(57)【要約】【課題】本発明は、機体の水平制御に用いられる油圧シリンダを含む機構を機体に対してコンパクトに配置するコンバインの姿勢制御装置を提供する。【解決手段】機体フレーム２において機体左右方向に配置される軸部１７，２２に、当該軸部１７，２２周りに回動しトラックフレーム１０を昇降操作する昇降アーム１９，２４，２６と、軸部１７，２２を回動させて昇降アーム１９，２４，２６を操作する操作アーム１８，２３とを機体前後のうちの同方向に取り付け、軸部１７，２２から同方向への操作アーム１８，２３の長さＦ１，Ｒ１を軸部１７，２２から同方向への昇降アーム１９，２４，２６の長さＦ２，Ｒ２以下に設定するとともに、操作アーム１８，２３と機体フレーム２に亘ってピストンロッド２８ａ，２９ａを下方に出退させて操作アーム１８，２３を軸部１７，２２周りに回動させる油圧シリンダ２８，２９を鉛直方向に配置した。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クローラ式走行装置において転輪を支持するトラックフレームと、前記トラックフレームの上方に配置される機体フレームと、を備え、
前記機体フレームにおいて機体左右方向に配置される軸部に、当該軸部周りに回動し前記トラックフレームを昇降操作する昇降アームと、前記軸部を回動させて前記昇降アームを操作する操作アームとを機体前後のうちの同方向に取り付け、
前記軸部から前記同方向への前記操作アームの長さを前記軸部から前記同方向への前記昇降アームの長さ以下に設定するとともに、前記操作アームと前記機体フレームに亘ってピストンロッドを下方に出退させて前記操作アームを前記軸部周りに回動させる油圧シリンダを鉛直方向に配置したコンバインの姿勢制御装置。
【請求項２】
前記操作アーム、前記昇降アーム及び前記油圧シリンダを前記トラックフレームに対して機体の前後に夫々２つ配置してある請求項１記載のコンバインの姿勢制御装置。
【請求項３】
前記油圧シリンダと前記機体フレームとを弾性体を介して接続してある請求項１又は２に記載のコンバインの姿勢制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバインの姿勢を制御する姿勢制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クローラ式走行装置を備えたコンバインにおいては、機体に搭載される脱穀装置、グレンタンク、刈取装置等が機体左右方向乃至は機体前後方向に対して水平な姿勢に制御される。特許文献１に示されるクローラ式走行装置では、クローラ駆動用の左右一対の駆動輪を機体フレーム側に設け、クローラ接地部用転輪を取付けた左右一対のトラックフレームを機体フレームに対して昇降可能にリンク機構を介して機体フレームに取付けている。左右一対のトラックフレームは、リンク機構を作動するローリング用シリンダと、ローリング兼ピッチング用シリンダによって、機体左右及び機体前後に独立してローリング、ピッチング動作を可能にし、コンバインの姿勢制御がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３９８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のクローラ式走行装置における姿勢制御では、ローリング用シリンダが水平方向に配置されてピストンロッドが水平方向に出退動作されるため、平面視の機体フレームにおけるローリング用シリンダの占める領域は大きくなる。また、ローリング用シリンダのピストンロッドによって操作されるアームについても、クローラ式走行装置をローリング制御又はピッチング制御するためには、上下方向に大きく回動させる必要があり、姿勢制御機構は大きな領域を占める。しかし、コンバインにおいてはレイアウト上、機体フレームの上方にこうした姿勢制御機構を配置するスペースが確保できない場合があり、その場合は機体フレームの下方に姿勢制御機構を配置することとなり、コンバインの機体高さが高くなる傾向にある。
