JP2000083432A - 刈取収穫機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触式の検出手段の検出情報に基づいて、
刈取作業部の地面に対する上下位置を、より適切に判別
させる。 【解決手段】 分草具を備え且つ走行機体に対して昇降
自在に設けられた刈取作業部が、油圧シリンダＣＹ等を
備えた昇降操作手段ＳＫによって荷重を受け止め保持さ
れる状態で昇降並びに昇降停止操作されるとともに、そ
の昇降操作手段ＳＫが刈取作業部の荷重を受け止め保持
する保持力が検出手段Ｓ４にて検出され、この保持力の
検出情報に基づいて、判別手段１００が、刈取作業部の
地面に対する上下位置を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機体に対して
昇降自在に設けられた刈取作業部を、その荷重を受け止
め保持する状態で昇降並びに昇降停止操作する昇降操作
手段が設けられた刈取収穫機に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記刈取収穫機の一例としてのコンバイ
ンでは、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取作業部（以下、
刈取部という）が、揺動昇降自在な状態で走行機体の前
部に支持され、油圧シリンダ等（昇降操作手段に相当）
が上記刈取部の荷重を受け止め保持する状態で上昇又は
下降操作し、又、昇降操作を停止した位置で刈取部を受
け止め保持するように構成されている。そして、刈取部
の対地高さが目標高さに維持されるように上記油圧シリ
ンダ等を昇降作動させる自動昇降操作や、昇降レバー等
による手動昇降指令に基づいて上記油圧シリンダ等を作
動させる手動昇降操作により、刈取部の高さを調節しな
がら刈取作業を行っている。ところで、刈取部は、前側
に備えた分草具で圃場の植立穀稈を分草しながら刈取作
業を行うように構成され、その分草具は植立穀稈を株元
側から分草するように下部側が前方に突出しているの
で、いったん分草具の先端が地面に突っ込むと、分草具
が土を掘り起こしながらさらに土中に突っ込んで、最終
的には刈取部に土や株等が詰まって刈取作業ができない
状態になる。この場合、作業を再開するには、刈取部か
ら詰まった土や株等を除去する手間が必要になり、又、
土や株等の詰まりによって刈取部に動力を伝達する駆動
軸に過大な負荷がかかり損傷するおそれもある。そこ
で、従来では、例えば特開平7 ‐８０６８号公報に例示
するように、刈取部の下部側に、例えば地面に接触して
揺動するソリ状の検出体を備えた接触式のセンサーを設
け、その接触式のセンサーの情報に基づいて刈取部の地
面に対する上下位置を判別して、上記突っ込みによる作
業の中断や損傷等が発生しないように、刈取部の昇降位
置を調節していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、センサーに備えた検出体が地面に接触して
揺動動作等する状態に基づいて、刈取部の地面に対する
上下位置を判別するようにしているので、例えば地面の
状態が柔らかい湿田等の条件では、上記検出体が地面に
接触したときに土中に入り込んで、適切な検出動作をし
ない場合があり、かかる場合には、刈取部が地面に接触
したことが判別できないため、刈取部の地面への突っ込
み等を適切に回避できないおそれがあった。さらに、上
記接触式のセンサーでは、機体後進時に機体前下がり状
態になると、機体前部側に設けたセンサーが地面に当た
った状態で引きずられて損傷するおそれがあり、さら
に、広幅の刈取部で地面との接触を検出できるように、
全幅に亘って上記検出体を設けると、センサー機構が大
型化する不利もある。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消さ
せるべく、刈取作業部の地面に対する上下位置を、より
適切に判別できるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、走行
機体に対して昇降自在に設けられた刈取作業部が、昇降
操作手段によって荷重を受け止め保持される状態で昇降
並びに昇降停止操作されるとともに、その昇降操作手段
が刈取作業部の荷重を受け止め保持する保持力が検出さ
れ、この保持力の検出情報に基づいて、刈取作業部の地
面に対する上下位置が判別される。従って、刈取作業部
の荷重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力の検出
情報に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置を
判別するので、従来のように、刈取作業部の下部に設け
られて地面と接触する接触式のセンサーでは、地面の状
態が柔らかい湿田条件等で、センサーに備えた検出体が
地面との接触時に土中に入り込んで適切に検出動作しな
いおそれや、機体後進時の機体前下がり状態において、
機体前部側のセンサーが地面に当たった状態で引きずら
れて損傷するおそれや、広幅の刈取作業部の全幅におい
て地面との接触を検出させると、センサー機構が大型化
する等の不利があるのに対して、かかる不具合を適切に
解消させながら、刈取作業部の地面に対する上下位置
を、より適切に判別することができる。

【０００６】請求項２によれば、請求項１において、前
記保持力の大きさが、刈取作業部が地面に接触していな
い適正昇降位置に対応する適正保持力の値のときには、
刈取作業部の地面に対する上下位置として、刈取作業部
が地面に接触していない上下位置であることが判別さ
れ、前記保持力の大きさが上記適正保持力の値よりも小
さい接地判別用の値のときには、上記上下位置として、
刈取作業部が地面に接地した上下位置であることが判別
され、前記保持力の大きさが上記適正保持力の値よりも
大きい突っ込み判別用の値のときには、上記上下位置と
して、刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であるこ
とが判別される。従って、刈取作業部が地面に接触して
いない場合には、刈取作業部の荷重を受け止め保持する
昇降操作手段の保持力の大きさが適正保持力の値にな
り、刈取作業部が地面に接地した場合には、刈取作業部
の荷重が地面で受け止められて、昇降操作手段の保持力
が適正保持力よりも小さくなる一方、刈取作業部が地面
に突っ込んだ場合には、刈取作業部に対して地面から荷
重が加わって、昇降操作手段の保持力が適正保持力より
も大きくなるように、昇降操作手段の保持力の大きさに
よって、刈取作業部の地面に対する上下位置として、地
面から離れている状態か、地面に接地している状態か、
あるいは、地面に突っ込んでいる状態かを的確に区別し
て判別することができ、もって、請求項１の好適な手段
が得られる。

