JP5676404B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、車体を走行させる走行装置と、車体の走行に伴って作物を刈り取って後方に搬送する刈取処理装置と、刈り取った作物を脱穀処理する脱穀装置とを備えて構成されているコンバインに関する。

従来のコンバインでは、各部を駆動するための動力源として電動モータを用いる構成のものが提案されており、具体的には、刈取装置や脱穀装置等を駆動するための電動モータが備えられ、エンジンにて駆動される発電機から電動モータに対して電力供給を行うように構成され、又、エンジンの動力にて走行装置を駆動するように構成されたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−２４２５５８号公報

上記コンバインは、エンジンにて駆動される発電機により電動モータにて必要とされる電力を供給することができるようにしながら、電動モータにより脱穀装置や刈取装置等の駆動を行うようにすることで、それらの駆動を車体に搭載されたエンジンの動力のみにより行っていた従来のコンバインに比べて、エンジンにおける燃料消費を抑制することができるとともに騒音の低減を図ることができるようにしたものである。

しかし、上記従来構成では、エンジンは、走行装置を駆動するとともに発電機を駆動するように構成されるものであるから、エンジンは、走行装置にて必要とされる動力と発電機にて必要とされる動力とを夫々賄うことができる大きな出力にて作動させる必要があり、エンジンにおける燃料消費の抑制が充分には達成できていないものであった。

本発明の目的は、エンジンにて駆動される発電機により必要とされる電力を供給することができるようにしながらも、エンジンにおける燃料消費の抑制をより一層促進することが可能となるコンバインを提供する点にある。

本発明に係るコンバインは、車体を走行させる走行装置と、車体の走行に伴って作物を刈り取って後方に搬送する刈取処理装置と、刈り取った作物を脱穀処理する脱穀装置とを備えて構成されているものであって、
その第１特徴構成は、前記走行装置と前記刈取処理装置とを夫々駆動する走行刈取用の電動モータ、前記脱穀装置を駆動する脱穀用の電動モータ、エンジンにより駆動されて前記各電動モータに電力を供給する発電機、前記エンジンの回転数を変更調整自在な出力調整手段、及び、前記各電動モータの作動状態と前記出力調整手段の作動状態を制御する制御手段が備えられ、
前記走行刈取用の電動モータ及び前記脱穀用の電動モータが、前記発電機からのみ電力が供給されるように構成され、
前記制御手段において、前記エンジン特有の出力特性であって前記回転数と前記エンジンの負荷との関係を示す最大出力曲線を基準として、前記最大出力曲線よりも低負荷側に、前記エンジンの燃料消費量が最も少なくなる前記関係である最低燃費点を通過する形態で、目標動力特性が予め設定され、
前記制御手段は、前記発電機にて必要とされる動力を賄うことができるように、且つ、前記関係が前記目標動力特性となるように、前記出力調整手段の作動状態を制御して前記エンジンの回転数を変更調整するとともに、前記エンジンの負荷が低い場合に、前記関係が前記最低燃費点に近付くように、前記走行刈取用の電動モータの作動状態を制御して車速を増速する点にある。

第１特徴構成によれば、エンジンにより発電機が駆動されて、この発電機により各電動モータに対して電力が供給され、走行刈取用の電動モータによって走行装置と刈取処理装置とが夫々駆動され、脱穀用の電動モータによって脱穀装置が駆動される。つまり、エンジンは発電機だけを駆動する構成であり、コンバインの各部で必要とされる動力は全て電動モータにより供給されることになる。

そして、制御手段により、発電機にて必要とされる動力を賄うことができるとともに最大出力よりも低めの出力となる形態でエンジンの出力を変更調整すべく出力調整手段の作動状態が制御される。すなわち、エンジンの出力は、発電機にて必要とされる動力を賄うことができるが最大出力（全負荷と称される場合もある）よりも低めの出力となるので、例えば、走行刈取用の電動モータや脱穀用の電動モータにて必要とされる電力が増加することがあっても、発電機にて必要とされる動力が最大出力を越えて電力不足になることを回避し易いものになる。

又、刈取作業に伴って、走行刈取用の電動モータや脱穀用の電動モータにて必要とされる電力が変動することがあるが、そのとき、制御手段により、エンジンの運転状態が最低燃費運転状態に近付くように車速を変更すべく走行刈取用の電動モータの作動状態が制御される。
すなわち、車速を増速側又は減速側に変更すべく走行刈取用の電動モータの作動状態が変更されると、走行刈取用の電動モータにて必要とされる電力が増大又は減少することになり、それに伴って発電機にて必要とされる動力が変動するので、エンジンの運転状態がそれに従って変動することになる。そして、そのとき、制御手段は、エンジンの運転状態が最低燃費運転状態に近付くように、走行刈取用の電動モータの作動状態を制御するのである。

尚、エンジンにかかる発電機の動力負荷を変更する場合、脱穀用の電動モータの作動状態を変更させることも考えられるが、このように脱穀用の電動モータの作動状態を変更させると、脱穀装置の脱穀処理性能が低下するおそれがあるので、脱穀用の電動モータの作動状態を変更させるのではなく、走行刈取用の電動モータの作動状態を制御するのである。

つまり、車速が低下して作業能率が低下する不利はあるものの、エンジンの運転状態が最低燃費運転状態又はそれに近い運転状態にて維持されることになり、エンジンにおける燃料消費がさらに抑制されることになる。

従って、エンジンにて駆動される発電機により必要とされる電力を供給することができるようにしながらも、エンジンにおける燃料消費の抑制をより一層促進することが可能となるコンバインを提供できるに至った。

