(57)【要約】【課題】コンバイン等において、内燃機関１と電動機２の２系統の動力源の組合せにより、排気ガスによる大気汚染の抑制と高能率の作業とを実行可能とする。【解決手段】植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、内燃機関１と電動機２の２系統の動力源を用いて全ての作業を行うもので、該内燃機関１と電動機２は、必要に応じて各別駆動に選択切り替えを行うか又は同時駆動を行わせ、該電動機２は内燃機関１の回転数が低下したときに駆動を行うと共に、該電動機２を駆動させるバッテリ３を路上走行時等に充電を行うことを特徴とする源動力装置の構成とする。【選択図】　　　　　　図１
2004073006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、内燃機関１と電動機２の２系統の動力源を用いて全ての作業を行うことを特徴とする源動力装置。
【請求項２】
植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、前記内燃機関１と電動機２は、必要に応じて各別駆動に選択切り替えを行うか、又は同時駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の源動力装置。
【請求項３】
植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、前記電動機２は内燃機関１の回転数が低下したときに駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の源動力装置。
【請求項４】
植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、前記電動機２を駆動させるバッテリ３は路上走行時等に充電を行うことを特徴とする請求項１記載の源動力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンバイン等の源動力装置に関し、圃場内で刈り取った穀稈を脱穀するコンバイン等において、内燃機関と電動機の２系統の動力源を適宜に駆動させるもの等の分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、乗用自動車においては、内燃機関と電動機の２系統の動力源を搭載し、比較的高速走行等のような高負荷域では燃焼効率が良いため内燃機関によって走行駆動を行うと共に、内燃機関により発電機を駆動してバッテリに充電を行い、低速走行等のような低負荷域では燃焼効率が悪いため内燃機関を停止させると共に、バッテリを電源とした電動機により走行駆動を行うよう構成したハイブリッド方式が採用されている。
【０００３】
しかし、従来のコンバイン等では、全ての作用、つまり刈取作業と脱穀作業及び路上走行等の駆動を、単一の内燃機関により動力を供給するよう構成しているものが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、コンバイン等において必要とする全ての動力を単一の内燃機関により供給して作業を行うものでは、走行しながら刈取作業と脱穀作業を行うための出力を充分に確保できる内燃機関を用いているから、これらの作業条件下では内燃機関の燃焼効率は良好であるが、圃場内での作業停止状態での走行や，運搬車等への穀粒の移し替えや，路上走行等の如き軽負荷時には内燃機関の燃焼効率が著しく低下する。
【０００５】
このように、内燃機関の燃焼効率が著しく低下する主作業以外に費やされる時間は以外に多いため、単位時間当たりの燃料消費量が多くなり不経済であると共に、排気ガスの悪化による大気汚染の問題が大きく存在する。
そこで、このような、内燃機関の燃焼効率低下による排気ガスの大気汚染問題と、燃費についての改善を行う。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、内燃機関１と電動機２の２系統の動力源を用いて全ての作業を行うことを特徴とする源動力装置の構成とする。
【０００７】
このような構成により、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統の動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から車体の各装置部へ各々並列状態に伝動を行うものにおいて、これらの内燃機関１と電動機２を各々作業条件に応じ、例えば、内燃機関１の負荷状態に基づき切り替えて使用する。
【０００８】
請求項２の発明は、植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、前記内燃機関１と電動機２は、必要に応じて各別駆動に選択切り替えを行うか、又は同時駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の源動力装置の構成とする。
