JP2017063659A - コンバイン - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、操向レバーで入力する旋回操作を電気信号入力装置でミッションケースの操向機構に伝えて旋回動作するコンバインにおいて、電気信号入力装置の故障により旋回不能に至ったり予測外の旋回を行って危険な状態になったりすることを防ぐことを課題とする。【解決手段】操向レバー７５の左右傾動操作を検出する第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒを設け、両検出手段７４，７２Ｌ，７２Ｒの検出信号に基づいて旋回機構６０を制御するコンバインの操向装置において、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの検出信号が異常値であることを判定する異常判定手段８０を設け、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの一方が異常値を検出していると判定すると、正常値を検出している他方側の検出信号に基づいて旋回機構６０を制御することを特徴とするコンバイン。【選択図】図７

Description

本発明は、操向装置を備えたコンバインに係るものである。

従来、コンバインの操向装置として、操縦部に立設した操向レバーを左右に傾動することで旋回機構を制御して種々の旋回モードに応じてミッションケースから出力する左右車軸に回転差を与えて、所望の旋回半径で旋回するように構成し、ミッションケースには複数のセンサを設け、該センサにより旋回機構の異常を検出すると、現在の旋回モードから実行可能な旋回モードに自動的に切り替える構成は、公知である（特許文献１参照）。

特開平０８−８０１１９号公報

しかし、前記の操向レバーを左右に傾動して入力するコンバインの操向装置では、操向レバーの傾動を電気信号入力装置で電気信号に変換してミッションケースの操向機構に伝動しているために、電気信号入力装置が故障すると、ミッションケースの操向機構が操向レバーの傾動に従って動作せず、機体を移動することが出来ず、収穫作業中に故障が発生すると圃場の真ん中で修理を行わなければならない事態となって、修理作業が困難であった。

そこで、本発明は、操向レバーで入力する旋回操作を電気信号入力装置でミッションケースの操向機構に伝えて旋回動作するコンバインに置いて、電気信号入力装置の故障により旋回不能に至ったり予測外の旋回を行って危険な状態になったりすることを防ぐことを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

請求項１に記載の発明は、操向レバー７５の左右傾動操作を検出する第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒを設け、両検出手段７４，７２Ｌ，７２Ｒの検出信号に基づいて旋回機構６０を制御するコンバインにおいて、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの検出信号が異常値であることを判定する異常判定手段８０を設け、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの一方が異常値を検出していると判定すると、正常値を検出している他方側の検出信号に基づいて旋回機構６０を制御することを特徴とするコンバインとする。

請求項２に記載の発明は、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒが検出する検出信号をそれぞれ処理する第一操舵制御コントローラ９２と第二操舵制御コントローラ９１を設け、第二操舵制御コントローラ９１と第一操舵制御コントローラ９２をＣＡＮ通信８６で連携して旋回機構６０を制御することを特徴とする請求項１に記載のコンバインとする。

請求項３に記載の発明は、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒのいずれか一方或いは両方が異常信号を検出すると一時的に走行停止或いはエンジン停止をすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバインとする。

請求項４に記載の発明は、緊急的に走行停止或いはエンジン停止した後に、再始動操作をすると異常検出側の検出信号に拠らずに正常値検出側の検出信号で旋回機構６０を制御することを特徴とする請求項３に記載のコンバインとする。

請求項５に記載の発明は、緊急停止後の再起動後の走行速度を所定の低速域に制限することを特徴とする請求項３に記載のコンバインとする。

請求項１に記載の発明では、操向レバー７５の左右傾動を第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒで検出して旋回機構６０を制御して所望の旋回方法で旋回するが、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの一方が断線等により異常値を検出していると異常判定手段８０で判定すると、他方の正常値検出信号により旋回機構６０を制御するので、所望の旋回方法と異なっていても、例えば圃場内から脱出して修理場所まで移動するなど、旋回を伴う移動が可能になる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明による効果に加えて、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの検出信号がそれぞれ第一操舵制御コントローラ９２と第二操舵制御コントローラ９１に入力して異常判定手段８０で異常を判定してＣＡＮ通信８６を行うので、異常信号のままで旋回機構６０を制御することを防止できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒに異常が生じると、一時的に走行停止或いはエンジン停止をすることで、コンバインの操縦者に操向レバー７５の旋回操作で異常な旋回が行われることを知らせるとともに、旋回不能な状態での走行を防止して安全性を高めることができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明による効果に加えて、再始動操作後に第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの正常な側の検出信号に基づいて、不完全ながら旋回を行って、最適な修理場所まで移動することが可能になる。

