示省略した携帯フレームに搭載されている。
【００１６】
バッテリ２からモータ３及び制御部５への給電を行う給電回路１０は電源スイッチ６を備えている。電源スイッチ６をオンにした状態でモータ３及び制御部５は動作するが、電源スイッチ６をオフ・オン操作するとそのスイッチ操作入力が制御部５のモータ制御部５Ｂに信号として送られる。
【００１７】
また、必要に応じて、モータ制御部５Ｂの出力回路１１に出力調整部７を設けている。出力調整部７は、手動でモータ制御部５Ｂの出力を可変調整するものであり、出力調整部７によってモータ３の回転数を低速から高速の任意の回転数に調整することができる。
【００１８】
作業部４は、モータ３の回転によって作業動作を行うものである。噴霧機であればポンプ、刈り払い機であれば刈り取り作業部、ヘッジトリマーであれば切断作業部、バキュームクリーナー，送風清掃機であれば送風ファンが作業部４となる。
【００１９】
また、必要に応じて、給電回路１０にバッテリ残量表示部８を設けている。バッテリ残量表示部８は、バッテリ電圧検知部５Ａの出力に応じてバッテリ残量を適宜の表示手段で表示するものである。
【００２０】
図２は、制御部５におけるモータ制御部５Ｂの機能を示した説明図である。モータ制御部５Ｂは、電源スイッチ６をオンにすることによって起動する（ステップＳ０）。電源スイッチ６の投入時にバッテリ電圧が設定電圧以下でないことを検知して（Ｓ０１が「ＮＯ」）、バッテリ２からの電圧をモータ３に供給することで、モータ３の回転を開始する（ステップＳ１）と共に、バッテリ電圧検知部５Ａからの信号を得てバッテリ電圧検知を逐次行う（ステップＳ２）。そして、検知したバッテリ電圧と設定電圧を比較して（ステップＳ３）、バッテリ電圧が設定電圧より大きい場合（ステップＳ３が「ＮＯ」の場合）には、引き続きモータ３の回転を継続しながらバッテリ電圧検知を継続する。その後、バッテリ２の消耗が進んでバッテリ電圧が設定電圧以下になった場合（ステップＳ３が「ＹＥＳ」の場合）には、モータ３の回転を停止させる（ステップＳ４）。この際、異常停止との混同を避けるために、モータ３の回転を徐々に減速させる工程（ステップＳ４Ａ）を経てからモータ３の回転を停止させるようにしてもよい。
【００２１】
なお、電源スイッチ６をオンにした起動時（ステップＳ０）に、ステップＳ１の前段階でバッテリ電圧を検知し、この段階でバッテリ電圧が設定電圧を下まわっている場合（ステップＳ０１が「ＹＥＳ」）は、バッテリ消耗告知工程をキャンセルして、ステップＳ６に移行してモータ回転を開始した後、バッテリ電圧が使用限界になるまでモータ回転を継続させるようにする。
【００２２】
このようなモータ制御部５Ｂの動作におけるステップＳ３〜Ｓ４が、作業者にバッテリ２の消耗が進んでいることを知らせるバッテリ消耗告知工程である。本発明の実施形態では、このようにモータ３の回転停止によって作業者にバッテリ２の消耗状態を告知するので、ブザー等の高価な警告部材を付加することなしに、作業に集中している作業者に対して確実にその状態を告知することができ、作業者はその告知があるまではバッテリ残量を気にすることなく作業に集中することができる。また、バッテリ２の消耗状態をモータ３の回転停止によって告知すると警告音発生のような電気消費が伴わないので、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、また警告音による騒音を発生させること無く、バッテリ消耗の告知を行うことができる。
【００２３】
ステップＳ４Ａは、バッテリ消耗告知以外の要因でモータ３の回転が停止した場合との混同を避ける上で有効であり、徐々にモータ３の回転を停止させる態様に限らず、故障や異常発生時の動作と異なる動作態様を設定するのが好ましい。これにより作業者は故障などのトラブルと混同することなく作業を継続させることができる。
【００２４】