【０００７】請求項３によれば、請求項２において、刈
取作業部の走行機体に対する昇降位置が検出され、その
検出された刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適
正保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判
別用の値を定めて、刈取作業部の地面に対する上下位置
の判別が行われる。従って、例えば刈取作業部が走行機
体によって揺動昇降自在に支持され、その走行機体に対
する昇降位置によって、刈取作業部を受け止め保持する
昇降操作手段の保持力の大きさが変化するような場合
に、その保持力の変化に適切に対応させて、刈取作業部
の地面に対する上下位置判別用の各値を設定するので、
例えば昇降位置による保持力の変化幅を含むように適正
保持力の値を広めに設定する場合に比べて、刈取作業部
が地面から離れているのか、地面に接地しているのか、
あるいは、地面に突っ込んでいるのかを、より高い精度
で判別することができ、もって、請求項２の好適な手段
が得られる。

【０００８】請求項４によれば、請求項１において、前
記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作動に伴っ
て変動する変動状態に基づいて、刈取作業部の地面に対
する上下位置が判別される。従って、刈取作業部を下降
させるために昇降操作手段が下降作動したときに、刈取
作業部が地面から離れている場合と、地面に接触してい
る場合とでは、その荷重を受け止め保持する昇降操作手
段の保持力の大きさが変動する状態が異なるので、その
変動状態の違いによって、刈取作業部の地面に対する上
下位置を的確に判別することができ、もって、請求項１
の好適な手段が得られる。

【０００９】請求項５によれば、請求項４において、昇
降操作手段が下降作動を開始した後において、前記保持
力の大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きく
ならない場合には、前記上下位置として、刈取作業部が
地面に接地した上下位置又は刈取作業部が地面に突っ込
んだ上下位置であることが判別される。従って、昇降操
作手段が下降作動を開始した後、刈取作業部が地面に接
触していない場合には、昇降操作手段の動きに対して刈
取作業部の下降動作が一瞬遅れるので、刈取作業部の荷
重を受け止め保持する昇降操作手段の保持力は一旦小さ
くなった後、刈取作業部の下降力が加わって下降作動前
の値よりも大きくなるのに対して、昇降操作手段が下降
作動を開始した後、刈取作業部が地面に接地した場合又
は突っ込んだ場合には、刈取作業部の荷重が地面で受け
止められて、昇降操作手段の保持力が下降作動前の値よ
りも大きくなることがないので、この保持力の下降作動
前後での値の比較により、下降操作時における刈取作業
部の地面への接地又は突っ込みを的確に判別することが
でき、もって、請求項４の好適な手段が得られる。

【００１０】請求項６によれば、請求項１において、前
記保持力の振動が検出され、その保持力の振動状態に基
づいて、刈取作業部の地面に対する上下位置が判別され
る。従って、例えば刈取作業部の作動に伴って発生する
機械的な振動により、刈取作業部の荷重を受け止め保持
する昇降操作手段の保持力が振動するような場合におい
て、刈取作業部が地面から離れている場合と、地面に接
触している場合とでは、上記保持力の振動状態が異なる
ので、その振動状態の違いによって、刈取作業部の地面
に対する上下位置を的確に判別することができ、もっ
て、請求項１の好適な手段が得られる。

【００１１】請求項７によれば、請求項１において、前
記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変動すると
きの振幅に基づいて、刈取作業部の地面に対する上下位
置が判別される。従って、前記保持力が例えば刈取作業
部の作動に伴って発生する比較的高い周波数の振動成分
を含むような場合に、この振動成分よりも低い周波数で
前記保持力が変動するときの変動の振幅は、例えば刈取
作業部が地面に接地又は突っ込んだときには、刈取作業
部が地面から離れているときに比べて大きくなるので、
上記保持力の変動の振幅によって、刈取作業部の地面に
対する上下位置を的確に判別することができ、もって、
請求項１の好適な手段が得られる。

【００１２】請求項８によれば、請求項１〜７のいずれ
か１項において、昇降操作手段に備えた油圧シリンダに
圧油を供給すると、油圧シリンダが伸長動作して刈取作
業部が上昇し、油圧シリンダから圧油を排出すると、油
圧シリンダが収縮動作して刈取作業部が下降し、油圧シ
リンダに対する圧油の給排を停止すると、油圧シリンダ
の伸縮動作が停止して刈取作業部の昇降が停止し、上記
圧油の圧力が油圧シリンダの保持力として検出される。
従って、圧油供給によって伸長し、圧油排出によって収
縮し、圧油の給排停止によって伸縮が停止する構成の簡
素な油圧シリンダによって、刈取作業部の荷重を適切に
受け止め保持するとともに、その圧油の圧力を検出する
圧力センサー等の簡素な圧力検出手段を用いて、刈取作
業部を受け止め保持する保持力を適切に検出することが
でき、もって、請求項１〜７のいずれか１項の好適な手
段が得られる。

