JP2008148571A - コンバインの刈高さ検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンバインの刈高さ検出装置において、後進時における接地体の損傷や変形を未然に回避する。
【解決手段】 検知ケース２２を、接地体２３の前部支点Ｘより後方箇所に設置した後部支点Ｙを中心に前上がり方向に退避回動可能に支持し、前進時においては接地体２３の後端部に作用する接地外力が、検知ケース２２を後部支点Ｙ周りに前下がり方向に回動させるように作用し、後進時において接地体２３の後端部に作用する接地外力が検知ケース２２を後部支点Ｙ周りに前上がり方向に回動させるように作用するよう構成し、接地体２３の上面を山形の屈曲面に構成してある。
【選択図】 図３

Description

本発明は、コンバインにおける自動刈高さ制御に利用される刈高さ検出装置に係り、特には、走行機体の前部に昇降自在に連結された刈取り部の下部に前部支点を中心に上下揺動して接地追従する接地体を配備し、この接地体の揺動を角度センサで検知するよう構成した刈高さ検出装置に関する。

刈高さ検出装置に使用される接地体は前部支点を中心に上下揺動するものであるので、刈取り部を作業高さに下降させた状態で後進すると、接地体が地面に食い込んで損傷あるいは変形してしまうおそれがある。

このような不具合を解消する手段として、特許文献１に開示されているように、接地体とセンサボックスとからなるセンサユニットを上方に退避移動操作可能に支持したもの、あるいは、接地体だけを上方に退避移動操作可能にしたものや、特許文献２に開示されているように、接地体を下方向き凸曲状に湾曲形成した板バネ材で構成して、その長手方向中間の凸曲頂部を接地させるとともに、接地体の後端部を地面より上方位置で刈取り部に前後移動可能に案内係止するように構成したもの、等が提案されている。
実開昭５８−１５２８３７号公報（第２図、第６図、第７図） 特開２００５−９５０４５号公報

特許文献１に開示されている刈高さ検出装置においては、後進時にセンサユニット全体、あるいは、接地体を上方に退避移動させることで、接地体が地面へ食い込むことを確実に回避することができるものであるが、センサユニットあるいは接地体を退避移動させるための操作構造が必要になるとともに、その人為操作が煩わしいものになる。また、後進時に退避操作を怠ると接地体を損傷することになる。

特許文献２に開示されている刈高さ検出装置においては、板バネ材からなる湾曲接地体の凸曲頂部を接地させるので、特別な退避操作を行わなくても前進および後進のいずれにおいても接地体が地面に食い込むことがなく、耐久性および取扱い性に優れたものとなっているのであるが、後進時に接地体に不当な外力が作用しないようにするためには、接地体の凸曲頂部より後方延長部分にも、前方迎え角と同程度の緩い迎え角を与えておく必要があり、そのために接地体の全長が相当長くなって、刈高さ検出装置の前後方向での設置スペースが長くなってしまうものであった。接地体の後端部が刈取り部に係止支持されているので、雑草やワラくず等の夾雑物が接地体の内部に入り込んでくると接地体後端部の係止部に引っ掛かって堆積するおそれもあった。

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、後進時における接地体の損傷や変形を未然に回避することができる刈高さ検出装置を得ることを目的としている。

第１の発明は、走行機体の前部に昇降自在に連結された刈取り部の下部に、前部支点を中心に上下揺動可能な接地体、および、この接地体の揺動を検知する角度センサを支持した検知ケースを配備し、前記接地体を後方下方に向けて延出してその後端部を接地点として接地追従揺動するよう構成したコンバインの刈高さ検出装置において、
前記検知ケースを、前記前部支点より後方箇所に設置した後部支点を中心に前上がり方向に退避回動可能に支持し、前進時においては前記接地体の後端部に作用する接地外力が、前記検知ケースを前記後部支点周りに前下がり方向に回動させるように作用し、後進時において前記接地体の後端部に作用する接地外力が前記検知ケースを前記後部支点周りに前上がり方向に回動させるように作用するよう構成し、前記接地体の上向き面を山形の屈曲面に構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、刈取り部が刈取り作業高さにあって前進移動している状態では、接地体の後端部が検知ケースの後部支点よりも後方において接地しており、この後端部に働く接地反力は検知ケースを前下がり方向に回動させるよう働き、検知ケースは自重、接地体からの接地反力、および、接地体の接地摺動に伴う引きずり抵抗、等によって所定の前下がり回動限度である検知用位置に安定保持され、この状態で地面の高さ変化に対応して接地体が上下揺動し、その揺動角度が角度センサによって検知されることになる。

