JP6086684B2 - 汎用コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、複数種類の作物を収穫可能な汎用コンバインに関する。

刈り取った茎稈を脱穀部に全稈投入して脱穀や選別を行う汎用コンバインが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の汎用コンバインは、自脱型コンバインに比べて収穫可能な作物の種類が多く、例えば、大豆、ソバ、麦、稲などの収穫に利用されている。

汎用コンバインは、複数種類の作物に対応するために、収穫する作物別に調整される一または複数の作物別調整要素を備えている。例えば、扱胴や唐箕の回転速度設定、自動制御の使用／不使用の設定、自動制御の制御条件の設定、目合いが異なる受網の交換、孔の有無が異なる底板類の交換などが作物別調整要素に含まれる。

特許第２７２６３５８号公報

特許文献１の汎用コンバインは、運転者の操作に応じて収穫する作物を設定する作物切替スイッチを備え、該作物切替スイッチの設定操作に応じて選別自動制御（選別物量に応じたチャフシーブのフィン開度制御）の制御条件を変更するように構成されているが、特許文献１では、すべての作物において選別自動制御を動作させるので、大豆のように傷つき易い作物を収穫する際に、フィンの開閉や二番還元の増加によって作物が損傷し易くなる惧れがあった。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、複数種類の作物を収穫可能な汎用コンバインであって、選別物を篩い選別するチャフシーブと、選別物の量を検出する選別物量検出手段と、検出した選別物の量に応じて前記チャフシーブのフィン開度を自動的に変更する選別自動制御手段と、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別する作物判別手段と、収穫する作物が特定の作物である場合にのみ前記選別自動制御手段を動作させる選別自動制御切換手段とを備えると共に、前記作物判別手段は、実際の扱胴回転数に拘わらず扱胴の回転切換え検出スイッチの検出信号にもとづいて、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別するものであることを特徴とする汎用コンバインである。

請求項１の発明によれば、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別し、収穫する作物が特定の作物である場合にのみ選別自動制御手段を動作させるので、大豆のように傷つき易い作物を収穫する際には、選別自動制御手段の動作を規制してフィンの開閉や二番還元の増加による作物の損傷を防止する一方、稲や麦のように傷つき難い作物を収穫する際には、選別自動制御手段を動作させて精度の良い選別を行うことができる。
また、実際の扱胴回転数に拘わらず扱胴の回転速度設定を検出する扱胴の回転切換え検出スイッチの検出信号にもとづいて、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別するので、運転者の操作に応じて収穫する作物を設定する作物切替スイッチを備えない汎用コンバインにおいても、特定の作物を的確に判別することができる。つまり、選別自動制御手段によって損傷し易い作物は、通常、扱胴の回転速度を抑えた状態で脱穀されるので、扱胴の回転速度が高速である場合に、特定の作物であると判断し、選別自動制御手段を動作させることが可能になる。

汎用コンバインの側面図である。 汎用コンバインの平面図である。 刈高センサの構成を示す図であり、（Ａ）は刈取部の要部平面図、（Ｂ）は刈取部の要部側面図である。 脱穀部の内部構成を示す側面図である。 揺動選別体の側断面図である。 揺動選別体の側面図である。 汎用コンバインの伝動構成を示す伝動図である。 扱胴駆動ケースを示す図であり、（Ａ）は扱胴駆動ケースの平断面図、（Ｂ）は扱胴駆動ケースの側断面図である。 運転部の平面図である。 スイッチパネルの平面図である。 作物別調整要素の組み合わせパターンを示す対比表である。 作物別調整要素の一つである一番横ラセン底板を示す図であり、（Ａ）は孔有りの一番横ラセン底板を示す斜視図、（Ｂ）は孔無しの一番横ラセン底板を示す斜視図である。 制御部の入出力を示すブロック図である。 選別自動制御切換処理の処理手順を示すフローチャートである。 選別自動制御切換処理の作用を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１および図２において、１は汎用コンバインであって、該汎用コンバイン１は、茎稈を刈り取る刈取部２と、全稈投入される茎稈から穀粒を脱穀して選別する脱穀部３と、選別した穀粒を貯溜する穀粒タンク４と、該穀粒タンク４内の穀粒を機外に排出する排出オーガ５と、脱穀済の排稈を後処理する後処理部６と、運転者が乗車する運転部７と、クローラ式の走行部８とを備えて構成されている。

