JP5740091B2 - 農作業機のバッテリ監視システム - Google Patents

Description

本発明は、農作業機に関し、特に、トラクタに装着して農作業を行う作業機に使用するバッテリの容量を監視する農作業機のバッテリ監視システムに関する。

従来トラクタに装着して農作業を行う作業機では、作業機に設置された出力機器を使用するための電源としてバッテリがよく使用される。使用するバッテリとしては、トラクタに装備されたバッテリ等を使用している。例えば特許文献１にトラクタ側バッテリを使用する農作業機が記載されている。

特開２００５−１５１９２０号公報

作業機にバッテリを使用している場合、バッテリの容量がなくなった事を作業機に設置された出力機器が動かなくなって初めて気がつくケースが多い。この場合、バッテリに電力を補充する必要があり、かなりの手間がかかる。特に、農繁期等には大きな時間のロスとなる。また、特許文献１に記載のトラクタに装着する農作業機も同様の問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みて、トラクタに装着して農作業を行う作業機に使用するバッテリの容量を監視する農作業機のバッテリ監視システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の農作業機のバッテリ監視システムは、トラクタに装着して農作業を行う作業機と、操作スイッチを具備する操作ボックスとを備え、前記作業機は、当該作業機に設けられ前記操作ボックスの操作スイッチの操作に基づき作動する出力機器と、前記出力機器の電源となる作業機バッテリと、前記作業機バッテリの容量を計測するバッテリ監視部と、制御部とを有し、トラクタ側にはトラクタバッテリを備え、前記制御部は、前記操作ボックスに前記作業機バッテリの容量の情報を無線で送信し、前記操作ボックスは、認識手段を有し、前記制御部から送信された前記作業機バッテリの容量の情報に基づき前記作業機バッテリの容量が一定以下になったことを前記認識手段で知らせ、前記トラクタバッテリと前記バッテリ監視部を接続した場合、前記トラクタバッテリから前記制御部や前記出力機器へ電力を供給し、前記バッテリ監視部で前記トラクタバッテリの容量を検知することを特徴とする。

さらに本発明の農作業機のバッテリ監視システムは、前記作業機バッテリが、トラクタ
に設置された前記トラクタバッテリとハーネスを介して接続可能であることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機のバッテリ監視システムは、前記作業機バッテリが、トラクタ
の外部電源と接続可能であることを特徴とする。

さらに本発明の農作業機のバッテリ監視システムは、充電器を介して前記作業機バッテリを充電することを特徴とする。
さらに本発明の農作業機のバッテリ監視システムは、前記作業機バッテリへの充電は前記トラクタバッテリより行うことを特徴とする。
さらに本発明の農作業機のバッテリ監視システムは、前記認識手段は、光の点灯、音による報知、液晶による表示の少なくともいずれか１つによりバッテリ容量が一定以下になったことを知らせることを特徴とする。

本発明によれば、農作業機のバッテリ監視システムにおいて、トラクタに装着して農作業を行う作業機に使用するバッテリの容量を監視することができる。

実施例１の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。 本発明の農作業機のバッテリ監視システムにおける操作ボックスの拡大図を示す。 本発明の農作業機のバッテリ監視システムが適用される作業機の一例を示す正面図である。 本発明の農作業機のバッテリ監視システムが適用される作業機の一例を示す平面図をある。 実施例２の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。 実施例３の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。 実施例４の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。

本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、実施例１の全体構成図を示す。トラクタ１には、作業機２が装着されており、作業機２は農作業を行う。作業機２は、トラクタ１に対して付け替え可能となっており、作業者は、行う農作業に合わせて、作業機２を付け替えることができる。作業機２には、バッテリ監視ユニット１０と、制御ボックス２０と、出力機器１１とを有している。一方、トラクタ１側には、トラクタバッテリ１５を有しており、操作ボックス４０が配置可能となっている。

トラクタバッテリ１５は、例えば、ニッケル水素電池や鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウム電池等の二次電池で構成されるバッテリでありトラクタ１に設置されている。そして、トラクタに必要な電力を供給できる。実施例１では、出力機器１１や制御ボックス２０等の作業機２側にも電力を供給している。

外部電源ハーネス３１は、一端がトラクタバッテリ１５と接続され他端が接続部３１ａとなっているハーネス（配線）であり、途中にスイッチ３２を有している。これにより、スイッチ３２がＯＮになった時のみ、トラクタバッテリ１５の電力が、接続部３１ａ側に供給される。スイッチ３２はトラクタ１のエンジン始動のスイッチと共有でき、例えば、エンジン始動のためのキーを回転させるときにＯＮとなるように構成することができる。これにより、トラクタのエンジンキーがＯＮになっているとき電力を供給でき、接続部３１ａは外部電源として各種の機器に接続可能となっている。

