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【発明の名称】 ハイブリッド方式による走行型農作業機
【発明者】 【氏名】残間 茂雄

【氏名】喜多 毅

【氏名】小山 智弘

【氏名】二宮 龍二

【氏名】田中 伸明

【氏名】中村 正美
【要約】 【課題】操縦座席４を備えて前車輪２と後車輪３とで支持される走行機体１に、走行ミッション機構８と、この走行ミッション機構に動力を供給する内燃機関７と、この内燃機関にて駆動される発電機及び前記走行ミッション機構に動力を供給する電動モータを兼用する発電電動モータ１２と、この発電電動モータ１２の動力用蓄電池２５とを搭載した走行型農作業機において、前後車輪荷重のアンバランスを、蓄電池２５に対するメンテナンス性を確保した状態のもとで、小さくする。

【解決手段】前記走行機体１の前車輪側の部位に操縦座席４及び走行ミッション機構８を、後車輪側の部位に内燃機関７及び発電電動モータ１２を各々配設し、前車輪２より前方の部位に、蓄電池２５を配設する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】各種の農作業を行う作業機構と操縦座席とを備えて前車輪と後車輪とで支持される走行機体に、前記車輪に対する走行ミッション機構と、この走行ミッション機構に動力を供給するとともに前記作業機構を駆動する内燃機関と、この内燃機関にて駆動される発電機及び前記走行ミッション機構に動力を供給する電動モータを兼用する発電電動モータと、この発電電動モータに対する動力用蓄電池とを搭載して成る走行型農作業機において、前記走行機体における前後車輪間のうち、前車輪側の部位に前記操縦座席及び走行ミッション機構を、後車輪側の部位に前記内燃機関及び発電電動モータを各々配設する一方、前記走行機体のうち前車輪より前方の部位に、前記動力用蓄電池を配設したことを特徴とするハイブリッド方式による走行型農作業機。
【請求項２】前記請求項１の記載において、前記内燃機関を、前記発電電動モータの上方の部位に配設したことを特徴とするハイブリッド方式による走行型農作業機。
【請求項３】前記請求項１又は２の記載において、前記操縦座席を、はね上げ式又は着脱可能に構成して、この操縦座席の下部に、前記発電電動モータ及び動力用蓄電池に対するコントローラボックスを配設したことを特徴とするハイブリッド方式による走行型農作業機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圃場内において走行しながら耕耘又は田植え等の各種の農作業を行う走行型農作業機のうち、その動力源として内燃機関と電動モータとの二つを備え、これらを、耕耘等の農作業及び路上走行等の非農作業に応じて適宜選択切換するようにしたハイブリッド方式の走行型農作業機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種のハイブリッド方式の走行型作業機は、左右一対の前車輪及び後車輪にて支持され、且つ、操縦座席を備えた走行機体に、耕耘機等の各種の作業機構を装着することに加えて、動力源としての内燃機関及び発電機兼用の電動モータ（以下これを、発電電動モータと称する）、並びに、前記内燃機関及び発電電動モータからの動力を適宜変速して各車輪に伝達する走行ミッション機構を搭載し、更に、前記発電電動モータに対する動力用蓄電池を搭載するという構成である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、ハイブリッド方式の走行型作業機は、ハイブリッド方式でない走行型作業機に比べて、走行機体に、可成りの重量を有する発電電動モータ及びこれに対する動力用蓄電池を余分に搭載しなければならないことにより、前車輪の地面に対する車輪荷重と、後車輪の地面に対する車輪荷重との間に、走行機体に発電電動モータ及び動力用蓄電池を搭載することのために大きなアンバランスができるという問題があるばかりか、前記動力用蓄電池に対するバッテリー液の点検及び充填等のメンテナンスが不便又は困難であるというという問題もあった。
【０００４】本発明は、これらの問題を同時に解消することを技術的課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は、「各種の農作業を行う作業機構と操縦座席とを備えて前車輪と後車輪とで支持される走行機体に、前記車輪に対する走行ミッション機構と、この走行ミッション機構に動力を供給するとともに前記作業機構を駆動する内燃機関と、この内燃機関にて駆動される発電機及び前記走行ミッション機構に動力を供給する電動モータを兼用する発電電動モータと、この発電電動モータに対する動力用蓄電池とを搭載して成る走行型農作業機において、前記走行機体における前後車輪間のうち、前車輪側の部位に前記操縦座席及び走行ミッション機構を、後車輪側の部位に前記内燃機関及び発電電動モータを各々配設する一方、前記走行機体のうち前車輪より前方の部位に、前記動力用蓄電池を配設する。」という構成にした。
