JP2861145B2 - コンバイン等の姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、コンバイン等の姿勢制御装置に関するも
ので、クローラ形態の走行装置を有するコンバイン、運
搬車等の移動農機や建設機械等に利用できる。

〔従来技術〕

従来より、例えば、コンバインにおいては、車体を水
平姿勢に維持制御するために、車体と左右のクローラ式
走行装置との相対的上下位置を変更するローリング制御
や、ピッチング制御等の行なえる姿勢制御装置を備え、
更に走行方向を制御する操向制御や、刈取装置を車体に
対して上下動する刈高制御をも行なえる構成として、こ
れら各種の制御を同一の油圧ポンプによる油圧回路に設
けた複数の油圧シリンダによって行う構成としている。

また、先願となる特願昭63−124196号、特願平１−27
4278号のように、同一油圧ポンプによる油圧回路に、左
右のクローラ式走行装置を車体に対して独立的ないし一
体的に上下動させて、この車体を所定の姿勢に維持制御
する車体上下油圧シリンダと、この車体上下油圧シリン
ダ以外の油圧シリンダとを設け、この車体上下油圧シリ
ンダ以外の優先油圧シリンダの作動を行なう場合に、前
記車体上下油圧シリンダによる車体を押上げる方向の上
昇側制御を規制し、且つ車体を下げる方向の下降側制御
をも規制する構成としたコンバイン等の姿勢制御装置が
試みられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のように、車体を水平姿勢に維持制御するため
に、車体と左右のクローラ式走行装置との相対的上下位
置を変更するローリング制御や、ピッチング制御等の行
なえる姿勢制御装置を備え、更に走行方向を制御する操
向制御や、刈取装置を車体に対して上下動する刈高制御
等をも行なえる構成とする場合、次のような課題があ
る。

即ち、車体の水平姿勢を維持制御するためのローリン
グ制御や、ピッチング制御において、クローラ式走行装
置に対して車体を下降させる行程においては、車体の重
量が下降方向に働いているため、車体上下油圧シリンダ
に特に大きな油圧力（推力）を必要としない。

しかしながら、これと逆に、クローラ式走行装置に対
して車体を上昇させる行程においては、車体の重量に抗
してこの車体を押し上げることとなるため、車体上下油
圧シリンダに大きな油圧力（推力）を要する。

従って、前述のように、各種の制御を、同一油圧ポン
プによる油圧回路に設けた複数の油圧シリンダによって
行う構成の場合、油圧ポンプの吐出油圧ないし油量には
限界があるため、姿勢制御と他の制御とを同時に行なお
うとすると、各制御における油圧力ないし油量が不足
し、姿勢制御より優先されるべき刈高制御や、操向制御
等に遅れを生じ易い。この結果、刈高制御に遅れを生じ
て刈取部が地面に突っ込んだり、操向制御に遅れを生じ
てコンバインが刈取穀稈列から逸脱したりして、円滑な
作業走行ができなくなる問題があった。

また、前記先願となる特願昭63−124196号、特願平１
−274278号のように、車体上下油圧シリンダ以外の優先
油圧シリンダの作動を行なう場合に、車体上下油圧シリ
ンダによる車体を押上げる方向の上昇側制御を規制し、
且つ、車体を下げる方向の下降側制御をも規制する構成
とした場合には、姿勢制御以外の刈高制御や操向制御等
には遅れを生じにくくなるものの、車体上下油圧シリン
ダによる姿勢制御に遅れを生じ、車体の姿勢が崩れて、
例えばコンバインの車体に設ける選別装置の傾斜によっ
て選別性能が低下する等の問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上述の如き課題を解決するため、以下の
ような技術的手段を講じる。

すなわち、同一油圧ポンプＰによる油圧回路66に、左
右のクローラ式走行装置を車体10に対して独立的ないし
一体的に上下動させて、この車体10を所定の姿勢に維持
制御する車体上下油圧シリンダ2,2,8と、この車体上下
油圧シリンダ2,2,8以外の油圧シリンダ48,70とを設け、
この車体上下油圧シリンダ2,2,8以外の優先油圧シリン
ダ48,70の作動を行なう場合に、前記車体上下油圧シリ
ンダ2,2,8による車体10を押上げる方向の上昇側制御を
規制しながら車体10を下げる方向の下降側規制を規制し
ない構成としたことを特徴とするコンバイン等の姿勢制
御装置の構成としたものである。

