(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
刈取装置と脱穀装置とを備えた普通型コンバインであって、
前記刈取装置からの刈取り穀稈を前記脱穀装置に供給するフィーダと、
回転ファンを有するとともに、前記フィーダのフィーダケースに設けられ、前記フィーダケースを介して前記刈取装置周辺の塵埃を吸引して外部に排出する排塵装置と、
前記回転ファンを正逆転駆動するモータと、
前記モータを制御するモータ制御部と、
前記モータ制御部に前記モータの逆転駆動を指令する逆転指令を出力するモータ逆転指令部と、
を備え、
前記フィーダは、前記フィーダケース内に穀稈搬送コンベヤを装備しており、前記穀稈搬送コンベヤの上方であって前記フィーダケースの天井壁の内面に前記刈取り穀稈を検出する穀稈センサが設けられており、前記穀稈センサによる穀稈検出に基づいて前記モータ制御部は前記モータを停止する普通型コンバイン。
【請求項２】
前記モータ逆転指令部に逐次逆転タイミングを与える逐次逆転管理部が備えられ、前記逐次逆転タイミングに基づいて前記モータ逆転指令部が前記逆転指令を出力する請求項１に記載の普通型コンバイン。
【請求項３】
前記普通型コンバインの特定作業状態を検知して特定作業状態検知信号を出力する作業状態検知部が備えられ、前記モータ逆転指令部は、前記特定作業状態検知信号に基づいて前記逆転指令を出力する請求項１または２に記載の普通型コンバイン。
【請求項４】
前記作業状態検知部は、状態検出センサからの信号に基づいて、前記刈取り穀稈が前記フィーダケース内を流れていないことを前記特定作業状態の１つとして検知する請求項３に記載の普通型コンバイン。
【請求項５】
前記逆転指令による前記モータの逆転駆動は前もって設定可能な所定時間だけ実行される請求項１から４のいずれか一項に記載の普通型コンバイン。
【請求項６】
前記モータには過剰電流を検出して給電を遮断するブレーカが設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の普通型コンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、刈取装置と脱穀装置を備え、刈取装置からの刈取り穀稈を脱穀装置に供給するフィーダに回転ファンを有する排塵装置が設けられている普通型コンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなコンバインは、例えば、特許文献１に開示されており、走行機体の前方に設けられた刈取装置の後部には、刈取り穀稈を脱穀装置に搬送するフィーダが設けられている。フィーダの搬送始端部には排塵装置が備られている。この排塵装置によって、フィーダケースに刈取り穀稈とともに入り込んだ土埃などの塵埃やフィーダの前方で発生した塵埃が吸引され運転部から離れた箇所に排出される。さらに、この排塵装置は、刈取クラッチが入り操作されて作物を刈り取って脱穀装置に向けて搬送する刈取作業時においてのみ、排塵装置の回転ファンが作動して塵埃排出作動を実行するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０２７３６７号公報（図３、図４、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１による普通型コンバインでは、排塵装置により刈取り作業に伴う塵埃が運転部に入り込んでくることを抑制できるが、その際、刈取り穀稈の稈身や葉などが排塵装置の回転ファンに絡みつくという事態が生じうる。回転ファンへの絡み付きが大きくなって回転ファンを回すモータに過電流が流れたときには、非常停止することは可能であるが、そのような絡み付きやそれに伴う非常停止からの回復作業は、運転者の負担になる。