刈取部２は、機体前端部に昇降動作可能に連結されるヘッダ９と、ヘッダ９の前端部で未刈り茎稈を分草するデバイダ１０と、未刈り茎稈を刈り取る刈刃１１と、未刈り茎稈や刈り取った茎稈を掻込むリール１２と、掻き込まれた茎稈を幅方向の所定箇所に集めるオーガ１３と、該オーガ１３によって集められた茎稈を脱穀部３に向けて搬送し、脱穀部３に全稈投入するフィーダ１４とを備えて構成されている。

図３に示すように、刈取部２の底部には、刈取部２による茎稈の刈高を検出する刈高センサ１５が設けられている。本実施形態の刈高センサ１５は、刈高に応じて上下回動する左右一対の接地式検出体１６と、各接地式検出体１６の回動角を検出するポテンショメータ１７とを備えて構成されており、その検出値は、刈取部２の刈高を自動的に制御する刈高自動制御で利用される。汎用コンバイン１における刈高自動制御は、通常、豆類を刈り取るときに有効であり、稲や麦を刈り取る際には使用されない。

つまり、豆類を刈り取るとき、刈取部２が地面に突っ込むと、泥を一緒に刈り取って汚粒の原因となるので、これを避けるために刈高自動制御が使用される。そして、豆類の圃場は畝があるため、接地式検出体１６は幅広なものが使用される。

一方、稲や麦の刈り取りでも刈高自動制御を使用することは可能であるが、接地式検出体１６が幅広であるため、刈り残った株に接触して精度の良い刈高検出が難しいという理由もあり、稲や麦の刈り取りでは刈高自動制御がほとんど使用されていないのが実情である。したがって、刈高自動制御の使用／不使用は、作物の判別要素として利用することが可能である。

図４に示すように、脱穀部３は、刈取茎稈が全稈投入される扱室１８と、扱室１８の下方に配置され、扱室１８から漏下した穀粒を受け入れる選別室１９とを備えて構成されており、選別室１９で選別された穀粒が一番揚穀装置２０を介して穀粒タンク４に移送される。

扱室１８は、外周に突設される扱歯２１で茎稈を引っ掛けて連れ回す扱胴２２と、扱胴２２の下側に沿って配置され、茎稈との擦れ合いによって脱粒した穀粒を漏下させる受網２３と、受網２３から漏下せずに扱室１８の終端まで達した排出物を排出する排塵口２４とを備えて構成されている。

選別室１９は、受網２３から漏下した穀粒を揺動選別する揺動選別体２５と、揺動選別体２５の前方で選別風を起風する唐箕２６と、一番物を回収する一番横ラセン２７と、二番物を回収する二番横ラセン２８とを備えており、一番横ラセン２７によって回収された一番物は、一番揚穀装置２０を介して穀粒タンク４に移送され、二番横ラセン２８によって回収された二番物は、二番揚穀装置２９を介して扱室１８内または揺動選別体２５上に還元される。

揺動選別体２５は、受網２３から漏下した穀粒を後方へ順次搬送するグレンパン３０と、グレンパン３０の後方で穀粒を篩い選別するチャフシーブ３１と、チャフシーブ３１から漏下した穀粒をさらに篩い選別するグレンシーブ３２と備える揺動アッセンブリであり、図示しない揺動機構によって所定の周期で連続的に往復揺動される。

