JP2013009629A - コンバインの刈高さ検出装置及びこの刈高さ検出装置を備えた刈高さ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的狭いスペースに刈高さ検出装置を設けて、刈取部の前後左右の動きに追従して接地体に前後左右方向から作用する外力で刈高さ検出装置が破損しないようにしたコンバインの刈高さ検出装置及び刈高さ制御装置を提供する。
【解決手段】刈取装置（２７）に備えた分草体（４２）の下部に上下方向の第一支持軸（１）を設け、この第一支持軸（１）に対して第一支持体（２）を上下スライド自在及び回動自在に取り付け、この第一支持体（２）の後側部に設けた前後方向の第二支持軸（３）に対して第二支持体（４）を回動自在に取り付け、この第二支持体（４）に設けた左右方向の第三支持軸（５）に対して斜め後下方へ延出する接地体（６）の基部を取り付け、この接地体（６）の上下揺動による第三支持軸（５）の回動角度を検出する角度センサ（１０）を設けたコンバインの刈高さ検出装置
【選択図】図２

Description

本発明は、コンバインの機体前部に設ける刈取部の地上高さを検出するコンバインの刈高さ検出装置及びこの刈高さ検出装置を備えた刈高さ制御装置に関する。

コンバインの刈取部は地上高を検出しながらその地上高が一定になるように昇降して穀稈の刈取高さを設定した一定高さに維持する制御がなされている。その刈取部の地上高を検出するために、上下回動する接地体の回動角度を検出する角度センサを設けた刈高さ検出装置を設けて、角度センサで検出した接地体の回動角度から刈高さを算出するが、刈取部は前後左右に動くので、この動きでも接地体が破損しないように工夫が施される。

例えば、接地体の支持構造として、特開２００８−１４８５７２号公報には、刈取り部の下部に、前部支点を中心に上下揺動可能な接地体、および、この接地体の揺動を検知する角度センサを支持した検知ケースを配備し、前記接地体を後方下方に向けて延出してその後端部を接地点として接地追従揺動するよう構成したコンバインの刈高さ検出装置において、前記検知ケースを、前記前部支点より後方箇所に設置した後部支点を中心に前上がり方向に退避回動可能に支持し、前進時においては前記接地体の後端部に作用する接地外力が、前記検知ケースを前記後部支点周りに前下がり方向に回動させるように作用し、後進時において前記接地体の後端部に作用する接地外力が前記検知ケースを前記後部支点周りに前上がり方向に回動させるように作用するよう構成し、前記接地体の基部を前記検知ケースの外面に接当させて接地体の下方揺動限界を規制したコンバインの刈高さ検出装置が記載されている。

特開２００８−１４８５７２号公報

前記従来の刈高さ検出装置は、検知ケースに前部支点と後部支点が設けられ、コンバインの後進時に接地体に前方へ向かう力が加わると検知ケースが後部支点を中心に上方へ回動するものであるから、検知ケースを設ける分草フレームの下部に検知ケースが回転する前後方向と上下方向の広いスペースが必要となる。

本発明は、比較的狭いスペースに刈高さ検出装置を設けられて、刈取部の前後左右の動きに追従して接地体に前後左右方向から作用する外力で刈高さ検出装置が破損しないようにしたコンバインの刈高さ検出装置及び刈高さ制御装置を提供することを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、刈取装置（２７）に備えた分草体（４２）の下部に上下方向の第一支持軸（１）を設け、この第一支持軸（１）に対して第一支持体（２）を上下スライド自在及び回動自在に取り付け、この第一支持体（２）の後側部に設けた前後方向の第二支持軸（３）に対して第二支持体（４）を回動自在に取り付け、この第二支持体（４）に設けた左右方向の第三支持軸（５）に対して斜め後下方へ延出する接地体（６）の基部を取り付け、この接地体（６）の上下揺動による第三支持軸（５）の回動角度を検出する角度センサ（１０）を設けたコンバインの刈高さ検出装置とする。

