JP2012217422A - 電動コンバイン - Google Patents

Abstract

【課題】車両の駆動源にエンジンとアクチュエータを併用し、扱胴の駆動源のみをエンジン動力にし最適な動力配分とし、走行部を駆動させるアクチュエータを効率的に設置させ、作業効率の向上と環境負荷を軽減させた電動コンバインの提供。
【解決手段】車両に原動機とバッテリーを搭載し、バッテリーは、インバータＩ１〜Ｉ６を介して電動モータ（アクチュエータ）に電力を供給し、原動機と電動モ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し、走行部は、電動モータの動力で駆動させ、作業部は、電動モータで駆動させるアクチュエータ駆動部と、原動機より駆動させる原動機駆動部とを備え、車両前部に設けた吸引ファンにより導入する冷却風の送風路中途部に電動モータおよびこの電動モータを駆動するインバータＩ１〜Ｉ６を設置し、送風路終端の車両後端部に排風口を設け、冷却風によりインバータＩ１〜Ｉ６を冷却させる。
【選択図】図７

Description

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、車両前部に設けた吸引ファンにより導入する冷却風の送風路中途部にアクチュエータおよび、このアクチュエータを駆動するインバータを設置し、送風路終端の車両後端部に排風口を設け、冷却風により少なくともインバータを冷却させる電動コンバインに関する。

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。

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。

さらには、走行装置、刈取装置および脱穀装置を駆動させる電動モータを各別に備え、走行負荷が増大し走行用電動モータのトルク不足が生じたときは、脱穀用電動モータの無段変速装置から各ギヤの噛合連動を経て伝動クラッチを入切させて、脱穀用電動モータを走行用電動モータに連動させることにより、脱穀用電動モータの余裕出力を利用して走行用電動モータのトルク不足を補助するもの（特許文献３）もある。

特開２００５−０９５０５７号公報 特開２００７−１１１０１２号公報

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。

このように、車両の動力源として、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案されており、これは、車両が、エンジンと電動モータの２つの駆動源を持ち、それらを使い分けることによって、排ガスの低減と燃費を向上させるものである。

しかしながら、上述したハイブリッド型のコンバインにおいて、電動モータを駆動させるためのインバータは、使用しているパワー素子の耐圧、電流容量に対する負荷率によって発熱量が決まり、加熱によるインバータ破壊の防止のため、一般的にはヒートシンクにより冷却している。そのため、インバータ形状の大型化は避けられず、搭載配置の制約を受ける問題があった。

そして、車両内の狭いスペースに多くの電動モータを設置しているため、それら電動モータを駆動制御するインバータの加熱を効率的に冷却できず、インバータの損傷や、車両内の温度上昇が各装置に悪影響を及ぼす問題もあった。また、作業部で処理を終えたグレンタンク内に導入された穀粒が湿材時の場合に、穀粒を貯留したグレンタンクの重量増加や、排出オーガの目詰まりを引き起こすなどして、作業効率を低下させる問題もあった。

そこで、この発明の目的は、インバータを効率的に冷却してそれらの加熱損傷および車両内の温度上昇を防止し、さらにその高温となった排風を有効利用するとともに、各動力源を最適な動力配分とすることで、作業効率の向上を図り、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。

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、前記車両の中央近傍に設けた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、クローラ式走行装置を備える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、さらに、前記車両前部に設けた吸引ファンにより導入する冷却風の送風路中途部に前記アクチュエータおよび該アクチュエータを駆動するインバータを設置し、前記送風路終端の前記車両後端部に排風口を設け、前記冷却風により少なくとも前記インバータを冷却させることを特徴とする電動コンバイン。

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、前記吸引ファンは、前記作業部に選別風を送風する唐箕ファンを用いたことを特徴とする。

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、前記冷却風は、ダクトを介して前記インバータの内部または前記インバータ下部に設けたヒートシンクに導入することを特徴とする。

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、前記排風口には、前記作業部で選別した穀粒を貯留するグレンタンク内に排風を導入させるダクトを接続したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電動コンバインにおいて、前記グレンタンクには、排風口を設けたことを特徴とする。

