JP6795295B2 - 農作業機の給電システム - Google Patents

Description

本発明は、農作業機の給電システムに関し、特に、トラクタに装着して農作業を行う作業機へワイヤレス給電を介して給電する農作業機の給電システムに関する。

トラクタに装着して農作業を行う作業機では、その作業機が有するアクチュエータ等の出力機器の電源としてトラクタ側に設置されたバッテリーを使用していることが多い。このとき、トラクタ側のバッテリーとはハーネスを介して接続されていた。

一方、作業機は、農作業の内容によって、別の種類の作業機をトラクタに付け替えて農作業を行う。そのため、トラクタに配置したバッテリーと作業機を接続するハーネスは、途中にコネクタを設け作業機を取り替える際に脱着可能となっている場合が多い。

そのため、作業者は、トラクタに作業機を付け替える際に、トラクタと作業機の間にあるコネクタの脱着を行う必要がある。このため、特許文献１では、トラクタと作業機の間のワイヤレス給電を介することで給電のためのハーネスの取り付け、取り外しが不要となるシステムが記載されている。

特開２０１１−２１７７４２号公報

特許文献１には、無線受信部を有する構成も記載されている。無線受信部は、無線送信部からの信号を受けるために待ち受け状態となっているが、この状態だと待ち受けのための一定の電力を消費している。このため、ワイヤレス給電が行われない場合に無線受信部のスイッチを切らずに長時間放置しておくと蓄電装置に貯めた電力を消費してしまうことになる。すると、蓄電装置からの電源出力が十分でなくなり、蓄電装置に蓄電されるまでは、出力の大きいアクチュエータを作動させることができない問題が生じた。一方で、無線受信部に電力が供給されなければ、アクチュエータを遠隔で作動させることができなくなってしまう。

本発明は、上記課題に鑑みて、トラクタからトラクタに装着して農作業を行う作業機へワイヤレス給電した電力を蓄電部に貯めて、この蓄電部に貯めた電力の消費を低減させるとともに、ワイヤレス給電がされていないときでもアクチュエータの操作が可能な農作業機の給電システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の農作業機の給電システムの一つは、トラクタと脱着可能で農作業を行う作業機に適用する給電システムであって、前記トラクタ側に設置され前記トラクタに有する電源とスイッチを介して接続される送電部と、前記作業機に設置される受電部と、前記作業機に設置される作業機側無線部と、前記作業機に設置される蓄電部と、前記作業機に設置される制御部と、前記作業機に設置される電流制御部と、前記作業機に設置され前記蓄電部から電力が供給されるアクチュエータと、前記作業機に設置されるスイッチ回路とを有し、前記制御部は、前記作業機側無線部が受信した信号に基づき前記アクチュエータを制御し、前記送電部から前記受電部へはワイヤレス給電が可能であり、前記スイッチ回路は、作業者により通常時と非通常時に切り換え可能で有り、前記通常時は、前記受電部と前記蓄電部、及び、前記受電部と前記作業機側無線部が接続状態になるように切り換えられると共に、前記電流制御部により前記受電部へワイヤレス給電されていないと判断したときは前記蓄電部に蓄えられた電力が前記作業機側無線部で消費されないように制御され、前記非通常時は、前記電流制御部の制御にかかわらず、前記蓄電部と前記作業機側無線部が接続されるように切り換えられることを特徴とする。

さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記非通常時は、前記受電部と前記作業機側無線部、及び、前記受電部と前記蓄電部は、接続されていないことを特徴とする。
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記蓄電部に蓄えられた電力が一定以上の場合に、前記受電部から前記蓄電部への送電を止める蓄電制御部を有していることを特徴とする。

さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記蓄電部は、バッテリー又はキャパシタであることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、無線部を有し、前記作業機側無線部は、前記無線部から操作信号を受信することを特徴とする。
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記トラクタに有する電源は前記トラクタが有するバッテリーであり、前記トラクタに有する前記スイッチは前記トラクタの始動のためのスイッチであることを特徴とする。

本発明によれば、農作業機の給電システムにおいて、トラクタからトラクタに装着して農作業を行う作業機へワイヤレス給電した電力を蓄電部に貯めて、この蓄電部に貯めた電力の消費を低減させるとともに、ワイヤレス給電がされていないときでもアクチュエータの操作ができる。

本発明の農作業機の給電システムの一実施形態を示す全体構成図である。 本発明の農作業機の給電システムの通常時の例を示す配線概略図である。 本発明の農作業機の給電システムの非通常時の例を示す配線概略図である。 本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す側面図である。 本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す平面図である。 本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す正面図である。

