JP5264265B2 - 砂糖きび収穫機 - Google Patents

Description

この発明は、砂糖きび収穫機、具体的には自走式の砂糖きび収穫機のクロップディバイダーに関するものであり、クロップディバイダーによる分離能力（砂糖きびの絡みを分離・分解する能力）を高めることができ、さらにまた、砂糖きび収穫機の旋回性を向上させることができるものである。そしてまた、エタノール用砂糖きび等（茎が細くて長い砂糖きび）の収穫作業において高い分離能力を発揮し、これによって砂糖きびの取りこぼされる率を可及的に小さくすることができるものである。

自走式の砂糖きび収穫機（ハーベスター）の全体構成は図４に示すようなものであり（特許第３７１０４５６号公報）。この従来の砂糖きび収穫機ではその前方にクロップディバイダー１があり、その後方にベースカッター２があり、ベースカッター２の直ぐ後方に引き込みローラー３があり、引き込みローラー３の後方に搬送コンベア４があり、さらに搬送コンベア４の上方に細断装置５があり、さらに細断装置５の後方に風選装置６がある。

砂糖きび収穫機が前進することで砂糖きびが、クロップディバイダー１で引き起こされつつ当該クロップディバイダー１の懐Ａに取り込まれ、懐Ａに取り込まれた砂糖きびがその根元をベースカッター２で切断される。砂糖きびはその根元が切断されると前方に押し倒されて根元が後方に向けられ、その根元から引き込みローラー３に引き込まれる。引き込みローラー３に引き込まれた砂糖きびは、搬送コンベア４で後方に搬送され、細断装置５に送り込まれて所定長さに細断され、風選装置６でトラッシュと分別される。

クロップディバイダー１はフレーム１３に支持された左右の螺旋ロール１１、すくい爪１２等からなるものであり、昇降シリンダー１４で昇降操作されるものであり、根切りされた砂糖きびを隣の畝の砂糖きびから分離させつつ根切りされた砂糖きびを引き込みローラー３の方に案内するものである。このクロップディバイダー１は、正面視で左右一対の螺旋ロール１１，１１を備えており、その下端に、倒伏している砂糖きびをすくい上げるためのすくい爪１２が設けられている（図５参照）。

上記螺旋ロール１１に対する従来の支持機構及びその昇降機構の概略は図３に示すとおりである。螺旋ロール１１は内側の大径ロール１１ａと外側の小径ロール１１ｂとを備えている（図５）のが一般的で、これらがフレーム１３に取り付けられている。フレーム１３が上部リンク１５、下部リンク１６で昇降自在に支持されており、昇降シリンダー１４で昇降される。
大径ロール１１ａが内側に回転していて、左右の大径ロール１１ａ，１１ａ間の空間（懐Ａ）に取り込まれた砂糖きびを大径ロール１１ａの螺旋ブレード２１で引き起こしつつ懐Ａの内方に掻き込み、外側の小径ロール１１ｂが外側に回転していて、外側の砂糖きび（図６の砂糖きびＰ２参照）をその螺旋ブレード２２で引き起こしつつ外方に押しやるようになっている。

刈り取り作業では左右のクロップディバイダー１の左右の螺旋ロール１１，１１が降ろされてその先端のすくい爪１２，１２が地面に近接している。砂糖きび収穫機が畝の端に達して旋回する（Ｕターンする）ときは、螺旋ロール１１が引き上げられ、すくい爪１２，１２が地面から大きく引き上げられた位置に保持される。

