JP3607785B2 - コンバインの扱深さ自動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンバインの扱深さ自動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、穀稈を脱穀部に給送する縦搬送部のフィードチェーンに対する位置を調節して、刈取穀稈の稈長に応じて扱深さの調節を自動的に行わせ、脱穀部の過負荷防止と扱残し防止を図るようにした扱深さ調整装置が用いられている。
しかるに、従来の扱深さ調整装置では、圃場枕地で刈取作業を終了して機体を次作業位置に方向転換させるとき、最後に刈取られた穀稈は、その穀稈量が少ないことから、その挾持搬送が不安定になり、刈取部および脱穀部の搬送途中または受継部で穀稈が脱落し易い不具合がある。とくに６条刈り等の大型機種において、６条分の穀稈を搬送しているときに急激に穀稈量が減少すると、穀稈の挾持力が不足して脱落する傾向が大きい。
【０００３】
かかる問題を解消するため本出願人は、穀稈を脱穀部に送給させる縦搬送部を位置調節して扱深さを自動的に変更するコンバインにおいて、刈取作業終了時に深扱側に縦搬送部を自動的に動作させ、また、刈取作業再開時に前回の扱深さ位置に縦搬送部を自動的に復帰させるように構成したコンバインを提供しており（特願平８−２３８３７９号）、この発明によると、刈取作業終了により自動的に深扱になって最終搬送穀稈の株元側を挾持させるから、穀稈搬送挾持力の急激な低下を防いで穀稈の脱落を低減でき、また、圃場枕地で方向転換して刈取作業を再開するとき、前回作業時の扱深さ位置に自動的に戻せ、深扱ぎ作業での再開を防止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記従来装置において、作業終了時に縦搬送部を深扱ぎ側へ移動させるタイミングが早すぎると穀稈の扱胴への供給量が多くなりすぎて、扱胴の負荷が大きくなり、遅すぎると扱ぎ残しを生じたり穀稈を脱落させてしまう。また、作業再開時に前回扱深さ位置へ移動させるタイミングが早すぎることは何の意味もなく、遅すぎると穀稈の扱胴への供給量が多くなりすぎて、扱胴への負荷が大きすぎることになってしまう。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑み、作業終了時に深扱側へ移動させるタイミングおよび作業再開時に前回扱深さ位置に移動させるタイミングを最適化した扱深さ自動制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の扱深さ制御装置は、下部搬送部と縦搬送部を有する穀稈搬送部と、フィードチェーンと扱胴を有する脱穀部と前記縦搬送部の前記フィードチェーンに対する扱深さ位置を自動的に変更する扱深さ調整装置を備えたコンバインであって、刈取作業終了時において、最終の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来た時に、前記縦搬送部を深扱側に移動開始させ、穀稈を前記フィードチェーンに受け渡すときには移動完了させ、刈取作業再開時において、最初の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来た時に、前記縦搬送部を前回作業時の扱深さ位置に移動開始させ、穀稈を前記フィードチェーンに受け渡すときには移動完了させることを特徴とする。
請求項２の扱深さ制御装置は、請求項１記載の発明において、最終の穀稈または最初の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来たことを、前記下部搬送部を穀稈が通過した時から一定の遅延時間が経過したことで求め、かつ前記遅延時間を車速または刈取部の刈取速度に閾値を設け、該閾値の前後で区分して演算することを特徴とする。
請求項３の扱深さ制御装置は、請求項１記載の発明において、最終の穀稈または最初の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来たことを、前記下部搬送部を穀稈が通過した時から一定の遅延時間が経過したことで求め、かつ前記遅延時間を車速または刈取部の刈取速度に反比例させて無段階に変化するように演算することを特徴とする。
