JP7106446B2

JP7106446B2 - 電動作業車

Info

Publication number: JP7106446B2
Application number: JP2018245765A
Authority: JP
Inventors: 寛和伊東; 寧大萬治
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: JP2020104723A

Description

本発明は、電動モータを動力源として使用する電動作業車に関する。

電動作業車の一例である乗用型の電動トラクタにおいて、例えば特許文献１に開示されているような構造を備えたものがある。
特許文献１では、右及び左の機体フレームが備えられ、機体フレームの前部に電動モータが支持されて、電動モータの出力軸が後向きに突出している。電動モータの出力軸に接続された伝動軸が後側に延出されて、ミッションケースの入力軸に接続されている。

以上の構成により、特許文献１では、電動モータの動力が、伝動軸を介してミッションケースの内部の変速装置に伝達され、変速装置の動力が後輪に伝達される。
ミッションケースの後部に、ＰＴＯ軸が後向きに突出するように備えられて、変速装置から分岐した動力がＰＴＯ軸に伝達されており、電動トラクタの後部に装備されたロータリ耕耘装置に、ＰＴＯ軸の動力が伝達されて、ロータリ耕耘装置が駆動される。

特開２０１７－２４７１０号公報

特許文献１では、電動トラクタの後部にロータリ耕耘装置等の作業装置を装備することが想定されており、電動トラクタの後部の作業装置に動力を伝達する為に、ミッションケースの後部に、ＰＴＯ軸が後向きに突出するように設けられている。

前述のような電動トラクタに対して、前輪及び後輪の間に作業装置を装備することが想定された電動作業車があり、機体フレームの前部に作業装置を装備することが想定された電動作業車もある。

本発明は、電動作業車において、前輪及び後輪の間に作業装置を装備した場合や、機体フレームの前部に作業装置を装備した場合に、電動モータの動力を作業装置に適切に伝達することができるように構成することを目的としている。

本発明の電動作業車は、走行用の前輪及び後輪と、前後方向に沿って配置された右及び左の機体フレームと、走行駆動用の第一電動モータと、前向きに突出する前出力軸と後向きに突出する後出力軸とが設けられた作業用の第二電動モータと、が備えられ、前記第一電動モータが前記機体フレームの後部に支持され、前記第二電動モータが、側面視で、前記前輪の前側に位置するように、前記機体フレームの前部に支持され、前記前輪の回転軸芯が、側面視で、前記機体フレームの前部の下端部よりも低い位置に配置され、前記第二電動モータの下端部が、側面視で、前記前輪の回転軸芯よりも低い位置に配置されている。

本発明によると、前輪及び後輪の間に作業装置を装備した場合、電動モータの後出力軸の動力が、伝動軸等を介して作業装置に伝達されるように構成すればよい。機体フレームの前部に作業装置を装備した場合、電動モータの前出力軸の動力が、伝動軸等を介して作業装置に伝達されるように構成すればよい。

以上のように、前輪及び後輪の間に作業装置を装備した状態、及び、機体フレームの前部に作業装置を装備した状態の両方の状態に適切に対応して、電動モータの動力を作業装置に伝達することができるようになって、電動作業車の作業性能を向上させることができた。又、本発明によると、電動モータが低い位置に配置されることになって、電動作業車の低重心化の面で有利なものとなる。

本発明において、前記第二電動モータの上端部が、側面視で、前記機体フレームの前部の上端部よりも低い位置に配置されていると好適である。

本発明によると、第二電動モータが低い位置に配置されることになって、電動作業車の低重心化の面で有利なものとなる。

本発明において、前記第二電動モータの下端部が、側面視で、前記機体フレームの前部の下端部よりも低い位置に配置されていると好適である。

本発明において、前記第二電動モータの前記前出力軸及び前記後出力軸の軸心が、側面視で、前記機体フレームの前部の上端部よりも低い位置で、且つ、前記前輪の回転軸芯よりも高い位置に配置されていると好適である。

本発明によると、電動作業車の低重心化の観点と最低地上高確保の観点とのバランスを考慮して、好適な位置にモータを配置できる。

電動草刈機の左側面図である。電動草刈機の内部を示す左側面図である。機体フレームの前部及び電動モータの付近の分解斜視図である。機体フレームの前部及び電動モータの付近の正面図である。機体フレームの前部及び電動モータの付近の分解縦断側面図である。

図１～図５において、電動作業車の一例である乗用型の電動草刈機が示されており、Ｆは「前方向」を示し、Ｂは「後方向」を示し、Ｕは「上方向」を示し、Ｄは「下方向」を示している。Ｒは「右方向」を示し、Ｌは「左方向」を示している。

