(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の走行装置を駆動可能な電動の走行用モータと、
前記車体に連結させる作業装置へ駆動力を伝達するＰＴＯ軸と、
前記ＰＴＯ軸を回転駆動可能な電動の作業用モータと、
前記走行用モータと前記作業用モータとを駆動制御可能な制御手段とを備えた電動トラクタであって、
前記作業用モータの駆動力を前記走行装置に伝達させる駆動伝達手段を設け、
前記駆動伝達手段は、前記作業用モータの駆動軸に対して一体回転自在に、且つ、前記駆動軸に沿って移動自在に嵌合する切換ギヤを備え、前記切換ギヤを前記作業用モータの駆動軸に沿って移動させることで、前記切換ギヤが前記ＰＴＯ軸側の伝動ギヤのみに噛合うＰＴＯ駆動状態と、前記切換ギヤが前記走行用モータの駆動軸に備えた伝動ギヤのみに噛合う走行駆動状態とに切り換え可能に構成してあり、
前記制御手段は、前記ＰＴＯ軸の停止につながる操作に伴って、前記作業用モータの駆動力が前記走行装置に伝達されるように前記駆動伝達手段を前記走行駆動状態に切り換える電動トラクタ。
【請求項２】
前記車体に連結させた状態の前記作業装置を昇降駆動させる昇降機構を設け、
前記昇降機構を上昇させる操作に連動して前記ＰＴＯ軸を停止させる連動手段が設けてある請求項１に記載の電動トラクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の走行装置を駆動可能な電動の走行用モータと、前記車体に連結させる作業装置へ駆動力を伝達するＰＴＯ軸と、前記ＰＴＯ軸を回転駆動可能な電動の作業用モータと、前記走行用モータと前記作業用モータとを駆動制御可能な制御手段とを備えた電動トラクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電動トラクタとしては、走行用モータは、専ら、車体の走行装置を駆動させるように備えてある一方、作業用モータは、専ら、ＰＴＯ軸を回転駆動させるように備えてあり、制御手段は、車体の走行については走行用モータを駆動制御する一方、車体に連結させる作業装置の駆動については作業用モータを駆動制御するように構成されているものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０００２２号公報（図１、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の電動トラクタによれば、圃場等の平坦な箇所を直進走行する場合は、走行用モータに作用する負荷は比較的小さな値であるのに対して、例えば、進路を変更する旋回時や、圃場から脱出するのに傾斜地を上る時等には、大きな負荷が作用する。
従って、走行用モータの選択にあたっては、上述のような大きな負荷に対応できるように、最大負荷に合わせた大出力のものを搭載する必要があった。
一方、作業用モータの選択にあたっては、農作業による大きな負荷に対応できるように、やはり大出力の作業用モータを搭載する必要があった。
その結果、走行用モータも作業用モータも大型化するから、車体上での設置スペースが広くなり、車体のコンパクト化が困難となる他、コスト高になる問題点があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、必要な駆動力を確保しながら、モータの小型化が可能で、且つ、コストダウンを叶えることができる電動トラクタを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、車体の走行装置を駆動可能な電動の走行用モータと、前記車体に連結させる作業装置へ駆動力を伝達するＰＴＯ軸と、前記ＰＴＯ軸を回転駆動可能な電動の作業用モータと、前記走行用モータと前記作業用モータとを駆動制御可能な制御手段とを備えた電動トラクタであって、前記作業用モータの駆動力を前記走行装置に伝達させる駆動伝達手段を設け、前記駆動伝達手段は、前記作業用モータの駆動軸に対して一体回転自在に、且つ、前記駆動軸に沿って移動自在に嵌合する切換ギヤを備え、前記切換ギヤを前記作業用モータの駆動軸に沿って移動させることで、前記切換ギヤが前記ＰＴＯ軸側の伝動ギヤのみに噛合うＰＴＯ駆動状態と、前記切換ギヤが前記走行用モータの駆動軸に備えた伝動ギヤのみに噛合う走行駆動状態とに切り換え可能に構成してあり、前記制御手段は、前記ＰＴＯ軸の停止につながる操作に伴って、前記作業用モータの駆動力が前記走行装置に伝達されるように前記駆動伝達手段を前記走行駆動状態に切り換えるところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、ＰＴＯ軸の停止につながる操作がなされるに伴って、制御手段によって駆動伝達手段を作動させ、作業用モータの駆動力が走行装置に伝達されるように駆動制御することができる。