【００１３】請求項９によれば、請求項１〜８のいずれ
か１項において、刈取作業部の地面に対する接地又は突
っ込みが判別されると、昇降指令情報に基づいて昇降操
作手段の作動を制御する昇降制御手段が、昇降操作手段
の下降作動を禁止する。従って、刈取作業部が地面に接
地したり、突っ込んだりした場合には、下降指令が指示
されても刈取作業部が下降操作されないので、例えば、
中割り作業等のように刈取作物によって地面が見えない
状態で、作業者が昇降レバー等にて昇降指令を指示し
て、刈取作業部を手動で下降操作するような場合に、刈
取作業部の位置を下げ過ぎて地面への接地や突っ込むが
生じると、それ以上の下降操作が自動的に禁止されるこ
とになり、かかる下降作動禁止機能がない場合には、下
降指令によって刈取作業部がさらに下降されて、例えば
刈取作業部に備えた分草具が土中に深く突っ込む等の状
態が生じて刈取作業ができない状態になるおそれがある
のに比べて、かかる不具合を適切に回避させながら、作
業者は地面までの高さについてそれほど気にせずに、操
作性が良い状態で昇降操作することができ、もって、請
求項１〜８のいずれか１項の好適な手段が得られる。

【００１４】請求項１０によれば、請求項１〜９のいず
れか１項において、刈取作業部の地面に対する接地又は
突っ込みが判別されると、昇降指令情報に基づいて昇降
操作手段の作動を制御する昇降制御手段が、昇降操作手
段の上昇作動させる。従って、刈取作業部が地面に接地
したり、突っ込んだりした場合には、刈取作業部が自動
的に上昇操作されるので、例えば、中割り作業等のよう
に刈取作物によって地面が見えない状態で、作業者が昇
降レバー等にて昇降指令を指示して、刈取作業部を手動
で下降操作するような場合に、刈取作業部の位置を下げ
過ぎて地面への接地や突っ込むが生じると、自動的に上
昇操作されて、刈取作業部の地面への接地や突っ込む状
態が解消されることになり、かかる自動上昇機能がない
場合に、例えばそれ以上の下降操作を禁止するだけで
は、地面に接地又は突っ込んだ状態の刈取作業部に備え
た分草具等が地面と擦れて損傷する等のおそれがあるの
に比べて、かかる不具合を適切に回避させながら、作業
者は地面までの高さについてそれほど気にせずに、一層
操作性が良い状態で昇降操作することができ、もって、
請求項１〜９のいずれか１項の好適な手段が得られる。

【００１５】請求項１１によれば、請求項１０におい
て、前記昇降制御手段は、前記接地が判別された場合に
は、昇降操作手段を低速状態で上昇作動させ、前記突っ
込みが判別された場合には、昇降操作手段を高速状態で
上昇作動させる。従って、刈取作業部が地面に突っ込ん
だ場合には、接地した場合よりも速い速度で上昇作動さ
れるので、刈取作業部が地面に接触した場合に、接地状
態に比べて突っ込み状態をより迅速に解消させる必要が
あるのに適切に対応することができ、もって、請求項１
０の好適な手段が得られる。

【００１６】請求項１２によれば、請求項１０又は１１
において、昇降制御手段は、昇降操作手段を上昇作動さ
せた後、下降作動禁止期間を設けて、その下降作動禁止
期間の間は、昇降操作手段の下降作動を禁止する。従っ
て、刈取作業部の地面への接地又は突っ込みが判別され
て、刈取作業部が上昇操作された後、設定した作動禁止
期間の間、下降操作が禁止されるので、例えば、上昇操
作後直ちに下降操作を許容して下降指令に基づいて下降
操作させるようにすると、地面の凹凸状態等によって刈
取作業部の接地又は突っ込みが生じ易いような場合に、
そのような地面の箇所を通過するまで、刈取作業部の下
降操作を禁止して、刈取作業部の地面への接地又は突っ
込みを適切に回避させることができ、もって、請求項１
０又は１１の好適な手段が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、刈
取収穫機の一例としてのコンバインに適用した場合につ
いて図面に基づいて説明する。図１に示すように、左右
一対のクローラ走行装置１、刈取穀稈を脱穀処理する脱
穀装置３、脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンク４、搭
乗運転部５等を備えた走行機体１７の前部側に、稲や麦
等の植立穀稈を刈り取って脱穀装置３に供給する刈取作
業部としての刈取部２が備えられて、コンバインを構成
してある。

【００１８】刈取部２は、機体横幅方向に沿う横軸芯Ｐ
１回りに回動自在に支持されるとともに、油圧シリンダ
ＣＹによって受け止め保持される状態で揺動昇降操作さ
れて、走行機体１７に対して昇降自在に設けられてい
る。上記横軸芯Ｐ１の機体箇所には、刈取部２の揺動に
伴って出力値が変化するポテンショメータ式の昇降位置
センサＳ３が設けられ、この昇降位置センサＳ３にて、
刈取部２の走行機体１７に対する昇降位置を検出する昇
降位置検出手段が構成されている。

【００１９】刈取部２は、先端部に備えた分草具６、分
草具６にて分草された植立穀稈を引き起こす引起し装置
７、引き起こされた穀稈の株元側を切断するバリカン型
の刈り刃８、刈取穀稈を徐々に横倒れ姿勢に変更しなが
ら後方側に搬送する縦搬送装置９等にて構成されてい
る。縦搬送装置９の搬送入口部には、刈取穀稈が存在す
るか否かを検出する接触式の株元センサＳ０が備えられ
ている。

【００２０】上記分草具６の後方側箇所に、刈取部２の
地面に対する高さ（対地高さ）を検出する超音波センサ
Ｓ１が設けられている。この超音波センサＳ１は、下方
側に向けて超音波を発信する発信器１０と、地面にて反
射された超音波を受信する受信器１１とで構成され（図
２参照）、超音波を発信してから受信するまでの時間を
計測することで、刈取部２の対地高さを検出するように
非接触式に構成されている。