この構成により、油圧ポンプＰの駆動によって、油圧
回路66に設けられる車体上下油圧シリンダ2,2,8、及び
これ以外の優先油圧シリンダ48,70へ送油可能な状態と
なり、油圧回路66に設ける制御弁を介して、各油圧シリ
ンダ2,2,8,48,70が伸縮作動する。

しかして、車体上下油圧シリンダ2,2,8の油圧による
伸縮によって、左右のクローラ式走行装置が車体10に対
して上下動し、これによって、車体10が昇降され、左右
又は前後の傾斜姿勢が変更され、この車体10を水平状の
姿勢に維持可能である。

そして、この車体上下油圧シリンダ2,2,8以外の優先
油圧シリンダ48,70が伸縮作動する場合には、車体上下
油圧シリンダ2,2,8の車体10押上げ方向の上昇制御が規
制される。これによって、油圧ポンプＰからの作動油
は、車体上下油圧シリンダ2,2,8側への供給が規制され
て、車体上下油圧シリンダ2,2,8以外の優先油圧シリン
ダ48,70側へ有効に供給される。

また、このような際でも、車体上下油圧シリンダ2,2,
8による車体10を下げる方向の下降制御は規制されない
ので、この車体上下油圧シリンダ2,2,8による車体10の
下降側への制御は可能である。

尚、このように車体上下油圧シリンダ2,2,8によって
車体10を下降制御する場合には、車体10の重量が下降方
向に働いているため、この車体上下油圧シリンダ2,2,8
には特に大きな油圧力（推力）を必要としない。これに
よって、油圧ポンプＰからの作動油は、上記と同様、優
先油圧シリンダ48,70側へ有効に供給される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、同一油圧ポンプＰによる
油圧回路66に、左右のクローラ式走行装置を車体10に対
して独立的ないし一体的に上下動させて、この車体10を
所定の姿勢に維持制御する車体上下油圧シリンダ2,2,8
と、この車体上下油圧シリンダ2,2,8以外の油圧シリン
ダ48,70とを設け、この車体上下油圧シリンダ2,2,8以外
の優先油圧シリンダ48,70の作動を行なう場合に、前記
車体上下油圧シリンダ2,2,8による車体10を押上げる方
向の上昇側制御を規制しながら車体10を下げる方向の下
降側制御を規制しない構成としたことを特徴とするコン
バイン等の姿勢制御装置としたので、油圧ポンプＰから
の送油を優先油圧シリンダ48,70に有効に供給して、こ
の優先油圧シリンダ48,70を適切に作動させることがで
き、例えばコンバインにおいては、刈高制御や操向制御
等を円滑に行なえ、作業効率を向上させることができ
る。

また、このように優先油圧シリンダ48,70を作動させ
ている場合でも、車体上下油圧シリンダ2,2,8による車
体下げ方向の下降制御は可能であるので、車体10の姿勢
制御の遅れを少なくし、車体10の姿勢の崩れを少なくし
て、例えばコンバインにおいては選別装置の選別性能の
低下を比較的少なくすることができる。

〔発明の実施の形態〕

この発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
ピッチングフレーム１の左右両側部には、このピッチン
グフレーム１に設けるローリング油圧シリンダ（車体上
下油圧シリンダ）２及び平行的に昇降するローリングリ
ンク機構３によって、各クローラ４を張設する転輪５を
有した左右一対のクローラフレーム６を、各々独立的に
昇降自在に設け、又、このピッチングフレーム１の上部
には、前後いずれか一端部側のピッチング軸７回りに他
端部側を上下回動自在とし、かつこの上下回動のための
ピッチング油圧シリンダ（車体上下油圧シリンダ）８及
びピッチングリング機構９を有した車体10を設ける。

ピッチングフレーム１は、左右一対の縦フレーム11間
を前後の連結フレーム12で一体的に連結し、更にこの縦
フレーム11の前端部間はピッチング軸７で連結し、後端
部間はローリングアーム軸13で連結する。これら前後の
ピッチング軸７とローリングアーム軸13とには、左右一
対のローリングリンク機構３を構成するローリングアー
ム14,15を回動自在に設ける。左右の各前後ローリング
アーム14,15の下端部にクローラフレーム６の前部側と
後部側とを枢支軸16,17で枢着し、ピッチングフレーム
１の前部上に突出したブラケット18に取付けたローリン
グ油圧シリンダ２の油圧ピストン19を、この後部ローリ
ングアーム15の上端部に連結して、このローリング油圧
シリンダ２の伸縮により、ピッチングフレーム１に対し
て左右のクローラフレーム６を各上下に移動する構成と
している。20は前後のローリングアーム14,15間を連結
して連動するためのロッドである。

