JP4457022B2

JP4457022B2 - コンバインの刈高さ検出装置

Info

Publication number: JP4457022B2
Application number: JP2005018609A
Authority: JP
Inventors: 和彦西田; 松林　　智也
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: JP2006204144A

Description

本発明は、コンバインにおける自動刈高さ制御に利用される刈高さ検出装置に係り、特には、走行機体の前部に昇降自在に連結された刈取り部の下部に前部支点を中心に上下揺動して接地追従する接地体を配備し、この接地体の揺動を角度センサで検知するよう構成した刈高さ検出装置に関する。

刈高さ検出装置に使用される接地体は前部支点を中心に上下揺動するものであるので、刈取り部を作業高さに下降させた状態で後進すると、接地体が地面に食い込んで損傷あるいは大きく変形してしまうおそれがある。

そこで、このような不具合を解消する手段として、特許文献１に開示されているように、接地体とセンサボックスとからなるセンサユニットを上方に退避移動操作可能に支持したもの、あるいは、接地体だけを上方に退避移動操作可能にしたものや、特許文献２に開示されているように、接地体を下方向き凸曲状に湾曲形成した板バネ材で構成して、その長手方向中間の凸曲頂部を接地させるとともに、接地体の後端部を地面より上方位置で刈取り部に前後移動可能に案内係止するように構成したもの、等が提案されている。
実開昭５８−１５２８３７号公報（第２図、第６図、第７図）特開２００４−２８３００８号公報

特許文献１に開示されている刈高さ検出装置においては、後進時にセンサユニット全体、あるいは、接地体を上方に退避移動させることで、接地体が地面へ食い込むことを確実に回避することができるものであるが、センサユニットあるいは接地体を退避移動させるための操作機構が必要となって構造が複雑になるとともに操作が煩わしいものになるものであった。

また、特許文献２に開示されている刈高さ検出装置においては、板バネ材からなる湾曲接地体の凸曲頂部を接地させるので、特別な退避操作を行わなくても前進および後進のいずれにおいても接地体が地面に食い込むことがなく、耐久性および取扱い性に優れたものとなっているのであるが、後進時に接地体に不当な外力が作用しないようにするためには、接地体の凸曲頂部より後方延長部分にも、前方迎え角と同程度の緩い迎え角を与えておく必要があり、そのために接地体の全長が相当長くなって、刈高さ検出装置の前後方向での設置スペースが長くなってしまうものであった。また、接地体の後端部が刈取り部に係止支持されているので、雑草やワラくず等の夾雑物が接地体の内部に入り込んでくると接地体後端部の係止部に引っ掛かって堆積するおそれもあった。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、後進時における損傷や変形を回避することができる刈高さ検出装置を比較的コンパクトに配備できるようにすることを主たる目的としている。

第１の発明は、走行機体の前部に昇降自在に連結された刈取り部の下部に、前部支点を中心に上下揺動して接地追従する接地体とこの接地体の揺動を検知する角度センサを支持した検知ケースを配備し、前記接地体を後方下方に向けて延出してその後端部を接地点として接地追従揺動するよう構成し、
前記検知ケースを下方の検知用位置と上方の退避位置との間で、前記接地体の揺動支点となる前部支点が上下に位置変化するように移動可能に支持し、前記検知ケースを検知用位置に向けて下降付勢して設けてあるとともに、
前記接地体の後端部に作用する前向きの接地外力によって検知ケースが前記検知用位置から前記退避位置に移動操作されて、前記前部支点が上方側に移動するよう構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、接地体の後端部を接地させたままで後進させると、接地体の後端部に前方への外力が働き、この外力によって検知ケースが上方に退避移動することになり、接地体の前部支点も上方に退避移動する。

また、後進から前進に切換わると接地体の後端部には前向きの接地外力がなくなり、上方への操作がなくなった検知ケースは再び元の検知用の姿勢まで復帰移動する。

また、接地体はその後端部が接地追従するので、接地体の上方空間は後方へ開放されており、前進時に伴って地上の夾雑物が接地体に絡まってきても地面との摺接に伴って後方にすり抜けてゆき、接地体に絡まって付着堆積することがない。