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、車両の中央近傍に設けた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、クローラ式走行装置を備える車両の走行部と、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、さらに、車両前部に設けた吸引ファンにより導入する冷却風の送風路中途部にアクチュエータおよびこのアクチュエータを駆動するインバータを設置し、送風路終端の車両後端部に排風口を設け、冷却風により少なくともインバータを冷却させるので、排ガス低減および燃費向上対策として、電動モータおよびこの電動モータを駆動させるインバータの増設に伴い、インバータから発生する発熱量が増加するため、インバータを、車両前部に設けた吸引ファンにより強制的に導入する冷却風で効率的に冷却し、インバータの加熱損傷を防ぎ、熱交換した高温排風を車両後端部の排風口より効率的に排出させて、機体内部の温度上昇を抑制することができる。従って、装置の加熱損傷を防ぐとともに、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。

請求項２に記載の発明によれば、吸引ファンは、作業部に選別風を送風する唐箕ファンを用いたので、既存の唐箕ファンを用いて、電動モータおよびインバータを効率的に冷却し、電動モータおよびインバータの加熱損傷を防ぐことができる。従って、装置の加熱損傷を防止した電動コンバインを提供することができる。

請求項３に記載の発明によれば、冷却風は、ダクトを介してインバータの内部またはインバータ下部に設けたヒートシンクに導入するので、吸引ファンにより導入する冷却風を、ダクトによってインバータに確実に導入し、インバータを効率的に冷却させることができる。従って、装置の加熱損傷を確実に防止した電動コンバインを提供することができる。

請求項４に記載の発明によれば、排風口には、作業部で選別した穀粒を貯留するグレンタンク内に排風を導入させるダクトを接続したので、電動モータおよびインバータを冷却して高温となった排風をグレンタンク内に導入し、穀粒が湿材時でもタンク内で乾燥させることで、貯留や機外への排出（移送）効率を向上させることができる。従って、作業性を向上した電動コンバインを提供することができる。

請求項５に記載の発明によれば、グレンタンクには、排風口を設けたので、電動モータおよびインバータを冷却し、グレンタンク内に導入された排風でタンク内の穀粒を乾燥させた後、この排風をタンク内から効率的に排出させることで、タンク内の穀粒乾燥を確実に行うことができる。従って、作業性を向上した電動コンバインを提供することができる。

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。 電動コンバインの平面図。 穀稈搬送装置の左側面図である。 脱穀部および選別部の左側面模式図である。 電動コンバインの動力伝達構成図である。 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。 吸引ファンおよび排風口の設置を示す電動コンバインの平面図である。 吸引ファンの設置を示す電動コンバインの正面図である。 通風路（ダクト）に各電動モータおよびインバータを設置した平面模式図である。 インバータの平面模式図である。 インバータの側面模式図である。 唐箕を用いた冷却風の通風路を示す電動コンバインの斜視図である。 排風口とグレンタンクのダクトによる連結を示す車両の背面図である。 グレンタンク周辺の側面図である。

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。

まず、電動コンバイン１は、図１〜３に示すように、左右一対の機体フレーム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、これら左右機体フレーム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。

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、エンジン（原動機）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

この唐箕４２は、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本願発明の電動コンバインの動力伝達構成について説明する。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である。

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（原動機）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。

図１にも示したように、車両左側部の、例えば、フィードチェーン１８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、詳細を後述するバッテリーＢが複数並設（図例では７個だが、設置数は限定されない）される。

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。

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。

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。

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。

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。

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、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。

なお、これらバッテリーＢは、例えば、車両進行方向の機体右側に配設したグレンタンク１２とは左右対称位置の機体左側の機台４上に配設させてもよい。また、このバッテリーＢ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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、走行部３は、詳細を後述するが、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。

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。

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。

次に、本願発明のアクチュエータ駆動源の冷却方法について、その具体的構成を説明する。図７は吸引ファンおよび排風口の設置を示す電動コンバインの平面図、図８は吸引ファンの設置を示す電動コンバインの正面図、図９は送風路（ダクト）に各電動モータおよびインバータを設置した平面模式図、図１０はインバータの平面模式図、図１１はインバータの側面模式図、図１２は唐箕を用いた冷却風の送風路を示す電動コンバインの斜視図である。

上述した、アクチュエータ駆動部６３の駆動源として、刈取部電動モータＭ１、脱穀部電動モータＭ２、選別部電動モータＭ３、排藁処理部電動モータＭ４、搬送部電動モータＭ５、走行部電動モータＭ６をそれぞれ駆動制御するインバータＩ１〜Ｉ６は、例えば、車両の一側方（図例におけるグレンタンク１２とは反対側の車両左側部）であって、図７に示すような車両の前後方向略直線の設置ライン１００に沿って設けられたダクト１０４内に設置する。

