(57)【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各駆動源によって、前記車両の走行部と、複数の処理部からなる作業部と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の動力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で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、
前記アクチュエータ駆動部は、脱穀部のフィードチェーンを含み、
前記原動機駆動部は、前記脱穀部の扱胴とし、
前記走行部および前記アクチュエータ駆動部の各駆動源には、それぞれの駆動速度を検出する検出器を設けるとともに、前記各検出器をコントローラに接続し、かつ前記コントローラは、前記各検出の検出情報に基づいて、対応する前記アクチュエータに接続した前記インバータの制御を行い、
刈取部のアクチュエータの回転速度が低下している場合には、前記フィードチェーンを駆動させるアクチュエータの回転速度を低下させ、前記刈取部のアクチュエータの回転速度が低下していない場合には、前記フィードチェーンを駆動させるアクチュエータの回転速度を維持、または上昇させることを特徴とする電動コンバイン。
【請求項２】
前記コントローラは、前記走行部および作業部の各駆動源に各別に設置するとともに、前記車両には、それぞれの前記コントローラを統括制御する統括制御部を設置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】
前記コントローラおよび／または前記統括制御部は、前記走行部と、前記作業部の刈取部および脱穀部とをそれぞれ駆動する前記アクチュエータを協調駆動させたことを特徴とする、請求項２に記載の電動コンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動源に原動機およびアクチュエータを併用する電動コンバイン関し、より詳細には、走行部は、アクチュエータの動力で駆動させるとともに、作業部は、アクチュエータの動力で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、走行部およびアクチュエータ駆動部の各駆動源には、それぞれの駆動速度を検出する検出器を設けるとともに、各検出器をコントローラに接続し、かつコントローラは、各検出の検出情報に基づいて、対応するアクチュエータに接続したインバータの制御を行う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、車体に搭載した原動機としてのエンジンの駆動力により、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、車両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。
【０００３】
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】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０９５０５７号公報
【特許文献２】特開２００７−１１１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
また、この特許文献１には、走行部の駆動源を電動モータにして、走行部と刈取部の駆動を協調させる開示もあるが、例えば、圃場が、車両で走行し辛いものの、穀稈が多く群生するような条件に変化した場合、これら多量の穀稈を刈り取るため、刈取部を駆動させる電動モータに負荷がかかる結果、この刈取部に協調する走行部は、車速を低下させる。そして、車速の低下に追従して、脱穀部での刈取穀稈を搬送するフィードチェーンの搬送速度も下がるため、刈取部で大量に刈り取った穀稈が、フィードチェーンで詰まってしまい、搬送停止やメンテナンスが必要となり、作業性が低下してしまう問題があった。
【０００７】
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。
【０００８】
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、小型化を可能としたエンジンで扱胴を円滑に駆動させるとともに、走行部と、作業部のアクチュエータ駆動部との駆動を協調させて脱穀効率を向上させた、環境負荷の軽減および作業性を向上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】
【０００９】
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各駆動源によって、前記車両の走行部と、複数の処理部からなる作業部と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の動力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で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、前記アクチュエータ駆動部は、脱穀部のフィードチェーンを含み、前記原動機駆動部は、前記脱穀部の扱胴とし、前記走行部および前記アクチュエータ駆動部の各駆動源には、それぞれの駆動速度を検出する検出器を設けるとともに、前記各検出器をコントローラに接続し、かつ前記コントローラは、前記各検出の検出情報に基づいて、対応する前記アクチュエータに接続した前記インバータの制御を行い、刈取部のアクチュエータの回転速度が低下している場合には、前記フィードチェーンを駆動させるアクチュエータの回転速度を低下させ、前記刈取部のアクチュエータの回転速度が低下していない場合には、前記フィードチェーンを駆動させるアクチュエータの回転速度を維持、または上昇させることを特徴とする。
【００１０】
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、前記コントローラは、前記走行部および作業部の各駆動源に各別に設置するとともに、前記車両には、それぞれの前記コントローラを統括制御する統括制御部を設置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電動コンバインにおいて、前記コントローラおよび／または前記統括制御部は、前記走行部と、前記作業部の刈取部および脱穀部とをそれぞれ駆動する前記アクチュエータを協調駆動させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
