JP5406793B2

JP5406793B2 - 収穫機

Info

Publication number: JP5406793B2
Application number: JP2010140706A
Authority: JP
Inventors: 章博中畠; 孝之久保; 明彦清水
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-06-21
Also published as: JP2012000084A

Description

本発明は、立毛状態の作物から必要部分を収穫する収穫機に関する。

従来から、刈取り前の立毛状態の作物から、実、葉、穀粒等の必要部分を分離して取り入れる取入部を備える収穫機が知られている。この取入部は必要部分を分離するための分離部を備えており、例えば円筒状の回転体と、当該回転体の外側の表面から放射状に突出した複数の歯と、を備えるものが知られている。そして、分離部の歯と歯の間に穀稈等が入り込み、この状態で回転体が回転することで、穀粒等が分離される。特許文献１は、この種の収穫機を開示する。

特許文献１が開示する収穫機では、分離部の歯について様々な形状が開示されている。例えば、歯の一部を三角形状の板で構成して、この板を凸面又は凹面にし、更にこの板の縁を折り曲げることが記されている。また、この歯のうち三角形状でない部分（回転体側の端部近傍）については、縁が円弧を描くような形状にする旨も記されている。

この構成により、三角形状の板を凸面にした場合は歯の間を通過する作物が圧搾され、三角形状の板を凹面にした場合は歯の間を通過する作物の必要部分が掬い取られる。また、歯のうち回転体側の端部近傍が円弧を描くような形状にすることにより、作物の茎が通過可能な範囲を大きくして太い茎の作物に対応することができるとともに、作物の引抜きを容易にすることができる。

特公平６−９７９０１号公報

しかし、上記特許文献１の構成では、作物の茎と回転体側の端部近傍の歯との間に摩擦力が発生するために、当該作物を分離部から引き抜く際に大きな力が必要になり、この力が、作物から必要部分を分離するために必要な力を上回ることも多かった。従って、必要部分の分離という本来の目的に寄与しない部分で分離部の駆動源（例えば、エンジン）に大きな出力が求められることとなり、小型化及び省エネルギー性の観点から限界があった。

以上の点から、作物の分離部からの引抜きに必要な力を一層低減できることが求められていた。また、歯と作物の茎との間で大きな摩擦が発生した場合、歯が摩耗し易くなって寿命が短くなり、この点からも改善が望まれていた。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、長寿命であって省エネルギー性に優れた分離部を備える収穫機を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

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とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の収穫機が提供される。即ち、この収穫機は、立毛状態の作物から必要部分を分離する分離部を備える。前記分離部は、分離部本体と、分離歯と、分離歯接続部と、を備える。前記分離部本体は、回転可能に構成される。前記分離歯は、前記分離部本体の外側に向けて突出しており、立毛状態の作物と接触した状態で前記分離部本体とともに回転することにより当該作物から必要部分を分離する。前記分離歯接続部は、前記分離歯に接続され、当該分離歯と前記分離部本体との間に配置される。前記分離歯が突出している方向を突出方向とし、前記分離歯のうち前記分離部本体側の端部近傍を基端部としたときに、前記分離歯の基端部を突出方向に垂直な面で切断したときの断面形状は、少なくとも端部が前記分離部本体の回転方向と反対側に曲げられている。また、前記分離歯接続部のうち前記分離歯が接続されていない箇所を前記分離部本体の回転軸に垂直な面で切断したときの断面形状は、少なくとも突出方向側の端部が前記分離部本体の回転方向と反対側に曲げられている。

これにより、分離歯同士の間に立毛状態の作物が入り込み、この状態で分離部本体が回転することにより、作物から必要部分を分離することができる。このとき、基端部同士の間及び分離歯接続部で囲まれる部分には作物の茎等が入り込むことが多く、この基端部及び分離歯接続部と茎等との摩擦は分離部本体の回転に対して抵抗を及ぼしている。この点、上記の構成においては、基端部及び分離歯接続部に形成された曲げによってこの抵抗を減らすことができるため、分離部本体の回転に必要な動力を低減させることができる。また、分離歯の強度を向上させるとともに分離歯が茎等から受ける力も軽減されるため、分離歯の寿命を延ばすことができる。

