JP2010246429A - 水田を走行する作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】従来から、この種作業車両は、電動モータの電源としてバッテリーを搭載した場合、大きな容量が必要で限られた作業車両の配置スペースでは、搭載場所、及び搭載個数、作業車両の重量バランス、更に、作業車両が水田中を走行するために、水の浸入による故障等の課題があった。
【解決手段】この発明は、車体カバー（１）を、フロア（２）を形成する中間カバー（１ａ）と、ハンドルポスト（４）を覆う前部カバー（１ｂ）と、運転席（５）を支持した後部カバー（１ｃ）とから構成し、走行ミッション装置（７）は、電動モータ（８）の動力を、走行装置（９）に伝動する構成とし、バッテリー（１０）とコントローラとを、ケース（１２）に収納して、そのケース（１２）を、前記車体カバー（１）の下側に装備する構成とした水田を走行する作業車両である。
【選択図】 図１

Description

この発明は、バッテリーを搭載して電動モータを動力源とした水田を走行する作業車両に関する。

従来から例えば、乗用田植機等のように、水田を走行する作業車両に動力源としてエンジンと電動モータとを装備し、エンジンを駆動しながら行う走行作業中に、一定以上の走行負荷、及び作業負荷が加わると、その負荷に応じて、電動モータを駆動してエンジンをアシストすることによって、水田中の走行作業を適確に行う技術が公開特許公報に開示されている。例えば、特開２００１−２６８７２２号公開特許公報（特許文献１参照）には、その明細書と図面にエンジンと電動モータとの配置構成に関し、つぎのとおり記載されている。

「本発明は、複数の原動機（実施例ではエンジン１２とモータ１３）の駆動により車両を走行する走行車両であって、ステップフロア７より上方に突設する前部側のステアリングポスト部６とその後側に位置して上方に突設する運転席支持部１０とを備え、前記ステアリングポスト部と前記運転席支持部とのうち一方側に前記複数の原動機１２，１３を集中して配置してあることを特徴とする。」
そして、前記公報の発明は、第１原動機（エンジン１２）に一定以上の走行負荷、及び作業負荷が加わると、第２原動機（モータ１３）を駆動して、第１原動機の駆動力を補助する構成となっている。このように、エンジン１２は、一定以上の出力が必要な場合には、電動モータ１３によってアシストされるから、小型のエンジンでよく、静かで振動の少ない走行車両が提供できると記載されている。

特開２００１−２６８７２２号公開特許公報

従来から、この種作業車両は、動力源として電動モータを搭載すれば、静かな環境で振動の少ない状態で作業ができる特徴が知られているが、付随的に電源としてバッテリーが不可欠となる。このバッテリーは、それ自体が重量物であるが、電動モータを長時間連続運転するためには大きな容量のバッテリーが必要で、限られた作業車両の配置スペースの範囲では、搭載場所、及び搭載個数が課題となる。

特に、重量物のバッテリーとこれに関連するコントローラは、搭載場所、搭載方法によって、作業車両の左右、及び前後の重量バランスが保持できない課題がある。そして、バッテリーとコントローラは、作業車両が水田中を走行するために、水が浸入する虞があり、万一、水が浸入すると、漏電が発生したり、その他の故障も課題となってくる。

更には、水田を走行する作業車両は、バッテリーやコントローラ等の重量物を搭載した場合、通常の水田用車輪だけでは車両の沈下傾向が止められず、円滑な走行が難しい課題もある。

この発明は、前記課題を解決するために、以下に述べる如き技術手段から構成している。まず、請求項１の発明は、車体カバー（１）は、フラットなフロア（２）を形成する中間カバー（１ａ）と、ステアリングハンドル（３）を上部に軸装したハンドルポスト（４）を覆う前部カバー（１ｂ）と、上部に運転席（５）を支持した後部カバー（１ｃ）とから構成し、該後部カバー（１ｃ）と前記前部カバー（１ｂ）とは、運転操作可能な間隔だけフロア（２）を隔てて前後に配置し、共に前記フロア（２）の上面より隆起させて形成し、車体（６）に装備された走行ミッション装置（７）は、電動モータ（８）から入力される動力を、走行動力に変えて走行装置（９）に伝動する構成とし、前記電動モータ（８）の電源となるバッテリー（１０）と、該バッテリー（１０）からの電源を制御するコントローラ（１１）とを、ケース（１２）に収納して構成し、該ケース（１２）は、前記車体カバー（１）の下側に装備されていることを特徴とする水田を走行する作業車両であって、特に、重量物のバッテリー（１０）とこれに関連するコントローラ（１１）は、車体カバー（１）の下側の低い位置を選択して搭載し、作業車両の左右、及び前後の重量バランスが保持できるものとなった。

