JP2011200189A

JP2011200189A - 芝刈機

Info

Publication number: JP2011200189A
Application number: JP2010072353A
Authority: JP
Inventors: Fumio Yoshimura; 文夫吉邨
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】電動モータ又はエンジンの駆動力を作業負荷などに応じて使い分けることができる作業車両を提供すること。
【解決手段】エンジン動力で駆動される車速を連続的に変速するＨＳＴ１６を含む動力伝達機構と、エンジンで駆動される発電機４１と該発電機４１からの電力を蓄える蓄電池４５と発電機４１からの電力で駆動する刈取モータ４０と該刈取モータ４０で駆動する刈取部６を備え、発電機４１からの電力を刈取モータ４０と蓄電池４５とに振り分けることができるパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）４２と該ＰＣＵ４２が刈取モータ４０の駆動を車両の後進時に停止するかどうか選択できる構成を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動モータとエンジンを併用するハイブリッドタイプの芝刈機に関する。

芝刈機などの作業車両では、電動モータとエンジンを使い分けて車輪と芝刈用のモーアを駆動させるハイブリットタイプの走行車両が知られている（特許文献１）。
特開２００９−２５５８４０号公報

本発明の課題は、省エネルギー及び騒音低減効果を向上させることである。

本発明の上記課題は、次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、エンジン（１２）と、エンジン（１２）からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構と、エンジン（１２）で駆動される発電機（４１）と、該発電機（４１）からの電力を蓄える蓄電池（４５）と、該発電機（４１）からの電力で駆動する刈取モータ（４０）と、該刈取モータ（４０）で駆動する刈取部（６）と、刈取モータ（４０）の駆動を車両の後進時に停止するかどうか選択できる選択手段とを備えたことを特徴とする芝刈機である。

請求項２記載の発明は、エンジン（１２）と、エンジン（１２）からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構と、エンジン（１２）で駆動される発電機（４１）と、該発電機（４１）からの電力を蓄える蓄電池（４５）と、該発電機（４１）からの電力で駆動する刈取モータ（４０）と、該刈取モータ（４０）で駆動する刈取部（６）と、車両が一定時間以上停止していると刈取モータ（４０）の駆動を停止することができる制御手段（４２）を備えたことを特徴とする芝刈機である。

請求項１記載の発明によれば、車両後進時に刈取モータ４０を停止させるか駆動させるかを選択することができるので、車両後進時に刈取作業をする必要があるときは駆動し、車両後進時に刈取作業をする必要が無いときには停止することができるので省エネルギー効果と騒音低減効果がある。

請求項２記載の発明によれば、車両停止時に刈取部（６）の作動を停止できるので省エネルギー効果と騒音低減効果がある。

本発明の一実施例の乗用型芝刈機の側面図である。図１の乗用型芝刈機の平面図である。図１の乗用型芝刈機の動力伝動機構図である。図１の乗用型芝刈機の動力伝動機構図である。図４のハイブリッド型乗用型芝刈機の駆動を通常時、加速時及び減速時に分けてバッテリと発電機の作動状況を示す図である。図４のハイブリッド型乗用型芝刈機の車速と刈取速度の関係を示す図である。図４のハイブリッド型乗用型芝刈機のモーアの平面略図である。

以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
なお、本明細書では車両の前進方向に向いて左、右をそれぞれ左、右方向といい前後方向をそれぞれ前、後という。

本実施例の乗用型芝刈機の側面図を図１に、平面図を図２に示す。
走行車体２の前部と後部にそれぞれ前輪３、３と後輪４、４を備え、車体フレーム２の前部の下方には芝草刈り取り用の縦軸芯に回転するブレード５１を内装したモーア６を設け、車体２の前部上方のフロア７にはステアリングコラム８を立設し、該コラム８の上部にはハンドル１０を設けている。またハンドル１０の後方には操縦席１１があり、該操縦席１１の後方にはエンジン１２を搭載している。

また、前記エンジン１２の冷却用ファンをエンジン動力により駆動し、ラジエータ６４を車体上に斜めに設置する構成となっている。これにより、ラジエータ６４の冷却容量を低下させることなく、その設置高さを小さくすることができる。