このような構成により、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統の動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から、走行装置の変速伝動を行う走行用ミッションケース（刈取装置）及び脱穀装置へ、各々並列状態にベルト等によって伝動を行うものにおいて、例えば、通常作業等の如き負荷では内燃機関１のみによる駆動とし、湿田や倒伏穀稈の作業等の如き重負荷時では内燃機関１と電動機２による併用駆動を行い、作業休止状態での走行や運搬車等への穀粒移送等の如き軽負荷時では内燃機関１を停止又は低速運転とし電動機２のみによる駆動を行わせるよう、各々作業条件に応じ切り替えて使用する。
【０００９】
請求項３の発明は、植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、前記電動機２は内燃機関１の回転数が低下したときに駆動を行うことを特徴とする請求項１記載の源動力装置の構成とする。
このような構成により、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から、走行装置の変速伝動を行う走行用ミッションケース（刈取装置）及び脱穀装置へ、各々並列状態にベルト等によって伝動を行うものにおいて、例えば、通常の作業等では内燃機関１のみによる駆動を行わせるが、湿田や倒伏穀稈の作業等の如き重負荷時において内燃機関１の回転数が低下したときは、電動機２を併用駆動させるよう作業負荷の状態に応じ補助動力として使用する。
【００１０】
請求項４の発明は、植立穀稈を刈り取って脱穀するコンバイン等において、前記電動機２を駆動させるバッテリ３は路上走行時等に充電を行うことを特徴とする請求項１記載の源動力装置の構成とする。
このような構成により、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から、走行装置の変速伝動を行う走行用ミッションケース（刈取装置）及び脱穀装置へ、各々並列状態にベルト等によって伝動を行うものにおいて、電動機２を駆動させる電源としてのバッテリ３に対し、例えば、路上走行時等の如き軽負荷時に内燃機関１による発電機の駆動により充電を行わせる。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、上記作用の如く、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から車体の各装置部へ各々並列状態に伝動を行うものにおいて、これらの内燃機関１と電動機２を各々作業条件に応じ、例えば、内燃機関１の負荷状態に基づき電動機２に切り替え使用することにより、内燃機関の燃焼効率低下による排気ガスの大気汚染を抑制し環境のクリーン化に貢献することができる。
【００１２】
請求項２の発明では、上記作用の如く、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統の動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から、走行装置（刈取装置）及び脱穀装置へ各々並列状態に伝動を行うものにおいて、例えば、通常負荷時では内燃機関１のみの駆動とし、重負荷時では内燃機関１と電動機２の併用駆動を行い、軽負荷時では内燃機関１を停止又は低速運転とし電動機２のみの駆動を行わせることにより、軽負荷時には電動機２を使用することで内燃機関１の燃料消費量を減少できると共に、内燃機関１と電動機２を併用駆動することで高能率の作業を行うことができる。
【００１３】
請求項３の発明では、上記作用の如く、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統の動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から、走行装置（刈取装置）及び脱穀装置へ各々並列状態に伝動を行うものにおいて、例えば、通常負荷時では内燃機関１のみの駆動とし、重負荷時では内燃機関１の回転数が低下したときに電動機２を併用駆動させることにより、作業負荷の状態に応じ補助動力として使用することができるから、重負荷作業においても充分耐えることができる。
【００１４】
請求項４の発明では、上記作用の如く、源動力装置としての内燃機関１と電動機２によるコンバイン等の２系統の動力伝動として、内燃機関１及び電動機２から、走行装置（刈取装置）及び脱穀装置へ各々並列状態に伝動を行うものにおいて、電動機２を駆動させる電源としてのバッテリ３に対し、例えば、路上走行時等の如き軽負荷時に、内燃機関１により発電機を駆動し充電を行うことにより、次に電動機２を使用する際に備えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施例をコンバインについて図面に基づき説明する。
図７はコンバインの全体構成を示すもので、車台４の下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クローラ５を張設した走行装置６を配設すると共に、該車台４上に、フィードチェン７に挟持して搬送供給される穀稈を脱穀処理した穀粒を選別回収して一時貯留するグレンタンク８と、このタンク８に貯留された穀粒を機外へ排出する排穀オーガ９を備えた脱穀装置１０を載置配設し、この脱穀装置１０の後端部に排藁処理装置１１を装架構成させる。
