(57)【要約】【課題】過負荷時の選別処理性能の低下を最小限に抑制できるハイブリット式のコンバインを提供することを課題とする。【解決手段】機体に連結された刈取部で刈り取られた穀稈の脱穀処理を行う脱穀部１と、脱穀部１で処理された処理物の選別処理を行う選別部２と、上記各部を駆動させるエンジン２４と、エンジン２４による上記各部の駆動をアシストする電動モータ５４とを備え、エンジン２４から選別部２への動力の入切を行う作業機独立クラッチ４７を設け、エンジン２４から選別部２への動力伝動経路における作業機独立クラッチ４７の下流側に前記電動モータ５４を配置し、作業機独立クラッチ４７を接続して前記電動モータ５４が前記エンジン２４による選別部２の駆動をアシストするモードへの切換を行い、作業機独立クラッチ４７を切断して前記電動モータ５４が単体で選別部２を駆動させるモードへの切換を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体を走行させる左右の走行部と、機体に連結された刈取部と、刈取部で刈り取られた穀稈の脱穀処理を行う脱穀部（１）と、脱穀部（１）で処理された処理物の選別処理を行う選別部（２）と、上記各部を駆動させるエンジン（２４）と、エンジン（２４）による上記各部の駆動をアシストする電動モータ（５４）とを備えたコンバインにおいて、エンジン（２４）から選別部（２）への動力の入切を行う作業機独立クラッチ（４７）を設け、エンジン（２４）から選別部（２）への動力伝動経路における作業機独立クラッチ（４７）の下流側に前記電動モータ（５４）を配置し、前記作業機独立クラッチ（４７）を接続することにより前記電動モータ（５４）が前記エンジン（２４）による選別部（２）の駆動をアシストするアシストモードへのモード切換を行うとともに、前記作業機独立クラッチ（４７）を切断することにより前記電動モータ（５４）が単体で選別部（２）を駆動させるモータ駆動モードへのモード切換を行うコンバイン。
【請求項２】
選別部（２）への動力の入切を手動操作によって行う作業機クラッチ（３７）をエンジン（２４）から選別部（２）への動力伝動経路における作業機独立クラッチ（４７）の上流側に配置するとともに、選別部（２）を駆動させる駆動軸（Ｓ７）の回転数を検出する作業機回転センサ（４８）を設け、作業機回転センサ（４８）の検出結果を用いて作業機独立クラッチ（４７）によるモード切換を自動的に行う請求項１のコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンによる各種機器の駆動をアシストする電動モータを備えたハイブリット式のコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
機体を走行させる左右の走行部と、機体に連結された刈取部と、刈取部で刈り取られた穀稈の脱穀処理を行う脱穀部と、脱穀部で処理された処理物の選別処理を行う選別部と、上記各部を駆動させるエンジンと、エンジンによる上記各部の駆動をアシストする電動モータとを備えた特許文献１に示すコンバインが従来公知である。
【特許文献１】特開２００２−３３７５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記文献のコンバインは、高負荷時においてもエンジンによる各部の駆動を電動モータによってアシストするため、各部の１つである選別部も安定して駆動させることができる一方で、負荷がさらに増大した場合には、電動モータによるアシストによってもエンジンの回転数が上がらず、選別部の処理性能の低下が抑制できないという課題がある。