本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明の農作業機の給電システムの一実施形態を示す全体構成図である。図２は、本発明の農作業機の給電システムの通常時の例を示す配線概略図である。図３は、本発明の農作業機の給電システムの非通常時の例を示す配線概略図である。

本発明は、トラクタ１側から作業機２側へ、送電部１４と受電部２１の間のワイヤレス給電を介して電力（電気）を供給できるシステムである。

トラクタ１には、トラクタバッテリー１１、電源ハーネス１２、スイッチ１３、送電部１４を有している。また、無線部１０はトラクタ１の運転席４近傍に配置可能となっている。

作業機２には、受電部２１、作業機側無線部２２、蓄電部２３、制御部２４、リレー２６、アクチュエータ２７を有している。また、作業機２には、電気的に接続するためのプラスライン３０、マイナスライン３１、給電ライン３２（第１給電ライン３２ａ、第２給電ライン３２ｂ）、蓄電ライン３３（第１蓄電ライン３３ａ、第２蓄電ライン３３ｂ、第３蓄電ライン３３ｃ）、分岐ライン３４、中間ライン３５を有しており、情報的に接続するための通信ライン３８を有している。さらに、蓄電制御部４１、電流制御部４２、検出部４３を有しており、これらは電流制御ユニット４０としてもよい。さらに、作業機２には、給電スイッチ４６、蓄電スイッチ４７、メインスイッチ４８を有している。

無線部１０は、情報を無線で作業機側無線部２２に送信可能な装置である。無線部１０は、操作スイッチを有する操作部を有することができ、操作部の操作による情報を操作信号として無線送信により作業機側無線部２２へ送信できるようにすることができる。操作部には、アクチュエータ２７を作動させる押しボタンスイッチ等のスイッチを有していてもよい。このとき、操作部は、無線部１０と一体としてもよいし、配線等を通じ別体とすることも可能である。さらに無線部１０には、表示部を有して、必要な情報を表示させてもよい。このとき、表示部は、無線部１０と一体としてもよいし、配線等を通じ別体とすることも可能である。また、無線部１０は、必要に応じて作業機側無線部２２からの情報を無線で受信するようにしてもよい。

トラクタバッテリー１１は、トラクタ１に設置されている。トラクタバッテリー１１は、送電部１４へ電気を送る直流の電源となれる。また、トラクタ１からのエンジン動力を利用して充電させる構成を有していてもよい。また、トラクタ１に必要な電気も供給するバッテリーであってもよい。

電源ハーネス１２は、トラクタバッテリー１１と送電部１４を接続するハーネス（配線）である。途中にスイッチ１３を介している。また、スイッチとは別にリレー等を設けてもよい。

スイッチ１３は、ＯＮ（入）のときは、トラクタバッテリー１１からの電力が送電部１４へ送られ、ＯＦＦ（切）のときは、トラクタバッテリー１１からの電力が送電部１４へ送られない。スイッチ１３は、トラクタ１のエンジン始動等のトラクタを始動させるスイッチと共有することもでき、例えば、エンジン始動のためのキーを回転させるときにＯＮとなるキースイッチの構成とすることができる。これにより、トラクタのキースイッチ（トラクタを始動させるスイッチ）がＯＮになっているときに電力を供給することができ、作業者がトラクタを始動させればスイッチ１３はＯＮとなる。またこれ以外に、スイッチ１３を運転席４近傍に配置するように配線してトラクタ１に乗車した作業者が状況に応じて入切できるスイッチとしてもよい。

送電部１４は、受電部２１とワイヤレス給電を行うための送電側の装置であり、電源ハーネス１２を介して送られてきたトラクタバッテリー１１からの電力をワイヤレス送電用に変換して送電する。このため、送電部１４は、電力を変換してワイヤレスで送電するために必要なデバイスを有している。また、送電部１４はトラクタ１側の作業機２に近い位置に配置することでワイヤレス給電を行いやすくできる。

受電部２１は、送電部１４とワイヤレス給電を行うための受電側の装置であり、送電部１４から受電して電力へ変換する。変換された電力は、プラスライン３０へ送られる。このため、受電部２１は、ワイヤレスで受電して電力への変換に必要なデバイスを有している。また、受電部２１は、プラスライン３０とマイナスライン３１と接続されており、マイナスライン３１は変換後の回路のマイナス側に接続され、プラスライン３０は変換後の回路のプラス側で接続されている。

送電部１４と受電部２１との間で行うワイヤレス給電の方式について説明する。ワイヤレス給電の種類として、例えば、「電磁誘導」、「磁気共鳴」、「マイクロ波・レーザ光」の方式が挙げられる。「電磁誘導」の方式は、電磁誘導により一次側のコイルから二次側のコイルに電力を送る方式である。「磁気共鳴」の方式は、共振を利用して電力を伝送する方式である。「マイクロ波・レーザ光（無線）」の方式は、マイクロ波やレーザ光による送電を行う方式である。

