JP6041724B2

JP6041724B2 - コンバイン

Info

Publication number: JP6041724B2
Application number: JP2013062570A
Authority: JP
Inventors: 寺島　淳; 淳寺島; 賢史八坂; 俊暢藤澤
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2033-03-25
Also published as: JP2014183795A

Description

本発明は、コンバインにおける刈取部の刈刃の駆動構成に関する。

従来、刈取部の刈刃を、電動モータで駆動させるコンバインの技術は公知である（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載のコンバインは、刈取フレームの内側に刈刃を配置して、刈取フレームの側方に電動モータ（刈刃用駆動装置）を配置している。

しかし、刈刃用駆動装置の電動モータが刈取フレームから側方に大きく突出して、刈幅からの刈刃用駆動装置の突出量が大きくなる場合、刈り取り作業時に、刈刃用駆動装置が作物や障害物に接触しやすくなるおそれがある。

特開２００９−１７１８５１号公報

本発明は、刈刃用駆動装置の電動モータが刈取フレームから側方に突出する突出量を抑えることが可能となり、刈幅からの電動モータの突出量を抑えることが可能なコンバインを提供する。

請求項１に記載のコンバインは、穀稈を掻き込むリールと、穀稈を刈り取る刈刃と、刈り取った穀稈を寄せ集めるプラットホームオーガと、寄せ集めた穀稈を脱穀部へ搬送するフィーダハウスコンベアとを有する刈取部を機体の前方に備えたコンバインにおいて、前記刈取部を刈取フレームにより支持し、前記刈取フレームの前下部の外側に、前記刈刃を往復動させるリンク機構が収納された伝動ケースを配置し、前記刈取フレームの後端部に、前記刈刃を駆動させる刈刃用電動モータを配置し、前記刈取フレームの後端部の外側に前記刈刃用電動モータからの動力を出力する出力軸を位置させて、前記刈刃用電動モータからの動力を動力伝達部材を介して前記伝動ケースに伝達する構成とし、前記動力伝達部材を前記刈取フレームの外側面に沿わせて配置したものである。

請求項１に記載のコンバインによれば、刈刃用電動モータを刈取フレームの後端部に配置したことによって、刈刃用電動モータが刈取フレームから側方に突出する突出量を抑えることが可能となり、刈幅からの刈刃用電動モータの突出量を抑えることできる。
また、刈刃用電動モータをコンパクトに配置できる。

コンバインの左側面図。コンバインの上面図。脱穀部及び選別部を示す図。電動モータ及びその周辺機器の構成を示す図。コンバインの制御構成を示したブロック図。刈取フレームの上面図。刈取フレームの右側面図。

以下では、普通型コンバイン１について説明する。

図１及び図２に示すように、コンバイン１は、走行部１０と、刈取部２０と、脱穀部３０と、選別部４０と、穀粒貯溜部５０と、排藁処理部６０と、操縦部７０と、エンジン８０と、発電機８１と、を備える。

走行部１０は、機体２の下部に設けられる。走行部１０は、左右一対のクローラを有するクローラ式走行装置１１を有しており、このクローラ式走行装置１１により機体２を前進又は後進方向に走行させることができるように構成される。

刈取部２０は、機体２の前方に設けられ、機体２に対して昇降可能に支持される。刈取部２０は、リール２１と、刈刃２２と、プラットホームオーガ（ＰＦオーガ）２３と、フィーダハウスコンベア（ＦＨコンベア）２４と、を有している。リール２１、刈刃２２、及びＰＦオーガ２３は刈取フレーム２５により支持されている。刈取フレーム２５と機体２の間にはフィーダハウス２６が設けられており、フィーダハウス２６内にはＦＨコンベア２４が設けられている。また、刈取部２０には、リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、及びＦＨコンベア２４を駆動させるための電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａが設けられている。刈取フレーム２５、刈刃２２及び刈刃用電動モータ９２ａの配置構造についての詳細な説明は後述する。

刈取部２０は、リール２１により穀稈を掻き込み、刈刃２２により掻込後の穀稈の株元を切断し、そして、刈り取った穀稈をＰＦオーガ２３により寄せ集めてからＦＨコンベア２４へ受け渡して、ＦＨコンベア２４により脱穀部３０へ搬送することができるように構成される。

