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発明の名称 刈取収穫機の自動変速構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−37894
公開日 平成8年(1996)2月13日
出願番号 特願平6−182042
出願日 平成6年(1994)8月3日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修
発明者 水野 亮二
要約 目的
刈取作業時の作業負荷が設定値に維持されるように、走行用の無段変速装置を自動的に変速操作するように構成した刈取収穫機の自動変速構造において、圃場面の凹凸の状態を間接的に検出して、無段変速装置の自動的な変速操作に加味する。

構成
圃場面から刈取部2までの高さが設定値に維持されるように、刈取部2を自動的に昇降操作する昇降制御手段を備えて、昇降制御手段による刈取部2の昇降操作の頻度が設定値以上になると、作業負荷による無段変速装置14の自動的な変速操作の上限速度を低速側に変更操作する。
特許請求の範囲
【請求項1】 刈取作業時の作業負荷を検出する作業負荷センサー(25)と、走行用の無段変速装置(14)を変速操作する変速アクチュエータ(24)と、前記作業負荷センサー(25)の検出値が設定値に維持されるように前記変速アクチュエータ(24)を作動させて、前記無段変速装置(14)を自動的に変速操作する自動変速手段とを備え、前記自動変速手段による変速範囲の上限速度を人為的に設定変更可能な最高速度設定手段(30)を備えると共に、機体の前部に支持された刈取部(2)を昇降操作する昇降アクチュエータ(8)と、圃場面から前記刈取部(2)までの高さを検出する高さセンサー(9)と、前記高さセンサー(9)の検出値が設定値に維持されるように前記昇降アクチュエータ(8)を作動させて、前記刈取部(2)を自動的に昇降操作する昇降制御手段とを備え、前記昇降制御手段による前記刈取部(2)の昇降操作の頻度が設定値以上になると、前記最高速度設定手段(30)による上限速度を低速側に変更操作する牽制手段を備えてある刈取収穫機の自動変速構造。
【請求項2】 刈取作業時の作業負荷を検出する作業負荷センサー(25)と、走行用の無段変速装置(14)を変速操作する変速アクチュエータ(24)と、前記作業負荷センサー(25)の検出値が設定値に維持されるように前記変速アクチュエータ(24)を作動させて、前記無段変速装置(14)を自動的に変速操作する自動変速手段とを備え、前記自動変速手段による変速範囲の上限速度を人為的に設定変更可能な最高速度設定手段(30)を備えると共に、機体の進行方向を右及び左に変更操作する操向アクチュエータ(21)と、圃場の穀稈(A)に対する左右方向での機体の位置を検出する位置センサー(19)と、前記位置センサー(19)の検出値が設定値に維持されるように前記操向アクチュエータ(21)を作動させて、機体の進行方向を自動的に変更操作する操向制御手段とを備え、前記操向制御手段による機体の進行方向の変更操作の頻度が設定値以上になると、前記最高速度設定手段(30)による上限速度を低速側に変更操作する牽制手段を備えてある刈取収穫機の自動変速構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンバインや藺草ハーベスタ等の刈取収穫機において、走行速度の自動変速構造に関する。
【0002】
【従来の技術】前述のような刈取収穫機の自動変速構造の一例が、実開昭58‐21237号公報に開示されている。この構造では、刈取作業時の作業負荷を検出する作業負荷センサーを備えて、作業負荷が設定値(作業能率等の面で最適な値)に維持されるように、走行用の無段変速装置を変速アクチュエータにより自動的に変速操作するように構成している。そして、この自動的な変速操作の変速範囲の上限速度を人為的に設定変更できるようにして、作業負荷が軽い場合に無段変速装置が高速側に変速操作され過ぎるのを防止している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の刈取収穫機では、処理される穀稈の量や状態(水分量等)に基づく作業負荷のみにより、走行用の無段変速装置を自動的に変速操作している。従って、圃場面に比較的凹凸のある場合に作業負荷が軽くなると、圃場面の凹凸に関係なく無段変速装置が高速側に変速操作されていき機体の振動が激しくなって、乗り心地が悪くなることがある。