【０００６】また、請求項２には、「前記請求項１の記載において、前記内燃機関を、前記発電電動モータの上方の部位に配設する。」という構成にした。
【０００７】更にまた、請求項３は、「前記請求項１又は２の記載において、前記操縦座席を、はね上げ式又は着脱可能に構成して、この操縦座席の下部に、前記発電電動モータ及び動力用蓄電池に対するコントローラボックスを配設する。」という構成にした。
【０００８】
【発明の作用・効果】前記したように、走行機体における前後車輪間のうち、前車輪側の部位に操縦座席及び走行ミッション機構を、後車輪側の部位に内燃機関及び発電電動モータを各々配設することにより、前車輪における車輪荷重は、後車輪における車輪荷重よりも小さくなるが、この前車輪における車輪荷重は、前記走行機体のうち前車輪よりも前方の部位に、動力用蓄電池を配設したことによって、前記後車輪における車輪荷重に近づくことになるから、前後車輪間における車輪荷重の差を小さくできるのである。
【０００９】しかも、前記動力用蓄電池を、走行機体のうち前車輪よりも前方の部位に配設したことにより、この動力用蓄電池の上方が開放された状態になるので、この動力用蓄電池に対するメンテナンスが容易にできるようになる。
【００１０】従って、前車輪における車輪荷重と後車輪における車輪荷重とのアンバランスの是正と、動力用蓄電池に対するメンテナンス性の向上とを同時に達成できる効果を有する。
【００１１】一方、内燃機関には頻繁なメンテナンスが必要である一方、発電電動モータに対してメンテナンスを殆ど必要としないことに着目し、請求項２のように、内燃機関を、発電電動モータの上方の部位に配設することにより、内燃機関に対するメンテナンスが発電電動モータにて邪魔されることを回避できるから、内燃機関に対するメンテナンス性を確保できる。
【００１２】また、請求項３のように構成することにより、コントローラボックスを、操縦座席の下部におけるスペースを利用して配設するものでありながら、当該コントローラボックスに対するメンテナンス性を確保できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図１〜図６の図面について説明する。
【００１４】この図において、符号１は、パイプ部材を平面視において略門型に曲げて構成した走行機体を示し、この走行機体１は、左右一対の前車輪２と、同じく左右一対の後車輪３とで支持され、この走行機体１のうち前記前車輪２の略真上の部分には操縦座席４が、これより前方の部位には操縦ハンドル５が各々設けられ、前記操縦ハンドル５にて前記両前車輪２と同時に水平方向に旋回することによって舵じ取りを行うように構成されており、この走行機体４の後部には、ロータリー式耕うん機６等の作業機構が上下昇降可能に装着されている。
【００１５】前記操縦座席４は、図２に示すように、その前端を走行機体１に対してピン４ａにて枢着することにより、二点鎖線で示すようにはね上げ式に構成されており、また、別の実施の形態では、この操縦座席４を走行機体１に対して着脱可能に装着するように構成しても良い。
【００１６】前記走行機体１のうち前記操縦座席４の下側の部位、つまり、前後車輪２，３間で、且つ、前車輪２側の部分には、後述する内燃機関７からの動力を適宜変速して前記両前車輪２及び両後車輪３に伝達するようにした走行ミッション機構８が搭載されている。
【００１７】この走行ミッション機構８は、図４に示すように、動力源からの入力軸８ａと、主クラッチ８ｂと、各々サイドクラックを備えた左右一対の第１出力軸８ｃと、クラッチ付き第２出力軸８ｄとを備え、前記両第１出力軸８ｃから、前記両後車輪３に対して、左右両側に前後方向に延びるように配設した横軸９及び歯車機構１０を介して動力伝達する一方、前記第２出力軸８ｄの両端から、前記両前車輪２に対して、フロントアクスル機構１１を介して動力伝達するように構成されている。
【００１８】一方、前記走行機体１のうち、前後車輪２，３間で、且つ、後車輪３側の部分には、動力源としての前記内燃機関７と、発電機と電動モータとを兼ねた発電電動モータ１２とが、内燃機関７を上側に発電電動モータ１２を下側にして搭載され、この内燃機関７における出力軸７ａ上のプーリ１３と、前記走行ミッション機構８における入力軸８ａに回転自在に被嵌したプーリ１４との間にベルト１５を巻掛けし、前記入力軸８ａとこれに回転自在に被嵌したプーリ１４との間には、内燃機関７の回転を入力軸８ａ側には伝えるが、入力軸８ａの回転を内燃機関７側には伝えないようにしたワンウェイクラッチ１６が設けられており、更に、前記内燃機関７における出力軸７ａから前記ロータリー式耕うん機６等の作業機構に、ベルト等の動力伝達機構１７を介して動力伝達するように構成されている。