脱穀部３０は、機体２の左側上部に設けられ、刈取部２０の後方に配置される。図３に示すように、脱穀部３０は、扱胴３１と、コンケーブ３２と、を有している。脱穀部３０は、扱胴３１及びコンケーブ３２により刈取部２０から搬送されてくる穀稈を後方へ送りながら脱穀し、その脱穀物を漏下させることができるように構成される。

選別部４０は、機体２の左側下部に設けられ、脱穀部３０の下方に配置される。図３に示すように、選別部４０は、揺動選別装置４１と、風選別装置４２と、穀粒搬送装置４３と、二番還元装置４４と、を有している。選別部４０は、揺動選別装置４１により脱穀部３０から落下する脱穀物を穀粒や藁屑などに揺動選別し、風選別装置４２により揺動選別後のものを更に穀粒と藁屑などとに風選別し、穀粒搬送装置４３により選別後の穀粒を穀粒貯溜部５０側へ搬送することができるように構成される。

揺動選別装置４１は、第一チャフシーブ４１ａと、第二チャフシーブ４１ｂと、篩分部材４１ｃと、を有している。揺動選別装置４１は、扱胴３１の下方に配置される。揺動選別装置４１には揺動機構４１ｄが設けられる。揺動機構４１ｄは、第一チャフシーブ４１ａ、第二チャフシーブ４１ｂ、及び篩分部材４１ｃを機体２に対して揺動させる。

第一チャフシーブ４１ａ及び第二チャフシーブ４１ｂは、左右方向に等間隔ごとに横架された複数のチャフフィンを有している。前記各チャフフィンは、その角度を変更可能に構成され、それぞれが若干前低後高に傾斜した状態で前後に並置される。篩分部材４１ｃは、櫛状部材で構成され、第一チャフシーブ４１ａの後端部に歯部を後方へ向けて設けられ、第二チャフシーブ４１ｂの前部の上方に位置するように配置される。

揺動選別装置４１は、第一チャフシーブ４１ａ、第二チャフシーブ４１ｂ、及び篩分部材４１ｃを揺動させることによって、脱穀部３０から落下する脱穀物から穀粒を粗選別し、その粗選別後のものを風選別装置４２へ漏下させることができるようになっている。このときの漏下量は、第一チャフシーブ４１ａ及び第二チャフシーブ４１ｂでそれぞれ複数のチャフフィンの角度が変更されることにより調節される。

風選別装置４２は、唐箕４２ａと、一番コンベア４２ｂと、二番コンベア４２ｃと、を有している。唐箕４２ａは、回転可能に支持され、機体２の左側の前端寄りに配置される。一番コンベア４２ｂ及び二番コンベア４２ｃは、それぞれ唐箕４２ａの後方に配置され、互いに前後に並置される。風選別装置４２には、唐箕４２ａを回転駆動させるための唐箕用電動モータ９５ａが設けられている。

風選別装置４２は、唐箕４２ａを回転駆動させることによって、選別風を起して後方へ送り、当該選別風を揺動選別装置４１から落下する穀粒や藁屑に当てて、これらを比重選別する。そして、これらのうちの、比重の重いものが選別風の影響を受けずに一番コンベア４２ｂへ落下するのに対して、比重の軽いものが選別風により後方へ運ばれて、二番コンベア４２ｃへ落下し、更に軽い塵埃等が後方へ排出される。

風選別装置４２は、また、一番コンベア４２ｂを駆動させることによって、この一番コンベア４２ｂに落下してきたものを、一番物として右側へ送って穀粒搬送装置４３へ渡す。穀粒搬送装置４３は、この一番物を穀粒貯溜部５０側へ搬送する。

また、風選別装置４２は、二番コンベア４２ｃを駆動させることによって、この二番コンベア４２ｃに落下してきたものを二番物として右側へ送って二番還元装置４４の二番搬送装置４４ａへ渡す。

二番還元装置４４は、二番搬送装置４４ａと、二番処理装置４４ｂとを備える。二番搬送装置４４ａは、揺動選別装置４１及び風選別装置４２の右側方で前後方向に延設され、前高後低に傾斜した状態で配置される。二番処理装置４４ｂは、揺動選別装置４１の前端部の上方に位置するように配置され、二番搬送装置４４ａと接続される。

二番還元装置４４は、二番搬送装置４４ａで受けた二番物を二番処理装置４４ｂへ送り、二番処理装置４４ｂで二番物に対して、枝梗を除去するなどの処理を行ったあと、揺動選別装置４１に落下させて戻すことができるようになっている。こうして、揺動選別装置４１及び風選別装置４２を経た二番物が繰り返し選別される。

