JP2005253406A - コンバインの前処理駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】コンバインの前処理部の駆動を、倒伏穀稈を円滑に刈り取ることができるように前処理部を走行速度に追従させて変速するコンバインの前処理駆動システムを提供することを課題としている。
【解決手段】前処理部８の駆動速度を走行速度に連動して変更する速度設定手段を、走行変速部１２の副変速操作を行う副変速レバー６７が低速側に切り換えられる場合、又は倒伏穀稈の刈取り作業を行うか否かを設定する倒伏設定手段７７が倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定される場合に、走行速度に対する前処理部８の駆動速度の連動比率を大きくするように構成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、コンバインの前処理部を走行速度に追従させて変速するコンバインの前処理駆動システムに関する。

従来エンジンからの出力を走行伝動系と前処理部への前処理伝動系とに分岐させ、走行装置の駆動用の走行変速部と、前処理部駆動用の前処理変速部とを設け、走行変速部の変速操作を行う主変速レバーと、走行変速部の副変速操作を行う副変速レバーとを設け、前処理部の駆動速度を走行速度に連動して変更する速度設定手段を設けたコンバインが公知となっている（例えば特許文献１参照）。

そして上記コンバインには主変速レバーに倒伏穀稈の刈取り作業を行うか否かを設定する倒伏スイッチが設けられており、倒伏スイッチがＯＮされると、走行速度に対する前処理部の駆動速度の連動比率を大きくし、同一の走行速度の場合、倒伏スイッチがＯＦＦの場合に比較して前処理部の駆動速度を増加させて刈取り量を増加し、倒伏穀稈の刈り取り作業を効率良く行わせるように構成されている。
特開２００２−３０５９４３号公報

例えば全面倒伏穀稈の圃場での刈取り作業を行う場合は、作業中継続して上記前処理部の増速状態を維持する必要がある。しかし倒伏スイッチを作業中継続して押し続けることが困難であり、このため前処理部の増速状態を維持することが困難であるという欠点があった。

上記課題を解決するための本発明のコンバインの前処理駆動システムは、エンジン１１からの出力を走行伝動系と前処理部８への前処理伝動系とに分岐させ、走行装置２の駆動用の走行変速部１２と、前処理部駆動用の前処理変速部１４とを設け、走行変速部１２の変速操作を行う主変速レバー６６と、走行変速部１２の副変速操作を行う副変速レバー６７とを設け、前処理部８の駆動速度を走行速度に連動して変更する速度設定手段を設けたコンバインにおいて、速度設定手段を、副変速レバー６７が低速側に切り換えられると、走行速度に対する前処理部８の駆動速度の連動比率を大きくするように構成したことを第１の特徴としている。

第２に倒伏穀稈の刈取り作業を行うか否かを設定する倒伏設定手段７７を設け、速度設定手段を、倒伏設定手段７７が倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定されると、走行速度に対する前処理部８の駆動速度の連動比率を大きくするように構成したことを特徴としている。

第３に速度設定手段を、副変速レバー６７が低速側に切り換えられ、且つ倒伏設定手段７７が倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定されると、走行速度に対する前処理部８の駆動速度の連動比率を、副変速レバー６７の低速側への切り換え、又は倒伏設定手段７７の倒伏穀稈の刈取り作業を行う設定の一方が行われた場合より大きくするように構成した
ことを特徴としている。

以上のように構成される本発明の構造によると、副変速レバーが低速側に切り換えられている場合、あるいは倒伏設定手段が倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定されている場合には、大きな速度比率で走行速度に対して前処理部の駆動速度が追従する。これにより走行速度に対して刈取り量が増加し、倒伏穀稈の刈り取り作業を効率良く行うことができるという効果がある。

なお副変速レバーを低速側に切り換え、且つ倒伏設定手段を倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定すると、いずれか一方の操作の場合に比較して更に大きな速度比率で走行速度に対して前処理部の駆動速度を追従させる構成とすることにより、上記両操作を行うことによって走行速度に対して更に刈取り量が増大し、倒伏状態が激しい穀稈の刈り取り作業を効率良く行うことができる。