左右の各クローラフレーム６に、クローラ４を張設す
る転輪５を設ける。この転輪５には前後中間部と後端部
とに、スプロケット転輪21,22を設けて、クローラ４の
中央部に沿って設ける駆動穴に咬合させて案内回転させ
る。このうち後端のスプロケット転輪22は、クローラフ
レーム６の後端部に対して前後に伸縮する案内フレーム
24と張棒23に設けられ、この張棒23の伸縮調節によって
クローラ４を常時張圧する構成としている。

ピッチングフレーム１の縦フレーム11の前部ピッチン
グ軸７上には、このピッチング軸７の回りに回転自在の
回動ボス25を設け、この回動ボスに対して車体10前端部
のブラケット26をボルト、ナット等によって着脱自在に
構成し、又、この車体10をこのピッチング軸７の回りに
上下回動自在に構成している。又、ピッチングフレーム
１の左右縦フレーム11の後部上には、リンクピン27を設
け、該車体10に設けるピッチングリンク機構９のリンク
28の先端部を回動自在に嵌合支持する。

車体10は、左右一対の縦フレームを主体として、この
縦フレーム間を横フレーム29で前後適数個所連結して一
体構成し、前端部には、ブラケット26によって、駆動ス
プロケット30のスプロケット軸31を軸受カバーするアク
スルハウジング32を取付けて支持する構成としている。

この車体10に設けるピッチングリンク機構９は、後部
のピッチングアーム軸33回りに回動自在の左右一対のア
ームリンク34と、このアームリンク34の先端に対して枢
支ピン35で枢着されたリンク28と、これらアームリンク
34と一体として回動するアーム36等からなり、このアー
ム36を、車体10に取付けたピッチング油圧シリンダ８の
油圧ピストン37と連結して、このピッチング油圧シリン
ダ８の油圧伸縮によって、リンク28をピッチングフレー
ム１のリンクピン27回りに回動することにより、これら
リンク28及びアームリンク34で車体10を、ピッチング軸
７回りに上下回動する構成としている。

ピッチングフレーム１の前後に設ける各ローリングア
ーム14,15は、正面視でクランク状に形成された内側ア
ーム38と、直板状の外側アーム39とを、ボルト40で締付
けて一体的構成とし、これら内側アーム38の中間部と外
側アーム39の先端部とで、ローリングアーム軸7,13の端
部をカラー41,42を介在させて回動自在に設けている。
縦フレーム11は、このカラー41を固定して、ローリング
アーム軸7,13上方に位置する車体10と共に、内外側両ア
ーム38と39との間隔内に位置させて設ける。内側アーム
39の下端部に枢支軸16,17によって設けるクローラフレ
ーム６は、このローリングアーム14,15の外側に位置し
て取付けている。

車体10は、上側に横フレーム29、及びこの横フレーム
29の左右両横端を前後に亘る縦フレーム43等を有し、上
側に、例えばコンバインの場合では、脱穀装置や、エン
ジン、操縦装置等を搭載し、又刈取装置を支持する構成
としている。44は駆動スプロケット30を伝動する走行伝
動装置を内装した伝動ケースで、ブラケット26,45や、
アクスルハウジング32等を介して車体10の前端部又は後
端部に一体的に取付けている。クローラ４は、この駆動
スプロケット30と、各転輪５との間に亘って巻掛けて張
設し、この駆動スプロケット30の駆動によって回転し走
行することができる。車体10のブラケット26は、スプロ
ケット30を最前端の転輪５よりも前方に位置させて、車
体10のピッチングによりピッチング軸７回りに上下回動
するが、クローラ４の張圧駆動を維持する関係に構成さ
れている。46はエンジンの排気筒、47はそのマフラーカ
バーである。

