特許 7519982 電動作業車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-11

(45)【発行日】2024-07-22

(54)【発明の名称】電動作業車

(51)【国際特許分類】

   B60K 1/04 20190101AFI20240712BHJP

   B62D 49/00 20060101ALI20240712BHJP

【ＦＩ】

B60K1/04 Z

B62D49/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021211639

(22)【出願日】2021-12-24

(65)【公開番号】P2023095631

(43)【公開日】2023-07-06

【審査請求日】2023-12-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 一人

(72)【発明者】

【氏名】河端 真一

(72)【発明者】

【氏名】丹波 大樹

(72)【発明者】

【氏名】満井 健二

(72)【発明者】

【氏名】松藤 克巳

【審査官】中川 隆司

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０００９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０７５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１３１８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１６８１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０１１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ １／０４

Ｂ６２Ｄ ４９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行機体に設けられた走行用のモータと、
前記走行機体の前部に設けられ、前記モータに電力を供給するバッテリと、
前記バッテリ及び前記モータに接続されるインバータ装置と、
前記バッテリから電力を取り出すケーブルと、
前記バッテリおよび前記ケーブルを覆うカバー部材と、が備えられ、
前記インバータ装置は、前記バッテリの前部の下方に設けられ、
前記インバータ装置の前部に入力ポートが備えられ、
前記ケーブルは、前記バッテリの前部から延ばされると共に前記入力ポートに繋がる状態で前記バッテリよりも機体前方側にて配線されている電動作業車。

【請求項2】

前記モータは、前記バッテリの後部の下方に設けられている請求項１に記載の電動作業車。

【請求項3】

前記インバータ装置は、前記モータよりも機体前方側において前記バッテリの下方に設けられている請求項２に記載の電動作業車。

【請求項4】

前記モータおよび前記インバータ装置を下方から覆うカバーが備えられている請求項３に記載の電動作業車。

【請求項5】

前記カバー部材は、前記バッテリを上方から覆う天板部を備え、
前記天板部の前部が前下がり形状である請求項１から４のいずれか一項に記載の電動作業車。

【請求項6】

前記走行機体の前部に設けられ、前記モータからの動力を取り出すフロント動力取出軸が備えられている請求項１から５のいずれか一項に記載の電動作業車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動作業車に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば特許文献１に示されるように、走行機体の前部に、エンジン、および、エンジンを内装するエンジンボンネットが設けられ、エンジンの出力によって走行するよう構成された作業車（乗用型草刈機）がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－８０５１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

エンジンに替えて走行用のモータを備えた電動作業車を得るのには、モータに電力を供給するバッテリを備えねばならず、走行機体にバッテリの荷重が掛かる。

【0005】

本発明は、走行機体の前部にバッテリを備えながら走行機体の前後重量をバランスさせ易い電動作業車を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による電動作業車は、
走行機体に設けられた走行用のモータと、前記走行機体の前部に設けられ、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリ及び前記モータに接続されるインバータ装置と、前記バッテリから電力を取り出すケーブルと、前記バッテリおよび前記ケーブルを覆うカバー部材と、が備えられ、前記インバータ装置は、前記バッテリの前部の下方に設けられ、前記インバータ装置の前部に入力ポートが備えられ、前記ケーブルは、前記バッテリの前部から延ばされると共に前記入力ポートに繋がる状態で前記バッテリよりも機体前方側にて配線されている。

【0007】

本構成によると、走行機体の前部に位置するカバー部材によって覆われる部位においてケーブルよりも機体後方側にバッテリが位置するので、ケーブルがバッテリの後部から延びる場合に比べ、走行機体の前部のうち、ケーブルに対応する部位よりも機体後方側に位置する部位にバッテリの荷重が掛かり、走行機体の前後重量をバランスさせ易い状態で電動作業車を得ることができる。

【0008】

本発明においては、
前記モータは、前記バッテリの後部の下方に設けられていると好適である。

【0009】

本構成によると、モータの荷重が機体前後方向においてバッテリの後部と同じ位置、かつ、バッテリよりも低い位置で走行機体に掛かるので、走行機体の前後重量をバランスさせ易く、かつ、走行機体の重心を低くし易い。

【0010】

本発明においては、
前記ケーブルおよび前記モータに接続されるインバータ装置が備えられ、前記インバータ装置は、前記モータよりも機体前方側において前記バッテリの下方に設けられていると好適である。

【0011】

本構成によると、インバータ装置がモータよりもバッテリの前部に近い位置に、かつ、バッテリよりも低い位置に位置するのでバッテリから延びるケーブルとインバータ装置とを接続し易い。

【0012】

本発明においては、
前記モータおよび前記インバータ装置を下方から覆うカバーが備えられていると好適である。

【0013】

本構成によると、走行機体の下方から跳ね上がった土砂、石などがインバータ装置およびモータに当たらないようにインバータ装置およびモータをカバーによって保護することができる。