本発明の第２特徴構成は、前記脱穀装置が、回転駆動される扱胴により作物を脱穀処理する脱穀部と、その脱穀部で脱穀処理された処理物を穀粒と塵埃とに選別する選別部とを備えて構成され、
前記脱穀用の電動モータとして、前記扱胴を駆動する扱胴用の電動モータと、前記選別部を駆動する選別部用の電動モータとを夫々備えて構成されている点にある。

脱穀用の電動モータとして、脱穀部及び選別部を含む脱穀装置を夫々駆動する１つの電動モータにより構成されるものであれば、選別部において所望の選別性能を発揮することができるように選別作業に適した回転数で脱穀用の電動モータを駆動する必要があるが、その場合、脱穀用の電動モータにより駆動される扱胴が常に一定の回転数で回転駆動されることになる。その結果、収穫対象となる作物の種類が異なると脱粒のし易さ等の作物の性状が異なることから、扱胴の回転数は作物の種類の違いに応じて適宜変更させることが好ましいにもかかわらず、脱穀装置を夫々駆動する１つの電動モータにより構成されるものでは、このような作業状況の違いに応じて扱胴の回転数を変更させることができないので、作物の種類が異なると脱穀処理が良好に行えないものとなる不利がある。

そこで、第２特徴構成によれば、脱穀用の電動モータとして、扱胴を駆動する扱胴用の電動モータと、選別部を駆動する選別部用の電動モータとが備えられる構成としている。このように構成すると、扱胴用の電動モータと選別用の電動モータとによって、扱胴と選別部とが各別に駆動されるので、選別部の作動状態を変化させることなく、作物の種類の違いに応じて扱胴の回転数を適宜変更することが可能となり、収穫対象となる作物が異なる場合であっても、作業状況に適した回転数で扱胴を駆動することで、良好な脱穀性能を発揮して作業性能を向上させることが可能となる。

本発明の第３特徴構成は、前記制御手段が、前記選別部の動作用回転数が選別用設定回転数に維持されるように前記選別部用の電動モータの作動を制御するように構成されている点にある。

第３特徴構成によれば、走行刈取用の電動モータや扱胴用の電動モータがどのような回転数であっても、選別部の動作用回転数が選別用設定回転数に維持されることになる。
ちなみに、選別用設定回転数としては、選別部が選別処理を良好に行うことが可能な回転数が設定されることになる。

従って、車速が変化したり作物の性状が変化するようなことがあっても、選別部の動作用回転数が選別用設定回転数に維持されることにより、選別処理を良好に行うことが可能となる。

本発明の第４特徴構成は、前記制御手段が、前記扱胴の回転数が作業条件設定手段にて設定される作業条件の違いに応じて変更設定された脱穀用設定回転数に維持されるように、前記扱胴用の電動モータの作動を制御するように構成されている点にある。

第４特徴構成によれば、作業条件設定手段にて、例えば刈取対象となる作物の種類の違いだけでなく、雨で濡れているか乾燥しているか等の含有水分の違い等も含む、種々の作業条件の違いに応じて、脱穀用設定回転数を変更設定することができるので、刈取作業を開始するにあたり、運転者が、そのときの作業条件の違いにより判断して作業条件設定手段にて脱穀用設定回転数を適切な値に変更設定することができる。

従って、作業条件が異なるようなことがあっても、作業条件の違いに対応した適切な回転数にて扱胴を回転駆動することにより、脱穀処理を良好に行うことが可能となる。

コンバインの全体側面図である。 コンバインの全体平面図である。 脱穀装置の縦断側面図である。 伝動構成図である。 走行用駆動構造を示す図である。 発電機の設置箇所の正面図である。 制御ブロック図である。 エンジンの出力特性を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係るコンバインの実施形態について説明する。
〔全体構成〕
図１及び図２に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ式の走行装置１，１の駆動により走行機体２が走行自在に構成され、その走行機体２の前部に、圃場の植立穀稈を刈り取るとともに刈り取った穀稈を後方に搬送する刈取処理装置としての刈取処理部３が油圧シリンダＣＹの操作により横軸芯Ｐ１周りに昇降揺動自在に備えられ、走行機体２には、刈取処理部３にて刈り取られた作物を脱穀処理する脱穀装置４と、脱穀装置４にて得られた穀粒を貯留する穀粒タンク５とが備えられている。

走行機体２は、左側に脱穀装置４が位置し且つ右側に穀粒タンク５が位置する状態で、脱穀装置４と穀粒タンク５とが機体フレーム６に搭載されるとともに、機体フレーム６に支持される状態で穀粒タンク５の機体前部側に搭乗運転部７が設けられている。言い換えると、コンバインの車体の前部における横幅方向右側箇所に搭乗運転部７が備えられる構成となっている。

刈取処理部３は、車体前部に位置する刈取部８と、その刈取部８にて刈り取った作物を車体後方上方側に向けて搬送する作物搬送部としての縦搬送装置９とを備えて構成され、刈取部８は、刈取対象穀稈を分草する分草具１０、倒伏姿勢の植立穀稈を立姿勢に引起す引起し装置１１、引起された植立穀稈の株元を切断するバリカン型の刈取装置１２を備えて構成されている。

又、刈取処理部３は、横軸芯Ｐ１周りに昇降揺動自在に機体フレーム６に支持されるとともに、走行機体２の前部に位置する通常作業姿勢と走行機体２の車体前方側を開放するように車体横外方に退避するメンテナンス用姿勢とに亘って縦向き軸芯Ｙ１周りで姿勢変更可能に支持される構成となっている。