これらの方式を適用させる場合、送電部１４と受電部２１は、これらの方式に合うように構成される。例えば、「電磁誘導」の方式なら、送電部１４は交流を発生させるシステムと一次側コイルを有し、受電部２１は二次側コイルと整流するシステムを有している構成があげられる。また、「磁気共鳴」の方式であるならば、送電部１４は一定の周波数を発生させるためのシステムとコイルを有し、受電部２１はコイルと整流するシステムを有する構成があげられる。

作業機側無線部２２は、無線部１０からの無線による信号を受信する。無線部１０から信号を受信した場合は、通信ライン３８を介して制御部２４へ送られる。また、分かり易くするために、電源が入っている場合の表示や、受信状態を示す表示等を追加してもよい。また、作業機側無線部２２は、制御部２４から得られる情報を無線部１０へ送信してもよい。また、作業機側無線部２２の電源は、ワイヤレス給電を介して得られた電気を使用でき、作業機側無線部２２は、送電部１４と受電部２１の間のワイヤレス給電で送電される電力の範囲内で作動するものである。また、蓄電部２３から電力が得られるようにすることもできる。なお、作業機側無線部２２は、無線部１０からの無線による信号を受信することが可能な受信可能状態（待ち受け状態）とする場合は一定の電力を必要とする。

蓄電部２３は、蓄電機能のある装置で構成され電力が蓄えられる。蓄電部２３は、例えば、ニッケル水素電池や鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウム電池等で構成されるバッテリーや、キャパシタなどが適用できる。バッテリーであれば、充電により蓄電され、供給された電力が蓄えられる。

制御部２４は、作業機側無線部２２で受信した操作信号をもとにアクチュエータ２７を制御する。制御部２４は、制御のために必要な電子デバイス等で構成され、コントロールボックスとしてボックス内に格納して独立させることができる。

リレー２６は、制御部２４の指令によりアクチュエータ２７を作動させるためのリレー回路で構成されている。これは必要に応じて設けられ、例えば、アクチュエータ２７が消費電力の大きい電動油圧シリンダであれば使用するとよい。また、リレー回路以外でも大きな電流を流せる半導体（例えば、ＦＥＴ、ＣＭＯＳ、トランジスタなど）でもよい。

アクチュエータ２７は、制御部２４の制御により作動する。例えば、電動油圧シリンダやモータなどがあげられる。アクチュエータ２７は蓄電部２３からの電力を利用して作動させることができる。

また、アクチュエータ２７の他に、例えば、ＬＥＤを含むランプ、センサ、ブザー、スイッチ等の小電力機器を作業機２に備えていてもよい。この場合、制御部２４は、必要に応じて小電力機器の制御や、小電力機器からの情報を取得して制御に反映する。これらに必要な電力は、蓄電部２３から得ることができるし、送電部１４と受電部２１の間のワイヤレス給電からの電力を得てもよい。

プラスライン３０は、一方が受電部２１のプラス側に接続され、他方は分岐点３６で給電ライン３２（第１給電ライン３２ａ）と蓄電ライン３３（第１蓄電ライン３３ａ）に分岐される。また、途中には蓄電制御部４１を有している。

マイナスライン３１は、一端が受電部２１のマイナス側に接続され、途中で分岐して、分岐した一方の他端が蓄電部２３のマイナス側に、分岐した他方の他端が作業機側無線部２２のマイナス側に接続されている導線である。さらに、制御部２４、リレー２６、アクチュエータ２７のマイナス側とも接続されている。ここで、マイナスライン３１は０Ｖの基準となる導線であり、アースしてもよい。

給電ライン３２は、一端がプラスライン３０の分岐点３６で接続され、他端が作業機側無線部２２のプラス側に接続されている導線である。給電ライン３２は、一端がプラスライン３０の分岐点３６に接続されて他端が給電スイッチ４６の接点Ｐとなる第１給電ライン３２ａと、一端が接点Ｒで他端が作業機側無線部２２のプラス側に接続される第２給電ライン３２ｂによって構成することができる。

蓄電ライン３３は、一端がプラスライン３０の分岐点３６で接続され、他端が蓄電部２３のプラス側に接続されている導線である。また、途中には電流制御部４２を有している。さらに、途中に蓄電スイッチ４７とメインスイッチ４８を介している。蓄電ライン３３は、一端がプラスライン３０の分岐点３６に接続されて他端が接点Ｓとなる第１蓄電ライン３３ａと、一端が接点Ｕで他端が接点Ｖとなる第２蓄電ライン３３ｂと、一端が接点Ｗで他端が蓄電部２３のプラス側に接続される第３蓄電ライン３３ｃによって構成することができる。なお、電流制御部４２は第１蓄電ライン３３ａの途中に設けられている。