ところで、隣接する畝に生えている砂糖きびＰ１と隣の砂糖きびＰ２が絡み合っている（図６参照）と、砂糖きびＰ１，Ｐ２の間に螺旋ロール１１が割り込んで前進するとき、隣接する砂糖きびＰ１，Ｐ２が螺旋ロール１１を跨いでその両側で互いに引っ張り合う状態になる。そして、この状態でクロップディバイダー１の懐Ａ内の砂糖きびＰ１がベースカッター２で根切りされると、外側の砂糖きびＰ２は根がついているので、根切りされた砂糖きびＰ１が外側の砂糖きびＰ２に引っ張られる。また、根切りされた砂糖きびＰ１は砂糖きび収穫機の前進（螺旋ロール１１の前進）によって引き込みローラー３に向かって移動（相対的な移動）し、当該引き込みローラー３に引き込まれるのであるが、引き込みローラー３にすぐに引き込まれないと、外側の砂糖きびＰ２によって螺旋ロール１１の外側に引き出されてしまうことがある。そして、砂糖きびが長いほど、また倒伏して砂糖きびが強く絡み合っているほどこの傾向が強い。懐Ａから引き出されてしまっても砂糖きびＰ１は、隣接する砂糖きびＰ２が刈り取られるときにこれと一緒にクロップディバイダー１に取り込まれ、引き込みローラー３に引き込まれて行くが、横向きで反り返っている場合等は引き込みローラー３に旨く引き込まれずに取りこぼされてしまうことも多い。クロップディバイダー１の懐Ａが十分に深ければ、根切りされた砂糖きびＰ１が螺旋ロール１１の外方に抜け出てしまう可能性はそれだけ小さいが、懐Ａが浅いほど取りこぼされる可能性が高くなる。

他方、砂糖きび収穫機は、畝にそって走行し、畝の端部でＵターン（旋回）して次の畝に進入して刈り取り作業を再開する。クロップディバイダー１の左右の螺旋ロール１１の前方への張り出し長さ（上記懐Ａの深さ）が長いほど、旋回動作時の螺旋ロール１１の旋回半径（以下これを単に「旋回半径」という）が長くなり、刈り取られないままで残される部分の長さが長くなる。

以上のように、螺旋ロール１１の前方への張り出し長さが長いほど（クロップディバイダー１の懐Ａの深さが深いほど）砂糖きびの引き込みローラー３による引き込み効率は高い。しかし、螺旋ロール１１の前方への張り出し長さが長いほど旋回半径が大きくなるので刈り取り作業の能率が悪くなる。
以上のような事情の下で、砂糖きび収穫機については、砂糖きびを引き込みローラーに効率的に引き込むことができ、また、旋回半径が小さくてできるだけ畝の端まで刈り取れるようにすることが強く求められている。
特許第３７１０４５６号公報

そこで、この発明は、刈り取り作業時における螺旋ロールの前方への張り出し長さを長くし、他方、旋回時には上記張り出し長さを短くすることができるように螺旋ロール支持機構を工夫し、螺旋ロール支持機構が複雑にならないようにその張り出し長さ可変機構を工夫することをその課題とするものである。

クロップディバイダーの左右の螺旋ロールがフレームに回転自在に支持されており、当該フレームが上部リンクと下部リンクで昇降自在に支持され、下部リンクを昇降シリンダーで昇降させることによってフレームを昇降させるようになっている、砂糖きび収穫機を前提として、次の（イ）〜（ニ）によるものである。
（イ）上記下部リンクが伸縮自在のリンクであり、
（ロ）補助シリンダーが下部リンクに連結されており、
（ハ）上記補助シリンダーの伸縮によって下部リンクが伸縮するようになっており、
（ニ）下部リンクの伸縮によって螺旋ロールの下端が前後方向に出し入れされるようになっていること。

〔実施態様１〕
上記昇降シリンダーと上記補助シリンダーとが別個独立に操作されて上記螺旋ロールの下端の前後方向出し入れと螺旋ロールの昇降動作とが独立して操作されるようになっていること。
〔実施態様２〕
上記下部リンクが角形外パイプ材に角形内パイプ材が摺動自在に嵌合された伸縮リンクであること。
〔実施態様３〕
上記伸縮リンクの内パイプ材と補助シリンダーのピストンロッドとが金属製の一つの円筒状防護カバーでカバーされていること。

１．解決手段による効果
フレームに対する上部リンクによる前後方向支持位置は変わらないので、上部リンクによるフレームに対する支持は安定的で強固である。
他方、下部リンクによるフレームに対する前後方向支持長さは可変であるから、下部リンクが伸縮されると上記螺旋ロールの下部が前方に出し入れされてその前方への張り出し長さが変えられる。下部リンクが短いとき螺旋ロールの傾斜角度は大きく（図７（ａ）参照）、クロップディバイダーの懐の深さｈ１は浅い。

