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【発明の名称】 収穫機の刈取り部対地高さ検出装置
【発明者】 【氏名】西田 和彦
【住所又は居所】大阪府堺市石津北町６４番地 株式会社クボタ堺製造所内

【氏名】高原 一浩
【住所又は居所】大阪府堺市石津北町６４番地 株式会社クボタ堺製造所内

【氏名】土井 久
【住所又は居所】大阪府堺市石津北町６４番地 株式会社クボタ堺製造所内

【氏名】松林 智也
【住所又は居所】大阪府堺市石津北町６４番地 株式会社クボタ堺製造所内
【要約】 【課題】接地センサーを利用して刈取り部の対地高さを検出する装置を、優れた検出精度及び耐久性を備えた状態で得る。

【解決手段】接地センサー２１を、分草フレーム１６に固定のギヤケース４０に上下揺動自在に支持させてある。接地センサー２１の揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部２２をギヤケース４０に支持させてある。接地センサー２１を上下揺動自在に支持する回転支軸４１を検出部２２の入力軸に増速連動させるギヤ機構をギヤケース４０の内部に設けてある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置であって、
前記接地センサーを上下揺動自在に支持している回転支軸を前記検出部の入力軸に対して増速連動させるギヤ機構、及び、このギヤ機構を内装しているギヤケースを備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置。
【請求項２】
前記分草フレームに、前記接地センサーの遊端側に対して係止作用して接地センサー遊端側の分草フレームに対する横ずれを規制する係合部を設けてある請求項１記載の収穫機の刈取り部対地高さ検出装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
収穫機において、刈取り部の対地高さを検出する検出装置を設け、この対地高さ検出装置による検出高さが設定高さ以下になれば、刈取り部を走行機体に対して自動的に上昇させる制御が実行されるように構成するとか、対地高さ検出装置による検出結果に基づいて刈取り部の対地高さが設定範囲内になるように、刈取り部を走行機体に対して自動的に昇降させる制御が実行されるように構成し、走行機体が前後に傾斜するなどしても、刈取り部の分草具が地面に突っ込むことを回避するとか、刈取装置による刈り高さを設定高さに維持しながら作業できるようにされることがある。
【０００３】
刈取り部の対地高さを接地センサーによって検出するようになった検出装置として、従来、たとえば特許文献１に示されるものがあった。
すなわち、接地センサーを、分草フレームとしての刈取り支持フレームの先端部に対して、横軸芯まわりに上下揺動可能に枢支した状態で設け、接地センサーの上下揺動変位を検出する検出部としてのポテンショメータを設けたものがあった。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５８−２６８２１号公報 （ 第４−５頁、 第２図 ）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の対地高さ検出装置を採用した場合、接地センサーの揺動角の割には敏感に精度よく検出できるようにするには、入力軸がわずかに回転しただけでも、その回転角の割には検出部本体が大ストロークにわたって作動するようになった検出部を採用する必要があり、検出部の面から検出装置全体が大型になっていた。
【０００６】
本発明の目的は、接地センサーの揺動角の割には敏感かつ精度よく検出できるものでありながら、コンパクトに、かつ、耐久性の富んだ状態に得られる収穫機の刈取り部対地高さ検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成、作用は、次のとおりである。
【０００８】
〔構成〕
分草フレームに対して上下揺動自在な接地センサー、及び、この接地センサーの揺動角に基づいて刈取り部の対地高さを検出する検出部を備えてある収穫機の刈取り部対地高さ検出装置において、前記接地センサーを上下揺動自在に支持している回転支軸を前記検出部の入力軸に対して増速連動させるギヤ機構、及び、このギヤ機構を内装しているギヤケースを備えてある。
【０００９】
〔作用〕
接地センサーが上下揺動して回転支軸が回転すると、その回転がギヤ機構によって増速して検出部の入力軸に伝達される。これにより、入力軸がわずかに回転しただけでは検出部本体が比較的小ストロークしか動作しない小型の検出部を採用しても、接地センサーが揺動すると、その揺動角の割には検出部が大ストロークにわたって動作するようになる。
