JP2656961B2 - コンバインにおける刈取前処理装置の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、稲、麦、大豆等を走行機体の前方の全幅に
わたって刈取りしたのち脱穀できる、いわゆる汎用コン
バインまたは普通形コンバイン等のコンバインにおける
刈取前処理装置の制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

汎用コンバインまたは普通形コンバインと一般に呼ば
れる収穫機は、特開昭57−83214号公報等にて開示され
ているように、前部に操縦席を備えた走行機体の一側寄
り位置に配設された前後長手のスクリュー扱胴等を内蔵
した脱穀部および揺動選別装置並びに唐箕フアン等によ
る風選別装置を備える一方、走行機体の前面に、その走
行機体の全幅にわたってタインバー付きのリールと下面
側に刈刃を有し、且つ横長の掻き込み用のオーガを備え
たプラットホームから成り刈取前処理装置と、該プラッ
トホームの後面一側寄り位置の開口部に連通する中空状
のフイーダハウス（内部にチエンコンベヤ等の無端回転
式の穀稈搬送手段を有する）とを配設し、この刈取前処
理装置をフイーダハウスと共に走行機体に対して昇降自
在に挿着した構成である。

そして、この刈取前処理装置における回転するリール
と、この先端に取付くタインバーにて立て起こした穀稈
の稈身上部側を刈刃にて刈取り後、掻き込み用のオーガ
にて集稈し、フイーダハウス内の穀稈搬送手段にて脱穀
部に送るように構成している。

しかしながら、この種のコンバインでは、刈り込んだ
穀稈の全量を脱穀部に投入するため、刈り込み長さが長
過ぎると脱穀部での負荷が大きくなるから、コンバイン
の走行速度（刈取り速度）を速くすることができないと
いう問題等があった。

この不都合を解消するため、前記先行技術では、穀稈
長を穂先基準で検出するための上下一対のセンサーを刈
取前処理装置の前部に装着し、このセンサーの検出結果
に基づいて刈取前処理装置の昇降位置を制御して、刈取
穀稈の長さを常に適正長さの範囲内に維持させることを
提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記先行技術では、刈取前処理装置の
対地高さを検出するための手段を備えず、対地高さの大
小考慮に入れてないため、穀稈長さが単い短いものであ
るか、穀稈が倒伏しているか否かの区別ができないか
ら、前記倒伏穀稈の場合には、刈取前処理装置が下降し
すぎることになり、当該刈取前処理装置の下端が地面に
衝突してしまうという問題があった。

本発明は、この不都合を解消し、穀稈長さが単に短い
場合ばかりでなく、倒伏穀稈に対しても刈取・掻込みを
実行できるコンバインを提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明は、コンバインにお
ける走行機体の前部に、プラットホームに掻き込み用の
オーガおよび刈刃とを備えて成る刈取前処理装置を昇降
調節可能に設け、該刈取前処理装置には、前記プラット
ホームに対してタインバー付きリールを昇降アームを介
して昇降調節自在に設け、前記プラットホームには対地
距離検出による穀稈の刈取り高さ検出センサーを設け、
前記プラットホームとリールとの上下間には、穀稈の穂
先部を検出する稈身検出センサーを設け、前記稈身検出
センサーの検出により稈身長が一定値未満であると判断
され、且つ前記対地距離が一定値以上であると判断され
るときには前記プラットホームを下降させる制御を実行
し、前記稈身長が一定値未満であると判断され、且つ前
記対地距離が一定値未満であると判断されたときには前
記リールを下降させる制御を実行する制御手段を設けた
ものである。

〔発明の作用及び効果〕

この構成によれば、刈取前処理装置におけるプラット
ホームには、リールが昇降アームを介して設けられてい
るので、プラットホームを昇降すればリールも一対的に
昇降することになる。

また、前記リールを昇降アームを介してプラットホー
ムに対して相対手に昇降調節できるので、刈刃の対地高
さを一定にしたままリールを下げると、背の低い穀稈や
大きく倒伏した穀稈をリールにて確実に立て起こすこと
ができ、刈取りも確実に実行できる。