また、図８に示すように、この設置ライン１００の先端である、車両前端面左側であって、例えば、刈取部３と、走行部７との間に位置する高さの、引起ケース及び引起タインを含む引起機構１０１間には、吸引ファン１０２が設置されるとともに、設置ライン１００の終端である車両後端面左側には、排風口１０３が形成される。

そして、吸引ファン１０２には、ダクト１０４の先端部が接続されるとともに、このダクト１０４の後部はバッテリーＢ上を縦断し、ダクト１０４の後端部が排風口１０３に接続される。つまり、吸引ファン１０２からダクト１０４内に吸引された冷却風は、このダクト１０４内を車両後方に向かって移動し、排風口１０３からダクト１０４外（機外）に排出される。

従って、ダクト１０４内が冷却風の送風路１０５となり、この送風路１０５には、上述した各インバータＩ１〜Ｉ６が設置される。

ダクト１０４の敷設に対するこれらインバータＩ１〜Ｉ６の設置方法は、例えば図９〜１０に示すように、ダクト１０４の送風路１０５内であって、冷却風の流れを阻止しない程度の位置に、各インバータＩ１〜Ｉ６を順に設置することができる。

このような構成により、駆動により発熱した各電動モータＭ１〜Ｍ６を、吸引ファン１０２から導入されてダクト１０４内を流れる冷却風によりダクト１０４を介して熱交換させ、それら各電動モータＭ１〜Ｍ６の熱を奪うことで、これら各電動モータＭ１〜Ｍ６を効率的に冷却し、これら各電動モータＭ１〜Ｍ６の加熱損傷を防ぐことができるとともに、熱交換により熱を奪った排風を、排風口１０３からダクト１０４外（機外）に効率的に排出させることができる。

また、インバータＩ１〜Ｉ６は、例えば図１１に示すように、下部が、複数の棒状フィンからなり、これらフィン間を空気（冷却風）が流通可能としたヒートシンクｈを構成しており、各インバータＩ１〜Ｉ６におけるこれらヒートシンクｈの部分を、ダクト１０４の送風路１０５内に設置することができる。

このような構成にすることで、各電動モータＭ１〜Ｍ６の駆動制御をするために発熱し、下部のヒートシンクｈから放熱される各インバータＩ１〜Ｉ６を、吸引ファン１０２から導入されてダクト１０４内を流れる冷却風によりダクト１０４を介して熱交換させ、それら各インバータＩ１〜Ｉ６の熱を奪うことで、これら各インバータＩ１〜Ｉ６を確実かつ効率的に冷却し、これらインバータＩ１〜Ｉ６の加熱損傷を防ぐことができるとともに、熱交換により熱を奪った排風を、排風口１０３からダクト１０４外（機外）に効率的に排出させることができる。なお、インバータＩ１〜Ｉ６は、ダクト１０４内にヒートシンクｈの部分を配置することが冷却効率上最も好ましいが、このような配置に限定されず、ダクト１０４内にインバータＩ１〜Ｉ６本体を配置させてもインバータＩ１〜Ｉ６を冷却させることができる。

なお、ダクト１０４の後部は、上述したようにバッテリーＢ上を縦断しているため、これら発熱したバッテリーＢもダクト１０４内の冷却風により冷却させることができる。

次に、上述では、ダクト１０４内の冷却風導入のために吸引ファン１０２を設置したが、この吸引ファン１０２の設置に替えて、選別部１９に選別風を供給する唐箕４２を用いることができる。

この場合、図１２に示すように、唐箕４２と、排風口１０３とを上述同様にダクト１０４で連結し、唐箕４２の吸引風の一部をダクト１０４内に導入し、これを冷却風として発熱した各インバータＩ１〜Ｉ６、およびバッテリーＢを冷却することができる。

なお、唐箕４２の配設位置は、吸引ファン１０２の設置高さよりも低い位置に設けられているため、ダクト１０４の敷設位置も低くなるが、各インバータＩ１〜Ｉ６もダクト１０４の敷設高さに対応してダクト１０４内に設置させることで、インバータＩ１〜Ｉ６、およびバッテリーＢを確実かつ効率的に冷却し、各電動モータＭおよびインバータＩの加熱損傷を防ぐことができる。

