JP4181931B2 - コンバインの前処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、刈取り穀稈の搬送負荷検出手段が設けられたコンバインの前処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、穀稈搬送を含む前処理部の伝動系に、閉回路で接続された１対の可変容量型油圧ポンプと油圧モータとを具備する油圧無段変速装置（ＨＳＴ）を設けたコンバインが知られており、前記ＨＳＴをコンバインの走行速度に対応させて変速することにより、当該コンバインの走行速度と前処理部の駆動速度とを連動させて変速制御するように構成してある。
【０００３】
そして、上述したコンバインの走行速度と前処理部の駆動速度とを連動させる変速制御はマイコンユニットによってなされる一方、前処理部の藁詰まり等によってＨＳＴの所定値以上の油圧負荷を油圧センサが検出した際は、当該コンバインのエンジンを緊急停止させるエンジン停止手段（機能）を作動させるか、または故障等によりエンジン停止手段が作動しない場合にはＨＳＴの油圧モータを停止する正転規制機能を作動させるように構成してある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１０２９７号公報（第４−６頁、図４−図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した油圧センサで検出しようとするＨＳＴの所定値以上の油圧負荷は、そもそもＨＳＴに過負荷が作用して故障が発生することを防止するために設定した高負荷な圧力（値）であって、該圧力（値）は作柄や前処理部の伝動系が有する固有負荷を考慮して設定したものではなく、しかもこの圧力（値）を油圧センサで検出することにより前処理部の各部で発生する藁詰まり等を早期に発見しようとするものではないので、当該油圧センサがＨＳＴの所定値以上の油圧負荷を検出した時点では、前処理部で発生した藁詰まりは著しく進行してしまっており、この藁詰まりを除去するために多くの作業時間を要していた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決することを目的として創案したものであって、刈取り穀稈を検出する穀稈検出手段と、前処理装置の搬送負荷を検出する搬送負荷検出手段を設け、該搬送負荷検出手段による過負荷値検出によって前処理装置の駆動を停止させるコンバインであって、前記穀稈検出手段で検出する刈取り穀稈の有無によって、前処理装置の駆動を停止させる過負荷値を異なる値に設定するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を以下添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、コンバインの伝動系統を示したものであり、エンジン１の出力軸１ａには出力取り出し用の２つのプーリ２，３を取り付けてあり、エンジン１の駆動力がプーリ２を介して走行伝動系の油圧伝動装置である走行用ＨＳＴ４に出力されると共に、プーリ３を介して作業機伝動系の扱胴６の入力軸７にそれぞれ分岐して出力される構成になっている。
【００１１】
そして、前記走行用ＨＳＴ４と副変速機構８を備えた走行伝動用のトランスミッション９により左右のクローラ走行装置１０，１０が変速駆動され、それによって機体を変速走行させることができるようになっている。
尚、前記プーリ２と走行用ＨＳＴ４の入力プーリ４ａとの間にはメインクラッチ５が設けてあり、該メインクラッチ５を切り操作することにより走行伝動系への駆動力の伝動を断って、機体の走行を停止させることができるようになっている。
【００１２】
また、エンジン１側のプーリ３と扱胴６の入力軸７に取り付けられたプーリ１１の間には、駆動力伝動用のベルト１２が巻き掛けられると共に、該ベルト１２には作業機クラッチ１３（テンションクラッチ）が配設してあり、この作業機クラッチ１３を介してエンジン１の駆動力が作業機伝動系へ断接自在に伝動される。
【００１３】