【００１０】
ギヤ機構を内装しているギヤケースを備えてあるものだから、ギヤ機構を泥土やワラ屑が付着しないようにギヤケースでカバーし、泥土などに起因する作動不良などのトラブル発生を回避しながら検出できる。
【００１１】
〔効果〕
従って、接地センサーの揺動角の割には検出部が大ストロークにわたって動作して敏感にかつ精度よく検出できる。その割には、小型の検出部を採用して検出装置全体をコンパクトに得られ、かつ、泥土やワラ屑などでギヤ機構が作動不良を起こして検出不良などのトラブルが発生しにくいように耐久性の優れたものになる。
請求項２による発明の構成、作用は、次のとおりである。
【００１２】
〔構成〕
請求項１による発明の構成において、前記分草フレームに、前記接地センサーの遊端側に対して係止作用して接地センサー遊端側の分草フレームに対する横ずれを規制する係合部を設けてある。
【００１３】
〔作用〕
機体の操向操作が行なわれると、接地センサーが地面上を横滑りすることがある。このとき、接地センサーが地面上の隆起部などに引っ掛かってその遊端側が分草フレームに対して横ずれしようとしても、センサー遊端側が分草フレームの係合部で受け止め係止されて大きくは横ずれしなくなる。接地センサーや、接地センサーを上下揺動自在に支持している支軸などに無理な曲げ力が掛かりにくくなる。
【００１４】
〔効果〕
従って、接地センサーが地面上を横滑りしても、接地センサーやその支軸などに無理な曲げ力が掛かることによる変形や破損が発生しにくくなり、耐久性の優れたものになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【００１６】図１に示すように、クローラ式走行装置１によって自走し、運転座席２が装備された搭乗型の運転部、運転座席２の下方に位置するエンジン（図示せず）が備えられた原動部を有した自走機体の機体フレーム３の前部に位置する支持部４に、刈取り部１０の前処理部フレーム１１の基端側を機体横向きの軸芯まわりで回動自在に連結するとともに、前記機体フレーム３の後端側に脱穀装置５および穀粒タンク６を設けて、コンバインを構成してある。
【００１７】
このコンバインは、稲・麦などの穀粒を収穫するものであり、前記前処理部フレーム１１にリンク機構７を介してシリンダロッドが連結している油圧式のリフトシリンダ８を操作すると、このリフトシリンダ８が前処理部フレーム１１を上下に揺動操作して刈取り部１０を地面上近くまで下降した作業位置と、地面上から高く浮上した上昇非作業位置とに昇降操作する。刈取り部１０を下降作業位置にして自走機体を走行させると、刈取り部１０が複数の植付け条の刈取り対象の植立茎稈を機体横方向に並ぶ複数個の分草具１２によって分草して機体横方向に並ぶ複数の引起装置１３のうちの対応するものに案内し、各引起装置１３の上昇移動する引起し爪（図示せず）によって引起し処理するとともにバリカン型の刈取装置１４によって刈取り、刈取り穀稈を株元側に作用する挟持搬送装置と穂先側に作用する係止搬送装置とで成る搬送装置１７によって機体後方側に搬送し、脱穀装置５が搬送装置１７からの刈取穀稈を脱穀フィードチェン５ａによって機体後方向きに搬送しながら穂先側を扱室（図示せず）に供給して脱穀処理し、穀粒タンク６が脱穀装置５からの脱穀粒を回収して貯留していく。
【００１８】
刈取り部１０についてさらに詳述すると、図１、図２などに示す如く構成してある。
すなわち、機体フレーム３の前記支持部４に基端側が回動自在に連結している機体前後向きの伝動ケースで成るメインフレーム１１ａ、及び、このメインフレーム１１ａの先端部に中間部が連結している機体横向きの伝動ケース１５などによって前記前処理部フレーム１１を構成してある。前記横向き伝動ケース１５が備えている支持部材１５ａの機体横方向での複数箇所から分草フレーム１６を機体前方向きに延出させて、隣接し合う一対の分草フレーム１６によって穀稈引起し経路１８を形成し、各分草フレーム１６の先端部に前記分草具１２を固定し、各穀稈引起し経路１８の横側に前記引起装置１３を配置し、前記複数本の分草フレーム１６の基端部にわたって前記刈取装置１４を取り付けてある。
【００１９】
図２などに示すように、刈取り部１０の前記複数個の分草具１２のうちの最も機体横外側に位置する分草具１２のやや後側に、接地センサー２１を利用して刈取り部１０の対地高さを検出する刈取り部対地高さ検出装置２０を設けてある。図８に示すように、前記刈取り部対地高さ検出装置２０の検出部２２を連係させた制御手段３０に、前記リフトシリンダ８の制御弁３１の電磁操作部、運転部に設けた刈高さ設定手段３２を連係させてある。
【００２０】