従って、駆動伝達手段を作動させることによって、作業用モータの駆動力で、走行装置を駆動させたり、又は、走行用モータの駆動力に作業用モータの駆動力を加えて走行装置を駆動させることができるようになる。
【０００８】
このような駆動伝達手段の作動は、作業装置へ駆動力を伝達するＰＴＯ軸の停止操作がなされた状態において実施されるから、本来なら作業装置の駆動に使用される作業用モータの出力を、全て走行装置にまわしても作業装置に支障を来すことが無く、作業用モータの駆動力を無駄なく車体の走行に活用することができる。
前記ＰＴＯ軸を停止させる例としては、例えば、電動トラクタを旋回させる時や、圃場から脱出するのに傾斜地を昇らせる時等が挙げられ、これらの状況においては、特に走行用モータへの負荷が大きく作用するから、作業用モータの駆動力を走行装置にまわすことで充分な駆動力を生み出すことができる。
【０００９】
よって、走行用モータを、通常状態における直線走行時の小さな負荷に対応した小出力のもので構成しても、大出力を必要とする上述の各走行時には、作業用モータの駆動力を走行装置にまわして、大出力によって運転することが可能となり、その結果、小さな負荷が作用する走行時や、大きな負荷が作用する走行時を通じて、それぞれ必要となる駆動力を確保しながら、走行用モータの小型化、及び、それに伴う省スペース化、更には、コストダウンを共に叶えることが可能となる。
【００１０】
因みに、制御手段が駆動伝達手段を作動させる条件となる「ＰＴＯ軸の停止につながる操作」とは、作業用モータとＰＴＯ軸との間での「クラッチの切断操作」のような直接的な操作であったり、他の装置に対する操作に連動してＰＴＯ軸が停止するような間接的な操作を包含するものである。
【００１１】
前記「間接的な操作」の例としては、その操作に連動してＰＴＯ軸を停止させる連動手段を備えた電動トラクタにおいて、例えば、車体に連結した状態の作業装置を、車体に備えた昇降機構によって地面から浮かせる「上昇操作」を意味したり、車体を旋回させるに伴って大きくステアリングホイールをきる「ステアリング操作」を意味し、前記連動手段がこれらの操作に連動してＰＴＯ軸を停止させることになる。
【００１２】
本発明の第２の特徴構成は、前記車体に連結させた状態の前記作業装置を昇降駆動させる昇降機構を設け、前記昇降機構を上昇させる操作に連動して前記ＰＴＯ軸を停止させる連動手段が設けてあるところにある。
【００１３】
本発明の第２の特徴構成によれば、昇降機構によって作業装置を上昇させるに伴って、前記連動手段が前記ＰＴＯ軸を停止させることが可能となり、その結果、制御手段によって駆動伝達手段が作動されるようになり、作業用モータの駆動力を走行装置に伝達することが可能となる。
【００１４】
従って、電動トラクタの運転者は、複数の装置に対して駆動操作しなくても、昇降機構の上昇操作を行うだけで、作業用モータの駆動力が走行装置に伝達されるようになり、例えば、走行用モータへの負荷が大きく作用する電動トラクタの旋回時や、圃場から脱出するのに傾斜地を昇らせる時にも、充分な駆動力を生み出すことができるようになる。
その結果、電動トラクタの旋回や、傾斜地の上り走行を、スピーディーに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電動トラクタの右側面図
【図２】電動トラクタの平面図
【図３】電動トラクタの主な構成を示すブロック図
【図４】伝動機構を示す模式図
【図５】切換クラッチの動作を示す模式図