一方、前処理部（前処理装置）１６、及び脱穀フィードチェン１７を変速駆動させる作業機伝動用の変速機１８も油圧伝動装置である作業機用ＨＳＴ１９を備えており、該作業機用ＨＳＴ１９には、その入力軸２０に固定したプーリ２１と、前記扱胴６の入力軸７に取り付けたプーリ２２との間に掛け渡したベルト２３によって駆動力が伝動されると共に、前記変速機１８から前処理部１６への伝動系と、脱穀フィードチェン１７への伝動系に駆動力が分岐して出力されるように構成してある。
【００１４】
更に詳しくは、前記変速機１８には、前処理部１６への駆動力出力用の前処理出力軸２４と、脱穀フィードチェン１７への駆動力出力用のフィードチェン出力軸２５との２つの出力軸が設けてあり、脱穀フィードチェン１７はフィードチェン出力軸２５の端部に設けたスプロケット２６によって駆動される。
また、扱胴６には、該扱胴６の入力軸７からベベルギヤ２７を介して直接（変速機１８を介さず）駆動力が入力される。
【００１５】
即ち、上述した作業機伝動系は脱穀部３１への伝動系（扱胴６及び脱穀フィードチェン１７への駆動力の伝動）を含み、この脱穀部３１と作業機伝動用の変速機１８への駆動力の断接は、作業機伝動系における前記変速機１８の伝動上手側に設けた作業機クラッチ１３によってなされる。
【００１６】
また、前処理部１６は、デバイダ（不図示）で分草した穀稈を引起す引起装置３５、穀稈を刈取る刈刃３６、刈取った穀稈を脱穀部３１に向けて搬送すると共に、穀稈の扱ぎ深さを適正に調整する扱深搬送装置３７等の穀稈搬送装置を備えている。
そして、前処理部１６への駆動力の伝動は、前処理部１６側の駆動力入力軸４１に取り付けたプーリ４２と、上述の前処理出力軸２４に取り付けたプーリ４３との間に巻き掛けた伝動ベルト４４を介して行われる。
【００１７】
尚、前処理部１６は、その駆動力入力軸４１に入力される駆動力により、上述した各機構が、当該駆動力の回転数（速度）に応じた駆動速度によって駆動される構成になっている。
また、前記伝動ベルト４４には前処理部１６（入力軸４１）への駆動力の伝動を断接する刈取りラッチ４５（テンションクラッチ）が設けてある。
【００１８】
また、上述した作業機伝動用の変速機１８は、図２に示すように、作業機用ＨＳＴ１９と一体的に構成してあり、該作業機用ＨＳＴ１９の出力軸１９ａに軸支したギヤＧ１が前処理出力軸２４に軸支したギヤＧ２と噛合すると共に、前処理出力軸２４に軸支したギヤＧ３と出力軸１９ａに回転自在に軸支したギヤＧ４とが噛合し、更にギヤＧ４に固設して一体回転するスプロケットＰ１と、フィードチェン出力軸２５に一体回転可能に軸支したスプロケットＰ２とがチェンＣを介して伝動連結されている。
即ち、上述した構成によって、前処理出力軸２４及びフィードチェン出力軸２５に伝動される駆動力は共に作業機用ＨＳＴ１９により変速されるので、前処理部１６及び脱穀フィードチェン１７の駆動速度は同調して変速される。
【００１９】
一方、走行伝動用のトランスミッション９側には、走行用ＨＳＴ４からの出力を変速する主変速レバー５３と副変速機構８を操作する副変速レバー（不図示）が設けてあり、前記主変速レバー５３及び副変速レバーを操作することにより、左右のクローラ走行装置１０，１０を変速駆動して機体を変速走行させるようになっている。
【００２０】
また、副変速機構８には、副変速された駆動力を出力する副変速出力軸５４が設けられると共に、該副変速出力軸５４の軸端に走行回転センサ５５が取り付けられており、副変速出力軸５４の回転数（走行速度）を検出できるようになっている。
一方、作業機伝動用の変速機１８の前処理出力軸２４には、該前処理出力軸２４の回転数（前処理部１６の駆動速度）を検出する前処理回転センサ５７を設けると共に、前記作業機用ＨＳＴ１９のトラニオン軸（不図示）側には、このトラニオン軸を回動させて作業機用ＨＳＴ１９を変速操作するモータ５９を当該作業機用ＨＳＴ１９に一体的に取り付けている。
そして、前記作業機用ＨＳＴ１９をコンバインの走行速度に対応させて変速することにより、当該コンバインの走行速度と前処理部１６の駆動速度とを連動させて変速制御するように構成してある。
【００２１】
また、前記扱深搬送装置３７には、図１に示すように搬送途中の穀稈の有無を検出する穀稈検出手段として、ＯＮ・ＯＦＦスイッチからなる扱ぎ深さメインセンサ６１を配設してある。
【００２２】
