コンバインの穀稈引起機変速制御装置

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【発明の名称】	コンバインの穀稈引起機変速制御装置
【発明者】	【氏名】楠目浩司【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】松澤宏樹【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】平山秀孝【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内
【要約】	【課題】迅速な変速制御による動作性の確保とともに、無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができるコンバインの穀稈引起機変速制御装置を提供する。【解決手段】コンバインの穀稈引起機変速制御装置は、穀稈引起機Ｊの回転を変速する無段変速機構Ｎを目標の伝動比に制御することにより刈取部Ｃの穀稈を引き起す引起しシンクロ制御部を備え、上記引起しシンクロ制御部は、穀稈引起機Ｊの回転速度に応じた変速動作スピードでその伝動比を変化させる構成である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀稈引起機の回転を変速する無段変速機構を目標の伝動比に制御することにより刈取部の穀稈を引き起す引起しシンクロ制御部を備えるコンバインの穀稈引起機変速制御装置において、
上記引起しシンクロ制御部は、穀稈引起機の回転速度に応じた変速動作スピードでその伝動比を変化させることを特徴とするコンバインの穀稈引起機変速制御装置。
【請求項２】
前記引起しシンクロ制御部には、通常作業時より低速に無段変速機構の伝動比を設定し、この伝動比により刈取部の刈取自動停止後の刈取再開時に無段変速機構を制御することを特徴とする請求項１記載のコンバインの穀稈引起機変速制御装置。
【請求項３】
前記引起しシンクロ制御部には、通常作業時より低速に無段変速機構の伝動比を設定し、この伝動比により刈取終了後の刈取再開時に無段変速機構を制御することを特徴とする請求項１記載のコンバインの穀稈引起機変速制御装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、刈取部の穀稈を引き起す穀稈引起機を駆動する動力の伝動比を規定する無段変速機構を目標の伝動比に制御する引起しシンクロ制御部を備えるコンバインの穀稈引起機変速制御装置に関し、特に、低速時の過大負荷を回避して耐久性を確保しつつ、変速動作性を確保することができるコンバインの穀稈引起機変速制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の記載のように、穀稈引起機を駆動する動力の伝動比を規定する無段変速機構を目標の伝動比に制御する引起しシンクロ制御部を備えるコンバインの穀稈引起機変速制御装置が知られている。この穀稈引起機変速制御装置は、穀稈引起機の回転速度を速度センサによって検出し、ベルト伝動等による無段変速機構を介して伝動比を変えることにより、目標速度に沿って穀稈引起機の回転を制御をすることができる。
【０００３】
しかしながら、上記穀稈引起機変速制御装置は、目標速度に沿って穀稈引起機の回転比を変更動作する最中において過大な負荷で回転が実質的に停止した場合には、無段変速機構に無理な力が作用するので、一般に多用されるベルト式無段変速機構の耐久性の低下を招くこととなる。この問題を解消するためには、変更動作を緩慢にする必要があるが、一方で動作性の低下を来すこととなる。
【特許文献１】特開平１０－２８６０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、迅速な変速制御による動作性の確保とともに、無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができるコンバインの穀稈引起機変速制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、穀稈引起機の回転を変速する無段変速機構を目標の伝動比に制御することにより刈取部の穀稈を引き起す引起しシンクロ制御部を備えるコンバインの穀稈引起機変速制御装置において、上記引起しシンクロ制御部は、穀稈引起機の回転速度に応じた変速動作スピードでその伝動比を変化させることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記引起しシンクロ制御部には、通常作業時より低速に無段変速機構の伝動比を設定し、この伝動比により刈取部の刈取自動停止後の刈取再開時に無段変速機構を制御することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記引起しシンクロ制御部には、通常作業時より低速に無段変速機構の伝動比を設定し、この伝動比により刈取終了後の刈取再開時に無段変速機構を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコンバインの穀稈引起機変速制御装置は以下の効果を奏する。
