特許 7161706 コンバイン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-19

(45)【発行日】2022-10-27

(54)【発明の名称】コンバイン

(51)【国際特許分類】

   A01D 69/00 20060101AFI20221020BHJP

   A01D 69/03 20060101ALI20221020BHJP

   A01D 41/12 20060101ALI20221020BHJP

   A01D 69/06 20060101ALI20221020BHJP

【ＦＩ】

A01D69/00 303Z

A01D69/03

A01D41/12 D

A01D69/06

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020195796

(22)【出願日】2020-11-26

(65)【公開番号】P2022084134

(43)【公開日】2022-06-07

【審査請求日】2020-12-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002321

【氏名又は名称】弁理士法人永井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長友 伸晃

【審査官】中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１６１０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０５１２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第４０２５４１２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平０６－０５８４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０４２６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２３６８５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｄ ４１／００ － ４１／１６

Ａ０１Ｄ ６７／００ － ６９／１２

Ｆ１６Ｈ ６１／３８ － ６１／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン（Ｅ）を搭載した機体フレーム（１）の下側に走行装置（２）を設け、該機体フレーム（１）の前側に刈取装置（３）を設け、該刈取装置（３）の後方に操縦部（５）を設けたコンバインにおいて、
前記エンジン（Ｅ）と走行装置（２）の伝動経路の間に、前記エンジン（Ｅ）の出力回転速度の増減速と回転方向の切替えを行う無段変速装置（２７）を設け、
前記操縦部（５）のサイドパネル（１１）に、前記無段変速装置（２７）を操作する変速レバー（２５）を設け、
前記変速レバー（２５）を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合における走行装置（２）の走行速度が、設定走行速度（Ｖ）以下の低速の場合には、第１制動時間（Ｔ１）を予め設定して、前記設定走行速度（Ｖ）よりも高速の場合には、前記第１制動時間（Ｔ１）よりも長い第２制動時間（Ｔ２）を予め設定し、
前記走行装置（２）に伝動される無段変速装置（２７）から出力される回転速度を、前記第１制動時間（Ｔ１）又は第２制動時間（Ｔ２）内に停止する構成と、
前記変速レバー（２５）を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合における無段変速装置（２７）の油圧に基づいて制動時間（Ｔ）を算出して、
前記走行装置（２）に伝動される無段変速装置（２７）から出力される回転速度を、前記制動時間（Ｔ）内に停止する構成と備えることを特徴とするコンバイン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、走行装置の走行速度の増減速を行う無段変速装置を備えたコンバインに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来のコンバインにおいて、圃場や穀稈の状態に合わせて変速レバーを操作して走行装置の走行速度の増減速を行う技術が知られている。（特許文献１参照）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－２０３４６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の技術では、変速レバーを走行装置の走行速度を増速させている前側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合には、走行装置の急停止に伴う反動による大きな衝撃が機体に加わる恐れがあった。

【0005】

そこで、本発明の主たる課題は、機体に加わる走行装置の停止に伴う反動による衝撃を低減したコンバインを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決した本発明は次のとおりである。
すなわち、請求項１記載の発明は、エンジン（Ｅ）を搭載した機体フレーム（１）の下側に走行装置（２）を設け、該機体フレーム（１）の前側に刈取装置（３）を設け、該刈取装置（３）の後方に操縦部（５）を設けたコンバインにおいて、
前記エンジン（Ｅ）と走行装置（２）の伝動経路の間に、前記エンジン（Ｅ）の出力回転速度の増減速と回転方向の切替えを行う無段変速装置（２７）を設け、前記操縦部（５）のサイドパネル（１１）に、前記無段変速装置（２７）を操作する変速レバー（２５）を設け、前記変速レバー（２５）を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合における走行装置（２）の走行速度が、設定走行速度（Ｖ）以下の低速の場合には、第１制動時間（Ｔ１）を予め設定して、前記設定走行速度（Ｖ）よりも高速の場合には、前記第１制動時間（Ｔ１）よりも長い第２制動時間（Ｔ２）を予め設定し、前記走行装置（２）に伝動される無段変速装置（２７）から出力される回転速度を、前記第１制動時間（Ｔ１）又は第２制動時間（Ｔ２）内に停止する構成と、前記変速レバー（２５）を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合における無段変速装置（２７）の油圧に基づいて制動時間（Ｔ）を算出して、前記走行装置（２）に伝動される無段変速装置（２７）から出力される回転速度を、前記制動時間（Ｔ）内に停止する構成と備えることを特徴とするコンバインである。