分岐ライン３４は、第３蓄電ライン３３ｃの途中から分岐して、制御部２４、リレー２６、アクチュエータ２７へ電気を送るための導線である。図１〜３では制御部２４とリレー２６の間をつなぐ配線に接続されている。

通信ライン３８は、作業機側無線部２２と制御部２４を接続されており、ここでは、情報のみやりとりをするための通信線であり、電力のやりとりは行わない。

なお、制御部２４と、リレー２６と、アクチュエータ２７は配線で接続されており、必要に応じて電気的なやりとりや情報的なやりとりが可能な配線とする。

蓄電制御部４１は、蓄電部２３の蓄電量が一定以上になったら、これを検知し受電部２１からの電力を蓄電部２３へ送らないようにするものである。また、蓄電部２３の蓄電量が一定以下となったら、これを検知し受電部２１からの電力を蓄電部２３へ送るようにするものである。蓄電制御部４１は、例えば、ＩＣ等で構成される半導体等によるスイッチとして、蓄電部２３の蓄電量が一定以上になったことを判別した場合は、蓄電ライン３３への回路を切って送電を止めるようにする。また、蓄電部２３の蓄電量が一定以下になったことを判別した場合は、蓄電ライン３３への回路を入れて蓄電部２３へ送電を行うようにする。これらにより例えば蓄電部２３の寿命が短くなることを防止できる。

ここで、蓄電部２３がバッテリーである場合、蓄電制御部４１は充電を制御する。充電を止めるための条件である一定以上充電したことの判別は、蓄電部２３のプラス（蓄電ライン３３）とマイナス（マイナスライン３１）の電圧が一定以上となる場合、もしくは、蓄電部２３への電流が一定以下となる場合、もしくは、これらを組み合わせて蓄電部２３のプラスとマイナスの電圧が一定以上で、かつ、蓄電部２３への電流が一定以下となる場合に蓄電部２３が一定以上充電したことを判別することができる。電圧が一定以上となる場合としては、予め定めた標準の電圧よりも高い値となった場合である。また、電流が一定以下となる場合としては、通常充電時に流れる電流よりも相当量少ない電流となる場合である。また、一定以上充電した状態は、例えば、ほぼ満充電の状態とすることができる。また、充電を止めていた場合に、充電を開始させるための条件として、蓄電部２３のプラスとマイナスの電圧が予め定めた一定以下の電圧となる場合とすることができる。ここでの一定以下の電圧の値は、充電時の標準の電圧より高いが、上記充電を止めるための条件である一定以上の電圧の値よりも低い値を採用できる。

蓄電制御部４１は、図２、３では分岐点３６よりも受電部２１側のプラスライン３０の途中に設けられているが、この場合は蓄電制御部４１に整流のための機能を有していてもよい。一方、蓄電制御部４１を分岐点３６よりも蓄電部２３側に設けてもよい。この場合、中間ライン３５の分岐よりも受電部２１側の蓄電ライン３３（第１蓄電ライン３３ａ又は第２蓄電ライン３３ｂの接点Ｕと中間ライン３５の分岐の間）の途中に設けることができる。

電流制御部４２は、ワイヤレス給電がされていない（適切にワイヤレス給電がされていないときも含むことが可）と判断したときは、蓄電部２３からの電力を作業機側無線部２２へ送らないようにするものである。例えば、リレー等によるスイッチとして、分岐点３６よりも蓄電部２３側で、中間ライン３５の分岐よりも受電部２１側である蓄電ライン３３（第１蓄電ライン３３ａ又は第２蓄電ライン３３ｂの接点Ｕと中間ライン３５の分岐の間）の途中に設けられる。この場合、送電部１４と受電部２１がワイヤレス給電中は、この電流を検出部４３で感知して、電流制御部４２内のスイッチをＯＮとする。また、ワイヤレス給電をしていないときはワイヤレス給電による電流を検出部４３で感知せずに電流制御部４２内のスイッチをＯＦＦとして、蓄電部２３からの電流が作業機側無線部２２へ流れないように遮断する。

さらに、電流制御部４２は、ワイヤレス給電中の電流が十分でない場合は、スイッチをＯＮとしないようにしてもよい。すなわち検出部４３で感知する受電部２１からの電流が一定以上のみの場合に電流制御部４２内のスイッチをＯＮとし、それ以外はＯＦＦとする。これにより、送電部１４と受電部２１の対向が不十分で作業機側無線部２２へ電力が適切に供給されない場合も電流制御部４２内のスイッチをＯＦＦとすることができる。この場合、電流制御部４２は送電部１４と受電部２１の対向検出部としての機能を果たす。

