JP2023146540A - 歩行型作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】作業部を昇降連動する構成の歩行型電動作業車両において、昇降操作時の作業部の作動円滑化を図る。
【解決手段】作業部Ａ，Ｂを機体フレーム５，４１の前方に配置し、後方に操縦ハンドル２２，５６を備えた操縦部を配置して、該操縦部の下方にバッテリー３３，６１と作業部駆動モータ１０，４７を配置し、作業部Ａ，Ｂをベルト１１，５１伝動可能に構成する。また、前記機体フレーム５，４１の後方上方位置に操縦ハンドル２２，５６を設け、操縦ハンドル２２，５６の下方位置には、載置フレーム３０，６０を設け、載置フレーム３０，６０にはバッテリー３３，６１を載置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、走行車体の前方に昇降自在に作業部を連結する大根収穫機などの歩行型作業車両に関するものである。

歩行型作業車両である草刈機において、刈取部モータ、駆動輪モータ及び刈高調節モータを備え、機体フレームから後方に向けてハンドルを設けると共に、該ハンドルに操作部を取付固定し、該操作部に連携した各モータ駆動用のバッテリーを機体フレームに設置する構成が公知である（特許文献１）。

特開２００１－１４８９２２号公報

特許文献１によると、刈取部モータ、駆動輪モータ及び刈高調節モータを駆動するバッテリーが刈取部を装着した機体フレームに設置する構成であるから、刈取部を昇降調整する刈高調節モータは、刈取部とバッテリーを昇降させるもので、つまり作業部荷重に加えてバッテリー荷重を昇降連動する構成である。したがって、重量が大なるバッテリーを昇降連動するためその動作が不安定である。

この発明は、昇降する作業部の作動を円滑に行うことを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、作業部Ａ，Ｂを機体フレーム５，４１の前方に配置し、後方に操縦ハンドル２２，５６を備えた操縦部を配置して、該操縦部の下方にバッテリー３３，６１と作業部駆動モータ１０，４７を配置し、
作業部（Ａ，Ｂ）の上下回動支点となるブラケット１３と、作業部駆動モータ１０，４７により、動力伝達用のベルト１１、５１を通じて回動する中間軸を同軸上にし、
作業部駆動モータからの動力を、動力伝達用のベルトより、中間軸を介して、中間軸に連結されたベルト１９に伝動可能に構成し、ベルト１９を通じて作業部（Ａ，Ｂ）を駆動する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記機体フレーム５，４１の後方上方位置に操縦ハンドル２２，５６を設け、操縦ハンドル２２，５６の下方位置には、載置フレーム３０，６０を設け、載置フレーム３０，６０にはバッテリー３３，６１を載置する。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、載置フレーム３０，６０に上下２段の載置台を形成し、上段にバッテリーマネジメントシステム３１，６３と充電器３２，６２を載置し、下段にバッテリー３３，６１を載置してなる。

請求項１に記載の発明によれば、作業部Ａ，Ｂに作業部駆動モータ１０，４７を配置しないため、作業部Ａ，Ｂの昇降動作はバランスを悪くすることなく行える。また作業部Ａ，Ｂを上昇させての旋回動作も円滑である。

請求項２又は請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、バッテリー３３等の重量物を下方に配置することで機体の重心位置を下げることとなり、作業走行及び操縦操作の安定性を向上する。特に、請求項３に記載の発明によると、バッテリーマネジメントシステム等バッテリー関連部品をまとめて配置することでハーネス類を含めて全体的にコンパクトに構成でき、メンテナンス性向上が図れる。

本発明の実施形態にかかる歩行型作業車両の根菜類収穫機の斜視図である。 同根菜類収穫機の背面図である。 同根菜類収穫機の斜視図である。 （Ａ）同根菜類収穫機の伝動構成概要を示す平面図、（Ｂ）その一部の斜視図である。 （Ａ）同根菜類収穫機のバッテリー等を収容する載置フレームの斜視図、（Ｂ）ヒンジ手段を備えた載置フレーム斜視図である。 同歩行型作業車両の別例の根菜類引抜機の側面図である。 同歩行型作業車両の別例の根菜類引抜機の斜視図である。 同歩行型作業車両の別例の根菜類引抜機の斜視図である。

歩行型作業車両としての根菜類収穫機１は、図１に示すように、機体前端から順に、縦引起装置２、左右の横引起装置３，３、引抜搬送装置４を機体フレーム５に支持し、この機体フレーム５の前後を左右の補助輪６，６と左右の駆動輪７，７とによって圃場走行可能に支持している。そして、駆動輪７，７は、それぞれ機体フレーム５の後端部を左右連結する横フレーム部５ａの左右端部から垂下状に支架される左右のチェンケース８，８によって支持される構成であり、各チェンケース８，８上部の走行部駆動モータ９，９によって左右独立的に駆動される構成である。

