JP2005102543A - コンバインのクラッチ操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 刈取穀稈の刈取作業部から脱穀部への搬送が完了するまでは作業クラッチの伝動入り状態が継続されるようなコンバインのクラッチ操作装置を提供する。
【解決手段】 クラッチ制御手段Ｈが、刈取作業部５が非作業用退避位置に位置する状態で且つ作業状態検出手段３２が穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わってから設定時間経過する状態になると、作業クラッチ１３が伝動切り状態になるように構成されているコンバインのクラッチ操作装置であって、クラッチ制御手段Ｈが、刈取作業部５が作業用位置に位置するときに後進走行状態及び走行停止状態が検出されると作業クラッチ１３が直ちに伝動切り状態になり、且つ、刈取作業部５が非作業用退避位置に位置するときに後進走行状態及び走行停止状態が検出されると作業クラッチ１３が設定時間経過後に伝動切り状態になるように構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、走行機体に対して、下方側の作業用位置と上方側の非作業用退避位置とにわたり昇降操作自在な刈取作業部と、前記刈取作業部への動力伝達を入り切りする作業クラッチを操作自在なアクチュエータと、刈取作業部にて搬送される刈取穀稈の存否を検出する作業状態検出手段と、刈取作業部の高さを検出する高さ検出手段と、アクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段とが設けられているコンバインのクラッチ操作装置に関する。

かかる構成のコンバインのクラッチ操作装置では、刈取作業部が下方側の作業用位置と上方側の非作業用退避位置とにわたり昇降し、刈取作業部への動力伝達を入り切りする作業クラッチをアクチュエータにて操作し、刈取作業部にて搬送される刈取穀稈の存否を作業状態検出手段にて検出し、高さ検出手段が刈取作業部の高さを検出し、クラッチ制御手段がアクチュエータの作動を制御する構成とし、刈取作業部が非作業用退避位置に位置する状態で且つ作業状態検出手段が穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わってから設定時間経過する状態になると、伝動入り状態にある作業クラッチが伝動切り状態になるようにアクチュエータを制御することで、作業クラッチの操作の煩わしさを解消するためにその伝動の入り切りを自動で行いながら、刈取作業部にて搬送中の刈取穀稈を脱穀部に確実に搬送させることができるように構成したものがあった（例えば、特許文献１参照）。

また、かかる構成のコンバインのクラッチ操作装置において、刈取作業部が作業用位置に位置するときにコンバインの走行状態を検出する走行状態検出手段がコンバインの後進走行状態及び走行停止状態を検出すると、圃場に植えられている刈取前の穀稈が刈取作業部にて引き抜かれたりしないように、作業クラッチを直ぐに伝動切り状態に制御するオートクラッチ機能も搭載されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−１２５６４５号公報 特開平７−２４１１３３号公報

かかる構成のコンバインのクラッチ操作装置において、刈取作業部が圃場に植えられている穀稈を刈取処理中、圃場で方向転換を行うために後進走行状態及び走行停止状態に運転を切り換えると、刈取穀稈が脱穀部に搬送済みであるか否かとは関係なく、上記オートクラッチ機能によって直ぐに作業クラッチが伝動切り状態になるため、刈取作業部内に残っている搬送中の刈取穀稈の搬送乱れや作物のこぼれを誘発するという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジン負荷を低減するために作業クラッチを伝動切り状態に操作するとき、刈取穀稈の刈取作業部から脱穀部への搬送が完了するまでは作業クラッチの伝動入り状態が継続されるようなコンバインのクラッチ操作装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るコンバインのクラッチ操作装置の第１特徴構成は、走行機体に対して、下方側の作業用位置と上方側の非作業用退避位置とにわたり昇降操作自在な刈取作業部と、前記刈取作業部への動力伝達を入り切りする作業クラッチを操作自在なアクチュエータと、前記刈取作業部にて搬送される刈取穀稈の存否を検出する作業状態検出手段と、前記刈取作業部の高さを検出する高さ検出手段と、前記アクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段とが設けられ、そのクラッチ制御手段が、前記作業状態検出手段及び前記高さ検出手段の情報に基づいて、前記刈取作業部が前記非作業用退避位置に位置する状態で且つ前記作業状態検出手段が穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わってから設定時間経過する状態になると、前記作業クラッチが伝動切り状態になるように前記アクチュエータを制御する作業クラッチ操作処理を実行するように構成されているコンバインのクラッチ操作装置であって、前記走行機体の走行状態を検出する走行状態検出手段が設けられ、前記クラッチ制御手段は、前記作業クラッチ操作処理として、前記刈取作業部が前記作業用位置に位置するときに、前記走行状態検出手段にて後進走行状態及び走行停止状態が検出されると前記作業クラッチが直ちに伝動切り状態になり、且つ、前記刈取作業部が前記非作業用退避位置に位置するときに、前記走行状態検出手段にて後進走行状態及び走行停止状態が検出されると前記作業クラッチが設定時間経過後に伝動切り状態になるように前記アクチュエータを制御するように構成されている点にある。

