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CN115703367A - 作业车辆 - Google Patents

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CN115703367A
CN115703367A CN202210991946.3A CN202210991946A CN115703367A CN 115703367 A CN115703367 A CN 115703367A CN 202210991946 A CN202210991946 A CN 202210991946A CN 115703367 A CN115703367 A CN 115703367A
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CN
China
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electric motor
work vehicle
battery
hood
disposed
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CN202210991946.3A
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纲岛太郎
增田龙太郎
马场裕佑
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Iseki and Co Ltd
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Iseki and Co Ltd
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Priority claimed from JP2021132621A external-priority patent/JP7365585B2/ja
Priority claimed from JP2021167944A external-priority patent/JP7573177B2/ja
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Abstract

本发明提供了一种作业车辆，其中防止了作业车辆在前后方向上的重量平衡的变差并且改善了可操纵性。其中形成有预定空间的机罩(5)设置在行驶车身(1)的前部，操作者乘坐的控制部(6)设置在机罩(5)的后侧，被配置为驱动后轮(3)的第一电动马达(30)和被配置为驱动作业机械(4)的第二电动马达(40)设置在控制部(6)的控制座椅(60)的下部后侧，并且被配置为储存要提供给第一电动马达(30)和第二电动马达(40)的电力的电池(50)设置在由机罩(5)形成的空间中。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及在公园等中行进并且执行修剪草坪等的作业车辆。
背景技术
在相关技术中，在作业车辆中已知了一种方法，其中将发动机安装在机罩部并且将发动机的输出旋转传递到后轮或由作业车辆的下部支撑为能上下移动的作业机械(例如割草机甲板)，从而驱动作业车辆。(JP-A-2003-158907)
另外，在作业车辆中已知了一种方法，其中将电池安装在作业车辆的后部，将电池的电力提供给电动马达并且将电动马达的输出旋转传递到后轮或由作业车辆的前部支撑为能上下移动的作业机械(例如割草机甲板)，从而驱动作业车辆。(JP-2020-156340)
然而，在JP-A-2003-158907的方法中，由于将发动机的输出旋转传递到后轮或作业机械的传动装置的构造复杂并且部件的数量较大，因此作业车辆的重量可能较重。
