JP3718562B2 - コンバインの刈り高さ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穀稈を刈り取るコンバインの刈取部を、設定高さに制御し、圃場の凹凸が有る場合にその凹凸に分草体が突っ込まないようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンバインの走行機体の前部に、昇降装置によって刈取部を昇降可能に構成し、該刈取部に超音波センサーを配置して、刈取部の高さを検知して、この超音波センサーをコントローラと接続して、刈取部が設定高さとなるように昇降装置を制御する構成は公知となっている。
例えば、特開昭５８−１０１６１０号の技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術では、圃場に凹凸があると刈取部前端に設けた分草体がその凹部または凸部に突っ込むことがあったのである。つまり、刈取作業時において、圃場に凸部があると、超音波センサーは刈取部の分草板よりも後方に配置されているために、凸部を検知する前に分草板はその凸部に突っ込んでしまうのである。
また、凹部がある場合には、超音波センサーが凹部を検知すると、刈取部が高い位置にあると判断して刈取部を下降させる。
しかし、分草板の位置は凹部よりも前方に位置するために圃場面に突っ込んでしまうのである。このように分草板が圃場面に突っ込んでしまうと、土を拾い上げ、後方へ搬送されて刈刃に噛み込んで刃を傷めたり、穀稈とともに土が搬送されて、搬送装置やカッター等を傷めたり、詰まりの原因となっていたのである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
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を説明する。
走行機体の前部に刈取部４を、昇降装置により昇降可能に配置し、該刈取部４の対地高さを検知する接地式センサーＢを備え、該接地式センサーＢの検出信号により昇降装置を駆動して刈り高さ制御を行うコンバインにおいて、前記刈取部４の刈取フレーム４１の前部にバネホルダー２２を設け、該バネホルダー２２の中間の仕切り板２３と、バネホルダー２２の前側に立設した前板２２ａとの間に、摺動ロッド２４を前後方向に貫通して横架し、該摺動ロッド２４の外周には付勢手段としてバネ２５を設け、該摺動ロッド２４を前 方へ付勢し、前記バネホルダー２２の後板２２ｂには、摺動ロッド２４の摺動を検知する接地式センサーＢとしての接地スイッチ２７を設け、前記刈取フレーム４１前端に配置した枢支軸３４により、分草ユニットＤを構成するアーム３５を枢支し、該アーム３５の上部を前記摺動ロッド２４に接当させ、該分草ユニットＤをバネ２５により下方へ回動付勢するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１はコンバインの側面図、図２は刈取部の一部斜視図、図３は接地式センサーを配置した刈取部の前部側面図、図４は同じく分解斜視図である。
【０００６】
図５は分草板にソリを設けた側面図、図６は同じく一部平面図、図７は同じく一部正面図、図８は刈り高さ制御回路図、図９は他の実施例を示す刈り高さ制御回路図、図１０は同じく制御フローチャートである。
【０００７】
図１に示したコンバインは、前瑞に刈取部を備えた自脱形のコンバインである。
クローラから成る左右の走行装置２・２により走行可能に支持された走行機体１の前部に、油圧昇降装置３により昇降制御可能な刈取部４を支持すると共に、走行機体１上に、前記刈取部４上から搬送された穀稈を脱穀室内で脱穀する回転自在の扱胴及びフィードチェン５をもつ脱穀装置６と、この脱穀装置６で脱穀された穀粒を選別処理した後で貯溜する穀粒タンク８とを搭載し、この穀粒タンク８の前方に運転部７を配置している。
