JP2012000086A - 収穫機 - Google Patents

Abstract

【課題】立毛状態の作物から必要部分を分離して収穫を行う収穫機において、分離作業を効率的に行う構成を提供する。
【解決手段】コンバイン（収穫機）は、分離部と、走行速度検出部と、制御部と、を備える。分離部は、立毛状態の穀稈と接触した状態で回転することにより、当該穀稈から穀粒を分離する。走行速度検出部は、走行速度を検出する。制御部は、走行速度検出部が検出した走行速度に基づいて、分離部（詳細には分離部本体）の回転速度を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、立毛状態の作物から必要部分を収穫する収穫機に関する。

従来から、刈取り前の立毛状態の作物から、実、葉、穀粒等の必要部分を分離して取り入れる取入部を備える収穫機が知られている。特許文献１は、この種の収穫機を開示する。

特許文献１の収穫機が備える取入部は必要部分を分離するための分離部を備えており、円筒状の回転体と、当該回転体の外側の表面から放射状に突出した複数の歯と、を備えるものが知られている。そして、分離部の歯と歯の間に穀稈等が入り込み、この状態で回転体が回転させることで、穀粒等を分離できる。

また、特許文献２は、穀稈の根元を刈り取るタイプのコンバインを開示する。このコンバインは、刈り取った穀稈を搬送するフィードチェーンと、フィードチェーンによって搬送された穀稈の脱穀を行う扱ぎ胴と、を備える。そして、このコンバインは、走行速度とフィードチェーン速度と扱ぎ銅の回転速度とを同調させる構成になっている。

この構成により、特許文献２のコンバインは、走行速度の変更によって単位時間あたりの刈取り量が変化しても、フィードチェーン速度の変化により、穀稈を脱穀部にスムーズに搬送できる。そして、搬送される穀稈の量に応じて扱ぎ銅の回転速度を変化できるため、穀稈の脱穀及び選別を適切に行うことができる。

特公平６−９７９０１号公報 特開平１０−４７５６号公報

ところで、特許文献１のように前記取入部を有する収穫機では、回転体の回転速度の制御を特に行っておらず、一定速度で回転させている。この場合、以下の課題が生じ得る。

回転体の速度が高速度で一定である場合、収穫機の走行速度が速い場合は適切な分離作業を行えるが、収穫機の走行速度が遅くなり単位時間あたりに導入される作物が少なくなると、分離部の駆動源（例えば、エンジン）を必要以上の出力で稼動させることとなってしまう。従って、省エネルギー性の観点から改善の余地が残されていた。更に、収穫機の走行速度が遅い場合は、作物に対して過剰に処理を行うことにより、藁屑等が大量に発生してしまう。この藁屑は収穫機に取り入れられてしまうので、必要部分と藁屑等を選別する際の選別精度の低下に繋がってしまう。

一方、回転体の速度が低速度で一定である場合、収穫機の走行速度が遅い場合は適切な分離作業を行えるが、収穫機の走行速度が速くなり単位時間あたりに導入される作物が多くなって、分離部が適切に処理を行える量を超えてしまうと、必要部分を分離できずに作物を通過してしまう、いわゆる扱き残しが大幅に増加する。

なお、特許文献２で示したコンバインは、前述のように穀稈の根元を刈り取るタイプであり、特許文献１の構成とは大きく異なっている。また、本発明が解決しようとする課題の１つは、上記扱き残しの発生防止であり、特許文献２と本発明は、課題についても異なっている。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、立毛状態の作物から必要部分を分離して収穫を行う収穫機において、分離作業を効率的に行う構成を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の収穫機が提供される。即ち、この収穫機は、分離部と、走行速度検出部と、制御部と、を備える。前記分離部は、立毛状態の作物と接触した状態で回転することにより、当該作物から必要部分を分離する。前記走行速度検出部は、走行速度を検出する。前記制御部は、前記走行速度検出部が検出した走行速度に基づいて、前記分離部の回転速度を制御する。