この構成で、圃場面に接近する分草体（４２）の下部に設けた接地体（６）の後端が圃場面に接地して、圃場の凹凸で接地体（６）が上下に揺動する揺動角度を第三支持軸（５）の回動角度として角度センサ（１０）で検出して制御部で刈取装置（２７）の地上高に換算する。コンバインの旋回等によって刈取装置（２７）が横移動すると、第二支持体（４）が第二支持軸（３）を中心に左右揺動して接地体（６）にかかる外力を逃がし、また、コンバインが後進して接地体（６）に後方から外力がかかると、第一支持体（２）が第一支持軸（１）に対して上方へスライドして接地体（６）にかかる外力を逃がして破損を防ぐ。

請求項２に記載の発明は、前記刈取装置（２７）の下部に備えた分草フレーム（３８）の先端を上方へ屈曲しその先端部に分草体（４２）を後上がり状態に取り付け、この分草体（４２）の下側に第一支持軸（１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの刈高さ検出装置とする。

この構成で、分草フレーム（３８）先端の分草体（４２）の下側で刈取装置（２７）の最も圃場に近い位置に空間を形成し、その空間に刈高さ検出装置の取り付けを行える。
請求項３に記載の発明は、コンバインの機体の左右傾斜角度を検出する左右傾斜センサ（４６）を設け、刈高さ検出装置（３４）の取付位置から刈取装置（２７）の外側端部までの距離と、前記左右傾斜センサ（４６）で検出された機体の左右傾斜角度と、刈高さ検出装置（３４）で検出された地上高から、刈取装置（２７）の地面への最接近距離を算出し、この最接近距離が設定された下限値（Ｈｂ）以下となった場合に刈取装置（２７）を上昇させる制御装置（４７）を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバインの刈高さ制御装置とする。

この構成で、機体が左右に傾いて刈取装置（２７）の左右最下端が地面に接近しても、地面に当たって破損する前に刈取装置（２７）を上昇させるので、刈取装置（２７）の破損が回避できる。

請求項４に記載の発明は、前記刈高さ検出装置（３４）で検出された地上高が設定された上限値（Ｈａ）となった場合には、刈取装置（２７）を上昇させる制御を実行しない構成としたことを特徴とする請求項３に記載のコンバインの刈高さ制御装置とする。

この構成で、刈取装置（２７）が上昇し過ぎて機体の左右バランスが悪くなって転倒する恐れが少なくなる。
請求項５に記載の発明は、前記刈高さ検出装置（３４）で検出される地上高が変動しても刈取装置（２７）を昇降させない上側不感帯（β）および下側不感帯（α）を設け、この上側不感帯（β）を下側不感帯（α）よりも広く設定すると共に、この上側不感帯（β）と下側不感帯（α）の幅を走行速度が速くなるに従って広くする構成としたことを特徴とする請求項３に記載のコンバインの刈高さ制御装置とする。

この構成で、刈高さ検出装置（３４）で検出する地上高に変動が有ってもその変動幅が下側不感帯（α）と上側不感帯（β）の範囲に収まっていれば刈取装置（２７）を昇降させないので安定し、走行速度が速くなって機体が揺れても下側不感帯（α）と上側不感帯（β）の範囲が広がることで頻繁な刈取装置（２７）の昇降動作を防ぐことが出来る。また、上側不感帯（β）を下側不感帯（α）よりも広くしていることで、重い刈取装置（２７）を上昇させることによる反動で機体が揺れることが少なくなる。

請求項１に記載の発明によれば、コンバインの旋回等によって刈取装置（２７）が左右に移動したり、コンバインが後進したりしても、接地体６が圃場に引っ掛って破損することが少なくなる。

請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、第一支持軸（１）と第一支持体（２）と第二支持体（４）と接地体（６）を備えた刈高さ検出装置（３４）が狭い分草体（４２）の下部に収まり、刈取装置（２７）の最低地上高を精度よく検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加え、コンバインの機体が左右に傾いても刈取装置（２７）が地面に接触して破損することが少なくなる。