ハーネス３３の一端は、バッテリ監視ユニット１０に接続され、ハーネス３３の他端は、接続部３３ａとなっている。これらの接続部はコネクタ形状であり、トラクタ１と作業機２の間において、外部電源ハーネス３１の接続部３１ａと脱着可能となっている。

バッテリ監視ユニット１０は、トラクタバッテリ１５と制御ボックス２０の間に接続されるバッテリ監視部であり、トラクタバッテリ１５の現在の容量を監視する。容量の監視の方式としては、例えば、バッテリの電圧を計測する方式や、電流を測定して積算して充電以降の合計の電力量から残りの容量を見る方式が挙げられる。また、鉛電池の場合は希硫酸の濃度を測る方式も採用できる。

出力機器１１は、アクチュエータ等の作業機に設置される必要な出力機器である。具体例は後述する。そして、出力機器１１の電源は、トラクタバッテリ１５から得られている。

制御ボックス２０は、操作ボックス４０からの操作信号（操作情報）をもとに、出力機器１１の制御を行う。さらに、バッテリ監視ユニット１０からの情報を得て、バッテリの容量に関する情報を、操作ボックス４０へ送信する。例えば、上述した電圧値が一定以下になった場合や、電流値の積算値が一定以上になった場合や、希硫酸の濃度が一定以下になった場合に、バッテリの容量が少なくなったと判断して、その情報を送信する。これらは、制御ボックス２０内の制御部で行い、制御部はそのために必要な電子デバイスなどで構成される。

制御ボックス２０と操作ボックス４０の間は、ハーネス２１、４１によって接続される。ハーネス２１とハーネス４１は、ハーネス２１の接続部２１ａとハーネス４１の接続部４１ａを有しており、これらの接続部はコネクタ形状であり、トラクタ１と作業機２の間において、脱着可能となっている。これにより、操作ボックス４０から出力機器１１を遠隔操作可能となる。操作ボックス４０は、運転席３近傍に配置すれば、作業者は運転しながら操作することが可能となる。

図２は、本発明の農作業機のバッテリ監視システムにおける操作ボックスの拡大図を示す。操作ボックス４０は、電源スイッチ４０ａと、表示部４０ｂと、操作スイッチ４０ｃを有している。電源スイッチ４０ａをＯＮにして、操作スイッチ４０ｃを操作すると、出力機器１１が作動する。そして、表示部４０ｂでは、制御ボックス２０からの情報によりトラクタバッテリ１５の容量が少なくなった場合に、その旨の表示を行う。表示の例としては、バッテリ容量が一定以下になるとＬＥＤ等のランプが点灯する方式や、バッテリ容量が一定以下になるとＬＥＤの点灯が緑から赤に変わる方式、又は、バッテリ容量が一定以下になるとＬＥＤ等のランプの点灯が消える方式、液晶表示により残量を警告する方式が挙げられる。また、これ以外に、操作ボックス４０には、ブザーや音声等、音による警告をする構成を有していてもよい。

図３は、本発明の農作業機のバッテリ監視システムが適用される作業機２の一例を示す正面図である。図４は、同じく平面図を示す。図３と図４の作業機２は折りたたみ機構を備えた代掻き機５０（ウイングハロー）であり、入力軸５１側をトラクタ１に装着し、トラクタ１からのＰＴＯ動力により、カバー５２や均平板５３の内側で代掻き爪が回転することにより代掻き作業を行う。

電動油圧シリンダ５６、５６’は、シリンダが伸び縮みすることにより、回動機構５７、５７’を作用させサイド作業部５５、５５’を（図３の左側のように）上側に折りたたみ、代掻き機５０の全幅を短くすることができる。延長レーキ開閉装置６０、６０’は、内部のモーターが回転することにより、制御バー６２、６２’やワイヤ６３、６３’を介して延長レーキ６１、６１’を回動軸６１ａ、６１ａ’を中心に左右に回動させ、延長レーキ６１、６１’を使用するか否かを選択することができる。土引きユニット６６は、内部のモーターの回転により土引き部６７等を介してレーキ６５の上下動を制御し、土引きを調整することができる。

また、制御ボックス２０は、各出力機器１１である電動油圧シリンダ５６、５６’や、延長レーキ開閉装置６０、６０’（のモーター）、土引きユニット６６（のモーター）と接続されている。このため、操作ボックス４０の操作スイッチ４０ｃを操作すると制御ボックス２０は操作ボックス４０からの操作信号に基づき、電動油圧シリンダ５６、５６’や、延長レーキ開閉装置６０、６０’（のモーター）、土引きユニット６６（のモーター）を制御する。