穀稈引起機の回転速度に応じた変速動作スピードでその伝動比を変化させるように上記引起しシンクロ制御部を構成することにより、低速回転時はその程度に応じてゆっくりと変速されることから、無段変速機の伝動部に無理な力が作用することがなく、また、高速回転時は迅速に変速がおこなわれる。したがって、上記構成のコンバインの穀稈引起機変速制御装置は、迅速な変速制御による動作性の確保とともに、無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができる（請求項１）。
【０００９】
前記刈取部の自動停止後の伝動比を通常作業時より低速に設定した場合は、自動停止の後の再稼動に際して穀稈引起機が低速回転で開始される。したがって、穀稈引起機変速制御装置は、穀稈が少ない状態の搬送部においても、穀稈の姿勢の乱れが抑えられるので、請求項１の発明の効果に加え、搬送部における穀稈の詰まりを招くことなく、安定して刈取作業を再開することができる（請求項２）。
【００１０】
前記刈取部の作業終了後の伝動比を通常作業時より低速に設定した場合は、刈取り作業終了の後の再稼動に際して穀稈引起機が低速回転で開始される。したがって、穀稈引起機変速制御装置は、穀稈が少ない状態の搬送部においても、穀稈の姿勢の乱れが抑えられるので、請求項１の発明の効果に加え、搬送部における穀稈の詰まりを招くことなく、安定して刈取作業を再開することができる（請求項３）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記技術思想に基づき具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
穀稈引起機を備えたコンバインは、その構成例の正面図を図１に示すように、左右のクローラ走行装置によって支えられる機体に操縦席Ｂを備え、収穫作業部として、前端の刈取部Ｃ、その後方に続くフィードチェーン、脱穀部Ｅ、穀物タンク、排出オーガＧ等を順に配置したものである。
【００１３】
刈取部Ｃ（図例は５条処理）は、分草杆Ｈに続く引起機Ｊ、その後方の搬送機構、刈取刃等を備えて機体に対して昇降可能に構成される。引起機Ｊは、傾斜穀稈を抱え上げるように可動ラグを備えた並列配置のチェーンを傾斜配置したものである。この刈取部Ｃは、伝動系統展開図を図２に示すように、油圧式無段変速機を備えるトランスミッションＫから分けられた回転動力により、走行系と連携して、送り部Ｌ、刈刃部Ｍ、ベルト式無段変速機構Ｎ（以下において、略称「ベルコン」を併用する。）を介して回転速度を調節可能に引起機Ｊが駆動される。
【００１４】
ベルト式無段変速機構Ｎは、引起速特性図を図３に示すように、引起変速レバーの引起変速設定位置に応じて、穀稈引起機変速制御装置により複数段の速度レンジ（図例は、高、標準、低）を切換制御することによって目的の伝動回転比が選択され、トランスミッションＫの副変速ポジションに対応して車速に応じた引起速を出力する。
【００１５】
穀稈引起機変速制御装置は、制御部の入出力系統図を図４に示すように、引起しシンクロ制御コントローラ１に、入力側として脱穀クラッチ２、刈取クラッチ３、穀稈センサ４、副変速レバーポジションセンサ５、引起変速レバーポジションセンサ６、引起ベルコンセンサ７、主変速レバーポジションセンサ８、引起回転センサ９等の信号を入力し、また、出力側として引起ベルコン増速出力１１、引起ベルコン減速出力１２をベルト式無段変速機構Ｌに出力する。引起しシンクロ制御コントローラ１は、制御処理部１３を備えて入力処理部を介して受けた信号を後述のように処理し、出力処理部を介してベルト式無段変速機構Ｎを制御する。
【００１６】
穀稈引起機変速制御装置による第一の制御例は、引起機Ｊの引起速度を用いて目標回転までの変速動作スピードを制御するものであり、引起速度に応じた変速動作スピードで目標回転速度まで伝動比を変化させるように制御処理する。すなわち、引起速度が低速の場合に目標回転までの到達時間を長く、逆に、引起速度が高速の場合に目標回転までの到達時間を短くする。
【００１７】
上記構成の穀稈引起機変速制御装置により、低速回転時はその程度に応じてゆっくりと変速されることから、無段変速機の伝動部に無理な力が作用することがなく、また、高速回転時は変速が迅速に行われる。したがって、上記構成のコンバインの穀稈引起機変速制御装置は、迅速な変速制御による動作性の確保とともに、無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができる。
【００１８】
第二の制御例は、上記引起速度に代えて入力側回転速度、すなわち、ベルト式無段変速機構Ｎの入力側回転速度を基準として上記同様の処理を行うものである。この場合は、入力側回転速度に基づいて制御処理することから、引起機Ｊが駆動ベルトの突き周り等によって回転している状態であっても、確実に変速を牽制することが可能となる。
【００１９】
このように、引起速度、入力側回転速度等の引起機Ｊの作業速度に応じた変速動作スピードで目標回転速度まで伝動比を変化させることにより、コンバインの穀稈引起機変速制御装置は、高速作業時の迅速な変速制御による動作性の確保とともに、低速作業時の無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができる。