前記の収穫機においては、前記分離歯の任意の位置を前記突出方向に垂直な面で切断したときの断面形状についても、少なくとも端部が前記分離部本体の回転方向と反対側に曲げられていることが好ましい。

これにより、茎等が分離部本体の回転に及ぼす抵抗をより低減することができるため、一層の省エネルギー化及び分離歯の長寿命化を達成できる。

前記の収穫機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記分離歯は、前記分離部本体の回転軸方向に並べて配置されている。前記分離歯の基端部のうち少なくとも一部は、前記分離部本体の回転軸方向において占める長さが、隣り合う前記分離歯の中心間距離の半分以下となっている。

これにより、茎等が分離部本体の回転に及ぼす抵抗をより低減することができるため、一層の省エネルギー化及び分離歯の長寿命化を達成できる。また、穀稈の茎が太い場合や栽植密度が高い場合でも適切に収穫を行うことができる。

本発明の一実施形態に係るコンバインの全体的な構成を示す側面図。取入部の構成を示す側面断面図。取入部の動作を示す説明図。突出片の形状を示す斜視図。図４のＡ−Ａ断面矢視図及び図４のＢ−Ｂ断面矢視図。図４のＣ−Ｃ断面矢視図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、本実施形態のコンバインの全体的な構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコンバインの側面図である。なお、以下の説明では、単に「左側」「右側」等というときは、コンバイン１が前進する方向に向かって左側及び右側を意味するものとする。

図１に示すように、本実施形態のコンバイン１は、立毛状態の稲、小麦等から穀粒を分離して取り入れて、本体１０まで搬送する収穫部１２を備えている。なお、収穫部１２によって穀稈から穀粒だけを完全に分離することはできず、穀稈からの分離物には穀粒（単粒）以外にも、茎や穂切れ粒等が含まれている。そして、本体１０の上部には、この穂切れ粒等から穀粒を分離するための脱穀装置１４が備えられる。また、この脱穀装置１４と並設するように、グレンタンク１５がコンバイン１の上部右側に備えられている。

グレンタンク１５の前方には、コンバイン１を操作するための運転部１６が配置されている。この運転部１６には運転操作部及び運転座席等が設けられており、この運転操作部を操作することによって取入れや走行等、コンバイン１の各種の操作を行うように構成されている。この運転部１６の下方には、コンバイン１の駆動源としての図略のエンジンが配置されている。

図１に示すクローラ部１１はコンバイン１の左右両側に配置されており、このクローラ部１１が駆動することでコンバイン１を走行させるように構成されている。そして、この左右のクローラ部１１を図略の走行ミッション装置によって制御することで、コンバイン１の走行方向及び速度の調節が可能になっている。

本体１０の前方に回動可能に取り付けられた収穫部１２は、立毛状態の穀稈から穀粒を分離して取り入れる取入部３０と、取入部３０が取り入れた穀粒等を本体１０に搬送する搬送部２０と、を備えている。また、この収穫部１２には収穫部昇降シリンダ１８が接続されており、当該収穫部昇降シリンダ１８が伸縮することによって、収穫部１２が収穫部支持軸５１を中心として回動する。これによって取入部３０の高さを変化させることができる（図１の鎖線参照）。

また、搬送部２０は、コンバイン１の左右方向に軸線を向けて配置されるスクリューコンベア２１と、脱穀装置１４の前方に配置されるチェーンコンベア２２と、を備える。スクリューコンベア２１は、取入部３０が取り入れた穀粒等をコンバイン１の右側から左側へ（図１に示す紙面奥側から手前側へ）搬送し、チェーンコンベア２２に送り込む。そして、このチェーンコンベア２２によって穀粒等が脱穀装置１４まで搬送される。

そして、搬送された穂切れ粒等は、脱穀装置１４によって脱穀される。また、脱穀装置１４は図略の選別装置を備えており、この選別装置によって、穀粒を選別している。ここで選別された穀粒は、前記グレンタンク１５に貯留される。一方、選別された茎等は、選別装置から機外に排出される。なお、グレンタンク１５内に貯留された穀粒は、排出オーガ１９を介してコンバイン１の外に排出することができる。