上記第１特徴構成によれば、クラッチ制御手段が、刈取作業部が非作業用退避位置に位置して、刈取作業部が圃場の穀稈の刈取作業を行っていない状態で且つ作業状態検出手段が穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わってから設定時間経過する状態になると、刈取作業部には刈取穀稈が存在していないものとして作業クラッチを伝動切り状態に制御して、刈取作業部にて搬送中の刈取穀稈を脱穀部に確実に搬送させた後で刈取作業部の作動を停止させることができ、刈取作業部が作業用位置に位置して、刈取作業部が圃場の穀稈の刈取作業を行っている可能性があるときに走行状態検出手段がコンバインの後進走行状態及び走行停止状態を検出すると、作動クラッチを直ちに伝動切り状態に制御して、圃場に植えられている刈取前の穀稈を刈取作業部で損傷させてしまうのを回避することができ、刈取作業部が非作業用退避位置に位置して、刈取作業部が圃場の穀稈の刈取作業を行っていない状態において走行状態検出手段がコンバインの後進走行状態及び走行停止状態を検出すると、走行状態が後進走行状態及び走行停止状態に変化してから設定時間経過後に伝動切り状態になるようにして、刈取作業部にて搬送中の刈取穀稈を脱穀部に確実に搬送させた後で刈取作業部の作動を停止させることができる。
従って、エンジン負荷を低減するために作業クラッチを伝動切り状態に操作するとき、刈取穀稈の刈取作業部から脱穀部への搬送が完了するまでは作業クラッチの伝動入り状態が継続されるようなコンバインのクラッチ操作装置を提供することができる。

本発明に係るコンバインのクラッチ操作装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記クラッチ制御手段が、前記作業クラッチ操作処理を実行する自動モードと、手動操作式の入切指令手段の入切指令に基づいて前記アクチュエータを制御する手動モードとの切り換え自在に構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、上記自動モードに設定されているときにはクラッチ制御手段が上記作業クラッチ操作処理を自動的に実行するので、作業クラッチの操作の煩わしさを解消しながら、圃場に植えられている刈取前の穀稈を損傷することを回避し且つ刈取作業部にて搬送中の刈取穀稈を脱穀部に確実に搬送させることができ、上記手動モードに設定されているときには、コンバインの操作者の意図に忠実に作業クラッチの伝動切り状態及び伝動入り状態を手動操作することができる。

以下に本発明に係るコンバインのクラッチ操作装置について図面に基づいて説明する。
図１から図３に示すように、左右一対のクローラ式走行装置１によって自走し、且つ、運転座席２ａが備えられた搭乗型の運転部２、運転座席２ａの下方に位置するエンジン３が備えられた原動部を有する走行機体の機体フレーム４の前部に、刈取作業部５のメインフレーム５ｄの基端部を回動自在に連結するとともに、メインフレーム５ｄにシリンダロッドが連結している昇降用油圧シリンダ７でメインフレーム５ｄを機体フレーム４に対して上下に揺動操作することによって、刈取作業部５が、下方側の作業用位置と上方側の非作業用退避位置とにわたって昇降操作自在になっている。そして、前記機体フレーム４上に、脱穀部８及び穀粒タンク９を設けて、乗用型コンバインを構成してある。

このコンバインは、稲・麦などを収穫するものであり、刈取作業部５をその下端部が地面上近くに位置した作業用位置に位置させて走行させることにより、刈取作業部５は、植立穀稈を引起装置５ａの上昇移動する引き起こし爪によって引き起こし処理するとともに、バリカン型の刈取装置５ｂによって刈取り処理し、刈取穀稈を株元側に挟持搬送作用する株元側搬送装置と、穂先側に係止搬送作用する穂先側搬送装置とで成る搬送装置５ｃとによって機体後方に搬送する。脱穀部８は、刈取作業部５の前記搬送装置５ｃからの刈取穀稈の株元側を脱穀フィードチェーンによって挟持搬送しながら、その穂先側を扱室に供給して脱穀処理する。穀粒タンク９は、脱穀部８からの脱穀粒を回収して貯留する。

