説明

芝刈機

【課題】電動モータ又はエンジンの駆動力を作業負荷などに応じて使い分けることができる作業車両を提供すること。
【解決手段】エンジン動力で駆動される車速を連続的に変速するHST16を含む動力伝達機構と、エンジンで駆動される発電機41と該発電機41からの電力を蓄える蓄電池45と発電機41からの電力で駆動する刈取モータ40と該刈取モータ40で駆動する刈取部6を備え、発電機41からの電力を刈取モータ40と蓄電池45とに振り分けることができるパワーコントロールユニット(PCU)42と該PCU42が刈取モータ40の駆動を車両の後進時に停止するかどうか選択できる構成を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電動モータとエンジンを併用するハイブリッドタイプの芝刈機に関する。
【背景技術】
【0002】
芝刈機などの作業車両では、電動モータとエンジンを使い分けて車輪と芝刈用のモーアを駆動させるハイブリットタイプの走行車両が知られている(特許文献1)。
【特許文献1】特開2009−255840号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の課題は、省エネルギー及び騒音低減効果を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の上記課題は、次の解決手段で解決される。
請求項1記載の発明は、エンジン(12)と、エンジン(12)からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構と、エンジン(12)で駆動される発電機(41)と、該発電機(41)からの電力を蓄える蓄電池(45)と、該発電機(41)からの電力で駆動する刈取モータ(40)と、該刈取モータ(40)で駆動する刈取部(6)と、刈取モータ(40)の駆動を車両の後進時に停止するかどうか選択できる選択手段とを備えたことを特徴とする芝刈機である。
【0005】
請求項2記載の発明は、エンジン(12)と、エンジン(12)からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構と、エンジン(12)で駆動される発電機(41)と、該発電機(41)からの電力を蓄える蓄電池(45)と、該発電機(41)からの電力で駆動する刈取モータ(40)と、該刈取モータ(40)で駆動する刈取部(6)と、車両が一定時間以上停止していると刈取モータ(40)の駆動を停止することができる制御手段(42)を備えたことを特徴とする芝刈機である。
【発明の効果】
【0006】
請求項1記載の発明によれば、車両後進時に刈取モータ40を停止させるか駆動させるかを選択することができるので、車両後進時に刈取作業をする必要があるときは駆動し、車両後進時に刈取作業をする必要が無いときには停止することができるので省エネルギー効果と騒音低減効果がある。
【0007】
請求項2記載の発明によれば、車両停止時に刈取部(6)の作動を停止できるので省エネルギー効果と騒音低減効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の一実施例の乗用型芝刈機の側面図である。
【図2】図1の乗用型芝刈機の平面図である。
【図3】図1の乗用型芝刈機の動力伝動機構図である。
【図4】図1の乗用型芝刈機の動力伝動機構図である。
【図5】図4のハイブリッド型乗用型芝刈機の駆動を通常時、加速時及び減速時に分けてバッテリと発電機の作動状況を示す図である。
【図6】図4のハイブリッド型乗用型芝刈機の車速と刈取速度の関係を示す図である。
【図7】図4のハイブリッド型乗用型芝刈機のモーアの平面略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
なお、本明細書では車両の前進方向に向いて左、右をそれぞれ左、右方向といい前後方向をそれぞれ前、後という。
【0010】
本実施例の乗用型芝刈機の側面図を図1に、平面図を図2に示す。
走行車体2の前部と後部にそれぞれ前輪3、3と後輪4、4を備え、車体フレーム2の前部の下方には芝草刈り取り用の縦軸芯に回転するブレード51を内装したモーア6を設け、車体2の前部上方のフロア7にはステアリングコラム8を立設し、該コラム8の上部にはハンドル10を設けている。またハンドル10の後方には操縦席11があり、該操縦席11の後方にはエンジン12を搭載している。
【0011】