エンジン１２の出力軸は、ミッションケース１５内の変速装置の入力軸に連結され、エンジン１２の回転動力は変速装置で変速され、該変速された走行動力を伝動機構を介して前後輪３，４へ伝達する。
なお、本実施例の乗用型芝刈機１のモーア６は車体前方に限らず、中央、後方に配置した構成にしても良い。

図３の動力伝達構成図に基づいて説明する。
ミッションケース１５に隣接して設けられるＨＳＴ（油圧式無段変速装置）１６は、クラッチハウジング内の主クラッチ１７を経てＨＳＴ入力軸１９へ連動し、変速ペダル（ペダル式変速操作具）１８による中立位置からの前進と後進への切替及びこれらの無段変速による連動を経て、機械式（ギヤ式）の動力分割変速装置Ａへ連動し、前輪３の差動ギヤ機構及び後輪４への出力軸等を伝動する構成である。なお差動ギヤ機構のデフ装置３０からの出力は遊星減速装置２８を介して前輪３に伝達される。

ＨＳＴ１６は、固定容量形ポンプ２３と可変容量形モータ２４とを閉油圧回路２５で接続し、固定容量形ポンプ２３の斜板２２の傾斜角度（トラニオン軸１６ａの回動角度）を変速ペダル１８の踏み込み操作によって調節して、固定容量形ポンプ２３からの吐出油量を変えて可変容量形モータ２４による出力軸２６の出力回転を無段変速し、又は正逆に切替えて出力することができる。

ＨＳＴ出力軸２６からの動力は、動力分割変速装置Ａで変速されて走行軸２７に取り出され、走行軸２７から前輪３への伝動用のデフ装置３０と後輪伝動軸３１と後輪４への伝動用のデフ装置３３に動力が取り出される。なお、後輪伝動軸３１の伝動は四輪駆動用の後輪駆動ギヤ３４によって入り切りされる。

図４の動力伝達構成図に基づいて説明する。
エンジン１２からの動力は従来通り、ＨＳＴ１６とミッションケース１５内の動力分割変速機構Ａを経て車輪３，４に伝達される。

また、エンジン１２の動力は発電機４１の発電用動力としても利用可能であり、発電機４１が作動されるときには、該発電機４１で生じた電力はパワーコントローラ４２でモーア（刈取部）６の作動用モータ（刈取モータ）４０とバッテリ４５のいずれか又は両方に振り分けられる。モーア６の作動用モータ（刈取モータ）４０の動力はモーア（刈取部）６のブレード５１作動用に利用される。

動力分割変速機構Ａとモーア６の作動用モータ（刈取モータ）４０とを機械的連結系５２で接続してモーア６の作動用モータ４０で動力分割変速機構Ａの駆動アシストを行うこともできる。
また、パワーコントローラ４２と車両コントローラ４８は接続している。なお、図４の各装置の接続線の中の太線は機械的結合を示し、細線は電気的結合を示す。

また、図５にはモーア６などの刈取装置の駆動を通常時、加速時及び減速時に分けてバッテリと発電機の作動状況を表にして示す。
図５はモーア６などが駆動を通常時、加速時及び減速時に分けて表しており、バッテリ４５と発電機モータ４０などによるモーア６などの駆動が通常である場合は、発電機４１が作動して刈取モータ４０を駆動させ、同時にバッテリ４５を充電させる。

またモーア６などの駆動が加速中である場合には、発電機４１が作動して刈取モータ４０を駆動させ、同時にバッテリ４５を放電させて十分な電力を刈取モータ４０に供給する。
またモーア６の駆動を停止、すなわち刈取モータ４０の駆動を停止するとき、バッテリ４５は、ブレード５１が減速して止まるまでの慣性の回転で発生するエネルギーを充電する（回生充電）。

このようにエンジン１２で発電機４１と走行系のＨＳＴ１６を駆動させ、作動用モータ（刈取モータ）４０で刈取部６の駆動を行う。刈取部６の負荷は車両の走行負荷に比べて大きいが、電動式のモータ４０で刈取部６等の刈取部を駆動するため、その分、エンジン１２を小型化できる。