すなわち、刈取処理部３に備えられる刈取部フレーム１３が、機体フレーム６から立設された左右両側の支持体１４Ｒ，１４Ｌにより受止め支持されている中継用支持部材１５にて横軸芯Ｐ１周りに昇降揺動自在に支持されるとともに、刈取部フレーム１３を支持する中継用支持部材１５が、左側に位置する支持体１４Ｌに縦向き軸芯Ｙ１周りで回動自在に支持される構成となっており、刈取処理部３全体が縦向き軸芯Ｙ１周りで揺動自在に支持されるようになっている。つまり、図２に示すように、刈取処理部３が姿勢変更のために回動操作される縦向き軸芯Ｙ１は、縦搬送装置９における搭乗運転部７とは反対側の車体横幅方向外端側箇所に位置することになる。

脱穀装置４は、刈り取った穀稈を脱穀処理する脱穀部１６と、脱穀部１６で脱穀処理された処理物を穀粒と塵埃とに選別する選別部１７とを備えて構成されている。

図３に示すように、脱穀部１６は、刈取穀稈の株元側をフィードチェーン１８により挟持して刈取穀稈を横向きの姿勢で搬送するように構成され、且つ、刈取穀稈の穂先側が通過する扱室１９に、機体前後向き軸芯周りで回転駆動されることで刈取穀稈の穂先側に扱き処理を施す扱胴２０、及び、この扱き処理で得られた処理物を下方に向けて漏下させる受網２１を備えて構成されている。又、受網２１の処理物移送方向下手側には、受網２１を漏下しなかった処理物を選別部１７の選別方向下手側（後部側）に向けて流下させる送塵口２２が形成されている。

図３に示すように、選別部１７は、脱穀部１６の下方に位置して受網２１から漏下した処理物を揺動選別する揺動選別機構２３、選別風を生起する唐箕２４、選別された穀粒（１番物）を回収するとともに、回収した１番物をその底部に車体横幅方向（左右方向）に沿って配備した１番スクリュー２５によってその右端に連通接続した揚送スクリューコンベア２６に向けて搬送する１番回収部２７、枝梗付き穀粒やワラ屑などの混在物（２番物）を回収するとともに、回収した２番物をその底部に車体横幅方向に沿って配備した２番スクリュー２８によって、その右端に連通接続した２番還元装置２９に向けて搬送する２番回収部３０等を備えて構成されている。

揺動選別機構２３は、機体前部側が揺動アーム３１にて吊り下げ支持され且つ機体後部側が回転駆動される偏芯クランク機構３２によって駆動されることによって前後揺動する揺動選別ケース３３が備えられ、この揺動選別ケース３３の内部に、脱穀処理物の粗選別を行うチャフシーブ３４、チャフシーブ３４を漏下した処理物から穀粒を選別する精選別用のグレンシーブ３５、ワラ屑を後方に向けて揺動移送するストローラック３６等を備えて構成されている。

１番スクリュー２５によって搬送された１番物は、揚送スクリューコンベア２６により揚送されて穀粒タンク５に供給されて貯留される。又、２番スクリュー２８によって搬送された２番物は、２番還元装置２９により再脱穀処理を施した後に揚送して揺動選別機構２３に還元される。

穀粒タンク５に貯留される穀粒を外部に排出させる穀粒排出装置３７が備えられている。この穀粒排出装置３７は、図１に示すように、穀粒タンク５下部における凹溝状の底部５ａに沿って設けられた底部スクリュー３８と、その底部スクリュー３８の搬送終端部から上方に向けて穀粒を搬送する縦スクリューコンベア３９と、この縦スクリューコンベア３９の上部から穀粒を横方向に搬送して先端の排出口４０からトラックの荷台等（図示せず）に排出する横スクリューコンベア４１とを備えて構成されている。

又、縦スクリューコンベア３９と横スクリューコンベア４１とに亘って設けた油圧シリンダ４２を操作することで横スクリューコンベア４１の昇降位置を変更操作自在で、且つ、縦スクリューコンベア３９の下部に作用するように設けられた旋回モータ４３によって縦軸芯Ｙ周りで旋回操作自在に構成されている。

この穀粒排出装置３７は、底部スクリュー３８と縦スクリューコンベア３９との間、及び、縦スクリューコンベア３９と横スクリューコンベア４１との間が、夫々、ベベルギア機構４４，４５により連動連結されており、底部スクリュー３８の前部側端部に設けられた入力プーリ４６から動力が入力されることにより一体的に回転駆動されて、穀粒タンク５内の穀粒を外部に搬出することができるように構成されている。

〔伝動構造〕
以下、コンバインの伝動構造について説明する。
図４に示すように、左右一対の走行装置１，１と刈取処理部３とを夫々駆動する走行刈取用の電動モータＭ１と、扱胴２０を駆動する扱胴用の電動モータＭ２と、選別部１７を駆動する選別部用の電動モータＭ３とが備えられ、それら各電動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３により各部が駆動される構成となっている。

図５に示すように、車体横幅方向中央部であって且つ搭乗運転部７の横幅方向の他方側箇所に、左右一対の走行装置１，１に動力を伝える走行ミッション４７が備えられ、図１及び図２に示すように、走行ミッション４７に動力を入力する走行刈取用の電動モータＭ１が搭乗運転部７における運転部ステップ４８の下方側箇所に位置する状態で備えられている。そして、図５に示すように、走行刈取用の電動モータＭ１の出力軸４９と走行ミッション４７の入力軸５０とが自在継手５１を介して連動連結される状態で備えられ、走行刈取用の電動モータＭ１の動力により左右の走行装置１，１を駆動するように構成されている。

