電動コンバイン
【課題】車両の駆動源にエンジン（原動機）とアクチュエータを併用して、扱胴の駆動源のみをエンジン動力にすることで最適な動力配分にし、扱胴を円滑に駆動して作業性を向上させるとともに環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供する。
【解決手段】車両にエンジンＥおよびバッテリーＢを搭載し、バッテリーＢは、インバータＩ１〜Ｉ６を介して電動モータＭ１〜Ｍ６（アクチュエータ）に電力を供給するとともに、エンジンＥおよび電動モータＭ１〜Ｍ６の動力によって、車両の走行部３および複数の処理部からなる作業部６１を駆動し、走行部３は、電動モータＭ１〜Ｍ６で駆動させるとともに、作業部６１は、電動モータＭ１〜Ｍ６の動力により駆動させるアクチュエータ駆動部６３と、エンジンＥの動力により駆動させるエンジン駆動部６２とを備えた。
【解決手段】車両にエンジンＥおよびバッテリーＢを搭載し、バッテリーＢは、インバータＩ１〜Ｉ６を介して電動モータＭ１〜Ｍ６（アクチュエータ）に電力を供給するとともに、エンジンＥおよび電動モータＭ１〜Ｍ６の動力によって、車両の走行部３および複数の処理部からなる作業部６１を駆動し、走行部３は、電動モータＭ１〜Ｍ６で駆動させるとともに、作業部６１は、電動モータＭ１〜Ｍ６の動力により駆動させるアクチュエータ駆動部６３と、エンジンＥの動力により駆動させるエンジン駆動部６２とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に原動機およびバッテリーを搭載し、バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、原動機およびアクチュエータの動力によって、車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインに関し、より詳細には、走行部は、アクチュエータで駆動させるとともに、作業部は、アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えた電動コンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンバイン（農作業車両）は、車体に搭載したエンジンなど原動機の駆動力により、各種機械式の動力伝達機構を介してクローラなどの車両の走行部や、刈取、脱穀など複数の処理部からなる作業部を駆動させていた。しかし、近年、環境問題が重視される中で、大気汚染の軽減や燃費節約の機運が高まっており、動力源として、車両にエンジンと電動モータを搭載したハイブリッド型のコンバインが提唱されている。これは、車両が、エンジンと電動モータの二つの駆動源を持ち、それを使い分けることによって排ガスの低減と燃費を稼ぐものである。その一例として、車体にエンジンや発電機、バッテリー、処理部に設けた電動モータなどを搭載し、エンジンの動力で車両の走行部を駆動させるとともに、このエンジンの駆動により発電機を作動させ、発電した電力を、バッテリーを介して電動モータに供給し、刈取装置や脱穀装置など作業部を駆動させるもの（例えば、特許文献１）がある。
また、作業部として、脱穀部の扱胴を駆動するエンジンとは別個に、扱胴に補助出力用モータを設け、扱胴の駆動に連動させた車速を減少するなどした際、既に刈り取られている穀桿がそのまま脱穀部に搬送されるために搬送量が低減されず、扱胴に過負荷が生じた場合には、補助出力用モータを作動させて、補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動し、扱胴のアシスト制御を行うようにしたもの（例えば、特許文献２）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２５５８号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のようなコンバインでは、作業部の駆動源に電動モータを用いており、特に脱穀部における扱胴は、発電機により発電した電力を用いて作動する電動モータにより駆動させている。しかしながら、この扱胴は、重量を有するうえ、大量の穀稈を扱歯に巻き付けたり挟んだりして回転するため、コンバイン全体の駆動系における全出力の５０〜６０％前後にも相当する大きな出力を要し、上述した電動モータでは、このような扱胴を十分に回転駆動させることができず、扱胴の回転停止や、それに伴う各作業部への穀稈詰まりなど、作業能率を著しく低下させてしまう問題があった。さらには、エンジンの動力で走行部を駆動させているため、歯車や軸など多数の動力伝達部材を必要とすることから、構成を複雑にしているという問題もあった。
【０００５】
また、特許文献２のようなコンバインでは、走行部および作業部全ての駆動源は１つのエンジンの駆動力で賄っており、上述したように大きな出力を必要とする扱胴を、このエンジンで駆動させるためには、エンジンの出力を下げることができず、その結果、エンジンを小型化することができない。さらに、バッテリーには、オルタネータなどで発電した低電圧の電力を充電しており、この電力を用いた補助出力用モータでは、扱胴を十分に回転させることができないという問題があった。
そこで、この発明の目的は、車両の駆動源にエンジンとアクチュエータを併用して、扱胴の駆動源のみをエンジン動力にすることで最適な動力配分にし、扱胴を円滑に駆動して作業性を向上させるとともに環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１に記載の発明は、車両に原動機およびバッテリーを搭載し、 前記バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、前記原動機およびアクチュエータの動力によって、前記車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインにおいて、前記走行部は、前記アクチュエータで駆動させるとともに、前記作業部は、前記アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、前記原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動コンバインにおいて、前記作業部の前記原動機駆動部は、脱穀部の扱胴としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動コンバインにおいて、前記車両には、前記原動機に接続する発電機を備えるとともに、前記バッテリーは、前記発電機により発電した電力を充電することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電動コンバインにおいて、前記バッテリーは、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、車両に原動機およびバッテリーを搭載し、バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、原動機およびアクチュエータの動力によって、車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインにおいて、走行部は、アクチュエータで駆動させるとともに、作業部は、アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えたので、原動機としてのエンジン動力を作業部の一部の駆動源に限定して用いることで、エンジンを必要最小限の大きさに抑えて小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させるとともに、走行部は、エンジン動力を伝達する機械式の動力伝達部材を必要とせず、走行部の構成を簡素化することができる。従って、環境負荷を軽減させるとともに、コストダウンやメンテナンス性を向上させた電動コンバインを提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、作業部の原動機駆動部は、脱穀部の扱胴としたので、車両の駆動系の中で最も出力を要する扱胴のみをエンジン動力にして、扱胴を円滑に駆動させるとともに、エンジンを必要最小限の大きさに抑えて小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。