(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の前輪と、
一対の後輪と、
前記一対の前輪の間および、前記一対の後輪の間に備える車体フレームと、
作業をするための作業部とを備える作業車両において、
前記車体フレームの前端の両側に連結された一対のフロント連結部と、
該一対のフロント連結部と固設され、前記一対の前輪を支持するためのフロントフレームと、
運転席を載置するために前記車体フレームの中央部および後部に取り付けられた運転席支持フレームとを備え、
前記車体フレームが、
前記フロント連結部および前記フロントフレームによって補強される前補強部と、
前記運転席支持フレームによって補強される後補強部と、
前記前補強部と前記後補強部との間に配置された非補強部とで構成され、
前記車体フレームが、
断面視が門型形状で左右に一対備えられた側部と、
該一対の側部の間に連続して一体に形成される板状の中央部とで構成されることを特徴とする、作業車両。
【請求項２】
一対の前輪と、
一対の後輪と、
前記一対の前輪の間および、前記一対の後輪の間に備える車体フレームと、
作業をするための作業部とを備える作業車両において、
前記車体フレームの前端の両側に連結された一対のフロント連結部と、
該一対のフロント連結部と固設され、前記一対の前輪を支持するためのフロントフレームと、
運転席を載置するために前記車体フレームの中央部および後部に取り付けられた運転席支持フレームとを備え、
前記車体フレームが、
前記フロント連結部および前記フロントフレームによって補強される前補強部と、
前記運転席支持フレームによって補強される後補強部と、
前記前補強部と前記後補強部との間に配置された非補強部とで構成され、
駆動輪を備え、
前記作業部と前記駆動輪とがモータによって駆動する作業車両であって、
前記運転席支持フレームが前記車体フレームを底面とする箱状に形成され、
前記運転席支持フレーム内に前記モータを制御するためのモータドライバを備え、
該モータドライバが自らが発した熱を放出するための放熱部を備え、
該放熱部を下方に突出させるための切り欠きを前記車体フレームに備えることを特徴とする、作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の前輪と、一対の後輪と、前記一対の前輪の間および、前記一対の後輪の間に備える車体フレームと、作業をするための作業部とを備える作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、乗用のローンモア（作業車両）は、モアデッキ内に略水平に回転自在に備えられた２つのモアブレード（作業部）をエンジン動力にて回転させて芝（草）を刈っていた。そして、刈った芝を後方に向かって排出するように構成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表平１１−５０９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、地球温暖化防止の観点から、温室効果ガスを含む排気ガスを規制する動きが社会的潮流となってきた。この動きに対する対応は自動車産業において顕著であり、ハイブリッドカー、電気自動車など、いわゆるエコカーの開発が進められている。特に、近年、バッテリーを電源とした電気自動車の実用化に対する技術開発が活発化している。
【０００５】
しかし、このような技術開発は、農業機械の分野においてはさほど活発ではない。特に、乗用の芝刈機の分野においては実施可能レベルの技術開発がなされていないのが現状である。したがって、電動による乗用ローンモアを開発することは重要な意義を持っている。
【０００６】
電動乗用ローンモアを実現させるためには、車体重量の軽量化という課題がある。２つのモアブレードを回転させるためにそれぞれモアモータを使用し、さらに、走行のために両後輪にそれぞれ走行モータを使用する。これら２つのモアモータと２つの走行モータに電力を供給するバッテリーは、７２Ｖ程度の電圧と、一日中芝刈り作業を継続して行える程度の蓄電量が必要であり、これを実現するためは、リチウムイオン電池を適用したとしても、非常に重量の重いバッテリーとなってしまう。したがって、４つのモータとバッテリーを支持するための車体フレームは高い剛性が求められる。
【０００７】
一方、電動ローンモアのような作業車両の場合、不整地を走行することが多く、走行中に前後輪の４輪がそれぞれ異なる高さの走行面となる場合がある。このようなとき、車体フレームにねじれ力が生じる。高剛性の車体フレームを適用すると、このようなねじれ力に対する抗力が強いため、前後輪のいずれかが走行面から浮き上がってしまい、芝刈り高さが適切に保持できない恐れがある。そこでこの発明は、適切な剛性を保持しながら走行面に追随することが可能な車体フレームを有する作業車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため請求項１に記載の発明は、一対の前輪と、