図１及び図２に示すように、穀粒貯溜部５０は、機体２の右側の前後中央部に設けられ、脱穀部３０及び選別部４０の右方に配置される。穀粒貯溜部５０は、穀粒タンク５１と、穀粒排出装置５２と、を有している。穀粒貯溜部５０は、選別部４０から搬送されてくる穀粒を穀粒タンク５１で貯溜し、穀粒排出装置５２により貯溜中の穀粒を任意の方向に搬送してから外部へ排出することができるように構成される。

排藁処理部６０は、機体２の左側後上方に設けられ、脱穀部３０及び選別部４０の後方に配置される。排藁処理部６０は、脱穀部３０からの脱穀済みの穀稈を排藁として外部へ排出するとともに、選別部４０からの藁屑や塵埃などを外部へ排出することができるように構成される。

操縦部７０は、機体２の右側前端から前方に出っ張るように設けられ、穀粒貯溜部５０の前方に配置される。操縦部７０には、リール２１を操作するためのリール用操作具７１や、刈刃２２を操作するための刈刃用操作具７２や、ＰＦオーガ２３を操作するためのオーガ用操作具７３や、ＦＨコンベア２４を操作するためのコンベア用操作具７４や、唐箕４２ａを操作するための唐箕用操作具７５が設けられている（図５参照）。また、操縦部７０には、ステアリングハンドル７６及び変速レバーを含む各種の操作具や、操縦席や、キャビン７７が設けられている。

図２に示すように、エンジン８０は、機体２の右側前端に設けられ、操縦部７０の下方に配置される。エンジン８０の左方には発電機８１が設けられている。発電機８１はエンジン８０に接続されており、エンジン８０の回転を伝達されて駆動する。機体２の右側後端には、バッテリ８２が設けられている。バッテリ８２は、発電機８１と電気的に接続されており、発電機８１で発電した電力を蓄えることが可能である。

以下では、コンバイン１の動力伝達について説明する。コンバイン１は、エンジン８０の動力を、走行部１０、脱穀部３０、選別部４０（唐箕４２ａを除く）、穀粒貯溜部５０、及び排藁処理部６０に、トランスミッションを含む動力伝達系を介して伝達して、エンジン８０の動力によりこれらの各部を駆動させる。また、コンバイン１は、刈取部２０の各部（リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、及びＦＨコンベア２４）、並びに選別部４０の唐箕４２ａに関しては、電動モータ（三相交流モータ）９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａの動力により駆動させる（図５参照）。

次に、電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａ及びその周辺機器の構成について説明する。

図４に示すように、通常走行時（エンジン８０の回転時）においては、発電機８１はエンジン８０により駆動して交流電力を発生する。そして、この交流電力がインバータ８３により直流電力に変換される。そして、前記直流電力はインバータ１９２・１９３・１９４によりそれぞれ交流電力に変換されて、電動モータ９２ａ・９３ａ・９４ａにそれぞれ供給される。また、前記直流電力はＤＣ−ＤＣコンバータ８４により電圧が調整された後、インバータ１９１・１９５によりそれぞれ交流電力に変換されて、電動モータ９１ａ・９５ａにそれぞれ供給される。従って、消費電力が発電電力より少ない場合、リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、ＦＨコンベア２４及び唐箕４２ａが、発電機８１からの電力で駆動され、余剰電力がバッテリ８２に蓄えられる。また、消費電力が発電電力より多い場合、バッテリ８２からも電力供給される。

エンジン８０の停止時においては、バッテリ８２に蓄えられている電力が、インバータ１９１・１９２・１９３・１９４・１９５を介して電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａにそれぞれ供給される。従って、エンジン８０の停止時には、リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、ＦＨコンベア２４及び唐箕４２ａが、バッテリ８２からの電力で駆動する。

図５に示すように、制御装置１００には、操作具７１・７２・７３・７４・７５、及びインバータ１９１・１９２・１９３・１９４・１９５が接続されている。制御装置１００は、操作具７１・７２・７３・７４・７５から信号を受信することによって、インバータ１９１・１９２・１９３・１９４・１９５を制御して、電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａの回転を操作する。これにより、制御装置１００は、リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、ＦＨコンベア２４及び唐箕４２ａの動作を制御する。