（電動草刈機の全体構成）
図１及び図２に示すように、右及び左の機体フレーム３が前後方向に沿って配置されており、機体フレーム３の前部に右及び左の前輪１が支持され、機体フレーム３の後部に右及び左の後輪２が支持されている。

機体フレーム３の後部の上部に運転部４が支持され、機体フレーム３において前輪１及び後輪２の間に、モーア５が支持されている。機体フレーム３の後部に、ロプスフレーム６が設けられ、ロプスフレーム６に集草部７が支持されている。
以上の構造により、乗用型の電動草刈機が構成されている。

（電動草刈機の後部の構成）
図１及び図２に示すように、機体フレーム３の後部に、ミッションケース８が連結されており、ミッションケース８に右及び左の後輪２が支持されている。第一電動モータとしての走行用の電動モータ９が、後向きに配置されてミッションケース８の前部に連結されており、電動モータ９の動力により後輪２が駆動される。

ミッションケース８の後部に、ロプスフレーム６が連結されている。運転座席１０及び前輪１を操向操作する操縦ハンドル１１が、運転部４に設けられている。

（モーアの支持構成）
図１及び図２に示すように、モーア５は、上下方向に軸芯周りに回転駆動される３個のブレード（図示せず）が、左右方向に沿って並べられた型式である。

機体フレーム３の左右方向の軸芯周りに、右及び左の支持リンク１２の前部が上下に揺動自在に支持されて、支持リンク１２が後向きに延出されており、支持リンク１２の後部にモーア５が接続されている。

図１～図４に示すように、機体フレーム３の前部に、右及び左の支持ブラケット４１が連結されている。支持ブラケット４１に亘って、操作軸３４が回転自在に支持されて、操作軸３４の右端部及び左端部に、フック状の支持部材３４ａが連結されており、左の支持部材３４ａに操作レバー３４ｂが連結されている。

左右方向に配置された支持軸３５の右部及び左部に、支持リンク３６が連結されて後側に延出されている。図２，３，４に示す状態は、操作軸３４の支持部材３４ａに、支持軸３５の右部及び左部が回転自在に支持された状態であり、支持リンク３６が後側に延出されてモーア５に接続された状態である。

図２に示すように、上下に揺動自在な右及び左の操作アーム１３が備えられ、操作アーム１３を揺動操作する昇降シリンダ１４が備えられて、操作アーム１３と支持リンク１２の後部とに亘って、連係リンク１５が接続されている。昇降シリンダ１４により操作アーム１３が上下に揺動操作されて、モーア５が昇降操作される。

（モーアを駆動する電動モータ）
図１～図４に示すように、モーア５を駆動する第二電動モータとしての電動モータ１６が、側面視で前輪１の前側に位置するように、機体フレーム３の前部に支持されている。電動モータ９，１６に電力を供給するバッテリー１７が、機体フレーム３の前部の上部に支持されている。

図５に示すように、電動モータ１６に、前向きに突出する前出力軸１６ｂと、後向きに突出する後出力軸１６ａとが設けられている。図１～図５に示す状態は、電動モータ１６の前出力軸１６ｂを覆うカバー３７が取り付けられた状態である。
ている。

（モーアを駆動する電動モータの支持構成）
図３及び図５に示すように、右及び左の機体フレーム３の前部に亘って、平板状の支持フレーム１８が連結されており、支持フレーム１８の前面部のフランジ部１８ａに、角筒状のサポート部材１９が、支持フレーム１８から前側に突出するようにボルト連結されている。平板状の支持フレーム２０が、右及び左の機体フレーム３の前部に亘って連結されており、支持フレーム１８の後側に配置されている。

図３，４，５に示すように、支持フレーム３８が、右及び左の機体フレーム３の前端部の上部に亘って連結されている。平板が折り曲げられて構成された連結部材２８が、ボルト３９により支持フレーム３８に連結される。

図３及び図５に示すように、前伝動軸２１が前後方向に沿って配置されており、前伝動軸２１の前部がサポート部材１９の内部においてベアリング２３により回転自在に支持され、前伝動軸２１の後部が支持フレーム２０にベアリング２４により回転自在に支持されている。

モーア５のブレードに動力を伝達する入力ケース２２が、モーア５の左右中央部に設けられて、入力ケース２２の入力軸２２ａが前向きに延出されている。前伝動軸２１の後端部に、後伝動軸２５の前端部が自在継手２６を介して接続され、入力ケース２２の入力軸２２ａに、後伝動軸２５の後端部が自在継手２６を介して接続されている。