従って、作業性を向上させるとともに環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供する。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、車両には、原動機に接続する発電機を備えるとともに、バッテリーは、発電機により発電した電力を充電するので、エンジンの駆動に伴い、発電機により発電した高圧の電力をバッテリーに安定的に充電できるとともに、その電力を用いて、扱胴以外の駆動部を電動モータで駆動させ、エンジンを扱胴および発電機の駆動だけに用いることでエンジンを小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。従って、環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、バッテリーは、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電するので、車載発電機を必要とせず、または発電機を併用した場合でもエンジンの負荷をより低減できることから、エンジンをさらに小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。従って、環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電動コンバインの一例を示した左側面図である。
【図２】電動コンバインの平面図。
【図３】穀稈搬送装置の左側面図である。
【図４】脱穀部および選別部の左側面模式図である。
【図５】電動コンバインの動力伝達構成図である。
【図６】電動コンバインの各駆動系への動力伝達経路を示す模式図である。
【図７】作業部の駆動源として、グレンタンク底部の排出コンベアへの電動モータの設置例を示す、排出コンベアの斜視図である。
【図８】走行部の駆動源として、駆動スプロケットへの電動モータの設置例を示す、フレームおよびクローラベルトを取外した走行部の斜視図である。
【図９】外部発電機から電力をバッテリーに充電する電動コンバインの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１はこの発明の一例としての電動コンバインの右側面図、図２は電動コンバインの左側面図、図３は穀稈搬送装置の左側面図、図４は脱穀部および選別部の左側面模式図である。
【００１６】
まず、電動コンバイン１は、図１〜３に示すように、左右一対のトラックフレーム２に、左右一対のクローラ式走行装置である走行部３を装設し、これら左右トラックフレーム２に機台４が架設される。また、機台４上には、引起機構８、刈刃９、収穫物搬送手段１０などを備える刈取部７や、フィードチェーン１８を機体左側に張架し、扱胴６を内蔵する脱穀装置である脱穀部５、排藁チェーン終端を臨ませる排藁処理部１１、脱穀部５からの籾を、揚穀筒を介して搬入するグレンタンク１２、このグレンタンク１２の籾を機外に搬出する搬送部１６としての排出オーガ１３などが設置される。
【００１７】
さらに、機体前部の機台４上には、ハンドル１４や運転席１５、および運転席１５下方には、原動機としてのエンジンＥや、後述する発電機ＤおよびバッテリーＢなどが設けられており、これら構成により自脱型の電動コンバイン１が連続的に稲などの農作物を刈取って脱穀するように構成されている。
【００１８】
そして、機台３の後部には、グレンタンク１２内の籾を外部へ排出するための排出オーガ１３の縦オーガ１３ａが立設されるとともに、この縦オーガ１６ａの上端部には横オーガ１３ｂが連設されている。この縦オーガ１３ａを中心として、グレンタンク１２が左右回動可能に設けられて、グレンタンク１２の前側を外方に回転させて開放可能に構成されている。また、機台３の後部には、脱穀部５に連続して穀稈搬送装置１７が内設されている。
【００１９】
刈取部７で刈り取られた穀稈は、収穫物搬送手段１０にて後部へ搬送され、収穫物搬送手段１０の上端から株元側が穀稈搬送装置１７のフィードチェーン１８に受け継がれ、扱胴６の供給始端部を介して脱穀部５および選別部１９からなる脱穀装置内に穀稈が搬送される。そして、フィードチェーン１８後端には、排藁搬送チェーン２０が配設され、この排藁搬送チェーン２０後部下方には、カッター，結束機などからなる図示しない排藁処理部が形成され、排藁を切断して藁片にした後、拡散しながら圃場に均一放出し、或いは切断せずに放出するようにしている。
【００２０】
脱穀部５は、コンバイン１の進行方向左側に配置され、脱穀部４の右側には選別後の精粒を貯留するグレンタンク１２が配設されている。そして、グレンタンク１２の前方には運転席１５が配設されている。つまり、運転席１５は、機体の進行方向右前部に配置されている。一方、グレンタンク１２の後方には、排出オーガ１３の縦オーガ１３ａが立設され、縦オーガ１６を中心にして排出オーガ１３およびグレンタンク１２が側方へ回動可能とし、グレンタンク１２を側方へ回動することにより機体内側のメンテナンスを容易にしている。
【００２１】
そして、グレンタンク１２の底部には、後述する排出コンベア１２ａが前後方向に配設され、該排出コンベアの後部が縦オーガ１３ａの下部に連通されるとともに、排出コンベア１６後部から排出オーガ１３に動力が伝達されて、横オーガ１３ｂの先端よりトラックなどに、グレンタンク１２内の穀粒を排出できるようにしている。さらに、脱穀部５の下方には、選別部１９が配設され、脱穀部５から流下する穀粒や藁屑等から穀粒を選別し、精粒をグレンタンク１２に搬送したり、藁屑などを機外に排出するようにしている。
【００２２】
穀稈搬送装置１７は、上述の脱穀部５において、刈り取った穀稈の一端（株元側）を挟扼しながら搬送するためのものであり、刈取部７で刈り取った穀稈を排藁搬送チェーン２０まで搬送するフィードチェーン１８と、フィードチェーン１８上方に配設され、搬送されている穀稈を挟扼する挟扼杆２１と、挟扼杆２１を本機側に対して弾性支持する複数の弾性支持体２２などとから構成されている。
【００２３】
この穀稈搬送装置１７においては、対向配置される挟扼杆２１とフィードチェーン１８とによって、刈取部７で刈り取った穀稈の株元側を挟扼し、扱室３１内の扱胴６によって脱穀する構成となっており、この挟扼杆２１とフィードチェーン１８とが対向した部分を搬送経路としている。そして、脱穀部５にて脱粒された排藁は、フィードチェーン１８の後端部（下流側端部）において、排藁搬送チェーン２０へと受け継がれ、この排藁搬送チェーン２０によって、前記排藁処理部へと搬送される。
【００２４】
挟扼杆２１は、ステー２３などによって固設される支持杆２４と、支持杆２４に複数の弾性支持体２２を介して弾性支持して設けられている。この挟扼杆２１は、フィードチェーン１８に沿うように左右平行状に一対の板状部材が配置された形状となっており、フィードチェーン１８による搬送方向断面視逆Ｕ字状に形成されている。
【００２５】
支持杆２４は、中空の柱状部材であり、図示しない扱室カバー内の左側において前後方向に長く、挟扼杆２１と並列的に配置されるように形成されている。そして、この支持杆２４の側面には、一定間隔ごとに弾性支持体２２が、その上部が支持されるとともに配設され、これら弾性支持体２２の下部に挟扼杆２１が弾性支持されている。この弾性支持体２２の下部は、挟扼杆２１に連結ピンで枢支されており、弾性支持体２２の上部は支持杆２４よりも上方に延出されている。
【００２６】
次に、脱穀部５について説明する。図４に示すように、脱穀部５に形成された扱室３１には、機体の前後方向に軸架された略円柱形状の扱胴６が設けられ、この扱胴６の外周面には複数の扱歯３２が植設されている。そして、扱胴６の下部周辺を覆うように半円形状の受網３３が着脱可能に周設されている。一方、フィードチェーン１８により、穀桿の株元側が拘束されつつ、穀桿の先端側が扱胴６の下方に挿入されて穀稈が機体後方に搬送される。このとき、扱胴６の回転により脱粒が行われ、受網３３から穀粒や藁屑等が漏下するようにしている。
【００２７】
続いて、選別部１９について説明する。選別部１９は、揺動選別装置４１による揺動選別と唐箕４２による風選別とが行われ、一番物と二番物と藁屑等に分別される。
【００２８】