請求項４に記載の発明によれば、上記請求項３に記載の発明の効果に加え、重量の重い刈取装置（２７）を上昇させ過ぎて機体が不安定になるのを防ぐことができる。
請求項５記載の発明によれば、上記請求項３に記載の発明の効果に加え、重量の重い刈取装置（２７）を上昇させることによる反動で機体が揺れて不安定になることを防ぎ、機体の走行による揺れによって頻繁に刈取装置（２７）を昇降させることが無くなり、刈取さの変動が少なくなって刈取作業を安定して行なうことができる。

本発明の刈高さ検出装置を設けたコンバインの側面図である。 （ａ）コンバインの部分拡大側面図である。（ｂ）図（ａ）のＳ１−Ｓ１断面図である。 本発明の刈高さ検出装置の第一実施例の左側面図である。 同第一実施例の背面図である。 同第一実施例の底面図である。 本発明の刈高さ検出装置の第二実施例の左側面図である。 同第二実施例の底面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）別実施例を示す接地体の平面図である。 制御ブロック図である。 制御フローチャート図である。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
走行フレーム３３の下側に左右一対のクローラ２８を設け、機体の上側に脱穀装置２９を設け、該脱穀装置２９の右側に貯留装置３１とその前側の操作席３０を設け、機体前方には刈取装置２７を設ける。貯留装置３１の後側には、該貯留装置３１に一時貯留した穀粒を外部に排出する排出装置３２を設けている。

クローラ２８は、エンジンの動力によって静油圧式無段変速装置とミッションを介して駆動される構成である。
前記刈取装置２７は、基端側を走行フレーム３３側に支持し、先端側を上下回動自在に設けた刈取支持フレーム３５に装着して、昇降シリンダ４１の伸縮によって上下昇降自在としており、刈取支持フレーム３５の先端には左右方向に沿わせて刈取下部フレーム３９を取付けている。

刈取下部フレーム３９には前方に延出した複数の分草フレーム３８を設け、先端に分草体４２を取付けている。左右に複数設ける分草フレーム３８の正面視で右から二番目の分草フレーム３８先端側には、刈高さ検出装置３４を備える。

分草体４２により条毎に分離された穀稈は引起装置４０により直立状態に引起され、図示せぬ掻込装置により挟持掻込されながら分草フレーム３８の中間部に設けた往復動バリカン式の刈刃装置３６で株元を切断され、後方に搬送され、刈取装置２７から脱穀装置２９に引継がれる。

前記脱穀装置２９の一側には、無端搬送チェンであるフィードチェン３７ａとこのフィードチェン３７ａの上側に対向して穀稈を挟持すべく下向き付勢して設けた挟持杆３７ｂとで構成した供給搬送装置３７を備える。

図２（ａ）に示す如く、分草フレーム３８の先端を上方へ曲げて、その先端に分草体４２を其の上面が後方に向かって登り傾斜面となるように設けている。分草体４２は、図２（ｂ）の断面図に示す如く、円弧状に湾曲した上板４２ａと平坦な下板４２ｂを一体に溶接した構成で、下板４２ｂに第一支持軸１を垂直に固着している。

分草体４２は先端が地面に接近し、後端が引起装置４０のフレーム前面に接近していて、分草体４２の後端と引起装置４０のフレーム全面との間に分草ガイド４３を設けて藁屑等の侵入を防いでいる。

刈高さ検出装置３４の分草フレーム３８への取り付けは、前記の他に、分草フレーム３８を上方へ湾曲して其の湾曲部内に取り付けることも出来る。
この刈高さ検出装置３４は圃場面Ｇに対する刈取装置２７の上下方向の距離を検出するためのものであり、この刈高さ検出装置３４の接地体６の位置を角度センサ１０によって検出し、この検出値に応じて前記昇降シリンダ４１の伸縮出力を行い、刈取装置２７の圃場面Ｇに対する高さ、特に刈刃装置３６の高さを調節することで、穀稈の刈高さを一定にして、コンバインにおける穀稈搬送及び脱穀性能の向上を図るものである。

