JP7579522B2 - Paddy field farming machine - Google Patents
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Description
本発明は、水田で農作業が可能な田植機、コンバイン、トラクタ等の水田作業機に関するものである。 The present invention relates to rice planters, combine harvesters, tractors and other paddy field working machines capable of performing agricultural work in paddy fields.
従来、機体の動力源としてエンジンを備えた水田作業機が広く知られている。 Conventionally, paddy field working machines equipped with an engine as a power source for the machine body are widely known.
例えば、特許文献1には、エンジンから出力される回転動力を、静油圧式無段変速装置(いわゆるHST)等の変速機構により変速した後、前輪及び後輪を含む走行装置と、苗植付部により構成された作業機とに伝達する水田作業機(田植機)が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a paddy field working machine (rice transplanter) in which the rotational power output from an engine is changed in speed by a speed change mechanism such as a hydrostatic continuously variable transmission (so-called HST), and then transmitted to a running device including front and rear wheels, and to a working machine constituted by a seedling planting section.
しかしながら、特許文献1に記載の水田作業機の場合、エンジンを動力源として、走行装置と作業機の両方を駆動するため、エンジンの燃料消費と排気ガスの排出量が大きくなってしまうという問題がある。 However, in the case of the paddy field working machine described in Patent Document 1, the engine is used as the power source to drive both the traveling device and the working machine, which creates the problem of high engine fuel consumption and exhaust gas emissions.
この問題に対し、特許文献2には、コンバインとして構成された水田作業機において、走行装置や作業機の動力源として、エンジンに代えて、又はエンジンとともに、電動モータを搭載する旨が記載されている。電動モータを動力源として用いることで、エンジンの燃料消費と排気ガスの排出量をなくし、又は抑えることができる。 In response to this problem, Patent Document 2 describes how an electric motor is installed in place of an engine or in addition to an engine as a power source for the traveling device and working machine in a paddy field working machine configured as a combine harvester. By using an electric motor as a power source, it is possible to eliminate or reduce the engine's fuel consumption and exhaust gas emissions.
しかしながら、特許文献2に記載された発明のように、電動モータを走行装置又は/及び作業機の動力源として用いる場合、電動モータに電力を供給するバッテリーに、作業者が都度充電を行うことが必要となり、作業負担が増大する。 However, when an electric motor is used as a power source for a traveling device and/or a work machine, as in the invention described in Patent Document 2, the battery that supplies power to the electric motor must be charged by the worker each time, which increases the worker's workload.
そこで、本発明は、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えつつ、電動モータに電力を供給するバッテリーに作業者が充電を行う手間が削減されるように構成された水田作業機を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a paddy field working machine that is configured to reduce fuel consumption and exhaust gas emissions while reducing the effort required by the operator to charge the battery that supplies power to the electric motor.
本発明のかかる目的は、
走行装置と農作業を行う作業機を有する水田作業機であって、
前記走行装置の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンから出力される回転動力を前記走行装置に伝達する伝達機構と、
前記作業機を駆動する作業用電動モータと、
前記伝達機構から回転動力の一部を分配する動力分配手段と、
前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電する発電機とを備え、
前記エンジンの作動時に前記発電機により発電された電力は、前記作業用電動モータに電力を供給するバッテリーに蓄電されるよう構成されたことを特徴とする水田作業機によって達成される。
The object of the present invention is to
A paddy field working machine having a traveling device and a working machine for performing agricultural work,
An engine as a power source for the traveling device;
a transmission mechanism that transmits rotational power output from the engine to the traveling device;
an electric motor for driving the working machine;
a power distribution means for distributing a part of the rotational power from the transmission mechanism;
a generator that receives the rotational power distributed by the power distribution means and generates electricity,
This is achieved by a paddy field working machine characterized in that the electricity generated by the generator when the engine is operating is stored in a battery that supplies power to the electric working motor.
本発明によれば、農作業を行う作業機が作業用電動モータにより駆動されるよう構成されているから、エンジンの出力を下げることができ、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えることができる。 According to the present invention, the agricultural work machine is configured to be driven by an electric motor, so the engine output can be reduced, reducing fuel consumption and exhaust gas emissions.
加えて、本発明によれば、エンジンから出力される回転動力を走行装置に伝達する伝達機構から、動力分配手段により動力の一部を発電機に分配し、この発電機により発電された電力が、作業用電動モータに電力を供給するバッテリーに蓄電されるよう構成されているから、作業者がバッテリーに充電を行う手間が削減される。 In addition, according to the present invention, a portion of the rotational power output from the engine is distributed to the generator by the power distribution means from the transmission mechanism that transmits the rotational power output from the engine to the traveling device, and the electricity generated by this generator is stored in a battery that supplies power to the electric motor for work, reducing the effort required by the worker to charge the battery.
本発明の好ましい実施形態においては、
前記走行装置は、左右一対の前輪と、左右一対の後輪を含んで構成され、
前記伝達機構は、前記エンジンから出力される回転動力を受けて変速する静油圧式無段変速装置と、
前記静油圧式無段変速装置から出力される回転動力を変速するとともに、前記左右一対の前輪と前記左右一対の後輪に伝動する後輪駆動軸とに伝達する前側ギアケースと、
左右一対の後輪ギアケースとを備え、
前記後輪駆動軸は、左右一対の後輪駆動軸であって、左側の後輪に伝動する左側後輪駆動軸と、右側の後輪に伝動する右側後輪駆動軸とを備え、
前記左右一対の後輪ギアケースは、前記左側後輪駆動軸から回転動力を受けて左側の後輪に伝達する左側後輪ギアケースと、前記右側後輪駆動軸から回転動力を受けて右側の後輪に伝達する右側後輪ギアケースとを備え、
前記バッテリーは、単一のバッテリーケース内に収容され、
前記動力分配手段は、前記左右一対の後輪ギアケースから前記左右一対の後輪に伝達される回転動力の一部を前記発電機に分配し、
前記発電機は、左右一対の発電機であって、左側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される左側発電機と、右側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される右側発電機とを備えるとともに、前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電した電力を前記バッテリーに蓄電するよう構成されている。
In a preferred embodiment of the present invention,
The traveling device includes a pair of left and right front wheels and a pair of left and right rear wheels,
The transmission mechanism includes a hydrostatic continuously variable transmission that receives rotational power output from the engine and changes speed;
a front gear case that changes the speed of the rotational power output from the hydrostatic continuously variable transmission and transmits the rotational power to a rear wheel drive shaft that transmits the rotational power to the pair of left and right front wheels and the pair of left and right rear wheels;
A pair of left and right rear wheel gear cases,
The rear-wheel drive shafts are a pair of left and right rear-wheel drive shafts, including a left rear-wheel drive shaft that transmits power to the left rear wheel and a right rear-wheel drive shaft that transmits power to the right rear wheel,
the pair of left and right rear wheel gear cases includes a left rear wheel gear case that receives rotational power from the left rear wheel drive shaft and transmits the rotational power to a left rear wheel, and a right rear wheel gear case that receives rotational power from the right rear wheel drive shaft and transmits the rotational power to a right rear wheel,
The batteries are housed in a single battery case;
the power distribution means distributes a portion of the rotational power transmitted from the pair of left and right rear wheel gear cases to the pair of left and right rear wheels to the generator;
The generators are a pair of left and right generators, including a left generator to which a portion of the rotational power transmitted to the left rear wheel is distributed, and a right generator to which a portion of the rotational power transmitted to the right rear wheel is distributed, and are configured to receive the rotational power distributed by the power distribution means and store the generated electricity in the battery.
本発明のこの好ましい実施形態によれば、静油圧式無段変速装置及び前側ギアケースにより変速された動力を、一対の後輪駆動軸を通じて一対の後輪ギアケースに伝達し、その後、一対の後輪ギアケースから左右一対の後輪に伝達するとともに、動力分配手段によって一対の発電機に分配するよう構成されているから、一対の発電機で効果的に発電を行い、大きな電力を得ることができる。 According to this preferred embodiment of the present invention, the power changed in speed by the hydrostatic continuously variable transmission and the front gear case is transmitted to a pair of rear wheel gear cases through a pair of rear wheel drive shafts, and then transmitted from the pair of rear wheel gear cases to a pair of left and right rear wheels, and is also distributed to a pair of generators by a power distribution means, so that the pair of generators can generate electricity effectively, and a large amount of power can be obtained.
加えて、本発明のこの好ましい実施形態によれば、一対の発電機により発電された電力が、単一のバッテリーケース内に収容されたバッテリーに蓄電されるよう構成されているから、一対の発電機により発電された電力を1つにまとめることができ、作業用電動モータの電力源を、複数のバッテリーケースの間で切り換える機構と制御が不要となる。 In addition, according to this preferred embodiment of the present invention, the power generated by the pair of generators is stored in a battery housed in a single battery case, so the power generated by the pair of generators can be combined into one, eliminating the need for a mechanism and control to switch the power source of the work electric motor between multiple battery cases.
本発明のさらに好ましい実施形態においては、
前記左右一対の発電機は、それぞれ、発電機としての機能と電動機としての機能を備えたモータジェネレータにより構成され、前記バッテリーから電力が供給されたときに、前記動力分配手段、及び前記左右一対の後輪ギアケースを通じて、前記左右一対の後輪に回転動力を伝達するよう構成されている。
In a further preferred embodiment of the present invention,
Each of the pair of left and right generators is composed of a motor generator that has both a generator function and an electric motor function, and is configured to transmit rotational power to the pair of left and right rear wheels through the power distribution means and the pair of left and right rear wheel gear cases when power is supplied from the battery.
本発明のこの好ましい実施形態によれば、発電された電力が蓄電されたバッテリーから、モータジェネレータにより構成された発電機に電力が供給されたときに、一対の後輪に回転動力が伝達されるよう構成されているから、EV走行が可能となる。 In this preferred embodiment of the present invention, when the generated electricity is supplied from the battery that stores it to a generator formed by a motor generator, rotational power is transmitted to a pair of rear wheels, making EV driving possible.
本発明のさらに好ましい実施形態においては、
前記作業機は、圃場に苗を植え付ける苗植付部により構成され、
前記苗植付部は、苗マットが載置される苗タンクと、前記苗タンクの下端部に位置する苗を圃場に植え付ける植付装置と、前記苗タンクに載置された苗マットを前記苗タンクの下端部へ搬送する苗送りベルトとを備え、
前記作業用電動モータの駆動により、前記苗タンク、前記植付装置、及び前記苗送りベルトが駆動されるよう構成されている。
In a further preferred embodiment of the present invention,
The working machine is configured with a seedling planting unit that plants seedlings in a field,
The seedling planting section includes a seedling tank on which a seedling mat is placed, a planting device that plants the seedlings located at the lower end of the seedling tank in a field, and a seedling transport belt that transports the seedling mat placed in the seedling tank to the lower end of the seedling tank.
