JP4413002B2 - コンバインの扱深さ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、刈取穀稈を脱穀部に向けて支持搬送し且つ車体の走行変速に合わせて搬送速度が同調変速される搬送装置と、搬送装置における刈取穀稈の稈長方向での支持位置を変更して前記脱穀部での扱深さを調節する扱深さ調節手段と、前記扱深さ調節手段による扱深さ調節箇所よりも搬送下手側の穂先位置検出箇所において前記搬送装置により搬送される刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置するか否かを検出する穂先位置検出手段と、前記穂先位置検出手段にて検出される刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲に位置するように前記扱深さ調節手段の作動を制御する制御手段とを備えたコンバインの扱深さ制御装置に関するものである。

かかるコンバインの扱深さ制御において、従来では、穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れたことが検出されると、刈取穀稈の穂先位置を適正範囲に位置させる方向に向けて扱深さ調節手段を作動させる扱深さ調節処理を行い、刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置するまで作動させるように扱深さ調節手段の作動を制御するように構成されていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２０４６１２号公報

しかし、上記特許文献１は、穂先位置検出箇所が扱深さ調節箇所から搬送下手側に離れて位置しており、刈取穀稈が扱深さ検出箇所から穂先位置検出箇所まで搬送されるには搬送時間が必要であるため、扱深さ調節箇所にて扱深さ調節処理が行われたすぐ後に穂先位置検出箇所における穂先位置検出手段の検出情報に基づいて次の扱深さ調節処理が行われると、先の扱深さ調節処理にて支持位置が設定調節量変更された刈取穀稈が穂先位置検出箇所まで搬送される前に、この刈取穀稈より搬送上手側の支持位置が設定調整量変更されていない刈取穀稈の穂先位置に基づいて次の扱深さ調節処理が行われてしまうので、扱深さ調節手段を不必要に動かすことによりハンチングが生じるものであった。

そこで、先の扱深さ調節処理を行った後、予め定められた一定の設定待ち時間が経過するまで扱深さ調節手段の作動を停止させる停止処理を行ってから次の扱深さ調節処理を穂先位置検出手段の検出結果に基づいて行うように構成することも考えられるが、この構成であると、停止処理における設定待ち時間が予め定められた一定の設定待ち時間であるのに対して、搬送装置の搬送速度が車体の走行速度に合わせて同調変速するように構成されており、刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでに必要な時間は車体の走行速度が速くなると短くなり遅くなると長くなるものであるため、設定待ち時間を高速走行時に合わせて短く設定すると、低速走行時では先の扱深さ調節処理にて支持位置が設定調節量変更された刈取穀稈が穂先位置検出箇所まで搬送される前に停止処理が終了してしまい、先の扱深さ調節処理にて支持位置を設定調整量変更させた刈取穀稈が穂先位置検出箇所に到達する前に後の扱深さ調節処理を行うことによりハンチングが生じ、また、設定待ち時間を低速走行時に合わせて長く設定すると、高速走行時では扱深さ調節処理にて支持位置が設定調節量変更された刈取穀稈が穂先位置検出箇所まで搬送された後も必要以上に停止処理が継続されて扱深さ調節を迅速に行うことができないものであった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、車体の走行変速に合わせて搬送装置の搬送速度が同調変速されても、扱深さ制御を正確且つ迅速に行うことができるコンバインの扱深さ制御手段を提供する点にある。