【０００５】
本発明は、機体フレームの近傍にコンパクトに配置できるコンバインの姿勢制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るコンバインの姿勢制御装置の第１特徴構成は、クローラ式走行装置において転輪を支持するトラックフレームと、前記トラックフレームの上方に配置される機体フレームと、を備え、前記機体フレームにおいて機体左右方向に配置される軸部に、当該軸部周りに回動し前記トラックフレームを昇降操作する昇降アームと、前記軸部を回動させて前記昇降アームを操作する操作アームとを機体前後のうちの同方向に取り付け、前記軸部から前記同方向への前記操作アームの長さを前記軸部から前記同方向への前記昇降アームの長さ以下に設定するとともに、前記操作アームと前記機体フレームに亘ってピストンロッドを下方に出退させて前記操作アームを前記軸部周りに回動させる油圧シリンダを鉛直方向に配置した点にある。
【０００７】
〔作用効果〕鉛直方向に配置された油圧シリンダのピストンロッドを下方側に出退させると、ピストンロッドに連結された操作アームが軸部周りに回動し、軸部に取付けられた昇降アームが軸部周りに回動する。この昇降アームの回動動作により、昇降アームの端部に連結されたトラックフレームが昇降操作される。
これにより、機体フレームに対してクローラ走行装置のトラックフレームが上下し、機体フレームの姿勢が制御される。ここで、軸部に昇降アームと操作アームとが機体前後のうちの同方向に取り付けられており、軸部から同方向への操作アームの長さが軸部から同方向への昇降アームの長さ以下に設定されており、油圧シリンダが鉛直方向に配置されている。操作アームは昇降アームの長さ以下であるので、操作アームは昇降アームの長さ以内の領域に収まる。また、油圧シリンダが鉛直方向に配置されているので、ピストンロッドが油圧シリンダの幅から側方にはみ出ることもない。すなわち、昇降アーム、操作アーム、軸部、及び油圧シリンダは、機体前後方向においては昇降アームの長さ程度にほぼ収めることができ、姿勢制御装置をコンパクトに構成することができる。また、鉛直方向に配置された油圧シリンダにおいてピストンロッドが上下に出退移動するので、水平方向に配置された油圧シリンダに比べてピストンロッドに対して圃場からの泥の付着を抑制することができる。これにより、姿勢制御装置の耐久性やメンテナンス性が向上する。
【０００８】
本発明に係るコンバインの姿勢制御装置の第２特徴構成は、前記操作アーム、前記昇降アーム及び前記油圧シリンダを左右の前記トラックフレームに対して機体の前後に夫々２つ配置してある点にある。
【０００９】
〔作用効果〕本構成の如く、トラックフレームを昇降操作する操作アーム、昇降アーム及び油圧シリンダを左右のトラックフレームに対して機体の前後方向に夫々２つ配置してあると、ピッチング制御とローリング制御が可能となり、前側の油圧シリンダと後側の油圧シリンダのピストンロッドは共に下方に出退動作する。すなわち、前後の油圧シリンダは、ピストンロッドにより受圧面積が減らされる状態ではないため、比較的小径の油圧シリンダであっても大きな力を得ることができる。これにより、コンバインの姿勢制御装置のコストダウンを図ることができる。
また、４つの油圧シリンダを同径のものに構成することが可能となり、４つの油圧シリンダの作動特性を同じものとすることができる。その結果、例えば、ローリング制御をする際に、前側の油圧シリンダと後側の油圧シリンダとの同期させる制御が安定的に行うことができ、メンテナンス性も向上する。
【００１０】
本発明に係るコンバインの姿勢制御装置の第３特徴構成は、前記油圧シリンダと前記機体フレームとを弾性体を介して接続してある点にある。
【００１１】
〔作用効果〕本構成の如く、油圧シリンダと機体フレームとを弾性体を介して接続することで、直立された状態の油圧シリンダの上端側と機体フレームとの間に弾性体が存在することになる。これにより、クローラ走行装置のトラックフレームから油圧シリンダの上端側にかかる振動を弾性体によって吸収することができ、走行機体の高さに係わり無くサスペンション効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンバインの全体側面図
