JPH01320928A - 収穫機における動力伝動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行機体の前部に刈取部を設け、当該刈取部
で圃場の植立殻稈を刈取った後、その殻稈を走行機体に
搭載の脱穀部にて脱穀処理するコンバインや、圃場の植
立殻稈を刈取った後結束する刈取機等の収穫機における
動力伝動制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

コンバインや刈取機等の収［ｔにおける刈取部は、走行
機体の前面部にあって圃場の植立殻稈を引き起こし、刈
取った後脱穀部や結束部に搬送する構成を有するもので
あり、走行機体の前進速度と前記刈取部における引き起
こし速度や搬送速度とが略比例的に増大することが好ま
しいが、走行機体の前進速度が一定以上になるとき、刈
取部の前記引き起こし速度や搬送速度が余り早過ぎると
、穀稈を引きちぎる等の不都合がある。

この不都合を解消するため、先行技術の実公昭５８−４
０８２７号公報では、エンジンから走行部への伝動系に
介挿した主変速装置の伝動経路下手側から刈取部へ伝動
させることにより、走行機体の前進速度と刈取部の引き
起こしＩｎ送速度とを同調させると共に、主変速装置の
伝動経路下手側から刈取部への伝動系に副変速装置を介
挿し、走行部の前進速度が一定以上の範囲では、刈取部
の速度を一定に保持すべく、前記副変速装置を主変速装
置の変速に対して逆変速を行うように構成することを提
案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記先行技術においては、走行部の前進速度が一定以下
の低速範囲では、それに応じて刈取部も増減速するとい
う同調がなされるのであるが、この走行機体の車速低速
範囲で車速■の所定の増減変動ΔＶに対して刈取部の速
度Ｕの変動割合（以下刈取部速度変動率という）が一対
一の関係で固定されている。

ところで、走行機体の前進速度（車速）が低速の範囲で
、刈取部の速度、特に殻稈引き起こし速度が余りに遅過
ぎると、有効な殻稈引き起こし作用が発揮できないとい
う問題がある。

そこで、前記刈取部変速装置を利用して、車速の低速範
囲においても、刈取部の速度を前記同調速度より一層増
達させることが考えられる。

しかし、刈取部変速装置の変速操作位置は、その現時点
の変速比と対応するだけで、車速の変動との関係で前記
同調速度より大きい変速状態か否かを判別できないとい
う問題があった。

本発明は、これらの課題を解決することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、本発明では、刈取部を有する収穫機における
原動機から主変速装置を介して走行駆動部へ動力伝動す
る一方、前記主変速装置から刈取部への分岐伝動経路中
には、刈取部変速装置を介挿し、該刈取部変速装置の操
作位置を制御する制御手段には、前記刈取部の速度が走
行車速に応じて変速するような所定の変速パターンを記
憶させる一方、前記制御手段にて任意の車速の位置に対
応する刈取部の速度変動率を前記変速パターンに沿う目
標速度変動率となるように刈取部変速装置の操作位置を
変更制御するものである。

〔発明の作用・効果〕

このように、本発明では、予め設定される変速パターン
は任意に設定できるから、車速か遅い状態で刈取部の速
度の増大率が大きくなるように設定することができる。

この場合、刈取部変速装置の変速の操作位置の設定は車
速の大小値だけでは判断することができない。

叩ち、刈取部は主変速装置の伝動下手側に位置するから
、刈取部変速装置の操作位置を変更しなくても、刈取部
の速度は車速の速度に同調して変動するものであり、そ
の刈取部の速度の変動の割合（刈取部の速度変動率）が
、所定の変速パターン上の速度変動率以上であるか否か
は判別できない。

そこで、本発明では、現実の車速時における当該車速の
変動に伴う刈取部の速度変動率を検出し、これを変速パ
ターン上における目標速度変動率と比較することにより
、この変速パターンに沿うように刈取部変速装置の操作
位置を制御することとしたのである。

このように制御すれば、車速の低速範囲で刈取部におけ
る殻稈引き起し作用や殻稈搬送作用を円滑に実行するよ
うに車速の変動に応じて刈取部の速度も変動させるもの
でありながら、車速が高速の範囲では、刈取部の速度の
増大率を低減させ、且つ刈取部の最高速度を頭打ち状態
にして、殻稈引き起こし速度等の過剰による殻稈の損傷
も防止でき、総ての車速範囲にわたって良好な刈取作用
を実現させることができる。

