JP2004208568A - 収穫機の刈取り部対地高さ検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分草フレーム16が備えている支持体25に、接地センサー21を軸芯Xまわりで揺動するように支持させてある。支持体25は、分草フレーム16に対して機体前後向き軸芯Yまわりで回動するように連結しており、かつ、接地センサー21が軸芯Xまわりで分草フレーム16に対して上下揺動することとなる基準回動位置に巻きばね60によって回動付勢されている。支持体25に検出部22を支持させてある。検出部22の入力軸が、支持体25を構成しているギヤケース40の内部に位置する連動機構により、接地センサー21の回転支軸41に連動しており、検出部22は、接地センサー21の揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
収穫機において、刈取り部の対地高さを検出する検出装置を設け、この対地高さ検出装置による検出高さが設定高さ以下になれば、刈取り部を走行機体に対して自動的に上昇させる制御が実行されるように構成するとか、対地高さ検出装置による検出結果に基づいて刈取り部の対地高さが設定範囲内になるように、刈取り部を走行機体に対して自動的に昇降させる制御が実行されるように構成し、走行機体が前後に傾斜するなどしても、刈取り部の分草具が地面に突っ込むことを回避するとか、刈取装置による刈り高さを設定高さに維持しながら作業できるようにされることがある。
【0003】
分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備え、刈取り部の対地高さを接地センサーによって検出するようになった収穫機の刈取り部対地高さ検出装置として、従来、たとえば特許文献1に示されるものがあった。
すなわち、接地センサーとしての橇状の対地接触部材を、分草フレームとしての分草支持杆に横軸芯まわりで上下揺動自在に取り付け、対地接触部材が下方に一定以上揺動したことを検出するスイッチ、及び、対地接触部材が上方に一定以上揺動したことを検出するスイッチを設けたものがあった。
【0004】
【特許文献1】
実公昭60−5778号公報 ( 第2頁、 第2−3図 )
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
機体の操向操作が行なわれると、刈取り部が地面に対して横方向に振れ動くことから、接地センサーが地面上を横滑り移動する場合がある。従来の検出装置を採用した場合、接地センサーが地面上を横滑りした際、接地センサーが地面上の隆起部や土塊などに引っ掛かり、接地センサーであるとかセンサー支持部などに強い曲げ力などが掛かりやすくなっていた。検出部にも無理な力が掛かりやすくなっていた。
【0006】
本発明の目的は、接地センサーが地面上を横滑りしても、接地センサーなどに無理な力が掛かりにくい収穫機の刈取り部対地高さ検出装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1による発明の構成、作用は、次のとおりである。
【0008】
〔構成〕
分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置において、
前記分草フレームに対して機体前後向きの軸芯まわりで回動自在に連結している支持体、及び、この支持体を分草フレームに対する基準回動位置に回動付勢する付勢手段を備え、前記接地センサーを、前記支持体と共に前記軸芯まわりで分草フレームに対して回動するように、かつ、前記基準回動位置に在る前記支持体に対して上下揺動するように前記支持体に支持させ、前記検出部を、前記支持体と共に前記軸芯まわりで分草フレームに対して回動するように前記支持体に支持させてある。
【0009】
〔作用〕