図１，図２は本発明の前処理駆動システムを採用したコンバインの平面図及び前処理部を省略した正面図である。機体フレーム１が左右のクローラ走行装置２に支持されている。機体フレーム１上には右側前方に運転席３が設けられている。該運転席３の後方にグレンタンク４が設けられている。該グレンタンク４の側方には脱穀装置６が設けられて走行機体７が構成されている。

走行機体７の前方には、機体フレーム１側に軸支されている縦フレーム９を介して前処理部８が上下昇降自在に設けられている。上記構造により本コンバインは、従来同様、前処理部８により穀稈を刈取り、その後フィードチェーン５に受け継がせ、該フィードチェーン５によって穀稈を脱穀装置６に供給する。

なお上記縦フレーム９は運転席３の側方、且つ脱穀装置６の前方において上下回動自在に支持され、前処理部８は上下昇降自在となっている。また縦フレーム９には前処理部８側に駆動力を伝動する伝動機構が内装されており、縦フレーム９の走行機体７側（エンジン１１側）には駆動力入力用の入力プーリが設けられている。

本コンバインには、エンジン１１からの駆動力を前処理部８に伝動する前処理伝動系に、前処理部８及びフィードチェーン５を駆動するための作業機トランスミッション１４が設けられている。そして作業機トランスミッション１４は、機体フレーム１に突設されて作業機トランスミッション１４のミッションケース１６を支持する支持ステー１７を介して、脱穀装置６の前方の運転席３側、すなわちエンジン１１側に配置されている。

図３の伝動線図に示されるように、上記ミッションケース１６にはエンジン１１からの駆動力を無段階に変速して作業機トランスミッション１４に入力する無段変速装置（作業機ＨＳＴ）１８が、ミッションケース１６の反エンジン側の側面に一体的に取り付けられている。上記作業機ＨＳＴ１８の入力軸及び出力軸は、ミッションケース１６内に突出している。

ミッションケース１６のエンジン１１側の側面からは動力入力軸１９が突出している。動力入力軸１９と作業機ＨＳＴ１８の入力軸とがミッションケース１６内においてギヤ２１を介して伝動連結されている。作業機ＨＳＴ１８の出力軸はミッションケース１６内に設けられた中間軸２２とギヤ２３を介して伝動連結されている。

動力入力軸１９のエンジン側の端部には入力プーリ２４が軸支されている。入力プーリ２４には、エンジン１１の出力軸２６に軸支された出力プーリ２７からベルト２８及び作業機クラッチ２９を介して駆動力が伝動されている。ミッションケース１６からは、前処理部８側への駆動力出力用の前処理駆動軸３６がエンジン側の側面から、フィードチェーン５側への駆動力出力用のフィードチェーン駆動軸３７が反エンジン側の側面からそれぞれ突出している。

ミッションケース１６内において、前処理駆動軸３６には中間軸２２からギヤ３８を介して駆動力が入力されている。前処理駆動軸３６のギヤ３９から中間軸２２に遊嵌されたスプロケット一体タイプのギヤ４１に駆動力が伝動されている。該ギヤ４１に一体のスプロケット４２からチェーン４３とフィードチェーン駆動軸３７に軸支されたスプロケット４０とを介してフィードチェーン駆動軸３７に駆動力が伝動されている。

前処理駆動軸３６の端部には前処理出力プーリ４４が設けられている。該前処理出力プーリ４４から前述の前処理部８側の入力プーリ１０にベルト４６と前処理クラッチ４７を介して駆動力が伝動されている。フィードチェーン駆動軸３７からフィードチェーン５の駆動スプロケット４８に伝動軸３０を介して駆動力が伝動されている。