尚、前記左右の走行装置２・２は、それぞれ独立したアクチュェータにより、走行機体１に対する高さが調節可能になっていて、走行機体１に設けられた傾斜センサーの検出結果に基づいて走行機体１を水平制御できるようにしている。
【０００８】
前記刈取部４は、図１、図２に示すように、走行機体１の前部に上下揺勤自在に支持された刈取フレーム４１と、該刈取フレーム４１より前方に左右に所定間隔隔てて取付けられた、複数の穀稈引起し装置４２・４２・・・と、これら引起し装置４２の前部に配置された複数の分草体４３・４３・・・と、前記各引起し装置４２の背後下部に左右スライド自在に配置された刈刃４４と、この刈刃４４の上方側で且つ各引起し装置４２の背後に配置された穀稈搬送機構４５とを装備し、該穀稈搬送機構４５の後部に前記フィードチェーン５と脱穀入口を配置している。
このような構成で、圃場の植立穀稈を、各分草体４３によって分草して内方に導入され、各引起し装置４２で引起こしながら、この引起された穀稈の根本を刈刃４４で刈取り、この刈取り穀稗を徐々に傾倒させながら前記フイードチェン５に搬送して、脱穀するようにしている。
【０００９】
さらに複数の引起し装置４２・４２・・・のうち、前進方向に向かって運転部７側の引起し装置４２前部の分草体、即ち、右側の分草体とその取付基部に刈り高さ検知装置Ａを配置している。
つまり、コンバインにおいて、刈取り作業時に走行機体１を左旋回させて次行程に移るのが通例であるため、前記刈り高さ検知装置Ａは、前記左旋回時に倒伏している未刈り穀稈に影響されることなく刈高さを良好に検出できるようにしている。
前記刈取部４の対地高さを検知する刈り高さ検知装置Ａは、非接触式の刈高さセンサー９と、接地式センサーＢからなり、この刈高さセンサー９は超音波センサーから構成され、刈取フレーム４１の前端上方位置に配置され、運転部７に設けたコントローラ１０と接続して、刈高さセンサー９の検出結果に基づいて昇降装置３を昇降制御して刈取部４の対地高さを調節している。
【００１０】
接地式センサーＢは図１、図３、図４に示すように、刈取フレーム４１前端に設けた分草ユニットＤを回動自在に枢支して、この分草ユニットＤが地面当接して上方に回動したことをセンサーで検出するようにしたものである。
即ち、前記刈取フレーム４１の前端部の側面に取付プレート２０が固定され、該取付プレート２０上にホルダーステー２１を介してバネホルダー２２が固定され、該バネホルダー２２は側面視Ｕ字状に構成されて、該バネホルダー２２の中央に仕切り板２３を立設し、該仕切り板２３とバネホルダー２２の前側に立設した前板２２ａとの間に摺動ロッド２４を前後方向に貫通して横架し、該摺動ロッド２４上には付勢手段としてバネ２５を外嵌して、摺動ロッド２４を前方へ付勢している。
但し、前板２２ａの両側の摺動ロッド２４上に係止リング２６・２６が係止されて、摺動ロッド２４は設定範囲内で摺動するように規制されている。また、バネ２５は分草ユニットＤが雑草や藁の固まり等比較的柔らかい物によって上昇回動しないような力で付勢している。
【００１１】
そして、前記バネホルダー２２の後板２２ｂには摺動ロッド２４の摺動、つまり、後述する分草ユニットＤの回動を検知するセンサーとして接地スイッチ２７が固定され、該接地スイッチ２７の接点は前記摺動ロッド２４の後端側に臨んで配置され、摺動ロッド２４が押されるとＯＮする構成とし、該接地スイッチ２７は前記コントローラ１０と接続されている。
但し、前記センサーはスイッチとしているが、光センサーや静電センサー等で構成することもできる。そして、このバネホルダー２２やバネ２５や接地スイッチ２７等はカバー４６によって覆われ、保護されて分草ユニットＤの回動支点よりも後方位置でセンサーがその回動に干渉しない位置に配置されている。