接地センサーが地面上を横移動する際、隆起部に引っ掛かるなどして移動抵抗が作用すると、この抵抗の大きさによっては、接地センサーが支持体と共に付勢手段に抗してローリングする。このとき、検出部も接地センサーと共にローリングする。この後、接地センサーの引っ掛かりが外れるなどして回動操作力が作用しなくなると、支持体が付勢手段による回動付勢のために基準回動位置に戻り、接地センサーも支持体と共に回動して検出用姿勢に戻るものである。これにより、接地センサーが隆起部などに引っ掛かっても、接地センサーも検出部もローリングすることにより、接地センサーやセンサー支持部であるとか検出部には付勢手段による付勢力によって決まる強さより強い曲げ力など無理な操作力が掛からなくなる。
【0010】
〔効果〕
従って、接地センサーが地面上を横滑りしても、接地センサーや検出部などに無理な曲げ力などが掛かりにくくて変形や破損が発生しにくいように耐久性の富んだものになる。
【0011】
請求項2による発明の構成、作用は、次のとおりである。
【0012】
〔構成〕
請求項1による発明の構成において、前記接地センサーの支持体に対する揺動軸芯と、前記支持体の分草フレームに対する前記回動軸芯とを、直交し合う状態に配置してある。
【0013】
〔作用〕
接地センサーの揺動軸芯が支持体の回動軸芯より低レベルに位置すると、基準回動位置にある支持体の下端側が支持体回動軸芯より機体下方側に大きく突出して支持体の最低地上高さが低くなり、支持体が地面上の隆起部に当たるなどの事態が発生しやすくなる。接地センサーの揺動軸芯が支持体の回動軸芯より高レベルに位置すると、基準回動位置にある支持体の上端側が支持体回動軸芯より機体上方側に大きく突出して支持体の上下方向長さが長くなり、支持体が大型化しやすくなる。これに対し、接地センサーの揺動軸芯と支持体の回動軸芯が直交し合うものだから、支持体の最低地上高さを極力高くしながら、かつ、支持体の上下方向長さを極力短くしながら、接地センサーや検出部のローリングによる破損回避を可能にできる。
【0014】
〔効果〕
従って、接地センサーや検出部のローリングによってその変形や破損を回避するものでありながら、支持体の最低地上高さが高くなって支持体の接地による変形や破損も回避しやすくなり、かつ、支持体が上下長さの短い小型なものになって検出装置全体をコンパクトに得られる。
【0015】
請求項3による発明の構成、作用、効果は、次とおりである。
【0016】
〔構成〕
請求項1又は2による発明の構成において、前記分草フレームに、前記支持体を機体上方側に迂回する屈曲部を設けてある。
【0017】
〔作用〕
分草フレームに前記屈曲部を設けてあるものだから、支持体が基準回動位置にある状態での接地センサーが全長にわたって分草フレームの直下に位置するようにしながら、接地センサーがローリングするようにできる。分草フレームの支持体を迂回する屈曲部が支持体を機体横側に迂回するものであると、その屈曲部が分草フレーム横側の茎稈移動経路に入り込んで茎稈移動の障害物になりやすくなるが、支持体を機体上方側に迂回するものであるから、茎稈移動に障害を与えないようにしながら、接地センサーが分草フレームの直下に位置するようにできる。
【0018】
〔効果〕
従って、接地センサーが全長にわたって分草フレームの直下に位置して分草フレームの横側を移動する茎稈に対する移動障害になりにくいようにでき、しかも、分草フレームの屈曲部も茎稈移動の障害物になりにくく、接地センサーがローリングして変形や破損を回避できるものでありながら、茎稈が分草フレームの横側をスムーズに移動して円滑に収穫作業できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1に示すように、クローラ式走行装置1によって自走し、運転座席2が装備された搭乗型の運転部、運転座席2の下方に位置するエンジン(図示せず)が備えられた原動部を有した自走機体の機体フレーム3の前部に位置する支持部4に、刈取り部10の前処理部フレーム11の基端側を機体横向きの軸芯まわりで回動自在に連結するとともに、前記機体フレーム3の後端側に脱穀装置5および穀粒タンク6を設けて、コンバインを構成してある。
【0020】