本発明は上記課題を解決し、過負荷時の選別処理性能の低下を最小限に抑制できるハイブリット式のコンバインを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため本発明のコンバインは、第１に機体を走行させる左右の走行部と、機体に連結された刈取部と、刈取部で刈り取られた穀稈の脱穀処理を行う脱穀部１と、脱穀部１で処理された処理物の選別処理を行う選別部２と、上記各部を駆動させるエンジン２４と、エンジン２４による上記各部の駆動をアシストする電動モータ５４とを備えたコンバインにおいて、エンジン２４から選別部２への動力の入切を行う作業機独立クラッチ４７を設け、エンジン２４から選別部２への動力伝動経路における作業機独立クラッチ４７の下流側に前記電動モータ５４を配置し、前記作業機独立クラッチ４７を接続することにより前記電動モータ５４が前記エンジン２４による選別部２の駆動をアシストするアシストモードへのモード切換を行うとともに、前記作業機独立クラッチ４７を切断することにより前記電動モータ５４が単体で選別部２を駆動させるモータ駆動モードへのモード切換を行うことを特徴としている。
【０００５】
第２に、選別部２への動力の入切を手動操作によって行う作業機クラッチ３７をエンジン２４から選別部２への動力伝動経路における作業機独立クラッチ４７の上流側に配置するとともに、選別部２を駆動させる駆動軸Ｓ７の回転数を検出する作業機回転センサ４８を設け、作業機回転センサ４８の検出結果を用いて作業機独立クラッチ４７によるモード切換を自動的に行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
以上のように構成される本発明のコンバインによれば、過負荷によってエンジンの回転数が下がり、さらに電動モータで駆動をアシストしてもエンジンの回転数が上がらない場合に、エンジンから選別部への動力伝動を遮断して、電動モータ単体で選別部を駆動させることができるため、過負荷時の選別処理性能の低下を最小限に抑制できる。くわえて、電動モータの出力の範囲内で出力の低いエンジンを用いることが可能になるとともに、エンジンに掛かる一時的な過負荷を電動モータによって補助することができる。
【０００７】
また、脱穀部への動力の入切を手動操作によって行う作業機クラッチを作業機独立クラッチの動力伝動経路上流側に配置するとともに、選別部を駆動させる駆動軸の回転数を検出する作業機センサを設けることにより、自動的に行われるモード切換の他に手動によってもモード切換を行うことができるため、利便性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下図示する例に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用したコンバインの動力伝動系統図である。コンバインは、機体が左右の走行部（図示しない）に支持され、機体前方に刈取部（図示しない）が昇降自在に連結されている。上記機体の左部には、脱穀部１と選別部２とを備えた作業機３が設けられている。
【０００９】
刈取部で刈り取られた穀稈はフィードチェーン４に渡される。フィードチェーン４に渡された穀稈は脱穀部１を通過する過程で脱穀処理されて排藁となり、排藁チェーン６によって機体の後端部のカッター部（図示しない）に搬送される。カッター部に搬送された排藁は、そのまま又は排藁カッター７によって切断処理されて機体後方から機外に排出される。
【００１０】
一方、脱穀部１の扱胴８及び処理胴９（第２扱胴）の回転によって脱穀処理された処理物は、脱穀部１下方に配置された選別部２内に漏下する。選別部２の内部には選別室内（図示しない）が形成されている。
【００１１】
上方から選別室内に漏下してきた上記処理物は揺動選別体１１によって揺動選別された後、唐箕ファン１２、排塵ファン１３及び副送風ファン１４によって起風される後方斜め上方の選別風によって風選され、一番物は穀粒として一番ラセン１６及び揚穀ラセン１７を介して機体右部のグレンタンク（図示しない）内に収容され、二番物は二番ラセン１８及び還元ラセン１９を介して再度選別室内に還元され、籾殻等の藁屑は機体後方から機外に排出される。
【００１２】
グレンタンク内の穀粒は、横ラセン２１、縦ラセン２２及び排出ラセン２３を介して排出オーガ（図示しない）先端部から機外に排出される。
【００１３】
次に、本コンバインの動力伝動機構について説明する。
エンジン２４で発生させた回転動力は出力軸Ｓ１が伝動される。その際のエンジン２４の回転数はエンジン回転センサ２６によって検出される。