【０００７】
請求項１の発明によれば、刈取作業終了時において、下部搬送部と縦搬送部の受継部に最終の穀稈が来た時に、縦搬送部を深扱側に移動させると、移動完了時に穀稈がフィードチェーンに受け渡せるのでタイミングが丁度よく、早すぎて過負荷になったり、遅すぎて穀稈を脱落させることがない。また、刈取作業再開時において、下部搬送部と縦搬送部の受継部に最初の穀稈が来た時に、縦搬送部を前回扱深さ位置に移動させると、移動完了時に穀稈がフィードチェーンに受け渡せるのでタイミングが丁度よく、遅すぎて扱胴に過負荷をかけることがない。
請求項２の発明によれば、最終の穀稈や最初の穀稈が、受継部に来る遅延時間を、車速や刈取速度の変動にかかわりなく正確に求めることができるので、作業終了時と、作業再開時に扱胴が過負荷になったり穀稈が脱落することを確実に防止できる。
請求項３の発明によれば、最終の穀稈や最初の穀稈が、受継部に来る遅延時間を、車速や刈取速度の変動にかかわりなく正確に求めることができるので、作業終了時と、作業再開時に扱胴が過負荷になったり穀稈が脱落することを確実に防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図４は本発明が適用されるコンバインの概略側面図、図５は同コンバインの概略平面図、図６は刈取部３の側面図、図７は刈取部３の平面図、図８は稈長センサＭ、Ｈの斜視図、図９は穀稈存否センサＬの斜視図である。
【０００９】
図４〜５において、１はクローラ等の走行装置で、該走行装置１の上面には機台２が取付けられている。機台２の前方は刈取部３と穀稈搬送部４が取付けられ、機台２の上面にはフィードチェーン５、扱胴６、処理胴７からなる脱穀部、脱穀された穀粒を貯える穀粒タンク８、穀粒タンク８内の穀粒を搬出する排出オーガ９、運転操作部１０と運転席１１を備える運転キャビン１２、コンバインの動力源であるエンジン１３などを搭載している。なお、図示しないが、選別部とわら処理部も有している。
前記刈取部３は引起装置３ａ、刈取装置３ｂ、掻込み装置３ｃとからなり、穀稈搬送部４は、下部搬送部４ａと縦搬送部４ｂを有している。
【００１０】
図６〜７に基づき刈取部３を説明すると、刈取部３は、その各部を支持し、かつ駆動力を伝達するための縦出力ケース２１と、該縦出力ケース２１の下端に水平に連結された横出力ケース２２と、横出力ケース２２の左右両端から上向きに連結された引起し駆動ケース２３を有しており、各ケース２１、２２、２３内には各部に動力を伝達するための駆動軸がギヤ等で連結されて組込まれている。さらに、前記縦出力ケース２１には昇降シリンダ２４が機台２との間に連結されており、この昇降シリンダ２４を伸縮させることにより、刈取部３の上下高さ、すなわち刈高さを自在に変更できるようになっている。
【００１１】
前記引起装置３ａは、分草板２５と、引起し縦駆動ケース２３の上端に揺動自在に取付けられた引起しケース２６と、その引起し駆動ケース２６に沿って昇降し未刈り穀稈を起立させる引起タイン２７とから構成されている。
前記刈取装置３ｂは、横出力ケース２２から前方斜め下方に突出した刈取フレーム２８と、該刈取フレーム２８の下面に取付けられた刈刃２９とから構成されており、引起タイン２７によって引き起された穀稈の株元側を、刈刃２９によって刈取るようになっている。
前記掻込み装置３ｃは、前記刈取装置３ｂの上方に設けられており、左右一対の掻込ベルト３１と該掻込ベルト３１の下方に設けられた左右一対のスター形ホイル３２とで、刈取られた穀稈を掻込み後方に送るようになっている。なお、本実施形態のコンバインは、６条用であるため、３対（６個）の掻込ベルト３１とスター形ホイル３２を備えている。
【００１２】
穀稈搬送部４の下部搬送部４ａと縦搬送部４ｂを、図６を参照しながら図７に基づき説明する。
