JP4524257B2

JP4524257B2 - 作業機

Info

Publication number: JP4524257B2
Application number: JP2006033789A
Authority: JP
Inventors: 英司有田
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2026-02-10
Also published as: JP2007209278A

Description

本願発明は、コンバイン等の農作業機やクレーン車等の特殊作業用車両のような作業機に係るものであり、より詳しくは、作業機に搭載されたエンジンを緊急停止させるための構成に関するものである。

従来から、コンバインやクレーン車等の作業機は、エンジンの始動及び停止操作用のキースイッチ以外に、事故発生時等にエンジンを緊急停止させるための安全装置を備えている。例えば特許文献１には、コンバインにおける安全装置の一例が開示されている。

特許文献１に記載のコンバインは、ディーゼルエンジン及びバッテリが搭載された走行機体に、ガバナ付き燃料噴射ポンプに関連して設けられたストップソレノイドとバッテリとを接続した安全回路を備えている。この安全回路中には、ストップソレノイドを入り切り操作するための緊急停止スイッチが直列に接続されている。

緊急停止スイッチは、復帰形のプッシュスイッチ（モーメンタリスイッチともいう）であって、押下時に接点部（スイッチ部）が開くタイプである。押下していないときの接点部は、バネの弾性付勢力にて閉じ状態（入り状態、導通状態）に保持される。通常は、事故発生時等にディーゼルエンジンを確実に停止させるために、弾性付勢力の比較的小さいバネを採用して押下操作に対する接点部の感度を向上させ、緊急停止スイッチに軽く触れる（当たる）程度で確実に接点部が開くように構成されている。

この構成によると、ディーゼルエンジンの駆動時に緊急停止スイッチを押下すれば、接点部が開き状態（切り状態、遮断状態）となり、ストップソレノイドへの通電が遮断されて当該ストップソレノイドが消磁する。その結果、ガバナ付き燃料噴射ポンプによる燃料供給が停止して、キースイッチを切り操作せずともディーゼルエンジンの駆動が停止するのである。
特開平５−６５７２４号公報

しかし、特許文献１の構成では前述の通り、押下操作に対する接点部の感度向上のために、弾性付勢力の比較的小さいバネを採用しているから、例えば路上走行時の振動等のせいで、緊急停止スイッチを押下していないのに接点部が浮いて開放され（切り状態になり）、不用意にディーゼルエンジンの駆動が停止する場合があるという弊害があった。

そこで、本願発明は、上記の弊害を解消した作業機を提供することを技術的課題とするものである。

請求項１の発明に係る作業機は、エンジン及びバッテリが搭載された走行機体に、前記エンジンの駆動を停止させるためのエンジン停止手段と前記バッテリとを接続した安全回路を備えており、前記安全回路中に、前記エンジン停止手段を入り切り操作するための緊急操作手段が設けられている。前記緊急操作手段は、操作時に切り状態になるＢ接点と、操作時に入り状態になるＡ接点とを備えており、前記安全回路には、前記緊急操作手段と並列にバイパス回路が接続されており、前記バイパス回路中には、電流方向上流側から順に、作業部に対する動力継断操作のための作業クラッチ操作手段と、前記作業クラッチ操作手段の入り切り操作に連動して前記バイパス回路を遮断状態と導通状態とに選択的に切り替えるための第１スイッチング手段とが設けられている。一方、前記安全回路のうち前記緊急操作手段と前記エンジン停止手段との間には、前記バイパス回路より下流側に第２スイッチング手段が設けられており、前記第２スイッチング手段は、前記作業クラッチ操作手段が切り状態で且つ前記緊急操作手段の前記Ａ接点が入り状態のときにのみ、前記緊急操作手段と前記エンジン停止手段との間を遮断状態に切り替えるように構成されている。

