JP2005269952A - コンバインの刈取り部駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンバイの刈取り部駆動制御装置において、畦際での機体回向を、未刈り穀稈を不用意に刈り取ってしまうようなことなく、かつ、能率良く行うことができるようにする。
【解決手段】 走行機体に刈取り部を昇降自在に連結し、刈取り部が設定高さ以上に上昇され、かつ、刈取り部の刈取り穀稈搬送系に備えた穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから設定時間経過すると刈取り部５への動力断続用の刈取りクラッチを自動的に切り操作する制御手段を備えたコンバイの刈取り部駆動制御装置において、刈取り部が設定高さまで上昇されたことを検知して、刈取り部への伝動系に備えた変速機構を高速側に切換えるようにする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、自脱型コンバインにおける刈取り部の駆動制御装置に関する。

コンバインによる収穫においては、一行程の刈取り走行を終了して畦際に到達すると、刈取り部を上昇させて機体を枕地に沿って回向させ、その後、刈取り部を作業高さまで下降させて次行程の刈取り走行に移行する回り刈り形態が一般的に採用されており、刈取り部を上昇させた際、既に刈取った穀稈がこぼれ落ちるのを回避するために、刈取り穀稈が脱穀フィードチェーンに受け渡されるまで刈取り部を駆動し、受け渡しが完了した状態で刈取りクラッチを切って刈取り部の駆動を停止することが望ましく、従来では、刈取り部が設定高さ以上に上昇され、かつ、刈取り部の刈取り穀稈搬送系に備えた穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから設定時間経過すると刈取り部への動力断続用の刈取りクラッチを自動的に切り操作する制御手段を備えて刈取りクラッチ操作の省力化を図ったものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１２５６４５号公報

上記従来手段では、刈取り部が上昇され、かつ、穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから刈取りクラッチを自動的に切り操作するまでの設定時間は、既に刈取った穀稈の全てが刈取り部から完全に搬出されてしまうまでの時間、つまり、刈取り穀稈の終端のものが穀稈存否センサを通過してから脱穀フィードチェーンに至るまでに要する時間を想定して設定されることになる。この場合、刈取り穀稈搬送系の搬送速度は走行速度に対応して設定されるのが一般的であるので、機体回向時のように走行速度を落とす場合には刈取り穀稈搬送速度も遅くなり、従って、前記設定時間も長いものに定められる。

このように、穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから刈取りクラッチを自動的に切り操作するまでの設定時間が長いと、刈取り部を上昇させてスイッチターンなどを行って機体を回向する際にも刈取り部が駆動状態のままになって、時には未刈作物の穂部を刈り取ってしまうことがあった。なお、刈取り部を上昇させた後、刈取り穀稈が搬送されきって刈取りクラッチが自動的に切り操作されるまで走行を停止し、刈取り部の駆動が断たれたことを確認してから回向すれば、未刈り穀稈の穂部を不用意に刈り取ってしまうことはなくなるが、これでは作業能率が低下してしまう新たな不具合がもたらされる。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、畦際での機体回向を、未刈り穀稈を不用意に刈り取ってしまうようなことなく、かつ、能率良く行うことができるようにすることを主たる目的としている。

第１の発明は、走行機体に刈取り部を昇降自在に連結し、前記刈取り部が設定高さ以上に上昇され、かつ、前記刈取り部の刈取り穀稈搬送系に備えた穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから設定時間経過すると刈取り部への動力断続用の刈取りクラッチを自動的に切り操作する制御手段を備えたコンバイの刈取り部駆動制御装置であって、
前記刈取り部が前記設定高さまで上昇されたことを検知して、前記刈取り部への伝動系に備えた変速機構を高速側に切換える自動変速制御手段を設けてあることを特徴とする。