このコンバインは、稲・麦などの穀粒を収穫するものであり、前記前処理部フレーム11にリンク機構7を介してシリンダロッドが連結している油圧式のリフトシリンダ8を操作すると、このリフトシリンダ8が前処理部フレーム11を上下に揺動操作して刈取り部10を地面上近くまで下降した作業位置と、地面上から高く浮上した上昇非作業位置とに昇降操作する。刈取り部10を下降作業位置にして自走機体を走行させると、刈取り部10が複数の植付け条の刈取り対象の植立茎稈を機体横方向に並ぶ複数個の分草具12によって分草して機体横方向に並ぶ複数の引起装置13のうちの対応するものに案内し、各引起装置13の上昇移動する引起し爪(図示せず)によって引起し処理するとともにバリカン型の刈取装置14によって刈取り、刈取り穀稈を株元側に作用する挟持搬送装置と穂先側に作用する係止搬送装置とで成る搬送装置17によって機体後方側に搬送し、脱穀装置5が搬送装置17からの刈取穀稈を脱穀フィードチェン5aによって機体後方向きに搬送しながら穂先側を扱室(図示せず)に供給して脱穀処理し、穀粒タンク6が脱穀装置5からの脱穀粒を回収して貯留していく。
【0021】
刈取り部10についてさらに詳述すると、図1、図2などに示す如く構成してある。
すなわち、機体フレーム3の前記支持部4に基端側が回動自在に連結している機体前後向きの伝動ケースで成るメインフレーム11a、及び、このメインフレーム11aの先端部に中間部が連結している機体横向きの伝動ケース15などによって前記前処理部フレーム11を構成してある。前記横向き伝動ケース15が備えている支持部材15aの機体横方向での複数箇所から分草フレーム16を機体前方向きに延出させて、隣接し合う一対の分草フレーム16によって穀稈引起し経路18を形成し、各分草フレーム16の先端部に前記分草具12を固定し、各穀稈引起し経路18の横側に前記引起装置13を配置し、前記複数本の分草フレーム16の基端部にわたって前記刈取装置14を取り付けてある。
【0022】
図2などに示すように、刈取り部10の前記複数個の分草具12のうちの最も機体横外側に位置する分草具12のやや後側に、接地センサー21を利用して刈取り部10の対地高さを検出する刈取り部対地高さ検出装置20を設け、図9に示すように、前記刈取り部対地高さ検出装置20の検出部22を連係させた制御手段30に、前記リフトシリンダ8の制御弁31の電磁操作部、運転部に設けた刈高さ設定手段32を連係させてある。
【0023】
刈高さ設定手段32は、人為操作自在なポテンショメータで成り、刈高さ制御によって維持させるべき刈取装置14の刈高さを変更自在に設定し、この設定刈高さを電気信号にして制御手段30に出力するようになっている。
【0024】
前記制御手段30は、マイクロコンピュータを利用して成り、刈取り部対地高さ検出装置20による検出情報、及び、刈高さ設定手段32による設定情報に基づいてリフトシリンダ8を自動的に操作する刈高さ制御を実行するようになっている。すなわち、刈取り部対地高さ検出装置20による検出高さが刈高さ設定手段32による設定刈高さから外れると、制御弁31にリフトシリンダ8を操作させるべき信号を出力することによってリフトシリンダ8を刈取り部10の上昇側や下降側に操作し、このために刈取り部10が上昇するとか下降して刈取り部対地高さ検出装置20が刈高さ設定手段32による設定刈高さに対応する対地高さを検出する状態になると、制御弁31にリフトシリンダ8を停止させるべき信号を出力することにより、リフトシリンダ8を停止操作して刈取り部10の上昇や下降を停止させるようになっている。
【0025】
これにより、収穫作業を行なうに当たり、制御手段30による刈高さ制御をオンに切り換えておく。すると、刈取り部対地高さ検出装置20による検出高さが刈高さ設定手段32による設定刈高さになるように刈取り部10を自動的に昇降操作する刈高さ制御が行なわれ、走行地面の凹凸や傾斜のために自走機体が前後方向に傾斜しても刈取装置14の対地高さが設定高さ又はそれに近いものに維持され、切り株の高さが設定刈高さ又はそれに近いものになる状態で作業できる。
【0026】
図9に示す昇降レバー34は、運転部に人為操作するように設けられ、操作されると刈取り部10を上昇や下降させる指令を制御手段30に出力することによって刈取り部10を上昇操作や下降操作させるものである。すなわち、刈取り部10を人為的に昇降操作するものである。制御手段30は、前記昇降レバー34が操作されて上昇や下降指令を入力した場合、刈取り部対地高さ検出装置20による検出結果に優先して制御弁31を切り換え操作してリフトシリダ8を刈取り部10の上昇側や下降側に操作するようになっている。