図５および図６に示すように、チャフシーブ３１は、前後方向に所定間隔を存して並列する複数のフィン３１ａを備えて構成されている。各フィン３１ａは、前低後高状に傾斜しており、揺動選別体２５の揺動に伴って選別物を後方へ移送しつつ、フィン３１ａ間の隙間から選別物を漏下させる。ここで漏下した選別物はグレンシーブ３２を介して一番物として回収され、漏下しなかった選別物は二番物として回収される。各フィン３１ａは、上端側を支点として前後回動自在に構成されるとともに、カム機構３３を介してフィン駆動用モータ３４に連結されており、該フィン駆動用モータ３４の駆動に応じた各フィン３１ａの角度変化にもとづいて、チャフシーブ３１におけるフィン３１ａ間の隙間（フィン開度）が変更可能となっている。そして、このフィン開度を選別物の量（選別物量検出手段の検出値）に応じて自動的に増減させる選別自動制御の実行により、チャフシーブ３１から漏下する選別物量と二番還元される選別物量のバランスが適正化され、精度の高い選別処理を行うことが可能となる。

図７に示すように、汎用コンバイン１は、走行動力および作業動力を発生するエンジン３５を備えており、該エンジン３５の動力が、刈取部２、脱穀部３、排出オーガ５、後処理部６および走行部８に伝達されるようになっている。

エンジン３５から脱穀部３の扱胴２２に至る動力伝達経路には扱胴駆動ケース３６が介設されており、該扱胴駆動ケース３６における扱胴変速レバー３７の切換え操作に応じて、扱胴２２の回転速度を高速／低速の二段階に切り換えることができる。ちなみに、扱胴駆動ケース３６は、図８に示すように、エンジン動力を入力する入力プーリ３８と、動力の方向を変換するベベルギヤ３９と、扱胴変速レバー３７の操作に応じてシフトする変速ギヤ４０と、変速ギヤ４０が選択的に噛合する高速ギヤ４１および低速ギヤ４２と、変速した動力を扱胴２２に出力する出力プーリ４３とを備えて構成されている。なお、図示は省略するが、エンジン３５から脱穀部３の唐箕２６に至る動力伝達経路にも扱胴駆動ケース３６と同等の変速手段が設けられており、その切換え操作に応じて、唐箕２６の回転速度を高速／中速の二段階に切り換えることができるようになっている。

エンジン３５から刈取部２のリール１２に至る動力伝達経路には、ベルト式無段変速機構からなるリール変速機構４４が介設されており、リール変速機構４４による無段変速に応じてリール１２の回転速度が調整されるようになっている。

図９に示すように、運転部７には、運転者が着座する運転席４５、運転席４５の前方に配置されるマルチレバー４６やメータパネル４７、運転席４５の左側方に配置される主変速レバー４８、副変速レバー４９、スイッチパネル５０などが備えられている。

図１０に示すように、スイッチパネル５０には、収穫する作物の種類（稲、麦、大豆など）を設定する作物切替スイッチ５０ａ、チャフシーブ３１のフィン開度を調整する選別ボリューム５０ｂ、リール１２の回転速度を調整するリール回転ボリューム５０ｃなどが設けられている。なお、本実施形態のスイッチパネル５０には、さらに、旋回切替ボリューム５０ｄ、水平切替スイッチ５０ｅ、表示切替スイッチ５０ｆ、リフトシャットスイッチ５０ｇ、脱穀・刈取クラッチスイッチ５０ｈ、脱穀・刈取インジケータ５０ｉなどが設けられているが、これらの操作具やインジケータは、本発明との関連性が低いので、詳細な説明は省略する。

汎用コンバイン１は、複数種類の作物に対応するために、収穫する作物別に調整される複数の作物別調整要素を備えている。例えば、本実施形態の汎用コンバイン１では、図１１および図１２に示すように、扱胴２２や唐箕２６の回転速度調整、目合いが異なる受網２３の交換、孔の有無が異なる底板類（フィーダハウス底板５１、一番横ラセン底板５２、一番揚穀装置底板５３、二番揚穀装置底板５４、二番横ラセン底板５５）の交換、刈高さ自動制御の使用／不使用などが作物別調整要素に含まれる。なお、作物別に交換が必要な複数の部品（受網、底板類など）は、あらかじめメーカーなどで作物キットとして用意され、必要に応じてユーザに提供される。

