| 【発明の名称】 |
コンバインの走行制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】尾崎 徳宗
【氏名】山形 浩司
【氏名】池田 太
【氏名】加藤 勝秀
【氏名】熊谷 雅行
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| 【要約】 |
【課題】操向制御手段を備えた車体横スライド機構付きコンバインの走行性能を向上させる。
【解決手段】左右のサイドクラッチを、分草具４８に備えた操向センサ４７の検出情報に基づいて入切り操作して機体を植立茎稈に沿って自動走行させる操向制御手段を設け、両クローラ１，１を有した走行部Ａに対して刈取部と脱穀部とグレンタンクを備えた作業部Ｂを横移動させる横移動機構と、分草具４８と左クローラ１Ｌとの左右間隔を検出可能な位置センサとを備え、操向制御手段による自動走行状態においては、切株ｍ上を左クローラ１Ｌが通過するように、操向センサ４７と位置センサと横移動機構とを連係させて分草具４８と左クローラ１Ｌとの相対左右位置を調節する切株走行制御手段を備える。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 植立茎稈と分草具との左右方向の相対位置を検出可能な操向センサを刈取部に配備し、左右のクローラ走行装置の駆動速度に差を付けることが可能な速度差操向手段を備え、前記操向センサの検出情報に基づいて前記速度差操向手段を作動させることにより、機体を植立茎稈に沿って自動走行可能な操向制御手段を設け、前記両クローラ走行装置を有した走行部に対して刈取部を左右方向に移動調節可能な横移動機構、及び、前記分草具と前記クローラ走行装置との左右方向位置を検出可能な位置センサを備え、前記操向制御手段による自動走行状態においては、前記刈取部の茎稈刈取りによって形成された切株上を既刈り側のクローラ走行装置が通過するように、前記操向センサと前記位置センサと前記横移動機構とを連係させて前記分草具と前記既刈り側のクローラ走行装置との相対左右方向位置を調節可能な切株走行制御手段を備えてあるコンバインの走行制御装置。
【請求項２】 前記横移動機構は、前記刈取部と脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部が、前記走行部に対して左右方向に移動調節可能に構成されている請求項１に記載のコンバインの走行制御装置。
【請求項３】 前記既刈り側のクローラ走行装置に装備された心金が前記切株上を通過するようにしてある請求項１又は２に記載の走行制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操向センサの検出情報に基づく速度差操向手段（サイドクラッチ等）の作動によって、機体が茎稈列に沿って自動走行できる操向制御手段を備えたコンバインに係り、詳しくは、その操向制御手段に刈取部の横スライド機構を組合わすことにより、クローラが切株上を走行するように制御させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、操向制御手段を備えたコンバインとしては、特開平６‐３１９３０８号公報や特開平７‐１０７８１０号公報のもの等が知られている。又、特開平９‐２７５７３９号公報に示されたコンバインでは、刈取部をその付け根部分で横スライド可能に機体に支持することが示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記前者の技術は、植立茎稈を確実に一対の分草具間に導入して切り残し無く刈取作業させることが目的であり、サイドクラッチ操作で機体の左右向き変更を自動的に行いながら走行する。従って、クローラベルトの走行場所は左右の切株間の地面であったり、又は切株上を含む地面であったりする等、一定しないものである。
【０００４】前記後者の技術は、刈取部の横スライドによって回り刈り形態と中割り刈り形態との双方に適した機体状態を構成することが目的であり、そのときの刈取部とクローラ走行装置との左右方向位置関係は問題とされていない。故に、クローラベルトの走行場所は、左右の切株間地面であったり、切株上を含む地面であったりする。
【０００５】例えば、湿田においてクローラベルトが左右の切株間の地面を通過する状態では、クローラ沈下量が大となって走行抵抗が増えるので、機体が進み辛くなるとか泥寄せが顕著になって未刈り茎稈に泥が掛かる等の不利がある。又、クローラベルトが切株上を含む地面を通過する状態では、湿田でも比較的クローラ沈下量が少なく、有効な駆動力も得易い。
