JP3115271B2 - コンバインにおける刈取前処理装置の速度制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、米、麦、大豆、蕎
麦、等の穀物を刈取脱穀できる、いわゆる汎用（普通
型）のコンバインにおける刈取前処理装置の速度制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のコンバインにおける刈取前処理
装置に対する動力伝達系として、先行技術の特開平１−
２５６３１３号公報には、エンジンからオーガに動力伝
達する動力伝動軸より下流側に、刈刃及び掻込みリール
の両者に対する動力伝達を一挙に入切りするためのクラ
ッチを設けることを提案している。

【０００３】また、実願昭５８−５８３９３号（実開昭
５９−１６３３４３号公報）や実願昭５８−１３６７８
３号（実開昭６０−４４５３９号公報）では、掻込みリ
ールへの動力伝動系には分割（割り）プーリ型の無段変
速機構を備え、車速の検出センサによる検出値に応じて
速度制御手段により、掻込みリールの回転数を車速に同
調するように制御することを提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、刈取脱
穀作業に際して、車速があまりにも遅い場合に、掻込み
リールの回転速度を車速同調制御すると、当該掻込みリ
ールの回転数が極端に小さくなり、穀稈の掻込み作用が
なくなってしまうという問題があった。また、掻込みリ
ールの回転数が極端に小さい場合やゼロの場合に、前記
無段変速機構における分割プーリを駆動モータ等にて強
制的に作動させると、該分割プーリに巻掛けているベル
トを無理やり横から押圧してベルトに無理な力が作用し
てねじれて耐久性が悪くなり、また、ベルトが分割プー
リに食い込む等して円滑に変速操作できなくなるという
問題があった。本発明は、掻込みリールの回転速度を車
速同調させるものでありながら、前記技術的課題を解決
することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明のコンバインにおける刈取前
処理装置の速度制御装置は、エンジンと脱穀部とを備え
た走行車体の前方部に、オーガを備えた左右長手のプラ
ットホームと、刈刃と、掻込みリールとを有する刈取前
処理装置を装着して成るコンバインにおいて、前記エン
ジンからの動力伝達系を走行部と刈取前処理装置とに分
岐させて設け、オーガへの動力伝達系より下流側には、
刈刃伝動系と掻込みリール伝動系とを並列的に配置し、
掻込みリール伝動系に対する無段変速機構における分割
プーリを駆動モータにより調節作動させるように構成
し、該無段変速機構より下流側に、掻込みリールクラッ
チと掻込みリール回転数センサとを介在させ、走行部に
設けた車速センサの検出値と掻込みリール伝動系に設け
た掻込みリール回転数センサの検出値に基づいて、当該
車速に同調して掻込みリール回転数を比例的に増減する
ように車速同調制御を実行すると共に、前記掻込みリー
ルの回転数が所定の下限値以下の状態及び前記掻込みリ
ールクラッチの切りにより掻込みリールの回転数がゼロ
となった状態では、前記無段変速機構における駆動モー
タを作動させないように制御するものである。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のコンバインにおける刈取前処理装置の速度制御
装置において、前記掻込みリールクラッチを入り切りす
るために電磁クラッチを設け、該電磁クラッチの従動側
に前記掻込みリール回転数センサを設けたものである。

【０００７】

【発明の作用および効果】このように、掻込みリールの
検出回転数が下限値以下及びゼロの状態であるとき、無
段変速機構における分割プーリを強制的に動かすための
駆動モータを作動させないから、車速同調制御を実行し
ないことにより、掻込みリールの回転数が極端に低下し
て、穀稈の掻込み作用が損なわれないようにすることが
できると共に、前記ベルトが分割プーリに無理やり食い
込んだり、ねじれたりするという事故を無くすることが
でき、前記下限値以上に復帰したときに円滑な無段変速
を実行できるという効果を奏する。