後進が行われた際に、接地体が地上の障害物に引っ掛かると接地体に前方向きの外力が働き、接地体が下方に限界まで揺動して検知ケースと一体化された状態となり、この状態で接地体に作用する前向きの外力が検知ケースを前上がり方向に回動させる力として作用する。検知ケースは、それ全体の自重等による前下がり方向への回動力を備えており、この前下がり方向への回動力よりも大きい前上がり方向への回動力を受けると上方へ回動することになり、検知ケースが後部支点を中心にして前上がり回動する。これによって接地体の前部支点が上方に退避し、刈高さ検出装置の主要部が退避位置まで振り上がることになる。

この場合、例えば図１５中の仮想線に示すように、上面が直線状の接地体２３’を用いた場合、接地体２３’の上面に対して検知ケース２２の後部支点Ｙから下ろした垂線との交点ｑより下方箇所に前向きの外力が接地体２３’に作用すると、限界まで揺動した接地体２３’と検知ケース２２とが一体化された構造体に後部支点Ｙ周りの前上がり回動力が働いて、接地体２３’と検知ケース２２とが一体化された構造体は退避位置まで振り上がることになる。しかし、接地体２３’の前記交点ｑより上方箇所に前向きの外力が作用すると、接地体２３’と検知ケース２２とが一体化された構造体に後部支点Ｙ周りに前下がり回動力が働くことになる。つまり、前記交点ｑは、接地体２３’と検知ケース２２とが一体化された構造体が前向き外力によって前上がり回動、あるいは、前下がり回動されるかが決められるデッドポイントとなっており、このデッドポイントより上方箇所に前向き外力が作用すると、検知ケース２２が前下がり回動限界にある状態で更に前下がり回動力が働いて、接地体２３’が損傷したり変形するおそれがある。

これに対して、第１の発明によると、例えば図１５中の実線で示す接地体２３のように、上面が直線状の接地体２３’と後端位置を同じにして上面を山形に形成し、かつ、接地体２３が限界まで付勢揺動された状態において、上面に対して検知ケース２２の後部支点Ｙから下ろした垂線との交点（デッドポイント）ｒが山形の頂部となるように設定すると、この交点ｒは直線状の接地体２３’の前記交点ｑよりも高い位置となる。

つまり、後進して地上の障害物に引っ掛かって前向き外力が作用した場合に、上面が直線状の接地体２３’を使用した刈高さ検出装置では、地上に突出する障害物が低いものでも、接地体２３’が前下がり方向の回動力を受けて損傷するおそれがある。しかし、第１の発明のように、上面が山形の接地体２３を備えた刈高さ検出装置では、地上に突出する障害物が高くても、接地体２３が前下がり方向の回動力を受けるおそれが少なく、接地体２３が損傷や変形を受ける可能性が低いものとなるのである。

従って、第１の発明によると、後進時における接地体の損傷や変形を未然に回避することができる刈高さ検出装置を構成することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記接地体を上下に薄い板材で構成してあるものである。

上記構成によると、例えば図１６に示すように、接地体２３は山形に屈曲されたものとなり、接地体２３の下面も山形となる。接地体２３の下面が山形であると、地面に接触する接地体２３の後端部の地面に対する前上がり角度が、直線状に形成された接地体２３’の後端部の地面に対する前上がり角度よりも大きいものとなり、屈曲された接地体２３が地上の小さい隆起部に接触開始して乗り上がり通過するまでの距離が、直線状の接地体２３’が地上の小さい隆起部に乗り上がり開始して通過するまでの距離より短いものとなる。従って、板材を山形に屈曲して接地体２３を構成した刈高さ検出装置では、接地体２３が小さい隆起部に感応して揺動作動する時間が短いものとなり、所定時間以上続く接地体２３の揺動に基づいて制御作動するように感知不感時間を設定することで、不要な上昇制御を回避した安定した刈高さ制御を実行するのに有効となる。