このことから、回転ファンへの刈取り穀稈の稈身や葉などの絡み付きをできるだけ前もって抑制することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による、刈取装置と脱穀装置を備えた普通型コンバインは、前記刈取装置からの刈取り穀稈を前記脱穀装置に供給するフィーダと、回転ファンを有するとともに、前記フィーダのフィーダケースに設けられ、前記フィーダケースを介して前記刈取装置周辺の塵埃を吸引して外部に排出する排塵装置と、前記回転ファンを正逆転駆動するモータと、前記モータを制御するモータ制御部と、前記モータ制御部に前記モータの逆転駆動を指令する逆転指令を出力するモータ逆転指令部とを備え、前記フィーダは、前記フィーダケース内に穀稈搬送コンベヤを装備しており、前記穀稈搬送コンベヤの上方であって前記フィーダケースの天井壁の内面に前記刈取り穀稈を検出する穀稈センサが設けられており、前記穀稈センサによる穀稈検出に基づいて前記モータ制御部は前記モータを停止する。
【０００６】
この構成によれば、回転ファンに刈取り穀稈の稈身や葉などが絡む可能性があると見なされる場合、回転ファンを逆回転させることで、回転ファンに絡み付いている穀稈の稈身や葉などを取り払うことができる。さらには、回転ファンによる風の流れが逆になることで、それまで目詰まりを起こしていた他の箇所の滞留物も取り払われるという効果も期待できる。
大きな刈取り穀稈の稈身や葉などが排塵装置に入り込む前に、フィーダケースの天井壁の内面を通過することになる。この構成では、そのような刈取り穀稈の大きな稈身や葉などを穀稈検出器が検出することで、モータが停止されるので、回転ファンへの過剰な絡みによるモータ負荷の増大が回避される。
【０００７】
本発明の好適に実施形態の１つでは、前記モータ逆転指令部に逐次逆転タイミングを与える逐次逆転管理部が備えられ、前記逐次逆転タイミングに基づいて前記モータ逆転指令部が前記逆転指令を出力する。この構成によれば、所定の時間間隔で、あるいは特定の条件成立時に、回転ファンは逆回転されるので、回転ファンに絡み付いている穀稈の稈身や葉などが定期的に取り払われることになる。この時間間隔や条件は、一定でもよいし、作業時間経過とともに変化させてもよいし、作業量や作業種によって選択されてもよい。
【０００８】
排塵装置に対する駆動の要求度が小さくなる特定の作業状態や、回転ファンに刈取り穀稈の稈身や葉などが絡んでいる可能性が高くなると見なされる特定の作業状態（特定のタイミングを含む）は予め経験的かつ統計的に求めることができる。例えば、コンバインがそのような特定の作業状態であることは、コンバインに設けられているセンサやスイッチを評価することで推定できる。このような知見に基づいて、本発明による好適な実施形態の１つでは、前記コンバインの特定作業状態を検知して特定作業状態検知信号を出力する作業状態検知部が備えられ、前記モータ逆転指令部は、前記特定作業状態検知信号に基づいて前記逆転指令を出力する。この構成によれば、作業状態検知部がそのようなコンバインの特定作業状態を検知することによって出力される特定作業状態検知信号がトリガーとなって、排塵装置の回転ファンを駆動しているモータが逆回転する。これにより、回転ファンが効果的に逆回転し、回転ファンに絡み付いている穀稈の稈身や葉などが取り払われる。
【０００９】
排塵装置の回転ファンを逆転させた場合、フィーダケースに刈取り穀稈とともに入り込んだ土埃などの塵埃やフィーダの前方で発生した塵埃を搭乗運転部から離れた箇所に排出するという本来の排塵装置の機能が果たせなくなる。このため、回転ファンの逆転は、刈取り穀稈がフィーダケース内を流れないような状況下で行うように条件づけてもよい。このことから、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記作業状態検知部は、状態検出センサからの信号に基づいて前記刈取り穀稈が前記フィーダケース内を流れていないことを前記特定作業状態の１つとして検知する。
【００１０】