【0014】

本発明においては、
前記カバー部材は、前記バッテリを上方から覆う天板部を備え、前記天板部の前部が前下がり形状であると好適である。

【0015】

本構成によると、天板部の前部の高さ位置が後部の高さ位置よりも低くなるが、天板部の前部とバッテリの前部との間にケーブルに対応するスペースが位置するので、バッテリと天板部の前部との干渉を回避できる。

【0016】

本発明においては、
前記走行機体の前部に設けられ、前記モータからの動力を取り出すフロント動力取出し軸が備えられていると好適である。

【0017】

本構成によると、モータからの動力をフロント動力取出軸によって取り出すことができるので、フロントモア、除雪装置などの作業装置を走行機体の前部に連結した際、連結した作業装置にモータからの動力を取り入れ易い。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】トラクタの左側面図である。

【図2】インバータ等の配置を示す左側面図である。

【図3】動力伝達の流れを示す図である。

【図4】原動部を示す側面図である。

【図5】第１ケーブルの配線部を示す正面図である。

【図6】第１の別実施形態の電動草刈機の動力伝達装置を示す概略側面図である。

【図7】第２の別実施形態の電動草刈機の動力伝達装置を示す概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明を実施するための形態について、図面に基づき説明する。尚、以下の説明においては、特に断りがない限り、図中の矢印Ｆの方向を「前」、矢印Ｂの方向を「後」として、矢印Ｌの方向を「左」、矢印Ｒの方向を「右」とする。また、図中の矢印Ｕの方向を「上」、矢印Ｄの方向を「下」とする。

【0020】

〔トラクタの全体構成〕
以下では、本実施形態のトラクタについて説明する。図１に示すように、トラクタは、左右の前車輪１０、左右の後車輪１１、カバー部材１２を備えている。

【0021】

また、トラクタは、機体フレーム２及び運転部３を備えている。機体フレーム２は、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１に支持されている。

【0022】

カバー部材１２は、機体前部に配置されている。そして、運転部３は、カバー部材１２の後方に設けられている。言い換えれば、カバー部材１２は、運転部３の前方に配置されている。

【0023】

運転部３は、保護フレーム３０、運転座席３１、ステアリングホイール３２を有している。オペレータは、運転座席３１に着座可能である。これにより、オペレータは、運転部３に搭乗可能である。ステアリングホイール３２の操作によって、左右の前車輪１０は操向操作される。オペレータは、運転部３において、各種の運転操作を行うことができる。

【0024】

トラクタは、走行用バッテリ４を備えている。また、カバー部材１２は、機体左右方向に沿う開閉軸芯Ｑ周りに揺動可能に構成されている。これにより、カバー部材１２は、開閉可能に構成されている。カバー部材１２が閉状態であるとき、走行用バッテリ４は、カバー部材１２に覆われている。

【0025】

図２に示すように、トラクタは、インバータ１４及びモータＭを備えている。走行用バッテリ４は、インバータ１４へ電力を供給する。インバータ１４は、走行用バッテリ４からの直流電力を交流電力に変換してモータＭへ供給する。そして、モータＭは、インバータ１４から供給される交流電力により駆動する。

【0026】

図２及び図３に示すように、トラクタは、静油圧式無段変速機１５及びトランスミッション１６を備えている。図３に示すように、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａ及び油圧モータ１５ｂを有している。

【0027】

油圧ポンプ１５ａは、モータＭからの回転動力により駆動する。油圧ポンプ１５ａが駆動することにより、油圧モータ１５ｂから回転動力が出力される。尚、静油圧式無段変速機１５は、油圧ポンプ１５ａと油圧モータ１５ｂとの間で回転動力が変速されるように構成されている。また、静油圧式無段変速機１５は、変速比を無段階に変更可能に構成されている。

【0028】

油圧モータ１５ｂから出力された回転動力は、トランスミッション１６に伝達される。
トランスミッション１６に伝達された回転動力は、トランスミッション１６の有するギヤ式変速機構によって変速され、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１へ分配される。これにより、左右の前車輪１０及び左右の後車輪１１が駆動する。

【0029】

また、図２及び図３に示すように、トラクタは、ミッドＰＴＯ軸１７及びリヤＰＴＯ軸１８を備えている。モータＭから出力された回転動力は、油圧ポンプ１５ａ、ミッドＰＴＯ軸１７、リヤＰＴＯ軸１８へ分配される。これにより、ミッドＰＴＯ軸１７及びリヤＰＴＯ軸１８が回転する。