第８図、第９図において、走行装置の制御構成を説明
する。ローリング油圧シリンダ２、ピッチング油圧シリ
ンダ８、及び刈取装置を車体10に対して上下する刈取上
下シリンダ（優先油圧シリンダ）48等を油圧作動する油
圧ポンプＰの油圧回路66が第８図のように設けられる。
刈取上下シリンダ48の油圧回路回路67には、刈取上昇用
の刈取上制御弁49、及び刈取下降用の刈取下制御弁50等
を電磁的に作動するように設ける。ピッチング油圧シリ
ンダ８の油圧回路68には、車体10をピッチング軸７回り
に回動させて後下方向にピッチング回動させたり、又こ
の逆に後上方向に回動させるように切換えるピッチング
制御弁51を設ける。又左右一体のローリング油圧シリン
ダ２の油圧回路69には、各々ローリング制御弁52を設
け、左側又は右側のクローラフレーム６を独立的に、又
は同時に上下動するように切換える。53はアンロードバ
ルブである。

油圧回路66には、上記の他に、左右のクローラ４の伝
動クラッチ、及びブレーキ等を操作して走行方向を左右
へ操向する操向シリンダ（優先油圧シリンダ）70の油圧
回路71を設け、操向レバーの操作で電磁的に切換連動さ
れる操向制御弁72を有する。又、脱穀して収穫された籾
を籾タンクから取出すためのオーガを、左右や上下に回
動させて取出位置を選択するオーガ旋回シリンダ73、及
びオーガ上下シリンダ74等の油圧回路75を設け、操作レ
バーによって電磁的に切換連動されるオーガ制御弁76,7
7を設けている。

第９図において、マイクロコンピュータを有するコン
トローラ54には、入力側に、手動傾斜レバースイッチ55
を設け、このレバースイッチ55及び手動傾斜レバーは操
縦装置に設け、この手動傾向レバーの操作で傾斜するこ
とにより、この傾斜方向によって各傾斜レバースイッチ
をONして、ピッチング制御弁51、ローリング制御弁52を
切換出力して、車体10をピッチング作動したり、左側又
は右側のクローラフレーム６を上下動してローリング作
動する関係に構成している。

又、車高上下レバースイッチ56、及びこの上下レバー
スイッチ56を切換える車高上下レバーは、操縦装置に設
けられ、この上下レバースイッチ56の車高上げ側へ操作
すると、左右のローリング制御弁52が上げ側へ切換えら
れて、車高を上昇し、又、車高下げ側へ操作すると、左
右のローリング制御弁52が下げ側へ切換えられて、車高
を下降するように制御出力される。

又、刈取レバースイッチ57は、刈取上下制御弁49,50
を切換えるもので、刈取上制御弁49によって刈取装置を
上下制御し、刈取下制御弁50によって下降制御する。

車体水平スイッチ58は、ピッチングフレーム１の左右
ローリング制御、及び前後ピッチング制御等を行わせる
ものである。穀稈センサ59は、刈取装置によって穀稈が
刈取られる状態にあることを検出するもので、これによ
って上記のような各制御を行わせる前後傾斜センサ60、
左右傾斜センサ61、これらの各ストロークセンサ62,63,
64を設けている。各傾斜センサ60,61やストロークセン
サ62,63,64等にはこれらの感度を変更する感度変更手段
65を設けている。

車体10のピッチング制御については、前後傾斜センサ
60が車体10の前後方向の傾斜を検出すると、これによっ
てピッチング制御弁51を後下又は後上に切換えて、ピッ
チング油圧シリンダ８を伸縮し、このピッチング油圧シ
リンダ８に設けられる前後ストロークセンサ62で検出し
てフィードバック制御することにより、車体10を前後水
平状態に制御維持する構成としている。

ピッチングフレーム１のローリング制御については、
車体10又はピッチングフレーム１の左右の傾斜を左右傾
斜センサ61が検出することにより、左ローリング制御弁
52、又は右ローリング制御弁52を切換えて、左右のロー
リング油圧シリンダ２を伸縮し、この各ローリング油圧
シリンダ２の伸縮量を左右のストロークセンサ63,64で
検出しながらフィードバック制御することにより、ピッ
チングフレーム１を左右水平状態に制御維持する構成と
している。

又、ピッチングフレーム１の高さ制御は、これらロー
リング制御と同時、又は優先して行われ、ピッチングフ
レーム１の土壌面に対する高さを検出する高さセンサに
よって、左右のローリング制御弁52、及びローリング油
圧シリンダ２を伸縮して、一定の高さに維持するように
制御する。なお、高さセンサとしては、ローリング制御
のストロークセンサ63,64による平均値によって高さを
検出するもよい。