揺動選別装置４１は、機枠４３内に収納される。揺動選別装置４１の前端部は、扱胴６の前端部の下方まで延出され、揺動選別装置４１前下部には図示せぬ揺動軸が設けられるとともに、後部には後述の揺動駆動機構４４が設けられ、この揺動駆動機構４４によって揺動選別装置４１が機枠４３に対して揺動するように構成されている。なお、揺動駆動機構４４の後下方には燃料タンク（不図示）が配置されている。
【００２９】
揺動選別装置４１の前部には、流穀板４５が設けられるとともに、この流穀板４５の後下方に搬送板４６が設けられる。これら流穀板４５および搬送板４６は、板状の部材を波形に成形したものであり、受網３３を通過した処理物（穀粒および藁屑等との混合物）は、流穀板４５および搬送板４６上に落下し、揺動選別装置４１の揺動により機体後方に搬送される。
【００３０】
そして、搬送板４６後部には、第二選別部である網状のグレンシーブ（篩分装置）４７が連設されるとともに、このグレンシーブ４７と搬送板４６の上方、かつ流穀板４５の後方には、第一選別部であるチャフシーブ４８が被装されている。さらに、チャフシーブ４８の後方には、ストローラック４９が配設される。
【００３１】
チャフシーブ４８は、複数のチャフフィンから構成され、投入される処理物の量に応じてチャフフィンの開度を調節することを可能としている。すなわち、チャフフィンの上下一側端部が揺動選別装置４１に枢支されて、チャフシーブ４８左右両側に設けられた揺動板に枢結され、また、他側端部がチャフシーブ４８の左右両側に設けられた不図示の摺動板に枢結されている。
【００３２】
上記摺動板は、揺動選別装置４１と一体的に揺動されるとともに、この摺動板には図示しない調節レバーが枢結されており、該調節レバーに連結された図示しないワイヤの弛緩又は牽引により、この摺動板が前後に摺動される。なお、前記調節レバーは、上述のワイヤと反対側に設けられた図示しないバネによって各チャフフィンの傾斜角を小（寝かせる）とする方向に付勢されている。
【００３３】
そして、前記摺動板の摺動によりチャフフィンの角度が変更され、このチャフフィンの傾斜角を大（立てる）とさせるとき、チャフシーブ４８の開度を大として穀粒の漏下量を増大させ、各チャフフィンの傾斜角を小（寝かせる）とさせるときチャフシーブ４８の開度を小として穀粒の漏下量を減少させるように構成している。
【００３４】
こうして、穀粒および細かい藁屑は、チャフシーブ４８を通過して下方に落下し、チャフシーブ４８の開口よりも大きい藁屑などは後方に搬送される。このとき、チャフシーブ４８とグレンシーブ４７との間には、唐箕４２により選別部１９の前方から後方への気流が発生しており、細かい藁屑の一部は後方に吹き飛ばされて穀粒と分離される。
【００３５】
また、揺動選別装置１９における前流穀板４５の後部下方かつ後流穀板４６の前部下方には唐箕４２が配置され、チャフシーブ４８やグレンシーブ４７に選別風を送風するようにしている。
【００３６】
そして、揺動選別装置４１の後端部近傍には、吸引ファン５０が全幅に横設され、唐箕４２から供給される選別風の流れに乗ってきた塵埃や脱穀時に発生する塵埃などを、吸引ファン５０により吸引して機外へと排出するようにしている。
【００３７】
選別部１９内に投入され、前流穀板４５上に漏下された穀粒、枝梗付着粒、未熟穀粒および細かい藁屑などの混合物は、チャフシーブ４８上に漏下される過程において、唐箕４２により発生する選別部１９の前方から後方への気流により、細かい藁屑の一部が後方へ吹き飛ばされる。
【００３８】
そして、チャフシーブ４８上に漏下した穀粒、枝梗付着粒、未熟穀粒および細かい藁屑などの混合物は、揺動選別装置４１の揺動により、後方に搬送される、このとき、これら穀粒、未熟穀粒、枝梗付着粒および細かい藁屑などは、チャフシーブ４８の開口部より下方に落下し、大きい藁屑はチャフシーブ４８の後方まで搬送され、ストローラック４９を経て機外に排出される。
【００３９】
また、チャフシーブ４８の開口部より下方に落下した穀粒、未熟穀粒、枝梗付着粒および細かい藁屑などは、後流穀板４６およびグレンシーブ４７上に漏下される。このときも唐箕４２からの選別風により、細かい藁屑の一部は後方に吹き飛ばされて分離される。
【００４０】
さらに、グレンシーブ４７上に漏下された穀粒、未熟穀粒、枝梗付着粒および細かい藁屑などのうち、穀粒、未熟穀粒、細かい藁屑などは、グレンシーブ４７を通過して下方に落下する。このとき、重量が大きい穀粒（一番）は一番回収部５１に回収され、後述する一番コンベア５１ａから図示しない揚穀コンベアを経て、グレンタンク１２に搬送される。
【００４１】
一方、重量が小さい未熟穀粒や細かい藁屑の一部や穂切り粒や穀粒などが混じった未処理粒は、唐箕４２からの選別風により後方に吹き飛ばされ、二番回収部５２に回収され、後述する二番コンベア５２ａから図示しない二番還元コンベアを経て、前流穀板４５上（またはチャフシーブ４８上）に再投入される。
【００４２】
次に、本願発明の特徴である、車両の駆動源にエンジンとアクチュエータを併用し、最適な動力配分にした電動コンバインについて、その具体的構成を説明する。図５は電動コンバインの動力伝達構成図、図６は電動コンバインの各駆動系への動力伝達経路を示す模式図、図７は作業部の駆動源として、グレンタンク底部の排出コンベアへの電動モータの設置例を示す、排出コンベアの斜視図、図８は走行部の駆動源として、駆動スプロケットへの電動モータの設置例を示す、フレームおよびクローラベルトを取外した走行部の斜視図である。
【００４３】
本願発明の電動コンバイン１は、走行部３および脱穀部５や刈取部７など複数の処理部からなる作業部６１を構成した駆動系の駆動源を、電動モータＭ（アクチュエータ）と原動機としてのエンジンＥとを併用し、作業部６１の一部の駆動源を、エンジンＥの動力にしたものである。
【００４４】
図１にも示したように、車両側部の、例えば、選別部１９と、走行部３との間であって、車両前後方向の機台４上には、バッテリーＢを複数並設（図例では７個だが、設置数は限定されない）する。このバッテリーは二次電池であり、リチウムイオン電池や、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル・水素電池など適宜使用することができる。なお、バッテリーＢの設置場所は限定しない。
【００４５】
また、エンジンＥ近傍の機台４上には、エンジンＥの図示しないクランク軸などに接続した発電機Ｄが設置されており、この発電機ＤはバッテリーＢに接続されている。従って、エンジンＥの動力により駆動させた発電機Ｄによって発電した比較的電圧の高い電力が、バッテリーＢに充電され、後述する車両の駆動系の駆動源に用いられる。
【００４６】
なお、エンジンＥには、上述した発電機Ｄの他に、図示しないオルタネータも設置されており、エンジンＥの動力により駆動させたオルタネータによって発電した比較的電圧の低い電力が、別途設置した図示しないバッテリーを介して車両のライト、あるいはキャビンを装備する車両においてはエアコンなどの電源に用いられる。
【００４７】
これらエンジンＥおよび発電機Ｄを用いた電動コンバイン１の動力伝達構成は、図５に示すように、まず、エンジンＥには、発電機Ｄおよび作業部６１を構成する脱穀部５の扱胴６のみが接続される。そして、発電機Ｄには、バッテリーＢが接続されている。
【００４８】
また、バッテリーＢには、車両の上記扱胴６以外の作業部６１であって、刈取部７を駆動させる各駆動部に設置した、刈取部電動モータＭ１と、脱穀部５を駆動させる扱胴６以外の各駆動部に設置した脱穀部電動モータＭ２と、選別部１９を駆動させる各駆動部に設置した選別部電動モータＭ３と、排藁処理部１１を駆動させる各駆動部に設置した排藁処理部電動モータＭ４と、搬送部１６を駆動させる各駆動部に設置した搬送部電動モータＭ５とが、それぞれインバータＩ１〜Ｉ５や図示しないドライバを介して接続されている。
【００４９】
さらに、バッテリーＢには、走行部３を駆動させる駆動部に、走行部電動モータＭ６が、インバータＩ６や図示しないドライバを介して接続されている。なお、各電動モータＭ１〜Ｍ６は、アクチュエータの例示であって、その構成は限定されない。
【００５０】
つまり、作業部６１には、エンジンＥの動力により駆動（扱胴６）させる、エンジン駆動部（原動機駆動部）６２と、バッテリーＢの電力により各モータＭ１〜Ｍ５の動力により駆動させる、扱胴６を除いた脱穀部５を含むアクチュエータ駆動部６３とを有する構成とされる。
【００５１】
