JP2023095643A - 電動作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】材料コストの増加を抑制するとともに、バッテリの重量の増加を抑えたうえで、バッテリカバーと接続部との間に生じた隙間からバッテリ内部へ水が侵入してしまうことを防ぐことができる電動作業車を提供する。【解決手段】機体に搭載されたバッテリと、バッテリから供給される電力により駆動するモータと、モータにより駆動される走行装置と、バッテリの電力入出力用の電気配線Ｈが脱着可能に接続される複数の接続部４３と、が備えられ、バッテリは、電力を蓄える蓄電部４Ａと、蓄電部４Ａを収容するバッテリカバー４Ｂと、を有し、バッテリカバー４Ｂは、バッテリカバー４Ｂにおける他の部位よりも厚みが大きい肉厚部４１を有し、接続部４３は、肉厚部４１に備えられている。【選択図】図６

Description

本発明は、機体に搭載されたバッテリと、バッテリから供給される電力により駆動するモータと、モータにより駆動される走行装置と、が備えられた電動作業車に関する。

上記のような電動作業車として、例えば、特許文献１に記載のものが既に知られている。この従来の電動作業車（特許文献１では「トラクタ」）は、バッテリから供給された電力により走行装置が駆動されることにより走行可能である。

特開２０２１－０００９５３号公報

従来の電動作業車では、バッテリから走行装置に備えられたモータへ電力を供給しており、バッテリからモータへ電力を供給するための電気配線がバッテリに接続されているとともに、充電器からバッテリへ電力を供給するための電気配線が、バッテリに接続され、これらの電気配線は、バッテリの外壁に支持されている接続部に接続される構成を備えていると考えられる。

この構成であれば、バッテリは、少なくとも、バッテリからモータへ電力を供給するための電気配線が接続される接続部と、充電器からバッテリへ電力を供給するための電気配線が接続される接続部とが必要である。

バッテリの外壁を構成するバッテリカバーの厚みを小さく構成した場合、バッテリカバーが変形し易い。バッテリカバーが変形してしまうと、バッテリカバーと接続部との間に隙間が生じて、その隙間からバッテリ内部へ水が浸入してしまうという不都合が生じる虞がある。このようなバッテリ内部への水の浸入を回避するためには、バッテリの外壁を構成するバッテリカバーの厚みを大きくしたうえで、接続部をバッテリカバーに強固に固定する必要がある。しかし、そのように構成すると、材料コストが増加するとともに、バッテリが重くなってしまうという不都合が生じる。

本発明の目的は、材料コストの増加を抑制するとともに、バッテリの重量の増加を抑えたうえで、バッテリカバーと接続部との間に生じた隙間からバッテリ内部へ水が侵入してしまうことを防ぐことができる電動作業車を提供することである。

本発明の電動作業車は、機体に搭載されたバッテリと、前記バッテリから供給される電力により駆動するモータと、前記モータにより駆動される走行装置と、前記バッテリの電力入出力用の電気配線が脱着可能に接続される複数の接続部と、が備えられ、前記バッテリは、電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部を収容するバッテリカバーと、を有し、前記バッテリカバーは、前記バッテリカバーにおける他の部位よりも厚みが大きい肉厚部を有し、前記接続部は、前記肉厚部に備えられている。

この発明によれば、バッテリカバーにおける肉厚部以外の部位は、肉厚部よりも厚みが小さい構成となる。この構成により、材料コストを抑えることができるとともに、バッテリの重量を抑えることが可能となる。また、肉厚部に接続部を備えることにより、バッテリカバーのより強固な箇所に接続部が備えられる構成となる。この構成により、カバーの変形が生じ難く、また、例えばボルト等の固定具を用いて、バッテリカバーに接続部を強固に支持させることが可能となる。その結果、隙間からバッテリカバー内部への水の侵入を防ぐことが可能となる。

本発明においては、前記肉厚部は、前記バッテリカバーとは別部材である板状部材で構成されていると好適である。

接続部が備えられている肉厚部が、バッテリカバーとは別部材で構成されていることにより、接続部及びその周辺のメンテナンス作業を行うときには、肉厚部をバッテリカバーから外すことで、作業が行い易くなる。

本発明においては、前記肉厚部は、前記バッテリカバーの前壁部に備えられ、複数の前記接続部は、前記肉厚部の前面部に備えられていると好適である。

この構成によれば、接続部はバッテリカバーの前壁部に備えられる構成となる。バッテリカバーの前壁部は、走行に伴う風が通り易い。この風により、肉厚部の前面部に備えられた接続部及びその周辺では、塵埃等が吹き飛ばされるため、塵埃等が溜まり難くなる。その結果、接続部及びその周辺塵埃等が溜まることによる接続部の故障を回避することができる。