図１に、自脱型コンバインの側面が示されている。このコンバインは、左右のクローラ走行装置１を備えた走行機体２の前部に４条刈仕様の刈取り部３が昇降自在に連結されるとともに、走行機体２に運転部４、脱穀装置５、および、アンローダ付きの穀粒回収タンク６、等が搭載された構造となっている。

前記刈取り部３は、植立穀稈を刈取り姿勢に引起こす４台の引起し装置７、引き起こされた穀稈の株元を切断するバリカン型の刈取り装置８、複数条の刈取り穀稈を合流して後方上方へ挟持搬送して脱穀装置５に装備されたフィードチェーン９の始端部に横倒れ姿勢で受け渡す供給搬送装置１０、等が装備されている。刈取り部３に前下がり姿勢で配備された刈取り部フレーム１１の後部基端が、走行機体１の前部に立設された基台１２に横向き支点Ｐを中心にして昇降揺動可能に支持されるとともに、走行機体２と刈取り部フレーム１１とに亘って装着された油圧シリンダ１３の伸縮作動によって刈取り部３が駆動昇降されるようになっている。

前記油圧シリンダ１３は図示されない電磁バルブによって作動制御されるものであり、この電磁バルブは、刈取り部３の前端下部に備えた刈高さ検出装置Ａからの検出情報に基づいて自動制御（自動刈高さ制御）されるとともに、運転部４に備えられた操作レバー１４を前後操作してもたらされる人為昇降指令によっても優先的に切換え操作されるようになっている。

周知のように、自動刈高さ制御は、刈取り部３の対地高さ（刈高さ）を設定値に維持するように油圧シリンダ１３の制御バルブを自動操作して刈取り部３を昇降制御するものであり、本発明は、この自動刈高さ制御に用いる前記刈高さ検出装置Ａを以下のように構成したものである。

図２に示すように、前記刈取り部３の下端部には刈取り部フレーム１１の前端に連結した横向き伝動ケース１５が配備されており、この伝動ケース１５に、引起し条数より１本多い（この場合５本）丸パイプ材からなる分草フレーム１６が、左右所定間隔をもって前向き片持ち状に並列配備されている。各分草フレーム１６の前部に引起し装置７の下部が連結支持されるとともに、分草フレーム１６の前端に先細り形状の分草具１７が装着され、左端から２個目の分草具１７の背部に刈高さ検出装置Ａが配備されている。

図３に示すように、刈高さ検出装置Ａが配備される分草フレーム１６の前部は山形に屈曲されており、この分草具フレーム１６の前端部をプレス加工して縦板状に形成した支持部１６ａに、分草具１７の背部に連結固定された縦向きの取付け板１７ａが２本のボルト１８によって側方から締付け固定されるとともに、取付け板１７ａに刈高さ検出装置Ａが支持されている。取付け板１７ａに形成されたボルト挿通孔１７ｂは後上がりに傾斜した長孔に形成されており、その長孔範囲内で分草具１７および刈高さ検出装置Ａを一体に斜め上下方向に位置調節することができるようになっている。

刈高さ検出装置Ａは、地面（圃場面）Ｇに対する刈取り部３の高さを接地式に検知するものであり、基本的には、前記取付け板１７ａに連結支持されたセンサブラケット２１、このセンサブラケット２１の側面に取付けられた検知ケース２２、検知ケース２２の側面前部に横向きの前部支点Ｘを中心に上下揺動可能に支持された接地体２３、検知ケース２２に取付けられた回転式ポテンショメータ利用の角度センサ２４、等で構成されている。

図４，図５に示すように、前記センサブラケット２１は厚板材を平面視でＪ字形に屈曲して形成されたものであり、その前端から突設したローリング支軸２５が、取付け板１７ａの後端部に前後向きに固設されたボス部２６に後方から回動自在に挿入連結され、刈高さ検出装置Ａ全体が前後に向かうローリング支点Ｒ周りに回動可能に支持されている。なお、ボス部２６に外周からねじ込み装着した止めネジ１９の先端をローリング支軸２６の外周に形成した環状溝２０に係合させることで、ローリング支軸２５の抜け止めがなされている。