刈高さ検出装置３４の部材体的な構成を図３〜図５で説明すると、１は前記分草体４２に下方へ向けて垂直に取り付けた第一支持軸であり、この第一支持軸１へ軸心方向スライド及び回動自在に第一支持体２を外嵌し、座金１３と止めネジ１４で抜け止めし、上部のバネ受け座１６と第一支持体２の上面との間に圧縮バネ（第三バネ）１５を介在させて第一支持体２を常時下方へ押し下げ付勢し、第一支持体２を分草体４２との間に設ける吊りバネ４４で吊っている。吊りバネ４４は第一支持体２の上下スライドをし易くするためで、圧縮バネ１５の押し下げ力よりも弱くする。

第一支持体２の下面には突起２０と止めネジ１４に巻き掛けて第一支持軸１の上部から左右側部に設けた引っ掛け部２１ａ，２１ｂに端部を係止した第一トーションバネ（第一バネ）７を設けて、左右に回動した第一支持体２が初期位置の後方へ向かう位置に復帰するように付勢している。

また、第一支持軸１の軸端側には、平面視が三角形で後述する第二支持体４の側面に当たって該第二支持体４の回り過ぎを規制する前方回動規制部材１１を設けている。
第一支持体２に対して、その後側面に、平面視でコ字状の第二支持体４を前後方向に設ける第二支持軸３で回動自在に軸支し、第二支持体４の上部に設けた突起杆１９を挟んで第一支持体２のバネ受け１８に引っ掛けた第二トーションバネ（第二バネ）８を第二支持軸３に巻き付け、止めネジ１７で固定して第二支持体４が第二支持軸３を中心に第一支持体２の後側面に沿って左右に揺動しても第二トーションバネ８のバネ付勢力で元の位置に復帰するようにしている。

この第二支持体４には側面に取り付けた角度センサ１０の第三支持軸５を左右方向に通してこの第三支持軸５に接地体６を固着し、接地体６を後下方へ延出させてその後端屈曲部を圃場面Ｇに接地させるようにしている。

また、第二支持体４には接地体６の下側に当たって下方回動を規制する突起片状の下方回動規制部材９を第二支持体４の左側部から伸ばして設けている。
以上に示すように刈高さ検出装置３４を構成することで、刈取装置２７の対地高さを精度よく検出できるとともに、接地体６にかかる外力に対して柔軟に対応することができ、刈高さ検出装置３４、特に接地体６の破損を防ぐことができる。機体を後進させた場合、接地体６を機体左側面視で反時計方向（図３における反時計方向）に回転させる力がかかるが、圧縮バネ１５の弾性力に抗して第一支持体２が上昇退避する。従って、少ない上昇距離で接地体６を上昇させることができるので、分草フレーム３８の先端に刈高さ検出装置３４をコンパクトに配置できる。

また、退避移動量が少ないために、退避状態から通常の刈高さ検出状態への復帰が速やかに行なえ、後進と前進を繰り返したような場合でも前進時の刈高さ検出を確実に行うことが出来る。

図６と図７に示す第二実施例では、前記下方回動規制部材９を第二支持体４の前側から接地体６の下方へ突設して、下方回動規制部材９に泥が溜まり難くしている。また、第一支持軸１の下端には前方回動規制部材１１をボルト２２で止めて第一支持体２の抜け止めとしている。

図８（ａ）〜（ｃ）は、接地体６の別実施例で、接地体６を基部接地体６ａと先端接地体６ｂとに分割し、基部接地体６ａと先端接地体６ｂをコイルスプリング２３や板バネ２４或いはピン２６とコイルスプリング２５とで連結して、先端接地体６ｂに加わる外力を逃がすようにしている。

図９は、刈取装置２７を自動的に一定刈高さに維持する制御のブロック図で、前記角度センサ１０から接地体６の上下揺動による回動角度が検出されて制御装置４７に入力し、走行フレーム３３の適宜位置に設ける左右傾斜センサ４６から機体の左右傾斜角度が検出されて制御装置４７に入力する。制御装置４７では、角度センサ１０の角度データから接地体６の取付位置での刈取装置２７の地上高が演算され、左右傾斜センサ４６の検出データから機体の左右傾斜角度が演算され、さらに、事前に入力している接地体６の取付位置から刈取装置２７の左右地面接近端部までの距離と地上高と機体傾斜角度から刈取装置２７の左右地面接近端部の地上高が演算されて、刈取装置２７の左右地面接近端部の地上高が所定の限界距離以下であれば刈取装置２７を上昇させ、接地体６取付位置での地上高が所定上限を越えると刈取装置２７の上昇を停止する。

