(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静油圧変速機を介して穀稈搬送装置を無段変速駆動するようにしたコンバインであって、
前記静油圧変速機のトラニオン軸に大径の扇形歯車を固定し、該扇形歯車に小径の歯車を介して電動モータを連動し、
コンバインの電源投入時、前記電動モータを、前記静油圧変速機の出力回転が停止状態となるように減速方向に駆動させる制御手段を、設けたことを特徴とするコンバイン。
【請求項２】
前記穀稈搬送装置が、前処理部における穀稈搬送装置である、ことを特徴とする請求項１記載のコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機を介して穀稈搬送装置を無段変速駆動するようにしたコンバインに関する。
【０００２】
【従来の技術】
機体の走行速度やエンジンの出力回転に連動させる形で、前処理部や脱穀部の穀稈搬送装置を駆動制御するようにしたコンバインが提案されている。このようなコンバインでは、刈取り作業を行なう通常の運転状態でコンバインの走行を停止させると、前処理部や脱穀部の穀稈搬送装置を駆動する無段変速機の出力回転も停止状態になる。従って、コンバインを停止させた後、電源を遮断した場合には、改めてコンバインに電源を投入したとき、前処理部や脱穀部の穀稈搬送装置は、停止状態で駆動が開始され、目標速度まで増速される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
運転者によっては、運転中に、何らかの原因で、コンバインが高速走行中にも拘わらず、電源を遮断してコンバインを急停止させることがある。すると、前処理部や脱穀部の穀稈搬送装置は、高速駆動されていた状態で停止することになるため、再びコンバインに電源を投入したとき、突然、前処理部や脱穀部の穀稈搬送装置が高速で駆動されることになり、特に手扱ぎ作業等を行なう際には、極めて危険である。
【０００４】
上記の事情に鑑み、本発明は、高速走行中に電源を遮断してコンバインを停止させた場合でも、電源投入時、前処理部や脱穀部の穀稈搬送装置が、低速側から目標速度に移行するようにしたコンバインを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、  静油圧変速機（３５）を介して穀稈搬送装置（３１，４６，５２）を無段変速駆動するようにしたコンバイン（１）であって、
前記静油圧変速機（３５）のトラニオン軸（３５ａ）に大径の扇形歯車（３５ｂ）を固定し、該扇形歯車に小径の歯車（３７ｂ）を介して電動モータ（３７）を連動し、
コンバイン（１）の電源投入時、前記電動モータ（３７）を、前記静油圧変速機（３５）の出力回転が停止状態となるように減速方向に駆動させる制御手段を、設けたことを特徴とするコンバインにある。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記穀稈搬送装置（３１、４６、５２）が、前処理部（９）における穀稈搬送装置（４６、５２）である、ことを特徴とする請求項１記載のコンバインにある。
【０００８】
なお、括弧内の符号等は、図面と対照するためのものであり、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲に何等影響を及ぼすものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１ないし図６は、本発明の実施の形態を示すもので、図１は、本発明を適用するコンバインの一例を示す側面図、図２は、図１に示すコンバインの駆動系統を示す駆動系統図、図３は、図２における前処理用ＨＳＴと駆動モータの関係を示す側面図、図４は、図１に示すコンバインの制御系統を示すブロック線図、図５は、図４に示す制御系統で行なわれる制御の過程を示すフローチャート、図６は、図４に示す制御系統で行なわれる制御のタイムチャートである。
