JP2014143965A - Tractor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動モータを駆動源として使用するトラクタに関する。 The present invention relates to a tractor that uses an electric motor as a drive source.
エンジンと電動モータを駆動源とするトラクタとして、下記特許文献1がある。
このトラクタは、エンジンの出力軸から動力分割機構を介してミッションケースと発電機を連結し、発電機で発電した電力を、インバータを介してバッテリと電動モータに給電し、電動モータの出力軸をミッションケースに連結し、ミッションケースから走行装置を駆動するトラクタにおいて、作業走行時にエンジンと電動モータの駆動力で走行装置を駆動可能にしたものである。この構成により、エンジン駆動力の余力を効果的に電動モータの出力に変換するので、燃料効率の良いトラクタとなる。
As a tractor using an engine and an electric motor as driving sources, there is Patent Document 1 below.
This tractor connects the transmission case and generator from the output shaft of the engine via the power split mechanism, supplies the power generated by the generator to the battery and the electric motor via the inverter, and uses the output shaft of the electric motor In a tractor that is connected to a mission case and drives the traveling device from the mission case, the traveling device can be driven by the driving force of the engine and the electric motor during work traveling. With this configuration, the remaining power of the engine driving force is effectively converted into the output of the electric motor, so that the fuel efficient tractor is obtained.
上記特許文献1記載のトラクタは、エンジンと電動モータの併用タイプであり、状況によりモータのみでPTO(パワーテイクオフ、作業機の動力源)を駆動することもある。このためには大きなモータを装備することになり、電動モータのトルクを確保するためには電動モータが大型化するという問題がある。 The tractor described in Patent Document 1 is a combination type of an engine and an electric motor, and a PTO (power take-off, a power source for a work machine) may be driven only by the motor depending on the situation. For this purpose, a large motor is provided, and there is a problem that the electric motor becomes large in order to ensure the torque of the electric motor.
本発明の課題は、電動モータを駆動源として使用するトラクタにおいて、電動モータの大型化を防止して、コンパクトな構成のトラクタを提供することである。 An object of the present invention is to provide a tractor having a compact configuration by preventing an increase in size of an electric motor in a tractor using an electric motor as a drive source.
本発明の上記課題は次の解決手段により解決される。
請求項1記載の発明は、走行装置(18,19)と作業機(14)を備え、電動モータ(6)を前記走行装置(18,19)及び作業機(14)の駆動源とするトラクタにおいて、前記電動モータ(6)はモータ回転数が所定の範囲でトルクが一定となる定トルク特性を有する、作業機(14)を駆動するためのPTO系電動モータ(6)であって、該PTO系電動モータ(6)の出力側に作業機(14)を駆動するPTO出力軸(13)へのPTO系出力部を設け、前記PTO系電動モータ(6)の定トルク特性を示す所定の回転数をPTO出力軸(13)の回転数の最大値の2倍以上3倍以下に設定し、該PTO系出力部とPTO系電動モータ(6)との間にPTO出力軸(13)の回転数の最大値を得るためのPTO減速部(30)を設け、該PTO減速部(30)の出力側に走行装置(18,19)への走行系出力部を設けたトラクタである。
The above-described problems of the present invention are solved by the following solution means.
The invention according to claim 1 is provided with a traveling device (18, 19) and a work machine (14), and an electric motor (6) is used as a drive source for the traveling device (18, 19) and the work machine (14). The electric motor (6) is a PTO electric motor (6) for driving the work machine (14) having a constant torque characteristic in which the torque is constant within a predetermined range of the motor rotational speed. A PTO output unit to a PTO output shaft (13) for driving the work machine (14) is provided on the output side of the PTO electric motor (6), and a predetermined torque characteristic indicating the constant torque characteristic of the PTO electric motor (6) is provided. The rotation speed is set to be not less than 2 times and not more than 3 times the maximum rotation speed of the PTO output shaft (13), and the PTO output shaft (13) is connected between the PTO output section and the PTO electric motor (6). PTO deceleration part (30) for obtaining the maximum value of rotation speed Only a tractor provided with a running system output portion of the travel device (18, 19) on the output side of the PTO speed reduction unit (30).
請求項2記載の発明は、前記PTO系電動モータ(6)とは別に、前記走行系出力部に駆動力を出力する走行系電動モータ(7)を設けた請求項1記載のトラクタである。
請求項3記載の発明は、前記走行系電動モータ(7)はPTO系電動モータ(6)よりも小さな出力のモータとした請求項2記載のトラクタである。
A second aspect of the present invention is the tractor according to the first aspect, wherein a traveling system electric motor (7) for outputting a driving force to the traveling system output section is provided separately from the PTO system electric motor (6).