【0030】

ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８に作業装置が接続されていれば、ミッドＰＴＯ軸１７またはリヤＰＴＯ軸１８の回転動力により、作業装置が駆動することとなる。
例えば、図２に示すように、本実施形態では、ミッドＰＴＯ軸１７に草刈装置１９が接続されている。ミッドＰＴＯ軸１７の回転動力により、草刈装置１９が駆動する。

【0031】

電動草刈機（「電動作業車」の一例）は、図１に示すように、トラクタ及び草刈装置１９を備えている。トラクタは、図１に示すように、機体フレーム２、左右の前車輪１０、左右の後車輪１１が備えられた走行機体を有している。

【0032】

図４，５に示す矢印Ｆの方向は、走行機体の前方向を示し、矢印Ｂの方向は、走行機体の後方向を示し、矢印Ｕの方向は、走行機体の上方向を示し、矢印Ｄの方向は、走行機体の下方向を示し、図５に示す矢印Ｒの方向は、走行機体の右方向を示し、矢印Ｌの方向は、走行機体の左方向を示す。

【0033】

機体フレーム２は、図４，５に示すように、左右一対の主フレーム２ａなどを備えている。左右一対の主フレーム２ａは、走行機体の前後方向に沿って延びる状態で備えられている。草刈装置１９は、機体フレーム２のうちの前車輪１０と後車輪１１との間の部位に昇降操作可能に支持されている。図１，４に示すように、走行機体の前部に、モータＭなどを備えた原動部２０が形成されている。走行機体の後部に、運転部３が形成されている。運転部３には、計器パネル（図示せず）を有するパネルカバー３６が備えられている。

【0034】

図１，４に示すように、原動部２０には、カバー部材１２によって形成されるバッテリルーム２１が備えられている。バッテリルーム２１に、前記した如く前車輪１０及び後車輪１１の動力源であるモータＭ、走行用バッテリ４及びインバータ１４が設けられている。インバータ１４の前方に、インバータ１４の冷却を行うラジエータ２２が設けられている。ラジエータ２２の背後に、ラジエータ２２に冷却風を導入する回転ファン２３が設けられている。回転ファン２３の背後に、オイルクーラ３３が設けられている。

【0035】

走行用バッテリ４は、機体フレーム２に支持された台フレーム２４に載置して固定されている。台フレーム２４の機体フレーム２への支持は、台フレーム２４の複数個所に備えられた脚部材２４ａを左右一対の主フレーム２ａに備えられた支持部２５に支持することによって行われている。

【0036】

モータＭは、走行用バッテリ４の後部の下方に設けられている。モータＭは、左右一対の主フレーム２ａに連結された支持部材３４に支持されている。

【0037】

インバータ１４は、モータＭよりも機体前方側において走行用バッテリ４の下方に設けられている。インバータ１４は、左右一対の主フレーム２ａに備えられた支持部２５に載置して固定されている。インバータ１４は、左右の脚部材２４ａの間に位置している。

【0038】

図４，５に示すように、走行用バッテリ４とインバータ１４とは、走行用バッテリ４の前部から延ばされた第１ケーブル２６によって接続されている。具体的には、第１ケーブル２６は、走行用バッテリ４の前部に備えられた出力ポート４ａから走行用バッテリ４よりも前側を下向きに延び、延伸端部がインバータ１４の前部に備えられた入力ポート１４ａに繋がるように配線されている。図４に示すように、インバータ１４の下部に備えられた出力ポート１４ｂと、モータＭの前部に備えられた入力ポートＭ１とが第２ケーブル２７によって接続されている。第２ケーブル２７は、左右一対の主フレーム２ａの間を機体前後方向に通っている。

【0039】

走行用バッテリ４に貯められた直流電力が第１ケーブル２６によって取り出されてインバータ１４に供給されて交流電力に変換され、変換された交流電力がインバータ１４から第２ケーブル２７によってモータＭに供給される。

【0040】

図４，５に示される２８は、充電インレットである。充電インレット２８は、走行用バッテリ４の前部に備えられた充電ポート４ｂから延ばされた充電ケーブル２９の延伸端部に接続されている。走行用バッテリ４は、台フレーム２４に支持されるバッテリケース部およびバッテリケース部に収容されるバッテリ本体を備えている。出力ポート４ａおよび充電ポート４ｂは、バッテリケース部の前壁部に備えられている。

【0041】

カバー部材１２は、図４，５に示すように、モータＭ、走行用バッテリ４、インバータ１４、第１ケーブル２６及びラジエータ２２を覆うように構成されている。

【0042】

具体的には、カバー部材１２は、走行用バッテリ４、第１ケーブル２６及びラジエータ２２を上方から覆う天板部１２ａと、モータＭ、走行用バッテリ４、インバータ１４、第１ケーブル２６及びラジエータ２２を両横側方から覆う左右の側板部１２ｂと、走行用バッテリ４、第１ケーブル２６、インバータ１４及びラジエータ２２を前方から覆う前板部１２ｃと、を備えている。天板部１２ａの前部１２ｆは、図４に示すように、前下がり形状になっている。