此外，在JP-2020-156340的方法中，由于电池安装在作业车辆的后部，因此作业车辆的前后方向上的重量平衡可能变差，并且可操纵性可能变差。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种作业车辆，其中作业车辆的重量被减小，并且作业车辆的前后方向的重量平衡得到改善，从而提高可操纵性。
解决上述问题的发明如下。
即，根据权利要求1的发明是一种作业车辆，其包括：设置在行驶车身(1)的前部的左右一对前轮(2)；设置在行驶车身(1)的后部的左右一对后轮(3)；以及设置在行驶车身(1)的下表面上的作业机械(4)。
机罩(5)设置在行驶车身(1)的前部，并且操作者乘坐的控制部(6)设置在机罩(5)的后侧，
被配置为驱动后轮(3)的第一电动马达(30)和被配置为驱动作业机械(4)的第二电动马达(40)设置在控制部(6)的控制座椅(60)的下部后侧，并且
电池(50)设置在由机罩(5)形成的空间中，电池被配置为储存提供给第一电动马达(30)和第二电动马达(40)的电力。
根据权利要求2的发明是根据权利要求1的作业车辆，其中，第一电动马达(30)的第一输出轴(30A)沿着左右方向设置，并且第二电动马达(40)的第二输出轴(40A)沿着前后方向设置。
根据权利要求3的发明是根据权利要求2的作业车辆，其中，齿轮箱(31)设置在第一电动马达(30)的一侧，齿轮箱被配置为将第一输出轴(30A)的输出旋转传递到下部的驱动轴(33)，
后轮(3)和齿轮箱(31)通过在左右方向上延伸的驱动轴(33)联接，并且第二电动马达(40)设置在第一电动马达(30)下方，并且
第二输出轴(40A)设置在驱动轴(33)上方。
根据权利要求4的发明是根据权利要求3的作业车辆，其中，第二电动马达(40)设置在第一电动马达(30)下方，并且
第二输出轴(40A)在驱动轴(33)上方设置成在平面视图中与驱动轴(33)相交。
根据权利要求5的发明是根据权利要求1至4中任一项的作业车辆，其中，被配置为储存由作业机械(4)切割的杂草的草收集容器(7)设置在控制部(6)的后侧，并且作业机械(4)的出口端口和草收集容器(7)的入口端口通过斜槽(46)彼此连通，
第一电动马达(30)和第二电动马达(40)被设置为在左右方向上向一侧偏移，并且
斜槽(46)设置在第一电动马达(30)和第二电动马达(40)的另一侧。
根据本发明，其中形成有预定空间的机罩(5)设置在行驶车身(1)的上表面的前侧，操作者乘坐的控制部(6)设置在机罩(5)的后侧，被配置为驱动后轮(3)的第一电动马达(30)和被配置为驱动作业机械(4)的第二电动马达(40)设置在控制部(6)的控制座椅(60)的下部后侧，并且被配置为储存要提供给第一电动马达(30)和第二电动马达(40)的电力的电池(50)设置在机罩(5)上。因此，可以改进行驶车身(1)的重量平衡。可以有效地利用在机罩(5)中形成的空间。
根据权利要求2的发明，第一电动马达(30)的第一输出轴(30A)沿着左右方向设置，并且第二电动马达(40)的第二输出轴(40A)沿着前后方向设置。可以减少第一电动马达(30)和后轮(3)之间的传动机构和第二电动马达(40)和作业机械(4)的传动机构的部件的数量，从而进一步减少施加到行驶车身(1)上的载荷。
根据权利要求3的发明，用于使第一输出轴(30A)的输出旋转减速并切换旋转方向的齿轮箱(31)设置在第一电动马达(30)的一侧，后轮(3)和齿轮箱(31)通过在左右方向上延伸的驱动轴(33)联接，并且第一电动马达(30)设置在第二电动马达(40)上方，并且第二输出轴(40A)设置在驱动轴(33)上方。因此，可以有效地利用在第一电动马达(30)下方形成的空间。
根据权利要求4的发明，第二电动马达(40)设置在第一电动马达(30)下方，并且第二输出轴(40A)在驱动轴(33)上方设置成在平面视图中与驱动轴(33)相交。因此，可有效地利用在第一电动马达(30)下方形成的空间。