【００２１】次に、前記油圧シリンダＣＹを含む油圧回
路について説明すると、図２に示すように、油圧シリン
ダＣＹに対する作動油の供給状態を、圧油供給による上
昇位置（ＯＮ位置）、圧油供給停止による中立位置（Ｏ
ＦＦ位置）、その他の油圧装置への供給位置の夫々に切
り換える３位置切り換え式の電磁式上昇制御弁Ｖ１が備
えられ、又、油圧シリンダＣＹに対する圧油供給路Ｌ１
の途中から並列状態で分岐されるドレン流路Ｌ２に、圧
油を通過させるオリフィス１３と、圧油を排出させるＯ
Ｎ位置及び圧油排出を停止させるＯＦＦ位置に切り換え
る２位置切り換え式の下降用制御弁Ｖ２とが設けられて
いる。つまり、油圧シリンダＣＹは、刈取部２を上昇さ
せるために圧油が供給されて伸長する伸長動作と、刈取
部２を下降させるために圧油が排出されて収縮する収縮
動作と、刈取部２を昇降停止させるために圧油の給排が
停止されて伸縮動作が停止する停止動作とを行う油圧シ
リンダ（単動型シリンダ）にて構成されている。そし
て、刈取部２を、その荷重を受け止め保持する状態で昇
降並びに昇降停止操作する昇降操作手段ＳＫが、上記油
圧シリンダＣＹを備えた油圧回路にて構成されている。

【００２２】ここで、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダ
ＣＹ）の操作速度は可変できるようになっている。つま
り、上昇制御弁Ｖ１をＯＮ位置に切り換えた状態で、下
降用制御弁Ｖ２をＯＦＦ位置に切り換えると高速上昇速
度になり、下降用制御弁Ｖ２をＯＮ位置に切り換えると
低速上昇速度になり、下降用制御弁Ｖ２を所定のデュー
ティー比でＯＮ・ＯＦＦ駆動すると中間の上昇速度にな
る。又、上昇制御弁Ｖ１をＯＦＦ位置に切り換えた状態
で、下降用制御弁Ｖ２をＯＮ位置に切り換えると高速下
降速度になり、下降用制御弁Ｖ２を所定のデューティー
比でＯＮ・ＯＦＦ駆動すると、低速下降速度から中間の
下降速度になる。

【００２３】さらに、前記圧油供給路Ｌ１の圧油の圧力
を検出する圧力センサＳ４が設けられ、この圧力センサ
Ｓ４が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダＣＹの保持
力（刈取部２の荷重を受け止め保持する保持力）として
検出する圧力検出手段に対応する。従って、前記昇降操
作手段ＳＫが刈取部２の荷重を受け止め保持する保持力
を検出する検出手段が、上記圧力センサＳ４にて構成さ
れる。

【００２４】搭乗運転部５には、刈取部２の地面に対す
る目標高さを手動操作によって設定するボリューム式の
刈高さ設定器１５と、刈取部２を手動で昇降させるため
の刈取昇降レバー１６と、刈取部２の自動昇降操作の入
切情報を入力する自動入切スイッチＳＷ３とが設けられ
ている。そして、上記刈取昇降レバー１６を中立位置か
ら上昇位置に操作すると上昇スイッチＳＷ１がオンし、
下降位置に操作すると下降スイッチＳＷ２がオンして、
上昇又は下降指令を指令するように構成されている。

【００２５】図２に示すように、マイクロコンピュータ
利用の制御装置１２が設けられ、この制御装置１２に、
前記株元センサＳ０、超音波センサＳ１、昇降位置セン
サＳ３、圧力センサＳ４、上昇スイッチＳＷ１、下降ス
イッチＳＷ２、自動入切スイッチＳＷ３、及び刈高さ設
定器１５からの各情報が入力されている。一方、制御装
置１２からは、前記上昇制御弁Ｖ１と下降用制御弁Ｖ２
に対する駆動信号が出力されている。又、クローラ走行
装置１への走行駆動系に、走行出力軸の回転数を検出す
る回転数センサＳ２が備えられ、この回転数センサＳ２
の情報が制御装置１２に入力され、制御装置１２は、上
記回転数センサＳ２の情報に基づいて、現在の走行速度
や走行距離を演算にて求めるように構成されている。

【００２６】そして、上記制御装置１２を利用して、昇
降指令情報に基づいて油圧シリンダＣＹの作動を制御す
る昇降制御手段１０１が構成されている。つまり、この
昇降制御手段１０１は、自動入切スイッチＳＷ３がオン
している場合には、超音波センサＳ１及び刈高さ設定器
４０の各情報に基づいて、刈取部２の対地高さが目標高
さに維持されるように油圧シリンダＣＹを作動させる自
動昇降制御を実行する。具体的には、超音波センサＳ１
による刈高さ検出値と刈高さ設定器４０にて手動設定さ
れる刈高さ設定値との偏差が不感帯内に収まるように、
偏差が不感帯内になく、刈高さ検出値が刈高さ設定値よ
りも小のときは油圧シリンダＣＹを上昇作動させる一
方、刈高さ検出値が刈高さ設定値よりも大のときは、油
圧シリンダＣＹを下降作動させ、上記偏差が不感帯内の
ときは油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。ここで、
上記刈高さ設定値と刈高さ検出値との偏差の情報が前記
昇降指令情報に相当する。一方、昇降制御手段１０１
は、自動入切スイッチＳＷ３がオフの場合、及び、自動
入切スイッチＳＷ３がオンしていても、刈取昇降レバー
１６にて昇降指令が指示された場合には、手動昇降制御
を実行する。つまり、上昇スイッチＳＷ１のオン情報に
基づいて油圧シリンダＣＹを上昇作動させ、下降スイッ
チＳＷ２のオン情報に基づいて油圧シリンダＣＹを下降
作動させ、両スイッチＳＷ１，ＳＷ２が共にオフのとき
は油圧シリンダＣＹの作動を停止させる。ここで、上記
上昇・下降スイッチＳＷ１，ＳＷ２の各情報が前記昇降
指令情報に相当する。