【００２０】
第三の制御例は、図５の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）に示すように、増減幅一定の小刻みな増減速指令の出力タイミングを変化させ、低速時に間隔を長く、高速時に短くする。ベルト式無段変速機構Ｎのプーリの割量調節機構を駆動するモータの出力方法をパルス出力信号による断続式とし、引起し回転速度と対応する頻度となるように引起し回転数によって決定される周期Ｔ１～Ｔ４で、一定幅αの増減速指令を行う。その具体的な処理手順は、引起し回転数読み込みによって出力周期を算出すること（Ｓ１，Ｓ２）をポイントとし、この出力間隔に従い、ベルコンポジションと目標位置との対比（Ｓ３，Ｓ４）により、目標位置より過大であれば減速出力（Ｓ６）し、また、目標位置より過小であれば増速出力（Ｓ７）し、目標位置であれば出力停止（Ｓ５）する。
【００２１】
上記制御により、低速回転時は低頻度で、また、高速回転時は高頻度で、小刻みな一定幅の増減速が行われることから、回転速度に応じた変速動作が可能となり、高速作業時の迅速な変速制御による動作性の確保とともに、低速作業時の無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができる。なお、上記出力周期と対応する一定回転角度毎のタイミングで変速出力する場合も同様である。
【００２２】
第四の制御例は、図６の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）に示すように、上記同様のパルス出力信号による断続式のモータ駆動において、増減速指令の出力周期を一定とする一方、増減速幅α１～α４を回転速度と対応するように変速制御するものである。すなわち、高速時は長時間の増減速指令、低速時は短時間の増減速指令をを行う。その具体的な処理手順は、上記出力周期の算出に代えてモータ駆動時間の算出（Ｓ２ａ）を行い、この算出時間に沿って等間隔のタイミングで変速制御する。このように変速制御することにより、上記同様に、回転速度に応じた変速制御により、上記同様の効果を得ることができる。
【００２３】
第五の制御例は、刈取自動停止を使用した場合の刈取運転再開時に、通常の作業速度より低速に設定した引起速度に制御するものである。この場合は、自動停止後の再稼動に際して穀稈引起機Ｊが低速回転で開始される。したがって、刈取自動停止の使用により、搬送停止状態から搬送運転状態に切り替わることにより引起速度が低速となり、運転再開した刈り始め時に搬送部の穀稈が少ない状態において、その穀稈の姿勢の乱れが抑えられるので、搬送部における穀稈の詰まりを招くことなく、安定して刈取作業を再開することができる。
【００２４】
第六の制御例は、長杆種作物の刈取において深こぎ調整が限界状態となった場合に、引起速度を高速化するべく制御するものである。こぎ深さ制御が限界となり調整量が不足するような長杆種作物を刈取ると、脱穀部に過大な負荷を受け、能率の低下、ロスの発生要因、選別精度の不良が発生するが、引起しを高速化することにより、刈取った穀稈を穂先先行姿勢で搬送することができる。この穂先先行姿勢の穀稈は、脱穀部に供給された際に穂先位置が適正化されるので、脱穀負荷のロスを軽減することが可能となる。
【００２５】
第七の制御例は、刈取終了後の刈取再開時に、通常の作業速度より低速に設定した引起速度に制御するものである。この場合は、次の刈取条の作業に際し、穀稈引起機Ｊが低速回転で開始される。すなわち、刈取条の終端に達して穀稈が無くなったことを穀稈センサが検出することにより引起速度が低速に切り替えられる。したがって、次の刈取条の刈り始め時に搬送部の穀稈が少ない状態において、その穀稈の姿勢の乱れが抑えられるので、搬送部における穀稈の詰まりによるロスを招くことなく、安定して刈取作業を再開することができる。
【００２６】
第八の制御例は、図７の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）に示すように、パルス出力信号による断続式のモータ駆動において、引起速度設定レバーの操作６の方向に従い、指令周期を変えて変速制御するものである。すなわち、引起速度設定レバーを増速側に操作した時は短い周期で、また、低速側に操作した時は長い周期で一定増減幅αの変速を行う。具体的には、上述の第三の制御例における回転数に代えて引起速度設定レバーの操作６の方向により出力周期を選択し（Ｓ２ｂ）、この出力周期により変速制御する。このように変速制御することにより、増速側操作時の出力は比較的に素早く、また、低速側操作時の出力は比較的に緩慢に変速動作することにより、応答性とともに耐久性を確保することができる。
【００２７】