根据权利要求5的发明，第一电动马达(30)和第二电动马达(40)被设置为在左右方向上向一侧偏移，并且斜槽(46)设置在第一电动马达(30)和第二电动马达(40)的另一侧。因此，可在第一电动马达(30)和第二电动马达(40)的相对侧设置大的斜槽(46)。
附图说明
图1是作业车辆的左侧视图。
图2是其中机罩盖处于打开姿势的作业车辆的左侧视图。
图3是作业车辆的主要部分的立体图，其中作业车辆的一部分被切除。
图4是作业车辆的后视图。
图5是后轮和作业机械的主要部分的平面视图。
图6是后轮和作业机械的主要部分的左侧视图。
图7是用于后轮的电动马达和用于作业机械的电动马达的左侧视图。
图8是行驶车身的立体图。
图9是转向柱的立体图。
图10是电池和电池托架的立体图。
图11是电池托架的立体图。
图12是前轮、电池和电池托架的前视图。
图13是充电器和储存箱的立体图，该储存箱储存设置在电池的前侧的充电线缆。
图14是图13的主要部分的立体图。
图15是其上安装有充电器和储存箱的板的立体图。
图16是电池和充电器的主要部分的左侧视图。
图17是充电电缆的立体图。
图18是设置在电池的前侧的充电器和用于锁定充电电缆的钩的立体图。
图19是电池的保护框架的立体图。
图20是由保护框架和安全框架形成的保护空间的说明性视图。
图21是作业车辆的主要部分的平面图，其中作业车辆的一部分被切除。
具体实施方式
如图1所示，诸如骑乘式割草机的作业车辆包括行驶车身1、设置在行驶车身1的前部的左右一对前轮2、设置在行驶车身1的后部的左右一对后轮3以及在行驶车身1的下侧设置在前轮2和后轮3之间的用于割草等的作业机械4。此外，机罩5设置在行驶车身1的上侧的前部，操作者乘坐的控制部6设置在机罩5的后侧，用于保护操作者的安全框架(ROPS)8设置在控制部6的后侧，用于储存由作业机械4割除的草坪等的草收集容器7设置在安全框架8的下部。
如图2和图3所示，机罩5设有电池50，电池50用于储存要提供给用于驱动后轮3的第一电动马达30等的电力，并且电池50被机罩盖51覆盖。机罩盖51由支撑轴(未被示出)支撑，该支撑轴设置在行驶车身1的前部并在左右方向上延伸。因此，可以有效地利用在机罩5中形成的空间，并且可以防止在作业车辆的前后方向上的重量平衡的差异。
电气部件61设置在控制部6的控制座椅60的下侧。因此，可以有效地利用在控制座椅60的下侧形成的空间。
安全框架8包括在上下方向上延伸的左立柱部8L、在上下方向上延伸的右立柱部8R以及将左立柱部8L的上部和右立柱部8R的上部联接的倒U形联接部8A。
如图4至图7所示，用于驱动后轮3的第一电动马达30(诸如同步电动马达或由三相AC电压波形操作的感应电动马达)设置在电气部件61下方。形成为在第一电动马达30的左右方向上延伸的第一输出轴30A与齿轮箱31的上部联接，齿轮箱31使从第一输出轴30A传递的输出旋转减速以增大输出扭矩或使旋转方向反向。第一电动马达30设置在从左右方向的中心向左侧偏移的位置处。
由齿轮箱31加速或减速的输出旋转通过差速齿轮32传递到在左右方向上延伸的驱动轴33，差速齿轮32设置在齿轮箱31的下部并由差速齿轮等形成。传递到驱动轴33的输出旋转传递到由驱动轴33的两个端部支撑的后轮3。
用于驱动作业机械4的第二电动马达40(诸如同步电动马达或由三相AC电压波形操作的感应电动马达)设置在第一电动马达30下方。形成为在第二电动马达40的前后方向上延伸的第二输出轴40A与万向接头41的后部联接，该万向接头41设置为在前后方向上延伸。第二输出轴40A在驱动轴33上方设置成与驱动轴33正交。因此，可以有效地利用在第一电动马达30下方形成的空间。由于可以缩短第二电动马达40和作业机械4之间的传递路径，因此可以将第二电动马达40的输出旋转有效地传递到作业机械4。第二电动马达40设置在从左右方向的中心向左侧偏移的位置处。
万向接头41的前部与齿轮箱42联接，齿轮箱42使从万向接头41传递的输出旋转减速以增大输出扭矩。传递到齿轮箱42的输出旋转通过形成为在齿轮箱42的上下方向上延伸的输出轴传递到设置在作业机械4的左排放通道45L中的左切割刀片(未被示出)。