【0007】

【0008】

【発明の効果】

【0009】

請求項１記載の発明によれば、エンジン（Ｅ）と走行装置（２）の伝動経路の間に、エンジン（Ｅ）の出力回転速度の増減速と回転方向の切替えを行う無段変速装置（２７）を設け、操縦部（５）のサイドパネル（１１）に、無段変速装置（２７）を操作する変速レバー（２５）を設け、変速レバー（２５）を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合における走行装置（２）の走行速度が、設定走行速度（Ｖ）以下の低速の場合には、第１制動時間（Ｔ１）を予め設定して、設定走行速度（Ｖ）よりも高速の場合には、第１制動時間（Ｔ１）よりも長い第２制動時間（Ｔ２）を予め設定し、走行装置（２）に伝動される無段変速装置（２７）から出力される回転速度を、第１制動時間（Ｔ１）又は第２制動時間（Ｔ２）内に停止する構成と、変速レバー（２５）を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合における無段変速装置（２７）の油圧に基づいて制動時間（Ｔ）を算出して、走行装置（２）に伝動される無段変速装置（２７）から出力される回転速度を、制動時間（Ｔ）内に停止する構成と備えるので、走行装置（２）の走行速度が設定走行速度（Ｖ）以下の低速の場合には、走行装置（２）を短時間に停止させることができる。また、走行装置（２）の走行速度が設定走行速度（Ｖ）よりも高速の場合には、走行装置（２）の急停止の反動に伴う衝撃を軽減することができる。

【0010】

【0011】

変速レバー（２５）を中立姿勢にした操作した操作時の無段変速装置（２７）の負荷を示す油圧に応じて、より適切な制動時間（Ｔ）を設定することができ、走行装置（２）をより短時間に、且つ、走行装置（２）の急停止の反動に伴う衝撃をより軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】コンバインの正面図である。

【図2】コンバインの平面図である。

【図3】コンバインの左側面図である。

【図4】刈取装置の駆動機構の説明図である。

【図5】無段変速装置のトラニオン軸の回動方法の説明図である。

【図6】コントローラの接続図である。

【図7】無段変速装置から出力される回転速度の減速方法の説明図であり、（ａ）は回転速度が遅い場合、（ｂ）は回転速度が速い場合を示している。

【図8】走行装置の走行速度に基づいて無段変速装置から出力される回転速度をゼロにする制動時間を設定する説明図である。

【図9】無段変速装置の負荷に基づいて無段変速装置から出力される回転速度をゼロにする制動時間を設定する説明図である。

【図10】主制御装置と副制御装置の接続図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１～３に示すように、コンバインは、機体フレーム１の下側に土壌面を走行する左右一対のクローラからなる走行装置２が設けられ、機体フレーム１の前側に圃場の穀稈を収穫する刈取装置３が設けられている。また、刈取装置３の後方左側部に刈取装置３で収穫された穀稈を脱穀・選別処理する脱穀装置４が設けられ、刈取装置３の後方右側部に操縦者が搭乗する操縦部５が設けられている。

【0014】

操縦部５の下側には、エンジンを搭載するエンジンルーム６が設けられ、操縦部５の後側には、脱穀装置４で脱穀・選別処理された穀粒を貯留するグレンタンク７が設けられ、グレンタンク７に貯留された穀粒は、グレンタンク７に連結された排出オーガ（図示省略）によって外部に排出される。

【0015】

操縦部５の操縦席の前方には、フロントパネル１０が設けられ、操縦席の左方には、サイドパネル１１が設けられている。

【0016】

フロントパネル１０の左部には、走行装置２の走行速度等の表示、後述する設定走行速度Ｖ、第１制動時間Ｔ１、第１制動時間Ｔ１よりも長い第２制動時間Ｔ２を入力可能なタッチパネル式のモニタ２１が設けられ、右部には、走行装置２の旋回や刈取装置３の昇降を操作する操作レバー２２が設けられている。