一般的に、収穫機の走行速度が速くなると、単位時間あたりに分離部に導入される作物の量も多くなる。従って、上記の構成のように走行速度の上昇に従って分離部の回転速度を速くすると、作業量の増加に応じて分離部の処理速度を増加させることになるため、前記扱き残しを減らすことができる。一方、走行速度の低下に従って分離部の回転速度を遅くすると、作業量に応じて回転速度を減少させることになるため、省エネルギー性に優れるとともに、処理を過剰に行うことによる藁屑等の増加を防ぐことができる。

前記の収穫機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、走行速度が所定速度より速いときは、走行速度の変化に前記分離部の回転速度を追従させる制御を行う。走行速度が前記所定速度より遅いときは、前記分離部の回転速度を下限回転速度に保つ制御を行う。

即ち、分離部の回転速度を一定の速度以上にしないと作物から必要部分（穀粒等）を分離させることが難しくなるため、分離部の回転速度を常に走行速度に追従させると、低速走行時に扱き残しが発生する。この点、上記の構成においては、分離部の回転速度が下限値を持つように制御を行っているため、上記の扱き残しを防止できる。

前記の収穫機においては、前記制御部に対して、前記分離部の前記下限回転速度を設定により変更可能であることが好ましい。

即ち、作物から必要部分を分離させることが難しくなるときの分離部の回転速度は、作物の種類等によって異なる。この点、上記の構成においては、下限回転速度を変更可能であるため、様々な作物の収穫に柔軟に対応することができる。

本発明の一実施形態に係るコンバインの全体的な構成を示す側面図。 取入部の構成を示す側面断面図。 取入部の動作を示す説明図。 分離部本体の回転速度を制御するための構成を示すブロック図。 コンバインの走行速度に対する分離部本体の回転速度を示すグラフ。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、本実施形態のコンバインの全体的な構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコンバインの側面図である。なお、以下の説明では、単に「左側」「右側」等というときは、コンバイン１が前進する方向に向かって左側及び右側を意味するものとする。

図１に示すように、本実施形態のコンバイン１は、立毛状態の稲、小麦等から穀粒を分離して取り入れて、本体１０まで搬送する収穫部１２を備えている。なお、収穫部１２によって穀稈から穀粒だけを完全に分離することはできず、穀稈からの分離物には穀粒（単粒）以外にも、茎や穂切れ粒等が含まれている。そして、本体１０の上部には、この穂切れ粒等から穀粒を分離するための脱穀装置１４が備えられる。また、この脱穀装置１４と並設するように、グレンタンク１５がコンバイン１の上部右側に備えられている。

グレンタンク１５の前方には、コンバイン１を操作するための運転部１６が配置されている。この運転部１６には運転操作部及び運転座席等が設けられており、この運転操作部を操作することによって取入れや走行等、コンバイン１の各種の操作を行うように構成されている。この運転部１６の下方には、コンバイン１の駆動源としてのエンジン１７が配置されている。

図１に示すクローラ部１１はコンバイン１の左右両側に配置されており、このクローラ部１１が駆動することでコンバイン１を走行させるように構成されている。そして、この左右のクローラ部１１を図略の走行ミッション装置によって制御することで、コンバイン１の走行方向及び速度の調節が可能になっている。

本体１０の前方に回動可能に取り付けられた収穫部１２は、立毛状態の穀稈から穀粒を分離して取り入れる取入部３０と、取入部３０が取り入れた穀粒等を本体１０に搬送する搬送部２０と、を備えている。また、この収穫部１２には収穫部昇降シリンダ１８が接続されており、当該収穫部昇降シリンダ１８が伸縮することによって、収穫部１２が収穫部支持軸５１を中心として回動する。これによって取入部３０の高さを変化させることができる（図１の鎖線参照）。

