| 【発明の名称】 |
作業機の電装システム |
| 【発明者】 |
【氏名】西中 正昭 【住所又は居所】大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボタ堺製造所内
【氏名】内島 章善 【住所又は居所】大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボタ堺製造所内
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| 【要約】 |
【課題】ヘッドランプと発電機とのマッチングが取られたバッテリーレス構造の電装システムを、廉価でありながら扱い易い(設定し易い)汎用性に富んだものとして提供する。
【解決手段】田植機の電装システムにおいて、エンジン23で回転駆動される発電機101によって発電された電力で作動する電気負荷として、共に交流電源で作動する苗切れ警報装置Nと前照灯86とを設け、電気負荷である警報ブザー114の発電機101に対する電圧範囲を有効とするための抵抗113を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 エンジンで回転駆動される発電機によって発電された電力で作動する電気負荷として、共に交流電源で作動する作業装置警報装置と前照灯とを設けてある作業機の電装システム。 【請求項2】 前記電気負荷の前記発電機に対する電圧範囲を有効とするための抵抗を設けてある請求項1に記載の作業機の電装システム。 【請求項3】 前記作業装置警報装置が、苗植付装置における苗載せ台の苗が所定量以下になったことを検出する苗切れ検出手段と、この苗切れ検出手段の検出情報に基づいて作動するブザーとで構成されている請求項1又は2に記載の作業機の電装システム。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】 本発明は、田植機やトラクタ等の作業機の電装システムに係り、詳しくは、廉価機種における電装システムを廉価でありながら安定作動できる電装システムを構成させる技術に関するものである。 【0002】 【従来の技術】 従来の田植機では、普及クラスの乗用型であるセルスタート機では、発電機の出力をレギュレータで12ボルトに電圧調整させる技術を採るのが一般的であるが、セルスタート構造に代えてリコイル式等の人為始動機構を持つ廉価機種では、バッテリーを持たない電装システム、所謂バッテリーレス構造が採用される。この場合、超軽量乗用型であっても、苗警報装置(通常は昼間の作業時にのみ使用される)とヘッドランプとは装備されるので、電力調整する場合の基準となるバッテリーの代替手段が必要であること、構成規模が大きくコスト高となることから、次のような電装システムが採られていた。 【0003】 すなわち、ブザー等で構成される苗警報装置に比べて消費電力の大きいヘッドランプと発電機とのマッチングを図ることで、電力調整を行わずに済ませる工夫として、 1. レギュレーターとコンデンサを用いる手段 2. 半波整流併用によるフルパワーとハーフパワーとを切換えて電力供給させる手段 3. 専用の回路ユニットを設ける手段 という3種の電装システムがあった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前記1.の手段では、コストが高く構成部品も多くなり、前記2.の手段では、フルとハーフとの2種類の負荷の大きさの比が2:1の場合に限定され、かつ、電子ブザーも使用できないものであるとともに、前記3.の手段では、専用の回路ユニットが必要であってコスト的に難点があった。 【0005】 このように、バッテリーレス構造の電装システムにおいては、構成部品の少ない回路としながら発電機とのマッチングを取ることが困難であり、バッテリーを搭載する一般的な電装システムに比較した場合、絶対的なコストでは利点があるものの、コストパフォーマンスの点では芳しくないという課題があった。 【0006】 本発明の目的は、ヘッドランプ等の電気負荷と発電機とのマッチングが取られたバッテリーレス構造の電装システムを、廉価でありながら扱い易い(設定し易い)汎用性に富んだものとして提供する点にある。 