WO2014156674A1

WO2014156674A1 - 走行車両

Info

Publication number: WO2014156674A1
Application number: PCT/JP2014/056631
Authority: WO
Inventors: 寺島　淳; 賢史八坂; 俊暢藤澤
Original assignee: ヤンマー株式会社
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2014-10-02
Also published as: JP2014185620A

Abstract

　発電機への動力伝達系をシンプルに構成できると共に、エンジンの回転を発電機にスムーズに伝達することが可能な走行車両の提供を目的とし、コンバイン１は、エンジン８０と、エンジン８０により駆動する発電機８１と、エンジン８０及び発電機８１の間に介装され、エンジン８０の回転を発電機８１に伝達する伝達軸１１０と、を備え、伝達軸１１０には、曲がり変形可能な関節部１２０が形成される。また、伝達軸１１０の関節部１２０は、エンジン８０と発電機８１との相対的な位置ずれを吸収するように曲がる。

Description

走行車両

　本発明は、エンジン及び発電機を備える走行車両に関する。

　従来、エンジンと、エンジンにより駆動する発電機と、を備え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、エンジンの出力軸に出力プーリを固定して、前記出力プーリと、発電機の入力プーリと、に亘って伝動ベルトを巻き掛けることによって、エンジンと発電機を接続する。

　しかし、エンジンと発電機を、プーリ、伝達ベルト等を介して接続するため、発電機への動力伝達系が大がかりになってしまうおそれがある。

　また、凹凸路面等の悪路の走行時には、エンジンと発電機の間には相対的な位置ずれ（振動差）が発生しうる。
　また、エンジンは機体フレームに防振部材を介して固定されているのに対して、発電機は機体フレームに直接固定されているような場合には、エンジンと発電機の間に振動差が発生しやすい。
　これにより、エンジンの回転を発電機にスムーズに伝達することが困難となるおそれがある。

特開２０１２－９０５９０号公報

　本発明は、発電機への動力伝達系をシンプルに構成できると共に、エンジンの回転を発電機にスムーズに伝達することが可能な走行車両を提供する。

　本発明は、
　エンジンと、前記エンジンにより駆動する発電機と、前記エンジン及び前記発電機の間に介装され、前記エンジンの回転を前記発電機に伝達する伝達軸と、を備え、
　前記伝達軸には、曲がり変形可能な関節部が形成される。

　本発明においては、
　前記伝達軸の関節部は、前記エンジンと前記発電機との相対的な位置ずれを吸収するように曲がる。

　本発明においては、
　前記関節部は、ユニバーサルジョイントで構成される。

　本発明によれば、伝達軸が関節部で曲がることによって、エンジンと発電機との相対的な位置ずれを吸収することが可能となり、エンジンの回転を発電機にスムーズに伝達することが可能となる。また、エンジンの回転を、プーリ、ベルト部材等を用いることなく、伝達軸により発電機へ伝達することが可能となり、発電機への動力伝達系をシンプルに構成することが可能である。

　本発明によれば、エンジンの回転を発電機にスムーズに伝達することが可能となる。

　本発明によれば、ユニバーサルジョイントによってエンジンと発電機との相対的な位置ずれを吸収して、エンジンの回転を発電機にスムーズに伝達することが可能となる。

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左側面図。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。エンジン及び発電機を前方から見た図。図６の一部拡大図。

　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。
　エンジン８０及び発電機８１の配置構造についての詳細な説明は後述する。

　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、エンジン８０及び発電機８１の配置構造について説明する。

　図２、図６、及び図７に示すように、エンジン８０及び発電機８１は、機体２の前端に配置されている。エンジン８０は、機体２の前端の左右中央部に配置されており、防振部材（防振ゴム）８０ａを介して機体フレーム４に固定されている。発電機８１は、エンジン８０の左方に配置されており、ブラケット４ａ及び補助フレーム４ｂを介して機体フレーム４に固定されている。