また、搬送部２０は、コンバイン１の左右方向に軸線を向けて配置されるスクリューコンベア２１と、脱穀装置１４の前方に配置されるチェーンコンベア２２と、を備える。スクリューコンベア２１は、取入部３０が取り入れた穀粒等をコンバイン１の右側から左側へ（図１に示す紙面奥側から手前側へ）搬送し、チェーンコンベア２２に送り込む。そして、このチェーンコンベア２２によって穀粒等が脱穀装置１４まで搬送される。

そして、搬送された穂切れ粒等は、脱穀装置１４によって脱穀される。また、脱穀装置１４は図略の選別装置を備えており、この選別装置によって、穀粒を選別している。ここで選別された穀粒は、前記グレンタンク１５に貯留される。一方、選別された茎等は、選別装置から機外に排出される。なお、グレンタンク１５内に貯留された穀粒は、排出オーガ１９を介してコンバイン１の外に排出することができる。

次に、取入部３０の詳細な構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、取入部３０の構成を示す側面断面図である。図３は、取入部３０の動作を示す説明図である。

図２に示すように、取入部３０は、分離部３１と、ガイド部３２と、角度センサ３３と、を主要な構成として備える。

分離部３１は、エンジン１７からの駆動力が伝達されることにより図２に示す方向に回転可能な分離部本体３１１と、この分離部本体３１１の外側に配置された複数の分離歯３１２と、を備える。

分離部本体３１１はコンバイン１の左右方向に回転軸を向けて配置されており、この回転軸を中心に当該分離部本体３１１が回転することにより、分離歯３１２を回転させることができる。分離歯３１２は、図略の取付部（例えば分離歯３１２と一体的に形成された板状の部材）を介して分離部本体３１１の表面に取り付けられている。また、それぞれの分離歯３１２は例えば三角形又は長方形の板状の部材であり、この分離歯３１２は、図２に示すように分離部本体３１１の外側に側面視で放射状に等間隔で複数配置されるとともに、コンバイン１の左右方向（分離部本体３１１の回転軸方向）にも並べて複数配置されている。

この構成により、分離歯３１２同士の隙間に穀稈が入り込み、この状態で分離部本体３１１が回転することで、穀稈から穀粒等を分離することができる（図３を参照）。

また、分離部本体３１１の回転速度を速くすることにより、分離部３１が単位時間あたりに適切に処理できる穀稈の数を上昇させることができる。なお本実施形態では、走行速度等の状況に応じてこの分離部本体３１１の回転速度を変更する制御が行われるが、この制御の詳細については後述する。

前記ガイド部３２は、取入部３０の最前部に配置される前方ガイド部３２１と、前方ガイド部３２１の後部と少し重なるように配置される後方ガイド部３２２と、を備える。

前方ガイド部３２１の前部はやや突出しており、この前部の下面は、収穫時において穀稈と接触し、当該穀稈を押し下げるように押圧している（図３を参照）。そして、押し下げられて撓んだ穀稈は、その茎部分から分離歯３１２に接触する。そして、分離部３１によって、穀稈から穀粒等が分離される。このように、前方ガイド部３２１は、穀稈を適切な姿勢で分離部３１に案内するガイド部として機能している。

そして、分離された穀粒等は、分離されたときに分離歯３１２から受けた力や風圧等によって飛ばされ、前方ガイド部３２１及び後方ガイド部３２２の下面に沿うように移動する。そして、スクリューコンベア２１に達すると、前述のように本体１０側に搬送されて、脱穀装置１４へ導入される。このように、前方ガイド部３２１及び後方ガイド部３２２は、穀粒等を適切にスクリューコンベア２１まで案内する機能も有している。

前述のように、前方ガイド部３２１の後部と後方ガイド部３２２の前部は平面視において一部重なっている。また、前方ガイド部３２１は、図２に示す回動軸３２３を回動中心として回動可能に構成されている。そして、取入部３０は、図略のガイド部昇降シリンダを備え、このガイド部昇降シリンダの伸縮に従って、前方ガイド部３２１が回動するように構成されている。