The seedling tank, the planting device, and the seedling feed belt are configured to be driven by the working electric motor.
本発明によれば、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えつつ、電動モータに電力を供給するバッテリーに作業者が充電を行う手間が削減されるように構成された水田作業機を提供することが可能になる。 The present invention makes it possible to provide a paddy field working machine that is configured to reduce fuel consumption and exhaust gas emissions while reducing the effort required by the operator to charge the battery that supplies power to the electric motor.
以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施形態につき、詳細に説明を加える。 Below, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be given with reference to the attached drawings.
図1は、本発明の好ましい実施形態にかかる水田作業機1の略左側面図であり、図2は、図1に示された水田作業機1の略平面図である。 Figure 1 is a schematic left side view of a paddy field working machine 1 according to a preferred embodiment of the present invention, and Figure 2 is a schematic plan view of the paddy field working machine 1 shown in Figure 1.
また、図3は、図1に示された水田作業機1における動力の流れを示すブロック図であり、動力の流れがグレー色の矢印で示されている。 Figure 3 is a block diagram showing the flow of power in the paddy field working machine 1 shown in Figure 1, with the flow of power indicated by gray arrows.
本明細書においては、図1及び図2に矢印で示されるように、水田作業機1の進行方向を「前」、その反対側を「後」といい、水田作業機1の進行方向である前方に向かって左側を「左」といい、その反対側を「右」という。 In this specification, as shown by the arrows in Figures 1 and 2, the direction of travel of the paddy field working machine 1 is referred to as the "front" and the opposite side is referred to as the "rear", the left side facing the forward direction of travel of the paddy field working machine 1 is referred to as the "left" and the opposite side is referred to as the "right".
水田作業機1は、走行車体2と、走行車体2の後部に取り付けられた苗植付部63と、圃場に肥料を供給する施肥装置26と、図3に示される動力機構と、機体全体を制御する制御部87を備えている。本実施形態においては、水田作業機1は田植機として構成されている。 The paddy field working machine 1 includes a traveling body 2, a seedling planting unit 63 attached to the rear of the traveling body 2, a fertilizer applicator 26 that supplies fertilizer to the field, a power mechanism shown in FIG. 3, and a control unit 87 that controls the entire machine. In this embodiment, the paddy field working machine 1 is configured as a rice transplanter.
走行車体2は、車体2の幅方向における略中央部に配置されたメインフレーム3と、メインフレーム3の後端部に取り付けられ、水田作業機1の幅方向に延びる後部フレーム6と、後部フレーム6に固定されたリンクベースフレーム10と、メインフレーム3の上方に配置されたフロアステップ60と、フロアステップ60の上方に設けられた操縦席48と、機体を操縦する操縦部49と、走行装置としての左右一対の前輪8および左右一対の後輪9を備えている。以下において、一対の前輪8及び一対の後輪9を「走行車輪」ともいう。 The traveling body 2 comprises a main frame 3 arranged approximately in the center in the width direction of the body 2, a rear frame 6 attached to the rear end of the main frame 3 and extending in the width direction of the paddy field working machine 1, a link base frame 10 fixed to the rear frame 6, a floor step 60 arranged above the main frame 3, a pilot's seat 48 provided above the floor step 60, a pilot's seat 49 for piloting the machine, and a pair of left and right front wheels 8 and a pair of left and right rear wheels 9 as traveling devices. Hereinafter, the pair of front wheels 8 and the pair of rear wheels 9 are also referred to as "traveling wheels".
操縦部49は、走行車体2の前後進と車速を変更する主変速レバー35と、走行車体2の走行を停止させるブレーキペダル81(図2参照)と、左右一対の前輪8を操舵するステアリングホイール56を含む操舵機構28と、ブレーキペダル81に連結されたSSレバー79と、後に詳述するグリーンモードスイッチ23(図2参照)を備えている。 The steering section 49 includes a main shift lever 35 that changes the forward/reverse movement and vehicle speed of the traveling body 2, a brake pedal 81 (see FIG. 2) that stops the traveling body 2, a steering mechanism 28 including a steering wheel 56 that steers the pair of left and right front wheels 8, an SS lever 79 connected to the brake pedal 81, and a green mode switch 23 (see FIG. 2) that will be described in detail later.
操舵機構28は、ステアリングホイール56の他、ステアリングポスト83に収容されたステアリングシャフト、ピットマンアーム及びタイロッド(図示せず)を備えている。 The steering mechanism 28 includes a steering wheel 56, a steering shaft housed in a steering post 83, a pitman arm, and a tie rod (not shown).
動力機構は、操縦席48の下方に設けられたエンジン7と、エンジン7から出力される回転動力を左右一対の前輪8および後輪9に伝達する伝達機構15と、この伝達機構から分配される動力により発電を行う左右一対の第1モータジェネレータ33と、本発明の「作業機」の一例である苗植付部63を駆動する電動モータ18と、この電動モータ18に電力を供給する第1バッテリー17を備えている。電動モータ18は、本発明の「作業用電動モータ」に相当する。 The power mechanism includes an engine 7 located below the driver's seat 48, a transmission mechanism 15 that transmits the rotational power output from the engine 7 to a pair of left and right front wheels 8 and rear wheels 9, a pair of left and right first motor generators 33 that generate electricity using the power distributed from this transmission mechanism, an electric motor 18 that drives the seedling planting section 63, which is an example of the "work machine" of the present invention, and a first battery 17 that supplies power to this electric motor 18. The electric motor 18 corresponds to the "work electric motor" of the present invention.
伝達機構15は、図1に示されるフロアステップ60の下方に設けられたベルト式動力伝達機構4と、ベルト式動力伝達機構4により伝達された回転動力を変速する静油圧式無段変速機(以下、「HST」という。)25と、HST25から出力された動力を変速した後、走行車輪8,9に出力するフロントギアケース30と、フロントギアケース30の左右に配置された左右一対の前輪ファイナルケース13と、フロントギアケース30の左後方と右後方に配置された左右一対の後輪ギアケース51と、フロントギアケース30から一対の後輪ギアケース51へ動力を伝達する左右一対の後輪伝動軸14を備えている。フロントギアケース30は、本発明の「前側ギアケース」に相当する。 The transmission mechanism 15 includes a belt-type power transmission mechanism 4 provided below the floor step 60 shown in FIG. 1, a hydrostatic continuously variable transmission (hereinafter referred to as "HST") 25 that changes the speed of the rotational power transmitted by the belt-type power transmission mechanism 4, a front gear case 30 that outputs the power output from the HST 25 to the running wheels 8, 9 after changing the speed, a pair of left and right front wheel final cases 13 arranged on the left and right of the front gear case 30, a pair of left and right rear wheel gear cases 51 arranged on the left rear and right rear of the front gear case 30, and a pair of left and right rear wheel transmission shafts 14 that transmit power from the front gear case 30 to the pair of rear wheel gear cases 51. The front gear case 30 corresponds to the "front gear case" of the present invention.
エンジン7から出力された回転動力は、ベルト式動力伝達機構4を介してHST25に伝達された後に、HST25内で、主変速レバー35の操作位置に応じた速度に変速されて、フロントギアケース30に伝達される。フロントギアケース30はメインフレーム3の前部に固定されている。 The rotational power output from the engine 7 is transmitted to the HST 25 via the belt-type power transmission mechanism 4, and then the speed is changed in the HST 25 to a speed that corresponds to the operating position of the main shift lever 35, and the speed is transmitted to the front gear case 30. The front gear case 30 is fixed to the front of the main frame 3.
フロントギアケース30に伝達された回転動力は、フロントギアケース30の内部で、副変速レバー36の操作位置に応じて変速される。その後、回転動力の一部は一対の前輪ファイナルケース13へ出力され、前輪ファイナルケース13から、操向方向を変更可能な前輪支持部及び前輪車軸31を通じて一対の前輪8に伝動される他、プロペラシャフトで構成される一対の後輪伝動軸14と、一対の後輪ギアケース51、及び後輪車軸82を通じて一対の後輪9に伝動される。その結果、走行車体2が前進又は後進する。 The rotational power transmitted to the front gear case 30 is changed in speed inside the front gear case 30 according to the operating position of the sub-shift lever 36. After that, part of the rotational power is output to a pair of front wheel final cases 13, and from the front wheel final cases 13, it is transmitted to a pair of front wheels 8 through a front wheel support part and a front wheel axle 31 that can change the steering direction, and is also transmitted to a pair of rear wheel 9 through a pair of rear wheel transmission shafts 14 composed of a propeller shaft, a pair of rear wheel gear cases 51, and a rear wheel axle 82. As a result, the traveling vehicle body 2 moves forward or backward.
ここで、左右の後輪伝動軸14を通じて左右の後輪ギアケース51に伝達される回転動力の一部は、左右一対の動力分配手段32により分配され、一対の第1モータジェネレータ33へ伝達される(図3参照)。 Here, a portion of the rotational power transmitted to the left and right rear wheel gear cases 51 through the left and right rear wheel transmission shafts 14 is distributed by a pair of left and right power distribution means 32 and transmitted to a pair of first motor generators 33 (see Figure 3).
その結果、一対の第1モータジェネレータ33の回転子が回転されることにより発電が行われる。一対の第1モータジェネレータ33は、本発明の「発電機」の例であるが、発電機としてモータジェネレータを用いることは必ずしも必要でない。 As a result, the rotors of the pair of first motor generators 33 are rotated to generate electricity. The pair of first motor generators 33 is an example of a "generator" of the present invention, but it is not necessarily necessary to use a motor generator as a generator.
動力分配手段32は、例えば、ベルト式の動力分配機構として、以下のように構成することができる。すなわち、まず、各後輪伝動軸14の下流側の部分(各後輪伝動軸14の後部であり、後輪ギアケース51内に位置する部分)に、後輪伝動軸14と一体的に回転するよう第1プーリを取付ける。また、第1モータジェネレータ33への入力軸と一体的に回転するよう第2プーリを当該入力軸に取付ける。そして第1プーリと第2プーリとに亘って無端状のベルトを巻き掛けることにより、エンジン7の作動時に、後輪伝動軸14の回転に伴い、第1、第2プーリ、ベルト、及び第1モータジェネレータ33への入力軸が回転される。なお、動力分配手段32は他の分配機構により構成されてもよい。 The power distribution means 32 can be configured as follows, for example, as a belt-type power distribution mechanism. That is, first, a first pulley is attached to the downstream portion of each rear wheel transmission shaft 14 (the rear portion of each rear wheel transmission shaft 14, located inside the rear wheel gear case 51) so as to rotate integrally with the rear wheel transmission shaft 14. Also, a second pulley is attached to the input shaft to the first motor generator 33 so as to rotate integrally with the input shaft. Then, by wrapping an endless belt around the first pulley and the second pulley, when the engine 7 is operating, the first and second pulleys, the belt, and the input shaft to the first motor generator 33 rotate in conjunction with the rotation of the rear wheel transmission shaft 14. Note that the power distribution means 32 may be configured as another distribution mechanism.