【００１４】
出力軸Ｓ１には、出力軸Ｓ１と一体回転する第１プーリ２７、第２プーリ２８及び第３プーリ２９が一体的に固定されている。第１プーリ２７の動力は横ラセン２１に伝動され、横ラセン２１の動力は縦ラセン２２に伝動され、縦ラセン２２の動力は排出ラセン２３に伝動される。第２プーリ２８の動力は、走行用油圧式無段階変速機である走行ＨＳＴ３１及びトランスミッション３２を介して、左走行部駆動用の左ドライブシャフト３３Ｌと、右走行部駆動用の右ドライブシャフト３３Ｒとにそれぞれ伝動される。
【００１５】
第３プーリ２９の動力は、伝動プーリ３４と、該伝動プーリ３４及び第３プーリ２９とに掛け回される伝動ベルト３６を介して伝動軸Ｓ２に伝動される。伝動ベルト３６には、伝動ベルト３６のテンションを調整するテンションプーリ等から構成される作業機クラッチ３７が設けられ、該作業機クラッチ３７により出力軸Ｓ１から伝動軸Ｓ２への動力伝動又は後述する伝動軸Ｓ２から出力軸Ｓ１への動力伝動の入切を行う。
【００１６】
伝動軸Ｓ２の動力は、該伝動軸Ｓ２と一体回転する伝動プーリ３８に伝動される他、複数のギヤを内蔵したギヤケース３９及び搬送用油圧式無段階変速機である搬送ＨＳＴ４１を介して、フィードチェーン４を駆動させる伝動軸Ｓ３と、伝動軸Ｓ４とにそれぞれ伝動される。
【００１７】
伝動軸Ｓ４の動力は、伝動ベルト４２及び伝動軸Ｓ５を介して、刈取部用駆動軸Ｓ６に伝動され、刈取部を駆動させる。また、伝動ベルト４２には、該伝動ベルト４２のテンションを調整するテンションプーリ等から構成される刈取クラッチ４３が設けられており、伝動軸Ｓ４から伝動軸Ｓ５への動力伝動の入切を行う。
【００１８】
一方、伝動プーリ３８の動力は、駆動軸Ｓ７と一体回転する伝動プーリ４４と、伝動プーリ３８及び伝動プーリ４４に掛け回される伝動ベルト４６とを介して、駆動軸Ｓ７に伝動される。伝動ベルト４６には、伝動ベルト４６のテンションを調節するテンションプーリ等から構成される作業機独立クラッチ４７が設けられ、該作業機独立クラッチ４７により伝動軸Ｓ２から駆動軸Ｓ７への動力伝動又は後述する駆動軸Ｓ７から伝動軸Ｓ２への動力伝動の入切を行う。なお、作業機回転センサ４８によって、駆動軸Ｓ７の回転数が検出される。
【００１９】
駆動軸Ｓ７の動力は伝動ベルト４９等を介して伝動軸Ｓ８に伝動されるとともに、伝動ベルト５０に伝動される。なお、駆動軸Ｓ７は、唐箕ファン１２の回転軸も兼ねている。
【００２０】
伝動ベルト５０の動力は、選別部２を構成する揺動選別体１１、排塵ファン１３、副送風ファン１４、一番ラセン１６、揚穀ラセン１７、二番ラセン１８及び還元ラセン１９にそれぞれ伝動される他、前述した排藁カッター７にも伝動される。
【００２１】
伝動軸Ｓ８の動力は、伝動軸Ｓ８と一体回転するギヤ５１に伝動される他、伝動ベルト５２を介して、伝動軸Ｓ９に伝動される。伝動軸Ｓ９の動力によって扱胴８を回転駆動させるとともに、排藁チェーン６を駆動させる。ギヤ５１の動力によって処理胴９を回転駆動させる。
【００２２】
ギヤ５１には常時、出力ギヤ５３が噛合っており、該出力ギヤ５３は電動モータ５４（ハイブリット用モータ）の出力軸Ｓ１０に一体的に固定されている。すなわち、電動モータ５４を作動させて動力を発生させると、出力軸Ｓ１０が回転駆動され、ギヤ５１→伝動軸Ｓ８→駆動軸Ｓ７→伝動軸Ｓ２→伝動軸Ｓ１の順に動力が伝動されていく。
【００２３】
一方、電動モータ５４によって動力を発生させずに、ギヤ５１によって出力軸Ｓ１０を回転させることにより、電動モータ５４を発電機として利用することも可能である。
【００２４】
次に、上記構成の動力伝動機構を備えた本コンバインのモード切換について説明する。
図２はコンバインの制御ブロック図である。本コンバインは、制御部であるメインマイコン５６と、該メインマイコン５６と通信可能に接続されたハイブリットコントローラ５７とにより制御装置５５を構成している。
【００２５】