走行ミッション４７は、従来のエンジン駆動式のコンバインにおいて走行用伝動機構として使用されていたものをそのまま使用して、走行駆動用のエンジンの代わりに走行刈取用の電動モータＭ１を用いて駆動するようにしたものである。つまり、この走行ミッション４７は、図５に示すように、ミッションケース５２内に、ギア式の減速機構５３やギア咬み合い式の副変速装置５４、及び、旋回走行させるための旋回用伝動機構５５等が備えられている。

副変速装置５４は、図５に示すように、シフトギア式の変速部５４Ａと油圧操作式の変速部５４Ｂとからなり、高速、中速、低速の３段に切り換え自在であり、標準的な圃場で刈取作業する場合には中速状態とし、作物が倒伏しているときや深い湿田で走行負荷が大きいときは低速状態とし、路上走行する場合には高速状態とするように、作業状況に応じて変速状態を使い分ける構成となっており、搭乗運転部７に備えられた副変速レバー５６により切り換えるようになっている。又、この副変速レバー５６の操作位置を検出する副変速センサＳ１が設けられている。

旋回用伝動機構５５は、図５に示すように、旋回内側の走行装置１に減速動力を伝えるための緩旋回用クラッチ５８、旋回内側の走行装置１に制動力を付与する減速用ブレーキ５９、左右両側に走行装置１に動力を伝える直進状態と旋回内側の走行装置への動力伝達を旋回状態（減速状態や制動状態）に切り換える操向クラッチ６０等を備えて構成されている。

そして、搭乗運転部７に備えられた操作レバー６１を中立位置から左右に倒し角を大きくすることで、直進状態から右方向又は左方向への旋回角度を大きい旋回状態が得られるように、操作レバー６１と旋回用伝動機構５５が連動連係されている。操作レバー６１の中立位置から左右への倒し角の大きさを検出する旋回状態検出手段としての旋回レバーセンサＳ３が設けられている。尚、詳述はしないが、操作レバー６１は、前後方向へも揺動操作自在であり、前後方向の操作により刈取処理部３の上昇操作及び下降操作を指令することができるように構成されている。

又、走行ミッション４７の伝動経路途中から前進走行状態でのみ動力伝達自在なワンウェイクラッチ６３及び動力伝達を断続自在なベルトテンション式の刈取クラッチ６４を介して刈取処理部３に動力が伝えられるように構成されている。刈取クラッチ６４は、刈取用クラッチモータ６５により入り状態と切り状態とに切り換え操作自在な構成となっている。

従って、走行刈取用の電動モータＭ１が、左右一対の走行装置１，１と刈取処理部３とを夫々駆動する構成となっている。

走行刈取用の電動モータＭ１の出力制御構成については後述するが、搭乗運転部７に備えられた前後揺動操作自在な主変速レバー６６が中立位置にあれば停止状態となり、主変速レバー６６の前側への倒し角が大きいほど前進走行速度が大となり、主変速レバー６６の後側への倒し角が大きいほど後進走行速度が大となるように出力制御される構成となっている。

走行ミッション４７の伝動経路中に、走行刈取用の電動モータＭ１の駆動停止状態で制動作用するネガティブブレーキ６７が、走行ミッション４７の入力軸５０における走行刈取用の電動モータＭ１の接続箇所とは反対側の端部に作用する状態で備えられている。

このネガティブブレーキ６７は、図示しないバネにより制動状態に付勢され、且つ、電気式あるいは油圧式アクチュエータにてバネの付勢力に抗して制動状態を解除することができるように構成されており、走行刈取用の電動モータＭ１が作動しているときは制動解除状態となり、走行刈取用の電動モータＭ１が自由回転状態（走行用トルクが発生していない状態）であるときは、制動状態となるように作動が制御されるように構成されている。

そして、制御装置Ｈは、エンジン８０が作動しているか否かにかかわらず、走行刈取用の電動モータＭ１が作動停止状態であるときは制動状態になり、走行刈取用の電動モータＭ１が作動状態になると制動解除状態に切り換わるように、ネガティブブレーキ６７の作動を制御するように構成されている。又、ネガティブブレーキ６７を制動解除状態から制動状態に切り換えるときは、制動力を漸増させる形態で制御するようにして、制動時に衝撃が発生しないようにしている。

図３に示すように、扱胴用の電動モータＭ２は、出力軸６８が機体前後方向に向く状態で且つ脱穀装置４の天板６９の上部側における機体前部側箇所に位置する状態で配備されており、この扱胴用の電動モータＭ２の動力がベルト伝動機構７０を介して扱胴２０に伝達されるように構成されている。

図１及び図２に示すように、選別部用の電動モータＭ３は、脱穀装置４と穀粒タンク５との間に位置する状態で配備されている。つまり、選別部用の電動モータＭ３は、脱穀装置４と穀粒タンク５との間の隙間における機体前部側に位置する箇所に、機体フレーム６よりも上方に位置する状態で、機体フレーム６から立設された縦フレーム６ａにより支持される状態で設けられている。

そして、選別部用の電動モータＭ３は、脱穀装置４が作動している刈取作業中は選別部１７を駆動することができ、刈取作業が行われていない状態においては、穀粒排出装置３７を駆動することができるように構成されている。すなわち、選別部用の電動モータＭ３の動力が選別部１７に伝達される状態と穀粒排出装置３７に伝達される状態とに切り換え自在な伝動切換手段Ｋが備えられている。