（モーアを駆動する電動モータの支持工程）
図３，４，５に示すように、連結部材２８を支持フレーム３８から取り外した状態とする。操作軸３４の操作レバー３４ｂを前側に操作して、操作軸３４の支持部材３４ａを前側に操作して、操作軸３４の支持部材３４ａから支持軸３５及び支持リンク３６を取り外した状態とする。

前述の状態において、電動モータ１６の前出力軸１６ｂが前向きとなり、電動モータ１６の後出力軸１６ａが後向きとなる状態で、電動モータ１６を、右及び左の機体フレーム３の前部の間（右及び左の支持ブラケット４１の間）を通し、支持フレーム３８と操作軸３４との間を通す。

次に電動モータ１６の後出力軸１６ａをサポート部材１９の内部に挿入するのであり、サポート部材１９の内部において、前伝動軸２１におけるサポート部材１９（ベアリング２３）に支持された部分に、電動モータ１６の後出力軸１６ａが接続される。電動モータ１６の後出力軸１６ａと前伝動軸２１とは、スプライン構造により接続される。

電動モータ１６の後出力軸１６ａがサポート部材１９に挿入されて前伝動軸２１に接続されると、電動モータ１６の後出力軸１６ａ側の部分が、サポート部材１９のフランジ部１９ａに接触するので、電動モータ１６の後出力軸１６ａ側の部分と、サポート部材１９のフランジ部１９ａとを、ボルト２７により連結する。

これにより、電動モータ１６の後出力軸１６ａ側の部分が、サポート部材１９の前端部（フランジ部１９ａ）に連結された状態となるのであり、支持フレーム１８と電動モータ１６の後出力軸１６ａ側の部分とが、サポート部材１９の長さに相当する間隔を開けて配置された状態となる。

電動モータ１６の後出力軸１６ａ側の部分とサポート部材１９のフランジ部１９ａとが連結されると、連結部材２８を、ボルト３９により支持フレーム３８に連結し、連結部材２８を、ボルト４０により電動モータ１６における前出力軸１６ｂ（カバー３７）側の部分の上側部分に連結する。支持軸３５及び支持リンク３６を、図１～図４に示すように取り付ける。

以上の構造により、電動モータ１６が、サポート部材１９及び支持フレーム１８を介して右及び左の機体フレーム３に支持され、連結部材２８及び支持フレーム３８を介して右及び左の機体フレーム３に支持される。

電動モータ１６の動力が、電動モータ１６の後出力軸１６ａから前伝動軸２１及び後伝動軸２５を介して、入力ケース２２の入力軸２２ａに伝達されて、モーア５のブレードが回転駆動される。図１及び図２に示すように、モーア５によって刈り取られた草は、電動モータ９の横側及びミッションケース８の上側に配置されたダクト３３を通って、集草部７に供給される。

（モーアを駆動する電動モータと各部との位置関係）
図１及び図２に示すように、電動モータ１６が機体フレーム３に支持された状態において、電動モータ１６が、側面視で、前輪１の前側に配置されている。

図５に示すように、電動モータ１６の上端部１６ｃが、側面視で、機体フレーム３の前部の上端部３ｂよりも低い位置に配置されている。電動モータ１６の下端部１６ｄが、側面視で、機体フレーム３の前部の下端部３ｃよりも低い位置に配置されている。

図２，３，５に示すように、前輪１（前輪支持部３０）の回転軸芯Ｐ１が、側面視で、機体フレーム３の前部の下端部３ｃよりも低い位置に配置され、電動モータ１６の下端部１６ｄが、側面視で、前輪１（前輪支持部３０）の回転軸芯Ｐ１よりも低い位置に配置されている。

図１～図５に示す状態は、電動モータ１６（後出力軸１６ａ）の動力が、前輪１及び後輪２の間のモーア５に伝達される状態である。
前輪１及び後輪２の間にモーア５が装備されず、機体フレーム３の前部にモーア５が装備されたり、機体フレーム３の前部に別の作業装置（図示せず）が装備される場合、図３及び図５に示す後伝動軸２５及び自在継手２６を取り外して、前伝動軸２１の後部を覆うカバー（図示せず）を取り付ける。

図１～図５に示すカバー３７を取り外して、機体フレーム３の前部に装備されたモーア５の入力軸（図示せず）や別の作業装置の入力軸（図示せず）と、電動モータ１６の前出力軸１６ｂとに亘って、伝動軸（図示せず）を接続する。