一方、左右の第1モータジェネレータ33により発電された電力は、電動モータ18に電力を供給する第1バッテリー17に蓄電される。このように、エンジン7の作動時に、自動的に第1バッテリー17に充電が行われるため、作業者が第1バッテリー17に充電する手間が削減される。第1バッテリー17は単一のバッテリーケース(筐体)17a(図3参照)に収容されている。なお、第1バッテリー17が有するバッテリーセルとバッテリーモジュールの数は各々1つでも複数でもよい。また、第1モータジェネレータ33による充電に加え、家庭用充電器等を用いて第1バッテリー17に充電できるよう構成してもよい。これにより、万一、第1バッテリー17のバッテリー残量が低下した場合に、作業が滞る事態を防止できる。 Meanwhile, the electricity generated by the left and right first motor generators 33 is stored in the first battery 17 that supplies power to the electric motor 18. In this way, the first battery 17 is automatically charged when the engine 7 is operating, reducing the effort required of the worker to charge the first battery 17. The first battery 17 is housed in a single battery case (housing) 17a (see FIG. 3). The first battery 17 may have one or more battery cells and battery modules. In addition to charging using the first motor generator 33, the first battery 17 may be configured to be charged using a home charger or the like. This prevents work from being delayed in the unlikely event that the remaining battery charge of the first battery 17 becomes low.
本実施形態においては、フロントギアケース30内と、各後輪ギアケース51内に、動力伝達を断接するクラッチが設けられている。そして、フロントギアケース30内のクラッチが遮断された場合、一対の後輪伝動軸14の回転が停止し、一対の第1モータジェネレータ33による発電は停止される。これに対し、後輪ギアケース51内に設けられたクラッチは、後輪9への動力伝達路において、動力分配手段32よりも下流側に配置されている。このため、後輪ギアケース51内のクラッチが遮断された場合でも、一対の第1モータジェネレータ33による発電を継続できる。なお、後輪ギアケース51内のクラッチは、例えば旋回時に、旋回内側の後輪9への動力伝達を遮断することを目的として遮断される。これにより、水田作業機1がスムーズ且つ小回りに旋回を行うことができる。 In this embodiment, a clutch for connecting and disconnecting the power transmission is provided in the front gear case 30 and in each rear wheel gear case 51. When the clutch in the front gear case 30 is disconnected, the rotation of the pair of rear wheel transmission shafts 14 is stopped, and the power generation by the pair of first motor generators 33 is stopped. In contrast, the clutch provided in the rear wheel gear case 51 is disposed downstream of the power distribution means 32 in the power transmission path to the rear wheels 9. Therefore, even if the clutch in the rear wheel gear case 51 is disconnected, the power generation by the pair of first motor generators 33 can continue. The clutch in the rear wheel gear case 51 is disconnected for the purpose of disconnecting the power transmission to the rear wheel 9 on the inside of the turn, for example, during turning. This allows the paddy field working machine 1 to turn smoothly and maneuverably.
電動モータ18の駆動のオンオフは、主変速レバー35に設けられた植付入切スイッチ19(図1参照)が操作されることにより切り換えられる。電動モータ18がDCモータにより構成される場合、例えば、植付入切スイッチ19の操作信号に基づき、制御部87がドライバ回路を介して電動モータ18への電力供給を断接し、駆動のオンオフを切り換えるよう構成することができる。 The drive of the electric motor 18 is switched on and off by operating the planting on/off switch 19 (see Figure 1) provided on the main shift lever 35. If the electric motor 18 is configured as a DC motor, for example, the control unit 87 can be configured to turn the drive on and off by disconnecting the power supply to the electric motor 18 via a driver circuit based on the operation signal of the planting on/off switch 19.
一方、電動モータ18がACモータにより構成される場合、例えば、第1バッテリー17と電動モータ18との間にインバータを介装することで、植付入切スイッチ19の操作信号が制御部87に送られた際に、制御部87から出力される制御信号に基づき、第1バッテリー17から電動モータ18への電力供給をインバータで断接して電動モータ18のオンオフを切り換えることができる。この場合、第1バッテリー17から供給される直流電流をインバータにより交流に変換するとともに、電動モータ18へ供給される電力の周波数を、制御部87から出力される制御信号に基づきインバータで調整することで、モータ回転数を変更できる。 On the other hand, when the electric motor 18 is configured as an AC motor, for example, by interposing an inverter between the first battery 17 and the electric motor 18, when an operation signal of the planting on/off switch 19 is sent to the control unit 87, the power supply from the first battery 17 to the electric motor 18 can be disconnected by the inverter to switch the electric motor 18 on and off based on a control signal output from the control unit 87. In this case, the DC current supplied from the first battery 17 is converted to AC by the inverter, and the frequency of the power supplied to the electric motor 18 is adjusted by the inverter based on the control signal output from the control unit 87, thereby changing the motor rotation speed.
水田作業機1が走行車輪8,9の回転駆動により走行しつつ、電動モータ18が駆動される間、第1バッテリー17は、放電と充電とが同時に行われる、いわゆるパススルーの状態にある。 While the paddy field working machine 1 travels by the rotational drive of the running wheels 8, 9 and the electric motor 18 is driven, the first battery 17 is in a so-called pass-through state in which discharging and charging are performed simultaneously.
第1バッテリー17から供給される電力により電動モータ18が駆動されると、図1に示される植付伝動軸59が回転され、以下にようにして、苗植付部63により圃場に苗が植え付けられる。 When the electric motor 18 is driven by the power supplied from the first battery 17, the planting transmission shaft 59 shown in FIG. 1 is rotated, and the seedling planting unit 63 plants seedlings in the field as follows.
苗植付部63は、図1に示されるように、土付きのマット状の苗(以下、「苗マット」という。)を載置する苗タンク65と、苗タンク65の後方かつ下方に設けられた複数の植付装置64と、苗タンク65上の各条に配置された苗送りベルト72を備えている。複数の植付装置64は水田作業機1の幅方向に並べて配置され、各植付装置64は、前後方向に並ぶ左右二対の植付具69を備えている(図2参照)。 As shown in FIG. 1, the seedling planting section 63 includes a seedling tank 65 for placing mat-like seedlings with soil (hereinafter referred to as a "seedling mat"), multiple planting devices 64 provided behind and below the seedling tank 65, and seedling transport belts 72 arranged in each row on the seedling tank 65. The multiple planting devices 64 are arranged in a line in the width direction of the paddy field working machine 1, and each planting device 64 includes two pairs of left and right planting tools 69 lined up in the front-to-rear direction (see FIG. 2).
電動モータ18の駆動により植付伝動軸59が回転されると、図2に示される植付伝動部71を通じて、各植付装置64及び各苗送りベルト72に伝動される。その結果、各植付装置64において、前側の植付具69と後ろ側の植付具69とが、図1に示される駆動軸67まわりに回転しつつ、交互に苗タンク65の下端部に設けられた苗取出口70から苗を取出し、圃場に植え付ける植付動作を行う。同時に、各苗送りベルト72が駆動されて、苗タンク65に載置された苗マットが下方、すなわち、苗タンク65の下端部へ搬送される。また、植付伝動軸59の回転に伴い、横送り機構により苗タンク63が植付装置64の植付動作に連動して左右に往復運動するよう構成されている。これにより、各苗取出口70に、次に植付具69により植え付けられる苗が各苗取出口70に供給される。なお、植付伝動軸59の回転により苗タンク63を横送りする(左右に往復運動する)構成は、特開2008-182926号公報等に詳述されており、公知技術である。 When the planting transmission shaft 59 is rotated by the drive of the electric motor 18, the rotation is transmitted to each planting device 64 and each seedling feed belt 72 through the planting transmission part 71 shown in FIG. 2. As a result, in each planting device 64, the front planting tool 69 and the rear planting tool 69 rotate around the drive shaft 67 shown in FIG. 1, alternately taking out seedlings from the seedling outlet 70 provided at the lower end of the seedling tank 65 and planting them in the field. At the same time, each seedling feed belt 72 is driven, and the seedling mat placed on the seedling tank 65 is transported downward, that is, to the lower end of the seedling tank 65. In addition, as the planting transmission shaft 59 rotates, the seedling tank 63 is configured to reciprocate left and right in conjunction with the planting operation of the planting device 64 by the lateral feed mechanism. As a result, the seedlings to be planted by the planting tool 69 next are supplied to each seedling outlet 70. The configuration for laterally feeding the seedling tank 63 (moving it back and forth from side to side) by rotating the planting transmission shaft 59 is described in detail in JP 2008-182926 A and is a publicly known technology.
本実施形態においては、図2に示されるように、計4列の植付具69が左右方向に並べて設けられた4条植えの構成であり、したがって、水田作業機1が圃場に苗を植え付けつつ、直進走行すると、圃場に4条の苗列が形成される。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, a total of four rows of planting tools 69 are arranged in the left-right direction for a four-row planting configuration. Therefore, when the paddy field working machine 1 travels straight ahead while planting seedlings in the field, four rows of seedlings are formed in the field.
以上のように、本実施形態においては、第1バッテリー17から供給される電力により電動モータ18を駆動し、苗植付部63を作動させるよう構成されている。このため、エンジンにより走行装置と作業機の両方を駆動する場合に比して、エンジン7の出力を下げることができ、エンジン7の燃料消費と排気ガスの排出量を低く抑えることができる。 As described above, in this embodiment, the electric motor 18 is driven by power supplied from the first battery 17 to operate the seedling planting section 63. Therefore, compared to when both the traveling device and the working machine are driven by the engine, the output of the engine 7 can be reduced, and the fuel consumption of the engine 7 and the amount of exhaust gas emitted can be kept low.
さらに、エンジン7から出力される回転動力を走行車輪8,9に伝達する伝達機構15から動力を第1モータジェネレータ33に分配して発電し、第1バッテリー17に蓄電するよう構成されているから、作業者が第1バッテリー17に充電を行う手間を削減できる。 Furthermore, the transmission mechanism 15 transmits the rotational power output from the engine 7 to the running wheels 8, 9, and distributes the power to the first motor generator 33 to generate electricity, which is then stored in the first battery 17, reducing the effort required for the operator to charge the first battery 17.