従って、第１の発明によると、後進時には特別な操作を要することなく接地反力を利用して自動的に接地体および検知センサを上方に退避移動させて損傷や変形を回避することができる耐久性に優れた刈高さ検出装置を構成することができた。しかも、後下がり姿勢の接地体を使用することで、前進時に地上の夾雑物が接地体に付着堆積することがなく、かつ、接地体を前後に短いものにしてコンパクトに構成することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記検知ケースの下降付勢は、該検知ケースを下降付勢する戻しバネによって行われ、その戻しバネは前記検知ケースに内装されているものである。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、
前記接地体の前部支点周りの揺動を増幅して角度センサに伝達する伝動手段を前記検知ケースに組み込んであるものである。

上記構成によると、刈高さ変動を拡大して精度よく検知することができ、第１又は第２の発明の上記効果をもたらすとともに、精度の高い自動刈高さ制御を行うことが可能となる。

第４の発明は、上記第３の発明において、
前記伝動手段を大径ギヤと小径ギヤとで構成してあるものである。

上記構成によると、上記第３の発明を好適に実施することができる。

図１に、自脱型コンバインの側面が示されている。このコンバインは、左右のクローラ走行装置１を備えた走行機体２の前部に４条刈仕様の刈取り部３が昇降自在に連結されるとともに、走行機体２に運転部４、脱穀装置５、および、穀粒回収タンク６、等が搭載された構造となっている。

前記刈取り部３は、複数条の植立穀稈を刈取り姿勢に引起こす４本の引起し装置７、引起された穀稈の株元を切断するバリカン型の刈取り装置８、複数条の刈取り穀稈を合流して後方上方へ挟持搬送して、脱穀装置５に装備されたフィードチェーン９の始端部に横倒れ姿勢で受け渡す供給搬送装置１０、等が装備されており、刈取り部３に備えた刈取り部フレーム１１の基端が、走行機体２の前部に立設された基台１２に横向き支点Ｐを中心にして昇降揺動可能に支持されるとともに、走行機体２の前部と刈取り部フレーム１１とに亘って装着された油圧シリンダ１３の伸縮作動によって刈取り部３が駆動昇降されるようになっている。

前記油圧シリンダ１３は図示されない電磁バルブによって作動制御されるものであり、この電磁バルブは、刈取り部３の前端下部に備えた刈高さ検出装置Ａからの検出情報に基づいて自動制御（自動刈高さ制御）されるとともに、運転部４に備えられた操作レバー１４を前後操作してもたらされる人為指令によっても切換え操作されるようになっている。

周知のように、自動刈高さ制御は、刈取り部３の対地高さ（刈高さ）を設定値に維持するように制御バルブを操作して刈取り部３を昇降制御するものであり、本発明は、この自動刈高さ制御に用いる前記刈高さ検出装置Ａを以下のように構成したものである。

図２に示すように、前記刈取り部３の下端部には、引起し条数より１本多い（この場合５本）分草フレーム１５が左右所定間隔をもって前向き片持ち状に並列配備され、各分草フレーム１５の前端部に引起し装置７の下端部が連結支持されるとともに、分草フレーム１５に差込み連結された支持杆１６に分草具１８が位置調節自在および脱着自在にボルト連結されている。そして、左右外端から２本目の前記支持杆１６の下方にそれぞれ刈高さ検出装置Ａが配備され、例えば、左右の刈高さ検出装置Ａで得られた刈高さの平均値に基づいて自動刈高さ制御が行われる。

図３に示すように、この刈高さ検出装置Ａは地面（圃場面）に対する刈取り部３の高さを接地式に検知するものであり、山形に屈曲され支持杆１６の前端に縦板状ブラケット１７が備えられ、この縦板状ブラケット１７に前記分草具１８が位置調節自在および脱着自在にボルト連結されるとともに、刈高さ検出装置Ａが装着されている。

刈高さ検出装置Ａは、基本的には、縦板状ブラケット１７に連結支持されたセンサブラケット２１、このセンサブラケット２１の側面に取付けられた検知ケース２２、検知ケース２２の側面前部に横向きの前部支点Ｘを中心に上下揺動可能に支持された接地体２３、検知ケース２２の側面に取付けられた回転式ポテンショメータ利用の角度センサ２４、等で構成されている。