（前輪の支持構成）
図３，４，５に示すように、右及び左の前輪１が操向自在に支持された前輪支持フレーム２９が備えられており、前輪１を支持する右及び左の前輪支持部３０が、前輪支持フレーム２９の右部及び左部に操向自在に支持されている。

操縦ハンドル１１により前後方向に沿って操作されるステアリングロッド３１が、左の前輪支持部３０のナックルアーム３０ａに接続され、右及び左の前輪支持部３０に亘ってタイロッド３２が接続されている。この場合、タイロッド３２は、機体フレーム３の下側を通っており、前伝動軸２１と後伝動軸２５とを接続する自在継手２６の下側を通っている。

以上の構造により、操縦ハンドル１１が操作されると、ステアリングロッド３１が前後方向に操作されて、左の前輪支持部３０のナックルアーム３０ａ及びタイロッド３２により、前輪１（前輪支持部３０）が操向操作される。

（前輪支持フレームのローリング支持構成）
図３及び図５に示すように、前輪支持フレーム２９の左右中央部に、円筒状のボス部２９ａが連結されている。前伝動軸２１における支持フレーム１８と支持フレーム２０との間の部分に、前輪支持フレーム２９のボス部２９ａが回転自在に外嵌されて、前輪支持フレーム２９が前伝動軸２１にローリング自在に支持されている。

右及び左の機体フレーム３に、下向きに開放された切り欠き部３ａが設けられている。前輪支持フレーム２９が機体フレーム３の切り欠き部３ａに下側から入り込むことによって、前輪支持フレーム２９のローリング作動が許容されている。前輪支持フレーム２９が機体フレーム３の切り欠き部３ａの上辺部に当たる位置が、前輪支持フレーム２９のローリングの右及び左の限界位置である。

機体フレーム３における切り欠き部３ａの前側の近傍の部分に、支持フレーム１８が、機体フレーム３の切り欠き部３ａに沿うように上下方向に沿って連結されている。機体フレーム３における切り欠き部３ａの後側の近傍の部分に、支持フレーム２０が、機体フレーム３の切り欠き部３ａに沿うように上下方向に沿って連結されている。

（発明の実施の別形態）
モーア５に代えて、圃場を耕耘するロータリ耕耘装置（図示せず）や、圃場に薬剤を散布する薬剤散布装置（図示せず）を、作業装置として装備してもよい。
電動モータ１６に減速機構（図示せず）が内装されて、電動モータ１６の動力が減速機構により減速されて、電動モータ１６の後出力軸１６ａ及び前出力軸１６ｂから出力されてもよい。

本発明は、電動草刈機ばかりではなく、乗用型の電動トラクタ等の電動作業車にも適用できる。

１前輪
２後輪
３機体フレーム
３ｂ機体フレームの前部の上端部
３ｃ機体フレームの前部の下端部
９電動モータ（第一電動モータ）
１６電動モータ（第二電動モータ）
１６ａ電動モータの後出力軸
１６ｂ電動モータの前出力軸
１６ｃ電動モータの上端部
１６ｄ電動モータの下端部
Ｐ１前輪の回転軸芯

Claims

走行用の前輪及び後輪と、
前後方向に沿って配置された右及び左の機体フレームと、
走行駆動用の第一電動モータと、
前向きに突出する前出力軸と後向きに突出する後出力軸とが設けられた作業用の第二電動モータと、が備えられ、
前記第一電動モータが前記機体フレームの後部に支持され、
前記第二電動モータが、側面視で、前記前輪の前側に位置するように、前記機体フレームの前部に支持され、
前記前輪の回転軸芯が、側面視で、前記機体フレームの前部の下端部よりも低い位置に配置され、
前記第二電動モータの下端部が、側面視で、前記前輪の回転軸芯よりも低い位置に配置されている電動作業車。
前記第二電動モータの上端部が、側面視で、前記機体フレームの前部の上端部よりも低い位置に配置されている請求項１に記載の電動作業車。
前記第二電動モータの下端部が、側面視で、前記機体フレームの前部の下端部よりも低い位置に配置されている請求項２に記載の電動作業車。
前記第二電動モータの前記前出力軸及び前記後出力軸の軸心が、側面視で、前記機体フレームの前部の上端部よりも低い位置で、且つ、前記前輪の回転軸芯よりも高い位置に配置されている請求項１～３のいずれか１項に記載の電動作業車。