【図２】クローラ式走行装置とフレーム構造を示す側面図
【図３】クローラ式走行装置とフレーム構造を示す平面図
【図４】クローラ式走行装置の要部を示す側面図
【図５】ローリング作動状態を示す作用図
【図６】ピッチング作動状態を示す作用図
【図７】油圧シリンダの支持構造を示す部分正面図
【図８】第２実施形態のクローラ式走行装置の要部を示す側面図
【図９】別実施形態の動力伝達経路図
【図１０】別実施形態のクローラ式走行装置の要部を示す側面図
【図１１】別実施形態のクローラ式走行装置の要部を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
〔第１実施形態〕
図１に示すように、コンバインは、左右のクローラ式走行装置１，１の上方に機体フレーム２が配置されている。機体フレーム２の前部に昇降自在に刈取前処理部３を取り付けるとともに、機体フレーム２の上部には脱穀装置４、走行操縦部５、穀粒貯留部６が設けられている。
【００１５】
図２及び図３に示すように、機体フレーム２は、平面視において直交するように配置した主フレーム７を備える。主フレーム７は、機体前後方向の縦フレーム７Ａ，７Ａと機体左右方向の横フレーム７Ｂ，７Ｂとで構成されている。前側の横フレーム７Ｂの中間位置に走行用のミッションケース８を取り付けるとともに、その左右両端にクローラ式走行装置１用の駆動スプロケット９を取り付けてある。
【００１６】
縦フレーム７Ａ，７Ａの左右外側には昇降自在なトラックフレーム１０，１０を配置し、トラックフレーム１０，１０にクローラベルト１１を案内する複数個の転輪１２を設ける。転輪１２の上方のクローラベルト１１を支持する上部転輪１３が縦フレーム７Ａ，７Ａに取り付けてある。左右のトラックフレーム１０，１０の夫々の後端には、後方に向けて出退自在なスライドフレーム１０Ａ，１０Ａを設けてある。スライドフレーム１０Ａ，１０Ａにクローラベルト１１に対して緊張力を与える後方緊張輪１４，１４が取り付けてある。後方緊張輪１４，１４をネジ軸１５によってスライド調節することで、クローラベルト１１に対する緊張力を変更調節可能に構成してある。
【００１７】
主フレーム７とトラックフレーム１０との間には、左右のトラックフレーム１０のいずれかを上下させて機体の左右傾斜に対して機体フレーム２を水平にさせるローリング機構と、トラックフレーム１０の前後いずれかを上下させて機体の前後傾斜に対して機体フレーム２を水平にさせるピッチング機構とを設ける。
【００１８】
主フレーム７の前側下方に支持メタル１６を設け、支持メタル１６に機体左右方向の軸部１７を回転自在に設ける。軸部１７の内側の端部に前方操作アーム１８の基部を固定し、前方操作アーム１８の基部とは反対側の端部は機体後方側に位置させる。軸部１７の外側の端部には前方昇降アーム１９の基部を固定し、前方昇降アーム１９の他端は軸２０を介してトラックフレーム１０に固着する。
【００１９】
主フレーム７の後側下方に支持メタル２１を設け、支持メタル２１に機体左右方向の軸部２２を回転自在に設ける。軸部２２の内側の端部に後方操作アーム２３の基部を固定し、後方操作アーム２３の基部とは反対側の端部は機体後方側に位置させる。軸部２２の外側の端部に後方昇降第１アーム２４の一端を固定し、後方昇降第１アーム２４の他端は軸２５に取付けられている。軸２５には後方昇降第２アーム２６の基部が揺動自在に取り付けられており、後方昇降第２アーム２６の他端は軸２７を介してトラックフレーム１０に固着する。
【００２０】
前方操作アーム１８の端部にローリング用の単動型の油圧シリンダ２８のピストンロッド２８ａを軸着する。前方操作アーム１８と主フレーム７に亘り油圧シリンダ２８が鉛直方向に配置してある。また、後方操作アーム２３の端部にローリング兼ピッチング用の単動型の油圧シリンダ２９のピストンロッド２９ａを軸着する。後方操作アーム２３と主フレーム７に亘り油圧シリンダ２９が鉛直方向に配置してある。