そして、バッテリー（１０）とコントローラ（１１）は、ケース（１２）に収納して構成しているから、作業車両が水田中を走行しても水が浸入する虞はなく、水が浸入することによって発生する漏電やその他の故障を未然に防止できる。

そして、請求項２の発明は、前記ケース（１２）は、前記後部カバー（１ｃ）の内部空間（１３）から前記中間カバー（１ａ）の下側に至る範囲に配置して設け、前記ケース（１２）は、その下端に相当する底（１２ａ）を、前記車体カバー（１）の下端部位より低い位置まで下げて構成し、前記ケース（１２）は、前記底（１２ａ）、及びその周辺から内部に水の浸入が起きないように密閉状に覆ったことを特徴とする請求項１記載の水田を走行する作業車両であって、バッテリー（１０）とコントローラ（１１）は、収納したケース（１２）を密閉状に覆った構成にしているから、請求項１と同様に、作業車両が水田中を走行しても水がケース（１２）内に浸入することはなく、水の浸入による故障を防止できると共に、ケース（１２）の底を周辺部分より低くして密閉し、フロート的な機能を持つものとしているから、水田を走行する作業車両が、バッテリー（１０）やコントローラ（１１）等の重量のために沈下状態になったときには、底（１２ａ）が水田面に接しながら浮力を発揮して移動するから円滑な走行ができるものとなった。

まず、請求項１の発明は、重量物のバッテリー（１０）とこれに関連するコントローラ（１１）とを、車体カバー（１）の下側の低い位置を選択して搭載したから、作業車両の重心が低い位置に移動し、左右方向、及び前後方向の重量バランスが保持できる特徴がある。

そして、前記バッテリー（１０）とコントローラ（１１）は、ケース（１２）に収納して構成しているから、作業車両が水田中を走行しても水が内側に浸入する虞はなく、水によって発生する漏電やその他の故障を未然に防止できる特徴がある。

そして、請求項２の発明は、バッテリー（１０）とコントローラ（１１）とを収納したケース（１２）を、密閉状に覆って構成しているから、前記した請求項１と同様に、水の浸入による漏電やその他の故障を未然に防止できる特徴がある。

そして、請求項２の発明は、ケース（１２）の底（１２ａ）を周辺部分より低くして密閉しているから、底（１２ａ）がフロート的な機能を持ち、作業車両が、バッテリー（１０）やコントローラ（１１）の重量のために沈下状態になったときには、底（１２ａ）が水田面に接して浮力を発揮しながら移動して円滑な走行ができる効果がある。

乗用田植機の側面図 乗用田植機の平面図 車体カバーを外した状態の要部平面図 実施例の油圧回路と付随する装置の概略図。 実施例の苗タンクに装備したインプルメントの側面図 実施例の制御機構のブロック図 左右ブレーキペダルの平面図。

まず、本件出願の水田を走行する作業車両とは、この発明の場合、乗用田植機を実施例としている。
以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。

乗用田植機１５は、図１、及び図２に示すように、左右一対の前輪９ａ，９ａと後輪９ｂ，９ｂとから構成した走行装置９を備え、車体６の後部には、昇降する四点リンク機構１６を介して田植装置１７を装備した構成としている。そして、車体カバー１は、図面に示すように、車体６の上側から覆わせて取付けているが、フラットなフロア２を形成する中間カバー１ａと、ステアリングハンドル３を上部に軸装したハンドルポスト４の中間部分から下側を覆う前部カバー１ｂと、上部にオペレータが座る運転席５を支持した後部カバー１ｃとの３つのカバーから構成している。そして、中間カバー１ａによって形成されているフラットなフロア２は、オペレータが乗車して移動できる程度の広さを有し、そのフロア２の上には、前部と後部とに、それぞれ前記前部カバー１ｂと前記後部カバー１ｃとを配置してフラットな面から隆起させて高く構成している。