【0043】

本実施形態では、左右の側板部１２ｂは、天板部１２ａの横端部から下向きに延びる上部側板部１２ｕ、上部側板部１２ｕとは別体に形成された下部側板部１２ｄを備えているが、上部側板部１２ｕと下部側板部１２ｄとが一体に形成されたものでもよい。本実施形態では、前板部１２ｃは、天板部１２ａと一体形成されているが、前板部１２ｃと天板部１２ａとが別体に形成されたものでもよい。

【0044】

図４，５に示すように、走行機体に、モータＭ、インバータ１４及び第２ケーブル２７を下方から覆うカバー３５が備えられている。カバー３５は、左右一対の主フレーム２ａに支持されている。前車輪１０などによって跳ね上げられた土砂、石などがモータＭ、インバータ１４及び第２ケーブル２７に当たることがカバー３５によって防止される。

【0045】

〔別実施形態〕
（１）図６は、第１の別実施形態の電動草刈機の動力伝達装置を示す概略側面図である。
第１の別実施形態の電動草刈機では、走行機体の前部に第１フロント動力取出軸４１が設けられている。第１フロント動力取出軸４１は、走行用モータＭからの動力を取り出すものである。

【0046】

具体的には、第１フロント動力取出軸４１は、機体フレーム２の前部に備えられた第１支持部４２に回転可能に支持されている。第１フロント動力取出軸４１の後部と、走行用モータＭに備えられた出力部Ｍ２とが回転軸４３を介して連結されている。回転軸４３は、第１支持部４２と出力部Ｍ２との間において機体フレーム２に備えられた第２支持部４４に回転可能に支持されている。第１フロント動力取出軸４１には、走行用モータＭが出力部Ｍ２から出力する動力が回転軸４３を介して伝達される。

【0047】

（２）図７は、第２の別実施形態の電動草刈機の動力伝達装置を示す概略側面図である。
第２の別実施形態の電動草刈機では、走行機体の前部に第２フロント動力取出軸４５が設けられている。第２フロント動力取出軸４５は、走行用モータＭからの動力を取り出すものである。

【0048】

具体的には、第２フロント動力取出軸４５は、機体フレーム２の前部に備えられた第１支持部４２に回転可能に支持されている。第２フロント動力取出軸４５の後部と、草刈装置１９の入力ケース４６に備えられた動力取出部４６ａとが回転軸４７を介して連結されている。回転軸４７は、第１支持部４２と動力取出部４６ａとの間において機体フレーム２に備えられた第２支持部４４に回転可能に支持されている。回転軸４７のうち、第２支持部４４と動力取出部４６ａとの間の部位に、草刈装置１９の昇降を可能にする屈折部としての自在継手４８が備えられている。第２フロント動力取出軸４５には、走行用モータＭが出力する動力がミッドＰＴＯ軸１７、入力ケース４６および回転軸４７を介して伝達される。

【0049】

（３）上記した実施形態では、草刈装置１９を備えた例を示したが、草刈装置１９に替えて薬剤散布装置など、どのような作業装置を備えた電動作業車であってもよい。

【0050】

（４）上記した実施形態では、モータＭを走行用バッテリ４の後部の下方に設けた例を示したが、これに限らず、モータＭは、走行用バッテリ４よりも後側など、どのような箇所に設けたものでもよい。

【0051】

（５）上記した実施形態では、インバータ１４をモータＭよりも機体前方側で走行用バッテリ４の下方に設けた例を示したが、これに限らず、モータＭよりも後側など、どのような箇所に設けたものでもよい。

【0052】

（６）上記した実施形態では、カバー３５を備えた例を示したが、カバー３５を備えないものでもよい。

【0053】

（７）上記した実施形態では、天板部１２ａの前部１２ｆが前下がり形状である例を示したが、これに限らず、前部１２ｆがどのような形状であってもよい。

【0054】

（８）回転ファン２３とオイルクーラ３３との間もしくはオイルクーラ３３と第１ケーブル２６との間に、第１ケーブル２６への熱伝達を防止する遮熱板を設けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、走行用のモータを備えた電動作業車に適用できる。

【符号の説明】

【0056】

４ 走行用バッテリ（バッテリ）
１２ カバー部材
１２ａ 天板部
１２ｂ 側板部
１２ｆ 前部
１４ インバータ（インバータ装置）
１４ａ 入力ポート
２６ 第１ケーブル（ケーブル）
３５ カバー
４１ 第１フロント動力取出軸（フロント動力取出軸）
４５ 第２フロント動力取出軸（フロント動力取出軸）
Ｍ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】