また、前記エンジン12の冷却用ファンをエンジン動力により駆動し、ラジエータ64を車体上に斜めに設置する構成となっている。これにより、ラジエータ64の冷却容量を低下させることなく、その設置高さを小さくすることができる。
【0012】
エンジン12の出力軸は、ミッションケース15内の変速装置の入力軸に連結され、エンジン12の回転動力は変速装置で変速され、該変速された走行動力を伝動機構を介して前後輪3,4へ伝達する。
なお、本実施例の乗用型芝刈機1のモーア6は車体前方に限らず、中央、後方に配置した構成にしても良い。
【0013】
図3の動力伝達構成図に基づいて説明する。
ミッションケース15に隣接して設けられるHST(油圧式無段変速装置)16は、クラッチハウジング内の主クラッチ17を経てHST入力軸19へ連動し、変速ペダル(ペダル式変速操作具)18による中立位置からの前進と後進への切替及びこれらの無段変速による連動を経て、機械式(ギヤ式)の動力分割変速装置Aへ連動し、前輪3の差動ギヤ機構及び後輪4への出力軸等を伝動する構成である。なお差動ギヤ機構のデフ装置30からの出力は遊星減速装置28を介して前輪3に伝達される。
【0014】
HST16は、固定容量形ポンプ23と可変容量形モータ24とを閉油圧回路25で接続し、固定容量形ポンプ23の斜板22の傾斜角度(トラニオン軸16aの回動角度)を変速ペダル18の踏み込み操作によって調節して、固定容量形ポンプ23からの吐出油量を変えて可変容量形モータ24による出力軸26の出力回転を無段変速し、又は正逆に切替えて出力することができる。
【0015】
HST出力軸26からの動力は、動力分割変速装置Aで変速されて走行軸27に取り出され、走行軸27から前輪3への伝動用のデフ装置30と後輪伝動軸31と後輪4への伝動用のデフ装置33に動力が取り出される。なお、後輪伝動軸31の伝動は四輪駆動用の後輪駆動ギヤ34によって入り切りされる。
【0016】
図4の動力伝達構成図に基づいて説明する。
エンジン12からの動力は従来通り、HST16とミッションケース15内の動力分割変速機構Aを経て車輪3,4に伝達される。
【0017】
また、エンジン12の動力は発電機41の発電用動力としても利用可能であり、発電機41が作動されるときには、該発電機41で生じた電力はパワーコントローラ42でモーア(刈取部)6の作動用モータ(刈取モータ)40とバッテリ45のいずれか又は両方に振り分けられる。モーア6の作動用モータ(刈取モータ)40の動力はモーア(刈取部)6のブレード51作動用に利用される。
【0018】
動力分割変速機構Aとモーア6の作動用モータ(刈取モータ)40とを機械的連結系52で接続してモーア6の作動用モータ40で動力分割変速機構Aの駆動アシストを行うこともできる。
また、パワーコントローラ42と車両コントローラ48は接続している。 なお、図4の各装置の接続線の中の太線は機械的結合を示し、細線は電気的結合を示す。
【0019】
また、図5にはモーア6などの刈取装置の駆動を通常時、加速時及び減速時に分けてバッテリと発電機の作動状況を表にして示す。
図5はモーア6などが駆動を通常時、加速時及び減速時に分けて表しており、バッテリ45と発電機モータ40などによるモーア6などの駆動が通常である場合は、発電機41が作動して刈取モータ40を駆動させ、同時にバッテリ45を充電させる。
【0020】
またモーア6などの駆動が加速中である場合には、発電機41が作動して刈取モータ40を駆動させ、同時にバッテリ45を放電させて十分な電力を刈取モータ40に供給する 。
またモーア6の駆動を停止、すなわち刈取モータ40の駆動を停止するとき、バッテリ45は、ブレード51が減速して止まるまでの慣性の回転で発生するエネルギーを充電する(回生充電)。
【0021】
このようにエンジン12で発電機41と走行系のHST16を駆動させ、作動用モータ(刈取モータ)40で刈取部6の駆動を行う。刈取部6の負荷は車両の走行負荷に比べて大きいが、電動式のモータ40で刈取部6等の刈取部を駆動するため、その分、エンジン12を小型化できる。
【0022】
操作ハンドル10の近傍には後進時モーア作動選択手段である選択スイッチ55設け、例えば選択スイッチ55を操作すると走行車体2の後進時に作動用モータ(刈取モータ)40を駆動してブレード51を回転し、選択スイッチ55の操作を解除すると後進時にブレード51を停止状態にする。
【0023】
