(57)【要約】【課題】コンバインによる収穫作業時に、グレンタンク内へ放出される穀粒の運動エネルギーを回生して電力に変換し、この電力によって駆動する電動モータで機体各部の駆動をアシストすることで、燃料消費量を低減する。【解決手段】コンバイン（１）のグレンタンク（５）内部に揚穀筒（１９）から放出される穀粒によって回転する羽根車（１２）を設け、この羽根車（１２）の回転で発電する発電機（２５）と発電した電力を蓄えるバッテリ（２９）を設け、コンバイン（１）の回転各部に適宜設ける補助モータ（４０）を前記バッテリ（２９）からの電力で駆動する構成とする。【選択図】図２
2011004631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバイン（１）のグレンタンク（５）内部に揚穀筒（１９）から放出される穀粒によって回転する羽根車（１２）を設け、この羽根車（１２）の回転で発電する発電機（２５）と発電した電力を蓄えるバッテリ（２９）を設け、コンバイン（１）の回転各部に適宜設ける補助モータ（４０）を前記バッテリ（２９）からの電力で駆動する構成としたことを特徴とするハイブリッド方式のコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関（エンジン）と電動モータを搭載したハイブリッド方式のコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンバインの動力源は、内燃機関（エンジン）が使用されているが、省燃費や低騒音化の目的で電動モータを併用したいわゆるハイブリッド方式のコンバインが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−３２０８０５号公報に記載の発明は、エンジンを最高出力付近の回転数に固定して収穫作業を行い、この収穫作業中のエンジン余裕出力を電力に変換してバッテリに蓄えておき、このバッテリに蓄えた電力にて電動機を駆動して圃場内外における単なる移動走行を行うことが出来るようにしている。
【０００４】
また、特開２００４−２４２５５８号公報に記載の発明は、走行装置を駆動する内燃機関と電動モータとを備えたコンバインで、内燃機関の駆動で発電された電力をバッテリに蓄えて、このバッテリに蓄えられた電力をコンバインの動力源の一部又は全部として利用出来るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２０８０５号公報
【特許文献２】特開２００４−２４２５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載の発明は、エンジンを燃焼効率が高い最高出力回転数付近で常に駆動するので燃料を有効に利用することになるが、駆動余力で充電するバッテリが満充電状態になってもエンジンを高回転のままで回転を維持することになって必要以上に燃料を使用する場合もある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の発明は、エンジン駆動出力を小さくしても電動モータがエンジン出力を補うことができ、エンジンからの燃焼排ガスの排出量を減らすことができ、またエンジンの振動と騒音が比較的小さくなる。
【０００８】
しかしながら、これらの従来技術は、全てエンジンの駆動余力を電力としてバッテリに蓄え、その蓄えた電力で電動機を駆動して走行或は走行補助に利用するものであるために、バッテリに蓄えた電力も結局燃料を燃焼して得られたエネルギーであって、燃料消費量があまり低減されない。
【０００９】
そこで、本発明では、燃料を燃焼して取り出されるエンジン出力の一部を電力に変換してバッテリに蓄えるのではなく、コンバインの収穫作業時にグレンタンク内へ揚穀されて放出される穀粒の放出エネルギーでモータを駆動して発電し、その電力をバッテリに蓄えて適宜にコンバインの駆動部に設ける電動機を駆動することで、さらに低燃費となるハイブリッド方式のコンバインを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