一方、本実施形態においては、電動モータ18が駆動される間に、施肥装置26へ伝動する施肥伝動機構21(図1参照)に動力が伝達されるよう、植付伝動軸59から施肥伝動機構21に動力分配手段が延ばされている。植付入切スイッチ19が操作され、電動モータ18が駆動されると、この動力分配手段及び施肥伝動機構21を通じて施肥装置26に回転動力が伝達される。その結果、施肥装置26の施肥ホッパ26aから施肥ホース26bを通じて圃場に肥料が供給される。この動力分配手段は、例えば動力分配手段32と同様に、ベルト式の伝達機構により構成することができる。 Meanwhile, in this embodiment, a power distribution means is extended from the planting transmission shaft 59 to the fertilizer transmission mechanism 21 so that power is transmitted to the fertilizer transmission mechanism 21 (see FIG. 1) which transmits power to the fertilizer application device 26 while the electric motor 18 is being driven. When the planting on/off switch 19 is operated and the electric motor 18 is driven, rotational power is transmitted to the fertilizer application device 26 through this power distribution means and the fertilizer transmission mechanism 21. As a result, fertilizer is supplied to the field from the fertilizer hopper 26a of the fertilizer application device 26 through the fertilizer hose 26b. This power distribution means can be configured, for example, by a belt-type transmission mechanism, similar to the power distribution means 32.
苗植付部63は、図1に示されるように、昇降リンク装置5により上下に回動可能に走行車体2の後部に取り付けられている。昇降リンク装置5は、上部リンクアーム85及び左右一対の下部リンクアーム86を備えている。 As shown in FIG. 1, the seedling planting section 63 is attached to the rear of the traveling body 2 so that it can rotate up and down by the lifting link device 5. The lifting link device 5 has an upper link arm 85 and a pair of lower link arms 86 on the left and right.
上部リンクアーム85及び下部リンクアーム86の前側の端部は、車体2のリンクベースフレーム10に取り付けられ、他端部は苗植付部63の下部に位置する上下リンクアーム11に取り付けられている。 The front ends of the upper link arm 85 and the lower link arm 86 are attached to the link base frame 10 of the vehicle body 2, and the other ends are attached to the upper and lower link arms 11 located at the bottom of the seedling planting section 63.
制御部87によって電子油圧バルブが制御されて、図1に示される昇降油圧シリンダ12が油圧で縮められると、上部リンクアーム85が後ろ上がりに回動され、苗植付部63が非作業位置まで上昇される。苗植付部63が非作業位置にあるときには、その下端部がメインフレーム3の底部と略同一の高さに位置する。 When the electronic hydraulic valve is controlled by the control unit 87 and the lifting hydraulic cylinder 12 shown in FIG. 1 is hydraulically contracted, the upper link arm 85 is rotated upward and rearward, and the seedling planting unit 63 is raised to the non-working position. When the seedling planting unit 63 is in the non-working position, its lower end is positioned at approximately the same height as the bottom of the main frame 3.
これに対して、制御部87により電子油圧バルブが制御されて、昇降油圧シリンダ12が油圧で伸ばされると、上部リンクアーム85が後ろ下がりに回動され、苗植付部63が、苗の植付けが可能な作業位置(図1参照)まで下降される。 In response to this, when the electronic hydraulic valve is controlled by the control unit 87 and the lifting hydraulic cylinder 12 is hydraulically extended, the upper link arm 85 is rotated backward and downward, and the seedling planting unit 63 is lowered to a working position (see Figure 1) where seedlings can be planted.
図4は、図1に示されたエンジン7の近傍の模式的平面図である。 Figure 4 is a schematic plan view of the vicinity of the engine 7 shown in Figure 1.
本実施形態においては、エンジン7においてクランクシャフトの回転をカムシャフトに伝達するタイミングギア7aに、油圧ポンプ39を回転駆動する第1PTOギア37と、エンジン7の回転をアシストする第2モータジェネレータ34(の回転子)を回転駆動する第2PTOギア38が連結されている。 In this embodiment, a timing gear 7a that transmits the rotation of the crankshaft to the camshaft in the engine 7 is connected to a first PTO gear 37 that rotates and drives a hydraulic pump 39, and a second PTO gear 38 that rotates and drives a second motor generator 34 (rotor) that assists the rotation of the engine 7.
このように、第2モータジェネレータ34を第2PTOギア38に取付けることにより、既存の水田作業機のエンジンまわりの構成を大きく変更することなく、エンジン7の回転をアシストする第2モータジェネレータ34を機体に搭載することができる。なお、第1、第2PTOギア37,38はエンジン7の左右に配置されており、油圧ポンプ39と第2モータジェネレータ34をエンジン7の左右任意の側に取付けることができる。 In this way, by attaching the second motor generator 34 to the second PTO gear 38, the second motor generator 34 that assists the rotation of the engine 7 can be mounted on the machine body without making major changes to the configuration around the engine of an existing paddy field working machine. The first and second PTO gears 37, 38 are arranged on the left and right sides of the engine 7, and the hydraulic pump 39 and the second motor generator 34 can be attached to either the left or right side of the engine 7.
図4に示される「7b」は、エンジン7のシリンダーブロックを示す符号であり、「7c」は、シリンダーブロック7c内の各シリンダーを示す符号であり、「7d」はタイミングギアケースを示す符号である。 In FIG. 4, "7b" is a reference symbol for the cylinder block of the engine 7, "7c" is a reference symbol for each cylinder within the cylinder block 7c, and "7d" is a reference symbol for the timing gear case.
第2モータジェネレータ34は、エンジン7から出力される回転動力を第2PTOギア38を介して受け、回生駆動により発電を行い、後に詳述するバッテリー42,43(図6参照)に充電する。そして、アクセル開度が一定にも拘わらずエンジン7の回転数が規定数以上低下した場合に、制御部87の制御に基づき、当該バッテリー42,43に蓄電された電力を用いて、エンジン7の回転を、第2モータジェネレータ34の駆動により一時的にアシストするよう構成されている。しかしながら、エンジン回転数が低下したときに第2モータジェネレータ34によりアシストすることは必ずしも必要でない。 The second motor generator 34 receives the rotational power output from the engine 7 via the second PTO gear 38, generates electricity through regenerative driving, and charges the batteries 42, 43 (see FIG. 6) described in detail later. When the engine 7 speed drops by a specified number or more even though the accelerator opening is constant, the second motor generator 34 is driven to temporarily assist the rotation of the engine 7 using the electricity stored in the batteries 42, 43 under the control of the control unit 87. However, it is not necessarily necessary for the second motor generator 34 to assist when the engine speed drops.
図5は、図1に示されたエンジン7の回転数とトルク量との関係を模式的に示すグラフである。 Figure 5 is a graph that shows a schematic relationship between the rotation speed and torque of the engine 7 shown in Figure 1.
従来の水田作業機は、急旋回(換言すれば小回りに旋回)したときに、エンジン7の回転数が大きく低下してしまうという問題があった。この問題を解決すべく、モータジェネレータによりエンジンの回転をアシストするよう構成することは可能であるが、常時、エンジンの回転を大きくアシストする場合、バッテリーの消費が大きくなってしまう。 Conventional rice paddy farming machines have a problem in that the rotation speed of the engine 7 drops significantly when making sharp turns (in other words, when making tight turns). To solve this problem, it is possible to configure the motor generator to assist the rotation of the engine, but constantly providing high assistance to the rotation of the engine will consume a lot of battery power.
このような状況に照らして、制御部87は、エンジン7の回転数が規定数以上低下した場合に、ステアリングホイール56の切れ角を検出するステアリングセンサの検出信号に基づき、ステアリングホイール56の切れ角量に応じて、切れ角量が大きいほど、第2モータジェネレータ34によるアシスト量を大きく制御する。換言すれば、制御部87は、ステアリングホイール56の切れ角量が小さいほど、第2モータジェネレータ34によるアシスト量を小さく制御する。 In light of this situation, when the rotation speed of the engine 7 drops by a specified number or more, the control unit 87 controls the amount of assistance by the second motor generator 34 to be greater in accordance with the amount of turning angle of the steering wheel 56, based on the detection signal of the steering sensor that detects the turning angle of the steering wheel 56. In other words, the control unit 87 controls the amount of assistance by the second motor generator 34 to be smaller in accordance with the amount of turning angle of the steering wheel 56.
これにより、水田作業機1の急旋回時に、第2モータジェネレータ34によりエンジン7の回転をアシストしつつ、バッテリーの消費を抑えることができる。本実施形態に係る水田作業機1は、第2モータジェネレータ34により発電した電力を蓄電し、第2モータジェネレータ34の駆動時(エンジンアシスト時)に第2モータジェネレータ34に電力を供給するバッテリーとして、以下に述べる第2、第3バッテリー42,43を備えている。 As a result, when the paddy field working machine 1 makes sharp turns, the second motor generator 34 can assist the rotation of the engine 7 while reducing battery consumption. The paddy field working machine 1 according to this embodiment is equipped with the second and third batteries 42, 43 described below as batteries that store the electricity generated by the second motor generator 34 and supply electricity to the second motor generator 34 when the second motor generator 34 is driven (during engine assistance).
図6は、図4に示された第2モータジェネレータ34と第2、第3バッテリー42,43との間の電流の流れを示す模式図である。 Figure 6 is a schematic diagram showing the current flow between the second motor generator 34 and the second and third batteries 42, 43 shown in Figure 4.
本実施形態にかかるエンジン7は、ディーゼルエンジンとして構成され、排気ガス中の有害物質を除去するDPF(Diesel Particulate Filter)40が設けられている。 The engine 7 in this embodiment is configured as a diesel engine and is equipped with a DPF (Diesel Particulate Filter) 40 that removes harmful substances from the exhaust gas.
制御部87は、図示しないバッテリー管理部に制御信号を送ることにより、第2モータジェネレータ34の電力源、電力供給先を、第2バッテリー42と第3バッテリー43との間で切り換えるよう構成されている。 The control unit 87 is configured to switch the power source and power supply destination of the second motor generator 34 between the second battery 42 and the third battery 43 by sending a control signal to a battery management unit (not shown).
具体的には、一方のバッテリー残量が基準値以下の低残量状態となると、制御部87は、高負荷によりエンジン7の回転数が低下したときに、他方のバッテリーを第2モータジェネレータ34の電力源として使用し、エンジン7をアシストする。 Specifically, when the remaining charge of one of the batteries falls below a reference value, the control unit 87 assists the engine 7 by using the other battery as a power source for the second motor generator 34 when the engine 7 speed drops due to high load.