上記動力入力軸１９には脱穀出力プーリ３１も軸支されており、脱穀装置６において選別風を送風せしめる唐箕ファン３２に、該唐箕ファン３２の駆動軸（唐箕軸）３３のエンジン側の突出端部側に軸支された脱穀入力プーリ３４とベルト３６を介して駆動力を伝動している。

脱穀装置６は、脱穀装置６の枠体におけるエンジン側の側面外側において、唐箕軸３３からプーリ４９，５１とベルト５２を介して扱胴５３の駆動力入力軸５４に駆動力を伝動するように構成されている。

以上により作業機クラッチ２９を入り作動させることによって、動力入力軸１９にエンジン１１から直接駆動力が入力されると、該駆動力は作業機ＨＳＴ１８に伝動されて無段階に変速され、前処理駆動軸３６とフィードチェーン駆動軸３７から出力される。そして前処理装置８及びフィードチェーン５が駆動されるとともに、動力入力軸１９から唐箕軸３３に駆動力が伝動され、脱穀装置６が駆動される。

そして作業機クラッチ２９の入り切りによって、前処理装置８，フィードチェーン５，脱穀装置６の駆動を同時に入り切りすることができる。ただし作業機トランスミッション１４への駆動力の入力状態（作業機クラッチ２９の入り状態）においては、前処理クラッチ４７によって前処理部８の駆動を単独で入り切りすることが可能である。

上記作業機ＨＳＴ１８のトラニオン軸には、斜板角を操作して当該作業機ＨＳＴ１８の変速操作を行うアクチュエータとして変速モータ３５が一体的に取り付けられている。前処理部８及びフィードチェーン５の作動速度は変速モータ３５の作動によって後述するように走行速度に連動して変速制御される。

一方図３の伝動線図に示されるように、エンジン１１からの駆動力をクローラ走行装置２に伝動する走行伝動系には、クローラ走行装置２用の走行トランスミッション１２がエンジン１１の前方下方に設けられている。走行トランスミッション１２には、クローラ走行装置２の変速駆動用の油圧無段変速装置（走行ＨＳＴ）１３が一体的に取り付けられている。

走行ＨＳＴ１３の入力軸５６には、入力プーリ５７が取り付けられており、エンジン１１の走行出力プーリ５８からベルト５９と走行クラッチ６１を介して駆動力が入り切り自在に伝動されている。走行トランスミッション１２は、ミッションケース６２内において走行ＨＳＴ１３の出力を副変速機構６３を介して副変速してクローラ走行装置２の駆動軸６４に出力する。

走行ＨＳＴ１３は運転席３側に設けられる主変速レバー６６の前後及び左右揺動切換操作によって操作され、副変速機構６３は主変速レバー６６の側方に設けられる副変速レバー６７の前後揺動切換操作によって操作される。走行トランスミッション１２は主変速レバー６６と副変速レバー６７の組み合わせ操作によって変速され、機体７の走行速度が決定される。

主変速レバー６６は走行ＨＳＴ１３を操作するため無段階の変速が可能である。副変速レバー６７は、路上走行用の高速（Ｈ）と、標準的な刈取り作業を行う場合の中速（Ｍ）と、倒伏穀稈の刈取り作業を行う場合の低速（Ｌ）の３段階の変速操作が可能となっている。上記トランスミッションの構造により、副変速レバー６７により決定される高速（Ｈ）又は中速（Ｍ）又は低速（Ｌ）の環境の下で主変速レバー６６による無段階変速が行われて走行速度が決定される。

前述の作業機トランスミッション１４には、前処理駆動軸３６の出力回転を検出する作業機回転センサ６８が取り付けられている。上記走行トランスミッション１２には、副変速後の出力回転、つまり前処理出力プーリ４４の回転数を副変速出力軸６９から検出する走行回転センサ７１が設けられている。

