JP4738290B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、穀稈を刈取って脱穀するコンバインに係り、詳しくは、脱穀後の排藁を処理する排藁処理装置を備えたコンバインに関する。

一般に、コンバインは、圃場を走行しながら穀稈を刈取り、刈取りした穀稈を脱穀して穀粒の収穫に使用されている。コンバインの脱穀部により脱穀された後の排藁は細断され、或いは所定量に束ねて機外に排出される。近年のコンバインは、刈取り及び脱穀作業の高速化が図られており、排藁も高速に処理されている。排藁は、排藁搬送装置を介してコンバインの後部に搭載された結束機（ノッタ）やドロッパ等の排藁処理装置まで搬送され、結束機に向けて掻き込まれた排藁は、パッカによって圧縮された後に結束紐により株元を結束され、所定量にまとめられてスイーパにより圃場に排出されている（特許文献１）。

上記排藁処理装置は、コンバインのエンジンからの動力を受けて作動する。排藁処理装置には、処理能力以上の排藁が供給された際の過負荷を避けるため、各種の安全機構が設けられており、例えば、排藁処理装置に動力を伝動する伝動軸の下手側と上手側とをシャーピンにより連結し、排藁処理装置に規定以上の駆動トルクが発生した際にはシャーピンを破断することにより動力を遮断して、排藁処理装置の過負荷を防いでいる（特許文献２）。

特開平７−２４６０１９号公報 実用新案登録第２５９６１９５号公報

しかし、上記排藁処理装置では、刈取り作業を急ぐあまりコンバインの走行速度を上げるなどした際には、排藁処理装置に搬送される排藁が増加し、例えば結束機に多量の排藁が搬送された場合には排藁の結束が正常にできなくなり、またドロッパに多量の排藁が搬送された場合には、所定量の排藁を定期的に排出できなくなるなど、排藁処理装置が過負荷になる場合がある。排藁処理装置が過負荷になった際には、安全機構が作動して排藁処理装置を停止させる。安全機構が作動した場合には、刈取り作業を中断して安全機構の復帰、すなわち、破損したシャーピンを交換しなければならず、刈取り作業を遅延させるものであった。さらに、シャーピンを交換するには、伝動軸の位置合わせをして破損したシャーピンを抜取り、新たなシャーピンを挿入して固定する必要があり、安全機構の復帰毎のシャーピン交換作業に時間を要していた。

そこで、本発明は、排藁処理装置の過負荷を防いで安全機構の作動を回避するため、排藁処理装置の過負荷を事前に報知し、もって上記した課題を解決したコンバインを提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するため、本発明は、刈取られた穀稈を脱穀部（７）で脱穀すると共に、該脱穀部からの排藁を排藁搬送装置（１０）を介して排藁処理装置（１２）に搬送してなる、コンバイン（１）において、
前記排藁処理装置（１２）に、該排藁処理装置（１２）の処理能力を超えた量の排藁が搬送されることを報知する報知手段（３０）を備えた、コンバインに係る。

前記報知手段（３０）は、刈取り走行速度が報知速度を超えることにより報知する。

前記排藁処理装置（１２）に搬送される排藁の層厚（Ｗ）を検知する検知手段（３９）を備え、
該検知手段が検知した排藁の層厚（Ｗ）に基づいて、上記層厚が大きい場合、前記報知速度を低速側に変更し、上記層厚が小さい場合、前記報知速度を高速側に変更する。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するものであり、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

本発明によると、排藁処理装置に、排藁処理装置の処理能力を超えた量の排藁が搬送された際には、報知手段が作動して報知するので、排藁処理装置の過負荷による安全機構の作動を回避し、効率的に刈取り及び脱穀作業を実施できる。

本発明によると、報知手段は、刈取り走行速度が検知手段が検知した穀稈の層厚に基づき設定される報知速度を超えると報知するので、報知手段を作動させる特別な装置を必要とせず、構造が簡単で足りる。

本発明によると、上記検知手段は、検知した穀稈の層厚に基づいて報知手段が作動する報知速度を変更するので、刈取り走行速度を排藁処理装置が過負荷状態に達する直前の値に設定できる。上記報知速度の変更により、コンバインの刈取り走行速度を高速化でき、効率的に刈取り及び脱穀作業を実施できる。