即ち、前記稈身検出センサーの検出により稈身長が一
定値未満であると判断され、且つ前記対地距離が一定値
以上であると判断されるときには、単に稈身長が短いだ
けであるから、前記プラットホームを下降させる制御を
実行しても、当該プラットホームの下端が地面に衝突す
ることがなく、他方、前記稈身長が一定値未満であると
判断され、且つ前記対地距離が一定値未満であると判断
されたときには、穀稈が倒伏して地面近くにあるのだか
ら、これ以上プラットホームを下降動させると、プラッ
トホームの下端が地面に衝突し、穀稈の刈取り・掻込み
ができなくなるから、プラットホームを下降させること
なく、リールを下降させて、倒伏した低い位置の穀稈を
掻込み、プラットホームの刈刃で掻取るようにするので
ある。

このような刈取前処理装置の下降駆動の禁止により、
刈刃の対地高さをできるだけ高い位置に保持して、刈取
前処理装置への穀稈の投入長さを所定の短い方向に制御
できることになるのである。

従って、本発明では、刈刃が位置するプラットホーム
とその上方のリールとの間に配設した稈身長さ検出セン
サーによる穀稈穂先部の検出結果と、刈刃からの対地高
さを検出する刈取り高さ検出センサーの結果との両者を
考慮して、プラットホームもしくはリールのいずれか一
方の下降を許して、短い穀稈も倒伏した穀稈のいずれも
刈取処理することができるという顕著な効果を奏するの
である。

〔実施例〕

次に実施例について説明すると、汎用コンバインであ
る収穫機１は走行機体２の下面に左右一対の履帯式の走
行装置3,3を備え、走行機体２の前進方向に向かって右
側前部には座席付きの操縦部４を配設し、その後方には
エンジン（図示せず）及び穀粒蓄積用のタンク５を備
え、走行機体２の左側には、円周外面にダブルピッチの
スクリュー板と適宜個数の扱歯とを植設した前後長手の
扱胴6a等を内蔵した脱穀部６と、その下方に受け網８
と、シーブ等による揺動選別装置９と、唐箕フアン10の
風による風選別装置とを備える。

符号7aは、二番樋（図示せず）からの穀粒を脱穀部６
に還元するように搬送する二番還元筒、符号7bは前記タ
ンク５内の穀粒を外部に排出するための排出筒である。

一方、走行機体２の前面には、前記脱穀部６の前部開
口に連通する角筒状のフイーダハウス11を刈取部用油圧
シリンダ12を介して走行機体に対して昇降自在に装着し
てあり、該フイーダハウス11の内部には、左右長手の搬
送板を左右一体のチエンに適宜間隔で取付けたチエンコ
ンベヤ等の無端回転式の穀稈搬送手段13を配設し、この
穀稈搬送手段13の前部である前端はフイーダハウス11の
該側面に沿って前記走行機体２のミッションケース（図
示せず）からのチエン等の電動部14を介して回転駆動さ
せ、後述の刈取前処理装置15における掻き込み用のオー
ガ31からの刈取穀稈を穀稈搬送手段13にてフイーダハウ
ス11における後向き上昇傾斜する底板に沿わせ前記脱穀
部６に搬送するものである。

刈取前処理装置15は、前記フイーダハウス11の前面開
口部に連通する矩形筒状の介挿枠体16と、該介挿枠体16
に着脱自在に取付き、且つ走行機体２の全幅にわたって
左右に延びるバケット状のプラットホーム17とから成
り、且つプラットホーム17の左右長手方向の略半分の箇
所でフイーダハウス11の前端に対して上下回動可能のい
わゆるローリング角度調節が可能となるように構成され
ている。

該プラットホーム17には、走行機体２の全幅にわたっ
てタインバー18付きのリール19を第３図の矢印方向に回
転駆動させるように装着してある。

即ち、前記プラットホーム17の後端上面に回転自在に
支持された左右長手の支持軸28の両端に取付く前向きの
昇降アーム21,21先端には、前記リール19を回転自在に
装着し、前記伝動部14から図示しない自在継手付き横向
き伝動部を介して前記リール19の枢軸20を回転駆動す
る。また、前記リール19はリンク機構22などを介して前
記昇降アーム21上に前後位置調節可能に取付いている。