【００２１】
図２〜図４に示すように、左右のトラックフレーム１０，１０に対して夫々前後に、油圧シリンダ２８，２９が夫々２つ配置してある。各油圧シリンダ２８，２９を独立して作動させ、作動量を制御することによって、機体をピッチング作動及びローリング作動するよう構成してある。ローリング用の油圧シリンダ２８とローリング兼ピッチング用の油圧シリンダ２９の断面積を同一構成とし、機体をローリング作動させるときは右又は左の油圧シリンダ２８，２９を同量伸縮させ、機体をピッチング作動させるときは左右の油圧シリンダ２９のみを伸縮させる。
【００２２】
図４に示すように、前方操作アーム１８と前方昇降アーム１９とは、いずれも軸部１７に対し機体の後方に向けて延設されており、前方操作アーム１８の軸部１７から機体後方向の長さＦ１は、前方昇降アーム１９の軸部１７から機体後方向の長さＦ２と同じ又はその長さより短くなるように設定されている（図４ではＦ１はＦ２より短い）。こうした前方操作アーム１８の端部に下方に出退するピストンロッド２８ａを有する油圧シリンダ２８が鉛直方向に配置されている。
【００２３】
また、後方操作アーム２３と後方昇降第１アーム２４及び後方昇降第２アーム２６とは軸部２２に対して、いずれも機体の後方に向けて延設されており、後方操作アーム２３の軸部２２から機体後方向の長さＲ１は、後方昇降第１アーム２４及び後方昇降第２アーム２６の軸部２２から機体後方向の長さＲ２と同じ又はその長さより短くなるように設定されている（図４ではＲ１はＲ２より短い）。こうした後方操作アーム２３の端部に下方に出退するピストンロッド２９ａを有する油圧シリンダ２９が鉛直方向に配置されている。
【００２４】
上述のように、前方操作アーム１８の機体後方向の長さＦ１は前方昇降アーム１９の長さＦ２以下であるので、前方操作アーム１８は前方昇降アーム１９の長さＦ２以内の領域に収まる。同様に、後方操作アーム２３の機体後方向の長さＲ１は後方昇降アーム（後方昇降第１アーム２４及び後方昇降第２アーム２６）の長さＲ２以下であるので、後方操作アーム２３は後方昇降アーム（後方昇降第１アーム２４及び後方昇降第２アーム２６）の長さＲ２以内の領域に収まる。また、主フレーム７の前後の油圧シリンダ２８，２９が鉛直方向に配置されているので、ピストンロッド２８ａ，２９ａが油圧シリンダ２８，２９の幅から側方にはみ出ることもない。すなわち、前方操作アーム１８（後方操作アーム２３）、軸部１７（軸部２２）、及び油圧シリンダ２８（後方の油圧シリンダ２９）を、機体前後方向において前方昇降アーム１９（後方昇降第１アーム２４及び後方昇降第２アーム２６）と同程度の長さの領域に収めることができる。
【００２５】
これにより、コンバインの姿勢制御装置をコンパクトに構成することができる。また、鉛直方向に配置された油圧シリンダ２８，２９においてピストンロッド２８ａ，２９ａが下方に出退移動するので、水平方向に配置された油圧シリンダに比べてピストンロッドに対する圃場からの泥の付着を抑制することができる。その結果、姿勢制御機構の耐久性及びメンテナンス性が向上する。
【００２６】
また、上述のように、トラックフレーム１０を昇降操作する操作アーム１８，２３、昇降アーム（前方昇降アーム１９，後方昇降第１アーム２４及び後方昇降第２アーム２６）及び油圧シリンダ２８，２９を左右のトラックフレーム１０に対して機体の前後方向に夫々２つ配置してあると、ピッチング制御とローリング制御が可能となる。その上、前方の油圧シリンダ２８と後方の油圧シリンダ２９のピストンロッド２８ａ、２９ａが共に下方に出退動作する。すなわち、油圧シリンダ２８，２９はピストンロッド２８ａ，２９ａにより受圧面積が減らされる状態ではないので、比較的小径な油圧シリンダであっても大きな力が得られる。これにより、コンバインの姿勢制御装置のコストダウンを図ることができる。