請求項５に記載の発明では、請求項３に記載の発明による効果に加えて、再始動操作の不完全な旋回を低速走行で行うので、修理場所まで安全に移動することが可能になる。

コンバインの側面図。 刈取部の回転数と車速との関係図。 伝動機構の概略図。 無段変速装置の油圧回路図。 ミッション機構の概略図。 操向レバーの背面図。 操向制御の制御ブロック図。

本発明の実施の形態を、図１により説明すると、１は機体フレ−ム、２は機体フレ−ム１の上方位置に設けた脱穀装置、３は機体フレ−ム１の下方位置に設けた走行装置、４は機体フレ−ム１の前方に設けた刈取部、５は前記脱穀装置２の側部に設けた該脱穀装置２より取出された穀物を一時貯留するグレンタンク、６は操縦部、７はグレンタンク５内の穀物を排出する排出オーガーである。

前記刈取部４は、分草体８、引起装置（図示省略）、刈刃９および搬送装置を有して構成する。

１０は搬送装置により搬送され穀稈を脱穀装置２の脱穀室（図示省略）に穀稈を供給する穀稈供給搬送装置、１１は穀稈供給搬送装置１０の始端側に設けたシンクロ用前側供給搬送装置である。

前記穀稈供給搬送装置１０は、前記刈取部４で刈り取られた穀稈を脱穀装置２の脱穀室（図示省略）の穀稈供給口（図示省略）から供給し、脱穀されて脱穀室の穀稈排出口（図示省略）より排出するまで搬送するものであるが、刈取部４で刈り取った穀稈を穀稈供給搬送装置１０まで搬送する構成は任意である。

走行装置３は走行用静油圧式無段変速装置１２(図５)により走行速度変更可能に構成し、刈取部４へ伝達する回転も走行装置３の走行速度に同調して変速するようにする。

即ち、走行用静油圧式無段変速装置１２は、主変速レバー１３の傾倒操作量に応じて増減速し、例えば、図２のように、走行速度に対して所定割合で伝動回転を増速する標準作業ラインＡと、該標準作業ラインＡよりも短時間で増速するようにした倒伏作業ラインＢにより変速するように構成する。

刈取搬送専用の刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１(図３)による走行速度への同調は、脱穀装置２と穀稈供給搬送装置１０とをエンジン２２からの一定駆動回転で駆動して脱穀作業を安定させつつ、穀稈供給搬送装置１０への引継を円滑・確実にする。

刈取部４およびシンクロ用前側供給搬送装置１１への伝達回転は、刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１により変速するので、通常は刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１が刈取部４を走行速度の増減速に合わせて同調させて変速するが、所定条件のときは、刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１単独で刈取部４および／またはシンクロ用前側供給搬送装置１１を駆動するように構成する。

そのため、機体停止状態から所定走行速度の間でも、刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１により刈取部４およびシンクロ用前側供給搬送装置１１を十分な回転数で駆動させることができ、機体走行開始直後から安定して刈取部４および脱穀装置２を駆動させられ、刈取作業および脱穀作業を安定・確実に行える。

また、走行用静油圧式無段変速装置１２から走行装置３への回転を停止させたとき、単独の刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１でシンクロ用前側供給搬送装置１１を駆動すると、機体走行停止状態でシンクロ用前側供給搬送装置１１を駆動し、シンクロ用前側供給搬送装置１１および穀稈供給搬送装置１０へ手刈り穀稈を供給でき、刈取作業および脱穀作業の作業性および操作性を向上させられる。

前記走行用静油圧式無段変速装置１２と刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１は、主変速レバー１３の傾倒角度に応じて、同期させて作動させるが、同期および作動させるための構成は任意であり、例えば、主変速レバーと走行用静油圧式無段変速装置１２および刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１をリンク等の機械的構成により連結したり、主変速レバーの傾倒角度を電気的に検出し、この信号により走行用静油圧式無段変速装置１２と刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１を電気的に制御したりするようにしてもよい。