The invention described in
請求項4記載の発明は、前記PTO減速部(30)と走行系出力部との間に走行装置(18,19)のトルクを得るための走行減速部(32)を設け、該走行減速部(32)への出力を走行系電動モータ(7)とPTO系電動モータ(6)の両方による出力又は走行系電動モータ(7)のみの出力又はPTO系電動モータ(6)のみの出力に切り換え可能な構成とした請求項2又は請求項3に記載のトラクタである。
According to a fourth aspect of the present invention, a travel speed reduction part (32) for obtaining torque of the travel device (18, 19) is provided between the PTO speed reduction part (30) and the travel system output part, and the travel speed reduction part The output to (32) is switched to the output of both the travel system electric motor (7) and the PTO system electric motor (6), the output of only the travel system electric motor (7), or the output of only the PTO system electric motor (6). The tractor according to
請求項5記載の発明は、作業走行と路上走行を選択する選択スイッチ(37)を設け、該選択スイッチ(37)により作業走行を選択する作業走行時は前記PTO系電動モータ(6)及び前記走行系電動モータ(7)の両方を駆動する一方、選択スイッチ(37)により路上走行を選択する路上走行時は前記PTO系電動モータ(6)を駆動して前記走行系電動モータ(7)を停止する機能を有する制御装置(100)を設けた請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のトラクタである。
The invention according to
従来のトラクタでは、エンジンと電動モータを併用していても、モータのみでPTOを駆動することもあり、このためには大きなモータを装備することになる。
これに対して本構成では、PTO系電動モータ(6)として、所定の範囲のモータ回転数においてトルクがフラットな部分を形成するモータ(定トルク特性)を使用している。定トルク特性とは、回転速度に対してほぼトルクが一定となる特性である。
In a conventional tractor, even if an engine and an electric motor are used in combination, the PTO may be driven only by the motor. For this purpose, a large motor is provided.
On the other hand, in this configuration, a motor (constant torque characteristic) that forms a flat portion of torque at a motor rotation speed within a predetermined range is used as the PTO electric motor (6). The constant torque characteristic is a characteristic in which the torque is substantially constant with respect to the rotation speed.
そして、このフラット部分の回転数について、実際に使用するPTO系出力部への出力回転数の最大値の2倍以上3倍以下に設定し、PTO系電動モータ(6)の伝動下流側に、必要なPTO出力回転数の最大値を得るためのPTO減速部(30)を設ける構成としている。これにより、減速部(1/2から1/3の減速のため)の大きさが大きくなることなくPTO系電動モータ(6)も大きくなることがなくなり、PTO系電動モータ(6)自体の大きさを小さくすることが可能となる。そのため、PTO減速部(30)を備えても、PTO減速部(30)とPTO系電動モータ(6)の大きさは従来のモータに比べて小さくできる。 And about the rotation speed of this flat part, it sets to 2 times or more and 3 times or less of the maximum value of the output rotation speed to the PTO system output part actually used, and on the transmission downstream side of the PTO system electric motor (6), A PTO deceleration unit (30) for obtaining the maximum value of the necessary PTO output rotational speed is provided. Thus, the size of the PTO electric motor (6) itself is not increased without increasing the size of the deceleration portion (for deceleration from 1/2 to 1/3) and the size of the PTO electric motor (6) itself. It is possible to reduce the thickness. Therefore, even if the PTO deceleration unit (30) is provided, the size of the PTO deceleration unit (30) and the PTO electric motor (6) can be made smaller than that of the conventional motor.
すなわち、請求項1記載の発明によれば、PTO系出力部とPTO系電動モータ(6)との間にPTO出力軸(13)のトルクを得るためのPTO減速部(30)を設けたことで、PTO系電動モータ(6)を小型化できる。PTO減速部(30)がない場合はPTO系電動モータ(6)のトルクを得ようとするとPTO系電動モータ(6)を大きくしないといけないが、PTO減速部(30)があることでPTO系電動モータ(6)の小型化が可能となる。また、PTO系電動モータ(6)の小型化により、バッテリ(5)などの電源の小型化も達成される。 That is, according to the first aspect of the present invention, the PTO deceleration unit (30) for obtaining the torque of the PTO output shaft (13) is provided between the PTO system output unit and the PTO system electric motor (6). Thus, the PTO electric motor (6) can be reduced in size. If there is no PTO speed reduction part (30), the PTO system electric motor (6) must be enlarged to obtain the torque of the PTO system electric motor (6). The electric motor (6) can be downsized. In addition, miniaturization of the power source such as the battery (5) can be achieved by miniaturization of the PTO electric motor (6).
請求項2記載の発明によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、PTO系電動モータ(6)とは別に、走行系出力部に駆動力を出力する走行系電動モータ(7)を設けることで、PTO系動力伝達部と独立して走行系出力部に駆動力を出力できる。したがって、走行装置(18,19)を変速する際に、独立して行え、操作性に優れる。
PTO系には、走行系よりも大きな負荷が作用する。このため、PTO系と走行系のモータが共用の場合は負荷に応じて走行速度が遅くなったり元に戻ったりしてしまうことがある。この場合は負荷の変動で機体がハンチングして乗り心地が悪くなるが、走行系は別のモータにすることで、特に作業走行時において、作業機(14)側に大きな負荷が作用しても、安定して走行できる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the traveling system electric motor (7) that outputs the driving force to the traveling system output unit separately from the PTO electric motor (6). ) Can be output to the traveling system output unit independently of the PTO system power transmission unit. Therefore, when shifting the travel device (18, 19), it can be performed independently and the operability is excellent.