また変速パターンを滑らかな湾曲状に設定したり、複数
箇所の屈曲点を有する折れ線状に設定する等急激な変動
のないようにすることができるので、車速の低速側から
高速側までの広い範囲にわたって刈取部の作用を円滑に
行わせることができるという顕著な効果を有する。

〔実施例〕

次に実施例について説明すると、符号１は左右一対の走
行うローラ２．２を有するコンバインの走行機体で、該
走行機体１上には脱穀装置３を搭載し、該脱穀装置３に
おける扱室内の扱胴をその軸線が走行機体１の進行方向
に沿うように配設する。

符号４は前記脱穀装置３の側方に前後長手に配設するフ
ィートチエンで、Ｊ亥フィートチエン４の前端は、後述
する刈取部５における株元搬送装置６ａの終端に臨むよ
うに配設する。

刈取部５は走行機体ｌの前部に突出する昇降調節自在な
機枠７と、機枠７の下部フレーム先端の分草体８と、そ
の後方に左右長手に配設したバリカン状の別画９と、前
面側の殻稈引き起し装置１０と、掻き込みホイールと、
穂先搬送装置６ｂと、株元＋１！！送装置６とから成る
。

第２図は動力伝動系統を示す図で、走行機体１に搭載の
エンジン１１から二段減速のベルト・ブーり伝達部１２
を介して油圧式等の無段変速式の主変速装置１３に入力
し、クラッチ付きの主変速装置１３の一方の出力軸から
歯車式などの副変速装置１４とその走行軸１５を介して
走行駆動部である前記一対の走行うローラ２，２の駆動
輪２ａに動力伝達する一方、主変速装置１３におけるも
う一つの出力軸１６から刈取部５への分岐伝動経路中に
は、刈取部変速装置１７を介挿する。

該刈取部変速装置１７は、駆動軸側及び従動輪側に各々
被嵌する駆動側プーリ２０および従動側ブー１Ｊ２１を
各々軸に摺動自在な円錐車と軸固定の円錐車とにより構
成し、該軸固定の円錐車に対する摺動自在な円錐車の近
寄り位置を変更し、もって両プーリ２０，２１の巻掛は
ベルト１９に対する直径を変更することで増減変速する
ものや、リングコーン式無段変速機構など種々の無段変
速機構を採用することができる。

符号２２は前記刈取部変速装置１７による変速の操作位
置を駆動するための駆動手段たる正逆回転可能なステン
ピングモータで、符号２３は刈取部５への入力軸２３に
設けた刈取部の回転数センサー、符号２４は前記走行軸
１５の回転数を検出するための車速センサーを各々示し
、各センサー２３．２４は軸と一体的に回転する歯面に
電磁ピックアップを近接させてその磁界の周期的変動か
ら回転数を検出する等のセンサーを用いることができる
。

第３図に示す中央制御装置２５は、後述のごとく、刈取
部５の速度と対応する当該刈取部５への入力軸２３の回
転数を自動制御するためのもので、そのインターフェイ
スにおける入力端子側には、脱穀装置３作動クラッチを
ＯＮ・ＯＦＦする脱穀部スイッチ２６と刈取部の作動用
クラッチをＯＮ・ＯＦＦする刈取部スイッチ２７と、走
行機体１を後退させるときに切り替えるパックスインチ
２８とを有し、符号２９は刈取部５における本発明に従
う速度自動制御を実行するときＯＮさせる自動スイッチ
であり、脱穀部スイッチ２６及び刈取部スイッチ２７の
「ＯＮ」状態で自動スイッチ２９をＯＮにすると、車速
センサー２４の検出信号パルスと刈取部間転数センサー
２３の検出信号パルスとを比較して以下の回転数制御を
実行する。

即ち、前記中央制御装置２５の記憶部には車速Ｖに対応
する刈取部速度Ｕの変動の特性関係を示すマツプまたは
関数を記憶させてお（。この特性関係を変速パターンと
称する。

この変速パターンは、車速か低速側では、主変速装置の
伝動下手側で刈取部変速装置がないと仮定したときの車
速と刈取部速度との同調関係における、当該削取部速度
の変動率よりも、刈取部における目標速度変動率（変速
パターン上の速度の変動率）が大きくなるようにし、車
速の高速側では、車速の速度変動に比べて刈取部の目標
速度変動率が小さくなり、いわゆる車速か大きく増大し
ても刈取部の速度の増大が頭打ちとなるように予め設定
する。