符号23,23は、前記リール19をプラットホーム17に対
して相対的に昇降調節するためのリール用油圧シリンダ
で、該一対のリール用油圧シリンダ23,23は基端をプラ
ットホーム17の左右両側板外面に枢着し、両リール用油
圧シリンダ23,23におけるピストンロッド先端を前記左
右一対の昇降アーム21,21に枢着している。

そして、前記支持軸28には固定部分との間の相対的回
転角度を検出できるポテンショメータ等のリール高さ検
出センサー24を設けてある。つまりポテンショメータの
回動角度を電圧値にて検出することで、リール19が取付
く昇降アーム21がプラットホーム17に対して昇降した場
合の、リール19とプラットホーム17との相対高さ寸法、
この実施例では、リール19の枢軸20の中心から後述の刈
刃30までの高さ距離（Ｖ）で代表する寸法を検出するこ
とができるものである。

符号25,26は光又は超音波を利用した、透過形、反射
形の上下一対の稈身長さ検出センサーで、前記リール19
を搭載した左右一対の昇降アーム21のうちの一方から下
向きに突出するブラケット27には、一対の稈身長さ検出
センサー25,26を上下間隔（Ｈ）にて取付けし、且つ各
稈身長さ検出センサー25（26）における発信器25aと受
信器25bとの対及び発信器26bと受信器26aの対をリール1
9における側方の枠体19aの外側からリール19長手方向中
央に向かうように横向き略水平に取付けしてある。

各稈身長さ検出センサー25（26）における発信器25a
（26a）からの超音波を被検出物（穀稈29の穂先部29a）
に照射し、その反射波を受信器25b（26b）にて感知する
ことにより、各々の稈身長さ検出センサー25（26）箇所
にて穀稈29の有無を検出することができると共に、後述
するよう穂先部29aの高さ位置を検出することができ
る。

また、第４図における符号42,43は、稈身長さ検出セ
ンサー25,26における各々の電気回路部（増幅回路、検
波回路、補償回路、パルス同期回路、信号比較回路を含
む）であり、リール回転センサー44では、リール19の回
転数を検出し、該リール19における枠体19aの複数のア
ーム19bが稈身長さ検出センサー25,26の前面を横切ると
きに超音波の照射が邪魔されないタイミングを取るため
の適宜パルス信号を前記電気回路部42,43に送る。

プラットホーム17の下面側には同じく左右長手のバリ
カン状の刈刃30を有し、プラットホーム17の底板上方に
は、第１図の矢印方向に回転する横長の掻き込み用のオ
ーガ31を備えてあり、前記伝動部14から自在継手付き横
向き伝動軸を介してオーガ31を回転駆動し、且つ刈刃30
を駆動する。

なお、符号32は刈取前処理装置15の左右両端から前向
きに突出する分草体である。符号33は、前記プラットホ
ーム17における刈刃30の対地高さ距離（Ｘ）を検出する
ための刈取り高さ検出センサーで、超音波の発信器と地
面からの反射波を受信する受信器とから成り、該超音波
の発信から受信迄の時間を測定することで対地高さ距離
（Ｘ）を換算検出するものである。

なお、プラットホーム17がフイーダハウス11に対して
左右ローリング調節可能に装着されているときには、刈
取り高さ検出センサー33,33をプラットホーム17の左右
両側に設け、左右両センサー33,33の検出値の平均値と
して対地高さを求めるようにしても良い。

この刈取前処理装置15における回転するリール19及び
タインバー18にて後向き引き起こされた穀稈を刈刃30に
て刈取り後、掻き込み用のオーガ31にて集稈する。

このとき、矢印方向に回転するオーガ31の円周面に
は、互いに反対の旋回方向となるスクリュー状掻き板3
4,35をオーガ31の軸方向中途部を残して設ける一方、こ
の軸方向中途部の円周面には、円周の略下面側で下向き
突出し、略上面側で没するような出没自在な掻き込み膨
36を有し、刈取り穀稈はオーガ31の回転によりプラット
ホーム17上を横方向（オーガ31の長手略中央方向）に送
られた後、プラットホーム17の後板における導入口から
前記フイーダハウス11の前面開口部の箇所にて、フイー
ダハウス11内の穀稈搬送手段13に受け継がれる。