　図６、及び図７に示すように、エンジン８０と発電機８１の間には伝達軸１１０が介装されている。エンジン８０が駆動されると、伝達軸１１０がエンジン８０の出力軸と一体回転して、エンジン８０の回転が発電機８１に伝達される。これにより、発電機８１が駆動して交流電力を発生する。このように、エンジン８０と発電機８１を伝達軸１１０で接続することで、エンジン８０の回転を、プーリ、ベルト部材等を用いることなく、伝達軸１１０により発電機８１へ伝達することが可能となり、発電機８１への動力伝達系をシンプルに構成することが可能である。

　エンジン８０の出力軸にはプーリ８０ｂが連結されている。プーリ８０ｂには、ベルト部材（不図示）、クラッチ機構等を介して、走行部１０、脱穀部３０の各部等が接続されている。エンジン８０の回転は、プーリ８０ｂ、ベルト部材等を介して走行部１０、脱穀部３０の各部等に伝達される。

　図７に示すように、伝達軸１１０は、エンジン８０の出力軸（不図示）に連結される右軸部材１１１と、発電機８１に連結される左軸部材１１２と、右軸部材１１１及び左軸部材１１２の間に介装される関節部１２０と、を有している。右軸部材１１１及び左軸部材１１２は、それぞれ水平方向に延在している。

　関節部１２０はユニバーサルジョイントで構成される。
　関節部１２０は、右軸部材１１１及び左軸部材１１２の間に配置される中軸部材１２１と、右軸部材１１１の左端から二股に延びるヨーク１２２と、中軸部材１２１の右端から二股に延びるヨーク１２３と、中軸部材１２１の左端から二股に延びるヨーク１２４と、左軸部材１１２の右端から二股に延びるヨーク１２５と、を有している。

　ヨーク１２２及びヨーク１２３は、十字ピン１２６で連結されており、十字ピン１２６により連結角度を変更可能に軸支されている。また、ヨーク１２４及びヨーク１２５は、十字ピン１２７で連結されており、十字ピン１２７により連結角度を変更可能に軸支されている。
　これにより、伝達軸１１０は、ヨーク１２２及びヨーク１２３の連結部と、ヨーク１２４及びヨーク１２５の連結部で、曲がり変形可能に構成される。

　以上のように構成することで、伝達軸１１０は、エンジン８０と発電機８１との間に相対的な位置ずれ（振動差）が発生した場合でも、関節部１２０で曲がって、前記振動差を吸収する。詳細には、伝達軸１１０は、ヨーク１２２及びヨーク１２３の連結部と、ヨーク１２４及びヨーク１２５の連結部で曲がって、前記振動差を吸収する。
　これにより、エンジン８０と発電機８１との間に相対的な位置ずれ（振動差）が発生した場合でも、伝達軸１１０におけるエンジン８０に連結される部分（右軸部材１１１）と、発電機８１に連結される部分（左軸部材１１２）に、がたつきが発生することを抑えることが可能である。従って、エンジン８０の回転を発電機８１にスムーズに伝達することが可能である。

　なお、本実施形態では、関節部１２０については、ユニバーサルジョイントで構成したが、これに限定されず、例えば、ねじれ変形を抑えつつ曲がり変形可能な弾性部材で構成してもよい。

　また、伝達軸１１０が設けられる走行車両は、コンバイン１に限定されず、他の種類の作業車両や、乗用車両であってもよい。

　本発明は、エンジン及び発電機を備える走行車両に利用可能である。

　１　　コンバイン（走行車両）
　８０　エンジン
　８１　発電機
　１１０　伝達軸
　１２０　関節部

Claims

　エンジンと、前記エンジンにより駆動する発電機と、前記エンジン及び前記発電機の間に介装され、前記エンジンの回転を前記発電機に伝達する伝達軸と、を備え、
　前記伝達軸には、曲がり変形可能な関節部が形成されることを特徴とする、
　走行車両。
　前記伝達軸の関節部は、前記エンジンと前記発電機との相対的な位置ずれを吸収するように曲がることを特徴とする、
　請求項１に記載の走行車両。
　前記関節部は、ユニバーサルジョイントで構成されることを特徴とする、
　請求項１又は請求項２に記載の走行車両。