さらに、電流制御部４２は、受電部２１から蓄電部２３の方向へ電流が流れている場合のみに電流制御部４２内のスイッチをＯＮとするようにしてもよい。これは、回路中にダイオードを設ける等として受電部２１から蓄電部２３の方向へ電流を感知したときに電流制御部４２内のスイッチをＯＮとすることで実現可能である。すなわち、蓄電部２３から受電部２１へ電流が流れても電流制御部４２内のスイッチはＯＮとならない。この場合、電流制御部４２は、蓄電部２３のプラスマイナスを逆に取り付けてしまった場合の他の機器の故障を防止する逆接検出部としての機能を果たす。

また、電流制御部４２は、第１給電ライン３２ａの途中に設けてもよい。ただし、この場合は、逆接検出部としての機能は十分に発揮しないが、ワイヤレス給電検出や対向検出部の機能を果たしている。

ここで、上述した蓄電制御部４１、電流制御部４２、検出部４３は、電流制御ユニット４０として、受電部２１に一体として設けることも可能である。また図１〜３のように別体として設けることも可能である。また、これらの一部を受電部２１と一体として設けることも可能である。

給電ライン３２と蓄電ライン３３の途中には、通常時と非通常時を切り換えるためのスイッチ回路を有している。スイッチ回路は、給電スイッチ４６、蓄電スイッチ４７、中間ライン３５を含み、メインスイッチ４８を有していてもよい。

給電スイッチ４６は、接点Ｐと接点Ｒの接続か、接点Ｑと接点Ｒの接続かを切り換えるスイッチである。接点Ｐと接点Ｒが接続されている場合は第１給電ライン３２ａと第２給電ライン３２ｂが接続され、接点Ｑと接点Ｒが接続されている場合は中間ライン３５と第２給電ライン３２ｂが接続される。

蓄電スイッチ４７は、接点Ｓと接点Ｕの接続か、接点Ｔと接点Ｕの接続かを切り換えるスイッチである。なお、接点Ｔはどことも接続されていないため、接点Ｓと接点Ｕが接続されている場合は第１蓄電ライン３３ａと第２蓄電ライン３３ｂが接続され、接点Ｔと接点Ｕが接続されている場合は第１蓄電ライン３３ａと第２蓄電ライン３３ｂが接続されない状態となる。

中間ライン３５は、給電スイッチ４６と第２蓄電ライン３３ｂの間を接続する導線である。一端が接点Ｑで他端が第２蓄電ライン３３ｂの途中に接続されている。

メインスイッチ４８は、接点Ｖと接点Ｗを接続するか否かを切り換えるスイッチである。メインスイッチ４８がＯＮ（入）の状態であれば、接点Ｖと接点Ｗが接続され第２蓄電ライン３３ｂと第３蓄電ライン３３ｃが接続される。メインスイッチ４８がＯＦＦ（切）の状態であれば、接点Ｖと接点Ｗが接続されず第２蓄電ライン３３ｂと第３蓄電ライン３３ｃが接続されない。

受電部２１と作業機側無線部２２を接続する場合は、給電スイッチ４６を接点Ｐ側へ接続して接点Ｐと接点Ｒと接続する。受電部２１と蓄電部２３を接続する場合は、蓄電スイッチ４７を接点Ｓ側へ接続して接点Ｓと接点Ｕと接続し、メインスイッチ４８をＯＮとして接点Ｖと接点Ｗを接続する。蓄電部２３と作業機側無線部２２を接続する場合は、給電スイッチ４６を接点Ｑ側へ接続して接点Ｑと接点Ｒと接続し、メインスイッチ４８をＯＮとして接点Ｖと接点Ｗを接続する。

図２の状態は、ワイヤレス給電を前提とした通常時の状態であり、給電スイッチ４６を接点Ｐ側へ接続して、蓄電スイッチ４７を接点Ｓ側へ接続して、メインスイッチ４８をＯＦＦからＯＮとする。この通常時の状態では、受電部２１と作業機側無線部２２が接続され、受電部２１と蓄電部２３が接続されている。