【0017】

サイドパネル１１の前部には、エンジンから出力された出力回転速度の増減速と回転方向の切替えを行う無段変速装置２７を操作する主変速レバー（請求項における「変速レバー」）２５が設けられ、主変速レバー２５の後側には、無段変速装置２７から出力された回転速度の増減速を行うトランスミッション２８を操作する副変速レバー２６が設けられている。

【0018】

主変速レバー２５の操作角度は、主変速レバー２５の下部に装着されたポテンションメータ等の角度センサ２５Ａで測定され、副変速レバー２６の操作角樋は、副変速レバー２６の下部に装着されたポテンションメータ等の角度センサ２６Ａで測定されている。また、無段変速装置２７の負荷は、無段変速装置２７内の油圧を測定する無段変速装置２７に装着された圧力センサ２７Ａで測定され、トランスミッション２８の出力軸４３の回転速度、すなわち、走行装置２の走行速度は、トランスミッション２８に装着された回転センサ２８Ａで測定されている。

【0019】

図４に示すように、エンジンから出力された出力回転速度は、プーリ３０を介して無段変速装置２７の入力軸３１に伝動される。入力軸３１に伝動された回転速度は、無段変速装置２７内で増減速等された後に、出力軸３２に出力される。

【0020】

出力軸３２に出力された回転速度は、出力軸３２の固定されたギヤ３３を介してギヤ３４に伝動される。なお、ギヤ３４は、出力軸３５に回転自在に固定されている。ギヤ３４に伝動された回転速度は、ギヤ３６を介してカウンタ軸３７に伝動される。

【0021】

カウンタ軸３７に伝動された回転速度は、ギヤ４０を介してギヤ４１に伝動される。ギヤ４１に伝動された回転速度は、ギヤ４２を介して出力軸４３に伝動される。出力軸４３に伝送された回転速度は、走行装置２に伝動されて走行装置２を駆動する。

【0022】

カウンタ軸３７に伝動された回転速度は、カウンタ軸３７に固定されたギヤ５０又はギヤ５１を介してギヤ５２に連動され、ギヤ５２に伝動された回転速度は、キー（図示省略）を介して出力軸３５に伝動される。

【0023】

ギヤ５２は、ピッチ径が異なるギヤを併設して形成されている。本実施形態では、ギヤ５２は、ギヤ５０に係合するギヤ５２Ａと、ギヤ５１に係合するギヤ５２Ａよりもピッチ径が大きいギヤ５２Ｂが併設されている。また、ギヤ５２は、副変速レバー２６で操作されるシフタ５３を介して出力軸３５上を左右方向に移動する。これにより、トランスミッション２８の左右方向の長さを抑制することができ、無段変速装置２７とトランスミッション２８からなる伝動装置を小型化することができる。

【0024】

出力軸３５に伝動された回転速度は、クラッチ５４を介して回転軸５５に伝動される。回転軸５５に伝動された回転速度は、回転軸５５に固定されたプーリ５６、ベルト（図示省略）を介して刈取装置３に伝動されて刈取装置３を駆動する。これにより、出力軸３５に伝動された回転速度を回転軸５５に簡易な構造で伝動、又は、伝動を遮断することができる。なお、クラッチ５４としては、出力軸３５に伝動された回転速度は回転軸５５に伝動可能であるが、回転軸５５に伝動された回転速度は出力軸３５に伝動することができないワンウエイクラッチを使用するのが好ましい。

【0025】

図５に示すように、無段変速装置２７のトラニオン軸６０には、扇形ギヤ６１が支持され、扇形ギヤ６１の外周部に形成されたギヤには、前進用モータ６２の出力軸に設けられたキヤ６２Ａと、後進用モータ６３の出力軸に設けられたキヤ６２Ａが係合している。これにより、主変速レバー２５の操作角度を測定する角度センサ２５Ａの測定値に基づいて前進用モータ６２と後進用モータ６３を駆動して無段変速装置２７のトラニオン軸６０を回動してエンジンから出力された出力回転速度の増減速と回転方向の切替えを行うことができる。

