(57)【要約】【課題】地面に対する作業を行う作業機の小型化または低コスト化を図ることが可能な作業システムを提供する。【解決手段】作業システム１は、電力により車両を駆動する駆動源に電力を供給する車載電源１１を有する電気自動車１０と、上記車載電源１１に分離可能に接続され、上記車載電源１１からの電力の供給を受けて動作する、地面に対する作業を行う作業機２０とを含む。【選択図】図１
2008196153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力により車両を駆動する駆動源に電力を供給する車載電源を有する電気自動車と、
前記車載電源に分離可能に接続され、前記車載電源からの電力の供給を受けて動作する、地面に対する作業を行う作業機と、
を含むことを特徴とする作業システム。
【請求項２】
請求項１に記載の作業システムであって、
前記作業機は、前記電気自動車に着脱可能に取り付けられ、前記電気自動車とともに移動しながら作業を行うことを特徴とする作業システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の作業システムであって、
前記作業機は、地面上の雪を除去する除雪機能を有することを特徴とする作業システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の作業システムであって、
前記作業機は、地面を耕す耕運機能を有することを特徴とする作業システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除雪や耕運等の地面に対する作業を行う作業システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
地面に積もった雪を除去する除雪機や、地面を耕す耕運機など、地面に対する作業を行う作業機がある。
【０００３】
なお、特許文献１には、電気モータを動力源とする電気自動車であって、電気モータに電力を供給する高圧バッテリと、当該高圧バッテリの直流電圧を交流電圧に変換するインバータと、当該インバータに接続されたアクセサリコンセントとを有するものが開示されている。この電気自動車では、アクセサリコンセントは、電気製品（掃除機、電子レンジ、ドライヤ等）を接続可能に構成されており、接続された電気製品へ向けてインバータからの交流電圧を印加する機能を有している。
【０００４】
また、特許文献２には、荷役用移動リフトが設けられる道路走行車輌であって、荷役用移動リフトの蓄電池を充電する充電機構を有するものが開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、内燃機関と電動モータとを備えた自走式農作業機であって、内燃機関の駆動で発電する発電機と、当該発電機で発電された電力を電動モータ駆動用に蓄えるバッテリと、電動モータまたは内燃機関により作動される作業用装置とを有するものが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２８８１５号公報
【特許文献２】特開平８−２１７３９４号公報
【特許文献３】特開２００４−２４２５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記除雪機や耕運機等の地面に対する作業を行う作業機は、その作業に大きなエネルギーを要するため、一般に大型で高価である。
【０００８】
そこで、本発明は、地面に対する作業を行う作業機の小型化または低コスト化を図ることが可能な作業システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る作業システムは、電力により車両を駆動する駆動源に電力を供給する車載電源を有する電気自動車と、前記車載電源に分離可能に接続され、前記車載電源からの電力の供給を受けて動作する、地面に対する作業を行う作業機と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の一態様では、前記作業機は、前記電気自動車に着脱可能に取り付けられ、前記電気自動車とともに移動しながら作業を行う。
【００１１】
また、本発明の一態様では、前記作業機は、地面上の雪を除去する除雪機能を有する。
【００１２】
また、本発明の一態様では、前記作業機は、地面を耕す耕運機能を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、地面に対する作業を行う作業機の小型化または低コスト化を図ることが可能な作業システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係る作業システム１の構成の一例を示す概略図である。この作業システム１は、除雪や耕運などの地面に対する作業を行うシステムである。図１に示されるように、作業システム１は、電気自動車１０と作業機２０とを含む。
【００１６】