【００１１】
図１において、穀稈の刈取り、脱穀を行なうコンバイン１は、左右一対のクローラ走行装置２、２により支持された機体３を有している。該機体３の前部（図１の右側）左右いずれかの側には、運転席５が配置され、その後にはエンジン６が配置されている。さらに、該エンジン６の後（図１の左側）には、穀粒タンク７が配置されている。
【００１２】
また、前記機体３の先端には、穀稈を刈取り、搬送する前処理部９（刈取り装置）が配置されている。該機体３の前記運転席５が配置されていない側には、該前処理部９から送り込まれた穀稈の脱穀を行なう脱穀部１０が配置され、その後部には、穀粒が脱穀された稈を排出する排出部１１が配置されている。
【００１３】
前記運転席５には、前記コンバイン１の前進、後進とその走行速度を操作する主変速レバー１２と、該コンバイン１の走行速度を操作する副変速レバ（図示せず）と、該コンバイン１の旋回操作と、前記前処理部９の昇降を操作するマルチステアリングレバー１３と、該前処理部９と前記脱穀部１０への動力の伝達、遮断を行う作業機クラッチレバー２６（図２参照）と、該前処理部９への動力の伝達、遮断を行なう刈取りクラッチレバー１５等のほか、該コンバイン１の操作に必要な各種のスイッチ類（図示せず）が配置されている。
【００１４】
前記エンジン６（Ｅ／Ｇ）を動力源とする前記コンバイン１の駆動系統は、図２に示すように構成されている。該コンバイン１の走行駆動系を構成するトランスミッション１６（Ｔ／Ｍ）には、主変速機を構成する走行駆動用無段変速機１７（静油圧変速機、以下、走行用ＨＳＴという）と、副変速機１９と、歯車列２０が配置され、前記クローラ走行装置２、２を駆動する。該副変速機１９の出力軸には、Ｔ／Ｍ回転センサ２１が接続され、該副変速機１９の出力軸の出力回転を、該トランスミッション１６の出力回転として検出するようになっている。
【００１５】
前記エンジン６から前記トランスミッション１６（前記走行用ＨＳＴ１７）への動力の伝達は、該エンジン６の出力軸６ａに固定されたプーリ６ｂと、該走行用ＨＳＴ１７の入力軸１７ａに固定されたプーリ１７ｂとの間に掛け渡されたベルト２２で行なわれる。なお、該走行用ＨＳＴ１７の出力回転は、該走行用ＨＳＴ１７の出力軸１７ｃに固定された歯車１７ｄを介して前記副変速機１９に伝達される。
【００１６】
前記前処理部９と前記脱穀部１０を駆動する駆動軸２３は、前記コンバイン１の所定の位置に回転自在に支持されている。前記エンジン６から該駆動軸２３への動力の伝達は、該エンジン６の出力軸６ａに固定されたプーリ６ｃと、該駆動軸２３に固定されたプーリ２３ａとの間に掛け渡されたベルト２５で行なわれる。該ベルト２５には、テンションクラッチで構成され、前記作業機クラッチレバー２６で操作される作業機クラッチ２７が配置され、該作業機クラッチレバー２６の操作により、該エンジン６と該駆動軸２３との間の動力の伝達、遮断を行なうようになっている。
【００１７】
中間軸２９は、前記コンバイン１の所定の位置に回転自在に支持されている。前記駆動軸２３から該中間軸２９への動力の伝達は、該駆動軸２３に固定された傘歯車２３ｂと、該傘歯車２３ｂと噛合うように該中間軸２９に固定された傘歯車２９ａとによって行なわれる。
【００１８】
前記脱穀部１０は、前記機体３の所定の位置に回転自在に支持され、穀稈の脱穀を行う扱ぎ胴３０と、該機体３に該扱ぎ胴３０に沿って移動自在に配置され、穀稈の搬送を行なうフィードチェーン３１を備えている。前記中間軸２９から該扱ぎ胴３０への動力の伝達は、該中間軸２９に固定されたプーリ２９ｂと、該扱ぎ胴３０の入力軸３０ａの一端に固定されたプーリ３０ｂとの間に掛け渡されたベルト３２で行なわれる。従って、前記作業機クラッチ２７が動力の伝達（接続）状態にあるとき、該扱ぎ胴３０は回転駆動される。