【００２７】又、制御装置１２を利用して、前記圧力セ
ンサＳ４の情報に基づいて、刈取部２の地面に対する上
下位置を判別する判別手段１００が構成されている。そ
して、この判別手段１００は、前記圧力センサＳ４にて
検出される前記圧油の圧力（保持力）の大きさに基づい
て、刈取部２の地面に対する上下位置の判別を行うよう
に構成されている。つまり、前記判別手段１００は、前
記圧油の圧力の大きさが、刈取部２が地面に接触してい
ない適正昇降位置に対応する適正圧力（適正保持力）の
値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に接
触していない上下位置であることを判別し、前記圧油の
圧力の大きさが前記適正圧力の値より小さい接地判別用
の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に
接地した上下位置であることを判別し、前記圧油の圧力
の大きさが前記適正圧力の値より大きい突っ込み判別用
の値のときには、前記上下位置として刈取部２が地面に
突っ込んだ上下位置であることを判別する。

【００２８】具体的には、図３に示すように、前記圧油
の圧力は、刈取部２が地面に接触していない状態では、
刈取部２の走行機体１７に対する昇降位置によって変化
し、図のＰａで示すように、昇降位置が高くなるに従っ
てほぼ直線的に増加する。そこで、上記直線Ｐａ上の圧
力値を中心として上下方向に夫々ΔＰの圧力幅の領域Ｐ
０を設定して、この領域Ｐ０内の圧力値を、刈取部２が
地面に接触していない適正昇降位置に対応する適正圧力
（適正保持力）の値であるとし、上記領域Ｐ０よりも圧
力が小側の領域Ｐ１内の圧力値を，前記適正圧力の値よ
り小さい接地判別用の値とし、上記領域Ｐ０よりも圧力
が大側の領域Ｐ２内の圧力値を，前記適正圧力の値より
小さい突っ込み判別用の値とする。尚、図３において、
昇降範囲の下限位置では、刈取部２の荷重がストッパー
等によって支えられるので、圧油の圧力は急激に小さく
なり、逆に、昇降範囲の上限位置では、油圧シリンダＣ
Ｙが作動範囲のエンドに達して、圧油の圧力は急激に大
きくなる。

【００２９】そして、上記刈取部２の昇降位置を所定間
隔で複数点取って各昇降位置に対応する前記圧力Ｐａの
値が、制御装置１２に備えたメモリ１２Ａに、データテ
ーブルとして記憶され（図２参照）、昇降位置が検出さ
れるごとに対応する圧力Ｐａの値を読み出して、前記上
下位置の判別処理に用いる。尚、このように、刈取部２
の昇降位置に対応させて前記圧力Ｐａの各値を記憶させ
る代わりに、この昇降位置に対する圧力Ｐａの変化を表
わす直線の式を記憶させて、昇降位置が検出されるごと
に演算により圧力Ｐａの値を求めるようにしてもよい。

【００３０】そして、前記判別手段１００は、前記昇降
位置センサＳ３の検出情報に基づいて、刈取部２の昇降
位置に対応させて、前記適正圧力の値、前記接地判別用
の値、前記突っ込み判別用の値を定めて、刈取部２の地
面に対する上下位置の判別を行うことになる。

【００３１】ここで、制御を簡素化するために、判別手
段１００が、刈取部２の昇降位置に対応させずに、前記
適正圧力の値、前記接地判別用の値、前記突っ込み判別
用の値を定めるようにしてもよい。例えば、図４に示す
ように、適正圧力の値に対応する領域Ｐ０' を、上記刈
取部２の昇降位置による前記圧油の圧力の変化幅をカバ
ーするように広く設定し、その領域Ｐ０' よりも圧力小
側を、前記接地判別用の値に対応する領域Ｐ１' 、その
領域Ｐ０' よりも圧力大側を、前記突っ込み判別用の値
に対応する領域Ｐ２' とする。

【００３２】次に、上記刈取部２の地面への接触状態が
発生する場合の圧力検出値の時間的な変化を、地面の一
部盛り上がり箇所を走行する場合を例にして説明する。
図５に示すように、上記圧力センサＳ４は、実際には、
刈取部２の作動等（刈り刃等）に伴って振動する前記圧
油の圧力の振動を検出している。そして、制御装置１２
は、上記圧力振動の周波数よりも高い周波数で圧力セン
サＳ４の検出信号をサンプリングして圧力振動のデータ
を取り込むとともに、そのサンプリングデータを移動平
均処理等にて平滑処理して滑らかな線の圧力波形を得
て、その圧力波形に基づいて前記接地又は突っ込みの判
別をしている。つまり、図５に示すように、先ず、上記
盛り上がり箇所に走行して刈取部２が地面に接地する
と、圧力値が小さくなり、前記圧力ＰａよりもΔＰ以上
小さくなると接地が判別される（図中のｓ点）。次に、
この接地状態でさらに走行して刈取部２が地面に突っ込
むと、逆に圧力値が大きくなり、前記圧力ＰａよりもΔ
Ｐ以上大きくなると突っ込みが判別される（図中のｔ
点）。なお、この例では、盛り上がり箇所を通過する
と、突っ込み状態が解消して、圧力値はもとの状態に戻
っている。

【００３３】尚、上記圧力センサＳ４の検出信号の処理
において、平滑処理を行う以外に、制御装置１２が、圧
力振動の周波数よりも低いサンプリング周波数で圧力セ
ンサＳ４の検出信号をサンプリングしたり、あるいは、
圧力センサＳ４の出力信号を低域処理回路に通してから
入力して、上記振動成分が除去された圧力データを得る
ようにしてもよい。