例えば、第４図で示すように横軸に車速Ｖを、縦軸に刈
取部速度Ｕを取るとき、ＵがＶの２乗に比例するごとく
の関数（Ａ）や、折線関数（Ｂ）のごと（に変速パター
ンを設定する。

そして、作業中における車速Ｖｏを車速センサー２４で
検出し、その時の前記変速パターン上の刈取部の速度Ｕ
ｏａを求め、これらの値を中央制御装置２５に記憶させ
る。

ついで、適宜微小時間（例えばＴｌ５ｅｃ、　）後にお
ける車速の変動Δ■が生じたときの車速■１と、その時
の刈取部間転数センサー２３による検出結果と対応する
速度Ｕ１を各々検出記憶する。

さらに、中央制御装置２５にて、前記車速が■０から■
１に変動した時の前記変速パターン上の刈取部の速度Ｕ
ｌａを求めて、変速パターン上の速度の変動率（目標速
度変動率） ｐｏ　＝　（Ｕｌａ−Ｕｏａ）　／Δ■を演算する一方
、実際の刈取部における回転数の変動率（以下検出変動
率という）　ｆ）ｏ　’　＝　（Ｕｌ　−Ｕｏａ）　／
Δ■を演算する。

なお、前記目標速度変動率 ｐｏ　＝　（Ｕｌａ−Ｕｏａ）　／ΔＶは、車速■０か
らΔＶだけ変化したときの微小時間内における変速パタ
ーン上における点（Ｖｏ　、　　Ｕｏａ）での接線勾配
を示すことになる。つまり前記目標速度変動率ρ０の演
算は、前記変速パターン上の所定位置での接線勾配を計
算することに置き換えられる。

この両変動率の大小を比較し、ρ０＝ρ０′であるとき
には、刈取部の速度制御が変速パターンの曲線通りに実
行されているので、ステッピングモータ２２を駆動する
必要がなく現状維持であり、ρ０〉ρ０　′であれば、
ステッピングモータ２２を正方向に回転駆動して削取部
変速装置１７を増速側に変速させて刈取部５の回転数が
変速パターン上の位置に来るように制御する。

前記と反対にｐｏくρ０′であれば、ステッピングモー
タ２２を逆方向に回転駆動して削取部変速装置１７を減
速側に変速させて刈取部５の速度が変速パターンに沿っ
て変動するように制御するものである。

なお、目標速度変動率ρＯに対する検出変動率ρ０　′
の近付き誤差が所定の微小範囲内にあるときには、ステ
ッピングモータ２２を作動させない、いわゆる不感帯と
するし、車速■０の変動が所定のΔＶ以内のときにも、
ステッピングモータ２２を作動させないようにし、制御
におけるハンチング現象を防止する。

このように、本発明では、刈取部を有する収穫機におけ
る原動機から主変速装置と副変速装置とを介して走行駆
動部へ動力伝動する一方、前記主変速装置から刈取部へ
の分岐伝動経路中には、削取部変速装置を介挿し、該削
取部変速装置の操作位置を制御する制御手段には、前記
刈取部の速度が走行車速に応じて変速するように、所定
の変速パターンを記憶させる一方、前記制御手段にて任
意の車速の位置に対応する刈取部の速度変動率が前記変
速パターン上の目標速度変動率に沿うように削取部変速
装置の操作位置を変更制御するものであり、予め設定さ
れる変速パターンは任意に設定できるから、車速か遅い
状態で刈取部の速度の増大率が大きくなり、刈取部にお
ける殻稈引き起し作用や殻稈搬送作用を円滑に実行する
ように車速と刈取部の速度とを同調させるものでありな
がら、車速か高速の範囲では、刈取部の速度の増大率を
低減させ、且つ刈取部の最高速度を頭打ち状態にして、
殻稈引き起こし速度等の過剰による殻稈の損傷も防止で
き、総ての車速範囲にわたって良好な刈取作用を実現さ
せることができる。

また、本発明の制御に際して、現実に検出する値は、前
記の車速の変化の前後の値である■０とＶｌまたはΔＶ
、並びに車速変化後の刈取部の速度（回転数）Ｕｌだけ
であり、残りのＵｌａとＵｏａは予め設定された変速パ
ターンから演算により求められるから、検出信号数も少
なくて済み、且つ、ステッピングモータ２２の増減速の
変更も速やかに実行に移すことができる。