ここで、ステップＳ３で比較される設定電圧は、作業部４を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されている。すなわち、バッテリ２の使用可能電圧容量の１〜２割程度に相当する電圧値を設定電圧とする。これによって、ステップＳ４でモータ３の回転を停止した後にも残りのバッテリ容量（使用可能なバッテリ容量の１割程度）で所定時間作業を行うことが可能になる。この際、残りのバッテリ容量での作業時間は、予備バッテリの配備位置などを考慮して適宜設定することができる。
【００２５】
図２において、ステップＳ５のモータ回転停止を実行した後は、スイッチ操作入力の有無を検知する（ステップＳ５）。ここで、電源スイッチ６のオフ・オンによるスイッチ操作入力が無い場合（ステップＳ５：「ＮＯ」）にはモータ３の回転の停止が継続され、スイッチ操作入力がある場合（ステップＳ５：「ＹＥＳ」）には、モータ３の回転を再開する（ステップＳ６）。
【００２６】
その後は、バッテリ電圧検知を行いながら（ステップＳ７）、バッテリ電圧が使用限界に達するまではモータ３の回転を継続し（ステップＳ８：「ＮＯ」）、バッテリ電圧が使用限界に達したときには（ステップＳ８：「ＹＥＳ」）、モータ３の回転を停止させる（ステップＳ９）。ここで、ステップＳ５でスイッチ操作入力があってからバッテリ電圧が使用限界に達するまでがバッテリ交換準備工程になり、この間は、モータ３の回転を再開させて作業部４の作業を継続させて、残り作業を計画的に継続させたり、作業を継続させながら予備バッテリの配備場所までの移動を行うなどして、効率的にバッテリ交換準備を行うことが可能になる。
【００２７】
バッテリ交換準備工程における作業継続時間、すなわちモータ３の回転を再開させた後の残り作業時間は、出力調整部７によって適宜調整可能である。通常作業時と同等のモータ回転数で作業を行ってもよいが、出力調整部７によってモータ回転数を低下させて作業を行うことで、バッテリ交換準備工程における作業継続時間（モータ３の回転を再開させた後の残り作業時間）を引き延ばすことができる。
【００２８】
図３は、バッテリ残量表示部８の機能を示した説明図である。バッテリ残量表示部８は、前述したモータ３の回転停止によるバッテリ消耗状態の告知に対して付加的に設けることができる。
【００２９】
バッテリ残量表示部８は、バッテリ電圧検知部５Ａからの信号を得てバッテリ電圧検知を逐次行う（ステップＳ１０）。そして、検知したバッテリ電圧と設定電圧を比較して（ステップＳ１１）、バッテリ電圧が設定電圧より大きい場合（ステップＳ１１：「ＮＯ」）には、引き続きバッテリ電圧検知を継続する。その後、バッテリ２の消耗が進んでバッテリ電圧が設定電圧以下になった場合（ステップＳ１１：「ＹＥＳ」）には、バッテリ消耗告知（或いはバッテリ交換要求）の表示を行う（ステップＳ１２）。この場合の表示は、バッテリ電圧が使用限界に達するまで（ステップＳ１３：「ＮＯ」）、バッテリ電圧検知（ステップＳ１０）と共に継続される。したがって、バッテリ２の消耗状況に応じて表示態様を変えて、どの程度の消耗状態かが分かるように表示することもできる。そして、バッテリ電圧が使用限界に達した場合（ステップＳ１３：「ＹＥＳ」）には、バッテリ２が使用限界であることを告知する表示を行う（ステップＳ１４）。
【００３０】
ステップＳ１２におけるバッテリ消耗告知の表示は、前述したバッテリ交換準備工程において作業を継続した場合に表示されるものである。したがって、作業者はこの表示を確認しながら、バッテリ交換準備工程での作業を継続させることができる。また、ステップＳ１４におけるバッテリ使用限界告知の表示は、これ以上の作業が不可能であることを告知するものであり、この表示が出た場合には作業者は速やかに予備バッテリへの交換作業を行うことになる。
【００３１】
図４は、携帯式電動農作業機１の一例である背負い式電動噴霧機１Ａの全体構成を示した説明図である。ここでは、背負い式電動噴霧機１Ａを一例として挙げるが本発明の携帯式電動農作業機１は特にこれに限定されるものではない。
【００３２】