一対の後輪と、
前記一対の前輪の間および、前記一対の後輪の間に備える車体フレームと、
作業をするための作業部とを備える作業車両において、
前記車体フレームの前端の両側に連結された一対のフロント連結部と、
該一対のフロント連結部と固設され、前記一対の前輪を支持するためのフロントフレームと、
運転席を載置するために前記車体フレームの中央部および後部に取り付けられた運転席支持フレームとを備え、
前記車体フレームが、
前記フロント連結部および前記フロントフレームによって補強される前補強部と、
前記運転席支持フレームによって補強される後補強部と、
前記前補強部と前記後補強部との間に配置された非補強部とで構成され、
前記車体フレームが、
断面視が門型形状で左右に一対備えられた側部と、
該一対の側部の間に連続して一体に形成される板状の中央部とで構成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、一対の前輪と、
一対の後輪と、
前記一対の前輪の間および、前記一対の後輪の間に備える車体フレームと、
作業をするための作業部とを備える作業車両において、
前記車体フレームの前端の両側に連結された一対のフロント連結部と、
該一対のフロント連結部と固設され、前記一対の前輪を支持するためのフロントフレームと、
運転席を載置するために前記車体フレームの中央部および後部に取り付けられた運転席支持フレームとを備え、
前記車体フレームが、
前記フロント連結部および前記フロントフレームによって補強される前補強部と、
前記運転席支持フレームによって補強される後補強部と、
前記前補強部と前記後補強部との間に配置された非補強部とで構成され、
駆動輪を備え、
前記作業部と前記駆動輪とがモータによって駆動する作業車両であって、
前記運転席支持フレームが前記車体フレームを底面とする箱状に形成され、
前記運転席支持フレーム内に前記モータを制御するためのモータドライバを備え、
該モータドライバが自らが発した熱を放出するための放熱部を備え、
該放熱部を下方に突出させるための切り欠きを前記車体フレームに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、一対の前輪と、一対の後輪と、前記一対の前輪の間および、前記一対の後輪の間に備える車体フレームと、作業をするための作業部とを備える作業車両において、前記車体フレームの前端の両側に連結された一対のフロント連結部と、該一対のフロント連結部と固設され、前記一対の前輪を支持するためのフロントフレームと、運転席を載置するために前記車体フレームの中央部および後部に取り付けられた運転席支持フレームとを備え、前記車体フレームが、前記フロント連結部および前記フロントフレームによって補強される前補強部と、前記運転席支持フレームによって補強される後補強部と、前記前補強部と前記後補強部との間に配置された非補強部とで構成される。
【００１２】
これにより、不整地を走行して前後輪の４輪がそれぞれ異なる高さの走行面となる場合、車体フレームにかかるねじれ力は非補強部が歪むことで吸収することができる。これによって、すべての前後輪が走行面から浮き上がることを防止することができるとともに、前補強部と後補強部によって車体フレームを適切な剛性とすることができる。したがって、適切な剛性を保持しながら走行面に追随することが可能な車体フレームを有する作業車両を提供することができる。また、たとえば、作業部がモアブレードであるローンモアの場合、全ての前後輪が走行面から浮き上がることなく追随することで、どのような走行面であっても芝刈り高さを適切に保持することができる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明によれば、前記車体フレームが、断面視が門型形状で左右に一対備えられた側部と、該一対の側部の間に連続して一体に形成される板状の中央部とで構成されるので、部品点数を低減させることができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明によれば、駆動輪を備え、前記作業部と前記駆動輪とがモータによって駆動する作業車両であって、前記運転席支持フレームが前記車体フレームを底面とする箱状に形成され、前記運転席支持フレーム内に前記モータを制御するためのモータドライバを備え、該モータドライバが自らが発した熱を放出するための放熱部を備え、該放熱部を下方に突出させるための切り欠きを前記車体フレームに備える。