A larger load than the traveling system acts on the PTO system. For this reason, when the PTO system and the traveling system motor are shared, the traveling speed may be slowed down or restored depending on the load. In this case, the aircraft hunts due to load fluctuations and the ride comfort is deteriorated. However, by using a separate motor for the traveling system, even when a large load acts on the work machine (14) side, particularly during work traveling. , Can run stably.
そして、通常、トラクタでは移動するための路上走行(非作業走行)に比べて作業機による作業走行が多く、走行系電動モータ(7)は小さな出力のもので十分である。
したがって、請求項3記載の発明によれば、上記請求項2記載の発明の効果に加えて、走行系電動モータ(7)をPTO系電動モータ(6)よりも小さな出力のモータとすることで、電力消費を抑えると共にコンパクト化も図れる。
In general, the tractor has more work travel by the work implement than the road travel (non-work travel) for moving, and the travel system electric motor (7) having a small output is sufficient.
Therefore, according to the invention described in
請求項4記載の発明によれば、上記請求項2又は請求項3に記載の発明の効果に加えて、PTO減速部(30)と走行系出力部との間に走行減速部(32)を設け、走行減速部(32)への出力を走行系電動モータ(7)とPTO系電動モータ(6)の両方による切り換え可能な構成としたことで、必要なトルクに応じて使用するモータを選択できる。例えば、代掻き作業走行では、走行装置(18,19)に大きな負荷が作用することがあるので、走行系電動モータ(7)に加えてPTO系電動モータ(6)でアシストすることで、安定した走行が可能となる。
According to the invention described in
請求項5記載の発明によれば、上記請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の発明の効果に加えて、作業走行時はPTO系電動モータ(6)及び走行系電動モータ(7)の両方を駆動する一方、路上走行時はPTO系電動モータ(6)を駆動して走行系電動モータ(7)を停止することで、作業走行において走行装置(18,19)のトルクが必要な場合は走行系電動モータ(7)とPTO系電動モータ(6)の両方のモータを使用できる。そして、必要なトルクに応じて使用するモータを選択できる。
According to the invention described in
路上走行時では、通常は負荷が作用しないが、重量の重い荷物車の牽引走行や、プラウ作業(路上走行時と同じ高速で圃場内を走行すること)では、負荷が作用してトルクが必要になることがある。この場合は、トルクに余裕のあるPTO系電動モータ(6)を使用すれば良い。 Normally, no load is applied when driving on the road, but the load is applied and torque is required for towing the heavy cargo truck or plowing (running in the field at the same high speed as when driving on the road). May be. In this case, a PTO electric motor (6) having a sufficient torque may be used.
本発明の実施の形態について、以下に図面と共に説明する。
図1は、本発明でいうトラクタの全体側面図である。なお、本明細書ではトラクタの前進方向に向かって左右の方向をそれぞれ左、右という。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall side view of a tractor referred to in the present invention. In this specification, the left and right directions in the forward direction of the tractor are referred to as left and right, respectively.
機体前部のボンネット15内にバッテリ5と電動モータ6を搭載し、電動モータ6の動力をミッションケース3内で適宜に変速減速して、ミッションケース3の前後で左右に突き出した前輪軸16と後輪軸17に伝動して前輪18と後輪19の両方又は後輪19のみを駆動すると共に、ミッションケース3の後方へ突き出すPTO出力軸13を駆動する構成としている。なお、走行装置として前輪18と後輪19を示しているが、後輪19に代えてクローラベルトを側面視で三角形に巻き掛けたセミクローラ走行装置としても良い。
A
機体上にはキャビン20を載置し、このキャビン20内で作業者がステアリングハンドル21を操作して前輪18を操向しながら走行する。機体の後方へ突出するリフトアーム23には、ロータリ耕耘機などの作業機14を装着し、ミッションケース3から後方へ向かって突出するPTO出力軸13で作業機14を駆動する構成としている。トラクタ1は作業機14を駆動させて機体を走行させることで、圃場内の耕耘等の作業を行なうものである。作業機14はリフトアーム23(図示しない昇降シリンダで作動させる)によって昇降する。
A
図2には、図1のトラクタの動力伝動系統図と制御装置のブロック図を示し、図3には図2の動力伝動系統図とブロック図の他の例を示し、図4には電動モータ6のトルク特性を示す。 2 shows a power transmission system diagram of the tractor of FIG. 1 and a block diagram of the control device, FIG. 3 shows another example of the power transmission system diagram and block diagram of FIG. 2, and FIG. 6 shows the torque characteristics.