図６に示すように、前記ボス部２６にはねじりバネ２７が外嵌装着され、その両遊端部２７ａ，２７ｂが取付け板１７ａの後端部を左右から所定の初期弾性力をもって挟持するとともに、前記センサブラケット２１の前端上部から前向きに突設したピン２８がねじりバネ２７の両遊端部２７ａ，２７ｂで挟持されている。

このように取付け板１７ａを介して一定姿勢に保持されたねじりバネ２７の両遊端部２７ａ，２７ｂがピン２８を左右から挟持することで、ローリング支点Ｒ周りに回動自在なセンサブラケット２１は、接地体２３が直下方に位置する所定の中立姿勢に弾性的に保持されている。ローリング支点Ｒ周りの設定以上の大きい回動力がセンサブラケット２１に外部から作用すると、センサブラケット２１はピン２８によってねじりバネ２７における遊端部２７ａ，２７ｂの一方を押し広げ変形しながら回動移動され、外力が無くなるとピン２８に働くねじりバネ２７の弾性復元力によってセンサブラケット２１が元の中立姿勢にまで回動復帰されるようになっている。従って、接地体２３が接地されたままで機体操向がなされる、等して接地体２３に大きい外力が横向きに作用しても、刈高さ検出装置Ａ全体がローリング回動することで刈高さ検出装置Ａの損傷が未然に回避される。

図４に示すように、取付け板１７ａの左右両側部にはガイドリブ２９が後拡がり状に突設されており、前進走行に伴ってセンサブラケット２１の回動支点部に近づく雑草やワラ屑などの夾雑物をガイドリブ２９で横側方に案内して後方に逃がすよう構成されている。

図７に示すように、センサブラケット２１の後部には固定支軸３１が横向きに突設されており、この固定支軸３１に前記検知ケース２２が後部支点Ｙ周りに回動自在に支持されている。

検知ケース２２の前部には前記前部支点Ｘをなす支点軸３２が回動自在に横架支承され、この支点軸３２のケース外方突出端に前記接地体２３の前端部が所定の回動姿勢で一体回動可能に連結固定されている。接地体２３は上下方向に面する前後に長い帯板状の板材で構成されており、その長手方向の中間部位を頂部とする山形に屈曲されている。接地体２３の前端部横一側には取付け基部２３ａが縦壁状に折り起こされ、この取付け基部２３ａが前記支点軸３２の突出端部に脱着可能にボルト締め固定されている。図１５に示すように、接地体２３が限界まで付勢揺動された状態において、接地体２３の後側の上面に対して検知ケース２２の後部支点Ｙから下ろした垂線との交点ｒが山形の頂部となるように設定されている。

前記角度センサ２４は検知ケース２２の側面にがネジ連結され、そのセンサ軸２４ａのケース内端部に固着した部分小径ギヤ３３と、前記支点軸３２に固着した部分大径ギヤ３４とが咬合されている。従って、接地体２３の上下揺動によって支点軸３２が回動すると、それが増幅されてセンサ軸２４ａに伝達され、接地体２３の小さい上下動が角度センサ２４で大きい角度変化として検知されるようになっている。

支点軸３２にねじりバネ３５が外嵌装着され、このねじりバネ３５の一端がケース内に係止固定されるとともに、ねじりバネ３５の他端が部分大径ギヤ３４に差込み連結されて、ねじりバネ３５のねじり弾性力によって接地体２３が下方に向けて揺動付勢されるよう支点軸３２が回動付勢され、接地体２３が地面の高さ変化に円滑に追従して上下揺動するようになっている。

接地体２３が下方に大きく付勢揺動されると、図９に示すように、接地体２３の前端角部に形成された段部２３ｂが、検知ケース２２の外面に突設された突部２２ａに前方から接当することで、接地体２３の付勢方向への揺動限度が規制されるようになっている。

図７に示すように、前記検知ケース２２の内部に突設した支点ボス部３６にねじりバネからなる戻しバネ３７が外嵌装着されるとともに、固定支軸３１のケース内端部にはフランジ３８が一体回動可能に装着されており、戻しバネ３７の一端がケース内に係止固定されるとともに、戻しバネ３７の他端が前記フランジ３８に差込み連結され、戻しバネ３７のねじり弾性力によって検知ケース２２が後部支点Ｙ周りに前下がり方向に回動付勢されている。