【００１５】
これによって、モータドライバからの発熱を運転席支持フレーム外に放出でき、電装品を熱による破損や故障から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の乗用草刈機の一例としての、電動ローンモアの平面図である。
【図２】その側面図である。
【図３】主要部の概略斜視図である。
【図４】（ａ）はフロントフレームとブラケットとの取り付けを示す斜視図、（ｂ）はブラケットの斜視図である。
【図５】シャーシの斜視図である。
【図６】運転席支持フレームの斜視図である。
【図７】運転席支持フレームの、（ａ）は側部の斜視図、（ｂ）は前部の斜視図、（ｃ）は天部の斜視図である。である。
【図８】シャーシが歪を受ける様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、この発明を実施するための最良の形態について詳述する。なお、この明細書において、「前」とは作業車両の前進方向を、「後」とは後進方向を、「左右」とはそれぞれ、前進方向に向かって「左右」を、「上下」とはそれぞれ、作業車両の「上下」方向を意味するものとする。図１には、この発明の作業車両の一例としての、電動ローンモア１０の平面図を、図２には、その側面図を示す。電動ローンモア（作業車両）１０は、シャーシ（車体フレーム）１１と、該シャーシ１１の前側下方に一対の前タイヤ１２、後側下方に一対の後タイヤ（後輪、駆動輪）１３などを備える。また、前タイヤ１２と後タイヤ１３との間には、モアデッキ１４を備える。モアデッキ１４の後部の側面は刈った芝を後方に排出するために開放されている。モアデッキ１４の内側には、不図示のモアブレード（作業部）を、左右に２つ並べて備える。このモアブレードの回転中心には、それぞれモアモータ（モータ）１５，１５を取り付ける（モアモータ１５によってモアブレードを回転させて芝を刈る）。なお、右側のモアブレードの回転中心は、左側のそれと比べて、直進方向やや後方となる。
【００１８】
シャーシ１１の上には、本体カバー２０を被せる。本体カバー２０は、シャーシ１１全体を覆うものである。後タイヤ１３のやや前方で本体カバー２０上には、運転席２１を設ける。運転席２１の左右側方には、電動ローンモア１０の走行操作をするための走行操作レバー２２，２２をそれぞれ備える。右の走行操作レバー２２のさらに外側には、モアデッキ１４の地面からの高さを調節するためのモアデッキ調節ペダル２４を備える。
【００１９】
なお、電動ローンモア１０は、草刈りに加えて、走行も電動モータによってまかなうものであり、一対の後タイヤ１３，１３の内側にそれぞれ走行モータ（モータ）１６を備え、この走行モータ１６によって後タイヤ１３，１３をそれぞれ単独で駆動させる（なお、後タイヤ１３，１３のホイール内にそれぞれホイールモータを備えてもよい）。
【００２０】
前述の２つのモアモータ１５および２つの走行モータ１６の電力は、バッテリー２５から供給される。バッテリー２５は、機体の後部に備える。詳しくは、バッテリー２５は、後タイヤ１３，１３のアクスル間で、かつ、シャーシ１１の後端に着脱自在に配置される。このバッテリー２５には４つの従動式車輪を備え、バッテリー２５を取り外して作業者が押したり引いたりして移動させることができるように構成されている。なお、バッテリー２５にはカバーを備え、カバーの蓋を開けると給電口が露出する。また、カバー内には、バッテリー２５の微小な電圧の変動を補正するためのバッテリーコントローラを備える。
【００２１】
運転席２１の下方には、不図示の制御部を備える。制御部は電装品類で構成され、モータドライバなどを備える。モータドライバは、電動ローンモア１０の走行モータ１６を制御し、走行操作レバー２２の傾動量に応じて走行モータ１６の回転方向および回転速度を制御する。また、別のモータドライバは、モアモータ１５の回転制御をする。これらのモータドライバは、自らが発した熱を放出するための放熱板（放熱部）を下部に備える。放熱板はシャーシ１１の下方に露出するように配置される（後述）。なお、モアモータ１５の回転は、走行モータ１６の回転数と連動するように制御される。すなわち、走行スピードを速めると、モアブレードの回転数も速まり、走行スピードを落とすと、モアブレードの回転数も遅くなる。
【００２２】
前タイヤ１２，１２はそれぞれ、シャフトを介して前タイヤブラケット１７に回転自在に取り付けられている（すなわち、前タイヤ１２は前タイヤブラケット１７に対して従動回転する）。前タイヤブラケット１７は門型形状に形成され、天面部の中央には貫通孔を設ける。貫通孔にはボルトを上向きに貫通させ、円筒状の前タイヤポスト１８内にて固定する。これによって、前タイヤブラケット１７は、前タイヤポスト１８に対して回転自在となる。
