JP5028560B2 - 乗用型芝刈り車両 - Google Patents
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- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
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Description
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。図1から図2は、第1の実施の形態を示す図である。図1は、本実施の形態の乗用型芝刈り車両である芝刈り車両10の構成を示す略図であり、図2は、図1の略A−A断面図である。なお、以下の説明において、前後は、車両の前後を意味し、例えば、図1、図2の左右である。なお、本実施の形態では、芝刈り車両が、左右2個の後輪を主駆動輪とし、左右2個の前輪をキャスタ輪とした場合について説明するが、キャスタ輪を1輪とした3輪走行型とすることもできる。また、以下においては、電動モータの電力供給源として二次電池を使用するものを説明するが、二次電池の代わりにキャパシタを使用することもできる。
図4は、本発明の第2の実施の形態を示す、図1の右端部相当図である。本実施の形態では、上記の第1の実施の形態において、運転席26の後側に設けていた集草タンク48(図1参照)を省略している。その代わりに、本実施の形態では、図4に示すように、二次電池36を大型化し、二次電池36の容量を上記の第1の実施の形態に比べて大きくしている。また、集草タンク48の省略に伴って、排出ダクト46(図1参照)も省略している。芝刈り機20(図1参照)で刈り取られた草は、芝刈り車両10の幅方向(図4の表裏方向)に向いた、芝刈り機20の側方に、図示しない排出口を通じて排出可能とする。また、部品の共通化によるコスト低減を図るため、芝刈り車両10のメーカーにおいて、集草タンク48なしの芝刈り車両10と集草タンク48付の芝刈り車両10との両方を製造可能とするとともに、集草タンク48なしの芝刈り車両10と集草タンク48付の芝刈り車両10とで、メインフレーム30を共通化することもできる。
図5は、本発明の第3の実施の形態を示す、図1の左端部相当図である。本実施の形態では、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、芝刈り機駆動用モータ38を、主駆動輪12,14(12は図2参照)の回転中心軸よりも前側(図5の左側)に位置させるとともに、芝刈り機駆動用モータ38を、回転軸が鉛直方向に向くように、メインフレーム30に固定している。
図6は、本発明に関する第1参考例の構成を示す略図で、図7は図6の略C−C断面図である。本参考例の芝刈り車両10では、エンジン32(図1参照)を設けず、二次電池36から第1電動モータ16(図7)および第2電動モータ18(図7)に電力を供給することにより、主駆動輪12,14を駆動可能とする、いわゆるオール電動型としている。二次電池36は外部からの電力供給により蓄電する。例えば、二次電池36は、プラグインの方法で、外部電源から充電電力供給を受けられるようにする。なお、上記の各実施の形態において、このようなプラグインの方法で二次電池36(図2等参照)に外部から充電電力を供給することもできる。また、集草タンク48をメインフレーム30の後端面(図6、図7の右端面)に固定するとともに、集草タンク48と芝刈り機20とを接続する排出ダクト46を、車両の幅方向(図6の表裏方向、図7の上下方向)中央に設けている。
図8は、本発明の第4の実施の形態を示す、図6の右端部に相当する図で、図9は同じく図8の略D−D断面図である。本実施の形態では、上記の図6から図7に示した第4の実施の形態の場合において、メインフレーム30の後端面に固定していた集草タンク48(図6参照)と、排出ダクト46(図6参照)とを省略している。その代わりに、本実施の形態では、メインフレーム30に固定する1個の二次電池36を芝刈り機駆動用モータ38の後側に位置させるとともに、二次電池36を上記の図6、図7に示した第4の実施の形態の場合よりも大型化し、二次電池36の容量を上記の図6から図7に示した第4の実施の形態に比べて大きくしている。芝刈り機20(図6、図7参照)で刈り取られた草は、芝刈り車両10の幅方向(図8の表裏方向、図9の上下方向)に向いた、芝刈り機20の側方に排出口を通じて排出可能とする。
図10は、本発明に関する第2参考例の芝刈り車両10aの構成を示す略図で、図11は図10の略E−E断面図である。なお、本参考例では、芝刈り車両10aとして、左右2個の前輪を主駆動輪とし、左右2個の後輪をキャスタ輪とした場合について説明するが、キャスタ輪を1輪とした3輪走行型とすることもできる。
図12は、本発明に関する第3参考例の構成を示す略図で、図13は図12の略F−F断面図である。なお、本参考例では、芝刈り車両10bとして、左右2個の後輪を主駆動輪とし、左右2個の前輪をキャスタ輪とした場合について説明するが、キャスタ輪を1輪とした3輪走行型とすることもできる。