本発明は、コンバイン（１）のグレンタンク（５）内部に揚穀筒（１９）から放出される穀粒によって回転する羽根車（１２）を設け、この羽根車（１２）の回転で発電する発電機（２５）と発電した電力を蓄えるバッテリ（２９）を設け、コンバイン（１）の回転各部に適宜設ける補助モータ（４０）を前記バッテリ（２９）からの電力で駆動する構成としたことを特徴とするハイブリッド方式のコンバインとした。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、収穫作業中に脱穀した穀粒が揚穀筒（１９）で揚穀されてグレンタンク（５）内へ放出されるが、この揚穀筒（１９）から放出される穀粒の勢いで羽根車（１２）を回転させ、羽根車（１２）の回転で発電機（２５）を回して発電し、発電した電力をバッテリ（２９）に蓄え、蓄えた電力で脱穀装置（４）の回転各部に適宜設ける補助モータ（４０）を駆動するので、揚穀筒（１９）から放出される穀粒の運動エネルギーを回生でき、従来のハイブリッド方式のコンバインにおけるエンジンだけの高効率利用による燃料消費量よりもさらに効果的に燃料消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンバインの側面図である。
【図２】コンバインの背面図である。
【図３】コンバインの平面図である。
【図４】別実施例のコンバインの背面図である。
【図５】別実施例のコンバインの側面図である。
【図６】要部の平断面図である。
【図７】別実施例要部の平断面図である。
【図８】脱穀装置の側断面図である。
【図９】脱穀装置の側断面図である。
【図１０】脱穀装置の側断面図である。
【図１１】脱穀装置の正断面図である。
【図１２】脱穀装置の側断面図である。
【図１３】脱穀装置の側断面図である。
【図１４】脱穀装置の側断面図である。
【図１５】脱穀装置の正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
まず、コンバインの機体構成について説明する。
図１と図２に示す実施例では、コンバイン１は、左右のクローラ式の走行装置２の上側に枠組みされた機台３を設け、該機台３の左側部に脱穀装置４を搭載し、該脱穀装置４の右側にグレンタンク５を搭載し、このグレンタンク５の前側下部に原動部６を設け、原動部６の上部に操縦部７を設け、操縦部７と前記脱穀装置４との前側に刈取装置８を設けている。原動部６内の搭乗ステップ下部には、バッテリ２９を搭載している。
【００１４】
走行装置２は、機台３の下部に左右の転輪フレーム９，９を設け、この転輪フレーム９，９に枢支した多数の転輪１０，１０と後端部の緊張輪１１，１１と前端部に取り付けた駆動スプロケット１３，１３と、前記転輪１０，１０と緊張輪１１，１１と駆動スプロケット１３，１３に亘って巻き掛けるクローラベルト１４，１４で構成する。エンジンの動力がミッションケース内で変速されて駆動スプロケット１３，１３を駆動して走行する。
【００１５】
脱穀装置４は、側部にフィードチェン１５を備え、内部に扱胴(図示省略)を回転自在に備えた上側の扱室と、揺動選別棚、唐箕、一番移送螺旋、二番移送螺旋等を備えた下側の選別室とから構成する。該脱穀装置４は、後述するエンジンの駆動力によって駆動する構成である。尚、該脱穀装置４の後側には、脱穀後の排藁を切断して圃場に排出する排藁カッター１６を搭載する。
【００１６】
刈取装置８は、分草板２０や刈刃装置２２や引起装置２１や穀稈搬送装置を取り付けた刈取支持フレーム１７を機台３の前上部に刈取枢支軸で枢支し、機台３と刈取支持フレーム１７の間に刈取装置８を油圧で昇降させる昇降シリンダを介装している。
【００１７】
グレンタンク５は、脱穀装置４で脱穀選別した穀粒を一時的に貯留するもので、脱穀装置４の選別部から揚穀筒１９でグレンタンク５内の上部に穀粒を放出して貯留する。揚穀筒１９の放出位置には放出する穀粒が当たって回転する羽根車１２を設けている。羽根車１２の回転軸はグレンタンク５の外壁に取り付けた発電機２５を駆動して発電し、その電力をバッテリ２９に蓄電する。羽根車１２の揚穀筒１９放出口側には穀粒が羽根車１２の回転軸下側に当たるようにガイドするガイド板１８を設けている。羽根車１２とガイド板１８の間隔は穀粒径よりも広くして詰まりが生じないようにする。