電気自動車１０は、電力を用いて車両を駆動する駆動源（不図示）と、当該駆動源に電力を供給する車載電源１１とを有する。ここで、駆動源は、例えばモータなどであり、車載電源１１は、例えば、バッテリ、キャパシタ、燃料電池などである。電気自動車１０としては、例えば、いわゆる電気自動車（EV: Electric Vehicle）、駆動源として内燃機関およびモータを有するハイブリッド自動車（HV: Hybrid Vehicle）、燃料電池車（FCEV: Fuel cell Electric Vehicle）などが挙げられるが、その種類は特に限定されない。
【００１７】
作業機２０は、電気自動車１０の車載電源１１に分離可能に接続され、車載電源１１からの電力の供給を受けて動作する、地面に対する作業を行う装置である。ここで、地面に対する作業としては、例えば、地面上の雪を除去する除雪作業や、地面を耕す耕運作業、地面上の芝を刈る芝刈り作業などが挙げられる。すなわち、作業機２０は、例えば、地面上の雪を除去する除雪機能、地面を耕す耕運機能、および地面上の芝を刈る芝刈り機能のうち、１または複数の機能を有する。
【００１８】
一つの態様では、作業機２０は、図１に示されるように、電気自動車１０から離して接続され、電気自動車１０から離れて作業を行う。すなわち、作業機２０は、電気自動車１０から離して使用される。
【００１９】
当該一つの態様では、作業機２０は、例えば電源ケーブル３０を介して車載電源１１に接続される。また、作業機２０は、例えば、当該作業機２０に設けられたモータ等の駆動源の駆動力、または手押し等の人力により移動させられる。作業機２０に設けられた駆動源により移動させられる態様では、作業機２０の移動は、作業機２０の操作部に対する利用者の操作に基づいて制御されてもよいし、有線式または無線式の遠隔操作部（リモートコントローラ）に対する利用者の操作に基づいて遠隔（リモート）で制御されてもよい。ここで、遠隔操作部としては、電気自動車１０に設けられた、電気自動車１０を操作するための操作部（例えばヘッドライトやワイパー等のスイッチ）が利用されてもよい。
【００２０】
上記の電源ケーブル３０は、伸縮可能であることが好ましい。例えば、電源ケーブル３０は、電気自動車１０と作業機２０との距離に応じて伸びたり縮んだりすることが好ましい。
【００２１】
また、別の一つの態様では、作業機２０は、図２や図３に示されるように、電気自動車１０に着脱可能に取り付けられ、電気自動車１０とともに移動しながら作業を行う。すなわち、作業機２０は、電気自動車１０と一体化して使用される。図２では、作業機２０は、電気自動車１０の前方に取り付けられている。この取り付け方式は、作業機２０を除雪機として使用する場合に適している。図３では、作業機２０は、電気自動車１０の後方に取り付けられている。この取り付け方式は、作業機２０を耕運機として使用する場合に適している。好適な一態様では、作業機２０は、電気自動車１０の前方および後方のどちらでも取り付け可能である。
【００２２】
当該一つの態様では、作業機２０は、例えば、有線式または無線式の遠隔操作部（リモートコントローラ）に対する利用者の操作に基づいて遠隔（リモート）で制御される。ここで、遠隔操作部は、例えば、電気自動車１０の車内に設けられる。この場合、遠隔操作部としては、電気自動車１０を操作するための操作部（例えばヘッドライトやワイパー等のスイッチ）が利用されてもよい。
【００２３】
また、当該一つの態様では、作業機２０は、電気自動車１０の移動またはシフト操作に連動して動作するように制御されることが好ましい。
【００２４】
なお、図１〜３に示される例では、作業機２０は、ケース２１と、当該ケース２１に設けられた取っ手２２と、ケース２１に収容され、車載電源１１からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータ（不図示）と、当該モータの駆動力により駆動されて地面に対する作業を行う作業部２３とを有している。ただし、作業機２０の具体的な構成は、上記に限定されない。
【００２５】
また、上記第１および第２の態様において、作業機２０と車載電源１１とは、例えば電源ケーブルやコネクタなどを用いて、適宜の方式で電気的に接続されればよい。また、上記第２の態様において、作業機２０と電気自動車１０とは、適宜の取り付け機構で機械的に取り付けられればよい。
【００２６】
また、作業機２０は、適宜の場所に置かれればよい。一つの態様では、作業機２０は、電気自動車１０に積まれる。また、別の一つの態様では、作業機２０は、電気自動車１０には積まれず、雪道や畑などの所定の場所に常設される。
【００２７】
また、好適な一態様では、作業機２０は、上記第１および第２の態様の両方で使用可能に構成され、いずれの態様で使用するかが利用者に選択される。
【００２８】
図４は、電気自動車１０の構成の一例を示す概略ブロック図である。図４に示される例では、電気自動車１０は、駆動源として内燃機関およびモータを有するハイブリッド自動車である。以下、図４を参照して、電気自動車１０の具体的な構成の一例を説明する。
【００２９】