【0026】

また、図５には、無段変速装置２７のトラニオン軸６０を扇形ギヤ６１を介して前進用モータ６２と後進用モータ６３で回動させる形態を図示しているが、無段変速装置２７のトラニオン軸６０にアームを支持し、このアームの外周部に前進用ソレノイドで駆動される前進用シリンダと後進用ソレノイドで駆動される後進用シリンダを連結する形態にすることもできる。

【0027】

主変速レバー２５を中立姿勢にした場合には、無段変速装置２７から出力される回転速度はゼロになる。主変速レバー２５を中立姿勢から前側傾斜姿勢した場合には、無段変速装置２７から出力される回転方向はエンジンから伝動された回転方向と同じ正回転となり、前側傾斜姿勢の傾斜角度が大きくなると無段変速装置２７から出力される回転速度が速くなり、前側傾斜姿勢の傾斜角度が小さくなると無段変速装置２７から出力される回転速度が遅くなる。主変速レバー２５を中立姿勢から後側傾斜姿勢した場合には、無段変速装置２７から出力される回転方向はエンジンから伝動された回転方向と逆さの逆回転となり、後側傾斜姿勢の傾斜角度が大きくなると無段変速装置２７から出力される回転速度が速くなり、後側傾斜姿勢の傾斜角度が小さくなると無段変速装置２７から出力される回転速度が遅くなる。

【0028】

副変速レバー２６を低速位置に傾斜させた場合には、無段変速装置２７から伝動された回転速度はトランスミッション２８で減速されて走行装置２や刈取装置３に伝動され、中速位置に傾斜させた場合には、無段変速装置２７から伝動された回転速度は増減速されず走行装置２や刈取装置３に伝動され、高速位置に傾斜させた場合には、無段変速装置２７から伝動された回転速度は増速されて走行装置２や刈取装置３に伝動される。

【0029】

＜コントローラの接続図＞
図６に示すように、コンバインの制御装置１５は、ＣＰＵ等からなる処理部１６と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ等からなる記憶部１７から形成されている。

【0030】

処理部１６は、設定された第１制動時間Ｔ１、第２制動時間Ｔ２に基づいて前進用モータ６２と後進用モータ６３を駆動して第１制動時間Ｔ１、第２制動時間Ｔ２内に無段変速装置２７の出力軸３２から出力される回転速度をゼロにする。これにより、主変速レバー２５を前側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合や後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した場合の衝撃を低減することができる。

【0031】

記憶部１７には、主変速レバー２５を中立姿勢にした場合における回転センサ２８Ａの測定値に基づいて無段変速装置２７の出力軸３２から出力される回転速度がゼロになるまでの第１制動時間Ｔ１、第２制動時間Ｔ２等が保存されている。

【0032】

制御装置１５の入力側には、第１制動時間Ｔ１、第２制動時間Ｔ２等を入力するモニタ２０と、主変速レバー２５の傾斜角度を測定する角度センサ２５Ａと、副変速レバー２６の傾斜角度を測定する角度センサ２６Ａと、無段変速装置２７の油圧を測定する圧力センサ２７Ａと、トランスミッション２８の出力軸４３の回転速度を測定する回転センサ２８Ａが所定の入力インターフェース回路を介して接続されている。

【0033】

制御装置１５の出力側には、無段変速装置２７のトラニオン軸６０を回動させる前進用モータ６２と後進用モータ６３が所定の出力インターフェース回路を介して接続されている。

【0034】

＜走行装置の停止方法＞
先ず、制御装置１５の処理部１６は、主変速レバー２５を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作されて角度センサ２５Ａの測定値が予め設定した中立姿勢時の設定値になった場合には、トランスミッション２８に装着された回転センサ２８Ａの測定値、すなわち、走行装置２の走行速度を読取る。