通常時の状態で、トラクタ１に作業機２が取り付けられ送電部１４と受電部２１が対向されている場合で、トラクタ１側のスイッチ１３がＯＮのときは、トラクタバッテリー１１からの電力は、送電部１４へ送られ受電部２１へワイヤレスで給電され、受電部２１で電力へ変換される。このとき、受電部２１へ送られた電気を検出部４３で感知して電流制御部４２のスイッチはＯＮとなり、蓄電ライン３３（第１蓄電ライン３３ａ）は接続されている。受電部２１で変換された電力は、プラスライン３０、給電ライン３２（第１給電ライン３２ａ、第２給電ライン３２ｂ）を通って作業機側無線部２２の電源とすることができる。すなわち、トラクタ１側のスイッチ１３がＯＮのときは、作業機側無線部２２に電力が供給され受信可能状態とでき、無線部１０からの無線による信号を受信することが可能となる。さらに、受電部２１からの電力はプラスライン３０、蓄電ライン３３（第１蓄電ライン３３ａ、第２蓄電ライン３３ｂ、第３蓄電ライン３３ｃ）を通って蓄電部２３にも送られて電気が蓄電される。また、蓄電部２３の蓄電量が一定以上になった場合は、上述した蓄電制御部４１の作用によりそれ以上充電されなくなる。このとき、蓄電制御部４１内のスイッチでプラスライン３０が切断されるため、作業機側無線部２２へは蓄電部２３から電力が供給される。また、蓄電部２３に蓄えられた電力は、第３蓄電ライン３３ｃ、分岐ライン３４等を通って、制御部２４、リレー２６、アクチュエータ２７へ送ることが可能で有り、これらの電源とすることができる。また、ワイヤレスで給電され供給される電力が足りれば、受電部２１からプラスライン３０、蓄電ライン３３、分岐ライン３４を通って制御部２４へ電気を直接供給することもでき、また、アクチュエータ２７の電力の一部をまかなってもよい。

なお、分岐点３６を蓄電制御部４１と受電部２１の間に設けて、蓄電制御部４１が分岐点３６よりも蓄電部２３側である蓄電ライン３３に設けられている場合は、蓄電部２３の蓄電量が一定以上になった場合でも作業機側無線部２２へは受電部２１からプラスライン３０、給電ライン３２を通って電力が供給されることが可能となる。

また、通常時の状態で、トラクタ１側のスイッチ１３がＯＦＦのときは、トラクタバッテリー１１からの電力は、送電部１４へ送られない。このため、受電部２１から電気は送られず、作業機側無線部２２にも電気が送られない。一方、蓄電部２３に蓄えられた電力は、第３蓄電ライン３３ｃ、分岐ライン３４を通って、制御部２４、リレー２６、アクチュエータ２７へ送ることが可能であるが、作業機側無線部２２へは上述した電流制御部４２の作用により送られない。このため、作業機側無線部２２に電気は流れず無線部１０からの信号受信はできなくなるが、トラクタ１のスイッチ１３がＯＦＦのときは、蓄電部２３からの電力が作業機側無線部２２により消費されることはないため蓄電部２３の無駄な電力消費を防止できる。なお、作業機２をトラクタ１から取り外した際もワイヤレス給電ができないため作業機２側ではスイッチ１３がＯＦＦの状態と同様となる。また、送電部１４と受電部２１の対向が不十分で作業機側無線部２２へ電力が十分供給されない場合も同様の制御が可能である。

図３の状態は、ワイヤレス給電を前提としない非通常時の状態であり、給電スイッチ４６を接点Ｑ側へ接続して、蓄電スイッチ４７を接点Ｔ側へ接続して、メインスイッチ４８をＯＦＦからＯＮとする。この非通常時の状態では、蓄電部２３と作業機側無線部２２が接続され、受電部２１と作業機側無線部２２は接続されず、受電部２１と蓄電部２３も接続されない。

非通常時の状態で、スイッチ１３がＯＮのときでもＯＦＦのときでも、受電部２１からの電気は作業機側無線部２２、蓄電部２３には送られない。一方で、作業機側無線部２２の電力は蓄電部２３から、第３蓄電ライン３３ｃ、第２蓄電ライン３３ｂ、中間ライン３５、第２給電ライン３２ｂを通って供給されるので、作業機側無線部２２は受信可能状態とでき、無線部１０からの無線による信号を受信することが可能となる。一方、蓄電部２３に蓄えられた電力は、第３蓄電ライン３３ｃ、分岐ライン３４等を通って、制御部２４、リレー２６、アクチュエータ２７へ送ることが可能で有り、これらの電源とすることができる。このため、無線部１０の操作部によるアクチュエータ２７の操作が可能となる。

なお、給電スイッチ４６と蓄電スイッチ４７は、これらが連動するスイッチユニット４５として構成してもよい。例えば、給電スイッチ４６が接点Ｐ側へ接続するときは蓄電スイッチ４７も同時に接点Ｓ側へ接続するように連動し、給電スイッチ４６が接点Ｑ側へ接続するときは蓄電スイッチ４７も同時に接点Ｔ側へ接続するように連動させる。これにより、１つのスイッチ操作で、給電スイッチ４６と蓄電スイッチ４７について、図２の通常時の状態と、図３の非通常時の状態を切り換えることができる。