上記螺旋ロールが降ろされて刈り取り作業を開始するとき、下部リンクが伸張され、螺旋ロールの下端が前方に押し出される（図７（ｂ）参照）。このときの螺旋ロールの上部の前後方向位置は変わらないが、下部が大きく前方に押し出されることにより、螺旋ロールの傾斜角度が緩やかになり、クロップディバイダーの懐Ａの深さが増大される（図７（ｂ）におけるｈ２）。因みに、この明細書の記載における「懐」は左右の螺旋ロールの間の空間であり、その「深さ」はベースカッターから螺旋ロール先端までの前後方向長さに相当する。

砂糖きびが根切りされて螺旋ロール１１に沿って斜め前方に倒れ込んだとき、懐Ａが浅いとその根元近くが螺旋ロールに支えられることが多く（図７（ａ）参照）、このようになると、外側へ引っ張られ、根元が跳ね上がって引き込みローラーに取り込まれなくなり、その結果、取りこぼされる可能性が高くなる。これに対して、螺旋ロールの前方への張り出しが長くて懐Ａが深いと、上記のようにして取りこぼされる可能性は低くなる（以上、図７（ａ），（ｂ）参照）。
他方、螺旋ロールの前方への張り出し長さが長い（図７（ｂ）参照）と旋回半径が大きくて旋回性が悪いが、反対に下部リンクが短縮されて螺旋ロールの下端が後方に引き込められると（図７（ａ）参照）、その螺旋ロールの前方への張り出し長さが短縮されてその旋回半径が小さくなり、旋回性が向上する。

なお、上部リンクの長さは変わらない方が、螺旋ロール下端の前後方向の出し入れ操作が円滑で比較的安定する。しかし、上部リンクの長さが一定である必要は必ずしも無いから、下部リンクと同様に伸縮する構造にすることもできる（例えば実施例２）。この場合は、下部リンクとともに上部リンクが伸縮するので、螺旋ロールは前後方向にほぼ平行移動することになる。

２．実施態様１の効果
上記螺旋ロールの昇降シリンダーと上記補助シリンダーとが別個独立に操作されるようになっているので、螺旋ロールの前後方向への出し入れ操作と、昇降操作とを別々に行うことができる。したがって、刈り取られる砂糖きびの状態（砂糖きびの長さ、砂糖きびの倒伏状態、絡み具合など）に応じて、螺旋ロールの前方への張り出し長さを適宜加減することができ、また、下部リンクの長さを変化させることなしに、一定の長さのままで収穫作業を行うこともできる。

３．実施態様２の効果
上記下部リンクが角形の外パイプ材に角形の内パイプ材が摺動自在に嵌合された伸縮リンクであるので、下部リンクの強度・剛性を高くすることができ、また、その伸縮動作の方向が下部リンクの長さ方向であり、したがって、下部リンクを伸縮させる動きが懐Ａ内の砂糖きび等で阻害されることはなく、スムーズになされる。

４．実施態様３の効果
上記伸縮リンクの内パイプ材及び補助シリンダーのピストンロッドが金属製の円筒状防護カバーでカバーされているので、下部リンク（伸縮リンク）の内パイプ材の摺動面、補助シリンダーのピストンロッドの摺動面が塵埃や泥から防護される。

次いで図面を参照して実施例を説明する。
〔実施例１〕
図１に示す実施例１の基本構造は図３の従来例と同じであり、上部リンク１５と下部リンク３０を有し、下部リンク３０はその外力に対する強度や剛性を高くするために、左右の縦材３１，３１の両端を横材３３で繋いで一体化した、平面形状がいわば梯子形のリンクである。