以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。コンバイン１は、図１に示すように、圃場や路上を走行できる左右一対のクローラ走行装置２，２を備え、該クローラ走行装置２，２に支持された機体３の前方部には、穀稈を刈取る前処理部５が昇降自在に架設している。前処理部５は、各条に沿って植えられた穀稈を分草するデバイダ１１と、分草された穀稈を引起す引起し装置と、引起された穀稈の株元を切断する刈刃と、切断された穀稈を掻込む掻込み部と、掻込まれた穀稈を搬送する搬送部とを有しており、コンバイン１の走行により前方から供給される穀稈を刈取りながらコンバイン本体へ向けて搬送できるようになっている。

前処理部５の後方で機体３の一側には、脱穀部７が配置されている。脱穀部７は、刈取り後の穀稈の株元を挟持しながら搬送する脱穀フィードチェーン６及び挟持レール６ａと、不図示の扱室とを有しており、脱穀フィードチェーン６及び挟持レール６ａによって扱室に搬送された穀稈は、穂先側が扱室内に挿入されて扱室内の扱胴の扱歯によって脱穀（脱粒）処理される。穀稈から脱穀された穀粒は、脱穀部７の側方に配置されたグレンタンク８に導かれて一時貯留する。グレンタンク８の下部後面には、貯留した穀粒を運搬車などへ移送するオーガ８ａが連結されている。一方、脱穀部７により脱穀処理された後の排藁は、脱穀フィードチェーン６の後方に位置する排藁搬送装置１０を介して、コンバイン１の最後尾に搭載された排藁処理装置１２まで導かれて、所定量に束ねられて機外に排出される。

コンバイン１の前方部で脱穀部７の他側には、キャビン９に覆われた操作部が設けられている。キャビン９内に搭乗した作業者は、操作部に配したレバー及び各種操作スイッチ類を操作することによりコンバイン１の各装置が作動する。また、キャビン９の下部には、不図示のエンジンが搭載されており、エンジンの動力を受けた脱穀部７、前処理部５及びクローラ走行装置２などが作動して、穀稈の刈取り及び脱穀作業が進行する。

排藁処理装置１２は、図２に示すように、排藁を細断する排藁カッタ装置１３及び結束機（ノッタ）１４からなり、排藁カッタ装置１３の上方開口部は、開閉自在に配置した切替板１５により覆われており、切替板１５を上げて上方開口部を開口した際には、排藁Ｗを排藁カッタ装置１３内に導入して細断でき、切替板１５を下げて上方開口部を閉塞した際には、排藁Ｗをノッタ１４に向けて導くことができる。

排藁処理装置１２を構成するノッタ１４は、その下方に、伝動ケース２０を備えている。伝動ケース２０は、排藁Ｗを後方に向けて送り込むクランク式の掻き込みパッカー２１、結束紐供給用のニードル２２、後方に送り込まれた排藁Ｗを集束する感知ドア２３等、排藁の結束に必要な装置を有している。また、伝動ケース２０の上部には、搬送されてきた排藁Ｗを掻き込みパッカー２１に向けて送り込む補助パッカー２５、排藁Ｗを結束する結節機構２６などが配置されている。これら掻き込みパッカー２１及び補助パッカー２５は、常時駆動して排藁Ｗを後方へ向けて送り出しているが、ニードル２２及び結節機構２６は、感知ドア２３の前方の集束部に所定量の排藁Ｗが集束され、該集束された排藁Ｗが感知ドア２３を押して１回転クラッチ機構が作動することによって駆動され、排藁を所定量の藁束に結束して機体後方に向けて排出している。

ついで、ノッタ１４の過負荷を報知する報知手段について説明する。本実施の形態では、図３に示すように、コンバイン１を操作する作業者に、ノッタ１４の過負荷を事前に報知する報知手段３０を備えている。

報知手段３０は、報知手段３０を統括するコントロールユニット３１を有している。該コントロールユニット３１は、予め設定された処理手順に従い各種センサからの信号を処理し、コントロールユニット３１の出力側に接続されたホーン３２、及び排藁詰まりランプ３３を作動させて、コンバイン１を操作する作業者にノッタ１４の過負荷を報知できる。

コントロールユニット３１の入力側には、作業機クラッチが、脱穀部７、排藁搬送装置１０及びノッタ１４等へ動力を伝達している状態であるかを検知する作業機クラッチスイッチ３５と、操作部に配置した主変速レバーの変速位置を検出する主変速レバーポテンショ３６と、クローラ走行装置２，２に動力を伝達するミッションの回転数を検出するミッション回転センサ３７と、切替板１５が閉じてノッタ１４の使用状態であることを検知するノッタ切替スイッチ３８等からの各種センサ信号が入力されている。また、脱穀フィードチェーン６の穀稈の量を検出する稈ボリューム検知センサ３９と、ノッタの異常を検出するノッタ異常センサ４０と、からの信号が入力される。