図４において、電気自動車１０は、左右一対の駆動輪である前輪４０Ｌ，４０Ｒと、左右一対の非駆動輪である後輪４２Ｌ，４２Ｒとを備えている。
【００３０】
電気自動車１０は、燃料により動力を出力する内燃機関であるエンジン４４と、当該エンジン４４に接続された動力分割機構４６と、当該動力分割機構４６に接続されたモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えている。
【００３１】
動力分割機構４６は、外歯歯車のサンギアと、このサンギアと同心円上に配置された内歯歯車のリングギアと、サンギアに噛合すると共にリングギアに噛合する複数のピニオンギアと、複数のピニオンギアを自転かつ公転自在に保持するキャリアとを備え、サンギアとリングギアとキャリアとを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。キャリアにはエンジン４４のクランクシャフトが、サンギアにはモータＭＧ１が、リングギアにはリングギア軸を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されている。動力分割機構４６のリングギアは、フロントディファレンシャル装置４８を介して前輪４０Ｌ，４０Ｒに接続されている。また、モータＭＧ１，ＭＧ２には、インバータ５０を介して車載電源である高圧バッテリ５２が接続されている。
【００３２】
上記構成において、エンジン４４の動力は、動力分割機構４６によってモータＭＧ１と前輪４０Ｌ，４０Ｒとに分配され、モータＭＧ１での発電と前輪４０Ｌ，４０Ｒの駆動とに用いられる。モータＭＧ１で発電された電力は、インバータ５０により交流から直流に変換され、高圧バッテリ５２またはモータＭＧ２に供給され、高圧バッテリ５２の充電またはモータＭＧ２の駆動に用いられる。
【００３３】
また、モータＭＧ２は、高圧バッテリ５２またはモータＭＧ１からインバータ５０を介して電力の供給を受けて動力を発生させ、当該動力は、動力分割機構４６のリングギアおよびフロントディファレンシャル装置４８を介して前輪４０Ｌ，４０Ｒに伝達される。
【００３４】
なお、高圧バッテリ５２とインバータ５０との間には、高圧バッテリ５２の電圧を昇圧する昇圧コンバータが設けられてもよい。この昇圧コンバータは、高圧バッテリ５２の電圧（例えば２００〜３００Ｖ程度）を昇圧し、昇圧後の電圧（例えば５００〜６００Ｖ程度）をインバータ５０に供給するものである。
【００３５】
図５は、作業機２０の構成の一例を示す概略斜視図である。以下、図５を参照して、作業機２０の具体的な構成を説明する。
【００３６】
図５において、作業機２０は、不図示の作業用モータを内蔵する本体部６０を有する。この本体部６０の前部には、地面に対する作業を行う作業部としてのオーガ６２が設けられている。このオーガ６２は、作業用モータから駆動力を受けて動作（具体的には回転）する。また、本体部６０には、オーガ６２により集められた雪やオーガ６２により刈られた芝を排出するためのシューター６４と、左右一対の車輪６６と、利用者の操作を受け付ける操作盤６８と、作業機２０を持つための取っ手７０と、作業機２０と電気自動車１０とを接続するための電源ケーブル７２とが設けられている。電源ケーブル７２は、作業機２０と電気自動車１０との間の制御信号を伝達する制御線を含んでいてもよい。また、作業機２０は、当該作業機２０の動作を制御する不図示の制御装置をさらに備えている。
【００３７】
操作盤６８は、図６に示されるように、作業機２０の運転のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるための運転切替レバー６８ａと、オーガ６２の動作スピードを切り替えるためのスピード切替レバー６８ｂと、作業機２０の動作モードを切り替えるためのモード切替レバー６８ｃとを有する。
【００３８】
上記操作盤６８において、運転切替レバー６８ａが操作されると、制御装置は、当該操作に応じて、作業機２０の運転のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。具体的には、制御装置は、運転切替レバー６８ａが「ＯＮ」の位置に操作されると、作業用モータによるオーガ６２の駆動を開始させ、運転切替レバー６８ａが「ＯＦＦ」の位置に操作されると、作業用モータによるオーガ６２の駆動を停止させる。
【００３９】
また、スピード切替レバー６８ｂが操作されると、制御装置は、当該操作に応じてオーガ６２の動作スピードを切り替える。具体的には、制御装置は、スピード切替レバー６８ｂの操作位置に応じて、作業用モータの回転スピードやギアを制御して、オーガ６２の動作スピードを切り替える。
【００４０】