そして、稲や麦を収穫する場合は、扱胴２２および唐箕２６の回転速度を高速、受網２３を稲・麦用、底板類（フィーダハウス底板５１、一番横ラセン底板５２、一番揚穀装置底板５３、二番揚穀装置底板５４、二番横ラセン底板５５）を孔無し、刈高さ自動制御を不使用、として収穫を行う。

また、大豆を収穫する場合は、扱胴２２の回転速度を低速、唐箕２６の回転速度を中側、受網２３を大豆用、底板類（フィーダハウス底板５１、一番横ラセン底板５２、一番揚穀装置底板５３、二番揚穀装置底板５４、二番横ラセン底板５５）を孔有り、刈高さ自動制御を使用、として収穫を行う。なお、作物別調整要素や作物の種類は、上記のものに限定されないことは勿論であり、多種の作物や作物別調整要素について適切な組み合わせパターンを複合的に設定することができる。

従来、異なる作物を収穫する際、複数の作物別調整要素をすべて手作業で調整することが要求される汎用コンバインでは、誤った調整や調整忘れにより、収穫ロスや詰まりが発生する可能性がある。特に、選別自動制御（選別物量に応じたチャフシーブ３１のフィン開度制御）の使用／不使用を誤ると、大豆のように傷つき易い作物を収穫する際に、フィン３１ａの開閉や二番還元の増加によって作物が損傷し易くなる惧れがあった。

そこで、本発明の実施形態に係る汎用コンバイン１は、検出した選別物の量に応じてチャフシーブ３１のフィン開度を自動的に変更する選別自動制御手段を備えるにあたり、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別する作物判別手段と、収穫する作物が特定の作物である場合にのみ選別自動制御手段を動作させる選別自動制御切換手段とを備える。このようにすると、大豆のように傷つき易い作物を収穫する際には、選別自動制御手段の動作を規制してフィン３１ａの開閉や二番還元の増加による作物の損傷を防止する一方、稲や麦のように傷つき難い作物を収穫する際には、選別自動制御手段を動作させて精度の良い選別を行うことができる。

また、特定の作物は、作物切替スイッチ５０ａの操作状態にもとづいて判別してもよいが、扱胴２２の回転速度設定にもとづいて判別することが好ましい。このようにすると、作物切替スイッチ５０ａを備えない汎用コンバイン１においても、特定の作物を的確に判別することができる。つまり、選別自動制御手段によって損傷し易い作物は、通常、扱胴２２の回転速度を抑えた状態で脱穀されるので、扱胴２２の回転速度が高速である場合に、特定の作物であると判断し、選別自動制御手段を動作させることが可能になる。以下、作物判別手段および選別自動制御切換手段について、図１３〜図１５を参照して詳細に説明する。

図１３に示すように、汎用コンバイン１には、マイコンなどで構成される制御部５６が設けられている。制御部５６の入力側には、前述した作物切替スイッチ５０ａと、扱胴２２の回転切換状態を検出する扱胴回転切換検出スイッチ５７（調整状態検出手段）と、唐箕２６の回転切換状態を検出する唐箕回転切換検出スイッチ５８（調整状態検出手段）と、受網２３や底板類５１〜５５の種別を検出する複数の作物キット検出スイッチ５９と、前述した刈高センサ１５（調整状態検出手段）と、車速を検出する車速センサ６０（選別物量検出手段）と、揺動選別体２５における選別物の層厚を検出する層厚センサ６１（選別物量検出手段）とが接続されており、制御部５６の出力側には、警報手段として利用可能なホーン６２およびモニタ６３と、前述したフィン駆動用モータ３４と、リール１２の回転を調整するリール回転調整用モータ６４と、エンジン３５の回転を調整するエンジン回転調整用モータ６５とが接続されている。なお、本実施形態の作物キット検出スイッチ５９は、図１２に示すように、切欠きＫの有無によって受網２３や底板類５１〜５５の種別を検出する接触式のスイッチであるが、光学センサや磁気センサを用いてもよい。