【0007】 【課題を解決するための手段】 〔構成〕 請求項1の構成は、作業機の電装システムにおいて、エンジンで回転駆動される発電機によって発電された電力で作動する電気負荷として、共に交流電源で作動する作業装置警報装置と前照灯とを設けてあることを特徴とする。 【0008】 請求項1の構成によれば、作業機として必要不可欠である作業装置警報装置と前照灯とを交流電源で作動するものに構成してあるから、発電機で発電される交流電力を、整流器等によって直流化することなくそのままの状態、すなわち交流の状態で電気回路に供給することが可能になる。これにより、従来では必要であったレクティファイヤ、レギュレータといった安定した直流回路に変換するための電気部品が不要になり、コスト安に電装システムを構築できるようになる。 【0009】 請求項2の構成は、請求項1の構成において、電気負荷の発電機に対する電圧範囲を有効とするための抵抗を設けてあることを特徴とするものである。 【0010】 請求項2の構成によれば、前照灯や作業装置警報装置によっては、それらの適正電圧範囲と、発電機の発電電圧の範囲とがうまく適合しないことが考えられるので、電気負荷の発電機に対する電圧範囲を有効とするための抵抗を設けることにより、これら両者の電圧範囲をマッチングさせて、交流回路を有効に機能し得る状態に調整することができる。 【0011】 請求項3の構成は、請求項1又は2の構成において、作業装置警報装置が、苗植付装置における苗載せ台の苗が所定量以下になったことを検出する苗切れ検出手段と、この苗切れ検出手段の検出情報に基づいて作動するブザーとで構成されていることを特徴とするものである。 【0012】 請求項3の構成によれば、田植機として必要不可欠な前照灯と苗切れ警報装置、すなわち、苗載せ台の苗が所定量以下になったことを検出する苗切れ検出手段と、この苗切れ検出手段の検出情報に基づいて作動するブザーとで作業装置警報装置が構成されており、田植機の電装システムを、直流化する必要がなく廉価に構成し得る交流電気回路に構成することができる。 【0013】 【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 図1に本発明に係る乗用田植機の全体側面が、図2にその全体平面が、また、図3のその全体正面がそれぞれ示されている。この乗用田植機は、操向自在な前輪1と操向不能な後輪2を備えた4輪駆動型の走行車体3の後部に、油圧シリンダ4によって駆動される昇降リンク機構5を介して4条植え仕様の苗植付装置6が昇降自在に連結された構造となっている。 【0014】 苗植付装置6は、前記昇降リンク機構5の後端下部にローリング自在に連結されており、走行機体3からの作業用動力を受けるフィードケース10、苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗載せ台11、フィードケース10から後ろ向き片持ち状に延出された左右一対の植付けケース12、各植付けケース11の後端部に左右一対ずつ装備されたクランク式の植付け機構13、田面の植付け予定箇所を均平化する3個の整地フロート14、次行程の走行基準線を田面に引っ掻き形成してゆく起伏揺動自在な左右一対の線引きマーカ15、等を備えて構成されている。 【0015】 走行機体3における主フレーム20の前部には、前記前輪1を操向自在に支持したミッションケース21が連結され、このミッションケース21から前方に突設した前フレーム22の上部に、空冷式のガソリンエンジン23が後述のように防振支持されてエンジンボンネット24で覆われている。主フレーム20の後部には後輪2を備えた後部伝動ケース25がローリング自在に連結支持され、また、主フレーム20上部にはステップ26および後輪フェンダ27が配備され、この後輪フェンダ27の上部中央に運転座席28が備えられている。また、ミッションケース21から左右に延出された車軸ケース部の端部には、既植苗を照準にして走行する場合に利用する左右一対の隣接マーカ16が格納可能に取付けられている。 【0016】 図4に示すように、ミッションケース21の左側面には、前後進を無段に変速する走行用主変速装置としての油圧式無段変速装置(HST)30が連結され、これらミッションケース21と無段変速装置30とで走行車体3および苗植付け装置6に対する変速構造部Aが構成されている。