また、前記作業機用ＨＳＴ１９は、図３は示すように、エンジン１側からの駆動力によって駆動する可変容量型の油圧ポンプ１９Ｐと、該油圧ポンプ１９Ｐに閉回路で接続された油圧モータ１９Ｍと、当該閉回路内にオイルを補給するチャージポンプ１９Ｃとを備えると共に、該チャージポンプ１９Ｃは油圧ポンプ１９Ｐと一体的に駆動されるように構成してある。
そして、詳細は後述するように、前処理部１６における搬送負荷検出手段として、前記油圧ポンプ１９Ｐの負荷圧力を検出する油圧センサ（圧力検出センサ）６５を設けている。
【００２３】
また、図４は運転席７１の周辺を示す平面図であって、運転座席７２の前方に横設した把持ステー７３の下部の運転ステップ７４には、上述したメインクラッチ５を断接するクラッチペダル７５が、また、運転パネル７６側には機体の左右操向と、前処理部１６の高さを上下動調節するためのマルチステアリングレバー７７や、機体各部の操作装置の作動状態が正常であるか否かオペレータに知らせるモニターランプ（または警報）７８・・等が設けられると共に、その左側方には、前記作業機用ＨＳＴ１９の油圧ポンプ１９Ｐの圧力を表示する圧力モニター７９や、実刈りにより油圧センサ６５で検出した油圧ポンプ１９Ｐの負荷圧力値に基づきその余裕圧力を設定する圧力設定ダイヤル８１、及び主変速レバー５３等を設けている。
【００２４】
そして、図５は本発明におけるコンバインのマイコンユニット８５を示したものであって、該マイコンユニット８５の入力側には、車速を検出する走行回転センサ５５、前処理部１６の駆動速度を検出する前処理回転センサ５７、扱深搬送装置３７において搬送途中の穀稈の有無を検出する扱ぎ深さメインセンサ６１、上述した油圧センサ（圧力検出センサ）６５、圧力設定ダイヤル８１、圃場枕地での機体の回行動作を検出するサイドクラッチスイッチ８２、及び作業機クラッチ１３の断接を検出する作業機クラッチスイッチ８３を接続する一方、出力側には、作業機用ＨＳＴ１９を変速操作するモータ５９、モニターランプ（または警報）７８、圧力モニター７９、及びエンジン停止用のソレノイドバルブ８４を接続してある。
【００２５】
上述したマイコンユニット８５による制御は、前処理部１６の搬送負荷を検出する搬送負荷検出手段である油圧センサ６５の過負荷検出によりエンジン１を緊急停止させるものであって、以下当該制御を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２６】
先ず、ステップＳ１では、前記作業機クラッチスイッチ８３により作業機クラッチ１３の断接状態を検出し、該作業機クラッチ１３が「ＯＮ」状態、即ち刈取り作業中の状態であればステップＳ２に移る。
【００２７】
そして、ステップＳ２では、図７に示すように圃場Ｆにおいて刈取り作業中（図中矢印方向に）のコンバインＣが、当該圃場Ｆ内の外周を２周刈りしたか否かを、枕地Ｒでの機体の回行動作を検出するサイドクラッチスイッチ８２の検出回数等によって判断し、「ＮＯ」であればステップＳ３に引き続いてステップＳ４に移り、「ＹＥＳ」であればステップＳ５に移る。
尚、機体の回行動作は、前記サイドクラッチスイッチ８２が一定時間以上ＯＮ状態にある時のみ検出されるようにしてある。
【００２８】
前記ステップＳ３では、コンバインＣによる圃場Ｆ内の外周の２周刈りが完了するまで、図８に示すような通常の刈取り作業における走行回転センサ５５または前処理回転センサ５７による車速の検出と、それに対応する相関データとして作業機用ＨＳＴ１９（油圧ポンプ１９Ｐ）の負荷圧力を油圧センサ６５によってサンプリングすると共に、引き続いてステップＳ４では、当該作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値（初期圧力）Ｐｃを高圧設定（一定）にしてステップＳ７に移る。
【００２９】
一方ステップＳ５では、圃場Ｆ内の外周を２周刈り（実刈り）することにより取得した車速と作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力の相関データに基づいて、その相関関係式Ｙａを自動作成してステップＳ６に移る。
尚、上述した車速と作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力の相関データを刈取り作業中に常時サンプリングし、それに基づいて相関式Ｙａを作成するようにしてもよい。