バッテリ監視ユニット１０は、トラクタバッテリ１５と接続されており、トラクタバッテリ１５の容量が一定以下になった場合、制御ボックス２０を介して操作ボックス４０の表示部４０ｂの表示や音で知らせる。これにより作業者は、トラクタバッテリ１５の容量が減っていることを知ることができ、早めの充電等の対応が可能となる。

図５は、実施例２の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。実施例２は、実施例１と異なる点について説明し、同一の箇所は同一の符号を付してある。作業機２には、バッテリ監視ユニット１０と、制御ボックス２０’と、出力機器１１と、無線送受信部１２と、作業機バッテリ１６とを有している。一方、トラクタ１側には、操作ボックス４０’が配置可能となっている。

作業機バッテリ１６は、例えば、ニッケル水素電池や鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウム電池等の二次電池で構成されるバッテリであり作業機２側に設置され、作業機２で出力機器１１や無線送受信部１２、制御ボックス２０’などに必要な電力を供給する。このため、実施例１のようにトラクタ１側との電源供給のためのハーネスを必要としない。

バッテリ監視ユニット１０は、作業機バッテリ１６と制御ボックス２０’の間に接続され、作業機バッテリ１６の現在の容量を監視する。監視の方式は、実施例１と同様である。

無線送受信部１２は、制御ボックス２０’と接続され、操作ボックス４０’との無線送受信を行う。

操作ボックス４０’は、実施例１で説明した電源スイッチ４０ａ、表示部４０ｂ、操作スイッチ４０ｃの他に、無線送受信部４０ｄを有している。このため、操作ボックス４０’と制御ボックス２０’と間の情報のやりとりは無線で行う。操作ボックス４０’は、運転席３近傍に配置すれば、作業者は運転しながら操作することが可能となる。

作業者は、操作ボックス４０’の操作スイッチ４０ｃを操作すると制御ボックス２０’へ操作信号が無線で送られ、制御ボックス２０’では、操作ボックス４０’からの操作信号に基づき、出力機器１１を制御する。一方、バッテリ監視ユニット１０は、作業機バッテリ１６と接続されており、作業機バッテリ１６の容量に関する情報は、制御ボックス２０’を介して無線でその情報を操作ボックス４０’へ送信する。そして、操作ボックス４０’の表示部４０ｂでは、バッテリの容量が少ないことを表示や音で知らせる。これにより作業者は、作業機バッテリ１６の容量が減っていることを知ることができる。その場合、作業者は、充電器１７を介して電源１８から、作業機バッテリ１６を充電できる。

実施例２では、作業機２側に作業機バッテリ１６が設置され、操作ボックス４０’との情報は無線によりやりとりするため、トラクタ１と作業機２の間のハーネスを必要としない。このことは、トラクタ１に作業機２を付け替える際にハーネスの配線等を行う必要がなくなる。一方、独立していて把握しにくい作業機バッテリ１６の現在の容量は、操作ボックス４０’で把握することができる。

図６は、実施例３の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。実施例３は、実施例１や実施例２と異なる点について説明し、同一の箇所は同一の符号を付してある。作業機２には、バッテリ監視ユニット１０と、制御ボックス２０と、出力機器１１と、作業機バッテリ１６とを有している。一方、トラクタ１側には、トラクタバッテリ１５を有しており、操作ボックス４０が配置可能となっている。

出力機器１１、制御ボックス２０、操作ボックス４０は実施例１と同様であり、操作ボックス４０と制御ボックス２０間は有線により接続されている。一方、作業機バッテリ１６は、実施例２と同様であり、作業機２側に設置されている。バッテリ監視ユニット１０は、作業機バッテリ１６と制御ボックス２０の間に接続され、作業機バッテリ１６の現在の容量を監視する。監視の方式は、実施例１や実施例２と同様である。また、トラクタバッテリ１５や外部電源ハーネス３１の構成は実施例１で説明した通りである。

一方、作業機バッテリ１６への充電は、トラクタバッテリ１５から行うことが可能となっている。作業機側の電力は作業機バッテリ１６でまかない、作業者は、操作ボックス４０からの報知により、作業機バッテリ１６の容量が少なくなったことを知ったとき、接続ハーネス３５の一端を作業機バッテリ１６に取り付け、接続ハーネス３５の他端に有する接続部３５ａを外部電源ハーネス３１の接続部３１ａと接続する。このことにより、トラクタバッテリ１５から作業機バッテリ１６へ充電が行われる。

図７は、実施例４の農作業機のバッテリ監視システムの全体構成図を示す。実施例４は、実施例１や実施例２と異なる点について説明し、同一の箇所は同一の符号を付してある。作業機２には、バッテリ監視ユニット１０と、制御ボックス２０’と、出力機器１１と、無線送受信部１２と、作業機バッテリ１６とを有している。一方、トラクタ１側には、トラクタバッテリ１５を有しており、操作ボックス４０’が配置可能となっている。