検知ケース２２は、左右の分割ケースをボルト締め連結して構成されており、前部上方におけるボルト頭部４０がセンサブラケット２１の上端縁に受け止め支持されることで検知ケース２２の前下がり回動限度が規制されている。センサブラケット２１の上端縁にボルト頭部４０が接当支持されて検知ケース２２が前下がり回動限度にある時、接地体２３の揺動支点である前部支点Ｘより検知ケース２２の回動支点である後部支点Ｙが少し高く位置するように設定されている。

前記刈高さ検出装置Ａは、使用しない時や路上走行を行う時などにおいて、以下のような格納ロック手段によって振り上げ回動した格納姿勢に固定しておくことができる。つまり、図１１，図１２に示すように、検知ケース２２の下部にはリブ状の突片２２ｂが設けられ、検知ケース２２を手動で大きく前上がり回動させた後、突片２２ｂに形成したピン孔４１とセンサブラケット２１に形成したピン孔４２とに亘って頭付き連結ピン４３を挿通して止めピン４４で抜け止めすることで、刈高さ検出装置Ａを大きく前上がり回動させた格納姿勢に格納ロックすることができるよう構成されている。刈高さ検出装置Ａが格納姿勢にあるとき、回動限界まで付勢回動された接地体２３の下端は分草具１７における取付け板１７ａの下端より上方に位置しており、分草具１７が接地するまで刈取り部３が下降されても、格納姿勢にある接地体２３が地面に触れて変形することはない。

本発明に係る刈高さ検出装置Ａは以上のように構成されており、刈取り部３が刈取り作業高さにあって前進移動している状態では、図３に示すように、接地体２３の後端部が検知ケース２２の後部支点Ｙよりも後方において付勢接地しており、この後端部に働く接地反力は検知ケース２２を前下がり方向に回動させるよう働き、検知ケース２２は自重、戻しバネ３９の張力、接地体２３からの接地反力、および、接地体２３の接地摺動に伴う引きずり抵抗、等によって所定の前下がり回動限度である検知用位置に安定保持され、この状態で地面Ｇの高さ変化に対応して接地体２３が前部支点Ｘ周りに上下揺動し、その揺動角度が角度センサ２４によって検知されることになる。

角度センサ２４で検出された検出角度は刈高さ設定器で設定された基準角度と比較され、検出角度と基準角度との偏差が不感帯以内にあると刈取り部３の昇降制御は中立状態にあって、刈取り部３の対地高さが設定範囲内に維持される。検出角度と基準角度との偏差が不感帯より外れると、その外れを減少する方向に刈取り部３が昇降制御され、これによって刈高さが常に安定維持されるのである。

走行機体２が後進した際に、接地体２３が地上に突出している障害物に引っ掛かると、接地体２３に前方向きの外力が働き、検知ケース２２に前上がり方向の回動力として作用する。この場合、検知ケース２２は、それ全体の自重および戻しバネ３９による前下がり方向への回動力よりも大きい前上がり方向への回動力を受けると上方へ回動することになり、図８に示すように、検知ケース２２が後部支点Ｙを中心にして前上がり回動する。これによって接地体２３の前部支点Ｘが上方に退避し、屈曲された支持杆１６の下方空間において刈高さ検出装置Ａの主要部が退避位置まで振り上がることになる。

前進に切換わると、退避位置の検知ケース２２は前下がり回動して自動的に元の検知用位置まで復帰回動して刈高さ検知可能な状態がもたらされる。この場合、戻しバネ３７は、後部支点Ｙにおける回動抵抗が増大した場合でも確実に前下がり回動復帰が行われるように装備されたものであり、接地体２３を接地付勢するためのなじりバネ３５に比べて弱いものが使用されている。