また、一般的には、回転ファンに絡み付いている穀稈の稈身や葉などを取り払うためには、長時間にわたって回転ファンの逆転駆動を続ける必要はない。適正な逆転時間は、コンバイン性能や回転ファンの大きさや刈取り収穫物の種類によって、予め推定することができる。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、逆転指令による前記モータの逆転駆動は前もって設定可能な所定時間だけ実行されるように構成されている。
【００１１】
【００１２】
また、想定外の状態であっても、モータに過剰電流が流れることによるモータ自体やモータ制御系の損傷を回避するため、前記モータには過剰電流を検出して給電を遮断するブレーカが設けられていることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による排塵装置に対する基本的な制御原理を示す模式図である。
【図２】普通型コンバインの全体側面図である。
【図３】普通型コンバインの全体平面図である。
【図４】刈取搬送装置の一部縦断側面図である。
【図５】排塵装置の縦断正面図である。
【図６】制御ユニットの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明による普通型コンバインの具体的な実施形態を説明する前に、図１を用いて、本発明を特徴付けている、排塵装置に対する基本的な制御原理を説明する。ここでは、刈取装置１５と、脱穀装置１３と、刈取装置１５からの刈取り穀稈を脱穀装置１３に供給するフィーダ２が模式的に示されている。フィーダ２は、刈取り穀稈を搬送する穀稈搬送コンベヤ３とこの穀稈搬送コンベヤ３の穀稈搬送経路を覆っているフィーダケース２０とを備えている。フィーダケース２０の周辺に、例えばフィーダケース２０の上部に、フィーダケース２０内の塵埃を吸引して外部に排出する回転ファン４０を有する排塵装置４が設けられている。
【００１５】
回転ファン４０はモータＭによって正逆転可能に駆動される。モータＭは、モータ制御部６１からの制御信号、つまり正転信号、逆転信号、停止信号などにより駆動する。普通型コンバインには種々のスイッチやセンサなどが搭載されており、コンバインの種々の作業状態が検出される。このような作業状態のうちでも、排塵装置４の動作に関係する特定の作業状態を、スイッチやセンサなどの検出信号から検知して、特定作業状態検知信号を出力する作業状態検知部８が備えられている。モータ逆転指令部６２は、逐次逆転管理部６３から逐次的に出力される逐次逆転タイミングまたは作業状態検知部８から出力される特定作業状態検知信号に基づいて、モータ制御部６１にモータＭの逆転駆動を指令する逆転指令を出力する。モータ制御部６１は、逆転指令を受けるとモータＭに逆転信号を与えてモータＭを逆転駆動する。逐次逆転管理部６３は、簡単にはプログラマブルタイマによって構成することができる。
【００１６】
作業状態検知部８が特定作業状態検知信号を出力し、モータ逆転指令部６２が逆転指令を出力するための条件として種々のものが挙げられる。以下に、その一部を例示する。
（１）刈取り穀稈がフィーダケース２０内を流れていないことを条件として、逆転指令が出力される。具体的には、フィーダ２の穀稈搬送コンベヤ３の上方であってフィーダケース２０の天井壁の内面に刈取り穀稈を検出する穀稈検出器７が設けられる。さらに、この穀稈検出器７による穀稈検出信号によって作業状態検知部８が特定作業状態を検知し、当該特定作業状態に基づいてモータ逆転指令部６２は前記逆転指令を出力するように構成する。
（２）刈取装置１５に動力を伝達する刈取クラッチが入っている状態で、かつ脱穀装置１３の入口領域に設けられている穀稈検出器が穀稈を検出しない状態を特定作業状態とみなす。この状態の一例は、コンバインが植立穀稈群を刈り抜けた状態である。この特定作業状態が検出されると、刈取作業中ではあるが、穀稈がフィーダ２に流れてこないと推定されるので、逆転指令が出力される。
（３）刈取装置１５が上昇している状態を特定作業状態とみなす。刈取作業中においても圃場での方向転回時等において刈取装置１５は上昇するが、刈取装置１５の上昇は、穀稈がフィーダ２に流れてこないことを裏付ける。したがって、この上昇を特定作業状態とみなし、逆転指令が出力される。