【００１９】
前処理用変速機３３は、前処理駆動用無段変速機３５（静油圧変速機、以下、前処理用ＨＳＴという）を備えている。前記駆動軸２３から該前処理用変速機３３への動力の伝達は、該駆動軸２３に固定されたプーリ２３ｃと、該前処理用変速機３３の入力軸３３ａ（該前処理用ＨＳＴ３５の入力軸）に固定されたプーリ３３ｂとの間に掛け渡されたベルト３６によって行なわれる。
【００２０】
前記前処理用ＨＳＴ３５は、駆動モータ３７を備え、該駆動モータ３７によりその出力回転が制御されるように構成されており、前記前処理用変速機３３の出力軸３３ｃを、前記トランスミッション１６の出力回転に比例させて回転させるＴ／Ｍ比例モード又は、前記エンジン６の出力回転に比例させて回転させるＥ／Ｇ比例モードで回転させ、前記前処理部９と前記脱穀部１０のフィードチェーン３１を駆動する。該前処理用変速機の出力軸３３ｃには、ＨＴＳ回転センサ３９が接続され、該出力軸３３ｃの出力回転を、該前処理用変速機３３の出力回転として検出するようになっている。
【００２１】
前処理駆動軸４０は、前記コンバイン１の所定の位置に回転自在に支持されている。前記前処理用変速機３３から該前処理駆動軸４０への動力の伝達は、該前処理用変速機３３の出力軸３３ｃに固定されたプーリ３３ｄと、該前処理駆動軸４０に固定されたプーリ４０ａの間に掛け渡されたベルト４１によって行なわれる。該ベルト４１には、テンションクラッチで構成され、前記刈取りクラッチレバー１５で操作される刈取りクラッチ４２が配置され、該刈取りクラッチレバー１５の操作により、該前処理用変速機３３と該前処理駆動軸４０との間の動力の伝達、遮断を行なうようになっている。
【００２２】
中間軸４３は、前記コンバイン１の所定の位置に回転自在に支持されている。前記前処理駆動軸４０から該中間軸４３への動力の伝達は、該前処理駆動軸４０に固定された傘歯車４０ｂと、該傘歯車４０ｂと噛合うように該中間軸４３に固定された傘歯車４３ａとによって行なわれる。
【００２３】
刈取られた穀稈を前記フィードチェーン３１まで搬送する扱ぎ深さ搬送装置４５は、前記機体３の所定の位置に配置されている。該扱ぎ深さ搬送装置４５は、穀稈の株元を搬送するチェーンと、穀稈の穂先部を搬送するチェーンとで構成される搬送チェーン４６を備えている。該搬送チェーン４６は、前記中間軸４３に固定されたスプロケット４３ｂに掛け渡され、該前処理駆動軸４０の回転により駆動される。なお、該搬送チェーン４６の穀稈の搬送経路に沿って、扱ぎ深さメインセンサ４７が配置され、搬送チェーン４６で搬送される穀稈の有無を検出するようになっている。
【００２４】
伝動軸４９は、前記コンバイン１の所定の位置に回転自在に支持されている。前記前処理駆動軸４０から該伝動軸４９への動力の伝達は、該前処理駆動軸４０に固定された傘歯車４０ｃと、該傘歯車４０ｃと噛合うように該伝動軸４９に固定された傘歯車４９ａとによって行なわれる。該伝動軸４９は、刈刃５０を駆動すると共に、該伝動軸４９に固定された歯車４９ｂと、該歯車４９ｂと噛合う歯車５２ａと、該歯車５２ａと噛合う歯車５２ｂを介して、掻き込み装置５１の搬送ベルト５２を駆動する。
【００２５】
駆動軸５３は、前記コンバイン１の所定の位置に回転自在に支持されている。前記前処理用変速機３３から該駆動軸５３への動力の伝達は、該前処理用変速機３３の出力軸３３ｃに固定された歯車３３ｅに噛合い該前処理用変速機３３の中間軸３３ｆに回転自在に支持された歯車３３ｇと一体に固定されたスプロケット３３ｈと、該駆動軸５３に固定されたスプロケット５３ａとの間に掛け渡されたチェーン５５によって行なわれる。そして、該駆動軸５３に固定されたスプロケット５３ｂにより前記フィードチェーン３１が駆動される。
【００２６】