第九の制御例は、図８の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）に示すように、パルス出力信号による断続式のモータ駆動において、主変速レバーの操作位置８に対応して変速制御するものである。すなわち、主変速レバーが高速位置では周期を短く、また、標準位置と低速位置では周期を長くして変速制御する。具体的には、主変速レバー位置８により出力周期を算出し（Ｓ２ｃ）、この出力周期により変速制御することにより、上記同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
第十の制御例は、図９の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）に示すように、断続式のモータ駆動において、副変速レバーの操作位置５に応じて変速制御するものである。すなわち、副変速レバーが高速位置では周期を短く、また、標準位置と低速位置では周期を長くして変速制御する。具体的には、副変速レバー位置５により出力周期を選択し（Ｓ２ｄ）、この出力周期により変速制御することにより、上記同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
第十一の制御例は、図１０の制御処理のフローチャートに示すように、穀稈センサ４の出力がオフの場合に変速制御を停止するものである。詳細には、穀稈センサ４の出力をチェックし（Ｓ１１）、穀稈センサ４がオンの場合に限り変速制御する（Ｓ１２～Ｓ１６）。すなわち、穀稈センサ４がオフの場合は、変速操作が無効となり、引起機Ｊが稼動中は目標の回転に達してない状態でも伝動比がそのまま維持される。したがって、作業を開始した時点で変速動作を開始させることにより、より安全に変速機構を動作させることができるので、穀稈がない状態におけるメンテナンス等の際において、引起機Ｊの超低速稼動中または停止中の不用意な変速操作に対しても、ベルト式無段変速機構Ｎの耐久性を低下する事態を回避することができる。
【００３０】
第十二の制御例は、図１１の制御処理のフローチャートに示すように、穀稈センサがオンからオフに切り替わった際に引起機Ｊを低速回転に減速制御するものである。詳細には、穀稈センサのチェック（Ｓ１１）によりオフを検出したときは、ベルコンポジション７をチェックし（Ｓ１７）、ベルコンポジション７が低速位置より過大位置にあれば減速出力（Ｓ１５）によって所定の低速回転数に減速する。この減速動作により、刈取作業中の回行時や作業終了時、また、機体旋回の後において引起機Ｊが低速稼動に切り替えられるので、埃の吹上げと騒音が低減化される。一方、ベルコンポジション７が低速位置であればそのままに維持し、また、穀稈センサがオフでない場合は通常の変速制御（Ｓ１２～Ｓ１６）により刈取作業のための引起しが続行される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のコンバインの穀稈引起機変速制御装置は、迅速な変速制御による動作性の確保とともに、無段変速機構の過大な負荷を防止して耐久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】穀稈引起機を備えたコンバインの構成例を示す正面図である。
【図２】刈取部の伝動系統展開図である。
【図３】ベルト式無段変速機構の引起速特性図である。
【図４】穀稈引起機変速制御装置の制御部の入出力系統図である。
【図５】第三の制御例の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）である。
【図６】第四の制御例の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）である。
【図７】第八の制御例の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）である。
【図８】第九の制御例の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）である。
【図９】第十の制御例の制御処理のタイミングチャート（ａ）とそのフローチャート（ｂ）である。
【図１０】第十一の制御例の制御処理のフローチャートである。
【図１１】第十二の制御例の制御処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１シンクロ制御コントローラ
４穀稈センサ
５副変速レバーポジションセンサ
６引起変速レバーポジションセンサ
７引起ベルコンセンサ
８主変速レバーポジションセンサ
９引起回転センサ
１３制御処理部
Ｊ穀稈引起機
Ｎベルト式無段変速機構
Ｔ，Ｔ１～Ｔ４周期
α，α１～α４増減幅

【出願人】	【識別番号】００００００１２５【氏名又は名称】井関農機株式会社【住所又は居所】愛媛県松山市馬木町７００番地
【出願日】	平成１５年８月２７日（２００３．８．２７）
【代理人】	【識別番号】１０００７７７７９【弁理士】【氏名又は名称】牧哲郎【識別番号】１０００７８２６０【弁理士】【氏名又は名称】牧レイ子【識別番号】１０００８６４５０【弁理士】【氏名又は名称】菊谷公男
【公開番号】	特開２００５－６５６４４（Ｐ２００５－６５６４４Ａ）
【公開日】	平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願番号】	特願２００３－３０３０７４（Ｐ２００３－３０３０７４）