この場合、後部カバー１ｃの上部にある運転席５に座ったオペレータが、前部カバー１ｂによって覆われているハンドルポスト４上に軸装したステアリングハンドル３を、運転操作が可能で、且つ運転時に居住性を保つ程度の間隔を隔てて後方位置に配置した構成としている。そして、車体６には、図面に示すように、前記前部カバー１ｂの両側に、両方とも外側に向けて突出させた位置に補助苗載せ枠１８を設けて構成している。そして、前記ステアリングハンドル３は、ハンドル操作によって前輪９ａ，９ａの操向操作ができるように接続し、乗用田植機１５の操舵を可能に構成している。

そして、走行ミッション装置７は、図面に示すように、ミッションケース２０に内装し、該ケース２０の外側に装備した電動モータ８から回転動力が入力される構成としている。そして、走行ミッション装置７は、前後輪９ａ，９ａ，９ｂ，９ｂを伝動する四輪駆動の構成としており、更に、車体６の後部に設けた植付クラッチケース２１にも回転動力を伝動する構成としている。

そして、田植装置１７は、図面に示すように、下部位置に設けられている植付伝動ケース２２に、前記植付クラッチケース２１から植付伝動軸２３を介して動力が伝動される構成となっている。そして、田植装置１７は、図１、及び図２に示すように、前記植付伝動ケース２２を主要部として、上側に４つの苗タンク２４を横並びに配置して一体に左右往復横移動可能に設け、後部側には植付軌跡を描いて苗を圃場面に植付ける４条（２本一組で４器）の植付杆２５を設け、下側にはフロート２６を支持して水田面を滑走できる構成としている。

このように構成した田植装置１７は、既に説明した昇降する四点リンク機構１６によって車体６の後部に吊下げ状態に支持され、前記フロート２６によって田面を滑走しながら苗の植付作業ができる構成としている。

そして、実施例の乗用田植機１５には、運転席５の背後に施肥装置２７を搭載して苗を植付ける圃場面に施肥する構成としているが、これに関する詳細な説明は省略する。
つぎに、前記電動モータ８の電源となるバッテリー１０と、該バッテリー１０からの電源を制御するコントローラ１１との搭載手段について、実施例を説明する。

まず、バッテリー１０等を収納するケース１２は、図面に示すように、コントローラ１１と複数個のバッテリー１０を収納できるスペースを持った容積に形成して、前記後部カバー１ｃの内部空間１３、すなわち、運転席５のすぐ下側から前記中間カバー１ａの下側、すなわち、隆起した運転席５より低い位置でその両側に広がっているフラットなフロア２の下側に至る広い範囲に配置して支持した構成としている。そして、ケース１２は、その下端に相当する底１２ａの部分を、前記車体カバー１の下端部位より低い位置まで下げ、下側に突出させた形状に形成して密閉状に覆った構成としている。そして、実施例の場合、前記ケース１２は、水の浸入が完全に近いまで発生しないように形成し、更に、底１２ａをフロート状に仕上げて水田面に接触すると浮力が働く形状に構成し、重心位置を大幅に低くしている。

このように、バッテリー１０とコントローラ１１は、上記の如く構成したケース１２に収納して車体６の低い位置に搭載するから、バッテリー１０の漏電や故障がほとんど発生せず、従来に比較して、車体６の重心が下がり低重心となって、走行時に前後、左右のバランスがよくなり走行安定性が増すことになった。

そして、バッテリー１０とコントローラ１１とを収納したケース１２は、中間カバー１ａの下側、すなわち、フラットなフロア２に下側に取り付けることによって、フロア２の強度もアップできるものとなった。

そして、前記ケース１２は、図３に示すように、容積を拡大するために、左右両外側に広がってフロアの下側にまで達しているが、前輪９ａ，９ａの操舵範囲（車輪９ａの操舵時の回動半径イ）の内側に達しないように制限しており、前輪９ａ，９ａの操舵に支障がないように構成している。

つぎに、バッテリー１０のメンテナンスについて述べる。
実施例の場合、ケース１２は、図１に示すように、運転席５を構成するシート５ａの回動支点Ｐを、後部カバー１ｃの前部位置に設け、該シート５ａを、回動支点Ｐを起点にして上方から前方に回動して下側を解放できる構成にしている。

そして、下側のケース１２も、蓋を前側支点にして上側へ簡単に開放できる構成にしている。したがって、ケース１２内のバッテリー１０のメンテナンスが比較的楽にできるが、実施例の場合、コントローラ１１は、上記シート５ａの前記回動支点Ｐに近い位置に搭載し、バッテリー１０をシート５ａの回動支点Ｐ位置から離して遠い側（後側、図３参照）に搭載している。