上記構成によると、通常の刈取り作業時には刈取り部は走行速度に対応した適切な速度に保持されているが、機体回向のために刈取り部を上昇させると、刈取り部が設定高さ以上に上昇され、かつ、穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから設定時間経過すると刈取り部への動力断続用の刈取りクラッチを自動的に切り操作されるのであるが、刈取り部が前記設定高さまで上昇された時点で刈取り部への伝動系が高速に切換えられ、刈取り穀稈の搬送速度が通常の作業中よりも速くなる。

従って、刈取られた穀稈の最後のものが脱穀装置に搬送されきってしまうまでの必要時間は、刈取り作業中の搬送速度で搬送する場合よりも短くなり、穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから刈取りクラッチを自動的に切り操作するまでの設定時間は短いものですむ。

このように、第１の発明によると、畦際での機体回向時に上昇された刈取り部が駆動されている時間を短くすることが可能となり、畦際での機体回向を、未刈り穀稈を不用意に刈り取ってしまうようなことなく、かつ、能率良く行うことができるようになる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記走行機体の走行速度と前記刈取り部の駆動速度とを同調させてあることを特徴とする。

変速した動力を走行系と作業系に分岐する、等して、走行機体の走行速度と刈取り部の駆動速度とを同調させると、走行速度を速く（遅く）するに連れて刈取り部の駆動速度も自動的に速く（遅く）なり、走行速度の如何にかかわらず穀稈の引起し姿勢および刈取り姿勢が安定して良好な刈取りを行うことができるが、畦際での機体回向時に走行速度を落とすと、刈取り部の駆動速度が低下して刈取り穀稈搬送に時間を要することになるが、上記のように、刈取り部の上昇に連動して刈取り部の駆動速度を速くすることで、刈取り穀稈の搬送時間を短縮化でき、第１の発明の上記効果を有効に発揮させることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ走行装置１を備えた走行機体２上に脱穀装置３と穀粒タンク４とが左右に並べて搭載され、機体前部に横軸芯Ｐ周りに昇降揺動自在に刈取り部５が連結されるとともに、走行機体２の右側前端部に運転部６が備えられて構成されている。

前記刈取り部５は、引起し装置７、バリカン型の刈取り装置８、刈り取穀稈を立姿勢から徐々に横倒れ姿勢に変更させて脱穀装置３に供給搬送する刈取り穀稈搬送装置９、等を備えている。そして、この刈り部５は、油圧シリンダ１０によって設定範囲内で駆動昇降自在となっている。

図３に、このコンバインの伝動構造の概略が示されている。前記運転部６の座席下に搭載配備されたエンジン１１の動力は脱穀作業系と走行系に分岐され、脱穀作業系の動力はベルトテンション式の脱穀クラッチ１２を介して脱穀装置３に伝達される一方、走行系の動力はベルトテンション式の主クラッチ１３を介して主変速装置１４に伝達される。主変速装置１４は正逆転の切換え、および、零速からの無段変速が可能な油圧式無段変速装置（ＨＳＴで構成されており、この主変速装置１４からの正転（前進用）あるいは逆転（後進用）の変速動力がミッションケース１５に入力される。

ミッションケース１５に入力された正転あるいは逆転の変速動力は更に走行系と刈取り作業系に分岐され、走行系の動力はギヤ式の副変速機構１６を介して３段に変速された後、左右一対のサイドクラッチ１７を介して左右クローラ走行装置１にそれぞれ伝達される。他方、分岐された刈取り作業系の動力はギヤ式の刈取り変速機構１８を介して高低２段に変速された後、その正転動力だけが一方向クラッチ１９を介して取り出され、ベルトテンション式の刈取りクラッチ２０を介して前記刈取り部５に伝達され、この動力によって前記引起し装置７、刈取り装置８、および、刈取り穀稈搬送装置９が駆動されるようになっている。