刈取装置２７の自動昇降制御は、図１０の如く行われる。
角度センサ１０の検出回動角度から演算した刈取装置２７の地上高が所定上限値Ｈａや所定下限値Ｈｂを越えていれば、刈取装置２７の昇降を行わず、左右傾斜センサ４６の検出傾斜角から演算した機体の左右傾きが所定傾きを越えていれば、刈取装置の左右端部の地上高を演算して、その左右端地上高が所定上限や所定下限を越えていれば、刈取装置２７の昇降を行わない。

そして、上記条件をクリアすると刈取装置２７の昇降制御を行う。刈取装置２７の地上高が下側不感帯αを越えて低ければ刈取装置２７を上昇し、地上高が上側不感帯βを越えて高ければ刈取装置２７を下降するのである。下限不感帯αと上限不感帯βは走行速度に比例して幅を広げるようにすることで、機体の振動で刈取装置２７が頻繁に昇降しないようにする。

なお、路上走行においては、刈取装置２７の自動昇降制御を停止する。

１ 支持軸
２ 第一支持体
３ 前後軸
４ 第二支持体
５ センサ軸
６ 接地体
１０ 角度センサ
１１ 前方回動規制部材
１５ 圧縮バネ
２７ 刈取装置
３４ 刈高さ検出装置
３８ 分草フレーム
３９ 刈取下部フレーム
４２ 分草体
４６ 左右傾斜センサ
４７ 制御装置
α 下側不感帯
β 上側不感帯
Ｈａ 所定上限値
Ｈｂ 所定下限値

Claims (5)

1. 刈取装置（２７）に備えた分草体（４２）の下部に上下方向の第一支持軸（１）を設け、この第一支持軸（１）に対して第一支持体（２）を上下スライド自在及び回動自在に取り付け、この第一支持体（２）の後側部に設けた前後方向の第二支持軸（３）に対して第二支持体（４）を回動自在に取り付け、この第二支持体（４）に設けた左右方向の第三支持軸（５）に対して斜め後下方へ延出する接地体（６）の基部を取り付け、この接地体（６）の上下揺動による第三支持軸（５）の回動角度を検出する角度センサ（１０）を設けたコンバインの刈高さ検出装置。
2. 前記刈取装置（２７）の下部に備えた分草フレーム（３８）の先端を上方へ屈曲しその先端部に分草体（４２）を後上がり状態に取り付け、この分草体（４２）の下側に第一支持軸（１）を設けたことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの刈高さ検出装置。
3. コンバインの機体の左右傾斜角度を検出する左右傾斜センサ（４６）を設け、刈高さ検出装置（３４）の取付位置から刈取装置（２７）の外側端部までの距離と、前記左右傾斜センサ（４６）で検出された機体の左右傾斜角度と、刈高さ検出装置（３４）で検出された地上高から、刈取装置（２７）の地面への最接近距離を算出し、この最接近距離が設定された下限値（Ｈｂ）以下となった場合に刈取装置（２７）を上昇させる制御装置（４７）を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンバインの刈高さ制御装置。
4. 前記刈高さ検出装置（３４）で検出された地上高が設定された上限値（Ｈａ）となった場合には、刈取装置（２７）を上昇させる制御を実行しない構成としたことを特徴とする請求項３に記載のコンバインの刈高さ制御装置。
5. 前記刈高さ検出装置（３４）で検出される地上高が変動しても刈取装置（２７）を昇降させない上側不感帯（β）および下側不感帯（α）を設け、この上側不感帯（β）を下側不感帯（α）よりも広く設定すると共に、この上側不感帯（β）と下側不感帯（α）の幅を走行速度が速くなるに従って広くする構成としたことを特徴とする請求項３に記載のコンバインの刈高さ制御装置。

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