【０００６】つまり、前述したいずれの技術のものでも走行場所が定まらないので、有効な駆動力が得られたり得られなかったりするとか、機体の左右一側が大きく沈んだり浮き上がったりする等、走破性が芳しくないものであるとともに、走行状態が安定せず、刈取作業が不安定になり易い面もあり、改善の余地があった。本発明の目的は、前述した２種の技術を有機的に結合させることにより、機体の姿勢や駆動力が安定するとか、泥寄せが防止されるといった具合に、操向制御手段を備えたコンバインの走行性能を向上させる点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】〔構成〕第１発明は、植立茎稈と分草具との左右方向の相対位置を検出可能な操向センサを刈取部に配備し、左右のクローラ走行装置の駆動速度に差を付けることが可能な速度差操向手段を備え、操向センサの検出情報に基づいて速度差操向手段を作動させることにより、機体を植立茎稈に沿って自動走行可能な操向制御手段を設け、両クローラ走行装置を有した走行部に対して刈取部を左右方向に移動調節可能な横移動機構、及び、分草具とクローラ走行装置との左右方向位置を検出可能な位置センサを備え、操向制御手段による自動走行状態においては、刈取部の茎稈刈取りによって形成された切株上を既刈り側のクローラ走行装置が通過するように、操向センサと位置センサと横移動機構とを連係させて分草具と既刈り側のクローラ走行装置との相対左右方向位置を調節可能な切株走行制御手段を備えてあることを特徴とする。
【０００８】第２発明は、第１発明において、横移動機構は、刈取部と脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部が、走行部に対して左右方向に移動調節可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】第３発明は、第１又は第２発明において、既刈り側のクローラ走行装置に装備された心金が切株上を通過するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】〔作用〕請求項１及び２の構成によれば、切株走行制御手段の機能により、操向制御手段による自動走行状態においては、刈取部の茎稈刈取りによって形成された切株上を既刈り側のクローラ走行装置が通過するように、刈取部とクローラ走行装置との左右方向位置が制御されるので、操向制御によって茎稈列に対する機体の左右方向位置或いは向きが変化しても、既刈り側クローラベルトは必ず切株上を走行することになる。
【００１１】つまり、従来のように、切株間を走行したり切株上を走行したりといった走行場所の変化がなく、常に切株上を走行するようになり、湿田でも比較的クローラ沈下量が少なく、有効な駆動力も得易い状態を維持することができる。従って、泥寄せ等の圃場を荒らすことが少なくなり、かつ、圃場での走破性が向上するようになる。
【００１２】請求項２の構成によれば、刈取部だけでなく、脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部ごと横移動させるので、刈取った茎稈の脱穀部への茎稈搬送経路の変化が無く、良好な茎稈搬送状態が維持し易い。
【００１３】請求項３の構成によれば、既刈り側のクローラ走行装置に装備された心金が切株上を通過するようにしてあるので、クローラベルト左右端のゴムベルト部分が通過する場合に比べて、ゴム部分の変形によって沈下量が大きくなるといったことがなく、機体重量を確実に切株に作用させることができ、より安定的に走行できるようになる。
【００１４】〔効果〕請求項１〜３のいずれに記載のコンバインでも、（イ）操向制御手段と刈取部の横スライドを有機的に結合させた切株走行制御手段によって、操向制御中は既刈り側のクローラベルトが切株上を走行するようになり、機体の構造変更を伴うことなく圃場での走破性が向上し、かつ、圃場も荒れ難くなる走行制御装置を提供することができた。
【００１５】請求項２に記載の走行制御装置では、脱穀部への良好な茎稈搬送状態を維持しながら上記効果（イ）が得られる利点がある。
【００１６】請求項３に記載の走行制御装置では、切株上をクローラベルトの心金が通過する制御により、上記効果（イ）をより強化できるとともに、機体姿勢がより安定する利点もある。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１にコンバインの側面図が、かつ、図２に平面図が夫々示され、ａは刈取部、ｂは脱穀部、ｃは穀粒収容部、１はクローラ走行装置、２は運転部、３はエンジン４とミッション２４とを備えた原動部である。