前記前処理用ＨＳＴ３５と前記駆動モータ３７は、図３に示すように配置されている。前記前処理用変速機３３のギヤケース３３ｊに取付けられた前記前処理用ＨＳＴ３５のトラニオン軸３５ａには、扇形の歯車３５ｂが固定され、該歯車３３ｂには、ピン３５ｃが突設されている。なお、該前処理用ＨＳＴ３５の前記入力軸３３ａには、送風用のファン５７が固定され、該前処理用ＨＳＴ３５の冷却を行なうようになっている。
【００２７】
減速側のリミットスイッチ５５と、増速側のリミットスイッチ５６は、それぞれ、前記歯車３５ｂの揺動によって移動する前記ピン３５ｃの移動経路に位置し、該歯車３５ｂの揺動端を検出するように配置されている。また、前記駆動モータ３７は、前記歯車３５ｂに近接した位置に配置され、その出力軸３７ａには、該歯車３５ｂと噛合う歯車３７ｂが固定されている。
【００２８】
従って、前記駆動モータ３７を駆動して小径の前記歯車３７ｂを回転させると、該歯車３７ｂと噛合う大径の前記歯車３５ｂが回動し、前記トラニオン軸３５ａを回転させて、前記前処理用ＨＳＴ３５の出力回転を制御することができる。そして、該前処理用ＨＳＴ３５の出力回転を制御することにより、前記前処理用変速機３３の前記出力軸３３ｃの出力回転を制御することができる。なお、該駆動モータ３７は、前記ピン３５ｃを前記リミットスイッチ５５、５６の何れかが検出した場合には、その駆動が停止される。例えば、減速側の該リミットスイッチ５５が該ピン３５ｃを検出したとき、該前処理用ＨＳＴ３５の出力回転は「０」になる。
【００２９】
このような構成の前記コンバイン１の制御装置は、図４に示すように構成されている。制御装置６０は、入力インターフェース６１と、マイコン６２と、出力インターフェース６３を備え、前記コンバイン１のメインスイッチ６５に接続されている。
【００３０】
前記入力インターフェース６１には、前記減速側のリミットスイッチ５５、前記増速側のリミットスイッチ５６、前記作業機クラッチレバー２６の操作位置（前記作業機クラッチ２７の接続、遮断）を検出する作業機クラッチスイッチ６６、前記コンバイン１の停止時もしくは前処理部９の上昇による前処理部の停止時に、前処理部９を強制的に作動させ、刈取った穀稈を所定の位置まで搬送させる強制掻き込みスイッチ６７、穀稈の状況によって前記副変速機１９で選択される速度（倒伏、標準、走行）を検出する倒伏スイッチ６９、前記Ｔ／Ｍ回転センサ２１、前記ＨＳＴ回転センサ３９等が接続されている。
【００３１】
また、該入力インターフェース６１には、前記前処理部９の昇降方向の位置を検出するリフトポテンショメータ７０、前記扱ぎ深さメインセンサ４７、前記刈取りクラッチレバー１５の操作位置（前記刈取りクラッチ４２の接続、遮断）を検出する刈取りクラッチスイッチ７１と、前記前処理部９が予め設定された高さより上昇した場合、該前処理部９の駆動を停止させる機能の有効、無効を選択するリフトシャットスイッチ７２と、該前処理部９を上昇させるリフト上昇スイッチ７３と、前記エンジン６の出力回転を検出するエンジン回転センサ７５などが接続されている。
【００３２】
前記出力インターフェース６３には、前記前処理用ＨＳＴ３５の前記駆動モータ３７を駆動する駆動回路８０が接続されている。また、該出力インターフェース６３には、ホーン７６、手扱ぎランプ７７、Ｅ／Ｇストップソレノイド７９等が接続されている。
【００３３】
このような構成のコンバイン１は、コンバイン１を圃場にいれた後、作業機クラッチ２７、刈取りクラッチ４２を入れ、前処理部９と脱穀部１０を駆動した状態で、その走行方向を穀稈の配列方向に向けて前進させる。すると、先ず、前処理部９のデバイダが穀稈の配列内に分け入り穀稈を分草する。デバイダで分草された穀稈は、引起し装置により搬送され、刈刃５０で株元が切断され刈取られる。
【００３４】