本発明においては、複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、外部電源から供給される電力を前記蓄電部に充電するための電気配線を接続する接続部であると好適である。

この構成によれば、蓄電部に充電するための電気配線を接続する接続部において、バッテリカバーの変形の発生を抑制し、バッテリカバーと接続部との間に隙間が生じ難くすることが可能となる。

本発明においては、前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して前記モータへ供給するインバータが備えられ、複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、前記蓄電部から前記インバータへ電力を出力するための電気配線を接続する接続部であると好適である。

この構成によれば、蓄電部からインバータへ電力を出力するための電気配線を接続する接続部において、バッテリカバーの変形の発生を抑制し、バッテリカバーと接続部との間に隙間が生じ難くすることが可能となる。

本発明においては、前記蓄電部の直流電圧の大きさを調整して出力するＤＣ－ＤＣコンバータが備えられ、複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、前記蓄電部から前記ＤＣ－ＤＣコンバータへ電力を出力するための電気配線を接続する接続部であると好適である。

この構成によれば、蓄電部からＤＣ－ＤＣコンバータへ電力を出力するための電気配線を接続する接続部において、バッテリカバーの変形の発生を抑制し、バッテリカバーと接続部との間に隙間が生じ難くすることが可能となる。

本発明においては、前記バッテリに、前記蓄電部を冷却する冷却ファンが備えられ、複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、前記冷却ファンを駆動するための電力を入力するための電気配線を接続する接続部であると好適である。

この構成によれば、冷却ファンを駆動するための電力を入力するための電気配線を接続する接続部において、バッテリカバーの変形の発生を抑制し、バッテリカバーと接続部との間に隙間が生じ難くすることが可能となる。

本発明においては、前記バッテリカバー内の空気圧を調整する圧力調整部が備えられ、前記圧力調整部は、前記肉厚部に備えられていると好適である。

この構成によれば、圧力調整部が、肉厚部に備えられる構成となる。圧力調整部は、例えば、バッテリカバー内の空気圧が上がった場合には、その圧力をバッテリカバー内側から受けることとなる。圧力調整部が、バッテリカバー内の空気圧が上がり、その圧力をバッテリカバー内側から受けても、圧力調整部は、肉厚部に強固に支持される構成となる。

本発明においては、前記圧力調整部は、前記肉厚部のうち上下方向に沿った面に備えられていると好適である。

この構成によれば、圧力調整部は、上下方向に沿った面に備えられることとなるため、水が圧力調整部に付着したとしても、流れ落ち易い。その結果、圧力調整部に水が付着することによる圧力調整機能の低下を防ぐことができる。

本発明においては、前記肉厚部に、前記肉厚部の外表面から前記バッテリカバーの内側に向けて凹入された凹入部が備えられ、前記圧力調整部は、前記凹入部に、前記肉厚部の外表面と前記圧力調整部との間に隙間を有する状態で備えられていると好適である。

この構成によれば、肉厚部の外表面と圧力調整部との間に隙間が設けられていることにより、バッテリカバーに付着して圧力調整部に向けて流れた水は、この隙間に落ち込む。その結果、水の圧力調整部への付着を軽減することができ、圧力調整部に水が付着することによる圧力調整機能が低下してしまうことを防止することができる。

本発明においては、前記圧力調整部は、複数の前記接続部のうちのいずれか一つの前記接続部に接続された電気配線と水平方向に沿って並ぶ位置に備えられていると好適である。

この構成によれば、水等が水平方向に飛んできたとしても、電気配線により妨げられるため、圧力調整部への水等の付着を軽減することができる。その結果、圧力調整部に水が付着することによる圧力調整機能の低下を防ぐことができる。

トラクタの左側面図である。 インバータ等の配置を示す左側面図である。 動力伝達の流れを示す図である。 バッテリの平面図である。 バッテリの正面図である。 接続部の構成を示す断面図である。

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、特に断りがない限り、図中の矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」として、矢印Ｌの方向を「左」、矢印Ｒの方向を「右」とする。また、図中の矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

〔トラクタの全体構成〕
以下では、本実施形態のトラクタについて説明する。図１に示すように、トラクタは、左右の前車輪１０、左右の後車輪１１、カバー部材１２を備えている。

また、トラクタは、機体フレーム２及び運転部３を備えている。機体フレーム２は、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１に支持されている。