第４図は、本発明の制御手段のブロック図を示し、符
号37は中央制御装置で図示しない読み書き可能メモリ
（RAM）や読み出し専用メモリ（ROM）を従え、以下の論
理判断を実行すると共に、刈取部用油圧シリンダ12の制
御切換え弁に対する上昇用電磁ソレノイド38、下降用電
磁ソレノイド39、並びにリール用油圧シリンダ23の制御
切換え弁に対する上昇用電磁ソレノイド40、下降用電磁
ソレノイド41を各々ON（励磁）、OFF（消磁）作動させ
るものである。

また、上下の稈身長さ検出センサー25,26が同じ磁気
に超音波を発信・受信すると、一方のセンサーからの発
射波を他方の受信器で受信して穀稈の検出の際に誤信号
を受けるので、第６図で示すように上下両稈身長さ検出
センサー25,26の作動周期を（Ｔ）、作動（発信から受
信まで）時間（t₀）、上部稈身長さ検出センサー25と下
部稈身長さ検出センサー26の作動タイミングを（T/2）
だけずらすように構成すると共に、時間〔t1＝（T/2）
−t₀〕の間に前記アーム19bが稈身長さ検出センサーの
前方を通過するように同期させるのである。

第５図は地面45に立植した穀稈29、刈刃30、上下両稈
身長さ検出センサー25,26およびリール19の中心である
枢軸20の各部分の高さ位置関係を模試式で示したもの
で、L₀は穀稈29の地面45から穂先部29a先端までのいわ
ゆる稈身長さ、地面45から刈刃30までの対地刈取り高さ
をＸとすると、L1＝L₀−Ｘは刈取前処理装置15に刈り込
まれる穂先部側の長さ寸法であり、以下これを投入長さ
という。

また、刈刃30から枢軸20までの高さ距離（Ｖ）をプラ
ットホーム17とリール19との相対高さと呼ぶ。なお、枢
軸20から上部稈身長さ検出センサー25までの高さ距離を
ａとする。

さらに、符号46は、フイーダハウス11の下方に配設し
たセカンドモアーで、前記プラットホーム17の刈刃30に
て刈取った残りの穀稈の株元部近傍を（地面45に近い箇
所）で刈取るものである。

この構成において、穀稈29の倒伏状態や稈身長さ寸法
L₀の大小等に応じて刈取部用油圧シリンダ12の作動を作
動させ、刈取前処理装置15ひいてはプラットホーム17の
対地高さを適宜の値となるように大まかにセットする。

ついで、前記刈取り高さ検出センサー33、リール高さ
検出センサー24、上下両稈身長さ検出センサー25,26の
各検出値をもとに、第７図に示す論理表に基づき中央制
御装置37の論理演算を実行して、刈取前処理装置15全体
の昇降調節、及びリール19の昇降調節の制御を行うので
ある。

この論理表で、Xkとは刈刃30にて穀稈29を刈り取る時
の標準的な高さ距離（若しくは比較的大きい距離）であ
り、Xoとは、刈取用油圧シリンダ12の制限リミットスイ
ッチが作動してそれ以下に刈刃30の位置が地面45に近付
かない高さ距離を示し、VRはプラットホーム17とリール
19との相対高さ距離としての制御上における上限値であ
る。

制御からまでは、刈取り高さ検出センサー33によ
り刈取り高さ距離Ｘが標準的な高さ距離（若しくは比較
的大きい距離）に等しいかそれ以上のときであって、相
対高さ距離が上限値VRに等しい状態である。即ちリール
19の昇降アーム21が上昇位置にあってプラットホーム17
の上端から離れているように保持される状態である。

この状態において、制御では稈身長さ検出センサー
25及び26のいずれもがOFFのとき、つまりこの両稈身長
さ検出センサーにて穀稈の穂先部29aを感知しないとき
には、当該穂先部29の高さ位置が刈取前処理装置15に対
して相対的に低い位置にあると判断できる。

