JP7113741B2 - 電動作業車 - Google Patents

Description

本発明は、作業装置の動力源や走行用の動力源として電動モータを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延出されており、動力をミッションケースに伝達する伝動軸が、電動モータの出力軸に継手を介して接続されている。

特開２０１７－２４７１０号公報

特許文献１では、電動モータを機体フレームに搭載する際、伝動軸の位置が変化しないように伝動軸を仮保持しながら、電動モータの出力軸の位置と伝動軸の位置とを合わせ、電動モータの出力軸と伝動軸とを接続して、電動モータを機体に搭載する必要がある。これにより、電動モータの搭載時の作業性の面で改善の余地がある。

本発明は、電動作業車において、電動モータを機体フレームに搭載する際の作業性を向上させることを目的としている。

本発明の電動作業車は、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、右及び左の前記機体フレームの前部に亘って連結された前支持フレームと、前記前支持フレームに連結されたサポート部材とが備えられ、前記サポート部材に前後方向に沿って回転自在に支持されて、動力を伝達する前伝動軸と、出力軸が後向きとなるように配置された電動モータとが備えられ、前記出力軸が、前記前伝動軸における前記サポート部材に支持された部分に接続され、且つ、前記電動モータの前記出力軸側の部分が、前記サポート部材に連結され、前記前支持フレームは、前記前伝動軸が延びる方向と直交する方向に延び、前記前支持フレームに、前記前伝動軸が挿通する挿通孔が設けられ、前記サポート部材は、筒状に構成され、前記サポート部材の開口が前記挿通孔に対応するように設けられ、前記前伝動軸の後端部に自在継手を介して接続される後伝動軸が備えられ、前記前支持フレームの後側に配置されて、右及び左の前記機体フレームに亘って連結された後支持フレームが備えられて、前記前伝動軸の前部が前記サポート部材に回転自在に支持され、前記前伝動軸の後部が前記後支持フレームに回転自在に支持されている。

本発明によると、動力を伝達する前伝動軸が、サポート部材及び前支持フレームを介して右及び左の機体フレームに支持されており、前伝動軸の位置は変化しない状態となっている。
このように前伝動軸の位置が変化しない状態において、電動モータの出力軸を、前伝動軸におけるサポート部材に支持された部分に接続すればよいのであり、電動モータの出力軸を前伝動軸に無理なく接続することができる。
また、電動モータの出力軸に前伝動軸が接続される場合、前伝動軸の後端部に、後伝動軸が自在継手を介して接続され、後伝動軸が後側に延出されて、作業装置の入力軸やミッションケースの入力軸に接続されるように構成されることがある。
本発明によると、前述の構成において、前伝動軸の前部及び後部が前支持フレーム及び後支持フレームにより支持されるので、前伝動軸の支持強度を向上させることができる。
右及び左の機体フレームに亘って連結される後支持フレームは、前伝動軸の後部を支持する機能に加えて、右及び左の機体フレームの補強部材の機能も備えているので、右及び左の機体フレームの前部の強度の向上という面で有利なものとなる。

本発明によると、電動モータの出力軸を前伝動軸におけるサポート部材に支持された部分に接続することに加えて、電動モータの出力軸側の部分をサポート部材に連結することにより、電動モータがサポート部材及び前支持フレームを介して右及び左の機体フレームに支持される状態を、無理なく得ることができる。

本発明によると、右及び左の機体フレームに亘って連結される前支持フレームは、サポート部材（前伝動軸）を支持する機能に加えて、右及び左の機体フレームの補強部材の機能も備えている。

以上のように、電動モータの出力軸を前伝動軸に無理なく接続することができながら、これに加えて電動モータが右及び左の機体フレームに支持される状態を、無理なく得ることができるようになって、電動モータを機体フレームに搭載する際の作業性を向上させることができる。
前支持フレームが右及び左の機体フレームの補強部材の機能も備えていることにより、右及び左の機体フレームの前部の強度の向上という面で有利なものとなる。

本発明において、前記サポート部材が、前記前支持フレームから前側に突出するように前記前支持フレームに連結され、前記電動モータの前記出力軸側の部分が、前記サポート部材の前端部に連結されて、前記前支持フレームと、前記電動モータの前記出力軸側の部分とが、所定の間隔を開けて配置されていると好適である。

本発明によると、電動モータの出力軸側の部分をサポート部材の前端部に連結した状態において、前支持フレームと電動モータの出力軸側の部分とが離れているので、前支持フレームと電動モータの出力軸側の部分との間に空気が流れ易くなり、電動モータの放熱の促進という面で有利なものとなる。

本発明において、前記電動モータにおける前記出力軸の反対側の部分と、右及び左の前記機体フレームとに亘って連結されたモータフレームが備えられていると好適である。

本発明によると、電動モータの出力軸側の部分に加えて、電動モータにおける出力軸の反対側の部分が、モータフレームを介して右及び左の機体フレームに支持されるので、電動モータの支持強度を向上させることができる。

本発明によると、右及び左の機体フレームに亘って連結されるモータフレームは、電動モータを支持する機能に加えて、右及び左の機体フレームの補強部材の機能も備えているので、右及び左の機体フレームの前部の強度の向上という面で有利なものとなる。

本発明において、右及び左の前輪が操向自在に支持された前輪支持フレームが備えられ、前記前伝動軸における前記前支持フレームと前記後支持フレームとの間の部分に、前記前輪支持フレームがローリング自在に支持されていると好適である。

電動作業車において、走行用の右及び左の前輪を備えた場合、本発明によると、右及び左の前輪を支持する前輪支持フレームが、前伝動軸にローリング自在に支持されるのであり、前伝動軸が前輪支持フレームの支持部材に兼用されることになって、構造の簡素化の面で有利なものとなる。