なお、作業中における車速Ｖｏを車速センサー２４で検
出し、その時の前記変速パターン上の刈取部の速度（回
転数）Ｕｏａを求め、これらの値を中央制御装置２５に
記憶させる。

ついで、適宜微小時間（例えばＴ２ｓｅｃ、　）後にお
ける車速の変動ΔＶのためその時の車速が■１になった
時の刈取部回転数センサー２３による刈取部の速度（回
転数）Ｕｌを各々検出記１．すし、さらに、中央制御装
置２５にて、前記車速がＶｏから■１に変動した時の前
記変速パターン上の刈取部の速度Ｕｌａを求めて、該速
度Ｕｌａと前記検出速度Ｕ１との大小を比較して、Ｕ１
ａ＝Ｕ１ならば、変速パターン上に乗っていると判別し
て、ステッピングモータ２２の作動を停止する一方、Ｕ
ｌａ＜Ｕｌならば、刈取部５の速度が所定の値より大き
過ぎるとＩ’ｌＪ別してステッピングモータ２２を減速
側に作動し、反対にＵｌａ＞Ｕｌならば刈取部の速度が
所定の値より低く過ぎると判別してステッピングモータ
２２を増速側に作動させるように制御しても良い。

前記いずれの制御においても、ステッピングモータ２２
の作動は目標値から遠い範囲ではデユティ間隔が大きく
、目標値に近付く綱かいデユティ間隔となるようにして
目標値への到達時間を迅速にすると同時にハンチング現
象も生じないようにしている。

なお、刈取り手動増速スイッチ３０は、手動のＯＮ操作
で前記ステッピングモータ２２を正方向（増速側）に連
続作動させ、削取部変速装置１７の操作位置を増速側に
移動させて刈取部５の速度を増速側に変更し、刈取り手
動減速スイッチ３１は、手動の０Ｎｔｆｆｉ作で前記と
反対側にステッピングモータ２２を逆方向（減速側）に
連続作動させ、削取部変速装置１７を減速側に移動させ
て刈取部５の速度を減速側に変更するものである。

これらの手動スイッチ３０．３１は脱穀部スイッチ２６
および刈取部スイッチ２７が「ＯＮ」でパックスインチ
２８がｒＯＦＦＪの状態のとき、自動スイッチ２９のＯ
Ｎ・ＯＦＦに拘わらず作動するといういわゆる手動優先
操作ができるものである。

高速側リミットスイッチ３２、低速側リミットスイッチ
３３は削取部変速装置１７の変速操作における高速側最
大位置、低速側最小位置に各々設けられ、変速操作時に
高速側リミットスイッチ３２がＯＦＦになると前記ステ
ッピングモータ２２の増速側への回転を停止し、反対に
低速側リミットスイッチ３３がＯＦＦになると前記ステ
ッピングモータ２２の減速側への回転を停止させる。

なお、符号３５は前記副変速装置１４を高速側に変速す
るときにその操作レバーと連動してＯＮする切換えスイ
ッチ、符号３６は副変速装置１４を低速側に変速すると
きにその操作レバーと連動してＯＮする切換えスイッチ
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバインの側
面図、第２図は伝動系統の概略図、第３図は制御回路の
ブロック図、第４図は車速■に対応する刈取部速度Ｕの
変速パターンを示す説明図である。 １・・・・走行機体、２．２・・・・走行うローラ、３
・・・・脱穀部、５・・・・刈取部、１１・・・・エン
ジン、１３・・・・主変速装置、１４・・・・副変速装
置、１７・・・・削取部変速装置、２２・・・・ステッ
ピングモータ、２３・・・・回転数センサー、２４・・
・・車速センサー、２５・・・・中央制御装胛。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、刈取部を有する収穫機における原動機から主変
   速装置を介して走行駆動部へ動力伝動する一方、前記主
   変速装置から刈取部への分岐伝動経路中には、刈取部変
   速装置を介挿し、該刈取部変速装置の操作位置を制御す
   る制御手段には、前記刈取部の速度が走行車速に応じて
   変速するような所定の変速パターンを記憶させる一方、
   前記制御手段にて任意の車速の位置に対応する刈取部の
   速度変動率を前記変速パターンに沿う目標速度変動率と
   なるように刈取部変速装置の操作位置を変更制御するこ
   とを特徴とする収穫機における動力伝動制御装置。