刈高さ設定手段３２は、人為操作自在なポテンショメータで成り、刈高さ制御によって維持させるべき刈取装置１４の刈高さを変更自在に設定し、この設定刈高さを電気信号にして制御手段３０に出力するようになっている。
【００２１】
前記制御手段３０は、マイクロコンピュータを利用して成り、刈取り部対地高さ検出装置２０による検出情報、及び、刈高さ設定手段３２による設定情報に基づいてリフトシリンダ８を自動的に操作する刈高さ制御を実行するようになっている。すなわち、刈取り部対地高さ検出装置２０による検出高さが刈高さ設定手段３２による設定刈高さから外れると、制御弁３１にリフトシリンダ８を操作させるべき信号を出力することによってリフトシリンダ８を刈取り部１０の上昇側や下降側に操作し、このために刈取り部１０が上昇するとか下降して刈取り部対地高さ検出装置２０が刈高さ設定手段３２による設定刈高さに対応する対地高さを検出する状態になると、制御弁３１にリフトシリンダ８を停止させるべき信号を出力することにより、リフトシリンダ８を停止操作して刈取り部１０の上昇や下降を停止させるようになっている。
【００２２】
これにより、収穫作業を行なうに当たり、制御手段３０による刈高さ制御をオンに切り換えておく。すると、刈取り部対地高さ検出装置２０による検出高さが刈高さ設定手段３２による設定刈高さになるように刈取り部１０を自動的に昇降操作する刈高さ制御が行なわれ、走行地面の凹凸や傾斜のために自走機体が前後方向に傾斜しても刈取装置１４の対地高さが設定高さ又はそれに近いものに維持され、切り株の高さが設定刈高さ又はそれに近いものになる状態で作業できる。
【００２３】
図８に示す昇降レバー３４は、運転部に人為操作するように設けられ、操作されると刈取り部１０を上昇や下降させる指令を制御手段３０に出力することによって刈取り部１０を上昇操作や下降操作させるものである。すなわち、刈取り部１０を人為的に昇降操作するものである。制御手段３０は、前記昇降レバー３４が操作されて上昇や下降し指令を入力した場合、刈取り部対地高さ検出装置２０による検出結果に優先して制御弁３１を切り換え操作してリフトシリダ８を刈取り部１０の上昇側や下降側に操作するようになっている。
【００２４】
図２、図３などに示すように、前記刈取り部対地高さ検出装置２０は、前記複数個の分草具１２のうち、運転部が位置する側とは反対側の最も機体横外側に位置する分草具１２の後側近くで、この分草具１２を支持する前記分草フレーム１６の先端部に分草具１２を取付けるように設けた平板状の分草具支持部１６ａに固定したギヤケース４０、このギヤケース４０の下部の横側面がわに基端側が連結している前記接地センサー２１、前記ギヤケース４０の上部の横側面がわに取付けた前記検出部２２を備えて構成してある。
【００２５】
接地センサー２１は、前端側に取付け片部２１ｃを備えるように、中間部に前端部２１ｂや後端側より機体下方向きに突出した接地作用部２１ａを備えるように曲げ成形した帯板ばねで構成し、そして、接地作用部２１ａや後端側など接地センサー２１のほとんど全体が分草フレーム１６の直下に位置するように配置した状態で取付け部２１ｃを、前記ギヤケース４０の入力軸に兼用の回転支軸４１に一体回転自在に連結することにより、ギヤケース４０に支持させてある。これにより、接地センサー２１は、前記回転支軸４１の機体横向きの軸芯Ｘまわりで分草フレーム１６に対して上下揺動するようになっている。
【００２６】
図６などに示すように、検出部２２は、本体が前記ギヤケース４０の側面がわに固定され、入力軸２２ａが前記ギヤケース４０の内部に入り込んでいる回転式のポテンショメータによって構成してある。
【００２７】
図５、図６に示すように、ギヤケース４０の前記回転支軸４１に対して取り付け部４２ａが外嵌している扇形ギヤ４２と、この扇形ギヤ４２に噛合った状態で前記入力軸２２ａに対して外嵌している円形ギヤ４３とで成るギヤ連動機構４４を、ギヤケース４０の内部に設けてある。扇形ギヤ４２の取付け部４２ａは、回転支軸４１の横断面非円形のためにこの回転支軸４１に対して一体回動自在に係合している。円形ギヤ４３は、前記入力軸２２ａの横断面非円形のためにこの入力軸２２ａに対して一体回動自在に係合している。扇形ギヤ４２のピッチ円直径が円形ギヤ４３のピッチ円直径より大である。これにより、ギヤ連動機構４４は、接地センサー２１を上下揺動自在に支持している回転支軸４１の回転が増速して検出部２２の入力軸２２ａに伝達するようにして回転支軸４１を入力軸２２ａに連動させている。
【００２８】
前記ギヤケース４０の内部に、コイル部が前記回転支軸４１に外嵌している巻きばねで成るセンサーばね４６を設けてある。このセンサーばね４６は、扇形ギヤ４２を介して回転支軸４１を回動付勢することにより、接地センサー２１の接地作用部２１ａが確実に接地作用するように接地センサー２１を下降側に揺動付勢している。