【０００８】そして、掻込みリールへの動力伝達を切る
ように電磁クラッチを作動させた場 合にも、その従動側
に配置された掻込みリール回転数センサの検出値はゼロ
になるから、この場合にも、前記駆動モータを作動させ
ないことにより、前記無段変速機構におけるベルト等に
無理な力を作用させず、且つ、その後に掻込みリールへ
の動力伝達を実行するまでの間に、前記無段変速機構の
出力側（従動側）の速度を無闇に変更させないようにす
ることができるのである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について説
明すると、符号１は左右一対の走行クローラ２，２を有
することがある汎用コンバインの走行車体を示し、該走
行車体１上の一側方には脱穀装置３を搭載し、該脱穀装
置３における扱室内の扱胴４をその軸線が走行車体１の
進行方向に沿うように配設し、その下方には受け網とシ
ーブ等による揺動選別装置５と唐箕フアン６の風による
風選別装置とを備え、脱穀装置３の側方（図１において
走行車体１の右側）に脱穀済みの穀粒を貯留する穀物タ
ンク７を搭載してある。符号８は二番コンベアから扱室
内に処理物を戻す二番揚穀筒であり、符号９は、穀物タ
ンク７から外部に穀物を放出するための放出筒である。

【００１０】刈取前処理装置１０は、前記脱穀装置３の
前部に開口し、油圧シリンダ１１にて昇降自在な角筒状
のフイーダハウス１２（内部にチエンコンベヤ１２ａを
備える）と、該フイーダハウス１２の前端に連設した横
長のバケット状のプラットホーム１３と、該プラットホ
ーム１３内に横設した横長のオーガ１４と、その前方上
部位置のタインバー１５付き掻込みリール１６と、プラ
ットホーム１３下面側に左右長手に配設したバリカン状
の刈刃１７とから成る。符号１８，１８は刈取前処理装
置１０の前部左右両端から前向きに突出する左右一対の
分草体である。

【００１１】図３はエンジン１９から前記各部への動力
伝達系を模式的に示した伝動系統図で、脱穀クラッチ装
置２０を介して扱胴４および揺動選別装置５および唐箕
フアン６の風による風選別装置等に動力伝達する。走行
部のミッション２１には、油圧ポンプ２２と油圧モータ
２３を介して動力伝達し、前記一対の走行クローラ２，
２の駆動輪２４，２４を左右互いに独立的に駆動する。

【００１２】刈取前処理装置１０に対する動力伝達は、
刈取前処理部クラッチ装置２５の駆動下流側でフイーダ
ハウス１２内のチエンスコンベヤ１２ａを駆動してその
掻き込み板１２ｂでプラットホーム１３からの刈取り穀
稈を脱穀装置３の前部に搬送する。他方、チエン２６を
介してプラットホーム１３の後面に配置した左右長手の
動力伝達軸２７を駆動し、該動力伝達軸２７がプラット
ホーム１３の右側面の後部に突出する箇所で、チエンス
プロケット２８，２９に巻掛けたチエン３０を介してオ
ーガ１４を回転駆動する。

【００１３】刈刃１７に対する刈刃伝動系３１と掻込み
リール１６に対する掻込みリール伝動系３２は、前記動
力伝達軸２７におけるオーガ１４に対する動力伝達より
下流側に配置するものであり、且つ、プラットホーム１
３の右側の外面側に配設する。その第１実施例は図３〜
図６に示し、掻込みリール伝動系３２は、前記動力伝達
軸２７の右端部に取付く駆動スプロケット３３とプラッ
トホーム１３の上部側に軸支した中間軸３４に取付くチ
エンスプロケット３５に巻掛けたチエン３６と、前記中
間軸３４におけるチエンスプロケット３７と掻込みリー
ル１６の入力軸３８に取付くチエンスプロケット３９と
に巻掛けたチエン４０とから成る。符号４１，４２は中
間スプロケットである。