前記センサブラケット２１は厚板材を平面視で鉤形に屈曲して形成されたものであり、その前端から突設したローリング支軸２５が、縦板状ブラケット１７の後端部に固設されたボス部２６に回動自在に挿入連結され、刈高さ検出装置Ａ全体がローリング支点Ｒ周りに回動可能に支持されている。また、図６，７に示すように、前記ボス部２６にはねじりバネ２７が外嵌装着され、その両遊端部２７ａ，２７ｂが支持杆１６から後向きに突設された固定バネ受けピン２８を左右から所定の初期弾性力をもって挟持するとともに、前記センサブラケット２１の前端上部から突設したピン２９がねじりバネ２７の両遊端部２７ａ，２７ｂで挟持されている。

従って、固定バネ受けピン２８を介して一定姿勢に保持されたねじりバネ２７がピン２９を左右から挟持することで、ローリング支点Ｒ周りに回動自在なセンサブラケット２１は、接地体２３が直下方に位置する所定の中立姿勢に弾性的に保持されている。そして、センサブラケット２１に設定以上の大きい回動力が外部から作用すると、センサブラケット２１はピン２９によってねじりバネ２７における遊端部２７ａ，２７ｂの一方を押し広げ変形しながら回動され、外力が無くなるとセンサブラケット２１はねじりバネ２７によって元の姿勢にまで回動復帰されるようになっている。従って、接地体２３が接地されたままで機体操向がなされる、等して接地体２３に大きい外力が横向きに作用しても、刈高さ検出装置Ａ全体がローリング回動することで刈高さ検出装置Ａの損傷が未然に回避される。

なお、前記ボス部２６には軸受けブッシュ３０とオイルシール３１が組み込まれて、刈高さ検出装置Ａのローリング回動が円滑に行われるように構成されるとともに、ボス部２６に装着される抜け止めビス３８の座金３９にゴム付き座金を用いて、ローリング支点部の防水が図られている。また、前記縦板状ブラケット１７の一側部にはガイドリブ３２が後拡がりに突設されるとともに、縦板状ブラケット１７の他側部からセンサブラケット２１の前部外側近くまで斜め後方に向けて板バネ材からなるガイド部材３３が片持ち状に設けられ、前進走行に伴ってセンサブラケット２１の回動支点部に近づく雑草やワラ屑などの夾雑物をガイドリブ３２およびガイド部材３３で案内して左右後方に逃がすよう構成されている。

センサブラケット２１の後部には固定支軸３５が横向きに突設されており、この固定支軸３５に前記検知ケース２２が後部支点Ｙ周りに回動自在に装着されている。この検知ケース２２は左右分割構造に構成されており、一方の分割ケース２２ａを前記固定支軸３５に挿嵌してストッパリング３４で抜け止めした状態で後述する内装部品を組み入れ、その後、この分割ケース２２ａに他方の分割ケース２２ｂを接合してネジ連結するよう構成されている。なお、固定支軸３５と検知ケース２２との間にはニードルベアリング３６とオイルシール３７とが組み込まれて検知ケース２２の回動抵抗が軽減されている。

検知ケース２２の前部には支点軸４１が横架支承され、この支点軸４１の突出端に前記接地体２３が連結されている。図１１に示すように、接地体２３は、前部が先細り状に形成された適当横幅を有する前後に長い帯板状の主部２３ａと、その前部一側に折り曲げ連設された縦板状の連結基部２３ｂとを備えており、その連結基部２３ｂが前記支点軸４１の突出端部に脱着可能にボルト締め固定さている。また、接地体２３の主部２３ａは前記ローリング支点Ｒの延長線の直下方位置において後方下方に向けて延出され、その湾曲された後端部２３ｃが前記検知ケース２２の後部支点Ｙよりも後方において接地するように主部２３ａの長さが設定されている。なお、接地体２３の前部支点箇所は、センサブラケット２１の前端部と、後方に向けて屈曲延出された屈曲片２１ａとによって囲まれ、前進走行に伴って前方から接近してくる夾雑物が前部支点Ｘの周辺に絡み付くことが防止されるようになっている。

前記角度センサ２４は検知ケース２２の側面にネジ連結され、そのセンサ軸２４ａがケース内に突入されている。そして、検知ケース２２の前部に装備された前記支点軸４１には大径ギヤ４２が備えられるとともに、この大径ギヤ４２に咬合する小径ギヤ４３が前記センサ軸２４ａに連結されており、接地体２３の上下揺動によって支点軸４１が回動すると、それが増幅されてセンサ軸２４ａに伝達され、接地体２３の小さい上下動が角度センサ２４で大きい角度変化として検知されるようになっている。