操作ハンドル１０の近傍には後進時モーア作動選択手段である選択スイッチ５５設け、例えば選択スイッチ５５を操作すると走行車体２の後進時に作動用モータ（刈取モータ）４０を駆動してブレード５１を回転し、選択スイッチ５５の操作を解除すると後進時にブレード５１を停止状態にする。

すなわち、後進時にブレード５１を回転させるモードにした場合には、芝の刈取作業をしながら車両の前進時に車両操作中の作業者が後ろを振り向いたときに十分芝刈りができていないと、車両を後進させながら、刈り残した芝を刈ることができる。そのため、車両の向きを変更操作する手間がかからない。

後進時にブレード５１を回転させないモードにした場合には、後進時にブレード５１を駆動を停止させているため、無用にブレード５１を回転させないため、省エネルギー運転を実行でき、また騒音低減効果がある。

また上記構成のハイブリッド型の駆動系を用いると、車両が所定時間以上停車していると、モーア６の駆動を停止させるか、駆動速度を落とすことができるので、省エネルギーであり、また騒音低減効果がある。

また上記構成のハイブリッド型の駆動系を用いるときに車速に対してブレード５１の駆動速度を図６に示すように変更可能にできるので、ブレード５１の駆動速度を車速「ゼロ」で一定速度とし、車速が上がると比例的にブレード５１の駆動速度を上げる構成とすることもできる。この場合には車両の馬力ロス及び芝草等の刈り残しが少なく、また芝草などの刈跡をきれいにする作業ができるようになる。
このとき車両が一定時間以上停車していると、ブレード５１の駆動を停止させるか、駆動速度を落とすことができるので、省エネルギー運転が行え、また騒音低減効果がある。
また、図６に示すように一定以上の車速になるとブレード５１の回転駆動速度を一定値となるように制限することもできる。この場合は騒音が増大することを防ぐことができる。

図７にはモーア６の一実施例の平面略図を示すが、扁平なモーア駆動用のモータ４０をモーアデッキ５０上面に配置すると、扁平なモーア駆動モータ４０はかさ張らないので１つのモーアデッキ５０に３つのブレード５１を配置でき、省スペースとなる。

本発明は、歩行型の芝刈り機やトラクタにモーアを装着した走行車両に利用可能性がある。

１乗用型芝刈機２走行車体
３前輪４後輪
６モーア７フロア
８ステアリングコラム１０ハンドル
１１操縦席１２エンジン
１５ミッションケース１６ＨＳＴ
１６ａトラニオン軸１７主クラッチ
１８変速ペダル１９ＨＳＴ入力軸
２２斜板２３固定容量形ポンプ
２４可変容量形モータ２５閉油圧回路
２６ＨＳＴ出力軸２７走行軸
２８遊星減速装置２９出力軸
３０デフ装置３１後輪伝動軸
３３デフ装置３４後輪駆動ギヤ
４０作動用モータ（刈取モータ）
４１発電機４２パワーコントローラ
４５バッテリ４８車両コントローラ
５０モーアデッキ５１ブレード
５２機械的連結系５５選択スイッチ
Ａ動力分割変速機構

Claims

エンジン（１２）と、
エンジン（１２）からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構と、
エンジン（１２）で駆動される発電機（４１）と、
該発電機（４１）からの電力を蓄える蓄電池（４５）と、
該発電機（４１）からの電力で駆動する刈取モータ（４０）と、
該刈取モータ（４０）で駆動する刈取部（６）と、
刈取モータ（４０）の駆動を車両の後進時に停止するかどうか選択できる選択手段（５５）とを備えたことを特徴とする芝刈機。
エンジン（１２）と、
エンジン（１２）からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構（Ａ）と、
エンジン（１２）で駆動される発電機（４１）と、
該発電機（４１）からの電力を蓄える蓄電池（４５）と、
該発電機（４１）からの電力で駆動する刈取モータ（４０）と、
該刈取モータ（４０）で駆動する刈取部（６）と、
車両が一定時間以上停止していると刈取モータ（４０）の駆動を停止することができる制御手段（４２）を備えたことを特徴とする芝刈機。