在左右方向上延伸的联接构件43与齿轮箱42的右侧部分联接，并且联接构件43的右侧部分与齿轮箱44联接。传递到齿轮箱44的输出旋转通过形成为在齿轮箱44的上下方向上延伸的输出轴传递到设置在作业机械4的右排放通道45R中的右切割刀片(未被示出)。齿轮箱42的输出轴的输出旋转的旋转速度和齿轮箱44的输出轴的输出旋转的旋转速度是相同的，并且旋转方向彼此相反，即，在平面视图中，齿轮箱42的输出轴沿顺时针方向旋转，并且齿轮箱44的输出轴沿逆时针方向旋转。
左排放通道45L的出口端口和右排放通道45R的出口端口与用于将切割的草等输送到草收集容器7的斜槽46的入口端口联接。斜槽46的出口端口与草收集容器7的入口端口联接。
在平面视图中，斜槽46的前部设置在万向接头41的右侧，斜槽46的后部设置在齿轮箱31的右侧。在后视图中，斜槽46和草收集容器7设置在齿轮箱31与右后轮3之间。因此，可以在形成在齿轮箱31和万向接头41的右侧的空间中设置大的斜槽46，并且可以将由作业机械4割除的草等有效地输送到草收集容器7。
在侧视图中，斜槽46的上壁形成为向后和向上倾斜，并且斜槽46的后部设置为在电气部件61的下侧向下延伸。因此，可以扩大斜槽46的后部以防止斜槽46的内部被草等堵塞。
如图8和图9所示，行驶车身1包括支撑前轮2和后轮3的行驶车身主体10，以及支撑转向轴63的转向柱11。
在前后方向上延伸的左前后框架10L和右前后框架10R形成在行驶车身主体10中，并且向前延伸的左联接部11L和右联接部11R形成在转向柱11的下部。
左联接部11L通过诸如螺栓的紧固构件固定到左前后框架10L上，右联接部11R通过诸如螺栓的紧固构件固定到右前后框架10R上，使得行驶车身主体10和转向柱11被集成以形成行驶车身1。
左支撑构件12L设置在左前后框架10L的前部，左支撑构件12L的联接部形成为朝左向上倾斜。右支撑构件12R设置在右前后框架10R的前部，右支撑构件12R的联接部形成为朝右向上倾斜。左支撑构件12L和右支撑构件12R由槽钢材料形成。
左支撑构件13L设置在左联接部11L的前部，左支撑构件13L的联接部形成为朝左向上倾斜。右支撑构件13R设置在右联接部11R的前部，右支撑构件12R的联接部形成为朝右向上倾斜。左支撑构件13L和右支撑构件13R由槽钢材料形成。
在转向柱11的下部形成在左右方向上以预定间隔向前侧突出的突出部分14。由橡胶构件等形成的缓冲构件15设置在每个突出部分14的顶端处。
向上延伸的左上下框架20L设置在左前后框架10L的后部，向上延伸的右上下框架20R设置在右前后框架10R的后部。左上下框架20L的上部和右上下框架20R的上部与在左右方向上延伸的左右框架21联接。
安全框架8的左立柱部8L的下部所联接的左联接部22L设置在左右框架21的左部。安全框架8的右立柱部8R的下部所联接的右联接部22R设置在左右框架21的右部。
如图10所示，设置在机罩5中的电池50的下部装配到电池托架52的内周部中。通过串联和并联连接具有高能量密度的多个锂离子电池来形成电池50。因此，可以利用在机罩5中形成的空间。此外，由于锂离子电池具有高能量密度，因此作业车辆可以通过一次充满电行驶很长的距离。
如图11所示，电池托架52包括在前后方向上延伸的左前后框架52L和右前后框架52R、将左前后框架52L的前部和右前后框架52R的前部联接的前左右框架52A以及将左前后框架52L的后部和右前后框架52R的后部联接的后左右框架52B。左前后框架52L和右前后框架52R由角钢材料形成。前左右框架52B和后左右框架52B由槽钢材料形成。
左前后框架52L的联接部形成为朝左向上倾斜。右前后框架52R的联接部形成为朝右向上倾斜。在后视图中，左支撑构件13L的联接部、左支撑构件12L的联接部和左前后框架52L的联接部以相同的倾角朝左向上倾斜。右支撑构件13R的联接部、右支撑构件12R的联接部和右前后框架52R的联接部以相同的倾角朝右向上倾斜。
