JP6192976B2 - コンバイン - Google Patents

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Description

本発明は、脱穀部で脱穀処理された処理物を、揺動選別部で揺動選別するコンバインに係り、詳しくは、フィンの開度を変更可能なチャフシーブを有するコンバインに関する。
一般に、コンバインは、圃場の穀稈を刈取・搬送しつつ、脱穀部で刈取った穀稈を脱穀処理し、更にその処理物を選別部で後方移送しつつ揺動選別・風選別を行うが、圃場環境によって機体が傾斜することがある。従来、機体の傾斜角を検出する傾斜角センサを備え、機体傾斜時においても、該機体の傾斜角度に合わせてチャフシーブの角度を変更して、適正な選別状態に維持することを図ったコンバインが案出されている(特許文献1参照)。
特開2004−141055号公報
上記特許文献1記載のものは、具体的には、機体が前傾姿勢のときは、チャフシーブのフィンを閉じる側に制御し、機体が後傾姿勢のときは、フィンを開く側に制御する。しかしながら、通常、機体が前傾姿勢になると、脱穀部から漏下した処理物は、選別部において後方移送がスムーズにいかなくなり、選別部前部に多く堆積してしまう。上記特許文献1記載のものは、機体が前傾姿勢のときは、チャフシーブのフィンを閉じる側に制御するので、チャフシーブでの処理物の漏下量が減少し、より選別部前部に処理物が堆積してしまう虞がある。そして、この状態から機体が水平姿勢又は後傾姿勢になると、堆積した処理物が一気に後方に流れ、チャフシーブでの処理能力を超えて、そのまま選別部後方から排出してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、機体が前傾姿勢にあることに基づく条件が成立することで、チャフシーブのフィンの開度が大きくなるように制御し、もって上述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。
本発明は、穀稈の脱穀処理を行う脱穀部(7)と、該脱穀部(7)で脱穀処理された処理物を受け止めて揺動しながら選別する揺動選別部(22)と、を備え、該揺動選別部(22)は、揺動しながら前記脱穀部(7)からの処理物を後方移送するフィードパン(25)と、開度が変更可能な複数のフィン(26a,…)からなり、前記フィードパン(25)の後端に達した処理物を漏下選別するチャフシーブ(26)と、を有するコンバイン(1)において、
前記フィン(26a,…)の開度を変更する開度変更手段(46)と、
機体(3)の前後方向の傾斜角を検出して、該機体(3)の前傾姿勢、水平姿勢及び後傾姿勢を検出する傾斜角検出手段(45)と、
前記傾斜角検出手段(45)からの信号に基づいて、前記開度変更手段(46)に指令を出力する制御部(40)と、を備え、
該制御部(40)は、第1フィン開き条件が成立することで、前記フィン(26a,…)の開度が大きくなるように前記開度変更手段(46)に指令を出力し、
前記第1フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段(45)が、前記機体(3)が前傾姿勢にあることを検出することに基づいて成立する条件である。
例えば図4を参照して、前記第1フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段(45)が、前記機体(3)が前傾姿勢にあることを検出し、かつ所定時間連続して前記機体(3)が前傾姿勢にあることを検出した後、前記機体(3)が水平姿勢に戻ることを検出することで成立する条件である。
また、例えば図5を参照して、前記第1フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段(45)が、前記機体(3)が前傾姿勢にあることを検出し、かつ所定時間連続して前記機体(3)が前傾姿勢にあることを検出することで成立する条件である。
例えば図4又は図5を参照して、前記制御部(40)は、前記第1フィン開き条件又は第2フィン開き条件が成立することで、前記フィン(26a,…)の開度が大きくなるように前記開度変更手段(46)に指令を出力し、