具体的な構成について説明を加えると、図４に示すように、選別部用の電動モータＭ３の動力が、ベルトテンション式の選別入切用クラッチ７１を介して選別部１７、具体的には、唐箕２４の駆動軸２４ａに動力が伝えられるように構成され、唐箕２４の駆動軸２４ａから、伝動ベルト７２を介して、１番スクリュー２５、２番スクリュー２８、揺動選別機構２３、フィードチェーン１８等に動力が伝達されるように構成されている。

又、選別部用の電動モータＭ３の動力が、ベルトテンション式の排出入切用クラッチ７３、ベベルギア機構７４、及び、ベルト伝動機構７５を介して、穀粒排出装置３７、具体的には、底部スクリュー３８の前部側端部に設けられた入力プーリ４６に動力が伝えられるように構成されている。入力プーリ４６から動力が入力されることにより、底部スクリュー３８、縦スクリューコンベア３９、及び、横スクリューコンベア４１が回転駆動されて穀粒タンク５内の穀粒を外部に搬出することができる。

選別入切用クラッチ７１は、選別用クラッチモータ７６（図７参照）により入り状態と切り状態とに切り換え操作自在な構成となっており、排出入切用クラッチ７３は、排出用クラッチモータ７７（図７参照）により入り状態と切り状態とに切り換え操作自在な構成となっている。

従って、選別入切用クラッチ７１、選別用クラッチモータ７６、排出入切用クラッチ７３及び排出用クラッチモータ７７により、伝動切換手段Ｋが構成されている。

扱胴２０は刈取穀稈を脱穀処理するものであり、作物の種類の違い、あるいは、雨等の水分を多く含む場合や乾燥している場合等、そのときの作業状況の違いによっては、駆動負荷が大きく変動する場合がある。これに対して、選別部１７や穀粒排出装置３７は、作物の種類が異なっても、駆動負荷はそれほど大きくならず変動も少ないと考えられる。

そこで、駆動負荷が大きくなるおそれがある扱胴用の電動モータＭ２が予測される駆動負荷を賄える程度の大きめの容量の電動モータにて構成され、選別部用の電動モータＭ３が扱胴用の電動モータＭ２よりも小容量の電動モータにて構成されている。このようにすることで、必要とされる駆動力を出力させることが可能でありながらも、選別部用の電動モータＭ３を小型化して、脱穀装置４と穀粒タンク５との間の隙間に配置し易いものにしている。尚、刈取走行用の電動モータＭ１は、走行装置１における大きい走行負荷が掛かるものであるから、扱胴用の電動モータＭ２よりも大容量の電動モータにて構成されている。

上述したように、コンバイン各部を駆動するための動力用の電動モータとして、走行刈取用の電動モータＭ１、扱胴用の電動モータＭ２、及び、選別部用の電動モータＭ３の夫々が備えられている。以下、それらを総称するときは動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）という。

〔電力供給構成〕
次に、上記した動力用の電動モータ（走行刈取用の電動モータＭ１、扱胴用の電動モータＭ２、及び、選別部用の電動モータＭ３）夫々に対する駆動用電力の供給構成について説明する。
図７に示すように、各動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）の夫々に対する駆動用電力を供給する電力供給手段ＰＳとして、エンジン８０とそのエンジン８０により駆動される発電機８１とが備えられ、発電機８１にて発電した電力を動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）に供給するように構成されている。

各動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）は、例えば車両の走行駆動用のモータとして用いられる周知の三相交流式誘導電動モータにて構成されており、図７に示すように、発電機８１にて発電された交流電力が発電用インバータ８２により直流電力に変換され、その変換された直流電力が、３つのモータ用インバータ８３，８４，８５の夫々により交流電力に変化されて各動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）に供給されるように構成されている。

エンジン８０に対する燃料供給量を変更することによりエンジン８０の出力を変更調整自在な出力調整手段としての出力調整器８６と、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサＳ２が備えられ、発電機８１を駆動するためのエンジン回転数を所望の値に調整することができるように構成されている。

又、モータ用インバータ８３，８４，８５より動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）に供給される電力を制御することにより、前記各動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）の出力（回転数及びトルク）を変更調整することができるように構成されている。

そして、このコンバインでは、発電機８１により発電された電力のうち動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）で消費されない余剰の電力を蓄えるための大容量のバッテリーは搭載されておらず、発電機８１は必要な電力だけを発電するように構成されている。但し、図示はしないが、車体に搭載された電装品を駆動するための小容量のバッテリー（１２Ｖ）は備えられている。

図１及び図２に示すように、搭乗運転部７における運転座席９７の下方側箇所に位置する状態で、且つ、車体横幅方向に向かう軸芯周りで回転する出力軸８０ａを備える状態でエンジン８０が備えられている。又、発電機８１が、車体横幅方向に向かう軸芯周りで回転する発電用回転軸８１ａを備えるとともに、エンジン８０と車体横幅方向に沿って並ぶ状態で備えられている。

具体的には、図６に示すように、エンジン８０の出力軸８０ａと発電機８１の発電用回転軸８１ａとが中継用伝動部材としての自在継手８７を介して連動連結される状態で、エンジン８０と発電機８１とが、車体横幅方向に間隔をあけて並列配備されている。