請求項２の発明は、請求項１を走行機体にフィードチェーン付き脱穀装置を搭載したコンバインに適用したものである。この場合、前記コンバインの走行機体には、前記作業部としてのフィードチェーン付き脱穀装置が搭載されており、前記緊急操作手段は、前記走行機体のうちフィードチェーン側の外側面に設けられている。

本願発明の構成によると、エンジン停止手段を入り切り操作するための緊急操作手段は、操作時に切り状態になるＢ接点と、操作時に入り状態になるＡ接点とを備えており、前記エンジン停止手段とバッテリとを接続した安全回路には、緊急操作手段と並列にバイパス回路が接続されている。そして、前記バイパス回路中には、電流方向上流側から順に、作業部に対する動力継断操作のための作業クラッチ操作手段と、前記作業クラッチ操作手段の入り切り操作に連動して前記バイパス回路を遮断状態と導通状態とに選択的に切り替えるための第１スイッチング手段とが設けられている。

作業機で路上走行する場合は作業部に対して動力伝達する必要がなく、前記作業クラッチ操作手段が切り状態になっているから、第１スイッチング手段にて前記バイパス回路が導通状態になり、その結果、前記バッテリから前記エンジン停止手段への通電経路として、前記安全回路経由及び前記バイパス回路経由という２通りの経路が確保される。

このため、路上走行時の振動等のせいで、前記緊急操作手段を操作していないのに、前記Ａ，Ｂ両接点が共に切り状態になったとしても、前記エンジン停止手段は、前記バイパス回路を経由しての電力供給を受けて、前記エンジンの駆動を維持できる。従って、路上走行時に、不用意にエンジンの駆動が停止するおそれがなくなり、運転時の安全性が向上するのである。

また、前記安全回路のうち前記緊急操作手段と前記エンジン停止手段との間には、前記バイパス回路より下流側に第２スイッチング手段が設けられており、前記第２スイッチング手段は、前記作業クラッチ操作手段が切り状態で且つ前記緊急操作手段のＡ接点が入り状態のときにのみ、前記緊急操作手段と前記エンジン停止手段との間を遮断状態に切り替えるように構成されているので、前記作業クラッチ操作手段が切り状態のときでも、前記緊急操作手段を操作して前記Ａ接点を入り状態にすれば、前記第２スイッチング手段にて前記エンジン停止手段への電力供給が停止され、前記エンジン停止手段にて前記エンジンの駆動を確実に停止させることができる。

しかも、農作業時のように前記作業クラッチ操作手段が入り状態のときは、第１スイッチング手段にて前記バイパス回路が遮断状態になり、前記バッテリから前記エンジン停止手段への通電経路が前記安全回路のみとなるから、前記従来と同様に、前記緊急操作手段の前記Ｂ接点を切り状態にするだけで、前記エンジン停止手段への電力供給が停止され、前記エンジン停止手段にて前記エンジンの駆動を迅速且つ確実に停止させることができるのである。

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面（図１〜図４）に基づいて説明する。図１は本願発明を適用したコンバインの側面図、図２は緊急停止スイッチの配置態様を示す拡大側面図、図３は脱穀装置の部分拡大正面図、図４（ａ）〜（ｄ）はコンバインにおける安全装置の回路図である。

（１）．コンバインの概略構造
はじめに、図１〜図３を参照しながら、コンバインの概略構造について説明する。

本実施形態における４条刈り用のコンバインは、左右一対の走行クローラ２，２にて支持された走行機体１を備えている。走行機体１の前部には、穀稈を刈り取りながら取り込む刈取前処理装置３が単動式の油圧シリンダ（図示せず）にて昇降調節可能に装着されている。走行機体１には、フィードチェーン５付きの脱穀装置４と、脱穀後の穀粒を貯留するための穀粒タンク６とが横並び状に搭載されている。本実施形態では、脱穀装置４が走行機体１の進行方向左側に、穀粒タンク６が走行機体１の進行方向右側に配置されている。刈取前処理装置３と穀粒タンク６との間には、走行機体１の向き及び速度を変更操作するための操向丸ハンドル９や運転座席１０等を有する運転部８が設けられている。運転部８の下方にはエンジン１１が配置されている。本実施形態のエンジン１１としてはディーゼルエンジンが採用されている。走行機体１には、電気制御用のバッテリ１２（図４参照）も配置されている。