【００１４】刈刃伝動系３１は、前記と同じく動力伝達
軸２７の右端部に取付く駆動プーリ４３から、プラット
ホーム１３の右側板１３ａ外面側に取付く刈刃駆動ケー
ス入力プーリ４４に巻掛けたベルト４５による伝動系で
あり、刈刃駆動ケース４６内の伝動部から駆動アーム４
７を介して刈刃１７を左右往復駆動する。符号４８は、
前記ベルト４５に関連させた刈刃クラッチ装置で、図５
及び図６に示すように、前記動力伝達軸２７の右端部に
遊嵌したボス部４９ａから後向きに突出するハンドル４
９と、同じく動力伝達軸２７の右端部に遊嵌して前向き
に突出した回動アーム５０の先端に取りついてベルト４
５の外周面を押圧する転子５１とから成り、前記ハンド
ル４９の前端に前向きに突出するアーム５２と、前記回
動アーム５０に回動自在に取付く支持部材５４とに、連
結ボルト５３を摺動自在に貫通させ、該連結ボルト５３
に被嵌したばね５５にて転子５１をベルト４５に押圧付
勢するものである。

【００１５】なお、ハンドル４９は、プラットホーム１
３の右側板１３ａ外面側に取付く案内板５６における上
下長溝孔５７に沿って移動可能であり、且つその上下長
溝孔５７の上下端部に横方向に切欠いた係止溝（図示せ
ず）に対して係脱できるようにボス部４９ａとハンドル
４９とをピン軸５８回りに回動自在に構成する。また、
転子５１が取り付く回動アーム５０には、当該転子５１
が接触するベルト４５の反対側に臨む規制棒５９を固着
する。

【００１６】これらの構成により、図６のＡ方向にハン
ドル４９を回動して前記上端側の係止溝に係止しておく
と、アーム５２と、連結ボルト５３及びばね５５を介し
て回動アーム５０を下向きに押圧して転子５１にてベル
ト４５の外周を押すので、刈刃駆動ケース入力プーリ４
４に動力伝達できる。反対にハンドル４９を下向き（Ｂ
方向）に回動して下端側の係止溝に係止しておくと、ア
ーム５２にて回動アーム５０を強制的に上向き回動せし
め、ばね５５による動力伝達用の押圧力が解除されると
共に、規制棒５９にてベルト４５の内周面を上向きに押
圧し、又は転子５１との間で当該ベルト４５を屈曲せし
めるから、このベルト４５を強制的に停止させることが
できる（図６の二点鎖線参照）。

【００１７】従って、枕地にコンバインを乗り入れるに
際して、予め、当該枕地の穀稈を手刈りした後、この枕
地に刈取前処理装置１０の下面を接当させるようにコン
バインを据え置きする。そして、前記ハンドル４９を下
向き回動させて刈刃クラッチ装置４８をオフ（切り）状
態にして後、エンジン１９を始動し、脱穀クラッチ装置
２０及び刈取前処理クラッチ装置２５を各々オンとすれ
ば、オーガ１４並びに掻込みリール１６が回転する。こ
の状態で、前記手刈りした穀稈を、掻込みリール１６方
向に投げ入れると、当該掻込みリール１６の掻込み作用
にて至極簡単に投入作業を実行することができる。

【００１８】またハンドル４９がプラットホーム１３の
右側面に位置し且つ運転席６７の前間に位置するから、
このハンドル４９操作もたやすいのである。なお、符号
６０は、前記刈刃伝動系３１等に対するカバー体であ
る。図７は第２実施例を示し、この実施例では、前記刈
刃伝動系３１と掻込みリール伝動系３２とに動力伝達を
各々継断する個別のクラッチを備える場合で、刈刃伝動
系３１は前記第１実施例と同じくベルト４５伝動とし、
図５及び図６の刈刃クラッチ装置４８を採用し、掻込み
リール伝動系における前記第１実施例の前記動力伝達軸
２７の右端部に取付く駆動スプロケット３３とプラット
ホーム１３の上部側に軸支した中間軸３４に取付くチエ
ンスプロケット３５に巻掛けたチエン３６に代えて、プ
ーリ６４，６５とベルト６６による伝動系とし、図４の
一点鎖線で示すように、ベルト押え用転子６１と、これ
を回動させるハンドル６２とにより、掻込みリールクラ
ッチ装置６３を構成するのである。なお、このハンドル
６２も前記刈刃クラッチ装置４８におけるハンドル４９
の内側近傍（プラットホーム１３の右側外面側）にて同
方向に回動するように構成するのが好ましい。