発電機８１は、縦搬送装置９における搬送終端側箇所の下方に位置する状態で備えられている。すなわち、図２に示すように、発電機８１は、縦搬送装置９における搬送終端側箇所において、刈取処理部３を支持するために機体フレーム６から立設された左右両側の支持体１４Ｒ，１４Ｌの間に位置して機体フレーム６に載置支持される状態で配備されている。

つまり、発電機８１が縦向き回動軸芯Ｙ１よりも車体横幅方向内方側に位置する状態で、縦向き回動軸芯Ｙ１と発電機８１とが車体横幅方向に沿って並ぶ状態で備えられている。そして、この発電機８１が設置される箇所は、刈取穀稈の搬送経路の下方側の空き領域であり、このような刈取穀稈の搬送経路の下方側の空き領域を有効利用して発電機８１を配備するようにしている。

このように構成することで、メンテナンス作業を行うために、刈取処理部３を縦向き回動軸芯Ｙ１周りで回動させて通常作業姿勢からメンテナンス用姿勢に姿勢変更すると、走行機体２の車体前方側を開放させることができるとともに、発電機８１が外方に露出する状態となり、発電機８１のメンテナンス作業も容易に行えるものとなる。

３つのモータ用インバータ８３，８４，８５は、図１〜図３に示すように、脱穀装置４の天板６９の上部側における機体後部側箇所に位置して、３つのモータ用インバータ８３，８４，８５が機体前後方向に適宜間隔をあけて並ぶ状態で脱穀装置４の上部における風通しのよい場所に配備されている。このように機体外方側の高い位置に設けるようにしたので、周囲を外気が通流することにより冷却効果を発揮できるようにしている。

一方、発電用インバータ８２は、図１及び図２に示すように、脱穀装置４と穀粒タンク５の間の隙間に位置する状態で配備されている。この発電用インバータ８２は、３つの動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）の全ての電力を賄うものであり、大きな電流が流れるので発熱も大きいものとなる。そこで、この発電用インバータ８２を冷却させるための油冷式の冷却構造を採用している。

すなわち、図示はしないが、発電用インバータ８２は、そのケース内に油通過経路を形成してあり、ミッションケース５２内に貯留されている潤滑油を、図示しないポンプにより、油通過経路とオイルクーラ（図示せず）とを経由して循環通流させることにより、発電用インバータ８２を冷却させる構成となっている。尚、循環通流する潤滑油は油圧シリンダＣＹの作動等に用いられることになる。

〔制御構成〕
各動力用の電動モータ（走行刈取用の電動モータＭ１、扱胴用の電動モータＭ２、及び、選別部用の電動モータＭ３）の作動状態と電力供給手段ＰＳ（エンジン８０と発電機８１）の作動状態を制御する制御手段としてのマイクロコンピュータ利用の制御装置Ｈが備えられている。

次に、制御装置Ｈによる各動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）の制御について説明する。
搭乗運転部７に備えられた主変速レバー６６の前後操作によって出力値が変更操作される速度設定器８８が備えられ、この速度設定器８８の指令情報が制御装置Ｈに入力され、車速を指令することができるように構成され、制御装置Ｈは、指令された車速にて車体を走行させるように、走行刈取用の電動モータＭ１を制御するように構成されている。

すなわち、制御装置Ｈは、モータ用インバータ８３を制御することにより走行刈取用の電動モータＭ１に供給する電力を変更調整するように構成されている。具体的には、モータ用インバータ８３における三相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）の各相に設けられる図示しないスイッチングトランジスタをオンオフ制御することにより、走行刈取用の電動モータＭ１の出力（回転数及びトルク）を変更調整するように構成されている。

尚、図７に示すように、各動力用の電動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）の夫々について、３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）の各相の励磁用コイルに流れている電流値を計測する電流センサＳ４〜Ｓ６が備えられ、その電流センサＳ４〜Ｓ６の検出値が制御装置Ｈに入力され、その電流値の検出結果に基づいて、制御装置Ｈが、走行刈取用の電動モータＭ１の実駆動状態（回転数及びトルク）を演算にて求めることができるようになっている。

そして、制御装置Ｈは、搭乗運転部７に備えられた刈取入切レバー９０が操作されることにより刈取入切スイッチ９１がオン操作されると、刈取用クラッチモータ６５を作動させて刈取クラッチ６４をクラッチ入り状態に切り換え、刈取入切スイッチ９１がオフ操作されると、刈取クラッチ６４を切り状態に切り換えるように構成されている。

搭乗運転部７に備えられた作業条件設定手段としての作物条件設定器９２にて、刈取対象となる作物の種類（例えば、稲、麦、あるいは、大豆等）が設定されると、作物条件設定器９２による指令情報が制御装置Ｈに入力され、その対象となる作物の種類の違いに応じて互いに異なる扱胴２０の目標回転数が設定される。

制御装置Ｈは、搭乗運転部７に備えられた脱穀入切レバー９３が操作されることにより、脱穀入切スイッチ９４がオン操作されると、モータ用インバータ８４を制御することにより、扱胴回転センサＳ７にて検出される扱胴２０の実回転数が、指令された作物条件に対応する目標回転数になるように、扱胴用の電動モータＭ２を制御するように構成されている。尚、脱穀入切スイッチ９４がオフ操作されると、扱胴２０の回転駆動を停止させる。

又、制御装置Ｈは、脱穀入切スイッチ９４がオン操作され、且つ、搭乗運転部７に備えられた穀粒排出スイッチ９６がオン操作されていなければ、モータ用インバータ８５を制御することにより、予め設定されている選別処理用の設定回転数にて選別部１７を回転させるように、実回転数を検出する選別部回転センサＳ８にて検出される実回転数の検出情報に基づいて選別用の電動モータＭ３を制御するように構成されている。