【００１６】
該脱穀装置１０の前方に、前端側から未刈穀稈を分草する分草体１２と、分草した穀稈を引き起こす引起部１３と、引き起こした穀稈を刈り取る刈刃部１４と、刈り取った穀稈を掻き込むと共に搬送途上において扱深さを調節して該フィードチェン７へ引き継ぎを行う供給調節搬送部１５等を有する刈取装置１６を、油圧駆動による刈取昇降シリンダ１７により土壌面に対して昇降自在なるよう該車台４の前端部へ懸架配設して構成させる。
【００１７】
該刈取装置１６の一側にコンバインの操作制御を行う操作装置１８と、操作のための操作席１９を設け、この操作席１９の下方に内燃機関１としてのエンジンと、電動機２としての電動と発電の両作用を適宜に行わせるモータダイナモを各々搭載し、後方側に前記グレンタンク８を配置すると共に、操作装置１８と操作席１９を覆うキャビン２０を設けて構成させる。
【００１８】
該走行装置６，脱穀装置１０，刈取装置１６，操作装置１８，エンジン（内燃機関）１，モータダイナモ（電動機）２，キャビン２０等によってコンバインの車体２１を構成させる。
図１及び図２に示す如く、該エンジン１の出力軸２２に軸止したエンジンプーリ２３からエンジン伝動クラッチ２４を介して、ギヤ連動機構により走行変速を行わせる走行用ミッションケース２５の入力軸２６に軸止した入力プーリ２７へ伝動ベルト２８により動力を伝達可能に接続して構成させる。
【００１９】
同じく、該入力軸２６に軸止した一方向回転クラッチを内装する入出力プーリ２９から、モータ伝動クラッチ３０を介して発電作用と電動作用を適宜切り替え作動させる該モータダイナモ２の入出力軸３１に軸止した入出力プーリ３２へ伝動ベルト３３により動力の送受伝達可能に接続すると共に、このモータダイナモ２と車体２１の適宜位置に載置したバッテリ３とを、切替スイッチ３４及び電流を適宜に交直変換する変換器３５を介して通電可能に接続して構成させる。
【００２０】
該エンジン１の適宜位置に、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転センサ３６と、エンジン１の負荷状態を検出するエンジン負荷センサ３７とを配置すると共に、該ミッションケース２５の適宜位置に車体２１の走行速度を検出する車速センサ３８を配置して構成させる。
【００２１】
該操作装置１８の一側に、該脱穀装置１０の作用を入・切させる脱穀クラッチレバー３９（図７参照）の操作状態を検出する脱穀クラッチスイッチ４０と、左右側への傾動操作により、車体２１の操向及び旋回作用を行わせるパワステレバー４１（図７参照）の操作状態を検出するパワステ左スイッチ４２ａ及びパワステ右スイッチ４２ｂとを各々配置して構成させる。
【００２２】
図３に示す如く、ＣＰＵを主体的に配しエンジン１とモータダイナモ２との動力供給の切替え及び充電作用の切替え等の演算制御を行うコントローラ４３を車体２１の適宜位置に配置し、このコントローラ４３の入力インタフェース４３ａに、前記エンジン回転センサ３６，エンジン負荷センサ３７，車速センサ３８，脱穀クラッチスイッチ４０，パワステ左スイッチ４２ａ及びパワステ右スイッチ４２ｂ等を各々接続して構成させる。
【００２３】
該コントローラ４３の出力インタフェース４３ｂに、前記エンジン伝動クラッチ２４を油圧作用により入・切させるエンジン切替電磁弁４４と、モータ伝動クラッチ３０を油圧作用により入・切させるモータ切替電磁弁４５とを各々接続して構成させる。
【００２４】
エンジン１からの動力を、エンジン切替電磁弁４４の切替作用によるエンジン伝動クラッチ２４の入りにより走行用ミッションケース２５へ伝動を行い、このミッションケース２５のギヤ連動機構により走行装置６を駆動し、通常状態での刈取装置１６による刈取作業と、脱穀装置１０による脱穀作業とによるコンバイン作業を行わせる。
【００２５】
このような、通常状態での直進時におけるコンバイン作業では、エンジン１からの動力を該ミッションケース２５を経て、モータ切替電磁弁４５の切替作用によるモータ伝動クラッチ３０の入りによりモータダイナモ２へ伝動を行い、この外部からの動力によってモータダイナモ２を発電機として発電した電力を、スイッチ３４の入りにより変換器３５を介して変換を行い、バッテリ３に送電して充電を行わせる。
【００２６】
なお、前記の如く、エンジン１からの動力を、該ミッションケース２５を経てモータダイナモ２へ伝動して発電を行い、この発電した電力によりバッテリ３を充電させるという一連の作用は、車体２１の走行を停止し脱穀装置１０のみを作動させている手扱ぎ作業を行っているとき、及びコンバイン作業を停止し単なる路上走行のみを行っているとき等においても適応させることができる。
【００２７】
このように、通常状態でのコンバイン作業やその他の軽負荷時においては、エンジン１の燃焼効率が低下するため、このとき、コントローラ４３の演算制御による一連の作用によってバッテリ３を充電することにより、エンジン１の負荷変動を少なくしてエネルギ効率を高めることができると共に、次にモータダイナモ２をモータとして使用する際の備えを充分に行うことができる。