従来、エンジンの動力は、複数個の伝動ベルト及びプーリを介して、刈取部の各部や唐箕に伝達されるように構成されていた。これに対して、本実施形態におけるコンバイン１は、刈取部２０の各部（リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、及びＦＨコンベア２４）や、選別部４０の唐箕４２ａに電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａをそれぞれ接続して、各電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａの動力で刈取部２０の各部や唐箕４２ａを個別に駆動するように構成する。これにより、従来使用していた伝動ベルトや伝動プーリ等の、エンジンに接続するための部品を削除することができると共に、刈取部２０や唐箕４２ａへの動力伝達系を簡単化することができる。また、刈取部２０の各部（リール２１、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、及びＦＨコンベア２４）や、選別部４０の唐箕４２ａに関しては、動力伝達系が、エンジン８０との動力伝達系と別系統となっているので、エンジン８０とは無関係に、電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａの出力軸をそれぞれ回転させて、メンテナンスや調整等を容易に行うことができる。

また、コンバイン１は、作業状況に応じて回転速度を調整した方が良い部位（刈取部２０の各部や唐箕４２ａ）については、それぞれに動力源（電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａ・９５ａ）を設けることで、それぞれの回転速度を調整可能に構成する。そして、一定回転速度が必要な部位（脱穀部３０や発電機８１）については、エンジン８０を動力源とする。このように、コンバイン１は、各部の特性を考慮して、動力源を複数種類設けることで、作業性を向上させている。

図２に示すように、コンバイン１は、刈取部２０に電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａを設けて、機体２の後端（穀粒貯溜部５０の後方）にバッテリ８２を設ける。
これは、刈取部２０に電動モータ９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａを設けることによってコンバイン１の重心が前側に偏るが、機体２の後端にバッテリ８２を設けることによって、コンバイン１の前後の重量バランスを整えて、重心の偏りを抑制するためである。これにより、コンバイン１の姿勢を安定させることが可能となる。

以下では、刈取フレーム２５、刈刃２２及び刈刃用電動モータ９２ａの配置構造について説明する。

図６及び図７に示すように、刈取フレーム２５の前下部には刈刃２２が設けられており、刈取フレーム２５の前後中央部にはＰＦオーガ２３が設けられており、刈取フレーム２５の左側後方にはＦＨコンベア２４が設けられている。

刈取フレーム２５は、左右一対の側壁２５ａ・２５ｂと、側壁２５ａ・２５ｂ間の後部右側に設けられる後板２５ｃと、側壁２５ａ・２５ｂ間の下部に設けられる底板２５ｄと、によって構成されている。側壁２５ａ・２５ｂ間の後部左側には、フィーダハウス２６が連結される開口２５ｅが形成されている。

側壁２５ａ・２５ｂ間の前下部には底板２５ｄは設けられておらず、刈刃台２５ｆが設けられている。刈刃台２５ｆは、刈取フレーム２５の前下部にその左右全幅にわたって取り付けられている。刈刃台２５ｆには多数の刈刃２２と受刃２２ａが取り付けられる。刈刃２２はリンク機構により左右方向に一定幅にて往復横摺動自在に構成され、刈刃２２が往復動されることで、刈刃２２と受刃２２ａの相互作用により植立穀稈の株元部が切断されるように構成されている。刈刃２２の右端は前記リンク機構に連結され、前記リンク機構は伝動ケース２２ｃ内に収納されている。前記リンク機構の入力軸２２ｄは伝動ケース２２ｃから右方に突出しており、入力軸２２ｄには刈刃プーリ２２ｂが固設されている。刈刃プーリ２２ｂは刈取フレーム２５の右前下部の外側（右方）に配置している。刈刃プーリ２２ｂの回転は、前記リンク機構によって刈刃２２の往復動に変換される。刈刃プーリ２２ｂには、刈刃用駆動装置９２が接続されている。

刈刃用駆動装置９２は、刈刃２２を駆動させるための動力を生成するものである。刈刃用駆動装置９２は、刈刃用電動モータ９２ａ及び減速機９２ｂで構成される。減速機９２ｂは、ケース９２ｃに収容されている。

刈刃用駆動装置９２は、刈取フレーム２５の側部後端（右後端）に取り付けられている。刈刃用駆動装置９２は、刈取フレーム２５と機体２の間に存在するスペースを利用して配置される。詳細に説明すると、前記スペースのうちの左側（刈取フレーム２５の左側後方）にはフィーダハウス２６が存在しているのに対して、前記スペースのうちの右側（刈取フレーム２５の右側後方）は空いている。これにより、刈刃用駆動装置９２を刈取フレーム２５の右後端に取り付けて、刈刃用駆動装置９２を、刈取フレーム２５の右側後方の空いているスペースに配置する。これにより、刈刃用駆動装置９２を、機体２の前端部、刈刃２２、ＰＦオーガ２３、フィーダハウス２６等に邪魔されることなく配置することが可能となる。また、刈刃用駆動装置９２が刈取フレーム２５から側方に突出する突出量を抑えることが可能となり、刈幅Ｗからの刈刃用駆動装置９２の突出量（刈刃用駆動装置９２の出代）を抑えることが可能である。