【００１９】また、ハンドル６２の基部はプラットホー
ム１３の側板１３ａ等に回動自在に枢支し、上向きに延
長した前記案内板５６における上下長溝孔（図示せず）
に前記ハンドル４９と同様にしてハンドル６２の回動位
置を保持するようにすれば良い。この実施例では、オー
ガ１４を駆動した状態において、個別のクラッチ装置で
刈刃伝動系３１と掻込みリール伝動系３２とに動力伝達
を各々継断することができるから、作業者の所望によ
り、刈刃伝動系３１ばかりでなく掻込みリール伝動系３
２も停止させることができ、安全性が向上するのであ
る。

【００２０】図８は第３実施例を示し、刈刃伝動系３１
は前記第１実施例と同じくベルト４５伝動とし、図５及
び図６の刈刃クラッチ装置４８を採用する。掻込みリー
ル伝動系は、前記第１実施例の動力伝達軸２７から中間
軸３４には、左右割りプーリ６８，６９に巻掛けたベル
ト７０による伝動系とし、一方の割りプーリ６９の間隔
を調節する調節用ステップモータ７１を備えて、無段変
速機構を構成する。

【００２１】また中間軸３４にはチエンスプロケット３
５との間に電磁クラッチ７２を介挿し、チエンスプロケ
ット３５への動力伝達の継断を実行できるように構成す
る一方、このチエンスプロケット３５の回転数（ひいて
は掻込みリール１６の回転数）を検出するためのセンサ
ー７３を設ける。このセンサー７３の実施例としては、
チエンスプロケット３５と一体的に回転する円板７４の
外周縁等に透かし孔７５を適宜円周ピッチで穿設し、こ
の透かし孔７５の両側に光通過型センサー７３（発光素
子と受光素子とから成る）または電磁誘導作用を利用し
た磁界型の近接センサー７３をブラケット７７に取付け
するのである。

【００２２】符号７９ａ，７９ｂは、前記左右各走行ク
ローラ２，２の各出力軸に関連させて設けて車速を検出
する車速センサーである。符号７８は、走行機体の車速
の増減に併せて掻込みリール１６の回転数を調節する
（掻込みリール同調制御の）ための制御手段で、該制御
手段７８は、マイクロコンピュータ等の電子制御による
中央処理装置（ＣＰＵ）と、中央処理装置で演算処理す
るのに必要な制御プログラムや初期値を予め記憶してお
く読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）と、演算処理するのに
用いられる各種データを一時的に記憶するための読み書
き可能メモリ（ＲＡＭ）と、入出力インターフェイス等
から成り、前記車速センサー７９ａ，７９ｂ、及び掻込
みリールの回転数が検出できるセンサー７３の信号、並
びに自動スイッチ８０と手動スイッチ８１との信号を入
力し、前記無段変速機構の調節用ステップモータ７１及
び電磁クラッチ７２に信号を出力する。

【００２３】なお、前記左右の車速センサー７９ａ，７
９ｂの検出値の平均値をもって車速を求めるのが好まし
い。また、車速センサー７９ａ，７９ｂのパルス信号
（検出値）から車速を演算する場合や、センサー７３の
パルス信号から掻込みリール１６の回転数（周速度）を
演算する場合、および種々の車速に同調する掻込みリー
ル１６の回転数の対応関係は、各々の換算表（マップ）
またはリストを予め読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）に記
憶させておく。

【００２４】次に、図１１で示すサブルーチンフローチ
ャートに従って、制御の態様を説明する。スタートに続
き、ステップＳ１にてセンサー７３の検出値から、掻込
みリール１６の回転数（単位rpm)がＮ１（例えば100rp
m) 以下か否かを判別する。掻込みリール１６の検出回
転数がＮ１未満のとき（no）には、刈取前処理装置１０
は駆動していないもの（換言すると、刈取前処理クラッ
チ装置２５が切り状態である）として、掻込みリール同
調自動制御を実行しない。