従って、この制御では、電磁ソレノイド40,41のい
ずれもOFF状態に保持して、前記リール19とプラットホ
ーム17との相対高さ距離をVRに維持しつつ、刈取部用油
圧シリンダ12の電磁ソレノイド39をONにして、刈取前処
理装置15全体を下降させるのである。

これにより、穀稈の穂先部29aが上下一対の稈身長さ
検出センサー25,26間に位置するように制御できる。

制御は、上下一対の稈身長さ検出センサー25,26間
に穂先部29aの上端が位置する状態を感知した場合で、
つまり上部稈身長さ検出センサー25ではOFFで、下部稈
身長さ検出センサー26はONとなる。この状態において
は、前に説明したように、刈取り高さ検出センサー33に
よる刈取り高さ距離Ｘが標準的な高さ距離（若しくは比
較的大きい距離）に等しいかそれ以上の値に維持する
（電磁ソレノイド38,39はOFF）ので、刈刃30は比較的高
い位置に保持されて穀稈29の穂先部29aを刈り取ること
になり、穂先部29aを含む稈身の長さである投入長さL1
を所定の短いものにできるのである。この制御では電
磁ソレノイド40,41の両者がOFFで、リール19も昇降しな
いから、いわゆる不感帯となる。

制御は、上下両稈身長さ検出センサー25,26がいず
れもONの状態、つまり穂先部29aの上端が上部稈身長さ
検出センサー25より上方に位置する場合である。

従って、この条件にあるときには、電磁ソレノイド38
をONにして刈取前処理装置15全体を上昇させる。こうす
ると、プラットホーム17における刈刃30の高さ位置、つ
まり刈取り高さ距離Ｘが標準的な高さ距離（若しくは比
較的大きい距離）Xkに等しいかそれ以上の値となり、換
言すれば、投入長さL1を所定の短い方向に制御できるこ
とになるのである。

制御から制御までは、刈取り高さ距離Ｘが前記距
離Xkより小さく、且つ刈刃30がそれ以下の位置に下降し
ない下限距離Xoより大きい範囲内にある状態での制御で
ある。

従って制御から制御までのすべてにおいて、刈取
前処理装置15を現状より刈取り高さ距離を少なくするよ
うなプラットホーム17の下降駆動を禁止する。つまり電
磁ソレノイド39の作動は禁止される。

このような、プラットホーム17下降駆動の禁止によ
り、刈刃30の対地高さをできるだけ高い位置に保持し
て、刈取前処理装置15への穀稈の投入長さL1を所定の短
い方向に制御できることになるのである。

制御では上下両稈身長さ検出センサー25,26のいず
れもOFFであると感知するときには、穀稈の穂先部29aの
上端が下部稈身長さ検出センサー26より低い位置にある
と認識できる。

そして、刈取り高さ距離Ｘが比較的小さいのであるか
ら、これ以上プラットホーム17を下降させると刈刃30の
高さ位置が最低限に近付き不都合が生じる。

また制御では相対高さ距離Ｖが上限値VRにあるの
で、リール19をプラットホーム17に近付ける（プラット
ホーム17とリール19との相対高さ距離Ｖを小さくする）
ようにリール用油圧シリンダ23を作動させるべく、電磁
ソレノイド41をONにするのである。

制御は、Xo≦Ｘ＜Xkで、且つ相対高さ距離Ｖが上限
値VRであるときの制御である。

そして、制御では上限稈身長さ検出エンッサー25が
OFF、下部稈身長さ検出センサー26がON、つまり穂先部2
9aの上端が上下稈身長さ検出センサー25,26間に位置す
ると認識できた場合で、このときには刈取前処理装置15
全体を上昇させるべく電磁ソレノイド38を作動させるこ
とで、投入長さL1を所定の短い方向に制御できることに
なるのである。

制御と制御まではXo≦Ｘ＜Xkで、且つ相対高さ距
離Ｖが上限値VRよりも小さい状態であるときの制御であ
る。

制御では、上部稈身長さ検出センサー25がOFF、下
部稈身長さ検出センサー26がON、つまり穂先部29aの上
端が上下稈身長さ検出センサー25,26間に位置すると認
識できた場合である。この状態では、刈取り高さ距離Ｘ
が標準値Xkより短いが下限距離Xoより大きい範囲内にあ
る状態ので、不感帯とし、電磁ソレノイド38,39,40,41
のすべてがOFF状に保持される。