【００３４】そして、前記昇降制御手段１０１は、前記
判別手段１００が刈取部２の地面に対する接地又は突っ
込みを判別するに伴って、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリ
ンダＣＹ）の下降作動を禁止するとともに、昇降操作手
段ＳＫを上昇作動させ、さらに、昇降操作手段ＳＫを上
昇作動させた後、昇降操作手段ＳＫの下降作動を禁止す
る下降作動禁止期間を設けるように構成されている。こ
こで、昇降制御手段１０１は、判別手段１００が前記接
地を判別した場合には、昇降操作手段ＳＫを低速状態で
上昇作動させ、判別手段１００が前記突っ込みを判別し
た場合には、昇降操作手段ＳＫを高速状態で上昇作動さ
せる。又、昇降操作手段ＳＫを上昇作動させる場合に、
刈取部２の地面に対する接地又は突っ込みに伴って適正
圧力の値Ｐ０から小側又は大側に変化した圧力検出値
が、元の圧力値（上記適正圧力Ｐ０）に復帰するまで上
昇作動させる。

【００３５】次に、図８〜図１１に示すフローチャート
に基づいて、制御装置１２による刈取部２の昇降制御動
作について説明する。メインフロー（図８）では、株元
センサＳ０と自動入切スイッチＳＷ３の状態を判断し
て、株元センサＳ０がオンの状態で自動入切スイッチＳ
Ｗ３がオンすると、自動昇降制御（図９）を実行する。
株元センサＳ０がオフの場合と、株元センサＳ０がオン
でも自動入切スイッチＳＷ３がオフの場合、及び、上記
自動昇降制御の実行中でも、刈取昇降レバー１６にて手
動の昇降操作が指令された場合には、手動昇降制御（図
１０）を実行する。

【００３６】自動昇降制御（図９）では、超音波センサ
Ｓ１の検出情報から対地高さを検出し、その高さ検出値
と刈高さ設定器１５による設定目標高さとの偏差（高さ
検出値−設定目標高さ）を求め、その偏差が不感帯内の
ときは、油圧シリンダＣＹの作動を停止し、上記偏差が
不感帯内になく、偏差が（−）のときは刈取部２を上昇
させるように、油圧シリンダＣＹを駆動する。上記偏差
が不感帯内になく、偏差が（＋）のときは、圧力センサ
Ｓ４の検出値を入力して、その圧力検出値から刈取部２
の地面への接地又は突っ込みを判別して、接地又は突っ
込み状態でなければ、油圧シリンダＣＹを下降作動させ
る。尚、上記油圧シリンダＣＹの作動では、偏差の大き
さ（絶対値）が大きいほど、油圧シリンダＣＹを上昇作
動又は下降作動させるときの作動速度を速くする。一
方、上記圧力センサＳ４の検出値によって、接地又は突
っ込みが判別されている場合には、油圧シリンダＣＹの
下降作動を禁止させるとともに、上昇作動処理（図１
１）を行い、その上昇作動処理を行った後、所定の期
間、下降作動を禁止する。

【００３７】手動昇降制御（図１０）では、上昇スイッ
チＳＷ１がオン状態のときは、油圧シリンダＣＹを上昇
作動させ、下降スイッチＳＷ２がオン状態のときは、圧
力センサＳ４の検出値を入力して、その圧力検出値から
刈取部２の地面への接地又は突っ込みを判別して、接地
又は突っ込み状態でなければ刈取部２を下降させる一
方、接地又は突っ込みが判別されている場合には、油圧
シリンダＣＹの下降作動を禁止するとともに、上昇作動
処理（図１１）を行い、その上昇作動処理を行った後、
所定の期間、下降作動を禁止する。又、両スイッチＳＷ
１，ＳＷ２が共にオフ状態のときは、油圧シリンダＣＹ
の作動を停止させる。

【００３８】上昇作動処理（図１１）では、前記接地状
態の場合は、圧力センサＳ４の圧力検出値が元の圧力値
Ｐ０に復帰するまで、油圧シリンダＣＹを低速状態で上
昇作動させ、前記突っ込み状態の場合は、圧力センサＳ
４の圧力検出値が元の圧力値Ｐ０に復帰するまで、油圧
シリンダＣＹを高速状態で上昇作動させる。

【００３９】〔別実施形態〕前記判別手段１００の別実
施形態として、図３に示す各領域Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２内の
圧力値をマップデータとして記憶させて、この記憶デー
タに基づいて、検出される昇降位置と圧力値で表わされ
る点が、いずれの領域に属するかを判断して、前記上下
位置の判別を行うようにしてもよい。

【００４０】上記実施形態では、判別手段１００が、前
記保持力の大きさに基づいて、刈取作業部２の地面に対
する上下位置を判別する場合に、刈取作業部２が地面に
接触していない適正昇降位置に対応する適正保持力の
値、接地判別用の値及び突っ込み判別用の値を定めて、
検出される保持力と各値を比較して、上記判別をおこな
うようにしたが、これ以外の実施形態について、以下、
説明する。 （１）第１の形態では、前記判別手段１００は、前記保
持力（圧力センサＳ４にて検出される前記圧力）がその
振動成分よりも低い周波数で変動するときの振幅に基づ
いて、前記刈取部２の地面に対する上下位置を判別する
ように構成されている。例えば、図５に例示するよう
に、保持力（圧力値）が小さくなった後、今度は逆に大
きくなるような場合に、その変動の振幅ＨＢ（極小値と
極大値の差）が、設定値よりも大きいと、刈取部２が地
面に接地してから突っ込んだ状態であると判別する。