前記第2フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段(45)が、前記機体(3)が後傾姿勢にあることを検出することで成立する条件である。
なお、上述カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、何ら本発明の構成を限定するものではない。
請求項1に係る本発明は、機体が前傾姿勢にあるうちにフィードパン上に大量に堆積した処理物が、機体が水平に戻った際には一気に後方に流れるが、機体が前傾姿勢にあることに基づいて成立する条件が成立するとチャフシーブのフィンの開度が大きくなるように制御したので、一気に後方に流れる処理物をチャフシーブから効率的に下方に漏下し、漏下処理できないまま機体後方から排出される処理物を減少して、穀粒ロスの発生を防止できる。
請求項2に係る本発明は、機体が所定時間連続して前傾姿勢になった後、水平姿勢になるとフィンの開度が大きくなるように制御したので、機体が水平に戻るまでフィンの開度は変更されず、フィンの開度が早く大きくなってしまって選別性能が悪くなることを防止できる。
請求項3に係る本発明は、機体が前傾姿勢になって揺動選別部での処理物の移送が悪くなってから、フィードパン上に処理物が堆積するまでにはタイムラグがあるが、機体の前傾姿勢が所定時間続いてからフィンの開度が大きくなるので、フィンが早く開きすぎて選別性能が悪くなることを防止できる。
請求項4に係る本発明は、機体が後傾姿勢になるとフィンの開度が大きくなるので、機体後傾時に後方に早く流れてしまう処理物を、チャフシーブから効率的に下方に漏下し、漏下処理できないまま機体後方から排出される処理物を減少して、穀粒ロスの発生を防止できる。
本発明を適用したコンバインを示す全体側面図。 その脱穀部及び選別部を示す側面図。 コンバインの制御を示す制御ブロック図。 チャフシーブのフィン開度の制御を示すフローチャート。 他の実施形態のチャフシーブのフィン開度の制御を示すフローチャート。
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、汎用コンバインであって、図1に示すように、左右一対のクローラ式走行装置である走行装置2に支持された機体3を有している。該機体3の前方には、圃場の穀稈を刈取る前処理部5が昇降自在に設けられており、前記機体3の前方一側には、オペレータが着座してコンバイン1を操縦する運転操作部6が設けられている。前記機体3の他側方には、前記前処理部5で刈取り・搬送された穀稈を脱穀する脱穀部7が設けられていると共に、該脱穀部7の下方には、脱穀された処理物を選別する選別部9が設けられている。前記運転操作部6の後方には、上記選別部9で選別された穀粒を貯蔵するグレンタンク10が配置されており、該グレンタンク10の後方には、該グレンタンク10内に貯蔵された穀粒を機外に排出するための排出オーガ11が設けられている。
上記前処理部5は、圃場の穀稈を分草するデバイダ12と、該デバイダ12によって分草された穀稈を刈取るレシプロ式の刈刃13と、該刈刃13の後方側に配設されたバケット状のプラットホーム14と、これらデバイダ12及び刈刃13の上方に配設され、穀稈を上記機体3後方側に掻き込むリール15と、を備えており、該リール15によって上記プラットホーム14に掻き込まれた穀稈を、上記刈刃13が刈取るように構成されている。上記刈刃13によって刈り取られた穀稈は、上記プラットホーム14内のプラットホームオーガ16によって、上記機体左方(上記脱穀部7側)に横送りされる。
また、前処理部5は、上記プラットホームオーガ16によって横送りされた穀稈を、上記脱穀部7の扱室17に搬送するフィーダ19を備えており、該フィーダ19の終端部は、上記扱室17の始端部に設けられた投入口17aに臨むように形成され、収穫した穀物を扱室17内へ刈取った穀稈ごと投入するように構成されている。
上記脱穀部7は、図2に示すように、上記前処理部5によって刈り取られた穀稈が投入される扱室17と、該扱室17内に回転自在に支持され、その外周面にらせん状に案内板20aが取付けられた扱胴20と、を有しており、該案内板20aには、穀稈を引っ掛けて上記扱胴20と共に回転させる突起状の扱歯20bが複数設けられている。また、上記扱室17は、その下方側(扱胴20の下方部分)が扱胴20の外周に沿った半円筒状の受網21によって形成されており、上記扱室17に投入された穀稈は、上記扱歯20bによって扱胴20と一緒に回転させられ、上記案内板20aによって機体後方側に搬送されながら、上記受網21によって擦り付けられて脱穀される。