刈取前処理装置３は、バリカン式の刈刃装置１３、４条分の穀稈引起装置１４、穀稈搬送装置１５及び分草体１６を備えている。刈刃装置１３は、刈取前処理装置３を構成する刈取フレーム１７の下方に設けられている。穀稈引起装置１４は刈取フレーム１７の上方に配置されている。穀稈搬送装置１５は穀稈引起装置１４とフィードチェーン５の前端部との間に配置されている。分草体１６は穀稈引起装置１４の下部前方に突設されている。刈取前処理装置３にて刈り取りられた刈取穀稈は、フィードチェーン５に受け継ぎ搬送され、脱穀装置４にて脱穀処理される。

脱穀装置４の扱室には、刈取穀稈を脱穀処理するための扱胴１８が内蔵されている。扱胴１８の下方には、扱網やチャフシーブ等による揺動選別を行う揺動選別機構と、唐箕ファンによる風選別を行う風選別機構とが配置されている。これら両選別機構による選別を経て、走行機体１の下部にある一番受け樋に集められた穀粒は、一番コンベヤ及び揚穀コンベヤを介して穀粒タンク６に集積される。藁屑は、脱穀装置４の後部に配置された吸引ファンに吸い込まれたのち、排出口から機外へ排出される。穀粒タンク６内の穀粒は排出オーガ７を介して機外に搬出される。

なお、フィードチェーン５の後端から排稈チェーンに受け継がれた排稈は、長い状態で走行機体１の後方に排出されるか、若しくは排稈カッタにて適宜長さに短く切断されたのち、走行機体１の後方に排出される。

脱穀装置４の扱胴１８は、その上面及びフィードチェーン５側の側面が扱胴カバー体１９にて覆われている。この扱胴カバー体１９は、走行機体１中央側の側辺部を支点として上下開閉回動可能に構成されている。

扱胴カバー体１９の外側面には、フィードチェーン５の前端側に、エンジン１１の緊急停止操作のための緊急操作手段としての緊急停止スイッチ２０と、当該緊急停止スイッチ２０を押し操作したときに点灯する停止ランプ６０とが設けられている。緊急停止スイッチ２０及び停止ランプ６０の配置箇所は、手扱き作業をする際のオペレータ等の立ち位置に近い箇所である。ここで、手扱き作業とは、オペレータ等が手作業で刈り取った刈取穀稈をフィードチェーン５の前端側に差し込んで、扱胴１８にて脱穀する作業のことをいう。手扱き作業中にオペレータの手袋等の異物がフィードチェーン５に挟み込まれる等の事故が発生した場合に、緊急停止スイッチ２０を押下することにより、エンジン１１ひいてはフィードチェーン５の駆動が緊急停止する。なお、この場合は停止ランプ６０も点灯する。扱胴カバー体１９の外側面には、当該扱胴カバー体１９の上下開閉回動操作のためのロックレバー６１及び開閉グリップ６２も取り付けられている。

運転部８には、エンジン１１の始動及び停止操作用のキースイッチ２１（図４参照）が設けられている。本実施形態のキースイッチ２１は、鍵穴に差し込んだ所定の鍵の回転操作にて、エンジン停止端子２２、通電端子２２及びスタート端子２４という３つの端子位置に切り替え可能に構成されたロータリ式スイッチである。

エンジン停止端子２２から通電端子２３を超えてスタート端子２４の位置までキースイッチ２１を回すと、スタータ（図示せず）が作動してエンジン１１が始動する。キースイッチ２１から手を離すと、バネ（図示せず）の弾性付勢力にてキースイッチ２１が通電端子２３の位置に戻り、エンジン１１の駆動が維持される。キースイッチ２１をエンジン停止端子２２の位置まで回すと、エンジン１１の駆動が停止する。