【００３０】
そして、ステップＳ６では、前記相関関係式ＹａにコンバインＣのオペレータが所望する作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値の余裕圧を圧力設定ダイヤル８１で加算（調整）することによって、相関関係式Ｙａをプラス方向に偏移させた相関関係式Ｙｂを自動作成し、しかる後にステップＳ７に移る。
即ち、本制御では、実刈り作業により検出した前処理装置１６の搬送負荷に基づき、エンジン１（前処理装置１６）を緊急停止させる過負荷値を設定できるようになっており、ステップＳ６でコンバインＣのオペレータが作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値を設定する際は、所望の余裕圧を加味して設定することができるので、例えば前処理部１６の各部で発生する藁詰まり等を早期に発見したい場合は、相関関係式Ｙａに対する相関関係式Ｙｂのプラス方向への偏移が少なくなるように圧力設定ダイヤル８１で調整し、一方前処理部１６で発生する軽微な藁詰まりを除去せずに刈取り作業を続行したい場合は、相関関係式Ｙａに対する相関関係式Ｙｂのプラス方向への偏移が大きくなるように圧力設定ダイヤル８１で調整すればよい。
【００３１】
ステップＳ７では、上述した圃場Ｆ内の外周の２周刈りが完了した後に引き続いて行う刈取り作業における走行回転センサ５５または前処理回転センサ５７による車速の検出と、この車速に対応する作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力を油圧センサ６５で検出しながらステップＳ８に移る。
【００３２】
そして、ステップＳ８では、前記ステップＳ７で検出した作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力が、ステップＳ４またはステップＳ６において設定した当該作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値以上の値であるか否かを判断する。
即ち、図８に例示するように車速Ｖａで刈取り作業中であるとすれば、前記ステップＳ６を経由したフローでは、この車速Ｖａに対応する相関関係式Ｙａ上の作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力値Ｐａに対して、更に圧力設定ダイヤル８１による調整で余裕圧を加味して偏移させた相関関係式Ｙｂ上の負荷圧力値Ｐｂ以上に、前記ステップＳ７で検出した作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力がなっていればステップＳ９に移る。
一方、前記ステップＳ４を経由したフローでは、当該ステップＳ４で高圧設定（一定）された作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値（初期圧力）Ｐｃ以上に、前記ステップＳ７で測定した作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力がなっていればステップＳ９に移る。
【００３３】
ステップＳ９では、前記エンジン停止用のソレノイドバルブ８４を作動させて燃料カットによるエンジン１（前処理装置１６）の緊急停止がなされる。
【００３４】
つまり、上述した制御は、実刈り作業における通常の前処理部１６の搬送負荷を作業機用ＨＳＴ１９（油圧ポンプ１９Ｐ）に設けた油圧センサ６５でサンプリングすることによって、実際の作柄を考慮した実刈り作業における車速と作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力の相関関係式Ｙａを自動的に作成すると共に、コンバインのオペレータが作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値を設定する際、前記相関関係式Ｙａに対して所望の余裕圧を加味して調整できるように構成し、図８に例示したような相関関係式Ｙｂの如く偏移させて作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値を設定できるようにしてある。