図14は、本発明の第5の実施の形態において、芝刈り機20および芝刈り機駆動用モータ38を示す部分断面図で、図15は図14の上方から下方に見た図である。本実施の形態の場合、芝刈り機20を構成するデッキ40の上側に、モータ支持部材88を固定している。モータ支持部材88の上側に芝刈り機駆動用モータ38を構成するケースを固定するとともに、モータ支持部材88の内側に芝刈り機駆動用モータ38の回転軸の下端部を挿入している。芝刈り機駆動用モータ38は、その回転軸が鉛直方向に向くように、芝刈り機20、すなわち芝刈り機20のデッキ40の上側に配置している。また、芝刈り機駆動用モータ38の軸方向の全長Laを、芝刈り機駆動用モータ38を構成するケースの外径Daよりも小さくしている(La<Da)。
図16は、本発明の第6の実施の形態において、芝刈り機20および芝刈り機駆動用モータ38を示す断面図である。本実施の形態の場合、芝刈り機20を構成するデッキ40の上側に、歯車カバー100を固定している。また、デッキ40の上側に芝刈り機駆動用モータ38を構成するケースを、歯車カバー100と一体に固定している。芝刈り機駆動用モータ38は、その回転軸が水平方向に向くようにデッキ40上に配置するとともに、回転軸の先端部を歯車カバー100の内側に挿入している。また、芝刈り機駆動用モータ38の軸方向の全長Laを、芝刈り機駆動用モータ38を構成するケースの外径Daよりも大きくしている(La>Da)。
図17は、本発明の第7の実施の形態において、芝刈り機20および芝刈り機駆動用モータ38を示す断面図である。本実施の形態の場合、芝刈り機20を構成するデッキ40の側方(図17の右方)に、底板部を有するモータ支持部106を固定している。モータ支持部106の底板部上に芝刈り機駆動用モータ38を構成するケースを固定するとともに、ケースの上方に芝刈り機駆動用モータ38の回転軸を突出させている。芝刈り機駆動用モータ38は、その回転軸が鉛直方向に向くように、芝刈り機20のデッキ40の側方に位置させている。また、デッキ40内に設けた芝刈りブレード90の駆動軸に固定された従動プーリ92と、芝刈り機駆動用モータ38の回転軸に固定された駆動プーリ94とに、ベルト96を掛け渡している。その他の構成および作用については、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態、または、上記の図14から図15に示した実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示ならびに説明を省略する。
図18は、本発明に関する第4参考例において、芝刈り機20とエンジン32と発電機34とを示す断面図である。本参考例の芝刈り車両では、発電機34を駆動するためのエンジン32を設けている。エンジン32は、その回転軸が鉛直方向に向くように配置している。エンジン32の回転軸に第1駆動プーリ108、第2駆動プーリ110をそれぞれ固定している。発電機34に固定された従動プーリ112と第1駆動プーリ108とにベルト114を掛け渡すことにより、エンジン32の動力を発電機34に伝達可能としている。また、芝刈りブレード90の駆動軸に固定された従動プーリ92と第2駆動プーリ110とにベルト96を掛け渡すことにより、エンジン32の動力を芝刈り機20に伝達可能としている。その他の構成および作用については、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示ならびに説明を省略する。
図19は、本発明に関する第5参考例において、芝刈り機20とエンジン32と発電機34とを示す断面図である。本参考例の芝刈り車両の場合も、発電機34を駆動するためのエンジン32を設けている。エンジン32は、その回転軸が水平方向に向くように配置している。エンジン32の側方に発電機34を固定して、エンジン32の回転軸の動力を発電機34に伝達可能としている。エンジン32の回転軸に駆動プーリ116を固定するとともに、芝刈りブレード90の駆動軸に従動プーリ92を固定している。メインフレーム30(図1、図2参照)において、エンジン32と芝刈り機20との間にかさば歯車装置118を固定している。かさば歯車装置118は、ケースに水平軸と垂直軸とをそれぞれ回転可能に支持している。水平軸に固定されたプーリ120とエンジン32の回転軸に固定された駆動プーリ116とにベルト96を掛け渡している。また、垂直軸に固定されたプーリ122と芝刈りブレード90の駆動軸に固定された従動プーリ92とにベルト96を掛け渡している。水平軸と垂直軸とは、ケースの内部で図示しないかさば歯車の噛合により、互いの動力伝達を可能としている。これにより、エンジン32の動力は芝刈り機20に伝達可能となっている。その他の構成および作用については、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態と同様であるため、同等部分には同一符号を付して重複する図示ならびに説明を省略する。
図20から図21は、本発明の第8の実施の形態を示している。本実施の形態では、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、図20に略図を示すような足こぎ発電装置124を設けている。また、本実施の形態の芝刈り車両では、上記の第1の実施の形態において、エンジン32と発電機34(図1、図2参照)とを省略している。足こぎ発電装置124は、運転席26(図1参照)に座る作業者の足場付近に支持台126を設けるとともに、支持台126にクランク軸128を回転可能に支持している。クランク軸128の両端にペダルを支持している。