（２）．安全装置の構造
次に、図４（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、コンバインに備えられた安全装置の回路構造について説明する。

走行機体１に搭載された安全装置３０は、エンジン１１への燃料噴射量を調節するガバナ付き燃料噴射ポンプ２５に関連して設けられたエンジン停止手段としてのストップソレノイド３２と、バッテリ１２とを接続した安全回路３１を備えており、安全回路３１中には、緊急停止スイッチ２０が直列に接続されている。

安全回路３１には、緊急停止スイッチ２０と並列にバイパス回路３３が接続されており、バイパス回路３３中には、刈取前処理装置３や脱穀装置４等の作業部に対する動力継断操作のための作業クラッチ操作手段としての作業クラッチスイッチ３４が設けられている。バイパス回路３３のうち作業クラッチスイッチ３４より下流側には、作業クラッチスイッチ３４の入り切り操作に連動してバイパス回路３３を遮断状態と導通状態とに選択的に切り替えるための第１スイッチング手段としての第１リレー３５が設けられている。

一方、安全回路３１のうち緊急停止スイッチ２０とストップソレノイド３２との間には、バイパス回路３３より下流側に、第２スイッチング手段としての第２リレー３６が設けられている。

安全装置３０の構成を更に詳述すると、まず、バッテリ１２の出力端子＋は、キースイッチ２１の入力端子に接続されており、このキースイッチ２１の通電端子２３が緊急停止スイッチ２０におけるＢ接点４０（押下時に開き状態（切り状態、遮断状態）になる接点）の一端に接続されている。バッテリ１２の入力端子−は接地されている。

本実施形態の緊急停止スイッチ２０は、ストップソレノイド３２の入り切り操作（通電及び通電停止の操作）をするためのものであって、復帰形のプッシュスイッチ（モーメンタリスイッチともいう）である。緊急停止スイッチ２０は、安全回路３１側に位置した前述のＢ接点４０と、押下時に閉じ状態（入り状態、導通状態）になるＡ接点４１と、可動接点４２とにより構成されている。

押下していないときのＢ接点４０には、バネ（図示せず）の弾性付勢力にて可動接点４２が接触して、閉じ状態に保持される。この場合、押下操作に対するＢ接点４０の感度向上のために、弾性付勢力の比較的小さいバネが採用されている。

Ｂ接点４０とＡ接点４１との他端は共に、第２リレー３６におけるスイッチ部４９の一方の入力端子５１に接続されている。Ａ接点４１の一端は、停止ランプ６０を介して第２リレー３６におけるコイル部５０の一端に接続されている。第２リレー３６におけるコイル部５０の他端は接地されている。第２リレー３６におけるスイッチ部４９の出力端子５２は、ストップソレノイド３２の一端に接続されている。ストップソレノイド３２の他端は接地されている。

一方、キースイッチ２１の通電端子２２と緊急停止スイッチ２０のＢ接点４０との間にあるバイパス回路３３への分岐点３８からは、作業クラッチスイッチ３４におけるＡ接点４３の一端と、第１リレー３５におけるスイッチ部４５の一方の入力端子４７とがそれぞれ分岐して接続されている。

作業クラッチスイッチ３４は、前述のＡ接点４３と可動接点４４とからなっており、１回押下すると閉じ状態に保持され、もう１回押下すると開き状態に戻るロックタイプのものである。作業クラッチスイッチ３４におけるＡ接点４３の他端は、第１リレー３５におけるコイル部４６の一端に接続されている。第１リレー３５におけるコイル部４６の他端は接地されている。第１リレー３５におけるスイッチ部４５の出力端子４８は、緊急停止スイッチ２０と第２リレー３６のスイッチ部４９との間にある接続点３８に接続されている。