そして、エンジン23の左側に水平支承した出力軸23cと無段変速装置30の左側に水平支承した入力軸30aとは、主クラッチとして機能するテンションクラッチ31を備えたベルト伝動機構32を介してに連動連結されている。この無段変速装置30からの変速動力はミッションケース21内で走行系と作業系とに分岐され、走行系の分岐動力は、内装されたギヤ式の副変速装置で2段に変速されて左右の前輪1に伝達されるとともに、副変速装置からの出力の一部が後部伝動ケース25に軸伝達されて、左右の後輪2が前輪1と同調した速度で駆動される。また、分岐された作業系動力のうちの正転動力のみが一方向クラッチを介してミッションケース21の後部から取出され、苗植付装置6に軸伝達されるようになっている。 【0017】 なお、無段変速装置30を操作する主変速レバー33と、ケース内のギヤ式副変速装置を切換え操作する副変速レバー34は、ボンネット24後方に設けられたステアリングハンドル35の左脇にそれぞれ前後揺動操作可能に配備されている。また、エンジン23に連係したアクセルレバー39がステアリングハンドル35の右脇に前後揺動操作可能に備えられている。 【0018】 ステップ26の右側前方には主クラッチ・ブレーキペダル36が配備されており、このペダル36を踏み込むことで、テンションクラッチ31を切り操作してエンジン23から無段変速装置30への動力伝達を断つとともに、ミッションケース内装のブレーキを操作して走行系に制動をかけるようになっている。また、運転ステップ26の右側後方には前輪用のデフロックペダル37が配備されており、このペダル34を踏み込むことで、左右の前輪1に対するデフ装置をデフロックし、左右の前輪1を等速で駆動することができるようになっている。また、運転座席28の右脇には苗植付装置6を昇降する油圧シリンダ4を操作する昇降用レバー38が配備されている。 【0019】 ステリングハンドル35を回動自在に軸支したハンドルポスト41は、その下端部に備えた板金製の取付け座41aを介してミッションケース21の上面にやや後傾姿勢で立設固定されるとともに、前フレーム22の下方に偏平なステアリングギヤケース42が取付けられており、ステリングハンドル35を回動操作すると、ステアリングギヤケース42の下面前部に装備したピットマンアーム43がギヤ減速されて回動され、ピットマンアーム43の左右両端にタイロッド44を介して連動連結された左右の前輪1が操向されるようになっている。 【0020】 走行機体3の前端部には、パイプ材をアーチ形に屈曲して形成した押え込みアーム46がその基端部の支点aを中心に前後に起伏揺動可能に装着されるとともに、この押え込みアーム46の上端部に、前記線引きマーカ15で形成した走行基準線に対する照準となるセンターマスコット47が装着されている。また、機体前部の左右には、予備苗を積載収容しておく予備苗載せ台48が立設配備されている。 【0021】 この押え込みアーム46は、前方へ大きく突出する作用姿勢と起立格納姿勢とに亘る一定範囲で起伏揺動可能に枢支されるとともに、その枢支基部に与えられた摩擦によって任意の揺動位置で摩擦保持することも可能となっており、畦越えや運搬車両の荷台への田植機の積み下ろしなどにおいて、走行機体3を微速で走行させながら作業者が地上に降りて操縦する場合に、前方に大きく倒して作用姿勢に倒して使用する。作用姿勢に倒伏された押え込みアーム46を地上の作業者が押え込むことで、機体前部が浮上るのを阻止することができるとともに、押え込みアーム46を左右に振って機体を引きずることで多少は機体の向きを強制的に修正することもできる。 【0022】 エンジン23は、クランクケース部23aに対してシリンダ部23bが斜め後方上方に向けて張出すようにシリンダ部23bを、水平に対して約30°に傾斜させた仕様の空冷ガソリンエンジンが利用されており、クランクケース部23aの下部前端部とシリンダ部23bとが防振ゴム50を介して防振支持されている。 【0023】 図2および図8に示すように、ステップ26は、運転座席の前方足元において左右に広がる運転ステップ部26aと、エンジンボンネット24の左右に位置する乗降用の前ステップ部26bとを板金構造で一体化したものであり、機体前端を畦に接近させることで、前ステップ部26bを通って畦と運転ステップ部26aとお間を移動することができる。また、左右の前ステップ部26bの間に形成された開口60を通してエンジン23が上方に突出配置されている。 