【００２５】掻込みリール１６の検出回転数がＮ１以上
のとき（yes ）には、前記刈取前処理装置１０は駆動し
ている、即ち刈取前処理作業を実行しているものと判断
する。次いで、ステップＳ２で自動スイッチ８０がＯＮ
か否かを判別する。ＯＮのときには、前記の掻込みリー
ル同調自動制御を実行する。この場合車速Ｖ（m/秒)に
同調すべき掻込みリール１６の回転数（目標回転数Ｎ
Ｍ）の対応関係（図１２に示す）に開示しているよう
に、スイッチ（自動スイッチ８０）の切り替えにより、
同一の車速に対して同調させる掻込みリールの目標回転
数ＮＭを大きい状態にする（高同調）と、目標回転数Ｎ
Ｍを中程度で同調させる（中同調）と、目標回転数ＮＭ
を低い程度で同調させる（低同調）との３種類設ける。

【００２６】前記ステップＳ２で自動スイッチ８０がＯ
Ｎと判断するときには、ステップＳ３にて車速Ｖ（m/
秒) に同調すべき掻込みリール１６の回転数（目標回転
数ＮＭ）の対応関係（図１２に示す）から、前記検出回
転数が所定の不感帯域に入っているか、不感帯域より上
か、不感帯域より下かの３つの状態のいずれかであるか
を判別する。

【００２７】ここで不感帯域とは、種々の車速に同調す
べき掻込みリールの目標回転数の上下一定範囲であっ
て、その範囲内に検出回転数があるときには、調節用ス
テップモータ７１を駆動させないとするものである。従
って、掻込みリールの検出回転数の値がこの不感帯域内
にあるときには、無段変速機構を増速側又は減速側に駆
動させないものとする。

【００２８】なお、無段変速機構を一旦停止させた後
に、車速センサーの検出値が一定範囲内で変動している
場合は、無段変速機構を無闇に動かさないために、調節
用ステップモータ７１を駆動させないが、自動スイッチ
８０で同調程度を切り替えたときには、車速が変化しな
くても、調節用ステップモータ７１を駆動させるのは当
然である。

【００２９】ついで、掻込みリールの検出回転数の値が
この不感帯域より下にある場合、ステップＳ４にて、掻
込みリール１６の回転数が上限値Ｎ２（例えば８５２rp
m)以下であるか否かを判別し、上限値Ｎ２より大のとき
には、調節用ステップモータ７１を駆動させない。ステ
ップＳ４にて、掻込みリール１６の回転数が上限値Ｎ２
以下と判断するときには、前記車速Ｖとそれに対応する
掻込みリールの回転数との対応関係（図１２）から、掻
込みリール回転数を増大すべく調節用ステップモータ７
１を駆動させる（ステップＳ５）。

【００３０】ステップＳ３にて掻込みリールの検出回転
数の値がこの不感帯域より上にある場合、ステップＳ６
にて掻込みリール１６の回転数が下限値Ｎ３（例えば２
６５rpm)以上であるか否かを判別し、下限値Ｎ３より小
のときには、調節用ステップモータ７１を駆動させな
い。また、ステップＳ６にて掻込みリール１６の回転数
が下限値Ｎ３以上であると判断すると、前記図１２に従
って、掻込みリール回転数を減少すべく調節用ステップ
モータ７１を駆動させる（ステップＳ７）。

【００３１】このように、センサー７３で掻込みリール
１６の回転数を検出することにより、従前の技術で無段
変速機構またはその調節用ステップモータ７１に設けて
いた調節の上限、下限の限界を検出するためのリミット
スイッチを省略することができ、また、車速に同調させ
た掻込みリールの回転数制御も容易に実行できる。前記
ステップＳ６における掻込みリール１６の検出回転数が
下限値Ｎ３未満であるとき、調節用ステップモータ７１
を駆動させないことにより、換言すれば車速同調制御を
実行しないことにより、掻込みリール１６の回転数が極
端に低下して、穀稈の掻込み作用が損なわれないように
するのである。

【００３２】さらに、分割プーリに対するベルトの食い
込み量を調節する形式の無段変速機構にあっては、セン
サー７３にて掻込みリール１６が回転していないことを
検出しているときには、調節用ステップモータ７１を駆
動させないので、前記ベルトが分割プーリに無理やり食
い込んだり、ねじれたりするという事故を無くすること
ができる。