カバー部材１２は、機体前部に配置されている。そして、運転部３は、カバー部材１２の後方に設けられている。言い換えれば、カバー部材１２は、運転部３の前方に配置されている。

運転部３は、保護フレーム３０、運転座席３１、ステアリングホイール３２を有している。オペレータは、運転座席３１に着座可能である。これにより、オペレータは、運転部３に搭乗可能である。ステアリングホイール３２の操作によって、左右の前車輪１０は操向操作される。オペレータは、運転部３において、各種の運転操作を行うことができる。

トラクタは、走行用バッテリ４（本発明に係る「バッテリ」に相当）を備えている。また、カバー部材１２は、機体左右方向に沿う開閉軸芯Ｑ周りに揺動可能に構成されている。これにより、カバー部材１２は、開閉可能に構成されている。カバー部材１２が閉状態であるとき、走行用バッテリ４は、カバー部材１２に覆われている。

図２に示すように、トラクタは、インバータ１４及びモータＭを備えている。走行用バッテリ４は、インバータ１４へ電力を供給する。インバータ１４は、走行用バッテリ４からの直流電力を交流電力に変換してモータＭへ供給する。そして、モータＭは、インバータ１４から供給される交流電力により駆動する。

図２及び図３に示すように、トラクタは、静油圧式無段変速機１５及びトランスミッション１６を備えている。図３に示すように、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａ及び油圧モータ１５ｂを有している。

油圧ポンプ１５ａは、モータＭからの回転動力により駆動する。油圧ポンプ１５ａが駆動することにより、油圧モータ１５ｂから回転動力が出力される。尚、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａと油圧モータ１５ｂとの間で回転動力が変速されるように構成されている。また、静油圧式無段変速機１５は、変速比を無段階に変更可能に構成されている。

油圧モータ１５ｂから出力された回転動力は、トランスミッション１６に伝達される。トランスミッション１６に伝達された回転動力は、トランスミッション１６の有するギヤ式変速機構によって変速され、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１（本発明に係る「走行装置」に相当）へ分配される。これにより、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１が駆動する。

また、図２及び図３に示すように、トラクタは、ミッドＰＴＯ軸１７及びリヤＰＴＯ軸１８を備えている。モータＭから出力された回転動力は、油圧ポンプ１５ａ、ミッドＰＴＯ軸１７、リヤＰＴＯ軸１８へ分配される。これにより、ミッドＰＴＯ軸１７及びリヤＰＴＯ軸１８が回転する。

ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８に作業装置が接続されていれば、ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８の回転動力により、作業装置が駆動することとなる。例えば、図２に示すように、本実施形態では、ミッドＰＴＯ軸１７に草刈装置１９が接続されている。ミッドＰＴＯ軸１７の回転動力により、草刈装置１９が駆動する。

〔走行バッテリの構成について〕
図４に示すように、トラクタの機体に備えられた走行用バッテリ４には、電力を蓄える蓄電部４Ａと、蓄電部４Ａを収容するバッテリカバー４Ｂと、バッテリカバー４Ｂの上部に備えられ、蓄電部４Ａを冷却する複数の冷却ファン５１等を覆う上部カバー４Ｃとを備える。

図６に示すように、バッテリカバー４Ｂの前壁部４Ｂｆには、バッテリカバー４Ｂにおける他の部位よりも厚みが大きい肉厚部４１が備えられている。肉厚部４１の表面は、機体の上下方向かつ左右方向に延びる。肉厚部４１は、バッテリカバー４Ｂとは別部材で構成されており、アルミ製の板状部材から構成されている。

図５及び図６に示すように、肉厚部４１は、取付部材４２を介して、バッテリカバー４Ｂに支持されている。取付部材４２は、前壁部４Ｂｆに、複数のボルトにより締結固定されている。肉厚部４１は、取付部材４２に、複数のボルトにより締結固定されている。

肉厚部４１の前面部には、走行用バッテリ４の電力入出力用のハーネスＨ（本発明に係る「電気配線」に相当）が脱着可能に接続される複数の接続部４３が備えられている。複数の接続部４３として、機体の右側から順に、外部電源（図示せず）から供給される電力を蓄電部４Ａに充電するためのハーネスＨａを接続する接続部４３ａ、蓄電部４Ａからインバータ１４へ電力を出力するためのハーネスＨｂを接続する接続部４３ｂ、蓄電部４ＡからＤＣ－ＤＣコンバータ（図示せず）へ電力を出力するためのハーネスＨｃを接続する接続部４３ｃ、冷却ファン５１を駆動するための電力を入力するためのハーネスＨｄを接続する接続部４３ｄが、配置されている。