第８図〜第10図において、ローリング油圧シリンダ２
及びピッチング油圧シリンダ８と、他の刈取上下シリン
ダ48等との作動制御関係について、ローリング油圧シリ
ンダ２又はピッチング油圧シリンダ８が、ローリング制
御弁52又はピッチング制御弁51等によって、伸び出す方
向、即ちクローラ４を押し下げて、車体10を押し上げる
方向に作動するときに、同時に刈取上下シリンダ48が刈
取上制御弁49によって伸び出して刈取装置を上昇した
り、又は、操向シリンダ70が操向制御弁72によって伸縮
作動されて操向するときは、このローリング制御弁52及
びピッチング制御弁51を中立位置に停止させて、ローリ
ング油圧シリンダ２及びピッチングシリンダ８の伸び出
しによる車体10の押し上げを停止する。又、この間に該
刈取上制御弁49による刈取上下シリンダ48の伸び出し、
又は操向制御弁72による操向シリンダ70の作動が完了す
ることによって、上記ローリング制御弁52又はピッチン
グ制御弁51等を出力させる。

このように、刈取上下シリンダ48や操向シリンダ70等
は、優先制御シリンダとして、ローリング油圧シリンダ
２、又はピッチング油圧シリンダ８等の作動と競合する
ときは、これらの油圧シリンダ2,8等に対して、優先し
て出力作動するものである。又、これらローリング油圧
シリンダ２、及びピッチング油圧シリンダ８は、車体10
を押し上げる方向の作動行程において、作動制限されれ
ば足り、車体10の押し上げ側はもとより同時に下げ側の
作動制御をも停止するように牽制制御するもよい。

なお、第８図の場合、オーガ制御シリンダ73,74は優
先制御シリンダとはしない。このため、これらのオーガ
制御シリンダ73,74の作動と同時にローリング油圧シリ
ンダ２やピッチング油圧シリンダ８等の伸び出し制御が
行われることがある。

第11図〜第13図は、コントローラ54を、ローリング制
御、及びピッチング制御等を行う車体水平制御用のコン
トロールボックスＡと、操向制御、及び刈取装置を上下
動する刈高制御等を行うコントロールボックスＢとに区
分して、各コントロールボックスA,Bから独立に出力制
御する構成とし、これらのコントロールボックスA,B間
に、前記のような油圧作動出力を牽制する牽制用の信号
線78を設け、パルス信号によって牽制通信する構成とし
ている。

第12図、第13図のように非牽制状態Ｃから、牽制状態
Ｄになると、パルス信号によって車体水平制御のローリ
ング制御弁52、及びピッチング制御弁51のソレノイド出
力がOFFとなり、ローリング制御及びピッチング制御が
一時停止され、この間に操向制御弁72、又は刈取上制御
弁51、刈取下制御弁50等による制御が完了すると、車体
水平制御が開始される状態となる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施の形態を示すもので、第１図は走行
装置の側面図、第２図はその分解側面図、第３図は平面
図、第４図は第１図IV矢視部の正断面図、第５図はその
一部の側面図、第６図は第１図VI矢視部の正断面図、第
７図はその側面図、第８図は油圧回路図、第９図は制御
ブロック図、第10図は一部の制御フローチャート、第11
図は一部別実施例を示すブロック図、第12図はその制御
信号図、第13図はその一部の制御フローチャートであ
る。 符号の説明 Ｐ……油圧ポンプ ２……ローリング油圧シリンダ（車体上下油圧シリン
ダ） ８……ピッチング油圧シリンダ（車体上下油圧シリン
ダ） 10……車体 66……油圧回路 48……刈取上下シリンダ（優先油圧シリンダ） 70……操向シリンダ（優先油圧シリンダ）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一油圧ポンプＰによる油圧回路66に、左
   右のクローラ式走行装置を車体10に対して独立的ないし
   一体的に上下動させて、この車体10を所定の姿勢に維持
   制御する車体上下油圧シリンダ2,2,8と、この車体上下
   油圧シリンダ2,2,8以外の油圧シリンダ48,70とを設け、
   この車体上下油圧シリンダ2,2,8以外の優先油圧シリン
   ダ48,70の作動を行なう場合に、前記車体上下油圧シリ
   ンダ2,2,8による車体10を押上げる方向の上昇側制御を
   規制しながら車体10を下げる方向の下降側制御を規制し
   ない構成としたことを特徴とするコンバイン等の姿勢制
   御装置。