本願発明のコンバインの扱深さ制御装置は、刈取穀稈を脱穀部に向けて支持搬送し且つ車体の走行変速に合わせて搬送速度が同調変速される搬送装置と、その搬送装置における刈取穀稈の稈長方向での支持位置を変更して前記脱穀部での扱深さを調節する扱深さ調節手段と、その扱深さ調節手段による扱深さ調節箇所よりも搬送下手側の穂先位置検出箇所において前記搬送装置により搬送される刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置するか否かを検出する穂先位置検出手段と、前記穂先位置検出手段にて検出される刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲に位置するように前記扱深さ調節手段の作動を制御する制御手段とを備えたコンバインの扱深さ制御装置であって、
第１特徴構成は、前記制御手段が、前記穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲から外れたことが検出されると、刈取穀稈の穂先位置を前記適正範囲に位置させる方向に向けて前記扱深さ調節手段を設定調整量で作動させる扱深さ調節処理を行い、その扱深さ調節処理が行われた後、前記搬送装置の搬送速度を検出する搬送速度検出手段の検出情報に基づいて前記搬送装置の搬送速度が速くなると短くなりかつ前記搬送装置の搬送速度が遅くなると長くなるように前記搬送装置の搬送速度に応じて設定された刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの設定待ち時間が経過するまで、前記穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲から外れたことが検出されても前記扱深さ調節手段の浅扱き側及び深扱き側への作動を停止させる停止処理を行うように構成されている点を特徴とする。

すなわち、扱深さ調節処理を行った後の停止処理が、搬送装置の搬送速度を検出する搬送速度検出手段の検出情報に基づいて搬送装置の搬送速度が速くなると短くなりかつ搬送装置の搬送速度が遅くなると長くなるように搬送装置の搬送速度に応じて設定された扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送される刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの設定待ち時間が経過するまで、穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れたことが検出されても扱深さ調節手段の作動を停止させるように構成されているので、搬送装置の搬送速度に拘わらず、先の扱深さ調節処理で支持位置を設定調整量変更された刈取穀稈が穂先位置検出箇所に搬送されてその刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れたことが穂先位置検出手段にて検出されると次の扱深さ調節処理が行われることとなり、先の扱深さ調節処理で支持位置を設定調整量変更させた刈取穀稈が穂先位置検出箇所に到達する前に後の扱深さ調節処理を行うことによるハンチングが生じることがなくなり、また、次の扱深さ調節処理が、搬送装置の搬送速度に拘わらず、先の扱深さ調節処理にて支持位置を設定調整量変更させた刈取穀稈が穂先位置検出箇所に搬送されるのと同時に又は略同時に次の扱深さ調節処理を行うことができるので扱深さ調節を迅速に行うことができ、もって、車体の走行変速に合わせて搬送装置の搬送速度が同調変速されても、扱深さ制御を正確且つ迅速に行うことができるコンバインの扱深さ制御装置を提供することができるに至った。

第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記穂先位置検出手段が、穀稈の存否を検出する穂先側検出手段及び株元側検出手段を刈取穀稈の稈長方向に設定間隔を隔てる状態で並置して構成され、前記設定調整量が、前記設定間隔の半分に相当する量である点を特徴とする。

すなわち、穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れたことが検出されると、刈取穀稈の穂先位置を適正範囲に位置させる方向に向けて扱深さ調節手段を設定間隔の半分に相当する量で作動させる扱深さ調節処理を行うことによって、適正範囲から外れていた刈取穀稈の穂先位置が適正範囲の中央付近に変位することとなり、刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れにくくすることができる。

第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記搬送速度検出手段が、前記搬送装置に検出作用して搬送速度を検出するように構成されている点を特徴とする。

すなわち、搬送速度検出手段が、前記搬送装置に検出作用して搬送速度を検出するように構成されているので、車軸等から搬送装置の搬送速度を間接的に検出するものと比べて正確に検出することができ、扱深さ制御を正確に行うことができる。

以下、本発明にかかるコンバインの扱深さ制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ走行装置１、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置（脱穀部に相当）２、操縦部３等を備えた車体の前部に、稲や麦等の植立穀稈を刈り取って脱穀装置２に刈取穀稈として供給する刈取部４を横軸芯Ｐ周りで昇降自在に連結して構成されている。

前記刈取部４は、植立穀稈を引き起こす引起し装置５、引き起こされた植立穀稈の株元を切断して刈取穀稈とする刈刃６、刈取穀稈を寄せ集めて後方へ搬送する補助搬送装置７、補助搬送装置７から受け取った刈取穀稈を搬送終端部において横倒れ姿勢に変更して脱穀装置２の脱穀フィードチェーン８に搬送する縦搬送装置（搬送装置に相当）９等を備え、昇降用シリンダ１０の駆動により横軸芯Ｐ周りに昇降揺動するよう構成されている。