次に、取入部３０の詳細な構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、取入部３０の構成を示す側面断面図である。図３は、取入部３０の動作を示す説明図である。

図２に示すように、取入部３０は、分離部３１と、ガイド部３２と、角度センサ３３と、を主要な構成として備える。

分離部３１は、エンジンからの駆動力が伝達されることにより図２に示す方向に回転可能な分離部本体３１１と、この分離部本体３１１の表面に配置される突出片３１０と、を備える。また、この突出片３１０は、分離歯３１２（詳細な形状は図４を参照）と、この分離歯３１２を分離部本体３１１に取り付けるための分離歯接続部３１３と、を備える。

分離部本体３１１はコンバイン１の左右方向に回転軸を向けて配置されており、この回転軸を中心に当該分離部本体３１１が回転することにより、突出片３１０（即ち分離歯３１２）を回転させることができる。また、突出片３１０（即ち分離歯３１２）は、図２に示すように分離部本体３１１の表面に側面視で放射状に等間隔で複数配置されるとともに、コンバイン１の左右方向（分離部本体３１１の回転軸方向）にも並べて複数配置されている。なお、この突出片３１０の詳細な形状及び配置については後述する。

この構成により、分離歯３１２同士の隙間に穀稈が入り込み、この状態で分離部本体３１１が回転することで、穀稈から穀粒等を分離することができる（図３を参照）。なお、穀稈は、穀粒等が分離された後でも、少しの間は分離歯３１２同士の隙間（特に分離部本体３１１側）に入り込んでいる。このとき、茎等が分離歯３１２及び分離歯接続部３１３と接触することで、分離部本体３１１の回転に抗する摩擦力が発生する。

前記ガイド部３２は、取入部３０の最前部に配置される前方ガイド部３２１と、前方ガイド部３２１の後部と少し重なるように配置される後方ガイド部３２２と、を備える。

前方ガイド部３２１の前部はやや突出しており、この前部の下面は、収穫時において穀稈と接触し、当該穀稈を押し下げるように押圧している（図３を参照）。そして、押し下げられて撓んだ穀稈は、その茎部分から分離歯３１２に接触する。そして、分離部３１によって、穀稈から穀粒等が分離される。このように、前方ガイド部３２１は、穀稈を適切な姿勢で分離部３１に案内するガイド部として機能している。

そして、分離された穀粒等は、分離されたときに分離歯３１２から受けた力や風圧等によって飛ばされ、前方ガイド部３２１及び後方ガイド部３２２の下面に沿うように移動する。そして、スクリューコンベア２１に達すると、前述のように本体１０側に搬送されて、脱穀装置１４へ導入される。このように、前方ガイド部３２１及び後方ガイド部３２２は、穀粒等を適切にスクリューコンベア２１まで案内する機能も有している。

前述のように、前方ガイド部３２１の後部と後方ガイド部３２２の前部は平面視において一部重なっている。また、前方ガイド部３２１は、図２に示す回動軸３２３を回動中心として回動可能に構成されている。そして、取入部３０は、図略のガイド部昇降シリンダを備え、このガイド部昇降シリンダの伸縮に従って、前方ガイド部３２１が回動するように構成されている。

前方ガイド部３２１が回動すると、当該前方ガイド部３２１の高さが変化するため、分離部３１に導入される穀稈の姿勢が変わる。そして、本実施形態では、穀稈を適切な姿勢で分離部３１に導入させるために、角度センサ３３を用いて穀稈の高さ（穀稈の上端部の位置）を検出し、この検出結果に基づいて前方ガイド部３２１を回動させている。なお、角度センサ３３は、穀稈の上端部と接触して受けた力に基づいて、当該穀稈の上端部の位置を検出する構成である。