一方、機体フレーム５の左右一側（図例では左側）に作業部駆動モータ１０を設ける。この作業部駆動モータ１０は、機体一側に沿って配設される伝動ベルト１１を経由して前記縦引起装置２及び横引起装置３，３を駆動する。詳細には、作業部駆動モータ１０の駆動軸１０ａに設ける駆動プーリ１２と、引抜搬送装置４の上面の左右ブラケット１３，１３によって支持される第１中間軸１４の一側に設ける被動プーリ１５との間に伝動ベルト１１を架け渡すものである。そして、第１中間軸１４の左右中間部に設ける中継プーリ１６と引起装置２，３の入力軸１７に設ける入力プーリ１８とをベルト１９伝動可能に構成している。

なお、縦引起装置２は、機体の進行方向に周回動作するラグ付き無端帯２ａ等により、収穫対象作物の側方において、畝面に垂れた茎葉部を掻き上げ可能に構成される。

一方、左右の横引起装置３，３は、それぞれ機体の左右中央方向にそれぞれ周回動作するラグ付き無端帯３ａ等によって構成され、縦引起装置２から茎葉部を受けるとともに、作物の側方に垂れ広がった茎葉部を中央側に寄せつつ掻き上げる構成としている。

前記ブラケット１３，１３の一側（図例では右側）において、第１中間軸１４と同軸芯にて回動可能な支持アーム２０をもって前記入力軸１７を覆う入力軸パイプ２１を連結するとともに、該入力軸パイプ２１をもって前記引起装置２，３を一体的に支持構成している。したがって、操縦ハンドル２２に設ける昇降レバー２３の後方引き操作で連繋ロッド２３ａを引き前記引起装置２，３を非作業姿勢に上昇できる。反対に昇降レバー２３を前方に操作すると、連繋ロッド２３ａの引き操作が解かれ前記引起装置２，３は作業姿勢に復帰する。

引抜搬送装置４は、後ろ上がりに傾斜する挟持ベルトにカッター（図示せず）を備え、茎葉部を集束挟持して作物を引上げつつ、茎葉部を切断排出する構成としている。前記駆動プーリ１２と被動プーリ１５との間に架け渡す伝動ベルト１１は、中間プーリ２４を駆動できる構成とし引抜搬送装置４の狭持ベルトを伝動する第２中間軸２５を連動する構成としている（図４）。なお、図外カッターにも伝動可能に構成できる。２６はテンションプーリである。

前記補助輪６，６は、支持高さを調節可能に構成され、根菜類の引抜作業高さを調整できる構成である。

前記機体フレーム５の横フレーム部５ａの後方上方位置に、前記操縦ハンドル２２を左右変位した位置に設けている。すなわち、平面視Ｕ型で前方部を下方に折曲形成した操縦ハンドル２２は、ブラケット部材２７を介して上記横フレーム部５ａに装着されている。このブラケット部材２７を介して横フレーム部５ａの下方に湾曲状の補助フレーム５ｂを設け、この補助フレーム５ｂに上下２段の載置台を構成する載置フレーム３０を設ける。載置フレーム３０の上段にはバッテリーマネジメントシステム３１と充電器３２を、下段にはバッテリー３３を載置するものである。なお、全体をバッテリーケース３４で覆うことができる構成である。なお、バッテリーマネジメントシステム３１は、バッテリー３３の過充電等を防止したり、バッテリー３３の温度管理、残量管理等を行う公知の構成である。

操縦部の操縦ハンドル２２近傍に、走行部駆動モータ用スイッチ、作業部駆動モータ用スイッチを備え、これらスイッチのＯＮ操作によって走行部駆動モータ９及び作業部駆動モータ１０は起動する。

前記載置フレーム３０は、図５（Ｂ）に示すように、開閉形態としてもよい。すなわち、左右いずれか一側に縦軸芯を備えたヒンジ手段３５を構成し、縦軸中心に後方に開閉自在とするもので、バッテリー３３交換等のメンテナンスを良好とする。なお、載置フレーム３０の回動支点となるヒンジ手段３５は操縦部とは反対側に構成するとともに、ハーネス類は回動支点部に配策している。バッテリー３３等の重量物を下方に配置することで機体の重心位置を下げることとなり、作業走行及び操縦操作の安定性を向上する。また、バッテリーマネジメントシステム３１等バッテリー３３関連部品をまとめて配置することでハーネス類を含めて全体的にコンパクトに構成でき、メンテナンス性向上が図れる。

前記のように、縦引起装置２及び横引起装置３，３の作業部Ａを機体フレーム５の前方に配置し、後方に操縦ハンドル２２等の操縦部を配置して、該操縦部の下方にバッテリー３３と作業部駆動モータ１０を配置し、作業部Ａをベルト１１伝動可能に構成するものであるから、作業部Ａに作業部駆動モータ１０を配置しないため、作業部Ａの昇降動作はバランスを悪くすることなく行える。また作業部Ａを上昇させての旋回動作も円滑である。

前記駆動輪７，７の伝動構成は、左右それぞれのチェンケース８，８内装のチェンによるものとし、左右チェンケース８，８のそれぞれ機体内側方に走行部駆動モータ９，９を対向配置し、左右チェンケース８，８のそれぞれ外方に駆動輪７，７を設ける構成としている。さらに、左右チェンケース８，８を左右入れ替えて横フレーム部５ａに装着できる構成を付加することで、駆動輪７，７のトレッドを変更でき異なる畝間に対応できる。なお、横フレーム部５ａを複数の分割構成とし、長さの異なる分割部材（スペーサ）を介在することによって任意にトレッド変更することができ、異なる畝間に対応できる。