本実施形態の制御部５６は、ハードウェアとの協働により、前述した作物判別手段および選別自動制御切換手段を実現するソフトウェア（プログラムおよび記憶データ）として選別自動制御切換処理を備えており、その処理手順を図１４を参照して説明する。

図１４に示すように、選別自動制御切換処理では、まず、扱胴回転切換検出スイッチ５７の検出信号を読み込むとともに（Ｓ１１）、該検出信号にもとづいて収穫する作物が特定の作物（傷つき難い稲や麦）であるか否かを判断する（Ｓ１２）。この判断結果がＹＥＳの場合は、選別自動制御を実行し（Ｓ１３：選別自動制御手段）、判断結果がＮＯの場合は、選別自動制御を実行することなく上位ルーチンに復帰する。

このような選別自動制御切換処理によれば、図１５に示すように、大豆のように傷つき易い作物を収穫する際には、選別自動制御の動作を規制（例えば、フィン開度全開）してフィン３１ａの開閉や二番還元の増加による作物の損傷を防止する一方、稲や麦のように傷つき難い作物を収穫する際には、選別自動制御を動作させて精度の良い選別を行うことができる。なお、本実施形態では、選別自動制御の動作状態に拘わらず、選別ボリューム５０ｂの操作でチャフシーブ３１のフィン開度を微調整することが可能である。

叙述の如く構成されたものにおいて、複数種類の作物を収穫可能な汎用コンバイン１であって、選別物を篩い選別するチャフシーブ３１と、選別物の量を検出する選別物量検出手段と、検出した選別物の量に応じてチャフシーブ３１のフィン開度を自動的に変更する選別自動制御手段とを備えるにあたり、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別し、収穫する作物が特定の作物である場合にのみ選別自動制御手段を動作させるので、大豆のように傷つき易い作物を収穫する際には、選別自動制御手段の動作を規制してフィン３１ａの開閉や二番還元の増加による作物の損傷を防止する一方、稲や麦のように傷つき難い作物を収穫する際には、選別自動制御手段を動作させて精度の良い選別を行うことができる。

また、本実施形態では、扱胴２２の回転速度設定にもとづいて、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別するので、運転者の操作に応じて収穫する作物を設定する作物切替スイッチ５０ａを備えない汎用コンバインにおいても、特定の作物を的確に判別することができる。つまり、選別自動制御手段によって損傷し易い作物は、通常、扱胴２２の回転速度を抑えた状態で脱穀されるので、扱胴２２の回転速度が高速である場合に、特定の作物であると判断し、選別自動制御手段を動作させることが可能になる。

１ 汎用コンバイン
３ 脱穀部
１８ 扱室
１９ 選別室
２２ 扱胴
２５ 揺動選別体
３１ チャフシーブ
３１ａ フィン
３４ フィン駆動用モータ
３６ 扱胴駆動ケース
３７ 扱胴変速レバー
５０ａ 作物切替スイッチ
５６ 制御部
５７ 扱胴回転切換検出スイッチ
６０ 車速センサ
６１ 層厚センサ

Claims (1)

1. 複数種類の作物を収穫可能な汎用コンバインであって、
   選別物を篩い選別するチャフシーブと、
   選別物の量を検出する選別物量検出手段と、
   検出した選別物の量に応じて前記チャフシーブのフィン開度を自動的に変更する選別自動制御手段と、
   収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別する作物判別手段と、
   収穫する作物が特定の作物である場合にのみ前記選別自動制御手段を動作させる選別自動制御切換手段とを備えると共に、
   前記作物判別手段は、実際の扱胴回転数に拘わらず扱胴の回転切換え検出スイッチの検出信号にもとづいて、収穫する作物が特定の作物であるか否かを判別するものであることを特徴とする汎用コンバイン。

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