背負い式電動噴霧機１Ａは、背負いフレーム２０を備えており、この背負いフレーム２０に、バッテリ２、バッテリ２によって駆動するモータ３、液体収容タンク２１、モータ３の回転によって動作して液体収容タンク２１内の液体を噴霧ノズル２３に供給するポンプ２２、モータ３の回転を制御する制御部５が搭載されている。この背負い式電動噴霧機１Ａは、液体収容タンク２１内の液体がホース２４を介して噴霧ノズル２３に供給され、噴霧ノズル２３の基端側には取っ手２５と噴霧ノズル２３への流路を開閉するコック２６が設けられている。
【００３３】
図５は、携帯式電動農作業機１の一例である背負い式電動噴霧機１Ａの機能を示した説明図である。図１の説明と共通する部位は同一符号を付して重複説明を省略する。背負い式電動噴霧機１Ａの作業部４は、液体収容タンク２１，ポンプ２２、噴霧ノズル２３などによって構成される。ポンプ２２は、液体収容タンク２１内の液体（薬液など）を吸入流路３０に吸入して吐出流路３１に吐出する。吐出流路３１には余水流路３２とホース２４が接続されており、所定の圧力を超えて逃がし弁３３が開いた状態になると、余水流路３２を介して液体が液体収容タンク２１に戻される。逃がし弁３３によって設定された圧力でホース２４に液体が供給され、コック２６を開くことで噴霧ノズル２３から液体が噴霧される。
【００３４】
このような背負い式電動噴霧機１Ａは、電源スイッチ６をオンにすることで、バッテリ２の電力をモータ３及び制御部５に供給してモータ３を駆動し、モータ３の回転によってポンプ２２を動作させて噴霧ノズル２３からの液体噴霧を行う。そして、この液体噴霧作業を継続する間に、バッテリ電圧検知部５Ａが検知した電圧が設定電圧以下になると、モータ制御部５Ｂはモータ３の回転を停止させる。この際のモータ３の回転停止は、異常時のモータ３の停止と区別するためにモータ３の回転数を徐々に減速させてから停止させる。
【００３５】
作業者は、液体噴霧の作業中にこのようなモータ３の回転停止が起こることで、バッテリ２が所定の消耗状態にあることを知ることができる。そして、このときのバッテリ２の消耗状態は、設定電圧の設定値によって、引き続き所定時間の噴霧作業が可能なように設定されているので、作業者は、電源スイッチ６のオフ・オン操作を行って、モータ制御部５Ｂにスイッチ操作入力を行い、モータ３の回転を再開させて、引き続き噴霧作業を行いながら予備バッテリが配備されている場所まで移動することができる。このような作業を行うことで、予備バッテリへの交換を作業効率を低下させることなく行うことが可能になる。
【００３６】
モータ３の回転再開後の噴霧作業は、予備バッテリの配備場所までの移動と共に行うだけでなく、様々な作業態様が可能である。例えば、出力調整部７を調整することで、モータ３の回転再開後の作業可能時間を残りの未作業面積を噴霧し終わるのに十分な長さに設定して、未噴霧面積全体の噴霧を完了させることなども可能になる。
【００３７】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る携帯式電動農作業機１（背負い式電動噴霧機１Ａ）は、バッテリ２の電圧が設定電圧以下になるとモータ３の回転を停止させるので、実質的な作業可能時間を短縮させること無く、作業に集中している作業者に対して確実にバッテリ２の消耗状態を知らせることができる。また、設定電圧が作業部４を所定時間継続動作させることができるバッテリ容量を残すように設定されているので、予備バッテリへの交換を行う場合にも、作業を継続しながら予備バッテリの配備場所まで移動することができ、作業効率の低下を回避することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：携帯式電動農作業機，１Ａ：背負い式電動噴霧機，
２：バッテリ，３：モータ，４：作業部，
５：制御部，５Ａ：バッテリ電圧検知部，５Ｂ：モータ制御部，
６：電源スイッチ，７：出力調整部，８：バッテリ残量表示部，
１０：給電回路，１１：出力回路，
２０：背負いフレーム，２１：液体収容タンク，２２：ポンプ，
２３：噴霧ノズル，２４：ホース，２５：取っ手，２６：コック