搬送装置５ｃの搬送始端側箇所には、搬送される刈取穀稈が存在すればオン状態（穀稈存在検出状態）となり、刈取穀稈が存在していなければオフ状態（穀稈非存在検出状態）となるスイッチ式の株元センサ（作業状態検出手段の一例）３２が設けられ、刈取作業部５のメインフレーム５ｄの揺動支点部には、刈取作業部５の対機体高さを検出するポテンショメータ型の高さ検出手段３０が設けられている。そして、運転部２には、刈取作業部５の対機体高さが、非作業用退避位置であると判定される設定高さを任意の高さに設定するためのポテンショメータ型の高さ設定手段３１が設けられている。

次に、このコンバインの伝動構造について説明する。
図２に示すように、運転部２の下方側に搭載されるエンジン３の動力は、クローラ式走行装置１、刈取作業部５及び脱穀部８の夫々に伝動されるように構成されている。具体的には、エンジン３の動力は、走行クラッチ１１と油圧式無段変速装置１５とミッション部１６とを介してクローラ式走行装置１に伝動され、脱穀クラッチ１２を介して脱穀部８に伝動され、且つ、刈取クラッチ（作業クラッチの一例）１３を介して刈取作業部５に伝動されるように伝動系が構成されている。そして、刈取クラッチ１３は、アクチュエータとしての電動シリンダ１４の作動によって、エンジン３の動力を刈取作業部５に伝動する伝動入り状態とエンジン３の動力を刈取作業部５に伝動しない伝動切り状態とに切り換え操作されるように構成されている。

次に、コンバインの走行状態操作についての制御構成について説明する。
図１及び図３に示すように、運転部２に前後揺動自在に設けられた走行状態操作レバー２５が停止位置から前進位置へと揺動操作され、その操作がポテンショメータ（走行状態検出手段の一例）３５にて検出されると、マイクロコンピュータ利用の制御装置Ｈは、コンバインを前進走行状態へと移行させ、走行状態操作レバー２５が停止位置から後進位置へと揺動操作され、その操作がポテンショメータ３５にて検出されると制御装置Ｈはコンバインを後進走行状態へと移行させる。また、運転部２の床板前端部の乗降口の近くにはブレーキとしての停止ペダル２６が設けられている。

次に、刈取作業部５の昇降操作の制御構成について説明する。
図１及び図３に示すように、運転部２に前後揺動自在に設けられた刈取作業部昇降レバー２８が中立位置から降下位置へと揺動操作され、その操作がポテンショメータ３８にて検出されると制御装置Ｈは、制御弁３４を制御して昇降用油圧シリンダ７を作動させることで刈取作業部５を降下させる。そして、刈取作業部昇降レバー２８が中立位置から上昇位置へと揺動操作され、その操作がポテンショメータ３８にて検出されると制御装置Ｈは、制御弁３４を制御して昇降用油圧シリンダ７を作動させることで刈取作業部５を上昇させる。また、刈取脱穀操作レバー２７が刈取入り位置へと揺動操作され、その操作がポテンショメータ３７にて検出されると、制御装置Ｈは伝動シリンダ１４を制御して刈取クラッチ１３を伝動入り状態にし、刈取作業部５を作動させる。

次に、刈取クラッチ１３を入り切りする刈取クラッチ操作処理（作動クラッチ操作処理の一例）について説明する。
運転部２には、刈取クラッチ１３の入り切りの自動切り換え動作をオンオフする刈取オートクラッチスイッチ３３が設けられており、図４に示すように制御装置Ｈ（クラッチ制御手段の一例）は、刈取オートクラッチスイッチ３３が入り状態であるか否かを判定し（ステップ１０）、この刈取オートクラッチスイッチ３３が入り状態であるときには、刈取脱穀操作レバー２７が刈取入り位置に操作されていることを条件に刈取クラッチ操作処理を自動モードで実行するクラッチ自動制御を行う（ステップ２０）。他方で、制御装置Ｈは、刈取オートクラッチスイッチ３３が切り状態であるときには、刈取脱穀操作レバー（入切指令手段の一例）２７の入り切り操作に応じて刈取クラッチ１３の入り切りを行って、刈取作業部５を作動及び停止させる手動モードのクラッチ手動制御を実行する（ステップ３０）。