そして、脱穀入切スイッチ９４がオフ操作され、且つ、穀粒排出スイッチ９６がオン操作されているときは、予め設定されている穀粒排出用の設定回転数にて穀粒排出装置３７を回転させるように、選別用の電動モータＭ３を制御するように構成されている。穀粒排出スイッチ９６がオフ操作されると、選別用の回転駆動を停止させる。

制御装置Ｈは、脱穀入切スイッチ９４がオン操作され、且つ、刈取入切スイッチ９１がオン操作されている場合において、車速が刈取作業速度であると想定される設定速度以上の速度であり、且つ、旋回レバーセンサＳ３により操作レバー６１の中立位置から左右いずれかへの倒し角が設定角度以上であることが検出されると、脱穀用の電動モータＭ２の駆動を停止させるように構成されている。

このとき、穀粒排出スイッチ９６がオン操作されていなければ、選別入切用クラッチ７１を入り状態に切り換えるとともに排出入切用クラッチ７３を切り状態に切り換え、穀粒排出スイッチ９６がオン操作されていれば、選別入切用クラッチ７１を切り状態に切り換えるとともに排出入切用クラッチ７３を入り状態に切り換えるように、選別用クラッチモータ７６と排出用クラッチモータ７７の作動を制御するようになっている。

次に、電力供給手段ＰＳの作動制御について説明する。
制御装置Ｈは、各動力用の電動モータ（走行刈取用の電動モータＭ１、扱胴用の電動モータＭ２、及び、選別部用の電動モータＭ３）により必要とされる電力量を賄えるように電力供給手段ＰＳの作動状態を制御するが、このコンバインでは、エンジン８０の燃料消費量が最も少なくなるように、エンジン８０の作動状態を制御するように構成されている。

先ず、脱穀装置４及び選別部１７が作動していても車体が走行停止している状態（走行停止状態）、車体が走行停止し且つ脱穀部１６や選別部１７の作動を停止させて穀粒排出装置３７だけを作動させている状態（穀粒排出状態）等においては、電力消費は少ないのでエンジン８０をアイドリング状態で作動させるようにしている。又、副変速装置５４を高速状態に設定して路上走行を行う状態（路上走行状態）では、走行用電動モータＭ１が作動しているが、脱穀部１６や選別部１７の作動を停止させているので、この場合にも、エンジン８０をアイドリング状態で作動させるようにして、燃料消費を抑制するようにしている。

そして、副変速装置５４を中速状態又は低速状態に設定して、脱穀入切スイッチ９４と刈取入切スイッチ９１を入り操作して作物を刈り取りながら脱穀を行う状態（刈取作業状態）においては、次のような制御を実行することになる。

すなわち、制御装置Ｈが、発電機８１にて必要とされる動力を賄うことができるとともに最大出力よりも低めの出力となる形態で、エンジン８０の出力を変更調整すべく出力調整器８６の作動状態を制御し、且つ、エンジン８０の運転状態が燃料消費量が最も少ない最低燃費運転状態に近付くように車速を変更すべく走行刈取用の電動モータＭ１の作動状態を制御するように構成されている。

以下、制御装置Ｈの具体的な制御内容について説明する。
制御装置Ｈは、上述したように、走行刈取用の電動モータＭ１、扱胴用の電動モータＭ２、及び、選別部用の電動モータＭ３の夫々について必要とされる出力（回転数及びトルク）が得られるように各電動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の作動を制御するが、その出力を得るのに必要とされる電力量を演算にて求めることができる。そして、各電動モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３にて必要とされる電力量の総和が、発電機８１により発電すべき電力量となるが、この電力量を発電するためにエンジン８０が発電機８１を駆動すべく動力（エンジン８０に対する負荷に対応する）も演算にて求めることができる。

図８は、エンジン８０の出力特性を示す図であり、図８中、ラインＬ１は、出力調整器８６の調整値を最大にした状態での特性を示し、ラインＬ２〜Ｌ４は、出力を調整したときのエンジン出力特性を示している。そして、制御装置Ｈは、負荷が変動した場合に、図８におけるラインＬ５で示す目標動力特性が予め設定されており、そのときの動力（それに対応する負荷の大きさ）に応じて、この目標動力特性（Ｌ５）に沿って運転状態が変化するように、出力調整器８６の作動状態を制御するように構成されている。
図８に示す例では、動力（負荷）が「Ａ１」で示す値であれば動作点（ａ）になるように出力が調整され、動力（負荷）が「Ａ２」で示す値であれば動作点（ｂ）になるように出力調整されることになる。

図８から明らかなように、動作点ａ，ｂでは、いずれの場合でも、負荷の大きさに対してエンジン８０の出力には余裕があり、最大出力よりも低めの出力となる形態で、エンジン８０の出力が変更調整されることになる。

刈取作業中においては、上記したように、制御装置Ｈは、選別部１７の動作用回転数が選別用設定回転数に維持されるように選別用の電動モータＭ３の作動を制御し、扱胴２０の回転数が作業条件設定器９２にて設定される作業条件の違いに応じて変更設定された脱穀用設定回転数に維持されるように、扱胴用の電動モータＭ２の作動を制御する。

又、主変速レバー６６の操作に応じて走行用の電動モータＭ１の作動を制御しようとするが、この実施形態では、エンジン８０の燃料消費量が最も少なくなるように、車速を変更させるべく走行用の電動モータＭ１の作動を制御するようになっている。