【００１２】
前記刈取フレーム４１の前端には連結プレート３０が水平方向に固設され、該連結プレート３０に分草ユニットＤが固定される。つまり、従来の刈高さセンサー９のみ配置したコンバイン、または刈り高さ制御を行わないコンバインの分草体に代えて、本発明の接地式センサーＢを取り付けられるようにしているのである。該分草ユニットＤは取付ブラケット３２の上面が前記連結プレート３０に固定され、該取付ブラケット３２にＬ字状に構成した分草フレーム３１の上部が枢支軸３４によって枢支される。該取付ブラケット３２の上面にはピン３３を立設して位置決めし易く、該ピン３３を中心に分草ユニットＤが左右回動可能として、設定角度でボルト・ナット３６・３６・・・によって固定して分草体の突出方向を変更可能としている。また、取付ブラケット３２の上面は前方に延設されてストッパー板３２ａとしている。
【００１３】
そして、前記枢支軸３４に分草フレーム３１の上部が固定され、該枢支軸３４の一端にアーム３５が固定され、該アーム３５の上端に前記摺動ロッド２４に略直角方向に当接するように当接部３５ａが形成されて、分草フレーム３１を上方へ回動すると、摺動ロッド２４を押すようにしている。
また、分草フレーム３１の屈曲部の上部には、水平方向にステー２８が固設され、該ステー２８の前部に挿入孔を開口し、一方、前記ストッパー板３２ａにも上下方向で位置を合わせて挿入孔が開口されて、両孔にストッパーボルト３７を上下方向に挿入し、止めナット３９・３９・・・を螺装し、この止めナット３９・３９・・・によって分草ユニットＤの上下揺動範囲を規制している。
【００１４】
つまり、ストッパーボルト３７の頭部と止めナット３９ａの間にストッパー板３２ａを位置させ、止めナット３９ｃと止めナット３９ｄの間にステー３６を位置させている。分草ユニットＤを最下降させたときは、ストッパーボルト３７の頭部がストッパー板３２ａに当接し、分草ユニットＤの下降端位置は前記止めナット３９ｃと止めナット３９ｄを回動してステー３６を挟持固定する位置を変更することで、高さを調節できる。つまり、図２に示すように、右側の分草体の高さはその他の分草体４３の高さよりもα低くして他の分草体よりも早く接地して、接地を検知できるように調節する。また、分草ユニットＤを左右回動させたときに、摺動ロッド２４と当接部３５ａの間の間隔が変動するので同様に調節する。
【００１５】
そして、前記止めナット３９ａを上方へ移動して締めつけて、ストッパーボルト３７の頭部と止めナット３９ａでストッパー板３２ａを挟持固定すると、分草ユニットＤの上下回動を不能として固定することができる。このとき前記止めナット３９ｃ・３９ｄによって分草ユニットＤの上下角度を調節できる。止めナット３９ａを弛めて、ストッパー板３２ａとの間に隙間を設けると、分草ユニットＤの上下回動範囲を設定することができる。このとき止めナット３９ａは振動で回り位置が変動することがあるので、止めナット３９ｂをナット３９ａに締めつけてロックする。
【００１６】
そして、前記分草フレーム３１の前端には取付孔３１ａを開口し、その後部上には取付ステー３８を立設して取付孔３８ａを開口し、それぞれの孔にボルトで分草板４０の裏面の左右中央に上下方向に垂設した取付板４０ａを固設している。該分草板４０は前端が細幅となる略扇形状に構成され、後側が高くなるように傾斜して配置している。
図４、図５、図７に示すように、前記取付板４０ａの下部から両後側方へ分草杆４９・４９が突設され、取付板４０ａの下部にはソリ５０が設けられている。該ソリ５０は図６に示すように、平面視で前端が細幅となり後方程幅広くなり、図５に示すように、側面視で逆「へ」字状に構成されており、ソリ５０の後部の水平部５０ｂの上面に取付板４０ａの下面を固定して、分草板４０が地面に突っ込んで埋もれないようにし、水平部５０ｂの後端は取付板４０ａの下後端面４０ｂよりも後方に延出している。