【００１８】刈取部ａは、引起し装置５、刈取装置６、縦搬送装置７等を備えて成り、機体に対して昇降可能である。脱穀部ｂは、フィードチェン８、扱胴９を備えた扱室１０、揺動選別装置１１、排藁カッター１２等を備えており、機体左側に搭載されている。穀粒収容部ｃは、脱穀部ｂから送られてきた穀粒を貯留するグレンタンク１３、このグレンタンク１３に回収された穀粒を機外排出するアンローダ１４等から構成されている。
【００１９】このコンバインでは、クローラ走行装置１と運転部２と原動部３を備えた走行部Ａと、刈取部ａと脱穀部ｂと穀粒収容部ｃとを備えた作業部Ｂとを、機体の左右方向に相対移動調節可能な横移動機構１５を備えてある。
【００２０】図１，図４〜図６に示すように、走行部Ａは、駆動スプロケット１６、緊張転輪１７、及び複数の従動輪１８を備えた左右のトラックフレーム１９，１９と、これらを昇降機構２０を介して支持する走行機台２１と、運転部２と原動部３を搭載支持する走行フレーム２７とで成るとともに、前及び後の油圧スライドシリンダ２２，２３を備えている。
【００２１】図１，図４，図５、及び図７に示すように、作業部Ｂは、作業フレーム２５に、刈取部ａ、脱穀部ｂ、グレンタンク１３、燃料タンク２６等を搭載支持して構成されており、レール構造を施すことによって走行フレーム２７に対して左右方向にスライド可能に支持してある。後油圧シリンダ２３は両端突き抜け型に構成され、そのパイプ製シリンダ筒２３ａが左右のトラックフレーム１９，１９を連結する部材に兼用されるとともに、ピストンロッド２３Ａの両端を作業フレーム２５後部の左右端部に連結してある。又、前油圧シリンダ２２も長さの短い両端突き抜け型に構成され、そのシリンダ筒２２ａを走行フレーム２７に固定するとともに、ピストンロッド２２Ａの両端を作業フレーム２５前部の左右端に連結してある。
【００２２】図８に示すように、４個のロッド２２Ａ，２３Ａと作業フレーム２５とは、ゴムカップリングＦを介して連結されている。ゴムカップリングＦは、ゴム部５１と、その両側の取付部５０，５０とで成り、一方の取付部５０をロッド２２Ａ，２３Ａ端に、かつ、他方の取付部５０を作業フレーム２５に夫々固定する。
【００２３】各油圧シリンダのピストンロッド２２Ａ，２３Ａは、油室２２ｂ，２３ｂを形成するための左右のエンドロッド２２ｃ，２３ｃどうしを連結パイプ２２ｄ，２３ｄで連結して成る長尺状に形成されている。つまり、前後の油圧シリンダ２２，２３の左右移動駆動により、作業フレーム２５を走行フレーム２７に対して所定範囲内で左右スライド移動可能に構成されているのである。そのスライド移動の状況は以下のようである。
【００２４】つまり、脱穀部ｂの左側板２８の左クローラ１Ｌから左方向への突出量と、グレンタンク１３の右側板１３ａの右クローラ１Ｒから右方向への突出量とがほぼ等しい状態、すなわち、作業部Ｂが走行部Ａから左右横側方へ所定量突出した標準位置〔図３（イ）参照〕と、この標準位置から作業部Ｂが走行部Ａに対して穀粒収容部存在側の反対側である左側に最も移動した移動位置〔図３（ロ）参照〕とに亘って、前後の油圧シリンダ２２，２３で成る横移動機構１５による作業部Ｂと走行部Ａとの相対位置を移動可能に構成してある。標準位置と移動位置との移動距離は、油圧シリンダ２２，２３の動作長さのことである。
【００２５】図５，図６、及び図９〜図１１に示すように、走行フレーム２７と作業フレーム２５との相対移動を規制可能な係合手段Ｈを設け、走行部Ａと作業部Ｂとが所定の相対セット位置になると係合手段Ｈが作用する状態に構成してある。作業フレーム２５は、走行フレーム２７に装備された複数の傾斜ローラ５２に載せ付けられており、作業フレーム側の転動面５３に対してローラ５２が転がることで相対移動する構造である。そして、グレンタンク１３が最も右に寄る位置と最も左に寄る位置との２箇所において、転動面５３にローラ５２が入り込む凹入部５３ａ，５３ａが形成してあり、前述した標準位置と移動位置との両位置においては、リーク等によって油圧シリンダ２２，２３による位置決め機能が不完全であっても、係合手段Ｈの作動により、走行部ａと作業部ｂとの相対位置ズレが先ず生じない。
【００２６】このコンバインでは、横移動機構１５を動かしての各種制御、すなわち、バランス制御手段Ｃ、横移動制御手段Ｄ、操向制御手段Ｅを行う制御回路を設けてある。そして、人為操作によって走行部Ａと作業部Ｂとを相対移動調節する手動操縦モードと、バランス制御手段Ｃが作動するバランス制御モードと、横移動制御手段Ｄが作動する横移動制御モードと、操向制御手段Ｅが作動する操向制御モードとを切換えるモード切換スイッチ３９を設けてある。