刈刃用電動モータ９２ａの出力軸９２ｄの軸線Ｌは、左右方向に延びるように配置されている。これにより、刈刃用電動モータ９２ａを刈取フレーム２５の後端部沿いに配置することが可能となり、刈刃用電動モータ９２ａが刈取フレーム２５の後端から後方（機体２側）に突出する突出量が抑えられるので、刈刃用電動モータ９２ａをコンパクトに配置できる。

刈刃用電動モータ９２ａの出力軸９２ｄの先端（右端）には減速機９２ｂが取り付けられている。減速機９２ｂは、例えば遊星歯車機構で構成されている。減速機９２ｂの出力軸（不図示）には出力プーリ９２ｅが連結されており、出力プーリ９２ｅが刈取フレーム２５の右後端の外側（右方）に配置されている。出力プーリ９２ｅの前方には刈刃プーリ２２ｂが存在しており、出力プーリ９２ｅと刈刃プーリ２２ｂにはベルト部材（Ｖベルト）９２ｆが巻き掛けられている。ベルト部材９２ｆにはテンションプーリ９２ｇがバネ等により付勢されて当接している。なお、ベルト伝動に替えてチェーン伝動とすることも可能である。

刈刃用電動モータ９２ａの出力軸９２ｄの回転は、減速機９２ｂで減速されてから、出力プーリ９２ｅ、ベルト部材９２ｆ、刈刃プーリ２２ｂ、及び前記リンク機構を介して刈刃２２に伝達されて、刈刃２２が駆動する。減速機９２ｂを設けることによって、小型のモータで低速高トルクを得ることが可能となる。このように、刈刃用駆動装置９２が、刈刃用電動モータ９２ａと減速機９２ｂによって刈刃２２を駆動させるための動力を生成している。

刈刃用駆動装置９２とフィーダハウス２６の間には、インバータ１９１・１９２・１９３を収容するボックス２７が配置されている。ボックス２７は刈取フレーム２５の後端の左右中央部に固定されており、ボックス２７からはインバータ１９１・１９２・１９３の冷却フィンがそれぞれ突出している。インバータ１９１・１９２・１９３は、ボックス２７によって冷却フィン以外の部分を保護されている。

なお、上記実施形態では、刈刃用駆動装置９２を、刈刃用電動モータ９２ａと減速機９２ｂで構成したが、これに限定されず、刈刃用駆動装置９２を、刈刃用電動モータ９２ａのみで構成してもよい。詳細に説明すると、刈刃用電動モータ９２ａの出力軸９２ｄに出力プーリ９２ｅを連結して、出力プーリ９２ｅと刈刃プーリ２２ｂにベルト部材９２ｆを巻き掛けるように構成する。これにより、減速機９２ｂの配置スペースを考慮しなくてよいので、刈刃用駆動装置９２をよりコンパクトに配置できる。

１コンバイン
２０刈取部
２２刈刃
２５刈取フレーム
９２刈刃用駆動装置
９２ａモータ
９２ｄ出力軸

Claims

穀稈を掻き込むリールと、穀稈を刈り取る刈刃と、刈り取った穀稈を寄せ集めるプラットホームオーガと、寄せ集めた穀稈を脱穀部へ搬送するフィーダハウスコンベアとを有する刈取部を機体の前方に備えたコンバインにおいて、
前記刈取部を刈取フレームにより支持し、
前記刈取フレームの前下部の外側に、前記刈刃を往復動させるリンク機構が収納された伝動ケースを配置し、
前記刈取フレームの後端部に、前記刈刃を駆動させる刈刃用電動モータを配置し、
前記刈取フレームの後端部の外側に前記刈刃用電動モータからの動力を出力する出力軸を位置させて、前記刈刃用電動モータからの動力を動力伝達部材を介して前記伝動ケースに伝達する構成とし、
前記動力伝達部材を前記刈取フレームの外側面に沿わせて配置した
ことを特徴とするコンバイン。