前記大径ギヤ４２とケース内のバネ受けピン４４とに亘ってバネ４５が張設され、接地体２３が下方に向けて揺動付勢されるよう支点軸４１が回動付勢され、接地体２３が地面の高さ変化に円滑に追従して上下揺動するようになっている。ここで、大径ギヤ４２における周方向の端部４２ａ，４２ｂがケース内の隆起部４６ａ，４６ｂに接当することで、支点軸４１および接地体２３の回動限度が接当規制されている。

なお、図３中の仮想線で示すように、接地体２３が検知ケース２２に対して下方限界まで揺動した時、接地体２３の後端部２３ｃが前記後部支点Ｙの略直下方に位置するように設定されている。従って、走行が停止された状態で刈取り部３が大きく上昇された後、再び下降された際、刈取り部３の上昇に伴って下方限界まで揺動した接地体２３は、刈取り部３の下降によってその後端部２３ｃから接地して前部支点Ｘ周りに上方揺動することになるが、前部支点Ｘ周りに上方揺動を開始した接地体２３の後端部２３ｃは直ちに検知ケース２２の後部支点Ｙより後方に移動する。

前記検知ケース２２を回動自在に支持した前記固定支軸３５のケース内端部にはフランジ４７が一体回動可能に装着されており、このフランジ４７とケース内のバネ受けピン４８とに亘って戻しバネ４９が張設され、検知ケース２２が後部支点Ｙ周りに前下がり方向に軽く回動付勢されている。また、検知ケース２２における外側面の前部にはストッパ５０が横向きに突設されており、このストッパ５０がセンサブラケット２１の上端縁に接当することで検知ケース２２の前下がり回動限度が接当規制されている。

本発明に係る刈高さ検出装置Ａは以上のように構成されており、刈取り部３が刈取り作業高さにあって前進移動している状態では、図３に示すように、接地体２３の後端部２３ｃが検知ケース２２の後部支点Ｙよりも後方において付勢接地しており、この後端部２３ｃに働く接地反力は検知ケース２２を前下がり方向に回動させるよう働き、検知ケース２２は自重、戻しバネ４４の張力、接地体２３からの接地反力、および、接地体２３の接地摺動に伴う引きずり抵抗、等によって所定の前下がり回動限度である検知用位置に安定保持され、この状態で地面の高さ変化に対応して接地体２３が上下揺動し、その揺動が角度センサ２４によって検知されることになる。

刈取り部３を上昇させることなく後進が行われると、接地体２３の後端部２３ｃには前方向きの外力が働き、検知ケース２２には前上がり方向の回動力として作用する。この場合、検知ケース２２は、それ全体の自重および戻しバネ４９による前下がり方向への回動力よりも大きい前上がり方向への回動力を受けると上方へ回動することになり、図９に示すように、検知ケース２２が後部支点Ｙを中心にして前上がり回動する。これによって接地体２３の前部支点Ｘが上方に退避し、屈曲された支持杆１６の下方空間において刈高さ検出装置Ａの主要部が退避位置まで振り上がることになる。

また、図１０に示すように、検知ケース２２の内部における後部支点Ｙの近傍に形成された段部５１が、固定状態にあるフランジ４７の段部４７ａに接当することで、検知ケース２２の振り上がり回動限度が接当規制され、検知ケース２２が振り上がり回動限度まで後退回動した状態では、付勢揺動限度まで揺動した接地体２３が縦板状ブラケット１７の下端よりも上方に退避するようになっている。

また、前進に切換わると、退避位置の検知ケース２２は前下がり回動して自動的に元の検知用位置まで復帰回動して刈高さ検知可能な状態がもたらされる。この場合、戻しバネ４９は、後部支点Ｙにおける回動抵抗が増大した場合でも確実に前下がり回動復帰が行われるように装備されたものであり、接地体２３を接地付勢するためのバネ４５に比べて弱いものが使用されている。