（４）脱穀装置１３における脱穀処理量を検出するセンサが、脱穀処理量がゼロないしは極少量であることを検出した場合、実質的に穀稈がフィーダ２に流れていない状態と推定できるので、この状態を特定作業状態とみなし、逆転指令が出力される。
（５）刈取装置１５に装備されているオーガへの動力伝達を行うクラッチが入っている状態で、かつオーガが格納姿勢以外の姿勢（例えば排出姿勢）である状態を特定作業状態とみなす。この特定作業状態が検出されると、実質的な刈取作業が行われておらず、穀稈がフィーダ２に流れてこないと推定されるので、逆転指令が出力される。
【００１７】
モータＭの逆転は、回転ファン４０に絡み付いている穀稈の稈身や葉などを取り払うことが第1の目的であるため、予め設定した一定時間、数秒から数十秒でよいが、穀稈の種類や成長具合によって逆転時間を調整できるようにするとよい。あるいは、モータＭの負荷を検出し、負荷が軽くなって、例えばほぼ無負荷回転が検出されると、逆転を停止するように構成してもよい。
【００１８】
正転または逆転にかかわらず、多量の穀稈が絡み合ってモータＭに大きな負荷がかかった場合、モータＭの損傷を避けなければならない。このため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記モータには過剰電流を検出して給電を遮断するブレーカＢが設けられている。
【００１９】
次に、図面を用いて、本発明による普通型コンバインの具体的な実施形態の１つを説明する。図２は、普通型コンバインの全体側面図であり、図３は全体平面図である。図２及び図３に示すように、普通型コンバインには、クローラ式の走行機体１１が備えられている。走行機体１１の前部には、運転部１２が設けられている。運転部１２の後方には、脱穀装置１３及び穀粒タンク１４が、左右方向に並設されている。また、走行機体１１の前方には、刈取装置１５が設けられている。刈取装置１５の後部には、刈取穀稈を脱穀装置１３に搬送するフィーダ２が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、フィーダ２は、穀稈搬送コンベヤ３と、この穀稈搬送コンベヤ３及び搬送される刈取り穀稈を覆うフィーダケース２０を備えている。フィーダケース２０の前端部には、穀稈搬送コンベヤ３を構成する前側回転体３１が回転自在に支持されている。フィーダケース２０の後端部には、同様に穀稈搬送コンベヤ３を構成する後側回転体３２が回転自在に支持されている。前側回転体３１と後側回転体３２とには、左右一対の搬送チェーン３３が巻き付けられている。左右一対の搬送チェーン３３には、搬送板３４が設けられている。左右一対の搬送チェーン３３は、図示しない正転機構により矢印Ａ（図４）の方向に正回転し、かつ、図示しない逆転機構により矢印Ａとは反対方向に逆回転する。
【００２１】
また、フィーダケース２０の天井壁２１には、吸塵口２１０が形成されている。吸塵口２１０の上方には、フィーダケース２０内の塵埃を吸塵口２１０から吸引して外部に排出する排塵装置４が設けられている。
【００２２】
次に、排塵装置４について、図４と図５とを用いて説明する。排塵装置４は、左右向きの横軸心Ｐｘ周りに回転する回転ファン４０を備えている。排塵装置４は、フィーダケース２０の天井壁２１の左横端近傍に配置されている。回転ファン４０は、ファンケース４１で覆われるとともに、モータＭで駆動される。回転ファン４０の回転軌跡の下端部は、吸塵口２１０の周縁（またはその近傍）に位置している。
【００２３】
ファンケース４１は、吸引側ケース４２と、排出側ケース４３とを備えている。吸引側ケース４２は、回転ファン４０に対して塵埃流動方向上流側に配置されている。排出側ケース４３は、回転ファン４０に対して塵埃流動方向下流側に配置されている。吸引側ケース４２と排出側ケース４３とは、ボルト４４で着脱可能（連結解除可能）に連結されている。吸引側ケース４２と排出側ケース４３との連結面は、フィーダケース２０の機体幅方向外側の側壁２２と略同一面上に位置している。