【００２３】
前タイヤポスト１８の側面には、フロントフレーム１９の一端を固定する。フロントフレーム１９は円弧状に形成され、後述するようにシャーシ１１に固設される。
【００２４】
走行操作レバー２２は傾動可能に設けられ、運転者がこれを前に倒すと走行モータ１６が前進方向に回転する。一方、走行操作レバー２２が後に倒されると走行モータ１６は後進方向に回転する。さらに、走行操作レバー２２の傾動度合いによって走行モータ１６の回転速度が変化する。すなわち、走行操作レバー２２を大きく前（後）に倒すと、走行モータ１６が前進（後進）方向により早く回転し、走行操作レバー２２を小さく前（後）に倒すと、走行モータ１６が前進（後進）方向にゆっくりと回転する。運転者は、走行操作レバー２２，２２を前後に適宜操作することで、直後進、左右折、旋回などを行うことができる。
【００２５】
そして、運転席２１の右側のフェンダー２０ＦＲには、操作系のボタンなどを備え、例えば、モアデッキ１４内の２つのモアブレードの回転をＯＮ、ＯＦＦする草刈スイッチや、モアデッキ１４の高さ調節ボタンなどを設ける。草刈スイッチはリミット型のスイッチで、運転者が指で押下するとＯＮとなり、再度押下するとＯＦＦとなる。運転席２１の左側のフェンダー２０ＦＬには、カップフォルダや小物を置くためのトレイなどを備える。なお、符号２４は、モアデッキ１４を昇降するためのデッキ昇降ペダルである。デッキ昇降ペダル２４を右足で操作しながら、上述の高さ調節ボタンを押すことで、モアデッキ１４の高さを調節することができる。
【００２６】
図３にはこの例の主要部の斜視図を示す。シャーシ１１上には運転席２１を載置するための運転席支持フレーム４０を取り付ける。この運転席支持フレーム４０内には、制御部などの電装品類を収納する。シャーシ１１の後端付近には、走行モータ１６，１６を取り付け、走行モータ１６にはミッションケースを介してそれぞれ後タイヤ１３を取り付ける。
【００２７】
シャーシ１１の左右前端にはボルトＢＴ１によってブラケット（フロント連結部）３１，３１を固設する。ブラケット３１の先端はフロントフレーム１９と溶接などで連結される。
【００２８】
ブラケット３１は図４（ａ），（ｂ）に示すように、金属板を加工して形成される。外側の側面３１Ｓには、貫通孔３１Ｈを３箇所形成する。この貫通孔３１Ｈには、ボルトＢＴ１を通してシャーシ１１に固定する。また、ブラケット３１の前部には当接部３１Ｔを設け、当接部３１Ｔをフロントフレーム１９の上面１９Ｕに載せるように配置して、左右それぞれのブラケット３１，３１をフロントフレーム１９に溶接などで固定する。
【００２９】
シャーシ１１は金属板を加工して形成され、図５に示すように、両側部１１Ｓ，１１Ｓとその間に設けられた中央部１１Ｍとを一体に形成してなる。中央部１１Ｍの後部には切り欠き１１Ｃを形成する。この切り欠き１１Ｃは、モータドライバに備える放熱板（放熱部）を下方に向けて突出させるためのものである。それぞれの側部１１Ｓの上面には、３つの貫通孔１１Ｈ１と、２つの貫通孔１１Ｈ２を設ける。また、それぞれの側部１１Ｓの外側面には３つの貫通孔１１Ｈ３を設ける。貫通孔１１Ｈ３は、前述のブラケット３１の貫通孔３１Ｈと合わせてボルトＢＴ１で固定するためのものである。
【００３０】
側部１１Ｓはその断面が略門型状に形成されている。このため、シャーシ１１の側部の構造を軽量化することができる。また、側部１１Ｓの中空部分に沿ってハーネスなどを配置することができる。
【００３１】
運転席支持フレーム４０は、図６に示すように、一対の側部４１，４１、前部４２、天部４３で構成され、側部４１と前部４２とはボルトＢＴ５にて連結され、側部４１と天部４３とはボルトＢＴ４にて連結されている。図７（ａ）に示すように、側部４１は金属板を加工して形成され、本体部４１Ｍ、取付部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃからなる。本体部４１Ｍの前側には貫通孔４１ＭＨを２つ形成する。また、取付部４１Ａには２つの貫通孔４１ＡＨを、取付部４１Ｂには２つの貫通孔４１ＢＨを、取付部４１Ｃの前側には２つの貫通孔４１ＣＨ１を、取付部４１Ｃの後側には３つの貫通孔４１ＣＨ２を形成する。
【００３２】
図７（ｂ）に示すように、前部４２は金属板を加工して形成され、本体部４２Ｍ、取付部４２Ａ、４２Ｂ，４２Ｂ，４２Ｃからなる。取付部４２Ａの両端にはそれぞれ１つずつの貫通孔４２ＡＨが形成されている。取付部４２Ｂ、４２Ｂにはそれぞれ２つの貫通孔４２ＢＨが形成されている。取付部４２Ｃの両端にはそれぞれ２つずつの貫通孔４２ＣＨが形成されている。
【００３３】