そして、これらエンジンＥおよび各電動モータＭ１〜Ｍ６から各駆動系への動力伝達は、図６に示すように、まず、エンジン駆動部６２においては、エンジンＥの動力は、脱穀クラッチｃおよび変速ギアｇなどを介してＶベルトｖにより扱胴６の駆動軸６ａに伝達され、扱胴６はエンジンＥの動力により駆動する。
【００５２】
一方、エンジンＥの動力は、発電機Ｄも駆動させるため、この発電機Ｄにより発電した電力が、後述する各インバータＩ１〜Ｉ６に接続したバッテリーＢに充電される。
【００５３】
そして、刈取部７では、例えば、刈取部７全体を駆動させる刈取入力軸７ａにインバータＩ１に接続した刈取部電動モータＭ１の出力軸を連結する。なお、刈取部７は、引起タインチェン６４を備える穀稈引起装置６５や、掻込ベルト６６を備える穀稈搬送装置６７、刈刃駆動ユニット６８を有する刈刃装置６９などからなる周知の構成であり、これら装置間にはベルトやギアなど周知の機械式伝達機構で動力を中継することができるが、この発明は上記に限定されず、例えば、刈取部７内における各装置を駆動する入力軸にそれぞれインバータを介して電動モータを設置してもよい。
【００５４】
また、脱穀部５のフィードチェーン１８を駆動する入力軸には、インバータＩ２に接続した脱穀部電動モータＭ２が連結されるとともに、選別部１９における揺動選別装置４１の揺動駆動機構４４および唐箕４２、揚穀コンベアに連動する一番コンベア５１ａ、二番還元コンベアに連動する二番コンベア５２ａなどを駆動する各入力軸には、それぞれインバータＩ３を構成するインバータＩ３ａ，Ｉ３ｂ，Ｉ３ｃ，Ｉ３ｄに接続した選別部電動モータＭ３を構成する選別部電動モータＭ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄが連結される。
【００５５】
また、排藁処理部１１の排藁搬送チェーン２０や吸引ファン５０などを駆動する入力軸には、インバータＩ４を構成するインバータＩ４ａ，Ｉ４ｂに接続した脱穀部電動モータＭ４を構成する脱穀部電動モータＭ４ａ，Ｍ４ｂが連結されるとともに、搬送部１６では、縦オーガ１３ａおよび横オーガ１３ｂに連動する排出コンベア１２ａを駆動する入力軸に、インバータＩ５に接続した脱穀部電動モータＭ５が連結される。
【００５６】
作業部６１への電動モータの設置例としては、図７の搬送部１６で例示すると、グレンタンク１２底部に有する排出コンベア１２ａの入力軸１２ｂ近傍に、インバータＩ５に接続した脱穀部モータＭ５を設置するとともに、排出コンベア１２ａの入力軸１２ｂに、脱穀部モータＭ５の図示しない出力軸が連結される。
【００５７】
なお、搬送部１６を例示したが、電動モータの設置は上述に限定されず、例えば、それぞれ排出コンベア１２ａ、縦オーガ１３ａ、横オーガ１３ｂを駆動する入力軸に、インバータを接続した電動モータを連結させてもよい。また、上述した作業部６１の各駆動系への電動モータ設置は例示したものであり、記載を省略した各装置や、駆動系を細分化した各装置ごとに電動モータを設置させるなど、適宜電動モータの設置方法や設置数を設定することができる。
【００５８】
次に、走行部３では、上述の図６に示すように、クローラ式走行装置における左右駆動スプロケット３ａ，３ｂのそれぞれに接続する左右各車軸３ｃ，３ｄに、インバータＩ６を構成するインバータＩ６ａ，Ｉ６ｂに接続した走行部電動モータＭ６を構成する走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂが連結される。
【００５９】
走行部３への電動モータの設置例としては、図８に例示するように、左右駆動スプロケット３ａ，３ｂの近傍にインバータＩ６ａ，Ｉ６ｂに接続した走行部モータＭ６ａ，Ｍ６ｂを設置するとともに、各駆動スプロケット３ａ，３ｂに嵌入される図示しない左右各車軸３ｃ，３ｄに、走行部モータＭ６ａ，Ｍ６ｂの図示しない出力軸が連結される。
【００６０】
以上のような構成にすることで、エンジン動力を作業部６１の一部の駆動源に限定して用いることで、エンジンＥを必要最小限の大きさに抑えて小型化できるとともに、走行部３は、エンジン動力を伝達する機械式の動力伝達部材を必要とせず、走行部３の構成を簡素化することができる。
【００６１】
特に、車両の駆動系の中で最も出力を要する扱胴６のみをエンジン動力にすることで、大量の穀稈を扱歯に巻き付けたり挟むなどして回転に大きな負荷がかかる扱胴６でも、円滑に回転駆動させることができるとともに、エンジンＥを必要最小限の大きさに抑えて小型化し、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。
【００６２】
なお、上述した各インバータＩ１〜Ｉ６には、図示しないコントローラを接続するとともに、該コントローラには、走行部３および作業部６１の各駆動系の装置（各装置に設置した作業検出器）、さらには操縦部のハンドル１４や図示しない各種操作レバーなどが接続される。従って、車両の作業状況（車速や作業速度）に応じて、各装置の作業状態（作業速度）を制御することができる。
【００６３】
なお、バッテリーＢは、上述したような、車載の発電機Ｄにより発電した電力を充電する構成に限定されず、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電する構成にすることもできる。図９は、外部発電機から電力をバッテリーに充電する電動コンバインの模式図である。
【００６４】
この場合、バッテリーＢ´の適宜位置には、充電口ｃｈが設けられている。また、上述したような発電機Ｄは、車両に備えられていない。そして、バッテリーＢ´への充電が必要になった際には、図９に示すように、例えば、車庫や、充電スタンドなどに設置した外部電力供給部Ｄ´に備えられたコードのプラグを充電口にプラグインすることで、バッテリーＢ´に円滑に充電することができる。
【００６５】
このような構成にすることで、車載の発電機Ｄを必要とせず、エンジンＥの負荷をより低減できることから、エンジンＥをさらに小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。なお、発電機Ｄを車両に搭載しておき、バッテリーＢ´への電力供給源を、車載の発電機Ｄおよび外部電力供給部Ｄ´を併用し、電力の供給先を適宜切り替えるように構成してもよい。
【００６６】
以上詳述したように、この例の電動コンバイン１は、車両に原動機としてのエンジンＥおよびバッテリーＢを搭載し、バッテリーＢは、インバータＩ１〜Ｉ６を介して電動モータＭ１〜Ｍ６（アクチュエータ）に電力を供給するとともに、エンジンＥおよび電動モータＭ１〜Ｍ６の動力によって、車両の走行部３および複数の処理部からなる作業部６１を駆動し、走行部３は、電動モータＭ１〜Ｍ６で駆動させるとともに、作業部６１は、電動モータＭ１〜Ｍ６の動力により駆動させるアクチュエータ駆動部６３と、エンジンＥの動力により駆動させるエンジン駆動部６２（原動機駆動部）とを備えたものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
なお、この発明は、圃場の穀稈を連続的に刈取って脱穀する、駆動源にエンジン（原動機）および電動モータを併用したあらゆる電動コンバインに適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
３ 走行部
５ 脱穀部
６ 扱胴
６１ 作業部
６２ エンジン駆動部
６３ アクチュエータ駆動部
Ｂ，Ｂ´ バッテリー
Ｄ 発電機
Ｄ´ 外部電力供給部
Ｉ１〜Ｉ６ インバータ
Ｍ１〜Ｍ６ 電動モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に原動機およびバッテリーを搭載し、バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、原動機およびアクチュエータの動力によって、車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインに関し、より詳細には、走行部は、アクチュエータで駆動させるとともに、作業部は、アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えた電動コンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンバイン（農作業車両）は、車体に搭載したエンジンなど原動機の駆動力により、各種機械式の動力伝達機構を介してクローラなどの車両の走行部や、刈取、脱穀など複数の処理部からなる作業部を駆動させていた。しかし、近年、環境問題が重視される中で、大気汚染の軽減や燃費節約の機運が高まっており、動力源として、車両にエンジンと電動モータを搭載したハイブリッド型のコンバインが提唱されている。これは、車両が、エンジンと電動モータの二つの駆動源を持ち、それを使い分けることによって排ガスの低減と燃費を稼ぐものである。その一例として、車体にエンジンや発電機、バッテリー、処理部に設けた電動モータなどを搭載し、エンジンの動力で車両の走行部を駆動させるとともに、このエンジンの駆動により発電機を作動させ、発電した電力を、バッテリーを介して電動モータに供給し、刈取装置や脱穀装置など作業部を駆動させるもの（例えば、特許文献１）がある。