【００１８】
図２に示す実施例では、羽根車１２を揚穀筒１９放出口の上側に設けているが、図４に示すように、揚穀筒１９放出口の下側に設け、ガイド板１８で穀粒が羽根車１２の回転軸上側に当たるようにする。この場合には、羽根車１２が穀粒の詰り防止にも良い。
【００１９】
図５に示す実施例では、揚穀筒１９の放出口の放出範囲前側で羽根車１２の回転軸を縦方向に設けている。羽根車１２の位置は揚穀筒１９の放出口の放出範囲後側でも良く、羽根車１２が一方方向へ回転するようにガイド板１８を設ける。この実施例の場合には、穀粒をグレンタンク５内で前後に拡散し、前後に長いグレンタンク５に表面を平らにして多く穀粒を溜める効果が有る。
【００２０】
羽根車１２の翼板は、先端に迎え角をつけた断面形状卍状にすると穀粒の衝突で良く回転する。また、羽根車１２を送風ファンの如く、放出方向に対して捩った形状にして穀粒が正面から衝突すると一方方向へ回転するようにしても良い。
【００２１】
さらに、羽根車１２の翼板には穀粒の当たる面にゴム板のような弾性体を張り付けたり、翼板自体を樹脂製にしたりして穀粒が損傷しないようにすると良い。
なお、発電機２５は粉塵による故障を防ぐためにグレンタンク５の外部に設ける方が良いが、防塵対策を充分にすればグレンタンク５内に設けても良い。
【００２２】
グレンタンク５の後部には、縦送りオーガ５６と横送りオーガ５７を設けて、グレンタンク５内の穀粒を畦道で待っているトラックの穀粒タンクへ移送して排出する。
図６は、脱穀装置４の回転各部に適宜設ける駆動を補助する補助モータ４０の駆動力補助構成の実施例で、ギヤケース６９に、エンジンの駆動回転が伝動される入力プーリ７０が固定された第一入力軸７１を軸受７２で回転自在に軸受けする。そして、該第一入力軸７１と同一軸芯上に、該第一入力軸７１から第一ワンウェイクラッチ７３を介して駆動される第一出力軸７５を設け、該第一出力軸７５の端部に傘歯車状の第一出力ギヤ７４を固定する。
【００２３】
また、ギヤケース６９の第一入力軸７１と反対側には、第二入力軸７７を軸受７８で回転自在に軸受けする。そして、該第二入力軸７７と同一軸芯上に、該第二入力軸７７から第二ワンウェイクラッチ７９を介して駆動される第二出力軸８１を設け、該第二出力軸８１の端部に傘歯車状の第二出力ギヤ８０を固定する。そして、ギヤケース６９の外側に変速装置(増速伝動装置または減速伝動装置)８２を備えた補助モータ４０を取り付け、該補助モータ４０によって駆動される変速装置８２の出力軸を前記第二入力軸７７にスプライン勘合させて取り付ける。
【００２４】
そして、第一出力軸７５と第二出力軸８１に直交して出力軸８４をギヤケース６９に軸受８５、８６で回転自在に軸受けする。出力軸８４の中間部には傘歯車状の入力ギヤ８７を固定し、出力軸８４の伝動ギヤケース６９から側方に突出する軸端部に駆動側回転体８９を固定する。そして、出力軸８４に固定した入力ギヤ８７に対して、第一出力軸７５に固定した第一出力ギヤ７４と第二出力軸８１に固定した第二出力ギヤ８０との両方が噛み合う。
【００２５】
以上の構成により、通常は第一ワンウェイクラッチ７３が作用して第一入力軸７１の回転（すなわち、エンジンの回転）を第一出力ギヤ７４と入力ギヤ８７で出力軸８４に伝動しているが、エンジンの出力が低下して第一入力軸７１の回転が低下すると第二ワンウェイクラッチ７９が作用して補助モータ４０の駆動力で回転する第二入力軸７７の回転が第二出力ギヤ８０と入力ギヤ８７で出力軸８４に伝動される。
【００２６】
図７は、脱穀装置４の回転各部に適宜設ける駆動を補助する補助モータ４０のパラレル動力取出装置１５６の実施例で、ブラケット１３６へ軸受１４２，１４３で軸支したモータ軸１３１に、一個のサンギヤ１３２と三個のプラネタリーギヤ１３３と該プラネタリーギヤ１３３のキャリア１３５とリングギヤ１３４からなる遊星ギヤ機構を装着し、ブラケット１３６に取り付けた補助モータ４０でモータ軸１３１を駆動するようにしている。また、キャリア１３５の外周にはエンジンからの動力を伝動するエンジン側ベルト１３７を播き掛ける第一Ｖベルト溝１４４を形成し、リングギヤ１３４の外周には脱穀装置４の被駆動側へ動力を伝動する被駆動側ベルト１３８を播き掛ける第二Ｖベルト溝１４５を形成している。