制御では、上下両稈身長さ検出センサー25,26で穂
先部29aを感知するので、当該穂先部29aの上端は上部稈
身長さ検出センサー25より高い位置にあると認識でき
る。

そして、Xo≦Ｘ＜Xkで、且つ相対高さ距離Ｖが上限値
VRよりも小さい状態である刈取り高さ距離Ｘは小さい側
にあるのだから、これ以上刈取前処理装置15を下降させ
ることを禁止する。従って、刈取前処理装置15全体を上
昇させることやリール19を上昇させることは許す制御を
実行しても良い。

従って、稈身長が一定値以上であるときには、刈り取
るべき穀稈の穂先側の長さを短くすべく、、、、
、の制御のように、前記プラットホームとリールと
の相対高さを所定の上限値に保持するか、もしくは上限
値以下となるように少なくともプラットホームを上昇駆
動する制御を実行することになる。

なお、の制御に際して、リール19を昇降させる制御
も合わせて実行すると、リール19よる穀稈穂先部の引き
起し作用も確実となる。また上下一対の稈身長さ検出セ
ンサー25,26を、リール19の昇降動に連動する昇降アー
ム21部材等に設けておけば、リール19の昇降作動の制御
により、これと一体的に昇降する上下一対の稈身長さ検
出センサー25,26にて地面に植立した穀稈29の穂先部29a
の高さ位置を穂先側から（つまり刈取前処理装置15の高
い位置側から）追いかけて検出することができる。

以上要するに本発明では、刈刃からの対地高さを検出
する刈取り高さ検出センサー33の結果ばかりでなく、刈
刃が位置するプラネットホーム17とその上方のリール19
との間に配設した上下一対の稈身長さ検出センサー25,2
6による穀稈穂先部の検出結果をも利用することによ
り、穀稈の長短に拘わらず、しかも該穀稈の稈身長さを
直接検出することなく、刈取前処理装置15における刈刃
30で刈り込まれる穀稈の投入長さを出来る限り短くし、
以後の作業負荷を減少させることができるという顕著な
効果を有するのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は収穫機の平面
図、第２図はその側面図、第３図は第２図の要部拡大側
面図、第４図は制御装置のブロック図、第５図は各部の
高さ位置関係を示す説明図、第６図は上下一対の稈身長
さ検出センサー25,26の作動タイムチャート、第７図は
制御の論理表である。 １……収穫機、２……走行機体、3,3……走行装置、６
……脱穀部、11……フイーダハウス、12……刈取部用油
圧シリンダ、13……チエンコンベヤ、15……刈取前処理
装置、17……プラネットホーム、19……リール、20……
枢軸、 21,21……昇降アーム、23……リール用油圧シリンダ、2
4……リール高さ検出センサー、25,26……稈身長さ検出
センサー、27……ブラケット、29……穀稈、29a……穂
先部、30……刈刃、31……オーガ、33……刈取り高さ検
出センサー、37……中央制御装置、38,39,40,41……電
磁ソレノイド、44……リール回転センサー、45……地
面。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンバインにおける走行機体の前部に、プ
   ラットホームに掻き込み用のオーガおよび刈刃とを備え
   て成る刈取前処理装置を昇降調節可能に設け、該刈取前
   処理装置には、前記プラットホームに対してタインバー
   付きリールを昇降アームを介して昇降調節自在に設け、
   前記プラットホームには対地距離検出による穀稈の刈取
   り高さ検出センサーを設け、前記プラットホームとリー
   ルとの上下間には、穀稈の穂先部を検出する稈身検出セ
   ンサーを設け、 前記稈身検出センサーの検出により稈身長が一定値未満
   であると判断され、且つ前記対地距離が一定値以上であ
   ると判断されるときには前記プラットホームを下降させ
   る制御を実行し、 前記稈身長が一定値未満であると判断され、且つ前記対
   地距離が一定値未満であると判断されたときには前記リ
   ールを下降させる制御を実行する制御手段を設けたこと
   を特徴とするコンバインにおける刈取前処理装置の制御
   装置。