【0004】前述のような刈取収穫機においては、機体の前部の刈取部の刈取高さが一定に維持されるように刈取部を自動的に昇降操作する昇降制御手段や、圃場の穀稈の列に沿って機体が自動的に走行していくように機体の進行方向を自動的に変更操作する操向制御手段を備えているものが多くある。本発明は作業負荷に応じて走行用の無段変速装置を自動的に変速操作するように構成した刈取収穫機において、前述のような昇降制御手段や操向制御手段を有効に利用して、圃場面に比較的凹凸があるのに機体が高速で走行してしまうような状態を防止することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のような刈取収穫機の自動変速構造において、次のように構成することにある。つまり、〔1〕刈取作業時の作業負荷を検出する作業負荷センサーと、走行用の無段変速装置を変速操作する変速アクチュエータと、作業負荷センサーの検出値が設定値に維持されるように変速アクチュエータを作動させて、無段変速装置を自動的に変速操作する自動変速手段とを備え、自動変速手段による変速範囲の上限速度を人為的に設定変更可能な最高速度設定手段を備えると共に、機体の前部に支持された刈取部を昇降操作する昇降アクチュエータと、圃場面から刈取部までの高さを検出する高さセンサーと、高さセンサーの検出値が設定値に維持されるように昇降アクチュエータを作動させて、刈取部を自動的に昇降操作する昇降制御手段とを備え、昇降制御手段による刈取部の昇降操作の頻度が設定値以上になると、最高速度設定手段による上限速度を低速側に変更操作する牽制手段を備えてある。
【0006】〔2〕刈取作業時の作業負荷を検出する作業負荷センサーと、走行用の無段変速装置を変速操作する変速アクチュエータと、作業負荷センサーの検出値が設定値に維持されるように変速アクチュエータを作動させて、無段変速装置を自動的に変速操作する自動変速手段とを備え、自動変速手段による変速範囲の上限速度を人為的に設定変更可能な最高速度設定手段を備えると共に、機体の進行方向を右及び左に変更操作する操向アクチュエータと、圃場の穀稈に対する左右方向での機体の位置を検出する位置センサーと、位置センサーの検出値が設定値に維持されるように操向アクチュエータを作動させて、機体の進行方向を自動的に変更操作する操向制御手段とを備え、操向制御手段による機体の進行方向の変更操作の頻度が設定値以上になると、最高速度設定手段による上限速度を低速側に変更操作する牽制手段を備えてある。
【0007】
【作用】前項〔1〕及び〔2〕のように構成した場合、昇降制御手段により刈取部が頻繁に昇降操作されると、圃場面に比較的多くの凹凸があるためにこの凹凸を高さセンサーが検出して刈取部が昇降操作されたものと判断できる。そして、操向制御手段により機体の進行方向の変更操作が頻繁に行われると、圃場面に比較的多くの凹凸があるためにこの凹凸により機体の進行方向が変化して、機体の進行方向の変更操作(修正操作)が行われたものと判断できる。これにより、前述の判断に基づいて上限速度が自動的に低速側に変更操作されて、自動変速手段による変速範囲の高速側(機体の走行速度の最高速)が抑えられる。
【0008】
【発明の効果】請求項1及び2のように構成すると、作業負荷に応じて走行用の無段変速装置を自動的に変速操作するように構成した刈取収穫機において、圃場面に凹凸が多くあると機体の走行速度の上限速度が自動的に低速側に変更操作されるので、圃場面の凹凸により機体の振動が抑えられて、刈取収穫機の乗り心地を向上させることができた。そして、刈取部を自動的に昇降操作する昇降制御手段や機体の進行方向を自動的に変更操作する操向制御手段と言う既存の構成の動作により、圃場面の凹凸の状態を検出しているので、圃場面の凹凸の状態を検出する専用のセンサー等が不要になり、構造の簡素化の面で有利である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図3及び図1に示すように、左右一対のクローラ式の走行装置1で支持された機体の前部に刈取部2、機体の後部に自脱型の脱穀装置3を備えて、刈取収穫機の一例であるコンバインを構成している。
【0010】図3に示すように刈取部2は引起し装置4、バリカン型の刈取装置5及び刈り取られた穀稈を脱穀装置3のフィードチェーン7に送る搬送装置6を備えて構成されており、機体の横軸芯P1周りに昇降シリンダ8(昇降アクチュエータに相当)によって昇降操作自在に支持されている。図3及び図1に示すように、刈取部2の前端下部に圃場面から刈取部2までの高さを検出する超音波式の高さセンサー9が備えられて、高さセンサー9の検出値が制御装置10に入力されており、高さセンサー9の検出値が設定値に維持されるように、制御弁11により昇降シリンダ8を操作する昇降制御手段が制御装置10に備えられている。これにより、刈取部2が自動的に昇降操作されて、刈取部2による穀稈の刈取高さが一定に維持される。
【0011】図1に示すようにエンジン12からの動力が主クラッチ13を介して、静油圧式の無段変速装置14、ミッションケース15内のギヤ変速装置(図示せず)、右及び左のサイドクラッチ16により右及び左の走行装置1に伝達されており、エンジン12からの動力が脱穀クラッチ17を介して脱穀装置3に伝達されている。後方に揺動自在で前方側に復帰するように付勢されたセンサーアーム18が刈取部2の前部の左右一端に設けられ、圃場の穀稈Aにセンサーアーム18が接触することによるセンサーアーム18の角度を、ポテンショメータ19(位置センサーに相当)で検出して制御装置10に入力しており、ポテンショメータ19の検出値により、圃場の穀稈Aに対する左右方向での機体の位置を検出するように構成している。