そして、本実施形態のトラクタ1は、電動モータ6を駆動源としているが、この電動モータ6を作業機14の駆動用のPTO系電動モータ6とし、図2や図3に示すようにPTO系電動モータ6の出力側にPTO出力軸13へのPTO系出力部を設け、このPTO系出力部とPTO系電動モータ6との間にPTO出力軸13のトルクを得るためのPTO減速部30を設けている。そして、PTO減速部30の出力側に前輪18や後輪19への走行系出力部を設けたことを特徴としている。そして、PTO減速部30の減速比をPTO出力軸13の回転数として必要な最大回転数が得られるような変速比に固定すると良い。この最大回転数は機種(トラクタの大きさと作業内容)により決まる。
The tractor 1 of the present embodiment uses the
PTO減速部30としては、ギアなどの変速機構が用いられる。ギアなどの機械式の変速機構では、速度の変更はPTO系電動モータ6で行う方が、速度を電流値のみで変更でき、油圧式無段変速装置(HST)のようにトラニオン軸の斜板を動かす必要がないため、速度変更が簡単で伝達効率もHST(伝達効率は97%程度)に比べて安定する。
As the
PTO系電動モータ6のトルク特性は図4に示すように、60Hz(一般的な仕様)の回転数まで定格トルク比100%のフラットな部分を形成する(定トルク特性)。PTO系電動モータ6を60Hzの定格程度のモータとすることで、安価にできるためコストが抑えられる。モータの定トルク特性では、電機子電流が同じであれば回転数にかかわらず同じトルクがでる。本構成は、この定トルク特性を利用している。
As shown in FIG. 4, the torque characteristic of the PTO
ここで、60Hzは3600rpmに相当し、PTO減速部30で例えば1/3程度(1200rpm)に減速される。このときトルクは減速比の逆数であることから3倍となる。なお、PTO減速部30で1/2程度(1800rpm)に減速されても良く、PTO出力軸13のトルクを2倍以上3倍以下にすることが好ましい。PTO出力軸13に作用する負荷を考慮し、PTO出力軸13のトルクが2倍以上3倍以下になるようにPTO系電動モータ6の駆動力を減速することで、十分に必要なトルクを得ることができる。
Here, 60 Hz corresponds to 3600 rpm, and the
ここで、図4のフラット部分の回転数については、実際に使用するPTO出力軸13の回転数の最大値の2倍以上に設定する。この最大値は機種(トラクタの大きさと作業内容)により決まる。例えば、PTO出力軸13の回転数の最大値が1800rpmの場合はフラット部分の回転数を少なくとも3600rpmとし、PTO出力軸13の回転数の最大値が1200rpmの場合はフラット部分の回転数を少なくとも2400rpmとする。
Here, the rotational speed of the flat portion in FIG. 4 is set to be twice or more the maximum value of the rotational speed of the
そして、PTO系電動モータ6の伝動下流側に必要なPTO出力軸13の回転数の最大値を得るための減速部を設けている。これにより、PTO減速部30(1/2から1/3の減速のため)の大きさが大きくなることなくPTO系電動モータ6も大きくなることがない。
And the deceleration part for obtaining the maximum value of the rotation speed of the
PTO減速部30がない場合はPTO系電動モータ6のトルクを得ようとするとPTO系電動モータ6を大きくしないといけないが、PTO減速部30があることでPTO系電動モータ6の小型化が可能となる。また、PTO系電動モータ6の小型化により、バッテリ5などの電源の小型化も達成される。
If there is no
そして、フラット部分の回転数が、PTO出力軸13の回転数の最大値の2倍以上3倍以下に設定されたPTO系電動モータ6を用いて、このようにPTO減速部30の出力回転数が、必要なPTO出力軸13の回転数の最大値である1000+α(α<1000)程度の回転数となるような減速比とすると、小型のPTO系電動モータ6で、大きなトルクを得ることができる。
Then, using the PTO
また、図2に示すように、PTO系電動モータ6とは別に、走行系出力部に駆動力を出力する走行系電動モータ7を設けると良い。走行系電動モータ7により、PTO系動力伝達部と独立して走行系出力部に駆動力を出力できる。したがって、前輪18や後輪19を変速する際に、独立して行え、操作性に優れる。特に作業走行時において、作業機14側に大きな負荷が作用しても、安定して走行できる。
Further, as shown in FIG. 2, a traveling
そして、走行系電動モータ7をPTO系電動モータ6よりも小さな出力のモータとすれば、電力消費を抑えると共にコンパクト化も図れる。通常、トラクタでは移動するための路上走行に比べて作業機による作業走行が多いことから、走行系電動モータ7は小さな出力のもので十分である。
If the traveling system
また、図2に示すように、PTO減速部30と走行系出力部との間に前輪18や後輪19の駆動トルクを得るための走行減速部32を設け、この走行減速部32への出力を走行系電動モータ7とPTO系電動モータ6の両方による出力又は走行系電動モータ7のみの出力又はPTO系電動モータ6のみの出力に切り換え可能な構成としても良い。
In addition, as shown in FIG. 2, a travel
走行系電動モータ7とPTO系電動モータ6の出力を切り換え可能にすることで、必要なトルクに応じて使用するモータを選択できる。例えば、作業走行の時など、前輪18や後輪19の駆動トルクが必要な場合に走行系電動モータ7とPTO系電動モータ6の両方のモータを使用できる。特に走行系電動モータ7に比べて出力の大きいPTO系電動モータ6を使用することで、作業走行に必要なトルクが確保できる。代掻き作業走行では、前輪18や後輪19に大きな負荷が作用することがあるので、PTO系電動モータ6でアシストすることで、安定した走行が可能となる。
By making the output of the traveling
具体的には、PTO減速部30の出力側にPTO系クラッチ35a,35bを設け、走行系電動モータ7の出力側に走行系クラッチ35cを設ける。各クラッチ35a〜35cは独立して入切操作ができる。なお、クラッチ35a〜35cの数はこれより多くても構わない。そして、PTO減速部30からはPTO系クラッチ35aを介してPTO系出力部(PTO出力軸13側)へ、PTO系クラッチ35bを介して走行減速部32に駆動力が伝達される。なお、走行減速部32へは走行系電動モータ7からも走行系クラッチ35cを介して駆動力が伝達される。
Specifically,
したがって、これらクラッチ35a〜35cの入切操作により、PTO系出力部と走行系出力部への駆動力の伝達と非伝達が行われることで、トラクタの操作性が向上する。
また、作業走行と路上走行を選択する選択スイッチ37をキャビン20内(ステアリングハンドル21の近傍など)に設け、選択スイッチ37により作業走行を選択する作業走行時はPTO系電動モータ6及び走行系電動モータ7の両方を駆動する一方、選択スイッチ37により路上走行を選択する路上走行時はPTO系電動モータ6を駆動して走行系電動モータ7を停止する機能を有する制御装置(ECU)100を設けると良い。走行系電動モータ7からは、通常、前輪18や後輪19への走行系出力部に出力されるが、このような使い方もできる。
Therefore, the transmission and non-transmission of the driving force to the PTO output unit and the traveling output unit is performed by the on / off operation of the clutches 35a to 35c, thereby improving the operability of the tractor.