【0024】 前ステップ部26bの左右コーナー部には、平面形状がL形のモール71が付設されて保護されている。このモール71は樹脂成形されたものであり、横外側方に面する一辺部71aの内面に前後一対の連結ピン72が横内向きに一体突設されるとともに、前ステップ部26bの横側面には、前記連結ピン72が挿入される連結孔73が形成されており、連結ピン72を連結孔73に挿入してその貫通端部にクッション材74およびバネ板材からなるスピ−ドナット75を装着することで、モール71の一辺部71aがステップ部26bの側面にに連結されるようになっている。また、モール71の前方に面する他辺部71bの内面が前ステップ部26bの前面に両面テープ76を介して接着着固定されている。このように、L形の各モール71は、ピン連結と接着とによって前ステップ部26bの各コーナー部に密着状態で取付けられており、必要に応じて取外すことが可能となっている。 【0025】 エンジン23を上方および全周方向から覆うエンジンボンネット24は、樹脂成形された前ボンネット24aと後ボンネット24bの2分割構造となっており、それぞれの下端がステップ26に係止連結されている。つまり、前ボンネット24aの前壁部と左右横壁部の下端にはそれぞれ1本ずつ下向きに係止爪78が突設されるともに、後ボンネット24bにおける後壁部と左右横壁部の下端にはそれぞれ2本ずつ下向きに係止爪79が突設され、各係止爪78,79が、ステップ26における開口60の口縁に沿って形成配置されたスリット状の係合孔80に上方から挿入されて、図14に示すように、外向きに係止されるようになっている。 【0026】 また、前ボンネット24aの上部後端には、図10に示すように、板バネ材をくの字状に屈曲した係止金具81がネジ固定されるとともに、ハンドルポスト41の上部に固着した板金製の操作パネル82の前端には、係止金具81を弾性係止する係合孔83が設けられており、これらの係合によって前ボンネット24aの上部が位置決め支持されるようになっている。 【0027】 エンジン23を点検整備するためにエンジンルームを開放する場合、まず、前ボンネット24aを取外し、次に後ボンネット24bを取外すことになるが、後ボンネット24bの取外しに際しては、左右両側に備えられた前後一対の係止爪79のうちの前側の係止爪79(a)を最初に外すと手際よく全体を取外すことができるのであり、そこで、図13に示すように、この係止爪79(a)の直上部位に、押し込み操作を指示する表示Fと、操作方向を指示するマークMとがレリーフ状に形成されており、この箇所を押し込み変形することで係止爪79(a)を係合孔80から外して抜き上げることができるようになっている。 【0028】 また、前ボンネット24aの前端部に形成した開口部には前照装置85が嵌め込み装着されている。この前照装置85は、図9に示すように、ヘッドランプ86を装着したリフレクタ87とその前方に配備されるレンズ88とからなり、ソケット89を介してヘッドランプ86をリフレクタ87の中央に組付けた状態で、このリフレクタ87をボンネット開口部に前方から嵌め入れ、開口部の内奥に形成した支持部でリフレクタ87の外周部を受け止めるとともに、開口部に嵌め入れ止着したレンズ88の外周部でリフレクタ87の外周部を押さえ付けて固定するよう構成されており、スイッチ回路から導出されたワイヤハーネス90がコネクタを介在することなく直接にソケット89に接続されている。従って、前ボンネット24aを外す際もワイヤハーネス90はつないだままとなるので、図6に示すように、ワイヤハーネス90は、取外された前ボンネット24aを、前方に倒した押え込みアーム46にもたせかけ支持させることができる長さに設定されるとともに、長いワイヤハーネス90の途中箇所が機体の適所にクランプ部材91で支持されている。 【0029】 エンジン23を防振搭載した前フレーム22は、板材を前方に開口した中空箱状に屈曲形成した板金構造となっており、この前フレーム22がバランスウエイト支持に利用されるようになっている。つまり、この田植機においては、苗植付装置の後部に施肥装置や薬剤散布装置を連結することがあり、その場合、機体の前後重量バランスをとるために、機体前部にバランスウエイトを取付ける必要がある。