図４に示されるように、走行回転センサ７１と作業機回転センサ６８は、前述の変速モータ３５を制御する制御部７２の入力側に接続されている。制御部７２には、走行速度に基づいて前処理部８及びフィードチェーン１９の駆動速度を設定するプログラムが記憶されている。制御部７２は、上記プログラムに基づく作動によって、前処理部８及びフィードチェーン１９の駆動速度を走行速度に連動して変更する速度設定手段として機能する。

上記速度設定手段（制御部７２）は、走行回転センサ７１と作業機回転センサ６８からの情報に基づき、前処理装置８及びフィードチェーン１９の駆動速度の変速を、変速モータ３５を介した作業機ＨＳＴ１８の自動変速操作によって行う。速度設定手段は、前処理部８の速度制御のみでも良い。

主変速レバー６６の把持部６６ａには、図５に示されるように倒伏スイッチ７７が備えられている。倒伏スイッチ７７は倒伏穀稈の刈取り作業時に入り（ＯＮ）操作するスイッチである。副変速レバー６７の基端部側には、副変速レバー６７を低速側に切り換えたことを検出する副変速低速スイッチが設けられている。

副変速スイッチは副変速レバー６７の低速側への切り換えによって入り（ＯＮ）となる。図４に示されるように、倒伏スイッチ７７及び副変速低速スイッチ７８は上記の制御部７２の入力側に接続されている。制御部７２は、両スイッチの入り切りに応じて変速モータ３５の制御状態を切り換える。

速度設定手段（制御部７２）による変速モータ３５の駆動制御、すなわち作業機ＨＳＴ１８の自動変速制御について説明する。図６に示されるように、まずステップＳ１において走行回転センサ７１により走行速度を検出して読み込む。次に倒伏スイッチ７７のＯＮ，ＯＦＦをチェックする。

ステップＳ２において倒伏スイッチ７７がＯＦＦの場合は、ステップＳ３に進み副変速スイッチ７８のＯＮ，ＯＦＦをチェックする。ステップＳ３において副変速スイッチ７８がＯＦＦの場合、つまり副変速レバー６７が低速側に設定されていない場合は、ステップＳ４に進み、予め定められている定数ａ及び定数Ｋと走行回転センサ７１による検出情報（前処理出力プーリ４４の回転数）に比例して設定される変数ｘとによりｙを、
ｙ＝ａ・ｋ・ｘ
として演算する。

その後ステップＳ５に進み、演算結果ｙを目標値とするように変速モータ３５を駆動して作業機ＨＳＴ１８の自動変速をｙに比例させて行う。この結果図７のＦ１に示されるように、走行速度に追従して前処理部８及びフィードチェーン５の駆動速度が変速される。前処理部８及びフィードチェーン５の駆動速度は走行速度にａ・Ｋを定数として比例する。

一方ステップＳ３において副変速スイッチ７８がＯＮの場合、つまり副変速レバーが低速側に設定されている場合は、ステップＳ６に進み、予め定められている定数ａ及び定数Ｋ１と上記変数ｘとによりｙを、
ｙ＝ａ・ｋ１・ｘ
として演算し、ステップＳ５に進み、演算結果ｙを目標値とするように変速モータ３５を駆動して作業機ＨＳＴ１８の自動変速をｙに比例させて行う。

この結果図７のＦ２に示されるように、走行速度に追従して前処理部８及びフィードチェーン５の駆動速度が変速される。ただしＫ１＞Ｋであり、前処理部８及びフィードチェーン５の駆動速度は走行速度にａ・Ｋ１（ａ・ｋ１＞ａ・Ｋ）を定数として比例し、ｙ＝ａ・ｋ・ｘの場合に比較して同一の走行速度で高速駆動（増速）される。

またステップＳ２において倒伏スイッチ７７がＯＮの場合、つまり倒伏穀稈の刈取り作業を行うように指示されている場合は、ステップＳ７に進み副変速スイッチ７８のＯＮ，ＯＦＦをチェックする。ステップＳ７において副変速スイッチ７８がＯＦＦの場合、つまり副変速レバー６７が低速側に設定されていない場合は、ステップＳ６に進む。