In addition, a
図示例では選択スイッチ37をPTOスイッチ37aと走行スイッチ37bの二つ設けた場合を示しているが、一つのスイッチで使用するモータを切り換える構成でも良い。
PTOスイッチ37aと走行スイッチ37bの入切の信号が制御装置100に入力されることで、PTOスイッチ37aが入りの場合はPTO系電動モータ6及び走行系電動モータ7の両方のモータ駆動装置9,10に信号が出力されて、走行スイッチ37bが入りの場合はPTO系電動モータ6のみのモータ駆動装置9に信号が出力される。
In the illustrated example, two selection switches 37, ie, a PTO switch 37a and a traveling switch 37b are provided. However, a configuration may be adopted in which the motor used by one switch is switched.
When the PTO switch 37a is turned on by inputting the on / off signal of the PTO switch 37a and the travel switch 37b to the
本構成を採用することにより、作業走行において、前輪18や後輪19の駆動トルクが必要な場合に、走行系電動モータ7とPTO系電動モータ6の両方のモータを使用できる。そして、必要なトルクに応じて使用するモータを選択できる。
By adopting this configuration, both the traveling
なお、路上走行時では、通常は負荷が作用しないが、重量の重い荷物車の牽引走行や、プラウ作業では、負荷が作用してトルクが必要になることがある。この場合は、トルクに余裕のあるPTO系電動モータ6を使用すれば良い。
Note that a load is not normally applied when traveling on the road, but a load may be applied and a torque may be required during towing traveling of a heavy cargo truck or plow work. In this case, a PTO
前述のPTOスイッチ37aが入りでPTO系電動モータ6及び走行系電動モータ7の両方のモータ駆動装置9,10に信号が出力される場合に、下り坂等によりトラクタの走行のための電力の消費量が少ないときは、電力の回生制動ができるようにしても良い。回生制動とは、通常は駆動力として用いるモータなどの電動機を発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収することで制動を掛ける電気ブレーキの一手法を言う。
When the PTO switch 37a is turned on and signals are output to the
PTO系電動モータ6及び走行系電動モータ7の両方のモータからの電力を回収してバッテリ5に充電することで、発生するエネルギー以上にはできないものの、大きな回生制動が可能となり安全性が高まる。また、電力の回生も大きくできる。
By collecting the electric power from both the PTO
また、走行スイッチ37bにより路上走行を選択する路上走行時に、PTO系出力部側のPTO系クラッチ35aを切り(非伝達)にして、走行系出力部側のPTO系クラッチ35bを入り(伝達)とし、PTO出力軸13への出力を遮断して走行減速部32へ駆動力を伝達する構成としても良い。
Further, when the vehicle travels on the road where the vehicle switch is selected by the travel switch 37b, the PTO system clutch 35a on the PTO system output unit side is turned off (non-transmission), and the PTO system clutch 35b on the travel system output unit side is engaged (transmission). Further, the output to the
そして、各クラッチ35a〜35cのうちどのクラッチを入りにしてどのクラッチを切りにするか、使い分けをすることで、PTO系出力部と走行系出力部への駆動力の伝達と非伝達が行える。 Then, by selectively using which one of the clutches 35a to 35c is engaged and which is to be disengaged, transmission and non-transmission of driving force to the PTO output unit and the traveling output unit can be performed.