【００４１】（２）第２の形態では、前記判別手段１０
０は、前記保持力（圧力センサＳ４にて検出される前記
圧力）の大きさが前記昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダ
ＣＹ）の下降作動に伴って変動する変動状態に基づい
て、前記刈取部２の地面に対する上下位置を判別するよ
うに構成されている。具体的には、図６に例示するよう
に、判別手段１００は、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリン
ダＣＹ）が下降作動を開始した後において、前記圧力の
大きさが、下降作動を開始する前の値よりも大きくなら
ない場合には、前記上下位置として、刈取部２が地面に
接地した上下位置又は刈取部２が地面に突っ込んだ上下
位置であることを判別するように構成されている。つま
り、油圧シリンダＣＹが下降作動すると、その油圧シリ
ンダＣＹの動きに対して刈取部２の下降動作が一瞬遅れ
るために前記圧力は一旦低下するが、刈取部２が地面に
接触しなければ、刈取部２の下降動作によって、一旦低
下した圧力は下降作動前の値（圧力Ｐａ１）よりも大き
くなる（図のｋｓ１）のに対して、刈取部２が地面に接
触すると、下降作動前の値（圧力Ｐａ２）よりも大きく
ならない（図のｋｓ２）。なお、上記判別手段１００
が、昇降操作手段ＳＫ（油圧シリンダＣＹ）の下降作動
に伴って変動する圧力の変動状態に基づいて、刈取部２
の地面に対する上下位置を判別する別の実施形態を、図
６を参照して説明すると、判別手段１００は、上記圧力
の値が、下降作動前の値（圧力Ｐａ）から一旦、小さく
なった後、設定時間Δｔ内に下降作動前の値に復帰しな
い場合には、前記上下位置として、刈取部２が地面に接
地した上下位置又は刈取部２が地面に突っ込んだ上下位
置であることを判別することもできる。つまり、刈取部
２が地面に接触しなければ、一旦低下した圧力は設定時
間Δｔ内に元の圧力Ｐａ１にもどるが（図のｋｓ１）、
刈取部２が地面に接触すると、圧力は低下したままで設
定時間Δｔ内には元の圧力Ｐａ２に戻らないことになる
（図のｋｓ２）。

【００４２】上記実施形態では、判別手段１００は、前
記保持力の検出情報（圧力センサＳ４の検出信号）にお
いて、比較的高い周波数の振動成分を除いた低周波数の
検出値およびその変動に基づいて、刈取作業部２の地面
に対する上下位置を判別するようにしたが、これ以外
に、判別手段１００が、検出手段（圧力センサＳ４）に
て検出される前記保持力（圧油の圧力）の振動状態に基
づいて、刈取作業部２の地面に対する上下位置を判別す
るようにしてもよい。具体的には、図７に例示するよう
に、圧力検出値の振動状態を表わす振幅値ＳＰが、設定
値ΔＳよりも小さくなると（図のｓｔ点）、刈取部２が
地面に接地又は突っ込んで振動が抑制されたと判断し
て、前記接地又は突っ込みを判別する。

【００４３】上記実施形態では、昇降制御手段１０１
は、前記判別手段１００が前記刈取部２の地面に対する
接地又は突っ込みを判別するに伴って、前記油圧シリン
ダＣＹの下降作動を禁止するとともに、前記油圧シリン
ダＣＹを上昇作動させるようにしたが、上昇作動させず
に、下降作動を禁止するだけでもよい。又、昇降制御手
段１０１が前記油圧シリンダＣＹを上昇作動させる場合
の別実施形態として、圧力検出値が元の値（接地又は突
っ込みが判別される前の値）に復帰するまで上昇させる
のではなく、設定時間が経過する間、又は、前記走行機
体１７が設定距離走行する間、上昇作動させるようにし
てもよい。なお、走行機体１７が設定距離走行したか否
かは、制御装置１２が回転数センサＳ２の検出情報に基
づいて判断する。

【００４４】上記実施形態では、昇降操作手段ＳＫを、
刈取作業部２を上昇させるために圧油が供給されて伸長
する伸長動作と、刈取作業部２を下降させるために圧油
が排出されて収縮する収縮動作と、刈取作業部２を昇降
停止させるために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停
止する停止動作とを行う油圧シリンダ、いわゆる単動型
の油圧シリンダＣＹを備えた油圧回路にて構成したが、
他の型式の油圧シリンダを備えた油圧回路でもよい。ま
た、油圧式の昇降操作手段ではなく、電動モータ等を備
えた電気式の昇降操作手段でもよい。

【００４５】又、上記実施形態では、昇降操作手段ＳＫ
の保持力を検出する検出手段を、昇降操作手段ＳＫが油
圧式に構成される場合に、その油圧回路の圧油の圧力を
油圧シリンダＣＹの保持力として検出する圧力検出手段
Ｓ４にて構成したが、これに限るものではなく、例え
ば、上記油圧シリンダＣＹの操作アームに生じるひずみ
を検出するひずみ検出手段にて構成して、そのひずみを
保持力として検出するようにしたり、あるいは、昇降操
作手段ＳＫを電動モータを備えた電気式に構成した場合
に、その電動モータの出力軸にかかる駆動トルクを保持
力として検出するトルク検出手段でもよい。上記実施形
態では、刈取作業部２を走行機体１７に対して昇降自在
に設けるのに、図１のように、横軸芯Ｐ１回りに揺動昇
降自在に構成したが、これ以外に、垂直方向に上下動自
在に構成してもよい。なお、このようにすると、刈取作
業部２の昇降位置による前記保持力の変化は無視できる
ことになる。

【００４６】上記実施形態では、刈取収穫機をコンバイ
ン（自脱型コンバイン）にて構成したが、これ以外の、
例えばイグサ用の収穫機等でもよい。又、コンバインの
場合も、自脱型コンバインではなく、全稈投入式の普通
型コンバインでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの前部を示す側面図