また、走行部駆動モータ９の軸芯と駆動輪７の軸芯との距離が異なるように、複数長さの異なるチェンケース８，８を用意したり、チェンケースを上下に分割するとともに複数のスペーサを用意することで車高を調整でき、作物種類や品種に対応できる。また、チェンケース８，８内には、チェンと上下に配置するスプロケットを備えるが、スプロケット径を異ならせて形成し、上下反転して駆動輪と走行部駆動モータを装着できる構成とすると減速比の異なる仕様とすることができる。

前記駆動輪７，７の車軸位置は、本機の重心位置Ｇよりも後方側となるよう構成し、補助輪６の車軸位置は重心位置Ｇよりも前方側になるよう構成している。これによって安定走行を確保できる。

図６，図７は、機体レイアウトの異なる構成を示すもので、引抜搬送装置４０と一体的に構成する機体フレーム４１は、前方の駆動輪４２，４２と後方の補助輪４３，４３によって走行可能に支持される。機体フレーム４１の前方には縦引起装置４４と横引起装置４５とからなる作業部Ｂが支持アーム４６を介して昇降可能に連結されている。機体フレーム４１の一側には作業部駆動用モータ４７に連動する駆動プーリ４８，中間プーリ４９を介して縦引起装置４４の入力プーリ５０を連動すべく伝動ベルト５１ａ，５１ｂを巻掛けている。

駆動輪４２，４２は、機体フレーム４１から側方に延出する車軸フレーム５２，５２に垂下されたチェンケース５３，５３に支架されている。チェンケース５３，５３のそれぞれには走行部駆動モータ５４，５４が設けられている。機体フレーム４１の中央部に引抜搬送装置４０の上方を迂回すべくＵ字型に形成された操縦部フレーム５５の下端を支持し、この操縦部フレーム５５の上辺部に左右一側に変位して操縦ハンドル５６を装着する構成である（図７）。

補助輪４３，４３は調整ハンドル５７を備え、支持アーム５８の基部中心に上下に調整可能に設け、作物の生育状況に応じて適正な高さに調整できる構成としている。

なお、縦引起装置４４と横引起装置４５とからなる昇降可能な作業部Ｂは、図外のハンドルに連繋されて非作業姿勢に上昇し又は作業姿勢に下降できる構成である。

また、機体フレーム４１の後部に載置フレーム６０を設け、バッテリー６１を下段に載置し上段には充電器６２とバッテリーマネジメントシステム６３を載置している。

図8は、バッテリーマネージメントシステム６３より、モータの回転数を変更するインバータ６４、６５を取り出して配置した構成である。左インバータ６４と右インバータ６５を別に備えることで、左右の回転数を変更でき、操舵することが可能となる。
また駆動輪４２と４２の幅を変更するには、車軸フレーム６６、６７の配置寸法を変更することで可能とする。この構成においてもインバータ６４，６５を近傍に配置することで構成の変更が容易となる。

５ 機体フレーム
１０ 作業部駆動モータ
１１ ベルト
２２ 操縦ハンドル
３０ 載置フレーム
３１ バッテリーマネジメントシステム
３２ 充電器
３３ バッテリー
４１ 機体フレーム
４７ 作業部駆動用モータ
５１ ベルト
５６ 操縦ハンドル
６０ 載置フレーム
６１ バッテリー
６２ 充電器
６３ バッテリーマネジメントシステム
Ａ 作業部
Ｂ 作業部

Claims (3)

1. 作業部（Ａ，Ｂ）を機体フレーム（５，４１）の前方に配置し、後方に操縦ハンドル（２２，５６）を備えた操縦部を配置して、該操縦部の下方にバッテリー（３３，６１）と作業部駆動モータ（１０，４７）を配置し、
   作業部（Ａ，Ｂ）の上下回動支点となるブラケット（１３）と、作業部駆動モータ（１０，４７）により、動力伝達用のベルト（１１、５１）を通じて回動する中間軸（１４）を同軸上にし、
   作業部駆動モータ（１０，４７）からの動力を、動力伝達用のベルト（１１，５１）より、中間軸（１４）を介して、中間軸（１４）に連結されたベルト（１９）に伝動可能に構成し、ベルト（１９）を通じて作業部（Ａ，Ｂ）を駆動することを特徴とする歩行型作業車両。
2. 前記機体フレーム（５，４１）の後方上方位置に操縦ハンドル（２２，５６）を設け、操縦ハンドル（２２，５６）の下方位置には、載置フレーム（３０，６０）を設け、載置フレーム（３０，６０）にはバッテリー（３３，６１）を載置した請求項１に記載の歩行型作業車両。
3. 載置フレーム（３０，６０）に上下２段の載置台を形成し、上段にバッテリーマネジメントシステム（３１，６３）と充電器（３２，６２）を載置し、下段にバッテリー（３３，６１）を載置してなる請求項２に記載の歩行型作業車両。

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