図１３，図１４に示すように、角度センサ２４の後端から導出されたハーネス４７は、検知ケース２２の上方においてＳ字状に屈曲されて後向きに延出されている。ハーネス４７の後方向き導出部分には金属製の保護コイル４８が套嵌され、検知ケース２２の上面に突設された左右のガイドリブ２２ｃ、２２ｄの間に位置決め係入されて後方に案内されている。一方のガイドリブ２２ｃに止めネジ４９が装着されるとともに、他方のガイドリブ２２ｄの内面には前後一対の小突起５０が設けられており、止めネジ４９の先端および小突起５０を保護コイル４８に食い込ませることで、保護コイル４８が検知ケース２２から抜け外れることが阻止されている。角度センサ２４、ハーネス４７のＳ字状の部分、角度センサ２４とハーネス４７とを接続するカプラー５２が、合成樹脂製の保護カバー４６によって覆われており、止めネジ４９により保護カバー４６が検知ケース２２に固定されて
いる。

ハーネス４７は保護コイルで４８保護されており、分草フレーム１６に形成された透孔５１ハーネス４７及び保護コイル４８が出入り自在に挿入され、分草フレーム１６の後方適所から外部に導出されたハーネス４７が、横向き伝動ケース１５、および、刈取り部フレーム１１、等に沿って配策され、走行機体２側に備えられた制御系に接続されている。

分草フレーム１６の前記透孔５１は、分草フレーム１６における山形屈曲部の機体後方側の山裾近傍で、かつ、ローリング支点Ｒの後方延長線に近い位置において前向きに開口されており、検知ケース２２の後部支点Ｙ周りの回動や、刈高さ検出装置Ａのローリング支点Ｒ周りの回動に伴ってハーネス４７及び保護コイル４８が透孔５１から出入りする。

分草具１７を分草フレーム１６に対して上下に位置調節すると、刈高さ検出装置Ａが一体に高さ調節されることになり、刈取り装置８の対地高さ、つまり、刈り高さが変更調節される。この場合、調節の前後における分草具１７と接地体２３との高さ関係に変化がないので、分草具１７による倒伏作物のすくい洩れや分草具１７の地中への突っ込みなく自動刈高さ制御が実行される。

〔別実施例〕
（１）前記接地体２３を、上面が山形で、下面が直線状に形成されたものに構成することもできる。
（２）刈高さ検出装置Ａを分草フレーム１６に支持し、分草具１７を分草フレーム１６に対して高さ調節可能に構成して実施することもできる。

コンバインの全体側面図 刈取り部の概略平面図 刈高さ検出装置の側面図 刈高さ検出装置の平面図 刈高さ検出装置の縦断側面図 刈高さ検出装置のローリング構造を示す縦断正面図 刈高さ検出装置の横断平面図 機体後進状態における刈高さ検出装置の側面図 機体後進状態における刈高さ検出装置の縦断側面図 刈高さ検出装置の接地体を示す平面図 振り上げ格納した刈高さ検出装置を示す側面図 刈高さ検出装置の格納ロック構造を示す正面図 ハーネス導出部位の平面図 ハーネス引き回し構造の側面図 接地体が揺動限界にある状態の刈高さ検出装置を示す側面図 障害物通過状態の刈高さ検出装置を示す側面図

符号の説明

２ 走行機体
３ 刈取り部
２２ 検知ケース
２３ 接地体
Ｘ 前部支点
Ｙ 後部支点

Claims (2)

1. 走行機体の前部に昇降自在に連結された刈取り部の下部に、前部支点を中心に上下揺動可能な接地体、および、この接地体の揺動を検知する角度センサを支持した検知ケースを配備し、前記接地体を後方下方に向けて延出してその後端部を接地点として接地追従揺動するよう構成したコンバインの刈高さ検出装置において、
   前記検知ケースを、前記前部支点より後方箇所に設置した後部支点を中心に前上がり方向に退避回動可能に支持し、前進時においては前記接地体の後端部に作用する接地外力が、前記検知ケースを前記後部支点周りに前下がり方向に回動させるように作用し、後進時において前記接地体の後端部に作用する接地外力が前記検知ケースを前記後部支点周りに前上がり方向に回動させるように作用するよう構成し、
   前記接地体の上面を山形の屈曲面に構成してあることを特徴とするコンバインの刈高さ検出装置。
2. 前記接地体を上下に薄い板材で構成してある請求項１記載のコンバインの刈高さ検出装置。

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