前記下部搬送部４ａは、右側２条分の刈取穀稈を左斜め後方に搬送する右下部搬送チェーン４１および右前上部搬送タイン５１と、中央２条分の刈取穀稈を前記右下部搬送チェーン４１と右前上部搬送タイン５１の中間位置近傍に合流させる中央下部搬送チェーン４２および中央上部搬送タイン５２と、左側２条分の刈取穀稈を前記右下部搬送チェーン４１および右前上部搬送タイン５１の終端位置近傍に合流させる左下部搬送チェーン４３および左前上部搬送タイン５３とから構成されている。
【００１３】
前記縦搬送部４ｂは前記右下部搬送チェーン４１の終端に合流する６条分の刈取穀稈の株元側を受継ぎ搬送する縦搬送チェーン４４と、６条分の刈取穀稈の穂先側を搬送する後上部搬送タイン５４と、前記縦搬送チェーン４４の終端部に設けてフィードチェーン５に適正姿勢で刈取穀稈を受継ぎ搬送する補助搬送チェーン４５から構成されている。
【００１４】
つぎに、穀稈存否センサＬと稈長センサＭ、Ｈを説明する。
穀稈存否センサＬ（以下、Ｌセンサという）は、図９に示すように、側方に向けられた長い接触子５５を有し、接触子５５に穀稈が触れるとＯＮ動作するリミットスイッチ型のセンサであって、図６〜７に示すように、前記左中右の掻込ベルト３１の上カバー３１ａの上面に固定されている。そして、刈刃２９によって株元を切断する直前まで掻込ベルト３１で掻込まれた未刈り穀稈の中間部を感知し、左中右側の穀稈の有無によって刈取作業の開始と終了を検出するようになっている。なお本実施形態では、６条刈りコンバインに対応させてＬセンサを左中右の３個を用いているが、コンバインの条数に応じて、２個以下あるいは４個以上のＬセンサを用いればよい。
【００１５】
稈長センサは、短稈センサＭ（以下、Ｍセンサという）および長稈センサＨ（以下、Ｈセンサという）とから構成されている。ＭセンサとＨセンサも図８に示すように下方に向けられた長い接触子５５を有し、接触子５５に穀稈が触れるとＯＮ動作するリミットスイッチ型のセンサであって、取付ボックス５６内で左右方向の取付位置が調節自在となっている。そして、図６〜７に示すように脱穀部の扱胴６の前方の扱口付近に取付け、縦搬送チェーン４４の挾持搬送によって扱胴６に送給される穀稈の稈長を検出するように構成されている。
【００１６】
すなわち、図１で示す穀稈ａは、ＭセンサがＯＮしてＨセンサがＯＦＦする長さであり、扱胴６において過負荷にもならず扱ぎ残しも生じない適正扱ぎ深さ位置にあり、穀稈ｂはＭセンサもＨセンサもＯＮとなり、扱胴６への供給量が過大となって過負荷を生ずる状態であり、穀稈ｃはＭセンサもＨセンサもＯＦＦとなり、扱胴６での扱ぎ残しが出る状態であることが検知できる。
【００１７】
前記縦搬送チェーン４４を浅扱側と深扱側の間で移動させる移動機構は、つぎのように構成されている。
図６において、扱深さ調節支点軸を兼用する搬送入力ケース６１を介して前記縦搬送チェーン４４の送り始端部が縦出力ケース２１に回動自在に取付けられており、搬送入力ケース６１を中心に縦搬送チェーン４４の送り終端部を扱深位置と浅扱位置との間で揺動させる位置調整モータ６２が縦出力ケース２１に取付けられ、位置調整モータ６２と前記縦搬送チェーン４４とは適当なリンクその他の回転−揺動変換機構によって連結されている。そして、位置調整モータ６２の正逆転制御により、フィードチェーン５の送り始端部に対する、縦搬送チェーン４４の送り終端部を接近離間させ、扱胴６による穀稈扱ぎ深さを変更させるようにしている。
【００１８】
なお、図示していないが、縦搬送チェーン４４の扱深さ調節位置を検出するポテンショメータ型の扱深さ位置センサと車速センサと刈取速度センサが設けられている。刈取速度センサは、例えばエンジンの駆動力を刈取部３各部に伝える入力軸にピックアップ型回転センサを取付け、前記入力軸の回転によってセンサからパルス出力させて刈取部８の回転を検出させるように構成したもの等が用いられる。
【００１９】
つぎに、上記のごとき機械的構成を有するコンバインの扱深さ自動制御装置を説明する。図３は本発明の扱深さ自動制御装置のブロック図である。同図において、Ａはマイクロコンピュータ等を用いたコントローラである。このコントローラＡのＲＯＭは扱深さ自動変更や、深扱ぎ位置への移動、前回扱ぎ位置への復帰などの制御プログラムを格納するメモリー、ＲＡＭは各センサからの入力情報等を一時格納するメモリー、ＣＰＵはＲＯＭのプログラムに基づきＲＡＭに一時格納した諸情報を用いて演算し扱ぎ位置調整モータ６２への制御信号を出力するための情報処理装置である。そして、コントローラＡの入力ポートには、コンバインの前進速度を検知する車速センサＳ１、刈取速度センサＳ２、扱深さ位置センサＳ３、位置調整モータを自動制御する扱深自動スイッチＳＷ１と、前記の左中右のＬセンサとＭセンサとＨセンサが接続され、出力ポートには扱ぎ位置調整モータ６２を正逆転させる駆動回路６３が接続されている。