次に、コンバインの動力伝動系について説明する。図２に示すように、エンジンＥの駆動力がベルト伝動装置を介して無段式の車速変速装置２１に伝えられ、この車速変速装置２１の変速後の出力がミッションケース２２を介して、クローラ走行装置１を回転させるべく伝動されている。又、エンジンＥの駆動力は、脱穀クラッチ２４を介して脱穀装置２にも伝動されている。そして、車速変速装置２１の変速後の出力は、ミッションケース２２とワンウェイクラッチ２３とを介して刈取部４にも伝動され、車速変速装置２１の変速後の動力が刈取部４に伝動されることにより、刈取部４の駆動速度が車体の走行速度に同調して変速するよう構成されている。つまり、刈取部４における縦搬送装置９が車体の走行変速に合わせて同調変速されるように構成されており、車体の走行速度が速くなると縦搬送装置９の搬送速度も速くなり、車体の走行速度が遅くなると縦搬送装置９の搬送速度も遅くなる。

前記縦搬送装置９は、穀稈の株元側を挟持搬送する株元搬送装置９ａ、穀稈の穂先側を係止搬送する穂先搬送装置９ｂ及び穂先案内板９ｃから成り、刈取部４の揺動軸芯Ｐと同一軸芯周りで揺動自在に支持してあり、ギア式減速機構付き電動モータにて構成された扱深さモータ（扱深さ調節手段に相当）Ｍ１にて縦搬送装置９を揺動調節することによって、補助搬送装置７から縦搬送装置９に受け渡す際の刈取穀稈の稈長方向での支持位置を変更して脱穀装置２での扱深さを調節するように構成されている。つまり、前記扱深さモータＭ１によって縦搬送装置９が揺動調節されることにより、縦搬送装置９の補助搬送装置７からの刈取穀稈の受け取り支持位置が稈長方向に変更され、脱穀装置２の扱室における扱深さが変更調節できるよう構成されている。

そして、前記扱深さモータＭ１による扱深さ調節箇所（補助搬送装置７から縦搬送装置９への刈取穀稈の受け渡し箇所）よりも穀稈搬送経路の下手側の検出箇所において、縦搬送装置９により搬送される刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置するか否かを検出する穂先位置検出手段Ｓが備えられている。この穂先位置検出手段Ｓは、穀稈の存否を検出する穂先側検出センサ（穂先側検出手段に相当）Ｓ１及び株元側検出センサ（株元側検出手段に相当）Ｓ２を刈取穀稈の稈長方向に所定間隔を隔てる状態で並置して構成されている。尚、前記穂先側検出センサＳ１及び株元側検出センサＳ２のそれぞれは穀稈が接触すると揺動してオン作動するスイッチ式に構成されるものであり、穀稈が接触してオン作動したときに穀稈有りを検出し、穀稈が接触していないオフ状態のときに穀稈無しを検出するように構成されている。

次に、制御手段１００について説明する。図３に示すように、マイクロコンピュータを利用した制御手段１００に、縦搬送装置９における搬送上手側端部に設けられて穀稈の存否を検出する株元センサ１４や前記縦搬送装置９における株元搬送装置９ａの駆動スプロケットに検出作用して縦搬送装置９の搬送速度を検出する搬送速度センサ（搬送速度検出手段に相当）１９、前記穂先側センサＳ１及び株元側センサＳ２の各検出情報が入力されている。一方、制御手段１００からは、扱深さモータＭ１に対する駆動信号が出力されている。
そして、制御手段１００は、前記株元センサ１４がオン状態であり、前記脱穀クラッチ２４が伝動状態である場合に、穂先位置検出手段Ｓにて検出される刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲に位置するように扱深さモータＭ１の作動を制御する扱深さ制御を行うように構成されている。