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各駆動源によって、車両の走行部と、複数の処理部からなる作業部とを駆動する電動コンバインにおいて、走行部は、アクチュエータの動力で駆動させるとともに、作業部は、アクチュエータの動力で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、アクチュエータ駆動部は、脱穀部のフィードチェーンを含み、原動機駆動部は、脱穀部の扱胴とし、走行部およびアクチュエータ駆動部の各駆動源には、それぞれの駆動速度を検出する検出器を設けるとともに、各検出器をコントローラに接続し、かつコントローラは、各検出の検出情報に基づいて、対応するアクチュエータに接続したインバータの制御を行い、刈取部のアクチュエータの回転速度が低下している場合には、フィードチェーンを駆動させるアクチュエータの回転速度を低下させ、刈取部のアクチュエータの回転速度が低下していない場合には、フィードチェーンを駆動させるアクチュエータの回転速度を維持、または上昇させるので、原動機である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ことができる。さらに、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ことができる。
【００１４】
また、検出器が、電動モータで駆動される走行部および作業部の駆動速度を各駆動装置ごとに検出するため、コントローラは、作業状況に応じて走行部および作業部の各駆動装置を、インバータを介して装置別に細かく制御することで、コントローラが作業状態に応じて、処理工程における前後の駆動装置を車速と併せて最適な駆動状態にすることができる。従って、上述した環境負荷を低減させるとともに、作業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。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、コントローラは、走行部および作業部の各駆動源に各別に設置するとともに、車両には、それぞれのコントローラを統括制御する統括制御部を設置したので、コントローラは、各コントローラによる各駆動部における駆動速度の検出情報の収集と、統括制御部によるそれら検出情報の解析および各インバータ制御とに分けて作業を分担できることから、１つのコントローラの作業負荷を軽減し、各駆動部を安定的に駆動制御することができる。従って、作業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。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、コントローラおよび／または統括制御部は、走行部と、作業部の刈取部および脱穀部とをそれぞれ駆動するアクチュエータを協調駆動させたので、例えば、刈取穀稈量が増えるとともに車速が低下した場合でも、コントローラは、車速の低下に関わらず、刈取部と、フィードチェーンとの駆動速度を連係させてフィードチェーンの駆動速度を下げないため、脱穀部での搬送穀稈の詰まりなどを防ぐことができる。従って、作業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。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】電動コンバインの右側面図である。
【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】速度検出器を設置した駆動系各部のコントローラによるブロック図である。
【図８】駆動系各部の詳細を示すコントローラによるブロック図である。
【図９】アクチュエータ駆動部への速度検出器の設置例を示す、フィードチェーン駆動部の斜視図である。
【図１０】コントローラによる各駆動系の制御例を示す、走行部と、作業部の刈取部および脱穀部との処理を説明したフローチャートである。
【図１１】統括制御部を備える駆動系各部のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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左側面図、図２は電動コンバインの右側面図、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
そして、機台４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１３ａ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４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。
【００２３】
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、図示しないカッター、結束機などからなる排藁処理部１１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。
【００２４】
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５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１３ａ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。
【００２５】
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、排出コンベア１２ａ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１２ａ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、排藁処理部１１へと搬送される。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、揺動選別装置１９における流穀板４５の後部下方かつ搬送板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。
【００４０】
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。
【００４１】
選別部１９内に投入され、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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、搬送板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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、流穀板４５上（またはチャフシーブ４８上）に再投入される。