【００２４】
吸引側ケース４２の下端は、天井壁２１に、ボルト４５によって連結されている。吸引側ケース４２における回転ファン４０と対向する部分には、回転ファン４０側に凹入する凹入部４６が形成されている。
【００２５】
凹入部４６は、吸引側ケース４２のうち回転ファン４０と横軸心Ｐｘの方向に対向する部分に形成されている。凹入部４６の凹入方向は、機体横断方向である。
【００２６】
モータＭは、回転ファン４０に対して塵埃流動方向上流側に配置されている。つまり、モータＭは、回転ファン４０に対して塵埃流動方向上流側から動力を入力している。また、モータＭは、吸塵口２１０と回転ファン４０との間に配置されている。モータＭは、塵埃が流動する塵埃流動経路と区画されている。具体的には、モータＭは、凹入部４６と回転ファン４０とが対向する区間においてカバー４７で覆われている。図５から明らかなように、モータＭは、凹入部４６の底部を貫通する状態で支持されている。
【００２７】
吸引側ケース４２の後方で、天井壁２１に固定されたブラケット４８を介してブレーカＢが取り付けられている。このブレーカＢは、モータＭの給電線に過電流が流れた際に、その給電線を遮断する。
【００２８】
ブレーカＢの近くで天井壁２１の内面に、搬送チェーン３３の上側走行経路部分によって運ばれてくる刈取り穀稈を検出する穀稈検出器７が設けられている。通常においては、刈取り穀稈は下側走行経路部分によって刈取装置側から脱穀装置側へ搬送される。しかしながら、例えば、搬出部での受け渡しが不十分な場合などでは、上側走行経路部分を通じて刈取り穀稈が刈取装置側に戻ってきて、排塵装置４によって吸引され、回転ファン４０に絡み付く可能性が生じる。このため、戻っていく刈取り穀稈が穀稈検出器７によって検出されると、この刈取り穀稈が回転ファン４０へ送られてしまう可能性があるので、モータＭの停止トリガーとして利用することができる。なお、穀稈検出器７は、戻される刈取り穀稈によってレバーが揺動して、スイッチオンするようなリミットスイッチ等を用いて構成することができる。
【００２９】
図６に、この普通型コンバインの制御系の中核要素である制御ユニット６の機能ブロックを示している。制御ユニット６は、実質的にはコンピュータシステムによって構築され、各機能部はプログラムの起動によって実現するが、部分的にはハードウエアを併用してもよいし、ハードウエアによって構成してもよい。この実施形態の制御ユニット６は、本発明に特に関係する機能部として、作業状態検知部８、機器制御部６０、モータ制御部６１、モータ逆転指令部６２、逐次逆転管理部６３が挙げられる。この制御ユニット６は、図１を用いて説明した制御原理を採用している。
【００３０】
作業状態検知部８は、回転ファン４０の逆回転が要求される可能性の高い状態である特定作業状態を判定するために適した検出信号を、この普通型コンバインに装備されているスイッチやセンサなどの状態検出センサを含む作業状態検出センサ群８０から選択して、受け取る。そのようなスイッチやセンサとして、刈取クラッチ、刈取装置１５の上昇位置を検出するスイッチ、脱穀装置１３に穀稈が送られてきたことを検出する穀稈センサ（穀稈検出器）、脱穀処理量を検出するセンサ、刈取装置１５への動力伝達を行うクラッチの状態を検出するクラッチセンサ、車速センサ、エンジン回転数センサなどが挙げられる。
作業状態検知部８は、特定作業状態を判定した場合、モータ逆転指令部６２に特定作業状態信号を与える。さらに、作業状態検知部８には、穀稈検出器７からの検出信号が入力される。この実施形態では、穀稈検出器７が刈取り穀稈などの異物を検出した場合には、モータ制御部６１に絡み付き危険信号を与える。絡み付き危険信号を受けたモータ制御部６１は、機器制御部６０にモータＭに対する停止信号を出力する。これにより、機器制御部６０はモータドライバＭＤを介してモータＭを停止させる。
【００３１】