【図６】別実施形態の電動トラクタの主な構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電動トラクタの一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１及び図２示すように、この実施形態で例示する電動トラクタは、操向輪としての左右の前輪（走行装置Ｒに相当）１と駆動輪としての左右の後輪（走行装置Ｒに相当）２とを備えた車体Ｔの後部に、油圧式のリフトシリンダ（図示せず）の作動で昇降揺動する左右一対のリフトアーム（昇降機構に相当）３や、作業用の動力の外部への取り出しを可能にするＰＴＯ軸４などを装備してある。これにより、この電動トラクタは、その後部にロータリ耕耘装置やプラウなどの作業装置（図示せず）を昇降駆動可能に連結することができ、かつ、ロータリ耕耘装置などの駆動型の作業装置に供給する動力の取り出しが可能となるように構成してある。
【００１８】
車体Ｔの後半部には搭乗運転部５を形成してある。搭乗運転部５には、キー操作式のメインスイッチ６、前輪操舵用のステアリングホイール７、踏み込み解除位置に自動復帰するアクセルペダル８、位置保持型の車速設定レバー９、位置保持型の前後進切換レバー１０、踏み込み解除位置に自動復帰する左右一対のブレーキペダル１１、位置保持型の駐車ブレーキレバー１２、位置保持型の昇降レバー１３、及び、位置保持型のＰＴＯレバー１４、などの各種の操作具、並びに運転座席１５、などを備えてある。運転座席１５は、その前部に備えた左右向きの支軸１６を支点にした揺動操作で、着座が可能な使用位置と着座を阻止した非使用位置とに位置変更可能に構成してある。
【００１９】
図２及び図３示すように、左右の後輪２は走行用モータ１７で駆動する。
リフトシリンダなどの各種の油圧アクチュエータは、ポンプ用モータ１８で駆動した油圧ポンプ１９からのオイルの流量などを電磁制御弁（図示せず）などの各種の油圧機器を備えた電子油圧制御ユニット２０を介して制御することで適正に駆動する。
ＰＴＯ軸４は作業用モータ２１で駆動する。
走行用モータ１７、及び、ポンプ用モータ１８、及び、作業用モータ２１には交流モータを採用してある。
尚、走行用モータ１７は、圃場内での直線走行に伴う負荷に対応させた出力設定がしてある一方、作業用モータ２１は、圃場での作業に伴う負荷はもとより、旋回運転時や、圃場からの脱出時に作用する大きな負荷に対応させた出力設定がしてあり、走行用モータ１７より作業用モータ２１の方が大出力のものを採用してある。
【００２０】
この電動トラクタには、マイクロコンピュータなどを搭載した複数の電子制御ユニットなどで構成した制御装置（制御手段）１００を搭載してある。
制御装置１００は、メインスイッチ６の「入」位置又は「充電」位置への操作で得られる充放電式のバッテリ２２又は補助バッテリ２３からの電力で起動する。又、メインスイッチ６の「切」位置への操作でバッテリ２２又は補助バッテリ２３からの電力が断たれると、その内部に備えた自己保持回路（図示せず）によって所定時間の間は給電状態を維持し、メインスイッチ６が「切」位置に操作された段階での各種の情報をＥＥＰＲＯＭに記憶した後、所定時間の経過とともに自己保持回路による給電を停止して作動を停止する。
【００２１】
各モータ１７，１８，２１には、制御装置１００の駆動制御部２４を介してバッテリ２２又は補助バッテリ２３からの電力を供給する。駆動制御部２４は、電子油圧制御ユニット２０などの作動を制御する制御装置１００の作動制御部２５からの制御指令に基づいて、各モータ１７，１８，２１に供給する電力量などを制御して各モータ１７，１８，２１を適正に駆動する。作動制御部２５は、各種のスイッチ及びセンサなどの情報出力手段からの出力情報を管理する制御装置１００の情報管理部２６からの情報に基づいて、その情報に適した制御指令を電子油圧制御ユニット２０及び駆動制御部２４などに出力する。
制御装置１００の連動手段５４は、情報管理部２６からの情報に基づいて、昇降レバー１３による昇降機構３の上昇操作に連動してＰＴＯクラッチ５５を切り、ＰＴＯ軸４を停止させるように構成されている。具体的には、昇降センサ３３によって昇降レバー１３が上昇操作位置にあることを検出することで昇降レバー１３が上昇操作されたものとしている。従って、当該実施形態においては、昇降レバー１３の上昇操作が「ＰＴＯ軸４の停止につながる操作」の一形態となる。
【００２２】