また、作業部として、脱穀部の扱胴を駆動するエンジンとは別個に、扱胴に補助出力用モータを設け、扱胴の駆動に連動させた車速を減少するなどした際、既に刈り取られている穀桿がそのまま脱穀部に搬送されるために搬送量が低減されず、扱胴に過負荷が生じた場合には、補助出力用モータを作動させて、補助出力用モータがエンジンと協働して扱胴を駆動し、扱胴のアシスト制御を行うようにしたもの（例えば、特許文献２）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４２５５８号公報
【特許文献２】特開２００２−３３７５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のようなコンバインでは、作業部の駆動源に電動モータを用いており、特に脱穀部における扱胴は、発電機により発電した電力を用いて作動する電動モータにより駆動させている。しかしながら、この扱胴は、重量を有するうえ、大量の穀稈を扱歯に巻き付けたり挟んだりして回転するため、コンバイン全体の駆動系における全出力の５０〜６０％前後にも相当する大きな出力を要し、上述した電動モータでは、このような扱胴を十分に回転駆動させることができず、扱胴の回転停止や、それに伴う各作業部への穀稈詰まりなど、作業能率を著しく低下させてしまう問題があった。さらには、エンジンの動力で走行部を駆動させているため、歯車や軸など多数の動力伝達部材を必要とすることから、構成を複雑にしているという問題もあった。
【０００５】
また、特許文献２のようなコンバインでは、走行部および作業部全ての駆動源は１つのエンジンの駆動力で賄っており、上述したように大きな出力を必要とする扱胴を、このエンジンで駆動させるためには、エンジンの出力を下げることができず、その結果、エンジンを小型化することができない。さらに、バッテリーには、オルタネータなどで発電した低電圧の電力を充電しており、この電力を用いた補助出力用モータでは、扱胴を十分に回転させることができないという問題があった。
そこで、この発明の目的は、車両の駆動源にエンジンとアクチュエータを併用して、扱胴の駆動源のみをエンジン動力にすることで最適な動力配分にし、扱胴を円滑に駆動して作業性を向上させるとともに環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、請求項１に記載の発明は、車両に原動機およびバッテリーを搭載し、 前記バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、前記原動機およびアクチュエータの動力によって、前記車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインにおいて、前記走行部は、前記アクチュエータで駆動させるとともに、前記作業部は、前記アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、前記原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動コンバインにおいて、前記作業部の前記原動機駆動部は、脱穀部の扱胴としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動コンバインにおいて、前記車両には、前記原動機に接続する発電機を備えるとともに、前記バッテリーは、前記発電機により発電した電力を充電することを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電動コンバインにおいて、前記バッテリーは、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、車両に原動機およびバッテリーを搭載し、バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、原動機およびアクチュエータの動力によって、車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインにおいて、走行部は、アクチュエータで駆動させるとともに、作業部は、アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えたので、原動機としてのエンジン動力を作業部の一部の駆動源に限定して用いることで、エンジンを必要最小限の大きさに抑えて小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させるとともに、走行部は、エンジン動力を伝達する機械式の動力伝達部材を必要とせず、走行部の構成を簡素化することができる。従って、環境負荷を軽減させるとともに、コストダウンやメンテナンス性を向上させた電動コンバインを提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、作業部の原動機駆動部は、脱穀部の扱胴としたので、車両の駆動系の中で最も出力を要する扱胴のみをエンジン動力にして、扱胴を円滑に駆動させるとともに、エンジンを必要最小限の大きさに抑えて小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。従って、作業性を向上させるとともに環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供する。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、車両には、原動機に接続する発電機を備えるとともに、バッテリーは、発電機により発電した電力を充電するので、エンジンの駆動に伴い、発電機により発電した高圧の電力をバッテリーに安定的に充電できるとともに、その電力を用いて、扱胴以外の駆動部を電動モータで駆動させ、エンジンを扱胴および発電機の駆動だけに用いることでエンジンを小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。従って、環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、バッテリーは、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電するので、車載発電機を必要とせず、または発電機を併用した場合でもエンジンの負荷をより低減できることから、エンジンをさらに小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。従って、環境負荷を軽減させた電動コンバインを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る電動コンバインの一例を示した左側面図である。
【図２】電動コンバインの平面図。
【図３】穀稈搬送装置の左側面図である。
【図４】脱穀部および選別部の左側面模式図である。
【図５】電動コンバインの動力伝達構成図である。
【図６】電動コンバインの各駆動系への動力伝達経路を示す模式図である。
【図７】作業部の駆動源として、グレンタンク底部の排出コンベアへの電動モータの設置例を示す、排出コンベアの斜視図である。
【図８】走行部の駆動源として、駆動スプロケットへの電動モータの設置例を示す、フレームおよびクローラベルトを取外した走行部の斜視図である。
【図９】外部発電機から電力をバッテリーに充電する電動コンバインの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１はこの発明の一例としての電動コンバインの右側面図、図２は電動コンバインの左側面図、図３は穀稈搬送装置の左側面図、図４は脱穀部および選別部の左側面模式図である。