ステップＳ７において副変速スイッチ７８がＯＮの場合、つまり副変速レバー６７が低速側に設定されている場合は、ステップＳ８に進み、予め定められている定数ａ及び定数Ｋ２と上記変数ｘとによりｙを、
ｙ＝ａ・ｋ２・ｘ
として演算し、ステップＳ５に進み、演算結果ｙを目標値とするように変速モータ３５を駆動して作業機ＨＳＴ１８の自動変速をｙに比例させて行う。

この結果図７のＦ３に示されるように、走行速度に追従して前処理部８及びフィードチェーン５の駆動速度が変速される。ただしＫ２＞Ｋ１であり、前処理部８及びフィードチェーン５の駆動速度は走行速度にａ・Ｋ２（ａ・ｋ２＞ａ・Ｋ１）を定数として比例し、ｙ＝ａ・ｋ１・ｘの場合に比較して同一の走行速度で高速駆動（増速）される。

上記制御によって、副変速レバー６７が中速側に切り換えられ、且つ倒伏スイッチ７７が切り状態（ＯＦＦ）に設定される通常の刈取り作業においては、標準状態として通常の速度比率（比例定数＝ａ・Ｋ）で走行速度に対して前処理部８とフィードチェーン５の駆動速度が追従する。これにより両速度の連動によって刈り取り及び搬送が走行速度に応じた処理量に対応し、安定した刈り取り作業を行うことが可能となる。

また副変速レバー６７が低速側に切り換えられ、且つ倒伏スイッチ７７が切り状態に設定される倒伏刈取り作業、及び副変速レバー６７が中速側に切り換えられ、且つ倒伏スイッチ７７が入り（ＯＮ）状態に設定される倒伏刈取り作業においては、標準状態の速度比率（比例定数＝ａ・Ｋ）に比較して増速された速度比率（比例定数＝ａ・Ｋ１）で走行速度に対して前処理部８とフィードチェーン５の駆動速度が追従する。

これにより走行に対する刈取り量が増加し、倒伏穀稈の刈り取り作業を効率良く行うことができる。また副変速レバーを低速に設定することで、上記のように増速された速度比率（比例定数＝ａ・Ｋ１）で走行速度に対して前処理部８とフィードチェーン５の駆動速度が追従するため、全面倒伏穀稈の圃場での作業時に倒伏スイッチ７７を押し続ける必要はない。

そして部分的に倒伏穀稈がある場合は、従来同様倒伏スイッチ７７を一時的に押すことによって、上記のように増速された速度比率（比例定数＝ａ・Ｋ１）で走行速度に対して前処理部８とフィードチェーン５の駆動速度を追従させ、倒伏穀稈の圃場での作業を円滑に行うことができる。

一方副変速レバー６７が低速側に切り換えられ、且つ倒伏スイッチ７７が入り状態に設定される通常の刈取り作業においては、上記比例定数＝ａ・Ｋ１の場合に比較してさらに増速された速度比率で走行速度に対して前処理部８とフィードチェーン５の駆動速度が追従する。これにより倒伏状態が激しい穀稈の刈り取り作業を効率良く行うことができる。

なお上記制御部７２は、上記のような制御を行う制御モードと、メンテナンス等を行う設定モードとを備えている。両モードは所定の操作によって切換自在となっている。上記変速モータ３５の駆動制御は制御モードで行われる。

一方上記制御部７２には、設定モード時に前述の前述の比例定数ａの値を変更設定する比例定数変更手段が備えられている。制御部７２の入力側には比例定数ａの値を段階的に設定する設定ダイヤル７９と、設定ダイヤル７９による設定を制御部７２側に記憶させる記憶スイッチ８１とが接続されている。制御部７２の出力側には、表示装置８２も接続されている。