次に、図４から図６までを参照して、分離歯３１２及び分離歯接続部３１３の形状及び配置等について説明する。図４は、突出片３１０の形状を示す斜視図である。図５（ａ）は、図４のＡ−Ａ断面矢視図であり、図５（ｂ）は、図４のＢ−Ｂ断面矢視図である。図６は、図４のＣ−Ｃ断面矢視図である。なお、図４から図６までにおいて、回転軸方向とは分離部本体３１１の回転軸方向のうちコンバイン１の左側（図４及び図５における右側、図６における紙面手前側）に向かう方向であり、突出方向とは分離歯３１２が分離部本体３１１の外側に突出する方向であり、回転方向とは分離部本体３１１が回転したときに分離歯３１２が移動する方向である。

分離歯接続部３１３は、突出片３１０を分離部本体３１１とに取り付けるために用いられる。また、分離歯接続部３１３は略直角に折り曲げられた板材から構成されており、回転方向に略垂直な面を有する側には取付孔が形成されている。この取付孔を分離部本体３１１の図略の孔とを一致させて固定具で止めることにより、分離歯接続部３１３を分離部本体３１１に対して固定することができる。

また、略垂直に折り曲げられた分離歯接続部３１３のうち、突出方向に略垂直な面を有する側には、当該突出方向に延びるように分離歯３１２が平行に形成されている。なお、この分離歯３１２は、分離歯接続部３１３と一体的に形成されている。なお、図４では、１枚の分離歯接続部３１３と５枚の分離歯３１２とが一体的に形成された構成を図示しているが、本発明の構成はこれに限定されず、１枚の分離歯接続部３１３と１枚又は複数枚の分離歯３１２とが一体的に形成される構成や、分離歯接続部３１３と分離歯３１２とが適宜の固定具によって取り付けられる構成にも、本発明を適用することができる。

分離歯３１２は略スペード形状とされており、分離歯接続部３１３に接続するように形成された根元側の基端部３１２ａと、基端部３１２ａよりも突出方向側に配置された３１２ｂと、で構成されている。なお、以下の説明では、「回転軸方向（分離歯３１２が並べられる方向）でみたときの分離歯３１２の長さ」を「分離歯３１２の幅」と称する。

基端部３１２ａは、分離歯接続部３１３側から突出方向に向かって順に、分離歯接続部３１３と接続しており突出方向に進むにつれて幅が徐々に狭くなる箇所と、幅が略一定の箇所と、突出方向に進むにつれて幅が徐々に広がる箇所と、で構成されている。なお、この箇所よりも突出方向側では、幅が著しく拡大する部分があり、その部分よりも突出方向側を本体部３１２ｂとする。従って、本体部３１２ｂは基端部３１２ａよりも幅広状に構成されている。

本体部３１２ｂは、突出方向反対側から順に、幅があまり変化しない部分と、突出方向に進むにつれて幅が細くなっていく部分と、丸みを帯びた形状の先端部分と、で構成されている。

この基端部３１２ａ及び本体部３１２ｂを突出方向に垂直な面で切断したときの断面図を図５に示す。この図５に示すように、分離歯３１２は平板状の板材を曲げることで形成されており、その曲げ方向は回転方向の反対側となっている。また、分離歯３１２の幅方向端部は、回転方向とほぼ逆方向を向いている。

具体的には、基端部３１２ａは、図５（ａ）に示すように、全体にわたって曲げられている。一方、本体部３１２ｂは、図５（ｂ）に示すように端部（縁部）のみが曲げられている。

また、分離歯接続部３１３のうち分離歯３１２が形成されていない箇所を回転軸方向に垂直な面で切断したときの断面図を図６に示す。この図６に示すように、分離歯接続部３１３の突出方向側の端部（分離歯３１２が形成されている側）の曲げ方向は、回転方向の反対側となっている。

この構成により、収穫中に穀稈の茎が分離歯３１２及び分離歯接続部３１３と接触したときに、滑るように穀稈の茎を通過させることができるため、穀稈が分離歯３１２及び分離歯接続部３１３に及ぼす不要な摩擦力を軽減することができる。また、穀稈の茎は主として基端部３１２ａ及び分離歯接続部３１３の突出方向側の端部に対して摩擦力を及ぼすため、基端部３１２ａ及び分離歯接続部３１３の突出方向側の端部を回転方向の反対側に曲げることにより、効果的に摩擦力を軽減している。なお、分離歯３１２の本体部３１２ｂについても回転方向の反対側に曲げることにより、穀稈の茎が本体部３１２ｂの間を通過する場合の摩擦力も軽減することができる。