（３）．作用及び効果
次に、安全装置３０の作動態様について説明する。

コンバインの路上走行時は、刈取前処理装置３や脱穀装置４等の作業部に対して動力伝達する必要がなく、作業クラッチスイッチ３４が押下されずに開き状態（切り状態、遮断状態）になっている（図４（ａ）〜（ｃ）参照）。

この場合、第１リレー３５のコイル部４６はバッテリ１２からの電流が流れ込まずに消磁状態となり、第１リレー３５のスイッチ部４５が閉じ状態（入り状態、導通状態）となる。このため、作業クラッチスイッチ３４が切り状態のときは、バッテリ１２からストップソレノイド３２への通電経路として、緊急停止スイッチ２０のある安全回路３１経由及びバイパス回路３３経由という２通りの経路が確保される。

従って、図４（ａ）に示すように、この状態において緊急停止スイッチ２０を押下していなくて可動接点４２がＢ接点４０に接触していれば、バイパス回路３３だけでなく安全回路３１も閉じ状態（入り状態、導通状態）になるので、安全回路３１又はバイパス回路３３を経由しての通電にてストップソレノイド３２が励磁される。その結果、ガバナ付き燃料噴射ポンプ２５による燃料供給が維持されて、エンジン１１の駆動が維持される。

また、本実施形態でも、可動接点４２をＢ接点４０に接触する方向に付勢するバネ（図示せず）の弾性付勢力が感度向上のために小さく設定されているから、路上走行時の振動等のせいで、緊急停止スイッチ２０を押下していないのに、可動接点４２が浮いてＡ，Ｂ両接点４１，４０から離れた状態になることがある（図４（ｂ）参照）。

この点、本実施形態では、バッテリ１２からストップソレノイド３２への通電経路として、緊急停止スイッチ２０のある安全回路３１経由及びバイパス回路３３経由という２通りの経路を確保しているから、緊急停止スイッチ２０のＡ，Ｂ両接点４１，４０が共に開き状態（切り状態、遮断状態）になったとしても、もう一方のバイパス回路３３を経由しての通電にてストップソレノイド３２が励磁される。このため、ガバナ付き燃料噴射ポンプ２５による燃料供給を維持できるから、路上走行時に、不用意にエンジン１１の駆動が停止するおそれがなくなり、運転時の安全性が向上するのである。

図４（ｃ）に示すように、作業クラッチスイッチ３４が切り状態のときに、緊急停止スイッチ２０を押下して可動接点４２がＡ接点４１に接触すれば、安全回路３１（Ｂ接点４０側）が開き状態になる一方、第２リレー３６のコイル部５０に向けての通電経路が閉じ状態になるので、バイパス回路３３を経由しての電流が緊急停止スイッチ２０のＡ接点４１及び可動接点４２を介して停止ランプ６０と第２リレー３６のコイル部５０とに流れ、当該コイル部５０が励磁される。そうすると、第２リレー３６のスイッチ部４９が開き状態となり、ストップソレノイド３２への通電が遮断されて当該ストップソレノイド３２が消磁する。

すなわち、第２リレー３６は、作業クラッチスイッチ３４及び緊急停止スイッチ２０が共に開き状態（切り状態、遮断状態）のときにのみ、緊急停止スイッチ２０とストップソレノイド３２との間を遮断状態に切り替えて、ストップソレノイド３２を消磁させるのである。その結果、停止ランプ６０が点灯すると共にガバナ付き燃料噴射ポンプ２５による燃料供給が停止して、キースイッチ２１を切り操作せずともエンジン１１の駆動が確実に停止する。

コンバインの農作業時は、刈取前処理装置３や脱穀装置４等の作業部に対して動力伝達する必要があり、作業クラッチスイッチ３４が押下されて閉じ状態になっている（図４（ｄ）参照）。

この場合、第１リレー３５のコイル部４６はバッテリ１２からの電流が流れ込んで励磁状態となり、第１リレー３５のスイッチ部４５が開き状態となる。このため、作業クラッチスイッチ３４が入り状態のときは、バッテリ１２からストップソレノイド３２への通電経路が、緊急停止スイッチ２０側の安全回路３１のみとなる。