また、エンジン7への負荷が低いために排気温度が低く、DPF40のパッシブ(受動的)再生が実施できない場合(例えば苗補給のための停車時等)、制御部87は、バッテリー残量が低下した側のバッテリー42又は43に積極的に(選択的に)充電する。 In addition, when the exhaust temperature is low due to a low load on the engine 7 and passive regeneration of the DPF 40 cannot be performed (for example, when the vehicle is stopped to replenish seedlings), the control unit 87 actively (selectively) charges the battery 42 or 43 with the low battery level.
これにより、充電負荷を高めて排気ガスの温度を上昇させることができ、DPF40内の再生(スートの燃焼)を効率的に行うことができる。また、エンジン7への負荷も平準化されるため、燃費を向上できる。 This increases the charging load and raises the temperature of the exhaust gas, allowing for efficient regeneration (combustion of soot) within the DPF 40. In addition, the load on the engine 7 is leveled out, improving fuel efficiency.
ここで、エンジンをアシストするモータジェネレータから充電されるバッテリーが1つのみである場合には、このバッテリー残量が満量のときに充電を行うことができないという問題がある。これに対し、本実施形態においては、モータジェネレータからの電力の供給先として第2、第3バッテリー42,43が設けられているため、このような事態を抑制できる。第2バッテリー42と第3バッテリー43は、互いに別のバッテリーケース(筐体)内に収容されている。なお、バッテリー残量が低下した側のバッテリー42又は43に充電するのに代えて、又は充電するのに加えて、第2モータジェネレータ34を駆動させてエンジン7にかかる負荷を上げるよう構成することも可能である。これにより、DPF40の再生を短時間で完了できる。 Here, if only one battery is charged from the motor generator that assists the engine, there is a problem that charging cannot be performed when the battery level is full. In contrast, in this embodiment, the second and third batteries 42, 43 are provided as destinations for the power supply from the motor generator, so this situation can be prevented. The second battery 42 and the third battery 43 are housed in separate battery cases (housings). It is also possible to configure the system so that the second motor generator 34 is driven to increase the load on the engine 7 instead of or in addition to charging the battery 42 or 43 with the low battery level. This allows the regeneration of the DPF 40 to be completed in a short time.
さらに、制御部87は、DPF40内にスートが基準値以上溜まった際に実施されるDPFアクティブ再生運転時において、バッテリー残量が低下した側のバッテリー42又は43を積極的に(換言すれば、選択的に)充電するよう構成されている。 Furthermore, the control unit 87 is configured to actively (in other words, selectively) charge the battery 42 or 43 with the low remaining battery charge during DPF active regeneration operation, which is performed when soot accumulates in the DPF 40 to a reference value or more.
これにより、充電負荷を高めて排気ガスの温度を上昇させることができ、DPF40内の再生(スートの燃焼)を効率的に行うことができる。また、エンジン7への負荷も平準化されるため、燃費を向上できる。 This increases the charging load and raises the temperature of the exhaust gas, allowing for efficient regeneration (combustion of soot) within the DPF 40. In addition, the load on the engine 7 is leveled out, improving fuel efficiency.
一方で、水田作業機がコンバインとして構成された場合には、モミの排出時や手こぎ作業時等、エンジンへの負荷が低いために排気温度が低く、DPF40のパッシブ再生が実施できない場合、制御部は、バッテリー残量が低下した側のバッテリーを選択して充電するよう構成することが望ましい。 On the other hand, when the paddy field working machine is configured as a combine harvester, when the load on the engine is low, such as when unloading rice or when hand-thredding, and the exhaust temperature is low and passive regeneration of the DPF 40 cannot be performed, it is desirable to configure the control unit to select and charge the battery with the lowest remaining battery level.
図7は、図1に示されたエンジン7の回転数とトルクとの関係を示すグラフである。 Figure 7 is a graph showing the relationship between the rotation speed and torque of the engine 7 shown in Figure 1.
本実施形態に係るエンジン7は、図2に示されるグリーンモードスイッチ23が押圧操作される度に、通常のトルクカーブを描く通常モードと、通常のトルクカーブよりもトルクを小さくしたトルクカーブを描くグリーンモードとの間で切り換え可能に構成されている。そして、グリーンモードに設定された状態で、エンジン7の回転数が規定値未満となると、制御部87は、第2モータジェネレータ34を駆動し、エンジン7の回転をアシストする。 The engine 7 according to this embodiment is configured to be switchable between a normal mode that draws a normal torque curve and a green mode that draws a torque curve with a torque smaller than that of the normal torque curve each time the green mode switch 23 shown in FIG. 2 is pressed. Then, when the engine 7 speed falls below a specified value while in the green mode, the control unit 87 drives the second motor generator 34 to assist the rotation of the engine 7.
一般的に、トルクを小さくしたトルクカーブを描くグリーンモードにおいては、低燃費を実現できる反面で、エンジン出力が下がってしまうという問題がある。これに対して、本実施形態においては、第2モータジェネレータ34の駆動によりエンジン7のトルクをアシストできるため、低燃費を実現しながらも、力強い出力を行うことができる。 Generally, in green mode, which draws a torque curve with reduced torque, low fuel consumption can be achieved, but there is a problem that engine output is reduced. In contrast, in this embodiment, the torque of the engine 7 can be assisted by driving the second motor generator 34, so that powerful output can be achieved while low fuel consumption is achieved.
さらに、本実施形態においては、グリーンモードに設定された状態で、第2、第3バッテリー42,43の出力電圧から計測されるバッテリー残量が、第1の所定値未満となった場合、グリーンモードから通常モードに自動的に移動される。その後、第2、第3バッテリー42,43の一方の残量が第1の所定値より大きい第2の所定値以上となった時点で、グリーンモードに自動的に移行(復帰)する。これにより、グリーンモードを継続することができるとともに、バッテリー残量が少なくなったときに、作業者によるグリーンモードスイッチ23の切換え操作が不要となり、利便性が高い。 Furthermore, in this embodiment, when the remaining battery charge measured from the output voltage of the second and third batteries 42, 43 falls below a first predetermined value while set in green mode, the mode is automatically switched from green mode to normal mode. Thereafter, when the remaining charge of one of the second and third batteries 42, 43 reaches or exceeds a second predetermined value that is greater than the first predetermined value, the mode automatically transitions (returns) to green mode. This allows the green mode to be continued, and eliminates the need for the operator to switch the green mode switch 23 when the remaining battery charge becomes low, making it highly convenient.
なお、図4ないし図7に係る構成は、作業用の電動モータ18によらずに、エンジンから伝達される動力により苗植付部を駆動する構成とした場合にも適用することができる。加えて、図7に係る上記グリーンモードの構成は、第2モータジェネレータ34への給電元(電力源)として、単一のバッテリーケースに収容された第2バッテリーのみを備える構成とした場合にも適用できる。この場合には、第2バッテリー42の残量が第1の所定値未満となった場合にグリーンモードから通常モードに自動的に移動され、その後、バッテリー残量が第2の所定値以上となった時点でグリーンモードに自動的に移行(復帰)するよう構成することが好ましい。
<本実施形態の技術的意義>
図1ないし図7に係る本実施形態によれば、苗の植付け作業を行う苗植付部63が電動モータ18により駆動されるよう構成されているから、エンジン7の出力を下げることができ、燃料消費と排気ガスの排出量を抑えることができる。
4 to 7 can also be applied to a configuration in which the seedling planting section is driven by power transmitted from the engine, not by the electric motor 18 for work. In addition, the green mode configuration in FIG. 7 can also be applied to a configuration in which only the second battery housed in a single battery case is provided as the power source (power source) for the second motor generator 34. In this case, it is preferable to configure the green mode to be automatically switched to the normal mode when the remaining charge of the second battery 42 falls below the first predetermined value, and then to automatically switch (return) to the green mode when the remaining charge of the battery becomes equal to or greater than the second predetermined value.
<Technical significance of this embodiment>
According to this embodiment shown in Figures 1 to 7, the seedling planting section 63 that performs the seedling planting work is configured to be driven by an electric motor 18, so that the output of the engine 7 can be reduced, thereby suppressing fuel consumption and exhaust gas emissions.
さらに、本実施形態によれば、エンジン7から出力される回転動力を走行車輪8,9に伝達する伝達機構15のうちの一対の後輪ギアケース51から、動力の一部を動力分配手段32により一対の第1モータジェネレータ33(発電機の一例)に分配し、この第1モータジェネレータ33により発電された電力が、電動モータ18に電力を供給する第1バッテリー17に蓄電されるよう構成されているから、作業者が第1バッテリー17に充電を行う手間を削減できる。なお、左側の第1モータジェネレータ33は、本発明の「左側発電機」の一例であり、右側の第1モータジェネレータ33は、本発明の「右側発電機」の一例である。 Furthermore, according to this embodiment, a portion of the power is distributed by the power distribution means 32 from a pair of rear wheel gear cases 51 of the transmission mechanism 15 that transmits the rotational power output from the engine 7 to the running wheels 8, 9 to a pair of first motor generators 33 (an example of a generator), and the electricity generated by the first motor generators 33 is stored in the first battery 17 that supplies power to the electric motor 18, thereby reducing the effort required of the operator to charge the first battery 17. The first motor generator 33 on the left side is an example of the "left side generator" of the present invention, and the first motor generator 33 on the right side is an example of the "right side generator" of the present invention.
加えて、本実施形態によれば、HST25及びフロントギアケース30により変速された動力を、一対の後輪駆動軸14(左側(の)後輪駆動軸14と右側(の)後輪駆動軸14)を通じて一対の後輪ギアケース51に伝達し、その後、一対の後輪ギアケース51から左右の後輪9に伝達するとともに、動力分配手段32によって一対の第1モータジェネレータ33に分配するよう構成されているから、一対の第1モータジェネレータ33で効果的に発電を行い、大きな電力を得ることができる。 In addition, according to this embodiment, the power changed in speed by the HST 25 and the front gear case 30 is transmitted to a pair of rear wheel gear cases 51 through a pair of rear wheel drive shafts 14 (left rear wheel drive shaft 14 and right rear wheel drive shaft 14), and then transmitted from the pair of rear wheel gear cases 51 to the left and right rear wheels 9, and is also distributed to a pair of first motor generators 33 by the power distribution means 32, so that the pair of first motor generators 33 can effectively generate electricity and obtain a large amount of power.
また、本実施形態によれば、一対の第1モータジェネレータ33により発電された電力が、単一のバッテリーケース17a内に収容された第1バッテリー17に蓄電されるよう構成されているから、一対の第1モータジェネレータ33により発電された電力を1つにまとめることができ、電動モータ18の電力源を、複数のバッテリーケースの間で切り換える機構と制御が不要となる。 In addition, according to this embodiment, the electric power generated by the pair of first motor generators 33 is stored in the first battery 17 housed in a single battery case 17a. This allows the electric power generated by the pair of first motor generators 33 to be combined into one, eliminating the need for a mechanism and control to switch the power source of the electric motor 18 between multiple battery cases.