次に、クラッチ自動制御の制御フローについて図５を参照して説明する。
制御装置Ｈは、刈取オートクラッチスイッチ３３が入り状態であり、刈取脱穀操作レバー２７が刈取入り位置に操作されているときには、刈取作業部５の高さを高さ検出手段３０にて監視し、刈取作業部５の高さが設定高さ以上であるか否かを判定する（ステップ１１）。つまり、制御装置Ｈは、刈取作業部５の高さが設定高さに満たないときには、刈取作業部５が作業用位置にあると判定し、刈取作業部５の高さが設定高さ以上であるときには、刈取作業部５が非作業用退避位置にあると判定する。

刈取作業部５の高さが設定高さに満たないとき（つまり、作業用位置にあるとき）、制御装置Ｈは、コンバインが後進走行状態及び走行停止状態にあるか否かを、ポテンショメータ３５から出力される走行状態操作レバー２５の操作状態に関する情報を用いて判定する（ステップ１２）。そして制御装置Ｈは、コンバインが後進走行状態及び走行停止状態にあるときには、刈取クラッチ１３を切り状態にするように電動シリンダ１４を制御する（ステップ１３）。つまり、刈取作業部５が作業用位置に位置して、圃場の穀稈の刈取作業を行っている可能性があるときに後進走行状態及び走行停止状態が検出されると、刈取クラッチ１３を直ちに伝動切り状態に制御することで、圃場に植えられている刈取前の穀稈を刈取作業部５で損傷させてしまうのを回避することができる。
他方で、刈取作業部５が作業用位置にあり、且つ、コンバインが前進走行状態にあるときには、コンバインが通常の刈取処理を行っていると判定して刈取クラッチ１３を入り状態にするように電動シリンダ１４を制御する（ステップ１４）。

また、刈取作業部５の高さが設定高さ以上であるとき、つまり、刈取作業部５が非作業用退避位置にあるとき、制御装置Ｈは、コンバインが後進走行状態及び走行停止状態にあるか否かを、ポテンショメータ３５から出力される走行状態操作レバー２５の操作状態に関する情報を用いて判定する（ステップ１５）。そして制御装置Ｈは、コンバインが後進走行状態及び走行停止状態にあるときには、コンバインの走行状態が後進走行状態及び走行停止状態に変化した後、設定時間経過したか否かを判定し（ステップ１６）、設定時間経過しているときには刈取クラッチ１３を切り状態にするように電動シリンダ１４を制御する（ステップ１８）。つまり、刈取作業部５が非作業用退避位置に位置して、刈取作業部５が圃場の穀稈の刈取作業を行っていない状態においてコンバインの後進走行状態及び走行停止状態が検出されると、走行状態が後進走行状態及び走行停止状態に変化してから設定時間経過後には刈取済みの穀稈の脱穀部８への搬送が完了し、刈取作業部５には搬送中の刈取穀稈が存在していないものとして刈取クラッチ１３を伝動切り状態になるように作動させることで、圃場に植えられている刈取前の穀稈を損傷することを回避し且つ刈取作業部５にて搬送中の刈取穀稈を脱穀部８に確実に搬送させることができる。

他方で、刈取作業部５の高さが設定高さ以上であり（つまり、刈取作業部５が非作業用退避位置にあり）、且つ、コンバインが前進走行状態にあるときには、制御装置Ｈは、穀稈検出状態から穀稈非存在検出状態へ変化した後、設定時間経過しているか否かを株元センサ３２による検出結果を参照して判定する（ステップ１７）。そして、設定時間経過しているときには、制御装置Ｈは、刈取クラッチ１３を切り状態にするように電動シリンダ１４を制御する（ステップ１８）。つまり、刈取作業部５が非作業用退避位置に位置しているということは、刈取作業部５が圃場の穀稈の刈取作業を新たに行っていないということであり、その状態で株元センサ３２が穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わってから設定時間経過する状態になると、刈取済みの穀稈の脱穀部８への搬送が完了し、刈取作業部５には搬送中の刈取穀稈が存在していないものとして刈取クラッチ１３を伝動切り状態になるように作動させて、刈取作業部５の作動を停止させることができる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、走行状態操作レバー２５の操作状態を検出するポテンショメータ３５を走行状態検出手段として用いて、コンバインが前進走行状態であるか、走行停止状態であるか、又は、後進走行状態であるかを判定する例について説明したが、他の装置を走行状態検出手段として用いることもできる。例えば、制御装置Ｈが、ミッション部１６とクローラ式走行装置１とを連結する車軸に設けられた車速センサ１７の出力に基づいて、コンバインが前進走行状態であるのか、走行停止状態であるのか、又は、後進走行状態であるのかを判定するように構成することもできる。