エンジン２２から走行用静油圧式無段変速装置１２および刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１への回転伝達機構の構成は任意であるが、図３により一例を示すと、２５Ａは走行用出力プーリー、２５Ｂは刈取脱穀用出力プーリー，２６は走行用静油圧式無段変速装置１２の入力プーリー、２８は刈取脱穀用出力プーリー２５Ｂの回転が伝達される中間プーリー，２９は中間軸、３０は中間歯車、３１は中間伝動軸、３２は一対の脱穀用傘歯車、３３は脱穀伝動軸、３３Ａは脱穀用中間プーリー、３４は扱胴、３５は処理胴、３６は刈取用中間歯車、３７は刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１の刈取ＨＳＴ入力軸、３８は刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１の刈取ＨＳＴ出力軸、３９は刈取用中間出力軸、４０は搬送シンクロ用出力軸、４１は穀稈供給搬送中間出力軸、４１Ａは供給搬送用プーリー、４２は唐箕、４３は穀稈供給搬送装置１０の駆動歯車、４４は刈取脱穀クラッチ、４５は刈取用中間出力軸３９に設けた刈取中間出力プーリー，４６は刈取中間入力プーリー、４７は刈取中間出力プーリー４５と刈取中間入力プーリー４６に掛け回したベルト、５０は刈取用中間歯車３６および刈取用中間出力軸３９等を設けたギヤケースであり、ギヤケース５０の操縦部６側に刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１を設ける。そのため、機体重量バランスやギヤケース５０の取付バランスを良好にする。

ギヤケース５０の穀稈供給搬送装置１０側の刈取用中間出力軸３９と搬送シンクロ用出力軸４０と穀稈供給搬送中間出力軸４１には、刈取中間出力プーリー４５に掛け回したベルト４７等の張力が作用するが、この張力の作用する反対側のギヤケース５０に刈取搬送用静油圧式無段変速装置２１を設けているので、バランスが良好になる。

このようにして、前記走行用静油圧式無段変速装置１２は、油圧ポンプ１４のポンプ斜板１５の傾斜を変更して油圧モータ１６への送油量を無段階に変更して回転を伝達し（図４）、油圧モータ１６にも傾斜角度を二段階に切り替え可能なモータ斜板１７を設け、機体の走行速度の上限の高速走行Ｃと通常走行Ｄとに切替可能に構成する（図２）。

従って、走行用静油圧式無段変速装置１２が油圧モータ１６により二段階に走行速度を切り替え可能にすることで副変速機能を奏するように構成しているので、ミッションケース１８内の機械的な副変速機構を省略している。

１９はモータ斜板１７を切替える切替手段（油圧シリンダ）である（図４）。

圃場の状態等の条件で主変速レバー１３を操作して走行速度を設定し、刈取作業中に穀稈が密集する等の作業条件が変化したとき、従来であれば副変速機構により減速操作するが、本実施の形態では、走行用静油圧式無段変速装置１２の油圧モータ１６のモータ斜板１７を低速側に切り替えて減速するので、円滑に走行でき、ミッションケース１８内の機械的な副変速機構を省略でき、部品点数削減でき、コストダウンおよび軽量化が図れる。

また、機械的な副変速機構では副変速用歯車の噛み合い切替えのときにショックが生じることがあるが、本願では油圧モータ１６のモータ斜板１７の高速・低速の切り替えになるので、ノークラッチ化して、操作性を向上させられる。

このミッションケース１８内の機械的な副変速機構を省略して走行用静油圧式無段変速装置１２の回転を車軸５１に伝達するミッションＭの構成は任意であるが、図５で一例を示すと、ミッションケース１８の上部に走行用静油圧式無段変速装置１２の油圧モータ１６のモータ出力軸５２を設け、モータ出力軸５２に出力歯車５３を設ける。出力歯車５３には入力軸５４の入力歯車５５を噛み合わせる。入力軸５４には別途回転数を調節するための中間歯車５４Ａを設け、中間歯車５４Ａはサイドクラッチ軸５６に固定の受動歯車５７を常時噛合せる。そのため、入力軸５４および入力歯車５５（中間歯車５４Ａ）とサイドクラッチ軸５６および単一の受動歯車５７との間には、副変速軸および副変速軸の軸方向に摺動して噛み合いを変更する複数の副変速用歯車等により構成する機械的な副変速機構を省略している。

サイドクラッチ軸５６の左右側には左右サイドクラッチ５８Ｌ，５８Ｒを設ける。サイドクラッチ軸５６の受動歯車５７には遊星歯車機構６０の駆動軸６１に固定の駆動歯車６７を噛み合わせる。遊星歯車機構６０は公知の構成でよく、簡単に説明すると、左右一対の浅い円筒形状のキャリア６２に遊星歯車６３を夫々設け、遊星歯車６３には駆動軸６１に遊嵌状態に設けた遊星歯車６４を、中間遊星歯車６５を介して噛み合わせる。キャリア６２にはキャリア６２の回転に制動を付与する多板式のブレーキ６６Ｌ，６６Ｒを設ける。