メインマイコン５６の入力側には、スタータスイッチ５８と、作業機クラッチ３７の入切状態を検出する作業機クラッチスイッチ５９と、作業機独立クラッチ４７の入切状態を検出する作業機独立クラッチポテンショ６１と、作業機回転センサ４８とが接続される一方で、メインマイコン５６の出力側には、作業機独立クラッチ４７を入切作動させる作業機独立クラッチモータ６４（作業機独立クラッチ駆動用アクチュエータ）が接続されている。ちなみに、作業機クラッチ３７及び刈取クラッチ４３は、オペレータの手動操作によって入切操作される。
【００２６】
スタータスイッチ５８（イグニッションスイッチ）は、１２Ｖバッテリ６２とエンジン２４を作動させるスタータモータ６３との電気的接続を入切操作する操作具であり、スタータスイッチ５８を入操作することによりエンジン２４を作動させる。メインマイコン５６は、そのスタータスイッチ５８によるエンジン２４の作動を検出する。
【００２７】
ハイブリットコントローラ５７にはエンジン回転センサ２６が接続されている他、ハイブリット用バッテリ６６（電動モータ用バッテリ）と、インバータ６７を介して電動モータ５４とが接続されている。そして、ハイブリットコントローラ５７側からインバータ６７を介して電動モータ５４を作動させて出力軸Ｓ１０を回転駆動させる一方で、出力軸Ｓ１０をギヤ５１で回転させ、インバータ６７及びハイブリットコントローラ５７を介してハイブリット用バッテリ６６を充電させる。なお、ハイブリット用バッテリ６６には、二次電池等の他、急速充電可能且つ充放電による劣化が少ないキャパシタを用いてもよい。
【００２８】
上記構成の制御装置５５は、エンジン２４を作動させる際にエンジン回転センサ２６によって走行部、刈取部、フィードチェーン４、脱穀部１等の各部に掛かる負荷が低い（エンジン２４の回転数が定格を維持している）ことを検出すると、電動モータ５４の作動を停止させるとともに作業機独立クラッチ４７を入作動させ、エンジン２４の動力を電動モータ５４の出力軸Ｓ１０に伝動し、ハイブリット用バッテリ６６を充電する充電モードに自動的にモード切換する。
【００２９】
また、制御装置５５は、エンジン２４を作動させている際にエンジン回転センサ２６によってエンジン回転数が低下したことを検出すると、電動モータ５４を作動させるとともに作業機独立クラッチ４７を入（接続）作動させ、エンジン２４による脱穀部１及び選別部２を含む各部の駆動をアシストするアシストモードに自動的にモード切換する。
【００３０】
さらに、制御装置５５は、アシストモードによってもなお、脱穀部１及び選別部２を駆動させる駆動軸Ｓ７の回転数が低下している状態であることを検出すると、エンジン２４及び電動モータ５４を作動させるとともに、作業機独立クラッチ４７を切（切断）状態にすることにより、電動モータ５４単独で脱穀部１及び選別部２を駆動させるモータ駆動モードに自動的にモード切換する。そして、これによって、脱穀部１及び選別部２の最小限の処理性能を確保する。
【００３１】
なお、作業機クラッチ３７による手動操作によって、モータ駆動モードへの切換を行うことも可能である。
【００３２】
以上のように構成される本発明のコンバインによれば、電動モータ５４の出力の範囲内で出力の低いエンジン２４を用いることが可能になる。このことにより、従来は、超湿地帯での旋回等の高負荷時における作業性を考慮して出力に余裕のあるエンジン２４を選定する必要があったが、本発明を適用して高負荷時に電動モータによるアシストを行うことにより、通常作業が可能な程度の低い出力のエンジン２４を選定することが可能になるため、コストを抑えながら環境負荷の低いコンバインを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用したコンバインの動力伝動系統図である。
【図２】コンバインの制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  脱穀部
２  選別部
２４  エンジン
３７  作業機クラッチ
４７  作業機独立クラッチ
４８  作業機回転センサ
５４  電動モータ（ハイブリット用モータ）
Ｓ７  駆動軸
【図１】
2009112202.tif 000003
【図２】
2009112202.tif 000004