【００２７】バランス制御手段Ｃは、グレンタンク１３に貯留された穀粒量を検出可能な穀粒量検出段４１を備え、グレンタンク１３に貯留された穀粒量が増えるに従って、作業部Ｂを走行部Ａに対して左側に移動するように、穀粒量検出段と横移動機構１５とを連係するものである。
【００２８】つまり、図１２に示すように、前後の油圧シリンダ２２，２３の電磁制御弁３８と、電磁制御弁３８操作用の左右移動レバー４０と、グレンタンク１３下部に設けた重量計４１を制御装置３７に接続してあり、モード切換スイッチ３９を「バランス」モードに切換えてバランス制御手段Ｃの作動状態にすると、グレンタンク１３での回収穀粒量に応じて自動的に作業部Ｂが横スライドされる。
【００２９】すなわち、重量計４１の検出重量が最も軽いとき（穀粒が無いとき）には、作業部Ｂが最も右に寄った標準位置になり、重量計４１の検出重量が最も重いとき（穀粒が満載のとき）には、作業部Ｂが最も左に寄った移動位置になるように設定されており、穀粒の回収量が増えるに従って標準位置から左側への移動量が増えるように自動制御される。そして、グレンタンク１３が満載となる移動位置に操作された状態では、左右のクローラ走行装置１，１にほぼ等しい荷重が作用するように左右方向での重量バランスを設定してある。
【００３０】横移動制御手段Ｄは、植立茎稈と分草具４８との左右方向の相対位置を検出可能な操向センサ４７を備え、横移動機構１５を操向センサ４７の検出情報に基づいて正逆駆動することにより、機体を植立茎稈に沿って自動走行させるものであり、具体的には、刈り始めにおける条合わせが横にズレているといったことがあっても、各分草具４８の左右間に同じ茎稈列が正しく導入され続けるように、作業部Ｂを走行部Ａに対して自動的に横移動させるのである。
【００３１】ここで、公知の操向センサ４７の構成を概略説明すると、図２，図１２に示すように、機体前方側に復帰付勢されたセンサバー４７ａと、そのセンサバー４７ａの機体後方への回動角を検出するポテンショメータ４７ｂとを一対備えており、機体進行に伴って分草具４８，４８の間に導入される茎稈の株元部分に接当するセンサバー４７ａが茎稈接当位置に応じて後方回動し、ポテンショメータ４７ｂからは、機体進行方向に並ぶ茎稈に対する分草具４８からの横方向間隔が小になるほど大となる信号が出力されるようになっている。
【００３２】従って、モード切換スイッチ３９を「横移動」モードに切換えて横移動制御手段Ｄの作動状態にすると、ポテンショメータ４７ｂの出力信号が所定の範囲に維持されるように、該ポテンショメータ４７ｂの出力信号の大小に応じて作業部Ｂを横移動させるように作動し、植立茎稈が隣合う一対の分草具４８，４８の間における所定の位置に導入され、株の切り残しの無い良好な刈取作業が行えるのである。
【００３３】但し、走行部Ａと作業部Ｂとの左右方向での相対位置を検出する位置センサ４９を備え、横移動制御手段Ｄを行わせる指令が出ると、作業部Ｂを、これと走行部Ａとの全横移動ストロークにおける中央領域に移動させてから制御作動が開始されるように構成してある。図５に示すように、走行部Ａと作業部Ｂに亘って装着されたストロークセンサ（直線ポテンショメータ等）で位置センサ４９を構成してある。
【００３４】すなわち、作業部Ｂが横移動ストロークの丁度中央位置になるときの位置センサ４９の出力値を予め記憶させてあり、前記指令であるモード切換スイッチ３９の「横移動」モードへの操作時に、位置センサ４９の出力値がその予め決められた値となるように横移動機構１５が駆動される。従って、実際には、モード切換スイッチ３９を「横移動」モードに切換えて、作業部Ｂが前述した中央領域に寄り移動してから条合わせを行い、刈取作業を開始すると良い。
【００３５】操向制御手段Ｅは、左右のクローラ走行装置１，１に対して夫々サイドクラッチ（速度差操向手段の一例）４２を備え、操向センサ４７の検出情報に基づく一対のサイドクラッチ４２，４２の入り切り操作により、機体を植立茎稈に沿って自動走行させる公知の技術であり、詳細説明は割愛する。その概略は、ポテンショメータ４７ｂの出力信号が所定の範囲に維持されるように、ポテンショメータ４７ｂの出力信号の大小に応じて一方のサイドクラッチ４２の切り回数や切り時間等が自動調節されるのである。この操向制御手段Ｅは、モード切換スイッチ３９を「操向」モードに切換ることで行われる。