また、給電スイッチ４６、蓄電スイッチ４７、メインスイッチ４８、もしくは、スイッチユニット４５は、作業機２上で操作可能なスイッチとすることができる。また、無線部１０の操作部にこれらのスイッチを切り換えるための遠隔スイッチを設けてもよい。また、給電スイッチ４６、蓄電スイッチ４７を切り換える際にメインスイッチ４８を一度切ることで安全性を高めることができる。

このように通常時の状態では、ワイヤレス給電により作業機側無線部２２に電力が供給される。そして、ワイヤレス給電がされなくなる（または十分にされなくなる）と作業機側無線部２２に電力が供給されないが、スイッチ回路を切り換えて、非通常時とすることで、蓄電部２３の電力が作業機側無線部２２にも送られ、アクチュエータ２７の操作をすることができる。ここで、ワイヤレス給電がされなくなる（または十分にされなくなる）場合として、例えば、スイッチ１３がＯＦＦの場合や、トラクタ１を作業機２から取り外した場合、送電部１４と受電部２１の対向が不十分であった場合や、送電部１４と受電部２１等のワイヤレス給電のシステムに故障が生じた場合などがあげられる。

図４は、本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す側面図である。図５は、本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す平面図である。図６は、本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す正面図である。図４〜６の作業機２は折りたたみ機構を備えた代掻き作業機５０であり、入力軸５１側をトラクタ１に装着し、カバー５２や均平板５３の内で代掻き爪が回転することにより代掻き作業を行う。なお、図４では、代掻き作業機５０をトラクタ１に装着した図となっており、トラクタ１の図は簡略して主な図示をタイヤ３としている。

電動油圧シリンダ５６は、シリンダが伸び縮みすることにより、回動機構５７を作用させサイド作業部５５を折りたたみ、代掻き作業機５０の全幅を短くすることができる。延長レーキ開閉装置６０は、内部のモータが回転することにより、制御バー６２やワイヤ６３を介して延長レーキ６１を左右に回動させ、延長レーキ６１を使用するか否かを選択することができる。これら、電動油圧シリンダ５６や、延長レーキ開閉装置６０（のモータ）をアクチュエータ２７として、無線部１０の操作部により操作することができ、効率のよい農作業を行うことができる。特に電動油圧シリンダ５６は消費電力が大きく、送電部１４から受電部２１へ送電される電力を上回ることが想定される。

トラクタ１に連結装置８０を取り付けて図４に示すように代掻き作業機５０（作業機２）を装着する。連結装置８０のトラクタ１への取付は、トラクタ１のトップリンク５の先端を連結装置８０の上部中央で前側（トラクタ１側）に設置された取付孔８２に取り付け、トラクタ１の左右のロワリンク６の先端を連結装置８０の下部両側の取付ピン８９にそれぞれ取り付ければ、トラクタ１に連結装置８０が取り付けられる。

代掻き作業機５０側では、連結装置８０に装着させるための連結器具（マスト７１、ヒッチ７３）を備える。マスト７１は、入力軸５１が備えられているミッションケース７５の上部に取り付けられ、左右のヒッチ７３は、それぞれミッションケース７５の両端にあるフレームパイプ７６に接合された取付板７７に取り付けられる。マスト７１の先端には、トップピン７２が備えられ、ヒッチ７３先端には、ロワピン７４が備えられている。

作業者は、連結装置８０をトラクタ１に取り付けた状態で、ハンドル９１を引き、トラクタ１の運転席でロワリンク６を操作し連結装置８０を上昇させて、下側から、連結装置８０の上部中央で後ろ側（代掻き作業機５０側）に設置されたトップフック８１をマスト７１のトップピン７２に引っかける。すると、ヒッチ７３のロワピン７４が連結装置８０の下部両側に接合される側板８５の後ろ側に形成された溝８８に入り、ジョイント７の先端も入力軸５１に挿入される。これにより作業機２が三点で支持される。そして、ハンドル９１を戻して（押して）、ハンドル９１に連動するフック８４をロックすれば装着が完了する。

このとき、送電部１４を連結装置８０側に取り付け、受電部２１を代掻き作業機５０（作業機２）側に取り付けて、連結装置８０に代掻き作業機５０を取り付けた場合に、送電部１４と受電部２１が対向してワイヤレスで給電できる位置になるようにしておけば、作業者は、トラクタ１に作業機２を脱着する際に、トラクタ１から降りて、給電のための接続をする必要がない。具体例として、送電部１４は、連結装置８０のトップフック８１及び取付孔８２を有する上部部材９０（図４）側と側板８５側を接続するメインパイプ８３に送電側取付部材１０１を取り付け、そこに設置される。送電部１４の設置は送電側取付部材１０１の後ろ側に送電部１４が配置されるようにする。受電部２１は、ヒッチ７３のプレートに受電側取付部材１０２を取り付け、そこに設置される。このとき、受電側取付部材１０２は受電部２１の取り付け高さを合わせるためヒッチ７３よりも上部に延びて形成され、受電部２１が受電側取付部材１０２の上部前側に配置されるようにする。連結装置８０に代掻き作業機５０を取り付けた場合に、送電部１４と受電部２１が同じ高さと同じ横方向の位置で対向して接近する。この接近する距離は例えば、０ｍｍから２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍから１０ｍｍなどとすることができる。