一方、図8は、本発明の他の好ましい実施形態に係る水田作業機1のエンジン7を示す略斜視図である。本実施形態においては、以下に述べる点を除き、図1ないし図7に示された前記実施形態に係る水田作業機1と同様に構成されており、したがって同様の効果を得ることができる。 On the other hand, FIG. 8 is a schematic perspective view showing the engine 7 of a paddy field working machine 1 according to another preferred embodiment of the present invention. In this embodiment, except for the points described below, it is configured in the same way as the paddy field working machine 1 according to the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 7, and therefore can achieve the same effects.
本実施形態に係るエンジン7のアシスト用の第2モータジェネレータ34は、エンジン7のクランクシャフトに接続されたクランクプーリ7eに組み付けられている。このため、第2モータジェネレータ34は、クランクプーリ7eの回転に伴い回生駆動されることにより発電を行うとともに、アクセル開度が一定にも拘わらずエンジン7の回転数が規定数以上低下した場合に、制御部87の制御信号に基づき駆動し、クランクプーリ7eの回転をアシストする。 The second motor generator 34 for assisting the engine 7 in this embodiment is attached to the crank pulley 7e connected to the crankshaft of the engine 7. Therefore, the second motor generator 34 generates electricity by being regeneratively driven with the rotation of the crank pulley 7e, and when the engine 7 speed drops by a specified number or more even though the accelerator opening is constant, it is driven based on a control signal from the control unit 87 to assist the rotation of the crank pulley 7e.
このように、回生駆動時にクランクプーリ7eから出力を取り出すよう構成することで、第2モータジェネレータ34の配置が容易となる。 In this way, by configuring the output to be extracted from the crank pulley 7e during regenerative driving, it becomes easier to position the second motor generator 34.
また、従来の作業機においては、ジェネレータ部にモータジェネレータを組み付け、エンジンのアシスト時にモータジェネレータを駆動し、モータジェネレータの出力をエンジンのタイミングベルトに伝達するのが一般的である。しかしながら、この場合、ベルトに動力伝達を行うため、伝動効率が低いとともに、タイミングベルトへの負荷が高く、タイミングベルトの寿命が短くなってしまうという問題がある。 In addition, in conventional work machines, it is common to attach a motor generator to the generator section, drive the motor generator when the engine is assisting, and transmit the output of the motor generator to the timing belt of the engine. However, in this case, since the power is transmitted to the belt, there are problems in that the transmission efficiency is low and the load on the timing belt is high, shortening the life of the timing belt.
これに対し、本実施形態においては、アシスト用の第2モータジェネレータ34の駆動時に、クランクプーリ7eに出力を伝えるよう構成されている。このため、第2モータジェネレータ34の動力を効率よくエンジン7側へ伝達できるとともに、タイミングベルト7fへの負荷をなくし、長寿命化することができる。 In contrast, in this embodiment, the second motor generator 34 for assist is configured to transmit output to the crank pulley 7e when it is driven. This allows the power of the second motor generator 34 to be transmitted efficiently to the engine 7, while eliminating the load on the timing belt 7f and lengthening its life.
また、クランクプーリ7eから第2モータジェネレータ34へ異常な高負荷が掛かった場合には、第2モータジェネレータ34とクランクプーリ7eとの接続部が破断することで、第2モータジェネレータ34の破損を防止できる。 In addition, if an abnormally high load is applied from the crank pulley 7e to the second motor generator 34, the connection between the second motor generator 34 and the crank pulley 7e breaks, preventing damage to the second motor generator 34.
なお、図8に係る構成は、作業用の電動モータ18によらずに、エンジンから伝達される動力により苗植付部を駆動する構成とした場合にも適用することができる。 The configuration shown in FIG. 8 can also be applied when the seedling planting section is driven by power transmitted from the engine, rather than by the electric motor 18 for operation.
一方、図9は、本発明のさらに他の好ましい実施形態に係る水田作業機1のエンジン7を示す略斜視図であり、図9(a)は、エンジン7においてギヤケース7gが取り付けられた状態を示す略斜視図であり、図9(b)は、エンジン7においてギヤケース7gが取り外された状態を示す略斜視図である。 On the other hand, FIG. 9 is a schematic perspective view showing the engine 7 of a paddy field working machine 1 according to yet another preferred embodiment of the present invention, with FIG. 9(a) being a schematic perspective view showing the engine 7 with a gear case 7g attached, and FIG. 9(b) being a schematic perspective view showing the engine 7 with the gear case 7g removed.
また、図10は、図9に示されたエンジン7の種々のギヤを露出させた状態を示す略正面図である。 Figure 10 is a schematic front view showing the various gears of the engine 7 shown in Figure 9.
本実施形態においては、以下に述べる点を除き、図1ないし図7に示された実施形態に係る水田作業機1と同様に構成されており、したがって同様の効果を得ることができる。 In this embodiment, except for the points described below, it is configured in the same way as the paddy field working machine 1 according to the embodiment shown in Figures 1 to 7, and therefore can achieve the same effects.
本実施形態に係るエンジン7のアシスト用の第2モータジェネレータ34は、エンジン7の高圧ポンプ7hの下方であって、サイドタップ7iよりも上方の位置に配置され、フロントプレート7jに固定されている。この位置は、従来の水田作業機において、ハイドロポンプを組付けし、ギヤ駆動で動力を伝達していた部分である。また、第2モータジェネレータ34により発電を行うことができ、従来のモータ機能を有しない発電機が不要となる。このため、従来の水田作業機においてモータ機能を有しない発電機が組み付けられていたエンジン7の部分には、ベルトテンショナー(テンションプーリ)7sが組み付けられている。このように構成することにより、従来と同様の部品構成にて対応することが可能になる(換言すれば、部品を共用できる)。 The second motor generator 34 for assisting the engine 7 in this embodiment is located below the high-pressure pump 7h of the engine 7 and above the side tap 7i, and is fixed to the front plate 7j. In conventional paddy field working machines, this position corresponds to the portion where a hydropump is attached and power is transmitted by gear drive. In addition, the second motor generator 34 can generate electricity, eliminating the need for a conventional generator without motor function. For this reason, a belt tensioner (tension pulley) 7s is attached to the portion of the engine 7 where a generator without motor function was attached in conventional paddy field working machines. This configuration makes it possible to use the same parts configuration as in the past (in other words, parts can be shared).
第2モータジェネレータ34から出力された動力は、アクセル開度が一定にも拘わらずエンジン7の回転数が規定数以上低下したときに、バルブを駆動するギヤトレイン7kでエンジン7側に伝達される。換言すれば、第2モータジェネレータ34によって、ギヤトレイン7kを駆動するよう構成されている。 The power output from the second motor generator 34 is transmitted to the engine 7 side by the gear train 7k that drives the valves when the engine 7 speed drops below a specified number even though the accelerator opening is constant. In other words, the gear train 7k is driven by the second motor generator 34.
このように、第2モータジェネレータ34からの動力伝達をギヤ駆動とすることにより、図8に示された実施形態と同様に、第2モータジェネレータ34の動力を効率よくエンジン7側へ伝達できるとともに、タイミングベルト7fを長寿命化することができる。加えて、従来の水田作業機へ、大きな形状変更を伴わずに、エンジンをアシストすることを目的としてモータジェネレータを配置することが可能になる。 In this way, by using gear drive to transmit power from the second motor generator 34, the power of the second motor generator 34 can be efficiently transmitted to the engine 7, and the life of the timing belt 7f can be extended, similar to the embodiment shown in FIG. 8. In addition, it is possible to install a motor generator to assist the engine in a conventional paddy field working machine, without making any major changes to its shape.
さらに、ギヤトレイン7kをバランサ駆動用と共用することで、第2モータジェネレータ34をコンパクトに配置することができる。なお、第2モータジェネレータ34に代えて、発電機能を有しないモータを組み付けすることも可能である。この場合にも、エンジン出力をモータによりアシストできる。 Furthermore, by sharing the gear train 7k for driving the balancer, the second motor generator 34 can be arranged compactly. Note that it is also possible to install a motor without a power generating function instead of the second motor generator 34. In this case, too, the engine output can be assisted by the motor.
本実施形態においては、エンジン7に異常燃焼(オーバーラン)が発生した場合に、第2モータジェネレータ34のトルクにより減速が行われる。 In this embodiment, if abnormal combustion (overrun) occurs in the engine 7, deceleration is performed using the torque of the second motor generator 34.
図10に示されるように、アイドルギヤ7mのギヤ直径はクランクギヤ7nの3倍以上の大きさとすることが好ましく、モータジェネレータギヤ7oは高圧ポンプギヤ7qよりも下方に配置されることが好ましく、モータジェネレータギヤ7oはクランクギヤ7nよりも上方に配置することが好ましく、モータジェネレータギヤ7oは高圧ポンプ7hよりもエンジン7の幅方向において外側に配置されることが好ましく、モータジェネレータギヤ7oはカムギヤ7pの反対側の側面に配置されることが好ましい。なお、図10に示される「7r」は、オイルポンプギヤを示す符号である。 As shown in FIG. 10, it is preferable that the gear diameter of the idle gear 7m is three or more times larger than that of the crank gear 7n, the motor generator gear 7o is preferably positioned below the high-pressure pump gear 7q, the motor generator gear 7o is preferably positioned above the crank gear 7n, the motor generator gear 7o is preferably positioned outside the high-pressure pump 7h in the width direction of the engine 7, and the motor generator gear 7o is preferably positioned on the opposite side of the cam gear 7p. Note that "7r" in FIG. 10 is the symbol for the oil pump gear.
また、本実施形態においては、DPF40がエンジン7の上側に横置きに配置されているとともに、断熱材付きのブリーザASSYをリヤプレートの後端部よりも後ろ寄りに配置されている。 In addition, in this embodiment, the DPF 40 is disposed horizontally above the engine 7, and the breather assembly with heat insulation is disposed rearward of the rear end of the rear plate.
図11は、図9に示されたエンジン7を始動する際のモータ回転数と時間との関係を示すグラフであり、エンジン7が始動されるまでの時間におけるスタータモータと第2モータジェネレータ34の駆動のオンオフのタイムチャートも示されている。 Figure 11 is a graph showing the relationship between motor rotation speed and time when starting the engine 7 shown in Figure 9, and also shows a time chart of the on/off driving of the starter motor and the second motor generator 34 until the engine 7 is started.