作業機クラッチスイッチ３５は、作業機クラッチが係合状態にあり、コンバイン１のエンジン動力を脱穀部７、選別部、排藁搬送装置１０及び排藁処理装置１２等に伝達して各装置が稼動状態にある際にＯＮ信号を出力する。

主変速レバーポテンショ３６は、作業者により操作される主変速レバーが、いずれの変速位置にあるかを検出して、主変速レバーの変速位置に応じた信号を出力する。本実施の形態では、主変速レバーがコンバイン１を前進させる領域にある場合にＯＮ信号を出力する。

ミッション回転センサ３７は、エンジンの動力をクローラ走行装置２，２に伝達するミッション軸の回転数から、コンバイン１の走行速度に比例した信号を出力する。

ノッタ切替スイッチ３８は、排藁カッタ装置１３に設けた切替板１５が上方開口部を閉塞している際にＯＮ信号を出力する。すなわち、図２に示す切替板１５の軸支点１５ａの近傍に設けた切替板位置検出スイッチ１６により、切替板１５が上方開口部を閉塞して、排藁をノッタ１４に向けて送ることができる際にＯＮ信号が出力される。

稈ボリューム検知センサ３９は、脱穀フィードチェーン６の上方を覆う挟持レール６ａに設けられており、穀稈の量により上下移動する挟持レール６ａの位置から脱穀フィードチェーン６により搬送される穀稈量を検出して、穀稈量に応じた信号を出力する。なお、稈ボリューム検知センサ３９は脱穀フィードチェーン６に限らず、排藁搬送装置１０、前処理部５の穀稈搬送装置等、搬送穀稈の層厚を検出し得る位置ならどこに配置してもよい。

ノッタ異常センサ４０は、ノッタ１４に動力を伝達する動力軸の連結状態を検出するセンサであり、ノッタ１４の藁詰まりや過負荷などにより、シャーピン折れが発生して動力が遮断された場合にＯＮ信号を出力する。

上記センサからの信号が入力されるコントロールユニット３１は、複数の処理方法により、ホーン３２及び排藁詰まりランプ３３を作動させる。報知手段３０の第１の実施の形態による処理手順について、図４に従い説明する。

報知手段３０は、Ｓ１にてノッタ切替スイッチ３８の判定を行い、切替板位置検出スイッチ１６がＯＮであるかを判断し、ＯＮである場合にはＳ２に移行して作業機クラッチスイッチ３５を比較する。

Ｓ２では、作業機クラッチの係合状態が判断がされ、作業機クラッチが係合して動力伝達状態である場合に作業機クラッチスイッチ３５がＯＮ信号を出力してＳ３に移行する。

Ｓ３では、主変速レバーの位置が判断される。主変速レバーの位置は、主変速レバーポテンショ３６により、主変速レバーが前進領域位置又は後進領域位置のいずれかに在るかを判断し、主変速レバーが前進領域位置、すなわちコンバイン１が前進できる状態に在る場合にＯＮ信号が出力されてＳ４に移行する。

Ｓ４では、例えば挟持レール６ａの上下位置から、脱穀フィードチェーン６により搬送される穀稈の量を検知する。また、Ｓ４では穀稈量の検知と共に、挟持レール６ａが脱穀フィードチェーン６から大きく離間した位置にあり、脱穀フィードチェーン６により搬送する穀稈量が多いと判断した際には、コントロールユニット３１が管理する不揮発メモリ３１ａに、ホーン３２及び排藁詰まりランプ３３が作動するコンバイン１の走行速度を低い値（報知速度）に設定する。同様に、挟持レール６ａが脱穀フィードチェーン６に接近した位置にあり、脱穀フィードチェーン６により搬送する穀稈量が少ないと判断した際には、不揮発メモリ３１ａに高い値の報知速度を設定する。なお、報知速度とは、コンバイン１の走行速度を比較する基準値である。