前記運転部６には、踏み込み操作によって前記主クラッチ１３を切り操作する主クラッチペダル２１、左右揺動操作によって前記サイドクラッチ１７を入り切りして機体を操向するとともに前後揺動操作によって前記油圧シリンダ１０を作動させて刈取り部５を昇降させる十字操作可能な操向レバー２２、前記主変速装置１４を手動操作する主変速レバー２３、前記副変速機構１６を手動操作する副変速レバー２４、脱穀クラッチ１２を入り切り操作する脱穀クラッチレバー２５、および、刈取りクラッチ２０を入り切り操作する刈取りクラッチレバー２６が配備されるとともに、前記刈取りクラッチ２６は電動シリンダ２７の伸縮作動によっても入り切り操作可能となっている。また、刈取り変速機構１８の変速用シフト部材２８が電動シリンダ２９の伸縮作動によってシフト操作されるようになっている。

前記刈取り穀稈搬送装置９の始端部位には、搬送される刈取り穀稈の株元部に接触作用する穀稈存否センサＳ0が設けられるとともに、刈取り部５の揺動支点部位には、刈取作業部５の対機体高さを検出するポテンショメー利用の昇降位置センサＳ1が設けられている。また、運転部６には、刈取り部５における上昇操作側の非作業用退避位置の対機体高さを作業者が人為操作にて任意の高さに設定するためのポテンショメータ利用の高さ設定器３０が設けられている（図４参照）。

次に、前記刈取り部５の昇降操作並びに刈取クラッチ２０の入り切り操作についての制御構成について説明する。

図４に示すように、前記操向レバー２２を中立位置からの前方側へ揺動操作するとオンする下降スイッチＳＷｄ、操向レバー２２を中立位置から後方側へ揺動操作するとオンする上昇スイッチＳＷｕの夫々が設けられ、且つ、操向レバー２２における握り部２２ａの上部に親指にて押し操作自在な自動昇降スイッチＳＷａが設けられている。

そして、昇降用の前記油圧シリンダ１０への圧油給排を司る電磁式の制御弁Ｖ、刈取りクラッチ操作用の電動シリンダ２７、刈取り変速用の電動シリンダ２９の夫々の作動を司るマイクロコンピュータ利用の制御装置３１が設けられ、この制御装置３１には、上記した下降スイッチＳＷｄ、上昇スイッチＳＷｕ、及び、自動昇降スイッチＳＷａの夫々の情報が入力されるとともに、前記高さ設定器３０、穀稈存否センサＳ0、昇降位置センサＳ1、及び、脱穀クラッチ１２の入り切りを検知する脱穀スイッチＳＷ2の夫々の情報が入力されている。

前記制御装置３１は、次のような手動昇降操作、自動昇降操作、及び、刈取クラッチ入り切り操作の夫々を実行するように構成されている。

〔手動昇降操作〕

操向レバー２２の後方操作により上昇スイッチＳＷｕがオンすると制御弁Ｖが切換えられて刈取作業部５が上昇し、操向レバー２２の前方操作により下降スイッチＳＷｄがオンすると制御弁Ｖが切換えられて刈取作業部５が下降する。

〔自動昇降操作〕

刈取り部５が刈取作業用の高さ位置にあるときに自動昇降スイッチＳＷａが押し操作されると、刈取り部５を高さ設定器３０によって選択された設定高さ位置にまで上昇させ、且つ、刈り部５が設定高さ位置にあるときに自動昇降スイッチＳＷａが押し操作されると、刈取り部５を刈取作業用の高さ位置にまで復帰下降する。

〔刈取りクラッチ２０の入り切り操作〕

穀稈存否センサＳ0が穀稈存在状態（オン状態）から穀稈非存在状態（オフ状態）に切り換わったときから設定時間が経過しており、且つ、昇降位置センサＳ1で検出される刈取り部５の高さが設定高さを越えると、「入り」状態にある刈取クラッチ２０が「切り」状態になるように電動シリンダ２７が作動し、刈取り部５の高さが設定高さを下回ると刈取りクラッチ２０が「入り」状態になるように電動シリンダ２７が作動する。