比例定数変更手段の作動について説明する。図８のフローチャート図に示されるように、まずステップＳ１において設定モードか否かをチェックする。設定モードの場合にステップＳ２に進み記憶スイッチ８１の入り（ＯＮ），切り（ＯＦＦ）をチェックする。記憶スイッチ８１がＯＮの場合に、ステップＳ３に進み、調節された状態の設定ダイヤル７９のダイヤル値を読み込み、ステップＳ４に進み、ダイヤル値に応じた設定値を上記表示装置８２に表示させる。

そしてステップＳ５に進み、再度記憶スイッチ８１のＯＮ，ＯＦＦをチェックする。記憶スイッチ８１がＯＮの場合はステップＳ６に進み設定値をａとして制御部７２側に記憶させ、リターンする。なおステップＳ５において記憶スイッチ８１がＯＦＦの場合はステップＳ３に戻る。またステップＳ１において設定モードではない場合、及びステップＳ２において記憶スイッチ８１がＯＦＦの場合はリターンする。

以上により作業者が、制御部７２を設定モードとし、設定ダイヤル７９を調節して記憶スイッチ８１を押し、設定値を確認し、再度記憶スイッチ８１を押すことによって上記比例定数ａの値の調節が行われる。定数ａの調節は、図７の破線で示される微調節の範囲で行うことが可能となっている。

このため図７に示されるように、比例定数としてａ・Ｋを使用する場合に、ａ・Ｋ１を使用する場合の速度範囲内に入ることはなく、比例定数としてａ・Ｋ１を使用する場合に、ａ・Ｋ２及びａ・Ｋを使用する場合の速度範囲内に入ることはなく、比例定数としてａ・Ｋ２を使用する場合に、ａ・Ｋ１を使用する場合の速度範囲内に入ることはない。

そして上記定数ａの微調節によって、刈り取り及び搬送の速度を走行速度に対して微調節することができ、走行速度に応じた処理量をより詳細に設定し、刈取り及び脱穀作業をより安定して行わせることができる。

コンバインの平面図である。 コンバインの前処理部を省略した正面図である。 駆動力の伝動線図である。 制御部のブロック図である。 主変速レバー単体の正面図である。 自動変速制御のフローチャート図である。 走行速度と前処理部の駆動速度の関係を示すグラフ図である。 比例定数変更のフローチャート図である。

符号の説明

２ 走行装置
１１ エンジン
１２ 走行トランスミッション（走行変速部）
１４ 作業機トランスミッション（前処理変速部）
６６ 主変速レバー
６７ 副変速レバー
７７ 倒伏スイッチ（倒伏設定手段）

Claims (3)

1. エンジン（１１）からの出力を走行伝動系と前処理部（８）への前処理伝動系とに分岐させ、走行装置（２）の駆動用の走行変速部（１２）と、前処理部駆動用の前処理変速部（１４）とを設け、走行変速部（１２）の変速操作を行う主変速レバー（６６）と、走行変速部（１２）の副変速操作を行う副変速レバー（６７）とを設け、前処理部（８）の駆動速度を走行速度に連動して変更する速度設定手段を設けたコンバインにおいて、速度設定手段を、副変速レバー（６７）が低速側に切り換えられると、走行速度に対する前処理部（８）の駆動速度の連動比率を大きくするように構成したコンバインの前処理駆動システム。
2. 倒伏穀稈の刈取り作業を行うか否かを設定する倒伏設定手段（７７）を設け、速度設定手段を、倒伏設定手段（７７）が倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定されると、走行速度に対する前処理部（８）の駆動速度の連動比率を大きくするように構成した請求項１のコンバインの前処理駆動システム。
3. 速度設定手段を、副変速レバー（６７）が低速側に切り換えられ、且つ倒伏設定手段（７７）が倒伏穀稈の刈取り作業を行うように設定されると、走行速度に対する前処理部（８）の駆動速度の連動比率を、副変速レバー（６７）の低速側への切り換え、又は倒伏設定手段（７７）の倒伏穀稈の刈取り作業を行う設定の一方が行われた場合より大きくするように構成した請求項２のコンバインの前処理駆動システム。

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