＜２＞
上記実施形態において説明した、穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わった後、刈取クラッチ１３が伝動切り状態にされるまでの設定時間は、コンバインの特性に応じて自在に設定することができる。例えば、コンバインの搬送装置５ｃの搬送経路長や刈取穀稈の搬送速度に基づいて、穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わった後、刈取クラッチ１３が伝動切り状態にされる前に刈取穀稈の脱穀部８への搬送が完了するような時間に設定すればよい。

＜３＞
上記実施形態において説明した、後進走行状態及び走行停止状態に変化した後、刈取クラッチ１３が伝動切り状態にされるまでの設定時間は、コンバインの特性に応じて自在に設定することができる。例えば、コンバインの搬送装置５ｃの搬送経路長や刈取穀稈の搬送速度に基づいて、前進走行状態から後進走行状態及び走行停止状態に切り換わった後、刈取クラッチ１３が伝動切り状態にされる前に、前進走行時に刈り取られた刈取穀稈の脱穀部８への搬送が完了するような時間に設定すればよい。

＜４＞
上記実施形態では、高さ検出手段３０として、刈取作業部５の走行機体に対する相対高さ、つまり、対機体高さを検出する構成としたが、このような構成に代えて、例えば、超音波センサやレーザー測距装置等により、刈取作業部５の地面からの離間距離を高さとして直接検出する構成としてもよく、上記設定高さとして、このような地面からの離間距離に対応する高さを設定してもよい。

＜５＞
上記実施形態では、株元センサ３２を作業状態検出手段として用いて、刈取作業部５における刈取穀稈の存否に基づいて穀稈存在検出状態であるか、又は、穀稈非存在検出状態であるかを検出するように構成したが、このような構成に代えて、例えば、脱穀部８の穀稈入口付近に穀稈の有無を検出する検出手段を備えて、この検出手段が穀稈の無い状態を設定時間以上連続して検出すると、穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わったものと判断する構成等、各種の形態で実施することが可能である。

コンバインの側面図 伝動系統図 制御ブロック図 制御動作のフローチャート 制御動作のフローチャート

符号の説明

５ 刈取作業部
１３ 刈取クラッチ（作業クラッチ）
３２ 株元センサ（作業状態検出手段）
３５ ポテンショメータ（走行状態検出手段）
Ｈ 制御装置（クラッチ制御手段）

Claims (2)

1. 走行機体に対して、下方側の作業用位置と上方側の非作業用退避位置とにわたり昇降操作自在な刈取作業部と、
   前記刈取作業部への動力伝達を入り切りする作業クラッチを操作自在なアクチュエータと、
   前記刈取作業部にて搬送される刈取穀稈の存否を検出する作業状態検出手段と、
   前記刈取作業部の高さを検出する高さ検出手段と、
   前記アクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段とが設けられ、
   そのクラッチ制御手段が、
   前記作業状態検出手段及び前記高さ検出手段の情報に基づいて、前記刈取作業部が前記非作業用退避位置に位置する状態で且つ前記作業状態検出手段が穀稈存在検出状態から穀稈非存在検出状態に切り換わってから設定時間経過する状態になると、前記作業クラッチが伝動切り状態になるように前記アクチュエータを制御する作業クラッチ操作処理を実行するように構成されているコンバインのクラッチ操作装置であって、
   前記走行機体の走行状態を検出する走行状態検出手段が設けられ、
   前記クラッチ制御手段は、前記作業クラッチ操作処理として、
   前記刈取作業部が前記作業用位置に位置するときに、前記走行状態検出手段にて後進走行状態及び走行停止状態が検出されると前記作業クラッチが直ちに伝動切り状態になり、且つ、前記刈取作業部が前記非作業用退避位置に位置するときに、前記走行状態検出手段にて後進走行状態及び走行停止状態が検出されると前記作業クラッチが設定時間経過後に伝動切り状態になるように前記アクチュエータを制御するように構成されているコンバインのクラッチ操作装置。
2. 前記クラッチ制御手段が、前記作業クラッチ操作処理を実行する自動モードと、手動操作式の入切指令手段の入切指令に基づいて前記アクチュエータを制御する手動モードとの切り換え自在に構成されている請求項１記載のコンバインのクラッチ操作装置。

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