【図２】制御構成を示すブロック図

【図３】昇降操作手段の保持力と昇降位置との関係を示
すグラフ

【図４】昇降操作手段の保持力と昇降位置との関係を示
すグラフ

【図５】昇降操作手段の保持力の時間的な変化を示すグ
ラフ

【図６】昇降操作手段の保持力の時間的な変化を示すグ
ラフ

【図７】別実施形態における昇降操作手段の保持力の検
出信号を示すグラフ

【図８】制御作動を示すフローチャート

【図９】制御作動を示すフローチャート

【図１０】制御作動を示すフローチャート

【図１１】制御作動を示すフローチャート

【符号の説明】

２ 刈取作業部 ６ 分草具 １７ 走行機体 ＣＹ 油圧シリンダ Ｓ３ 昇降位置検出手段 Ｓ４ 検出手段 Ｓ４ 圧力検出手段 ＳＫ 昇降操作手段 １００ 判別手段 １０１ 昇降制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富永 俊夫 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内 Ｆターム(参考） 2B304 KA13 KA16 LA02 LA13 LB02 MA02 MC01 MC13 QA22 QB12 QB24 2B382 GA09 GC03 GC21 GD02 HB02 HF02 HF22 LA12 LB06 LB17 LC05 MA29

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に対して昇降自在に設けられた
   刈取作業部を、その荷重を受け止め保持する状態で昇降
   並びに昇降停止操作する昇降操作手段が設けられた刈取
   収穫機であって、 前記昇降操作手段が前記刈取作業部の荷重を受け止め保
   持する保持力を検出する検出手段と、 この検出手段の検出情報に基づいて、前記刈取作業部の
   地面に対する上下位置を判別する判別手段とが設けられ
   ている刈取収穫機。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、 前記検出手段にて検出される前記保持力の大きさが、前
   記刈取作業部が地面に接触していない適正昇降位置に対
   応する適正保持力の値のときには、前記上下位置として
   前記刈取作業部が地面に接触していない上下位置である
   ことを判別し、 前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より小さい接
   地判別用の値のときには、前記上下位置として前記刈取
   作業部が地面に接地した上下位置であることを判別し、 前記保持力の大きさが前記適正保持力の値より大きい突
   っ込み判別用の値のときには、前記上下位置として前記
   刈取作業部が地面に突っ込んだ上下位置であることを判
   別するように構成されている請求項１記載の刈取収穫
   機。
3. 【請求項３】 前記刈取作業部の前記走行機体に対する
   昇降位置を検出する昇降位置検出手段が設けられ、 前記判別手段は、前記昇降位置検出手段の情報に基づい
   て、前記刈取作業部の昇降位置に対応させて、前記適正
   保持力の値、前記接地判別用の値及び前記突っ込み判別
   用の値を定めて、前記刈取作業部の地面に対する上下位
   置の判別を行うように構成されている請求項２記載の刈
   取収穫機。
4. 【請求項４】 前記判別手段は、前記検出手段にて検出
   される前記保持力の大きさが前記昇降操作手段の下降作
   動に伴って変動する変動状態に基づいて、前記刈取作業
   部の地面に対する上下位置を判別するように構成されて
   いる請求項１記載の刈取収穫機。
5. 【請求項５】 前記判別手段は、前記昇降操作手段が下
   降作動を開始した後において、前記保持力の大きさが、
   下降作動を開始する前の値よりも大きくならない場合に
   は、前記上下位置として、前記刈取作業部が地面に接地
   した上下位置又は前記刈取作業部が地面に突っ込んだ上
   下位置であることを判別するように構成されている請求
   項４記載の刈取収穫機。
6. 【請求項６】 前記検出手段は、前記保持力の振動を検
   出するように構成され、 前記判別手段は、前記検出手段にて検出される前記保持
   力の振動状態に基づいて、前記刈取作業部の地面に対す
   る上下位置を判別するように構成されている請求項１記
   載の刈取収穫機。
7. 【請求項７】 前記判別手段は、前記検出手段にて検出
   される前記保持力がその振動成分よりも低い周波数で変
   動するときの振幅に基づいて、前記刈取作業部の地面に
   対する上下位置を判別するように構成されている請求項
   １記載の刈取収穫機。
8. 【請求項８】 前記昇降操作手段が、前記刈取作業部を
   上昇させるために圧油が供給されて伸長する伸長動作
   と、前記刈取作業部を下降させるために圧油が排出され
   て収縮する収縮動作と、前記刈取作業部を昇降停止させ
   るために圧油の給排が停止されて伸縮動作が停止する停
   止動作とを行う油圧シリンダを備えて構成され、 前記検出手段が、前記圧油の圧力を前記油圧シリンダの
   前記保持力として検出する圧力検出手段にて構成されて
   いる請求項１〜７のいずれか１項に記載の刈取収穫機。
9. 【請求項９】 昇降指令情報に基づいて前記昇降操作手
   段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、 前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の
   地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前
   記昇降操作手段の下降作動を禁止するように構成されて
   いる請求項１〜８のいずれか１項に記載の刈取収穫機。
10. 【請求項１０】 昇降指令情報に基づいて前記昇降操作
    手段の作動を制御する昇降制御手段が設けられ、 前記昇降制御手段は、前記判別手段が前記刈取作業部の
    地面に対する接地又は突っ込みを判別するに伴って、前
    記昇降操作手段を上昇作動させるように構成されている
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の刈取収穫機。
11. 【請求項１１】 前記昇降制御手段は、前記判別手段が
    前記接地を判別した場合には、前記昇降操作手段を低速
    状態で上昇作動させ、前記判別手段が前記突っ込みを判
    別した場合には、前記昇降操作手段を高速状態で上昇作
    動させるように構成されている請求項１０記載の刈取収
    穫機。
12. 【請求項１２】 前記昇降制御手段は、前記昇降操作手
    段を上昇作動させた後、前記昇降操作手段の下降作動を
    禁止する下降作動禁止期間を設けるように構成されてい
    る請求項１０又は１１記載の刈取収穫機。