６８はサイドクラッチ５８からの回転を出力するサイドクラッチ歯車、６８Ａはサイドクラッチ歯車６８に噛み合うキャリア６２に設けた歯車である。５９は駆動軸６１を制動する多板式のブレーキである。

しかして、操縦部６に設けた操向レバー７５を左右の何れにも傾倒させないと、左右のサイドクラッチ５８Ｌ，５８Ｒを入りの状態ではサイドクラッチ歯車６８とキャリア６２の歯車６８Ａとの噛み合いで回転が遊星歯車機構６０に伝達されて直進する。

操向レバー７５を左右何れか一方に傾倒すると、旋回内側となるサイドクラッチ５８Ｌ，５８Ｒを切りにすると共に、旋回内側となるキャリア６２に駆動軸６１からの回転を伝達しつつこの回転にブレーキ６６Ｌ，６６Ｒにより制動を掛けて緩旋回を開始し、更に、操向レバー７５を傾倒させると、ブレーキ６６Ｌ，６６Ｒにより旋回内側となるキャリア６２に制動を掛けて旋回内側の車軸５１の回転が零になるとブレーキターンとなり、更に、操向レバー７５を傾倒させると、キャリア６２に制動を掛けると旋回外側と旋回内側の車軸５１の回転が逆転してスピンターンとなる。

なお、本発明の実施の形態の説明では、左右サイドクラッチ５８Ｌ，５８Ｒとブレーキ６６Ｌ，６６Ｒと遊星歯車機構６０を総称して旋回機構９０と表現している。

操向レバー７５は、図６に示す如く、操向レバー軸７５ａが前後方向の枢支軸７０に枢支した上アーム７５ｂに取り付けられ、上アーム７５ｂが左右の起立支持片７１，７１で挟まれて起立姿勢に段発支持されている。上アーム７５ｂから下方にセンサ片７３を設け、このセンサ片７３の先端ピン７３ａの左右揺動角度を検出するポジションセンサ７４からなる第一検出手段を構成し、上アーム７５ｂの枢支部近傍に操向レバー７５の左右の傾きを検出する左旋回スイッチ７２Ｌと右旋回スイッチ７２Ｒからなる第二検出手段を構成している。

従って、操向レバー７５を左右に傾けると、その傾け角度が第一検出手段７４で検出され、傾き方向が第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒで検出される。

そして、第一検出手段７４が検出する左右傾き角度で旋回機構９０の遊星歯車機構６０のブレーキ６６Ｌ，６６Ｒにより左右の車軸５１の回転に回転差を発生させて旋回半径を変更したりブレーキターンやスピンターンとしたりして、第二検出手段７２の左右傾き方向で旋回方向を読み取る。

６９は、操向レバー７５の基部を覆うレバーカバーである。

走行装置３は走行用静油圧式無段変速装置１２により主変速レバー１３を傾倒させると、走行用静油圧式無段変速装置１２がエンジン２２の一定回転を無段階に変速して伝達し、走行速度変更可能に構成し、刈取部４およびシンクロ用前側供給搬送装置１１へ伝達する回転も走行装置３の走行速度に同調して変速するようにしているので、刈取部４は走行速度に応じて最適な作業回転数が伝達される。

しかして、操縦部６に設けた操向レバー７５を左右の何れにも傾倒させないと、左右のサイドクラッチ５８Ｌ，Ｒを入りの状態ではサイドクラッチ歯車６８とキャリア６２の歯車６８Ａとの噛み合いで回転が遊星歯車機構６０に伝達されて直進し、操向レバー７５を左右何れか一方に傾倒すると、旋回内側となるサイドクラッチ５８Ｌ，５８Ｒを切りにすると共に、旋回内側となるキャリア６２に駆動軸６１からの回転を伝達しつつこの回転にブレーキ６６により制動を掛けて緩旋回を開始し、更に、操向レバー７５を傾倒させると、ブレーキ６６により旋回内側となるキャリア６２に制動を掛けて旋回内側の車軸５１の回転が零になるとブレーキターンとなり、更に、操向レバー７５を傾倒させると、キャリア６２に制動を掛けると旋回外側と旋回内側の車軸５１の回転が逆転してスピンターンとなる。

図７は、旋回制御のブロック図で、刈取脱穀クラッチ４４の入、切を検出する脱穀クラッチセンサ４４ａと左旋回スイッチ７２Ｌ（第二検出手段）と右旋回スイッチ７２Ｒ（第二検出手段）の検出信号がデジタル入力回路８１を介してスイッチ検出処理回路８５に入力し、ＣＡＮ通信８６で第二操舵制御コントローラ９１に入力する。さらに、主変速レバー１３の変速位置センサ１３ａから変速位置が第一Ａ／Ｄ変換回路８２を介して第二操舵制御コントローラ９１に入力し、車速センサ７９の車速がデジタルカウンタ８４を介して第二操舵制御コントローラ９１に入力する。

