クボタ技報 No.56 2024年 1月

欧州では大気汚染対策やカーボンニュートラル対応として、各地で内燃機関への規制が強まりつつあり、その規制に対応した製品の開発が求められている。欧州市場でのカーボンニュートラルへの取組みに対応するべく、クボタ初の電動トラクタであるコンパクト電動トラクタ”LXe-261”を開発した。本稿では、電動トラクタの開発に当たり、直面したフレーム強度に関する課題や高電圧ハーネスの取回しといった課題に焦点をあて紹介する。

• 電動トラクタ
• 電動機器
• 強度解析

2024年、クボタは欧州市場向け電動ゼロターンモアZeシリーズ (Ze-481/Ze-421) の上市を予定している。Zeシリーズは、欧州の自治体やコントラクタなどプロ市場向けに開発されたクボタ初のリチウムイオン電池駆動式乗用芝刈機である。プロの求める一日作業を可能とするため、交換式のバッテリパック機構を備え、走行と芝刈作業のために複数のモータ、インバータを搭載している。地球環境の保全に貢献し、これらを実現するために新たに開発したメカ構造、車両制御技術、バッテリパック及び電動化システム開発技術について紹介する。

• 電動化
• リチウムイオン電池
• モータ・インバータ
• 協調制御

クボタは2016年に直進キープ機能付き田植機（以下「GS田植機」という。）を市場に投入し評価されている。しかし、田植え作業に慣れていない人は、直進キープ機能だけでは圃場全面を美しく植え付けることは難しい。そこで、本開発のコンセプトは、「田植え作業に慣れていない人でも簡単にストレスなく圃場全面をキレイに植えられること」として、自動運転機能付き田植機の開発に取り組んだ。本稿では、自動運転に適した作業ルート、圃場外周部の倣い走行技術、自動運転特有の技術について紹介する。

• 乗用田植機
• 自動運転
• 作業ルート
• 倣い走行

3-3.5tクラスミニバックホーはクボタ建設機械の主力製品であり、世界中に出荷されている。中でも国内向けU-30/35シリーズは主力機種であるが、排出ガス規制対応によるエンジン出力低下の影響から作業能力向上を求める声が出ていた。また近年、環境問題への対応から省エネ化が求められている。さらに現場における未熟なオペレータの増加から、操作性を向上することも求められている。U-30/35-6αシリーズでは、これらの課題を解決すべく、油圧システムの新規開発を行った。1ポンプロードセンシングシステムに旋回優先回路を新たに追加することで、作業能力向上、省エネ化、操作性向上を同時に達成した。

• ミニバックホー
• ロードセンシング
• 旋回優先回路

農業用散布ドローンは近年、農産業において重要な役割を果たしつつあり、タイ市場においては、販売台数が急速に伸びている。このドローンは、単体でも機能するが、IoTデバイスでもあるために、アプリケーションにより機能を拡張することが可能である。KRDAは、ドローンから取得したデータによって、ユーザの作業効率と、ドローン操作支援を最大化するために、高度なアルゴリズムと分析モジュールを活用したクラウドベースのIoTプラットフォームであるK-iDroneを開発した。このK-iDroneにより、当社のタイ及びASEAN地域における散布ドローン事業は、他社に対して高い競争力を生み出すことができ、更なる販売拡大が期待できる。

• 農業用散布ドローン
• IoTデバイス
• クラウドベース
• アプリケーション
• 作業効率

サステナビリティの観点から多くの国で肥料の使用を制限する法律が有り、これにより農家の収量が減少する可能性がある。この課題克服のため農家は高収量と収入を保証する高価な機械が必要になる。Pudamaはコーンの種まきに使用する部分施肥システムで、種の真下に正確に施肥を行う。これにより発芽後の根が簡単に肥料へアクセス可能となり、施肥量を25%減らすことが可能になる。Pudamaは3年間の圃場試験で効果を証明した。ヨーロッパのある農家の条件下では機械の寿命間で€40000の節約が可能なだけでなく、肥料の削減により化石燃料の使用を減らし、また肥料の地下水への流亡による汚染リスクを減少させる。PudamaはSoestのOptima精密播種機と互換性があり、市場シェアと売上を増やす重要な製品である。

• 高速播種
• 部分施肥
• 陽圧構造
• 減肥

膜分離活性汚泥法 (MBR：Membrane Bio-Reactor) は省スペースで高度な処理水が得られるが、安定運転のためには適切な前処理が重要である。しかし既存の前処理技術として国内下水で多く使われている1mmバースクリーンは、し渣が多い下水に対しては除去能力が不十分であり、し渣が膜分離装置に付着し機能を低下させるケースがある。そこでクボタではし渣除去率が高く省スペース、低コストなスクリーンを開発した。省スペース性と高い除去率の両立のためスクリーン素材としてメッシュを採用し、支持枠との一体構造や高圧洗浄機能の採用により耐久性、機能持続性を確保した。本機の導入により下水中のし渣が多い処理場であっても、安定したMBR運転が期待できる。

• 膜分離活性汚泥法
• MBR
• 下水処理
• 微細目スクリーン
• ロータリーパネルフィルター

多くの工場の圧力管路で配管材として使われている鋼管は、経年による腐食の懸念があるため、クボタケミックス(以下「KC」という)では、樹脂管への代替を提案することにより、市場開拓を進めてきた。しかし、樹脂製の管路システムであっても、バルブ等と接合するフランジが金属製のため、耐食性や施工性(重量)に課題があった。2020年の本技報では解析による樹脂製フランジの形状検討状況を報告したが、本稿では、製品及び金型形状の工夫により強度確保・更なる施工性向上を図った樹脂製フランジの開発に至った概要について報告する。

• 圧力管路
• フランジ
• 繊維強化樹脂
• 腐食