【００２０】
前記コントローラＡによる扱深さ制御の基本はつぎのとおりである。ＨセンサとＭセンサの検出結果に基づき位置調整モータ６２を自動制御し、扱胴６に給送する刈取穀稈の扱深さを略一定に保つ自動扱深さ制御と、左中右のＬセンサの少なくともいずれか１つが掻込み穀稈によってＯＮになることにより刈取作業の開始が検出され、刈取作業の終了後に位置調整モータ６２を駆動し縦搬送チェーン４４を深扱側に移動させる作業終了時深扱ぎ制御と、また左中右の穀稈センサＬの全てがＯＦＦになることにより刈取作業の終了が検出され、刈取終了直前の扱深さ位置を扱深さデータとして記憶させておいて、刈取作業の再開後に位置調整モータ６２を記憶扱深データに基づき駆動し、縦搬送チェーン４４を前作業時の扱深さ位置に自動的に戻す前回扱位置復帰制御とが実行される。
【００２１】
本発明における特徴は、前記作業終了時深扱ぎ制御と前回扱ぎ位置復帰制御におけるタイミングの取り方にあり、これを図１の扱ぎ位置制御動作の説明図に基づき説明する。
作業終了時深扱ぎ制御では、縦搬送チェーン４４を深扱ぎ側に移動開始させるのは、最終の穀稈が下部搬送部４Ａと縦搬送チェーン４４の受継部Ｓに来た時であり、その時は、ＬセンサがＯＦＦになって最終の穀稈が通過したことを検知した時から所定の遅延時間を演算することで求められる。そして、この遅延時間は、車速または刈取速度に基づいて演算される。
また、前回扱位置復帰制御では、縦搬送チェーン４４を浅扱側に移動開始させるのは、最初の穀稈が下部搬送部４ａと縦搬送チェーン４４の受継部Ｓに来た時であり、その時は、ＬセンサがＯＮになって最初の穀稈が通過したことを検知した時から所定の遅延時間を演算することで求められる。そして、この遅延時間は、車速または刈取速度に基づいて演算される。
【００２２】
走行速度と遅延時間の関係は、走行速度に閾値を設け、閾値の前後で遅延時間を長短に区分したり、閾値を２以上に設け、遅延時間を３段階以上に区分してもよい。また、走行速度に対し遅延時間を連続的に反比例させて、無段階に変化させてもよい。なお、刈取速度に基づいて遅延時間を演算する場合も同様である。
【００２３】
つぎに、本発明における作業終了時深扱ぎ制御と前回扱ぎ位置復帰制御を図１および図２のコンバインの作業内容と扱深さ自動制御の関係図に基づき、説明する（以下の符号（１）〜（９）は、図２中の丸数字の１〜９に対応する）。
コンバインが、圃場に入る前（１）は穀稈が刈取られておらず、圃場に入って刈取りを始めると（２）、Ｌセンサが穀稈の通過を検出してＯＮとなる。その時点で、車速または刈取速度に基づいて、最初の穀稈が受継部Ｓへ到達する時間を演算し、遅延時間が経過したとき穀稈が受継部Ｓへ来たとみなして縦搬送チェーン４４を前回扱ぎ位置へ移動するよう制御信号を発する（３）。この制御信号に基づき縦搬送チェーン４４が移動している間にも、穀稈は縦搬送チェーン４４で搬送されつつあり、穀稈がフィードチェーン５に受け渡される時点までに、縦搬送チェーン４４は前回扱ぎ位置への移動を完了する（３）。その後は、ＭセンサとＨセンサによって穀稈の長さを検出することにより、扱深さを最適位置に調整する（４）。すなわち、ＨセンサのＯＮによって位置調整モータ６２を浅扱側へ動作させ、ＭセンサのＯＮによって位置調整モータ６２を深扱側へ動作させ、縦搬送チェーン４４を深扱位置と浅扱位置の間で移動させ、扱胴６に給送する穀稈の扱深さを適正位置に保つようにする。その後の刈取作業中（５）は継続的にこの扱深さ制御が実行される。
【００２４】