Ｓ５では、ミッション回転センサ３７により検出したコンバイン１の走行速度と、Ｓ４にて設定した報知速度とが比較され、コンバイン１の走行速度が報知速度よりも大きいか、又は等しい場合にはノッタ１４が過負荷であると判断する。ノッタ１４が過負荷であると判断された場合には、Ｓ６及びＳ７へ移行してホーン３２、排藁詰まりランプ３３を作動させて報知する。以上の処理プロセスによりノッタ１４の過負荷を報知すると、Ｓ１に移行して上記と同様の処理が繰返される。

なお、Ｓ５では、Ｓ４にて設定した報知速度とコンバイン１の走行速度とを比較する他に、予め一定の値の報知速度を不揮発メモリ３１ａに設定しておき、該一定の値を報知速度としてコンバイン１の走行速度と比較することもできる。また、ホーン３２及び排藁詰まりランプ３３などの報知器は、キャビン９内の操作部の近傍など、コンバイン１を操行操舵する作業者が感知し易い位置に設けることが望ましいが、排藁詰まりランプ３３を排藁処理装置１２の近傍に設けたり、コンバイン１が有する警報ホーンをホーン３２として用いることもできる。

以上の信号処理プロセスでは、各判断ユニットの判断条件を満たさない場合には、Ｓ１に戻り上記と同様の処理が繰返される。

ついで、報知手段３０の第２の実施の形態による信号処理手順について図５を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と重複する部位については同一の付番を付して説明を省略する。

Ｓ１からＳ３までのプロセスにて、ノッタ切替スイッチ３８からの信号がＯＮ、作業機クラッチスイッチ３５からの信号がＯＮ、主変速レバーポテンショ３６からの信号がＯＮである場合に、Ｓ１０に移行してノッタ異常を判断する。

Ｓ１０では、ノッタ１４が過負荷状態とならずに正常に稼動している場合にはＳ１４に移行するが、ノッタ１４の過負荷により、ノッタ１４への動力が遮断されノッタ異常と判断した場合には、Ｓ１２及びＳ１３に移行して報知速度の再設定が行われる。

Ｓ１２では、ノッタ異常と判断した際の走行速度から所定の値を減じた数値を新しい報知速度として設定し、不揮発メモリ３１ａに記録されている報知速度を新しい値に書替える。同時にＳ１３では、後述する報知速度経過時間カウンタを初期化してＳ１４に移行する。なお、走行速度から減ずる所定の値とは、現走行速度からノッタ異常が発生しない走行速度と考えられる数値であり、予め不揮発メモリ３１ａに設定された値が用いられる。

Ｓ１４では、予め不揮発メモリ３１ａに設定された報知速度、又はＳ１２で書替えられた新しい報知速度と、ミッション回転センサ３７にて検出した走行速度とが比較され、走行速度が報知速度を超えている場合には、Ｓ１５に移行して報知速度経過時間カウンタを加算する。報知速度経過時間カウンタは不揮発メモリ３１ａに記録される時間計数カウンタであり、Ｓ１５を通過する際に所定時間値が加算される。

Ｓ１６では、Ｓ１５にて加算した報知速度経過時間カウンタと、予め不揮発メモリ３１ａに設定されている時間値とが比較され、報知速度経過時間カウンタの値が、設定されている時間値と等しいか、又は大きい場合には、Ｓ１７に移行して、ミッション回転センサ３７にて検出した走行速度に所定の値を加算した値を新しい報知速度として、不揮発メモリ３１ａに記録されている報知速度を書替える。

Ｓ１７の処理が終えるとＳ１に戻り上記と同様のプロセスが繰返される。一方、Ｓ１６にて比較する報知速度経過時間カウンタの値が時間値より小さい場合には、Ｓ６及びＳ７にてホーン３２、排藁詰まりランプ３３を作動させてノッタ１４が過負荷状態であることを報知してＳ１に戻る。

また、Ｓ１４にて、走行速度が報知速度以下である場合にはＳ１８に移行して報知速度経過時間カウンタを初期化してＳ１に戻る。

ついで、以上の構成からなる報知手段３０を備えたコンバインの作用について説明する。

圃場を走行するコンバイン１は、穀稈を前処理部５にて刈取り、脱穀フィードチェーン６により脱穀部７に搬送しつつ脱穀する。この際、脱穀フィードチェーン６により搬送される穀稈は、挟持レール６ａの上下位置から稈ボリューム検知センサ３９により稈ボリュームが検知される。また、脱穀部７で脱穀を終えた排藁は、脱穀フィードチェーン６に繋がる排藁搬送装置１０を介して排藁処理装置１２のノッタ１４まで供給されて、結束処理された後に機外後方へ排出される。