ここで、ＤＣ－ＤＣコンバータは、蓄電部４Ａの直流電圧の大きさを調整して出力する。このＤＣ－ＤＣコンバータから出力された電力は、例えば、ハーネスＨを介して、接続部４３ｄへ入力されて、冷却ファン５１の駆動に用いられる。

接続部４３ａ、接続部４３ｂ、接続部４３ｃ、及び接続部４３ｄは、それぞれ、複数のボルトにより締結固定されている。

図６に示すように、肉厚部４１には、接続部４３ｃの内部を通る配線をバッテリカバー４Ｂ内部へ通すために、挿通孔４４が形成され、さらに、取付部材４２のうち挿通孔４４に対応する箇所に、開口が形成されている。

接続部４３ｃは、肉厚部４１と対向する面に、シール材４７が備えられている。シール材４７は、接続部４３ｃが肉厚部４１に締結固定されているとき、肉厚部４１のうちの挿通孔４４の外周を囲うように当接するような構成を備えている。この構成により、接続部４３ｃと肉厚部４１との間に水が入り込んだとしても、水はシール材４７により阻止され、挿通孔４４を介してバッテリカバー４Ｂ内に水が入り込むのを防ぐことができる。接続部４３ａ、接続部４３ｂ、及び接続部４３ｄにも、接続部４３ｃと同様の構成が備えられている。

〔圧力調整部の構成について〕
図５及び図６に示すように、肉厚部４１のうち上下方向に沿った面に、バッテリカバー４Ｂ内の空気圧を調整する圧力調整部４５が備えられている。

圧力調整部４５は、空気を通しつつも水を通さない膜フィルタを有する。例えば、蓄電部４Ａの温度が下がり、バッテリカバー４Ｂ内の空気圧が下がった場合、外気の空気圧との気圧差により膜フィルタに対して外気側から圧力が係る。圧力調整部４５は、この外気側からの圧力によって膜フィルタの目が広げられることによって、空気が通過するように構成されている。

圧力調整部４５は、肉厚部４１のうちの接続部４３ｃの下方に設けられ、圧力調整部４５と接続部４３ｃとは、上下方向に並ぶように配置されている。接続部４３ｃは、接続されたハーネスＨｃが、下方へ向けて延びる状態で接続される構成を備える。この構成により、圧力調整部４５は、接続部４３ｃに接続されたハーネスＨｃと水平方向に沿って並ぶ位置に備えられる構成となり、前後方向視において、圧力調整部４５とハーネスＨｃとは重複する。

図６に示すように、肉厚部４１には、肉厚部４１の外表面４１ａからバッテリカバー４Ｂの内側に向けて凹入された凹入部４６が形成されている。凹入部４６の底部には、さらに、バッテリカバー４Ｂ内部まで貫通する貫通孔４６ａが形成されている。取付部材４２のうちの貫通孔４６ａに対応する箇所に、開口が形成されている。この構成により、圧力調整部４５を介して、バッテリカバー４Ｂ内部と外部とにおいて空気が行き来するように構成されている。

圧力調整部４５の外側面４５ａと肉厚部４１の外表面４１ａとは、機体の前後方向において、略同じ位置になるように構成されている。また、圧力調整部４５と肉厚部４１の外表面４１ａとは、それらの間に隙間Ｓを有するように構成されている。

〔別実施形態〕
以下、上記実施形態に変更を加えた別実施形態を例示する。

（１）上記実施形態では、肉厚部４１は、バッテリカバー４Ｂとは別部材で構成されている構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、肉厚部４１は、バッテリカバー４Ｂと一体的に構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、肉厚部４１は、バッテリカバー４Ｂの前壁部４Ｂｆに備えられている構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、バッテリカバー４Ｂの左右の側壁部や下壁部等に構成されていてもよい。

（３）上記実施形態では、肉厚部４１は、アルミ製の板状部材から構成されている構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、ステンレス等他の金属製の板状部材から構成されていてもよく、樹脂製の板状部材から構成されていてもよい。

（４）上記実施形態では、肉厚部４１において、機体の右側から順に、接続部４３ａ、接続部４３ｂ、接続部４３ｃ、及び接続部４３ｄが、一つずつ備えられている構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、接続部４３ａ、接続部４３ｂ、接続部４３ｃ、及び接続部４３ｄは、予備用としてそれぞれ複数備えられていてもよい。また、接続部４３ａ、接続部４３ｂ、接続部４３ｃ、及び接続部４３ｄは、上記実施形態と異なる配置で構成されていてもよい。また、接続部４３は、走行用バッテリ４の電力入出力用のハーネスＨが接続されるものであればよく、上記実施形態の目的以外のハーネスＨが接続されるものであってもよい。