コンバインの刈取作業が終了し、最終の穀稈がＬセンサを通過すると（６）、その直後（７）に、ＬセンサがＯＦＦとなる。と同時に自動扱深さ制御は停止し、ＬセンサのＯＦＦ時点から、車速または刈取速度に基づいて遅延時間を演算し、その遅延時間経過時に最終の穀稈が受継部Ｓを通過した（８）とみなして、縦搬送チェーン４４を深扱ぎ位置に移動させる。こうすることによって、穀稈本数が少なくなった最終穀稈の中間部よりも株元を挾持して、挾持力が低下しないようにし、穀稈の脱落を防止している。このようにして、深扱ぎ位置に移動させた後は（９）、自動扱深さ制御を停止する。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、刈取作業終了時において、下部搬送部と縦搬送部の受継部に最終の穀稈が来た時に、縦搬送部を深扱側に移動させると、移動完了時に穀稈がフィードチェーンに受け渡せるのでタイミングが丁度よく、早すぎて過負荷になったり、遅すぎて穀稈を脱落させることがない。また、刈取作業再開時において、下部搬送部と縦搬送部の受継部に最初の穀稈が来た時に、縦搬送部を前回扱深さ位置に移動させると、移動完了時に穀稈がフィードチェーンに受け渡せるのでタイミングが丁度よく、遅すぎて扱胴に過負荷をかけることがない。
請求項２の発明によれば、最終の穀稈や最初の穀稈が、受継部に来る遅延時間を、車速や刈取速度の変動にかかわりなく正確に求めることができるので、作業終了時と、作業再開時に扱胴が過負荷になったり穀稈が脱落することを確実に防止できる。
請求項３の発明によれば、最終の穀稈や最初の穀稈が、受継部に来る遅延時間を、車速や刈取速度の変動にかかわりなく正確に求めることができるので、作業終了時と、作業再開時に扱胴が過負荷になったり穀稈が脱落することを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における扱ぎ位置制御動作の説明図である。
【図２】コンバインの作業内容と扱深さ自動制御の関係図である。
【図３】本発明における扱深さ自動制御装置のブロック図である。
【図４】コンバインの概略側面図である。
【図５】コンバインの概略平面図である。
【図６】コンバインの刈取部３の側面図である。
【図７】コンバインの刈取部３の平面図である。
【図８】稈長センサＭ、Ｈの斜視図である。
【図９】穀稈存否センサＬの斜視図である。
【符号の説明】
１ 走行装置
３ 刈取部
４ 穀稈搬送部
４ａ 下部搬送部
４ｂ 縦搬送部
５ フィードチェーン
６ 扱胴
４４ 縦搬送チェーン
Ａ コントローラ
Ｌ 穀稈存否センサ
Ｍ 短稈センサ
Ｈ 長稈センサ
Ｓ 受継部

Claims (3)

1. 下部搬送部と縦搬送部を有する穀稈搬送部と、
   フィードチェーンと扱胴を有する脱穀部と
   前記縦搬送部の前記フィードチェーンに対する扱深さ位置を自動的に変更する扱深さ調整装置を備えたコンバインであって、
   刈取作業終了時において、最終の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来た時に、前記縦搬送部を深扱側に移動開始させ、穀稈を前記フィードチェーンに受け渡すときには移動完了させ、
   刈取作業再開時において、最初の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来た時に、前記縦搬送部を前回作業時の扱深さ位置に移動開始させ、穀稈を前記フィードチェーンに受け渡すときには移動完了させること
   を特徴とするコンバインの扱深さ自動制御装置。
2. 最終の穀稈または最初の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来たことを、前記下部搬送部を穀稈が通過した時から一定の遅延時間が経過したことで求め、かつ前記遅延時間を車速または刈取部の刈取速度に閾値を設け、該閾値の前後で区分して演算すること
   を特徴とする請求項１記載のコンバインの扱深さ自動制御装置。
3. 最終の穀稈または最初の穀稈が前記下部搬送部と前記縦搬送部の受継部に来たことを、前記下部搬送部を穀稈が通過した時から一定の遅延時間が経過したことで求め、かつ前記遅延時間を車速または刈取部の刈取速度に反比例させて無段階に変化するように演算すること
   を特徴とする請求項１記載のコンバインの扱深さ自動制御装置。

Images