【００４６】
次に、本願発明の特徴である、車両の駆動源に、原動機としてのエンジンと、アクチュエータとを併用するとともに、コントローラにより各アクチュエータを駆動制御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は速度検出器を設置した駆動系各部のコントローラによるブロック図、図８は駆動系各部の詳細を示すコントローラによるブロック図、図９はアクチュエータ駆動部への速度検出器の設置例を示す、フィードチェーン駆動部の斜視図、図１０はコントローラによる各駆動系の制御例を示す、走行部と、作業部の刈取部および脱穀部との処理を説明したフローチャートである。
【００４７】
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）とエンジンＥ（原動機）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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
なお、エンジンＥには、上述した発電機Ｄの他に、図示しない周知の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。
【００５１】
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。
【００５２】
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および図示しないドライバを介して接続されている。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
また、脱穀部５のフィードチェーン１８を駆動する入力軸１８ａ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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
こ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。
【００６２】
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。
【００６３】
次に、上述した各駆動系は、コントローラによりそれぞれの駆動速度が制御される。これは、図７に示すように、作業部６１のアクチュエータ駆動部６３および走行部３の駆動源とされる各電動モータＭ１〜Ｍ６には、それぞれ駆動速度を検出する検出器Ｄ１〜Ｄ６が設置される。
【００６４】
その具体例として、図８に示すように、刈取部７全体を駆動させる刈取部電動モータＭ１には、検出器Ｄ１が設置されるとともに、脱穀部５のフィードチェーン１８を駆動させる脱穀部電動モータＭ２には、検出器Ｄ２が取付けられる。また、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などを駆動させる選別部電動モータＭ３ａ，Ｍ３ｂ，Ｍ３ｃ，Ｍ３ｄには、それぞれ検出器Ｄ３を構成する検出器Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｄが設置される。
【００６５】
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などを駆動させる脱穀部電動モータＭ４ａ，Ｍ４ｂには、それぞれ検出器Ｄ４を構成する検出器Ｄ４ａ，Ｄ４ｂが設置されるとともに、搬送部１６を駆動させる脱穀部電動モータＭ５には、検出器Ｄ５が取付けられる。
【００６６】
さらに、走行部３を駆動させる走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂには、それぞれ検出器Ｄ６を構成する検出器Ｄ６ａ，Ｄ６ｂが設置される。
【００６７】
上記検出器Ｄ１〜Ｄ６は、例えば、ロータリーエンコーダやタコ・ジェネレータなど周知の速度検出器を適宜用いることができ、各電動モータＭ１〜Ｍ６近傍に設置して、電動モータＭ１〜Ｍ６の駆動軸の回転速度を検出し、その検出情報をコントローラＣに伝達するものである。
【００６８】
これら検出器Ｄ１〜Ｄ６の設置例として、脱穀部５のフィードチェーン１８で説明すると、図９に示すように、フィードチェーン１８内側の前後両端に内設し、フィードチェーン１８を巻回したスプロケットであって、フィードチェーン１８の後端側（車両後部側）に備える駆動スプロケット１８ｂに嵌入した入力軸１８ａには、脱穀部電動モータＭ２の出力軸１８ｃが連結されており、この出力軸１８ｃ（入力軸１８ａでもよい）の軸周りに、ロータリーエンコーダなどの検出器Ｄ２が取付けられる。
【００６９】
このようにして、走行部３および作業部６１における各駆動部の駆動軸に検出器Ｄ１〜Ｄ６が取付けられている。なお、図示しないが、検出器は、エンジン動力による扱胴６の駆動軸にも設置させることができ、この場合、扱胴６に設置した検出器をコントローラＣに接続するとともに、エンジンＥをコントローラＣに接続させ、コントローラＣによりエンジンＥの出力を制御する構成を加えることができる。
【００７０】
そして、これら各検出器Ｄ１〜Ｄ６（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｄ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ，Ｄ５，Ｄ６ａ，Ｄ６ｂ）は、車両に設置したコントローラＣに接続されるとともに、このコントローラＣには、各インバータＩ１〜Ｉ６（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３ａ，Ｉ３ｂ，Ｉ３ｃ，Ｉ３ｄ，Ｉ４ａ，Ｉ４ｂ，Ｉ５，Ｉ６ａ，Ｉ６ｂ）や図示しないドライバが接続される。
【００７１】
ここで、圃場の作業条件が変化し、例えば、穀稈の群生量が増加しているが、地面の泥濘が多く、悪路になった場合、電動コンバイン１は、多量の穀稈を刈り取るため、刈取部電動モータＭ１の駆動に負荷をかけ、穀稈引起装置６５や、穀稈搬送装置６７などの作業効率を上げて、穀稈を大量に刈り取るとともに、刈り取った多量の穀稈が、次々に脱穀部５のフィードチェーン１８に搬送される。
【００７２】
その一方で、電動コンバイン１は、圃場の泥濘により車両が走行し辛くなっており、走行部３の走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂに負荷がかかり、車速が低下する。なお、この場合、扱胴６の回転速度は一定とする。