前述のように、前伝動軸の前部及び後部が前支持フレーム及び後支持フレームにより支持されて、前伝動軸の支持強度が高いものである。
本発明によると、前伝動軸における前支持フレームと後支持フレームとの間の部分に、前輪支持フレームがローリング自在に支持されているので、前輪支持フレームの支持強度も高いものとなる。

本発明において、前記前輪支持フレームが入り込むことにより前記前輪支持フレームのローリング作動を許容する切り欠き部が、右及び左の前記機体フレームに設けられて、右及び左の前記機体フレームにおける前記切り欠き部の前側の部分に、前記前支持フレームが連結され、右及び左の前記機体フレームにおける前記切り欠き部の後側の部分に、前記後支持フレームが連結されていると好適である。

前述のように、前輪支持フレームをローリング自在に支持した場合、前輪支持フレームと右及び左の機体フレームとの干渉を避ける為に、前輪支持フレームが入り込むことにより前輪支持フレームのローリング作動を許容する切り欠き部を、右及び左の機体フレームに設けることがある。

本発明によると、前述のような切り欠き部を右及び左の機体フレームに設けた場合、右及び左の機体フレームにおける切り欠き部の前側及び後側の部分に、前支持フレーム及び後支持フレームが連結されるので、右及び左の機体フレームにおける切り欠き部の近傍部分が、前支持フレーム及び後支持フレームによって補強される。
これにより、右及び左の機体フレームにおける切り欠き部の近傍部分の強度低下を抑えることができて、右及び左の機体フレームの前部の強度の向上という面で有利なものとなる。

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。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。

（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、平板状の前支持フレーム１８が連結されており、前支持フレーム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、前支持フレーム１８から前側に突出するようにボルト連結されている。平板状の後支持フレーム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、前支持フレーム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モータフレーム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の後部が後支持フレーム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、モータフレーム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の出力軸１６ａが接続される。電動モータ１６の出力軸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、前支持フレーム１８と電動モータ１６の出力軸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、モータフレーム２８を、ボルト３９により支持フレーム３８に連結し、モータフレーム２８を、ボルト４０により電動モータ１６における出力軸１６ａの反対側の部分に連結する。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及び前支持フレーム１８を介して右及び左の機体フレーム３に支持され、モータフレーム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。

（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における前支持フレーム１８と後支持フレーム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、前支持フレーム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、後支持フレーム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）
電動モータ１６を廃止して、電動モータ９が機体フレーム３の前部に配置され、電動モータ９の動力がミッションケース８に伝達されて、ミッションケース８に伝達された動力が、後輪２及びモーア５（入力ケース２２）に伝達されるように構成してもよい。
以上の構成において、図３，４，５に示す構成が、電動モータ９に採用されるようにすればよい。

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。

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
３ 機体フレーム
３ａ 機体フレームの切り欠き部
１６ 電動モータ
１６ａ 電動モータの出力軸
１８ 前支持フレーム
１９ サポート部材
２０ 後支持フレーム
２１ 前伝動軸
２５ 後伝動軸
２６ 自在継手
２８ モータフレーム
２９ 前輪支持フレーム

Claims (5)

1. 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、右及び左の前記機体フレームの前部に亘って連結された前支持フレームと、前記前支持フレームに連結されたサポート部材とが備えられ、
   前記サポート部材に前後方向に沿って回転自在に支持されて、動力を伝達する前伝動軸と、
   出力軸が後向きとなるように配置された電動モータとが備えられ、
   前記出力軸が、前記前伝動軸における前記サポート部材に支持された部分に接続され、且つ、前記電動モータの前記出力軸側の部分が、前記サポート部材に連結され、
   前記前支持フレームは、前記前伝動軸が延びる方向と直交する方向に延び、
   前記前支持フレームに、前記前伝動軸が挿通する挿通孔が設けられ、
   前記サポート部材は、筒状に構成され、前記サポート部材の開口が前記挿通孔に対応するように設けられ、
   前記前伝動軸の後端部に自在継手を介して接続される後伝動軸が備えられ、
   前記前支持フレームの後側に配置されて、右及び左の前記機体フレームに亘って連結された後支持フレームが備えられて、
   前記前伝動軸の前部が前記サポート部材に回転自在に支持され、前記前伝動軸の後部が前記後支持フレームに回転自在に支持されている電動作業車。
2. 前記サポート部材が、前記前支持フレームから前側に突出するように前記前支持フレームに連結され、
   前記電動モータの前記出力軸側の部分が、前記サポート部材の前端部に連結されて、
   前記前支持フレームと、前記電動モータの前記出力軸側の部分とが、所定の間隔を開けて配置されている請求項１に記載の電動作業車。
3. 前記電動モータにおける前記出力軸の反対側の部分と、右及び左の前記機体フレームとに亘って連結されたモータフレームが備えられている請求項１又は２に記載の電動作業車。
4. 右及び左の前輪が操向自在に支持された前輪支持フレームが備えられ、
   前記前伝動軸における前記前支持フレームと前記後支持フレームとの間の部分に、前記前輪支持フレームがローリング自在に支持されている請求項１に記載の電動作業車。
5. 前記前輪支持フレームが入り込むことにより前記前輪支持フレームのローリング作動を許容する切り欠き部が、右及び左の前記機体フレームに設けられて、
   右及び左の前記機体フレームにおける前記切り欠き部の前側の部分に、前記前支持フレームが連結され、
   右及び左の前記機体フレームにおける前記切り欠き部の後側の部分に、前記後支持フレームが連結されている請求項４に記載の電動作業車。

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