図22は、本発明の第9の実施の形態において、キャスタ輪22,24およびキャスタ輪22,24支持部分を示す図である。本実施の形態では、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、キャスタ輪22,24を軸方向移動可能車輪である、オムニホイールにより構成している。すなわち、メインフレーム30(図1参照)に対し鉛直方向の軸を中心とする回動を可能に支持した支持アーム144に対し、キャスタ輪22,24を水平方向の支持軸146を中心とする回転可能に支持している。また、支持軸146の周囲に2組の樽形ローラ組を隣り合う状態で回転可能に支持している。それぞれの樽形ローラ組は、支持軸146に回転可能に支持した支持部材148に円周方向に関する接線方向を中心とする回転可能に支持した複数個(図示の例の場合は3個)の樽形ローラ150を、円周方向等間隔に配置している。図示の例の場合、それぞれの樽形ローラ組で樽形ローラ150の円周方向の位相が120度異なっている。また、それぞれの樽形ローラ組において、樽形ローラ150同士の円周方向のピッチが1/2ずれた位置に別の樽形ローラ組の樽形ローラが位置するように、2組の樽形ローラ組の円周方向の位相をずらせている。このため、キャスタ輪22,24の支持軸146周りの回転駆動にかかわらず、キャスタ輪22,24の少なくともいずれか1の樽形ローラ150が地面に接するようにできる。2組の樽形ローラ150によりオムニホイールを構成している。
図23は、本発明の第10の実施の形態において、片側の主駆動輪12(または14)の駆動部分を示す断面図である。本実施の形態の場合、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、第1電動モータ16(または第2電動モータ18)の回転軸152の回転力を2段式の遊星歯車機構154a,154bを介して主駆動輪12,14に伝達可能としている。すなわち、第1段の遊星歯車機構154aは、回転軸152の一端部(図23の右端部)に設けたサンギヤと、サンギヤと噛合するピニオンギヤ156と、ピニオンギヤ156と噛合するリングギヤ158とを備える。また、ピニオンギヤ156を支持するピニオン軸をキャリア160に支持するとともに、回転軸152と同軸で、かつ、互いの相対回転を可能に支持した第2回転軸162の外周面に設けた第2サンギヤに、キャリア160を係合させている。また、第2段の遊星歯車機構154bを構成する第2ピニオンギヤ164を、第2サンギヤと第2リングギヤ166とに噛合させ、第2ピニオンギヤ164に支持した第2ピニオン軸168により、主駆動輪12,14が回転するようにしている。また、図23のように、主駆動輪12,14および主駆動輪12,14の駆動部分を、回転中心軸を含む仮想平面で切断した断面で見た場合に、主駆動輪12,14の外端P,Qを含む仮想円の内側に回転軸152を含む第1電動モータ16が収まるようにしている。
その他の構成および作用は、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態と同様であるため、重複する図示および説明を省略する。
図24は、本発明の第11の実施の形態において、片側のキャスタ輪22(または24)の支持部分および駆動部分を示す断面図である。本実施の形態の場合、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、キャスタ輪22,24を走行用の電動モータ178により駆動可能とするとともに、図示しない操向用電動モータにより強制的に操向可能としている。すなわち、本実施の形態の場合には、2個のキャスタ輪22,24を、走行用の動力源である電動モータ178により駆動するように構成している。なお、図24ではキャスタ輪の支持部分および駆動部分を片側のキャスタ輪22(または24)のみに関して図示しているが、他側のキャスタ輪24(または22)の支持部分および駆動部分も同様の構成を有する。
図26は、本発明の第12の実施の形態において、片側のキャスタ輪22(または24)の支持部分および駆動部分を示す断面図である。本実施の形態の場合も、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、キャスタ輪22,24を走行用の電動モータ178により駆動可能とするとともに、操向用電動モータにより強制的に操向可能としている。特に、本実施の形態の場合には、電動モータ178のケースに歯車186をねじ結合により固定するとともに、電動モータ178を回転軸が鉛直方向に向くように配置している。支持部材196を構成する軸部184に歯車186を一体的に固定している。電動モータ178のケースの下側に支持ハウジング180を固定している。また、電動モータ178の回転軸の回転を、一対の平歯車と、一対のかさば歯車と、遊星歯車機構とを備える歯車機構を介してキャスタ輪22,24に伝達可能としている。