そのために、ケース１２内の配置において、高電圧のコントローラ１１が回動支点Ｐ側に位置しており、バッテリー１０の交換時に手などの人体が触れないように配慮した構成としているから、低電圧（単体のとき）であるバッテリー１０を安心して扱い、交換等のメンテナンスが安全にできる特徴がある。

つぎに、昇降油圧シリンダー３０は、図１に示すように、ピストン側を車体６の後部に装備した四点リンク機構１６に接続し、田植装置１７を昇降する構成としているが、その油圧回路３１について、以下、実施例を説明する。

まず、上記昇降油圧シリンダー３０は、図４に示すように、油圧ポンプ３２から送側油路３３、切換バルブ３４、送側油路３５によって作動油が送り込まれるように接続し、コントロールレバー３６の切換操作によって前記切換バルブ３４を切換えて伸縮作動する構成としている。そして、前記昇降油圧シリンダー３０は、図４に示すように、還流油路３７が接続され、更に、前記切換バルブ３４、還流油路３８を経てベーンポンプ３９に接続して構成し、前記コントロールレバー３６の操作によって切換バルブ３４を連通側に切り換えられると、田植装置１７が自重によってシリンダ３０内の作動油を圧縮しながら縮小側に下がり、高圧で還流する作動油がベーンポンプ３９に供給されて回転される構成となっている。

このようにして、ベーンポンプ３９は、タンク４３に還流する作動油によって駆動されて発電作用を行う構成となっている。
そして、電動モータ８は、図面に示すように、動力取出用の出力軸４０を設けて前記油圧ポンプ３２を伝動する構成としているが、この出力軸４０を利用して油圧ポンプ３２の隣に前記ベーンポンプ３９も軸装して設け、構成の簡略化を図っている。そして、油圧ポンプ３２は、前記出力軸４０が正転の時にのみ駆動されて作動油を送り出す構成であって、逆転時には回転できないようにワンウエークラッチを装備しており、一方、ベーンポンプ３９は、前記出力軸４０が正転時には回転しないようにワンウエークラッチが装備された構成としている。

更に、前記コントロールレバー３６は、図面に示すように、切換バルブ３４の切換操作に伴って、油圧ポンプ３２とベーンポンプ３９との間に装備しているブレーキ４１の切換操作ができるように連結して設け、正転時にはベーンポンプ３９側に、又、逆転時には油圧ポンプ３２側にそれぞれブレーキをかけて過大な電流の発生をカットできる構成としている。

以上、述べたように、実施例は、田植装置１７を昇降操作する昇降油圧シリンダー３０の油圧回路を活用して、還流作動油を利用しながらベーンポンプ３９を駆動して発電を可能としている。このように、実施例は、電動モータ８から油圧ポンプ３２を伝動する出力軸４０に、上述のベーンポンプ３９を装備したきわめてシンプルな構成でありながら、油圧ポンプ３２が休止して還流作動油がタンク４３側に還流する途中を利用して発電を行い、バッテリー１０に蓄電することができる特徴がある。

つぎに、乗用田植機１５は、図１に示したように、植付伝動軸２３の基部側に発電機４５を装備して、この植付伝動軸２３の回転によって発電作用を行う構成としている。そして、施肥装置２７は、詳細な図示は省略しているが、定量繰り出し装置とブロアとに動力を伝える伝動機構中に電磁クラッチを設けて動力を断続する構成としている。

この実施例の場合、上記電磁クラッチは、前記植付伝動軸２３の回転駆動に伴って発電機４５に発生した電流を利用して入、切の操作を可能としている。したがって、施肥装置２７は、植付伝動軸２３が停止して田植装置１７が作動しないときには、発電機４５も停止しているから、施肥作用も停止状態になり、植付けと施肥とが連動して同時作動する点に特徴がある。

つぎに、実施例の場合、前記植付伝動軸２３は、植付姿勢の姿勢制御に関連する油圧感知式電磁バルブ（切換バルブ３４に相当する。）の制御にも関連する構成としている。すなわち、実施例は、植付伝動軸２３の回転にともなって発生する電力の感知と、車体の走行速度との対比に基づいて前記油圧感知式電磁バルブを制御して昇降油圧シリンダ３０を制御して田植装置１７を上下制御調節してセンタフロートの接地角度を調節しながら苗の植付姿勢の制御を行う構成としている。