上記選別部9は、上記受網21の下方側に配設された揺動選別部22と、該揺動選別部22の前部下方側から後部上方側に向かって選別風を送風する唐箕ファン23及び送風ファン24と、を有している。上記揺動選別部22は、上下二段構造となっており、上段のフィードパン25,チャフシーブ26,ストローラック27と、下段のグレンシーブ29,チャフシーブ30,ストローラック31と、からなり、これらが上段及び下段にて連続して設けられ、前後に揺動されることで処理物が比重選別される。
上記フィードパン25は、波板状の移送板であって、受網21から漏下する処理物を受け止めて後方移送する。上記チャフシーブ26,30は、それぞれ前後方向に所定間隔を存して並設される複数のフィン26a,…、30a,…からなり、上記チャフシーブ26のフィン26a,…は、開度が変更可能に構成され、上記チャフシーブ30のフィン30a,…は、開放状態で固定されている。これらチャフシーブ26,30は、上記フィードパン25の後端に達した処理物を上記唐箕ファン23及び送風ファン24の選別風によって風選別すると共に漏下選別し、更に所定の目合の金網部材からなる上記グレンシーブ29を通過した穀粒は、一番物として一番ラセン32に落下する。上記揺動選別部22の終端部まで移送された処理物は、ストローラック27,チャフシーブ30及びストローラック31を介して二番ラセン33に落下する。また、上記ストローラック31にて落下規制された長藁は、その終端まで移送され、機外に排出される。
上記一番ラセン32には、上記グレンタンク10に一番物である穀粒を揚送する揚穀装置35を連動連結し、上記二番ラセン33には、二番物を上記扱室17の一側方に配置した還元室36に揚送還元する還元装置37が連動連結されている。上記還元室36内には、前記扱胴20と平行な還元横ラセン39が軸装されており、該還元横ラセン39によって、上記還元装置37から上記還元室36の後端部に還元された二番物が前記扱胴20の搬送方向とは逆方向、即ち後方から前方に向けて搬送される。
上記還元横ラセン39によって上記還元室36の前端部まで運ばれた二番物は、上記還元横ラセン39の前端に取付けられた跳出板39aによって、上記扱室17の前部に還元される。なお、上記還元室36の中途部に、開閉自在の蓋を設け、該蓋を開状態にすることで、上記還元横ラセン39により前方移送される二番物を、上記フィードパン25上に落下させることができるようにして、二番物を上記扱室17と上記フィードパン25とに択一的に還元先を切り替えられる構成としてもよい。これにより、刈取材料に応じて、二番物の処理を、脱穀処理を入念に行うことと、損傷粒を減少させることと、を選択することができる。
図3は、本実施の形態における制御ブロック図を示しており、コンバイン1は、マイコン(CPU,ROM,RAM等を含む)からなり該制御ブロック図を構成する制御部40を備えている。該制御部40の入力側には、上記チャフシーブ26のフィン26a,…の開度を検出するフィン開度検出センサ41と、上記運転操作部6に配置されるフィン開度設定ダイヤル42及び作物設定ダイヤル43と、該機体3の前後方向の傾斜角を検出する傾斜センサ45(傾斜角検出手段)と、が接続されている。上記フィン開度設定ダイヤル42は、特別な制御がなされない通常状態での上記フィン26a,…の開度を設定変更するものであり、上記作物設定ダイヤル43は、作物によって後述する制御におけるフィン26a,…の開度を変更するものである。
また、上記制御部40の出力側には、上記フィン26a,…の開度を同時に変更し得るフィン駆動モータ46(開度変更手段)が接続されている。上記制御部40は、上記フィン開度検出センサ41、フィン開度設定ダイヤル42、作物設定ダイヤル43及び傾斜センサ45からの信号に基づいて、上記フィン駆動モータ46に指令を出力する。上記チャフシーブ26の複数のフィン26a,…は、それぞれ一端が機体3に回動自在に支持されると共に、他端がアームによって連結され、該アームを上記フィン駆動モータ46で機体3前後方向に揺動させることでその開度が変更される。