【0027】
図2、図3などに示すように、前記刈取り部対地高さ検出装置20は、前記複数個の分草具12のうち、運転部が位置する側とは反対側の最も機体横外側に位置する分草具12の後側近くで、この分草具12を支持する前記分草フレーム16の先端付近に取付けた支持体25、この支持体25の下部の横側面がわに基端側が連結している前記接地センサー21、前記支持体25の上部の横側面がわに取付けた前記検出部22を備えて構成してある。
【0028】
図3、図4に示すように、支持体25は、前後側にピン形の取付け部51,52が付いている板金製の取付け部材50と、この取付け部材50の前記両取付け部51,52の間に一側面がわがネジ締め連結されているギヤケース40とで構成し、そして、分草フレーム16の基端側部分16aを構成する丸鋼管材の先端部に屈曲丸棒材を連結することによって分草フレーム16の先端部に設けた屈曲部16bに前記両取付け部51,52で連結してある。すなわち、屈曲部16bの先端側における機体上下向き部分の下部に筒体を取付けて設けた前支持部16cの取付け孔に前記前側の取付け部51を回動自在に装着し、屈曲部16bの基端側における機体上下向き部分の下部にブラケットを取付けて設けた後支持部16dの取付け孔に前記後側の取付け部52を回動自在に装着することにより、屈曲部16bに連結してある。これにより、支持体25は、両取付け部51,52の軸芯上に位置する機体前後向きの軸芯Yまわりで分草フレーム16に対して回動するようになっており、分草フレーム16の前記屈曲部16bは、支持体25を機体上方側に迂回するようになっている。
【0029】
接地センサー21は、前端側に取付け片部21cを備えるように、中間部に前端部21bや後端側より機体下方向きに突出した接地作用部21aを備えるように曲げ成形した帯板ばねで構成し、そして、支持体25の前記ギヤケース40の入力軸41に取付け片部21cを一体回動自在に連結することにより、支持体25に支持させてある。これにより、接地センサー21は、前記入力軸41の支持体25の前記回動軸芯Yと直交し合う軸芯Xまわりで支持体25に対して揺動するようになっており、かつ、支持体25と共に前記軸芯Yまわりで分草フレーム25に対して図5(ロ)に示す正回転方向Aにも、図5(ハ)に示す逆回転方向Bにも回動するようになっている。
【0030】
図3、図5などに示すように、前記前側の取付けピン51にコイル部が外嵌している巻きばね60の両端部61,62どうしの間に入り込むように配置したばねストッパー部16eを分草フレーム16の屈曲部16bに設け、前記ばねストッパー部16eより巻きばね60のコイル部側に寄った位置で前記両ばね端部61,62どうしの間に入り込むように配置したばね操作ピン53を支持体25の前記取付け部材50に固設してあり、支持体25は、前記巻きばね60によって次の如く回動付勢されている。すなわち、支持体25の分草フレーム16に対する回動軸芯Yまわりでの回動位置のうち、図5(イ)に示す如く接地センサー21の支持体25に対する揺動軸芯Xが機体横向きになって接地センサー21が分草フレーム16に対して軸芯Xまわりで上下揺動することとなる回動位置を基準回動位置Nとし、支持体25がこの基準回動位置Nから正回転方向A及び逆回転方向Bのいずれの回転方向に回動操作されても、その回動操作力が解除されると、基準回動位置Nに自ずと回動復帰するように回動付勢されている。
【0031】
すなわち、図5(ロ)に示すように、支持体25が基準回転位置Nから正回転方向Aに回動操作されると、巻きばね60の一方の第1ばね端部61がばねストッパー16eに当接して支持されながら、他方の第2ばね端部62がばね操作ピン53によって正回転方向Aに押圧操作されることにより、巻きばね60が弾性変形して支持体25を基準回動位置Nに復帰回動するように付勢する。図5(ハ)に示すように、支持体25が基準回転位置Nから逆回転方向Bに回動操作されると、巻きばね60の第2ばね端部62がばねストッパー16eに当接して支持されながら、第1ばね端部61がばね操作ピン53によって逆回転方向Bに押圧操作されることにより、巻きばね60が弾性変形して支持体25を基準回動位置Nに復帰回動するように付勢する。