ところで、一般に、エンジンにおいては、その特性上、動力特性を示す動作領域の途中部に最も燃費の良い最低燃費点（ｃ）（図８参照）が存在することになる。
そこで、このコンバインでは、制御装置Ｈは、図８に示すように、エンジン８０の最低燃費点（ｃ）を通過する形態で目標動力特性（Ｌ５）を設定する構成となっており、刈取作業を実行するに伴って、逐次演算にて求められる各動力用の電動モータＭ１，Ｍ２、Ｍ３の必要電力を発電すべく発電機８１を駆動するためのエンジン８０の動作点が、最低燃費点（Ｐｏ）から外れる場合には、エンジン８０の動作点が最低燃費点（ｃ）に近付くように、車速を変更すべく走行用の電動モータＭ１の作動を制御するのである。
つまり、車速を変更することによって、走行用の電動モータＭ１が必要とする電力量を変更して、エンジン８０に掛かる負荷を変更させることで、動作点が最低燃費点（ｃ）に近付くようにエンジン８０の動作点を変更させるのである。

従って、刈取作業中においては、エンジン８０の運転状態が最も燃費が良い最低燃費状態に近付くように、エンジン８０の作動状態が制御されることになる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、脱穀用の電動モータとして、扱胴用の電動モータＭ２と選別部用の電動モータＭ３とが備えられる構成としたが、このような構成に代えて、脱穀装置４全体を１つの電動モータ（図示せず）にて駆動する構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、作業条件設定手段として、刈取対象となる作物の種類（例えば、稲、麦、あるいは、大豆等）を設定する作物条件設定器９２を備える構成としたが、このような構成に代えて、あるいは、そのような構成に加えて、作物が水分を多く含む状態であるか乾燥している状態であるか等の作物の含有水分の違いを設定する設定器を備える構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、モータ用インバータ８３，８４，８５が脱穀装置４の天板６９の上側に位置する状態で配備される構成としたが、このような構成に代えて、脱穀装置４と穀粒タンク５との間に、発電用インバータ８２に近接させた状態で配備する構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、エンジン８０が搭乗運転部７における運転座席９７の下方に位置する状態で備えられ、発電機８１が縦搬送装置９における搬送終端側箇所の下方に位置する状態で備えられる構成としたが、このような構成に代えて、発電機８１が搭乗運転部７における運転座席９７の下方に位置する状態で且つエンジン８０と機体前後方向に並ぶ状態で配備される構成としてもよい。

本発明は、車体の走行に伴って作物を刈り取って脱穀処理するようにした自脱型及び普通型のコンバインに適用できる。

１ 走行装置
３ 刈取処理装置
４ 脱穀装置
１６ 脱穀部
１７ 選別部
２０ 扱胴
８０ エンジン
８１ 発電機
８６ 出力調整手段
９２ 作業条件設定手段
Ｈ 制御手段
Ｍ１ 走行刈取用の電動モータ
Ｍ２ 扱胴用の電動モータ
Ｍ３ 選別部用の電動モータ

Claims (4)

1. 車体を走行させる走行装置と、車体の走行に伴って作物を刈り取って後方に搬送する刈取処理装置と、刈り取った作物を脱穀処理する脱穀装置とを備えて構成されているコンバインであって、
   前記走行装置と前記刈取処理装置とを夫々駆動する走行刈取用の電動モータ、前記脱穀装置を駆動する脱穀用の電動モータ、エンジンにより駆動されて前記各電動モータに電力を供給する発電機、前記エンジンの回転数を変更調整自在な出力調整手段、及び、前記各電動モータの作動状態と前記出力調整手段の作動状態を制御する制御手段が備えられ、
   前記走行刈取用の電動モータ及び前記脱穀用の電動モータが、前記発電機からのみ電力が供給されるように構成され、
   前記制御手段において、前記エンジン特有の出力特性であって前記回転数と前記エンジンの負荷との関係を示す最大出力曲線を基準として、前記最大出力曲線よりも低負荷側に、前記エンジンの燃料消費量が最も少なくなる前記関係である最低燃費点を通過する形態で、目標動力特性が予め設定され、
   前記制御手段は、前記発電機にて必要とされる動力を賄うことができるように、且つ、前記関係が前記目標動力特性となるように、前記出力調整手段の作動状態を制御して前記エンジンの回転数を変更調整するとともに、前記エンジンの負荷が低い場合に、前記関係が前記最低燃費点に近付くように、前記走行刈取用の電動モータの作動状態を制御して車速を増速するコンバイン。
2. 前記脱穀装置が、回転駆動される扱胴により作物を脱穀処理する脱穀部と、その脱穀部で脱穀処理された処理物を穀粒と塵埃とに選別する選別部とを備えて構成され、
   前記脱穀用の電動モータとして、前記扱胴を駆動する扱胴用の電動モータと、前記選別部を駆動する選別部用の電動モータとを夫々備えて構成されている請求項１記載のコンバイン。
3. 前記制御手段が、前記選別部の動作用回転数が選別用設定回転数に維持されるように前記選別部用の電動モータの作動を制御するように構成されている請求項２記載のコンバイン。
4. 前記制御手段が、前記扱胴の回転数が作業条件設定手段にて設定される作業条件の違いに応じて変更設定された脱穀用設定回転数に維持されるように、前記扱胴用の電動モータの作動を制御するように構成されている請求項２又は３記載のコンバイン。

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