図７（ｃ）に示すように、天部４３は金属板を加工して形成され、本体部４３Ａ、段部４３Ｂ、後部４３Ｃからなる。本体部４３Ａの両端にはそれぞれ貫通孔４３ＡＨが２つずつ形成されている。後部４３Ｃには左右それぞれに２つの貫通孔４３ＣＨが形成されている。
【００３４】
左右それぞれの側部４１の貫通孔４１ＭＨと前部４２の貫通孔４２ＢＨとを合わせてボルトＢＴ５で両者を連結する。次に、天部４３を側部４１の取付部４１Ａ上に載置し、本体部４３Ａの貫通孔４３ＡＨと取付部４１Ａの貫通孔４１ＡＨを合わせてボルトＢＴ４にて両者を連結する。さらに、後部４３Ｃの貫通孔４３ＣＨと取付部４１Ｂの貫通孔４１ＢＨとを合わせてボルトＢＴ４にて両者を連結する。このようにして運転席支持フレーム４０が形成される。
【００３５】
次に、運転席支持フレーム４０をシャーシ１１の側部１１Ｓ上に載置し、取付部４１Ｃの貫通孔４１ＣＨ１と側部１１Ｓの貫通孔１１Ｈ２とを合わせてボルトにて両者を連結する。また、取付部４１Ｃの貫通孔４１ＣＨ２と側部１１Ｓの貫通孔１１Ｈ１とを合わせてボルトにて両者を連結する。このようにして、運転席支持フレーム４０をシャーシ１１に固定する。
【００３６】
このように構成された電動ローンモア１０では、図８に示すように、シャーシ１１を３つのゾーンに分けることができる。ゾーンＡ（前補強部）は、電動ローンモア１０の前側部分であり、フロントフレーム１９からブラケット３１の後端までの間である。この間では、シャーシ１１の補強（ねじれ、曲げなどに対する補強）のための部材（補強部材）として、フロントフレーム１９、ブラケット３１などがシャーシ１１と連結されている。一方、ゾーンＣ（後補強部）は、電動ローンモア１０の後側部分であり、運転席支持フレーム４０を備える領域である。この部分は、運転席支持フレーム４０を構成する複数の部材（図７にて詳述）がシャーシ１１を補強する部材（補強部材）として機能している。なお、ゾーンＢ（非補強部）にはシャーシ１１を補強する部材は配置されていない。したがって、ゾーンＢの部分が他の部分（ゾーンＡおよびＣ）のシャーシ１１に比べて強度が弱い。
【００３７】
このような構成の電動ローンモア１０が不整地などを走行する際、左右の前タイヤ１２，１２、左右の後タイヤ１３，１３がそれぞれ異なる高さの走行面となるような場合には、例えば、シャーシ１１の中心線ＣＬに対して、シャーシ１１の前側が矢印ａ方向にねじり力が働き、シャーシ１１の後側が矢印ｄ方向にねじり力が働くような場合、シャーシ１１の前後でねじれの方向が異なる。この歪みがゾーンＢのシャーシ１１がゆがむことで吸収される。これによって、電動ローンモア１０の前タイヤ１２、後タイヤ１３は４輪とも走行面から浮き上がることがない。このため、不整地であっても芝刈り高さを適切に保持することができる。
【００３８】
同様に、シャーシ１１の中心線ＣＬに対して、シャーシ１１の前側が矢印ｂ方向にねじり力が働き、シャーシ１１の後側が矢印ｃ方向にねじり力が働くような場合にも、シャーシ１１の前後でねじれの方向が異なる。この歪みもゾーンＢのシャーシ１１がゆがむことで吸収される。
【００３９】
なお、この発明の作業車両は、上述の例の電動ローンモアに限定されるものではない。作業車両はエンジン走行で電動の作業部を有するものであってもよいし、エンジン走行でエンジン駆動の作業部を有するものであってもよい。さらに、作業車両は駆動輪を持たず牽引車両であってもよい。
【００４０】
この発明は上述の例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内であらゆる形態を取ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
この発明の作業車両は、電動ローンモアに限定されるものではなく、作業部を有するあらゆる車両、例えば、フロントローダ付きトラクタ、４輪走行のバックホーなどに適用しうる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  電動ローンモア（作業車両）
１１  シャーシ（車体フレーム）
１１Ｃ  切り欠き
１１Ｍ  中央部
１１Ｓ  側部
１２  前タイヤ（前輪）
１３  後タイヤ（後輪、駆動輪）
１５  モアモータ（モータ）
１６  走行モータ（モータ）
１９  フロントフレーム
２１  運転席
３１  ブラケット（フロント連結部）
４０  運転席支持フレーム
【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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【図８】
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