前方ガイド部３２１が回動すると、当該前方ガイド部３２１の高さが変化するため、分離部３１に導入される穀稈の姿勢が変わる。そして、本実施形態では、穀稈を適切な姿勢で分離部３１に導入させるために、角度センサ３３を用いて穀稈の高さ（穀稈の上端部の位置）を検出し、この検出結果に基づいて前方ガイド部３２１を回動させている。なお、角度センサ３３は、穀稈の上端部と接触して受けた力に基づいて、当該穀稈の上端部の位置を検出する構成である。

次に、図４及び図５を参照して、走行速度等の状況に応じてこの分離部３１（詳細には分離部本体３１１）の回転速度を変更するために行う制御について説明する。図４は、分離部本体３１１の回転速度を制御するための構成を示すブロック図である。図５は、コンバイン１の走行速度に対する分離部本体３１１の回転速度を示すグラフである。

初めに、本制御を行うための構成について説明する。この構成としては、図４に示すように、入力部４２と、走行速度検出部４１と、制御部４０と、分離部変速装置３１５と、分離部本体３１１と、が主要な構成として用いられる。

走行速度検出部４１はコンバイン１の走行速度を検出するための装置である。この走行速度検出部４１としては、例えば、前記走行ミッション装置の出力軸に備えられた回転速度検出センサと、当該回転速度センサの検出内容に基づいて走行速度を算出する算出部と、を備えた構成を挙げることができる。そして、走行速度検出部４１は、算出した走行速度を制御部４０に出力している。なお、走行速度検出部４１が算出部を有さない構成にし、回転速度検出センサの検出内容から制御部４０が走行速度を算出する構成にしても良い。

また、入力部４２は、ユーザが本制御に関する設定を行うためのものであり、具体的な構成としては、運転部１６等に設けられるダイヤルや入力キー等を挙げることができる。なお、ここで設定された内容は、制御部４０へ出力される。

制御部４０は、走行速度検出部４１から入力された走行速度と、入力部４２から入力された設定内容と、に基づいて、分離部本体３１１に設定する回転速度を求めている。そして、制御部４０は、求めた回転速度で分離部本体３１１が回転するように、分離部変速装置３１５の設定値（例えば、歯車比）の算出及び当該設定値の出力を行っている。

分離部変速装置３１５には、エンジン１７からの駆動力（回転力）が入力されている。この駆動力は、分離部変速装置３１５の設定値に基づいて回転速度が調整されて分離部本体３１１へ出力される。分離部本体３１１は、この駆動力によって回転運動を行うように構成されている。

以上の構成により、ユーザの設定及びコンバイン１の走行速度に基づいて、分離部本体３１１の回転速度を制御することができる。

また、図５に示すように、単位時間あたりに分離部３１に導入される穀稈の数は、コンバイン１の走行速度に比例する。従って、従来技術の部分で説明したように、分離部本体３１１が高速度で一定の場合は、走行速度が遅い場合に藁屑の発生量が増加してしまう。また、分離部本体３１１が低速度で一定の場合は、走行速度が速い場合に扱ぎ残しが増加してしまう。従って、本実施形態では、コンバイン１の走行速度に応じて分離部本体３１１の回転速度を変化させている。

しかし、分離部本体３１１が所定の回転速度（下限回転速度）以下になると、走行速度に関わらず、穀稈から穀粒を殆ど分離できなくなってしまう。なお、この下限回転速度は、分離歯３１２の形状及び穀稈の品種等に依存することが知られている。従って、本実施形態では、分離部本体３１１の回転速度に下限値を設定して制御を行っている。以下、具体的な制御の流れについて説明する。

ユーザは、穀稈の収穫作業を行う前に、入力部４２を操作して、穀稈の品種に関する情報等を入力する。なお、ここで入力する内容は、下限回転速度を決定するために必要な情報であれば、穀稈の品種に関する情報に限られない。例えば栽植密度等の情報を入力することができる。

そして、制御部４０は、穀稈の品種等を考慮して、走行速度と、当該走行速度に応じて分離部本体３１１に設定する回転速度と、の対応関係を決定して記憶しておく。このとき、制御部４０は前記下限回転速度を算出し、この下限回転速度を考慮した対応関係を記憶するように構成されている。この対応関係の例を図５に示す。