そして、ソリ５０前部の傾斜部５０ａはやや上方に傾斜させて、分草板４０が接地しているときに分草ユニットＤが上昇方向に回動するように作用させ、傾斜部５０ａの前端は分草板４０の前端よりも上後方に位置させ、傾斜部５０ａの前側面は分草板４０に沿わせて（段差を無くして）穀稈や雑草等が引っ掛からないようにしている。
尚、実際は分草板４０は斜め前方へ突出するので、ソリ５０は取付板４０ａに対して直角ではなく傾斜して固定している。
【００１７】
また、分草ユニットＤは図１２、図１３のように構成することもできる。即ち、分草フレーム３１の後部は前記と同様に枢支軸３４によって枢支され、持ち上げられると接地スイッチ２７によって検知されるようにし、分草フレーム３１の前端には枢支軸５３を設け、該枢支軸５２に取付板４０ａを枢支し、取付ステー３８に枢支軸５２を中心とする取付板４０ａに設けた長孔４０ｃにピン５４にて枢支し、分草板４０を上下に揺動可能としている。
そして、取付ブラケット３２のストッパー板３２ａの側部には枢支軸５７を設けて、サイドデバイダー５５を枢支して斜め後方に突出され、該サイドデバイダー５５は機体側へ回動して収納できるようにしている。また、刈り高さ検知装置Ａはサイドカバー５６に収納される位置に配置されている。
【００１８】
次に、図８より電気回路構成を説明する。
前記コントローラ１０は、キースイッチ１１を介してバッテリー等の電源Ｅに接続されており、このコントローラ１０に、前記刈高さセンサー９と、刈取部４を自動的に昇降制御する場合の自動モードスイッチ１２のＯＮによって作動する自動スイッチリレー１５と、手動で昇降制御する場合の手動モードスイッチ１３と、自動モード時の刈り高さを設定する設定入力器１４と、油圧ポンプからの圧油を前記昇降装置３へ送油するかを切り換える油圧回路に設けた電磁切換弁を上昇側に切換える上昇ソレノイド１６及び下降側に切換える下降ソレノイド１７とを接続している。
【００１９】
このような構成において、昇降装置３による刈取部４の対地高さを手動制御する場合は、前記手動モードスイッチ１３のオン動作で電磁切換弁の上昇ソレノイド１６又は下降ソレノイド１７が動作し、刈取部４の対地高さが制御される。
また、前記昇降装置３による刈取部４の対地高さを自動制御する場合は、自動モードスイッチ１２をオン動作させることにより、刈高さセンサー９の検出値がコントローラ１０に入力され、前記設定入力器１４により入力されている刈高さと比較演算され、高い場合はコントローラ１０より下降ソレノイド１７が作動され、低い場合は上昇ソレノイド１６が作動されて、設定範囲内の高さとなるように自動調節される。
このように刈高さセンサー９の検出結果に基づき刈取部４の対地高さを調節する場合、該刈取部４の目標対地高さが設定入力器１４により予め設定され、この設定値と前記刈り高さセンサー９で検出される検出値との偏差が大きいときには、前記昇降装置３か連続信号により連続制卸されて速やかに前記偏差が小となるように前記刈取部４の対地高さか調節され、この結果前記偏差が小さくなったときには、前記昇降装置３がパルス信号により断続的に作動されて緩やかに前記刈取部４の対地高さが微調整される。
【００２０】
このような刈り高さ制御は圃場が平坦な場合に確実に制御できるのであるが、実際の圃場は代掻きが不十分であったり、施肥や薬剤の散布、溝切り作業等で凹凸が生じており、高さセンサー９の前に分草体４３が位置しているので、制御遅れが発生したり、部分的な凹凸には反応しない場合等があり、分草体４３が凸部に突っ込んでしまったり、高さセンサー９が凹部を検出して下がったときに分草体４３が圃場に突っ込む場合等があった。