つまり、制御装置３１は、自動昇降スイッチＳＷａの操作に基づいて昇降用の油圧シリンダ１０に対する制御動作を実行する昇降制御手段と、刈取り部５の昇降動作に伴って刈取クラッチ２０を入り切りすべく電動シリンダ２７を制御するクラッチ制御手段とが夫々制御プログラム形式で備えられることになる。

なお、前記高さ設定器３０で設定される設定高さとしては、刈取り部５の昇降可能範囲の全範囲で変更設定できるようにすることも可能であるが、低い位置に設定されるとかえって使い難いものとなるおそれがあるので、刈取り部５の昇降可能範囲の中間位置よりも上方側の調節範囲内で変更調節できるようにしている。

次に、制御装置３１の制御動作について図５のフロー図に基づいて説明する。

刈取り部５が刈取用作業高さにあるときに自動昇降スイッチＳＷａがオン操作されると、昇降用の油圧シリンダ１０を上昇作動させる（ステップS１〜S３）。そして、昇降位置センサＳ1の検出情報に基づいて刈取り部５が高さ設定器３０で予め設定された設定高さ以上に上昇すると、上昇操作を停止させるとともに、刈取り変速機構１８を「低」から「高」に切換えるように電動シリンダ２９が作動する（ステップS4〜S6）。

その後、穀稈存否センサＳ0がオン状態からオフ状態に切り換わった時点から設定時間（刈取られた穀稈が全て脱穀装置に搬送されるに要する時間に相当）が経過すると、「入り」状態にある刈取クラッチ２０を「切り」状態に切換えるように電動シリンダ２７が作動する（ステップS7，S8）。

また、刈取り部５が設定高さ以上の高さに位置しているときに自動昇降スイッチＳＷａがオン操作されると、昇降位置センサＳ1の検出情報に基づいて、刈取り部５が刈取用作業用の高さ位置に下降するまで油圧シリンダ１０が下降作動するとともに、刈取り変速機構１８を「高」から「低」に切換えるように速電動シリンダ２９が作動する。（ステップS9〜S11）。その下降作動の途中で刈取り部５の高さが前記設定高さ未満になると、「切り」状態にある刈取クラッチ２０を「入り」状態に切換えるように電動シリンダ２７が作動する（ステップS12，S13）。刈取り部５が刈取用作業用の高さ位置にまで下降すると下降操作を停止する（ステップS14，S15）。なお、自動昇降スイッチＳＷａがオン操作されたときに、刈取り部５が刈取用作業用の高さ位置や設定高さ以上の高さの位置になければ昇降操作は行わない（ステップS16）。このときは手動操作にて対応することになる。

従って、作業者は自動昇降スイッチＳＷａを指で押し操作するだけで、刈取り部５を刈取用作業高さ位置と、高さ設定器３０で任意の高さに設定された設定高さ位置（非作業用退避位置）とにわたって自動で交互に昇降操作させることができるとともに、それに伴って刈取りクラッチ２０の入り切り操作も自動で行えることになり、操作性に優れたものとなる。

次に、図６に示すフロー図に基づいて手動昇降操作について説明する。この手動昇降操作についての制御動作は、上昇スイッチＳＷｕ又は下降スイッチＳＷｄの操作によって割り込み処理で実行する構成となっており、上記したような自動昇降制御よりも優先する構成であり、自動昇降作動中であってもこの手動操作が優先して実行されることになる。

上昇スイッチＳＷｕが操作されると、昇降位置センサＳ1の情報に基づいて、刈取り部５が昇降作動領域の最大上昇位置（上限位置）又はそれに近い位置に達していなければ、油圧シリンダ１０を上昇作動させる（ステップS21〜S23）。刈取り部５が高さ設定器３０で予め設定された設定高さ以上に上昇すると、上昇操作を停止させるとともに、刈取り変速機構１８を「低」から「高」に切換えるように速電動シリンダ２９が作動する（ステップS24〜S26）。