また、油圧シリンダ２８，２９を同径のものに構成することが可能となり、油圧シリンダ２８，２９の作動特性を同じものとすることができる。その結果、例えば、ローリング制御をする際に、前側の油圧シリンダ２８と後側の油圧シリンダ２９との同期させる制御が安定的に行うことができ、メンテナンス性も向上する。
【００２７】
図５は、左右のトラックフレーム１０の機体に対する相対高さを異なる状態に設定するローリング作動の制御形態を示す。機体をローリング作動させるときは、前方操作アーム１８，前方昇降アーム１９は軸部１７を中心に回動し、後方操作アーム２３，後方昇降第１アーム２４は軸部２２を中心に回動して、機体フレーム２とトラックフレーム１０を相対的に上下させてローリングする。この場合、ローリング用の油圧シリンダ２８とローリング兼ピッチング用の油圧シリンダ２９とを同量伸縮させることで、前方操作アーム１８及び前方昇降アーム１９と、後方操作アーム２３及び後方昇降第１アーム２４とがほぼ平行するリンク部材となってトラックフレーム１０の前後が同じ距離だけ変位してローリングする。
【００２８】
図６は、左右のトラックフレーム１０の長手方向の前後端の機体に対する高さを異なる状態に設定するピッチング作動の制御形態を示す。機体をピッチング作動させるときは、ローリング兼ピッチング用の油圧シリンダ２９のみ伸縮させることで、後方操作アーム２３及び後方昇降第１アーム２４が軸部２２を中心に回動し、さらに、後方昇降第２アーム２６が横軸２５を中心に回動する。そうなると、ローリング時に前方昇降アーム１９と後方昇降第１アーム２４とが平行リンク部材のように作用した構成は崩され、横軸２５の位置が上下に移動してトラックフレーム１０の後部のみを上下させる。こうして、トラックフレーム１０の後部が上昇すると機体フレーム２の前部は下降し、トラックフレーム１０の後部が下降すると機体フレーム２の前部は上昇する。
【００２９】
また、各４個の操作アーム１８，２３の揺動量を異なる動作量に設定することでローリング作動と、ピッチング作動との複合制御の形態にすることができる。
【００３０】
図７に示すように、機体前方の油圧シリンダ２８の上端部２８ｂは軸部３０に支持させてある。軸部３０の両側は弾性体（ゴムブッシュ）３１を内装したブラケット３２によって軸受しており、ブラケット３２は主フレーム７に固着している。機体後方の油圧シリンダ２９の上端部２９ｂも同様に弾性体３１及びブラケット３２により主フレーム７に支持されている。
【００３１】
油圧シリンダ２８，２９と機体フレーム２（主フレーム７）とを弾性体３１を介して接続することで、鉛直方向に配置された油圧シリンダ２８，２９の上端側と機体フレーム２との間に弾性体３１が存在することになる。これにより、圃場の変化によってクローラ式走行装置１のトラックフレーム１０から油圧シリンダ２８，２９の上端側にかかる振動を弾性体３１によって吸収することができ、走行機体の高さに係わり無くサスペンション効果を得ることができる。
【００３２】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、図８に示すように、主フレーム７とトラックフレーム１０との間には、左右のトラックフレーム１０のいずれかを上下させて圃場の機体の左右傾斜に対して機体フレーム２を水平にさせるローリング機構が設けてあり、ピッチング機構は設けられていない。
【００３３】
前方操作アーム１８及び前方昇降アーム１９と、後方操作アーム２３及び後方昇降アーム２４とは、側面視Ｌ型形状に形成されている。前方操作アーム１８の上端と後方操作アーム２３の上端とはロッド３３によって連結されている。後方操作アーム２３の上部にはローリング用の油圧シリンダ２９のピストンロッド２９ａの端部を取付け、ローリング用の油圧シリンダ２９の端部が主フレーム７に固定支持されている。このとき、ローリング用の油圧シリンダ２９及びピストンロッド２９ａは鉛直方向に配置されている。また、後方操作アーム２３の軸部２２から機体後方向の長さＲ１は、後方昇降アーム２４の軸部２２から機体後方向の長さＲ２と同じ又はその長さより短くなるように設定されている（図８ではＲ１はＲ２より短い）。