図５に示すように、制御部４０は、走行速度が所定速度より速い高速域の場合は、走行速度の上昇に従って、分離部本体３１１に設定する回転速度も上昇させている。また、制御部４０は、走行速度が所定速度より遅い低速域の場合は、走行速度に関わらず分離部本体３１１の回転速度を下限回転速度に保つ制御を行う。

なお、ユーザが穀稈の品種等を入力することに代えて、この下限回転速度を直接設定する構成にしても良い。

そして、収穫を行うときにおいて、制御部４０は、走行速度検出部４１から入力される走行速度と対応付けられている回転速度を読み出して（又は算出して）、当該回転速度で分離部本体３１１が回転するように、分離部変速装置３１５に適宜の歯車比等を出力する。

この制御を所定時間毎に行うことにより、分離部３１に導入される穀稈の種類に応じて、必要十分な回転速度で（無駄な動力を使わずに）分離部３１の分離部本体３１１を動作させることができる。

以上に説明したように、本実施形態のコンバイン１は、分離部３１と、走行速度検出部４１と、制御部４０と、を備える。分離部３１は、立毛状態の穀稈と接触した状態で回転することにより、当該穀稈から穀粒を分離する。走行速度検出部４１は、走行速度を検出する。制御部４０は、走行速度検出部４１が検出した走行速度に基づいて、分離部３１（詳細には分離部本体３１１）の回転速度を制御する。

これにより、分離部３１の扱ぎ残しを軽減させつつ、処理を過剰に行うことによる藁屑等の増加も防ぐことができる。

また、本実施形態のコンバイン１において、走行速度が所定速度より速いときは、走行速度の変化に分離部３１の回転速度を追従させる制御を行う。走行速度が所定速度より遅いときは、分離部３１の回転速度を下限回転速度に保つ制御を行う。

これにより、コンバイン１の低速走行時における扱ぎ残しが発生することを防止できる。

また、本実施形態のコンバイン１においては、制御部４０に対して、分離部３１の下限回転速度を設定により変更可能である。

これにより、下限回転速度を変更可能であるため、様々な作物の収穫に柔軟に対応することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

走行速度と分離部本体３１１に設定する回転速度の対応関係は、図５で示した例に限られず、様々な対応関係を用いることができる。例えば、分離部３１の短寿命化等を防止するために上限回転速度を設定する構成や、高速域における回転速度の変化を曲線にする構成にしても良い。

上記実施形態では、穀稈の種類及び栽植密度等をユーザが設定する構成だが、コンバイン１が適宜のセンサを備え、このセンサによって穀稈の種類等を検出して制御部４０へ出力し、これによって分離部３１の下限回転速度を変更する設定を自動的に行う構成にしても良い。

本実施形態のコンバイン１の構成は、稲や小麦等だけでなく、葉、花、及び実等を収穫する収穫機に適用することができる。

１ コンバイン（収穫機）
３１ 分離部
３１１ 分離部本体
３１５ 分離部変速装置
４０ 制御部
４１ 走行速度検出部
４２ 入力部

Claims (3)

1. 立毛状態の作物と接触した状態で回転することにより、当該作物から必要部分を分離する分離部と、
   走行速度を検出する走行速度検出部と、
   前記走行速度検出部が検出した走行速度に基づいて、前記分離部の回転速度を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする収穫機。
2. 請求項１に記載の収穫機であって、
   前記制御部は、
   走行速度が所定速度より速いときは、走行速度の変化に前記分離部の回転速度を追従させる制御を行い、
   走行速度が前記所定速度より遅いときは、前記分離部の回転速度を下限回転速度に保つ制御を行うことを特徴とする収穫機。
3. 請求項２に記載の収穫機であって、
   前記制御部に対して、前記分離部の前記下限回転速度を設定により変更可能であることを特徴とする収穫機。

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