図27は、本発明の第13の実施の形態において、片側のキャスタ輪22(または24)の支持部分および駆動部分を、一部を断面にして示す図である。本実施の形態の場合には、上記の図24に示した実施の形態において、キャスタ輪22,24走行用の電動モータ178を、鉛直方向の操向軸214を中心として90度回転させた位置に設けるとともに、電動モータ178の回転軸に、かさば歯車機構により、上側回転軸200を作動的に連結している。操向軸214は、キャスタ輪22,24を操向する際の操向中心となる鉛直方向の軸である。電動モータ178は、回転軸が水平方向に向くように配置している。そして、上側回転軸200と、キャスタ輪22,24に固定した下側回転軸202との間に中間回転軸204を配置し、上側回転軸200に固定した駆動側スプロケット206と、中間回転軸204に固定した従動側スプロケット208とにチェーン210を巻き掛けている。そして、中間回転軸204と下側回転軸202とを、歯車機構212により作動的に連結している。この結果、電動モータ178の回転軸とキャスタ輪22,24に固定した下側回転軸202とは、チェーンスプロケット機構により作動的に連結される。また、支持ハウジング180の電動モータ178取り付け面Sは、チェーンスプロケット機構とは反対側(図27の右側)で、キャスタ輪22,24の中心軸を含む上下方向の仮想平面S1に関して操向軸214とは反対側に設けている。また、電動モータ取り付け面Sを含む仮想平面は、キャスタ輪22,24の中心軸近傍、すなわちこの中心軸とほぼ同位置に設けている。ただし、電動モータ取り付け面Sを含む仮想平面を、キャスタ輪22,24の中心軸に対して図27の右側または左側にずらせることもできる。また、支持ハウジング180の上部に固定した歯車186と、操向用電動モータ218の回転軸に固定した歯車とを噛合させている。操向用電動モータ218が駆動すると、キャスタ輪22,24と支持ハウジング180とチェーンスプロケット機構とが、鉛直方向の操向軸214を中心として回転する。
図28は、本発明の第14の実施の形態において、キャスタ輪22,24およびキャスタ輪22,24支持部分を、一部を断面にして示す図である。本実施の形態の場合には、上記の図1から図2に示した第1の実施の形態において、メインフレーム30(図1参照)に鉛直方向の支持軸220を、図示しない軸受により、支持軸220の中心軸を中心とする自由回動を可能に支持している。支持軸220の下側にキャスタ輪支持部材222を結合している。キャスタ輪支持部材222は、キャスタ輪22,24の軸方向両端面と対向する一対の支持板部224と、一対の支持板部224の上端同士を連結する連結部226とを備える。一対の支持板部224のうち、一方(図28の右方)の支持板部224にキャスタ輪22,24走行用の電動モータ178のケースの端部を固定するとともに、電動モータ178の回転軸をキャスタ輪22,24に固定している。図29は、図28の右方から左方に見た図である。図29に示すように、一方の支持板部224の下端に凹部228を形成するとともに、凹部228に電動モータ178のケースの一部を挿入した状態で、ケースを構成する板部230を一方の支持板部224にねじ結合している。
Claims (3)
- 左右2個の主駆動輪と、
キャスタ輪と、
車体を構成するメインフレームの左右両端部にそれぞれ設けられる左右の走行用電動モータと、
前記メインフレームの上側に設けられる運転席と、
前記メインフレームの下側に設けられ、芝刈り機駆動用電動モータにより駆動される芝刈り機と、
前記メインフレームに支持される二次電池であって、前記左右の走行用電動モータ及び前記芝刈り機駆動用モータに電力を供給するための前記二次電池と、
前記左右の走行用電動モータの動作を制御する制御ユニットと、を備え、
前記左右の主駆動輪は、前記メインフレームの左右両端部にそれぞれ支持され、それぞれ前記左右の走行用電動モータを走行用動力源として、走行用電動モータにより互いに独立して駆動される乗用型芝刈り車両であって、
前記車両の幅方向片側から他側に見た場合において、前記二次電池と、前記主駆動輪とが重畳しており、
前記車両の幅方向片側から他側に見た場合において、前記左右の走行用電動モータと、前記主駆動輪とが重畳しており、
前記制御ユニットの少なくとも一部は、メインフレームの上面側で前記運転席の直下に配置されていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。 - 請求項1に記載の乗用型芝刈り車両において、
前記左右の主駆動輪は、メインフレームの後寄り部分にそれぞれ支持されており、
前記キャスタ輪は、前記メインフレームの前記左右の主駆動輪よりも前側に支持されており、
前記芝刈り機は、前記左右の主駆動輪と前記キャスタ輪との間に配置されており、
前記二次電池は、前記運転席の後側に設けられていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。 - 請求項1または請求項2に記載の乗用型芝刈り車両において、
前記制御ユニットは、前記メインフレームの上面側で前記運転席の直下に配置された、CPUを含む第1制御ユニットと、前記運転席の直下とは別の部分にそれぞれ配置された、前記左の走行用電動モータに対応するドライバー回路を含む第2制御ユニットと、前記右の走行用電動モータに対応するドライバー回路を含む第3制御ユニットとにより構成されていることを特徴とする乗用型芝刈り車両。
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