【００３５】
したがって、前処理部１６の各部で発生する藁詰まり等を早期に発見したい場合は、相関関係式Ｙａに対する相関関係式Ｙｂのプラス方向への偏移が少なくなるように圧力設定ダイヤル８１で調整し、一方前処理部１６で発生する比較的軽微な藁詰まりを除去せずに刈取り作業を続行したい場合は、相関関係式Ｙａに対する相関関係式Ｙｂのプラス方向への偏移が大きくなるように圧力設定ダイヤル８１で調整することができる。
【００３６】
また、前記油圧センサ６５で検出する作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値自体が、従来のように作業機用ＨＳＴ１９に過負荷が作用して故障が発生することを防止するために設定されていた高負荷な圧力（値）ではなく、当該油圧センサ６５が作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値以上の負荷圧力を検出した時点における前処理部１６の藁詰まりの進行は僅かなものであって、この藁詰まりの除去に要する作業時間を軽減できると共に、作業機用ＨＳＴ１９が受けるダメージを少なくすることができる。
【００３７】
尚、上述した実刈り作業でサンプリングする車速と作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力の相関データに基づき自動作成する相関関係式Ｙａの精度を更に向上させるために、圃場の回り刈り、中割り、及び横刈り作業を区別して検出できるように、その検出手段として自動方向制御用の方向自動センサ(不図示)等を利用した構成にしてもよい。
【００３８】
また、前記扱深搬送装置３７に配設されて搬送途中の穀稈の有無を検出する扱ぎ深さメインセンサ６１を、上述した前処理部１６の搬送負荷を検出する搬送負荷検出手段として利用することも可能であって、この場合は扱ぎ深さメインセンサ６１の「ＯＮ」・「ＯＦＦ」状態により作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値の設定を異なる値に切替え、次いで前記過負荷値を油圧センサ６５で検出することによってエンジン１（前処理装置１６）を緊急停止させるように構成すればよく、以下当該制御を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
先ず、ステップＳ１では、前記作業機クラッチスイッチ８３により作業機クラッチ１３の断接状態を検出し、該作業機クラッチ１３が「ＯＮ」状態、即ち刈取り作業中の状態であればステップＳ２に移る。
【００４０】
ステップＳ２では、前記扱ぎ深さメインセンサ６１が「ＯＮ」状態か「ＯＦＦ」状態か否かを判断する。
即ち扱ぎ深さメインセンサ６１が「ＯＮ」状態で連続して通常の刈取り作業が行われていればステップＳ３に移り、一方刈り始めや回行作業中において扱ぎ深さメインセンサ６１が穀稈を未検出の「ＯＦＦ」状態にあればステップＳ４に移る。
【００４１】
そして、ステップＳ３では、通常の刈取り作業が行われている状態なので、前記作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値を自動的に高い値に設定にしてステップＳ５に移る。
【００４２】
また、ステップＳ４では、扱深搬送装置３７に穀稈が搬送されていない状態、即ち作業機用ＨＳＴ１９には前処理部１６の固有負荷しか作用していない状態なので、当該作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値を自動的に低い値に設定してステップＳ５に移る。
【００４３】
そして、ステップＳ５では、作業機用ＨＳＴ１９（油圧ポンプ１９Ｐ）の負荷圧力を油圧センサ６５で検出してステップＳ６に移る。
【００４４】
ステップＳ６では、前記ステップＳ５で検出した作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力が、前記ステップＳ３またはステップＳ４の何れかで設定した当該作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値以上の値にあるか否かを判断し、ステップＳ５で検出した作業機用ＨＳＴ１９の負荷圧力がステップＳ３またはステップＳ４で設定した作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値以上になっていればステップＳ７に移る。