本実施形態に係る水田作業機1は、エンジン7をアシストする第2モータジェネレータ34に加え、エンジン7を始動させるスターターモータを備えている。そして、スターターモータが駆動され、停止した時点で、エンジン7の回転数が、所定値未満であり、回転数が十分に上昇していないと認められる場合、制御部87は、エンジン7の回転数が所定値以上となり、十分に上昇したと認められるまでの間の第2モータジェネレータ34を駆動するよう構成されている。これにより、第2モータジェネレータ34によりエンジン7の始動をアシストできるため、特に、低温時に、スターターモータの停止後、エンジンストールしてしまうことや始動のもたつきを防止でき、エンジン7をスムーズに始動させることができる。 The paddy field working machine 1 according to this embodiment is equipped with a starter motor that starts the engine 7, in addition to the second motor generator 34 that assists the engine 7. Then, when the starter motor is driven and stopped, if it is determined that the engine 7 rotation speed is below a predetermined value and the rotation speed has not increased sufficiently, the control unit 87 is configured to drive the second motor generator 34 until the engine 7 rotation speed reaches or exceeds the predetermined value and is determined to have increased sufficiently. This allows the second motor generator 34 to assist the starting of the engine 7, which can prevent engine stall or sluggish starting after the starter motor is stopped, particularly at low temperatures, and allows the engine 7 to start smoothly.
なお、図9ないし図11に係る構成は、作業用の電動モータ18によらずに、エンジンから伝達される動力により苗植付部を駆動する構成とした場合にも適用することができる。 The configurations shown in Figures 9 to 11 can also be applied when the seedling planting section is driven by power transmitted from the engine, rather than by the electric motor 18 for operation.
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included within the scope of the present invention.
例えば、図1ないし図11に示された各実施形態においては、第1モータジェネレータ33は発電機としてのみに用いられているが、発電機としての機能と電動機としての機能を備える第1モータジェネレータ33を用いて、例えば非走行時に、苗植付部63や施肥装置26等の作業機を駆動できるよう構成してもよい。この場合、モータジェネレータ33は、本発明の「発電機」と「作業用電動モータ」を兼ねることとなる。さらに、第1モータジェネレータ33を駆動し、ベルト式の動力伝達機構等により構成される動力分配手段32に(逆に)動力を伝達し、後輪ギアケース51、及び後輪車軸82を介して、走行車輪8,9を回転駆動するよう構成してもよい。この場合には、エンジン7を作動させることなく、モータジェネレータ33の駆動により、後輪駆動で水田作業機1をEV走行させることができ、排気ガスの排出を防止できる。加えて、燃料残量がなくなったことによりエンジン7がストップしてしまった場合でも、走行を継続できる。なお、この場合、フロントギアケース30内でクラッチを切ることにより、フロントギアケース30とHST25との間の動力伝達を遮断してもよく、一対の前輪8への動力伝達を遮断してもよい。 For example, in each embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 11, the first motor generator 33 is used only as a generator, but the first motor generator 33 having both a function as a generator and a function as an electric motor may be used to drive a work machine such as the seedling planting unit 63 or the fertilizer applicator 26, for example, when the vehicle is not traveling. In this case, the motor generator 33 serves as both the "generator" and the "work electric motor" of the present invention. Furthermore, the first motor generator 33 may be driven to transmit power (inversely) to the power distribution means 32, which is composed of a belt-type power transmission mechanism or the like, and the running wheels 8, 9 may be rotated and driven via the rear wheel gear case 51 and the rear wheel axle 82. In this case, the paddy field work machine 1 can be driven in EV mode by the rear wheel drive by driving the motor generator 33 without operating the engine 7, and exhaust gas can be prevented from being discharged. In addition, even if the engine 7 stops due to lack of fuel, the vehicle can continue traveling. In this case, the power transmission between the front gear case 30 and the HST 25 may be interrupted by disengaging the clutch within the front gear case 30, and the power transmission to the pair of front wheels 8 may be interrupted.
また、図1ないし図11に示された各実施形態にかかる水田作業機1は、動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電する「発電機」として、第1モータジェネレータ33が用いられているが、電動機としての機能を有しない発電機により発電を行うよう構成してもよい。 In addition, the paddy field working machine 1 according to each embodiment shown in Figures 1 to 11 uses the first motor generator 33 as a "generator" that receives the rotational power distributed by the power distribution means and generates electricity, but it may be configured to generate electricity using a generator that does not function as an electric motor.
さらに、図1ないし図11に示された各実施形態にかかる水田作業機1の走行装置は前輪8及び後輪9を含んで構成されているが、クローラ等を含んで構成されてもよい。 Furthermore, the running gear of the paddy field working machine 1 in each embodiment shown in Figures 1 to 11 includes front wheels 8 and rear wheels 9, but may also include crawlers, etc.
加えて、図1ないし図11に示された各実施形態においては、HST25で変速した回転動力を、さらにフロントギアケース30内で副変速レバー36の操作位置に応じた速度に変速した後、一対の後輪伝動軸及び一対の後輪ギアケース51を通じて左右の後輪9に伝達するよう構成されているが、たとえば、HSTから変速済みの動力を受けたフロントギアケース(さらに内部で変速)から単一のプロペラシャフトにより左右の後輪の間の近傍まで電動した後、左右の後輪の間に配置したディファレンシャル機構を介して、左右の後輪に伝動するよう構成してもよい。 In addition, in each embodiment shown in Figures 1 to 11, the rotational power changed in speed by the HST 25 is further changed in speed within the front gear case 30 to a speed corresponding to the operating position of the sub-shift lever 36, and then transmitted to the left and right rear wheels 9 through a pair of rear wheel transmission shafts and a pair of rear wheel gear cases 51. However, for example, it may be configured so that the power already changed in speed from the HST is electrically driven from the front gear case (which is further changed internally) to the vicinity between the left and right rear wheels by a single propeller shaft, and then transmitted to the left and right rear wheels via a differential mechanism arranged between the left and right rear wheels.
この場合には、単一のプロペラシャフトや、ディファレンシャル機構から左右に延びる後輪車軸などに、ベルト式等の動力分配手段を配置し、ジェネレータ(発電機)やモータジェネレータに動力を分配することで、エンジンから伝達される動力で発電を行い、作業用の電動モータを駆動して農作業を行うことができる。 In this case, a power distribution means such as a belt type is arranged on a single propeller shaft or on the rear wheel axles extending to the left and right from the differential mechanism, and power is distributed to a generator or motor generator, so that electricity can be generated using the power transmitted from the engine to drive an electric motor for work, thereby carrying out agricultural work.
さらに、図1ないし図11に示された各実施形態においては、左右の後輪ギアケース51から動力を第1モータジェネレータ33に分配するよう構成されているが、例えばフロントギアケース30から前輪8へ伝達されるまでの動力伝達路や、HST25からフロントギアケース30までの動力伝達路等に、モータジェネレータ又は電動機としての機能を有しない発電機への動力分配手段を配置してもよい。 Furthermore, in each embodiment shown in Figures 1 to 11, the power is distributed from the left and right rear wheel gear cases 51 to the first motor generator 33, but a power distribution means to a generator that does not function as a motor generator or electric motor may be arranged, for example, in the power transmission path from the front gear case 30 to the front wheels 8, or in the power transmission path from the HST 25 to the front gear case 30, etc.
また、図1ないし図11に示された各実施形態においては、水田作業機1は田植機として構成されているが、本発明に係る水田作業機は、コンバインやトラクタ等により構成されてもよい。 In addition, in each embodiment shown in Figures 1 to 11, the paddy field working machine 1 is configured as a rice transplanter, but the paddy field working machine according to the present invention may be configured as a combine harvester, a tractor, etc.
例えば、水田作業機をコンバインにより構成する場合、エンジン回転数が規定数以上にわたって低下したときに、第2モータジェネレータによりエンジンをアシストすることが好ましいが、エンジン回転数が規定数以上低下し、且つ、刈脱部が駆動中であることを条件として、第2モータジェネレータによる動力アシスト量を増加させることがより好ましい。これにより、刈り取り作業時の回転低下を軽減し、作業性を向上できるとともに、アシスト量の増加を刈取り作業中に限定することで、バッテリーの消費を抑制できる。 For example, if the paddy field working machine is a combine harvester, it is preferable to assist the engine with the second motor generator when the engine speed drops by more than a specified number, but it is more preferable to increase the amount of power assist by the second motor generator on the condition that the engine speed drops by more than a specified number and the cutting unit is in operation. This reduces the drop in rotation during cutting work, improving workability, and by limiting the increase in the amount of assistance to the time of cutting work, battery consumption can be reduced.
また、エンジン回転数が規定数以上低下したときに、第2モータジェネレータによりエンジンをアシストするとき、グレンタンク内のモミ量が多ければ多いほど、第2モータジェネレータによるアシスト量を大きくすることが好ましい。一般的に、急旋回時で、特に、モミ量が多い場合に、エンジン回転数が大きく低下することがあるが、このように構成することにより、回転数の低下を低減できるとともに、モミ量が少ないときに、バッテリーの消費を抑制できる。 In addition, when the engine speed drops below a specified number and the second motor generator assists the engine, it is preferable to increase the amount of assistance by the second motor generator the more the amount of lumber in the grain tank. Generally, when making sharp turns, especially when there is a large amount of lumber, the engine speed can drop significantly, but by configuring in this way, it is possible to reduce the drop in speed and also suppress battery consumption when the amount of lumber is small.
さらに、水田作業機をトラクタにより構成する場合、エンジン回転数が規定数以上にわたって低下したときに、第2モータジェネレータによりエンジンをアシストすることが好ましいが、エンジン回転数が規定数以上低下し、且つ、牽引モードが選択されていることを条件として、第2モータジェネレータによる動力アシスト量を増加させることがより好ましい。牽引作業中は、トラクタに大きな負荷が掛かるため、エンジン回転数が低下しやすいが、第2モータジェネレータによりアシストすることで、作業性を向上できる。加えて、第2モータジェネレータによるアシスト量の増加を牽引作業中に限定することにより、バッテリーの消費を抑制できる。 Furthermore, when the paddy field working machine is configured as a tractor, it is preferable to assist the engine with the second motor generator when the engine speed drops to a specified number or more, but it is more preferable to increase the amount of power assist by the second motor generator on the condition that the engine speed drops to a specified number or more and towing mode is selected. During towing work, a large load is placed on the tractor, so the engine speed is likely to drop, but by providing assistance from the second motor generator, workability can be improved. In addition, by limiting the increase in the amount of assistance by the second motor generator to when towing work is being performed, battery consumption can be reduced.