刈取られた穀稈は、掻き込み装置５１により掻き込まれて、搬送ベルト５２で扱ぎ深さ搬送装置４５まで搬送され、扱ぎ深さ搬送装置４５に受け渡される。扱ぎ深さ搬送装置４５に渡された穀稈は、扱ぎ深さ搬送装置４５で搬送される間に、扱ぎ深さメインセンサ４７で検出されると共に、株元・穂先センサ（図示せず）で、その穂先位置が検出される。そして、その検出結果に基づいて、扱ぎ深さ搬送装置４５が揺動して、穀稈の穂先位置が脱穀部１０の適正位置を通過するように穀稈をフィードチェーン３１に受け渡す。
【００３５】
フィードチェーン３１に受け渡された穀稈は、その穂先が扱ぎ胴３０と接触するように搬送され脱穀される。穀粒が脱穀され、フィードチェーン３１の終端まで搬送された稈は、排出部１１に受け渡されてコンバイン１の後部から排出される。一方、穀稈から脱穀された稈枝混じりの穀粒は、選別部（図示せず）を通して選別され、穀粒タンク７に一時貯蔵される。
【００３６】
このようなコンバイン１の制御装置６０における電源投入時の制御について、図５に示すフローチャート及び図６に示すタイミングチャートにより説明する。なお、以下の説明においては、コンバイン１の電源を遮断したとき、初回フラグに「０」をセットするものとする。
【００３７】
コンバイン１の電源が投入されたとき、制御装置６０は、初回フラグを判定する（図５のステップＳ１、以下、単にステップＳ○という）。ステップＳ１において、初回フラグが「０」の場合、初回フラグに「１」をセットする（ステップＳ２）。なお、通常の刈取り作業時において、電源を遮断しないで行なうコンバイン１の停止、発進の際には、初回フラグが既に「１」にセットされた状態になっている。
【００３８】
前記制御装置６０は、前記ステップＳ２において、初回フラグ「１」をセットした場合、マイコン６２内の初回減速出力タイマ（図示せず）に、図６に示すように、マイコン６２の起動と略同時に、時刻ｔ１で前記駆動モータ３７を駆動して前記前処理用ＨＳＴ３５の出力回転を停止状態にするために必要な時間ｔｓをセットする（ステップＳ３）。この時間ｔｓは、図３に示す、駆動モータ３７の駆動により歯車３５ｂが揺動し、ピン３５ｃが一方のリミットスイッチ５５（又は５６）から他方のリミットスイッチ５６（又は５５）まで移動するのに必要な時間より長い時間とする。同時に、時間ｔｓの減算を開始する。また、駆動モータ制御手段８０を、駆動モータ３７を減速方向に回転させるようにセットする（ステップＳ４）。
【００３９】
前記ステップＳ１で初回フラグが「１」の場合、また、前記ステップＳ２で初回フラグに「１」をセットした場合、前記ステップＳ３で初回減速出力タイマにセットされた時間ｔｓの残り時間の有無を判定する（ステップＳ５）。なお、通常の刈取り作業時において、電源を遮断しないで行なうコンバイン１の停止、発進の際には、初回減速出力タイマには時間ｔｓが設定されないので、初回減速出力タイマに設定された時間ｔｓが経過したものと判定される。
【００４０】
そして、初回減速出力タイマに設定された時間ｔｓが経過していた場合（通常の作業状態に移行している場合）、副変速機１９により選択された車速の制御モード（倒伏、標準、走行）を判定する（ステップＳ６）。また、前処理部９の駆動条件（刈取りクラッチスイッチ７１のＯＮ、ＯＦＦ）を判定する（ステップＳ７）。また、コンバイン１の車速に連動させて前処理部９を駆動するため、前処理用ＨＳＴ３５の出力回転の目標値を算出する（ステップＳ８）。さらに、作業機クラッチスイッチ６６、刈取りクラッチスイッチ７１を確認して、作業機クラッチ２７、刈取りクラッチ４２をセットし出力モードを制御する（ステップＳ９）。即ち、コンバイン１が、通常の作業状態にある場合には、前処理用ＨＳＴ３５の出力をコンバイン１の車速又はエンジン６の出力回転に連動するように制御する。
【００４１】