次いで、図4に沿って、本実施の形態における上記チャフシーブ26のフィン26a,…開度の制御について説明する。図4は、フィン26a,…の開度制御のフローチャートを示しており、S1において、上記作物設定ダイヤル43の設定値に基づき、通常状態のフィン26a,…の開度から本制御によって追加的に大きくなる開度であるランクアップ値α,βが決定される。例えば、稲のランクアップ値に比して、麦や大麦のランクアップ値は大きくなるように設定され、作物によって異なる物性に応じたフィン26a,…の開き量が選択でき、作物適応性を向上できる。
次に、S2において、上記傾斜センサ45は、機体3の前後方向の傾斜角を検出し、該機体3の前傾姿勢、水平姿勢及び後傾姿勢のいずれの機体姿勢にあるのかを検出する。S2において機体3が前傾姿勢にあると判断されるとS3に進み、該前傾姿勢が所定時間連続して継続すると、S4において開きタイマーTがセットされ、S5に進む。S3において機体3の前傾姿勢が所定時間連続して継続しなかった場合には、S4を経由することなくS5に進む。S5では、上記フィン駆動モータ46が駆動し、ポテンショメータからなる上記フィン開度検出センサ41からのデータに基づきフィードバック制御され、上記フィン26a,…が、上記フィン開度設定ダイヤル42の設定開度(ダイヤル設定値)になるように制御される。以後のフィン駆動モータ46の駆動時にも、フィードバック制御されるが、その説明は省略する。
上記S2において機体3が水平姿勢にあると判断されるとS6に進み、上記S4でセットされた開きタイマーTのカウントダウンが始まる。該開きタイマーTは、任意の時間に設定され、例えば10[秒]に設定される。S6でカウントダウンを開始した開きタイマーTが0になる前であれば、S7へと進み、上記フィン駆動モータ46によって、上記フィン26a,…がダイヤル設定値の開度に加えて上記ランクアップ値αの分だけ大きく開くように制御される。すなわち、機体3が前傾姿勢になり、かつ所定時間連続して該機体3が前傾姿勢になった後、該機体3が水平姿勢に戻るという条件(第1フィン開き条件)が成立すると、フィン26a,…の開度がダイヤル設定値より大きくなるように制御される(S1,S2,S3,S4,S5,S1,S2,S6,S7)。S6において、カウントダウンによって開きタイマーTが0になった場合、又はS4で開きタイマーTがセットされてない場合には、S8へと進み、上記フィン26a,…は、ダイヤル設定値の開度になるように制御される。
上記S2において機体3が後傾姿勢にあると判断されるとS9に進み、S6と同様にして、上記S4でセットされた開きタイマーTのカウントダウンが始まる。S6でカウントダウンを開始した開きタイマーTが0になる前であれば、S10へと進み、上記フィン駆動モータ46によって、上記フィン26a,…がダイヤル設定値の開度に加えて上記ランクアップ値αの分だけ大きく開くように制御される。S9において、カウントダウンによって開きタイマーTが0になった場合、又はS4で開きタイマーTがセットされてない場合には、S11へと進み、上記フィン26a,…は、ダイヤル設定値の開度に加えて上記ランクアップ値βの分だけ大きく開くように制御される。すなわち、機体3が後傾姿勢になるという条件(第2フィン開き条件)が成立すると、フィン26a,…の開度がダイヤル設定値より大きくなるように制御される(S1,S2,S9,S11)。
なお、S7におけるランクアップ値αと、S10におけるランクアップ値αは、本実施形態においては等しい値に設定されているが、異なる値に設定してもよく、例えばS7のランクアップ値αよりS10のランクアップ値α’が大きくなるように設定してもよい。また、S6における開きタイマーTと、S9における開きタイマーTは、本実施の形態においては等しい値に設定されているが、異なる値に設定してもよく、例えばS4において開きタイマーT,T’がセットされ、S6における開きタイマーTよりS9における開きタイマーT’が大きくなるように設定してもよい。