【００１６】
まず、電動コンバイン１は、図１〜３に示すように、左右一対のトラックフレーム２に、左右一対のクローラ式走行装置である走行部３を装設し、これら左右トラックフレーム２に機台４が架設される。また、機台４上には、引起機構８、刈刃９、収穫物搬送手段１０などを備える刈取部７や、フィードチェーン１８を機体左側に張架し、扱胴６を内蔵する脱穀装置である脱穀部５、排藁チェーン終端を臨ませる排藁処理部１１、脱穀部５からの籾を、揚穀筒を介して搬入するグレンタンク１２、このグレンタンク１２の籾を機外に搬出する搬送部１６としての排出オーガ１３などが設置される。
【００１７】
さらに、機体前部の機台４上には、ハンドル１４や運転席１５、および運転席１５下方には、原動機としてのエンジンＥや、後述する発電機ＤおよびバッテリーＢなどが設けられており、これら構成により自脱型の電動コンバイン１が連続的に稲などの農作物を刈取って脱穀するように構成されている。
【００１８】
そして、機台３の後部には、グレンタンク１２内の籾を外部へ排出するための排出オーガ１３の縦オーガ１３ａが立設されるとともに、この縦オーガ１６ａの上端部には横オーガ１３ｂが連設されている。この縦オーガ１３ａを中心として、グレンタンク１２が左右回動可能に設けられて、グレンタンク１２の前側を外方に回転させて開放可能に構成されている。また、機台３の後部には、脱穀部５に連続して穀稈搬送装置１７が内設されている。
【００１９】
刈取部７で刈り取られた穀稈は、収穫物搬送手段１０にて後部へ搬送され、収穫物搬送手段１０の上端から株元側が穀稈搬送装置１７のフィードチェーン１８に受け継がれ、扱胴６の供給始端部を介して脱穀部５および選別部１９からなる脱穀装置内に穀稈が搬送される。そして、フィードチェーン１８後端には、排藁搬送チェーン２０が配設され、この排藁搬送チェーン２０後部下方には、カッター，結束機などからなる図示しない排藁処理部が形成され、排藁を切断して藁片にした後、拡散しながら圃場に均一放出し、或いは切断せずに放出するようにしている。
【００２０】
脱穀部５は、コンバイン１の進行方向左側に配置され、脱穀部４の右側には選別後の精粒を貯留するグレンタンク１２が配設されている。そして、グレンタンク１２の前方には運転席１５が配設されている。つまり、運転席１５は、機体の進行方向右前部に配置されている。一方、グレンタンク１２の後方には、排出オーガ１３の縦オーガ１３ａが立設され、縦オーガ１６を中心にして排出オーガ１３およびグレンタンク１２が側方へ回動可能とし、グレンタンク１２を側方へ回動することにより機体内側のメンテナンスを容易にしている。
【００２１】
そして、グレンタンク１２の底部には、後述する排出コンベア１２ａが前後方向に配設され、該排出コンベアの後部が縦オーガ１３ａの下部に連通されるとともに、排出コンベア１６後部から排出オーガ１３に動力が伝達されて、横オーガ１３ｂの先端よりトラックなどに、グレンタンク１２内の穀粒を排出できるようにしている。さらに、脱穀部５の下方には、選別部１９が配設され、脱穀部５から流下する穀粒や藁屑等から穀粒を選別し、精粒をグレンタンク１２に搬送したり、藁屑などを機外に排出するようにしている。
【００２２】
穀稈搬送装置１７は、上述の脱穀部５において、刈り取った穀稈の一端（株元側）を挟扼しながら搬送するためのものであり、刈取部７で刈り取った穀稈を排藁搬送チェーン２０まで搬送するフィードチェーン１８と、フィードチェーン１８上方に配設され、搬送されている穀稈を挟扼する挟扼杆２１と、挟扼杆２１を本機側に対して弾性支持する複数の弾性支持体２２などとから構成されている。
【００２３】
この穀稈搬送装置１７においては、対向配置される挟扼杆２１とフィードチェーン１８とによって、刈取部７で刈り取った穀稈の株元側を挟扼し、扱室３１内の扱胴６によって脱穀する構成となっており、この挟扼杆２１とフィードチェーン１８とが対向した部分を搬送経路としている。そして、脱穀部５にて脱粒された排藁は、フィードチェーン１８の後端部（下流側端部）において、排藁搬送チェーン２０へと受け継がれ、この排藁搬送チェーン２０によって、前記排藁処理部へと搬送される。
【００２４】
挟扼杆２１は、ステー２３などによって固設される支持杆２４と、支持杆２４に複数の弾性支持体２２を介して弾性支持して設けられている。この挟扼杆２１は、フィードチェーン１８に沿うように左右平行状に一対の板状部材が配置された形状となっており、フィードチェーン１８による搬送方向断面視逆Ｕ字状に形成されている。
【００２５】
支持杆２４は、中空の柱状部材であり、図示しない扱室カバー内の左側において前後方向に長く、挟扼杆２１と並列的に配置されるように形成されている。そして、この支持杆２４の側面には、一定間隔ごとに弾性支持体２２が、その上部が支持されるとともに配設され、これら弾性支持体２２の下部に挟扼杆２１が弾性支持されている。この弾性支持体２２の下部は、挟扼杆２１に連結ピンで枢支されており、弾性支持体２２の上部は支持杆２４よりも上方に延出されている。
【００２６】
次に、脱穀部５について説明する。図４に示すように、脱穀部５に形成された扱室３１には、機体の前後方向に軸架された略円柱形状の扱胴６が設けられ、この扱胴６の外周面には複数の扱歯３２が植設されている。そして、扱胴６の下部周辺を覆うように半円形状の受網３３が着脱可能に周設されている。一方、フィードチェーン１８により、穀桿の株元側が拘束されつつ、穀桿の先端側が扱胴６の下方に挿入されて穀稈が機体後方に搬送される。このとき、扱胴６の回転により脱粒が行われ、受網３３から穀粒や藁屑等が漏下するようにしている。
【００２７】
続いて、選別部１９について説明する。選別部１９は、揺動選別装置４１による揺動選別と唐箕４２による風選別とが行われ、一番物と二番物と藁屑等に分別される。
【００２８】
揺動選別装置４１は、機枠４３内に収納される。揺動選別装置４１の前端部は、扱胴６の前端部の下方まで延出され、揺動選別装置４１前下部には図示せぬ揺動軸が設けられるとともに、後部には後述の揺動駆動機構４４が設けられ、この揺動駆動機構４４によって揺動選別装置４１が機枠４３に対して揺動するように構成されている。なお、揺動駆動機構４４の後下方には燃料タンク（不図示）が配置されている。
【００２９】
揺動選別装置４１の前部には、流穀板４５が設けられるとともに、この流穀板４５の後下方に搬送板４６が設けられる。これら流穀板４５および搬送板４６は、板状の部材を波形に成形したものであり、受網３３を通過した処理物（穀粒および藁屑等との混合物）は、流穀板４５および搬送板４６上に落下し、揺動選別装置４１の揺動により機体後方に搬送される。
【００３０】
そして、搬送板４６後部には、第二選別部である網状のグレンシーブ（篩分装置）４７が連設されるとともに、このグレンシーブ４７と搬送板４６の上方、かつ流穀板４５の後方には、第一選別部であるチャフシーブ４８が被装されている。さらに、チャフシーブ４８の後方には、ストローラック４９が配設される。
【００３１】
チャフシーブ４８は、複数のチャフフィンから構成され、投入される処理物の量に応じてチャフフィンの開度を調節することを可能としている。すなわち、チャフフィンの上下一側端部が揺動選別装置４１に枢支されて、チャフシーブ４８左右両側に設けられた揺動板に枢結され、また、他側端部がチャフシーブ４８の左右両側に設けられた不図示の摺動板に枢結されている。
【００３２】
上記摺動板は、揺動選別装置４１と一体的に揺動されるとともに、この摺動板には図示しない調節レバーが枢結されており、該調節レバーに連結された図示しないワイヤの弛緩又は牽引により、この摺動板が前後に摺動される。なお、前記調節レバーは、上述のワイヤと反対側に設けられた図示しないバネによって各チャフフィンの傾斜角を小（寝かせる）とする方向に付勢されている。
【００３３】
そして、前記摺動板の摺動によりチャフフィンの角度が変更され、このチャフフィンの傾斜角を大（立てる）とさせるとき、チャフシーブ４８の開度を大として穀粒の漏下量を増大させ、各チャフフィンの傾斜角を小（寝かせる）とさせるときチャフシーブ４８の開度を小として穀粒の漏下量を減少させるように構成している。
【００３４】