次に、扱深さ制御について説明する。扱深さ制御は、前記穂先位置検出手段Ｓにて検出される刈取穀稈の穂先位置が、図４（イ）に示すような前記株元側センサＳ２がオン状態で且つ穂先側センサＳ１がオフ状態となる前記適正範囲に位置するように扱深さモータＭ１の作動を制御し、刈取穀稈の稈長にかかわらず扱深さが常に適切な状態に調節されるように構成されている。

そして、穂先位置検出手段Ｓにて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れたことが検出されると、刈取穀稈の穂先位置を適正範囲に位置させる方向に向けて扱深さモータＭ１を設定調整量で作動させる扱深さ調節処理を行い、その後、縦搬送装置９の搬送速度を検出する搬送速度センサ１９の検出情報に基づいて、刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送される刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまで扱深さモータＭ１の作動を停止させる停止処理を行うことを繰り返す形態で、扱深さモータＭ１の作動を制御するように構成されている。

扱深さ制御について図５のフローチャートに基づいて詳述すると、穂先位置検出手段Ｓにて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置するか否かを検出し、穂先位置検出手段Ｓにて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から外れたことが検出されると、扱深さモータＭ１を設定調整量で作動させて刈取穀稈の穂先位置を適正範囲に位置させる方向に向けて変位させるように扱深さ調節処理が行われる。つまり、図４（ロ）に示すような穂先側センサＳ１並びに株元側センサＳ２がともにオン状態となり、穂先位置検出手段Ｓにて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から深扱ぎ側に外れたことが検出されると、扱深さモータＭ１が設定調整量で作動されて縦搬送装置９が緩傾斜側に揺動調節され、刈取穀稈の稈長方向での支持位置が設定調整量穂先側に調節される扱深さ調節処理が行われ、縦搬送装置９における刈取穀稈の支持位置が浅扱ぎ側へ設定調整量調節される。また、図４（ハ）に示すような穂先側センサＳ１並びに株元側センサＳ２がともにオフ状態となり、穂先位置検出手段Ｓにて刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から浅扱ぎ側に外れたことが検出されると、扱深さモータＭ１が設定調整量で作動されて縦搬送装置９が緩傾斜側に揺動調節され、刈取穀稈の稈長方向での支持位置が設定調整量株元側に調節される扱深さ調節処理が行われ、縦搬送装置９における刈取穀稈の支持位置を深扱ぎ側へ設定調整量調節される。前記設定調整量は、前記穂先側センサＳ１と前記株元側センサＳ２とが隔たる所定間隔の半分に相当する量であり、扱深さ調節処理では、刈取穀稈の支持位置を設定調整量調節するために扱深さモータＭ１が設定時間（例えば２００ｍｓｅｃ）作動する。

そして、扱深さ調節処理が行われた後、刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの設定待ち時間が経過するまで扱深さモータＭ１の作動を停止させる停止処理を行う。つまり、扱深さ調節処理が行われてから設定待ち時間が経過するまでは、穂先位置検出手段Ｓにて、図４（ロ）に示すように刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から深扱ぎ側に外れた状態や、図４（ハ）に示すような刈取穀稈の穂先位置が適正範囲から浅扱ぎ側に外れた状態となって、穂先位置検出箇所における搬送装置により搬送される刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置しないことが検出されたとしても、扱深さモータＭ１の停止状態を維持させ、刈取穀稈の稈長方向での支持位置を変更させない。そして、扱深さ調節処理が行われてから設定待ち時間が経過した後に、穂先位置検出箇所における搬送装置により搬送される刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置しないことが検出されると、扱深さ調節処理が行われる。尚、設定待ち時間が経過したか否かに拘らず、穂先側センサＳ１がオン状態となり株元側センサＳ２がオフ状態となると、穂先位置検出手段Ｓが故障したとして扱深さ制御を停止させて警報が出力される。