【００２７】
パラレル動力取出装置１５６のリングギヤ１３４は、エンジン側ベルト１３７のキャリア１３５を回す回転力と補助モータ１４１のサンギヤ１３２を回す回転力の調和によって一定回転数で回転する。すなわち、エンジン６８の負荷が大きくてキャリア１３５の回転が低下すると補助モータ４０がサンギヤ１３２を回す回転力が補ってリングギヤ１３４を一定回転数に維持するようになる。
【００２８】
図８は、補助モータ４０を脱穀装置４の脱穀入力軸４５の駆動補助に使用した実施例で、脱穀入力軸４５に装着した脱穀入力プーリ４６に補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジンプーリ４３からのエンジンベルト伝動４４を行っている。脱穀入力プーリ４６は回転が速い側の駆動力を受けて脱穀入力軸４５に伝動するものである。
【００２９】
図９は、脱穀装置４の揺動軸に装着した揺動入力プーリ４７へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動で揺動入力軸を回転駆動する。
【００３０】
図１０は、脱穀装置４の処理胴軸に装着した処理胴入力プーリ４８へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動で処理胴軸を回転駆動する。
【００３１】
図１１は、脱穀装置４の扱胴軸に装着した扱胴軸入力プーリ４９へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動で処理胴軸を回転駆動する。
【００３２】
図１２は、脱穀装置４後部のカッター入力軸に装着したカッター入力プーリ５０へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動でカッター入力軸を回転駆動する。
【００３３】
図１３は、脱穀装置４の吸引入力軸に装着した吸引入力プーリ５１へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動で吸引入力軸を回転駆動する。
【００３４】
図１４は、脱穀装置４の一番移送螺旋軸に装着した一番螺旋入力プーリ５２へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動で一番移送螺旋軸を回転駆動する。
【００３５】
図１５は、脱穀装置４の排藁チェン駆動軸に装着した排藁チェン駆動入力プーリ５３へ補助モータ４０からの補助ベルト伝動４２とエンジン側からのエンジンベルト伝動４４を入力していて、エンジンベルト伝動４４の回転が低下すると補助モータ４０の駆動で排藁チェン駆動軸を回転駆動する。
【００３６】
図示を省略するが、グレンタンク５の内部に乾燥風を送り込む乾燥ブロア駆動軸に前記と同様の乾燥ブロア駆動入力プーリを装着して、エンジン側動力の低下時に補助モータ４０で乾燥ブロア駆動軸を駆動するようにすることも出来る。
【００３７】
なお、補助モータ４０は常時駆動しても良いが、エンジン回転の低下を検出してその時に駆動するようにした方がより省燃費になる。
【符号の説明】
【００３８】
１  コンバイン
５  グレンタンク
１２  羽根車
２５  発電機
２９  バッテリ
４０  駆動補助モータ
【図１】
2011004631.tif 000003
【図２】
2011004631.tif 000004
【図３】
2011004631.tif 000005
【図４】
2011004631.tif 000006
【図５】
2011004631.tif 000007
【図６】
2011004631.tif 000008
【図７】
2011004631.tif 000009
【図８】
2011004631.tif 000010
【図９】
2011004631.tif 000011
【図１０】
2011004631.tif 000012
【図１１】
2011004631.tif 000013
【図１２】
2011004631.tif 000014
【図１３】
2011004631.tif 000015
【図１４】
2011004631.tif 000016
【図１５】
2011004631.tif 000017