なお、穀稈の茎が分離歯３１２に及ぼす摩擦力を軽減するためには、突出方向に垂直な面で切断したときの断面のうち、少なくとも端部が回転方向の反対側に曲げられていれば良い。そのため、基端部３１２ａの端部のみを曲げて、平坦部を設けるように形成しても摩擦力を軽減させることができる。

なお、先行文献では歯のうち本実施形態の本体部３１２ｂと対応する箇所の縁を曲げる構成が開示されているが、以下の２つの理由により、摩擦力の低減を目的としたものではないものと考えられる。

即ち、１つ目の理由は、縁を曲げることによる効果が明記されていないことである。なお、歯のうち回転体（本実施形態の分離部本体３１１と対応する構成）側の端部近傍の部分（本実施形態の基端部３１２ａに対応する部分）を円弧状に形成したことを説明している箇所では、作物の引抜きを容易にする旨が明記されている。

２つ目の理由は、茎が摩擦力を及ぼすのは歯の回転体側の端部近傍であることは知られているため、摩擦力の低減を目的とするのであれば、歯の回転体側の端部近傍に曲げを形成するのが一般的だからである。

そのため、上記先行文献の縁を折り曲げる構成は、本実施形態の基端部３１２ａの構成と目的が異なるものであると言うことができる。

次に、図５（ａ）を参照して、基端部３１２ａの幅を示す基端幅Ｌ１と、分離歯３１２が配置される間隔を示す中心間距離Ｌ２と、の関係について説明する。

前述のように、基端部３１２ａは突出方向上の位置によって幅が異なるが、ここでは、基端部３１２ａの幅が略一定の箇所における幅を基端幅Ｌ１としている。また、中心間距離Ｌ２とは、隣り合う分離歯３１２同士の間隔のことであり、図５（ａ）では、分離歯３１２の幅方向中心線同士の距離を示している。

また、図５（ａ）では、基端幅Ｌ１が中心間距離Ｌ２の半分よりも短いことを判り易く示すために、左端の中心間距離Ｌ２を示す箇所の下側に基端幅Ｌ１の長さを参考的に表示するとともに、左端の中心間距離Ｌ２を示す箇所には、中心間距離Ｌ２の２等分点から下側に垂線を下ろしている。

そして、図５（ａ）に示すように、本実施形態の基端幅Ｌ１は従来の分離部３１と比較して大幅に短くなっており、具体的には、基端幅Ｌ１は中心間距離Ｌ２の半分以下となっている。そのため、分離歯３１２の適切な間隔を維持しながら、穀稈の茎が太い場合や栽植密度の高い場合にも、茎が分離部３１に引っ掛かることなく、適切に収穫を行うことができる。一方、穀稈の茎が細い場合や栽植密度が低い場合でも、茎が分離歯３１２に及ぼす摩擦力を一層低減することができるので、分離部３１を駆動するエンジンに対する負荷を低減できる。

以上に説明したように、本実施形態のコンバイン１は、立毛状態の穀稈から穀粒を分離する分離部３１を備える。分離部３１は、分離部本体３１１と、分離歯３１２と、分離歯接続部３１３と、を備える。分離部本体３１１は、回転可能に構成されている。分離歯３１２は、分離部本体３１１の外側に向けて突出しており、立毛状態の穀稈と接触した状態で分離部本体３１１とともに回転することにより当該穀稈から穀粒を分離する。分離歯接続部３１３は、分離歯３１２と一体的に形成され、この分離歯３１２と分離部本体３１１との間に配置される。また、分離歯３１２が突出している方向を突出方向とし、分離歯３１２のうち分離部本体３１１側の端部近傍を基端部３１２ａとしたときに、分離歯３１２の基端部３１２ａを突出方向に垂直な面で切断したときの断面形状は、少なくとも端部が分離部本体の回転方向と反対側に曲げられている。また、分離歯接続部３１３のうち分離歯３１２が接続されていない箇所を分離部本体３１１の回転軸に垂直な面で切断したときの断面形状は、少なくとも突出方向側の端部が分離部本体３１１の回転方向と反対側に曲げられている。