また、図４〜６の例では、作業機側無線部２２と、蓄電部２３は、カバー５２上に、制御部２４は、ミッションケース７５上部に取り付けられている。

作業者が電動油圧シリンダ５６を動かしたい場合は、トラクタ１に作業機２が装着している状態で、スイッチ回路を通常時として、トラクタ１のキースイッチをＯＮとするなどして、スイッチ１３をＯＮとする。この状態で、無線部１０の操作部の操作により、操作信号を作業機側無線部２２へ送ることで、制御部２４の制御により、蓄電部２３から供給される電力で電動油圧シリンダ５６を作動させることができる。また、トラクタ１に作業機２が装着していない状態、もしくは、スイッチ１３がＯＦＦの状態等であれば、スイッチ回路を非通常時とすれば、蓄電部２３から供給される電力で作業機側無線部２２が受信可能状態となり、無線部１０の操作部の操作により電動油圧シリンダ５６を作動させることができる。

以上のように、本発明の実施形態について説明したが、本発明は例示した代掻き作業機に限らず、トラクタに装着して農作業を行う作業機全般に適用することができる。また、上述した実施例の一部構成を他の実施例の一部の構成に置き換えて適用することや、必要に応じて他の構成と組み合わせて利用してもよい。

１ トラクタ
２ 作業機
１０ 無線部
１１ トラクタバッテリー
１２ 電源ハーネス
１３ スイッチ
１４ 送電部
２１ 受電部
２２ 作業機側無線部
２３ 蓄電部
２４ 制御部
２７ アクチュエータ
３０ プラスライン
３１ マイナスライン
３２ 給電ライン
３３ 蓄電ライン
３５ 中間ライン
４１ 蓄電制御部
４２ 電流制御部
４６ 給電スイッチ
４７ 蓄電スイッチ
４８ メインスイッチ
５０ 代掻き作業機
５６ 電動油圧シリンダ

Claims (6)

1. トラクタと脱着可能で農作業を行う作業機に適用する給電システムであって、
   前記トラクタ側に設置され前記トラクタに有する電源とスイッチを介して接続される送電部と、前記作業機に設置される受電部と、前記作業機に設置される作業機側無線部と、前記作業機に設置される蓄電部と、前記作業機に設置される制御部と、前記作業機に設置される電流制御部と、前記作業機に設置され前記蓄電部から電力が供給されるアクチュエータと、前記作業機に設置されるスイッチ回路とを有し、
   前記制御部は、前記作業機側無線部が受信した信号に基づき前記アクチュエータを制御し、
   前記送電部から前記受電部へはワイヤレス給電が可能であり、
   前記スイッチ回路は、作業者により通常時と非通常時に切り換え可能で有り、
   前記通常時は、前記受電部と前記蓄電部、及び、前記受電部と前記作業機側無線部が接続状態になるように切り換えられると共に、前記電流制御部により前記受電部へワイヤレス給電されていないと判断したときは前記蓄電部に蓄えられた電力が前記作業機側無線部で消費されないように制御され、
   前記非通常時は、前記電流制御部の制御にかかわらず、前記蓄電部と前記作業機側無線部が接続されるように切り換えられることを特徴とする農作業機の給電システム。
2. 請求項１に記載の農作業機の給電システムにおいて、
   前記非通常時は、前記受電部と前記作業機側無線部、及び、前記受電部と前記蓄電部は、接続されていないことを特徴とする農作業機の給電システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の農作業機の給電システムにおいて、
   前記蓄電部に蓄えられた電力が一定以上の場合に、前記受電部から前記蓄電部への送電を止める蓄電制御部を有していることを特徴とする農作業機の給電システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の農作業機の給電システムにおいて、
   前記蓄電部は、バッテリー又はキャパシタであることを特徴とする農作業機の給電システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の農作業機の給電システムにおいて、
   無線部を有し、前記作業機側無線部は、前記無線部から操作信号を受信することを特徴とする農作業機の給電システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の農作業機の給電システムにおいて、
   前記トラクタに有する電源は前記トラクタが有するバッテリーであり、前記トラクタに有する前記スイッチは前記トラクタの始動のためのスイッチであることを特徴とする農作業機の給電システム。

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