【００７３】
このとき、刈取部電動モータＭ１に設置した検出器Ｄ１が、刈取部電動モータＭ１の回転速度を検出してコントローラＣに伝達するとともに、走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂに設置した検出器Ｄ６が、走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂの回転速度を検出してコントローラＣに伝達する。
【００７４】
そこで、図１０に示すように、コントローラＣは、ステップｓ１で走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂの回転速度が低下している場合には、ステップｓ２に進み、刈取部電動モータＭ１の回転速度を確認し、刈取部電動モータＭ１の回転速度が低下している（刈取部７が穀稈を多く刈り取っていない）場合には、フィードチェーン１８を駆動させる脱穀部電動モータＭ２のインバータＩ２を刈取部電動モータＭ１の回転速度に応じて制御し、脱穀部電動モータＭ２の回転速度を低下させる。
【００７５】
しかし、コントローラＣは、ステップｓ２において、刈取部電動モータＭ１の回転速度が低下していない（刈取部７が穀稈を多く刈り取っている）場合には、インバータＩ２を制御して、脱穀部電動モータＭ２の回転速度を刈取部電動モータＭ１の回転速度に応じて制御し、脱穀部電動モータＭ２の回転速度を維持（または上昇）させる。
【００７６】
このような構成により、走行部３の車速が低下したにも関わらず、刈取部７で刈り取られた大量の穀稈が、脱穀部５のフィードチェーン１８に受け継がれても、コントローラＣがフィードチェーン１８の搬送速度を低下させず、脱穀部電動モータＭ２の回転速度を、刈取部電動モータＭ１の回転速度に協調させる。
【００７７】
その結果、フィードチェーン１８の搬送速度を上昇または通常速度にすることで、大量の穀稈をフィードチェーン１８で詰まらせて、フィードチェーン１８を含む前後の駆動装置を停止などさせることなく、フィードチェーン１８で穀稈を効率よく搬送し、扱胴６で脱穀処理を行わせることができる。
【００７８】
なお、上述とは逆に、車両が、泥濘などから出て、穀稈の群生量が少ない圃場に移動し、車速を上昇させた場合には、コントローラＣは、走行部電動モータＭ６ａ，Ｍ６ｂの回転速度が上昇しても、穀稈刈取量の減少により、刈取部電動モータＭ１の回転速度低下に協調して脱穀部電動モータＭ２の回転速度も低下させることで、不要な電力消費を抑えることができる。
【００７９】
上述した、駆動部の駆動速度の制御方法では、１つのコントローラＣで各駆動部を制御する構成を説明したが、この構成に限定されず、複数のコントローラを用いて構成させることもできる。
【００８０】
この場合、図１１に示すように、検出器Ｄ１〜Ｄ６（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ａ，Ｄ３ｂ，Ｄ３ｃ，Ｄ３ｄ，Ｄ４ａ，Ｄ４ｂ，Ｄ５，Ｄ６ａ，Ｄ６ｂ）には、それぞれコントローラＣ１〜Ｃ６が接続されるとともに、各コントローラＣ１〜Ｃ６は、統括制御部Ｃ７に接続する。さらに、統括制御部Ｃ７は、各インバータＩ１〜Ｉ６（Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３ａ，Ｉ３ｂ，Ｉ３ｃ，Ｉ３ｄ，Ｉ４ａ，Ｉ４ｂ，Ｉ５，Ｉ６ａ，Ｉ６ｂ）に接続される。
【００８１】
このような構成にすることで、各コントローラＣ１〜Ｃ６は、各検出器Ｄ１〜Ｄ６による各駆動部の駆動速度の検出情報を収集し、統括制御部Ｃ７は、各コントローラＣ１〜Ｃ６が得た情報に基づいて、情報を解析し、各インバータＩ１〜Ｉ６の制御を行う。
【００８２】
その結果、各コントローラＣ１〜Ｃ６は、それぞれの駆動系の駆動状態を正確に収集できるとともに、統括制御部Ｃ７は、情報解析および各インバータＩ１〜Ｉ６への制御指示に分けて作業を分担できることから、１つのコントローラの作業負荷を軽減し、各駆動部を安定的に駆動制御することができる。
【００８３】
上述では、走行部３と、作業部６１の刈取部７および脱穀部５との協調駆動を説明したが、本願発明の電動コンバイン１では、排藁処理部１１や選別部１９、搬送部１６なども含めた全ての駆動部で協調駆動させることが可能であり、作業条件の変化により、各駆動部が、前後の処理工程の駆動速度に協調して適切な駆動速度に迅速に変更されるため、各駆動部における駆動速度の違いなどで生じる装置への処理物の詰まりを防ぎ、効率的に処理を行うことができる。
【００８４】
以上詳述したように、この例の電動コンバイン１は、車両にエンジンＥ（原動機）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の各駆動源によって、車両の走行部３と、複数の処理部からなる作業部６１とを駆動し、走行部３は、電動モータＭ３の動力で駆動させるとともに、作業部６１は、電動モータＭ１〜Ｍ５の動力で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、走行部３およびアクチュエータ駆動部６３の各駆動源には、それぞれの駆動速度を検出する検出器Ｄ１〜Ｄ６を設けるとともに、各検出器Ｄ１〜Ｄ６をコントローラＣに接続し、かつコントローラＣは、各検出器Ｄ１〜Ｄ６の検出情報に基づいて、対応する電動モータＭ１〜Ｍ６に接続したインバータＩ１〜Ｉ６の制御を行うものである。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
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、駆動源にエンジンなどの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】
【００８６】
３    走行部
５    脱穀部
６    扱胴
７    刈取部
１８    フィードチェーン
６１    作業部
６２    エンジン駆動部
６３    アクチュエータ駆動部
Ｂ    バッテリー
Ｃ，Ｃ１〜Ｃ６    コントローラ
Ｃ７    統括制御部
Ｄ    発電機
Ｅ    エンジン
Ｉ１〜Ｉ６    インバータ
Ｍ１〜Ｍ６    電動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005560073.tif 000007
【図７】
0005560073.tif 000008
【図８】
0005560073.tif 000009
【図９】
0005560073.tif 000010
【図１０】
0005560073.tif 000011
【図１１】
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