すなわち、後進時にブレード51を回転させるモードにした場合には、芝の刈取作業をしながら車両の前進時に車両操作中の作業者が後ろを振り向いたときに十分芝刈りができていないと、車両を後進させながら、刈り残した芝を刈ることができる。そのため、車両の向きを変更操作する手間がかからない。
【0024】
後進時にブレード51を回転させないモードにした場合には、後進時にブレード51を駆動を停止させているため、無用にブレード51を回転させないため、省エネルギー運転を実行でき、また騒音低減効果がある。
【0025】
また上記構成のハイブリッド型の駆動系を用いると、車両が所定時間以上停車していると、モーア6の駆動を停止させるか、駆動速度を落とすことができるので、省エネルギーであり、また騒音低減効果がある。
【0026】
また上記構成のハイブリッド型の駆動系を用いるときに車速に対してブレード51の駆動速度を図6に示すように変更可能にできるので、ブレード51の駆動速度を車速「ゼロ」で一定速度とし、車速が上がると比例的にブレード51の駆動速度を上げる構成とすることもできる。この場合には車両の馬力ロス及び芝草等の刈り残しが少なく、また芝草などの刈跡をきれいにする作業ができるようになる。
このとき車両が一定時間以上停車していると、ブレード51の駆動を停止させるか、駆動速度を落とすことができるので、省エネルギー運転が行え、また騒音低減効果がある。
また、図6に示すように一定以上の車速になるとブレード51の回転駆動速度を一定値となるように制限することもできる。この場合は騒音が増大することを防ぐことができる。
【0027】
図7にはモーア6の一実施例の平面略図を示すが、扁平なモーア駆動用のモータ40をモーアデッキ50上面に配置すると、扁平なモーア駆動モータ40はかさ張らないので1つのモーアデッキ50に3つのブレード51を配置でき、省スペースとなる。
【産業上の利用可能性】
【0028】
本発明は、歩行型の芝刈り機やトラクタにモーアを装着した走行車両に利用可能性がある。
【符号の説明】
【0029】
1 乗用型芝刈機 2 走行車体
3 前輪 4 後輪
6 モーア 7 フロア
8 ステアリングコラム 10 ハンドル
11 操縦席 12 エンジン
15 ミッションケース 16 HST
16a トラニオン軸 17 主クラッチ
18 変速ペダル 19 HST入力軸
22 斜板 23 固定容量形ポンプ
24 可変容量形モータ 25 閉油圧回路
26 HST出力軸 27 走行軸
28 遊星減速装置 29 出力軸
30 デフ装置 31 後輪伝動軸
33 デフ装置 34 後輪駆動ギヤ
40 作動用モータ(刈取モータ)
41 発電機 42 パワーコントローラ
45 バッテリ 48 車両コントローラ
50 モーアデッキ 51 ブレード
52 機械的連結系 55 選択スイッチ
A 動力分割変速機構

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジン(12)と、
エンジン(12)からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構と、
エンジン(12)で駆動される発電機(41)と、
該発電機(41)からの電力を蓄える蓄電池(45)と、
該発電機(41)からの電力で駆動する刈取モータ(40)と、
該刈取モータ(40)で駆動する刈取部(6)と、
刈取モータ(40)の駆動を車両の後進時に停止するかどうか選択できる選択手段(55)とを備えたことを特徴とする芝刈機。
【請求項2】
エンジン(12)と、
エンジン(12)からの動力で駆動される車速を変速する動力伝達機構(A)と、
エンジン(12)で駆動される発電機(41)と、
該発電機(41)からの電力を蓄える蓄電池(45)と、
該発電機(41)からの電力で駆動する刈取モータ(40)と、
該刈取モータ(40)で駆動する刈取部(6)と、
車両が一定時間以上停止していると刈取モータ(40)の駆動を停止することができる制御手段(42)を備えたことを特徴とする芝刈機。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2011−200189(P2011−200189A)
【公開日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−72353(P2010−72353)
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【出願人】(000000125)井関農機株式会社 (3,813)
【Fターム(参考)】