その後、穀稈存否センサＳ0がオン状態からオフ状態に切り換わった時点から設定時間が経過すると、「入り」状態にある刈取りクラッチ２０を「切り」状態に切換えるように電動シリンダ２７が作動する（ステップS27，S28）。上昇スイッチＳＷｕの操作が停止されるか、刈取り部５が昇降作動領域の最大上昇位置又はそれに近い位置（上限位置）に達すると、上昇操作が停止される（ステップS21，S37，S22，S29）。

下降スイッチＳＷｄが操作されると、昇降位置センサＳ1の検出情報に基づいて、刈取り部５が刈取用作業位置に達するまで油圧シリンダ１０を下降作動させるとともに、刈取り変速機構１８を「高」から「低」に切換えるように速電動シリンダ２９が作動する（ステップS30〜S33）。この下降作動中に刈取り部５が高さ設定器３０で予め設定された設定高さ未満になると、「切」状態にある刈取クラッチ２０を「入」状態に切換えるように電動シリンダ２７が作動する（ステップS34，S35）。下降スイッチＳＷｄの操作が停止されるか、又は、刈取り部５が刈取用作業位置に達すると下降操作が停止される（ステップS30，S37，S31，S36）。

なお、上記したような刈取りクラッチ２０に関する制御は脱穀クラッチレバー２５が入り操作されて脱穀スイッチＳＷ2がオンであることが起動条件の一つとなっており、脱穀クラッチレバー２５が切り操作されて脱穀スイッチＳ2がオフとなっている時には、電動シリンダ２７による刈取りクラッチ２０の入り切り操作、および、電動シリンダ２７による刈取り変速が実行されないように制御装置３１がプログラム設定されている。

〔別実施形態〕

（１）上記実施形態では、主変速装置１４からの変速動力を走行系と作業系に分岐して、刈取り部５の駆動速度が走行速度に同調するよう構成した場合を例示したが、簡易には、走行速度に対応して刈取り部５を人為的に変速操作するよう構成するものに本発明を適用することもできる。

（２）前記主変速装置をベルト式無段変速装置にして、その出力をミッションケース内で走行系と作業系に分岐し、走行系に前後進切換え機構および副変速機構を備えるとともに、作業系に前記刈取り変速機構１８を備える構成で実施することもできる。

（３）前記刈取り変速機構１８は、複数段の変速を行うギヤ式の他に、ベルト式の無段変速機構を利用することも可能である。

（４）上記実施形態では、刈取り部５の上昇操作時及び下降操作時の夫々において、刈取りクラッチ２０を自動で入り切り操作させる構成としたが、このような構成に代えて、刈取り部５を作業用位置から上昇操作させるときのクラッチ切り操作だけを自動で実行する構成とし、刈取りクラッチ２０の入り操作は別途、手動操作にて実行する形態としてもよい。

（５）上記実施形態では、刈取り部５の高さ検出手段として、刈取り部５の走行機体２に対する相対高さ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、刈取り部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い。

コンバインの全体側面図 コンバインの全体平面図 伝動系統図 制御ブロック図 制御フロー図 制御フロー図

符号の説明

２ 走行機体
５ 刈取り部
１８ 変速機構
２０ 刈取りクラッチ

Claims (2)

1. 走行機体に刈取り部を昇降自在に連結し、前記刈取り部が設定高さ以上に上昇され、かつ、前記刈取り部の刈取り穀稈搬送系に備えた穀稈存否センサが穀稈非存在を検知してから設定時間経過すると刈取り部への動力断続用の刈取りクラッチを自動的に切り操作する制御手段を備えたコンバイの刈取り部駆動制御装置であって、
   前記刈取り部が前記設定高さまで上昇されたことを検知して、前記刈取り部への伝動系に備えた変速機構を高速側に切換える自動変速制御手段を設けてあることを特徴とするコンバインの刈取り部駆動制御装置。
2. 前記走行機体の走行速度と前記刈取り部の駆動速度とを同調させてあることを特徴とする請求項１記載のコンバインの刈取り部駆動制御装置。

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