駆動制御部２４、作動制御部２５、情報管理部２６、及び、連動手段５４などは、車載ＬＡＮや車載電力線などを介して相互通信可能かつ電力供給可能に接続してある。
【００２３】
情報管理部２６が管理する情報には、メインスイッチ６の操作位置、アクセルセンサ２７が検出するアクセルペダル８の踏み込み操作量、車速設定センサ２８が検出する車速設定レバー９の操作位置、前後進センサ２９が検出する前後進切換レバー１０の操作位置、舵角センサ３０が旋回内側の前輪１の操舵角として検出するピットマンアーム３１の直進位置からの操作角、駐車ブレーキスイッチ３２が検出する駐車ブレーキレバー１２の操作位置、昇降センサ３３が検出する昇降レバー１３の操作位置、ＰＴＯセンサ３４が検出するＰＴＯレバー１４の操作位置、着座センサ３５が検出する運転座席１５に対する着座の有無、及び、座席スイッチ３６が検出する運転座席１５の操作位置、などである。
【００２４】
上記の構成から、制御装置１００は、アクセルペダル８の踏み込み操作量及び車速設定レバー９の操作位置などに基づいて走行用モータ１７の回転速度を制御する速度制御、前後進切換レバー１０の操作位置などに基づいて走行用モータ１７の回転方向を切り換える前後進切り換え制御、昇降レバー１３の操作位置などに基づいてリフトアームを昇降揺動させる昇降制御、及び、ＰＴＯレバー１４の操作位置や昇降レバー１３の操作位置などに基づいてＰＴＯクラッチ５５（図４参照）を入切操作してＰＴＯ軸４を作動状態と停止状態とに切り換えるＰＴＯ駆動制御、及び、ＰＴＯ軸４の停止操作に伴って後述の切換クラッチ５３を走行装置Ｒ側に切り換えるクラッチ切換制御などを行うことができる。
【００２５】
駆動制御部２４は、電源切換部３７、給電切換部３８、ポンプ用インバータ３９、走行用インバータ４０、及び作業用インバータ４１を備えている。電源切換部３７は、作動制御部２５からの電源切り換え指令に基づいて、電源をバッテリ２２とする状態と補助バッテリ２３とする状態とそれらの双方とする状態とに切り換える。給電切換部３８は、作動制御部２５からの給電切り換え指令に基づいて、電力をポンプ用インバータ３９に供給する状態と、ポンプ用インバータ３９及び走行用インバータ４０に供給する状態と、ポンプ用インバータ３９及び作業用インバータ４１に供給する状態と、各インバータ３９〜４１に供給する状態とに切り換える。ポンプ用インバータ３９は、ポンプ用モータ１８に電力を供給して油圧ポンプ１９を適正に駆動する。走行用インバータ４０は、作動制御部２５からの速度指令に基づいて、走行用モータ１７に供給する駆動制御電流（例えばＰＷＭ信号）を制御して走行用モータ１７の回転速度を適正に変更する。作業用インバータ４１は、作業用モータ２１に供給する電流を制御して作業用モータ２１の回転速度を適正に駆動する。
【００２６】
走行用モータ１７と作業用モータ２１とを駆動源とした各駆動対象への駆動力の伝達形態について、図４に示す。
【００２７】
走行用モータ１７の出力は、高中低の３段に変速切り換え可能に構成された副変速装置として機能するギヤ式変速装置５０や、前輪用差動装置５１又は後輪用差動装置５２などを介して左右の前輪１及び左右の後輪２に伝達される。
作業用モータ２１の出力は、切換クラッチ（駆動伝達手段の一例）５３によって、ＰＴＯ軸４側、又は、走行装置Ｒ側に切り換えて伝達することができる。
【００２８】
切換クラッチ５３の構造の一例は、図５に示すように、作業用モータ２１の駆動軸２１ａにスプライン嵌合させた切換ギヤ５３ａを設け、ＰＴＯクラッチ５５の入力軸５５ａと、走行用モータ１７の駆動軸１７ａとに、前記切換ギヤ５３ａと螺合自在な伝動ギヤ５３ｂ，５３ｃを、前記駆動軸２１ａの軸芯方向に位置ずれさせた状態に設けて構成してある。前記切換ギヤ５３ａを、スプラインに沿って移動させて、２つの伝動ギヤ５３ｂ，５３ｃの何れかに螺合させることで、作業用モータ２１の駆動力をＰＴＯ軸４側と、走行装置Ｒ側とに切り替えることができる。
【００２９】
切換クラッチ５３の切り換えは、前述のとおり、情報管理部２６のＰＴＯセンサ３４によるＰＴＯレバー１４のオン・オフの操作位置情報や、昇降センサ３３による昇降レバー１３の操作位置情報をもとに、制御装置１００によるクラッチ切換制御によって実施される。