（５）上記実施形態では、圧力調整部４５は、膜フィルタを有する構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、圧力調整弁等で構成されていてもよい。

（６）上記実施形態では、圧力調整部４５は、接続部４３ｃに接続されたハーネスＨと水平方向に沿って並ぶ位置に備えられる構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。圧力調整部４５は、接続部４３ａ、接続部４３ｂ、又は接続部４３ｄに接続されたハーネスＨと水平方向に沿って並ぶ位置に備えられていてもよい。

（７）上記実施形態では、肉厚部４１に凹入部４６が形成され、凹入部４６に圧力調整部４５が備えられている構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、凹入部４６を有さない構成としてもよい。

（８）上記実施形態では、圧力調整部４５と肉厚部４１の外表面４１ａとは、それらの間に隙間Ｓを有する構成を例に説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、隙間Ｓを有さない構成としてもよい。

尚、上記の実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能である。また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、トラクタだけではなく、コンバイン、田植機、建設作業機等の種々の電動作業車に利用可能である。

４ 走行用バッテリ（バッテリ）
４Ａ 蓄電部
４Ｂ バッテリカバー
４Ｂｆ 前壁部
１４ インバータ
４１ 肉厚部
４１ａ 外表面
４３ 接続部
４５ 圧力調整部
４６ 凹入部
５１ 冷却ファン
Ｈ ハーネス（電気配線）
Ｍ モータ
Ｓ 隙間

Claims (11)

1. 機体に搭載されたバッテリと、
   前記バッテリから供給される電力により駆動するモータと、
   前記モータにより駆動される走行装置と、
   前記バッテリの電力入出力用の電気配線が脱着可能に接続される複数の接続部と、が備えられ、
   前記バッテリは、電力を蓄える蓄電部と、前記蓄電部を収容するバッテリカバーと、を有し、
   前記バッテリカバーは、前記バッテリカバーにおける他の部位よりも厚みが大きい肉厚部を有し、
   前記接続部は、前記肉厚部に備えられている電動作業車。
2. 前記肉厚部は、前記バッテリカバーとは別部材である板状部材で構成されている請求項１に記載の電動作業車。
3. 前記肉厚部は、前記バッテリカバーの前壁部に備えられ、
   複数の前記接続部は、前記肉厚部の前面部に備えられている請求項１又は２に記載の電動作業車。
4. 複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、外部電源から供給される電力を前記蓄電部に充電するための電気配線を接続する接続部である請求項１から３のいずれか一項に記載の電動作業車。
5. 前記蓄電部からの直流電力を交流電力に変換して前記モータへ供給するインバータが備えられ、
   複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、前記蓄電部から前記インバータへ電力を出力するための電気配線を接続する接続部である請求項１から４のいずれか一項に記載の電動作業車。
6. 前記蓄電部の直流電圧の大きさを調整して出力するＤＣ－ＤＣコンバータが備えられ、
   複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、前記蓄電部から前記ＤＣ－ＤＣコンバータへ電力を出力するための電気配線を接続する接続部である請求項１から５のいずれか一項に記載の電動作業車。
7. 前記バッテリに、前記蓄電部を冷却する冷却ファンが備えられ、
   複数の前記接続部のうちの少なくとも一つは、前記冷却ファンを駆動するための電力を入力するための電気配線を接続する接続部である請求項１から６のいずれか一項に記載の電動作業車。
8. 前記バッテリカバー内の空気圧を調整する圧力調整部が備えられ、
   前記圧力調整部は、前記肉厚部に備えられている請求項１から７のいずれか一項に記載の電動作業車。
9. 前記圧力調整部は、前記肉厚部のうち上下方向に沿った面に備えられている請求項８に記載の電動作業車。
10. 前記肉厚部に、前記肉厚部の外表面から前記バッテリカバーの内側に向けて凹入された凹入部が備えられ、
    前記圧力調整部は、前記凹入部に、前記肉厚部の外表面と前記圧力調整部との間に隙間を有する状態で備えられている請求項８又は９に記載の電動作業車。
11. 前記圧力調整部は、複数の前記接続部のうちのいずれか一つの前記接続部に接続された電気配線と水平方向に沿って並ぶ位置に備えられている請求項８から１０のいずれか一項に記載の電動作業車。

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