【００３４】
〔他の実施形態〕
（１）図９に示すように、機体右側にエンジンＥを前後向きに配置し、エンジンＥの出力を出力ギア５０、中間ギア５１を介して機体前方に延出されるドライブシャフト５３に伝達してもよい。ドライブシャフト５３の両端部にはユニバーサルジョイント５２を備える。ドライブシャフト５３からベベルギア５４を介してミッションケース８に動力を伝達し、ミッションケース８には無段変速装置（ＨＳＴ）を備える。
【００３５】
このように、エンジンＥからクローラ式走行装置１への動力伝達がシャフトドライブ方式であると、動力伝達の効率が向上する。また、ベルトによる動力伝達に比べて、シャフトドライブ方式であるとメンテナンスがほとんど不要であり、耐久性も向上する。さらに、エンジンＥとミッションケース８とを近接させて配置することで、動力伝達の構造を簡素にすることができる。
【００３６】
（２）上記の第１実施形態では、機体前方の油圧シリンダ２８と機体後方の油圧シリンダ２９の両方を鉛直方向に配置する構成を示したが、機体前方の油圧シリンダ２８と機体後方の油圧シリンダ２９のうち、一方を鉛直方向に配置し、他方を例えば図１０に示す水平方向のような鉛直方向以外の方向に配置してもよい。また、図１１に示すように、鉛直方向に配置される油圧シリンダ２８，２９は多少傾いた状態で配置されていてもよい。
【００３７】
（３）上記の実施形態では、操作アーム１８，２３及び昇降アーム１９，２４及び２６を軸部１７，２２に対して機体後方側に延設する構成を示したが、操作アーム１８，２３及び昇降アーム１９，２４及び２６は軸部１７，２２に対して機体前方側に延設するよう構成してもよい。
【００３８】
（４）上記の第１実施形態では、機体前方にローリング用の油圧シリンダ２８に配置し、機体後方にローリング兼ピッチング用の油圧シリンダ２９を配置したが、反対に、機体前方にローリング兼ピッチング用の油圧シリンダ２９を配置し、機体後方にローリング用の油圧シリンダ２８を配置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、クローラ式走行装置を備える作業機の姿勢制御装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１              クローラ式走行装置
２              機体フレーム
７              主フレーム
１０            トラックフレーム
１１            クローラベルト
１２            転輪
１７，２２      軸部
１８            前方操作アーム（操作アーム）
１９            前方昇降アーム（昇降アーム）
２３            後方操作アーム（操作アーム）
２４            後方昇降第１アーム（昇降アーム）
２６            後方昇降第２アーム（昇降アーム）
２８            油圧シリンダ（ローリング用）
２８ａ，２９ａ  ピストンロッド
２９            油圧シリンダ（ローリング兼ピッチング用）
３１            弾性体
Ｆ１，Ｒ１      軸部から機体前後方向の操作アームの長さ
Ｆ２，Ｒ２      軸部から機体前後方向の昇降アームの長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013055897.tif 000009
【図８】
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【図９】
2013055897.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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