作業装置を駆動させる通常作業時は、切換クラッチ５３は、ＰＴＯ軸４側に駆動力が伝達するように切り換えられている（図５（ａ）参照）。一方、例えば、トラクタの旋回や、圃場から脱出を図る等の場合は、リフトアーム３を上昇させるが、この操作に連動してＰＴＯクラッチ５５が切り操作されてＰＴＯ軸４は停止され、更に、切換クラッチ５３は、走行装置Ｒ側に駆動力が伝達するように切り換えられる（図５（ｂ）参照）。
従って、ＰＴＯ軸４の停止に伴って、走行装置Ｒ側には、走行用モータ１７と作業用モータ２１との両方から駆動力が伝達され、大きな負荷がかかる走行にも適切に対応できるようになる。
また、ＰＴＯレバー１４がオンの状態でリフトアーム３が下降操作されると、ＰＴＯクラッチ５５が入り操作されて、切換クラッチ５３は、ＰＴＯ軸４側に駆動力が伝達するように切り換えられる。
【００３０】
本実施形態の電動トラクタによれば、走行用モータ１７を、通常状態における直線走行時の小さな負荷に対応した小出力のもので構成しても、大出力を必要とする時（例えば、旋回時や圃場からの脱出時等）には、作業用モータ２１の駆動力を走行装置Ｒにまわして、大出力によって運転することが可能となり、その結果、小さな負荷が作用する走行時や、大きな負荷が作用する走行時を通じて、それぞれ必要となる駆動力を確保しながら、走行用モータ１７の小型化、及び、それに伴う省スペース化、更には、コストダウンを共に叶えることが可能となる。
【００３１】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００３２】
〈１〉  前記ＰＴＯ軸４は、連結して駆動させる作業装置として、先の実施形態で説明したロータリ耕耘装置やプラウに限るものではなく、他の駆動型の作業装置であってもよい。
〈２〉  前記制御手段１００による駆動伝達手段５３の作動を実行させる際の「ＰＴＯ軸４の停止につながる操作」は、先の実施形態で説明した昇降レバー１３による昇降機構３の上昇操作に限るものではなく、例えば、図６に示すように、前記連動手段５４を省略した構成を採用する場合は、ＰＴＯレバー１４のオフ操作そのものが、「ＰＴＯ軸４の停止につながる操作」となる。
また別の例として、ステアリングホイール７の操作に伴って、前記舵角センサ３０によって検出される操舵角が、設定値を上回る場合に、旋回操作が為されたものとして、昇降機構３を自動的に上昇させると共に、ＰＴＯ軸４を停止させるように構成してあってもよく、この場合は、ステアリングホイール７を大きく切って旋回させる操作そのものが「ＰＴＯ軸４の停止につながる操作」となり、連動して切換クラッチ５３が走行装置Ｒ側へ切り換えられて、作業用モータ２１の駆動力を走行装置Ｒ側に伝達することができる。
また別の例として、前記切換クラッチ５３を、手動操作で直接的にＰＴＯ軸４側から走行装置Ｒ側へ切り換える操作そのものであってもよい。
〈３〉  前記走行用モータ１７、作業用モータ２１、ポンプ用モータ１８は、先の実施形態で説明した交流モータに限るものではなく、例えば、直流モータを採用してもよい。
〈４〉  前記走行装置Ｒは、先の実施形態で説明した前輪１、後輪２による構成に限るものではなく、例えば、クローラ走行装置で構成してあってもよい。この場合、前後に一連のクローラ走行装置であったり、後輪２をクローラ走行装置に変更する構成であってもよい。
【００３３】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
当該電動トラクタは、各種の駆動型作業装置を連結して利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
３      リフトアーム（昇降機構に相当）
４      ＰＴＯ軸
１７    走行用モータ
２１    作業用モータ
５３    切換クラッチ（駆動伝達手段の一例）
５４    連動手段
１００  制御装置（制御手段）
Ｒ      走行装置
Ｔ      車体
【図１】
0005826037.tif 000002
【図２】
0005826037.tif 000003
【図３】
0005826037.tif 000004
【図４】
0005826037.tif 000005
【図５】
0005826037.tif 000006
【図６】
0005826037.tif 000007