【００２９】
これにより、刈取り部対地高さ検出装置２０は、次の如く作動する。
すなわち、刈取り部１０の対地高さが変化して分草フレーム１６の対地高さが変化すると、接地センサー２１は、これの接地作用部２１ａに作用する接地反力であるとか、接地センサー２１の前記センサーばね４６による下降力のために、さらには、接地センサー２１の後端側が分草フレーム１６に当接して接地センサー２１が接地反力のために弾性変形して備える下降力のために、接地センサー２１が軸芯Ｘまわりで分草フレーム１６に対して上昇揺動するとか下降揺動する。すると、接地センサー２１の回転がギヤ連動機構４４によって増速して検出部２２の入力軸２２ａに伝達されて検出部２２が作動する。これにより、検出部２２において、接地センサー２１の分草フレーム１６に対する揺動角に基づいて刈取り部１０の対地高さを検出してこの検出結果に基づいて刈取装置１４の対地高さを検出し、この検出結果を電気信号にして制御手段３０に出力する。
【００３０】
図３などに示すように、分草フレーム１６の基端側に、Ｕ字状に曲げ成形した屈曲丸棒材を取付けて接地センサー２１に対する係合部６５を設けてある。図７（イ）に示すように、この係合部６５には、接地センサー２１の後端側に横幅Ｗ１が接地作用部２１ａの横幅Ｗ２〔図４、図７（ロ））より狭くなるようにして設けた係止部２１ｄが摺動自在に入り込んでおり、係合部６５は、接地センサー２１の遊端側が分草フレーム１６に対して横ずれしようとしても、左右一対の機体上下向きの縦辺部６５ａで係止部２１ｄに係合作用し、縦辺部６５ａどうしの間隔が係止部２１ｄの横幅Ｗ１より大であることに起因してセンサー遊端側がずれ動くストローク以上はずれ動かないようにその横ずれを規制するように構成してある。
【００３１】
すなわち、接地センサー２１が地面上を横滑りして隆起部に引っ掛かるなどしても、係合部６５が接地センサー２１に大きな捩れが発生しにくいように接地センサー２１の遊端側を受け止め係止する。これにより、接地センサー２１が地面上を横滑りしても、接地センサー２１及び回転支軸４１などに無理な曲げ力などが掛かることが防止される。
【００３２】
〔別実施形態〕
上記実施形態の如く自走機体の前後傾斜にかかわらず刈取装置１４の対地高さが設定範囲になるように、刈取り部対地高さ検出装置２０による検出結果に基づいてリフトシリンダ８が刈取り部１０の上昇側や下降側に自動的に操作されるように構成する他、分草具１２の地面に対する突っ込みを防止するように、刈取り部対地高さ検出装置２０による検出結果に基づいてリフトシリンダ８が刈取り部１０の上昇側に自動的に操作されるように構成する場合にも本発明は適用できる。
【００３３】
刈取り部対地高さ検出装置２０は、上記実施形態の如く運転部とは反対側の最も機体横端に位置する分草具１２の後方に配置する他、運転部側の最も横端に位置する分草具１２の後方であるとか、その両横端に位置する分草具１２よりも機体内側に位置する分草具１２の後方に配置して実施してもよい。
【００３４】
本発明は、コンバインの他、玉ねぎ、人参などを各種の作物を収穫対象とする作業車にも適用できるのであり、これらの作業車やコンバインなどを総称して収穫機と呼称する。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバイン前部の側面図
【図２】刈取り部の主フレーム及び対地高さ検出装置を示す斜視図
【図３】刈取り部対地高さ検出装置の側面図
【図４】刈取り部対地高さ検出装置の平面図
【図５】ギヤケースの断面図
【図６】ギヤ連動機構の断面図
【図７】（イ）は、分草フレームの係合部配設部での断面図、（ロ）は、接地センサーの接地作用部での横幅を示す断面図
【図８】ブロック図
【符号の説明】
１０ 刈取り部
１６ 分草フレーム
２１ 接地センサー
２２ 検出部
２２ａ 検出部の入力軸
４０ ギヤケース
４１ 回転支軸
４４ ギヤ機構
６５ 係合部
【出願人】 【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
【住所又は居所】大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番４７号
【出願日】 平成１５年１月２７日（２００３．１．２７）
【代理人】 【識別番号】１００１０７３０８
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
【公開番号】 特開２００４−２２２６６７（Ｐ２００４−２２２６６７Ａ）
【公開日】 平成１６年８月１２日（２００４．８．１２）
【出願番号】 特願２００３−１７４３３（Ｐ２００３−１７４３３）