そうすると、図４（ｄ）に示すように、この状態では従来と同様に、緊急停止スイッチ２０に軽く触れる（当たる）程度で可動接点４２がＢ接点４０から離れ、安全回路３１が開き状態となる。このため、ストップソレノイド３２への通電が遮断されて当該ストップソレノイド５０が消磁し、ガバナ付き燃料噴射ポンプ２５による燃料供給が停止する。

従って、例えば手扱き作業中にオペレータの手袋等の異物がフィードチェーン５に挟み込まれる等の事故が発生した場合は、緊急停止スイッチ２０に少なくとも軽く触れただけでも、エンジン１１ひいてはフィードチェーン５の駆動を迅速且つ確実に停止させることができるのである。なお、可動接点４２がＡ接点４１に接触すれば、停止ランプ６０は点灯する。

本願発明は、前述の実施形態に限らず、トラクタ等の農作業機やクレーン車等の特殊作業用車両のような各種作業機に対して広く適用でき、また、様々な態様にも具体化できる。例えば走行機体に搭載されるエンジン１１はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンであってもよい。この場合、エンジン停止手段は、燃焼室内のガスに着火するための点火プラグに関連させて設け、緊急操作手段の押下にて点火プラグによる着火を不能にして、ガソリンエンジンの駆動を停止させるように構成すればよい。

また、作業クラッチ操作手段はスイッチ式に限らず、レバー式のものでもよいし、第１及び第２スイッチング手段としてはリレーに限らず、サイリスタやトランジスタ等のスイッチング素子を採用してもよい。

その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

本願発明を適用したコンバインの側面図である。緊急停止スイッチの配置態様を示す拡大側面図である。脱穀装置の部分拡大正面図である。（ａ）〜（ｄ）はコンバインにおける安全装置の回路図である。

符号の説明

１走行機体
１０運転部
１１エンジン
１２バッテリ
１９扱胴カバー体
２０緊急操作手段としての緊急停止スイッチ
２５ガバナ付き燃料噴射ポンプ
３０安全装置
３１安全回路
３２エンジン停止手段としてのストップソレノイド
３３バイパス回路
３４作業クラッチ操作手段としての作業クラッチスイッチ
３５第１スイッチング手段としての第１リレー
３６第２スイッチング手段としての第２リレー

Claims

エンジン及びバッテリが搭載された走行機体に、前記エンジンの駆動を停止させるためのエンジン停止手段と前記バッテリとを接続した安全回路を備えており、前記安全回路中に、前記エンジン停止手段を入り切り操作するための緊急操作手段が設けられている作業機であって、
前記緊急操作手段は、操作時に切り状態になるＢ接点と、操作時に入り状態になるＡ接点とを備えており、前記安全回路には、前記緊急操作手段と並列にバイパス回路が接続されており、前記バイパス回路中には、電流方向上流側から順に、作業部に対する動力継断操作のための作業クラッチ操作手段と、前記作業クラッチ操作手段の入り切り操作に連動して前記バイパス回路を遮断状態と導通状態とに選択的に切り替えるための第１スイッチング手段とが設けられている一方、
前記安全回路のうち前記緊急操作手段と前記エンジン停止手段との間には、前記バイパス回路より下流側に第２スイッチング手段が設けられており、前記第２スイッチング手段は、前記作業クラッチ操作手段が切り状態で且つ前記緊急操作手段の前記Ａ接点が入り状態のときにのみ、前記緊急操作手段と前記エンジン停止手段との間を遮断状態に切り替えるように構成されている、
作業機。
前記作業機はコンバインであり、前記コンバインの走行機体には、前記作業部としてのフィードチェーン付き脱穀装置が搭載されており、前記緊急操作手段は、前記走行機体のうちフィードチェーン側の外側面に設けられている、
請求項１に記載した作業機としてのコンバイン。