そこで、このような凹凸に対しては、刈り高さ検知装置Ａの接地式センサーＢからの信号による制御が刈高さセンサー９からの検知信号よる制御よりも優先させて上昇させるようにしている。
つまり、回路構成としては、前記キースイッチ１１より刈取スイッチ１９を介して自動モードスイッチ１２が接続され、該自動モードスイッチ１２に自動ランプ２９、自動スイッチリレー１５、上昇ソレノイドリレー１８が並列に接続され、上昇ソレノイドリレー１８に前記接地スイッチ２７が接続されている。
【００２１】
上記構成において、刈取スイッチ１９と自動モードスイッチ１２がＯＮされている刈取作業の場合であって、刈高さセンサー９で検出される検出値と設定入力器１４により予め設定された設定値とをコントローラ１０により比較演算して上昇ソレノイド１６又は下降ソレノイド１７を作動させ、昇降装置３を昇降制御している。
そして、例えば、圃場の凹部により走行機体１０が前傾姿勢となり、該走行機体１０の最前部に装備された刈取部４の対地高さが急激に低くなったり、圃場の凸部に至ると、刈り高さ検知装置Ａのソリ５０が圃場に接地して、分草ユニットＤが枢支軸３４を中心に上方へ回動し、アーム３５が回動されて、当接部３５ａが摺動ロッド２４を押して、該摺動ロッド２４の他端が接地スイッチ２７に当接してＯＮし、上側ソレノイド１６が作動して、コントローラ１０（刈高さセンサー９からの信号））による昇降制御より優先して電磁切換弁を上昇側に切り換えて刈取部４を上昇させるのである。従って、刈取部４の突込みを防止することができる。
【００２２】
そして、この刈取部４が上昇してソリ５０が圃場より浮き上がると、分草ユニットＤの自重により下降回動し、ストッパーボルト３７がストッパー板３２ａに当接して回動は停止し、摺動ロッド２４はバネ２５の付勢力によって元の位置まで戻り、接地スイッチ２７はＯＦＦとなって上側ソレノイド１６もＯＦＦとなり上昇は停止される。
このとき、コントローラ１０はオンになっているため、高さセンサー９の検出値と設定入力器１４による制御に戻され、コントローラ１０による通常の自動制御が行われる。なお、手扱き作業や非作業時やメンテナンス等で下げた時に分草ユニットＤの下方に藁の固まりや草や畦等があったときに、下げようとしても接地スイッチ２７がＯＮして下げられない場合も生じるので、刈取スイッチ１９と自動モードスイッチ１２がＯＮされている時のみ、接地スイッチ２７によって刈取部４が上昇できるようにしている。
つまり、自動モードスイッチ１２がＯＮのときのみ接地式センサーによって優先的に高さ制御が行われる。
【００２３】
また、前述した接地スイッチ２７からの信号を刈高さセンサー９からの検知信号よりも優先して上昇させる回路構成として、ソフトにより対処することもできる。
即ち、図９に示すように、コントローラ１０に自動モードスイッチ１２と接地スイッチ２７を直接接続して、図１０に示すフローチャートの如き制御プログラムを組み込んだＲＯＭをコントローラ１０のＣＰＵに接続することで、前記同様に、自動モードスイッチ１２がＯＮされて、接地スイッチ２７がＯＮすると、刈高さセンサー９による制御よりも、接地スイッチ２７の信号が優先して上昇させるのである。
【００２４】
また、刈り高さセンサー９と刈り高さ検知装置Ａとは、右引起こし装置４２側に設けて、左旋回して刈取り方向を逆向きに変える場合、倒伏している未刈り穀稈に影響されることなく旋回しながら刈高さを良好に検出できるようにしたが、図１１に示すように、左側の引起こし装置４２前部にも刈り高さ検知装置Ａを設けて、左側に凹凸がある場合に、地面に分草ユニットＤが接地すれば上昇させるようにし、左側の分草板が突っ込むことを防止する構成とするこくともできる。この場合左右のいずれかの接地スイッチ２７がＯＮすれば刈取部４を上昇させることができる。その他、左右方向真中の引起し装置や全ての分草体に刈り高さ検知装置Ａを設けてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、次のような効果を奏するものである。