加えて、水田作業機をトラクタにより構成する場合、エンジンのアクセル開度が一定にも拘わらず、エンジン回転数が規定数以上低下する場合に、第2モータジェネレータによりエンジン回転をアシストすることが好ましい。このように、エンジン回転数が低下する場合にのみ、モータアシストを行うことにより、早期にバッテリー残量がなくなるのを防止できる。 In addition, when the paddy field working machine is configured as a tractor, it is preferable to assist engine rotation with the second motor generator when the engine speed drops by more than a specified number even though the engine accelerator opening is constant. In this way, by performing motor assistance only when the engine speed drops, it is possible to prevent the battery from running out of power early.
また、水田作業機をトラクタにより構成する場合、作業機昇降レバーが下げ位置へ移動した後の所定時間の間に、エンジン回転数が規定数以上低下したことを条件として、第2モータジェネレータによる動力アシスト量を増加させることが好ましい。これにより、作業機が接地した際のエンジン回転数の低下を軽減し、作業性を向上できるとともに、アシスト量の増加を接地時に限定することで、バッテリーの消費を抑制できる。 In addition, when the paddy field working machine is configured as a tractor, it is preferable to increase the amount of power assist by the second motor generator on the condition that the engine speed drops by a specified number or more during a specified time after the working machine lift lever is moved to the lowered position. This reduces the drop in engine speed when the working machine touches the ground, improving workability, and by limiting the increase in the amount of assist to when the machine touches the ground, battery consumption can be reduced.
さらに、水田作業機をトラクタにより構成する場合、図12に示すように、作業機としてのロータリーを昇降するロータリー昇降スイッチの「下げ」操作に連動して、ロータリーの接地(耕耘開始)から数秒間にわたって、第2モータジェネレータによりエンジン回転をアシストすることが好ましい。PTOを下げてロータリーが接地した直後の耕耘開始時はエンジンへの負荷が大きいため、このように構成することにより、耕耘特性の悪化、エンジンストールを防止できる。 Furthermore, when the paddy field working machine is configured as a tractor, as shown in FIG. 12, it is preferable to assist engine rotation by the second motor generator for several seconds from the time the rotary touches the ground (start of tilling) in conjunction with the "down" operation of the rotary lift switch that raises and lowers the rotary as the working machine. Since the load on the engine is large at the start of tilling immediately after the PTO is lowered and the rotary touches the ground, by configuring it in this way, it is possible to prevent deterioration of tilling characteristics and engine stall.
ここで、第2モータジェネレータによるエンジン回転のアシスト時間は、第2モータジェネレータに電力を供給するバッテリー残量が多いほど長くし、バッテリー残量が短いほど短くするよう構成することがより好ましい。このように構成することによって、早期にバッテリー残量がなくなることを効果的に防止できる。 Here, it is more preferable to configure the time for which the second motor generator assists the engine rotation to be longer as the remaining charge of the battery supplying power to the second motor generator increases, and shorter as the remaining charge of the battery decreases. By configuring in this way, it is possible to effectively prevent the battery from running out of charge prematurely.
なお、コンバイン及びトラクタについてのこれらの動力アシストについては、第2モータジェネレータに代えて、発電機能を有しないモータにより行われるよう構成してもよい。 In addition, the power assist for combines and tractors may be configured to be performed by a motor without a power generating function instead of the second motor generator.
1 水田作業機
2 走行車体
3 メインフレーム
4 ベルト式動力伝達機構
5 昇降リンク装置
6 後部フレーム
7 エンジン
8 前輪
9 後輪
10 リンクベースフレーム
11 上下リンクアーム
12 昇降油圧シリンダ
13 前輪ファイナルケース
14 後輪伝動軸
15 動力伝達機構
17 バッテリー
18 電動モータ
19 植付入切スイッチ
21 施肥伝動機構
23 グリーンモードスイッチ
24 副変速レバー
25 HST
26 施肥装置
27 植付クラッチモータ
28 操舵機構
30 ミッションケース
31 前輪車軸
32 動力分配手段
33 第1モータジェネレータ
34 第2モータジェネレータ
35 主変速レバー
36 副変速レバー
37 第1PTOギア
38 第2PTOギア
39 油圧ポンプ
40 DPF
42 第2バッテリー
43 第3バッテリー
45 切換アーム回動軸
47 フロントカバー
48 操縦席
49 操縦部
51 後輪ギアケース
56 ステアリングホイール
59 植付伝動軸
60 フロアステップ
63 苗植付部
64 植付装置
65 苗タンク
67 駆動軸
69 植付具
70 苗取出口
71 植付伝動部
72 苗送りベルト
79 SSレバー
81 ブレーキペダル
82 後輪車軸
83 ステアリングポスト
85 上部リンクアーム
86 下部リンクアーム
87 制御部
1 Paddy field working machine 2 Traveling vehicle body 3 Main frame 4 Belt type power transmission mechanism 5 Lifting link device 6 Rear frame 7 Engine 8 Front wheel 9 Rear wheel 10 Link base frame 11 Upper and lower link arm 12 Lifting hydraulic cylinder 13 Front wheel final case 14 Rear wheel transmission shaft 15 Power transmission mechanism 17 Battery 18 Electric motor 19 Planting on/off switch 21 Fertilization transmission mechanism 23 Green mode switch 24 Sub-speed lever 25 HST
26 Fertilizer applicator 27 Planting clutch motor 28 Steering mechanism 30 Transmission case 31 Front wheel axle 32 Power distribution means 33 First motor generator 34 Second motor generator 35 Main shift lever 36 Sub shift lever 37 First PTO gear 38 Second PTO gear 39 Hydraulic pump 40 DPF
42 Second battery 43 Third battery 45 Switching arm rotating shaft 47 Front cover 48 Pilot seat 49 Pilot section
51 Rear wheel gear case 56 Steering wheel 59 Planting transmission shaft 60 Floor step 63 Seedling planting section 64 Planting device 65 Seedling tank 67 Drive shaft 69 Planting tool 70 Seedling removal port 71 Planting transmission section 72 Seedling feed belt 79 SS lever 81 Brake pedal 82 Rear wheel axle 83 Steering post 85 Upper link arm 86 Lower link arm 87 Control section
Claims (3)
前記走行装置の動力源としてのエンジンと、
前記エンジンから出力される回転動力を前記走行装置に伝達する伝達機構と、
前記作業機を駆動する作業用電動モータと、
前記伝達機構から回転動力の一部を分配する動力分配手段と、
前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電する発電機とを備え、
前記エンジンの作動時に前記発電機により発電された電力は、前記作業用電動モータに電力を供給するバッテリーに蓄電されるよう構成され、
前記走行装置は、左右一対の前輪と、左右一対の後輪を含んで構成され、
前記伝達機構は、前記エンジンから出力される回転動力を受けて変速する静油圧式無段変速装置と、
前記静油圧式無段変速装置から出力される回転動力を変速するとともに、前記左右一対の前輪と前記左右一対の後輪に伝動する後輪駆動軸とに伝達する前側ギアケースと、
左右一対の後輪ギアケースとを備え、
前記後輪駆動軸は、左右一対の後輪駆動軸であって、左側の後輪に伝動する左側後輪駆動軸と、右側の後輪に伝動する右側後輪駆動軸とを備え、
前記左右一対の後輪ギアケースは、前記左側後輪駆動軸から回転動力を受けて左側の後輪に伝達する左側後輪ギアケースと、前記右側後輪駆動軸から回転動力を受けて右側の後輪に伝達する右側後輪ギアケースとを備え、
前記バッテリーは、単一のバッテリーケース内に収容され、
前記動力分配手段は、前記左右一対の後輪ギアケースから前記左右一対の後輪に伝達される回転動力の一部を前記発電機に分配し、
前記発電機は、左右一対の発電機であって、左側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される左側発電機と、右側の後輪に伝達される回転動力の一部が分配される右側発電機とを備えるとともに、前記動力分配手段により分配された回転動力を受けて発電した電力を前記バッテリーに蓄電するよう構成されたことを特徴とする水田作業機。 A paddy field working machine having a traveling device and a working machine for performing agricultural work,
An engine as a power source for the traveling device;
a transmission mechanism that transmits rotational power output from the engine to the traveling device;
an electric motor for driving the working machine;
a power distribution means for distributing a part of the rotational power from the transmission mechanism;
a generator that receives the rotational power distributed by the power distribution means and generates electricity,
The electric power generated by the generator during operation of the engine is stored in a battery that supplies electric power to the work electric motor,
The traveling device includes a pair of left and right front wheels and a pair of left and right rear wheels,
The transmission mechanism includes a hydrostatic continuously variable transmission that receives rotational power output from the engine and changes speed;
a front gear case that changes the speed of the rotational power output from the hydrostatic continuously variable transmission and transmits the rotational power to a rear wheel drive shaft that transmits the rotational power to the pair of left and right front wheels and the pair of left and right rear wheels;
A pair of left and right rear wheel gear cases,
The rear-wheel drive shafts are a pair of left and right rear-wheel drive shafts, including a left rear-wheel drive shaft that transmits power to the left rear wheel and a right rear-wheel drive shaft that transmits power to the right rear wheel,
the pair of left and right rear wheel gear cases includes a left rear wheel gear case that receives rotational power from the left rear wheel drive shaft and transmits the rotational power to a left rear wheel, and a right rear wheel gear case that receives rotational power from the right rear wheel drive shaft and transmits the rotational power to a right rear wheel,
The batteries are housed in a single battery case;
the power distribution means distributes a portion of the rotational power transmitted from the pair of left and right rear wheel gear cases to the pair of left and right rear wheels to the generator;
The generators are a pair of left and right generators, comprising a left generator to which a portion of the rotational power transmitted to the left rear wheel is distributed, and a right generator to which a portion of the rotational power transmitted to the right rear wheel is distributed, and the paddy field working machine is configured to receive the rotational power distributed by the power distribution means and store the generated electricity in the battery.
前記苗植付部は、苗マットが載置される苗タンクと、前記苗タンクの下端部に位置する苗を圃場に植え付ける植付装置と、前記苗タンクに載置された苗マットを前記苗タンクの下端部へ搬送する苗送りベルトとを備え、
前記作業用電動モータの駆動により、前記苗タンク、前記植付装置、及び前記苗送りベルトが駆動されるよう構成されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の水田作業機。 The working machine is configured with a seedling planting unit that plants seedlings in a field,
The seedling planting section includes a seedling tank on which a seedling mat is placed, a planting device that plants the seedlings located at the lower end of the seedling tank in a field, and a seedling transport belt that transports the seedling mat placed in the seedling tank to the lower end of the seedling tank.
3. The paddy field working machine according to claim 1 or 2, characterized in that the seedling tank, the planting device, and the seedling feed belt are driven by the driving of the working electric motor.
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