本実施の形態は、以上のような構成からなるので、作業者は、コンバイン1を操作して、前処理部5で穀稈の刈取作業を行いつつ、脱穀部7及び選別部9で脱穀選別作業を行う。条件の良い水平な圃場を走行している場合には、機体3は水平姿勢を保ち、チャフシーブ26のフィン26a,…の開度は、フィン開度設定ダイヤル42で設定されたダイヤル設定値に設定される。
条件の悪い傾斜した圃場を走行する場合には、機体3が前傾姿勢となったり後傾姿勢となったりする場合があるが、機体3が後傾姿勢になった場合(第2フィン開き条件)には、チャフシーブ26のフィン26a,…は、ダイヤル設定値に加えて、作物設定ダイヤル43に基づくランクアップ値α又はランクアップ値βの分だけ開度が大きくなるように制御される。これにより、機体3が後傾姿勢時に、揺動選別部22上を早く後方に流れてしまう処理物を、チャフシーブ26から効率的に下方に漏下し、漏下処理できないまま機体後方から排出される処理物を減少することができる。
機体3が前傾姿勢になった場合には、フィン26a,…は通常状態であるダイヤル設定値に開度が設定されるが、機体3の前傾姿勢が所定時間連続して継続した後水平姿勢(第1フィン開き条件)又は後傾姿勢になると、フィン26a,…は、ダイヤル設定値に加えて、作物設定ダイヤル43に基づくランクアップ値αの分だけ開度が大きくなるように制御される。
すなわち、機体3が所定時間連続して前傾姿勢にあると、フィードパン25の処理物の後方移送が悪くなり、フィードパン上に処理物が大量に堆積する。該処理物は、機体3が前傾姿勢から水平姿勢又は後方姿勢に戻ると、塊となって一気に後方に流れるが、その際にチャフシーブ26のフィン26aがランクアップ値αの分だけ余計に開くので、処理物がチャフシーブ26から下方に効率的に漏下され、漏下処理できないまま機体後方から排出される処理物が減少し、穀粒ロスを減少できる。また、フィン26a,…がダイヤル設定値よりもランクアップ値α又はランクアップ値βの分大きく開く制御は、該制御開始時からカウントダウンする開きタイマーTが0になると終了するので、フィン26a,…が大きく開いたままで選別能力が低下することを防止できる。
次に、図5に沿って、他の実施の形態について説明するが、先の実施の形態との相違部分であるチャフシーブ26のフィン26a,…の開度制御についてのみ説明し、先の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明を省略する。
図5は、先の実施の形態とは異なるフィン26a,…の開度制御のフローチャートを示しており、S1において、上記作物設定ダイヤル43の設定値に基づき、通常状態のフィン26a,…の開度から本制御によって追加的に大きくなる開度であるランクアップ値α,βが決定される。
次に、S2において機体3が前傾姿勢にあると判断されるとS12に進み、該前傾姿勢が所定時間連続して継続すると、S13において遅延タイマーtがセットされ、S14へと進む。S14では、上記フィン駆動モータ46の駆動によって、上記フィン26a,…が、ダイヤル設定値に加えてランクアップ値αの分だけ大きく開くように制御される。すなわち、機体3が前記姿勢になり、かつ所定時間連続して機体3が前傾姿勢になるという条件(第1フィン開き条件)が成立すると、フィン26a,…の開度がダイヤル設定値より大きくなるように制御される(S1,S2,S12,S13,S14)。S12において機体3の前傾姿勢が所定時間連続して継続しなかった場合には、S15において、フィン26a,…は、ダイヤル設定値の開度になるように制御される。
S2において機体3が水平姿勢にあると判断されるとS16に進み、S13で設定された遅延タイマーtのカウントダウンが始まる。S16でカウントダウンを開始した遅延タイマーtが0になる前であれば、S17へと進み、上記フィン駆動モータ46によって、上記フィン26a,…がダイヤル設定値に加えてランクアップ値αの分だけ大きく開くように制御される。S16において、カウントダウンによって遅延タイマーtが0になった場合、又はS13で遅延タイマーtがセットされてない場合には、S18へと進み、上記フィン26a,…は、ダイヤル設定値の開度になるように制御される。