各クラッチ35a〜35cは手動で入切できるようにしても良いが、油圧の電磁クラッチとし、PTOスイッチ37aと走行スイッチ37bの入切の信号が制御装置100に入力されることで、各クラッチ35a〜35cに入り又は切りの信号が出力されるようにすると、作業者の手間が省ける。
Each of the clutches 35a to 35c may be manually turned on and off. However, the clutch 35a to 35c is a hydraulic electromagnetic clutch, and a signal for turning on and off the PTO switch 37a and the travel switch 37b is input to the
路上走行時には作業機14を駆動させる必要がないため、本構成を採用することにより、余分な出力が不要となりバッテリ5のロスが少なくなるため省エネに繋がる。
また、走行スイッチ37bにより路上走行を選択する路上走行時には、図2の走行減速部32は減速比を固定し、PTO系電動モータ6のモータ回転数を変更することで減速するようにしても、速度の変更が簡単に行え、伝達効率も安定し、駆動トルクが安定する。路上走行時に限定する理由として、路上走行時は速度については走行しながら変更するためである。
Since it is not necessary to drive the work machine 14 when traveling on the road, by adopting this configuration, unnecessary output is not required and the loss of the
In addition, when traveling on the road where the traveling switch 37b selects the traveling on the road, the traveling
走行減速部32は、油圧式無段変速装置(HST)、ベルト式無段変速装置、チェーンによる有段変速装置(自転車のような構造)、ギア式有段変速装置等でも良い。
そして、PTOスイッチ37aが入りの作業走行時にはPTO系電動モータ6及び走行系電動モータ7の両方のモータ駆動装置9,10に信号が出力されるが、このことは、PTO出力軸13を駆動しない代掻きやスキなどを用いた作業時でも同様である。
The traveling
Then, during work travel with the PTO switch 37a turned on, signals are output to the
すなわち、作業走行中であっても、PTO出力軸13を駆動しない代掻きやスキなどを用いた作業時には、PTO系電動モータ6から走行減速部32に出力するようにする。
クラッチ35a、35b、35cは、油圧の電磁クラッチなので、作業機14が代掻きやスキであればPTO出力軸13に相手側の軸が連結されないため、この非連結をPTO出力軸13に設けた非連結センサ40で検出する。
That is, even during work travel, during work using scraping or skiing that does not drive the
Since the
この場合、PTO系クラッチ35aは切り、PTO系クラッチ35bは入りとなって、PTO減速部30からPTO出力軸13には出力されず、PTO系電動モータ6からPTO系クラッチ35bを介して走行減速部32に出力される。
In this case, the PTO clutch 35a is disengaged, the PTO clutch 35b is engaged, and is not output from the
また、PTO出力軸13を駆動しない作業走行中には、耕耘機等で耕耘作業を行っている際のトラクタの旋回中も含まれる。トラクタの旋回中には泥の飛散を防止するためにPTO出力軸13を駆動しないことが望ましい。そして、このような場合に走行系出力部へPTO系電動モータ6から出力することで、作業走行に必要な大きいトルクが確保できる。
In addition, the operation traveling without driving the
そして、作業走行中に作業機14を上昇させた場合にPTO系クラッチ35aと走行系クラッチ35cを切りに操作し、PTO系クラッチ35bを介して走行減速部32へ駆動力が伝達される構成としても良い。ステアリングハンドル21に操舵角センサ60を設け、この操舵角センサ60が所定値以上を検出すると(ステアリングハンドル21が所定量以上回された時)、制御装置100によりリフトアーム23を作動させることで自動的に作業機14が上昇する。
When the work implement 14 is raised during work travel, the PTO system clutch 35a and the travel system clutch 35c are operated so as to be transmitted to the travel
通常は、走行系電動モータ7の駆動と走行系クラッチ35cの入りにより走行減速部32へ駆動力が伝達されるが、たまたまPTO系電動モータ6を駆動させてPTO系クラッチ35bを入りにしていた場合はこのような使い方をすると良い。
Normally, the driving force is transmitted to the traveling
耕耘機等で耕耘作業を行っている際のトラクタの旋回中に、特に湿田では大きなトルクが必要となる場合がある。本構成を採用することにより、PTO系電動モータ6から出力することで、作業走行に必要な大きいトルクが確保できる。
During swiveling of the tractor when plowing work is performed with a cultivator or the like, a large torque may be required particularly in wet fields. By adopting this configuration, a large torque necessary for work travel can be secured by outputting from the PTO
図5には図2の動力伝動系統図の他の例を示す。この例では、PTO減速部30と走行減速部32を設けていない点で、図2の動力伝動系統図と異なる。
PTO系出力部と走行系出力部に駆動力を出力する変速装置を設けずに、走行系電動モータ7やPTO系電動モータ6のモータ回転数(出力)を変更することで減速する構成でも良い。すなわち、走行系電動モータ7やPTO系電動モータ6が減速部としても機能する。
FIG. 5 shows another example of the power transmission system diagram of FIG. This example differs from the power transmission system diagram of FIG. 2 in that the
Instead of providing a transmission that outputs driving force to the PTO system output unit and the travel system output unit, the speed may be reduced by changing the motor speed (output) of the travel system
なお、各モータ6,7からPTO系出力部と走行系出力部への駆動力の伝達と非伝達を行うためのクラッチ35a〜35cは必要であり、クラッチ35a〜35cの入切により各出力部への駆動力の伝達と非伝達は自在に行える。
The clutches 35a to 35c for transmitting and not transmitting the driving force from the
PTO系出力部と走行系出力部にギアなどの変速機構を有する変速装置を設けた場合は、ギアの騒音が問題となる。特に、エンジンを搭載しない、電動モータを駆動源とするトラクタでは、エンジン音がしないため、ギアの騒音が目立ってしまう。 When a transmission having a transmission mechanism such as a gear is provided in the PTO system output unit and the traveling system output unit, the noise of the gear becomes a problem. In particular, in a tractor that is not equipped with an engine and that uses an electric motor as a drive source, there is no engine noise, so gear noise is conspicuous.