前記設定待ち時間は、縦搬送装置９の搬送速度に応じて変更されるものであり、前記搬送速度センサ１９の検出情報と制御装置１００の扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所までの距離情報とから、刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの時間が求められ、この時間が設定待ち時間に設定される。従って、設定待ち時間は、縦搬送装置９の搬送速度が速くなると短くなり、縦搬送装置９の搬送速度が遅くなると長くなるものであり、例えば、刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの時間が３００ｍｓｅｃであれば、設定待ち時間として扱深さモータＭ１の作動を３００ｍｓｅｃ停止させ、刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの時間が４００ｍｓｅｃであれば、設定待ち時間として扱深さモータＭ１の作動を４００ｍｓｅｃ停止させる。

〔別実施の形態〕
（１） 上記各実施の形態では、扱深さ調節手段をギア式減速機構付き電動モータにて構成された扱深さモータにより構成したが、油圧式のシリンダ等の他の調節手段にて構成してもよい。

（２） 上記各実施の形態では、前記設定調整量として前記設定間隔の半分に相当する量としたが、設定調整量を設定間隔の１／３や３／４等適宜設定してもよい。

（３） 上記各実施の形態では、搬送速度検出手段を、縦搬送装置に検出作用して縦搬送装置の搬送速度を直接的に検出するように構成したが、車軸等に検出作用して縦搬送装置の搬送速度を間接的に検出するように構成してもよい。

コンバインの前部側面図 コンバインの伝動構造を示す概略図 制御構成のブロック図 刈取穀稈の搬送状態を示す図 扱深さ制御のフローチャート

２ 脱穀装置（脱穀部）
９ 縦搬送装置（搬送装置）
１９ 搬送速度センサ（搬送速度検出手段）
１００ 制御装置
Ｍ１ 扱深さモータ（扱深さ調節手段）
Ｓ 穂先位置検出手段
Ｓ１ 穂先側センサ（穂先側検出手段）
Ｓ２ 株元側センサ（株元側検出手段）

Claims (3)

1. 刈取穀稈を脱穀部に向けて支持搬送し且つ車体の走行変速に合わせて搬送速度が同調変速される搬送装置と、
   その搬送装置における刈取穀稈の稈長方向での支持位置を変更して前記脱穀部での扱深さを調節する扱深さ調節手段と、
   その扱深さ調節手段による扱深さ調節箇所よりも搬送下手側の穂先位置検出箇所において前記搬送装置により搬送される刈取穀稈の穂先位置が適正範囲に位置するか否かを検出する穂先位置検出手段と、
   前記穂先位置検出手段にて検出される刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲に位置するように前記扱深さ調節手段の作動を制御する制御手段とを備えたコンバインの扱深さ制御装置であって、
   前記制御手段が、前記穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲から外れたことが検出されると、刈取穀稈の穂先位置を前記適正範囲に位置させる方向に向けて前記扱深さ調節手段を設定調整量で作動させる扱深さ調節処理を行い、その扱深さ調節処理が行われた後、前記搬送装置の搬送速度を検出する搬送速度検出手段の検出情報に基づいて前記搬送装置の搬送速度が速くなると短くなりかつ前記搬送装置の搬送速度が遅くなると長くなるように前記搬送装置の搬送速度に応じて設定された刈取穀稈が扱深さ調節箇所から穂先位置検出箇所に搬送されるまでの設定待ち時間が経過するまで、前記穂先位置検出手段にて刈取穀稈の穂先位置が前記適正範囲から外れたことが検出されても前記扱深さ調節手段の浅扱き側及び深扱き側への作動を停止させる停止処理を行うように構成されているコンバインの扱深さ制御装置。
2. 前記穂先位置検出手段が、穀稈の存否を検出する穂先側検出手段及び株元側検出手段を刈取穀稈の稈長方向に設定間隔を隔てる状態で並置して構成され、
   前記設定調整量が、前記設定間隔の半分に相当する量である請求項１記載のコンバインの扱深さ制御装置。
3. 前記搬送速度検出手段が、前記搬送装置に検出作用して搬送速度を検出するように構成されている請求項１又は２記載のコンバインの扱深さ制御装置。

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