【0032】
図7などに示すように、検出部22は、本体が前記ギヤケース40の側面がわに固定され、入力軸22aが前記ギヤケース40の図6の如き出力軸45に一体回動自在に連結している回転式のポテンショメータによって構成してある。
【0033】
図6に示すように、ギヤケース40の前記入力軸41に対して取り付け部42aが外嵌するとともに入力軸41の非円形形状によって一体回動自在に係合している扇形ギヤ42と、この扇形ギヤ42に噛合った状態で前記出力軸45に対して外嵌しているとともに出力軸45の非円形形状によって一体回動自在に係合している円形ギヤ43とで成るギヤ連動機構44を、ギヤケース40の内部に設けてある。このギヤ連動機構44は、入力軸41を出力軸45に連動させていることにより、かつ、扇形ギヤ42のピッチ円直径が円形ギヤ43のピッチ円直径より大であることにより、支持体25の接地センサー21を上下揺動自在に支持している回転支軸としての入力軸41の回転を増速して検出部22の入力軸22aに伝達するようにギヤケース40の入力軸41を検出部22の入力軸22aに連動させている。
【0034】
前記ギヤケース40の内部に、コイル部が前記入力軸41に外嵌している巻きばねで成るセンサーばね46を設けてあるとともに、このセンサーばね46は、扇形ギヤ42を回動付勢することにより、接地センサー21の接地作用部21aが確実に接地作用するように接地センサー21を下降側に揺動付勢している。
【0035】
これにより、刈取り部対地高さ検出装置20は、次の如く作動する。
すなわち、通常時は、巻きばね60のために支持体25が前記基準回動位置Nになっていて、接地センサー21が軸芯Xまわりで分草フレーム16に対して上下揺動するようになっており、刈取り部10の対地高さが変化して分草フレーム16の対地高さが変化すると、接地センサー21は、これの接地作用部21aに作用する接地反力と、接地センサー21の弾性復元力や前記センサーばね46による下降力のために軸芯Xまわりで分草フレーム16に対して上昇揺動するとか下降揺動する。すると、接地センサー21の回転がギヤ連動機構44によって増速して検出部22の入力軸22aに伝達されて検出部22が作動する。これにより、検出部22により、接地センサー21の支持体25に対する揺動角に基づいて刈取り部10の対地高さを検出し、この検出結果に基づいて刈取装置14の対地高さを検出してこの検出結果を電気信号にして制御手段30に出力する。
【0036】
自走機体の操向操作が行なわれて刈取り部10が横振れすると、接地センサー21が地面上を横滑り移動するが、このとき、接地センサー21が土塊に引っ掛かるなどすると、これによって接地センサー21に作用する移動抵抗のために、接地センサー21が支持体25と共に軸芯Yまわりで巻きばね60に抗してローリングするとともに検出部22も共にローリングし、接地センサー21や入力軸41とか検出部22に巻きばね60による付勢力によって決まる強さよりも強い無理な曲げ力などの操作力が掛からなくなる。
【0037】
図2などに示すように、分草フレーム16の前記基端側部分16aに、U字状に曲げ成形した屈曲丸棒材を取付けて接地センサー21に対する係合部65を設けてある。図8(イ)に示すように、この係合部65には、接地センサー21の後端側に横幅W1が図8(ロ)の如き接地作用部21aの横幅W2より狭くなるようにして設けた係止部21dが摺動自在に入り込んでおり、係合部65は、接地センサー21の遊端側が分草フレーム16に対して横ずれしようとしても、左右一対の機体上下向きの縦辺部65aで係止部21dに係合作用し、縦辺部65aどうしの間隔が係止部21dの横幅W1より大であることに起因してセンサー遊端側がずれ動くストローク以上はずれ動かないようにその横ずれを規制するように構成してある。また、係合部65は、縦辺部65aどうしの間隔が係止部21dの横幅W1より大で、係止部21dが係合部65に対して回動し得ることにより、接地センサー21が軸芯Yまわりで分草フレーム16に対して回動することを許容している。
【0038】