しかし、本構成を採用することにより、ギアの騒音を低減できると共に、PTO系出力部や走行系出力部への変速を無段変速とすることができ、トラクタの走行性や操作性が向上する。 However, by adopting this configuration, the gear noise can be reduced, and the gear shift to the PTO system output unit and the travel system output unit can be made continuously variable, thereby improving the traveling performance and operability of the tractor. .
図3には図2の動力伝動系統図とブロック図の他の例を示しており、この例では走行系電動モータ7及び走行系クラッチ35cを設けていない点で、図2の動力伝動系統図と異なる。
FIG. 3 shows another example of the power transmission system diagram and block diagram of FIG. 2. In this example, the power transmission system diagram of FIG. 2 is not provided in that the traveling system
そして、この場合の走行減速部32は減速比が固定のものではなく、可変型の変速機(走行可変減速部)を搭載している。走行可変減速部32にはHSTやHMT(HSTと遊星変速機構の組み合わせ)等がある。それぞれ特性があり、伝達効率が違ってくる。そして、HSTにおいても、前述のように伝達効率は97%程度であるが、速度域により97%よりも低い速度域や高い速度域がある。一番伝達効率の良い速度域でトラニオン軸の斜板を固定(その位置に保持)すると良い。
In this case, the traveling
走行減速部32を走行可変減速部とすることで、任意な速度に減速できる。そして、走行減速部32における駆動力の伝達効率が最大付近となるように減速比を保持する。走行減速部32を可変型の変速機とすることで、速度の変更が簡単に行え、伝達効率も安定し、駆動トルクが安定する。
By setting the traveling
そして、図3の場合も、PTO系クラッチ35a,35bが各々独立して入切できる。モータをPTO系電動モータ6一つとして各PTO系クラッチ35a,35bを入切することで走行系出力部とPTO系出力部に伝達する駆動力を自在にコントロールできる。
Also in the case of FIG. 3, the
また、図3の場合も、走行スイッチ37bにより路上走行を選択する路上走行時に、PTO系出力部側のPTO系クラッチ35aを切り(非伝達)にして、走行系出力部側のPTO系クラッチ35bを入り(伝達)とし、PTO出力軸13への出力を遮断して走行減速部32へ駆動力を伝達する構成としても良い。
Also in the case of FIG. 3, when traveling on the road where the traveling switch 37 b selects the traveling on the road, the PTO system clutch 35 a on the PTO system output unit side is turned off (not transmitted), and the PTO system clutch 35 b on the travel system output unit side It is good also as a structure which cuts off the output to the
そして、走行スイッチ37bにより路上走行を選択する路上走行時には、図3の走行減速部32は減速比を保持し、PTO系電動モータ6のモータ回転数を変更することで減速するようにしても、速度の変更が簡単に行え、伝達効率も安定し、駆動トルクが安定する。
When the vehicle travels on the road where the travel switch 37b selects road travel, the travel
また、図3の構成の場合に、PTO系クラッチ35bを設けずに、走行可変減速部32をHSTとしてトラクタの速度がゼロにできるようにすると、クラッチ等の伝動部品の点数が少なくなって、構成が簡素となる。
In the case of the configuration of FIG. 3, if the traveling variable
走行可変減速部32をHSTにすることで、HSTから出力する油圧を調整するための斜板(図示せず)の傾斜角度を変更するトラニオン軸47をHSTレバー(HSTペダルでも良い)45により中立側にすれば、トラクタの速度をゼロにできるため、PTO系クラッチ35bが不要となる。HSTレバー45の操作量はセンサで検出され、その検出値に対応してHSTのトラニオン軸47を制御装置100によりトラニオン軸駆動モータ(正転で前進側、逆転で後進側)49で回動させる。
本構成により、より細かな速度制御が可能となる。
The
With this configuration, finer speed control is possible.
また、下り坂等によりトラクタの走行のための電力の消費量が少ないときは、電力の回生制動ができるようにしても良い。
この場合、走行可変減速部32の減速比をPTO系電動モータ6の回転数が最大に近い回転数が得られるような変速比に保持すると良い。前輪18と後輪19を速く回転させたいときに、発電効率を高めて回生した電力を最大限活用できる。
Further, when the power consumption for traveling the tractor is small due to a downhill or the like, regenerative braking of power may be performed.
In this case, the speed reduction ratio of the travel variable
また、トラクタのキャビン20内にカラーの液晶パネルなどのモニタ50を設け、PTOスイッチ37aが切りの時は、画面をグリーン基調で表示し、PTOスイッチ37aが入りの時は、画面をオレンジ基調で表示する構成とする。制御装置100によりPTOスイッチ37aの入切の信号に基づいて、モニタ50の画面の基調色を変更する。
Further, a
従来のエンジン駆動のトラクタでは、作業中に何らかの理由でエンジンを切った場合にPTOスイッチを切りにしないとエンジンが再始動できず、PTOスイッチを切りにしたまま耕耘作業を始めてしまうことがあった。 In a conventional engine-driven tractor, if the engine is turned off for some reason during the work, the engine cannot be restarted unless the PTO switch is turned off, and the tilling work may be started with the PTO switch turned off. .