【００４５】
ステップＳ７では、前記エンジン停止用のソレノイドバルブ８４を作動させて燃料カットによるエンジン１（前処理装置１６）の緊急停止がなされる。
【００４６】
つまり、上述した制御では、実刈り作業における刈り始めや回行作業中において、前記扱ぎ深さメインセンサ６１が穀稈を検出しない「ＯＦＦ」状態にある時、即ち作業機用ＨＳＴ１９に前処理部１６の固有負荷しか作用していない軽微な負荷状態では、作業機用ＨＳＴ１９の過負荷値を自動的に低く設定することができるので、前処理部１６前端の刈刃３６で刈取られた穀稈が搬送されて扱深搬送装置３７に至る搬送経路中で発生する藁詰まりを早期に発見することが可能となり、しかも、この藁詰まりを発見した時点における藁詰まり量は少ないことから、当該作業機用ＨＳＴ１９に与えるダメージも殆どない。
【００４７】
尚、上述した二つの実施例では、前処理部１６の搬送負荷を検出する油圧センサ６５が過負荷値を検出した際に、エンジン１を緊急停止するように構成したエンジン停止制御について説明したが、図１に示したコンバインの伝動系統図から明らかなように、通常はエンジン１の緊急停止に連動して前処理部１６の駆動も停止されるようになっており、一方前記油圧センサ６５が過負荷値を検出した際に前処理部１６の駆動のみを単独で停止させるように構成したい場合は、当該油圧センサ６５の過負荷値検出に連動させて刈取りラッチ４５を切断するか、或いは作業機用ＨＳＴ１９を構成する油圧ポンプ１９Ｐの可動斜板の斜板角を中立位置に戻す制御手段を備えた構成にすればよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、刈取り穀稈を検出する穀稈検出手段６１と、前処理装置１６の搬送負荷を検出する搬送負荷検出手段６５を設け、該搬送負荷検出手段６５による過負荷値検出によって前処理装置１６の駆動を停止させるコンバインであって、前記穀稈検出手段６１で検出する刈取り穀稈の有無によって、前処理装置１６の駆動を停止させる過負荷値を異なる値に設定するように構成したことによって、実刈り作業における刈り始めや回行作業中において、前記穀稈検出手段６１が穀稈を検出しない「ＯＦＦ」状態にある時、即ち前処理装置１６の固有負荷しか作用していない軽微な負荷状態では、前処理装置１６の過負荷値を自動的に低く設定することができるので、前処理装置１６の穀稈搬送経路中で発生する藁詰まりを早期に発見することが可能となり、しかも、この藁詰まりを発見した時点における藁詰まり量は少ないことから、前処理装置１６を駆動させる駆動装置に与えるダメージも殆どない。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの伝動系統図。
【図２】作業機伝動用の変速機の断面図。
【図３】作業機用ＨＳＴの油圧回路図。
【図４】運転席周辺の平面図。
【図５】マイコンユニットを示すブロック図。
【図６】エンジン停止制御の第一実施例を示すフローチャート。
【図７】圃場におけるコンバインの刈取り作業行程を示した概要図。
【図８】車速と作業機用ＨＳＴの負荷圧力の相関図。
【図９】エンジン停止制御の第二実施例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１６ 前処理装置
１９ 作業機用ＨＳＴ
６１ 穀稈検出手段（扱ぎ深さメインセンサ）
６５ 搬送負荷検出手段（油圧センサ）

Claims (1)

1. 刈取り穀稈を検出する穀稈検出手段（６１）と、前処理装置（１６）の搬送負荷を検出する搬送負荷検出手段（６５）を設け、該搬送負荷検出手段（６５）による過負荷値検出によって前処理装置（１６）の駆動を停止させるコンバインであって、前記穀稈検出手段（６１）で検出する刈取り穀稈の有無によって、前処理装置（１６）の駆動を停止させる過負荷値を異なる値に設定するように構成したことを特徴とするコンバインの前処理装置。

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