【００３６】加えて、操向制御手段Ｅによる自動走行状態においては、刈取部ａの茎稈刈取りによって形成された切株ｍ上を既刈り側のクローラ走行装置１Ｌが通過するように、操向センサ４７と位置センサ４９と横移動機構１５とを連係させて分草具４８と既刈り側のクローラ走行装置１との相対左右方向位置を調節可能な切株走行制御手段Ｊを備えている。作業部Ｂと走行部Ａとの位置を検出する位置センサ４９は、構造上の寸法を加減しておくことにより、分草具４８とクローラ走行装置１との左右方向位置の検出手段として使用できるものである。
【００３７】すなわち、図１３に示すように、切株走行制御手段Ｊは、操向センサ４７が配備される左から２番目の第２分草杆４８Ｂに直ぐ右側に導入される植立茎稈の位置に、左側のクローラベルト１Ｌの左右中心の左右中心を合わせるように制御するものであり、第２分草杆４８Ｂと第２植立茎稈Ｍとの第１間隔ｄ1 、及び、第２分草杆４８Ｂと左クローラベルト１Ｌの左右中心との第２間隔ｄ2 とを算出して、ｄ1 ＝ｄ2 となるように、横移動機構１５を駆動するのである。
【００３８】第１間隔ｄ1 は、圃場によって条間隔ｄ3 が決まっていること（通常は３００又は３３０ｍｍ）と、ポテンショメータ４７ｂの出力信号の大小から操向センサ４７と植立茎稈との間隔が割り出せることとから随時演算して求める。又、第２間隔ｄ2 は、これの標準位置と移動位置との各位置における値と、横移動ストローク量とを記憶させておいて、制御時における位置センサ４９の検出情報から演算して求める。つまり、制御が正常に作動しておれば、ｄ1 ＝ｄ2 ＝ｄ3 ／2 が成り立つようになる。
【００３９】ところで、クローラベルト１Ｌは、図１４に示すように、駆動スプロケット１６に咬合する多数の心金１ａを、ゴム製のクローラ本体１ｂに略埋設させたゴムクローラであり、切株走行制御手段Ｊが作動すれば、心金１ａが切株ｍ上を通過するものでもある。切株走行制御手段Ｊは、モード切換スイッチ３９が「操向」モードに操作されており、かつ、切株走行モードスイッチ４６を「ＯＮ」位置に操作することで実行されるものであり、切株走行モードスイッチ４６を「ＯＦＦ」にすれば、クローラの走行位置を制御しない通常の操向制御が実行されるのである。
【００４０】そして、モード切換スイッチ３９を「手動」モードに切換えると、左右移動レバー４０の操作で電磁制御弁３８を操作する状態になり、作業部Ｂを任意に横移動することができる。図５に示すように、後油圧シリンダ２３の動きを検出するストロークセンサ４９を設けてあり、作業部Ｂの走行部Ａに対する左右位置をフィードバックできるようにもしてある。つまり、作業部Ｂは左右移動レバー４０の操作位置に追従して移動するようにしてあり、左右移動レバー４０を図１２において最も右側に操作すれば標準位置に移動し、最も左側に操作すれば移動位置に移動するのである。
【００４１】ところで、左右移動レバー４０を、中央が中立であり、左に傾倒すれば作業部Ｂが左に移動し、右に傾倒すれば右に移動する入切り型に構成し、左右のレバー傾倒操作で横移動機構１５を動かしてから中立に戻すことにより、作業部Ｂを意図する位置に操作できるというものでも良い。
【００４２】手動操縦モードの使い方としては、例えば、自動制御モードを選択していると、刈取脱穀作業の開始前では作業部Ｂが右に寄っているが、オーバーハングした突起のある狭い場所を通過する場合に、モード切換えスイッチ３９を「手動」にして作業部Ｂを左に移動させて通過できるようにする、といったことが考えられる。
【００４３】〔別実施形態〕上記実施形態では、要するに車体ごと横移動させる構造であるが、前述した特開平９‐２７５７３９号公報に示されたコンバインのように、刈取部ａのみを横スライドさせるようにしたものに本発明を適用しても良い。
【００４４】速度差操向手段４２としては、サイドクラッチの他、駆動速度を左右で異ならせて操向するものでも良い。たとえば、左右のクローラ走行装置を独立駆動自在なＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）や、多段ギヤ式ミッションや、左右のクローラ走行装置毎に装備したベルト無段変速装置等、種々の構成が考えられる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１７８４０４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月６日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３５０３５７ |
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