本構成によれば、モニタ50の基調色でPTOスイッチ37aが入りであるか切りであるかが容易に分かるため、PTOスイッチ37aの状態が確認でき、PTOスイッチ37aを切りにしたまま耕耘作業を始めてしまうこともない。特に、切りの場合をグリーン基調とすることで、安全であるという認識がされやすく、入りの場合をオレンジ基調とすることで、駆動しているという認識がされやすいため、基調色と作業機の状態が合っており好適である。
そして、視覚的に作業機が駆動する状態か否かを確認できるため、より安全に作業が行える。
According to this configuration, since it is easy to determine whether the PTO switch 37a is on or off based on the basic color of the
Since it is possible to visually confirm whether or not the working machine is in a driving state, the work can be performed more safely.
本発明は、トラクタ以外の作業車両にも利用可能である。 The present invention is also applicable to work vehicles other than tractors.
1 トラクタ 3 ミッションケース
5 バッテリ 6 電動モータ
7 走行系電動モータ 9,10 モータ駆動装置
13 PTO出力軸 14 作業機
15 ボンネット 16 前輪軸
17 後輪軸 18 前輪
19 後輪 20 キャビン
21 ステアリングハンドル 23 リフトアーム
30 PTO減速部 32 走行減速部
35a〜35c クラッチ 37 選択スイッチ
37a PTOスイッチ 37b 走行スイッチ
40 非連結センサ 45 HSTレバー
47 トラニオン軸 49 トラニオン軸駆動モータ
50 モニタ 60 操舵角センサ
100 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記電動モータ(6)はモータ回転数が所定の範囲でトルクが一定となる定トルク特性を有する、作業機(14)を駆動するためのPTO系電動モータ(6)であって、該PTO系電動モータ(6)の出力側に作業機(14)を駆動するPTO出力軸(13)へのPTO系出力部を設け、
前記PTO系電動モータ(6)の定トルク特性を示す所定の回転数をPTO出力軸(13)の回転数の最大値の2倍以上3倍以下に設定し、
該PTO系出力部とPTO系電動モータ(6)との間にPTO出力軸(13)の回転数の最大値を得るためのPTO減速部(30)を設け、
該PTO減速部(30)の出力側に走行装置(18,19)への走行系出力部を設けたことを特徴とするトラクタ。 In a tractor including a traveling device (18, 19) and a work machine (14), and using the electric motor (6) as a drive source of the traveling device (18, 19) and the work machine (14),
The electric motor (6) is a PTO electric motor (6) for driving the work machine (14) having a constant torque characteristic in which the torque is constant within a predetermined range of the motor rotation speed. A PTO output unit to the PTO output shaft (13) for driving the work machine (14) is provided on the output side of the electric motor (6),
A predetermined rotational speed indicating a constant torque characteristic of the PTO electric motor (6) is set to be not less than 2 times and not more than 3 times the maximum value of the rotational speed of the PTO output shaft (13);
A PTO deceleration unit (30) for obtaining the maximum value of the rotational speed of the PTO output shaft (13) is provided between the PTO system output unit and the PTO system electric motor (6).
A tractor characterized in that a traveling system output unit to the traveling device (18, 19) is provided on the output side of the PTO deceleration unit (30).
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017007608A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 井関農機株式会社 | vehicle |
WO2020188808A1 (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社ユニバンス | Vehicle drive device |
JP2022507881A (en) * | 2019-01-10 | 2022-01-18 | 洛陽智能農業装備研究院有限公司 | Dual-powered drive system structure used in electric tractors |
US11690307B2 (en) | 2021-08-03 | 2023-07-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrified tractor |
US11813944B2 (en) | 2021-04-30 | 2023-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrified tractor and computer-readable medium |
JP7396315B2 (en) | 2021-03-03 | 2023-12-12 | トヨタ自動車株式会社 | tractor |
JP7420111B2 (en) | 2021-04-23 | 2024-01-23 | トヨタ自動車株式会社 | tractor |
JP7428164B2 (en) | 2021-06-09 | 2024-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | tractor |
-
2013
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017007608A (en) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 井関農機株式会社 | vehicle |
JP2022507881A (en) * | 2019-01-10 | 2022-01-18 | 洛陽智能農業装備研究院有限公司 | Dual-powered drive system structure used in electric tractors |
JP7206385B2 (en) | 2019-01-10 | 2023-01-17 | 洛陽智能農業装備研究院有限公司 | Structure of a dual power drive system for electric tractors |
WO2020188808A1 (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社ユニバンス | Vehicle drive device |
JP7396315B2 (en) | 2021-03-03 | 2023-12-12 | トヨタ自動車株式会社 | tractor |
US11933022B2 (en) | 2021-03-03 | 2024-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Tractor |
JP7420111B2 (en) | 2021-04-23 | 2024-01-23 | トヨタ自動車株式会社 | tractor |
US11813944B2 (en) | 2021-04-30 | 2023-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrified tractor and computer-readable medium |
JP7428164B2 (en) | 2021-06-09 | 2024-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | tractor |
US11690307B2 (en) | 2021-08-03 | 2023-07-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrified tractor |
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