また、モード切替レバー６８ｃが操作されると、制御装置は、当該操作に応じて作業機２０の動作モードを切り替える。具体的には、制御装置は、モード切替レバー６８ｃが「除雪」の位置に操作されると、作業機２０が除雪機として動作するように制御する。この場合、地面上の雪はオーガ６２により集められ、本体部６０の内部に収集され、シューター６４を通して捨てられる。また、制御装置は、モード切替レバー６８ｃが「耕運」の位置に操作されると、作業機２０が耕運機として動作するように制御する。この場合、作業機２０は、オーガ６２により土を掘りかえして地面を耕す。また、制御装置は、モード切替レバー６８ｃが「芝刈」の位置に操作されると、作業機２０が芝刈り機として動作するように制御する。この場合、地面上の芝はオーガ６２により刈られて、本体部６０の内部に収集され、シューター６４を通して捨てられる。なお、この場合、シューター６４に収集袋が装着され、刈られた芝が収集袋内に収集されてもよい。
【００４１】
図７は、作業機２０の駆動機構の第１の構成例を示す概略ブロック図である。図７に示される第１の構成例では、作業機２０は、作業用モータとして直流（ＤＣ）モータ８０を有する。この構成では、ＤＣモータ８０は、電気自動車１０の高圧バッテリ５２から直流電力の供給を受けて駆動力を発生させ、当該駆動力によりオーガ６２を駆動する。なお、ＤＣモータ８０は、電気自動車１０の昇圧コンバータから昇圧後の直流電力の供給を受けてもよい。
【００４２】
図８は、作業機２０の駆動機構の第２の構成例を示す概略ブロック図である。図８に示される第２の構成例では、作業機２０は、作業用モータとして交流（ＡＣ）モータ８２を有する。この構成では、ＡＣモータ８２は、電気自動車１０のインバータ５０から交流電力の供給を受けて駆動力を発生させ、当該駆動力によりオーガ６２を駆動する。
【００４３】
図９は、作業機２０の駆動機構の第３の構成例を示す概略ブロック図である。図９に示される第３の構成例では、作業機２０は、作業用モータとしての交流（ＡＣ）モータ８２と、当該ＡＣモータ８２に接続されたインバータ８４とを有する。この構成では、作業機２０のインバータ８４は、電気自動車１０の高圧バッテリ５２から供給される直流電力を交流電力に変換してＡＣモータ８２に供給し、ＡＣモータ８２は、インバータ８４から交流電力の供給を受けて駆動力を発生させ、当該駆動力によりオーガ６２を駆動する。なお、インバータ８４は、電気自動車１０の昇圧コンバータから昇圧後の直流電力の供給を受けてもよい。
【００４４】
以上のとおり、本実施の形態に係る作業システムは、電力により車両を駆動する駆動源に電力を供給する車載電源を有する電気自動車と、上記車載電源に分離可能に接続され、上記車載電源からの電力の供給を受けて動作する、地面に対する作業を行う作業機と、を含む。このため、本実施の形態によれば、地面に対する作業を行う作業機の小型化または低コスト化を図ることが可能な作業システムが提供される。
【００４５】
また、本実施の形態では、作業機が電動式であるので、作業機が内燃機関により動作する場合と比較して、環境汚染が少ない。
【００４６】
また、本実施の形態の一態様では、作業機は、電気自動車に着脱可能に取り付けられ、電気自動車とともに移動しながら作業を行う。この態様によれば、作業機を容易に移動させることができる。また、例えば、広い範囲について除雪や耕運等を容易に行うことが可能となる。
【００４７】
また、作業機が地面上の雪を除去する除雪機能を有する態様によれば、小型または低コストの除雪機を実現することが可能となる。
【００４８】
また、作業機が地面を耕す耕運機能を有する態様によれば、小型または低コストの耕運機を実現することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】実施の形態に係る作業システムの構成の一例を示す概略図である。
【図２】実施の形態に係る作業システムの構成の一例を示す概略図である。
【図３】実施の形態に係る作業システムの構成の一例を示す概略図である。
【図４】電気自動車の構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図５】作業機の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図６】作業機の操作盤の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図７】作業機の駆動機構の第１の構成例を示す概略ブロック図である。
【図８】作業機の駆動機構の第２の構成例を示す概略ブロック図である。
【図９】作業機の駆動機構の第３の構成例を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  作業システム、１０  電気自動車、１１  車載電源、２０  作業機。
【図１】
2008196153.tif 000003
【図２】
2008196153.tif 000004
【図３】
2008196153.tif 000005
【図４】
2008196153.tif 000006
【図５】
2008196153.tif 000007
【図６】
2008196153.tif 000008
【図７】
2008196153.tif 000009
【図８】
2008196153.tif 000010
【図９】
2008196153.tif 000011