こうして、穀粒および細かい藁屑は、チャフシーブ４８を通過して下方に落下し、チャフシーブ４８の開口よりも大きい藁屑などは後方に搬送される。このとき、チャフシーブ４８とグレンシーブ４７との間には、唐箕４２により選別部１９の前方から後方への気流が発生しており、細かい藁屑の一部は後方に吹き飛ばされて穀粒と分離される。
【００３５】
また、揺動選別装置１９における前流穀板４５の後部下方かつ後流穀板４６の前部下方には唐箕４２が配置され、チャフシーブ４８やグレンシーブ４７に選別風を送風するようにしている。
【００３６】
そして、揺動選別装置４１の後端部近傍には、吸引ファン５０が全幅に横設され、唐箕４２から供給される選別風の流れに乗ってきた塵埃や脱穀時に発生する塵埃などを、吸引ファン５０により吸引して機外へと排出するようにしている。
【００３７】
選別部１９内に投入され、前流穀板４５上に漏下された穀粒、枝梗付着粒、未熟穀粒および細かい藁屑などの混合物は、チャフシーブ４８上に漏下される過程において、唐箕４２により発生する選別部１９の前方から後方への気流により、細かい藁屑の一部が後方へ吹き飛ばされる。
【００３８】
そして、チャフシーブ４８上に漏下した穀粒、枝梗付着粒、未熟穀粒および細かい藁屑などの混合物は、揺動選別装置４１の揺動により、後方に搬送される、このとき、これら穀粒、未熟穀粒、枝梗付着粒および細かい藁屑などは、チャフシーブ４８の開口部より下方に落下し、大きい藁屑はチャフシーブ４８の後方まで搬送され、ストローラック４９を経て機外に排出される。
【００３９】
また、チャフシーブ４８の開口部より下方に落下した穀粒、未熟穀粒、枝梗付着粒および細かい藁屑などは、後流穀板４６およびグレンシーブ４７上に漏下される。このときも唐箕４２からの選別風により、細かい藁屑の一部は後方に吹き飛ばされて分離される。
【００４０】
さらに、グレンシーブ４７上に漏下された穀粒、未熟穀粒、枝梗付着粒および細かい藁屑などのうち、穀粒、未熟穀粒、細かい藁屑などは、グレンシーブ４７を通過して下方に落下する。このとき、重量が大きい穀粒（一番）は一番回収部５１に回収され、後述する一番コンベア５１ａから図示しない揚穀コンベアを経て、グレンタンク１２に搬送される。
【００４１】
一方、重量が小さい未熟穀粒や細かい藁屑の一部や穂切り粒や穀粒などが混じった未処理粒は、唐箕４２からの選別風により後方に吹き飛ばされ、二番回収部５２に回収され、後述する二番コンベア５２ａから図示しない二番還元コンベアを経て、前流穀板４５上（またはチャフシーブ４８上）に再投入される。
【００４２】
次に、本願発明の特徴である、車両の駆動源にエンジンとアクチュエータを併用し、最適な動力配分にした電動コンバインについて、その具体的構成を説明する。図５は電動コンバインの動力伝達構成図、図６は電動コンバインの各駆動系への動力伝達経路を示す模式図、図７は作業部の駆動源として、グレンタンク底部の排出コンベアへの電動モータの設置例を示す、排出コンベアの斜視図、図８は走行部の駆動源として、駆動スプロケットへの電動モータの設置例を示す、フレームおよびクローラベルトを取外した走行部の斜視図である。
【００４３】
本願発明の電動コンバイン１は、走行部３および脱穀部５や刈取部７など複数の処理部からなる作業部６１を構成した駆動系の駆動源を、電動モータＭ（アクチュエータ）と原動機としてのエンジンＥとを併用し、作業部６１の一部の駆動源を、エンジンＥの動力にしたものである。
【００４４】
図１にも示したように、車両側部の、例えば、選別部１９と、走行部３との間であって、車両前後方向の機台４上には、バッテリーＢを複数並設（図例では７個だが、設置数は限定されない）する。このバッテリーは二次電池であり、リチウムイオン電池や、リチウムイオンポリマー電池、ニッケル・水素電池など適宜使用することができる。なお、バッテリーＢの設置場所は限定しない。
【００４５】
また、エンジンＥ近傍の機台４上には、エンジンＥの図示しないクランク軸などに接続した発電機Ｄが設置されており、この発電機ＤはバッテリーＢに接続されている。従って、エンジンＥの動力により駆動させた発電機Ｄによって発電した比較的電圧の高い電力が、バッテリーＢに充電され、後述する車両の駆動系の駆動源に用いられる。
【００４６】
なお、エンジンＥには、上述した発電機Ｄの他に、図示しないオルタネータも設置されており、エンジンＥの動力により駆動させたオルタネータによって発電した比較的電圧の低い電力が、別途設置した図示しないバッテリーを介して車両のライト、あるいはキャビンを装備する車両においてはエアコンなどの電源に用いられる。
【００４７】
これらエンジンＥおよび発電機Ｄを用いた電動コンバイン１の動力伝達構成は、図５に示すように、まず、エンジンＥには、発電機Ｄおよび作業部６１を構成する脱穀部５の扱胴６のみが接続される。そして、発電機Ｄには、バッテリーＢが接続されている。
【００４８】
また、バッテリーＢには、車両の上記扱胴６以外の作業部６１であって、刈取部７を駆動させる各駆動部に設置した、刈取部電動モータＭ１と、脱穀部５を駆動させる扱胴６以外の各駆動部に設置した脱穀部電動モータＭ２と、選別部１９を駆動させる各駆動部に設置した選別部電動モータＭ３と、排藁処理部１１を駆動させる各駆動部に設置した排藁処理部電動モータＭ４と、搬送部１６を駆動させる各駆動部に設置した搬送部電動モータＭ５とが、それぞれインバータＩ１〜Ｉ５や図示しないドライバを介して接続されている。
【００４９】
さらに、バッテリーＢには、走行部３を駆動させる駆動部に、走行部電動モータＭ６が、インバータＩ６や図示しないドライバを介して接続されている。なお、各電動モータＭ１〜Ｍ６は、アクチュエータの例示であって、その構成は限定されない。
【００５０】
つまり、作業部６１には、エンジンＥの動力により駆動（扱胴６）させる、エンジン駆動部（原動機駆動部）６２と、バッテリーＢの電力により各モータＭ１〜Ｍ５の動力により駆動させる、扱胴６を除いた脱穀部５を含むアクチュエータ駆動部６３とを有する構成とされる。
【００５１】
そして、これらエンジンＥおよび各電動モータＭ１〜Ｍ６から各駆動系への動力伝達は、図６に示すように、まず、エンジン駆動部６２においては、エンジンＥの動力は、脱穀クラッチｃおよび変速ギアｇなどを介してＶベルトｖにより扱胴６の駆動軸６ａに伝達され、扱胴６はエンジンＥの動力により駆動する。
【００５２】
一方、エンジンＥの動力は、発電機Ｄも駆動させるため、この発電機Ｄにより発電した電力が、後述する各インバータＩ１〜Ｉ６に接続したバッテリーＢに充電される。
【００５３】
そして、刈取部７では、例えば、刈取部７全体を駆動させる刈取入力軸７ａにインバータＩ１に接続した刈取部電動モータＭ１の出力軸を連結する。なお、刈取部７は、引起タインチェン６４を備える穀稈引起装置６５や、掻込ベルト６６を備える穀稈搬送装置６７、刈刃駆動ユニット６８を有する刈刃装置６９などからなる周知の構成であり、これら装置間にはベルトやギアなど周知の機械式伝達機構で動力を中継することができるが、この発明は上記に限定されず、例えば、刈取部７内における各装置を駆動する入力軸にそれぞれインバータを介して電動モータを設置してもよい。
【００５４】
また、脱穀部５のフィードチェーン１８を駆動する入力軸には、インバータＩ２に接続した脱穀部電動モータＭ２が連結されるとともに、選別部１９における揺動選別装置４１の揺動駆動機構４４および唐箕４２、揚穀コンベアに連動する一番コンベア５１ａ、二番還元コンベアに連動する二番コンベア５２ａなどを駆動する各入力軸には、それぞれインバータＩ３を構成するインバータＩ３ａ，Ｉ３ｂ，Ｉ３ｃ，Ｉ３ｄに接続した選別部電動モータＭ３を構成する選別部電動モータＭ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄが連結される。
【００５５】
また、排藁処理部１１の排藁搬送チェーン２０や吸引ファン５０などを駆動する入力軸には、インバータＩ４を構成するインバータＩ４ａ，Ｉ４ｂに接続した脱穀部電動モータＭ４を構成する脱穀部電動モータＭ４ａ，Ｍ４ｂが連結されるとともに、搬送部１６では、縦オーガ１３ａおよび横オーガ１３ｂに連動する排出コンベア１２ａを駆動する入力軸に、インバータＩ５に接続した脱穀部電動モータＭ５が連結される。
【００５６】
作業部６１への電動モータの設置例としては、図７の搬送部１６で例示すると、グレンタンク１２底部に有する排出コンベア１２ａの入力軸１２ｂ近傍に、インバータＩ５に接続した脱穀部モータＭ５を設置するとともに、排出コンベア１２ａの入力軸１２ｂに、脱穀部モータＭ５の図示しない出力軸が連結される。