圆形左振动隔离构件53L在前后方向上以预定间隔设置在左前后框架52L的联接部的下表面上。圆形右振动隔离构件53R在前后方向上以预定间隔设置在右前后框架52R的联接部的下表面上。
左前后框架52L通过左振动隔离构件53L与左前后框架10L的左支撑构件12L和左联接部11L的左支撑构件13L联接。右前后框架52R通过右振动隔离构件53R与右前后框架10R的右支撑构件12R和右联接部11R的右支撑构件13R联接。因此，可以防止在作业车辆行驶期间产生的行驶车身主体10的振动被传递到电池50，并且可以防止对电池50的损坏等。
如图12所示，左前后框架52L的联接部垂直于左假想线55L设置，左假想线55L连接左振动隔离构件53L的中心和左前轮2L的中心。右前后框架52R的联接部垂直于右假想线55R设置，右假想线55R连接右振动隔离构件53R的中心和右前轮2R的中心。因此，可以防止通过前轮2和后轮3由行驶表面的凹凸不平引起的大振动，并且可以防止对电池50的损坏等。附图标记57表示支撑左右前轮2的前轮支撑框架。附图标记56表示前轮支撑框架和行驶车身主体10之间的联接部，并且表示前轮支撑框架的摆动轴。
转向柱11的缓冲构件15的顶端部压靠在电池托架52的后左右框架52B的后表面上。因此，可以防止在启动作业车辆时的电池50的向后运动，并且可以防止对电池50的损坏等。
如图13所示，用于电池50的电池充电器75和用于储存充电电缆78的储存箱76设置在电池50的前侧。因此，当电池50的电量小于或等于预定值时，作业车辆可以移动到附近的仓库等，而不移动到充电站，并且可以通过借助充电电缆78连接设置在仓库等中的家用电源插座和充电器75来给电池50充电。充电器75的输入电压被形成为对应于100至240V的AC电压。
如图14所示，充电器75设置在矩形支撑构件77的前表面的下部，该矩形支撑构件77通过诸如螺栓的紧固构件可拆卸地设置到电池托架52的前左右框架52A上。储存箱76设置在支撑构件77的前表面的上部。因此，在机罩盖51打开之后，一端连接至家用电源插座的充电电缆78可从下侧插入到由行驶车身主体10和充电器75限定的空间中的上侧，并且充电电缆78的另一端可连接至充电器75。因此，可以在不将作业车辆移动到家用电源插座附近的情况下执行充电操作。
风扇75A形成在充电器75的左前部，并且多个翅片75B形成在充电器75的外周部。因此，在充电器75的充电期间产生的热量可以有效地释放到外部，并且可以减小在充电期间充电器75的温度上升。
如图15和图16所示，充电器75的后表面通过延伸部77A安装在支撑构件77上，延伸部77A形成在支撑构件77的前表面的下部中并且向前延伸。因此，在充电器75和支撑构件77之间形成空间，在充电器75的充电期间产生的热量可以更有效地释放到外部，并且可以进一步减小充电期间充电器75的温度升高。支撑构件77优选由形成有多个开口的构件形成，例如冲压金属。
如图17所示，要连接至家用电源插座的插头78A形成在充电电缆78的一端，并且要连接至充电器75的连接端子的插头78B形成在充电电缆78的另一端。
如图18所示，代替用于储存充电电缆78的储存箱76，可以在支撑构件77的上部设置用于锁定充电电缆78的钩79。因此，在支撑构件77中的充电器75与钩79之间形成大开口77B，向电池50的前部吹送空气，从而可以减小在充电和放电期间电池50的温度升高。充电器75的后表面通过延伸部77A安装在支撑构件77上，延伸部77A形成在支撑构件77的左端和右端处并且向前延伸，并且在充电器75的上侧形成大空间。当机罩盖51打开时，外部空气被有效地朝向充电器75吹送，并且可以进一步减小充电期间充电器75的温度升高。
钩79包括从支撑构件77的前表面向前延伸然后向上延伸的左圆形杆部79L、从支撑构件77的前表面向前延伸然后向上延伸的右圆形杆部79R以及将左圆形杆部79L的上部和右圆形杆部79R的上部联接并在左右方向上延伸的左右圆形杆部79A。
如图19和图20所示，沿着电池50的外周部延伸的保护框架58设置在电池50的前后方向的中间部。因此，当作业车辆下落时，可以防止电池50被损坏。