【0035】

次に、処理部１６は、走行装置２の走行速度が予め設定した設定走行速度Ｖ以下と判断した場合には、図７（ａ）に示すように、前進用モータ６２と後進用モータ６３を駆動して予め設定された第１制動時間Ｔ１内に走行装置２の走行速度をゼロ、すなわち、無段変速装置から出力される回転速度をゼロにする。これより、走行装置２の走行速度が設定走行速度以下の場合には、走行装置２を短時間に停止させることができる。

【0036】

一方、処理部１６は、走行装置２の走行速度が予め設定した設定走行速度Ｖよりも速いと判断した場合には、図７（ｂ）に示すように、前進用モータ６２と後進用モータ６３を駆動して第２制動時間Ｔ２内に走行装置２の走行速度をゼロ、すなわち、無段変速装置から出力される回転速度をゼロにする。これより、走行装置２の走行速度が設定走行速度よりも速い場合には、走行装置２の急停止の反動に伴う衝撃を軽減することができる。

【0037】

設定走行速度Ｖ、第１制動時間Ｔ１、第２制動時間Ｔ２は、操縦部５のモニタ２０によって入力することができる。これにより、土壌の状態、刈取る穀稈の種類に応じて設定走行速度Ｖ等を容易に変更することができる。

【0038】

また、主変速レバー２５を前側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した後に、主変速レバー２５を中立姿勢から後側傾斜姿勢に操作した場合、あるいは、主変速レバー２５を後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作した後に、主変速レバー２５を中立姿勢から前側傾斜姿勢に操作した場合には、所定の時間が経過するまで前進用モータ６２と後進用モータ６３は駆動を牽制するこが好まし。これにより、メカロックを防止して、前進用モータ６２と後進用モータ６３の破損を防止することができる。

【0039】

図８に示すように、主変速レバー２５を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作されて角度センサ２５Ａの測定値が予め設定した中立姿勢時の設定値になった場合におけるトランスミッション２８に装着された回転センサ２８Ａの測定値、すなわち、走行装置２の走行速度に基づいて制動時間Ｔを算出するのが好ましい。これにより、主変速レバー２５を中立姿勢にした操作した操作時の走行装置２の走行速度に応じて、より適切な制動時間Ｔを設定することができ、走行装置２をより短時間に、且つ、走行装置２の急停止による衝撃をより軽減することができる。

【0040】

図９に示すように、主変速レバー２５を前側傾斜姿勢又は後側傾斜姿勢から中立姿勢に操作されて角度センサ２５Ａの測定値が予め設定した中立姿勢時の設定値になった場合における無段変速装置２７に装着された圧力センサ２７Ａの測定値、すなわち、無段変速装置２７の負荷を示す油圧に基づいて制動時間Ｔを算出するのが好ましい。これにより、主変速レバー２５を中立姿勢にした操作した操作時の無段変速装置２７の負荷に応じて、より適切な制動時間Ｔを設定することができ、走行装置２をより短時間に、且つ、走行装置２の急停止による衝撃をより軽減することができる。なお、無段変速装置２７の負荷が高い場合には、概して走行装置２の走行速度が速く、無段変速装置２７の負荷が低い場合には、概して走行装置２の走行速度は遅い。

【0041】

＜制御装置の接続＞
図１０に示すように、制御装置１５は、主制御装置１５Ａと、主制御装置１５Ａと同一の機能を有する副制御装置１５Ｂが並列に接続され、スイッチ６５を切替えて主制御装置１５Ａと副制御装置１５Ｂを選択して使用することができる。これにより、主制御装置１５Ａに短絡等の故障が発生した場合には、スイッチ６５を切替えて副制御装置１５Ｂすることができるので機器の信頼性を高めることができる。

【0042】

主制御装置１５Ａと副制御装置１５Ｂの出力側には、無段変速装置２７から出力される回転速度の増減速を行う前進用モータ６２、後進用モータ６３と、副変速モータ６４が出力インターフェース回路を介して接続されている。

【符号の説明】

【0043】

１ 機体フレーム
２ 走行装置
３ 刈取装置
５ 操縦部
１１ サイドパネル
２５ 主変速レバー（変速レバー）
２７ 無段変速装置
Ｅ エンジン
Ｔ 制動時間
Ｔ１ 第１制動時間
Ｔ２ 第２制動時間
Ｖ 設定走行速度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】