【００５７】
なお、搬送部１６を例示したが、電動モータの設置は上述に限定されず、例えば、それぞれ排出コンベア１２ａ、縦オーガ１３ａ、横オーガ１３ｂを駆動する入力軸に、インバータを接続した電動モータを連結させてもよい。また、上述した作業部６１の各駆動系への電動モータ設置は例示したものであり、記載を省略した各装置や、駆動系を細分化した各装置ごとに電動モータを設置させるなど、適宜電動モータの設置方法や設置数を設定することができる。
【００５８】
次に、走行部３では、上述の図６に示すように、クローラ式走行装置における左右駆動スプロケット３ａ，３ｂのそれぞれに接続する左右各車軸３ｃ，３ｄに、インバータＩ６を構成するインバータＩ６ａ，Ｉ６ｂに接続した走行部電動モータＭ６を構成する走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂが連結される。
【００５９】
走行部３への電動モータの設置例としては、図８に例示するように、左右駆動スプロケット３ａ，３ｂの近傍にインバータＩ６ａ，Ｉ６ｂに接続した走行部モータＭ６ａ，Ｍ６ｂを設置するとともに、各駆動スプロケット３ａ，３ｂに嵌入される図示しない左右各車軸３ｃ，３ｄに、走行部モータＭ６ａ，Ｍ６ｂの図示しない出力軸が連結される。
【００６０】
以上のような構成にすることで、エンジン動力を作業部６１の一部の駆動源に限定して用いることで、エンジンＥを必要最小限の大きさに抑えて小型化できるとともに、走行部３は、エンジン動力を伝達する機械式の動力伝達部材を必要とせず、走行部３の構成を簡素化することができる。
【００６１】
特に、車両の駆動系の中で最も出力を要する扱胴６のみをエンジン動力にすることで、大量の穀稈を扱歯に巻き付けたり挟むなどして回転に大きな負荷がかかる扱胴６でも、円滑に回転駆動させることができるとともに、エンジンＥを必要最小限の大きさに抑えて小型化し、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。
【００６２】
なお、上述した各インバータＩ１〜Ｉ６には、図示しないコントローラを接続するとともに、該コントローラには、走行部３および作業部６１の各駆動系の装置（各装置に設置した作業検出器）、さらには操縦部のハンドル１４や図示しない各種操作レバーなどが接続される。従って、車両の作業状況（車速や作業速度）に応じて、各装置の作業状態（作業速度）を制御することができる。
【００６３】
なお、バッテリーＢは、上述したような、車載の発電機Ｄにより発電した電力を充電する構成に限定されず、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電する構成にすることもできる。図９は、外部発電機から電力をバッテリーに充電する電動コンバインの模式図である。
【００６４】
この場合、バッテリーＢ´の適宜位置には、充電口ｃｈが設けられている。また、上述したような発電機Ｄは、車両に備えられていない。そして、バッテリーＢ´への充電が必要になった際には、図９に示すように、例えば、車庫や、充電スタンドなどに設置した外部電力供給部Ｄ´に備えられたコードのプラグを充電口にプラグインすることで、バッテリーＢ´に円滑に充電することができる。
【００６５】
このような構成にすることで、車載の発電機Ｄを必要とせず、エンジンＥの負荷をより低減できることから、エンジンＥをさらに小型化でき、排ガスの低減と燃費を向上させることができる。なお、発電機Ｄを車両に搭載しておき、バッテリーＢ´への電力供給源を、車載の発電機Ｄおよび外部電力供給部Ｄ´を併用し、電力の供給先を適宜切り替えるように構成してもよい。
【００６６】
以上詳述したように、この例の電動コンバイン１は、車両に原動機としてのエンジンＥおよびバッテリーＢを搭載し、バッテリーＢは、インバータＩ１〜Ｉ６を介して電動モータＭ１〜Ｍ６（アクチュエータ）に電力を供給するとともに、エンジンＥおよび電動モータＭ１〜Ｍ６の動力によって、車両の走行部３および複数の処理部からなる作業部６１を駆動し、走行部３は、電動モータＭ１〜Ｍ６で駆動させるとともに、作業部６１は、電動モータＭ１〜Ｍ６の動力により駆動させるアクチュエータ駆動部６３と、エンジンＥの動力により駆動させるエンジン駆動部６２（原動機駆動部）とを備えたものである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
なお、この発明は、圃場の穀稈を連続的に刈取って脱穀する、駆動源にエンジン（原動機）および電動モータを併用したあらゆる電動コンバインに適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
３ 走行部
５ 脱穀部
６ 扱胴
６１ 作業部
６２ エンジン駆動部
６３ アクチュエータ駆動部
Ｂ，Ｂ´ バッテリー
Ｄ 発電機
Ｄ´ 外部電力供給部
Ｉ１〜Ｉ６ インバータ
Ｍ１〜Ｍ６ 電動モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に原動機およびバッテリーを搭載し、
前記バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、前記原動機およびアクチュエータの動力によって、前記車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインにおいて、
前記走行部は、前記アクチュエータで駆動させるとともに、前記作業部は、前記アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、前記原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えたことを特徴とする電動コンバイン。
【請求項２】
前記作業部の前記原動機駆動部は、脱穀部の扱胴としたことを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
【請求項３】
前記車両には、前記原動機に接続する発電機を備えるとともに、前記バッテリーは、前記発電機により発電した電力を充電することを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
【請求項４】
前記バッテリーは、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電することを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
【請求項１】
車両に原動機およびバッテリーを搭載し、
前記バッテリーは、インバータを介してアクチュエータに電力を供給するとともに、前記原動機およびアクチュエータの動力によって、前記車両の走行部および複数の処理部からなる作業部を駆動する電動コンバインにおいて、
前記走行部は、前記アクチュエータで駆動させるとともに、前記作業部は、前記アクチュエータの動力により駆動させるアクチュエータ駆動部と、前記原動機の動力により駆動させる原動機駆動部とを備えたことを特徴とする電動コンバイン。
【請求項２】
前記作業部の前記原動機駆動部は、脱穀部の扱胴としたことを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
【請求項３】
前記車両には、前記原動機に接続する発電機を備えるとともに、前記バッテリーは、前記発電機により発電した電力を充電することを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
【請求項４】
前記バッテリーは、車両外部に設置した外部発電機により発電した電力を充電することを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１９３７８１（Ｐ２０１１−１９３７８１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６３５８７（Ｐ２０１０−６３５８７）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（０００００６７８１）ヤンマー株式会社 (3,810)
【Ｆターム（参考）】
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