上部リンク１５は従来例のそれと同じである。下部リンク３０の縦材３１は六角の外パイプ材３１ａに内パイプ材３１ｂを摺動自在に嵌合させて構成した伸縮ロッドであり、左右の縦材３１の両端を横材３３で繋いで一体にしている。両端の横材３３のブラケット３３ａ、３３ｂにボス３４ａ、３４ｂが設けられている。また、横材３３、ボス３４ａ，３４ｂからフランジ３５，３５ｂを突設し、このフランジ３５，３５ｂに補助シリンダー３８の両端を連結している。これによって、伸縮自在の下部リンク３０と補助シリンダー（油圧シリンダー）３８は一緒に伸縮する。
下部リンク３０の内パイプ材３１ｂと補助シリンダー３８のピストンロッド３８ａが上下に重なっており、内パイプ材３１ｂの外端に金属製の円筒状防護カバー３２の一端が固定されており、これによって上記内パイプ材３１ｂと補助シリンダー３８のピストンロッド３８ａとがカバーされていて、これによってこれらの摺動部が塵埃や泥から防護されている。

下部リンク３０の長さ、その伸縮ストロークは、作業機の使い勝手を勘案して適宜選択すべき設計的な事項であるが、因みにいえばこの実施例１では、下部リンクの最大長さが６８０ｍｍであり、その伸縮ストロークが２５０ｍｍである。
この実施例１の懐Ａの深さｈ（下部リンク３０が伸長しているときの懐Ａの深さであって螺旋ロール１１の下端からベースカッター２の中心までの前後方向長さ）はほぼ１８８０ｍｍであり、螺旋ロール１１の下端の前後方向移動長さは上記のとおり２５０ｍｍである。螺旋ロール１１の下端を下部リンク３０を伸張させて前方に押し出すことにより、従来のものよりもその懐Ａを２５０ｍｍだけ深くしている（本発明の懐Ａの深さｈ２−従来例の懐Ａの深さｈ１＝２５０ｍｍ(図７)）。これで懐を深くしたことによる効果は顕著である。

螺旋ロール１１の下端の前方への張り出し長さがあまり長いと、クロップディバイダーによって砂糖きび収穫機が左右方向に強く押されることになるので、その走行の安定性が低下する。
下部リンク３０の伸長による螺旋ロール下端の前方への押し出しストロークの最適な長さは作業機の大きさ等で異なるので、個々の作業機毎に適宜選択する他はないが、概略的には最大で３００ｍｍ程度が実際的である。

〔操作〕
螺旋ロール１１の前後方向への出し入れ操作と昇降操作とをどのように関連させるかは、砂糖きび収穫機の使い勝手に影響することである。
刈り取り作業中は螺旋ロール１１の張り出し長さが変わらない方が好ましく、他方、螺旋ロール１１下端のすくい爪１２の上下方向位置を畝底の凹凸に合わせて微妙に上げ下げする（寸動操作）必要があるので、基本的には刈り取り作業中は補助シリンダー３８は動かず、昇降シリンダー１４が微小に伸縮されることになる。したがって、螺旋ロール下端の前後方向への出し入れ操作と昇降操作とは互いに別個になされる必要がある。この要求に適うようにするために、補助シリンダーの操作弁５０と、昇降シリンダーの操作弁５０を別個に設け、これらの操作弁５０が個別の操作レバー５２で操作されるようにしている（図１−２）。

〔実施例２〕
図２に下部リンクを屈曲リンクで構成した例を示している。この例では下部リンクに合わせて上部リンクを屈曲リンクにしている。すなわち、実施例２は上部リンク４６と下部リンク４８とが共に上方に屈曲する屈曲リンクであり、下部リンク４８の屈曲によって左右の螺旋ロール１１，１１がその姿勢をほぼ一定のままで昇降するようになっている例である。
実施例２の下部リンク４８は実施例１の下部リンク３０と同様に平面形状が梯子形のものであり、その前部４８ａと後部４８ｂが中央ピン４９で屈曲自在に連結されている。前部４８ａのブラケット４８ｃに補助シリンダー４４のピストンロッドを連結している（図２−１）。

なお、上部リンク４６は下部リンク４８と同様の平面形状のものであり、当該上部リンク４６の中央ピン４９に補助シリンダー４４のシリンダーヘッドが連結されている。これにより、昇降シリンダー１４の伸縮動作が縦方向の補助シリンダー４４で阻害されることはない。