実施例の如く、センサの機能が備えられたセンターフロートは、前上がりの状態に調整する程、感度が鈍くなるから、前記電力の発生量は、植付伝動軸２３の回転数に正比例するものとして回転数に置き換えて制御を行うものとしている。

つぎの実施例は、図５に示すように、薬剤散布装置４６を、田植装置１７の苗タンク２４の上方に取り付け、電動繰出モータ４７を装備して薬剤タンク４８内の薬剤を散布できる構成としている。そして、上記電動繰出モータ４７は、前記植付伝動軸２３の回転に伴って発電する発電機４５から電流が送られて駆動する構成となっている。

したがって、前記薬剤散布装置４６は、植付伝動軸２３が回転を始めて田植装置１７が田植作業を開始するのに関連して、発電機４５から送電され、電動繰出モータ４７が始動して繰出装置を伝動するタイミングとなる。このように、田植装置１７のインプルメントは、上記実施例の薬剤散布装置４６に限らず、施肥機でも同様であるが、植付伝動軸２３の回転に伴って発電する発電機４５の電力によって、例えば、電動繰出モータ４７を駆動する構成にすれば、田植装置１７の作動に連動して始動、停止ができる特徴がある。

つぎに、傾斜地の安全走行に関する実施例を説明する。
まず、乗用田植機１５やトラクタの如き走行作業車両が、傾斜地を走行する場合の制御に関し、図６、及び図７に示す実施例を説明する。コントローラ５０は、図面に示すように、入力側に、左右ブレーキペダル５１，５１の連結杆４９を検出する連結センサ５２と、車体の傾斜センサ５３とを接続し、出力側には原動機５４を接続した構成としている。そして、コントローラ５０は、傾斜センサ５３が、予め設定した傾斜度以上に走行作業車両が傾斜していることを検出してその検出情報を入力し、更に、連結センサ５２が、左右ブレーキペダル５１，５１が連結杆４９によって連結されていない状態を検出すると、原動機５４を始動しない制御を行う構成としている。

以上のように、実施例の走行作業車両は、傾斜センサ５３が傾斜地に停車していることを検出し、更に、左右ブレーキペダル５１，５１の連結がされていないことを連結センサ５２が検出し、双方の検出情報が入力されると、コントローラ５０は、原動機５４を始動しない制御信号を出力することによって、傾斜地における走行の安全性を確保するものである。

１ 車体カバー １ａ 中間カバー
１ｂ 前部カバー １ｃ 後部カバー
２ フロア ３ ステアリングハンドル
４ ハンドルポスト ５ 運転席
６ 車体 ７ 走行ミッション装置
８ 電動モータ ９ 走行装置
９ａ 前輪 ９ｂ 後輪
１０ バッテリー １１ コントローラ
１２ ケース １２ａ ケースの底
１３ 内部空間。

Claims (2)

1. 車体カバー（１）は、フラットなフロア（２）を形成する中間カバー（１ａ）と、ステアリングハンドル（３）を上部に軸装したハンドルポスト（４）を覆う前部カバー（１ｂ）と、上部に運転席（５）を支持した後部カバー（１ｃ）とから構成し、該後部カバー（１ｃ）と前記前部カバー（１ｂ）とは、運転操作可能な間隔だけフロア（２）を隔てて前後に配置し、共に前記フロア（２）の上面より隆起させて形成し、車体（６）に装備された走行ミッション装置（７）は、電動モータ（８）から入力される動力を、走行動力に変えて走行装置（９）に伝動する構成とし、前記電動モータ（８）の電源となるバッテリー（１０）と、該バッテリー（１０）からの電源を制御するコントローラ（１１）とを、ケース（１２）に収納して構成し、該ケース（１２）は、前記車体カバー（１）の下側に装備されていることを特徴とする水田を走行する作業車両。
2. 前記ケース（１２）は、前記後部カバー（１ｃ）の内部空間（１３）から前記中間カバー（１ａ）の下側に至る範囲に配置して設け、前記ケース（１２）は、その下端に相当する底（１２ａ）を、前記車体カバー（１）の下端部位より低い位置まで下げて構成し、前記ケース（１２）は、前記底（１２ａ）、及びその周辺から内部に水の浸入が起きないように密閉状に覆ったことを特徴とする請求項１記載の水田を走行する作業車両。

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