走行機体の前部に刈取部４を、昇降装置により昇降可能に配置し、該刈取部４の対地高さを検知する接地式センサーＢを備え、該接地式センサーＢの検出信号により昇降装置を駆動して刈り高さ制御を行うコンバインにおいて、前記刈取部４の刈取フレーム４１の前部にバネホルダー２２を設け、該バネホルダー２２の中間の仕切り板２３と、バネホルダー２２の前側に立設した前板２２ａとの間に、摺動ロッド２４を前後方向に貫通して横架し、該摺動ロッド２４の外周には付勢手段としてバネ２５を設け、該摺動ロッド２４を前方へ付勢し、前記バネホルダー２２の後板２２ｂには、摺動ロッド２４の摺動を検知する接地式センサーＢとしての接地スイッチ２７を設け、前記刈取フレーム４１前端に配置した枢支軸３４により、分草ユニットＤを構成するアーム３５を枢支し、該アーム３５の上部を前記摺動ロッド２４に接当させ、該分草ユニットＤをバネ２５により下方へ回動付勢するので、分草ユニットの回動がセンサーと干渉することがなく、分草ユニットの狭い空間にセンサーを配置しないので、センサーを保護する手段を容易に構成することができる。
【００２６】
また、分草ユニットを下方へ回動するように付勢手段を設けたので、分草ユニットは機体の振動や切株や雑草、藁等の比較的柔らかい物に接触しただけでは回動することがなく、信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 コンバインの側面図である。
【図２】 刈取部の一部斜視図である。
【図３】 接地式センサーを配置した刈取部の前部側面図である。
【図４】 同じく分解斜視図である。
【図５】 分草板にソリを設けた側面図である。
【図６】 同じく一部平面図である。
【図７】 同じく一部正面図である。
【図８】 刈り高さ制御回路図である。
【図９】 他の実施例を示す刈り高さ制御回路図である。
【図１０】 同じく制御フローチャートである。
【図１１】 左右に分草ユニットを設けた実施例を示す刈り高さ制御回路図である。
【図１２】 分草ユニットの他の実施例を示す側面図である。
【図１３】 同じく平面図である。
【符号の説明】
Ａ 刈り高さ検知装置
Ｄ 分草ユニット
１ 走行機体
３ 油圧昇降装置
４ 刈取部
９ 刈高さセンサー
１０ コントローラ
２５ バネ
２７ 接地スイッチ
３１ 分草フレーム
４０ 分草板
４１ 刈取フレーム
５０ ソリ

Claims (1)

1. 走行機体の前部に刈取部４を、昇降装置により昇降可能に配置し、該刈取部４の対地高さを検知する接地式センサーＢを備え、該接地式センサーＢの検出信号により昇降装置を駆動して刈り高さ制御を行うコンバインにおいて、
   前記刈取部４の刈取フレーム４１の前部にバネホルダー２２を設け、該バネホルダー２２の中間の仕切り板２３と、バネホルダー２２の前側に立設した前板２２ａとの間に、摺動ロッド２４を前後方向に貫通して横架し、該摺動ロッド２４の外周には付勢手段としてバネ２５を設け、該摺動ロッド２４を前方へ付勢し、
   前記バネホルダー２２の後板２２ｂには、摺動ロッド２４の摺動を検知する接地式センサーＢとしての接地スイッチ２７を設け、
   前記刈取フレーム４１前端に配置した枢支軸３４により、分草ユニットＤを構成するアーム３５を枢支し、該アーム３５の上部を前記摺動ロッド２４に接当させ、該分草ユニットＤをバネ２５により下方へ回動付勢することを特徴とするコンバインの刈り高さ制御装置。

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