【0012】これによって、ポテンショメータ19の検出値に基づいて機体が圃場の穀稈Aに沿って走行していくように、右及び左のサイドクラッチ16を入切操作する操作シリンダ21(操向アクチュエータに相当)を制御弁20により作動させて、機体の進行方向を自動的に変更操作する操向制御手段を制御装置10に備えている。これにより、圃場の穀稈Aの列に沿うように機体の進行方向が自動的に修正されていく。
【0013】次に、自動変速手段について説明する。図1に示すように、走行用の静油圧式の無段変速装置14と変速レバー22とが機械的に連動連結されており、その連係系の途中の部分に摩擦保持機構23を備えて、変速レバー22から手を離してもその変速位置に変速レバー22が保持されるように構成している。摩擦保持機構23を正逆に操作自在なモータ24(変速アクチュエータに相当)を備えており、モータ24により無段変速装置14及び変速レバー22の変速操作が行える。
【0014】エンジン12の回転数を検出する回転数センサー25(作業負荷センサーに相当)、無段変速装置14の出力側の回転数から機体の走行速度を検出する車速センサー26が備えられて、両方の検出値が制御装置10に入力されている。刈取部2の搬送装置6に穀稈が挟持されているか否かを検出する株元センサー27(図3参照)、脱穀クラッチ17が入り操作されているか否かを検出する脱穀センサー28、自動変速手段による自動変速状態及び変速レバー22により手動で変速操作する手動変速状態を選択する切換スイッチ29、並びに、自動変速手段による自動変速状態での上限速度を人為的に設定変更するダイヤル式の速度設定器30(最高速度設定手段に相当)が備えられている。
【0015】以上の構成により図2に示すように、切換スイッチ29が自動変速状態側に操作された状態において(ステップS1)、脱穀センサー27がON状態(脱穀クラッチ17が入り状態)(ステップS2)で、株元センサー28がON状態(刈り取られた穀稈が搬送装置6に挟持されている状態)(ステップS3)の場合、実際の刈取作業状態と判断されて自動変速状態が設定される。
【0016】次に回転数センサー25によりエンジン12の回転数が検出され(ステップS4)、この回転数の検出値と設定値(作業能率等の面で最適なエンジン12の回転数)とが比較されて(ステップS5)、回転数の検出値と設定値とが等しいと無段変速装置14が現在の変速位置に保持されるのであり(ステップS6)、回転数の検出値が設定値よりも低いと作業負荷が大きいと判断されて、モータ24により無段変速装置14が低速側に変速操作される(ステップS7)。
【0017】回転数の検出値が設定値よりも高いと作業負荷が小さいと判断されて、モータ24により無段変速装置14が高速側に変速操作される(ステップS8)。この場合、図1の速度設定器30によりこの自動変速状態での上限速度が事前に設定されているので、ステップS8において無段変速装置14が高速側に変速操作される際に、図1の車速センサー26で検出される機体の走行速度が上限速度に達すると(ステップS9)、それ以上高速側には変速操作されず、無段変速装置14が上限速度に対応する変速位置に保持される(ステップS10)。
【0018】この実際の刈取作業状態での自動変速状態において、これと同時に前述の昇降制御手段による刈取部2の自動的な昇降操作、及び操向制御手段による機体の進行方向の自動的な変更操作が行われている。この場合、昇降制御手段による刈取部2の自動的な昇降操作の設定時間当たりの回数(頻度)が、この設定時間毎に検出されて、この回数(頻度)が設定値以上になると、速度設定器30で設定される上限速度が所定の割合(例えば10%)だけ低速側に変更操作される。このような変更操作を行っても回数(頻度)が設定値以上であると、上限速度がさらに所定の割合だけ低速側に変更操作されるのであり、回数(頻度)が設定値未満になると上限速度がひとつ前の上限速度(高速側)に戻し操作される。
【0019】そして、操向制御手段による機体の進行方向の自動的な変更操作の設定時間当たりの回数(頻度)が、この設定時間毎に検出されて、この回数(頻度)が設定値以上になると、速度設定器30で設定される上限速度が所定の割合(例えば10%)だけ低速側に変更操作される。このような変更操作を行っても回数(頻度)が設定値以上であると、上限速度がさらに所定の割合だけ低速側に変更操作されるのであり、回数(頻度)が設定値未満になると上限速度がひとつ前の上限速度(高速側)に戻し操作される。
【0020】〔別実施例〕図1の構成において、回転数センサー25によりエンジン12の回転数を検出するのではなく、回転数センサー25により脱穀装置3の扱胴(図示せず)の回転数を検出して、扱胴の回転数が設定値に維持されるように無段変速装置14を変速操作するように構成してもよい。走行用の無段変速装置14としては静油圧式以外に、ベルト式やテーパーコーン式等を使用してもよい。
【0021】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。




 

 


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