また、前記角度センサ２４は、その外側に装着した樹脂製の保護カバー５２によって覆われるとともに、角度センサ２４の後端から導出されたハーネス５３が保護カバー５２の内部に一体形成した係止部５４に係止案内されて機体内方に向けて導かれた後、後方に導出されている。そして、検知ケース２２が通常の検知用位置にある時には保護カバー５２のハーネス導出位置ｄが検知ケース２２の後部支点Ｙより上方にあり、検知ケース２２が退避位置に振り上がり回動した時には保護カバー５２のハーネス導出位置ｄが検知ケース２２の後部支点Ｙよりも下方にあるように、検知ケース２２に対して角度センサ２４が予め斜めに取付けられている。これによって検知ケース２２が大きく回動してもハーネス５３の前後への移動が少なくなってハーネス５３を不当にねじったり引張ったりすることがなく、もって断線事故が未然に回避されている。

〔他の実施例〕

（１）上記実施例では、検知ケース２２を後部支点Ｙ周りに上方に回動させて退避移動させているが、検知ケース２２をリンク機構あるいはスライド案内機構を介して上下移動可能に支持するとともに、検知用位置に向けて下降付勢し、接地体２３の後端部に働く前向きの外力が設定以上に大きくなると検知ケース２２が下降付勢に抗して退避位置に移動する形態で実施することもできる。

（２）上記実施例では、検知ケース２２を前下がり回動方向に付勢する戻しバネ４９を装備して、検知ケース２２の前下がり方向への復帰回動をより確実なものにしているが、検知ケース２２の材質、あるいは、肉厚、等を考慮して検知ケース２２全体の重量を大きくして、自重による前下がり方向の回動力を大きくしておけば、前記戻しバネ４９を省略することも可能である。

（３）接地体２３の後端部２３ｃを検知ケース２２の後部支点Ｙの直下、あるいは、後部支点Ｙよりも前方で接地させる形態で実施することもできるが、この場合には、前進時に接地体２３に働く接地反力で検知ケース２２が下方揺動限界から上方に退避回動しないように前記戻しバネ４９を強く設定しておく必要がある。

（４）前記接地体２３の前部支点Ｘ周りの揺動を増幅して角度センサ２４に伝達する伝動手段としては、上記のようにギヤ式に構成する他に、リンク式あるいはカム式に構成することもできる。

（５）簡易には、後部支点Ｙ周りに回動可能な検知ケース２２に、角度センサ２４を前部支点Ｘと同心に装着し、接地体２３の揺動を増幅することなく角度センサ２４で直接に検知する形態とすることもできる。この場合、検知精度は低下するが安価に実施することができる。

コンバインの全体側面図刈取り部の概略平面図刈高さ検出装置の左側面図刈高さ検出装置の平面図刈高さ検出装置の右側面図刈高さ検出装置における要部の縦断側面図刈高さ検出装置のローリング構造を示す正面図刈高さ検出装置の横断平面図機体後進状態における刈高さ検出装置の左側面図検知ケース振り上げ状態における縦断側面図接地体の平面図

２走行機体
３刈取り部
２１センサブラケット
２２検知ケース
２３接地体
２３ｃ後端部
２４角度センサ
Ｘ前部支点
Ｙ後部支点

Claims

走行機体の前部に昇降自在に連結された刈取り部の下部に、前部支点を中心に上下揺動して接地追従する接地体とこの接地体の揺動を検知する角度センサを支持した検知ケースを配備し、前記接地体を後方下方に向けて延出してその後端部を接地点として接地追従揺動するよう構成し、
前記検知ケースを下方の検知用位置と上方の退避位置との間で、前記接地体の揺動支点となる前部支点が上下に位置変化するように移動可能に支持し、前記検知ケースを検知用位置に向けて下降付勢して設けてあるとともに、
前記接地体の後端部に作用する前向きの接地外力によって検知ケースが前記検知用位置から前記退避位置に移動操作されて、前記前部支点が上方側に移動するよう構成してあることを特徴とするコンバインの刈高さ検出装置。
前記検知ケースの下降付勢は、該検知ケースを下降付勢する戻しバネによって行われ、その戻しバネは前記検知ケースに内装されている請求項１記載のコンバインの刈高さ検出装置。
前記接地体の前部支点周りの揺動を増幅して角度センサに伝達する伝動手段を前記検知ケースに組み込んである請求項１又は２記載のコンバインの刈高さ検出装置。
前記伝動手段を大径ギヤと小径ギヤとで構成してある請求項３記載のコンバインの刈高さ検出装置。