【００３３】前記ステップＳ２にて前記自動スイッチ８
０がＯＦＦのときには、ステップＳ８で、手動スイッチ
８１がＯＮかＯＦＦかを判別するこの手動スイッチ８１
は、熟練した作業者が掻込みリール１６の回転数を、穀
稈等の状況判断に基づいて手動で増減調節する場合に使
用するのであり、手動スイッチ８１を（増）側にＯＮに
するとき、掻込みリール１６の検出回転数が上限値Ｎ２
以下か否かを判別し（ステップＳ９）、上限値Ｎ２以下
であるときには、調節用ステップモータ７１を連続的に
駆動させて、掻込みリール１６の回転数を増大させる
（ステップＳ１０）。

【００３４】前記ステップＳ８で、手動スイッチ８１を
（減）側にＯＮにするとき、掻込みリール１６の検出回
転数が下限値Ｎ３以上か否かを判別し（ステップＳ１
１）、下限値Ｎ３以上であるときには、調節用ステップ
モータ７１を連続的に駆動させて、掻込みリール１６の
回転数を減少させる（ステップＳ１２）。前記ステップ
Ｓ８で手動スイッチ８１がＯＦＦときや、ステップＳ９
で上限値Ｎ２より大きい場合、およびステップＳ１１で
下限値Ｎ３未満であるときには、調節用ステップモータ
７１を駆動させないものとする。

【００３５】なお、前記クラッチの操作部、ハンドルま
たはスイッチは、プラットホーム１３の左側面の外面側
に設けても良いのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの平面図である。

【図２】側面図である。

【図３】動力伝達系の概略図である。

【図４】図１のIV−IV視要部拡大側面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ視要部拡大図である。

【図６】図５のVI−VI視側面図である。

【図７】第２実施例の動力伝達系の概略図である。

【図８】第３実施例の動力伝達系の概略図である。

【図９】掻込みリールのセンサー部を示す平面図であ
る。

【図１０】側面図である。

【図１１】フローチャートである。

【図１２】車速と掻込みリール回転数との関係を示す図
である。

【符号の説明】

１ 走行車体 ２ 走行クローラ ３ 脱穀装置 １０ 刈取前処理装置 １３ プラットホーム １４ オーガ １６ 掻込みリール １７ 刈刃 １９ エンジン ２７ 動力伝達軸 ３１ 刈刃伝動系 ３２ 掻込みリール伝動系 ４８ 刈刃クラッチ装置 ４９ ハンドル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−163343（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−44539（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01D 41/00 - 41/12 A01D 57/00 - 57/10 A01D 69/00 - 69/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンと脱穀部とを備えた走行車体の
   前方部に、オーガを備えた左右長手のプラットホーム
   と、刈刃と、掻込みリールとを有する刈取前処理装置を
   装着して成るコンバインにおいて、 前記エンジンからの動力伝達系を走行部と刈取前処理装
   置とに分岐させて設け、オーガへの動力伝達系より下流側には、刈刃伝動系と掻
   込みリール伝動系とを並列的に配置し、 掻込みリール伝動系に対する無段変速機構における分割
   プーリを駆動モータにより調節作動させるように構成
   し、該無段変速機構より下流側に、掻込みリールクラッ
   チと掻込みリール回転数センサとを介在させ、 走行部に設けた車速センサの検出値と掻込みリール伝動
   系に設けた掻込みリール回転数センサの検出値に基づい
   て、当該車速に同調して掻込みリール回転数を比例的に
   増減するように車速同調制御を実行すると共に、 前記掻込みリールの回転数が所定の下限値以下の状態及
   び前記掻込みリールクラッチの切りにより掻込みリール
   の回転数がゼロとなった状態では、前記無段変速機構に
   おける駆動モータを作動させないように制御 することを
   特徴とするコンバインにおける刈取前処理装置の速度制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記掻込みリールクラッチを入り切りす
   るために電磁クラッチを設け、該電磁クラッチの従動側
   に前記掻込みリール回転数センサを設けたことを特徴と
   する請求項１に記載のコンバインにおける刈取前処理装
   置の速度制御装置。