図15,図16に示すように、この場合に利用されるバランスウエイト95は、前フレーム22の前端下部に牽引用あるいはロープ掛けを兼ねて横架固定した補強ステー96を避けるように前フレーム22の前端から挿入されて、前フレーム22の左右側壁下端に内折り形成されたリブ22aで受止め支持されるとともに、前フレーム22の左右側壁に形成した長孔97を通してバランスウエイト95にねじ込み装着したボルト98によって前方への抜け出しが阻止される。 【0030】 次に、本田植機の電装システムGについて説明する。図18に示すように、この電装システムGは、エンジン23で回転駆動される発電機101の交流電力を直流に変換することなく用いる交流回路仕様に構成されており、始動回路102と前照灯回路103と苗警報回路104とを備えている。 【0031】 始動回路102は、主クラッチ・ブレーキペダル36が踏み込まれた否かを検出するクラッチスイッチ(セーフティースイッチ)105と、点火装置(イグナイタ)106と、始動制御器(セーフティーユニット)107と、メインスイッチ108を備えて構成されており、主クラッチ・ブレーキペダル36が踏み込まれてブレーキが作動している状態でない場合には、エンジン始動できない構造となっている。なお、始動制御器107は、車体接地部110と共に車体アースされる接地端子112を有している。 【0032】 エンジン23の始動はリコイル方式であり、点火装置106は、図示しないスパークプラグを点火させるものである。エンジン23を始動するには、メインスイッチ108を、その接触子108aが「ロ」位置である始動位置に切換え、かつ、主クラッチ・ブレーキペダル36を踏み込んだ状態で図示しないリコイルを人力で引張るのである。エンジン23が始動すれば主クラッチ・ブレーキペダル36の踏み込みを解除しても良い。 【0033】 前照灯回路103は、発電機101の陽極端子101aに、ヘッドランプ(前照灯)109とメインスイッチ108とを直列接続してあり、発電機101の陰極端子101bとメインスイッチ108の主リード線108bとは車体にアースするための車体接地部110に接続されている。陰極端子101bは、エンジン23にアースするためのエンジン接地部111にも接続されている。 【0034】 ヘッドランプ86を点灯するには、エンジン23が回転している状態でメインスイッチ108を、その接触子108aが「イ」位置である点灯位置に切換えれば良い。この場合、エンジン回転数が上昇すれば発電機101の単位時間当たりの発電量も大となってヘッドランプ86が明るくなり、エンジン回転数が下降すれば発電機101の単位時間当たりの発電量も小となってヘッドランプ86は暗くなる。 【0035】 苗警報回路104は、陽極端子101aと陰極端子101bとの間に、抵抗113、警報ブザー114、昇降用レバー38が植付位置に操作されたことを検出する植付スイッチ115、及び互いに並列接続された4個の苗切れスイッチ(苗切れ検出手段の一例)116をこの順に接続して構成されている。警報ブザー114と4個の苗切れスイッチ116とで苗切れ警報装置(作業装置警報装置及び電気負荷の一例)Nが構成されている。なお、抵抗113と車体接地部110とエンジン接地部111と、各電気部品を接続する配線部分とは図18に破線で示す配線ユニット109に形成されている。 【0036】 苗警報回路104の作用を説明すると、昇降用レバー38が植付位置に操作されて植付スイッチ115が導通している状態において、4個の苗切れスイッチ116のうちのいずれかが「閉」(苗切れ)になると、発電機101の交流出力が抵抗(電気負荷Nの発電機101に対する電圧範囲を有効とするための抵抗)113を介して警報ブザー114に印加され、いずれかの苗載せ部が苗切れになったことを運転者(作業者)に知らせるべく警報ブザー114が鳴るのである。 【0037】 抵抗113は、交流電源用の警報ブザー114の電圧範囲の広さと、エンジン回転数に略比例する発電機101の開放電圧とを合致させるためのものであり、マッチング用としての抵抗113を1個付加するだけの必要最小限度の構成で苗警報回路104が、すなわち電装システムGが成立している。一般に市販されている普及型の警報ブザー114の適正電圧範囲は6V〜35Vと比較的広いものであり、回路電流が小さい(最大でも50mA)ことから小型の抵抗113で対応させることができる。 