圃場を走行するコンバイン１は、その走行速度に比例して刈取る穀稈量が増加するので、コンバイン１を早い速度で走行させた場合には、脱穀フィードチェーン６及び排藁搬送装置１０にて搬送する穀稈量も増加し、脱穀部７に一度に多量の穀稈が供給される。脱穀部７では、多量の穀稈を脱穀処理しなければならず、また、脱穀後の排藁を処理するノッタ１４も多量の排藁を処理しなければならず、各装置の負荷が増大する。

ノッタ１４の過負荷を避けるため、報知手段３０は、各センサ信号に基づいてコントロールユニット３１が信号処理をして、ホーン３２及び排藁詰まりランプ３３を作動させて報知をする。

ホーン３２及び排藁詰まりランプ３３を作動させる第１の実施の形態による報知手段３０は、切替板１５が排藁カッタ装置１３の上方開口部を閉塞してノッタ切替スイッチ３８からＯＮ信号が出力され、作業機クラッチが動力伝達状態であり作業機クラッチスイッチ３５からＯＮ信号が出力され、主変速レバーが前進領域位置にあり主変速レバーポテンショ３６からＯＮ信号が出力されている場合に、穀稈の量から決定される報知速度を設定する。ついで、設定された報知速度とコンバイン１の走行速度とが比較され、コンバイン１の走行速度が報知速度を超えていると判断された際には、ホーン３２などを作動させてノッタ１４の過負荷を報知する。

第２の実施の形態による報知手段３０は、上記処理に加えてノッタの状態を判断して、ノッタ異常と判断された際には報知速度から所定の値を減じた値を新しい報知速度として書替える。また、コンバイン１の走行速度が報知速度を超えて一定時間を経過した場合には、報知速度に所定の値を加算した値を新しい報知速度として再設定する。この場合にも、新しい報知速度とコンバイン１の走行速度とが比較され、コンバイン１の走行速度が報知速度を超えていると判断した際には、ホーン３２などを作動させてノッタ１４の過負荷を報知する。

以上による報知手段３０の報知により、安全機構の作動を回避してノッタ１４の過負荷を事前に防止できる。また、報知速度は、脱穀フィードチェーン６などにより、排藁処理装置１２に搬送される穀稈の量により変更できるので、例えば、穀稈量が排藁処理装置１２の処理能力に満たない場合には、報知手段３０が作動する報知速度を高い値に書替えて、適正な穀稈量により報知できる。

さらに、走行速度と比較される報知速度は、ノッタ異常センサ４０にて過負荷を検出した直前の走行速度値に変更できるので、コンバイン１の走行速度を適正な速度で走行させて効率的な刈取り脱穀作業ができる。

上記に示した本発明の実施の形態は、報知手段３０による排藁処理装置１２の過負荷を報知する例としてノッタ１４について説明したが、ノッタ１４以外に、ドロッパや、排藁カッタ装置１３の過負荷の報知に用いることができる。また、排藁処理装置１２に搬送される排藁量は、上記した脱穀フィードチェーン６及び挟持レール６ａにより搬送する穀稈量で検知する他に、前処理部５、脱穀部７、排藁搬送装置１０にて搬送する穀稈量又は排藁量により検知してもよい。

コンバインの全体構成を示す側面図である。 排藁処理装置、及び周辺装置を示す図である。 報知手段の構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態である報知手段の信号処理手順を示す図である。 第２の実施の形態である報知手段の信号処理手順を示す図である。

符号の説明

１ コンバイン
７ 脱穀部
１０ 排藁搬送装置
１２ 排藁処理装置
３０ 報知手段
３９ 排藁量検知手段
Ｗ 層厚

Claims (1)

1. 刈取られた穀稈を脱穀部で脱穀すると共に、該脱穀部からの排藁を排藁搬送装置を介して排藁処理装置に搬送してなる、コンバインにおいて、
   前記排藁処理装置に、該排藁処理装置の処理能力を超えた量の排藁が搬送されることを報知する報知手段を備え、
   前記報知手段は、前記排藁処理装置に搬送される穀稈の層厚を検知する検知手段を有し、該検知手段が検知した層厚に基づき設定される報知速度を刈取り走行速度が超えることにより報知し、
   前記検知手段で検知した層厚が大きい場合、前記報知速度を低速側に変更し、前記検知手段で検出した層厚が小さい場合、前記報知速度を高速側に変更する、
   ことを特徴とするコンバイン。

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