これにより、分離歯３１２の基端部３１２ａに形成された曲げによって穀稈の茎等が基端部３１２ａ及び分離歯接続部３１３で囲まれる部分を通過するときの抵抗を減らすことができるため、分離部本体３１１の回転に必要な動力を低減させることができる。また、分離歯３１２及び分離歯接続部３１３が茎等から受ける力を軽減できるとともに、分離歯３１２の強度を向上させることができるので、分離歯３１２の寿命を延ばすことができる。

また、本実施形態のコンバイン１においては、分離歯３１２の任意の位置を突出方向に垂直な面で切断したときの断面形状についても、少なくとも端部が分離部本体３１１の回転方向と反対側に曲げられている。

これにより、茎等が分離部本体３１１の回転に及ぼす抵抗をより低減することができるため、一層の省エネルギー化及び分離歯３１２の長寿命化を達成できる。

また、本実施形態のコンバイン１において、分離歯３１２は、分離部本体３１１の回転軸方向に並べて配置されている。分離歯３１２の基端部３１２ａは、分離部本体３１１の回転軸方向において占める長さが、隣り合う分離歯３１２の中心間距離Ｌ２の半分より短くなっている。

これにより、茎等が分離部本体３１１の回転に及ぼす抵抗をより低減することができるため、一層の省エネルギー化及び分離歯３１２の長寿命化を達成できる。また、茎が太い場合や栽植密度が高い場合でも適切に収穫を行うことができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

分離歯３１２の形状は、分離歯の分離部本体側の断面形状が回転方向の反対側に曲げられたものであれば、上記実施形態で説明した形状に限定されず、適宜の形状を用いることができる。

上記実施形態では、分離歯３１２全体の縁部が回転方向の反対側に曲げられているが、分離歯３１２の分離部本体側のみが回転方向の反対側に曲げられた構成にしても良い。この場合でも、曲げがない構成に比べて、茎が及ぼす摩擦力を十分に低減させることができる。

本実施形態のコンバイン１の構成は、稲や小麦等だけでなく、葉、花、及び実等を収穫する収穫機に適用することができる。

１コンバイン（収穫機）
１０本体
３０取入部
３１分離部
３１１分離部本体
３１２分離歯
３１３分離歯接続部
３２ガイド部
Ｌ１基端幅
Ｌ２中心間距離

Claims

立毛状態の作物から必要部分を分離する分離部を備え、
前記分離部は、
回転可能に構成される分離部本体と、
前記分離部本体の外側に向けて突出しており、立毛状態の作物と接触した状態で前記分離部本体とともに回転することにより当該作物から必要部分を分離する複数の分離歯と、
前記分離歯に接続され、当該分離歯と前記分離部本体との間に配置される分離歯接続部と、
を備え、
前記分離歯が突出している方向を突出方向とし、前記分離歯のうち前記分離部本体側の端部近傍を基端部としたときに、
前記分離歯の前記基端部を突出方向に垂直な面で切断したときの断面形状は、少なくとも端部が前記分離部本体の回転方向と反対側に曲げられており、
前記分離歯接続部のうち前記分離歯が接続されていない箇所を前記分離部本体の回転軸に垂直な面で切断したときの断面形状は、少なくとも突出方向側の端部が前記分離部本体の回転方向と反対側に曲げられていることを特徴とする収穫機。
請求項１に記載の収穫機であって、
前記分離歯の任意の位置を前記突出方向に垂直な面で切断したときの断面形状についても、少なくとも端部が前記分離部本体の回転方向と反対側に曲げられていることを特徴とする収穫機。
請求項１又は２に記載の収穫機であって、
前記分離歯は、前記分離部本体の回転軸方向に並べて配置されており、
前記分離歯の基端部のうち少なくとも一部は、前記分離部本体の回転軸方向において占める長さが、隣り合う前記分離歯の中心間距離の半分以下となっていることを特徴とする収穫機。