この実施例２によるときは、補助シリンダー４４が縦方向に配置されているので、補助シリンダーが塵埃や泥をかぶることはない。また、螺旋ロール１１の前後方向への移動はほぼ平行移動であるから、下部リンク４８の前部４８ａが回動されたときも螺旋ロール１１の傾斜は変わらず、実施例１の場合のようにその傾斜が緩やかになるものではない。また、下部リンク４８の中央ピン４９を中心とする上下方向回動によって螺旋ロール１１を前後方向に移動させるものであるから、補助シリンダー４４の伸びに比して螺旋ロール１１下端の前後方向移動を大きくすることができる。この場合、下部リンク４８の前部４８ａが長いほど、また、前部４８ａの回転角度が大きいほど螺旋ロール１１の前後方向移動量は大きい。

は実施例１の側面図 （ａ）は実施例１の要部拡大図、（ｂ）は下部リンクの平面図、（ｃ）は外パイプ材の断面形状を示す図、（ｄ）は内パイプ材の断面形状を示す図 は補助シリンダーと昇降シリンダーの並列操作回路の１例を示す回路図 は実施例２の側面図 （ａ）は実施例２の要部拡大図、（ｂ）は下部リンクの平面図 は従来例の側面図 は従来の砂糖きび収穫機の全体側面図 はクロップディバイダーの正面図 は従来技術の問題点の説明図 はこの出願の発明の作用の説明図であって、（ａ）は従来の螺旋ロールと根切り前後の砂糖きびとの相関関係を模式的に示す側面図、（ｂ）は本発明の螺旋ロールと根切り前後の砂糖きびとの相関関係を模式的に示す側面図

符号の説明

１：クロップディバイダー
２：ベースカッター
３：引き込みローラー
４：搬送コンベア
５：細断装置
６：風選装置
１１：螺旋ロール
１１ａ：大径ロール
１１ｂ：小径ロール
１４：昇降シリンダー
１５，４６：上部リンク
１６，３０，４８：下部リンク
３１：縦材
３１ａ：外パイプ材
３１ｂ：内パイプ材
３８，４４：補助シリンダー
５０：操作弁
５２：操作レバー

Claims (5)

1. クロップディバイダーの螺旋ロールがフレームに回転自在に支持されており、当該フレームが上部リンクと下部リンクで支持され、下部リンクを昇降シリンダーで昇降させることによってフレームを昇降させるようになっている砂糖きび収穫機であって、
   上記下部リンクが伸縮自在のリンクであり、
   補助シリンダーが下部リンクに連結されており、
   上記補助シリンダーの伸縮によって下部リンクが伸縮するようになっており、
   上記下部リンクの伸縮によって螺旋ロールの下端が前後方向に出し入れされるようになっていることを特徴とする砂糖きび収穫機。
2. 上記昇降シリンダーと上記補助シリンダーとが別個独立に操作されて上記螺旋ロールの下端の前後方向出し入れと螺旋ロールの昇降とが独立して操作されるようになっていることを特徴とする請求項１の砂糖きび収穫機。
3. 上記下部リンクが角形の外パイプ材に角形の内パイプ材が摺動自在に嵌合された伸縮リンクであることを特徴とする請求項１の砂糖きび収穫機。
4. 上記伸縮リンクの内パイプ材と補助シリンダーのピストンロッドとが金属製の一つの円筒状防護カバーでカバーされていることを特徴とする請求項３の砂糖きび収穫機。
5. クロップディバイダーの螺旋ロールがフレームに回転自在に支持されており、当該フレームが上部リンクと下部リンクで支持され、下部リンクを昇降シリンダーで昇降させることによってフレームを昇降させるようになっている砂糖きび収穫機であって、
   上記上部リンクと下部リンクが共に屈曲リンクであり、
   補助シリンダーが上記上部リンクと下部リンクの間に連結されており、
   上記補助シリンダーの伸縮によって下部リンクの前部が回動するようになっており、
   上記下部リンクの前部の回動によって上記螺旋ロールが前後方向に出し入れされるようになっていることを特徴とする砂糖きび収穫機。

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