すなわち、係合部65は、接地センサー21に回動操作力が作用した際、係止部21dの横幅W1と縦辺部間隔との差によって接地センサー21の軸芯Yまわりでのローリングを許容しながら、接地センサー21の遊端側が分草フレーム16に対して大きく位置ずれして接地センサー21に捩れが発生し、これによって接地センサー21及び入力軸41などに無理な曲げ力などが掛かることを防止している。
【0039】
〔第2実施形態〕
図10は第2実施形態を備えたコンバインの刈取り部10を示し、この刈取り部10にあっては、刈取り部対地高さ検出装置20の設置箇所と設置数以外においては、上記した第1実施形態のコンバインと同様に構成してあり、相違点のみについて説明する。
すなわち、機体横方向に並ぶ複数本の分草フレーム16のうち、最も機体両横外側に位置する分草フレーム16より機体内側に位置する複数本の分草フレーム16の先端部に刈取り部対地高さ検出装置20を設けてある。
すなわち、接地センサー21が溝にはまり込むなどして一部の検出装置20が動作不良を起こす事態が発生しても、他の検出装置20によって刈取部昇降制御を継続して行なうことを可能にしてある。
【0040】
〔別実施形態〕
上記実施形態の如く自走機体の前後傾斜にかかわらず刈取装置14の対地高さが設定範囲になるように、刈取り部対地高さ検出装置20による検出結果に基づいてリフトシリンダ8が刈取り部10の上昇側や下降側に自動的に操作されるように構成する他、分草具12の地面に対する突っ込みを防止するように、刈取り部対地高さ検出装置20による検出結果に基づいてリフトシリンダ8が刈取り部10の上昇側に自動的に操作されるように構成する場合にも本発明は適用できる。
【0041】
上記巻きばね60に替え、板ばね、ゴムなど各種のばね手段を採用して実施してもよいのであり、これら巻きばね60、板ばね、ゴムなどを総称して付勢手段60と呼称する。
【0042】
本発明は、コンバインの他、玉ねぎ、人参などを各種の作物を収穫対象とする作業車にも適用できるのであり、これらの作業車やコンバインなどを総称して収穫機と呼称する。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバイン前部の側面図
【図2】刈取り部の主フレーム及び対地高さ検出装置を示す斜視図
【図3】刈取り部対地高さ検出装置の側面図
【図4】刈取り部対地高さ検出装置の平面図
【図5】巻きばねの付勢作用を示す説明図
【図6】ギヤ連動機構の側面図
【図7】支持体の一部断面状態での正面図
【図8】(イ)は、係合部の正面図、(ロ)は、接地センサーの接地作用部での断面図
【図9】ブロック図
【図10】第2実施形態を備える刈取り部の側面図
【符号の説明】
10 刈取り部
16 分草フレーム
16b 分草フレームの屈曲部
21 接地センサー
22 検出部
25 支持体
60 付勢手段
N 支持体の基準回動位置
Y 支持体の回動軸芯
Claims (3)
- 分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置であって、
前記分草フレームに対して機体前後向きの軸芯まわりで回動自在に連結している支持体、及び、この支持体を分草フレームに対する基準回動位置に回動付勢する付勢手段を備え、
前記接地センサーを、前記支持体と共に前記軸芯まわりで分草フレームに対して回動するように、かつ、前記基準回動位置に在る前記支持体に対して上下揺動するように前記支持体に支持させ、
前記検出部を、前記支持体と共に前記軸芯まわりで分草フレームに対して回動するように前記支持体に支持させてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置。 - 前記接地センサーの支持体に対する揺動軸芯と、前記支持体の分草フレームに対する前記回動軸芯とを、直交し合う状態に配置してある請求項1記載の収穫機の刈取り部対地高さ検出装置。
- 前記分草フレームに、前記支持体を機体上方側に迂回する屈曲部を設けてある請求項1又は2記載の収穫機の刈取り部対地高さ検出装置。
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