【0038】 参考に、図19に発電機101の発電電流と発電電圧との関係、及びヘッドランプ86と警報ブザー114との夫々の電気負荷との関係を表すグラフを示す。発電機101の発電電力は、電流が増えると電圧が下がり、電流が下がると電圧が上がるとともに、エンジン回転数が上昇するに連れて発電電力も増大するようになっている。ヘッドランプ86の負荷ラインHLは、電流値が変化しても電圧はあまり変化しないのに対して、警報ブザー114の負荷ラインBLは、電流変化が少ない割には電圧変化が著しいものであり、そのための苗警報回路104には発電機101との電圧範囲をマッチングさせるための抵抗113を装備してある。 【0039】 〔別実施形態〕 発電機101との電圧マッチングを図る電気負荷は、ヘッドランプ86やその他の電気部品(電子ホーン、ウィンカー等)でも良く、また、抵抗を前照灯回路103や始動回路102に設けても良いが、最初からマッチングしている場合には抵抗は無くても良い。作業装置警報装置は、トラクタにおいて耕耘ロータリ等の作業装置が昇降リンク機構に連結されているか否かを検出する作業装置存否センサと認知ランプとを設けて、作業装置が連結されていないと認知ランプが点滅(又は消灯)し、連結さえれたら点灯するといった構成のものでも良い。 【0040】 【発明の効果】 以上説明したように、本発明による電装システムでは、作業機に必須の電気部品であるヘッドランプと作業装置警報装置とを交流体対応型として、電気回路を交流化することにより、直流化するに必要なレクティファイヤ(整流器)やレギュレータ(調整器)が不要になり、構造の簡素化やコストダウンを図ることができた。特に、エンジン始動方式として、バッテリーを持たないリコイル式やキック式のものでは、最小構成にて廉価に電装システムを構築できる利点がある。 【0041】 ヘッドランプや警報ブザー等の電気負荷と発電機との電圧範囲がずれているときには、抵抗を設ける簡単な改造により、両者の電圧範囲をマッチングさせることができて便利である。また、作業機が田植機である場合には、作業装置警報装置が、苗載せ台に苗を補給すべく旨を知らせるための苗切れ警報装置に構成される。 【図面の簡単な説明】 【図1】田植機の全体側面図 【図2】田植機の全体平面図 【図3】田植機の全体正面図 【図4】機体前部の内部構造を示す側面図 【図5】機体前部の側面図 【図6】前ボンネットを開いた機体前部の側面図 【図7】ボンネットの側面図 【図8】ステップの平面図 【図9】図7におけるA部の縦断側面図 【図10】図7におけるB部の縦断側面図 【図11】図8におけるC−C断面図 【図12】図7におけるD−D断面図 【図13】後ボンネットの側面図 【図14】図7におけるE−E断面図 【図15】バランスウエイト取付部を示す一部切欠き側面図 【図16】バランスウエイト取付部を示す一部切欠き平面図 【図17】前フレームの正面図 【図18】電装システムを示す回路図 【図19】発電機と電気負荷との関係グラフを示す図 【符号の説明】 6 苗植付装置 23 エンジン 86 前照灯 101 発電機 113 抵抗 114 ブザー(電気負荷) 116 苗切れ検出手段 N 作業装置警報装置(電気負荷)
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| 【出願人】 |
【識別番号】000001052 【氏名又は名称】株式会社クボタ 【住所又は居所】大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号
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| 【出願日】 |
平成14年7月17日(2002.7.17) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100107308 【弁理士】 【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開2004−49058(P2004−49058A) |
| 【公開日】 |
平成16年2月19日(2004.2.19) |
| 【出願番号】 |
特願2002−208748(P2002−208748) |
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