前記ステップＳ５で初期減速出力タイマに設定された時間ｔｓが経過していない場合（コンバイン１の電源投入時）、マイコン６２の起動と略同時に初回減速出力を駆動回路８０に与え、駆動モータ３７を前処理用ＨＳＴ３５の減速方向に駆動させる。そして、図６に示すように、時刻ｔ２で、減速側のリミットスイッチ５５がＯＮしたとき、制御装置６０は、該リミットスイッチ５５のＯＮ信号の立上りを検出して、駆動モータ３７の駆動を停止させる（ステップＳ１０）。
【００４２】
このとき、前処理用ＨＳＴ３５のトラニオン軸３５ａが、前処理用ＨＳＴ３５の出力回転が「０」になる位置よりさらにマイナス側に回転しても、前処理用ＨＳＴ３５の出力が反転することはない。また、リミットスイッチ５５がＯＮすると、制御装置６０は、前記時間ｔｓが経過していなくても、駆動モータ３７の駆動を停止させる。
【００４３】
このようにして、前処理用ＨＳＴ３５の出力回転が停止した状態から、改めてコンバイン１の走行速度又はエンジン６の出力回転に連動するように、前処理用ＨＳＴ３５の出力回転を、目標値に向けて増速制御する。即ち、フィードチェーン３１、搬送チェーン４６、搬送ベルト５２等の穀稈搬送装置は、常に停止状態から目標速度に近づくように駆動されるので、コンバイン１が電源の遮断により停止した状態で、改めて、コンバイン１に電源が投入されても、穀稈搬送装置が高速で駆動されることはない。従って、作業の安全を確保することができる。また、停止状態から目標速度に向けて駆動するので、目標速度に対する穀稈搬送装置の速度制御を、より正確に行なうことができる。
【００４４】
なお、上記の実施の形態においては、前記無段変速機を介して駆動される前記穀稈搬送装置として、扱ぎ深さ搬送装置４５の搬送チェーン４６と、前処理部９の搬送ベルト５２と、脱穀部１０のフィードチェーン３１とを、同じ前処理用ＨＳＴ３５を介して駆動する場合について例示したが、これら搬送チェーン４６及び搬送ベルト５２と、脱穀部１０のフィードチェーン３１をそれぞれ異なる無段変速機を介して駆動させるようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によると、コンバインの電源投入時、穀稈搬送用の無段変速機の変速操作手段を、該無段変速機の出力が停止状態となるように減速方向に駆動させるので、前処理部で穀稈を搬送する前処理搬送装置や、脱穀部で穀稈を搬送するフィードチェーンが、常に低速で回転を開始して目標の回転数まで増速することになり、作業の安全性を向上させることができる。
【００４７】
請求項２に係る発明によると、前処理部における穀稈のこぼれや、詰まりを防止して、安定した刈取り作業を行なうことができる。
【００４８】
請求項１に係る発明によると、無段変速機を静油圧変速機で構成し、該静油圧変速機の変速操作手段を電動モータで構成し、制御手段が、該電動モータを、電源投入時から、該静油圧変速機のトラニオン軸を減速側に駆動させるようにしたので、電源投入時の制御を簡素化し、安定した制御を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するコンバインの一例を示す側面図。
【図２】図１に示すコンバインの駆動系統を示す駆動系統図。
【図３】図２における前処理用ＨＳＴと駆動モータの関係を示す側面図。
【図４】図１に示すコンバインの制御系統を示すブロック線図。
【図５】図４に示す制御系統で行なわれる制御の過程を示すフローチャート。
【図６】図４に示す制御系統で行なわれる制御のタイムチャート。
【符号の説明】
１…コンバイン
９…前処理部
３１…穀稈搬送装置（フィードチェーン）
３５…無段変速機（前処理用ＨＳＴ）
３５ａ…トラニオン軸
３７…変速操作手段（駆動モータ）
４６…穀稈搬送装置（搬送チェーン）
５２…穀稈搬送装置（搬送ベルト）
６０…制御手段（制御装置）
【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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