【００１９】一方、前記発電電動モータ１２における出入軸１２ａ上のプーリ１８と、前記走行ミッション機構８における入力軸８ａ上のプーリ１９との間にベルト２０を巻掛けすることにより、入力軸８ａと発電電動モータ１１との間で相互に動力伝達を行うように構成されている。
【００２０】この場合、前記内燃機関７は、ブラケット２１を介して走行機体１に対して支持されているとともに、ボンネットカバー２２にてカバーされている。また、前記発電電動モータ１２は、前記走行機体１と前記走行ミッション機構８との間に装架したブラケット２３にて支持されている。
【００２１】そして、前記走行機体１のうち前車輪２よりも前方の部位には、バッテリー受け台２４を固着して、このバッテリー受け台２４に、前記発電電動モータ１２に対する動力用の蓄電池２５と、電気制御用の蓄電池（図示せず）とを搭載する。なお、この動力用蓄電池２５は、図２に二点鎖線で示すように、着脱可能又は開閉可能に構成したカバー２６にてカバーされている。
【００２２】また、電気制御用の蓄電池は、後述するコントローラボックス２７と同様に、操縦座席４の下部に設けるようにしても良い。
【００２３】また、前記操縦座席４の下部には、発電電動モータ１２を、発電機としての状態と、電動モータとしての状態とに適宜切換るように制御するコントローラボックス２７と、燃料タンク２８とが設けられている。なお、前記内燃機関７の下方で且つ前記発電電動モータ１２より後方の部位に燃料タンク２８′を設けて、前記操縦座席４の下部における燃料タンク２８を廃止するように構成しても良い。
【００２４】次に符号２９は、前記操縦座席４の上方に対するルーフを示し、このルーフ２９は、前記走行機体１から立設した門型支柱３０に対して、図５に示すように、クランプ機構３１等により着脱可能に装着されており、この場合、前記支柱３０とクランプ機構３１との間には、ゴム等の軟質弾性体板３２を介挿することにより、走行機体１側の振動がルーフ２９側に伝わることを阻止するように構成している。
【００２５】また、前記ルーフ２９と、走行機体１の前端との間には、左右一対のバー３３を装架され、この両バー３３の前面側には、アクリル板等のフロント透明板３４が設けられている。この場合、前記バー３３の下端は、図６に示すように、走行機体１側に固着した筒体３５に対して、着脱自在に差し込まれており、この筒体３５内には、ゴム等の軟質弾性体板３６を設けることにより、走行機体１側の振動がフロント透明板３４側に伝わることを阻止するように構成している。
【００２６】この構成において、内燃機関７における動力は、ベルト１５を介して走行ミッション機構８における入力軸８ａに伝達され、この入力軸８ａから各前後車輪２，３に伝達されることにより、走行機体１を前記内燃機関７の動力によって走行することができる。これと同時に、前記走行ミッション機構８における入力軸８ａの回転は、ベルト２０を介して発電電動モータ１２に伝達されることにより、この発電電動モータ１２にて発電が行われて、その電力が動力用蓄電池２５に蓄積される。一方、前記内燃機関７における動力は、ベルト等の動力伝達機構１７を介して、ロータリー式耕うん機６等の作業機構に伝達されることにより、耕耘等の所定の農作業を行うことができる。
【００２７】そして、農作業を行わない非農作業の場合には、前記ロータリー式耕うん機６等の作業機構を上昇し、内燃機関７を停止した状態で、前記発電電動モータ１２を、発電機から電動モータに切り換えることにより、この発電電動モータ１２が、動力用蓄電池２５の電力にて回転し、この回転が、前記走行ミッション機構８における入力軸８ａに伝達されるから、走行機体１を、この発電電動モータ１２にて走行することができる。
【００２８】なお、この場合、発電電動モータ１２にて回転駆動される入力軸８ａから内燃機関７側への回転伝達は、ワンウェイクラッチ１６にて遮断される。
【００２９】前記走行ミッション機構８における入力軸８ａは、農作業のときには内燃機関７により回転駆動され、非農作業のときには発電電動モータ１２により回転駆動されるというように、略常時回転しているから、この入力軸８ａに、風を発生するフアン３７を設けて、このフアン３７が発生する風により、その上方に配設されている前記コントローラボックス２７を冷却するように構成することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
【出願日】 平成１２年１２月１８日（２０００．１２．１８）
【代理人】 【識別番号】１０００７９１３１
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫 （外２名）
【公開番号】 特開２００２−１８６１１０（Ｐ２００２−１８６１１０Ａ）
【公開日】 平成１４年６月２８日（２００２．６．２８）
【出願番号】 特願２０００−３８４１０９（Ｐ２０００−３８４１０９）