出力機器１１、無線送受信部１２、制御ボックス２０’、操作ボックス４０’、作業機バッテリ１６は実施例２と同様であり、操作ボックス４０’と制御ボックス２０’間は無線により通信が行われ、作業機バッテリ１６は作業機２側に設置されている。バッテリ監視ユニット１０は、作業機バッテリ１６と制御ボックス２０’の間に接続され、作業機バッテリ１６の現在の容量を監視する。監視の方式は、実施例１や実施例２と同様である。また、トラクタバッテリ１５や外部電源ハーネス３１の構成は実施例１で説明した通りである。

通常は、作業機側の電力は作業機バッテリ１６でまかなう。これにより、トラクタ１と作業機２の間のハーネスを必要としない。そして、作業者は、操作ボックス４０’からの報知により、作業機バッテリ１６の容量が少なくなったことを知ったとき、接続ハーネス３６の一端をバッテリ監視ユニット１０に取り付け、接続ハーネス３６の他端に有する接続部３６ａを外部電源ハーネス３１の接続部３１ａと接続する。このことにより、トラクタバッテリ１５から直接、制御ボックス２０’や出力機器１１側へ電力が供給されることになる。このとき、バッテリ監視ユニット１０は、トラクタバッテリ１５の現在の容量を検知し、操作ボックス４０’で報知することが可能となる。そして、作業者は、農作業が終了したとき等に、実施例２で示した充電器１７等で作業機バッテリ１６の充電を行えばよく、農作業を大幅に中断することがなくなる。

以上、実施例１、２，４では外部電源ハーネス３１による外部電源について説明したが、これ以外に、スイッチ３２を有さない直結の方式でも適用することができる。また、バッテリ監視ユニット１０は、制御ボックス２０、２０’内に構成することも、無線送受信部１２のユニット内に構成することも可能である。

１ トラクタ
２ 作業機
１０ バッテリ監視ユニット
１１ 出力機器
１２ 無線送受信部
１５ トラクタバッテリ
１６ 作業機バッテリ
２０、２０’ 制御ボックス
３１ 外部電源ハーネス
４０、４０’ 操作ボックス
４０ｂ 表示部
４０ｃ 操作スイッチ
４０ｄ 無線送受信部
５０ 代掻き機
５５、５５’ サイド作業部
５６、５６’ 電動油圧シリンダ
６０、６０’ レーキ開閉装置
６１、６１’ 延長レーキ
６５ レーキ
６６ 土引きユニット

Claims (6)

1. トラクタに装着して農作業を行う作業機と、操作スイッチを具備する操作ボックスとを備え、
   前記作業機は、当該作業機に設けられ前記操作ボックスの操作スイッチの操作に基づき作動する出力機器と、前記出力機器の電源となる作業機バッテリと、前記作業機バッテリの容量を計測するバッテリ監視部と、制御部とを有し、
   トラクタ側にはトラクタバッテリを備え、
   前記制御部は、前記操作ボックスに前記作業機バッテリの容量の情報を無線で送信し、
   前記操作ボックスは、認識手段を有し、前記制御部から送信された前記作業機バッテリの容量の情報に基づき前記作業機バッテリの容量が一定以下になったことを前記認識手段で知らせ、
   前記トラクタバッテリと前記バッテリ監視部を接続した場合、前記トラクタバッテリから前記制御部や前記出力機器へ電力を供給し、前記バッテリ監視部で前記トラクタバッテリの容量を検知することを特徴とする農作業機のバッテリ監視システム。
2. 請求項１に記載の農作業機のバッテリ監視システムにおいて、
   前記作業機バッテリは、トラクタに設置された前記トラクタバッテリとハーネスを介して接続可能であることを特徴とする農作業機のバッテリ監視システム。
3. 請求項１に記載の農作業機のバッテリ監視システムにおいて、
   前記作業機バッテリは、トラクタの外部電源と接続可能であることを特徴とする農作業機のバッテリ監視システム。
4. 請求項１に記載の農作業機のバッテリ監視システムにおいて、
   充電器を介して前記作業機バッテリを充電することを特徴とする農作業機のバッテリ監視システム。
5. 請求項２又は請求項３に記載の農作業機のバッテリ監視システムにおいて、
   前記作業機バッテリへの充電は前記トラクタバッテリより行うことを特徴とする農作業機のバッテリ監視システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の農作業機のバッテリ監視システムにおいて、
   前記認識手段は、光の点灯、音による報知、液晶による表示の少なくともいずれか１つによりバッテリ容量が一定以下になったことを知らせることを特徴とする農作業機のバッテリ監視システム。

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