S2において機体3が後傾姿勢にあると判断されるとS19に進み、上記フィン駆動モータ46によって、上記フィン26a,…がダイヤル設定値に加えてランクアップ値βの分だけ大きく開くように制御される。すなわち、機体3が後傾姿勢になるという条件(第2フィン開き条件)が成立すると、フィン26a,…の開度がダイヤル設定値より大きくなるように制御される(S1,S2,S19)。
本実施の形態は、以上のような構成からなるので、機体3が後傾姿勢になった場合(第2フィン開き条件)には、チャフシーブ26のフィン26a,…は、ダイヤル設定値に加えて、作物設定ダイヤル43に基づくランクアップ値βの分だけ開度が大きくなるように制御される。
機体3が前傾姿勢になり、該前傾姿勢が所定時間連続して継続する(第1フィン開き条件)と、直ちにチャフシーブ26のフィン26a,…は、ダイヤル設定値に加えて、ランクアップ値αの分だけ開度が大きくなるように制御される。そして、機体3が水平姿勢に戻り、遅延タイマーtだけ時間経過すると、フィン26a,…がダイヤル設定値の開度に戻る。これにより、機体3が所定時間連続して前傾し、フィードパン25上に処理物が堆積してからフィン26a,…が開き制御され、機体3が水平姿勢に戻ってからも処理物の流量の多い遅延タイマーtの時間はフィン26a,…の開き制御が解除されないので、揺動選別部22の状況に応じて適正にチャフシーブ26のフィン26a,…の開度を自動制御できる。
なお、上述した実施形態においては、S3又はS12にて、機体3の前傾姿勢が所定時間連続して継続しなかった場合には、フィン26a,…はダイヤル設定値の開度になるように制御されるが、機体3の前傾姿勢が所定時間連続して継続しなくても、機体3の前傾姿勢を検出すると直ちにフィン26a,…の開度がダイヤル設定値よりも大きくなるように制御してもよい。
1 コンバイン
3 機体
7 脱穀部
22 揺動選別部
25 フィードパン
26 チャフシーブ
26a,… フィン
40 制御部
45 傾斜センサ(傾斜角検出手段)
46 フィン駆動モータ(開度変更手段)

Claims (4)

  1. 穀稈の脱穀処理を行う脱穀部と、該脱穀部で脱穀処理された処理物を受け止めて揺動しながら選別する揺動選別部と、を備え、該揺動選別部は、揺動しながら前記脱穀部からの処理物を後方移送するフィードパンと、開度が変更可能な複数のフィンからなり、前記フィードパンの後端に達した処理物を漏下選別するチャフシーブと、を有するコンバインにおいて、
    前記フィンの開度を変更する開度変更手段と、
    機体の前後方向の傾斜角を検出して、該機体の前傾姿勢、水平姿勢及び後傾姿勢を検出する傾斜角検出手段と、
    前記傾斜角検出手段からの信号に基づいて、前記開度変更手段に指令を出力する制御部と、を備え、
    該制御部は、第1フィン開き条件が成立することで、前記フィンの開度が大きくなるように前記開度変更手段に指令を出力し、
    前記第1フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段が、前記機体が前傾姿勢にあることを検出することに基づいて成立する条件である、
    ことを特徴とするコンバイン。
  2. 前記第1フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段が、前記機体が前傾姿勢にあることを検出し、かつ所定時間連続して前記機体が前傾姿勢にあることを検出した後、前記機体が水平姿勢に戻ることを検出することで成立する条件である、
    請求項1記載のコンバイン。
  3. 前記第1フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段が、前記機体が前傾姿勢にあることを検出し、かつ所定時間連続して前記機体が前傾姿勢にあることを検出することで成立する条件である、
    請求項1記載のコンバイン。
  4. 前記制御部は、前記第1フィン開き条件又は第2フィン開き条件が成立することで、前記フィンの開度が大きくなるように前記開度変更手段に指令を出力し、
    前記第2フィン開き条件は、前記傾斜角検出手段が、前記機体が後傾姿勢にあることを検出することで成立する条件である、
    請求項1ないし3のいずれか記載のコンバイン。
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