次に、これら各インバータＩ１〜Ｉ６、およびバッテリーＢを冷却し、それら機器より熱を奪って比較的高温となった排風を有効に活用することもできる。図１３は排風口とグレンタンクのダクトによる連結を示す車両の背面図、図１４はグレンタンク周辺の側面図である。

図１３に示すように、車両後端部の排風口１０３には、ダクト１０６の一端部を接続するとともに、ダクト１０６の他端部は、グレンタンク１２外側面など（限定されない、背面でもよい）の下部に形成した乾燥風取込口１０７に接続される。

また、図１４に示すように、グレンタンク１２上部の外側面（または／および周面など適宜位置）には、複数の排風口１０８が形成される。なお、それぞれの排風口１０８には、グレンタンク１２内に貯留した穀粒が排風口１０８から排出されないように、穀粒の粒径よりも小さな網目を有するネットなどを装着してもよい。

ここで、吸引ファン１０２または唐箕４２により外気から取り込んだ冷却風は、上述したようにダクト１０４内において各インバータＩ１〜Ｉ６およびバッテリーＢから奪った熱により比較的高温となり、この排風が排風口１０３からダクト１０６内に排出（導入）される。

次いで、ダクト１０６内の排風は、吸引ファン１０２または唐箕４２の吸引力による気流に沿ってグレンタンク１２側へ移動し、乾燥風取込口１０７からグレンタンク１２内に、穀粒の乾燥風として導入される。

そして、グレンタンク１２の下部からグレンタンク１２内に導入された比較的高温の乾燥風は、グレンタンク１２内に貯留される穀粒を乾燥させながらグレンタンク１２内を上昇し、排風口１０８から機外へ排出される。

このため、刈り取って脱穀選別したばかりの穀粒であって、特に穀粒が湿材時の場合には、グレンタンク１２内で穀粒を乾燥させることができるため、穀粒をグレンタンク１２内に円滑に投入でき、貯留効率を向上できるとともに、グレンタンク１２内の貯留穀粒の重量を軽減でき、車両の重量バランスを維持することができる。さらには、穀粒の水分によるベタつきを無くすことで、排出オーガ１３を介して機外に搬出する際における排出オーガ１３の目詰まりを防ぐことができる。

従って、各インバータＩ１〜Ｉ６およびバッテリーＢを冷却させた後の排風を用いて刈り取って脱穀選別したばかりの穀粒を乾燥させることができるため、冷却風（排風）を有効利用することができる。

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、原動機Ｅおよび電動モータＭ１〜Ｍ６の各駆動源によって、クローラ式走行装置を備える車両の走行部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Ｍ６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、原動機Ｅの動力により駆動させる原動機駆動部６２とを備え、さらに、車両前部に設けた吸引ファン１０２により導入する冷却風の送風路１０５中途部に電動モータＭ１〜Ｍ６を駆動するインバータＩ１〜Ｉ６を設置し、送風路１０５終端の車両後端部に排風口１０３を設け、冷却風により少なくともインバータＩ１〜Ｉ６を冷却させる。

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。

１２ グレンタンク
１３ 排出オーガ
４２ 唐箕
６２ 原動機駆動部
６３ アクチュエータ駆動部
１００ 設置ライン
１０１ 引起機構
１０２ 吸引ファン
１０３，１０８ 排風口
１０４，１０６ ダクト
１０５ 送風路
１０７ 乾燥風取込口
Ｂ バッテリー
Ｅ 原動機
Ｉ１〜Ｉ６ インバータ
Ｍ１〜Ｍ６ アクチュエータ（電動モータ）

Claims (5)

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、前記車両の中央近傍に設けた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、クローラ式走行装置を備える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、
   さらに、前記車両前部に設けた吸引ファンにより導入する冷却風の送風路中途部に前記アクチュエータおよび該アクチュエータを駆動するインバータを設置し、前記送風路終端の前記車両後端部に排風口を設け、前記冷却風により少なくとも前記インバータを冷却させることを特徴とする電動コンバイン。
2. 前記吸引ファンは、前記作業部に選別風を送風する唐箕ファンを用いたことを特徴とする、請求項１に記載の電動コンバイン。
3. 前記冷却風は、ダクトを介して前記インバータの内部または前記インバータ下部に設けたヒートシンクに導入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。
4. 前記排風口には、前記作業部で選別した穀粒を貯留するグレンタンク内に排風を導入させるダクトを接続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。
5. 前記グレンタンクには、排風口を設けたことを特徴とする、請求項４に記載の電動コンバイン。

Images