【００２８】
また、コンバイン作業において、湿田での刈取作業や倒伏穀稈の刈取作業等の重負荷時に、エンジン負荷センサ３７による負荷増大の検出と同時に、エンジン回転センサ３６によりエンジン１の回転数が低下したことを検出したときは、該バッテリ３からの電力を変換器３５を介してスイッチ３４の入りによりモータダイナモ２へ送電する。
【００２９】
この送電によりモータダイナモ２をモータとして駆動する動力を、モータ切替電磁弁４５の切替作用によるモータ伝動クラッチ３０の入りにより該ミッションケース２５へ伝動を行うことにより、エンジン１の回転数低下による入力軸２６の回転力低下を、一方向回転クラッチを内装する入出力プーリ２９の作用によって、エンジン１側の回転数が低下したときにのみ同調可能な範囲で補助を行い、エンジン１の回転数低下を極力抑えることができる。
【００３０】
なお、前記の如く、モータダイナモ２をモータとして駆動しエンジン１の出力を補助するという一連の作用は、コンバイン作業時において、パワステレバー４１の操作による旋回作用を、パワステ左スイッチ４２ａ又はパワステ右スイッチ４２ｂにより検出したときにおいても、旋回作用時の負荷増大によるエンジン１の回転数低下を極力抑えるため適応させることができる。
【００３１】
このように、コンバイン作業における重負荷時には、エンジン１の回転数が低下する状態になるため、このとき、コントローラ４３の演算制御による一連の作用によって、モータダイナモ２をモータとして駆動しエンジン１の出力を補助することにより、回転数の低下を極力抑えて、精度の高い刈取作業を行うことができる。
【００３２】
また、脱穀装置１０において、刈取り穀稈を脱穀処理して選別回収した穀粒をグレンタンク８から排穀オーガ９により機外へ排出する際には、エンジン１を停止させるか、又はアイドリング回転とし、且つエンジン伝動クラッチ２４を切りにすると共に、該バッテリ３からの電力を変換器３５を介してスイッチ３４の入りによりモータダイナモ２へ送電し、この送電によりモータダイナモ２をモータとして出力させて排穀オーガ９を駆動し、畦畔等に待機させた運搬車等に穀粒を移送排出させる。
【００３３】
なお、前記の如く、エンジン１の動力を切ると共に、バッテリ３からの電力を変換器３５を介してモータダイナモ２に送電し、このモータダイナモ２をモータとして出力するという一連の作用は、コンバイン作業を停止し単なる路上走行のみを行うときにおいても適応させることができる。
【００３４】
このように、コンバイン作業時における機外への穀粒排出を行うときには、エンジン１を停止又はアイドリング回転としモータによる駆動とすることにより、穀粒排出時の騒音を低下させることができると共に、コンバイン作業を停止し路上走行を行わせるときには、エンジン１を停止してモータによる駆動とすることにより、排気ガスによる大気汚染を抑制し環境のクリーン化に貢献することができる。
【００３５】
また、該バッテリ３の車体２１における載置位置について、図４に示す如く、車体２１の平面視中央からやや右側後方の車台４部分に配置することにより、コンバインとしての走行装置６，脱穀装置１０，刈取装置１６，操作装置１８，エンジン１，モータダイナモ２，キャビン２０等の配置と関連した総合的な前後バランス及び左右バランスともに重量バランスがとれて、走行性能を向上させることができる。
【００３６】
なお、該バッテリ３の車体２１における載置位置について、図５に示す如く、脱穀装置１０の平面視右側に併設したグレンタンク８の下回りの車台４部分に配置することにより、脱穀装置１０との重量バランスがとれて、走行性能を向上させることができる。
【００３７】
なお、該バッテリ３の車体２１における載置位置について、図６に示す如く、脱穀装置１０の穀稈供給口である入り口漏斗４６（図７参照）の下回り、つまり脱穀装置１０と刈取装置１６の継ぎ目の車台４部分に配置することにより、比較的バランスのとれた重量配分となり、走行性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンとモータダイナモを適宜切替作用させる配置状態を示すブロック図。
【図２】エンジンとモータダイナモを適宜切替作用させる伝動関係を示すブロック図。
【図３】エンジンとモータダイナモを適宜切替作用させる自動回路を示すブロック図。
【図４】車体に対しバッテリを配置したレイアウトによるバランス状態を示す平面図。
【図５】車体に対しバッテリを配置したレイアウトによるバランス状態を示す平面図。
【図６】車体に対しバッテリを配置したレイアウトによるバランス状態を示す平面図。
【図７】コンバインにおける全体構成を示す側面図。
【符号の説明】
１．　内燃機関
２．　電動機
３．　バッテリ
【図１】
2004073006.tif 000003
【図２】
2004073006.tif 000004
【図３】
2004073006.tif 000005
【図４】
2004073006.tif 000006
【図５】
2004073006.tif 000007
【図６】
2004073006.tif 000008
【図７】
2004073006.tif 000009