保护框架58包括从左前后框架10L向上延伸的左立柱部58L、从右前后框架10R向上延伸的右立柱部58R和将左立柱部58L的上部和右立柱部58R的上部联接的倒U形联接部(“第二联接部”)58A。
在侧视图中，将保护框架58的联接部58A的基部和安全框架8的联接部(“第一联接部”)8A的顶部联接的假想线(“第三假想线”)59形成为位于方向盘62上方。因此，在假想线59下方形成了较大的保护空间，能够防止操作者在作业车辆行驶时与外部树木的树枝等发生碰撞，从而提高了作业安全性。
如图2和图3所示，方向盘62设置在控制部6的控制座椅60的前侧，并且方向盘62由在上下方向上延伸的转向轴63的上部支撑。
在控制座椅60左侧的左防护板64L设有用于操作例如将保持在斜槽46中的割除的草输送到后侧的草收集容器7的清洁器杠杆65。在控制座椅60右侧的右防护板64R设有用于操作作业机械4的上下运动的操作杠杆66。此外，制动踏板68设置在地板67的左前部处，操作者在转向时将他/她的脚放置在地板67上，并且前加速器踏板70和反向加速器踏板71并排设置在地板67的右前部处。
如图21所示，设置在形成在作业机械4的斜槽46与控制座椅60之间的空间中的电气部件61包括：逆变器装置80，其将从电池50提供的DC电压转换为AC电压以产生用于操作第一电动马达30等的三相AC电压波形；电池监测装置81，其监测电池50的温度、充电状态、电压保护和每个电池单元短路状态；辅助电池82，例如铅蓄电池，其储存要给仪表面板(未被示出)供电的电池，仪表面板设置在控制座椅60的前侧并显示行驶速度等；以及转换器装置83，其将从电池50提供的DC电压改变为要提供给检测清洁器杠杆65的操作位置等的传感器的DC电压。

Claims (5)

1.一种作业车辆，其包括：
左右一对前轮(2)，其设置在行驶车身(1)的前部；
左右一对后轮(3)，其设置在所述行驶车身(1)的后部；以及
作业机械(4)，其设置在所述行驶车身(1)的下表面上，其中：
机罩(5)设置在所述行驶车身(1)的前部，并且操作者乘坐的控制部(6)设置在所述机罩(5)的后侧，
被配置为驱动所述后轮(3)的第一电动马达(30)和被配置为驱动所述作业机械(4)的第二电动马达(40)设置在所述控制部(6)的控制座椅(60)的下部后侧，并且
电池(50)设置在由所述机罩(5)形成的空间中，所述电池被配置为储存提供给所述第一电动马达(30)和所述第二电动马达(40)的电力。
2.根据权利要求1所述的作业车辆，其中：
所述第一电动马达(30)的第一输出轴(30A)沿着左右方向设置，并且所述第二电动马达(40)的第二输出轴(40A)沿着前后方向设置。
3.根据权利要求2所述的作业车辆，其中：
齿轮箱(31)设置在所述第一电动马达(30)的一侧，所述齿轮箱被配置为将所述第一输出轴(30A)的输出旋转传递到下部的驱动轴(33)，
所述后轮(3)和所述齿轮箱(31)通过所述驱动轴(33)联接，并且所述第二电动马达(40)设置在所述第一电动马达(30)下方，并且
所述第二输出轴(40A)设置在所述驱动轴(33)上方。
4.根据权利要求3所述的作业车辆，其中：
所述第二电动马达(40)设置在所述第一电动马达(30)下方，并且
所述第二输出轴(40A)在所述驱动轴(33)上方设置成在平面视图中与所述驱动轴(33)相交。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业车辆，其中：
被配置为储存由所述作业机械(4)切割的杂草的草收集容器(7)设置在所述控制部(6)的后侧，并且所述作业机械(4)的出口端口和所述草收集容器(7)的入口端口通过斜槽(46)彼此连通，
所述第一电动马达(30)和所述第二电动马达(40)被设置为在左右方向上向一侧偏移，并且
所述斜槽(46)设置在所述第一电动马达(30)和所述第二电动马达(40)的另一侧。
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