また、ポジションセンサ７４の操向レバー７５の左右傾き角度が第二Ａ／Ｄ変換回路８３を介して第一操舵制御コントローラ９２に入力する。

第一操舵制御コントローラ９２と第二操舵制御コントローラ９１では、検出信号が第二操舵制御コントローラ９１の異常判定手段８０で正常値であるかを判定して、ＣＡＮ通信８６で互いに通信される。

異常判定手段８０による異常の判定は、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒの検出信号を比較して一方に出力が有って他方に無い場合には断線による異常、一方の出力より他方の出力が異常に高い場合には溶着による異常と判定し、旋回方向が一致しなければ異常と判定し、第一操舵制御コントローラ９２と第二操舵制御コントローラ９１の正常検出信号で制御信号を出力する。

第一操舵制御コントローラ９２からエンジン停止回路８９に停止信号が出力され、第二操舵制御コントローラ９１から左サイドクラッチ５８Ｌと右サイドクラッチ５８Ｒに制御信号が出力され、ブレーキ６６に制御信号が出力される。

操向レバー７５の左右傾動を第一検出手段７４で検出するすると、遊星歯車機構６０とブレーキ６６を制御してブレーキターンやスピンターンが可能になり、第一検出手段７４で検出する検出信号が以上であれば、第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒで検出する検出信号で、左右サイドクラッチ５８Ｌ，５８Ｒを制御して通常の旋回になる。

異常判定手段８０で検出信号が異常であることを判定すると、取り敢えず、ブレーキ６６を制動したりエンジン停止回路８９にエンジン停止制御を出力したりして、再走行操作或いはエンジン再始動後に正常検出値で旋回するようにしても良い。その際に、第一検出手段７４と第二検出手段７２Ｌ，７２Ｒが共に異常検出値であると、再走行或いはエンジン再始動が出来ないようにする。

再走行或いはエンジン再始動後は走行速度を所定の低速域にに制限するが、走行速度が速すぎたり脱穀クラッチが入っていたりを検出すると、再び走行停止とすることもできる。

６０ 旋回機構
７４ 第一検出手段（ポジションセンサ）
７２Ｌ，７２Ｒ 第二検出手段（左旋回スイッチ、右旋回スイッチ）
７５ 操向レバー
８０ 異常判定手段
８６ ＣＡＮ通信
９１ 第二操舵制御コントローラ
９２ 第一操舵制御コントローラ

Claims (5)

1. 操向レバー（７５）の左右傾動操作を検出する第一検出手段（７４）と第二検出手段（７２Ｌ），（７２Ｒ）を設け、両検出手段（７４），（７２Ｌ），（７２Ｒ）の検出信号に基づいて旋回機構（６０）を制御するコンバインにおいて、
   前記第一検出手段（７４）と前記第二検出手段（７２Ｌ），（７２Ｒ）の検出信号が異常値であることを判定する異常判定手段（８０）を設け、前記第一検出手段（７４）と前記第二検出手段（７２Ｌ），（７２Ｒ）の一方が異常値を検出していると判定すると、正常値を検出している他方側の検出信号に基づいて前記旋回機構（６０）を制御することを特徴とするコンバイン。
2. 前記第一検出手段（７４）と前記第二検出手段（７２Ｌ），（７２Ｒ）が検出する検出信号をそれぞれ処理する第一操舵制御コントローラ（９２）と第二操舵制御コントローラ（９１）を設け、前記第二操舵制御コントローラ（９１）と前記第一操舵制御コントローラ（９２）をＣＡＮ通信（８６）で連携して前記旋回機構（６０）を制御することを特徴とする請求項１に記載のコンバイン。
3. 前記第一検出手段（７４）と前記第二検出手段（７２Ｌ），（７２Ｒ）のいずれか一方或いは両方が異常信号を検出すると一時的に走行停止或いはエンジン停止をすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバイン。
4. 緊急的に走行停止或いはエンジン停止した後に、再始動操作をすると異常検出側の検出信号に拠らずに正常値検出側の検出信号で前記旋回機構（６０）を制御することを特徴とする請求項３に記載のコンバイン。
5. 緊急停止後の再起動後の走行速度を所定の低速域に制限することを特徴とする請求項３に記載のコンバイン。
   

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