逐次逆転管理部６３は、計時機能を有しており、回転ファン４０の正転駆動が所定時間経過する毎に、回転ファン４０を逆転させるタイミングを表す逐次逆転タイミング信号をモータ逆転指令部６２に与える。
【００３２】
モータ逆転指令部６２は、作業状態検知部８から特定作業状態信号を受け取ると、モータ制御部６１に回転ファン４０を逆転駆動すべく逆転指令を与える。モータ制御部６１は、逆転指令に応答して、機器制御部６０にモータＭに対する逆転信号を出力する。これにより、機器制御部６０はモータドライバＭＤを介してモータＭを逆転させる。また、モータ逆転指令部６２は、逐次逆転管理部６３から逐次逆転タイミング信号を受け取ると、モータ制御部６１に逆転指令を与える。これにより、機器制御部６０はモータＭを逆転させる。いずれの場合でも、モータＭの逆転駆動は、前もって設定された時間だけ継続され、その後、正転駆動に戻る。
【００３３】
なお、図６に示すように、排塵装置４の駆動に対する手動操作具である排塵スイッチ７０も備えられており、この排塵スイッチ７０による操作指令によって、モータＭを強制的に正転駆動または逆転駆動することが可能である。この排塵スイッチ７０によってモータＭの正転駆動だけを手動で駆動し、逆転駆動は、上述したような制御ユニット６の機能よって自動的に行ってもよい。
【００３４】
〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、特定作業状態であるかどうかを条件として排塵装置４の駆動を制御していたが、このような条件とは関係なく排塵装置４の駆動を制御してもよい。例えば、タイマーだけで回転ファン４０の正転駆動や逆転駆動を制御する簡素な制御プログラムも可能である。
（２）上述した実施形態では、穀稈検出器７により戻り刈取り穀稈の検出をモータＭの停止トリガーとして利用していたが、戻り刈取り穀稈の検出を回転ファン４０の逆転駆動のトリガーとして利用してもよい。
（３）上述した実施形態では、フィーダケース２０の上面である天井壁２１に、排塵装置４の吸塵口２１０が形成されていたが、本発明では、上面以外に、例えば、フィーダケース２０の側面や底面に吸塵口２１０が形成されることを排除していない。また、排塵装置４自体も、フィーダケース２０の天井壁２１以外に配置してもよい。
（４）上述した実施形態では、回転ファン４０は軸流形ファンとして模式的に図示されていたが、その他の形式の回転ファン４０を用いてもよい。
（５）図１や図６で示された制御系の各機能部は、説明目的で便宜上区分けされたものであり、任意の複数の機能部を統合してもよいし、各機能部をさらに区分けしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、刈取穀稈を搬送するフィーダと、フィーダケースを通じて塵埃を吸引して外部に排出する回転ファンを備える普通型コンバインに利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１３      ：脱穀装置
１５      ：刈取装置
２        ：フィーダ
２０      ：フィーダケース
２１      ：天井壁
３        ：穀稈搬送コンベヤ
４        ：排塵装置
４０      ：回転ファン
４１      ：ファンケース
６        ：制御ユニット
６０      ：機器制御部
６１      ：モータ制御部
６２      ：モータ逆転指令部
６３      ：逐次逆転管理部
７        ：穀稈検出器
８        ：作業状態検知部
８０      ：作業状態検出センサ群
Ｂ        ：ブレーカ
Ｍ        ：モータ
【図１】
0006333159.tif 000002
【図２】
0006333159.tif 000003
【図３】
0006333159.tif 000004
【図４】
0006333159.tif 000005
【図５】
0006333159.tif 000006
【図６】
0006333159.tif 000007